CN103184823B - 一种汽车自动关窗器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车自动关窗器，包括电源电路、单片机、与单片机连接的信号采集电路、放大电路、驱动模块和与车窗电机相连接的并可采集车窗位置信号的电机电流采样电路，所述电源电路分别与放大电路和单片机连接，电机电流采样电路与放大电路的输入端相连接，所述放大电路的输出端接单片机,电机电流采样电路可将车窗位置信号和电机电流突然增大的突变信号经放大电路放大传送给单片机，单片机判断车窗是完全关闭或夹住物体，并控制驱动模块实现在锁车后自动关闭车窗的功能，或在车窗上升受阻时自动反向运行以避免安全事故。

Description

一种汽车自动关窗器

技术领域

本发明涉及一种汽车自动关窗器。

背景技术

目前，市场上的汽车都装配有电动车窗，同时为了避免驾驶员未关闭车窗就离车而造成财产上的损失，有的汽车还安装了自动关窗器，能在驾驶员锁车后自动关闭车窗。但是现有的汽车自动关窗器，大都是依照新车出厂时的车窗电机特性和车窗玻璃导向槽的机械特性等因素所形成的电机升窗电流的阈值进行检测，而设计出固定的或者能自适应车窗玻璃导向槽阻力特性的电流阈值。当升窗过程中遇到的阻力超过电流阀值所对应的力度时，车窗停止上升，从而实现自动关窗。为了实现可靠关窗，这一电流阀值不能设计的得过小，如出现人体部位不慎被夹住的情况自动上升的车窗不能及时停止，容易造成对人体的伤害，从而导致安全事故的发生。再有，车辆使用一段时间之后，车窗电机特性和车窗导向槽的机械特性会有所变化，使得原先预设的电流阀值不再适用，不能可靠关窗。

发明内容

本发明为解决现有汽车自动关窗器存在的安全问题，提供一种汽车自动关窗器，可在自动关窗过程中防止夹伤人体，避免安全事故的发生。

本发明提供一种汽车自动关窗器，包括电源电路、单片机、与单片机连接的信号采集电路、放大电路、驱动模块和与车窗电机相连接的并可采集车窗位置信号的电机电流采样电路，所述电源电路分别与放大电路和单片机连接，所述电机电流采样电路与放大电路的输入端相连接，所述放大电路的输出端接单片机，所述电机电流采样电路可将车窗位置信号和电机电流突然增大的突变信号经放大电路放大后传送给单片机，单片机判断车窗是否完全关闭；如判断车窗完全关闭，则汽车自动关窗器停止工作，如判断未完全关闭，则单片机向驱动模块输出反转信号控制车窗下降。

本发明的有益效果：所述汽车自动关窗器每次启动车辆后记录车窗的位置信息，并实时检测车窗的状态和车窗电机电流信息，实现车窗上升受阻自动反向运行以避免安全事故的发生，同时具有在锁车后自动关闭车窗的功能。

附图说明

图1是本发明一种汽车自动关窗器的电路模块示意图；

图2是本发明中电机电流采样电路和放大电路的电路图；

图3是本发明中双路继电器的电路图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种汽车自动关窗器，包括电源电路1、单片机2、与单片机2连接的信号采集电路3、放大电路4、驱动模块5和与车窗电机7相连接的并可采集车窗位置信号的电机电流采样电路6，所述电源电路1分别与放大电路4和单片机2连接，所述电机电流采样电路6与放大电路4的输入端相连接，所述放大电路4的输出端接单片机2,所述电机电流采样电路6可将车窗位置信号和电机电流突然增大的突变信号经放大电路4放大后传送给单片机2，单片机2判断车窗是否完全关闭；如判断车窗完全关闭，则汽车自动关窗器停止工作，如判断未完全关闭，则单片机2向驱动模块5输出反转信号控制车窗下降。

所述电源电路1为放大电路4和单片机2提供5V电源，驱动模块5的电源为汽车12V电源直接提供。

所述信号采集电路3包括锁门信号采集电路、开锁信号采集电路、点火钥匙信号采集电路，信号采集电路3采集相应的信号，并传送给单片机2。

所述驱动模块5包括继电器驱动电路51和继电器组52，继电器驱动电路51的输入端和输出端分别接单片机2和继电器组52，所述继电器组52与车窗电机7相连接。继电器组52为可驱动车窗电机正转或反转，实现车窗上升或下降的双路继电器组，本实施例中设有四个双路继电器，分别控制四个车窗的上升或下降。

所述汽车自动关窗器通过连接线束与汽车的信号采集线束、车窗电机的正转和反转控制线路相连接，车窗电机正转驱动车窗上升，反转驱动车窗下降。信号采集线束包括锁门信号采集线束、开锁信号采集线束和点火钥匙信号采集线束。如图2所示，所述电机电流采样电路6包括第一电阻R1和第二电阻（未示出），并分别与车窗电机的正转和反转控制线路相连，以采样车窗电机驱动车窗上升/下降时的电流。

所述放大电路4包括运算放大器U1，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7，稳压管D1和第一电容C1、第二电容C2。所述第三电阻R3和第四电阻R4的一端接运算放大器U1的反相输入端，第三电阻R3的另一端接第一电阻R1，第一电阻R1的另一端与车窗电机正转控制线路相连，所述第四电阻R4的另一端接运算放大器U1的输出端，第一电容C1并联在第一电阻R1上；所述第五电阻R5和第六电阻R6的一端接运算放大器U1的同相输入端，第五电阻R5的另一端与车窗电机正转控制线路相连，第六电阻R6的另一端接地；所述第七电阻R7的一端接运算放大器U1的输出端，其另一端接稳压管D1和第二电容C2，并与单片机2相连，所述稳压管D1和第二电容C2的另一端接地。如上所述，放大电路4采样第一电阻R1的电压并放大一定倍数，输出可供单片机A/D模块进行转换的采样信号。所述第二电阻所对应的放大电路与第一电阻R1相同，在此不再赘述。

汽车自动关窗器初次安装在车辆上时，让车窗上升和下降各一次，电机电流采样电路6采样车窗电机正转驱动车窗上升时的电流曲线和电机反转驱动车窗下降时的电流曲线，将采集到的信号经放大电路4放大后传送给单片机2并作记录，同时单片机2还记录了车窗自底部上升至顶部或自顶部下降至底部的运行时间作为车窗完全关闭的位置信息并保存。

在车辆行车过程中，电机电流采样电路6采集车窗电机通电时的电流信息以输出车窗位置信号，车窗位置信号经放大电路4放大后输入单片机2；所述单片机2记录车窗位置信号的持续时间作为车窗的即时位置信息，该即时位置信息保存至单片机2的EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）中。当单片机2接收到电机电流突然增大的突变信号时，单片机2调用车窗的即时位置信息，将其与车窗完全关闭的位置信息相比较以判断车窗是否完全关闭。

当锁门信号到来时，信号采集电路3中的锁门信号采集电路将采集到的锁门信号经电平转换后输入到单片机2，单片机2扫描点火钥匙信号电平，若为高电平则表示点火钥匙处于关闭状态，单片机2立即发送指令使驱动模块5的继电器依次工作，实现关窗操作，使未关闭好的车窗依次上升，在上升过程中以行车时所保存的车窗位置信息为起点继续记录和保存位置信息，并同时通过电机电流采样电路6采集车窗电机电流，与初次装车时进行自学习所测得的升窗电流曲线进行比较，如遇阻力使电机电流信号突然增大，单片机2立即调用该车窗的位置信息，判断该车窗是否已到达顶部，如已到达顶部则停止升窗并发送命令驱动下一个车窗上升，如未到达顶部则判断为车窗夹到异物，此时单片机2输出反转信号给驱动模块5的相应继电器控制车窗电机反转，使该车窗下降到底部，然后停止。

上述第一轮升窗完毕之后，经过适当时间延时，单片机2重新启动第二轮升窗程序，将反转到底部的车窗重新上升至顶部，确保车窗完全关闭。同时，为防止各车窗位置信息出现累积误差，关窗完毕后所有保存在EEPROM中的车窗即时位置信息将被擦除。当下一次启动车辆后，单片机2检测到点火钥匙信号并被唤醒，重新开始监测各车窗的状态与电机电流信息。

所述开锁信号采集电路是为防止意外情况而设计的，当升窗过程中启动开锁时，开锁信号采集电路检测到开锁信号经电平转换后输入到单片机2，单片机2会立即停止执行当前动作指令并发送反转信号给驱动模块5，控制继电器为所有车窗电机反转控制线路供电，使所有车窗下降到底部，然后停止。

特别的，如图3所示，本发明采用双路继电器J1控制车窗的上升/下降，双路继电器J1接口9接第一电阻R1，第一电阻另一端接车窗电机正转控制线路，接口5接第二电阻R2，第二电阻R2另一端接车窗电机反转控制线路；接口3、8接继电器驱动电路，接口2、7接车窗主控面板的开关端，接口1、4、6接12V电源。当需要车窗上升时，单片机发送命令控制继电器驱动电路将接口8置为低电平，此时双路继电器J1的触点开关从常闭触点接口7切换到常通触点接口6，12V电源与接口9相连通，车窗上升。第一电阻R1采样电机电流信息并反馈给单片机，当电机电流瞬间增大，单片机判断车窗是否完全关闭或是夹住异物，如判断为车窗完全关闭，则将接口8置为高电平，双路继电器J1的触点开关又重新切换回常闭触点接口7，电机断电；如判断为车窗夹住异物，则单片机控制继电器驱动电路将接口8置为高电平并将接口3置为低电平，12V电源与接口5连通，使车窗停止上升并下降。

综上所述，本发明提供一种汽车自动关窗器，其在每次启动车辆后记录车窗的位置信息，并实时监测车窗的状态和车窗电机电流信息，实现车窗上升受阻自动反向运行以避免安全事故，同时具有在锁车后自动关闭车窗的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种汽车自动关窗器，其特征在于,包括电源电路、单片机、与单片机连接的信号采集电路、放大电路、驱动模块和与车窗电机相连接的并可采集车窗位置信号的电机电流采样电路，所述电源电路分别与放大电路和单片机连接，所述电机电流采样电路与放大电路的输入端相连接，所述放大电路的输出端接单片机,所述电机电流采样电路可将其获得的车窗位置信号和电机电流突然增大的突变信号经放大电路放大后传送给单片机，单片机判断车窗是否完全关闭；如判断车窗完全关闭，则汽车自动关窗器停止工作，如判断未完全关闭，则单片机向驱动模块输出反转信号控制车窗下降；

所述电机电流采样电路采集车窗电机通电时的电流信息以输出车窗位置信号，所述单片机记录车窗位置信号的持续时间作为车窗的即时位置信息，所述车窗即时位置信息与车窗完全关闭的位置信息相比较以判断车窗是否完全关闭。

2.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述单片机向驱动模块输出反转信号后，延时输出正转信号控制车窗上升。

3.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述车窗完全关闭的位置信息为车窗自底部上升至顶部或自顶部下降至底部的运行时间，所述车窗完全关闭的位置信息存储在单片机上。

4.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述信号采集电路包括各自独立与单片机相连的锁门信号采集电路、点火钥匙信号采集电路。

5.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述信号采集电路还包括与单片机相连的开锁信号采集电路，用于检测车窗升窗过程中的开锁信号。

6.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述驱动模块包括继电器驱动电路和继电器组，所述继电器驱动电路接收单片机的命令驱动继电器组以控制车窗上升或下降。

7.如权利要求6所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述继电器驱动电路的输入端和输出端分别接单片机和继电器组，所述继电器组与车窗电机相连接。

8.如权利要求6或7所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述继电器组为可驱动车窗电机正转或反转，实现车窗上升或下降的双路继电器组。

9.如权利要求1所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述电机电流采样电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻采样车窗电机驱动车窗上升时的电流，所述第二电阻采样车窗电机驱动车窗下降时的电流。

10.如权利要求9所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述放大电路为运算放大器放大电路，用于采样第一电阻和第二电阻的电压，经放大后输出采样信号给单片机。

11.如权利要求10所述的一种汽车自动关窗器，其特征在于，所述放大电路包括运算放大器（U1），第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7），稳压管（D1）和第一电容（C1）、第二电容（C2），所述第三电阻（R3）和第四电阻（R4）的一端接运算放大器（U1）的反相输入端，第三电阻（R3）的另一端接第一电阻（R1），第一电阻（R1）的另一端与车窗电机正转控制线路相连，所述第四电阻（R4）的另一端接运算放大器（U1）的输出端，第一电容（C1）并联在第一电阻（R1）上；所述第五电阻（R5）和第六电阻（R6）的一端接运算放大器（U1）的同相输入端，第五电阻（R5）的另一端与车窗电机正转控制线路相连，第六电阻（R6）的另一端接地；所述第七电阻（R7）的一端接运算放大器（U1）的输出端，其另一端接稳压管（D1）和第二电容（C2），并与单片机相连，所述稳压管（D1）和第二电容（C2）的另一端接地。