CN206581780U - 语音交互式电动车窗控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种语音交互式电动车窗控制装置，包括电源、控制模块、检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和语音识别模块，检测模块分别与第一驱动模块、第二驱动模块相连，第一驱动模块和第二驱动模块分别与电源相连，检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和语音识别模块分别连接至控制模块；语音识别模块用于获取车窗控制指令输出至控制模块；检测模块用于检测电压信号和脉冲波信号输出至控制模块；控制模块根据车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至第一驱动模块或/和第二驱动模块，第一驱动模块或/和第二驱动模块根据控制信号接通或断开电源。该装置实现了语音控制车窗升降，对车窗位置的检测精确度高，安装简单方便。

Description

语音交互式电动车窗控制装置

技术领域

本实用新型涉及汽车车窗智能控制领域，尤其涉及一种语音交互式电动车窗控制装置。

背景技术

汽车的普及给人们的日常出行和交往带来了很大的便利。目前汽车车窗的控制都是通过手动开关实现的，仅司机可以对四个车窗进行控制，但任意位置的乘客只能对邻近的车窗进行控制，任意位置的乘客要想控制远离自己的车窗必须通过司机或车窗附近的任意位置的乘客才能实现。且司机在操作车窗控制开关时，一只手脱离了方向盘，特别是在天气、路况不佳的情况下，给行车安全带来了一定的隐患。

目前，申请号为2015100379915的中国发明申请公开了一种语音交互式电动车窗控制装置及控制方法，实现了基于语音对各个车窗的控制。但在该发明申请中，对车窗控制时的到顶和到底检测以及防夹检测是基于霍尔传感器和电流检测实现的，容易发生误判。并且，该装置在语音控制的过程中没有实现对电机的堵转检测和保护，在启动车窗控制的时候不能通过堵转检测对电机进行有效的保护。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供了一种语音交互式电动车窗控制装置，包括电源、控制模块、检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和语音识别模块，检测模块分别与第一驱动模块、第二驱动模块相连，第一驱动模块和第二驱动模块分别与电源相连，检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和语音识别模块分别连接至控制模块；语音识别模块用于获取车窗控制指令输出至控制模块；检测模块用于检测电压信号和脉冲波信号输出至控制模块；控制模块根据车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至第一驱动模块或/和第二驱动模块，第一驱动模块或/和第二驱动模块根据控制信号接通或断开电源。本实用新型的控制装置通过语音识别模块识别语音指令从而输出车窗控制指令输出给控制模块，由控制模块根据车窗控制指令启动升窗或降窗，非常智能，避免了只能依靠手段控制的不良。而且，本装置还通过检测电压信号和脉冲波信号进行防夹控制和车窗位置识别，能够实现到顶和到底自动停止以及防夹保护，检测的精准度高。

在一些实施方式中，该装置还包括第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器和装置主体，其中，第四连接器设置在装置主体上，第一连接器和第二连接器分别通过线束与第三连接器连接，第四连接器与第三连接器接口匹配；电源、控制模块、检测模块、第一驱动模块、第二驱动模块和语音识别模块设置在装置主体中，且检测模块、第一驱动模块和第二驱动模块还分别与第四连接器相连。由此，第一连接器和第二连接器可以根据原车系统的连接器的接口进行适配，第三连接器和第四连接器进行接口适配，由第四连接器与装置主体内的功能主板的各个模块连接，从而通过四个连接器实现电路的连通，使得本装置可以非常方便地安装到原车系统上，不需要改变原车的车辆电路系统，节约改造成本。而且连接器直接通过线束连接，成本低，结构简单。

在一些实施方式中，控制模块还与车辆启动系统相连，获取车辆启动系统的车辆启动信号，控制模块根据车辆启动信号、车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至第一驱动模块或/和第二驱动模块，第一驱动模块或/和第二驱动模块根据控制信号接通或断开电源。由此，可以实现在车辆未启动时，不能通过语音进行控制，即语音控制车窗只在启动车辆之后有效，更符合实际需求，提高用户体验。

在一些实施方式中，控制信号包括自动升窗控制信号和自动降窗控制信号，控制模块包括自动升窗控制单元和自动降窗控制单元，自动升窗控制单元设置为根据车辆启动信号和车窗控制指令生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块；自动降窗控制单元设置为根据车辆启动信号和车窗控制指令生成自动降窗控制信号输出至第二驱动模块；第一驱动模块根据自动升窗控制信号接通电源，第二驱动模块根据自动降窗控制信号接通电源。由此，通过在原车系统上接入该装置，就可以方便地实现在车辆启动状态下通过语音控制车窗的升降。

在一些实施方式中，控制信号还包括停止控制信号和防夹控制信号，自动升窗控制单元包括到顶检测组件和防夹检测组件，其中，到顶检测组件设置为根据电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗到顶检测，在车窗到顶时，生成停止控制信号输出至第一驱动模块；防夹检测组件设置为根据电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗防夹检测，在车窗夹到物体时，生成防夹控制信号至第一驱动模块和第二驱动模块；第一驱动模块根据停止控制信号或防夹控制信号断开电源，第二驱动模块根据防夹控制信号接通电源；自动降窗控制单元包括到底检测组件，其中，到底检测组件设置为根据电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗到底检测，在车窗到底时，生成停止控制信号输出至第二驱动模块；第二驱动模块根据停止控制信号断开电源。由此，就可以实现在自动升窗过程中的到顶检测和防夹检测，从而在到顶时使电机停止运转，减少电路消耗，和在夹到外物时，使电机反转降窗，防止夹伤外物和损坏电机与车窗。并且同时实现车窗的到底检测，从而在降到底部时使电机停止运转，减少电路消耗。通过电压和脉冲波信号进行车窗位置识别，更加精准。

在一些实施方式中，控制信号还包括堵转控制信号，控制模块还包括堵转监测单元，其中，堵转监测单元设置为根据车辆启动信号和车窗控制指令生成一定时间的自动升窗控制信号或自动降窗控制信号，并根据一定时间内的电压信号和脉冲波信号生成堵转控制信号输出至第一驱动模块或第二驱动模块；第一驱动模块或第二驱动模块根据堵转控制信号接通或断开电源。由此，可以在刚刚启动的一小段时间内通过电压信号和脉冲波信号检测电机是否发生堵转，从而在发生堵转时及时断开电路，以对车窗电机进行过流保护，延长电机的寿命。

在一些实施方式中，检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，其中，第一检测模块包括并联连接的第一负载元器件和第一检测电路，第二检测模块包括并联连接的第二负载元器件和第二检测电路，第一负载元器件分别与第一驱动模块和第四连接器串联；第二负载元器件分别与第二驱动模块和第四连接器串联；第一检测电路连接至控制模块，检测第一负载元器件的电压信号和根据电压信号生成脉冲波信号，并输出电压信号和脉冲波信号至控制模块；第二检测电路连接至控制模块，检测第二负载元器件的电压信号和根据电压信号生成脉冲波信号，并输出电压信号和脉冲波信号至控制模块。利用有刷转子电机(即马达)在通电旋转过程中，其内部线圈由于转子与电极的不断通断而不断改变大小的原理，在电机的转动电路中串联第一负载元器件和第二负载元器件，通过检测第一负载元器件和第二负载元器件上的电压信号，生成脉冲波信号，以根据电压信号和脉冲波信号对车窗位置和电机堵转情况进行检测，准确性更高。

在一些实施方式中，第一检测电路包括第一运放电压检测芯片，第一运放电压检测芯片的第一输入正极与第一负载元器件的靠近第四连接器的一端相连，第一运放电压检测芯片的第一输入负极与第一负载元器件的靠近第一驱动模块的一端相连；第二检测电路包括第二运放电压检测芯片，第二运放电压检测芯片的第一输入正极与第二负载元器件的靠近第四连接器的一端相连，第二运放电压检测芯片的第一输入负极与第二负载元器件的靠近第二驱动模块的一端相连；第一运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端均与控制模块相连，第二运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端均与控制模块相连。通过将第一运放电压检测芯片以这样的方式与第一负载元器件连接，将第二运放电压检测芯片以这样的方式与第二负载元器件连接，可以实现通过第一运放电压检测芯片检测降窗过程中的电压信号和通过第二运放电压检测芯片检测升窗过程中的电压信号，从而精准地判断升窗和降窗过程中的到顶、防夹和到底情况，以根据升窗和降窗的过程进行适应性地控制，这种判断方式在主驾和副驾都是通用的，能够实现由一个装置实现对所有车窗的检测和控制。并且，通过运放电压检测芯片就可以实现电压信号的检测和根据电压信号自动输出脉冲波信号，节省元器件，降低成本。

在一些实施方式中，第一驱动模块包括第一继电器和第一继电器驱动电路，第二驱动模块包括第二继电器和第二继电器驱动电路，其中，第一继电器的第一触点与第一负载元器件连接、第二触点与第四连接器连接、第三触点与电源连接，且第一继电器的第一触点和第二触点连通；第二继电器的第一触点与第二负载元器件连接、第二触点与第四连接器连接、第三触点与电源连接，且第二继电器的第一触点和第二触点连通；第一继电器驱动电路分别与控制模块和第一继电器连接，接收控制模块的控制信号，根据控制信号驱动第一继电器的第一触点在第二触点和第三触点之间切换；第二继电器驱动电路分别连接控制模块和第二继电器，接收控制模块的控制信号，根据控制信号驱动第二继电器的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。由此，通过继电器驱动电路就可以实现根据控制信号进行电路切换，实现简单，成本低。

在一些实施方式中，第一驱动模块包括第一继电器和第一继电器驱动电路，第二驱动模块包括第二继电器和第二继电器驱动电路，检测模块包括负载元器件、一级运放电路和二级运放电路，其中，第一继电器的第一触点和第二触点分别与第四连接器连接、第三触点与负载元器件连接，且第一继电器的第一触点和第二触点连通；第二继电器的第一触点和第二触点分别与第四连接器连接、第三触点与负载元器件连接，且第二继电器的第一触点和第二触点连通；负载元器件与电源连接，一级运放电路并联在负载元器件两端，一级运放电路的输出端连接二级运放电路的输入端，二级运放电路的输出端连接控制模块；一级运放电路获取负载元器件两端的电压输出至二级运放电路，二级运放电路根据负载元器件两端的电压变化生成脉冲波信号输出至控制模块；第一继电器驱动电路分别与控制模块和第一继电器连接，接收控制模块的控制信号，根据控制信号驱动第一继电器的第一触点在第二触点和第三触点之间切换；第二继电器驱动电路分别连接控制模块和第二继电器，接收控制模块的控制信号，根据控制信号驱动第二继电器的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。由此，只需要通过一个具有一级运放电路和二级运放电路的二运放电压检测芯片就可以实现升窗和降窗过程中的电压信号的检测和根据电压信号自动输出脉冲波信号，节省元器件，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的语音交互式电动车窗控制装置的模块结构示意图；

图2示意性地显示了有刷电机的旋转状态；

图3示意性地显示了根据图2所示的电机的旋转状态进行旋转圈数测量的电路原理；

图4示意性地显示了根据图3所示的电路原理形成的脉冲波信号的波形图；

图5为图1所示语音交互式电动车窗控制装置的各模块的一种实施方式的电路原理示意图；

图6为图5所示语音交互式电动车窗控制装置在主驾驶位的实际应用状态示意图；

图7为图5所示语音交互式电动车窗控制装置在副驾驶位的实际应用状态示意图；

图8为图1所示语音交互式电动车窗控制装置的各模块的另一实施方式的电路原理示意图；

图9为图8所示语音交互式电动车窗控制装置在主驾驶位的实际应用状态示意图；

图10为图8所示语音交互式电动车窗控制装置在副驾驶位的实际应用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示出了本实用新型一种实施方式的语音交互式电动车窗控制装置的模块结构。如图1所示，该装置包括第一连接器1、第二连接器2、第三连接器3和装置主体5，第一连接器1和第二连接器2分别通过线束与第三连接器3连通，装置主体5上设有与第三连接器3接口匹配的第四连接器4。其中，装置主体5中包括电源+BAT、控制模块50、检测模块53、语音识别模块55、第一驱动模块51和第二驱动模块52。检测模块53分别与第一驱动模块51、第二驱动模块52、第四连接器4和控制模块50相连，第一驱动模块51和第二驱动模块52分别与电源+BAT、第四连接器4、检测模块53和控制模块50相连，语音识别模块55与控制模块50相连。其中，语音识别模块55用于检测外部的语音指令，并根据检测到的语音指令生成车窗控制指令输出至控制模块50，检测模块53用于检测电压信号和脉冲波信号输出至控制模块50，控制模块50用于根据车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至第一驱动模块51或/和第二驱动模块52。第一驱动模块51或/和第二驱动模块52根据接收到的控制信号接通电源 +BAT或者断开与电源+BAT的连接，以驱动相应的车窗马达转动(正转或反转)或停止转动，从而实现通过语音对车窗的升降进行控制。其中，可以是将原有电路系统的电池正极+BAT作为电源+BAT(即该堵转保护电路与原车辆的车窗电机电路共用车辆的电池)。

如图1所示，第一连接器1、第二连接器2、第三连接器3和第四连接器4连接成两条回路。在具体应用中，可以将第一连接器1连接原车辆的总控第一连接器200，将第二连接器2连接原车辆的总控第二连接器300，由此将本实施例的装置与原车电路系统的升窗按键电路回路和降窗按键电路回路连通，从而将本实施例的装置与车窗电机相连。由此，就可以通过本实施例装置的语音识别模块55获取车窗控制指令，由控制模块50根据车窗控制指令生成控制信号控制第一驱动模块51和第二驱动模块52与电源+BAT的通断，从而将升窗回路接通或将降窗回路接通。在升窗和降窗过程中，检测模块53检测两条回路中的电压信号和根据电压信号形成脉冲波信号，并将电压信号和脉冲波信号发送至控制模块50，由控制模块50根据接收到的电压信号和脉冲波信号判断车窗的运行位置和运行情况。这样就能够实现通过语音控制车窗升降，并在自动升降窗过程中，根据检测模块 53检测到的电压信号和生成的脉冲波信号判断车窗的运行位置和运行情况 (如是否发生夹堵)，从而根据车窗的运行位置和运行情况生成控制信号发送至第一驱动模块51或/和第二驱动模块52，从而驱动电机反转或停止转动，实现车窗的防夹和自动停止。

其中，语音识别模块55检测语音指令，并根据检测到的语音指令生成车窗控制指令输出至控制模块50可以利用现有技术实现，故在此不再赘述。根据现有的语音识别技术，语音识别模块55可以识别不同位置的降窗和升窗指令，例如主驾驶车窗、副驾驶车窗、左后窗以及右后窗的升窗语音指令和降窗语音指令，语音识别模块55检测到语音指令后将输出相应的车窗控制指令给控制模块50，由控制模块50根据相应的车窗控制指令将第一驱动模块51或第二驱动模块52接通。

优选地，还可以将控制模块50与车辆启动系统相连，以获取车辆启动信号。从而实现在车辆启动时(即车辆启动信号为启动时)，才通过语音识别模块55启动自动升窗程序或自动降窗程序。例如可以是，语音识别模块 55识别到升窗控制指令输出给控制模块，控制模块接收到该车窗控制指令后首先获取车辆启动系统的车辆启动信号进行判断，如果启动信号为未启动的状态，则不进行动作，如果为启动状态，则生成用于自动升窗的控制信号输出给第一驱动模块51，驱动第一驱动模块51与电源接通以实现自动升窗。通过语音识别模块55进行降窗控制的过程亦然。

其中，通过控制模块50生成控制信号以输出至驱动模块从而实现自动升降车窗例如可以是，在控制模块50中设置自动升窗控制单元和自动降窗控制单元(图未示出)，自动升窗控制单元用于生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块51，自动降窗控制单元用于生成自动降窗控制信号输出至第二驱动模块52。在自动升降车窗时，为了在车窗到顶或到底时实现驱动电机停止转动，可以在自动升窗控制单元中设置到顶检测组件和在自动降窗控制单元中设置到底检测组件，到顶检测组件用于根据电压信号和脉冲波信号检测车窗运行位置，在检测到车窗到顶时，生成停止控制信号至第一驱动模块51，驱动第一驱动模块51与电源+BAT断开，到底检测组件用于根据电压信号和脉冲波信号检测车窗运行位置，在检测到车窗到底时，生成停止控制信号至第二驱动模块52，驱动第二驱动模块52与电源+BAT断开。自动升窗控制单元中还包括有用于进行防夹控制的防夹检测组件，设置为根据检测模块53输出的电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行判断，在检测到夹到物体时，生成防夹控制信号至第一驱动模块51和第二驱动模块52。

优选地，为了在进行语音控制车窗自动升降的过程中实现对电机的堵转保护，还可以在控制模块中设置堵转监测单元，用于在接收到语音识别模块55输出的车窗控制指令后，在车辆启动的状态下(即车辆启动信号为启动)首先输出一定时长(如1s)的自动升窗控制信号或自动降窗控制信号，以将第一驱动模块或第二驱动模块与电源接通一定时长，在该过程中，堵转监测单元判断检测模块53是否有电压信号和/或脉冲波信号输出，如果检测到电压信号和/或脉冲波信号，说明电机没有发生堵转，则控制模块50 启动自动升窗控制单元或自动降窗控制单元进行自动升窗或自动降窗控制，如果没有检测到电压信号和/或脉冲波信号，则说明电机发生了堵转，则控制模块50输出停止控制信号，驱动第一驱动模块(升窗时)或第二驱动模块(降窗时)与电源断开，从而对车窗电机进行保护。

其中，检测模块53检测电压信号和脉冲波信号，控制模块50根据电压信号和脉冲波信号判断车窗运行位置和运行情况，可以是利用电机的旋转原理。图2示意性地显示了一种有刷转子电机的旋转接通状态，图3示意性地显示了根据图2所示的电机的旋转接通状态进行旋转圈数测量的电路原理。如图2所示，以车辆系统中常用的有刷转子电机为例，经本发明人的研究发现，在有刷转子电机的旋转过程中，由于其转子与电极的不断通断，电机在旋转到不同的位置时，其内部接入的线圈是不断改变大小的，由此致使电机在其串联电路中的电感抗及电流也是不断变化。例如，在旋转到图2中A的位置时，接通的电阻电路为由电感线圈L6、电感线圈L7 和电感线圈L8串联形成的第一电阻电路与由电感线圈L2、电感线圈L3和电感线圈L4串联成的第二电阻电路并联；在旋转到图2中B的位置时，接通的电阻电路为由电感线圈L1、电感线圈L6、电感线圈L7和电感线圈L8 串联形成的第三电阻电路与由电感线圈L2、电感线圈L3、电感线圈L4和电感线圈L5串联成的第四电阻电路并联。由此可见，在电机旋转到不同的位置时，其内部电阻值是不同的，即电机内部电阻值的大小在电感线圈的接触点在中间位(即图2中A的电感线圈L1的状态)和断开位(即图2 中B的电感线圈L1的状态)时发生一次变化。基于此，通过图3的电路原理，在电机的电路中串联一个负载元器件R，那么负载元器件R上的电压就会随着电机的转动而同步发生周期性变化，由此就可以通过加载在负载元器件R上的第一运放器A1获取变化的电压信号，并通过第二运放器A2 生成脉冲波信号输出至控制模块，以根据电压信号和脉冲波信号的周期性变化规律，计算出电机的旋转圈数。而通过计算电机的旋转圈数和当前的实时电压，就可以很方便精准地判断车窗的实时位置和运转情况(如是否发生夹堵)，从而根据电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至驱动模块，以通过控制电机的旋转状态而控制车窗的升降或停止升降。图4示意性地显示了形成的脉冲波信号的波形图。根据图3和图4所示的电机旋转情况和测量电路的原理可以知道，电机在旋转过程中其内部电阻值在电阻接触点的断开位和中间位之间交替变化，因而加载在负载元器件R的电压也呈交替变化，由此通过第一运放器A1输出的电压信号呈波浪形变化，而将第一运放器A1输出的电压信号输入至第二运放器A2进行二次运放后第二运放器A2就可以输出高低电平之间交替变化的脉冲波信号，且高低电平变化的周期与电机的内部阻值的变化周期同步，即当某一个电阻的接触点在断开位和中间位变化一次，就产生一个周期的高低电平变化，因而就可以得到图4所示的脉冲波信号，而根据脉冲波信号的变化周期就可以计算电机的旋转圈数，即可以通过计算方波的周期数记录电机的旋转行程。

因此，基于上述原理，图5示意性地显示了一种实施方式的语音交互式电动车窗控制装置的各模块的电路实现原理，图6示意性地显示了图5 所示的电动车窗控制装置在主驾驶位的应用状态，图7示意性地显示了图5 所示的电动车窗控制装置在副驾驶位的应用状态。如图5～7所示，在该实施例中，检测模块53的具体实现方式可以设置为包括第一检测模块531和第二检测模块532。其中，第一检测模块531设置为包括并联连接的第一负载元器件R1和第一检测电路5311，第二检测模块532设置为包括并联连接的第二负载元器件R2和第二检测电路5321。其中，第一负载元器件R1 分别与第一驱动模块51和第四连接器4串联，第二负载元器件R2分别与第二驱动模块52和第四连接器4串联，以分别形成第一负载元器件R1与主驾车窗电机400(或副驾车窗电机600)的串联电路、以及第二负载元器件R2与主驾车窗电机400(或副驾车窗电机600)的串联电路。由此，就可以通过第一检测电路5311检测第一负载元器件R1两端的电压信号并形成脉冲波信号，并可以通过第二检测电路5321检测第二负载元器件R2两端的电压信号并形成脉冲波信号。如图5所示，第一检测电路5311还连接至控制模块50，将检测到的电压信号和根据电压信号生成的脉冲波信号输出至控制模块50。同理，第二检测电路5321也连接至控制模块50，将检测到的电压信号和根据电压信号生成的脉冲波信号输出至控制模块50。控制模块50接收到电压信号和脉冲波信号，就可以根据电压信号和/或脉冲波信号进行判断。其中，在具体应用中，是由第一检测电路5311检测升窗的电压信号和脉冲波信号还是由第二检测电路5321检测升窗的电压信号和脉冲波信号，可以根据用户需求进行设置。为了方便在任何驾驶位(例如图6 所示的主驾或图7所示的副驾)都能够实现统一的检测，根据副驾的电路原理，在本实用新型的优选实施例中首选将第一检测电路5311设置为检测降窗的电压信号，而将第二检测电路5321设置为检测升窗的电压信号。相应地，第一检测电路5311根据检测到的降窗的电压信号和脉冲波信号生成降窗的电机转动圈数(即降窗时电机的转动行程，通过生成的脉冲波信号的周期数进行统计)，而第二检测电路5321根据检测到的升窗的电压信号和脉冲波信号生成升窗的电机转动圈数(即升窗时电机的转动行程，通过生成的脉冲波信号的周期数进行统计)。其中，具体设置方式例如可以是，将第一检测电路5311实现为包括一个第一运放电压检测芯片(图未示出，例如可以是型号为LM258的二运放芯片)，在具体电路设计中将该第一运放电压检测芯片的第一输入负极与第一负载元器件R1的靠近第一驱动模块51的一端相连，而将第一运放电压检测芯片的第一输入正极与第一负载元器件R1的靠近第四连接器4的一端相连。由此，第一负载元器件R1串联在电机的负极端时，第一检测电路5311才接通，即只有在电机反向转动的电路中，例如图8中在语音识别模块55识别到降窗控制指令输出给控制模块50，由控制模块50生成自动降窗控制信号驱动第二驱动模块52与电源+BAT接通时形成的回路“+BAT-Jd2-R2- Fb3-Fa3-Tb2-Jb2-L-H-Jb1-Tb1-Fa2-Fb2-R1-Jd1-Fb1-Fa1-Ta1-Ja1-a1-a3-GND ”中，第一运放电压检测芯片才能接通并检测到电压信号。相应地，可以将第二检测电路5321设置为包括一个第二运放电压检测芯片(图未示出，例如可以是型号为LM258的二运放芯片)，在具体的电路设计中将第二运放电压检测芯片的第一输入正极与第二负载元器件R2的靠近第四连接器4 的一端相连，将第二运放电压检测芯片的第一输入负极与第二负载元器件 R2的靠近第二驱动模块52的一端相连。由此，第二负载元器件R2串联在电机的负极端时，第二检测电路5321才接通，即只有在电机正转的电路中，例如在图8中在语音识别模块55识别到升窗控制指令输出给控制模块50，由控制模块50生成自动升窗控制信号驱动第一驱动模块51与电源+BAT接通时形成的回路“+BAT-Jd1-R1-Fb2-Fa2-Tb1-Jb1-H-L-Jb2-Tb2-Fa3-Fb3-R2-Jd2-Fb4-Fa4-Ta2- Ja2-b1-b3-GND”中，第二运放电压检测芯片才能接通并检测到电压信号。这样，就实现了将第一检测电路5311设计成只能检测降窗过程中的电压信号和输出降窗时电机的脉冲波信号，而第二检测电路5321只能检测升窗过程中的电压信号和输出升窗时电机的脉冲波信号。同时，将第一运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端分别与控制模块50相连，控制模块50就可以根据第一运放电压检测芯片的第一级输出端的输出获取降窗时的电压信号，并根据第一运放电压检测芯片的第二级输出端的输出获取降窗时的脉冲波信号，从而根据该电压信号和脉冲波信号生成相应的控制信号输出至第二驱动模块52，以通过第二驱动模块52的开关切换对降窗动作进行自动控制。而同时，将第二运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端分别与控制模块50相连，控制模块50就可以根据第二运放电压检测芯片的第一级输出端的输出获取升窗时的电压信号，并根据第二运放电压检测芯片的第二级输出端的输出获取升窗时的脉冲波信号，从而根据该电压信号和脉冲波信号生成相应的控制信号输出至第一驱动模块51，以通过第一驱动模块51的开关切换对升窗动作进行自动控制。而在自动升窗时，控制模块50还可以根据电压信号和脉冲波信号对是否发生防夹进行判断，以在发生夹到东西时，生成防夹控制信号同时输出至第一驱动模块51 和第二驱动模块52，以控制车窗电机反转，从而实现自动升窗时的防夹功能。

如图7～9所示，在该实施例中，第一驱动模块51的具体实现方式为，包括第一继电器Jd1和第一继电器驱动电路511，其中，第一继电器Jd1的第一触点与第一负载元器件R1连接，第二触点与第四连接器4连接，第三触点与电源正极+BAT连接，且第一继电器Jd1的第一触点和第二触点默认连通，第一继电器驱动电路511分别与控制模块50和第一继电器Jd1连接。当第一继电器驱动电路511接收到自动升窗控制单元的自动升窗控制信号后，根据自动升窗控制信号驱动第一继电器Jd1的第一触点与第二触点断开，驱动第一继电器Jd1的第一触点与第三触点接通。由此，就在电源正极+BAT、第一继电器Jd1、第一负载元器件R1、主驾电机400、第二负载元器件R2、第二驱动模块52、降窗按键开关B和电源负极GND之间形成了回路，该回路驱动主驾电机400正转，从而实现了自动升窗。同理，第二驱动模块52的具体实现方式如图8所示为包括第二继电器Jd2和第二继电器驱动电路521，第二继电器Jd2的第一触点与第二负载元器件R2连接、第二触点与第四连接器4连接、第三触点与电源正极+BAT连接，且第二继电器Jd2的第一触点和第二触点默认连通，第二继电器驱动电路521分别连接控制模块50和第二继电器Jd2。当第二继电器驱动电路521接收到自动降窗控制单元的自动降窗控制信号后，根据自动降窗控制信号驱动第二继电器Jd2的第一触点与第二触点断开，驱动第一继电器Jd2的第一触点与第三触点接通。由此，就在电源正极+BAT、第二继电器Jd2、第二负载元器件R2、主驾电机400、第一负载元器件R1、第一继电器Jd1、升窗按键开关A和电源负极GND之间形成了回路，该回路驱动主驾电机400反转，从而实现了自动降窗。

优选地，在该实施例中，可以将到顶检测组件设置为根据第二运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端分别输出的电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行判断，在车窗到顶时，生成停止控制信号输出至第一驱动模块51；可以将到底检测组件设置为根据第一运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端分别输出的电压信号和脉冲波信号识别实时电压和实时车窗位置，并根据车窗实时电压和位置进行判断，在车窗到底时，生成停止控制信号输出至第二驱动模块52。由此，第一驱动模块51和第二驱动模块52在接收到停止控制信号时，就分别与电源断开，使得电机停止转动。例如，在自动升窗过程中，到顶检测组件检测到车窗已经上升到最顶端，则输出停止控制信号至第一继电器驱动电路511，驱动第一继电器Jd1的第一接触点与第三接触点断开，并使得其第一接触点与第二接触点接通，从而断开自动升窗的回路，使得电机停止自动正转。自动降窗时，处理过程亦然。其中，在控制模块50中还包括存储单元，用于根据脉冲波信号记录单程旋转圈数和总旋转圈数。到底检测组件和到顶检测组件根据脉冲波信号计算单程旋转圈数和总旋转圈数以获取实时车窗运行位置具体可以是，以主驾驶位的车窗为例，如在首次安装时，首先通过手动操作总控开关100的降窗按键开关B 将车窗降到最底部，控制模块50记录此时的马达旋转圈数为0圈，定义为 L0。之后抬起总控开关100的升窗按键开关A，将车窗升至最顶部，控制模块50记录此时的马达旋转圈数(即记录接收到的脉冲波信号的周期数，一个周期视为电机的一个行程，用周期数记录电机的行程，把行程视为旋转圈数)，定义为Hh，并将Hh作为单程旋转圈数保存在存储单元中，同时记录总旋转圈数Ln，通过对总旋转圈数Ln和单程旋转圈数Hh做除法运算计算车窗的实时位置。例如，当总旋转圈数Ln对单程旋转圈数Hh求商的结果为整数，且余数为0时，说明车窗已经是在顶部或底部，如果余数不为0，则说明车窗未到顶部或底部，而是在随机位置。而如果是在升窗的过程中求商余数为0，说明车窗是在顶部，如果是在降窗的过程中求商余数为 0，说明车窗是在底部。其中，是升窗过程还是降窗过程则可以是通过第一检测电路和第二检测电路是否有电压信号和/脉冲波信号来判断的，可参照前文叙述。需要注意的是，为了准确地记录总旋转圈数Ln，当升窗时对旋转圈数做加法运算，当降窗时对旋转圈数做减法运算。例如，如果当前操作是降窗的过程，降窗的行程(即降窗过程中从开始降窗到停止时的旋转圈数)为Ln1，则当前的总旋转圈数Ln变为Ln＝Ln-Ln1，如果当前操作是升窗的过程，升窗的行程(即升窗过程中从开始升窗到停止时的旋转圈数) 为Hn1，则当前的总旋转圈数Ln变为Ln＝Ln+Hn1。其中，控制模块50记录旋转圈数是根据脉冲波信号，通过脉冲波信号的周期数记录电机的行程，脉冲波信号的周期波形可以参照图4所示。

在具体应用中，优选地，进行防夹检测的具体实现方式可以为，在初次运行时，控制模块还记录车窗到顶和到底时的电压，以及车窗上升过程中和下降过程中的电压值，并保存在存储单元中，即分别保存为存储单元中的车窗到顶电压、车窗到底电压、车窗上升电压和车窗下降电压。在升窗过程中，将从第二运放电压检测芯片的第一输出端获取的电压信号与车窗上升电压进行比较，当电压信号大于车窗上升电压，并且到顶检测组件未识别到车窗到顶的信号，则说明夹到了外物，此时防夹检测组件生成防夹控制信号输出至第一驱动模块51和第二驱动模块52。第一继电器驱动电路511根据防夹控制信号驱动第一继电器Jd1的第一触点与第三触点断开，并使第一触点与第二触点接通，使电机400停止正转，从而使车窗停止上升。同时，第二继电器驱动电路521根据防夹控制信号驱动第二继电器Jd2的第一触点与第二触点断开，并使第一触点与第三触点接通，使电机400 开始反转，从而使车窗开始下降。由此，就可以实现在自动升窗过程中的防夹控制。

优选地，图8示意性地显示了另一种实施方式的语音交互式电动车窗控制装置的各模块的电路实现原理，图9示意性地显示了图8所示的电动车窗控制装置在主驾驶位的应用状态，图10示意性地显示了图8所示的电动车窗控制装置在副驾驶位的应用状态。如图8～10所示，该实施例中各模块的具体实现方式基本相同，不同在于本实施例中的第一驱动模块51中的第一继电器开关Jd1的第三触点与第二驱动模块52中的第二继电器开关 Jd2的第三触点连接，并将其共同连接至检测模块53。检测模块53的具体实现方式为包括负载元器件R、一级运放电路A1和二级运放电路A2，负载元器件R的一端分别与第一继电器开关Jd1的第三触点以及第二继电器开关Jd2的第三触点连接，另一端与电源+BAT连接，一级运放电路A1并联在负载元器件R的两端，且一级运放电路A1的输出端分别连接二级运放电路A2的输入端和控制模块50，二级运放电路A2的输出端连接至控制模块50。这样，控制模块8就可以通过一级运放电路A1检测电压信号，并通过二级运放电路A2检测脉冲波信号，从而实现电压信号和脉冲波信号的检测，电路更简单，节省元器件。其中，一级运放电路A1和二级运放电路A2也可以是由与第一检测电路和第二检测电路相同的一个二运放电压检测芯片实现。

需要说明的是，本装置在副驾驶位的运行原理，可以参照图9所示的原理图和上述对主驾驶位运行过程的描述，后车位的原理图与副驾驶位的相同，因此在此不再进行详细赘述，可结合上述叙述与图9的原理图进行对照应用。本实用新型各实施例中的控制模块50可以是单片机，装置主体可以是带有外壳或不带外壳的功能主板，第一检测电路和第二检测电路除了可以应用上文叙述的型号为LM258的二运放芯片实现外，还可以通过应用型号为LM224的四运放芯片实现，这些芯片都是现有技术的应用，可以参照其功能介绍进行相应设计，只要能够基于本实用新型构思实现相应的电压信号和脉冲波信号的检测功能即可，本实用新型中的各实施例对此不做限制。

本实用新型实施例提供的语音交互式电动车窗控制装置既能够实现语音控制下的自动升降窗，也可以实现在自动升窗过程中的防夹功能，并且还能在启动升降窗程序时进行电机的堵转检测和保护，非常智能化。而且，本装置的安装不需要改变原车的电路结构，更不需要在每个门窗都进行安装，只用在主驾驶位安装一个装置，即可实现全车车窗的自动化控制和防夹控制，非常方便，节约成本。同时，本实用新型实施例通过电压信号和脉冲波信号判断车窗位置，基于有刷电机的旋转原理，准确度更高。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.语音交互式电动车窗控制装置，其特征在于，包括电源(+BAT)、控制模块(50)、检测模块(53)、第一驱动模块(51)、第二驱动模块(52)和语音识别模块(55)，所述检测模块(53)分别与所述第一驱动模块(51)、第二驱动模块(52)相连，所述第一驱动模块(51)和第二驱动模块(52)分别与电源(+BAT)相连，所述检测模块(53)、第一驱动模块(51)、第二驱动模块(52)和语音识别模块(55)分别连接至所述控制模块(50)；

所述语音识别模块(55)用于获取车窗控制指令输出至所述控制模块(50)；

所述检测模块(53)用于检测电压信号和脉冲波信号输出至所述控制模块(50)；

所述控制模块(50)根据所述车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至所述第一驱动模块(51)或/和第二驱动模块(52)，所述第一驱动模块(51)或/和所述第二驱动模块(52)根据所述控制信号接通或断开电源。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一连接器(1)、第二连接器(2)、第三连接器(3)、第四连接器(4)和装置主体(5)，其中，所述第四连接器(4)设置在所述装置主体(5)上，所述第一连接器(1)和第二连接器(2)分别通过线束与所述第三连接器(3)连接，所述第四连接器(4)与所述第三连接器(3)接口匹配；

所述电源(+BAT)、控制模块(50)、检测模块(53)、第一驱动模块(51)、第二驱动模块(52)和语音识别模块(55)设置在所述装置主体(5)中，且所述检测模块(53)、第一驱动模块(51)和第二驱动模块(52)还分别与所述第四连接器(4)相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制模块(50)还与车辆启动系统相连，获取所述车辆启动系统的车辆启动信号，所述控制模块(50)根据所述车辆启动信号、车窗控制指令、电压信号和脉冲波信号生成控制信号输出至所述第一驱动模块(51)或/和第二驱动模块(52)，所述第一驱动模块(51)或/和所述第二驱动模块(52)根据所述控制信号接通或断开电源。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制信号包括自动升窗控制信号和自动降窗控制信号，所述控制模块包括自动升窗控制单元和自动降窗控制单元，

所述自动升窗控制单元设置为根据所述车辆启动信号和车窗控制指令生成自动升窗控制信号输出至所述第一驱动模块(51)；

所述自动降窗控制单元设置为根据所述车辆启动信号和车窗控制指令生成自动降窗控制信号输出至所述第二驱动模块(52)；

所述第一驱动模块(51)根据所述自动升窗控制信号接通电源，所述第二驱动模块(52)根据所述自动降窗控制信号接通电源。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制信号还包括停止控制信号和防夹控制信号，所述自动升窗控制单元包括到顶检测组件和防夹检测组件，其中，

所述到顶检测组件设置为根据所述电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗到顶检测，在车窗到顶时，生成停止控制信号输出至第一驱动模块(51)；

所述防夹检测组件设置为根据所述电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗防夹检测，在车窗夹到物体时，生成防夹控制信号至第一驱动模块(51)和第二驱动模块(52)；

所述第一驱动模块(51)根据所述停止控制信号或防夹控制信号断开电源，所述第二驱动模块(52)根据所述防夹控制信号接通电源；

所述自动降窗控制单元包括到底检测组件，其中，

所述到底检测组件设置为根据所述电压信号和脉冲波信号识别车窗实时电压和位置，并根据车窗实时电压和位置进行车窗到底检测，在车窗到底时，生成停止控制信号输出至第二驱动模块(52)；

所述第二驱动模块(52)根据所述停止控制信号断开电源。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制信号还包括堵转控制信号，所述控制模块还包括堵转监测单元，其中，

所述堵转监测单元设置为根据所述车辆启动信号和车窗控制指令生成一定时间的自动升窗控制信号或自动降窗控制信号，并根据所述一定时间内的电压信号和脉冲波信号生成堵转控制信号输出至所述第一驱动模块或第二驱动模块；

所述第一驱动模块或第二驱动模块根据所述堵转控制信号接通或断开电源。

7.根据权利要求2至6任一项所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括第一检测模块(531)和第二检测模块(532)，其中，

所述第一检测模块(531)包括并联连接的第一负载元器件(R1)和第一检测电路，

所述第二检测模块(532)包括并联连接的第二负载元器件(R2)和第二检测电路，

所述第一负载元器件(R1)分别与所述第一驱动模块(51)和所述第四连接器(4)串联；

所述第二负载元器件(R2)分别与所述第二驱动模块(52)和所述第四连接器(4)串联；

所述第一检测电路(5311)连接至所述控制模块(50)，检测所述第一负载元器件(R1)的电压信号和根据电压信号生成脉冲波信号，并输出所述电压信号和脉冲波信号至所述控制模块(50)；

所述第二检测电路(5321)连接至所述控制模块(50)，检测所述第二负载元器件(R2)的电压信号和根据电压信号生成脉冲波信号，并输出所述电压信号和脉冲波信号至所述控制模块(50)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一检测电路(5311)包括第一运放电压检测芯片，所述第一运放电压检测芯片的第一输入正极与所述第一负载元器件(R1)的靠近第四连接器(4)的一端相连，所述第一运放电压检测芯片的第一输入负极与所述第一负载元器件(R1)的靠近第一驱动模块(51)的一端相连；

所述第二检测电路包括第二运放电压检测芯片，所述第二运放电压检测芯片的第一输入正极与所述第二负载元器件(R2)的靠近第四连接器(4)的一端相连，所述第二运放电压检测芯片的第一输入负极与所述第二负载元器件(R2)的靠近第二驱动模块(52)的一端相连；

所述第一运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端均与所述控制模块(50)相连，所述第二运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端均与所述控制模块(50)相连。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一驱动模块(51)包括第一继电器(Jd1)和第一继电器驱动电路(511)，所述第二驱动模块(52)包括第二继电器(Jd2)和第二继电器驱动电路(521)，其中，

所述第一继电器(Jd1)的第一触点与所述第一负载元器件(R1)连接、第二触点与所述第四连接器(4)连接、第三触点与电源(+BAT)连接，且所述第一继电器(Jd1)的第一触点和第二触点连通；

所述第二继电器(Jd2)的第一触点与所述第二负载元器件(R2)连接、第二触点与所述第四连接器(4)连接、第三触点与电源(+BAT)连接，且所述第二继电器(Jd2)的第一触点和第二触点连通；

所述第一继电器驱动电路(511)分别与所述控制模块(50)和所述第一继电器(Jd1)连接，接收所述控制模块(50)的控制信号，根据所述控制信号驱动所述第一继电器(Jd1)的第一触点在第二触点和第三触点之间切换；

所述第二继电器驱动电路(521)分别连接所述控制模块(50)和所述第二继电器(Jd2)，接收所述控制模块(50)的控制信号，根据所述控制信号驱动所述第二继电器(Jd2)的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。

10.根据权利要求2至6任一项所述的装置，其特征在于，所述第一驱动模块(51)包括第一继电器(Jd1)和第一继电器驱动电路(511)，所述第二驱动模块(52)包括第二继电器(Jd2)和第二继电器驱动电路(521)，所述检测模块包括负载元器件(R)、一级运放电路(A1)和二级运放电路(A2)，其中，

所述第一继电器(Jd1)的第一触点和第二触点分别与所述第四连接器(4)连接、第三触点与所述负载元器件(R)连接，且所述第一继电器(Jd1)的第一触点和第二触点连通；

所述第二继电器(Jd2)的第一触点和第二触点分别与所述第四连接器(4)连接、第三触点与所述负载元器件(R)连接，且所述第二继电器(Jd2)的第一触点和第二触点连通；

所述负载元器件(R)与所述电源(+BAT)连接，所述一级运放电路(A1)并联在所述负载元器件两端，所述一级运放电路(A1)的输出端连接所述二级运放电路(A2)的输入端，所述二级运放电路(A2)的输出端连接所述控制模块；

所述一级运放电路(A1)获取所述负载元器件(R)两端的电压输出至所述二级运放电路(A2)，所述二级运放电路(A2)根据所述负载元器件(R)两端的电压变化生成脉冲波信号输出至所述控制模块(50)；

所述第一继电器驱动电路(511)分别与所述控制模块(50)和所述第一继电器(Jd1)连接，接收所述控制模块(50)的控制信号，根据所述控制信号驱动所述第一继电器(Jd1)的第一触点在第二触点和第三触点之间切换；

所述第二继电器驱动电路(521)分别连接所述控制模块(50)和所述第二继电器(Jd2)，接收所述控制模块(50)的控制信号，根据所述控制信号驱动所述第二继电器(Jd2)的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。