汽车空调系统的制冷自动控制，在简单介绍汽车空调系统控制与功能任务的基础上，对单片机在控制系统中的具体应用进行深入分析，为實际的自动控制系统设计提供参考。
[关键词]汽车空调 空调制冷 自动控制系统 单片机
一、汽车空调系统
（一）系统控制
通过对再加热空气混合等的利用，能对出风温度进行调控，经蒸发器传出的风，其中一部分通过风门进入加热器进行加热，然后和冷风混合之后进入到车厢中，以此实现温度控制目标。基于此，通过对风门实际开度的有效控制，即可对出风温度予以调控。另外，对热水阀实际开度进行改变，也能对出风温度进行调节。
通过进风来源的改变能改善空气清洁度及温湿度。对于风道鼓风机，其主要作用在于促进空气流动，而且能起到制冷与输送暖风等作用。其快慢程度对对流散热速度有直接影响，同时对车中空气流速也有一定控制作用。
（二）功能任务
对于汽车空调系统的制冷控制，其任务在于对车内温度进行控制，并避免蒸发器结霜，确保其维持在允许的范围之内，此即为空调系统主要任务。基本原理为：以蒸发器及传感器信号为依据，对压缩机、鼓风机、风门、水阀进行控制，实现对车内温度的有效调节。
针对输出传感器，其在温度控制时主要为温度传感器，用于反映出受控对象实际状态。在实际的设计工作中，一般通过对风门角度及转速变化的控制来实现温度控制目标。
二、单片机在控制系统中的具体应用
汽车的空调系统控制装置核心在将微处理器作为主导的电子线路。
（一）单片机功能
以SPCE061A单片机为例，对其功能作如下介绍：以16位微处理器为内核，设有2K字SRAM及32K字闪存FLASH，能达到控制系统基本要求，无需对程序存储器进行扩展，支持人机接口的扩展，包括键盘与LED，能对车中实际温度进行准确的动态显示，使用者可以通过键盘输入工作参数，并选择适宜的工作模式。
对于外扩存储器，其主要作用在于对控制表格就用户输入的参数进行存储，借助SIO扩展串行存储器，结合SPR4096芯片，其SCLK与IOBO连接，SDA和IOB1连接。CF0 CF2与高电平相连，调整至串行接口的工作模式，CF7选择低电平的FLASH。将热敏电阻作为温度传感器，在车中实际温度测量中使用。
（二）温度控制
车中实际温度控制主要采用模糊方法，由热敏电阻对车中温度进行采集，然后和设定温度进行对比，得出两者的误差，再以误差大小为依据确定控制量。对于风门控制系统，主要由四部分构成，分别为电机、分配器、电路与传动机构。结合控制量情况，由单片机对电机转动方向及步数进行计算，采用传动机构对温度门实际开口进行控制。采用微处理器进行PWM输出，利用变频器对供电频率进行控制，使其运转速度发生相应的变化，如果需求风量有所减小，则减慢转速，进入减速控制状态，相反，如果需求风量增加，则加快转速，进入增速控制状态。
（三）数据采集单元
系统一般都具有对被测温度进行实时显示的要求，基于此，热敏电阻组成的电路，其输入和输出必须为线性关系。然而，热敏电阻本身属于非线性器件，若在测温限度中，按照线性标准进行处理，则会产生一定误差。在传统由单纯硬件组成的温度控制系统当中，为实现非线性补偿，大多会设置补偿电路，但这样除了会使电路更加复杂，其补偿效果还不够理想。这一系统采用单片机，能用专门软件实现非线性补偿，并且过程十分简单，具有很高的精度，该实现了对电路的合理简化。
系统温度实时检测与变换主要由两部分组成，分别为LM331和热敏电阻。其中，对于LM331，其频率输出和环境温度为线性关系，可将输出频率表示为：
（1）根据给定参数可以得出：输出频率等于265Hz，根据特性表能得出不同温度的uin，然后对各温度输出频率进行计算，仅需将温度改变0.5℃时的频率存储在表格中，就能大都系统基本要求，最终通过单片机对被测温度进行动态显示。
（四）温度模糊控制
温度门的实际开度对车中温度有直接影响，基于电机控制条件，开口角度能实现微调，这可为恒温控制目标的实现奠定良好基础。
对于风机转速，其控制与温度控制是否高效有关，如果送风速度较快，则可使车中实际温度与设定值相近。此外，风机实际转速还会影响到空调的舒适度。
在实际的设计工作中，因测量变量仅为温度参数，故可选用单变量二维模糊控制器。将车中的实际温度和设定温度之间的偏差及其变化率作为输入，将风机转速与温度门实际转角对应的总变化量作为输出。将偏差表示为e，其模糊量化值表示为E，偏差变化率表示为de，其模糊量化值表示为Ec，风机输出对应的模糊值表示为U1，温度门输出的模糊值表示为U2。其中，e与de都选择[-6，6]的论域；U1与U2都选择共13个论域，根据经验选择隶属函数。
模糊控制主要按以下规则进行：
（1）如果e为负大，且de为负大，则U1为正大，U2为负大。
（2）如果e为负大，且de为负小，则U1为正中，U2为负中。
（3）如果e为负小，且de为负小，则U1为正中，U2为负中。
完成去模糊以后，可得到离线查询表，采用计算机进行离线计算，将结果存储于计算机当中。在动态控制时，通过对查询表的查找，来得到控制量对应的变化值，将其作为被控对象。在送风系统中，风机与温度门是两个不同的调节装置，应实现良好匹配，才可以达到理想控制效果。
三、结束语
综上所述，上述空调系统仅针对制冷，基于车中实际温度发生的变化，通过风机转速与温度门实际开度的控制来实现。事实上，制冷是一个十分复杂的过程，如果要保证车中温度维持在设定水平，应有多种传感器与控制机构来进行。