(1)特点①采用了ES18型电动变频压缩机,该压缩机由空调变频器提供交流电来驱动,该变频器安装在混合动力系统的变频器上,这样即使发动机不工作,空调系统也能工作,因而能达到良好的空气状况,也减少了油耗。 ②所有车型都将自动空调系统作为标准配置而采用,此系统能自动改变出风口、出风口温度和出气量。 ③采用了鼓风机脉冲控制器,该控制器根据空调ECU提供的占空比信号控制输出电压来调节鼓风机电动机的转速,这样,就减少了由于传统鼓风机线性控制器发热所造成的功率损失,从而实现了低油耗。 ④车内温度传感器增加了湿度传感器功能,这样,空调系统工作时,优化了除湿性能。 ⑤采用了紧凑、轻型和高效的电动水泵,发动机停止时也能保证合适的暖风机性能,采用模糊控制功能来计算要求的出风口温度(TAO)和自动空调控制系统的鼓风量,空调ECU可以计算出出风口温度、鼓风量、出风口数量和与运行环境相适合的压缩机转速,从而提高了乘坐舒适性。 2)组成普锐斯混合动力汽车空调系统组成框图如图3-149所示,部件位置如图3-150所示。 3)结构和工作原理空调系统由复式显示器空调屏幕显示上的开关和方向盘衬垫上的开关来控制操作(图3-151)。除了空调屏幕显示外,AUTO再循环、前除霜器和后除霜器开关的操作条件也可以由组合仪表上的指示灯来表示。
①蒸发器 在蒸发器装置的顶部和底部有储液罐,采用微孔管结构,如图3-152所示,有以下特点:增强了导热性;散热更集中;使蒸发器更薄。
为了减少异味和细菌的滋生,蒸发器体涂抹了一层含有灭菌剂的树脂。
②暖风机芯 如图3-153所示,SFA-Ⅱ(直吹铝制-Ⅱ)暖风机芯与传统SFA暖风机芯是同样的直吹(全程吹风)型暧风机芯。
但是,SFA-Ⅱ暖风机芯用了密集暖风机芯结构,从而获得紧凑、高效的性能。
③PTC暖风机 2个PTC(正温度系数)暖风机安装在暖风机芯上。
PTC暖风机(图3-154)包含在中间插有PTC元件的电极,电流通过PTC元件来加热流经散热片的空气。
PTC暖风机是一个蜂房型的热敏电阻,直接加热风道中的空气。PTC暖风机位置如图3-155所示。
④冷凝器 如图3-156所示,冷却循环系统采用了分级制冷循环,导热性增强。
分级制冷循环分为冷凝和超冷两部分,并在两者之间有个液气分离器(调节器)。经
过调节器的液体制冷剂在超冷部分被再次冷却,增加了制冷剂自身的冷却容量,从而可以得到高效的制冷性能。
(4)电动变频压缩机普锐斯混合动力汽车上的ES18型电动变频压缩机由内置电动机驱动。除了由电动机驱动的部件外,压缩机的基本结构和工作原理与旧款普锐斯混合动力汽车上的涡流压缩机相同。
空调变频器提供的交流电(201.6V)驱动电动机,变频器集成在混合动力系统的变频器上。这样即使发动机不工作,空调控制系统也能工作,从而能达到良好的空气状况,也减少了油耗。
由于采用了电动变频压缩机(图3-157),压缩机转速可以被控制在空调ECU计算的所需转速内,因此冷却性能和除湿性能都
得到了改善,并降低了功率消耗。压缩机的进气、排气软管采用低湿度渗入软管,这样可以减少进入制冷循环中的湿气。
压缩机使用高压交流电,如果压缩机电路发生开路或短路, HV ECU将切断空调变频器电路来停止向压缩机供电。
①结构 电动变频压
缩机包含一对螺旋线缠绕的固定蜗形管和可变蜗形管、无刷电动机、油挡板和电动机轴,如图3-158所示。
固定蜗形管安装在壳体上,轴的旋转引起可变蜗形管在保持原位置不变时发生转动,这时,由这对蜗形管隔开的空间大小发生变化,实现制冷气的吸入、压缩和排出等功能。将进气管直接放在蜗形管上可以直接吸气,从而可以提高进气效率。
压缩机中有一个内置油挡板,可以挡住制冷循环过程中与气态制冷剂混合的压缩机油,使气态制冷剂循环顺畅,从而降低机油的循环率。
②工作原理 如图3-159所示。
a.吸入 在固定蜗形管和可变蜗形管间产生的压缩室的容积随着可变蜗形管的旋转而增大,这时,气态制冷剂从进风口吸入。
b.压缩 吸入步骤完成后,随着可变蜗形管的继续转动,压缩室的容积逐渐减小。这样,吸入的气态制冷剂逐渐被压缩并被排到固定蜗形管的中心。当可变蜗形管旋转约2周后,制冷剂的压缩完成。
c.排放 气态制冷剂压缩完成而压力较高时,通过按压排放阀,气态制冷剂通过固定蜗形管中心排放口排出。
(5)电动水泵采用电动水泵(图3-160),即使发动机停止工作,暧风机仍可正常工作。
采用新型的电动水泵,可减小水流的阻力。
(6)车内温度和湿度传感器湿度传感器被加入车内温度传感器中(图3-161),通过检测车内的湿度,优化了空调系统操作期间的除湿效率。因此,压缩机的功耗得以减少,车内达到了舒适的湿度。
湿度传感器中内置的湿度传感阻力膜吸收并释放车内的湿气在吸收和释放的过程中,湿度传感阻力膜扩张(吸收湿气时)和收缩(释放湿气时),湿度传感阻力膜的炭粒间的间隙在吸收和释放湿气时扩张和收缩,改变电极间电阻,从而引起湿度传感器的输出电压变化。空调ECU通过电极间的电阻造成的湿度传感器的输出电压的变化检测车内湿度。
(7)鼓风机脉冲控制器鼓风机脉冲控制器(图3-162)根据空调ECU输入的占空信号控制输出到鼓风机电动机的电压。与常规的鼓风机线性控制器相比,热量损耗得以减少,燃油消耗量得以降低。
(8)空气过滤器鼓风机装置内的空气过滤器(标准型粒子过滤器,图3-163)由聚合物制成,能够除去粉尘,用于清洁车内的空气,可将它作为可燃物质处理,有利于环保。
(9)空调ECU空调ECU的控制功能见表3-17。
①模糊控制 如图3-164(b)所示,在常规自动空调控制系统中,空调ECU根据预定的计算公式以传感器提供的温度信息为基础,依据设定温度计算所需的出风口温度(TAO)。通过自动控制伺服电动机和鼓风机电动机以达到计算出的TAO数值,此系统保持车内温度稳定从而确保了乘坐舒适性。但是,根据TAO数值统决定所有的控制数值的常规自动空调控制系统对控制的限制较大(因为它是线性系统的结合)。因此,新款普锐斯混合动力汽车采用了模糊控制(非线性控制),可进行微调控制。模糊控制根据参数各自的数学函数确定温度偏差、环境温度和太阳辐射符合等级程度。此外,系统采用模糊计算方法计算所需的出风口温度(TAO)
和鼓风机鼓风量,根据这些计算结果,空调ECU对出风口温度、鼓风机鼓风量及压缩机和出风口进行控制[图3-164(a)]。
温度偏差的一致性等级程度根据实际的车内温度和设定温度可定义为9个等级,太阳辐射符合等级根据日照传感器数值定义为4个等级(低、中低、中和高),环境温度符合等级根据环境温度传感器数值定义为5个等级(隆冬、冬天、春秋、春夏和盛夏)②电动变频压缩机控制 空调ECU根据目标蒸发器温度(由车内温度传感器、湿度传感器、环境温度传感器和日照传感器计算而来)和蒸发器温度传感器检测的实际蒸发器温度计算压缩机目标转速。然后,空调ECU发送目标转速到 HV ECU, HV ECU根据目标转速控制空调变频器,控制压缩机以符合空调系统操作的速度工作。电动变频压缩机控制框图如图3-165所示。
空调ECU计算包含根据车内湿度(从湿度传感器获得)产生的校正数值的目标蒸发器温度和挡风玻璃内表面湿度(从湿度传感器、日照传感器、车内温度传感器、模式风门位置和刮水器工作状
态计算而来),这样,空调ECU控制压缩机转速使冷却性能和除雾性能不受影响,因此,车辆实现了乘坐舒适和低油耗等目标。
③自诊断 空调FCU具有自诊断功能(表3-18),它以故障代码的形式将所有操作故障存储在空调系统存储器中。通过操作空调控制开关,存储的故障代码可显示于复式显示器上。由于诊断结果的存储由蓄电池直接提供电能,所以在点火开关关闭后相关信息也不会消失。
