專利名稱：一種公交客車制冷、制熱集中控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種公交客車制冷、制熱集中控制裝置，適用于對公交客車內空氣溫度調節、發動機低溫保護有一定要求的城市公交客車。
背景技術：
近年來隨著政府對公共事業的投入不斷增加，公交客車作為城市名片，其技術水平也在不斷提升，從不帶制熱裝置到帶制熱裝置，從帶制熱裝置不帶制冷裝置，到即帶制熱裝置又帶制冷裝置；而作為發動機散熱的水箱風扇從直連式耦合到硅油離合器耦合，再到采用水溫控制電磁離合器耦合；這些裝置的應用以及改進提高了車輛乘坐的舒適性及發動機的低溫保護。但目前這些裝置都只是簡單的各自單獨控制，制熱裝置不能實現平滑的溫度控制，在各功能模塊都啟用時甚至會發生一些相互影響，不能系統的根據發動機水溫、車內溫度、車外溫度、車內空氣調節模式等因素實現聯網智能控制，主要存在一下問題
(I)制熱裝置只是簡單的開關控制，即通過儀表臺翹板開關打開水泵和暖風機，不帶車廂溫度控制系統，只能靠手動開關水泵和暖風機來控制車廂內溫度，因此，暖風機風速要么不能調節，要么只能分組關閉，由此經常發生車廂溫度高了或低了或溫度不均勻引起乘客抱怨，對舒適性產生一定影響，頻繁操作翹板開關對行車安全也產生影響。(2)制熱裝置不能根據發動機水溫情況約束其開關及控制暖風機的速度，這樣的壞處就是冬天發動機水溫沒熱起來暖風機就開啟，就不能使發動機快速升溫達到最佳運行溫度；同時發動機水循環系統熱量大部分散發在車廂內，使得車廂內溫度過高，而發動機本身水溫又沒有達到最佳運行溫度，造成發動機長期在非最佳水溫下運行，對發動機壽命及車廂舒適性產生影響。(3)制冷裝置操縱器、水泵、暖風機都采用獨立的控制系統，相互之間沒有關聯控制，在司機誤操作或者忘記關閉某一功能時，經常會發生開制冷時暖風機和水泵還在工作，關閉制熱時水泵忘記關閉，給車廂舒適性及水泵壽命造成影響，特別是在夏天，在制熱控制水循環系統總閥門關閉的情況下，誤操作開啟了水泵，有可能引起發動機水循環系統管子爆破。

發明內容
本發明針對以上現有技術中存在的問題而提出一種舒適性好、能夠解決公交客車內空氣溫度連續調節和發動機低溫保護的公交客車制冷、制熱集中控制裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是
一種公交客車制冷、制熱集中控制裝置，其特征在于它由操作控制電路、制冷控制電路和制熱控制電路組成；所述操作控制電路、制冷控制電路、制熱控制電路通過CAN總線連接；所述操作控制電路由第一控制電路、驅動及顯示電路和按鍵電路組成；所述第一控制電路與CAN總線相連接，第一控制電路與驅動及顯示電路雙向連接；所述按鍵電路的輸出端接驅動及顯示電路的相應輸入端；所述制冷控制電路由第一跟隨器、第二控制電路、第一跟隨及風機驅動電路和第一驅動電路組成；所述第一跟隨器的輸入端分別接車外溫度傳感器的輸出端、公交客車的空調蒸發器溫度傳感器的輸出端、車內制冷傳感器的輸出端，第一跟隨器的輸出端接第二控制電路的輸入端；所述第二控制電路與CAN總線相連接，其兩路輸出端分別接第一跟隨及風機驅動電路的輸入端和第一驅動電路的輸入端；所述第一驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調冷凝風機的控制端和蒸發風機的控制端；所述第一跟隨及風機驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調冷凝風機的控制端和蒸發風機的控制端；所述第一驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調壓縮機離合器的控制端和制熱控制水循環的發動機散熱散熱風扇離合器的控制端；
所述制熱控制電路由第二跟隨器、第三控制電路、第二跟隨及風機驅動電路和第二驅動電路組成；所述第二跟隨器的輸入端接車內制熱溫度傳感器的輸出端，第二跟隨器的輸出端接第三控制電路的輸入端；所述第三控制電路與CAN總線相連接，其兩路輸出端分別接第二跟隨及風機驅動電路的輸入端和第二驅動電路的輸入端；所述第二跟隨及風機驅動電路的輸出端接車內暖風機的控制端；所述第二驅動電路的輸出端分別接車內水泵的控制端和制熱控制水循環的發動機散熱風扇離合器的控制端。 本發明的有益效果如下
(I)取消了暖風機及水泵控制的翹板開關，制冷控制和制熱控制采用一個操作控制電路(以下簡稱操作模塊)控制，使操作更加簡便，有效解決了制冷控制時開制熱控制的誤操作以及制熱關閉時水泵忘記關閉的情況。(2)完善了制熱控制，增加了暖風機、水泵等制熱負載，制熱控制可根據采集的車內溫度實現0% 100%范圍內無級調節暖風機速度及控制水泵的開啟和關閉，使車廂內溫度從手動不穩定的控制變成自動平滑的控制，暖風機高速運轉產生的噪音也得到了有效遏制，使乘坐的舒適性得到極大的提高。(3)操作控制、制冷控制、制熱控制通過CAN總線通訊聯網，最大范圍實現信息共享及交換，使得各模塊之間的溝通和控制從分散的控制到有機的組成一個網絡，實現智能控制。(4)取消了散熱風扇離合器自帶水溫傳感器及控制套件，由制冷控制、制熱控制同時從整車CAN總線接收發動機ECU發出的水溫報文，并由制熱控制電路控制發動機散熱風扇離合器，當發動機水溫在60°C以下時禁止制熱控制開啟，當發動機水溫86°C以上時，控制發動機散熱風扇離合器吸合，通過CAN總線的通訊，使發動機在最佳運行溫度下工作，有效的保證了發動機的使用壽命。(5)通過制冷控制采集車外溫度，當車外溫度超過20°c時制熱控制開啟無效，當發動機水溫剛達到65°C時(可開啟制熱時)，為防止吹出來的風使人感覺偏冷，采取了先20%暖風機風速運行5分鐘，等待水溫進一步上升后，再將暖風機上升到設定風速，使操作控制更加人性化也更安全。(6)制冷控制備份了發動機散熱風扇離合器控制功能，當制熱控制失效或者水溫報文丟失時，制冷控制可迅速接替制熱控制使風扇離合器閉合，風扇離合器作為影響行車的關鍵部件，采用雙重控制，使控制系統的保障能力得到明顯增強。


圖I為本發明的原理框 圖2為本發明的操作控制電路的電路原理 圖3為本發明的制冷控制電路的電路原理 圖4為本發明的制熱控制電路的電路原理 在圖1-4中，4為暖風機，5為水泵，6為風扇離合器，7為車內制熱溫度傳感器，8為CAN總線，9為車外溫度傳感器，10為蒸發器溫度傳感器，11為車內制冷溫度傳感器，12為壓縮機離合器，13為冷凝風機，14為蒸發風機。
具體實施方式
由附圖1-4可知本實施例由操作控制電路I、制冷控制電路2(以下簡稱制冷模塊)和制熱控制電路3 (以下簡稱制熱模塊)組成；所述操作控制電路I、制冷控制電路2、制熱控制電路3通過CAN總線8連接；所述操作控制電路I由第一控制電路、驅動及顯示電路和按鍵電路組成；所述第一控制電路與CAN總線8相連接，第一控制電路與驅動及顯示電路雙向連接；所述按鍵電路的輸出端接驅動及顯示電路的相應輸入端；
所述制冷控制電路2由第一跟隨器、第二控制電路、第一跟隨及風機驅動電路和第一驅動電路組成；所述第一跟隨器的輸入端分別接車外溫度傳感器9的輸出端、公交客車的空調蒸發器溫度傳感器10的輸出端、車內制冷傳感器11的輸出端，第一跟隨器的輸出端接第二控制電路的輸入端；所述第二控制電路與CAN總線8相連接，其兩路輸出端分別接第一跟隨及風機驅動電路的輸入端和第一驅動電路的輸入端；所述第一跟隨及風機驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調冷凝風機13的控制端和蒸發風機14的控制端；所述第一驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調壓縮機離合器12的控制端和制熱控制水循環的發動機散熱風扇離合器6的控制端；
所述制熱控制電路3由第二跟隨器、第三控制電路、第二跟隨及風機驅動電路和第二驅動電路組成；所述第二跟隨器的輸入端接車內制熱溫度傳感器7的輸出端，第二跟隨器的輸出端接第三控制電路的輸入端；所述第三控制電路與CAN總線8相連接，其兩路輸出端分別接第二跟隨及風機驅動電路的輸入端和第二驅動電路的輸入端；所述第二跟隨及風機驅動電路的輸出端接車內暖風機4的控制端；所述第二驅動電路的輸出端分別接車內水泵5的控制端和發動機散熱風扇離合器6的控制端。所述第一控制電路由單片機ICl和總線收發芯片IC2組成；所述單片機ICl的型號為NUC140RE3CN，其25-26腳分別接總線收發芯片IC2的4腳、I腳；所述總線收發芯片IC2的型號為TJA1040，其6-7腳接CAN總線8，其8腳接地；
所述驅動及顯示電路由顯示驅動芯片IC3和顯示屏IC4組成；所述顯示驅動芯片IC3的型號為TM1628，其2-4腳分別接單片機ICl的34-32腳，顯示驅動芯片IC3的8_20腳、23-24腳、26-27腳分別接顯示屏IC4的相應輸入端；所述顯示屏IC4的型號為4301AS-3。所述按鍵電路由按鍵S1-S6組成；所述按鍵SI、按鍵S3、按鍵S5的一端均接顯示驅動芯片IC3的6腳，所述按鍵S2、按鍵S4、按鍵S6的一端均接顯示驅動芯片IC3的5腳，按鍵SI的另一端接顯示驅動芯片IC3的8腳，按鍵S2、按鍵S3的另一端均接顯示驅動芯片IC3的9腳，按鍵S4、按鍵S5的另一端均接顯示驅動芯片IC3的10腳，按鍵S6的另一端均接顯示驅動芯片IC3的11腳。所述第一跟隨器有三路結構相同的支路組成；其中第一支路由電壓比較器IC7A及其外圍元件電阻R1-R2組成；所述電壓跟隨器IC7A的型號為LM339 (以下電壓跟隨器和比較器的型號均為LM339)，其同相輸入端經電阻R2接車內制冷傳感器11的輸出端，所述電阻Rl接在+5V與車內制冷傳感器11的輸出端之間；其中第二支路由電壓跟隨器IC7B及其外圍元件電阻R3-R4組成；其中第三支路由電壓跟隨器IC7C及其外圍元件電阻R5-R6組成；
所述第二控制電路由單片機IC5和總線收發芯片IC6組成；所述單片機IC5的型號為NUC140RE3CN，其輸入端46-48腳分別接電壓跟隨器IC7A-IC7C的輸出端，其25-26腳分別接總線收發芯片IC6的4腳、I腳；所述總線收發芯片IC6的的型號為TJA1040，其6_7腳接CAN總線8，其8腳接地；
所述第一跟隨及風機驅動電路由兩路結構相同的支路組成；其中第一支路由電壓跟隨 器IC7D、比較器IC8A、比較器IC10A、場效應管VT (N溝道場效應管)3、電阻R8-R12、電阻R39-R46和電容C1-C2、電容C7-C8組成；所述電壓跟隨器IC7D的同相輸入端依次經電阻R7、電阻R8接單片機IC5的輸出端40腳，電壓跟隨器IC7D的輸出端經電阻R9接比較器IC8A的同相輸入端；所述電容Cl接在電阻R7與電阻R8的節點和地之間；所述比較器IC8A的反相輸入端依次經電容C8、電阻R44接比較器IClOA的輸出端，比較器IC8A的輸出端經電阻Rll接場效應管VT3的柵極G ;所述電阻RlO接在比較器IC8A的同相輸入端與地之間；所述電阻R46接在比較器IC8A的反相輸入端與地之間；所述電阻R41與電阻R45串聯后接在+12V與地之間；所述比較器IClOA的同相輸入端經電阻R42接電阻R41與電阻R45的節點B，比較器IClOA的輸出端經電阻R39接+12V，電阻R40接在比較器IClOA的輸出端與所述B點之間，電阻R44與電容C7串聯后接在比較器IClOA的反相輸入端與地之間，電阻R43與電容C7的節點和電阻R44與電容C8的節點相連接；所述場效應管VT3的源極S經電阻R12接地，其漏極D接所述蒸發風機(14)的控制端；所述蒸發風機(14)的電源端一路接+24V，另一路經電容C2接地；其中第二支路由電壓跟隨器IC8B、比較器IC8C、比較器IC10B、場效應管VT4(N溝道場效應管)、電阻R13-R18、電阻R47-R54和電容C1-C2、電容C9-C10 組成；
所述第一驅動電路由兩路支路組成；其中第一支路由三極管Tl、場效應管VTl (P溝道場效應管)和電阻R19-R21組成；所述三極管Tl的基極經電阻R19接單片機IC5的輸出端34腳，其發射極接地，其集電極經電阻R20接場效應管VTI的柵極G ;所述場效應管VTl的源極S接+24V，其漏極D接所述壓縮機離合器12的控制端；所述電阻R21接在場效應管VTl的柵極G與+24V之間；其中第二支路由三極管T2、場效應管VT2 (P溝道場效應管)、二極管Dl和電阻R22-R24組成，第二支路作為所述風扇離合器6的備用控制電路；所述三極管T2的基極經電阻R22接單片機IC5的輸出端33腳，其發射極接地，其集電極經電阻R23接場效應管VTl的柵極G ;所述場效應管VT2的源極S接+24V，其漏極D接二極管Dl的陽極；所述二極管Dl的陰極為輸出端A端；所述電阻R24接在場效應管VT2的柵極G與+24V之間。所述第二跟隨器由電壓比較器IC9A及其外圍元件電阻R25-R26組成；所述電壓跟隨器IC9A的同相輸入端經電阻R26接車內制熱溫度傳感器7的輸出端；所述電阻R25接在+5V與車內制熱溫度傳感器7的輸出端之間；
所述第三控制電路由單片機ICio和總線收發芯片ICll組成；所述單片機IClO的型號為NUC140RE3CN，其輸入端48腳接電壓跟隨器IC9A的輸出端，其25-26腳分別接總線收發芯片ICll的4腳、I腳；所述總線收發芯片ICll的型號為TJA1040，其6-7腳接CAN總線8，其8腳接地；
所述第二跟隨及風機驅動電路由電壓跟隨器IC9B、比較器IC9C、比較器IC10C、場效應管VT5 (N溝道場效應管)、電阻R27-R32、電阻R55-R62和電容C5-C6、電容C11-C12組成；所述電壓跟隨器IC9B的同相輸入端依次經電阻R28、電阻R27接單片機IClO的輸出端40腳，電壓跟隨器IC9B的輸出端經電阻R29接比較器IC9C的同相輸入端；所述電容C6接在電阻R27與電阻R28的節點和地之間；所述比較器IC9C的反相輸入端依次經電容C12、電阻R61接比較器IClOC的輸出端，比較器IC9C的輸出端經電阻R31接場效應管VT3的柵極G ;所述電阻R30接在比較器IC9C的同相輸入端與地之間；所述電阻R62接在比較器IC9C的反相輸入端與地之間；所述電阻R56與電阻R60串聯后接在+12V與地之間；所述比較器IClOC的同相輸入端經電阻R58接電阻R56與電阻R60的節點E，比較器IClOC的輸出端經 電阻R55接+12V，電阻R57接在比較器IClOC的輸出端與所述E點之間，電阻R59與電容Cll串聯后接在比較器IClOC的反相輸入端與地之間，電阻R59與電容Cll的節點和電阻R61與電容C12的節點相連接；所述場效應管VT5的源極S經電阻R32接地，其漏極D接所述暖風機(4)的控制端；所述暖風機(4)的電源端一路接+24V，另一路經電容C5接地；
所述第二驅動電路由兩路支路組成；其中第一支路由三極管T3、場效應管VT6 (P溝道場效應管)和電阻R33-R35組成；所述三極管T3的基極經電阻R33接單片機IClO的輸出端34腳，其發射極接地，其集電極經電阻R34接場效應管VT6的柵極G ;所述場效應管VT6的源極S接+24V，其漏極D接所述水泵5的控制端；所述電阻R35接在場效應管VT6的柵極G與+24V之間；其中第二支路由三極管T4、場效應管VT7 (P溝道場效應管)、二極管D2和電阻R36-R38組成；所述三極管T4的基極經電阻R36接單片機IClO的輸出端33腳，其發射極接地，其集電極經電阻R37接場效應管VT7的柵極G ;所述場效應管VT7的源極S接+24V，其漏極D接二極管D2的陽極；所述二極管D2的陰極一路接所述A端，另一端接所述風扇離合器6的控制端；所述電阻R38接在場效應管VT7的柵極G與+24V之間。按鍵SI為ADD鍵，按鍵S2為SUB鍵，按鍵S3為MODE鍵，按鍵S4為FAN鍵，按鍵S5為OFF鍵，按鍵S6為ON鍵。本實施例的工作過程如下
本實施例的操作控制電路I、制冷控制電路2和制熱控制電路3采用了滿足SAE J1939協議的CAN總線通訊控制方式，3個模塊之間的指令操作及控制都是通過CAN總線完成的。操作模塊作為整個控制裝置的人機界面，各種開關機、制冷或制熱模式選擇、溫度設定、各風機風速大小設置等通過操作按鍵，由顯示驅動芯片IC3轉換為串行數據輸入到單片機IC1，單片機ICl將接收的串行按鍵數據轉化為符合SAE J1939通訊協議的CAN總線報文，由總線收發芯片IC2定時向制冷模塊、制熱模塊發送；同時通過總線收發芯片IC2從整車總線接收由制冷模塊、制熱模塊定時發送的車內制冷溫度、蒸發器溫度、車外溫度、車內制熱溫度、制冷或制熱模式等CAN總線報文，由單片機ICl處理為串行數據輸入顯示驅動芯片IC3第2腳，由顯示驅動芯片IC3驅動顯示屏IC4并顯示。制冷或制熱模式選擇、風速大小設定、溫度設定等操作全部集中在操作模塊上，制冷或制熱模式由MODE鍵連續按鍵切換；開機后，按MODE鍵一次選擇制冷模式，再按MODE鍵一次從制冷模式跳變到制熱模式，任何時候都只有一種模式可供選擇。選擇制冷模式時由操作模塊通過CAN總線8向制冷模塊發送開機、溫度設定、風速設定等報文，同時向制熱模塊發送關機報文；選擇制熱模式時由操作模塊通過CAN總線8向制熱模塊發送開機、溫度設定、風速設定報文，同時向制冷模塊發送關機報文，這樣既保證了操作的簡便，也消除了由于誤操作引起的即開制冷又開制熱的情況。制冷模塊主要承擔制冷控制、散熱風扇離合器備用控制、接收發動機ECU發送的水溫報文、制熱模塊工作狀態的檢測等功能。制冷模塊的工作原理如下
Cl)由制冷車內溫度傳感器11和電阻Rl組成的分壓電路通過電阻R2及電壓跟隨器IC7A將制冷時車內溫度輸入到單片機IC5的A/D 口(即單片機IC5的48腳)上，通過單片機IC5的處理將車內溫度由模擬信號轉化為數字信號，用于制冷模塊內部邏輯控制，然后由總線收發芯片IC6通過CAN總線8向操作模塊發送溫度報文，由操作模塊將溫度報文轉化為可顯示的數值；(2)由蒸發器溫度傳感器10和電阻R3組成的分壓電路通過電阻R4及電壓 跟隨器IC7B輸入到單片機IC5的A/D 口(即單片機IC5的47腳)上，通過單片機IC5的處理將蒸發器溫度由模擬信號轉為數字信號，用于制冷時檢測蒸發器表面是否結霜(當蒸發器溫度傳感器10檢測到溫度為零度以下時，說明蒸發器表面已結霜，則關閉壓縮機離合器12)，然后由總線收發芯片IC6向操作模塊發送溫度報文，由操作模塊將蒸發器溫度轉化為可顯示的數值；(3)由車外溫度傳感器9和電阻R5組成的分壓電路通過電阻R6及電壓跟隨器IC7C輸入到單片機IC5的A/D 口(即單片機IC5的46腳)上，通過單片機IC5的處理將車外溫度由模擬信號轉為數字信號，由總線收發芯片IC6向操作模塊和制熱模塊發送溫度報文，操作模塊將接收的車外溫度報文轉化為可供示的數值，制熱模塊接收車外溫度報文用于判斷是否開啟制熱控制；(4)由總線收發芯片IC6從CAN總線8上接收操作模塊發送的蒸發風機14的調速報文，通過單片機IC5的處理轉化為IC5的PWM端口(即單片機IC5的40腳)的輸出脈沖，經跟隨及驅動電路(即第一支路)控制蒸發風機14的速度；(5)單片機IC5將采集的車外溫度傳感器9的電壓信號，轉化為PWM端口(即單片機IC5的39腳)的輸出脈沖，經跟隨及驅動電路(即第二支路)控制冷凝風機13的速度；(6)當單片機IC5的34腳輸出高電位時，三極管Tl飽和導通，通過電阻R20使得場效應管VTl也飽和導通，+24V電壓加到壓縮機離合器12上，使其閉合；(7)當單片機IC5的33腳輸出高電位時，三極管T2飽和導通，通過電阻R23使得場效應管VT2也飽和導通，二極管Dl導通輸出高電位，此電路作為風扇離合器6的備用控制電路。制冷模塊風扇離合器6備用控制過程為(I)制冷模塊、制熱模塊都從CAN總線8接收發動機ECU以廣播形式發送的水溫報文，制熱模塊接收到水溫報文后經CAN總線8向制冷模塊發送一幀工作狀態和水溫確認報文，制冷模塊能收到制熱模塊發送的確認報文，證明制熱模塊工作正常且收到了水溫報文，此時風扇離合器6的控制由制熱模塊完成；(2)當制冷模塊接收不到制熱模塊發送的報文或者只收到工作狀態的報文，則表明制熱模塊失效不能發出報文或者沒有收到發動機ECU發送的水溫報文，此時制熱模塊不能控制風扇離合器6的閉合,貝U風扇離合器6交由制冷模塊來控制,制冷模塊根據接收的發動機水溫報文，在水溫86°C以上時由風扇離合器6的備用控制電路輸出高電位控制風扇離合器6吸合，當發動機水溫在80°C以下時則輸出低電位使風扇離合器6斷開；(3)當制冷模塊接收不到制熱模塊發送的水溫確認報文而本身也接收不到水溫報文時，則表明此時發動機ECU發送的水溫報文出現故障，此時制冷模塊通過風扇離合器6的備用控制電路輸出高電位使風扇離合器6強制吸合，滿足車輛行駛要求，通過上述(1)、(2)、(3)的控制使發動機散熱風扇離合器6的可靠性控制得到了極大的提高。制熱模塊負責集中控制裝置制熱和發動機散熱風扇離合器6的閉合與斷開。制熱模塊的工作原理及工作工程如下
一、(I)由車內制熱溫度傳感器7和電阻R25組成的分壓電路通過電阻R26及電壓跟隨器IC9A輸入到單片機IClO的A/D (即單片機IClO的48腳)口上，通過單片機IClO的處理將車內溫度由模擬信號轉化為數字信號，用于制熱模塊內部邏輯控制，然后 由總線收發芯片ICll通過CAN總線8向操作模塊發送車內溫度信號，由操作模塊將其轉化為可顯示的數值；(2)由總線收發芯片ICll從CAN總線8上接收操作模塊發送的暖風機4的調速報文，通過單片機IClO的處理轉化為PWM端口(即單片機IClO的40腳)的輸出脈沖，經跟隨及驅動電路控制暖風機4的速度；(3)當單片機IClO的34腳輸出高電位時，三極管T3飽和導通，通過電阻R34使得場效應管VT6也飽和導通，+24V電壓加到水泵5上，使其運行；
(4)當單片機IClO的33腳輸出高電位時，三極管T4飽和導通，通過電阻R37使得場效應管VT7也飽和導通，+24V電壓經二極管D2加到風扇離合器6上，使其閉合；
二、制熱模塊控制過程為制熱模塊從CAN總線8上接收發動機E⑶以廣播形式發送的水溫報文、操作模塊發送的開機、制熱溫度設定、暖風機4速度調節報文、從制冷模塊接收的車外溫度報文；當滿足①當接收的車外溫度報文不超過20°C 當發動機水溫報文在650C以上操作模塊發送制熱設定溫度報文比制熱車內溫度傳感器7感應的溫度高；這三個條件時，由單片機IClO的40腳輸出20%占空比的PWM波形，使暖風機4以設定速度的20%運行，同時單片機IClO的34腳輸出高電位使三極管T3飽和導通，通過電阻R34使得場效應管VT6也飽和導通，+24V電壓加到水泵5上，使其運轉，此時因發動機水溫剛達到65°C，吹出來的風還不是太熱，讓暖風機4低速運轉慢慢預熱，通過單片機IClO的定時程序，5分鐘后，發動機水溫超過65°C—定數值后，此時允許暖風機4以設定速度高速運轉，使車內溫度迅速升高；當車內制熱溫度傳感器7感應的溫度接近到與設定溫度差2°C時，讓暖風機以設定速度的40%運行，車內溫度繼續上升，車內溫度越接近設定溫度，暖風機4的速度越接近零，即控制車內溫度越接近設定目標溫度時暖風機4的速度越慢，到達設定目標溫度時則關閉暖風機4和水泵5，通過此控制使車廂內的溫度控制變得更平滑，舒適性得到極大提高。車外溫度對制熱開啟的限制，消除了在不需要開制熱的天氣因誤操作使水泵5工作對發動機水路系統造成的傷害。發動機低溫保護的工作原理如下①當制熱模塊接收的發動機E⑶發送的水溫報文低于60°C時，不允許制熱開啟；②當制熱模塊接收的發動機ECU發送的水溫報文低于80°C時，風扇離合器6不吸合操作模塊設定制熱溫度范圍16°C 30°C;這些控制方式的設定，使低溫時制熱模塊暫緩開啟能讓發動機迅速升溫，制熱開啟后，風扇離合器6在發動機水溫達到最佳溫度85°C時吸合，操作模塊約束溫度在一定的范圍內，防止了車廂內溫度設定太高，制熱時占用太多發動機熱量，發動機水溫總在60°C 70°C之間徘徊，造成風扇離合器6始終不吸合，使發動機長期不在最佳溫度下運行，因此使得發動機低溫保護得到有效加強，延長了發動機壽命，同時使車廂內的溫度控制也更平滑，乘坐舒適性得到極大提
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權利要求
1.一種公交客車制冷、制熱集中控制裝置，其特征在于它由操作控制電路(I)、制冷控制電路(2 )和制熱控制電路(3 )組成；所述操作控制電路(I)、制冷控制電路(2 )、制熱控制電路(3)通過CAN總線(8)連接；所述操作控制電路(I)由第一控制電路、驅動及顯示電路和按鍵電路組成；所述第一控制電路與CAN總線⑶相連接，第一控制電路與驅動及顯示電路雙向連接；所述按鍵電路的輸出端接驅動及顯示電路的相應輸入端； 所述制冷控制電路(2)由第一跟隨器、第二控制電路、第一跟隨及風機驅動電路和第一驅動電路組成；所述第一跟隨器的輸入端 分別接車外溫度傳感器(9)的輸出端、公交客車的空調蒸發器溫度傳感器(10)的輸出端、車內制冷傳感器(11)的輸出端，第一跟隨器的輸出端接第二控制電路的輸入端；所述第二控制電路與CAN總線(8)相連接，其兩路輸出端分別接第一跟隨及風機驅動電路的輸入端和第一驅動電路的輸入端；所述第一跟隨及風機驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調冷凝風機(13)的控制端和蒸發風機(14)的控制端；所述第一驅動電路的輸出端分別接公交客車的空調壓縮機離合器(12)的控制端和制熱控制水循環的發動機散熱風扇離合器(6)的控制端； 所述制熱控制電路(3)由第二跟隨器、第三控制電路、第二跟隨及風機驅動電路和第二驅動電路組成；所述第二跟隨器的輸入端接車內制熱溫度傳感器(7)的輸出端，第二跟隨器的輸出端接第三控制電路的輸入端；所述第三控制電路與CAN總線(8)相連接，其兩路輸出端分別接第二跟隨及風機驅動電路的輸入端和第二驅動電路的輸入端；所述第二跟隨及風機驅動電路的輸出端接車內暖風機(4)的控制端；所述第二驅動電路的輸出端分別接車內水泵(5)的控制端和所述風扇離合器(6)的控制端。
2.根據權利要求I所述的公交客車制冷、制熱集中控制裝置，其特征在于所述第一控制電路由單片機ICl和總線收發芯片IC2組成；所述單片機ICl的25-26腳分別接總線收發芯片IC2的4腳、I腳；所述總線收發芯片IC2的6-7腳接CAN總線(8)，其8腳接地； 所述驅動及顯示電路由顯示驅動芯片IC3和顯示屏IC4組成；所述顯示驅動芯片IC3的2-4腳分別接單片機ICl的34-32腳，顯示驅動芯片IC3的8-20腳、23-24腳、26-27腳分別接顯示屏IC4的相應輸入端； 所述按鍵電路由按鍵S1-S6組成；所述按鍵SI、按鍵S3、按鍵S5的一端均接顯示驅動芯片IC3的6腳，所述按鍵S2、按鍵S4、按鍵S6的一端均接顯示驅動芯片IC3的5腳，按鍵SI的另一端接顯示驅動芯片IC3的8腳，按鍵S2、按鍵S3的另一端均接顯示驅動芯片IC3的9腳，按鍵S4、按鍵S5的另一端均接顯示驅動芯片IC3的10腳，按鍵S6的另一端均接顯示驅動芯片IC3的11腳。
3.根據權利要求2所述的公交客車制冷、制熱集中控制裝置，其特征在于所述第一跟隨器由三路結構相同的支路組成；其中第一支路由電壓比較器IC7A及其外圍元件電阻R1-R2組成；所述電壓跟隨器IC7A的同相輸入端經電阻R2接車內制冷傳感器(11)的輸出端，所述電阻Rl接在+5V與車內制冷傳感器(11)的輸出端之間；其中第二支路由電壓跟隨器IC7B及其外圍元件電阻R3-R4組成；其中第三支路由電壓跟隨器IC7C及其外圍元件電阻R5-R6組成； 所述第二控制電路由單片機IC5和總線收發芯片IC6組成；所述單片機IC5的輸入端·46-48腳分別接電壓跟隨器IC7C-IC7A的輸出端，其25-26腳分別接總線收發芯片IC6的4腳、I腳；所述總線收發芯片IC6的6-7腳接CAN總線(8)，其8腳接地；所述第一跟隨及風機驅動電路由兩路結構相同的支路組成；其中第一支路由電壓跟隨器IC7D、比較器IC8A、比較器IC10A、場效應管VT3、電阻R8-R12、電阻R39-R46和電容C1-C2、電容C7-C8組成；所述電壓跟隨器IC7D的同相輸入端依次經電阻R7、電阻R8接單片機IC5的輸出端40腳，電壓跟隨器IC7D的輸出端經電阻R9接比較器IC8A的同相輸入端；所述電容Cl接在電阻R7與電阻R8的節點和地之間；所述比較器IC8A的反相輸入端依次經電容C8、電阻R44接比較器IClOA的輸出端，比較器IC8A的輸出端經電阻Rll接場效應管VT3的柵極G ;所述電阻RlO接在比較器IC8A的同相輸入端與地之間；所述電阻R46接在比較器IC8A的反相輸入端與地之間；所述電阻R41與電阻R45串聯后接在+12V與地之間；所述比較器IClOA的同相輸入端經電阻R42接電阻R41與電阻R45的節點B，比較器IClOA的輸出端經電阻R39接+12V，電阻R40接在比較器IClOA的輸出端與所述B點之間，電阻R44與電容C7串聯后接在比較器IClOA的反相輸入端與地之間，電阻R43與電容C7的節點和電阻R44與電容C8的節點相連接；所述場效應管VT3的源極S經電阻R12接地，其漏極D接所述蒸發風機(14)的控制端；所述蒸發風機(14)的電源端一路接+24V，另一路經電容C2接地；其中第二支路由電壓跟隨器IC8B、比較器IC8C、比較器IC10B、場效應管VT4、電阻R13-R18、電阻R47-R54和電容C1-C2、電容C9-C10組成； 所述第一驅動電路由兩路支路組成；其中第一支路由三極管Tl、場效應管VTl和電阻R19-R21組成；所述三極管Tl的基極經電阻R19接單片機IC5的輸出端34腳，其發射極接地，其集電極經電阻R20接場效應管VTl的柵極G ;所述場效應管VTl的源極S接+24V，其漏極D接所述壓縮機離合器(12)的控制端；所述電阻R21接在場效應管VTl的柵極G與+24V之間；其中第二支路由三極管T2、場效應管VT2、二極管Dl和電阻R22-R24組成；所述三極管T2的基極經電阻R22接單片機IC5的輸出端33腳，其發射極接地，其集電極經電阻R23接場效應管VTl的柵極G ;所述場效應管VT2的源極S接+24V，其漏極D接二極管Dl的陽極；所述二極管Dl的陰極為輸出端A端；所述電阻R24接在場效應管VT2的柵極G與+24V之間。
4.根據權利要求3所述的公交客車制冷、制熱集中控制裝置，其特征在于所述第二跟隨器由電壓比較器IC9A及其外圍元件電阻R25-R26組成；所述電壓跟隨器IC9A的同相輸入端經電阻R26接車內制熱溫度傳感器(7)的輸出端；所述電阻R25接在+5V與車內制熱溫度傳感器(7)的輸出端之間； 所述第三控制電路由單片機IClO和總線收發芯片ICll組成；所述單片機IClO的輸入端48腳接電壓跟隨器IC9A的輸出端，其25-26腳分別接總線收發芯片ICll的4腳、I腳；所述總線收發芯片ICll的6-7腳接CAN總線(8)，其8腳接地； 所述第二跟隨及風機驅動電路由電壓跟隨器IC9B、比較器IC9C、比較器IC10C、場效應管VT5、電阻R27-R32、電阻R55-R62和電容C5-C6、電容Cl 1-C12組成；所述電壓跟隨器IC9B的同相輸入端依次經電阻R28、電阻R27接單片機IClO的輸出端40腳，電壓跟隨器IC9B的輸出端經電阻R29接比較器IC9C的同相輸入端；所述電容C6接在電阻R27與電阻R28的節點和地之間；所述比較器IC9C的反相輸入端依次經電容C12、電阻R61接比較器IClOC的輸出端，比較器IC9C的輸出端經電阻R31接場效應管VT3的柵極G ;所述電阻R30接在比較器IC9C的同相輸入端與地之間；所述電阻R62接在比較器IC9C的反相輸入端與地之間；所述電阻R56與電阻R60串聯后接在+12V與地之間；所述比較器IClOC的同相輸入端經電阻R58接電阻R56與電阻R60的節點E，比較器IClOC的輸出端經電阻R55接+12V，電阻R57接在比較器IClOC的輸出端與所述E點之間，電阻R59與電容Cll串聯后接在比較器IClOC的反相輸入端與地之間，電阻R59與電容Cll的節點和電阻R61與電容C12的節點相連接；所述場效應管VT5的源極S經電阻R32接地，其漏極D接所述暖風機(4)的控制端；所述暖風機(4)的電源端一路接+24V，另一路經電容C5接地； 所述第二驅動電路由兩路支路組成；其中第一支路由三極管T3、場效應管VT6和電阻 R33-R35組成；所述三極管T3的基極經電阻R33接單片機IClO的輸出端34腳，其發射極接地，其集電極經電阻R34接場效應管VT6的柵極G ;所述場效應管VT6的源極S接+24V，其漏極D接所述水泵(5)的控制端；所述電阻R35接在場效應管VT6的柵極G與+24V之間；其中第二支路由三極管T4、場效應管VT7、二極管D2和電阻R36-R38組成；所述三極管T4的基極經電阻R36接單片機IClO的輸出端33腳，其發射極接地，其集電極經電阻R37接場 效應管VT7的柵極G ;所述場效應管VT7的源極S接+24V，其漏極D接二極管D2的陽極；所述二極管D2的陰極一路接所述A端，另一路接所述風扇離合器(6)的控制端；所述電阻R38接在場效應管VT7的柵極G與+24V之間。
全文摘要
本發明涉及一種公交客車制冷、制熱集中控制裝置，適用于對公交客車內空氣溫度調節、發動機低溫保護有一定要求的城市公交客車。本發明由操作控制電路、制冷控制電路和制熱控制電路組成；所述操作控制電路、制冷控制電路、制熱控制電路通過CAN總線連接；所述操作控制電路由第一控制電路、驅動及顯示電路和按鍵電路組成；所述制冷控制電路由第一跟隨器、第二控制電路、第一跟隨及風機驅動電路和第一驅動電路組成；所述制熱控制電路由第二跟隨器、第三控制電路、第二跟隨及風機驅動電路和第二驅動電路組成；本發明優點的是舒適性好，能夠解決公交客車內空氣溫度連續調節和發動機低溫保護的問題。
文檔編號B60H1/00GK102874070SQ20121036900
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者于新泉, 張奎 申請人:于新泉