專利名稱：車輛門窗控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車輛門窗控制裝置。
技術(shù)背景如圖1所示，以四車門轎車為例，其車輛門窗控制裝置包括位于司機(jī)側(cè)車門上的主開關(guān)l、分別位于各個車門內(nèi)的門鎖電機(jī)2、 3、 4、 5和搖窗電機(jī) 6、 7、 8、 9。主開關(guān)l不但要控制司機(jī)側(cè)車窗的升降和門鎖的打開與閂鎖， 而且還要控制其他各個車窗的升降和門鎖的打開與閂鎖?，F(xiàn)有技術(shù)中采用導(dǎo) 線將主開關(guān)1與各個門鎖電機(jī)2、 3、 4、 5和搖窗電機(jī)6、 7、 8、 9連接，這 樣就需要許多導(dǎo)線從車輛車身或地板繞到各個車門上。由于搖窗電機(jī)工作電 流較大，因此導(dǎo)線截面積也比較大，這樣導(dǎo)線總重量比較大。同時通過主開 關(guān)的電流較大，使得主開關(guān)中相關(guān)器件的電流容量較大，相對體積和重量也 較大。車輛自身重量大在車輛行駛中需要消耗更多能量，這是用戶所不希望 的。另外，對于電動車來說，問題更加凸顯。電動車由于能量來源是電能， 目前蓄電池的能量密度還不能做得很高，使得一定質(zhì)量和體積的蓄電池的電 能比較有限。那么為了節(jié)約能源，應(yīng)當(dāng)盡可能地降低電動車的自身重量，顯 然現(xiàn)有技術(shù)中的重量過大的車輛門窗控制方案并不適合用于電動車。此外，由于電動車是通過將直流電逆變?yōu)榻涣麟娀驌Q向直流電來驅(qū)動電 動機(jī)轉(zhuǎn)動，從而帶動車輪使車輛行駛的。它的逆變功率很大， 一般來說，在 直流電的逆變過程中，將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾，如果采用現(xiàn)有技術(shù)中的用導(dǎo) 線連接主開關(guān)與執(zhí)行動作的門鎖電機(jī)和搖窗電機(jī)的車輛門窗控制裝置，上述 電磁干擾可能導(dǎo)致該控制裝置不能正常工作。因此現(xiàn)有技術(shù)的車輛門窗控制 裝置也不適合在電動車輛中使用。實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種車輛門窗控制裝置，該裝置包括多個開關(guān)，其中，該裝置還包括微處理器、控制端CAN收發(fā)器、CAN 總線和受控端CAN收發(fā)器，所述多個開關(guān)分別與所述微處理器電連接，所 述微處理器通過所述控制端CAN收發(fā)器與所述CAN總線連接，所述CAN 總線與受控端CAN收發(fā)器連接。本實(shí)用新型采用了 CAN總線，其工作電流小、相關(guān)工作器件體積小、 重量輕，連接導(dǎo)線使用量小，從而降低了車身重量，適應(yīng)了電動車低車身重 量的要求，同時CAN總線的抗干擾能力比現(xiàn)有技術(shù)有很大提高，適應(yīng)了電 動車中的電子控制設(shè)備需要抗干擾的要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的車輛門窗控制系統(tǒng)的框圖； 圖2是包括本實(shí)用新型的車輛門窗控制系統(tǒng)的框圖； 圖3是本實(shí)用新型的車輛門窗主控系統(tǒng)的框圖； 圖4是本實(shí)用新型的多個開關(guān)的框圖； 圖5是本實(shí)用新型的多個開關(guān)和開關(guān)濾波電路的電路圖； 圖6是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的微處理器的工作原理圖； 圖7是本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式的微處理器的工作原理圖； 圖8是本實(shí)用新型的控制端CAN收發(fā)器、CAN總線濾波單元、電源濾 波單元、隔離耦合器和穩(wěn)壓器的一種實(shí)施方式的電路原理圖；圖9是本實(shí)用新型的車輛門窗主控系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施方式的框圖； 圖IO是本實(shí)用新型中的CAN總線濾波單元的框圖； 圖11是本實(shí)用新型的車輛門窗主控系統(tǒng)的更優(yōu)選實(shí)施方式的框圖； 圖12是本實(shí)用新型中的電源濾波單元的框圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 為便于理解，在描述具體實(shí)施例之前，先以四門轎車為例對包括本實(shí)用 新型的車輛車門窗控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)作出說明。如圖2所示，該控制系統(tǒng)包括本實(shí)用新型的控制單元210、副駕駛側(cè)車窗開關(guān)230、左后側(cè)車窗開關(guān)240、 右后側(cè)車窗開關(guān)250、司機(jī)側(cè)搖窗電機(jī)260、副駕駛側(cè)搖窗電機(jī)270、左后側(cè) 搖窗電機(jī)280、右后側(cè)搖窗電機(jī)290、司機(jī)側(cè)門鎖電機(jī)310、副駕駛側(cè)門鎖電 機(jī)320、左后側(cè)門鎖電機(jī)330和右后側(cè)門鎖電機(jī)340。主控系統(tǒng)210通過CAN 總線220與各個電機(jī)相連接，能夠控制各個電機(jī)。副駕駛側(cè)車窗開關(guān)230、 左后側(cè)車窗開關(guān)240和右后側(cè)車窗開關(guān)250通過導(dǎo)線分別控制副駕駛側(cè)搖窗 電機(jī)270、左后側(cè)搖窗電機(jī)280和右后側(cè)搖窗電機(jī)290直接相連，各車窗開 關(guān)僅能夠控制其對應(yīng)的搖窗電機(jī)。本實(shí)用新型提供的車輛門窗控制裝置，如圖3所示，該裝置包括多個開 關(guān)410，其中，該裝置還包括微處理器420、控制端CAN收發(fā)器430、 CAN 總線220和受控端CAN收發(fā)器490，所述多個開關(guān)410分別與所述微處理 器420電連接，所述微處理器420通過所述控制端CAN收發(fā)器430與所述 CAN總線220連接，所述CAN總線220與受控端CAN收發(fā)器490連接。 所述受控端CAN收發(fā)器490用于與車輛的門鎖電機(jī)300廣300n和所述搖窗電 機(jī)400i-400N連接。本實(shí)用新型的多個開關(guān)410，如圖4所示，包括門鎖開關(guān)510、童鎖開 關(guān)520和多個窗控開關(guān)530r530N。所述門鎖開關(guān)510，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的不自鎖微動開關(guān)， 此種開關(guān)的常態(tài)為處于斷開狀態(tài)，當(dāng)向一個方向按下開關(guān)按鍵時動觸點(diǎn)與一 個常開觸點(diǎn)接通，當(dāng)松開開關(guān)按鍵時恢復(fù)到斷開狀態(tài)；當(dāng)向另一方向按下開 關(guān)按鍵時動觸點(diǎn)與另一個常開觸點(diǎn)接通，松開開關(guān)按鍵時恢復(fù)到斷開狀態(tài)。所述童鎖開關(guān)520，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知自鎖微動開關(guān)，此種 開關(guān)的常態(tài)為處于斷開狀態(tài)，當(dāng)按下開關(guān)按鍵時接通常開觸點(diǎn)，當(dāng)松開開關(guān) 按鍵時仍繼續(xù)接通常開觸點(diǎn)，當(dāng)再次按下開關(guān)按鍵并松開按鍵時，斷開常開 觸點(diǎn)并保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。所述窗控開關(guān)53(V530w包括司機(jī)側(cè)車窗開關(guān)、副駕駛側(cè)車窗開關(guān)、左 后側(cè)車窗開關(guān)和右后側(cè)車窗開關(guān)等?？梢圆捎媒Y(jié)構(gòu)相同，如本領(lǐng)域技術(shù)人員 公知的不自鎖微動開關(guān)，常態(tài)下接通其常閉觸點(diǎn)，當(dāng)按下開關(guān)按鍵時接通常 開觸點(diǎn)，當(dāng)松開開關(guān)按鍵時恢復(fù)到接通常閉觸點(diǎn)。所述門鎖開關(guān)510的動觸點(diǎn)、童鎖開關(guān)520的常開觸點(diǎn)和窗控開關(guān) 530,-530w的常開觸點(diǎn)電動車的低壓電源的正極相連，窗控開關(guān)53(V530N的 常閉觸點(diǎn)接地，門鎖開關(guān)510的兩個常開觸點(diǎn)、童鎖開關(guān)520的動觸點(diǎn)以及 窗控開關(guān)53(V530n的動觸點(diǎn)分別通過結(jié)構(gòu)相同的濾波電路依次連接所述微 處理單元420的引腳。所述濾波電路的結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括電阻R1和R2、電容C和穩(wěn)壓二 極管D,電阻R1和R2串聯(lián)，電阻R1的一端接上述開關(guān)的觸點(diǎn)，另一端接 所述微處理單元420相應(yīng)的引腳，電阻R2串聯(lián)在電阻Rl接上述開關(guān)的觸 點(diǎn)的一端與地之間，電容C和穩(wěn)壓二極管D串聯(lián)在電阻Rl接微處理單元 420相應(yīng)的引腳的一端與地之間，穩(wěn)壓二極管D的負(fù)極接所述微處理單元420 相應(yīng)的引腳。所述微處理器420可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的具有至少一路CAN 總線接口的單片機(jī)，如Philips公司生產(chǎn)的LPC2119芯片。如圖6所示，為 使LPC2119芯片U31工作，還需要為其建立外圍電路，如提供振蕩電路、 復(fù)位電路。如振蕩電路包括晶體振蕩器Y301 ，電容C301 、C302和電阻R301 ， 晶體振蕩器Y301和電阻R301并聯(lián)，電容C301、 C302 —端接地，另一端分 別接在晶體振蕩器Y301和電阻R301并聯(lián)電路的兩端，晶體振蕩器Y301和電阻R301的并聯(lián)的兩個端點(diǎn)分別接在芯片U31的引腳61 (XTAL2)和引腳 62 (XTAL1)上給LPC2119芯片U31提供振蕩源。電阻R302、電容C303 和電阻R303、電容C304分別構(gòu)成復(fù)位電路。LPC2119芯片U31的引腳1、 2、 9、 11、 13、 14、 15、 27、 29、 30、 31用于連接所述多個開關(guān)410的各個 開關(guān)的各個觸點(diǎn)。引腳3用于接控制端CAN收發(fā)器430的接收端，引腳5 用于接控制端CAN收發(fā)器430的發(fā)送端，其余引腳空接。
所述微處理器單元420還可以由專用集成電路實(shí)現(xiàn)的車窗控制專用芯片 來實(shí)現(xiàn)。如圖7所示，為使專用芯片U601工作，還需要為其建立外圍電路， 包括由晶體振蕩器Y601，電容C602、 C603和電阻R602構(gòu)成振蕩電路， 給芯片U601提供振蕩源；電阻R601電容C601構(gòu)成復(fù)位電路。芯片U601 的引腳25用于接控制端CAN收發(fā)器430的發(fā)送端、弓l腳24用于接控制端 CAN收發(fā)器430的接收端。弓I腳30接電阻R602、晶體振蕩器Y601、電容 C602的一端。引腳29接電阻R602的另一端、晶體振蕩器Y601的另一端， 同時接電容C603的一端。電容C602的另一端和電容C603的另一端相接并 接地。引腳4接電阻R601的一端，同時接電解電容C601的正極。引腳34-44 用于連接所述多個開關(guān)410的各個開關(guān)的各個觸點(diǎn)。
如圖8所示，所述控制端CAN收發(fā)器430包括CAN收發(fā)芯片U403、 光耦U401、光耦U402、電阻R401、 R402、 R403和R404。 CAN收發(fā)芯片 U403的CAN—TX端接微處理器420的芯片U31的引腳5和電阻R401的一 端，電阻R401的另一端接光耦U401的3腳，光耦U401的1腳接穩(wěn)壓器 460的VDD3.3V端，光耦U401的4腳接隔離耦合器470的CAN-GND端和 CAN收發(fā)芯片U403的引腳2 (GND)，光耦U401的5腳接CAN收發(fā)芯片 U403的引腳l (TXD)和電阻R403的一端，電阻R403的另一端接隔離耦 合器470的CAN-V端，光耦U401的6腳接CAN收發(fā)芯片隔離電源單元470 的CAN—V端，CAN—RX端接微處理器420的芯片U31的引腳3，和光耦U402的5腳、電阻R402的一端，電阻R402的另一端接穩(wěn)壓器460的 VDD3.3V端。光耦U402的4腳接地。光耦U402的6腳接穩(wěn)壓器460的 VDD3.3V端。光耦U402的3腳接電阻R404的一端，電阻R404的另一端 接CAN收發(fā)芯片U403的引腳4 (RXD)，光耦U402的1腳接CAN收發(fā)芯 片U403的引腳3 (VCC)和CAN收發(fā)芯片隔離電源單元470的CAN-V端， CAN收發(fā)芯片U403的引腳5空接，弓,6接CAN總線濾波單元440的共 模濾波器LA401的引腳1，引腳7接CAN總線濾波單元440的共模濾波器 LA401的引腳2，引腳8接電阻R405的一端，電阻R405的另一端接CAN 收發(fā)芯片隔離電源單元470的CAN-GND端。
為了排除控制信號因?yàn)楦蓴_而發(fā)生系統(tǒng)錯誤控制的問題，優(yōu)選地，本實(shí) 用新型提供的車輛門窗主控系統(tǒng)200，如圖9所示，還包括該裝置包括CAN 總線濾波單元440，該單元連接在所述控制端CAN收發(fā)器430與所述CAN 總線220之間。
如圖10所示，所述CAN總線濾波單元440包括順序連接的保護(hù)電路 630、第一重濾波電路620和第二重濾波電路610，所述保護(hù)電路630與所述 CAN總線220電連接，并且所述第二重濾波電路610與所述控制端CAN收 發(fā)器430電連接。
所述第一重濾波電路620和第二重濾波電路610可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人 員公知的任意一種濾波電路，如采用包括共模濾波器和電容的結(jié)構(gòu)；保護(hù)電 路630可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的TVS器件來實(shí)現(xiàn)。
為了防止電源對控制系統(tǒng)的干擾，優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的車輛門窗 主控系統(tǒng)200，如圖8所示，所述主控系統(tǒng)還包括電源濾波單元450、穩(wěn)壓 器460和隔離耦合器470，所述電源濾波單元450分別與所述穩(wěn)壓器460和 所述隔離耦合器470電連接，所述穩(wěn)壓器460與所述微處理器電420連接， 并且所述隔離耦合器470與所述控制端CAN收發(fā)器430電連接。如圖12所示，所述電源濾波單元450包括順序連接的保護(hù)電路710、防 反接電路720和多級濾波電路730r730N，所述濾波電路的最末一級730n與 分別與所述穩(wěn)壓器460和所述隔離耦合器470電連接。
所述保護(hù)電路710可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的TVS器件來實(shí)現(xiàn)， 防反接電路720可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的二極管來實(shí)現(xiàn)，所述多級濾 波電路可以釆用相同結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如包括電阻和兩個電容構(gòu)成的簡單濾波電 路結(jié)構(gòu)，也可以采用電阻、電感和多個電容構(gòu)成效果更好的濾波電路結(jié)構(gòu)。
所述穩(wěn)壓器460可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種穩(wěn)壓元件或穩(wěn)壓電 路結(jié)構(gòu)，如圖8所示，包括穩(wěn)壓芯片U501、 U502和電容C503-C511，穩(wěn)壓 芯片U501的引腳1接電源濾波單元、穩(wěn)壓二極管ZD502的負(fù)極、電解電容 C503的正極及電容C504、電容C505的接點(diǎn)，引腳2接地，引腳3接電解 電容C506的正極和電容C507的一端，并作為+3.3V電壓輸出端VDD3.3V， 電解電容C506的負(fù)極和C507的另一端接地；穩(wěn)壓芯片U502的引腳1接電 源濾波單元、穩(wěn)壓二極管ZD502的負(fù)極、電解電容C503的正極及電容C504 和電容C505的接點(diǎn)，引腳2接地，弓,3接電解電容C510的正極和C511 的一端，并作為+1.8V電壓輸出端VDD1.8V，電解電容C510的負(fù)極和C511 的另一端接地。
所述隔離耦合器470可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種隔離穩(wěn)壓元件 或磁耦電路或光耦電路結(jié)構(gòu)，如圖8所示，所述隔離耦合器470包括隔離穩(wěn) 壓芯片U503、電容C508、 C509和電阻R503。隔離穩(wěn)壓芯片U503的引腳2 接電源濾波單元450，引腳1接地，引腳1與引腳2間跨接電容C508，引腳 5作為電壓正極輸出端CAN-V，弓,4作為電壓負(fù)極輸出端CAN-GND，引 腳5與引腳4間跨接電容C509和電阻R503。
下面描述本實(shí)用新型的工作過程參考圖6、圖7和圖8，鎖門時，當(dāng) 按下門鎖開關(guān)510的開關(guān)按鍵，其動觸點(diǎn)與L觸點(diǎn)接通，于是L點(diǎn)由低電位變?yōu)楦唠娢?，該高電位信號通過上述濾波電路進(jìn)入微處理器U31引腳l，通 過微處理器處理，形成符合CAN總線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號從微處理器芯片U31 引腳5輸出，該數(shù)字信號通過電阻R401進(jìn)入所述控制端CAN收發(fā)器430 的光耦U401的引腳3，再從引腳5輸出至CAN收發(fā)芯片U403的引腳1， 該數(shù)字信號在CAN收發(fā)芯片U403中被整理成標(biāo)準(zhǔn)CAN格式，然后從CAN 收發(fā)芯片U403的引腳7和引腳6輸出，再通過CAN總線濾波單元440的 共模濾波器LA401 、 LA402及其相關(guān)器件構(gòu)成的第2重及第1重濾波電路進(jìn) 入CAN網(wǎng)絡(luò)，受控端CAN收發(fā)器通過CAN總線得到該信號，再通過門鎖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的微處理芯片處理使門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即門鎖電機(jī))動作，完成鎖門 全過程。
門鎖開關(guān)開門時的工作過程、童鎖開關(guān)的工作過程以及車窗開關(guān)的工作 過程與門鎖開關(guān)鎖門時工作過程相同，不再贅述。
值得說明的是，本實(shí)用新型不局限與此，如微處理單元的微處理芯片的 型號可以替換，微處理器穩(wěn)壓電源單元中的穩(wěn)壓芯片型號可以替換，CAN 總線濾波單元和電源濾波單元的濾波電路結(jié)構(gòu)可以改變，但這些顯而易見的 變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種車輛門窗控制裝置，該裝置包括多個開關(guān)(410)，其特征在于，該裝置還包括微處理器(420)、控制端CAN收發(fā)器(430)、CAN總線(220)和受控端CAN收發(fā)器(490)，所述多個開關(guān)(410)分別與所述微處理器(420)電連接，所述微處理器(420)通過所述控制端CAN收發(fā)器(430)與所述CAN總線(220)連接，所述CAN總線(220)與受控端CAN收發(fā)器(490)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括CAN總線 濾波單元(440)，該單元連接在所述控制端CAN收發(fā)器(430)與所述CAN 總線(220)之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述CAN總線濾波單元 (440)包括順序連接的保護(hù)電路(630)、第一重濾波電路(620)和第二重濾波電路(610)，所述保護(hù)電路(630)與所述CAN總線(220)電連接， 并且所述第二重濾波電路(610)與所述控制端CAN收發(fā)器(430)電連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括電源濾波 單元(450)、穩(wěn)壓器(460)和隔離耦合器(470)，所述電源濾波單元(450) 分別與所述穩(wěn)壓器(460)和所述隔離耦合器(470)電連接，所述穩(wěn)壓器(460) 與所述微處理器(420)電連接，并且所述隔離耦合器(470)與所述控制端 CAN收發(fā)器(430)電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電源濾波單元(450) 包括順序連接的保護(hù)電路(710)、防反接電路(710)和多級濾波電路(730r730w)，所述多級濾波電路的最末一級(730N)分別與所述穩(wěn)壓器(460)和所述隔離耦合器(470)電連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述多個開關(guān)(410)包 括門鎖開關(guān)(510)、童鎖開關(guān)(520)和窗控開關(guān)(530廣530n)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括門鎖電機(jī) (300r300N)和搖窗電機(jī)(400r400N)，所述門鎖電機(jī)(300r300N)和搖窗電機(jī)(400r400N)有多個，并且分別與所述受控端CAN收發(fā)器(490)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述微處理器(420)為 單片機(jī)或?qū)Ｓ眉呻娐稟SIC。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種車輛門窗控制裝置，該裝置包括多個開關(guān)，其中，該裝置還包括微處理器、控制端CAN收發(fā)器、CAN總線和受控端CAN收發(fā)器，所述多個開關(guān)分別與所述微處理器電連接，所述微處理器通過所述控制端CAN收發(fā)器與所述CAN總線連接，所述CAN總線與受控端CAN收發(fā)器連接。本實(shí)用新型采用了CAN總線，其工作電流小、相關(guān)工作器件體積小、重量輕，連接導(dǎo)線使用量小，從而降低了車身重量，適應(yīng)了電動車低車身重量的要求，同時CAN總線的抗干擾能力比現(xiàn)有技術(shù)有很大提高，適應(yīng)了電動車中的電子控制設(shè)備需要抗干擾的要求。
文檔編號E05F15/16GK201111184SQ20072017526
公開日2008年9月3日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月29日
發(fā)明者陳煥光 申請人:比亞迪股份有限公司