自动空调系统由制冷、暖风、送风、电子控制系统等组成。其中制冷系统(压缩机、冷凝器、蒸发器等)、暖风系统(热交换器、水阀等)、送风系统(风机、风道、吸入与吹出风门等)与手动空调相同。电子控制系统包括传感器、空调电控单元(ECU)、执行元件等。
1.空调ECU
(1)作用
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、暧风系统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。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。
空调ECU具有记忆功能。关机前系统自动记忆系统设置状态,在下次开启系统时自动进入上次系统设置状态。
下面以哈佛H6为例介绍空调ECU。其它车型可以参考。
(2)安装位置
大部分汽车空调ECU都是与空调控制开关为一体的。嵌入在仪表盘中,如图5-17所示。
图5-17 空调控制器安装位置(哈佛H6)
(3)针脚定义
哈弗H6空调控制器后端有两组接线(即C端子和D端子),如图5-18所示。各端子的针脚定义及正常电压详见表5-8。当出现故障后,通过检测各端子的电压,就能判断相应的故障范围。
图5-18 哈佛H6空调控制器的接线端子
表5-8 哈佛H6空调控制器的接线端子针脚定义
续表
2.自动空调的输入元件
(1)车内温度传感器
①作用。感受车内及车外温度。当温度变化时,阻值改变,向空调ECU输送车内温度的电信号,空调ECU调节出风口空气的温度和风量,以及模式门的位置、进气门的位置。
②安装位置。通常安装在仪表台后面的吸气装置内,如图5-15所示。
图5-15 车内温度传感器的安装位置
③车内温度传感器的特性。为负温度系数的热敏电阻,温度越高,阻值越小,温度越低,阻值越高,如图5-16所示。
图5-16 车内温度传感器的电阻-温度特性曲线
该传感器出现故障时,系统默认车内温度为25℃。
④检测方法。拔下传感器插头,拆下传感器,测量插座线束各端子的电压,能测量到5V的直流电压为正常。如果没有,则可判断为线束不良或空调控制器不良。然后检测传感器的1、2端子的阻值,应符合其电阻-温度特性曲线所示的数据。若为零或无穷大,则分别对应为短路和断路。
(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。
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。压缩机的能否启动也受该传感器的影响。
安装位置:车外温度传感器一般都安装在前防撞梁内或冷却液散热器或之前。它易受到环境影响,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。如图5-17所示。
图5-17 车外温度传感器的安装位置
1-车外温度传感器;2-冷凝器;3-热敏电阻;4-树脂壳(b)安装冷却液散热器之前
该传感器的电阻-温度特性和检测方法与车内温度传感器相同。
(3)蒸发器温度传感器
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。
安装位置:蒸发器的热敏电阻一般安装在蒸发器传热片上,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。其电阻-温度特性如图5-18所示。
图5-18 蒸发温度传感器的温度-电阻特性曲线
蒸发温度传感器控制制冷系统0℃停机,2℃以上才能工作。
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。有些自动空调没有设置蒸发温度传感器(如通过控制蒸发压力来控制温度的制冷系统)。
检测方法:与车内温度传感器相同。(www.daowen.com)
(4)水温传感器
作用有:①用于测量热交换器芯温度,修正混合门的位置。②防止在发动机高温时压缩机工作。③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。
(5)阳光传感器
①作用。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。
②安装位置。它一般安装在阳光变化最明显的仪表台的上面,靠近前挡风玻璃的底部。如图5-19所示。
图5-19 阳光传感器
1-光电二极管;2-阳光传感器;3-阳光传感器的线束
③特性。阳光传感器的输出电压-光照度特性如图5-20所示。
图5-20 阳光传感器的特性曲线
④检测方法:
拆下插头,测量插座线束端,能测量到5V的直流电压为正常。如果没有,则可判断为线束不良或空调控制器不良。
在测量电阻时,强光下电阻约为4KΩ,用布遮住日照传感器,电阻为无穷小;在测量电压时,强光下电压小于1V,用布遮住日照传感器,电压大于4V为正常。
3.执行元件
自动空调的执行元件一般为伺服电机。
(1)伺服电机的种类
①按用途伺服电机包括有以下几类。
a)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
b)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。
c)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。
d)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。
②伺服电机根据控制方式的不同有以下几类。
a)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。
b)步进电机: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,如宝马、凌志等车型。
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
电机内含微芯片,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)典型的自动空调执行器
下面以哈佛H6为例介绍其典型的执行器——冷暖风门执行器,其它的执行器与此基本相同。
①功能。调整温度风门位置,改变出风口温度。
②安装位置。安装在左侧HVAC,拆下方向盘下护板即可看到。
③结构特点。主要由马达、齿轮组和滑动可变电阻器构成,如图5-21所示。
图5-21 冷暖风门执行器的结构
④工作原理。冷暖风门执行器的端子及端子的含义如图5-22所示。
图5-22 冷暖风门执行器的端子
1-位置传感器接地;2-位置传感器电源(5V);3-位置反馈信号;4-电机驱动+(可变极性);5-电机驱动-(可变极性)
冷暖风门执行器的工作原理如图5-23所示。空调ECU控制冷暖风门执行器内微电机动作,电机驱动风门运转,同时也带动位置传感器的簧片,这样就改变滑动可变电阻的阻值,可变电阻输出的电压就发生了改变,该变化的电压传到空调ECU,从空调ECU就知道了风门的位置。
图5-23 冷暖风门执行器的工作原理
⑤检测方法:在正常情况下,测量2、1之间的电压,应为5V,测量3、1之间的电压,随着电机转动,应在0V~5V之间变化。
冷暖执行器内微电机检测方法是,给执行器4、5之间加12V直流电压,风门应能转动,改变极性,风门移动方向应相反。
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