汽車系論文豐田空調(diào)系統(tǒng)

1、目錄1 汽車空調(diào)的發(fā)展階段22 凌志LS400自動空調(diào)的組成23 空調(diào)電控系統(tǒng)的組成與原理43.1傳感器43.2執(zhí)行元件44 空調(diào)控制器（ECU）64.1所需送風(fēng)溫度64.2車內(nèi)溫度控制64.3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制74.4進(jìn)風(fēng)方式控制74.5送風(fēng)方式控制74.6壓縮機(jī)工作控制85 空氣調(diào)節(jié)及分配95.1空氣調(diào)節(jié)95.2空調(diào)風(fēng)的分配96 空調(diào)系統(tǒng)故障自診斷106.1診斷檢查模式操作程序106.2傳感器的檢查10故障代碼讀取10故障代碼的清除10故障代碼表10初始設(shè)定程序11執(zhí)行器檢查11 結(jié)論121 汽車空調(diào)的發(fā)展階段汽車空調(diào)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段：第一階段 單一取暖：1925 美國出現(xiàn)利用汽車?yán)鋮s水

2、通過加熱器取暖 1927 具有加熱器、風(fēng)機(jī)和空氣濾波器 1948 歐洲出現(xiàn)加熱器 1954 日本開始使用加熱器取暖第二階段 單一制冷：1939 通用汽車帕克公司在轎車上安裝機(jī)械制冷空調(diào)器因二次世界大戰(zhàn)停止1950 美國石油產(chǎn)地炎熱天氣，急需大量的冷氣車，單一降溫空調(diào)迅速發(fā)展1957 歐 日開始加裝單一冷氣第三階段 冷暖一體化：1954 通用汽車公司在納什牌轎車上安裝,目前使用量最大的一種方式第四階段 自動控制：1964 凱迪拉克汽車首先使用 接著通用、福特、克萊斯勒三大公司競相安裝1972 日本、歐洲使用第五階段 微機(jī)控制：1973 通用汽車公司和日本五十鈴汽車公司聯(lián)合研究，1977年同時安裝

3、在各自生產(chǎn)的汽車上，使冷、通風(fēng)一體化 2 凌志LS400自動空調(diào)的組成凌志LS400轎車屬于日本豐田公司的高級車型，此空調(diào)系統(tǒng)基本具備了全自動空調(diào)系統(tǒng)的所有功能。它的自動空調(diào)系統(tǒng)包括：制冷系統(tǒng)、取暖系統(tǒng)和空調(diào)電控系統(tǒng)。 凌志LS400制冷系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、干燥儲液器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輸液軟管以及風(fēng)扇（電動冷卻風(fēng)扇、送風(fēng)機(jī)電動機(jī)）等組成。其中蒸發(fā)器、送風(fēng)電機(jī)、膨脹閥蒸發(fā)器溫度傳感器以及送風(fēng)機(jī)電阻等組成和冷卻組件，位于汽車儀表板下方；電動冷卻風(fēng)扇和冷凝器、干燥儲液器等位于發(fā)動機(jī)室內(nèi)。凌志LS400取暖系統(tǒng)主要由加熱器芯、冷卻液控制閥、加熱器鼓風(fēng)機(jī)及發(fā)動機(jī)冷卻系組成。凌志LS400空調(diào)電控系

4、統(tǒng)主要由傳感器、空調(diào)ECU執(zhí)行器組成。凌志LS400空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)位置圖（轎車后空調(diào)系統(tǒng)為空調(diào)系統(tǒng)一般附加空調(diào)凈化裝置，在AUTO模式下系統(tǒng)將啟動空調(diào)凈化裝置工作，圖為空調(diào)冷氣流向,可使乘客感到舒適?？照{(diào)控制開關(guān)安裝在轎車變速桿橋上或轎車后排座椅的中間扶手上，（后靠各中間部分可放下作扶手）控制開關(guān)由主開關(guān)、溫度控制鈕和空調(diào)出風(fēng)模式。選擇鈕（AUTO：HI，LO，A/C）組成，各種開關(guān)鈕的使用方法與控制面板上的相同。）圖2-1凌志LS400空調(diào)結(jié)構(gòu)位置圖3 空調(diào)電控系統(tǒng)的組成與原理3.1傳感器（1）車內(nèi)溫度傳感器 安裝于儀表板下端，是一個負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻當(dāng)車內(nèi)溫度發(fā)生變化時，熱敏電阻的阻值改變

5、，從而向空調(diào)ECU輸送車內(nèi)溫度信號TR。它能影響出風(fēng)口空氣的溫度、出風(fēng)口風(fēng)量模式門的位置和進(jìn)氣門的位置。（2）車外溫度傳感器 安裝在前保險杠右下端，也是熱敏電阻，輸出信號TAM。（3）蒸發(fā)器溫度傳感器 安裝在蒸發(fā)器殼體上，可以檢測制冷裝置內(nèi)部的溫度變化。當(dāng)蒸發(fā)器周圍溫度發(fā)生變化時，傳感器阻值隨之變化，并向空調(diào)ECU輸出電信號TE（4）冷卻液溫度傳感器 直接安裝在暖氣芯底部的水道上，檢測冷卻液溫度。產(chǎn)生的冷卻液溫度信號TW輸送給空調(diào)ECU,用于低溫時的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。（5光照傳感器 主要部件是光敏二極管，安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃下面。該傳感器利用光敏效應(yīng)，可將陽光輻射程度轉(zhuǎn)變成電信號S5，輸送給空調(diào)E

6、CU.3.2執(zhí)行元件 執(zhí)行元件一般包括控制伺服電機(jī)、風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)電磁離合器等。（1）進(jìn)風(fēng)控制伺服電動機(jī) 該電動機(jī)控制送風(fēng)方式，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子經(jīng)連桿與逆風(fēng)擋風(fēng)板相連。當(dāng)駕駛員使用送風(fēng)方式控制鍵選擇“車外新鮮空氣導(dǎo)入”或“車內(nèi)空氣循環(huán)”模式時，空調(diào)ECU即控制進(jìn)風(fēng)伺服電動機(jī)帶動連桿順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動逆風(fēng)擋風(fēng)板閉合或開啟，達(dá)到改變送風(fēng)方式的目的。該伺服電動機(jī)內(nèi)裝有一個電位計，隨電動機(jī)轉(zhuǎn)動，并向空調(diào)ECU反饋電動機(jī)活動觸點(diǎn)的位置情況。進(jìn)風(fēng)控制伺服電動機(jī)與空調(diào)ECU的連接電路如圖3-1所示。圖3-1 進(jìn)風(fēng)控制伺服電動機(jī)與 ECU的連接當(dāng)按下“車外新鮮空氣導(dǎo)入”鍵時，電流路徑為：經(jīng)空調(diào)ECU端子5

7、伺服電動機(jī)端子4觸點(diǎn)B活動觸點(diǎn)觸點(diǎn)A電動機(jī)伺服電動機(jī)端子5空調(diào)ECU端子6ECU端子9搭鐵。此時伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動活動觸點(diǎn)、電位計觸點(diǎn)及進(jìn)風(fēng)擋風(fēng)板移動或旋轉(zhuǎn)，新鮮空氣通道開啟。當(dāng)活動觸點(diǎn)與觸點(diǎn)A脫開時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動，送風(fēng)方式被設(shè)定在“車外新鮮空氣導(dǎo)入”狀態(tài)，車外空氣被吸入車內(nèi)。當(dāng)按下“車內(nèi)空氣循環(huán)”鍵時，電流路徑為：經(jīng)空調(diào)ECU端子6伺服電動機(jī)端子5電動機(jī)觸點(diǎn)C活動觸點(diǎn)觸點(diǎn)B伺服電動機(jī)端子4ECU端子5ECU端子9搭鐵。于是電動機(jī)帶動活動觸點(diǎn)、電位計觸點(diǎn)及逆風(fēng)擋風(fēng)板向反方向移動或旋轉(zhuǎn)，關(guān)閉新鮮空氣入口，同時打開車內(nèi)空氣循環(huán)通道，使車內(nèi)空氣循環(huán)流動。當(dāng)按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU 首先計

8、算出所需要的出風(fēng)溫度，并根據(jù)計算結(jié)果自動改變進(jìn)風(fēng)控制伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，從而實(shí)現(xiàn)逆風(fēng)方式的自動調(diào)節(jié)。（2）空氣混合伺服電動機(jī) 空氣混合伺服電動機(jī)連桿轉(zhuǎn)動位置及電動機(jī)內(nèi)部電路。當(dāng)進(jìn)行溫度控制時，空調(diào)ECU首先根據(jù)駕駛員設(shè)置的溫度及各傳感器輸送的信號，計算出所需要的出風(fēng)溫度，并控制空氣混合伺服電動機(jī)連桿順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，改變空氣混合擋風(fēng)板的開啟角度，從而改變冷、暖空氣的混合比例，調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度與計算值相符。電動機(jī)內(nèi)電位計的作用是向空調(diào)ECU輸送空氣混合擋風(fēng)板的位置信號。（3）送風(fēng)方式控制伺服電動機(jī) 該電動機(jī)連桿（擋風(fēng)板）的位置及電動機(jī)內(nèi)部電路。當(dāng)按下操縱面板上某個送風(fēng)方式鍵時，空調(diào)ECU即使電動

9、機(jī)上的相應(yīng)端子接地，而電動機(jī)內(nèi)的驅(qū)動電路據(jù)此使電動機(jī)連桿轉(zhuǎn)動，將送風(fēng)控制擋風(fēng)板轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上，打開某個送風(fēng)通道。當(dāng)按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU根據(jù)計算結(jié)果（送風(fēng)溫度），在吹臉、吹臉腳和吹腳三者之間自動改變送風(fēng)方式。（4）最冷控制伺服電動機(jī) 最冷控制伺服電動機(jī)的擋風(fēng)板位置及內(nèi)部電路。該電動機(jī)的擋風(fēng)板具有全開、半開和全閉三個位置。當(dāng)空調(diào)ECU使某個位置的端子接地時，電動機(jī)驅(qū)動電路使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動最冷控制擋風(fēng)板位于相應(yīng)位置上。4 空調(diào)控制器（ECU）4-1控制器面板結(jié)構(gòu)空調(diào)ECU與操縱面板制成一體，它對輸入的各種信號進(jìn)行計算、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(jī)轉(zhuǎn)動，按照功

10、能選擇鍵的輸入指令，打開所需的出風(fēng)口風(fēng)門、調(diào)節(jié)出風(fēng)溫度；按照輸入的預(yù)設(shè)溫度，控制溫度風(fēng)門的位置；按照輸入氣源門的空氣來源，指令氣源門電動伺服電動機(jī)工作等。4.1所需送風(fēng)溫度 空調(diào)ECU根據(jù)駕駛員設(shè)定溫度及各傳感器輸送的數(shù)據(jù)，按下面公式計算所需的送風(fēng)溫度T0。T0=aTS+bTR+cTA+dTB+e式中，TS為駕駛員設(shè)定的溫度（）；TR為車內(nèi)溫度（）；TA為車外環(huán)境溫度（）；TB為光照傳感器輸送數(shù)據(jù)；a、b、c、d、e是系數(shù)?？照{(diào)ECU根據(jù)T0值，向伺服電動機(jī)等執(zhí)行元件發(fā)出控制信號，實(shí)現(xiàn)各種控制功能。但是當(dāng)駕駛員將溫度設(shè)置在最冷或最熱時，空調(diào)ECU將用固定值取代上述計算值進(jìn)行控制，以加快響應(yīng)速度

11、。4.2車內(nèi)溫度控制 空調(diào)ECU根據(jù)下列公式計算出空氣混合擋風(fēng)板開度值式中，TE為蒸發(fā)器溫度（）；f、g、h是系數(shù)。當(dāng)S值近似為零時，表示T0與TE接近，空調(diào)ECU即截止輸入空氣混合伺服電動機(jī)的控制電流，空氣混合擋風(fēng)板處在原位置。若S值小于零，表示T0小于TE，空調(diào)ECU控制空氣混合擋板向冷的方向轉(zhuǎn)動，降低出風(fēng)溫度。與此同時，電動機(jī)內(nèi)的電位計將擋風(fēng)板的轉(zhuǎn)動位置信號反饋給ECU，當(dāng)溫度降低使S值近似為零時，ECU切斷電流，伺服電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。若S值大于零，表示T0大于TE，于是空調(diào)ECU控制空氣混合擋風(fēng)板向熱的方向轉(zhuǎn)動，提高出風(fēng)溫度，直至S值重新接近于零。4.3風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制 圖4-2所示為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)

12、速控制電路。當(dāng)按下“低速”鍵時，空調(diào)ECU的l端與2端導(dǎo)通，1號繼電器吸合，電流流經(jīng)電動機(jī)及一個電阻器后接地，風(fēng)機(jī)電動機(jī)以低速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)按下“中速”鍵時，空調(diào)ECU的1端與2端導(dǎo)通，1號繼電器吸合，同時ECU端子4間歇性地向功率管端子6（基極）輸入控制電流，使它間歇性導(dǎo)通，這樣，風(fēng)機(jī)控制電流流經(jīng)電動機(jī)后，可以間歇性地經(jīng)功率管端子7和端子9接地。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速取決于功率管的導(dǎo)通時間。當(dāng)按下“高速”鍵時，空調(diào)ECU的5端與2端導(dǎo)通，2號繼電器吸合，風(fēng)機(jī)控制電流經(jīng)電動機(jī)和2號繼電器觸點(diǎn)后接地，電動機(jī)以高速旋轉(zhuǎn)。它屬于減負(fù)荷控制方式。當(dāng)按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU根據(jù)T0值自動調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。若水溫傳感器檢

13、測到水溫低于40時，ECU控制風(fēng)機(jī)停止。圖4-2 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制電路4.4進(jìn)風(fēng)方式控制 當(dāng)按下某個逆風(fēng)方式鍵時，空調(diào)ECU控制逆風(fēng)伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動，將進(jìn)風(fēng)擋風(fēng)板固定在“車外新鮮空氣導(dǎo)入”或“車內(nèi)空氣循環(huán)”位置上。當(dāng)按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU根據(jù)T0值，在上述兩種方式之間交替自動改變送風(fēng)方式。4.5送風(fēng)方式控制 當(dāng)按下某個送風(fēng)方式控制鍵時，空調(diào)ECU控制送風(fēng)方式伺服電動機(jī)動作，將送風(fēng)方式固定在相應(yīng)狀態(tài)上。當(dāng)進(jìn)行自動控制時，空調(diào)ECU根據(jù)求得的T0值，按圖6-28所示的關(guān)系曲線，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)方式。當(dāng)T0值非常小時，最冷控制擋風(fēng)板完全開啟，增加送風(fēng)風(fēng)力。圖4-3 送風(fēng)方式與送風(fēng)溫度關(guān)系曲線4.6壓

14、縮機(jī)工作控制 同時按下“空調(diào)（A/C）”鍵和“風(fēng)機(jī)”鍵，或按下“自動控制”鍵，空調(diào)ECU使電磁離合器吸合，壓縮機(jī)開始工作。壓縮機(jī)控制電路如圖6-29所示。工作過程為：空調(diào)ECU的MGC端首先向發(fā)動機(jī)ECU發(fā)出壓縮機(jī)工作信號，發(fā)動機(jī)ECU的A/C MG端隨即通過內(nèi)部晶體管接地，使繼電器吸合，電流流入壓縮機(jī)電磁離合器，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時，電流也加到空調(diào)ECU的A/C 1端，向空調(diào)ECU反饋壓縮機(jī)工作信號。圖4-4 壓縮機(jī)控制電路進(jìn)行自動控制時，若環(huán)境溫度或蒸發(fā)溫度降至一定值以下，空調(diào)ECU將控制壓縮機(jī)間歇工作，即電磁離合器交替導(dǎo)通與斷開，以節(jié)省能源?？照{(diào)裝置工作時，空調(diào)ECU同時從發(fā)動機(jī)點(diǎn)火器及

15、壓縮機(jī)鎖止傳感器采集發(fā)動機(jī)與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號，并進(jìn)行比較。若兩種轉(zhuǎn)速信號的偏差率連續(xù)3S超過80，ECU則判定壓縮機(jī)鎖死，同時與電磁離合器脫開，防止空調(diào)裝置進(jìn)一步損壞；并使操縱面板上的A/C指示燈閃爍，以提示駕駛員。5 空氣調(diào)節(jié)及分配5.1空氣調(diào)節(jié)汽車空調(diào)系統(tǒng)是制冷及采暖良大部分組成。送風(fēng)機(jī)風(fēng)扇吸入車外空氣（簡稱外氣）或車箱內(nèi)空氣（簡稱內(nèi)氣），送入制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器。通過蒸發(fā)器后，空氣被奪走潛熱，成為35干燥冷氣?？諝饣旌峡刂骑L(fēng)擋將冷氣分成兩部分：一部分通過取暖器芯后進(jìn)入混合氣室，另一部分干燥冷氣直接進(jìn)入混合氣室?？諝饣旌峡刂骑L(fēng)擋的開度決定了向車廂吹出的空氣溫度：當(dāng)通向取暖濾芯的通路被阻斷時，達(dá)到

16、最大冷卻（MAX COOL）:當(dāng)冷風(fēng)通路 被阻斷時，達(dá)到最暖（MAX WARM）;空氣混合風(fēng)擋處中間位置時，暖風(fēng)與冷風(fēng)混合，得到中間溫度。5.2空調(diào)風(fēng)的分配當(dāng)通風(fēng)口風(fēng)擋、中央及后通風(fēng)口風(fēng)擋打開時，鄉(xiāng)長、旁側(cè)及后通風(fēng)口吹出空調(diào)風(fēng)；當(dāng)腳風(fēng)擋打開時，則向前后座席下方吹出空調(diào)風(fēng)；除霜器風(fēng)擋開啟時，則向風(fēng)窗玻璃及邊窗吹出空調(diào)風(fēng)這些風(fēng)擋不是獨(dú)立工作的，如圖所示，它們保持聯(lián)動關(guān)系，表示出了這些聯(lián)動風(fēng)擋處于某一欄位置時，吹出的空調(diào)風(fēng)作用效果。圖5-1各種擋風(fēng)板（風(fēng)門）位置l-除霜風(fēng)口擋風(fēng)板； 2-風(fēng)口擋風(fēng)板； 3-取暖擋風(fēng)板；4-取暖器芯； 5-空氣混合擋風(fēng)板； 6-進(jìn)風(fēng)擋風(fēng)板；7-風(fēng)機(jī)電動機(jī)； 8-蒸發(fā)器；

17、 9-最冷控制擋風(fēng)板； 10-中央風(fēng)口擋風(fēng)板； l1-后風(fēng)口擋風(fēng)板6 空調(diào)系統(tǒng)故障自診斷6.1診斷檢查模式操作程序打開點(diǎn)火開關(guān)（key-ON）按下AUTO和開關(guān) ，指示燈應(yīng)以每次1.0s速度顯示四次，并且在指示燈閃爍時，蜂鳴器應(yīng)同時發(fā)聲（如果蜂鳴器不發(fā)出聲音，表示故障為過去故障）。在指示燈檢查結(jié)束后，便自動開始故障碼校核程序：如果要取消檢查模式 按下OFF開關(guān)即可。6.2傳感器的檢查故障代碼讀取指示燈檢查后，系統(tǒng)自動進(jìn)入傳感器檢查模式。傳感器故障由空調(diào)控制板上溫度顯示器讀取。傳感器故障有兩類，即現(xiàn)時故障和以前故障，溫度顯示器閃爍且蜂鳴器發(fā)聲，表示是現(xiàn)時故障。若蜂鳴器不發(fā)聲，則為以前故障。兩個以

18、上的故障，先顯示最小的，然后按下溫度顯示器開關(guān)“”側(cè)就顯示下一個故障代碼：1）如果環(huán)境溫度在-30或更低時，既使系統(tǒng)正常，也可能有故障代碼輸出。2）但如果檢查地方黑暗，故障代碼21可能出現(xiàn)，此時可在日光傳感器上進(jìn)行照射（亮），如果仍有故障碼21則檢查傳感器及其電路。3）出現(xiàn)故障代碼22，則表明壓縮機(jī)縮止。按以下方法可確定故障代碼22?？稍诎l(fā)動機(jī)工作的同時進(jìn)入傳感器檢查模式。a.b.按下”內(nèi)循環(huán)”開關(guān)進(jìn)入執(zhí)行器檢查模式。c.按下“AUTO”開關(guān)返回到傳感器檢查模式，約3s后顯示出故障代碼。故障代碼的清除排除故障后，拔出NO.2，接線盒內(nèi)的“DOME”保險絲10s以上，即可清除故障代碼。重新插入“

19、DOME”保險絲，檢查應(yīng)輸出正常碼。故障代碼表 凌志LS400汽車空調(diào)系統(tǒng)故障代碼故障代碼故障原因故障部位00正常11車內(nèi)溫度傳感器電路斷路或短路車內(nèi)溫度傳感器電路12車外溫度傳感器電路斷路或短路車外溫度傳感器電路13蒸發(fā)器溫度傳感器電路斷路或短路蒸發(fā)器溫度傳感器14水溫傳感器電路斷路或短路水溫傳感器電路21日光傳感器電路斷路或短路日光傳感器電路22壓縮機(jī)同步傳感器斷路或短路壓縮機(jī)同步傳感器電路31空氣混合風(fēng)擋位置傳感器電路斷路或短路空氣混合風(fēng)擋位置傳感器電路32進(jìn)氣風(fēng)擋位置傳感器電路斷路或短路進(jìn)氣風(fēng)擋位置傳感器電路33 空氣混合風(fēng)擋位置傳感器電路斷路進(jìn)氣伺服電機(jī)電路斷路或短路空氣混合伺服電機(jī)鎖住 空氣混合風(fēng)擋位置傳感器電路空氣溫合伺服電機(jī)電路34