一種車輛低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

【摘 要】介紹一種車輛低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)的架構(gòu)方案和設(shè)計(jì)原理。該系統(tǒng)架構(gòu)由蓄電池、蓄電池傳感器、車輛電源控制模塊、車窗天窗控制模塊、車窗天窗執(zhí)行裝置、功能開關(guān)交互裝置、數(shù)據(jù)上傳模塊和云平臺(tái)共同組成。該系統(tǒng)能在車輛停車下電且車窗未關(guān)后，由蓄電池自身或非自身因素引起蓄電池電量過低時(shí)，提前幫助關(guān)閉車窗，避免車輛后續(xù)出現(xiàn)進(jìn)水或被盜的風(fēng)險(xiǎn)。

【關(guān)鍵詞】低電量;自動(dòng)關(guān)窗;天窗

中圖分類號(hào)：U463.835 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）09-0035-02

A Design Scheme of Vehicle Low-power Automatic Window Closing System

GUO Wei，CHEN Wenqing，XU Wei，LAI Ruifu，HOU Liheng，LI Chao

（Guangzhou Automobile Group Co.，Ltd.，Automotive Engineering Research Institute，Guangzhou 511434，China）

【Abstract】Introduce the architecture and design principles of a low battery automatic window closing system for vehicles. The system architecture scheme consists of a battery，battery sensors，vehicle power control module，window and sunroof control module，window and sunroof execution device，functional switch interaction device，data upload module，and cloud platform. This system can help close the car windows in advance when the battery is too low due to its own or non self factors after the vehicle is parked and the windows are not closed，avoiding the risk of water ingress or theft in the future.

【Key words】low-power;automatic window closing;skylight

1 引言

隨著汽車功能日益新增，用車場景也越來越豐富，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)用戶習(xí)慣車輛下電打開車窗、天窗透氣散味或忘記關(guān)窗的場景。在以上場景下，可能會(huì)出現(xiàn)車輛被盜竊的風(fēng)險(xiǎn)，若車輛停放在室外，天氣由晴轉(zhuǎn)雨時(shí)，將引發(fā)車輛被雨淋而進(jìn)水的后果，給用戶帶來直接經(jīng)濟(jì)損失并引起客戶不滿和投訴。

針對(duì)以上問題，目前市場上的車輛，大部分配有自動(dòng)雨刮及下雨自動(dòng)關(guān)窗功能，但該配置并非標(biāo)配，對(duì)于沒有該配置的車型，車輛在下電、窗未關(guān)的場景下，存在車輛開窗被盜或雨淋的風(fēng)險(xiǎn)。

有下雨自動(dòng)關(guān)窗功能的車型也存在下雨自動(dòng)關(guān)窗失敗的可能，原因主要在于關(guān)窗電流大，對(duì)電量消耗高，如果此時(shí)車輛存在饋電問題，蓄電池電量過低，電壓不足，也將導(dǎo)致車窗、天窗電機(jī)不能完全運(yùn)動(dòng)至關(guān)閉狀態(tài)。而饋電問題是目前市場比較常見的問題之一，各類ECU產(chǎn)品功能日益增多，往往容易引起各類ECU的電能管理異常，最終導(dǎo)致車輛網(wǎng)絡(luò)喚醒、車輛饋電。因此，對(duì)于有下雨自動(dòng)關(guān)窗功能的車型，也不能完全避免車輛開窗被盜或雨淋的風(fēng)險(xiǎn)。

本文出于安全目的，提出一種低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，提升更多的車輛使用場景，達(dá)到安全關(guān)窗的目的，減少車輛被盜或雨淋的風(fēng)險(xiǎn)，提升車輛安全性。

2 低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)組成及原理

本文所述的車輛低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)包括：蓄電池、蓄電池傳感器、車輛電源控制模塊、車窗天窗控制模塊、車窗天窗執(zhí)行裝置、功能開關(guān)交互裝置、數(shù)據(jù)上傳模塊、云平臺(tái)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理如圖1所示。

功能開關(guān)交互裝置負(fù)責(zé)將用戶設(shè)定的低電量關(guān)窗功能狀態(tài)值發(fā)送給車窗天窗控制模塊，用以決定是否打開整個(gè)低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)功能，當(dāng)該功能被打開時(shí)，車窗天窗控制模塊判斷車窗天窗狀態(tài)為未完全關(guān)閉且車輛電源狀態(tài)為下電時(shí)，低電量自動(dòng)關(guān)窗功能激活。在功能激活過程中，車窗天窗控制模塊若收到蓄電池傳感器檢測到的蓄電池低電量信號(hào)則發(fā)出關(guān)窗指令，車窗天窗執(zhí)行裝置收到控制指令后關(guān)窗，車窗天窗控制模塊判斷執(zhí)行后的車窗是否為關(guān)閉，并將執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給數(shù)據(jù)上傳模塊和云平臺(tái)，進(jìn)而推送至用戶手機(jī)終端，告知用戶低電量關(guān)窗的結(jié)果，以達(dá)到提升車輛安全性的目的。

3 交互邏輯

3.1 功能開關(guān)交互裝置的交互邏輯

功能開關(guān)交互裝置往往是車輛上的主機(jī)屏幕控制器，該裝置主要負(fù)責(zé)與用戶的意圖做交互控制。當(dāng)用戶想要在屏幕上開啟或關(guān)閉整個(gè)低電量自動(dòng)關(guān)窗功能時(shí)，功能開關(guān)交互裝置將識(shí)別到的觸摸信號(hào)轉(zhuǎn)換為CAN通信信號(hào)，進(jìn)而發(fā)送給車窗天窗控制模塊，如圖2所示。只有當(dāng)用戶打開此功能開關(guān)時(shí)，低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)才能正常工作。

3.2 電源控制模塊的交互邏輯

電源控制模塊是負(fù)責(zé)車輛上下電的模塊，并向車上各控制器節(jié)點(diǎn)發(fā)送車輛電源擋位信號(hào)。如圖3所示，當(dāng)車窗天窗控制模塊收到電源擋位為非Off擋時(shí)，低電量自動(dòng)關(guān)窗功能不激活;只有當(dāng)車窗天窗控制模塊收到電源擋位為Off擋位時(shí)，車窗天窗模塊根據(jù)其他條件再進(jìn)行統(tǒng)一判斷是否激活低電量自動(dòng)關(guān)窗功能。

3.3 蓄電池傳感器的交互邏輯

如圖4所示，蓄電池傳感器負(fù)責(zé)將蓄電池的低電量或低電壓信號(hào)通過LIN通信發(fā)送給車窗天窗控制模塊。當(dāng)車輛下電整車網(wǎng)絡(luò)休眠后，蓄電池傳感器持續(xù)監(jiān)測蓄電池狀態(tài)，每當(dāng)蓄電池傳感器判斷電量SOC≤閾值1且SOC準(zhǔn)確度誤差≤閾值2時(shí)，傳感器就發(fā)出一次低電量信號(hào)，否則不發(fā)送低電量信號(hào)。SOC閾值1設(shè)定區(qū)間范圍為40%～60%，SOC準(zhǔn)確度誤差閾值2設(shè)定區(qū)間范圍為5%～10%，閾值1、閾值2均可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行標(biāo)定。

3.4 車窗天窗控制模塊的交互控制邏輯

如圖1所示，車窗天窗控制模塊接收來自多節(jié)點(diǎn)的電源擋位信號(hào)、總功能開關(guān)信號(hào)，并根據(jù)自身采集的車窗天窗開度信號(hào)，來決定是否激活低電量自動(dòng)關(guān)窗功能。當(dāng)以上條件同時(shí)滿足時(shí)，車窗天窗控制模塊激活低電量關(guān)窗功能，同時(shí)在每次功能激活時(shí)，同步將低電量自動(dòng)關(guān)窗功能計(jì)數(shù)器重置為0。車窗天窗控制模塊在功能激活后，保持對(duì)蓄電池傳感器的信號(hào)監(jiān)測。車窗天窗控制模塊每收到一次蓄電池傳感器的低電量或低電壓信號(hào)，就同時(shí)發(fā)出一次關(guān)窗指令信號(hào)。

車窗天窗執(zhí)行裝置每收到一次來自車窗天窗控制模塊的關(guān)窗指令，執(zhí)行一次對(duì)應(yīng)的車窗天窗關(guān)閉動(dòng)作。車窗天窗控制模塊在發(fā)出關(guān)窗指令之后，等待間隔時(shí)間T1后，讀取自身采集的車窗天窗關(guān)閉狀態(tài)信號(hào)，判斷低電量關(guān)窗是否成功，并將低電量關(guān)窗結(jié)果信號(hào)通過總線發(fā)送給數(shù)據(jù)上傳模塊。考慮到車輛全景天窗的最大關(guān)閉時(shí)間一般在8s左右，所以T1可設(shè)定范圍為10～12s內(nèi)。

數(shù)據(jù)上傳模塊收到低電量關(guān)窗結(jié)果信號(hào)后發(fā)送到云平臺(tái)，若用戶將手機(jī)終端與該車輛進(jìn)行了綁定，則云平臺(tái)將會(huì)以短信的方式發(fā)送到用戶手機(jī)，以告知用戶低電量關(guān)窗的結(jié)果。

此外，車窗天窗控制模塊將根據(jù)關(guān)窗結(jié)果來決定是否關(guān)閉低電量關(guān)窗功能或者將低電量關(guān)窗功能計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加。若單次指令關(guān)窗失敗，則將上述功能計(jì)數(shù)器增加1次，并設(shè)定計(jì)數(shù)器閾值3時(shí)，車窗天窗控制模塊將根據(jù)計(jì)數(shù)器閾值來進(jìn)行低電量關(guān)窗功能次數(shù)限制，防止在低電量關(guān)窗功能激活情況下，蓄電池傳感器反復(fù)喚醒車窗天窗控制模塊進(jìn)行關(guān)窗動(dòng)作，加劇車輛饋電的風(fēng)險(xiǎn)。即當(dāng)次數(shù)超過3次時(shí)，車窗天窗控制模塊在此次下電周期內(nèi)不再響應(yīng)蓄電池傳感器的低電量喚醒請(qǐng)求。若單次指令關(guān)窗成功，則在此次下電周期內(nèi)不再激活低電量關(guān)窗功能，直到下次用戶重新操作車輛上電，回到初始判斷條件。

4 總結(jié)

隨著汽車智能化時(shí)代的到來，汽車搭載的各種產(chǎn)品和功能增多，用戶的用車場景也逐漸細(xì)化，因此，為了滿足更多的用戶需求，車輛對(duì)智能化、安全化的開發(fā)成為各大汽車廠商進(jìn)一步的發(fā)展目標(biāo)。

低電量自動(dòng)關(guān)窗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，幫助實(shí)現(xiàn)了安全關(guān)窗的目的，同時(shí)也減少車輛被盜或車輛雨淋的風(fēng)險(xiǎn)，提升了車輛在一些特殊場景下的安全性，也一定程度提升了車輛智能化、安全化的用車體驗(yàn)。

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（編輯 楊凱麟）