專利名稱：一種汽車車窗防夾控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車電子控制領(lǐng)域，涉及一種汽車車窗防夾控制器。
背景技術(shù)：
進入21世紀(jì)，汽車行業(yè)進入了一個飛速發(fā)展的黃金時期，汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代人類生活的重要交通工具。我國目前的汽車保有量已經(jīng)超過I億輛，而且每年以超過15%的速度增長著。但是，隨著汽車的普及，汽車使用過程中所存在的問題也逐漸浮現(xiàn)出來，尤其電動車窗上升過程中夾傷乘客的問題。目前，幾乎所有汽車廠家都在增加汽車車窗防夾控制器來解決該問題。汽車車窗防夾控制器是汽車車窗防夾控制系統(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)計開發(fā)功能完備性能良好的控制器是汽車車窗防夾系統(tǒng)開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，設(shè)計開發(fā)出功能完備性能良好的控制 器能夠滿足汽車電子控制設(shè)備發(fā)展的要求，具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于，提供一種通用的能夠在車窗上升過程中防止夾傷乘客的汽車車窗防夾控制器。為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本實用新型采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種汽車車窗防夾控制器，包括電機系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機和車窗開關(guān)，車窗開關(guān)與單片機相連，單片機的輸出端通過電機驅(qū)動電路與安裝在車門上的電機系統(tǒng)相連，電機系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機系統(tǒng)包括一個磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流采樣電路分別與單片機的輸入端相連。本實用新型還有如下技術(shù)特點所述的單片機采用MC9S12DG128單片機。所述的電機驅(qū)動電路為H橋驅(qū)動電路。所述的電機系統(tǒng)包括一個輸出軸，安裝在輸出軸上的磁環(huán)和電機轉(zhuǎn)子，電機轉(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。本實用新型通過霍爾傳感器采集的信號判斷汽車車窗當(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判斷車窗在上升過程中是否遇到障礙物，遇到障礙物且阻力達到一定值時車窗停止上升并且下降一段行程，從而達到防止損壞障礙物以及夾傷乘客的目的。本實用新型易調(diào)試、可擴展，具有EEPR0M，便于存儲系統(tǒng)參數(shù)。本實用新型可靠性高，具有較好的電磁兼容性，同時能夠承受震動、噪音、潮濕、沖擊、油污、煙霧、灰塵；本實用新型成本低廉，本實用新型所采用的各種器件和材料均為常見類型，在普通的市場上均能夠買到，制作成本低，進行工業(yè)化批量生產(chǎn)，成本會更低；本實用新型集成度高，本實用新型運用了恰當(dāng)?shù)募尚酒哂泻芨叩募尚?；本實用新型通用性好，本實用新型可適用于各種汽車。

圖1是本實用新型的整體連接關(guān)系框圖。圖2是本實用新型的電機系統(tǒng)電路圖。圖3是本實用新型的H橋驅(qū)動電路圖。圖4是本實用新型的電樞電流采樣電路圖。圖5是本實用新型的工作流程圖。圖中各個標(biāo)號的含義為1一輸出軸，2—磁環(huán),3—霍爾傳感器,4一電機轉(zhuǎn)子,5—磁極N, 6一磁極S，7一磁刷。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體內(nèi)容作進一步詳細地說明。
具體實施方式
以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本實用新型的保護范圍。遵從上述技術(shù)方案，如附圖1和圖2所示，一種汽車車窗防夾控制器，包括電機系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機和車窗開關(guān)，車窗開關(guān)與單片機相連，單片機的輸出端通過電機驅(qū)動電路與安裝在車門上的電機系統(tǒng)相連，電機系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機系統(tǒng)包括一個磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流米樣電路分別與單片機的輸入端相連。所述的電機系統(tǒng)包括一個輸出軸I，安裝在輸出軸上的磁環(huán)2和電機轉(zhuǎn)子4,電機轉(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。本實用新型所述的單片機采用MC9S12DG128單片機，MC9S12DG128單片機是摩托羅拉公司16位系列單片機的一種，該單片機擁有512KFlash閃存、12K RAM和4K EEPROM ；91個I/O引腳；標(biāo)準(zhǔn)8位8路或16位4路PWM ;2個8路10位精度AD轉(zhuǎn)換器；16位主計數(shù)器，7位分頻系數(shù)；8個輸入捕捉通道或輸出比較通道；4個8位或2個16位脈沖計數(shù)器；2個異步串行通訊接口(SCI);3個同步串行通訊接口(SPI);5個控制器局域網(wǎng)(CAN)模塊。本實用新型的電機系統(tǒng)如圖2所示，在電機系統(tǒng)中埋植磁環(huán)2，通過單片機的電子模塊中植入的霍爾傳感器3感應(yīng)磁場，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，將使霍爾傳感器3產(chǎn)生方波脈沖信號，單片機利用內(nèi)部時鐘模塊的輸入捕捉功能捕捉信號個數(shù)，從而確定汽車車窗的位置。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，輸出的脈沖信號不需要額外整形電路，輸出端直接連到單片機的輸入端。本實用新型的電機驅(qū)動電路采用H橋驅(qū)動電路，H橋驅(qū)動電路圖如圖3所示，主要有4只場效應(yīng)管和4只電壓比較器組成，該驅(qū)動電路能夠方便地實現(xiàn)電機的四象限運行，分別對應(yīng)電機正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動。H橋驅(qū)動電路的4只場效應(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，當(dāng)一組導(dǎo)通時，另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S4導(dǎo)通時，S2、S3關(guān)斷，電機兩端加正向電壓實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動；當(dāng)S2、S3導(dǎo)通時，S1、S4關(guān)斷，電機兩端為反向電壓，電機反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動。本實用新型通過電樞電流采樣電路采集的電流信號來判斷汽車車窗上升過程中是否遇到障礙物，車窗上升過程中，遇到障礙物的瞬間電機軸的負載轉(zhuǎn)矩會突然增大，因此，電機軸負載轉(zhuǎn)矩的變化率對障礙物是非常敏感的，其閾值可以作為障礙物檢測的判斷指標(biāo)。然而，電機軸負載轉(zhuǎn)矩不易測量，根據(jù)直流電機負載轉(zhuǎn)矩與其電樞電流之間的線性關(guān)系，本實用新型采用電樞電流采樣電路來判斷車窗上升過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行初始化，初始化完畢，單片機首先判斷車窗開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)車窗開關(guān)處于手動上升、手動下降、和自動下降三種狀態(tài)時，車窗的運動狀態(tài)分別為車窗點動上升、車窗點動下降和車窗自動下降，這三種情況下，霍爾傳感器3將采集到的脈沖信號輸入單片機，單片機根據(jù)接收到的脈沖信號數(shù)量確定車窗當(dāng)前位置；當(dāng)車窗開關(guān)處于自動上升狀態(tài)時，霍爾傳感器3將采集到的脈沖信號輸入單片機，單片機根據(jù)接收到的脈沖信號數(shù)量確定車窗當(dāng)前位置，進而判斷是否進入防夾區(qū)域，電樞電流采樣電路將采集到的電樞電流信號輸入到單片機的A/D轉(zhuǎn)換通道，單片機根據(jù)采集到的電流大小判斷車窗在上升過程中是否遇到障礙物，單片機檢測電機電樞電流大小及變化率是否超過設(shè)定的閾值，當(dāng)遇到障礙物且阻力達到設(shè)定閾值時車窗停止上升并且下降一段行程，從而達到防止損壞障礙物以及夾傷乘客的目的。
權(quán)利要求1.一種汽車車窗防夾控制器，包括電機系統(tǒng)、霍爾傳感器(3)、單片機和車窗開關(guān),其特征在于，車窗開關(guān)與單片機相連，單片機的輸出端通過電機驅(qū)動電路與安裝在車門上的電機系統(tǒng)相連，電機系統(tǒng)與電樞電流米樣電路相連，所述的電機系統(tǒng)包括一個磁環(huán)(2),霍爾傳感器(3)安裝在電機系統(tǒng)的磁環(huán)(2)側(cè)面正對著磁環(huán)(2)，霍爾傳感器(3)和電樞電流采樣電路分別與單片機的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車窗防夾控制器，其特征在于，所述的單片機采用MC9S12DG128 單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車窗防夾控制器，其特征在于，所述的電機驅(qū)動電路為H橋驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車車窗防夾控制器，其特征在于，所述的電機系統(tǒng)包括一個輸出軸(1)，安裝在輸出軸(I)上的磁環(huán)(2)和電機轉(zhuǎn)子(4)，電機轉(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所述的汽車車窗防夾控制器，其特征在于，所述的霍爾傳感器(3)采用A3187EU霍爾傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車車窗防夾控制器，包括電機系統(tǒng)、霍爾傳感器、單片機和車窗開關(guān)，車窗開關(guān)與單片機相連，單片機的輸出端通過電機驅(qū)動電路與安裝在車門上的電機系統(tǒng)相連，電機系統(tǒng)與電樞電流采樣電路相連，所述的電機系統(tǒng)包括一個磁環(huán)，霍爾傳感器安裝在電機系統(tǒng)的磁環(huán)側(cè)面正對著磁環(huán)，霍爾傳感器和電樞電流采樣電路分別與單片機的輸入端相連。本實用新型能夠判斷車窗位置和是否遇到障礙物，當(dāng)阻力超過一定值時車窗停止上升且下降一段行程，防止損壞障礙物和夾傷乘客。本實用新型可適用于各種汽車。
文檔編號E05F15/20GK202850734SQ201220517948
公開日2013年4月3日 申請日期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 申請人:長安大學(xué)