空调压力传感器安装在高压侧管路上,如图2-4-1所示,用来检测制冷剂压力,并将压力信号输出至空调电子控制单元(ECU),以控制压缩机的运行,其结构及特性如图2-4-2所示。当系统压力过低时,切断压缩机,防止压缩机回油润滑差导致卡死;当系统压力过高时,切断压缩机,防止压缩机排气压及温度过高,润滑油黏度下降,压缩机内部抱死;同时可以反馈信号回ECU,及时调整散热风扇的转速。
图2-4-1 空调压力传感器
蒸发器温度传感器(空调热敏电阻)安装在空调装置的蒸发器上,如图2-4-3所示,其电阻随着流过蒸发器的冷却空气温度的变化而变化(负温度系数特性热敏电阻),蒸发器温度传感器将其转为电信号并输出到空调电子控制单元,并依此来控制压缩机电磁离合器的结合和断开。蒸发器温度传感器的电阻值一般为2.2kΩ左右,当温度降低,电阻值相应升高,如用冰块来测试,电阻值应上升到5.1kΩ左右,否则说明其损坏。
图2-4-2 空调压力传感器结构及特性
空调压缩机在-1~0℃时关闭,在约3℃时接通,这样可防止冷凝水结冰。
车外温度传感器也是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器,如图2-4-4所示,通常安装在车辆前保险杠的下侧,用于向空调电子控制单元提供车厢外部的温度信号。车外温度传感器的电阻值一般为1.8kΩ左右,当温度升高,如用电热吹风轻吹传感器,电阻值应相应降低,否则说明其损坏。
图2-4-3 蒸发器出口温度传感器的安装位置
图2-4-4 车外温度传感器
车内温度传感器通常安装在仪表板下侧,是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器,如图2-4-5所示,用于向空调电子控制单元提供车厢内的温度信号。车内温度传感器的电阻值一般为1.1kΩ左右,当温度升高,如用电热吹风轻吹传感器,电阻值应相应降低,否则说明其损坏。
空调的温度调节过程还受光敏传感器的影响,如图2-4-6所示,该传感器用于获取直接照在车内乘员身上的阳光强度信息。
根据空调型号的不同,可能使用1个或2个这种传感器,分别监测车内左、右侧的情况。
图2-4-5 车内温度传感器
图2-4-6 阳光照射强度光敏传感器
阳光穿过过滤器和光学元件到达光电二极管。过滤器的功能就像一个太阳镜,它用于防止紫外线损坏光学元件。
光电二极管是采用对光敏感的半导体制成的。没有光作用时,二极管只能流过很小的电流;有光作用时,流过的电流就增大。光越强,流过的电流就越大。
空调控制单元根据升高的电流就推断出现在阳光较强,于是就会调节车内的温度。
温度翻板和新鲜空气鼓风机会相应地工作。
如果带有2个这种传感器,那么阳光较强的那一侧冷得要快一些。
新鲜空气进气道温度传感器在新鲜空气进气道中,也是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器,如图2-4-7所示。
图2-4-7 新鲜空气进气道温度传感器
该传感器实际就是外部实际温度的第2个测量点。
控制单元按照新鲜空气进气道温度传感器信号来操纵温度翻板和新鲜空气鼓风机工作。
吹脚出风口温度传感器测量的是从暖风/空调中出来的空气(进入车内的空气)温度,也是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器,如图2-4-8所示。
图2-4-8 吹脚出风口温度传感器
这个温度值是通过一个电阻值根据温度变化的电阻获取的。
温度下降的话,这个电阻值就升高。
控制单元对这个信号进行处理后,将其用于控制除霜/吹脚的空气分配以及控制新鲜空气鼓风机的工作能力。
高压传感器用于监测制冷剂环路,如图2-4-9所示。
高压传感器是电子式压力传感器,可取代空调压力开关。
高压传感器安装在高压管路上(与压力开关一样)。
高压传感器用于监测制冷剂压力并将压力这个物理量转换成电子信号。
与空调压力开关不同,高压传感器不但会感知预定的压力极限值,它还能监测整个工作循环中的制冷剂压力。
通过这些信号可计算出空调装置对发动机所产生的负荷以及制冷剂环路的压力状态。
散热风扇控制单元可以接通和关闭风扇的高一级运行档位和压缩机的电磁离合器。
图2-4-9 高压传感器
制冷剂压力被传到一块硅晶体上。根据这个压力大小,硅晶体产生或大或小的变形。
这块硅晶体与一个微处理器一起集成在传感器中并获得供电。
硅晶体的特性是:在发生变形时,其电阻会发生改变。因此压力若发生变化,那么在硅晶体上测得的电压也会发生变化。
测得电压会被传送给微处理器,并被转换成脉冲宽度调制信号,如图2-4-10所示,其中 A 为脉冲宽度, B 为信号间距。
在压力较低时,硅晶体的变形也很小,因此作用的电压对应很小的一个电阻值。
在压力较低时,高压传感器的微处理器输出一个很小的脉冲宽度。
脉冲宽度信号的频率是50Hz,这相当于周期是20ms,如图2-4-11所示。
图2-4-10 脉冲宽度调制信号
图2-4-11 脉冲宽度信号
在0.14MPa(1.4bar)这样的低压时,脉冲宽度为2.6ms,这相当于周期的13%。
(1)作用
在制冷系统中,管路连接压缩机、冷凝器、储液干燥器(集液器)、膨胀阀(管)、蒸发器等主要系统部件,满足制冷系统的工作需求,满足减振和降噪的作用,并设置高压管路与低压管路视液窗等部件,如图2-4-12所示。
图2-4-12 汽车空调管路
(2)结构
制冷系统利用金属管和柔性橡胶软管连接,一般由铝制硬管和橡胶软管扣压而成,以保证密封和走向。从外形上看,高压管路比低压管路要细,这样可减少在压缩机工作时制冷压力在管路上的衰减,如图2-4-13所示。
图2-4-13 空调管路结构
视液窗又称制冷剂液体指示器,它的作用是方便观察管路中冷冻机油的流动情况。当发生缺液或含有水分时,观察玻璃能显示不同颜色和气泡,如图2-4-14所示。视液窗有两种:一种安装在储液罐出口处,另一种安装在储液罐与膨胀阀之间的管路中。
图2-4-14 视液窗中看到的制冷剂
(1)空调控制面板功能说明
空调控制面板用于驾驶员根据需求设定舒适的温度及其他操作,如图2-4-15所示。
图2-4-15 空调控制面板功能说明
1—A/C按键 2—风量调节旋钮 3—OFF按键 4—风向调节按键 5—前风窗除霜除雾按键 6—温度调节旋钮 7—加热按键 8—后风窗/外后视镜除霜按键 9—内外循环按键 10—空气净化器按键 11—显示屏 12—AUTO按键 13—驾驶员座椅加热按键 14—前排乘客侧座椅加热按键
(2)温度设定
温度调节旋钮用来设定车内温度,该温度值作为用户信息显示在显示屏上。温度设置范围在16~32℃之间,温度调节每步为0.5℃。当设定温度低于16℃时,显示屏显示“LO”,高于32℃时,显示“HI”。
在自动模式下,当进入“LO/HI”时,系统将保持最大风量送风状态持续运行。
(3)风量设定
风量调节旋钮用来手动设定鼓风机速度。风量分为0~7档,用户可以根据实际需要手动调节合适的档位。在自动状态下,鼓风机速度将由系统自动控制。对风量调节旋钮的操作会使系统状态由自动模式转为手动模式,AUTO标识消失。空调系统采用电压性调节方式控制鼓风机转速的1~7档,见表2-4-1。在自动状态下,鼓风机速度作为自动控制逻辑的一部分。鼓风机速度不限于手动状态下的7档调节,但是显示屏显示只有7条,所以指示条数量显示的是最接近的鼓风机速度。
表2-4-1 鼓风机档位与电压对应表
(4)手动调节/自动调节出风模式
自动空调控制器提供了手动和自动2种出风模式供用户选择。通过调节吹面/吹脚/除霜的风门,可以控制出风模式。吹面和吹脚的温度分配的不同是为了给脚部提供较温暖的空气,给头部提供较凉爽的空气,保证驾驶员始终处于舒适的环境中。温度分配的范围将受到汽车空间大小的影响。
自动空调控制器使用蒸发器温度传感器来确定混合气体的温度。
手动状态下,用户可以选择4种出风模式:吹面、双向(吹面和吹脚)、吹脚、混合(吹脚和除霜),除霜模式为单独按键,各出风模式下,显示屏显示相应标识。各出风模式对应的角度及电压见表2-4-2。
在自动状态下,出风模式是自动控制逻辑的一部分,出风模式由控制器自动选择。为达到舒适程度,空调控制器选择一个当时最接近的模式显示在显示屏上。当对出风模式按键进行操作时,系统将从自动模式转到手动模式。
表2-4-2 各出风模式对应的角度及电压
(5)内外循环控制
3种内外循环控制模式,分别是手动内循环、手动外循环和自动(AQS)。
用户可以通过操作内外循环按键和AUTO按键来控制循环模式,控制面板得到用户设定的温度值、当前车外环境温度、车内温度、蒸发器表面温度、车速信号、水温信号、阳光强度、AQS信号等,输入给热管理控制器计算内外循环风门位置。
用户可以通过操作AUTO按键或者内/外循环按键,使内外循环控制模式进入自动模式。自动模式中,当内循环模式保持45min时,自动强制切换为外循环并保持30s,30s后回到内循环模式,与空气质量指令冲突时,优先执行空气质量指令。
(6)除霜控制
用户通过操作前除霜按键进入最大除霜模式,进入最大除霜模式后,出风模式为吹风窗玻璃,此时鼓风机速度最大。
1)前风窗玻璃除霜功能。任意工作状态(自动、手动、关机)下,按下除霜按键,系统即在除霜状态下工作。除霜状态解除后,系统即回到除霜前的状态(自动、手动、关机)。
在除霜状态下操作风量调节旋钮,会使风速相应提高或降低,工作状态保持除霜,压缩机继续工作,出风模式保持吹玻璃。
在除霜过程中,除风量调节、温度调节和后除霜按键以外,对其他按键的操作都会使系统离开除霜模式而回到除霜前的模式(新选择的功能除外)。
2)后除霜功能。后除霜按键用来启动后风窗玻璃除霜功能。在后风窗玻璃除霜期间,后除霜按键指示灯点亮,关闭后除霜功能,则指示灯熄灭。用户可以再次按下后除霜按键取消后除霜功能。后除霜功能必须要在车辆上高压电后才能工作。
(7)自动与手动工作状态
系统有自动(AUTO)、手动(MANU)和关机(OFF)3种状态。
用户在按AUTO按键后,车内设定温度自动跳转至23℃,内外循环根据当前工作状态进行调整(制冷工况进入内循环,采暖工况进入外循环)且在调整温度时不退出自动模式。
用户可以通过操作MODE按键、A/C按键、风量调节旋钮使压缩机控制进入手动模式。