CN103116293A

CN103116293A - 一种多节点控制系统

Info

Publication number: CN103116293A
Application number: CN2011103639121A
Authority: CN
Inventors: 王国军
Original assignee: Hangzhou Sanhua Research Institute Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Sanhua Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-05-22

Abstract

本发明提供一种多节点控制系统，适用于ECU控制多个物理节点的控制系统，包括：ECU和至少一个物理节点；ECU和每一个物理节点通过两根导线连接；ECU，将工作电压和控制各物理节点的控制信号调制在一起的混合信号发送出去；控制信号中携带对应物理节点的ID；物理节点将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，工作电压为自身供电；对携带自身ID的控制信号进行分析处理；并将自身的状态信息生成反馈信号，调制到导线上，反馈给ECU。该系统用两根导线便实现ECU对物理节点的控制，减少了控制信号和工作电压单独传输时需要的导线数量。导线数量较少，安装和控制方便，易于维护。并且两根导线可以按照任意接线顺序进行连接。

Description

一种多节点控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种多节点控制系统。

背景技术

电子膨胀阀由步进电机和阀体组成，步进电机带动阀体运动。现有技术中，步进电机的驱动电路集成在主控板(ECU)上，ECU通过发送控制信号给步进电机的驱动电路，步进电机的驱动电路驱动步进电机运转。

参见图1，该图为现有技术中的汽车上的电子膨胀阀示意图。

步进电机的驱动电路位于ECU100上，这样由ECU100直接控制电子膨胀阀200的工作，一般ECU100需要至少四根步进电机控制线，有的需要五根或者六根控制线。具体需要几根控制线由步进电机的种类决定，但是无论哪种步进电机，图1所示的这种控制架构均存在控制线条数多，电路复杂的问题。而且，普通的电子膨胀阀都有规定的接线顺序，必须按照要求连接，特别是电源的正极和负极不能接错。

综上所述，现有技术中电子膨胀阀的这种控制架构线束比较复杂，为安装和控制带来不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多节点控制系统，控制线束较少，安装和控制方便。

本发明提供一种多节点控制系统，适用于主控板ECU控制多个物理节点的控制系统，包括：主控板ECU和至少一个物理节点；所述ECU和每一个物理节点之间通过两根导线连接；

ECU，用于将工作电压和控制各所述物理节点的控制信号调制在一起的混合信号发送出去；所述控制信号中携带对应物理节点的ID；

物理节点，用于将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，工作电压为自身供电；对携带自身ID的控制信号进行分析处理；并将自身的状态信息生成反馈信号，调制到所述导线上，反馈给所述ECU。

优选地，所述物理节点对携带自身ID的控制信号进行分析处理，之前还包括：

判断解调后的控制信号中是否携带自身的ID，如果是，则接收该控制信号；如果否，则直接丢弃该控制信号；

或者，

接收解调后的控制信号，判断控制信号中是否携带自身的ID，如果否，则丢弃该控制信号。

优选地，所述两根导线按照任意接线顺序连接所述ECU和每一个物理节点。

优选地，所述物理节点为电子膨胀阀，所述两根导线按照任意接线顺序连接所述ECU和电子膨胀阀。

优选地，所述电子膨胀阀包括：机械部分和电控部分，机械部分包括步进电机和阀体，所述步进电机连接所述阀体；所述电控部分包括：信号调制解调模块、信号处理模块、步进电机驱动模块和检测模块；所述步进电机驱动模块连接所述步进电机；

所述信号调制解调模块，用于将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，将控制信号发送给信号处理模块，并将工作电压提供给所述信号处理模块、步进电机驱动模块和检测模块；还用于将信号处理模块的反馈信号调制到所述导线上；

所述信号处理模块，用于对所述控制信号进行分析处理后发送驱动信号给步进电机驱动模块，还用于接收检测模块发送的步进电机的状态信息，并将所述状态信息生成反馈信号；

所述步进电机驱动模块，用于根据所述驱动信号驱动步进电机动作；

所述检测模块，用于实时监控步进电机的状态信息。

优选地，所述步进电机的状态信息包括步进电机的位置信息和故障信息。

优选地，所述故障信息包括失步信息、过温信息以及堵转信息。

优选地，所述ECU，用于确认物理节点已经完成ECU的指令、且ECU没有新指令需要发送给所述物理节点时，切断所述物理节点的工作电压，对应物理节点处于节电待机状态。

优选地，所述ECU，还用于将导线上的反馈信号进行解调后，进行分析处理。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的多节点控制系统，包括：ECU和至少一个物理节点；ECU和每一个物理节点之间通过两根导线连接；ECU，用于将工作电压和控制各所述物理节点的控制信号调制在一起的混合信号发送出去；所述控制信号中携带对应物理节点的ID；物理节点用于将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，工作电压为自身供电；对携带自身ID的控制信号进行分析处理；并将自身的状态信息生成反馈信号，调制到所述导线上，反馈给所述ECU。本发明提供的系统仅用两根导线便可以实现ECU对物理节点的控制，两根导线上传输的是将控制信号和工作电压调制在一起的混合信号，这样减少了控制信号和工作电压单独传输时需要的导线数量。由于导线数量较少，所以安装和控制比较方便，也易于维护。并且这两根导线没有规定的连接顺序，可以按照任意接线顺序进行连接，因为这两根导线上将工作电压与控制信号调制在了一起，并不是工作电压单纯传递，需要区分正负极，所以不存在正负极接线接反的情况。

附图说明

图1是现有技术中的汽车上的电子膨胀阀示意图；

图2是本发明提供的一种多节点控制系统示意图；

图3是本发明提供的多节点控制系统又一实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参见图2，该图为本发明提供的一种多节点控制系统示意图。

本发明实施例提供的多节点控制系统，适用于主控板ECU1000控制多个物理节点的控制系统，包括：主控板ECU1000和至少一个物理节点；所述ECU1000和每一个物理节点之间通过两根导线连接；

如图2所示，主控板ECU1000与每个物理节点(第一物理节点2000a、第二物理节点2000b、第N物理节点2000c)之间分别通过两根导线进行连接。

ECU1000，用于将工作电压和控制各所述物理节点的控制信号调制在一起的混合信号发送出去；所述控制信号中携带对应物理节点的ID；

物理节点，用于将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，工作电压为自身供电；对携带自身ID的控制信号进行分析处理；并将自身的状态信息生成反馈信号，调制到所述导线上，反馈给所述ECU1000。

本实施例提供的多节点控制系统，ECU1000与每个物理节点之间通过两根导线连接，两根导线用来传输工作电压和控制信号调制在一起的混合信号，这样既为物理节点提供了工作电压，又提供了控制信号，并且只用了两根导线，这样相对于现有技术减少了控制线束的数量，由于仅用了两根导线，所以安装和控制比较方便，也易于维护。并且这两根导线没有规定的连接顺序，可以按照任意接线顺序进行连接，因为这两根导线上将工作电压与控制信号调制在了一起，并不是工作电压单纯传递，需要区分正负极，所以不存在正负极接线接反的情况。

需要说明的是，本发明实施例提供的ECU1000内包括信号调制解调模块，用于将工作电压和控制各物理节点的控制信号调制成混合信号；还用于解调物理节点反馈到导线上的反馈信号。

本发明另一实施例中，所述物理节点对携带自身ID的控制信号进行分析处理，之前还包括：

或者，

需要说明的是，解调后的控制信号是物理节点内部的信号。物理节点首先接收导线上的混合信号，再对混合信号进行解调，再判断解调出来的控制信号是否是自身的，来选择是否丢弃该控制信号。

需要说明的是，本发明实施例提供的多节点控制系统中的所有物理节点可以为同一种被控对象，也可以为不同的被控对象。例如，所有的物理节点可以为电子膨胀阀；也可以一部分物理节点为电子膨胀阀，另一部分节点为其他被控对象。

需要说明的是，本发明实施例提供的多节点控制系统中的所述两根导线按照任意接线顺序连接所述ECU和每一个物理节点。

下面以物理节点为电子膨胀阀为例介绍本发明提供的多节点控制系统。其中，可以理解的是，ECU可以通过导线与多个电子膨胀阀进行连接。下面仅以一个电子膨胀阀与ECU连接为例进行介绍。

参见图3，该图为本发明提供的多节点控制系统又一实施例示意图。

如图3所示ECU1000通过两根导线与电子膨胀阀2000连接。

本实施例提供的电子膨胀阀包括：机械部分和电控部分；

其中，机械部分包括步进电机和阀体2005，所述步进电机连接所述阀体；

所述电控部分包括：信号调制解调模块2001、信号处理模块2002、步进电机驱动模块2003和检测模块2004；

所述步进电机驱动模块2003连接所述步进电机；

所述信号调制解调模块2001，用于将接收到的混合信号解调为控制信号和工作电压，将控制信号发送给信号处理模块2002，并将工作电压提供给所述信号处理模块2002、步进电机驱动模块2003和检测模块2004；还用于将信号处理模块2002的反馈信号调制到所述导线上；

需要说明的是，工作电压具体由电源正极和电源负极两根导线提供给各个模块。

所述信号处理模块2002，用于对所述控制信号进行分析处理后发送驱动信号给步进电机驱动模块2003，还用于接收检测模块2004发送的步进电机的状态信息，并将所述状态信息生成反馈信号；

所述步进电机驱动模块2003，用于根据所述驱动信号驱动步进电机动作；

所述检测模块2004，用于实时监控步进电机的状态信息。

需要说明的是，所述步进电机的状态信息包括步进电机的位置信息和故障信息。

其中，所述故障信息包括失步信息、过温信息以及堵转信息。

本实施例提供的多节点控制系统，是ECU1000控制电子膨胀阀2000，ECU1000和电子膨胀阀2000通过两根导线连接，导线上承载控制信号和工作电压调制在一起的混合信号。这样ECU1000和电子膨胀阀2000仅通过两根导线连接便可以实现正常工作。相对于现有技术中的电子膨胀阀与ECU之间至少需要四根控制线来说，线束数量较少，并且这两根导线没有规定的连接顺序，可以按照任意接线顺序进行连接，因为这两根导线上将工作电压与控制信号调制在了一起，并不是工作电压单纯传递，需要区分正负极，所以不存在正负极接线接反的情况。由于线束数数量较少，且接线顺序不受限制，因此，安装和维护均比较简单。尤其对于多个物理节点进行控制时，优点更加明显。并且，本发明实施例提供的多节点控制系统，只需要在现有技术的基础上改进电子膨胀阀的电控部分，不需要改进机械部分。

需要说明的是，当物理节点为电子膨胀阀时，电子膨胀阀中的信号处理模块还具有以下功能：

信号处理模块，还用于判断电子膨胀阀中的信号调制解调模块解调后的控制信号中是否携带自身的ID，如果是，则接收该控制信号；如果否，则直接丢弃该控制信号；

或者，还用于接收的电子膨胀阀中的信号调制解调模块解调后的控制信号，判断控制信号中是否携带自身的ID，如果否，则丢弃该控制信号。

本发明提供的另一个实施例中，所述ECU，还用于确认物理节点已经完成ECU的指令、且ECU没有新指令需要发送给所述物理节点时，切断所述物理节点的工作电压，对应物理节点处于节电待机状态，从而真正实现静态功耗为零。

需要说明的是，本发明实施例提供的ECU，还用于将导线上的反馈信号进行解调后，进行分析处理。ECU对导线的反馈信号进行解调是由内部的信号调制解调模块实现的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种多节点控制系统，其特征在于，适用于主控板ECU控制多个物理节点的控制系统，包括：主控板ECU和至少一个物理节点；所述ECU和每一个物理节点之间通过两根导线连接；

2.根据权利要求1所述的多节点控制系统，其特征在于，所述物理节点对携带自身ID的控制信号进行分析处理，之前还包括：

或者，

3.根据权利要求1或2所述的多节点控制系统，其特征在于，所述两根导线按照任意接线顺序连接所述ECU和每一个物理节点。

4.根据权利要求1或2所述的多节点控制系统，其特征在于，所述物理节点为电子膨胀阀，所述两根导线按照任意接线顺序连接所述ECU和电子膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的多节点控制系统，其特征在于，所述电子膨胀阀包括：机械部分和电控部分，机械部分包括步进电机和阀体，所述步进电机连接所述阀体；所述电控部分包括：信号调制解调模块、信号处理模块、步进电机驱动模块和检测模块；所述步进电机驱动模块连接所述步进电机；

所述检测模块，用于实时监控步进电机的状态信息。

6.根据权利要求5所述的多节点控制系统，其特征在于，所述步进电机的状态信息包括步进电机的位置信息和故障信息。

7.根据权利要求6所述的多节点控制系统，其特征在于，所述故障信息包括失步信息、过温信息以及堵转信息。

8.根据权利要求1所述的多节点控制系统，其特征在于，所述ECU，用于确认物理节点已经完成ECU的指令、且ECU没有新指令需要发送给所述物理节点时，切断所述物理节点的工作电压，对应物理节点处于节电待机状态。

9.根据权利要求1所述的多节点控制系统，其特征在于，所述ECU，还用于将导线上的反馈信号进行解调后，进行分析处理。