俞 彬,張 超,蘇佳越

（惠州市德賽西威汽車電子有限公司，516006）

0 引言

目前汽車越來越普及，人們對汽車的舒適性要求也越來越高。而汽車空調(diào)控制器作為實現(xiàn)汽車舒適性的重要實現(xiàn)部件，對其中的各部分電路也提出越來越嚴苛的要求。因此，本文中將汽車空調(diào)控制器中的風(fēng)門電機位置反饋電路單獨拿出來研究，提出提高汽車風(fēng)門電機控制精度的方案。只有汽車中的風(fēng)門電機走到的位置更加精準，汽車風(fēng)道中吹出來的風(fēng)才更能滿足人們對汽車舒適性的要求。

1 仿真工具介紹

PSpice仿真工具被公認是通用電路模擬程序中最優(yōu)秀的軟件，具有廣闊的應(yīng)用前景。適于做系統(tǒng)及電路級仿真，具有快速、準確的仿真能力。有基礎(chǔ)的Pspice A/D分析和Pspice A/A高級分析。各有多種分析類型，如參數(shù)分析、噪聲分析、溫度分析、蒙特卡羅分析、最壞情況分析、靈敏度分析、電應(yīng)力分析等。本文中應(yīng)用到的仿真功能為參數(shù)分析。

2 方案介紹

2.1 風(fēng)門電機控制原理

汽車上的風(fēng)門電機一般有幾個反饋位置。如圖1所示，為汽車上的模式風(fēng)門電機，其有吹面，吹面、吹腳，吹腳，吹面、除霜，除霜共5個反饋位置，每個位置都有對應(yīng)的反饋電壓，分別為3.96±0.1V，3.13±0.1V，2.52±0.1V，1.86±0.1V，1.02±0.1V。通過采集反饋電壓，才能判斷出風(fēng)門位置。因此，更精準的采集到反饋電壓，才能提高電機的控制精度。

圖1 風(fēng)門電機位置反饋電壓

2.2 反饋電路原理

反饋電路如圖2，其中R3為風(fēng)門電機反饋電阻，為滑動變阻，總阻抗為10K。R2為開路診斷電阻，阻值為100K。Q1為電源通斷控制三級管，型號為BC807，為使仿真模型簡單化，這里讓電源通斷控制三極管保持常開狀態(tài)。R1為三極管基極保護電阻，阻值為10K。A點為風(fēng)門電機反饋電壓采集點。VCC為電路直流電源，幅值為5V。

圖2 風(fēng)門電機位置反饋電壓電路

該電路的原理為，當(dāng)風(fēng)門電機轉(zhuǎn)動時，使風(fēng)門電機反饋電阻上下端阻值改變，則在VCC不變的情況下，A點電壓改變，從而采集到不同的反饋電壓，判斷是否滿足要求的電壓值，直到走到要求位置。其中，R2為開路診斷電阻，該電阻的意義在于，當(dāng)風(fēng)門電機反饋電阻因外界因素脫落時，因為A點懸空，這時不管風(fēng)門電機如何轉(zhuǎn)動，A點采集到的電壓都為5V，以此來判斷出風(fēng)門電機反饋電阻的故障情況。

該電路的弊端為，由于引入了R2這個開路診斷電阻，必然會影響A點反饋電壓值的采集，從而影響對風(fēng)門電機位置的判斷，勢必影響風(fēng)門電機控制精度。因此，下面將通過Pspice仿真來分析該100K開路診斷電阻R2對電路的整體影響。

2.3 仿真分析

搭建了以上電路之后，通過Pspice仿真分析，對比有R2開路診斷電阻和無R2開路診斷電阻這兩種情況下，采集到的反饋電壓的區(qū)別。如下表1所示：

表1

從該表格中可以看出，風(fēng)門電機在不同位置時，R2開路診斷電阻對其反饋電壓的影響不同，在反饋電壓在1.75V的位置，引入的誤差最大，為約0.072V。

2.4 改善方案

根據(jù)以上仿真結(jié)果，對風(fēng)門電機位置反饋電壓值進行軟件補償。補償可以根據(jù)以下<軟件補償電壓參照曲線>曲線之差，利用查表的形式，以消除100K診斷電阻的影響，提高汽車風(fēng)門電機控制精度。圖3中，橫坐標(biāo)表示該圖是使用以上共17組數(shù)據(jù)的描點，縱坐標(biāo)表示該17組數(shù)據(jù)一一對應(yīng)的反饋電壓值。

圖3 軟件補償電壓參照曲線

3 結(jié)束語

本文提出了利用Pspice仿真軟件，研究風(fēng)門電機反饋電路。通過仿真數(shù)據(jù)，軟件補償硬件電路誤差，以達到提高汽車風(fēng)門電機控制精度的目的。該類改善，對于提高汽車舒適性有積極意義。

譚陽紅.基于OrCAD16.3的電子電路分析與設(shè)計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.15-18.