基于LIN总线的汽车空调控制系统

徐进，钟芳梅

（1.镇江船艇学院装备系，江苏 镇江 212007；2.中新图锐常州科技有限公司，江苏 常州 213125）

基于LIN总线的汽车空调控制系统

徐进1，钟芳梅2

（1.镇江船艇学院装备系，江苏 镇江 212007；2.中新图锐常州科技有限公司，江苏 常州 213125）

主要介绍基于LIN总线的汽车空调控制系统的设计，采用意法半导体的32位ARMCortexM3内核的STM32系列单片机作为控制器，提出一种LIN总线在现代汽车空调控制系统中的应用方案和设计重点，使汽车空调控制系统达到性能可靠、工作稳定、线束简单、成本低廉的效果。

LIN总线；汽车空调；控制系统

随着汽车技术的快速发展，汽车电子设备的数量、种类不断增加，目前汽车电子产品的网络化成为汽车电子行业的研究前沿。网络化不仅可以节省整个车载电子产品的硬件开销，还可以实现资源共享，提高操控性以及控制的协调性。因此，车用空调自动控制系统的网络化也是发展趋势，相关技术的研究也早已展开，如基于CAN总线、LIN总线的汽车空调控制系统。但由于CAN总线仲裁机制的复杂性，使其在低端市场的生产成本受到了挑战；另外，在汽车网络化的使用中，CAN总线的稳定性相比另一种专门应用于低端市场的LIN总线也存在一些不足。

本设计正是基于以上的应用背景设计的，LIN总线在汽车布线和兼容性方面具有强大的优势。同时，与主流的CAN总线相比，在成本和稳定性上又具有优势。所以LIN总线作为对主流的CAN总线的辅助与补充，在汽车空调控制上的应用必将受到更多的关注。

1 LIN总线技术

LIN（Local Interconnect Network）局域互联网是一种低成本的串行通信网络，LIN的目标是为现有汽车网络（例如CAN总线）提供辅助功能，因此LIN总线是一种辅助的总线网络，并且为实现车内网络的分级提供了条件。在不需要CAN总线的带宽和多功能的场合，如汽车空调控制系统使用LIN总线可大大节省成本。LIN协议致力于满足分布式系统中快速增长的对软件的复杂性、可实现性、可维护性所提出的要求，它将通过提供一系列高度自动化的工具链来满足这一要求。LIN总线技术原理如图1所示。

2 控制系统简介

本系统为一种智能汽车空调控制系统，其包括供用户操纵的输入模块、处理数据控制空调运行的主控制模块、显示空调当前状态的显示模块及为上述模块提供动力的电源模块。所述主控制模块包括处理数据的中央处理器、接收外界数据的传感器、转换信号的执行器驱动模块、状态指示灯驱动模块、液晶显示驱动模块以及执行器位置反馈模块，以上模块通过适当连接器或导线电性相连。本汽车空调系统不但增强了安全性，而且有较佳的电磁兼容性能，同时制造成本相对较低，控制精度相对较高，容易测试与检验。所需的传感器和执行器以及相关功能部件的详细目录如图2所示。

3 控制系统设计

3.1 控制器

空调控制器节点嵌入式芯片采用意法半导体的32位ARMCortexM3内核的STM32系列单片机，外网传感器和控制器节点采用汽车工业级的飞思卡尔S12系列16位单片机。控制器主控节点载入嵌入UCOSII实时操作系统构建软件平台，基于CAN总线和LIN总线网络构架控制器硬件平台并整合到BCM车身控制模块中。硬件基本架构如图3所示。

系统设计了各风门的侍服机构，采用低噪声直流电机，一套寿命长、运转平稳的减速驱动机构，并探索电机堵转的控制方法。开发了基于汽车总线（CAN和LIN总线）技术的符合车用空调控制的专用温度、阳光以及湿度传感器。从而实现传感器的信号传输抗干扰性以及通用性，并节省系统的线束开销。

3.2 控制面板

控制面板负责控制汽车空调模式、温度、风速等参数。控制面板的电路布在下线路上，上线路内含略微突起的按钮，按下按钮后下面板连在相应按钮两端的导线接通。此面板上每个按键引出一根导线，并有一根搭铁线，按下按键后相应按钮的导线与搭铁线接通，从而使单片机接收到低电平信号。控制面板外观设计如图4所示。

3.3 调试系统

根据包括车内温度、车外温度、蒸发器温度、发动机冷却水温度、阳光照射强度、车室内空气湿度以及空气中的烟雾浓度等诸多物理量，采用闭环模糊控制方式，自动控制空调系统各个部件（包括压缩机、进风风门、出风风门、冷暖风门、鼓风机转速、空气净化系统等）协调工作，最终使车室内的温度和品质达到人体舒适的要求。

4 结束语

本文介绍了基于LIN总线的汽车空调控制系统的设计，该系统已形成产品，投入生产并取得了良好的经济效益和社会效益，对该产品的国产化程度作出了相当的贡献。随着汽车工业的蓬勃发展，本研究对汽车空调智能化的推进将产生积极的影响。

［1］张蕾．汽车空调［M］．北京：机械工业出版社，2006．

［2］胡思德．汽车车载（VAN／CAN／LIN）技术详解［M］．北京：机械工业出版社，2006．

［3］田亮，乔弘．LIN总线协议分析［J］．中国仪器仪表，2004（3）：5-6．

［4］赵双，杨良义，殷小伟，等．MC微控器在汽车CAN／LIN网关中的应用［J］．微计算机信息，2008（26）：235-236．

［5］饶运涛，邹继军，郑勇芸．现场总线CAN原理与应用技术［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2003：63-66．

（编辑文珍）

Automotive Air Conditioning Control System Based on LIN Bus

XU Jin1，ZHONG Fang-mei2
（1.Zhenjiang Watercraft College，Zhenjiang 212007，China；
2.Zhongxing Turui Technology Co.，Ltd，Changzhou 213125，China）

The control system design for automotive air conditioner based on LIN bus is introduced here. Using the STM32 singlechip series with the 32-bit ARM Cortex M3 core made by STMicroelectronics as the controller，a LIN bus application and design in the modern automotive air conditioning control system are proposed，which can achieve reliable performance，stable operation，simple wiring harness，and low cost of the system.

LIN bus；automotive air conditioning；control system

U463.851

A

1003－8639（2014）06－0012－02

2013-10-23；

2013-12-04

徐进，男，硕士，E-mail:33084998@qq.com。