[实用新型]通用型汽车空调放大器

说明书

本实用新型涉及一种汽车空调系统的电子控制装置。

目前，公知的汽车空调放大器是以专用集成电路为核心设计制造的。其缺陷是：技术复杂，生产难度大，通用性及互换性差，维修困难，造价昂贵。

本实用新型的目的是提供一种新型的汽车空调放大器。它具有技术简单，通用性及互换性好，生产容易，维修方便，成本低廉等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它由电源电路；空调启动检测电路；空调蒸发器冷风温度检测电路；发动机大负荷空调切断控制电路；发动机过热检测电路；发动机起动检测电路；信号处理及输出控制电路按附图1所示连接组成。

图1为本实用新型的电路原理框图。

图2为本实用新型的一个典型实施电路。

在图1中，框1为电源电路；框2为空调启动检测电路；框3为空调蒸发器冷风温度检测电路；框4为发动机大负荷空调切断控制电路；框5为发动机过热检测电路；框6为发动机起动检测电路；框7为信号处理及输出控制电路；A/C为空调启动开关；Rt1为空调蒸发器冷风温度传感器；K1为发动机大负荷空调切断开关；WY为原车仪表电源稳压器；℃为原车水温表；Rt2为原车水温传感器；K2为原车点火开关；VSV为空调怠速电磁阀线圈；DL为空调压缩机电磁离合器线圈；+E为原车低压直流供电电源。该电源负端接电路的公共地线。

现对图2所示典型实施电路中各部份电路的工作原理作进一步说明。

在图2中，A/C--空调启动开关；C--电容器；℃--原车水温表；DL--压缩机电磁离合器线圈；IC--集成电路；J--继电器；K--开关；R--电阻器；Rt--热敏电阻；V--三极管；VD--二极管；VSV--怠速提升电磁阀；WY--原车仪表电源稳压器。

在图2所示实施电路中，电源电路由R1、C1、C2、VD2构成。汽车低压直流电源电压+E经R1限流、VD2稳压、C1、C2滤波后给空调放大器各部份电路提供一个稳定的直流供电电压Vz。空调启动检测电路由R7--R9、VD4、V1、A/C开关构成。当空调开关A/C断开时，VD2两端电压Vz通过R7、R8加在V1的b--e极间使V1饱和导通，则Vce1为低电位；当空调开关A/C闭合时，V1的b--e极被短路，则V1截止，Vce1为高电位。Vce1对应于A/C开关断开和闭合时的电位变化作为空调是启动还是停止的信号供信号处理电路处理后输出相应的控制信号。电路中，R9是V1的集电极负载电阻，VD4是V1发射结反向保护元件，以防止电路中的瞬态高电压损坏V1。空调蒸发器冷风温度检测电路由Rt1、R2--R5、VD1、IC1-1构成。电路中，IC1-1为一电压比较器，该比较器BJ1的正输入端接入一个稳定的基准电压Vrf，该电压由R4、R5构成的分压器对Vz分压后获得。比较器1的负输入端的输入信号由Rt1、R2构成的分压器对Vz分压后获得。其中Rt1为一负温度系数的热敏电阻，并被装置在空调蒸发器的冷风出口处，当冷风温度较高时，Rt1的阻值较小，使VRt1小于Vrf则比较器1输出端电压VBJ1为高电位；当冷风温度降低到设定温度值时，Rt1的阻值变得足够大，使得VRt1大于Vrf，比较器1翻转VBJ1为低电位。该VBJ1的电位变化作为冷风温度是否达到设定温度值的信号供信号处理电路处理后输出相应的控制信号。电路中，R3、VD1是比较器1的输入端保护元件，以防电路中的瞬态高电压损坏比较器1。发动机大负荷空调切断控制电路由R4、R5、R14--R19、C5、VD12、VD13、IC1-3、IC1-4、K1构成。电路中，R14--R18、C5、VD12、VD13、IC1-3构成一个单稳态延时电路。R4、R5、R19、IC1-4构成第2个电压比较器，当汽车发动机为正常负荷时，大负荷切断开关K1断开，单稳态电路无输入信号，处于其稳定状态，其输出端B点电压VB为低电位，该低电位VB小于比较器2的正输入端所接基准电压Vrf，所以比较器2的输出端VBJ2为高电位；当发动机负荷达到设定值时，K1瞬间或短时闭合，使单稳电路输入端为低电位，则单稳电路翻转到其暂稳态，VB为高电位，此时，VB大于Vrf使比较器2翻转，VBJ2由高电位变为低电位，经设定时间的延时后，单稳态电路又恢复到其稳定状态，VB又变为低电位，VBJ2又变为高电位。该VBJ2的电位变化作为发动机大负荷工作时是否短时间切断空调系统的信号供信号处理电路处理后输出相应的控制信号。电路中，R16、VD12是IC1-3负输入端的保护元件，VD13是IC1-3正输入端的保护元件，R19是IC1-4输入端限流保护元件。发动机过热检测电路由Rt2、R4、R5、R11--R13、C3、C4、VD7、V3、IC1-2构成。电路中，R11--R13、C3、C4、V3构成一个有源低通滤波器，R4、R5、IC1-2构成第3个电压比较器，当发动机温度正常时，发动机水温也正常，汽车原车的水温传感器Rt2也是一个负温度系数热敏电阻，此时，其上电压VRt2较高，该电压通过R11加在V3的b--e极间和R12上，R12上电压VR12经R13、C3、C4滤波后得到一个平滑的直流电压加在比较器3的正输入端，此时，该电压VC4高于比较器3的负输入端电压Vrf，则VBJ3为高电位。当发动机过热达到限定值时，发动机水温升高到设定值，Rt2阻值下降到使VRt2低于设定值，该电压通过R11加在V3的b--e极间和R12上，VR12经R13、C3、C4滤波后使得VC4低于Vrf，故比较器3翻转，VBJ3由高电位变为低电位，该VBJ3的电位变化作为发动机是否过热的信号供信号处理电路处理后输出相应的控制信号。电路中，VD7为V3发射结保护元件。发动机启动检测电路由R20、VD16、V5构成。当发动机起动时，点火开关接通ST挡，+E电源电压经R20加在V5的b--e极间，使V5饱和导通，Vce5为低电位，则VA也为低电位。当发动机起动过程结束后，点火开关位于IG挡，则V5的发射结无正电压，V5截止，VA为高电位。该电压的变化作为发动机是否处于起动状态的信号供信号处理电路处理后输出相应的控制信号。电路中，VD16为V5的保护元件。信号处理及输出控制电路由R6、R10、VD3、VD5、VD6、VD8--VD11、VD14、VD15、VD17、V2、V4、J、VSV、DL构成。电路中，R6、VD3、VD9、VD10、VD14、VD15、V4、V5构成一个5输入端正与非门电路。其5个输入端的输入信号分别来自上述空调启动检测电路；空调蒸发器冷风温度检测电路；发动机大负荷空调切断控制电路；发动机过热检测电路；发动机起动检测电路的对应输出端。当发动机正常运转，并要求空调系统工作时，合上A/C开关，则Vce1由低电位变为高电位，该高电位通过R10使V2饱和导通，则VSV得电工作，驱动怠速促动器将发动机怠速自动升高到规定值，以保证在发动机怠速运转时，空调投入运行发动机不会因发动机转速过低负荷过重而熄火。同时，由于发动机处于正常运转状态，其水温正常，所以VBJ3为高电位，而大负荷开关K1处于断开位置，VBJ2也为高电位，而点火开关K2此时位于IG挡，所以，Vce5为高电位；又由于空调尚未运转，蒸发器冷风温度还未下降到设定值，所以VBJ1也为高电位，则Vz经R6、VD15使V4饱和导通，其Vce4为低电位，因此，J得电吸合其常开触点闭合，接通空调压缩机电磁离合器线圈DL，电磁离合器接合，压缩机运转，空调系统投入运行，输出冷气。当蒸发器冷风温度达到设定值时，Rt1变大到足以使VRt1高于Vrf，则比较器1翻转，VBJ1由高电位变为低电位，该低电位通过VD3使VA变为低电位，则V4截止，J断电其常开触点断开，DL失电，离合器分离，压缩机停止运行，空调系统失去动力停止工作。此时，蒸发器冷风温度又升高，当其升高到设定值时，VRt1又低于Vrf，比较器1又翻转，VBJ1又由低电位变为高电位，VD3又截止，V4又饱和导通，J再一次吸合，DL得电，压缩机又投入运行，空调系统再次启动工作，输出冷气。以后便周而复始地循环工作，不断输出冷气，直至关闭空调系统。当汽车需大负荷运行时，油门逐渐加大，当油门加大到设定位置时，K1闭合，触发单稳电路由稳态翻转到暂翻态，其输出端B点电压VB由低电位变为高电位，该电压VB高于Vrf，所以比较器2翻转，VBJ2由高电位变为低电位，该低电位通过VD8、VD14分别使V2、V4截止，则VSV失电释放，使怠速促动器退回原位；同时，电磁离合器分离，压缩机停止运转，以保证发动机的动力全部用于汽车驱动。经设定延迟时间后，单稳电路恢复到其稳定状态，VB由高电位变为低电位，VBJ2由低电位又变为高电位，则VD8、VD14截止，V2、V4饱和导通，VSV、DL又得电动作，因此，怠速促动器、压缩机均又工作，空调系统又投入运行，输出冷气。如此周而复始地循环工作直到关闭空调为止。当发动机过热时，其水温升高到设定值，VRt2下降使VC4下降到低于Vrf，则比较器3翻转，使VBJ3由高电位变为低电位，该低电位通过VD10使VA变为低电位，则V4截止，J断电释放，其常开触点断开，电磁离合器分离，压缩机停止运转，空调系统停止工作，以减轻发动机负荷。当发动机温度降低，使水温下降到设定值时，VRt2又使VC4上升到高于Vrf，比较器3再一次翻转，VBJ3又由低电位变为高电位，VD10截止，V4饱和导通，J得电吸合，电磁离合器接合，压缩机又投入运行，空调系统又工作，输出冷风。此后便周而复始地循环工作，直至关闭空调系统。当发动机正在启动时，无法给压缩机提供动力，而压缩机的接入将使发动机起动困难，因此，在发动机起动过程中，点火开关置ST挡时，+E电源通过K2的ST挡和R20使V5饱和导通，Vce5变为低电位，使V4截止，J断电，压缩机被分离以保证发动机可靠起动。当起动过程结束后，K2置IG挡，V5截止，Vce5变为高电位，才充许A点为高电位，V4才有可能导通。电路中，VD5、VD6为V2的保护元件，VD11、VD17为V4的保护元件。VD15为电平移位二极管，其作用是当VA为低电平时，V4能可靠截止。综上所述，当空调系统在正常工作时，只要蒸发器冷风温度低于设定温度值、发动机水温高于设定温度值、发动机负荷高于设定值中的任一条件满足时，空调系统都将停止工作，直到各种条件又恢复到其允许范围时，空调系统才能再次投入运行。