汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器的製作方法
2023-05-07 01:13:11
專利名稱：汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車電動玻璃窗防夾和自動關閉的智能控制器，為一種汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器。
背景技術：
汽車駕駛者因疏忽未關閉車窗玻璃，鎖車後離去，所帶帶來的憂患與損失的現象經常發生；另外，司乘人員易處在車窗玻璃上沿至上止擋之間的人體部位，被自動上升的車窗玻璃夾住所造成的傷害現象也時有發生。據此，市場上出現有各種汽車玻璃關閉器或控制器。
目前較為流行的汽車電動玻璃窗控制器，鎖車後接收到中央門鎖閉鎖信號，以控制實現車窗玻璃集中或者循環自動關閉等功能，但均不具有防夾功能。此類控制器採用了車窗電機運行電流採樣電路，並採用可調電阻或單片機預先設定了基準電流值，通過設定基準電流值可以起到降低車窗電機堵轉電流並延長其使用壽命的作用。其工作原理如下當車窗玻璃自動上升時，採樣電路取得的車窗電機運行電流與預定的基準電流值進行比較，未遇障礙時，當車窗玻璃上升到上止擋，車窗電機堵轉電流≥基準電流值時，控制器停止對電機供電，實現了自動關閉；遇障礙時，當車窗電機運行電流≥基準電流值時，控制器停止對電機供電，玻璃停止上升但不能自動下降，因而不能達到理想的防夾目的。該類控制器均以預想設定的基準電流值為參考，與電機運行電流和堵轉電流進行比較，所以實際上不能完全識別障礙；由於不能在車窗玻璃自動上升過程中遇障礙自動下降，儘管減小了車窗電機堵轉電流，仍然會給被夾住的人體部位造成傷害。
現有國內生產的具有防夾功能與關閉功能的汽車電動玻璃窗控制器，其工作原理有以下兩種其一，採用電機運行電流採樣電路，並設有防夾電流值，當車窗自動上升過程中遇到障礙時，電機運行電流≥所設定的防夾電流值時，控制玻璃自動下降實現防夾功能；同時其限位開關或傳感器輸出上止檔位置檢測的信號，當車窗玻璃自動上升過程中未遇障礙上升到上止檔時，控制器獲取到位信號並停止對電機供電，實現關閉功能。此類控制器需要與限位開關或傳感器相配合使用，安裝不便、安全性差。其二、採用霍爾器件和永磁環組成採樣電路並裝配在車窗電機裡，形成「霍爾電機」。由其輸出電機運行圈數，與單片機記憶的電機運行總圈數進行比較，判斷車窗玻璃位置，以控制關閉；防夾原理同上。此類控制器需要與霍爾電機相配合使用，不能獨立安裝，生產成本較高。同時，由於誤差不確定，因此準確性、穩定性較差，在實際使用中，需要經常地重新較準。
發明內容
本實用新型是解決現有汽車電動窗上升時容易夾住人體部位而影響電機正常工作或給被夾的人體部位造成傷害等技術問題，而提供一種一旦在汽車電動窗上升過程中遇到障礙能立即停住並下降、並能適合於不同車型的汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器。
本實用新型的汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器，主要包括有驅動汽車玻璃窗上升或下降的電機以及控制電機工作的控制裝置，該控制裝置包括有電源電路、採樣電路、繼電器、信號變換處理模塊、控制模塊及檢測驅動模塊；所述的採樣電路與檢測驅動模塊相連，用於採集電機運行時的工作參數值；該檢測驅動模塊分別與各繼電器、採樣電路和控制模塊相連，用於放大上述工作參數值以及並接收控制模塊所傳送的各指令以驅動各繼電器工作；該控制模塊分別與信號變換處理模塊和檢測驅動模塊相連，用於接收信號變換處理模塊採集的電信號並進行A/D轉換傳至於檢測驅動模塊，以及運算並記憶經檢測驅動模塊放大的工作參數值。
本實用新型的關閉器在各車窗玻璃自動上升過程中具有遇障礙可自動下降的防夾功能；在汽車停駛鎖車後具有自動循環或者集中防夾關閉各車窗玻璃的防夾關閉功能。能有效的防止在車窗玻璃自動上升時，對無意間處於玻璃上沿至車窗玻璃上止檔之間的人體部位造成的傷害；免除人離車後因疏忽尚未關閉車窗玻璃所帶的憂患與損失。可應用各類汽車的門窗和頂窗。
另外，該關閉器還具有以下功能玻璃防夾自動循環依次關閉功能；延時斷電休眠功能；汽車停駛，用鑰匙或者遙控器閉鎖中央門鎖後，自動關閉功能啟動，具有依次檢測並關閉未關閉的車窗玻璃的功能；在關閉過程中，再次接通點火開關，將停止自動關閉工作。休眠功能汽車停駛，點火開關在「OFF」處時，關閉器延時斷電功能被啟動，延時5分鐘後關閉器自動斷電，處於休眠。自動升降功能汽車行駛之中或者停車，鑰匙在點火開關「ON」處時，按動車窗升降控制開關的時間小於1秒鐘，左前車窗玻璃具有自動上升或自動下降的功能。防夾功能車窗玻璃在自動上升和自動關閉過程中，如遇障礙可自動下降，下降停止並等待2秒鐘時間後，玻璃將再次自動上升或自動關閉，無障礙則自動上升或自動關閉到上止檔。
圖面說明
圖1為本實用新型的自動關閉器原理框圖；圖2為根據上述原理所提供的一種電機工作狀態連接圖；
圖3是本實用新型中的控制模塊電路圖；圖4是本實用新型中的檢測驅動模塊電路圖；圖5是本實用新型中的信號變換處理模塊電路圖。
上述各圖中同一標記相互通過線路相連。
具體實施方式
參見
圖1，本實用新型的防夾自動關閉器是通過控制驅動汽車玻璃窗上升或下降的電機的運轉來實現其功能的。它主要包括有驅動汽車玻璃窗上升或下降的電機以及控制電機工作的控制裝置。該控制裝置是通過檢測各種信號驅使控制電機的繼電器進行工作，從而啟動與之相接的電機作相應的運轉，以帶動汽車玻璃窗上升或下降。所述的控制裝置包括有電源電路、採樣電路、繼電器、信號變換處理模塊、控制模塊及檢測驅動模塊。所述的電源電路，由電瓶直接提供+12V的電壓，該電壓一方面直接作用於採樣電路；另一方面經穩壓器U1(7805)穩壓後提供各模塊的工作電壓；另外還經濾波後提供各模塊的工作電流。所述的採樣電路與檢測驅動模塊相連，用於採集電機運行時的工作參數值(如電流值)；該檢測驅動模塊分別與各繼電器、採樣電路和控制模塊相連，用於放大上述工作參數值以及接收控制模塊所傳送的各指令以驅動各繼電器工作；該控制模塊分別與信號變換處理模塊和檢測驅動模塊相連，用於接收信號變換處理模塊採集的電信號並進行A/D轉換傳至於檢測驅動模塊，以及運算並記憶經檢測驅動模塊放大的工作參數值。
參見
圖1和圖2，上述的採樣電路包括有採樣電阻R和由電容器C6、C8組成高端濾波電路；該採樣電路由繼電器J2控制，當接通電源時，該繼電器處於常閉點，接通電路。該採樣電阻R的兩端與檢測驅動模塊相連。
再參見圖4，所述的檢測驅動模塊包括有檢測電路和驅動電路，所述的檢測電路包括兩個放大器U4A、U4B，上述的採樣電阻R與放大器U4A相連，經放大器U4A的第一級運放實現採用差動輸入採樣電阻R上的電壓差ΔU，並輸出為對地的電壓差ΔU；再經放大器U4B的第二級運放實現一定倍數的放大(如10倍的放大)，得到一個電機運行時的一定的工作電流同時，輸出一定的對地電壓值，該輸出電壓值正比於電機的正常工作電流。電機正常運行時，在採樣電阻R上產生一定電壓降ΔU的同時，其汽車玻璃由上止檔到下止檔和下止檔到上止檔具有一定的運行時間。上述的放大器U4B將該放大工作參數值經Vj輸送到控制模塊，由單片機運算並記憶，作為玻璃位置檢測參考值，該參考值將隨玻璃不斷地開啟和關閉而更新。
所述的驅動電路包括有集成塊U3和二極體D6～D10，該集成塊U3型號選用74LS145，以保證繼電器線圈吸合的電流功率使繼電器吸合。將控制模塊由12、13、14接點傳送來的指令由集成塊U3經接點7～11輸出並驅使相應的繼電器J7～J11工作(參見圖2)。
再參見圖3，所述的控制模塊主要包括有集成塊M8，該集成塊M8通過信號輸入接點1～4接收經信號變換處理模塊變換處理後的電信號，經A/D轉換後由輸出接點12～14輸送至檢測驅動模塊。與此同時，通過接點Vj接收放大後的工作參數值經運算並記憶，用於比較各種電機運行的工作狀況。
所述控制模塊上還具有一通信端，用於發送和接收脈衝信號。通過集成塊M8的腳30、31接收和發送各種脈衝信號。
所述的控制模塊上具有在線編程端，可根據不同車型等條件進行設定預定參數值。
根據要求，在控制模塊上還可設有各種工作狀況顯示器，和對已有記憶歸零清理，以便通過在線編程端重新輸入各種參數值。
參見圖5，所述的信號變換處理模塊包括有集成塊U5，它具有接收汽車玻璃窗上升至控制端的信號(上升啟動)、下降至控制端的信號(下降啟動)、功能鎖定信號(R指令信號)和中央門觸發啟動信號，上述各信號分別通過接點K42、K52、R、Q(Q1及Q2)接收，它經集成塊U5變換處理後由接點輸送至控制模塊。所述的信號變換處理模塊還包括有一延時斷電電路。該延時斷電電路是由兩個三極體Q2和Q3組成，該三極體Q3的基極與三極體Q2集電極相連，其集電極通過接點KY控制繼電器J1，三極體Q2的基極通過接點「延」與控制模塊中的集成塊M8的第26腳相接。
本實用新型的工作原理和作用如下1、檢測驅動模塊電機運行電流檢測電機運行的工作電流在採樣電阻(R＝10mΩ)上產生的電壓降ΔU，檢測電路由LM3581及外圍電阻組成。第一級運放實現採用差動輸入R上的ΔU，輸出為對地ΔU電壓，經第二級運放實現10倍放大，保證其10A×10mΩ＝0.1V，0.1V×10＝1V，即10A運行工作電流時輸出為1V對地電壓值，輸出電壓值正比於電機的工作電流。
電機運行時間檢測電機運行時的工作電流在採樣電阻上產生電壓降ΔU的同時，玻璃由上止檔到下止檔和玻璃由下止檔到上止檔電機運行的時間輸出到控制模塊，並被單片機記憶，作為玻璃位置檢測參考時間，每一次玻璃由上止檔到下止檔和玻璃由下止檔到上止檔電機運行的時間均更新前次單片機記憶的時間。
電機驅動由控制模塊輸出的繼電器吸合信號，使繼電器吸合，以保證繼電器線圈吸合的電流功率。
2、信號變換處理模塊延時斷電驅動由控制模塊產生的延時斷電指令信號，經二極的驅動處理，保證R由高電壓變為低電率300S時刻，發出斷電指令，立即使KY繼電器釋放，切斷系統工作供電，控制器進入休眠狀態。
上升啟動、下降啟動，R指令信號和中央門鎖觸發啟動指令信號，經信號變換處理模塊處理後，接到控制模塊的集成塊M8，保證電平統一，其極性符合M8程序設計的要求，且指令信號邊緣整齊乾淨，阻斷外界引線及開關引入的各種幹擾及輸入信號的不規整。即輸入到控制模塊的M8的輸入信令，只要外部開關K啟動，M8的輸入埠信號立即由4V電壓值轉變為0V，電平一致，保證M8的可靠穩定工作。
3、控制模塊功能鎖定時令區別選擇控制(點動連續上升，手動上升；點動連續下降，手動連續下降)和順序控制(即右前窗關閉→右後窗關閉→左後窗關閉→左前窗關閉)。
點動防夾；車窗在上點動連續上升時，玻璃受阻電機電流產生ΔI經檢測驅動模塊檢測出ΔU進入M8內A/D轉換與M8內選定的電壓進行數字比較，大於預先給定值時M8發出指令。
4、電源電路電源濾波電路由自復保險F、電感L1、電容C2、C3、C4組成，自復保險對系統工作供電起保護作用，電感L1和電容C2、C3、C4組成的濾波電路。
電源濾波電路由自復保險一端與12V電源十端連接，引入12V電源，輸出端與繼電器J1中心接點連接，為系統工作供電電路提供12V電源。
信號變換處理模塊輸出一高電壓，由模塊控制切斷繼電器J1線圈供電，既切斷了整個控制器的系統供電。
系統工作供電電路由繼電器J1、三端集成穩壓電路U1(7805)，電容C5、C7、二極體D等組成。
當接通點火(R信號)經二極體D，7085輸入端得到+12V電壓，並輸出+5V給信號變換處理模塊和控制模塊，M8進行初始化，啟動工作。使單片機M8輸出為低電壓，繼電器J1吸合後並維持，建立了系統工作電壓+12V和+5V。
玻璃上止檔檢測，玻璃由上止檔至下止檔和由下止擋至上止檔電機運行的時間，經採樣電路檢測，再經驅動電路輸出到主控模塊的單片機M8並被記憶。每一次電機上下止檔間的運行時間均更新前次記憶的時間。程序運用模糊控制技術和同步跟蹤技術，對時間採樣參數進行處理，建立防夾區域。玻璃到上止檔時刻控制運行主迴路，繼電器停止供電，完成可靠準確的關閉。
權利要求1.汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器，主要包括有驅動汽車玻璃窗上升或下降的電機以及控制電機工作的控制裝置，其特徵在於該控制裝置包括有電源電路、採樣電路、繼電器、信號變換處理模塊、控制模塊及檢測驅動模塊；所述的採樣電路與檢測驅動模塊相連，用於採集電機運行時的工作參數值；該檢測驅動模塊分別與各繼電器、採樣電路和控制模塊相連，用於放大上述工作參數值以及接收控制模塊所傳送的各指令以驅動各繼電器工作；該控制模塊分別與信號變換處理模塊和檢測驅動模塊相連，用於接收信號變換處理模塊採集的電信號並進行A/D轉換傳至於檢測驅動模塊，以及運算並記憶經檢測驅動模塊放大的工作參數值。
2.根據權利要求1所述的防夾自動關閉器，其特徵在於上述的採樣電路包括有採樣電阻R和由電容器C6、C8組成高端濾波電路；該採樣電路由繼電器J2控制；上述的採樣電阻R兩端與檢測驅動模塊相連。
3.根據權利要求2所述的防夾自動關閉器，其特徵在於所述的檢測驅動模塊包括有檢測電路和驅動電路，所述的檢測電路包括兩個放大器U4A、U4B，上述的採樣電阻R與放大器U4A相連，該放大器U4B將該放大的工作參數值經Vj輸送到控制模塊；所述的驅動電路包括有集成塊U3。
4.根據權利要求3所述的防夾自動關閉器，其特徵在於上述的集成塊U3型號選用74LS145。
5.根據權利要求1～4中任一項所述的防夾自動關閉器，其特徵在於所述的控制模塊主要包括有集成塊M8，該集成塊M8通過信號輸入接點1～4接收經信號變換處理模塊變換處理後的電信號，經A/D轉換後由輸出接點12～14輸送至檢測驅動模塊；通過接點Vj接收放大後的工作參數值經運算並記憶。
6.根據權利要求5所述的防夾自動關閉器，其特徵在於所述控制模塊上還具有一通信端，用於發送和接收脈衝信號。
7.根據權利要求5所述的防夾自動關閉器，其特徵在於所述的控制模塊上具有在線編程端。
8.根據權利要求5所述的防夾自動關閉器，其特徵在於所述的信號變換處理模塊包括有集成塊U5，並進一步包括有一延時斷電電路；該延時斷電電路是由兩個三極體Q2和Q3組成，該三極體Q3的基極與三極體Q2集電極相連，其集電極通過接點KY控制繼電器J1，三極體Q2的基極通過接點「延」與控制模塊中的集成塊M8相接。
專利摘要本實用新型為一種汽車電動玻璃窗防夾自動關閉器，主要包括有電機以及控制裝置，該控制裝置包括有電源電路、採樣電路、繼電器、信號變換處理模塊、控制模塊及檢測驅動模塊；所述的採樣電路與檢測驅動模塊相連，該檢測驅動模塊分別與各繼電器、採樣電路和控制模塊相連，該控制模塊分別與信號變換處理模塊和檢測驅動模塊相連。該關閉器在各車窗玻璃自動上升過程中遇障礙可自動下降，具有防夾功能；能有效避免造成的傷害；可應用各類汽車的門窗和頂窗。
文檔編號B60J1/17GK2905993SQ200620118160
公開日2007年5月30日 申請日期2006年6月2日 優先權日2006年6月2日
發明者屠嶽明 申請人:屠嶽明