一種客車智能空調控制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種客車智能空調控制系統，該客車智能空調控制系統包括主控制單元以及與其通訊連接的溫濕度信號采集電路、壓縮機控制電路、風機驅動控制電路、壓力檢測電路、VFD多彩屏顯示及按鍵控制電路和PID控制模塊；本系統通過PID控制模塊對設定溫度和實際溫度相比較來對客車內溫度、濕度進行自動調節，實現風機的無級調速；將制冷與制熱功能通過一個控制面板集中控制，并兼具制冷、制熱、除濕、新風等功能，操作簡單方便，控制方式更加靈活，提高了系統整體工作效率，并使客車空調系統實現自動化、智能化、人性化，提高了車輛整體舒適度，也滿足人們對空調舒適性的要求。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種應用于客車上的冷暖一體化智能空調控制系統。
技術介紹
隨著微電子技術與汽車工業的發展，人們對客車空調設備與系統性能要求也越來越高，以往客車空調都是以制冷為主，不具備同時制冷、制熱、除濕、新風功能，且其水暖與制冷系統分開控制，在駕駛室操作平臺上，制冷系統有獨立的操作面板，水暖系統有獨立的控制開關，整體控制操作均不方便，而且有些客車上還是采用功能與控制不齊全的手動控制和電控系統，司機需要手動調節溫度和風量大小，不僅操作不方便，安全性差且不能很好地改善車內環境，滿足不了人們對客車空調舒適性的要求，并且空調的能耗也日益增加。傳感器技術和自動控制技術的發展，可以使人們借助先進的傳感器并結合智能控制算法實現客車空調系統的自動化、智能化和人性化，并最終提高燃油經濟性。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種客車智能空調控制系統，以解決現有空調控制系統手動與電控相結合帶來的操作不便且調節效果不能滿足人們對空調舒適性的要求的問題。為實現上述目的，本技術的客車智能空調控制系統技術方案如下該客車智能空調控制系統包括主控制單元以及與其通訊連接的溫濕度信號采集電路、壓縮機控制電路、風機驅動控制電路、壓力檢測電路、VFD多彩屏顯示及按鍵控制電路和PID控制模塊。進一步的，所述主控制單元由單片機及其外圍的晶振電路、復位電路、BDM下載電路、濾波電路和供電電源構成。進一步的，所述主控制單元設于一個控制面板上。進一步的，所述溫濕度信號采集電路包括車內溫度采集、除霜溫度采集和濕度采集電路。進一步的，所述壓縮機控制電路是由光耦和三極管通過聯合驅動繼電器來控制壓縮機電磁離合器。進一步的，所述VFD多彩屏顯示電路由顯示屏驅動芯片和VFD屏組成。進一步的，所述按鍵控制電路是矩陣式按鍵，分別用于作為空調面板的工作模式選擇、風量大小調節、溫度設定調節、除濕、新風和電源開關。 進一步的，所述風機驅動控制電路包括蒸發器與冷凝器風機驅動控制電路和新風電機驅動控制電路，蒸發器與冷凝器風機采用PWM脈寬調制方式對大功率三極管進行控制，新風電機采用三極管驅動繼電器的形式進行驅動。進一步的，所述PID控制模塊是對溫濕度信號采集電路采集的溫度信號進行PID調節。本技術的客車智能空調控制系統通過PID控制模塊對設定溫度和實際溫度相比較來對客車內溫度、濕度進行自動調節，實現風機的無級調速；將制冷與制熱功能通過一個控制面板集中控制，并兼具制冷、制熱、除濕、新風等功能，操作簡單方便，控制方式更加靈活，提高了系統整體工作效率，并使客車空調系統實現自動化、智能化、人性化，提高了車輛整體舒適度，也滿足人們對空調舒適性的要求。附圖說明圖I是本技術實施例的原理框圖；圖2是主控制器連接電路圖；圖3是溫度與濕度信號采集與濾波電路圖；圖4是壓縮機控制電路圖；圖5是壓力開關檢測電路圖；圖6是VFD多彩屏顯示電路圖；圖7是工作模式按鍵控制電路圖；圖8是蒸發器與冷凝器風機控制電路圖；圖9是新風電機控制電路圖；圖10是CAN總線通信電路圖；圖11是PID控制模塊的控制邏輯圖；圖12是PID控制模塊的控制流程圖。具體實施方式客車智能空調控制系統如圖I所示，該控制系統包括主控制單元(I)以及與其連接的溫濕度信號采集電路(2)、壓縮機控制電路(3)、壓力檢測電路(4)、VFD多彩屏顯示電路(5)、風機驅動控制電路(6 )、按鍵控制電路(7)和PID控制模塊(8)。主控制單元如圖2所示，主控制單元由控制芯片U0、時鐘電路、復位電路、BDM下載電路、電源及濾波電路組成，各輸入與輸出信號經過UO進行控制，控制芯片采用飛思卡爾16位單片機，主控制單元設于一個控制面板上便于操作控制。如圖3所示，信號采集電路主要由車內溫度采集、除霜溫度采集、濕度采集電路組成。溫度采集電路采用負溫度系數的熱敏電阻作為溫度傳感器，主要放置在車內與蒸發器上。除霜傳感器主要用于檢測蒸發器的溫度，以防止蒸發器結霜。當測得蒸發器溫度低于某一設定值時，熱敏電阻的阻值變化，變化的電壓信號經AD模數轉換器轉化為數字量后送給空調E⑶以通知控制器UO低溫信號到來，需要空調E⑶發出相應指令以控制繼電器電路切斷壓縮機的電磁離合器，使壓縮機停轉，防止蒸發器因溫度過低而結霜。由于模數轉換功能集中于控制器UO內，且AD采集的電壓限制在(T5V范圍內，所以在主控制器UO的AD輸入口內，將溫度傳感器RT1、RT2、RT3采集到的信號進行電容濾波與限幅電路HI、H2、H3限幅后，才分別送入控制器UO的AD1、AD2、AD3的模擬輸入口。濕度測量電路主要由集成溫濕度傳感器Ml構成，Ml是數字傳感器，與控制器UO之間可采用單總線通信，Ml的3腳與控制器UO的IO 口 PTA3端口直接相連，在電源VCC與Ml數據端3腳之間加一上拉電阻R16，以提高系統工作穩定性。濕度控制由空調面板上的按鍵操作控制，當車內濕度不滿足舒適性要求時，通過按下該除濕按鍵，使壓縮機與燃油加熱器同時工作，以實現除濕功能，并根據車內當前相對濕度值自動調節濕度大小，以滿足乘客對濕度的舒適性要求。如圖4所示，壓縮機控制電路由光耦U6和三極管QO通過聯合驅動繼電器K來控制壓縮機電磁離合器實現，并由當前環境溫度確定制冷還是制熱模式，以決定壓縮機的運轉與關閉。當當前溫度高于制冷狀態下的設定溫度值時，空調處于制冷模式，此時控制器UO輸出信號PTB7為低電平，經光耦U6隔離之后，三極管QO導通，控制繼電器K吸合，其輸出壓縮機控制信號驅動壓縮機繼電器，使其接通24V電源，最終使壓縮機電磁離合器吸合，壓縮機開始運轉工作，同時控制器UO輸出PWM信號，以驅動冷凝風扇電機在脈寬調制信號下開始工作。如圖5所示，壓力檢測電路是由光耦U4組成，壓力開關的輸出信號經光耦U4隔離后送入主控制器的UO的PTA5端口，并由當前壓力進行實時檢測，當當前壓力超出高低壓壓力開關的壓力測試范圍時，壓力開關將把輸出信號以開關形式送入光耦U4，當開關信號為高電平時，光耦的三極管導通，輸出高電平信號送入到控制器UO的PTA5 口，控制壓縮機電磁離合器的工作與否，以保證系統的制冷劑工作在安全的壓力范圍內。如圖6所示，VFD多彩屏顯示電路由由顯示屏驅動芯片U3、U4、U9與VFD顯示 屏Vl組成。主控制芯片UO的PTBl 口作為串并移位寄存器U3的數據輸入口，U3的串行數據輸出送入驅動芯片U4的端口，用來提供足夠的電流以驅動Vl內部的LED顯示，并增加抗干擾能力；V1的其它端口由控制器UO輸出的控制信號Μ0-Μ5經U9放大增強后送入Vl的10-15引腳，以驅動其內部的LED點亮。如圖7所示，按鍵控制電路由3*3矩陣式按鍵共9個按鍵電路組成，以分別做為空調面板工作模式選擇、風量大小調節、溫度設定調節、除濕、新風、電源等開關。鍵盤控制口由主控制芯片UO的PE 口控制。風機驅動控制電路主要由兩部分組成，如圖8、9所示，一部分利用大功率三極管采用PWM脈寬調制方式作為蒸發器、冷凝器風機的驅動控制；一部分采用三極管驅動繼電器的形式來驅動新風電機。主控制器UO利用其內置的定時器并將其配置為PWM模式以輸出PWM脈寬調制信號，來調節風機風量的不同等級。由于控制器UO輸出的信號電流只有幾十毫安，無法直接驅動風機電機，所以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種客車智能空調控制系統，其特征在于，該系統包括主控制單元以及與其連接的溫濕度信號采集電路、壓縮機控制電路、風機驅動控制電路、壓力檢測電路、VFD多彩屏顯示及按鍵控制電路和PID控制模塊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明，徐曉林，李會仙，
申請(專利權)人：鄭州宇通客車股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：