專利名稱：帶can總線的全自動汽車空調控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車空調操作器。
技術背景
目前的汽車空調控制器大多為手動開關式和電動調節方式，也有些是自動 控制方式的，這些汽車空調控制器存在許多的缺陷1、由于開關式調節和控制， 壓縮機啟停頻繁，噪音大，壓縮機壽命短；2、溫度風門為手動調節，由于車內 外環境變化較大導致手動調節頻繁，由此造成安全性能降低；3、手動調節不 能讓空調處在最佳工作狀態，舒適度大打折扣；4、由于汽車上存在許多不確定 的因素，傳感器較多，各單元不能很好的交換數據和相互配合工作，數據線很 多。
發明內容
本實用新型提供一種具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信 的特點，可在各節點之間實現快速、高效、自由通信，能夠及時收集汽車上相 關單元的工作狀態信息以便讓控制器工作在最佳的工作狀態的全自動汽車空調 控制器。
本實用新型是通過如下技術方案實現的 一種帶CAN總線的全自動汽車空 調控制器，它包括主芯片控制部分、電源組件、操作開關部分、信號輸入部分、 輸出控制部分、顯示部分、CAN數據控制部分，其主要技術特征是它由電源組 件部分、傳感器信號采集部分、控制器局域網總線傳輸部分構成；控制器局域 網總線傳輸部分采用了 CAN通信技術，兩條信號線(CANH、 CANL)接入控 制器后采用一個ESD(靜電釋放管)E1進行靜電消除處理(其中兩腳分別接 CANH、CANL，另一腳接地)，然后CANH和CANL同時接1K電阻(R46,R47)， 此兩電阻的另外一端通過一 CBB電容(C34，473)落地后同時接到CAN收發 器(U3: TJA1040)的5腳，在CANH和CANL接ESD的同時經過一共耦電 感(F1)進行抗干擾處理，然后分別接兩27P電容(C7，C8)落地，經過以上處理的信號CANH接至U U3的7膽卩，CANL接至ij U3的6腳，同時U3的8腳需 經過4.7K電阻落地，U3的1腳通過一 1K電阻接到單片豐幾9S08DZ60的29腳， U3的4腳通過一 1K電阻接到單片機9S08DZ60的30腳，整個系統便有了一穩 定的CAN通信環境；
所述的其電源部分的外部電源通過一保護二極管RS1M-T(D1)接入，然后通 過一濾波電容0.1uF/400V (C29) 落地，同時接一濾波電感100uH(L2)，通過 L2后，再次用兩電容(Cl: 100uF/50V ， C2:0.1uF/50V)進行濾波落地，同時 加一瞬態電壓抑制器(ZD1)落地進行保護，通過以上處理的電源再接入到穩壓 塊輸出穩定的5V電源；外部電源通過一二極管6A60(D2)接入，接入后通過一 濾波電容0.1uF/400V (C30)落地，同時經過一濾波電感100uH(Ll)，電源經過 Ll后用兩電容(C4: 100uF/50V ，C3:0.1uF/50V)進行濾波處理，通過以上處理 后的電源直接用來供給系統；電源部分分別連接單片機9S08DZ60的57腳、58 腳和7腳；
所述的傳感器采集部分釆用了 "n"型濾波，共有車內傳感器、車外傳感 器、蒸發器傳感器、冷暖電機反饋傳感器、橋式模塊反饋傳感器和電源電壓采 集傳感器六路傳感器，車內傳感器接單片機9S08DZ60的46腳，車外傳感器接 單片機9S08DZ60的49腳、蒸發器傳感器接單片機9S08DZ60的51腳、冷暖電 機反饋傳感器接單片機9S08DZ60的54腳、橋式模塊反饋傳感器接單片機 9S08DZ60的59腳和電源電壓采集傳感器接單片機9S08DZ60的62腳，其中一 路車內傳感器由外部電壓信號接進來后，先通過一電容(C12: 0.1uF/50V)落 地濾波，然后經過一限流電阻R2 (2.2K),電壓經過R2后用一電容(Cll: 0.1uF/50V)再次濾波，經過以上處理的穩定的電壓信號直接供給單片機進行處 理；其它傳感器電壓采集也和此相同。
本實用新型全自動汽車空調操縱器采用了多主競爭式的CAN總線結構，它 具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點，CAN總線上任意 節點可在任意時刻主動地向網絡上其它節點發送信息而不分主次，因此可在各 節點之間實現快速、高效、自由通信，能夠及時收集汽車上相關單元的工作狀 態信息以便讓控制器工作在最佳的工作狀態，同時基于CAN總線的特點，交換的數據只需要兩根線就能傳輸，克服了以往整車上數據線多而亂的缺點，本實 用汽車空調控制器對冷暖風門調節精度高、噪聲小、功能強大、安裝方便。操 作容易、適用面廣、外觀典雅、安全性能好、并具有記憶功能。
圖1為本實用新型外殼的結構示意圖2為帶CAN總線的全自動汽車空調控制器電路方框圖； 圖3、圖4為帶CAN總線的全自動汽車空調控制器電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本操縱器人機界面1設有6個按鍵，分別為前除霜按鍵、 后除霜按鍵、AUTO按鍵、OFF按鍵、循環風按鍵、AC按鍵，還有三個旋鈕， 分別為風檔旋鈕、冷暖旋鈕、模式旋鈕。每個按鍵都以紅色指示作為工作狀 態，非工作狀態時為白色，風檔旋鈕2設0 6共7個檔位，冷暖旋鈕調節溫 度范圍為18°C 32°C，步進為0.5'C，模式旋鈕3共有吹面、吹面/吹角、吹角、 吹角/除霜4個出風模式，3個旋鈕都可360。旋轉。
如圖2所示，本操縱器電路結構方框圖，汽車電分別給整個系統提供供電， 主芯片采集各傳感器電壓值、用戶開關信號、CAN總線上的數據以及各電機和 鼓風機的反饋信息，然后對這些信息進行綜合處理，根據既定的邏輯將各指令 輸送給冷暖電機、鼓風機、模式電機、新風/循環風電機、制冷壓縮機和后除霜 加熱絲等外圍執行部件，同時還將部分信息通過CAN總線傳送給汽車上的其他 節點，為了讓客戶能直接了解空調系統的工作狀態，主芯片將信號輸出給LED 驅動模塊，在控制器上用紅色指示燈直接的顯示出來。主芯片控制是以freescale 的9S08DZ60為核心部分組成，電源部分由保護二極管、瞬態電壓抑制器、穩壓 塊和消除干擾的電感、濾波電容等組成，同時提供了兩路電源輸出，操作開關 部分有6個按鍵和3個中空編碼電位器組成，信號輸入部分由車內傳感器信號、 車外傳感器信號、蒸發傳感器信號、冷暖電機反饋信號、調速模塊反饋信號、 電源電壓信號組成，輸出控制部分由內外循環電機控制輸出、冷暖電機控制輸 出、模式電機控制輸出、鼓風機控制輸出、鼓風機電源繼電器控制輸出、壓縮 機控制輸出、后除霜控制輸出，顯示部分通過紅/白雙色燈形式進行切換的形式，
6用紅色代表工作指示燈顏色，白色作為背光燈顏色，CAN數據控制部分包括具 有雙向保護功能的ESD管、抗干擾的共耦電感和CAN收發器等。
該實用新型汽車空調控制器首先通過"n"形濾波將車內傳感器信號、車
外傳感器信號、蒸發傳感器信號、冷暖電機反饋、調速模塊反饋、電源電壓信 號進行處理，然后通過AD采集端口時刻了解外部環境信息，通過CAN總線可 以接收水溫信號、車速信號和雨刮檔位狀態，同時通過CAN總線將設置溫度、 車外溫度、后除霜狀態、壓縮機請求和故障代碼等發送出去以讓汽車上其他節 點也能及時了解車上的信息，主芯片綜合通過對采集到的信息和使用者的操作 信息進行處理，根據既定的邏輯來控制風速大小、模式風門狀態、冷暖電機開 度、進風口選擇、壓縮機狀態等，以讓車內達到最佳的舒適程度。
本實用空調控制器通過專用的驅動芯片對內外循環電機、冷暖電機進行驅 動，帶負載能力強，同時具有堵轉保護功能，模式電機輸出回路有專門的保護 措施，在電機發生故障時可以對控制器進行必要和可靠的保護，主芯片通過采 集調速模塊的反饋信息對輸出控制調速模塊的信號進行調整，從而解決了由于 溫度上升等原因造成調速模塊工作狀態變化引起的風速變化的缺陷，由于在汽 車上工作環境比較惡劣，感性負載較多，為了讓控制壓縮機、后除霜加熱絲、 風機電源繼電器等的控制回路不會由于電壓過大而引起的燒壞現象，本實用空 調控制器采用了可靠的雙向保護二極管和保護電阻。
如圖3、圖4所示，圖3為作為用戶輸入和顯示的上板原理圖；圖4為下印 制板的原理圖。本帶控制器局域網(ControllerAreaNetwork簡稱CAN)總線全 自動汽車空調控制器，它由電源組件部分、傳感器信號采集部分、控制器局域 網總線傳輸部分構成。其電源部分能夠很好的滿足EMC實驗要求，通過以下組 件為整個系統提供抗干擾能力強、電壓穩定的電源①外部電源通過一保護二 極管RS1M-T(D1)接入，然后通過一濾波電容0.1uF/400V (C29)落地，同時接 一濾波電感100uH(L2)，通過L2后，再次用兩電容(Cl : 100uF/50V，C2:0.1uF/50V)進行濾波落地，同時加一瞬態電壓抑制器(ZD1)落 地進行保護，通過以上處理的電源再接入到穩壓塊輸出穩定的5V電源;②為了 得到穩定的12V電源，采取了以下措施，外部電源通過一二極管6A60(D2)接入，接入后通過一濾波電容0.1uF/400V(C30)落地，同時經過一濾波電感100uH(Ll)， 電源經過L1后用兩電容(C4: 100uF/50V,C3:0.1uF/50V)進行濾波處理，通過 以上處理后的電源直接用來供給系統。
為了采集穩定而且抗干擾能力強的信號，傳感器采集部分采用了 "n"型濾
波，現對其中一路車內傳感器進行說明，外部電壓信號接進來后，先通過一電
容(C12: 0.1uF/50V)落地濾波，然后經過一限流電阻R2 (2.2K)，電壓經過 R2后用一電容(Cll: 0.1uF/50V)再次濾波，經過以上處理的穩定的電壓信號 直接供給單片機進行處理。其它傳感器電壓采集也和此相同。
控制器采用了CAN通信技術，為了讓通信能力和抗干擾能力強，控制器采 用了以下方式進行處理兩條信號線(CANH，CANL)接入控制器后采用一個 ESD(靜電釋放管)E1進行靜電消除處理(其中兩腳分別接CANH、 CANL，另一 腳接地)，然后CANH和CANL同時接1K電阻(R46，R47),此兩電阻的另外 一端通過一 CBB電容(C34，473)落地后同時接到CAN收發器(U3: TJA1040) 的5腳，在CANH和CANL接ESD的同時經過一共耦電感(F1)進行抗干擾 處理，然后分別接兩27P電容(C7,C8)落地，經過以上處理的信號CANH接 到U3的7腳，CANL接至IJU3的6腳，同時U3的8腳需經過4.7K電阻落地， U3的1腳通過一 1K電阻接到單片機的29腳，U3的4腳通過一 1K電阻接到 單片機的30腳，通過以上處理后整個系統便有了一穩定的CAN通信環境了。
權利要求1、一種帶CAN總線的全自動汽車空調控制器，它包括主芯片控制部分、電源組件、操作開關部分、信號輸入部分、輸出控制部分、顯示部分、CAN數據控制部分，其特征在于它由電源組件部分、傳感器信號采集部分、控制器局域網總線傳輸部分構成；控制器局域網總線傳輸部分采用了CAN通信技術，兩條信號線CANH、CANL接入控制器后采用一個ESD靜電釋放管E1進行靜電消除處理，其中兩腳分別接CANH、CANL，另一腳接地，然后CANH和CANL同時接1K電阻R46，R47，此兩電阻的另外一端通過一CBB電容C34，473落地后同時接到CAN收發器U3TJA1040的5腳，在CANH和CANL接ESD的同時經過一共耦電感F1進行抗干擾處理，然后分別接兩27P電容C7、C8落地，經過以上處理的信號CANH接到U3的7腳，CANL接到U3的6腳，同時U3的8腳需經過4.7K電阻落地，U3的1腳通過一1K電阻接到單片機9S08DZ60的29腳，U3的4腳通過一1K電阻接到單片機9S08DZ60的30腳，整個系統便有了一穩定的CAN通信環境。
2、 如權利要求1所述的一種帶CAN總線全自動汽車空調控制器，其特征 在于其電源部分的外部電源通過一保護二極管RS1M-T(D1)接入，然后通過一濾 波電容0.1uF/400V (C29) 落地，同時接一濾波電感100uH(L2)，通過L2后， 再次用兩電容Ch 100uF/50V ， C2:0.1uF/50V進行濾波落地，同時加一瞬態電 壓抑制器ZD1落地進行保護，通過以上處理的電源再接入到穩壓塊輸出穩定的 5V電源；外部電源通過一二極管6A60(D2)接入，接入后通過一濾波電容 0.1uF/400V (C30)落地，同時經過一濾波電感100uH(Ll),電源經過L1后用兩 電容C4: 100uF/50V:,C3:0.1uF/50V進行濾波處理，通過以上處理后的電源直接 用來供給系統；電源都分分別連接單片機9S08DZ60的57腳、58腳和7腳。
3、 如權利要求1所述的一種帶CAN總線全自動汽車空調控制器，其特征 在于傳感器采集部分采用了 "n"型濾波，共有車內傳感器、車外傳感器、蒸 發器傳感器、冷暖電機反饋傳感器、橋式模塊反饋傳感器和電源電壓采集傳感 器六路傳感器，車內傳感器接單片機9S08DZ60的46腳，車外傳感器接單片機9S08DZ60的49腳、蒸發器傳感器接單片機9S08DZ60的51腳、冷暖電機反饋 傳感器接單片機9S08DZ60的54腳、橋式模塊反饋傳感器接單片機9S08DZ60 的59腳和電源電壓采集傳感器接單片機9S08DZ60的62腳，其中一路車內傳感 器由外部電壓信號接進來后，先通過一電容C12: 0.1uF/50V落地濾波，然后經 過一限流電阻R2，電壓經過R2后用一電容Clh 0.1uF/50V再次濾波，經過以 上處理的穩定的電壓信號直接供給單片機進行處理；其它傳感器電壓采集也和 此相同。
專利摘要一種帶CAN總線的全自動汽車空調控制器，涉及汽車空調操作器。它包括主芯片控制部分、電源組件、操作開關部分、信號輸入部分、輸出控制部分、顯示部分、CAN數據控制部分，其主要技術特征是它由電源組件部分、傳感器信號采集部分、控制器局域網總線傳輸部分構成。本實用汽車空調控制器對冷暖風門調節精度高、噪聲小、功能強大、安裝方便、操作容易、適用面廣、外觀典雅、安全性能好、并具有記憶功能。
文檔編號B60R16/02GK201291733SQ200820121669
公開日2009年8月19日 申請日期2008年7月18日 優先權日2008年7月18日
發明者臧競之 申請人:杭州廣安汽車電器有限公司