專(zhuān)利名稱(chēng)：一種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車(chē)電子控制領(lǐng)域，涉及一種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)，汽車(chē)行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的黃金時(shí)期，汽車(chē)已經(jīng)成為現(xiàn)代人類(lèi)生活的重要交通工具。我國(guó)目前的汽車(chē)保有量已經(jīng)超過(guò)I億輛，而且每年以超過(guò)15%的速度增長(zhǎng)著。但是，隨著汽車(chē)的普及，汽車(chē)使用過(guò)程中所存在的問(wèn)題也逐漸浮現(xiàn)出來(lái)，尤其電動(dòng)車(chē)窗上升過(guò)程中夾傷乘客的問(wèn)題。目前，幾乎所有汽車(chē)廠家都在增加汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器來(lái)解決該問(wèn)題。汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器是汽車(chē)車(chē)窗防夾控制系統(tǒng)的重要部分，是核心控制部件，它的性能好壞直接影響到整套控制系統(tǒng)的控制效果。因而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)功能完備性能良好的控制器是汽車(chē)車(chē)窗防夾系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出功能完備性能良好的控制 器能夠滿足汽車(chē)電子控制設(shè)備發(fā)展的要求，具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種通用的能夠在車(chē)窗上升過(guò)程中防止夾傷乘客的汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，包括電機(jī)系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機(jī)和車(chē)窗開(kāi)關(guān)，車(chē)窗開(kāi)關(guān)與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與安裝在車(chē)門(mén)上的電機(jī)系統(tǒng)相連，電機(jī)系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機(jī)系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對(duì)著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流采樣電路分別與單片機(jī)的輸入端相連。本實(shí)用新型還有如下技術(shù)特點(diǎn)所述的單片機(jī)采用MC9S12DG128單片機(jī)。所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路為H橋驅(qū)動(dòng)電路。所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)輸出軸，安裝在輸出軸上的磁環(huán)和電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的磁極N、磁極S和安裝在輸出軸一端兩側(cè)的磁刷。所述的霍爾傳感器采用A3187EU霍爾傳感器。本實(shí)用新型通過(guò)霍爾傳感器采集的信號(hào)判斷汽車(chē)車(chē)窗當(dāng)前的位置，并能夠根據(jù)電樞電流采樣電路采集的電流信號(hào)判斷車(chē)窗在上升過(guò)程中是否遇到障礙物，遇到障礙物且阻力達(dá)到一定值時(shí)車(chē)窗停止上升并且下降一段行程，從而達(dá)到防止損壞障礙物以及夾傷乘客的目的。本實(shí)用新型易調(diào)試、可擴(kuò)展，具有EEPR0M，便于存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)。本實(shí)用新型可靠性高，具有較好的電磁兼容性，同時(shí)能夠承受震動(dòng)、噪音、潮濕、沖擊、油污、煙霧、灰塵；本實(shí)用新型成本低廉，本實(shí)用新型所采用的各種器件和材料均為常見(jiàn)類(lèi)型，在普通的市場(chǎng)上均能夠買(mǎi)到，制作成本低，進(jìn)行工業(yè)化批量生產(chǎn)，成本會(huì)更低；本實(shí)用新型集成度高，本實(shí)用新型運(yùn)用了恰當(dāng)?shù)募尚酒哂泻芨叩募尚?；本?shí)用新型通用性好，本實(shí)用新型可適用于各種汽車(chē)。

圖1是本實(shí)用新型的整體連接關(guān)系框圖。圖2是本實(shí)用新型的電機(jī)系統(tǒng)電路圖。圖3是本實(shí)用新型的H橋驅(qū)動(dòng)電路圖。圖4是本實(shí)用新型的電樞電流采樣電路圖。圖5是本實(shí)用新型的工作流程圖。圖中各個(gè)標(biāo)號(hào)的含義為1一輸出軸，2—磁環(huán),3—霍爾傳感器,4一電機(jī)轉(zhuǎn)子,5—磁極N, 6一磁極S，7一磁刷。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本實(shí)用新型并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。遵從上述技術(shù)方案，如附圖1和圖2所示，一種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，包括電機(jī)系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機(jī)和車(chē)窗開(kāi)關(guān)，車(chē)窗開(kāi)關(guān)與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與安裝在車(chē)門(mén)上的電機(jī)系統(tǒng)相連，電機(jī)系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機(jī)系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對(duì)著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流米樣電路分別與單片機(jī)的輸入端相連。所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)輸出軸I，安裝在輸出軸上的磁環(huán)2和電機(jī)轉(zhuǎn)子4,電機(jī)轉(zhuǎn)子4兩側(cè)的磁極N5、磁極S6和安裝在輸出軸I 一端兩側(cè)的磁刷7。本實(shí)用新型所述的單片機(jī)采用MC9S12DG128單片機(jī)，MC9S12DG128單片機(jī)是摩托羅拉公司16位系列單片機(jī)的一種，該單片機(jī)擁有512KFlash閃存、12K RAM和4K EEPROM ；91個(gè)I/O引腳；標(biāo)準(zhǔn)8位8路或16位4路PWM ;2個(gè)8路10位精度AD轉(zhuǎn)換器；16位主計(jì)數(shù)器，7位分頻系數(shù)；8個(gè)輸入捕捉通道或輸出比較通道；4個(gè)8位或2個(gè)16位脈沖計(jì)數(shù)器；2個(gè)異步串行通訊接口(SCI);3個(gè)同步串行通訊接口(SPI);5個(gè)控制器局域網(wǎng)(CAN)模塊。本實(shí)用新型的電機(jī)系統(tǒng)如圖2所示，在電機(jī)系統(tǒng)中埋植磁環(huán)2，通過(guò)單片機(jī)的電子模塊中植入的霍爾傳感器3感應(yīng)磁場(chǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一周，將使霍爾傳感器3產(chǎn)生方波脈沖信號(hào)，單片機(jī)利用內(nèi)部時(shí)鐘模塊的輸入捕捉功能捕捉信號(hào)個(gè)數(shù)，從而確定汽車(chē)車(chē)窗的位置。上述霍爾傳感器3采用A3187EU霍爾傳感器，該傳感器內(nèi)部集成施密特觸發(fā)器，輸出的脈沖信號(hào)不需要額外整形電路，輸出端直接連到單片機(jī)的輸入端。本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用H橋驅(qū)動(dòng)電路，H橋驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3所示，主要有4只場(chǎng)效應(yīng)管和4只電壓比較器組成，該驅(qū)動(dòng)電路能夠方便地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)電機(jī)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。H橋驅(qū)動(dòng)電路的4只場(chǎng)效應(yīng)管都工作在斬波狀態(tài)。S1、S4為一組，S2、S3為一組，這兩組狀態(tài)互補(bǔ)，當(dāng)一組導(dǎo)通時(shí)，另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S4導(dǎo)通時(shí)，S2、S3關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)S2、S3導(dǎo)通時(shí)，S1、S4關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。本實(shí)用新型通過(guò)電樞電流采樣電路采集的電流信號(hào)來(lái)判斷汽車(chē)車(chē)窗上升過(guò)程中是否遇到障礙物，車(chē)窗上升過(guò)程中，遇到障礙物的瞬間電機(jī)軸的負(fù)載轉(zhuǎn)矩會(huì)突然增大，因此，電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化率對(duì)障礙物是非常敏感的，其閾值可以作為障礙物檢測(cè)的判斷指標(biāo)。然而，電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩不易測(cè)量，根據(jù)直流電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與其電樞電流之間的線性關(guān)系，本實(shí)用新型采用電樞電流采樣電路來(lái)判斷車(chē)窗上升過(guò)程中是否遇到障礙物。電樞電流采樣電路圖如圖4所示。本實(shí)用新型的工作流程圖如圖5所示，控制器接入電源后首先進(jìn)行初始化，初始化完畢，單片機(jī)首先判斷車(chē)窗開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)處于手動(dòng)上升、手動(dòng)下降、和自動(dòng)下降三種狀態(tài)時(shí)，車(chē)窗的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分別為車(chē)窗點(diǎn)動(dòng)上升、車(chē)窗點(diǎn)動(dòng)下降和車(chē)窗自動(dòng)下降，這三種情況下，霍爾傳感器3將采集到的脈沖信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)接收到的脈沖信號(hào)數(shù)量確定車(chē)窗當(dāng)前位置；當(dāng)車(chē)窗開(kāi)關(guān)處于自動(dòng)上升狀態(tài)時(shí)，霍爾傳感器3將采集到的脈沖信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)接收到的脈沖信號(hào)數(shù)量確定車(chē)窗當(dāng)前位置，進(jìn)而判斷是否進(jìn)入防夾區(qū)域，電樞電流采樣電路將采集到的電樞電流信號(hào)輸入到單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換通道，單片機(jī)根據(jù)采集到的電流大小判斷車(chē)窗在上升過(guò)程中是否遇到障礙物，單片機(jī)檢測(cè)電機(jī)電樞電流大小及變化率是否超過(guò)設(shè)定的閾值，當(dāng)遇到障礙物且阻力達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)車(chē)窗停止上升并且下降一段行程，從而達(dá)到防止損壞障礙物以及夾傷乘客的目的。
權(quán)利要求1.一種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，包括電機(jī)系統(tǒng)、霍爾傳感器(3)、單片機(jī)和車(chē)窗開(kāi)關(guān),其特征在于，車(chē)窗開(kāi)關(guān)與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與安裝在車(chē)門(mén)上的電機(jī)系統(tǒng)相連，電機(jī)系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)磁環(huán)(2),霍爾傳感器(3)安裝在電機(jī)系統(tǒng)的磁環(huán)(2)側(cè)面正對(duì)著磁環(huán)(2)，霍爾傳感器(3)和電樞電流采樣電路分別與單片機(jī)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，其特征在于，所述的單片機(jī)采用MC9S12DG128 單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，其特征在于，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路為H橋驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，其特征在于，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)輸出軸(1)，安裝在輸出軸(I)上的磁環(huán)(2)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)，電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)兩側(cè)的磁極N(5)、磁極S (6)和安裝在輸出軸(I) 一端兩側(cè)的磁刷(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，其特征在于，所述的霍爾傳感器(3)采用A3187EU霍爾傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種汽車(chē)車(chē)窗防夾控制器，包括電機(jī)系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機(jī)和車(chē)窗開(kāi)關(guān)，車(chē)窗開(kāi)關(guān)與單片機(jī)相連，單片機(jī)的輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與安裝在車(chē)門(mén)上的電機(jī)系統(tǒng)相連，電機(jī)系統(tǒng)與電樞電流采樣電路相連，所述的電機(jī)系統(tǒng)包括一個(gè)磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機(jī)系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對(duì)著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流采樣電路分別與單片機(jī)的輸入端相連。本實(shí)用新型能夠判斷車(chē)窗位置和是否遇到障礙物，當(dāng)阻力超過(guò)一定值時(shí)車(chē)窗停止上升且下降一段行程，防止損壞障礙物和夾傷乘客。本實(shí)用新型可適用于各種汽車(chē)。
文檔編號(hào)E05F15/20GK202850734SQ201220517948
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者肖廣朋, 康留旺, 賀伊琳, 曹紅, 劉瑞, 劉強(qiáng) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)