汽车空调构造与维修-6自动控制空调及电路

第六章、自动调节的汽车空调系统第六章自动空调的构造及原理汽车空调基本控制方式1、离合器循环控制：通过恒温器等装置控制：离合器：通断通不同工作压缩机：工作停止工作循环状态2、蒸发器压力控制：控制蒸发器在0C时制冷剂压力不再降低，使压缩机仍在工作，保持制冷量表面不结冰，输出的冷仍能维持车内热负荷要求。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（或）控制模块等带动执行机构。驾驶员通过操作控制器总成上的键，来选择空调系统的工作模式和风机转速。第六章自动空调的构造及原理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。自动空调可以分为半自动空调和全自动空调两种，两者的主要差别是在于是否有自诊断功能。全自动空调系统具有监控系统，监控系统随机存储器（RAM）存储诊断码。其次的差别是所用的执行机构的形式和传感器数量。自动控制：预先设定温度，机器根据传感器检测到车内、外的温度，指挥空调器各部件工作。自动在设定的温度范围内运行第六章自动空调的构造及原理图5-1-1自动空调的结构组成及控制示意图1-空调控制器2-功率晶体管3-压缩机4-风机电动机5-进气控制伺服电机6-蒸发箱7-蒸发器传感器8-空气混合控制伺服电机9-热交换器10-水温传感器11-出风模式控制伺服电机12-阳光传感器13-车内温度传感器14-车外温度传感器第六章自动空调的构造及原理自动控制组成空气混合系统、风管系统、真空回路系统、自动控制控制装置。1.自动空调的结构组成自动空调系统由制冷、暖风、送风、操纵控制等分系统组成。制冷系统：压缩机、冷凝器、蒸发器等，和手动空调相似。暖风系统：热交换器、水阀等。送风系统有风机、风道、吸入与吹出风门电子控制系统：空调电控单元(ECU)、传感器、执行元件等。自动空调的输入元件①车内及车外温度传感器：为负温度系数热敏电阻传感器，用来感受车内及车外温度。当温度变化时，阻值改变，向空调电控单元ECU输送温度信号。②蒸发器温度传感器：检测通过蒸发器的空气温度或者蒸发器表面的温度变化，控制压缩机电磁离合器的结合或断开。③水温传感器：安装在热交换器底部的水道上检测冷却水温度，产生信号输送给电控单元(ECU)，控制低温时风机转速。④阳光传感器：是一个光敏二极管，利用光电效应，把日光照射量转换为电流值信号并输送给空调电控单元，用来调整空调吹出的风量与温度。1.车内温度传感器也称室内温度传感器、车内气温传感器。(1)作用车内温度传感器会影响出风口空气的温度、出风口风量、模式门的位置、进气门的位置。通常安装在仪表台后面的吸气装置内。①确定混合门的位置②确定风机的转速③确定进气门的位置④确定模式门的位置。车内温度传感器的安装位置1-温度传感器栅格2-空调控制面板3-音响控制面板吸气型车内温度传感器的结构1-吸气器2-暖风装置控制板3-传感器4-吸气器5-热敏电阻电机型车内温度传感器的结构1-热敏电阻2-风扇3-电机1.车内温度传感器----(2)结构按强制导向车内温度传感器的气流方式不同，车内温度传感器可分为吸气器型和电机型两种。吸气型车内温度传感器的工作原理1-入口2-车内空气3-仪表板4-车内温度传感器5-吸气管6-喉管7-出口8-主气流1.车内温度传感器---(3)工作原理吸气器型车内温度传感器，有一根抽风管连接车内温度传感器与空调的管道，与空调管道连接处有文杜利效应装置，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2.车外温度传感器也称环境温度传感器、外界空气温度传感器、大气温度传感器。(1)作用车外温度传感器能影响出风口空气的温度、出风口风量、模式门的位置、进气门的位置。①确定混合门的位置②确定风机的转速③确定进气门的位置④确定模式门的位置⑤控制压缩机(2)结构车外温度传感器一般都安装在前保险杠内或水箱之前车外温度传感器的结构1-车外温度传感器2-冷凝器3-热敏电阻4-树脂壳(3)工作原理车外温度传感器的工作原理与车内温度传感器相同。车外传感器一般都是安装在前保险杠内或散热器之前，易受到环境影响，所以包在一个注塑树脂壳内，以免对温度的突然变化作出反应。这将使其能准确地检测到车外的平均气温。除此之外，有些车型在空调电脑内部有防假输入电路上海别克汽车空调的防假输入如下：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。a.车辆以高于32km/h的速度行驶约2min。b.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3个小时，车辆再起动时，将显示当前外界温度。如果车辆熄火不足3小时，车辆再起动时，将恢复车辆上次操作时的温度。3.蒸发器温度传感器(1)作用一汽-丰田花冠汽车自动空调装有蒸发器温度传感器，有些自动空调没有装。蒸发器温度传感器用来测量蒸发器表面温度，修正混合门位置，控制压缩机，在蒸发器表面温度低于一定值时，使压缩机不工作，防止蒸发器表面结霜。注意：有些车型有两个蒸发器温度传感器，其中一个是用修正混合门位置，一个用来防止蒸发器结霜(2)结构蒸发器的热敏电阻一般安装在蒸发器传热片上，其结构如图5-2-6所示。有的安装在蒸发器出风口位置，用来测量蒸发器出来的空气温度。蒸发器温度传感器1-冷气装置2-蒸发器3-蒸发器传感器4.水温传感器(1)作用①测量热交换器芯温度，修正混合门的位置。有些车型采用发动机水温传感器代替。②保护功能，防止发动机在高温下压缩机工作。有些车型采用发动机水温传感器代替，有些车型采用水温开关代替。③控制风机。在水温过低，系统会启动风机的预热控制。也就是在水温过低，且在取暖工况，为了防止吹出的风是冷风，在水温低于系统设定温度，风机会低速工作或不工作。有些车型采用发动机水温传感器代替，也有些车型采用水温开关代替。(2)结构汽车空调系统的水温传感器一般安装在暖风装置里面水温度传感器1-水温传感器2-暖风芯3-暖风装置5.阳光传感器作用阳光传感器也叫日光传感器、日照传感器等，用来检测照在传感器上的太阳光照强度，将光信号转变为电压或电流值送给空调控制器，用来修正混合门的位置与风机的转速。(2)结构它一般安装在仪表台的上面，靠近前挡风玻璃的底部阳光传感器1-光电二极管2-阳光传感器阳光传感器中的电二极管可检测出光辐射变化，并将其变为电流信号传至空调控制器。6.空气质量传感器(1)作用空气质量传感器也称多功能传感器。其主要是测量空气中的水分、环境温度、外界空气污染程度（通过测量空气中的CO、CO2、N0X等含量），空调电脑采用以上的测量结果，去控制压缩机的工作与进气门的位置。(2)结构空气质量传感器测量元件是一个混合氧传感器，它使用半导体技术（氧化锡SnO2）。空气质量传感器的精度因催化添加物铂铑的数量而增加。(3)工作原理该传感器的工作原理类似于Lambda传感器，传感器的工作温度为350℃，其耗电大约为0.5W。7.烟雾传感器控制风机转速。8.发动机电脑输入在很多系统中，一些输入信号先送到动力控制模块（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、车速以及空调系统压力等。在某些汽车上，这些输入信号用数据线在PCM和空调电脑之间传送。一汽-丰田花冠空调电控元件位置图1-压缩机和电磁离合器2-发动机室接线盒3-压力开关4-环境温度传感器5-冷凝器一汽-丰田花冠空调电控元件位置图21-仪表板接线盒2-日光传感器3-组合仪表4-车内温度传感器5-空调控制总成6-空调放大器7-发动机（和ECT）ECU一般包括控制伺服电机、风机及压缩机电磁离合器等。有的自动空调的执行机构由真空变换电磁阀、动力执行机构(又称真空膜盒)以及风量控制机构等组成。①进气控制伺服电机：进气控制伺服电机控制进气方式，电机的转子经连杆与进气风挡相连。②空气混合伺服电机：由空调电控单元控制，改变空气混合风挡的开启角度，从而改变冷、暖空气的混合比例。③出风模式控制伺服电机：也叫气流方式控制伺服电机。由空调电控单元控制，将送风控制风挡转到相应位置，打开某个送风通道。当按下“自动控制”键时，空调电控单元根据计算结果(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最冷控制伺服电机：风挡有全开、中开和全闭三个位置。空调电控单元控制最冷控制风挡位于相应的位置上。电子控制系统----(2)执行元件空气混合控制伺服电机和出风模式控制伺服电机1-空气混合控制伺服电机2-出风模式控制伺服电机进气控制伺服电机1-进气控制伺服电机(2)执行元件----控制伺服电机伺服电机或真空装置控制的风门按位置功能主要分成三类：混合模式风门循环模式风门气流方向模式风门1.空气混合伺服电机根据控制方式的不同，可以将空气混合伺服电机分为以下4种。(1)直流电机+位置传感器这种控制形式主要用在福特、丰田、本田、三菱、早期日产等车型上。风神蓝鸟混合门电机与空调控制器的电路连接图1.空气混合伺服电机(2)步进电机宝马、凌志等车型采用步进电机来控制混合门，步进电机具有自定位的功能，这种形式的空气混合伺服电机没有位置传感器。1.空气混合伺服电机(3)混合门伺服电机内含微芯片，通过bus（数据总线）与空调控制器通信这种形式现在新款车型上普遍采用，如风度、奔驰等伺服电机与空调控制器的连接示意图1-电源电路2-通信电路1.空气混合伺服电机(4)混合门内含微芯片，但不是通过bus（数据总线）与空调控制器通信这种形式的伺服电机主要用在通用车系上2.出风模式控制伺服电机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机控制，根据控制方式的不同，也可以将出风模式伺服电机分为以下5种.(1)直流电机+位置传感器这种形式主要用于JEEP、三菱等车型，下图为一汽-丰田花冠自动空调出风模式控制伺服电机与空调控制器的电路连接形式。2.出风模式控制伺服电机(2)直流电机+位置开关这种形式的主要应用与本田、马自达、日产等车。下图为风神蓝鸟的出风模式控制伺服电机与空调控制器的电路连接形式。2.出风模式控制伺服电机（3）电机内含微芯片，通过bus（数据总线）与空调控制器通信。这种形式现在新款车型上普遍采用，如风度、奔驰等。伺服电机与空调控制器的连接示意图1-电源电路2-通信电路2.出风模式控制伺服电机(4)混合门内含微芯片，但不是通过bus（数据总线）与空调控制器通信。这种形式的伺服电机主要用在通用车系上2.出风模式控制伺服电机（5）丰田车专用的模式门伺服电机丰田车专用的模式门伺服电机控制结构示意图真空伺服电机3.进气控制伺服电机一汽-丰田花冠的再循环风挡电机电路一汽-丰田花冠空调电控元件位置1-膨胀阀2-网状风挡伺服电机3-蒸发器4-蒸发器温度传感器5-出风口风挡伺服电机6-空气混合风挡控制伺服电机7-加热器散热器8-风机电动机线性控制器9-风机电动机俗称空调电脑。控制器总成上的键是控制器的输入装置，控制器支配空气流至各风道的风门（气流混合门除外，它一般由伺服电机操纵），接收车内温度和外界温度传感器的输入信号，根据来自传感器和控制器总成上各键的输入，输出控制压缩机电磁离合器的工作、暖风加热器热水阀工作、将模式门放到适当位置等信号。电子控制系统----(3)自动空调控制器2.自动空调的工作原理自动空调利用传感器随时检测车内温度及车外环境温度的变化，并把检测到的信号输送给空调的电控制单元（ECU），ECU则按预先编制的程序对信号进行处理，并通过伺服电机等执行元件，不断地对风机转速、出风温度、送风模式及压缩机工作情况等进行调节，从而使车内空气温度及流动状况，始终保持在驾驶员设定的水平上。电控自动空调系统还具备自诊断功能，以利于对电控元件及线路故障的检测。3.自动空调的控制功能(1)温度控制TAO是车内温度保持在设定温度的必要风机出风口空气温度，是空调控制器根据输入信号和温度设定计算出来的。空调控制器参照这个TAO值对执行