專利名稱：汽車電動玻璃升降智能控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車電動玻璃升降智能控制器。
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(qū)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(qū)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(nèi)容
本實用新型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，該控制器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。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，汽車電動玻璃升降智能控制器，其特點是，包括單片機、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(qū)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(diào)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(zhuǎn)換器端口等端口或功能；所述的電源子模塊提供單片機和其他模塊工作的電源；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(chǎn)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人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(qū)動子電路子模塊的輸入端與單片機的驅(qū)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(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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；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(qū)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(qū)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(qū)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(zhuǎn)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，所述的電源子模塊由單片機芯片的10號管腳、19號管腳和9號管腳及其所連接的電路構(gòu)成。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器，其中，所述的I/o端子模塊由單片機芯片的11號管腳、12號管腳、13號管腳、14號管腳、15號管腳及其所連接的由電阻、電容組成的電路構(gòu)成。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器，其中，所述的上升端信號的上拉和濾波電路由電阻R3、R27、R28、電容C6構(gòu)成；所述的下降端信號的上拉和濾波電路由電阻R30、R4、R29、電容C7構(gòu)成；所述的控制端信號的上拉和濾波電路由而極管D2、電阻R5、R6、電容C8構(gòu)成；診斷端信號的上拉和濾波電路由電阻R8、R9、R7、電容C9構(gòu)成。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器，其中，所述的時鐘信號子模塊由單片機芯片的21號管腳、20號管腳、19號管腳、晶振、電阻R2構(gòu)成。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器，其中，所述的電機驅(qū)動子電路子模塊由單片機芯片的16號管腳、18號管腳及其所連接的繼電器、吸收電路構(gòu)成。
上述汽車電動玻璃升降智能控制器，其中，所述的采樣電路子模塊由單片機芯片的5號管腳、6號管腳、7號管腳所集成的運算放大器和A/D的輸入端口以及所連接的由電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、電容C13、C14、C15組成的電路構(gòu)成。
由于本實用新型采用了以上的技術方案，采用單片機控制汽車電動玻璃升降，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。本實用新型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。
2、能提供及時的過載保護。其在升降器電機堵轉(zhuǎn)0.5秒內(nèi)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，甚至本實用新型升降器控制器實現(xiàn)的下降軟停止功能，使升降器下降時不會造成電機堵轉(zhuǎn)，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。


本實用新型的具體結(jié)構(gòu)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是本實用新型的電方框圖。
圖3是本實用新型的電子線路圖。
具體實施方式
請參閱圖2。
本實用新型汽車電動玻璃升降智能控制器包括單片機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(qū)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(zhuǎn)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其它電路穩(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，其提供了軟件可靠工作所需的電機轉(zhuǎn)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(qū)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(qū)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(qū)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(zhuǎn)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。
請見圖3。這是本實用新型的電子線路圖。本實用新型主要由一單片機芯片1和其連接的外圍電路構(gòu)成。單片機1選用的單片機芯片為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10號管腳VSUP、19號管腳VSS和9號管腳VDD及其所接的電路構(gòu)成。二極管D1具有反向保護功能，電阻R1具有電流保護功能，電容C1、C2為電源輸入濾波電容，電源B+和地端G的電源輸入經(jīng)芯片的集成電壓調(diào)節(jié)器得到9號管腳VDD的+5V輸出，電容C4，C5為5V電壓輸出濾波電容。
I/o端子模塊3由單片機芯片的11號管腳PC0、12號管腳PC1、13號管腳PC2、14號管腳PC3、15號管腳PC4及其所接的電路構(gòu)成。上升端信號的上拉和濾波電路為電阻R3、R27、R28、電容C6；下降端信號的上拉和濾波電路為電阻R30、R4、R29、電容C7；控制端信號的上拉和濾波電路為二極管D2、電阻R5、R6、電容C8；診斷端信號的上拉和濾波輸入輸出電路為電阻R8、R9、R7、電容C9。
時鐘信號子模塊4由單片機芯片的21號管腳OSC1、20號管腳OSC2、19號管腳VSS、晶振CRY、電阻R2構(gòu)成。
電機信號采樣電路子模塊5由單片機芯片的27號管腳PB0和25號管腳PB2為電機轉(zhuǎn)速信號輸入管腳，26號管腳PB1與三極管T1具有控制霍爾器件信號輸入的功能，25號管腳PB2，HS1和HS2為霍爾元件，電阻R7、R18、R31、R32、電容C12、C18構(gòu)成了本實用新型升降器控制器的上拉和濾波電路。
電機驅(qū)動子電路子模塊6由單片機芯片的16號管腳PC5、18號管腳PC6可以控制繼電器J1的吸合和釋放以控制電機的運行和停止；M1MOTOR _INPUT1和M2MOTOR_INPUT2為電機的輸入端口；電阻R12、R13、R14、電容C10和24號管腳PB3為電機輸入檢測電路；電阻R15、R16、電容C11、可變電阻V1為吸收電路。
采樣電路子模塊7由單片機芯片的5號管腳PA4、6號管腳PA5、7號管腳PA6為芯片所集成的運算放大器和A/D的輸入端口；采樣電阻SR1實現(xiàn)對電機運行電流的采樣；電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、電容C13、C14、C15和24號管腳PB4為運放輸入電路。
本實用新型的工作原理是當電源子模塊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，本實用新型控制器處于工作狀態(tài)，本實用新型控制器的工作狀態(tài)有兩種即休眠睡眠工作狀態(tài)和喚醒工作狀態(tài)。
當本實用新型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實用新型控制器處于休眠工作狀態(tài)；當本實用新型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實用新型控制器處于喚醒工作狀態(tài)；從而完成本實用新型控制器的休眠和喚醒功能。
當本實用新型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，從而完成本實用新型控制器的運行禁止功能；當本實用新型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，本實用新型的控制器電機驅(qū)動子模塊驅(qū)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(zhuǎn)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?cè)?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實用新型控制玻璃上升的功能、上升防夾的功能、上升克服障礙的功能、上升過載保護的功能；當本實用新型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，本實用新型的控制器電機驅(qū)動子模塊驅(qū)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(zhuǎn)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?cè)?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；當本實用新型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，本實用新型的控制器電機驅(qū)動子模塊驅(qū)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。
本實用新型能實現(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/下降過程中遇到障礙時，能克服障礙，保證玻璃照常上升/下降；4、過載保護5、休眠和喚醒功能6、集中關窗串行接口得到“集控上升”信號后，升降器的玻璃上升到頂；7、運行禁止控制器串行接口得到“按鈕失效”信號(由零電平變?yōu)楦唠娖?后，禁止升降運行。
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。
權(quán)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、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(qū)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(diào)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(zhuǎn)換器端口等端口；所述的電源子模塊提供單片機和其他電路工作的電源；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(chǎn)生的時鐘信號與單片機的晶振端口連接；所述的電機信號取樣子模塊的輸人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(qū)動子電路子模塊的輸入端與單片機的驅(qū)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(qū)動電機連接；所述的采樣電路子模塊的輸出端與單片機的運放及A/D轉(zhuǎn)換器輸入端口連接。
2.根據(jù)權(quán)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(zhuǎn)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；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(qū)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(qū)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(qū)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(zhuǎn)換器輸入端口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的電源子模塊由單片機芯片的10號管腳、19號管腳和9號管腳及其所連接的電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的I/o端子模塊由單片機芯片的11號管腳、12號管腳、13號管腳、14號管腳、15號管腳及其所連接的由電阻、電容組成的電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的上升端信號的上拉和濾波電路由電阻R3、R27、R28、電容C6構(gòu)成；所述的下降端信號的上拉和濾波電路由電阻R30、R4、R29、電容C7構(gòu)成；所述的控制端信號的上拉和濾波電路由而極管D2、電阻R5、R6、電容C8構(gòu)成；診斷端信號的上拉和濾波電路由電阻R8、R9、R7、電容C9構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的時鐘信號子模塊由單片機芯片的21號管腳、20號管腳、19號管腳、晶振、電阻R2構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的電機驅(qū)動子電路子模塊由單片機芯片的16號管腳、18號管腳及其所連接的繼電器、吸收電路構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車電動玻璃升降智能控制器，其特征在于，所述的采樣電路子模塊由單片機芯片的5號管腳、6號管腳、7號管腳所集成的運算放大器和A/D的輸入端口以及所連接的由電阻R21、R22、R23、R24、R25、R26、電容C13、C14、C15組成的電路構(gòu)成。
專利摘要本實用新型汽車電動玻璃升降智能控制器，其特點是，包括單片機、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(qū)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B60J1/17GK2540307SQ0221678
公開日2003年3月19日 申請日期2002年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者郭瑞文, 曹云翔, 季強 申請人:上海實業(yè)交通電器有限公司