《汽车空调》自动空调的控制系统

情景二 自动空调的控制系统一 自动空调的输入元件1 车内温度传感器车内温度传感器也称为室内温度传感器 车内温度传感器 作用是影响风口空气的温度 鼓风机转速 进气门位置以及模式门的位置等 安装位置如图5 5所示 图5 5车内温度传感器安装位置 按照强制导向车内温度传感器的气流方向的不同 车内温度传感器可分为吸气型和电动机型两种 如图5 6所示 图5 6车内温度传感器 吸气型车内温度传感器内有一根抽风管连接车内温度传感器与空调的通道 与空调管道连接处有文丘里式效应管装置 射流装置 图5 7中点A所示 鼓风机工作 空气快速流过就会产生负压 这样就有少量空气流过车内温度传感器 图5 7吸气型车内温度传感器 车内温度传感器一般可以用万用表或自诊断系统进行检测 1 万用表检测检查电源线 拆下车内温度传感器的连接器 测量线束侧2脚与搭铁之间应有5V的直流电压 否则 说明线束或ECU有故障 检查传感器信号电压 插好车内温度传感器的连接器 测量l脚与2脚之间的信号电压 电压值应随温度的升高而减小 并与规定相符 否则 说明传感器或控制电路有故障 检查搭铁线 拆下车内温度传感器的连接器 测量线束侧1脚与搭铁之间的电阻 应为0 否则 说明线束或ECU有故障 检查传感器 拆下车内温度传感器的连接器 测量传感器侧l脚与2脚之间的电阻 其电阻值应随温度的升高而减小 并与规定相符 否则 说明传感器有故障 2 车内温度传感器强制通风装置的检测使风机高速运转 将一小片纸 5cm cm 靠近车山温度传感器 若纸片被吸住 说明车内温度传感器强制通风装置良好 若没有被吸住 说明强制通风装置有故障 对于吸气器型车内温度传感器 应检测抽风管道密封是否良好 对于电机型车内温度传感器 应检测电机及其控制线路 如图5 8所示 图5 8车内温度传感器强制通风装置的检测 图5 9车外温度传感器 其主要作用有以下五点 1 确定混合门的位置 从而决定出风口的空气温度车 车外温度传感器指示的车外温度越高 混合门就越朝 冷 的方向移动 出风口的温度越低 反之 车外温度传感器指示的车外温度越低 混合门就越朝 热 的方向移动 出风口的温度就越高 2 确定进气门的位置 从而影响车内空气的温度与新鲜度 在制冷工况下 车外温度传感器指示的车外温度越高 一般进气门都处于内循环位置 随着时问的推移 车内气温度的下降 进气门可以处于20 新鲜空气的位置 3 确定鼓风机的转速 从而决定出风口的风量 在制冷工况下 车外温度传感器指示的车外温度越高 鼓风机的转速就越高 反之 车外温度传感器指示的车外温度越低 鼓风机的转速就越低 在取暖工况下 车外温度传感器指示的车外温度越高 鼓风机的转速就越低 反之 车外温度传感器指示的车外温度越低 鼓风机的转速就越高 4 确定模式门的位置 5 控制压缩机 一般自动空调在环境温度低于某一数值如 2 时 压缩机就不会工作 其工作原理如下 由于车外传感器般都是安装在前保险杠或散热器之前 极易受到环境 水箱温度 前面车辆的排气等 影响 因此 车外传感器一般包在一个注塑树脂壳内 以免对温度的突然变化引起反应 使其能准确地检测到车外的温度 除此之外 有些车型在空调ECU内部设有防假输入电路 不同车型的防假输入电路各不相同 上海别克汽车空凋的防假输入电路的工作原理如下 外部空气温度传感器位于车辆前减振器下面的护栅部位 HAVC 暖风通风空调 控制器通过该传感器接收环境温度信息 根据该信息 暖风通风空调控制板向驾驶员提供外界空气温度数字显示 若外界温度增加 所显示的温度只有在如下条件下才能随之增高 一是车辆以高于32km h的速度行驶约2min 二是车辆以高于72km h的速度行驶约1min 这些限制有助于防止错误读数 若所显示的温度下降 外界温度显示将立即更新 如果车辆熄火超过3h 车辆再启动时 将显示当前外界温度 如果车辆熄火不足3h 车辆再启动时 将显示车辆上次操作时的温度 3 蒸发器温度传感器蒸发器温度传感器是NTC型传感器 其阻值随着温度的升高而变小 随温度降低而增大 蒸发器温度传感器安装在空调总成中的蒸发器金属翅片上 如图5 10所示 图5 10蒸发器温度传感器 它的作用是检测蒸发器表面的温度 将检测结果输入给自动空调控制单元 当蒸发器温度低于2 时 空调停止运转 防止蒸发器结霜 结冰 当蒸发器温度高于5 时 空调系统才能重新接通 因此 它是空调电气控制系统的一个保护性传感元件 蒸发器温度传感器电路及检测方法如图5 11所示 图5 11蒸发器温度传感器电路 蒸发器温度传感器在制冷系统中的位置如图5 12所示 图5 12传感器在制冷系统中的位置 4 日照传感器安装在仪表板上部左端 它具有电流随着光敏面上的光变化而变化的特性 光敏二极管把光强度变化转换成电流变化 检测通过挡风玻璃的光数量 把它变成电流 然后把这个信号发送给自动空调控制器 这个输入用来测量作用在车辆乘客身上的阳光热效应 如图5 13所示 设想驾车驶过一条不时有庞大树群耸立两旁的道路 每次太阳光被树挡住时 日照传感器探测到的日照量就会变化 处理电路将一段时期内探测到的日照进行平均 这样树瞬时遮住阳光的影响很微小 将不会使自动空调系统工作产生任何变化 相反 当车驶入一条长的隧道时 系统就会马上识别出日照的变化 并作出相应的反应 图5 13日照传感器安装位置及线路 5 空气质量传感器 AQS 空气质量系统是检测邻近车辆的尾气时自动的控制进入车辆的空气 如果空气中的有害物质超标 则通过关闭进气风门 使空调系统处于内循环模式来切断有害气体 以保护乘员的健康 此系统很轻松的安装到现有的车辆上 并且可以手动操作 其安装位置如图5 14所示 具体规格如表5 1 图5 14空气质量传感器外观及安装位置 表5 1空气质量传感器规格 当AQS传感器检测到污染的空气时 AQW 空气质量系统 把内外气选择模式变为内气模式 经过定时间或污染的空气消失后 内外气选择模式返回到外气进入模式 接下AQS开关时 显示窗上的AQS指示灯亮 内外气选择模式自动变成内气模式 REC 此时 自诊断和AQS的预热模式执行35s 如图5 15所示 图5 15AQS工作 自诊断和AQS的预热模式结束后 AQS系统根据空气污染程度工作 如果空气污染不严重 AQS系统会将内外气选择变成外气模式 当AQS工作时 尽管关闭空调 AQS仍保持0N 指示灯亮 但是把点火开关从OFF转到ON 如果空调工作 AQS停止其工作 指示灯熄灭 显示窗显示初始屏幕 如图5 16所示 图5 16AQS停止工作 6 空调压力传感器 如图5 17所示 空调压力传感器主要向空调ECU提高制冷系统高压端或低压端压力异常电信号 当制冷系统压力出现过高或过低时 空调ECU根据压力开关输入的电信号立刻作出安全保护控制 以避免制冷系统在压力过高或过低时继续工作而损坏 图5 17空调压力传感器示意图 二 自动空调控制单元自动空调控制单元也叫做自动空调控制器 是整个自动空调系统的控制中心 它根据输入的传感器信号及驾驶员对空调控制面板的操作输入而控制制冷系统和暖风系统的运行 同时向BCM输出信号 控制后风窗加热器 主要由微处理器 输入与输出电路等组成 如图5 18所示 图5 18空调控制器的基本组成 1 微处理器微处理器主要由中央处理器 CPU 只读存储器 ROM 随机存储器 RAM 输入 输出接口 I O 等组成 微处理器是电子控制器的核心 它接受输入电路送来的各传感器及开关信号 再根据存储器中的控制程序和标准数据进行运算 并输出控制信号 通过输出电路控制执行器工作 2 输入电路电子控制器的输入电路包括信号处理 调理 电路和传感器电源 其作用之一是将各传感器及开关信号进行预处理 转换为CPU能够接受的数字信号 其二是向各传感器及开关提供一个电压稳定的电源 以确保各传感器及开关正常工作 对于模拟信号 则通过模 数转换器 A D 将模拟信号转换为数字信号再输入微处理器 3 输出电路电子控制器的输出电路通常由信号处理电路和驱动电路组成 信号处理电路将CPU输出的控制指令转换为相应的控制脉冲 再经驱动电路控制执行器工作 自动空调控制单元安装在收音机下仪表板中间 大众迈腾双区自动空调控制器和帕萨特领驭自动空调控制器分别如图5 19 5 20所示 图5 19帕萨特领驭自动空调控制器 图5 20大众迈腾双区自动空调控制器 自动空调控制面板各按钮功能如图5 21所示 图5 21自动空调控制面板各按钮功能 显示窗内各个符号含义如图5 22所示 图5 22自动空调控制面板显示窗符号含义 三 自动空调执行元件1 鼓风机自动空调的鼓风机转速由大功率三极管控制 大功率三极管从知道空调放大器接收风扇控制信号时 通过改变大功率三极管基极的电流值控制鼓风机风机的工作速度 鼓风机功率三极管如图5 23所示 图5 23鼓风机功率三极管 汽车空调控制可采用以下三种方式 1 晶体管与调速电阻组合电路结构如图5 24所示 风机控制开关有自动挡 或者经济运行模式 和不同转速的人工选择模式 当风机转速开关设定在自动挡时 它的转速由微处理器根据传感器参数和人为设定的参数控制 晶体管导通电流的大小决定风机的转速 若按人工选择模式开关 则汽车空调取消自动控制功能 执行人工设定的转速 图5 24组合型调速电路 2 晶体管减负荷工作型电路中 风机是根据传感器送入的参数 微处理器分析 计算后 按照相应的工作方式去工作 电路原理如图5 25 有以下4种工作状态 图5 25风机转速控制电路 低速启动汽车空调系统后 微处理器发出风机工作信号 使晶体管VT1导通 风机继电器常开触点闭合 风机电动机通过低速电阻构成回路 风机维持最低转速 此种启动模式有利于风机平稳工作并防止损坏调速模块 当车内调速模块温度与设定温度接近或者人工设定时 亦维持最低转速 电流方向为 蓄电池风机继电器风机电动机低速电阻搭铁 高速当车内温度与设定温度温差较大时 或者操作送风高速开关时 微处理器发出风机高速工作信号 使晶体管VT2导通 风机电动机通过高速继电器常开触点闭合构成回路 高速运转 电流方向为 蓄电池风机继电器风机电动机高速继电器搭铁 自动在自动工作状态 或者人工设定 时 微处理器根据环境温度与设定温度的参数 发出控制信号 使调速模块晶体管以不同的角度导通 风机电动机无级变速 达到到调节空气的目的 电流方向为 蓄电池风机继电器风机电动机调速模块搭铁 风机自动工作状态下的特性如图5 26所示 图5 26自动控制工作特性 时滞气流控制 该控制方式仅用于制冷 以防止在炎热时阳光下久停的汽车启动汽车空调时放出热空气 此时控制面板上的AUTO开关接通 当BI LEVEL开关按下时 气流方式设置在FACE 或设置在BI LEVEL时 启动压缩机作工作采用时滞气流控制 3 脉冲控制全调速型目前 较先进的风机调速电路采用的是脉冲控制全调速型 其工作原理如图5 27所示 这种风机转速控制系统由微处理器根据系统送风量的要求 控制内部脉冲发生器 提供不同占空比的导通信号 调速模块中一般由大功率晶体管组成的驱动风机电路完成对其转速的无级调整工作 采用这类调速方式 既可以将功率损耗降至最低 又可以在一个很大的范围内实现无级调速的功能 是新一代控制器件的典型应用 图5 27脉冲调速电动机工作原理 2 进气控制这个控制根据目标值确定RECIRC 循环空气 或FRESH 新鲜空气 作为当前的工作方式 或者将所确定的方式输出至进气控制伺服电动机 从而执行控制 如图5 28所示 图5 28进气模式控制电路 图5 29控制规则 进气风门伺服电机由空调放大器控制 它的控制规则如图5 29所示 进气风门执行器如图5 30所示 图5 30进气风门执行器 3 出风控制自动空调的出风模式有吹脸 Face 双层 B L 吹脚 Foot 除雾 Defrost 等不同模式 模式门的位置由伺服电动机控制 下图5 31为别克自动空调真空伺服电动机的控制结构图 图5 31别克自动空调真空伺服电动机 4 压缩机先进的汽车空调自动控制系统采用可变压缩机控制技术 它能依据汽车空调系统的制冷负荷或发动机的负荷状况 控制压缩机的排量变化 以减少不必要的能量浪费 减轻发动机负载 涡旋式变排量压缩机结构如图5 32所示 它和普通涡旋式压缩机的区别在于其后缸盖上加装了一个控制阀 并且涡旋定子上开有一