微机控制的自动空调,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,极大地简化了乘员的操作,其控制主要包括温度控制、鼓风机转速控制、进气控制、气流方式控制、压缩机控制、自诊断功能等项目。
1.温度控制
温度控制原理如图6-33所示。微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、阳光传感器、蒸发器温度传感器、冷却液温度传感器、温度设定电阻器、自动空调控制ECU和空气混合控制伺服装置。其中阳光传感器采用光敏二极管,其余四种温度传感器采用负热变的热敏电阻。
图6-33 温度控制原理
(1)温度设定电阻器 如图6-34所示。温度设定电阻器一般装在控制面板内,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。
(2)伺服装置 如图6-35所示。伺服装置通常由限制器、电位计、热水阀控制开关和气流方式控制开关组成。安装在暖气装置的底部,通过连杆可操纵空气混合控制风门和鼓风机转速控制开关。
图6-34 温度设定电阻器
图6-35 伺服装置
限制器:当伺服电动机移至MAX COOL(最大冷风)或MAX WARM(最大暖风)时,限制器切断电动机的电源。
电位计:它是由伺服电动机驱动的可变电阻器,利用滑动触点,将电动机运动的位置变化转变为电阻变化,输入到系统ECU。
热水阀控制开关:当温度控制杆在MAX COOL位置时,触点移动关闭热水阀,在其他位置接通热水阀。有些空气混合控制伺服电动机内无此开关,伺服电动机采用拉线开关式热水阀。
气流方式控制开关:当电动机移动时,按编程规律接通或切断气流方式伺服电动机电源。同时根据需要接通或切断压缩机电磁阀电源。
鼓风机转速控制开关:由伺服电动机驱动的滑动开关。随着空气混合控制风门连接的转换连杆的移动,自动控制鼓风机的转速。
伺服电动机的工作过程(主要控制空气温度):如图6-36所示。TAO是使车内温度保持在设定温度时鼓风机吹出的空气温度;TE是指蒸发器温度;SW是空气混合控制风门的开度。
1)当TAO和TE彼此近似相等时,SW就接近0。安装在自动空调器ECU内的微电脑就断开VT1和VT2,切断送至空气混合控制伺服电动机的电流,使空气混合控制风门保持在当时的位置。
2)当TAO小于TE时,SW是负数。安装在自动控制空调ECU内的微电脑接通VT1,断开VT2。接通空气混合控制伺服电动机的正向电流,使电动机转至COOL侧,带动空调混合控制风门,降低鼓风机空气温度。同时安装在空气混合伺服电动机内的电位计检测空气混合控制风门实际移动速度和位置。当ECU计算出的值与以后的SW相等时,微电脑就关断VT1,使伺服电动机停转。
3)当TAO大于TE时,SW是正数。这时安装在自动空调器ECU内的微电脑关断VT1,接通VT2,接通空气混合控制伺服电动机的反向电流,使电动机转向WARM侧,带动空气混合控制风门,提高鼓风机空气的温度。同时,安装在空气混合控制伺服电动机内的电位计检测空气混合控制风门实际移动的速度和位置。当ECU计算出的值与以后的SW相似时,微电脑就关断VT2,使伺服电动机停转。
2.鼓风机转速控制
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。其中功率晶体管作用是根据ECU的BLW端子输出的鼓风机驱动信号,改变流至鼓风机电动机的电流,从而改变鼓风机的转速。其包括五方面的控制:
(1)自动控制 当控制面板上AUTO开关接通时,ECU根据TAO的电流强度控制鼓风机转速。鼓风机转速有三种:
1)低速运转:如图6-37所示。
2)中速运转:如图6-38所示。
3)高速运转:如图6-39所示。
(2)预热控制 如图6-40所示。
(3)时滞气流控制 该功能用于降温,以防止在炎热阳光下久停汽车上起动空调系统后,放出热空气。
时滞气流控制的功能:当蒸发器传感器检测到冷风装置温度不低于30℃时,在压缩机接通时,ECU控制鼓风机电动机保持运转4s,使冷却装置内的空气冷却降温。在这以后的5s,ECU使鼓风机低速运转,使冷风装置已冷却的空气送至乘客舱,如图6-41a所示。
图6-36 空气混合控制伺服电动机的工作过程
图6-37 低速运转
图6-38 中速运转(www.daowen.com)
图6-39 高速运转
图6-40 预热控制
当蒸发器传感器检测到冷风装置内温度在30℃以下时,ECU使鼓风机以低速运转5s,如图6-41b所示。
(4)鼓风机起动控制 如图6-42所示,鼓风机起动控制主要用于防止功率晶体管被起动电流损坏。
图6-41 时滞气流控制
图6-42 鼓风机起动控制
鼓风机起动时ECU控制暖风装置继电器闭合时,电流经鼓风机电动机和电阻器流过,电动机低速运转2s后,ECU才通过BLW端子向功率晶体管输出驱动信号,从而防止功率晶体管被起动电流损坏。
(5)手动控制ECU根据驾驶人操作控制面板手动开关的操纵信号,将鼓风机驱动信号送至功率晶体管,相应控制鼓风机的转速。
3.气流方式控制
如图6-43所示,气流方式控制主要由面板功能控制开关、ECU、伺服装置及温度控制的各类温度传感器组成。
4.进气模式控制
如图6-44所示,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)。
ECU控制伺服电动机由RECIRC转变为FRESH的工作过程:ECU根据TAO值,接通FRS晶体管,从而使触点B搭铁,电流流向为:蓄电池→点火开关→端子①→电动机→触点B→端子③→FRS晶体管→搭铁。
电动机旋转,带动风门使进气模式由RECIRC方式改变为FRESH方式。
这种控制还有一种新鲜空气强制进气控制。当手动按下DEF开关时,将进气方式强制转变为FRESH,便于清除风窗玻璃上的雾气。除此之外,进气模式控制还可改变新鲜空气与循环空气的混合比例。
5.压缩机控制
以可变排量压缩机为例。
(1)压缩机电磁离合器控制 将控制面板的AUTO(自动)开关接通时,ECU自动接通电磁离合器,压缩机工作。ECU根据车外温度或蒸发器温度与设定温度比较,反复接通或断开。
(2)可变排量压缩机的控制 可变排量压缩机的工作控制模式有三种:
1)全容量运作模式:如图6-45所示,在全容量运作中,电磁线圈断电,在弹力作用下电磁阀打开A孔,关闭B孔。前面产生的高压气体经旁通回路,从A孔进入电磁阀,压向柱塞后端。柱塞克服弹力,向左移动,使排出阀挤压在阀盘上,此时随同斜盘工作的后部5个活塞在气缸内产生高压,参与工作。于是,压缩机10个气缸工作。在压缩机后部产生的高压将单向阀移动,使前后部产生的高压气体一起排出。
图6-43 气流方式控制
图6-44 典型的进气模式控制电路
图6-45 全容量运作模式
2)半容量运作模式:如图6-46所示,当电磁阀线圈通电流时,电磁阀切断前面高压气体旁通回路,柱塞在弹簧力作用下被推回右侧,排出阀与阀盘分离,后部5个气缸不能产生高压,不参加工作。压缩机只是半容量运转。单向阀在前后压差作用下,关闭后部高压气体的排出通道。
3)压缩机停止工作模式:压缩机不工作时,高低压力平衡,在弹簧力作用下,柱塞被推回右侧。单向阀因高压下降而落下,关闭后部高压通道。排出阀和单向阀处于半容量运作位置,便于下次起动,不会引起震动。
图6-46 半容量运作模式
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