【正文】 ，國內(nèi)的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)要稍遜一些。廣州標(biāo)致轎車空調(diào)的電子控制系統(tǒng)根據(jù)車內(nèi)溫度、環(huán)境溫度、蒸發(fā)器溫度、送風(fēng)溫度及人為設(shè)定值、通過控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、壓縮機(jī)離合器的開、合及熱水閥閥口大小來進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。奧迪100轎車的空調(diào)系統(tǒng)模式風(fēng)門是手控的，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速由繼電器控制，壓縮機(jī)離合根據(jù)蒸發(fā)器溫度控制。奧拓轎車空調(diào)就更為簡單，沒有舒適性控制用的傳感器，靠人為控制室溫。車室內(nèi)的送風(fēng)溫度的分布是很不均勻的，并且均勻分布的溫度場也會由于人的舒適感不同而產(chǎn)生舒適性差異。對此有人研究針對前排、后排車座的雙蒸發(fā)器運行情況，并進(jìn)行相應(yīng)的控制。還有人針對司機(jī)和乘客的個體舒適性差異，對不同的出風(fēng)口進(jìn)行單獨控制。通過控制壓縮機(jī)啟、停，調(diào)節(jié)車室內(nèi)的溫度，也需要進(jìn)行相應(yīng)的控制才能達(dá)到更優(yōu)。 國內(nèi)80年代就參加到模糊控制領(lǐng)域的研究討論當(dāng)中，到了90年代和最近幾年，已經(jīng)在模糊控制等智能控制領(lǐng)域得到了較成熟的發(fā)展。在理論研究方面，國內(nèi)研究涉及了基于傳統(tǒng)PID的模糊控制，基于神經(jīng)模糊網(wǎng)絡(luò)模糊控制和時空混沌的自適應(yīng)模糊控制等。可以說國內(nèi)的理論研究已經(jīng)朝縱深發(fā)展，理論體系也比較完善。而根據(jù)近幾年的研究發(fā)展可以看到，大量的研究都嘗試采取新型的自適應(yīng)進(jìn)化算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法和模糊控制相結(jié)合應(yīng)用。 而在實踐應(yīng)用領(lǐng)域，模糊控制在近幾年幾乎涉及到各個重、輕工業(yè)領(lǐng)域。在空調(diào)制冷系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)和各種家庭小電器中都可以看見用模糊控制方法實現(xiàn)優(yōu)化處理的應(yīng)用文章。對于汽車空調(diào)的算法，國內(nèi)外也有許多相關(guān)的研究。Mitsul曾用PID控制器對汽車空調(diào)運行進(jìn)行控制，該控制器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子膨脹閥和壓縮機(jī)，根據(jù)蒸發(fā)器進(jìn)、出口溫度之差，用PID控制器對電子膨脹閥的閥口開度進(jìn)行控制。與熱力膨脹閥控制相比，能取得較好的效果。而采用模糊控制方法的也有相關(guān)報道，但是并沒有形成統(tǒng)一成型的模糊控制方法，甚至只是一些嘗試，需要更深入地進(jìn)行研究和應(yīng)用。 從國內(nèi)汽車空調(diào)技術(shù)水平來看，盡管我國汽車空調(diào)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計水平有了大幅度提高，但其技術(shù)含量仍低于國際先進(jìn)水平，我國汽車空調(diào)面臨著產(chǎn)品升級換代的問題。隨著我國汽車配件市場的逐步開故，國內(nèi)汽車空調(diào)面臨國外汽車空調(diào)專業(yè)生產(chǎn)廠家的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。因此，國內(nèi)汽車空調(diào)生產(chǎn)如何走上專業(yè)化、規(guī)?；?jīng)營之路，將成為我國未來幾年汽車空調(diào)業(yè)迫切需要解決的問題。長期以來，國外的許多相關(guān)廠家一直致力于汽車空調(diào)的改進(jìn)與新產(chǎn)品的研制，并且投入了大量的人力物力，同時得益于微機(jī)控制、微電子技術(shù)的發(fā)展，取得了相當(dāng)?shù)某删?。目前，美國生產(chǎn)的客車12%裝備了自動空調(diào)系統(tǒng)，只要預(yù)先調(diào)好溫度，機(jī)器就能自動地在調(diào)定的溫度范圍內(nèi)工作，有82%的客車裝備了手動空調(diào)系統(tǒng)。美國通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司（后合并到三菱集團(tuán)）一起聯(lián)合研究微機(jī)控制的客車空調(diào)系統(tǒng)，將客車空調(diào)技術(shù)推到一個新的高度。法國路易斯公司開發(fā)出了頭部和腳部溫度能分別調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置。歐洲，日本等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的汽車公司也相繼開發(fā)出各自的自動空調(diào)系統(tǒng)。國外一些大汽車公司的汽車空調(diào)系統(tǒng)代表了全自動空調(diào)的最高水平美國通用汽車公司1964年率先在轎車上應(yīng)用自控汽車空調(diào)，開辟了自控汽車空調(diào)裝置階段的先河。自控汽車空調(diào)只需預(yù)先設(shè)定溫度控制，自動保持在溫度范圍內(nèi)工作。裝置根據(jù)傳感器隨時檢測車內(nèi)外溫度，自動地調(diào)控裝置各部件工作，達(dá)到控制車內(nèi)溫度和行使其他功能的目的，通用汽車公司某型轎車車身計算機(jī)模塊（BCM）控制的空調(diào)系統(tǒng)是較典型的自動空調(diào)系統(tǒng)。該模塊監(jiān)視高壓管路、低壓管路的溫度以及儲液干燥器的壓力及發(fā)動機(jī)冷卻水溫等信號。如果系統(tǒng)不在設(shè)定的范圍內(nèi)工作，BCM將壓縮機(jī)電磁離合器脫離。該系統(tǒng)用一個雙向電動機(jī)調(diào)節(jié)混合風(fēng)門開度，并用5個操縱機(jī)構(gòu)分別控制各個模式風(fēng)門和加熱器熱水閥，還用功率模塊控制鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)駕駛員輸入的溫度、車室內(nèi)外溫度及制冷劑低壓管路溫度，BCM計算出氣流分送模式，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及混合風(fēng)門開度，然后進(jìn)行相應(yīng)的控制。 日本豐田某型轎車自動空調(diào)監(jiān)測車內(nèi)外溫度、蒸發(fā)器溫度、冷卻水水箱溫度以及陽光輻射強(qiáng)度、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等參量，通過控制壓縮機(jī)磁吸、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度混合風(fēng)門、內(nèi)外流循環(huán)風(fēng)門和模式風(fēng)門的伺服電機(jī)，進(jìn)行車室溫度調(diào)節(jié)。該空調(diào)ECU（電子控制單元）首先計算送風(fēng)溫度，并根據(jù)送風(fēng)溫度控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、混合風(fēng)門開度、壓縮機(jī)啟停及送風(fēng)模式。 另外，模糊控制在國外發(fā)展非常迅速，在IEEE上有關(guān)于模糊系統(tǒng)的?？?，而且定期舉行模糊系統(tǒng)協(xié)會國際會議。在歐美、日本等地，模糊控制理論迅速應(yīng)用到了商業(yè)產(chǎn)品中去，其中就包括日本把模糊控制成功應(yīng)用到地鐵和各種家電產(chǎn)品的實例?，F(xiàn)在國外的模糊控制理論研究基本上在每個領(lǐng)域上都取得了成功，其中包括工業(yè)溫度控制，大型空調(diào)系統(tǒng)控制和電冰箱溫度控制等。在多輸入、輸出非線性系統(tǒng)領(lǐng)域中取得了驕人的成功，突破了傳統(tǒng)控制方法的局限。國外空調(diào)控制領(lǐng)域也朝著模糊控制的方向發(fā)展。 本課題是設(shè)計一個基于微機(jī)的汽車空調(diào)電氣控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由主控制單元和輸入輸出控制單元及外圍電路組成，并具有過/欠壓，離合器轉(zhuǎn)速高/低保護(hù)功能。研究內(nèi)容如下：（1）系統(tǒng)整體方案的設(shè)計仔細(xì)分析國外先進(jìn)的全自動空調(diào)控制系統(tǒng)的特點，借鑒他們的成功經(jīng)驗，結(jié)合我國的實際情況，進(jìn)行總體方案的設(shè)計。確定改進(jìn)以往的客主空調(diào)控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定，真空操作等部分，以單片機(jī)為控制系統(tǒng)的核心，開發(fā)出具有風(fēng)口自動轉(zhuǎn)換，溫度范圍可調(diào)，滿足一定濕度及清潔度的空調(diào)控制系統(tǒng)。（2）控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計控制系統(tǒng)采用了89C51單片機(jī)為主控單元，還包括模擬信號采集電路、人機(jī)接口單元、看門狗電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、加濕器、空氣凈化器及其操縱機(jī)構(gòu)組成。（3）模糊控制理論的研究以及模糊控制技術(shù)的應(yīng)用學(xué)習(xí)模糊控制的基礎(chǔ)，并結(jié)合汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的實際情況，將模糊控制技術(shù)初步用于空調(diào)控制器。（4）系統(tǒng)軟件的設(shè)計軟件主要是指系統(tǒng)主程序的設(shè)計，此外，為了彌補硬件抗干擾能力的不足，還進(jìn)行了軟件抗干擾的設(shè)計。（5）樣機(jī)的試驗調(diào)試進(jìn)行樣機(jī)的實驗調(diào)試，檢驗開發(fā)出的樣機(jī)是否達(dá)到設(shè)計要求，運行是否準(zhǔn)確可靠。主要技術(shù)參數(shù)：1. 蒸發(fā)機(jī)和冷凝機(jī)工作電壓DC24V，功耗200W，額定風(fēng)量分別為1000/h和2100/h；2. 熔斷器額定電流值12A；3. ，系統(tǒng)報警；，進(jìn)入工作狀態(tài)。4. ，系統(tǒng)報警；，進(jìn)入工作狀態(tài)。第2章 車載空調(diào)系統(tǒng)的介紹及總體設(shè)計汽車空調(diào)具有以下幾個功能：：這是汽車空調(diào)的基本功能，汽車空調(diào)在冬季利用其采暖裝置升高車室內(nèi)的溫度，在夏季，車內(nèi)降溫由制冷裝置完成。：普通汽車空調(diào)一般不具有這種功能，只有高級豪華汽車采用的冷暖一體化空調(diào)器，才能對車內(nèi)的濕度進(jìn)行適量的調(diào)節(jié)。它通過制冷裝置冷卻降溫去除空氣中的水分，再由采暖裝置升溫以降低空氣的相對濕度，但在汽車上目前還沒有安裝加濕裝置，只能通過開車窗或通風(fēng)設(shè)施，靠車外新風(fēng)來調(diào)節(jié)。：空氣的流速和方向?qū)θ梭w舒適性影響很大。夏季，氣流速度稍大，有利于人體散熱降溫，但過大的風(fēng)速直接吹到人體上，也會使人感到不舒服。冬季，風(fēng)速大了會影響人體保溫，因而冬季采暖希望氣流速度盡量小一些。：由于車內(nèi)空間小，乘員密度大，車內(nèi)極易出現(xiàn)缺氧和二氧化碳濃度過高的情況，汽車發(fā)動機(jī)廢氣中的一氧化碳和道路上的粉塵，野外有毒的花粉都容易進(jìn)入車內(nèi)，造成車內(nèi)空氣污濁，影響乘員的身體健康，因此必須要求汽車空調(diào)具有補充車外新鮮空氣，過濾和凈化車內(nèi)空氣的功能。車載空調(diào)的基本功能是通過人為的方法使車廂的溫度降低和升高、從而達(dá)到使人體感到舒適的溫度環(huán)境。高級汽車空調(diào)還包括對車廂內(nèi)空氣凈化、控制二氧化碳含量和控制空氣濕度等高級功能。一般汽車空調(diào)系統(tǒng)都可以分為采暖系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)兩部分。如圖21為汽車空調(diào)制冷循環(huán)圖。圖21 汽車空調(diào)制冷循環(huán)圖制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器（包括冷凝風(fēng)機(jī)）、膨脹閥和蒸發(fā)器（包括蒸發(fā)風(fēng)機(jī)）組成。其制冷原理是利用液態(tài)制冷劑吸熱產(chǎn)生冷效應(yīng)。首先，低壓（低溫）液態(tài)制冷劑進(jìn)入用來冷卻車內(nèi)空氣的蒸發(fā)器，制冷劑在定壓下吸熱氣化。由于制冷劑在管內(nèi)氣化時的溫度低于管外空氣的溫度，因此能自動地吸取蒸發(fā)器周圍空氣中的熱量，使蒸發(fā)器周圍空氣的溫度降低，產(chǎn)生冷效應(yīng)。然后，氣化了的制冷劑通過壓縮機(jī)壓縮，變成高于車外空氣的高溫高壓氣體。高溫高壓的制冷劑通過在車室外的冷凝器，發(fā)生液化，將熱量釋放到車外，制冷劑放熱就變成了高壓(高溫)液態(tài)冷凝劑。最后，經(jīng)過節(jié)流閥，降溫降壓，恢復(fù)到低壓（低溫）液態(tài)。所以，當(dāng)空調(diào)要進(jìn)行制冷時，必須開啟壓縮機(jī)使制冷劑循環(huán)，從而降低車內(nèi)溫度。采暖系統(tǒng)是由暖風(fēng)散熱器、暖水閥和風(fēng)機(jī)組成。由于汽車行駛時發(fā)動機(jī)產(chǎn)生大量熱量，一般小型汽車空調(diào)都采用發(fā)動機(jī)余熱采暖。發(fā)動機(jī)冷卻水通過暖水閥流入暖風(fēng)散熱器，從而升高通過暖風(fēng)散熱器的空氣。所以，當(dāng)空調(diào)要進(jìn)行加熱時，必須開啟暖水閥。目前，大多數(shù)客車空調(diào)系統(tǒng)總成采用全功能型，其風(fēng)道系統(tǒng)如圖22所示。 圖22 冷暖合一型空調(diào)內(nèi)外循環(huán)風(fēng)門由內(nèi)外循環(huán)電磁閥控制，當(dāng)內(nèi)外循環(huán)電磁閥閉合時，汽車空調(diào)處于內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，這個時候只有車內(nèi)回風(fēng)能夠進(jìn)入空調(diào)風(fēng)道。反之，當(dāng)內(nèi)外循環(huán)電磁閥開時，空調(diào)處于外循環(huán)狀態(tài)，這個時候不僅僅車內(nèi)回風(fēng)能夠進(jìn)入空調(diào)風(fēng)道，車外空氣也進(jìn)入空調(diào)風(fēng)道，也就制冷（加熱）處理前空氣是車內(nèi)回風(fēng)和車外新鮮空氣的混合氣體。鼓風(fēng)機(jī)由鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路控制，其作用是推動空氣在空調(diào)風(fēng)道里流動，在冷暖合一型空調(diào)中，它同時也起了是制冷蒸發(fā)器風(fēng)扇和暖風(fēng)散熱器風(fēng)扇的作用。所以鼓風(fēng)機(jī)的快慢直接影響到了制冷蒸發(fā)器和暖風(fēng)散熱器的對流散熱快慢，也就直接影響到了車內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)速度。由于空調(diào)風(fēng)道只有這一個鼓風(fēng)機(jī)，所以無論是哪個出風(fēng)口風(fēng)速的大小都是由該鼓風(fēng)機(jī)控制。制冷蒸器連接制冷壓縮機(jī)，壓縮機(jī)由壓縮機(jī)電磁閥控制。壓縮機(jī)電磁閥吸合后，壓縮機(jī)開始工作，蒸發(fā)器就能從流過的空氣中吸取熱量，從而使空氣降溫。 暖風(fēng)散熱器由暖水電磁閥控制，暖水電磁閥吸合后，發(fā)動機(jī)冷卻水流過暖風(fēng)散熱器，這樣就可以通過發(fā)動機(jī)余熱進(jìn)行熱交換，將經(jīng)過散熱器的空氣加熱?；旌巷L(fēng)門開度由混合風(fēng)門電機(jī)控制。風(fēng)向風(fēng)門由風(fēng)向風(fēng)門電機(jī)控制。風(fēng)向風(fēng)門可以控制空調(diào)出風(fēng)口的出風(fēng)方式，也就是控制經(jīng)過處理的空氣從除霜風(fēng)口、下吹風(fēng)口和前吹風(fēng)口吹出。 綜上所述，整個汽車空調(diào)控制系統(tǒng)可以通過六個受控裝置來控制，它們分別是內(nèi)外循環(huán)電磁閥、鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路、混合風(fēng)門電機(jī)、壓縮機(jī)電磁閥、暖水電磁閥和風(fēng)向風(fēng)門電機(jī)。1. 車載空調(diào)的制冷系統(tǒng) 空調(diào)的制冷方式很多，目前實際應(yīng)用于汽車上的空調(diào)制冷方式，全部為蒸汽壓縮式制冷方式。汽車空調(diào)蒸汽壓縮式制冷原理圖如圖23所示。圖23 蒸汽壓縮式制冷原理圖1壓縮機(jī) 2排氣管 3冷凝器 4風(fēng)扇 7高壓液管 6干燥貯液器8膨脹閥 9低壓液管 10蒸發(fā)器 11鼓風(fēng)機(jī) 12感溫包 13吸氣管 空氣壓縮機(jī)由發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。由壓縮機(jī)排出的高溫、高壓制冷劑蒸汽，通過高壓軟管進(jìn)入汽車空調(diào)的冷凝器。由于高溫、高壓的制冷劑蒸汽溫度高于車外的空氣溫度，因此借助冷凝器風(fēng)扇使冷凝器中制冷劑蒸汽的熱量被車外空氣帶走，使高溫高壓的制冷劑蒸汽冷凝為較高溫度的高壓液體，通過高壓軟管流入干燥貯液器，經(jīng)干燥和過濾后，流過膨脹閥，在膨脹閥的節(jié)流作用下，制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w而進(jìn)入汽車空調(diào)的蒸發(fā)器。在定壓下汽化并吸收蒸發(fā)器管外空氣中的熱量，使流經(jīng)蒸發(fā)器的車內(nèi)循環(huán)空氣的溫度降低為冷氣，通過鼓風(fēng)機(jī)送到車內(nèi)，降低車內(nèi)的空氣溫度。氣化后的制冷劑蒸汽，由壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，又變成高溫高壓的制冷劑氣體，通過高壓軟管壓入汽車空調(diào)的冷凝器中，完成了汽車空調(diào)的一個制冷循環(huán)。此循環(huán)周而復(fù)始地進(jìn)行，就可以使車內(nèi)的溫度維持在舒適的狀態(tài)。由于大型客車的制冷量大，通風(fēng)要求高，所以大型客車上普遍采用獨立式空調(diào)制冷系統(tǒng)，獨立空調(diào)制冷系統(tǒng)采用輔助發(fā)動機(jī)的動力來供應(yīng)制冷系統(tǒng)，例如壓縮機(jī)，冷凝器和蒸發(fā)器的風(fēng)扇等所需要的動力，獨立式空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷量不受行車速度的影響而受控于人，停車時仍然可以進(jìn)行制冷空調(diào)工作。在獨立式空調(diào)系統(tǒng)中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，本系統(tǒng)中只通過控制壓縮機(jī)的開關(guān)來控制空調(diào)的制冷。2. 空調(diào)系統(tǒng)的采暖裝置 車載空調(diào)的取暖系統(tǒng)分為余熱式取暖系統(tǒng)和獨立式熱源取暖系統(tǒng)，獨立的熱源取暖系統(tǒng)又分為獨立熱源氣暖裝置和獨立熱源水暖裝置兩種。大客車上通常采用的是獨立熱源水暖裝置，水加熱器的最大優(yōu)點就是不僅可作為車廂取暖之用，而且可以預(yù)熱發(fā)動機(jī)，預(yù)熱潤滑油和蓄電池，便于各季發(fā)動機(jī)起動和很快轉(zhuǎn)入穩(wěn)定狀況。待發(fā)動機(jī)工況穩(wěn)定后，再將被加熱的水引向車廂內(nèi)的加熱器供取暖用。安裝采暖裝置主要有以下作用：（1） 采暖裝置和蒸發(fā)器一起將空氣調(diào)節(jié)到人們舒適溫度，現(xiàn)代客車空調(diào)已經(jīng)發(fā)展到冷暖一體化裝置，全年地對車內(nèi)的空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過冷熱風(fēng)的調(diào)和，溫度由人為設(shè)定，達(dá)到舒適性的要求。（2）冬季取暖。（3）車上玻璃除霜。冬天或者春季，室內(nèi)外溫差較大，車上玻璃會結(jié)霜和起霧，影響司機(jī)和乘客的視線，不利于行車安全，這時可以用熱風(fēng)來除霜和除霧。3. 車載空調(diào)配氣系統(tǒng)圖24為客車空調(diào)配氣系統(tǒng)，一般有三部分組成：第一部分為空氣進(jìn)口段，主要用來調(diào)節(jié)新鮮空氣和室內(nèi)循環(huán)空氣的比例。第二部分為空氣混合段，主要由加熱器和蒸發(fā)器組成，用來提供所需溫度的空氣；第三部分為空氣分配段，使空氣吹向面部，腳部和玻璃上。本系統(tǒng)中采用直流電機(jī)對空氣配氣系統(tǒng)的各個風(fēng)門擋板進(jìn)行控制，電機(jī)內(nèi)部帶有位置反饋信號，可以確切的知道風(fēng)門的開度大小，從而實施下一步控制。鼓風(fēng)機(jī)也由直流電機(jī)控制?？照{(diào)配氣系統(tǒng)的工作過程如下：新鮮空氣+車內(nèi)循環(huán)空氣進(jìn)入風(fēng)機(jī)空氣進(jìn)入蒸發(fā)器冷卻由風(fēng)門調(diào)節(jié)進(jìn)入加熱器的空氣進(jìn)入各吹風(fēng)口。圖24 客車空調(diào)配氣系統(tǒng)1風(fēng)機(jī) 2蒸發(fā)器 3加熱器 4腳部吹風(fēng)口 5面部吹風(fēng)口 6除霜風(fēng)口7加熱器旁通風(fēng)門 8空氣進(jìn)口風(fēng)門擋板 9制冷系統(tǒng)進(jìn)液出氣管 10水閥調(diào)節(jié)進(jìn)出水管空氣進(jìn)口段的風(fēng)門擋板主要控制新風(fēng)和車內(nèi)回風(fēng)的比例