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汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法

文檔序號:2060042閱讀:879來源:國知局
專利名稱:汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法。
背景技術
目前,較為流行的電動玻璃升降器控制器,一般實現(xiàn)的功能為接收汽車中央控制器的控制信號和升降器的開關控制信號來控制升降器電機實現(xiàn)玻璃升降功能、過載保護、集中關窗、后窗禁止。
如圖1所示是目前較為流行的電動玻璃升降器控制器(以下簡稱現(xiàn)有的升降器控制器)的一種方案。IC為升降器控制器專用集成塊,標號2接電源正向輸入,標號6接電源地端輸入,標號4/8和IC8端口2為自動上升/下降開關信號輸入,標號5/7和IC端口1為手動上升/下降開關信號輸入,標號1和標號3為升降器電機驅動輸出端口。R13為電機運行電流的采樣電阻,IC端口4為電流采樣的輸入口,在升降器運行時,該采樣值控制對電機電流過大時的電機電源輸出的切斷。其工作原理(開關信號高為有效時)為當IC端口8為高電平時,IC端口7保持低電平以閉合繼電器,升降器為自動上升,大電流時IC端口7輸出高電平12V以斷開繼電器切斷電機電源輸出;當IC端口2為高電平時,IC端口6保持低電平以閉合繼電器,升降器為自動下降,大電流時IC端口6輸出高電平12V以斷開繼電器切斷電機電源輸出;當IC端口8和IC端口1同時為高電平時,IC端口7在開關保持時保持低電平以閉合繼電器,開關斷開時IC端口7輸出高電平12V以斷開繼電器,升降器為手動上升;當IC端口2和IC端口1同時為高電平時,IC端口6在開關保持時保持低電平以閉合繼電器,開關斷開時IC端口6輸出高電平12V以斷開繼電器,升降器為手動下降。
雖然有驅動玻璃升降的作用,但也存在以下的缺點1、玻璃升降功能在關閉車窗時安全性差,例如當手無意間放在車窗上隨玻璃一起上升時.現(xiàn)有的升降器控制器無法對之進行識別,從而可能導致在車窗關閉時將手夾傷甚至夾斷。
2、過載保護功能實時性差,特別其在升降器電機大電流工作長達數(shù)秒后,才能切斷電機供電電源,從而導致升降器電機發(fā)熱嚴重,壽命降低。
3、可靠性差,由于現(xiàn)有的升降器控制器在上/下密封條位置切斷電機電源不及時,導致升降器在上下止檔位置受到嚴重的機械沖擊,從而降低了升降器本身的壽命和系統(tǒng)的可靠性。
4、非智能化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有電動玻璃升降器的缺點而提供的一種汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法,該控制器及控制方法能提高電動玻璃升降器系統(tǒng)的安全性及可靠性,并使電動玻璃升降器實現(xiàn)更多的功能。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的汽車電動玻璃升降智能控制器,其特點是,包括單片機、單片機電源模塊、I/O端子模塊、時鐘信號子模塊、電機信號取樣子模塊、電機驅動子電路子模塊、采樣電路子模塊所述的單片機具有電源輸入端口并集成了電壓調節(jié)器、輸入輸出端口、晶振端口、輸入捕捉端口、運放及A/D轉換器端口等端口或功能;所述的單片機電源子模塊提供單片機和其他子模塊工作的電源;所述的I/O端子模塊的輸出端與單片機的信號輸入端口連接;所述的時鐘信號子模塊所產生的時鐘信號與單片機的晶振輸入端口連接;所述的電機信號取樣子模塊的輸入端與單片機的輸出端口連接;輸出端與單片機的輸入捕捉端口連接;所述的電機驅動子電路子模塊的輸入端與單片機的驅動繼電器的輸出端口連接,其輸出端與電動玻璃升降器的驅動電機連接;所述的采樣電路子模塊的輸入端與電流采樣電阻連接,其輸出端與單片機的運放及A/D轉換器輸入端口連接。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器,其中,所述的單片機為具有電源輸入端口、輸入輸出端口、晶振端口、輸入捕捉端口、運放及A/D轉換器端口等端口或功能的單片機;所述的電源子模塊由電源引入電路、電源輸入濾波及反向保護電路、以及單片機輸出的5V濾波電路組成,提供單片機工作電源;所述的I/O端子模塊由上升端信號、上升端信號的上拉和濾波電路、下降端信號、下降端信號的上拉和濾波電路、控制端信號、控制端信號的上拉和濾波電路、診斷端信號、診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路組成;其中上升端信號的輸出與上升端信號的上拉和濾波電路連接,下降端信號的輸出與下降端信號的上拉和濾波電路連接,控制端信號的輸出與控制端信號的上拉和濾波電路連接,診斷端信號的輸出與診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路連接,各上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入端口連接;所述的時鐘信號子模塊主要為外部晶振電路,與單片機的晶振端口連接;所述的電機信號采樣電路子模塊由霍爾器件、控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路、以及三極管放大電路組成;其中霍爾器件的輸出分別與控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路以及三極管放大電路連接,控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入捕捉端口連接連接,單片機的輸出端與三極管放大電路連接;所述的電機驅動子電路子模塊由繼電器和吸收電路組成,其中繼電器的輸入端連接單片機的驅動繼電器工作的端口,繼電器的輸出連接吸收電路;所述的采樣電路子模塊由采樣電阻及運放輸入電路組成,其中采樣電阻的輸入端連接電機驅動子電路子模塊的繼電器的輸出信號,采樣電阻的輸出連接運放輸入電路,運放輸入電路的輸出與單片機的運放及A/D轉換器輸入端口連接。
采樣上述汽車電動玻璃升降智能控制器進行控制的方法,其特點是包括以下步驟a、首先將直流電源經過電源子模塊輸入到單片機,同時將時鐘信號子模塊的晶振輸出的正弦波輸入到單片機,使控制器處于休眠睡眠工作狀態(tài)或喚醒工作狀態(tài);b、當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的上升端口得到“上升”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域;單片機對電流采樣的信號和電機運行圈數(shù)的信號進行分析以判斷是否為異物夾住或為普通的需克服的障礙,從而完成控制玻璃上升、上升防夾、上升克服障礙能、上升過載保護;c、當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的下降端口得到“下降”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃下降;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域是否為軟停止區(qū)域從而完成控制玻璃下降、下降軟停止和下降過載保護;d、當控制器處于喚醒或睡眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口得到“集控上升”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升到頂從而完成集中關窗。
上述控制方法,其中,步驟a所述的休眠工作狀態(tài)是指當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的高電平后控制器所處的工作狀態(tài);所述的喚醒工作狀態(tài)是指當控制器處于休眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的低電平后控制器所處的工作狀態(tài)。
上述控制方法,其中,步驟b所述的“上升”信號是指完成高電平信號跳變到低電平保持一段時間的信號。
上述控制方法,其中,步驟c所述的“下降”信號是指高電平信號跳變到低電平保持一段時間的信號。
上述控制方法,其中,步驟d所述的“集控上升”信號是指高電平信號后跳變到低電平保持一段時間然后又為高電平的信號。
由于本發(fā)明采用了以上的技術方案,采用單片機控制,其效果是顯著的1、玻璃升降在關閉車窗時是安全操作的。例如當手放在車窗上隨玻璃一起上升時,本發(fā)明升降器控制器可以對之進行識別,從而在夾手時反接電機使升降器下降一段距離從而避免升降器將手夾傷甚至夾斷的事故。
2、能提供及時的過載保護。其在升降器電機堵轉0.5秒內切斷電機供電電源,從而避免升降器電機過熱嚴重。
3、提高了升降器本身的壽命和系統(tǒng)的可靠性。由于在上/下密封條位置切斷電機電源是及時的,甚至本發(fā)明升降器控制器實現(xiàn)的下降軟停止功能,使升降器下降時不會造成電機堵轉,從而避免了升降器在上下止檔位置受到嚴重機械沖擊,使升降器本身的壽命和系統(tǒng)的可靠性提高。
4、具有多的功能,如休眠和喚醒功能(以降低靜態(tài)電流和功耗)、開關控制功能(如可自動上窗與下窗,開關點動)、集中關窗功能等。


本發(fā)明的具體結構由以下的實施例及其附圖進一步給出。
圖1是現(xiàn)有技術升降控制器的電子線路圖。
圖2是本發(fā)明的電路方框圖。
圖3是本發(fā)明的電子線路圖。
圖4是本發(fā)明控制方法的主程序流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖2。本發(fā)明電動玻璃升降器防夾控制器包括單片機1、電源子模塊2、I/o端子模塊3、時鐘信號子模塊4、電機信號取樣子模塊5、電機驅動子電路子模塊6、采樣電路子模塊7。
單片機1為具有電源輸入端口、輸入輸出端口、晶振端口、輸入捕捉端口、運放及A/D轉換器端口等端口或功能的單片機。
電源子模塊2由電源引入電路(電源+端)、電源輸入濾波及反向保護電路、單片機輸出的5V濾波電路組成,其保證單片機穩(wěn)定工作所需的電源輸入及硬件穩(wěn)定工作所需的5V電源輸出。
I/o端子模塊3由上升端信號、上升端信號的上拉和濾波電路、下降端信號、下降端信號的上拉和濾波電路、控制端信號、控制端信號的上拉和濾波電路、診斷端信號、診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路組成;其實現(xiàn)對外部信號的可靠提取并輸入單片機和診斷端信號可靠提取并輸入和輸出的功能。其中上升端信號的輸出與上升端信號的上拉和濾波電路連接,下降端信號的輸出與下降端信號的上拉和濾波電路連接,控制端信號的輸出與控制端信號的上拉和濾波電路連接,診斷端信號的輸出與診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路連接,各上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入端口連接。
時鐘信號子模塊4主要為外部晶振電路,與單片機的晶振端口連接,提供保證單片機穩(wěn)定工作所需的時鐘信號。
電機信號采樣電路子模塊5由霍爾器件、控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路、以及三極管放大電路組成,其提供了可靠工作所需的電機轉速和位置信號。其中霍爾器件的輸出分別與控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路以及三極管放大電路連接,控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入捕捉端口連接連接,單片機的輸出端與三極管放大電路連接。
電機驅動子電路子模塊6由繼電器和吸收電路組成,其中繼電器的輸入端連接單片機的驅動繼電器工作的端口,繼電器的輸出連接吸收電路;實現(xiàn)向升降器電機的電源輸出。
采樣電路子模塊7由采樣電阻及運放輸入電路組成,其中采樣電阻的輸入端連接電機驅動子電路子模塊的繼電器的輸出信號,采樣電阻的輸出連接運放輸入電路,運放輸入電路的輸出與單片機的運放及A/D轉換器輸入端口連接。其提供了控制器可靠工作所需的電機電流信號。
請參閱圖3。本發(fā)明選用的單片機1芯片為Motorola公司的MC68hc805pv8,也可選用具有相似功能的或其他廠商或相同廠商的其他芯片。
電源子模塊2由單片機芯片的電源正極輸入管腳VSUP(10號腳)、電源接地輸入管腳VSS(19號腳)和經過單片機芯片的集成電壓調節(jié)器電壓調節(jié)后的5V輸出管腳VDD(9號)及其所連接的電路構成,二極管D1具有反向保護功能,電阻R1具有電流保護功能,C1、C2為電源輸入濾波電容,B+和地端G的電源輸入經芯片的集成電壓調節(jié)器得到VDD管腳的+5V輸出,電容C4、C5為5V電壓輸出濾波電容;I/O端子模塊2由單片機芯片的信號輸入端口管腳PCO(11號腳)、PC1(12號腳)、PC2(13號腳)、PC3(14號腳)、PC4(15號腳)構成。所述的上升端信號上拉和濾波輸入電路由電阻R3、R27、R28、電容C6構成,所述的下降端信號上拉和濾波輸入電路由電阻R30、R4、R29、電容C7構成,所述的控制端信號上拉和濾波輸入電路由二極管D2、電阻R5、R6、電容C8構成,所述的診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路由電阻R8、R9、電容C9、電阻R7構成;時鐘信號子模塊4由單片機芯片的晶振輸入端口管腳OSC1(21號腳)、管腳OSC2(20號腳)、管腳VSS(19號腳)及其所接的電路晶振CRY和電阻R2構成。
電機信號采樣電路子模塊5由單片機芯片的輸出管腳PB1(27號腳)和輸入捕捉端口管腳PB0(25號腳)、PB2及所連接的霍爾元件和上拉和濾波電路構成。HS1和HS2為霍爾元件,信號上拉和濾波輸入電路由電阻R17、R18、R31、R32、電容C12、C18構成;電機驅動子模塊6由單片機的驅動繼電器的輸出端口管腳PC5(16號腳)、管腳PC6(18號腳)及其所連接的電機輸入檢測電路和吸收電路構成。所述的電機輸入檢測電路由電阻R12、R13、R14、電容C10和24號管腳PB3構成,吸收電路由電阻R15、R16、電容C11、可變電阻V1構成;采樣電路子模塊7由單片機芯片的運放及A/D轉換器輸入端口管腳PA4〔5號腳〕、管腳PA5(6號腳)、管腳PA6(7號腳)及其所連接的運放輸入電路電路構成,所述的運放輸入電路由電主R21、R22、R23、R24、R25、R26、電容C13、C14、C15和單片機輸出管腳PB4構成。
本發(fā)明汽車電動玻璃升降智能控制器的控制方法包括以下步驟當電源子模塊B+和地端G的電源輸入和時鐘信號子模塊得到晶振輸入端口的4MHZ的正弦波輸入后,本發(fā)明控制器處于工作狀態(tài),本發(fā)明控制器的工作狀態(tài)有兩種即休眠睡眠工作狀態(tài)和喚醒工作狀態(tài)。
當本發(fā)明控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的高電平則本發(fā)明控制器處于休眠工作狀態(tài);當本發(fā)明控制器處于休眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的底電平本發(fā)明控制器處于喚醒工作狀態(tài);從而完成本發(fā)明控制器的休眠和喚醒功能。
當本發(fā)明控制器處于休眠工作狀態(tài)時或I/O端子模塊的的串行接口SERIAL_IN為高電平時,I/O端子模塊的上升端口UP_IN和下降端口DOWN_IN的信號將被屏蔽而無法完成玻璃的上升和下降的功能,從而完成本發(fā)明控制器的運行禁止功能;當本發(fā)明控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的上升端口UP_IN得到“上升”信號(高完成電平信號跳變到低電平保持一段時間的)后,本發(fā)明的控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域;單片機對電流采樣的信號和電機運行圈數(shù)的信號進行分析以判斷是否為異物夾住或為普通的需克服的障礙從而完成本發(fā)明控制玻璃上升功能、上升防夾功能、上升克服障礙的功能、上升過載保護功能;當本發(fā)明控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的下降端口DOWN_IN得到“下降”信號(高電平信號跳變到低電平保持一段時間的)后,本發(fā)明的控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃下降;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域是否為軟停止區(qū)域從而完成控制器的玻璃下降功能、下降軟停止功能和下降過載保護功能;當本發(fā)明控制器處于喚醒或睡眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口SERIAL_IN得到“集控上升”信號(高電平信號后跳變到低電平保持一段時間然后又為高電平)后,本發(fā)明的控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升到頂從而完成集中關窗的功能。
本發(fā)明汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法的采用主程序、第一級功能子程序、中斷服務程序和第二級子程序的模塊化結構形式。其中主程序為主程序Main Program;第一級子程序包括汽車電動玻璃升降智能控制器上升子程序、汽車電動玻璃升降智能控制器下降子程序、汽車電動玻璃升降智能控制器串口通信子程序、汽車電動玻璃升降智能控制器故障診斷子程序;第二級子程序或中斷服務程序包括定時器中斷服務程序、汽車電動玻璃升降智能控制器堵轉及過電流保護子子程序。
主程序Main包括六個程序區(qū)即單片機的初始化(Initialize MCU)、單片機的睡眠與喚醒、進入升降器上升子程序與返回、進入升降器下降子程序與返回、進入故障診斷子程序與返回、串口通信功能及進入串口通信子程序與返回。
請參閱圖4。本發(fā)明主程序單片機的初始化程序區(qū)設置了各個端口的方向和狀態(tài)、設置部分狀態(tài)控制寄存器的狀態(tài)、清理內存和延時2s以保證外部狀態(tài)穩(wěn)定后開始工作。
單片機的睡眠與喚醒程序區(qū)設置了單片機進入睡眠狀態(tài)的條件為串口通信開關信號serial_in由零電平變?yōu)楦唠娖角冶3忠欢ǖ臅r間,也設置了喚醒的條件為串口通信開關信號serial_in或診斷通信開關信號diag_in由高電平變?yōu)榱汶娖健.攩纹瑱C處于睡眠工作狀態(tài),控制器工作禁止;當單片機為喚醒工作狀態(tài)且serial_in為0時,升降器運行控制字Win_enable為1,控制器工作允許。
進入升降器上升子程序與返回程序區(qū)設置了進入升降器上升子程序與返回將程序進入升降器上升子程序的條件定義為升降器運行控制字win_enable控制字為1且經濾波后仍得到上升輸入開關信號up_in為0。控制器玻璃上升功能的玻璃上升功能、上升防夾功能、上升克服障礙的功能、上升過載保護功能是在上升子程序中實現(xiàn)的。定時器中斷服務程序和汽車電動玻璃升降智能控制器堵轉及過電流保護子子程序為上升子程序提供位置判斷、防夾方法及過流保護方面的服務。
進入升降器下降子程序與返回程序區(qū)設置了進入升降器下降子程序的條件為升降器運行控制字win_enable控制字為1;且經濾波后仍得到下降輸入開關信號down_in為0??刂破鞯牟A陆倒δ?、下降軟停止功能和下降過載保護功能是在下降子程序中實現(xiàn)的。定時器中斷服務程序和汽車電動玻璃升降智能控制器堵轉及過電流保護子子程序為下降子程序提供位置判斷、軟停止算法及過流保護方面的服務。
進入汽車電動玻璃升降智能控制器故障診斷子程序與返回程序區(qū)設置了進入升降器故障診斷子程序的條件為升降器運行控制字win_enable控制字為1;且經濾波后仍得到故障診斷輸入開關信號diag_in為0。控制器的故障診斷功能是在故障診斷子程序子程序中實現(xiàn)的。
串口通信功能程序區(qū)實現(xiàn)了對串口通信信號serial_in的管理。該程序區(qū)將串口通信信號serial_in分為檢測前的過去串口通信信號值serial_level和檢測得到的現(xiàn)在的串口通信信號值serial_in。當serial_level為0同時serial_in為0時,則翻新serial_level設置win_enable控制字為1后返回主程序區(qū)。當serial_level為0而serial_in為1時則延時10ms后翻新serial_level設置win_enable控制字為0后返回主程序區(qū)實現(xiàn)后窗禁止的功能。當serial_level為1而serial_in為1時,則翻新serial_level設置win_enable控制字為0后返回主程序區(qū),單片機在設置喚醒條件后準備進入睡眠狀態(tài)。當serial_level為1而serial_in為0且經濾波后仍得到serial_in為0時,則進入升降器串口通信子模塊??刂破鞯募嘘P窗的功能,是在串口通信子程序中實現(xiàn)的。定時器中斷服務程序和汽車電動玻璃升降智能控制器堵轉及過電流保護子子程序為串口通信子程序提供位置判斷、防夾算法及過流保護方面的服務。
同時,本發(fā)明控制器增加了安全性冗余設計①對電動玻璃升降器上升按扭和下降按扭同時采樣,如果上升按扭和下降按扭都接通則做任何動作以避免開關出故障后引起誤動作;②對電動玻璃升降器開關信號進行多次采樣,如果多次采樣結果不同則忽略此次采樣以避免干擾引起誤動作;③電流值取多次采樣并經處理后的數(shù)據以減小采樣的偏差;④如果電動玻璃升降器總電流持續(xù)過載,則需重新按鍵后才能接通電動玻璃升降器,以保護繼電器;⑤每次啟動電機運行電動玻璃升降器并根據各情況(例如堵轉、軟停止或防夾)切斷電機等待一秒后才能繼續(xù)動作以保護繼電器和升降器電機。
⑥電動玻璃升降器在上下兩止檔位置時,持續(xù)開關或故意持續(xù)開關數(shù)次,導致電機堵轉,則將電機關閉,等待兩秒后才能動作以保護繼電器和升降器電機;如果自動上升/下降15s后仍未檢測到電機,則停止上升/下降。
⑦″看門狗″監(jiān)控程序運行以防止程序失控造成功能紊亂;復位時恢復部分重要功能。
⑧連續(xù)5次升降器防夾后,電動玻璃升降器則需重新進行學習,以提高電動玻璃升降器系統(tǒng)的可靠性。
⑨程序指針溢出服務子程序以防止程序指針跑飛時所造成的功能紊亂。
本發(fā)明能實現(xiàn)以下的功能1、玻璃升降功能;2、防夾功能;3、克服障礙的功能(在上升過程中遇到障礙,能克服障礙保證玻璃照常上升);4、過載保護;5、休眠和喚醒功能;6、集中關窗;7、運行禁止(控制器串行接口得到“按鈕失效”信號即由‘零電平變高電平’后,禁止玻璃窗升降);8、軟停止(玻璃升降器在離玻璃下止檔一定距離停止,以防升降器向下的沖擊);9、故障診斷功能。
權利要求
1.汽車電動玻璃升降智能控制器,其特征在于,包括單片機、單片機電源模塊、I/O端子模塊、時鐘信號子模塊、電機信號取樣子模塊、電機驅動子電路子模塊、采樣電路子模塊所述的單片機具有電源輸入端口并集成了電壓調節(jié)器、輸入輸出端口、晶振端口、輸入捕捉端口、運放及A/D轉換器端口等端口或功能;所述的單片機電源子模塊提供單片機和其他子模塊工作的電源;所述的I/O端子模塊的輸出端與單片機的信號輸入端口連接;所述的時鐘信號子模塊所產生的時鐘信號與單片機的晶振輸入端口連接;所述的電機信號取樣子模塊的輸入端與單片機的輸出端口連接;輸出端與單片機的輸入捕捉端口連接;所述的電機驅動子電路子模塊的輸入端與單片機的驅動繼電器的輸出端口連接,其輸出端與電動玻璃升降器的驅動電機連接;所述的采樣電路子模塊的輸入端與電流采樣電阻連接,其輸出端與單片機的運放及A/D轉換器輸入端口連接。
2.根據權利要求1所述的汽車電動玻璃升降智能控制器,其特征在于,所述的單片機為具有電源輸入端口、輸入輸出端口、晶振端口、輸入捕捉端口、運放及A/D轉換器端口等端口或功能的單片機;所述的電源子模塊由電源引入電路、電源輸入濾波及反向保護電路、以及單片機輸出的5V濾波電路組成,提供單片機工作電源;所述的I/O端子模塊由上升端信號、上升端信號的上拉和濾波電路、下降端信號、下降端信號的上拉和濾波電路、控制端信號、控制端信號的上拉和濾波電路、診斷端信號、診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路組成;其中上升端信號的輸出與上升端信號的上拉和濾波電路連接,下降端信號的輸出與下降端信號的上拉和濾波電路連接,控制端信號的輸出與控制端信號的上拉和濾波電路連接,診斷端信號的輸出與診斷端信號上拉和濾波輸入輸出電路連接,各上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入端口連接;所述的時鐘信號子模塊主要為外部晶振電路,與單片機的晶振端口連接;所述的電機信號采樣電路子模塊由霍爾器件、控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路、以及三極管放大電路組成;其中霍爾器件的輸出分別與控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路以及三極管放大電路連接,控制霍爾器件信號的上拉和濾波電路的輸出與單片機的輸入捕捉端口連接連接,單片機的輸出端與三極管放大電路連接;所述的電機驅動子電路子模塊由繼電器和吸收電路組成,其中繼電器的輸入端連接單片機的驅動繼電器工作的端口,繼電器的輸出連接吸收電路;所述的采樣電路子模塊由采樣電阻及運放輸入電路組成,其中采樣電阻的輸入端連接電機驅動子電路子模塊的繼電器的輸出信號,采樣電阻的輸出連接運放輸入電路,運放輸入電路的輸出與單片機的運放及A/D轉換器輸入端口連接。
3.根據權利要求1所述的汽車電動玻璃升降智能控制器進行電動玻璃升降器防夾控制的方法,其特征在于包括以下步驟a、首先將直流電源經過電源子模塊輸入到單片機,同時將時鐘信號子模塊的晶振輸出的正弦波輸入到單片機,使控制器處于休眠睡眠工作狀態(tài)或喚醒工作狀態(tài);b、當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的上升端口得到“上升”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域;單片機對電流采樣的信號和電機運行圈數(shù)的信號進行分析以判斷是否為異物夾住或為普通的需克服的障礙,從而完成控制玻璃上升、上升防夾、上升克服障礙、上升過載保護;c、當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的下降端口得到“下降”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃下降;采樣電路子模塊對運行電流進行采樣同時單片機對該電流進行監(jiān)控以保護電流不過載并進行堵轉判斷;電機信號采樣電路子模塊對電機運行圈數(shù)進行采樣同時單片機對電機運行的總圈數(shù)進行監(jiān)控以判斷玻璃所在的區(qū)域是否為軟停止區(qū)域從而完成控制玻璃下降、下降軟停止和下降過載保護;d、當控制器處于喚醒或睡眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口得到“集控上升”信號后,控制器電機驅動子模塊驅動電動玻璃升降器電機使升降器的玻璃上升到頂從而完成集中關窗。
4.根據權利要求3所述的控制方法,其特征在于,步驟a所述的休眠工作狀態(tài)是指當控制器處于喚醒工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的高電平后控制器所處的工作狀態(tài);所述的喚醒工作狀態(tài)是指當控制器處于休眠工作狀態(tài)且I/O端子模塊的串行接口為持續(xù)一段時間的底電平后控制器所處的工作狀態(tài)。
5.根據權利要求3所述的控制方法,其特征在于,步驟b所述的“上升”信號是指高完成電平信號跳變到低電平并保持一段時間的信號。
6.根據權利要求3所述的控制方法,其特征在于,步驟c所述的“下降”信號是指高電平信號跳變到低電平并保持一段時間的信號。
7.根據權利要求3所述的控制方法,其特征在于,步驟d所述的“集控上升”信號是指高電平信號后跳變到低電平保持一段時間然后又為高電平的信號。
全文摘要
本發(fā)明汽車電動玻璃升降智能控制器及其控制方法,其特點是,包括單片機、單片機電源子模塊、I/O端子模塊、時鐘信號子模塊、電機信號取樣子模塊、電機驅動子電路子模塊和采樣電路子模塊。由單片機來控制玻璃上升功能、上升防夾功能、上升克服障礙的功能、上升過載保護功能;玻璃下降功能、下降軟停止功能和下降過載保護功能;以及玻璃上升到頂從而完成集中關窗的功能。具有玻璃升降在關閉車窗時保證安全、提供及時的過載保護、提高升降器本身的壽命和系統(tǒng)的可靠性、以及功能多的優(yōu)點。
文檔編號E05F15/16GK1451561SQ02111350
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月15日 優(yōu)先權日2002年4月15日
發(fā)明者曹云翔, 郭瑞文, 季強 申請人:上海實業(yè)交通電器有限公司
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