本發(fā)明屬于汽車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用空調(diào)外控電磁閥電流控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，人們對汽車的安全性和汽車的智能化程度要求越來越高，在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)在的大多數(shù)汽車使用的空調(diào)壓縮機(jī)是內(nèi)部控制變排量壓縮機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)直連驅(qū)動(dòng)的，對于定排量壓縮機(jī)汽車空調(diào)系統(tǒng)，用蒸發(fā)器出風(fēng)溫度來控制壓縮機(jī)電磁離合器吸合或脫離，用間歇運(yùn)行來控制系統(tǒng)制冷能力和車內(nèi)空調(diào)負(fù)荷相適應(yīng)。這種控制方式除了存在車內(nèi)空調(diào)溫度波動(dòng)大、系統(tǒng)頻繁開停的不可逆損失使系統(tǒng)能耗增加等缺點(diǎn)外，最大的一個(gè)問題是壓縮機(jī)的周期性離合會(huì)對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)引起干擾。為解決該問題人們研制了外部容量控制閥，來實(shí)現(xiàn)外部控制變排量壓縮機(jī)的精確智能化調(diào)整和控制，但現(xiàn)有對外控電磁閥的控制是采用機(jī)械控制，其電流變化是跳躍變化的，不是連續(xù)的，即無法實(shí)現(xiàn)對外控電磁閥電流的精確控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種汽車用空調(diào)外控電磁閥電流控制系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種汽車用空調(diào)外控電磁閥電流控制系統(tǒng)，包括

CAN接收及發(fā)送模塊，用于接收的外部電流控制指令并發(fā)送至微處理器、接收微處理器接收反饋的驅(qū)動(dòng)器件溫度信號(hào)及報(bào)警信號(hào)并發(fā)送至整車系統(tǒng)；

輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊，用于接收微處理器模塊發(fā)送的PWM控制指令并對其驅(qū)動(dòng)放大后輸出至外控電磁閥，用于采集外控電磁閥的實(shí)際電流并發(fā)送至反饋電流處理與采樣模塊，用于將自身驅(qū)動(dòng)器件溫度對應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送至微處理器模塊；

反饋電流處理與采樣模塊，用于接收輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊發(fā)送的實(shí)際電流并對其進(jìn)行放大處理后發(fā)送至微處理器模塊；

微處理器模塊，用于根據(jù)接收的外部電流控制指令和外控電磁閥的實(shí)際電流采用PI控制算法計(jì)算輸出PWM控制波形至輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊，用于將驅(qū)動(dòng)器件的溫度信號(hào)及報(bào)警信號(hào)發(fā)送至CAN接收及發(fā)送模塊；

所述CAN接收及發(fā)送模塊的第一數(shù)據(jù)傳輸端連接微處理器模塊的第一輸入端和第一輸出端、第二數(shù)據(jù)傳輸端連接連接外部控制電路，所述微處理器模塊的第二輸入端連接反饋電流處理與采樣模塊的輸出端、第三輸入端連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的第一輸出端、第二輸出端連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的輸入端，所述輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的第二輸出端連接反饋電流處理與采樣模塊的輸入端、第三輸出端連接外控電磁閥。

進(jìn)一步地，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括依次電連接的輸入電路、保護(hù)電路、升壓電路、儲(chǔ)能電路、反饋電路、降壓電路和輸出接口。

進(jìn)一步地，所述CAN接收及發(fā)送模塊包括第一數(shù)據(jù)傳輸接口、CAN接口模塊、電壓平衡模塊、共模抑制模塊、終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、ESD模塊、電壓抑制模塊和第二數(shù)據(jù)傳輸接口，所述CAN接口模塊的輸入端連接第一數(shù)據(jù)傳輸接口、兩個(gè)輸出端分別連接電壓平衡模塊和共模抑制模塊的輸入端，第一數(shù)據(jù)傳輸接口連接微處理器模塊的第一輸入端和第一輸出端，所述共模抑制模塊的輸出端連接終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、ESD模塊和電壓抑制模塊的一端以及第二數(shù)據(jù)傳輸接口，所述電壓平衡模塊的輸出端連接終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊的一端，所述終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊、ESD模塊和電壓抑制模塊的另一端均連接第二數(shù)據(jù)傳輸接口，第二數(shù)據(jù)傳輸接口連接外部控制電路。

進(jìn)一步地，所述輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊包括依次電連接的輸入接口、濾波電路、限壓電路和驅(qū)動(dòng)放大電路，以及電流采樣電路和溫度采樣電路，所述驅(qū)動(dòng)放大電路的第一輸出端連接電流采樣電路的輸入端、第二輸出端連接溫度采樣電路的輸入端，所述電流采樣電路的第一輸出端連接反饋電流處理與采樣電路的輸入端、第二輸出端連接外控電磁閥，所述溫度采樣電路的輸出端連接微處理器模塊的第三輸入端。

進(jìn)一步地，所述反饋電流處理與采樣模塊包括依次電連接的輸入接口、共模濾波電路、差模濾波電路、信號(hào)放大電路、信號(hào)濾波電路和輸出接口，輸入接口連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的第二輸出端，輸出接口連接微處理器模塊的第二輸入端。

更進(jìn)一步地，還包括用于為CAN接收及發(fā)送模塊、微處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊和反饋電流處理與采樣模塊提供電源的電源模塊，所述電源模塊的輸出端分別連接CAN接收及發(fā)送模塊、微處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊和反饋電流處理與采樣模塊的電源端。

本發(fā)明通過CAN接收及發(fā)送模塊接收外部控制信息，微處理器中的PI控制模塊采集CAN數(shù)據(jù)、外控電磁閥實(shí)際電流信息，采用PI控制算法實(shí)現(xiàn)對外控電磁閥電流的精確控制，滿足空調(diào)系統(tǒng)對外控電磁閥的電流控制需求，具有安全性高、可靠性和經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)該系統(tǒng)具備診斷相關(guān)故障或者異常情況的能力，能夠?qū)Σ煌墓收线M(jìn)行分級處理，實(shí)施安全保護(hù)措施，并把相關(guān)故障通過CAN接收及發(fā)送模塊發(fā)給整車系統(tǒng)處理和顯示。

附圖說明

圖1為的控制系統(tǒng)框圖。

圖2為本發(fā)明電源轉(zhuǎn)換模塊的示意圖。

圖3為本發(fā)明CAN接收及發(fā)送模塊的示意圖。

圖4為本發(fā)明輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的示意圖。

圖5為本發(fā)明反饋電流處理與采樣模塊的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。

如圖1所示，本發(fā)明外控電磁閥電流控制裝置包括

電源模塊，用于為CAN接收及發(fā)送模塊、微處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊和反饋電流處理與采樣模塊提供電源；

CAN接收及發(fā)送模塊，用于接收的外部電流控制指令并發(fā)送至微處理器、接收微處理器接收反饋的驅(qū)動(dòng)器件溫度信號(hào)及報(bào)警信號(hào)并發(fā)送至整車系統(tǒng)；

輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊，用于接收微處理器模塊發(fā)送的PWM控制指令并對其驅(qū)動(dòng)放大后輸出至外控電磁閥，用于采集外控電磁閥的實(shí)際電流并發(fā)送至反饋電流處理與采樣模塊，用于將自身驅(qū)動(dòng)器件溫度對應(yīng)的電壓信號(hào)發(fā)送至微處理器模塊；

反饋電流處理與采樣模塊，用于接收輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊發(fā)送的實(shí)際電流并對其進(jìn)行放大處理后發(fā)送至微處理器模塊；

微處理器模塊，用于根據(jù)接收的外部電流控制指令和外控電磁閥的實(shí)際電流采用PI控制算法計(jì)算輸出PWM控制波形至輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊，用于將驅(qū)動(dòng)器件的溫度信號(hào)及報(bào)警信號(hào)發(fā)送至CAN接收及發(fā)送模塊；

所述電源模塊的輸出端分別連接CAN接收及發(fā)送模塊、微處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊和反饋電流處理與采樣模塊的電源端，所述CAN接收及發(fā)送模塊的第一數(shù)據(jù)傳輸端連接微處理器模塊的第一輸入端和第一輸出端、第二數(shù)據(jù)傳輸端連接連接外部控制電路，所述微處理器模塊的第二輸入端連接反饋電流處理與采樣模塊的輸出端、第三輸入端連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的第一輸出端、第二輸出端連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的輸入端，所述輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的第二輸出端連接反饋電流處理與采樣模塊的輸入端、第三輸出端連接外控電磁閥。

如圖2所示，電源轉(zhuǎn)換模塊1包括依次電連接的輸入電路11、保護(hù)電路12、升壓電路13、儲(chǔ)能電路14、反饋電路15、降壓電路16和輸出接口17。

輸入電路11包括兩個(gè)輸入接口ING1和ING2，以及二極管D1和二極管D2，兩個(gè)輸入接口ING1和ING2的一端均連接車身電源，另一端分別連接到二極管D1和二極管D2，二極管D1和二極管D2的輸出并聯(lián)作為保護(hù)電路2的輸入。

保護(hù)電路12輸入端對E-直接連接穩(wěn)壓管D3，穩(wěn)壓管D3為TVS功率管，穩(wěn)壓管D3并聯(lián)鋁電解電容C1和陶瓷電容C2，保護(hù)電路2輸出作為升壓電路3的輸入。

升壓電路13由電感L、MOS管Q、電阻R3、快反二極管D4、芯片U1、控制單元ECU組成，芯片U1為PWM IC芯片，保護(hù)電路2輸出作為升壓電路3的輸入，和電感L的一端相連，電感L的另一端連接快反二級管D4的陽極和MOS管Q的D端，MOS管Q的S端通過電阻R3連接到E-和芯片U1的電流采樣端I；MOS管Q的G端連接到芯片U1的PWM端；芯片U1芯片的UFB端和反饋電路5相連，芯片U1的EN端與控制單元ECU相連；快反二極管D4陰極作為儲(chǔ)能電路4的輸入。

儲(chǔ)能電路14由鋁電解電容C3和陶瓷電容C4組成，快反二極管D4的陰極和鋁電解電容C3、陶瓷電容C4相連，鋁電解電容C3和陶瓷電容C4并聯(lián)，另一端連接到E-；

反饋電路5由電阻R1和電阻R2組成，電阻R1和電阻R2串聯(lián)，一端連接快反二極管D4的陰極，另一端連接到E-，電阻R1和電阻R2的連接處連接到PWM IC芯片U1的UFB端。

降壓電路16由LDO控制芯片U2、鋁電解電容C5和陶瓷電容C6組成；快反二極管D4的陰極作為降壓電路6的輸入端口，與LDO控制芯片U2的PIN1相連，LDO控制芯片U2的PIN2腳連接到E-，LDO控制芯片U2的PIN3與鋁電解電容C5和陶瓷電容C6相連，鋁電解電容C5和陶瓷電容C6并聯(lián)，另一端連接到E-,LDO控制芯片U2的PIN3連接到輸出接口17，輸出接口17分別與CAN接收及發(fā)送模塊、微處理器模塊、輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊和反饋電流處理與采樣模塊的電源端連接。

如圖3所示，CAN接收及發(fā)送模塊2包括第一數(shù)據(jù)傳輸接口21、CAN接口模塊22、電壓平衡模塊23、共模抑制模塊24、終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊25、ESD模塊26、電壓抑制模塊27和第二數(shù)據(jù)傳輸接口28，所述CAN接口模塊22的輸入端連接第一數(shù)據(jù)傳輸接口21、兩個(gè)輸出端分別連接電壓平衡模塊23和共模抑制模塊24的輸入端，第一數(shù)據(jù)傳輸接口21連接微處理器模塊3的第一輸入端和第一輸出端，所述共模抑制模塊24的輸出端連接終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊25、ESD模塊26和電壓抑制模塊27的一端以及第二數(shù)據(jù)傳輸接口28，所述電壓平衡模塊23的輸出端連接終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊25的一端，所述終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊25、ESD模塊26和電壓抑制模塊27的另一端均連接第二數(shù)據(jù)傳輸接口28，第二數(shù)據(jù)傳輸接口28連接外部控制電路(圖中未顯示)。CAN接收及發(fā)送模塊2中的各模塊均可雙向傳輸數(shù)據(jù)，即模塊的輸入端也可以是輸出端，如第一數(shù)據(jù)傳輸接口21既可以接收微處理器模塊發(fā)送的信息，也可以向微處理器模塊發(fā)送信息。

第一數(shù)據(jù)傳輸接口21一端連接到微處理器模塊3的RXD和TXD接口、另一端作為CAN接口模塊22的輸入或輸出。

CAN接口模塊22由芯片U90組成，芯片U90電壓端連接到VCC(即電源轉(zhuǎn)換模塊的5V輸出端)；電壓平衡模塊23由電阻R90和電容C90組成，共模抑制模塊24由L90組成，終端電阻網(wǎng)絡(luò)模塊25由電阻R91和電阻R92組成；ESD模塊26由電容C91和電容C92組成；電壓抑制模塊27由D90組成；電阻R90一端連接芯片U90、另一端連接電阻R91、電阻R92和電容C90一端，電阻R91和電阻R92的另一端分別連接L90的兩個(gè)輸出端，L90的兩個(gè)輸出端還分別連接第二數(shù)據(jù)傳輸接口的兩個(gè)接口，電容C90另一端接地，電容C91和電容C92的一端分別連接第二數(shù)據(jù)傳輸接口28的兩個(gè)接口，另一端均接地，D90的兩端分別第二數(shù)據(jù)傳輸接口28的兩個(gè)接口。

如圖4所示，輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4包括依次電連接的輸入接口41、濾波電路45、限壓電路43和驅(qū)動(dòng)放大電路44，以及電流采樣電路45和溫度采樣電路46，輸入接口41連接到微處理器器的PWM接口(即第二輸出端)，所述驅(qū)動(dòng)放大電路44的第一輸出端連接電流采樣電路45的輸入端、第二輸出端連接溫度采樣電路46的輸入端，所述電流采樣電路45的第一輸出端47連接反饋電流處理與采樣電路5的輸入端、第二輸出端48連接外控電磁閥6，第二輸出端48也同時(shí)連接反饋電流處理與采樣電路5的輸入端，所述溫度采樣電路46的輸出端49連接微處理器模塊3的AD接口(即第三輸入端)。

具體地，濾波模電路42由電阻R70和電容C70組成，限壓電路43由R71和C71組成；驅(qū)動(dòng)放大電路44由驅(qū)動(dòng)器件U73組成，電流采樣電路45由電阻R72組成，溫度采樣電路46由電阻R73和電容C72組成。

如圖5所示，反饋電流處理與采樣模塊5包括依次電連接的輸入接口51、共模濾波電路52、差模濾波電路53、信號(hào)放大電路54、信號(hào)濾波電路55和輸出接口56，輸入接口51包括兩個(gè)接口，連接輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4的第二輸出端(即連接圖4中電流采樣電路45的第一輸出端47和第二輸出端)，輸出接口56連接微處理器模塊的第二輸入端。共模濾波電路52由電阻R80、電阻R81和電容C81組成，差模濾波電路53由電容C80和電容C82組成，信號(hào)放大電路54由芯片U80組成，信號(hào)濾波電路55由電阻R82和電容C83組成。

本發(fā)明微處理器模塊3通過CAN接收及發(fā)送模塊從外部控制電路獲取電流控制指令(電流設(shè)定值)、通過反饋電流處理與采樣電路和輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣電路獲取外控電磁閥的實(shí)際電流，微處理器模塊3內(nèi)部的PI控制模塊根據(jù)電流控制指令和實(shí)際電流采用PI控制算法計(jì)算輸出適當(dāng)?shù)腜WM控制波形，PWM控制波形通過輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊的放大后驅(qū)動(dòng)外控電磁閥，實(shí)現(xiàn)對外控電磁閥電流的精確控制，滿足空調(diào)系統(tǒng)對外控電磁閥的電流控制需求。通過大量的測試數(shù)據(jù)，本發(fā)明恒流控制精度可達(dá)±15mA，滿足外控閥控制要求。

同時(shí)本發(fā)具備診斷相關(guān)故障或者異常情況的能力，輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4中的溫度采樣電路46實(shí)時(shí)反饋與驅(qū)動(dòng)器件溫度對應(yīng)的電壓信號(hào)至微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)接收到的不同信號(hào)對驅(qū)動(dòng)器件的溫度進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)對不同的故障進(jìn)行分級處理，并把相關(guān)故障通過CAN接收及發(fā)送模塊發(fā)給整車系統(tǒng)處理和顯示。

輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4中驅(qū)動(dòng)器件U73正常運(yùn)行情況下，該器件溫度小于60℃，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器件U73溫度大于等于60℃至85℃，系統(tǒng)可以正常工作，微處理器模塊3接收與該溫度對應(yīng)的電壓信號(hào)進(jìn)行判斷后通過CAN接收及發(fā)送模塊2向整車系統(tǒng)提供驅(qū)動(dòng)器件U73溫度異常報(bào)警；當(dāng)驅(qū)動(dòng)器件U73溫度大于85℃至125℃，溫度采樣電路46輸出恒定電壓值，微處理器模塊3接收到該電壓值后將判斷的溫度信號(hào)(85℃至125℃)通過CAN接收及發(fā)送模塊2通知整車系統(tǒng)該裝置出現(xiàn)故障，進(jìn)入安全運(yùn)行模式；當(dāng)驅(qū)動(dòng)器件溫度大于125℃，輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4停止向反饋電流處理與采樣模塊發(fā)送電流，同時(shí)微處理器模塊3通過CAN接收及發(fā)送模塊2通知整車系統(tǒng)該裝置出現(xiàn)嚴(yán)重故障，需要維修。輸出驅(qū)動(dòng)及反饋電流采樣模塊4輸出的是與驅(qū)動(dòng)器件溫度對應(yīng)的電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器件的具體溫度由微處理器模塊判斷。

本裝置是一種可配置裝置，可以獨(dú)立使用，也可以與別的系統(tǒng)進(jìn)行集成。在本裝置集成的過程中，不會(huì)對其它系統(tǒng)進(jìn)行顛覆性的時(shí)間和開發(fā)驗(yàn)證，縮短了開發(fā)周期。經(jīng)過大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)車測試，該裝置的各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)越。

本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。