学习任务5 汽车空调自动控制系统检修

学习任务５汽车空调自动控制系统检修广东交通职业技术学院潘伟荣主要内容：单元一电控气动的自动空调系统单元二微型计算机控制的自动空调系统单元三现代汽车自动空调典型控制系统任务实施学习目标１.能解释汽车空调自动控制系统的功能和类型。２.能够解释汽车自动空调面板的功能键的作用。３.能够描述半自动和全自动电控气动汽车空调控制工作过程。４.能够解释微型计算机控制的自动空调系统功能和控制原理。５.能分析微型计算机控制的空调自动控制系统温度控制、鼓风机转速控制、进气控制、气流方式控制和压缩机控制工作原理。６.能分析雷克萨斯ＬＳ４００空调自动控制系统电路图和工作原理。７.能分析日产风度Ａ３２自动空调控制系统电路图和工作原理。８.能完成雷克萨斯ＬＳ４００自动空调故障自诊断操作。９.能完成雷克萨斯ＬＳ４００自动空调故障主要模式控制系统的电路检修。任务描述顾客保修：一辆丰田卡罗拉2009款（2ZR-FE发动机），空调鼓风机偶尔不工作。主要故障现象是在正常使用车辆前除霜功能时，前风挡出风口突然无风，此时操作空调面板上的任何开关均正常，但就是无风量。将点火开关断开，再次起动车辆，操作空调面板，伴随着一阵异味（烧焦味），空调系统恢复正常。学习引导单元一电控气动的自动空调系统单元要点1.控制面板；2.半自动电控气动汽车空调控制；3.全自动电控气动汽车空调控制；相关知识一控制面板图５-１所示是通用汽车自动空调的控制面板，主要由温度选择键和功能选择键组成，具体功能如下。１温度选择键２ＯＦＦ(停止３ＶＥＮＴ(自然风)４ＬＯ-ＡＵＴＯ(低速—自动)５ＡＵＴＯ(自动)６ＨＩ-ＡＵＴＯ(高速—自动)７ＢＩ-ＬＥＶＥＬ(双向)８ＤＥＦ(除霜)二半自动电控气动汽车空调控制图５-２所示为半自动空调的工作原理图。半自动空调内部控制系统主要由真空自动控制系统和放大器控制系统两部分组成。其控制如下。１真空控制系统２放大器控制系统三全自动电控气动汽车空调控制图5—7所示为全自动汽车空调系统工作原理。该系统用电桥—比较计算器和电磁阀取代了放大器和换能器。电桥由大气温度传感器、车内温度传感器、阳光辐射传感器和调温键电阻组成，它和比较计算器OP1、OP2组成一个控制系统。分别控制升温和降温真空电磁阀，将电信号转变成真空信号，调节真空伺服驱动器，带动控制杆对调温门开度、风机转速和热水阀开闭进行综合控制。达到控制温度恒定的目的。单元二微型计算机控制的自动空调系统单元要点1.微型计算机控制的自动空调系统概述；2.微机控制自动空调的工作原理；相关知识一概述微型计算机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，该系统主要用在高级轿车。微型计算机控制的汽车空调系统一般具有如下几种功能。（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、换气量控制等，满足车内乘员对空调舒适性的要求。（2）节能控制即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等的控制。（3）故障诊断储存空调系统发生故障，ECU将故障部位用代码的形式存储起来，在需要修理时能指示故障的部位。（4）故障、安全报警包括制冷剂不足报警、制冷压力高压或低压报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警、并对故障判断等报警直到修复为止。（5）显示包括显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状况以及运转的时间等。微型计算机控制的自动空调器如图５-９所示，是由电子控制系统、配气系统和面板控制三部分组成。面板控制如图5—10所示，温度控制开关和各功能选择键组成，当按下（AUTO）自动设置开关，微型计算机控制空调系统根据乘员选定的温度和功能自动选择运行方式，满足所需要的温度。二微型计算机控制自动空调的工作原理微机控制自动空调系统主要包括温度控制、鼓风机转速控制、进气控制、气流方式控制（出气控制）、压缩机控制、自诊断功能等项目。其工作原理将分别介绍。１温度控制１)系统组成微机计算机控制的自动空调器的温度控制系统的基本组成包括车内温度传感器、车外温度传感器、太阳能传感器、蒸发器温度传感器、水温传感器、温度设定电阻器、自动空调控制ECU和空气混合控制伺服马达。如图5—11所示，其中太阳能传感器采用光电二极管，其余四种温度传感器采用负热变的热敏电阻。２)工作过程TAO是使车内温度保持在设定温度的鼓风机空气温度，即鼓风机吹出并被冷却或加热后的空气温度。它是根据温度控制开关或控制杆的状态以及来自传感器（即车内温度传感器、车外温度传感器、太阳能传感器）的信号计算出来。ＴＡＯ=A×ＴＳＥＴ-Ｂ×ＴＲ-Ｃ×ＴＡＭ-Ｄ×ＴＳ+Ｅ式中:ＴＳＥＴ—设定温度；ＴＲ—车内温度；ＴＡＭ—车外温度；ＴＳ—太阳辐射强度；Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ—常数。说明:当温度控制开关或控制杆位置于ＭＡＸＣＯＯＬ(最大冷风)或ＭＡＸＷＡＲＭ(最大暖风)位置，则ＥＣＵ就采用某一固定值，不进行上述计算。微型计算机控制的自动空调器，参照这个ＴＡＯ输出驱动信号至执行器，使上述自动控制系统(除压缩机控制外)运行。如图５-１４所示。安装在自动空调器ＥＣＵ内的微型计算机，根据计算所得的ＴＡＯ来自蒸发器的信号(ＴＥ)，计算空气混合控制风门的开度(ＳＷ):图５-１５所示为空气混合控制伺服电动机的工作过程，主要目的是控制鼓风机空气温度。(１)当ＴＡＯ和ＴＥ彼此近似相等时，ＳＷ就接近０。(２)当ＴＡＯ小于ＴＥ时，ＳＷ是负数。(３)当ＴＡＯ大于ＴＥ时，ＳＷ是正数。２鼓风机转速控制１)系统组成微型计算机控制型自动空调系统中鼓风机转速控制系统主要由冷却液温度传感器、蒸发器传感器、鼓风机电阻器、功率晶体管、ＥＣＵ、鼓风机电动机，面板控制开关等组成。如图５-１６所示。２)工作过程(１)自动控制与温度控制类似，根据ＴＡＯ值自动控制鼓风机转速。当控制面板上ＡＵＴＯ(自动)开关接通时，ＥＣＵ根据ＴＡＯ的电流强度控制鼓风机转速。如图５-１７所示。(２)预热控制。如图5—21所示，当控制面板AUTO（自动）开关接通，且气流方式设置在FOOT或BI—LEVEL时，ECU通过水温传感器检测发动机冷却液的温度，当其不低于30℃时，控制鼓风机马达开始转动。有些车型不低于40℃时，鼓风机马达才开始转动。(３)时滞气流控制。该控制功能仅用于降温，以防止在炎热阳光下久停的汽车上起动空调器后，放出热空气。(４)鼓风机启动控制。鼓风机启动控制主要用于防止功率晶体管被启动电流损坏。(５)手动控制。３气流方式控制１)系统组成气流方式控制系统主要由面板功能控制开关、ＥＣＵ、气流方式控制伺服电动机及温度控制的各类温度传感器等组成。ＥＣＵ根据ＴＡＯ值自动控制出气方式。２)工作过程(１)面板功能控制。控制面板AUTO（自动）开关接通时，ECU根据TAO值按图5—25a、b所示方式进行控制。(２)ＤＥＦ—ＦＯＯＴ方式控制。①当预热控制工作时，ECU控制出气方式由DEF转变为FOOT方式。如图5—30所示。②当预热控制不工作时，ＥＣＵ控制出气方式由ＤＥＦ转变为ＦＯＯＴ方式。如图５—３０所。４进气模式控制ＥＣＵ根据ＴＡＯ值确定进气模式选择ＲＥＣＩＲＣ(车内循环空气)或ＦＲＥＳＨ(车外新鲜空气)。图５—３１所示典型电路中，ＥＣＵ控制伺服电动机由ＲＥＣＩＲＣ转变为ＦＲＥＳＨ的工作过程。５压缩机控制１)压缩机电磁离合器通断的控制２)可变排量压缩机的控制图５—３２所示为１０ＰＡ１７ＶＣ可变排量压缩机。其特点在压缩机后端增加一套可变排量机构。能根据空调气系统的冷气负荷或电动机的负荷，控制压缩机的排量变化，减少能量的浪费。单元三现代汽车自动空调典型控制系统单元要点１.雷克萨斯LS400空调自动控制系统。２.日产风度A32自动空调控制系统。相关知识一雷克萨斯LS400空调自动控制系统雷克萨斯LS400型空调装置是智能化比较高的轿车全自动空调控制系统。它的控制功能完备,性能优良,操作使用方便,空气调节效果好,整个系统自成体系，并且具有自诊断功能。其电路原理如图５-３８所示。空调自动控制系统的主要功能如下：１温度控制雷克萨斯LS400轿车空调ECU控制的自动空调器的温度控制系统的基本组成包括车内温度传感器、环境温度传感器、日光传感器、蒸发器温度传感器、水温传感器、温度设定电阻器、自动空调控制ECU和空气混合控制伺服电机。温度控制的系统组成如图5—39所示。２鼓风机转速控制雷克萨斯ＬＳ４００轿车空调ＥＣＵ进行鼓风机转速控制的系统组成如图５—４２所示ꎮ。３气流方式的控制雷克萨斯ＬＳ４００轿车空调ＥＣＵ控制的气流方式主要包括进风方式控制和送风方式控制。系统组成如图５—４４所示。４压缩机工作控制压缩机控制电路如图5—50所示，其工作过程为：首先空调ECU的MGC端向发动机ECU发出压缩机工作信号，发动机ECU的A／CMG端随即通过内部晶体管接地，使空调电磁离合器继电器吸合，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／CIN端，向空调ECU反馈压缩机工作信号。二日产风度Ａ３２自动空调控制系统１空调系统的电路风度Ａ３２轿车空调系统的电路如图５—５１所示，采用了局域网技术，连接线路少了很多，但总体功能却没有减少，使用、维护更加方便。２自动空调系统控制原理日产风度Ａ３２ＬＡＮ空调控制系统工作原理如图５—５２所示。３ＬＡＮ控制系统的组成风度Ａ３２轿车空调控制系统由输入传感器及设定开关、空调放大器(微处理器)和执行器组成。这些部件之间的关系如图５—５３所示。４空调系统的工作原理分析１)温度和气流模式控制(１)系统组成。(２)工作过程。(３)进气模式控制。２)鼓风机转速控制。(１)组成。(２)系统工作过程。(３)自动模式。(４)鼓风机风扇启动速度控制。(５)鼓风机转速补偿。(６)风扇控制放大器。３)压缩机控制(１)低温保护控。(２)切断控制。任务实施一雷克萨斯ＬＳ４００自动空调故障自诊断１故障码诊断模式自动空调诊断检查模式操作规范如图５—５８所示。２指示灯检查３诊断代码检查４清除诊断代码５执行器的检查二雷克萨斯ＬＳ４００自动空调故障检修(一)总成分解根据雷克萨斯ＬＳ４００轿车维修手册的要求，自动空调总成的分解见表５—３。(二)控制系统检修１电源电路检修１)备用电源电路供空调控制总成的备用电源电路，即使在点火开关关闭时它也能供电，用于故障码存储等。备用电源电路如图５—６０所示。２)ＩＧ电源电路这是空调控制总成(包含ＥＣＵ)和伺服电动机等的电源。ＩＧ电源电路如图５—６１所示。２温度控制电路检修１)蒸发器温度传感器电路(故障码13)这个传感器检测到蒸发器组件内部的温度，并送一适当信号至空调控制总成，其电路如图５—６２所示。２)空气混合风挡位置传感器电路(故障码３１、３３)空气混合风挡位置传感器电路如图５—６３所示。３)空气混合伺服电动机电路空气混合伺服电动机ＥＣＵ控制并移动空气混合风挡至要求的位置，其电路如图５—６４所示。３鼓风机转速控制电路检修１)鼓风机电动机电路鼓风机电动机电路如图５—６６所示。２)功率晶体管电路功率晶体管电路及检测如图５—６７所示。４气流方式控制电路检修１)模式伺服电动机电路２)中央通风口伺服电动机电路３)最冷伺服电动机电路５进气模式控制电路检修１)进气风挡位置传感器电路(故障码３２、３４)进气风挡位置传感器电路如图５—７３所示。２)进气伺服电动机电路进气伺服电动机由空调控制总成控制并移动进气风挡至要求的位置，其电路如图５—７４所示。６压缩机控制电路检修１)压缩机锁止传感器电路(故障码２２)压缩机锁止传感器安装位置如图５—７６所示。２)压缩机电路压缩