CN1187568A - 用于车窗玻璃升降的装置及方法 - Google Patents

Abstract

车窗玻璃升降装置,通过使用一轻推梭动开关装置将车窗玻璃升至需要的位置。该装置具有一双向电机,一车窗玻璃位置检测器,产生车窗玻璃控制数据;一安装在扶手上的轻推梭动开关装置;一微处理机,为双向电机产生一旋转方向控制信号和驱动信号以及终止转向控制信号和驱动信号;然后,一电机驱动器,给双向电机提供相应于转向控制信号和驱动信号的驱动电压。由此车窗玻璃可被升降到需要的相应轻推梭动开关装置的旋转开关转角的位置。

Description

用于车窗玻璃升降 的装置及方法

本发明涉及车窗玻璃升降装置的改进，特别是通过使用轻推梭动开关(jog shuttle)装置将车窗玻璃精确升降到所希望位置的装置和方法。

一种已知的车窗玻璃升降方法是强制转动一个与车窗玻璃的升降齿轮连接的手动柄，另一种已知方法是通过操纵控制开关驱动一双向电机来自动转动车窗玻璃的升降齿轮。后者通常称为电动车窗装置。

通常电动车窗装置具有一双向电机和一上/下开关或一跷板类型的按钮开关，用来顺时针和逆时针转动双向电机升降车窗玻璃。在此，该开关改变供给双向电机的驱动电压的极性来改变双向电机的旋转方向。然而，在这种电动车窗装置中，为了将车窗玻璃精确地升降到所希望的位置，驾驶员或乘客需一点点地操纵该开关，连续地用肉眼观察车窗玻璃是否到达所希望的位置。

在授予山本的名称为“车窗玻璃升降装置”的美国4,931,714号专利中公开了一种改进的电动车窗装置，山本建议了一种电动车窗装置，其中使用者通过使用一滑动变阻器可将车窗玻璃升降到所希望的位置，而不用注意车窗玻璃的开/关状态。

由山本建议的常规电动车窗装置包括一个复合电位计，用于比较由变阻器产生的电压和与车窗玻璃位置相应的电压。这样，该常规系统结构上变得复杂。

本发明的一目的在于提供一种装置和方法，用于通过使用一轻推梭动开关装置来精确升降车窗玻璃到所希望的位置。

本发明的另一目的在于提供一简单、紧凑的车窗玻璃升降装置。

根据本发明一个方面，用于升降车窗玻璃的装置具有一根据所供给电压的极性顺时针和逆时针旋转的双向电机；一用于测量双向电机转数来产生车窗玻璃位置数据的车窗玻璃位置检测器；一个安装在车辆内部预定位置用于检测转动开关转角来产生相对该转角的位置控制数据的轻推梭动开关装置；一个比较当前位置控制数据和先前位置控制数据来给双向电机提供转动方向控制信号和驱动信号，并当来自轻推梭动开关的当前位置控制数据与车窗玻璃位置数据相符时终止旋转方向控制信号和驱动信号发生的微处理机；及一个根据旋转方向控制信号和驱动信号给双向电机提供驱动电压的电机驱动器。由此车窗玻璃根据轻推梭动开关装置的旋转开关的转角被升、降到所希望的位置。

本发明的上述和其他目的、特征及优点将通过结合附图的实施例的详细描述而变得更清楚，其中：

图1A是根据本发明一个实施例的轻推梭动开关装置的透视图；

图1B是根据本发明一个实施例的旋转开关的底视图；

图1C是根据本发明一个实施例的电极板的顶视图；

图1D是图1A中轻推梭动开关装置的剖视图；

图1E是一放大视图，用于说明根据本发明一个实施例的转角检测电极与转角电极相互电配合的状态；

图2是根据本发明一最佳实施例的车窗玻璃升降装置的原理框图；及

图3是根据本发明一实施例的车窗玻璃升降流程图。

本发明的一最佳实施例将在下面参照附图详细说明，其中相同的标号用于相同的部件。此外，应该更清楚地理解，在此给出许多详细的说明诸如详细的电路元件只是为了能更好理解本发明而举的例子，并且本发明可不依赖该详细说明而实施。另外，可以注意到对于有关的已有技术的详细说明，如果被认为在说明本发明的思想不需要时，被有意省略。

参照图1A，一个轻推梭动开关装置12包括一环形电极板14，它被牢固地固定在车辆的特定内部部件上(如在扶手上)；及一个可转动地安装在该电极板14上的旋转开关16。该电极板14具有多个转角电极18i(在此i是正数)，它们被构成于表面上。另外，该旋转开关16具有一个突出地构成于底面的旋转角度检测电极20，当车辆启动开关(未示出)闭合时，来自电池的供电被提供给它。

图1B描述了旋转开关16的底视图，如所示，环形旋转开关16包括一个从外环面伸出的转角检测电极20，和一个沿中间环形表面直径构成于底面上的盘形电极22，该转角检测电极20与盘形电极22电连接，该转角检测电极20具有宽度W₁，并通过电极板14的电池电极26向其恒定提供电池(未示出)供给的电压V_CC。此外，该旋转开关16具有一个构成于中央的轴24。

参照图1C，该环形电极板14具有一个形成于顶面上的电池电极26，使其接触旋转开关16的盘形电极22，及沿外环有规律地设置的转角电极18i。各转角电极18i的宽度W₂最好等于或大于转角检测电极20的宽度W₁。此外，在电极板14的中央有一个通孔28，旋转开关16的轴24插在其中。该电极板14被牢固地安装在车辆的特定位置上，如扶手。

参照图1D，该旋转开关16与电极板14组合装配成轻推梭动开关装置12。如所示，一卷簧32安装在电极板14的底面，一E形环34被牢固地固定在轴24的下端部上形成的槽中，由此使旋转开关16与电极板14衔接。另外，电极板14具有一通孔30，通过它穿过一电线，用以连接供给电压V_CC到电池电极26。

图1E是一放大视图，用来说明根据本发明一个实施例的转角检测电极20与转角电极18i之一电配合的状态。如图所示，一凹卡止挡指示器19构成于对应转角电极18i的顶面上。转角检测电极20具有一个形成于中央的孔21，一螺簧25插入孔21中。此外，一球形电极23安装在孔21中的螺簧25上，从而使转角检测电极20准确地停在转角电极18i之一上，由此保证转角检测电极20与转角电极18i之间准确的电连接。

在操作中，如果司机或乘客转动旋转开关16，转角检测电极20将与任何转角电极18i之一电连接，然后，与转角检测电极20连通的转角电极18j(在此j为正数)将有逻辑“高”电平，其它转角电极18k(在此k≠j)将有逻辑“低”电平。

现在参照图2，根据本发明的车窗升降装置包括一此前描述的轻推梭动开关装置12，一微处理机(MPU)36，一电机驱动器38，一双向电机40，及一车窗玻璃位置检测器42。该微处理机36具有多个分别与电极板14的转角电极18_n至18₁连接的输入端P_n至P₁。另外，微处理机36具有分别与电机驱动器38的输入端连接的输出端O₁和O₂。电机驱动器38的输出被传输给双向电机40。车窗玻璃位置检测器42被装在双向电机40与微处理机36的输入端I₁之间，并检测双向电机40的转数(RPM)，向微处理机36提供所检测的转数。可以了解到，车窗玻璃位置检测器42回应车门关闭状态传感器(未示出)的信号输出初始化存在微处理机36的存储器(RAM)中的先前位置控制数据，来检测车窗完全关闭状态。双向电机40的轴被连接到用于车窗玻璃升降的升降齿轮(未示出)。此外，一操纵板被设置在旋转开关16周围。如图所示，该操纵板有多个标记，如“OPEN”、“CLOSE”、“CL”(“关闭”的缩写)、“FOP”(“完全打开”的缩写)及箭头(▲)。

图3是根据本发明车窗玻璃升降的流程图，这个过程被编在微处理机36的内存(ROM)中。

现在参照图1A至3，根据本发明的车窗玻璃控制装置的操纵将在下面详细描述。首先假设转角检测电极20最初被置于转角电极18₁处，这样车窗玻璃被完全关闭，在这种状态下，如果司机或乘客在特定方向上旋转轻推梭动开关装置12的旋转开关16，该转角检测电极20将与任何转角电极18i之一电连接。

例如，如果转角检测电极20接触到转角电极18₃和18_n-1，供给微处理机36的榆入端P_n-P_l的位置控制数据将有如下面表1所示的值。

表1

与电极20相连的18i	Pn	Pn-1	……	P5	P4	P3	P2	P1
									183	0	0	……	0	0	1	0	0
18n-1	0	1	……	0	0	0	0	0

参照图3，该微处理机13在步骤96中周期地扫描输入端P_n-P₁，并在步骤98中核对是否经过一预定时间。该预定时间相关于由司机或乘客完成转动开关16的一次转动用的一特定时间(如约1或2秒)。如果经过了预定时间，微处理机36在步骤100中在输入端P_n-P₁接收位置控制数据。可以注意到，微处理机36在经过预定时间后接收位置控制数据是为了跳过在旋转开关16从先前位置转到当前位置时产生的不需要位置控制数据。

然后在步骤102中，该微处理机36比较存在内存(RAM)中的先前位置控制数据和接收到的当前位置控制数据，在此，术语“先前位置控制数据”指的是对应于先前位置的数据，其为在司机转动旋转开关16之前，旋转开关16的角度检测电极20所位于的位置。如果先前位置控制数据具有比当前位置控制数据高的值，就认为旋转开关16是被逆时针转动(即升起车窗玻璃的方向)。相反，如果先前位置控制数据有比当前位置控制数据低的值，意味着旋转开关16被顺时针转动(即降低车窗玻璃的方向)。这种关系在下面的表2中被更详尽地描述。

表2

先前位置控制数据(Pn-P1)	当前位置控制数据(Pn-P1)	旋转方向
			00000…00100	00000…00010	逆时针
00000…00100	00000…00100	不旋转
			00000…00100	00000…01000	顺时针

根据上述，微处理机36在步骤104中核对旋转开关16是否是顺时针旋转。如果旋转开关16被顺时针旋转，该微处理机36在步骤108中测定旋转开关16的转角。该测定转角可以通过简单地比较先前位置控制数据和当前位控制数据来测定，例如，在电极板14上形成有36个转角电极18i的情况下，在两相邻转角电极18i之间的角度差是10°，这样，举例来说，先前位置控制数据为P₃＝1并且当前位置控制数据为P₆＝1，从位置控制数据的变化中可清楚地理解到，旋转开关16被顺时针转过30°。

然后在步骤110中，该微处理机36将相应于该测定转角的降低控制数据存到其内配置的缓冲内存中。在步骤112中，该微处理机36基于降低控制数据(LDCD)分别在输出端O₁和O₂输出一顺时针旋转控制信号和一给双向电机40的驱动信号。该电机驱动器38根据顺时针旋转控制信号和驱动信号以恒定转数(RPM)顺时针驱动双向电机40。此时，车窗位置检测器42检测双向电机40的转数，并依据该转数测定车窗玻璃当前位置，来产生车窗玻璃位置数据WP。

在步骤114中，该微处理机36比较车窗玻璃位置数据WP与降低控制数据LDCD。其结果是，如果车窗玻璃位置数据WP没有与降低控制数据LDCD相同的值时，意味着车窗玻璃还没有到达所需的对应降低控制数据LDCD的位置。这样该过程回到步骤112重新下降车窗玻璃，直至车窗玻璃位置数据WP变成与降低控制数据LDCD相同为止。

相反，如果在步骤104中旋转开关16不被顺时针旋转，该微处理机36在步骤118中测定旋转开关16的转角。然后在步骤120中，该微处理机36将对应转角的升起控制数据LUCD存到其内配置的缓冲内存中，在步骤122中，该微处理机36基于升起控制数据LUCD分别在输出端O1和O2输出一逆时针转动控制信号和一给双向电机40的驱动信号。该电机驱动器38依据逆时针转向控制信号和驱动信号以恒定转数(RPM)区动逆时针双向电机40。此时，车窗玻璃位置检测器42检测双向电机40的转数，并依据该转数测定车窗玻璃当前位置，来产生车窗玻璃位置数据WP。

在步骤124中，该微处理器36比较车窗玻璃位置数据WP和升起控制数据LUCD。其结果是，如果车窗玻璃位置数据WP没有与升起控制数据LUCD相同的值时，意味着车窗玻璃还没有到达所需的对应升起控制数据LUCD的位置。这样该过程回到步骤122重新升起车窗玻璃，直至车窗玻璃位置数据WP变成与升起控制数据LUCD相同为止。

另外，回到步骤106，如果旋转开关16没有在步骤104中逆时针转动，说明旋转开关16没有被转动，这样，该微处理机36将简单地完成该过程。

如上所述，本发明的车窗玻璃控制装置可以自动准确地升降车窗玻璃，到达所需的对应轻推梭动开关装置12的旋转开关16转角和转向的位置，由此为司机提供便利。

虽然上面描述了车窗玻璃位置检测器42，可以理解到，车窗玻璃位置检测器42可以用检测双向电机转动产生转动检测脉冲的RPM传感器或霍尔传感器代替。在这种情况下，根据转动检测脉冲和升降齿轮转动的传动比，微处理机36计算转动检测脉冲来测定车窗玻璃位置。

虽然上面已描述了本发明的多个优选实施例，可以理解，对本专业技术人员来讲有许多在本发明概念内的变换和/或变形，它们仍落在本发明的精神和范围之内，并由附属的权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种车辆车窗玻璃升降装置，含有一根据供给电压的极性顺时针和逆时针转动的双向电机，包括：

一车窗玻璃位置检测器，用于检测所述双向电机的转数，产生车窗玻璃位置数据；

一安装在车辆内预定部分的轻推梭动开关装置，用于检测旋转开关的转角，产生对应所述转角的位置控制数据；

一微处理机，用于比较当前位置控制数据和先前位置控制数据，为所述双向电机产生一旋转方向控制信号和一驱动信号，并在所述车窗玻璃位置数据与来自所述轻推梭动开关装置的所述当前位置控制数据相同时结束旋转方向控制信号和驱动信号的产生；及

一电机驱动器，用于给所述双向电机提供相应所述旋转方向控制信号和所述驱动信号的驱动电压；

由此所述车窗玻璃被升降到相应轻推梭动开关装置的旋转开关的转角的所需的位置。

2.如权利要求1的车窗玻璃升降装置，其中所述轻推梭动开关装置具有：

所述旋转开关，具有构成于底面上的转角检测电极；及

一电极板，具有多个有规律地形成于顶面上的转角电极，它们面向所述旋转开关的转角检测电极，由此在旋转开关转动时，所述转角检测电极与至少一个所述转角电极电接触；

所述旋转开关被可转动地安装在所述电极板中央。

3.如权利要求2的车窗玻璃升降装置，其中所述电极板是环形的，并包括一个在车辆点火开关闭合时从电池提供给电压的电池电极。

4.如权利要求3的车窗玻璃升降装置，其中旋转开关包括：

具有预定宽度的从旋转开关的外环延伸到内环的所述转角检测电极；以及

一盘形电极，与所述转角检测电极电连接，所述盘形电极形成于旋转开关的中间环上。

5.如权利要求4的车窗玻璃升降装置，其中所述各转角电极的宽度等于或大于转角检测电极的所述预定宽度。

6如权利要求5的车窗玻璃升降装置，其中所述车窗玻璃位置检测器包括一检测双向电极转数来产生转动检测脉冲的霍尔传感器。

7.如权利要求6的车窗玻璃升降装置，其中所述微处理机计算来自霍尔传感器的转动检测脉冲，产生所述车窗玻璃位置数据。

8.一种车窗玻璃升降的方法，含有一双向电机根据供给电压极性顺时针和逆时针转动，一车窗玻璃位置检测器用于检测所述双向电机转数来产生车窗玻璃位置数据，及一轻推梭动开关装置用于检测旋转开关的转角来产生基于所述转角的位置控制数据，包括如下步骤：

周期性地扫描来自轻推梭动开关装置的位置控制数据；

在经过预定时间后接收当前位置控制数据，预定时间是为了忽略旋转开关旋转中产生的不需要的位置控制数据；

比较所述当前位置控制数据和先前位置控制数据，来计算所述旋转开关的旋转方向和转角；及

在计算的方向上旋转所述双向电机，直至该车窗玻璃位置数据与当前位置控制数据一致，以此使得车窗玻璃升降到需要的位置。

9.如权利要求8的车窗玻璃升降的方法，其中所述比较步骤包括以下步骤：

检查来自旋转开关的当前位置控制数据与存在内存中的先前位置控制数据之间的数量差，来计算旋转开关的旋转方向；及

检查所述当前位置控制数据是否有比所述先前位置控制数据高的值，来计算旋转开关的转角。

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