基于纹波电流检测的汽车车窗防夹控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于纹波电流检测的汽车车窗防夹控制器，包括驱动车窗的直流电机Ｕ３、用来放大并调理检测直流电机Ｕ３纹波电流和生成驱动信号的控制器Ｕ１、完成控制算法和生成驱动信号驱动直流电机Ｕ３的全桥驱动器Ｕ２，所述的控制器Ｕ１包括集成的可编程放大器Ａ１、滤波电路、ＰＷＭ驱动器Ｐ２、中央控制器Ｐ１，全桥驱动器Ｕ２设置有直流电机Ｕ３正反转回路，所述的正反转回路通过全桥驱动器Ｕ２上的引脚与控制器Ｕ１相连接，控制器Ｕ１与全桥驱动器Ｕ２之间设置有纹波电流的采样电阻Ｒ１。本实用新型专利技术基于电机纹波电流检测的汽车车窗防夹控制器外接器件少，简化电路设计，减小电路板的面积；成本低、便于安装和维护。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Anti blocking controller of automobile window based on ripple current detection

The utility model discloses a ripple current detection based on auto anti pinch controller, including the DC motor U3, driving the window to amplify and detect conditioning DC motor U3 ripple current and generate a driving signal of U1 controller, full bridge driver U2 control algorithm and generate drive signal to drive the DC motor U3 controller, U1 the A1 includes integrated programmable amplifier, filter circuit, PWM driver P2, central controller P1, full bridge driver U2 provided with U3 DC motor positive inversion circuit, positive inversion circuit is connected to the pin through the full bridge driver and controller for U1 U2, a ripple current sampling resistor is arranged between the R1 U1 controller and full bridge driver U2. The utility model relates to an automobile window clamp controller based on the motor ripple current detection, which has less external parts, simplifies the circuit design, reduces the area of the circuit board, and has low cost and is convenient for installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种汽车车窗的防夹控制器，具体地说是基于纹波电流检测的防夹控制器。
技术介绍
目前，实现汽车防夹电动车窗防夹功能的技术方法，主要有压力传感和红外检测 两种。 红外检测方法是利用红外光检测有无异物在电动车窗移动范围内，从而控制车窗 玻璃移动，这种方法可防止异物直接接触到玻璃。但在汽车这一特殊的应用环境中，尤其在 恶劣的气候条件(大雨、浓雾和灰尘)下会严重影响到红外光源的性能，在这些极端情况 下，红外系统很难保证正常工作，不适于汽车苛刻性的可靠要求，因此这一方案基本上已遭 到大多数主要汽车电子开发商和汽车制造商的否定。 基于压力传感方法的汽车防夹电动车窗是目前应用较多的，这种方案常利用霍尔 元件来监测车窗的运动(方向和位置)，当运动中的车窗受到横向或正向压力时，它会给电 动马达带来更大的负载，并随后增加电动马达中的电流。当该电流增加到一定程度时，该 方案的算法就认为电动车窗的玻璃在上升过程中遇到了真实的阻力，并通过微控制器单元 (MCU)发出指令要求电动机停转或反转(下降)，从而有效和可靠地实现了防夹功能。 霍尔元件用于提供马达的旋转次数等信息，该方案的算法利用这些信息计算出车 窗玻璃有没有到达终端。当车窗玻璃到达关闭的终端时，MCU就会发出指令自动切断电流， 电流被切断后电动机也就停止运转了。该方案的缺点是增加了霍尔元件，并且要设计专门 的安装位置。
技术实现思路
本技术为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种基于电机纹波电流检 测的汽车车窗防夹控制方法，不需要霍尔元件，不用专门设计安装位置，可以简化控制器在 车门上的安装，提供稳定的性能。 本技术解决现有问题的技术方案是一种基于电机纹波电流检测的汽车车窗 防夹控制器，包括驱动车窗的直流电机U3、用来放大并调理检测直流电机U3纹波电流和生 成驱动信号的控制器Ul 、完成控制算法和生成驱动信号驱动直流电机U3的全桥驱动器U2， 所述的控制器Ul包括集成的可编程放大器Al、滤波电路、P丽驱动器P2、中央控制器Pl，全 桥驱动器U2设置有直流电机U3正反转回路，所述的正反转回路通过全桥驱动器U2上的引 脚与控制器Ul相连接，控制器Ul与全桥驱动器U2之间设置有纹波电流的采样电阻Rl。 本技术与现有技术相比较，其有益效果是通过一个微控制器及其集成的可 编程放大器、滤波电路、P丽驱动电路、以及其它模拟电路作为控制器运行控制程序，微控制 器连接到一个全桥驱动芯片，通过其集成的P丽驱动电路来直接驱动车窗电机。车窗电机 的纹波电流通过在全桥驱动芯片的接地引脚上串接一个电阻来转换成纹波电压信号，之后经过微控制器内集成的可编程放大器和滤波电路，转换成方波信号和过流信号，提供转速、 位置等信号，用来判断是否启动防夹功能。本技术基于电机纹波电流检测的汽车车窗 防夹控制器外接器件少，简化电路设计，减小电路板的面积；成本低、便于安装和维护。附图说明图1是本技术的结构框图； 图2、图3是本技术的控制流程图。具体实施方式参见图l，本实施案例包括驱动车窗的直流电机U3、用来放大并调理检测直流电 机U3纹波电流和生成驱动信号的控制器Ul、完成控制算法和生成驱动信号驱动直流电机 U3的全桥驱动器U2，控制器U1包括集成的可编程放大器A1、滤波电路、P丽驱动器P2、中 央控制器Pl，直流隔离电路A2、低通滤波电路A3、施密特比较器A4、比较器Bl、方向选择器 P3、计数器P4。 控制器U1与全桥驱动器U2之间由连接全桥驱动器U2引脚的纹波电流采样电阻 Rl以及由电阻R2和电容C1组成的无源低通滤波电路构成，并与控制器U1的可编程放大器 A1通过引脚P1.0相连接。 全桥驱动器U2用来把TTL电平的控制信号转化成可以直接驱动直流电机U3的电 压信号，全桥驱动器U2设置有直流电机U3正反转回路，正反转回路通过全桥驱动器U2上 的引脚与控制器U1相连接。本实施案例中全桥驱动器U2的正反转回路由集成的MOS管 T1、T2、T3、T4构成，T1、T2、T3、T4的分别与全桥式驱动器U2设置的IH1、IH2、 IL1、IL2引 脚连接，IH1、 IL1引脚与控制器Ul的Pl. 5脚相连接，IH2、 IL2引脚与控制器Ul的Pl. 4相 连接；直流电机U3纹波电流的采样电阻Rl通过无源低通滤波电路R2和电容Cl与控制器 Ul可编程放大器Al的Pl. 0脚相连接。 当Tl和T4导通时，预设12V的电流通过DHVS引脚流经Tl、直流电机U3、T4，然后 由引脚SL2，通过采样电阻R1流到电源地，此时，直流电机U3正转；当T2和T3导通时，12V 通过DHVS弓|脚流经T2 、直流电机U3 、 T3 ，然后由引脚SL1 ，通过采样电阻Rl流到电源地，此 时，直流电机U3反转。当T1、T2、T3、T4都关断时，直流电机U3停止运行。直流电机U3在 运行时产生的纹波电流，经由采样电阻R1，生成纹波电压信号，通过无源低通滤波电路R2 和Cl，输入到控制器Ul的P0. 1脚。全桥驱动器U2的M0S管Tl、 T2、 T3、 T4的关断和导通 是由IH1、 IH2、 IL1、 IL2引脚上的信号控制的，这些信号是由控制器Ul的Pl. 4和Pl. 5引 脚产生的。 下面结合本实施案例的工作原理，进一步阐述本技术。 参见图2、图3，直流电机U3，在运行时会产生具有周期特征的电流纹波，该电流可 以在其全桥驱动器U2的电流回路上检测到，经由采样电阻R1，生成纹波电压信号，通过无 源低通滤波电路R2和Cl，经控制器Ul的P0. 1输入到控制器Ul的可编程放大器Al，把从 P0. 1引脚输入的纹波电压信号放大到峰值为4V左右，分别提供给比较器B1和直流隔离电 路A2。比较器Bl把放大后的纹波电压信号与设置的参考电压Vref做比较后，生成数字电 平0或1，作为过流检测信号送给中央控制器Pl ;直流隔离电路A2，把P0. 5引脚输入的放大后的纹波电压的直流分量去除后，通过P0. 3引脚，输入到有源低通滤波电路A3，然后通 过施密特比较器A4生成方波信号，送到中央处理器P1，并通过P1送到周期测量计数器P4 来计算直流电机U3的当前位置，即车窗的位置。中央处理器Pl根据比较器Bl周期测量计 数器P4的信号来计算是否启动车窗防夹。 车窗的升降按键输入通过Pl. 1引脚输入到中央处理器Pl，中央处理器Pl通过 P丽驱动器P2和方向选择器P3来输出0或1信号到Pl. 4引脚和Pl. 5引脚来控制直流电 机U3运行。当Pl. 5引脚输出l，Pl. 4引脚输出0时，直流电机U3正转，车窗上升；当Pl. 5 引脚输出O，Pl. 4引脚输出1时，直流电机U3反转，车窗下降；当Pl. 5引脚输出O，Pl. 4引 脚输出0时，直流电机U3停转，车窗不动。在车窗上升时，如果防夹启动，控制器将控制直 流电机U3反转3秒，然后停止。 在控制器U1上电启动时，同时从EEPROM中读取车窗位置数据，然后读取按键输 入，如果有升降车窗操作，就设置对应的开关信号来驱动M0S管T1、T2、T3、T4。如果车窗向 上运动时，检测到了过流信号，这时，车窗位置又在防夹启动区域，控制器U1就输出方向开 关信号，通过M0S管T1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纹波电流检测的汽车车窗防夹控制器，包括驱动车窗的直流电机Ｕ３、用来放大并调理检测直流电机Ｕ３纹波电流和生成驱动信号的控制器Ｕ１、完成控制算法和生成驱动信号驱动直流电机Ｕ３的全桥驱动器Ｕ２，其特征在于：所述的控制器Ｕ１包括集成的可编程放大器Ａ１、滤波电路、ＰＷＭ驱动器Ｐ２、中央控制器Ｐ１，全桥驱动器Ｕ２设有直流电机Ｕ３正反转回路，所述的正反转回路通过全桥驱动器Ｕ２上的引脚与控制器Ｕ１相连接，控制器Ｕ１与全桥驱动器Ｕ２之间设有纹波电流的采样电阻Ｒ１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李昌刚，张昕，胡俊杰，
申请(专利权)人：李昌刚，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]