CN203213794U - 一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：控制装置包括主控制器、升降控制模块和为控制装置供电的电源；升降控制模块包括升降控制单元和检测放大单元，升降控制单元的升窗控制输入端和降窗控制输入端分别与主控制器的相应端口相连接，升降控制单元的控制输出端连接到受控车窗电机的控制端，检测放大单元连接在主控制器的相应端口和升降控制单元之间，检测放大单元检测受控车窗电机转动时对升降控制单元产生的电压波动，主控制器基于检测放大单元的检测结果，通过升降控制单元控制受控车窗电机工作。本实用新型能够准确判断车窗是否已经升到顶或者降到底，提高了对车窗电机保护的可靠性。

Description

一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于车窗遥控升降的控制装置，具体地说是一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置。

背景技术

现今，在汽车熄火后一般通过遥控钥匙控制车门关闭或者打开，并且同时伴随着汽车的四个车窗升起或者降下，其中，部分车型的遥控钥匙连续按下两次开门键则车窗同时降下。而汽车车窗升到顶或降到底时，车窗电机会被卡死而停止转动，如果在车窗电机上一直加有电压，车窗电机将因工作电流过大而烧坏。因此，必须在车窗升到顶或降到底时采用控制器断开车窗电机的供电电压，以对其作出保护。

现有技术中，升降窗控制器主要有两种工作方式：一种工作方式是用电感线圈来对车窗电机的工作电流进行检测，并基于车窗电机的工作电流有无出现突然增大的情况，判断车窗电机是否卡死；第二种工作方式是检测车窗电机电流是否超出某一设定值，以此来判断车窗电机是否卡死。

采用上述两种工作方式的现有的升降窗控制器存在以下缺点：第一，第一种工作方式难以在汽车车窗被缓慢卡死的情况下实现对突变电流的检测，并且该检测方式易于受杂讯干扰，其抗干扰性差；第二，对于不同型号的车窗电机，它们的工作电流差异较大，第二种工作方式难以通用，并且受到车窗电机老旧程度、工作状态等影响，第二种基于设定值的工作方式也容易产生误判。

另外，为了加快汽车熄火后用车窗关闭的速度，现有的升降窗控制器通常控制车窗电机同时驱动汽车的四个车窗同时升起，车窗电机的启动电流变得很大，汽车的线路系统常因此受到冲击而造成损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，能够准确判断车窗是否已经升到顶或者降到底，提高了对车窗电机保护的可靠性。

本实用新型的目的是通过以下的技术措施来实现的：

一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置包括主控制器、升降控制模块和为控制装置供电的电源；所述升降控制模块包括升降控制单元和检测放大单元，所述升降控制单元的升窗控制输入端和降窗控制输入端分别与主控制器的相应端口相连接，升降控制单元的控制输出端连接到受控车窗电机的控制端，所述检测放大单元连接在主控制器的相应端口和升降控制单元之间，所述检测放大单元检测受控车窗电机转动时碳刷切换对升降控制单元产生的电压波动，所述主控制器基于检测放大单元的检测结果，通过升降控制单元控制所述受控车窗电机工作。

作为本实用新型的一种改进，所述的升降控制模块还包括控制切换单元；所述控制切换单元连接在所述升降控制单元的控制输出端与受控车窗电机的控制端之间，即所述控制切换单元的输出端与受控车窗电机的控制端相连接，所述控制切换单元的第一选择输入端与升降控制单元的控制输出端相连接，第二选择输入端与汽车控制电路的相应端口相连接，控制切换单元的控制输入端与主控制器的相应端口相连接。

作为本实用新型的一种改进，所述主控制器向升降控制单元的升窗控制输入端和降窗控制输入端输出的控制信号均为脉冲信号。

作为本实用新型的一种改进，其特征在于：所述的控制装置增设有两个所述升降控制模块，作为三个分别用于控制汽车右前车窗电机、左后车窗电机和右后车窗电机工作的升降控制模块。

作为本实用新型的一种改进，所述的控制装置还包括车窗关闭控制模块；所述车窗关闭控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与所述主控制器的相应端口相连接，所述车窗关闭控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的上锁状态信号时，通过主控制器控制所述受控车窗电机将车窗升起。

作为本实用新型的一种改进，所述的控制装置还包括车窗开启控制模块；所述车窗开启控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与所述主控制器的相应端口相连接，所述车窗开启控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的开锁状态信号或者连续两次的开锁状态信号时，通过主控制器控制所述受控车窗电机将车窗降下。

作为本实用新型的一种改进，所述的控制装置还包括供电控制模块；所述电源通过供电控制模块为控制装置供电，所述供电控制模块的控制端与汽车的启动状态端相连接，所述供电控制模块在汽车熄火时控制电源为控制装置供电，并在汽车启动时将控制装置断电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型的升降控制模块设有升降控制单元和检测放大单元，检测放大单元检测受控车窗电机转动时对升降控制单元产生的电压波动，在检测放大单元检测到电压波动仍然存在时，主控制器判断车窗未上升到顶或者未下降到底，其通过升降控制单元控制受控车窗电机继续转动，使得车窗继续上升或者下降；而在检测放大单元检测到电压波动消失时，主控制器判断车窗已经上升到顶或者下降到底，其通过升降控制单元控制受控车窗电机停止转动；由于车窗电机都是直流电机，直流电机在转动时，电机上的电流会随碳刷的切换而波动，本实用新型利用该原理判断车窗电机是否在转动，对车窗是否升到顶，或降到底非常准确可靠，能够有效保护电机不被烧坏；

第二，本实用新型的主控制器向升降控制单元的升窗控制输入端和降窗控制输入端输出的控制信号均为脉冲信号，以该脉冲信号来使三极管导通从而控制车窗电机转动，而并不直接采用高或低电平来启动车窗电机转动，使得主控制器出现死机或损坏的情况下，升降控制单元不会接收到升降窗指令，因此，本实用新型有效的避免了在主控制器死机或损坏时，对车窗电机造成误操作；

第三，本实用新型以通过主控制器控制左前、左后、右前、右后四个车窗电机轮流启动的方式，控制四个车窗同步升起，使得车窗电机的启动电流得以有效降低，因此，本实用新型能够有效的降低电机启动时大电流对汽车电平和线路的冲击。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为本实用新型中主控制器U3及其外围电路的电路原理图；

图3为本实用新型中左后窗升降控制模块的电路原理框图；

图4为本实用新型中右前窗升降控制模块的电路原理框图；

图5为本实用新型中右后窗升降控制模块的电路原理框图；

图6-1为本实用新型中左前窗升降控制模块的左前车窗下降控制单元电路原理框图；

图6-2为本实用新型中左前窗升降控制模块的左前车窗上升控制单元电路原理框图；

图7为本实用新型中车窗关闭控制模块的电路原理框图；

图8为本实用新型中车窗开启控制模块的电路原理框图；

图9为本实用新型中供电控制模块的电路原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置包括主控制器U3、左后窗升降控制模块、右前窗升降控制模块、右后窗升降控制模块、车窗关闭控制模块、车窗开启控制模块、供电控制模块和为控制装置供电的电源。图2示出了本实用新型的主控制器U3及其外围电路，本实用新型的主控制器U3采用常用的中央处理器CPU。

图3示出了本实用新型的左后窗升降控制模块，其由升降控制单元A1、检测放大单元A2和控制切换单元A3组成，升降控制单元A1包括电容C6、二极管D2、二极管D1、电容C7、电阻R11、电阻R10、三极管Q6、电阻R1、电容C1、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q8、电容C8、MOS管Q9、电容C2、二极管D6、二极管D5、电容C9、电阻R14、电阻R2、三极管Q3、电阻R3和电阻R13，其中，电容C6的一端为升降控制单元A1的升窗控制输入端P2.4，电容C2的一端为升降控制单元A1的降窗控制输入端P2.5，电容C8的两端为升降控制单元A1的控制输出端；检测放大单元A2包括电容C29、电阻R15、电阻R16、电阻R17、运算放大器U2A、电容C10和电阻R65，其中，电容C29的一端为检测放大单元A2的检测信号输入端，电阻R65的一端为检测放大单元A2的检测信号输出端P1.0/AD0；控制切换单元A3包括电阻R12、电阻R64、三极管Q7、二极管D3和继电器K1，其中，电阻R12和电阻R64的连接点为控制切换单元A3的控制输入端P2.6，继电器K1的3脚和8脚为控制切换单元A3的第一选择输入端，4脚和9脚为控制切换单元A3的第二选择输入端，5脚和10脚为控制切换单元A3的输出端。控制切换单元A3连接在升降控制单元A1的控制输出端与受控车窗电机的控制端之间，即控制切换单元A3的输出端与左后车窗电机M1的控制端D1B2、D1A2相连接，控制切换单元A3的第一选择输入端与升降控制单元A1的控制输出端相连接，第二选择输入端与汽车控制电路的相应端口Q1B2、Q1A2相连接，控制切换单元A3的控制输入端P2.6与主控制器U3的相应端口相连接；升降控制单元A1的升窗控制输入端P2.4和降窗控制输入端P2.5分别与主控制器U3的相应端口相连接，升降控制单元A1的控制输出端连接到受控车窗电机，即左后车窗电机M1的控制端，检测放大单元A2连接在主控制器U3的相应端口和升降控制单元A1之间，在控制切换单元A3受主控制器U3控制切换到由本实用新型的控制装置控制左右车窗升降，即继电器K1接通3家和8脚时，检测放大单元A2检测左后车窗电机M1转动时碳刷切换对升降控制单元A1产生的电压波动，主控制器U3基于检测放大单元A2的检测结果，通过升降控制单元A1控制左后车窗电机M1工作，即在检测放大单元A2检测到电压波动仍然存在时，主控制器U3判断左后车窗未上升到顶或者未下降到底，其通过升降控制单元A1控制左后车窗电机M1继续转动，使得左后车窗继续上升或者下降；而在检测放大单元A2检测到电压波动消失时，主控制器U3判断左后车窗已经上升到顶或者下降到底，其通过升降控制单元A1控制左后车窗电机M1停止转动。

图4示出了本实用新型的右前窗升降控制模块，其由升降控制单元A4、检测放大单元A5和控制切换单元A6组成；图5示出了本实用新型的右后窗升降控制模块，由升降控制单元A7、检测放大单元A8和控制切换单元A9组成；本实用新型的右前窗升降控制模块和右后窗升降控制模块与图3示出的左后窗升降控制模块的电路形式和工作原理相同，在此不再赘述。其中，本实用新型的主控制器U3向图3至图5中的升降控制单元的升窗控制输入端和降窗控制输入端输出的控制信号均为脉冲信号。

图6-1和图6-2示出了本实用新型的左前窗升降控制模块，由于汽车的左前窗在升到顶和降到底时，汽车本身有自动断开电机供电功能，因此左前窗只有控制部分，而没有保护部分，其中左前车窗下降控制单元包括电阻R20、三极管Q11、电阻R6、电阻R7和三极管Q4；左前车窗上升控制单元包括电阻R21、三极管Q12、电阻R22、电阻R23和三极管Q13。

图7示出了本实用新型的车窗关闭控制模块，其包括电阻R34、电阻R60和三极管Q22，其中，电阻R34的一端为车窗关闭控制模块的输入端，三极管Q22的集电极为车窗关闭控制模块的输出端。车窗关闭控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与主控制器U3的P3.5脚相连接，车窗关闭控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的上锁状态信号UP-lock时，通过主控制器U3控制左前车窗电机和上述的左后、右前、右后车窗电机轮流启动，使得四个车窗同步升起。

图8示出了本实用新型的车窗开启控制模块，其包括电阻R38、电阻R61和三极管Q23，其中，电阻R38的一端为车窗开启控制模块的输入端，三极管Q23的集电极为车窗开启控制模块的输出端。车窗开启控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与主控制器U3的P3.2脚相连接，车窗开启控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的开锁状态信号UN-lock时，通过主控制器U3控制左前车窗电机和上述的左后、右前、右后车窗电机轮流启动，使得四个车窗同步降下。

图9示出了本实用新型的供电控制模块，其包括二极管D12、电阻R39和三极管Q24，其中，二极管D12的阳极为供电控制模块的控制端，三极管Q24的集电极为供电控制模块的输入端ACC，发射极为供电控制模块的输出端。本实用新型的电源通过供电控制模块为控制装置提供+12V直流电压，供电控制模块的控制端与汽车的启动状态端相连接，供电控制模块在汽车熄火时控制电源为控制装置供电，并在汽车启动时将控制装置断电。

本实用新型的工作原理如下：

当汽车停车熄火后，供电控制模块的输入端ACC电压为0，三极管Q24导通，电源VCC通过三极管Q24提供+12V电源，主控制器U3才有电，进入工作状态，当汽车启动后，供电控制模块的输入端ACC电压为+12V，三极管Q24截止，主控制器U3上没有电压，本装置不工作，因此本实用新型的控制装置只有在汽车停车熄火后才进入工作状态，否则不工作，本实用新型不会影响原车的任何操作。

当驾驶员通孔遥控钥匙进行遥控上锁时，由于汽车锁接通上锁正极，汽车门锁工作状态端发出的上锁状态信号UP-lock为一高脉冲，使得三极管Q22导通，车窗关闭控制模块的输出端P3.5产生一负脉冲并输入主控制器U3的P3.5脚，主控制器U3检测到该负脉冲后，即可控制车窗上升。

当驾驶员通孔遥控钥匙进行遥控开锁时，由于汽车锁接通开锁正极，汽车门锁工作状态端发出的开锁状态信号UN-LOCK为一高脉冲，使得三极管Q23导通，车窗开启控制模块的输出端P3.2产生一负脉冲，主控制器U3检测到该负脉冲后，即可控制车窗下降。另外，针对不同车型或者不同需要，主控制器U3也可在检测到连续二次的开锁信号后再控制车窗下降。

本实用新型的左前窗升降控制模块的工作原理如下：当左前车窗上升控制单元的输入端P3.4为高电平，左前车窗下降控制单元的输入端P3.3为低电平时，三极管Q13导通，三极管Q4截止，从而给左前车窗电机加上升窗控制电压，使左前车窗上升，当上升到顶时，电机会自动断开供电停止转动，因车窗在10秒内一定能升到顶，主控制器U3的P3.4脚，P3.3脚在10秒后自动转为低电平；当左前车窗下降控制单元的输入端P3.3为高电平，左前车窗上升控制单元的输入端P3.4为低电平时，三极管Q4导通，三极管Q13截止，给左前车窗电机加上降窗控制电压，使左前车窗下降，当下降到底时，电机会自动保护断开供电停止转动，因车窗在10秒内一定能将到底，主控制器U3的P3.4脚，P3.3脚在10秒后自动变为低电平。

因左后，右前，右后窗升降控制模块的电路形式和工作原理是相同的，现以左后窗升降控制模块为例来说明它们的工作原理：

当控制切换单元A3的控制输入端P2.6为高电平时，继电器K1将左后车窗电机M1的两个控制端分别连接到电容C8的两端，左后车窗电机M1的转动切换到由右后窗升降控制模块控制，而在左后车窗电机M1停转时，升降控制单元A1的升窗控制输入端P2.4和降窗控制输入端P2.5均为低电平。

当主控制器U3接到升窗指令时，主控制器U3的P2.4脚向升降控制单元A1输出脉冲信号，P2.5脚为低电平，通过电容C6和二极管D1给电容C7充电，使MOS管Q8的栅极为高电平，MOS管Q8导通，同时三极管Q6也导通，使MOS管Q2的栅极为低电平，从而使MOS管Q2导通。而由于升降控制单元A1的降窗控制输入端P2.5为低电平，则MOS管Q9的栅极也为低电平，MOS管Q9截止不导通，三极管Q3也截止使MOS管Q1的栅极为高电平，因此MOS管Q1也截止。这样就使得电容C8的两端电压为左负右正，即给左后车窗电机M1的两个控制端加上了正电压，左后车窗电机M1受控升窗，并且电流依次通过MOS管Q2、电容C8和左后车窗电机M1的并联支路、MOS管Q8、电阻R13流向地端，由于电机转动时电机碳刷切换会对该电流支路产生影响，所以在电阻R13上产生电压波动，检测放大单元A2检测电阻R13上的电压波动，即经电容C29，运算放大器U2A，电阻R16，电阻R17交流放大后输入到主控制器U3的P1.0端进行A/D采样。当右后车窗升到顶时，左后车窗电机M1停止转动，电阻R13上的电压波动消失，主控制器U3的P1.0端就没有电压变化，其值为0，则主控制器U3判定右后车窗已升到顶，然后将其P2.4脚，P2.5脚跳变为低电平，使MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q8、MOS管Q9均截止，左后车窗电机M1停止转动，从而实现对电机的保护。

相反，当主控制器U3接到降窗指令时，主控制器U3的P2.5脚向升降控制单元A1输出脉冲信号，P2.4脚为低电平，使MOS管Q9和MOS管Q1导通，MOS管Q2和MOS管Q8截止，这样就给左后车窗电机M1的两个控制端加上了负电压，左后车窗电机M1受控降窗，同样通过检测放大单元A2对电阻R13上的电压波动进行检测，主控制器U3在该电压波动消失时判定右后车窗已降到底，主控制器U3将其P2.4脚，P2.5脚跳变为低电平，使MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q8、MOS管Q9均截止，左后车窗电机M1停止转动，从而实现对电机的保护。

本实用新型不局限与上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置包括主控制器（U3）、升降控制模块和为控制装置供电的电源；所述升降控制模块包括升降控制单元（A1）和检测放大单元（A2），所述升降控制单元（A1）的升窗控制输入端（P2.4）和降窗控制输入端（P2.5）分别与主控制器（U3）的相应端口相连接，升降控制单元（A1）的控制输出端连接到受控车窗电机的控制端，所述检测放大单元（A2）连接在主控制器（U3）的相应端口和升降控制单元（A1）之间，所述检测放大单元（A2）检测受控车窗电机转动时碳刷切换对升降控制单元（A1）产生的电压波动，所述主控制器（U3）基于检测放大单元（A2）的检测结果，通过升降控制单元（A1）控制所述受控车窗电机工作。

2.根据权利要求1所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的升降控制模块还包括控制切换单元（A3）；所述控制切换单元（A3）连接在所述升降控制单元（A1）的控制输出端与受控车窗电机的控制端之间，即所述控制切换单元（A3）的输出端与受控车窗电机的控制端相连接，所述控制切换单元（A3）的第一选择输入端与升降控制单元（A1）的控制输出端相连接，第二选择输入端与汽车控制电路的相应端口相连接，控制切换单元（A3）的控制输入端（P2.6）与主控制器（U3）的相应端口相连接。

3.根据权利要求2所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述主控制器（U3）向升降控制单元（A1）的升窗控制输入端（P2.4）和降窗控制输入端（P2.5）输出的控制信号均为脉冲信号。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置增设有两个所述升降控制模块，作为三个分别用于控制汽车右前车窗电机、左后车窗电机和右后车窗电机工作的升降控制模块。

5.根据权利要求4所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置还包括车窗关闭控制模块；所述车窗关闭控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与所述主控制器（U3）的相应端口相连接，所述车窗关闭控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的上锁状态信号时，通过主控制器（U3）控制所述受控车窗电机将车窗升起。

6.根据权利要求5所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置还包括车窗开启控制模块；所述车窗开启控制模块的输入端与汽车门锁的工作状态端相连接，输出端与所述主控制器（U3）的相应端口相连接，所述车窗开启控制模块接收到汽车门锁工作状态端发出的开锁状态信号或者连续两次的开锁状态信号时，通过主控制器（U3）控制所述受控车窗电机将车窗降下。

7.根据权利要求6所述的具有高可靠保护功能的车窗遥控升降控制装置，其特征在于：所述的控制装置还包括供电控制模块；所述电源通过供电控制模块为控制装置供电，所述供电控制模块的控制端与汽车的启动状态端相连接，所述供电控制模块在汽车熄火时控制电源为控制装置供电，并在汽车启动时将控制装置断电。

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