CN105425627B - 基于lin通信驱动的汽车伺服步进电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，包括通过一连接护套与汽车空调ECU通信连接的LIN通信驱动电路板；与LIN通信驱动电路板电连接的步进马达；通过输入轴与所述步进马达输出轴连接的传递齿轮系，所述传递齿轮系的输出轴与空调风门动力连接。汽车空调ECU根据汽车伺服步进电机的地址码向LIN通信驱动电路板发出控制指令，控制步进马达动作，从而使空调风门动作，所述汽车伺服步进电机基于LIN通信控制，通过将原有的模拟控制电路转换为数字控制电路，采用数字信号量取代模拟信号量控制，提高了汽车中的分布式电子系统稳定性，且布线简单，且电磁干扰降低。
Description
技术领域
本发明涉及LIN通信网络实现汽车中的分布式电子系统控制技术，具体涉及一种基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机。
背景技术
现行的汽车空调伺服步进马达，它由塑料壳体、步进马达、塑料齿轮组、输出轴及插座组成；汽车空调ECU通过线束与其插座连接，施加四组时序电脉冲信号给步进马达加电旋转带动减速齿轮组和输出轴旋转，从而实现开环控制角度输出，常用于汽车空调风门位置开度大小的执行驱动；
近年以来,随着人们对汽车动力性、舒适性、经济性要求的提高,汽车上的电控系统的数量越来越多,增加的ECU及其通信设备使汽车电路复杂程度增加,相应地降低了汽车的可靠性。这就要求必须采用能够满足高速、多路的复用通信网络,以共享的方式传送多种控制信息；
目前汽车上普遍采用的汽车网络有:局部互联网络LIN(Local interconnectnetwork)、控制器局域网CAN(Controller area network或称现场控制总线)。正在发展中的汽车网络技术还有高速容错网络协议FlexRay,用于汽车多媒体和导航的MOST,以及与计算机网络兼容的蓝牙、无线局域网等无线网络技术；
为了满足市场的需求，一种带LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的研发成为必然，分布式电子系统的产品制造，它代表了汽车发展的一种趋势。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够提高了汽车中的分布式电子系统稳定性的基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机。
一种基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机包括，
通过一连接护套与汽车空调ECU通信连接的LIN通信驱动电路板；
与LIN通信驱动电路板电连接的步进马达；
通过输入轴与所述步进马达输出轴连接的传递齿轮系，所述传递齿轮系的输出轴与空调风门动力连接。
优选的，所述LIN通信驱动电路板包括LIN通信模块、DAC解码微处理器模块及驱动模块，其中，
所述LIN通信模块用于接收汽车空调ECU的控制指令，并将指令传给DAC解码微处理器模块；
所述DAC解码微处理器模块用于对控制指令进行调制解码分析，并根据分析得到的指令信息生成执行指令，发送给驱动模块；
所述驱动模块用于控制步进马达的执行动作。
优选的，所述驱动模块的输出端与步进马达的线圈绕组连接。
优选的，根据LIN通信驱动电路板的位置改变，使汽车伺服步进电机产生多种地址码设置方法。
优选的，所述汽车伺服步进电机的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板集成在所述步进马达上，根据集成在LIN通信驱动电路板上的ID输出口的高低电压设置为步进马达分配不同的地址码。
优选的，所述汽车伺服步进电机的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板集成在所述步进马达上，根据连接护套的护套端子与ID输出口是否对地短接或悬空，生成不同的地址码。
优选的，所述汽车伺服步进电机的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板集成在所述连接护套上，根据集成在LIN通信驱动电路板上的ID输出口的高低电压设置为连接护套分配不同的地址码。
本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，汽车空调ECU根据汽车伺服步进电机的地址码向LIN通信驱动电路板发出控制指令，控制步进马达动作，从而使空调风门动作，所述汽车伺服步进电机基于LIN通信控制，通过将原有的模拟控制电路转换为数字控制电路，采用数字信号量取代模拟信号量控制，提高了汽车中的分布式电子系统稳定性，且相较现有技术中空调控制ECU与系统中的执行器单元为直连方式，布线多且复杂，容易造成严重电磁干扰，可靠性下降的问题，本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的布线简单，且电磁干扰降低。
附图说明
图1为本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的立体结构爆炸图；
图2为本发明所述LIN通信驱动电路板的电路原理图；
图3为本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的设置地址码方法的示意框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，其包括
通过一连接护套40与汽车空调ECU通信连接的LIN通信驱动电路板10；
与LIN通信驱动电路板10电连接的步进马达20；
通过输入轴31与所述步进马达20的输出轴连接的传递齿轮系30，所述传递齿轮系30的输出轴32与空调风门动力连接。
汽车空调ECU根据汽车伺服步进电机的地址码向LIN通信驱动电路板10发出控制指令，控制步进马达20动作，从而使空调风门动作，所述汽车伺服步进电机基于LIN通信控制，通过将原有的模拟控制电路转换为数字控制电路，采用数字信号量取代模拟信号量控制，提高了汽车中的分布式电子系统稳定性，且相较现有技术中空调控制ECU与系统中的执行器单元为直连方式，布线多且复杂，容易造成严重电磁干扰，可靠性下降的问题，本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的布线简单，且电磁干扰降低。
具体的，如图2所示，所述LIN通信驱动电路板10包括LIN通信模块11、DAC解码微处理器模块12及驱动模块13，所述LIN通信模块11的输入端通过连接护套40与LIN总线通信连接，所述LIN总线与所述汽车空调ECU通信连接，所述LIN通信模块11的输出端与DAC解码微处理器模块12的输入端通信连接，所述DAC解码微处理器模块12的输出端与驱动模块13的输入端通信连接，其中，
所述LIN通信模块11用于接收汽车空调ECU的控制指令，并将指令传给DAC解码微处理器模块12；
所述DAC解码微处理器模块12用于对控制指令进行调制解码分析，并根据分析得到的指令信息生成执行指令，发送给驱动模块13；
所述驱动模块13用于控制步进马达20的执行动作。
其中，所述驱动模块13的输出端与步进马达20的线圈绕组连接。
由于所述汽车空调ECU需要根据汽车伺服步进电机的地址码向LIN通信驱动电路板10发出控制指令，所以对于汽车伺服步进电机的地址码的设置是非常重要的，而地址码是有LIN通信驱动电路板10生成的，因此，本发明根据LIN通信驱动电路板10在实际中使用位置差异制定三种汽车伺服步进电机的地址码的设置方法，具体方式如下：
第一种汽车伺服步进电机的地址码的设置方法为：所述LIN通信驱动电路板10集成在所述步进马达20上，由集成在LIN通信驱动电路板10上的ID输出口的高低电压设置为步进马达20分配不同的地址码。
由图2和图3可知，所述LIN通信驱动电路板10上具有3个ID输出口，因此，地址码为3位二进制编码，当ID输出口设置为高电压时，输出编码为1，当ID输出口设置为低电压时，输出编码为0，通过设置ID输出口的高低电压最多可得到8个不同的二进制地址码。在进行安装之前，汽车伺服步进电机的地址码已经由LIN通信驱动电路板10的ID输出口决定了，是一个确定的编码，因此，在进行安装时，根据地址码的不同，所述汽车伺服步进电机需要采用一一对应的方式与连接护套40连接。
第二种汽车伺服步进电机的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板10集成在所述步进马达20上，由连接护套40的护套端子与ID输出口是否对地短接或相对悬空，实现不同的地址码设置。
如图3所示，当连接护套40的护套端子与ID输出口对地短接时，生成编码为0，当连接护套40的护套端子与ID输出口相对悬空时，生成编码为1，通过设置护套端子与ID输出口的对接状态最多可得到8个不同的地址码。该种方式设置的地址码是在安装过程中即时生成的，只要设置护套端子与ID输出口以区别于其他的对接状态连接，即可以保证不会生成相同的地址码，因此，这种方法相较上一种方法能够很好的避免一一对接时容易产生插错的问题。
第三种汽车伺服步进电机的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板10集成在所述连接护套40上，由集成在LIN通信驱动电路板10上的ID输出口的高低电压设置为连接护套40分配不同的地址码。
如图3所示，第三中设置方法中，地址码的生成同第一种方法一样，当ID输出口设置为高电压时，输出编码为1，当ID输出口设置为低电压时，输出编码为0，通过设置ID输出口的高低电压最多可得到8个不同的二进制地址码。
所述步进马达20型号统一，因此步进马达20与连接护套40之间的连接不存在会差错的问题，由于LIN通信驱动电路板10集成在所述连接护套40上，因此，根据地址码的唯一性，连接护套40与LIN总线之间亦建立了一一对应的关系，相较于第一种设置方法，第三种设置方法将步进马达20与连接护套40之间的一一对应关系转换成连接护套40与LIN总线之间的一一对应关系。
在安装的过程中，由于连接护套40是通过卡口件与LIN总线连接的，如果发生对应关系错误，连接护套40的对调只需要将连接护套40自LIN总线上插拔下来即可，而步进马达20是通过螺钉螺纹配合固定的，如果发生对应关系错误，则需要将所有的螺钉拆卸下来才可以实现步进马达20的对调，其工作量较大，且次数过多的情况下容易损坏部件，因此，第三种设置方法有效的避免了这种问题。
上述三种地址码的设置方法亦适用其他控制系统中，根据实际应用，可以根据该控制系统中LIN通信驱动电路板10的位置设置选择合适的地址码的设置方法。
本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，汽车空调ECU根据汽车伺服步进电机的地址码向LIN通信驱动电路板10发出控制指令，控制步进马达20动作，从而使空调风门动作，所述汽车伺服步进电机基于LIN通信控制，通过将原有的模拟控制电路转换为数字控制电路，采用数字信号量取代模拟信号量控制，提高了汽车中的分布式电子系统稳定性，且相较现有技术中空调控制ECU与系统中的执行器单元为直连方式，布线多且复杂，容易造成严重电磁干扰，可靠性下降的问题，本发明所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机的布线简单，且电磁干扰降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，其特征在于，所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机包括，
通过一连接护套(40)与汽车空调ECU通信连接的LIN通信驱动电路板(10)；
与LIN通信驱动电路板(10)电连接的步进马达(20)；
通过输入轴(31)与所述步进马达(20)输出轴连接的传递齿轮系(30)，所述传递齿轮系(30)的输出轴(32)与空调风门动力连接；
所述LIN通信驱动电路板(10)包括LIN通信模块(11)、DAC解码微处理器模块(12)及驱动模块(13)，其中，
所述LIN通信模块(11)用于接收汽车空调ECU的控制指令，并将指令传给DAC解码微处理器模块(12)；
所述DAC解码微处理器模块(12)用于对控制指令进行调制解码分析，并根据分析得到的指令信息生成执行指令，发送给驱动模块(13)；
所述驱动模块(13)用于控制步进马达(20)的执行动作；
根据LIN通信驱动电路板(10)的位置改变，使汽车伺服步进电机(20)产生多种地址码设置方法；
所述汽车伺服步进电机(20)的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板(10)集成在所述步进马达(20)上，根据连接护套(40)的护套端子与ID输出口是否对地短接，生成不同的地址码。
2.根据权利要求1所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，其特征在于，所述驱动模块(13)的输出端与步进马达(20)的线圈绕组连接。
3.根据权利要求1所述基于LIN通信驱动的汽车伺服步进电机，其特征在于，所述汽车伺服步进电机(20)的地址码设置方法为：所述LIN通信驱动电路板(10)集成在所述连接护套(40)上，根据集成在LIN通信驱动电路板(10)上的ID输出口的高低电压设置为连接护套(40)分配不同的地址码。
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