CN204002245U - 一种电动防夹车窗控制电路 - Google Patents

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文超
刘喜办
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Abstract

本实用新型提供一种电动防夹车窗控制电路，包括：MCU、继电器、电机及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述电机包括电机本体(M)及嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块；所述电流纹波转换电路模块包括整流电路模块、低通滤波与放大电路模块、低通滤波与比较器模块及电阻(R1)。本实用新型提供的电动防夹车窗控制电路，采用嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块，将电流纹波信号转换为相应的具有相同频率的方形脉冲信号，进而检测物体是否被车窗夹住，该方形脉冲信号准确性高，显著提升了电动车窗的安全性；并且，该电动车窗防夹控制电路结构简单，降低了系统复杂度，有利于生产成本的控制。

Description

一种电动防夹车窗控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种电路，尤其涉及一种电动防夹车窗控制电路。
背景技术
随着现代汽车电子技术的进步，汽车中大量应用电子设备，这不仅提高了汽车的舒适性，也对汽车的安全性提出了新的要求。为了方便驾驶员和乘客，大量汽车采用电动车窗，许多汽车车窗都不具有防夹功能，容易造成对乘员尤其是儿童的伤害。所谓电动车窗防夹保护，就是一旦在车窗自动上升过程中侦测到有障碍物的存在，车窗就自动停止向上运动，防止损毁障碍物；并向下运动，以释放障碍物。
目前，国内外已有一些防夹方法被提出，如图1所示，现有的电动防夹车窗控制电路，包括：MCU1’(Micro Control Unit，微控制单元)、继电器2’(Relay)、电机系统3’、霍尔传感器4’(Hall)及电源正、负端子(KL30’、KL31’)。所述电机系统3’包括电机(M’)与磁环30’(magnetic ring)；所述继电器2’电性连接于MCU1’、电机(M’)及电源正、负端子(KL30’、KL31’)；所述继电器2’通过电源负端子(KL31’)接地；所述霍尔传感器4’电性连接于MCU1’；所述磁环30’是一个旋转组件，所述霍尔传感器4’安装在该磁环30’侧面正对着磁环30’。现有的这种方法是基于霍尔传感器的防夹方法，霍尔传感器根据电磁原理将电机转动产生的磁感应电流以电压方波的形式输出给控制器，方波数对应于电机转动的圈数。因此，控制器根据方波数便可以知道电机驱动行进的位移。由于霍尔传感器是感应电机线圈磁效应的，所以需要安装在电机轴上，安装复杂，且霍尔传感器无疑增加了成本；另外，该防夹方法中包含的磁环是一个旋转组件，其安装位置和结构均受到很大的局限。
纹波(Ripple)指的是在电动车窗工作过程中，驱动车窗上下运动的电动车窗电机在运转时产生的交流叠加波形。电机转动产生的电流实际上是纹波电流，也就是在电流上叠加了一些谐波。而电机每旋转一定角度，就会产生一定数量的电流纹波。因此车窗运动的行程与电机的电流纹波数量呈线性关系，通过对电流纹波数量的计算，就可以计算出车窗运动的行程，也就能确定车窗的位置。位置对于判断是否有障碍物是一个重要的因素，因此，能否准确计算出车窗位置，对于防夹判断的准确性有着重要的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电动防夹车窗控制电路，其利用电流纹波来检测物体是否被车窗夹住，结构简单，降低了系统复杂度，且有利于生产成本的控制。
为实现上述目的，本实用新型提供一种电动防夹车窗控制电路，包括：MCU、继电器、电机及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述电机包括电机本体(M)及嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块；所述电流纹波转换电路模块包括整流电路模块、低通滤波与放大电路模块、低通滤波与比较器模块及电阻(R1)。所述电机本体(M)用于驱动防夹车窗的玻璃升降。
所述电机电性连接于MCU与继电器。
所述继电器电性连接于MCU、及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述继电器通过电源负端子(KL31)接地。
所述整流电路模块、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块电性连接于电源(VCC)；所述整流电路模块、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块接地(GND)。
所述整流电路模块电性连接于电机本体(M)、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块。
所述整流电路模块经过电阻(R1)接入电机本体(M)的两个终端采集电能，并提供稳定的电力供应。
所述低通滤波与放大电路模块电性连接于电阻(R1)、低通滤波与比较器模块。
所述低通滤波与比较器模块电性连接于MCU。
所述电流纹波转换电路模块将电流纹波信号转换为相应的具有相同频率的方形脉冲信号。
所述继电器用于驱动电机本体(M)。
电机内置速度与电流检测电路模块，所述速度与电流检测电路模块电性连接于MCU。
本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种电动防夹车窗控制电路，采用嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块，代替现有技术中的霍尔传感器和磁环，该电流纹波转换电路模块将电流纹波信号转换为相应的具有相同频率的脉冲信号，进而检测物体是否被车窗夹住，该脉冲信号比来自于霍尔传感器的脉冲信号准确性高，显著提升了电动车窗的安全性。本实用新型提供的电动防夹车窗控制电路不需要霍尔传感器，且取代了旋转磁环，有效的简化了模块结构，降低了系统复杂度，有利于生产成本的控制。
为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的电动防夹车窗控制电路；
图2为本实用新型的电动防夹车窗控制电路；
图3为本实用新型电流纹波信号转换示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图2，本实用新型提供一种电动防夹车窗控制电路，包括：MCU1、继电器2、电机3及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述电机3包括电机本体(M)及嵌入在电机3内的电流纹波转换电路模块4；所述电流纹波转换电路模块4包括整流电路模块40(Rectifier circuit)、低通滤波与放大电路模块42(Low-pass and Gain)、低通滤波与比较器模块44(Low-pass and Comparator)及电阻(R1)。所述电机本体(M)用于驱动防夹车窗的玻璃升降。
所述电机3电性连接于MCU1与继电器2。
所述继电器2电性连接于MCU1、及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述继电器2通过电源负端子(KL31)接地。
所述整流电路模块40电性连接于电机本体(M)、低通滤波与放大电路模块42及低通滤波与比较器模块44。
所述整流电路模块40经过电阻(R1)接入电机本体(M)的两个终端采集电能，并提供稳定的电力供应。
所述整流电路模块40、低通滤波与放大电路模块42及低通滤波与比较器模块44电性连接于电源(VCC)；所述整流电路模块40、低通滤波与放大电路模块42及低通滤波与比较器模块44接地(GND)。
所述低通滤波与放大电路模块42电性连接于电阻(R1)、低通滤波与比较器模块44；所述低通滤波与放大电路模块42通过电阻(R1)对电机本体(M)进行采样，得到电机本体(M)的电流纹波信号。
所述低通滤波与比较器模块44电性连接于MCU1。
所述电流纹波转换电路模块4将电流纹波信号转换为相应的具有相同的频率的方形脉冲信号。
所述继电器2用于驱动电机本体(M)。
电机内置速度与电流检测电路模块，所述速度与电流检测电路模块电性连接于MCU。
MCU很难计算电流纹波，故需要将电流纹波信号进行转换。请结合参阅图3，为本实用新型电流纹波信号转换示意图，输入端5为电机本体(M)的电流纹波信号，通过低通滤波与放大电路模块42去除电流纹波信号的直流成分，并将该电流纹波信号放大，输出至低通滤波与比较器模块44，该低通滤波与比较器模块44将经过低通滤波与放大电路模块42后的输出信号与输入端5的电流纹波信号相比，使不规则的纹波信号转换成具有相同频率的规则方形脉冲信号，故输出端6的输出信号为规则的方形脉冲信号，该输出端6向MCU1输出该方形脉冲信号。MCU1通过检测该方形脉冲信号方波的个数(实质是检测纹波的个数)获得电机运行的位移，进而确定电动车窗的位置。
综上所述，本实用新型提供一种电动防夹车窗控制电路，采用嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块，取代了现有技术中的霍尔传感器和磁环，该电流纹波转换电路模块将电流纹波信号转换为相应的具有相同频率的脉冲信号，进而检测物体是否被车窗夹住，该脉冲信号比来自于霍尔传感器的脉冲信号准确性高，显著提升了电动车窗的安全性。本实用新型提供的电动防夹车窗控制电路不需要霍尔传感器，且取代了旋转磁环，有效的简化了模块结构，降低了系统复杂度，有利于生产成本的控制。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种电动防夹车窗控制电路，其特征在于，包括：MCU、继电器、电机及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述电机包括电机本体(M)及嵌入在电机内的电流纹波转换电路模块；所述电流纹波转换电路模块包括整流电路模块、低通滤波与放大电路模块、低通滤波与比较器模块及电阻(R1)；所述电机本体(M)用于驱动防夹车窗的玻璃升降；
所述电机电性连接于MCU与继电器；所述继电器电性连接于MCU、及电源正、负端子(KL30、KL31)；所述继电器通过电源负端子(KL31)接地；
所述整流电路模块、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块电性连接于电源(VCC)；所述整流电路模块、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块接地(GND)；
所述整流电路模块电性连接于电机本体(M)、低通滤波与放大电路模块及低通滤波与比较器模块；所述整流电路模块经过电阻(R1)接入电机本体(M)的两个终端采集电能，并提供稳定的电力供应；
所述低通滤波与放大电路模块电性连接于电阻(R1)、低通滤波与比较器模块；
所述低通滤波与比较器模块电性连接于MCU。
2.如权利要求1所述的电动防夹车窗控制电路，其特征在于，所述电流纹波转换电路模块将电流纹波信号转换为相应的具有相同频率的方形脉冲信号。
3.如权利要求1所述的电动防夹车窗控制电路，其特征在于，所述继电器用于驱动电机本体(M)。
4.如权利要求1所述的电动防夹车窗控制电路，其特征在于，电机内置速度与电流检测电路模块，所述速度与电流检测电路模块电性连接于MCU。
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