汽车空调系统中温度和气流调节的控制

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《电技术》 2 0第 2期机 0 7年

汽车空调系统中温度和气流调节的控制刘克(福建省机械科学研究院，福建福州 3 0 0 ) 5 0 5摘要：随着人民生活的提高，有车一族的数量也越来越多，因而对汽车乘驾舒适性的要求有了更高的标准，I子式【 l

汽车空调控制器的研究越发体现其重要性。文章介绍了汽车空调控制系统的鼓风机和混合风门执行器两个最重要设备的控制方法。 关键词：汽车空调控制鼓风机混合风门执行器

中图分类号：U 6 . 5 1文献标识码：文章编号：6 2 40 (0 7 0 - 4- 3 43 8+ A 17 - 8 1 2 0 )2 0 9 0

1前言

的速度越来越快，而每一款新车的推出就会要求有

随着我国经济的稳步增长，人们的生活水平和新的汽车空调与之配套，也就是说对汽车空调生产消费水平相应提高，有车族对汽车乘驾舒适性的要厂家的设计周期的要求越来越短。

求有了更高的标准，汽车空调行业面临的压力也愈争进一步深化，表现山一系列新的特点。

汽车空调系统己成为汽车市场竞争的主要手段价廉、安全、舒适的汽车是各大汽车生产厂商的努

加增大。随着市场规模进一步扩大的同时，市场竞之一。汽车市场竞争日趋激烈，为获得市场，生产山

产品需求日趋个性化。汽车空调的直接用户是力目标，汽车制造商不断地根据用户的要求更新汽汽车生产商，最终用户是消费者，因此，对汽车空车设计。并期望通过利用新技术来提供更好的性能， 调产品的需求受到汽车生产商和消费市场的影响。 从厂商的角度来看，不同类型的汽车对汽车空调的以期达到吸引更多的用户。 鼓风机’和温度混合风门’’’是汽车空调控

要求不一样，比如载货车空调和轿车空调就不一样，制系统对温度调节起着最重要作用的部件。实现对 并且每一款车的空调器可能都需要特殊物理设计， 他们的控制，就可以完成空调系统的 2个重要的目 由此可以看山汽车生产厂对汽车空调的需求是具有的，即温度调节和空气流速调节。

极度个性化的，相应地，汽车空调生产厂家需根据 2电子式汽车空调控制系统的结构 汽车生产厂家的要求开发个性化的汽车空调产品。竞争的进一步加剧，特别是轿车市

场，新产品推出

空调控制系统结构如图 l所示，电子汽车空调

产品的生命周期越来越短。随着我国汽车市场控制系统大致包含如下部分：

图 1 I予式汽车空调控制系统 乜

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( )控制器 (o to r作为控制系统的 1 C nr le ): l核心包含有，中央控制器、程序和数据存储器等； 传感器数据滤波和采集电路；键盘扫描电路：执行器的驱动、反馈和保护电路；鼓风机驱动和反馈电路：显示器驱动电路及显示屏：电源电压管

值时出冷风而对人员的伤害，过检测该传感器，通 来限制这种情况的发生。 ( )执行器 (oo c utr 8 M tr tao ):执行器分三 A

种功能，①内外循环执行器 (ey l e u ie, Rcc e x ctv) E控制风的流动方式。完全内循环时，将车厢与外部空气隔离：完全外循环时，将车厢与外部空气连通： 39 0 6外循环时，开口设置在 39 0 6的外部进风位置。

理电路：通讯接口；塑料外壳和按键组等。它又是人机对话的接口，安装在汽车仪表盘的醒目位置。

②出风模式执行器(itiu inEeu ie,控 Dsrbto xctv)制风的出口方式，大致分成吹脸、吹脚、吹脸和

( )日照传感器 (u e sr:安装在汽 2 Sn Sno )车内部的仪表盘的上部，于检测太阳光的强度，用 起到温度控制的补偿作用。 () 3车外温度传感器 (m in e sr:安 Ab etSn o )装在汽车的外部，朋于检测车厢外的大气环境温度，作为温度控制的次要参量。 ( )湿度传感器 4 (u iiyS no ):安 H md t es r

吹脚、吹脚和前除霜、前除霜等几种模式。③温度混合执行器 (epr tr xc tv) T mea ueE eu ie,汽车空调的温度是通过对冷媒 (压缩机的制冷 )和热媒 (部分车是利用发动机的冷却循环水 )的比例大

调：实现。该执行器的作用正是起着这方面的功 能。

装在汽车的车厢内部，用于检测湿度状况，以保证驾乘人员的舒适性。 ( )车内温度传感器 5 ( na e sr:安 IcrS no )

3鼓风机控制鼓风机是使空气迅速流动的重要执行机构，

由于它的作用，使温度调节过程更加快捷，空间内的温度更加均匀。.

装在汽车的车厢内部，用于检测温度状况，作为温度控制的最主要的参量。 ( )鼓风机速度控制模块 ( lw rS ed 6 Bo e pe M d l):用场效应管的电压一 o ue利电压控制的特性， 通过计算机发山的脉宽调制信号 (1 ),控制鼓 PM l y j风电机的转速。 ( )水温传感器 7 (a e e sr: W trS no )由于在汽车空调控制系统中，温度调：的热源部分，来自汽车自身冷却发动机的循环水所产生的热量， 因此，冬天时，为防.在其温度尚未达到一定热 1七

如图 2示， EU通过 R2口端口，输出周所 C C

期固定、占空比变化的脉宽调制信号，经过转换成为直流的电压信号，作为鼓风机驱动元件 FT E的输入电压信号，由于 FT所具备的电压控制特 E

性，可以达到改变鼓风机两端的电压值，实现风量调节的目的。 2 A端口是鼓风机转速的电图中 9压反馈信号，经过 R滤波网络输入到 EU的 A D C C/端口，由此形成了给定和反馈的实时采样的鼓风机闭环速度控制系统。

图 2鼓风机控制【路乜

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放大及电压的转换由 O T U 1和 O T U 2控制混合风门

执行器：执行器电机的运动将拉动执行器内部的电位计 (B ) P R,并将执行器的位置以电压的形式反馈给 EU的 AD R 1端口，由此形成了给定和 C/— A反馈的实时采样的闭环执行器位置控制系统。除此之外，芯片还具有负载过电流保护，当这种故【 ‘ a● a

障出现时，通过 E 1口向 E U发出报警。 F 2端 C

图3风量嗣标值 ( )的计算曲线 w

图 3是系统的速度给定值计算简约方法。在系统中，控制器根据温度设定值与车内温度传感

器检测的数值[ 3图中的K× (一T内 T设 )]、 温度设定值与车外温度传感器检测的数值[ 3图 中的 K× (一T外 T设 )]以及压缩机开关状态、 日照值等各种补偿，计算出鼓风机需要控制的目 标值。当这种差值为零时，将保持鼓风机的最低出风量 ( 3中的w );当计算值的绝对值大图点于某个

值 ( 3中的± C点 )时，鼓风机将保持图在最大出风量 ( 3中的w。图点)。 从图 3中可看出，当设定的目标温度值与检测实际温度值偏离越大，则鼓风机的转速越大。

圈 5混合门执行器目标值 ( R )的计算曲线 PR

如图 5是混合风门执行器位置目标值计算的简约方法。在系统中，控制器根据温度设定值与车内温度传感器检测的数值[ 5中的 K t ( 图 x T

4温度混合执行器的控制汽车空调的温度调节，是依靠来自压缩机等环节形成的冷媒，以及用于冷却发动机的循环水所产生的热源，C过控制温度混合执行器不同 EU通开度，来调节冷和热的比例。

设 T内一 )]的差值、温度设定值与车外温度传感器检测的数值[ 5中的K z (一T外图× T设 )]的差值以及压缩机开关状态、日照值等各种补偿量， 计算出混合风门需要控制的目标值。通过环境模拟试验得到：当 T设为一个特定的值时，将保持 混合风门执行器位置在一个特定点上 (图五中的 PR点 );当计算出曲线值大于某个值 (合风 B。混门执行器的最热开度 )时，混合风门执行器将保持在最热出风状态 ( 5中的 Cz );当计算出图 点曲线值小于某个值时 (混合风门执行器的最冷开度 )混合风门执行器将保持在最冷出风状态 (,图 5中的 C点 )。 从图 5中可以看出，当设定的目标温度值大于检测的实际温度值时，混合风门执行器往热的方向调节；反之，往冷的方向调： 。

图 4执行器控制电路

5结束语国内汽车空调产业起步晚，技术落后，仍处于仿制国外空调系统的阶段。为推进我国汽车空调行业的发展。必要更深入的研究和开发。有

如图 4所示， C E U按照控制算法，出电压幅输度为+5 V的信号到专用于执行器电机驱动的芯片 ( L 4 0 ) I 1 I2脚， T E2 8的 N和 N通过该芯片的功率参考文献：

[]方贵银， 1李辉.《车空调技术》[]机械工业“版社.汽 M, j

[]张立新， 2卢伟.《上海帕萨特轿车电控与电气系统检修图解》[] M.

作者简介：刘克，(9 1 16年~ ),男，高级工程师，主要从事电气自动化研究。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/p3z4.html