一种汽车电动尾门电机过热保护装置的制作方法

本发明涉及汽车车辆技术领域，尤其涉及一种汽车电动尾门电机过热保护装置。

背景技术：

目前新能源汽车中均是使用汽车电动尾门，即是通过电控或遥控方式控制汽车尾门自动打开或关闭，极大的提高了汽车使用的便利性。汽车电动尾门使用过程中，电控或遥控发送汽车尾门打开或关闭指令，接收到指令后撑杆电机高速运转以带动撑杆运动实现汽车尾门的自动打开、关闭，但是电机高速运转实易于造成电机过热故障，电机过热故障会使得撑杆无法工作，影响汽车电动尾门的正常使用。

针对汽车电动尾门电机过热保护，目前通常是通过简单的布置温控器实现，即通过温控器监测撑杆电机的温度，而单一的温控器保护性能不佳，一旦温控器失灵还会使得撑杆无法工作，不能确保汽车电动尾门的稳定可靠性。传统的电机过热保护电路，要么实现复杂、体积重量大、成本高，不适用于布置空间有限的汽车电动尾门电机中，要么响应速度慢，一旦发生电机过热无法快速响应而即时解除故障，且通常都是在解除故障后再人工恢复电机的工作，需要依赖人工操作，智能化程度不高，仍然会影响电动尾门的正常使用。因此亟需提供针对汽车电动尾门电机过热的保护装置，使得能够智能、快速响应过热故障，提高汽车电动尾门工作的稳定可靠及便利性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、响应速度快且智能化程度高、安全可靠的汽车电动尾门电机过热保护装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种汽车电动尾门电机过热保护装置，包括主控模块以及分别与所述主控模块连接的温度监测模块、驱动模块，所述温度监测模块、驱动模块分别与汽车尾门控制系统中电机连接，所述温度监测模块监测所述电机运转过程中的温度信号，并发送给所述主控模块，所述主控模块根据接收到的所述温度信号判断对应的温度状态，当判断为过热温度状态时，控制所述驱动模块驱动所述电机停止运转，以及当判断为恢复正常温度状态时，控制所述驱动模块驱动所述电机恢复运转。

作为本发明的进一步改进：所述温度监测模块为基于热敏电阻的温度采集电路。

作为本发明的进一步改进：所述温度采集电路包括依次连接的热敏电阻、信号接入电路以及信号调理电路，所述热敏电阻监测所述电机运转过程中的温度信号，所述信号接入电路接入所述热敏电阻监测到的温度信号，经所述信号调理电路进行信号调理后输出给所述主控模块。

作为本发明的进一步改进：所述驱动模块为开关电路，所述开关电路与所述电机的供电电源连接，所述开关电路根据所述主控模块发送的驱动信号控制通断，以控制所述电机的供电电源的通断。

作为本发明的进一步改进：所述开关电路包括第一开关管q1以及第二开关管q2，所述第一开关管q1的栅极接入所述主控模块发送的驱动信号，漏极通过一电阻连接至所述第二开关管q2的栅极，所述第二开关管q2的漏极通过二极管d1与所述电机的供电电源连接，当所述驱动信号为低电平时，所述第一开关管q1、第二开关管q2断开以控制切断所述电机的供电电源，当所述驱动信号为高电平时，所述第一开关管q1、第二开关管q2导通以控制接入所述电机的供电电源。

作为本发明的进一步改进：所述主控模块包括依次连接的接入单元、比较判断单元以及驱动信号产生单元，所述接入单元接入所述温度监测模块监测到的温度信号，输出给所述比较判断单元，所述比较判断单元将接收到的温度信号与预设过热阈值进行比较，若大于所述预设过热阈值则判断为过热温度状态，控制所述驱动信号产生单元产生第一驱动信号，以驱动所述电机停止运转，在指定时长后若接收到的温度信号小于所述预设过热阈值则判断为恢复至正常温度状态，控制所述驱动信号产生单元产生第二驱动信号，以驱动所述电机恢复运转。

作为本发明的进一步改进：当所述比较判断单元判断到接收到的温度信号小于所述过热预设阈值、大于预设超温预设阈值时，所述驱动信号产生单元发送第三驱动信号以驱动所述电机降速运行。

作为本发明的进一步改进：所述温度监测模块的输出端还设置有触发保持模块，用于对所述温度监测模块的输出信号进行触发保持。

作为本发明的进一步改进：所述复位模块的一端与所述触发保持模块连接，另一端与所述主控模块的复位端连接，用于执行复位控制。

作为本发明的进一步改进：所述温度监测模块通过启动控制模块与所述电机连接，所述启动控制模块实时监测汽车尾门打开、关闭的遥控指令以及汽车尾门完成打开、关闭的状态，当监测到接收到所述遥控指令时，控制所述温度监测模块与所述电机连接，以及当监测到汽车尾门完成打开、关闭动作时，控制所述温度监测模块与所述电机断开连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明汽车电动尾门电机过热保护装置，通过由主控模块、温度监测模块、驱动模块构成一套汽车电动尾门电机过热保护装置，能够自动监测汽车尾门控制系统中的电机运转过程的温度信号，当发生过热温度状态时自动控制电机停止运转，保护电机不受损坏，同时能够在电机恢复至正常温度状态时，自动控制恢复电机的运转，无需人工操作即可解除过热故障并恢复电机的正常运转，能够实现汽车电动尾门电机智能、高效的过热保护护。

2、本发明汽车电动尾门电机过热保护装置，进一步采用基于热敏电阻的温度采集电路采集温度信号，以及通过开关电路控制电机电源的通断，实现成本低且响应速度快，能够实现超快速响应的硬件电机过热保护，使得汽车电动尾门使用过程中发生电机过热时能够自动快速的断开电路，可以满足汽车电动尾门电机过热保护的需求。

附图说明

图1是本实施例汽车电动尾门电机过热保护装置的结构原理示意图。

图2是本实施例中温度采集电路的具体电路结构示意图。

图3是本实施例中驱动模块的具体电路结构示意图。

图4是本实施例中汽车电动尾门电机过热保护装置的具体结构示意图。

图例说明：1、主控模块；11、接入单元；12、比较判断单元；13、驱动信号产生单元；2、温度监测模块；3、驱动模块；4、电机。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例汽车电动尾门电机过热保护装置包括主控模块1以及分别与主控模块1连接的温度监测模块2、驱动模块3，温度监测模块2、驱动模块3分别与汽车尾门控制系统中电机4连接，温度监测模块2监测电机4运转过程中的温度信号，并发送给主控模块1，主控模块1根据接收到的温度信号判断对应的温度状态，当判断为过热温度状态时，控制驱动模块3驱动电机4停止运转，以及当判断为恢复正常温度状态时，控制驱动模块3驱动电机4恢复运转。上述电机4可以为汽车电动尾门控制系统中撑杆电机、尾门吸锁电机等所需保护的电机。

本实施例通过设置主控模块1、温度监测模块2、驱动模块3构成一套汽车电动尾门电机过热保护装置，能够自动监测汽车尾门控制系统中的电机4运转过程的温度信号，当发生过热温度状态时自动控制电机4停止运转，保护电机不受损坏，同时能够在电机4恢复至正常温度状态时，自动控制恢复电机4的运转，无需人工操作即可解除过热故障并恢复电机4的正常运转，能够实现汽车电动尾门电机智能、高效的过热保护。

本实施例中，温度监测模块2具体采用基于热敏电阻的温度采集电路，通过热敏电阻的温度采集电路采集电机4的温度信号，基于热敏电阻可以快速检测电机4的温度，从而提供超快速响应的硬件电机过热保护，且实现成本低、安装简单，可以满足汽车电动尾门电机过热保护的需求。

本实施例中，温度采集电路具体包括依次连接的热敏电阻、信号接入电路以及信号调理电路，热敏电阻监测电机4运转过程中的温度信号，信号接入电路接入热敏电阻监测到的温度信号，经信号调理电路进行信号调理后输出给主控模块1，主控模块1根据接收到的信号判断电机4的温度状态。

如图2所示，本实施例中热敏电阻具体采用三线制的pt100，信号接入电路具体使用四线制的pt100接口p1端口，p1端口通过将drv+和sen+接在一起以实现与三线制pt100的连接，信号调理电路采用是一个轨到轨的放大器ad623，其中r3＝10k，放大倍数为g＝(1+100/10)＝11倍，即vpin_in1的测量值是pt100两端电压放大11倍后的值，同时使用一路adc采样端口pin_in2，结合电阻r5进行电流采样，由vpin_in2的值以及电阻r5的值(r5＝1k)可算出流过pt100的电流，pt100电阻温度系数k＝0.385ω/℃，当其阻值r＝100℃时，表示温度值为0℃,每升高1℃其阻值增加0.385ω，采用上述电路的采样值计算过程具体为：

ipt＝vpin_in2/1000；

rpt＝vpin_in1/(ipt*11)；

t＝(rpt-100)/0.385；

把t放大10倍得到的最后结果ta＝10t＝((2361*vpin_in1)/(vpin_in2)-2597，即通过vpin_in1、vpin_in2的值即可得到热敏电阻监测到的温度值。

本实施例中，驱动模块3具体采用开关电路，开关电路与电机4的供电电源连接，开关电路根据主控模块1发送的驱动信号控制通断，以控制电机4的供电电源的通断，使得汽车电动尾门使用过程中发生电机过热时能够自动快速的断开电路，实现快速响应过热故障进行电机的过热保护。

如图3所示，本实施例中开关电路具体包括第一开关管q1以及第二开关管q2，第一开关管q1的栅极接入主控模块1发送的驱动信号，漏极通过一电阻连接至第二开关管q2的栅极，第二开关管q2的漏极通过二极管d1与电机4的供电电源连接，当驱动信号moto_en为低电平时，第一开关管q1、第二开关管q2断开以控制切断电机4的供电电源，当驱动信号moto_en为高电平时，第一开关管q1、第二开关管q2导通以控制接入电机4的供电电源。

参见图3，本实施例开关电路利用mos管电路来控制电机电源管理，当驱动信号moto_en为高电平时，由于第一开关管q1导通对地，从而带动第二开关管q2导通，vcc给电机供电；当驱动信号moto_en为低电平时，由于第一开关管q1不导通，导致第二开关管q2也不导通，vcc不能给电机供电，从而实现电机电源的自动接入、切断。

本实施例中，主控模块1包括依次连接的接入单元11、比较判断单元12以及驱动信号产生单元13，接入单元11接入温度监测模块2监测到的温度信号，输出给比较判断单元12，比较判断单元12将接收到的温度信号与预设过热阈值进行比较，若大于预设过热阈值则判断为过热温度状态，控制驱动信号产生单元13产生第一驱动信号，以驱动电机4停止运转，在指定时长后若接收到的温度信号小于预设过热阈值则判断为恢复至正常温度状态，控制驱动信号产生单元13产生第二驱动信号，以驱动电机4恢复运转，使得电机4在达到过热温度状态时立即断开停止电机4，电机4的温度降至正常温度后再重新恢复运转，从而可以恢复汽车电动尾门的使用。上述过温状态判断的阈值可根据实际需求灵活设置。

如图4所示，本实施例主控模块1具体采用mcu芯片，上述装置实现过热保护时，具体由温度采集电路对电机4运转过程中进行温度监控，电机4在运转过程中温度通过温度采集电路采集后计算出温度值t发送给mcu，mcu将接收到的温度值t与mcu内部设定的预设电流阈值进行比较，当温度采集电路监测到的电流大于mcu内部设定的预设电流阈值时，mcu控制电机驱动引脚给出低电平，让电机4马上进入停止运转状态；当温度采集电路监测到的电流小于mcu内部设定的预设电流阈值时，mcu控制电机驱动引脚输出高电平，让电机4马上继续运转，恢复电机的工作，实现电机温度过热快速、智能保护。

本实施例中，当比较判断单元12判断到接收到的温度信号小于过热预设阈值、大于预设超温预设阈值时，驱动信号产生单元13发送第三驱动信号以驱动电机4降速运行。当汽车电动尾门使用过程中若电机4未达到过热状态，而同时温度处于较高水平，此时电机4继续正常运转发生过热的可能性较大，若停止电机4又会影响汽车尾门的正常使用，本实施例通过在电机4的温度状态未达到过热状态、温度高于指定水平时控制电机4降速运转，可以在电机过热故障发生前及时控制电机4降速以降低温度，同时不会停止汽车尾门的使用。

本实施例中，温度监测模块2的输出端还设置有触发保持模块，用于对温度监测模块2的输出信号进行触发保持，以使得具有过热保护信号自保持功能。

本实施例中，还包括复位模块，复位模块的一端与所述触发保持模块连接，另一端与主控模块1的复位端连接，用于执行复位控制，以实现复位功能。

本实施例中，温度监测模块2通过启动控制模块5与电机4连接，启动控制模块5实时监测汽车尾门打开、关闭的遥控指令以及汽车尾门完成打开、关闭的状态，当监测到接收到遥控指令时，控制温度监测模块2与电机4连接，以及当监测到汽车尾门完成打开、关闭动作时，控制温度监测模块2与电机4断开连接。汽车电动尾门系统中电机发生过热故障通常都是在电动尾门打开、关闭的使用过程中，电动尾门不使用时通常不会发生过热故障，本实施例通过设置启动控制模块5监测汽车尾门的状态，当通过电动或遥控的方式启动或关闭汽车尾门时，才控制温度监测模块2与电机4连接，在汽车尾门完成打开、关闭动作时控制断开温度监测模块2以断开整个过热保护装置，在保证过热保护性能的基础上，可以有效降低功耗，同时避免保护装置长时间工作而造成器件损坏。上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。