CN105759673A - 汽车电子***及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车电子***，包括用于执行电子水泵功能的电子水泵单元和用于对电子水泵单元进行控制的电子控制单元，所述汽车电子***还包括LIN总线，所述电子控制单元和电子水泵单元通过所述LIN总线连接；所述电子控制单元通过所述LIN总线对所述电子水泵单元发送工作命令以控制所述电子水泵单元执行工作。本发明还提供所述汽车电子***对应的使用方法。

Description

汽车电子***及其使用方法

【技术领域】

本发明涉及汽车电子***，尤其是涉及一种使用LIN(LocalInterconnectNetwork，局部互联网络)总线控制电子水泵的汽车电子***及其使用方法。

【背景技术】

现有的汽车电子***中，在对电子水泵进行控制时，一般是通过电子水泵的上位机设备，比如汽车电子***中的电子控制单元(ElectricalControlUnit,简称ECU)对电子水泵发出脉宽调制信号；电子水泵接收到脉宽调制信号后，其中的单片机通过换相逻辑控制将脉宽调制信号施加到电子水泵中的电子开关上，从而对电子水泵的电机进行驱动。这种方法的主要缺点在于：(1)电子水泵是被动地接受脉宽调制信号并将其直接用于驱动电机，其中的单片机仅能驱动电机旋转，却无法将电机的实际转速反馈给上位机，因此也就很难对电机的转速做到闭环控制；(2)汽车中经常需要同时使用多个电子水泵，但如果想用上位机同时控制多个电子水泵，则需要进行多路脉宽调制信号输出，这需要设置较多的硬件接口，导致成本增加；(3)脉宽调制信号本身无法用来传递较为复杂的信息，难以用来对电机进行更加智能化的控制。

因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供易于实现精确控制，同时成本低廉的汽车电子***，以及其相应的控制方法。

为了达到以上目的，本发明提供一种汽车电子***，包括LIN总线、电子控制单元和电子水泵单元，所述电子水泵单元包括用于驱动电子水泵的电机；所述电子控制单元和所述电子水泵单元都与所述LIN总线建立信号连接，所述电子控制单元向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，所述电子水泵单元从所述LIN总线接收所述工作命令，并根据所述工作命令执行工作；其中所述电子控制单元每次发送的所述工作命令包括驱动所述电机运转的命令和所述电机的目标转速，或者包括所述电机的目标转速，或者包括驱动所述电机停转的命令。

所述电子水泵单元还包括单片机与驱动模块，所述单片机通过所述LIN总线与所述电子控制单元建立信号连接，所述驱动模块与所述单片机建立信号连接，所述电机与所述驱动模块建立信号连接；所述单片机从所述电子控制单元接收所述工作命令并进行解析，若所述工作命令包括所述电机的目标转速，则根据所述电机的目标转速产生具有对应占空比的脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号发送到所述驱动模块；所述驱动模块根据所述脉宽调制信号控制所述电机转动，从而使所述电机的转速达到所述工作命令包含的所述目标转速。

所述电子水泵单元还包括监控模块，所述监控模块与所述单片机、驱动模块及电机建立信号连接；在所述电机转动时，所述监控模块从所述电机，或者从所述驱动模块和所述电机采集所述电机的工作参数，并将采集到的所述电机的工作参数反馈给所述单片机；所述工作参数包括所述电机的当前转速，所述单片机从所述监控模块接收到的所述电机的当前转速后，判断所述电机的当前转速是否需要调节；若是，则调节所述脉宽调制信号的占空比，通过改变了占空比的脉宽调制信号对所述电机的当前转速进行调节。

所述电子控制单元每次向所述LIN总线发送的工作命令包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和回应部分，所述帧头部分包括与待接收所述工作命令的电子水泵单元对应的报头ID，所述回应部分包括数据场；所述报头ID用于让接收到所述工作命令的电子水泵单元判断自身是不是所述工作命令的发送对象；所述数据场包括驱动电机运转的命令和电机的目标转速数据，或者包括控制电机停转的命令。

所述工作参数还包括所述电机的温度、工作电压、工作电流中的部分或全部，所述单片机根据所述工作参数生成工况信息，以预定的频率将所述工况信息发送到所述LIN总线，所述电子控制单元从所述LIN总线接收所述工况信息，并根据所述工况信息对所述电子水泵单元的工作状态进行监控。

所述电子水泵单元每次向所述LIN总线发送的工况信息包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和响应部分，所述报文头包括与发送该工况信息的电子水泵单元对应的报头ID，所述响应部分包括数据场；所述报头ID用于让所述电子控制单元判断所述工况信息是哪个电子水泵单元发送的；所述数据场包括表明所述电子控制单元与发送该工况信息的电子水泵单元之间通过所述LIN总线进行的通讯是否正常的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机是否处于转动状态的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机的转速的信息、以及表明发送该工况信息的电子水泵单元存在何种类型的故障的信息。

本发明还提供一种汽车电子***的控制方法，所述方法用于包括电子控制单元、电子水泵单元和LIN总线的汽车电子***中，其中所述电子控制单元和所述电子水泵单元都与所述LIN总线建立信号连接，所述电子水泵单元包括用于驱动电子水泵的电机；所述方法包括以下步骤：

使用所述电子控制单元以预定的频率向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，其中所述工作命令驱动所述电机运转的命令和所述电机的目标转速，或者包括所述电机的目标转速，或者包括驱动所述电机停转的命令；

通过所述LIN总线将所述工作命令传输到所述电子水泵单元以控制所述电子水泵单元执行工作。

所述使用所述电子控制单元向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，并使用所述LIN总线通过单根信号线将所述工作命令传输到所述电子水泵单元以控制所述电子水泵单元执行工作的步骤包括以下子步骤：

使用所述电子水泵单元对所述工作命令进行解析而获取所述电机的目标转速，根据所述目标转速生成具有对应的占空比的脉宽调制信号，利用所述脉宽调制信号控制所述电机转动；

在所述电机转动时，通过反向电动势测速法或者霍尔传感器测速法实时地测量电机的实际转速；若所述电机的实际转速与所述目标转速的差值超过预定的允许误差范围，则重新设置所述脉宽调制信号的占空比，生成新的脉宽调制信号来控制所述电机转动，使所述电机的实际转速与所述目标转速的误差保持在所述允许误差范围内。

所述电子控制单元每次向所述LIN总线发送的工作命令包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和回应部分，所述帧头部分包括与待接收所述工作命令的电子水泵单元对应的报头ID，所述回应部分包括数据场；所述报头ID用于让接收到所述工作命令的电子水泵单元判断自身是不是所述工作命令的发送对象；所述数据场包括驱动电机运转的命令和电机的目标转速数据，或者包括控制电机停转的命令。

所述电子水泵单元还包括监控模块和单片机，所述单片机与所述监控模块建立信号连接，同时还通过所述LIN总线与所述电子控制单元建立信号连接；所述方法还包括以下步骤：

在所述电子水泵单元执行工作时，所述监控模块采集所述电子水泵单元的工作参数，并将所述工作参数反馈给所述单片机；其中所述工作参数包括所述电机的转速，以及所述电机的温度、工作电压、工作电流中的部分或全部；

使用所述单片机根据所述工作参数生成工况信息，并以预定的频率将所述工况信息发送到所述LIN总线；通过所述LIN总线将所述工况信息反馈给所述电子控制单元，通过所述电子控制单元根据所述工况信息对所述电子水泵单元的工作状态进行监控；其中所述工况信息包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和响应部分，所述报文头包括与发送该工况信息的电子水泵单元对应的报头ID，所述响应部分包括数据场；所述报头ID用于让所述电子控制单元判断所述工况信息是哪个电子水泵单元发送的；所述数据场包括表明所述电子控制单元与发送该工况信息的电子水泵单元之间通过所述LIN总线进行的通讯是否正常的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机是否处于转动状态的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机的转速的信息、以及表明发送该工况信息的电子水泵单元存在何种类型的故障的信息。

本发明提供的汽车电子***及其使用方法是使用LIN总线在电子控制单元和电子水泵单元之间建立通讯，使电子水泵单元从电子控制单元接收工作命令并加以执行。在该汽车电子***中，每个电子水泵单元只需要使用一根信号线接到LIN总线上，通过该单根信号线和LIN总线就可以从电子控制单元接收工作命令，硬件结构非常简单，明显地节约了制造成本，而且有利于对电子水泵单元实现自动化、智能化的控制。

【附图说明】

图1是本发明的一个较佳实施方式提供的汽车电子***的示意性的结构框图。

图2是图1所示的汽车电子***中电子控制单元和一个电子水泵单元的电路连接示意图。

图3是图1所示的汽车电子***中的一个电子水泵单元的LIN总线控制接口电路的电路图。

图4是本发明的一个较佳实施方式提供的汽车电子***控制方法的流程图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1，本发明的一个实施方式提供一种汽车电子***100，该汽车电子***100包括至少一个电子水泵单元20和一个电子控制单元(ElectricalControlUnit,图中简写为ECU)10，其中电子水泵单元20用于执行电子水泵的各种现有功能，电子控制单元10可用于控制电子水泵单元20工作并对其进行状态监控。每个电子水泵单元20都通过LIN总线和电子控制单元10建立双向通讯，电子控制单元10可以通过LIN总线向电子水泵单元20发送工作命令，电子水泵单元20也可以通过LIN总线向电子控制单元20反馈工况信息。在本实施方式中，所有电子水泵单元20都通过LIN总线与电子控制单元10建立通讯。电子控制单元10作为LIN通讯的主机，其中既可设置主节点任务也可设置从节点任务；电子水泵单元20则作为LIN通讯的从机，其中只能设置从节点任务。其中主节点任务指的是用于管理由LIN总线连接起来的整个通讯网络的任务，例如增加电子水泵单元20的数量；从节点任务指的则是电子控制单元10和电子水泵单元20之间的网络通讯任务。在本实施方式中，电子水泵单元20的数量最多可以为十五个。

请一并参阅图2，电子控制单元10和电子水泵单元20均由汽车电子***100的电源线(该电源线可以是常规的电源线，这里无需赘述)供电。一个电子水泵单元20包括电源模块(未标号)、单片机21、驱动模块22、电机23及监控模块24。其中，单片机21、驱动模块22及监控模块24构成电子水泵单元20的电控部分，电机23则属于电子水泵单元20的机械部分，用于产生预定转速的转动，给电子水泵的现有的执行机构例如叶轮(图未示)提供动力。电源模块可以是现有的电源管理单元(PMU)，用于将电源线提供的电能提供给单片机21和电机23，以及电子水泵单元20中任何需要供电的部分。单片机21用作电子水泵单元20的处理器以及用于与LIN总线通讯的通讯模块，从而使电子水泵单元20通过LIN总线与电子控制单元10建立双向通讯，使电子控制单元10可以通过LIN总线向单片机21发送工作命令。驱动模块22可以包括现有的电机驱动器件例如桥驱动器等，驱动模块23与单片机21建立信号连接，电机23与驱动模块22建立信号连接，同时与电子水泵单元20的现有执行机构(图未示)传动连接。

电子控制单元10通过LIN总线对电子水泵单元20发出的工作命令可以包括驱动电机23运转的命令和电机23的目标转速(例如在用于控制处于停转状态的电机23开始转动时)，或者所述电机23的目标转速(例如在用来调节转动中的电机23的转速时)，或者包括控制电机23停转的命令(例如在需要控制转动中的电机23停止工作时)。单片机21通过LIN总线接收到来自电子控制单元10的工作命令，并对所述工作命令进行解析以确定工作命令的具体内容，然后通过驱动模块22控制电机23执行工作命令。更具体地，如果单片机21通过LIN总线接收到的工作命令包含电机23的目标转速，则可以根据所述目标转速产生对应的脉宽调制(PulseWidthModulation，简称PWM)信号发送到驱动模块22，驱动模块22根据接收到的脉宽调制信号控制电机23以一定的转速转动，具体的利用脉宽调制信号控制电机23转动的方法可以是各种现有的利用脉宽调制信号控制电机转动的方法，例如在脉宽调制信号的控制下，通过桥驱动器以由脉宽调制信号所确定的频率对电机23的线圈进行周期性的通电，从而利用线圈产生的电磁力驱动电机23以预定转速转动，这样即可由电机23驱动电子水泵单元20的执行机构执行工作。另外，驱动模块22和电机23均与监控模块24连接，监控模块24接回单片机21上构成闭环反馈回路。监控模块24可以包括多种用于采集电机23的工作参数的电路结构，例如电压采样电路、电流采样电路、测温电路等，这些电路结构及其具体使用方法可以是现有技术，因此这里无需赘述。在电机23转动时，监控模块24可以从电机23，或者从驱动模块22和电机23实时地采集电子水泵单元20的工作参数，例如电机23的转速、工作电压、工作电流、温度等，将采集到的数据反馈给单片机21，使单片机21可以根据反馈的数据对电子水泵的工作参数做出修正，即形成闭环负反馈控制。

在该电子水泵100中，电子水泵单元20并不需要采用复杂的电路与电子控制单元10连接。每个电子水泵单元20只需要在其单片机21上连接单独一根信号线，通过该根信号线接入LIN总线，即可通过该单根信号线和LIN总线获得来自电子控制单元10的工作命令，也可以向电子控制单元10反馈工况信息。请参阅图3，单片机21的LIN总线接口电路包括接口芯片，本实施方式中该接口芯片选用PIC16F1829LIN芯片，但可以理解，在其他实施方式中亦可选用其他种类的芯片，只要具有LIN总线通讯接口即可。该接口芯片的LBUS引脚通过单根LIN通讯信号线与电子控制单元10的LBUS引脚相连。另外，该单片机21的LIN总线接口电路还包括电源(本实施方式中为12V电源，即图中标示有“12V”的部分)、第一二极管D1、上拉电阻R、滤波电容C及第二二极管D2。其中第一二极管D1的正极接电源，第一二极管D1的负极则经由上拉电阻R连接到接口芯片的LBUS引脚。这样，上拉电阻R可以在接口芯片的LBUS引脚闲置时将其上拉到高电平，而第一二极管D1则可以起到反向保护作用，防止接口芯片的LUBS引脚上的高电平进入电源的供电网络。滤波电容C和第二二极管D2并联在接口芯片的LBUS引脚与地之间。其中该滤波电容C取值为pF级，用于对LIN总线上的信号进行滤波；该第二二极管D2为瞬态抑制二极管(TVS管)，其负极与接口芯片的LBUS引脚连接，正极接地，用于防止过电压现象对LIN总线接口电路造成损坏。

以下对本实施方式中LIN总线的数据发送机制进行详细介绍。在本实施方式中，为了使电子控制单元10和电子水泵单元20之间通过LIN总线建立的通讯更加便利，电子控制单元10每次发送给电子水泵单元20的工作命令和电子水泵单元20每次反馈给电子控制单元10的工况信息都仅包括LIN总线根据现有规范可以支持的一个报文帧，即使用LIN总线支持的单个报文帧即可传送一次完整的工作命令或工况信息。根据现有规范，LIN总线支持的报文帧包括帧头部分和回应部分，所述帧头部分包括同步间隔段、同步段及报头ID，所述回应部分包括数据场及校验场。以下将对报文帧的各个部分的功能作出具体说明。特别需要指出的是，现有LIN总线的报文帧的数据场的容量可以为2个、4个或8个字节，本实施方式中为了使工作命令或工况信息能够包含尽可能多的信息量，优选地，将数据场的容量设置为8个字节，即64位(bit)。

在本实施方式中的电子控制单元10发送给电子水泵单元20的工作命令中，可以指定数据场的两个字节(以下称为数据字节0和数据字节1)来表示电子控制单元10为电机23设定的目标转速。在常用的电子水泵中，电机转速一般在7000转/分钟(rpm)以内，例如常用的额定功率为17瓦的电子水泵的额定转速一般为3550rpm，常用的额定功率为80瓦的电子水泵的额定转速一般为6500rpm。因此，在绝大多数情况下，使用13个位(即十三位二进制数，可以用来表示0到2¹³的范围中的任意整数)即可精确地表示电机23的转速。为了留有足够的裕量，本实施方式中在13位的基础上增加一位，使用数据字节0的全部8个位和数据字节1的8个位中的6个位，共14个位(即十四位二进制数，可以用来表示0到2¹⁴的范围中的任意整数)来表示电机23的转速。数据场的另一个字节(以下称为数据字节2)的一个位被用来表示电子控制单元10命令电机23开始运转及停转，例如其数值为1时可以表示电子控制单元10命令电机23开始运转，数值为0时表示电子控制单元10命令电机23停转。

作为具体示例，表1是本实施方式中的电子控制单元10发送给电子水泵单元20的一条工作命令的报文帧结构。其中末尾有H的数值为十六进制数值。

表1

该工作命令的内容为“开始运行，目标转速4200转/分钟”。根据该内容，电子控制单元10向电子水泵单元20发送的命令数据的报文帧结构包括同步间隔段、同步段、报头ID、数据场及校验场。数据场包括8个字节，但其中被使用的字节仅有表中列出的数据字节0、数据字节1、数据字节2；为了使报文帧结构显得更加简明，表1中并未列出数据场的另外5个未被使用的字节。根据LIN总线通讯规范，其中同步间隔段包括至少13位的显性电平，同步段的数值为55H。报头ID用于让每个通过LIN总线接收到该工作命令的电子水泵单元20判断该工作命令的发送对象。该报头ID可以根据具体情况设置，使得每个电子水泵单元20都存储有唯一对应的报头ID，并在接收到的工作命令所包含的报头ID与自身储存的报头ID相同时，判定所接收到的工作命令是电子控制单元10向自身发送的工作命令，从而对其进行解析并加以执行。例如，该工作命令中报头ID为30H，因此当预设的报头ID为30H的电子水泵单元20接收到该工作命令时会对其进行解析并加以执行，而报头ID为其他数值的电子水泵单元20接收到该工作命令时则不予处理。数据字节0中的数值为68H，数据字节1中的数值为10H，二者组合在一起构成目标转速数值1068H(单位默认为转/分钟)，换算成十进制数值即4200转/分钟。数据字节2中的数值01H表示命令电机开始运转。校验场的数据ACH是报头ID和各个数据字节的校验和。可以理解，除了开始或停止运行的指令，以及目标转速之外，该数据区还可以包括电子控制单元10为电子水泵单元20设置的其他类型的工作参数，使得工作命令中包含更多的用于控制电子水泵单元20工作的控制信息，只要数据区总共的数据量不超过8个字节即可。

电子水泵单元20接到电子控制单元10发来的工作命令后，其单片机21可以根据上述的报文帧结构对工作命令进行解析，根据数据字节0和数据字节1表示的目标转速生成具有对应占空比的脉宽调制信号，再利用该脉宽调制信号控制电机23以目标转速转动。在电机23转动时，电子水泵单元20的监控模块24从电机23，或者从驱动模块22和电机23实时地采集电机22的工作参数，例如可以从电机23采集电机23的当前转速、温度等等，从驱动模块22采集电机23的工作电压、工作电流等。用于采集这些工作参数的具体电路结构和采集方法可以是现有的，这里无需赘述。监控模块24将采集到的数据反馈给单片机21。根据接收到的反馈数据，单片机21可以实时地调节电机23的转速，确保电机23的实际转速与工作命令中的目标转速的误差始终保持在可允许的范围内；同时还可以生成符合LIN总线通讯规范的工况信息，将工况信息通过LIN总线传回电子控制单元10，使电子控制单元10可以实时地监控电子水泵单元20的工作状态。

在本实施方式中，电子水泵单元20回传电子控制单元10的工况信息可以采用以下的报文帧结构：数据场的一个字节或者一个位的数据被用来表示电子控制单元10和电子水泵单元20之间通过LIN总线进行的通讯是否正常。例如，可以用该字节或该位的数值1来表示单片机21判断电子控制单元10和电子水泵单元20之间的通讯出现了错误，用该字节或该位的数值0来表示单片机21判断电子控制单元10和电子水泵单元20之间的通讯正常。数据场的另一个字节或者另一个位的数据被用来表示电机23当前是否处于转动状态。例如，可以用该字节或该位的数值1来表示电机23正在转动，用该字节或该位的数值0来表示电机23此时并未转动。数据帧的另外两个字节用来表示电机23的当前转速，其具体的速度表示方法与上述的用数据字节0和数据字节1表示电机目标转速的方法相似，可以表示0-2¹⁴转/分钟范围内的任意电机转速。

另外，基于单片机21通过监控模块24采集的电机23的上述工作参数，单片机21可以判断电子水泵单元20的电机23是否存在多种类型的故障，例如，通过电机23的当前转速可以判断电机23是否出现堵转故障，通过在电机23的预定位置测得的温度可以判断电机23是否出现过温故障，通过从驱动模块22采集到的电机23的工作电压和工作电流可以判断电机23是否出现过压、欠压、过载、轻载等故障。另外，单片机21使用数据场的又一个字节来表示电子水泵单元20是否存在故障，以及单片机21所判断出来的具体故障类型。在该字节中，可以指定若干位为告警应答位，不同的告警应答位对应于电子水泵单元20的不同类型的故障，而每个告警应答位的状态则表示电子水泵单元20是否存在对应类型的故障。例如，可以设定每个告警应答位数值为1时表示电机23存在与该告警应答位对应的故障，数值为0时则表示电机23未出现与该告警应答位对应的故障。例如，在本实施方式中，该字节的8个位中有7个被作为告警应答位，分别用来表示是否存在特定类型的故障。具体而言，该字节的第一至第七位数值为1时，分别表示电机23存在过流、过压、欠压、过温、堵转、过载、轻载七种类型的故障，而第一至第七位数值为0则分别表示电机23当前并未出现上述对应类型的故障。

作为具体示例，表2是本实施方式中的一个电子水泵单元20通过LIN总线发送给电子控制单元10的工况信息的报文帧结构。

表2

该工况信息的内容为“电机处于转动状态，当前转速4200转/分钟，存在过流故障，存在通讯错误”。根据该内容，电子水泵单元20向电子控制单元10发送的工况信息的报文帧结构包括同步间隔段、同步段、报头ID、数据场及校验场。。数据场包括8个字节，但其中被使用的字节仅有表中列出的数据字节0、数据字节1、数据字节2、数据字节3；为了使报文帧结构显得更加简明，表1中并未列出数据场的另外4个未被使用的字节。根据LIN总线通讯规范，其中同步间隔段包括至少13位的显性电平，同步段的数值为55H。报头ID用于让电子控制单元20判断发来该工况信息的电子水泵单元20具体是哪一台。如上所述，由于每个电子水泵单元20都存储有唯一对应的报头ID，因此电子控制单元10可以通过工况信息中包含的报头ID直接确定当前接收的工况信息是哪台电子水泵单元20发来的。例如该工况信息中的报头ID为31H，因此电子控制单元10判断该工况信息是从报头ID为31H的电子水泵单元20发来。数据字节0的数值为03H，换算成二进制数值为00000011，也就是该数据字节0有两位数值为1，根据上述的工况信息帧结构设置方式，它们分别用来表示“电机处于转动状态”及“存在通讯错误”。数据字节1和数据字节2的数值分别为68H及10H，根据与上述工作命令相同的方法，用于表示电机23的当前转速为4200转/分钟。数据字节3的数值为01H，换算成二进制数值为00000001，即其第一位的数值为1，根据上述的工况信息帧结构设置方式，用于表示“存在过流故障”。ACH是报头ID和各个数据字节的校验和。可以理解，除了表2所示的各类数据，该工况信息的数据场还可以包括电子水泵单元20向电子控制单元10反馈的其他种类的工作参数数据，只要数据场总共的数据量不超过8个字节即可。电子控制单元10通过LIN总线接收上述工况信息，对其进行解析后获得电子水泵单元20的电机转速、通讯情况、故障情况等具体工作信息，从而对电子水泵单元20多方面的工作状态都进行监控。

可以理解，若该汽车电子***100包括多个(最多十五个)电子水泵单元20，则电子控制单元10可以通过LIN总线分别与上述多个电子水泵单元20依照上述方式建立通讯，使电子水泵单元20可以接收及执行电子控制单元10的工作命令，同时电子控制单元10对电子水泵单元20实现实时监控。在本实施方式中，使用的LIN总线的波特率为9600b/s，完全可以满足电子控制单元10与最多十五个电子水泵单元20依照上述方法进行通讯的要求。

图4是本发明的一个较佳实施方式提供的汽车电子***控制方法的流程图。该电子水泵控制方法可以用作上述汽车电子***100的使用方法。以下对该电子水泵控制方法的具体步骤做详细介绍。

S0：提供上述电子控制单元10、LIN总线及至少一个(至多十五个)上述电子水泵单元20，将每个电子水泵单元20都依照图3所示的连接方式，通过单根信号线接入LIN总线，再通过LIN总线与电子控制单元10建立信号连接，即构成上述汽车电子***100。

S1：使用电子控制单元10生成工作命令，所述工作命令可以包括驱动电机23运转的命令和电机23的目标转速，或者包括电机23的目标转速，或者包括控制电机23停转的命令；将该工作命令以预定的频率发送到LIN总线，然后利用LIN总线通过单根信号线向电子水泵单元20发送工作命令。具体而言，在上述汽车电子***100中，当需要使用任何一个电子水泵单元20时，均通过电子控制单元10设置该电子水泵单元20的电机23的工作参数例如目标转速，并根据设置的目标转速生成具有如上所述的报文帧结构的工作命令，将该工作命令通过LIN总线发送给电子水泵单元20。工作命令的发送频率可以根据现有的LIN通讯协议在一定范围内设定及调节，本实施方式中设置为每500毫秒发送一次。

S2：电子水泵单元20通过LIN总线从电子控制单元10接收工作命令。

S3：电子水泵单元20执行工作命令。在本实施方式中，该步骤的具体执行方法是：电子水泵单元20的单片机21对接收到的工作命令进行解析，获取电子控制单元10为电子水泵单元20设置的目标转速，然后根据该目标转速生成具有对应的占空比的脉宽调制信号，再通过驱动模块22利用该脉宽调制信号控制电机23转动；在电机23开始转动后，监控模块24可以通过反向电动势测速法或者霍尔传感器测速法等常用的测速方法来实时地测量电机23的当前转速，并将当前转速反馈给单片机21。单片机21将电机23的当前转速与上述目标转速进行比较，若单片机21确定电机23的当前转速与目标转速的差值超过预定的允许误差范围，则重新设置脉宽调制信号的占空比，生成新的脉宽调制信号来控制电机23转动，以确保电机23的实际转速与目标转速的误差保持在所述允许误差范围内。

S4：在开始执行工作命令后，电子水泵单元20生成工况信息，并以预定的频率通过LIN总线向电子控制单元10反馈工况信息。具体而言，在本实施方式中，该步骤的具体执行方法是：当电机23转动时，电子水泵单元20的监控模块24从电机23，或者从驱动模块22和电机23实时地采集电机23的如上所述的多种工作参数，将采集到的数据反馈给单片机21，单片机21根据接收到的反馈数据生成具有如上所述的报文帧结构的工况信息，以预定的频率将工况信息通过LIN总线传回电子控制单元10，使电子控制单元10可以实时地监控电子水泵单元20的工作状态。该回传工况信息的频率也可以根据现有的LIN总线通讯协议在一定范围内设定及调节。

S5：电子控制单元10根据电子水泵单元20反馈的工况信息判断电子水泵单元20的工作状态是否正常，并在判断电子水泵单元20的工作状态存在异常时作出应对措施。具体而言，基于如上所述的工况信息数据帧结构，电子控制单元10可以根据工况命令中用于表示通讯状态是否正常的字节或位(例如表2所示的数据字节0)来判断与电子水泵单元10的通讯是否正常，根据工况命令中用于表示电子水泵是否存在故障，以及单片机21判断的具体故障类型的字节(例如表2所示的数据字节3)判断电子水泵单元20是否出现故障，以及故障的具体类型。若是电子控制单元10判断电子水泵单元20的工作状态出现异常，则可以根据异常的具体类型作出预定的应对措施。例如，若判断电子控制单元10和当前反馈工况信息的电子水泵单元20的通讯出现错误，则尝试与电子水泵单元20重新建立通讯；并且同时向操作人员发出警报；若判断电子水泵单元20中出现过热、堵转等难以自动排除的故障，则也向操作人员发出警报。

S6：若是电子控制单元10判断电子水泵单元20的工作状态保持正常，则不发出其他工作命令，即维持电子水泵单元20的当前工作状态；直到电子水泵单元20的工作执行完毕，电子控制单元10通过LIN总线向电子水泵单元20发出停转命令。例如，根据表1所示的帧结构，只要将工作命令的数据字节2的数值设置为00，即可生成命令电子水泵单元20停转的工作命令。电子水泵单元20的单片机21在接收到停转命令后控制电机23停转。根据具体工作需要，可以将该停转命令设置为对电子水泵单元20发出的关机命令或者休眠命令。

可以理解，若该汽车电子***100包括多个(最多十五个)电子水泵单元20，则电子控制单元10可以利用上述方法通过同一根LIN总线同时对多个电子水泵单元20发出工作命令及进行实时监控。

本发明上述实施方式提供的汽车电子***100及其使用方法使用LIN总线在电子控制单元10和电子水泵单元20之间建立通讯，使电子水泵单元20从电子控制单元10接收工作命令并加以执行，电子控制单元10也可以接收电子水泵单元20发来的工况信息，并根据工况信息对电子水泵单元10的工作状态进行实时的监控。根据LIN总线的硬件结构原理，在该汽车电子***100中，每个电子水泵单元只需要使用一根信号线接到LIN总线上，通过该单根信号线及LIN总线就可以从电子控制单元10接收工作命令以及向电子控制单元反馈工况信息，硬件结构非常简单，明显地节约了制造成本，而且所传输的工作命令和工况信息能够包含多种信息数据，有利于对电子水泵单元实现自动化、智能化的控制，相比于现有的由脉宽调制信号控制电子水泵的汽车电子***具有较大优势。

需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种汽车电子***，包括LIN总线、电子控制单元和电子水泵单元，所述电子水泵单元包括用于驱动电子水泵的电机；其特征在于：所述电子控制单元和所述电子水泵单元都与所述LIN总线建立信号连接，所述电子控制单元向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，所述电子水泵单元从所述LIN总线接收所述工作命令，并根据所述工作命令执行工作；其中所述电子控制单元每次发送的所述工作命令包括驱动所述电机运转的命令和所述电机的目标转速，或者包括所述电机的目标转速，或者包括驱动所述电机停转的命令。

2.如权利要求1所述的汽车电子***，其特征在于：所述电子水泵单元还包括单片机与驱动模块，所述单片机通过所述LIN总线与所述电子控制单元建立信号连接，所述驱动模块与所述单片机建立信号连接，所述电机与所述驱动模块建立信号连接；所述单片机从所述电子控制单元接收所述工作命令并进行解析，若所述工作命令包括所述电机的目标转速，则根据所述电机的目标转速产生具有对应占空比的脉宽调制信号，并将所述脉宽调制信号发送到所述驱动模块；所述驱动模块根据所述脉宽调制信号控制所述电机转动，从而使所述电机的转速达到所述工作命令包含的所述目标转速。

3.如权利要求2所述的汽车电子***，其特征在于：所述电子水泵单元还包括监控模块，所述监控模块与所述单片机、驱动模块及电机建立信号连接；在所述电机转动时，所述监控模块从所述电机，或者从所述驱动模块和所述电机采集所述电机的工作参数，并将采集到的所述电机的工作参数反馈给所述单片机；所述工作参数包括所述电机的当前转速，所述单片机从所述监控模块接收到的所述电机的当前转速后，判断所述电机的当前转速是否需要调节；若是，则调节所述脉宽调制信号的占空比，通过改变了占空比的脉宽调制信号对所述电机的当前转速进行调节。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的汽车电子***，其特征在于：所述电子控制单元每次向所述LIN总线发送的工作命令包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和回应部分，所述帧头部分包括与待接收所述工作命令的电子水泵单元对应的报头ID，所述回应部分包括数据场；所述报头ID用于让接收到所述工作命令的电子水泵单元判断自身是不是所述工作命令的发送对象；所述数据场包括驱动电机运转的命令和电机的目标转速数据，或者包括控制电机停转的命令。

5.如权利要求3所述的汽车电子***，其特征在于：所述工作参数还包括所述电机的温度、工作电压、工作电流中的部分或全部，所述单片机根据所述工作参数生成工况信息，以预定的频率将所述工况信息发送到所述LIN总线，所述电子控制单元从所述LIN总线接收所述工况信息，并根据所述工况信息对所述电子水泵单元的工作状态进行监控。

6.如权利要求5所述的汽车电子***，其特征在于：所述电子水泵单元每次向所述LIN总线发送的工况信息包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和响应部分，所述报文头包括与发送该工况信息的电子水泵单元对应的报头ID，所述响应部分包括数据场；所述报头ID用于让所述电子控制单元判断所述工况信息是哪个电子水泵单元发送的；所述数据场包括表明所述电子控制单元与发送该工况信息的电子水泵单元之间通过所述LIN总线进行的通讯是否正常的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机是否处于转动状态的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机的转速的信息、以及表明发送该工况信息的电子水泵单元存在何种类型的故障的信息。

7.一种汽车电子***的控制方法，其特征在于，所述方法用于包括电子控制单元、电子水泵单元和LIN总线的汽车电子***中，其中所述电子控制单元和所述电子水泵单元都与所述LIN总线建立信号连接，所述电子水泵单元包括用于驱动电子水泵的电机；所述方法包括以下步骤：

使用所述电子控制单元以预定的频率向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，其中所述工作命令驱动所述电机运转的命令和所述电机的目标转速，或者包括所述电机的目标转速，或者包括驱动所述电机停转的命令；

通过所述LIN总线将所述工作命令传输到所述电子水泵单元以控制所述电子水泵单元执行工作。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述使用所述电子控制单元向所述LIN总线发送用于控制所述电子水泵单元的工作命令，并使用所述LIN总线通过单根信号线将所述工作命令传输到所述电子水泵单元以控制所述电子水泵单元执行工作的步骤包括以下子步骤：

使用所述电子水泵单元对所述工作命令进行解析而获取所述电机的目标转速，根据所述目标转速生成具有对应的占空比的脉宽调制信号，利用所述脉宽调制信号控制所述电机转动；

在所述电机转动时，通过反向电动势测速法或者霍尔传感器测速法实时地测量电机的实际转速；若所述电机的实际转速与所述目标转速的差值超过预定的允许误差范围，则重新设置所述脉宽调制信号的占空比，生成新的脉宽调制信号来控制所述电机转动，使所述电机的实际转速与所述目标转速的误差保持在所述允许误差范围内。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述电子控制单元每次向所述LIN总线发送的工作命令包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和回应部分，所述帧头部分包括与待接收所述工作命令的电子水泵单元对应的报头ID，所述回应部分包括数据场；所述报头ID用于让接收到所述工作命令的电子水泵单元判断自身是不是所述工作命令的发送对象；所述数据场包括驱动电机运转的命令和电机的目标转速数据，或者包括控制电机停转的命令。

10.如权利要求7-9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述电子水泵单元还包括监控模块和单片机，所述单片机与所述监控模块建立信号连接，同时还通过所述LIN总线与所述电子控制单元建立信号连接；所述方法还包括以下步骤：

在所述电子水泵单元执行工作时，所述监控模块采集所述电子水泵单元的工作参数，并将所述工作参数反馈给所述单片机；其中所述工作参数包括所述电机的转速，以及所述电机的温度、工作电压、工作电流中的部分或全部；

使用所述单片机根据所述工作参数生成工况信息，并以预定的频率将所述工况信息发送到所述LIN总线；通过所述LIN总线将所述工况信息反馈给所述电子控制单元，通过所述电子控制单元根据所述工况信息对所述电子水泵单元的工作状态进行监控；其中所述工况信息包括一个报文帧，所述报文帧包括帧头部分和响应部分，所述报文头包括与发送该工况信息的电子水泵单元对应的报头ID，所述响应部分包括数据场；所述报头ID用于让所述电子控制单元判断所述工况信息是哪个电子水泵单元发送的；所述数据场包括表明所述电子控制单元与发送该工况信息的电子水泵单元之间通过所述LIN总线进行的通讯是否正常的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机是否处于转动状态的信息、表明发送该工况信息的电子水泵单元的电机的转速的信息、以及表明发送该工况信息的电子水泵单元存在何种类型的故障的信息。