专利名称：汽车电动尾门电气控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车电动门的控制领域，特别是涉及一种汽车电动尾门电气控制装置。
背景技术：
随着汽车工业的发展，很多中高档轿车，商务车都安装了电动天窗、电动摇窗机、 电动中滑门等电动装置，给驾驶人和乘车人提供了更加方便和安全的乘车环境，同时也提 升了汽车的档次，促进了汽车工业的发展。汽车的后尾门同样也是使用比较频繁的一个部件，同样需要一种方便、安全的操 作方式。尤其在上下坡度比较大的时候，气弹簧不能很理想地平衡门的重量，常常对人体和 物品造成伤害。另外当面对体积庞大的尾门时，身体矮小或则细巧的人就难以实现门的开 关动作。针对以上问题，相继出现了用液压推动或电机驱动等相关装置代替人去开关门。 但液压装置一般体积比较大，会牺牲车身宝贵的空间。如果采用普通的开关直接控制电机， 再去带动驱动机构，虽然可以代替人去开门或关门。但是由于门在不同的角度下以同样的 速度运动时所需要的驱动力不一样，也就是电机所需要的电压不一样。而用普通的开关去 控制电机，电机所得到的电压是不能实时改变的，换个角度说门的速度是无法控制的。尤其 是门即将进锁那一段，速度特别快，既不安全又容易损坏传动机构和锁。另外用一个开关实 现电机正反转控制又比较难，往往需要多个开关，安装和操作都比较复杂。因此设计一个具有自动调节电机电压和电机转向的电动尾门电气控制装置显得 尤为重要，不但可以实现不同大小的门在正常使用的角度范围内勻速开关，同时又能处理 各种不安全情况，保证人体和物品不受到伤害，既实用又提升汽车的档次。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种结构简单的、能自 动调节电机电压和电机转向，能及时对人体和物品进行保护的、价格低、使用灵活、可靠性 强、便于安装的汽车电动尾门电气控制装置。本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为该汽车电动尾门电气控制装 置，其特征在于包括微处理器及其外围电路，用于处理外来的信号，并对汽车电动尾门的传动电机做 出动作指示；汽车电动尾门传动电机电流采样电路，其信号输入端与汽车电动尾门的传动电机 的输出端相连，用于测量汽车电动尾门的传动电机运动时的电流，并且将采样结果送至微 处理器及其外围电路，供微处理器及其外围电路判断汽车电动尾门的传动电机是否过载， 以便及时对人体和物品作出保护；汽车电动尾门传动电机功率驱动电路，其信号输出端与汽车电动尾门的传动电机相连，用于驱动汽车电动尾门的传动电机的转动；汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路，其信号输入端与微处理器及其外围 电路相连，其信号输出端与汽车电动尾门传动电机功率驱动电路的信号输入端相连，用于 控制汽车电动尾门的传动电机运动时的电压，从而控制汽车电动尾门的传动电机的转动速度。作为改进，本实用新型还可以包括汽车电动尾门传动电机运行检测电路，该汽车 电动尾门传动电机运行检测电路的信号输入端与汽车电动尾门传动电机上的旋转编码器 相连，其信号输出端与微处理器及其外围电路相连，用以判断汽车电动尾门传动电机的转 动的速度和转动的方向，并将结果送至微处理器及其外围电路，微处理器及其外围电路对 来自旋转编码器产生的波形进行滤波和逻辑运算，从而能克服电机抖动所带来的虚假跳 变。再改进，本实用新型还可以包括电源防反接保护电路，其信号输入端与汽车的电瓶相连，用于判断该汽车电动尾 门电气控制装置外接直流电源的极性，如果极性接反，该电源防反接保护电路自动切断电 源，保护其它元器件；直流电压稳压电路，其信号输入端与电源防反接保护电路的信号输出端相连，用 于对来自汽车电瓶的直流电源进行滤波和稳压，输出各种伏值的直流稳压电源再接至电路 各电路，供电路各部分使用。再改进，本实用新型还可以包括外接电源电压采样电路，分别接至直流电压稳压电路和微处理器及其外围电路， 用以测试外接电源即汽车电瓶的电压，并且将该电压信号发给微处理器及其外围电路，微 处理器及其外围电路检测到汽车电瓶电压较低时，停止对汽车电动尾门的电动控制功能， 以免消耗过多电能而影响汽车发动。再改进，本实用新型还可以包括车速信号测量电路，其信号输入端与汽车的车速传感器相连，其信号输出端与微 处理器及其外围电路相连，用于用以检测汽车的速度，并且将该速度信号发给微处理器及 其外围电路，微处理器及其外围电路检测到汽车速度大于一定值时，停止对汽车电动尾门 的电动控制功能，以免意外发生。再改进，本实用新型还可以包括锁传动电机功率驱动电路，其信号输出端与与汽车电动尾门锁的传动电机相连， 用于驱动汽车电动尾门锁的传动电机的转动，从而使汽车电动尾门锁打开或者合上；锁传动电机驱动信号处理电路，其信号输入端与微处理器及其外围电路相连，其 信号输出端与锁传动电机功率驱动电路的信号输入端相连，用于控制汽车电动尾门锁的传 动电机运动时的电压，从而控制汽车电动尾门锁的传动电机作出动作。再改进，本实用新型还可以包括锁动作信号检测电路，其信号输入端与安装在汽车电动尾门锁上面的微动开关相 连，用于检测汽车电动尾门锁所处位置和动作是否到位，并将该信号发给微处理器及其外 围电路。再改进，本实用新型还可以包括[0026]通信接口电路，与微处理器及其外围电路相连，用于将所述汽车电动尾门电气控 制装置和汽车上其它电器控制装置进行通信。再改进，本实用新型还可以包括报警电路，与微处理器及其外围电路相连，用于在对汽车电动尾门进行控制动作 前进行提醒或/和当汽车电动尾门出故障时进行报警。再改进，本实用新型还可以包括信号隔离电路，与信号输出端微处理器及其外围电路相连，其信号输入端与外部 的汽车功能传感器或/和功能开关相连。上述各功能电路即微处理器及其外围电路、汽车电动尾门传动电机电流采样电 路、汽车电动尾门传动电机功率驱动电路、汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路、汽车 电动尾门传动电机运行检测电路、电源防反接保护电路、直流电压稳压电路、外接电源电压 采样电路、车速信号测量电路、锁传动电机功率驱动电路、锁传动电机驱动信号处理电路、 锁动作信号检测电路、通信接口电路、报警电路、信号隔离电路均可以采用本领域内实现上 述各功能的常规电路结构来实现。与现有技术相比，本实用新型的优点在于采用本实用新型提供的汽车电动尾门 电气控制装置，结构简单，便于安装，价格便宜，通用性强，低功耗，抗干扰能力强，符合汽车 电子的各项标准，大大保证了电动后尾门的开关速度和安全性能；使用本实用新型可使汽 车提升档次，尾门使用方便安全，促进汽车工业的发展。
图1为本实用新型实施例中汽车电动尾门电气控制装置的电路框图；图2为本实用新型实施例中电源防反接保护电路的电路原理图；图3为本实用新型实施例中汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路的电路原 理图；图4为本实用新型实施例中汽车电动尾门传动电机功率驱动电路的电路原理图；图5为本实用新型实施例中汽车电动尾门传动电机电流采样电路的电路原理图；图6为本实用新型实施例中汽车电动尾门传动电机运行检测电路的电路原理图；图7为本实用新型实施例中汽车电动尾门传动电机运行监测电路的主要波形图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。如图1所示的汽车电动尾门电气控制装置，其包括微处理器及其外围电路1、汽车 电动尾门传动电机电流采样电路7、汽车电动尾门传动电机功率驱动电路5、汽车电动尾门 传动电机驱动信号处理电路4、汽车电动尾门传动电机运行检测电路6、电源防反接保护电 路2、直流电压稳压电路3、外接电源电压采样电路13、车速信号测量电路14、锁传动电机功 率驱动电路9、锁传动电机驱动信号处理电路8、锁动作信号检测电路10、通信接口电路15、 报警电路12、信号隔离电路11。其中所述微处理器及其外围电路1用来处理外来的信号、对汽车电动尾门和锁的 传动电机作出动作指示、对危险情况作出报警，是整个汽车电动尾门电气控制装置的中央处理器，连接着电路各部分。电源防反接保护电路2接至汽车的电瓶用于判断该汽车电动尾门电气控制装置 外接直流电源的极性，如果极性接反，该电源防反接保护电路2自动切断电源，保护其它元 器件。直流电压稳压电路3接至电源防反接保护电路2 用于对来自汽车电瓶的直流电 源进行滤波和稳压，输出各种伏值的直流稳压电源再接至电路各模块，供电路各部分使用。外接电源电压采样电路13分别接至直流电压稳压电路3和微控制器及外围电路 1 用以测试外接电源即汽车电瓶的电压，并且将该电压信号发给微处理器及其外围电路 1，微处理器及其外围电路根据这个信号，可以发出停止门的电动功能，以免消耗过多电能 而影响汽车发动。车速信号测量电路14，其信号输入端与汽车的车速传感器相连，其信号输出端与 微处理器及其外围电路1相连，用于用以检测汽车的速度，并且将该速度信号发给微处理 器及其外围电路1，微处理器及其外围电路1检测汽车速度大于一定值时，停止电动开门这 项功能，以免意外发生。信号隔离电路11由多路信号组成，在汽车电动尾门电气控制装置内部接至微控 制器及外围电路1，外部可根据需要选择接至传感器或开关，如中央门锁、儿童锁等等，然后 相应设置门的功能。报警电路12接至微控制器及外围电路1，用于在对汽车电动尾门进行控制动作前 进行提醒或/和当汽车电动尾门出故障时进行报警。汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路4分别接至微控制器及外围电路1和汽 车电动尾门传动电机功率驱动电路5，用于控制汽车电动尾门的传动电机运动时的电压，从 而控制汽车电动尾门的传动电机的转动速度。汽车电动尾门传动电机功率驱动电路5可流过较大电流，其信号输出端与与汽车 电动尾门的传动电机相连，用于驱动汽车电动尾门的传动电机的转动。汽车电动尾门传动电机电流采样电路7其信号输入端与汽车电动尾门的传动电 机的输出端相连，用于测量汽车电动尾门的传动电机运动时的电流，并且将采样结果送至 微处理器及其外围电路1，供微处理器及其外围电路1判断汽车电动尾门的传动电机是否 过载，可以及时对人体和物品作出保护。汽车电动尾门传动电机运行检测电路6的信号来自安装在电机轴上面的旋转编 码器，主要用以判断电机转动的速度和转动的方向，结果送至微控制器及外围电路1。锁传动电机驱动信号处理电路8分别接至微控制器1和锁传动电机功率驱动电路 9，用于控制汽车电动尾门锁的传动电机运动时的电压，从而控制汽车电动尾门锁的传动电 机作出动作。锁传动电机功率驱动电路9可流过较大电流，接至锁传动电机，可使电机按驱动 信号转动，使锁打开或者合上。锁动作信号检测电路10的信号来自安装在锁上面的微动开关，检测到的信号送 至微控制器及外围电路1，用以判断锁电机所处的位置和动作是否到位。通信接口电路15主要用于本E⑶和车上其它E⑶、BCM等的通信，按照汽车标准通 信协议设计，接至微控制器及外围电路1。[0057]上述各功能电路即微处理器及其外围电路1、汽车电动尾门传动电机电流采样 电路7、汽车电动尾门传动电机功率驱动电路5、汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路 4、汽车电动尾门传动电机运行检测电路6、电源防反接保护电路2、直流电压稳压电路3、外 接电源电压采样电路13、车速信号测量电路14、锁传动电机功率驱动电路9、锁传动电机驱 动信号处理电路8、锁动作信号检测电路10、通信接口电路15、报警电路12、信号隔离电路 11均可以采用本领域内实现上述各功能的常规电路结构来实现。本实施例中，微处理器及其外围电路1可采用单片机、阻容复位电路、陶瓷振荡器 构成的常规电路实现。电源防反接保护电路2由继电器J1、反向二极管D1、滤波电容Cl、续流电阻Rl组 成，用于电源反接时切断电源，保护汽车电动尾门电气控制装置的其它元器件，参见图2所 示。其中继电器Jl线圈的一端接地，另一端与反向二极管Dl的正极连接，滤波电容Cl的 两端连接反向二极管Dl的负极与地；续流电阻Rl的两端连接反向二极管Dl的负极与地； 继电器Jl的常闭触点连接稳压电源VCC。直流电压稳压电路3可采用RC滤波电路、LC滤波电路、集成稳压器件、TVS、压敏 电阻组成的常规电路，用于提供汽车电动尾门电气控制装置各部分电路的工作电压。外接 电源电压采样电路13可采用电阻分压、RC滤波电路组成的常规电路，再送往微控制器。车速信号测量电路14可采用三极管开关电路、RC滤波电路组成的常规电路，再送 往微控制器。信号隔离电路11可采用光耦、RC滤波电路组成的常规电路，再送往微控制器。报警电路12由蜂鸣器和放大电路组成的常规电路。汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路4和锁传动电机驱动信号处理电路8可 以由包括下拉电阻Rl，滤波电容Cl，积分电阻R2，积分电容C2、场效应管MOSFET和分压电 阻R3组成的电路构成，参见图3所示，其中下拉电阻R1、滤波电容Cl、积分电容C2的第一 端均接地；下拉电阻R1、滤波电容Cl的第二端与积分电阻R2的第一端相连，积分电容C2的 第二端、积分电阻R2的第二端均与场效应管MOSFET的G极相连，场效应管MOSFET的S极 通过分压电阻R3后接地。汽车电动尾门传动电机功率驱动电路5和锁传动电机H桥功率驱动电路9包括继 电器J1、J2，续流二极管D1、D2，滤波电容C1、C2，场效应管Ql组成，参见图4所示。汽车电 动尾门传动电机电流采样电路7主要包括采样功率电阻R1，滤波电容Cl，RC滤波电路R2、 C2，运算放大器U1、U2及外围元件构成的电压放大电路，参见图5所示，其中采样功率电阻 R1、滤波电容Cl、C2的第一端接地，采样功率电阻R1、滤波电容Cl的第二端与滤波电阻R2 的第一端相连，滤波电阻R2的第二端与滤波电容C2的第二端相连，滤波电阻R2的第二端 与运算放大器Ul的同相输入端相连，运算放大器Ul的反相输入端通过第三电阻R3后接 地，运算放大器Ul的输出端通过第五电阻与运算放大器U2的同相输入端相连。锁动作信号检测电路10可采用信号放大电路、RC滤波电路组成的常规电路构成。 通信接口电路15可采用汽车上通信的K线、LIN线、CAN线专用芯片构成。汽车电动尾门传动电机运行检测电路6包括RC滤波电路R1、C1、R2、C2，二输入或 门U1A、U1B，D触发器U2A、U2B，用于对来自霍尔旋转编码器产生的波形作滤波和逻辑运算 处理，参见图6所示。图中A相接A霍尔旋转编码器上产生的波形，B相接B霍尔旋转编码器上产生的波形，如图7中A和B所示。来自霍尔旋转编码器上的波形经过检测电路的滤 波和逻辑运算处理后，得到A’和B’波形，如图7中A’和B’所示。可以看出A’波形由A 相波形经B相波形定时得到，而B’波形由B相波形经A相波形定时得到。当电机接近停转 或由于摆动的原因会出现改变方向的瞬间，如果这种情况出现在A相或B相波形跳变的前 后，就会出现重复的虚假跳变。使用A’和B’波形可以有效地避免重复的虚假跳变。然后 再送微控制器计数。
权利要求1.一种汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于包括微处理器及其外围电路(1)，用于处理外来的信号，并对汽车电动尾门的传动电机做出 动作指示；汽车电动尾门传动电机电流采样电路(7)，其信号输入端与汽车电动尾门的传动电机 的输出端相连，用于测量汽车电动尾门的传动电机运动时的电流，并且将采样结果送至微 处理器及其外围电路(1)，供微处理器及其外围电路(1)判断汽车电动尾门的传动电机是 否过载；汽车电动尾门传动电机功率驱动电路(5)，其信号输出端与汽车电动尾门的传动电机 相连，用于驱动汽车电动尾门的传动电机的转动；汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路G)，其信号输入端与微处理器及其外围电 路(1)相连，其信号输出端与汽车电动尾门传动电机功率驱动电路( 的信号输入端相连， 用于控制汽车电动尾门的传动电机运动时的电压，从而控制汽车电动尾门的传动电机的转 动速度。
2.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括汽车电动尾门传动电机运行检测电路(6)，其信号输入端与汽车电动尾门传动电机上 的旋转编码器相连，其信号输出端与微处理器及其外围电路(1)相连，用以判断汽车电动 尾门传动电机的转动的速度和转动的方向，并将结果送至微处理器及其外围电路(1)。
3.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括电源防反接保护电路O)，其信号输入端与汽车的电瓶相连，用于判断该汽车电动尾门 电气控制装置外接直流电源的极性；直流电压稳压电路(3)，其信号输入端与电源防反接保护电路O)的信号输出端相连， 用于对来自汽车电瓶的直流电源进行滤波和稳压，输出各种伏值的直流稳压电源再接至上 述各电路。
4.根据权利要求3所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括外接电源电压采样电路(13)，分别接至直流电压稳压电路C3)和微处理器及其外围电 路(1)，用以测试外接电源即汽车电瓶的电压，并且将该电压信号发给微处理器及其外围电 路⑴。
5.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括车速信号测量电路(14)，其信号输入端与汽车的车速传感器相连，其信号输出端与微 处理器及其外围电路(1)相连，用于用以检测汽车的速度，并且将该速度信号发给微处理 器及其外围电路(1)。
6.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括锁传动电机功率驱动电路(9)，其信号输出端与汽车电动尾门锁的传动电机相连，用于 驱动汽车电动尾门锁的传动电机的转动，从而使汽车电动尾门锁打开或者合上；锁传动电机驱动信号处理电路(8)，其信号输入端与微处理器及其外围电路(1)相连， 其信号输出端与锁传动电机功率驱动电路(9)的信号输入端相连，用于控制汽车电动尾门 锁的传动电机运动时的电压，从而控制汽车电动尾门锁的传动电机作出动作。
7.根据权利要求6所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括锁动作信号检测电路(10)，其信号输入端与安装在汽车电动尾门锁上面的微动开关相连，用于检测汽车电动尾门锁所处位置和动作是否到位，并将该信号发给微处理器及其外 围电路⑴。
8.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括 通信接口电路(15)，与微处理器及其外围电路(1)相连，用于将所述汽车电动尾门电气控制装置和汽车上其它电器控制装置进行通信。
9.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括报警电路(12)，与微处理器及其外围电路(1)相连，用于在对汽车电动尾门进行控制 动作前进行提醒或/和当汽车电动尾门出故障时进行报警。
10.根据权利要求1所述的汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于还包括 信号隔离电路(11)，与信号输出端微处理器及其外围电路(1)相连，其信号输入端与外部的汽车功能传感器或/和功能开关相连。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车电动尾门电气控制装置，其特征在于包括微处理器及其外围电路(1)，汽车电动尾门传动电机电流采样电路(7)，其信号输入端与汽车电动尾门的传动电机的输出端相连，汽车电动尾门传动电机功率驱动电路(5)，其信号输出端与与汽车电动尾门的传动电机相连，汽车电动尾门传动电机驱动信号处理电路(4)，其信号输入端与微处理器及其外围电路(1)相连，其信号输出端与汽车电动尾门传动电机功率驱动电路(5)的信号输入端相连。与现有技术相比，本实用新型的优点在于结构简单，便于安装，价格便宜，通用性强，低功耗，抗干扰能力强，大大保证了电动后尾门的开关速度和安全性能。
文档编号E05F15/12GK201896528SQ20102063372
公开日2011年7月13日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者林旸辉 申请人:宁波信泰机械有限公司