汽车空调的那点事儿（八、汽车空调系统的控制）
汽车知识
02-02
汽车空调的那点事儿之汽车空调系统的控制
02-02
今天是教师节，首先祝全天下的老师：节日快乐！
孔子曰三人行，必有我师焉！所以，祝福不仅送给是老师们，也感谢所有在生活和工作中关心、帮助我的所有师者！
话说：杨老湿这休了十天的年假，爽的不要不要的！
要知道杨老湿娶媳妇、过年回家都没休息这么长的时间！
所以，休假的感觉就是：
休假这么爽，爽的都忘了回来该干啥了！
话说话来，咱空调系统聊到哪了，回到家一周，想了又想，才觉得最后空调的一部分咱得聊完！
所以，今天我们聊空调系统控制中最后的内容：汽车空调系统的控制— 鼓风机、风向等风门控制！
上一期，我们简单的介绍了控制系统的控制面板。主要有机械拉线式、电子真空式，以及全电子自动空调等。
今天，我们就展开聊一聊：温度、风向、风速、内外循环切换等控制风门的工作细节。
首先，我们说鼓风机的风速控制。
就手动空调来讲，鼓风机也就是4-5个风速级别，一定采用的是串接鼓风机电阻来调节鼓风机转速，最常见的有级鼓风机风速控制电路如下所示：
这么简单的电路，各位童鞋自己看吧，看不懂去学学中学物理电路。
接下来要说的就是无级风速控制的鼓风机了，也比较简单，如下所示：
控制面板发出风速信号，鼓风机马达模块接受到控制信号后放大，无级驱动鼓风机从最低到最高速转动。鼓风机马达模块，说好听的叫模块，实际就是一个三极管放大器，完全根据信号大小驱动鼓风机的转速，此处并非通讯控制。
而目前有些车型会把鼓风机马达的驱动部件做成一个真正意义上的模块，通过数据通讯总线，如LIN线，传递鼓风机的转速信息。
当然，也有一些后座的鼓风机马达并非由空调控制面板或模块直接传递信号的，而是通过CAN网络就近把风速信息传递给鼓风机附近的模块，由该模块实施传递风速信息的。
由上我们可以看出一个简单的鼓风机不转，不再是简单的保险烧了、电机损坏几种的简单可能，还有可能是开关、控制模块、信号线路、通讯线路的问题，甚至其他LIN网络的部件损坏都有可能导致鼓风机出现问题。那怎么破？看电路图、逐一分析验证是哪里的问题呗！
好了，鼓风机控制就聊到这里，太简单了吧，有鼓风机的问题就单独给我发信息吧。
下面，我们来聊风门的控制。
我们常见的风门有：温度风门、风向风门、内外循坏风门等；
其控制方式从机械拉线到电子控制电机逐步发展。
手动拉线风门，还用聊吗？
简单来说几种故障点就是卡滞、脱落、变形等，维修这类问题，各位同志们就记住一个字：拆！
拆到一幕了然，你就知道哪有毛病了！
除了机械拉线风门之外，早期汽车自动空调，由于电子技术不是很成熟，还有过部分车型采用真空风门，这类风门就是应用开关切换真空，真空执行器获得真空就驱动使得风门移动，这类风门常见与风向和内外循环风门控制上，而精度要求较高的冷暖温度控制风门则不会采用此控制类型。
下面就是杨老湿早年期间（15年前，到了03年以后就都是电机的了），常修的空调风门系统了：
一个电磁阀-真空转换器，三个真空执行器、一个蒸发箱构成了风向选择和内外循坏切换的风门控制系统。
这里再次提一下这个温度风门，由于要求精度问题真空控制达不到要求，所以必须采用电机的，我们下面再介绍。
到了电子、电机技术成熟之后，这些风门都采用了电机控制，当然了电机有些是直流电机+位置传感器，有些则采用步进电机按步数来控制。
直流电机风门：
步进电机风门：
直流电机优点：
1、起动和调速性能好，调速范围广平滑，过载能力较强，受电磁干扰影响小；
2、直流电机具有良好的启动特性和调速特性；
3、直流电机的转矩比较大，过载能力强；
4、维修比较便宜；
5、直流电机的直流相对于交流比较节能环保。
直流电机缺点：
1、直流电机制造比较贵，有碳刷 ；
2、与异步电动机比较，直流电动机结构复杂，使用维护不方便，而且要用直流电源；
3、复杂的结构限制了直流电动机体积和重量的进一步减小，尤其是电刷和换向器的滑动接触造成了机械磨损和火花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。
4、换向火花既造成了换向器的电腐蚀，还是一个无线电干扰源，会对周围的电器设备带来有害的影响。电机的容量越大、转速越高，问题就越严重。所以，普通直流电动机的电刷和换向器限制了直流电动机向高速度、大容量的发展。
步进电机、直流电机和无刷直流电机的主要区别在于他们的驱动方式。
步进电机是以步阶方式分段移动，直流电机和无刷直流电机通常采用连续移动的控制方式。
步进电机采用直接控制方式，它的主要命令和控制变量都是步阶置。
直流电机则是以电机电压为控制变量，以位置或速度为命令变量。
直流电机需要反馈控制系统，他会以间接方式控制电机位置。步进电机系统多半以“开环方式”进行操作。
步进电机可实现精确定位控制，配广泛应用于位移精确定位系统中；但控制相对直流电机复杂；直流电机控制相对简单，但是定位精度不高，可用于对速度要求高，而对位移定位不高的系统。
好了，风门的电机控制就聊到这里，下面我们再聊聊空调的其他控制部分：车窗除霜及后窗加热。
前风挡除霜功能
首先，前风挡为什么会产生雾气？
这里有两种情况：
比如，在空气湿度较大的夏秋早晨，因为车窗温度低于露点温度，就会在车窗表面形成结露，这也就是我们经常看到的前风挡的水珠。
如果驾驶室温度过低，风挡外部起雾；如果驾驶室内不开压缩机，乘员较多则室内风挡起雾。
此外，在车窗两侧出现一定的温差，温度低的表面水分的饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压时，水汽就向玻璃表面聚集，并以微小的水珠形式渗析出来而形成雾汽。如果露点温度高于零摄氏度，则形成结雾现象；如果露点温度低于零摄氏度则变成结霜。
那么，前风挡除雾或除霜则同样有两种方式：
其一是制冷法除雾。空调具有制冷功能，制冷后，空气中的水分经过蒸发箱后就会凝结；总而降低空气的湿度去除雾汽。所以，在自动空调系统中，当驾驶员按下或调到风挡除雾状态时，A/C系统会自动控制压缩机吸合，使流经蒸发器的空气凝结而降低湿度。同时，自动空调也会自动切换为外循环，降低驾驶室内的湿度。
因为无论冬夏季，由于车内驾乘人员人呼出的气体温度较高和湿度较大、尤其是乘员较多时，湿度更大，而挡风玻璃的温度又总是接近较低的驾驶室外环境温度，前挡风玻璃很快就会结雾。这时就利用空调除湿功能，打开空调向前挡风玻璃吹冷风风，稍许即可除去挡风玻璃上的雾汽。如果湿气过大，可稍微打开一点车窗配合，效果会更快些。
印象最深的是一位老司机，给领导开了一辈子车，单位刚添置了一辆高档车，配置自动空调。来店里投诉：每次按前档除雾后，就会自动切换为外循坏，压缩机就会打开，要求彻底维修。了解事情后，没人能说得动老头，最后杨老湿出马，晓之以理、动之以情，还拿对比车摆事实、讲道理，老头这才极不情愿的把车开走了，边走还边叨咕：除个霜开的开空调压缩机，这得多费油啊！弄得杨老湿无可奈何啊！
其二，就是暖风法挡风玻璃除雾。
尤其在冬季时，可以利用暖风往玻璃上吹热风，快速把挡风玻璃温度提高，就可及时防止前风挡玻璃的雾汽过重。但挡风玻璃受驾驶室外环境温度较低的影响温度升得慢，并且驾驶室内车内驾乘人员人呼出空气的湿度并不会降低，因此需要较长时间才能去除挡风玻璃有风吹到的局部的雾气。
其次，我们简单聊聊后风挡加热。
其原理等同于暖风加热法；同时后风挡加热不仅是后风挡，有些车辆还配置后视镜加热。当打开后档加热后两个车外后视镜同时会启动加热，是玻璃加热启动后蒸发掉风挡及后视镜上的水份。
在一般的车型上，其控制电路也非常简单，都是有空调面板或模块发出控制信号控制后风挡除雾继电器吸合，再控制给加热丝供电加热。
至于后窗加热，利用就是加热后侧玻璃蒸发掉雨雪，其控制就更为简单了。
汽车空调控制系统的传感器
上面我们所聊的其实都是执行器部分，其实现代的空调系统多为电子模块控制，因此各种传感器也是比不可少，下面我们就来聊聊汽车空调控制系统中常见传感器。
1.温度传感器
一般为负温度系数型随温度可变电阻;
常见的有：车内温度传感器、车外温度传感器、蒸发器温度传感器、左侧/右侧乘员温度传感器、暖风水箱冷却液温度传感器，有些高级轿车为四驱空调，甚至后部乘员左右两侧都有温度传感器。
简单来说，空调系统越复杂、功能越多、控制精度要求越高，其温度传感器越多！
2.光照传感器
一般的光照传感器集成了三个检测功能：光线强度传感器、雨量传感器、雾气传感器。用于空调制冷强度以及自动大灯的控制，自动雨刷速度对雨量的检测，自动除雾功能的启用。
光线/雨量强度传感器，实际上是一个光电二极管，通过不同的阳光强度产生不同的电压信号，从而告之空调模块当前的阳光状态，修正制冷负荷。
3.风门位置传感器
一般与电机作为一体，检测电机的位置即可反映出风门的位置，与直流电机配合是滑动电阻型位置传感器，如之前我们所介绍的，再次不再复述。而步进电机采用的数步数的方法计算位置，因此步进电机是没有位置传感器的.
电机+位置传感器性风门电机，滑动电阻器在黑色齿轮后侧。
4.压力传感器
常见有制冷剂压力传感器，是利用压敏电阻在压力下有不同的阻值，阻值不同在电压下的压降也不同的原理。
5.空气质量传感器
注意，这里的空气质量并非发动机上的近期空气流量传感器，而聊得是汽车空调系统中检测室外空气质量好坏的传感器。
一般汽车空调中叫AQS或AUC传感器，主要通过检测室外空气中的一氧化碳、氮氧化物以及二氧化硫等有害气体，尤其在尾气比较浓郁时，很快能做出反应，将室外循环切换为内循坏。
好了，汽车空调的控制系统就介绍到这里。我们从最基本的压缩机控制到空调的散热控制，再到温度、风向、除雾等控制以及控制的基础传感器信息都统统的聊了一遍。
同时，整个汽车空调系统也就到此为止了！
虽然空调系统的时间战线从5月的到今天的第九篇，平均每月2篇，但是杨老湿的颈椎病还是加重了不少！
虽然内容不像教科书般有条理，但是却是我十几年修空调最深的感受！
虽然夏天已经过去，今年是用处不大了；但是保不齐到明年你还中不了500w彩票，不耐之下还得修车、修空调就用得着了！
这次，杨老湿终于彻彻底底的聊完了、也聊够了空调系统! 希望各位小伙伴能学为几用！但是：日后你若惹出祸来，切不要把杨老湿说出来就行了...
好了，咱们下期内容再见... ...
杨老湿
2018-9
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