專利名稱：新型車窗防夾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車窗控制系統(tǒng)，更具體地說涉及用于車窗安全控制防止夾傷的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在間接檢測(cè)的基礎(chǔ)上做出的，具有成本低、檢測(cè)迅速準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
根據(jù)美國國家公路安全局(NHSTA)1997年的一個(gè)安全事故調(diào)查指出，每年美國大約有499起急診病例是由于對(duì)汽車電動(dòng)附件的操作引起。而其中大約有93％的受害者是源于汽車電動(dòng)車窗，32％受害者年齡小于6歲，另有32％受害者年齡小于15歲。為了降低汽車電動(dòng)附件對(duì)人體存在的潛在危險(xiǎn)性，美國和歐洲相應(yīng)提出了FMVSS118和74/60/EEC標(biāo)準(zhǔn)，其中明確規(guī)定了關(guān)于汽車電動(dòng)車窗的控制安全規(guī)范，并在70年代開始全面實(shí)施。在國內(nèi)因?yàn)楦鞣N因素至今還未提出國家級(jí)的汽車安全規(guī)范，隨著經(jīng)濟(jì)和汽車業(yè)的飛速發(fā)展，迫切需要制定全國范圍內(nèi)的汽車安全規(guī)范，其中就會(huì)包括對(duì)汽車電動(dòng)車窗的要求。
國外對(duì)70年代后生產(chǎn)的汽車強(qiáng)制要求電動(dòng)車窗具有防夾功能，伴隨著國內(nèi)各行業(yè)逐漸與國際接軌，國內(nèi)對(duì)汽車的安全性也越來越重視。現(xiàn)在具有防夾功能的電動(dòng)車窗的研發(fā)已成為汽車電子產(chǎn)業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。
目前防夾檢測(cè)主要有直接檢測(cè)和間接檢測(cè)兩種方法，一般包括檢測(cè)控制電路、信號(hào)采集部分(如壓力傳感器等)、給電路元件供電的電源模塊，檢測(cè)控制電路與信號(hào)采集部分信號(hào)連接，信號(hào)采集部分將采集到的信號(hào)傳送給檢測(cè)控制電路，檢測(cè)控制電路根據(jù)信號(hào)的不同控制車窗的開閉。
下表列出了當(dāng)代防夾檢測(cè)的基本方法以及優(yōu)缺點(diǎn)比較。

由上表可以看出，間接檢測(cè)方式雖然成本低廉，但是檢測(cè)反應(yīng)遲鈍，很難達(dá)到安全保障的要求，直接檢測(cè)的方式反應(yīng)速度比較快，但是其成本比較高，且具有一定的安裝難度，也有待于改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
要想具有低的檢測(cè)成本必須以間接檢測(cè)為前提，因此，本發(fā)明是在間接檢測(cè)的基礎(chǔ)上，克服現(xiàn)有防夾技術(shù)中間接檢測(cè)中反應(yīng)遲鈍、檢測(cè)算法復(fù)雜、抗干擾能力差、一致性差等缺陷，提出一種成本低、性能可靠、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)的新型車窗防夾系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種新型車窗防夾系統(tǒng)，該系統(tǒng)以檢測(cè)車窗玻璃邊緣的電容值為基礎(chǔ)，可快速準(zhǔn)確地檢測(cè)車窗的狀態(tài)，防止夾傷人體及物品。
一種新型車窗防夾系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測(cè)控制電路、傳感器、微處理器，其特征在于所述的傳感器為裝在車窗玻璃邊緣的電極傳感器，檢測(cè)控制電路包括檢測(cè)電路、電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，微處理器與電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片信號(hào)連接，電容檢測(cè)芯片與電極傳感器信號(hào)連接。電極傳感器檢測(cè)車窗信號(hào)，實(shí)時(shí)將信號(hào)傳輸給電容檢測(cè)芯片，由微處理器對(duì)狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算，并提供馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片控制車窗的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)有任何異常情況，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片會(huì)立即停止車窗的運(yùn)動(dòng)。
上述的電極傳感器的寬度小于車窗玻璃的厚度。
上述的電極傳感器采用以PET作襯底的透明柔性電路板，導(dǎo)電體采用ITO材料，通過鍍銀的線路進(jìn)行連接。這樣可以配合車窗玻璃的形狀，不影響整車的美觀。
上述的微處理器還連接有一檢測(cè)電機(jī)工作電流的電流檢測(cè)電路。結(jié)合對(duì)電流的計(jì)算進(jìn)一步控制該系統(tǒng)的安全性，這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)車窗的安全性。
上述的電源模塊是電流降壓型DC-DC開關(guān)電源模塊，工作頻率為100Khz，輸出5V低波紋的直流電源VCC。
上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于進(jìn)行過壓保護(hù)的TVS管。
上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于進(jìn)行過流保護(hù)的F1。
上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于消除共模干擾的L1。
上述的電源模塊的輸出端設(shè)有用于進(jìn)行過壓保護(hù)的TVS管。
上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片通過用于過流保護(hù)的F2和F3連接電機(jī)兩端。
本發(fā)明由于采用在車窗玻璃邊緣設(shè)置電極傳感器，檢測(cè)控制電路的微處理器通過電容檢測(cè)芯片與電極傳感器信號(hào)連接。當(dāng)人體(比如裸露的手和頭部，或者包裹衣物的身體部分)接觸在電極傳感器上，都會(huì)引起電極傳感器的電容變化。檢測(cè)電路就能迅速采集到這一信息，及時(shí)地中止車窗的上升運(yùn)動(dòng)，避免人體受到夾傷。這種檢測(cè)系統(tǒng)具有成本低、性能可靠、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明一種電極傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一種車窗檢測(cè)控制電路圖。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例中所述的防夾系統(tǒng)包括檢測(cè)控制電路、貼裝在車窗玻璃邊緣的電極傳感器、電源模塊，檢測(cè)控制電路包括微處理器MCU、電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，微處理器與電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片信號(hào)連接，電容檢測(cè)芯片與電極傳感器信號(hào)連接。上述的微處理器還連接有一檢測(cè)電機(jī)工作電流的電流檢測(cè)電路。這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)車窗的安全性。
這種防夾系統(tǒng)是通過檢測(cè)電極傳感器的電容來感知人體是否接觸在電極傳感器上。如圖1所示，電極傳感器包括有感應(yīng)部分1和傳輸導(dǎo)線2，電極傳感器貼裝在車窗玻璃的邊緣(通常是感應(yīng)部分1貼裝于車窗的邊緣)，通過傳輸導(dǎo)線2與檢測(cè)控制電路及MCU聯(lián)接，車窗玻璃的厚度為3毫米，電極傳感器的寬度應(yīng)該小于3毫米。在車窗上升過程中，人體(比如裸露的手和頭部，或者包裹衣物的身體部分)接觸在電極傳感器上，都會(huì)引起電極傳感器的電容變化。檢測(cè)電路就能迅速采集到這一信息，及時(shí)地中止車窗的上升運(yùn)動(dòng)，避免人體受到夾傷。本系統(tǒng)采用高靈敏度電容檢測(cè)芯片，它具有溫度補(bǔ)償功能，能適應(yīng)環(huán)境的變換。這種電容芯片能透過幾乎任何電解質(zhì)采集外部電容變化，如玻璃、塑料、陶瓷、木頭，探測(cè)的最大厚度為5cm。電極傳感器的導(dǎo)電體可以采用銅箔、鍍銀或者碳膜等材料。襯底可以采用CM-1、FR4或柔性印制板。本系統(tǒng)為了不影響整車的美觀，及配合車窗玻璃的形狀，電極傳感器采用以PET(polyethylene terephthalate)作襯底的透明柔性電路板，導(dǎo)電體采用ITO(Indium Tin Oxide)材料，然后通過鍍銀的線路進(jìn)行連接。
在圖2電路圖中，U1為8位單片機(jī)，它有32個(gè)引腳，總線頻率為2.4576Mhz。第7腳用來校正U3的電容偏差，第8腳用來讀取U3的輸出信號(hào)。第9腳到第13腳控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片工作，第14和15腳用來檢測(cè)電機(jī)的工作電流反饋值Cur1和Cur2，當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，電流急劇上升，MCU可以及時(shí)停止車窗運(yùn)動(dòng)，防止電機(jī)燒壞或者夾傷乘客。U3為電容檢測(cè)芯片，第5腳連接到電極傳感器的輸入端。U2為大功率馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，它外接H橋路，能控制電機(jī)作正反運(yùn)動(dòng)。第20腳接低電平時(shí)，U2工作在省電模式。Q5到Q8組成H橋路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，R9和R10為大電流精密電阻，阻值為0.01Ω，功率為2W，Cur1和Cur2為U1提供電流反饋信息；F2和F3用作電機(jī)過流保護(hù)。U4和U7為光耦隔離器件，將12V的開關(guān)信號(hào)RFS1和RFS2轉(zhuǎn)換成5V的邏輯信號(hào)RFIN1和RFIN2。電源部分主要由U8構(gòu)成，U8是電流降壓型DC-DC開關(guān)電源模塊，工作頻率為100Khz，輸出5V低波紋的直流電源VCC。為了適應(yīng)惡劣的汽車環(huán)境，在開關(guān)電源的輸入端增加了TVS管D9進(jìn)行過壓保護(hù)，用F1進(jìn)行過流保護(hù)，用L1來消除共模干擾，TVS管D11用來做輸出端的過壓保護(hù)。VPW為12V的直流驅(qū)動(dòng)電源輸出端，F(xiàn)1和D4用來進(jìn)行過壓和過流保護(hù)，C23和C25消除高頻和低頻脈沖干擾。
權(quán)利要求
1.一種新型車窗防夾系統(tǒng)，包括檢測(cè)控制電路、傳感器、微處理器，其特征在于所述的傳感器為裝在車窗玻璃邊緣的電極傳感器，檢測(cè)控制電路包括檢測(cè)電路、電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，微處理器與電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片信號(hào)連接，電容檢測(cè)芯片與電極傳感器信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電極傳感器的寬度小于車窗玻璃的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電極傳感器采用以PET作襯底的透明柔性電路板，導(dǎo)電體采用ITO材料，通過鍍銀的線路進(jìn)行連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的微處理器還連接有一檢測(cè)電機(jī)工作電流的電流檢測(cè)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電源模塊是電流降壓型DC-DC開關(guān)電源模塊，工作頻率為100Khz，輸出5V低波紋的直流電源VCC。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于進(jìn)行過壓保護(hù)的TVS管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于進(jìn)行過流保護(hù)的F1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電源模塊的輸入端設(shè)有用于消除共模干擾的L1。
9.上述根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的電源模塊的輸出端設(shè)有用于進(jìn)行過壓保護(hù)的TVS管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型車窗防夾系統(tǒng)，其特征在于上述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片通過用于過流保護(hù)的F2和F3連接電機(jī)兩端。
全文摘要
本發(fā)明是一種新型車窗防夾系統(tǒng)，包括檢測(cè)控制電路、傳感器、微處理器，傳感器為裝在車窗玻璃邊緣的電極傳感器，檢測(cè)控制電路包括微處理器、電容檢測(cè)芯片、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片，電容檢測(cè)芯片與電極傳感器信號(hào)連接。本發(fā)明由于采用在車窗玻璃邊緣設(shè)置電極傳感器，當(dāng)人體(比如裸露的手和頭部，或者包裹衣物的身體部分)接觸在電極傳感器上，都會(huì)引起電極傳感器的電容變化。檢測(cè)電路就能迅速采集到這一信息，及時(shí)地中止車窗的上升運(yùn)動(dòng)，避免人體受到夾傷。這種檢測(cè)系統(tǒng)具有成本低、性能可靠、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B11/01GK101046139SQ20061006010
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者夏邦信 申請(qǐng)人:深圳市賽格導(dǎo)航科技股份有限公司