CN204876980U - 一种车窗电机内嵌自适应防夹模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块。汽车的电动车窗难以保证一致性，车窗受到的阻力随行程位置而变化，因此需要电动车窗防夹功能对环境自适应。本实用新型的电机转动计数模块捕捉车窗电机转动圈数，电机控制模块控制车窗电机运转并采集电机工作电流；处理器模块根据电机转动计数模块捕获的电机转动圈数计算车窗位置，并根据电机控制模块采集的电机工作电流判断其是否超过车窗防夹阀值，超过车窗防夹阀值则通过电机控制模块控制车窗电机反转以使车窗下降；反之记录车窗电机工作电流值，修正车窗防夹阀值，同时车窗正常上升。本实用新型解决了车窗上升所受阻力不断改变，造成固定的防夹阀值不符合车窗实况，导致防夹失效的问题。

Description

一种车窗电机内嵌自适应防夹模块

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，具体涉及一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块。

背景技术

汽车电动式车窗替代手摇车窗，提高了乘员舒适性，也带来一些副作用。电动车窗夹伤人员时有见于报道。电动车窗带有防夹功能已成为未来趋势。

考虑到低档汽车开发周期短，对制造成本敏感，往往需要简单、快速、有效电动车窗防夹功能。另外由于车辆不同、车辆使用时间不同、车辆使用环境不同，汽车的电动车窗状况(例如尼槽摩擦力等因素)难以保证一致性，而且车窗受到的阻力还随行程位置变化而变化，由此还需要电动车窗防夹功能对环境自适应。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，该防夹模块无需较大改动已有车窗的机械安装结构，便可在车窗上升过程中实现防夹。

本实用新型包括电源模块、处理器模块、电机转动圈数计数模块和电机控制模块；所述的电机控制模块由输入电压供电；电源模块将输入电压稳压为电压M和H；处理器模块通过电压M供电，电机转动计数模块通过电压M和H供电；所述的电机转动计数模块捕捉车窗电机转动圈数，电机控制模块控制车窗电机运转并采集电机工作电流；处理器模块根据电机转动计数模块捕获的电机转动圈数计算车窗位置，并根据电机控制模块采集的电机工作电流判断其是否超过车窗防夹阀值，超过车窗防夹阀值则通过电机控制模块控制车窗电机反转以使车窗下降；反之记录车窗电机工作电流值，修正车窗防夹阀值，同时车窗正常上升。

所述的电源模块包括压敏电阻RX1、极性电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1；第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1皆采用CJ78L05芯片；汽车电瓶的输入电压与压敏电阻RX1的一端及第一二极管D1的正端连接；第一二极管D1的负端接极性电容C1的正端、第二电容C2的一端、第一稳压芯片U1的Vin引脚及第二稳压芯片U2的Vin引脚；第二稳压芯片U2的Vout引脚与第三电容C3的一端连接，并输出电压H；第一稳压芯片U1的Vout引脚与第四电容C4的一端连接，并输出电压M；压敏电阻RX1的另一端、极性电容C1的负端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第二稳压芯片U2的GND引脚、第一稳压芯片U1的GND引脚均接地。

所述的处理模块包括处理器芯片U0、陶瓷晶振X1和第五电容C5；处理器芯片U0采用PIC16F1828，其1引脚与第五电容C5的一端共接电源模块输出的电压M；处理器芯片U0的20引脚与第五电容C5的另一端共同接地；处理器芯片U0的2、3引脚分别接陶瓷晶振X1的3、2引脚；陶瓷晶振X1的1、4引脚共同接地。

所述的电机转动圈数计数模块包括第一霍尔传感器芯片HE1、第二霍尔传感器芯片HE2、第一电阻R1、第四电阻R4、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3；第一霍尔传感器芯片HE1与第二霍尔传感器芯片HE2均采用芯片AH3144；第一霍尔传感器芯片HE1的VCC引脚与第二霍尔传感器芯片HE2的VCC引脚、第七电容C7的一端、第十电容C10的一端及第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的集电极接电源模块输出的电压H，第一三极管Q1的基极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接处理器芯片U0的7引脚；第一霍尔传感器芯片HE1的OUT引脚与第六电容C6的一端及第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极与第一电阻R1的一端、处理器芯片U0的13引脚连接；第一电阻R1的另一端接电源模块输出的电压M，第二三极管Q2的集电极接地；第一霍尔传感器芯片HE1的GND引脚与第七电容C7的另一端、第六电容C6的另一端共同接地；第二霍尔传感器芯片HE2的OUT引脚与第六电阻R6的一端、第九电容C9的一端连接，第六电阻R6的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极与处理器芯片U0的5引脚、第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接电源模块输出的电压M，第三三极管Q3的集电极接地；第二霍尔传感器芯片HE2的GND引脚与第十电容C10的另一端、第九电容C9的另一端共同接地。

所述的电机控制模块包括双胞继电器J0、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第八电容C8、第一电容C12、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3。双胞继电器J0的1引脚接第二二极管D2的正端及第四三极管Q4的集电极；第四三极管Q4的基极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接处理器芯片U0的14引脚；双胞继电器J0的4引脚接第三二极管D3的正端及第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接处理器芯片U0的6引脚；双胞继电器J0的2、3、8、10引脚及第二二极管D2的负端、第三二极管D3的负端、第一电容C12的一端均接输入电压；双胞继电器J0的7引脚接9引脚、第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端、第八电容C8的一端均接处理器芯片U0的16引脚；双胞继电器J0的5、6引脚为电机使能端；第四三极管Q4的发射极、第五三极管Q5的发射极、第一电容C12的另一端、第八电阻R8的另一端、第八电容C8的另一端均接地。

本实用新型的有益效果：

本实用新型根据霍尔效应原理，利用霍尔传感器计数车窗电机转动圈数，以计算车窗位置；车窗上升过程中，本实用新型采集判断车窗电机的工作电流值是否超过防夹阀值，超过防夹阀值则控制车窗电机反转以使车窗下降一定距离；否则车窗正常上升，同时修正防夹阀值。本实用新型解决了随着车窗使用，车窗上升所受阻力不断改变，造成唯一固定的防夹阀值不符合车窗实况，最终导致防夹***失效的问题。

附图说明

图1为本实用新型的***结构图；

图2为本实用新型中车窗行程分为防夹区域和非防夹区域的示意图；

图3为本实用新型中电源模块的电路图；

图4为本实用新型中处理器模块的电路图；

图5为本实用新型中电机转动圈数计数模块的电路图；

图6为本实用新型中电机控制模块的电路图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，包括电源模块1、处理器模块2、电机转动圈数计数模块3和电机控制模块4；电机控制模块4由+12V输入电压供电；电源模块1将输入电压稳压为+5V的电压M和H；处理器模块2通过电压M供电，电机转动计数模块3通过电压M和H供电；电机转动计数模块3根据霍尔效应原理，利用霍尔传感器捕捉车窗电机转动圈数；电机控制模块4控制车窗电机运转并采集电机工作电流；处理器模块2将车窗行程分为防夹区域5和非防夹区域6，防夹区域分为五个区域单元，分别对应五个车窗防夹阀值；在车窗上升过程中，处理器模块2根据电机转动计数模块3捕获的电机转动圈数计算车窗位置，并根据电机控制模块4采集的电机工作电流判断其是否超过车窗防夹阀值，超过车窗防夹阀值则通过电机控制模块4控制车窗电机反转以使车窗下降一定距离；反之记录车窗电机工作电流值，修正车窗防夹阀值，同时车窗正常上升，由此实现汽车车窗自适应防夹功能。

如图3所示，电源模块1包括压敏电阻RX1、极性电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1；第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1皆采用CJ78L05芯片；汽车电瓶的+12V输入电压与压敏电阻RX1的一端及第一二极管D1的正端连接；第一二极管D1的负端接极性电容C1的正端、第二电容C2的一端、第一稳压芯片U1的Vin引脚及第二稳压芯片U2的Vin引脚；第二稳压芯片U2的Vout引脚与第三电容C3的一端连接，并输出电压H；第一稳压芯片U1的Vout引脚与第四电容C4的一端连接，并输出电压M；压敏电阻RX1的另一端、极性电容C1的负端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第二稳压芯片U2的GND引脚、第一稳压芯片U1的GND引脚均接地。

如图4所示，处理模块2包括处理器芯片U0、陶瓷晶振X1和第五电容C5；处理器芯片U0采用PIC16F1828，其1引脚与第五电容C5的一端共接电源模块1输出的电压M；处理器芯片U0的20引脚与第五电容C5的另一端共同接地；处理器芯片U0的2、3引脚分别接陶瓷晶振X1的3、2引脚；陶瓷晶振X1的1、4引脚共同接地。

如图5所示，电机转动圈数计数模块3包括第一霍尔传感器芯片HE1、第二霍尔传感器芯片HE2、第一电阻R1、第四电阻R4、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3；第一霍尔传感器芯片HE1与第二霍尔传感器芯片HE2均采用芯片AH3144，根据霍尔效应原理，电机每转动一圈，第一霍尔传感器芯片HE1和第二霍尔传感器芯片HE2固定发送一个脉冲。第一霍尔传感器芯片HE1的VCC引脚与第二霍尔传感器芯片HE2的VCC引脚、第七电容C7的一端、第十电容C10的一端及第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的集电极接电源模块1输出的电压H，第一三极管Q1的基极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接处理器芯片U0的7引脚；第一霍尔传感器芯片HE1的OUT引脚与第六电容C6的一端及第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极与第一电阻R1的一端、处理器芯片U0的13引脚连接；第一电阻R1的另一端接电源模块1输出的电压M，第二三极管Q2的集电极接地；第一霍尔传感器芯片HE1的GND引脚与第七电容C7的另一端、第六电容C6的另一端共同接地；第二霍尔传感器芯片HE2的OUT引脚与第六电阻R6的一端、第九电容C9的一端连接，第六电阻R6的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极与处理器芯片U0的5引脚、第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接电源模块1输出的电压M，第三三极管Q3的集电极接地；第二霍尔传感器芯片HE2的GND引脚与第十电容C10的另一端、第九电容C9的另一端共同接地。

如图6所示，电机控制模块4包括双胞继电器J0、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第八电容C8、第一电容C12、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3。双胞继电器J0的1引脚接第二二极管D2的正端及第四三极管Q4的集电极；第四三极管Q4的基极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接处理器芯片U0的14引脚；双胞继电器J0的4引脚接第三二极管D3的正端及第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接处理器芯片U0的6引脚；双胞继电器J0的2、3、8、10引脚及第二二极管D2的负端、第三二极管D3的负端、第一电容C12的一端均接+12V输入电压；双胞继电器J0的7引脚接9引脚、第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端、第八电容C8的一端均接处理器芯片U0的16引脚；双胞继电器J0的5、6引脚为电机使能端；第四三极管Q4的发射极、第五三极管Q5的发射极、第一电容C12的另一端、第八电阻R8的另一端、第八电容C8的另一端均接地。

该车窗电机的内嵌自适应防夹模块工作原理：

电机转动计数模块3根据霍尔效应原理，利用霍尔传感器捕捉车窗电机转动圈数；电机控制模块4控制电机运转并采集电机工作电流；处理器模块2将车窗行程分为防夹区域5和非防夹区域6，防夹区域分为五个区域单元，分别对应五个车窗防夹阀值；在车窗上升过程中，处理器模块2根据电机转动计数模块3捕获的电机转动圈数计算车窗位置，并根据电机控制模块4采集的电机工作电流判断其是否超过车窗防夹阀值，超过车窗防夹阀值则通过电机控制模块4控制车窗电机反转以使车窗下降一定距离；反之记录车窗电机工作电流值，修正车窗防夹阀值，同时车窗正常上升，由此实现汽车车窗自适应防夹功能。

Claims (5)

1.一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，包括电源模块、处理器模块、电机转动圈数计数模块和电机控制模块，其特征在于：所述的电机控制模块由输入电压供电；电源模块将输入电压稳压为电压M和H；处理器模块通过电压M供电，电机转动计数模块通过电压M和H供电；所述的电机转动计数模块捕捉车窗电机转动圈数，电机控制模块控制车窗电机运转并采集电机工作电流；处理器模块根据电机转动计数模块捕获的电机转动圈数计算车窗位置，并根据电机控制模块采集的电机工作电流判断其是否超过车窗防夹阀值，超过车窗防夹阀值则通过电机控制模块控制车窗电机反转以使车窗下降；反之记录车窗电机工作电流值，修正车窗防夹阀值，同时车窗正常上升。

2.根据权利要求1所述的一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，其特征在于：所述的电源模块包括压敏电阻RX1、极性电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1；第二稳压芯片U2和第一稳压芯片U1皆采用CJ78L05芯片；汽车电瓶的输入电压与压敏电阻RX1的一端及第一二极管D1的正端连接；第一二极管D1的负端接极性电容C1的正端、第二电容C2的一端、第一稳压芯片U1的Vin引脚及第二稳压芯片U2的Vin引脚；第二稳压芯片U2的Vout引脚与第三电容C3的一端连接，并输出电压H；第一稳压芯片U1的Vout引脚与第四电容C4的一端连接，并输出电压M；压敏电阻RX1的另一端、极性电容C1的负端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端、第二稳压芯片U2的GND引脚、第一稳压芯片U1的GND引脚均接地。

3.根据权利要求1所述的一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，其特征在于：所述的处理模块包括处理器芯片U0、陶瓷晶振X1和第五电容C5；处理器芯片U0采用PIC16F1828，其1引脚与第五电容C5的一端共接电源模块输出的电压M；处理器芯片U0的20引脚与第五电容C5的另一端共同接地；处理器芯片U0的2、3引脚分别接陶瓷晶振X1的3、2引脚；陶瓷晶振X1的1、4引脚共同接地。

4.根据权利要求3所述的一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，其特征在于：所述的电机转动圈数计数模块包括第一霍尔传感器芯片HE1、第二霍尔传感器芯片HE2、第一电阻R1、第四电阻R4、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6、第六电容C6、第七电容C7、第九电容C9、第十电容C10、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3；第一霍尔传感器芯片HE1与第二霍尔传感器芯片HE2均采用芯片AH3144；第一霍尔传感器芯片HE1的VCC引脚与第二霍尔传感器芯片HE2的VCC引脚、第七电容C7的一端、第十电容C10的一端及第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的集电极接电源模块输出的电压H，第一三极管Q1的基极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接处理器芯片U0的7引脚；第一霍尔传感器芯片HE1的OUT引脚与第六电容C6的一端及第四电阻R4的一端连接；第四电阻R4的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的发射极与第一电阻R1的一端、处理器芯片U0的13引脚连接；第一电阻R1的另一端接电源模块输出的电压M，第二三极管Q2的集电极接地；第一霍尔传感器芯片HE1的GND引脚与第七电容C7的另一端、第六电容C6的另一端共同接地；第二霍尔传感器芯片HE2的OUT引脚与第六电阻R6的一端、第九电容C9的一端连接，第六电阻R6的另一端与第三三极管Q3的基极连接，第三三极管Q3的发射极与处理器芯片U0的5引脚、第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端接电源模块输出的电压M，第三三极管Q3的集电极接地；第二霍尔传感器芯片HE2的GND引脚与第十电容C10的另一端、第九电容C9的另一端共同接地。

5.根据权利要求3所述的一种车窗电机的内嵌自适应防夹模块，其特征在于：所述的电机控制模块包括双胞继电器J0、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第八电容C8、第一电容C12、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二二极管D2和第三二极管D3；双胞继电器J0的1引脚接第二二极管D2的正端及第四三极管Q4的集电极；第四三极管Q4的基极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接处理器芯片U0的14引脚；双胞继电器J0的4引脚接第三二极管D3的正端及第五三极管Q5的集电极，第五三极管Q5的基极接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接处理器芯片U0的6引脚；双胞继电器J0的2、3、8、10引脚及第二二极管D2的负端、第三二极管D3的负端、第一电容C12的一端均接输入电压；双胞继电器J0的7引脚接9引脚、第七电阻R7的一端及第八电阻R8的一端，第七电阻R7的另一端、第八电容C8的一端均接处理器芯片U0的16引脚；双胞继电器J0的5、6引脚为电机使能端；第四三极管Q4的发射极、第五三极管Q5的发射极、第一电容C12的另一端、第八电阻R8的另一端、第八电容C8的另一端均接地。