Continuando nos avanços no controle automático do clima em automóveis, eles evoluíram para o controle do clima por zonas. Nesse tipo de implementação, cada ocupante pode ajustar a temperatura da área em que está sentado. (Fig.11)
O funcionamento do controle automático de temperatura utiliza sensores de temperatura externa e interna, umidade, dióxido de carbono (CO₂), duto de saída, de temperatura do evaporador, de pressão, sensores de posição de porta combinados e até a intensidade solar é analisada pelos sensores que fazem leituras dos valores e enviam para o módulo eletrônico de controle.
Quando um motorista define uma temperatura no painel de controle do ar-condicionado dos veículos mais modernos e sofisticados, o sistema considera mais do que apenas a velocidade do ar e a temperatura. Esses sistemas analisam as temperaturas dentro e fora do veículo, umidade, a posição do sol e a eficiência geral do veículo.
Alguns veículos também usam sensores infravermelhos passivos montados no painel ou em um console no teto para monitorar a temperatura corporal dos ocupantes do veículo. Isso permite que o sistema ajuste a saída de aquecimento e resfriamento para que todos permaneçam confortáveis.
Sensor de Temperatura
Para manter uma temperatura do ar predefinida, um sistema de ar-condicionado normalmente terá um ou mais sensores de temperatura do ar interno, um sensor de temperatura do ar ambiente (externo) e, possivelmente, um ou dois sensores de carga solar.
Os sensores de temperatura do ar interno são geralmente termistores simples de dois fios que mudam a resistência com a temperatura, mas alguns são sensores infravermelhos que detectam o calor dos ocupantes do veículo. Este tipo de termistor geralmente tem um tubo de aspiração que puxa o ar através do sensor quando o ventilador está funcionando. Outros usam um pequeno ventilador elétrico para a mesma finalidade.
A maioria dos sensores de temperatura do ar tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que perdem resistência à medida que a temperatura sobe. Uma maneira simples de verificar esse tipo de sensor é usar um secador de cabelo ou soprador térmico para aquecer o sensor. A resistência deve cair à medida que o sensor aquece.
Os sensores de temperatura do ar ambiente normalmente têm uma taxa de amostragem lenta para equilibrar as variações nas leituras que podem ser detectadas em diferentes velocidades do veículo. Quando o veículo para de se mover, o calor pode aumentar rapidamente ao redor do sensor e pode levar o módulo de controle a interpretar que está ficando mais quente lá fora.
Portanto, a maioria dos módulos de controle do ar-condicionado só considera os sinais do sensor de ambiente a cada dois minutos, em vez de continuamente.
Sensor de intensidade solar
Muitos sistemas de controle automático do ar-condicionado usam um ou dois sensores fotodiodos de carga solar no painel. Este tipo de sensor permite que o sistema de controle automático aumente as necessidades de resfriamento quando a cabine está sendo aquecida pela luz solar direta. Nos veículos com sistemas de zona dupla, geralmente há um sensor de carga solar separado para cada lado. Os sensores de carga solar recebem tensão de referência do módulo de controle e passam a corrente quando a intensidade da luz atinge um certo limite.
Alguns sistemas de controle têm sensores de temperatura adicionais localizados no evaporador e / ou compressor para evitar o congelamento do evaporador e para regular a operação do compressor. Alguns veículos asiáticos também possuem sensores de temperatura do duto e sensores de temperatura do núcleo do aquecedor para refinar ainda mais o controle da temperatura e são geralmente encontrados nos sistemas de controle automático de zona dupla.
Sensor de umidade
São sensores de capacitância que medem a quantidade de umidade no ar e as informações do sensor regulam o volume de ar direcionado para as janelas para reduzir o embaçamento e gerenciam os níveis de umidade dentro do carro para aumentar o conforto climático. Esses sensores são normalmente montados na base do espelho retrovisor.
A partir dos dados fornecidos pelo sensor de umidade e temperatura, o sistema de controle automático calcula a temperatura do ponto de orvalho do ar. Alguns sistemas usam um sensor infravermelho que mede remotamente as temperaturas do para-brisa e das janelas laterais.
O desempenho do sensor pode degradar com o tempo e fazer com que o sensor funcione mal e forneça leituras falsas.
A temperatura do para-brisa e o conjunto do sensor de umidade interno fornecem informações sobre:
• Nível de umidade relativa no para-brisa (lado do compartimento);
• Temperatura do para-brisa interno (lado do compartimento);
• Temperatura do elemento sensor de umidade.
O sensor de umidade relativa mede a umidade relativa do lado do compartimento do para-brisa. Ele também detecta a temperatura da superfície do para-brisa no lado do compartimento do passageiro. Ambos os valores são usados como entradas de controle para o aplicativo do módulo de controle para calcular o risco de embaçamento no lado do compartimento do para-brisa e capacidade de reduzir o consumo de combustível, diminuindo a potência do compressor do ar-condicionado ao mínimo, sem causar embaçamento.
O sensor também habilitará o modo de recirculação parcial para melhorar o desempenho de aquecimento do habitáculo em condições de temperatura ambiente fria, sem o risco de formação de embaçamento no para-brisa.
Sensor de qualidade do ar
Os sensores de qualidade do ar podem prevenir gases nocivos e odores desagradáveis que podem entrar na cabine quando o veículo está parado no tráfego pesado, passando por áreas congestionadas ou dirigindo em túneis. O sensor envia sinais para o módulo para fechar a entrada de ar fresco, evitando a presença de substâncias indesejáveis no interior da cabine. Este sensor é normalmente montado atrás da grade.
Sensor de dióxido de carbono (CO₂)
O dióxido de carbono emitido apenas pelos ocupantes do veículo pode atingir níveis tóxicos dentro de um veículo moderno e vedado com o sistema de ar-condicionado na posição de recirculação. Esses altos níveis de dióxido de carbono podem causar sonolência e às vezes, durante viagens longas com algumas pessoas, o motorista começa a sentir um relaxamento e o sinal mais evidente surge quando ele começa a bocejar, essa abrição de boca gera distrações, os olhos se fecham durante este processo e pode provocar acidentes.
No passado, isso não era um problema porque a maioria dos veículos não tinham uma boa vedação e o ar externo entrava naturalmente para dentro do veículo.
Os veículos modernos resolvem esse problema abrindo a porta de recirculação em intervalos definidos para manter os níveis de dióxido de carbono baixos. Pode acontecer casos em que alguns motoristas percebam a abertura da porta e acharem que é um defeito do sistema de ar-condicionado. Isso geralmente acontece em viagens longas com altas temperaturas externas.
Ao monitorar os níveis de dióxido de carbono, as introduções graduais de ar externo podem ser misturadas com o ar recirculado para minimizar a mudança nas temperaturas de saída.
Ao entrar em um veículo que tem um painel de controle sem a presença de botões, só se observa uma tela preta, isso causa uma certa estranheza e até gera dúvidas sobre o funcionamento de alguns componentes como o ar-condicionado.
Essa incerteza sobre o funcionamento do painel do veículo só é tranquilizada quando o veículo é ligado e o painel digital mostra todas as funções que até então estavam ocultas.
O acionamento de cada função do ar-condicionado é realizado com toques na tela que é sensível e vai ativando a velocidade, a temperatura e o direcionamento do fluxo de ar na cabine.
Ao tocar na tela sensível na função mode, o display mostra imagens que deixam as pessoas encantadas ao observar a direção do fluxo de ar. Este recurso visual facilita o entendimento do funcionamento do sistema e torna a interação mais amigável entre os ocupantes e o painel de controle do veículo.
Por trás do painel digital está o controle automático de climatização que é considerado como o mais avançado entre todos os sistemas de ar-condicionado em funcionamento nos automóveis.
O controle eletrônico do ar-condicionado fornece um clima individual para os ocupantes e controla automaticamente a temperatura, o fluxo de ar e a distribuição do ar dentro da cabine.
Alguns sistemas direcionam o fluxo de ar para o descongelamento do para-brisa e vidros laterais e também para eliminar o efeito de embaçamento das janelas de vidro do veículo.
O sistema de controle do ar-condicionado também pode manter a temperatura dependendo da luz solar e da qualidade do ar de admissão por meio de configurações.
Os fabricantes criam nomes personalizados para identificar seus sistemas automáticos de controle de temperatura nos carros. A Mercedes-Benz usa o termo THERMOTRONIC, a Volkswagen utiliza o nome CLIMATRONIC, mas basicamente só muda o nome, pois o funcionamento do sistema utiliza o mesmo princípio.
Quando não há limite de orçamentos no projeto de um veículo, os fabricantes elevam o controle do clima para outro nível. O motorista e o passageiro dianteiro podem definir independentemente as temperaturas de sua escolha para suas respectivas áreas. Os passageiros traseiros também podem obter melhor qualidade do ar com ventilação e opções de recirculação.
Com níveis de sofisticação sempre se elevando, alguns fabricantes oferecem ar-condicionado de 4 zonas de última geração que inclui uma unidade de ar-condicionado adicional na parte traseira da cabine com controles individuais para dianteira e traseira.
O ar-condicionado pode ser utilizado até no porta-luvas e no compartimento do console central para manter as bebidas ou alimentos refrigerados.
Na época do inverno, em que as temperaturas podem cair abaixo de zero, o aquecimento se torna vital dentro da cabine do veículo. Além do aquecimento que utiliza parte da água do sistema de arrefecimento do motor para aquecer o ambiente interno da cabine, é possível ampliar o aquecimento de alguns componentes do veículo, pois a experiência de sentar em um banco de couro em pleno inverno não agrada ninguém. A solução é aquecer o banco com sistema de resistência elétrica que certamente vai aumentar o prazer em dirigir com mais conforto.
O aquecimento elétrico também pode ser instalado no volante, nos espelhos retrovisores externos, no para-brisas, nos vidros das janelas laterais traseiras, o mais comum para nós é o desembaçador do vidro traseiro.
Todo esse aparato tecnológico envolvendo o controle de temperatura da cabine vai além do conforto oferecido e entra no ambiente da segurança, que garante a visibilidade sem obstruções, independente se lá fora está frio ou chovendo, cada componente do sistema vai garantir as condições de segurança necessária para uma viagem tranquila.