專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電器控制電路范疇，特別是關(guān)于車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防 夾保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
目前汽車(chē)，尤其是轎車(chē)普遍安裝有電動(dòng)車(chē)窗，人們只要按動(dòng)按鈕就 可以輕易方便地控制車(chē)窗玻璃的升降，達(dá)到開(kāi)閉車(chē)窗或使車(chē)窗具有適當(dāng) 開(kāi)度的目的。 一般車(chē)窗上下的運(yùn)動(dòng)速度約為70mm/s，推力500N左右。 但是，通常這些電動(dòng)車(chē)窗不具備智能控制性能，車(chē)窗玻璃在上升的過(guò)程 中很容易造成夾傷事故，特別是一些幼童的頭、手或臂會(huì)被車(chē)窗夾住。 為了乘客的安全，防止出現(xiàn)這類(lèi)車(chē)窗夾人事件的發(fā)生，歐美等先進(jìn)國(guó)家 已立法將防夾車(chē)窗升降器(Anti-Pinch Window Lifter,簡(jiǎn)稱(chēng)APWL)作 為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置，以提升汽車(chē)的安全性能和人性化的程度。
作為車(chē)窗防夾的基本理念是用傳感器檢測(cè)車(chē)窗在上升過(guò)程中有否 障礙存在， 一旦檢測(cè)到障礙存在則停止上升或使其下降一段距離后停 止。而目前基于上述理念的技術(shù)方案基本上分為接觸式的壓力傳感檢測(cè) 和非接觸式的紅外傳感檢測(cè)防夾保護(hù)裝置兩大類(lèi)。
作為非接觸式的紅外傳感檢測(cè)的防夾保護(hù)裝置主要由一系列設(shè)置 在車(chē)窗的窗槽內(nèi)或車(chē)窗的內(nèi)飾件上可連續(xù)掃描指定區(qū)域的紅外光源和 光學(xué)傳感器組成。 一旦有外來(lái)物體闖入上述指定區(qū)域，阻擋光學(xué)傳感器 接收紅外光源發(fā)射的紅外線時(shí)，光學(xué)傳感器則迅速地將該信息反饋至控 制單元，由控制單元發(fā)出指令使馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。它雖然有不與人 體發(fā)生接觸，不會(huì)給人體有任何不舒適感覺(jué)的優(yōu)點(diǎn)，但這類(lèi)防夾裝置成 本很高，而且往往對(duì)車(chē)廂和車(chē)門(mén)的設(shè)計(jì)有很大的限制。因此，大多數(shù)的汽車(chē)電子開(kāi)發(fā)商和汽車(chē)制造廠商很少有采用這類(lèi)非接觸式的紅外傳感
檢測(cè)車(chē)窗防夾裝置。
作為目前主流的接觸式壓力傳感檢測(cè)車(chē)窗防夾裝置，主要是通過(guò)監(jiān) 測(cè)車(chē)窗馬達(dá)的電流值，當(dāng)車(chē)窗玻璃在上升運(yùn)動(dòng)時(shí)若遇障礙物受阻，該阻 力將使車(chē)窗馬達(dá)的負(fù)載增加，流入車(chē)窗馬達(dá)的電流也增加產(chǎn)生更大的扭 矩以克服負(fù)載的增加。為此，設(shè)定一個(gè)許可的電流增加值， 一旦車(chē)窗馬 達(dá)的電流增加達(dá)到該許可的增加值時(shí)，就認(rèn)為車(chē)窗玻璃在上升的過(guò)程中 確實(shí)夾住了障礙物。按驅(qū)動(dòng)原器件不同，目前車(chē)窗的驅(qū)動(dòng)電路可以是圖
1所示的四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管A1 A4組成的H型驅(qū)動(dòng)電路，或由圖2所示的 由繼電器K1、繼電器K2組成的雙向驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路。當(dāng)馬達(dá)M遇到障 礙物受阻，其電流值增加，該增值的電流模擬信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)的微 處理器或單片機(jī)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)與設(shè)定的許可增加值相比，若達(dá)到 或超過(guò)該設(shè)定值，微處理器或單片機(jī)發(fā)出指令切斷控制馬達(dá)M正轉(zhuǎn)的 場(chǎng)效應(yīng)管Al和A4的通路或繼電器K1的通路，馬達(dá)M停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē) 窗玻璃停止上升；或在切斷上述馬達(dá)M正轉(zhuǎn)電路的同時(shí)導(dǎo)通場(chǎng)效應(yīng)管 A2和A3或繼電器K2，開(kāi)啟馬達(dá)M反轉(zhuǎn)的通路，使車(chē)窗玻璃下降，達(dá) 到防止夾傷。然而， 一般汽車(chē)使用的直流電源的電壓實(shí)際上存在一個(gè)波 動(dòng)范圍，以12V車(chē)用電源為例，其電壓實(shí)際上在9V 16V之間變化。從 圖3車(chē)窗馬達(dá)(含齒輪箱)的特性圖可見(jiàn)，同一馬達(dá)以相同的電流在不 同的工作電壓下其輸出的矩扭和轉(zhuǎn)速是不同的，如電流為6.2A，當(dāng)電壓 為9V、 12V和16V時(shí)，其扭矩分別為36kgf.cm、 32 kgf.cm、 25 kgf.cm， 轉(zhuǎn)速分別為44r.pjn、 69r.p.m、 105r.p.m，扭矩最大相差達(dá)llkgf.cm，轉(zhuǎn) 速最大相差達(dá)6Lr.p.m，換算傳遞到車(chē)窗玻璃上的推力相差達(dá)103N。根 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)窗玻璃許可的夾緊力不大于IOON，而一般企業(yè)為提高產(chǎn)品 質(zhì)量又要求將此力控制在80N之內(nèi)?？梢?jiàn)，目前車(chē)窗馬達(dá)由于電壓波動(dòng)的原因產(chǎn)生的推力誤差值就可以達(dá)到或超出控制值的本身，要想準(zhǔn)確地
實(shí)現(xiàn)防夾功能的可靠性就成問(wèn)題了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置，解決 提高車(chē)窗玻璃上升過(guò)程中防夾功能可靠性的技術(shù)問(wèn)題。 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是-
一種車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置，包含微處理器或單片機(jī)、馬 達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和車(chē)窗馬達(dá)，其特征在于在微處理器或單片機(jī)與馬達(dá)驅(qū)動(dòng) 電路之間設(shè)置有山第一電阻和第二電阻、第一三極管和第二三極管組成 的恒流控制電路，其中第一電阻的一端與微處理器或單片機(jī)一信號(hào)輸出 端相連，其另一端分別與第一三極管集電極和第二三極管基極相連，第 一三極管基極分別與第二三極管發(fā)射極和第二電阻一端相連，第一三極 管發(fā)射極與第二電阻另一端共同接地，第二三極管集電極與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電 路相連；設(shè)置有將車(chē)窗馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至單片機(jī)或微處理器的霍耳傳 感器。
上述的技術(shù)方案中可以增設(shè)一個(gè)由運(yùn)算放大器和第三至第六電阻 組成的放大電路，恒流控制電路第一三極管的基極不再與第二三極管發(fā) 射極及第二電阻一端相連而是經(jīng)第三電阻與運(yùn)算放大器輸出端相連，第 四電阻串接在運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器正極輸 入端通過(guò)第五電阻與恒流控制電路第二三極管發(fā)射極相連，第六電阻一 端與運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端相連，另一端接地。這樣可以將恒流控制電 路中作為采樣電阻的第二電阻上的電壓降經(jīng)運(yùn)算放大器放大后通過(guò)第 三電阻反饋至第一三極管基極，這樣就可以方便地通過(guò)改變第四和第六 電阻的阻值來(lái)精確地調(diào)整恒流控制電路的電流設(shè)定值。
本發(fā)明恒流控制電路中的第二三極管可以用達(dá)林頓管或場(chǎng)效應(yīng)管 替代。本發(fā)明具有下列的有益效果
1. 本發(fā)明僅在車(chē)窗玻璃窗上升過(guò)程中單片機(jī)或微處理器才向恒流控 制電路發(fā)出信號(hào)予以導(dǎo)通，以設(shè)定的電流值流經(jīng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。此時(shí)，驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)輸出的扭矩大小與電壓無(wú)關(guān)，而由電流大小確定，因此只要調(diào)整恒 流電路中第一或第二電阻(或者第四、或第六電阻)的阻值就可以方便 地控制車(chē)窗玻璃的上升推力保持恒定在要求的范圍，即使車(chē)窗玻璃夾著 人，其夾緊力最大也僅為100N,對(duì)人身不會(huì)造成傷害或不適。
2. 當(dāng)車(chē)窗玻璃夾著人或其它物體時(shí)，除夾持力很小，不會(huì)傷人外，
由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速激劇下降，霍耳傳感器將這一信息傳至單片機(jī)或微處 理器，由單片機(jī)或微處理器發(fā)出指令切斷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，車(chē)窗馬達(dá)停止 轉(zhuǎn)動(dòng)使車(chē)窗玻璃停止上升，或者單片機(jī)或微處理器發(fā)出指令使驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 反轉(zhuǎn)，使車(chē)窗玻璃下降，解除夾持，實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)。
3. 安裝、調(diào)試方便，無(wú)需對(duì)原有車(chē)窗設(shè)計(jì)作任何改動(dòng)，便于實(shí)施。


圖1是現(xiàn)有以場(chǎng)效應(yīng)管組成的H型馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。 圖2是現(xiàn)有以繼電器組成的雙聯(lián)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路。 圖3是車(chē)窗馬達(dá)特性圖。 圖4是本發(fā)明的一種電路示意圖。 圖5是本發(fā)明的另一種電路示意圖。 圖6是本發(fā)明的車(chē)窗馬達(dá)扭矩——電流特性圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖4所示，本發(fā)明包含單片機(jī)或微處理器l，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路 2，車(chē)窗馬達(dá)3，設(shè)置有將車(chē)窗馬達(dá)3轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至單片機(jī)或微處瑝器 1的霍耳傳感器4和恒流控制電路。該恒流控制電路由第一電阻R1和 第二電阻R2、第一三極管Ql和第二三極管Q2組成，其中第一電阻Rl的一端與單片機(jī)或微處理器1 —個(gè)信號(hào)輸出端相連，其另一端，別 與第一三極管Ql集電極和第二三極管Q2基極相連，第一三極管Ql 的基極分別與第二三極管Q2的發(fā)射極和第二電阻R2的一端相連，第 一三極管Q1的發(fā)射極和第二電阻R2的另一端共同接地，第二三極管 Q2集電極與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路2相連。
單片機(jī)或微處理器1接受來(lái)自開(kāi)關(guān)或總線的信息控制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路 2使車(chē)窗馬達(dá)3正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，當(dāng)車(chē)窗玻璃在車(chē)窗馬達(dá)3正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng) 上升時(shí)，單片機(jī)或微處理器1發(fā)出一個(gè)高電平給恒流控制電路經(jīng)第一電 阻Ri至第—三極管Q2基極，導(dǎo)通該第二二極管Q2，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路2 流過(guò)車(chē)窗馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)第二三極管Q2、第二電阻R2返回電源， 這樣該驅(qū)動(dòng)電流在第二電阻R2上產(chǎn)生一個(gè)電壓降，若該電壓降大于第 一三極管Ql發(fā)射極的電壓則第一三極管Ql導(dǎo)通，使第二三極管Q2 基極電壓降低，則減少了通過(guò)第二三極管Q2和第二電阻R2的馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)電流，從而反饋到第一三極管Ql基極上的第二電阻R2的電壓降下 降，如此反覆最終達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，使流經(jīng)車(chē)窗馬達(dá)3使其正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車(chē) 窗玻璃上升的驅(qū)動(dòng)電流保持恒定，這樣車(chē)窗馬達(dá)就按圖6所示在該恒定 的電流下輸出恒定的扭矩。只要改變第一電阻R1或第二電阻R2的阻 值，就能方便地改變恒流控制電路的設(shè)定電流值，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定的 不大于100N的推力。在這個(gè)安全的馬達(dá)推力下車(chē)窗玻璃迅速上升，一 旦車(chē)窗玻璃被夾不能繼續(xù)上升，該推力也不會(huì)上升，而車(chē)窗馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 迅速下降甚至停轉(zhuǎn)，這一信息由霍耳傳感器4反饋至單片機(jī)或微處理器 1，單片機(jī)或微處理器1發(fā)布指令切斷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路2使車(chē)窗馬達(dá)3停 止轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)窗玻璃原地停止、失去推夾力，或者指令馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路2使 車(chē)窗馬達(dá)反轉(zhuǎn)下降，解除夾持，這樣就實(shí)現(xiàn)了雙重保護(hù)的功能。
圖5是本發(fā)明基于上述基礎(chǔ)上增加了由運(yùn)算放大器IC、第三至第六電阻組成的放大電路的另一實(shí)施例。其中恒流控制電路第一三極管Ql 的基極不再與第二三極管Q2發(fā)射極及第二電阻R2 —端相連而是經(jīng)運(yùn) 算放大電路的第三電阻R3與運(yùn)算放大器IC的輸出端相連，第四電阻 R4串接在運(yùn)算放大器IC負(fù)極輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器IC正 極輸入端通過(guò)第五電阻R5與恒流控制電路的第二三極管Q2的發(fā)射極 相連，第六電阻R6—端與運(yùn)算放大器IC的負(fù)極輸入端相連，其另一端 接地。由于恒流控制電路中第二電阻R2上的電壓降經(jīng)運(yùn)算放大器IC放 大后通過(guò)第三電阻R3反饋至恒流控制電路的第一三極管Ql基極，就 可以方便地通過(guò)改變第四電阻R4和第六電阻R6的阻值來(lái)精確地調(diào)整 恒流控制電路的電流設(shè)定值。
本發(fā)明的恒流控制電路中的第二三極管可以用達(dá)林頓管或場(chǎng)效應(yīng) 管替代。
權(quán)利要求
1、一種車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置，包含微處理器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和車(chē)窗馬達(dá)，其特征在于在微處理器或單片機(jī)與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置有由第一電阻和第二電阻、第一三極管和第二三極管組成的恒流控制電路，其中第一電阻的一端與微處理器或單片機(jī)一信號(hào)輸出端相連，其另一端分別與第一三極管集電極和第二三極管基極相連，第一三極管基極分別與第二三極管發(fā)射極和第二電阻一端相連，第一三極管發(fā)射極與第二電阻另一端共同接地，第二三極管集電極與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路相連；設(shè)置有將車(chē)窗馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至單片機(jī)或微處理器的霍耳傳感器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置，其特 征在于上述的技術(shù)方案中可以增設(shè)一個(gè)由運(yùn)算放大器和第三至第六電 阻組成的放大電路，恒流控制電路第一三極管的基極不再與第二三極管 發(fā)射極及第二電阻一端相連而是經(jīng)第三電阻與運(yùn)算放大器輸出端相連， 第四電阻串接在運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端與輸出端之間，運(yùn)算放大器正極 輸入端通過(guò)第五電阻與恒流控制電路第二三極管發(fā)射極相連，第六電阻 一端與運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端相連，另一端接地。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置， 其特征在于本發(fā)明恒流控制電路中的第二三極管可以用達(dá)林頓管或場(chǎng) 效應(yīng)管替代。
全文摘要
本發(fā)明屬于電器控制電路范疇。一種車(chē)輛電動(dòng)車(chē)窗雙重防夾保護(hù)裝置，包含微處理器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路和車(chē)窗馬達(dá)，其特征在于在微處理器或單片機(jī)與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置有由第一電阻和第二電阻、第一三極管和第二三極管組成的恒流控制電路，其中第一電阻的一端與微處理器或單片機(jī)一信號(hào)輸出端相連，其另一端分別與第一三極管集電極和第二三極管基極相連，第一三極管基極分別與第二三極管發(fā)射極和第二電阻一端相連，第一三極管發(fā)射極與第二電阻另一端共同接地，第二三極管集電極與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路相連；設(shè)置有將車(chē)窗馬達(dá)轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至單片機(jī)或微處理器的霍耳傳感器。解決提高車(chē)窗玻璃上升過(guò)程中防夾功能可靠性的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)B60J1/17GK101544173SQ20091005086
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者孫杜華 申請(qǐng)人:上海鷹擊汽車(chē)部件有限公司