汽車空調(diào)控制器在代換過程中的技術(shù)原理與處理方法

韋宏明

（廣西機(jī)電技師學(xué)院 汽車工程系，廣西 柳州 545005）

汽車空調(diào)控制器在代換過程中的技術(shù)原理與處理方法

韋宏明

（廣西機(jī)電技師學(xué)院 汽車工程系，廣西 柳州 545005）

在不同車型的空調(diào)控制器的代換過程中，首先要明確兩種車型的空調(diào)控制原理及各車型空調(diào)控制器與該車型發(fā)動機(jī)ECU的邏輯關(guān)系，其次還要對所用來代換的空調(diào)控制器的內(nèi)部電子線路的工作原理要分析透徹，這樣才能保證后續(xù)代換工作的技術(shù)處理方法正確有效。

空調(diào)空制器；部件代換；原理分析

目前，國產(chǎn)轎車越來越多的采用全自動空調(diào)系統(tǒng)，這使得汽車室內(nèi)溫度、風(fēng)向、風(fēng)速的控制越來越簡單化、自動化，同時(shí)，由于國內(nèi)汽車售后服務(wù)已形成完善的“4S”體系，使汽車的售后維護(hù)保養(yǎng)更為方便快捷，因此，一般情況下，對于類似汽車系統(tǒng)控制器等部件的故障，只要確診之后就普遍采用換件的方式來進(jìn)行處理，已基本不再采用部件維修的方式來恢復(fù)部件功能。

但是，對于院校的汽車專業(yè)教學(xué)而言，情況就不一樣了。由于在教學(xué)過程中時(shí)常需要開展對汽車系統(tǒng)控制器的拆裝、檢測、模擬故障等教學(xué)工作，因此，汽車系統(tǒng)控制器的損壞率就非常的高，而且故障點(diǎn)不是一般的控制器強(qiáng)電元件（如電源部分、輸出驅(qū)動部分）的損壞，更多的是造成了系統(tǒng)控制器的核心部件（如專用單片機(jī)、存儲器）的損壞，這時(shí)，用部件維修的方法就很難恢復(fù)該部件的功能，或者是只能少部分恢復(fù)功能。這時(shí)候，經(jīng)過適當(dāng)技術(shù)處理的部件互換方法就非常合適了。

1 部件互換的要求

所謂部件互換，首先要求互換的兩個(gè)部件的核心功能基本相同，如某品牌車，盡管其發(fā)動機(jī)ECU與空調(diào)控制器的邏輯關(guān)系稍有不同，但其F3型和F6型的空調(diào)都為溫度自動控制的空調(diào)，這樣只要對F3型車的空調(diào)控制器進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理就使之能用于F6型車的空調(diào)系統(tǒng)中。其二，車的總線系統(tǒng)要相同，上述的F3、F6型車就不屬于總線型電路系統(tǒng)，因此他們的空調(diào)控制器具有互換的可能，但均不能與現(xiàn)有很多總線型汽車的空調(diào)控制器進(jìn)行代換，即使它們的空調(diào)控制功能一樣。下面，就以F3型車的空調(diào)控制器代換F6型車的空調(diào)控制器為例來分析如何進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理。

2 空調(diào)控制器的技術(shù)原理

對于如F3型等車系的溫度自動控制的汽車空調(diào)系統(tǒng)，其工作原理基本相同，都需要采集兩個(gè)信號：一個(gè)信號來源于安裝在空調(diào)蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器；另一個(gè)信號則來源于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，該信號首先送入儀表板內(nèi)的轉(zhuǎn)速表，再送到空調(diào)控制器。這兩個(gè)信號是決定汽車空調(diào)系統(tǒng)是否工作的先決條件。F3型車的空調(diào)控制電路的框圖如圖1所示，其電路工作邏輯關(guān)系如圖2所示。

為了更好地對空調(diào)控制器的互換進(jìn)行技術(shù)處理，分析空調(diào)控制器的內(nèi)部工作原理是非常有必要的。圖3是本人對F3型車的空調(diào)控制器進(jìn)行解剖后所繪制的內(nèi)部電路圖。

圖1 空調(diào)系統(tǒng)電路框圖

圖2 汽車空調(diào)控制的邏輯關(guān)系

圖3 空調(diào)控制器電子線路圖

在圖3中，虛線框內(nèi)為空調(diào)控制器的電子線路圖。IC1是常用的三端穩(wěn)壓集成塊7 806，它輸出穩(wěn)定的6 V電壓供給其它集成塊使用。

IC2的型號為LM339N，它是一塊常用的集電極開路輸出型四電壓比較器，圖中只用了它內(nèi)部的a、b兩個(gè)比較器。

IC3的型號為HD74P，它是一塊集電極開路輸出型四2輸入與非門，它與一般常用的TTL四2輸入與非門74LS00的邏輯功能一樣，但帶負(fù)載的能力更強(qiáng)，但引腳排列剛好相反。

圖中IC4的型號已被镲除，但根據(jù)引腳所接的元件及線路走向，判斷它應(yīng)該是屬于用于轉(zhuǎn)速/頻率轉(zhuǎn)換的專用集成塊2907N/2917N系列。從外部送過來的轉(zhuǎn)速信號經(jīng)集成塊的①腳送入，在集成塊內(nèi)部處理成為與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號成正比的電壓信號，并從⑤腳輸出。

在點(diǎn)火開關(guān)接通的前提下，當(dāng)空調(diào)開關(guān)與風(fēng)機(jī)開關(guān)都接通后，12 V電壓加至空調(diào)控制器的E接線柱，空調(diào)控制器得電工作。

此時(shí)，如果車內(nèi)溫度高于某一設(shè)定值（這里假設(shè)為25℃，下同），則裝在蒸發(fā)器出口處的溫度傳感器Rt（它是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，并與空調(diào)控制器的A接線柱相連）由于瀑度較高使得阻值較低，使IC2內(nèi)的比較器b的反相端（IC2的⑧腳）電位（由R10、R4、RP1、Rt分壓所得）低于被 R6、R7分壓而固定的同相端（IC2的⑨腳）電位，于是比較器b的輸出端（IC2的⒁腳）輸出高電平，達(dá)林頓管T1飽合導(dǎo)通，使怠速提升電磁閥通電工作。

此時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升（一般上升到1 000轉(zhuǎn)/分左右），這時(shí)電流流向?yàn)椋盒铍姵?極→點(diǎn)火開關(guān)→怠速提升電磁閥→空調(diào)控制器的B接線柱→T1的c極→T1的e極→搭鐵。

必須指出的是，如果這時(shí)發(fā)動機(jī)本身轉(zhuǎn)速已超過1 000轉(zhuǎn)/分（如駕駛員踩著油門），則即使怠速提升電磁閥工作，也不會對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有任何影響。

在怠速提升電磁閥得電工作的同時(shí)，IC3的⑥、⑧、⑨腳因與IC2的⒁腳相連，也同為高電位。這里須注意，IC3內(nèi)的與非門c與IC2內(nèi)的比較器b構(gòu)成了一個(gè)遲滯比較器（也叫施密特觸發(fā)器），即當(dāng)IC3內(nèi)的⑧、⑨腳同為高電平，則與非門c的輸出端（IC3⑩腳）為低電平，從而使IC2內(nèi)的比較器b的反相端（IC2⑧腳）電位更低。

當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過設(shè)定值時(shí)，則IC4⑤腳的電位將高于某一值，也即IC2內(nèi)的比較器a的同相端（IC2⑦腳）電位高到某一值，大于比較器a的反相端（IC2⑥腳）電位（由 RP2、R20、R22分壓而固定），則比較器a的輸出端（IC2①腳）為高電平，也即IC3⑤為高電位。由于IC3的⑥腳已為高電位，使IC3內(nèi)的與非門b的輸出端（IC3④腳）為低電位，則IC3的⑾、⑿腳也同為低電位，那么IC3內(nèi)的與非門d的輸出端（IC3⒀腳）為高電位，從而使三極管T2飽合導(dǎo)通，繼電器J的線圈通電，使其常開觸點(diǎn)閉合，壓縮機(jī)與冷凝器風(fēng)扇得電工作，空調(diào)開始制冷。這時(shí)電流流向?yàn)椋盒铍姵?極→風(fēng)機(jī)繼電器的常開觸點(diǎn)（由于風(fēng)機(jī)開關(guān)電接通，故常開觸點(diǎn)早已閉合）→空調(diào)控制器的D接線柱→空調(diào)控制器內(nèi)的繼電器J的常開觸點(diǎn)（已閉合）→空調(diào)控制器的C接線柱→壓縮機(jī)和冷凝器風(fēng)扇（冷凝器風(fēng)扇與壓縮機(jī)并聯(lián)，圖中未畫出）→搭鐵。

與此同時(shí)，因IC3的②腳與⒀腳相連，故②、③腳也為高電平。IC3內(nèi)的與非門a與IC2內(nèi)的比較器a構(gòu)成了一個(gè)遲滯比較器，即由于IC3的②、③腳同為高電平，則IC3內(nèi)的與非門a的輸出端（IC3①腳）為低電平，從而使IC2內(nèi)的比較器a的反相端（IC2⑥腳）電位更低。

隨著空調(diào)制冷的不斷進(jìn)行，車內(nèi)溫度下降，則蒸發(fā)器出口處的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻Rt的阻值上升到某一值，使得IC2內(nèi)的比較器b的反相端（IC2⑧腳）電位高于其同相端（IC2⑨腳）電位，則比較器b的輸出端（IC2⒁腳）為低電位，T1截止，怠速提升電磁閥停上工作（但并不意味著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速會低于1000轉(zhuǎn)/分，因?yàn)榇藭r(shí)駕駛員有可能正踩著油門）。與此同時(shí)，IC3的⑥、⑧、⑨腳也同為低電平。前面已說過IC3內(nèi)的與非門c與IC2內(nèi)的比較器b組成了一個(gè)遲滯比較器，因此，這時(shí)與非門c的輸出端（IC3⑩腳）為高電平，從而使比較器b的反相端（IC2⑧腳）電位更高。

由于IC3的⑥腳為低電平，故不管IC3⑤腳電位如何（即不管發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為多少），IC3內(nèi)的與非門b的輸出端（IC3④腳）肯定為高電平，即與非門d的輸入端（IC3⑾、⑿腳）都為高電平，使得與非門d的輸出端（IC3⒀腳）為低電平，T2截止，壓縮機(jī)與冷凝器風(fēng)扇同時(shí)斷電，空調(diào)停止制冷。

如此反復(fù)，空調(diào)控制器就能把車內(nèi)溫度自動控制在某一個(gè)溫度值范圍內(nèi)。

3 代換過程中的技術(shù)處理

F6車型的空調(diào)系統(tǒng)雖然與F3車型一樣都具備溫度自動控制功級，但該型車的空調(diào)電路控制與F3型車稍有不同。圖4為F6型車的空調(diào)控制電路框圖。

從圖4中看出，與F3型車不同的是，F(xiàn)6型車沒有專門的怠速提升電磁閥，其開空調(diào)時(shí)，必須要給發(fā)動機(jī)ECU一個(gè)大于1V以上電平的空調(diào)啟動信號，然后則由發(fā)動機(jī)ECU來控制相應(yīng)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。因此，在已分析前述的F3型車的空調(diào)控制器的原理基礎(chǔ)上，用F3型車的空調(diào)控制器來代換F6型車的空調(diào)控制器就非常簡單了。

圖4 空調(diào)系統(tǒng)電路框圖

主要技術(shù)處理方法是，將圖3所示的空調(diào)控制器的B接線柱與內(nèi)部達(dá)林頓管T1（型號為TIP132）的連接斷開，用一根導(dǎo)線將IC3的⒀腳與B接線柱連接。當(dāng)用該空調(diào)控制器代換上F6車型時(shí)，該空調(diào)控制器的B接線柱直接連上F6車的發(fā)動機(jī)ECU相應(yīng)的空調(diào)啟動信號腳即可。這時(shí)，只要打開空調(diào)，則由于IC3的⒀腳將會輸出一個(gè)高電平信號，該高電平信號就通過該空調(diào)控制器的B接線柱送到F6車的發(fā)動機(jī)ECU，通知該ECU空調(diào)系統(tǒng)已啟動。

當(dāng)然，除了上述主要的技術(shù)處理工作之外，還要進(jìn)行一些外部線路的連接處理。

4 結(jié)束語

不同車型的空調(diào)控制器的代換是一個(gè)技術(shù)原理分析與處理技巧相結(jié)合的過程。首先要掌握代換車型的空調(diào)控制器的工作原理，并且還要理解該控制器與發(fā)動機(jī)EUC之間的邏輯關(guān)系，只有在此基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行后續(xù)代換過程中的技術(shù)處理。

TechnicalPrinciple and Processing Method of Automotive Air Conditioning Controller in the Substitution Process

WEIHong-ming
（GuangxiMechenicaland Electrinic Technician College Departmentof Automotive Engineering，Liuzhou Guangxi545005，China）

In the transformation process of differentmodels of air conditioning controller,we should first chear the control princile of two types of air conditioning and logical relations between vehicle air-conditioning controller and engine ECU.Secondly,analysis of the working principle of the internal electronic circuit for substitution of air conditioning controller,in order to ensure that the technical processing method is correct and effective follow-up substitutionwork

air conditioning controller；componentsubstitution；principle analysis

U463.851

B

1672-545X（2014）04-0205-03

2014-01-06

韋宏明（1971—），男，高級講師，工學(xué)碩士，主要研究方向：工業(yè)控制自動化，汽車電子與電氣維修。