第六章_汽车空调自动控制系统

学习本章的目的理解汽车空调自动控制系统的工作原理掌握自动控制系统的各个传感器与控制执行器件通过本章的学习，能够读懂汽车自动空调系统电路图第一节汽车空调自动控制系统工作原理一、汽车空调自动控制系统概述汽车空调自动控制系统可以自动监测车内温度和车外温度、太阳辐射和发动机工况，自动调节鼓风机转速和所送出的空气温度。一、汽车空调自动控制系统概述基本工作模式传感器控制器执行器各种温度传感器、太阳辐射和发动机工况传感器单片微处理器或车身计算机各种可自动控制的元件二、放大器控制型自动空调系统放大器控制型自动空调系统主要由电桥、运算放大器组成。工作原理如图6-3。三、微电脑控制自动空调系统微电脑控制的自动空调系统，不仅能按照乘员的需要送出温度和湿度最适宜的空气，而且可以根据需要自动调节风速、风量，还极大地简化了乘员的操作工作。三、微电脑控制自动空调系统微电脑控制的汽车空调系统的功能1）空调控制2）节能控制3）故障、安全报警4）显示5）故障诊断储存三、微电脑控制自动空调系统微电脑控制的自动空调器的组成电子控制系统：传感器控制器执行器配气系统：车内/车外循环风门、调温风门、模式风门及各风道面板控制：温度控制开关和各功能选择键电子控制系统传感器信号的种类1.驾驶员面板设定的温度信号和功能选择信号2.车内气温传感器、车外气温传感器、日照强度传感器等各种传感器输入的信号3.空气混合风门的位置反馈信号。电子控制系统执行器信号1.向驱动各风门的伺服电动机或真空驱动器输送的信号2.控制风机电动机转速的电压调节信号3.控制压缩机的通断信号面板控制（东方之子）1、内外循环按钮——切换内外循环。转换成内气时，风机电压减少1V（在⒋9～10V内运行）；转换成外气时，风机电压恢复原状态。此键工作不影响AUTO模式。2、温度设定旋钮——调整设定温度。调节旋钮转动一格，温度变化0.5℃；按下调节旋钮，显示外部温度，持续3S，再次按下后恢复；设定温度范围在18℃～32℃，低于18℃指示LO，高于32℃指示HI；此键工作不影响AUTO模式。3、自动控制按钮（AUTO）——进入自动控制模式。根据设定温度及外部温度信号、车内温度信号的变化量，自动调整鼓风机的吹风量、混合风门位置、A/C状态及内/外气开关工作状态；吹风模式初始状态默认为吹前吹脚（FD）模式，也可通过MODE键改变吹风模式；除霜按键与雨刮信号相关联，启动雨刮时，空调自动处于除霜模式；压缩机工作状态由设定的温度来确定（设定温度高于28℃，压缩机不工作）。空调系统刚工作、车速在10Km/h持续时间超过10S、车在停止状态之一时，系统自动切换置内循环；系统自动记忆用户上次设定的工作模式；4、关闭系统按键（OFF）——关闭系统。按下关闭系统按键，显示屏关闭，同时所有执行机构均关闭；系统在（OFF）状态时，按AUTO键、A/C键、除霜键之一时，系统自动开启工作，系统自动启动用户上次设定的工作模式；5、模式设定按键（MODE）——调整吹风模式。系统设置6个吹风模式：吹前F、吹脚D、吹前吹脚FD、除霜T、吹前吹脚除霜FDT、吹脚除霜DT。按下模式设定按键，其循环顺序依次为：F—FDT—DT—T—FD—D；6、空调按键（A/C）——控制压缩机工作。在AUTO模式下，按下此键切换压缩机的工作状态并从AUTO模式退出置于手动模式；在手动模式下，若设定温度高于28℃，压缩机不工作；7、除霜按键——切换成强制除霜。初始默认状态为：吹风模式为除霜状态、外循环、风量4档（环境温度低于12℃时全暖除霜，高于14℃时全冷除霜）；鼓风机电压提升2V（在⒋9～10V内运行）；8、减风量键——减小风量。每按一次，风量逐级减一档直至1档，最小档保持不变；在AUTO模式下，风量减至到1档时，从AUTO模式退出。9、增风量键——增加风量。每按一次，风量逐级增一档直至6档，最大档保持不变；在AUTO模式下，风量增至到6档时，从AUTO模式退出。三、微电脑控制自动空调系统电脑控制电脑控制是通过温度平衡方程进行的，设驾驶员输入设定温度的电阻为R，车室内温度的电阻为A，车外空气温度的电阻为B，吹出口温度电阻为C，阳光照射、环境、节能修正量的温度电阻为D，则温度平衡方程为：R=A+B+C+D电脑控制（1）送风量的控制电脑根据车内温度与设定的温度之间偏差，对送风量进行连续、无级的调节。（2）车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制（3）压缩机和加热器工作的控制室外温度低到10℃以下时，电脑自动切断压缩机工作；当夏季室外温度高于30℃时，电脑会关闭热水阀，让风机高速运行，增加送风量；当室外温度高于35℃，切断车外空气，定期换外气。（4）空气混合风门的控制对于使用变容量压缩机的制冷系统，当压缩机节能输出会引起蒸发器温度上升时，电脑会自动调节空气很和风门的位置，保持输出空气温度不变。第二节汽车空调传感器和控制执行器件一、基本组成微电脑温度控制系统的基本组成包括传感器、自动空调控制ECU和执行器。1、传感器（1）温度传感器车内/车外和蒸发器温度传感器采用具有负温度系数的热敏电阻。1、传感器（2）阳光辐射传感器采用光电二极管，它能检测太阳热辐射的变化，将太阳辐射能转换为电流的变化，送入微处理器。（3）温度设定电阻器温度设定电阻器一般安装在控制面板内，与温度控制杆相连接。当控制杆设定在较低温度位置时，电阻值变大，变化的电阻信号输入至ECU。（4）其他传感器一、基本组成2、控制器分为两种类型：①一种采用IC（集成电路）控制的自动空调器，称为“放大器控制型自动空调器”。②采用微处理控制的空调器，称为“微电脑控制型自动空调器”。2、控制器通常按以下四步进行工作：①输入：②处理：③存储：④输出：一、基本组成3、执行器（1）风机电动机对转速的控制，通常有以下三种方式：晶体管与调速电阻组合型风机的转速大小由晶体管导通电流大小决定。工作原理如图6-12所示。（1）风机电动机晶体管减负荷工作型风机是根据传感器送入参数，微处理器分析、计算后，按照相应工作方式去工作的，有以下四种状态：①低速②高速③自动④时滞气流控制（1）风机电动机脉冲控制全调速型这种风机转速控制系统是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，通过大功率晶体管驱动风机转动，完成对转速的无级调整工作。3、执行器（2）压缩机自动空调系统一般都采用了可变排量压缩机的控制技术，它能依据空调系统的制冷负荷或发动机的负荷状况，来控制压缩机的排量变化，以达到节能的目的。（2）压缩机工作模式1）全容量（100%）运作模式2）半容量（50%）运作模式3）压缩机关断时的运作模式（2）压缩机控制方式1）根据冷却液温度进行控制压缩机容量百分比（%）温度（2）压缩机控制方式2）由蒸发器内的热敏电阻控制压缩机容量（%）压缩机容量（%）热敏电阻温度/℃(℉)蒸发器热敏电阻控制特性a）正常制冷控制b）经济制冷控制热敏电阻温度/℃(℉)3、执行器（3）气流方式控制（配气控制）作用：根据空气调节的目标值自动地控制送气方式。需要送风的温度3、执行器（4）进气模式控制控制的方法：根据目标值确定当时的工作方式，并将这个决定输出至进气控制伺服电动机，从而执行控制。第三节自动空调典型电路分析一、凌志LS400空调电路1、传感器（6）压缩机锁止传感器目的：用来监测压缩机的转速。一、凌志LS400空调电路2、空调控制器（ECU）具有的功能：（1）计算所需送风温度其中，TS为驾驶员设定的温度；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。edTcTbTaTTBARS0空调ECU具有的功能（2）车内温度控制ECU根据下列公式计算出空气混合挡风板开度值：其中，TE为蒸发器温度；f、g、h是系数。%100)()(0gThgTfTSEE控制电路示意图空调ECU具有的功能（3）风机转速控制（4）进风方式控制（5）送风方式控制（6）压缩机工作控制一、凌志LS400空调电路3、执行器（1）进风控制伺服电动机（2）空气混合伺服电动机（3）送风方式控制伺服电动机（4）最冷控制伺服电动机二、克莱斯勒公司BCM系统自动空调电路BCM系统将车身电器的工作统一采用计算机系统进行控制。特点：电路复杂，但功能更加完善，操作性与舒适性有很大的提高，且系统资源共享，效率更高。二、克莱斯勒公司BCM系统自动空调电路输入部分：ATC显示板设定的工作模式信号和CCD总线提供的系统工作状态信号（包括发动机工况）。车内温度、环境温度、日照强度、蒸发器温度等传感器组成的环境状态信号。二、克莱斯勒公司BCM系统自动空调电路执行其按控制对象的不同，分为以下几种情况：1）对小功率器件2）对大功率器件3）对于采用复杂工作模式的部件空调1空调2空调3空调4空调5空调6空调7空调8空调9空调10本章小结自动空调系统的工作过程（基本工作模式）。自动空调系统控制器的种类。常用的传感器种类。执行器的控制方法。