7汽车空调自动控制系统剖析

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1、2010年5月,1,课题七 汽车空调自动控制系统,2010年5月,2,A应知理论 了解凌志LS400自动空调的特点和电路分析、克莱斯勒公司BCM系统自动空调的特点和电路分析和日产风度A32空调系统的LAN控制技术； 理解汽车自动空调的控制原理和控制程序； 熟悉汽车自动空调传感器和执行器的作用、特性和检测理论；熟悉自动空调控制器的执行程序。 B应会技能 掌握汽车自动空调传感器和执行器的作用、组成、结构特点、安装位置、特性的检测； 学会对自动空调传感器和执行器的检修方法和就车进行自动空调传感器和执行器的查巡和检测； 能够对汽车自动空调电路的故障进行判断、处理、检修并熟悉操作规程。,2010年5月,

2、3,C课程内容 汽车自动空调课程有四个项目： 一、汽车自动空调概述的内容有：半自动空调的控制器总成、程序装置、传感器、程序装置；全自动空调简介、手动空调与自动空调的区别。 二、自动空调的结构与原理的内容有：自动空调的基本结构、自动空调的工作原理、功能，传感器的类型、作用、安装位置、特性、检测，控制器、控制程序和执行器，控制程序包括有： 1、温度控制；2、鼓风机转速控制；3、预热控制；4、时滞控制；5、送风模式控制；6、进气控制；7、压缩机控制等； 三、自动空调典型控制程序分析，例举了三种典型类型的控制程序（一）、凌志LS400自动空调控制程序分析；（二）克莱斯勒公司BCM系统自动空调控制程序分

3、析；（三）自动空调系统LAN控制技术。 四、自动空调检修讲叙了：电控系统故障诊断、故障码的检查、驱动器检查，故障码检查的内容包括：1、指示灯的检查；2、诊断检查模式；3、故障码读取；4、故障码内容；5、故障码清除等。,2010年5月,4,项目一、汽车空调自动控制概述,汽车空调自动控制系统简称（自动空调）现代汽车空调自动控制系统，由于采用了先进的控制理论和应用了计算机技术，在控制方式、控制精度和舒适性及工作可靠性方面，与传统手动控制空调系统已经有了本质的区别，只要驾驶员设定好所需工作温度，系统即自动检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，从而将车内温度

4、保持在设定范围内，并适度调节空气质量。有些高级轿车的空调自动控制系统除了温度控制和鼓风机转速控制外还能进行进气控制、气流方式控制(送风控制)和压缩机控制，并保证系统安全可靠的工作。当系统出现故障时，还可以自动检测和诊断故障部位，并且以故障代码的方式告知维修技术人员。,2010年5月,5,一、半自动空调简介,半自动空调系统与手动空调系统的差别不大，其主要不同是半自动空调系统采用程序装置，伺服马达和（或）控制模块等带动执行机构。半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驾驶员选择的舒适程度。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鼓风机转速。 不是所有系统都

5、有这里提及的部件，但大多数系统是由若干部件组合而成的。,2010年5月,6,（一）控制器总成,控制器总成是驾驶员向空调系统的微处器输入的设备。控制器总成也称为控制面板。 半自动空调系统用的控制器总成与手动空调系统用的相似。主要的不同，是半自动空调系统的控制器总成上有温度刻度或温度值（如图7-1）。控制器总成装在仪表板上，驾驶员通过它给空调系统输入，温度滑键带动滑线电阻，用它设置阻值（目标车内温度）。驾驶员操作控制器总成上相应的键，选择工作模式（冷气、暖气、除霜和通风）和鼓风电动机转速。,2010年5月,7,2010年5月,8,（二）程序装置,控制器总成上的键是程序装置的输入，程序装置支配空气流

6、至各风道的风门（气流混合门除外，它一般由伺服马达操纵），程序装置还接收来自车内温度和外界温度传感器的输入，根据来自传感器和控制器总成的输入，程序装置控制冷气压缩机离合器工作，暖气加热器供水阀工作，把各模式门放到适当位置并输出信号。,2010年5月,9,（三）传感器,最常用的是： 车内温度传感器：车内温度传感器是测量车内平均气温的装置，它是个具有负温度系数的热敏电阻，车内温度传感器一般装在吸气装置内。 车外温度传感器：车外温度传感器是一支用来测量车外环境温度的装置，它是个具有负温度系数的热敏电阻。车外温度传感器通常装在保险杠后面。由于它所处位置有可能受发动机温度影响，因此电脑内部有若干防止假输入

7、的记忆器件。 阳光传感器：有些系统采用阳光传感器，它是一支光敏二极管或光电池。此传感器装在前窗台板上。由于它接受透过风档玻璃的阳光照射，因而发出的信号与额外的热源有关。阳光传感器信号送至程序装置。,2010年5月,10,（四）控制器总成,控制器总成是驾驶员向空调系统的微处器输入的设备。控制器总成也称为控制面板。,2010年5月,11,二、全自动空调简介,全自动与半自动空调系统的主要区别是全自动空调系统有自我诊断功能，即车身计算机模块（BCM）（或空调电脑）会设置技师能访问的故障码。此外，全自动空调系统能不断地提供变化的鼓风机转速信号并以调整车内温度。 除了用半自动空调系统中所用的传感器之外。全

8、自动空调系统还利用发动机冷却液温度、车速和节气门位置等传感器信号。全自动空调系统还具有鼓风机滞后控制功能。 鼓风机滞后控制功能的作用；如果进入驾驶室的气流温度未达到规定值，它使鼓风机不能开动，只有当温度达到时，才发信号给PCM或空调电脑开动鼓风机。 全自动空调系统分两类，由BCM控制的系统和单独计算机控制的系统。,2010年5月,12,三、手动空调与自动空调的区别,手动空调与自动空调的根本区别在于： 自动空调具有恒温的功能（车内温度不会变化），也就是说若环境温度，阳光强度，乘员人数的变化，空调电脑都能识别出，并通过调节鼓风机的转速，混合门的位置，甚至进气门的位置，使车内温度维持在设定温度不变。

9、 半自动空调与全自动空调的区别在于： 全自动空调具有自我诊断功能。 全自动空调控制精度更高，控制范围更广，更加智能化。,2010年5月,13,项目二 汽车空调自动控制的结构与原理,一、汽车空调自动控制的基本结构 典型的汽车空调自动控制系统的基本组成和工作原理见图7-2所示。,2010年5月,14,汽车空调自动控制系统基本结构见图7-3所示。,2010年5月,15,二、汽车空调自动控制的工作原理,目前自动空调都采用了微电脑控制，微电脑控制的汽车空调系统，不仅能按照乘员的需要吹出最适宜温度的风，而且可以根据实际需要调节风速、风量，还极大地简化了操作。由于计算机控制理论的发展和技术的进步，该系统不仅

10、用在高级汽车空调上，也越来越多的应用在普通轿车空调系统中。 在微电脑控制的自动空调器中，每个传感器独立地将信号传送至自动空调器放大器(也称为空调器ECU)，控制系统根据在自动空调器放大器的微电脑中预置程序，识别这些信号，从而独立地控制各个相应的执行器，如图7-4。,2010年5月,16,2010年5月,17,（一）功能 微电脑温度控制的汽车空调系统具有以下几种功能： (1)空调控制 包括温度自动控制、风量控制、运转方式给定的自动控制、换气量控制等，满足车内对空调舒适性的要求。 (2)节能控制 包括压缩机运转控制、换气量的最适量控制以及随温度变化的换气切换、自动转入经济运行、根据车内外温度自动切

11、断压缩机电源等。 (3)故障、安全报警包括制冷剂不足报警、制冷压力高出或低出报警、离合器打滑报警、各种控制器件的故障判断报警等。 (4)故障诊断存储汽车空调系统发生故障，微电脑将故障部位用代码的形式存储起来，在需要修理时指示故障的部位。 (5)显示 包括显示给定的温度、控制温度、控制方式、运转方式的状态等。,2010年5月,18,输入信号有三种： 其一，车内温度传感器、车外环境温度传感器、阳光辐射温度传感器等各种传感器传来的信号。 其二，驾驶员设定的温度信号、选择功能信号。 其三，由电位计检测出空气混合风门的位置信号。 输出信号也有三种： 其一，为驱动各种风门，必须向真空开关阀(VSV)和复式

12、真空阀(DVV)或伺服电动机输送的信号。 其二，为了调节风量，必须向风机电动机输送的调节电压信号。 其三，向压缩机输送的开停信号。,2010年5月,19,（二）原理 自动空调系统为了保证车内温度不变，微电脑必须根据传感器感测到的车内温度，不断地调节空调器吹送出的空气温度和送风量。同时由于车内空间狭窄、车窗多、车体受阳光照射的影响较大，因此还必须对车内送风温度进行修正。此外，还有由于冷却液温度变化而进行的对加热量的修正，以及在采用经济运转方式时，由于压缩机停止运转而进行的对蒸发器出口温度上升的修正等。,2010年5月,20,三、传感器,（一）温度传感器 汽车空调自动控制系统中使用了很多不同类型的

13、温度传感器，但最多使用的还是具有负温度系数的热敏电阻。其特性如图7-5所示：热敏电阻阻值的变化是随着温度的升高而减小的；反之，则电阻变大。,2010年5月,21,1车内温度传感器 车内温度传感器也称室内温度传感器，,1）作用 车内温度传感器是自动空调的重要传感器之一。和车外温度传感器，阳光传感器等传感器来决定混合门、鼓风机转速、进气门、模式门的位置。在制冷工况，当车内温度越高，混合物就越处冷位置，鼓风机转速就越高，模式门位于吹脸位置。 它能影响到出风口空气的温度，出风口风量，模式门的位置，进气门的位置。,2010年5月,22,传感器强制通风装置组成及工作原理,马达型车内温度传感器是，马达带动一

14、个小风扇，风扇工作产生吸力。使车内空气流过传感器。 吸气器车内温度传感器，有一根抽风管联接车内温度传感器与空调的管道，与空调管道联接处有文杜利效应装置，鼓风机工作，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。如图7-11、7-12所示。,2010年5月,23,表7-1 部分车型车内温度传感器参数表,2010年5月,24,读取故障码 现在绝大多数的自动空调都能对车内温度传感器进行监控，在发现有故障时，会将故障码存贮在ECU存储器中，供维修技师读取。有些车型在车内温度传感器有故障时，空调电脑会采用一个特定的默认值代替，以使空调继续工作。不同车型的默认值是不一样的，如上海别克的默认值

15、为43。,2010年5月,25,传感器强制通风装置的检测 1）鼓风机高速运转 2）将一小纸片靠近前车内温度传感器进风口（如图7-15所示），若纸片吸住，车内温度传感器强制通风装置良好。若没有吸住，对车内温度传感器是吸气器型，检测抽风管道是否密封；对马达型车内温度传感器，检测车内温度传感器抽风机及线路。该抽风机一般都由空调电脑来控制，在空调系统工作或点火开关打开，抽风机就运转。,2010年5月,26,2车外温度传感器,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 车外温度传感器是自动空调的重要传感器之一。它与车内温度传感器共同作用能影响到出风口空气的温度，出风

16、口风量，模式门的位置，进气门的位置。 车外温度传感器的作用与车内温度传感器的作用基本相同，其不同之处是它的信息还用于控制压缩机。一般自动空调在车外温度传感器的信号低于某值（2）时，ECCU便锁止压缩机使其不能工作。 其它作用详见车内温度传感器的作用。,2010年5月,27,2）安装位置： 通常安装在水箱前面，或前保险杠下面如图7-16所示,2010年5月,28,防假输入措施 由于车外温度传感器一般都是安装在前保险杠内或水箱之前，极容易受到环境（水箱温度、前面车辆的排气等）影响，车外温度传感器包在一个注塑料树脂壳内，以免对环境温度的突然变化做出反应。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，不同车型的防假输入电路是不同的。上海别克的防假输入如下： 外部空气温度传感器位于车辆前减震器下面的前护栅部位。HAVC控制器用该传感器接收环境温度信息。根据该信息，暖风通风空调控制盖向驾驶员提供外界空气温度数字显示。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。 （1）车辆以高于32公里/小时的