专利名称：进气格栅调整驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驱动器，特别涉及一种用于控制汽车发动机进气格栅的进气格栅调整驱动器。
背景技术：
目前国际上特别是欧洲，推出的新车型，为了使发动机工作效率提高，会使发动机舱保持一定的温度。而现在的许多车型，为了使发动机得到有效的散热，会让进气口完全敞开。经研究，在低温状态下，内燃机的效率并不是很高，而是要使发动机保持一定的温度。 为了使发动机舱保持这一温度，现在设计在进气口设一道可以开关的进气格栅，在发动机舱温度较低的时候把进气格栅关闭，而发动机舱温度升高时又可以把进气格栅打开进行散热。目前市场上控制进气格栅的实现方式是通过改变电源输入端方向来改变电动马达的转向，以带动进气格栅折叠或展开，并且在回路中串联一个电流过载保护器，当进气格栅到达阻挡位置时，电动马达堵转，使得回路电流加大，电流过载保护器断开连接；但是，现有的这种实现方式有以下缺陷1、由于它的控制方式是通过改变输入电源的极性来改变进气格栅的折叠方向，如果输入线路出现故障，自身无法识别，在汽车电子集成度越来越高的今天，这样的汽车故障排查非常困难；2、由于电流过载保护器采用的原理是在回路中串联一个PPTC，当电流增大时， PPTC发热温度升高，使得回路的电流减小以断开继电器，由于PPTC的温度与环境温度相关性很大，在环境温度较高的情况下很可能在进气格栅折叠未到位时就断开停止了，而在环境温度很低的情况下，电动马达的堵转电流无法使得PPTC升高到断开温度时，电动马达一直处于堵转状态，很容易烧坏电动马达或其它电气电路3、电流过载保护器它需要一个继电器，通常继电器的体积都比较大，在汽车要求部件体积越来越小的今天，有时候它的应用会有所局限，无法将体积做小。综上所述，特别需要一种进气格栅调整驱动器，以克服技术存在的上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种进气格栅调整驱动器，以克服现有技术存在的上述缺陷，具有学习功能，可以根据不同的电动马达电流参数作为控制参数，以达到良好的控制状态，结构简单，十分实用。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种进气格栅调整驱动器，其特征在于，它包括一电源管理单元、一马达驱动单元、一 PWM信号接口单元及一主控制单元，电源通过所述电源管理单元分别输入所述主控制单元和所述马达驱动单元，所述主控制单元通过所述马达驱动单元连接电动马达，所述 PWM信号接口单元的输入端连接外部PWM控制信号，所述PWM信号接口单元的输出端连接所述主控制单元。在本实用新型的一个实施例中，所述电源管理单元包括压敏电阻Rl、电容Cl、C2、 C3、C4、C5、C6、C7、二极管Dl和电源芯片VRl ；电源通过Vbat端分别输入压敏电阻Rl的一端、电容Cl的一端和二极管Dl的正极，电容Cl的另一端通过电容C8与亚敏电阻Rl的另一端互相连接并接地，二极管Dl的负极分别连接电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4 的一端和电源芯片VRl的Vin端，电源芯片VRl的Vout端分别连接电容C5的一端、电容C6 的一端和电容C7的一端并输出+5V电源，电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端互相连接并与电源芯片VRl 的GND端连接后接地。在本实用新型的一个实施例中，所述马达驱动单元包括马达驱动芯片U2、电容 ClU C12、C13、C14、电阻R7、R8、R9、电感Ll和L2 ；马达驱动芯片U2的1脚分别连接电容 Cll的一端、电容C12的一端和+12V电源，电容Cll的另一端和电容C12的另一端互相连接并接地，马达驱动芯片U2的2脚通过电感L2连接电动马达的一端，马达驱动芯片U2的13 脚通过电感Ll连接电动马达的另一端，电容C13并联在马达驱动芯片U2的2脚和13脚上， 马达驱动芯片U2的3、4、5、10、11、12脚互相连接并分别连接电阻R7的一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端和电容C14的一端，电阻C14的另一端接地，马达驱动芯片U2的14脚接地。在本实用新型的一个实施例中，所述PWM信号接口单元包括电阻R2、R3、R4、R5、 R6、二极管D2和三极管Ql ；PWM-Signal端通过电阻R5分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端和二极管D2的正极，电阻R2的另一端连接+12V电源，电阻R4的另一端分别连接电阻 R3的一端和PWM端，电阻R3的另一端分别连接电阻R6的一端和Text端，电阻R6的另一端接地，二极管D2的负极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极与基极互相连接并接地，三极管Ql的基极连接Diagnose端。在本实用新型的一个实施例中，所述主控制单元包括控制芯片U1、电阻RIO、RlU R12、R13、电容C9、CIO、C15、C16和排针JPl ；排针JPl的3脚连接+5V电源，排针JPl的2 脚接地，排针JPl的4脚分别连接控制芯片Ul的13脚、电阻RlO的一端、电阻Rll的一端和电容C15的一端，排针JPl的5脚连接控制芯片Ul的12脚，电阻RlO的另一端连接+5V 电源，电阻Rll的另一端和电容C15的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul的3脚分别连接电阻R12的一端、电阻R13的一端和电容C16的一端，电阻R12的另一端连接Vbat端，电阻R13的另一端和电容C16的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul的14脚接地，控制芯片 Ul的9脚接地，控制芯片Ul的1脚分别连接电容C9的一端和电容ClO的一端并接+5V电源，电容C9的另一端和电容ClO的另一端互相连接并接地。本实用新型的进气格栅调整驱动器，与现有的产品相比，具有自学习功能，可以不必为不同的电动马达而重新去标定，可以学习不同电动马达的电流参数，并做出相应控制； 控制信号采用PWM方式，降低了产品的材料成本，同时，还具有自诊断功能，适用于车身诊断，方便售后的故障诊断，实现本实用新型的目的。本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
图1为本实用新型的进气格栅调整驱动器的结构框图；图2为本实用新型的电源管理单元的电路原理图；图3为本实用新型的马达驱动单元的电路原理图；图4为本实用新型的PWM信号接口单元的电路原理图；图5为本实用新型的主控单元的电路原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。如图1所示，本实用新型的进气格栅调整驱动器，它包括一电源管理单元100、一马达驱动单元200、一 PWM信号接口单元300及一主控制单元400，电源通过电源管理单元 100分别输入主控制单元400和马达驱动单元200，主控制单元400通过马达驱动单元200 连接电动马达500，PWM信号接口单元300的输入端连接外部PWM控制信号，PWM信号接口单元300的输出端连接主控制单元400。通过接收外部的PWM脉冲信号并检测其占空比的宽度，由主控制单元400计算其宽度并控制电动马达500转动的方向以控制进气格栅折叠的方向。电源管理单元100用于
电源管理。如图2所示，电源管理单元100包括压敏电阻R1、电容Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、
二极管Dl和电源芯片VRl ；电源通过Vbat端分别输入压敏电阻Rl的一端、电容Cl的一端和二极管Dl的正极，电容Cl的另一端通过电容C8与亚敏电阻Rl的另一端互相连接并接地，二极管Dl的负极分别连接电容C2的一端、电容C3的一端、电容C4的一端和电源芯片 VRl的Vin端，电源芯片VRl的Vout端分别连接电容C5的一端、电容C6的一端和电容C7 的一端并输出+5V电源，电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端互相连接并与电源芯片VRl的GND端连接后接地。其中，压敏电阻Rl主要用于吸引电源输入端口的浪涌及高压脉冲；陶瓷电容Cl和 C2除了滤除电源纹波外，它还可以吸引电源端口轻量的静电放电；二极管Dl防止电源反向连接烧坏内部电路；电解电容C2滤除电源端口低频纹波，为电源管理芯片100提供稳定的电压；陶瓷电容C3和C4滤除电源端口高频纹波，为电源芯片VRl提供稳定的电压；电源芯片VRl为主控制单元400提供稳定的供电电压；电容C5、C6和C7为电源芯片VRl输出稳定电压。如图3所示，马达驱动单元200包括马达驱动芯片似、电容(11、(12、(13、(14、电阻R7、R8、R9、电感Ll和L2 ；马达驱动芯片U2的1脚分别连接电容Cll的一端、电容C12的一端和+12V电源，电容Cll的另一端和电容C12的另一端互相连接并接地，马达驱动芯片 U2的2脚通过电感L2连接电动马达的一端，马达驱动芯片U2的13脚通过电感Ll连接电动马达的另一端，电容C13并联在马达驱动芯片U2的2脚和13脚上，马达驱动芯片U2的 3、4、5、10、11、12脚互相连接并分别连接电阻R7的一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端和电容C14的一端，电阻C14的另一端接地，马达驱动芯片U2的14脚接地。其中，陶瓷电容Cll为马达驱动芯片U2的电源引脚旁路电容；陶瓷电容C12为马达驱动芯片U2的电源引脚滤波电容，稳定马达驱动芯片U2的电源输入；电阻R9为电动马达500的电流采样电阻；电阻R7、电容C14和电阻R8构成RC滤波电路，将采样电流的电压信号加以平滑处理，输出给主控制单元400的控制芯片Ul ；电感Ll和L2及电容C13构成 LC滤波电路以滤除电动马达500的杂波。如图4所示，PWM信号接口单元300包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、二极管D2和三极管Ql ；PWM-Signal端通过电阻R5分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端和二极管D2 的正极，电阻R2的另一端连接+12V电源，电阻R4的另一端分别连接电阻R3的一端和PWM 端，电阻R3的另一端分别连接电阻R6的一端和Text端，电阻R6的另一端接地，二极管D2 的负极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极与基极互相连接并接地，三极管Ql的基极连接Diagnose端。其中，电阻R2为PWM信号接口单元300的上拉电阻；电阻R5为PWM信号接口单元 300的限流电阻，防止PWM信号接口单元300错接到电源上是引起三极管Ql损坏；电阻R3、 R4和R6构成分压电路，主要为是把12V转成主控制单元400的控制芯片Ul的I/O 口可以输入的电压；同时，电阻R3和R6构成的分压电路输出给主控制单元400的A/D 口，用于该端口诊断，判断其有没有对地或电源短路；二极管D2为电流方向阻断功能，使三极管Ql的电流只能从集电极向发射极流向，防止三极管Ql电流反向损坏；三极管Ql是诊断信号输出控制开关管，它通过接收主控制单元400的控制信号，向PWM信号接口单元300输出诊断信号。如图5所示，主控制单元400包括控制芯片U1、电阻RIO、Rl 1、R12、R13、电容C9、 C10、C15、C16和排针JPl ；排针JPl的3脚连接+5V电源，排针JPl的2脚接地，排针JPl的 4脚分别连接控制芯片Ul的13脚、电阻RlO的一端、电阻Rll的一端和电容C15的一端，排针JPl的5脚连接控制芯片Ul的12脚，电阻RlO的另一端连接+5V电源，电阻Rll的另一端和电容C15的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul的3脚分别连接电阻R12的一端、电阻R13的一端和电容C16的一端，电阻R12的另一端连接Vbat端，电阻R13的另一端和电容C16的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul的14脚接地，控制芯片Ul的9脚接地，控制芯片Ul的1脚分别连接电容C9的一端和电容ClO的一端并接+5V电源，电容C9的另一端和电容ClO的另一端互相连接并接地。其中，排针JPl为软件下载端口 ；陶瓷电容C9和ClO为控制芯片Ul电源端的滤波旁路电容；电阻RlO和电阻Rll构成的分压电路，为环境温度检测电路，环境温度的变化会使电阻Rll的阻值也跟着变化；这样控制芯片Ul的A/D 口就可以检测出其输入的电压的变化；陶瓷电容C15用于该部分的电压稳定。电阻R12和电阻R13构成的分压电路，为检测电源的电压，该分压电压通过控制芯片Ul的A/D 口可以检测出其输入的电压的变化；陶瓷电容C16用于该部分的电压稳定。主控制单元400的任务是(1)判断是否有脉冲输入，如果信号中断，将控制后视镜打开，以便于后视镜正常工作；(2)监控电动马达500的电流，并对电动马达500的堵转电流进行学习保存；(3)检测控制信号的PWM宽度并做出方向判断，以控制电动马达500的转向。[0034]控制芯片Ul为整个主控制单元400的控制中枢，它主要有以下几个功能(1)接收PWM信号；(2)控制电动马达的转向，启动，停止；(3)系统诊断算法；(4)电动马达电流监控；( 诊断信号输出控制；(6)电动马达运行状态监控；(7)环境温度监控。上电后，首先系统会自检，检查内容包括输入电源的电压值，PWM信号端口是否正常，环境温度是否正常等。如果系统正常，系统将进入待命状态，实时监控PWM信号端口的命令信号，并实时监控电源电压及环境温度。如果PWM信号端口输入的是“开，，信号即50 %或60 %占空比的PWM信号，主控制单元400就会控制电动马达500正转，电动马达500将驱动蜗杆蜗轮让进气格栅慢慢打开， 当到达阻挡位置时，电动马达500会堵转，电流上升，主控制单元400检测到电流上升时，将会控制关闭电动马达500。如果信号端口输入的是“关”信号，即30 %或40 %占空比的PWM信号，主控制单元 400就会控制电动马达500反转，电动马达500将驱动蜗杆蜗轮让进气格栅慢慢关闭，当到达阻挡位置时，电动马达500就会堵转，电流上升，主控制单元400检测到电流上升时，将会控制关闭电动马达500。如果信号端口输入的是“诊断”信号，即10%占空比的PWM信号，主控单元400将实施诊断命令，向车身控制单元发出存在的诊断信息。如果信号端口输入的是“学习”信号，即90%占空比的PWM信号，系统就会对控制参数进行自我学习，包括电流等参数。如果信号端口输入出现故障，即对电源或地短路或线路出现断开，主控单元400 将会识别将控制电动马达500正传使得进气格栅处于打开状态，不影响驾驶员正常使用进气格栅。本实用新型的进气格栅调整驱动器最大特点是具有学习功能，可以根据不同的电动马达电流参数做控制参数的自行修改，以达到良好的控制状态。电动马达堵转电流学习功能采用一种自适应学习功能，每次进气格栅折叠到达最端边时都会对电动马达的电流进行实时学习，并对正常关闭的电流数据进行保存，以备下次使用。这样做的好处是，电动窗能进行不断的学习，不断优化控制参数。而且，对于不同车型，可以不必更改参数。过电压时对电动马达进行断电保护电动马达在超过一定额定电压工作时，很容易损坏。由此，对输入电压实时监控， 一但输入电压超过电动马达的耐受值，系统将控制切断电动马达的电源，保护电动马达不损坏。过高温时对电动马达进行断电保护电动马达在超过工作温度使用时，很容易损坏。由此，采用NTC对温度进行采样， 一但环境温度超过电动马达的耐受值，系统将控制切断电动马达的电源，保护电动马达不损坏。空载检测反馈电动马达运行过程，或由于机械故障的原因可能使电动马达处于空载状态。针对于这项故障对电动马达空载转动的电流进行测量学习，通过一系列算法来判断电动马达是否处于空载状态，并对于这一故障对上位机控制器进行报告。[0050]信号中断做打开处理如果信号中断或由于信号线断路或短路时，如果时间超过5秒钟时控制器会控制进气格栅处于打开位置，这样万一控制线路出现故障时，也会打开进气格栅以使发动机可以散热避免发动机温度过高损坏。自适应防夹手功能采用一种自适应学习功能，每次进气格栅调整器的折叠都会对电动马达的电流进行实时学习，并对正常的电流数据进行保存，以备下次使用。这样做的好处是，能进行不断的学习，不断优化控制参数。而且，对于不同车型，可以不必更改参数。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1.一种进气格栅调整驱动器，其特征在于，它包括一电源管理单元、一马达驱动单元、 一 PWM信号接口单元及一主控制单元，电源通过所述电源管理单元分别输入所述主控制单元和所述马达驱动单元，所述主控制单元通过所述马达驱动单元连接电动马达，所述PWM 信号接口单元的输入端连接外部PWM控制信号，所述PWM信号接口单元的输出端连接所述主控制单元。
2.根据权利要求1所述的进气格栅调整驱动器，其特征在于，所述电源管理单元包括压敏电阻附、电容(1、02、03、04、05、06、07、二极管01和电源芯片VRl ；电源通过Vbat端分别输入压敏电阻Rl的一端、电容Cl的一端和二极管Dl的正极，电容Cl的另一端通过电容C8与亚敏电阻Rl的另一端互相连接并接地，二极管Dl的负极分别连接电容C2的一端、 电容C3的一端、电容C4的一端和电源芯片VRl的Vin端，电源芯片VRl的Vout端分别连接电容C5的一端、电容C6的一端和电容C7的一端并输出+5V电源，电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端互相连接并与电源芯片VRl的GND端连接后接地。
3.根据权利要求1所述的进气格栅调整驱动器，其特征在于，所述马达驱动单元包括马达驱动芯片U2、电容C11、C12、C13、C14、电阻R7、R8、R9、电感Ll和L2 ；马达驱动芯片U2 的1脚分别连接电容Cll的一端、电容C12的一端和+12V电源，电容Cll的另一端和电容 C12的另一端互相连接并接地，马达驱动芯片U2的2脚通过电感L2连接电动马达的一端， 马达驱动芯片U2的13脚通过电感Ll连接电动马达的另一端，电容C13并联在马达驱动芯片U2的2脚和13脚上，马达驱动芯片U2的3、4、5、10、11、12脚互相连接并分别连接电阻 R7的一端和电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地，电阻R7的另一端分别连接电阻R8的一端和电容C14的一端，电阻C14的另一端接地，马达驱动芯片U2的14脚接地。
4.根据权利要求1所述的进气格栅调整驱动器，其特征在于，所述PWM信号接口单元包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、二极管D2和三极管Ql ；P丽-Signal端通过电阻R5分别连接电阻R2的一端、电阻R4的一端和二极管D2的正极，电阻R2的另一端连接+12V电源，电阻 R4的另一端分别连接电阻R3的一端和PWM端，电阻R3的另一端分别连接电阻R6的一端和 Text端，电阻R6的另一端接地，二极管D2的负极连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的发射极与基极互相连接并接地，三极管Ql的基极连接Diagnose端。
5.根据权利要求1所述的进气格栅调整驱动器，其特征在于，所述主控制单元包括控制芯片U1、电阻RIO、Rll、R12、R13、电容C9、CIO、C15、C16和排针JPl ；排针JPl的3脚连接+5V电源，排针JPl的2脚接地，排针JPl的4脚分别连接控制芯片Ul的13脚、电阻RlO 的一端、电阻Rll的一端和电容C15的一端，排针JPl的5脚连接控制芯片Ul的12脚，电阻 RlO的另一端连接+5V电源，电阻Rll的另一端和电容C15的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul的3脚分别连接电阻R12的一端、电阻R13的一端和电容C16的一端，电阻R12的另一端连接Vbat端，电阻R13的另一端和电容C16的另一端互相连接并接地，控制芯片Ul 的14脚接地，控制芯片Ul的9脚接地，控制芯片Ul的1脚分别连接电容C9的一端和电容 ClO的一端并接+5V电源，电容C9的另一端和电容ClO的另一端互相连接并接地。
专利摘要本实用新型的目的在于提供一种进气格栅调整驱动器，它包括一电源管理单元、一马达驱动单元、一PWM信号接口单元及一主控制单元，电源通过所述电源管理单元分别输入所述主控制单元和所述马达驱动单元，所述主控制单元通过所述马达驱动单元连接电动马达，所述PWM信号接口单元的输入端连接外部PWM控制信号，所述PWM信号接口单元的输出端连接所述主控制单元；与现有的产品相比，具有自学习功能，可以不必为不同的电动马达而重新去标定，可以学习不同电动马达的电流参数，并做出相应控制；控制信号采用PWM方式，降低了产品的材料成本，同时，还具有自诊断功能，适用于车身诊断，方便售后的故障诊断，实现本实用新型的目的。
文档编号H02P1/04GK202309579SQ20112041734
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者钱建斌 申请人:上海圣阑实业有限公司