專利名稱：用于車窗玻璃升降的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車窗玻璃升降裝置的改進，特別是通過使用輕推梭動開關(guān)(jog shuttle)裝置將車窗玻璃精確升降到所希望位置的裝置和方法。
一種已知的車窗玻璃升降方法是強制轉(zhuǎn)動一個與車窗玻璃的升降齒輪連接的手動柄，另一種已知方法是通過操縱控制開關(guān)驅(qū)動一雙向電機來自動轉(zhuǎn)動車窗玻璃的升降齒輪。后者通常稱為電動車窗裝置。
通常電動車窗裝置具有一雙向電機和一上/下開關(guān)或一蹺板類型的按鈕開關(guān)，用來順時針和逆時針轉(zhuǎn)動雙向電機升降車窗玻璃。在此，該開關(guān)改變供給雙向電機的驅(qū)動電壓的極性來改變雙向電機的旋轉(zhuǎn)方向。然而，在這種電動車窗裝置中，為了將車窗玻璃精確地升降到所希望的位置，駕駛員或乘客需一點點地操縱該開關(guān)，連續(xù)地用肉眼觀察車窗玻璃是否到達所希望的位置。
在授予山本的名稱為“車窗玻璃升降裝置”的美國4,931,714號專利中公開了一種改進的電動車窗裝置，山本建議了一種電動車窗裝置，其中使用者通過使用一滑動變阻器可將車窗玻璃升降到所希望的位置，而不用注意車窗玻璃的開/關(guān)狀態(tài)。
由山本建議的常規(guī)電動車窗裝置包括一個復(fù)合電位計，用于比較由變阻器產(chǎn)生的電壓和與車窗玻璃位置相應(yīng)的電壓。這樣，該常規(guī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上變得復(fù)雜。
本發(fā)明的一目的在于提供一種裝置和方法，用于通過使用一輕推梭動開關(guān)裝置來精確升降車窗玻璃到所希望的位置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一簡單、緊湊的車窗玻璃升降裝置。
根據(jù)本發(fā)明一個方面，用于升降車窗玻璃的裝置具有一根據(jù)所供給電壓的極性順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)的雙向電機；一用于測量雙向電機轉(zhuǎn)數(shù)來產(chǎn)生車窗玻璃位置數(shù)據(jù)的車窗玻璃位置檢測器；一個安裝在車輛內(nèi)部預(yù)定位置用于檢測轉(zhuǎn)動開關(guān)轉(zhuǎn)角來產(chǎn)生相對該轉(zhuǎn)角的位置控制數(shù)據(jù)的輕推梭動開關(guān)裝置；一個比較當前位置控制數(shù)據(jù)和先前位置控制數(shù)據(jù)來給雙向電機提供轉(zhuǎn)動方向控制信號和驅(qū)動信號，并當來自輕推梭動開關(guān)的當前位置控制數(shù)據(jù)與車窗玻璃位置數(shù)據(jù)相符時終止旋轉(zhuǎn)方向控制信號和驅(qū)動信號發(fā)生的微處理機；及一個根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向控制信號和驅(qū)動信號給雙向電機提供驅(qū)動電壓的電機驅(qū)動器。由此車窗玻璃根據(jù)輕推梭動開關(guān)裝置的旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角被升、降到所希望的位置。
本發(fā)明的上述和其他目的、特征及優(yōu)點將通過結(jié)合附圖的實施例的詳細描述而變得更清楚，其中

圖1A是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的輕推梭動開關(guān)裝置的透視圖；圖1B是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的旋轉(zhuǎn)開關(guān)的底視圖；圖1C是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電極板的頂視圖；圖1D是圖1A中輕推梭動開關(guān)裝置的剖視圖；圖1E是一放大視圖，用于說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)角檢測電極與轉(zhuǎn)角電極相互電配合的狀態(tài)；圖2是根據(jù)本發(fā)明一最佳實施例的車窗玻璃升降裝置的原理框圖；及圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的車窗玻璃升降流程圖。
本發(fā)明的一最佳實施例將在下面參照附圖詳細說明，其中相同的標號用于相同的部件。此外，應(yīng)該更清楚地理解，在此給出許多詳細的說明諸如詳細的電路元件只是為了能更好理解本發(fā)明而舉的例子，并且本發(fā)明可不依賴該詳細說明而實施。另外，可以注意到對于有關(guān)的已有技術(shù)的詳細說明，如果被認為在說明本發(fā)明的思想不需要時，被有意省略。
參照圖1A，一個輕推梭動開關(guān)裝置12包括一環(huán)形電極板14，它被牢固地固定在車輛的特定內(nèi)部部件上(如在扶手上)；及一個可轉(zhuǎn)動地安裝在該電極板14上的旋轉(zhuǎn)開關(guān)16。該電極板14具有多個轉(zhuǎn)角電極18i(在此i是正數(shù))，它們被構(gòu)成于表面上。另外，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)16具有一個突出地構(gòu)成于底面的旋轉(zhuǎn)角度檢測電極20，當車輛啟動開關(guān)(未示出)閉合時，來自電池的供電被提供給它。
圖1B描述了旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的底視圖，如所示，環(huán)形旋轉(zhuǎn)開關(guān)16包括一個從外環(huán)面伸出的轉(zhuǎn)角檢測電極20，和一個沿中間環(huán)形表面直徑構(gòu)成于底面上的盤形電極22，該轉(zhuǎn)角檢測電極20與盤形電極22電連接，該轉(zhuǎn)角檢測電極20具有寬度W1，并通過電極板14的電池電極26向其恒定提供電池(未示出)供給的電壓VCC。此外，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)16具有一個構(gòu)成于中央的軸24。
參照圖1C，該環(huán)形電極板14具有一個形成于頂面上的電池電極26，使其接觸旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的盤形電極22，及沿外環(huán)有規(guī)律地設(shè)置的轉(zhuǎn)角電極18i。各轉(zhuǎn)角電極18i的寬度W2最好等于或大于轉(zhuǎn)角檢測電極20的寬度W1。此外，在電極板14的中央有一個通孔28，旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的軸24插在其中。該電極板14被牢固地安裝在車輛的特定位置上，如扶手。
參照圖1D，該旋轉(zhuǎn)開關(guān)16與電極板14組合裝配成輕推梭動開關(guān)裝置12。如所示，一卷簧32安裝在電極板14的底面，一E形環(huán)34被牢固地固定在軸24的下端部上形成的槽中，由此使旋轉(zhuǎn)開關(guān)16與電極板14銜接。另外，電極板14具有一通孔30，通過它穿過一電線，用以連接供給電壓VCC到電池電極26。
圖1E是一放大視圖，用來說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的轉(zhuǎn)角檢測電極20與轉(zhuǎn)角電極18i之一電配合的狀態(tài)。如圖所示，一凹卡止擋指示器19構(gòu)成于對應(yīng)轉(zhuǎn)角電極18i的頂面上。轉(zhuǎn)角檢測電極20具有一個形成于中央的孔21，一螺簧25插入孔21中。此外，一球形電極23安裝在孔21中的螺簧25上，從而使轉(zhuǎn)角檢測電極20準確地停在轉(zhuǎn)角電極18i之一上，由此保證轉(zhuǎn)角檢測電極20與轉(zhuǎn)角電極18i之間準確的電連接。
在操作中，如果司機或乘客轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)開關(guān)16，轉(zhuǎn)角檢測電極20將與任何轉(zhuǎn)角電極18i之一電連接，然后，與轉(zhuǎn)角檢測電極20連通的轉(zhuǎn)角電極18j(在此j為正數(shù))將有邏輯“高”電平，其它轉(zhuǎn)角電極18k(在此k≠j)將有邏輯“低”電平。
現(xiàn)在參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的車窗升降裝置包括一此前描述的輕推梭動開關(guān)裝置12，一微處理機(MPU)36，一電機驅(qū)動器38，一雙向電機40，及一車窗玻璃位置檢測器42。該微處理機36具有多個分別與電極板14的轉(zhuǎn)角電極18n至181連接的輸入端Pn至P1。另外，微處理機36具有分別與電機驅(qū)動器38的輸入端連接的輸出端O1和O2。電機驅(qū)動器38的輸出被傳輸給雙向電機40。車窗玻璃位置檢測器42被裝在雙向電機40與微處理機36的輸入端I1之間，并檢測雙向電機40的轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)，向微處理機36提供所檢測的轉(zhuǎn)數(shù)?？梢粤私獾?，車窗玻璃位置檢測器42回應(yīng)車門關(guān)閉狀態(tài)傳感器(未示出)的信號輸出初始化存在微處理機36的存儲器(RAM)中的先前位置控制數(shù)據(jù)，來檢測車窗完全關(guān)閉狀態(tài)。雙向電機40的軸被連接到用于車窗玻璃升降的升降齒輪(未示出)。此外，一操縱板被設(shè)置在旋轉(zhuǎn)開關(guān)16周圍。如圖所示，該操縱板有多個標記，如“OPEN”、“CLOSE”、“CL”(“關(guān)閉”的縮寫)、“FOP”(“完全打開”的縮寫)及箭頭(▲)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明車窗玻璃升降的流程圖，這個過程被編在微處理機36的內(nèi)存(ROM)中。
現(xiàn)在參照圖1A至3，根據(jù)本發(fā)明的車窗玻璃控制裝置的操縱將在下面詳細描述。首先假設(shè)轉(zhuǎn)角檢測電極20最初被置于轉(zhuǎn)角電極181處，這樣車窗玻璃被完全關(guān)閉，在這種狀態(tài)下，如果司機或乘客在特定方向上旋轉(zhuǎn)輕推梭動開關(guān)裝置12的旋轉(zhuǎn)開關(guān)16，該轉(zhuǎn)角檢測電極20將與任何轉(zhuǎn)角電極18i之一電連接。
例如，如果轉(zhuǎn)角檢測電極20接觸到轉(zhuǎn)角電極183和18n-1，供給微處理機36的榆入端Pn-Pl的位置控制數(shù)據(jù)將有如下面表1所示的值。
表1
參照圖3，該微處理機13在步驟96中周期地掃描輸入端Pn-P1，并在步驟98中核對是否經(jīng)過一預(yù)定時間。該預(yù)定時間相關(guān)于由司機或乘客完成轉(zhuǎn)動開關(guān)16的一次轉(zhuǎn)動用的一特定時間(如約1或2秒)。如果經(jīng)過了預(yù)定時間，微處理機36在步驟100中在輸入端Pn-P1接收位置控制數(shù)據(jù)?？梢宰⒁獾剑⑻幚頇C36在經(jīng)過預(yù)定時間后接收位置控制數(shù)據(jù)是為了跳過在旋轉(zhuǎn)開關(guān)16從先前位置轉(zhuǎn)到當前位置時產(chǎn)生的不需要位置控制數(shù)據(jù)。
然后在步驟102中，該微處理機36比較存在內(nèi)存(RAM)中的先前位置控制數(shù)據(jù)和接收到的當前位置控制數(shù)據(jù)，在此，術(shù)語“先前位置控制數(shù)據(jù)”指的是對應(yīng)于先前位置的數(shù)據(jù)，其為在司機轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)開關(guān)16之前，旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的角度檢測電極20所位于的位置。如果先前位置控制數(shù)據(jù)具有比當前位置控制數(shù)據(jù)高的值，就認為旋轉(zhuǎn)開關(guān)16是被逆時針轉(zhuǎn)動(即升起車窗玻璃的方向)。相反，如果先前位置控制數(shù)據(jù)有比當前位置控制數(shù)據(jù)低的值，意味著旋轉(zhuǎn)開關(guān)16被順時針轉(zhuǎn)動(即降低車窗玻璃的方向)。這種關(guān)系在下面的表2中被更詳盡地描述。
表
根據(jù)上述，微處理機36在步驟104中核對旋轉(zhuǎn)開關(guān)16是否是順時針旋轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)開關(guān)16被順時針旋轉(zhuǎn)，該微處理機36在步驟108中測定旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的轉(zhuǎn)角。該測定轉(zhuǎn)角可以通過簡單地比較先前位置控制數(shù)據(jù)和當前位控制數(shù)據(jù)來測定，例如，在電極板14上形成有36個轉(zhuǎn)角電極18i的情況下，在兩相鄰轉(zhuǎn)角電極18i之間的角度差是10°，這樣，舉例來說，先前位置控制數(shù)據(jù)為P3＝1并且當前位置控制數(shù)據(jù)為P6＝1，從位置控制數(shù)據(jù)的變化中可清楚地理解到，旋轉(zhuǎn)開關(guān)16被順時針轉(zhuǎn)過30°。
然后在步驟110中，該微處理機36將相應(yīng)于該測定轉(zhuǎn)角的降低控制數(shù)據(jù)存到其內(nèi)配置的緩沖內(nèi)存中。在步驟112中，該微處理機36基于降低控制數(shù)據(jù)(LDCD)分別在輸出端O1和O2輸出一順時針旋轉(zhuǎn)控制信號和一給雙向電機40的驅(qū)動信號。該電機驅(qū)動器38根據(jù)順時針旋轉(zhuǎn)控制信號和驅(qū)動信號以恒定轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)順時針驅(qū)動雙向電機40。此時，車窗位置檢測器42檢測雙向電機40的轉(zhuǎn)數(shù)，并依據(jù)該轉(zhuǎn)數(shù)測定車窗玻璃當前位置，來產(chǎn)生車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP。
在步驟114中，該微處理機36比較車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP與降低控制數(shù)據(jù)LDCD。其結(jié)果是，如果車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP沒有與降低控制數(shù)據(jù)LDCD相同的值時，意味著車窗玻璃還沒有到達所需的對應(yīng)降低控制數(shù)據(jù)LDCD的位置。這樣該過程回到步驟112重新下降車窗玻璃，直至車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP變成與降低控制數(shù)據(jù)LDCD相同為止。
相反，如果在步驟104中旋轉(zhuǎn)開關(guān)16不被順時針旋轉(zhuǎn)，該微處理機36在步驟118中測定旋轉(zhuǎn)開關(guān)16的轉(zhuǎn)角。然后在步驟120中，該微處理機36將對應(yīng)轉(zhuǎn)角的升起控制數(shù)據(jù)LUCD存到其內(nèi)配置的緩沖內(nèi)存中，在步驟122中，該微處理機36基于升起控制數(shù)據(jù)LUCD分別在輸出端O1和O2輸出一逆時針轉(zhuǎn)動控制信號和一給雙向電機40的驅(qū)動信號。該電機驅(qū)動器38依據(jù)逆時針轉(zhuǎn)向控制信號和驅(qū)動信號以恒定轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)區(qū)動逆時針雙向電機40。此時，車窗玻璃位置檢測器42檢測雙向電機40的轉(zhuǎn)數(shù)，并依據(jù)該轉(zhuǎn)數(shù)測定車窗玻璃當前位置，來產(chǎn)生車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP。
在步驟124中，該微處理器36比較車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP和升起控制數(shù)據(jù)LUCD。其結(jié)果是，如果車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP沒有與升起控制數(shù)據(jù)LUCD相同的值時，意味著車窗玻璃還沒有到達所需的對應(yīng)升起控制數(shù)據(jù)LUCD的位置。這樣該過程回到步驟122重新升起車窗玻璃，直至車窗玻璃位置數(shù)據(jù)WP變成與升起控制數(shù)據(jù)LUCD相同為止。
另外，回到步驟106，如果旋轉(zhuǎn)開關(guān)16沒有在步驟104中逆時針轉(zhuǎn)動，說明旋轉(zhuǎn)開關(guān)16沒有被轉(zhuǎn)動，這樣，該微處理機36將簡單地完成該過程。
如上所述，本發(fā)明的車窗玻璃控制裝置可以自動準確地升降車窗玻璃，到達所需的對應(yīng)輕推梭動開關(guān)裝置12的旋轉(zhuǎn)開關(guān)16轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向的位置，由此為司機提供便利。
雖然上面描述了車窗玻璃位置檢測器42，可以理解到，車窗玻璃位置檢測器42可以用檢測雙向電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生轉(zhuǎn)動檢測脈沖的RPM傳感器或霍爾傳感器代替。在這種情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)動檢測脈沖和升降齒輪轉(zhuǎn)動的傳動比，微處理機36計算轉(zhuǎn)動檢測脈沖來測定車窗玻璃位置。
雖然上面已描述了本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例，可以理解，對本專業(yè)技術(shù)人員來講有許多在本發(fā)明概念內(nèi)的變換和/或變形，它們?nèi)月湓诒景l(fā)明的精神和范圍之內(nèi)，并由附屬的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種車輛車窗玻璃升降裝置，含有一根據(jù)供給電壓的極性順時針和逆時針轉(zhuǎn)動的雙向電機，包括一車窗玻璃位置檢測器，用于檢測所述雙向電機的轉(zhuǎn)數(shù)，產(chǎn)生車窗玻璃位置數(shù)據(jù)；一安裝在車輛內(nèi)預(yù)定部分的輕推梭動開關(guān)裝置，用于檢測旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角，產(chǎn)生對應(yīng)所述轉(zhuǎn)角的位置控制數(shù)據(jù)；一微處理機，用于比較當前位置控制數(shù)據(jù)和先前位置控制數(shù)據(jù)，為所述雙向電機產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)方向控制信號和一驅(qū)動信號，并在所述車窗玻璃位置數(shù)據(jù)與來自所述輕推梭動開關(guān)裝置的所述當前位置控制數(shù)據(jù)相同時結(jié)束旋轉(zhuǎn)方向控制信號和驅(qū)動信號的產(chǎn)生；及一電機驅(qū)動器，用于給所述雙向電機提供相應(yīng)所述旋轉(zhuǎn)方向控制信號和所述驅(qū)動信號的驅(qū)動電壓；由此所述車窗玻璃被升降到相應(yīng)輕推梭動開關(guān)裝置的旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角的所需的位置。
2.如權(quán)利要求1的車窗玻璃升降裝置，其中所述輕推梭動開關(guān)裝置具有所述旋轉(zhuǎn)開關(guān)，具有構(gòu)成于底面上的轉(zhuǎn)角檢測電極；及一電極板，具有多個有規(guī)律地形成于頂面上的轉(zhuǎn)角電極，它們面向所述旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角檢測電極，由此在旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)動時，所述轉(zhuǎn)角檢測電極與至少一個所述轉(zhuǎn)角電極電接觸；所述旋轉(zhuǎn)開關(guān)被可轉(zhuǎn)動地安裝在所述電極板中央。
3.如權(quán)利要求2的車窗玻璃升降裝置，其中所述電極板是環(huán)形的，并包括一個在車輛點火開關(guān)閉合時從電池提供給電壓的電池電極。
4.如權(quán)利要求3的車窗玻璃升降裝置，其中旋轉(zhuǎn)開關(guān)包括具有預(yù)定寬度的從旋轉(zhuǎn)開關(guān)的外環(huán)延伸到內(nèi)環(huán)的所述轉(zhuǎn)角檢測電極；以及一盤形電極，與所述轉(zhuǎn)角檢測電極電連接，所述盤形電極形成于旋轉(zhuǎn)開關(guān)的中間環(huán)上。
5.如權(quán)利要求4的車窗玻璃升降裝置，其中所述各轉(zhuǎn)角電極的寬度等于或大于轉(zhuǎn)角檢測電極的所述預(yù)定寬度。
6如權(quán)利要求5的車窗玻璃升降裝置，其中所述車窗玻璃位置檢測器包括一檢測雙向電極轉(zhuǎn)數(shù)來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動檢測脈沖的霍爾傳感器。
7.如權(quán)利要求6的車窗玻璃升降裝置，其中所述微處理機計算來自霍爾傳感器的轉(zhuǎn)動檢測脈沖，產(chǎn)生所述車窗玻璃位置數(shù)據(jù)。
8.一種車窗玻璃升降的方法，含有一雙向電機根據(jù)供給電壓極性順時針和逆時針轉(zhuǎn)動，一車窗玻璃位置檢測器用于檢測所述雙向電機轉(zhuǎn)數(shù)來產(chǎn)生車窗玻璃位置數(shù)據(jù)，及一輕推梭動開關(guān)裝置用于檢測旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角來產(chǎn)生基于所述轉(zhuǎn)角的位置控制數(shù)據(jù)，包括如下步驟周期性地掃描來自輕推梭動開關(guān)裝置的位置控制數(shù)據(jù)；在經(jīng)過預(yù)定時間后接收當前位置控制數(shù)據(jù)，預(yù)定時間是為了忽略旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的不需要的位置控制數(shù)據(jù)；比較所述當前位置控制數(shù)據(jù)和先前位置控制數(shù)據(jù)，來計算所述旋轉(zhuǎn)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)角；及在計算的方向上旋轉(zhuǎn)所述雙向電機，直至該車窗玻璃位置數(shù)據(jù)與當前位置控制數(shù)據(jù)一致，以此使得車窗玻璃升降到需要的位置。
9.如權(quán)利要求8的車窗玻璃升降的方法，其中所述比較步驟包括以下步驟檢查來自旋轉(zhuǎn)開關(guān)的當前位置控制數(shù)據(jù)與存在內(nèi)存中的先前位置控制數(shù)據(jù)之間的數(shù)量差，來計算旋轉(zhuǎn)開關(guān)的旋轉(zhuǎn)方向；及檢查所述當前位置控制數(shù)據(jù)是否有比所述先前位置控制數(shù)據(jù)高的值，來計算旋轉(zhuǎn)開關(guān)的轉(zhuǎn)角。
全文摘要
車窗玻璃升降裝置,通過使用一輕推梭動開關(guān)裝置將車窗玻璃升至需要的位置。該裝置具有一雙向電機,一車窗玻璃位置檢測器,產(chǎn)生車窗玻璃控制數(shù)據(jù);一安裝在扶手上的輕推梭動開關(guān)裝置;一微處理機,為雙向電機產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)方向控制信號和驅(qū)動信號以及終止轉(zhuǎn)向控制信號和驅(qū)動信號;然后,一電機驅(qū)動器,給雙向電機提供相應(yīng)于轉(zhuǎn)向控制信號和驅(qū)動信號的驅(qū)動電壓。由此車窗玻璃可被升降到需要的相應(yīng)輕推梭動開關(guān)裝置的旋轉(zhuǎn)開關(guān)轉(zhuǎn)角的位置。
文檔編號E05F15/16GK1187568SQ97120689
公開日1998年7月15日 申請日期1997年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月2日
發(fā)明者梁汀模 申請人:三星自動車株式會社