汽车关门减压控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种汽车关门减压控制装置，用于控制汽车的车窗打开，从而减小车门被关闭时产生的冲击气压，包括：复数个检测输出通信部，每个检测输出通信部包含：第一传感器、第二传感器、及第一CAN通信单元；设定部，用于设定车窗的工作模式；以及控制通信部，包含：与设定部相连接用于控制汽车上设有的电动机的控制单元、与第一CAN通信单元相通信连接的第二CAN通信单元，其中，第一传感器用于检测车窗的车窗侧状态信息并且根据车窗侧状态信息输出相应的车窗侧信号，第二传感器用于检测车门的车门侧状态信息并且根据车门侧状态信息输出相应的车门侧信号,控制单元根据车窗侧信号、车门侧信号以及工作模式控制电动机转动。
【专利说明】汽车关门减压控制装置
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车【技术领域】，具体涉及一种能够在关闭汽车车门时，控制车窗开启，以减少关门时产生的冲击气压的汽车关门减压控制装置。
【背景技术】
[0002]目前，汽车已经被广泛地应用于生活中，随着汽车行业的发展，人们对汽车的设计方向偏向提高汽车的安全性，例如，为了提高汽车的安全性一些设计方案将车厢的密封性设计的较好。但是，这种设计会导致在关闭车门的瞬间，汽车内部的压强迅速增大，形成一股冲击气压，在这个冲击气压形成的冲击力作用于人的耳膜，使汽车上的人产生痛感，甚至可能造成耳膜的损伤。相关数据显示，在全部车窗关闭后，关闭最后一扇车门时产生的冲击气压可达20Pa以上，换算成声压级超过120dB，120dB的振动强度接近人体痛阀，这是对人耳有害的，此时的车内人员能够明显感到耳膜的冲击，从而车内人员感受到汽车的舒适度较低。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够在关闭汽车车门时控制车窗开启，以减少关门时产生的冲击气压的汽车关门减压控制装置。
[0004]本发明提供了一种汽车关门减压控制装置，用于通过汽车的电动机控制汽车的车窗打开，从而减小汽车的车门被关闭时产生的冲击气压，其特征在于，包括:复数个检测输出通信部，每个检测输出通信部包含:设置在车窗上的第一传感器、设置在车门上的第二传感器、及第一 CAN通信单元；设定部，用于设定车窗的工作模式；以及控制通信部，包含--与设定部相连接用于控制汽车上设有的电动机的控制单元、与第一 CAN通信单元相通信连接的第二 CAN通信单元，其中，第一传感器用于检测车窗的车窗侧状态信息并且根据车窗侧状态信息输出相应的车窗侧信号，第二传感器用于检测车门的车门侧状态信息并且根据车门侧状态信息输出相应的车门侧信号，第一 CAN通信单元将车窗侧信号、车门侧信号发送到第二 CAN通信单元，控制单元根据车窗侧信号、车门侧信号以及工作模式控制电动机转动。
[0005]在本发明提供的汽车关门减压控制装置中，还可以具有这样的特征:其中，检测输出通信部还包含设有预设时间的定时器，控制单元基于预设时间控制第一传感器和第二传感器中断式进行检测。
[0006]在本发明提供的汽车关门减压控制装置中，还可以具有这样的特征:其中，第一传感器和第二传感器都是开关型传感器，该第一传感器在车窗被打开或者关闭是输出车窗侧信号，该第二传感器在车门被打开或关闭时输出车门侧信号。
[0007]在本发明提供的汽车关门减压控制装置中，具有这样的特征，还包括:显示部，与控制单元相连接，用于显示工作模式。
[0008]在本发明提供的汽车关门减压控制装置中，还可以具有这样的特征:其中，工作模式为单独模式，当车门中任意一扇车门被打开且与该车门相对应的车窗为关闭状态时，控制单元控制相对应的电动机转动，从而控制车窗打开，当车门被关闭，控制单元控制相对应的电动机转动，从而控制车窗关闭。
[0009]在本发明提供的汽车关门减压控制装置中，还可以具有这样的特征:其中，工作模式为联动模式，当车门中任意一扇车门被打开且有至少一扇车窗为关闭状态时，控制单元控制相对应的电动机转动，从而控制车窗都打开，当车门中最后一扇车门被关闭时，控制单元控制电动机转动，从而控制车窗关闭。
[0010]发明的作用与效果
[0011]根据本发明所涉及的汽车关门减压控制装置，因为第一 CAN通信单元和第二 CAN通信单元之间相互通信，并且通过第一传感器输出车窗侧信号以及第二传感器输出车门侧信号，还通过设定部设定车窗的工作模式，使得控制单元根据车窗侧信号、车门侧信号以及工作模式控制电动机转动，从而控制车窗开启或关闭，因此，在打开汽车车门时，本发明能够控制车窗开启，关闭车门后关闭车窗，实现关闭最后一扇车门时保证至少有窗户打开以减小关门时产生的冲击气压并且可靠性更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明的实施例中的汽车关门减压控制装置的结构框图；
[0013]图2是本发明的实施例中汽车关门减压控制装置的单独模式的流程图；以及
[0014]图3是本发明的实施例中汽车关门减压控制装置的联动模式的流程图；
[0015]具体实施案例
[0016]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的汽车关门减压控制装置作具体阐述。
[0017]图1是本发明的实施例中的汽车关门减压控制装置的结构框图。
[0018]如图1所示，在本实施例中，汽车关门减压控制装置100设在汽车上，能够在打开汽车车门时，控制汽车现有的电动机转动，从而驱动车窗打开，以减小车门被关闭时产生的冲击气压，关闭车门时控制被本装置控制打开的车窗关闭。其中，电动机正转时车窗打开，电动机反转时车窗关闭。汽车关门减压控制装置100包括:四个检测输出通信部10、设定部20、控制通信部30和显示部40。
[0019]四个检测输出通信部10分别设在汽车的四组车门和车窗上与控制通信部30相连接。每个检测输出通信部10包含:第一传感器11、第二传感器12、第一 CAN通信单元13和定时器14。
[0020]第一传感器11设在车窗顶部窗槽内，用于检测表示车窗是开启状态或是关闭状态的车窗侧状态信息，并输出与车窗侧状态信息相对应的车窗侧信号。
[0021]第二传感器12设在车门的门缝中，用于检测表示车门是开启状态或是关闭状态的车门侧状态信息，并输出与车门侧状态信息相对应的车门侧信号。本实施例中的第二传感器12是开关型传感器，当车门被打开或关闭时，第二传感器12中的信号开关闭合或断开，同时产生一个电平跳变的信号，即车门侧信号。第二传感器12的功能类似于冰箱中安装在箱门处用于控制照明灯开闭的开关型传感器功能。
[0022]第一 CAN通信单元13与第一传感器11和第二传感器12相连接，从而将车窗侧信号和车门侧信号发送给控制通信部30。
[0023]设定部20与控制通信部30相连接，包含中断键，用于设定车窗的工作模式，工作模式包含:单独模式和联动模式。单独模式是:打开车门且与该车门相对应的车窗为关闭时，控制通信部30控制与该车门相对应的车窗打开；关闭该车门时，控制通信部30控制该被打开的车窗关闭。联动模式是:打开车门时，控制通信部30控制所有车窗中没有打开的车窗开启；关闭最后一扇车门时，控制通信部30控制所有被汽车关门减压控制装置100打开过的车窗关闭。
[0024]显示部40与控制通信部30相连接，用于显示设定部20被设定的工作模式，显示部40是LCD液晶显示器。中断键被按下时，设定进入中断并用于设定车窗打开高度值以及车窗的工作模式。
[0025]控制通信部30包含第二 CAN通信单元31和控制单元32。第二 CAN通信单元31和控制单元32相连接。控制单元32基于定时器14设有的预设时间控制第一传感器11和第二传感器12中断式进行检测
[0026]其中，第二 CAN通信单元31和每个第一 CAN通信单元13之间相通信连接，从而接收第一 CAN通信单元13发送来的车窗侧信号和车门侧信号。控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车窗侧信号、车门侧信号以及设定部20设定的工作模式控制电动机在预设角度内转动，电动机转动使得车窗打开对应高度，控制单元32还根据定时器14设定的预设时间控制第一传感器11和第二传感器12中断式进行检测。
[0027]控制单元32是微处理器，控制单元32中对应每扇车门和车窗分别设有三个标志位:联动标志位linkage, linkage为I时表示联动过，linkage为O时表示未联动过；开门标志位doorflag, doorflag为I时表示车门处于打开状态,doorf lag为O时表示车门处于关闭状态；车窗标志位windowflag, windowflag为I时表示车窗处于打开状态,windowflag为O时表示车窗处于关闭状态。
[0028]第二 CAN通信单元31和四个第一 CAN通信单元13都分别包含CAN通信控制器和CAN总线收发器，其中，CAN总线采用CSMA/CA协议，第二 CAN通信单元31和四个第一 CAN通信单元13组成了一个CAN网络系统，每个通信单元都是CAN网络中的一个节点，节点之间的通信采用报文帧的格式进行通信，每个节点具有不同的优先级，从第二 CAN通信单元31、左前门的第一 CAN通信单元13、右前门的第一 CAN通信单元13、左后门的第一 CAN通信单元13到右后门的第一 CAN通信单元13的优先级逐级降低，并且每个节点的优先级标示符都附加在报文帧的头部。第二 CAN通信单元31和四个第一 CAN通信单元13相互之间的通信主要通过以下三个步骤实现:一、初始化，对CAN通信控制器进行适当配置之后再进入正常工作。二、发送数据，当通信单元中的某一个要向其他通信单元发送信号时，首先向该通信单元的CAN通信控制器发送写命令，然后写入相应的寄存器，之后向相应寄存器写入控制信息及数据，最后写入数据发送指令，所以数据就不断地发送到总线上。三、接收数据，总线上的数据采取中断方式接收。
[0029]图2是本发明的实施例中汽车关门减压控制装置的单独模式的流程图。
[0030]如图2所示，设定部20设定单独模式，首先进入初始步骤:第二 CAN通信单元31将设定部20设定的工作模式以报文帧的方式发送到总线上，其它四个第一 CAN通信单元13接收到该报文帧后分别回复第二 CAN通信单元31确认帧，之后显示部40显示出该工作模式；下面结合图2所示的流程图来详细阐述本实施例的单独模式的详细过程。
[0031]步骤Sl-1:
[0032]第二传感器12检测车门是否打开，若检测到的车门侧状态信息表示为车门打开，则将相对应的doorflag由O置为I，然后进入步骤S1-2 ;若检测到的车门侧状态信息表示为车门关闭，则重新执行本步骤。
[0033]步骤S1-2:
[0034]第一传感器11检测与步骤Sl-1中打开的车门相对应的车窗是否关闭，若第一传感器11检测到的车窗侧状态信息表不为车窗关闭，输出与该车窗侧状态信息相应的车窗侧信号，然后进入步骤S1-3 ;若第一传感器11检测到的车窗侧状态信息表示为车窗打开，输出与该车窗侧状态信息相应的车窗侧信号，然后直接进入结束。
[0035]步骤S1-3:
[0036]第一传感器11和第二传感器12分别将车窗侧信号和车门侧信号输出到相对应的第一 CAN通信单元13中，然后进入步骤S1-4。
[0037]步骤S1-4:
[0038]第二 CAN通信单元31接收由第一 CAN通信单元13发送出的车窗侧信号和车门侧信号，然后进入步骤S1-5。
[0039]步骤S1-5:
[0040]控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车窗侧信号和车门侧信号控制电动机正转。电动机正转使车窗打开，之后控制单元32将该车窗相对应的linkage置I ;然后进入步骤S1-6。
[0041]步骤S1-6:
[0042]第二传感器12检测步骤Sl-1中打开的车门是否关闭，若第二传感器12检测到的车门侧状态信息表示该车门关闭，将相对应的doorflag置0，然后进入步骤S1-7 ;若第二传感器12检测到的车门侧状态信息表示该车门没有关闭，则重新执行本步骤。
[0043]步骤S1-7:
[0044]第一传感器11和第二传感器12分别将车窗侧信号和车门侧信号输出到相对应的第一 CAN通信单元13中，然后进入步骤S1-8。
[0045]步骤S1-8:
[0046]第二 CAN通信单元31接收由第一 CAN通信单元13发送出的车门侧信号，然后进入步骤S1-9。
[0047]步骤S1-9:
[0048]控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车门侧信号以及检测到linkage为I，从而控制相对应的电动机反转。电动机反转使车窗关闭。然后，控制单元32将I inkage置O。
[0049]最后，进入结束步骤。
[0050]在单独模式中，如果电动机在关闭车窗的过程中，车门再次被打开，由于车窗的windowflag为I,所以不会动作,若车门打开一段时间内车窗已经关闭，windowflag为O,linkage为O,控制单元32基于定时器14的预设时间控制第二传感器12定时检测车门的车门侧状态信息，若检测到doorflag为I即车门为打开状态,此时执行上述步骤,如此往复。
[0051]图3是本发明的实施例中汽车关门减压控制装置的联动模式的流程图。
[0052]如图3所示，设定部20设定联动模式，首先进入初始步骤(与单独模式中的初始步骤相似，在此省略具体描述)。下面结合图3所示的流程图来详细阐述本实施例的联动模式的详细过程。
[0053]步骤S2-1:
[0054]第二传感器12检测车门是否打开，若检测到的车门侧状态信息表示为车门打开，将相对应的doorflag由O置为1，然后进入步骤S2-2 ;若检测到的车门侧状态信息表示为车门关闭，则重新执行本步骤。
[0055]步骤S2-2:
[0056]第一传感器11检测与步骤S2-1中打开的车门相对应的车窗是否关闭，若第一传感器11检测到的车窗侧状态信息表不为车窗关闭，输出与该车窗侧状态信息相应的车窗侧信号，然后进入步骤S2-3 ;若第一传感器11检测到的车窗侧状态信息表示车窗没有关闭，输出与该车窗侧状态信息相应的车窗侧信号，然后直接进入S2-6。
[0057]步骤S2-3:
[0058]第一传感器11和第二传感器12分别将车窗侧信号和车门侧信号输出到相对应的第一 CAN通信单元13中，然后进入步骤S2-4。
[0059]步骤S2-4:
[0060]第二 CAN通信单元31接收由第一 CAN通信单元13发送出的车窗侧信号和车门侧信号，然后进入步骤S2-5。
[0061]步骤S2-5:
[0062]控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车窗侧信号和车门侧信号控制电动机正转。电动机正转使车窗打开，之后控制单元32将该车窗相对应的linkage置1，然后给其他三个第一 CAN通信单元13发送表示开窗的报文帧并且优先级高的节点能占用总线，其他三个第一 CAN通信单元13接收到该报文帧后，然后进入步骤S2-6。
[0063]步骤S2-6:
[0064]其它三个第一传感器11检测其它三扇车窗是否关闭，若该第一传感器11检测到的该三扇车窗中有车窗是关闭的输出相对应的车窗侧信号，进入步骤S2-7 ;若第一传感器11检测到的该三扇车窗都没有关闭，如果步骤S2-2中检测到的车窗没有关闭，则直接进入结束步骤，如果步骤S2-2中检测到的车窗是关闭，则进入步骤S2-7。
[0065]步骤S2-7:
[0066]第一传感器11将车窗侧信号输出到相对应的第一 CAN通信单元13中，然后进入步骤S2-8。
[0067]步骤S2-8:
[0068]第二 CAN通信单元31接收由第一 CAN通信单元13发送出的车窗侧信号，然后进入步骤S2-9。
[0069]步骤S2-9:
[0070]控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车窗侧信号控制与步骤S2_6中检测到关闭的车窗相对应的电动机正转。电动机正转使车窗打开，之后控制单元32将该车窗相对应的linkage置I ;同时回复确认帧。控制单元32发送其它三个车窗的状态请求帧，如果收到三个开窗的状态确认帧后则进入步骤S2-10。
[0071]步骤S2-10:
[0072]第二传感器12检测最后一扇车门是否关闭。控制单元32根据车门关门时发出的关闭帧后，将相对应的doorflag置0，然后发送检测其它车门的车门侧状态信息的请求帧，若接收到关于其它车门的车门侧信号的数据帧表示其它车门都关闭，进入步骤S2-11 ;若接收到关于其它车门的车门侧信号的数据帧中只要有一个表示为车门是打开的，则重新执行本步骤。
[0073]步骤S2-11:
[0074]第一传感器11和第二传感器12分别将车窗侧信号和车门侧信号输出到相对应的第一 CAN通信单元13中，然后进入步骤S2-12。
[0075]步骤S2-12:
[0076]第二 CAN通信单元31接收由第一 CAN通信单元13发送出的车门侧信号，然后进入步骤S2-13。
[0077]步骤S2-13:
[0078]控制单元32根据第二 CAN通信单元31接收到的车门侧信号，即表示最后一扇车门关闭，控制单元32控制与linkage为I相对应的电动机反转，即被控制单元32控制已经联动打开的车窗相对应的电动机反转。电动机反转使车窗关闭。然后，控制单元32将linkage置0，同时回复确认帧。控制单元32发送其它三个车窗的状态请求帧，如果收到其它三个的状态确认帧后则进入结束。
[0079]本实施例的工作模式是联动模式时，同时打开多扇车门时，具有最高优先权的节点即第二 CAN通信单元31变成总线主站。各个节点通过仲裁的方式解决总线的访问冲突，仲裁期间，优先级高的节点会拥有总线访问权的权利，其他节点失去总线，所以同时打开多扇车门时，只有一个节点向所有节点发送开窗的报文帧。同时关闭多扇车门时，多个节点同时发送报文帧，但是优先级高的节点获得总线访问权。若同时关闭多扇车门后还有未关闭的车门，则不发送表示关窗的报文帧；若同时关闭多扇车门并且为最后被关闭的，则优先级高的节点给其它所有节点发送表示为关窗的报文帧，从而进行关窗的联动操作。同时关闭车门并且打开车门，若关闭车门的节点的优先级高于打开车门的节点的优先级，则不进行关闭车窗动作；若打开车门的优先级高于关闭车门的节点的优先级，则执行打开车窗的动作。
[0080]所以，无论是在单独模式还是联动模式下，打开车门，汽车关门减压控制装置100能够控制打开相应的车窗，关闭最后一扇车门时，实现保证了至少有一扇车窗打开，以减小汽车关门产生的冲击气压，并且关闭所有车门后，被联动打开的车窗能够被关闭。
[0081]实施例的作用与效果
[0082]根据本实施例所涉及的汽车关门减压控制装置，因为第一 CAN通信单元和第二CAN通信单元之间相互通信，并且通过第一传感器输出车窗侧信号以及第二传感器输出车门侧信号，还通过设定部设定车窗的工作模式，使得控制单元根据车窗侧信号、车门侧信号以及工作模式控制电动机转动，从而控制车窗开启或关闭，因此，在打开汽车车门时，本发明能够控制车窗开启，关闭车门后关闭车窗，实现关闭最后一扇车门时保证至少有窗户打开以减小关门时产生的冲击气压并且可靠性更高。
[0083]在本实施例中，由于显示部能够直接显示设定部设定的工作模式，因此，使用者能够直接了解车窗的工作模式，从而实现更好的人机界面。
[0084]在本实施例中，由于车窗的工作模式可以采用单独模式，使每个检测输出通信部的车门和车窗都是独立动作，因此，本实施例还实现了同时关闭或打开多扇车门时不会存在信号对总线使用的竞争，从而保证了关闭任意一扇车门时至少有一扇车窗打开，提高了本发明的可靠性。
[0085]在本实施例中，由于车窗的工作模式也可以采用联动模式，由于四个第一 CAN通信单元和第二 CAN通信单元之间存在报文的传输，并且采用了 CSMA/CA协议，从而保证数据传输的准确性。
[0086]上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种汽车关门减压控制装置，用于通过汽车的电动机控制所述汽车的车窗打开，从而减小所述汽车的车门被关闭时产生的冲击气压，其特征在于，包括: 复数个检测输出通信部，每个所述检测输出通信部包含:设置在所述车窗上的第一传感器、设置在所述车门上的第二传感器、及第一 CAN通信单元； 设定部，用于设定所述车窗的工作模式；以及 控制通信部，包含:与所述设定部相连接用于控制所述汽车上设有的电动机的控制单元、与所述第一 CAN通信单元相通信连接的第二 CAN通信单元， 其中，所述第一传感器用于检测所述车窗的车窗侧状态信息并且根据所述车窗侧状态信息输出相应的车窗侧信号， 所述第二传感器用于检测所述车门的车门侧状态信息并且根据所述车门侧状态信息输出相应的车门侧信号， 所述第一 CAN通信单元将所述车窗侧信号、所述车门侧信号发送到所述第二 CAN通信单元，所述控制单元根据所述车窗侧信号、所述车门侧信号以及所述工作模式控制所述电动机转动。
2.根据权利要求1所述的汽车关门减压控制装置，其特征在于，还包括: 其中，所述检测输出通信部还包含设有预设时间的定时器， 所述控制单元基于所述预设时间控制所述第一传感器和所述第二传感器中断式进行检测。
3.根据权利要求1所述的汽车关门减压控制装置，其特征在于: 其中，所述第一传感器和所述第二传感器都是开关型传感器，该第一传感器在所述车窗被打开或者关闭是输出所述车窗侧信号，该第二传感器在所述车门被打开或关闭时输出所述车门侧信号。
4.根据权利要求1所述的汽车关门减压控制装置，其特征在于，还包括: 显示部，与所述控制单元相连接，用于显示所述工作模式。
5.根据权利要求1-4所述的汽车关门减压控制装置，其特征在于: 其中，所述工作模式为单独模式，当所述车门中任意一扇所述车门被打开且与该车门相对应的所述车窗为关闭状态时，所述控制单元控制相对应的所述电动机转动，从而控制所述车窗打开，当所述车门被关闭，所述控制单元控制相对应的所述电动机转动，从而控制所述车窗关闭。
6.根据权利要求1-4所述的汽车关门减压控制装置，其特征在于: 其中，所述工作模式为联动模式，当所述车门中任意一扇车门被打开且有至少一扇所述车窗为关闭状态时，所述控制单元控制相对应的所述电动机转动，从而控制所述车窗都打开，当所述车门中最后一扇所述车门被关闭时，所述控制单元控制所述电动机转动，从而控制所述车窗关闭。
【文档编号】B60W10/30GK104228716SQ201410513229
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】康玉婷, 郭万强 申请人:上海理工大学