【正文】 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。溫度檢測電路如圖35所示。溫度傳感器的檢測方法：由于室溫與管溫傳感器電阻特性完全一樣，因此判斷T1和T2好壞最簡單的方法是比較法：將T1和T2從主控板取下，15s后分別測量其電阻值，與正常值比較相差不應(yīng)超過177。另外，R1R7開路會使4腳電壓變?yōu)楦唠娖?，C1C19短路會使4腳電壓變?yōu)?V，造成整機(jī)保護(hù)性停機(jī)。TT2溫度傳感器阻值改變時(shí)，通過RTRT2電阻分壓后輸入主芯片CPU，3腳和4腳的電壓也隨之改變，從而完成由溫度信號向電壓信號轉(zhuǎn)變的過程，實(shí)現(xiàn)溫度檢測。時(shí)鐘電路是由石英晶體及兩個(gè)起振電容組成，與主芯片內(nèi)部振蕩電路相連，其內(nèi)部電路以一定的頻率自激振蕩，為主芯片工作提供時(shí)鐘脈沖。時(shí)鐘電路工作原理：振蕩電路為微處理器提供時(shí)鐘基準(zhǔn)信號，振蕩信號的頻率為8MHz。時(shí)鐘電路采用RC做定時(shí)元件，也可采用外加時(shí)鐘源。圖33 系統(tǒng)供電部分大多數(shù)微電腦控制器都在內(nèi)部設(shè)有時(shí)鐘電路，只需外接簡單的時(shí)鐘元件。 電源電路系統(tǒng)供電電路如圖33所示，24V直流電壓通過CC13濾波，輸出+12V左右的直流電壓，經(jīng)過三端穩(wěn)壓器IC6（7812）、CC11濾波輸出直流12V。 最小系統(tǒng)的組成單片機(jī)系統(tǒng)包括程序存儲器，數(shù)據(jù)存儲器，低位地址鎖存器，地址譯碼電路以及I/O擴(kuò)展電路等。當(dāng)VDD低于VBOR一段時(shí)間后，芯片自動進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，所有I/O端口都變成高阻狀態(tài)。8位寬并行從口，具有外部讀、寫和片選信號同步串行口SSP：SPI（主模式）和I2C（主從模式）多通道10位A/D轉(zhuǎn)換器；寬范圍操作電壓：~；自帶振蕩式看門狗，不需要任何外部器件；在線調(diào)試功能；可編程代碼保護(hù)；具有上電延時(shí)器，保證VDD穩(wěn)定建立；最大有8K14字節(jié)的FLASH程序存儲器；除地址分支跳轉(zhuǎn)指令為雙周期指令外，其余指令均為單周期指令；高性能的RISC結(jié)構(gòu)CPU；本系統(tǒng)采用微芯公司的PIC16F877作為系統(tǒng)CPU，~，其管腳圖，如圖32。 智能加熱控制器的硬件主要由信號采集與調(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。每個(gè)模塊都會有各種各樣的配置、組合。我們將通用硬件部分按照功能模塊劃分如圖31 所示。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)開發(fā)的基礎(chǔ)，然后才能在此開發(fā)智能儀表通用軟件。在設(shè)定溫度時(shí)顯示設(shè)定的溫度，在其它時(shí)間顯示車內(nèi)的實(shí)際溫度，同時(shí)顯示吹頭，吹腳，除霜等送風(fēng)方式，以及空氣循環(huán)方式，鼓風(fēng)機(jī)、加熱器和壓縮機(jī)的工作狀態(tài)等，讓司機(jī)能夠?qū)ぷ鳡顩r了解。（6） 控制車內(nèi)二氧化碳濃度并且有二氧化碳報(bào)警，當(dāng)車室內(nèi)的空氣中二氧化碳濃度超過設(shè)定的上限時(shí)，就進(jìn)行二氧化碳報(bào)警，同時(shí)吸入新鮮空氣，啟動空氣凈化器對車內(nèi)空氣進(jìn)行凈化。這是以前的控制系統(tǒng)所沒有的，是本系統(tǒng)的一個(gè)特色。當(dāng)濕度超過上限時(shí)，加大混合風(fēng)門，使通過加熱器的空氣增多。既能滿足人們的舒適性，又能節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，尤其對大客車空調(diào)系統(tǒng)減少風(fēng)量的經(jīng)濟(jì)意義更為突出。這點(diǎn)對節(jié)省油耗很重要。具體來說如下：（1）根據(jù)車內(nèi)空氣當(dāng)前的狀況，向各個(gè)風(fēng)門電機(jī)發(fā)出指令，驅(qū)動并執(zhí)行相應(yīng)動作。該空調(diào)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：1. 空調(diào)控制。從而實(shí)施下一步控制。這種人工操作的控制方式在我國客車空調(diào)中使用較多，而國外客車使用較少。該系統(tǒng)以PIC16F877為微處理器，將檢測到的各種模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后送往處理器進(jìn)行處理，通過計(jì)算輸出相應(yīng)的控制信號控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)動作，將車內(nèi)空氣控制在人感覺舒適的范圍，實(shí)現(xiàn)了客車空調(diào)的智能化控制。本課題所設(shè)計(jì)的空調(diào)系統(tǒng)控制系統(tǒng)是借鑒目前國際、國內(nèi)車用空調(diào)系統(tǒng)制造商產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特點(diǎn)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及其設(shè)計(jì)思想，針對大客車空調(diào)系統(tǒng)，采用先進(jìn)的微控制技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。但是不管哪種類型的配氣系統(tǒng)，其控制的風(fēng)門都是相同的，都是通過調(diào)節(jié)混合風(fēng)門的開度來調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)方式風(fēng)門來改變吹風(fēng)角度，進(jìn)行吹頭，吹腳和除霜，通過調(diào)節(jié)內(nèi)/外循環(huán)風(fēng)門來改變車內(nèi)空氣的清潔度。對制冷系統(tǒng)的控制，主要是對壓縮機(jī)的控制，控制壓縮機(jī)的啟動和停止來控制溫度。在本系統(tǒng)中，以空氣側(cè)的控制為主，以制冷系統(tǒng)的控制為輔對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 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。不過汽車空調(diào)只有制冷、取暖和配氣系統(tǒng)還是不能夠達(dá)到這些目的，要想汽車空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)這些功能，必須對汽車空調(diào)系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行必要的控制，即必須采用控制器對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠協(xié)調(diào)工作，從而很好得控制車內(nèi)空氣質(zhì)量，滿足乘客的舒適行要求，保證汽車行駛的安全性、經(jīng)濟(jì)性。+ （25） 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車上的通風(fēng)和空調(diào)逐步成為必備設(shè)施。+（1）+假設(shè)空氣為理想氣體，在熱力學(xué)定律和交換散熱理論的指導(dǎo)下可以得出以下公式： （22）其中， — 經(jīng)過加熱處理前后空氣的熱差；— 制冷蒸發(fā)器的交換熱；— 暖風(fēng)散熱器交換熱；— 代表制冷蒸發(fā)器的開關(guān)(0或者1) ；— 制冷蒸發(fā)器溫度(約為0攝氏度)與處理前空氣溫度的差值；— 代表暖風(fēng)散熱器的開關(guān)(0或者1) ；— 制冷蒸發(fā)器熱交換系數(shù)() ；— 暖風(fēng)散熱器熱交換系數(shù)()；— 經(jīng)過制冷蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換的氣體體積() ；— 經(jīng)過暖風(fēng)散熱器進(jìn)行熱交換的氣體體積() ；— 暖風(fēng)散熱器溫度(約為60攝氏度)與處理前空氣溫度的差值。同時(shí)，上面的分析我們把空調(diào)對空氣的處理看成理想的熱交換器，車廂內(nèi)一部分空氣吸入，然后經(jīng)過熱交換后從排風(fēng)口排出相同體積的空氣。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(nèi)空氣二氧化碳在0. 07%以下時(shí)屬于清潔空氣，人體感覺良好；%%時(shí)屬于普通空氣，%時(shí)個(gè)別敏感者會感覺有不良?xì)馕?；空氣中二氧化碳含量更多只會?dǎo)致乘客呼吸困難、窒息，嚴(yán)重的還會造成生命危險(xiǎn)，所以在車載空調(diào)控制系統(tǒng)中，也要對二氧化碳含量的控制。（2）空氣中的二氧化碳含量空氣中主要成分是氧氣和氮?dú)?，另外還有二氧化碳和其他稀有氣體。 相對濕度是指空氣中水蒸氣分壓力和同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比。 2） 相對濕度 在一定溫度下，飽和空氣中的水蒸氣量已達(dá)到最大限度，它不再具有吸濕能力，即不能再接納水蒸氣。 1）含濕量 濕空氣是由干空氣和水蒸氣組成的。（1）空氣的濕度 空氣的濕度是指空氣中含水蒸氣量的多少。除了溫度以外，濕度和空氣清潔度也是衡量車內(nèi)空氣質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，空氣清潔度的控制主要是控制車內(nèi)二氧化碳含量。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)風(fēng)門擋板，開大旁通風(fēng)門，通過加熱器的空氣量少，由風(fēng)口5吹出冷風(fēng)；反之，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旁通風(fēng)門擋板，關(guān)小旁通風(fēng)門，這時(shí)由風(fēng)口6吹出熱風(fēng)供采暖和除霜用。當(dāng)汽車長期運(yùn)行時(shí)，車室內(nèi)的空氣品質(zhì)下降，這時(shí)應(yīng)定期開大風(fēng)門?？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。本系統(tǒng)中采用直流電機(jī)對空氣配氣系統(tǒng)的各個(gè)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(shí)施下一步控制。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。（3）車上玻璃除霜。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。大客車上通常采用的是獨(dú)立熱源水暖裝置，水加熱器的最大優(yōu)點(diǎn)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。在獨(dú)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。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)。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。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。汽車空調(diào)蒸汽壓縮式制冷原理圖如圖23所示。 綜上所述，整個(gè)汽車空調(diào)控制系統(tǒng)可以通過六個(gè)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)。風(fēng)向風(fēng)門由風(fēng)向風(fēng)門電機(jī)控制。 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。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。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。反之，當(dāng)內(nèi)外循環(huán)電磁閥開時(shí)，空調(diào)處于外循環(huán)狀態(tài)，這個(gè)時(shí)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。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。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。采暖系統(tǒng)是由暖風(fēng)散熱器、暖水閥和風(fēng)機(jī)組成。最后，經(jīng)過節(jié)流閥，降溫降壓，恢復(fù)到低壓（低溫）液態(tài)。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。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。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。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。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。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。：空氣的流速和方向?qū)θ梭w舒適性影響很大。：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)。4. ，系統(tǒng)報(bào)警；，進(jìn)入工作狀態(tài)。（5）樣機(jī)的試驗(yàn)調(diào)試進(jìn)行樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試，檢驗(yàn)開發(fā)出的樣機(jī)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行是否準(zhǔn)確可靠。（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。（2）控制系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)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。研究內(nèi)容如下：（1）系統(tǒng)整體方案的設(shè)計(jì)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(diǎn)，借鑒他們的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)。 本課題是設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)的汽車空調(diào)電氣控制系統(tǒng)。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。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。該空調(diào)ECU（電子控制單元）首先計(jì)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。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(jì)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。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。裝置根據(jù)傳感器隨時(shí)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(jì)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)。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。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。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)。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。 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(jì)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。與熱力膨脹閥控制相比，能取得較好的效果。對于汽車空調(diào)的算法，國內(nèi)外也有許多相關(guān)的研究。 而在實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域，模糊控制在近幾年幾乎涉及到各個(gè)重、輕工業(yè)領(lǐng)域?？梢哉f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。 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。還有人針對司機(jī)和乘客的個(gè)體舒適性差異，對不同的出風(fēng)口進(jìn)行單獨(dú)控制。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。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。比較而言，國內(nèi)的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)要稍遜一些。從市場占有情況看，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，國內(nèi)汽車空調(diào)銷售市場僅為幾家所壟斷。隨著微處理器技術(shù)和自動控制理論的發(fā)展，微電腦在國外汽車工業(yè)中的運(yùn)用越來越普遍，并成了一種趨勢和潮流，我國也相繼研發(fā)自動控制的空調(diào)。在此基礎(chǔ)上，我國汽車生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展并生產(chǎn)出了手動冷暖一體的汽車空調(diào)。到了60年代，曾經(jīng)有利用汽車尾氣溫度來取暖的供熱系統(tǒng)，并在60、70年代生產(chǎn)的轎車上應(yīng)用。汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，隨著我國加入世貿(mào)組織，國外各大汽車集團(tuán)紛紛進(jìn)入我國市場，大大加快了我國汽車工業(yè)的發(fā)展。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(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)自動控制空調(diào)的生產(chǎn)研究課題。通過電腦控制實(shí)