CN203594306U - 一种汽车电动摇窗控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车电动摇窗控制系统，包括摇窗开关、第一继电器、第二继电器、摇窗电机、中央车身控制单元、比较器和电阻，摇窗开关的信号输出端连接于中央车身控制单元，中央车身控制单元的控制信号输出端分别连接于第一继电器和第二继电器，摇窗电机经第一继电器和第二继电器的切换选择以正转或反转方式连接于车身电源和电阻之间，电阻的另一端接地，比较器的正向输入端连接于摇窗电机和电阻之间，比较器的比较输出端连接于中央车身控制单元。本实用新型通过设置电阻以监测流过摇窗电机的电流来保证电路、电机安全，同时引进中央车身控制单元，采取新控制策略，来避免忘关车窗的安全隐患问题，提高了车窗玻璃电动控制的自动化智能水平。

Description

一种汽车电动摇窗控制系统

技术领域

本实用新型涉及车窗控制技术领域，更具体的涉及一种尤其适用于重型载货汽车电动摇窗机的电动摇窗控制系统。

背景技术

目前，电动摇窗机已经作为标配不仅在乘用车上广泛应用，而且随着人们对商用车舒适性的要求越来越高，在商用车领域的应用也越来越广泛，手动摇窗机被逐渐取而代之，电机代替了人手的操作，舒适性有了很大程度上的改善。附图1给出了现有电动摇窗机的电气结构原理图，其工作过程为：选择摇窗开关1的状态，其中1档为车窗玻璃上升档，2档为车窗玻璃下降档，0档为关闭档，钥匙电源经保险丝后为其供电，当选择上升档时，继电器3接通电源，继电器4接地，摇窗电机5正向转动，带动驱动机构使车窗玻璃上升移动，当选择下降档时，继电器4接通电源，继电器3接地，摇窗电机5反向转动，带动驱动机构使车窗玻璃下降移动，当选择0档时，继电器均断开，摇窗电机不工作，保持原有车窗玻璃状态。现有汽车摇窗机的这种控制模式决定其必然存在着很大的隐患：第一，摇窗开关选择1档或2档工作时，当车窗玻璃到达最低点或者最高点时，若没有及时松开摇窗开关，就会导致摇窗电机堵转，使得电路中的电流增大，当电流增大到一定程度很有可能出现烧保险或者烧继电器、甚至是烧电机的现象；第二，若摇窗开关在关闭档且驾驶员下车后只关车门而忘记关车窗时，则摇窗电机并不动作，车窗一直保持之前的打开状态，这对于汽车的安全性是一个非常大的隐患。因此现有的汽车车窗玻璃的电动摇窗控制结构普遍存在着比较严重的缺陷。

实用新型内容

本实用新型基于上述现有技术问题，针对现有汽车电动摇窗控制中存在的由电机堵转而导致烧坏保险、继电器或者摇窗电机的问题以及忘关车窗的安全隐患问题，提出一种全新的汽车电动摇窗控制系统，采用新的控制策略，完全避免了电机堵转导致烧坏继电器或摇窗电机的现象，同时提高了车窗玻璃电动控制的安全性。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下:

一种汽车电动摇窗控制系统，包括：摇窗开关1、第一继电器3、第二继电器4和摇窗电机5，还包括有中央车身控制单元2、比较器6和电阻7，所述摇窗开关1的信号输出端连接于所述中央车身控制单元2，所述中央车身控制单元2的控制信号输出端分别连接于所述第一继电器3和第二继电器4，所述摇窗电机5经第一继电器3和第二继电器4的切换选择以正转或反转方式连接于车身电源和电阻7之间，所述电阻7的另一端接地，所述比较器的正向输入端连接于所述摇窗电机5和电阻7之间，所述比较器的比较输出端连接于所述中央车身控制单元2。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中所述中央车身控制单元2包括有车窗上升控制输入引脚a、车窗下降控制输入引脚b、车窗上升控制输出引脚c、车窗下降控制输出引脚d和车窗保护控制引脚f，所述摇窗开关1包括有上升档、下降档和关闭档，并具有两路信号输出端，摇窗开关1的上升档信号输出端连接于中央车身控制单元2的车窗上升控制输入引脚a，摇窗开关1的下降档信号输出端连接于中央车身控制单元2的车窗下降控制输入引脚b，中央车身控制单元2的车窗上升控制输出引脚c连接于第一继电器3的切换控制端，中央车身控制单元2的车窗下降控制输出引脚d连接于第二继电器4的切换控制端，所述比较器6的比较输出端连接于所述中央车身控制单元2的车窗保护控制引脚f。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中所述比较器6为电压比较器LM324，其参考电源端连接5V直流电源，所述电阻7为小阻值电阻。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中所述第一继电器3和第二继电器4采用转换型继电器，所述车窗上升控制输出引脚c连接于第一继电器3的控制线圈，所述车窗下降控制输出引脚d连接于第二继电器4的控制线圈，车身电源经电路保险后分别连接于所述第一继电器3和第二继电器的上静触点，所述第一继电器3的下静触点连接于所述比较器6的正向输入端和所述电阻7，所述第一继电器3的动触点连接于所述摇窗电机5的一端，所述第二继电器4的下静触点连接于所述比较器6的正向输入端和所述电阻7，所述第二继电器3的动触点连接于所述摇窗电机5的另一端。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中所述第一继电器3和第二继电器4在其控制线圈接收到启动信号时，其动触点与上静触点闭合，否则动触点与下静触点闭合。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中所述中央车身控制单元2还包括钥匙开关信号输入引脚e，用于接收汽车的钥匙开关信号。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中当中央车身控制单元2的引脚e接收到钥匙关闭信号时，中央车身控制单元2向车窗上升控制输出引脚c输出启动信号。

进一步的根据本实用新型所述的汽车电动摇窗控制系统，其中当摇窗电机5出现堵转时，所述比较器向中央车身控制单元2的车窗保护控制引脚f输入高电平信号，然后中央车身控制单元2控制其车窗上升控制输出引脚c和车窗下降控制输出引脚d同时输出低电平关闭信号。

通过本实用新型的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本实用新型创新的在电动摇窗控制系统中引入中央车身控制单元，采用了新的控制策略，提高了车窗玻璃的全自动智能化控制水平；

2）、本实用新型通过在摇窗电机接地之前串入一个很小的电阻并将电阻分压反馈到中央车身控制单元，从而通过对摇窗电机工作电路的电流进行实时检测，完全避免了由电机堵转而导致的保险、继电器或者摇窗电机烧坏问题，降低了汽车的故障维修率。

3）、本实用新型通过中央车身控制单元采用车辆熄火后自动关闭车窗的保护模式，杜绝了驾驶员下车后忘关车窗导致的安全隐患。

附图说明

附图1为现有汽车电动摇窗机的电气控制原理图。

附图2为本实用新型所述汽车电动摇窗控制系统的结构原理图。

图中各附图标记的含义如下：

1-摇窗开关；2-中央车身控制单元；3-第一继电器；4-第二继电器；5-摇窗电机；6-比较器；7-电阻；a-f为中央车身控制单元的引脚：a-车窗上升控制输入引脚，b-车窗下降控制输入引脚，c-车窗上升控制输出引脚，d-车窗下降控制输出引脚，e-钥匙开关信号输入引脚，f-车窗保护控制引脚。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的说明，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型的方案，但并不因此限制本实用新型的保护范围。

如附图2所示的，本实用新型所述汽车电动摇窗控制系统包括摇窗开关1、中央车身控制单元(CBCU)2、第一继电器3和第二继电器4、摇窗电机5、比较器6和电阻7，车身上的直流电源经电路保险后分别连接于摇窗开关1、第一继电器3和第二继电器4，所述的摇窗开关1包括上升档（1档）、下降档（2档）和关闭档（0档），其中上升档和下降档的控制信号分别输出至中央车身控制单元2的引脚a和引脚b，其中的引脚a为车窗上升控制输入引脚，引脚b为车窗下降控制输入引脚，钥匙开关信号输入至中央车身控制单元2的e引脚，e引脚为钥匙开关信号输入引脚。所述比较器6优选的为电压比较器LM324，其参考电源端连接5V的直流电源，比较信号输出端连接中央车身控制单元2的引脚f，所述引脚f作为车窗保护控制引脚，比较器6的正向输入端连接于电阻7的一端，电阻7的另一端接地，所述比较器6用于监测电阻7上的分压，当电阻7上的电压分压超过预设比较值时，所述比较器6向中央车身控制单元2的车窗保护控制引脚f输出高电平控制信号（启动信号），当电阻7上的电压分压低于预设比较值时，所述比较器6向中央车身控制单元2的车窗保护控制引脚f输出低电平控制信号（保持信号）。中央车身控制单元2的引脚c连接于第一继电器3，引脚d连接于第二继电器4，所述的引脚c为车窗上升控制输出引脚，所述的引脚d为车窗下降控制输出引脚。具体的所述第一继电器3和第二继电器4均采用转换型继电器，所述引脚c连接于第一继电器3的控制线圈，车身上的直流电源经电路保险后连接于第一继电器3的上静触点，第一继电器3的下静触点与控制线圈的另一端同时连接于比较器6的正向输入端和电阻7，第一继电器3的动触点连接于摇窗电机5的一端；所述引脚d连接于第二继电器4的控制线圈，车身上的直流电源经电路保险后连接于第二继电器4的上静触点，第二继电器4的下静触点与控制线圈的另一端同时连接于比较器6的正向输入端和电阻7，第二继电器4的动触点连接于摇窗电机5的另一端。通过引脚c或d输出高低电平信号实现摇窗电机的连接切换。所述的中央车身控制单元2采用原有车上的CBCU，上述a-f引脚只是利用了其中预留的6个普通I/O口，其中a-f引脚的信号为对应于1和0的高低电平数字信号。所述的电阻7是在摇窗电机5接地之前串联接入的一个阻值很小的电阻，且如上所述在摇窗电机5与电阻7之间引出一条线接到比较器6（LM324）的正向输入端，比较器6的比较信号输出至中央车身控制单元2，用以实时监测流过摇窗电机5上的电流大小。优选的所述车身上的直流电源为24V电源。所述第一继电器3和第二继电器4在控制线圈得电后其动触点与上静触点闭合，否则其动触点与下静触点闭合。

下面对本实用新型所述电动摇窗控制系统的电机堵转保护原理和具体控制策略进行详细说明。

电机堵转保护分析：摇窗电机5在正常运转情况下，电路中的电流较小，电阻7上的分压几乎可以忽略不计，此时比较器6（LM324）的正向输入电压低于2.5V，输出电压为0V，即向中央车身控制单元2的引脚f输出信号“0”，当引脚f接收到”0”信号时中央车身控制单元2不改变先前的命令；当摇窗电机5使窗玻璃上升到顶端或者下降到最低端时，继续运转使摇窗电机会堵转，导致电路中的电流会增大，此时摇窗电机5可以看做是一电机电阻与串联电阻7进行分压，由于电机电阻较小，使得分到电阻7上的电压就会大于2.5V,输入到比较器6的正向输入端后，其输出电压为5V，此时中央车身控制单元2的引脚f接收到信号“1”，同时中央车身控制单元2在后延时30ms再对该引脚f的输入信号进行检测，若依然为1，则表示摇窗电机发生了堵转，由中央车身控制单元2发出摇窗电机停止命令，即向引脚c和引脚d同时输出信号“0”，从而第一继电器3和第二继电器4的控制线圈未得电，摇窗电机两端通过下静触点接地而处于停止工作状态。中央车身控制单元2之所以对其引脚f接收的“1”信号要延迟30ms再检测是因为摇窗电机5启动时，由于转子存在惯性会导致其启动电流较大，在电阻7上的分压有可能会大于2.5V，使得比较器的输出电压为5V，此时若中央车身控制单元2的引脚f检测到“1”之后延时30ms再对该引脚进行监测，若变为“0”，则表示摇窗电机刚才处于启动状态，中央车身控制单元2保持之前的命令。通过这种方式就可以使电路保险、摇窗电机得以保护，完全避免了车玻璃到达最低点或者最高点时，若没有及时松开摇窗开关会导致电机堵转、进而因电流过大出现烧保险或者烧继电器、烧电机的问题，提高了汽车电动摇窗控制的安全性。

接下来说明本实用新型所述电动摇窗控制系统的具体控制策略：当摇窗开关1打到上升档（1档）时，中央车身控制单元2的车窗上升控制输入引脚a接收到数字信号“1”，若钥匙开关处于ON档，即引脚e接收到信号“1”，则中央车身控制单元2的车窗上升控制输出引脚c和车窗下降控制输出引脚d分别输出信号“1”和“0”，使得连接于引脚c的第一继电器3得电工作，摇窗电机5一端经动触点和上静触点的接触而连接于直流电源，同时连接于引脚d的第二继电器4的控制线圈不通电，动触点和下静触点闭合，使得摇窗电机5的另一端经电阻7接地，摇窗电机正转启动，车窗玻璃开始上升，若窗玻璃未达到最顶端，即引脚f接收到数字信号“0”，车窗玻璃一直上升，当车窗玻璃上升到最顶端时，摇窗电机发生堵转，按照上述保护模式中央车身控制单元2的f引脚接收到信号“1”，随即向其引脚c和引脚d同时输出信号“0”，进而使得第一、二继电器同时断电，摇窗电机5与电源断开。当电摇开关打到下降档（2档）时，中央车身控制单元2的车窗下降控制输入引脚b接收到数字信号“1”，若钥匙开关处于ON档，即引脚e接收到信号“1”，则中央车身控制单元2的车窗上升控制输出引脚c和车窗下降控制输出引脚d分别输出信号“0”和“1”，使得连接于引脚d的第二继电器4得电工作，摇窗电机5一端经动触点和上静触点的接触而连接于直流电源，同时连接于引脚c的第一继电器3的控制线圈不通电，动触点和下静触点闭合，使得摇窗电机5的另一端经电阻7接地，电流反向通过摇窗电机，使得摇窗电机反转启动，车窗玻璃开始下降，若窗玻璃未下降到最底端，即引脚f接收到数字信号“0”，车窗玻璃一直下降，当车窗玻璃下降到最底端时，摇窗电机发生堵转，按照上述保护模式中央车身控制单元2的f引脚接收到信号“1”，随即向其引脚c和引脚d同时输出信号“0”，进而使得第一、二继电器同时断电，摇窗电机5与电源断开。当摇窗开关1处于关闭档（0档），则中央车身控制单元2的引脚a和引脚b都无信号输入，且钥匙开关处于OFF档，即引脚e输入关闭信号时，中央车身控制单元2控制引脚c和引脚d分别输出信号“1”和“0”，从而控制车窗上升，并通过检测引脚f的输入信号判断车窗玻璃是否到顶，若未到顶，则摇窗电机继续正转，若到顶，则摇窗电机停转。

如上所述，本实用新型是在电源总开关打开的情况下，24V直流电源通过电流保险之后接到摇窗开关上，由摇窗开关向中央车身控制单元发送信号来控制两个继电器的通断，从而控制摇窗电机的正反转，驱动车窗玻璃升降机构实现玻璃的升降运动。同时创新的在摇窗电机接地之前串入一个很小的电阻，在电机与电阻之间引出一条线接到电压比较器，以此来监测流过摇窗电机的电流，进而判定摇窗电机是否出现堵转，实现了汽车摇窗保护功能。另外当驾驶员离开钥匙拔出后，由中央车身控制单元自动检测车窗玻璃所处状态，若未上升到顶端，则自动控制升到顶端，杜绝了忘关车窗的安全隐患。

以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴，本实用新型具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (8)

1.一种汽车电动摇窗控制系统，包括：摇窗开关（1）、第一继电器（3）、第二继电器（4）和摇窗电机（5），其特征在于，还包括有中央车身控制单元（2）、比较器（6）和电阻（7），所述摇窗开关（1）的信号输出端连接于所述中央车身控制单元（2），所述中央车身控制单元（2）的控制信号输出端分别连接于所述第一继电器（3）和第二继电器（4），所述摇窗电机（5）经第一继电器（3）和第二继电器（4）的切换选择以正转或反转方式连接于车身电源和电阻（7）之间，所述电阻（7）的另一端接地，所述比较器的正向输入端连接于所述摇窗电机（5）和电阻（7）之间，所述比较器的比较输出端连接于所述中央车身控制单元（2）。

2.根据权利要求1所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，所述中央车身控制单元（2）包括有车窗上升控制输入引脚a、车窗下降控制输入引脚b、车窗上升控制输出引脚c、车窗下降控制输出引脚d和车窗保护控制引脚f，所述摇窗开关（1）包括有上升档、下降档和关闭档，并具有两路信号输出端，摇窗开关（1）的上升档信号输出端连接于中央车身控制单元（2）的车窗上升控制输入引脚a，摇窗开关（1）的下降档信号输出端连接于中央车身控制单元（2）的车窗下降控制输入引脚b，中央车身控制单元（2）的车窗上升控制输出引脚c连接于第一继电器（3）的切换控制端，中央车身控制单元（2）的车窗下降控制输出引脚d连接于第二继电器（4）的切换控制端，所述比较器（6）的比较输出端连接于所述中央车身控制单元（2）的车窗保护控制引脚f。

3.根据权利要求2所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，所述比较器（6）为电压比较器LM324，其参考电源端连接5V直流电源，所述电阻（7）为小阻值电阻。

4.根据权利要求2所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，所述第一继电器（3）和第二继电器（4）采用转换型继电器，所述车窗上升控制输出引脚c连接于第一继电器（3）的控制线圈，所述车窗下降控制输出引脚d连接于第二继电器（4）的控制线圈，车身电源经电路保险后分别连接于所述第一继电器（3）和第二继电器（4）的上静触点，所述第一继电器（3）的下静触点连接于所述比较器（6）的正向输入端和所述电阻（7），所述第一继电器（3）的动触点连接于所述摇窗电机（5）的一端，所述第二继电器（4）的下静触点连接于所述比较器（6）的正向输入端和所述电阻（7），所述第二继电器（4）的动触点连接于所述摇窗电机（5）的另一端。

5.根据权利要求4所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，所述第一继电器（3）和第二继电器（4）在其控制线圈接收到启动信号时，其动触点与上静触点闭合，否则动触点与下静触点闭合。

6.根据权利要求2所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，所述中央车身控制单元（2）还包括钥匙开关信号输入引脚e，用于接收汽车的钥匙开关信号。

7.根据权利要求6所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，当中央车身控制单元（2）的引脚e接收到钥匙关闭信号时，中央车身控制单元（2）向车窗上升控制输出引脚c输出启动信号。

8.根据权利要求2-7任一项所述的汽车电动摇窗控制系统，其特征在于，当摇窗电机（5）出现堵转时，所述比较器（6）向中央车身控制单元（2）的车窗保护控制引脚f输入高电平信号，然后中央车身控制单元（2）控制其车窗上升控制输出引脚c和车窗下降控制输出引脚d同时输出低电平关闭信号。

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