防夹电动车窗的结构与工作原理介绍

汽车有了电动车窗，驾驶人按下按钮就可以控制车窗的升降，十分方便。但是电动车窗没有感觉，如果驾驶人没有注意乘员的手或物件伸出窗口，就容易被上升的玻璃夹着。为了安全起见，现在许多乘用车的电动车窗都增加了防夹功能。

在电动车窗正常上升过程中，当在任意位置有物体被夹住时，控制器会立即停止上升动作，并自动返回到下死点，然后立即断电停机，以释放被夹物，保护驾乘人员的安全（特别是6岁以下的儿童）。

防夹电动车窗玻璃升降器是在原电动车窗玻璃升降器的基础上增加电动车窗ECU（电子模块）及传感器等构成的，其基本原理是，当车窗玻璃上升到一定距离（一般为120～220mm）时，便进入防夹区。在防夹区内，如果车窗玻璃遇到一定的外来阻力，如图4-11所示，车窗玻璃就会停止上升并立即下降120mm（下降距离可由汽车制造厂家确定）；如果车窗玻璃没有遇到外来阻力，则继续上升。

图4-11 防夹保护功能

图4-12 防夹电动车窗的结构与工作原理

防夹电动车窗的结构与工作原理如图4-12所示。在关闭车窗的过程中，驱动机构中的电动车窗ECU及霍尔传感器（脉冲发生器）时刻检测电动机的转速。当霍尔传感器检测到电动机的转速有变化时，就会向ECU传送信息，ECU向继电器发出指令，使电动机停转或反转，车窗玻璃也就停止上升或开始下降。

电动车窗防夹检测机构由电动车窗电动机总成中蜗杆上的磁铁和连接器部分上的两个霍尔IC组成。霍尔IC将蜗杆旋转产生的磁通量变化转换为脉冲信号，并将其输出到电动车窗主车开关/电动车窗开关。如果车窗玻璃在关闭过程中遇到异物，霍尔IC感测到速度变化，并将信号输入车窗控制单元（ECU），车窗控制单元（ECU）由此识别出车窗玻璃受到异物干扰（图4-13所示是车窗正常时车窗电动机转一圈霍尔IC输出的脉冲信号，图4-14所示是有异物时车窗电动机转一圈霍尔IC输出的脉冲信号，以此为依据来判断车窗玻璃的移动量和是否夹住异物），便自动停止车窗玻璃的上升操作，并反向移动（即下降）车窗，从而避免夹伤乘员。

图4-13 车窗正常时的脉冲信号

图4-14 车窗夹住异物时的脉冲信号(www.xing528.com)

电动车窗ECU还具有自学习功能，它能够根据不同车窗玻璃运行的实际情况，对升降器的性能参数作相应调整（即电动车窗初始化设定）。电动车窗ECU有三种形式：一种安装在电动车窗开关下方的车门扶手内；一种与车窗电动机集成在一起；还有一种是单独式，一般安装在仪表板附近，如图4-15所示。

图4-15 电动车窗控制单元实物

目前，汽车防夹电动车窗防夹功能的实现需要“触觉”和“视觉”的配合。所谓“触觉”，就是指当电动车窗机构感触到有异物在玻璃上时，会自动停止玻璃上升工作。如图4-16所示，在关闭的过程中，驱动机构中有电控单元（ECU）及霍尔传感器时刻检测着电动机的转速，当霍尔传感器检测到转速有变化时，就会向ECU报告信息，ECU向继电器发出指令，使电动机停转或反转（下降），防夹电动车窗也就停止移动或下降。

当然，这种车窗移动过程中的阻力变化与车窗到达终端的阻力是不一样的，后者阻力远较前者阻力大得多，因此控制方式也不一样。当车窗到达关闭的终端时，因阻力变大，电动机过载电流也变大，继电器有过载保护，会自动切断电流。有的汽车在玻璃升降的终点装置限位开关，玻璃到达终端时压住限位开关，电流被切断，电动机就停止运转了。

图4-16 霍尔式防夹电动车窗的工作原理

所谓“视觉”，是一套光学控制系统。它是靠红外线发射器和感应接收器检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制玻璃移动，无须异物直接接触到玻璃。这个光学控制系统主要元件是光学传感器，它由红外线发射器和接收器组成，如图4-17所示，安装在车窗的内饰件上，能连续、精确地扫描指定的区域。这个区域一般是指车窗向上移动时，距离车窗开口框上边缘4～200mm。一旦检测到有异物，传感器会迅速把信息反馈至ECU，ECU发出指令使电动机停止运转。由于这种装置小巧，装嵌隐蔽，ECU控制技术先进，所以有人称之为“智能无接触防夹玻璃”。

图4-17 红外线式防夹电动车窗的工作原理

一般普通乘用车的防夹电动车窗只有“触觉”，具有一定档次的乘用车才有“视觉”。如果有“触觉”和“视觉”二重监测，汽车防夹电动车窗就十分安全了。