楊邵武,李小龍

（惠州市德賽西威汽車電子有限公司，516006）

受市場競爭的影響，制作商不斷的創(chuàng)造更加優(yōu)越的駕駛環(huán)境，完善車載空調(diào)技術，而汽車環(huán)境溫度控制是這一項目中最大的問題之一。

1 汽車空調(diào)技術

1.1 汽車空調(diào)的工作原理

現(xiàn)代車載空調(diào)系統(tǒng)主要有三點功能：冷風供應、暖風供應和保持車內(nèi)通風，完成汽車內(nèi)部空間的溫度、濕度、通風性以及清潔度的調(diào)控。如今，大部分的中小型車載空調(diào)系統(tǒng)使用的都是蒸汽壓縮式制冷循環(huán)，這種系統(tǒng)的設計及技術已經(jīng)成熟應用，它的主要構成部分有空調(diào)壓縮機、冷凝器、節(jié)流設備和蒸發(fā)器等。

空調(diào)制冷系統(tǒng)利用的是將制冷劑由液態(tài)轉化為氣態(tài)時需要吸收空氣熱量的原理，壓縮機將制冷劑進行壓縮,高溫高壓制冷劑氣體進入冷凝器管道被降溫,經(jīng)過干燥器處理后變成高壓液體,再通過膨脹閥節(jié)流處理變成低溫、低壓的低能量液體。低能量液體在蒸發(fā)器內(nèi)吸收由通風系統(tǒng)送來的空氣熱量而蒸發(fā),達到制冷的功能。

汽車供暖系統(tǒng)多使用的兩組工作方法為：水暖式和空暖式。水暖式供暖是用發(fā)動器的工作熱水經(jīng)由熱水閥注入熱交換器，運用風扇或者蒸發(fā)器將吸收熱水能量后的空氣送進車內(nèi)?？张降墓ぷ髟硎抢闷嚢l(fā)動機排除廢氣時產(chǎn)生的熱量來加熱空氣，使用氣熱管換熱器就能讓排出廢氣和進入車內(nèi)的暖空氣互不影響，安全性能高。

汽車的通風系統(tǒng)主要是使用馬達驅動鼓風機風扇對各種風門的風量調(diào)節(jié)，達到汽車內(nèi)外空氣的循環(huán)，實現(xiàn)通風和熱交換的功能。

1.2 汽車空調(diào)的特殊性

汽車空調(diào)的特殊性要求了它與普通空調(diào)在結構、材料、布局、安裝、設計與技術方面有極大差異。車用空調(diào)壓縮機使用開啟式的結構形式，對空調(diào)系統(tǒng)軸封要求極高；汽車的空間較小，乘客多，對空調(diào)造成的熱、濕負擔大，氣流不能均勻分布，對車用空調(diào)系統(tǒng)的制冷要求高，要降溫速度快；當車載空調(diào)系統(tǒng)需要消耗汽車發(fā)動機的能量時，需要思考到系統(tǒng)對汽車動力性能的作用，同時思考車速變化對空調(diào)系統(tǒng)流量控制與冷熱控制的影響；由于汽車的構造非常緊密，對可安裝空調(diào)設置的空間非常小，不僅對車載空調(diào)設備的外形、體積和質量要求都比較嚴格，對其性能與選型也會帶來影響；汽車空調(diào)系統(tǒng)的振動、噪音、安全性能等技術要求比較高；車用空調(diào)設備的安裝、結構和外形也要考慮到對汽車底盤、車身、結構及汽車穩(wěn)定性、安全性的影響。

2 車載空調(diào)硬件總體結構

2.1 車載空調(diào)的硬件總體結構

車載空調(diào)的硬件總體結構為主控芯片UPD78F184X系列和外部電力系統(tǒng)構成。系統(tǒng)能夠對于車內(nèi)發(fā)生的各種數(shù)據(jù)進行存儲與記錄，并通過外部電路向主控芯片發(fā)送用戶的操作命令，主控芯片能夠根據(jù)用戶的操作命令和車載空調(diào)的循環(huán)模式，進行相應的系統(tǒng)處理，讓相應的設備完成用戶的操作命令，并且通過顯示屏幕顯示當前的系統(tǒng)信息。系統(tǒng)工作圖如3-1所示。

2.2 電動機的工作實現(xiàn)

電動機的工作實現(xiàn)是由主控芯控制電動機驅動芯片驅動電動機工作。車載空調(diào)的空氣循環(huán)風門電機，冷熱空氣混合風門電機和出風模式電機有其單獨的驅動電路；驅動電路的連接方式相同。

2.3 車內(nèi)溫度顯示與驅動電動機模式

外部電力系統(tǒng)和主控芯片的系統(tǒng)設置中具有轉換模式的功能。在車載空調(diào)的溫度顯示屏幕中，當AD 改變?yōu)槌販囟入娐纺Ｊ降臅r候，常溫溫度空調(diào)電阻和電動機驅動電阻上的電流大小變?yōu)橄鄳臉藴?。在車載空調(diào)的電動機電壓顯示屏幕中，當AD改變?yōu)轵寗与妱訖C模式時，電動機的驅動模式變化為相應的參數(shù)標準。車內(nèi)外溫度顯示，車內(nèi)溫度顯示和電動機的溫差變化的電路連接方式使用統(tǒng)一的標準。

2.4 壓縮機的驅動模式

壓縮機的驅動模式是使用外部電路進行控制的。車載空調(diào)冷空氣制造時，壓縮機就由外部電路進行開關控制，壓縮機工作狀況，見圖3-2.

2.5 CAN模塊電路

主控芯片包括CAN模塊，車載空調(diào) CAN 總線是由CAN收發(fā)器（例如TJA1040）進行相關數(shù)據(jù)傳輸，能夠按照主控芯片的命令和CAN總線通信協(xié)議完成信息傳遞。

3 軟件設計

3.1 嵌入式軟件的特點

圖3-1 空調(diào)系統(tǒng)工作圖

圖3-2 壓縮機工作圖

嵌入式系統(tǒng)的工作多，如何同時處理不同的命令是由車載空調(diào)系統(tǒng)的性能決定的，提高車載空調(diào)主控芯片的處理器速度是不能完全解決這一問題。車載空調(diào)的處理速度需要通過對主控芯片和系統(tǒng)程序進行優(yōu)化來完成的，所以車載系統(tǒng)的主控芯片和系統(tǒng)程序需要具備一定的智能化。一般的車載系統(tǒng)為了節(jié)省空間和加快反應速度，將嵌入式軟件安裝在主控芯片或系統(tǒng)程序中；考慮主控芯片存儲空間的有限性，所以對程序編寫要求嚴格，減少程序的所占空間，且提高軟件速度。

3.2 總體設計

車載系統(tǒng)的使用者對控制按鈕進行操作能夠完成車載空調(diào)的工作狀態(tài)的變化。車載空調(diào)系統(tǒng)將通過系統(tǒng)設計的參數(shù)值運行。

3.3 各功能子程序

（1）空調(diào)定時程序

由于車載空調(diào)的主控芯片中含有程序定時的編程，利用對晶體振蕩器頻產(chǎn)生不同時段的中止。

（2）掉電保護子程序

車載系統(tǒng)的主控芯片具有掉電保護子的功能，能夠對于車載系統(tǒng)的驅動器狀態(tài)進行顯示。并將查詢動作顯示于程序中，方便觀察系統(tǒng)電壓的改變。

（3）CAN 程序的開關操作

CAN程序的開關操作是由車載系統(tǒng)的主控芯片控制的。

（4）按鍵/顯示子程序

按鍵檢測采用單片機應用系統(tǒng)中最常用的高低電平檢測進行判斷按鍵是否按下。顯示功能是通過主控芯片控制液晶屏（LCD）驅動芯片（例如PCA85162）進行信息顯示。

4 總結

由汽車空調(diào)發(fā)展過程可以看出，汽車空調(diào)發(fā)展前景是實現(xiàn)智能化、自動化和舒適化。由此看來，控制系統(tǒng)的技術創(chuàng)新在汽車空調(diào)中有著重要影響。車載空調(diào)的發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè)及技術的進步緊密相連。在此同時，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，人們生活條件也在不斷提升，人們對與汽車的性能要求在不斷的提高，車載空調(diào)系統(tǒng)的市場需求額在不斷增長。一個好的車載空調(diào)系統(tǒng)是具備智能化和現(xiàn)代化的技術，對于車內(nèi)冷暖風的制造、車內(nèi)空氣濕度含量、風速的調(diào)節(jié)以及良好的通風性和清潔度等，為駕駛者和乘客提供一個舒適的駕駛環(huán)境，讓駕駛者的頭腦保持清晰的視野和清醒，減少出現(xiàn)駕駛安全的問題，為車輛的駕駛者和乘客安全提供保障。

[1]陳芝久,仲華等.轎車空調(diào)微機控制系統(tǒng)研究.汽車工程.2011.23(01):53-54.

[2]羅鋒,袁大宏.汽車網(wǎng)絡與總線標準.汽車工程.2013.25(04):372-376.

[3]魏學哲,孫澤昌,陳覺曉.汽車網(wǎng)絡分類方法及主流協(xié)議發(fā)展趨勢.同濟大學報(自然科學版).2014.6(32):762-766.