2.2.1. Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Hình 2.4: Cảm biến nhiệt độ trong xe.
Cảm biến nhiệt độ trong xe là một nhiệt điện trở được lắp trong bảng táp lô có một đầu hút. Đầu hút này dùng không khí được thổi vào từ quạt gió để hút không khí bên trong xe nhằm phát hiện nhiệt độ trung bình trong xe. Sau đó nó sẽ gửi tín hiệu đến ECU A/C.
2.2.2. Cảm biến nhiệt độ môi trường
Hình 2.5: Cảm biến nhiệt độ môi trường
Cảm biến nhiệt độ môi trường là một nhiệt điện trở được lắp ở phía trước giàn nóng để xác định nhiệt độ ngoài xe.
Cảm biến này phát hiện nhiệt độ ngoài xe để điều khiển thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của nhiệt độ ngoài xe.
2.2.3. Cảm biến bức xạ mặt trời.
Cảm biến bức xạ mặt trời là một điốt quang được lắp ở phía trên của bảng táp lô để xác định cường độ ánh sáng mặt trời.
Cảm biến này phát hiện cường độ ánh sáng mặt trời dùng để điều khiển sự thay đổi nhiệt độ trong xe do ảnh hưởng của tia nắng mặt trời.
Hình 2.6: Cảm biến bức xạ mặt trời.
2.2.4. Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh
Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh là một nhiệt điện trở được lắp ở giàn lạnh để phát hiện nhiệt độ của không khí khi đi qua giàn lạnh.
Nó được dùng để ngăn chặn đóng băng bề mặt giàn lạnh, điều khiển nhiệt độ và điều khiển luồng khí trong thời gian quá độ.
Hình 2.7: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh.
2.2.5. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cảm biến nhiệt độ nước là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ nước làm mát của động cơ. Tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm mát sẽ được gửi tới ECU động cơ. Thông qua sự trao đổi tín hiệu giữa ECU động cơ và ECU A/C mà ECU A/C nhận thông tin về nhiệt độ nước làm mát động cơ để điều khiển nhiệt độ.
2.2.6. Cảm biến tốc độ máy nén.
Hình 2.9: Cảm biến tốc độ máy nén.
Cảm biến tốc độ máy nén được gắn trên máy nén. Cấu tạo của nó gồm một lõi sắt và một cuộn dây có chức năng như máy phát điện. Đĩa vát trong máy nén có gắn một nam châm. Khi đĩa vát quay sinh ra các xung điện. ECU A/C có thể đếm tốc độ xung để biết tốc độ máy nén.
Việc phát hiện tốc độ máy nén xẽ giúp cho ECU A/C xác định được trạng thái làm việc của máy nén cũng như kịp thời ngắt máy nén khi máy nén gặp sự cố.
2.2.7. Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói xe (tham khảo)
Cảm biến ống dẫn gió là một nhiệt điện trở và được lắp trong bộ cửa gió bên. Cảm biến này phát hiện nhiệt độ của luồng khí thổi vào bộ cửa gió bên và điều khiển chính xác nhiệt độ của mỗi dòng không khí.
Cảm biến khói ngoài xe được lắp ở phía trước của xe để xác định nồng độ CO (Cacbonmonoxit), HC (hydro cacbon) và NOX (các oxit nitơ), để bật tắt giữa các chế độ FRESH và RECIRC .
Hình 2.10 : Cảm biến ống dẫn gió và cảm biến khói ngoài xe.
Đối với cảm biến nhiệt độ trong xe (hình 2.4), cảm biến nhiệt độ ngoài xe (hình 2.5), cảm biến nhiệt độ giàn lạnh (hình 2.7), cảm biến nhiệt độ nước làm mát (hình 2.8) có cấu tạo là một nhiệt điện trở có giá trị điện trở thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ.
Hình 2.11: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa điện trở và nhiệt độ
2.3. CÁC CỤM THIẾT BỊ ĐẶC TRƯNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ. ĐỘNG TRÊN Ô TÔ.
2.3.1. Mô tơ trộn gió. a. Cấu tạo: a. Cấu tạo:
Mô tơ trộn gió gồm có mô tơ, bộ hạn chế, chiết áp, và tiếp điểm động. Mô tơ được kích hoạt bởi tín hiệu từ ECU A/C.
b. Nguyên lý hoạt động.
Khi cánh điều khiển trộn gió được chuyển tới vị trí HOT thì cực MH được cấp điện và cực MC được nối mát để quay mô tơ trộn gió điều khiển cánh trộn gió. Khi cực MC trở thành nguồn cấp điện và cực MH được nối mát thì mô tơ quay theo chiều ngược lại để xoay cánh trộn gió về vị trí COOL.
Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô tơ trộn gió.
Khi tiếp điểm động của chiết áp dịch chuyển đồng bộ với sự quay của mô tơ, tạo ra các tín hiệu điện theo vị trí của cánh trộn gió và đưa thông tin vị trí thực tế của cánh điều khiển trộn gió tới ECU A/C
Mô tơ trộn gió được trang bị một bộ hạn chế để ngắt dòng điện tới mô tơ khi đi đến vị trí hết hành trình. Khi tiếp điểm động dịch chuyển đồng bộ với mô tơ tiếp xúc với các vị trí hết hành trình, thì mạch điện bị ngắt để dừng mô tơ lại.
2.3.2. Mô tơ dẫn gió vào.
Hình 2.13: Mô tơ dẫn gió vào.
b. Nguyên lý hoạt động: Khi ấn lên công tắc điều khiển dẫn gió vào sẽ làm đóng mạch điện của mô tơ dẫn gió vào cho dòng điện đi qua mô tơ và làm dịch chuyển cánh điều khiển dẫn gió vào.
Khi cánh điều khiển dẫn gió vào chuyển tới vị trí FRESH hoặc RECIRC thì tiếp điểm của đĩa động nối với mô tơ được tách ra và mạch nối với mô tơ bị ngắt làm cho mô tơ dừng lại.
2.3.3. Mô tơ chia gió.
a. Cấu tạo: Mô tơ chia gió gồm có một mô tơ, tiếp điểm động, bảng mạch, mạch dẫn động mô tơ…
b. Nguyên lý hoạt động:
Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô có năm chế độ chia gió: FACE, B/L, FOOT, F/D, DEF. Khi hệ thống điều hòa hoạt một trong năm chế độ chia gió sẽ được kích hoạt.
ECU A/C điều khiển mô tơ chia gió điều chỉnh đóng mở các van chia gió theo tín hiệu chọn chế độ từ bảng điều khiển.
Mạch dẫn động mô tơ là một mạch tín hiệu số với tín hiệu đầu vào là tín hiệu vị trí của hai tiếp điểm động A và B; tín hiệu đầu ra là tín hiệu điều khiển chiều dòng điện qua mô tơ.
Hình 2.14: Mô tơ chia gió.
2.4. CÁC ĐIỀU KHIỂN CHÍNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG.2.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO). 2.4.1. Điều khiển nhiệt độ không khí cửa ra (TAO).
Hình 2.15: Công thức tính nhiệt độ không khí cửa ra (TAO)
Để nhanh chóng điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước, ECU nhận các thông tin được gửi từ các cảm biến (Cảm biến nhiệt độ trong xe, cảm biến nhiệt độ ngoài trời, cảm biến bức xạ mặt trời) và tín hiệu cài đặt nhiệt độ. ECU xử lý tín hiệu, tính toán và đưa ra giá trị nhiệt độ không khí ở cửa ra (TAO). Để đạt được giá trị TAO thì ECU sẽ gửi tín hiệu điều khiển để điều khiển chọn cửa dẫn khí vào, điều khiển tốc độ quạt và điều khiển vị trí cánh trộn khí.
Nhiệt độ không khí cửa ra (TAO) được hạ thấp trong những điều kiện sau: + Nhiệt độ đặt trước thấp hơn.
+ Nhiệt độ trong xe cao hơn. + Nhiệt độ bên ngoài xe cao. + Cường độ ánh sáng mặt trời lớn. 2.4.2. Điều khiển trộn gió.
Mô tả:
Để điều chỉnh nhanh chóng nhiệt độ trong xe đạt được nhiệt độ đặt trước, nhiệt độ gió được điều khiển bằng cách điều chỉnh vị trí cánh điều khiển trộn gió qua đó thay đổi tỷ lệ không khí nóng và không khí lạnh đưa vào trong xe.
Một số loại xe, độ mở của van nước cũng thay đổi theo vị trí của cánh điều khiển.
Hình 2.16: Điều khiển trộn gió.
Điều khiển:
* Điều chỉnh cực đại MAX: Khi nhiệt độ được đặt ở MAX COOL (lạnh nhất) hoặc MAX HOT (Nóng nhất), cánh điều khiển trộn gió sẽ mở hoàn toàn về phía COOL hoặc HOT mà không phụ thuộc vào giá trị TAO.
Điều này gọi là “Điều khiển MAX COOL” hoặc “Điều khiển MAX HOT”. * Điều khiển thông thường.
Khi nhiệt độ đặt trước từ 18,5 đến 31,50 C thì vị trí cánh điều khiển trộn gió được điều khiển dựa trên giá trị TAO để điều chỉnh nhiệt độ trong xe theo nhiệt độ đặt trước. Tính toán độ mở cánh điều tiết trộn gió:
Giả sử độ mở của cánh điều khiển trộn gió là 0% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía COOL và 100% khi nó dịch chuyển hoàn toàn về phía HOT, thì nhiệt độ giàn lạnh gần bằng với TAO khi độ mở là 0%. Khi độ mở là 100% thì nhiệt độ của két sưởi (bộ phận trao đổi nhiệt) được tính toán từ nhiệt độ nước làm mát động cơ sẽ bằng TAO. ECU cho dòng điện tới mô tơ trợ trộn gió để điều khiển độ mở của cánh trộn gió. Độ mở thực tế của cánh điều khiển được phát hiện bằng chiết áp theo độ mở xác định.
Độ mở xác định = (TAO – nhiệt độ giàn lạnh)/(Nhiệt độ nước làm mát- nhiệt độ giàn lạnh) x 100.
2.4.3. Điều khiển chia gió.Mô tả : Mô tả :
Khi điều hòa không khí được bật lên giữa sưởi ấm và làm mát, thì chế độ A/C được tự động bật về dòng khí mong muốn.
Điều khiển:
Việc điều khiển gió được thay đổi theo cách sau: + Hạ thấp nhiệt độ trong xe: FACE.
+ Khi nhiệt độ trong xe ổn định xung quanh nhiệt độ đặt trước: BI- LEVEL. + Khi hâm nóng không khí trong xe: FOOT
Hình 2.17: Điều khiển chia gió
2.4.4. Điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh.
Hình 2.18: Điều khiển tốc độ quạt
Cấu tạo: Mạch điều khiển tốc độ quạt gió bao gồm: + Mô tơ quạt gió.
+ Rơle EX- HI điều khiển quạt tốc độ cao. + ECU điều hòa.
+ Tranzistor công suất và điện trở LO Nguyên lý hoạt động:
Lưu lượng không khí thổi qua giàn lạnh được điều khiển thông qua điều khiển tốc độ của mô tơ quạt gió. Nó dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước.
+ Khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn: tốc độ mô tơ quạt gió (HI). + Khi chênh lệch nhiệt độ nhỏ: tốc độ quạt gió thấp (LO). TH1: Quạt chạy ở tốc độ thấp.
Khi nhiệt độ trong xe nằm trong khoảng nhiệt độ xung quanh nhiệt độ đặt trước. ECU điều hòa điều điều khiển tranzistor (OFF). Dòng điện qua mô tơ quạt gió được nối mát thông qua điện trở LO. Đồng thời trên điện trở LO có sự sụt áp dẫn tới cường độ dòng điện qua mô tơ quạt gió giảm. Quạt quay với tốc độ thấp.
Ngoài ra điện trở LO còn có tác dụng bảo vệ cho tranzistor công suất. Khi mô tơ quạt gió được kích hoạt sẽ có dòng điện lớn chạy trong mạch. Để bảo vệ tranzistor công suất, điện trở LO sẽ tiếp nhận dòng điện trước khi bật tranzistor công suất.
TH2: Quạt chạy ở tốc độ cao (HI).
Khi có sự chênh lệch lớn giữa nhiệt độ trong xe và nhiệt độ cài đặt, ECU điều hòa sẽ điều khiển tranzistor (ON). Tốc độ quạt gió sẽ được điều khiển thay đổi liên tục theo giá trị TAO bằng cách điều chỉnh dòng điện cực gốc của tranzistor công suất. TH3: Quạt chạy ở tốc độ cao nhất (EX- HI).
Trường hợp quạt gió cần quay với tốc độ lớn nhất để đưa nhanh nhiệt độ về nhiệt độ cài đặt, ECU sẽ nối mát cho cuộn dây kích từ của rơ le EX- HI, tiếp điểm thường mở đóng lại nối mát trực tiếp cho mô tơ quạt gió. Như vậy tránh được sự tổn hao điện áp trên tranzistor công suất vì thế dòng điện qua quạt gió là cực đại, tốc độ quạt là lớn nhất.
2.4.5. Điều khiển hâm nóng.
Hình 2.19: Điều khiển hâm nóng.
Điều khiển:
Khi dòng khí được thiết lập ở chế độ FOOT hoặc BI- LEVEL mà núm chọn tốc độ quạt gió được đặt ở vị trí AUTO, thì tốc độ quạt gió được điều khiển theo nhiệt độ nước làm mát.
+ Khi nhiệt độ nước làm mát thấp: Để tránh đưa vào xe gió lạnh, chức năng điều khiển hâm nóng sẽ hạn chế tốc độ quạt gió.
+ Khi hâm nóng không khí trong xe: Chức năng điều khiển hâm nóng không khí trong xe so sánh lượng không khí được xác định bởi cảm biến nhiệt độ nước làm mát và lượng khí được tính toán từ TAO sau đó nó lấy giá trị nhỏ hơn và làm cho quạt quay ở tốc độ thấp hơn.
+ Sau khi hâm nóng không khí trong xe: Việc điều khiển hâm nóng không khí trong xe sẽ trở về trạng thái điều khiển bình thường dựa trên TAO.
Sự điều khiển này được kích hoạt chỉ cho quá trình sưởi chứ không cho quá trình làm mát.
2.4.6. Điều khiển gió trong thời gian quá độ.Mô tả: Mô tả:
Hình 2.20: Điều khiển tốc độ quạt trong thời gian quá độ.
Khi xe đỗ dưới trời nắng trong một thời gian dài, điều hòa không khí sẽ thải ra không khí nóng ngay lập tức sau khi hoạt động. Chức năng điều khiển dòng khí trong thời gian quá độ sẽ ngăn chặn vấn đề này.
Điều khiển:
+ Khi nhiệt độ giàn lạnh cao hơn 300C (860F). Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển thời gian quá độ sẽ tắt mô tơ quạt gió và để mô tơ tắt khoảng 4 giây trong khi máy nén được bật lên để làm mát không khí bên trong bộ phận làm mát.
Khoảng 5 giây sau đó nó cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (Chế độ LO) để nhả ra không khí đã được làm mát trong bộ phận làm mát rồi đưa vào trong xe.
+ Khi nhiệt độ giàn lạnh thấp hơn 300C (860F).
Như chỉ ra trên hình vẽ, chức năng điều khiển theo thời gian quá độ sẽ cho quạt gió chạy ở tốc độ thấp (LO) khoảng 5 giây.
2.4.7. Điều khiển dẫn gió vào.
Hình 2.21: Điều khiển dẫn gió vào
Mô tả.
Chức năng điều khiển dẫn gió vào thông thường là để đưa không khí từ bên ngoài vào. Khi chênh lệch nhiệt độ trong xe và nhiệt độ đặt trước lớn, thì chức năng điều khiển dẫn gió vào tự động bật về chế độ tuần hoàn không khí trong xe để việc làm mát được hiệu quả hơn.
Điều khiển.
Các chức năng điều khiển dẫn gió vào được thực hiện theo cách sau đây: + Thông thường: FRESH
+ Khi nhiệt độ trong xe cao: RECIRC.
Tham khảo: Ở một số xe chức năng điều khiển dẫn gió vào cũng tự động bật về RECIRC nếu nồng độ CO, HC, NOX được xác định bởi cảm biến khói ngoài xe vượt quá giới hạn cho phép.
Khi lựa chọn chế độ DEF cho dòng khí, thì chức năng điều khiển cửa gió được tự động chuyển về chế độ FRESH (Ở một số kiểu xe không có chế độ điều khiển này).
2.4.8. Điều khiển tốc độ không tải.
Vai trò: Khi động cơ chạy không tải, công suất động cơ nhỏ. Bật máy nén sẽ làm quá tải động cơ. Điều này có thể gây chết máy hoặc động cơ quá nóng. Để máy điều hòa hoạt động khi xe chạy ở chế độ không tải thì tốc độ động cơ phải được tăng lên một cách tự động gọi là điều khiển tốc độ không tải hay bù ga.
Giải pháp điều khiển tốc độ không tải (bù điều hòa). * Đối với động cơ phun xăng điện tử:
+ Điều khiển van ISC để mở thông đường gió từ trước ra sau bướm ga khi xe chạy ở chế độ không tải.
+ Sử dụng hệ thống bướm ga điện tử thông minh (ETCS-i) điều khiển mô tơ điện để kênh ga.
+ Đối với động cơ không sử dụng bướm ga mà điều khiển bằng xupap thì sẽ mở thêm xupap khi bật điều hòa ở chế độ không tải
VD: Xe BMW 318i
Khi xe chạy không tải bình thường xupap mở: 0,5 (mm).
Khi xe chạy không tải, mở điều hòa xupap mở: 0,57(mm) ÷ 0,58 (mm). * Đối với động cơ diesel điện tử: Thực hiện bù điều hòa theo nguyên tắc thay đổi xung điều khiển phun nhiên liệu.
* Đối với động cơ xăng dùng chế hòa khí, động cơ diesel thông thường:
Thực hiện bù điều hòa bằng cách sử dụng các hộp màng chân không (động cơ xăng) để kéo bướm ga mở thêm hoặc kéo cần ga của bơm cao áp (động cơ diesel).
Hình 2.22: Điều khiển tốc độ không tải bằng van ISC
Nguyên lý hoạt động:
ECU điều khiển động cơ nhận tín hiệu công tắc A/C (ON) từ bộ điều khiển điều hòa. ECU điều khiển mở van điều chỉnh tốc độ không tải (van ISC). Một lượng