一种车辆天窗控制系统及车辆的制作方法

本实用新型实施例涉及汽车控制技术领域，尤其涉及一种车辆天窗控制系统及车辆。

背景技术：

目前，越来越多的汽车上都配置有电动的天窗，电动车窗方便了用户操作，提升了车辆品质。

但科技给人们带来方便快捷的同时，也伴随着一定的安全隐患。一般汽车上的电动设备都是通过汽车上的车载蓄电池进行供电的，而车载蓄电池一旦没有电，整车可能都会瘫痪。尤其汽车在突遭暴雨、山洪等突发情况下，车载蓄电池遭水泡电力丧失，从而导致电动设备无法正常运行。在需要启动汽车天窗进行逃生时，可能由于汽车天窗没有电力供应，无法正常打开，从而危机车内人员的生命安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种车辆天窗控制系统及车辆，以解决现有的汽车在车载电池无法供电的情况下不能开启的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种车辆天窗控制系统，包括：控制器、逃生模块和驱动模块；其中，

所述逃生模块，与所述控制器连接，用于检测到控制器的电源接口的电压信号异常后，为所述控制器提供备用电源；

所述控制器，外接天窗操作按钮，用于在天窗操作按钮被触发后，生成驱动信号，并发送至所述驱动模块；

所述驱动模块，与所述控制器连接，用于根据所述驱动信号驱动天窗移动。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括车辆本体和上述第一方面中所述的车辆天窗控制系统。

上述实用新型实施例提供的车辆天窗控制系统及车辆，包括：逃生模块，与控制器连接，用于检测到控制器的电源接口的电压信号异常后，为控制器提供备用电源；控制器，外接天窗操作按钮，用于在天窗操作按钮被触发后，生成驱动信号，并发送至驱动模块。驱动模块，与控制器连接，用于根据驱动信号驱动天窗移动。本实施例中逃生模块检测到电压信号异常，表示车载电池已经无法给控制器供电，此时，由逃生模块给控制器提供辅助电源，使得控制器可以正常工作，生成驱动信号，以使得驱动模块可以带动天窗打开。解决了现有的汽车车窗在车载电池无法供电的情况下不能开启的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种车辆天窗控制系统的原理框图；

图2是本实用新型可选实施例中的一种车辆天窗控制系统的原理框图；

图3是本实用新型可选实施例中的又一种车辆天窗控制系统的拓扑结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

图1是本实用新型实施例中的一种车辆天窗控制系统的原理框图；本实施例可适用于车载电池无法供电，但需要打开天窗的情况，该车辆天窗控制系统设置在车辆中。

如图1所示，本实用新型提供的车辆天窗控制系统，主要包括：控制器110、逃生模块120和驱动模块130；其中，

逃生模块120，与控制器110连接，用于检测到控制器110的电源接口的电压信号异常后，为控制器提供备用电源；控制器110，外接天窗操作按钮，用于在天窗操作按钮被触发后，生成驱动信号，并发送至驱动模块130。驱动模块130，与控制器110连接，用于根据驱动信号驱动天窗移动。

在车辆遭遇故障，车辆的车载电池损坏；或车载电池与控制器110之间的连接电路断开，导致车载电池无法给控制器提供电源，使得控制器无法正常运行，不能开启天窗。

在本实施例中，逃生模块120检测控制器的电源接口的电压信号，如果电压信号异常，则说明车载电池无法给控制器110供电。此时，逃生模块120给控制器提供备用电源，以使控制器110可以正常工作。

在本实施例中，电压信号异常可以理解为电压信号为0，即控制器的电源接口没有输入电压信号，或者电压信号小于电压阈值，即控制器的电源接口输入的电压不满足控制器正常工作电压。所述电压阈值为控制器正常工作的最小电压值。优选的，在本实施例中，电压阈值为9v。

进一步的，天窗操作按钮包括天窗开启按钮和天窗关闭按钮，当控制器110检测到天窗开启按钮被触发之后，则生成反向驱动信号，驱动模块130接收到反向驱动信号后，驱动电机带动天窗开启。当控制器110检测到天窗关闭按钮被触发之后，则生成正向驱动信号，驱动模块130接收到正向驱动信号后，驱动电机带动天窗关闭。需要说明的是，本实施例中，不对天窗操作按钮的类型、形状和操作方式进行限定，可以根据实际情况进行选择。

进一步的，驱动模块130包括驱动电路和驱动电机，驱动电路用于产生驱动信号，控制驱动电机转动，进而带动天窗运动。需要说明的是，本实施例中，不对驱动电路和驱动电机进行限定，可以根据实际情况对驱动电路和驱动电机进行设计或者选择。

本实施例提供的车辆天窗控制系统，包括：逃生模块，与控制器连接，用于检测到控制器的电源接口的电压信号异常后，为控制器提供备用电源；控制器，外接天窗操作按钮，用于在天窗操作按钮被触发后，生成驱动信号，并发送至驱动模块。驱动模块，与控制器连接，用于根据驱动信号驱动天窗移动。本实施例提供中，逃生模块检测到电压信号异常，表示车载电池已经无法给控制器供电，此时，由逃生模块给控制器提供辅助电源，使得控制器可以正常工作，生成驱动信号，以使驱动模块可以带动天窗打开。解决了现有的汽车车窗在车载电池无法供电的情况下不能开启的问题

图2是本实用新型可选实施例中的一种车辆天窗控制系统的原理框图。如图2所示，逃生模块120包括：电源检测单元121、辅助电源单元122以及开关单元123；其中，

电源检测单元121，分别与控制器110和开关单元123连接，用于检测控制器130电源接口的电压值，当电压值小于电压阈值时，生成开关信号并发送至开关单元123；开关单元123，分别与控制器110和辅助电源单元122连接，用于接收到开关信号后导通，以触发辅助电源单元122和控制器110接通；辅助电源单元122，用于为控制器110提供备用电源。

在本实施例中，电源检测单元121是指可以检测出某一电位点电压的装置或者电路。可以根据实际情况选择合适的电源检测单元。例如：可以是电压传感器或者是电压互感器。还可以选择现有的电压检测电路，如：锂电池电压检测电路等。本实施例中，仅对电源检测单元121进行说明，而非限定，可以根据实际情况选择合适的电源检测单元。

具体的，本实施例中的开关单元123可以是常开触点开关，所述开关单元123一端连接控制器110的电源接口，另一端连接辅助电源单元122。在控制器110的车载电池正常工作的情况下，常开触点处于断开状态，控制器110与辅助电源单元122没有接通。当检测到控制器130电源接口的电压值小于电压阈值时，则表示车载电池无法给控制器130提供正常的供电电压。此时，电源检测单元121生成开关信号，开关信号用于控制常开触点吸合，即常开触点接收到开关信号后吸合，使得辅助电源单元122和控制器110接通，使辅助电源单元122为控制器110提供备用电源。进一步的，辅助电源单元122具有防水、防爆功能。

进一步的，天窗控制系统还包括：第一传感器140和第二传感器150；其中，第一传感器140，分别与天窗开启按钮和控制器110连接，用于在天窗开启按钮被触发后，生成天窗开启信号，并发送至控制器；第二传感器150，分别与天窗关闭按钮和控制器110连接，用于在天窗关闭按钮被触发后，生成天窗关闭信号，并发送至控制器。

第一传感器140和第二传感器150可以是压力传感器，也可以是触摸传感器。在本实施例中，仅对第一传感器140和第二传感器150进行说明，而非限定，可以根据实际情况设计第一传感器140和第二传感器150的类型和工作原理。天窗开启按钮被触发可以是检测到天窗开启按钮被按压，确认天窗开启按钮被触发；还可以是检测到天窗开启按钮被触摸，即检测到由皮肤触摸天窗开启按钮，确认天窗开启按钮被触发。同样的，天窗关闭按钮被触发可以是检测到天窗关闭按钮被按压，确认天窗关闭按钮被触发；还可以是检测到天窗关闭按钮被触摸，即检测到由皮肤触摸天窗关闭按钮，确认天窗关闭按钮被触发。

具体的，还包括：控制器110，具体用于在接收到天窗关闭信号后，生成正向驱动信号，并发送至驱动模块130；在接收到天窗开启信号后，生成反向驱动信号，并发送至驱动模块130；驱动模块130，具体用于在接收到反向驱动信号后，驱动电机反向旋转带动天窗开启；在接收到正向驱动信号后，驱动电机正向旋转带动天窗关闭。

在本实施例中，控制器110在接收到天窗开启信号后，生成反向驱动信号，并发送至驱动模块130，驱动模块130在接收到反向驱动信号后，驱动电机反向旋转带动天窗开启。本实施例中，控制器110只有在接收到天窗开启信号后，才会生成反向驱动信号，使得驱动模块130驱动电机反向旋转带动天窗开启。使得只有用户触发天窗开启按钮，驱动模块130驱动电机反向旋转带动天窗开启，这样可以避免，在汽车维修过程中，车载电池无法给控制器110供电，辅助电源给控制器110供电，导致的天窗误开启。

进一步的，所述系统还包括：防夹模块160，其中，防夹模块160，与控制器连接，用于获取当前行驶速度、当前室外温度以及驱动电机的当前转速；根据当前行驶速度、当前室外温度以及当前转速确定天窗在当前位置的阻力，如果天窗在当前位置的阻力超过防夹力阈值，则生成天窗开启信号。

进一步的，所述防夹模块160包括：霍尔传感器161、测速传感器162、温度传感器163和判断单元164；其中，所述霍尔传感器161，与判断单元164连接且外接驱动电机，用于获取驱动电机当前转速；并将所述当前转速发送至判断单元；测速传感器162，与所述判断单元164连接，用于获取车辆的当前行驶速度，并当前行驶速度发送至判断单元164；温度传感器163，与判断单元164连接，用于获取车辆所在位置的当前室外温度，并将当前室外温度发送至判断单元164；判断单元164，用于根据当前转速确定天窗的运行状态，根据天窗的运行状态、当前行驶速度以及当前室外温度，计算天窗在当前位置的阻力，如果所述天窗在当前位置的阻力超过防夹力阈值，则生成天窗开启信号。

在本实施例中，每个天窗结构存在差异，不同天窗以及同一天窗不同位置的摩擦力可能都不一样，因此天窗的摩擦力需要通过天窗自学习获取。天窗控制器需要有一个自学习模式，在自学习模式将获取到的摩擦力参数存储到控制器的非易失性存储器中。

自学习模式为无障碍物情况下由天窗在平行滑动大开度位置自动运行到平行滑动关闭位置。再由天窗上翘最大开度位置自动运行到关闭位置。在学习模式中通过霍尔沿计数器标定天窗位置，通过霍尔信号周期标定电机速度。通过霍尔信号周期变化率标定电机加速度即对应天窗运行加速度。通过算法得到天窗运行位置上的摩擦力参数，并将其存入存储器。

天窗正常运行中通过当前电机转速、当前天窗的加速度以及当前位置的摩擦力计算获得障碍物阻力。将计算获得的障碍物阻力与防夹力阀值进行比较，执行防夹动作。

进一步的，所述系统还包括：零位校正模块170，零位校正模块170与霍尔传感器161连接，用于如果所述天窗开启次数超过预设数值，则对所述霍尔传感器进行零位校正。

具体的，零位校正模块170通过校正自学习来补偿由于环境原因，如温度变化或机械结构老化等导致的霍尔传感器存在的微小误差。每隔一定次数自动打开操作，天窗将会自动进行一次初始化动作，重新校正零点。

进一步的，还包括：电源保护模块180；其中，电源保护模块180，外接车载电池，用于检测车载电池的电压值，如果所述电压值满足预设条件，则启动电源保护。

进一步的，还包括：电源管理模块190，其中，电源管理模块190，与控制器130连接，用于检测到天窗处于停止状态，且超过预设时间未接到操作请求，则生成休眠信号；检测到天窗处于休眠状态，且天窗状态发生变化时，则生成唤醒信号；将所述休眠信号和所述唤醒信号发送至控制器；所述控制器130，还用于在接收到唤醒信号后，根据唤醒信号执行唤醒信号对应的动作；在接收到休眠信号后，控制天窗控制系统进行休眠状态。

图3是本实用新型可选实施例中的又一种车辆天窗控制系统的拓扑结构图。如图3所示，所述控制系统外接蓄电池e，所述控制系统包括接口单元301，接口单元301包括电源正端接口1，电源负端接口10，接地端接口5，lin总线接口3，汽车启动输入信号接口4，关闭开关接口8，开启开关接口9、霍尔位置信号接口b。

电机驱动单元302根据微控制单元产生的驱动信号，通过中继双端口303将驱动信号输出至电机m，驱动电机m转动，进而带动车窗移动。

进一步的，在本实施例中，电压传感器304检测电源正端接口1的电压值，并将电压值通过ad转换接口305输入至mcu核心单元306。mcu核心单元306根据上述电压值判断，车辆的蓄电池e是否无法正常给天窗控制系统供电，当蓄电池e无法正常给天窗控制系统供电，则通过高电压开关307接口外部的输入电路313获得备用电源，以使天窗控制系统正常工作。

进一步的，第一霍尔传感器309和第二霍尔传感器310通过逻辑输入单元308将电机的转速信号传递至微控制单元，以使微控制单元根据电机的转速信号对驱动电机m进行控制。

进一步的，本实施例中，flash存储器311用于存储mcu核心单元306在运行过程中，数据或者信息的暂时存储。内部存储器312用于存储需要长期存储的信息，如上述实施例中的电压阈值，防夹力阈值等。

进一步的，串行接口314和总线收发器315用于将天窗控制系统与车辆总控制器的信息进行交换。静电保护单元316用于防止静电对微控制单元的影响。电压校准器317用于校正输入至微控制单元的电压信号，避免电压信号过低或者过高，影响微控制单元的正常运行。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括车辆本体以及如上述实施例中任意所述的车辆天窗控制系统。

上述车辆可执行本实用新型任意实施例所提供的车辆天窗控制系统，具备执行系统相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。