汽车空调控制器在代换过程中的技术原理与处理方法

韦宏明

（广西机电技师学院 汽车工程系，广西 柳州 545005）

汽车空调控制器在代换过程中的技术原理与处理方法

韦宏明

（广西机电技师学院 汽车工程系，广西 柳州 545005）

在不同车型的空调控制器的代换过程中，首先要明确两种车型的空调控制原理及各车型空调控制器与该车型发动机ECU的逻辑关系，其次还要对所用来代换的空调控制器的内部电子线路的工作原理要分析透彻，这样才能保证后续代换工作的技术处理方法正确有效。

空调空制器；部件代换；原理分析

目前，国产轿车越来越多的采用全自动空调系统，这使得汽车室内温度、风向、风速的控制越来越简单化、自动化，同时，由于国内汽车售后服务已形成完善的“4S”体系，使汽车的售后维护保养更为方便快捷，因此，一般情况下，对于类似汽车系统控制器等部件的故障，只要确诊之后就普遍采用换件的方式来进行处理，已基本不再采用部件维修的方式来恢复部件功能。

但是，对于院校的汽车专业教学而言，情况就不一样了。由于在教学过程中时常需要开展对汽车系统控制器的拆装、检测、模拟故障等教学工作，因此，汽车系统控制器的损坏率就非常的高，而且故障点不是一般的控制器强电元件（如电源部分、输出驱动部分）的损坏，更多的是造成了系统控制器的核心部件（如专用单片机、存储器）的损坏，这时，用部件维修的方法就很难恢复该部件的功能，或者是只能少部分恢复功能。这时候，经过适当技术处理的部件互换方法就非常合适了。

1 部件互换的要求

所谓部件互换，首先要求互换的两个部件的核心功能基本相同，如某品牌车，尽管其发动机ECU与空调控制器的逻辑关系稍有不同，但其F3型和F6型的空调都为温度自动控制的空调，这样只要对F3型车的空调控制器进行适当的技术处理就使之能用于F6型车的空调系统中。其二，车的总线系统要相同，上述的F3、F6型车就不属于总线型电路系统，因此他们的空调控制器具有互换的可能，但均不能与现有很多总线型汽车的空调控制器进行代换，即使它们的空调控制功能一样。下面，就以F3型车的空调控制器代换F6型车的空调控制器为例来分析如何进行相应的技术处理。

2 空调控制器的技术原理

对于如F3型等车系的温度自动控制的汽车空调系统，其工作原理基本相同，都需要采集两个信号：一个信号来源于安装在空调蒸发器出口处的温度传感器；另一个信号则来源于发动机转速传感器，该信号首先送入仪表板内的转速表，再送到空调控制器。这两个信号是决定汽车空调系统是否工作的先决条件。F3型车的空调控制电路的框图如图1所示，其电路工作逻辑关系如图2所示。

为了更好地对空调控制器的互换进行技术处理，分析空调控制器的内部工作原理是非常有必要的。图3是本人对F3型车的空调控制器进行解剖后所绘制的内部电路图。

图1 空调系统电路框图

图2 汽车空调控制的逻辑关系

图3 空调控制器电子线路图

在图3中，虚线框内为空调控制器的电子线路图。IC1是常用的三端稳压集成块7 806，它输出稳定的6 V电压供给其它集成块使用。

IC2的型号为LM339N，它是一块常用的集电极开路输出型四电压比较器，图中只用了它内部的a、b两个比较器。

IC3的型号为HD74P，它是一块集电极开路输出型四2输入与非门，它与一般常用的TTL四2输入与非门74LS00的逻辑功能一样，但带负载的能力更强，但引脚排列刚好相反。

图中IC4的型号已被镲除，但根据引脚所接的元件及线路走向，判断它应该是属于用于转速/频率转换的专用集成块2907N/2917N系列。从外部送过来的转速信号经集成块的①脚送入，在集成块内部处理成为与发动机转速信号成正比的电压信号，并从⑤脚输出。

在点火开关接通的前提下，当空调开关与风机开关都接通后，12 V电压加至空调控制器的E接线柱，空调控制器得电工作。

此时，如果车内温度高于某一设定值（这里假设为25℃，下同），则装在蒸发器出口处的温度传感器Rt（它是一个负温度系数热敏电阻，并与空调控制器的A接线柱相连）由于瀑度较高使得阻值较低，使IC2内的比较器b的反相端（IC2的⑧脚）电位（由R10、R4、RP1、Rt分压所得）低于被 R6、R7分压而固定的同相端（IC2的⑨脚）电位，于是比较器b的输出端（IC2的⒁脚）输出高电平，达林顿管T1饱合导通，使怠速提升电磁阀通电工作。

此时发动机转速上升（一般上升到1 000转/分左右），这时电流流向为：蓄电池+极→点火开关→怠速提升电磁阀→空调控制器的B接线柱→T1的c极→T1的e极→搭铁。

必须指出的是，如果这时发动机本身转速已超过1 000转/分（如驾驶员踩着油门），则即使怠速提升电磁阀工作，也不会对发动机转速有任何影响。

在怠速提升电磁阀得电工作的同时，IC3的⑥、⑧、⑨脚因与IC2的⒁脚相连，也同为高电位。这里须注意，IC3内的与非门c与IC2内的比较器b构成了一个迟滞比较器（也叫施密特触发器），即当IC3内的⑧、⑨脚同为高电平，则与非门c的输出端（IC3⑩脚）为低电平，从而使IC2内的比较器b的反相端（IC2⑧脚）电位更低。

当发动机转速超过设定值时，则IC4⑤脚的电位将高于某一值，也即IC2内的比较器a的同相端（IC2⑦脚）电位高到某一值，大于比较器a的反相端（IC2⑥脚）电位（由 RP2、R20、R22分压而固定），则比较器a的输出端（IC2①脚）为高电平，也即IC3⑤为高电位。由于IC3的⑥脚已为高电位，使IC3内的与非门b的输出端（IC3④脚）为低电位，则IC3的⑾、⑿脚也同为低电位，那么IC3内的与非门d的输出端（IC3⒀脚）为高电位，从而使三极管T2饱合导通，继电器J的线圈通电，使其常开触点闭合，压缩机与冷凝器风扇得电工作，空调开始制冷。这时电流流向为：蓄电池+极→风机继电器的常开触点（由于风机开关电接通，故常开触点早已闭合）→空调控制器的D接线柱→空调控制器内的继电器J的常开触点（已闭合）→空调控制器的C接线柱→压缩机和冷凝器风扇（冷凝器风扇与压缩机并联，图中未画出）→搭铁。

与此同时，因IC3的②脚与⒀脚相连，故②、③脚也为高电平。IC3内的与非门a与IC2内的比较器a构成了一个迟滞比较器，即由于IC3的②、③脚同为高电平，则IC3内的与非门a的输出端（IC3①脚）为低电平，从而使IC2内的比较器a的反相端（IC2⑥脚）电位更低。

随着空调制冷的不断进行，车内温度下降，则蒸发器出口处的负温度系数热敏电阻Rt的阻值上升到某一值，使得IC2内的比较器b的反相端（IC2⑧脚）电位高于其同相端（IC2⑨脚）电位，则比较器b的输出端（IC2⒁脚）为低电位，T1截止，怠速提升电磁阀停上工作（但并不意味着发动机转速会低于1000转/分，因为此时驾驶员有可能正踩着油门）。与此同时，IC3的⑥、⑧、⑨脚也同为低电平。前面已说过IC3内的与非门c与IC2内的比较器b组成了一个迟滞比较器，因此，这时与非门c的输出端（IC3⑩脚）为高电平，从而使比较器b的反相端（IC2⑧脚）电位更高。

由于IC3的⑥脚为低电平，故不管IC3⑤脚电位如何（即不管发动机转速为多少），IC3内的与非门b的输出端（IC3④脚）肯定为高电平，即与非门d的输入端（IC3⑾、⑿脚）都为高电平，使得与非门d的输出端（IC3⒀脚）为低电平，T2截止，压缩机与冷凝器风扇同时断电，空调停止制冷。

如此反复，空调控制器就能把车内温度自动控制在某一个温度值范围内。

3 代换过程中的技术处理

F6车型的空调系统虽然与F3车型一样都具备温度自动控制功级，但该型车的空调电路控制与F3型车稍有不同。图4为F6型车的空调控制电路框图。

从图4中看出，与F3型车不同的是，F6型车没有专门的怠速提升电磁阀，其开空调时，必须要给发动机ECU一个大于1V以上电平的空调启动信号，然后则由发动机ECU来控制相应的发动机转速。因此，在已分析前述的F3型车的空调控制器的原理基础上，用F3型车的空调控制器来代换F6型车的空调控制器就非常简单了。

图4 空调系统电路框图

主要技术处理方法是，将图3所示的空调控制器的B接线柱与内部达林顿管T1（型号为TIP132）的连接断开，用一根导线将IC3的⒀脚与B接线柱连接。当用该空调控制器代换上F6车型时，该空调控制器的B接线柱直接连上F6车的发动机ECU相应的空调启动信号脚即可。这时，只要打开空调，则由于IC3的⒀脚将会输出一个高电平信号，该高电平信号就通过该空调控制器的B接线柱送到F6车的发动机ECU，通知该ECU空调系统已启动。

当然，除了上述主要的技术处理工作之外，还要进行一些外部线路的连接处理。

4 结束语

不同车型的空调控制器的代换是一个技术原理分析与处理技巧相结合的过程。首先要掌握代换车型的空调控制器的工作原理，并且还要理解该控制器与发动机EUC之间的逻辑关系，只有在此基础上，才能进行后续代换过程中的技术处理。

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

韦宏明（1971—），男，高级讲师，工学硕士，主要研究方向：工业控制自动化，汽车电子与电气维修。