CN203066732U - 汽车摇窗机防夹控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种汽车摇窗机防夹控制器，包括电机和控制单元，其中，电机的转子轴上固定安装一磁环，控制单元固定安装在电机下方的安装架上，控制单元的电路板上设有一突出的安装臂，安装臂位于磁环的下方，其顶端安装一霍尔传感器，霍尔传感器与控制单元相连接。本实用新型通过霍尔传感器获取电机转速，进而判定车窗是否存在障碍物，并针对不同情况进行适当处理，实现防夹及保护功能；且有效实现了整机通讯功能及电机的软启动，结构简单，操作方便，保障了行车安全，具有较佳的社会经济价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种汽车配件，具体是涉及一种汽车摇窗机防夹控制器。
背景技术
随着社会的发展进步，人们的生活水平不断提高，汽车越来越多的走进更多家庭，对于汽车的安全性和稳定性要求越来越高。目前绝大部分汽车都安装了电动车窗，通过控制器控制伺服电机正反转来驱动玻璃的升降，取代传统的转动摇柄升降玻璃。一般设有两套控制开关。一套装在仪表板或驾驶员侧车门扶手上，为主开关，它由驾驶员控制每个车窗的升降。另一套分别装在每一个乘客门上，为分开关，可由乘客进行操纵。一般在主开关上还装有断路开关，如果它断开，分开关就不起作用。从而使得玻璃的升降轻便化、舒适化、自动化。但驾驶员在关闭车窗时，如果没注意乘员的手或者物体伸出窗外，就容易造成夹伤事故或玻璃损坏，存在一定的安全隐患。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种低能环保、安全可靠的汽车摇窗机防夹控制器。
为达上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种汽车摇窗机防夹控制器，包括电机和控制单元，其中，电机的转子轴上固定安装一磁环，控制单元固定安装在电机下方的安装架上，控制单元的电路板上设有一突出的安装臂，安装臂位于磁环的下方，其顶端安装一霍尔传感器，霍尔传感器与控制单元相连接。
本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器，还可通过以下技术方案进一步实现：
所述的汽车摇窗机防夹控制器，其中，所述控制单元包括中央处理单元、继电器驱动单元、电机控制信号输出端子及玻璃开关信号输入端子；中央处理单元的输入端与玻璃开关信号输入端子相连，输出端与继电器驱动单元的输入端相连；继电器驱动单元的输出端与电机控制信号输出端子相连。
所述的汽车摇窗机防夹控制器，其中，所述中央处理单元包括单片机、功率器件及LIN驱动器，单片机通过同步串行通信接口与功率器件相连接，单片机的异步串行通信接口与LIN驱动器相连，LIN驱动器与外部的汽车LIN总线相连。
所述的汽车摇窗机防夹控制器，其中，所述单片机采用基于标准的8051架构的8位单片机，功率器件包括电池/温度检测器，电源电流电压信号采集器及看门狗。
所述的汽车摇窗机防夹控制器，其中，所述电机设有接地回路，接地回路串接有一与单片机相连的绝缘栅型场效应管。
所述的汽车摇窗机防夹控制器，其中，所述的霍尔传感器为双霍尔式传感器。
本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器，在现有的汽车摇窗机控制器中设计了防夹功能。具体是采用了一个霍尔式传感器判断车窗的位置和电机转速。利用霍尔效应测得电机的位置和转速大小。当电机转动时，磁环也随之产生交变的磁场。转子每转过一周，霍尔传感器就输出一个周期性的方波信号。控制单元在霍尔信号的下降沿到来时产生中断，记录下此时时间寄存器的值，利用前后相临两次值的差，便可以计算出方波信号的周期，从而获得电机转速。当车窗玻璃运行在防夹区域内(距离顶部200～4mm)，程序根据霍尔传感器的信号计算电机转速，判断车窗是否遇到障碍物。如果遇到障碍物则发出下降指令，实现保护功能。
通过将中央处理单元单片机的异步串行通信接口与的异步串行通信接口与LIN驱动器相连，LIN驱动器与外部的汽车LIN总线相连。从而可以与汽车的其他模块进行通信，实现了整车通讯功能，进一步保障了行车安全。
同时还可将电机回路接地端的绝缘栅型场效应管（MOSFET）相连，单片机产生的PWM信号可以控制连接在车窗电机回路接地端的绝缘栅型场效应管(MOSFET)的快速通断，从而控制电机回路的通断，避免了电机在刚启动的那段时间里满载运行，实现了电机的软启动。
本实用新型结构简单，设计合理，加工方便，使用寿命长，具有较佳的社会经济价值，适宜推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器的结构示意图；
图2为本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器的电机爆炸示意图；
图3为本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器的控制单元结构示意图。
图4为本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器的电路原理控制框图。
图5为本实用新型的汽车摇窗机防夹控制器的电机驱动电路图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种汽车摇窗机防夹控制单元，包括电机1和控制单元2，电机1的转子轴11上固定安装一磁环4，控制单元2固定安装在电机1下方的安装架3上，控制单元2的PCB电路板上设有一突出的安装臂21，安装臂21位于磁环4的下方，其顶端安装一霍尔传感器5，霍尔传感器5与控制单元2相连接，将电机1转速信号传输给控制单元，控制单元2接收和处理霍尔传感器5发回的信号，并下达车窗玻璃开启或闭合指示。
较佳的，采用了双霍尔式传感器判断车窗的位置和电机1转速。磁环4直径约2cm。而车窗控制单元2的PCB板可设计成如同手枪的形状，具体是在PCB板下侧设一个长约3cm的突出部分作为安装臂21，以便将其插入电机1中，可以更靠近磁环4，利用霍尔效应测得电机1的位置和转速大小。当电机1转动时，磁环4也随之产生交变的磁场。转子每转过一周，霍尔传感器5就输出一个周期性的方波信号。控制单元2在霍尔信号的下降沿到来时产生中断，记录下此时时间寄存器的值，利用前后相临两次值的差，便可以计算出方波信号的 周期，从而获得电机1转速。当车窗玻璃运行在防夹区域内(距离顶部200～4mm)，程序根据霍尔传感器5的信号计算电机1转速，判断车窗是否遇到障碍物。如果遇到障碍物则发出下降指令，实现保护功能。
参见图4-5所示，控制单元2可由中央处理单元22、继电器驱动单元23、电机控制信号输出端子及玻璃开关信号输入端子组成；中央处理单元22的输入端与玻璃开关按键6（即玻璃开关信号输入端子）相连，输出端与继电器驱动单元23的输入端相连；继电器驱动单元23的输出端与电机控制信号输出端子相连，电机控制信号输出端子与电机1相连。汽车摇窗按键6的信号输送给中央处理单元22，中央处理单元22内部的程序进行分析、运算和处理，发出控制信号给继电器驱动单元23，再由继电器驱动单元23发出控制信号给电机1，控制汽车车窗玻璃的升降。
中央处理单元22包括单片机221、功率器件222及LIN驱动器223，单片机221通过同步串行通信接口与功率器件222相连接，单片机221的异步串行通信接口与LIN驱动器223相连，LIN驱动器223与外部的汽车LIN总线相连。从而可以与汽车的其他模块进行通信，实现整车通讯功能，以保障行车安全。
单片机221最佳采用基于标准的8051架构开发的8位单片机221。功率器件222可包括电池/温度检测器，电源电流电压信号采集器，看门狗等功率器件。从而增加了系统外设并提高了处理器的运算能力，能够实时地对电机1电流、电池电压等信号进行采样，接收故障信号和判断车窗运行状态。单片机221通过高速SPI发送命令给功率器件 222，接收来自功率器件222的诊断信息。
具体的，参见图5所示，可以由中央处理单元22的两个低边开关驱动继电器驱动单元23，来控制继电器的初级线圈，进而控制继电器组成的H桥，实现电机1正转和反转，操纵车窗上升或下降。
另外还可将电机1回路接地端的绝缘栅型场效应管13（MOSFET）相连，单片机221产生的PWM信号可以控制连接在车窗电机1回路接地端的绝缘栅型场效应管13(MOSFET)的快速通断，从而控制电机回路的通断，避免了电机在刚启动的那段时间里满载运行，实现了电机的软启动，同时实现了由单片机产生的电压PWM波形控制，提高电机运行性能和延长电机使用寿命。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本实用新型的技术方案对上述实施例做出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种汽车摇窗机防夹控制器，包括电机和控制单元，其特征在于：
电机的转子轴上固定安装一磁环，控制单元固定安装在电机下方的安装架上，控制单元的电路板上设有一突出的安装臂，安装臂位于磁环的下方，其顶端安装一霍尔传感器，霍尔传感器与控制单元相连接。
2.根据权利要求1所述的汽车摇窗机防夹控制器，其特征在于：
所述控制单元包括中央处理单元、继电器驱动单元、电机控制信号输出端子及玻璃开关信号输入端子；中央处理单元的输入端与玻璃开关信号输入端子相连，输出端与继电器驱动单元的输入端相连；继电器驱动单元的输出端与电机控制信号输出端子相连。
3.根据权利要求2所述的汽车摇窗机防夹控制器，其特征在于：
所述中央处理单元包括单片机、功率器件及LIN驱动器，单片机通过同步串行通信接口与功率器件相连接，单片机的异步串行通信接口与LIN驱动器相连，LIN驱动器与外部的汽车LIN总线相连。
4.根据权利要求3所述的汽车摇窗机防夹控制器，其特征在于：
所述单片机采用基于标准的8051架构的8位单片机，功率器件包括电池/温度检测器，电源电流电压信号采集器及看门狗。
5.根据权利要求3所述的汽车摇窗机防夹控制器，其特征在于：
所述电机设有接地回路，接地回路串接有一与单片机相连的绝缘栅型场效应管。
6.根据权利要求1-5中任一所述的汽车摇窗机防夹控制器，其特征在于：
所述的霍尔传感器为双霍尔式传感器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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