專利名稱：電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)和控制安裝在汽車上的電動(dòng)窗(power window)的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，具體地說，涉及在剛開始驅(qū)動(dòng)電動(dòng)窗時(shí)發(fā)生夾住障礙物的情況的時(shí)候高度精確地檢測(cè)夾住障礙物的技術(shù)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)窗的玻璃與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連并可以通過切換開關(guān)來不同方向地轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)而升起或降下。此外，已經(jīng)提出并實(shí)現(xiàn)了對(duì)一種電動(dòng)窗的使用，這種電動(dòng)窗具有在上升的時(shí)候夾住障礙物的情況下通過停止上升并回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)以降低電動(dòng)窗玻璃的高度來防止對(duì)障礙物和/或電動(dòng)窗的玻璃造成破壞的功能。
對(duì)于具有障礙物防夾功能的電動(dòng)窗來說，在啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之后馬上就發(fā)生電動(dòng)窗玻璃夾住障礙物的情況下，它不可能立刻就檢測(cè)到夾住了障礙物，這就導(dǎo)致了在障礙物上施加了過載的情況發(fā)生。
也就是說，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)啟動(dòng)的時(shí)候有一個(gè)沖流(rush current)，并且在沖流消失之前檢測(cè)夾住障礙物的功能不能工作。此外，在窗子玻璃下降并停止一下后再升起的時(shí)候，在剛剛執(zhí)行升起操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種驅(qū)動(dòng)馬達(dá)沒有負(fù)載的狀態(tài)，并且在馬達(dá)電流變得非常小的時(shí)候會(huì)持續(xù)一定時(shí)間。然后，在這個(gè)時(shí)間周期過去之后，負(fù)載就施加在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)之上，并且流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的電流也急劇增加。
在相關(guān)的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置中，檢測(cè)到了電流的急劇增加現(xiàn)象，并且這將導(dǎo)致錯(cuò)誤地反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，在這種情況下驅(qū)動(dòng)馬達(dá)會(huì)錯(cuò)誤地停止或反轉(zhuǎn)(例如，見JP-A-2001-20605)。
如上所述，在相關(guān)的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置中，在電動(dòng)窗玻璃夾住障礙物的情況下，由于檢測(cè)到夾卡情況的發(fā)生然后停止和反轉(zhuǎn)窗子，所以就可以避免夾住障礙物的問題發(fā)生，然而，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)后電流下降之后電流再次增強(qiáng)的時(shí)候馬達(dá)錯(cuò)誤地停止或反轉(zhuǎn)的問題仍然會(huì)發(fā)生。并且這就產(chǎn)生了通過某種裝置或其它方式來防止這種問題發(fā)生的需求。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，這種裝置可以防止在剛剛啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)錯(cuò)誤停止的情況發(fā)生和在真正發(fā)生了夾卡情況的時(shí)候可以確保檢測(cè)到窗子玻璃夾住障礙物的情況。
從實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的角度看，在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種用于控制對(duì)電動(dòng)窗的驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，包括基準(zhǔn)電流發(fā)生器，它產(chǎn)生與馬達(dá)電流(ID)在一定程度上相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流(Ir)，所述馬達(dá)電流流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述基準(zhǔn)電流發(fā)生器包括第一電流發(fā)生器，它產(chǎn)生與馬達(dá)電流(ID)的各種值在一定程度上相對(duì)應(yīng)的第一電流(Ir1)；和第二電流發(fā)生器，它產(chǎn)生從基準(zhǔn)電壓(Vc)生成的第二電流(Ir3)，所述第二電流在與所述第一電流(Ir1)相加后等于所述基準(zhǔn)電流(Ir)，并且所述基準(zhǔn)電壓(Vc)從由所述第一電流轉(zhuǎn)換得到的第一電壓(Vc2)的時(shí)間平均值得到；比較器(CMP1)，它對(duì)所述基準(zhǔn)電壓(Vc)和比所述第一電壓高的比較信號(hào)(Vins)進(jìn)行比較；停止或反轉(zhuǎn)電路，它在根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果判斷出馬達(dá)電流中的電流急劇增加的時(shí)候停止或反轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；第一計(jì)時(shí)器(TM1)，它從開始啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)開始測(cè)量第一預(yù)定義時(shí)間；第二計(jì)時(shí)器(TM2)，它從開始啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)開始測(cè)量第二預(yù)定義時(shí)間；電壓差保持器(voltage difference holder)，它保持比較信號(hào)和基準(zhǔn)電壓之間的差值處于比較信號(hào)(Vins)比基準(zhǔn)電壓信號(hào)(Vc)高的狀態(tài)，從而讓所述差值在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候等于或高于第一預(yù)定義的值；和電壓差減壓器(voltage difference reducer)，它在所述第一計(jì)時(shí)器完成計(jì)時(shí)之后所述第二計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候單調(diào)地降低所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之間的差別直到所述差值達(dá)到第二預(yù)定義的值(Vclmp)為止。
在第二實(shí)施例中，提供了一種在本發(fā)明的第一方面提出的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中對(duì)所述第一計(jì)時(shí)器所測(cè)量的時(shí)間的設(shè)置要比從啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)到在馬達(dá)電流的沖流超過峰值電流期間開始降低馬達(dá)電流的時(shí)候所需要的時(shí)間要長。
在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種在本發(fā)明的第二方面提出的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述電壓差保持器包括具有串聯(lián)在一起的第一電阻(R42)和第一半導(dǎo)體元件(T41)的第一電路；并且其中在所述第一計(jì)時(shí)器工作期間對(duì)所述第一半導(dǎo)體元件加電。
在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種在本發(fā)明的第二方面提出的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述電壓差減壓器包括具有串聯(lián)在一起的第二半導(dǎo)體元件(T240)和第二電阻(R240)的第二電路，并且所述第二電路位于電源和所述電路之間；其中在將預(yù)定義的電壓加到所述比較信號(hào)或從其上減去的時(shí)候產(chǎn)生的比較信號(hào)或電壓施加到所述第二半導(dǎo)體元件的控制端子上。
在本發(fā)明的第五方面中，提供了一種在本發(fā)明的第四方面提出的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第二半導(dǎo)體元件(T240)由PMOS晶體管或PNP晶體管構(gòu)成；
其中所述第二半導(dǎo)體元件的門極(gate)和源極(source)之間的電壓或所述第二半導(dǎo)體元件的基極(base)和發(fā)射極(emitter)之間的電壓在所述第二預(yù)定義的值(Vclmp)之內(nèi)下降；并且其中在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之差的梯度是根據(jù)由電容器(C1)和電阻(R240)定義的時(shí)間常數(shù)來設(shè)定的。
在本發(fā)明的第六方面中，提供了一種在本發(fā)明的第五方面提出的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述第一電路和所述第二電路在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候同時(shí)工作。
隨著本發(fā)明的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的使用，由于在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候?qū)⑺霰容^信號(hào)Vins設(shè)置得大于所述第一預(yù)定義的值或高于所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vc，這樣可以避免啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的時(shí)候的沖流所以就可以避免錯(cuò)誤的操作。
此外，由于在所述第一計(jì)時(shí)器完成計(jì)時(shí)后所述第二計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候?qū)⑺霰容^信號(hào)Vins設(shè)置得大于所述第二預(yù)定義值或高于所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vc，所以就可以避免由在所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)剛開始啟動(dòng)的時(shí)候發(fā)生的電流上升造成的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)停止或反轉(zhuǎn)這樣的問題發(fā)生。此外，在這段時(shí)間中發(fā)生窗子玻璃住障礙物的情況下，由于肯定可以檢測(cè)到夾住障礙物的情況從而停止或反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所以就可以防止因?yàn)榇白硬ＡA住障礙物而造成的對(duì)障礙物或相應(yīng)的窗子玻璃本身的損壞。


通過參看附圖對(duì)優(yōu)選的典型實(shí)施例的詳細(xì)描述可以更清楚地看到本發(fā)明的上述目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的配置的方框圖；圖2是顯示圖1中所示的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的詳細(xì)配置的電路圖；和圖3是顯示在對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候電流變化的特性要素圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將根據(jù)附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是顯示本發(fā)明的實(shí)施例中的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的配置的方框圖，圖2是顯示電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的詳細(xì)配置的(省略了部分的)電路圖。如圖1所示，電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置100包括用于為可逆地轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1提供驅(qū)動(dòng)以驅(qū)動(dòng)窗子玻璃的驅(qū)動(dòng)電路1、基準(zhǔn)電流生成電路2、起始控制電路3、基準(zhǔn)電壓生成電路5和比較電路4。
另外，電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置100包括或(OR)電路OR1、觸發(fā)(flip-flop)電路6和兩個(gè)與(AND)電路AND1、AND2。此外，與電路AND1、AND2的輸出端子分別與場(chǎng)效應(yīng)晶體管FET(T11)和FET(T12)相連。在與電路AND1的輸出信號(hào)為“H”級(jí)的時(shí)候，F(xiàn)ET(T12)就變?yōu)閷?dǎo)通，而在與電路AND2的輸出信號(hào)為“H”級(jí)的時(shí)候，F(xiàn)ET(T11)就變?yōu)閷?dǎo)通。
驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1經(jīng)兩個(gè)繼電器觸點(diǎn)(relay contact)RY1、RY2與電池電源VB和FET(T1)相連，另外，F(xiàn)ET(T1)經(jīng)分流電阻Rs接地。
然后，在輸入上升信號(hào)來升起窗子玻璃的時(shí)候，F(xiàn)ET(T12)就變?yōu)閷?dǎo)通，并且繼電器觸點(diǎn)RY2也接通，正向電流由此流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1正向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將窗子玻璃升起。
相反地，在輸入下降信號(hào)來降下窗子玻璃的時(shí)候，F(xiàn)ET(T11)就變?yōu)閷?dǎo)通，并且繼電器觸點(diǎn)RY1也接通，反向電流由此流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將窗子玻璃降下。
此外，驅(qū)動(dòng)電路1包括驅(qū)動(dòng)器11，并且驅(qū)動(dòng)器11控制著FET(T1)的導(dǎo)通和截止。
如圖2所示，基準(zhǔn)電流生成電路有兩個(gè)放大器AMP1、AMP2和兩個(gè)FET(T21)、(T22)。放大器AMP1的負(fù)極輸入端子經(jīng)電阻與FET(T1)和分流電阻Rs之間的連接點(diǎn)(這點(diǎn)的電壓稱為VSA)連接，并且它的正極端子經(jīng)電阻與點(diǎn)P1(這點(diǎn)的電壓稱為VSB)連接。
點(diǎn)P1經(jīng)電阻R20接地。要注意的是，在圖2中，電阻R20下面的“300”表示電阻R20為300Ω，并且這種注釋也用于其它的元件。
另外，點(diǎn)P1與FET(T22)的漏極和FET(T21)的漏極相連，F(xiàn)ET(T22)的門極與放大器AMP1的輸出端子相連。此外，F(xiàn)ET(T22)的源極(點(diǎn)P4)經(jīng)電阻27和電阻R24與電池電源VB相連。
此外，電阻24和電阻27的連接點(diǎn)P2與比較器CMP1的正極輸入端子相連。應(yīng)當(dāng)注意的是假設(shè)P2點(diǎn)的電壓是Vins(比較信號(hào))。另外，點(diǎn)P4與放大器AM3的正極輸入端子相連，將在后面描述放大器AM3。
FET(T21)的門極與放大器AMP2的輸出端子相連，它的源極經(jīng)電阻R23與電池電源VB相連。放大器AMP2的負(fù)極輸入端子與FET(T21)的源極相連。它的正極輸入端子與起始控制電路3的電阻R240相連，將在后面描述起始控制電路3。
起始控制電路3包括第一計(jì)時(shí)器M1，它用于在啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1之后在預(yù)定義的時(shí)間周期(例如，50毫秒)里處于導(dǎo)通狀態(tài)然后在預(yù)定義的時(shí)間周期過后關(guān)閉；第二計(jì)時(shí)器M2，它用于類似地在預(yù)定義的時(shí)間周期(例如，200毫秒)里處于導(dǎo)通狀態(tài)然后在預(yù)定義的時(shí)間周期過后關(guān)閉；還包括FET(T41)、(T42)、(T241)、(T240)。
第二計(jì)時(shí)器M2的輸出端子與FET(T42)的門極相連，F(xiàn)ET(T42)的源極接地，它的漏極經(jīng)電阻R242、R241與電池電源VB相連。此外，電阻R242、R241的連接點(diǎn)和FET(T241)的門極相連，F(xiàn)ET(T241)的源極與電池電源VB相連。
另外，F(xiàn)ET(T241)的漏極經(jīng)電阻R246、R247與FET(T244)的源極相連，F(xiàn)ET(T244)的漏極接地，它的門極與點(diǎn)P4相連。此外，電阻R247和FET(T244)之間的連接點(diǎn)經(jīng)電容器C24接地。
另外，電阻R246、R247之間的連接點(diǎn)與FET(T240第二半導(dǎo)體元件)的門極(把這點(diǎn)的電壓當(dāng)作Vg)相連，F(xiàn)ET(T240)的漏極與電池電源VB相連，它的源極經(jīng)電阻R240(第二電阻)與放大器AMP2的正極輸入端子相連并且還連接到基準(zhǔn)電壓生成電路5的點(diǎn)P3。這里，第二電路由FET(T240)和電阻R240組成。
第一計(jì)時(shí)器M1的輸出端子與FET(T41；第一半導(dǎo)體元件)的門極相連，F(xiàn)ET(T41)的源極接地，它的漏極經(jīng)點(diǎn)P3與電阻R42(第一電阻)相連。這里，第一電路由FET(T41)和電阻R42組成。
基準(zhǔn)電壓生成電路5包括電流源IA、IB、放大器AMP3和電容器C1。放大器AMP3的正極輸入端子與點(diǎn)P4相連，點(diǎn)P4處的電壓Vc2由此作用到其上。此外，放大器AMP3的負(fù)極輸入端子(點(diǎn)P3)經(jīng)電容器C1與電源VB相連并且點(diǎn)P3與比較電路4的比較器CMP1的負(fù)極輸入端子相連。
對(duì)電流源IA、IB的電流值進(jìn)行配置從而讓它們滿足IB＝2*IA的關(guān)系，并且在電池電源VB和地之間將電流源IA、IB串聯(lián)起來，電流源的連接點(diǎn)是點(diǎn)P3。此外，電流源IB可以在放大器AMP3的輸出端子的輸出為“L”級(jí)的時(shí)候讓電流流動(dòng)，并在輸出端子的輸出為“H”級(jí)的時(shí)候停止電流流動(dòng)。
這樣，如果電壓Vc2＞Vc，那么放大器AMP3的輸出信號(hào)就是“H”級(jí)的，并且恒定電流源IB就會(huì)切斷，電流IA就流到電容器C1的負(fù)極輸出端子，并且電壓Vc(基準(zhǔn)電壓信號(hào))就增加了。此外，如果電壓Vc2＜Vc，那么放大器AMP3的輸出信號(hào)就是“L”級(jí)的，并且電流IB就會(huì)流動(dòng)，電流(IB-IA)＝IA就從電容器C1的負(fù)極端子減少，并且電壓Vc就下降了。
在圖2中，省去了圖1中所示的比較器CMP1的輸出端的限流電路、馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度下降量檢測(cè)電路、馬達(dá)停止或反轉(zhuǎn)電路和驅(qū)動(dòng)器。
接下來，將在下面描述按前面的描述配置的本發(fā)明的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置的操作。在啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1的時(shí)候驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1的電流按圖3中所示的曲線S1變化。也就是說，在剛剛啟動(dòng)的時(shí)候電流值急劇增加，然后下降，并再次增加(在圖中用X1表示的部分)以產(chǎn)生穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)電流。
在這個(gè)實(shí)施例中，防止了由在啟動(dòng)之后50毫秒內(nèi)產(chǎn)生的沖流導(dǎo)致的可能會(huì)發(fā)生的錯(cuò)誤操作和由在啟動(dòng)之后的50到200毫秒(在圖中用X1表示的范圍)產(chǎn)生的電流變化而導(dǎo)致的可能發(fā)生的錯(cuò)誤操作，并且在窗子玻璃夾住障礙物的情況下，可以確保檢測(cè)到窗子玻璃夾住障礙物的情況。
首先，將描述正常的操作。在輸入圖1中所示的上升信號(hào)的時(shí)候，與電路AND1的輸出信號(hào)是“H”級(jí)的，并且FET(T12)是導(dǎo)通的，這樣繼電器觸點(diǎn)RY2就是接通的，并且電流依次流經(jīng)電池電源VB、繼電器觸點(diǎn)RY2、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1、繼電器觸點(diǎn)RY1、FET(T1)和分流電阻Rs，這樣就驅(qū)動(dòng)了驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在上升的方向上驅(qū)動(dòng)窗子玻璃。
這樣，就經(jīng)分流電阻Rs產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)電流ID成比例的電壓，并且這個(gè)電壓構(gòu)成VSA。此外，由流向FET(T22)的電流Ir1(第一電流)和流向FET(T21)的電流Ir3(第二電流)相加得到的基準(zhǔn)電流Ir流向基準(zhǔn)電流生成電路2的電阻R20，并且經(jīng)電阻R20產(chǎn)生與基準(zhǔn)電流Ir的值成比例的電壓，這個(gè)電壓構(gòu)成VSB。
然后，由于放大器AMP1的輸出信號(hào)的值與電壓VSA和電壓VSB之差成比例并且這個(gè)輸出信號(hào)供給了FET(T22)的門極，所以電流Ir1(第一電流)就得到控制從而讓基準(zhǔn)電流Ir的值與馬達(dá)電流ID成比例。由于電流Ir1反映的是點(diǎn)P2處的電壓Vins，所以在馬達(dá)電流ID是正常值(電流沒有急劇增長的情況)的情況下，電壓Vins就變得比在點(diǎn)P3處產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vc高，并且比較器CMP1的輸出信號(hào)是“H”級(jí)的，這表示正常狀態(tài)。因此，比較電路4就沒有進(jìn)行停止和反轉(zhuǎn)操作。
此外，在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1中發(fā)生電流急劇增加的情況下，由于隨著電流的急劇增加基準(zhǔn)電流Ir直線增加和因?yàn)殡娮鑂24變大而使電壓值下降，點(diǎn)P2處的電壓Vins就下降到比基準(zhǔn)電壓Vc低的值。然后，比較器CMP1的輸出信號(hào)就反轉(zhuǎn)到“L”級(jí)，這樣驅(qū)動(dòng)電路11就將FET(T1)關(guān)掉。此外，比較電路4就向觸發(fā)電路6輸出重置信號(hào)并將發(fā)往與電路AND1、AND2的輸出信號(hào)切換成“L”級(jí)，這樣驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1就停止了。
根據(jù)這種配置，在窗子玻璃升起時(shí)夾住障礙物和過流流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的情況下，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可以立即停止，從而可以防止對(duì)障礙物或相關(guān)的窗子玻璃本身的破壞。
接下來將描述在剛剛對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的操作。在剛剛對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)圖2中所示的第一計(jì)時(shí)器TM1和第二計(jì)時(shí)器TM2的輸出信號(hào)都是“H”級(jí)的。
此外，由于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)剛剛啟動(dòng)(具體地說，在執(zhí)行下降操作后負(fù)載第一次增加的時(shí)候)之后暫時(shí)處于無負(fù)載狀態(tài)并在其后又加載負(fù)載，因此電流變化很大。本實(shí)施例中的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置防止由于電流的變化而造成的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)錯(cuò)誤地停止和在確實(shí)發(fā)生夾卡事件的時(shí)候確保對(duì)窗子玻璃夾住障礙物的情況的檢測(cè)。
在打開第一計(jì)時(shí)器M1的時(shí)候，“H”級(jí)的信號(hào)就傳給FET(T41)的門極，從而FET(T41)導(dǎo)通。
在打開第二計(jì)時(shí)器M2的時(shí)候，第二計(jì)時(shí)器M2的輸出信號(hào)就傳給FET(T42)的門極，并導(dǎo)通FET(T42)，從而導(dǎo)通FET(T421)，并啟動(dòng)由FET(T240)和電阻R240構(gòu)成的第二電路。
將從點(diǎn)P2處的電壓Vins中得到的電壓Vg施加在FET(T240)的門極上。由FET(T244)、電阻R246、R247和電容器C24組成的電路按如下方式生成電壓Vg。
電阻R246、R247和FET(T244)是串聯(lián)的，電阻R246的一個(gè)端子與FET(T241)的漏極相連，和電阻R246和R247之間的連接點(diǎn)與FET(T240)的門極相連。
FET(T244)的漏極接地，將點(diǎn)P4處由基準(zhǔn)電流生成裝置2生成的電壓Vc2施加到FET(T244)的門極上。
在FET(T241)導(dǎo)通的時(shí)候(即，在計(jì)時(shí)器M2打開的時(shí)候)，F(xiàn)ET(T244)和電阻(R246+R247)作為源極輸出器(source follower)使用。假設(shè)FET(T240)的門極電壓是Vg，F(xiàn)ET(T244)的閾電壓是Vth244，就可以建立下面的等式(1)
Vg＝Vc2+Vth244+(VB-Vth244-Vc2)*R247/(R246+R247)…(1)另一方面，在用電壓VB和Vc2表示比較信號(hào)Vins的時(shí)候，就可以獲得下面的等式(2)Vins＝Vc2+(VB-Vc2)*R27/(R24+R27)…(2)假設(shè)Vins和Vg之間的電勢(shì)差是Vinsg，并且在從等式(2)的兩邊減去等式(1)的兩邊后，就可以得到下面的等式(3)Vinsg＝Vins-Vg＝(VB-Vc2)*{R27/(R24+R27)-R247/(R246+R247)}-Vth244*{1-R247/(R246+R247)}…(3)假設(shè)FET(T240)閾電壓是Vth240和比較信號(hào)Vins與FET(T240)的源極之間的電勢(shì)差是Vclmp，就可以得到下面的等式(4)Vclmp＝Vinsg+Vth240＝(VB-Vc2)*{R27/(R224+R27)-R247/(R246+R247)}-Vth244*{1-R247/(R246+R247)}+Vth240…(4)這里，在為FET(T240)選擇閾電壓的時(shí)候，F(xiàn)ET(T244)實(shí)現(xiàn)了Vth240＝Vth244，就可以得到下面的等式(5)Vclmp＝(VB-Vc2)*{R27/(R24+R27)-R247/(R246+R247)}+Vth240*R247/(R246+R247)…(5)在圖2所示的例子中，由于是為了滿足下列關(guān)系而進(jìn)行設(shè)置的R24＝14KΩ，R27＝8.5KΩ，R246＝560KΩ，R247＝270KΩ，Vth＝0.85V，就可以得到下面的等式(6)
Vclmp＝0.052*(VB-Vc2)+0.276(V)…(6)這里，電容器C24位于FET(T244)的源極和地之間。由于電容器C24是通過FET(T244)放電的，所以放電電阻非常小。另一方面，由于電容器C24是通過電阻值很大的電阻(R246+R247)充電的，所以它的時(shí)間常數(shù)變得非常大。
由于在圖2所示的電路中R246＝560KΩ，R247＝270K，C24＝0.01μF，所以充電時(shí)間常數(shù)是8.3毫秒。因此，當(dāng)Vc2在脈動(dòng)元件的作用下變化的時(shí)候，F(xiàn)ET(T244)的源極電壓保持在與它的最小值相對(duì)應(yīng)的值上。
由于電壓Vins也與電壓Vc2同步脈動(dòng)，所以Vc就箝位(clamp)在電壓Vins的最小值上。由于檢測(cè)夾住障礙物的閾電壓(記做Vjth)是電壓Vins的最小值和電壓Vc之間的電勢(shì)差，所以是實(shí)現(xiàn)了與閾電壓Vjth相對(duì)應(yīng)的箝位電壓。
接下來，將根據(jù)前面的描述來描述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1在剛剛啟動(dòng)時(shí)的操作。在啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的時(shí)候，第一計(jì)時(shí)器TM1和第二計(jì)時(shí)器TM2都開始計(jì)時(shí)。在第一計(jì)時(shí)器TM1的輸出信號(hào)是“H”級(jí)的時(shí)候FET(T41)和FET(T42)都導(dǎo)通，并且第一電路(由T41和R42組成的電路)和第二電路(由T240和R240組成的電路)同時(shí)啟動(dòng)。其結(jié)果是，電流Ir4流向電阻R240和R42，點(diǎn)P3處的電壓Vc保持在(Vins-Vclmp)除以電阻R240和R42得到的電壓值上，即，(Vins-Vclmp)*R42/(R42+R240)。這時(shí)比較信號(hào)Vins比基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vc高，比較信號(hào)Vins與基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vc之差可以用等式(7)表示Vins-Vc＝(Vins-Vclmp)*R240/(R240+R42)+Vclmp…(7)其結(jié)果是，將等于或大于特定值的電壓差保持在兩個(gè)電壓之間。等式(7)所表示的電壓“Vins-Vc”是第一預(yù)定義值。
因此，第一預(yù)定義值(由等式(7)表達(dá)的電壓)可以防止電壓Vins在從對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)開始到計(jì)時(shí)器TM1的輸出信號(hào)變?yōu)殛P(guān)為止的時(shí)間周期(例如，50毫秒)中超過基準(zhǔn)電壓Vc，從而可以避免在開始對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候由沖流造成的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1的轉(zhuǎn)動(dòng)停止的問題發(fā)生。
此后，在第一計(jì)時(shí)器TM1關(guān)閉(在50毫秒過后)的時(shí)候，F(xiàn)ET(T41)就關(guān)閉了，并且由于電流Ir4只給電容器C1充電，所以電流Ir4急劇下降，電壓Vins和電壓Vc之間的電勢(shì)差單調(diào)下降。電勢(shì)差下降的下降梯度由“C1*R240”的值決定。
在完成對(duì)電容器C1充電后電流Ir4變?yōu)榱?，電壓Vins和電壓Vc之間的電勢(shì)差收斂到Vclmp。Vclmp是第二預(yù)定義值。
因此，由于在圖3中的序號(hào)X1所表示的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生介于電壓Vins和電壓Vc之間的電壓Vclmp，所以在正常操作期間電流增加(電流在X1區(qū)域中增加)的時(shí)候，比較器CMP1的輸出沒有反轉(zhuǎn)而是維持在“H”級(jí)。此外，在由于窗子玻璃夾住障礙物而導(dǎo)致流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1的馬達(dá)電流ID增加的時(shí)候，由于電壓Vins比基準(zhǔn)電壓Vc低，所以比較器CMP1的輸出信號(hào)就反轉(zhuǎn)到“L”級(jí)，因此，如圖1中所示的那樣通過控制驅(qū)動(dòng)器11將FET(T1)關(guān)閉，這樣驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1就停止了。然而，在將第二預(yù)定義值Vclmp設(shè)置得很大的時(shí)候防止錯(cuò)誤反轉(zhuǎn)的效果得到了加強(qiáng)，同時(shí)在窗子玻璃夾住障礙物的時(shí)候所產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)負(fù)載也增加了。相反，在將第二預(yù)定義值Vclmp設(shè)置得很小的時(shí)候，當(dāng)反轉(zhuǎn)負(fù)載下降時(shí)，對(duì)在圖3中的序號(hào)X1所表示的電流變化造成的錯(cuò)誤反轉(zhuǎn)的防止效果也下降了。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置TM1、TM2和時(shí)間常數(shù)C1*R240。
因此，本發(fā)明可以防止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1由于在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1剛啟動(dòng)時(shí)電流下降然后再次上升而造成的錯(cuò)誤停止，并且在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生窗子玻璃夾住障礙物的情況時(shí)，可以確保對(duì)夾住障礙物的情況的檢測(cè)，從而可以停止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1。
在實(shí)施例中的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置100中，由于在馬達(dá)開始驅(qū)動(dòng)時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后第一計(jì)時(shí)器TM1計(jì)時(shí)到期之前(例如50毫秒)持續(xù)地產(chǎn)生介于電壓Vins和電壓Vc之間的由第一預(yù)定義值設(shè)定的電勢(shì)差，所以由在對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)候的沖流導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1停止的問題就可以避免了。
此外，由于在第一計(jì)時(shí)器TM1完成計(jì)時(shí)后第二計(jì)時(shí)器TM2繼續(xù)計(jì)時(shí)期間(例如，在開始對(duì)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后的50-200毫秒的時(shí)間段里)持續(xù)地產(chǎn)生介于電壓Vins和電壓Vc之間的由第二預(yù)定義值設(shè)定的電勢(shì)差，所以在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的初始階段產(chǎn)生的電流上升(圖3中序號(hào)X1所表示的電流上升)的情況下，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)錯(cuò)誤停止的問題就可以避免了，并且在發(fā)生窗子玻璃夾住障礙物的情況下，可以確保對(duì)夾住障礙物的情況的檢測(cè)，從而可以停止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1。
因此，盡管本發(fā)明的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置是根據(jù)附圖所描述的實(shí)施例來描述的，但是本發(fā)明并不局限于此，并且可以用具有類似功能的配置來代替各個(gè)電路的配置。例如，在實(shí)施例中，雖然在例子中將第一計(jì)時(shí)器TM1所計(jì)的時(shí)間設(shè)為50毫秒和將第二計(jì)時(shí)器TM2所計(jì)的時(shí)間設(shè)為200毫秒，但是本發(fā)明并不局限于此，并且可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)M1的特征來將計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置成合適的時(shí)間。
本發(fā)明中的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)于防止電動(dòng)窗夾住障礙物特別有用。
權(quán)利要求
1.一種用于控制電動(dòng)窗的驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，包括基準(zhǔn)電流發(fā)生器，產(chǎn)生與馬達(dá)電流(ID)在一定程度上相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電流(Ir)，所述馬達(dá)電流流向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述基準(zhǔn)電流發(fā)生器包括第一電流發(fā)生器，產(chǎn)生與所述馬達(dá)電流(ID)的各種值在一定程度上相對(duì)應(yīng)的第一電流(Ir1)；和第二電流發(fā)生器，產(chǎn)生從基準(zhǔn)電壓(Vc)生成的第二電流(Ir3)，所述第二電流在與所述第一電流(Ir1)相加后等于所述基準(zhǔn)電流(Ir)，并且所述基準(zhǔn)電壓(Vc)從由所述第一電流轉(zhuǎn)換得到的第一電壓(Vc2)的時(shí)間平均值得到；比較器(CMP1)，對(duì)所述基準(zhǔn)電壓(Vc)和比所述第一電壓高的比較信號(hào)(Vins)進(jìn)行比較；停止或反轉(zhuǎn)電路，在根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果判斷出所述馬達(dá)電流中的電流急劇增加的時(shí)候停止或反轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；第一計(jì)時(shí)器(TM1)，從開始啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)開始測(cè)量第一預(yù)定義時(shí)間；第二計(jì)時(shí)器(TM2)，從開始啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)開始測(cè)量第二預(yù)定義時(shí)間；電壓差保持器，保持所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之間的差值從而讓差值在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候等于或高于第一預(yù)定義值；并保持所述比較信號(hào)(Vins)比所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)(Vc)高的狀態(tài)；和電壓差減壓器，在所述第一計(jì)時(shí)器完成計(jì)時(shí)之后所述第二計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候單調(diào)地降低所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之間的差值直到所述差值達(dá)到第二預(yù)定義值(Vclmp)為止。
2.如權(quán)利要求1中所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中，對(duì)所述第一計(jì)時(shí)器所測(cè)量的時(shí)間的設(shè)置要比從啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)到在所述馬達(dá)電流的沖流超過峰值期間開始降低所述馬達(dá)電流的時(shí)候所需要的時(shí)間要長。
3.如權(quán)利要求2中所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電壓差保持器包括具有串聯(lián)在一起的第一電阻(R42)和第一半導(dǎo)體元件(T41)的第一電路；并且在所述第一計(jì)時(shí)器工作期間對(duì)所述第一半導(dǎo)體元件加電。
4.如權(quán)利要求3中所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述電壓差減壓器包括具有串聯(lián)在一起的第二半導(dǎo)體元件(T240)和第二電阻(R240)的第二電路，所述第二電路位于電源和所述電路之間；并且在將預(yù)定義的電壓加到所述比較信號(hào)或從其上減去的時(shí)候產(chǎn)生的比較信號(hào)或電壓施加到所述第二半導(dǎo)體元件的控制端子上。
5.如權(quán)利要求4中所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述第二半導(dǎo)體元件(T240)由PMOS晶體管或PNP晶體管構(gòu)成；所述第二半導(dǎo)體元件的門極和源極之間的電壓或所述第二半導(dǎo)體元件的基極和發(fā)射極之間的電壓在所述第二預(yù)定義值(Vclmp)之內(nèi)下降；并且在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之差的梯度是根據(jù)由電容器(C1)和所述電阻(R240)定義的時(shí)間常數(shù)來設(shè)定的。
6.如權(quán)利要求4中所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述第一電路和所述第二電路在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候同時(shí)工作。
全文摘要
一種電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置包括根據(jù)馬達(dá)電流生成基準(zhǔn)電流的基準(zhǔn)電流發(fā)生器。所述電動(dòng)窗驅(qū)動(dòng)裝置還包括比較所述基準(zhǔn)電壓和比較信號(hào)的比較器；根據(jù)所述比較器的比較結(jié)果停止或反轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的停止或反轉(zhuǎn)電路；從開始啟動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)開始對(duì)兩個(gè)預(yù)定義的時(shí)間計(jì)時(shí)的第一和第二計(jì)時(shí)器；保持所述比較信號(hào)和所述基準(zhǔn)電壓之間的差值從而讓差值在所述第一計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候等于或高于第一預(yù)定義值的電壓差保持器；和在所述第一計(jì)時(shí)器完成計(jì)時(shí)之后所述第二計(jì)時(shí)器工作的時(shí)候單調(diào)地降低所述差值直到所述差值達(dá)到第二預(yù)定義值(Vclmp)為止的電壓差減壓器。
文檔編號(hào)H02H7/085GK1604473SQ200410083210
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者大島俊藏 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社