基于DSP的汽車空調控制器設計

(安徽理工大學電氣與信息工程學院 安徽 淮南 232001)

近幾年新能源汽車逐步取代傳統汽油車是行業發展的大勢所趨[1]，電動汽車近年來發展迅速。隨著經濟的發展與人們生活水平的提高，幾乎每家每戶都有了自己的私家車，人們對汽車駕乘舒適性的要求也越來越高。本文研究了一種基于DSP的新能源汽車空調控制器，控制器本身成本低、控制簡單，具有廣闊的應用與發展前景。

一、系統總體結構

本文所述控制器主要由DSP、車內、車外溫度傳感器、按鍵、出風模式執行電機、鼓風機、壓縮機模塊等組成，整個系統之間的相互通信采用CAN通信。

該空調控制器有兩種工作模式，分別為手動和自動模式。空調面板上有AUTO按鍵，當用戶按下時，空調工作在自動模式，控制器根據溫度傳感器采集的數據自動調節車內溫度，最終達到用戶的期望值。當工作在手動模式時，需手動調節出風模式以及風量大小。

二、硬件設計部分

(一)車內溫度采集電路

車內溫度采集電路采用DSB1820測溫傳感器。此款溫度傳感器具有精度高，測溫準確等優點。并且價格便宜，性價比較高[2]。可以實時高效采集車內溫度，并將此溫度傳送給系統控制器。

(二)系統供電電路

本控制器需要直流12V、直流5V、直流3.3V、直流1.8V四種供電電源，由于汽車電瓶可以提供直流24V電源輸出，故需要設計出由24V轉成12V、5V和3.3V、直流1.8V的實用電源電路。電動汽車空調上鼓風機電路需要12V電源，本次設計選用LM2596-12作為系統的電源轉換芯片，該芯片有一個引腳輸入24V電源，通過芯片降壓后，便可在輸出端得到12V直流電[3]。輸出穩定，且具有一定的抗干擾能力。

5V電源主要給冷熱、模式、新風等風門電機供電。78L05是一個專用的DC-DC芯片，12V電壓從該芯片的輸入引腳輸入[4]，可在輸出引腳得到一個穩定的5V電源，可以給系統需要5V電源的地方供電。3.3V和1.8V可以采用AMS117-3.3和AMS117-1.8電源轉換芯片，轉換后的電壓可以供給DSP使用。

(三)按鍵采集電路

本控制器主要包含AUTO按鍵，車內溫度調節按鍵、新風按鍵、吹臉吹腳選擇按鍵、出風大小選擇等按鍵。將電阻電容串聯電路的一端接電源負，一端接78L05的輸出，然后在此電容兩端并聯按鍵。當用戶未按下按鍵時，5V電源對電容充電，DSP采集的是高電平，當按鍵閉合時，DSP采集到低電平，因此DSP可以通過探測電容非接地端的電位來確認用戶是否按按鍵。

(四)其他電路設計

系統控制器采用TI的TMS320F2812DSP，并根據芯片數據手冊建立使芯片正常運行的最小系統[5]。冷熱、新風等循環等風門執行器采用專用的3路電機驅動器進行驅動。

三、軟件的設計

(一)軟件設計

本次設計TMS320F2812DSP需要實現的功能主要有以下幾個方面：

(1)判斷AUTO按鍵，調溫按鍵、新風按鍵、吹臉吹腳按鍵、風量大小等按鍵是否被用戶按下。

(2)通過調節不同占空比的PWM波，調節鼓風機吹風速度。

(3)空調工作在自動模式時，通過DSB1820溫度傳感器，自動調節鼓風機吹出的風的大小和以及壓縮機轉速，使車內溫度達到用戶期望的目標溫度。

(4)驅動NCV7708電機驅動芯片，從而控制新風等風門電機的動作

四、總結

本文研究了一種基于DSP的新能源汽車空調控制器，本控制器成本低、控制簡單，具有廣闊的應用與發展前景。

[1]劉寬.基于智能控制算法的汽車空調控制器設計[D].華南理工大學,2016.

[2]丁鵬,葛如海.基于模糊控制算法的純電動汽車空調控制器的研發[J].計算機測量與控制,2015,23(12):4079-4083.

[3]歐鎮海.關于機械式汽車空調控制器的研究與設計[J].機電技術,2013,36(04):116-118.

[4]蔣文勝.基于單片機的微型汽車空調控制器設計與開發[D].廣西大學,2012.

[5]黃俊.汽車空調控制器自動測試系統的設計[D].長江大學,2012.