專利名稱：汽車空調電器件的控制裝置及其使用方法
技術領域：
本發明涉及一種電器控制裝置，尤其涉及一種能脫離整車環境的汽車空調電器件 的控制裝置及其使用方法。
背景技術：
空調電器件包括鼓風機及鼓風機調節器、伺服電機、傳感器，驅動這些電器件，必 須使用空調控制頭。而隨著汽車技術的不斷發展，整車越來越多的使用CAN BUS來進行各 器件的數據傳遞，即便有控制頭，也必須在整車環境下才能驅動。對于系統開發來講，不便 于試驗及模擬。傳統的空調電器件的控制方式有兩種，一為小型的控制器，這種小型的控制器，只 能簡單的控制單一的空調電器件，或者只能使用在單一的項目上，不能根據不同要求進行 參數的配置，比如目前使用的直流電機的控制器，是根據羅孚項目而確定了各電機的反饋 電壓值，因此電機只能運轉到該反饋電壓值，比如控制各出風模式的電機，不同的模式對應 的反饋電壓值按照羅孚項目的設計，在原來的控制盒中確定了，具有唯一性，如換一個項 目，各出風模式對應的反饋電壓值不一樣，就無法進行調節，而該控制盒可根據不同出風模 式的要求，在上位機界面上隨意設置對應的反饋電壓值。第二種方式為使用實車上的空調 控制面板來控制，由于目前整車都使用CAN BUS進行數據傳輸，因此在使用控制頭進行調節 時無法脫離整車壞境，從而無法進行電器件控制。比如，在使用自動空調的時候，控制器根 據車內溫度的情況會實時的改變溫度風門的轉向，車內溫度的采集又通過CAN總線進行傳 輸，溫度風門由溫度伺服電機控制，脫離整車環境后，溫度數據無法傳輸給控制器，缺少這 些數據，控制器無法讓溫度伺服電機工作。而該控制盒可脫離這些限制因素，從而達到驅動 的功能。有鑒于此，本領域的技術人員致力于開發一種能夠在脫離整車環境下驅動空調電 器件，靈活設置參數，滿足不同車型需要的汽車空調控制裝置及其使用方法。
發明內容
有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種汽車空調電 器件的控制裝置及其使用方法，能夠在脫離整車環境下驅動空調電器件，靈活設置參數，以 達到滿足不同車型需要的目的。為實現上述目的，本發明提供了一種汽車空調電器件的控制裝置，包括一控制盒， 一總線卡及一控制單元；所述控制盒包括一母板，一總線板和至少一功能插板；所述母板 設有微控制器，用于識別所述功能插板的接頭位置及處理所述總線板及所述功能插板上的 信號；所述總線板設置在所述母板上；所述總線板包括數據總線和控制總線；所述數據總 線和所述控制總線分別與所述母板和所述功能插板相連；所述總線卡分別連接所述總線板 和所述控制單元，所述總線板和所述控制單元通過所述總線卡進行雙向數據交換；所述功 能插板連接并控制至少一所述電器件，所述控制單元根據所述功能插板的接頭位置，通過所述功能插板對所述電器件進行控制，以判斷所述電器件是否正常工作。進一步地，所述總線卡為CAN總線卡。進一步地，所述總線板還包括電源輸入。進一步地，所述控制盒的至少一面板上設有一電源指示燈、一總線板接頭以及至 少一功能插板接頭；所述電源指示燈連接所述總線板，所述功能插板接頭的數量與所述功 能插板相匹配且分別連接。進一步地，所述總線板接頭是母頭接頭，所述功能插板接頭為公頭接頭。進一步地，所述功能插板設置于所述母板上。進一步地，所述控制盒還包括至少一擴展母板，所述擴展母板通過所述母板上的 擴展板槽插設于所述母板上，所述功能插板設置于所述擴展母板上。進一步地，所述電器件包括鼓風機、伺服機、步進電機和溫度傳感器，分別獨立連 接一功能插板，用于獨立控制各器件。本發明還提供了一種汽車空調電器件的控制裝置的使用方法，包括如下步驟1)所述控制單元設置所述電器件的運行參數；2)所述控制單元通過所述總線卡發送運行命令到所述電器件，控制所述電器件運作。進一步地，所述電器件是溫度傳感器，所述功能插板是模擬采集板，所述模擬采集 板采集所述溫度傳感器的阻值，判斷阻值是否在正常范圍，如阻值在正常范圍，則溫度傳感 器正常工作；如阻值為零，溫度傳感器短路；如阻值無限大，則溫度傳感器斷路。進一步地，所述電器件是帶電位計的伺服電機，所述功能插板是帶電位計的伺服 電機的控制板，所述方法包括以下步驟確定電機正反轉；設置需要達到的反饋電壓值；執 行指令；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，則緊急停止，若不是，則電機運轉；顯示實際反 饋電壓值/電流值。進一步地，所述電器件是帶觸點的直流伺服電機，所述功能插板是帶觸點的伺服 電機的控制板，所述方法包括以下步驟確定各點位置對應的觸點；點擊所需要的觸點信 號按鍵；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，緊急停止，若不是，電機運行。進一步地，所述電器件是鼓風機和調節器，所述功能插板是鼓風機和調節器的控 制板，如鼓風機調節器為線性電壓控制，所述方法包括以下步驟設置輸入電壓值；輸入值 運行；鼓風機運轉；得到鼓風機反饋電壓值。進一步地，所述電器件是鼓風機和調節器，所述功能插板是鼓風機和調節器的控 制板，如鼓風機調節器為PWM控制，所述方法包括以下步驟設置PWM頻率；設置PWM值；輸 入值運行；鼓風機運轉。綜上可知，本發明的一種汽車空調控制裝置及其使用方法，能夠在脫離整車環境 下驅動空調電器件，靈活設置參數，達到了滿足不同車型需要的目的。以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以 充分地了解本發明的目的、特征和效果。
圖1是本發明的汽車空調電器件的控制裝置的結構示意圖2是本發明的實施例中母板的結構示意圖；圖3是本發明的實施例中擴展母板的結構示意圖；圖4是本發明的實施例中另一擴展母板的結構示意圖；圖5是本發明的汽車空調控制裝置的面板的結構示意圖；圖6是本發明的實施例中帶電位計伺服電機的功能插板的控制原理圖；圖7是本發明的實施例中帶觸點的直流伺服電機的功能插板的控制原理圖；圖8是本發明中鼓風機調節器的功能插板的控制原理圖；圖9是本發明中汽車空調電器件的控制裝置的工作流程圖；圖10是本發明中帶電位計的直流伺服電機的功能插板的工作流程圖；圖11是本發明中帶觸點的直流伺服電機的功能插板的工作流程圖；圖12是本發明中溫度傳感器的功能插板的工作流程圖；圖13是本發明中鼓風機及調節器的功能插板的PWM控制的工作流程圖；圖14是本發明中鼓風機及調節器的功能插板的線性控制的工作流程圖。
具體實施例方式下面通過附圖1 14來具體說明本發明的四種具體實施例。如圖1 圖5所示，本發明的一種汽車空調電器件的控制裝置，外接12V工作電 源，包括一控制盒10，一總線卡11以及一控制單元12。總線卡11分別連接控制盒10和控 制單元12，控制盒10和控制單元12通過總線卡11雙向交換數據。總線卡11可以為CAN 總線卡或其他工業控制總線卡。參見圖2，在本實施例中，控制盒10包括一個母板4和一個總線板1，以及設置在 母板4上的兩個功能插板3。總線板1和功能插板3通過若干固定螺栓5與母板4螺接固定。母板4上設有微控制器(MCU)，以用于識別所述功能插板的接頭位置及處理功能 插板3及總線板1的信號。MCU識別功能插板3的接頭位置(Pl P8)，控制單元12根據 功能插板3的接頭位置顯示不同的功能插板3對應的控制界面。例如接頭Pl接控制直流 伺服電機的功能插板，則控制單元12顯示直流伺服電機的控制界面。總線板1包括數據總線和控制總線，數據總線和控制總線分別與母板4和功能插 板3相連。總線板1還包括電源輸入，外接12V電源。母板4上設有若干供擴展用的擴展板槽7。在本實施例中，控制盒10還包括兩個 擴展母板9，擴展母板9通過母板4上的擴展板槽7插設于母板4上，在圖3所示的擴展母 板9上，設置有三個功能插板3。在圖4所示的擴展母板9上，設置有兩個功能插板3。在每一功能插板3上，都設置有擴展插槽6，用于后續對功能插板3進行擴展。參見圖5，控制盒10的一面板上設有一電源指示燈13、兩電流采集接頭14、一總線 板接頭PO以及七個功能插板接頭Pl P8。電源指示燈13連接總線板1，功能插板接頭的 數量與功能插板3的數量相匹配且分別連接。總線板接頭PO是母頭接頭，其他的功能插板 接頭為公頭接頭。總線板接頭和所有功能插板接頭都是DB25接頭，DB25接頭的排列順序 如圖所示，為從右向左，從下到上。控制單元12運行于個人計算機上，控制單元12通過Labview編程實現不同的界面要求。根據裝入控制盒中的不同的功能插板，控制單元12顯示與之對應的界面。比如， 控制盒中包括連接并控制一溫度傳感器的功能插板，控制單元12上就顯示溫度傳感器的 控制界面；控制盒中包括連接并控制一直流伺服電機的功能插板，控制單元12上就顯示直 流伺服電機的控制界面。功能插板3用于控制空調電器件。空調電器件可以為鼓風機、伺服機、步進電機， 溫度傳感器等，上述各空調電器件對應不同的功能插板3，分別獨立連接一功能插板3，用 于獨立控制各電器件。控制單元12通過每一功能插板3對每一電器件進行控制，以判斷每 一電器件是否正常工作。功能插板3的數量與控制盒10所連接的空調電器件的數量相對 應，功能插板接頭的數量與功能插板3的數量相對應。擴展母板的數量也不限于兩個，可以 不設置擴展母板，也可以設置一個擴展母板，也可以設置兩個以上的擴展母板。本發明的汽車空調電器件的控制裝置的使用方法，如圖9所示，包括如下步驟1)控制單元設置空調電器件的運行參數；2)控制單元通過總線卡發送運行命令到空調電器件，控制空調電器件運作。實施例1本實施例中，一個功能插板3連接并控制一帶電位計的直流伺服電機。使用時，將 需要設置的參數輸入界面，控制盒將這些參數進行處理之后，電機運行，顯示相關參數，得 到用戶需要的結果。本實施例中使用的帶電位計伺服電機的功能插板的控制原理如圖6所示，電機 轉動，通過傳動齒輪帶動電刷，電刷接觸電路板上的電位計，通過Ql，Q2，Q3，Q4組成H橋， MCU-Cl和MCU-C2分別為10或01時，控制電機的正反轉。電阻Rl用做電流采集，采集到的 信號，用于電機的控制。如圖10所示，帶電位計伺服電機的功能插板的工作流程如下確定電機正反轉； 設置需要達到的反饋電壓值；執行指令；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，緊急停止，若 不是，電機運轉；顯示實際反饋電壓值/電流值。實施例2本實施例中，一個功能插板3連接并控制一帶觸點的直流伺服電機。使用時，將需 要設置的參數輸入界面，控制盒將這些參數進行處理之后，電機運行，顯示相關參數，得到 用戶需要的結果。本實施例中使用的帶觸點的直流伺服電機的功能插板的控制原理如圖7所示，電 阻Rl用做電流采集，采集到的信號，用于電機的控制。如圖11所示，帶觸點的直流伺服電機的功能插板的工作流程如下確定各點位置 對應的觸點；點擊所需要的觸點信號按鍵；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，緊急停止， 若不是，電機運行。實施例3本實施例中，一個功能插板3連接并控制一溫度傳感器，該功能插板3是模擬采集 板。如圖12所示，模擬采集板采集該溫度傳感器阻值，由此判斷溫度傳感器的工作狀態是 正常工作，還是短路或者斷路。其步驟如下1)采集溫度傳感器阻值；2)判斷阻值是否在正常范圍，若是斷阻值是否在正常范圍，如阻值在正常范圍，則溫度傳感器正常工作；如阻值為零，溫度傳感器短路；如阻值無限大，則溫度傳感器斷路。實施例4本實施例中，一個功能插板3連接并控制一鼓風機調節器。鼓風機調節器為調節 鼓風機各檔風量的一個器件，其控制原理如圖8所示，鼓風機調節器分為PWM控制或線性電 壓控制。當控制盒輸出調節信號(PWM值或電壓值)給鼓風機調節器，調節器經放大后輸入 給鼓風機，從而調節風量。當鼓風機調節器為PWM控制時，所述擴展母板9為脈沖寬度調制板，所述脈沖寬度 調制板與所述母板4之間通過排線連接。它的功能插板3的工作流程如圖13所示設置 PWM頻率；設置PWM值，其精度要求為0. 01% ；輸入值運行；鼓風機運行。當鼓風機調節器為線性電壓控制時，其線性控制的精度要求0.01V，它的功能插板 3的工作流程如圖14所示設置輸入電壓值；輸入值運行；鼓風機運轉；得到鼓風機反饋電 壓值。本發明的汽車空調電器件的控制裝置中的控制盒10可以只有一個功能插板，對 應一種空調電器件。也可以有多個不同的功能插板，對應不同的多個空調電器件。例如，控 制盒10同時連接伺服電機、溫度傳感器、鼓風機及其調節器，則控制盒中同時放置伺服電 機的控制板、溫度傳感器的控制板、鼓風機及其調節器的控制板總共三個功能插板。綜上可知，本發明的一種汽車空調電器件的控制裝置及其使用方法，能夠在脫離 整車環境下驅動空調電器件，靈活設置參數，達到了滿足不同車型需要的目的。以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創 造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。例如，本發明并不限于伺服電機， 也可以為步進電機。本發明的汽車空調電器件的控制裝置及其使用方法適用于所有的汽車 空調電器件。因此，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏 輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發明的權利要求保護范圍內。
權利要求
1.一種汽車空調電器件的控制裝置，其特征在于包括一控制盒，一總線卡及一控制 單元；所述控制盒包括一母板，一總線板和至少一功能插板；所述母板設有微控制器，用于識別所述功能插板的接頭位置及處理所述總線板及所述 功能插板上的信號；所述總線板設置在所述母板上；所述總線板包括數據總線和控制總線；所述數據總線 和所述控制總線分別與所述母板和所述功能插板相連；所述總線卡分別連接所述總線板和所述控制單元，所述總線板和所述控制單元通過所 述總線卡進行雙向數據交換；所述功能插板連接并控制至少一所述電器件，所述控制單元根據所述功能插板的接頭 位置，通過所述功能插板對所述電器件進行控制，以判斷所述電器件是否正常工作。
2.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述總線卡為CAN總線卡。
3.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述總線板還包括電源輸入。
4.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述控制盒的至少一面板上設有一電 源指示燈、一總線板接頭以及至少一功能插板接頭；所述電源指示燈連接所述總線板，所述 功能插板接頭的數量與所述功能插板相匹配且分別連接。
5.如權利要求4所述的控制裝置，其特征在于所述總線板接頭是母頭接頭，所述功能 插板接頭為公頭接頭。
6.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述功能插板設置于所述母板上。
7.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述控制盒還包括至少一擴展母板，所 述擴展母板通過所述母板上的擴展板槽插設于所述母板上，所述功能插板設置于所述擴展 母板上。
8.如權利要求1所述的控制裝置，其特征在于所述電器件包括鼓風機、伺服機、步進 電機和溫度傳感器，分別獨立連接一功能插板，用于獨立控制各器件。
9.一種汽車空調電器件的控制裝置的使用方法，采用如權利要求1至8中任意一項所 述汽車空調控制裝置，其特征在于包括如下步驟1)所述控制單元設置所述電器件的運行參數；2)所述控制單元通過所述總線卡發送運行命令到所述電器件，控制所述電器件運作。
10.如權利要求9所述的使用方法，其特征在于所述電器件是溫度傳感器，所述功能 插板是模擬采集板，所述模擬采集板采集所述溫度傳感器的阻值，判斷阻值是否在正常范 圍，如阻值在正常范圍，則溫度傳感器正常工作；如阻值為零，溫度傳感器短路；如阻值無 限大，則溫度傳感器斷路。
11.如權利要求9所述的使用方法，其特征在于所述電器件是帶電位計的伺服電機， 所述功能插板是帶電位計的伺服電機的控制板，所述方法包括以下步驟確定電機正反轉； 設置需要達到的反饋電壓值；執行指令；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，則緊急停止， 若不是，則電機運轉；顯示實際反饋電壓值/電流值。
12.如權利要求9所述的使用方法，其特征在于所述電器件是帶觸點的直流伺服電 機，所述功能插板是帶觸點的伺服電機的控制板，所述方法包括以下步驟確定各點位置對 應的觸點；點擊所需要的觸點信號按鍵；判斷電流是否大于堵轉電流，若是，緊急停止，若不是，電機運行。
13.如權利要求9所述的使用方法，其特征在于所述電器件是鼓風機和調節器，所述 功能插板是鼓風機和調節器的控制板，如鼓風機調節器為線性電壓控制，所述方法包括以 下步驟設置輸入電壓值；輸入值運行；鼓風機運轉；得到鼓風機反饋電壓值。
14.如權利要求9所述的使用方法，其特征在于所述電器件是鼓風機和調節器，所述 功能插板是鼓風機和調節器的控制板，如鼓風機調節器為PWM控制，所述方法包括以下步 驟設置PWM頻率；設置PWM值；輸入值運行；鼓風機運轉。
全文摘要
本發明公開了一種汽車空調電器件的控制裝置及其使用方法，該控制裝置包括一控制盒，一總線卡及一控制單元；控制盒包括一母板，一總線板和至少一功能插板；總線板設置在母板上；總線板包括數據總線和控制總線；數據總線和控制總線分別與母板和功能插板相連；總線卡分別連接總線板和控制單元，總線板和控制單元通過總線卡進行雙向數據交換；功能插板連接并控制至少一電器件，控制單元通過功能插板對電器件進行控制，以判斷電器件是否正常工作。本發明能夠在脫離整車環境下驅動空調電器件，靈活設置參數，達到滿足不同車型需要的目的。
文檔編號F24F11/02GK102042654SQ20091019712
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月13日 優先權日2009年10月13日
發明者華樹芬 申請人:上海貝洱熱系統有限公司