換気制御

科目：

一般
換気制御
温度変化
ストーブハウス
インテリアファン
直列抵抗
ストーブハウス
ヒーターラジエーターとヒーターバルブ
換気シャフト

一般：
車内の気候は、今日のシステムで最適に調整できます。寒いときは、さまざまな方法で室内を暖めることができます。この熱はエンジンの熱から発生します。快適な温度を可能な限り一定に保ちます。外気温度が高いときは、冷たい空気が室内に吹き込まれると快適です。エアコンのない車では、これは純粋な外気ですが、エアコンのある車では、エアコンこの外気は、室内に吹き込まれる前に、まずかなり冷却されます。温度が高すぎると、注意力が失われ、反応が遅くなり、疲労が生じます。
エアコンは室内の湿度にも影響します。これは減少します。湿度が高すぎると息苦しさや圧迫感を感じ、湿度が低すぎると喉の乾燥や目の乾燥を引き起こします。最も快適な気候は、気温 20 ～ 23 度、湿度 30 ～ 60%、そしてもちろん室内フィルターでろ過された空気です。

換気制御：
外気温や車の速度の変化により、車内の温度も変化します。正しい温度を維持するには、手動加熱のヒーターと換気の設定を定期的に調整する必要があります。自動温度制御機能を備えた車にはこの問題はありません。換気速度と温度自体を調整します。制御ユニットは、設定温度が確実に維持されるようにします。たとえば、摂氏 20 度に設定し、外が寒いときに窓がしばらく開いていると、室内温度センサーが室内の温度が低下したことを測定します。暖房の温度が上昇し（たとえば 24 度まで）、換気速度が増加します。内部温度が再び摂氏 20 度に達するとすぐに、ファンの速度と出口温度が再び低下します。

ダッシュボード上の太陽センサーも室内ファンの速度に影響します。光の強度は、太陽光に含まれる紫外線によって測定されます。明るい日差しの下では、室内ファンが室内に大量の冷気を送り込みます。太陽センサーは、通常、ダッシュボード上部の中央にあるドットで認識できます。画像は太陽センサーを示しています。

温度調節:
内部の温度は XNUMX つの方法で一定に保つことができます。つまり、次のものを使用します。

混合空気制御: 冷気と暖気はヒーターハウス内のヒーターバルブによって混合されます。冷気は外気温であり、温気は可能な限り暖かい（冷却剤によって最大限に加熱される）ものです。温風ダンパーを少し開くと、外気に少し多めの温風が加わります。ストーブハウスの詳細については、ページの後半で説明します。
流体制御: ヒーターバルブを電子的に制御することにより、ヒーターラジエーターを通る冷却液の流れが変化します。外気がヒーターラジエターを通って流れます。これにより空気が暖まります。したがって、気温はヒーターラジエター内の冷却水の温度に依存します。ヒーターラジエーターの詳細については、ページの下の方で説明します。
エバポレーター: エバポレーターは空調システムの一部であり、別のページで説明されています。この空気は、暖かい外気を冷たい蒸発器に流すことによって冷却されます。
室内ファンは、空気をヒーターハウジング、ヒーターラジエーター、および/またはエバポレーターに吹き込んで、空気に希望の温度を与えてから内部に流入させる必要があります。

独立したクライメートシステムを装備した車両には、ヒーターハウジングが変更されているため、出口温度が左右で異なる場合があります。
次の画像は、運転席側の流出温度が摂氏 21 度、助手席側の流出温度が摂氏 23 度である別個の空調システムを示しています。

後部座席の乗員が XNUMX つまたは XNUMX つの独自の気候ゾーンを備えており、ダイヤルまたはディスプレイで XNUMX つの追加ゾーンの温度を設定することもできます。その場合、ストーブハウスには混合空気制御用の追加のチャンネルが含まれています。

ストーブハウス:
ストーブハウスは以下のとおりです。室内ファンはヒーターラジエーターの下に取り付けられています。換気空気は車室内ファンの側面から入り、ヒーターラジエーターとエアコンのエバポレーターを通って上部から吹き出されます。ヒーターハウジングはダッシュボードの下の中央に位置しており、原則としてダッシュボード全体を取り外した後にのみ分解できます。

上の画像は、多数のステッピングモーターを含む透明なヒーターハウジングを示しています。ステッピングモーターは、空気の流れと空気の温度を調整するバルブを制御します。下の画像は、ステッピングモーターによって動作するバルブを含むヒーターハウジングを通る空気の流れを示しています。

室内ファンは吸気管を通じて外気を吸い込みます。この吸気チューブの端は通常、ボンネットの下、パラファンの後ろにあります。車にエアコンが装備されている場合、室内ファンは吸い込んだ空気をエバポレーターに送ります。エバポレーターでは、外気から湿気と熱が抽出され、乾燥した冷却された空気がヒーターのラジエーターに入ります。エアコンがオフになっている場合、空気は蒸発器を通過しますが、温度や湿度は変化しません。

ヒーターラジエーターの温度は空気の加熱に影響します。冷却回路では、タップにより流量が調整されます。冷却剤の流れが少なくなると、空気の加熱が少なくなります。ヒーターラジエーターからの空気は、少なくとも XNUMX つの空気制御バルブに到達します。XNUMX つはフロントガラス、XNUMX つはダッシュボードの換気グリル、もう XNUMX つはフットウェルです。バルブの位置によって、関連する流出開口部に吹き込まれる空気の量が決まります。

空気制御弁、温度制御弁、空気バイパス弁、再循環弁の操作は手動でもよい。この場合、ダッシュボード上のコントロールスライダーまたはボタンとバルブの間には、ボーデンケーブルによる物理的な接続が存在します。現在では、電子制御バルブのみがほとんど見られます。つまり、制御デバイスがステッピングモーターを制御します。

電子制御換気システムには、多くの場合、ケーブルを使用して手動で操作するシステムよりも多くのオプションがあります。

複数の温度ゾーン：運転席側では、エアコントロールバルブと温度コントロールバルブを助手席側とは別に操作できます。バルブは二重構造になっています。高級車では、最大 XNUMX つのゾーンを設定することもできます。これにより、同じヒーターハウジング内のバルブとエアダクトの数が XNUMX 倍になります。
MAX 位置では、エアコンが最大能力で機能します。MAX 位置では、エアバイパスバルブが開き、温度制御バルブが閉じます。冷却された空気のみがエア制御バルブを備えた分配ハウジングに入ります。また、再循環バルブは外気の供給を遮断し、すでに冷却された空気をファンを介して内部から吸い込み、さらに冷却します。
再循環バルブの自動開閉空気質センサー吸い込んだ外気中の有害物質を記録します。

室内ファン：
以下に室内ファンを示します。室内ファンは「ヒーターモーター」「ブロワー」とも呼ばれます。羽根は室内ファンの中央に配置されており、室内に確実に空気を送り込みます。換気用の空気はエンジンの上部で吸い込まれ、サイドチャネルを通ってヒーターラジエーターに供給されます。ヒーターラジエーターは、ヒーターハウジング内の室内ファンの直後に取り付けられます。

動作とさまざまな制御方法については、ヒーターモーターのページで説明されています。

ヒーターラジエターとヒーターバルブ：
ヒーターにより、内部に吹き込まれた空気が確実に加熱されます。ヒーターは XNUMX 本のパイプ (供給管と排気管) で構成されており、それらの管が複数のチャネルに分かれ、その間にスラットが配置されています。スラットはより大きな熱交換面を提供します。

ヒーターラジエーターは、車の前部のラジエーターと同じように熱交換器として機能します。スラットを通って流れる冷気は、スラットに沿ったチャネルを流れる冷媒によって加熱されます。冷却剤からの熱は空気流に伝達されます。加熱された空気は最終的に車内に入ります。これは乗員によって作動されるヒーターです。室内ファンが室内に吹き込む温風は冷却水の温度に依存するため、エンジン始動直後はヒーターが冷えているのが当然です。ヒーターは、エンジンが動作温度にある場合にのみ完全に機能します。

居住者はヒーターを暖かくまたは冷たく設定できます。ヒーターを作動させることにより、ヒーターバルブの開度が変化します。ヒーターバルブは、ヒーターラジエーターを流れる冷却剤の量を調整します。冷却剤の流れの大きさが最終的に気温を決定します。

下の画像は、冷却水ホースが押される両側にパイプが付いたヒーターバルブを示しています。これらのチューブの中央には、開口角度に応じて冷却剤の流れを遮断または許可する回転バルブがあります。この画像にも見られるように、バルブはレバーによって操作されます。レバーは最大 90 度まで動かすことができます。極端な位置では、バルブは完全に開くか完全に閉じます。ヒーター制御ユニット (機械式) または電気/ステッピングモーター (電気式) へのボーデンケーブルがこのレバーに接続されます。これについては後で詳しく説明します。

ヒーターバルブの制御原理を以下に説明します。

ヒーターバルブ全開：

冷却水流量が大きい。
冷媒は空気の流れによっては冷却されにくい。
ヒーターラジエーターの素材は非常に暖かいままです。
したがって、室内に吹き込まれる空気も暖かいです。

ヒーターバルブが部分的に開いているか閉じている場合:

冷却剤の流れが少ない、またはまったくない。
したがって、冷却剤は空気の流れによってより簡単に冷却されます。
ヒーターラジエーターの材質が冷えます。
外気温度の影響をほとんど受けないため、室内に吹き込まれる空気は生温か冷たくなります。

以下の画像はコンポーネントを示しています。

アクチュエータの原理動作（左）。
取り付けられた状態のヒーターバルブとアクチュエーター（中央）。
エアコンのECU（右）。

問題のアクチュエーターと ECU は、2001 年のマセラティクアトロポルテからのものです。アクチュエーターのタイプは次のとおりです。直流電動機カーボンブラシ付き。これは次の方法で行われます。デューティサイクル ECUによる制御が提供されます。電気モーターは、出力シャフトと、複数の歯車伝動装置を介して接触ディスク上を移動するランナーの両方を駆動します。ディスクには 5 ボルトの電圧とアースが供給されます。ランナーの位置に応じて、出力シャフトの位置、ひいてはヒーターバルブの位置を決定する信号が ECU に送信されます。現在の位置では、信号電圧は 4,5 ボルトです。出力軸とランナーが反時計回りに数度回転した瞬間、信号電圧は4,4ボルト以下に低下します。極端な設定では、信号電圧は 0,5 ～ 4,5 ボルトになります。

ECU は、機械的なエンドストップに達するまでヒーターバルブを制御します。電動モーターのトルクが低いため、回転はこのエンドストッパーによって停止され、接触板上のランナーの信号電圧も一定に保たれます。 ECUは制御を終了します。

電気モーターには電源電圧と接地が供給されます。これらは、PWM 制御を使用して ECU によって制御されます。次のスコープ画像は、左回転と右回転中に電気モーターのプラス接続とアース接続で測定された制御信号を示しています。

反時計回りに回すと、ECU が電気モーターのプラスにブロック信号を送信します。質量は常に 0 ボルトです。
時計回りに回すと、電気モーターの極性が変わります。

経年劣化により、ヒータータップのシャフトの動きが重くなっている可能性があります。この機械的抵抗により、ECU はエンドストップに到達したと「考える」ことができます。これで制御は終了する。上記ECUとアクチュエーターモーターの制御不具合については、近日中に新たな記事を掲載する予定です。回路基板の診断と修理の後、システムは再び正常に動作するようになりました。症状と原因と解決策を画像付きで解説します。

DC モーターと PWM 制御を備えたこのバージョンに加えて、多くのヒーターバルブとヒータータップは、ステッピングモーター制御されている。

冬にヒーターがすぐに作動し、室内ファンが位置 4 に設定されている場合、エンジンが作動温度に達するのが遅くなります。これは、通過する空気によって冷却液が再び冷却されるためです。私たちは当然、エンジンをできるだけ早く暖機したいと考えているため、これは望ましくありません。したがって、数キロメートル走行した後にのみヒーターを作動させることをお勧めします。

とパーキングヒーターまたは電気補助ヒーターヒーターラジエーターと内燃機関の冷却システムをより迅速に温度まで上げることができます。

換気シャフト:
下の図は、換気シャフトと出口を示しています。通常、ダッシュボード、センターコンソール、カーペットがその上に取り付けられているため、これは見えません。ヒーターハウス内のヒーターバルブのステッピングモーターは、さまざまな方向 (フロントガラス、左右の換気グリル、または足元) への空気の流れを調整します。後部コンパートメントには一定の換気の流れがあります。センターコンソールの後部換気グリルは機械的に閉じることができます。

番号 1、2、3: フロントガラスへの空気開口部 (フロントガラスの曇り止め/霜取り用を含む)

その4、5：フロントドアの両側の窓の曇り止め

番号 6、8、9、11: ライダーおよびパッセンジャーコンパートメント用の換気グリル

番号 7、10: 運転席および客室足元の通気口

番号 12、13、16、17: 後部座席足元の通気口

番号 14、15: 後部乗員用センターコンソールの換気グリル