電子技術(shù)的快速發(fā)展使得汽車的控制系統(tǒng)更加智能化,。自動(dòng)空調(diào)在汽車上的應(yīng)用就是一個(gè)典型的例子,。由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代汽車空調(diào)已經(jīng)由計(jì)算機(jī)控制,。完善的汽車計(jì)算機(jī)控制的空調(diào)系統(tǒng)不僅可以對(duì)車內(nèi)空氣的溫度,、濕度、清潔度,、風(fēng)量和風(fēng)向等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),，給乘客提供一個(gè)良好的乘車環(huán)境，保證在各種外界氣候和條件下使乘客都處于一個(gè)舒適的空氣環(huán)境中,，而且還能進(jìn)行故障檢測,。

汽車自動(dòng)空調(diào)基本結(jié)構(gòu)及原理

汽車自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)由制冷系統(tǒng)，取暖系統(tǒng),、通風(fēng)（配氣）系統(tǒng),、自動(dòng)控制系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)五部分組成,。

1,、制冷系統(tǒng)

制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器,、膨脹閥,、蒸發(fā)器等元件組成。制冷方式采用蒸氣壓縮式,，利用制冷劑蒸發(fā)時(shí)吸收的熱量來實(shí)現(xiàn)車內(nèi)溫度的降低,。作為冷源的蒸發(fā)器，其溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度（空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度）,，因此,，制冷系統(tǒng)還具有除濕和空氣凈化作用，使車內(nèi)空氣變得涼爽,。

2,、取暖系統(tǒng)

取暖系統(tǒng)多采用冷卻液加熱式，將發(fā)動(dòng)機(jī)出水口的冷卻液通入暖風(fēng)水箱,，用鼓風(fēng)機(jī)將水箱周圍的熱空氣吹入車內(nèi),。暖風(fēng)還可以對(duì)前擋風(fēng)玻璃進(jìn)行除霜和除霧。

3,、通風(fēng)系統(tǒng)

通風(fēng)系統(tǒng)是能吸入新鮮空氣,，將冷風(fēng)、暖風(fēng),、新鮮空氣進(jìn)行混合,，并把混合氣分配到車廂不同位置的裝置。主要有送風(fēng)道,、風(fēng)門等部件,。目前采用最多的通風(fēng)系統(tǒng)是全空調(diào)方式，即把車外空氣和車內(nèi)空氣經(jīng)風(fēng)門調(diào)節(jié)后,，通過蒸發(fā)器冷卻除濕,，部分進(jìn)入加熱器,，出來的冷、暖風(fēng)再混合,，然后按照要求送入車內(nèi),。

4、自動(dòng)控制系統(tǒng)

自動(dòng)控制系統(tǒng)一方面對(duì)制冷和加熱的溫度進(jìn)行控制,，另一方面,，對(duì)車內(nèi)空氣的溫度、風(fēng)量和流向進(jìn)行測量控制,。由傳感器,、控制中樞、執(zhí)行器三部分組成,。

其中傳感器包括溫度選擇器,、日照強(qiáng)度傳感器、風(fēng)門位置傳感器等,?？刂浦袠杏须娮臃糯笃鳌㈦姌虮容^計(jì)算器,、ECU三種,。電磁閥、真空轉(zhuǎn)換器,、真空驅(qū)動(dòng)器,、伺服電機(jī)等屬于執(zhí)行部件。

5,、空氣凈化系統(tǒng)

一般由空氣過濾器,、電子集塵器、陰離子發(fā)生器等組成,，對(duì)流入車內(nèi)的空氣過濾,、凈化，不斷排出車內(nèi)的污濁氣體,。在普通轎車中空氣凈化的任務(wù)由蒸發(fā)器完成,。

電控自動(dòng)空調(diào)的控制邏輯框圖如圖所示。

汽車自動(dòng)空調(diào)溫度控制系統(tǒng)工作原理

汽車空調(diào)自動(dòng)溫度控制ATC(Automatic Temperature Control),俗稱恒溫空調(diào)系統(tǒng),。一旦設(shè)定目標(biāo)溫度,，ATC系統(tǒng)即自動(dòng)控制與調(diào)整，使車內(nèi)溫度保持在設(shè)定值,。

全自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)組成

全自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)的組成包括溫度傳感器,、控制系統(tǒng)ECU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等,。其中溫度傳感器有車外氣體溫度傳感器,、車內(nèi)氣體溫度傳感器,、日照傳感器（陽光強(qiáng)度傳感器）和蒸發(fā)器溫度傳感器。

車內(nèi)溫度控制原理

一,、車外溫度傳感器（Outside Temperature Sensor）一般以熱敏電阻制成,，當(dāng)車外溫度變化時(shí)其電阻發(fā)生改變。溫度低時(shí)電阻大,，溫度高時(shí)電阻小。

二,、車內(nèi)溫度傳感器（In-vehicle Sensor）同樣采用熱敏電阻材料,，具有負(fù)溫度系數(shù)特性。一般安裝在儀表盤下方,，并以空氣管連接到空調(diào)通風(fēng)管上,，當(dāng)氣流迅速通過時(shí)，產(chǎn)生的真空將空氣引經(jīng)車內(nèi)溫度傳感器,。

三,、日照傳感器（Sunload Sensor）以光二極管或電池制成，用以感應(yīng)陽光照射車輛的強(qiáng)度,，但并不是溫度,。通常裝在儀表盤上方。

四,、蒸發(fā)器溫度傳感器（Evaporator Temperature Sensor）一般安裝在蒸發(fā)器翼片上,，以精確感應(yīng)蒸發(fā)器的溫度，同樣采用熱敏電阻制造,，具有負(fù)溫度系數(shù)特性,。

五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1,、鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制,。空調(diào)系統(tǒng)ECU根據(jù)設(shè)定的溫度,、車內(nèi)現(xiàn)有溫度,、車外溫度、陽光強(qiáng)度,、蒸發(fā)器皿溫度等信號(hào),，發(fā)送不同的指令給鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)，并使之搭鐵,，從而控制不同的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,。對(duì)于一些恒溫空調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)或冷卻液溫度低于預(yù)定值,，空調(diào)系統(tǒng)ECU使鼓風(fēng)機(jī)不起作用,。

2,、混合空氣閥執(zhí)行器?；旌峡諝忾y執(zhí)行器采用一個(gè)電控電機(jī),，根據(jù)駕駛員設(shè)定的溫度，自動(dòng)控制混合空氣閥的位置,，以控制一定的車內(nèi)溫度,。一些車型采用真空電機(jī)，但控制不夠精確,。

當(dāng)駕駛員設(shè)定溫度為22℃時(shí),，而車廂內(nèi)溫度低于22℃時(shí)，控制系統(tǒng)ECU發(fā)送指令給電機(jī),，混合空氣閥關(guān)閉蒸發(fā)器側(cè)通道,，并打開從暖氣熱散熱器一側(cè)來的通道，使車內(nèi)溫度迅速升高到22℃,，,；當(dāng)駕駛員設(shè)定溫度為22℃，而車廂內(nèi)溫度高于22℃時(shí),，控制系統(tǒng)ECU發(fā)送指令給電機(jī),，混合空氣閥打開從蒸發(fā)器一側(cè)來的通道，并關(guān)閉暖氣熱散熱器一側(cè)的通道,，并使鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),，使車內(nèi)溫度迅速下降到22℃。

3,、模擬閥執(zhí)行器,。模擬閥執(zhí)行器以電子電子電機(jī)控制空氣閥的位置，從而改變空調(diào)出風(fēng)口,。

4,、空調(diào)壓縮機(jī)離合器。當(dāng)駕駛員選擇A/C模式時(shí),，空調(diào)系統(tǒng)ECU使壓縮機(jī)離合器的線圈搭鐵,，觸點(diǎn)閉合，電流通過離合器線圈,，使離合器結(jié)合,，帶盤帶動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)車外溫度傳改期顯示溫度低于設(shè)定值時(shí),，ECU使壓縮機(jī)離合器不起作用,；同樣，當(dāng)傳感器顯示節(jié)氣門全開或發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，ECU使壓縮機(jī)離合器不起作用,。

六,、當(dāng)溫度由25℃調(diào)到20℃時(shí)，可變電阻的阻值發(fā)生變化為-ΔR,，電橋出于不平衡狀態(tài)且VA <>

當(dāng)車外溫空氣溫度下降時(shí),，車內(nèi)溫度也要隨之降低-ΔT，假設(shè)這個(gè)下降量引起車外溫度傳感器阻值的增加幅度為+ΔR,，電橋處于不平衡狀態(tài)且VA > VB,；比較OP2導(dǎo)通，雙法中的DVH起動(dòng),，真空泵推動(dòng)連桿向上運(yùn)動(dòng),，可變電阻阻值也向減少的方向變化，風(fēng)門向暖風(fēng)增加的方向轉(zhuǎn)動(dòng),。當(dāng)車內(nèi)溫度回升+ΔT，即室溫變化為零時(shí),，系統(tǒng)達(dá)到平衡,。車內(nèi)空氣溫度和日照發(fā)生變化時(shí)，即空調(diào)的熱負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),，其工作原理相同,。

鼓風(fēng)機(jī)控制原理

電腦溫度控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)，不僅能按照成員的需要吹出最適宜溫度的風(fēng),，而且可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)風(fēng)速和風(fēng)量,；改變壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，甚至有故障自診斷功能,。

一,、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

AUTO開關(guān)位于暖風(fēng)裝置控制板上，按下AUTO開關(guān),，空調(diào)ECU根據(jù)送風(fēng)溫度TAO值與鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系如圖所示,。

二、進(jìn)風(fēng)方式控制

當(dāng)按下進(jìn)風(fēng)方式鍵時(shí),，空調(diào)ECU控制進(jìn)風(fēng)控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),，將進(jìn)風(fēng)風(fēng)門固定在“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“AUTO”鍵時(shí),，空調(diào)ECU根據(jù)計(jì)算值,，在上述兩種方式之間交替自動(dòng)改變進(jìn)風(fēng)方式。

三,、送風(fēng)方式控制

當(dāng)按下送風(fēng)方式控制鍵時(shí),，空調(diào)ECU控制送風(fēng)方式伺服電機(jī)動(dòng)作，將送風(fēng)方式固定在相應(yīng)狀態(tài)上,。當(dāng)進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí),，空調(diào)ECU根據(jù)求得的TAO值,，自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)方式。當(dāng)TAO值非常小時(shí),，最冷控制擋風(fēng)板完全開啟,，增加送風(fēng)風(fēng)力。

四,、壓縮機(jī)控制

同時(shí)按下空調(diào)“A/C”鍵和“鼓風(fēng)機(jī)”鍵,，或按下“自動(dòng)控制”鍵，空調(diào)ECU使電磁離合器接合,，壓縮機(jī)開始工作,。壓縮機(jī)控制電路如圖12-5所示，空調(diào)ECU的MGC端首先向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)出壓縮機(jī)工作信號(hào),，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的A/C MG端隨即搭鐵,，使磁吸繼電器吸合，電流流入磁吸,，使壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),。與此同時(shí)，電流也加到空調(diào)ECU的A/C一端,，向空調(diào)ECU反饋磁吸工作信號(hào),。

進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，若環(huán)境溫度或蒸發(fā)器溫度降到一定值以下,，空調(diào)ECU將控制壓縮機(jī)間歇工作,，即磁吸交替導(dǎo)通與斷開，以節(jié)省能源,。

空調(diào)裝置工作時(shí),，空調(diào)ECU同時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并進(jìn)行比較,。若兩種轉(zhuǎn)速信號(hào)的偏差率連續(xù) 3s 超過80％,，ECU則判定壓縮機(jī)鎖死，同時(shí)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,。

五,、故障自診斷功能

當(dāng)空調(diào)ECU檢測到某些傳感器或執(zhí)行元件控制電路故障時(shí)，其故障自診斷系統(tǒng)將故障以代碼的形式存儲(chǔ)起來,，檢修時(shí)只要按下操縱面板上的指定鍵,，即可讀取故障代碼。

汽車自動(dòng)空調(diào)技術(shù)的發(fā)展

目前電控自動(dòng)空調(diào)的控制逐漸趨于成熟化，但關(guān)鍵的信號(hào)處理仍存在很大的提高空間,，需要進(jìn)一步的加快控制的效率,，第一時(shí)間感知環(huán)境，以更快的速度去調(diào)節(jié)車內(nèi)空間溫度,，來進(jìn)一步加強(qiáng)汽車的舒適性,。

在 CAN 總線技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于 CAN 總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)，并制定了空調(diào)系統(tǒng)的CAN 通訊協(xié)議,，最后引入 PID 控制算法完成了汽車空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)控制,。將汽車空調(diào)控制系統(tǒng)CAN 網(wǎng)絡(luò)化，使得分散在不同位置的空調(diào)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)可以共享信息,，更好的配合,。基于 CAN 總線的汽車空調(diào)控制系統(tǒng)的開發(fā)不僅提高了汽車空調(diào)的舒適性,，而且還使得汽車空調(diào)能與其它車載CAN 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互連,，從而加速了車身一體化的進(jìn)程。