第12汽车空调系统的真空控制与转速控制.doc

4-5 汽车空调系统的真空控制与转速控制4.5.2汽车空调的转速控制（发动机功率保护控制）1发动机功率保护控制的内容对于非独立式汽车空调来讲，其压缩机的动力来自汽车发动机。这样，在某些汽车行驶工况下使空调运转时，会影响发动机运转的稳定性。因此，在汽车空调系统中，为了保证发动机的正常运转，防止发动机出现熄火、过热等异常现象，必须设置发动机功率保护装置。2发动机功率保护装置的类型汽车空调中的功率保护装置有怠速时、加速时、启动时、助力转向时、制动时、过热时等。（1）发动机怠速时的功率保护怠速时，开启空调容易造成发动机过热、发动机功率不足，怠速转速不稳定，故在空调系统设置了怠速切断器或怠速转速提升装置。在现代轿车上，发动机怠速功率保护可以采用发动机ECU来控制实现。（2）汽车加速时的功率保护目的：在现代高档轿车上，设有加速切断器，其目的是：在汽车加速或超车时暂时切断压缩机电磁离合器电源，使发动机全部功率用于满足汽车加速需要，并防止压缩机超速损坏。实现加速切断的方法：1）利用与节气门杆系连接的机械开关；2）利用能感应进气管真空度的真空开关（此开关和压缩机离合器的电路串联）；3）在电喷车利用节气门位置传感器的信号和曲轴位置传感器信号感知发动机处于加速状态，由发动机ECU完成空调电路的切断。（3）启动时的功率保护起动时，起动电流很大。要实现顺利起动，在发动机起动时，应暂时切断车上其他用电设备电源，同时卸去发动机不必要的负荷。故有些车上设置起动切断继电器，由起动机开关直接控制。一部分电喷车上，在起动时，也可以由发动机ECU将压缩机继电器回路切断。（4）助力转向时的功率保护（5）制动时的功率保护（6）发动机过热时的功率保护4-6全自动空调的控制与调节一、概述1全自动空调的含义它能根据驾驶员所设定的温度，不断检测车内车外温度、太阳能辐射等，自动调节鼓风机转速，保持车内温度在设定范围内，同时也实现系统进气、气流方式和压缩机的控制。即全自动空调系统在普通（手动）空调系统的基础上，采用各种传感器、程序装置、伺服电机和控制模块等驱动执行机构。驾驶员通过操作控制面板上的键，来选择空调系统的工作模式和鼓风机转速。自动空调系统通过程序装置检测空气温度，调节气流混合门位置来达到并保持驾驶员预先设置的舒适程序。2全自动空调的分类（1）普通全自动空调系统放大器控制型（2）电脑（微型计算机）控制型全自动空调系统。（3）区别1）是否有自诊断功能。普通全自动空调系统没有提供故障码存储器，电控全自动空调系统具有监控系统，监控系统的随机存取器（RAM）存储故障码。2）所用的执行机构形式和传感器数量不同。3）电控全自动空调系统的控制精度更高，控制范围更宽，更加智能化。（4）相同点两类系统的工作方式虽有不同，但它们都是按预先设置的舒适程度控制车室内的温度、湿度、流速和清洁度，使车室内保持的温度与湿度与车室外的气候条件无关。2全自动空调系统的功能全自动空调系统的控制器能根据各种传感器的输入信号和设定温度，通过空气混合风门改变冷热风的比例，进而控制空气流的温度，当车内温度达到设定温度时，ECU停止驱动伺服电机，并把此位置存入记忆；ECU还通过方式风门控制气流流向；通过进气风门控制进气来自车内还是车外。另外，电控全自动空调系统还具有故障自诊断功能，在压缩机转速末锁定和系统压力过低、过高时将使压缩机停止工作，并由显示器闪亮显示故障。（1）空调控制：包括温度自动控制、风量控制、运转方式的自动控制、换气量的控制等，以满足乘员对空调舒适性的要求。（2）节能控制：包括压缩机运转工况的控制，换气量的最佳控制以及随温度变化的换气切换、增大转入经济运行、根据车内外温度自动切断压缩机电源的控制。（3）故障、安全报警：制冷剂不足报警、制冷系统压力过高或过低报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警。电控空调系统在某部位发生故障报警的同时，还可将该系统自动转入常规运行，不至于影响空调系统的工作。（4）显示：可显示设定温度、控制温度、控制方式、运转状况及运转时间等参数。（5）故障存储：此项功能只有电控空调具备。当空调系统发生故障时，其故障部位的代码便存储在电脑中，修理时可借助解码设备调出。4全自动空调的组成控制面板、配气系统和电子控制系统（1）控制面板控制面板是驾驶员向空调系统的微处器输入的设备。双区自动空调控制面板（2）空调控制器空调控制器，俗称空调电脑（放大器或ECU）。根据来自传感器和控制面板上各键的输入，控制制冷压缩机的电磁离合器工作、暖风加热器热水阀工作、将模式门放到适当位置等输出信号。（3）传感器各车型的全自动空调系统所使用的传感器也不尽相同。其中最常用的是车内车外温度传感器、太阳能传感器、空气质量传感器、烟雾传感器等。（4）执行器全自动空调系统的执行器主要有压缩机、鼓风机、气流混合门、真空执行机构等。二、全自动空调的输入元件（传感器）自动空调的输入元件主要是各种温度传感器、空气质量传感器及其他发动机电脑输入信号。1车内温度传感器作用：用来检测车内温度变化，并将检测信号电压输入空调ECU；安装位置：一般安装在仪表板里面，位置较封闭；类型：为了及时地测量当前的车内平均气温，系统会把车内的空气不断地强制流过车内温度传感器。按吸入内气的方式不同，车内温度传感器可分为吸气型和电机型两种。结构：一般采用负温度系数的热敏电阻。它的性能好坏影响了出风口空气的温度、出风口风量、模式门位置及进气门位置，可通过检查其不同温度下的电阻值进行检测。几种车型车内温度传感器的规格2车外温度传感器环境温度传感器、大气温度传感器作用：用来检测车外温度变化，并将检测信号输入空调控制单元；安装位置：一般安装在前保险杠内或水箱之前，极易受到环境影响。结构：一般采用负温度系数的热敏电阻。它的性能好坏也影响着出风口空气的温度、出风口风量、模式门位置及进气门位置，可通过检查其不同温度下的电阻值进行检测，有些车型会在仪表板上和空调面板上显示环境温度，便于观察和发现故障。几种车型车外温度传感器规格3蒸发器温度传感器作用：用来检测蒸发器出口的温度变化，并将检测信号电压输入空调ECU，用以修正修正混合门位置及控制压缩机的转、停，防止蒸发器结霜。安装位置：一般安装在蒸发器的表面；结构：一般也采用负温度系数的热敏电阻，可通过检查其不同温度下的电阻值进行检测。凌志车蒸发器温度传感器规格温度（）电阻（）电压V0450052002.02.415200027001.41.84阳光传感器太阳能温度传感器作用：利用光电效应原理把日光照射量转换为电信号输入空调ECU，用以修正混合门的位置和鼓风机的转速；安装位置：一般安装在仪表板上面，前挡风玻璃的内侧底部。结构：主要部件是一支光敏电阻，阳光越强，电阻越小。一般在强阳光照射下，电阻应为4k；当遮住阳光传感器时，其电阻应为。5水温传感器作用：测量加热器芯子的温度，修正混合门的位置；起到保护功能，防止压缩机在发动机高温时工作；控制鼓风机，根据水温高低，控制鼓风机的转速。安装位置：一般安装在暖风装置里；结构：采用采用负温度系数的热敏电阻，可通过检测其电阻值进行检测；凌志车水温传感器的规格温度04070电阻值16.517.5 k2.42.8 k0.71.0 k6空气质量传感器多功能传感器，主要是测量空气湿度、环境温度、外界空气污染程度，空调电脑采用上述测量结果，从而去控制压缩机的工作和进气门的位置。 7烟雾传感器烟雾传感器设在后空调装置内。当接通点火开关且空调处于“AUTO”方式，它便开始检测烟雾，并将信号送给空调电脑，使后送风电机按低速运转。8发动机电脑输入在一些系统中，某些输入信号线送到动力控制模块（PCM），然后转送到空调电脑。这些输入信号包括发动机冷却液温度、发动机转速、车速及空调系统压力等。三、全自动空调的执行元件1混合门伺服电机混合门伺服电机是全自动空调最关键的执行元件。混合门的位置变化会引起出风温度及湿度的变化。目前应用的混合门伺服电机按照控制方式不同，有以下五种形式：（1）直流电机+位置传感器空调控制器控制电机动作，电机带动混合门移动，同时也带动位置传感器的移动触点，空调控制器通过该信号的变化来给混合门定位。（2）步进电机宝马、凌志等车型采用步进电机来驱动混合门，由于步进电机具有自定位功能，因此不需要位置传感器反馈。（3）真空伺服电机（4）混合门伺服电机内含微芯片，通过数据总线与空调控制器通信（5）混合门内含微芯片，但不是通过数据总线与空调控制器通信2模式门伺服电机全自动空调系统中，空调控制器可以控制风门处于吹脸（face）、双层（B/L）、吹脚（foot）、除雾（defrost）等不同模式。模式门伺服电机按照控制方式不同，有以下五种形式：（1）直流电机+位置传感器（2）直流电机+位置开关（3）电机内含微芯片，通过数据总线与空调电脑通信（4）真空伺服电机：采用真空驱动器来控制各个模式门的位置。（5）丰田车专用的模式门伺服电机3进气门进气门可以控制送风的内循环、外循环以及混合循环。图中2号线为电源线，当3号线搭铁时，进气门会运行到新鲜位置（即外循环）；当4号线搭铁时，进气门会运行到循环位置（即内循环）。4鼓风机控制鼓风机控制模块安装在风道上，以便于散热。鼓风机控制模块可以实现鼓风机的停、转以及转速的控制。功率晶体管根据来自空调电脑的BLW端子的鼓风机驱动信号，改变流到鼓风机电机中的电流大小，从而改变鼓风机的转速。四、电控空调系统工作原理空调ECU接受人工设定数据及各种传感器传来的数据，进行存储、计算、分析、判断后，向各执行机构发出各种指令，驱动各执行机构完成各自的工作，从而控制温度、湿度、风速、风向等各种参数，使空调系统完成制冷、制热、除霜、去湿等作用。为了维持车室内温度不变，空调ECU依据传感来的车内温度不断地调节空调系统的送风温度和送风量。影响车室内温度的因素较多，主要有乘员人数的多少、日光照射强度等，空调ECU将根据实际情况对制冷强度进行控制，此外，还有由于冷却水温度变化而进行的对加热量的修正，以及在采用经济运转方式时，由于压缩机停止运转而进行的对蒸发器出口温度上升的修正等。鼓风机转速的控制即送风量控制，空调ECU根据车内实际温度与设定温度之间的偏差，对送风量进行连续的、无级的调节。夏季，当送风温度低时，送风量减少；送风温度高时，送风量将增大。冬季，当由于发动机冷却水温度较低供暖不充分时，若送风量过大会使人感到寒冷，此时空调ECU可自动控制其减少送风，送出的空气温度将上升，使人暖和。空调ECU还可控制外来新鲜空气和车内循环空气的自动切换。在炎热的夏季，车内温度很高，为迅速降低车内温度，空调ECU可控制进气风门暂时关闭车外新风通道，当车内温度下降至一定值后，又重新恢复进气风门的正常控制。在冬季或夏季雨天，必须除去玻璃上的结霜和凝雾，以保证驾驶人员的安全操作。在仪表板前方有挡风玻璃除霜风口，其两侧也装有侧窗除霜风口，只要触摸Def（Defrost）开关，空调ECU即可控制空调系统从这两种出风口向挡风玻璃和侧窗玻璃吹出热风，以除去霜雾。根据人体对冷暖感受的生理特点，空调ECU控制着执行机构对出风口进行自动切换，冷风从上方和侧面出风口送出，热风则从下方和除霜出风口送出，以满足人体头凉脚暖的舒适性要求。例如车内温度给定值为25，夏季车外温度为35时送冷风，空气经蒸发器冷却后由冷风出口吹出；在