轿车智能空调控制系统的研究论文

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1、第一章绪论1.1课题背景与意义舒适性是汽车，特别是轿车的主要性能指标，汽车空调就是汽车舒适性的一种体现。汽车空调的作用在于调节空气温度、湿度、流速、流向和空气洁净度，为乘客创造一个比较舒适的车内环境。汽车空调系统按功能可分为五个子系统：制冷系统、加热系统、通风系统、操纵控制系统和空气净化系统。操纵控制系统主要是对制冷系统、采暖系统和通风系统进行控制，其首要任务是在热负荷及外部条件变化时，及时通过适当的控制作用保证空调系统要求的温度指标．并使空调系统的运行工况始终维持在合理安全的范围内，其进一步的任务是尽可能提高空调系统在各种变动工况下的经济性、安全性。全自动空调系统就是将汽车空调操纵控制系统

2、自动化。传统的汽车自动空调系统主要是对采暖系统和通风系统进行控制，而对制冷系统的运行仅起监测和保护作用。具体内容如下：控制进风风门的开度，改善车内空气质量和提高车内温度变化速率；控制鼓风机的开停，避免冬季采暖时因发动机水温过低，冷空气直接进入车内；控制鼓风机转速，调节出风速度；控制温度调节风门的开度，调节出风温度；控制模式风门的开关，调节出风角度，满足吹面、吹脚、除霜和除雾等要求；控制暖风水阀的开闭，满足最大制冷模式的要求；时刻监测制冷系统压力，保护制冷系统安全运行，并通过调节冷凝风扇的转速和压缩机开停来确保系统在正常压力范围内工作。近几年才诞生的新型数字式汽车全自动空调系统除了可以实现传统

3、的汽车自动空调系统的功能外，还可实现对制冷系统的控制。即通过对压缩机的排量和节流阀开度的控制，实现对制冷系统内制冷剂流量控制，从而提高了控制精度并实现了节能。汽车自动空调系统的控制器——空调电脑，是汽车空调自动控制系统的核心。它不仅涉及到空调系统的参数耦合关系以及动态响应特性，还涉及到汽车的动力、安全等性能。空调电脑要协调制冷系统、采暖系统、通风系统及车室内各参数之间的关系，实时监测一些特征参数并加以控制，确保空调系统的正常运行，同时还要时刻同发动机ECU和自动变速箱电脑保持联系，接受它们的控制。轿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，也是提高轿车市场竞争能力的重要手段。随

4、着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对轿车空调的温度控制性能提出了更高的要求。国外一些大轿车公司的高档轿车上纷纷装有全自动的空调系统，而国内大部分高档轿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轿车空调自动控制器。总体来看，我国目前轿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。手动控制己成为轿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轿车空调系统，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

5、保护，因此无法破解其核心技术，这样就形成了引进一一落后一一再引进一一落后的恶性循环，严重阻碍了我国轿车工业的发展。随着我国加入WTO和全球贸易大市场的形成，国外先进的轿车空调控制技术对国内轿车工业造成很大的冲击和压力，轿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、气候的轿车车空调全自动控制器，形成具有自主知识产权技术，制订出轿车空调控制器的产品标准，才能提高我国轿车工业整体水平，否则就会在竞争中失败，因而加紧轿车空调全自动控制系统的研究势在必行。目前，我国轿车保有量己超过1200万辆，轿车年产量约110万辆，轿车空调市场有着广阔前景。而现在进口轿车空调控制器的价格较高，而实际

6、的生产成本较低，随着人民生活水平的提高和轿车工业的发展，全自动控制的空调轿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轿车空调控制系统，不仅会产生巨大的经济效益，而且对我国的经济建设，轿车工业的发展都具有促进作用。本课题是对一汽集团红旗汽车的全合一空气混合型的轿车空调系统进行调研的基础上，结合红旗汽车自身的特点，通过控制策略仿真和软硬件系统模拟试验的手段，对轿车空调智能控制方法进行研究，并设计出轿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轿车空调生产厂家多家，

7、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PDI控制等传统控制理论更适合于对线性系统的控制。1.2.1国外研究现状国外一些大汽车公司的轿车空调代表了这方面最先进的水平。通用汽车公司某型轿车车身计算机控制模块