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汽車空調溫度濕度控制一體化設計

作者: 時間:2013-03-19 來源:網絡 收藏
現行汽車發(fā)展方向與狀況迫使向標準化方向發(fā)展,并向全季節(jié)型的車廂氣候控制方向發(fā)展。在現代汽車自動空調系統中,最主要是溫度梯度控制和相對濕度控制兩個方面。而空調ECU是根據外界氣候條件及溫度和濕度傳感器檢測車廂內信號,自動打開加熱、制冷或去濕裝置,使汽車車廂內的溫濕度能維持在人體較舒適的范圍內,而且能夠根據車內外的溫差進行自動除霜,避免擋風玻璃起霧致使能見度降低。

在開發(fā)自動系統方面我國起步較晚,而空調傳感器的研發(fā)更是落后于發(fā)達國家,現在國內品牌轎車所采用的全自動空調傳感器都是依賴進口,這在一定程度上制約了我國汽車工業(yè)發(fā)展水平。鑒于現狀,筆者提出一種一體化設計思想,并采用集成傳感器結合強制風流方案。這一設計理念有助于提升我國在這一領域里創(chuàng)新水平。

1 設計思想

環(huán)境的相對濕度是受環(huán)境的溫度變化而變化的,所以測量某點相對濕度時必須同時進行該點溫度的測量。全面考慮汽車環(huán)境和傳感器的靈敏度、頻響特性、線性范圍、穩(wěn)定性和準確度等要求,溫度傳感器采用電流型集成溫度傳感器,濕度傳感器采用IH3605集成濕度傳感器。為了保證測量數據的真實可靠,并防止傳感器表面結露及集灰,傳感器表面空氣應有一定的流動性,須配有風扇強制流動。風扇的電動機應是無刷直流電動機,這樣才會避免電磁的干擾,并把這3個單元進行一體化設計。從而達到結構緊湊、體積小、測量準確、可靠性高等特點。傳感器結構如圖1所示。

佳工機電網

濕度、溫度控制原理如圖2所示。由于人體散發(fā)的水汽造成車廂內濕度增加,濕度測量單元便會檢測到相對濕度的變化,當超過一定值時,空調控制器啟動制冷壓縮機,進而循環(huán)風機強制車廂內空氣流過冷卻器表面。經過冷卻降溫除濕后,再被加熱到一定的溫度,從而達到除霧的作用,并保持車廂內較舒適的環(huán)境;溫度測量單元用于空調控制器測量車廂內溫度變化,控制加熱電磁閥打開循環(huán)水加熱時機和加熱時間。

佳工機電網

2 集成濕度傳感器

IH3605濕度傳感器是一種電容式集成濕度傳感器,它把電容式濕度傳感器與調理電路一起制作在陶瓷基片上,空氣中的水蒸氣通過保護性聚醋層經過多孔鉑層進入介質層,改變介質介電常數,從而使電容量發(fā)生變化。通過電容/頻率和頻率/電壓的轉換電路,將電容量變化轉換為直流電壓輸出。在25℃時,輸出直流電壓Uo與相對濕度Ho成線性關系

佳工機電網

式中:E—— IH3605的電源供電電壓;H0——25℃時的相對濕度。

例如,當E=5 V,Ho=0~100%RH時,對應的U0=0.8-3.9 V。

在25℃時,可依照上式從輸出電壓Uo計算出被測的相對濕度值。但是當環(huán)境溫度t變化,t≠25℃時,按上式從輸出電壓Uo計算出的相對濕度值Ho,并不等于實際的相對濕度H,應按下式進行濕度補償,計算出實際的相對濕度值H。
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