一种步进电机EGR阀控制器的制作方法

本发明涉及电机控制技术领域，特别是一种汽车上使用的步进电机EGR阀控制器。

背景技术：

步进电机EGR阀为应用于国内整车（发动机）中的一种电控产品，主要用于将发动机排出部分气体分流到发动机进气口，从而降低了发动机燃烧室内的温度及氧气含量，进而降低了污染物NOx的排放，相比直流电机EGR阀而言，步进电机EGR阀具有响应速度快、无需反馈、控制准确、结构小巧、价格低廉等特点。然而，由于步进电机EGR阀是新研发产品，因此目前还没有专门针对控制步进电机EGR阀而设计的控制器，在步进电机EGR阀的测试和使用过程中，急需一种控制器能够很好地控制步进电机EGR阀按设计要求进行工作。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种步进电机EGR阀控制器，用于控制步进电机EGR阀工作或者对步进电机EGR阀进行测试，以提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种步进电机EGR阀控制器，包括依次连接的传感器输入信号处理单元、主控单元以及步进电机EGR阀控制单元；所述传感器输入信号处理单元用于采集油门传感器、转速传感器以及水温采集卡输入的信号，并处理为主控单元能够识别的信号；所述主控单元根据传感器输入信号处理单元传输的信号向步进电机EGR阀控制单元发出脉冲控制信号；所述步进电机EGR阀控制单元接收主控单元发出的脉冲控制信号，并据此信号控制步进电机EGR阀动作。

上述一种步进电机EGR阀控制器，所述传感器输入信号处理单元包括并列设置的油门信号处理电路、转速信号处理电路以及水温信号处理电路，上述各处理电路的输出端分别与单片机的信号输入端连接。

上述一种步进电机EGR阀控制器，所述主控单元的主芯片采用自带LDO功能、通讯功能及5V电源输出功能的单片机，单片机的LDO电源端经滤波及保护电路连接汽车电瓶，单片机的信号输入端连接传感器输入信号处理单元的输出端，单片机还与步进电机EGR阀控制单元互联。

上述一种步进电机EGR阀控制器，所述步进电机EGR阀控制单元的主芯片为步进电机驱动芯片，步进电机驱动芯片的受控端连接单片机的输出端，步进电机驱动芯片的信号反馈端连接单片机的信号接收端，步进电机驱动芯片的输出端连接步进电机EGR阀的受控端。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明专用于汽车或工程车辆步进电机EGR阀的控制，通过此控制器能够实现对整车步进电机EGR阀的工作状态进行控制，减少了污染物的排放；同时，还能够对步进电机EGR阀进行测试，对EGR阀的各项性能进行监控，并通过内部存储故障码，使技术人员能够迅速查明步进电机EGR阀故障情况。

附图说明

图1为本发明的结构示框图；

图2为本发明所述主控单元的电路图；

图3为本发明所述步进电机EGR阀控制单元的电路图；

图4为本发明所述传感器输入信号处理单元的电路图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种步进电机EGR阀控制器，其结构框图如图1所示，包括集成在一块电路板上的传感器输入信号处理单元、主控单元、步进电机EGR阀控制单元以及滤波及保护电路；传感器输入信号处理单元、主控单元和步进电机EGR阀控制单元依次连接，主控单元的电源端经滤波及保护电路连接汽车电瓶，步进电机EGR阀控制单元的输出端连接步进电机EGR阀的受控端，主控单元根据传感器输入信号处理单元传输的信号向步进电机EGR阀控制单元发出脉冲控制信号，进一步控制步进电机EGR阀动作。

本发明中，传感器输入信号处理单元用于采集油门传感器、转速传感器以及水温采集卡输入的信号，并处理为主控单元能够识别的信号；包括并列设置的油门信号处理电路、转速信号处理电路以及水温信号处理电路，上述各处理电路的输出端分别与单片机的信号输入端连接。

其中，油门信号处理电路包括限流电阻R1、滤波电容C1、下拉电阻R2；水温信号处理电路包括限流电阻R3、分压电阻R4，滤波电容C2、C3；转速信号处理电路包括限流电阻R5、滤波电容C4、下拉电阻R6；如图4所示。

主控单元根据传感器输入信号处理单元传输的信号向步进电机EGR阀控制单元发出脉冲控制信号。主控单元的主芯片采用自带LDO功能、通讯功能及5V电源输出功能的单片机，单片机的LDO电源端经滤波及保护电路连接汽车电瓶，单片机的信号输入端连接传感器输入信号处理单元的输出端，单片机还与步进电机EGR阀控制单元互联。本实施例中，主芯片采用S9ZVL32MLC等型号单片机，其电路图如图2所示，此种集LDO、通讯及5V电源输出功能于一体的单片机能够最大程度降低电路板设计难度并降低成本。

滤波及保护电路包括了防电流、防电压及防反接保护电路及器件。

步进电机EGR阀控制单元接收主控单元发出的脉冲控制信号，并据此信号控制步进电机EGR阀动作。步进电机EGR阀控制单元的主芯片为步进电机驱动芯片，步进电机驱动芯片的受控端连接单片机的输出端，步进电机驱动芯片的信号反馈端连接单片机的信号接收端，步进电机驱动芯片的输出端连接步进电机EGR阀的受控端；本实施例中步进电机EGR阀控制单元的电路图如图3所示。单片机通过控制步进电机驱动芯片来控制步进电机EGR阀的步进电机按要求进行工作，滤波及保护电路可以保护驱动芯片并使控制更加柔和、高效、精确。

本发明的工作原理如下所述。

首先，根据不同型号步进电机EGR阀的参数要求对步进电机EGR阀控制器部输入数据，例如，电机的控制参数、脉谱图数据等等。

其次，连接油门传感器、转速传感器、水温传感器与本发明的传感器输入信号处理单元各电路输入端，滤波及保护电路与汽车电源，连接步进电机EGR阀控制单元与步进电机EGR阀。

然后，进行通电，通电后，步进电机EGR阀根据本发明设置的逻辑运行，当上述传感器输出信号时，传感器输入信号处理单元对信号进行采集、转换并处理后传输给主控单元，主控单元根据输入信号在对应的脉谱图里查找相应的数据，根据查找的数据，主控单元按照设置的参数控制步进电机EGR阀打开到数据确定的值，通过调整主控单元的控制频率和输出信号来控制步进电机EGR阀开关的速度和开度的大小，并且步进电机驱动芯片能够实时反馈开度大小给主控单元，供主控单元参考，实现闭环控制。

运行过程中，若出现控制异常，步进电机EGR阀会自动生成一个故障码储存在主控单元中，方便技术人员读取及解决、处理。

在本发明运行过程中，可通过单片机的通讯端口实时监控系统运行信息，如转速、油门、水温的实时变化情况，步进电机EGR阀的开度、电流、脉冲实时变化、阀的开启、关闭时间等相关情况。

本发明用于内部实验时，也可对系统所有参数进行修改、监控、保存，以达到试验目的。另外，通过此端口，还可实现OBD的连接。