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[分享] 汽车电动车窗控制电路设计

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发表于 2015-8-14 13:04:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  在湖南长丰制造股份有限公司一款新车型设计中,根据整车定义,在基础车型的基础上增加了离车自动关窗功能和功能。同时要求在设计过程中尽可能使用基础车型已有的零部件,这样可以节省开发时间,降低成本。本文按这些要求对新车型电动车窗控制电路进行了设计,解决了新车型电动车窗控制电路的设计问题。
  1.基础车型电动车窗控制电路
  新车型设计时,并不是什么都是从头开始,而是首先根据设计需求,选定一个基本车型作为参考,这样可降低设计难度,使设计思路更加清晰。新车型电动车窗的设计也是参考基础车型电动车窗进行的,因此,有必要先介绍一下基础车型电动车窗的功能及控制原理和方式。
  基础车型电动车窗控制部分由电动车窗主开关、电动车窗副开关、电动车窗电动机、电动车窗电动机断路器组成。基础车型电动车窗线路图见图1。

基础车型电动车窗

基础车型电动车窗

  图1中,在点火开关位于ON位置的状态下,电动车窗继电器闭合,蓄电池电压通过易熔线10给电动车窗控制电路供电。当按下电动车窗?穴主或副?雪开关(UP或DOWN)时,电流通过⑧号熔断器流到电动车窗电动机。由此,电动车窗电动机获得电能而旋转,驱动车窗玻璃上下移动,电动车窗打开或关闭。
  当把电动车窗开关锁按下(在OFF位置)时,若操作开关,则除了驾驶员侧的车窗外,其它电动车窗电动机都不工作。
  基础车型电动车窗电动机带断路器,以防止电动机因过电流而造成损坏。基础车型电动车窗开关为1档开关,电动机不带电子控制单元。
  2.新车型电动车窗控制部件功能及电路设计
  为了实现新车型所要求的防夹功能和离车自动关闭车窗等功能,新车型电动车窗电动机必须由电子控制单元来控制。
  2.1.电动车窗电子控制单元
  

电动车窗电子控制单元原理

电动车窗电子控制单元原理

  电动车窗电子控制单元原理见图2。电动车窗的主要动作为车窗的上升、下降和停止。车窗的上升、下降和停止是通过控制电动车窗电动机M的电流方向或截断电动机的电流来实现的。
  电动车窗电动机电流的方向或电流的停止是通过单片机的指令控制继电器A和继电器B的动作达到的。单片机指令是按控制开关指令或车窗玻璃防夹力的大小或者是中控门锁系统发出的自动关闭所有车窗的信号发出的。电压调节器是将汽车12 V系统电压调节到单片机所需要的5.5V工作电压。电子控制单元与电动机集成在一起,每个车窗电动机带一个电子控制单元。
  2.1.1.电子控制单元引脚定义(表1)

电子控制单元引脚定义

电子控制单元引脚定义

  2.1.2.电子控制单元基本性能
  工作温度:-30~80 ℃;储存温度:-40~90 ℃;工作电压:9~15 V;静态电流:<300 μA(25 ℃)。pX2汽车设计网
  2.2.电动车窗控制开关
  电动车窗控制开关可分为1档车窗开关和2档车窗开关,它们各有自己的优点和缺点,可根据实际情况进行选取。
  2.2.1.1档开关
  1档车窗开关有3个连接外部的引脚,分别与UP、DOWN和电源(+BAT)相接,如图3档位图所示。其中UP为上升端子,DOWN为下降端子,+BAT为电源正极。当开关向UP方向按下时,UP端子输入为高电平,当开关脱离UP端子时,UP端子变为低电平。同样,当开关向DOWN方向按下时,DOWN端子输入为高电平,当开关脱离DOWN端子时,DOWN端子变为低电平,图4为1档开关信号图。
  当开关向UP方向按下,t>300 ms时,车窗手动上升,t<300 ms时,车窗自动上升。自动上升过程中,如果按下电动车窗上升开关或下降开关,车窗将停止自动上升。
  当开关向DOWN方向按下,t>300 ms时,车窗手动下降,t<300 ms时,车窗自动下降。自动下降过程中,如果按下电动车窗上升开关或下降开关,车窗将停止自动下降。

汽车电动车窗控制电路设计图示

汽车电动车窗控制电路设计图示

  2.2.2.2档开关
  2档开关如图5所示,无论向UP或DOWN方向,都有2个档位。例如,当开关向着UP方向按下时,首先+BAT接触UP触点,如果继续向着UP方向按下,则+BAT接触UP和DOWN这2个触点。
  a. 上升.开关向着UP方向按下时,UP触点首先触发为高电平,如果继续按键至第2档位,则DOWN触点也触发成高电平。这里t1为2档触点间的机械延时,t1取决于开关的机械结构,通常最小为5 ms。t2为手松开按键,第2档和第1档之间的延时。
  b. 手动上升.如图6所示,当UP为高电平时,即为手动提升。当松开开关时,如果t2>150 ms,则电动机停止,车窗停止上升。
  c. 自动上升.将电动车窗开关按至第2档,则UP和DOWN都为高电平,在松开按键时,如果t2<150 ms,玻璃自动上升。在自动上升过程中,如果按下电动车窗上升键或下降键,则玻璃停止上升。
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