一种电机电流纹波采集电路和车辆的制作方法

本发明涉及车窗防夹，尤其涉及一种电机电流纹波采集电路和车辆。

背景技术：

1、随着汽车客户要求的提升，很多车型都增加了车窗自动升降功能。当前市场上的自动升降车窗，主要由外部传感器负责检测车窗位置，其中主要以霍尔传感器为主。霍尔传感器根据霍尔效应，通过磁场间的相对位移产生电信号，并检测该电信号以得到位移的大小来实现车窗位置的检测，但是霍尔传感器需要额外的电源才能使用，且抗干扰能力弱，并且采用霍尔传感器的硬件成本较高。近年来，为降低硬件成本，越来越多的技术人员在研究无传感器车窗防夹方案。因此，需要设计一种无需外部传感器的车窗位置检测方案。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种电机电流纹波采集电路，该电路无需外部传感器即可实现车窗位置检测，并实现车窗防夹功能，可有效降低硬件成本。

2、本发明的第二个目的在于提供一种车辆。

3、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

4、一种电机电流纹波采集电路，包括控制器、继电器、车窗电机、采样电阻和纹波处理单元，所述控制器与继电器的输入端连接，所述继电器的输出端分别与车窗电机和采样电阻连接，所述纹波处理单元分别与所述采样电阻和所述控制器连接；

5、所述控制器用于控制所述继电器实现所述车窗电机正转或者反转；所述纹波处理单元在所述车窗电机转动时，采集所述采样电阻两端的电压信号，并对其进行偏置放大、滤波和比较处理后得到纹波信号，所述控制器对所述纹波信号进行处理，并实现车窗防夹控制。

6、优选的，所述控制器对所述纹波信号进行处理，并实现车窗防夹控制时，具体用于：确定纹波信号占空比，当所述纹波信号占空比小于预设值时，确定车窗进入防夹状态，并进行车窗防夹控制。

7、优选的，所述控制器对所述纹波信号进行处理，并实现车窗防夹控制时，具体用于：确定纹波信号数量，所述纹波信号数量与车窗行程对应，当所述纹波信号数量大于预设数量时，确定所述车窗行程进入车窗防夹行程区域，并进行车窗防夹控制。

8、优选的，所述继电器包括四个输入引脚和四个输出引脚，其中，第一输入引脚与车窗下降控制端连接，第二输入引脚与第三输入引脚均与第一供电电源连接，第四输入引脚与车窗上升控制端连接；第一输出引脚与所述采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端接地，第四输出引脚与所述车窗电机连接，第二输出引脚和第三输出引脚用于车窗电机正反转切换。

9、优选的，当所述第四输入引脚接入车窗上升控制信号时，所述第二输出引脚与所述第四输出引脚吸合，所述车窗电机正转；当所述第一输入引脚接入车窗下降控制信号时，所述第三输出引脚与所述第四输出引脚吸合，所述车窗电机反转。

10、优选的，所述纹波处理单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、三极管、第一电阻至第十电阻，以及第一电容至第三电容；

11、其中，所述第一电阻的一端与第一供电电源连接，所述第一电阻的另一端通过第二电阻接地，所述第一电阻的另一端还通过第四电阻连接至第一运算放大器的正端，所述第一运算放大器的正端还通过第一电容与所述采样电阻的一端连接，第三电阻的一端与所述第一电阻的另一端连接，第三电阻的另一端通过第二电容接地，并通过第五电阻连接至所述第一运算放大器的负端，第六电阻的一端与所述第一运算放大器的负端连接，所述第六电阻的另一端和所述第一运算放大器的输出端均通过所述第三电容接地；

12、所述第一运算放大器的输出端还与所述第二运算放大器的正端连接，所述第二运算放大器的负端与参考电压输出端连接，所述第二运算放大器的输出端通过第七电阻连接至所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极通过第十电阻与第二供电电源连接，并分别通过第八电阻和第九电阻输出两路纹波信号。

13、优选的，所述第一电阻至所述第四电阻的连接电路构成偏置电压输出电路，所述偏置电压输出电路用于输出一偏置电压叠加在所述电压信号上。

14、优选的，该电路还包括参考电压输出电路，所述参考电压输出电路包括第十一电阻、第十二电阻和第四电容，所述第十一电阻的一端与所述第一供电电源连接，所述第十一电阻的另一端分别通过所述第十二电阻和所述第四电容接地，所述第十一电阻的另一端作为所述参考电压输出端。

15、优选的，该电路还包括电源滤波电路和电源转换电路，所述电源滤波电路用于对电源滤波得到所述第一供电电源，所述电源转换电路用于对所述第一供电电源进行降压转换得到所述第二供电电源。

16、为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种车辆，包括上述所述的电机电流纹波采集电路。

17、本发明至少具有以下技术效果：

18、本发明的电机电流纹波采集电路包括控制器、继电器、车窗电机、采样电阻和纹波处理单元，其中，控制器与继电器的输入端连接，继电器的输出端分别与车窗电机和采样电阻连接，纹波处理单元分别与采样电阻和控制器连接，该控制器通过控制继电器可实现车窗电机正转或者反转，并通过纹波处理单元在车窗电机转动时，采集采样电阻两端的电压信号，并对其进行偏置放大、滤波和比较处理后得到两路纹波信号，然后控制器对两路纹波信号进行处理，可实现车窗防夹控制。其中，控制器对纹波信号进行处理时，通过纹波信号占空比确定车窗是否进入防夹状态，并进行车窗防夹控制，或者，通过纹波信号数量确定车窗行程是否进入车窗防夹行程区域，并进行车窗防夹控制。由此，本发明提供了具体的继电器电路即车窗电机控制电路和纹波处理电路以及纹波信号处理方式，本发明通过该电机电流纹波采集电路无需外部传感器即可实现车窗位置检测，并实现车窗防夹功能，可有效降低硬件成本。

19、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种电机电流纹波采集电路，其特征在于，包括控制器、继电器、车窗电机、采样电阻和纹波处理单元，所述控制器与继电器的输入端连接，所述继电器的输出端分别与车窗电机和采样电阻连接，所述纹波处理单元分别与所述采样电阻和所述控制器连接；

2.如权利要求1所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，所述控制器对所述纹波信号进行处理，并实现车窗防夹控制时，具体用于：确定纹波信号占空比，当所述纹波信号占空比小于预设值时，确定车窗进入防夹状态，并进行车窗防夹控制。

3.如权利要求1所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，所述控制器对所述纹波信号进行处理，并实现车窗防夹控制时，具体用于：确定纹波信号数量，所述纹波信号数量与车窗行程对应，当所述纹波信号数量大于预设数量时，确定所述车窗行程进入车窗防夹行程区域，并进行车窗防夹控制。

4.如权利要求2或3所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，所述继电器包括四个输入引脚和四个输出引脚，其中，第一输入引脚与车窗下降控制端连接，第二输入引脚与第三输入引脚均与第一供电电源连接，第四输入引脚与车窗上升控制端连接；第一输出引脚与所述采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端接地，第四输出引脚与所述车窗电机连接，第二输出引脚和第三输出引脚用于车窗电机正反转切换。

5.如权利要求4所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，当所述第四输入引脚接入车窗上升控制信号时，所述第二输出引脚与所述第四输出引脚吸合，所述车窗电机正转；当所述第一输入引脚接入车窗下降控制信号时，所述第三输出引脚与所述第四输出引脚吸合，所述车窗电机反转。

6.如权利要求5所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，所述纹波处理单元包括：第一运算放大器、第二运算放大器、三极管、第一电阻至第十电阻，以及第一电容至第三电容；

7.如权利要求6所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，所述第一电阻至所述第四电阻的连接电路构成偏置电压输出电路，所述偏置电压输出电路用于输出一偏置电压叠加在所述电压信号上。

8.如权利要求7所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，还包括参考电压输出电路，所述参考电压输出电路包括第十一电阻、第十二电阻和第四电容，所述第十一电阻的一端与所述第一供电电源连接，所述第十一电阻的另一端分别通过所述第十二电阻和所述第四电容接地，所述第十一电阻的另一端作为所述参考电压输出端。

9.如权利要求8所述的电机电流纹波采集电路，其特征在于，还包括电源滤波电路和电源转换电路，所述电源滤波电路用于对电源滤波得到所述第一供电电源，所述电源转换电路用于对所述第一供电电源进行降压转换得到所述第二供电电源。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的电机电流纹波采集电路。

技术总结
本发明公开了一种电机电流纹波采集电路和车辆，电机电流纹波采集电路包括控制器、继电器、车窗电机、采样电阻和纹波处理单元。其中，控制器用于控制继电器实现车窗电机正转或者反转；纹波处理单元在车窗电机转动时，采集采样电阻两端的电压信号，并对其进行偏置放大、滤波和比较处理后得到纹波信号，控制器再通过检测纹波信号周期的变化，从而可实现车窗防夹功能。本发明无需外部传感器即可实现车窗位置检测，并可实现车窗防夹功能，进而有效降低硬件成本。

技术研发人员：沈阳,王启顺,曾坤
受保护的技术使用者：湖北三环汽车电器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24