汽车系论文丰田空调系统

1、目录1 汽车空调的发展阶段22 凌志LS400自动空调的组成23 空调电控系统的组成与原理43.1传感器43.2执行元件44 空调控制器（ECU）64.1所需送风温度64.2车内温度控制64.3风机转速控制74.4进风方式控制74.5送风方式控制74.6压缩机工作控制85 空气调节及分配95.1空气调节95.2空调风的分配96 空调系统故障自诊断106.1诊断检查模式操作程序106.2传感器的检查10故障代码读取10故障代码的清除10故障代码表10初始设定程序11执行器检查11 结论121 汽车空调的发展阶段汽车空调技术的发展经历了五个阶段：第一阶段 单一取暖：1925 美国出现利用汽车冷却水

2、通过加热器取暖 1927 具有加热器、风机和空气滤波器 1948 欧洲出现加热器 1954 日本开始使用加热器取暖第二阶段 单一制冷：1939 通用汽车帕克公司在轿车上安装机械制冷空调器因二次世界大战停止1950 美国石油产地炎热天气，急需大量的冷气车，单一降温空调迅速发展1957 欧 日开始加装单一冷气第三阶段 冷暖一体化：1954 通用汽车公司在纳什牌轿车上安装,目前使用量最大的一种方式第四阶段 自动控制：1964 凯迪拉克汽车首先使用 接着通用、福特、克莱斯勒三大公司竞相安装1972 日本、欧洲使用第五阶段 微机控制：1973 通用汽车公司和日本五十铃汽车公司联合研究，1977年同时安装

3、在各自生产的汽车上，使冷、通风一体化 2 凌志LS400自动空调的组成凌志LS400轿车属于日本丰田公司的高级车型，此空调系统基本具备了全自动空调系统的所有功能。它的自动空调系统包括：制冷系统、取暖系统和空调电控系统。 凌志LS400制冷系统主要由压缩机、冷凝器、干燥储液器、膨胀阀、蒸发器、输液软管以及风扇（电动冷却风扇、送风机电动机）等组成。其中蒸发器、送风电机、膨胀阀蒸发器温度传感器以及送风机电阻等组成和冷却组件，位于汽车仪表板下方；电动冷却风扇和冷凝器、干燥储液器等位于发动机室内。凌志LS400取暖系统主要由加热器芯、冷却液控制阀、加热器鼓风机及发动机冷却系组成。凌志LS400空调电控系

4、统主要由传感器、空调ECU执行器组成。凌志LS400空调系统结构位置图（轿车后空调系统为空调系统一般附加空调净化装置，在AUTO模式下系统将启动空调净化装置工作，图为空调冷气流向,可使乘客感到舒适。空调控制开关安装在轿车变速杆桥上或轿车后排座椅的中间扶手上，（后靠各中间部分可放下作扶手）控制开关由主开关、温度控制钮和空调出风模式。选择钮（AUTO：HI，LO，A/C）组成，各种开关钮的使用方法与控制面板上的相同。）图2-1凌志LS400空调结构位置图3 空调电控系统的组成与原理3.1传感器（1）车内温度传感器 安装于仪表板下端，是一个负温度系数的热敏电阻当车内温度发生变化时，热敏电阻的阻值改变

5、，从而向空调ECU输送车内温度信号TR。它能影响出风口空气的温度、出风口风量模式门的位置和进气门的位置。（2）车外温度传感器 安装在前保险杠右下端，也是热敏电阻，输出信号TAM。（3）蒸发器温度传感器 安装在蒸发器壳体上，可以检测制冷装置内部的温度变化。当蒸发器周围温度发生变化时，传感器阻值随之变化，并向空调ECU输出电信号TE（4）冷却液温度传感器 直接安装在暖气芯底部的水道上，检测冷却液温度。产生的冷却液温度信号TW输送给空调ECU,用于低温时的风机转速控制。（5光照传感器 主要部件是光敏二极管，安装在汽车前挡风玻璃下面。该传感器利用光敏效应，可将阳光辐射程度转变成电信号S5，输送给空调E

6、CU.3.2执行元件 执行元件一般包括控制伺服电机、风机及压缩机电磁离合器等。（1）进风控制伺服电动机 该电动机控制送风方式，电动机的转子经连杆与逆风挡风板相连。当驾驶员使用送风方式控制键选择“车外新鲜空气导入”或“车内空气循环”模式时，空调ECU即控制进风伺服电动机带动连杆顺时针或逆时针旋转，从而带动逆风挡风板闭合或开启，达到改变送风方式的目的。该伺服电动机内装有一个电位计，随电动机转动，并向空调ECU反馈电动机活动触点的位置情况。进风控制伺服电动机与空调ECU的连接电路如图3-1所示。图3-1 进风控制伺服电动机与 ECU的连接当按下“车外新鲜空气导入”键时，电流路径为：经空调ECU端子5

7、伺服电动机端子4触点B活动触点触点A电动机伺服电动机端子5空调ECU端子6ECU端子9搭铁。此时伺服电动机转动，带动活动触点、电位计触点及进风挡风板移动或旋转，新鲜空气通道开启。当活动触点与触点A脱开时，电动机停止转动，送风方式被设定在“车外新鲜空气导入”状态，车外空气被吸入车内。当按下“车内空气循环”键时，电流路径为：经空调ECU端子6伺服电动机端子5电动机触点C活动触点触点B伺服电动机端子4ECU端子5ECU端子9搭铁。于是电动机带动活动触点、电位计触点及逆风挡风板向反方向移动或旋转，关闭新鲜空气入口，同时打开车内空气循环通道，使车内空气循环流动。当按下“自动控制”键时，空调ECU 首先计

8、算出所需要的出风温度，并根据计算结果自动改变进风控制伺服电动机的转动方向，从而实现逆风方式的自动调节。（2）空气混合伺服电动机 空气混合伺服电动机连杆转动位置及电动机内部电路。当进行温度控制时，空调ECU首先根据驾驶员设置的温度及各传感器输送的信号，计算出所需要的出风温度，并控制空气混合伺服电动机连杆顺时针或逆时针转动，改变空气混合挡风板的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例，调节出风温度与计算值相符。电动机内电位计的作用是向空调ECU输送空气混合挡风板的位置信号。（3）送风方式控制伺服电动机 该电动机连杆（挡风板）的位置及电动机内部电路。当按下操纵面板上某个送风方式键时，空调ECU即使电动

9、机上的相应端子接地，而电动机内的驱动电路据此使电动机连杆转动，将送风控制挡风板转到相应的位置上，打开某个送风通道。当按下“自动控制”键时，空调ECU根据计算结果（送风温度），在吹脸、吹脸脚和吹脚三者之间自动改变送风方式。（4）最冷控制伺服电动机 最冷控制伺服电动机的挡风板位置及内部电路。该电动机的挡风板具有全开、半开和全闭三个位置。当空调ECU使某个位置的端子接地时，电动机驱动电路使电动机旋转，带动最冷控制挡风板位于相应位置上。4 空调控制器（ECU）4-1控制器面板结构空调ECU与操纵面板制成一体，它对输入的各种信号进行计算、分析、比较后，发出指令，接通所需的电路并指令伺服电动机转动，按照功

10、能选择键的输入指令，打开所需的出风口风门、调节出风温度；按照输入的预设温度，控制温度风门的位置；按照输入气源门的空气来源，指令气源门电动伺服电动机工作等。4.1所需送风温度 空调ECU根据驾驶员设定温度及各传感器输送的数据，按下面公式计算所需的送风温度T0。T0=aTS+bTR+cTA+dTB+e式中，TS为驾驶员设定的温度（）；TR为车内温度（）；TA为车外环境温度（）；TB为光照传感器输送数据；a、b、c、d、e是系数。空调ECU根据T0值，向伺服电动机等执行元件发出控制信号，实现各种控制功能。但是当驾驶员将温度设置在最冷或最热时，空调ECU将用固定值取代上述计算值进行控制，以加快响应速度

11、。4.2车内温度控制 空调ECU根据下列公式计算出空气混合挡风板开度值式中，TE为蒸发器温度（）；f、g、h是系数。当S值近似为零时，表示T0与TE接近，空调ECU即截止输入空气混合伺服电动机的控制电流，空气混合挡风板处在原位置。若S值小于零，表示T0小于TE，空调ECU控制空气混合挡板向冷的方向转动，降低出风温度。与此同时，电动机内的电位计将挡风板的转动位置信号反馈给ECU，当温度降低使S值近似为零时，ECU切断电流，伺服电动机停止转动。若S值大于零，表示T0大于TE，于是空调ECU控制空气混合挡风板向热的方向转动，提高出风温度，直至S值重新接近于零。4.3风机转速控制 图4-2所示为风机转

12、速控制电路。当按下“低速”键时，空调ECU的l端与2端导通，1号继电器吸合，电流流经电动机及一个电阻器后接地，风机电动机以低速旋转。当按下“中速”键时，空调ECU的1端与2端导通，1号继电器吸合，同时ECU端子4间歇性地向功率管端子6（基极）输入控制电流，使它间歇性导通，这样，风机控制电流流经电动机后，可以间歇性地经功率管端子7和端子9接地。风机转速取决于功率管的导通时间。当按下“高速”键时，空调ECU的5端与2端导通，2号继电器吸合，风机控制电流经电动机和2号继电器触点后接地，电动机以高速旋转。它属于减负荷控制方式。当按下“自动控制”键时，空调ECU根据T0值自动调整风机转速。若水温传感器检

13、测到水温低于40时，ECU控制风机停止。图4-2 风机转速控制电路4.4进风方式控制 当按下某个逆风方式键时，空调ECU控制逆风伺服电动机转动，将进风挡风板固定在“车外新鲜空气导入”或“车内空气循环”位置上。当按下“自动控制”键时，空调ECU根据T0值，在上述两种方式之间交替自动改变送风方式。4.5送风方式控制 当按下某个送风方式控制键时，空调ECU控制送风方式伺服电动机动作，将送风方式固定在相应状态上。当进行自动控制时，空调ECU根据求得的T0值，按图6-28所示的关系曲线，自动调节送风方式。当T0值非常小时，最冷控制挡风板完全开启，增加送风风力。图4-3 送风方式与送风温度关系曲线4.6压

14、缩机工作控制 同时按下“空调（A/C）”键和“风机”键，或按下“自动控制”键，空调ECU使电磁离合器吸合，压缩机开始工作。压缩机控制电路如图6-29所示。工作过程为：空调ECU的MGC端首先向发动机ECU发出压缩机工作信号，发动机ECU的A/C MG端随即通过内部晶体管接地，使继电器吸合，电流流入压缩机电磁离合器，压缩机运转。与此同时，电流也加到空调ECU的A/C 1端，向空调ECU反馈压缩机工作信号。图4-4 压缩机控制电路进行自动控制时，若环境温度或蒸发温度降至一定值以下，空调ECU将控制压缩机间歇工作，即电磁离合器交替导通与断开，以节省能源。空调装置工作时，空调ECU同时从发动机点火器及

15、压缩机锁止传感器采集发动机与压缩机转速信号，并进行比较。若两种转速信号的偏差率连续3S超过80，ECU则判定压缩机锁死，同时与电磁离合器脱开，防止空调装置进一步损坏；并使操纵面板上的A/C指示灯闪烁，以提示驾驶员。5 空气调节及分配5.1空气调节汽车空调系统是制冷及采暖良大部分组成。送风机风扇吸入车外空气（简称外气）或车箱内空气（简称内气），送入制冷系统的蒸发器。通过蒸发器后，空气被夺走潜热，成为35干燥冷气。空气混合控制风挡将冷气分成两部分：一部分通过取暖器芯后进入混合气室，另一部分干燥冷气直接进入混合气室。空气混合控制风挡的开度决定了向车厢吹出的空气温度：当通向取暖滤芯的通路被阻断时，达到

16、最大冷却（MAX COOL）:当冷风通路 被阻断时，达到最暖（MAX WARM）;空气混合风挡处中间位置时，暖风与冷风混合，得到中间温度。5.2空调风的分配当通风口风挡、中央及后通风口风挡打开时，乡长、旁侧及后通风口吹出空调风；当脚风挡打开时，则向前后座席下方吹出空调风；除霜器风挡开启时，则向风窗玻璃及边窗吹出空调风这些风挡不是独立工作的，如图所示，它们保持联动关系，表示出了这些联动风挡处于某一栏位置时，吹出的空调风作用效果。图5-1各种挡风板（风门）位置l-除霜风口挡风板； 2-风口挡风板； 3-取暖挡风板；4-取暖器芯； 5-空气混合挡风板； 6-进风挡风板；7-风机电动机； 8-蒸发器；

17、 9-最冷控制挡风板； 10-中央风口挡风板； l1-后风口挡风板6 空调系统故障自诊断6.1诊断检查模式操作程序打开点火开关（key-ON）按下AUTO和开关 ，指示灯应以每次1.0s速度显示四次，并且在指示灯闪烁时，蜂鸣器应同时发声（如果蜂鸣器不发出声音，表示故障为过去故障）。在指示灯检查结束后，便自动开始故障码校核程序：如果要取消检查模式 按下OFF开关即可。6.2传感器的检查故障代码读取指示灯检查后，系统自动进入传感器检查模式。传感器故障由空调控制板上温度显示器读取。传感器故障有两类，即现时故障和以前故障，温度显示器闪烁且蜂鸣器发声，表示是现时故障。若蜂鸣器不发声，则为以前故障。两个以

18、上的故障，先显示最小的，然后按下温度显示器开关“”侧就显示下一个故障代码：1）如果环境温度在-30或更低时，既使系统正常，也可能有故障代码输出。2）但如果检查地方黑暗，故障代码21可能出现，此时可在日光传感器上进行照射（亮），如果仍有故障码21则检查传感器及其电路。3）出现故障代码22，则表明压缩机缩止。按以下方法可确定故障代码22。可在发动机工作的同时进入传感器检查模式。a.b.按下”内循环”开关进入执行器检查模式。c.按下“AUTO”开关返回到传感器检查模式，约3s后显示出故障代码。故障代码的清除排除故障后，拔出NO.2，接线盒内的“DOME”保险丝10s以上，即可清除故障代码。重新插入“

19、DOME”保险丝，检查应输出正常码。故障代码表 凌志LS400汽车空调系统故障代码故障代码故障原因故障部位00正常11车内温度传感器电路断路或短路车内温度传感器电路12车外温度传感器电路断路或短路车外温度传感器电路13蒸发器温度传感器电路断路或短路蒸发器温度传感器14水温传感器电路断路或短路水温传感器电路21日光传感器电路断路或短路日光传感器电路22压缩机同步传感器断路或短路压缩机同步传感器电路31空气混合风挡位置传感器电路断路或短路空气混合风挡位置传感器电路32进气风挡位置传感器电路断路或短路进气风挡位置传感器电路33 空气混合风挡位置传感器电路断路进气伺服电机电路断路或短路空气混合伺服电机锁住 空气混合风挡位置传感器电路空气温合伺服电机电路34