[发明专利]汽车CAN总线电动车窗控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种汽车电动车窗控制装置。

背景技术

汽车电动车窗控制器通常采用的是“点对点”的单一控制方式，相互之间少有联系。这样就使车内线束增加、布线复杂、可靠性差。无论是从材料成本还是从工作效率来看这种布线方式都难以满足现代汽车发展的需要。

另外，目前国内有的汽车采用了电动防夹车窗，能够有效防止人体被电动玻璃夹伤；如采用霍尔传感器时刻检测电动机的转速，当电动车窗在上升过程中遇到障碍物时，电机转速就会减缓，霍尔传感器把检测到转速变化转换成电流的变化传送至微处理器，微处理器发出控制信号通过继电器使车窗电机停转或反转，于是车窗也就停止移动或下降，因此具有一定的防夹功能。但是采用霍尔传感器的结构存在结构复杂、成本高、安装不便等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种汽车CAN总线电动车窗控制系统，以克服现有汽车电动车窗控制系统线路复杂、控制接点多、导线用量大的问题以及安装霍尔传感器带来的附加成本之不足。

本发明解决其技术问题及所采用的技术方案是：它包括

电源电路，汽车的车载电源是+12V，而微控制器需要+5V的直流电源，因此需要对车载电源进行直流电压变换后，为系统提供电源；

CAN总线收发器，用于CAN控制器与物理总线之间的接口，提供对总线的差分发送和接收的能力，同时实现电平转换；

光电耦合器，用于增强CAN总线节点的抗干扰能力。微控制器通过光电耦合器后与CAN总线收发器相连，可以很好地实现总线上各个CAN节点之间的电气隔离，提高了节点的稳定性和安全性；

微控制器，采用8位嵌入式的单片机为核心构成汽车车窗的电子控制单元，形成一个以部件控制为目标的且相对独立的CAN总线控制系统。在使车窗控制更为便捷、可靠、安全的同时，实现车窗的防夹功能。

功率驱动电路，其输入端与微控制器相连，用于接收控制信号；输出端与车窗电机相连接，控制车窗电机动作；

升降开关接口电路，采用独立式升降开关与微控制器相连，用于接收指令，完成对各个车窗方便、可靠和安全的控制。

信号处理电路，用于最大限度地减少车窗升降开关动作时所带来的高频干扰。

电源电路包含蓄电池和稳压/隔离电源，稳压/隔离电源的输入正、负端与蓄电池的正、负极相连接，稳压电源的输出端与微控制器、光电耦合器、CAN总线收发器、信号调理电路、驱动电路连接。电源电路用于驱动车窗电机，支持芯片工作。

微控制器包含PIC单片机和CAN总线控制器，PIC单片机与光电耦合器、信号处理电路和驱动电路相连接。

驱动电路包含电流采样电路，电流采样电路由驱动电路中的Cur R端与微控制器的RA0端口相连接构成。通过电流采样电路获得车窗升降是否有异常，进而控制车窗的升降，实现防夹功能，防护人身安全。

用于各器件连接的CAN总线为两根导线。

由于CAN总线技术来源于工业现场控制总线和计算机局域网这样非常成熟的技术，具有很高的可靠性、实时性和抗干扰性，特别适合用于汽车这种工作环境恶劣、电磁辐射强和振动大的工作场合，其主要特点是：仅用数量极少的导线就能实现多路信号的实时传输。采用CAN总线把汽车的四个车窗控制器和顶部车窗控制器连接成一个局域网后能够在实现对汽车车窗方便、自如、灵活控制的同时使车内的布线减少为原来的五分之一，增加汽车的可靠性和安全性。

本发明同时还实现了防夹功能，即通过采用智能功率器件控制车窗电机，通过采样流过车窗电机中的电流，监测车窗玻璃升降过程中遇到的阻力变化从而自动执行防夹功能，同时可实现对车窗电机的过流、过压和过热保护。

与现有技术比较，本发明的有益效果是，可以使连接车内五个车窗的导线减少为原来的五分之一。同时该控制装置有车窗防夹功能，可有效防止人体的夹伤，提高汽车的安全性。该系统仅用两条导线就可以实现对五个车窗方便、灵活的控制，同时电动车窗具有防夹功能和完善的保护功能。

附图说明

图1为本发明的CAN总线电动车窗控制网络拓扑图；

图2为本发明的CAN总线电动车窗控制系统方框图；

图3为本发明的PIC18F258微控制器示意图；

图4为本发明的高速光电耦合器6N137的示意图；

图5为本发明的CAN总线收发器PCA82C250的示意图；

图6为本发明的驱动电路MC33486的示意图；

图7本发明的电源电路的示意图。

具体实施方式