專利名稱：基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型隸屬于汽車車窗防夾控制電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路。該車窗防夾控制電路主要由微控制單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，放大電路，濾波電路，電源供電電路組成，其通過(guò)對(duì)車窗電機(jī)紋波和電流的檢測(cè)，來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車車窗防夾功能。
背景技術(shù)：
隨著近年來(lái)汽車智能化的發(fā)展，汽車電動(dòng)車窗防夾技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣范。目前，實(shí)現(xiàn)汽車電動(dòng)車窗防夾功能的技術(shù)方法，主要有霍爾傳感器方案和紅外檢測(cè)方案兩種。紅外檢測(cè)方法是利用紅外光檢測(cè)有無(wú)異物在電動(dòng)車窗移動(dòng)范圍內(nèi)，通過(guò)微控制器來(lái)控制車窗玻璃移動(dòng)，這種方法可防止異物直接接觸到玻璃。但在汽車這一特殊的應(yīng)用環(huán)境中，尤其在惡劣的氣候條件下會(huì)嚴(yán)重影響到紅外光源的性能，在這些情況下，紅外系統(tǒng)很難保證正常工作，不適于汽車上，因此這一方案基本上已遭到大多數(shù)汽車電子開(kāi)發(fā)商和汽車制造商的否定。基于壓力傳感器方案的汽車防夾電動(dòng)車窗是目前應(yīng)用較多的，這種方案常利用霍爾元件來(lái)監(jiān)測(cè)車窗的運(yùn)動(dòng)位置，當(dāng)運(yùn)動(dòng)中的車窗受到橫向或正向壓力時(shí)，它會(huì)給電機(jī)帶來(lái)大的負(fù)載，當(dāng)電流達(dá)一定程度時(shí)，該方案就認(rèn)為電動(dòng)車窗在上升過(guò)程中遇到了阻力，并通過(guò)微控制單元發(fā)出指令讓電機(jī)停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而有效和可靠地實(shí)現(xiàn)了防夾功能。霍爾元件提供電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)等信息，但該方案的缺點(diǎn)就是增加了霍爾元件，并且要設(shè)計(jì)專門(mén)的安裝位置。另外中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00920196866.9公開(kāi)的基于紋波電流檢測(cè)的汽車車窗防夾控制電路，其控制流程圖如圖1至圖2所示，通常來(lái)說(shuō)，紋波電流信號(hào)為采樣電流中夾雜的小信號(hào)，紋波信號(hào)的幅度為0.2-0.4mV，采樣電流的幅度為2V-8V，若紋波信號(hào)放大到4V左右時(shí)，放大電路的倍數(shù)差不多1000倍，那么電流采樣電壓的幅度就放大到2000-8000V電壓，而放大電路的供電電壓為5V或者是12V，這時(shí)從放大電路輸出的電壓就只能是5V或者12V，這時(shí)就丟失了紋波信號(hào)，因此該專利只適用于電流小于0.6A的電機(jī)。綜上所述，紅外檢測(cè)方案在汽車中并不可行，而霍爾傳感器方案，成本高而且安裝復(fù)雜。而現(xiàn)有的紋波檢測(cè)方案專利，適應(yīng)性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)汽車電動(dòng)車窗防夾功能的技術(shù)方法所存在的不足而提供一種基于紋波和電流檢測(cè)的汽車車窗防夾控制電路，該汽車車窗防夾控制電路性能可靠穩(wěn)定，成本低，而且解決了放大紋波電壓而造成大電流時(shí)紋波丟失的問(wèn)題。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):[0011 ] 基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、濾波電路、電源電路、微控制單元，電源電路給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路和微控制單元供電；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路包括兩個(gè)繼電器，其中第一個(gè)繼電器的一個(gè)靜觸頭和第二個(gè)繼電器的一個(gè)靜觸頭并接后接電源電路，第一個(gè)繼電器的動(dòng)觸頭和第二個(gè)繼電器的動(dòng)觸頭分別接汽車車窗電機(jī)的輸入正端和輸入負(fù)端；第一個(gè)繼電器的另一個(gè)靜觸頭和第二個(gè)繼電器的另一個(gè)靜觸頭并接后通過(guò)取樣電阻接地；所述微控制單元具有兩個(gè)控制信號(hào)輸出端，其中第一控制信號(hào)輸出端和第二控制信號(hào)輸出端分別與所述第一個(gè)繼電器的線包一端和第二個(gè)繼電器的線包的控制端連接；其特征在于，所述取樣電阻對(duì)汽車車窗電機(jī)的工作電流進(jìn)行采樣，采樣所獲得的電流轉(zhuǎn)換為采樣電壓，所述采樣電壓分成兩路通過(guò)微控制單元的兩個(gè)信號(hào)采樣口送入微控制單元中進(jìn)行處理；其中一路采樣電壓去除直流后形成汽車車窗電機(jī)的紋波信號(hào)，另一路采樣電壓輸入微控制單元形成汽車車窗電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行電流。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括第一放大電路、第二放大電路和濾波電路，所述第一放大電路的電壓信號(hào)輸入端與取樣電阻的取樣端連接，第一放大電路具有兩個(gè)放大電壓信號(hào)輸出端，第一放大電路的第一放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第一信號(hào)采樣口連接，第一放大電路的第二放大電壓信號(hào)輸出端與濾波電路的輸入端連接，濾波電路的輸出端與第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸入端連接，第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第二信號(hào)采樣口連接。在本實(shí)用新型的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括第一放大電路、第二放大電路和濾波電路，所述第一放大電路的電壓信號(hào)輸入端和濾波電路的輸入端與取樣電阻的取樣端連接，第一放大電路具有一個(gè)放大電壓信號(hào)輸出端，第一放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第一信號(hào)采樣口連接，濾波電路的輸出端與第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸入端連接，第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第二信號(hào)采樣口連接。在實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)雙繼電器可以為兩個(gè)單繼電器或與繼電器功能相似的MOS管。本實(shí)用新型通過(guò)紋波和電流檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)汽車車窗防夾，并且可靠性高，計(jì)算位置精確，而且成本低。

圖1、圖2為中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00920196866.9公開(kāi)的基于紋波電流檢測(cè)的汽車車窗防夾控制電路的控制流程圖。圖3為本實(shí)用新型基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路實(shí)施例1的電路原理框圖。圖4為本實(shí)用新型基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路實(shí)施例2的電路原理框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施防止來(lái)進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。以下實(shí)施例由一個(gè)雙繼電器J構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路來(lái)描述的。當(dāng)然電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路也可以采用兩個(gè)單繼電器或具有繼電器相同功能的MOS管所構(gòu)成。實(shí)施例1參見(jiàn)圖3，圖中給出的基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，其電路包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100、電源電路200、微控制單元300、放大電路400、500和濾波電路600。電源電路200給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100和微控制單元300供電；即雙繼電器J的2腳即相當(dāng)于第一單繼電器的線包Jl的一端和雙繼電器J的7腳即相當(dāng)于第二單繼電器的線包J2的一端與電源電路200連接。雙繼電器的3腳即相當(dāng)于第一單繼電器的一個(gè)靜觸頭和雙繼電器J的8腳即相當(dāng)于第二單繼電器的一個(gè)靜觸頭并接后與電源電路200連接。雙繼電器J的5腳即相當(dāng)于第一單繼電器的一個(gè)動(dòng)觸頭與汽車車窗電機(jī)700的輸入正端連接。雙繼電器J的10腳即相當(dāng)于第二單繼電器的一個(gè)動(dòng)觸頭與汽車車窗電機(jī)700的輸入負(fù)端連接。雙繼電器J的4腳即相當(dāng)于第一單繼電器的另一個(gè)靜觸頭和雙繼電器J的9腳即相當(dāng)于第二單繼電器的另一個(gè)靜觸頭并接后通過(guò)取樣電阻R接地。微控制單元300具有兩個(gè)控制信號(hào)輸出端310、320，控制信號(hào)輸出端310與雙繼電器J的I腳即相當(dāng)于第一單繼電器的線包Jl的另一端連接，控制信號(hào)輸出端320與雙繼電器J的6腳即相當(dāng)于第二單繼電器的線包J2的另一端連接。取樣電阻R的取樣端與放大電路400的電壓信號(hào)輸入端410連接，放大電路400具有兩個(gè)放大電壓信號(hào)輸出端420、430,放大電壓信號(hào)輸出端420與微控制單兀300的信號(hào)米樣口 330連接，放大電壓信號(hào)輸出端430與濾波電路600的輸入端610連接，濾波電路600的輸出端620與放大電路500的放大電壓信號(hào)輸入端510連接，放大電路500的放大電壓信號(hào)輸出端520與微控制單元300的信號(hào)采樣口 340連接。該實(shí)施例的工作原理是:微控制單元300的控制信號(hào)輸出端310輸出低電平，雙繼電器J的3腳與雙繼電器J的5腳連接，電流的流向?yàn)橛呻p繼電器J的3腳一雙繼電器J的5腳一汽車車窗電機(jī)700的輸入正端一汽車車窗電機(jī)700的輸入負(fù)端一雙繼電器J的10腳一雙繼電器J的9腳—取樣電阻R。通過(guò)取樣電阻R可以采樣到汽車車窗電機(jī)700的工作電流，通過(guò)取樣電阻R轉(zhuǎn)換為電壓，電流采樣電壓為:電流采樣電壓=電機(jī)電流X采樣電阻阻值。然后將采樣的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路400，將電流采樣電壓放大到微控制單元可以測(cè)量的范圍，這時(shí)將輸出的電壓信號(hào)分成兩部分。一部分經(jīng)過(guò)濾波電路600，去除直流部分，這時(shí)可得到汽車電機(jī)的紋波信號(hào)，然后將紋波信號(hào)通過(guò)放大電路500放大到微控制單元300可以測(cè)量的范圍，再將放大后的紋波信號(hào)傳輸給微控制單元300處理，通過(guò)微控制單元300的算法計(jì)算，可以確定當(dāng)前車窗運(yùn)動(dòng)的位置和方向。另一部分直接傳輸至微控制單元300的信號(hào)采樣口 330 (AD端口)，通過(guò)測(cè)量放大后的電流采樣電壓來(lái)計(jì)算當(dāng)前電機(jī)的運(yùn)行電流，從而判斷車窗運(yùn)行過(guò)程中是否遇到障礙物。實(shí)施例2參見(jiàn)圖4，圖中給出的基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，其電路包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100、電源電路200、微控制單元300、放大電路400a、500和濾波電路600a。[0034]電源電路200給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100和微控制單元300供電；即雙繼電器J的2腳即相當(dāng)于第一單繼電器的線包Jl的一端和雙繼電器J的7腳即相當(dāng)于第二單繼電器的線包J2的一端與電源電路200連接。雙繼電器的3腳即相當(dāng)于第一單繼電器的一個(gè)靜觸頭和雙繼電器J的8腳即相當(dāng)于第二單繼電器的一個(gè)靜觸頭并接后與電源電路200連接。雙繼電器J的5腳即相當(dāng)于第一單繼電器的一個(gè)動(dòng)觸頭與汽車車窗電機(jī)700的輸入正端連接。雙繼電器J的10腳即相當(dāng)于第二單繼電器的一個(gè)動(dòng)觸頭與汽車車窗電機(jī)700的輸入負(fù)端連接。雙繼電器J的4腳即相當(dāng)于第一單繼電器的另一個(gè)靜觸頭和雙繼電器J的9腳即相當(dāng)于第二單繼電器的另一個(gè)靜觸頭并接后通過(guò)取樣電阻R接地。微控制單元300具有兩個(gè)控制信號(hào)輸出端310、320，控制信號(hào)輸出端310與雙繼電器J的I腳即相當(dāng)于第一單繼電器的線包Jl的另一端連接，控制信號(hào)輸出端320與雙繼電器J的6腳即相當(dāng)于第二單繼電器的線包J2的另一端連接。取樣電阻R的取樣端分出兩路，一路與放大電路400a的電壓信號(hào)輸入端410a連接，另一路濾波電路600a的輸入端610a連接，放大電路400a的放大電壓信號(hào)輸出端420a與微控制單元300的信號(hào)采樣口 330連接。濾波電路600a的輸出端620a與放大電路500的放大電壓信號(hào)輸入端510連接,放大電路500的放大電壓信號(hào)輸出端520與微控制單兀300的信號(hào)采樣口 340連接。該實(shí)施例的工作原理是:微控制單兀300的控制信號(hào)輸出端310輸出低電平,雙繼電器J的3腳與雙繼電器J的5腳連接，電流的流向?yàn)橛呻p繼電器J的3腳一雙繼電器J的5腳一汽車車窗電機(jī)700的輸入正端一汽車車窗電機(jī)700的輸入負(fù)端一雙繼電器J的10腳一雙繼電器J的9腳—取樣電阻R。通過(guò)取樣電阻R可以采樣到汽車車窗電機(jī)700的工作電流，通過(guò)取樣電阻R轉(zhuǎn)換為電壓，電流采樣電壓為:電流采樣電壓=電機(jī)電流X采樣電阻阻值。然后將采樣的電壓信號(hào)，分出兩路，一路經(jīng)過(guò)濾波電路600a，濾波出紋波信號(hào)，然后將紋波信號(hào)通過(guò)放大電路500放大到微控制單元300可以測(cè)量的范圍，再將放大后紋波信號(hào)傳輸給微控制單元300。而另一路直接將采樣的電壓信號(hào)經(jīng)放大電路400a放大到微控制單元300可以檢測(cè)的范圍，并傳輸給微控制單元300。微控制單元300根據(jù)信號(hào)采樣口 330測(cè)量出來(lái)電壓，計(jì)算出電機(jī)當(dāng)前運(yùn)行的電流，并通過(guò)信號(hào)采樣口 340測(cè)量出來(lái)的電壓，計(jì)算出當(dāng)前車窗運(yùn)行的位置和方向。上述兩個(gè)實(shí)施例中，若車窗上升或下降過(guò)程中，通過(guò)信號(hào)采樣口 330測(cè)得的電壓超過(guò)一定電壓時(shí)，而通過(guò)紋波信號(hào)檢測(cè)到的車窗位置，在車窗底部或者車窗頂部附近時(shí)，說(shuō)明此時(shí)車窗上升至頂或者下降至底，微控制器單元300發(fā)出指令，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100關(guān)閉電機(jī)電源，車窗停止動(dòng)作，從而保護(hù)了車窗電機(jī)。若車窗在上升過(guò)程中時(shí)，通過(guò)信號(hào)采樣口 330測(cè)得的電壓超過(guò)一定電壓時(shí)，通過(guò)紋波信號(hào)檢測(cè)到的車窗位置在防夾區(qū)域內(nèi)時(shí)，說(shuō)明此時(shí)在車窗上升過(guò)程中遇到障礙物，微控制器單元300發(fā)出指令，使電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路100控制電機(jī)停止或者反轉(zhuǎn)下降一定距離，從而實(shí)現(xiàn)汽車車窗防夾功能。
權(quán)利要求1.基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路、電源電路、微控制單元，電源電路給電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路和微控制單元供電；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路包括兩個(gè)繼電器，其中第一個(gè)繼電器的一個(gè)靜觸頭和第二個(gè)繼電器的一個(gè)靜觸頭并接后接電源電路，第一個(gè)繼電器的動(dòng)觸頭和第二個(gè)繼電器的動(dòng)觸頭分別接汽車車窗電機(jī)的輸入正端和輸入負(fù)端；第一個(gè)繼電器的另一個(gè)靜觸頭和第二個(gè)繼電器的另一個(gè)靜觸頭并接后通過(guò)取樣電阻接地；所述微控制單元具有兩個(gè)控制信號(hào)輸出端，其中第一控制信號(hào)輸出端和第二控制信號(hào)輸出端分別與所述第一個(gè)繼電器的線包一端和第二個(gè)繼電器的線包的控制端連接；其特征在于，所述取樣電阻對(duì)汽車車窗電機(jī)的工作電流進(jìn)行采樣，采樣所獲得的電流轉(zhuǎn)換為采樣電壓，所述采樣電壓分成兩路通過(guò)微控制單元的兩個(gè)信號(hào)采樣口送入微控制單元中進(jìn)行處理；其中一路采樣電壓去除直流后形成汽車車窗電機(jī)的紋波信號(hào)，另一路采樣電壓輸入微控制單元形成汽車車窗電機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行電流。
2.如權(quán)利要求1所述的基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，其特征在于，還包括第一放大電路、第二放大電路和濾波電路，所述第一放大電路的電壓信號(hào)輸入端與取樣電阻的取樣端連接，第一放大電路具有兩個(gè)放大電壓信號(hào)輸出端，第一放大電路的第一放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第一信號(hào)采樣口連接，第一放大電路的第二放大電壓信號(hào)輸出端與濾波電路的輸入端連接，濾波電路的輸出端與第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸入端連接，第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第二信號(hào)采樣口連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，其特征在于，還包括第一放大電路、第二放大電路和濾波電路，所述第一放大電路的電壓信號(hào)輸入端和濾波電路的輸入端與取樣電阻的取樣端連接，第一放大電路具有一個(gè)放大電壓信號(hào)輸出端，第一放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第一信號(hào)采樣口連接，濾波電路的輸出端與第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸入端連接，第二放大電路的放大電壓信號(hào)輸出端與所述微控制單元的第二信號(hào)采樣口連接。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，其特征在于，一個(gè)雙繼電器為兩個(gè)單繼電器或與繼電器功能相似的MOS管。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于紋波和電流檢測(cè)的車窗防夾控制電路，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路，濾波電路，放大電路，電源供電電路和微控制單元組成，通過(guò)采樣電阻采樣汽車車窗電機(jī)運(yùn)行的電流，直接將電流采樣電壓放大，然后分成兩路，一路經(jīng)過(guò)濾波電路，濾波出紋波信號(hào)，再進(jìn)行放大，交給微控制單元處理，從而計(jì)算出車窗當(dāng)前位置和運(yùn)動(dòng)方向，另一路交給微控制單元AD端口，用于判斷車窗運(yùn)行時(shí)是否遇到障礙物，從而實(shí)現(xiàn)汽車車窗防夾功能。
文檔編號(hào)E05F15/16GK203050353SQ20122040737
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者胡歡, 闕持亮, 楊超, 任曉娜, 高勁松 申請(qǐng)人:東方久樂(lè)汽車電子(上海)有限公司, 上海東方久樂(lè)汽車安全氣囊有限公司