基于单片机的汽车空调控制系统设计1.pdfVIP

1绪论

1.1课题背景及意义

汽车空调作为一种舒适性空调，不仅是人民生活水平提高的标志，也是提高汽车市

场竞争能力的重要手段。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车空调

的温度控制性能提出了更高的要求。

国外一些大汽车公司的高档汽车上纷纷装有全自动的空调系统，而国内大部分高档

汽车的空调控制器是进口的，目前还没有自主开发的具有自主知识产权的汽车空调自动

控制器。总体来看，我国目前汽车空调系统的电子化程度较低，大多数仍采用手动控制

或简单的位式控制。

手动控制一方面会出现车内温度与乘员舒适要求相差很大，不能满足舒适性和节能

性的要求；另一方面容易分散驾驶员的注意力，降低行车的安全性。手动控制己成为汽

车空调进一步发展的瓶颈问题。

而国外一些高档汽车上已经配有全自动汽车空调系统，并且对这些先进的技术率先

申请了专利，对知识产权进行了保护，因此无法破解其核心技术，这样就形成了引进-

落后-再引进-落后的恶性循环，严重阻碍了我国汽车工业的发展。随着我国加入WTO和

全球贸易大市场的形成，国外先进的汽车空调控制技术对国内汽车工业造成很大的冲击

和压力，汽车工业又面临着新的机遇和挑战。

我们只有自主开发适合我国交通、气候的汽车空调全自动控制器，形成具有自主知

识产权技术，制订出汽车空调控制器的产品标准，才能提高我国汽车工业整体水平，否

则就会在竞争中失败，因而加紧汽车空调全自动控制系统的研究势在必行。

目前，我国汽车保有量己超过1200万辆，汽车年产量约110万辆，汽车空调市场有

着广阔前景。而现在进口汽车空调控制器的价格较高，而实际的生产成本较低，随着人

民生活水平的提高和汽车工业的发展，全自动控制的空调汽车由于具有较好的舒适性和

节能性以及方便驾驶员操作等优点将会越来越受到人们喜爱，因而我们必须不失时机地

抓住这个机遇，自主开发研制先进的汽车空调控制系统，不仅会产生巨大的经济效益，

而且对我国的经济建设，汽车工业的发展都具有促进作用。

在对全合一空气混合型的汽车空调系统进行调研的基础上，通过模糊控制策略和软

硬件系统的研究，设计出汽车空调全自动控制系统中的核心部分智能温控系统。

1.2国内外研究现状和分析

我国现有主要汽车空调生产厂家多家，其中绝大部分是引进国外技术生产线和生产

设备，还有些是中外合资企业，国内汽车空调技术的研究和开发特别在自动控制方面与

国外的差距很大，由于没有掌握核心技术，导致产品缺乏竞争力，难以满足整车企业的

系统化、模块化采购。另外在温度控制方法方面，学术界普遍认为模糊控制和神经网络

等理论适用于描述非线性系统。对模糊理论与传统控制理论的关系学术界进行了很多的

[1]

讨论。

1.2.1国外研究现状

国外一些大汽车公司的汽车空调系统代表了全自动空调的最高水平。目前，美国，

[1]

欧洲，日本等汽车工业发达国家的汽车公司已经相继开发出各自的自动空调系统。

通用汽车公司某型汽车车身计算机模块(BCM)控制的空调系统是较典型自动空调系

统。高模块监视高压管路、低压管路的温度以及蓄压罐的压力发动机冷却水温等信号。

如果系统不在设定的范围内工作，BCM将压缩机电磁离合器脱离。该系统用一个双向电

动机调节混合风门开度，并用5个操纵机构分别控制各个模式风门和加热器热水阀，还

用功率模块控制鼓风机的转速。根据驾驶员输入的温度、车室内外温度及制冷剂低压管

路温度，BCM计算出气流分送模式，鼓风机转速及混合风门开度，然后进行相应的控制

[2]。

而克莱斯勒公司的某些汽车空调还以占空比的方式对压缩机离合器进行控制。日本

丰田某型汽车自动空调监测车内外温度、蒸发器温度、冷却水水箱温度以及阳光辐射强

度、压缩机转速等参量，通过控制压缩机磁吸、风机转速和温度混合风门、新风风门和

模式风门的伺服电机，进行车室温度调节。自动功能下该空调ECU(电子控制单元)首先

计算送风温度，并根据送风温度控制风机转速、混合风门开度、压缩机启停及送风模式

[2]。

模糊控制在国外发展非常迅速，在IEEE上有关于模糊系统的专刊，而且定期举行模

糊系统协会国际会议。在欧美、日本等地，模糊控制理论迅速应用到了商业产品中去，

[2]

其