Cruze

Automatický systém HVAC popis a funkce

Popis a funkce systému regulace teploty a přívodu vzduchu jsou rozděleny do osmi částí:

Ovládací prvky systému topení, ventilace a klimatizace (HVAC)

Ovládací prvky systému topení, ventilace a klimatizace (HVAC) obsahují všechny spínače vyžadované pro ovládání funkcí HVAC, které slouží jako rozhraní mezi obsluhou a řídicím modulem HVAC. Nastavené hodnoty jsou předávány do řídicího modulu HVAC prostřednictvím sběrnice LIN.

Řídicí modul topení, ventilace a klimatizace

Řídicí modul topení, ventilace a klimatizace je zařízení pracující se sběrnicí GMLAN, který zajišťuje rozhraní mezi obsluhou a systémem HVAC a udržuje a řídí požadovanou teplotu a nastavení rozvodu vzduchu. Obvod kladného akumulátorového napětí poskytuje napájení řídicímu modulu HVAC, použité pro stálou paměť. Pokud obvod kladného akumulátorového napětí bude odpojen od napájení, všechny kódy DTC systému HVAC a nastavení budou ze stálé paměti vymazána. Řídicí modul karosérie BCM, který je hlavním zařízením režimu vozidla, poskytuje signál zapnutí zařízení. Řídicí modul HVAC poskytuje nastavení ventilátoru, režimu přívodu vzduchu a teploty.

Řídicí modul HVAC podporuje následující funkce:

Servomotor režimu provozu

Ovladač (servomotor) režimu je 5vodičovým krokovým motorem. Řídící modul HVAC přivádí 12 V referenční napětí do krokového motoru a napájí cívky 4krokového motoru pulzním kostřicím signálem. Pro dosažení zvolené polohy nastaví krokový elektromotor klapku režimu do vypočítané polohy. Nulový bod krokového motoru se kalibruje v případě, že motor je nový. Když je krokový motor kalibrován, řídicí modul HVAC může budit příslušnou cívku tak, aby dosáhl přesně požadovanou polohu klapky.

Ovladač (servomotor) teploty vzduchu

Ovladač (servomotor) teploty vzduchu je 5vodičovým krokovým motorem. Řídící modul HVAC přivádí 12 V referenční napětí do krokového motoru a napájí cívky 4krokového motoru pulzním kostřicím signálem. Pro dosažení zvolené teploty nastaví krokový elektromotor klapku smíšeného vzduchu do vypočítané polohy. Nulový bod krokového motoru se kalibruje v případě, že motor je nový. Když je krokový motor kalibrován, řídicí modul HVAC může budit příslušnou cívku tak, aby dosáhl přesně požadovanou polohu klapky.

Servomotor recirkulace vzduchu

Ovladač (servomotor) recirkulace je 5vodičovým krokovým motorem. Řídící modul HVAC přivádí 12 V referenční napětí do krokového motoru a napájí cívky 4krokového motoru pulzním kostřicím signálem. Pro dosažení požadované polohy nastaví krokový elektromotor klapku recirkulace vzduchu do vypočítané polohy. Nulový bod krokového motoru se kalibruje v případě, že motor je nový. Když je krokový motor kalibrován, řídicí modul HVAC může budit příslušnou cívku tak, aby dosáhl přesně požadovanou polohu klapky.

Řídicí jednotka motoru ventilátoru

Řídicí modul motoru ventilátoru ovládá otáčky tohoto motoru zvyšováním nebo snižováním úbytku napětí na zemnicí straně motoru ventilátoru. Řídicí modul HVAC poskytuje šířkově modulovaný impuls dolního vedlejšího signálu (PWM) řídicímu modulu motoru ventilátoru prostřednictvím řídicího obvodu otáček motoru ventilátoru. Když se požadované otáčky ventilátoru zvýší, řídicí modul HVAC prodlouží čas, po který je signál otáček modulován k uzemnění. Když se požadované otáčky ventilátoru sníží, řídicí modul HVAC zkrátí čas, po který je signál otáček modulován k uzemnění.

Snímač kvality vzduchu

Řídící modul HVAC detekuje výfukové plyny snímačem kvality vzduchu. Snímač kvality vzduchu je 3vodičový snímač s obvodem napětí zapalování, kostřicím obvodem a signálním obvodem. Řídicí modul HVAC vyhodnocuje informace ze snímače kvality vzduchu a v automatickém režimu zavírá klapku recirkulace vzduchu, jakmile se stiskne spínač snímače kvality vzduchu a koncentrace škodlivin přesáhne předem stanovenou hodnotu.

Snímače teploty v průduchu

Snímače teploty vzduchu jsou 2vodičové termistory se záporným tepelným koeficientem. Snímače pracují v teplotním rozsahu od -40 do +85°C (-40 do +185°F). Snímače jsou nainstalovány v jednotlivých průduších rozvodu vzduchu a měří teplotu vzduchu proudícího z těchto průduchů. Řídicí modul HVAC používá tyto hodnoty k vypočtení polohy směšovací klapky vzduchu.

Snímač teploty výparníku

Snímač teploty výparníku je 2vodičový termistor se záporným tepelným koeficientem. Snímač pracuje v teplotním rozsahu od -40 do +85°C (-40 do +185°F). Snímač je nainstalován na výparníku a měří jeho teplotu. Pokud teplota poklesne pod 3°C (38°F), vypne se kompresor, aby se zabránilo zamrzání výparníku.

Klimatizace snímač tlaku chladiva

Snímač tlaku chladiva klimatizace je 3vodičový piezoelektrický snímač (převodník) tlaku. Funkci snímače umožňují obvod referenčního napětí 5 V, obvod dolního referenčního signálu a signálový obvod. Signál tlaku klimatizace může být mezi 0,2-4,8 V. Když je tlak chladiva klimatizace nízký, signál se blíží 0 V. Když je tlak chladiva klimatizace vysoký, signál se blíží 5 V. Řídicí modul motoru (ECM) převádí napěťový signál na hodnotu tlaku. Když je tlak příliš vysoký nebo nízký, modul ECM neumožní připojení spojky kompresoru klimatizace.

Kompresor klimatizace

Kompresor klimatizace je poháněn řemenem a pracuje po připojení magnetické spojky. Když stisknete spínač klimatizace, řídicí modul HVAC vyšle zprávu s požadavkem klimatizace do modulu ECM po sběrnici CAN. Proto modul ECM uzemní řídicí obvod relé spojky kompresoru klimatizace, který zapne relé spojky kompresoru klimatizace. Při zavřených kontaktech relé se dodává napětí akumulátoru do spojky kompresoru klimatizace. Aktivuje se spojka kompresoru klimatizace.

Snímač teploty čelního skla a vnitřní vlhkosti

Snímač teploty čelního skla a vnitřní vlhkosti obsahuje snímač relativní vlhkosti, snímač teploty čelního skla a snímač teploty se snímacím prvkem vlhkosti

Tento snímač poskytuje informace o následujících parametrech:

Snímač relativní vlhkosti měří relativní vlhkost čelního skla na straně prostoru pro cestující. Také detekuje teplotu povrchu skla na straně prostoru pro cestující. Obě hodnoty jsou použity pro regulaci vstupů do řídicího modulu HVAC a pro výpočet rizika zamlžování čelního skla na straně prostoru pro cestující a schopnosti snížit spotřebu paliva snížením výkonu kompresoru klimatizace na minimum, aniž by došlo k zamlžování. Snímač také umožní režim částečné recirkulace a zlepší tak výkon vytápění prostoru pro cestující za nízkých venkovních teplot, aniž by hrozilo riziko zamlžování čelního skla. Snímač teploty se snímacím prvkem vlhkosti přivádí teplotní signál ze snímacího prvku vlhkosti. Ten je potřebný pouze v případě, že tepelný kontakt mezi snímacím prvkem vlhkosti a vnitřním povrchem čelního skla není dostatečný.

Snímač okolního osvětlení/zatížení slunečním zářením

Snímač okolního osvětlení/zatížení slunečním zářením v sobě integruje snímač zatížení slunečním zářením a snímač teploty v prostoru pro cestující.

Tento snímač poskytuje informace o následujících parametrech:

Snímač zatížení slunečním zářením je připojen k uzemnění a stabilizovanému napětí 5 V přes řídicí modul topení, ventilace a klimatizace (HVAC). Když se zvyšuje zatížení slunečním zářením, signálové napětí snímače se zvyšuje, a naopak. Signál se pohybuje mezi 1,4-4,5 V a je přiveden do řídicího modulu topení, ventilace a klimatizace (HVAC).

Snímač teploty v prostoru pro cestující je termistor s negativním teplotním koeficientem. Signální obvod a obvod s nízkým referenčním napětím aktivují provoz snímače. Když se zvyšuje teplota, snižuje se odpor snímače. Signál snímače se mění mezi 0-5 V.

Jasné světlo nebo světlo s vysokou intenzitou způsobí zvýšení teploty interiéru vozidla. Systém HVAC koriguje zvýšenou teplotu přívodem zvýšeného množství studeného vzduchu do vozidla.

Spínač ovládání ventilátoru je součástí ovládacích prvků systému HVAC. Nastavená hodnota - poloha spínače ventilátoru je odeslána do řídicího modulu HVAC po sběrnici LIN.

Řídicí modul motoru ventilátoru tvoří rozhraní mezi řídícím modulem topení, ventilace, klimatizace (HVAC) a motorem ventilátoru. Řídicí modul motoru ventilátoru reguluje napájecí napětí a uzemňuje obvod motoru ventilátoru. Řídicí modul HVAC poskytuje signál PWM do řídicího modulu motoru ventilátoru a vydává tak povely k nastavení požadovaných otáček motoru ventilátoru. Řídicí modul motoru ventilátoru přivádí akumulátorové napětí do motoru ventilátoru a používá uzemnění motoru ventilátoru jako vedlejší dolní signál k řízení otáček motoru ventilátoru. Napětí se pohybuje v rozpětí 2 - 13 V a mění se lineárně vůči výšce signálu PWM.

Řídicí modul HVAC ovládá rozvod vzduchu pomocí recirkulace a ovladače (servomotoru) režimu. Režimy, které lze navolit, jsou následující:

Požadovaný režim rozvodu vzduchu lze navolit pomocí spínačů rozvodu vzduchu na ovládacích prvcích systému HVAC. Ovládacích prvky HVAC přivádí příslušné hodnoty do řídicího modulu HVAC po sběrnici LIN. Řídicí modul HVAC řídí ovladač (servomotor) rozvodu vzduchu tak, aby nastavil klapku do vypočtené polohy. V závislosti na poloze klapky je pak vzduch rozváděn různými kanály do průduchů v palubní desce. Přepnutím klapky rozvodu vzduchu do polohy pro odmrazování řídicí modul HVAC přesune ovladač recirkulace do polohy pro přívod vnějšího vzduchu a sníží tak zamlžování okna. Když je navolen režim odmrazování, se motor ventilátoru aktivuje bez ohledu na teplotu chladicí kapaliny. Řídicí modul HVAC zapne přívod vysokého objemu vzduchu do předních průduchů odmrazování. Klimatizace je k dispozici ve všech režimech.

Odmrazování zadního okna nijak systém HVAC neovlivňuje.

Smyslem systému topení a klimatizace je poskytnout ohřátý nebo ochlazený vzduch pro interiér vozidla. Systém klimatizace rovněž odstraňuje vlhkost z vnitřku vozidla a snižuje tak zamlžování čelního skla. Bez ohledu na nastavení teploty mohou následující faktory ovlivnit rychlost, kterou systém HVAC dosáhne požadované teploty:

Stisknutím spínače klimatizace nebo spínače AUTO zapne řídicí modul HVAC a vyžádá připojení kompresoru klimatizace a zapne diodu LED spínače klimatizace, nebo diodu LED spínače AUTO, podle toho, který spínač byl stisknutý. Řídicí modul HVAC vyšle zprávu do řídicího modulu motoru ECM pro připojení kompresoru klimatizace. Modul ECM poskytne uzemnění pro relé kompresoru klimatizace a umožní sepnutí vnitřních kontaktů pro přivedení akumulátorového napětí na cívku spojky kompresoru klimatizace. Dioda kompresoru klimatizace zabrání špičce napětí, která je důsledkem poklesu magnetického pole v cívce, aby pronikla do elektrického systému vozidla v okamžiku, kdy dojde k odpojení kompresoru.

Následující podmínky musí být splněny, aby se kompresor klimatizace mohl aktivovat:

Informace snímače jsou použity modulem ECM pro stanovení následujícího:

Vzduch proudí do prostoru pro cestující přes výměník tepla a jádro výparníku. Ovladač (servomotor) teploty vzduchu nastavuje klapku směšování vzduchu tak, aby umožnil proudění vzduchu. Pokud je nutné zvýšit teplotu v interiéru vozu, směšovací klapka vzduchu je nastavena do polohy, ve které do výměníku tepla proudí více vzduchu. Pokud je nutné teplotu v interiéru vozu snížit, směšovací klapka vzduchu je nastavena do polohy, ve které proudí více vzduchu do jádra výparníku.

Spínač recirkulace je součástí ovládacích prvků systému HVAC. Vybraná poloha spínače recirkulace je odeslána do řídicího modulu HVAC po sběrnici LIN. Řídicí modul HVAC reguluje sání vzduchu pomocí ovladače (servomotoru) recirkulace. Spínač recirkulace uzavře klapku recirkulace a zajistí tak obě vzduchu ve vozidle. Dalším stisknutím spínače recirkulace se klapka recirkulace otevře a přivede do interiéru vozidla venkovní vzduch.

Recirkulace je dostupná pouze v případě, že není aktivní režim odmrazování. Když je aktivní režim odmrazování, ovladač recirkulace otevře klapku recirkulace a na čelní sklo vozu je přiveden venkovní vzduch, aby se snížilo zamlžování.

Řídicí modul HVAC vyhodnocuje informace ze snímače kvality vzduchu a v automatickém režimu zavírá klapku recirkulace vzduchu, jakmile se stiskne spínač snímače kvality vzduchu a koncentrace škodlivin přesáhne předem stanovenou hodnotu.

V automatickém režimu jsou hodnoty teploty čelního skla a snímače vnitřní vlhkosti použity jako řídicí vstupy do řídicího modulu HVAC pro vypočtení rizika zamlžování čelního skla na straně prostoru pro cestující. Kompresor klimatizace a režim odmrazování se aktivují, aby zabránili zamlžování čelního skla na straně prostoru pro cestující, nebo jej odstranily.

V automatickém režimu provozu udržuje řídicí modul HVAC příjemné prostředí ve vozidle řízením spojky kompresoru klimatizace, motoru ventilátorů, ovladačů (servomotorů) teploty vzduchu, ovladače režimu a ovladače recirkulace.

Pro přepnutí systému HVAC do automatického režimu se vyžaduje následující:

1. Musí být aktivován spínač automatiky.
2. Spínač teploty vzduchu musí být jiné poloze, než v poloze maximální teploty nebo maximálního chlazení.

Jakmile je požadovaná teplota dosažena, ovladače motoru ventilátoru, režimu, recirkulace a teploty vzduchu se automaticky nastaví tak, aby udržovaly navolenou teplotu. Řídicí modul HVAC provádí následující funkce, aby udržel požadovanou nastavenou teplotu vzduchu:

Když je navolena nejvyšší teplota v automatickém provozu, otáčky ventilátoru se postupně zvyšují, dokud vozidlo nedosáhne normální provozní teploty. Když je dosažena normální provozní teplota, ventilátor zůstane nastaven na vysokých otáčkách a ovladače teploty vzduchu zůstanou v poloze maximálního tepla.

Když je nastavena nejnižší teplota v automatickém provozu, ventilátor zůstane nastaven na vysokých otáčkách a ovladače teploty vzduchu zůstanou v poloze maximálního chlazení. Ovladač režimu setrvává v poloze nastavené na panelu a ovladač recirkulace zůstane v poloze pro recirkulaci.

Pokud je venkovní teplota nízká, automatický systém HVAC poskytuje teplo nejúčinějším způsobem. Obsluha může navolit extrémní teplotu, ale systém vozidlo nebude vytápět rychleji. Pokud je venkovní teplota vysoká, automatický systém HVAC rovněž zajišťuje nejefektivnějším způsobem klimatizaci. Nastavením extrémní teploty chlazení se vozidlo nebude ochlazovat rychleji.

Řídicí modul HVAC vyhodnocuje informace ze snímače kvality vzduchu a v automatickém režimu zavírá klapku recirkulace vzduchu, jakmile se stiskne spínač snímače kvality vzduchu a koncentrace škodlivin přesáhne předem stanovenou hodnotu.

V automatickém režimu jsou hodnoty teploty čelního skla a snímače vnitřní vlhkosti použity jako řídicí vstupy do řídicího modulu HVAC pro vypočtení rizika zamlžování čelního skla na straně prostoru pro cestující a schopnosti snížit spotřebu paliva snížením výkonu kompresoru klimatizace na minimum, aniž by docházelo k zamlžování. Kompresor klimatizace a režim odmrazování se aktivují, aby zabránili zamlžování čelního skla na straně prostoru pro cestující, nebo jej odstranily. Snímač také umožní režim částečné recirkulace a zlepší tak výkon vytápění prostoru pro cestující za nízkých venkovních teplot, aniž by hrozilo riziko zamlžování čelního skla.

Chladicí kapalina motoru je základní funkčním prvkem systému topení. Termostat reguluje normální provozní teplotu chladicí kapaliny motoru. Termostat také vytváří omezení chladicího systému, které podporuje pozitivní proudění chladicí kapaliny a pomáhá zabránit kavitaci.

Chladicí kapalina vstupuje do tepelného výměníku vstupní hadicí pod tlakem. Tepelný výměník je umístěn uvnitř modulu HVAC. Venkovní vzduch nasávaný přes modul HVAC absorbuje teplo z chladicí kapaliny procházející výměníkem. Ohřátý vzduch je rozváděn do prostoru pro cestující, přes modul HVAC, podle potřeby cestujících. Otevírání a zavírání klapky regulace teploty vzduchu ovládá množství tepla dodávaného do prostoru pro cestující. Chladicí kapalina vystupuje z tepelného výměníku přes výstupní hadici a recirkuluje zpět do chladicího systému motoru.

Chladivo je klíčovým prvkem systému klimatizace. V současné době je chladivo R-134a jediným typem, schváleným Agenturou na ochranu životního prostředí pro použití v automobilovém průmyslu. Chladivo R-134a je nízkoteplotní plynné médium, které přenáší nežádoucí teplo a vlhkost z prostoru pro cestující do venkovního vzduchu.

Kompresor vytváří tlak par chladiva. Komprese chladiva rovněž zvyšuje jeho tepelný obsah. Chladivo je odváděno z kompresoru výstupní hadicí a přiváděno do kondenzátoru a pak do zbytku systému klimatizace. Systém klimatizace je mechanicky chráněn pomocí vysokotlakého pojistného ventilu. Pokud snímač tlaku chladiva klimatizace selže nebo když se systém chladiva ucpe a tlak trvale stoupá, vysokotlaký ventil se otevře a uvolní chladivo ze systému.

Stlačené chladivo vstupuje do kondenzátoru s vysokou teplotou, ve formě vysokotlakých par. Když chladivo protéká kondenzátorem, teplo z chladiva je přenášeno do na venkovní vzduch procházející kondenzátorem. Ochlazování chladiva způsobuje kondenzování a skupenskou přeměnu chladiva mezi stavem plynným a kapalným.

Kondenzátor je umístěn před chladičem motoru, aby byl zajištěn maximální přenos tepla. Kondenzátor je zhotoven z hliníkového potrubí a hliníkových chladicích žeber, což chladivu umožňuje rychlý přenos tepla. Částečně vychlazené kapalné chladivo vystupuje z kondenzátoru a přitéká do zásobníku/dehydrátoru (R/D).

Zásobník/dehydrátor (R/D) obsahuje vysoušeč na absorpci vlhkosti, která může být přítomná v chladicím systému. Zásobník/dehydrátor (R/D) plní také úlohu vyrovnávací nádrže, která zaručuje stabilní průtok kapalného chladiva do tepelného expanzního ventilu. Chladivo vystupuje ze zásobníku/dehydrátoru (R/D) a potrubím přitéká do tepelného expanzního ventilu.

Tepelný expanzní ventil je umístěn na přední straně palubní desky a je připojen ke vstupnímu a výstupnímu potrubí výparníku. Tepelný expanzní ventil je dělicím bodem pro vysokotlakou a nízkotlakou stranu systému klimatizace. Během průchodu chladiva tepelným expanzním ventilem se jeho tlak snižuje. Tepelný expanzní ventil rovněž dávkuje množství kapalného chladiva, které může procházet do výparníku.

Chladivo vystupující z tepelného expanzního ventilu protéká do jádra výparníku pod nízkým tlakem v kapalném stavu. Venkovní vzduch je nasáván modulem HVAC a prochází jádrem výparníku. Teplý a vlhký vzduch způsobuje, že kapalné chladivo se uvnitř jádra výparníku vaří. Vařicí chladivo absorbuje teplo z venkovního vzduchu a nasává vlhkost do výparníku. Chladivo vystupuje z výparníku přes sací potrubí a prochází zpět do kompresoru klimatizace v plynném stavu, dokončuje tak pracovní cyklus klimatizace odběru tepla. V kompresoru klimatizace je chladivo znovu stlačeno a cyklus odběru tepla se opakuje.

Klimatizovaný vzduch je rozváděn přes modul HVAC podle potřeb cestujících. Teplo a vlhkost z prostoru pro cestující rovněž mění svou formu (skupenství), vlhkost kondenzuje a je odváděna z modulu HVAC ve formě vody.