探讨汽车空调性能自动测控系统的开发

探讨汽车空调性能自动测控系统的开发
摘要：汽车空调性能自动测控系统包括包括总系统和压力开关系统，二者决定
了汽车空调性能的功能发挥。

本文主要探讨了两大系统的自动测控系统技术开发
过程，对其中的硬件与软件设计与应用功能实现进行了详尽分析。

关键词：汽车空调；压力开关；性能；自动测控系统；设计开发
汽车空调性能决定了汽车驾驶舒适性，这其中所涉及到的空调性能自动测控
总系统与压力开关系统尤为关键。

传统中采用手动检测方法不但效率低，而且检
测周期长，已经无法适应时代科技发展。

所以本文提出基于创新思维研发的汽车
空调性能自动测控系统。

一、汽车空调性能自动测控系统的开发设计
（一）自动测控系统的基本工作原理
自动测控系统本身利用汽车电机驱动压缩机，再借助变频器有效控制电机转
动转速，同时实现对压缩机转速的有效控制过程。

在该控制过程中，还有离心风机、变频器、流量喷嘴参与进来以实现对冷凝器、蒸发器中空气流量的有效控制，其最终目的就是为了保证汽车空调器性能稳定，温湿度达标。

待一切工况完全稳
定后，则要通过测试系统测量与采集温度、电流、电压、转速等等信号来计算汽
车空调的具体性能参数。

（二）自动测控系统的基本构成及硬件设计
在汽车空调性能自动测控系统中就包括了机、电、气一体化设备。

其中系统
的硬件部分主要能够实现对测量信号的有效转换、放大、整形与处理，例如空调
的压缩机、启动电机、冷凝室风动、蒸发室风洞、控制柜、供气管路、电缆与台
架等等。

基于智能化计算机层面的硬件系统内容则主要包括了主控计算机、数据
采集设备、传感器、测量压缩机以及可编程控制器。

这其中主控计算机主要负责
为汽车空调性能测试系统提供计算串口卡以及多路输入通信端口；而数据采集设
备则主要将传感器所传送来的所有模拟信号转换为数字信号，便捷化计算机的数
据处理过程。

另外在系统中还存在电流输入模块、数据输出模块以及通信模块；
传感器部分主要才用到热电偶式转速传感器，配合光电式、差压传感器来提出输
出信号，进行4~20mA的电流信号有机转换；系统中所采用的测量压缩机为电涡
流测功机，配合具有智能转矩的转速传感器、微机转矩仪可实现对上位机的直接
有效通信；最后的可编程控制器则基于上位机部分对喷嘴气缸开关与风机热继电
器进行可编程控制。

（三）自动测控系统的软件设计
该自动测控系统所采用的是VB语言编写，其中渗透了大量的性能参数采集与测试结果计算内容，对所测试数据进行全面分析，并基于系统设计要求来提出程
序模块化设计内容。

如果从整个自动测控系统的软件设计结构来看，它的自动测
试系统软件应用布局还可分为核心处理模块与周边服务模块，这两大部分的模块
主要处理内容就包括了前后处理模块、数据初始化以及试验流程模块，这里基于
控制流程和数据采集流程两个流程方面展开系统软件设计分析。

首先在控制流程方面，要结合不同测试工况下的压缩机转速展开分析，保证
压缩机风速转速在规定范围内，通过多串口卡发数据为下层控制系统提供充足的
动力支持。

而压缩机的下层控制系统则主要设置了PLC和变频器，主要根据所执
行元件的控制规律与数据采集计算控制量来明确下层分布式控制系统的执行元件
内容。

在整个控制流程中还涉及到传感器采集内容及数据采集系统内容，主要用
于反馈控制与数据记录内容。

其次在数据采集流程方面，主要通过数据采集硬件DA100来完成数据采集流程，该软件具有多串口卡，通过配合上位机来对数据相应内容进行有效滤波、转
换和标定，对数据进行有效性判断，保证数据测试纸与设定值误差范围最小化，
实现系统整体稳定。

在该过程中，还会基于采集、记录、调节来优化参数稳定性，保证数据采集工作循环与接收命令时能够快速跳出采集循环，并及时输出有效结果。

另外，系统还具有自动采集数据功能，它在数据采集前具体存在3个技术流程，分别为启动预备流程、条件预备流程以及稳定判定流程。

上述3个流程的运
行时间均可按汽车空调运作情况自由设定，当各个流程达到系统功能性要求后可
进入下一阶段数据采集，保证节约数据采集时间[1]。

二、汽车空调压力开关性能自动测控系统的开发设计
在汽车空调性能自动测控系统中还存在有关压力开关的自动测控分支系统，
实际上压力开关并没有相对统一的技术标准，主要要根据客户自身的需要进行设定，保证压力开关满足外形与性能等技术指标的有效要求。

一般在给定压力条件
的情况下，压力开关的输出电压值U与压力值P应该呈现线性变化关系，二者之
间的误差应该在±2%左右。

（一）压力开关自动测控系统的硬件设计
在压力开关自动测控系统中，主要采用数据采集卡来测量各个通道中的压力
值与电压值模拟量，包括对数字量输出卡的有效控制，进而实现对继电器、电磁
阀的有效控制，做到合理有效打开与关闭开关及压力变送器。

比如说其系统中就
有SPDT继电器配合拥有扁平电缆接口的数字量输出卡，它们能够实现与数据采
集卡的相互配合以便于输出数字量信号，并通过它来驱动继电器、电磁阀等硬件
设备，保证压力开关与压力变送器能够实现对汽车空调系统的有效进气与放气控制。

在压力变送器的设计方面，主要将压力信号转换为电信号，并传送到数据采
集卡中，然后测量压力开关内部压力值，将它压力开关相互串联起来，并融通到
同一个气路中，其测量数值就应该为压力开关内部的压力值，主要配合电磁阀开
关有效增大或减小压力开关内部压力值[2]。

（二）压力开关自动测控系统的软件设计
对汽车空调压力开关性能自动控制系统的软件开发设计部分主要基于压力开
关数据采集展开。

可采用Windows操作平台结合VB语言与Active DAQ技术设计
开发检测系统软件，并实现对压力信号的精确采集与有效显示。

在该过程中还要
积极调用Excel软件配合DataGrid与Adodc控件，有效显示测量结果与标准值，
并对两值进行比较，围绕测量结果制作生成折线图，最后提取数据保存管理以便
于后续操作使用。

本文中主要提出系统软件的主要设计流程，其中就包括了对测试系统以及历
史数据查询系统的有效设计。

以测试系统为例，它要基于汽车空调的压力开关型
号选择与相关测试结果显示来提出相关设计流程。

而在历史数据查询系统中则需
要进行Adodc空间的快速调用，再配合DataGrid控件显示历史数据。

在调用
Excel表格过程中，要主动生成测试结果配合标准值进行比较，制作折线图，再对折线图所测量进行分析，获得测量值与标准之间的差值比值。

一般来说，设计中
要保证折线图的结果显示测量误差值在±2%以内，即满足压力开关标准误差在±2%以内，说明压力开关的软件设计部分是合格的[3]。

通过对压力开关自动测控系统的软件设计可以看到，相比于传统手工测控方
法而言它的测试结果更加精确，成功规避了人工读取压力表器件过程中所存在的误差问题。

而且它的自动化程度与响应速度也更优秀，非常利于汽车空调系统的自动化操控。

总结：
总体而言，汽车空调性能自动测控系统在设计开发上技术相对复杂，但其造价相对低廉，它通过对海量数据的自动化测试与处理节省大量人力物力，同时也提高了数据检测精度，保证了汽车空调制冷能力的客观评定结果。

参考文献：
[1]张朋，张振东，杨伟强.汽车空调压力开关性能自动检测系统开发[J].现代制造工程，2012（2）：114-117.
[2]何天明，丁科.汽车空调性能自动测控系统的开发[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2004（1）：155-157.
[3]黄华俊.基于模糊规则参数自整定的汽车空调试验室室温PID控制[D].上海交通大学，2010.。