一种电动窗防夹系统技术方案

一种电动窗防夹系统，该系统包括：电机、传动轴、电机控制器以及位置检测装置，其中，该系统还包括摩擦轮，该摩擦轮固定在传动轴上且该摩擦轮的轮缘与电机中的电机涡轮接触配合，该摩擦轮通过摩擦轮和电机涡轮接触面之间的摩擦力而产生转矩，该转矩被设定为当电机涡轮转动时使得所述传动轴利用该摩擦轮输出的转矩驱动窗户上升或者下降并且当电机涡轮转动但传动轴停止转动时该转矩的大小不影响电机涡轮转动。电动窗防夹系统由于驱动窗户上升或下降的力矩主要由通过摩擦轮和电机涡轮之间的摩擦力而产生的转矩提供，因此该系统在遇到障碍物时不需要控制电机堵转，很好地保护了电机和障碍物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防夹系统，并且尤其涉及一种电动窗的防夹系统。
技术介绍
电动窗防夹系统能够在窗户上升过程中遇到障碍物并且在障碍物所受 到的力达到规定的夹紧力之前，控制窗户停止上升或者下降，从而实现防夹 功能。现有的电动窗防夹系统通常包括电机、电机控制器和位置检测装置，所 述电机控制器与位置检测装置相连，所述电机用于通过电机涡轮和传动轴上 的齿圈相互啮合而驱动传动轴转动，从而驱动窗户上升和下降；所述位置检 测装置用于获取窗户的位置信号并将窗户的位置信号发送到电机控制器；所 述电机控制器根据所收到的位置信号以及电机中的电流控制电机的运转，当 所述位置信号表示窗户到顶或者到底时，电机控制器控制电机停止运行，从 而防止了电机和窗户受到冲击负荷，影响电机寿命及损害窗户；当电机中的 电流大于规定的电流阈值时，即判断在窗户上升过程中遇到障碍物时，电机 控制器控制电机堵转，从而使窗户停止上升，从而防止损害障碍物和窗户。然而，控制电机堵转不仅会影响电机的使用寿命，而且窗户和被障碍物 之间的相互作用力矩为电机的堵转力矩，该力矩的大小不能被控制，从而短 时间的夹持就可能对障碍物造成损害。
技术实现思路
本专利技术针对现有的电动窗防夹系统容易对障碍物和电机造成损坏的缺 点，提供了一种结构简单且不会对电机造成损坏的电动窗防夹系统。本专利技术提供的电动窗防夹系统包括电机、传动轴、电机控制器以及位 置检测装置，电机控制器的输入端与输出端分别与位置检测装置和电机相 连，所述位置检测装置用于检测窗户位置并将检测到的位置信号发送到电机 控制器，所述电机控制器用于接收位置信号并根据当前位置来控制电机的转 动，所述电机用于通过带动传动轴来驱动窗户上升或者下降；其中，该系统 还包括摩擦轮，该摩擦轮固定在传动轴上且该摩擦轮的轮缘与电机中的电机 涡轮接触配合，该摩擦轮通过摩擦轮和电机涡轮接触面之间的摩擦力而产生 转矩，该转矩被设定为当电机涡轮转动时使得所述传动轴利用该摩擦轮输出 的转矩驱动窗户上升或者下降并且当电机涡轮转动但传动轴停止转动时该 转矩的大小不影响电机涡轮转动。使用本专利技术提供的电动窗防夹系统时，由于驱动窗户上升或下降的转矩 主要由摩擦轮和电机涡轮之间的摩擦力提供，因此，当在窗户上升过程中遇 到障碍物时，窗户对障碍物所产生的力矩最大为通过摩擦轮和电机涡轮之间 的摩擦力而产生的转矩，这样只要所述转矩设置得合适就既可以驱动窗户上 升或者下降，又可以防止对障碍物产生过大的压力而损坏障碍物。而且不需 要堵转电机，从而也不会对电机造成损害。附图说明图1为本专利技术的电动窗防夹系统的框图2为本专利技术的电动窗防夹系统中摩擦轮的位置示意图3为当齿圈位于上止点时位置检测装置中相关元件相对位置的示意图4为当齿圈位于中间位置时位置检测装置中相关元件相对位置的示意图5为当齿圈位于下止点时位置检测装置中相关元件相对位置的示意图。具体实施例方式下面结合附图具体描述本专利技术。如图1和图2所示，本专利技术提供了一种电动窗防夹系统，该系统包括电机1、传动轴4、电机控制器2以及位置检测装置3，电机控制器1的输入端 与输出端分别与位置检测装置3和电机1相连，所述位置检测装置3用于检 测窗户位置并将检测到的位置信号发送到电机控制器2，所述电机控制器2 用于接收位置信号并根据当前位置来控制电机1的转动，所述电机1用于通 过转动带动传动轴4来驱动窗户上升或者下降；其中，该系统还包括摩擦轮 5，该摩擦轮5固定在传动轴4上且该摩擦轮5的轮缘与电机1中的电机涡 轮6接触配合，通过摩擦轮5和电机涡轮6接触面之间的摩擦力F而产生转 矩T，该转矩T被设定为当电机涡轮6转动时使得所述传动轴4利用该转矩 T驱动窗户上升或者下降并且当电机涡轮6转动但传动轴4停止转动时该转 矩T的大小不影响电机涡轮6转动。如图2所示，所述摩擦轮5的轮缘与电机涡轮6接触配合，所述传动轴 4穿过摩擦轮5的中心孔并与摩擦轮5固定连接。摩擦轮5和电机涡轮6之 间的摩擦力F由摩擦轮5和电机涡轮6的接触面的摩擦系数U以及两者之间 的压力f确定。为了既能够给窗户提供足够的驱动力，又可以防止对障碍物 产生过大的压力而损坏障碍物，优选情况下，所述转矩T的大小被设定为4 6牛顿*米。 一般情况下，所述摩擦轮5的半径d为0.3米，摩擦系数P为 0.7，摩擦轮5和电机涡轮6之间的压力f为26牛顿，此时摩擦轮5和电机 涡轮6之间的接触面所能传递的最大转矩Tmax=FXd=fX y Xd二26X0.7X 0.3二5.46牛顿 米。本专利技术中的电机1 、传动轴4没有特别限定，与现有的电动窗中的电机、传动轴本质上并无差别，只是现有的传动轴4直接与电机涡轮6联动，而本专利技术中是通过摩擦轮5与电机涡轮6联动。为了避免窗户上升或下降到顶部或底部碰撞所带来的冲击，设置了位置检测装置3。所述位置检测装置3用于检测窗户位置并将检测到的位置信号 发送到电机控制器2，这里位置检测装置3可以为霍尔元件。这样通过在电 机l的转子上增加磁环，该霍尔元件可以产生感应信号来判定转子的位置， 从而进一步判定窗户的位置。然而位置检测装置3的这种实现方式具有这样的缺点1、转子上的磁 环和霍尔元件的价格较高，直接影响了电动窗的成本；2、采用霍尔元件的 电动窗对转子和磁环相互之间的安装位置具有较高的精度要求，因为稍有偏 差可能会造成电机转子位置判断错误；3、由于电机运转过程中会发热，至 于电机壳体中的磁环可以会由于环境温度过高而产生失磁现象，从而造成霍 尔元件输出电压较低，感应信号出错。优选情况下，本专利技术提供一种优选的位置检测装置3，如图3所示，该 位置检测装置3包括行星齿轮机构7、绝缘层8、多个信号采集端子9、导 电层10、供电端子ll、脉冲信号产生器，所述行星齿轮机构7包括从内到 外传动连接的太阳轮14、行星轮15、齿圈16，传动轴4穿过所述太阳轮14 的中心孔且与该太阳轮14固定连接，行星齿轮机构7中的齿圈16转动一圈 对应着窗户开启或关闭的整个过程；当窗户处于顶部时，该齿圈16位于上 止点；当窗户处于底部时，该齿圈16位于下止点；当窗户位于介于顶部和 底部之间的位置时，该齿圈16位于中间位置；所述绝缘层8覆盖在行星齿 轮机构7中的齿圈16的一面上；导电层10位于所述绝缘层8上且不完全覆 盖绝缘层8;所述多个信号采集端子9的一端与脉冲信号产生器的输入端相 连，另一端在所述齿圈16转动过程中与绝缘层8或导电层IO相接触；所述供电端子11与导电层10电连接，用于给导电层IO供电；所述脉冲信号产生器的输出端连接到电机控制器2的输入端；其中所述导电层10的形状和 位置应该满足这样的条件当所述齿圈16在上止点、下止点以及中间位置 时，所述多个信号采集端子9与导电层10的接触情况不同；优选情况下，所述供电端子11的一端与导电层10电连接，另一端与电 机控制器2的电位输出端相连。所述导电层10可以由电机控制器2通过供 电端子来提供电能。参考图3、图4和图5，所述多个信号采集端子9包括第一信号采集端 子12和第二信号采集端子13，每个采集端子均可以具有多个触脚，只要有 --个触脚接触导电层，该信号采集端子就可以导电。例如，所述第一信号釆 集端子12具有3个触脚，第二信号采集端子13具有2个触脚。如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动窗防夹系统，该系统包括电机（１）、传动轴（４）、电机控制器（２）以及位置检测装置（３），电机控制器（２）的输入端与输出端分别与位置检测装置（３）和电机（１）相连，所述位置检测装置（３）用于检测窗户位置并将检测到的位置信号发送到电机控制器（２），所述电机控制器（２）用于接收位置信号并根据当前位置来控制电机（１）的转动，所述电机（１）用于通过转动带动传动轴（４）来驱动窗户上升或者下降；其特征在于，该系统还包括摩擦轮（５），该摩擦轮（５）固定在传动轴（４）上且该摩擦轮（５）的轮缘与电机（１）中的电机涡轮（６）接触配合，通过摩擦轮（５）和电机涡轮（６）接触面之间的摩擦力而产生转矩，该转矩被设定为当电机涡轮（６）转动时使得所述传动轴（４）利用该转矩驱动窗户上升或者下降并且当电机涡轮（６）转动但传动轴（４）停止转动时该转矩的大小不影响电机涡轮（６）转动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林岭，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]