专利名称：无传感器电动车窗防夹控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电器控制技术领域，具体涉及ー种无传感器电动车窗防夹控制装置。
技术背景为了增加汽车的舒适性，很多汽车的车窗都抛弃了摇把式的手动升降装置，一般都改用按钮式的电动玻璃升降器，一般轿车用的电动玻璃升降器多是由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成，每个车窗安装一个电动机，电机采用内置減速器的可逆性永磁直流电机，电机内有磁场线圈，通过控制加在线圈上电压的方向控制电机的正转和反转，实现车窗玻璃的上升和下降。司机按下按钮就可以控制门窗玻璃的升降，非常方便。但是大多车窗没有自动控制功能，在车窗开关的过程中，如果司机没有其他乘员的手或物体还在窗ロ，就容易被上升的玻璃夹伤或损坏。为了安全起见，现在很多乘用车都采用了电动防夹车窗(Anti2PinchWindowLifter，APWL)。欧洲和美国已先后立法，确定了 APWL为汽车的标准配置，以提升行车安全和人性化程度。目前我国政府对APWL的立法也在研讨过程中。现有的APWL都是在玻璃升降器的电机上安装了霍尔元件来感应电机是否受到了阻力，或者安装了其他的光学类的传感器。这种电动车窗需要在现有的普通玻璃升降器安装额外的传感器。
发明内容针对现有的车窗防夹装置存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在干，提供ー种无传感器电动车窗防夹控制装置。为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案一种无传感器电动车窗防夹控制装置，包括电动玻璃升降器，电动玻璃升降器上连接有电机驱动电路，其特征在于，在电动玻璃升降器上还连接有单片机，单片机通过总线接口和总线连接，单片机、电动玻璃升降器和总线接ロ由电源模块供电。本实用新型的其他特点是所述的单片机选择PIC18F2480单片机。所述的电机驱动电路内含有功率驱动器MC33486。本实用新型的无传感器电动车窗防夹控制装置，采用单片机控制电动玻璃升降器，通过控制加在直流电机上的电压方向来控制电机的转动方向。玻璃上升或下降过程中遇到的阻力大小决定通过升降器电机电流的大小，通过采样电机通过的电流，监测电流就可以监测玻璃升降过程中阻力的变化情况从而执行相应的操作。单片机可以实现对电机的过流、过压及过热保护，而且通过监测电流自动识别玻璃上升途中遇到障碍的状況，进而控制电机进行反转，防止夹伤或损坏。
[0010]图I为本实用新型的硬件结构框图。图2为电流采样框图。图3为车窗上升过程中电流变化图。图4为车窗下降过程中电流变化图。图5为车窗上升过程中遇到阻力电流变化图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进ー步的详细说明。
具体实施方式
參见图1，本实施例给出ー种无传感器电动车窗防夹控制装置，包括电动玻璃升降 器，电动玻璃升降器上连接有电机驱动电路，在电动玻璃升降器上还连接有单片机，单片机通过总线接口和总线相连接，单片机、电动玻璃升降器和总线接ロ由电源模块供电。在本实施例中，单片机采用PIC18F2480单片机，该单片机片内集成了 A/D，PWM,CAN控制器，URAT, SPI等功能。电机驱动电路内含有功率驱动器MC33486芯片，车窗电机的双方向运转由功率模块MC33486外加两个MOSFET组成的ー个H桥控制，两个MOSFET的内阻、温升、电压都和MC33486相匹配。电动玻璃升降器能够实现以下功能(I)点按车窗控制键(按键时间小于300ms)，车窗自动上升到顶或下降到底，点按同一开关任意键，车窗停止上升或下降；(2)延时按车窗键(按键时间大于300ms)，车窗上升或下降，上升或下降过程中释放按键车窗即停；(3)车窗运行到顶位或底位时自动停止，车窗电机断电；(4)车窗玻璃在自动上升的过程中如果遇到一定的阻力会自动停下来，下降一段距离，防止人或物品的意外夹伤。单片机PIC18F2480片内集成了很多功能，支持CAN通信和串行通信，可以在线编程。同时电机驱动电路内的功率驱动器不但具有宽范围电压输入，大容量，而且还有电流镜像功能。这两种元器件结合起来，通过监测车窗电机的电流来监测车窗遇到的障碍情况，在现有的不具有防夹功能的电动车窗的基础上，不需要添加任何传感器，很容易就可以实现电动车窗的防夹功能。防夹功能是通过电流采样电路检测电机的电流变化，电流采样框图如图2，将电流信号传输给单片机PIC18F2480，单片机进行A/D转换，将转换后信号输入功率驱动器MC33486，功率驱动器MC33486控制加在直流电机上的电流方向来控制电机的转动方向。车窗在自由升降过程中和在上升过程遇到障碍时，通过电动玻璃升降器控制电机的电流变化分别如图3、图4、图5所示。以下是本实用新型的无传感器电动车窗防夹控制装置的工作流程车窗启动采用PWM方式进行，频率为2kHz，共10段，占空比从0%逐步上升到100%，每段10个脉冲，共5ms，10段启动时间为50ms，相对于直接给直流电机加上' :.吋，启动平稳，启动快速性好。在车窗启动过程中，由于电机的电流变化较大，电机驱动电路内的功率驱动器MC33486无法通过检测电流的变化实现防夹功能，但这这段时间很短(50ms)，所以在这段时间里无需实现防夹功能。车窗停止时，通过功率驱动器MC33486检测电机电流，当电流超过其正常工作电流的一定幅度时，单片机发出指令，通过电动玻璃升降器传递给功率驱动器令电机停止。电动玻璃升降器必须包括两种功能(I)能够判断是否遇到障碍；(2)遇到障碍后能够判断玻璃是在上升还是已经上升到顶部。通过对比图3、图5可知，车窗在上升到最顶部和上升过程中遇到阻力吋，电机的 电流都从正常工作电流急剧增大，通过检测电机的电流平均值判断是否遇到障碍。当电流平均值Au" (&...ズュ..ベ.I )，判定上升过程中遇到障碍或上升到最顶端。调节ん％的大小可以调节上升防夹カ的大小。同时对比图3、图5可知，在车窗上升过程中遇到阻力和车窗上升到最顶端两种情况下电机电流増大的快慢不一样，前者电流变化快。因此通过判断电机电流变化的斜率来区分这两种情況。当保了，车窗上升过程中遇到阻力，单片机控制智能功率驱动器发出指令，电机反转，车窗下降到一段距离后停止。当o〈fx:'=—，单片机控制电动玻璃升降器，使得功率驱动器发出指令令电机停止，车窗关闭。
权利要求1.一种无传感器电动车窗防夹控制装置，包括电动玻璃升降器，电动玻璃升降器上连接有电机驱动电路，其特征在于，在电动玻璃升降器上还连接有单片机，单片机通过总线接口和总线相连接，单片机、电动玻璃升降器和总线接ロ连接电源模块。
2.如权利要求I所述的无传感器电动车窗防夹控制装置，其特征在于，所述的单片机选择PIC18F2480单片机。
3.如权利要求I所述的无传感器电动车窗防夹控制装置，其特征在于，所述的电机驱动电路内含有功率驱动器MC33486。
专利摘要本实用新型公开了一种无传感器电动车窗防夹控制装置，包括电动玻璃升降器，电动玻璃升降器上连接有电机驱动电路，在电动玻璃升降器上还连接有单片机，单片机通过总线接口和总线连接，单片机、电动玻璃升降器和总线接口由电源模块供电。采用单片机控制电动玻璃升降器，通过控制加在直流电机上的电压方向来控制电机的转动方向。玻璃上升或下降过程中遇到的阻力大小决定通过升降器电机电流的大小，通过采样电机通过的电流，监测电流就可以监测玻璃升降过程中阻力的变化情况从而执行相应的操作。单片机可以实现对电机的过流、过压及过热保护，而且通过监测电流自动识别玻璃上升途中遇到障碍的状况，进而控制电机进行反转，防止夹伤或损坏。
文档编号E05F15/20GK202450928SQ20112054022
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者乔洁, 周扬, 姚丁茂, 李健, 李龙辉, 林小凤, 林永涛, 梅迎, 白苡锟, 谢昊原 申请人:长安大学