一种汽车空调系统及其鼓风机的调速控制器技术方案

为解决现有PWM方式驱动鼓风机时，大电流驱动信号频繁通断会引起电磁辐射，对车内电子器件造成电磁干扰的问题，本发明专利技术提供了一种汽车空调系统及其鼓风机的调速控制器。其中调速控制器包括如下单元：所述处理单元，用于接收空调控制器发出的档位信号，根据档位信号生成档位控制信号发送给扩频驱动单元；并向扩频驱动单元发送频率控制信号；扩频驱动单元，用于根据档位控制信号和频率控制信号生成PWM驱动信号，并将PWM驱动信号发送给鼓风机的驱动开关；其中，PWM驱动信号的占空比受档位控制信号控制，频率受频率控制信号控制，并以伪随机信号调制的方式在中心频率附近摆动。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车空调系统及其鼓风机的调速控制器
本专利技术涉及汽车空调系统，尤其指对其汽车空调系统内鼓风机进行速度控制的调速控制器。
技术介绍
汽车空调是汽车室内空气调节的简称，用以调节车内的温度、湿度、气流速度及空气洁净度等空气参数，为乘员提供清新舒适的车内环境。空调系统主要由压缩机、鼓风机、冷凝器总成、蒸发器、加热器、制冷管、暖风水管、传感器、空调控制器(即空调ECU，ECU是ElectronicControlUnit的简写)及空调控制面板等组成。其中鼓风机是一个电机驱动的风扇，用于吸入空气并强行使其通过蒸发器或加热器，使空气制冷或者制热。在普通乘用车中较低端的采用手动调整方式，较高端汽车采用自动控制方式，通常乘用车空调用鼓风机功率在200-400W(瓦特)左右。目前鼓风机普遍采用直流电机，驱动方式主要有线性驱动方式和PWM(英文全称：PulseWidthModulation，中文全称：脉冲宽度调制)驱动方式两种。常规的汽车空调中鼓风机调速，采用线性驱动方式，利用回路中阻值的大小来调节电压，达到调节风机转速目的。空调ECU生成线性控制电压，通过功率半导体开关处于线性放大区，调节直流电机的驱动电流，电路结构简单。缺点是功率开关处于线性放大区，导通电阻大，很多电源功率白白消耗，同时需要大面积的散热片。PWM驱动方式的特点是空调ECU输出一个PWM信号，如图1所示，鼓风机1的一端连接至车载低压蓄电池的正端B+，另一端连接至一功率开关Q1的上端，所述功率开关Q1的下端接地；其功率开关Q1的控制端接收空调ECU发出的PWM信号，通过调节PWM信号的占空比对通过鼓风机1的平均电流进行控制，功率开关Q1工作在饱和区，导通电阻很小，整体耗能低。目前PWM驱动方式有取代线性驱动方式的趋势。然而，PWM方式驱动鼓风机1仍存在缺陷，通常乘用车鼓风机1最大电流在20A(安培)左右，驱动控制频率的高阶倍频能量仍较大，处于汽车电子器件工作区间内，其PWM驱动信号频繁通断会引起电磁辐射，该电磁辐射会对车内其他电子器件造成影响。虽然现有也有一些解决方案，比如采用降低PWM驱动信号的频率，同时驱动电路端增加滤波电路。但上述做法均存在缺陷，比如频率过低会导致鼓风机出风风量不均匀，滤波电路的增加也会导致额外的成本。
技术实现思路
为解决现有PWM方式驱动鼓风机时，大电流驱动信号频繁通断会引起电磁辐射，对车内电磁器件造成电磁干扰的问题，本专利技术实施例提供了一种汽车空调系统及其鼓风机的调速控制器。本专利技术实施例一方面提供了一种鼓风机的调速控制器，包括处理单元和扩频驱动单元；所述处理单元，用于接收空调控制器发出的档位信号，根据所述档位信号生成档位控制信号发送给所述扩频驱动单元；并向所述扩频驱动单元发送频率控制信号；所述扩频驱动单元，用于根据所述档位控制信号和所述频率控制信号生成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给驱动所述鼓风机的功率开关；其中，所述PWM驱动信号的占空比受所述档位控制信号控制，所述PWM驱动信号的频率受所述频率控制信号控制，并以伪随机信号调制的方式在中心频率附近摆动。本专利技术实施例公开的调速控制器，接收空调控制器输出的档位信号，根据预设数值调节PWM驱动信号的占空比，以实现对鼓风机的驱动。由于其在内部集成了扩频驱动单元，以伪随机信号调制的方式对控制信号进行扩频调制，使扩频调制后的PWM驱动信号的频率在中心频率附近一定范围内摆动，鼓风机整体的电磁噪声也随着中心频率摆动，可以有效降低平均噪声，减少对车内其他电子器件的电磁干扰。该方案易于实施，成本较低。优选地，所述档位信号为PWM档位信号；所述调速控制器还包括一输入捕捉器，所述输入捕捉器接在所述处理单元与所述空调控制器之间，用于接收所述空调控制器发出的PWM档位信号，采集所述PWM档位信号的上升沿和下降沿，并将所述上升沿和下降沿发送给所述处理单元。采用该输入捕捉器，可以有效采集空调控制器发出的PWM档位信号的上升沿和下降沿，如此，处理单元可以从该输入捕捉器获得该PWM档位信号的对应波形的占空比。优选地，所述处理单元包括：占空比计算模块，用于根据所述上升沿和下降沿，计算获得所述PWM档位信号的占空比，并根据所述占空比，生成PWM档位控制信号，发送给所述扩频驱动单元；频率控制模块，用于获取存储的频率控制信号，并将其发送给所述扩频驱动单元。优选地，所述调速控制器还包括一电压反馈单元；所述电压反馈单元连接在所述鼓风机的供电电源端与所述处理单元之间，用于检测所述鼓风机端实时电压；所述处理单元还用于根据所述电压反馈单元检测的所述鼓风机的实时端电压调节所述档位控制信号。采用该电压反馈单元，可以实时监测鼓风机的实时端电压，处理单元根据鼓风机反馈的实时端电压调节PWM驱动信号的占空比，保证在鼓风机的供电电源的电压波动的情况下，鼓风机风量输出仍能保持稳定。优选地，所述扩频驱动单元具体包括数模转换器、DDS电路及驱动电路；所述数模转换器，用于接收所述处理单元输出的档位控制信号，并对所述档位控制信号进行数模转换获得模拟控制信号；所述DDS电路，用于接收所述处理单元发出的频率控制信号，通过伪随机信号调制获得受所述频率控制信号控制并在中心频率附近摆动的频率调制信号；所述驱动电路，用于根据所述模拟控制信号及所述频率调制信号，将所述模拟控制信号及所述频率调制信号复合，获得占空比受所述档位控制信号控制、频率在中心频率附近摆动的PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给所述功率开关。采用该种方式，可以通过简单的电路搭建，即获得所述占空比受所述档位控制信号控制、频率受所述频率控制信号控制并在某一中心频率附近摆动的PWM驱动信号。优选地，所述驱动电路为一比较器；所述比较器的同相输入端连接至所述数模转换器，所述比较器的反相输入端连接至DDS电路，所述比较器的输出端连接至所述功率开关的控制端。采用该比较器，可以有效地将DDS电路生成的频率可调的频率调制信号与所述数模转换器生成的模拟控制信号复合；形成所述占空比受所述档位控制信号控制，频率受所述频率控制信号控制、在某一中心频率附近摆动的PWM驱动信号。优选地，所述DDS电路包括相位累加器、正弦查值表、数模转换器和低通滤波器；所述DDS电路的输出频率fo由时钟信号fc和频率控制信号K共同决定，其关系如下公式：fo＝fc×K/2N；其中，N为相位累加器的字长。本专利技术实施例第二方面提供了一种汽车空调系统，包括空调控制器、调速控制器、鼓风机及功率开关；所述鼓风机与功率开关串联连接在供电电源上；所述调速控制器的输入端连接至所述空调控制器，其输出端连接至所述功率开关的控制端；所述调速控制器包括处理单元和扩频驱动单元；所述处理单元，用于接收所述空调控制器发出的档位信号，根据所述档位信号生成档位控制信号发送给所述扩频驱动单元；并向所述扩频驱动单元发送频率控制信号；所述扩频驱动单元，用于根据所述档位控制信号和频率控制信号生成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给驱动所述鼓风机的功率开关；其中，所述PWM驱动信号的占空比受所述档位控制信号控制，所述PWM驱动信号的频率受所述频率控制信号控制，并以伪随机信号调制的方式在中心频率附近摆动。采用本专利技术实施例提供的汽车空调系统，由于其在调速控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鼓风机的调速控制器，其特征在于，包括处理单元和扩频驱动单元；所述处理单元，用于接收空调控制器发出的档位信号，根据所述档位信号生成档位控制信号发送给所述扩频驱动单元；并向所述扩频驱动单元发送频率控制信号；所述扩频驱动单元，用于根据所述档位控制信号和所述频率控制信号生成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给鼓风机的驱动开关；其中，所述PWM驱动信号的占空比受所述档位控制信号控制，所述PWM驱动信号的频率受所述频率控制信号控制，并以伪随机信号调制的方式在中心频率附近摆动。

【技术特征摘要】
1.一种鼓风机的调速控制器，其特征在于，包括处理单元和扩频驱动单元；所述处理单元，用于接收空调控制器发出的档位信号，根据所述档位信号生成档位控制信号发送给所述扩频驱动单元；并向所述扩频驱动单元发送频率控制信号；所述扩频驱动单元，用于根据所述档位控制信号和所述频率控制信号生成PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给驱动所述鼓风机的功率开关；其中，所述PWM驱动信号的占空比受所述档位控制信号控制，所述PWM驱动信号的频率受所述频率控制信号控制，并以伪随机信号调制的方式在中心频率附近摆动。2.根据权利要求1所述的调速控制器，其特征在于，所述档位信号为PWM档位信号；所述调速控制器还包括一输入捕捉器，所述输入捕捉器接在所述处理单元与所述空调控制器之间，用于接收所述空调控制器发出的PWM档位信号，采集所述PWM档位信号的上升沿和下降沿，并将所述上升沿和下降沿发送给所述处理单元。3.根据权利要求2所述的调速控制器，其特征在于，所述处理单元包括：占空比计算模块，用于根据所述上升沿和下降沿，计算获得所述PWM档位信号的占空比，并根据所述占空比，生成PWM档位控制信号，发送给所述扩频驱动单元；频率控制模块，用于获取存储的频率控制信号，并将所述频率控制信号发送给所述扩频驱动单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的调速控制器，其特征在于，所述调速控制器还包括一电压反馈单元；所述电压反馈单元连接在所述鼓风机的供电电源端与所述处理单元之间，用于检测所述鼓风机的实时端电压；所述处理单元还用于根据所述电压反馈单元检测的所述鼓风机的实时端电压调整所述档位控制信号。5.根据权利要求4所述的调速控制器，其特征在于，所述扩频驱动单元具体包括数模转换器、DDS电路及驱动电路；所述数模转换器，用于接收所述处理单元输出的档位控制信号，并对所述档位控制信号进行数模转换获得模拟控制信号；所述DDS电路，用于接收所述处理单元发出的频率控制信号，通过伪随机信号调制获得受所述频率控制信号控制并在中心频率附近摆动的频率调制信号；所述驱动电路，用于根据所述模拟控制信号及所述频率调制信号，将所述模拟控制信号及所述频率调制信号复合，获得占空比受所述档位控制信号控制、频率在中心频率附近摆动的PWM驱动信号，并将所述PWM驱动信号发送给所述功率开关。6.根据权利要求5所述的调速控制器，其特征在于，所述驱动电路为一比较器；所述比较器的同相输入端连接至所述数模转换器，所述比较器的反相输入端连接至DDS电路，所述比较器的输出端连接至所述功率开关的控制端。7.根据权利要求6所述的调速控制器，其特征在于，所述DDS电路包括相位累加器、正弦查值表、数模转换器和低通滤波器；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明明，辛聪，杨波，彭飞，梁卓贤，刘勇，黄少堂，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44