汽车空调自动控制系统学习教案.pptx

会计学1汽车空调自动汽车空调自动(zdng)控制系统控制系统第一页，共52页。学习本章学习本章(bn zhn)的目的的目的n n理解汽车空调自动控制系统的理解汽车空调自动控制系统的工作工作(gngzu)原理原理n n掌握自动控制系统的各个传感掌握自动控制系统的各个传感器与控制执行器件器与控制执行器件n n通过本章的学习，能够读懂汽通过本章的学习，能够读懂汽车自动空调系统电路图车自动空调系统电路图第1页/共52页第二页，共52页。第一节第一节第一节第一节 汽车空调自动控制系统工作汽车空调自动控制系统工作汽车空调自动控制系统工作汽车空调自动控制系统工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理一、汽车空调自动控制系统概述 汽车空调自动控制系统可以自动监测车内温度和车外温度、太阳辐射和发动机工况，自动调节(tioji)鼓风机转速和所送出的空气温度。第2页/共52页第三页，共52页。一、汽车空调自动一、汽车空调自动(zdng)(zdng)控制系统概述控制系统概述n n基本(jbn)工作模式n n 传感器 控制器 执行器各种(zhn)温度传感器、太阳辐射和发动机工况传感器单片微处理器或车身计算机各种可自动控制的元件第3页/共52页第四页，共52页。二、放大器控制型自动二、放大器控制型自动(zdng)空调系统空调系统 放大器控制型自动空调系统主要由电桥(din qio)、运算放大器组成。工作原理如图6-3。第4页/共52页第五页，共52页。三、微电脑控制自动三、微电脑控制自动(zdng)空空调系统调系统 微电脑控制的自动空调系统，不仅能按照乘员的需要送出温度和湿度最适宜的空气，而且可以根据需要自动调节风速(fn s)、风量，还极大地简化了乘员的操作工作。第5页/共52页第六页，共52页。三、微电脑控制三、微电脑控制(kngzh)自动自动空调系统空调系统n n微电脑控制的汽车空调系统的功能n n1）空调控制n n2）节能控制n n3）故障、安全报警(bo jng)n n4）显示n n5）故障诊断储存第6页/共52页第七页，共52页。三、微电脑控制三、微电脑控制(kngzh)自动自动空调系统空调系统n n微电脑控制(kngzh)的自动空调器的组成n n电子控制(kngzh)系统：传感器 控制(kngzh)器 执行器n n配气系统：车内/车外循环风门、调温风门、模式风门及各风道n n面板控制(kngzh)：温度控制(kngzh)开关和各功能选择键第7页/共52页第八页，共52页。电子电子(dinz)控制系统控制系统n n传感器信号(xnho)的种类n n驾驶员面板设定的温度信号(xnho)和功能选择信号(xnho)n n车内气温传感器、车外气温传感器、日照强度传感器等各种传感器输入的信号(xnho)n n空气混合风门的位置反馈信号(xnho)。第8页/共52页第九页，共52页。电子电子(dinz)控制系统控制系统n n执行器信号(xnho)n n向驱动各风门的伺服电动机或真空驱动器输送的信号(xnho)n n控制风机电动机转速的电压调节信号(xnho)n n控制压缩机的通断信号(xnho)第9页/共52页第十页，共52页。面板控制面板控制(kngzh)（东方之子）（东方之子）第10页/共52页第十一页，共52页。1 1 1 1、内外循环按钮、内外循环按钮、内外循环按钮、内外循环按钮切换内外循环。切换内外循环。切换内外循环。切换内外循环。转换成内气时，风机电压减少转换成内气时，风机电压减少转换成内气时，风机电压减少转换成内气时，风机电压减少1V1V1V1V（在（在（在（在999910V10V10V10V内内内内运行）；转换成外气时，风机电压恢复原状态。运行）；转换成外气时，风机电压恢复原状态。运行）；转换成外气时，风机电压恢复原状态。运行）；转换成外气时，风机电压恢复原状态。此键工作不影响此键工作不影响此键工作不影响此键工作不影响AUTOAUTOAUTOAUTO模式。模式。模式。模式。2 2 2 2、温度设定旋钮、温度设定旋钮、温度设定旋钮、温度设定旋钮调整设定温度。调整设定温度。调整设定温度。调整设定温度。调节旋钮转动调节旋钮转动调节旋钮转动调节旋钮转动(zhun dng)(zhun dng)(zhun dng)(zhun dng)一格，温度变化一格，温度变化一格，温度变化一格，温度变化 0.50.50.50.5；按下调节旋钮，显示外部温度，持续按下调节旋钮，显示外部温度，持续按下调节旋钮，显示外部温度，持续按下调节旋钮，显示外部温度，持续3S3S3S3S，再次按，再次按，再次按，再次按下后恢复；下后恢复；下后恢复；下后恢复；设定温度范围在设定温度范围在设定温度范围在设定温度范围在1818181832323232，低于，低于，低于，低于18181818指示指示指示指示LOLOLOLO，高于高于高于高于32323232指示指示指示指示HIHIHIHI；此键工作不影响此键工作不影响此键工作不影响此键工作不影响AUTOAUTOAUTOAUTO模式。模式。模式。模式。第11页/共52页第十二页，共52页。3 3 3 3、自动、自动、自动、自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)控制按钮（控制按钮（控制按钮（控制按钮（AUTOAUTOAUTOAUTO）进入自动进入自动进入自动进入自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)控制模式。控制模式。控制模式。控制模式。根据设定温度及外部温度信号、车内温度信号的变化量，根据设定温度及外部温度信号、车内温度信号的变化量，根据设定温度及外部温度信号、车内温度信号的变化量，根据设定温度及外部温度信号、车内温度信号的变化量，自动自动自动自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)调整鼓风机的吹风量、混合风门位置、调整鼓风机的吹风量、混合风门位置、调整鼓风机的吹风量、混合风门位置、调整鼓风机的吹风量、混合风门位置、A/CA/CA/CA/C状态状态状态状态及内及内及内及内/外气开关工作状态；外气开关工作状态；外气开关工作状态；外气开关工作状态；吹风模式初始状态默认为吹前吹脚（吹风模式初始状态默认为吹前吹脚（吹风模式初始状态默认为吹前吹脚（吹风模式初始状态默认为吹前吹脚（FDFDFDFD）模式，也可通）模式，也可通）模式，也可通）模式，也可通过过过过MODEMODEMODEMODE键改变吹风模式；键改变吹风模式；键改变吹风模式；键改变吹风模式；除霜按键与雨刮信号相关联，启动雨刮时，空调自动除霜按键与雨刮信号相关联，启动雨刮时，空调自动除霜按键与雨刮信号相关联，启动雨刮时，空调自动除霜按键与雨刮信号相关联，启动雨刮时，空调自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)处于除霜模式；处于除霜模式；处于除霜模式；处于除霜模式；压缩机工作状态由设定的温度来确定（设定温度高于压缩机工作状态由设定的温度来确定（设定温度高于压缩机工作状态由设定的温度来确定（设定温度高于压缩机工作状态由设定的温度来确定（设定温度高于28282828，压缩机不工作）。，压缩机不工作）。，压缩机不工作）。，压缩机不工作）。空调系统刚工作、车速在空调系统刚工作、车速在空调系统刚工作、车速在空调系统刚工作、车速在10Km/h10Km/h10Km/h10Km/h持续时间超过持续时间超过持续时间超过持续时间超过10S10S10S10S、车在、车在、车在、车在停止状态之一时，系统自动停止状态之一时，系统自动停止状态之一时，系统自动停止状态之一时，系统自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)切换置内循环；切换置内循环；切换置内循环；切换置内循环；系统自动系统自动系统自动系统自动(zdng)(zdng)(zdng)(zdng)记忆用户上次设定的工作模式；记忆用户上次设定的工作模式；记忆用户上次设定的工作模式；记忆用户上次设定的工作模式；第12页/共52页第十三页，共52页。4 4 4 4、关闭系统按键（、关闭系统按键（、关闭系统按键（、关闭系统按键（OFFOFFOFFOFF）关闭系统。关闭系统。关闭系统。关闭系统。按下关闭系统按键，显示屏关闭，同时所有执行机构均按下关闭系统按键，显示屏关闭，同时所有执行机构均按下关闭系统按键，显示屏关闭，同时所有执行机构均按下关闭系统按键，显示屏关闭，同时所有执行机构均关闭；关闭；关闭；关闭；系统在（系统在（系统在（系统在（OFFOFFOFFOFF）状态时，按）状态时，按）状态时，按）状态时，按AUTOAUTOAUTOAUTO键、键、键、键、A/CA/CA/CA/C键、除霜键之一键、除霜键之一键、除霜键之一键、除霜键之一时，系统自动开启工作，系统自动启动用户上次设定的工作时，系统自动开启工作，系统自动启动用户上次设定的工作时，系统自动开启工作，系统自动启动用户上次设定的工作时，系统自动开启工作，系统自动启动用户上次设定的工作模式；模式；模式；模式；5 5 5 5、模式设定按键（、模式设定按键（、模式设定按键（、模式设定按键（MODEMODEMODEMODE）调整吹风模式。调整吹风模式。调整吹风模式。调整吹风模式。系统设置系统设置系统设置系统设置(shzh)6(shzh)6(shzh)6(shzh)6个吹风模式：吹前个吹风模式：吹前个吹风模式：吹前个吹风模式：吹前F F F F、吹脚、吹脚、吹脚、吹脚D D D D、吹前吹、吹前吹、吹前吹、吹前吹脚脚脚脚FDFDFDFD、除霜、除霜、除霜、除霜T T T T、吹前吹脚除霜、吹前吹脚除霜、吹前吹脚除霜、吹前吹脚除霜FDTFDTFDTFDT、吹脚除霜、吹脚除霜、吹脚除霜、吹脚除霜DTDTDTDT。按下模式设定按键，其循环顺序依次为：按下模式设定按键，其循环顺序依次为：按下模式设定按键，其循环顺序依次为：按下模式设定按键，其循环顺序依次为：FFDTDTFFDTDTFFDTDTFFDTDTTFDDTFDDTFDDTFDD；第13页/共52页第十四页，共52页。6 6 6 6、空调按键（、空调按键（、空调按键（、空调按键（A/CA/CA/CA/C）控制压缩机工作。控制压缩机工作。控制压缩机工作。控制压缩机工作。在在在在AUTOAUTOAUTOAUTO模式下，按下此键切换压缩机的工作状态模式下，按下此键切换压缩机的工作状态模式下，按下此键切换压缩机的工作状态模式下，按下此键切换压缩机的工作状态并从并从并从并从AUTOAUTOAUTOAUTO模式退出置于手动模式；模式退出置于手动模式；模式退出置于手动模式；模式退出置于手动模式；在手动模式下，若设定温度高于在手动模式下，若设定温度高于在手动模式下，若设定温度高于在手动模式下，若设定温度高于28282828，压缩机不，压缩机不，压缩机不，压缩机不工作；工作；工作；工作；7 7 7 7、除霜按键、除霜按键、除霜按键、除霜按键切换成强制除霜。切换成强制除霜。切换成强制除霜。切换成强制除霜。初始默认状态为：吹风模式为除霜状态、外循环、初始默认状态为：吹风模式为除霜状态、外循环、初始默认状态为：吹风模式为除霜状态、外循环、初始默认状态为：吹风模式为除霜状态、外循环、风量风量风量风量4 4 4 4档（环境温度低于档（环境温度低于档（环境温度低于档（环境温度低于12121212时全暖除霜，高于时全暖除霜，高于时全暖除霜，高于时全暖除霜，高于14141414时时时时全冷除霜）；全冷除霜）；全冷除霜）；全冷除霜）；鼓风机电压鼓风机电压鼓风机电压鼓风机电压(diny)(diny)(diny)(diny)提升提升提升提升2V2V2V2V（在（在（在（在999910V10V10V10V内运行）；内运行）；内运行）；内运行）；第14页/共52页第十五页，共52页。8 8 8 8、减风量键、减风量键、减风量键、减风量键减小风量。减小风量。减小风量。减小风量。每按一次，风量逐级减一档直至每按一次，风量逐级减一档直至每按一次，风量逐级减一档直至每按一次，风量逐级减一档直至1 1 1 1档，最小档保档，最小档保档，最小档保档，最小档保持不变；持不变；持不变；持不变；在在在在AUTOAUTOAUTOAUTO模式模式模式模式(msh)(msh)(msh)(msh)下，风量减至到下，风量减至到下，风量减至到下，风量减至到1 1 1 1档时，从档时，从档时，从档时，从AUTOAUTOAUTOAUTO模式模式模式模式(msh)(msh)(msh)(msh)退出。退出。退出。退出。9 9 9 9、增风量键、增风量键、增风量键、增风量键增加风量。增加风量。增加风量。增加风量。每按一次，风量逐级增一档直至每按一次，风量逐级增一档直至每按一次，风量逐级增一档直至每按一次，风量逐级增一档直至6 6 6 6档，最大档保档，最大档保档，最大档保档，最大档保持不变；持不变；持不变；持不变；在在在在AUTOAUTOAUTOAUTO模式模式模式模式(msh)(msh)(msh)(msh)下，风量增至到下，风量增至到下，风量增至到下，风量增至到6 6 6 6档时，从档时，从档时，从档时，从AUTOAUTOAUTOAUTO模式模式模式模式(msh)(msh)(msh)(msh)退出。退出。退出。退出。第15页/共52页第十六页，共52页。三、微电脑控制三、微电脑控制(kngzh)自动自动空调系统空调系统n n电脑控制n n 电脑控制是通过温度平衡方程进行的，设驾驶员输入设定温度的电阻为R，车室内温度的电阻为A，车外空气温度的电阻为B，吹出口温度电阻为C，阳光照射、环境、节能(ji nn)修正量的温度电阻为D，则温度平衡方程为：n nR=A+B+C+D第16页/共52页第十七页，共52页。电脑电脑(dinno)控制控制（1 1）送风量的控制）送风量的控制 电脑根据车内温度与设定的温度之间偏差，对送风量进行连续电脑根据车内温度与设定的温度之间偏差，对送风量进行连续(linx)(linx)、无级的调节。、无级的调节。（2 2）车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制）车外新鲜空气与车内循环空气的自动切换控制（3 3）压缩机和加热器工作的控制）压缩机和加热器工作的控制 室外温度低到室外温度低到1010以下时，电脑自动切断压缩机工作；当夏季以下时，电脑自动切断压缩机工作；当夏季室外温度高于室外温度高于3030时，电脑会关闭热水阀，让风机高速运行，时，电脑会关闭热水阀，让风机高速运行，增加送风量；当室外温度高于增加送风量；当室外温度高于3535，切断车外空气，定期换外，切断车外空气，定期换外气。气。（4 4）空气混合风门的控制）空气混合风门的控制 对于使用变容量压缩机的制冷系统，当压缩机节能输出会引起对于使用变容量压缩机的制冷系统，当压缩机节能输出会引起蒸发器温度上升时，电脑会自动调节空气很和风门的位置，保蒸发器温度上升时，电脑会自动调节空气很和风门的位置，保持输出空气温度不变。持输出空气温度不变。第17页/共52页第十八页，共52页。第二节第二节 汽车空调传感器和控制执行汽车空调传感器和控制执行(zhxng)(zhxng)器件器件一、基本组成微电脑温度(wnd)控制系统的基本组成包括传感器、自动空调控制ECU和执行器。1、传感器（1）温度(wnd)传感器 车内/车外和蒸发器温度(wnd)传感器采用具有负温度(wnd)系数的热敏电阻。第18页/共52页第十九页，共52页。1 1、传感器、传感器（2 2）阳光）阳光(ynggung)(ynggung)辐射传感器辐射传感器 采用光电二极管，它能检测太阳热辐射的变化，将采用光电二极管，它能检测太阳热辐射的变化，将太阳辐射能转换为电流的变化，送入微处理器。太阳辐射能转换为电流的变化，送入微处理器。（3 3）温度设定电阻器）温度设定电阻器 温度设定电阻器一般安装在控制面板内，与温度控温度设定电阻器一般安装在控制面板内，与温度控制杆相连接。当控制杆设定在较低温度位置时，电阻制杆相连接。当控制杆设定在较低温度位置时，电阻值变大，变化的电阻信号输入至值变大，变化的电阻信号输入至ECUECU。（4 4）其他传感器）其他传感器第19页/共52页第二十页，共52页。一、基本一、基本(jbn)组成组成n n2、控制器n n分为两种类型：n n一种采用IC（集成电路(jchng-dinl)）控制的自动空调器，称为“放大器控制型自动空调器”。n n采用微处理控制的空调器，称为“微电脑控制型自动空调器”。第20页/共52页第二十一页，共52页。2 2、控制器、控制器通常按以下四步进行工作：输入(shr)：处理：存储：输出：第21页/共52页第二十二页，共52页。一、基本一、基本(jbn)组成组成n n3、执行器n n（1）风机电动机n n对转速的控制，通常有以下三种方式：n n晶体管与调速电阻组合型n n 风机的转速大小(dxio)由晶体管导通电流大小(dxio)决定。工作原理如图6-12所示。第22页/共52页第二十三页，共52页。（1）风机）风机(fn j)电动机电动机n n晶体管减负荷(fh)工作型n n 风机是根据传感器送入参数，微处理器分析、计算后，按照相应工作方式去工作的，有以下四种状态：n n低速n n高速n n自动n n时滞气流控制第23页/共52页第二十四页，共52页。（1）风机）风机(fn j)电动机电动机n n脉冲控制全调速型n n 这种风机转速控制系统是由微处理器根据(gnj)系统送风量的要求，控制内部脉冲发生器，提供不同占空比的导通信号，通过大功率晶体管驱动风机转动，完成对转速的无级调整工作。第24页/共52页第二十五页，共52页。3 3、执行器、执行器（2 2）压缩机）压缩机 自动空调系统一般都采用了可变排量压自动空调系统一般都采用了可变排量压缩机的控制技术，它能依据空调系统的制缩机的控制技术，它能依据空调系统的制冷负荷或发动机的负荷状况冷负荷或发动机的负荷状况(zhungkung)(zhungkung)，来控制压缩机的排量变化，以达到节能，来控制压缩机的排量变化，以达到节能的目的。的目的。第25页/共52页第二十六页，共52页。（2 2）压缩机）压缩机n n工作模式n n1）全容量(rngling)（100%）运作模式n n2）半容量(rngling)（50%）运作模式n n3）压缩机关断时的运作模式第26页/共52页第二十七页，共52页。（2 2）压缩机）压缩机n n控制(kngzh)方式n n1）根据冷却液温度进行控制(kngzh)压缩机容量百分比（%）温度第27页/共52页第二十八页，共52页。（2 2）压缩机）压缩机n n控制(kngzh)方式n n2）由蒸发器内的热敏电阻控制(kngzh)压缩机容量（%）压缩机容量（%）热敏电阻温度/()蒸发器热敏电阻控制特性a）正常制冷控制b）经济制冷控制 热敏电阻温度/()第28页/共52页第二十九页，共52页。3 3、执行器、执行器（3）气流方式控制(kngzh)（配气控制(kngzh)）作用：根据空气调节的目标值自动地控制(kngzh)送气方式。需要送风的温度第29页/共52页第三十页，共52页。3 3、执行器、执行器（4）进气模式控制 控制的方法：根据目标值确定当时(dngsh)的工作方式，并将这个决定输出至进气控制伺服电动机，从而执行控制。第30页/共52页第三十一页，共52页。第三节第三节 自动空调自动空调(kn dio)(kn dio)典典型电路分析型电路分析一、凌志LS400空调电路1、传感器（6）压缩机锁止传感器目的：用来(yn li)监测压缩机的转速。第31页/共52页第三十二页，共52页。一、凌志一、凌志LS400LS400空调空调(kn(kn dio)dio)电路电路2 2、空调控制器（、空调控制器（ECUECU）具有的功能：具有的功能：（1 1）计算所需送风温度）计算所需送风温度 其中，其中，TSTS为驾驶员设定的温度；为驾驶员设定的温度；TATA为车外环境为车外环境温度；温度；TBTB为光照传感器输送数据为光照传感器输送数据(shj)(shj)；a a、b b、c c、d d、e e是系数。是系数。第32页/共52页第三十三页，共52页。空调空调(kn dio)ECU(kn dio)ECU具有的功具有的功能能（2 2）车内温度控制）车内温度控制 ECU ECU根据下列公式计算出空气根据下列公式计算出空气(kngq)(kngq)混合挡混合挡风板开度值：风板开度值：其中，其中，TETE为蒸发器温度；为蒸发器温度；f f、g g、h h是系数。是系数。第33页/共52页第三十四页，共52页。控制电路示意图控制电路示意图第34页/共52页第三十五页，共52页。空调空调(kn dio)ECU(kn dio)ECU具有的功能具有的功能（3）风机转速控制(kngzh)（4）进风方式控制(kngzh)（5）送风方式控制(kngzh)（6）压缩机工作控制(kngzh)第35页/共52页第三十六页，共52页。第36页/共52页第三十七页，共52页。一、凌志一、凌志LS400LS400空调空调(kn dio)(kn dio)电路电路3、执行器（1）进风控制伺服电动机（2）空气(kngq)混合伺服电动机（3）送风方式控制伺服电动机（4）最冷控制伺服电动机第37页/共52页第三十八页，共52页。二、克莱斯勒公司二、克莱斯勒公司BCMBCM系统自动空调系统自动空调(kn dio)(kn dio)电电路路n nBCM系统将车身电器(dinq)的工作统一采用计算机系统进行控制。n n特点：电路复杂，但功能更加完善，操作性与舒适性有很大的提高，且系统资源共享，效率更高。第38页/共52页第三十九页，共52页。二、克莱斯勒公司二、克莱斯勒公司BCMBCM系统系统(xtng)(xtng)自动空调电路自动空调电路n n输入部分(b fen)：n nATC显示板设定的工作模式信号和CCD总线提供的系统工作状态信号（包括发动机工况）。n n车内温度、环境温度、日照强度、蒸发器温度等传感器组成的环境状态信号。第39页/共52页第四十页，共52页。二、克莱斯勒公司二、克莱斯勒公司BCMBCM系统自动空调系统自动空调(kn dio)(kn dio)电电路路n n执行其按控制对象的不同，分为以下(yxi)几种情况：n n1）对小功率器件n n2）对大功率器件n n3）对于采用复杂工作模式的部件第40页/共52页第四十一页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)1dio)1第41页/共52页第四十二页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)2dio)2第42页/共52页第四十三页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)3dio)3第43页/共52页第四十四页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)4dio)4第44页/共52页第四十五页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)5dio)5第45页/共52页第四十六页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)6dio)6第46页/共52页第四十七页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)7dio)7第47页/共52页第四十八页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)8dio)8第48页/共52页第四十九页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)9dio)9第49页/共52页第五十页，共52页。空调空调空调空调(kn(kn dio)10dio)10第50页/共52页第五十一页，共52页。本章本章(bn zhn)小结小结n n自动空调(kn dio)系统的工作过程（基本工作模式）。n n自动空调(kn dio)系统控制器的种类。n n常用的传感器种类。n n执行器的控制方法。第51页/共52页第五十二页，共52页。