5 应用实例
以单片机控制系统在2009年款CFI-1.6L捷达轿车空调系统上的应用实例。
5.1系统搭建
5.1.1原车空调系统的缺陷
捷达汽车的空调系统无制冷温度控制器,其温度调节采用间接调节方式。当空调系统工作时,车内温度影响系统冷媒的蒸发压力,用系统内变化冷媒压力改变压缩机的斜盘角度,而使活塞行程增减,达到改变冷媒排量目的,实现对调节车内温度的调节。尽管此种调节系统有许多优点,但其属于机械式间接调节方式,存在调节机构运动摩擦大、系统控制灵敏性差、控制精度差的缺点。
强劲持续的空调制冷效果经常使车内温度偏低,使人感到不舒适。为调节车内温度,驾驶员经常需要手动关闭或打开空调。这样的操作,不仅使车内的温度波动幅度较大,且影响行车安全。
5.1.2对原有空调系统的改造
1)利用原车温度传感器利用原车的车内温度传感器、阳光传感器信号(车外环境温度)电压信号,信号线可从相应的插接器或ECU端子上引出,经过A/D转换后,送人单片机运算分析后,作为控制空调系统运行的基本依据。
2)空调系统电路改造空调系统的电路改造就是原车空调系统电路上,增加一个受单片机控制的空压机继电器,用于控制压机运行。捷达轿车空调系统的电路改造,就在由空调开关E35到发动机控制单元J361的线路上,如图6所示,增加的压缩机继电器与车外温度开关相串联,用于控制压缩机电磁离合器的吸合和分离。所增加的压缩机继电器作为单片机控系统的执行器,受单片机输出信号的控制,从而实现单片机控制系统对空调系统的控制。
3)温度调节旋钮的改造对原车的温度调节旋钮做适当改造。在原有结构的基础上,在旋钮后增加一个旋转式电位器,将旋钮的不同位置转化成电位器的电阻变化,经过模数信号转换,将其转换成数字信号,输人给单片机,作为单片机控制系统的调节目标值。
这种改造保证了既没有破坏原车空调系统的功能,又增加了单片机控制功能。
4)温度风门的驱动改造捷达原车空调系统的采暖与制冷风道的切换,通过温度风门转换来实现。改造前,温度风门采用钢丝拉线驱动,受温度调节旋钮控制。改造后,采用电磁阀来驱动,受单片机的制冷、采暖状态信号的控制。
5)增加温度显示采用液晶屏显示车内温度,以方便温度设定和温度监视。
5.1.3改造后空调系统的功能
1)自动识别并启动制冷系统或采暖系统的工作。
2)通过自动调节,将车内温度控制在的设定温度值附近,克服原车空调系统的缺陷。
3)安装液晶屏,实现车内温度的显示监视。
5.2试验
将温度调节范围设置为±0.5℃,分别进行30℃、28℃、26℃、24℃、20℃多个调节目标值的空调系统运行试验,空调系统能够按预定的温度范围值,可靠地启动和停止压缩机的运转,系统运行稳定,且长时间的运行试验,系统工作无故障。需注意的是,为避免空调系统的频繁启动,不易将温度调节范围设置过窄。
试验表明,所搭建捷达轿车单片机控制的空调系统实现了设计功能,具有控制灵敏、运行稳定、环保节能、工作可靠的特点,弥补了原车空调系统的缺陷。
6 结论
通过分别在2009年款CFI-1.6L捷达汽车和桑塔纳GSI汽车手动空调系统实验台的试验应用,所设计的单片机空调控制系统运行48 h无故障发生,系统的灵敏性、稳定性和工作的可靠性得到了保证,试验表明系统的设计是合理的,完全能够满足设计的要求。