车用空调传感器应用及种类

金孟，张秋新

（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

车用空调传感器应用及种类

金孟，张秋新

（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

传感器是空调系统中不可缺少的部件。主要用于检测车内外温度、阳光强度、车内湿度、蒸发器表面温度等，并将把信号传递给空调ECU进行处理，空调ECU再向其它执行单元发出指令，使空调系统进入工作状态。

空调系统；空调ECU；传感器

随着人们对车内舒适度要求的提高，汽车空调已日趋高智能化，汽车空调系统通过检测车内外的温度、阳光的强度以及车内外空气的质量等，输出相应的信号或者控制量，以满足车内环境的舒适度要求。车用空调传感器的种类也随着人们车内舒适度要求的个性化，在不断增多，如自动空调系统中的空气质量传感器AQS、除雾传感器等。可见传感器在自动空调系统中起到了关键的作用。

1 传感器在空调系统中的应用

车用空调用传感器多用于检测周边的环境（用于检测温度的属于负温度系数的热敏电阻NTC检测元件），反馈给空调ECU，ECU接收到信号后，进行相应的处理，再发给各执行单元。目前，在车用空调系统中多用于检测车内外的温度、蒸发器表面的温度、空调管路上的压力、空气的湿度、阳光的强度、空气的质量等，自动空调系统需要结合这些传感器采集的信号，进行控制压缩机的开启、车内空气质量的控制及空调舒适度标定。

2 车用空调传感器的种类

汽车自动空调系统中，常用传感器类型有：蒸发器传感器、车内温度传感器、车外温度传感器、阳光传感器、风道传感器、压力传感器。随着人们对车内空气质量的关注，空气质量传感器在自动空调系统中逐步普遍使用，以及其他的如除雾传感器等，一般在高端车型上使用。

2.1 蒸发器温度传感器

蒸发器温度传感器布置在汽车空调系统的蒸发器上，用以检测蒸发器表面的温度变化，

检测蒸发器表面的温度信号，并将其转化为电信号输入给空调控制系统的ECU，ECU将输入的温度信号与设定的温度调节信号进行比较后，控制空调压缩机电磁离合器的通断，从而对压缩机的工作进行控制，同时利用此传感器检测到温度信号，防止蒸发器表面出现结冰现象。其结构及布置位置如图1所示。

图1 蒸发器传感器

2.2 风道传感器

用于检测空调风道中的出风温度，把检测到的温度信号转化为电信号输入给空调控制系统的ECU，ECU将其与预先标定好的值进行对比，来调整空调的出风温度。其结构和布置位置如图2所示。

图2 风道传感器

2.3 车内、车外温度传感器

车内、车外温度传感器均使用负温度系数热敏电阻NTC，作用同风道传感器一样，都是利用电阻值随着温度上升而下降的特性，并依据NTC电阻值的变化来确定其相应的温度。温度传感器的差别主要在于其结构的不同。

车外温度传感器结构如图3a所示。一般布置在前保险杠上（图3b），或布置在冷凝器上，也有集成在后视镜上，如哈弗H7、H2是集成在后视镜上的。

图3 车外温度传感器

车内温度传感器目前常用的有3种类型（图4），即吸风式的温度传感器、带风扇的温度传感器、集成在空调控制面板上的温度传感器。其中，吸风式的温度传感器是依靠车内空调器的导风系统把车内的空气吸到回风管内进行温度检测；带风扇式的温度传感器可以直接吸车内的空气进行检测。两者布置位置相同，一般安装在不受空调出风及近处热量影响的部位，如安装在副仪表板上，如图4d所示。

图4 车内温度传感器

2.4 压力传感器

用于检测空调系统中的压力，防止系统在异常高压或低压压力下工作，以保护系统不受损坏。如，当出现异常低压时，保护压缩机不在缺少制冷剂的情况下空转，以免压缩机因缺乏润滑油而遭受破坏，同时也起到低温保护环境作用，以免在过低的环境温度下使制冷系统工作而造成蒸发器表面结冰，并增加不必要的功耗；当出现异常高压时，自动切断电磁离合器的电路，使压缩机停转或接通冷却风扇高速挡电路，自动提供风扇转速，以降低冷凝器温度和压力。

压力传感器的构成主体由压力传感器和信号处理器组成。被测物体压力通过压力接口传送给压力传感器，压力传感器采集被测物体压力值，将其转换成电压信号，通过电连接件输出给信号处理器，信号处理器对电压信号进行放大、调整、模数转换、数字运算、温度补偿和数模转换，转换成模拟电压信号后，经由电气接口提供给对其检测的ECU使用。压力传感器剖视图见图5a，主要安装在空调管路上，如图5b所示为安装在冷凝器的出液管上。

图5 压力传感器

需要选用压力传感器的情况如下：1）空调系统采用了外控式变容量压缩机；2）空调系统采用了无级变速冷凝风扇；3）与ECU信号接口所匹配；4）电子膨胀阀的应用；5）空调系统能效提高与发动机控制发生了联系；6）电动汽车／混合动力的空调系统对节能有更高的要求等。

2.5 阳光传感器

阳光传感器输出信号，该信号与进入驾驶室的阳光能量成正比。根据阳光强弱，空调系统调节温度和风扇速度。外形见图6a，一般布置在仪表台前方的正中间，如图6b所示。

有人说：空调系统有了温度传感器，就可以调节车厢内温度了，那就足够了，为什么还要阳光传感器？原因之一是太阳光能直接穿过车窗照射到人体上，人体能马上感觉到阳光强弱。夏天当车外太阳光变强时，照射到车内，人体马上能感受到不适；但是此时温度没有立刻升高（温度升高需要一定的时间），因此空调系统不能及时调整过来。夏天当太阳进入乌云里时，温度没有立刻降低，因而空调系统保持原来的状态；但乘员就会觉得偏冷，感到不舒服。这个时候就有必要引入阳光传感器，和温度传感器一起监测车厢内外环境状态，从而空调自动调节制冷强度、风量和风力分配，使驾乘者获得最大的享受。高档车上的分区可调自动空调系统可分为双区或者4区，相应地选择双区或者4区阳光传感器［1］。

图6 阳光传感器

2.6 AQS传感器

空气质量传感器AQS能够检测到有害汽车尾气，包括氮氧化物NO2和碳氢化合物HC。传感器向空调控制系统发送信号，空调根据信号显示情况来切换内／外循环，以防止车外汽车尾气通过空调新风进入到车内，保持车内空气质量。同样适用与检测驾驶室内的空气质量，结合空气净化产品进行使用，净化驾驶室内的空气。其结构如图7a所示；布置如图7b所示，一般布置在新风的进风口处［2］。

图7 AQS传感器

2.7 除雾传感器

除雾传感器主要在自动空调系统中使用，可自动除雾，避免挡风玻璃起雾，提高安全性能，节约能耗。当发现起雾的时候再去除雾，为时已晚，实验证明，需要额外150s来除雾。手动除雾开关的人为控制易造成能源浪费，在有手动除雾按钮的车上，往往驾驶员看到雾后开始除雾和在没有起雾时忘记关闭除雾挡，会造成能源浪费，因此除雾传感器会在越来越多的车型上应用。产品如图8a所示，布置在后视镜附近，见图8。

图8 除雾传感器

3 目前状况及前景

目前，在自动空调系统中，车内、车外传感器和蒸发器传感器为自动空调的标配；空气净化系统的应用，让AQS传感器在空调系统起到了重要的作用；而用于温度补偿的阳光传感器，现在有些车型上已经应用到双区、三区、四区，不再是只有单温区的阳光传感器；除雾传感器也在进行普遍使用。随着技术的不断更新，更多的传感器也与其它功能产品进行集成使用，如AQS传感器与车外、车内温度传感器集成，车内传感器与空调控制面板集成等。

［1］凌永成.汽车空调技术［M］.北京：机械工业出版社，2014：168-171.

［2］姜立标.汽车传感器及其应用［M］.北京：电子工业出版社，2010：163-168.

（编辑 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，安徽省阜阳人，助理工程师，从事汽车空调系统设计开发工作。