CN103397828B - 电动车窗开关防夹系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车窗开关防夹系统，其包括一电机驱动开关、一电流监测电路、一微处理器；电机驱动开关接在车窗驱动电机的供电回路中，电机驱动开关的通断控制车窗驱动电机正转、停转或反转；电流监测电路用于采集车窗驱动电机的工作电流信号；微处理器，在电机驱动开关开始接通后，对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样；微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长，根据电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的n个工作电流信号采样值，计算确定防夹门限电流，当电机驱动开关开始接通超过启动阶段时长后的工作电流信号大于防夹门限值时，控制电机驱动开关断开。本发明的电动车窗开关防夹系统，能满足对设定压力值的防夹要求，并且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及自动化技术，特别涉及一种电动车窗开关防夹系统。
背景技术
随着汽车业的飞速发展，国内外对汽车的安全性也越来越重视，现在具有防夹功能的电动车窗的研发已成为汽车电子产业的一个热点。
目前的电动车窗开关中，有的具有一键上升(Autoup)的功能，当用户使用一键上升功能时，车窗会自动上升到顶端。为了防止出现有人员身体部位在上升过程中处于车窗中而发生夹伤的情况，在有些门窗开关中会使用防夹功能，当检测到有物体处于车窗中时，会停止车窗继续向上移动，从而避免夹伤的发生。
在目前主流的具有防夹功能的门窗开关中，使用额外的防夹模块来实现功能。防夹模块中一般使用霍尔传感器进行电机电流检测，当电机电流大于设定的电流门限值时，继电器会断开，从而使电机停止运转达到防夹的目的。使用额外防夹模块虽然可以实现防夹功能，但是由于电机处于不同环境和不同电压条件下电流的曲线是变动的，而防夹模块中的电流门限值是固定的，所以不能一直满足对某一个设定压力值的防夹要求。
中国专利申请200610060104.7公开了一种车窗防夹系统，该系统包括：检测控制电路、传感器、微处理器，所述的传感器为装在车窗玻璃边缘的电极传感器，检测控制电路包括检测电路、电容检测芯片、马达驱动芯片，微处理器与电容检测芯片、马达驱动芯片信号连接，电容检测芯片与电极传感器信号连接。电极传感器检测车窗信号，实时将信号传输给电容检测芯片，由微处理器对状态进行运算，并提供马达驱动芯片控制车窗的运动，发现有任何异常情况，马达驱动芯片会立即停止车窗的运动。上述的微处理器还连接有一检测电机工作电流的电流检测电路。结合对电流的计算进一步控制该系统的安全性，这样可以进一步加强车窗的安全性。该车窗防夹系统由于采用在车窗玻璃边缘设置电极传感器，检测控制电路的微处理器通过电容检测芯片与电极传感器信号连接。当人体(比如裸露的手和头部，或者包裹衣物的身体部分)接触在电极传感器上，都会引起电极传感器的电容变化。检测电路就能迅速采集到这一信息，及时地中止车窗的上升运动，避免人体受到夹伤。这种检测系统需要增加电容检测芯片与电极传感器等硬件电路，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电动车窗开关防夹系统，能满足对设定压力值的防夹要求，并且成本较低。
为解决上述技术问题，本发明提供的电动车窗开关防夹系统，其包括一电机驱动开关、一电流监测电路、一微处理器；
所述电机驱动开关，接在车窗驱动电机的供电回路中，当电机驱动开关接通时车窗驱动电机正转，当电机驱动开关断开时车窗驱动电机停转或反转；
所述电流监测电路，用于采集车窗驱动电机的工作电流信号；
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后，对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样；
所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长，所述微处理器根据所述电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的n个工作电流信号采样值，计算确定防夹门限电流IT，n为大于等于2的整数，f为系数，Sa为第a个工作电流信号采样值；
所述微处理器，当所述电机驱动开关开始接通超过启动阶段时长后的工作电流信号大于防夹门限值IT时，控制所述电机驱动开关断开。
较佳的，所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长、初始启动阶段时长、第一采样周期、第二采样周期；
初始启动阶段时长小于等于启动阶段时长的2/3，第一采样周期小于第二采样周期，并且第一采样周期小于等于初始启动阶段时长的1/3，第二采样周期小于启动阶段时长的1/3；
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后的初始启动阶段时长内，以第一采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到多个车窗驱动电机的工作电流信号采样值，选取其中的最大采样值作为第一个电流信号采样值；在所述电机驱动开关开始接通超过初始启动阶段时长后以第二采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到第二个电流信号采样值到第n个电流信号采样值。
较佳的，所述微处理器，标定的车窗驱动电机的启动阶段时长为36毫秒，初始启动阶段时长为20毫秒，第一采样周期为4毫秒，第二采样周期为8毫秒；
所述微处理器，在电机驱动开关开始接通后，根据电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的第一个电流信号采样值、第二个电流信号采样值及第三个电流信号采样值的均值，计算确定防夹门限电流。
本发明的电动车窗开关防夹系统，同一型号车窗驱动电机每次正转时的防夹门限电流值都是基于当时的环境温度以及电池电压进行动态实时运算得到，使防夹门限电流同该车窗驱动电机的实际工作电流相匹配，即使环境温度以及电池电压变化，所述微处理器也能在设定压力值时控制该车窗驱动电机停转或反转，满足对设定压力值的防夹要求。而且，实施例一的电动车窗开关防夹系统，针对不同型号的车窗驱动电机，可以通过软件在微处理器中标定相应车窗驱动电机的启动阶段时长、采样频率，适用于各种型号的车窗驱动电机，不需增加额外电路，降低了产品设计成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是电动机启动时的工作电流变化示意图；
图2是本发明的电动车窗开关防夹系统一实施例示意图；
图3是本发明的电动车窗开关防夹系统一实施例的工作电流信号采样示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
电动机的工作电流，如图1所示，在启动阶段瞬间由小到大达到峰值电流Ip，然后由大到小逐渐接近电动机的额定电流Ie，电动机启动完毕，进入平稳工作阶段。同一型号电动机处于不同环境和不同电压条件下，实际的工作电流的曲线是变动的，平稳工作阶段的实际工作电流是不同的。启动阶段电流的平均值通常约为额定电流的2-7倍。
实施例一
电动车窗开关防夹系统，如图2所示，包括一电机驱动开关、一电流监测电路、一微处理器；
所述电机驱动开关，接在车窗驱动电机的供电回路中，当电机驱动开关接通时车窗驱动电机正转，当电机驱动开关断开时车窗驱动电机停转或反转；
所述电流监测电路，用于采集车窗驱动电机的工作电流信号；
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后，对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样；
所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长，所述微处理器根据所述电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的n个工作电流信号采样值，计算确定防夹门限电流IT，n为大于等于2的整数，f为系数，Sa为第a个工作电流信号采样值；
所述微处理器，当所述电机驱动开关开始接通超过启动阶段时长后的工作电流信号大于防夹门限值IT时，控制所述电机驱动开关断开。
车窗驱动电机的启动阶段时长、采样频率，可以根据车窗驱动电机的具体型号在微处理器中标定。
实施例一的电动车窗开关防夹系统，同一型号车窗驱动电机每次正转时的防夹门限电流值都是基于当时的环境温度以及电池电压进行动态实时运算得到，使防夹门限电流同该车窗驱动电机的实际工作电流相匹配，即使环境温度以及电池电压变化，所述微处理器也能在设定压力值时控制该车窗驱动电机停转或反转，满足对设定压力值的防夹要求。而且，实施例一的电动车窗开关防夹系统，针对不同型号的车窗驱动电机，可以通过软件在微处理器中标定相应车窗驱动电机的启动阶段时长、采样频率，适用于各种型号的车窗驱动电机，不需增加额外电路，降低了产品设计成本。
实施例二
基于实施例一的电动车窗开关防夹系统，所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长、初始启动阶段时长、第一采样周期、第二采样周期；
初始启动阶段时长小于等于启动阶段时长的2/3，第一采样周期小于第二采样周期，并且第一采样周期小于等于初始启动阶段时长的1/3，第二采样周期小于启动阶段时长的1/3；
初始启动阶段时长的标定值的标定，应当保证车窗驱动电机开始运转后，车窗驱动电机的启动电流的峰值电流Ip，在初始启动阶段时长内出现。
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后的初始启动阶段时长内，以第一采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到多个车窗驱动电机的工作电流信号采样值，选取其中的最大采样值作为第一个电流信号采样值；在所述电机驱动开关开始接通超过初始启动阶段时长后以第二采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到第二个电流信号采样值到第n个电流信号采样值。
实施例二的电动车窗开关防夹系统，由于在车窗驱动电机的启动阶段的初始启动阶段会出现车窗驱动电机的启动电流的峰值，并且电流变化剧烈，所以采用较短采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样，以保证得到的第一个电流信号采样值逼近启动电流的峰值，将逼近启动电流的峰值的第一个电流信号采样值同初始启动阶段之后的几个车窗驱动电机的工作电流信号采样值进行平均，即可得到准确反映环境温度以及电池电压变化的防夹门限电流，使防夹门限电流同该车窗驱动电机的实际工作电流相匹配，满足对设定压力值的防夹要求。
实施例三
基于实施例二的电动车窗开关防夹系统，所述微处理器，标定的车窗驱动电机的启动阶段时长为36毫秒，初始启动阶段时长为20毫秒，第一采样周期为4毫秒，第二采样周期为8毫秒。
如图3所示，车窗驱动电机开始运转后，车窗驱动电机的启动电流的峰值，在所标定的初始启动阶段时长20毫秒内出现；在电机驱动开关开始接通后的初始启动阶段时长20毫秒内，微处理器以第一采样周期4毫秒对电流监测电路采集的车窗驱动电机的工作电流信号连续采样5次，并选取最大采样值作为第一个电流信号采样值；在电机驱动开关开始接通超过初始启动阶段时长20毫秒后，微处理器以第二采样周期8毫秒对电流监测电路采集的车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到第二个电流信号采样值、第三个电流信号采样值。
微处理器，在电机驱动开关开始接通后，根据电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的第一个电流信号采样值、第二个电流信号采样值及第三个电流信号采样值的均值，计算确定防夹门限电流。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (3)
1.一种电动车窗开关防夹系统，其特征在于，包括一电机驱动开关、一电流监测电路、一微处理器；
所述电机驱动开关，接在车窗驱动电机的供电回路中，当电机驱动开关接通时车窗驱动电机正转，当电机驱动开关断开时车窗驱动电机停转或反转；
所述电流监测电路，用于采集车窗驱动电机的工作电流信号；
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后，对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样；
所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长，所述微处理器根据所述电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的n个工作电流信号采样值，计算确定防夹门限电流IT，n为大于等于2的整数，f为系数，Sa为第a个工作电流信号采样值；
所述微处理器，当所述电机驱动开关开始接通超过启动阶段时长后的工作电流信号大于防夹门限电流IT时，控制所述电机驱动开关断开。
2.根据权利要求1所述的电动车窗开关防夹系统，其特征在于，
所述微处理器，标定有车窗驱动电机的启动阶段时长、初始启动阶段时长、第一采样周期、第二采样周期；
初始启动阶段时长小于等于启动阶段时长的2/3，第一采样周期小于第二采样周期，并且第一采样周期小于等于初始启动阶段时长的1/3，第二采样周期小于启动阶段时长的1/3；
所述微处理器，在所述电机驱动开关开始接通后的初始启动阶段时长内，以第一采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到多个车窗驱动电机的工作电流信号采样值，选取其中的最大采样值作为第一个电流信号采样值；在所述电机驱动开关开始接通超过初始启动阶段时长后以第二采样周期对车窗驱动电机的工作电流信号进行采样得到第二个电流信号采样值到第n个电流信号采样值。
3.根据权利要求2所述的电动车窗开关防夹系统，其特征在于，
所述微处理器，标定的车窗驱动电机的启动阶段时长为36毫秒，初始启动阶段时长为20毫秒，第一采样周期为4毫秒，第二采样周期为8毫秒；
所述微处理器，在电机驱动开关开始接通后，根据电机驱动开关开始接通后的启动阶段时长内的第一个电流信号采样值、第二个电流信号采样值及第三个电流信号采样值的均值，计算确定防夹门限电流。
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