Cruze

Automata HVAC leírás és működés

A léghőmérséklet- és légszállítási rendszer működési leírása nyolc részből tevődik össze:

HVAC vezérlők

A HVAC vezérlés tartalmazza valamennyi kapcsolót, melyek feladata a HVAC funkciók vezérlése, valamint az operátor és a HVAC vezérlőmodul közötti kezelőfelület biztosítása. A kiválasztott értékek LIN-Bus útján kerülnek továbbításra a HVAC vezérlőmodul felé.

HVAC-vezérlőmodul

A HVAC vezérlőmodul egy olyan GMLAN eszköz, amely kezelőfelületként szolgál az operátor és a HVAC rendszer között, fenntartva és vezérelve a kívánt léghőmérsékleti és levegőelosztási beállításokat. A pozitív telepfeszültség áramkör biztosítja a HVAC vezérlőmodulok számára a fenntartó memóriához szükséges energiát. Ha a pozitív telepfeszültség áramkör teljesítménye csökken, akkor valamennyi HVAC hibakód és valamennyi beállítás törlődik a fenntartó memóriából. A karosszéria vezérlőmodul (BCM), mely a jármű üzemmód mestere, biztosítja az ON (BEKAPCSOLT) eszköz-jelt, míg a HVAC vezérlőmodul biztosítja a légfúvó, a légszállítási üzemmód és a léghőmérséklet beállítását.

A HVAC vezérlőmodul a következő funkciókat támogatja:

Üzemmód állítótag

Az üzemmód-aktuátor egy 5-huzalos léptetőmotor. A HVAC vezérlőmodulja 12 V referencia feszültséget szolgáltat a léptetőmotor részére és tápellátást biztosít a 4 léptetőmotor-tekercs részére impulzusformájú testjellel együtt. A léptetőmotor az üzemmód csappantyút a kiszámolt pozícióba helyezi, így éri el a beállított pozíciót. Új léptetőmotor esetében a léptetőmotor nulla pontja kerül kalibrálásra. Miután a léptetőmotor kalibrálása megtörtént, a HVAC vezérlőmodul az alkalmas tekercset pontosan addig tudja hajtani, amíg a terelőlap az előírt helyzetet el nem éri.

Léghőmérséklet aktuátor

A léghőmérséklet-aktuátor egy 5-huzalos léptetőmotor. A HVAC vezérlőmodulja 12 V referencia feszültséget szolgáltat a léptetőmotor részére és tápellátást biztosít a 4 léptetőmotor-tekercs részére impulzusformájú testjellel együtt. A léptetőmotor a kevert levegő csappantyút a kiszámolt pozícióba helyezi, így éri el a beállított hőmérsékletet. Új léptetőmotor esetében a léptetőmotor nulla pontja kerül kalibrálásra. Miután a léptetőmotor kalibrálása megtörtént, a HVAC vezérlőmodul az alkalmas tekercset pontosan addig tudja hajtani, amíg a terelőlap az előírt helyzetet el nem éri.

Visszakeringetés állítótagja

Az újraáramoltatás-aktuátor egy 5-huzalos léptetőmotor. A HVAC vezérlőmodulja 12 V referencia feszültséget szolgáltat a léptetőmotor részére és tápellátást biztosít a 4 léptetőmotor-tekercs részére impulzusformájú testjellel együtt. A léptetőmotor a visszakeringtető csappantyút a kiszámolt pozícióba helyezi, így éri el a beállított helyzetet. Új léptetőmotor esetében a léptetőmotor nulla pontja kerül kalibrálásra. Miután a léptetőmotor kalibrálása megtörtént, a HVAC vezérlőmodul az alkalmas tekercset pontosan addig tudja hajtani, amíg a terelőlap az előírt helyzetet el nem éri.

Ventilátormotor vezérlő modul

A befúvómotor vezérlő modulja a befúvómotor testelt oldalára eső feszültség emelése vagy csökkentése útján vezérli a befúvómotor fordulatszámát. A HVAC vezérlőmodul alacsony impulzushossz-modulált (PWM) jelet továbbít a befúvómotor vezérlő moduljának a befúvómotor fordulatszám-vezérlő áramkörének közvetítésével. A légfúvó előírt fordulatszámának növekedésével a HVAC vezérlőmodul növeli azt az időtartamot, amely alatt a fordulatszám-jel testre modulálódik. A légfúvó előírt fordulatszámának csökkenésével a HVAC vezérlőmodul csökkenti azt az időtartamot, amely alatt a jel testre modulálódik.

Levegőminőség érzékelő

A HVAC vezérlőmodul a kipufogógázt egy levegőminőség érzékelő révén érzékeli. Levegőminőség érzékelő egy 3-vezetékes érzékelő, tartalmazza a gyújtás feszültségének körét, test áramkört és jel áramkörét. A HVAC vezérlőmodul kiértékeli a levegőminőség érzékelő által szolgáltatott információt és lezárja a levegő visszavezető csappantyút, ha a levegő minőség érzékelő kapcsoló be van nyomva, mihelyt a levegő szennyezése meghalad egy előre meghatározott értéket.

Vezeték-hőmérséklet érzékelők

A levegő hőmérsékletérzékelők 2-vezetékes, negatív hőmérsékleti tényezőjű termisztorok. Az érzékelők -40 és +85°C (-40 és +185°F) közötti hőmérséklet tartományban működnek. A levegőelosztó vezetékekbe beépített érzékelők a vezetékekből kiáramló levegő hőmérsékletét mérik. Ezeket az értékeket a HVAC vezérlőmodul a kevertlevegő-terelőlap helyzetének kiszámítására használja.

Párologtató hőmérséklet-érzékelő

A párologtató hőmérsékletérzékelő 2-vezetékes, negatív hőmérsékleti tényezőjű termisztor. Az érzékelő -40 és +85°C (-40 és +185°F) közötti hőmérséklet tartományban működik. A párologtatóba beépített érzékelő annak hőmérsékletét méri. Ha a hőmérséklet 3°C (38°F) alá esik, akkor a párologtató befagyásának megelőzése érdekében a kompresszor kikapcsol.

A/C hűtőközeg nyomásérzékelő

A légkondicionáló hűtőközeg-nyomás érzékelője egy 3-huzalos piezoelektromos nyomás átalakító. Az érzékelő működését egy 5 V referencia feszültség, az alacsony referencia és a jeláramkörök teszik lehetővé. A légkondicionáló nyomás jel 0,2 és 4,8 V között mozoghat. Amikor a légkondicionáló hűtőközeg nyomása alacsony, a jel értéke 0 V körüli. Amikor a légkondicionáló hűtőközeg nyomása magas, a jel értéke 5 V körüli. A motor vezérlőmodul (ECM) a feszültség-jelt nyomás-jellé alakítja át. Amikor a nyomás túl magas vagy túl alacsony, az ECM nem teszi lehetővé, hogy a légkondicionáló kompresszor tengelykapcsolója bezárjon.

Klímaberendezés kompresszor

A légkondicionáló kompresszor szíjmeghajtású és akkor üzemel, amikor a mágneses tengelykapcsoló zárt helyzetben van. Amikor a légkondicionáló kapcsolója le van nyomva, a HVAC vezérlőmodul légkondicionáló-kérő üzenetet továbbít az ECM felé a CAN-Bus közvetítésével. Ezzel az ECM testeli a légkondicionáló kompresszor tengelykapcsoló-relé vezérlőáramkörét, amely a légkondicionáló kompresszor tengelykapcsoló-relét bekapcsolja. A relé érintkezők zárt állapotában az A/C kompresszor tengelykapcsolóját az akkumulátor feszültség táplálja. Az A/C kompresszor tengelykapcsolója be fog kapcsolódni.

Szélvédő hőmérséklet és belső nedvesség-érzékelő

A szélvédő hőmérséklet és belső nedvesség-érzékelő egy relatív páratartalom érzékelőt, egy szélvédő-hőmérséklet érzékelőt és egy páratartalom-érzékelő elem hőmérséklet érzékelőt foglal magába.

Az érzékelő-egység a következőkről szolgál információval:

A relatív páratartalom érzékelő a szélvédő utastér oldalának relatív páratartalmát méri. Kimutatja továbbá a szélvédő utastér oldali felületének hőmérsékletét. Mindkét érték vezérlési bemenőjelként kerül felhasználásra a HVAC vezérlőmodul alkalmazás által a szélvédő utastéroldali párásodás kockázatának, valamint az üzemanyag fogyasztásnak a légkondicionáló kompresszor teljesítményének párásodás nélküli minimalizálása általi csökkentésének felmérésére. Az érzékelő továbbá a részleges újraáramoltatás üzemmódot is lehetővé teszi az utastér alacsony környezeti hőmérsékleti viszonyok melletti felfűtése javításának érdekében, a szélvédő párásodásának kockázata nélkül. A páratartalom-érzékelő elem hőmérséklet érzékelője a páratartalom-érzékelő elem hőmérsékletét mutatja ki. Ez a funkció csak akkor válik szükségessé, ha a páratartalom érzékelő elem és a szélvédő belső felülete közötti hőérintkezés nem bizonyul elegendőnek.

Környezeti világítás/napsütés érzékelő

A környezeti világítás/napsütés érzékelő tartalmaz napsütés érzékelőt és utastéri hőmérséklet érzékelőt.

Az érzékelő-egység a következőkről szolgál információval:

A napfény érzékelő testelt, valamint egy stabilizált 5 V tápfeszültséghez van csatlakoztatva a HVAC vezérlőmodul közvetítésével. A napfény terhelés fokozódásával az érzékelő jel feszültsége is növekszik és vice versa. A HVAC vezérlőmodul felé továbbított jel feszültsége 1,4 és 4,5 V között mozoghat.

Az utastér hőmérséklet érzékelő egy negatív hőmérsékleti együtthatós termisztor. A jel és alacsony referenciajel áramköre engedélyezi az érzékelő működését. A léghőmérséklet emelkedésével az érzékelő ellenállása csökken. Az érzékelő jel feszültsége 0 és 5 V között mozog.

Az erős vagy nagy intenzitású világítás a jármű belső hőmérsékletének emelkedést okozza. A HVAC rendszer a megnövekedett hőmérsékletet nagyobb mennyiségű hűvös levegő járműbe való beáramoltatása útján egyenlíti ki.

A befúvóvezérlő kapcsoló a HVAC vezérlés részét képezi. A légfúvó kapcsoló állásának kiválasztott értéke LIN-Bus közvetítésével kerül továbbításra a HVAC vezérlőmodul felé.

A befúvó motor vezérlőmodulja egy csatolófelületet képez a HVAC vezérlőmodul és a befúvó motor között. A légfúvómotor vezérlőmodulja a légfúvómotor tápfeszültség- és testáramkör ellátását szabályozza. A HVAC vezérlőmodul PWM jelt továbbít a légfúvómotor vezérlőmodul felé, a légfúvómotor kívánt fordulatszámának elérése érdekében. A légfúvómotor vezérlőmodulja biztosítja a légfúvómotor tápfeszültség ellátását, és a légfúvómotor testelését alacsony oldali vezérlésként használja a légfúvómotor fordulatszám szabályozásához. A feszültség 2-13 V közötti értéket vesz fel és a PWM jel impulzus magasságának megfelelően lineárisan változik.

A HVAC vezérlőmodul a levegőelosztást az újraáramoltatás- és üzemmód-aktuátor alkalmazásával vezérli. Az alábbi üzemmódok közül választhatunk:

A kívánt levegőelosztási üzemmódot a HVAC-vezérlőn elhelyezkedő levegőelosztás kapcsolókkal választhatjuk ki. A HVAC-vezérlő az értékeket LIN-busz közvetítésével továbbítja a HVAC vezérlőmodul felé. A HVAC vezérlőmodul a levegőelosztás-működtető egységet vezérli úgy, hogy az a terelőlapot a kiszámított helyzetbe állítja. A terelőlap helyzetétől függően a levegő elosztás a kapcsolótáblán található különböző vezetékeken át történik. A terelőlap jégmentesítés helyzetbe való elfordításakor a HVAC vezérlőmodul az újraáramoltatás aktuátort a környezeti levegő felé mozdítja el, csökkentve ezzel az ablak párásodását. A jégmentesítés üzemmód kiválasztása esetében a légfúvómotor aktiválásra kerül, a hűtőközeg hőmérsékletétől függetlenül. A HVAC vezérlőmodul lehetővé teszi nagy mennyiségű levegő szállítását az első jégmentesítő nyílások felé. Valamennyi típus légkondicionálóval felszerelhető.

A hátsó ablak páramentesítője a HVAC rendszert nem befolyásolja.

A fűtő- és légkondicionáló rendszer feladata, hogy biztosítsa a belső tér levegőjének melegítését, illetve hűtését. A légkondicionáló rendszer ezen kívül párátlanítja a belső tér levegőjét és csökkenti a szélvédó párásodását. A beállított hőmérséklettől függetlenül a következő körülmények befolyásolhatják, hogy a HVAC rendszer milyen gyorsan éri el a kívánt hőmérséklet:

Az A/C (légkondicionáló) vagy az AUTO (Automata) gomb megnyomása lehetővé teszi, hogy a HVAC vezérlőmodul kérje a légkondicionáló kompresszor működésbe hozatalát és helyezze ON (BE) állásba az A/C, illetve az AUTO kapcsoló LED-jét ha az AUTO kapcsoló le van nyomva. A HVAC vezérlőmodul üzenetet továbbít a motor vezérlőmodul (ECM) felé a légkondicionáló kompresszor működésbe hozatalának érdekében. Az ECM biztosítja a légkondicionáló kompresszor relé testelését, mellyel lehetővé teszi annak belső érintkezőinek lezárását, ami telepfeszültséget továbbít a légkondicionáló kompresszor tengelykapcsoló tekercsre. A légkondicionáló kompresszor diódája megelőzi, hogy a kompresszor kikapcsolásakor a tekercs mágneses terének összeomlásából eredő feszültségtetőzés érje a jármű elektromos rendszerét.

A légkondicionáló kompresszor aktiválásához a következő körülmények teljesülése szükséges:

Az érzékelő adatait az ECM a következők megállapításához használja:

A levegő a fűtőtestből és a párologtatótestből áramlik az utastérbe. A léghőmérséklet aktuátor a kevertlevegő-terelőlapot légáramlást elősegítő pozícióba helyezi. Ha a belsőtéri hőmérsékletnek emelkednie kell, akkor a kevertlevegő-terelőlap olyan helyzetbe áll be, amely növeli a fűtőtest felé áramoltatott levegő mennyiségét. Ha a belsőtéri hőmérsékletnek csökkennie kell, akkor a kevertlevegő-terelőlap olyan helyzetbe áll be, amely növeli a párologtatótest felé áramoltatott levegő mennyiségét.

A visszakeringtető kapcsoló a HVAC vezérlés részét képezi. Az újraáramoltatás kapcsoló kiválasztott állása LIN-Bus közvetítésével továbbításra kerül a HVAC vezérlőmodul felé. A HVAC vezérlőmodul a légbeszívást az újraáramoltatás aktuátor által vezérli. A levegő járműn belül történő áramoltatása érdekében az újraáramoltatás kapcsoló lezárja a terelőlapot. Az újraáramoltatás kapcsoló újbóli kiválasztásával az újraáramoltatás terelőlap ismételten kinyílik, a környezeti levegő jármű belsejébe történő terelése érdekében.

Az újraáramoltatásra csak akkor van lehetőség, ha a jégmentesítési üzemmód nem aktív. Amikor a jégmentesítési üzemmód aktív, az újraáramoltatás aktuátor kinyitja az újraáramoltatás terelőlapot, ezzel a környezeti levegő a szélvédőre áramlik, csökkentve annak párásodását.

A HVAC vezérlőmodul kiértékeli a levegőminőség érzékelő által szolgáltatott információt és lezárja a levegő visszavezető csappantyút, ha a levegő minőség érzékelő kapcsoló be van nyomva, mihelyt a levegő szennyezése meghalad egy előre meghatározott értéket.

Automatikus üzemmódban a szélvédő hőmérséklet és belső nedvesség-érzékelő értékei vezérlési bemenő jelként kerülnek felhasználásra a HVAC vezérlőmodul által, a szélvédő utastér oldali párásodás kockázatának felmérésére. A légkondicionáló kompresszor és a jégmentesítés üzemmód a szélvédő utastér oldal párásodásának megelőzése vagy megszűntetése érdekében aktivált.

Automatikus üzemmódban a HVAC vezérlőmodul a jármű belsejében a kényelmi szint fenntartását a légkondicionáló kompresszor tengelykapcsoló, a légfúvómotor, a léghőmérséklet-aktuátorok, az üzemmód aktuátor és az újraáramoltatás aktuátor vezérlése útján biztosítja.

A HVAC-rendszer automatikus üzemmódba állításához a következőkre van szükség:

1. Az automatikus üzemmód-kapcsoló aktivált kell legyen.
2. A léghőmérséklet kapcsoló bármilyen állásban lehet, a legforróbb és a leghidegebb kivételével.

Miután elértük a kívánt hőmérsékletet, a légfúvómotor, az üzemmód-, az újraáramoltatás és a hőmérséklet-aktuátor automatikusan igazodik a kiválasztott hőmérséklet fenntartásához. A kívánt léghőmérséklet fenntartása érdekében a HVAC vezérlőmodul a következő funkciókat hajtja végre:

Amikor automatikus üzemmódban a legmelegebb állás kerül kiválasztásra, a légfúvó fordulatszáma fokozatosan növekedni kezd, mindaddig, amíg a jármű a rendes működési hőmérsékletet el nem éri. Miután a jármű elérte a rendes működési hőmérsékletet, a légfúvó fenntartja a magas fordulatszámot, és a léghőmérséklet aktuátorok maximális fűtés állásban maradnak.

Amikor automatikus üzemmódban a leghidegebb állás kerül kiválasztásra, a légfúvó fordulatszáma legmagasabb fokozaton marad, míg a léghőmérséklet aktuátorok maximális hűtés állásban maradnak. Az üzemmód aktuátor műszerfal állásban, míg az újraáramoltatás aktuátor újraáramoltatás állásban marad.

Alacsony környezeti hőmérséklet esetében az automatikus HVAC-rendszer a fűtést a leghatékonyabb módon biztosítja. Az operátor szélsőséges hőmérsékletet beállítását is kiválaszthatja, azonban a rendszer akkor sem fogja gyorsabban felmelegíteni a járművet. Magas környezeti hőmérséklet esetében az automatikus HVAC-rendszer a légkondícionálást a leghatékonyabb módon biztosítja. A rendszer szélsőségesen alacsony hőmérsékletet kiválasztása esetében sem fogja gyorsabban lehűteni a járművet.

A HVAC vezérlőmodul kiértékeli a levegőminőség érzékelő által szolgáltatott információt és lezárja a levegő visszavezető csappantyút, ha a levegő minőség érzékelő kapcsoló be van nyomva, mihelyt a levegő szennyezése meghalad egy előre meghatározott értéket.

Automatikus üzemmódban a szélvédő hőmérséklet és belső nedvesség-érzékelő értékei vezérlési bemenő jelként kerülnek felhasználásra a HVAC vezérlőmodul számára, a szélvédő utastér oldali párásodás kockázatának, valamint az üzemanyag fogyasztásnak a légkondicionáló kompresszor teljesítményének ködösödés nélküli minimalizálása általi csökkentésének felmérésére. A légkondicionáló kompresszor és a jégmentesítés üzemmód a szélvédő utastér oldal párásodásának megelőzése vagy megszűntetése érdekében aktivált. Az érzékelő továbbá a részleges újraáramoltatás üzemmódot is lehetővé teszi az utastér alacsony környezeti hőmérsékleti viszonyok melletti felfűtése javításának érdekében, a szélvédő párásodásának kockázata nélkül.

A motor hűtőfolyadék a fűtési rendszer egyik alapvető eleme. A motor hűtőfolyadék megfelelő hőmérsékletét termosztát ellenőrzi. A termosztát továbbá korlátozza a hűtőrendszer működését, elősegítve a hűtőfolyadék kényszer áramlását és megelőzve az üregesedést.

A hűtőfolyadék a beszívó fűtéstömlőn keresztül, túlnyomásos állapotban éri el a fűtőtestet. A fűtőtest a HVAC modulon belül helyezkedik el. A HVAC modulon keresztül beszívott környezeti levegő elnyeli a fűtőtesten átfolyó hűtőközeg hőjét. A nagyobb kényelemérzet érdekében a HVAC modulon keresztül felmelegített levegő áramlik az utastérbe. Az utastérbe áramló hő mennyiségét a léghőmérséklet terelőlap nyitása, illetve zárása szabályozza. A hűtőfolyadék visszafolyó tömlőn keresztül távozik a fűtőtestből, és újraáramoltatva visszatér a motorhűtő rendszerbe.

A hűtőközeg a légkondicionáló rendszer alapvető eleme. Az R-134a jelenleg az egyetlen, környezetvédelmi hatóság által jóváhagyott, járművekben használatos hűtőközeg. Az R-134a egy olyan, igen alacsony hőmérsékletű gáz, amely a nemkívánatos hőt és nedvsséget képes elvezetni az utastérből a környezeti levegőbe.

A kompresszor nyomást hoz létre a gáznemű hűtőközegen. A hűtőközeg sűrítése emellett a hűtőközeg hőmérsékletét is emeli. A hűtőközeg nyomótömlőn keresztül áramlik ki a kompresszorból, és kényszeráramlással kerül továbbításra a kondenzátor, majd a légkondicionáló kiegyenlítője felé. A légkondicionáló berendezés mechanikai védelmét egy nyomáscsökkentő szelep biztosítja. A légkondicionáló hűtőközeg-nyomás érzékelőjének meghibásodása esetében, vagy amennyiben a hűtőközeg rendszer eltömődik, folyamatosan növelve a hűtőközeg nyomását, a nyomáscsökkentő szelep kipattan, kibocsátva a hűtőközeget a rendszerből.

A sűrített hűtőközeg magas hőmérsékletű, magas nyomású gáznemű állapotban éri el a kondenzátort. A kondenzátoron átfolyó hűtőközeg átadja a hőt a kondenzátoron átáramló környezeti levegőnek. A hűtőközeg lehűlésének eredményeképpen a hűtőközeg kodenzálódik és a halmazállapota gázneműről folyékonnyá változik.

A maximális mértékű hőleadás érdekében a kondenzátor a hűtő elején kerül elhelyezésre. A kondenzátor alumínium csővezetből és alumínium hűtőbordákból tevődik össze, mely lehetővé teszi a hűtőközeg gyors hőleadását. A félig hűtött, folyékony hűtőközeg kilép a kondenzátorból, és a fogadó/dehidráló (R/D) egységbe áramlik.

Az R/D nedvszívó anyagot tartalmaz, amely felszívja a hűtőrendszerben esetlegesen levő nedvességet. Az R/D tárolóedényként is működik, mely biztosítja, hogy a hőtágulási szelepet elérő folyadék térfogatárama állandó legyen. A hűtőközeg kilép az R/D-ből, és a vezetéken a hőtágulási szelephez áramlik.

A hőtágulási szelep a műszerfal előtt helyezkedik el. A párologtató be- és kimeneti csöveihez kapcsolódik. Az expanziós szelep az a pont, amely az A/C rendszert magas és alacsony nyomású oldalra választja ketté. Amint a hűtőközeg a hőtágulási szelepen áthalad, a hűtőközeg nyomása csökken. Az expanziós szelep ezen kívül méri a párologtató felé áramoltatható folyékony hűtőközeg mennyiségét.

Az expanziós szelepből távozó hűtőközeg alacsony nyomáson, folyékony állapotban áramlik a párologtatótest felé. A környezeti levegő a HVAC modulon keresztül szívódik be és halad a párologtatótest felé. A meleg párás levegő hatására a folyékony hűtőközeg a párologtatótestben forrásnak indul. A forrásban lévő hűtőközeg elnyeli a környezeti levegőből a hőt és a nedvességet a párologtatóba vezeti. A hűtőközeg a szívócsövön keresztül távozik a párologtatóból, illetve áramlik vissza a légkondicionáló kompresszorba, pára állapotban, teljesítve a légkondicionáló hőelvonás ciklusát. A légkondicionáló kompresszorban a hűtőközeg újbóli sűrítésére kerül sor, és a hőelvonási ciklus megismétlődik.

A kondicionált levegő a HVAC modulon keresztül az utastérbe áramlik javítva annak levegőminőségét. Az utastérből elvont hő és pára szintén átalakul, illetve lecsapódik, majd vízként távozik a HVAC modulból.