車用空調傳感器應用及種類

金孟，張秋新

（長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

車用空調傳感器應用及種類

金孟，張秋新

（長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

傳感器是空調系統中不可缺少的部件。主要用于檢測車內外溫度、陽光強度、車內濕度、蒸發器表面溫度等，并將把信號傳遞給空調ECU進行處理，空調ECU再向其它執行單元發出指令，使空調系統進入工作狀態。

空調系統；空調ECU；傳感器

隨著人們對車內舒適度要求的提高，汽車空調已日趨高智能化，汽車空調系統通過檢測車內外的溫度、陽光的強度以及車內外空氣的質量等，輸出相應的信號或者控制量，以滿足車內環境的舒適度要求。車用空調傳感器的種類也隨著人們車內舒適度要求的個性化，在不斷增多，如自動空調系統中的空氣質量傳感器AQS、除霧傳感器等。可見傳感器在自動空調系統中起到了關鍵的作用。

1 傳感器在空調系統中的應用

車用空調用傳感器多用于檢測周邊的環境（用于檢測溫度的屬于負溫度系數的熱敏電阻NTC檢測元件），反饋給空調ECU，ECU接收到信號后，進行相應的處理，再發給各執行單元。目前，在車用空調系統中多用于檢測車內外的溫度、蒸發器表面的溫度、空調管路上的壓力、空氣的濕度、陽光的強度、空氣的質量等，自動空調系統需要結合這些傳感器采集的信號，進行控制壓縮機的開啟、車內空氣質量的控制及空調舒適度標定。

2 車用空調傳感器的種類

汽車自動空調系統中，常用傳感器類型有：蒸發器傳感器、車內溫度傳感器、車外溫度傳感器、陽光傳感器、風道傳感器、壓力傳感器。隨著人們對車內空氣質量的關注，空氣質量傳感器在自動空調系統中逐步普遍使用，以及其他的如除霧傳感器等，一般在高端車型上使用。

2.1 蒸發器溫度傳感器

蒸發器溫度傳感器布置在汽車空調系統的蒸發器上，用以檢測蒸發器表面的溫度變化，

檢測蒸發器表面的溫度信號，并將其轉化為電信號輸入給空調控制系統的ECU，ECU將輸入的溫度信號與設定的溫度調節信號進行比較后，控制空調壓縮機電磁離合器的通斷，從而對壓縮機的工作進行控制，同時利用此傳感器檢測到溫度信號，防止蒸發器表面出現結冰現象。其結構及布置位置如圖1所示。

圖1 蒸發器傳感器

2.2 風道傳感器

用于檢測空調風道中的出風溫度，把檢測到的溫度信號轉化為電信號輸入給空調控制系統的ECU，ECU將其與預先標定好的值進行對比，來調整空調的出風溫度。其結構和布置位置如圖2所示。

圖2 風道傳感器

2.3 車內、車外溫度傳感器

車內、車外溫度傳感器均使用負溫度系數熱敏電阻NTC，作用同風道傳感器一樣，都是利用電阻值隨著溫度上升而下降的特性，并依據NTC電阻值的變化來確定其相應的溫度。溫度傳感器的差別主要在于其結構的不同。

車外溫度傳感器結構如圖3a所示。一般布置在前保險杠上（圖3b），或布置在冷凝器上，也有集成在后視鏡上，如哈弗H7、H2是集成在后視鏡上的。

圖3 車外溫度傳感器

車內溫度傳感器目前常用的有3種類型（圖4），即吸風式的溫度傳感器、帶風扇的溫度傳感器、集成在空調控制面板上的溫度傳感器。其中，吸風式的溫度傳感器是依靠車內空調器的導風系統把車內的空氣吸到回風管內進行溫度檢測；帶風扇式的溫度傳感器可以直接吸車內的空氣進行檢測。兩者布置位置相同，一般安裝在不受空調出風及近處熱量影響的部位，如安裝在副儀表板上，如圖4d所示。

圖4 車內溫度傳感器

2.4 壓力傳感器

用于檢測空調系統中的壓力，防止系統在異常高壓或低壓壓力下工作，以保護系統不受損壞。如，當出現異常低壓時，保護壓縮機不在缺少制冷劑的情況下空轉，以免壓縮機因缺乏潤滑油而遭受破壞，同時也起到低溫保護環境作用，以免在過低的環境溫度下使制冷系統工作而造成蒸發器表面結冰，并增加不必要的功耗；當出現異常高壓時，自動切斷電磁離合器的電路，使壓縮機停轉或接通冷卻風扇高速擋電路，自動提供風扇轉速，以降低冷凝器溫度和壓力。

壓力傳感器的構成主體由壓力傳感器和信號處理器組成。被測物體壓力通過壓力接口傳送給壓力傳感器，壓力傳感器采集被測物體壓力值，將其轉換成電壓信號，通過電連接件輸出給信號處理器，信號處理器對電壓信號進行放大、調整、模數轉換、數字運算、溫度補償和數模轉換，轉換成模擬電壓信號后，經由電氣接口提供給對其檢測的ECU使用。壓力傳感器剖視圖見圖5a，主要安裝在空調管路上，如圖5b所示為安裝在冷凝器的出液管上。

圖5 壓力傳感器

需要選用壓力傳感器的情況如下：1）空調系統采用了外控式變容量壓縮機；2）空調系統采用了無級變速冷凝風扇；3）與ECU信號接口所匹配；4）電子膨脹閥的應用；5）空調系統能效提高與發動機控制發生了聯系；6）電動汽車／混合動力的空調系統對節能有更高的要求等。

2.5 陽光傳感器

陽光傳感器輸出信號，該信號與進入駕駛室的陽光能量成正比。根據陽光強弱，空調系統調節溫度和風扇速度。外形見圖6a，一般布置在儀表臺前方的正中間，如圖6b所示。

有人說：空調系統有了溫度傳感器，就可以調節車廂內溫度了，那就足夠了，為什么還要陽光傳感器？原因之一是太陽光能直接穿過車窗照射到人體上，人體能馬上感覺到陽光強弱。夏天當車外太陽光變強時，照射到車內，人體馬上能感受到不適；但是此時溫度沒有立刻升高（溫度升高需要一定的時間），因此空調系統不能及時調整過來。夏天當太陽進入烏云里時，溫度沒有立刻降低，因而空調系統保持原來的狀態；但乘員就會覺得偏冷，感到不舒服。這個時候就有必要引入陽光傳感器，和溫度傳感器一起監測車廂內外環境狀態，從而空調自動調節制冷強度、風量和風力分配，使駕乘者獲得最大的享受。高檔車上的分區可調自動空調系統可分為雙區或者4區，相應地選擇雙區或者4區陽光傳感器［1］。

圖6 陽光傳感器

2.6 AQS傳感器

空氣質量傳感器AQS能夠檢測到有害汽車尾氣，包括氮氧化物NO2和碳氫化合物HC。傳感器向空調控制系統發送信號，空調根據信號顯示情況來切換內／外循環，以防止車外汽車尾氣通過空調新風進入到車內，保持車內空氣質量。同樣適用與檢測駕駛室內的空氣質量，結合空氣凈化產品進行使用，凈化駕駛室內的空氣。其結構如圖7a所示；布置如圖7b所示，一般布置在新風的進風口處［2］。

圖7 AQS傳感器

2.7 除霧傳感器

除霧傳感器主要在自動空調系統中使用，可自動除霧，避免擋風玻璃起霧，提高安全性能，節約能耗。當發現起霧的時候再去除霧，為時已晚，實驗證明，需要額外150s來除霧。手動除霧開關的人為控制易造成能源浪費，在有手動除霧按鈕的車上，往往駕駛員看到霧后開始除霧和在沒有起霧時忘記關閉除霧擋，會造成能源浪費，因此除霧傳感器會在越來越多的車型上應用。產品如圖8a所示，布置在后視鏡附近，見圖8。

圖8 除霧傳感器

3 目前狀況及前景

目前，在自動空調系統中，車內、車外傳感器和蒸發器傳感器為自動空調的標配；空氣凈化系統的應用，讓AQS傳感器在空調系統起到了重要的作用；而用于溫度補償的陽光傳感器，現在有些車型上已經應用到雙區、三區、四區，不再是只有單溫區的陽光傳感器；除霧傳感器也在進行普遍使用。隨著技術的不斷更新，更多的傳感器也與其它功能產品進行集成使用，如AQS傳感器與車外、車內溫度傳感器集成，車內傳感器與空調控制面板集成等。

［1］凌永成.汽車空調技術［M］.北京：機械工業出版社，2014：168-171.

［2］姜立標.汽車傳感器及其應用［M］.北京：電子工業出版社，2010：163-168.

（編輯 凌波）

Application and Type of Automotive Air-conditioning Sensor

JIN Meng，ZHANG Qiu-xin

（R&D Center of Great Wall Motor Company，Automotive Engineering Technical Center of Hebei，Baoding 071000，China）

Sensor is an indispensable part in the air-conditioning（AC）system.It is mainly used for detecting the temperature in and out of the car，the sunshine intensity，the in car inside humidity，the temperature on the surface of evaporation and so on.It transfers the signals to the AC ECU to for processing，then ECU gives the instruction to the executor and makes AC system start to work.

A／C system；A／C ECU；sensor

U463.851

B

1003－8639（2017）02－0071－03

2016-08-17；

2016-09-07

金孟（1989-），男，安徽省阜陽人，助理工程師，從事汽車空調系統設計開發工作。