摘 要：在社會不斷發(fā)展的過程中，汽車用戶越來越多，人們對汽車的舒適性也提出了越來越高的要求，汽車空調作為關鍵的舒適性功能件，不能只停留在簡單的制冷、制熱功能上。傳統(tǒng)的空調系統(tǒng)缺乏良好的溫度穩(wěn)定性，不僅操作較為繁瑣，還存在功能性過于單一和汽車能耗高的弊端，這就迫切的需要對汽車自動空調控制系統(tǒng)進行進一步的優(yōu)化。本設計分析基于PIC單片機，總結了汽車自動空調控制系統(tǒng)的設計流程，介紹了系統(tǒng)的各個單元功能性，借助良好的軟、硬件設計方案來增強汽車自動空調控制系統(tǒng)的可靠性。

關鍵詞：汽車；自動空調控制系統(tǒng)；設計分析

引言

近年來，汽車市場消費呈現逐漸增長的趨勢，消費者也越來越看重汽車的整體性能，要求盡可能的改善汽車的駕駛環(huán)境，提高駕車體驗。汽車空調，作為汽車的一個關鍵舒適功能件，其當前的主要調控方式為手動控制和少量自動控制，總體上檢測性不高，控制效果較差。針對這一問題，必須要強化對汽車自動空調控制系統(tǒng)的設計和開發(fā)力度，實現汽車自動空調控制系統(tǒng)性能的最優(yōu)化。

1 汽車自動空調控制系統(tǒng)的基本構成分析

本研究中汽車自動空調控制系統(tǒng)的控制核心為PIC單片機，包括人機交互、執(zhí)行驅動、傳感器及控制芯片四個單元，在控制芯片和CAN總線的作用下，控制系統(tǒng)的執(zhí)行驅動單元、傳感器能夠有效的聯系起來。

同傳統(tǒng)的汽車空調控制系統(tǒng)相比，研制的汽車自動空調控制系統(tǒng)一方面具有手動控制的功能，另一方面還應該具備良好的自動調控性能。當汽車自動空調控制系統(tǒng)處在自動調控的情況下，系統(tǒng)內部的傳感器能夠對汽車內/外部溫度、光照強度、車內濕度、蒸發(fā)器及發(fā)動機水溫等狀況進行實時性的監(jiān)測，綜合把握多方面的狀況，根據周圍環(huán)境各項參數，對汽車內部的溫度環(huán)境進行優(yōu)化調整[1]。此外，當汽車內含有較多的有害物質或人工設置的溫度狀況與實際狀況不統(tǒng)一時，在控制系統(tǒng)芯片的作用下，借助驅動單元能夠使各個機構高效的運行，將相關參數一一呈現在汽車自動空調控制系統(tǒng)的顯示面板中，便于更好的了解和掌握自動空調控制系統(tǒng)的實際狀況。

2 汽車自動空調控制系統(tǒng)的硬件設計

2.1 溫度檢測電路設計

本研究中汽車自動空調控制系統(tǒng)的溫度傳感器動包括五路，分別發(fā)揮對車內部、外部溫度進行實時性的采集，對發(fā)動機溫度進行采集，對蒸發(fā)器溫度進行采集的功能，除了發(fā)動機溫度采集電路系統(tǒng)之外，其他的溫度傳感器電路相一致。由瑞士盛思銳企業(yè)所提供的SHT11系列貼片型溫濕度傳感器是溫度監(jiān)測電路的關鍵構成，該電路中設置的溫濕度傳感器為建立在CMOSensTM技術基礎上的單片全校準溫濕度傳感器。汽車自動空調控制系統(tǒng)的溫度檢測電路可以將數字量通過直接的方式輸出，聚合體濕度敏感、溫度敏感兩大元件共同構成了溫度檢測電路的芯片，前者為電容式，能夠使?jié)穸绒D變?yōu)殡娦盘?，而后者應用的原料為能帶隙材料，電信號通過溫度轉化而來[2]。

在設計控制系統(tǒng)溫度檢測電路的過程中，在微弱電荷信號放大器的作用下，可以對電信號進行放大處理，之后利用模數轉換器（14位）進行進一步的操作，最后到達單片機同步串口。

2.2 控制芯片設計

汽車自動空調控制系統(tǒng)中的控制芯片為pic18f2480-iso單片機，在接收由傳感器傳送的信號后，對其進行處理和有效的轉化，生成操控系統(tǒng)部件的控制信號，對系統(tǒng)執(zhí)行機構進行相應的控制，例如：新風、混合或模式風門，為系統(tǒng)控制功能的實現奠定堅實的基礎[3]。自動空調控制電路中使用的單片機主要涵蓋模數轉換通道（分辨率為10位，共十三路）、可編程定時器/計數器（8位一個，16位3個）及輸入捕捉/輸出比較/脈寬調制模塊（兩路）。

2.3 鼓風機控制電路設計

鼓風機控制電路也是汽車自動空調控制系統(tǒng)設計的重要部分，該電路中使用的是直流鼓風電機，在實際調控風量的過程中，需要通過調節(jié)直流電機轉速的方式來實現。本研究對電機運行轉速進行控制的主要途徑就是脈寬調制，脈寬調制信號能夠從芯片脈沖寬度調制端口獲取，該信號具有占空比可調的特點，直流電機正反轉和調速軍利用L298N進行調控，將電機的風速控制在有效的范圍內。

2.4 空氣質量檢測電路設計

設計空氣質量檢測電路時，為了最大限度的降低車內有害物質對用戶健康的損害，需要嚴格的監(jiān)測有害氣體的含量是否超出了標準的規(guī)定，并及時性的通風，增大空氣的更換率[4]?？梢詰眯滦偷娜姌O體系電化學氣體傳感器，根據相應電阻數值的大小對二氧化碳、一氧化碳及碳氫化合物、氮氧化物等氣體含量進行測試，提高空氣的質量。

2.5 風門驅動控制電路設計

在系統(tǒng)風門驅動控制電路中，可以通過開關調節(jié)混合風門的方式，實現冷、熱風比例的最優(yōu)化，從而使用戶設置的溫度參數與實際狀況相符，保證輸出合理的溫度。直流電機是混合風門的主要運行動力，該執(zhí)行機構包括除霜、吹腳除霜、吹腳/頭等多個檔位，能夠調整成內/外循環(huán)、百分之三十新風等新風風門檔。電機位置信號信息可以被芯片所獲得，如果電機實際狀況同設置規(guī)定不符，會通過SH-2043芯片的控制指令做出相應的調整。

3 汽車自動空調控制系統(tǒng)的軟件設計及測試結果

通過C語言編寫程序對汽車自動空調控制系統(tǒng)進行開發(fā)設計，使得系統(tǒng)軟件的后期升級操作簡便化，方便進行調試，且可讀性良好。汽車自動空調控制系統(tǒng)的關鍵控制程序分為以下幾個部分：控制鼓風機、控制風門、檢測參數/按鍵和初始化等。完成初始化操作后，系統(tǒng)要先對車內部和外部的溫度進行檢測，得到有關風門、蒸發(fā)器等部件的溫度信息，對按鍵值進行掃描操作[5]。如果用戶與實際的參數數據不同，需要應用到鼓風機、風門的調節(jié)子程序，使執(zhí)行機構進行有效的運行。在制冷情況下，對控制系統(tǒng)進行測試，表明本研究中的控制系統(tǒng)能夠對汽車內部的溫度進行高效的調控。

綜上所述，基于PIC單片機基礎上的汽車自動空調控制系統(tǒng)具有良好的性能，通過相應的設計開發(fā)方案，可以保障系統(tǒng)的實用性，有效的提高了系統(tǒng)的整體可靠性，能夠實現精細化的調控和管理，提高用戶的滿意度，獲得了較大的效益。

參考文獻

[1]周翼翔.基于P87C522單片機的汽車空調控制系統(tǒng)[J].制造業(yè)自動化，2009（8）：151-153.

[2]吳健，侯文，鄭賓.基于STC89C52單片機的溫度控制系統(tǒng)[J].電腦知識與技術，2011，7（2）：902-903.

[3]寧成軍，張江霞.基于Proteus和Keil接口的單片機外圍硬件電路仿真[J].現代電子技術，2006，29（18）：142-143.

[4]郭麗紅，吳海濤.基于Atmega16的汽車空調系統(tǒng)設計與實現[J].長春理工大學學報：自然科學版，2007（9）：77-79.

[5]韓峻峰，楊敘，鐘永彥，等.用于新型汽車空調的只能檢測系統(tǒng)設計[J].機床與液壓，2007（7）：122-123.