基于DSP的汽车空调控制器设计

(安徽理工大学电气与信息工程学院 安徽 淮南 232001)

近几年新能源汽车逐步取代传统汽油车是行业发展的大势所趋[1]，电动汽车近年来发展迅速。随着经济的发展与人们生活水平的提高，几乎每家每户都有了自己的私家车，人们对汽车驾乘舒适性的要求也越来越高。本文研究了一种基于DSP的新能源汽车空调控制器，控制器本身成本低、控制简单，具有广阔的应用与发展前景。

一、系统总体结构

本文所述控制器主要由DSP、车内、车外温度传感器、按键、出风模式执行电机、鼓风机、压缩机模块等组成，整个系统之间的相互通信采用CAN通信。

该空调控制器有两种工作模式，分别为手动和自动模式。空调面板上有AUTO按键，当用户按下时，空调工作在自动模式，控制器根据温度传感器采集的数据自动调节车内温度，最终达到用户的期望值。当工作在手动模式时，需手动调节出风模式以及风量大小。

二、硬件设计部分

(一)车内温度采集电路

车内温度采集电路采用DSB1820测温传感器。此款温度传感器具有精度高，测温准确等优点。并且价格便宜，性价比较高[2]。可以实时高效采集车内温度，并将此温度传送给系统控制器。

(二)系统供电电路

本控制器需要直流12V、直流5V、直流3.3V、直流1.8V四种供电电源，由于汽车电瓶可以提供直流24V电源输出，故需要设计出由24V转成12V、5V和3.3V、直流1.8V的实用电源电路。电动汽车空调上鼓风机电路需要12V电源，本次设计选用LM2596-12作为系统的电源转换芯片，该芯片有一个引脚输入24V电源，通过芯片降压后，便可在输出端得到12V直流电[3]。输出稳定，且具有一定的抗干扰能力。

5V电源主要给冷热、模式、新风等风门电机供电。78L05是一个专用的DC-DC芯片，12V电压从该芯片的输入引脚输入[4]，可在输出引脚得到一个稳定的5V电源，可以给系统需要5V电源的地方供电。3.3V和1.8V可以采用AMS117-3.3和AMS117-1.8电源转换芯片，转换后的电压可以供给DSP使用。

(三)按键采集电路

本控制器主要包含AUTO按键，车内温度调节按键、新风按键、吹脸吹脚选择按键、出风大小选择等按键。将电阻电容串联电路的一端接电源负，一端接78L05的输出，然后在此电容两端并联按键。当用户未按下按键时，5V电源对电容充电，DSP采集的是高电平，当按键闭合时，DSP采集到低电平，因此DSP可以通过探测电容非接地端的电位来确认用户是否按按键。

(四)其他电路设计

系统控制器采用TI的TMS320F2812DSP，并根据芯片数据手册建立使芯片正常运行的最小系统[5]。冷热、新风等循环等风门执行器采用专用的3路电机驱动器进行驱动。

三、软件的设计

(一)软件设计

本次设计TMS320F2812DSP需要实现的功能主要有以下几个方面：

(1)判断AUTO按键，调温按键、新风按键、吹脸吹脚按键、风量大小等按键是否被用户按下。

(2)通过调节不同占空比的PWM波，调节鼓风机吹风速度。

(3)空调工作在自动模式时，通过DSB1820温度传感器，自动调节鼓风机吹出的风的大小和以及压缩机转速，使车内温度达到用户期望的目标温度。

(4)驱动NCV7708电机驱动芯片，从而控制新风等风门电机的动作

四、总结

本文研究了一种基于DSP的新能源汽车空调控制器，本控制器成本低、控制简单，具有广阔的应用与发展前景。

[1]刘宽.基于智能控制算法的汽车空调控制器设计[D].华南理工大学,2016.

[2]丁鹏,葛如海.基于模糊控制算法的纯电动汽车空调控制器的研发[J].计算机测量与控制,2015,23(12):4079-4083.

[3]欧镇海.关于机械式汽车空调控制器的研究与设计[J].机电技术,2013,36(04):116-118.

[4]蒋文胜.基于单片机的微型汽车空调控制器设计与开发[D].广西大学,2012.

[5]黄俊.汽车空调控制器自动测试系统的设计[D].长江大学,2012.