第四节 汽车空调系统的发动机控制

第四节 汽车空调系统的发动机控制

一、发动机的怠速提升控制

当汽车临时停车和慢速行驶时,发动机处在小负荷或空载负荷运行工况。此时,非独立空调系统会出现由于压缩机所需转矩的增大,而发动机的负荷增大的矛盾,其结果会造成发动机的怠速工况不稳定,甚至导致发动机熄火,影响汽车的低速和怠速性能。现代轿车采用电控发动机,怠速的提升是通过怠速控制装置来实现的,发动机电子控制单元接收到空调开关A/C信号时,通过直接开大节气门(节气门直动式),或开大节气门旁通空气道(旁通空气道式)来提高发动机的转速,如图3-56所示。

图3-56 微机控制怠速系统的控制方式

a)旁通空气式 b)节气门直动式

如图3-57所示,空调工作信号是发动机ECU(电子控制单元)的重要传感器信号之一,当空调制冷系统启动,ECU接收该信号后,驱动由步进电动机带动的怠速控制阀门将旁通气道开度加大,增加怠速时的进气量,使发动机转速增加,制冷压缩机正常工作。这种怠速提高装置可以根据发动机负荷变化的状况,精确地控制发动机根据空调压缩机等其他负载稳定地工作。大众系列轿车多采用节气门直动式怠速控制方式。

图3-57 微机控制怠速系统

二、发动机失速控制

发动机带空调怠速运转时,一旦有其他影响因素使发动机转速下降,将造成发动机失速而熄火。为防止这种情况发生,有的空调控制电路中设有防止发动机失速的控制电路,空调的控制单元通过检测点火线圈的脉冲来计算发动机的转速。当发动机的转速低于一定值时将压缩机电磁离合器切断,如图3-58所示。

图3-58 防止发动机失速控制电路

三、传动带保护控制

当动力转向的油泵、发电机等附件与空调压缩机采用同一传动带驱动时,如果压缩机出现故障而锁死时,传动带将被损坏。为了防止这种情况的产生,有些空调的控制电路中采用了传动带保护控制装置。传动带保护控制电路如图3-59所示。空调放大器(或ECU)同时接收发动机的转速信号和压缩机的转速信号,并对这两个转速进行比较,当这两个转速的信号出现的差异超过某一限值时,空调放大器便认定压缩机出现故障,随后就切断压缩机电磁离合器的电源,使压缩机停止工作,以保证其他附件的正常运转。

图3-59 传动带保护控制电路

四、加速控制装置

当汽车加速超车时,为了保证发动机有足够的动力,应当切断压缩机离合器电路,这样就卸除了压缩机的动力负荷,以尽量大的发动机功率来供汽车加速所需。常用的加速控制装置有三种:一是利用与节气门杠杆连接的机械开关;二是利用能感应进气管真空度的真空开关(此类开关和压缩机离合器的电路串联);三是在一些电喷车上利用节气门位置传感器信号和曲轴位置传感器信号感知发动机处于加速状态,由发动机电脑完成空调电路切断。

1.机械式加速切断装置

机械式加速切断装置如图3-60所示,这种机械式断开器由加速开关和延迟继电器组成。加速开关一般装在加速踏板下,也有装在其他位置通过连杆或钢索来操纵的。当加速踏板踏下行程达到最大行程的90%时,加速开关的延迟继电器切断电磁离合器线圈电路,使压缩机停止工作,解除了压缩机的动力负荷,发动机的全部输出功率用来克服加速时的阻力。当踏板行程小于90%或加速开关打开延时十几秒后则自动接通电磁离合器线圈电路,压缩机又自动恢复工作。

图3-60 机械式加速切断装置

2.真空式加速切断装置

真空式加速切断装置由发动机进气歧管真空度控制,当汽车处于匀速行驶或加速较慢时,进气歧管真空度较低,开关闭合,空调正常工作;当汽车急加速或怠速行驶时,进气歧管真空度较大,开关断开,空调停止工作。

3.微机控制式加速切断装置

有些高级轿车上不设置专门的加速切断装置,但同样具有加速切断功能。例如日产风度轿车,这种车的空调加速切断是由车身计算机控制完成的。加速时,车身计算机控制由节气门位置传感器和曲轴位置传感器采集节气门开度和发动机转速信号,当感知出急加速状态时,车身计算机控制停止压缩机继电器的工作几秒钟以实现加速切断。

五、压缩机双级控制

有些车辆为了提高车辆的燃油经济性采用了压缩机双级控制,如图3-61所示。在空调上有两个开关:即一个是A/C开关,另一个是ECHO开关。在接通A/C开关时,空调ECU根据蒸发器温度传感器的信号在较低的温度控制压缩机电磁离合器的通断;在接通ECHO开关时,空调ECU便在较高的温度控制压缩机电磁离合器的通断,这样就可以减少压缩机工作的时间,减少汽车的燃料消耗,同时在压缩机停机时,发动机的负载减少,汽车的动力输出可以提高。

六、双蒸发器控制

现在有些车辆在前排和后排都有蒸发器,且两个蒸发器都采用一个压缩机,这样就面临着前后蒸发器分别控制的问题。为此,在两个蒸发器的入口处,安装两个电磁阀,用来分别控制前排座位和后排座位的温度。双蒸发器控制如图3-62所示。

图3-61 压缩机的双级控制电路

图3-62 双蒸发器控制