CN111636786A - 车窗防夹自检控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车窗防夹自检控制***及方法，该方法包括：通过采用霍尔脉冲计数方式，结合电流纹波脉冲测算方式，结合红外传感器测算位移方式多渠道相互补正的方法测算车窗位移高度。根据综合补正后更精确的车窗位移数据，判断车窗是否进入防夹区域以及发动机熄火后车窗是否上升至顶的依据。结合红外线探测和语音识别提前实现防夹预警，在发动机熄火后，根据当前保留的车窗位移信息检查车窗是否关好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，具体而言，涉及一种车窗防夹自检控制***及方法。
背景技术
随着越来越多的汽车上安装电动门窗和天窗，潜在的危险也随之而来，电动门窗夹伤手指的事件时有发生，电动天窗致使儿童被夹死亡一事更是一度将电动门窗和天窗的安全性推上风口浪尖，并引起了整车厂、零部件企业和媒体的广泛关注和讨论。为了避免乘客受到伤害，电动门窗和天窗具备防夹功能已成为一种必然趋势。为保障人员的安全，我国与北美、欧洲、日本等许多国家和地区都出台了针对车窗与天窗的防夹功能的法规标准。
目前，现有的车窗防夹技术有以下几种方法：1.传统的方法是采用霍尔脉冲定位判断车窗上升高度是否进入防夹区域，根据检测的电流和变化率，判断是否超出阈值以此控制车窗升降；2.通过霍尔传感器和红外传感器结合的方式，通过红外传感器探测车窗上升位置与物体距离，ECU将控制继电器减小电机的转速，并通过霍尔传感器进行检测，当红外传感器将车窗与物体之间过近的距离信号传递给ECU时，ECU将强制霍尔传感器进行工作使车窗降至底部。3.采用霍尔脉冲计数方式计算电动车窗位置，结合语音识别技术提前防夹。4.分析电流纹波脉冲，计算转动角度，结合减速器减速比，得到车窗的移动距离，实现对车窗运动轨迹的测量。再根据车窗是否进入防夹区以及有无障碍物，发出车窗的升降指令。但这些方法在对车窗位移高度的测量上或多或少都会存在一些各自的误差，而车窗位移高度测算的准确度直接影响车窗防夹功能的实现。
为了综合上述几种方法的优点，减少在测算车窗位移高度上存在的误差，本发明提出一种车窗防夹自检控制***及方法，多渠道相互补正的方式测算当前车窗的位移高度，以便更好地实现车窗防夹自检控制功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种车窗防夹自检控制***及方法；用以解决现有的车窗控制中的夹手伤人安全性问题。
本发明实现发明目的采用如下技术方案：
本发明提供的一种车窗防夹自检控制***及方法，其特征在于：通过多渠道相互补正的方式测算车窗位移高度，结合红外线探测和语音识别提前实现防夹预警，在发动机熄火后检查车窗是否关好。
作为优选，上述的多渠道相互补正的方式，其特征在于：采用霍尔脉冲计数方式，结合电流纹波脉冲测算方式，结合红外传感器测算位移方式，三种方式相互补正计算当前车窗位移高度，由此判断车窗是否进入防夹区域以及发动机熄火后车窗是否上升至顶的依据。
本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：本方案通过结合多种方式更准确地测算车窗位移高度。同时，设置多道安全警戒线。第一道警戒线是通过红外线探测，处理器提前防夹预警。第二道警戒线是通过确定车窗障碍物阻力使车窗下降。第三道警戒线是通过语音识别***提前让车窗下降，以此来更灵活，更人性化地实现防夹功能。
附图说明
图1是本发明的功能模块图；
图2是本发明的组成模块图；
图3是霍尔脉冲计数测算车窗位置参数流程图；
图4是红外探测车窗位置参数与物***置流程图；
图5是电流纹波脉冲测算车窗位移参数流程图；
图6是语音模块流程图。
图7是发动机熄火车窗自检流程图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方案对本发明做进一步解释说明，本***包含以下方面。
方面1，模块：该车窗控制***的控制对象为车窗，该车窗可以指车身左右两侧的车窗，当然，还可以指天窗等车辆上其他位置的窗户。本实施例中，车窗以车身左右两侧的车窗为例。本***的功能模块图如图1所示。
本***的基本组成模块图如图2所示。其中，微处理器采用功能强大的STM32芯片作为优选，控制霍尔传感器，直流电机等。车载电源，电源管理模块为微控制器，语音识别模块，红外线传感器等提供电源。具体的硬件构成还包括减速器，柔性连接，车窗，滑轨，密封条等部件组成。由于其他的组成部分不是本申请的保护点，这里就不再赘述。
方面2，霍尔脉冲计数方式测算车窗位移参数。通过将一个霍尔半导体片放入磁场中，使一个恒定电流通过该片。在洛仑兹力的作用下，电流的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。霍尔电压随磁场的变化而变化从而发挥检测车窗电机电流变化的作用。电机运转使钢丝绳运动，从而使车窗移动，在车窗运动过程中电机转动次数与车窗移动距离成正比例关系，而电机转动一周使霍尔传感器产生信号，从车窗开始移动到结束，可以让单片机对信号计数，从而测算一个车窗当前位置参数。***霍尔脉冲计数测算车窗位置参数流程如图3所示。
方面3，红外探测方式探测车窗位移参数。对于该***，红外传感器用来检测车窗运行轨迹上是否有物体存在，所以红外传感器安装在车门内侧，位于车门顶部中间位置，更好地检测车窗上升的速度和位置，从而更加准确地判断霍尔传感器与微处理器等何时介入工作。***红外探测车窗位置参数与物***置流程如图4所示。
方面4，电流纹波脉冲测算车窗位移参数：通过STM32单片机对车窗电机电流进行采样，采用快速傅里叶变换(FFT)的方法来判断车窗是否遇到障碍物。通过硬件电路，得到了经过滤波处理的直流分量与交流分量。通过统计计数得到交流成分的频率f，在计数的同时，用FFT对数据进行处理，提取最低频率的大峰值，对应得到电机转速的信息，防止计数的方法出现异常时数据不稳定。***通过电流纹波脉冲测算车窗位移参数流程如图5所示。
方面5，通过上述三种方式相互补正可测算出更准确的车窗位移高度。当车发动的时候，当车窗前无障碍物时，车窗可以正常上升关闭。当车窗运动轨迹上存在障碍物时，红外线探测物体距离与车窗上升高度，结合霍尔脉冲计算，电流纹波过滤计算车窗当前位置，判断是否进入防夹区。这时，微处理器主动介入，降低车窗上升速度，发出防夹预警信号。
方面6，通过语音识别模块实现提前防夹预警。语音识别模块优选LD3320非特定语音识别芯片，该语音识别不针对特定音色音调的人，不需要对其进行语音训练，即使是不同年龄不同性别的人，只要说出同一个拼音的词语，它就能够识别，识别准确率高达95％。芯片内置非特定语音识别的DSP算法，支持动态添加50条识别指令，无需其它辅助器件即可完成语音识别。通信方式可选择并行方式或者串行SPI方式。这里优选SPI通信，SPI通信占用IO口少，传输速度快，本***SPI速度设为1M，这样效果较好。***语音模块流程如图6所示。
方面7，当发动机熄火后，启动***自检功能，根据当前保留的车窗位置信息，判断车窗是否上升至顶，若未上升至顶，则启动驱动程序关窗上锁。***在发动机熄火后车窗自检流程如图7所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种车窗防夹自检控制***及方法，其特征在于：通过多渠道相互补正的方式测算车窗位移高度，结合红外线探测和语音识别提前实现防夹预警，在发动机熄火后检查车窗是否关好。
2.根据权利要求1所述的多渠道相互补正的方式，其特征在于：采用霍尔脉冲计数方式，结合电流纹波脉冲测算方式，结合红外传感器测算位移方式，三种方式相互补正计算当前车窗位移高度，由此判断车窗是否进入防夹区域以及发动机熄火后车窗是否上升至顶的依据。
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