车载空调控制器的检测系统设计

2020-09-10魏全顺

商品与质量 2020年22期

关键词：端口继电器脉冲

魏全顺

珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519000

在全球范围内，世界各大汽车制造商和用户认识到汽车空调的重要性和优势，并将汽车空调性能作为客户舒适度的标准之一。因此增强车载空调的可靠性是抢占车载空调市场的必要条件，加强控制器自身检测功能可满足要求。

1 车载空调系统的总体

空调控制系统、外围操作机构和各种传感器、通讯接口是车载空调系统的三大主要功能。空调控制系统需通过CAN 接口与汽车连接通讯，将一些相关的工作参数上传到整个汽车。

2 相关参数分析

（1）0-0．025A 电流，0-5V 电压，50HZ 频率，0-95%空隙率，空隙率检测误差限定为不大于0．3%属于控制速度PWM 信号检测范围。

（2）0-24V，误差应限制在±0．1V 以内属于继电器驱动信号范围。

（3）误差仿真信号检测范围：10ms 间隔1s 负脉冲1-10 个，所以1 秒是相同性质的脉冲，其变化超过5 倍，或2 秒内，间隔10ms 的负脉冲1-10 个在每秒内发生，并且此脉冲要交替出现5次以上。

（4）-30 ℃-80 ℃为温度信号检测范围：误差须控制在-0．3℃～0．3℃之间[1]。

3 控制信号中外侧检测装置

控制器对外围继电器的驱动信号和控制压缩机的空调控制器的PWM 信号是外部检测装置控制的主要两种信号。在外部检测设备中检查PWM 信号的控制速度。主要检测目标是速度控制的PWM信号的频率和占空比,其中频率是信号周期的倒数,控制触点间隙是正脉冲宽度时间的百分比。编程时,可以直接使用控制芯片pic18f4585 的CCP 模块的捕获功能来检测外部检测设备的频率。控制触点空隙率的设计包括以下几个方面：

（1）内部RC 振荡器模式,看门狗，系统时钟源配置等是外部检测设备的控制晶体pic18f4585 的主要配置功能。

（2）相关模块的初始化。主要包括：系统启动时的启动初始化,端口引脚初始化,定时器初始化,CCP 模块初始化和中断初始化。

定时器初始化模块由以下元素组成：

CCP 时钟源：设置为在寄存器中一次读写tmr1h 和tmr1l 的16 位，其他默认；初始值以零开始；定时器可以中断和删除标志位；对于CCP 模块的初始化，最重要的配置ccp1con 寄存器为上升沿捕捉。

（3）全局变量的定义。捕获完整脉冲周期的次数定义为K，第一次捕获的上升沿是A，然后第一个下降沿是B，第二个上升沿是C。

（4）在主程序成功捕获一个周期之后，将捕获PWM 频率和空间频率的计算以及整个脉冲周期的K 数的计算。频率PWM 为了减少误差并使结果更准确，本设计将在整个记录周期内计算PWM与空间的频率比五次，然后将计算出的平均值用作最终测量结果[2]。

4 控制继电器的信号检测电路

此外，在运行过程中，控制器还必须输入更多的先关信号，从而保证空调系统的开和关。由于车辆空调控制器的单处理器I / O端口的资源有限，所以，在实际运行中，控制器的接收信号不是特别良好，前提是空调系统的空间不大。为了满足开关信号刷新率的要求，微控制器主要采用SPI 与74HC595 的芯片进行信息传输，并且使用74HC595 并行输出方法将单片机的串行输入连接到74HC595 芯片。 8 位移位寄存器和输出锁存器构成了74HC595系统，可用于将数据串行化为并行。由于必须输出大量开关，所以在实际运行过程中，可以并行输出两个属于74HC595 的芯片。该工作流程包括以下事实：微控制器的主要目的是将信号传输到74HC595 芯片的移位寄存器，然后通过端口显示其功能。功能模块的框图如下图1 所示。

在汽车空调控制器的端口，如果将开关端口卸载，将激活相应的电源驱动电路以激活外部继电器。此时，外部检测设备需要检测两个因素：首先，在运行过程中，检查车辆空调控制器的运行是否正常;其次，当通过励磁电路输出到外部继电器时，检查开关的驱动力是不是在合理范围内。另外，外部检测设备的电压是不是在合理的控制范围内。因此，外部检测设备必须转换电源以便对电压模块进行数字转换。然后进行数字判断，在进行转换过程中，可以使用内置在外部检测设备本身的PIC18F4585 控制芯片中的相关操作系统对（ADC）模块进行转换[3]。