专利名称：汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车电动玻璃窗防夹和自动关闭的智能控制器，为一种汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器。
背景技术：
汽车驾驶者因疏忽未关闭车窗玻璃，锁车后离去，所带带来的忧患与损失的现象经常发生；另外，司乘人员易处在车窗玻璃上沿至上止挡之间的人体部位，被自动上升的车窗玻璃夹住所造成的伤害现象也时有发生。据此，市场上出现有各种汽车玻璃关闭器或控制器。
目前较为流行的汽车电动玻璃窗控制器，锁车后接收到中央门锁闭锁信号，以控制实现车窗玻璃集中或者循环自动关闭等功能，但均不具有防夹功能。此类控制器采用了车窗电机运行电流采样电路，并采用可调电阻或单片机预先设定了基准电流值，通过设定基准电流值可以起到降低车窗电机堵转电流并延长其使用寿命的作用。其工作原理如下当车窗玻璃自动上升时，采样电路取得的车窗电机运行电流与预定的基准电流值进行比较，未遇障碍时，当车窗玻璃上升到上止挡，车窗电机堵转电流≥基准电流值时，控制器停止对电机供电，实现了自动关闭；遇障碍时，当车窗电机运行电流≥基准电流值时，控制器停止对电机供电，玻璃停止上升但不能自动下降，因而不能达到理想的防夹目的。该类控制器均以预想设定的基准电流值为参考，与电机运行电流和堵转电流进行比较，所以实际上不能完全识别障碍；由于不能在车窗玻璃自动上升过程中遇障碍自动下降，尽管减小了车窗电机堵转电流，仍然会给被夹住的人体部位造成伤害。
现有国内生产的具有防夹功能与关闭功能的汽车电动玻璃窗控制器，其工作原理有以下两种其一，采用电机运行电流采样电路，并设有防夹电流值，当车窗自动上升过程中遇到障碍时，电机运行电流≥所设定的防夹电流值时，控制玻璃自动下降实现防夹功能；同时其限位开关或传感器输出上止档位置检测的信号，当车窗玻璃自动上升过程中未遇障碍上升到上止档时，控制器获取到位信号并停止对电机供电，实现关闭功能。此类控制器需要与限位开关或传感器相配合使用，安装不便、安全性差。其二、采用霍尔器件和永磁环组成采样电路并装配在车窗电机里，形成“霍尔电机”。由其输出电机运行圈数，与单片机记忆的电机运行总圈数进行比较，判断车窗玻璃位置，以控制关闭；防夹原理同上。此类控制器需要与霍尔电机相配合使用，不能独立安装，生产成本较高。同时，由于误差不确定，因此准确性、稳定性较差，在实际使用中，需要经常地重新较准。
发明内容
本实用新型是解决现有汽车电动窗上升时容易夹住人体部位而影响电机正常工作或给被夹的人体部位造成伤害等技术问题，而提供一种一旦在汽车电动窗上升过程中遇到障碍能立即停住并下降、并能适合于不同车型的汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器。
本实用新型的汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器，主要包括有驱动汽车玻璃窗上升或下降的电机以及控制电机工作的控制装置，该控制装置包括有电源电路、采样电路、继电器、信号变换处理模块、控制模块及检测驱动模块；所述的采样电路与检测驱动模块相连，用于采集电机运行时的工作参数值；该检测驱动模块分别与各继电器、采样电路和控制模块相连，用于放大上述工作参数值以及并接收控制模块所传送的各指令以驱动各继电器工作；该控制模块分别与信号变换处理模块和检测驱动模块相连，用于接收信号变换处理模块采集的电信号并进行A/D转换传至于检测驱动模块，以及运算并记忆经检测驱动模块放大的工作参数值。
本实用新型的关闭器在各车窗玻璃自动上升过程中具有遇障碍可自动下降的防夹功能；在汽车停驶锁车后具有自动循环或者集中防夹关闭各车窗玻璃的防夹关闭功能。能有效的防止在车窗玻璃自动上升时，对无意间处于玻璃上沿至车窗玻璃上止档之间的人体部位造成的伤害；免除人离车后因疏忽尚未关闭车窗玻璃所带的忧患与损失。可应用各类汽车的门窗和顶窗。
另外，该关闭器还具有以下功能玻璃防夹自动循环依次关闭功能；延时断电休眠功能；汽车停驶，用钥匙或者遥控器闭锁中央门锁后，自动关闭功能启动，具有依次检测并关闭未关闭的车窗玻璃的功能；在关闭过程中，再次接通点火开关，将停止自动关闭工作。休眠功能汽车停驶，点火开关在“OFF”处时，关闭器延时断电功能被启动，延时5分钟后关闭器自动断电，处于休眠。自动升降功能汽车行驶之中或者停车，钥匙在点火开关“ON”处时，按动车窗升降控制开关的时间小于1秒钟，左前车窗玻璃具有自动上升或自动下降的功能。防夹功能车窗玻璃在自动上升和自动关闭过程中，如遇障碍可自动下降，下降停止并等待2秒钟时间后，玻璃将再次自动上升或自动关闭，无障碍则自动上升或自动关闭到上止档。
图面说明
图1为本实用新型的自动关闭器原理框图；图2为根据上述原理所提供的一种电机工作状态连接图；
图3是本实用新型中的控制模块电路图；图4是本实用新型中的检测驱动模块电路图；图5是本实用新型中的信号变换处理模块电路图。
上述各图中同一标记相互通过线路相连。
具体实施方式
参见
图1，本实用新型的防夹自动关闭器是通过控制驱动汽车玻璃窗上升或下降的电机的运转来实现其功能的。它主要包括有驱动汽车玻璃窗上升或下降的电机以及控制电机工作的控制装置。该控制装置是通过检测各种信号驱使控制电机的继电器进行工作，从而启动与之相接的电机作相应的运转，以带动汽车玻璃窗上升或下降。所述的控制装置包括有电源电路、采样电路、继电器、信号变换处理模块、控制模块及检测驱动模块。所述的电源电路，由电瓶直接提供+12V的电压，该电压一方面直接作用于采样电路；另一方面经稳压器U1(7805)稳压后提供各模块的工作电压；另外还经滤波后提供各模块的工作电流。所述的采样电路与检测驱动模块相连，用于采集电机运行时的工作参数值(如电流值)；该检测驱动模块分别与各继电器、采样电路和控制模块相连，用于放大上述工作参数值以及接收控制模块所传送的各指令以驱动各继电器工作；该控制模块分别与信号变换处理模块和检测驱动模块相连，用于接收信号变换处理模块采集的电信号并进行A/D转换传至于检测驱动模块，以及运算并记忆经检测驱动模块放大的工作参数值。
参见
图1和图2，上述的采样电路包括有采样电阻R和由电容器C6、C8组成高端滤波电路；该采样电路由继电器J2控制，当接通电源时，该继电器处于常闭点，接通电路。该采样电阻R的两端与检测驱动模块相连。
再参见图4，所述的检测驱动模块包括有检测电路和驱动电路，所述的检测电路包括两个放大器U4A、U4B，上述的采样电阻R与放大器U4A相连，经放大器U4A的第一级运放实现采用差动输入采样电阻R上的电压差ΔU，并输出为对地的电压差ΔU；再经放大器U4B的第二级运放实现一定倍数的放大(如10倍的放大)，得到一个电机运行时的一定的工作电流同时，输出一定的对地电压值，该输出电压值正比于电机的正常工作电流。电机正常运行时，在采样电阻R上产生一定电压降ΔU的同时，其汽车玻璃由上止档到下止档和下止档到上止档具有一定的运行时间。上述的放大器U4B将该放大工作参数值经Vj输送到控制模块，由单片机运算并记忆，作为玻璃位置检测参考值，该参考值将随玻璃不断地开启和关闭而更新。
所述的驱动电路包括有集成块U3和二极管D6～D10，该集成块U3型号选用74LS145，以保证继电器线圈吸合的电流功率使继电器吸合。将控制模块由12、13、14接点传送来的指令由集成块U3经接点7～11输出并驱使相应的继电器J7～J11工作(参见图2)。
再参见图3，所述的控制模块主要包括有集成块M8，该集成块M8通过信号输入接点1～4接收经信号变换处理模块变换处理后的电信号，经A/D转换后由输出接点12～14输送至检测驱动模块。与此同时，通过接点Vj接收放大后的工作参数值经运算并记忆，用于比较各种电机运行的工作状况。
所述控制模块上还具有一通信端，用于发送和接收脉冲信号。通过集成块M8的脚30、31接收和发送各种脉冲信号。
所述的控制模块上具有在线编程端，可根据不同车型等条件进行设定预定参数值。
根据要求，在控制模块上还可设有各种工作状况显示器，和对已有记忆归零清理，以便通过在线编程端重新输入各种参数值。
参见图5，所述的信号变换处理模块包括有集成块U5，它具有接收汽车玻璃窗上升至控制端的信号(上升启动)、下降至控制端的信号(下降启动)、功能锁定信号(R指令信号)和中央门触发启动信号，上述各信号分别通过接点K42、K52、R、Q(Q1及Q2)接收，它经集成块U5变换处理后由接点输送至控制模块。所述的信号变换处理模块还包括有一延时断电电路。该延时断电电路是由两个三极管Q2和Q3组成，该三极管Q3的基极与三极管Q2集电极相连，其集电极通过接点KY控制继电器J1，三极管Q2的基极通过接点“延”与控制模块中的集成块M8的第26脚相接。
本实用新型的工作原理和作用如下1、检测驱动模块电机运行电流检测电机运行的工作电流在采样电阻(R＝10mΩ)上产生的电压降ΔU，检测电路由LM3581及外围电阻组成。第一级运放实现采用差动输入R上的ΔU，输出为对地ΔU电压，经第二级运放实现10倍放大，保证其10A×10mΩ＝0.1V，0.1V×10＝1V，即10A运行工作电流时输出为1V对地电压值，输出电压值正比于电机的工作电流。
电机运行时间检测电机运行时的工作电流在采样电阻上产生电压降ΔU的同时，玻璃由上止档到下止档和玻璃由下止档到上止档电机运行的时间输出到控制模块，并被单片机记忆，作为玻璃位置检测参考时间，每一次玻璃由上止档到下止档和玻璃由下止档到上止档电机运行的时间均更新前次单片机记忆的时间。
电机驱动由控制模块输出的继电器吸合信号，使继电器吸合，以保证继电器线圈吸合的电流功率。
2、信号变换处理模块延时断电驱动由控制模块产生的延时断电指令信号，经二极的驱动处理，保证R由高电压变为低电率300S时刻，发出断电指令，立即使KY继电器释放，切断系统工作供电，控制器进入休眠状态。
上升启动、下降启动，R指令信号和中央门锁触发启动指令信号，经信号变换处理模块处理后，接到控制模块的集成块M8，保证电平统一，其极性符合M8程序设计的要求，且指令信号边缘整齐干净，阻断外界引线及开关引入的各种干扰及输入信号的不规整。即输入到控制模块的M8的输入信令，只要外部开关K启动，M8的输入端口信号立即由4V电压值转变为0V，电平一致，保证M8的可靠稳定工作。
3、控制模块功能锁定时令区别选择控制(点动连续上升，手动上升；点动连续下降，手动连续下降)和顺序控制(即右前窗关闭→右后窗关闭→左后窗关闭→左前窗关闭)。
点动防夹；车窗在上点动连续上升时，玻璃受阻电机电流产生ΔI经检测驱动模块检测出ΔU进入M8内A/D转换与M8内选定的电压进行数字比较，大于预先给定值时M8发出指令。
4、电源电路电源滤波电路由自复保险F、电感L1、电容C2、C3、C4组成，自复保险对系统工作供电起保护作用，电感L1和电容C2、C3、C4组成的滤波电路。
电源滤波电路由自复保险一端与12V电源十端连接，引入12V电源，输出端与继电器J1中心接点连接，为系统工作供电电路提供12V电源。
信号变换处理模块输出一高电压，由模块控制切断继电器J1线圈供电，既切断了整个控制器的系统供电。
系统工作供电电路由继电器J1、三端集成稳压电路U1(7805)，电容C5、C7、二极管D等组成。
当接通点火(R信号)经二极管D，7085输入端得到+12V电压，并输出+5V给信号变换处理模块和控制模块，M8进行初始化，启动工作。使单片机M8输出为低电压，继电器J1吸合后并维持，建立了系统工作电压+12V和+5V。
玻璃上止档检测，玻璃由上止档至下止档和由下止挡至上止档电机运行的时间，经采样电路检测，再经驱动电路输出到主控模块的单片机M8并被记忆。每一次电机上下止档间的运行时间均更新前次记忆的时间。程序运用模糊控制技术和同步跟踪技术，对时间采样参数进行处理，建立防夹区域。玻璃到上止档时刻控制运行主回路，继电器停止供电，完成可靠准确的关闭。
权利要求1.汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器，主要包括有驱动汽车玻璃窗上升或下降的电机以及控制电机工作的控制装置，其特征在于该控制装置包括有电源电路、采样电路、继电器、信号变换处理模块、控制模块及检测驱动模块；所述的采样电路与检测驱动模块相连，用于采集电机运行时的工作参数值；该检测驱动模块分别与各继电器、采样电路和控制模块相连，用于放大上述工作参数值以及接收控制模块所传送的各指令以驱动各继电器工作；该控制模块分别与信号变换处理模块和检测驱动模块相连，用于接收信号变换处理模块采集的电信号并进行A/D转换传至于检测驱动模块，以及运算并记忆经检测驱动模块放大的工作参数值。
2.根据权利要求1所述的防夹自动关闭器，其特征在于上述的采样电路包括有采样电阻R和由电容器C6、C8组成高端滤波电路；该采样电路由继电器J2控制；上述的采样电阻R两端与检测驱动模块相连。
3.根据权利要求2所述的防夹自动关闭器，其特征在于所述的检测驱动模块包括有检测电路和驱动电路，所述的检测电路包括两个放大器U4A、U4B，上述的采样电阻R与放大器U4A相连，该放大器U4B将该放大的工作参数值经Vj输送到控制模块；所述的驱动电路包括有集成块U3。
4.根据权利要求3所述的防夹自动关闭器，其特征在于上述的集成块U3型号选用74LS145。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的防夹自动关闭器，其特征在于所述的控制模块主要包括有集成块M8，该集成块M8通过信号输入接点1～4接收经信号变换处理模块变换处理后的电信号，经A/D转换后由输出接点12～14输送至检测驱动模块；通过接点Vj接收放大后的工作参数值经运算并记忆。
6.根据权利要求5所述的防夹自动关闭器，其特征在于所述控制模块上还具有一通信端，用于发送和接收脉冲信号。
7.根据权利要求5所述的防夹自动关闭器，其特征在于所述的控制模块上具有在线编程端。
8.根据权利要求5所述的防夹自动关闭器，其特征在于所述的信号变换处理模块包括有集成块U5，并进一步包括有一延时断电电路；该延时断电电路是由两个三极管Q2和Q3组成，该三极管Q3的基极与三极管Q2集电极相连，其集电极通过接点KY控制继电器J1，三极管Q2的基极通过接点“延”与控制模块中的集成块M8相接。
专利摘要本实用新型为一种汽车电动玻璃窗防夹自动关闭器，主要包括有电机以及控制装置，该控制装置包括有电源电路、采样电路、继电器、信号变换处理模块、控制模块及检测驱动模块；所述的采样电路与检测驱动模块相连，该检测驱动模块分别与各继电器、采样电路和控制模块相连，该控制模块分别与信号变换处理模块和检测驱动模块相连。该关闭器在各车窗玻璃自动上升过程中遇障碍可自动下降，具有防夹功能；能有效避免造成的伤害；可应用各类汽车的门窗和顶窗。
文档编号B60J1/17GK2905993SQ200620118160
公开日2007年5月30日 申请日期2006年6月2日 优先权日2006年6月2日
发明者屠岳明 申请人:屠岳明