專利名稱：防夾車窗系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車窗系統(tǒng),尤指一種防夾車窗系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的車輛大多采用電動車窗，以按壓升降開關(guān)來操控升降馬達的上移及下移，進而帶動車窗玻璃的移動。然而，在此種方便控制車窗的條件下，倘若車窗上有一物體且車窗被持續(xù)控制上移，很容易因使用者的不注意，使車窗的可上移范圍越來越小而夾到此物體。又若此物體為小孩的頭或手時，更會造成無法挽回的危險。因此，電動車窗需要防夾裝置來避免危險的發(fā)生。此外，目前的防夾裝置大都根據(jù)一些傳感器，如紅外線、超聲波、激光感應(yīng)來達到自動防夾的功能，但因傳感器價格昂貴，將使得成本相對提高，無法普及。本發(fā)明提出一種防夾車窗系統(tǒng)，僅利用升降馬達向上移動及向下移動時的狀況來進行車窗防夾，以防止車窗夾傷人而造成危險。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于傳感器價格昂貴，而無法普及車窗防夾裝置的問題。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提出一種防夾車窗系統(tǒng)，僅通過升降馬達向上及向下移動時的狀況，來判斷升降馬達在向上移動時，車窗玻璃上面是否有物體。使得本發(fā)明可利用簡單的裝置判斷，在不降低防夾車窗功能下降低成本。

為達成上述目的，本發(fā)明提供了一種防夾車窗系統(tǒng)，包括一升降馬達、一車窗玻璃、一微控制器及一繼電單元。其中，升降馬達具有一編碼器，編碼器包含一前接點及一后接點，以據(jù)此產(chǎn)生一前接點訊號及一后接點訊號。車窗玻璃則連接升降馬達，且位于一可移動區(qū)域，以讓車窗玻璃在可移動區(qū)域向上或向下移動。當(dāng)升降馬達為正轉(zhuǎn)，車窗玻璃位置向上移動；而當(dāng)升降馬達為反轉(zhuǎn)，車窗玻璃位置向下移動。而可移動區(qū)域具有一防夾區(qū)域。微控制器則接收前接點訊號及后接點訊號，以偵測升降馬達為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并每隔一取樣時間產(chǎn)生代表車窗玻璃位置的一位置訊號以及通過車窗玻璃位置的一脈波取樣次數(shù)，以于防夾區(qū)域內(nèi)判斷車窗玻璃上是否有一物體，并產(chǎn)生一正轉(zhuǎn)訊號及一反轉(zhuǎn)訊號。而繼電單元則耦接一啟動電力，以提供微控制器電力，并通過微控制器供應(yīng)升降馬達電力。且繼電單元接收正轉(zhuǎn)訊號及反轉(zhuǎn)訊號，以據(jù)此切換升降馬達的一電流方向，進而控制升降馬達為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。其中，在防夾區(qū)域內(nèi)，當(dāng)升降馬達正轉(zhuǎn)以及脈波取樣次數(shù)大于一絕對防夾次數(shù)時，微控制器控制升降馬達反轉(zhuǎn)，或當(dāng)升降馬達正轉(zhuǎn)以及位置訊號與連續(xù)的前一位置訊號的脈波取樣次數(shù)差值大于一相對防夾次數(shù)時，微控制器控制升降馬達反轉(zhuǎn)。意即，當(dāng)車窗玻璃位置在防夾區(qū)域內(nèi)且微控制器判斷車窗玻璃上有物體時，微控制器將會控制升降馬達反轉(zhuǎn)，以防止車窗玻璃夾到物體。此外，本發(fā)明的微控制器可包含一譯碼單元、一處理單元、一動作單元、一開關(guān)單元、一稽核單元及一計時單元。其中，譯碼單元可接收前接點訊號及后接點訊號，以每隔取樣時間產(chǎn)生一譯碼訊息。處理單元可接收譯碼訊息，以根據(jù)譯碼訊息，來產(chǎn)生位置訊號，并可計算譯碼訊息的重復(fù)次數(shù)，來產(chǎn)生脈波取樣次數(shù)，進而與絕對防夾次數(shù)比較。動作單元則可接收位置訊號及脈波取樣次數(shù)，并據(jù)此產(chǎn)生正轉(zhuǎn)訊號及反轉(zhuǎn)訊號，以操控升降馬達動作。開關(guān)單元則可接收一向上訊號、一向下訊號、一自動上訊號及一自動下訊號，并以每隔取樣時間產(chǎn)生一方向控制訊號至動作單元。且動作單元可根據(jù)方向控制訊號產(chǎn)生正轉(zhuǎn)訊號及反轉(zhuǎn)訊號，以操控升降馬達動作。而開關(guān)單元亦可外接一開關(guān)元件，來傳送向上訊號、向下訊號、自動上訊號及自動下訊號至開關(guān)單元，以進一步控制車窗玻璃向上或向下移動。稽核單元則接收譯碼訊息、位置訊號及脈波取樣次數(shù)，以據(jù)此產(chǎn)生一異常訊號。此時，稽核單元如判斷出數(shù)據(jù)有錯或不合邏輯的地方，隨即告知動作單元，以于車窗玻璃的可移動區(qū)域不斷的判斷車窗玻璃上是否有物體，以進一步排除異常訊號。而計時單元則可用來偵測譯碼單元、處理單元、動作單元、稽核單元及開關(guān)單元是否有在運作。若有，計時單元于各個單元運作一個循環(huán)后，將其所對應(yīng)的各個單元的時間歸零。再者，本發(fā)明的動作單元可具有一對照表，以根據(jù)位置訊號調(diào)整絕對防夾次數(shù)。而對照表可根據(jù)升降馬達電力、車窗玻璃向下移動時所受到的阻力及一對應(yīng)車窗玻璃位置的防夾力道來制成。再者，當(dāng)車窗玻璃向下移動時，本發(fā)明的動作單元可根據(jù)升降馬達電力、車窗玻璃移動時所受到的阻力及防夾力道來修正對照表。意及此動作單元可根據(jù)不同車款的車窗現(xiàn)實情況，如電壓、水切、板金的精密度、軌道的磨擦等因素，來適應(yīng)性的調(diào)整此對照表內(nèi)的數(shù)值。再者，本發(fā)明的繼電單元可包含一穩(wěn)壓單元、一正轉(zhuǎn)繼電器、一反轉(zhuǎn)繼電器。其中，穩(wěn)壓單元可用來穩(wěn)定啟動電力的電壓。正轉(zhuǎn)繼電器可耦接穩(wěn)壓單元，并根據(jù)正轉(zhuǎn)訊號，來控制正轉(zhuǎn)繼電器與升降馬達是否導(dǎo)通。若是，則車窗玻璃向上移動。而反轉(zhuǎn)繼電器則可耦接穩(wěn)壓單元，并根據(jù)反轉(zhuǎn)訊號，來控制反轉(zhuǎn)繼電器與升降馬達是否導(dǎo)通。若是，則車窗玻璃向下移動。再者，本發(fā)明的防夾區(qū)域可根據(jù)位置訊號，以一預(yù)定比例取得防夾區(qū)域的區(qū)域位置。其中，車窗玻璃全開可為位于可移動區(qū)域0%的區(qū)域位置，且車窗玻璃全關(guān)可為位于可移動區(qū)域100%的區(qū)域位置。而防夾區(qū)域可位于可移動區(qū)域38%以上的區(qū)域位置。再者，本發(fā)明的可移動區(qū)域可更具有一無防夾區(qū)域，可位于可移動區(qū)域0%至不超過38%的區(qū)域位置，以讓車窗玻璃能順利移動，進而提供動作單元足夠的可移動區(qū)域，來依照不同車款的車窗現(xiàn)實情況修正對照表。再者，本發(fā)明的可移動區(qū)域可更具有一加壓區(qū)域，可位于可移動區(qū)域100%之下一短距離單位的區(qū)域位置。且加壓區(qū)域的升降馬達正轉(zhuǎn)速度可大于無防夾區(qū)域及防夾區(qū)域的升降馬達正轉(zhuǎn)速度，以加強車窗玻璃上升力道而緊閉車窗玻璃，進而達到雨水不能滲入的目的。而此短距離單位可為2厘米，以防止車窗玻璃夾到手指。再者，當(dāng)車窗玻璃位置降至可移動區(qū)域0%的區(qū)域位置，意即車窗玻璃全開時，本發(fā)明的位置訊號被歸零，以重新設(shè)定。再者，本發(fā)明的譯碼單元可于升降馬達啟動后一啟動等待時間未收到前接點訊號及后接點訊號時，稽核單元產(chǎn)生一緊急停止訊號至繼電單元，以停止升降馬達動作。而此啟動等待時間可為500ms，以防止升降馬達不正常動作而過熱或燒毀線路。再者，當(dāng)升降馬達停止動作后一停止等待時間，本發(fā)明的微控制器可將位置訊號紀(jì)錄至動作單元的一暫存元件，并于啟動電力下一次提供電力至微控制器時，讀出位置訊號，以便下一次使用本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)時，可以立即得知車窗位置。而暫存元件可為非揮發(fā)性內(nèi)存(Non-Volatile Memory，NVRAM)，使得車窗玻璃位置不因停電而喪失。再者，當(dāng)位置訊號為負(fù)數(shù)、位置訊號與升降馬達動作不符(如動作單元傳送正轉(zhuǎn)訊號給升降馬達，但位置訊號卻是顯示升降馬達反轉(zhuǎn))、譯碼訊息產(chǎn)生錯誤數(shù)值(如譯碼訊息受到噪聲干擾，產(chǎn)生譯碼錯誤)或脈波取樣次數(shù)低于代表升降馬達轉(zhuǎn)速過快的一馬達取樣次數(shù)時，本發(fā)明的稽核單元可產(chǎn)生異常訊號至動作單元，并于無防夾區(qū)域內(nèi)、防夾區(qū)域內(nèi)及加壓區(qū)域內(nèi)判斷車窗玻璃上是否有一物體。再者，當(dāng)位置訊號被歸零且車窗玻璃全關(guān)，本發(fā)明的短距離單位可被重新設(shè)定。意即，車窗玻璃全關(guān)后下降一些距離來當(dāng)作短距離單位的限制位置，并紀(jì)錄此時的位置訊號。而此重新設(shè)定的短距離單位可為2厘米。另外，本發(fā)明的前接點訊號及后接點訊號之間的相位差可為90度。以上的概述與接下來的詳細(xì)說明皆為示范性質(zhì)，是為了進一步說明本發(fā)明的申請專利范圍。而有關(guān)本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點，將在后續(xù)的說明與圖示加以闡述。


圖1為本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的車窗玻璃加壓區(qū)域、防夾區(qū)域及無防夾區(qū)域示意圖；圖3A為本發(fā)明的升降馬達正轉(zhuǎn)譯碼示意圖；圖3B為本發(fā)明的升降馬達反轉(zhuǎn)譯碼示意圖；圖4A為本發(fā)明的譯碼訊息及脈波取樣次數(shù)示意圖；圖4B為本發(fā)明的前接點訊號及后接點訊號的狀況處理列表；圖5A 5C為本發(fā)明的繼電單元控制升降馬達正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)示意圖；圖6為本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)流程圖；圖7為本發(fā)明的車窗玻璃防夾區(qū)域流程圖；圖8為本發(fā)明處理升降馬達為異常狀態(tài)的流程圖。圖中符號說明110 微控制器111 譯碼單元112 處理單元113 動作單元114 稽核單元 115 計時單元116 開關(guān)單元120 繼電單元121 穩(wěn)壓單元122 轉(zhuǎn)繼電器123 反轉(zhuǎn)繼電器 130 升降馬達135 編碼器140 車窗玻璃 1132對照表1134 暫存元件A 前接點B后接點
a 無防夾區(qū)域 Adw 自動下訊號Aup 自動上訊號 b防夾區(qū)域c 加壓區(qū)域 Dc譯碼訊息Dud 方向控制訊號Dw 向下訊號Er 異常訊號Fwd 正轉(zhuǎn)訊號Pa 前接點訊號 Pb 后接點訊號Pc 電力Pcount位置訊號Pm 電力Ps 啟動電力Pwide脈波取樣次數(shù)Rvs 反轉(zhuǎn)訊號Stop緊急停止訊號Up向上訊號
Zone可移動區(qū)域S600, S610, S620, S630, S640a, SMOb，步驟S640c, S650a, S650b, S650cS700, S710, S720, S730, S740, S750, S760 步驟S800, S810, S820, S830, S840, S850步驟
具體實施例方式請參考圖1，為本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，防夾車窗系統(tǒng)包括一微控制器110、一繼電單元120、一升降馬達130、一車窗玻璃140。其中，升降馬達130具有一編碼器135，該編碼器135包含一前接點A及一后接點B，以據(jù)此產(chǎn)生一前接點訊號Pa及一后接點訊號Pb至微控制器110。在本實施例中，前接點訊號Pa及后接點訊號Pb皆為方波信號，且前接點訊號Pa及后接點訊號Pb之間的相位差90度，以讓微控制器110判斷此時的升降馬達為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。請同時參考圖2，車窗玻璃140連接該升降馬達130，且車窗玻璃140位于一可移動區(qū)域Zone，以讓該車窗玻璃140在可移動區(qū)域Zone的范圍中向上或向下移動。在本實施例中，可移動區(qū)域Zone被分成100等份的區(qū)域位置，即0% 100%。其中，車窗玻璃140全開為位于該可移動區(qū)域ZoneO1^的區(qū)域位置，且該車窗玻璃140全關(guān)為位于該可移動區(qū)域Zonel00%的區(qū)域位置。當(dāng)該升降馬達130為正轉(zhuǎn)，該車窗玻璃140位置向上移動，而當(dāng)該升降馬達130為反轉(zhuǎn)，該車窗玻璃140位置向下移動。此外，可移動區(qū)域Zone具有一無防夾區(qū)域a、一防夾區(qū)域b及一加壓區(qū)域C。在本實施例中，無防夾區(qū)域a位于該可移動區(qū)域Zone 0%至約38%的區(qū)域位置；防夾區(qū)域b位于該可移動區(qū)域Zone 38%至約97%的區(qū)域位置；而加壓區(qū)域c則以不夾到手指又能緊閉車窗為原則，其加壓區(qū)域c為可移動區(qū)域Zone 100%的下方約2厘米的區(qū)域位置。微控制器110接收該前接點訊號Pa及該后接點訊號Pb，以偵測該升降馬達130為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。且微控制器Iio每隔一定時間(在本實施例為128微秒)取樣前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的脈波信號，以據(jù)此計算代表車窗玻璃140位置的一位置訊號Pcount，以利用位置訊號Pcount得知車窗玻璃140位置目前位于無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b或加壓區(qū)域c中的哪一個。另外，前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的脈波寬度可代表升降馬達130的轉(zhuǎn)速。由于編碼器135為定時擷取前接點訊號Pa及后接點訊號Pb，因此可利用一個脈波被取樣的次數(shù)來得知脈波的寬度，進而對應(yīng)產(chǎn)生一脈波取樣次數(shù)Pwide而得知升降馬達130的轉(zhuǎn)速。此外，升降馬達130的轉(zhuǎn)速可經(jīng)過機械轉(zhuǎn)換成為車窗玻璃140上升或下降的速度。如車窗玻璃140上升時夾到物體而速度變慢。因此，當(dāng)車窗玻璃140上升且處于防夾區(qū)域b內(nèi)，脈波取樣次數(shù)Pwide將可被用來判斷車窗玻璃140上是否有一物體，即表示防夾機制是否要被啟動。若是，微控制器110將會控制升降馬達130來讓車窗玻璃140下降。此外，微控制器110包含一譯碼單元111、一處理單元112、一動作單元113、一稽核單元114、一計時單元115及一開關(guān)單元116。其中，譯碼單元111為接收該前接點訊號Pa及該后接點訊號Pb，以每隔取樣時間產(chǎn)生一譯碼訊息Dc。請同時參考圖3A及圖3B。圖3A為本發(fā)明的升降馬達正轉(zhuǎn)譯碼示意圖。圖3B為本發(fā)明的升降馬達反轉(zhuǎn)譯碼示意圖。譯碼單元111以每隔128微秒取樣時間擷取前接點訊號Pa及后接點訊號Pb，以分析此時升降馬達130為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。若譯碼單元111收到(Pa, Pb) = (H, H),則將產(chǎn)生譯碼訊息Dc =3 ;若譯碼單元111收到(Pa，Pb) = (L，H)則將產(chǎn)生譯碼訊息Dc = 2 ;若譯碼單元111收到(Pa，Pb) = (H，L)則將產(chǎn)生譯碼訊息Dc = I ;而若譯碼單元111收到(Pa，Pb) = (L，L)貝丨J將產(chǎn)生譯碼訊息Dc = O。并將譯碼訊息Dc傳送至處理單元112，以進一步作分析。而處理單元112接收到譯碼訊息Dc后，遂將根據(jù)譯碼訊息Dc，產(chǎn)生位置訊號Pcount，并計算譯碼訊息Dc的重復(fù)次數(shù)，來產(chǎn)生脈波取樣次數(shù)Pwide。如圖3A所示，若處理單元112判斷譯碼訊息Dc的傳遞順序為由(3 — 2)、(2 — O)、(O — I)或(I — 3)的順序關(guān)系，升降馬達130將被判斷為正轉(zhuǎn)，且此時升降馬達130的每一變化將使得位置訊號Pcount被往上計數(shù)一個單位，即代表車窗玻璃140位置被往上移動了一個單位距離。而若如圖3B所示，處理單元112判斷譯碼訊息Dc的傳遞順序為由(3 — I)、(I — O)、(O — 2)或(2 —3)的順序關(guān)系，則升降馬達130將被判斷為反轉(zhuǎn)，且此時升降馬達130的每一變化將使得位置訊號Pcount被往下計數(shù)一個單位，即代表車窗玻璃140位置被往下移動了一個單位距離。其綜合狀況請參考圖4A及圖4B的說明，若處理單元112對前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的取樣時間遠(yuǎn)大于前接點訊號Pa及后接點訊號Pb自身脈波時間，判斷譯碼訊息Dc的傳遞順序?qū)⒉蛔儯?O — O)、(I — I)、(2 — 2)或(3 — 3)，這表示譯碼訊息Dc無變化，位置訊號Pcount不作任何計數(shù)。但若譯碼訊息Dc的傳遞順序不為上述的傳遞順序，如(O —3)、(I —2)、(2 — I)或(3 — 0)等，這顯示在取樣時間內(nèi)前接點訊號Pa及后接點訊號Pb同時都有變化,這也表不前接點訊號Pa及后接點訊號Pb自身脈沖時間小于取樣時間，或是前接點訊號Pa及后接點訊號Pb受到噪聲干擾，而這將在稽核單元114中作進一步的處理。接著，請再同時參考圖4A，為綜合前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的車窗玻璃上升下降的訊號解析，以及圖4B，為上述各種狀況的綜合表列。在本實施例中，車窗玻璃140全開為基準(zhǔn)位置，即位置訊號Pcount = O。此外，當(dāng)車窗玻璃140位置被控制到全開時，位置訊號Pcount會被自動歸零，以重新設(shè)定位置訊號Pcount的基準(zhǔn)位置，進而減少位置訊號Pcount因計數(shù)或噪聲干擾而產(chǎn)生的累積性誤差。對于車窗玻璃140的上升速度可根據(jù)前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的脈波寬度來決定。換言之，譯碼訊息Dc可代表脈波寬度，而也代表著車窗玻璃140上升下降的速度。總括上述，把連續(xù)兩次取樣的前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的狀況整理為圖4B，若連續(xù)兩次取樣的前接點訊號Pa及后接點訊號不變則脈波取樣次數(shù)Pwide加1，反之，則脈波取樣次數(shù)Pwide歸零。本實施例通過處理單元112計算譯碼訊息Dc的重復(fù)相同狀況取樣的次數(shù)來求得脈波取樣次數(shù)Pwide。如圖4A所示，譯碼單元111產(chǎn)生重復(fù)5次“3”的譯碼訊息Dc0在本實施例中，取樣時間約為128微秒，前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的脈波寬度約為5毫秒，并依升降馬達140速度越慢，前接點訊號Pa及后接點訊號Pb的脈波寬度越寬。動作單元113接收位置訊號Pcount及脈波取樣次數(shù)Pwide,輸出產(chǎn)生正轉(zhuǎn)訊號Fwd及反轉(zhuǎn)訊號Rvs,以操控該升降馬達130動作。動作單元113可根據(jù)位置訊號Pcount來得知車窗玻璃140位置為位于移動區(qū)域Zone的無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b或加壓區(qū)域c哪一個區(qū)域位置。開關(guān)單兀116則接收一代表車窗玻璃140向上移動的向上訊號Up、一代表車窗玻璃140向下移動的向下訊號Dw、一代表車窗玻璃140自動向上移動的自動上訊號Aup及一代表車窗玻璃140自動向下移動的自動下訊號Adw，以產(chǎn)生一方向控制訊號Dud至該動作單元113。且動作單元113根據(jù)方向控制訊號Dud產(chǎn)生正轉(zhuǎn)訊號Fwd及反轉(zhuǎn)訊號Rvs,以用來操控該升降馬達130動作。在本實施例中，開關(guān)單元116外接一開關(guān)元件(未繪出)，以用來傳送向上訊號Up、向下訊號Dw、自動上訊號Aup及自動下訊號Adw至開關(guān)單元116,以進一步控制車窗玻璃140向上或向下移動。稽核單元114則接收譯碼訊息Dc、位置訊號Pcount及脈波取樣次數(shù)Pwide,以據(jù)此產(chǎn)生一異常訊號Er。此時，當(dāng)稽核單元114判斷出數(shù)據(jù)有錯或不合邏輯的地方，如位置訊號Pcount超過最大值或進入負(fù)數(shù)值(表示位置訊號Pcount值失效)、動作單元113傳送正轉(zhuǎn)訊號Fwd給升降馬達130，但位置訊號Pcount卻是顯示升降馬達130反轉(zhuǎn)、譯碼訊息Dc受到噪聲干擾產(chǎn)生譯碼錯誤、或脈波取樣次數(shù)Pwide低于代表該升降馬達130轉(zhuǎn)速最快的一馬達取樣次數(shù)?；藛卧?14將隨即告知動作單元113，以進一步排除異常訊號Er?；藛卧?14處理異常訊號Er可分為兩種。一為可立即設(shè)回初始值，如位置訊號Pcount的最大值有錯誤，稽核單元114可立即將位置訊號Pcount的最大值重新設(shè)回車窗玻璃140全關(guān)的位置訊號Pcount ;另一為不能立即設(shè)回參考值，這時需要再重新找出參數(shù)，例如車窗玻璃140的位置遺失，而此時不知車窗玻璃140位置是在無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b或是在加壓區(qū)域C。由于安全考慮，動作單元113隨即設(shè)定整個可移動區(qū)域Zone為防夾區(qū)域b。當(dāng)然，在上述狀況下，車窗玻璃140全關(guān)的時候也會被動作單元113判定成夾到物體，而自動下降。不過當(dāng)車窗玻璃140下降到全開時，位置訊號Pcount將被自動歸零，來重新設(shè)定位置訊號Pcount的基準(zhǔn)位置，進而找回正確的位置訊號Pcount，以還原有問題的數(shù)值來排除異常訊號Er。計時單元115用來偵測譯碼單元111、處理單元112、動作單元113、稽核單元114及開關(guān)單元116是否有在運作，如同查哨。若有，計時單元115會于上述每個單元運作一個循環(huán)后，將其所對應(yīng)的每個單元的時間歸零而后重新計時。而繼電單元120則耦接一啟動電力Ps，以于穩(wěn)壓后提供該微控制器110電力Pc，并通過該微控制器Iio供應(yīng)該升降馬達130電力Pm。且微控制器110、繼電單元120與升降馬達130共地。此外，繼電單元120接收該正轉(zhuǎn)訊號Fwd及該反轉(zhuǎn)訊號Rvs，以據(jù)此切換該升降馬達130的一電流方向，進而控制該升降馬達130為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。繼電單元120包含一穩(wěn)壓單元121、一正轉(zhuǎn)繼電器122及一反轉(zhuǎn)繼電器123。其中，穩(wěn)壓單元121為用來穩(wěn)定啟動電力Ps的電壓。正轉(zhuǎn)繼電器122則耦接該穩(wěn)壓單元121，并根據(jù)該正轉(zhuǎn)訊號Fwd，來控制該正轉(zhuǎn)繼電器122連接該啟動電力Ps或接地。而反轉(zhuǎn)繼電器123則耦接穩(wěn)壓單元121，并根據(jù)該反轉(zhuǎn)訊號Rvs，來控制該反轉(zhuǎn)繼電器123連接該啟動電力Ps或接地。而正轉(zhuǎn)繼電器122及反轉(zhuǎn)繼電器123不會同時連接啟動電力Ps或接地，以控制該車窗玻璃140向上或向下移動。請同時參考圖5A、圖5B及圖5C。圖5A 圖5C為本發(fā)明的繼電單元控制升降馬達正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)示意圖。在本實施例中，如圖5A所示，正轉(zhuǎn)繼電器122及反轉(zhuǎn)繼電器123皆為晶體管開關(guān)，以根據(jù)上述晶體管開關(guān)與啟動電力Ps以及接地之間的連接關(guān)系來控制升降馬達130正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。如圖5B所示，繼電單元120欲使升降馬達130正轉(zhuǎn)，則控制正轉(zhuǎn)繼電器122與啟動電力Ps連接以及控制反轉(zhuǎn)繼電器123與接地連接，使得啟動電力Ps由正轉(zhuǎn)繼電器122經(jīng)過升降馬達130至反轉(zhuǎn)繼電器123，而達到升降馬達130正轉(zhuǎn)的動作。如圖5C所示，繼電單元120欲使升降馬達130反轉(zhuǎn)，則控制正轉(zhuǎn)繼電器122與接地連接以及控制反轉(zhuǎn)繼電器123與啟動電力Ps連接，使得啟動電力Ps由反轉(zhuǎn)繼電器123經(jīng)過升降馬達130至正轉(zhuǎn)繼電器122，而達到升降馬達130反轉(zhuǎn)的動作。當(dāng)車窗玻璃140位在防夾區(qū)域b內(nèi)，且升降馬達130正轉(zhuǎn)以及脈波取樣次數(shù)Pwide大于一絕對防夾次數(shù)時，亦或是升降馬達130正轉(zhuǎn)以及位置訊號Pcount與連續(xù)的前一位置訊號Pcount的脈波取樣次數(shù)Pwide差值大于一相對防夾次數(shù)時，微控制器110將會控制升降馬達130反轉(zhuǎn)一段距離。此表示車窗玻璃140上面有一物體存在，因此要控制升降馬達130反轉(zhuǎn)，來防止車窗玻璃140夾到此物體。此外，在本實施例中，上述的一段距離表示車窗玻璃140位置被往下移動了三個單位距離。此外，動作單元113包含有一對照表1132及一暫存元件1134。其中，對照表1132用來根據(jù)該位置訊號Pcount調(diào)整該絕對防夾次數(shù)及該相對防夾次數(shù)。此即對照表1132會于本發(fā)明的防夾 車窗系統(tǒng)運作前事先通過升降馬達130電力Pm、車窗玻璃140向下移動時所受到的阻力(如車窗玻璃140在可移動范圍Zone移動時的摩擦系數(shù)不一致)及對應(yīng)車窗玻璃140位置的防夾力道來建立車窗玻璃140的各項對應(yīng)參數(shù)，使得不同的車窗玻璃140位置會對應(yīng)有不同的絕對防夾次數(shù)及相對防夾次數(shù)。亦讓升降馬達130在不同的電力Pm下都能保持功能正常穩(wěn)定運作。再來，動作單元113亦會在車窗玻璃140向下移動的時候來根據(jù)升降馬達130電力Pm、該車窗玻璃140移動時所受到的阻力及對應(yīng)車窗玻璃140位置的防夾力道來修正對照表1132，如根據(jù)不同車款的車窗現(xiàn)實情況，如電壓、水切、板金的精密度、軌道的磨擦等因素，來適應(yīng)性的調(diào)整對照表1132內(nèi)的絕對防夾次數(shù)及相對防夾次數(shù)。如上所述，可移動區(qū)域Zone的無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b及加壓區(qū)域C，可通過位置訊號Pcount來決定。為使加壓區(qū)域c具有加強緊閉效果來防止?jié)B水，且同時不會夾到手指的目的。加壓區(qū)域c被設(shè)定在位于可移動區(qū)域ZonelOO^之下一短距離單位的區(qū)域位置，使得加壓區(qū)域c無法被手指通過外，加壓區(qū)域c的升降馬達130正轉(zhuǎn)速度大于無防夾區(qū)域a及防夾區(qū)域b的升降馬達130正轉(zhuǎn)速度，以增加上壓力道，進而加強緊閉效果來防止?jié)B水。在本實施例中，短距離單位為2厘米。而每個車窗玻璃140的制作精密度不一致，故車窗玻璃140全關(guān)時的位置訊號Pcount亦可能有誤差。因此，當(dāng)位置訊號Pcount被歸零且車窗玻璃140全關(guān)后，車窗玻璃140會在下一次上升至全關(guān)的時候，來重新設(shè)定此短距離單位，并紀(jì)錄此時的位置訊號Pcount。
接著，無防夾區(qū)域a的目的是讓車窗能升起，并留有空間能讓車窗能適應(yīng)性的調(diào)整對照表1132內(nèi)的絕對防夾次數(shù)及相對防夾次數(shù)。因此，在正常使用下，無防夾區(qū)域a并無判斷車窗玻璃140上面有物體存在的機制，且假使真的有物體存在車窗玻璃140上，亦因離車窗玻璃140全關(guān)尚有很大的距離，而無需擔(dān)憂夾傷此物體的問題。此外，當(dāng)譯碼單元111在升降馬達130啟動后一啟動等待時間未收到升降馬達130運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的前接點訊號Pa及后接點訊號Pb，意即前接點訊號Pa及后接點訊號Pb不變。亦將使脈波取樣次數(shù)Pwide不斷上升而超過脈波取樣次數(shù)Pwide的一標(biāo)準(zhǔn)值?；藛卧?14遂產(chǎn)生一緊急停止訊號Stop至繼電單元120，以立即切斷升降馬達130電力Pm，而停止升降馬達130動作。進而防止升降馬達130因不正常動作而導(dǎo)致升降馬達130過熱或燒毀線路。在本實施例中，等待時間為500ms。另外，當(dāng)升降馬達130停止動作一停止等待時間后，微控制器110將位置訊號Pcount紀(jì)錄至該動作單元113的一暫存元件1134。并在啟動電力Ps下一次提供電力Pc至該微控制器110時，讀出該位置訊號Pcount，以便下一次使用本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)時，可以立即得知車窗玻璃140位置。在本實施例中，暫存元件為一非揮發(fā)內(nèi)存元件，如電子抹除式可復(fù)寫只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPR0M)，使得此暫存元件不會因為電力消失而喪失車窗玻璃140的正確位置。接下來，請同時參考圖6，為本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)流程圖。駕駛者啟動具有本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)的車輛，進而輸入啟動電力Ps至整個防夾車窗系統(tǒng)(步驟S600)。接著，升降馬達130將通過編碼器135產(chǎn)生前接點訊號Pa及后切點訊號Pb至譯碼單元111，而譯碼單元111亦于收到前接點訊號Pa及后切點訊號Pb后產(chǎn)生譯碼訊息Dc (步驟S610)。而處理單元112遂將計算位置訊號Pcount及通過某一車窗位置的脈波取樣次數(shù)Pwide至動作單元113(步驟S620)。接下來，動作單元113將根據(jù)位置訊號Pcount來判斷車窗玻璃140位置位于可移動區(qū)域Zone的無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b或加壓區(qū)域c (步驟S630)。此時，若車窗玻璃140位置被判定為無防夾區(qū)域a (步驟S640a)，則動作單元113將根據(jù)方向控制訊號Dud來控制升降馬達動作，即如同一般電動車窗操控方式(步驟S650a)。接著，譯碼單元111隨即接收下一次的前接點訊號Pa及后切點訊號Pb，以重復(fù)上述步驟(步驟S610)。若車窗玻璃140位置被判定為防夾區(qū)域b (步驟S640b)，則動作單元113將根據(jù)方向控制訊號Dud、位置訊號Pcount及脈波取樣次數(shù)Pwide來控制升降馬達動作，以防止車窗玻璃140夾到某物體(步驟S650b)。接著，譯碼單元111隨即接收下一次的前接點訊號Pa及后切點訊號Pb，以重復(fù)上述步驟(步驟S610)。若車窗玻璃140位置被判定為加壓區(qū)域c (步驟S640c)，則動作單元113將根據(jù)方向控制訊號Dud來控制升降馬達動作，并增加升降馬達的正轉(zhuǎn)速度，以增加上壓力道，進而加強緊閉效果來防止?jié)B水(步驟S650c)。接著，譯碼單元111隨即接收下一次的前接點訊號Pa及后切點訊號Pb，以重復(fù)上述步驟(步驟 S610)。再來，請參考圖7，為本發(fā)明的車窗玻璃防夾區(qū)域流程圖。當(dāng)車窗玻璃140被動作單元113判定為位于可移動區(qū)域Zone的防夾區(qū)域b后(步驟S700)，動作單元113隨即查詢對照表1132，并取得對應(yīng)位置訊號Pcount的脈波取樣次數(shù)Pwide作為絕對防夾次數(shù)，即在對照表1132中，不同的車窗玻璃140位置對應(yīng)有不同的脈波取樣次數(shù)Pwide值(步驟S710)。此時，動作單元113將偵測升降馬達130為正轉(zhuǎn)且脈波取樣次數(shù)Pwide是否大于絕對防夾次數(shù)(步驟S720)。若是，則動作單元113將產(chǎn)生代表升降馬達130反轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)訊號Fwd及反轉(zhuǎn)訊號Rvs，以控制升降馬達130反轉(zhuǎn)(步驟S730)。反之，則動作單元113將進一步判斷此時的升降馬達130是否為正轉(zhuǎn)且偵測本次位置訊號Pcount和前次位置訊號Pcount的脈波取樣次數(shù)Pwide的差值是否大于相對防夾次數(shù)(步驟S740)。若是，則動作單元113將產(chǎn)生代表升降馬達130反轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)訊號Fwd及反轉(zhuǎn)訊號Rvs，以控制升降馬達130反轉(zhuǎn)(步驟S750)。反之，則動作單元113將產(chǎn)生代表升降馬達130正轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)訊號Fwd及反轉(zhuǎn)訊號Rvs，以控制升降馬達130正轉(zhuǎn)(步驟S760)。再來，請參考圖8，為本發(fā)明處理升降馬達為異常狀態(tài)的流程圖。如圖8所示，當(dāng)升降馬達130動作與位置訊號Pcount不一致，如車窗玻璃140位置往上移動，但車窗玻璃140位置所對應(yīng)的位置訊號Pcount卻被判定為往下移動(步驟S800)。此時，稽核單元114將會判斷出位置訊號Pcount不合邏輯，隨即產(chǎn)生異常訊號Er至動作單元113 (步驟S810)，而動作單元113遂將于車窗玻璃140的無防夾區(qū)域a、防夾區(qū)域b及加壓區(qū)域C，即整個可移動區(qū)域Zone判斷車窗玻璃140上是否有物體，并進一步排除異常訊號Er (步驟S820)。再來，稽核單元114將判斷異常訊號Er是否可立即重新設(shè)定初始值(步驟S830)。若可，則稽核單元114隨即還原有問題的數(shù)值來排除異常訊號Er (步驟S840)。反之，如本實施例的位置訊號Pcount，則稽核單元114控制車窗玻璃140下降到底(全開)，使得位置訊號Pcount被歸零，來重新設(shè)定位置訊號Pcount的基準(zhǔn)位置，進而找回正確的位置訊號Pcount (步驟S850)。因此，由上述可知，本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)僅利用升降馬達向上及向下移動時的信息，來判斷升降馬達在向上移動時，車窗玻璃上面是否有物體，以進一步防止車窗夾傷人而造成危險。同時，本發(fā)明的防夾車窗系統(tǒng)將車窗玻璃的可移動區(qū)域分為無防夾區(qū)域、防夾區(qū)域及加壓區(qū)域。并于無防夾區(qū)域能根據(jù)不同車款的車窗實際情況來修正對照表；于防夾區(qū)域能有防夾功能；于加壓區(qū)域能具有加強緊閉效果來防止?jié)B水。使得本發(fā)明可利用簡單的判斷裝置來取代傳感器，并在不降低防夾車窗功能的情況下，達到降低成本的目的。上述實施例僅為了方便說明而舉例，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求
1.一種防夾車窗系統(tǒng)，其特征在于，包括: 一升降馬達，具有一編碼器，該編碼器包含一前接點及一后接點，以據(jù)此產(chǎn)生一前接點訊號及一后接點訊號； 一車窗玻璃，連接該升降馬達，且位于一可移動區(qū)域，以讓該車窗玻璃在該可移動區(qū)域向上或向下移動，當(dāng)該升降馬達為正轉(zhuǎn)，該車窗玻璃位置向上移動，而當(dāng)該升降馬達為反轉(zhuǎn)，該車窗玻璃位置向下移動，且該可移動區(qū)域具有一防夾區(qū)域； 一微控制器，接收該前接點訊號及該后接點訊號，以偵測該升降馬達為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，并每隔一取樣時間產(chǎn)生代表該車窗玻璃位置的一位置訊號以及通過該車窗玻璃位置的一脈波取樣次數(shù)，以于該防夾區(qū)域內(nèi)判斷該車窗玻璃上是否有一物體，并產(chǎn)生一正轉(zhuǎn)訊號及一反轉(zhuǎn)訊號；以及 一繼電單元，耦接一啟動電力，以提供該微控制器電力，并通過該微控制器供應(yīng)該升降馬達電力，且該繼電單元接收該正轉(zhuǎn)訊號及該反轉(zhuǎn)訊號，以據(jù)此切換該升降馬達的一電流方向，以控制該升降馬達為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)； 其中，在該防夾區(qū)域內(nèi)，當(dāng)該升降馬達正轉(zhuǎn)以及該脈波取樣次數(shù)大于一絕對防夾次數(shù)時，該微控制器控制該升降馬達反轉(zhuǎn)；或該升降馬達正轉(zhuǎn)以及該位置訊號與連續(xù)的該前一位置訊號的該脈波取樣次數(shù)差值大于一相對防夾次數(shù)時，該微控制器控制該升降馬達反轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該微控制器，包含: 一譯碼單元，接收該前接點訊號及該后接點訊號，以每隔該取樣時間產(chǎn)生一譯碼訊息； 一處理單元，接收該 譯碼訊息，以根據(jù)該譯碼訊息，產(chǎn)生該位置訊號，并計算該譯碼訊息的重復(fù)次數(shù)，產(chǎn)生該脈波取樣次數(shù)，以與該絕對防夾次數(shù)比較； 一動作單元，接收該位置訊號及該脈波取樣次數(shù)，并據(jù)此產(chǎn)生該正轉(zhuǎn)訊號及該反轉(zhuǎn)訊號，以操控該升降馬達動作； 一開關(guān)單兀，接收一向上訊號、一向下訊號、一自動上訊號及一自動下訊號，以每隔該取樣時間產(chǎn)生一方向控制訊號至該動作單元，且該動作單元根據(jù)方向控制訊號產(chǎn)生該正轉(zhuǎn)訊號及該反轉(zhuǎn)訊號，以操控該升降馬達動作； 一稽核單元，接收該譯碼訊息、該位置訊號及該脈波取樣次數(shù)，以據(jù)此產(chǎn)生一異常訊號；以及 一計時單元，用以偵測該譯碼單元、該處理單元、該動作單元、該稽核單元及該開關(guān)單元是否有在運作。
3.如權(quán)利要求2所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該動作單元具有一對照表，以根據(jù)該位置訊號調(diào)整該絕對防夾次數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該對照表根據(jù)該升降馬達電力、該車窗玻璃向下移動時所受到的阻力及一對應(yīng)該車窗玻璃位置的防夾力道來制成。
5.如權(quán)利要求4所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，當(dāng)該車窗玻璃向下移動時，該動作單元根據(jù)該升降馬達電力、該車窗玻璃移動時所受到的阻力及該防夾力道來修正該對照表。
6.如權(quán)利要求1所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該繼電單元，包含: 一穩(wěn)壓單兀，用以穩(wěn)定該啟動電力的電壓；一正轉(zhuǎn)繼電器，耦接該穩(wěn)壓單元，并根據(jù)該正轉(zhuǎn)訊號，來控制該正轉(zhuǎn)繼電器連接該啟動電力或接地；以及 一反轉(zhuǎn)繼電器，耦接該穩(wěn)壓單元，并根據(jù)該反轉(zhuǎn)訊號，來控制該反轉(zhuǎn)繼電器連接該啟動電力或接地； 其中，該正轉(zhuǎn)繼電器及該反轉(zhuǎn)繼電器不會同時連接該啟動電力或接地，以控制該車窗玻璃向上或向下移動。
7.如權(quán)利要求1所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該可移動區(qū)域的該防夾區(qū)域，根據(jù)該位置訊號以一預(yù)定比例取得該防夾區(qū)域的區(qū)域位置，其中，該車窗玻璃全開為位于該可移動區(qū)域0%的區(qū)域位置，且該車窗玻璃全關(guān)為位于該可移動區(qū)域100%的區(qū)域位置。
8.如權(quán)利要求7所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該可移動區(qū)域的該防夾區(qū)域，位于該可移動區(qū)域38%以上的區(qū)域位置。
9.如權(quán)利要求8所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該可移動區(qū)域更具有一無防夾區(qū)域，位于該可移動區(qū)域0%至不超過38%的區(qū)域位置。
10.如權(quán)利要求9所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該可移動區(qū)域更具有一加壓區(qū)域，位于該可移動區(qū)域100%之下一短距離單位的區(qū)域位置。
11.如權(quán)利要求10所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該加壓區(qū)域的該升降馬達正轉(zhuǎn)速度大于該無防夾區(qū)域及該防夾區(qū)域的該升降馬達正轉(zhuǎn)速度。
12.如權(quán)利要求7所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，當(dāng)該車窗玻璃位置降至該可移動區(qū)域0%的區(qū)域位置，該位置訊號被歸零以重新設(shè)定。
13.如權(quán)利要求2所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該譯碼單元于該升降馬達啟動后一啟動等待時間未收到該前接點訊號及該后接點訊號，該稽核單元產(chǎn)生一緊急停止訊號至該繼電單元，以停止該升降馬達動作。
14.如權(quán)利要求2所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，當(dāng)該升降馬達停止動作后一停止等待時間，該微控制器將該位置訊號紀(jì)錄至該動作單元的一暫存元件，并于該啟動電力下一次提供電力至該微控制器時，讀出該位置訊號。
15.如權(quán)利要求10所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，當(dāng)該位置訊號為負(fù)數(shù)、該位置訊號與該升降馬達動作不符、該譯碼訊息產(chǎn)生錯誤數(shù)值或該脈波取樣次數(shù)低于代表該升降馬達轉(zhuǎn)速過快的一馬達取樣次數(shù)時，該稽核單元產(chǎn)生該異常訊號至該動作單元，并于該無防夾區(qū)域內(nèi)、該防夾區(qū)域內(nèi)及該加壓區(qū)域內(nèi)判斷該車窗玻璃上是否有一物體。
16.如權(quán)利要求10所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，當(dāng)該位置訊號被歸零且該車窗玻璃全關(guān)，該短距離單位被重 新設(shè)定。
17.如權(quán)利要求1所述的防夾車窗系統(tǒng)，其中，該前接點訊號及該后接點訊號之間的相位差為90度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防夾車窗系統(tǒng)，包括一具有一編碼器的升降馬達、一位于一可移動區(qū)域的車窗玻璃、一根據(jù)一位置訊號及一脈波取樣次數(shù)控制升降馬達動作的微控制器及一提供升降馬達正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)電力的繼電單元。使得車窗玻璃位置在可移動區(qū)域的一防夾區(qū)域內(nèi)，且微控制器判斷車窗玻璃上有一物體時，微控制器控制升降馬達反轉(zhuǎn)，以防止車窗玻璃夾到此物體。
文檔編號E05F15/16GK103161379SQ20111041942
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者李雪庭 申請人:華創(chuàng)車電技術(shù)中心股份有限公司