安徽农业大学
硕士学位论文
基于AVR单片机的汽车空调控制系统设计
姓名：窦自强
申请学位级别：硕士
专业：车辆工程
指导教师：王继先;陈黎卿
2011-06
摘 要
随着人民生活水平的提高和汽车工业的发展， 汽车空调作为提高汽车乘坐舒适性 的重要部件，越来越受到汽车厂商和消费者的重视。汽车空调系统可以自动调节车内 空气的温度、湿度、清洁度、风速等，从而使车内空气以一定速度和方向流动，乘员 可以感觉到一个良好的气候，在各种外界气候条件下，车内人员都能处于舒适的环境 之中，提高了乘坐的舒适性。
汽车空调系统具有非线性和大干扰，建立精确的数学模型比较困难，采用传统的 控制方式难以取得满意的效果。 本文利用模糊控制理论对汽车空调车室内温度调节系 统进行研究。根据模糊控制规则库的分解原则，把整个模糊控制器分成两个两输入单 输出的模糊控制系统。
首先将车内温度与设定温度差值(设定值与实际值)及其变化率作为模糊控制输 入量，并对输入量进行模糊化和量化。按照输入模糊隶属函数确定各种输入信号的隶 属度。其次，根据实际经验确定模糊控制规则并确定相应的模糊输出。最后，按照输 出模糊隶属函数将模糊输出量转变为精确的输出量，从而对风机和混合风门进行控 制。
最后，利用 Matlab/Simulink 的模糊控制工具箱设计了模糊控制器。根据输入输 出的要求，利用 A VR 单片机对系统进行硬件电路设计，并对系统主程序和各子程序 进行软件设计。
关键词：单片机 模糊控制 汽车空调
ABSTRACT
With the upturn of the people’s living standard and the development of automobile industry, automobile air-conditioner as an important part to improve the ride comfort of the vehicle, it is more and more valued by the manufacturer and the customer. Automobile air conditioner system can automatically adjust the vehicle air temperature, humidity, cleanliness, wind speed, etc., so that can make a certain vehicle speed and direction of air flow, the crew can feel a good climate.In a variety of outside weather conditions, the ride comfort of vehicle can be improved and the staff can be in a comfortable environment.
Due to non-linearity and large disturbance of automobile air-conditioner system, it is dificult to build exactitude mathematics model and get satisfied purpose by traditional control mode. This paper uses the logic fuzzy control theory to research on intelligent control to the indoor temperature regulating system of the automobile air-conditioner. According to decomposition principle of the fuzzy conrtol rule base, This article divides the entire controller into two inputs and single output system.
First of all, we take the temperature difference (hypothesis temperature and vehicle indoor temperature) and change rate of the difference as input parameters, and carried on fuzzy processing and quantization to input parameters. Then we establish fuzzy membership grade of the inputs according to fuzzy membership functions. Second, we establish fuzzy control rules and fuzzy outputs according to practical experience. Finally, we translate fuzzy outputs to precise output value according to output fuzzy membership functions, then we can control wind speed of air-blower and the open degree of blending damper.
We use fuzzy control tool box in Matlab/Simulink module to design the fuzzy controller. We use A VR chip microprocessor to design hardware circuit and main program and each subprogram of software system.
Keywords: Chip microprocessor, Fuzzy control,Automobile air-conditioner
附图清单
图 2-1 汽车空调制冷系统基组成 (5)
图 2-2 汽车空调制冷系统的类 (7)
图 2-3 水暖式采暖系统 (8)
图 3-1 模糊控制系统结构框图 (14)
图 3-2 模糊控制器的组成 (14)
图 3-3 汽车空调模糊控制系统原理图 (16)
图 3-4 温度误差隶属度函数曲线 (17)
图 3-5 误差变化率隶属度函数曲线 (18)
图 3-6 风机输出隶属度函数曲线 (19)
图 3-7 风机转速模糊控制输出曲面 (21)
图 3-8 模糊控制FIS编辑器图 (22)
图 3-9 输入变量E隶属度函数 (22)
图 3-10 输入变量隶属度函数 (22)
图 3-11 输出变量U隶属度函数 (22)
图 3-12 风机转速模糊控制输出曲面 (23)
图 3-13 混合风门开度模糊控制输出曲面 (23)
图 3-14 系统仿真结构图 (24)
图 3-15 温度变化曲线 (24)
图 4-1 汽车空调控制系统硬件组成 (25)
图 4-2 Atmega16的引脚 (26)
图 4-3电源电路 (29)
图 4-4 DS18B20的外形级封装 (29)
图 4-5 DS18B20与单片机连接电路 (28)
图 4-6继电器控制电路 (30)
图 4-7风机转速控制电路 (31)
图 4-8混合风门开度控制电路 (31)
图 4-9LCD和单片机连接电路图 (32)
图 4-10 A Tmega16与4x4键盘的连接 (33)
图 4-11 主程序流程图 (34)
图4-12 DS18B20操作过程 (35)
图4-13按键扫描程序流程图 (36)
图 4-14风机控制子程序流程图 (37)
图 4-15温度显示程序流程图 (38)
图 4-16软件程序编写 (40)
图 4-17硬件仿真软件连接 (40)
图 4-18软件程序加载 (40)
图 4-19仿真器参数设置 (40)
图 4-20单片机型号选择 (41)
图 4-21 Hex文件加载 (41)
图 4-21系统测试 (41)
附表清单
图 3-1风机模糊控制规则表 (20)
图 3-2混合风门模糊控制规则表 (21)
1 绪 论
1.1 研究背景与意义
随着汽车技术的迅猛发展，汽车工业已经成为现代国民经济中的基础产业之一。 根据中国汽车工业协会公布的最新资料显示，2010年我国汽车产销双双突破1800万 辆，同比增幅32%，再次成为全球第一大汽车产销国。汽车普及率的不断提高，使得 消费者对汽车的性能提出了越来越高的要求，汽车空调产业得以迅速发展，2009 年 全国汽车空调生产1100万台左右 [1] 。
汽车空调系统可以自动调节车内空气的温度、湿度、清洁度、风速等，从而使车 内空气以一定速度和方向流动，乘员可以感觉到一个良好的气候，在各种外界气候条 件下，车内人员都能处于舒适的环境之中，提高了乘坐的舒适性。在空调环境中，司 机能保持头脑清醒、提高工作效率、能减少疲劳和车祸的发生，使驾驶员保持清晰的 视野，为安全驾驶提供基本保证 [2] 。
目前, 国外的高级轿车通常都配备了全自动空调系统， 而国内大部分空调控制器 都是进口的,自主知识产权的轿车空调自动控制器开发研究还远落后于国外 [3] 。很多 汽车空调厂都是通过合资方式，引进国外技术进行生产，但由于外资技术保密，形成 了引进—落后—再引进—再落后的恶性循环，同时外资企业利用技术优势，正抓住这 一机会扩大中国市场份额。
我国加入WTO后，市场开放程度逐步加大，国外先进的轿车空调技术对我过的汽 车工业造成很大的冲击，但必须认识到，这既是一个挑战，也是一个机遇。国家提出 建设创新型国家战略，加大了对科技创新研发的投入，我们应抓住这个机会，迎接挑 战，开发拥有自主知识产权的汽车空调控制系统。
1.2 汽车空调技术的发展概况
1.2.1 国外汽车空调技术的发展现状
汽车空调技术发展最早起源于20世纪30年代末的美国， 但直到20世纪60年代 才逐步普及和日趋完善，功能也越来越全面。其发展过程可以概况为5个阶段：单一 取暖—单一冷气—冷暖一体化—自动控制—微处理器控制 [4] 。
(1)单一取暖阶段
1925 年首先在美国出现了利用汽车发动机冷却液通过加热器取暖的方法，1927 年为加热器、风机和空气滤清器等组成的较为完整的供热系统；欧洲 1948 年才开始 在汽车上使用这种供热系统；日本的汽车上开始出现供热系统则是在1954年。目前，
在寒冷的北欧、亚洲的北部地区仍在使用这种单一取暖功能的空调系统。
(2)单一冷气阶段
1939 年美国首先在轿车上安装机械式制冷降温空调，这种单一冷气装置只能在 夏天起降温的作用，在 1950 年美国石油产地的炎热天气使这种单一降温空调汽车得 以迅速发展。到了 1957 年，欧洲和日本也开始在汽车上加装能制冷降温的空调。这 种单一冷气功能的空调系统目前仍然在热带、亚热带地区使用。
(3)冷暖一体化阶段
1954 年美国通用汽车公司率先在轿车上安装了冷暖一体化空调器，汽车空调才 开始具有调控车内温度和湿度的功能。目前的冷暖一体化空调基本上都具有调温、除 湿、通风、过滤、除霜等功能，并在各种汽车上得到最广泛的使用。
(4)自动控制阶段
人工操纵的冷暖一体化空调增加了驾驶员的工作量， 且不容易实现最佳的空气调 节质量。1964 年通用公司率先在轿车上安装了由模拟电子控制器来实现自动控制的 汽车空调器；从 1972 年开始，日本和欧洲的各汽车公司也在其生产的高级轿车上装 备了自动空调器。这种自动空调系统可预先设置温度，空调能自动地工作，将车内空 气的温度控制在设定的范围内。
(5)微处理器控制阶段
1973年美国和日本联合研究由微处理器控制的汽车空调系统，并在1977年安装 在汽车上。微处理器控制的自动空调实现了空调运行与汽车运行的相关统一，进一步 提高了汽车的整体性能和乘坐舒适性。 这种以微处理器为控制核心的自动空调系统已 在中高档轿车及豪华客车上得到了广泛的使用，并逐步向普通汽车推广应用。
1.2.2 国内汽车空调技术的发展现状
在20世纪60年代，国内有用汽车发动机排出的高温废气来取暖的供热系统，并 在70年代生产的北京吉普和北方的一些长途客车上应用。1976年以来，上海、南京、 广东等地开始生产空调设备， 但这些产品大多数是为轿车配套。 20世纪80年代初期， 我国从日本购进降温用汽车制冷系统，装在我国生产的红旗、上海、伏尔加等小轿车 上，并发展成单一的降温汽车空调。20世纪80年代中后期，我国第一汽车制造厂以 及上海、北京、湖南、广州等地分别从日本、德国引进先进的空调生产线，为我国的 汽车空调发展打下了良好的基础。
从20世纪90年代开始，国内汽车空调产业开始快速稳步发展。现有主要空调生 产厂家 20 多家，其中的代表性企业有：上海德尔福汽车空调系统有限公司生产的爱 斯牌汽车空调为别克、帕萨特、桑塔纳、切诺基等车型配套；杰克赛尔汽车空调有限
公司生产的空调主要为奥迪、红旗轿车及解放牌重、中、轻型车配套；湖北沙市电工 仪表集团生产为东风汽车公司、神龙富康汽车公司配套的载货车和轿车空调；广州豪 华空调器有限公司生产为海南马自达、奥拓、广州本田、长安之星配套的车用空调 [5] 。
我国汽车空调企业取得了长足的发展，但国内汽车空调行业起步比较晚，汽车空 调生产厂家的设计研发能力与国外相比有着明显的差距，技术也相对落后 [6] 。由于国 内各空调企业引进的技术、设备来自不同国家，行业没有统一技术标准可依，各自为 政，缺乏核心技术，承受着来自国外同行的威胁。目前我国本土车用空调企业仍处于 劣势， 大部分整车配套市场掌握在外资公司手中。 因此， 国内汽车空调生产走专业化、 科技化之路，将成为我国未来汽车空调业发展的必然选择。
1.2.3 汽车空调的发展趋势
当前，从市场需求方面看，降低成本、提高燃油经济性成为汽车空调性能要求的 新特点；从制造方面看，车辆正向大型化、高级化发展，车厢地板也逐渐降低，这就 需要进一步提高装置的紧凑性和效率；从乘员方面看，车内温度要实现智能控制、操 作要简便，满足全季节性要求 [7] 。
1. 日趋自动化
近年来，汽车空调系统逐渐使用电子计算机进行控制，系统的控制效果得到进一 步的完全，性能得到大幅度提高，可以实现全天候的空气调节，并得到集制冷、采暖、 通风与一体的效果。乘员可以人为设定温度、湿度和风量等参数，控制系统可以根据 乘员数量和其他情况的变化自动进行多档位、多模式的微调，从而达到最佳的车内空 气环境，同时可进行自动诊断故障并用数字显示，有效缩短检修和准备时间。
2. 提高舒适性
目前不少汽车空调系统的制冷系统和采暖系统是各自独立的。每当遇到梅雨季 节，车窗的玻璃上时常会蒙上雾气，此时就必须启动冷气装置，但这样又会使车内变 得太冷。为了克服这种缺点，全季节型的空调系统正成为研究的热点，该系统具有换 气、采暖、除湿、制冷等功能。夏天使用的制冷系统由发动机驱动，冬天使用的采暖 系统由加热器制热，过度季节采用制冷与采暖混合方式吹出温和风进行除湿，使车内 得到最佳的空气环境。
3. 高效节能、小型轻量化
要达到高效节能、 小型轻量化的要求， 必须提高各组成装置的结构紧凑性和效率， 进一步降低空调装置的重量和外形尺寸。在蒸发器和冷凝器方面，管带式换热器已逐 步替换管片式换热器；在压缩机方面，使用制冷效率高的旋转式压缩机和三角转子压 缩机；在制冷管路方面，管路结构要设计的更合理必须进行优化设计，管路上要避免
共振应装配防震橡胶。
4. 向环保型汽车空调发展
目前世界各国都在积极研制更适合环境保护的新型制冷剂，各国一致公认R134a 是R12的首选替代物，并基本解决了空调系统的匹配和材料等一系列问题。
5. 采用空调新技术
空调制冷方式有多种，目前广泛应用于汽车空调的制冷方式为蒸汽压缩式。其他 制冷方式，如吸收式、吸附式、蒸汽喷射式、空气压缩式等，很少在汽车空调上采用。 利用汽车发动机的余热来驱动制冷系统是一个理想的节能方案， 因此世界各国都在研 究这种新技术。
1.3 本课题的主要研究内容
本文的主要工作是设计一种汽车空调自动控制系统， 主要研究内容有以下几个方 面：
(1) 概述汽车空调系统工作原理及分类，给出系统设计的要求及功能；
(2) 采用模糊控制理论设计空调风机和混合风门的控制策略，并使用 Matlab/Simulink软件设计模糊控制器；
(3) 根据设计要求，采用 A VR 单片机设计硬件电路和软件程序流程图,并使用电 路板和PC机做系统测试仿真。
2 汽车空调系统工作原理
2.1 汽车空调制冷系统简介
2.1.1 制冷系统的组成与工作原理
汽车空调的基本功能是通过人为的方法使车厢的温度降低和升高，从而达到使人 体感到舒适的温度环境。更高档的汽车空调系统除了能实现对温度的控制，还具有对 车内空气的净化、空气湿度的控制等功能。一般汽车空调系统都可以分为制冷系统和 采暖系统两部分 [7][8] 。
图2-1 汽车空调制冷系统基本组成
Fig2-1 The basic composition of automobile air-conditioner refrigeration system
1-压缩机 2-冷凝器 3-高压维修阀口 4-膨胀阀
5-蒸发器 6-吸气节流阀 7-低压维修阀口 8-储液器
制冷系统通常由压缩机、冷凝器、节流装置、储液干燥器、蒸发器及相应的连接 管组成，如图2-1所示，各部件之间采用钢管(或铝管)和高压橡胶管联接成一个密闭 系统。
空调的蒸发冷却装置一般布置在车室仪表台面板下，与仪表台面板组装成一体； 冷凝器大多布置在车头散热器前面，并有单独风扇进行冷却。汽车正常行驶产生的行 驶风对冷凝器起到很大的散热效果， 汽车怠速行驶时， 冷凝器风扇能加强其散热能力， 使其冷凝压力不至于过高，否则会影响空调的正常运行。
储液干燥器一般都安装在发动机室内，在系统运行时，对制冷剂进行过滤、干燥 及吸湿和存储多余的制冷剂。在储液干燥器的上方有一个视液窗，用以观察制冷系统
中制冷剂量，在正常工作的条件下，制冷剂应无泡沫平稳流动。
蒸发冷却机组属于压入式送风，将离心风机装在蒸发器进风口处。为了便于安装 和维修，感温包和膨胀阀都安装在空调机组内，与机组联成一体。蒸发器出口的温度 被感温包感受后，作为输入控制变量，可以自动调节膨胀阀的开度，从而控制制冷剂 的流量，以维持车内温度的稳定。
空调系统通过制冷剂的气、液两相转换时所形成的吸热和放热过程实现制冷。围 绕制冷剂的的气、液转换，制冷工作循环可以归纳为压缩、放热、节流和吸热四个过 程 [9] 。
压缩过程：蒸发器出口处制冷剂气体是低压低温的，在被压缩机吸入后，被压缩 成高压高温气体，最后排出压缩机。
散热过程：冷凝器将进入其中的高压高温过热的制冷剂气体，在低压低温的条件 下冷凝成液体，并排出大量的热量。
节流过程：高温高压制冷剂经过膨胀装置后，液体体积会变大，制冷剂的温度和 压力会急剧下降，以雾状被排出。
吸热过程：因为雾状制冷剂沸点，大大低于蒸发器内的温度，因而制冷剂液体在 进入蒸发器后，被蒸发成气体，进而变成低压低温蒸气，最后进入压缩机，并在蒸发 过程中吸收周围大量的热量。
制冷系统以制冷剂为热载体，通过上述四个过程的不断循环，将车内的热量转移 到车外，实现车内降温和除湿的空气调节作用。
2.1.2 制冷系统的分类
制冷系统分为两类，一类是膨胀阀系统，另一类是孔管系统，如图 2-2所示。它 们的差别是所用的节流膨胀装置的结构不同，贮液干燥器的安装位置不同。汽车空调 膨胀阀系统的特征是：只要驾驶员一开动空调，电磁离合器就总是啮合，从不断开， 压缩机始终处于运行状态，靠吸气节流阀或靠绝对压力阀把蒸发器温度控制在0℃左 右。而孔管系统的特征是：电磁离合器时而结合，时而断开，压缩机根据车室内、外 温度时而运行，时而停止运行，因此也叫做循环离合器系统。循环离合器系统也有使 用膨胀阀的，但只是作为一种节流装置而已。膨胀阀系统也叫做传统空调系统。
图2-2 汽车空调制冷系统的分类
Fig2-2 The classification of automobile air-conditioner refrigeration system
(a)膨胀阀系统 (b)孔管系统
1-低压维修开关 2-高压维修开关 3-冷凝器 4-储液干燥器
5-膨胀阀 6-蒸发器 7-积累器 8-孔管
2.2 汽车空调采暖系统简介
2.2.1采暖系统的组成与工作原理
汽车采暖系统是将某种热源通过交换装置传递空气， 再通过送风装置把热源送入 车内实现供暖。本文所研究的自动空调系统中的采暖部分采用的就是余热水暖式装 置，利用发动机冷却水的余热作为热源，混合使用车内和车外空气作为热载体，其工 作原理图如图2-3所示。整个采暖系统由采暖加热器、热水阀、鼓风机等组成。
加热器的作用是通过热交换将循环流动的高温冷却液的热量传递给周围的空气， 并通过鼓风机将热空气送入车内，以提高车内的温度。加热器的热交换部件由管子与 散热片组成，当高温冷却液流经加热管时，通过管壁与散热片的热传导，将热量传递 给加热器外表面周围的空气，再通过鼓风机的强制热对流，使车内温度升高。
热水阀也称热水开关，装在加热器入水管之前，用于通断热水通道和调节流入加 热器高温冷却液的流量，通过热水阀可打开或关闭暖气，并可调节进入车内热空气的
温度。热水阀的操控方式有拉索控制式和真空控制式两种。
图2-3 水暖式采暖系统
Fig2-3 The plumbery heating system
鼓风机由电动机和风扇组成，其作用是将加热器表面的热空气吹入车内，以提高 车内的温度。鼓风机通常安装在有通风通道和风门的壳体内，与同样安装在壳体内的 加热器一起组成了暖风装置。暖风装置有单独式和整体式两种。
2.2.2 采暖系统的分类
汽车空调采暖系统种类有很多种，不同类型、不同级别的汽车及其配置的空调系 统会有所不同，汽车空调采暖系统也有多种类型。下面以不同的分类方法将各种汽车 空调采暖系统予以概括。
1. 按空调的组合方式分
(1) 单独采暖装置 采暖装置有独立的风道、单独的风机，可单独操控。这种采 暖装置结构较简单，操作方便，其缺点是不能进行冷暖一体化控制，即不能通过改变 冷暖空气的比例来对出风的温度进行调节。 因此， 单独采暖装置在轿车上已很少采用。
(2) 冷暖一体化 采暖系统的加热器与制冷系统的蒸发器在一个风道中，通过风 门、管路及操控系统，可以进行任意的冷暖空气比例调控，可向车内提高暖风、冷气 或在冷暖之间任意温度的空气。采暖系统与制冷系统组合成冷暖一体化空调系统，这 是现代汽车上广泛使用的形式。
2. 按热源不同分
(1)水暖式 水暖式是指利用发动机高温冷却液来获取热量，以提高车内温度的 采暖系统，也称余热式暖气装置。从发动机出来的冷却液温度在80~90℃左右，让其 中一部分冷却液通过加热器的热交换来加热空气，并将热风送入车内，用以提高车内 空气的温度。水暖式采暖的优点是发动机余热得以利用，节约了能源，在轿车、货车 和供暖要求不高的大客车上被广泛使用。
(2)气暖式 利用发动机排气系统的热量采暖，因此也属余热式采暖装置。气暖 式采暖装置是将发动机排出的废气引入加热器，通过热交换加热空气，并将热风吹入
车内升温。气暖式采暖系统多是在风冷发动机或有其他特殊要求的车上使用。
(3)独立热源式 独立式热源式采暖装置是在汽车上设置专门的燃烧装置，通过 燃烧燃料(汽油、柴油、煤油、天然气等)发出的热量加热空气，并将热空气送入车内 以提高车内的温度，因此，此种采暖系统也称燃烧式采暖装置。这种采暖装置的优点 是在汽车行驶时，热源不受汽车运行工况的限制，不依赖于汽车发动机。独立热源采 暖系统在客车上有着较多的应用。
(4) 混合式 混合式采暖是指汽车空调系统既有水暖装置， 又配置了燃烧式采暖 系统。混合式采暖系统综合了水暖式和燃烧式采暖系统的优点。在发动机不工作或刚 启动，发动机冷却液温度还未达到正常工作温度时，起动燃烧器独立采暖；当发动机 正常运转时， 则用发动机冷却液独立采暖， 或采用两种采暖方式同时工作的混合采暖。 混合式采暖系统不仅可保证随时满足汽车采暖需求，而且可节约能源。混合式采暖汽 车空调通常在一些豪华大客车上使用。
3. 按通风方式分
(1)内循环式 内循环式也称内气式，其采暖通风方式是利用车内空气循环使车 内温度提高。内循环式采暖方式的优点是车内升温快、热源消耗少，其缺点是车内空 气的质量较差。
(2)外循环式 外循环式也称外气式， 其采暖通风方式是通过引入车外空气循环来 提高车内温度。外循环式采暖方式的优缺点与内循环式正好相反，即缺点是车内升温 慢、热源消耗多，优点是车内空气质量较好。
(3)混合循环式 混合循环式采暖系统既进入车外新鲜空气，又利用车内空气，以 车内外的混合空气为载体，通过加热器的热交换升温后，送入车内取暖。混合循环式 采暖系统的优缺点介于内循环式和外循环式中间，即其经济性比外循环的好，车内空 气的质量则要好于内循环式。
2.3 汽车车室的热力学分析
汽车在行驶时完全处于外界环境中， 影响汽车空调系统热负荷变化的因素包括太 阳辐射、人体散热、车身渗透热、车内新风带入的热量等。汽车空调系统是一个典型 的瞬态非线性的系统控制，变量很多。为了简化分析，把汽车车室看作一个定容定压 换热系统，忽略气体的动能和势能，根据热力学第一定律可得 [10][11] ：
Q=Q+Q+Q+Q+Q (2-1)
Z a b c d e
Q ——车内总得热量；
式中， Z
Q ——空调吸进与排出的空气之间的热量差值；
a
Q ——太阳辐射得热量；
b
c Q ——新风带入的热量；
d Q ——车身传入车内的热量；
e Q ——人体的散热量。
(1) 空调吸进与排出的空气之间的热量差值
空调系统可以看作是吸气量与排气量相等的理想热交换器，可得：
1p 2121 Qa V c (T -T )=() f f p V S c T T t
r r =-D (2-2)
式中，r ——空气密度(标准大气压下近似取为1.225kg/m 3 )；
1 V ——风机送风的体积(m 3 )；
f V ——风机输出风速(m 3 /s )；
f S ——风机出风口的面积(约为0.08m 2 )； 1 T ——车内温度(K)；
2 T ——空调出风口温度(K)；
t D ——温差变化所需的时间(s)。
(2) 太阳辐射得热量
在阳光照射下汽车得到的热量以导热方式传入车内，有：
b b Q =WS J t/ h q
D (2-3)
式中，W ——车外壁对车内的导热系数(一般取0.8)；
b S ——太阳辐射下车身受热有效面积(约为1.5m 2 )； h ——车外壁吸热系数(一般取0.9)；
J ——日照强度；
q ——对流换热系数(约为0.004)。
(3)新风带入的热量
为保证人体的健康，空调送风需要满足每人每小时至少15m 3 的新鲜空气，则有：
c h p 31 Q nV c () T T t
r =-D (2-4)
式中， h V ——每人每小时所需新风体积；
n ——车内成员数；
3 T ——车外温度。 (4)车身传入的热量
由于车内外存在温差，必然导致热量通过车身传入车内，可按下面公式计算：
d c 31 Q WS (T -T )t
=D (2-5)
式中， c S 为车身表面积，通常取2.5 m 2 。 (5)人体散热量
车内乘员散发的热量对车内温度也有一定影响，可由下式计算：
e Q 0.278nq t
=D (2-6)
式中，q 为每人每小时产生的热量(平均值为0.02kw)。
将公式(2-2)~(2-6)代入式(2-1)中，计算整理可得：
11213131 dT /dt=0.01V (T -T )+0.0001(T -T )+0.0012(T -T )+0.04J+0.05n
(2-7) 对温度的控制可以看成理想的热交换方式，车内吸进和排出的空气量是等体积 的，单位时间内空调新风进入和风口排出的空气热量差为：
a m n p m m m m n n n n Q =Q Q =c (K A V T +K A V T )
r + D D (2-8)
式中， m Q ——蒸发器的热交换量；
n Q ——加热器的热交换量；
m K ——压缩机的启停(取0或1)；
n K ——热水阀的开关(取0或1)；
m A ——蒸发器热交换系数(近似取0.7)；
n A ——加热器热交换系数(近似取0.5)；
m V ——流经蒸发器的气体体积；
n V ——流经加热器的气体体积；
m T D ——蒸发器前后空气的温度值差；
n T D ——加热器前后空气的温度值差。 设混合风门的开度为λ(0-1之间的小数)， 在理想条件下即为流经加热器与蒸发器 冷暖空气体积之比：
1 Vm (1)V
l =- (2-9) 1 Vn V l = (2-10)
将公式(2-2)、(2-9)、(2-10)代入(2-8)中，可得到出风口近似温度： 2m m 1n n 11
T K A (1-)(0-T )+K A (60-T )+T l l = (2-11) 2.4 汽车空调系统的设计要求
本文设计的汽车空调系统主要由温度采集部分、模糊控制器部分及执行机构组 成。控制系统采用8 位A VR 处理器芯片 Atmegal6作为主控制器，对温度误差及其变 化率进行控制，以此为依据设计模拟控制策略，从而实现对风机转速和混合风门开度 操作。系统要实现的功能如下：
(1)车内成员根据对温度环境的喜好设定空调的温度；
(2)通过液晶显示模块实时显示车内温度和设定温度；
(3)单片机利用温度误差和误差变化率实现对温度的控制。
2.5 本章小结
本章首选说明了汽车空调系统的工作原理,介绍了制冷系统和采暖系统的组成及 分类。同时，对汽车车室进行了热力学分析，给出了空调系统的总体设计要求及系统 应具有的主要功能。
3 汽车空调控制系统设计
汽车工业的快速发展大大提高了汽车空调的使用率， 同时人们对汽车空调系统性 能的要求也逐渐提高。但是由于汽车空调系统具有非线性和强干扰性，难以建立精确 的数学模型，因此采用传统的控制方法很难取得良好的控制效果。而模糊控制不需要 制对象具有精确的数学模型，且对非线性和时变系统具有较好的适应性，因而可以应 用于汽车空调控制系统 [12] 。
3.1 模糊控制的产生及其特点
经典控制理论和现代控制控制理论几十年的发展，在空间技术、军事科学和工业 控制等领域都有着广泛的应用，并取得较为显著的成就，但是传统控制器的设计都建 立在被控对象的精确数学模型基础上，在许多情况下，被控对象的精确数学模型很难 建立。于是，传统的控制理论和技术面临着新的控制要求的挑战。要想精确的描述复 杂系统的任何现实物理状态，是很难办到的，常规自适应控制技术在解决这些问题上 仍然显得范围有限。 这种情况迫使人们寻求一种可以平衡和折中精确性和现实意义的 控制值理论，模糊控制理论则在这种背景下产生了。
模糊控制(Fuzzy Control)是近代控制理论中智能控制的一个重要分支，它以自然 语言为控制规则，在模糊集合上进行模糊推理的控制理论。1965 年，模糊集合的概 念首先被美国加利福利亚大学扎德(L.A.Zadeh)提出，从此模糊控制的研究被注意和 重视。与二值逻辑不同，模糊逻辑是一种连续逻辑，可以取[0,1]区间中的任何数。 因此可以说，二值逻辑是模糊逻辑的特殊情况，模糊逻辑是二值逻辑的扩展 [10-12] 。
模糊控制理论的数学基础是模糊数学，人的思维、语言和行为具有模糊性，模糊 数学的方法可以使之被模拟。模糊规则是模糊控制的依据，它是人们在日常生活过程 中形成的经验总结。传统控制理论主要解决线性系统的控制问题，而对于那些很难建 立精确数学模型的控制问题，模糊控制具有奇特的优势。模糊控制有以下特点：
(1)模糊控制虽然运用模糊算法对模糊工程进行计算，但采用确定性的、定量的 条件语句作为其控制规律。
(2)现实中不少控制系统，难以建立精确的数学模型，甚至是不可能建立的。模 糊控制不需要被控对象具有精确的数学模型。
(3) 模糊控制系统不同与传统的控制方法，其控制主要依赖于行为规则库。因为 人的思维方法和推理更习惯于用自然语言表达的控制规律， 人机对话利用行为规则库 便于操作人员的理解和使用，可以得到有效的控制效果。
(4) 从控制角度看，模糊控制实际上是一个由很多条件语句组成的软件控制器， 因而与计算机密切相关。 模糊控制经过模糊规律运算， 最后还是要进行确定性的控制，
这就需要通过二值逻辑的计算机来实现。模糊计算机的开发与模糊推理硬件的研制， 可以协助人们决策和进行信息处理，使得计算机可以处理模棱两可的信息，。
3.2 模糊控制系统的结构
模糊控制系统的结构与传统控制系统一样，由输入输出接口、控制器、执行机 构、被控对象和测量装置五个基本环节组成，控制系统只是用模糊控制器取代数字
控制器。模糊控制的系统结构如图3-1所示 [13] 。
图3-1 模糊控制系统结构框图
Fig3-1 The structure of fuzzy control system
模糊控制系统的核心是模糊控制器， 其任务是通过模糊规则和近似推理得出应用 的应用的结论，而这一过程都是在处理模糊集合。模糊控制器体现了人的思维方式， 是模拟人类控制特征的一种语言型控制器。 模糊条件语句描述的语言控制规则对于模 糊控制器至关重要，由于客观世界中并没有现成的控制规则，需要从熟练操作人员与 专家的经验中提取，或从大量的实验数据和观察得出，然后运用模糊集合理论对输入 变量进行模糊化，再用推理机对已模糊化的输入状态进行运算处理，最后产生相应的
控制决策。模糊控制器结构图如图3-2所示 [14-16] 。
图3-2 模糊控制器的组成
Fig3-2 The composition of fuzzy controller
模糊控制器各组成部分的功能如下：
一、模糊化接口 Ke 模糊控制器 被控对象 Ku 给定值r(t) +
- e(t) u(t) c(t) 模糊化 推理机 反模糊化
规则库 数据库
知识库
x1
x2
xn .
.
.
模糊化输入 模糊结论
y1y2ym . . .
基于单片机的汽车空调模糊控制开题报告
毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目基于单片机的汽车空调模糊控制 开题报告内容包括：1. 选题的意义；2. 简述选题在该领域的水平和发展动态； 3. 设计（论文）所要设计、研究的内容及可行性论证；4. 主要关键技术、工艺参数和理论依据； 5. 设计（论文）的研究特色和创新之处。 一、选题的意义 随着汽车工业和微电子技术的发展，汽车空调的应用也越来越普及，同时，人们对汽车空调系统性能的要求也越来越高，一方面，要求汽车空调系统有优良的技术性能和控制性能，以满足人体舒适性的要求；另一方面，由于汽车空调系统的能耗日益增加，汽车空调系统的节能也显得更加重要。自动控制的应用是达到这两方面要求的一个重要途径。由于人体舒适感的模糊性和汽
车空调系统的复杂性，以精确数学模型为必要条件的现代控制理论，应用于汽车空调系统已有许多不能解决的问题。而基于模糊理论的控制技术，具有不需要知道控制目标和对象的精确数学模型，适以具有带滞后和非线性时变系统等优点，已越来越引起人的关注。 二、选题在该领域的水平和发展动态 目前国内大部分经济型轿车车室内温度控制还处于手动状态，当车室内乘员数、日照强度、车速、风量等大幅度变化时，手动控制不能很好地提供车内一个自动调控的舒适环境，手动控制已成为汽车空调进一步发展的瓶颈问题。而国外一些高档轿车上已经配有全自动空调系统，并且对这些先进的技术申请了专利，对知识产权进行了保护，因此无法了解其核心技术，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，制定出汽车空调控制器的产品标准，才能提高我国汽车工业
汽车空调毕业论文 The latest revision on November 22, 2020
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本科毕业论文 汽车空调的选型与布置 SELECTION AND ARRANGEMENT OF AUTOMOTIVE AIR-CONDITION 学院名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆（卓越1002） 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 2014年 6 月
汽车空调的选型与布置 专业班级：车辆（卓越1002）学生姓名： 指导老师：职称： 摘要汽车空调的普及与创新，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。近年来，随着汽车行业的发展和人们生活水平的提高，人们对于汽车的舒适性、可靠性和安全性的要求也在不断提高，而汽车空调能大大的提高汽车的乘坐舒适性。因此，对汽车空调的研究与开发特别重要。 本文对汽车空调的特点、原理、结构以及功能进行了阐述，并针对某品牌汽车，计算出夏天所需的制冷量，据此计算压缩机的排量与轴功率、冷凝器与蒸发器的传热面积以及膨胀阀功率，并选择相应的装置，最后对其进行布置设计。 关键字：压缩机冷凝器蒸发器膨胀阀匹配布置 SELECTION AND ARRANGEMENT OF AUTOMOTIVE AIR-CONDITION Abstract The popularity and innovation of automotive air-conditioning is one of the important means to improve the competitiveness of the car. In recent years, with the development of the automotive industry and the improvement of people's living standards,people is increasing their requirements for vehicle comfort, reliability and safety , while the automotive air conditioning can greatly improve vehicle ride comfort. So, it is particularly important to research and develop automotive air-conditioning . In this paper, the characteristics , principles, structure, and function of automotive air-conditioning are addition, I will calculate and design compressor, condenser, evaporator and expansion valve for a certain brand of car. Key words:compressor condenser evaporator expansion valve match arrangement
汽车空调维修与检测毕业论文 导读：汽车空调维修与检测毕业论文，随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户，人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时， 空调系统作为现代轿车基本配备，近年来环保和能源问题成为世界关注的焦点也成为影响汽车业发展的关键因素各种替代能源，自本世纪20 年代汽 车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、 汽车空调维修与检测毕业论文 摘要： 随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成为了必然。 近年来环保和能源问题成为世界关注的焦点也成为影响汽车业发展的关键因素各种替代能源动力车的出现为汽车空调业提出了新的课题与挑战。自本世纪20 年代汽车空调诞生以来，伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进，同时，我国汽车空调的安装随着汽车业的发展以达到100%的普及性，空调已成为现代汽车的一向基本配备。给汽车空调的使用与维修问题带来新的挑战。论文最后以汽车空调故障检修的方法，对汽车空调系统的再深入探讨，以达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。 关键词：“汽车空调”“ 压缩机”“ 检修” 目录
第一章汽车空调技术简介. 3 （一）汽车空调的过去与未来. 3 （二）汽车空调的特点. 4 （三）汽车空调的性能评价指标. 5 第二章汽车空调的组成与原理. 6 （一）汽车空调的工作原理. 6 （二）汽车空调主要功能: 制冷、制热、通风、除湿. ..6（三）汽车空调的组成. 7 （四）汽车空调系统分类（按动力源分）. 14 第三章汽车空调的检修. 15 一、汽车空调检修的基本工具. 15 二、汽车空调制冷系统检修的基本操作. 16 三、制冷剂的补充. 22 四、制冷系统内的空气排除. 22 五、冷冻油的加注. 22 六、空调系统定性检查. 23 七、空调系统的定量检测. 24 八、制冷系统性能实验. 25 九、非独立空调系统的检修. 25
毕业设计（论文）题目：汽车空调制冷不良故障诊断与检修
摘要 随着汽车工业的发展和人们生活水平的提高，人们对汽车的舒适性、安全性的要求日益提高，汽车空调已由原来只给高档轿车配置，发展为被各型客车、货车、工程车和特殊用途车辆广泛采用的标准配置汽车空调的普及、发展和不断创新已成为汽车行业的一大亮点。 伴随汽车空调系统的普及与发展，汽车空调的发展大体上经历了五个阶段：单一取暖阶段、单一冷气阶段、冷暖一体化阶段、自动控制阶段、计算机控制阶段。空调的控制方法也经历了由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。作为汽车空调系统的电路控制方面也再不段的更新改进。 本文从实际出发，全面、系统地阐述了空调系统的基本结构、工作原理、诊断维修方法。列举了大量的维修实例，详细地讲解了空调系统故障的现象、原因和排除方法。最后以故障检修深入探讨。 关键词：汽车空调发展检修
ABSTR ACT A l o n g w i t h a u t o m o b i l e i n d u s t r y d e v e l o p m e n t a n d p e o p l e l i v i n g s t a n d a r d e n h a n c e m e n t,t h e p e o p l e t o t h e a u t o m o b i l e c o mf o r t a b l e n e s s, t h e s e c u re re q u e s t e n h a n c e d a y b y d a y,t h e a u t o m o b i l e a i r c o n d i t i o n i n g b y o n l y t h e u p s c a l e p a s s e n g e r v e h i c l e d i s p o s i t i o n o r i g i n a l l y,d e v e l o p s f o r t h e s t a n d a r d d i s p o s i t i o n a u t o m o b i l e a i r c o n d i t i o n i n g p o p u l a r i z a t i o n, t h e d e v e l o p m e n t w h i c h b y e a c h p a s s e n g e r t r a i n,t h e f re i g h t v e h i c l e,t h e m a c h i n e s h o p t r u c k a n d t h e s p e c i a l u s e v e h i c l e s w i d e l y u s e s a n d i n n o v a t e s u n c e a s i n g l y a b i g l u m i n e s c e n t s p o t. A c c o m p a n y t h e p o p u l a r i z a t i o n a n d d e v e l o p m e n t o f a u t o m o b i l e a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e m,a u t o a i r c o n d i t i o n i n g g e n e r a l l y p h a s e s t a g e.A i r c o n d i t i o n i n g c o n t ro l m e t h o d s o f a i r c o n d i t i o n i n g s y s t e m s f a i l u re p h e n o m e n a,c a u s e s,a n d t ro u b l e s h o o t i n g.L a s t t o t ro u b l e s h o o t i n g i n d e p t h. K e y w o r d s:d e v e l o p m e n t o f a u t o m o b i l e a i r c o n d i t i o n i n g re p a i r 目录
课题：汽车空调系统 佛山市顺德区胡宝星职业技术学校叶旭飞黄一心 教学设计理念 根据中职生好奇心强和喜欢动手的特点，通过动漫创设情景，激发学生学习的兴趣；通过多媒体仿真软件中的模拟实操，使学生更易掌握知识点；通过多媒体课件中的教学互动，使学生成为学习的主体能够促进教师教学的改进；通过多媒体课件中的评价系统，学生可以检测掌握知识的情况。 教材分析 一、教材地位和作用 本文选自职业技能培训教材中国劳动社会保障出版社的《汽车空调维修知识与技能》第二章汽车空调结构及原理。汽车空调的结构组成和制冷原理是本章的重点，只有掌握好这部分内容，学生才能更好进行故障分析和检修。 二、教学目标 根据教学大纲和教学内容，结合学生实际，特制定如下教学目标。 知识目标：1．掌握汽车空调的基本结构及作用； 2．理解汽车空调的制冷原理。 能力目标：1．通过对汽车空调模拟的操作；掌握空调的制冷原理和操作方法； 2．通过实物图片和动画的展示，培养学生的观察分析能力； 情感目标：1．通过创设情景、实物演示，激发学生的好奇心和求知欲； 2．通过多媒体仿真软件提供自主学习和反馈，增强学生的自信心和成就感； 三、教学重点与难点 重点：1．汽车空调的基本结构及作用； 2．汽车空调的制冷原理。 难点：汽车空调的制冷原理。 四、教学方法 达尔文说：“最有价值的知识是关于方法的知识。”中职学生的学习问题主要是方法问题，因此，我在教学过程中力求突出方法的渗透。1．实践导向法；2．直观分析法；4．问题引导法；5．学练相结合的方法。
五、教时、教具和课前准备 教时：2课时（第1课时主要完成“看一看”、“想一想”、“学一学”中的汽车空调的 基本结构及作用部分， 第2课时主要完成“学一学”中的汽车空调的制冷原理、“做一做”、“练一练”、“评一评”部分） 教具：多媒体仿真软件。 课前准备：教师一周前下发要求，让学生上网查阅汽车空调的相关资料和观察汽车空 调实物构成，为新课学习奠定一定的基础。 教学过程 根据该教学任务，通过多媒体仿真软件将教学内容设计成六个环节，如下图所示： 一、“看一看” 创设情景 通过炎炎夏日，母子驾车外出郊游，使用空调的动漫导入新课，配合音乐，创设情景，激发学生学习和探究的兴趣。 “看一看” 创设情景 “想一想” 激发思维 “学一学” 掌握知识 “做一做” 仿真实操 “练一练” 巩固知识 “评一评” 教学反馈
浅谈单片机在汽车空调制冷自动控制系统的应用 针对了人们对汽车空调舒适性的要求，采用高精度的数字温湿度传感器作为测量元件，以单片机为控制核心，并实时监测、显示当前车内温度和湿度，通过对压缩机工作状态的控制达到对汽车空调的自动控制功能，另外还可以人为设置车内温度值。阐述汽车空调制冷自动控制系统的组成和原理，并仿真完成了系统的总体硬件设计和软件系统的编写。 标签：汽车空调单片机制冷自动控制系统应用 一、汽车空调制冷系统结构 现代汽车空调普遍采用蒸汽压缩式制冷系统，主要由压缩机、冷凝器、节流装置、储液干燥器、蒸发器及相应的连接管等组成。 1.压缩机的作用 压缩机是制冷系统的心脏部件，起抽吸和压缩制冷剂并使其不断循环的作用。 抽吸：压缩机工作时的抽吸与节流装置的节流作用相配合，使蒸发器管内的制冷剂压力下降，完成从液态向气态转化的过程，通过制冷剂的汽化吸热，带走车厢内的热量。 压缩：压缩机工作时将低压气态制冷剂压缩，使其压力和温度升高，并在冷凝器中完成从气态向液态转化的过程，通过液化释放热量，将热量排放到车外大气中。循环泵：压缩机是制冷剂循环流动的动力源。压缩机运行时的不断抽吸和压缩，使制冷剂在制冷系统管路中循环流动，通过制冷剂循环流动过程中的气、液两相转换，将车内热量“搬移”到车外而实现制冷。 2.冷凝器的作用 冷凝器为热交换器，将压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸气进行冷却，使之转化为液态制冷剂，井通过热传导和热对流将制冷剂液化过程放出的热量散发到车外空气中。 3.节流装置的作用 节流装置通过其节流作用将冷凝器输出的液态制冷剂进行降温降压，以使送入蒸发器的制冷剂能完全汽化而吸收更多的热量。 4.储液干燥器的作用
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 汽修毕业论文 题目：空调制冷不良故障的原因及分析 专业：汽车检测与维修 班级：汽修091 姓名： 指导教师： 日期：2012年5月 1
目录 摘要………………………………………………………… 绪论………………………………………………………… 1．汽车空调制冷系统的工作原理…………………… 2. 汽车空调制冷不足的故障检修方法………………………… 2.1制冷剂过多造成制冷不足 2.2制冷剂过少造成制冷不足………………………… 2.3制冷剂与冷冻机油内含杂质过多、微堵而引起制冷不足……………… 2.4空调制冷系统中有水分渗入造成制冷不足………………………………………………… 2.5空调系统中有空气也会导致制冷不足……………………………2.6冷凝器散热能力下降，也会导致空调制冷能力下降………………………… 2.7压缩机驱动带过松的检查…………………………………… 结论………………………………………………………… 参考文献………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 摘要
随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。现在空调系统已经作为现在轿车的基本装备了。本文主要论述了汽车空调制冷系统的组成，基本工作原理与控制。进一步分析汽车空调制冷不良的故障原因及并作出详细分析。 关键词：舒适性，组成，基本原理，制冷不良， 绪论 现在轿车上都装有空调器，不同季节都能提供舒适的车内环境，但当空调在长时间的工作之后也会出现各种各样的故障，尤其是制冷不足的这种故障现象较为多见。而引起制冷不足的原因可能源于汽车空调的不同系统(制冷系统、暖风系统、通风系统、控制系统等)。 1．汽车空调制冷系统的工作原理 汽车空调制冷系统主要分为膨胀阀制冷系统和孔管制冷系统，由压缩机、冷凝器、储液干燥器或储液罐、膨胀阀或节流管、蒸发器和鼓风机等组成。如图1所示，各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统。制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，一次循环包括了四个基本过程： 1-膨胀阀；2-储液干燥器；3-冷凝器；4-压缩机；5-蒸发器；6-节流管；7-储液 罐 图1 空调制冷系统结构图 (1)压缩过程：压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压的制冷剂气体，将其压缩成高温高压的气体排出压缩机。 (2)放热过程：高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器，由于压力及温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体，并放出大量的热。 (3)节流过程：温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）排出膨胀装置。 (4)吸热过程：雾状制冷剂液体进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，故制冷剂液体蒸发成气体。在蒸发过程中大量吸收周围的热量，而后低温低压的制冷剂蒸汽又进入压缩机。 上述过程周而复始的进行下去，便可达到降低蒸发器周围空气温度的目的。 2. 汽车空调制冷不足的故障检修方法
摘要 随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高,汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时,如今也更加注重对舒适性的要求。因而,空调系统作为现代轿车基本配备,也就成为了必然。汽车空调系统作为影响汽车舒适性的主要总成之一,给乘客提供一个良好的乘车环境,同时给汽车空调的使用与维修等技术问题带来新的挑战。本文通过对相关资料、研究材料的综合归纳,进一步深刻的对汽车空调系统的结构工作原理以及检测做了简单的介绍。论文最后以汽车空调故障检修的方法,和检修案例对汽车空调进行简单的探讨,达到对汽车空调系统了解,并运用在实际工作中。 关键字：汽车空调,系统,结构,检修
Abstract With the rapid development of the automobile industry and people's living standard increasing, automobile began to enter home s. People in consistent pursuit cars at the same time the safety, reliability, now also pay more attention to comfort requirements. Therefore, air conditioning system as the basic equipped with modern cars, also become the inevitable. Automotive air conditioning system as the main ass embly affect auto comfort, one of the passengers ride provides a good environment, and to use and maintenance of the automobile air-conditioning and some other technical problems bring new challenges. This article through to related material, summarized study materials, further deep f or automotive air conditioning system structure working principle and simply introduces detection. Paper finally to automotive air conditioning br eakdown maintenance method, and maintenance of automotive air conditioning for simple case to the discussion of automotive air cond itioning system, understand, and use in practical work. Keywords: Automotive air conditioning, systems, components, function
: 汽车空调自动控制系统设计 摘要 随着现代汽车技术的发展，汽车的空调技术已经很发展的成熟，可是随着社会的进步，人们对舒适性的要求也越来越来高了。由于人们的要求提高了，从而反应出现代汽车空调系统的几大缺点，需要进行改进。本设计就是根据几大缺点进行的改进设计，设计提供一种8位单片机为控制核心的汽车自动控制系统。 本文针对现代汽车的不足之处进行改进，采用8位单片机为核心，以数字温度传感器、车速传感器、发动机转速传感器作为测量元件，并实时监测、显示车内温湿度、车速和发动机转速，通过控制电路的通断来达到对汽车空调自动控制功能。另外本文还加了一个延时电路，来控制风扇后关闭。本文还阐述了汽车空调及系统的组成及原理，并完成总体硬件设计和软件的编写。 关键词：汽车空调自动控制, 单片机, 传感器 ， … 【
目录 ` 1 绪论 (1) 1．1 课题来源及产生背景 (1) 1．2 课题研究的目的及意义 (1) 1．3 课题研究的主要内容 (1) 1．4 本课题的主要任务 (1) 2 汽车空调及空调自动控制系统的概述 (2) 2．1 汽车空调的概述 (2) 2．2 汽车空调自动控制系统的工作原理 (3) ^ 3 汽车自动控制系统的总体设计方案 (4) 4 汽车空调控制系统的设计原则 (4) 5 主要设计硬件的选择 (5) 4．1 单片机AT89S52 (5) 4．1．1 主要性能 (5) 4．1．2 功能特性描述 (5) 4．1．3 引脚结构 (6) ' 4．1．4 方框图 (9) 4．2 数字温湿度传感器DHT11 (11) 4．2．1 DHT11的概述 (11) 4．2．2 传感器性能特点 (11)
. .. . 毕业论文 Mazda6轿车汽车空调系统故障诊断 方案设计
二零一五年十一月 汽车空调系统故障诊断设计 摘要 汽车空调系统是实现对车厢空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。 本文对汽车空调的发展史、汽车空调的基本原理和基本组成了进行阐述，并介绍了汽车空调检修的基本工具，着重对汽车空调中常见的故障现象进行了分析并对出现的故障给出了解决方案。最后结合在
一汽马自达4S店的工作实际对Mazda6轿车的空调常见故障及解决方法进行了介绍。 关键词：汽车空调故障检测故障维修原理 目录 前言 (4) 2.空调系统的原理与组成 (5) 2.1汽车空调的工作原理 (5) 2.2汽车空调的组成 (7) 3.汽车空调的检修 (8) 3.1汽车空调检修的基本工具 (8) 3.2汽车空调制冷系统检修的基本操作 (9) 3.2.1 制冷系统工作压力的检测 (9) 3.2.2从制冷系统放出制冷剂具体方法 (10) 4.空调故障分析与排除及维修案例 (11) 4.1空调故障分析与排除及维修案例 (11) 4.2空调故障检修实例 (11) 结论 (18) 参考资料 (19)
前言 汽车诞生距今已有100多年了，但第一台汽车空调装置直到1927年才出现。当时汽车空调的容仅仅是加热器和通风系统。1940年，英国Packard汽车公司第一次提供了通过制冷方式使车空气凉爽的方法。第二次世界大战后，汽车空调开始有了实质性的发展，在技术上和数量上都有了很大的提高。 随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成了必然。目前，汽车空调已经广泛应用在现代汽车上。它不仅可以改善驾驶员的工作条件，提高其工作效率和驾驶安全性，同时还可以提高汽车等级，改善汽车的乘坐舒适性。汽车空调不再是一种奢侈
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 本科毕业论文 汽车空调的选型与布置 SELECTION AND ARRANGEMENT OF AUTOMOTIVE AIR-CONDITION 学院名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆（卓越1002） 学生姓名：
指导教师姓名： 指导教师职称： 2014年 6 月
汽车空调的选型与布置 专业班级：车辆（卓越1002）学生姓名： 指导老师：职称： 摘要汽车空调的普及与创新，是提高汽车竞争能力的重要手段之一。近年来，随着汽车行业的发展和人们生活水平的提高，人们对于汽车的舒适性、可靠性和安全性的要求也在不断提高，而汽车空调能大大的提高汽车的乘坐舒适性。因此，对汽车空调的研究与开发特别重要。 本文对汽车空调的特点、原理、结构以及功能进行了阐述，并针对某品牌汽车，计算出夏天所需的制冷量，据此计算压缩机的排量与轴功率、冷凝器与蒸发器的传热面积以及膨胀阀功率，并选择相应的装置，最后对其进行布置设计。 关键字：压缩机冷凝器蒸发器膨胀阀匹配布置
SELECTION AND ARRANGEMENT OF AUTOMOTIVE AIR-CONDITION Abstract T he popularity and innovation of automotive air-conditioning is one of the important means to improve the competitiveness of the car. In recent years, with the development of the automotive industry and the improvement of people's living standards,people is increasing their requirements for vehicle comfort, reliability and safety , while the automotive air conditioning can greatly improve vehicle ride comfort. So, it is particularly important to research and develop automotive air-conditioning . In this paper, the characteristics , principles, structure, and function of automotive air-conditioning are described.In addition, I will calculate and design compressor, condenser, evaporator and expansion valve for a certain brand of car. Key words:compressor condenser evaporator expansion valve match arrangement 目录
实训报告 实训项目名称汽车空调控制系统 所属课程名称实训 实训日期 2015年1月5日~1月16日专业电子信息工程 班级电信12-1班 学号 姓名 成绩 工程实训
【实践目的及要求】 （1）学习怎样使用keil4以及AltiumDesignerSummer9软件； （2）学习设计汽车空调系统； （3）在设计过程中，完成如何利用软件实现仿真； （4）基于AT89C52控制3相6拍步进电动机，压缩机，4X4键盘，LCD 显示，DS18B20温度传感器，风机调速模块、鼓风机来实现汽车空调智能控制 【实践原理】 汽车空调系统是应用于汽车上的普遍的一个系统，而本次实训的目的就是实现汽车空调系统的基本功能，由于条件有限本次实训只是做出了一个基本的模型，他的基本原理是基于AT89C52芯片控制4X4按键、控制步进电机和鼓风机的制冷制热过程，读取安装在车、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应三点温度，传到LCD显示车外温度。通过LCD 显示的菜单容来进行“制冷”、“制热”以及“自动调节”和“返回”来自己或者自动控制汽车室温度。 （一）、AT89C52的基本功能和参数指标 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器和Flash存储单元。具体见图1。 图1 AT89C52单片机
汽车空调系统的主要模块有4X4键盘、LCD显示、DS18B20温度传感、3相6拍步进电机、压缩机以及风机调速模块控制下的鼓风机等，下面介绍上述各模块。 1.4X4键盘 4X4键盘的“5”“6”“7”“8”分别控制“制冷”“制热”“自动”“返回”。“1”对应“目标温度”即自己想要达到的温度。“2”和“3”则是对应目标温度的加减。具体见图2 图2 4X4键盘模块 2.LCD显示 车、车外和蒸发器上的三个DS18B20温度传感器的实时感应温度通过芯片显示在LCD上，还有我们根据实时温度需要做出一系列的操作，我们的操作指令也会显示在LCD上。由于ADS库没有LCD显示的器件，所以在这里我用LED的显示来代替。具体见图3。 图3 LCD显示模块
沈阳工业大学实验报告（论文） 基于单片机的汽车空调控制系统 摘要 与一般建筑空调相比，汽车空调有其特殊性。首先，汽车是个移动物体，外界气候条件变化大，车外热负荷变化大，以至于难以确定标准的车外设计参数。其次，由于汽车车室内乘员密度大，人体热量大，要求的制冷能力大，汽车开启空调与乘员进入车内往往是同一时刻，乘客要求一进入车室，在很短的时间内就享受到空调效果；而汽车车身在开空调之前的蓄热量是很大的。这几种因素导致汽车空调所要求的负荷大，要求降温(或升温)迅速。因此，汽车空调机组的制冷(或采暖)能力应该比房间空调大的多。另外，汽车是高速移动的物体，与外界对流热交换量大，而且车身隔热困难，玻璃门窗所占面积又大，车室内得热量(或失热量)大。如果汽车长时间直接暴露在太阳下(或风雪下)，进入车室的热负荷(或冷负荷)比一般房间要大得多。夏季汽车长时间在烈日下，车内温度会上升到50℃以上。本文介绍了汽车空调的定义、组成和工作原理。针对汽车空调的特点确定了相应的方案来测量汽车的温度，简单的描述了汽车空调的硬件原理图和软件设计的流程图。 关键词：汽车；汽车空调；温度；温度测量。 I
第1章汽车空调 1.1 汽车空调的定义 汽车空气调节装置简称汽车空调。用于把汽车车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为乘员提供舒适的乘坐环境，减少旅途疲劳；为驾驶员创造良好的工作条件，对确保安全行车起到重要作用的通风装置。一般包括制冷装置、取暖装置和通风换气装置。这种联合装置充分利用了汽车内部有限的空间，结构简单，便于操作，是国际上流行的现代化汽车空调系统。 1.2 汽车空调的组成 现代空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。 1、通风系统：其作用是在汽车行驶时必须保证室内通风，即对汽车室内不断冲入新鲜空气，驱排混有尘埃、二氧化碳及来自发动机的有害气体。在寒冷的冬季，还应对新鲜空气进行加热，以保证室内温度适宜。 2、暖气系统：其作用是对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热，达到取暖、除湿的目的。 3、制冷系统：其作用是在车外环境温度较高时降低车内温度，使乘客感到凉爽、舒适。 4、空气净化系统：其作用是对引入的空气进行过滤，不断排除车室内的污浊气体，保持车内空气清洁。 5、控制系统：控制系统主要由电器元件、真空管路和操纵机构组成。其作用一方面是用以对制冷和暖风系统的温度、压力进行控制，另一方面是对车室内空气的温度、风量、流向进行操纵，以完善空调系统的各项功能。 汽车空调一般主要由压缩机、电控离合器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、贮液干燥器、管道、冷凝风扇、真空电磁阀、怠速器和控制系统等组成。汽车空调 1
汽车空调系统的核心设计“空调控制器” 导读：汽车空调作为一辆车的最基本配置之一，能够对车厢内的空气进行加热、制冷、通风和净化处理，以满足人们对车辆乘坐环境的舒适性要求。本文将为您详细介绍汽车空调系统中重要的组成部分：空调控制器。 一、空调系统组成 一个标准的汽车空调系统由空调控制面板、空调压缩机、空调PTC、空调控制器、鼓风机以及各类执行器件和传感器组成。其中，空调控制面板负责用户指令的输入，司乘人员可以通过空调控制面板来调节车内空气的温度、湿度、洁净度、流速等；空调压缩机用于空气的制冷；空调PTC用于空气的制热；鼓风机用于输出一定的风量；而空调控制器，正是联结以上各个产品的核心，它可以准确地获取车内环境实况，根据用户需求来控制各个模块，从而使得车内环境满足用户的要求。 图 1. 空调系统组成 二、空调控制器框图 空调控制器连接着车内多个传感器，能够通过这些传感器准确获取车内环境。同时，控制器通过CAN与空调控制面板通讯，可以实时的获取驾驶员对环境的要求。利用内部算法，通过CAN来控制空调压缩机与空调PTC，鼓风机并且通过控制风门电机，阀门等执行器件，来达到对车内环境的精确控制。 详细的空调控制器框图如下： 图 2. 空调控制器框图
1.关键器件推荐 主控：空调控制器由于需要连接车内多个传感器，需要较为复杂的控制算法，对主控的FLASH大小和ADC路数要求较高。NXP的S32K系列MCU，资源丰富，性价比高。Flash 从128KB到2MB，ADC路数从13路到64路。足以胜任不同需求的空调控制器应用。 图3. S32K系列资源 多路H桥驱动：ON的NCV772x (x: 1,3,4,5,6)系列，最多可驱动11个直流电机。具有如下特点： ●0.5A持续电流，1.1A峰值电流； ●5MHz SPI 通讯 ●兼容5V和3.3V的系统； ●过压、欠压关断；过温、过流保护； ●轻载检测； ●故障错误上报；
单片机在汽车空调控制系统中的应用 摘要：随着现代汽车空调技术的发展，传统的低精度控制已无法满足人们对汽车舒适度的要求,国外汽车广泛采用的单片机控制装置和电子设备已成为批量极大的机电一体化产品,如点火控制、制动防滑控制及车内空调、门窗控制等。这些装置和系统的采用,使汽车的行驶安全性、可靠性和舒适性有很大提高,节约了燃料。文章提供了AT89C52 为核心的控制器在汽车空调系统中的应用。 关键词：单片机；汽车空调；控制系统 The application of SCM in automotive air conditioning control system Abstract: With the development of modern automotive air conditioning technology, the low precision of traditional control have been unable to meet the requirements of people to automobile comfort, foreign car widely used single-chip microcomputer control device and electronic equipment has become a batch of electromechanical integration products, such as the ignition control, anti-skid braking control and control of the car air conditioning, Windows and doors. The adoption of these devices and system, make the car driving safety, reliability and comfort have greatly improved, saving fuel. The article provides the AT89C52 as the core controller in the application of the automobile air conditioning system. Keywords: single chip microcomputer; automotive air conditioning; control system 随着人们生活水平的提高，汽车的消费量也在与日俱增，人们在购买汽车的同时对汽车的舒适性提出了更高的要求，空调作为汽车的重要部件，它的好坏直接影响到整车的性能和舒适度。 基于单片机的控制方案具有控制速度快、可靠性强、功耗低、体积小等优势已经被应用于生活的各个领域，得到用户的广泛认可。现今，基于单片机的控制系统已发展的相当成熟，因此，本文采用单片机控制系统对汽车空调系统进行控制。如图1 所示，为汽车空调系统的布置图。 图1 汽车空调系统布置图 1 硬件系统
济南职业学院 毕业设计<论文） 题目：发动机冷却系统维护 系部：机械制造系 专业：汽车检测与维修 学号： 200909042247 学生姓名：梁润之 指导教师：鲁学柱 职称：讲师 2018年5月23日
毕业论文<设计）任务书 课题名称：发动机冷却系统维护 系部：机械制造系 专业：汽车检测与维修 姓名：梁润之 学号：200909042247 指导教师：鲁学柱 2018年5月23日
毕业设计<论文）成绩评定表 系部：机械系专业：汽车检测与维修班级： 09汽修2班
目录 摘要 (5) 关键词 (5) 引言 (5) 1冷却系统的作用 (5) 2冷却系统的组成 (6) 3冷却系统的构造及维护 (8) 4冷却系统的工作原理 (11) 5 冷却系统的检修 (14)
6冷却系统智能控制 (15) 7结论 (15) 谢辞 (16) 摘要： 本文论述了冷却系统的作用、组成、主要构造、工作原理、日常维护、故障的检测步骤和排除方法，同时论述了冷却系统系统化、模块化设计方法，以及冷却系统的智能控制，并举例做出简单介绍。 关键词：冷却系统冷却系统维护温度设定点冷却系统智能控制 引言：如果一台发动机,冷却系统的维修率一直居高不下,往往会引起发动机其他构件损坏,特别是随着车辆行驶里程的增加,冷却系统的工作效率逐渐下降,对发动机的整体工作能力产生较大影响,冷却系统的重要性在于维护发动机常温下工作,尤如人体的皮肤汗腺,如果有一天,人体的汗腺不能正常工作,那么身体内的热量将无法散去,轻则产生中暑,重则休克。 1. 冷却系统的作用 冷却系统的功用是带走引擎因燃烧所产生的热量，使引擎维持在正常的运转温度范围内。引擎依照冷却的方式可分为气冷式引擎及水冷式引擎，气冷式引擎是靠引擎带动风扇及车辆行驶时的气流来冷却引擎；水冷式引擎则是靠冷却水在引擎中循环来冷却引擎。不论
汽车空调控制器结构设计规范(试行版) 控制器分类: 按功能分: 前控制器和后控制器 前控制器(主控制器):从前面吹风 后控制器:从后排吹风 按自动化程度分: 手动式、电动式、自动式 手动式:用旋钮带动硬(软)拉丝直接控制空调主机 电动式:用按键或旋钮操作,从线路板输出电信号至转向器控制空调主机 自动式:在电动式基础上多一个AUTO键功能,多一个显示屏 按结构分: 按键式--普通按键和翘板按键 旋钮式--外旋式和内旋式 外旋式:旋钮外圈动,旋钮中间不动 内旋式:旋钮内外是一个整体,一起转动 控制器设计过程: 1.出设计方案 2.出AUTOCAD二维效果图注意要点:保证功能可实现 3.根据客户提供的"A"面出外轮廓三维及效果图注意要点:保证功能可实现及安装的方式 4.细化三维内部结构 举例:自动的普通按键式 <1>面板和后盖外轮廓 <2>控制器和客户基座的安装 <3>滤色片--屏--滤光片--支架,确定屏的高度 <4>屏的设计 <5>确定线路板的外轮廓 <6>按键帽的设计 <7>按键体的设计 <8>导光体的设计 <9>线路板上按键开关、贴片灯位置的确定,屏支架安装孔 <10>线路板的定位及安装固定 <11>后盖的设计及安装固定 <12>线路板二维输出给电路设计人员(根据时间进度可适当提前) 5.做快速成型件验证确认三维 6.出二维图及下模 7.第一次修改模 8.第二次修改模 9.送OTS样件给客户确认产品 10.小批量生产验证 11.完整的PPAP文件 12.正式确认进入批量生产
设计细节和要点: 一.外轮廓和厚度 外轮廓三维和客户基座三维装配后不干涉(尽量用客户的绝对坐标轴) 面板厚度2～2.5,后盖壁厚2～2.5,加强筋厚1～1.5. 按键帽和按键体壁厚1,导向筋厚1 二.联接方式 控制器和基座的安装 卡扣式螺钉联结式 前后盖的联结 卡扣式自攻螺钉联结式 三.滤色片 材料:有机玻璃,厚度1～2.5mm 和面板联接方式:在背面用三氯甲烷粘接