【正文】 的直流電源，因此這里必須采用直流供電的電機(jī)，不過(guò)由 于 風(fēng)門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)非常緩慢，所以對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行了改造，在原來(lái)電機(jī)的輸出端增加了減速器，通過(guò)渦輪 、 渦桿 、 齒輪對(duì)電機(jī)輸出進(jìn)行兩級(jí)減速。該模塊的控制 /驅(qū)動(dòng)器采用 ST7920。 本系統(tǒng) 采用遙控器的設(shè)計(jì)方案 ， 改善以往車載空調(diào)控制面板不可移動(dòng)的弊端， 司機(jī) 及乘客人員均可進(jìn)行操作 。石英晶振具有體積小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，主要用于 CPU時(shí)鐘電路。寬工作溫度范圍，具體為：商業(yè)級(jí)： 0℃ ~70℃ 工業(yè)級(jí)： 40℃ ~85℃ 軍用級(jí)： 40℃ ~125℃ ； 圖 32 PIC16F877 管腳圖 其主要特色如下 ： 濕度低于下限時(shí)，打開(kāi)加濕器，對(duì)空氣進(jìn)行加濕。 圖 25 車載 空調(diào)控制器的總體框圖 圖 25 是該控制器的總體框圖，系統(tǒng)由 CPU、 檢測(cè)電路 、 驅(qū)動(dòng)控制電路 、 遙控器等組成。(0 mT )在濕空氣中與 1kg 的干空氣同時(shí)并存的水蒸氣量稱為含濕量，即： gq mmd /? （ 21） 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 式中 ， d— 濕空氣含濕量，單位是 kg/kg干空氣； qm — 濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，單位為 kg； gm — 濕空氣中干空氣的質(zhì)量，單位為 kg。冬天或者春季，室內(nèi)外溫差較大，車上玻璃會(huì)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(shí)可以用熱風(fēng)來(lái)除霜和除霧。 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(shí)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 。由于汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大量熱量，一般小型汽車空調(diào)都采用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱采暖。夏季，氣流速度稍大，有利于人體散熱降溫，但過(guò)大的風(fēng)速直接吹到人體上，也會(huì)使人感到不舒服。國(guó)外空調(diào)控制領(lǐng)域也朝著模糊控制的方向發(fā)展。美國(guó)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(gè)新的高度。通過(guò)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)。我國(guó)的汽車工業(yè)發(fā)展較晚，在汽車發(fā)展的早期，主要以發(fā)展載貨車為主，汽車空調(diào)一 直處于空白狀態(tài)。 (2) 單一供冷空調(diào)裝置階段 始于 1939 年，美國(guó)帕克汽車公司率先在轎車裝上機(jī)械制冷降溫空調(diào)器。以我國(guó)為例，近幾年 汽 車發(fā)生了井噴式的增長(zhǎng)速度， 目前幾乎所有的汽 車都安裝了空調(diào)系統(tǒng)。而汽車空調(diào)作為汽車使用舒適性的衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，要求也越來(lái)越高。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。直到 20 世紀(jì) 60 年代，應(yīng)用制冷技術(shù)的汽車空調(diào)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 才開(kāi)始逐步地普及起來(lái)。 隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展、生活水平的提高，舊式的手動(dòng)模擬輸入簡(jiǎn)單空調(diào)控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高檔汽車消費(fèi)的要求，所以產(chǎn)生了要求生產(chǎn)自動(dòng) 控制 空調(diào)的生產(chǎn)研究課題。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(chǎng)也會(huì)由于人的舒適感不同而產(chǎn)生舒適性差異。因此，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)生產(chǎn)如何走上專業(yè)化、規(guī)?；?jīng)營(yíng)之路，將成為我國(guó)未來(lái)幾年汽車空 調(diào)業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。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(shí)例。 ：普通汽車空調(diào)一般不具有這種功能，只有高級(jí)豪華汽車采用的冷暖一體化空調(diào)器，才能對(duì)車內(nèi)的濕度進(jìn)行適量的調(diào)節(jié)。最后，經(jīng)過(guò)節(jié)流閥，降溫降壓，恢復(fù)到低 壓 （ 低溫 ） 液態(tài)。風(fēng)向風(fēng)門(mén)由風(fēng)向風(fēng)門(mén)電機(jī)控制。 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(duì)車內(nèi)的空 氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)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。 （ 1） 空氣的濕度 空氣的濕度是指空氣中含水蒸氣量的多少。pV +? 但是不管哪種類型的配氣系統(tǒng)，其控制的風(fēng)門(mén)都是相同的，都是通過(guò)調(diào)節(jié)混合風(fēng)門(mén)的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)方式風(fēng)門(mén)來(lái)改變吹風(fēng)角度，進(jìn)行吹頭，吹腳和除霜，通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi) /外循環(huán)風(fēng)門(mén)來(lái)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 改變車內(nèi)空氣的清潔度。既能滿足人們的舒適性，又能 節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，尤其對(duì)大客車空調(diào)系統(tǒng)減少風(fēng)量的經(jīng)濟(jì)意義更為突出。 智能加熱控制器的硬件主要由信號(hào)采集與調(diào)理電路、 I/O 輸入輸出接口電路、液晶顯示與按鍵輸入電路、通信接口模塊和系統(tǒng)監(jiān)控及時(shí)鐘模塊組成。自帶振蕩式看門(mén)狗，不需要任何外部器件 ； 圖 33 系統(tǒng)供電部分 時(shí)鐘 電路 大多數(shù)微電腦控制器都在內(nèi)部設(shè)有時(shí)鐘電路，只需外接簡(jiǎn)單的時(shí)鐘元件。它包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果。電路剛接通時(shí)，由于電容兩端電壓不能突變，故單片機(jī)復(fù)位端處于低 電位，單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。 內(nèi) /外循環(huán)控制電機(jī)，該電機(jī)控制循環(huán)方式，電機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)連桿與風(fēng)門(mén)擋板相連，當(dāng)駕駛員使用循環(huán)方式控制鍵選擇內(nèi)循環(huán)或外循環(huán)時(shí)，控制器即控制內(nèi) /外循環(huán)控制電機(jī)帶動(dòng)連桿順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)風(fēng)門(mén)擋板閉合或開(kāi)啟，達(dá)到改變循環(huán)方式的目的。 圖 312 驅(qū)動(dòng)電路 本章小結(jié) 本章首先介紹客車空調(diào)自動(dòng)控制器的工作原理和以 PIC16F877 微處理器為核心的硬件組成。在設(shè)計(jì)程序時(shí)，也可以采取這樣的策略提高系統(tǒng)的性能。而驅(qū)動(dòng)電路是將主芯片輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大，控制負(fù)載工作，一般驅(qū)動(dòng)電路包括 IC2（ 2020）功率放大器、繼電器及由相關(guān)元件組成的末級(jí)推動(dòng)電路。 OCM4X8C 液晶顯示模塊如圖 37 所示。發(fā)射器的鍵盤(pán)矩陣電路與微電腦內(nèi)的掃描電運(yùn)行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)自動(dòng) /手動(dòng)自動(dòng)手動(dòng)自動(dòng) /手動(dòng)溫度加 1自動(dòng) /手動(dòng)溫度減 1自動(dòng) /手動(dòng)壓縮機(jī)自動(dòng) /手動(dòng)總開(kāi)關(guān)循環(huán)方式送風(fēng)方式電源指示燈二氧化碳報(bào)警指示燈運(yùn)行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 路和鍵盤(pán)信號(hào)編碼器構(gòu)成了鍵控輸入電路。另外， R1 R7 開(kāi)路會(huì)使 4 腳電壓變?yōu)楦唠娖剑?C1 C19 短路會(huì)使 4腳電壓變?yōu)?0V，造成整機(jī)保護(hù)性停機(jī)。當(dāng) VDD 低于 VBOR 一段時(shí)間后，芯片自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，所有 I/O 端口都變成高阻狀態(tài)。 具有上電延時(shí)器，保證 VDD 穩(wěn)定建立 ； 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 3 章 車載空調(diào)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 車載 空調(diào)控制 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出標(biāo)準(zhǔn)、全面、可靠的硬件設(shè)備是整個(gè)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，然后才能在此開(kāi)發(fā)智能儀表通用軟件。該空調(diào)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能： 溫度信號(hào)濕度信號(hào)二氧化碳濃度信號(hào)各個(gè)風(fēng)門(mén)位置信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn)換各個(gè)風(fēng)門(mén)電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)壓縮機(jī)加濕器空氣凈化器二氧化碳報(bào)警器PIC 16 F 877遙控器長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 1. 空調(diào)控制 。 車載空調(diào)系統(tǒng)的控制可以分為制冷系統(tǒng)的控制和空氣側(cè)的控制。但如果二氧化碳含量超過(guò)一定的比例，即可使人產(chǎn)生不適感；室內(nèi)空氣二氧化碳在 0. 07%以下時(shí)屬于清潔空氣，人體感覺(jué)良好；當(dāng)濃度在 %至 %時(shí)屬于普通空氣，超過(guò) %時(shí)個(gè)別敏感者會(huì)感覺(jué)有不良?xì)馕?；空氣中二氧化碳含量更多只?huì)導(dǎo)致乘客呼吸困難 、 窒息，嚴(yán)重的還會(huì)造成生命危險(xiǎn)，所以在 車載 空調(diào)控制系統(tǒng)中，也要對(duì)二氧化碳含量的控制。當(dāng)汽車長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，車室內(nèi)的空氣品質(zhì)下降，這時(shí)應(yīng)定期開(kāi)大風(fēng)門(mén)。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)。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(duì)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。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 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。 （ 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(shí)際情況，將模糊控制技術(shù)初步用于空調(diào)控制器。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。對(duì)于汽車空調(diào)的算法，國(guó)內(nèi)外也有許多相關(guān)的研究。從市場(chǎng)占有情況看，由于目前大多數(shù)汽車空調(diào)生產(chǎn)未上規(guī)模，加上汽車空調(diào)種類繁多，國(guó)內(nèi)汽車空調(diào)銷售市場(chǎng)僅為幾家所壟斷。裝置根據(jù)傳感器隨時(shí)檢測(cè)車外溫度，自動(dòng)地調(diào)制裝置各部件工作，達(dá)到控制車外溫度和行駛其他功能的目的。 然而，當(dāng)前只有豪華大客車安裝了微機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)，而一般的大中型客車上的空調(diào)還是功能不夠齊全的手動(dòng)控制的空調(diào)系統(tǒng)或電控的空調(diào)系統(tǒng)，手動(dòng)和電 控空調(diào)在功能上和使用上的缺點(diǎn)暴露得越來(lái)越明顯，例如操作不方便，安全性不好，不能很好地調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣，對(duì)乘客的觀光旅游，學(xué)習(xí)及駕駛員的工作不利，所以為了滿足人們外出觀光旅游的需求，從市場(chǎng)方面要求，希望汽車空調(diào)裝置能夠進(jìn)一步應(yīng)用在普通的大中型客車上，同時(shí)空調(diào)能夠進(jìn)一步降低成本，提高燃油經(jīng)濟(jì)性；空調(diào)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，智能化；從乘客和駕駛員方面要求，車內(nèi)溫度要合理分布，要求操作簡(jiǎn)便，空調(diào)裝置應(yīng)向全季節(jié)型發(fā)展。同時(shí)利用模糊控制技術(shù)對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行處理、運(yùn)算，利用蘇州創(chuàng)高電子有限公司生產(chǎn)的專用的汽車液晶顯示器顯示系統(tǒng)信息。 該系統(tǒng)主要由主控制單元和輸入輸出控制單元及外圍電路組成，控制單元采用 微芯 公司的 PIC16F877 單片機(jī)作為系統(tǒng) CPU，對(duì)溫度、濕度及 CO2濃度等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，并且對(duì)風(fēng)門(mén)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等設(shè)備實(shí)施控制。手動(dòng)控制的空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法根據(jù)室外空氣溫度、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷以及室內(nèi)人體散熱等因素的變化及時(shí)地對(duì)汽車內(nèi)的空氣狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制質(zhì)量也不太理想，并且手動(dòng)控制需要駕駛員人工操作，這顯然增加了駕駛員的工作量。自控空調(diào)只需預(yù)先設(shè)定溫度裝置，便能自動(dòng)地在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。 目 前，我國(guó) 汽 車上最常見(jiàn)的幾種空調(diào)有 ： 手動(dòng)調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)、電動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)、全自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)等。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(jiàn)用模糊控制方法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化處理的應(yīng)用文章。該模塊監(jiān)視高壓管路、低壓管路的溫度以 及儲(chǔ)液干燥器的壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫等信號(hào)。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。如圖 21 為汽車空調(diào)制冷循環(huán)圖。 鼓風(fēng)機(jī)由鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電路控制，其作用是推動(dòng)空氣在空調(diào)風(fēng)道里流動(dòng)，在冷暖合一型空調(diào)中，它同時(shí)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。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(guò)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(gè)制冷循環(huán)。 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(mén) 8空氣進(jìn)口風(fēng)門(mén)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(mén)擋板主要控制新風(fēng)和車內(nèi)回風(fēng)的比例，當(dāng)夏季室外氣溫較高，冬季室外氣溫較低的情況下，盡量開(kāi)小風(fēng)門(mén)，使壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間減少。清潔空氣中的二氧化碳體積含量約占 %，對(duì)人體無(wú)害。本課題就是研究和開(kāi)發(fā)汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制器，使空調(diào)能夠進(jìn)行溫度、濕度和清潔度的控制，滿足乘客的需要，為乘客提供舒適的乘車環(huán)境。鼓風(fēng)機(jī)也由直流電機(jī)控制。 本章小結(jié) 本章首先介紹了 車載 空調(diào)的基本工作原理，然后介紹了 車載 空調(diào)的組成和結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)說(shuō)明了空調(diào)系統(tǒng)在不同 工況 下各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，并對(duì)汽車車廂的熱力學(xué)和空調(diào)制冷加熱原理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上為客車空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際開(kāi)發(fā)做好了準(zhǔn)備。最大有 368 8 字節(jié)的 RAM； 具有掉電復(fù)位檢測(cè)電路。 主要元器件的作用： T T2 開(kāi)路或短路會(huì)造成輸入到 CPU 的 4 腳的電壓不正常。定時(shí)器能向鍵盤(pán)電路輸出定時(shí)掃描脈沖，在定時(shí)掃描脈沖作用下，鍵盤(pán)輸出電 路能產(chǎn)生數(shù)種相位不同的掃描電路。除此之外 ， 模塊還提供畫(huà)面清除、游標(biāo)顯示 /隱藏、游標(biāo)歸位、顯示打開(kāi) /關(guān)閉、顯示字符閃爍、游標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫(huà)面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠喚醒和關(guān)閉 /顯示等操作指令。 圖 311 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 驅(qū)動(dòng)電路 在車載空調(diào)的電控中，主芯片將各種輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后，控制其它電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作，完成車載空調(diào)的預(yù)定功能。這些編譯器在處理這些優(yōu)化時(shí)實(shí)際是在采用時(shí)間換取空間或者空間換取時(shí)間的策略。重點(diǎn)說(shuō)明了 PIC16F877 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理及微處理器主要控制的電路 及功能 。該電機(jī)內(nèi)部裝有一個(gè)高性能的導(dǎo)電塑料精密旋轉(zhuǎn)電位器，可以向控制器反饋風(fēng)門(mén)擋板的位置。電路開(kāi)始工作后，電源通過(guò) R 向