CN1975087B 一种汽车自动鸥翼门的控制装置

CN1975087B 一种汽车自动鸥翼门的控制装置
技术领域
本发明涉及一种汽车自动鸥翼门的控制装置，属于汽车电子控制技术领域。
背景技术
鸥翼门是一种独特的车门，车门朝上并朝前开启，使进出车更加方便，车门开启时需要的外部空间也比普通旋转式车门要小。但相比于功能上的作用，鸥翼门的装饰作用远远超过其实际功能。
国内目前并没有鸥翼门以及相应的控制装置的研制和生产，利用鸥翼门部件进行车辆的改装也刚刚起步。在国外，鸥翼门的使用和出现也仅仅限制在一些知名跑车上，如兰博基尼的Cotach、Diablo和Murcielage、奔驰SLR、保时捷997、丰田的Sera跑车等。
目前汽车鸥翼门系统，大多不具备协调控制功能，依靠气动弹簧或电机来驱动鸥翼门的升降，动作简单，或者依靠手动将锁体打开或启动，需要手工协助完成门体的开启，其主要缺点是：依靠手动打开锁体或依靠手动协助完成门体的打开和关闭，使开门和关门变得费劲，使车辆的舒适性变差；由于没有复杂的控制，鸥翼门打开的动作单一，打开时进出车厢通道变窄，使得上下车不方便。
发明内容
本发明的目的是提出一种汽车自动鸥翼门的控制装置，以实现汽车鸥翼门的门锁、车门和座椅的自动控制，使鸥翼门的动作方便、快捷而又美观。
本发明提出的汽车自动鸥翼门的控制装置，包括：
(1)单片机控制系统，用于接收并处理采集到的信号，并产生控制信号，包括一个微处理器芯片U1，用于对采集到的信号进行判断，并根据鸥翼门的动作逻辑关系产生控制信号，一个晶体振荡器U2，用于产生脉冲信号，驱动微处理器芯片工作；
(2)遥控器信号采集模块，包括一个微处理器芯片U0，用于采集遥控器信号，产生开、关门信号，并将该信号送到微处理器芯片U1；
(3)汽车局域网总线信号收发模块，包括一个网络控制芯片U3，用于将总线信号转换成单片机信号，一个滤波电容组，用于滤除总线信号中的高频噪声电压，一个共模抑制器T1，用于抑制总线信号中的共模干扰；
(4)鸥翼门开关按钮信号采集模块，包括一个光电隔离芯片U_opt1，用于将鸥翼门开关发送的高电平开关信号转换为单片机能够接收的低电平开关信号，并将该信号送入微处理器芯片U1；
(5)座椅调节开关按钮信号采集模块，包括一个光电隔离芯片U_opt2，用于将座椅调节开关发送的高电平开关信号转换为单片机能够接收的低电平开关信号，并将该信号送入微处理器芯片U1；
(6)鸥翼门锁体位置信号采集模块，包括两个锁体位置传感器S1、S2，用于探测锁体位置，一个光电隔离芯片U_opt3，用于将锁体位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1；
(7)鸥翼门座椅位置信号采集模块，包括两个座椅位置传感器S3、S4，用于探测座椅位置，一个光电隔离芯片U_opt4，用于将座椅位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1；
(8)鸥翼门开启位置信号采集模块，包括四个开启位置传感器S5、S6、S7、S8，用于探测鸥翼门开启位置，一个光电隔离芯片U_opt5，用于将开启位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1；
(9)鸥翼门锁体电机驱动模块，包括一个光电隔离芯片U_opt6，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成三极管驱动信号，两个三极管Q1和Q2，用于产生继电器驱动信号，两个继电器Rly1、Rly2，用于驱动鸥翼门门锁电机；
(10)鸥翼门座椅电机驱动模块，包括一个光电隔离芯片U_opt7，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成三极管驱动信号，两个三极管Q3和Q4，用于产生继电器驱动信号，两个继电器Rly3、Rly4，用于驱动鸥翼门座椅电机；
(11)鸥翼门油阀驱动模块，包括一个光电隔离芯片U_opt8，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成功率管驱动信号，四个功率管Q5、Q6、Q7、Q8，用于驱动鸥翼门油阀。
本发明提出的汽车自动鸥翼门的控制装置，其特点和优点是：
按下车门上的开门按钮、按下遥控器开门按键或收到汽车局域网总线CAN总线开门指令，该控制装置自动实现开门过程，即在车门关闭的状态下，门锁自动打开，打开后，翼门先往外移动，移动到设定的位置后开始上升，上升过程中，门锁电机反转，回到关闭状态以便关门时上锁。翼门完全打开后，座椅自动后退，留出空间以便乘客下车。按下车门上的关门按钮、按下遥控器关门按键或收到CAN总线关门指令，该控制装置自动实现关门过程，即在车门打开的状态下，翼门自动往下移动，移动到设定的位置后开始往内移动，移动到车门完全被锁体锁定，车门停止移动，完全关闭。
车内的座椅可自由调整，按下往前或往后点触式按钮，座椅能自由往前往后调整，松开按钮，座椅停止。座椅在前端限位处，按下往前调节按钮该控制器不响应调整，座椅在后端限位处，按下往后调节按钮该控制器不响应调整。
该控制装置能接收以CAN方式发送的车速信号，并且具有自动闭锁功能，即当车速超过30km/h的时候，控制装置不允许开门，保证了行车过程的安全。
附图说明
图1是本发明装置的原理框图。
图2是本装置中单片机控制系统和遥控器信号采集模块的电路原理图。
图3是本装置中汽车局域网总线信号采集收发模块的电路原理图。
图4是鸥翼门开关按钮信号采集模块的电路原理图。
图5是座椅调节开关按钮信号采集模块的电路原理图。
图6是鸥翼门锁体位置信号采集模块的电路原理图。
图7是鸥翼门座椅位置信号采集模块的电路原理图。
图8是鸥翼门开启位置信号采集模块的电路原理图。
图9是鸥翼门锁体电机驱动模块的电路原理图。
图10是鸥翼门座椅电机驱动模块的电路原理图。
图11是鸥翼门油阀驱动模块的电路原理图。
具体实施方式
本发明提出的汽车自动鸥翼门的控制装置，其原理框图如图1所示，包括：
(1)单片机控制系统，用于接收并处理采集到的信号，并产生控制信号，其电路图如图2所示，包括一个微处理器芯片U1，用于对采集到的信号进行判断，并根据鸥翼门的动作逻辑关系产生控制信号，一个晶体振荡器U2，用于产生脉冲信号，驱动微处理器芯片工作。本发明装置的一个实施例中，微处理器芯片U1的型号为MC68HC908GZ16。
(2)遥控器信号采集模块，其电路图如图2所示，包括一个微处理器芯片U0，用于采集遥控器信号，产生开、关门信号，并将该信号送到微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，微处理器芯片U0的型号为A9857593。
(3)汽车局域网总线信号收发模块，其电路图如图3所示，包括一个网络控制芯片U3，用于将总线信号转换成单片机信号，一个滤波电容组，用于滤除总线信号中的高频噪声电压，一个共模抑制器T1，用于抑制总线信号中的共模干扰。本发明装置的一个实施例中，网络控制芯片U3的型号为PCA82C250，共模抑制器T1的型号为ZJYS。
(4)鸥翼门开关按钮信号采集模块，其电路图如图4所示，包括一个光电隔离芯片U_opt1，用于将鸥翼门开关发送的高电平开关信号转换为单片机能够接收的低电平开关信号，并将该信号送入微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt1的型号为TLP521-4，该芯片的功能是将翼门开关发送的高电平转换为单片机能够接收的5V电平，其中信号PA0和PA1分别输入图2中的芯片U1端口PA0和PA1。
(5)座椅调节开关按钮信号采集模块，其电路图如图5所示，包括一个光电隔离芯片U_opt2，用于将座椅调节开关发送的高电平开关信号转换为单片机能够接收的低电平开关信号，并将该信号送入微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt2的型号为TLP521-4，该芯片的功能是将座椅调节开关发送的高电平转换为单片机能够接收的5V电平。其中信号PA4和PA5分别输入图2中的芯片U1端口PTA4和PTA5。
(6)鸥翼门锁体位置信号采集模块，其电路图如图6所示，包括两个锁体位置传感器S1、S2，用于探测锁体位置，一个光电隔离芯片U_opt3，用于将锁体位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt3的型号为TLP521-4，探测锁体位置的2个常闭型接近开关S1和S2，型号LJ12A3-4-Z/DX，探测距离4mm。其中信号PA4和PA5分别输入图2中的芯片U1端口PTA4和PTA5。
(7)鸥翼门座椅位置信号采集模块，其电路图如图7所示，包括两个座椅位置传感器S3、S4，用于探测座椅位置，一个光电隔离芯片U_opt4，用于将座椅位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt4，型号为TLP521-4；2个常闭型接近开关S3和S4，型号LJ12A3-4-Z/DX，探测距离4mm。其中信号PA6和PA7分别输入图2中的芯片U1端口PA6和PA7。
(8)鸥翼门开启位置信号采集模块，其电路图如图8所示，包括四个开启位置传感器S5、S6、S7、S8，用于探测鸥翼门开启位置，一个光电隔离芯片U_opt5，用于将开启位置传感器发送的高电平位置信号转换为单片机能够接收的低电平位置信号，并将该信号送入微处理器芯片U1。本发明装置的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt5，型号为TLP521-4；探测翼门上下，内外位置的4个开关S5、S6、S7、S8，型号LJ12A3-4-Z/DX，探测距离4mm。其中信号PB0、PB1、PB2和PB3分别输入图2中的芯片U1端口PB0、PB1、PB2和PB3。
(9)鸥翼门锁体电机驱动模块，其电路图如图9所示，包括一个光电隔离芯片U_opt6，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成三极管驱动信号，两个三极管Q1和Q2，用于产生继电器驱动信号，两个继电器Rly1、Rly2，用于驱动鸥翼门门锁电机，本发明的一个实施例中，电隔离芯片U_opt6的型号为TLP521-4，用于一级放大驱动的三极管Q1和Q2，用于驱动门锁电机正反转的继电器电桥Relay_1和Relay_2，型号为NT76-C-Z-12VDC。其中控制信号来自图2中的芯片U1端口PD0、PD1。
(10)鸥翼门座椅电机驱动模块，其电路图如图10所示，包括一个光电隔离芯片U_opt7，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成三极管驱动信号，两个三极管Q3和Q4，用于产生继电器驱动信号，两个继电器Rly3、Rly4，用于驱动鸥翼门座椅电机。本发明的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt7，型号为TLP521-4；用于一级放大驱动的三极管Q3和Q4，用于驱动门锁电机正反转的继电器电桥Relay_3和Relay_4，型号为NT76-C-Z-12VDC。其中控制信号来自图2中的芯片U1端口PD2、PD3。
(11)鸥翼门油阀驱动模块，其电路图如图11所示，包括一个光电隔离芯片U_opt8，用于将微处理器芯片U1产生的控制信号转换成功率管驱动信号，四个功率管Q5、Q6、Q7、Q8，用于驱动鸥翼门油阀。本发明的一个实施例中，光电隔离芯片U_opt8，型号为TLP521-4；包括用于驱动液压阀的MOS管Q5、Q6、Q7、Q8，型号为IRFZ44。其中控制信号来自图2中的芯片U1端口PD4、PD5、PD6、PD7。
本发明的鸥翼门自动控制装置中，鸥翼门的开关动作是连贯的，即门锁自动打开，打开后翼门连续开启，且在欧翼门开启后座椅自动往后退，同时门锁能在鸥翼门开启过程中完成闭锁；鸥翼门关闭时先下降，下降到底部后自动往内拉动，直到被锁锁定，完成关门动作。车内座椅可通过座椅按钮自由调节到合适的位置。