汽车电器设备：自动空调系统的控制过程

自动空调系统是以微型计算机为核心的控制系统，其工作原理如图8－24所示。

图8-24　自动空调控制系统的工作原理

输入AC ECU的信息包括：各种传感器实时监测的发动机运行参数（如冷却液温度、转速等），车外的环境气候条件（如气温、空气湿度、日照强度等），车内的平均温度、湿度，空调执行器的进出风方式（进风方式、送风方式、送风速度、送风口的选择等），压缩机的运行状况，制冷系统制冷剂的温度、压力等。

当空调开关接通时，AC ECU首先将上述参数与驾驶人操作控制面板上控制开关设定的参数（如设定的温度、送风方式等）进行比较，经过数学计算和逻辑判断后，输出相应的控制指令信号，控制相应的执行器（如空调电磁离合器、进风伺服电动机、空气混合伺服电动机、送风方式伺服电动机、鼓风机和空调显示屏驱动电路等）动作，对压缩机的运行状况、送风温度、送风方式、鼓风机转速、各风门位置以及热水阀开度等进行实时调节和反馈控制，从而对车内空气的温度、湿度、流速和流向以及通风净化等进行全季节、全方位、多功能的自动调节。自动空调系统的控制过程如下。

1.自动空气调节

自动空气调节包括车内空气温度自动调节、进风和送风方式自动控制、运行方式和换气量控制等。

当驾驶人操作控制面板上的控制开关并设定好车内空气温度之后，如果选择的是以自动（AUTO）方式运行，那么AC ECU将不断监测各种传感器送来的信号并对送风温度、送风速度进行及时调整，根据运算处理结果自动调节进风方式和冷暖空气混合风门位置，将车内空气温度和湿度保持在设定值附近。例如，当车外空气温度上升、日照强度增大或车内热负荷增加时，AC ECU将自动调整压缩机电磁离合器接通与断开的比例或增大压缩机的排量（对于变容量压缩机）以增大制冷量，同时控制鼓风机电动机转速升高，以便补偿车外温度升高、日照强度加大或车内热负荷增加造成的车内温度回升。

在夏季，当蒸发器温度变化使送风温度变化时，AC ECU将自动调节送风量的大小，即当蒸发器温度低（送风温度低）时，AC ECU自动减少送风量，而当送风温度升高时，AC ECU自动增加送风量。

在冬季，当发动机冷却液温度低而不能充分供暖时，AC ECU将自动中断送风，待发动机温度正常后再开始送风。

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在空调自动（AUTO）运行方式下，进风方式和送风口的选择也是由AC ECU自动切换的。在炎热的夏季，当车内空气温度明显升高时，为使车内空气迅速降温，AC ECU将自动选择车内空气循环（内循环）方式进风，当车内空气温度下降至一定值后，再打开车外空气进口，按一定比例引入新风，并对进风伺服电动机实施反馈控制。送风口的选择直接影响车内冷空气的分布，AC ECU将根据气候条件自动切换。例如，在夏季（气温高、日照强），AC ECU使冷气从较高处吹出；在冬季，AC ECU使暖风从贴近地板处吹出。

2.经济运行模式

自动空调系统设置有经济运行模式。在此模式下，AC ECU在保持车内设定温度的情况下，能使压缩机运行时间尽可能缩短，甚至不起动压缩机运行。例如，在春、秋两季，车外空气温度与设定温度相差不大时，AC ECU便控制自动空调系统在经济运行模式下运行，从而达到节能的目的。

3.运行状态显示

当自动空调系统工作时，AC ECU向空调显示屏驱动电路发出控制指令，安装在仪表盘上的空调显示屏就可实时显示车内空气温度、车外空气温度以及自动空调系统的运行方式、送风速度、进风和送风口的自动切换状况等空调运行参数，驾驶人便可及时了解自动空调系统的工作状况。

4.故障检测和保护

自动空调系统具有故障自诊断与应急功能。当系统出现故障时，AC ECU能及时采取相应保护措施，并储存相应的故障码，通过进行故障自诊断测试，调出故障码，以便设计和维修时参考。

【应用案例】

在雷克萨斯LS400型轿车自动空调系统的控制电路中，设有空调压缩机锁止传感器，该传感器为磁感应式转速传感器，压缩机每旋转一转，就产生4个脉冲信号。自动空调系统工作时，AC ECU将空调压缩机锁止传感器信号与发动机转速信号进行比较，如果两个转速信号的偏差率在连续3 s内超过8 096个脉冲信号，则AC ECU就会判定压缩机被锁死，并立刻控制压缩机的电磁离合器断电分离，以免压缩机损坏。与此同时，AC ECU还将故障码存储在随机存储器中并控制空调显示屏上的空调开关指示灯闪烁报警，告知驾驶人压缩机出现锁止故障。