D 时
车
www.cnautotime.com
一种基于PLC的汽车空调循坏智能控制系统的研究
韩敬贤高悦
安徽粮食工程职业学院机电工程系安徽省合肥市230013
摘要：随着自动控制技术的进步，汽车上#■多功能实现了智能化控制。虽然汽车空调也进入自动空调的时代，但是
其内外循环仍然主要是手动按钮控制。本文是基于PLC控制器设计一款汽车空调循环智能控制系统，通过 软硬件的配合，使汽车空调内外循环达到自动控制的目的。
关键词：PLC;汽车空调；循环；智能控制系统；研究
随着自动控制技术的进步，汽车上很多 功能实现了智能化控制，比如：自动泊车、 自动雨刮、自感应大灯等。汽车空调也开始 进入自动空调的时代，但目前，自动空调仅 是通过控制压缩机启停和风机风量大小来进 行调节汽车内的空气温度，汽车空调的内外 循环仍然主要是手动按钮控制。汽车空调循 环智能控制系统的研究针对的就是汽车空调 内外循环的自动控制，该研究项目已列入 2017年安徽高校省级科学研究项目。
大于车内C0浓度时，应当开启车外循环工 况，将车内的C0迅速排出车内，引入车外新 鲜空气，改善车内空气质量。
(4)
车辆长时间闭窗驾驶，车内乘员呼 图1
将以上所有元件进行整合，做出实物如 图1所示。
组装完毕模拟实验平台
吸造成的车内的二氧化碳浓度升髙，容易让 驾驶员产生倦意，影响驾驶安全。
(5)
当车外空气中PM2.5浓度大于车
内空气PM2.5浓度时，应当开启车内循环 工况，防止车外空气污染车内空气；当车内 PM2.5浓度大于车夕卜PM2.5浓度时，应当开 启车外循环工况，引入车外新鲜空气，降低 车内PM2.5浓度，改善车内空气质量。
1汽车空调内外循环对于汽车空调的效
能和车内空气质量的影响
汽车空调内外循环对于汽车空调的效能 和车内空气质量均有较大的影响，主要影响 有以下方面：
(1)
2系统的组成
汽车空调循环智能控制系统由检测装
置、处理器和执行装置3部分组成。
当车外温度大于车内温度，空调处 2.1检测装置
系统工作开关、车外温度传感器、车内 温度传感器、车外C0浓度传感器、车内C0 浓度传感器、车外C02浓度传感器、车内 C02浓度传感器、风量调节旋钮、温度调节
3工作原理
汽车空调循环智能控制系统结构示意图
于制冷状态时，车内循环工况比车外循环工 况制冷效果好；当车外温度小于车内温度， 空调处于制冷状态时，车外循环工况比车内 循环工况制冷效果好；
(2)
于制热状态时，车外循环工况比车内循环工 况制热效果好；当车外温度小于车内温度， 空调处于制热状态时，车内循环工况比车内 循环工况制热效果好；
(3)
当车外C0浓度大于车内C0浓度
时，应当开启车内循环工况，阻止车外C0进 入车内，防止污染车内空气> 当车内C0浓度
如图2所示，汽车空调循环智能控制系统工作 流程图如图3所示。系统在工作过程中，采用 汽车电瓶12V直流电源，利用DC - AC逆变电 源转220V交流电或利用DC - DC直流升压模块 转24V直流电给供控制器单元供电。
通过图2和图3,可以简述一下汽车空调 循环智能控制系统工作原理：
3.1系统开启
按下系统开关，旋转空调风量调节旋 钮，空调循环智能控制系统开启。
3.2系统工作
温度调节旋钮提供温度信号作为系统控
当车外温度大于车内温度，空调处 旋钮、空调压缩机控制开关；
2.2处理器
汽车空调循环智能控制系统中央处理 器、自动空调控制模块；
2.3执行装置
车外车内循环控制切换开关、系统工 作指示灯、报警灯、蜂鸣报警器、HMI显 示屏》
AUTO TIME 123
AUTO PARTS I汽车零部件
图2汽车空调循环智能控制系统结构示意图
扩展：远程及无线功能
(远程定位、报瞀、求助、物联网】
以太网口
车内一氧化碳浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、PM2.5浓度传感器、温度传感器
车内一氧化碳浓度信
->
变送器
->
号、二氧化碳浓度、
PM2.5浓度、温度信号
控制器单元 (主要功能） 功能控制 数据处理
>
循环模式切换（内/外）
车外一氣化碳浓度传感器、二
变送器
氧化碳浓度传感器、PM2.5浓 度传感器、温度传感器
车外一氧化碳浓度信
号、二氧化碳浓度、
PM2.5浓度、温度信号
风量调节旋钮
|—
空调开关、风置信号
报警处理 历史数据 历史报警 数据分析
通
讯串
HMI交互人机
界面
(调试、监控)
■>蜂鸣器、危险聱告灯
USB
fl
I空调
A/C开关
I-]—
►I d
空调温度目标信号控制系统开关信号
温度调节旋钮 系统控制开关
图3汽车空调循环智能控制系统工作流 程图
图4实验结果连接移动网络，时直接拨打报警电话，也可 以联接汽车自动车窗控制模块，自动降下车 窗，强制通风。目前只是利用了 PLC的部分 简单控制功能，后续还可以继续开发。
自检正常
系统故障告
警并停机
| Y
输入信号检测 输出信号检测
报警并显示 诊断信息
5结语
目前，也有厂家技术人员对汽车空调循
环系统自动控制系统进行研究，但主要采用 工作时间的设定来自动控制内外循环的切 换。例如，夏天汽车空调刚开始工作进行制
结合车内空气质量对车内人员的影响，
冷，采用空调系统车外循环，在工作几分钟 后转为车内循环，再工作1个小时后切换为车 外循环，从而改善空气质量，如此往复。这 属于定时控制，虽然也可起到改善空气质量 的效果，但是不能适时监测，精确控制，而 此项目的研究正是为了更好的精确控制车内 空气质量，保障车内成员的身体健康，降低 空调能耗，节能减排，同时减轻驾驶人员的 工作强度，提升驾驶安全性能。flg
功能正常
车内外浓度
信号采集处理
CO
是否大于
启动车载报聱 器启动外循环
可以通过软件程序控制，设定各个子程序的 优先级别：CO浓度>C02浓度>PM2.5浓度> 温度。另外，由于CO浓度极有可能威胁人的 生命安全，因此，特设定CO浓度报警装置， 通过危险显示灯和蜂鸣器进行报警。
车内外浓度、
温度对比处理机制
CO
内外循环控制
■
冷热模式控制
■
3.3系统关闭
辅助调节 机构控制
按下系统关闭开关，空调循环智能控制 系统关闭。恢复到原车手动模式。
3.4系统调试
利用PLC配套的STEP 7-MicroWIN S 软件进行编程，并将程序下载至PLC后进行 调试，实验结果满足设计前的需求。其实验 结果如图4所示。
制的目标值，车内外的CO浓度传感器、C02 浓度传感器、PM2.5浓度传感器、温度传感 器分别提供汽车空调循环智能控制系统中央 处理器所需的各类信号。
空调压缩机控制开关打开，该系统进入 制冷状态下的控制模式；空调压缩机控制开 关关闭，该系统进入制热或自然进风状态下 的控制模式。
参考文献：
[1] 高岩，舒强，郑楚清.汽车远近光灯自动 切换系统设计U].汽车实用技术，2012
(4) ： 18-21.
[2] 施长浩，陈鹏，刘振.汽车自动空调电子控 制系统设计〇].电子产品世界，2012 (12) 65.
4可扩展功能
再此系统的基础上，可以对其后期进行
[3] 佘刚.汽车内部空气污染成因及控制J].交
通节能与环保，2〇〇9 (〇9) 33-36.
功能的扩展，比如：在CO浓度过高时，可以
124 AUTO TIME
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容