CN201561527U - 汽车空调智能控制器 - Google Patents
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Abstract
一种汽车空调智能控制器,包括中央单片处理机,电源管理模块、空调鼓风机驱动信号模块和风门电机控制模块接中央单片处理机。通过电源管理模块对电源进行有效的管理,减小控制器的能耗;通过空调鼓风机驱动信号模块,实现鼓风机速度根据传感器的采样数据或乘客的设定进行动态调整,并保证在稳定运行期间鼓风机速度的恒定;通过风门电机控制模块,实现温控风门的稳定,避免温控马达来回振荡。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空调控制器,尤其是指一种汽车空调智能控制器。
背景技术
目前,国产汽车空调控制器一般采用手动拉线方式和电动方式,存在比较多的缺陷和瑕疵:
1、电源管理系统缺乏管理,导致点火开关关闭状态时,控制器的电流消耗过大,不利于达到节能减排的目标。
2、空调鼓风机的控制目标为驱动场效应管的D极电压,其假设的前提条件是汽车电压为稳定12V,而鼓风机电压=12V-场效应管的D极电压,实现鼓风机速度的闭环控制,但众所周知,汽车上的电源电压总是在波动之中,这就导致鼓风机速度随电源电压发生波动,显著降低了乘客的舒适性。
3、对空调系统温度控制风门、模式风门的控制采取反馈电压定位的方法,由于电机惯性,采样误差以及随机噪声的影响,导致风门来回摆动发生振荡,又或者扩大控制误差,导致舒适性控制的目标难以达成;同时,风门调节系统为控制器外部的较大负载,发生过流、短路、过电压的概率比较高,而控制器缺乏有效的应对措施,往往导致控制器损坏,造成大量的浪费和安全风险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种汽车空调智能控制器,它节能,保证在稳定运行期间鼓风机速度的恒定,即不随时间、温度改变和电源电压的波动而发生改变,当温控马达发生过流、短路或者发生过电压时,避免故障的扩大。
为达到上述目的,本实用新型采取的解决方案是:一种汽车空调智能控制器,包括中央单片处理机,电源管理模块接中央单片处理机,在电源管理模块中,电阻R2、电阻R3和场效应管Q1构成控制回路,二极管D4、电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q3构成中央单片处理机检测点火开关通断信号的检测回路,电源变换器TLE4275G的1脚接电容C4、电容C8正极、瞬态骚扰电源吸收管SMCJ24A负极、二极管D2负极、二极管D3负极,4脚接电容C5,5脚接电容C1正极、电容C7、电阻R1、场效应管Q1漏极,场效应管Q1源极接C2正极、电容C9,场效应管Q1栅极接电阻R1另一端、三极管Q2集电极,三极管Q2基极接电阻R2和电阻R3的连接中点,三极管Q3集电极接电阻R6,三极管Q3基极接所述的电阻R5、电阻R4,电阻R4另一端接二极管D4负极,二极管D4正极接二极管D1正极、二极管D2正极,二极管D1负极接电容C6正极、电容C3;空调鼓风机驱动信号模块接中央处理单片机,空调鼓风机驱动信号模块由运算放大器LM2904构成,运算放大器LM2904的1脚和2脚接电阻R9、电容C10,3脚接电阻R12,8脚接电阻R16、电容C13、电容C45,7脚接电容C12、电阻R15,6脚接电容C12另一端、电阻R16和电阻R17的连接中点,5脚接电阻R9和电阻R8的连接中点,电阻R11和电阻R12的连接中点接电容C10另一端,电阻R10和电阻R11的连接中点接电容C11,电阻R10另一端接电阻R13,电阻R15另一端接三极管Q4集电极、电阻R14,电阻R14另一端接空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5栅极,三极管Q4基极接电阻18;风门电机控制模块接中央单片处理机,风门电机控制模块由驱动集成电路TLF4207构成,驱动集成电路TLF4207的1脚接电容C23,2脚接温控马达M,7脚和8脚通过电阻R44上拉连接在一起,13脚接温控马达M另一端,电容C23另一端接电位器Rfd。
电源变换器TLE4275G将车载12V电源变换为控制器中央单片处理机需要的5V电源,电阻R2、电阻R3和场效应管Q1构成的控制回路在点火开关关闭时,切断外部设备的5V电源。所有电源通路都配置了电解电容和陶瓷电容,帮助实现电压稳定。
中央处理单片机输出的脉宽调制信号PWM1经过电阻R10、电阻R11、电阻R13和电容C11变换为闭环控制的线性给定电压,从空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5漏极引入电压VD_1经电阻R8和电阻R9处理后作为闭环控制的反馈电压;使用电阻R16和电阻R17引入12V电源基准电压,给定电压、反馈电压、基准电压经过运算放大器LM2904处理,动态调整空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q2栅极电压FET_G1。
风门电机控制模块接中央单片处理机,驱动集成电路TLF4207根据中央单片处理机的输出信号REAR_HOTIN和REAR_COOLIN驱动温控马达M;同时中央单片处理机采样温控马达M的位置反馈电位器Rfd的反馈信号实现风门定位,驱动集成电路TLF4207的7脚和8脚通过电阻R44上拉连接在一起。
该汽车空调智能控制器具有如下特点:
1、电源管理模块上的电源变换器TLE4275G将车载12V电源变换为控制器中央单片处理机需要的5V电源;电阻R2、R3和场效应管Q1构成的控制回路在点火开关关闭时,切断外部设备的5V电源,减小控制器功耗,实现节能减排的目的;电源输入部分配置了一个瞬态骚扰电源吸收管SMCJ24A,实现吸收延电源线传导的电骚扰信号的目的,保证控制器在汽车上的骚扰环境里稳定工作;二极管D4、电阻R4、R5、R6和三极管Q3构成中央单片处理机检测点火开关通断信号的检测回路,中央单片处理机检测到点火开关关闭500ms后,命令中央单片处理机进入睡眠,进一步减小控制器的电能消耗,同时开启中断唤醒功能,等待点火开关打开唤醒控制器。
2、中央单片处理机输出的脉宽调制信号PWM1经过空调鼓风机驱动信号模块中的电阻R10、R11、R13和电容C11变换为闭环控制的线性给定电压;从空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5漏极引入电压VD_1经电阻R8和R9处理后作为闭环控制的反馈电压;使用电阻R16和R17引入12V电源基准电压。给定电压、反馈电压和基准电压经过运算放大器LM2904处理,动态调整空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5栅极电压FET_G1,实现鼓风机速度根据传感器的采样数据或乘客的设定进行动态调整,并保证在稳定运行期间鼓风机速度的恒定,不随时间、温度改变和电源电压的波动而发生改变,保证汽车乘客的舒适性感受。
3、风门电机控制模块中驱动集成电路TLE4207根据中央单片处理机的输出信号REAR_HOTIN和REAR_COOLIN驱动温控马达M;同时中央单片处理机采样温控马达M的位置反馈电位器Rfd的反馈信号实现风门定位。中央单片处理机对风门位置信号的处理采取了比例积分算法,即比例控制时,实际目标位置=期望目标×P,P为系统的比例系数,避免温控马达M因为过调持续发生振荡运转;积分控制即对比例控制产生的稳态误差进行累计,根据积分时间常数Ti,调整REAR_HOTIN和REAR_COOLIN输出,达到消除稳态误差的目的;中央单片处理机对风门位置的确认采取模糊控制策略,即认为TEMP_FEEDBACK线路上的电压进入设定的区间【Vfd-Δ,Vfd+Δ】即为风门到达预定位置,其中Vfd为温控风门位置电位器Rfd反馈端目标电压,Δ为可接受的位置误差范围,实现温控风门的稳定,避免温控马达M来回振荡;风门电机控制模块中的驱动集成电路TLE4207的7脚和8脚通过电阻R44上拉连接在一起,当温控马达M发生过流、短路或者发生过电压时,EF脚输出低电平,禁止驱动集成电路TLE4207工作,与此同时,中央单片处理机检测这一控制信号,实现驱动集成电路TLE4207电路状态的动态监测,经过3个100ms的诊断测试,如果异常依旧存在,则确定严重故障发生,直到维修人员解除故障,对应的电机驱动维持在不可操作状态,避免故障的扩大。
附图说明
图1是汽车空调智能控制器模块图。
图2是电源管理模块电气连接图。
图3是空调鼓风机驱动信号模块电气连接图。
图4是风门电机控制模块电气连接图。
图1中:1、中央单片处理机,2、电源管理模块,3、空调鼓风机驱动信号模块,4、风门电机控制模块。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本实用新型再描述。
参见图1-图4,一种汽车空调智能控制器,包括中央单片处理机1,电源管理模块2接中央单片处理机1,在电源管理模块2中,电阻R2、电阻R3和场效应管Q1构成控制回路,二极管D4、电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q3构成中央单片处理机检测点火开关通断信号的检测回路,电源变换器TLE4275G的1脚接电容C4、电容C8正极、瞬态骚扰电源吸收管SMCJ24A负极、二极管D2负极、二极管D3负极,4脚接电容C5,5脚接电容C1正极、电容C7、电阻R1、场效应管Q1漏极,场效应管Q1源极接C2正极、电容C9,场效应管Q1栅极接电阻R1另一端、三极管Q2集电极,三极管Q2基极接电阻R2和电阻R3的连接中点,三极管Q3集电极接电阻R6,三极管Q3基极接所述的电阻R5、电阻R4,电阻R4另一端接二极管D4负极,二极管D4正极接二极管D1正极、二极管D2正极,二极管D1负极接电容C6正极、电容C3;空调鼓风机驱动信号模块3接中央处理单片机1,空调鼓风机驱动信号模块3由运算放大器LM2904构成,运算放大器LM2904的1脚和2脚接电阻R9、电容C10,3脚接电阻R12,8脚接电阻R16、电容C13、电容C45,7脚接电容C12、电阻R15,6脚接电容C12另一端、电阻R16和电阻R17的连接中点,5脚接电阻R9和电阻R8的连接中点,电阻R11和电阻R12的连接中点接电容C10另一端,电阻R10和电阻R11的连接中点接电容C11,电阻R10另一端接电阻R13,电阻R15另一端接三极管Q4集电极、电阻R14,电阻R14另一端接空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5栅极,三极管Q4基极接电阻18;风门电机控制模块4接中央单片处理机1,风门电机控制模块4由驱动集成电路TLF4207构成,驱动集成电路TLF4207的1脚接电容C23,2脚接温控马达M,7脚和8脚通过电阻R44上拉连接在一起,13脚接温控马达M另一端,电容C23另一端接电位器Rfd。
Claims (1)
1.一种汽车空调智能控制器,包括中央单片处理机(1),其特征在于:电源管理模块(2)接中央单片处理机(1),在电源管理模块(2)中,电阻R2、电阻R3和场效应管Q1构成控制回路,二极管D4、电阻R4、电阻R5、电阻R6和三极管Q3构成中央单片处理机检测点火开关通断信号的检测回路,电源变换器TLE4275G的1脚接电容C4、电容C8正极、瞬态骚扰电源吸收管SMCJ24A负极、二极管D2负极、二极管D3负极,4脚接电容C5,5脚接电容C1正极、电容C7、电阻R1、场效应管Q1漏极,场效应管Q1源极接C2正极、电容C9,场效应管Q1栅极接电阻R1另一端、三极管Q2集电极,三极管Q2基极接电阻R2和电阻R3的连接中点,三极管Q3集电极接电阻R6,三极管Q3基极接所述的电阻R5、电阻R4,电阻R4另一端接二极管D4负极,二极管D4正极接二极管D1正极、二极管D2正极,二极管D1负极接电容C6正极、电容C3;空调鼓风机驱动信号模块(3)接中央处理单片机(1),空调鼓风机驱动信号模块(3)由运算放大器LM2904构成,运算放大器LM2904的1脚和2脚接电阻R9、电容C10,3脚接电阻R12,8脚接电阻R16、电容C13、电容C45,7脚接电容C12、电阻R15,6脚接电容C12另一端、电阻R16和电阻R17的连接中点,5脚接电阻R9和电阻R8的连接中点,电阻R11和电阻R12的连接中点接电容C10另一端,电阻R10和电阻R11的连接中点接电容C11,电阻R10另一端接电阻R13,电阻R15另一端接三极管Q4集电极、电阻R14,电阻R14另一端接空调鼓风机马达BM的驱动场效应管Q5栅极,三极管Q4基极接电阻18;风门电机控制模块(4)接中央单片处理机(1),风门电机控制模块(4)由驱动集成电路TLF4207构成,驱动集成电路TLF4207的1脚接电容C23,2脚接温控马达M,7脚和8脚通过电阻R44上拉连接在一起,13脚接温控马达M另一端,电容C23另一端接电位器Rfd。
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Cited By (2)
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CN101696817B (zh) * | 2009-10-22 | 2011-06-08 | 浙江大明电子有限公司 | 汽车空调智能控制器 |
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2009
- 2009-10-22 CN CN2009201994339U patent/CN201561527U/zh not_active Expired - Lifetime
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GR01 | Patent grant | ||
EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: CHONGQING DAMING AUTOMOBILE ELECTRIC APPLIANCES CO., LTD. Assignor: Daming Electronics Co., Ltd. (formerly Zhejiang Daming Electronic Co., Ltd.) Contract record no.: 2011500000060 Denomination of utility model: Intelligent controller of automobile air conditioner Granted publication date: 20100825 License type: Exclusive License Record date: 20110927 |
|
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100825 |
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