STEROWANIE UKŁADAMI KLIMATYZACJI CZ.3

W poprzednich częściach omówiłem zabezpieczenie układu klimatyzacji, sterowanie pracą sprężarki, sterowanie wentylatorami oraz sterowanie pracą parownika. Do omówienia pozostało sterowanie powietrzem wentylacyjnym oraz sterowanie pracą silnika.

Sterowanie wentylatorem skraplacza

Możemy wyróżnić dwa sposoby sterowania powietrzem wentylacyjnym:
  • manualny,
  • automatyczny.
1

Panel sterowniczy automatycznego układu klimatyzacji samochodu Fiat Marea: 1- pokrętło do sterowania żądaną temperaturą, 2- pokrętło wybierania prędkości wentylatora, 3- pokrętło wyboru kierunków rozprowadzania powietrza, 4- włącznik klimatyzacji, 5- włącznik obiegu wewnętrznego


Sterowanie manualne to takie, w którym parametry wentylacji ustawia kierujący pojazdem. Ma on do dyspozycji pokrętła lub suwaki do ustawiania temperatury, prędkości wentylatora i kierunku nawiewu (szyba, nogi lub na wprost) oraz włącznikami klimatyzacji i obiegu wewnętrznego powietrza czyli recyrkulacji. W tym sposobie sterowania kierujący wciska włącznik klimatyzacji i sprężarka powinna zostać uruchomiona. Jednocześnie zostanie uruchomiona dmuchawa powietrza. Gdy pokrętło temperatury jest na minimum z dysz nawiewowych po chwili powinno zacząć lecieć chłodne powietrze. Blokadę we włączeniu sprężarki może powodować jedynie uszkodzony włącznik lub jego okablowanie. Ze względu na komfort oraz bezpieczeństwo wprowadzono układy automatyczne. Te układy wyposażono w elektroniczne jednostki sterujące. Jednostki te tak dobierają parametry pracy wentylacji by w pojeździe zapanowały określone warunki. Kierujący określa temperaturę, ustawia wentylatory w pozycji „Auto” i na tym jego udział w sterowaniu klimatyzacją może zostać zakończony. Resztę sterowania przejmuje elektronika. To sterownik klimatyzacji decyduje jaka ma być temperatura powietrza na dyszach nawiewowych oraz jaki ma być wydatek dmuchawy powietrza i ustawia je w taki sposób żeby wewnątrz pojazdu zapanowała temperatura żądana przez kierującego. Obecnie standardowo steruje również rozdziałem nadmuchu powietrza i obiegiem zamkniętym. Dodatkowo elektronika może być wyposażona w funkcję odparowania szyb „max deff” czy pozwalać na osobny dobór temperatury dla kierującego i pasażera tzw. klimatyzacja dwustrefowa.

2


Schemat funkcjonalny sterowania elektronicznego: ECU - elektroniczna centralka sterująca, S (Te) - czujnik temperatury zewnętrznej, Te - temperatura na zewnątrz, Ta - sterowniki temperatury wnętrza pojazdu, S (Tt) - czujnik temperatury powietrza uzdatnionego (na wylotach), TR - panel sterowania, RIC - funkcja obiegu wewnętrznego, T - temperatura powietrza przesyłanego do wnętrza pojazdu, Q - natężenie przepływu powietrza przesyłanego do wnętrza pojazdu, Sa - czujnik szronienia, A/C - włączanie/wyłączanie klimatyzacji.

W klimatyzacji automatycznej wciśnięcie przycisku jest jedynie informacją, że kierujący żąda włączenia klimatyzacji. Sterownik odbierając żądanie włączenia klimatyzacji ocenia czy układ jest sprawny i czy istnieją warunki do uruchomienia klimatyzacji. W klimatyzacji automatycznej zastosowano szereg czujników i elektronicznych elementów wykonawczych. Usterki tych elementów mogą powodować nieprawidłowe sterowanie klimatyzacji. Sterownik nie pozwoli uruchomić sprężarki gdy wykryje uszkodzenie czujnika szronienia parownika. Podobnie się zachowa gdy odczytana z czujnika temperatura zewnętrzna będzie bliska 00C. Spalony opornik dmuchawy to dla sterownika informacja że nie wolno włączyć sprężarki ponieważ praca klimatyzacji grozi zalodzeniem parownika. Konstruktorzy układu stosują wiele procedur zabezpieczających. Jeżeli sterownik wykryje nieprawidłowe działanie któregoś z elementów może blokować uruchomienie sprężarki. Testerem elektroniki należy odczytać ewentualne błędy zapisane w sterowniku a gdy są należy usunąć usterki a następnie błędy ze sterownika. Daje to pewność że układ będzie prawidłowo działał i wyśle żądanie włączenia sprężarki do czujnika ciśnienia lub bezpośrednio do sterownika silnika.

3
4
5

Parametry sterownika automatycznego układu klimatyzacji samochodu Fiat Stilo

Sterowanie pracą silnika

Sprężarka klimatyzacji może odbierać od silnika nawet 4 KW mocy. Dla silnika jest to bardzo istotne obciążenie. Dlatego sterownik silnika (ECU) musi sterować włączaniem i wyłączaniem sprężarki. Przed włączeniem sprężarki można zaobserwować podniesienie obrotów silnika. Na przyrządach można dostrzec większe uchylenie zaworu biegu jałowego, wydłużenie czasu wtrysku oraz korekcję konta wyprzedzenia zapłonu. Zmiana tych parametrów przygotowuje silnik do dodatkowego obciążenia sprężarką.

6

W sterowniku ME7.3H4 samochodu Fiat Punto 1242 16V, na włączenie klimatyzacji mają wpływ: temperatura silnika, włącznik klimatyzacji, obroty silnika, prędkość pojazdu, informacja o stanie pracy silnika (bieg jałowy, średnie obciążenie, maksymalne obciążenie)

Wiele sterowników wyposażono w procedury wyłączające sprężarkę podczas normalnej pracy oraz na wypadek awarii. Gdy obroty silnika spadają zbyt nisko wystarczy odłączyć od silnika sprężarkę by obroty podniosły się. Silnik ustabilizuje swoją pracę i zezwoli na ponowne załączenie sprężarki. Mniejsze jednostki napędowe mogą mieć problem ze zbyt małą mocą silnika. Przy ruszaniu może brakować mocy na dynamiczne przyspieszenie. Dlatego przy ruszaniu sprężarka może być odłączana na kilka sekund. Ten czas wystarczy na rozpędzenie samochodu. Po kilku sekundach ponownie sprężarka zostaje włączona. Gdy pedał gazu jest maksymalnie wciśnięty ECU odłączy sprężarkę „domyślając się” że kierujący potrzebuje całą moc silnika wykorzystać na przyspieszenie samochodu. Istnieją procedury kontrolne pracy silnika wyłączające sprężarkę klimatyzacji nawet na 30 sekund.
Zbyt wysoka temperatura lub uszkodzony czujnik temperatury silnika może blokować uruchomienie sprężarki. Dla przykładu w samochodzie Fiat Stilo do sterowania wentylatorami sterownik wykorzystuje informację z czujnika temperatury. Niska prędkość wentylatora zostaje włączona, jeżeli temperatura płynu chłodzącego przekroczy 97oC a wyłączona przy 94oC lub po 1 sekundzie od otrzymania żądania włączenia z czujnika ciśnienia w klimatyzacji po przekroczeniu 15 barów. Wysoka prędkość wentylatora zostanie uruchomiona, gdy temperatura płynu chłodzącego przekroczy 102oC lub gdy czujnik ciśnienia klimatyzacji wskaże ciśnienie 20 barów. Przy przekroczeniu temperatury 112oC klimatyzacja zostanie wyłączona. Uszkodzenie czujnika temperatury spowoduje uruchomienie wentylatorów na stałe i może powodować odłączenie sprężarki.
Niektóre usterki zanotowane przez sterownik mogą blokować uruchomienie sprężarki. Inżynierowie tworzący system zabezpieczenia jednostki napędowej zadbali, by występująca mniej istotna usterka silnika, pozwalała poruszać się pojazdem w celu dojechania do serwisu. Jednak część usterek wpływających bezpośrednio na trwałość silnika będzie powodowało odłączenie sprężarki klimatyzacji. Dlatego gdy nie jest uruchamiana sprężarka klimatyzacji również w sterowniku silnika należy poszukiwać błędów. Niedomaganie silnika pozornie nie związane z klimatyzacją może nie pozwalać na uruchamianie sprężarki. Tylko sprawny silnik gwarantuje pracę klimatyzacji.

Podsumowanie


Jeżeli po napełnieniu układu prawidłową ilością czynnika klimatyzacja nie daje się uruchomić należy poszukiwać usterek w elektrycznym sterowaniu układu. Niestety ze względu na różnorodność systemów nie ma prostej odpowiedzi w którym miejscu następuje blokada pracy. Można się liczyć z wieloma systemami sterowań zastosowanych w jednym samochodzie. Wykluczanie i omijanie kolejnych elementów począwszy od bezpieczników i okablowania przez przekaźniki i czujniki a na jednostkach sterujących klimatyzacją i silnikiem kończąc pozwoli na odnalezienie usterki.


7

Przykładowy schemat zatwierdzenia sygnału przez kolejne elementy: 1- wyłącznik klimatyzacji, 2- centralka klimatyzacji, 3- czujnik ciśnienia, 4- centralka silnika, 5- przekaźnik sprężarki, 6- cewka elektromagnetyczna sprzęgła sprężarki.


Autor: Jarosław Pieniek
Jaroslaw.Pieniek@wega.net.pl