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汽车空调控制系统原来是这么回事,看完就懂了!

2024-06-21 20:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

汽车空调根据配置的不同,多分为 手动式和 自动式。

其中手动式空调又分为 机械控制型和 电动控制型。

不论是手动式,还是自动式,实现空调制冷的基本原理是一致的 。毕竟它们的基本组成是一样的:压缩机、冷凝器、储液罐、膨胀阀、蒸发箱以及管路和压力/温度传感器。

最大的不同在于 各功能启用/禁用的控制方式上。

对于 手动式(机械控制型)而言,使用时更加简单粗暴。毕竟大部分操作都依靠于机械机构(如拉线、连杆等)。

自动空调在按下各功能按键后,通过空调模块进行指令的接收处理和发送,最终实现执行器的动作, 其舒适性优越于手动空调,操作的精准度也更高。

当然在一些豪华车上多配备全自动分区空调,通过各个传感器的监测信息,可自动切换工作模式的同时还能实现分区调温的功能。

就 自动空调而言, 各个功能的实现均离不开空调控制系统(在丰田车系中称为神经网络控制系统), 其核心部件为空调控制模块。

在不同品牌中,叫法上可能不太一样,如奥迪叫J255空调控制单元、别克叫空调模块、日产叫空调放大器等。

需要注意的是, 空调控制系统并不是独立存在的,它还需要和其它模块进行信息的交互。(见下图)

当然,自动空调功能的实现除了空调控制模块外,还离不开 传感器和 执行器(如风门电机等)的参与。接下来我们就对这些传感器和执行器进行逐一说明。

执行器

空调压缩机

常规离合器启用机械转动压缩机。

直接给空调压缩机离合器继电器控制电路提供点火电压。

将蓄电池电压提供给开关控制装置。

发动机控制单元通过将空调离合器继电器控制电路接地实现对继电器的控制,该电路将关闭允许电流流过压缩机离合器的继电器。当控制单元指令零部件打开时,控制电路的电压应接近0V,当控制电路断开时,电路的电压应接近蓄电池电压。

鼓风机

类型一:

基本原理是通过增大或减小鼓风机电机电阻器的阻值来控制鼓风机的转速。

在空调控制系统中,鼓风机开关位置信号通过LIN总线被空调控制单元接收,同时向鼓风机电机电阻器提供信号使鼓风机电机达到期望的转速。

类型二:

鼓风机模块通过增大或减小电机搭铁侧电压值,实现对鼓风机电机转速的控制。

当需要增加风量时,自动空调控制模块向鼓风机模块提供低压脉宽调制信号,同时增加该信号的搭铁时间来实现鼓风机电机转速的增加。降低风量时,缩短信号的搭铁时间即可。

模式调节电机 (别克英朗)

采用5线步进电机,暖风、通风与空调系统控制装置向步进电机提供12V参考电压,并用脉冲搭铁信号向4个步进电机线圈供电。步进电机将调节门移动至计算位置,以达到所选位置。如果是新的步进电机,则应对其零点进行校准。

空气分配风门翻板(电机)

风门翻板一般由 脚部、头部、除霜、内循环、外循环组成。

根据所选择的空气分配模式,通过LIN总线将模式信息发送至空调控制单元,控制单元经过信息读取和计算后,向风门翻板执行器(电机)发出运动指令,进而实现不同模式下的空气分配。

需要注意的是在自动空调中,当风门位置切换到除霜模式时,空调控制单元会自动将内循环状态切换到外循环状态,用来保证车窗不会起雾。

传感器

空调压力开关 (奥迪A6L)

代替了高压开关/低压开关/离合器高压开关。

在制冷剂回路压力过高(约32bar)时,关闭压缩机。

当制冷剂回路压力过低(约2bar)时,关闭空调压缩机。

当制冷剂回路中压力升高(约16bar)时,散热器风扇调高一档。

空调制冷剂压力传感器 (别克英朗)

采用3线压电式压力传感器。电压信号经发动机控制单元转换为压力值,依靠5V参考电压,低电平参考电压和信号电路进行工作。

空调压力信号 电压工作范围在0.2~4.8V。

当空调制冷剂 压力过低时,信号电压接近0V。

当空调制冷剂 压力过高时,信号电压接近5V。

当压力太高或太低时,发动机控制单元将不允许空调压缩机离合器结合。

需要注意的是,空调压力开关有多种(高压式、低压式、综合式),使用的是哪一种还需要根据具体车型进行判断(可借助空调电路图进行查看)。

风管温度传感器

安装在空气分配管内,测量流经风管的空气温度。该数据传送到空调控制模块中,作为计算期望空气温度风门位置的参考。

蒸发器温度传感器 (别克英朗)

2线式负温度系数热敏电阻。安装在蒸发箱处用来测量蒸发器的温度。其工作温度范围在-40~+85℃。如果温度降低至3℃以下,控制单元将关闭压缩机以防止蒸发箱冻结。

当然与空调系统相关的传感器,这里并没有全部给列举出来。比如日照传感器、室外温度传感器、空气质量传感器、相对湿度传感器等等,它们都和自动空调功能是实现有着密切关系。

自动空调因其控制机制中的多元件关联性,导致了诊断并修复空调故障的复杂性。所以,我们首先要做的便是搞懂该车自动空调的控制原理,以及各元部件之间信号与控制的关联性。同时还要明确各模块间的通讯关系。

如上图所示,在日产轩逸的空调系统除了空调放大器外,还和组合仪表、BCM、IPDM通过CAN通讯相关联。具体的连接形式我们需要借助对应电路图进行分析。

最后,来自果果的苦口婆心:

涉及到电路方面的问题,我们不要怕,要有耐心。

在这条路上是没有什么捷径可以走

凡是我们在这上面所付出的辛劳,都是有价值的。

没有付出过,你哪来的价值

没有努力过,你哪来的成功

没有经历过,你哪来的发言权

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