CN201339392Y - 电动车窗控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于汽车电子控制领域，具体的讲是一种无需传感器稳定性好的电动车窗控制器。其包括：电机驱动单元、电流取样单元、直流放大单元、单片机、稳压单元、电源接口和电机接口，所述电机驱动单元一端连接电源正极，另一端通过所述电流取样单元连接电源负极，所述电机驱动单元连接外部电机，所述电机驱动单元接受所述单片机的信号驱使动外部电机动作，所述电流取样单元采集流过电机的电流，并转换成线性的电压信号，由所述直流放大单元进行放大后送入单片机；所述电流取样单元和单片机之间还设置有一个交流放大整形单元，所述交流放大整形单元将电流取样单元采集的交流电压信号进行放大整形处理后，送入单片机。

Description

电动车窗控制器

技术领域

本实用新型属于汽车电子自动控制领，更具体的讲属于一种无需传感器并具电机配置低，操作简便的电动车窗控制装置。

背景技术

目前国内市场上常见的中低档汽车都配备电动车窗(玻璃)升降功能，但是最关键的技术是防夹和电动控制功能。一般而言，电动控制功能主要有点动开关窗、自动开关窗、手动开关窗、拔钥匙熄火自动关窗和儿童锁功能等等；所谓防夹功能是指车窗玻璃自动上升的过程中身体部位(如手、头部等伸出窗外)被夹住时，控制器能检测到危险的存在，不是继续上升关窗造成伤害，而是窗户回落避免夹伤事故，实现保护功能。目前电动车窗的缺陷在于：

一、常见的实现防夹功能的方案大多是通过在电机和控制器之间安装光电开关或霍尔传感器等方式实现，但是结构复杂，安装不便，即：如果传感器系统都加载到控制电机一侧，则会导致电机接线端额外再增加3根线，包括传感器电源线、地线和信号输出线，加上2根电机电枢线，电机接口共5根线，接口复杂，电机内部结构也复杂；如果传感器系统接收部分加载到控制器这一边，电机接口线也可以只需2根电机电枢线，但由于有传感信号的联接关系，电机和控制器之间安装精度、结构极为复杂；以上两种方法结构和安装都比较复杂，受限制性很大，成本也高。

二、现在高档车通过传感器来实现防夹和较全的电动控制功能，但是匹配的电机成本较高；而中低档车一般只具备部分电动控制功能而无防夹功能，这是由于低档车所用电机一般是结构简单和成本低的直流有刷电机，没有霍尔结构，不能实现防夹功能，造成使用的不便，如在实施一键自动关窗功能时，因为无防夹功能，反而容易造成夹伤事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种无需传感器并具配置电机要求低，操作简便、可靠性高的电动车窗控制装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案为：本实用新型的电动车窗控制器，包括：电机驱动单元、电流取样单元、直流放大单元、单片机、稳压单元、电源接口和电机接口，所述电机驱动单元一端连接电源正极，另一端通过所述电流取样单元连接电源负极，所述电机驱动单元连接外部电机，所述电机驱动单元接受所述单片机的信号驱使动外部电机动作，所述电流取样单元采集流过电机的电流，并转换成线性的电压信号，由所述直流放大单元进行放大后送入单片机；所述电流取样单元和单片机之间还设置有一个交流放大整形单元，所述交流放大整形单元将电流取样单元采集的交流电压信号进行放大整形处理后，送入单片机。

其技术特征还可以包括：所述交流信号放大整形单元包括第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一电容(C1)、第四电容(C4)、第五电容(C5)；其连接方式为：所述第四电容(C4)一端连接到电流取样单元，另一端连接到第五电阻(R5)，第五电阻(R5)的另一端与第一运算放大器(U1)的负输入端、第五电容(C5)和第六电阻(R6)的一端共同连接，第五电容(C5)和第六电阻(R6)各自的另一端与第二运算放大器(U2)正输入端连接到一起；第九电阻(R9)的一端连接到地，其另一端与第八电阻(R8)的一端和第二运算放大器(U2)负输入端共同连接，第八电阻(R8)的另一端与第七电阻(R7)的一端和第二运算放大器(U2)的负输入端连接到一起，第七电阻(R7)的另一端与稳压单元和第一电容(C1)的一端连接到一起，第一电容(C1)的另一端接地；第二运算放大器(U2)输出端连接单片机4。

所述单片机还连接复位电路或时钟电路。

所述单片机还连接控制按钮单元、熄火关窗信号单元和防夹力设置单元中的一种或几种。

所述稳压单元为5伏电压。

本实用新型的有益技术效果为：

一、可以不再使用传感器元件，不但可以由此避免线束繁多、安装复杂，而且可以节约材料和安装的成本，降低了产品的整体费用；

二、通过增加一个交流信号放大整形单元，通过硬件电路的设置替代传感器并且能够实现相关的功能，简便实用；

三、匹配的电机成本低廉，安装方便；

四、可以实现较完全的自动控制功能和防夹功能，功能齐全，稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型交流信号放大整形单元的电路图；

图3是本实用新型电机驱动单元的电路图；

图4是本实用新型直流放大单元的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体结构和控制方式做详细说明，

如图1-2，本实用新型的电动车窗控制器，包括：电机驱动单元6、电流取样单元9、直流放大单元7、单片机4、稳压单元5、电源接口和电机接口，所述电机驱动单元6一端连接电源正极，另一端通过所述电流取样单元9连接电源负极，所述电机驱动单元6连接外部电机，所述电机驱动单元69接受所述单片机4的信号驱使动外部电机动作，所述电流取样单元9采集流过电机的电流，并转换成线性的电压信号，由所述直流放大单元7进行放大后送入单片机；所述电流取样单元9和单片机4之间还设置有一个交流放大整形单元8，所述交流放大整形单元8将将电流取样单元采集的交流电压信号进行放大整形处理后，送入单片机4。

所述交流信号放大整形单元8包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第四电容C4、第五电容C5；其连接方式为：所述第四电容C4一端连接到电流取样单元9，另一端连接到第五电阻R5，第五电阻R5的另一端与第一运算放大器U1的负输入端、第五电容C5和第六电阻R6的一端共同连接，第五电容C5和第六电阻R6各自的另一端与第二运算放大器U2正输入端连接到一起；第九电阻R9的一端连接到地，其另一端与第八电阻R8的一端和第二运算放大器U2负输入端共同连接，第八电阻R8的另一端与第七电阻R7的一端和第二运算放大器U2的负输入端连接到一起，第七电阻R7的另一端与稳压单元和第一电容C1的一端连接到一起，第一电容C1的另一端接地；第二运算放大器U2输出端连接单片机4。

所述单片机还连接复位电路或时钟电路，复位电路就是提供上电复位信号，时钟电路提供单片机工作的节拍时钟。

所述单片机还连接控制按钮单元、熄火关窗信号单元和防夹力设置单元中的一种或几种，以便本实用新型能够实现上述功能，其中控制按钮单元1由开窗键和关窗键组成，连接到单片机，其作用是根据各自按键的时长提供开关窗模式命令(包括点动开关窗、自动开关窗、手动开关窗)给单片机；熄火关窗信号2的作用是根据拔钥匙熄火操作提供信号给单片机；防夹力设置单元3提供防夹压力设置，设定一个安全压力值，超过后即启动防夹力功能动作。

所述稳压单元为5伏电压，该5V稳压单元由外部电源而来，向单片机4、直流放大电路7和交流信号放大整形电路8提供5V稳压电源

如图3，所述电机驱动单元6由第一继电器(K1)、第二一继电器(K2)，第二二极管(D2)、第三二极管(D3)，第十一NPN三极管(Q11)和第十二NPN三极管(Q12)，电阻R20、R21、R22和R23，压敏电阻V3构成，R20和R21各自另外引脚连接到单片机，由单片机控制；

如图4，所述直流放大单元7由运放U3A，电阻R10、R11、R12、R13和R14，电容C6、C7和C8组成。

本实用新型中单片机4是程序控制的核心，负责信号采集和控制；5V稳压单元5提供5V稳压电源；电机驱动单元6由单片机控制负责电机正反转；电流取样单元9负责采集流过电机的电流，并转换成电压信号；直流放大单元7放大直流电压信号，此电压反映电机电流的大小；交流信号放大整形单元8放大交流电压信号，反映电机电流波动，并将交流波动进行整形输入单片机4。由以上硬件资源构成的系统可以识别用户的开关窗操作、熄火关窗信号的有无、防夹压力的大小、实际压力的大小，车窗玻璃的位置等等，并且可以通过电机驱动单元控制电机的正反转，从而控制车窗玻璃的升降，有了这些基本功能就可以实现以下控制功能：

实施例一：车窗玻璃上升到顶和下降到底的检测，电机堵转的过程中，电机电流增大直到最大，通过设置一个没有完全堵死的电流值和实际电流值比较就可以判断车窗到顶或到底，停止继续运动，实现开关窗和堵转保护。

实施例二：根据熄火关窗信号的有无可以控制开关窗按钮命令输入的使能，有熄火关窗信号时，开关窗按钮命令输入不使能，车窗自动关上，熄火关窗信号解除后，开关窗按钮才可以操作。

实施例三：通过设置的防夹压力值，在玻璃自动上升过程中监视实际压力值，若实际压力大于这个值，此时再通过判断车窗的位置，若车窗已到顶，则进行正常自动关窗操作；若车窗位置还在防夹区域内，则采取防夹保护措施，控制车窗马上停止继续上升，回落开窗一段距离，实现防夹保护功能。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种电动车窗控制器，包括：电机驱动单元、电流取样单元、直流放大单元、单片机、稳压单元、电源接口和电机接口，所述电机驱动单元一端连接电源正极，另一端通过所述电流取样单元连接电源负极，所述电机驱动单元连接外部电机，所述电机驱动单元接受所述单片机的信号驱使动外部电机动作，所述电流取样单元采集流过电机的电流，并转换成线性的电压信号，由所述直流放大单元进行放大后送入单片机；

其特征在于：所述电流取样单元和单片机之间还设置有一个交流放大整形单元，所述交流放大整形单元将电流取样单元采集的交流电压信号进行放大整形处理后，送入单片机。

2.根据权利要求1所述的电动车窗控制器，其特征在于：所述交流信号放大整形单元包括第一运算放大器(U1)、第二运算放大器(U2)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一电容(C1)、第四电容(C4)、第五电容(C5)；其连接方式为：所述第四电容(C4)一端连接到电流取样单元，另一端连接到第五电阻(R5)，第五电阻(R5)的另一端与第一运算放大器(U1)的负输入端、第五电容(C5)和第六电阻(R6)的一端共同连接，第五电容(C5)和第六电阻(R6)各自的另一端和第二运算放大器(U2)正输入端连接到一起；第九电阻(R9)的一端连接到地，其另一端与第八电阻(R8)的一端和第二运算放大器(U2)负输入端共同连接，第八电阻(R8)的另一端与第七电阻(R7)的一端和第二运算放大器(U2)的负输入端连接到一起，第七电阻(R7)的另一端与稳压单元和第一电容(C1)的一端连接到一起，第一电容(C1)的另一端接地；第二运算放大器(U2)输出端连接单片机。

3.根据权利要求1所述电动车窗控制器，其特征在于：所述单片机还连接复位电路或时钟电路。

4.根据权利要求1所述电动车窗控制器，其特征在于：所述单片机还连接控制按钮单元、熄火关窗信号单元和防夹力设置单元中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的电动车窗控制器，其特征在于：所述稳压单元为5伏电压。

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