专利名称：车辆门窗控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种车辆门窗控制装置。
技术背景如图1所示，以四车门轿车为例，其车辆门窗控制装置包括位于司机侧车门上的主开关l、分别位于各个车门内的门锁电机2、 3、 4、 5和摇窗电机 6、 7、 8、 9。主开关l不但要控制司机侧车窗的升降和门锁的打开与闩锁， 而且还要控制其他各个车窗的升降和门锁的打开与闩锁。现有技术中采用导 线将主开关1与各个门锁电机2、 3、 4、 5和摇窗电机6、 7、 8、 9连接，这 样就需要许多导线从车辆车身或地板绕到各个车门上。由于摇窗电机工作电 流较大，因此导线截面积也比较大，这样导线总重量比较大。同时通过主开 关的电流较大，使得主开关中相关器件的电流容量较大，相对体积和重量也 较大。车辆自身重量大在车辆行驶中需要消耗更多能量，这是用户所不希望 的。另外，对于电动车来说，问题更加凸显。电动车由于能量来源是电能， 目前蓄电池的能量密度还不能做得很高，使得一定质量和体积的蓄电池的电 能比较有限。那么为了节约能源，应当尽可能地降低电动车的自身重量，显 然现有技术中的重量过大的车辆门窗控制方案并不适合用于电动车。此外，由于电动车是通过将直流电逆变为交流电或换向直流电来驱动电 动机转动，从而带动车轮使车辆行驶的。它的逆变功率很大， 一般来说，在 直流电的逆变过程中，将产生很强的电磁干扰，如果采用现有技术中的用导 线连接主开关与执行动作的门锁电机和摇窗电机的车辆门窗控制装置，上述 电磁干扰可能导致该控制装置不能正常工作。因此现有技术的车辆门窗控制 装置也不适合在电动车辆中使用。实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种车辆门窗控制装置，该装置包括多个开关，其中，该装置还包括微处理器、控制端CAN收发器、CAN 总线和受控端CAN收发器，所述多个开关分别与所述微处理器电连接，所 述微处理器通过所述控制端CAN收发器与所述CAN总线连接，所述CAN 总线与受控端CAN收发器连接。本实用新型采用了 CAN总线，其工作电流小、相关工作器件体积小、 重量轻，连接导线使用量小，从而降低了车身重量，适应了电动车低车身重 量的要求，同时CAN总线的抗干扰能力比现有技术有很大提高，适应了电 动车中的电子控制设备需要抗干扰的要求。
图1是现有技术的车辆门窗控制系统的框图； 图2是包括本实用新型的车辆门窗控制系统的框图； 图3是本实用新型的车辆门窗主控系统的框图； 图4是本实用新型的多个开关的框图； 图5是本实用新型的多个开关和开关滤波电路的电路图； 图6是本实用新型的一种实施方式的微处理器的工作原理图； 图7是本实用新型的另一种实施方式的微处理器的工作原理图； 图8是本实用新型的控制端CAN收发器、CAN总线滤波单元、电源滤 波单元、隔离耦合器和稳压器的一种实施方式的电路原理图；图9是本实用新型的车辆门窗主控系统的优选实施方式的框图； 图IO是本实用新型中的CAN总线滤波单元的框图； 图11是本实用新型的车辆门窗主控系统的更优选实施方式的框图； 图12是本实用新型中的电源滤波单元的框图。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步说明。 为便于理解，在描述具体实施例之前，先以四门轿车为例对包括本实用 新型的车辆车门窗控制系统的结构作出说明。如图2所示，该控制系统包括本实用新型的控制单元210、副驾驶侧车窗开关230、左后侧车窗开关240、 右后侧车窗开关250、司机侧摇窗电机260、副驾驶侧摇窗电机270、左后侧 摇窗电机280、右后侧摇窗电机290、司机侧门锁电机310、副驾驶侧门锁电 机320、左后侧门锁电机330和右后侧门锁电机340。主控系统210通过CAN 总线220与各个电机相连接，能够控制各个电机。副驾驶侧车窗开关230、 左后侧车窗开关240和右后侧车窗开关250通过导线分别控制副驾驶侧摇窗 电机270、左后侧摇窗电机280和右后侧摇窗电机290直接相连，各车窗开 关仅能够控制其对应的摇窗电机。本实用新型提供的车辆门窗控制装置，如图3所示，该装置包括多个开 关410，其中，该装置还包括微处理器420、控制端CAN收发器430、 CAN 总线220和受控端CAN收发器490，所述多个开关410分别与所述微处理 器420电连接，所述微处理器420通过所述控制端CAN收发器430与所述 CAN总线220连接，所述CAN总线220与受控端CAN收发器490连接。 所述受控端CAN收发器490用于与车辆的门锁电机300广300n和所述摇窗电 机400i-400N连接。本实用新型的多个开关410，如图4所示，包括门锁开关510、童锁开 关520和多个窗控开关530r530N。所述门锁开关510，可以采用本领域技术人员公知的不自锁微动开关， 此种开关的常态为处于断开状态，当向一个方向按下开关按键时动触点与一 个常开触点接通，当松开开关按键时恢复到断开状态；当向另一方向按下开 关按键时动触点与另一个常开触点接通，松开开关按键时恢复到断开状态。所述童锁开关520，可以采用本领域技术人员公知自锁微动开关，此种 开关的常态为处于断开状态，当按下开关按键时接通常开触点，当松开开关 按键时仍继续接通常开触点，当再次按下开关按键并松开按键时，断开常开 触点并保持断开状态。所述窗控开关53(V530w包括司机侧车窗开关、副驾驶侧车窗开关、左 后侧车窗开关和右后侧车窗开关等。可以采用结构相同，如本领域技术人员 公知的不自锁微动开关，常态下接通其常闭触点，当按下开关按键时接通常 开触点，当松开开关按键时恢复到接通常闭触点。所述门锁开关510的动触点、童锁开关520的常开触点和窗控开关 530,-530w的常开触点电动车的低压电源的正极相连，窗控开关53(V530N的 常闭触点接地，门锁开关510的两个常开触点、童锁开关520的动触点以及 窗控开关53(V530n的动触点分别通过结构相同的滤波电路依次连接所述微 处理单元420的引脚。所述滤波电路的结构如图5所示，包括电阻R1和R2、电容C和稳压二 极管D,电阻R1和R2串联，电阻R1的一端接上述开关的触点，另一端接 所述微处理单元420相应的引脚，电阻R2串联在电阻Rl接上述开关的触 点的一端与地之间，电容C和稳压二极管D串联在电阻Rl接微处理单元 420相应的引脚的一端与地之间，稳压二极管D的负极接所述微处理单元420 相应的引脚。所述微处理器420可以采用本领域技术人员公知的具有至少一路CAN 总线接口的单片机，如Philips公司生产的LPC2119芯片。如图6所示，为 使LPC2119芯片U31工作，还需要为其建立外围电路，如提供振荡电路、 复位电路。如振荡电路包括晶体振荡器Y301 ，电容C301 、C302和电阻R301 ， 晶体振荡器Y301和电阻R301并联，电容C301、 C302 —端接地，另一端分 别接在晶体振荡器Y301和电阻R301并联电路的两端，晶体振荡器Y301和电阻R301的并联的两个端点分别接在芯片U31的引脚61 (XTAL2)和引脚 62 (XTAL1)上给LPC2119芯片U31提供振荡源。电阻R302、电容C303 和电阻R303、电容C304分别构成复位电路。LPC2119芯片U31的引脚1、 2、 9、 11、 13、 14、 15、 27、 29、 30、 31用于连接所述多个开关410的各个 开关的各个触点。引脚3用于接控制端CAN收发器430的接收端，引脚5 用于接控制端CAN收发器430的发送端，其余引脚空接。
所述微处理器单元420还可以由专用集成电路实现的车窗控制专用芯片 来实现。如图7所示，为使专用芯片U601工作，还需要为其建立外围电路， 包括由晶体振荡器Y601，电容C602、 C603和电阻R602构成振荡电路， 给芯片U601提供振荡源；电阻R601电容C601构成复位电路。芯片U601 的引脚25用于接控制端CAN收发器430的发送端、弓l脚24用于接控制端 CAN收发器430的接收端。弓I脚30接电阻R602、晶体振荡器Y601、电容 C602的一端。引脚29接电阻R602的另一端、晶体振荡器Y601的另一端， 同时接电容C603的一端。电容C602的另一端和电容C603的另一端相接并 接地。引脚4接电阻R601的一端，同时接电解电容C601的正极。引脚34-44 用于连接所述多个开关410的各个开关的各个触点。
如图8所示，所述控制端CAN收发器430包括CAN收发芯片U403、 光耦U401、光耦U402、电阻R401、 R402、 R403和R404。 CAN收发芯片 U403的CAN—TX端接微处理器420的芯片U31的引脚5和电阻R401的一 端，电阻R401的另一端接光耦U401的3脚，光耦U401的1脚接稳压器 460的VDD3.3V端，光耦U401的4脚接隔离耦合器470的CAN-GND端和 CAN收发芯片U403的引脚2 (GND)，光耦U401的5脚接CAN收发芯片 U403的引脚l (TXD)和电阻R403的一端，电阻R403的另一端接隔离耦 合器470的CAN-V端，光耦U401的6脚接CAN收发芯片隔离电源单元470 的CAN—V端，CAN—RX端接微处理器420的芯片U31的引脚3，和光耦U402的5脚、电阻R402的一端，电阻R402的另一端接稳压器460的 VDD3.3V端。光耦U402的4脚接地。光耦U402的6脚接稳压器460的 VDD3.3V端。光耦U402的3脚接电阻R404的一端，电阻R404的另一端 接CAN收发芯片U403的引脚4 (RXD)，光耦U402的1脚接CAN收发芯 片U403的引脚3 (VCC)和CAN收发芯片隔离电源单元470的CAN-V端， CAN收发芯片U403的引脚5空接，弓,6接CAN总线滤波单元440的共 模滤波器LA401的引脚1，引脚7接CAN总线滤波单元440的共模滤波器 LA401的引脚2，引脚8接电阻R405的一端，电阻R405的另一端接CAN 收发芯片隔离电源单元470的CAN-GND端。
为了排除控制信号因为干扰而发生系统错误控制的问题，优选地，本实 用新型提供的车辆门窗主控系统200，如图9所示，还包括该装置包括CAN 总线滤波单元440，该单元连接在所述控制端CAN收发器430与所述CAN 总线220之间。
如图10所示，所述CAN总线滤波单元440包括顺序连接的保护电路 630、第一重滤波电路620和第二重滤波电路610，所述保护电路630与所述 CAN总线220电连接，并且所述第二重滤波电路610与所述控制端CAN收 发器430电连接。
所述第一重滤波电路620和第二重滤波电路610可以采用本领域技术人 员公知的任意一种滤波电路，如采用包括共模滤波器和电容的结构；保护电 路630可以采用本领域技术人员公知的TVS器件来实现。
为了防止电源对控制系统的干扰，优选地，本实用新型提供的车辆门窗 主控系统200，如图8所示，所述主控系统还包括电源滤波单元450、稳压 器460和隔离耦合器470，所述电源滤波单元450分别与所述稳压器460和 所述隔离耦合器470电连接，所述稳压器460与所述微处理器电420连接， 并且所述隔离耦合器470与所述控制端CAN收发器430电连接。如图12所示，所述电源滤波单元450包括顺序连接的保护电路710、防 反接电路720和多级滤波电路730r730N，所述滤波电路的最末一级730n与 分别与所述稳压器460和所述隔离耦合器470电连接。
所述保护电路710可以采用本领域技术人员公知的TVS器件来实现， 防反接电路720可以采用本领域技术人员公知的二极管来实现，所述多级滤 波电路可以釆用相同结构来实现，如包括电阻和两个电容构成的简单滤波电 路结构，也可以采用电阻、电感和多个电容构成效果更好的滤波电路结构。
所述稳压器460可以采用本领域技术人员公知的各种稳压元件或稳压电 路结构，如图8所示，包括稳压芯片U501、 U502和电容C503-C511，稳压 芯片U501的引脚1接电源滤波单元、稳压二极管ZD502的负极、电解电容 C503的正极及电容C504、电容C505的接点，引脚2接地，引脚3接电解 电容C506的正极和电容C507的一端，并作为+3.3V电压输出端VDD3.3V， 电解电容C506的负极和C507的另一端接地；稳压芯片U502的引脚1接电 源滤波单元、稳压二极管ZD502的负极、电解电容C503的正极及电容C504 和电容C505的接点，引脚2接地，弓,3接电解电容C510的正极和C511 的一端，并作为+1.8V电压输出端VDD1.8V，电解电容C510的负极和C511 的另一端接地。
所述隔离耦合器470可以采用本领域技术人员公知的各种隔离稳压元件 或磁耦电路或光耦电路结构，如图8所示，所述隔离耦合器470包括隔离稳 压芯片U503、电容C508、 C509和电阻R503。隔离稳压芯片U503的引脚2 接电源滤波单元450，引脚1接地，引脚1与引脚2间跨接电容C508，引脚 5作为电压正极输出端CAN-V，弓,4作为电压负极输出端CAN-GND，引 脚5与引脚4间跨接电容C509和电阻R503。
下面描述本实用新型的工作过程参考图6、图7和图8，锁门时，当 按下门锁开关510的开关按键，其动触点与L触点接通，于是L点由低电位变为高电位，该高电位信号通过上述滤波电路进入微处理器U31引脚l，通 过微处理器处理，形成符合CAN总线标准的数字信号从微处理器芯片U31 引脚5输出，该数字信号通过电阻R401进入所述控制端CAN收发器430 的光耦U401的引脚3，再从引脚5输出至CAN收发芯片U403的引脚1， 该数字信号在CAN收发芯片U403中被整理成标准CAN格式，然后从CAN 收发芯片U403的引脚7和引脚6输出，再通过CAN总线滤波单元440的 共模滤波器LA401 、 LA402及其相关器件构成的第2重及第1重滤波电路进 入CAN网络，受控端CAN收发器通过CAN总线得到该信号，再通过门锁 执行机构的微处理芯片处理使门锁执行机构(即门锁电机)动作，完成锁门 全过程。
门锁开关开门时的工作过程、童锁开关的工作过程以及车窗开关的工作 过程与门锁开关锁门时工作过程相同，不再赘述。
值得说明的是，本实用新型不局限与此，如微处理单元的微处理芯片的 型号可以替换，微处理器稳压电源单元中的稳压芯片型号可以替换，CAN 总线滤波单元和电源滤波单元的滤波电路结构可以改变，但这些显而易见的 变型均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种车辆门窗控制装置，该装置包括多个开关(410)，其特征在于，该装置还包括微处理器(420)、控制端CAN收发器(430)、CAN总线(220)和受控端CAN收发器(490)，所述多个开关(410)分别与所述微处理器(420)电连接，所述微处理器(420)通过所述控制端CAN收发器(430)与所述CAN总线(220)连接，所述CAN总线(220)与受控端CAN收发器(490)连接。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括CAN总线 滤波单元(440)，该单元连接在所述控制端CAN收发器(430)与所述CAN 总线(220)之间。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述CAN总线滤波单元 (440)包括顺序连接的保护电路(630)、第一重滤波电路(620)和第二重滤波电路(610)，所述保护电路(630)与所述CAN总线(220)电连接， 并且所述第二重滤波电路(610)与所述控制端CAN收发器(430)电连接。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括电源滤波 单元(450)、稳压器(460)和隔离耦合器(470)，所述电源滤波单元(450) 分别与所述稳压器(460)和所述隔离耦合器(470)电连接，所述稳压器(460) 与所述微处理器(420)电连接，并且所述隔离耦合器(470)与所述控制端 CAN收发器(430)电连接。
5、 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电源滤波单元(450) 包括顺序连接的保护电路(710)、防反接电路(710)和多级滤波电路(730r730w)，所述多级滤波电路的最末一级(730N)分别与所述稳压器(460)和所述隔离耦合器(470)电连接。
6、 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述多个开关(410)包 括门锁开关(510)、童锁开关(520)和窗控开关(530广530n)。
7、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括门锁电机 (300r300N)和摇窗电机(400r400N)，所述门锁电机(300r300N)和摇窗电机(400r400N)有多个，并且分别与所述受控端CAN收发器(490)连接。
8、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微处理器(420)为 单片机或专用集成电路ASIC。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆门窗控制装置，该装置包括多个开关，其中，该装置还包括微处理器、控制端CAN收发器、CAN总线和受控端CAN收发器，所述多个开关分别与所述微处理器电连接，所述微处理器通过所述控制端CAN收发器与所述CAN总线连接，所述CAN总线与受控端CAN收发器连接。本实用新型采用了CAN总线，其工作电流小、相关工作器件体积小、重量轻，连接导线使用量小，从而降低了车身重量，适应了电动车低车身重量的要求，同时CAN总线的抗干扰能力比现有技术有很大提高，适应了电动车中的电子控制设备需要抗干扰的要求。
文档编号E05F15/16GK201111184SQ20072017526
公开日2008年9月3日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者陈焕光 申请人:比亚迪股份有限公司