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        空調(diào)后排鼓風(fēng)機(jī)及其控制方法

        2019-08-27 00:40:44王清海
        汽車(chē)電器 2019年8期

        王 磊,李 娜,宋 暖,王清海

        (長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司 北京研究院,北京 100195)

        空調(diào)系統(tǒng)為車(chē)內(nèi)乘員提供采暖與制冷,在高檔、豪華型轎車(chē)上已開(kāi)始配置多溫度調(diào)節(jié)區(qū)域的空調(diào)。后排乘客也可以對(duì)本區(qū)域溫度進(jìn)行獨(dú)立調(diào)節(jié)。伴隨多溫區(qū)空調(diào)的出現(xiàn),車(chē)內(nèi)尤其后排的風(fēng)口數(shù)量 (如:后排中央吹面出風(fēng)口、B柱出風(fēng)口)日趨增多,對(duì)風(fēng)量的需求也在增大。但是受到暖通空調(diào)結(jié)構(gòu)的限制,在僅有前暖通空調(diào)的情況下后排吹出的風(fēng)量始終較小且無(wú)法獨(dú)立調(diào)節(jié)。給后排乘客的主觀感受就是后排無(wú)風(fēng),風(fēng)量不可調(diào),制冷效果差,滿(mǎn)足不了乘客的需求,對(duì)產(chǎn)品的滿(mǎn)意度差。

        為了解決這一問(wèn)題,提升后排乘客的乘車(chē)舒適度,考慮增加一個(gè)后排鼓風(fēng)機(jī)。此鼓風(fēng)機(jī)帶有調(diào)速裝置,配合相應(yīng)的控制按鍵與邏輯,可以實(shí)現(xiàn)后排風(fēng)量的獨(dú)立調(diào)節(jié),顯著增加后排風(fēng)口的出風(fēng)量。

        1 布置方式

        如圖1所示,后排鼓風(fēng)機(jī)布置在中控扶手箱內(nèi)部,進(jìn)風(fēng)口通過(guò)過(guò)渡風(fēng)道連接到暖通空調(diào)總成的后吹面風(fēng)口上,出風(fēng)口與后排中央吹面風(fēng)道、B柱風(fēng)道相連接。

        2 結(jié)構(gòu)形式

        圖2是鼓風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)爆炸圖,從圖2中可看出,鼓風(fēng)機(jī)由7部分組成。最上部的導(dǎo)入風(fēng)道與過(guò)渡風(fēng)道相連,接收從前暖通空調(diào)吹出的冷風(fēng)。往下依次是葉輪、上下殼體、電機(jī)、調(diào)速模塊、冷卻風(fēng)道端蓋。其中上下殼體扣合后形成的出風(fēng)口,將冷風(fēng)吹出到后排中央吹面出風(fēng)口、B柱出風(fēng)口。

        圖1 布置方式

        圖2 鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)爆炸圖

        3 工作原理

        此鼓風(fēng)機(jī)的作用是改變暖通空調(diào)后吹面風(fēng)口的風(fēng)阻,從而改變風(fēng)量分配,使吹向后排的風(fēng)量比例變大。

        電機(jī)通電后,扇葉旋轉(zhuǎn),導(dǎo)入風(fēng)道前產(chǎn)生負(fù)壓,使得由前暖通空調(diào)的后吹面風(fēng)口吹出風(fēng)量加大,風(fēng)經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)后從后排中央吹面風(fēng)道、B柱風(fēng)道吹出。通過(guò)調(diào)速模塊改變電機(jī)兩端電壓,來(lái)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速,引起導(dǎo)入風(fēng)道前負(fù)壓變化,進(jìn)入后排鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量也發(fā)生變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后排中央吹面風(fēng)道、B柱風(fēng)道出風(fēng)量大小的變化。

        4 控制邏輯

        4.1 目標(biāo)

        目標(biāo)是保證車(chē)輛安全行駛,盡量不影響前排出風(fēng)量、吹出風(fēng)溫度的前提下,增大后排風(fēng)量,賦予后排乘客更大的對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的權(quán)限。

        1)在前排空調(diào)面板上增加REAR按鍵 (圖3)。

        2)除霜模式優(yōu)先級(jí)高于REAR,在除霜模式下,REAR按鍵無(wú)法激活。

        3)當(dāng)REAR鍵被激活后,進(jìn)入后排優(yōu)先模式,后排空調(diào)面板 (圖4)才被開(kāi)啟。后排空調(diào)面板開(kāi)啟后,可以調(diào)節(jié)后排的風(fēng)量,切換整車(chē)的出風(fēng)模式 (可在吹面模式、吹腳模式、吹面吹腳模式、吹腳除霜模式等4個(gè)出風(fēng)模式間切換),后排鼓風(fēng)機(jī)在吹面模式和吹面吹腳模式下可以被啟動(dòng)。

        4)后排優(yōu)先模式分為:AUTO模式,根據(jù)后排用戶(hù)設(shè)定的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)出風(fēng)量和吹出模式;手動(dòng)模式,后排乘客手動(dòng)調(diào)節(jié)后排出風(fēng)量,手動(dòng)切換出風(fēng)模式。

        5)風(fēng)量補(bǔ)正策略:在后排鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟后,會(huì)提高暖通空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)兩端的電壓,對(duì)前排風(fēng)量進(jìn)行補(bǔ)正,保證前排吹出風(fēng)量不發(fā)生明顯變化(補(bǔ)正限制后排風(fēng)量比例為40%,超過(guò)40%的情況不進(jìn)行補(bǔ)正)。

        圖3 前排空調(diào)面板增加REAR按鍵

        6)溫度補(bǔ)正策略:在后排鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟后,會(huì)根據(jù)設(shè)定溫度,自動(dòng)調(diào)節(jié)前排溫度混合風(fēng)門(mén)和后排溫度混合風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟角度,保證前后排出風(fēng)口吹出風(fēng)溫度不發(fā)生變化 (需暖通空調(diào)為雙溫區(qū)或三溫區(qū)結(jié)構(gòu),雙溫區(qū)時(shí),后排溫度跟隨副駕。)

        4.2 具體流程

        圖5 控制流程圖

        具體控制流程如圖5所示,在按下前空調(diào)控制面板上的REAR按鍵后,控制器首先判斷目前的出風(fēng)模式。除霜模式由于行車(chē)安全性的考慮,具有最高的優(yōu)先級(jí)。所以如果處在除霜模式下,REAR鍵不被激活,保持目前的狀態(tài)不變。如果不在除霜模式下,REAR按鍵被激活,進(jìn)入后排優(yōu)先模式,后排空調(diào)面板被開(kāi)啟,系統(tǒng)也強(qiáng)制切換到AUTO模式下。

        1)不對(duì)后排空調(diào)面板做操作,保持目前控制狀態(tài),停留在AUTO模式下。

        2)操作后排空調(diào)面板上的溫度按鍵,設(shè)定后排的目標(biāo)環(huán)境溫度。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的后排溫度結(jié)合日照情況、車(chē)外環(huán)境溫度等對(duì)整車(chē)出風(fēng)模式、后排出風(fēng)風(fēng)量、后排出風(fēng)溫度自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整,并依然保持在AUTO模式下。①出風(fēng)模式根據(jù)設(shè)定溫度在吹面、吹面吹腳、吹腳、吹腳除霜之間切換 (具體切換策略,根據(jù)整車(chē)空調(diào)標(biāo)定情況進(jìn)行制定);②根據(jù)設(shè)定的出風(fēng)模式來(lái)判斷后排鼓風(fēng)機(jī)是否開(kāi)啟。當(dāng)出風(fēng)模式為吹面、吹面吹腳時(shí),后排鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟,自動(dòng)調(diào)節(jié)后排鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量擋位;當(dāng)出風(fēng)模式為吹腳、吹腳除霜時(shí),后排鼓風(fēng)機(jī)不開(kāi)啟,自動(dòng)調(diào)節(jié)暖通空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量擋位;③后排鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí),為避免對(duì)前排溫度的影響,實(shí)行前排溫度補(bǔ)正策略,會(huì)對(duì)暖通空調(diào)中的前排溫度混合風(fēng)門(mén)開(kāi)度和后排溫度混合風(fēng)門(mén)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整,保證前排風(fēng)口的吹出溫度保持不變 (具體的開(kāi)度調(diào)節(jié)參數(shù),根據(jù)實(shí)車(chē)情況,由自動(dòng)空調(diào)標(biāo)定得出)。

        3)操作后排空調(diào)面板上的模式切換開(kāi)關(guān),退出AUTO控制,根據(jù)選擇切換到相應(yīng)吹出模式,進(jìn)入手動(dòng)控制。

        4)操作后排空調(diào)面板上的風(fēng)量開(kāi)關(guān),退出AUTO控制,根據(jù)當(dāng)前的出風(fēng)模式來(lái)判斷調(diào)節(jié)的鼓風(fēng)機(jī)。①當(dāng)出風(fēng)模式為吹面時(shí),手動(dòng)調(diào)節(jié)后排鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量擋位;②當(dāng)出風(fēng)模式為吹腳、吹腳除霜、吹面吹腳時(shí),手動(dòng)調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的風(fēng)量擋位,后排鼓風(fēng)機(jī)關(guān)閉。

        后排鼓風(fēng)機(jī)工作時(shí),為避免對(duì)前排出風(fēng)風(fēng)量的影響,實(shí)行暖通空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)電壓補(bǔ)正策略,根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)的端電壓值,適當(dāng)提高暖通空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)端電壓。同時(shí)為防止電壓過(guò)高對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的損壞,在后排風(fēng)量占比超過(guò)40%后,不對(duì)暖通空調(diào)中鼓風(fēng)機(jī)電壓進(jìn)行補(bǔ)正。

        5 總結(jié)

        增加此鼓風(fēng)機(jī)后,后排風(fēng)量顯著增大,并且由于后排鼓風(fēng)機(jī)控制邏輯的作用,對(duì)于前排的出風(fēng)量及出風(fēng)口的出風(fēng)溫度也幾乎無(wú)影響。此鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用,提升了車(chē)輛品質(zhì),滿(mǎn)足了前后排乘客的舒適性要求。

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