专利名称：控制多个马达的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及马达控制技术，尤其涉及控制多个电控马达(如无刷直流马达和压电马达)的方案以及使用该方案的客车装置。
背景技术：
现代客车通常具有多个电控执行器，例如用在安全镜、座椅、以及在车辆空调系统中用于控制阻力板或挡板的执行器，该阻力板或挡板用于控制或更改车内空气的流动方向，如使更多或更少空气流过热交换器线圈，或将空气引至车辆的某些部分(如挡风玻璃出风口或脚部出风口)，阻力板由马达移动，该马达接受中心控制板和远程控制板(当配置时)的控制。还允许根据传感器的反馈自动控制空调系统。
过去这些马达通常是有刷永磁直流(PMDC)马达。此类马达易于手动控制，具有可被接受的寿命，且相对较便宜。然而，这类马达或具有噪音，或具有电噪声，或两者兼而有之。噪声正成为现代客车中的一个问题，由于乘客舱可有效隔离道路和发动机噪音，马达的噪音变得非常引人关注，由于
现代车辆具有多个易受电噪声干扰的计算机系统和其他电子设备，马达的电噪声也非常重要。对于计算机控制的自动系统，如用于反光镜、座椅、以及乘客舱内温度自动控制的存储系统，通过计算机总线系统(如LIN总线或CAN总线)将马达连接到计算机。电控马达更适合于这类系统。使用电控马达的一个缺点是电子设备的成本可能比被控马达的成本更高。在空调系统中变化是缓慢发生的，因此马达在大多数时间是空闲的，而在座椅和反光镜镜存储系统中，可能仅在驱动器发生变化时才操作该系统。
图1示出典型的计算机控制系统。车上计算机系统10用CPU (中央处理单元)表示，其可能是单台计算机或连在一起的多台计算机。通过LIN总
线系统将多个马达Ml, M2, ... Mn连接到CPU，这需要每个马达完全独立，具有自己的LIN总线驱动器、MCU (微控制器单元)、反馈传感器、电源开关和标识器。由于电子硬件仅偶尔被使用，使得该系统非常昂贵。
发明内容
本发明目的在于通过在马达之间共享一些电子元件(电路)来降低使用多个电控马达的特定系统的电子设备的总成本。由于可减少可能发生的错误，其还具有提高整个系统的稳定性的优点。
根据本发明的一个方面提供的装置包括MCU模块，具有MCU和连接
来自CPU的主干总线的接口；多个马达模块，每个马达模块具有电控马达和
标识器，其中所述马达模块电连接到所述MCU模块；所述MCU模块接收来
自所述CPU的控制信号，指示所选定的待操作马达模块。
优选的，通过分离总线将所述MCU模块连接到所述马达模块。优选的，所述分离总线传输用于驱动所述选定马达的高压交流信号。优选的，通过低压信号线将所述MCU模块连接到所述马达模块。优选的，所述MCU模块进一步包括电源开关电路，该电路提供用于操作
所述马达的电源信号。
优选的，所述MCU根据所述标识器提供的信息来确定响应来自所述
CPU的命令的马达。优选的，所述马达模块进一步包括用于向所述MCU提供马达状态信息的 反馈传感器。
优选的，所述电控马达为压电马达。
根据本发明的第二方面提供的一种控制多个电控马达的方法，该方法包 括以下步骤将MCU连接到来自CPU的总线；将所述MCU连接到所述多
个马达；所述MCU根据所接收的来自所述CPU的信号选择待操作马达及操 作方向。
优选的，所述方法包括使每一马达为一马达模块的一部分，并通过马达 模块中的标识器将该马达模块中的马达连接到所述MCU的步骤。
优选的，所述方法包括在每个马达模块中提供电源开关电路以驱动相应 马达的步骤。
优选的，所述方法包括在所述MCU模块中提供电源开关电裙和与所述马 达模块共享所述电源开关电路的输出的步骤。
根据本发明的第三方面提供一种控制多个电控马达的方法，该方法包括 使用一 MCU连接所述多个马达和CPU的步骤。
优选的，所述方法包括提供一电源开关电路选择性地操作每个马达，以 及所述MCU根据来自所述CPU的指令选择待操作马达的步骤。
优选的，所述方法包括提供反馈传感器连接每个马达和将来自所述反馈 传感器的信号传给所述MCU以决定何时取消对所选马达的选定步骤。
下面参考附图通过实例描述本发明的优选实施方式，其中 图1是依据传统方法的马达控制方案的结构图；图2是依据本发明一实施例的马达控制方案的结构图； 图3是根据本发明另一实施例的马达控制方案的结构图。
具体实施例方式
图2示出本发明第一优选实施例的结构图。该图示出连接到主干总线12 的CPU 10。主干总线12可以是LIN (Local Interconnection Network,本地互 联网)总线、CAN (Controller Area Network,控制器局域网)总线或其他协 议的总线。主干总线将CPU连接到图中未示出的各种元件，这些众所周知的 元件并不形成本发明的一部分。图中所示通过主干总线12将MCU模块20 连接到CPU 10。通过分离总线22将MCU模块20连接到以Ml、 M2、... Mn表示的多个马达模块30。分离总线22为低压信号总线，只传输用于控制 马达模块30的低压信号。
MCU模块20具有MCU 21和主干总线驱动器23。主干总线驱动器23 能使MCU 21发送和接收主干总线12上的信号。马达模块30包括电控马达 31、电源开关24、与MCU通信的标识器32、以及一可选的反馈传感器或电 路33 (如位置传感器)。如果马达模块30的数量较小，分离总线22可以是 专用硬连线总线，否则可选用专用计算机总线。
本实施例的系统或装置中的所有马达模块共享一个MCU，因此显著降低 系统的总成本。并且，尽管需要总线驱动器与MCU交换信号，但也只需要 一个主干总线驱动器。
在图3示出的实施例中，MCU模块20还具有电源开关电路24，这样马 达模块30只具有马达31、标识器32和可选的反馈传感器33。本实施例中，分离总线22既传输低压控制信号，也传输电源信号线。对于步进马达、无刷 直流马达和压电马达等，电源线应能传输用于操作马达的高压脉冲。
在本实施例中，马达模块30共享一个公共MCU21、电源开关24 (电源 驱动电路)和主干总线驱动器23，因此进一步降低系统或设备的总成本。
上述实施例在所述的电控马达为压电马达时具有特殊的应用。在这种情 形下，MCU模块具有压电驱动电路。每个马达模块在其马达被选定触发时， 将其马达简单地连接到MCU模块发出的驱动信号。通过标识器来完成选 择。所述驱动信号为高压交流信号，但电流水平与其他类型的直流马达相比 相对较低。另一方面，该方案也可被用于其他类型的电控马达，尤其是当马 达在物理上处于使分离总线22较短的位置时。
因此可以看出，本发明的优选实施例通过在马达之间共享一些元件来降 低电子元件的成本。
本申请的说明书和权利要求书中所使用的"包括"、"具有"或其他变形 具有开放性含义，表示存在所描述的项目，但并不排除还存在其他项目。
尽管以上只结合一个或更多优选实施例对本发明作出描述，但对本领域 技术人员来说，还可以对本发明做出若干推演或替换，因此，本发明的范围 应参考权利要求书来确定。
例如，虽然仅结合客车空调系统来描述本发明，但本发明还可被用于车 辆中的其他多马达系统，如座椅和反光镜的控制及存储系统。当然，本发明 也可被用于车辆应用之外的其他多马达系统中。
本说明书中所使用的一些简称的定义为
CPU-中央处理单元
MCU -微控制器单元LIN bus -本地互联网总线 CAN bus-控制器局域网总线
术语CPU或中央处理单元可指计算机内的处理芯片，或者指进行数据或
信号处理的单元，其包括一台计算机、 一系列计算机和一中央数据处理器。 现代车辆的计算机系统具有在分布式计算机网络中共同工作的多台计算机，
所述的CPU可指这些计算机中的任意一个或全部。
LIN总线和CAN总线是两种公知的车辆计算机系统主干总线协议。
权利要求
1、一种装置，其特征在于，所述装置包括MCU模块，具有MCU和连接来自CPU的主干总线的接口；多个马达模块，每个马达模块具有电控马达和标识器；其中所述马达模块电连接到所述MCU模块；所述MCU模块接收来自所述CPU的控制信号，指示所选定的待操作马达模块。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过分离总线将所述MCU模块连接到所述马达模块。
3、 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分离总线传输用于驱动所选定马达的高压交流信号。
4、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过低压信号将所述MCU模块连接到所述马达模块。
5、 根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述MCU模块进一步包括电源开关电路，该电路提供用于操作所述马达的电源信号。
6、 根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述MCU根据所述标识器提供的信息来确定被选的待操作马达模块。
7、 根据权利要求1或4任一项所述的装置，其特征在于，所述马达模块进一步包括用于向所述MCU提供马达状态信息的反馈传感器。
8、 根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述电控马达为压电马达。
9、 一种控制多个电控马达的方法，该方法包括将MCU连接到来自CPU的总线；将所述MCU连接到所述多个马达；所述MCU根据所接收的来自所述CPU的信号选择待操作马达及操作方向。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括使每一马达为一马达模块的一部分，并通过马达模块中的标识器将该马达模块中的马达连接到所述MCU的步骤。
11、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在每个马达模块中提供电源开关电路以驱动相应马达的步骤。
12、 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在所述MCU模块中提供电源开关电路，以及与所述马达模块共享所述电源开关电路的输出的步骤。
13、 一种控制多个电控马达的方法，该方法包括使用一 MCU连接所述多个马达和CPU。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供一电源开关电路选择性地操作每个马达，以及所述MCU根据来自所述CPU的指令选择待操作马达的步骤。
15、 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供反馈传感器连接每个马达，以及将来自所述反馈传感器的信号传给所述MCU以决定何时取消对所选马达的选定的步骤。
全文摘要
本发明涉及马达控制技术，公开一种控制多个马达的方法和装置。所述装置包括MCU模块，具有MCU和连接来自CPU的主干总线的接口；多个马达模块，每个马达模块具有电控马达和标识器；其中所述马达模块电连接到所述MCU模块；其中所述MCU模块接收来自所述CPU的控制信号，指示所选定的待操作马达模块。本发明通过在马达之间共享一些电子元件来降低使用多个电控马达的特定系统的电子设备的总成本。
文档编号H02P6/04GK101540578SQ200910005479
公开日2009年9月23日 申请日期2009年1月15日 优先权日2008年1月28日
发明者孙持平, 薛彦宏 申请人:德昌电机(深圳)有限公司