【正文】 的直流電源，因此這里必須采用直流供電的電機，不過由 于 風門的轉動非常緩慢，所以對直流電機進行了改造，在原來電機的輸出端增加了減速器，通過渦輪 、 渦桿 、 齒輪對電機輸出進行兩級減速。該模塊的控制 /驅動器采用 ST7920。 本系統(tǒng) 采用遙控器的設計方案 ， 改善以往車載空調控制面板不可移動的弊端， 司機 及乘客人員均可進行操作 。石英晶振具有體積小、穩(wěn)定性好等特點，主要用于 CPU時鐘電路。寬工作溫度范圍，具體為：商業(yè)級： 0℃ ~70℃ 工業(yè)級： 40℃ ~85℃ 軍用級： 40℃ ~125℃ ； 圖 32 PIC16F877 管腳圖 其主要特色如下 ： 濕度低于下限時，打開加濕器，對空氣進行加濕。 圖 25 車載 空調控制器的總體框圖 圖 25 是該控制器的總體框圖，系統(tǒng)由 CPU、 檢測電路 、 驅動控制電路 、 遙控器等組成。(0 mT )在濕空氣中與 1kg 的干空氣同時并存的水蒸氣量稱為含濕量，即： gq mmd /? （ 21） 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（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量，單位為 kg； gm — 濕空氣中干空氣的質量，單位為 kg。冬天或者春季，室內外溫差較大，車上玻璃會結霜和起霧，影響司機和乘客的視線，不利于行車安全，這時可以用熱風來除霜和除霧。 1. 車載 空調的制冷系統(tǒng) 空 調的制冷方式很多，目前實際應用于汽車上的空調制冷方式，全部為 蒸汽 壓縮式制冷方 式 。由于汽車行駛時發(fā)動機產(chǎn)生大量熱量，一般小型汽車空調都采用發(fā)動機余熱采暖。夏季，氣流速度稍大，有利于人體散熱降溫，但過大的風速直接吹到人體上，也會使人感到不舒服。國外空調控制領域也朝著模糊控制的方向發(fā)展。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 ） 一起聯(lián)合研究微機控制的客車空調系統(tǒng)，將客車空調技術推到一個新的高度。通過控制壓縮機啟、停，調節(jié)車室內的溫度，也需要進行相應的控制才能達到更優(yōu)。我國的汽車工業(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，汽車空調一 直處于空白狀態(tài)。 (2) 單一供冷空調裝置階段 始于 1939 年，美國帕克汽車公司率先在轎車裝上機械制冷降溫空調器。以我國為例，近幾年 汽 車發(fā)生了井噴式的增長速度， 目前幾乎所有的汽 車都安裝了空調系統(tǒng)。而汽車空調作為汽車使用舒適性的衡量標準之一，要求也越來越高。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。直到 20 世紀 60 年代，應用制冷技術的汽車空調長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 才開始逐步地普及起來。 隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展、生活水平的提高，舊式的手動模擬輸入簡單空調控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足高檔汽車消費的要求，所以產(chǎn)生了要求生產(chǎn)自動 控制 空調的生產(chǎn)研究課題。車室內的送風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。因此，國內汽車空調生產(chǎn)如何走上專業(yè)化、規(guī)模化經(jīng)營之路，將成為我國未來幾年汽車空 調業(yè)迫切需要解決的問題。在歐美、日本等地，模糊控制理論迅速應用到了商業(yè)產(chǎn)品中去，其中就包括日本把模糊控制成功應用到地鐵和各種家電產(chǎn)品的實例。 ：普通汽車空調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器，才能對車內的濕度進行適量的調節(jié)。最后，經(jīng)過節(jié)流閥，降溫降壓，恢復到低 壓 （ 低溫 ） 液態(tài)。風向風門由風向風門電機控制。 安裝采暖裝置主要有以下作用： （ 1） 采暖裝置和 蒸發(fā)器一起將空氣調節(jié)到人們舒適溫度，現(xiàn)代客車空調已經(jīng)發(fā)展到冷暖一體化裝置，全年地對車內的空 氣進行調節(jié)，通過冷熱風的 調和 ，溫度由人為設定，達到舒適性的要求。 （ 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)，其控制的風門都是相同的，都是通過調節(jié)混合風門的開度來調節(jié)車內空氣的溫度，通過調節(jié)送風方式風門來改變吹風角度，進行吹頭，吹腳和除霜，通過調節(jié)內 /外循環(huán)風門來長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 改變車內空氣的清潔度。既能滿足人們的舒適性，又能 節(jié)省運行費用，尤其對大客車空調系統(tǒng)減少風量的經(jīng)濟意義更為突出。 智能加熱控制器的硬件主要由信號采集與調理電路、 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)控及時鐘模塊組成。自帶振蕩式看門狗，不需要任何外部器件 ； 圖 33 系統(tǒng)供電部分 時鐘 電路 大多數(shù)微電腦控制器都在內部設有時鐘電路，只需外接簡單的時鐘元件。它包括人對應用系統(tǒng)的狀態(tài)干預與數(shù)據(jù)輸入以及應用系統(tǒng)向人報告運行狀態(tài)與運行結果。電路剛接通時，由于電容兩端電壓不能突變，故單片機復位端處于低 電位，單片機進行復位。 內 /外循環(huán)控制電機，該電機控制循環(huán)方式，電機的轉子經(jīng)連桿與風門擋板相連，當駕駛員使用循環(huán)方式控制鍵選擇內循環(huán)或外循環(huán)時，控制器即控制內 /外循環(huán)控制電機帶動連桿順時針或逆時針旋轉，從而帶動風門擋板閉合或開啟，達到改變循環(huán)方式的目的。 圖 312 驅動電路 本章小結 本章首先介紹客車空調自動控制器的工作原理和以 PIC16F877 微處理器為核心的硬件組成。在設計程序時，也可以采取這樣的策略提高系統(tǒng)的性能。而驅動電路是將主芯片輸出的信號進行功率放大，控制負載工作，一般驅動電路包括 IC2（ 2020）功率放大器、繼電器及由相關元件組成的末級推動電路。 OCM4X8C 液晶顯示模塊如圖 37 所示。發(fā)射器的鍵盤矩陣電路與微電腦內的掃描電運行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)自動 /手動自動手動自動 /手動溫度加 1自動 /手動溫度減 1自動 /手動壓縮機自動 /手動總開關循環(huán)方式送風方式電源指示燈二氧化碳報警指示燈運行狀態(tài)及溫度顯示區(qū)長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 26 路和鍵盤信號編碼器構成了鍵控輸入電路。另外， R1 R7 開路會使 4 腳電壓變?yōu)楦唠娖剑?C1 C19 短路會使 4腳電壓變?yōu)?0V，造成整機保護性停機。當 VDD 低于 VBOR 一段時間后，芯片自動進入復位狀態(tài)，所有 I/O 端口都變成高阻狀態(tài)。 具有上電延時器，保證 VDD 穩(wěn)定建立 ； 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 第 3 章 車載空調控制系統(tǒng)的硬件設計 車載 空調控制 系統(tǒng)的整體結構圖 對于整個系統(tǒng)，設計出標準、全面、可靠的硬件設備是整個控制系統(tǒng)開發(fā)的基礎，然后才能在此開發(fā)智能儀表通用軟件。該空調控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能： 溫度信號濕度信號二氧化碳濃度信號各個風門位置信號模數(shù)轉換各個風門電機鼓風機電機壓縮機加濕器空氣凈化器二氧化碳報警器PIC 16 F 877遙控器長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 1. 空調控制 。 車載空調系統(tǒng)的控制可以分為制冷系統(tǒng)的控制和空氣側的控制。但如果二氧化碳含量超過一定的比例，即可使人產(chǎn)生不適感；室內空氣二氧化碳在 0. 07%以下時屬于清潔空氣，人體感覺良好；當濃度在 %至 %時屬于普通空氣，超過 %時個別敏感者會感覺有不良氣味；空氣中二氧化碳含量更多只會導致乘客呼吸困難 、 窒息，嚴重的還會造成生命危險，所以在 車載 空調控制系統(tǒng)中，也要對二氧化碳含量的控制。當汽車長期運行時，車室內的空氣品質下降，這時應定期開大風門。此循環(huán)周而復始地進行，就可以使車內的溫度維持在舒適的狀態(tài)。所以鼓風機的快慢直接影響到了制冷蒸發(fā)器和暖風散熱器的對流散熱快慢，也就直接影響到了車內空氣的調節(jié)速度。 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 圖 21 汽車空調制冷循環(huán)圖 制冷系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器 （ 包括 冷凝風機 ） 、膨脹閥和蒸發(fā)器 （ 包括蒸發(fā)風機 ） 組成。 （ 3） 模糊控制理論的研究以及模糊控制技術的應用 學習模糊控制的基礎，并結合汽車空調控制系統(tǒng)的實際情況，將模糊控制技術初步用于空調控制器。如果系統(tǒng)不在設定的范圍內工作， BCM 將壓縮機電磁離合器脫離。對于汽車空調的算法，國內外也有許多相關的研究。從市場占有情況看，由于目前大多數(shù)汽車空調生產(chǎn)未上規(guī)模，加上汽車空調種類繁多，國內汽車空調銷售市場僅為幾家所壟斷。裝置根據(jù)傳感器隨時檢測車外溫度，自動地調制裝置各部件工作，達到控制車外溫度和行駛其他功能的目的。 然而，當前只有豪華大客車安裝了微機控制的空調系統(tǒng)，而一般的大中型客車上的空調還是功能不夠齊全的手動控制的空調系統(tǒng)或電控的空調系統(tǒng)，手動和電 控空調在功能上和使用上的缺點暴露得越來越明顯，例如操作不方便，安全性不好，不能很好地調節(jié)車內空氣，對乘客的觀光旅游，學習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，從市場方面要求，希望汽車空調裝置能夠進一步應用在普通的大中型客車上，同時空調能夠進一步降低成本，提高燃油經(jīng)濟性；空調控制系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動化，智能化；從乘客和駕駛員方面要求，車內溫度要合理分布，要求操作簡便，空調裝置應向全季節(jié)型發(fā)展。同時利用模糊控制技術對各種模擬信號進行處理、運算，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 單片機作為系統(tǒng) CPU，對溫度、濕度及 CO2濃度等環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)控，并且對風門電機、鼓風機電機等設備實施控制。手動控制的空調系統(tǒng)無法根據(jù)室外空氣溫度、太陽輻射強度、車速、發(fā)動機熱負荷以及室內人體散熱等因素的變化及時地對汽車內的空氣狀況進行調節(jié)，控制質量也不太理想，并且手動控制需要駕駛員人工操作，這顯然增加了駕駛員的工作量。自控空調只需預先設定溫度裝置，便能自動地在設定的溫度范圍內運行。 目 前，我國 汽 車上最常見的幾種空調有 ： 手動調節(jié)的空調系統(tǒng)、電動調節(jié)空調系統(tǒng)、全自動空調系統(tǒng)等。在空調制冷系統(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)化處理的應用文章。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)動機冷卻水溫等信號。執(zhí)行機構由電機、鼓風機、加濕器、空氣凈化器及其操縱機構組成。如圖 21 為汽車空調制冷循環(huán)圖。 鼓風機由鼓風機調速電路控制，其作用是推動空氣在空調風道里流動，在冷暖合一型空調中，它同時也起了是制冷蒸發(fā)器風扇和暖風散熱器風扇的作用。氣化后的制冷劑 蒸汽 ，由壓縮機吸入進行壓縮，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的冷凝器中，完成了汽車空調的一個制冷循環(huán)。 圖 24 客車空調配氣系統(tǒng) 1風機 2蒸發(fā)器 3加熱器 4腳部吹風口 5面部吹風口 6除霜風口 7加熱器旁通風門 8空氣進口風門擋板 9制冷系統(tǒng)進液出氣管 10水閥調節(jié)進出水管 空氣進口段的風門擋板主要控制新風和車內回風的比例，當夏季室外氣溫較高，冬季室外氣溫較低的情況下，盡量開小風門，使壓縮機運行時間減少。清潔空氣中的二氧化碳體積含量約占 %，對人體無害。本課題就是研究和開發(fā)汽車空調系統(tǒng)的控制器，使空調能夠進行溫度、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。鼓風機也由直流電機控制。 本章小結 本章首先介紹了 車載 空調的基本工作原理，然后介紹了 車載 空調的組成和結構，重點說明了空調系統(tǒng)在不同 工況 下各執(zhí)行機構的工作狀態(tài)，并對汽車車廂的熱力學和空調制冷加熱原理進行了分析，在此基礎上為客車空調自動控制系統(tǒng)的實際開發(fā)做好了準備。最大有 368 8 字節(jié)的 RAM； 具有掉電復位檢測電路。 主要元器件的作用： T T2 開路或短路會造成輸入到 CPU 的 4 腳的電壓不正常。定時器能向鍵盤電路輸出定時掃描脈沖，在定時掃描脈沖作用下，鍵盤輸出電 路能產(chǎn)生數(shù)種相位不同的掃描電路。除此之外 ， 模塊還提供畫面清除、游標顯示 /隱藏、游標歸位、顯示打開 /關閉、顯示字符閃爍、游標移位、顯示移位、垂直畫面旋轉、反白顯示、液晶睡眠喚醒和關閉 /顯示等操作指令。 圖 311 電機驅動電路 長春工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 29 驅動電路 在車載空調的電控中，主芯片將各種輸入信號進行運算后，控制其它電路驅動負載工作，完成車載空調的預定功能。這些編譯器在處理這些優(yōu)化時實際是在采用時間換取空間或者空間換取時間的策略。重點說明了 PIC16F877 微處理器的內部結構和工作原理及微處理器主要控制的電路 及功能 。該電機內部裝有一個高性能的導電塑料精密旋轉電位器，可以向控制器反饋風門擋板的位置。電路開始工作后，電源通過 R 向