CN201291733Y

CN201291733Y - 带can总线的全自动汽车空调控制器

Info

Publication number: CN201291733Y
Application number: CNU2008201216696U
Authority: CN
Inventors: 臧竞之
Original assignee: HANGZHOU GUANG'AN AUTOMOBILE ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: HANGZHOU GUANG'AN AUTOMOBILE ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2018-07-18

Abstract

一种带CAN总线的全自动汽车空调控制器，涉及汽车空调操作器。它包括主芯片控制部分、电源组件、操作开关部分、信号输入部分、输出控制部分、显示部分、CAN数据控制部分，其主要技术特征是它由电源组件部分、传感器信号采集部分、控制器局域网总线传输部分构成。本实用汽车空调控制器对冷暖风门调节精度高、噪声小、功能强大、安装方便、操作容易、适用面广、外观典雅、安全性能好、并具有记忆功能。

Description

带CAN总线的全自动汽车空调控制器

技术领域：

本实用新型涉及汽车空调操作器。

背景技术：

目前的汽车空调控制器大多为手动开关式和电动调节方式，也有些是自动控制方式的，这些汽车空调控制器存在许多的缺陷：1、由于开关式调节和控制，压缩机启停频繁，噪音大，压缩机寿命短；2、温度风门为手动调节，由于车内外环境变化较大导致手动调节频繁，由此造成安全性能降低；3、手动调节不能让空调处在最佳工作状态，舒适度大打折扣；4、由于汽车上存在许多不确定的因素，传感器较多，各单元不能很好的交换数据和相互配合工作，数据线很多。

发明内容：

本实用新型提供一种具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点，可在各节点之间实现快速、高效、自由通信，能够及时收集汽车上相关单元的工作状态信息以便让控制器工作在最佳的工作状态的全自动汽车空调控制器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种带CAN总线的全自动汽车空调控制器，它包括主芯片控制部分、电源组件、操作开关部分、信号输入部分、输出控制部分、显示部分、CAN数据控制部分，其主要技术特征是它由电源组件部分、传感器信号采集部分、控制器局域网总线传输部分构成；控制器局域网总线传输部分采用了CAN通信技术，两条信号线(CANH、CANL)接入控制器后采用一个ESD(静电释放管)E1进行静电消除处理(其中两脚分别接CANH、CANL，另一脚接地)，然后CANH和CANL同时接1K电阻(R46，R47)，此两电阻的另外一端通过一CBB电容(C34，473)落地后同时接到CAN收发器(U3：TJA1040)的5脚，在CANH和CANL接ESD的同时经过一共耦电感(F1)进行抗干扰处理，然后分别接两27P电容(C7，C8)落地，经过以上处理的信号CANH接到U3的7脚，CANL接到U3的6脚，同时U3的8脚需经过4.7K电阻落地，U3的1脚通过一1K电阻接到单片机9S08DZ60的29脚，U3的4脚通过一1K电阻接到单片机9S08DZ60的30脚，整个系统便有了一稳定的CAN通信环境；

所述的其电源部分的外部电源通过一保护二极管RS1M-T(D1)接入，然后通过一滤波电容0.1uF/400V(C29)落地，同时接一滤波电感100uH(L2)，通过L2后，再次用两电容(C1：100uF/50V，C2：0.1uF/50V)进行滤波落地，同时加一瞬态电压抑制器(ZD1)落地进行保护，通过以上处理的电源再接入到稳压块输出稳定的5V电源；外部电源通过一二极管6A60(D2)接入，接入后通过一滤波电容0.1uF/400V(C30)落地，同时经过一滤波电感100uH(L1)，电源经过L1后用两电容(C4：100uF/50V，C3：0.1uF/50V)进行滤波处理，通过以上处理后的电源直接用来供给系统；电源部分分别连接单片机9S08DZ60的57脚、58脚和7脚；

所述的传感器采集部分采用了“П”型滤波，共有车内传感器、车外传感器、蒸发器传感器、冷暖电机反馈传感器、桥式模块反馈传感器和电源电压采集传感器六路传感器，车内传感器接单片机9S08DZ60的46脚，车外传感器接单片机9S08DZ60的49脚、蒸发器传感器接单片机9S08DZ60的51脚、冷暖电机反馈传感器接单片机9S08DZ60的54脚、桥式模块反馈传感器接单片机9S08DZ60的59脚和电源电压采集传感器接单片机9S08DZ60的62脚，其中一路车内传感器由外部电压信号接进来后，先通过一电容(C12：0.1uF/50V)落地滤波，然后经过一限流电阻R2(2.2K)，电压经过R2后用一电容(C11：0.1uF/50V)再次滤波，经过以上处理的稳定的电压信号直接供给单片机进行处理；其它传感器电压采集也和此相同。

本实用新型全自动汽车空调操纵器采用了多主竞争式的CAN总线结构，它具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点，CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现快速、高效、自由通信，能够及时收集汽车上相关单元的工作状态信息以便让控制器工作在最佳的工作状态，同时基于CAN总线的特点，交换的数据只需要两根线就能传输，克服了以往整车上数据线多而乱的缺点，本实用汽车空调控制器对冷暖风门调节精度高、噪声小、功能强大、安装方便。操作容易、适用面广、外观典雅、安全性能好、并具有记忆功能。

附图说明：

图1为本实用新型外壳的结构示意图；

图2为带CAN总线的全自动汽车空调控制器电路方框图；

图3、图4为带CAN总线的全自动汽车空调控制器电路图。

具体实施方式：

如图1所示，本操纵器人机界面1设有6个按键，分别为：前除霜按键、后除霜按键、AUTO按键、OFF按键、循环风按键、AC按键，还有三个旋钮，分别为：风档旋钮、冷暖旋钮、模式旋钮。每个按键都以红色指示作为工作状态，非工作状态时为白色，风档旋钮2设0～6共7个档位，冷暖旋钮调节温度范围为18℃～32℃，步进为0.5℃，模式旋钮3共有吹面、吹面/吹角、吹角、吹角/除霜4个出风模式，3个旋钮都可360°旋转。

如图2所示，本操纵器电路结构方框图，汽车电分别给整个系统提供供电，主芯片采集各传感器电压值、用户开关信号、CAN总线上的数据以及各电机和鼓风机的反馈信息，然后对这些信息进行综合处理，根据既定的逻辑将各指令输送给冷暖电机、鼓风机、模式电机、新风/循环风电机、制冷压缩机和后除霜加热丝等外围执行部件，同时还将部分信息通过CAN总线传送给汽车上的其他节点，为了让客户能直接了解空调系统的工作状态，主芯片将信号输出给LED驱动模块，在控制器上用红色指示灯直接的显示出来。主芯片控制是以freescale的9S08DZ60为核心部分组成，电源部分由保护二极管、瞬态电压抑制器、稳压块和消除干扰的电感、滤波电容等组成，同时提供了两路电源输出，操作开关部分有6个按键和3个中空编码电位器组成，信号输入部分由车内传感器信号、车外传感器信号、蒸发传感器信号、冷暖电机反馈信号、调速模块反馈信号、电源电压信号组成，输出控制部分由内外循环电机控制输出、冷暖电机控制输出、模式电机控制输出、鼓风机控制输出、鼓风机电源继电器控制输出、压缩机控制输出、后除霜控制输出，显示部分通过红/白双色灯形式进行切换的形式，用红色代表工作指示灯颜色，白色作为背光灯颜色，CAN数据控制部分包括具有双向保护功能的ESD管、抗干扰的共耦电感和CAN收发器等。

该实用新型汽车空调控制器首先通过“П”形滤波将车内传感器信号、车外传感器信号、蒸发传感器信号、冷暖电机反馈、调速模块反馈、电源电压信号进行处理，然后通过AD采集端口时刻了解外部环境信息，通过CAN总线可以接收水温信号、车速信号和雨刮档位状态，同时通过CAN总线将设置温度、车外温度、后除霜状态、压缩机请求和故障代码等发送出去以让汽车上其他节点也能及时了解车上的信息，主芯片综合通过对采集到的信息和使用者的操作信息进行处理，根据既定的逻辑来控制风速大小、模式风门状态、冷暖电机开度、进风口选择、压缩机状态等，以让车内达到最佳的舒适程度。

本实用空调控制器通过专用的驱动芯片对内外循环电机、冷暖电机进行驱动，带负载能力强，同时具有堵转保护功能，模式电机输出回路有专门的保护措施，在电机发生故障时可以对控制器进行必要和可靠的保护，主芯片通过采集调速模块的反馈信息对输出控制调速模块的信号进行调整，从而解决了由于温度上升等原因造成调速模块工作状态变化引起的风速变化的缺陷，由于在汽车上工作环境比较恶劣，感性负载较多，为了让控制压缩机、后除霜加热丝、风机电源继电器等的控制回路不会由于电压过大而引起的烧坏现象，本实用空调控制器采用了可靠的双向保护二极管和保护电阻。

如图3、图4所示，图3为作为用户输入和显示的上板原理图；图4为下印制板的原理图。本带控制器局域网(Controller Area Network简称CAN)总线全自动汽车空调控制器，它由电源组件部分、传感器信号采集部分、控制器局域网总线传输部分构成。其电源部分能够很好的满足EMC实验要求，通过以下组件为整个系统提供抗干扰能力强、电压稳定的电源：①外部电源通过一保护二极管RS1M-T(D1)接入，然后通过一滤波电容0.1uF/400V(C29)落地，同时接一滤波电感100uH(L2)，通过L2后，再次用两电容(C1：100uF/50V，C2：0.1uF/50V)进行滤波落地，同时加一瞬态电压抑制器(ZD1)落地进行保护，通过以上处理的电源再接入到稳压块输出稳定的5V电源；②为了得到稳定的12V电源，采取了以下措施，外部电源通过一二极管6A60(D2)接入，接入后通过一滤波电容0.1uF/400V(C30)落地，同时经过一滤波电感100uH(L1)，电源经过L1后用两电容(C4：100uF/50V，C3：0.1uF/50V)进行滤波处理，通过以上处理后的电源直接用来供给系统。

为了采集稳定而且抗干扰能力强的信号，传感器采集部分采用了“П”型滤波，现对其中一路车内传感器进行说明，外部电压信号接进来后，先通过一电容(C12：0.1uF/50V)落地滤波，然后经过一限流电阻R2(2.2K)，电压经过R2后用一电容(C11：0.1uF/50V)再次滤波，经过以上处理的稳定的电压信号直接供给单片机进行处理。其它传感器电压采集也和此相同。

控制器采用了CAN通信技术，为了让通信能力和抗干扰能力强，控制器采用了以下方式进行处理：两条信号线(CANH，CANL)接入控制器后采用一个ESD(静电释放管)E1进行静电消除处理(其中两脚分别接CANH、CANL，另一脚接地)，然后CANH和CANL同时接1K电阻(R46，R47)，此两电阻的另外一端通过一CBB电容(C34，473)落地后同时接到CAN收发器(U3：TJA1040)的5脚，在CANH和CANL接ESD的同时经过一共耦电感(F1)进行抗干扰处理，然后分别接两27P电容(C7，C8)落地，经过以上处理的信号CANH接到U3的7脚，CANL接到U3的6脚，同时U3的8脚需经过4.7K电阻落地，U3的1脚通过一1K电阻接到单片机的29脚，U3的4脚通过一1K电阻接到单片机的30脚，通过以上处理后整个系统便有了一稳定的CAN通信环境了。

Claims

1、一种带CAN总线的全自动汽车空调控制器，它包括主芯片控制部分、电源组件、操作开关部分、信号输入部分、输出控制部分、显示部分、CAN数据控制部分，其特征在于它由电源组件部分、传感器信号采集部分、控制器局域网总线传输部分构成；控制器局域网总线传输部分采用了CAN通信技术，两条信号线CANH、CANL接入控制器后采用一个ESD静电释放管E1进行静电消除处理，其中两脚分别接CANH、CANL，另一脚接地，然后CANH和CANL同时接1K电阻R46，R47，此两电阻的另外一端通过一CBB电容C34，473落地后同时接到CAN收发器U3：TJA1040的5脚，在CANH和CANL接ESD的同时经过一共耦电感F1进行抗干扰处理，然后分别接两27P电容C7、C8落地，经过以上处理的信号CANH接到U3的7脚，CANL接到U3的6脚，同时U3的8脚需经过4.7K电阻落地，U3的1脚通过一1K电阻接到单片机9S08DZ60的29脚，U3的4脚通过一1K电阻接到单片机9S08DZ60的30脚，整个系统便有了一稳定的CAN通信环境。

2、如权利要求1所述的一种带CAN总线全自动汽车空调控制器，其特征在于其电源部分的外部电源通过一保护二极管RS1M-T(D1)接入，然后通过一滤波电容0.1uF/400V(C29)落地，同时接一滤波电感100uH(L2)，通过L2后，再次用两电容C1：100uF/50V，C2：0.1uF/50V进行滤波落地，同时加一瞬态电压抑制器ZD1落地进行保护，通过以上处理的电源再接入到稳压块输出稳定的5V电源；外部电源通过一二极管6A60(D2)接入，接入后通过一滤波电容0.1uF/400V(C30)落地，同时经过一滤波电感100uH(L1)，电源经过L1后用两电容C4：100uF/50V，C3：0.1uF/50V进行滤波处理，通过以上处理后的电源直接用来供给系统；电源部分分别连接单片机9S08DZ60的57脚、58脚和7脚。

3、如权利要求1所述的一种带CAN总线全自动汽车空调控制器，其特征在于传感器采集部分采用了“П”型滤波，共有车内传感器、车外传感器、蒸发器传感器、冷暖电机反馈传感器、桥式模块反馈传感器和电源电压采集传感器六路传感器，车内传感器接单片机9S08DZ60的46脚，车外传感器接单片机9S08DZ60的49脚、蒸发器传感器接单片机9S08DZ60的51脚、冷暖电机反馈传感器接单片机9S08DZ60的54脚、桥式模块反馈传感器接单片机9S08DZ60的59脚和电源电压采集传感器接单片机9S08DZ60的62脚，其中一路车内传感器由外部电压信号接进来后，先通过一电容C12：0.1uF/50V落地滤波，然后经过一限流电阻R2，电压经过R2后用一电容C11：0.1uF/50V再次滤波，经过以上处理的稳定的电压信号直接供给单片机进行处理；其它传感器电压采集也和此相同。