CN105442974B - 一种关门防夹控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于公共交通工具的车门关门防夹控制电路。一种关门防夹控制器，包括开、关门电磁阀驱动电路，踏步灯电路，防夹控制电路，所述防夹控制电路采用气囊开关串接于关门电磁阀驱动电路的自锁电路的输出干接点与开门电磁阀驱动电路之间，接通开门电磁阀驱动电路的电源，所述踏步灯电路采用继电器K1通过三极管Q1控制电源端，从所述继电器K1引出踏步灯电源输出信号。本发明关门防夹控制器使用继电器、三极管、二极管等分离器件替代单片机。车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代了程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代了程序的自锁判断；整体电路更加稳定、可靠。能够保证车门在夹人的状态下及时、准确的打开。
Description
技术领域
本发明涉及一种关门防夹控制电路，尤其是涉及一种用于公共交通工具的车门关门防夹控制器。
背景技术
随着城市人口越来越密集，乘坐公共交通工具出行成为时下最为便捷的出行方式之一。然而公共交通工具乘坐人多，交通路况复杂，不时会有因司机视线受阻而导致很多悲剧的发生。尤其是老人或是儿童因为行动缓慢，加之引导疏忽，常常发生在乘坐公交车时被车门夹住等问题，引发安全事故，严重时甚至会造成人身安全隐患。
目前已有人设计出了一些汽车车门防夹装置。例如申请日2013.11.19、申请号201320739249.5、名称为“一种公共汽车车门防夹装置”的中国专利申请文件公开的一种公共汽车车门防夹装置；该公共汽车车门防夹装置，包括手动车门打开开关、手动车门闭合开关、电连接手动车门打开开关的一端和手动车门闭合开关的一端的公共节点的供电电源，还包括电压比较器、单片机、设置在公共汽车车门上下车台阶处的压力传感器、以及安装在驾驶员操控台上的报警灯。
例如申请日2010.12.23、申请号201020675588.8、名称为“一种公交车门防夹控制装置” 的中国专利申请文件公开的一种公共汽车车门防夹装置；公交车门上连接的电磁继电器和蓄电池，在公交车门车厢地板下安装有电阻应变式传感器，电阻应变式传感器输出端连接有运算放大器，运算放大器和电磁继电器的电感线圈相连接，电磁继电器的常闭开关通过一限流电阻与车门关闭控制开关相连接，蓄电池通过电阻和二极管与电阻应变式传感器相连接。电阻应变式传感器根据车门处是否有乘客或物品存在来采集信号，从而控制电磁继电器是否工作，实现车门的关闭智能化控制，避免了车门将乘客夹住的危险状况的发生。
现有汽车车门防夹装置存在的问题是：使用单片机作为处理器，大量的模拟采样电路作为状态判断，这种处理方式在复杂的电子环境中有可能会跑飞误判导致其工作可靠性将大大降低，因此存在使用可靠性和安全性能差的缺点。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出了一种关门防夹控制器，使用继电器、三极管、二极管等分离器件替代单片机。车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代了程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代了程序的自锁判断；整体电路更加稳定、可靠。能够保证车门在夹人的状态下及时、准确的打开。
本发明所采用的技术方案：
一种关门防夹控制器，包括电源电路，开、关门电磁阀驱动电路，踏步灯电路，防夹控制电路，所述防夹控制电路采用气囊开关串接于关门电磁阀驱动电路的自锁电路的输出干接点与开门电磁阀驱动电路之间，接通开门电磁阀驱动电路的电源，所述踏步灯电路采用继电器K1通过三极管Q1控制电源端，从所述继电器K1引出踏步灯电源输出信号，所述继电器K1的线圈串联连接在三极管Q1的输出回路中，三极管Q1的基极和稳压二极管D2相连，所述稳压二极管D2通过限流电阻R1连接开关门电磁阀驱动电路的车门行程开关，车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代程序的自锁判断。
所述的关门防夹控制器，继电器K2线圈供电端与继电器K3、继电器K2常开触点相连，继电器K2公共端与继电器K3公共端相连，关门按钮按下以后，K3线圈得电，常开触点闭合，同时K2继电器线圈得电，常开触点吸合，构成所述关门电磁阀驱动电路的自锁电路。
所述的关门防夹控制器，含有车速判断电路，车速传感器信号通过电阻R5接入开关门电磁阀驱动电路中三极管Q3的基极，再由三极管Q3控制三极管Q2基极；车速信号的状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断。
所述的关门防夹控制器，开、关门电磁阀驱动电路使用双刀双掷继电器，控制电磁阀的电源和地，保证在切断的时候不会有反向电动势通过地线反馈到电源里。
本发明的有益效果：
1、本发明关门防夹控制器，电路组成为三极管、二极管、继电器等器件，使用继电器、三极管、二极管等分离器件替代单片机。没有使用单片机，完全避免了死机、程序异常等情况的发生，产品稳定性更高、寿命更长。相对于原有防夹方式，本发明从原来的被动防夹控制方式变为新的主动防夹控制，设计更加人性化。
2、本发明关门防夹控制器，设计合理，动作可靠，响应时间快。它在关门夹人的状态下可以自动打开，反应时间为毫秒级，不再需要司机通过按下开门按钮来解除夹人的状态。车门防夹控制方式涉及到人身安全，所以需要较快的响应速度。
3、本发明关门防夹控制器，实现方式简单，价格便宜，大大的节约了成本；而且增加产品的稳定性，可根据用户的需求增减部分功能；操作方式与原有车载控制电路一致，对用户来说，使用相当方便。
4、本发明关门防夹控制器，车速信号的状态判断、车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代了程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代了程序的自锁判断；同时使用电压抑制器件、自恢复保险、二极管等器件使得整体电路更加稳定、可靠。
附图说明
图1是本发明关门防夹控制器组成方框图；
图2是本发明关门防夹控制器的电路原理示意图；
图3是本发明关门防夹控制器的电路接口示意图。
图中，VCC_24V为电源输入，GND 地，LIGHT 踏步灯电源输出，STA_FLG 磁性开关信号，SEN_1# 气囊开关1#脚，SEN_2# 气囊开关2#脚，SPEED_FLG 车速传感器，DOOR_O 翘板开门信号，CLOSE_D 翘板关门信号，CLOSE_V 关门电磁阀信号，GND_V1 关门电磁阀地，OPEN_V开门电磁阀信号，GND_V2 开门电磁阀地。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1、图2、图3，本发明关门防夹控制器，包括电源电路，开、关门电磁阀驱动电路，踏步灯电路，防夹控制电路，所述防夹控制电路采用气囊开关串接于关门电磁阀驱动电路的自锁电路的输出干接点与开门电磁阀驱动电路之间，接通开门电磁阀驱动电路的电源，其与现有技术不同之处在于：所述踏步灯电路采用继电器K1通过三极管Q1控制电源端，从所述继电器K1引出踏步灯电源输出信号，所述继电器K1的线圈串联连接在三极管Q1的输出回路中，三极管Q1的基极和稳压二极管D2相连，所述稳压二极管D2通过限流电阻R1连接开关门电磁阀驱动电路的车门行程开关，车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代程序的自锁判断。
所述关门电磁阀驱动电路的自锁电路，主要由继电器K2、继电器K3构成。继电器K2线圈供电端与继电器K3、继电器K2常开触点相连，继电器K2公共端与继电器K3公共端相连，关门按钮按下以后，K3线圈得电，常开触点闭合，同时K2继电器线圈得电，常开触点吸合，构成关门电磁阀驱动电路的自锁电路。
车门在打开的时候有乘客上、下车门，需要照明，踏步灯电源输出由继电器K1通过三极管Q1控制通断，因此，三极管Q1的控制基极连接车门行程开关以提供驱动。其工作原理是：如果行程开关给出24V信号，说明车门处于关闭状态，三极管Q1基极为高电平，不导通，继电器K1不做响应。反之如果行程开关给出低电平，认为车门打开，此时三极管Q1基极为低电平，导通为继电器K1供电，常开触点吸合，踏步灯得电。
由于磁性行程开关、胶条等内部均为机械结构，为防止其在车辆行驶过程中因颠簸造成触点接触，需要增加自锁电路，使其只有在车门关闭按钮按下时，形成自锁，后续防夹控制电路才能得电工作。有自锁电路，防止行车中机械部件误动作引发开门。
实施例2
参见图1、图2、图3，本实施例的关门防夹控制器，与实施例1不同的是，含有车速判断电路，为防止车子启动以后车门防夹有效，增加车速判断电路做限定。
车速传感器信号通过电阻R5接入开关门电磁阀驱动电路中三极管Q3的基极，再由三极管Q3控制三极管Q2基极；车速信号的状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断。如果车速给出高电平信号，说明车速不大于5KM/H，此时三极管Q3导通，三极管Q2导通，二极管D12得电；反之则二极管D12不能得电。保证车子启动以后车门不会自动打开。
本发明关门防夹控制器，开、关门电磁阀驱动电路使用双刀双掷继电器，控制电磁阀的电源和地，保证在切断的时候不会有反向电动势通过地线反馈到电源里。
开关门电磁阀驱动电路中，继电器RLY1与关门信号相连，按下关门按钮，继电器RLY1吸合，给出关门信号。继电器RLY2与二极管D12相连，如果在关门时候夹住人，同时防夹使能有效，车速不大于5KM/H，此时继电器RLY2吸合，常开触点闭合，开门电磁阀得电。
实施例3
参见图1、图2、图3，本实施例的关门防夹控制器，与前述各实施例1不同的是，所述电源电路中，使用大功率TVS对供电电压进行抑制；同时为防止负载存在短路故障，增加一个自恢复保险R0，使其在负载短路的情况下能够断开防夹控制器和电源的连接；然后并联大功率瞬变电压抑制二极管D3，以吸收电源上的瞬变电压，再串入二极管D11，做防止反向供电保护。
电源由车身接入本装置，根据使用环境，由于车载电子存在大量的瞬间电动势，因此电源电路需要使用大功率TVS（瞬变电压抑制二极管）对供电电压进行抑制；同时为防止负载存在短路故障，增加一个自恢复保险R0，使其在负载短路的情况下能够断开防夹控制器和电源的连接，防止短路对上级电源产生影响。然后并联大功率瞬变电压抑制二极管D3，可以将电源上的瞬变电压吸收，再串入二极管D11，做防止反向供电保护。电源电路处理完以后接入本装置。
实施例4
参见图1、图2、图3，本实施例的关门防夹控制器，与前述各实施例1不同的是，与所述的自锁电路及开关门电磁阀驱动电路连接，设有气囊传感器。如图所示，根据实施例1的描述，继电器K1供电，常开触点吸合，踏步灯得电同时，继电器K2、K3的公共端触点得电。这样，当关门按钮按下以后，K3线圈得电，常开触点闭合，同时K2继电器线圈得电，常开触点吸合构成自锁电路，气囊传感器SEN_1#得电。
由于气囊传感器与防夹使能开关S1相连，气囊传感器SEN_1#得电，如果夹住人则SEN_1#与SEN_2#导通，在防夹使能有效的情况下，三极管Q2同时得电。
关门防夹控制器上电后，按下翘板开关门按钮，对应的开关门电磁阀动作。磁性开关不到位的情况下，按下关门按钮，自锁电路自锁，后续气囊开关得电，如果有人被挤到，气囊开关给出电平信号，同时车速信号给出当前状态，如果汽车没有行驶则车门自动打开。
本发明关门防夹控制器，工作原理如下所述：
开门动作：
1）按下开门按钮，继电器RLY2得电吸合，RLY2常开触点吸合，输出电压驱动开门电磁阀；
2）车门打开，车门行程开关给出低电平，三极管Q1导通，继电器K1得电，K1常开触点吸合，踏步灯点亮；
关门动作：
1）此时车门处于打开状态，行程开关输出低电平，三极管Q1导通，继电器K1得电，K1常开触点吸合；
2）按下关门按钮，继电器RLY1得电吸合，RLY1常开触点吸合，输出电压驱动关门电磁阀；同时继电器K3线圈得电，K3常开触点吸合，然后K2线圈得电，K2常开触点吸合，构成自锁电路；
3）此时气囊开关干接点得电，如果车门关闭时挤压乘客，气囊开关常开闭合，三极管Q2得电；
4）如果此时车速小于5KM/H，车速信号给出高电平，三极管导通，继电器RLY2吸合，RLY2常开闭合，输出电压驱动开门电磁阀；
5）车门打开。
Claims (8)
1.一种关门防夹控制器，包括电源电路，开、关门电磁阀驱动电路，踏步灯电路，防夹控制电路，所述防夹控制电路采用气囊开关串接于关门电磁阀驱动电路的自锁电路的输出干接点与开门电磁阀驱动电路之间，接通开门电磁阀驱动电路的电源，其特征在于：所述踏步灯电路采用继电器K1通过三极管Q1控制电源端，从所述继电器K1引出踏步灯电源输出信号，所述继电器K1的线圈串联连接在三极管Q1的输出回路中，三极管Q1的基极和稳压二极管D2相连，所述稳压二极管D2通过限流电阻R1连接开关门电磁阀驱动电路的车门行程开关，车门位置行程开关信号状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断；使用继电器构成的自锁电路替代程序的自锁判断。
2.根据权利要求1所述的关门防夹控制器，其特征在于：继电器K2线圈供电端与继电器K3、继电器K2常开触点相连，继电器K2公共端与继电器K3公共端相连，关门按钮按下以后，K3线圈得电，常开触点闭合，同时K2继电器线圈得电，常开触点吸合，构成所述关门电磁阀驱动电路的自锁电路。
3.根据权利要求1或2所述的关门防夹控制器，其特征在于：含有车速判断电路，车速传感器信号通过电阻R5接入开关门电磁阀驱动电路中三极管Q3的基极，再由三极管Q3控制三极管Q2基极；车速信号的状态判断使用三极管的导通特性替代程序的状态判断。
4.根据权利要求3所述的关门防夹控制器，其特征在于：开、关门电磁阀驱动电路使用双刀双掷继电器，控制电磁阀的电源和地，保证在切断的时候不会有反向电动势通过地线反馈到电源里。
5.根据权利要求1或2所述的关门防夹控制器，其特征在于：开、关门电磁阀驱动电路使用双刀双掷继电器，控制电磁阀的电源和地，保证在切断的时候不会有反向电动势通过地线反馈到电源里。
6.根据权利要求1、2或4所述的关门防夹控制器，其特征在于：所述电源电路中，使用大功率TVS对供电电压进行抑制；同时为防止负载存在短路故障，增加一个自恢复保险R0，使其在负载短路的情况下能够断开防夹控制器和电源的连接；然后并联大功率瞬变电压抑制二极管D3，以吸收电源上的瞬变电压，再串入二极管D11，做防止反向供电保护。
7.根据权利要求3所述的关门防夹控制器，其特征在于：所述电源电路中，使用大功率TVS对供电电压进行抑制；同时为防止负载存在短路故障，增加一个自恢复保险R0，使其在负载短路的情况下能够断开防夹控制器和电源的连接；然后并联大功率瞬变电压抑制二极管D3，以吸收电源上的瞬变电压，再串入二极管D11，做防止反向供电保护。
8.根据权利要求5所述的关门防夹控制器，其特征在于：所述电源电路中，使用大功率TVS对供电电压进行抑制；同时为防止负载存在短路故障，增加一个自恢复保险R0，使其在负载短路的情况下能够断开防夹控制器和电源的连接；然后并联大功率瞬变电压抑制二极管D3，以吸收电源上的瞬变电压，再串入二极管D11，做防止反向供电保护。
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