CN103938981A - 一种低价位机动车电动车窗控制的装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电动车窗控制的装置，包括微控制器芯片、接插件、左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键、左继电器及其左驱动管、右继电器及其右驱动管、电源电路、左窗电机电流采样电阻、右窗电机电流采样电阻，左窗电机以及右窗电机。本发明同时提供了一种基于该装置的控制方法，充分利用了该装置结构简单、成本低廉的特点，具有灵活性且安全可靠，尤其适用于载货汽车或轻型卡车等低价位车辆上的电动车窗控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电动车窗控制的装置及其控制方法，具体指一种成本低廉的适用于低端轻卡的自动升降汽车车窗玻璃的电动车窗控制装置及其控制方法，属于汽车技术领域。
背景技术
随着汽车电子技术的发展，越来越多的汽车特别是乘用车都已经摒弃了传统的手摇玻璃升降器，转而采用开关甚至微电脑控制电机带动升降机构以控制车窗升降。乘用车或其他高端车辆中常见的电动车窗控制装置集成在车身控制器(BCM)模块中；对于没有配制车身控制器(BCM)的4门汽车，每个车窗需要由一个控制器来独立控制，控制器之间需要本地互联(LIN)总线或控制器局域网络(CAN)总线来通信，这样成本高，不适用于载货汽车或轻型卡车等低价位车辆。而载货汽车或轻型卡车等低价位车辆处于成本的考虑，仍沿用手摇方式升降车窗玻璃。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于电动车窗控制的装置及其控制方法，用低端的微控制器芯片同2个车窗的升降控制按键相连，将该装置用于控制车窗电机，省去了现有技术中的本地互联(LIN)总线和控制器局域网络(CAN)总线，尤其适用于没有配置车身控制器(BCM)的低端2门卡车。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供了一种用于电动车窗控制的装置，该装置包括微控制器芯片、接插件、左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键、左继电器及其左驱动管、右继电器及其右驱动管、电源电路、左窗电机电流采样电阻、右窗电机电流采样电阻、左窗电机以及右窗电机；其中，左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键皆通过接插件与各自的开关电路连接；各开关电路皆连接于微控制器芯片；微控制器芯片通过左接口电路同连接着左继电器的左驱动管相连，微控制器芯片还通过右接口电路同连接着右继电器的右驱动管相连；左接口电路通过左窗电机电流采样电阻接地，右接口电路通过右窗电机电流采样电阻接地；所述的左继电器和右继电器还分别与用于控制左右车窗升降的左窗电机和右窗电机连接；微控制器芯片、各开关电路、左接口电路和右接口电路皆与电源电路的输出端连接；所述的微控制器芯片采用16脚MC9RS08KA8CWG微控制器；所述的左继电器和右继电器皆为单刀双掷型继电器；所述的三端稳压器采用HT7150-1；所述的左驱动管和右驱动管均采用三极管。
所述的电源电路的输入端为二极管D1的正极，用于同车载电源相连，二极管D1的负极通过电阻与电压抑制器的负极、电容正极以及三端稳压器的第2脚连接，所述的电压抑制器和电容C1并联，电压抑制器的正极和电容C1的负极接地，并与三端稳压器的第1脚连接，三端稳压器的第1脚通过电容C2的负极连接，电容C2的正极与三端稳压器的第3脚连接，三端稳压器的第3脚还连接着输出端。
所述的左窗电机电流采样电阻和右窗电机电流采样电阻均采用10毫欧康铜丝电阻。
所述的微控制器芯片还与电动车的点火开关连接。
所述的左继电器和右继电器还分别与用于控制左右车窗升降的左窗电机和右窗电机连接。
本发明还提供了一种电动车窗控制方法，具体包括以下步骤：
(1)微控制芯片判断点火开关是否处于OFF档：若是，进入步骤(2)；否则进入步骤(3)；
(2)微控制器芯片发送电平信号至左驱动管和右驱动管以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机启动，使左右车窗上升；当车窗玻璃升或降到极限位置时，车窗电机电流激增，超出正常工作电流值，微控制器芯片判断电机堵转，发送电平信号至左驱动管和右驱动管，以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机停止，使左右车窗停止上升，此时左右车窗均关闭，控制结束；
(3)按压左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键和/或右窗下降按键，则相应按键导通；
(4)微控制器芯片对导通按键进行按压计时；若按压时间未超过1秒即松开，进入延时控制模式，进入步骤(5)；若按压时间超过1秒仍导通，微控制器芯片判断该按键进入即时控制模式，进入步骤(6)；
(5)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，左车窗和/或右车窗继续维持升或降状态；再按一次该按键或车窗玻璃处于极限位置时，微控制器芯片发送电平信号至左驱动管或右驱动管，以通过左继电器或右继电器控制左窗电机或右窗电机停止，使左车窗或右车窗停止上升或下降，控制结束；
(6)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管分别控制左窗电机和/或右窗电机停止转动，使左车窗和/或右车窗玻璃停止上升或下降，控制结束。
本发明基于其技术方案的有益效果是：
(1)将低端的微控制器芯片同2个车窗的升降控制按键相连，将该装置用于控制车窗电机，省去了现有技术中的本地互联(LIN)总线和控制器局域网络(CAN)总线，结构简单；该装置最昂贵的器件——16脚MC9RS08KA8CWG微控制器零售价一般在10元以内，批量生产成本会显著下降；
(2)芯片输出高低电平使得三极管导通或截止来间接接通或断开继电器，解决了微控制器芯片负载能力有限的问题；左继电器和右继电器均采用单刀双掷型继电器，具有常开和常关触点，用于在达到预设电压时连通车窗电机，使得整个装置能够灵活地用于车窗升降控制；
(3)微控制器芯片还与机动车本身的点火开关相连，微控制器芯片能够用于识别熄火状态，并在熄火状态时直接发送电平信号以控制电机关闭车窗，保证了财产安全；
(4)左窗电流采样电阻和右窗电流采样电阻分别接地，用于对电机的工作电流分流，保证整个装置内的电流在安全范围内；
(5)本发明提供的控制方法充分利用车窗控制装置，能够识别车辆熄火状态，提高了安全性和可靠性；
(6)本发明提供的控制方法能够识别对按键的按压操作时间，并利用即时控制模式和延时控制模式适应不同用户的习惯，具有灵活性。
附图说明
图1是用于电动车窗控制的装置的结构框图；
图2是微控制器芯片电路图；
图3是电源电路；
图4、图5是开关电路；
图6是左接口电路、左窗电机、左驱动管、左继电器和左窗电机电流采样电阻的电路连接图；
图7是右接口电路、右窗电机、右驱动管、右继电器和右窗电机电流采样电阻的电路连接图；
图8是接插件电路图；
图9是调试电路图；
图10是控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明提供了一种用于电动车窗控制的装置，该装置包括微控制器芯片、接插件、左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键、左继电器及其左驱动管、右继电器及其右驱动管、电源电路、左窗电机电流采样电阻以及右窗电机电流采样电阻；其中，左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键皆通过接插件与各自的开关电路连接；各开关电路皆连接于微控制器芯片；微控制器芯片通过左接口电路同连接着左继电器的左驱动管相连，微控制器芯片还通过右接口电路同连接着右继电器的右驱动管相连；左接口电路通过左窗电机电流采样电阻接地，右接口电路通过右窗电机电流采样电阻接地；微控制器芯片、各开关电路、左接口电路和右接口电路皆与电源电路的输出端连接。
参照图2，所述的微控制器芯片采用16脚MC9RS08KA8CWG微控制器。
参照图3，所述的电源电路的输入端为二极管D1的正极，用于同车载电源相连，二极管D1的负极通过并联的电阻R1和R2与电压抑制器的负极、电容正极以及三端稳压器的第2脚连接，所述的电压抑制器和电容C1并联，电压抑制器的正极和电容C1的负极接地，并与三端稳压器的第1脚连接，三端稳压器的第1脚通过电容C2的负极连接，电容C2的正极与三端稳压器的第3脚连接，三端稳压器的第3脚还连接着输出端。其中，三端稳压器采用HT7150-1。VBAT端通过线束、点火开关、保险丝等车上原本就有的零部件与车载蓄电池相连，其输入电压一般是12V或24V，该电压通过图3所示的电源电路，从VCC端输出为稳定的5V直流电压，为装置其余电路供电。
所述的左继电器和右继电器皆为单刀双掷型继电器。
所述的左窗电机电流采样电阻和右窗电机电流采样电阻均采用10毫欧康铜丝电阻。
所述的左驱动管和右驱动管均采用三极管。
所述的左继电器和右继电器还分别与用于控制左右车窗升降的左窗电机和右窗电机连接。
左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键和右窗下降按键分别通过整车线束母头连接到图8所示的接插件CON16上，然后通过图4、图5所示的4组开关电路连接到图2所示的微控制器芯片MC9RS08KA8CWG上；其中，每组开关电路的P1端分别接于MC9RS08KA8CWG的7、8、13、14脚，SW端分别介于图6、7所示的SW1、SW2、SW3和SW4上，二极管D2的负极分别接于图8所示的接插件CON16的第9、10、1、2脚，P2端分别接于微控制器芯片MC9RS08KA8CWG的9、10、11、12脚。微控制器芯片MC9RS08KA8CWG的电平信号可以通过其15、16脚传入图6、图7所示的接口电路，用于控制三级管D3、D7、D4或D8导通或截至来间接控制左继电器或右继电器，左继电器或右继电器分别用于控制左窗电机和右窗电机的启动和停止。本实施例所用的继电器采用
HFKD/012-2ZSPT。
本实施例还包括如图9所示的调试电路。
根据本实施例的一种电动车窗控制方法具体包括以下步骤：
(1)微控制芯片判断点火开关是否处于OFF档：若是，进入步骤(2)；否则进入步骤(3)；
(2)微控制器芯片发送电平信号至左驱动管和右驱动管以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机启动，使左右车窗上升；当车窗玻璃升或降到极限位置时，车窗电机电流激增，超出正常工作电流值，微控制器芯片判断电机堵转，发送电平信号至左驱动管和右驱动管，以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机停止，使左右车窗停止上升，此时左右车窗均关闭，控制结束；
(3)按压左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键和/或右窗下降按键，则相应按键导通；
(4)微控制器芯片对导通按键进行按压计时；若按压时间未超过1秒即松开，进入延时控制模式，进入步骤(5)；若按压时间超过1秒仍导通，微控制器芯片判断该按键进入即时控制模式，进入步骤(6)；
(5)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，左车窗和/或右车窗继续维持升或降状态；再按一次该按键或车窗玻璃处于极限位置时，微控制器芯片发送电平信号至左驱动管或右驱动管，以通过左继电器或右继电器控制左窗电机或右窗电机停止，使左车窗或右车窗停止上升或下降，控制结束；
(6)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管分别控制左窗电机和/或右窗电机停止转动，使左车窗和/或右车窗玻璃停止上升或下降，控制结束。
Claims (6)
1.一种用于低价位机动车电动车窗控制的装置，其特征在于：该装置包括微控制器芯片、接插件、左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键、左继电器及其左驱动管、右继电器及其右驱动管、电源电路、左窗电机电流采样电阻、右窗电机电流采样电阻、左窗电机以及右窗电机；其中，左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键、右窗下降按键皆通过接插件与各自的开关电路连接；各开关电路皆连接于微控制器芯片；微控制器芯片通过左接口电路同连接着左继电器的左驱动管相连，微控制器芯片还通过右接口电路同连接着右继电器的右驱动管相连；左接口电路通过左窗电机电流采样电阻接地，右接口电路通过右窗电机电流采样电阻接地；所述的左继电器和右继电器还分别与用于控制左右车窗升降的左窗电机和右窗电机连接；微控制器芯片、各开关电路、左接口电路和右接口电路皆与电源电路的输出端连接；所述的微控制器芯片采用16脚MC9RS08KA8CWG微控制器；所述的左继电器和右继电器皆为单刀双掷型继电器；所述的三端稳压器采用HT7150-1；所述的左驱动管和右驱动管均采用三极管。
2.根据权利要求1所述的用于低价位机动车电动车窗控制的装置，其特征在于：所述的电源电路的输入端为二极管D1的正极，用于同车载电源相连，二极管D1的负极通过电阻与电压抑制器的负极、电容正极以及三端稳压器的第2脚连接，所述的电压抑制器和电容C1并联，电压抑制器的正极和电容C1的负极接地，并与三端稳压器的第1脚连接，三端稳压器的第1脚通过电容C2的负极连接，电容C2的正极与三端稳压器的第3脚连接，三端稳压器的第3脚还连接着输出端。
3.根据权利要求1所述的用于低价位机动车电动车窗控制的装置，其特征在于：所述的左窗电机电流采样电阻和右窗电机电流采样电阻均采用10毫欧康铜丝电阻。
4.根据权利要求1所述的用于低价位机动车电动车窗控制的装置，其特征在于：所述的微控制器芯片还与电动车的点火开关连接。
5.根据权利要求1所述的用于低价位机动车电动车窗控制的装置，其特征在于：所述的左继电器和右继电器还分别与用于控制左右车窗升降的左窗电机和右窗电机连接。
6.一种基于权利要求1所述装置的电动车窗控制方法，其特征在于具体包括以下步骤：
(1)微控制芯片判断点火开关是否处于OFF档：若是，进入步骤(2)；否则进入步骤(3)；
(2)微控制器芯片发送电平信号至左驱动管和右驱动管以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机启动，使左右车窗上升；当车窗玻璃升或降到极限位置时，车窗电机电流激增，超出正常工作电流值，微控制器芯片判断电机堵转，发送电平信号至左驱动管和右驱动管，以通过左继电器和右继电器分别控制左窗电机和右窗电机停止，使左右车窗停止上升，此时左右车窗均关闭，控制结束；
(3)按压左窗上升按键、左窗下降按键、右窗上升按键和/或右窗下降按键，则相应按键导通；
(4)微控制器芯片对导通按键进行按压计时；若按压时间未超过1秒即松开，进入延时控制模式，进入步骤(5)；若按压时间超过1秒仍导通，微控制器芯片判断该按键进入即时控制模式，进入步骤(6)；
(5)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，左车窗和/或右车窗继续维持升或降状态；再按一次该按键或车窗玻璃处于极限位置时，微控制器芯片发送电平信号至左驱动管或右驱动管，以通过左继电器或右继电器控制左窗电机或右窗电机停止，使左车窗或右车窗停止上升或下降，控制结束；
(6)微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管控制左窗电机和/或右窗电机转动，相应地使左车窗和/或右车窗玻璃上升或下降；松开按键时按键断开，微控制器发送电平信号至左驱动管和/或右驱动管，通过左驱动管和/或右驱动管分别控制左窗电机和/或右窗电机停止转动，使左车窗和/或右车窗玻璃停止上升或下降，控制结束。
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