CN105300282B - 车窗位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车窗位置检测装置，包括电源控制模块、红外模块和控制器模块；其中，电源控制模块给红外模块和控制器模块供电；红外模块用于采集车窗的位置信息，并将所采集到的位置信息发送给控制器模块；其中，红外模块包括红外发射模块、红外接收模块、选择器和信号放大模块；其中，红外接收模块接收红外发射模块发出的红外信号，并通过选择器采集红外信号，再通过信号放大模块对采集的信号进行放大，然后传送给控制器模块；控制器模块，用于将信号放大模块放大后的红外信号进行转换，获取车窗的位置数据。本发明能够对车窗位置进行实时检测，且具有功率低、体积小、成本低、检测精度高、运作速度快、检测装置安装方便等优点。

Description

车窗位置检测装置

技术领域

本发明涉及汽车测试技术领域，更为具体地，涉及一种车窗位置检测装置。

背景技术

随着科学技术的发展，人们对汽车功能的要求越来越高。汽车的车窗玻璃升降器是汽车功能系统中的一个重要部件。在如今，用户不仅仅考虑汽车车窗玻璃升降的安全性和可靠性，还对汽车玻璃升降的舒适性有了更高的要求。因此，如何高效、准确、智能化的对汽车玻璃升降系统运行的可靠性进行检测，以提升产品的内在质量成本一个重要课题。

以往大多采用进口的检测设备对汽车玻璃升降器进行检测。然而目前，国产车型更新的速度较快，从而使得电动玻璃升降器也随着不断更新，过去进口的检测设备不仅成本高，而且检测精度也低，显然已经难以满足新型玻璃升降器的综合性能测试要求，因此容易导致车辆在使用一定时间后，电动玻璃升降器出现故障。

电动玻璃升降器常见的故障有升降器不工作、无电流；升降器不工作、大电流；升降器关闭不严、漏风等。据国内几家大的汽车厂的零公里或售后索赔统计，电动玻璃升降器的故障基本都居汽车故障原因的前20位，因此，有必要设计一种适合我国汽车发展需求的检测设备来对汽车车窗玻璃的位置进行检测，从而使得维修人员能够根据检测到的位置数据确定电动玻璃升降器的故障。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种车窗位置检测装置，以解决现有的检测设备存在成本高且检测精度不高的问题。

本发明提供一种车窗位置检测装置，包括电源控制模块、红外模块和控制器模块；其中，电源控制模块分别与红外模块和控制器模块相连，用于给红外模块和控制器模块供电；红外模块与控制器模块相连，用于采集车窗的位置信息，并将所采集到的位置信息发送给控制器模块；其中，红外模块包括红外发射模块、红外接收模块、选择器和信号放大模块；其中，红外接收模块，用于接收红外发射模块发出的红外信号；所述选择器，用于对红外接收模块所接收的红外信号进行采集，并将采集的红外信号发送给信号放大模块；信号放大模块，用于对选择器所采集的红外信号进行放大，并将放大后的红外信号传送给控制器模块；控制器模块，用于将信号放大模块放大后的红外信号进行转换，获取车窗的位置数据。

其中，进一步包括恒流源模块，用于给红外发射模块提供稳定的电流；其中，恒流源模块由电源控制模块供电。

其中，恒流源模块采用LM117恒流源器件，LM117恒流源器件的引脚1与电源控制模块相连，LM117恒流源器件的引脚2和引脚3之间短接一个电阻后，输出的电流供给红外发射模块。

其中，进一步包括温度控制模块，用于控制当前检测环境的温度；其中，温度控制模块由电源控制模块供电。

利用上述根据本发明的车窗位置检测装置，能够对车窗位置进行实时检测，且具有功率低、体积小、成本低、检测精度高、运作速度快、检测装置安装方便等优点。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第一组成结构示意图；

图2为根据本发明实施例的红外发射模块和红外接收模块的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的红外模块的组成结构示意图；

图4为根据本发明实施例的红外收发阵列的其中一路电路结构示意图；

图5为根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第二组成结构示意图；

图6为根据本发明实施例的恒流源电路示意图；

图7为根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第三组成结构示意图；

图8为根据本发明实施例的温度采集模块与控制器模块的连接结构示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

针对前述现有的检测设备存在成本高且检测精度不高的问题，本发明通过红外模块来采集车窗的位置信号并发送给控制器模块，最终控制器模块将红外模块采集的位置信号转换成位置数据并显示。本发明提供的车窗位置检测装置不仅功率低、体积小而且安装方便、检测精度高，通过本发明能够对车窗位置进行实时高效的检测，从而为企业节省成本。

为了说明本发明提供的车窗位置检测装置，图1示出了根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第一组成结构。

如图1所示，本发明提供的车窗位置检测装置包括电源控制模块110、红外模块120和控制器模块130。其中，电源控制模块110分别与红外模块120和控制器模块130相连，用于给红外模块120和控制器模块130供电；红外模块120与控制器模块130相连，用于采集车窗的位置信息，并将所采集到的信息发送给控制器模块130。

进一步地，红外模块120包括红外发射模块121、红外接收模块122、选择器123和信号放大模块124。其中，红外接收模块122用于接收红外发射模块121发出的红外信号；选择器123用于对红外接收模块122所接收的红外信号进行采集，并将采集的红外信号发送给信号放大模块124；信号放大模块124用于对选择器123所采集的红外信号进行放大，并将放大后的红外信号传送给控制器模块130；控制器模块130将信号放大模块124放大后的红外信号进行转换，转换后得到的数据即为车窗的位置数据。

其中，图2和图3示出了本发明提供的车窗位置检测装置中的红外模块的结构。其中，图2出了根据本发明实施例的红外发射模块和红外接收模块的结构；图3示出了根据本发明实施例的红外模块的组成结构。

如图2，在本发明中，红外发射模块由两块单排排列的红外发射阵列22组成，而红外接收模块由两列交错排列的红外接收阵列21组成。其中，红外发射阵列22由120个红外发射管组成，一块红外发射阵列可以由60个红外发射管组成，同样，红外接收阵列21也由240个红外接收管组成，每一列红外接收管的数量为120个，图2只示出了部分红外发射管和红外接收管。红外发射阵列22发射出的红外光通过贴在车窗玻璃上的白色反光膜反射到红外接收阵列21，以使得红外接收阵列21对红外发射阵列22发射出的红外信号进行接收。

此外，在本发明提供的车窗位置检测装置中，信号放大模块可以采用LM224芯片，选择器可以采用CD4051芯片。如图3所示，红外接收阵列21接收红外发射阵列22发出的红外信号，并通过8选1通道的选择器(即CD4051芯片)对红外接收阵列21接收的红外信号进行采集，然后LM224芯片对CD4051芯片采集的红外信号进行放大，并将放大后的红外信号发送至控制器模块130，控制器模块130对放大后的红外信号进行处理，处理后的数据就是车窗的位置数据。另外，本发明还包括显示模块(图中未示出)，该显示模块可以为LED灯，通过LED灯将处理后的位置数据进行显示。即，根据控制器模块130处理所得到的位置数据显示车窗的位置。

为了更为详细的说明红外模块的工作过程，图4示出了根据本发明实施例的红外收发阵列的其中一路电路结构。

如图4所示，在本发明中，红外接收阵列的其中8个接收管H1-H8分别与CD4051芯片的B1-B8引脚相连，控制器模块采用STM32F103RBT6芯片(以下简称STM32芯片)，CD4051芯片的A1-A3引脚分别与STM32芯片的S1-S3引脚相连，通过STM32芯片的S1、S2和S3引脚控制控制CD4051芯片的B1-B8中的其中一个引脚的选通(即，控制8选1通道的选择器的引脚的选通)。至于其他红外接收管与选择器的连接与图4所示的电路结构类似，在此不再一一赘述。

CD4051芯片的A4与LM224芯片的引脚1相连，LM224芯片的引脚2与STM32芯片的S4引脚相连，用于将采集的红外信号传送给LM224进行放大处理，然后经LM224的引脚2将放大后的红外信号传送至控制器模块进行处理。其中，控制器模块将接收的信号经AD变换，然后将变换后的信号发送至LED灯进行车窗位置的显示。

进一步地，为了使温度采集模块不受电流波动的影响，使温度采集始终处于稳定状态，本发明提供的车窗位置检测装置还包括恒流源模块。其中，图5示出了根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第二组成结构；图6示出了根据本发明实施例的恒流源电路。

如图5所示，在本发明中，恒流源模块140由电源控制模块110为其供电，用于给红外发射模块121提供稳定的电流；此时，红外接收模块122则由电源控制模块110为其供电。至于其他模块在图1中已作了详细说明，在此不再赘述。在本发明中，恒流源模块140采用LM117恒流源器件。

如图6所示，LM117恒流源器件的引脚1与电源控制模块的V₀相连，LM117恒流源器件的引脚2和引脚3之间短接一个电阻r，其中，该电阻r的阻值为100Ω，从而为红外发射模块提供所需要的稳定电流I₀。

此外，由于车窗需要在低温环境下进行测试，当环境温度低于0摄氏度时，车窗玻璃上可能会结一层白色的冰霜，然而白色冰霜会将红外光反射，从而影响红外接收阵列的对红外信号的接收，进而对车窗的位置的判断造成误差。为了减少甚至避免这种误差，本发明提供的车窗位置检测装置还包括温度控制模块。

其中，图7示出了根据本发明实施例的车窗位置检测装置的第三组成结构；图8示出了根据本发明实施例的温度采集模块与控制器模块的连接结构。

如图7温度控制模块150同样由电源控制模块110为其供电，用于控制当前检测环境温度。其中，温度控制模块150包括温度采集模块151和温度调节模块152。其中，温度采集模块151用于采集当前检测环境温度，并将所采集的当前检测环境温度发送给控制器模块；温度调节模块152用于通过加热装置对当前检测环境温度进行加热调节。其中，至于图7中所示的其他模块，在图5中已详细说明，在此不再赘述。

具体地，控制器模块130进一步包括比较模块(图中未示出)，用于对温度采集模块151所采集的当前检测环境温度与预设阈值进行比较，当温度采集模块151所采集的当前检测环境温度低于预设阈值时，控制器模块130控制温度调节模块152对当前检测环境温度进行加热调节。

也就是说，温度采集模块151将所采集的当前检测环境温度发送给控制器模块130后，控制器模块130利用比较模块将温度采集模块151发送过来的当前检测环境温度与预设阈值进行比较，例如预设阈值可以是0摄氏度～25摄氏度。当温度采集模块151所采集到的当前检测环境温度低于0摄氏度时，控制器模块130控制温度调节模块152对当前检测环境温度进行加热，当温度采集模块151采集到的当前检测环境温度高于25摄氏度时，控制器模块130控制温度调节模块152停止加热。通过控制器模块130控制温度调节模块对当前检测环境温度进行调节，能够使周围的环境温度始终处于一个恒定的状态，从而使得红外接收阵列所接收到的红外信号更精准。

另外，如图8所示，在本发明中，温度采集模块采用DS18B20芯片，其D1和D2引脚分别是电源接口，D1和D2引脚与电源控制模块相连，用于给温度采集模块供电，D3是传输当前检测环境温度的传输接口，其与控制器模块的K1脚相连，用于将温度采集模块所采集到的当前检测环境温度传送给控制器模块；控制器模块的K2脚与温度调节模块的J1脚相连，用于根据温度采集模块所采集到的当前检测环境温度控制温度调节装置对当前检测环境温度进行调节。其中，温度调节装置的引脚J2和J3与加热管相连，以使得加热管能够对当前检测环境温度进行加热。

通过上述可知，本发明提供的车窗位置检测装置通过红外接收模块接收红外发射模块发出的红外信号，采集信号的选择器对红外接收模块所接收的红外信号进行采集，并采用信号放大模块对采集的红外信号进行放大，然后发送给控制器模块，控制器模块对放大后的红外信号进行处理，处理后得到的数据即是车窗的位置数据。通过本发明能够对车窗位置进行实时检测，且具有功率低、体积小、成本低、检测精度高、运作速度快、检测装置安装方便等优点，从而能够使维修人员根据该检测到的车窗的位置数据对玻璃升降器的故障进行快速有效的定位。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的车窗位置检测装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的车窗位置检测装置，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (9)

1.一种车窗位置检测装置，包括电源控制模块、红外模块和控制器模块；其中，

所述电源控制模块分别与所述红外模块和控制器模块相连，用于给所述红外模块和所述控制器模块供电；

所述红外模块与控制器模块相连，用于采集车窗的位置信息，并将所采集到的位置信息发送给所述控制器模块；其中，

所述红外模块包括红外发射模块、红外接收模块、选择器和信号放大模块；其中，

所述红外接收模块，用于接收所述红外发射模块发出的红外信号；其中，所述红外发射模块由两块单排排列的红外发射阵列组成，所述红外接收模块由两列交错排列的红外接收阵列组成，所述红外发射阵列发射出的红外光通过贴在车窗玻璃上的白色反光膜反射到红外接收阵列，以使红外接收阵列对红外发射阵列发射出的红外信号进行接收；

所述选择器，用于对所述红外接收模块所接收的红外信号进行采集，并将采集的红外信号发送给所述信号放大模块；

所述信号放大模块，用于对所述选择器所采集的红外信号进行放大，并将放大后的红外信号传送给所述控制器模块；

所述控制器模块，用于将所述信号放大模块放大后的红外信号进行转换，获取车窗的位置数据。

2.如权利要求1所述的车窗位置检测装置，其中，进一步包括：

恒流源模块，用于给所述红外发射模块提供稳定的电流；其中，所述恒流源模块由所述电源控制模块供电。

3.如权利要求2所述的车窗位置检测装置，其中，所述恒流源模块采用LM117恒流源器件，所述LM117恒流源器件的引脚1与所述电源控制模块相连，所述LM117恒流源器件的引脚2和引脚3之间短接一个电阻后，输出的电流供给所述红外发射模块。

4.如权利要求1所述的车窗位置检测装置，其中，进一步包括：

温度控制模块，用于控制当前检测环境温度；其中，所述温度控制模块由所述电源控制模块供电。

5.如权利要求4所述的车窗位置检测装置，其中，所述温度控制模块进一步包括：

温度采集模块，用于采集当前检测环境温度，并将所采集的当前检测环境温度发送给所述控制器模块；

温度调节模块，用于通过加热管对当前检测环境温度进行加热调节。

6.如权利要求5所述的车窗位置检测装置，其中，所述控制器模块进一步包括：

比较模块，用于对所述温度采集模块所采集的当前检测环境温度与预设阈值进行比较；其中，当所述温度采集模块所采集的当前检测环境温度低于预设阈值时，所述控制器模块控制所述温度调节模块对当前检测环境温度进行加热调节。

7.如权利要求1所述的车窗位置检测装置，其中，所述控制器模块采用STM32芯片，所述选择器采用CD4051芯片；其中，

STM32芯片的S1、S2和S3引脚分别与CD4051芯片的A1、A2和A3引脚相连，通过STM32芯片的S1、S2和S3引脚控制CD4051芯片的A1、A2、A3引脚，以控制8选1通道选择器的其中一个引脚的选通。

8.如权利要求7所述的车窗位置检测装置，其中，所述信号放大模块采用LM224芯片；其中，

所述LM224芯片的引脚1与所述CD4051芯片的引脚A4相连，用于对所述选择器所采集的红外信号进行放大；

所述LM224芯片的引脚2与所述STM32芯片的S4引脚相连，用于将所放大的红外信号传送给所述控制器模块。

9.如权利要求1所述的车窗位置检测装置，进一步包括显示模块；其中，

所述显示模块与所述控制器模块相连，用于根据控制器模块所获取的车窗的位置数据显示车窗的位置。