专利名称：一种汽车门窗电路及汽车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车控制领域，特别是涉及一种汽车门窗电路及汽车。
背景技术：
汽车上的门窗在运行时，需由电机提供电力。但是电机有可能会发生短路故障，这种情况下通过电机的电流会急剧上升，从而影响电机的使用寿命，甚至直接烧毁电机和与电机相连接的各个电路元器件。因此，对汽车门窗电机短路的诊断就很有必要。目前采用的门窗电机短路的诊断方法，采用的大多是采样电流反馈诊断方法，该方法需要预先设定一个电流阈值，在电机运行时，采集电机的实时电流值，并将采集到的实 时电流值与电流阈值相对比，从而根据比较结果确定所述电机是否发生短路，如果发生短路，再由工作人员进行修复。但是发明人在本申请的研究过程中发现，现有技术中采用的诊断方法，需要采集电机运行时的电流值，因而只能在电机工作时，才能判断电机是否发生短路，但电机在未工作的情况下发生短路的话，该诊断方法就不能诊断出电机是否发生短路，因而该诊断方法不能有效地保护电路内相关元器件及电机。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种汽车门窗电路及一种汽车，以解决现有技术中不能诊断出电机在未工作时是否发生短路，因而不能有效保护电路内相关元器件及电机的缺陷，具体实施方案如下一种汽车门窗电路，与电机相连接，包括处理器，所述处理器包括接收用户输入的电压阈值和电机驱动指令的输入设备，与所述输入设备相连的，将接收到的电机驱动指令转化为相应的电机驱动控制指令的驱动控制子电路；连接于所述驱动控制子电路和所述电机之间，在接收到所述电机驱动控制指令后，驱动所述电机运行的电机驱动子电路；连接于所述处理器和所述电机驱动子电路之间，采集所述电机驱动子电路和所述处理器之间的电压值，并将所述电压值发送给所述处理器的电压采集子电路；所述处理器还包括将所述电压值和接收到的电压阈值相比较的电压比较子电路，根据所述电压比较子电路的比较结果和电机的运行状态，生成相对应的短路保护控制指令的保护指令生成子电路； 连接于所述处理器和所述电机驱动子电路之间的短路保护子电路，所述短路保护子电路在接收到所述短路保护控制指令后，执行相应的短路保护操作。优选的，所述汽车门窗电路还包括连接于所述处理器和所述短路保护子电路之间，限制所述短路保护子电路的电流的限流保护子电路。[0014]优选的，所述电机驱动子电路包括第一继电器和第二继电器；所述第一继电器连接于所述处理器和所述电机的第一端口之间；所述第二继电器连接于所述处理器和所述电机的第二端口之间。优选的，所述电压采集子电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一节点与所述第二继电器相连接，第二节点与所述处理器相连接;所述第二电阻的第一节点与所述第一电阻和所述处理器相连接，第二节点接地。优选的，所述短路保护子电路包括晶体管、NMOS管、第一保护子电路、第二保护子电路和比较器； 所述晶体管与所述处理器相连接；所述NMOS管的栅极与所述晶体管的集电极相连接，漏极与所述第二继电器相连接，所述源极接地；所述第一保护子电路与第一外接电压、所述NMOS管的漏极和所述第二继电器相连接；所述第二保护子电路一端连接第二外接电压，一端接地；所述比较器的第一输入端、第二输入端分别与所述第一保护子电路、第二保护子电路相连接，所述比较器的输出端与第三外接电压、所述处理器和所述晶体管的发射极相连接。优选的，所述第一保护子电路包括第三电阻，所述第三电阻的第一节点与第一外接电压相连接，第二节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器相连接；第四电阻，所述第四电阻的第一节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器和所述第三电阻的第二节点相连接，第二节点与所述比较器的第一输入端相连接；第五电阻，所述第五电阻的第一节点与所述第四电阻的第二节点、所述比较器的第一输入端相连接，第二节点接地；所述第二保护子电路包括第六电阻，所述第六电阻的第一节点与第二外接电压相连接，第二节点与所述比较器的第二输入端相连接；第七电阻，所述第七电阻的第一节点与所述第六电阻、所述比较器的第二输入端相连接，第二节点接地。优选的，所述短路保护子电路还包括NMOS驱动电路，连接于所述处理器、所述晶体管集电极和所述NMOS管之间。优选的，所述限流保护子电路包括第八电阻，所述第八电阻的第一节点与所述处理器相连接，第二节点与所述晶体管的集电极、所述NMOS驱动电路相连接；第九电阻，所述第九电阻的第一节点与所述处理器相连接，第二节点与所述晶体管的基极相连接。同时，本实用新型还公开了一种汽车，包括汽车门窗电路，所述汽车门窗电路包括处理器、电机驱动子电路、电压采集子电路、保护指令生成子电路和短路保护子电路，另外，所述汽车门窗电路还包括限流保护子电路。本申请所公开的汽车门窗电路，在电机还未工作时，由所述短路诊断子电路采集至IJ短路诊断电压，并由所述处理器根据所述短路诊断电压和所述电压阈值相比较，并根据比较结果判断出所述电机是否发生短路，便于工作人员在短路时，及时对电路进行修复，同时，在电机驱动和运行的状态下，所述短路保护子电路在电机发生短路时，会执行相应的短路保护操作，以保护电机和电路中各个元器件的安全。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例公开的一种汽车门窗电路的结构示意图；图2为本实用新型实施例公开的一种汽车门窗电路中电机驱动子电路的结构示意图；图3为本实用新型实施例公开的一种汽车门窗电路中电压采集子电路的结构示意图；图4为本实用新型实施例公开的一种汽车门窗电路中短路保护子电路的结构示意图；图5为本实用新型实施例公开的一种汽车门窗电路中限流保护子电路的结构示意图；图6为本实用新型实施例公开的又一种汽车门窗电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型提供了一种汽车门窗电路及一种汽车，以解决现有技术中不能诊断出电机在未工作时是否发生短路，因而不能有效保护电路内相关元器件及电机的缺陷，其电路示意图如图I所示，所述汽车门窗电路包括处理器I、电机驱动子电路2、电压采集子电路3和短路保护子电路4，其中，所述处理器I包括输入设备和驱动控制子电路，所述输入设备用于接收用户输入的电压阈值和电机驱动指令，其中，所述电压阈值包括对地短路的判定阈值Vsra，和对电源短路的判定阈值Vsra，在不同的汽车中，所述的两种阈值可以不同；所述驱动控制子电路与所述输入设备相连接，在接收到用户输入的电机驱动指令后，用于将接收到的所述电机驱动指令转化为相应的电机驱动控制指令，以驱动电机的运行，一般情况下，所述处理器采用MCU微处理器；所述电机驱动子电路2，连接于所述驱动控制子电路12和所述电机之间，用于在接收到所述电机驱动控制指令后，驱动所述电机运行；所述电压采集子电路3，连接于所述处理器I和所述电机驱动子电路2之间，用于采集所述电机驱动子电路2和所述处理器I之间的电压值，并将采集到的所述电压值发送给所述处理器；所述处理器I还包括电压比较子电路和保护指令生成子电路，其中所述电压比较子电路，用于将从所述电压采集子电路3中接收到的电压值与设定的电压阈值进行比较，所述保护指令生成子电路用于根据所述电压比较子电路的比较结果和电机的运行状态，判断出电机是否发生短路以及相应的保护措施，并生成相对应的保护指令；所述短路保护子电路4，连接与所述处理器I和所述电机驱动子电路2之间，用于在接收到所述处理器I发送的所述短路保护控制指令后，执行相应的短路保护操作。另外，为了保护电路中的元器件，所述汽车门窗电路还包括限流保护子电路5，所述限流保护子电路5连接于所述处理器和所述短路保护子电路之间，起到限制所述短路保护子电路4的电流的作用。另外，所述电机驱动子电路2的电路结构示意图如图2所示，包括第一继电器U1和第二继电器U2，其中，所述第一继电器U1连接于所述处理器和所述电机的第一端口 M1之间，其与所述处理器的连接点为门窗电机上升输出引脚P1，所述第二继电器U2连接于所述处理器和所述电机的第二端口 M2之间，其与所述处理器的连接点为门窗电机下降输出引脚P2，且第一继电器U1和第二继电器U2均与电源电压Vb相连接，一般情况下，所述电源电压Vb可以选择为24V，在所述处理器I产生的电机驱动控制指令的作用下，所述电机驱动子电路2能够驱动电机，以完成汽车门窗上升、下降的操作。所述电压采集子电路3的电路结构示意图如图3所示，包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中，所述第一电阻的第一节点与所述第二继电器U2相连接，第二节点与所述处理器I相连接，所述第二电阻R2的第一节点与所述第一电阻和所述处理器I相连接，第二节点接地，其中电阻R1和电阻R2之间的电路连接点D4和所述处理器I的电压采集端口 P3相连接，在实际应用时，所述电压采集子电路能够采集D4处的电压，并将所述采集到的电压值通过电压采集端口 P3发送给所述处理器I。所述短路保护子电路4的电路结构示意图如图4所示,包括晶体管、NMOS管、第一保护子电路、第二保护子电路和比较器；其中，所述晶体管，即三级管，与所述处理器I相连接；所述NMOS管的栅极与所述晶体管的集电极相连接，漏极与所述第二继电器U2相连接，所述源极接地，同时为了保护电路，在所述NMOS管源极接地前，还可以连接一个电阻Rltl;所述第一保护子电路与第一外接电压V18、所述NMOS管的漏极以及所述第二继电器队相连接，所述第一外接电压一般选择18V电压；所述第二保护子电路一端连接第二外接电压Vco,—端接地,一般Vra的电压值为5V ;所述比较器的第一输入端、第二输入端分别与所述第一保护子电路、第二保护子电路相连接，所述比较器的输出端与第三外接电压Vrc2、所述处理器和所述晶体管的发射极相连接，所述第三外接电压Vra的电压值一般选择5V，另外为了防止电路中电流过大，在所述比较器和所述第三外接电压Vrc2之间，可连接电阻R11,所述比较器和所述处理器的连接点为比较器输出状态反馈引脚P6。其中，所述第一保护子电路包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5，所述第三电阻R3的第一节点与第一外接电压V18相连接，第二节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器U2相连接，其连接点为D1 ;所述第四电阻R4的第一节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器队和所述第三电阻R3的第二节点相连接，第二节点与所述比较器的第一输入端相连接，其电路连接点为D2 ;所述第五电阻R5的第一节点与所述第四电阻的第二节点、所述比较器的第一输入端相连接，第二节点接地。其中，所述第二保护子电路包括第六电阻&和第七电阻R7，所述第六电阻&的第一节点与第二外接电压相连接，第二节点与所述比较器的第二输入端相连接，其电路连接点为D3，所述第七电阻R7的第一节点与所述第六电阻R6、所述比较器的第二输入端相连接，第二节点接地。另外，所述短路保护子电路4还包括NM0S驱动电路，连接于所述处理器、所述晶体管集电极和所述NMOS管之间。 另外，所述门窗电路中的限流保护子电路5的电路结构示意图如图5所示，包括第八电阻R8、第九电阻R9，其中所述第八电阻R8的第一节点与所述处理器I相连接，第二节点与所述晶体管的集电极、所述NMOS驱动电路相连接，所述第八电阻R8与所述处理器的连接点为NMOS驱动端口 P4 ;所述第九电阻R9的第一节点与所述处理器相连接，第二节点与所述晶体管的基极相连接，所述第九电阻R9与所述处理器的连接点为晶体管驱动端口 P5。上述汽车门窗电路，其各个电路元器件间的电路结构示意图如图5所示，能够采集出电机驱动子电路2和处理器I之间的电压值，并由所述处理器I将所述电压值和接收到的电压阈值相比较，根据比较结果和电机的运行状态，生成相对应的短路保护控制指令。例如，在电机未工作的状态下，门窗电机上升、下降输出引脚Pl和P2悬空,第一继电器U1和第二继电器U2也不在工作，NMOS驱动端口 P4和三极管驱动端口 P5在所述处理器I的作用下输出低电平，NMOS管断开，且晶体管未导通。如果电路没有故障，在电源电压和外接电压的作用下，门窗电机两端M1和M2,以及电路连接点D1的电压相同，约为12V，D2点的电压约为6V，D3点的电压为0. 5V，由于所述D2点的电压大于所述D3点的电压，所述比较器会输出低电平，所述电压采集子电路3采集到的D4点的电压在对地短路的判定阈值Vsra，和对电源短路的判定阈值Vscb之间。若M1或M2发生对电源短路，D1点电压被拉升至电源电压，D2点电压被拉高。D2电压大于D3,比较器输出端为低电平。P3的电压被拉高,D4点电压大于Vscb,通过所述处理器I，工作人员可以获取此时D4点电压，从而获悉此刻所述门窗电机发生了对电源短路，从而采取措施，避免电源短路对仪器的伤害。若M1或仏发生对地短路，D1点电压拉低至0V。D3电压大于D2,比较器输出高电平。D4电压被拉低至地，D4点电压小于Vsa。工作人员可以获取此时D4点电压，从而获悉此刻所述门窗电机发生了对地短路，从而采取措施，避免电源短路对仪器的伤害。当需要汽车门窗上升时，所述处理器I中的输入设备接收用户输入的电机驱动指令，所述驱动控制子电路将接收到的所述电机驱动指令转化为相应的电机驱动控制指令，驱动电机执行上升命令。当所述电机执行上升命令时，需经历TI的打开时间，此时在所述驱动控制指令的作用下，所述第一继电器闭合，所述NMOS驱动端口 P4和三极管驱动端口P5输出低电平，且所述NMOS断开，三极管不导通，由于R5和R6阻值较大，通过电机的电流很小，M1与M2电压相同。D1点被拉升至接近电源电压，D2点电压被提升，大于D3点电压，比较器输出低电平。D4点电压被拉升，大于对电源短路的判定阈值Vsra，由于这时要驱动门窗电机，因而必然会出现D4点电压大于所述对电源短路的判定阈值Vscb的情况，因而，在此延时过程中不进行对电源短路判断，在此过程中若发生M1或M2对电源短路，电路不受任何影响。电路内其他各点电压不发生变化。若M1对地短路，电源保险被烧毁，系统断电，从而保护控制器。若M2对地短路，D1电压为OV，D2电压为0V，小于D3点电压。比较器输出高电平。D4点电压为0V，小于Vsa，报对地短路故障。电机运转不受影响，电路导通，所述门窗电机开始运行。当延时Tl后，此时在所述驱动控制指令的作用下，所述NMOS驱动端口 P4和三极管驱动端口 P5输出高电平，NMOS打开，三极管导通。由于继电器没有压降，M1处的电压即为电源电压，由于RlO为采样电阻，分压很小，M2和D1电压接近0V，电机开始运行。此时D2点电压接近0V，小于D3，比较器输出高电平。D4点电压接近0V。若发生M1对电源短路，电机运行不受影响，若M2对电源短路，D1点电压被拉升至24V，D2点电压大于D3点电压，D4点电压被拉升，大于Vsra,比较器输出低电平，比较器输出的低电平拉低NMOS驱动端电平，NMOS断开，电机停止运行，电路形成硬件自保护。若M1对地短路，电源保险直接被烧毁，电机停止运行，系统断电，若M2对地短路，D1电压为0V，D2电压为0V，小于D3点电压，比较器输出高电平，D4点电压为0V，小于VSCG，电机运转不受影响。若M1与M2互相短路，电机停止运行,D1点电压被拉升至24V, D2点电压被拉高,大于D3点电压，比较器输出低电平，比较器输出的低 电平拉低NMOS驱动端电平，NMOS管断开，D4点电压大于Vsra。另外，电机在执行下降命令时，M1为电机电压低端端口，M2为电压高端端口。其短路保护原理与电机执行上升命令时相同。在对所述门窗电机施行保护时，保护措施和所述电机的运行状态有关。首先，所述处理器I根据门窗电机上升、下降输出引脚P1、P2和NMOS驱动端口 P4判断NMOS管和两个继电器的状态，若NMOS处于打开状态，说明电机处于运行状态，此时只判断比较器输出状态反馈引脚P6的电平即可，如果是低电平，说明电机对电源短路，所述处理器I会控制继电器，停止驱动所述门窗电机；如果是高电平，说明电机正常运行。如果NMOS处于关闭状态，需要所述处理器I判断是否有继电器开启。如果有继电器开启，则说明电机处于打开或者关闭的过程中，此时需判断比较器输出状态反馈引脚P6的电平，如果是高电平，说明电机对地短路；如果是低电平，说明电路正常，如果之前判断到短路故障，则所述处理器I会控制继电器，关闭所述门窗电机。如果NMOS管和两个继电器都处于关闭状态，需要根据电压采集端口 P3的反馈电压大小判断电路状态。如果D4点的电压大于Vsra，则判定电机对电源短路；如果小于Vsra，则判定电机对地短路。若在(Vsa Vsra)范围内，说明电路处于正常状态，如果在此之前检测到电路短路故障，则所述处理器I会控制继电器，关闭所述门窗电机。本申请所公开的汽车门窗电机电路，在电机还未工作时，由所述短路诊断子电路采集到短路诊断电压，并由所述处理器根据所述短路诊断电压和所述电压阈值相比较，并根据比较结果判断出所述电机是否发生短路，便于工作人员在短路时，及时对电路进行修复，同时，在电机驱动和运行的状态下，所述短路保护子电路在电机发生短路时，会执行相应的短路保护操作，以保护电机和电路中各个元器件的安全。另外，本申请还公开了一种汽车，所述汽车包含上述的汽车门窗电路，即所述汽车，包括汽车门窗电路，所述汽车门窗电路包括处理器、用于驱动汽车门窗电机运行的电机驱动子电路、用于采集所述电机驱动子电路和所述处理器之间电压值的电压采集子电路，和执行电路保护操作的电路保护子电路，以实现对门窗电机的保护。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种汽车门窗电路，与电机相连接，其特征在于，包括 处理器，所述处理器包括接收用户输入的电压阈值和电机驱动指令的输入设备，与所述输入设备相连的，将接收到的电机驱动指令转化为相应的电机驱动控制指令的驱动控制子电路； 连接于所述驱动控制子电路和所述电机之间，在接收到所述电机驱动控制指令后，驱动所述电机运行的电机驱动子电路； 连接于所述处理器和所述电机驱动子电路之间，采集所述电机驱动子电路和所述处理器之间的电压值，并将所述电压值发送给所述处理器的电压采集子电路； 所述处理器还包括将所述电压值和接收到的电压阈值相比较的电压比较子电路，根据所述电压比较子电路的比较结果和电机的运行状态，生成相对应的短路保护控制指令的保护指令生成子电路； 连接于所述处理器和所述电机驱动子电路之间的短路保护子电路，所述短路保护子电路在接收到所述短路保护控制指令后，执行相应的短路保护操作。
2.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述汽车门窗电路还包括 连接于所述处理器和所述短路保护子电路之间，限制所述短路保护子电路的电流的限流保护子电路。
3.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述电机驱动子电路包括第一继电器和第二继电器； 所述第一继电器连接于所述处理器和所述电机的第一端口之间； 所述第二继电器连接于所述处理器和所述电机的第二端口之间。
4.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述电压采集子电路包括第一电阻和第二电阻； 所述第一电阻的第一节点与所述第二继电器相连接，第二节点与所述处理器相连接； 所述第二电阻的第一节点与所述第一电阻和所述处理器相连接，第二节点接地。
5.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述短路保护子电路包括晶体管、NMOS管、第一保护子电路、第二保护子电路和比较器； 所述晶体管与所述处理器相连接； 所述NMOS管的栅极与所述晶体管的集电极相连接，漏极与所述第二继电器相连接，所述源极接地； 所述第一保护子电路与第一外接电压、所述NMOS管的漏极和所述第二继电器相连接； 所述第二保护子电路一端连接第二外接电压，一端接地； 所述比较器的第一输入端、第二输入端分别与所述第一保护子电路、第二保护子电路相连接，所述比较器的输出端与第三外接电压、所述处理器和所述晶体管的发射极相连接。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于， 所述第一保护子电路包括 第三电阻，所述第三电阻的第一节点与第一外接电压相连接，第二节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器相连接； 第四电阻，所述第四电阻的第一节点与所述NMOS管的漏极、第二继电器和所述第三电阻的第二节点相连接，第二节点与所述比较器的第一输入端相连接；第五电阻，所述第五电阻的第一节点与所述第四电阻的第二节点、所述比较器的第一输入端相连接，第二节点接地； 所述第二保护子电路包括 第六电阻，所述第六电阻的第一节点与第二外接电压相连接，第二节点与所述比较器的第二输入端相连接； 第七电阻，所述第七电阻的第一节点与所述第六电阻、所述比较器的第二输入端相连接，第二节点接地。
7.根据权利要求I所述的电路，其特征在于，所述短路保护子电路还包括 NMOS驱动电路，连接于所述处理器、所述晶体管集电极和所述NMOS管之间。
8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述限流保护子电路包括 第八电阻，所述第八电阻的第一节点与所述处理器相连接，第二节点与所述晶体管的集电极、所述NMOS驱动电路相连接； 第九电阻，所述第九电阻的第一节点与所述处理器相连接，第二节点与所述晶体管的基极相连接。
9.一种汽车，其特征在于，包括 权利要求I至权利要求8任一项所述的汽车门窗电路。
专利摘要本实用新型一种汽车门窗电路及汽车公开了一种汽车门窗电路和包括所述汽车门窗电路的汽车，所述汽车门窗电路包括处理器、电机驱动子电路、电压采集子电路、保护指令生成子电路和短路保护子电路，另外，所述汽车门窗电路还包括限流保护子电路。本申请所公开的汽车门窗电路，在电机还未工作时，由所述短路诊断子电路采集到短路诊断电压，并由所述处理器根据所述短路诊断电压和所述电压阈值相比较，并根据比较结果判断出所述电机是否发生短路，便于工作人员在短路时，及时对电路进行修复，同时，在电机驱动和运行的状态下，所述短路保护子电路在电机发生短路时，会执行相应的短路保护操作，以保护电机和电路中各个元器件的安全。
文档编号G01R31/02GK202486255SQ20122011008
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者师明, 王国锋, 肖木 申请人:北京经纬恒润科技有限公司