一种客车智能空调控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种客车智能空调控制系统，该客车智能空调控制系统包括主控制单元以及与其通讯连接的温湿度信号采集电路、压缩机控制电路、风机驱动控制电路、压力检测电路、VFD多彩屏显示及按键控制电路和PID控制模块；本系统通过PID控制模块对设定温度和实际温度相比较来对客车内温度、湿度进行自动调节，实现风机的无级调速；将制冷与制热功能通过一个控制面板集中控制，并兼具制冷、制热、除湿、新风等功能，操作简单方便，控制方式更加灵活，提高了系统整体工作效率，并使客车空调系统实现自动化、智能化、人性化，提高了车辆整体舒适度，也满足人们对空调舒适性的要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于客车上的冷暖一体化智能空调控制系统。
技术介绍
随着微电子技术与汽车工业的发展，人们对客车空调设备与系统性能要求也越来越高，以往客车空调都是以制冷为主，不具备同时制冷、制热、除湿、新风功能，且其水暖与制冷系统分开控制，在驾驶室操作平台上，制冷系统有独立的操作面板，水暖系统有独立的控制开关，整体控制操作均不方便，而且有些客车上还是采用功能与控制不齐全的手动控制和电控系统，司机需要手动调节温度和风量大小，不仅操作不方便，安全性差且不能很好地改善车内环境，满足不了人们对客车空调舒适性的要求，并且空调的能耗也日益增加。传感器技术和自动控制技术的发展，可以使人们借助先进的传感器并结合智能控制算法实现客车空调系统的自动化、智能化和人性化，并最终提高燃油经济性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种客车智能空调控制系统，以解决现有空调控制系统手动与电控相结合带来的操作不便且调节效果不能满足人们对空调舒适性的要求的问题。为实现上述目的，本技术的客车智能空调控制系统技术方案如下该客车智能空调控制系统包括主控制单元以及与其通讯连接的温湿度信号采集电路、压缩机控制电路、风机驱动控制电路、压力检测电路、VFD多彩屏显示及按键控制电路和PID控制模块。进一步的，所述主控制单元由单片机及其外围的晶振电路、复位电路、BDM下载电路、滤波电路和供电电源构成。进一步的，所述主控制单元设于一个控制面板上。进一步的，所述温湿度信号采集电路包括车内温度采集、除霜温度采集和湿度采集电路。进一步的，所述压缩机控制电路是由光耦和三极管通过联合驱动继电器来控制压缩机电磁离合器。进一步的，所述VFD多彩屏显示电路由显示屏驱动芯片和VFD屏组成。进一步的，所述按键控制电路是矩阵式按键，分别用于作为空调面板的工作模式选择、风量大小调节、温度设定调节、除湿、新风和电源开关。 进一步的，所述风机驱动控制电路包括蒸发器与冷凝器风机驱动控制电路和新风电机驱动控制电路，蒸发器与冷凝器风机采用PWM脉宽调制方式对大功率三极管进行控制，新风电机采用三极管驱动继电器的形式进行驱动。进一步的，所述PID控制模块是对温湿度信号采集电路采集的温度信号进行PID调节。本技术的客车智能空调控制系统通过PID控制模块对设定温度和实际温度相比较来对客车内温度、湿度进行自动调节，实现风机的无级调速；将制冷与制热功能通过一个控制面板集中控制，并兼具制冷、制热、除湿、新风等功能，操作简单方便，控制方式更加灵活，提高了系统整体工作效率，并使客车空调系统实现自动化、智能化、人性化，提高了车辆整体舒适度，也满足人们对空调舒适性的要求。附图说明图I是本技术实施例的原理框图；图2是主控制器连接电路图；图3是温度与湿度信号采集与滤波电路图；图4是压缩机控制电路图；图5是压力开关检测电路图；图6是VFD多彩屏显示电路图；图7是工作模式按键控制电路图；图8是蒸发器与冷凝器风机控制电路图；图9是新风电机控制电路图；图10是CAN总线通信电路图；图11是PID控制模块的控制逻辑图；图12是PID控制模块的控制流程图。具体实施方式客车智能空调控制系统如图I所示，该控制系统包括主控制单元(I)以及与其连接的温湿度信号采集电路(2)、压缩机控制电路(3)、压力检测电路(4)、VFD多彩屏显示电路(5)、风机驱动控制电路(6 )、按键控制电路(7)和PID控制模块(8)。主控制单元如图2所示，主控制单元由控制芯片U0、时钟电路、复位电路、BDM下载电路、电源及滤波电路组成，各输入与输出信号经过UO进行控制，控制芯片采用飞思卡尔16位单片机，主控制单元设于一个控制面板上便于操作控制。如图3所示，信号采集电路主要由车内温度采集、除霜温度采集、湿度采集电路组成。温度采集电路采用负温度系数的热敏电阻作为温度传感器，主要放置在车内与蒸发器上。除霜传感器主要用于检测蒸发器的温度，以防止蒸发器结霜。当测得蒸发器温度低于某一设定值时，热敏电阻的阻值变化，变化的电压信号经AD模数转换器转化为数字量后送给空调E⑶以通知控制器UO低温信号到来，需要空调E⑶发出相应指令以控制继电器电路切断压缩机的电磁离合器，使压缩机停转，防止蒸发器因温度过低而结霜。由于模数转换功能集中于控制器UO内，且AD采集的电压限制在(T5V范围内，所以在主控制器UO的AD输入口内，将温度传感器RT1、RT2、RT3采集到的信号进行电容滤波与限幅电路HI、H2、H3限幅后，才分别送入控制器UO的AD1、AD2、AD3的模拟输入口。湿度测量电路主要由集成温湿度传感器Ml构成，Ml是数字传感器，与控制器UO之间可采用单总线通信，Ml的3脚与控制器UO的IO 口 PTA3端口直接相连，在电源VCC与Ml数据端3脚之间加一上拉电阻R16，以提高系统工作稳定性。湿度控制由空调面板上的按键操作控制，当车内湿度不满足舒适性要求时，通过按下该除湿按键，使压缩机与燃油加热器同时工作，以实现除湿功能，并根据车内当前相对湿度值自动调节湿度大小，以满足乘客对湿度的舒适性要求。如图4所示，压缩机控制电路由光耦U6和三极管QO通过联合驱动继电器K来控制压缩机电磁离合器实现，并由当前环境温度确定制冷还是制热模式，以决定压缩机的运转与关闭。当当前温度高于制冷状态下的设定温度值时，空调处于制冷模式，此时控制器UO输出信号PTB7为低电平，经光耦U6隔离之后，三极管QO导通，控制继电器K吸合，其输出压缩机控制信号驱动压缩机继电器，使其接通24V电源，最终使压缩机电磁离合器吸合，压缩机开始运转工作，同时控制器UO输出PWM信号，以驱动冷凝风扇电机在脉宽调制信号下开始工作。如图5所示，压力检测电路是由光耦U4组成，压力开关的输出信号经光耦U4隔离后送入主控制器的UO的PTA5端口，并由当前压力进行实时检测，当当前压力超出高低压压力开关的压力测试范围时，压力开关将把输出信号以开关形式送入光耦U4，当开关信号为高电平时，光耦的三极管导通，输出高电平信号送入到控制器UO的PTA5 口，控制压缩机电磁离合器的工作与否，以保证系统的制冷剂工作在安全的压力范围内。如图6所示，VFD多彩屏显示电路由由显示屏驱动芯片U3、U4、U9与VFD显示 屏Vl组成。主控制芯片UO的PTBl 口作为串并移位寄存器U3的数据输入口，U3的串行数据输出送入驱动芯片U4的端口，用来提供足够的电流以驱动Vl内部的LED显示，并增加抗干扰能力；V1的其它端口由控制器UO输出的控制信号Μ0-Μ5经U9放大增强后送入Vl的10-15引脚，以驱动其内部的LED点亮。如图7所示，按键控制电路由3*3矩阵式按键共9个按键电路组成，以分别做为空调面板工作模式选择、风量大小调节、温度设定调节、除湿、新风、电源等开关。键盘控制口由主控制芯片UO的PE 口控制。风机驱动控制电路主要由两部分组成，如图8、9所示，一部分利用大功率三极管采用PWM脉宽调制方式作为蒸发器、冷凝器风机的驱动控制；一部分采用三极管驱动继电器的形式来驱动新风电机。主控制器UO利用其内置的定时器并将其配置为PWM模式以输出PWM脉宽调制信号，来调节风机风量的不同等级。由于控制器UO输出的信号电流只有几十毫安，无法直接驱动风机电机，所以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种客车智能空调控制系统，其特征在于，该系统包括主控制单元以及与其连接的温湿度信号采集电路、压缩机控制电路、风机驱动控制电路、压力检测电路、VFD多彩屏显示及按键控制电路和PID控制模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，徐晓林，李会仙，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：