測試車窗誤防夾的方法與研究

回姝，岳宇鵬，戰偉

（中國第一汽車股份有限公司技術中心，吉林 長春 130011）

測試車窗誤防夾的方法與研究

回姝，岳宇鵬，戰偉

（中國第一汽車股份有限公司技術中心，吉林 長春 130011）

文章從實車測試的角度對車窗防夾功能的錯誤情況—誤觸發防夾進行測試方法的研究與探討。考慮到顛簸路面等外界因素的干擾，車窗在自動上升期間且無障礙物的情況下觸發防夾功能。如何在車輛上市前充分暴露此類缺陷是本文研究的重點。

電動窗；防夾力；誤防夾；總線信號

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-155-02

引言

現代社會中，汽車越來越成為人們不可缺少的代步工具，汽車市場也異常火爆，每一個人都會與汽車產生極為緊密的聯系，汽車工業逐漸成為各個國家的支柱型產業，對于推動國民經濟發展提高人民生活水平起到重要的推動作用[1]。電動車窗中自動功能的引入，使得車窗在自動上升的過程中,有夾傷乘客的危險。考慮到電動車窗存在潛在危險,一般在具有自動關閉功能的電動車窗上增加防夾功能[2]。防夾功能在顛簸路面等干擾存在的情況下會出現誤防夾現象。本文著重闡述測試誤防夾的方法，使誤防夾盡早暴露出來并加以解決，該測試方法為提高產品質量減少客戶抱怨起到至關重要的作用。

1、試驗背景

當汽車運行時，會遇到各種路面的情況，如道路顛簸會對車窗產生一個瞬時的加速度，該值可能大于防夾加速度，從而使系統產生誤觸發防夾功能。此項缺陷會對乘客帶來較大不便和困擾，如何在車門控制器的開發階段盡量早的暴露出來進行改正是開發人員需要考慮的問題，問題暴露的越早，整車的開發成本就越少。

2、防夾力測量工具

試驗車輛為一汽某款車型，防夾力測試裝置采用Sensor Development公司的夾緊力傳感器10293和顯示設備PMAC 3000測量車窗玻璃阻力的大小。防夾力需要符合歐洲74/60/EEC和美國FMVSS118標準[3]。GB11552-2009《乘用車內部凸出物》要求：測試設備的剛度為(10士0.5)N/mm，防夾力小于100N。

圖1 Sensor Development夾緊力測量裝置

3、試驗場地

為了充分模擬各種不同的路面顛簸對車窗上升期間的干擾,達到排除誤防夾可能性的目的,試驗場地選為環形多功能跑道。跑道類型主要分為：水泥路、搓板路、卵石路、比利石路、魚鱗坑路、扭曲路、失修坑、鐵路、大圓凸起、小圓凸起等。不同測試路段需要保持不同恒定車速，使得嚴酷等級達到最大化，全面驗證車窗控制器的防夾性能。從實車測試的結果來看，失修坑、搓板路、比利石路這三段最能暴露出電動車窗的誤防夾問題。

4、誤防夾的測試方法與步驟

表1 路面干擾試驗

表2 關門振動干擾試驗

防夾力測試靜態防夾測試和實車抗干擾測試兩部分。靜態測試能夠測試防夾力、防夾區域、回落區域等性能。實車抗干擾測試分為路面抗干擾試驗和關車門抗干擾試驗。實車抗干擾試驗能夠暴露車窗控制器的誤防夾等問題。在顛簸路面，電動車窗自動上升過程中，不可進入防夾保護程序。試驗載荷分為半載和滿載均要進行試驗。半載：是指整車整備質量+前排1人+后排1人+儀器；滿載：是指整備質量+90%設計標準裝載質量（一般是5人+35kg）。將Sensor Development公司的夾緊力測試設備安裝在車窗上并用吸盤固定牢靠。在試驗場按照規定車速將所有測試路段行駛，在經過測試路段激活車窗的自動上升功能，記錄誤防夾的次數，具體參照表1所示。另外一種實車抗擾試驗為電動車窗自動上升過程中關閉車門，不可進入防夾保護程序。具體參照表2所示。

5、誤防夾的解決方案

誤防夾的解決方案大致有如下幾種：基于H∞濾波器的車窗防夾控制算法、基于卡爾曼濾波的車窗防夾控制算法[4]、基于雙霍爾傳感器的車窗防夾控制算法[5]、基于電流紋波和霍爾傳感器的車窗防夾控制算法[6]。上述都是從防夾算法上進行優化從而避免誤防夾的產生。但是從試驗測試的結果上看，上述方案的效果不一定非常理想。圖2為車窗誤防夾時的CAN總線報文。

圖2 誤防夾時CAN報文

從報文中可以看出ESP反饋的Level1等級路面的垂直加速度范圍為[0,30]，上限值為30m/s2，后車窗重量大約為3.4KG，由此，在1級路面由于顛簸產生的垂直加速度所產生的最大相對阻力為：后車窗3.4*30=102N＞防夾力門限值，故產生誤防夾。本文采用一種行之有效的解放方案是將CAN總線的ESP報文RoughRoadLecel帶入到算法中，使得車窗控制器融合多方數據信息優化防夾算法,可以保證在路面干擾存在的情況下防夾功能仍然能夠可靠運行。采集CAN總線報文不但可以知道當前車輛的顛簸程度，而且還可以讓車窗控制器優化算法，達到消除誤防夾的作用。車窗控制器結構圖如圖3所示。

圖3 車窗控制器結構圖

6、結束語

本文通過試驗手段對測試車窗誤防夾的方法進行探討和研究，給出如何解決車窗誤防夾的方案，同時通過靜態和動態試驗，全方位的對車窗控制器進行性能把關。

[1] 付朝輝.電動防夾車窗技術探討[J].汽車電器,2012 (7)15-18.

[2] 田永,方瑛.汽車電動車窗防夾設計探究[J].汽車電器,2014 (8): 12-15.

[3] 惠賢.電動車窗防夾力測試裝置[J].汽車零部件,2012(6):73-76.

[4] 吳志紅,陳雅瑩,朱元.車窗防夾算法的探究和實現[J].電子產品世界,2009(I2): 88-90.

[5] 杜延海.應用雙霍爾傳感器的防夾電動車窗設計[D].上海:東華大學,2014.

[6] 傅侃,劉博,李二濤.基于LIN總線電動車窗防夾的研究與設計[J].杭州電子科學大技學報,2008 28 (3):39-42.

Study on the method of testing the wrong anti pinch of car window

Hui Shu, Yue Yupeng, Zhan Wei
( China First Automobile Co., Ltd. Technical Center, Jilin Changchun 130011 )

In this paper, from the angle of the real vehicle test, the test method of the anti lock function of the window is studied. Taking into account the interference of the external factors such as bumps and windows, the window in the automatic rise and the absence of obstacles in the case of the anti pinch function. The key point of this paper is how to fully expose the defects before listing.

power window; anti pinch force; wrong anti pinch; bus signal

U463.8

A

1671-7988 (2017)10-155-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.054

回姝，就職于中國第一汽車股份有限公司技術中心。研究方向：汽車設計。岳宇鵬，就職于中國第一汽車股份有限公司技術中心。研究方向：汽車設計。戰偉，就職于中國第一汽車股份有限公司技術中心。研究方向：汽車設計。