CN104648097A - 一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统 - Google Patents
一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及汽车车身电器技术领域，公开了一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘的控制系统，其特征在于：包括环境检测模块、太阳能电池板状态检测模块、微控制器、CAN接口、模式选择电路、电机驱动控制模块和充电控制模块；所述环境检测模块、太阳能电池板状态检测模块、模式选择电路、CAN接口的输出信号，通过微控制器的I/O口输入端送入，微控制器从其I/O口输出端向电机驱动控制模块和充电控制模块发指令，控制前后驱电机的正反转和太阳能电池板的充电；通过CAN接口，系统既可以从CAN总线上读取数据，也可将系统的状态参数上传至总线；本发明能够自动展开和收折太阳能遮阳帘，并在展开时自动向蓄电池充电，实现整个过程的自动化。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身电器技术领域，尤其涉及太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘的自动控制系统。
背景技术
汽车露天停放时，由于太阳光的照射使车内温度较高，甚至最高可达60℃，车内温度过高，加速车内装置的老化，同时，汽车启动后，空调需要较长的时间才能将驾驶室内温度降下来。因此，市场也开发了各种各样的汽车挡风玻璃遮阳帘，但这些遮阳帘不仅功能单一，仅仅只能遮挡太阳光，而且全都为手动使用，放置和收折都比较麻烦且耗时。
汽车在使用过程中，适当给车载蓄电池进行补充充电，不仅可以延长电池的使用寿命，而且还可以提高汽车的可靠性，特别是汽车长时间停放时，这种补充充电显得更为必要。然而，一般汽车使用者没有专门的充电设备，给电池补充充电就不可能实现了。
基于上述原因，专利申请号为201420685837.X实用新型专利“一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘”为露天停放的车辆提供一种既能自动为汽车遮阳降温，又能实现为车载蓄电池进行补充充电，使汽车车载蓄电池始终保持充盈状态。
实用新型“一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘”，包括机架、前后挡太阳能电池板组件、前后驱直流减速电机，机架安装在汽车车顶内装饰板与车顶板夹层内，前后挡太阳能电池板组件均包括柔性太阳能电池板和弹性薄板，且柔性太阳能电池板粘贴在弹性薄板上，前后驱直流减速电机旋转分别带动前后挡太阳能电池板组件沿汽车前后挡玻璃内侧展开，将太阳能转变成电能，向车载蓄电池充电，也可以控制前后驱直流减速电机反转，使展开的前后挡太阳能电池板组件收折，隐藏于汽车顶棚夹层内。该实用新型仅仅提供了实现上述功能的机械结构和装置。
发明内容
本发明的目的在于为专利“一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘”提供一种自动和手动控制系统，实现太阳能电池板的自动展开和收折，并在其展开时自动向蓄电池充电。
一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，包括环境检测模块、太阳能电池板状态检测模块、微控制器、CAN接口、模式选择电路、电机驱动控制模块和充电控制模块。其中：环境检测模块、太阳能电池板状态检测模板、模式选择电路的输出端与微控制器的输入端相连接，充电控制模块的各输入端分别与微控制器的输出端相连接，充电控制模块的被控制电源输入端与太阳能电池板发电输出端相连接，控制后的输出端与蓄电池的对应电极相连接，电机驱动控制模块的控制信号输入端与微控制器的输出端相连接，被控制的电源输入端与蓄电池的对应电极相连接，其输出端分别与前驱电机和后驱电机的电源线相连接，CAN接口连接整车CAN总线，并与微控制器的具有CAN功能的I/O口相连接，这样微控制器即可以从整车CAN总线上读取数据，同时也可以将本控制系统的状态参数上传至总线，微控制器为带CAN结构的微处理芯片。
本发明所述的环境检测模块包括光照传感器、车内温度传感器、大气温度传感器，可实现光照强度、大气温度、停车时车内温度的检测，并将检测结果的电信号送给微控制器，为微控制器控制前驱电机和后驱电机的正转、反转和停止，以及前太阳能电池板和后太阳能电池板充电模式、充电电流、电压大小的依据。
本发明所述的太阳能电池板状态检测模块包括前太阳能电池板位置传感器、后太阳能电池板位置传感器、前太阳能电池板充电电流传感器、后太阳能电池板充电电流传感器、前太阳能电池板端电压传感器、后太阳能电池板端电压传感器，可实现如下功能：
前太阳能电池板位置传感器、后太阳能电池板位置传感器分别能检测前、后太阳能电池板的所在位置，感知前、后太阳能电池板的位置状态，并将检测结果的电信号送到微控制器，为微控制器控制前驱电机和后驱电机的正、反转和停止提供依据；
前太阳能电池板端电压传感器和后太阳能电池板端电压传感器能在前、后太阳能电池板展开时，检测相应太阳能电池板的端电压，并将检测结果的电信号送到微处理器，为是否给蓄电池充电及如何充电提供依据；
前太阳能电池板充电电流传感器和后太阳能电池板充电电流传感器能在前、后太阳能电池板充电过程中，检测其充电电流的大小，并将检测结果的电信号送至微处理器，分别为前充电控制模块和后充电控制模块的控制提供依据。
本发明所述的CAN接口既能从整车CAN节点接收车门锁锁门和开门信号，并将该信号送至微控制器，为控制前驱电机和后驱电机的正反转提供依据，同时也能将控制系统本身的状态信息上传至CAN节点。
本发明所述的充电控制模块包括前充电控制模块和后充电控制模块，前充电控制模块接收微控制器的指令，控制前太阳能电池板对蓄电池充电的电流、电压大小及充电模式；后充电控制模块接收微控制器的指令，控制后太阳能电池板对蓄电池充电电流、电压大小及充电模式。
本发明所述的电机驱动模块包括前驱电机驱动模块和后驱电机驱动模块，前驱电机驱动模块接收微控制器的指令，控制前驱电机的正转、反转和停止，以实现前太阳能电池板的展开和收折；后驱电机驱动模块接收微控制器的指令，控制后驱电机的正传、反转和停止，以实现后太阳能电池板的展开和收折。
本发明所述的模式选择电路可使控制系统实现自动模式和手动模式，其中手动模式包括手动单独控制前驱电机的正转和反转，即前太阳能电池板单独展开和收折；手动单独控制后驱电机的正转和反转，即后太阳能电池板单独展开和收折；手动控制前驱电机和后驱电机的同时正传和反转，即前后太阳能电池板同时展开和收折。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：通过微型控制器的控制，使太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘能够根据锁门或开门、光照强度等信号，实现其自动的展开和收折，在太阳能电池板展开的同时，能根据室内外温度、电池板的端电压等信号，利用太阳能实现对蓄电池充电的智能化控制，使太阳能电池板的充电效率最高，避免蓄电池的过充电。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作详细说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，本发明的太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘的控制系统，包括环境检测模块1、太阳能电池板状态检测模块2、微控制器3、CAN接口4、模式选择电路5、电机驱动控制模块9和充电控制模块7；其中：
(1)环境检测模块1包括光照传感器1.1、车内温度传感器1.2、大气温度传感器1.3，实现对环境光照强度、车内温度和大气温度的检测，并将检测到的电信号传送给微控制器3。
(2)太阳能电池板状态检测模块2，包括前太阳能电池板位置传感器2.1、后太阳能电池板位置传感器2.2、前太阳能电池板充电电流传感器2.3、后太阳能电池板充电电流传感器2.4、前太阳能电池板端电压传感器2.5、后太阳能电池板端电压传感器2.6，实现前后太阳能电池板的位置状态、前后太阳能电池板展开时端电压和前后太阳能电池板展开时充电电流的检测，并将检测结果的电信号送至微处理器3。
(3)充电控制模块7包括前充电控制模块7.1和后充电控制模块7.2，前充电控制模块7.1接收微控制器3的指令，控制前太阳能电池板6对蓄电池8充电的电流、电压大小及充电模式；后充电控制模块7.2接收微控制器3的指令，控制后太阳能电池板12对蓄电池8充电电流、电压大小及充电模式。
(4)电机驱动模块9包括前驱电机驱动模块9.1和后驱电机驱动模块9.2，前驱电机驱动模块9.1接收微控制器的指令，控制前驱电机10的正转、反转和停止，从而实现前太阳能电池板的展开和收折；后驱电机驱动模块9.2接收微控制器的指令，控制后驱电机11的正传、反转和停止，从而实现后太阳能电池板的展开和收折。
(5)选择电路5可使控制系统实现自动模式和手动模式，当设置为自动模式时，系统控制自动进行，即前后太阳能电池板的展开、收折和充电自动进行，不需要人为干预，当其设置为手动模式时，可手动控制前驱电机10的正转和和反转，即前太阳能电池板6单独展开和收折；手动单独控制后驱电机11正转和和反转，即后太阳能电池板12单独展开和收折，或者是手动控制前后驱电机的同时正传和反转，即前后太阳能电池板同时展开和收折。
在具体实施中，当控制系统通过模式选择电路5设置为自动模式时，汽车露天停放，车门上锁后，微控制器3通过CAN接口4获得锁门信号，并通过光照传感器对环境光照强度进行检测：
(1)若光照强度达到设定要求时，微控制器3向驱动控制器9发出指令，控制前驱电机10和后驱电机11正转，分别使前太阳能电池板6和后太阳能电池板12展开，通过前太阳能电池板位置传感器2.1、后太阳能电池板位置传感器2.2，分别检测前太阳能电池板6和后太阳能电池板12的实际位置，以确保前后太阳能电池板展开到位。在前后太阳能电池板展开的同时，微控制器3通过前太阳能电池板端电压传感器2.5、后太阳能电池板端电压传感器2.6分别检测和判断前后太阳能电池板的端电压情况，从而分别向前充电控制模块7.1、后充电控制模块7.2发出充电指令，对蓄电池进行充电。在充电过程中，微处理器3能根据大气温度传感器1.3、车内温度传感器1.2、前太阳能电池板的端电压传感器2.5、后太阳能电池板的端电压传感器2.6分别检测到大气温度、车内温度、前后太阳能电池板的端电压的不同情况，自动选择充电模式、调整充电电流、充电电压的大小，从而兼顾太阳能电池板的发电效率较高、车内温度相对较低、蓄电池效果好。
(2)若光照强度未能达到设定要求时，控制系统使太阳能电池板不展开。
当打开汽车车门时，微控制器3通过CAN接口4获得开门信号，并向驱动控制器9发出指令，控制前驱电机10和后驱电机11反转，分别使前太阳能电池板6和后太阳能电池板12收折。通过前太阳能电池板位置传感器2.1、后太阳能电池板位置传感器2.2，分别检测前太阳能电池板6和后太阳能电池板12的实际位置，以确保前后太阳能电池板收折到位。
在具体实施中，当控制系统通过模式选择电路5设置为手动模式时，可手动单独展开和收折前太阳能电池板6及后太阳能电池板12，以及手动同时展开和收折前太阳能电池板6、后太阳能电池板12。当手动展开前太阳能电池板6、后太阳能电池板12时，太阳能电池板对蓄电池的充电还是由微控制器3自动控制执行。
Claims (7)
1.一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：包括环境检测模块(1)、太阳能电池板状态检测模块(2)、微控制器(3)、CAN接口(4)、模式选择电路(5)、电机驱动控制模块(9)和充电控制模块(7)；所述环境检测模块(1)、太阳能电池板状态检测模块(2)、模式选择电路(5)的输出端与微控制器(3)的输入端相连接；所述充电控制模块(7)的控制输入端分别与微控制器(3)的输出端相连接，充电控制模块(7)的被控制电源输入端与太阳能电池板发电输出端相连接，控制后的输出端与蓄电池(8)的对应电极相连接；所述电机驱动控制模块(9)的控制信号输入端与微控制器(3)输出端相连接，被控制的电源输入端与蓄电池(8)的对应电极相连接，其控制后的输出端分别与前驱电机(10)和后驱电机(11)的电源线相连接；所述CAN接口(4)连接到整车CAN总线，并与微控制器(3)的具有CAN功能的I/O口相连接，这样微控制器(3)可以从整车CAN总线上读取数据，同时也可以将本控制系统的状态参数上传至总线；所述微控制器(3)为带CAN结构的微控制芯片。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述环境检测模块(1)包括光照传感器(1.1)、车内温度传感器(1.2)、大气温度传感器(1.3)，可实现光照强度、大气温度、停车时车内温度的检测，并将检测结果的电信号送给微控制器(3)，为微控制器(3)控制前驱电机(10)和后驱电机(11)的正转、反转和停止，以及为前太阳能电池板(6)和后太阳能电池板(12)充电模式、充电电流、充电电压大小的选择提供依据。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述太阳能电池板状态检测模块(2)包括前太阳能电池板位置传感器(2.1)、后太阳能电池板位置传感器(2.2)、前太阳能电池板充电电流传感器(2.3)、后太阳能电池板充电电流传感器(2.4)、前太阳能电池板端电压传感器(2.5)、后太阳能电池板端电压传感器(2.6)，可实现如下功能：
前太阳能电池板位置传感器(2.1)、后太阳能电池板位置传感器(2.2)分别能检测前、后太阳能电池板的所在位置，感知前、后太阳能电池板的位置状态，并将检测结果的电信号送到微控制器(3)，为微控制器(3)控制前驱电机(10)后驱电机(11)的正、反转和停止提供依据；
前太阳能电池板端电压传感器(2.5)和后太阳能电池板端电压传感器(2.6)能在前、后太阳能电池板展开时，检测相应太阳能电池板的端电压，并将检测结果的电信号送到微处理器(3)，为是否给蓄电池充电以及如何充电提供依据；
前太阳能电池板充电电流传感器(2.3)和后太阳能电池板充电电流传感器(2.4)能在前、后太阳能电池板充电过程中，检测其充电电流的大小，并将检测结果的电信号送至微处理器，分别为前充电控制模块(7.1)和后充电控制模块(7.2)的控制提供依据。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述CAN接口(4)既能从整车CAN节点接收车门锁锁门、开门信号和蓄电池端电压，并将该信号送至微控制器(3)，为控制前驱电机(10)和后驱电机(11)的正反转提供依据，同时也能将太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统的状态信息上传至CAN节点。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述充电控制模块(7)包括前充电控制模块(7.1)和后充电控制模块(7.2)，前充电控制模块(7.1)接收微控制器(3)的指令，控制前太阳能电池板(6)对蓄电池(8)充电电流、电压大小及充电模式；后充电控制模块(7.2)接收微控制器(3)的指令，控制后太阳能电池板(12)对蓄电池(8)充电电流、电压大小及充电模式。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述电机驱动模块(9)包括前驱电机驱动模块(9.1)和后驱电机驱动模块(9.2)，前驱电机驱动模块(9.1)接收微控制器(3)的指令，控制前驱电机(10)的正转、反转和停止，以实现前太阳能电池板(6)的展开和收折；后驱电机驱动模块(9.2)接收微控制器(3)的指令，控制后驱电机(11)的正转、反转和停止，以实现后太阳能电池板(12)的展开和收折。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车挡风玻璃遮阳帘控制系统，其特征在于：所述模式选择电路(5)包括自动模式和手动模式，使控制系统实现自动模式和手动模式，其中手动模式包括手动单独控制前驱电机(10)的正转和和反转，即手动单独控制前太阳能电池板(6)的展开和收折；手动单独控制后驱电机(11)的正转和反转，即手动单独控制后太阳能电池板(12)单独展开和收折；手动控制前驱电机(10)和后驱电机(11)同时正转和反转，即前太阳能电池板(6)、后太阳能电池板(12)同时展开和收折。
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