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所需送風溫度64.2車內(nèi)溫度控制64.3風機轉(zhuǎn)速控制74.4進風方式控制74.5送風方式控制74.6壓縮機工作控制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)利用汽車冷卻水

2、通過加熱器取暖 1927 具有加熱器、風機和空氣濾波器 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、冷凝器、干燥儲液器、膨脹閥、蒸發(fā)器、輸液軟管以及風扇（電動冷卻風扇、送風機電動機）等組成。其中蒸發(fā)器、送風電機、膨脹閥蒸發(fā)器溫度傳感器以及送風機電阻等組成和冷卻組件，位于汽車儀表板下方；電動冷卻風扇和冷凝器、干燥儲液器等位于發(fā)動機室內(nèi)。凌志LS400取暖系統(tǒng)主要由加熱器芯、冷卻液控制閥、加熱器鼓風機及發(fā)動機冷卻系組成。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，是一個負溫度系數(shù)的熱敏電阻當車內(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。它能影響出風口空氣的溫度、出風口風量模式門的位置和進氣門的位置。（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,用于低溫時的風機轉(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、風機及壓縮機電磁離合器等。（1）進風控制伺服電動機 該電動機控制送風方式，電動機的轉(zhuǎn)子經(jīng)連桿與逆風擋風板相連。當駕駛員使用送風方式控制鍵選擇“車外新鮮空氣導入”或“車內(nèi)空氣循環(huán)”模式時，空調(diào)ECU即控制進風伺服電動機帶動連桿順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動逆風擋風板閉合或開啟，達到改變送風方式的目的。該伺服電動機內(nèi)裝有一個電位計，隨電動機轉(zhuǎn)動，并向空調(diào)ECU反饋電動機活動觸點的位置情況。進風控制伺服電動機與空調(diào)ECU的連接電路如圖3-1所示。圖3-1 進風控制伺服電動機與 ECU的連接當按下“車外新鮮空氣導入”鍵時，電流路徑為：經(jīng)空調(diào)ECU端子5

7、伺服電動機端子4觸點B活動觸點觸點A電動機伺服電動機端子5空調(diào)ECU端子6ECU端子9搭鐵。此時伺服電動機轉(zhuǎn)動，帶動活動觸點、電位計觸點及進風擋風板移動或旋轉(zhuǎn)，新鮮空氣通道開啟。當活動觸點與觸點A脫開時，電動機停止轉(zhuǎn)動，送風方式被設(shè)定在“車外新鮮空氣導入”狀態(tài)，車外空氣被吸入車內(nèi)。當按下“車內(nèi)空氣循環(huán)”鍵時，電流路徑為：經(jīng)空調(diào)ECU端子6伺服電動機端子5電動機觸點C活動觸點觸點B伺服電動機端子4ECU端子5ECU端子9搭鐵。于是電動機帶動活動觸點、電位計觸點及逆風擋風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。當按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU 首先計

8、算出所需要的出風溫度，并根據(jù)計算結(jié)果自動改變進風控制伺服電動機的轉(zhuǎn)動方向，從而實現(xiàn)逆風方式的自動調(diào)節(jié)。（2）空氣混合伺服電動機 空氣混合伺服電動機連桿轉(zhuǎn)動位置及電動機內(nèi)部電路。當進行溫度控制時，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溫度，并控制空氣混合伺服電動機連桿順時針或逆時針轉(zhuǎn)動，改變空氣混合擋風板的開啟角度，從而改變冷、暖空氣的混合比例，調(diào)節(jié)出風溫度與計算值相符。電動機內(nèi)電位計的作用是向空調(diào)ECU輸送空氣混合擋風板的位置信號。（3）送風方式控制伺服電動機 該電動機連桿（擋風板）的位置及電動機內(nèi)部電路。當按下操縱面板上某個送風方式鍵時，空調(diào)ECU即使電動

9、機上的相應(yīng)端子接地，而電動機內(nèi)的驅(qū)動電路據(jù)此使電動機連桿轉(zhuǎn)動，將送風控制擋風板轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置上，打開某個送風通道。當按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU根據(jù)計算結(jié)果（送風溫度），在吹臉、吹臉腳和吹腳三者之間自動改變送風方式。（4）最冷控制伺服電動機 最冷控制伺服電動機的擋風板位置及內(nèi)部電路。該電動機的擋風板具有全開、半開和全閉三個位置。當空調(diào)ECU使某個位置的端子接地時，電動機驅(qū)動電路使電動機旋轉(zhuǎn)，帶動最冷控制擋風板位于相應(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轉(zhuǎn)動，按照功

10、能選擇鍵的輸入指令，打開所需的出風口風門、調(diào)節(jié)出風溫度；按照輸入的預設(shè)溫度，控制溫度風門的位置；按照輸入氣源門的空氣來源，指令氣源門電動伺服電動機工作等。4.1所需送風溫度 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，向伺服電動機等執(zhí)行元件發(fā)出控制信號，實現(xiàn)各種控制功能。但是當駕駛員將溫度設(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板開度值式中，TE為蒸發(fā)器溫度（）；f、g、h是系數(shù)。當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的控制電流，空氣混合擋風板處在原位置。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，降低出風溫度。與此同時，電動機內(nèi)的電位計將擋風板的轉(zhuǎn)動位置信號反饋給ECU，當溫度降低使S值近似為零時，ECU切斷電流，伺服電動機停止轉(zhuǎn)動。若S值大于零，表示T0大于TE，于是空調(diào)ECU控制空氣混合擋風板向熱的方向轉(zhuǎn)動，提高出風溫度，直至S值重新接近于零。4.3風機轉(zhuǎn)速控制 圖4-2所示為風機轉(zhuǎn)

12、速控制電路。當按下“低速”鍵時，空調(diào)ECU的l端與2端導通，1號繼電器吸合，電流流經(jīng)電動機及一個電阻器后接地，風機電動機以低速旋轉(zhuǎn)。當按下“中速”鍵時，空調(diào)ECU的1端與2端導通，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，使它間歇性導通，這樣，風機控制電流流經(jīng)電動機后，可以間歇性地經(jīng)功率管端子7和端子9接地。風機轉(zhuǎn)速取決于功率管的導通時間。當按下“高速”鍵時，空調(diào)ECU的5端與2端導通，2號繼電器吸合，風機控制電流經(jīng)電動機和2號繼電器觸點后接地，電動機以高速旋轉(zhuǎn)。它屬于減負荷控制方式。當按下“自動控制”鍵時，空調(diào)ECU根據(jù)T0值自動調(diào)整風機轉(zhuǎn)速。若水溫傳感器檢

13、測到水溫低于40時，ECU控制風機停止。圖4-2 風機轉(zhuǎn)速控制電路4.4進風方式控制 當按下某個逆風方式鍵時，空調(diào)ECU控制逆風伺服電動機轉(zhuǎn)動，將進風擋風板固定在“車外新鮮空氣導入”或“車內(nèi)空氣循環(huán)”位置上。當按下“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方式。4.5送風方式控制 當按下某個送風方式控制鍵時，空調(diào)ECU控制送風方式伺服電動機動作，將送風方式固定在相應(yīng)狀態(tài)上。當進行自動控制時，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)送風方式。當T0值非常小時，最冷控制擋風板完全開啟，增加送風風力。圖4-3 送風方式與送風溫度關(guān)系曲線4.6壓

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

15、壓縮機鎖止傳感器采集發(fā)動機與壓縮機轉(zhuǎn)速信號，并進行比較。若兩種轉(zhuǎn)速信號的偏差率連續(xù)3S超過80，ECU則判定壓縮機鎖死，同時與電磁離合器脫開，防止空調(diào)裝置進一步損壞；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。送風機風扇吸入車外空氣（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擋將冷氣分成兩部分：一部分通過取暖器芯后進入混合氣室，另一部分干燥冷氣直接進入混合氣室?？諝饣旌峡刂骑L擋的開度決定了向車廂吹出的空氣溫度：當通向取暖濾芯的通路被阻斷時，達到

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

17、 9-最冷控制擋風板； 10-中央風口擋風板； l1-后風口擋風板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，則表明壓縮機縮止。按以下方法可確定故障代碼22?？稍诎l(fā)動機工作的同時進入傳感器檢查模式。a.b.按下”內(nèi)循環(huán)”開關(guān)進入執(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壓縮機同步傳感器斷路或短路壓縮機同步傳感器電路31空氣混合風擋位置傳感器電路斷路或短路空氣混合風擋位置傳感器電路32進氣風擋位置傳感器電路斷路或短路進氣風擋位置傳感器電路33 空氣混合風擋位置傳感器電路斷路進氣伺服電機電路斷路或短路空氣混合伺服電機鎖住 空氣混合風擋位置傳感器電路空氣溫合伺服電機電路34