汽车一键式遥控集成关窗系统.pdf

汽车一键式遥控集成关窗系统 李应军 泛亚汽车技术中心有限公司 摘要 有别于传统的单个关窗功能 提出了一种新的汽车一键式遥控集成关窗系统 该系统采用带控 制模块和霍尔传感器的摇窗机和天窗系统 配合无线射频遥控系统 可以在驾驶员熄火离开汽车后 在车外有效 范围内自动同步关闭所有尚未关闭的车窗和天窗 主题词 门窗汽车研究 引言 随着汽车技术日新月异的发展 汽车不再仅 仅是单纯的代步工具 人们对汽车的安全性 舒适 性 便利性的要求与日俱增 这对汽车上各个子 系统和零部件都提出了越来越高的要求 汽车的门窗和天窗是车身上的重要零部件 它们给乘客提供了通风 换气 感受阳光 欣赏景 物等便利功能 根据操作方式的不同 汽车门窗 和天窗一般分为手动门窗和电动门窗两种类型 手动门窗由于必须靠手转动摇把或推拉来实现 开窗或关窗功能 操作比较麻烦 而且在高速行 驶的车辆上不利于安全驾驶 目前在轿车上的应 用越来越少 只有在中低档货车和大客车上比较 普遍 传统设计的汽车电动门窗和天窗 靠驾驶员 或乘客在车辆启动状态下通过操作车门玻璃升降 开关和天窗开关来控制玻璃的运动从而实现开窗 和关窗功能 比起手动门窗来说有很大的便利性 但它也有一定的局限性 当车辆熄火 驾驶员离开 汽车后就无法再控制门窗或天窗 这导致驾驶员 在熄火锁门之前需要确认所有的车窗是否关闭 由于汽车一般有4 个门窗 部分汽车还有1 个天 窗 如果要关窗必须逐一操作每一个门窗和天窗 控制开关 操作比较繁琐 并且容易忘记关闭某个 收稿日期 2 0 0 8 0 7 2 0 3 2 车窗 如果忘记关窗会使汽车的安全性大大下 降 可能引发车厢空间被外界污染或车内财物失 窃甚至导致车辆失窃 有别于传统的单个关窗功能 本文提出了一 种新的汽车一键式遥控集成关窗系统 该系统采 用带控制模块和霍尔传感器的摇窗机和天窗系 统 配合无线射频遥控系统 可以在驾驶员熄火离 开汽车后 在车外有效范围内按下遥控器上锁门 按钮的同时自动同步关闭所有尚未关闭的车窗和 天窗 该系统操作简便 安全可靠 体现了人性化 设计的理念 1 一键式遥控集成关窗系统构成 根据控制模块集成度的不同 一键式遥控集 成关窗系统可以有两种实现方式 一种是通过单 独的集成关窗控制模块来实现 如图l 所示 其中遥控器由驾驶员随身携带 接收器和集 成关窗控制模块单独设置在车身适当的部位 此 外 各个车门的车窗玻璃升降器控制模块分别被 集成在相应的车门内部 天窗玻璃 天窗控制模块 安装在车顶 另一种是集成模块的一键式遥控集成关窗系 统 图2 与图1 基本相同 唯一不同在于系统将 集成关窗控制模块集成在车身总控制模块中 这 种方式集成度更高 占用空间更小 更容易布置 上海汽车2 0 0 8 1 1 万方数据 图 鬯 接收器 制模 卜徽瞻号采集II 左前门车窗玻 升降器控制模 左后门车窗玻 升降器控制模 逻辑判断 二 信号发送 图1单独模块的一键式遥控集成关窗系统 其他输入信号 圉 澎 收器 l 拼 模块匿彘 熬I函 l 制模剥陛罩型 其他输出控制信号 I 寿前门车窗玻璃 I 升降器控制模块 陌后门车窗玻璃 G c 酐降器控制模块 幽 图2 集成模块的一键式遥控集成关窗系统 2 一键式遥控集成关窗系统工作原 理 在整个系统中 遥控器的作用是发出集成关 窗信号 该集成关窗信号为特定频率范围的加密 上海汽车2 0 0 8 1 1 无线射频电波 接收器的作用是接收遥控器发出 的信号 辨识信号的含义 并向集成关窗控制模块 发送该信号 集成关窗控制模块是整个系统的核 心 其与接收器直接相连 负责接收从接收器传来 的信号 并向所有的玻璃升降器控制模块发出集 成关窗信号 集成关窗控制模块包括彼此顺序相连的信号 采集模块 1 个逻辑判断模块以及1 个信号发送模 块 其中信号采集模块与接收器直接相连以接收 其发出的信号 逻辑判断模块判断该信号是否为 集成关窗信号 如果确定该信号确为集成关窗信 号 则通过信号发送模块经由其集成关窗信号引 脚C C 向所有的玻璃升降器控制模块发送已被确 认的集成关窗信号 3 左前门车窗玻璃升降器控制模块 内部结构图和工作原理 图3 所示为一键式遥控集成关窗系统中的左 前门车窗玻璃升降器控制模块的内部结构图 其 他车门车窗以及天窗的玻璃升降器控制模块的内 部结构与工作原理都与左前门车窗玻璃升降器控 制模块相同 图3 左前门车窗玻璃升降器控制模块内部结构图 从图3 可以看出 左前门车窗玻璃升降器控 3 3 璃块一一璃块玻模一一玻模窗制一一窗制 车控一 一车控 门器一 一门器前降一一后降右升一一右升 丽 万 一璃块一玻模西制军控一门器一前降巨 8 万方数据 制模块包括1 个摇窗机控制模块 1 个霍尔传感器 以及1 个摇窗机马达 其中摇窗机控制模块包括 彼此顺序相连的1 个信号采集模块 1 个逻辑判断 模块以及1 个信号发送模块 其中信号采集模块 通过其上的集成关窗信号引脚G C 与集成关窗控 制模块的信号发送模块的集成关窗信号引脚G C 直接相连 信号采集模块还通过其上的另一引脚 与霍尔传感器相连 信号发送模块直接与摇窗机 马达相连 左前门摇窗机控制模块输入共有5 个引脚 分别对应电源 接地 接收摇窗机上升 下降指令 的引脚 其与左前门摇窗机控制开关连接 左前门摇窗机控制模块和摇窗机马达相连 霍尔传感器也与左前门摇窗机控制模块相连 霍 尔传感器用于检测摇窗机马达的转速 如果玻璃 升到顶或降到底 则摇窗机马达的转速变为0 霍 尔传感器通知左前门摇窗机控制模块发出停止运 转信号 左前门摇窗机控制模块根据遥控机控制 开关和霍尔传感器发出信号 控制摇窗机马达正 转 反转或停止 从而控制左前门车窗玻璃的上 升 下降和停止 4 一键式遥控集成关窗系统的具体 实现 采用本文所述的一键式遥控集成关窗系统可 以实现对所有车门车窗和天窗的远程一键同步控 制 当驾驶员停车熄火离开汽车之后 按下遥控 器上的集成关窗按钮 为了方便和体现人性化 一 般将该按钮和锁门按钮整合在一起 遥控器向外 发射特定频率的无线加密射频电波 与遥控器已 经建立特定协议连接的接收器 将会收到遥控器 发出的信号 并辨识信号的含义 如果确认为集成 关窗信号 则向集成关窗功能控制模块发送一个 特定的信号 例如一个高电平信号或低电平信号 如图4 所示 该信号一般为1 0 0m 8 左右的方波 集成关窗控制模块在收到接收器发出的特定 信号后 将会同时向左前门 左后门 右前门 右后 门车窗玻璃升降器控制模块及天窗玻璃天窗控制 模块的集成关窗信号引脚G C 发出一个特定的高 3 4 上升 褰 高 低 下降 高 低 I l0 Il mi I 0 n 4 I 图4 高电平集成关窗信号 电平或低电平信号 当各个玻璃升降器控制模块中的摇窗机控制 模块的集成关窗信号引脚G C 接收到来自集成关 窗功能控制模块发出的这个特定信号后 集成关 窗功能被启动 所述特定信号可以为时长 1 0 0 4 1 0m s 的高电平或低电平信号 以左前门为例 在左前门摇窗机控制模块收 到集成关窗控制模块发出的高电平信号以后 左 前门摇窗机控制模块开始给左前门摇窗机马达供 电 使其运转 并带动左前门车窗上升 此时霍尔 传感器开始检测摇窗机马达的转速 如果转速大 于0 表明车窗没有关严 则通知左前门摇窗机控 制模块持续给左前门摇窗机马达供电 一直到左 前门玻璃处于完全关闭状态 霍尔传感器检测到 摇窗机马达转速变为0 则通知左前门摇窗机控制 模块切断给左前门摇窗机马达的供电 至此车窗 完全关闭 所有模块和马达的动作停止 5 结语 由于一键式遥控集成关窗系统需要在每个车 门内或天窗上增加一个摇窗机或天窗控制模块以 及霍尔传感器 成本增加比较大 一个摇窗机增加 1 0 0 元左右 集成关窗控制模块可以和车身控制模 块或中央门锁控制模块做在一起 成本增加不多 这样总计单车成本增加4 0 0 元左右 由于单车成 本增加较大 该功能适用于对价格相对不太敏感 的中高档车 不适用于低成本家庭轿车和货车 实际上目前很多中高档车甚至小型家庭轿车 都具有单个车窗自动上升 下降功能 要实现该功 下转第4 5 页 上海汽车2 0 0 8 1 1 万方数据 在当时情况下 U N E C E W P 2 9 成了开展这种世界 范围内汽车技术法规协调和统一工作的主要组 织 1 9 9 8 年6 月2 5 日 W P 2 9 在日内瓦制订 全球 性汽车技术法规协定书 简称 1 9 9 8 年协定书 世界各国以此协定书为法律框架 共同制修订全 球统一的汽车技术法规 我国是 1 9 9 8 年协定 书 的正式缔约国 1 9 9 8 年协定书 在法律地位上明确了原 U N E C E W P 2 9 作为开展全球汽车技术法规协调 和统一工作的国际组织 U N E C E W P 2 9 的名称随 之更改为 世界车辆法规协调论坛 W o r l dF o r u mf o rH a r m o n i z a t i o no fV e h i c l eR e g u l a t i o n s 仍简 称为W P 2 9 开始按照 1 9 9 8 年协定书 中规定的 程序规则制定全球统一的汽车技术法规 同时 W P 2 9 继续运作 1 9 5 8 年协定书 继续制修订 E C E 法规 目前 W P 2 9 在 1 9 9 8 年协定书 的法律框架 下正在组织制订的全球汽车技术法规共计1 7 项 2 0 0 4 年1 1 月1 8 日 关于门锁和车门保持件的全 球技术法规 草案 在联合国世界车辆法规协调论 上接第3 4 页 能要求每个车门或天窗都要配备一个摇窗机或天 窗控制模块以及霍尔传感器 对于这些车辆来 说 增加一键式遥控集成关窗功能只需要将车身 控制模块或中央门锁控制模块进一步扩展 将集 成关窗控制模块集成在其中 并将摇窗机和天窗 控制模块也进行功能性扩展 使其可以接受集成 关窗指令 这些功能性的扩展所需成本不高 一 般不超过几十元 所以一键式遥控集成关窗系统 可以在具有单个车窗自动上升 下降功能的车辆 上得到广泛应用 随着技术的发展 摇窗机或天 窗控制模块 霍尔传感器以及电子集成控制模块 的成本进一步降低 该系统韵应用前景会更加 广泛 一键式遥控集成关窗系统不但允许驾驶员同 步地关闭所有尚未关闭的车窗和天窗 操作简单 上海汽车2 0 0 8 1 1 坛 U N W P 2 9 第1 3 4 次会议的 全球汽车技术法 规协定书 缔约国大会上 获得了通过 待联合国 批准生效后 该法规成为首个正式出台的全球统 一汽车技术法规 这一天 对于中国汽车业而言 意义更加重大 该法规的表决通过意味着从这一 天起 中国的汽车技术法规正式与国际接轨 作 为 1 9 9 8 年协定书 的正式缔约国 我国享有对全 球统一汽车技术法规从立项到审查批准全过程的 投票表决权利 同时也有义务采用该技术法规 将 其引入中国的汽车技术法规体系中 A b s t r a c t T h es u p e r v i s i o na n dm a n a g e m e n ts y s t e mo fE U a n dU S Aa u t o m o b i l ep r o d u c t si sb r i e f l yi n t r o d u c e d A n dt h r e ea u t o m o b i l es y s t e m sa r ef o c u s e d i n c l u d i n g E u r o p e a nE E C E Cd i r e c t i v e sa n dU N E C Er e g u l a t i o n U S Aa u t o m o t i v et e