不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置的制作方法

文档序号:11312421阅读:334来源:国知局
不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置的制造方法

本实用新型涉及汽车车窗防夹设计领域,尤其涉及一种不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置。



背景技术:

现有的汽车车窗防夹系统设计复杂,需要在车辆的每个车门电机马达处安装连接防夹检测感应装置,安装调试麻烦,系统复杂不稳定。

而对于一些原有的不具备防夹功能的车窗,如果要进行改装,则需要对汽车的原有电路系统进行改进,并需要在车辆的每个车门电机马达处进行安装,成本非常高昂,且安装、调试和维护都很麻烦。

并且,现有的一些具有防夹设计的系统,都是基于传感器感应电流或电流检测比较进行判断是否发生防夹,确定防夹的判断要素单一,影响防夹判断的精确度。



技术实现要素:

根据本实用新型的一个方面,提供了不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置,其特征在于,包括第一连接器、第二连接器、第三连接器和装置主体,装置主体上设有第四连接器,第一连接器、第二连接器、第四连接器分别与第三连接器相连;装置主体中包括控制模块、检测模块、第一驱动模块和第二驱动模块,检测模块分别与第一驱动模块、第二驱动模块、第四连接器和控制模块相连,第一驱动模块和第二驱动模块分别与电池正极、第四连接器、检测模块和控制模块相连;检测模块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进行电路切换。本实用新型的防夹装置通过检测电压信号和脉冲波信号生成控制信号,以通过驱动模块进行电路切换从而驱动电机的运转,进而控制车窗的升降,检测的精准度高。而且,本实用新型的防夹装置通过第一连接器和第二连接器与原车的电路系统进行连接,安装简单,且不需要改变原车电路结构,节约成本,可实施性强。

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生成控制信号,控制电机的旋转电路的通断,进而实现对车窗的自动控制。

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分别与控制模块相连,第二运放电压检测芯片的第一级输出端和第二级输出端分别与控制模块相连。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通过按键触发降窗的电压信号和通过第二运放电压检测芯片检测通过按键触发升窗的电压信号,从而精准地判断升窗和降窗的过程,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,控制模块还与车辆中控锁系统和车辆启动系统相连,获取车辆启动系统的启动信号和车辆中控锁系统的中控上锁或开锁信号。由此,可以实现在车辆未启动时,控制模块通过中控锁系统的上锁或开锁信号进行车窗的控制,更加方便智能。

在一些实施方式中,控制信号还连接至车辆遥控系统,获取所述车辆遥控系统的遥控上锁或开锁信号。由此,可以实现在车辆未启动时,控制模块通过遥控系统的上锁或开锁信号进行车窗的控制,更加方便智能。

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第二运放电压检测芯片的第一级输出端输出的电压信号,或根据获取到的启动信号和中控上锁信号,或根据获取到的启动信号和遥控上锁信号,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第一运放电压检测芯片的第一级输出端输出的电压信号,或根据获取到的启动信号和中控开锁信号,或根据获取到的启动信号和遥控开锁信号,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切换至车窗电机正转电路,第二驱动模块根据自动降窗控制信号切换至车窗电机反转电路。由此,通过在原车系统上接入该装置,就可以方便地实现在启动状态下抬起升窗按键开关时或在未启动状态下通过中控和遥控上锁时,进行自动升窗,而在启动状态下按下降窗按键开关时或在未启动状态下通过中控和遥控开锁时,进行自动降窗。

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和防夹控制信号切换至车窗电机停止正转电路,第二驱动模块根据防夹控制信号切换至车窗电机反转电路。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。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,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切换至车窗电机停止反转电路。由此,可以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。

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、第三触点与电池正极连接,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、第三触点与电池正极连接,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,第一连接器和第二连接器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。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。而且连接器直接通过线束连接,成本低,结构简单。

附图说明

图1为现有技术中车辆主驾驶位电动车窗电器原理示意图;

图2为现有技术中车辆副驾驶位电动车窗电器原理示意图;

图3为本实用新型一实施方式的不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置的模块结构示意图;

图4示意性地显示了有刷电机的旋转状态;

图5示意性地显示了根据图4所示的电机的旋转状态进行旋转圈数测量的电路原理;

图6示意性地显示了根据图5所示的电路原理形成的脉冲波信号的波形图;

图7为图3所示电动车窗防夹装置的各模块的一种实施方式的电路原理示意图;

图8为图7所示电动车窗防夹装置在主驾驶位的实际应用状态示意图;

图9为图7所示电动车窗防夹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和图2示意性地示出了不具有自动升降窗和防夹功能的传统的车窗系统的电器原理图。其中,图1为现有技术中不具备自动升降窗和防夹功能的车辆主驾驶位电动车窗电器原理图,图2为现有技术中不具备自动升降窗和防夹功能的车辆副驾驶位电动车窗电器原理图,其他位置(如右后车位车窗和左后车位车窗)的车窗电器原理图与图2相同,故不重复示出。在不具备自动升降窗和防夹功能的系统中,主驾驶位的总控开关100 通过连接器与车窗的驱动马达400相连。如图1所示,对于主驾驶位的车窗来说,控制主驾驶位车窗的总控开关100通过两个连接器(分别为总控第一连接器200和总控第二连接器300)与主驾驶位的车窗马达400相连。其中,总控开关100包括升窗按键开关A和降窗按键开关B,默认状态下,升窗按键开关A的第一触点a1与总控第一连接器200连接,升窗按键开关 A的第二触点a2与电池正极+BAT连接,同时升窗按键开关A的第一触点 a1和第三触点a3接通,并且其第三触点a3与电池负极GND连接。同样地,降窗按键开关B的第一触点b1与总控第一连接器200连接,降窗按键开关 B的第二触点b2与电池正极+BAT连接,同时降窗按键开关B的第一触点 b1和第三触点b3接通,并且其第三触点b3与电池负极GND连接。由此,形成了主驾驶位的车窗控制电器原理图。如图1所示,在该电路系统中,当用户将升窗按键开关A抬起,则其第一触点a1切换成与第三触点a3接通,此时在“电池正极+BAT-升窗按键开关A-连接器-主驾驶车窗马达400- 连接器-降窗按键开关B-电池负极GND”之间就形成了回路,则主驾驶车窗马达400由于接通而正向转动,使得主驾驶位的车窗上升。而当用户停止抬起升窗按键开关A,则回路断开,主驾驶车窗马达400停止转动,使得主驾驶位的车窗停止上升。相应地,当用户将降窗按键开关B按下,则形成反向的回路,从而使得主驾驶车窗马达400由于反向接通而进行反转,以使主驾驶位的车窗下降。如图2所示,在不具备自动升降窗和防夹的系统中,主驾驶位的总控开关100通过连接器与副驾驶位的开关500连接,而副驾驶位的车窗马达600则直接与副驾驶位的开关500连接。如图2所示,同样地,当抬起总控开关100的升窗按键开关A或抬起副驾驶开关500 的升窗按键开关C,副驾驶位的车窗的马达600由于正向接通而驱动副驾驶位的车窗上升,同理当按下总控开关100的降窗按键开关B或按下副驾驶开关500的降窗按键开关D,则副驾驶位的车窗的马达600由于反向接通而驱动副驾驶位的车窗下降。这些都是现有技术的传统的车窗升降的实现原理,故在此不再过多赘述。通过图1、图2的原理图和上述简要叙述可以知道,在该系统中,升窗和降窗时,只能是用户抬起或按下相应的按键开关,相应位置的车窗才运动,而且是抬起或按下多久车窗就运动多久,不具备一键自动升降功能,并且不具备防夹功能。

为了对传统的车窗电路系统进行改进,使其具备自动升降功能和防夹功能,通常需要在每个车门都安装一个传感器并进行电流检测,这种方式需要对车窗的整个电路系统进行改造,成本高,且安装需要拆开原车电路和结构,非常麻烦。基于此,本申请提供了一种不改变原车辆电路的电动车窗防夹装置。其中,图3示出了该电动车窗防夹装置的模块结构。如图3 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 中包括控制模块50、检测模块53、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分别与电池正极 +BAT、第四连接器4、检测模块53和控制模块50相连。其中,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根据接收到的控制信号输出正转驱动信号或停止正转驱动信号,以驱动相应的车窗马达正转或停止转动,而第二驱动模块52则根据控制信号输出反转驱动信号或者停止反转驱动信号,以驱动相应的车窗马达(即车窗电机)反转或停止转动,从而实现车窗的升窗和降窗。

如图3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。之后,当抬起或按下总控开关100的升窗按键开关A或降窗按键开关B时,形成的回路里就包括本实施例的装置。由此,就可以通过本实施例装置的检测模块53检测两条回路中的电压信号并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。之后,控制模块50就可以根据电压信号和脉冲波信号判断是由总控开关100的哪个按键开关产生了动作,并能根据动作的开关向第一驱动模块51或第二驱动模块52发送控制信号,以驱动电机(即马达)正转或反转,从而实现车窗的自动升降。并且,在自动升降过程中,控制模块50还可以通过检测模块 53持续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,从而实现车窗的防夹和自动停止。

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进行判断生成控制信号,可以是利用电机的旋转原理。图4示意性地显示了一种有刷转子电机的旋转接通状态,图5示意性地显示了根据图4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4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4 中的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4中的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,其内部电感抗是不同的,即电机内部电感抗的大小在电感线圈的接触点在中间位(即图4A中电感线圈L1的状态)和断开位(即图4B中电感线圈L1的状态)时发生一次变化。基于此,通过图5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6示意性地显示了形成的脉冲波信号的波形图。根据图4和图5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感抗在电感线圈接触点的断开位和中间位之间交替变化,致使电路中的电流同步发生变化,因而加载在与之串联的负载元器件R两端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电阻抗的变化周期同步,即当某一个电感线圈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6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7示意性地显示了一种实施方式的电动车窗防夹装置的各模块的电路实现原理,图8示意性地显示了图7所示的防夹装置在主驾驶位的应用状态,图9示意性地显示了图7所示的防夹装置在副驾驶位的应用状态。如图7~9所示,检测模块53包括第一检测模块531 和第二检测模块532,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5311,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7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/或脉冲波信号判断是由哪个按键开关 (即升窗按键开关还是降窗按键开关)产生了动作,并根据产生动作的按键开关生成控制信号输出至相应的驱动模块,例如如果是升窗按键开关A产生了抬升动作,则可以通过第一检测电路5311检测到的电压信号和/或脉冲波判断是升窗按键开关A触发了动作,则生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块51使得第一驱动模块51接通电池正极从而驱动电机400自动正转以实现自动升窗,而如果是降窗按键开关B产生了按下动作,则可以通过第二检测电路5321检测到的电压信号和/或脉冲波判断是降窗按键开关B触发了动作,则生成自动降窗控制信号输出至第二驱动模块52使得第二驱动模块52接通电池正极从而驱动电机400自动反转以实现自动降窗。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8所示的主驾或图9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和输出降窗过程中的脉冲波信号,而将第二检测电路5321设置为检测升窗的电压信号和输出升窗过程中的脉冲波信号。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(即按下降窗按键开关的回路中),例如按下图 8中的降窗按键开关B时形成的回路“+BAT-b2-b1-Ja2-Ta2-Fa4-Fb4-Jd2-R2-Fb3-Fa3-Tb2-Jb2-L-H-Jb1-Tb1-Fa2-Fb 2-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(即按下升窗按键开关的回路中),例如抬起图8中的升窗按键开关A时形成的回路“+BAT-a2-a1-Ja1-Ta1-Fa1-Fb1-Jd1-R1-Fb2-Fa2-Tb1-Jb1-H-L-Jb2-Tb2-Fa3-Fb 3-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。

其中,通过控制模块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,自动降窗控制单元用于生成自动降窗控制信号。其中,根据上述叙述可知,生成自动升窗控制信号可以是根据第二运放电压检测芯片的第一级输出端输出的电压信号,当第二运放电压检测芯片的第一级输出端检测到电压信号输出至控制模块50时(即按下升窗的按键开关时,例如按下图8和图9中的总控开关100的升窗按键开关A或按下图9中的副驾驶位开关500的升窗按键开关C时),自动升窗控制单元就生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块51,而第一驱动模块51接收到自动升窗控制信号后,就驱使电机正转,实现车窗自动上升。其中,第一驱动模块51在接收到正转驱动信号后驱动电机正转以实现车窗自动上升的实现方式,例如可以是图7~9所示的实施方式。具体为,如图7所示,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,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,第三触点与电池正极+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,就在电池正极+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和电池负极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,生成自动降窗控制信号也可以是自动降窗控制单元在接收到第一运放电压检测芯片的第一级输出端输出的电压信号时(即按下降窗的按键开关时,例如按下图8和图9 中的总控开关100的降窗按键开关B或按下图9中的副驾驶位开关500的降窗按键开关D时),生成自动降窗控制信号输出至第二驱动模块,由第二驱动模块52根据自动降窗控制信号输出反转驱动信号,以控制电机反转,实现自动降窗。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、第三触点与电池正极 +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,就在电池正极+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和电池负极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。其中,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,就分别驱动电机停止转动。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,根据电压信号和脉冲波信号识别车窗实时位置,可以有多种实现方式。例如,可以是在控制模块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电机运转中的实时电压信号判断是升窗过程还是降窗过程,并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6所示。

在具体应用中,优选地,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,在检测到夹到物体时,生成防夹控制信号至第一驱动模块和第二驱动模块。存储单元还用于根据电压信号和脉冲波信号记录车窗上升电压。防夹检测组件获取电机运转中的实时电压信号,并根据车窗上升电压和到顶检测组件的到顶检测结果,以判断是否发生夹到外物的情况。具体实现方式为,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,还可以将控制模块与车辆中控锁系统和车辆启动系统相连,以获取车辆启动系统的启动信号和车辆中控锁系统的中控上锁或开锁信号。从而实现在车辆未启动时(即启动信号为未启动时),通过接收中控上锁或开锁信号启动自动升窗程序或自动降窗程序。例如可以是,控制模块接收到中控锁系统的中控上锁信号和车辆启动系统的启动信号,如果启动信号为未启动的状态,则通过自动升窗控制单元根据中控上锁信号生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块,以实现中控上锁时自动升窗。而在启动信号为未启动的状态时,控制模块接收到中控开锁信号时,则通过自动降窗控制单元根据中控开锁信号生成自动降窗信号输出至第二驱动模块,以实现中控开锁时自动降窗。同理,还可以使控制模块50连接至车辆遥控系统,获取车辆遥控系统的遥控上锁或开锁信号,以在启动信号为未启动时,通过自动升窗控制单元根据遥控上锁信号生成自动升窗控制信号输出至第一驱动模块,以实现遥控上锁时自动升窗,通过自动降窗控制单元根据遥控开锁信号生成自动降窗控制信号输出至第二驱动模块,以实现遥控开锁时自动降窗。其中,通过中控锁系统和遥控系统启动自动升降窗程序时,可以对中控开锁信号和遥控开锁信号的次数进行限定,例如产生两次或三次开锁信号才能够启动自动降窗程序,也可以产生一次开锁信号就能够启动自动降窗程序,从而更好地满足实际需求、提升用户体验,本实用新型的实施例对具体实现形式不做限定。

优选地,为了使在安装了防夹装置后,依然能够实现手动升窗和降窗,控制模块在接收到第一运放电压检测芯片和第二运放电压检测芯片的第一输出端获取的电压信号和/或脉冲波信号时,可以进行信号持续时间的判断,如果电压信号持续较短的一段时间(例如小于一秒钟),则启动自动升窗和降窗功能(即通过自动升窗控制单元或自动降窗控制单元生成自动升窗控制信号或自动降窗控制信号输出至第一驱动模块或第二驱动模块),如果信号持续的时间大于预设的较短时间(例如大于一秒钟),则不启动自动升窗和降窗功能,而是由原车辆的开关控制系统控制车窗的升降(即手动抬起或按下按键开关进行手动控制)。优选地,在控制模块连接至车辆启动系统时,需要在启动信号为启动状态下,才能够对抬起升窗按键开关和按下降窗按键开关产生的电压信号或脉冲波进行检测以实现自动升降窗,在未启动状态下才能够接收中控信号和遥控信号,以根据中控信号和遥控信号实现自动升降窗,从而保证车辆安全(例如,避免在行车时中控上锁信号造成自动降窗,或在车辆熄火时按键造成自动升降窗等)。

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电动车窗防夹装置既能够实现一键自动升降窗、中控自动升降窗和遥控自动升降窗,也可以实现手动升降窗,并且在自动升窗过程中具有防夹功能,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。

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