自动HVAC的说明和操作
空气温度和送风的说明与操作分为八个部分:
- • HVAC 控制部件
- • 风速
- • 送风
- • 暖风和空调系统的操作
- • 再循环操作
- • 自动操作
- • 发动机冷却液和空调系统制冷剂
HVAC 控制部件
HVAC 控制模块
HVAC 控制模块作为操作者与 HVAC 系统之间的接口,以保持并控制期望的空气温度和空气分配设置。蓄电池正极电压电路向 HVAC 控制模块提供用于保持活性存储器的电源。如果蓄电池正极电压电路断电,则所有 HVAC DTC 和设置将从保持活性存储器中擦除。车身控制模块 (BCM) 作为车辆模式的总控设备,提供设备打开信号。HVAC 控制模块提供鼓风机、送风模式和空气温度设置。
该 HVAC 控制模块支持以下功能:
功能
|
可用性
|
后鼓风
|
是
|
吹洗
|
是
|
个性化设置
|
是
|
执行器校准
|
是
|
执行器
HVAC 壳体总成的风门用于控制气流。HVAC 控制模块使用执行器来操作风门,一个执行器对应一个风门。系统中有以下气流控制风门及相应的执行器:模式、左右温度和再循环。
系统中使用的每个执行器都是 5 线步进电机。HVAC 控制模块向步进电机提供 12 V 参考电压,并用脉冲搭铁信号向 4 个步进电机线圈供电。步进电机将相关空气控制风门移动至计算位置,以到达所选位置。如果是新的步进电机,则应对其零点进行校准。步进电机校准后,HVAC 控制模块能够驱动相应的线圈,以正确到达期望的空气控制风门位置。
鼓风机电机控制处理器
鼓风机电机控制处理器通过增大或减小鼓风机电机搭铁侧电压值来控制鼓风机电机的转速。HVAC 控制模块通过鼓风机电机转速控制电路向鼓风机电机控制处理器提供低压侧脉宽调制 (PWM) 信号。当所需的鼓风机转速增大时,HVAC 控制模块增加转速信号调节至搭铁的时间。当所需的鼓风机转速降低时,HVAC 控制模块将减少转速信号调制至搭铁的时间。
风管温度传感器
空气温度传感器为 2 线负温度系数热敏电阻。传感器在 -40 至 +85°C(-40 至 +185°F)的温度范围内工作。传感器安装在空气分配管内,测量流经风管的空气温度。HVAC 控制模块使用这些数值来计算混合空气风门的位置。
蒸发器温度传感器
蒸发器温度传感器为 2 线负温度系数热敏电阻。传感器在 -40 至 +85°C(-40 至 +185°F)的温度范围内工作。传感器安装在蒸发器处,测量蒸发器的温度。如果温度降至低于 3°C (38°F),则将关闭压缩机以防止蒸发器冻结。
空调制冷剂压力传感器
空调制冷剂压力传感器是一个 3 线压电式压力传感器。传感器依靠 5 V 参考电压、低电平参考电压和信号电路进行工作。空调 (A/C) 压力信号可在 0.2-4.8 V 之间变化。当空调制冷剂压力较低时,信号值接近 0 V。当空调制冷剂压力较高时,信号值接近 5 V。发动机控制模块 (ECM) 将电压信号转换成一个压力值。当压力太高或太低时,发动机控制模块将不允许空调压缩机离合器接合。
空调压缩机
空调压缩机利用常规皮带驱动式电磁离合器启用并机械转动压缩机。按下空调开关时,HVAC 控制模块会通过串行数据发送空调请求信息给发动机控制模块。如果满足特定标准,发动机控制模块则搭铁空调压缩机离合器继电器控制电路,以开关空调压缩机离合器继电器。继电器触点闭合后,向永久搭铁的空调压缩机离合器提供蓄电池电压。于是空调压缩机离合器将启动。
该空调系统利用可变排量电磁阀改变由压缩机转动所产生的排量。HVAC 控制模块为可变排量电磁阀提供蓄电池电压和脉宽调制搭铁。按下空调开关时,HVAC 控制模块使用脉宽调制信号使可变排量电磁阀搭铁,以便确定压缩机的排量。空调压缩机性能根据制冷负载进行调节。
环境光照/日照传感器
环境光照/日照传感器包括日照传感器和乘客舱温度传感器。
日光传感器通过 HVAC 控制模块连接至搭铁和一个 5 V 的稳压电源。随着日照的增加,传感器信号电压也增加,反之亦然。信号电压在 1.4-4.5 V 之间变化并提供给 HVAC 控制模块。
乘客舱温度传感器为负温度系数热敏电阻。传感器依靠信号和低电平参考电压电路进行工作。当空气温度增加时,传感器电阻减小。传感器信号在 0-5 V 之间变化。
明亮或高强度的光照导致车内空气温度升高。HVAC 系统通过将额外的冷气送入车内来补偿所升高的温度。
挡风玻璃温度和车内湿度传感器
挡风玻璃温度和车内湿度传感器包括相对湿度传感器、挡风玻璃温度传感器和湿度传感元件温度传感器。
该传感器总成提供以下信息:
- • 挡风玻璃相对湿度水平(乘客舱侧)
- • 车内挡风玻璃温度(乘客舱侧)
- • 湿度传感器元件的温度
相对湿度传感器测量挡风玻璃乘客舱侧的相对湿度。它也检测乘客舱侧挡风玻璃表面的温度。两个数值被用作 HVAC 控制模块应用程序的控制输入,计算乘客舱侧挡风玻璃结雾的风险系数,并能够通过将空调压缩机电源降到最低来减少燃油消耗,从而避免结雾。传感器也能在环境温度寒冷的条件下启动部分再循环模式提高乘客舱的加热性能,而不会引起挡风玻璃出现雾气积聚的风险。湿度传感器元件温度传感器提供湿度传感器元件的温度。该温度值仅在湿度传感元件和车内挡风玻璃表面的热接触不佳时才需要。
风速
鼓风机控制开关是 HVAC 控制装置的一部分。鼓风机开关位置的所选数值通过 LIN 总线发送到 HVAC 控制模块。
鼓风机电机控制模块是 HVAC 控制模块和鼓风机电机之间的接口。鼓风机电机控制模块调节至鼓风机电机的电源电压和搭铁电路。HVAC 控制模块向鼓风机电机控制模块提供脉宽调制信号以指令期望的鼓风机电机转速。鼓风机电机控制模块向鼓风机电机提供蓄电池电压,并将鼓风机电机搭铁作为低压侧控制以调节鼓风机电机转速。电压量在 2-13 V 之间,并随脉宽调制信号的高度变化而变化。
后鼓风
后鼓风的一个功能是,在发动机关闭之后,通过运行鼓风机电机吹干蒸发器核。这样可以减少微生物滋生,避免产生难闻的异味。该车辆未配备启用后鼓风功能。如果由于异味问题需要使用后鼓风功能,必须通过故障诊断仪“Afterblow(后鼓风)”配置功能启用。
在 HVAC 控制模块中编程后鼓风后,还需满足以下条件,才可使后鼓风工作:
- • 发动机已经关闭至少 30 分钟。
- • 环境空气温度至少为 21°C (70°F)。
- • 空调 (A/C) 压缩机在关闭前已工作超过 2 分钟。
- • 系统电压至少为 12 V。
一旦满足上述条件,鼓风机电机将执行以下工序 5 次。这会持续 1 小时:
- 1.鼓风机电机将关闭 7-11 分钟。
- 2.鼓风机电机将运行 25-30 秒。
送风
HVAC 控制模块通过使用再循环和模式执行器来控制空气分配。可选择的模式为:
可以通过 HVAC 控制装置上的空气分配开关选择期望的空气分配模式。HVAC 控制装置通过 LIN 总线将数值发送到 HVAC 控制模块。HVAC 控制模块控制空气分配执行器,将风门驱动至计算位置。根据风门的位置,空气通过不同的风管分配至仪表板出风口。将模式风门转至除霜位置,HVAC 控制模块将移动再循环执行器至车外空气模式,以避免车窗起雾。选择除霜后,无论冷却液温度为多少,鼓风机电机都将启动。HVAC 控制模块将大量空气传送到前除霜器通风口。空调 (A/C) 可以在所有模式下使用。
后窗除雾器不影响 HVAC 系统。
暖风和空调系统的操作
暖风和空调系统的目的是向车内提供加热和冷却的空气。空调系统还会进行车内除湿和防止挡风玻璃结雾。不管温度设置如何,以下情况会影响 HVAC 系统达到期望温度的速度:
- • 再循环执行器设置
- • 车内温度与期望温度的差别
- • 鼓风机电机转速设置
- • 模式设置
当按下空调开关或自动开关时,HVAC 控制装置通过 LIN 总线向 HVAC 控制模块发送信号。HVAC 控制模块评估该信号并且通过 CAN 总线向发动机控制模块发送一个空调请求信号。发动机控制模块在释放之前先检查所有预设条件,如果所有条件都符合则将一个释放信号发回给 HVAC 控制模块。空调压缩机由 HVAC 控制模块启动。HVAC 控制模块向空调压缩机提供蓄电池电压。按下空调开关时,HVAC 控制模块提供一个脉宽调制 (PWM) 信号给空调压缩机以指令空调压缩机的性能。空调压缩机的性能根据特性曲线上可调的车内温度来调节。因此 HVAC 控制模块用脉宽调制信号来向空调压缩机提供搭铁。
启动空调压缩机必须满足以下条件:
- • 蓄电池电压介于 9--18 V 之间
- • 发动机冷却液温度低于 124°C (255°F)
- • 发动机转速高于 600 RPM
- • 发动机转速低于 5 500 RPM
- • 空调高压侧压力在 269-2 929 kPa (39-425 PSI) 之间
- • 节气门位置小于 100%
- • 蒸发器温度高于 3°C (38°F)
- • 发动机控制模块没有检测到扭矩负载过大
- • 发动机控制模块没有检测到怠速不良
- • 环境温度高于 1°C (34°F)
发动机控制模块使用传感器信息确定以下情况:
- • 空调系统高压侧压力
- • 发动机空调系统负载
- • 过大的空调系统高压侧压力
- • 空调冷凝器热负载
气流通过加热器芯和蒸发器芯进入乘客舱。空气温度执行器驱动混合空气风门,以引导气流。如果车内温度需要升高,则将混合空气风门置于允许更多气流通过加热器芯的位置。如果车内温度需要降低,则将混合空气风门置于允许更多气流通过蒸发器芯的位置。
再循环操作
再循环开关集成至 HVAC 控制装置。所选的再循环设置通过 LIN 总线发送到 HVAC 控制模块。HVAC 控制模块通过再循环执行器控制进风。在再循环模式下,再循环风门阻止外部空气进入,循环车内空气。在外部空气模式下,再循环风门将外部空气导入车内。
只有在除霜模式未激活时,才能启用再循环。激活除霜模式时,再循环执行器定位再循环风门,使车外空气循环至挡风玻璃以防止结雾。
在自动模式下,传感器的数值被用作 HVAC 控制模块的输入,以计算乘客舱侧挡风玻璃上结雾的风险度。可启动空调压缩机和除霜模式,以防止结雾或除去挡风玻璃乘客舱侧的凝雾。
自动操作
在自动操作状态下,HVAC 控制模块将通过控制空调压缩机离合器、鼓风机电机、空气温度执行器、模式执行器和再循环执行器来保持车内的舒适度。
为了将 HVAC 系统设置到自动模式,需要满足以下要求:
- 1.自动开关必须开启。
- 2.空气温度开关必须在除最热或最冷位置以外的位置。
一旦达到期望的温度值,鼓风机电机、模式执行器、再循环执行器和空气温度执行器会自动调节,以保持选定的温度。HVAC 控制模块执行以下功能以保持期望空气温度:
- • 监测以下传感器:
- – 环境空气温度传感器
- – 风道空气温度传感器
- – 环境光照/日照传感器
- – 挡风玻璃温度和车内湿度传感器
- • 调节鼓风机电机转速
- • 调整空气温度执行器的位置
- • 定位模式执行器的位置
- • 定位再循环执行器的位置
- • 定位进风口执行器的位置
- • 请求空调运行
- • 空调压缩机控制装置
当在自动操作中选定了最暖位置时,鼓风机速度等级将逐渐提高直至车辆达到正常工作温度。在达到正常工作温度之后,鼓风机保持高速,空气温度执行器保持在最热位置。
当在自动操作中选定了最冷位置时,鼓风机保持高速,空气温度执行器保持在最冷位置。模式执行器保持在面板位置,再循环执行器将保持在再循环位置。
在环境低温下,自动 HVAC 系统在最有效的方式下进行加热。操作者可以选择一个极高的温度设置,但是这样并不能加快车辆升温的速度。在较暖的环境温度下,自动 HVAC 系统也会以最有效方式进行空调控制。选择一个极低的温度并不能加快车辆降温的速度。
电辅助加热器 (C32)
某些车型配备辅助电加热器,以辅助在发动机冷却液未充分加热至工作温度时加热乘客舱。该加热器为 12 V 正温度系数加热元件,位于 HVAC 壳体内,常规加热器芯的下游。当车外温度低于约 8°C (46°F),发动机冷却液温度低于约 75°C (167°F) 且温度混合风门被指令为全热位置时,HVAC 控制模块将激活该加热器。