汽车空调电器件的控制装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种汽车空调电器件的控制装置及其使用方法，该控制装置包括一控制盒，一总线卡及一控制单元；控制盒包括一母板，一总线板和至少一功能插板；总线板设置在母板上；总线板包括数据总线和控制总线；数据总线和控制总线分别与母板和功能插板相连；总线卡分别连接总线板和控制单元，总线板和控制单元通过总线卡进行双向数据交换；功能插板连接并控制至少一电器件，控制单元通过功能插板对电器件进行控制，以判断电器件是否正常工作。本发明能够在脱离整车环境下驱动空调电器件，灵活设置参数，达到满足不同车型需要的目的。

权利要求

1.一种汽车空调电器件的控制装置，其特征在于：包括一控制盒，一总线卡及一控制单元；

所述控制盒包括—母板，—总线板和至少—功能插板；

所述母板设有微控制器，用于识别所述功能插板的接头位置及处理所述总线板及所述功能插板上的信号；

所述总线板设置在所述母板上；所述总线板包括数据总线和控制总线；所述数据总线和所述控制总线分别与所述母板和所述功能插板相连；

所述总线卡分别连接所述总线板和所述控制单元，所述总线板和所述控制单元通过所述总线卡进行双向数据交换；

所述至少一功能插板连接并控制至少—所述电器件，所述电器件是温度传感器、带电位计的伺服电机、带触点的直流伺服电机或鼓风机调节器，所述控制单元根据所述功能插板的接头位置，通过所述功能插板对所述电器件进行控制，以判断所述电器件是否正常工作，包括如下步骤：1）所述控制单元设置所述电器件的运行参数，2）所述控制单元通过所述总线卡发送运行命令到所述电器件，控制所述电器件运作；

当所述电器件是温度传感器时，所述功能插板是模拟采集板，所述模拟采集板采集所述温度传感器的阻值，判断阻值是否在正常范围，如阻值在正常范围则温度传感器正常工作，如阻值为零温度传感器短路，如阻值无限大则温度传感器断路；

当所述电器件是带电位计的伺服电机时，所述功能插板是带电位计的伺服电机的控制板，所述带电位计的伺服电机的控制板确定所述带电位计的伺服电机正反转，设置需要达到的反馈电压值，执行指令，判断电流是否大于堵转电流，若是，则紧急停止，若不是，则所述带电位计的伺服电机运转，显示实际反馈电压值/电流值；

当所述电器件是带触点的直流伺服电机时，所述功能插板是带触点的直流伺服电机的控制板，所述带触点的直流伺服电机的控制板确定各点位置对应的触点，点击所需要的触点信号按键，判断电流是否大于堵转电流，若是，紧急停止，若不是，所述带触点的直流伺服电机运行；

当所述电器件是鼓风机调节器时，所述功能插板是鼓风机调节器的控制板，如所述鼓风机调节器为线性电压控制，所述鼓风机调节器的控制板设置输入电压值，输入值运行，鼓风机运转，得到鼓风机反馈电压值；如所述鼓风机调节器为PWM控制，所述鼓风机调节器的控制板设置PWM频率，设置PWM值，输入值运行，鼓风机运转。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述总线卡为CAN总线卡。

3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述总线板还包括电源输入。

4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述控制盒的至少一面板上设有一电源指示灯、—总线板接头以及至少—功能插板接头；所述电源指示灯连接所述总线板，所述功能插板接头的数量与所述功能插板相匹配且分别连接。

5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于：所述总线板接头是母头接头，所述功能插板接头为公头接头。

6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述功能插板设置于所述母板上。

7.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于：所述控制盒还包括至少—扩展母板，所述扩展母板通过所述母板上的扩展板槽插设于所述母板上，所述功能插板设置于所述扩展母板上。

说明书

汽车空调电器件的控制装置及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电器控制装置，尤其涉及一种能脱离整车环境的汽车空调电器件的控制装置及其使用方法。

背景技术

[0002] 空调电器件包括鼓风机及鼓风机调节器、伺服电机、传感器，驱动这些电器件，必须使用空调控制头。而随着汽车技术的不断发展，整车越来越多的使用CAN BUS来进行各器件的数据传递，即便有控制头，也必须在整车环境下才能驱动。对于系统开发来讲，不便于试验及模拟。

[0003] 传统的空调电器件的控制方式有两种，一为小型的控制器，这种小型的控制器，只能简单的控制单一的空调电器件，或者只能使用在单一的项目上，不能根据不同要求进行参数的配置，比如目前使用的直流电机的控制器，是根据罗孚项目而确定了各电机的反馈电压值，因此电机只能运转到该反馈电压值，比如控制各出风模式的电机，不同的模式对应的反馈电压值按照罗孚项目的设计，在原来的控制盒中确定了，具有唯一性，如换一个项目，各出风模式对应的反馈电压值不一样，就无法进行调节，而该控制盒可根据不同出风模式的要求，在上位机界面上随意设置对应的反馈电压值。第二种方式为使用实车上的空调控制面板来控制，由于目前整车都使用CAN BUS进行数据传输，因此在使用控制头进行调节时无法脱离整车坏境，从而无法进行电器件控制。比如，在使用自动空调的时候，控制器根据车内温度的情况会实时的改变温度风门的转向，车内温度的采集又通过CAN总线进行传输，温度风门由温度伺服电机控制，脱离整车环境后，温度数据无法传输给控制器，缺少这些数据，控制器无法让温度伺服电机工作。而该控制盒可脱离这些限制因素，从而达到驱动的功能。

[0004] 有鉴于此，本领域的技术人员致力于开发一种能够在脱离整车环境下驱动空调电器件，灵活设置参数，满足不同车型需要的汽车空调控制装置及其使用方法。

发明内容

[0005] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车空调电器件的控制装置及其使用方法，能够在脱离整车环境下驱动空调电器件，灵活设置参数，以达到满足不同车型需要的目的。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种汽车空调电器件的控制装置，包括一控制盒，一总线卡及一控制单元；所述控制盒包括一母板，一总线板和至少一功能插板；所述母板设有微控制器，用于识别所述功能插板的接头位置及处理所述总线板及所述功能插板上的信号；所述总线板设置在所述母板上；所述总线板包括数据总线和控制总线；所述数据总线和所述控制总线分别与所述母板和所述功能插板相连；所述总线卡分别连接所述总线板和所述控制单元，所述总线板和所述控制单元通过所述总线卡进行双向数据交换；所述功能插板连接并控制至少一所述电器件，所述控制单元根据所述功能插板的接头位置，通过所述功能插板对所述电器件进行控制，以判断所述电器件是否正常工作。

[0007] 进一步地，所述总线卡为CAN总线卡。

[0008] 进一步地，所述总线板还包括电源输入。

[0009] 进一步地，所述控制盒的至少一面板上设有一电源指示灯、一总线板接头以及至少一功能插板接头；所述电源指示灯连接所述总线板，所述功能插板接头的数量与所述功能插板相匹配且分别连接。

[0010] 进一步地，所述总线板接头是母头接头，所述功能插板接头为公头接头。

[0011] 进一步地，所述功能插板设置于所述母板上。

[0012] 进一步地，所述控制盒还包括至少一扩展母板，所述扩展母板通过所述母板上的扩展板槽插设于所述母板上，所述功能插板设置于所述扩展母板上。

[0013] 进一步地，所述电器件包括鼓风机、伺服机、步进电机和温度传感器，分别独立连接一功能插板，用于独立控制各器件。

[0014] 本发明还提供了一种汽车空调电器件的控制装置的使用方法，包括如下步骤：

[0015] 1)所述控制单元设置所述电器件的运行参数；

[0016] 2)所述控制单元通过所述总线卡发送运行命令到所述电器件，控制所述电器件运作。

[0017] 进一步地，所述电器件是温度传感器，所述功能插板是模拟采集板，所述模拟采集板采集所述温度传感器的阻值，判断阻值是否在正常范围，如阻值在正常范围，则温度传感器正常工作；如阻值为零，温度传感器短路；如阻值无限大，则温度传感器断路。

[0018] 进一步地，所述电器件是带电位计的伺服电机，所述功能插板是带电位计的伺服电机的控制板，所述方法包括以下步骤：确定电机正反转；设置需要达到的反馈电压值；执行指令；判断电流是否大于堵转电流，若是，则紧急停止，若不是，则电机运转；显示实际反馈电压值/电流值。

[0019] 进一步地，所述电器件是带触点的直流伺服电机，所述功能插板是带触点的伺服电机的控制板，所述方法包括以下步骤：确定各点位置对应的触点；点击所需要的触点信号按键；判断电流是否大于堵转电流，若是，紧急停止，若不是，电机运行。

[0020] 进一步地，所述电器件是鼓风机和调节器，所述功能插板是鼓风机和调节器的控制板，如鼓风机调节器为线性电压控制，所述方法包括以下步骤：设置输入电压值；输入值运行；鼓风机运转；得到鼓风机反馈电压值。

[0021] 进一步地，所述电器件是鼓风机和调节器，所述功能插板是鼓风机和调节器的控制板，如鼓风机调节器为PWM控制，所述方法包括以下步骤：设置PWM频率；设置PWM值；输入值运行；鼓风机运转。

[0022] 综上可知，本发明的一种汽车空调控制装置及其使用方法，能够在脱离整车环境下驱动空调电器件，灵活设置参数，达到了满足不同车型需要的目的。

[0023] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

[0024] 图1是本发明的汽车空调电器件的控制装置的结构示意图；

[0025] 图2是本发明的实施例中母板的结构示意图；

[0026] 图3是本发明的实施例中扩展母板的结构示意图；

[0027] 图4是本发明的实施例中另一扩展母板的结构示意图；

[0028] 图5是本发明的汽车空调控制装置的面板的结构示意图；

[0029] 图6是本发明的实施例中带电位计伺服电机的功能插板的控制原理图；

[0030] 图7是本发明的实施例中带触点的直流伺服电机的功能插板的控制原理图；

[0031] 图8是本发明中鼓风机调节器的功能插板的控制原理图；

[0032] 图9是本发明中汽车空调电器件的控制装置的工作流程图；

[0033] 图10是本发明中带电位计的直流伺服电机的功能插板的工作流程图；

[0034] 图11是本发明中带触点的直流伺服电机的功能插板的工作流程图；

[0035] 图12是本发明中温度传感器的功能插板的工作流程图；

[0036] 图13是本发明中鼓风机及调节器的功能插板的PWM控制的工作流程图；

[0037] 图14是本发明中鼓风机及调节器的功能插板的线性控制的工作流程图。

具体实施方式

[0038] 下面通过附图1～14来具体说明本发明的四种具体实施例。

[0039] 如图1～图5所示，本发明的一种汽车空调电器件的控制装置，外接12V工作电源，包括一控制盒10，一总线卡11以及一控制单元12。总线卡11分别连接控制盒10和控制单元12，控制盒10和控制单元12通过总线卡11双向交换数据。总线卡11可以为CAN总线卡或其他工业控制总线卡。

[0040] 参见图2，在本实施例中，控制盒10包括一个母板4和一个总线板1，以及设置在母板4上的两个功能插板3。总线板1和功能插板3通过若干固定螺栓5与母板4螺接固定。

[0041] 母板4上设有微控制器(MCU)，以用于识别所述功能插板的接头位置及处理功能插板3及总线板1的信号。MCU识别功能插板3的接头位置(P1～P8)，控制单元12根据功能插板3的接头位置显示不同的功能插板3对应的控制界面。例如接头P1接控制直流伺服电机的功能插板，则控制单元12显示直流伺服电机的控制界面。

[0042] 总线板1包括数据总线和控制总线，数据总线和控制总线分别与母板4和功能插板3相连。总线板1还包括电源输入，外接12V电源。

[0043] 母板4上设有若干供扩展用的扩展板槽7。在本实施例中，控制盒10还包括两个扩展母板9，扩展母板9通过母板4上的扩展板槽7插设于母板4上，在图3所示的扩展母板9上，设置有三个功能插板3。在图4所示的扩展母板9上，设置有两个功能插板3。

[0044] 在每一功能插板3上，都设置有扩展插槽6，用于后续对功能插板3进行扩展。

[0045] 参见图5，控制盒10的一面板上设有一电源指示灯13、两电流采集接头14、一总线板接头P0以及七个功能插板接头P1～P8。电源指示灯13连接总线板1，功能插板接头的数量与功能插板3的数量相匹配且分别连接。总线板接头P0是母头接头，其他的功能插板接头为公头接头。总线板接头和所有功能插板接头都是DB25接头，DB25接头的排列顺序如图所示，为从右向左，从下到上。

[0046] 控制单元12运行于个人计算机上，控制单元12通过Labview编程实现不同的界面要求。根据装入控制盒中的不同的功能插板，控制单元12显示与之对应的界面。比如，控制盒中包括连接并控制一温度传感器的功能插板，控制单元12上就显示温度传感器的控制界面；控制盒中包括连接并控制一直流伺服电机的功能插板，控制单元12上就显示直流伺服电机的控制界面。

[0047] 功能插板3用于控制空调电器件。空调电器件可以为鼓风机、伺服机、步进电机，温度传感器等，上述各空调电器件对应不同的功能插板3，分别独立连接一功能插板3，用于独立控制各电器件。控制单元12通过每一功能插板3对每一电器件进行控制，以判断每一电器件是否正常工作。功能插板3的数量与控制盒10所连接的空调电器件的数量相对应，功能插板接头的数量与功能插板3的数量相对应。扩展母板的数量也不限于两个，可以不设置扩展母板，也可以设置一个扩展母板，也可以设置两个以上的扩展母板。

[0048] 本发明的汽车空调电器件的控制装置的使用方法，如图9所示，包括如下步骤：

[0049] 1)控制单元设置空调电器件的运行参数；

[0050] 2)控制单元通过总线卡发送运行命令到空调电器件，控制空调电器件运作。

[0051] 实施例1

[0052] 本实施例中，一个功能插板3连接并控制一带电位计的直流伺服电机。使用时，将需要设置的参数输入界面，控制盒将这些参数进行处理之后，电机运行，显示相关参数，得到用户需要的结果。

[0053] 本实施例中使用的带电位计伺服电机的功能插板的控制原理如图6所示，电机转动，通过传动齿轮带动电刷，电刷接触电路板上的电位计，通过Q1，Q2，Q3，Q4组成H桥，MCU-C1和MCU-C2分别为10或01时，控制电机的正反转。电阻R1用做电流采集，采集到的信号，用于电机的控制。

[0054] 如图10所示，带电位计伺服电机的功能插板的工作流程如下：确定电机正反转；设置需要达到的反馈电压值；执行指令；判断电流是否大于堵转电流，若是，紧急停止，若不是，电机运转；显示实际反馈电压值/电流值。

[0055] 实施例2

[0056] 本实施例中，一个功能插板3连接并控制一带触点的直流伺服电机。使用时，将需要设置的参数输入界面，控制盒将这些参数进行处理之后，电机运行，显示相关参数，得到用户需要的结果。

[0057] 本实施例中使用的带触点的直流伺服电机的功能插板的控制原理如图7所示，电阻R1用做电流采集，采集到的信号，用于电机的控制。

[0058] 如图11所示，带触点的直流伺服电机的功能插板的工作流程如下：确定各点位置对应的触点；点击所需要的触点信号按键；判断电流是否大于堵转电流，若是，紧急停止，若不是，电机运行。

[0059] 实施例3

[0060] 本实施例中，一个功能插板3连接并控制一温度传感器，该功能插板3是模拟采集板。如图12所示，模拟采集板采集该温度传感器阻值，由此判断温度传感器的工作状态是正常工作，还是短路或者断路。其步骤如下：

[0061] 1)采集温度传感器阻值；

[0062] 2)判断阻值是否在正常范围，若是断阻值是否在正常范围，如阻值在正常范围，则温度传感器正常工作；如阻值为零，温度传感器短路；如阻值无限大，则温度传感器断路。

[0063] 实施例4

[0064] 本实施例中，一个功能插板3连接并控制一鼓风机调节器。鼓风机调节器为调节鼓风机各档风量的一个器件，其控制原理如图8所示，鼓风机调节器分为PWM控制或线性电压控制。当控制盒输出调节信号(PWM值或电压值)给鼓风机调节器，调节器经放大后输入给鼓风机，从而调节风量。

[0065] 当鼓风机调节器为PWM控制时，所述扩展母板9为脉冲宽度调制板，所述脉冲宽度调制板与所述母板4之间通过排线连接。它的功能插板3的工作流程如图13所示：设置PWM频率；设置PWM值，其精度要求为0.01％；输入值运行；鼓风机运行。

[0066] 当鼓风机调节器为线性电压控制时，其线性控制的精度要求0.01V，它的功能插板3的工作流程如图14所示：设置输入电压值；输入值运行；鼓风机运转；得到鼓风机反馈电压值。

[0067] 本发明的汽车空调电器件的控制装置中的控制盒10可以只有一个功能插板，对应一种空调电器件。也可以有多个不同的功能插板，对应不同的多个空调电器件。例如，控制盒10同时连接伺服电机、温度传感器、鼓风机及其调节器，则控制盒中同时放置伺服电机的控制板、温度传感器的控制板、鼓风机及其调节器的控制板总共三个功能插板。

[0068] 综上可知，本发明的一种汽车空调电器件的控制装置及其使用方法，能够在脱离整车环境下驱动空调电器件，灵活设置参数，达到了满足不同车型需要的目的。

[0069] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。例如，本发明并不限于伺服电机，也可以为步进电机。本发明的汽车空调电器件的控制装置及其使用方法适用于所有的汽车空调电器件。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的权利要求保护范围内。