汽车空调控制器分类及设计范例
汽车空调控制器的分类
汽车空调控制器的分类
空调控制系统是汽车空调系统的五大组成部分之一，能够对制冷系统和暖风系统的温度、压力进行控制，同时对车内空气的温度、风量流向进行控制，实现汽车空调系统的正常工作。
空调控制系统包括电磁离合器、风扇电动机、发动机怠速自动调整装置、安全电路、压力开关电路、温度控制器、继电器和控制开关等。
汽车空调控制器按照系统配置进行分类，可以分为手动机械式、电动电子式、全自动式和多温区自动式四种。
手动机械式汽车空调控制器是最早出现的汽车空调控制器，由于控制器中没有控制电路板，因此控制器不具备逻辑处理功能，仅通过按键和旋钮进行机械式控制空调的开关和大小，可操作性差，温度控制精度低，价格便宜。
电动电子式汽车空调控制器多应用于较低配置的汽车中，由于采用了控制电路板和CPU，控制器具有简单的逻辑处理功能，但操作仍然较为复杂，价格相对便宜。
全自动汽车空调控制器是在大部分较高配置的汽车上采用的空调控制器，由于具备充分的环境状态信号输入设备，同时，配备了先进的电路板和CPU，使控制器具备复杂逻辑的处理功能，是目前汽车空调控制器发展的主流方向。
多温区自动汽车空调控制器是应用于高端汽车的空调控制器，环境状态检测装置更加丰富，操作更加简便，更加人性化，但系统成本较高，是未来汽车空调技术的发展方向。
汽车空调控制器介绍资料精
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by C.H
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航盛电子股份有限公司 空调事业部
多温区自动汽车空调控制器
高端汽车配置 具备复杂逻辑处理功能 更多环境状态信号输入 操作简便易用，舒适性
格，无面板模块风格） 按键风格汽车空调控制器特性 旋钮风格汽车空调控制器特性 无面板模块汽车空调控制器特性 新能源汽车空调控制器介绍
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by C.H
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目录
汽车空调控制器功能 汽车空调系统概述 各部件与空调控制器的关系 温度风门 模式风门 循环风门 鼓风机 蒸发器温度传感器 车室外温度传感器 车室内温度传感器 水箱温度传感器 日照强度传感器 压缩机 汽车空调控制器构造
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by C.H
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汽车空调简述
我们主要的产品面向 轿车空调
大多数轿车空调控制 器安装在汽车仪表台 中部，CD机下方。
航盛电子股份有限公司 空调事业部
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航盛电子股份有限公司 空调事业部
汽车空调控制器按系统配置分类
手动机械式
早期汽车配置
电动电子式
佳，更加人性化 带电路板与CPU 电气线束连接 系统成本高，价格较高 必然发展方向
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航盛电子股份有限公司 空调事业部
汽车空调控制器按自身特性分类
按键风格 旋钮风格 无面板模块风格
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汽车研发：汽车空调控制系统设计与开发！
汽车研发：汽车空调控制系统设计与开发！燥热的夏天已经来袭，看到这样⽕辣的⼩姐姐，估计⼿机屏幕前的你更加炎热和躁动，这时候空调就是你的避暑利器！汽车空调在你热的时候给你降降温，在你寒冷的时候给你吹吹热风，它之所以这么听话，就是因为它有⼀个好的控制系统！今天和漫谈君⼀起来看看汽车空调控制系统设计与开发漫谈君说汽车⼤漫谈1、2、4群已满员，5群已快满，话说都是汽车研发⼯程师，每天都在分享技术，有需要进群的童鞋，加漫谈君微信：autotechstudy，备注名称+专业哟，⽅便邀请进群！⼀、前⾔汽车空调系统作为汽车的标配总成，是衡量汽车舒适性的重要指标，空调系统性能的优劣直接影响汽车的市场竞争⼒。
随着半导体技术、新能源技术、互联⽹技术的⾼速发展，⼯业领域的很多新技术在汽车上慢慢得到尝试和应⽤，汽车空调系统的发展也⾯临新技术的冲击和挑战。
在本篇⽂章中，我们将针对汽车空调控制系统的设计开发进⾏浅析。
⼆、汽车空调系统空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之⼀，是⽤户上车后能直接感知到的，决定了⽤户的舒适度！1功能汽车空调系统是实现对车厢内空⽓进⾏制冷、加热、换⽓和空⽓净化的装置。
它可以为乘车⼈员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提⾼⾏车安全。
2组成结构汽车空调的组成结构如下图所⽰：3分类汽车空调的分类如下：4汽车空调控制系统汽车空调针对⼈的操作来说，信息交换主要集中在空调的控制器，控制器可以说是空调整个系统的控制中⼼，⼀般都在仪表台上。
它的功能主要是调节空调出风的⼤⼩、温度及出风模式，实现了空调系统和环境之间的互相影响，反映使⽤者的需求。
现在多数汽车配备的电控⾃动空调能够对车内的温度、风量、出风⼝和吸⼊⼝、压缩机等进⾏控制与诊断，这些控制是通过改变风门位置、热⽔阀的开度等来实现的。
1）通风装置与空⽓净化系统汽车空调系统的通风⽅式⼀般分为⾃然通风⽅式和强制通风⽅式。
⾃然通风是指利⽤汽车⾏驶时车内外的空⽓压⼒差，通过空调系统的进、出⼝进⾏⾃然换⽓。
汽车空调控制系统简介课件
二.控制系统---- (2)感应元件
①车内及车外温度传感器：为负温度系数热敏电阻传感器，用来感受车内及车外温 。当温度变化时，阻值改变，向空调电控单元ECU输送温度信号。 为防止温度变化时，空调控制器上显示也随之变化、一般还配有防假功能，如凯越: 上海别克汽车空调的防假输入如下： 若外界温度增加，所显示的温度只有在如下条件下才能随之增高。 a.车辆以高于32km/h的速度行驶约2min。 b.车辆以高于72km/h的速度行驶约1min。 这些限制有助于防止错误读数。若所显示的温度下降，外界温度显示将立即更新。 如果车辆熄火超过3个小时，车辆再起动时，将显示当前外界温度。如果车辆熄火不足 3小时，车辆再起动时，将恢复车辆上次操作时的温度。 ②蒸发器温度传感器：检测通过蒸发器的空气温度或者蒸发器表面的温度变化，控制 压缩机电磁离合器的结合或断开。(低于-4度) ③水温传感器：安装在热交换器底部的水道上检测冷却水温度，产生信号输送给空调 控制器，控制低温时风机转速。 ④阳光传感器：是一个光敏二极管，利用光电效应，把日光照射量转换为电流值信号 并输送给空调电控单元，用来调整空调吹出的风量与温度。
风机转速控制图
二.控制系统---- (3)执行元件
3.压缩机：
压缩机通过压缩来自蒸发器的低压、低温蒸汽。并将其加载成冷凝器的高压、高温蒸汽的方式，使制冷 剂环绕系统循环。通过空调控制器上的A/C按键，可以开启压缩机，而决定压缩机工作时间的因子，有 车外温度信号和蒸发器温度信号。而在如下条件下，压缩机会被切断： ❖ 低压低于1.96bar ❖ 高压高于 ❖ 蒸发器表面温度低于4.5℃
HV014-1 HV014-17
HV014-11
HV014-32
HV014-27 接地 HV014-8
汽车空调自动控制算法方案
PID控制器结构
PID 控制器的控制律
()
= × + × න + ×
汽车空调制冷自动控制器设计
汽车空调制冷自动控制器设计
蒸发器温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
送风温度自动控制
汽车空调制冷自动控制器设计
车内温度自动控制
2.控制器：在自动控制系统中，控制器的设计成为控制律的设计，设指令
与反馈值的差（误差）为e，那么一般情况下，控制器输出u=f(e,t)，即控
制律是误差与时间的函数；
3.执行机构：执行机构指的是能够根据控制器的输出，从而改变流入被控
对象的物质或能量，使之能适应控制对象的负荷变化，达到控制目标；
4.被控对象：所要控制的机器、设备或者装置。把所要控制的运行参数叫
制器、基于模型的控制器。在工程中，许多被
控对象的数学模型很难获取，即使得到，其精
度也难以保证，因此，工程中最常用的控制器
为无模型控制器，主要有PID控制器、ADRC控
制器以及无模型自适应控制器。其中，PID控制
器占据了所以控制器近9成的市场。
PID控制器
PID控制器结构
P:误差的比例控制，常用Kp表示，
做被控量；
5.测量单元：检测被控量的实际，并将其转换为标准的统一信号，该信
号叫被控量的测量值。
PID控制器结构
在控制理论中，控制器种类繁多，以单
一型控制器举例，主要有PID控制器、ADRC控
制器、自适应控制器、最优控制器、模糊控制
器等等。
其中，根据是否需要被控对象精确的数
学模型，可将上述控制器分为两类，无模型控
汽车空调控制器设计方案
1.控制器类型
汽车空调 控制器
手动 电动
软拉束型 硬拉束型 普通型 智能型
2.硬拉束型控制器
混合风门 调节旋扭
风量调 节旋扭
硬拉束
模式调 节旋扭
内外循环 转换按钮
AC开关 按钮
内外循环转换也可用机械方式控制
2.1功能实现
a.混合风门调节及模式选择
混合风门部份与模式选择部份， 其结构相似，如图：
静触片
动触片
▲ 价格相对便宜； ▲ 结构相对复杂，无PCB； ▲ 大电流控制； ▲ 风速无修正、可控性差； ▲ A/C工作指示灯不能反应
真实情况；
AC自 锁开关
方案B
通过动触片与PCB上导电盘选择性导通，对外部ECU输出不同的电压值，ECU控制 放大器，控制电机的工作电流实现风速调节。
AC开关，通过触发开关给外部ECU请求信号，由ECU决定压缩机是否工作。
b.风量调节
档位基座 档位钢球
风量旋扭
档位轨道
通过档位钢球与档位基座上轨道配合，实现旋扭的转动档位。弹簧力的大 小决定了旋扭的操作力，一般在9Ncm左右。
c. AC按钮（触发式）
AC按钮
按钮手感曲线
触发开关
通过触发开关内部的档位橡胶实现手感，如曲线图所示，手感柔和、档位 清晰，操作力一般在2-3N,弹性比35%-55%。
齿轮盘 齿轮盘 齿轮盘 齿轮 盘
拉束 拉束
转动旋扭带动齿轮盘转动，驱动拉 束运动，从而对送风系统中的风门角度 进行调节。实现温度调节及风向调节功能。
旋扭
b. AC及风量调节
方案A
风量调节，通过动触片与静触片间选择性导通，联接外部电阻器，使鼓风 机串接不同的电阻，从而达到风量调节的目的。AC开关，通过自锁开关与外部 压力检测开关串联后给ECU以控制信号，同外部ECU控制压缩机的工作状态。
基于单片机的汽车空调控制系统方案设计书1
1.1 论文背景及意义汽车空调作为一种舒适性空调，不仅是人民生活水平提高的标志，也是提高汽车市场竞争能力的重要手段。
随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们对汽车空调的温度控制性能提出了更高的要求。
国外一些大汽车公司的高档汽车上纷纷装有全自动的空调系统，而国内大部分高档汽车的空调控制器是进口的，目前还没有自主开发的具有自主知识产权的汽车空调自动控制器。
总体来看，我国目前汽车空调系统的电子化程度较低，大多数仍采用手动控制或简单的位式控制。
手动控制一方面会出现车内温度与乘员舒适要求相差很大，不能满足舒适性和节能性的要求；另一方面容易分散驾驶员的注意力，降低行车的安全性。
手动控制己成为汽车空调进一步发展的瓶颈问题。
而国外一些高档汽车上已经配有全自动汽车空调系统，并且对这些先进的技术率先申请了专利，对知识产权进行了保护，因此无法破解其核心技术，这样就形成了引进-落后-再引进-落后的恶性循环，严重阻碍了我国汽车工业的发展。
随着我国加入WTO 和全球贸易大市场的形成，国外先进的汽车空调控制技术对国内汽车工业造成很大的冲击和压力，汽车工业又面临着新的机遇和挑战。
我们只有自主开发适合我国交通、气候的汽车空调全自动控制器，形成具有自主知识产权技术，制订出汽车空调控制器的产品标准，才能提高我国汽车工业整体水平，否则就会在竞争中失败，因而加紧汽车空调全自动控制系统的研究势在必行。
目前，我国汽车保有量己超过1亿万辆，汽车年产量约18000万辆，汽车空调市场有着广阔前景。
而现在进口汽车空调控制器的价格较高，而实际的生产成本较低，随着人民生活水平的提高和汽车工业的发展，全自动控制的空调汽车由于具有较好的舒适性和节能性以及方便驾驶员操作等优点将会越来越受到人们喜爱，因而我们必须不失时机地抓住这个机遇，自主开发研制先进的汽车空调控制系统，不仅会产生巨大的经济效益，而且对我国的经济建设，汽车工业的发展都具有促进作用。
在对全合一空气混合型的汽车空调系统进行调研的基础上，通过模糊控制策略和软硬件系统的研究，设计出汽车空调全自动控制系统中的核心部分智能温控系统。
汽车空调控制系统的控制元件资料讲解
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一、汽车空调控制系统的控制元件
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2．压力开关
即对于所设定的压力执行通或断的指 令，如高、低压开关等；
压力开关属于保护元件，是一种随压 力变化而断开或闭合触点的元件，又称 压力继电器。它由压力引入装置、动力 器件和触点等组成，在系统中感受着制 冷剂压力的变化。
中压开关闭合，控制冷却风扇的速度，使风扇 高速运转。
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一ImNaoge 、汽车空调控制系统的控制元件
3、发动机怠速调节装置
发动机在怠速运转时往往影响到空调系统的正常工作。一 方面压缩机转速过低，造成制冷量严重不足；另一方面对于小排 量发动机来说，怠速时发动机功率较小，不足以带动制冷压缩机 并补偿因电力消耗给发电机增加的负荷。
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一、汽车空调控制系统的控制元件 No
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怠速调节装置类型:
一类是被动式调节，当发动机怠速运转时，自动切断 压缩机离合器电路，停止压缩机运行，以减轻发动机
的负荷，稳定发动机怠速性能，这类装置称为怠速继 电器；
第二类是主动式调节，即在发动机怠速运转时，加大 油门，以增加发动机的输出功率，并使发动机转速稍 有提高，达到带负荷的低速稳定运转的目的。这类装
等即可清楚了解其电路控制原理。
1、鼓风机控制电路的分析与检修
（1）鼓风机的控制
根据控制方法的不同可分为以下三种形式。
（1）由鼓风机开关和调速电阻联合控制 （2）电控模块通过大功率晶体管控制
（3）晶体管与调速电阻器组合型 单风口空调的鼓风机是第一种控制形式。