有刷电机的堵转保护电路及电动车窗的电机堵转保护装置的制作方法

文档序号:12654800阅读:696来源:国知局
有刷电机的堵转保护电路及电动车窗的电机堵转保护装置的制作方法

本实用新型涉及一种有刷电机的堵转保护电路以及通过该堵转保护电路实现电动车窗的电机堵转保护的装置。



背景技术:

目前市场上进行电机堵转的方法和电路主要是通过传感器检测或电流检测实现的。例如,申请号为201210181027的中国专利公开了一种电机堵转保护电路及其保护方法,其是通过磁环和速度传感器检测电机的转速信号进行堵转判断的,这种方式电路复杂,而且随着电机的使用损耗,其转速必然是变化的,由此进行参数值比较的时候,其精准度会随着电机的使用而降低。再如,申请号为201210062086的中国专利公开了一种车门窗电机堵转保护方法及系统,其是通过电流检测实现堵转判断的,由于电流的变化与多种因素有关,例如开机瞬间及电机的瞬时过载状态下,电流都比较大,类似于堵转电流,因此,这种方式比较容易发生误判。



技术实现要素:

根据本实用新型的一个方面,提供了一种有刷电机的堵转保护电路以及基于该堵转保护电路的用于电动车窗的堵转保护装置,以解决上述问题的至少一个。其中,有刷电机的堵转保护电路包括车窗按键识别模块、信号反馈模块、开关模块和控制模块,其中,开关模块包括第一接入点和第二接入点,开关模块的第一接入点与信号反馈模块串联,开关模块的第二接入点与车辆的电池正极连接,车窗按键识别模块并联在第一接入点处;开关模块、车窗按键识别模块和信号反馈模块共同连接至控制模块;车窗按键识别模块用于获取按键信号输出至控制模块;信号反馈模块用于获取脉冲波信号输出至控制模块;控制模块根据按键信号或/和脉冲波信号生成驱动信号输出至开关模块,控制开关模块在第一接入点和第二接入点之间进行切换。由此,可以根据按键信号接通第二接入点进行自动控制,并根据脉冲波信号检测电机的堵转情况,以在发生堵转时通过断开电机对电机进行保护,堵转检测的准确度更高。

在一些实施方式中,开关模块包括继电器驱动电路和继电器开关,继电器开关的第一触点和第二触点连通形成第一接入点,继电器开关的第一触点和第三触点连通形成第二接入点,其中,继电器驱动电路与控制模块相连,接收控制模块的驱动信号,根据驱动信号控制继电器开关的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。由此,可以通过继电器开关的触点切换实现根据按键信号和脉冲波信号在堵转保护电路和现有的有刷电极电路之间的切换,电路实现简单,成本低。

在一些实施方式中,信号反馈模块包括负载元器件、一级运放电路和二级运放电路,其中,负载元器件与第一触点串联,一级运放电路并联在负载元器件两端,二级运放电路的输入端连接一级运放电路的输出端,二级运放电路的输出端连接控制模块;一级运放电路获取负载元器件两端的电压输出至二级运放电路,二级运放电路根据负载元器件两端的电压变化生成脉冲波信号输出至控制模块。由此,可以根据电机的旋转状态通过一级运放电路检测负载元器件的电压变化,并将电压变化直接输出至二级运放电路从而根据电压变化生成脉冲波输出,不需要再去检测电机电路中的电流或电压,检测方式简单有效。而且通过这种方式判断电机是否正常工作,准确率更高,降低误判的风险。

在一些实施方式中,车窗按键识别模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、分压电容和三极管,其中,第一分压电阻一端连接至第一接入点,另一端连接三极管的基极;第二分压电阻一端与三极管的集电极连接,另一端连接电源正极;第三分压电阻一端连接三极管的基极,另一端接地;分压电容一端连接三极管的基极,另一端接地;三极管的发射极接地;第二分压电阻和三极管的集电极之间设置有按键信号监测点,按键信号监测点连接至控制模块。由此,可以利用三极管的原理实现对电机电路中是否按下开关按键以接通电机工作进行检测,实现简单,准确率高,方便根据用户按下开关按键的动作自动启动一键工作模式和堵转保护模式,更加智能化。

另外,本实用新型还提供了一种电动车窗的电机的堵转保护装置,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,第一连接器和第二连接器分别通过第三连接器与第四连接器相连成第一回路和第二回路;其中,装置主体中包括有第一堵转保护电路和第二堵转保护电路,第一堵转保护电路和第二堵转保护电路为前述的有刷电机的堵转保护电路,第一堵转保护电路通过其中的开关模块的第一接入点和信号反馈模块分别连接所述第四连接器,以接入第一回路;第二堵转保护电路通过其中的开关模块的第一接入点和信号反馈模块分别连接第四连接器,以接入第二回路;第二堵转保护电路和第二堵转保护电路共用一个控制模块。通过使用与电动车窗的连接器匹配的第一连接器和第二连接器实现与原车辆系统的连接,并通过第三连接器和第四连接器实现将堵转保护装置中的堵转保护电路与原车辆系统的电机电路接通,达到了一键自动升降窗和在自动升降窗过程中对车窗电机的堵转保护的效果。本装置通过检测按键信号和脉冲波信号实现在原车辆电机电路和堵转保护电路之间的切换,堵转检测的准确率更高。并且,本实用新型的堵转保护装置可以很容易地通过连接器安装到原车辆系统中,不需要改变原车电路结构,改造的成本低,安装方便。

进一步地,本实用新型还提供了另一种有刷电机的堵转保护电路,包括车窗按键识别模块、信号反馈模块、开关模块和控制模块,其中,开关模块包括第一接入点和第二接入点,开关模块的第二接入点通过信号反馈模块连接至车辆的电池正极,车窗按键识别模块并联在第一接入点处,开关模块、车窗按键识别模块和信号反馈模块共同连接至控制模块;车窗按键识别模块用于获取按键信号输出至控制模块;信号反馈模块用于获取脉冲波信号输出至控制模块;控制模块根据按键信号或/和脉冲波信号生成驱动信号输出至开关模块,控制开关模块在第一接入点和第二接入点之间进行切换。由此,可以根据按键信号接通第二接入点进行自动控制,并根据脉冲波信号检测电机的堵转情况,以在发生堵转时通过断开电机对电机进行保护,堵转检测的准确度更高。且不需要将信号反馈模块外接入有刷电机电路,只需通过开关模块的第一接入点接入外部电路,更加安全方便。

在一些实施方式中,开关模块包括继电器驱动电路和继电器开关,继电器开关的第一触点和第二触点连通形成第一接入点,继电器开关的第一触点和第三触点连通形成第二接入点,其中,继电器驱动电路与控制模块相连,接收控制模块的驱动信号,根据驱动信号控制继电器开关的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。由此,只需要将继电器开关的第一触点和第二触点接入外部电路,就可以通过继电器开关的触点切换实现根据按键信号和脉冲波信号在堵转保护电路和现有的有刷电极电路之间的切换,电路实现简单,成本低。

在一些实施方式中,信号反馈模块包括负载元器件、一级运放电路和二级运放电路,其中,负载元器件一端与第三触点串联,另一端与车辆的电池正极连接,一级运放电路并联在负载元器件两端,二级运放电路的输入端连接一级运放电路的输出端,二级运放电路的输出端连接控制模块;一级运放电路获取负载元器件两端的电压输出至二级运放电路,二级运放电路根据负载元器件两端的电压变化生成脉冲波信号输出至控制模块。由此,可以根据电机的旋转状态通过一级运放电路检测负载元器件的电压变化,并将电压变化直接输出至二级运放电路从而根据电压变化生成脉冲波输出,不需要再去检测电机电路中的电流或电压,检测方式简单有效。而且通过这种方式判断电机是否正常工作,准确率更高,降低误判的风险。

在一些实施方式中,车窗按键识别模块包括第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、分压电容和三极管,其中,第一分压电阻一端连接至第一接入点,另一端连接三极管的基极;第二分压电阻一端与所述三极管的集电极连接,另一端连接电源正极;第三分压电阻一端连接三极管的基极,另一端接地;分压电容一端连接所述三极管的基极,另一端接地;三极管的发射极接地;第二分压电阻和三极管的集电极之间设置有按键信号监测点,按键信号监测点连接至控制模块。由此,可以利用三极管的原理实现对电机电路中是否按下开关按键以接通电机工作进行检测,实现简单,准确率高,方便根据用户按下开关按键的动作自动启动一键工作模式和堵转保护模式,更加智能化。

本实用新型还提供了另一种电动车窗的电机堵转保护装置,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,第一连接器和第二连接器分别通过第三连接器与第四连接器相连成第一回路和第二回路;装置主体中包括有第三堵转保护电路和第四堵转保护电路,第三堵转保护电路和第四堵转保护电路为前述的有刷电机的堵转保护电路,第三堵转保护电路通过其中的开关模块的第一接入点的两端连接第四连接器,以接入第一回路;第四堵转保护电路通过其中的开关模块的第一接入点的两端连接第四连接器,以接入第二回路;其中,第三堵转保护电路和第四堵转保护电路共用一个控制模块,且共用一个信号反馈模块。通过使用与电动车窗的连接器匹配的第一连接器和第二连接器实现与原车辆系统的连接,并通过第三连接器和第四连接器实现将堵转保护装置中的堵转保护电路通过第一回路和第二回路与原车辆系统的电机电路接通,达到了一键自动升降窗和在自动升降窗过程中对车窗电机的堵转保护的效果。本装置通过检测按键信号和脉冲波信号实现在原车辆电机电路和堵转保护电路之间的切换,堵转检测的准确率更高。并且,本实用新型的堵转保护装置可以很容易地通过连接器安装到原车辆系统中,不需要改变原车电路结构,改造的成本低,安装方便,而且共用一个信号反馈模块和控制模块,节约电子元器件,装置本身成本低。

附图说明

图1为有刷电机在通电旋转过程中的电感接通状态示意图;

图2为本实用新型一种实施方式的有刷电机堵转保护电路的原理图;

图3为图2所示电机堵转保护电路中的车窗按键识别模块的电路原理图;

图4为本实用新型基于图2所示的堵转保护电路的电动车窗的电机堵转保护装置的原理图;

图5为图4所示电动车窗的电机堵转保护装置在主驾驶位的应用原理图;

图6为图4所示电动车窗的电机堵转保护装置在副驾驶位的应用原理图;

图7为本实用新型另一种实施方式的有刷电机堵转保护电路的原理图;

图8为本实用新型基于图7所示的堵转保护电路的电动车窗的电机堵转保护装置的原理图;

图9为图8所示电动车窗电机堵转保护装置在主驾驶位的应用原理图;

图10为图8所示电动车窗电机堵转保护装置在副驾驶位的应用原理图。

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。

有刷电机是一种常用的电机,尤其是在电动车窗中的应用。研究有刷电机的工作原理和旋转状态,可以为实际应用(例如对电机的堵转状态判断)提供有效的帮助。图1示意性地显示了一种有刷电机在通电旋转过程中的电感接通状态。如图1所示,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,在旋转到图中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;在旋转到图中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,其内部电阻值是不同的。基于此,当在电机的电路中串联一个负载元器件时,负载元器件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上的第一运放器获取变化的电压信号,并通过第二运放器生成脉冲波信号输出。而通过对是否输出脉冲波进行检测,就可以判断电机的运转情况(如是否发生堵转)。

图2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的有刷电机堵转保护电路的原理图。如图2所示,堵转保护电路20包括电源+BAT、车窗按键识别模块5、信号反馈模块7、开关模块6和控制模块8。其中,开关模块6具有第一接入点和第二接入点(图未标出),车窗按键识别模块5分别与开关模块6的第一接入点和控制模块8连接,用于获取有刷电机电路的按键信号输出至控制模块8。信号反馈模块7分别连接开关模块6的第一接入点和控制模块8,用于获取有刷电机电路的脉冲波信号输出至控制模块8。开关模块6的第二接入点连接至电源+BAT。控制模块8根据按键信号或/和脉冲波信号生成驱动信号输出至开关模块6,控制开关模块6在第一接入点和第二接入点之间进行切换。在实际应用中将该堵转保护电路接入有刷电机电路即可实现对有刷电机电路中的电机的堵转保护。有刷电机电路为有刷电机的原有电路系统,如图2所示,该电路视为由按键开关100和电机400组成的串联电路,当按键开关100接通时,电机400开始工作,当按键开关100断开时,电机400停止工作。将堵转保护电路与有刷电机电路进行结合具体为,将开关模块6的第一接入点和信号反馈模块7串联接入有刷电机电路,即将开关模块6的第一接入点连接至有刷电机电路的按键开关100,将信号反馈模块7连接至有刷电机电路的电机400,将原有电路系统的电池正极+BAT作为堵转保护电路20的电源+BAT(即该堵转保护电路与原车辆的有刷电机电路共用车辆的电池)。由此,当按下按键开关100时有刷电机电路接通,车窗按键识别模块5检测到按键信号输出给控制模块8。控制模块8根据按键信号生成接通堵转保护电路的驱动信号输出给开关模块6,驱动开关模块6接通第二接入点,即驱动开关模块6与车辆的电池正极+BAT接通。此时,控制模块8根据信号反馈模块7输出的脉冲波信号进行判断,如果信号反馈模块7输出有脉冲波信号,则说明电机400正常转动,这种情况下,控制模块8继续根据脉冲波信号生成接通堵转保护电路的驱动信号输出给开关模块6驱动开关模块6持续与车辆的电池正极+BAT接通。如果在开关模块6与车辆的电池正极+BAT接通的情况下(即堵转保护电路接通的情况下),信号反馈模块7没有输出脉冲波信号给控制模块8,则说明电机400发生堵转不能正常工作,这种情况下,控制模块8则生成断开堵转保护电路的驱动信号给开关模块6,驱动开关模块6接通第一接入点,即驱动开关模块6与有刷电机电路接通,此时由于开关模块6与车辆的电池正极断开且有刷电机电路的按键开关100也断开,则使得电机400不再处于通电状态,从而实现对电机的堵转保护。需要说明的是,由于持续按下按键开关100为手动动作,当用户持续通过按下按键开关100驱动电机时,本实施例中的堵转保护电路不工作(即不会驱动开关模块6切换至第二接入点),具体实现方式可以是控制模块8对车窗按键识别模块5的识别结果进行判断,当按键信号持续一小段时间(如小于1s)时,控制模块8通过驱动信号控制开关模块6切换至堵转保护电路,以对电机400进行自动控制并对电机进行堵转保护,而如果按键信号持续较长的时间(如大于1s)时,则认为是用户需要对电机进行手动控制,此时控制模块8不输出驱动信号以保持原有的有刷电机电路接通。

如图2所示,本实用新型具体实施例中的开关模块6可以是包括继电器驱动电路61和继电器开关JD的开关装置。其中,继电器开关JD的第一触点和第二触点接通形成第一接入点,继电器开关JD的第一触点和第三触点接通形成第二接入点,默认为第一触点和第二触点接通串联至有刷电机电路中,第三触点与车辆的电池正极+BAT连接。继电器驱动电路61与控制模块8相连,以接收控制模块8输出的驱动信号,并根据驱动信号控制继电器开关JD的第一触点在第二触点和第三触点之间切换。例如,当控制模块8检测到按键信号,并根据按键信号生成接通堵转保护电路的驱动信号输出至继电器驱动电路61时,继电器驱动电路61吸合继电器开关JD使其第一触点与第二触点断开并与第三触点接通,由此以接通堵转保护电路。而当堵转保护电路接通后,控制模块8检测到信号反馈模块7输出脉冲波信号,则控制模块8继续根据脉冲波信号生成接通堵转保护电路的驱动信号输出至继电器驱动电路61以保持第一触点与第三触点的接通。如果堵转保护电路接通的状态下,控制模块没有检测到信号反馈模块7输出脉冲波信号,则控制模块8生成断开堵转保护电路的驱动信号输出至继电器驱动电路61,继电器驱动电路61与继电器开关JD相斥以使其第一触点与第三触点断开并与第二触点接通,由此以断开堵转保护电路,此时由于有刷电机电路的按键开关100没有按下,因而有刷电机电路处于也处于断开的状态,则就可以实现在堵转时对电机断电,从而达到对电机的堵转保护的目的。

如图2所示,在具体实施例中,信号反馈模块7可以设置为包括负载元器件R、一级运放电路A1和二级运放电路A2。其中,负载元器件R的一端与继电器开关JD的第一触点串联,另一端与有刷电机电路串联,由此,就可以将负载元器件R与电机400串联,根据图1所示的电机旋转时的接通原理,与电机400串联的负载元器件R两端的电压随着电机400的电感变化而同时变化,基于此,将一级运放电路A1与负载元器件R并联,就可以通过一级运放电路A1检测负载元器件R两端的电压变化,此时根据电机400旋转状态下的电感变化,负载元器件R两端输出到一级运放电路A1的电压为波浪形。将二级运放电路A2的输入端连接一级运放电路A1的输出端,则根据一级运放电路A1输出的波浪形电压,二级运放电路A2就可以生成由高低电平组成的方波脉冲波信号。将二级运放电路A2的输出端连接控制模块8,则在电机400正常旋转工作的状态下,控制模块8就能够检测到由二级运放电路A2输出的方波脉冲波信号,而当电机400发生堵转时,其内部的电感将不发生变化,此时二级运放电路A2就不输出脉冲波信号,即控制模块8就检测不到脉冲波信号。由此,控制模块8就可以根据信号反馈模块7输出的脉冲波信号进行判断电机400是否发生堵转。由于电机400的内部结构及其旋转工作原理不会随着电机的损耗而发生变化,检测脉冲波的方式与检测电机的具体电流或转速的方式相比,精准度更高,不会发生误判,非常高效。

如图3所示,在具体实施例中,本实用新型的车窗按键识别模块5可以设置为包括第一分压电阻R4、第二分压电阻R5、第三分压电阻R6、分压电容C1和三极管Q1。其中,第一分压电阻R4一端连接至有刷电机电路(即接入在第一接入点和按键开关100之间),另一端连接三极管Q1的基极。第二分压电阻R5一端与三极管Q1的集电极连接,另一端连接电源正极+Vcc。第三分压电阻R6一端连接三极管Q1的基极,另一端接地。分压电容C1一端连接三极管Q1的基极,另一端接地,且三极管的发射极接地。其中,在第二分压电阻R5和三极管Q1的集电极之间设置有按键信号监测点M,该按键信号监测点M连接至控制模块8。当按键开关100按下、有刷电机电路接通时,第一分压电阻R4的接入有刷电机电路的一端(即接入端IN)产生与车辆的电池正极+BAT相等的电压,从而在接入端IN与三极管Q1的基极之间产生通路,并且通过第一分压电阻R4、第三分压电阻R6和分压电容C1的分压,在基极产生低电平(例如0.7V),根据三极管的原理,这种情况下,三极管Q1的集电极上的电路导通,即第二分压电阻R5所在的电路导通,由此就在按键信号监测点M输出0V的电压。而当按键开关100断开、有刷电机电路未接通时,接入端IN与三极管Q1的基极之间的电路未接通,根据三极管的原理,这种情况下,三极管Q1的集电极上的电路也不导通,由此就在按键信号监测点M输出与电源正极+Vcc相等的高电平电压(例如当+Vcc为5V时,按键信号监测点M输出5V电压)。这样,车窗按键识别模块5通过高低电平的方式在按键信号监测点M输出按键信号给控制模块8,控制模块8根据按键信号是高电平还是低电平就能够判断有刷电机电路的按键开关100是否被按下。

由于有刷电机常应用在车辆系统中,因此,可以利用上述原理和有刷电机的堵转保护电路,对电动车窗的电机进行堵转保护。基于此,本实用新型还公开了一种车窗有刷电机的堵转保护装置,如图4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40。其中,第一连接器1和第二连接器2分别通过线束连接至第三连接器3,装置主体40上设有第四连接器4,第四连接器4与第三连接器3相连。其中,由于电动车窗中包括升窗电路和降窗电路,为了同时实现在升窗和降窗时都能进行堵转检测和保护,本实用新型实施例的堵转保护装置中的第一连接器1和第二连接器2为两线接口,第三连接器3和第四连接器4为四线接口,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连通形成两条回路,分别为第一回路“Ta1-Fa1-Fb1-Fb2-Fa2-Tb1”和第二回路“Ta2-Fa4-Fb4-Fb3-Fa3-Tb2”。在装置主体40中设置有两个堵转保护电路,分别为第一堵转保护电路和第二堵转保护电路(图未标识),其中第一堵转保护电路和第二堵转保护电路的电路原理与图2所示的堵转保护电路的电路原理相同,可参照上文叙述。在实际应用中,根据电动车窗的电路原理,将第一连接器1与电动车窗的总控开关接通,将第二连接器与电动车窗的电机接通,将第一堵转保护电路和第二堵转保护电路分别接入第一回路和第二回路中,即可实现在升窗和降窗过程中对车窗电机进行堵转检测和保护。如图4所示,本实施例中的第一堵转保护电路包括车辆的电池正极+BAT、第一识别模块51、第一开关单元6A和第一信号反馈模块71,它们之间的连接关系与图2中的堵转保护电路的连接关系相同。第二堵转保护电路包括车辆的电池正极+BAT、第二识别模块52、第二开关单元6B和第二信号反馈模块72,它们之间的连接关系也与图2中的堵转保护电路的连接关系相同。其中,在该装置中,第一堵转保护电路和第二堵转保护电路共用一个控制模块,即第一识别模块51、第一开关单元6A、第一信号反馈模块71、第二识别模块52、第二开关单元6B和第二信号反馈模块72都连接至控制模块8。其中第一识别模块51和第二识别模块52的具体实现方式参照前文对按键识别模块5的叙述,在此不再进行详细赘述。第一开关单元6A设置为用于在升窗时进行堵转切换控制,第二开关单元6B设置为用于在降窗时进行堵转切换控制。根据开关模块6的原理,其中第一开关单元6A可以设置为包括第一继电器驱动电路61A和第一继电器开关JD1,第一继电器开关JD1的第一触点和第二触点接通形成第一接入点,第一接入点与第四连接器4串联,第一继电器开关JD2的第一触点和第三触点接通形成第二接入点,默认地,第一继电器开关JD1的第一触点和第二触点为接通状态,第三触点与车辆的电池正极+BAT连接。相应地,第二开关单元6B设置为包括第二继电器驱动电路61B和第二继电器开关JD2,第二继电器开关JD2的第一触点和第二触点接通形成第一接入点,第一接入点与第四连接器4串联,第二继电器开关JD2的第一触点和第三触点接通形成第二接入点,默认情况下,第二继电器开关JD2的第一触点和第二触点为接通状态,第三触点与车辆的电池正极+BAT连接。其中,第一继电器驱动电路61A和第二继电器驱动电路61B分别与控制模块8相连。相应地,信号反馈模块7包括第一信号反馈单元71和第二信号反馈单元72,第一信号反馈单元71包括第一负载元器件R1、第一一级运放电路A11和第一二级运放电路A12,其中,第一负载元器件R1的一端与第一继电器开关JD1的第一触点串联,另一端与第四连接器4串联,第一一级运放电路A11与第一负载元器件R1并联,第一二级运放电路A12的输入端连接第一一级运放电路A11的输出端,第一二级运放电路A12的输出端连接控制模块8。同样地,第二信号反馈单元72设置为包括第二负载元器件R2、第二一级运放电路A21和第二二级运放电路A22,其中,第二负载元器件R2的一端与第二继电器开关JD2的第一触点串联,另一端与第四连接器4串联,第二一级运放电路A21与第二负载元器件R2并联,第二二级运放电路A22的输入端连接第二一级运放电路A21的输出端,第二二级运放电路A22的输出端连接控制模块。这样,将该实施例中的堵转保护装置安装在电动车窗上,就可以实现同时在升窗时和降窗时同时对电机进行堵转保护。图6和图7分别示出了本实施例的堵转保护装置与主驾驶位的电动车窗的电路的电路连接原理图和与副驾驶位的电动车窗的电路的电路连接原理图。其中,其他车窗(如左后座和右后座)的电路连接原理图与副驾驶位相同,可进行参照。如图6和7所示,将第一连接器1连接至总控开关100的连接器200,将第二连接器2连接至车窗电机400的连接器300,由此就将本实施例的堵转保护装置中形成的第一回路和第二回路分别连接到了车窗的按键开关和车窗电机上,即将堵转保护装置中的第一堵转保护电路和第二堵转保护电路都接入了电动车窗的车窗电机电路中。这样,在升窗时,当抬起总控开关100的升窗按键开关A,第一识别模块51就检测到按键信号输出至控制模块8,控制模块8就根据按键信号生成接通堵转保护电路的驱动信号输出至第一继电器驱动电路61A,驱动第一继电器开关JD1的第一触点与第三触点接通,由此,就接通了由“车辆的电池正极+BAT-第一继电器开关JD1-第一负载元器件R1-车窗电机400-第二负载元器件R2-降窗按键开关B-电池负极GND”组成的堵转保护电路,根据电机旋转工作原理,在没有发生堵转时就可以通过第一二级运放电路A12输出脉冲波信号,控制模块8根据是否能够检测到脉冲波信号就可以判断在升窗过程中车窗电机400是否发生了堵转。当未发生堵转时,控制模块8根据脉冲波信号持续生成接通堵转保护电路的驱动信号输出至第一继电器驱动电路61A,当发生堵转时,控制模块8则生成断开堵转保护电路的驱动信号输出至第一继电器驱动电路61A,驱动第一继电器开关JD1的第一触点与第二触点接通,由此以使车窗电机400断电,实现堵转保护。在降窗时,则是通过第二识别模块52识别降窗按键开关B,由第二二级运放电路A22根据第二负载元器件R2的电压变化输出脉冲波信号,并由第二继电器开关JD2的第一触点在其第二触点和第三触点间切换,以实现降窗时的堵转保护的,具体的工作原理和过程可参照升窗时的叙述,原理相同,在此不再进行赘述。

如图7所示,由于在通过副驾驶位的总控开关500的升窗按键开关C或降窗按键开关D进行升降窗控制时,电路原理与通过主驾驶位的总控开关100的升窗按键开关A或降窗按键开关B进行升降窗控制的电路原理稍有不同,即当通过副驾驶位的总控开关500的升窗按键开关C进行升窗时,无法通过第一识别模块51、第一开关单元6A和第一信号反馈单元71进行堵转保护控制,同理当通过副驾驶位的总控开关500的降窗按键开关D进行降窗时,也无法通过第二识别模块52、第二开关单元6B和第二信号反馈单元72进行堵转保护控制,因此,为了让堵转保护装置能够在所有的车窗通用,作为优选实施例,可以将第二识别模块52设置为用于检测升窗按键开关的按键信号,将第二开关单元6B设置为在升窗时接受驱动信号控制是否接通堵转保护电路,将第二信号反馈单元72设置为检测升窗时是否发生堵转,相应地,将第一识别模块51设置为用于检测降窗按键开关的按键信号,将第一开关单元6A设置为在降窗时接受驱动信号控制是否接通堵转保护电路,将第一信号反馈单元71设置为检测降窗时是否发生堵转。该最优实施例的一种实现方式例如可以是,将第一一级运放电路A11的负极输入端连接在第一负载元器件R1和第一继电器开关JD1之间,将第一一级运放电路A11的正极输入端连接在第一负载元器件R1的另一端,而将第二一级运放电路A21的负极输入端连接在第二负载元器件R2和第二继电器开关JD2之间,将第二一级运放电路A21的正极输入端连接在第二负载元器件R2的另一端。由此,当正常升窗时,第二信号反馈单元72才能输出脉冲波信号,当正常降窗时,第一信号反馈单元71才能输出脉冲波信号,控制模块8只需要在升窗时检测第二识别模块52的按键信号和第二信号反馈单元72的脉冲波信号,并根据按键信号和脉冲波信号向第二继电器驱动电路61B输出驱动信号以驱动第二继电器开关JD2的第一触点在其第二触点和第三触点之间切换,即可使用统一的电路结构对所有车窗的电机进行堵转保护。降窗亦然。

图7示意性地显示了一种改进的有刷电机堵转保护电路。该电路与图2所示的电路基本相同,不同在于,开关模块6的第一接入点串联至有刷电机电路中,而开关模块6的第二接入点通过信号反馈模块7连接至车辆的电池正极+BAT,即信号反馈模块7与开关模块6的第二接入点连接,并且是由信号反馈模块7与车辆的电池正极+BAT连接。这样在实际应用中,只需要将开关模块6的第一接入点连接至现有的有刷电机电路即可,不需要将其他模块如信号反馈模块7也连入有刷电机电路。图8示意性地显示了根据图7所示的堵转保护电路在电动车窗的堵转保护装置中的应用。如图8所示,该装置与图4所示的装置基本相同,不同在于,本实施例中的装置主体包括的两个堵转保护电路即第三堵转保护电路和第四堵转保护电路,不但共用一个控制模块8,它们还共用一个信号反馈模块7,即第三堵转保护电路包括车辆的电池正极+BAT、第一识别模块51、第一开关单元6A、信号反馈模块7和控制模块8,第四堵转保护电路包括车辆的电池正极+BAT、第二识别模块52、第二开关单元6B、信号反馈模块7和控制模块8。第三堵转保护电路和第四堵转保护电路的电路原理与图7所示的相同,第一识别模块51、第一开关单元6A、信号反馈模块7和控制模块8的具体实现方式可参照前文叙述,在此不再赘述。如图所示,共用一个信号反馈模块7的具体实现方式为,将第一继电器开关JD1的第三触点与第二继电器开关JD2的第三触点连接,并将其共同连接至信号反馈模块7。信号反馈模块7的实现同图2所示的实现方式,不同在于,负载元器件R的一端分别与第一继电器开关JD1的第三触点以及第二继电器开关JD2的第三触点连接,另一端与车辆的电池正极+BAT连接。这样,控制模块8就可以通过第一识别模块51和第二识别模块52检测按键信号,并将生成的驱动信号输出至第一继电器驱动电路JD1或第二继电器驱动电路JD2,驱动第一继电器开关JD1的第一触点在第二触点和第三触点之间切换或驱动第二继电器开关JD2的第一触点在第二触点和第三触点之间切换,并通过信号反馈模块7检测脉冲波信号,从而实现堵转保护。同样地,为了实现各车窗的统一控制,本实施例中优选将第一识别模块51用于识别降窗的按键信号,将第二识别模块52用于识别升窗的按键信号。当第二识别模块52识别到按键信号时,控制模块8生成接通堵转保护电路的驱动信号输出至第一继电器驱动电路61A,驱动第一继电器开关JD1的第一触点与第三触点接通,以形成通路“车辆的电池正极+BAT-负载元器件R-第一继电器开关JD1-车窗电机400-第二继电器开关JD2-电池负极GND的”。之后,控制模块8就可以通过第二运放电路A2是否输出有脉冲波信号检测升窗的过程中电机是否发生堵转。同理,当第一识别模块51识别到按键信号,则接通第二继电器开关JD2的第一触点和第三触点以通过第二运放电路A2检测降窗的过程中是否发生堵转。该实施例中,只需要使用一个信号反馈模块7,电路结构更简单,节省元器件。图9和图10示出了该实施例的堵转保护装置在主驾驶位和副驾驶位的应用原理图,具体的工作原理和过程可参照前文叙述,并结合图9和图10的电路结构进行一一对应,由于原理相同故在此不再赘述。

在图4-图10所示的具体实施例中,车窗按键识别模块5的结构与图2所示的相同,不同在于,在具体应用中,第一分压电阻R4的一端是通过连接至第四连接器4进而连接车窗的电机电路中的按键开关的。

在优选实施例中,为了保证检测结果的准确性,控制模块8在根据按键信号生成驱动信号时,可以使生成的驱动信号持续一定的时间(如1s),以保证堵转保护电路接通的时间长度,从而保证检测到脉冲波信号的结果的准确率(即避免是由于堵转保护电路接通的时间过短而无脉冲波信号的误判)。

需要说明的是,由于持续按下按键开关为手动动作,当用户持续通过按下按键开关驱动电机时,说明用户自己就可以控制电机的工作情况,并不需要启动本实施例中的堵转保护电路工作,因此,本实用新型的各实施例都只对短暂按下按键开关启动自动升降窗的情况进行堵转保护,具体实现方式可以是控制模块8对车窗按键识别模块5的识别结果进行判断,当按键信号持续一小段时间(如小于1s)时,控制模块8通过驱动信号控制开关模块6切换至堵转保护电路,以对车窗电机400进行自动控制并对电机进行堵转保护,而如果按键信号持续较长的时间(如大于1s)时,则认为是用户需要对电机进行手动控制,此时控制模块8不输出驱动信号以保持原有的有刷电机电路接通。

在一些实施例中,还可以将控制模块与车辆的中控系统和遥控系统分别相连,以接收中控信号和遥控信号,并接收到中控信号和遥控信号时,根据中控信号和遥控信号生成驱动信号输出至开关模块,以控制开关模块在第一接入点和第二接入点之间切换,从而实现通过中控信号和遥控信号自动升窗和自动降窗,并在自动升窗和降窗过程中实现对车窗电机的堵转保护。其中,通过中控信号和遥控信号进行控制需要同时检测车辆的启动信号,以在车辆为锁车熄火的状态下才通过中控信号和遥控信号进行自动升降窗(如果是运行状态通过遥控和中控升降窗不方便使用,且开车行进时增加危险性)。根据中控信号和遥控信号生成驱动信号具体例如可以是,在车辆启动信号为锁定状态(即熄火状态)下接收到中控上锁信号或遥控上锁时,生成驱动信号驱动用于升窗的开关模块的第二接入点接通,当接收到中控开锁信号或遥控开锁信号时,生成驱动信号驱动用于降窗的开关模块的第二接入点接通,堵转的检测和保护与通过按键开关进行控制时相同,可参照前文叙述。

本实用新型的堵转保护电路基于有刷电机的工作原理,通过在电机中串联负载元器件,以根据有刷电机的工作状态,检测负载元器件两端电压变化,根据电压变化生成脉冲波,通过判断是否有脉冲波输出而判断电机是否发生堵转,准确率更高,不会发生误判。而基于该堵转保护电路原理的用于电动车窗的堵转保护装置通过与原车窗电路匹配的连接器连接至原车窗电路,从而实现对车窗电机的堵转保护,安装方式简单,不需要改变原电路结构,且检测的准确率更高,有效节约成本。

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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