CN111255334A

CN111255334A - 一种基于高集成度的门控制器及其控制系统

Info

Publication number: CN111255334A
Application number: CN201911346302.3A
Authority: CN
Inventors: 李甫帆; 陈树华; 阮晓健
Original assignee: Zhejiang Leapmotor Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Leapmotor Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-06-09

Abstract

本发明公开了一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，包括门控制器、车窗驱动电机、采样处理电路和采集车窗PWM信号的PWM采集单元，包括集成驱动单元、处理器，集成驱动单元内部集成有通讯单元、电源管理单元和驱动单元，通讯单元通讯信息端分别连接车身局域网、电源管理单元和驱动单元，驱动单元信号接收端连接处理器，驱动单元驱动端连接车窗驱动电机电源端，采样处理电路采样端连接车窗驱动电机工作电流采集端，采样处理电路信号输出端连接处理器，通讯单元连接处理器，PWM采集单元输入端连接车窗驱动电机PWM采集端，PWM采集单元输出端连接处理器PWM输入端。本发明提供一种的集成度高的基于高集成度的门控制器及其控制系统。

Description

一种基于高集成度的门控制器及其控制系统

技术领域

本发明涉及车窗控制领域，尤其是涉及一种基于高集成度的门控制器及其控制系统。

背景技术

目前随着电子技术的迅速发展、车内局域网的普遍应用以及人们对汽车的舒适度和智能化的要求提高，越来越多的汽车配置了车窗升降、门锁、后视镜调节、后视镜加热等功能。然而车辆的车门和车窗使用频度会很高，容易引起电子器件故障；而且车窗又属于大负载的器件，为了不影响其他控制器，往往会与其他控制器独立出来。但车内控制器可放置的空间往往有限的。在实现功能的前提下，减少占用空间和成本，往往需要设计者着重考虑，而且门控制器与车身安全息息相关，往往需要更高的可靠性，更完善的诊断功能。

传统汽车门控制器需要与整车网络通讯需要采用更多的模块单元，会多增加通讯单元、电源管理单元，而实现汽车车窗和后视镜调节的功能，必然需要驱动单元。然而单元模块的增多，传统控制器体积必然会更大，器件会更多，功耗会更高，电路设计会更复杂可靠性就更低。

中国专利公开号CN108459535A，公开日2018年08月28日，发明创造的名称为一种集成式车门控制器，该申请案包括单片机与一号芯片、二号芯片、三号芯片，所述单片机的输出端分别与一号芯片、二号芯片、三号芯片的输入端相连接，所述一号芯片、二号芯片输出端与车门门锁开关线路、后视镜除霜线路、车窗升降线路、后视镜加热指示灯线路相连接，所述三号芯片的输出端与后视镜调节线路相连接，且一号芯片的输出端依次经芯片电源控制输出线路、电源控制单元后与三号芯片上的接电触脚相连接。该申请案的集成度不够高，还是需要使用数个芯片，而且不能根据外部信号来控制车窗的开闭。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的门控制器集成度不高的问题，提供一种的集成度高的基于高集成度的门控制器及其控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，包括门控制器、车窗驱动电机、采样处理电路和采集车窗PWM信号的PWM采集单元，包括集成驱动单元、处理器，集成驱动单元内部集成有通讯单元、电源管理单元和驱动单元，通讯单元通讯信息端分别连接车身局域网、电源管理单元信号接收端和驱动单元信号接收端，驱动单元信号接收端连接处理器驱动信号发送端，驱动单元驱动端连接车窗驱动电机电源端，采样处理电路采样端连接车窗驱动电机工作电流采集端，采样处理电路信号输出端连接处理器信号接收端，通讯单元通讯内通讯端连接处理器通讯端，PWM采集单元输入端连接车窗驱动电机PWM采集端，PWM采集单元输出端连接处理器PWM输入端。采用高集成化度方案，高集成度驱动单元集成了通讯单元，电源管理单元，驱动单元，在搭配少量的外围器件，与处理器相连接，就能实现车窗，调节功能，并与车身局域网进行通讯；本发明只包含处理器和一颗集成芯片，与先现有的技术相对，不仅减少了芯片数量，降低了芯片的成本，而且减少了芯片的能耗，缩小了占用空间，成本大大的减小；采用高集成化度方案，芯片内部集成诊断与保护功能，可靠性强，无需再搭建诊断电路，能大大减小PCB体积，降低对空间的要求。

作为优选，所述采样处理电路包括采集车窗驱动电机采样电路和运放电路，采样电路输出端连接运放电路输入端，采样电路输入端作为采样处理电路采样端，运放电路输出端作为采样处理电路信号输出端。采样电路可以采集车窗驱动电机的电流信号，并将车窗驱动电机的电流信号转化为电压信号，电压信号再经过运放电路进行处理后，将信号送到处理器。

作为优选，所述一种基于高集成度的门控制器及其控制系统还包括雨量感知器，雨量感知器固定设置在停车场和小区，雨量感知器包括雨量传感器和无线通讯模块，雨量传感器信号输出端连接无线通讯模块信号接收端，无线通讯模块信号发射端与处理器无线信号接收端无线连接。设置在停车场和小区的雨量传感器可以采集下雨信号，采集到下雨信号后将下雨信号传送给与无线通讯模块相连的所有车辆的处理器，这些车辆就可以将车窗关闭，使得雨不会进到这些车里。

作为优选，所述在处理器进入无线通讯模块覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与处理器无线信号接收端建立无线连接，在处理器离开无线通讯模块覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与处理器无线信号接收端断开无线连接。

作为优选，所述一种基于高集成度的门控制器及其控制系统还包括后视辅助件，后视辅助件包括后视镜加热线圈、后视镜调节电机和后视镜传感器，后视镜加热线圈电流输入端连接电源管理单元后视镜加热线圈供电端，后视镜调节电机电源端连接电源管理单元后视镜调节电机供电端，后视镜传感器信号端连接电源管理单元。

作为优选，所述一种基于高集成度的门控制器及其控制系统还包括自动门锁，自动门锁电源端连接电源管理单元自动门锁供电端。

作为优选，所述一种基于高集成度的门控制器及其控制系统还包括用以检测车窗关闭状态的车窗关闭传感器，车窗关闭传感器信号输出端连接处理器。车窗关闭传感器可以检测车窗是否关闭，并将车窗开闭状态传送给处理器。

本发明还包括一种基于高集成度的门控制器的控制方法，采用以上的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，方法包括：

采样电路采集车窗驱动电机的工作电流信号，并转化为电压信号送到运放电路，处理器设置车窗驱动电机的工作电流阈值，处理器接收到运放电路处理后的信号后，处理器还原计算出车窗驱动电机的工作电流值，处理器将车窗驱动电机的工作电流值与工作电流阈值比较，若车窗驱动电机的工作电流值小于工作电流阈值，则不进行报警操作，若车窗驱动电机的工作电流值大于工作电流阈值，则通过通讯单元（111）上报故障给车身局域网，并且处理器向驱动单元（113）传递停机信号，驱动单元关闭车窗驱动电机的供电；

雨量传感器检测到下雨后，雨量传感器通过无线通讯模块将下雨信息传送给所有与无线通讯模块无线连接的处理器，所有与无线通讯模块无线连接的处理器接到下雨信号后，所有与无线通讯模块无线连接的处理器采集车窗关闭传感器的车窗开合信息，若车窗是关闭状态，则所有与无线通讯模块无线连接的处理器进行关窗操作，若车窗是开合状态，所有与无线通讯模块无线连接的处理器通讯单元传递关窗信息给驱动单元，驱动单元控制车窗驱动电机工作，将车窗关闭。通过处理器将车窗驱动电机的工作电流值与工作电流阈值作比较，就能检测车窗驱动电机的状态，避免出现问题，在停车场和小区的雨量传感器可以采集下雨信号，采集到下雨信号后将下雨信号传送给与无线通讯模块相连的所有车辆的处理器，这些车辆就可以将车窗关闭，使得雨不会进到这些车里。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）采用高集成化度方案，高集成度驱动单元集成了通讯单元，电源管理单元，驱动单元，在搭配少量的外围器件，与处理器相连接，就能实现车窗，调节功能，并与车身局域网进行通讯；

（2）本发明只包含处理器和一颗集成芯片，与先现有的技术相对，不仅减少了芯片数量，降低了芯片的成本，而且减少了芯片的能耗，缩小了占用空间，成本大大的减小，采用高集成化度方案，芯片内部集成诊断与保护功能，可靠性强，无需再搭建诊断电路，能大大减小PCB体积，降低对空间的要求；

（3）设置在停车场和小区的雨量传感器可以采集下雨信号，采集到下雨信号后将下雨信号传送给与无线通讯模块相连的所有车辆的处理器，这些车辆就可以将车窗关闭，使得雨不会进到这些车里。

附图说明

图1是本发明的一种结构框图

图2是本发明的一种电流采集处理流程图

图3是本发明的一种运放电路原理图

图中：1. 门控制器，11. 集成驱动单元，111. 通讯单元，112. 电源管理单元，113. 驱动单元，12. 处理器，2. 车窗驱动电机， 3. 采样处理电路，31. 采样电路，32. 运放电路，4. PWM采集单元，5. 雨量感知器，51. 雨量传感器，52. 无线通讯模块，6. 后视辅助件，61. 后视镜加热线圈，62. 后视镜调节电机，63. 后视镜传感器，7. 自动门锁，8. 车窗关闭传感器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例：一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，如图1所示，包括门控制器1、车窗驱动电机2、采样处理电路3、采集车窗PWM信号的PWM采集单元4、雨量感知器5、后视辅助件6、自动门锁7和车窗关闭传感器9，门控制器包括集成驱动单元11、处理器12，处理器可以是单片机PIC17C43，集成驱动单元内部集成有通讯单元111、电源管理单元112和用于驱动车窗驱动电机的驱动单元113，采样处理电路包括采集车窗驱动电机采样电路31和运放电路32，雨量感知器包括雨量传感器51和无线通讯模块52，后视辅助件包括后视镜加热线圈61、后视镜调节电机62和后视镜传感器63，通讯单元通讯信息端分别连接车身局域网、电源管理单元信号接收端和驱动单元信号接收端，驱动单元信号接收端连接单片机PIC17C4驱动信号发送端，驱动单元驱动端连接车窗驱动电机电源端，采样处理电路采样端连接车窗驱动电机工作电流采集端，采样处理电路信号输出端连接单片机PIC17C4信号接收端，通讯单元通讯内通讯端连接单片机PIC17C4通讯端，PWM采集单元输入端连接车窗驱动电机PWM采集端，PWM采集单元输出端连接单片机PIC17C4PWM输入端。单片机PIC17C4进入无线通讯模块覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与单片机PIC17C4无线信号接收端建立无线连接，在单片机PIC17C4离开无线通讯模块覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与单片机PIC17C4无线信号接收端断开无线连接。车窗关闭传感器信号输出端连接单片机PIC17C4。车窗关闭传感器可以检测车窗是否关闭，并将车窗开闭状态传送给单片机PIC17C4。

后视镜加热线圈电流输入端连接电源管理单元后视镜加热线圈供电端，后视镜调节电机电源端连接电源管理单元后视镜调节电机供电端，后视镜传感器信号端连接电源管理单元。自动门锁电源端连接电源管理单元自动门锁供电端。

采样电路可以是一个采样电阻，采样电阻输出端连接运放电路输入端，采样电阻输入端连接车窗驱动电机工作电流采集端，运放电路输出端作为采样处理电路信号输出端。由U14A放大器，R134电阻，R135电阻，R318电阻，C167电容，C168电容，R319电阻，R386电阻，R320电阻构成。R320电阻一端接采样电阻Vmotor-SH信号，另一端接R366电阻的一端，R366电阻的另一端到地，R319电阻的一端接R386电阻和R320电阻，R319电阻另一端接U14A运放的正输入3脚和C168电容的一端，C168电容的另一端到地，R315一端接采样电阻Vmotor-SL信号，R315另一端接U14A运放的负输入端2脚和R314的一端。R314的另一端接运放U14A的1脚和R318的一端，R318的另一端接C167的一端和单片机PIC17C43motor_ADC信号，C137的另一端接地，U14A的运放8脚接电源Ej，给运放供电，运放4脚接地。采样电路可以采集车窗驱动电机的电流信号，并将车窗驱动电机的电流信号转化为电压信号，电压信号再经过运放电路进行处理后，将信号送到单片机PIC17C4。

采用高集成化度方案，高集成度驱动单元集成了通讯单元，电源管理单元，驱动单元，在搭配少量的外围器件，与单片机PIC17C4相连接，就能实现车窗，调节功能，并与车身局域网进行通讯；本发明只包含单片机PIC17C4和一颗集成芯片，与先现有的技术相对，不仅减少了芯片数量，降低了芯片的成本，而且减少了芯片的能耗，缩小了占用空间，成本大大的减小；采用高集成化度方案，芯片内部集成诊断与保护功能，可靠性强，无需再搭建诊断电路，能大大减小PCB体积，降低对空间的要求。

采样电路采集车窗驱动电机的工作电流信号，并转化为电压信号送到运放电路，单片机PIC17C43设置车窗驱动电机的工作电流阈值为2.3A，单片机PIC17C43接收到运放电路处理后的信号后，单片机PIC17C43还原计算出车窗驱动电机的工作电流值，单片机PIC17C43将车窗驱动电机的工作电流值与工作电流阈值比较，若车窗驱动电机的工作电流值小于工作电流阈值，则不进行报警操作，若车窗驱动电机的工作电流值大于工作电流阈值，则通过通讯单元（111）上报故障给车身局域网，并且单片机PIC17C4向驱动单元（113）传递停机信号，驱动单元关闭车窗驱动电机的供电；

雨量传感器检测到下雨后，雨量传感器通过无线通讯模块将下雨信息传送给所有与无线通讯模块无线连接的单片机PIC17C43，所有与无线通讯模块无线连接的单片机PIC17C43接到下雨信号后，所有与无线通讯模块无线连接的单片机PIC17C43采集车窗关闭传感器的车窗开合信息，若车窗是关闭状态，则所有与无线通讯模块无线连接的单片机PIC17C43进行关窗操作，若车窗是开合状态，所有与无线通讯模块无线连接的单片机PIC17C43通讯单元传递关窗信息给驱动单元，驱动单元控制车窗驱动电机工作，将车窗关闭。通过单片机PIC17C43将车窗驱动电机的工作电流值与工作电流阈值作比较，就能检测车窗驱动电机的状态，避免出现问题，在停车场和小区的雨量传感器可以采集下雨信号，采集到下雨信号后将下雨信号传送给与无线通讯模块相连的所有车辆的单片机PIC17C4，这些车辆就可以将车窗关闭，使得雨不会进到这些车里。

Claims

1.一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是，包括门控制器（1）、车窗驱动电机（2）、采样处理电路（3）和采集车窗PWM信号的PWM采集单元（4），包括集成驱动单元（11）、处理器（12），集成驱动单元内部集成有通讯单元（111）、电源管理单元（112）和驱动单元（113），通讯单元通讯信息端分别连接车身局域网、电源管理单元信号接收端和驱动单元信号接收端，驱动单元信号接收端连接处理器驱动信号发送端，驱动单元驱动端连接车窗驱动电机电源端，采样处理电路采样端连接车窗驱动电机工作电流采集端，采样处理电路信号输出端连接处理器信号接收端，通讯单元通讯内通讯端连接处理器通讯端，PWM采集单元输入端连接车窗驱动电机PWM采集端，PWM采集单元输出端连接处理器PWM输入端。

2.根据权利要求1所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是采样处理电路（3）包括采集车窗驱动电机采样电路（31）和运放电路（32），采样电路输出端连接运放电路输入端，采样电路输入端作为采样处理电路采样端，运放电路输出端作为采样处理电路信号输出端。

3.根据权利要求1所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是还包括雨量感知器（5），雨量感知器固定设置在停车场和小区，雨量感知器包括雨量传感器（51）和无线通讯模块（52），雨量传感器信号输出端连接无线通讯模块信号接收端，无线通讯模块信号发射端与处理器（12）无线信号接收端无线连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是在处理器（12）进入无线通讯模块（52）覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与处理器无线信号接收端建立无线连接，在处理器离开无线通讯模块覆盖范围后，无线通讯模块信号发射端与处理器无线信号接收端断开无线连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是还包括后视辅助件（6），后视辅助件包括后视镜加热线圈（61）、后视镜调节电机（62）和后视镜传感器（63），后视镜加热线圈电流输入端连接电源管理单元（112）后视镜加热线圈供电端，后视镜调节电机电源端连接电源管理单元后视镜调节电机供电端，后视镜传感器信号端连接电源管理单元。

6.根据权利要求1所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是还包括自动门锁（7），自动门锁电源端连接电源管理单元自动门锁供电端。

7.根据权利要求1所述的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是还包括用以检测车窗关闭状态的车窗关闭传感器（8），车窗关闭传感器信号输出端连接处理器（12）。

8.一种基于高集成度的门控制器的控制方法，采用权利要求1-7任一项中的一种基于高集成度的门控制器及其控制系统，其特征是方法包括：

采样电路（31）采集车窗驱动电机（2）的工作电流信号，并转化为电压信号送到运放电路（32），处理器（12）设置车窗驱动电机的工作电流阈值，处理器接收到运放电路处理后的信号后，处理器还原计算出车窗驱动电机的工作电流值，处理器将车窗驱动电机的工作电流值与工作电流阈值比较，若车窗驱动电机的工作电流值小于工作电流阈值，则不进行报警操作，若车窗驱动电机的工作电流值大于工作电流阈值，则通过通讯单元（111）上报故障给车身局域网，并且处理器向驱动单元（113）传递停机信号，驱动单元关闭车窗驱动电机的供电；

雨量传感器（51）检测到下雨后，雨量传感器通过无线通讯模块（52）将下雨信息传送给所有与无线通讯模块无线连接的处理器（12），所有与无线通讯模块无线连接的处理器接到下雨信号后，所有与无线通讯模块无线连接的处理器采集车窗关闭传感器（8）的车窗开合信息，若车窗是关闭状态，则所有与无线通讯模块无线连接的处理器进行关窗操作，若车窗是开合状态，所有与无线通讯模块无线连接的处理器通讯单元传递关窗信息给驱动单元，驱动单元控制车窗驱动电机工作，将车窗关闭。