CN202500430U

CN202500430U - 兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路

Info

Publication number: CN202500430U
Application number: CN2011205674093U
Authority: CN
Inventors: 门清毅; 马利民; 雷建; 王淑珍; 方世杰; 闫红彦
Original assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Current assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2021-12-30

Abstract

本实用新型公开一种兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，包括司机车窗开关电路和乘客车窗开关电路，所述司机车窗开关电路包括司机微动开关、第一MCU控制单元、司机车窗电机控制继电器、与乘客车窗开关电路相连的串行数据通信线；所述乘客车窗开关电路包括乘客微动开关、第二MCU控制单元、乘客门玻璃电机控制继电器、与司机车窗开关电路中串行数据通信线相连的插体。本实用新型采用插体定义与机械式电动窗开关线束兼容的方式，与现有技术相比，本实用新型采用微处理单元智能控制汽车电动窗开关，提供电动窗开关的工作稳定性、可靠性，减少故障率。电动窗开关插体定义与机械式电动窗开关一致，可以不改变汽车线束方便地直接替换。

Description

兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电动窗开关，具体涉及一种电动窗开关控制装置。

背景技术

目前在轿车上基本都配置了电动车窗，由电动窗开关实现车窗玻璃升降控制。

现有的机械式电动窗开关电路原理如附图1所示：电动窗开关包括左前主电动窗开关、右前乘客门电动窗开关、左后乘客门电动窗开关、右后乘客门电动窗开关。司机车窗开关电路中，控制司机侧的玻璃升降电机由机械开关FL-SW、专用IC电路及继电器RLY1、RLY2组成控制玻璃电机，电阻RT测试玻璃电机运行电流。左前电动窗开关中有控制右前、左后、右后乘客门玻璃升降的机械开关FR-SW、RL-SW、RR-SW，机械式开关由上升、下降及中间位置三档，将开关触点接成桥式电路，常闭触点接电源地，常开触点接电源+12V，公共触点输出接开关外部插体FRU、RLU、 RRU及FRD、RLD、RRD，通过线束接到右前、左后、右后乘客门电动窗开关电路对应的插体SU、SD；右前、左后、右后乘客门电动窗开关内分别有一个机械式开关，该开关与左前电动窗开关中的机械式开关相同。乘客门电动窗开关是将开关内部触点组成桥式电路，UP档开关的常闭触点与插体SU相接、常开触点接电源B；DOWN开关的常闭触点接插体SD，常开触点接电源B；公共触点接插体PU、PD到玻璃电机M两端U、D。

机械式电动窗开关电路工作过程是：左前主电动窗开关控制司机侧车窗玻璃的功能有手动上升、手动下降及自动下降。手动抬起左前主电动窗开关中机械开关FL_SW接到UP档时，IC控制继电器RLY1触点吸合，玻璃上升，开关松开，继电器RLY1释放，电机停止；当手动按下开关到DOWN档时，IC控制继电器RLY2触点吸合，玻璃下降，开关松开，继电器RLY2释放，电机停止；当手动按下开关到AUTO档时，IC控制继电器RLY2触点吸合，玻璃下降，开关松开，IC检测玻璃到底部后，继电器RLY2释放，电机停止。

在左前主电动窗开关上手动控制右前乘客门玻璃上升的工作原理是：手动抬起左前主电动窗开关中的开关FR-SW到UP档时，UP档开关常闭触点断开，常开触点闭合，电机工作电流回路是电源+12V→FRU→右前电动窗开关插体SU→右前电动窗开关中UP档的常闭触点→插体PU→电机U端→电机M端→电机D端→插体PD→右前电动窗开关中DOWN档的常闭触点→插体SD→FRD→左前电动窗开关中DOWN档的常闭触点→电源地（GND）；

在左前主电动窗开关上手动控制右前乘客门玻璃下降的工作原理是：手动按下左前电动窗开关中的开关FR-SW开关到DOWN档时，DOWN档开关常闭触点断开，常开触点闭合，电机工作电流回路是电源+12V→FRD→右前电动窗开关插体SD→右前电动窗开关中DOWN档的常闭触点→插体PD→电机U端→电机M端→电机D端→插体PU→右前电动窗开关中UP档的常闭触点→插体SU→FRU→左前电动窗开关UP档的常闭触点→电源地（GND）。

右前乘客门电动窗开关上手动控制右前乘客门玻璃上升的工作原理：手动抬起SW开关到UP档时，UP档开关常闭触点断开，常开触点闭合，电机工作电流回路是电源B+12V→UP档的常开触点→插体PU→电机U端→电机M端→电机D端→插体PD→右前电动窗开关中DOWM档的常闭触点→插体SD→左前插体FRD→左前开关中DOWN档的常闭触点→电源地（GND）。

右前乘客门电动窗开关上手动控制右前乘客门玻璃下降的工作原理：手动按下FR-SW开关到DOWN档时，DOWN档开关常闭触点断开，常开触点闭合，电机工作电流回路是电源B+12V→DOWN档的常开触点→插体PD→电机D端→电机M端→电机U端→插体PU→右前开关UP档的常闭触点→插体SU→左前开关插体FRU→左前电动窗开关UP档的常闭触点→电源地（GND）。

其它门的工作原理相同。

通过对电路和工作原理分析，机械式电动窗开关电路可以实现车窗玻璃升降控制，但存在以下不足：

（1）电动窗开关内部采用由机械开关直接控制玻璃电机运动，实现玻璃升降。机械开关由内部触点直接控制电机运转，开关内部结构复杂，长期使用会出现触点接触电阻增大，开关内部塑料件变形，造成开关触点接触不良，开关功能失效。

（2）由于玻璃电机电流大，特别是玻璃上升到车窗顶部或玻璃下降到车窗底部时电机将堵转，此时电机的堵转电流高达20A以上，机械式开关内部没有电流保护功能，当堵转时间长时，非常容易使开关触点发热，接触电阻增大或烧蚀，开关功能失效。

（3）一般除了左前主电动窗开关具有玻璃自动下降到底位置检测外，其它门没有玻璃到顶和到底位置检测功能，不利于保护车窗玻璃电机。

（4）玻璃电机工作线路长，回路多，经过的开关触点多，工作电流大，线路压降大，当回路中机械开关触点一个发生故障，开关就不能工作。

总之，虽然机械式电动窗开关电路简单，但开关机械机构复杂，由于电动窗开关使用贫民，故而其故障率较高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有汽车车窗的机械开关结构复杂、电动车窗开关故障率高，提供一种兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，能够在兼容机械式电动窗开关线束的同时降低故障率。

本实用新型的技术方案是以下述方式实现的：一种兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，包括司机车窗开关电路和乘客车窗开关电路，所述司机车窗开关电路包括司机微动开关、第一MCU控制单元、司机车窗电机控制继电器、与乘客车窗开关电路相连的串行数据通信线，司机车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地另一端接入第一MCU控制器中；所述乘客车窗开关电路包括乘客微动开关、第二MCU控制单元、乘客门玻璃电机控制继电器、与司机车窗开关电路中串行数据通信线相连的插体，乘客车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地，另一端接入第二MCU中。

所述第一MCU控制单元包括电源稳压电路、单片机、微动开关输入转换电路、继电器驱动电路、电流检测转换电路和串行通信电路。

采用插体定义与机械式电动窗开关线束兼容的方式，与现有技术相比，本实用新型采用微处理单元智能控制汽车电动窗开关，提供电动窗开关的工作稳定性、可靠性，减少故障率。电动窗开关插体定义与机械式电动窗开关一致，可以不改变汽车线束方便地直接替换。

附图说明

图1是现有技术的电路原理图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图2所示，一种兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，包括司机车窗开关电路和乘客车窗开关电路，所述司机车窗开关电路包括司机微动开关、第一MCU控制单元、司机车窗电机控制继电器、与乘客车窗开关电路相连的串行数据通信线；所述乘客车窗开关电路包括乘客微动开关、第二MCU控制单元、乘客门玻璃电机控制继电器、与司机车窗开关电路中串行数据通信线相连的插体。

第二MCU控制单元的构成和第一MCU控制单元雷同。

本实用新型中，所述司机车窗开关电路中的串行数据通信线包括与右前车窗开关电路相连的FR-DATA、与左后车窗开关电路相连的RL-DATA 、与右后车窗开关电路相连的RR_DATA，司机车窗开关电路通过RLY1、RLY2及电机运行电流检测电阻RT、控制其FR-DATA、RL-DATA 、RR_DATA。司机车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地另一端接入第一MCU控制器中，控制左前车窗玻璃升降的微动开关有自动下降开关FL_AUTO_SW、手动上升开关FL_UP_SW、手动下降开关FL_DOWN_SW；控制右前车窗玻璃升降的微动开关有自动下降开关FR_AUTO_SW、手动上升开关FR_UP_SW、手动下降开关FR_DOWN_SW；控制左后车窗玻璃升降的微动开关有自动下降开关RL_AUTO_SW、手动上升开关RL_UP_SW、手动下降开关RL_DOWN_SW；控制右后车窗玻璃升降的微动开关有自动下降开关RR_AUTO_SW、手动上升开关RR_UP_SW、手动下降开关RR_DOWN_SW。控制玻璃升降操作的按键开关是手动上升开关UP_SW, 手动下降开关DOWN_SW。乘客门玻璃锁止开关P/L-LOCK-SW一端接地，另一端接MCU。司机车窗开关电路中控制其它三个乘客门电动窗开关的串行数据通信线FR-DATA、RL-DATA 、RR_DATA分别接左前电动窗开关中插体FRD、RLD、RRD，分别与三个乘客门电动窗开关进行数据通信。司机车窗开关电路中插体FRU（GND）、RLU（GND）、RRU（GND）在开关内部同接电源地（GND），分别为三个乘客门开关提供电源地（GND）。背景灯指示电路由电阻R和发光二极管LED组成，电阻R一端接地，一端接LED，LED另一端接地。

乘客车窗开关电路包括第二MCU控制单元、玻璃操作微动开关、玻璃电机控制继电器RLY1、RLY2、电机运行电流检测电阻RT、接收来自左前电动窗开关的串行数据通信线DATA。第二MCU控制单元包括电源稳压电路、单片机、微动开关输入转换电路、继电器驱动电路、电流检测转换电路、串行通信接收电路。乘客车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地，另一端接入MCU中，车窗玻璃升降的微动开关有自动下降开关AUTO_SW、手动上升开关UP_SW、手动下降开关DOWN_SW）背景灯指示电路由电阻R和发光二极管LED组成，电阻R一端接地，一端接LED，LED另一端接地。

司机车窗开关电路与乘客门车窗开关电路的电机控制电路相同，由继电器驱动玻璃升降电机。玻璃电机由两个继电器驱动，两个继电器触点组成桥式结构，继电器公共触点分别接玻璃电机的两端，常开触点接电源+12V，常闭触点接电流检测电阻RT，通RT接电源地。继电器RLY1控制玻璃上升，其线圈一端接电源+12V，另一端接MCU的UP-OUT；继电器RLY2控制玻璃下降，其线圈一端接电源+12V，另一端接MCU的DOWN-OUT。电机运行电流检测电路是电流检测电阻RT一端接电源地，另一端接继电器RLY1、RLY2的常闭触点，该端同时接入MCU的I-IN。

采用插体定义与机械式电动窗开关线束兼容的方式，插体及线束位置不变，但功能重新定义。左前电动窗开关与每个乘客门电动窗开关所连接的2根线，改为一根接电源地，另一根接串行通信线。

本实用新型使用过程如下：

1、左前车窗（即司机车窗）玻璃手动上升、手动下降及自动下降

（1）左前门车窗玻璃手动上升：手动抬起左前电动窗开关中的上升开关FL_UP_SW，MCU的FL-UP-IN端为低电平，MCU向UP-OUT输出低电压，继电器RLY1吸合，电机M运行，玻璃上升；开关松开，MCU的FL-UP-IN端为高电平，MCU向UP-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，玻璃M停止；玻璃上升过程中，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃上升到顶部，MCU向UP-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，电机M停止。

（2）左前门车窗玻璃手动下降：手动按下左前电动窗开关中的下降开关FL_DOWN_SW，MCU的FL-DOWN-IN端为低电平，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降；开关松开，MCU的FL-DOWN-IN端为高电平，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，玻璃停止；玻璃下降过程中，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M停止。

（3）左前门车窗玻璃自动下降：手动按下左前电动窗开关中的下降开关到自动下降开关AUTO_SW，MCU的FR_AUTO-IN端为低电平，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降；开关松开，MCU向继续DOWN-OUT输出高电压，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU继续向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2释放，电机M停止。

2、司机车窗开关电路手动控制右前乘客门车窗玻璃上升、下降及自动下降

（1）控制右前车窗玻璃上升：手动抬起左前电动窗开关中的右前上升开关FR_UP_SW，左前开关中MCU的FR-UP-IN端为低电平，MCU通过FR-DATA数据通信线向右前门发出上升数据，右前乘客门电动窗开关MCU接到上升数据，MCU向UP-OUT输出低电压，继电器RLY1吸合，电机M运行，玻璃上升；开关松开，左前开关中MCU的FR-UP-IN端为高电平，MCU通过FR-DATA数据通信线向右前门发出停止数据，右前乘客门电动窗开关MCU接到停止数据，MCU向UP-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M运行停止，玻璃停止。在玻璃上升过程中，右前乘客门电动窗开关MCU同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃上升到顶部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，电机M停止。

（2）控制右前车窗玻璃下降：手动按下左前电动窗开关中的右前上升开关FR_DOWN_SW，左前开关中MCU的FR-DOWN-IN端为低电平，MCU通过FR_DATA数据通信线向右前门发出下降数据，右前乘客门电动窗开关MCU接到下降数据，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降；开关松开，左前开关中MCU的FR-UP-IN端为高电平，MCU通过FR-DATA数据通信线向右前门发出停止数据，右前乘客门电动窗开关MCU接到停止数据，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M运行停止，玻璃停止。在玻璃下降过程中，右前乘客门电动窗开关MCU同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，电机M停止。

（3）控制右前车窗玻璃自动上升：手动按下左前电动窗开关中的右前下降开关到自动下降开关FR_AUTO_SW，MCU的FR-AUTO-IN端为低电平，MCU通过FR-DATA数据通信线向右前门发出自动下降数据，右前乘客门电动窗开关MCU接到自动下降数据，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M停止。

3、右前乘客门车窗玻璃手动上升、手动下降及自动下降

（1）右前乘客门车窗玻璃手动上升：手动抬起右前乘客门电动窗开关中的上升开关UP_SW，MCU的UP-IN端为低电平，MCU向UP-OUT输出低电压，继电器RLY1吸合，电机M运行，玻璃上升；开关松开，MCU的UP-IN端为高电平，MCU向UP-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，玻璃M停止；玻璃上升过程中，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃上升到顶部，MCU向UP-OUT输出高电压，继电器RLY1释放，电机M停止。

（2）右前乘客门车窗玻璃手动下降：手动按下右前乘客门电动窗开关中的下降开关DOWN_SW，MCU的DOWN-IN端为低电平，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降；开关松开，MCU的DOWN-IN端为高电平，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，玻璃停止；玻璃下降过程中，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M停止。

（3）右前乘客门车窗玻璃自动下降：手动按下左前电动窗开关中的下降开关到自动下降开关AUTO_SW，MCU的AUTO-IN端为低电平，MCU向DOWN-OUT输出低电压，继电器RLY2吸合，电机M运行，玻璃下降；开关松开，MCU继续向DOWN-OUT输出低电压，同时检测电阻RT检测到电机运行电流，如果大于设定值，认为玻璃下降到底部，MCU向DOWN-OUT输出高电压，继电器RLY2释放，电机M停止。

Claims

1.一种兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，包括司机车窗开关电路和乘客车窗开关电路，其特征在于：所述司机车窗开关电路包括司机微动开关、第一MCU控制单元、司机车窗电机控制继电器、与乘客车窗开关电路相连的串行数据通信线，司机车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地另一端接入第一MCU控制器中；所述乘客车窗开关电路包括乘客微动开关、第二MCU控制单元、乘客门玻璃电机控制继电器、与司机车窗开关电路中串行数据通信线相连的插体，乘客车窗开关电路中玻璃操作微动开关一端接地，另一端接入第二MCU中。

2.根据权利要求1所述的兼容机械式电动窗开关线束的智能汽车电动窗开关电路，其特征在于：所述第一MCU控制单元包括电源稳压电路、单片机、微动开关输入转换电路、继电器驱动电路、电流检测转换电路和串行通信电路。