客车电动外摆门控制器的制作方法

专利名称：客车电动外摆门控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及客运汽车乘客门启闭控制器件。
背景技术：
随着国内汽车工业迅速发展，国产汽配产品前景广阔。特别是目前许多进 口汽车逐歩采用国产化部件以降低成本，增强行业竞争能力。目前中巴客车操 作乘客门开闭的方式大体分为两类，即手动开闭和动力源开闭。抵挡中巴车都 直接用人工开闭，且大量使用折叠门方式，这些车型载客时除驾驶员外往往需 配备一名工作人员帮助乘客上下车。随着技术进歩，动力源操作乘客门开闭成 为趋势。目前中巴客车市场上可见早期的手动折叠门发展成电动门泵操作的折 叠门日渐增多， 一些档次较高的中巴客车从美观实用需要出发，已广泛使用电 动外摆式客车门。
按照国家2002年5月1日实施的汽车行业标准规定，控制乘客门的门泵 即乘客门控制器按动力源分类气动门泵和电动门泵；按乘客门丌启后所处位 置分有外摆乘客门门泵、内摆乘客门门泵、折叠乘客门门泵，滑移乘客门门 泵等。外摆式乘客门门泵按动力源分有气动、电动两种。气动外摆门泵是经气 源控制汽缸运动实现门的开闭，电动外摆门泵主要是使用低压直流电机拖动齿 轮箱后再操作门的开闭。在相当一部分中巴客车中由于不具备气源，而采用电 动方式操作。当前电动门泵，国内技术比较成熟的厂家在安徽、江苏、浙江、 湖北一带都有不少，但多数是生产折叠门泵，即使有生产外摆门泵的，几乎清 一色的是提升式外摆门泵即用一只直流电机驱动蜗轮蜗杆正反向运动实现门 的开闭，并依靠机械装置使门在开启时下降脱离锁扣，关闭到位时上升卡住锁 扣。这种提升式外摆门泵装置虽然结构简单，但有以下缺点 一是i:l:l于丌关门 到位时的上下移动摩擦，比较容易损坏弹性门封橡胶条，所以对客车车门的防 漏水，使用空调时的保温不利，二是一旦动力源(电源)出现故障，要手动下 降车门才能开锁丌门，操作极为困难，在意外情况下对乘客的安全性较差。非 提升式电动外摆门泵便可克服这些缺陷。
非提升式电动外摆门泵(外摆门泵技术关键是外摆门控制器)，性能较好
的国外产品，如円本的丰ffl中巴豪华车、华泰现代车所采用的韩国产门泵。这 类门泵无论开关门都是水平式外摆，关门时加速能很好地压紧门封条，避免门 缝漏水漏气，同时可以使用可靠的双道卡钳锁，电源出故障时能方便地手动丌 启关闭。有的门泵除了机械防夹装置外，还加了红外线人身防夹功能。这两款 中巴车在国内比较多见，而能成熟生产这种门泵(含控制器)的在国内几乎没 有。
目前国内中巴客车用的非提升式电动外摆门泵(为简述称其为DWMB) 主要有F1本的尼桑、丰田和韩国的现代康迪，应该说质量都不错，但售价都在 人民币8000元上下，而且对于电气部分额定工作电流都在5A以下的这些产品， 设计过于保守。这些闩本、韩国门泵一般采用6只大电流继电器，且其与控制 板分丌安装，分散固定在门泵壳体内，需独立连接大量的一、二次接线才能完 成总装工作，这样就给非该厂专业的汽车维修电工带来很多困难，因为这些厂 家的出厂产品都不附有门泵控制器的内部接线图。所以进口门泵配件价格昂 贵、维修困难成为一大问题。
DWMB门泵总体结构分两部分 一是带星形齿轮的减速器部分，二是电 气控制部分。目前齿轮箱的机械加工生产国内己成易事，这里不再述及，主要 是电气控制部分设计除了要符合国家"QC/T 678-2001 "相关标准外，还要满 足汽车乘客门开闭的特殊要求。在设计上，要考虑汽车丌关门的特殊情况，除 达到国标规定拖动500N的负载输出外，考虑到安装位置的空间限制(一般都 安装在车门踏歩梯的一侧)以及客车停在一定坡度丌关门时的负载变化(尽管 有的进口车规定不允许斜坡开门，国家标准也没有要求)，但设计时还应考虑 车子停在6度以下斜坡能以正常速度开关车门。这就要求DWMB的设计要体 积尽可能小，输出力大，能随负载变化及时自动调速，同时为了关门安全上锁 需在一定位置及时加速，保证压紧橡胶门封，提高车门的密封性。此外，还要 求整体成本较省。
发明内容
本实用新型要解决目前客运汽车特别是客运中巴车控制乘客门开闭的非 提升式电动外摆门控制器结构过大，价格高，维修困难的问题，为此提供本实 用新型的客车电动外摆门控制器，这种电动外摆门控制器结构小，造价低，维 修与更换方便。 为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案其特殊之处是设有一印刷电 路板，在该印刷电路板上连有继电器座、接插件和视频插座，在所述印刷电路 板上布设有由电源电路、延时电路、电机驱动电路、测速调速电路和红外发射 接收电路组成的控制电路。
所述继电器座宜为四只即Jl座J1Z、 J2座J2Z、 J3J3Z座和J4座J4Z，所 述电接插件宜为二块即接插件I JC1和接插件II JC2用于对外部电源线、电机 线、限位行程开关、测速信号线的连接，所述视频插座为二只即发射座FS和 接收座JS。
所述的电源电路包括二极管组成的电源通道，该通道一输出端连有稳压
器；
所述的延时电路由包括电阻、稳压管DW1、电容、三极管Q1和继电器T 相互连接组成，继电器T的常闭触点T1T2通道连有蜂鸣喇叭LS，继电器J1 和继电器J2分别连有限位开关；
所述的电机驱动电路设驱动电机正、反转的继电器Jl、 J2和电机调速继 电器J3、 J4，继电器Jl触点连接电容C17、 C19、 二极管D13、电阻R26、电 容C23、 C21,继电器J2触点连接电容C24、 C22、 二极管D12、电阻R27、 电容C18、 C20;
所述的测速调速电路设三极管Q4，三极管04发射极接电容C12后接集 成电路IC3的输入1脚，集成电路IC3的5脚接集成电路IC4，集成电路IC4 的1脚和7脚分别接三极管Q5、 Q6，三极管Q5集电极接继电器J3，三极管 Q6集电极接继电器J4;
所述的红外发射接收电路设发射集成电路IC2，其一输出脚接三极管Q3 基极，三极管Q3集电极接发射管Qf，设光电接收管Qg其集电极输出接二级 放大运放集成电路IC后接三极管Q2，三极管Q2集电极接微型继电器H。
本实用新型由于在一块印刷电路板连有继电器座、接插件和视频插座，在 该印刷电路板上布设有由电源电路、延时电路、电机驱动电路、测速调速电路 和红外发射接收电路组成的控制电路，所述继电器座用于插拔更换继电器，接 插件用于对外部电源线、电机线、限位行程开关、测速信号线的连接，维修时 只需拔插更换所述印刷电路板上器件。故本实用与韩国现代门泵用了 8片IC 集成电路及大量分立元件、日本丰田门泵用了 6只大电流大体积继电器相比，
本实用新型的元件不足他们的一半，既降低了成本又压縮了体积，且维修与更 换元件方便、成本低，本实用新型的成本可以在人民币1000元以下，而功能 则达到高成本的进口产口水平；本实用新型还具有使用寿命长的特点。


图1是本实用新型中的控制电路原理图2是本实用新型中的电源电路原理图3是本实用新型中的延时电路原理图4是本实用新型中的电机驱动电路原理图5是本实用新型中的测速、调速电路原理图6是本实用新型中的红外发射接收电路原理图7是本实用新型中的印刷电路板框示图8是图7印刷电路板结构示意图。
具体实施方式
客车电动外摆门控制器，其特征是设有一印刷电路板DB，在该印刷电路 板上连有四只继电器座即Jl座J1Z、 J2座J2Z、 J3J3Z座和J4座J4Z，用于插 接继电器，当继电器损坏时可方便地拔插更换，印刷电路板上还连有二块接插 件即接插件I JC1和接插件II JC2用于对外部电源线、电机线、限位行程开关、 测速信号线的连接，当印刷电路板需维修、更换时只需拔插该二接插件实施维 修、更换，所述印刷电路板上还连有二只视频插座即发射座FS和接收座JS，
分别连接发射管和接收管，发射红外线信号和接收该信号；在所述印刷电路板 上布设有由电源电路、延时电路、电机驱动电路、测速调速电路和红外发射接 收电路组成的控制电路；
控制电路路分五部分 一.电源电路，二.延时电路，三.电机驱动电路，四. 测速、调速电路，五.红外发射接收电路。 下面分别介绍这五部分电路。
一、电源电路，见图2
目前中巴客车电源多数为24V直流蓄电池，也有少数是12V电源，本图 以24V为例。图中二极管D1、 D2、 D3、 D4利用其正向导通反向截止特性为 开关车门提供两路独立电源通道，为满足电路各部分电压需要，通过稳压器 DW2、 DW3、 DW4得到12V、 5V、 3V稳压供电，并连有滤波电容C2、 C3、
C4、 C5、 C6;自恢复保险元件F1GBX375作过载保护。
二、 延时电路，见图3
为了在丌关车门之前先用蜂鸣器提醒乘客，然后再进行开关车门操作。这 个约1秒钟的延时电路由电阻R1、 R2、可变电阻W1、稳压管DW1、电容C1、 三极管Q1和继电器T等连接组成。为节省元件，简洁线路，共用一只双路继 电器T， 一只蜂鸣喇叭LS，工作在开关车门两种状态。二极管D7、 D8作用也 是提供独立电源通道，起隔离作用。继电器的常闭触点用于蜂鸣，常开触点闭 合时，驱动电机正反转继电器JK J2工作。Kl、 K2、 K3、 K4是限位开关。
三、 电机驱动电路，见图4
客车乘客门由于可能在不同位置、不同坡度丌关车门，使负载 (30KG-40KG车门)发生动态变化而影响开关车门速度，为尽可能使一次开 关车门时间在1.5秒至2秒内完成，必须自动调速来平衡输出力矩。可以采用 额定转速6000转/分，特性较硬的直流永磁电机D。根据测速信号，通过两组 功耗降压电阻点动接入或直接接入或断开或短接来改变电机特性，起到调速作 用。电路中Jl、 J2是正反转驱动继电器触点，J3、 J4是调速继电器触点，RW1、 RW2是降压功耗电阻，R26、 R27、 D12、 D13为电势释放回路；C17—C24为 吸收电路，保护继电器触点。
四、 测速、调速电路，见图5
在直流电机尾部轴上装一只环形八极磁环，配上尾罩干簧管(这部分机械 装置图中略)，使电机转动一周产生8次通断信号(R本门泵在电机内部装入 测速光耦，使电机增加制造工艺困难；韩国门泵的电机尾轴配上4极磁环，配 用频率电压转换电路时还需多一些元件作倍频处理)
电机工作时上述的干簧管通断信号源送给图中三极管Q4的基极a9、集电 极a10进行放大处理后由电容C12从集成电路IC3 LM2917的1脚输入，IC3将 频率信号转换成电压信号，从IC3 5脚输出电平给柒成i乜路IC4 LM358作ililll 比较。电阻R24、 W2、 W3是分压电阻，电压取自上述12V电源。比较器IC4 根据从2、 6脚输入电平变化与固定3、 5脚的分压电压比较后，在1脚和7脚 输出高低电平来控制三极管Q5、 Q6导通或截止，决定继电器J3、 J4的工作状 态，从而达到调速目的。为了让J3工作在点动调速状态(实践证明点动调速 效果比较好，它能克服不必要的惯性)，由J3—对常闭触点和电解电容C25配
合完成。IC3另外一些外围元件是LM2917的典型工作电路，这里不再细述。
继电器J3、 J4通过本部分电路，根据转速变化分别断丌、短路或接通功 耗降压电阻(图4中的电阻Rwl、 Rw2)达到自动调速、平衡输出力矩。开关 Ka是通过机械凸轮保证继电器J4吸合，使得电机全速工作，在关车门一定位 置加速。
五、红外发射接收电路，见图6
为了保证在关车门时不夹伤乘客，除门泵机械部分有防夹功能外，在电气 上增加了红外线发射接收阻断防夹电路。图中发射集成电路IC2采用家电遥控 器普遍使用的M50462经三极管Q3放大后由发射管Qf发出红外线。光电接受 管Qg接收信号后由运放集成电路IC LM324作二级放大后输出高电平使三极 管Q2导通，微型继电器H动作。使串联在关门控制电路中(图3)的常丌触 点H闭合，保证关门继电器J2可以工作。将红外发射管和光电接收管分别安 装在乘客门踏步梯的适当位置(相距50-60cm)，当发射和接收光源通路被人 阻断时，H不能吸合，J2不能工作(不能关门)，从而起到防夹作用。这部分 电路元件都是典型工作电路，不再细述。
图7、图8分别表示本实用新型中印刷电路板框示图和结构示意图。本控 制器全部零件布局在整块双面印刷板上，驱动电机的继电器J1、 J2、 J3、 J4(一 次线路)安排占板面的约1/3，采取在印刷电路板面上直接焊连四只同一规格 的继电器座J1座、J2座、J3座、J4座，考虑到反复动作的继电器(工作电流 额定4A，最大不超过10A)几十力7欠使用后需要调换，所以选用同一型号同 一系列的继电器，可以互换使用，维修时只需直接拔插所述继电器作调换，这 部分线路考虑到工作电流较大，正反两面印刷铜板全部加粗连接线，同时在印 刷电路板上直接焊上两块IO脚接插件JC1、 JC2，用于对外部电源线、电机线、 限位行程开关、测速信号线的连接，如需调换整个控制线路板也只要拔插这两 只接插件就可以。 一次线路的相关元件都安排在这一区域。板曲'的其余约2/3 部分，全是控制电路部分(弱电)，装置集成电路IC及分立电子元件。红外发 射、接收输出在板面上用了两只视频插座FS、 JS。
权利要求1、客车电动外摆门控制器，其特征是设有一印刷电路板(DB)，在该印刷电路板上连有继电器座、接插件和视频插座，在所述印刷电路板上布设有由电源电路、延时电路、电机驱动电路、测速调速电路和红外发射接收电路组成的控制电路。
2、 如权利要求1所述的客车电动外摆门控制器，其特征是所述继电器座 为四只即Jl座(J1Z)、 J2座(J2Z)、 J3 (J3Z)座和J4座(J4Z)，所述电接 插件为二块即接插件I (JCl)和接插件II (JC2)用于对外部电源线、电机线、 限位行程开关、测速信号线的连接，所述视频插座为二只即发射座(FS)和接 收座(JS)。
3、 如权利要求2所述的客车电动外摆门控制器，其特征是 所述的电源电路包括二极管组成的电源通道，该通道一输出端连有稳压器；所述的延时电路由包括电阻、稳压管(DW1)、电容、三极管(Ql)和继 电器(T)相互连接组成，继电器(T)的常闭触点(Tl、 T2)通道连有蜂鸣 喇叭(LS),继电器(Jl)和继电器(J2)分别连有限位开关；所述的电机驱动电路设驱动电机正、反转的继电器(Jl、 J2)和电机调速 继电器(J3、 J4)，继电器(Jl)触点连接电容(C17、 C19)、 二极管(D13)、 电阻(R26)、电容(C23、 C21)，继电器(J2)触点连接电容(C22、 C24)、 二极管(D12)、电阻(R27)、电容(C18、 C20);所述的测速调速电路设三极管(Q4)，三极管(Q4)发射极接电容(C12) 后接集成电路(IC3)的输入1脚，集成电路(IC3)的5脚接集成电路(IC4)， 集成电路(IC4)的1脚和7脚分别接三极管(Q5、 Q6),三极管(Q5)集电 极接继电器(J3)，三极管(Q6)集电极接继电器(J4);所述的红外发射接收电路设发射集成电路(IC2)，其一输出脚接三极管 (Q3)基极，三极管(Q3)集电极接发射管(Qf)，设光电接收管(Qg)其集 电极输出接二级放大运放集成电路(IC)后接三极管(Q2)，三极管(Q2)集 电极接微型继电器(H)。
专利摘要结构相对简单、体积小、造价低、使用维修与更换方便的客车电动外摆门控制器，设有一印刷电路板(DB)，在该印刷电路板上连有继电器座、接插件和视频插座，在所述印刷电路板上布设有由电源电路、延时电路、电机驱动电路、测速调速电路和红外发射接收电路组成的控制电路。本实用新型适合作客运汽车车门开闭控制器件。
文档编号E05F15/20GK201011273SQ20072010617
公开日2008年1月23日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者邵桂炎 申请人:邵桂炎