鄭州交通技師學(xué)院 宋軍杰
電控空調(diào)的控制與調(diào)節(jié)
鄭州交通技師學(xué)院 宋軍杰
目前,在高級轎車上普遍采用了電控空調(diào)。電控空調(diào)系統(tǒng)的ECU可借助電控噴油的ECU,也可裝用專門的空調(diào)ECU。它不但能按照設(shè)定調(diào)配出最佳溫度和濕度的空氣,而且還可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)速,并使操作極大的簡化。
1.空調(diào)調(diào)制。包括溫度自動控制、風(fēng)量控制、運轉(zhuǎn)方式的自動控制、換氣量的控制等,以滿足對空調(diào)舒適性的要求。
2.節(jié)能控制。包括壓縮機運轉(zhuǎn)工況的控制,換氣量的最佳控制以及隨溫度變化的換氣切換、增大轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)運行、根據(jù)車內(nèi)外溫度自動切斷壓縮機的電源控制。
3.故障、安全報警。制冷劑不足報警、制冷系統(tǒng)壓力過高或過低報警、離合器打滑報警、各種控制器件的故障判斷報警。電控空調(diào)系統(tǒng)在某部位發(fā)生故障報警的同時,還可將系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入常規(guī)運行,不至于影響空調(diào)系統(tǒng)的工作。
4.顯示??娠@示設(shè)定溫度、控制溫度、控制方式、運轉(zhuǎn)狀況及運轉(zhuǎn)時間等參數(shù)。
5.故障存儲。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障時,其故障部位的代碼便存儲在電腦中,修理時調(diào)處即可。
電控空調(diào)系統(tǒng)主要由傳感器、空調(diào)ECU和執(zhí)行器三部分組成。
1.傳感器。傳感器包括車內(nèi)溫度傳感器(裝在儀表板下)、車外溫度傳感器(裝在前擋風(fēng)玻璃下儀表板上)及發(fā)動機冷卻水溫度傳感器(裝在暖氣芯片水管處)等。其中發(fā)動機冷卻水溫度傳感器用來限制發(fā)動機冷卻水溫較低時風(fēng)機轉(zhuǎn)速只能在低檔,以免發(fā)動機長時間在低水溫下運行,造成磨損過甚。
2.空調(diào)ECU。電控空調(diào)ECU由硬件和軟件兩部分組成。其中硬件包括主機和I/O接口,主機又由中央處理器CPU及主存儲器RAM組成。軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件部分,系統(tǒng)軟件包括語言處理程序、操作系統(tǒng)、服務(wù)診斷程序等,應(yīng)用軟件包括工程設(shè)計程序、過程控制程序及數(shù)據(jù)處理程序等。
3.執(zhí)行器。主要包括鼓風(fēng)電動機,壓縮機電磁離合器、熱水閥及空氣混合擋板、溫度門擋板、出風(fēng)位置擋板等。此外,執(zhí)行機構(gòu)還包括各種警告燈,如制冷劑壓力警告燈、冷卻水溫異常警告燈等。
空調(diào)ECU接受人工設(shè)定數(shù)據(jù)及各種傳感器傳來的數(shù)據(jù),進(jìn)行存儲、計算、分析、判斷后,向各執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出各種指令,驅(qū)動個執(zhí)行機構(gòu)完成各自的工作,從而控制溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等各種參數(shù),使空調(diào)系統(tǒng)完成制冷、制熱、除霜、去濕等作用。
為了維持車室內(nèi)溫度不變,空調(diào)ECU依據(jù)傳感來的車內(nèi)溫度不斷地調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的送風(fēng)溫度和送風(fēng)量。影響車內(nèi)溫度的因素較多,主要有乘員人數(shù)的多少、日光照射強度等,空調(diào)ECU將根據(jù)實際情況對制冷強度進(jìn)行控制,此外,還由于冷卻水溫度變化而進(jìn)行的對加熱量的修正,以及在采用經(jīng)濟(jì)運轉(zhuǎn)方式時,由于壓縮機停止運轉(zhuǎn)而進(jìn)行的對蒸發(fā)器出口溫度上升的修正等。
空調(diào)ECU控制的基本依據(jù)是溫度方程。若輸入設(shè)定溫度的電阻為R,車室內(nèi)溫度的電阻為A,車外空氣溫度的電阻為B,出風(fēng)口溫度電阻為C,日光照射、外來空氣、節(jié)能修正等溫度電阻為D,其溫度平衡方程為:
R=A+B+C+D.
送風(fēng)量是決定車室內(nèi)溫度的重要因素之一,空調(diào)ECU根據(jù)車內(nèi)實際溫度與設(shè)定溫度之間的偏差,對送風(fēng)量進(jìn)行連續(xù)的、無極的調(diào)節(jié)。夏季,當(dāng)送風(fēng)溫度低時,送風(fēng)量減少;送風(fēng)溫度高時,送風(fēng)量增大。冬季,當(dāng)由于發(fā)動機冷卻水溫度較低供暖不充分時,若送風(fēng)量過大將使人感到寒冷,此時空調(diào)ECU可自動控制其減小送風(fēng),送出的空氣溫度將上升,使人暖和。
空調(diào)ECU還可控制外來新鮮空氣和車內(nèi)循環(huán)空氣的自動切換。在炎熱的夏季,車內(nèi)溫度很高,為迅速降低車內(nèi)溫度,空調(diào)ECU可控制進(jìn)氣風(fēng)門暫時關(guān)閉車外新鮮空氣通道,當(dāng)車內(nèi)溫度下降到一定值后,又重新恢復(fù)進(jìn)氣風(fēng)門的正??刂啤?/p>
在冬季或夏季雨天,必須除去玻璃上的結(jié)霧和凝霜,以保證駕駛員的安全操作。在儀表板前方有擋風(fēng)玻璃除霜風(fēng)口,其兩側(cè)也裝有除霜風(fēng)口,只要觸摸Def開關(guān),空調(diào)ECU即可控制空調(diào)系統(tǒng)從這兩種出風(fēng)口向擋風(fēng)玻璃吹出熱風(fēng),以除去霧霜。
根據(jù)人體對冷暖感受的生理特點,空調(diào)ECU控制著執(zhí)行機構(gòu)對出風(fēng)口進(jìn)行自動切換,冷風(fēng)從上方和側(cè)面出風(fēng)口送出,熱風(fēng)則從下方和除霜出風(fēng)口送出,以滿足人體頭涼腳暖的舒適性要求。例如,車內(nèi)溫度給定值為25℃,夏季車外溫度為35℃時送冷風(fēng),空氣經(jīng)蒸發(fā)器冷卻后由冷風(fēng)口吹出;在春、秋過渡季節(jié),車外溫度接近車內(nèi)給定溫度時,則采用經(jīng)濟(jì)運轉(zhuǎn)方式,此時壓縮機停止運轉(zhuǎn)不制冷。這種只需要新風(fēng)換氣的方式是經(jīng)濟(jì)而節(jié)能的。在冬季,當(dāng)車外溫度低于15℃時,空調(diào)供暖循環(huán)開始工作,加熱后的空氣由下部暖風(fēng)口送出。
現(xiàn)代汽車電控空調(diào)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)已不再使用電磁真空閥和真空電動機來操縱各部分的動作,而是通過觸摸按鈕向為電腦輸入各種信號。電腦通過計算、分析、比較后,發(fā)出指令,接通所需的電路并指令伺服電動機轉(zhuǎn)動,控制各風(fēng)門的位置,完成自動控制任務(wù)。由于這些動作是通過電腦控制伺服電動機來完成的,即實現(xiàn)了電子控制,因此比真空控制的靈敏性和可靠性都要高出很多,而且控制機構(gòu)更加簡單。