黃 娜， 武 萌

（陜西重型汽車有限公司 汽車工程研究院， 陜西 西安 710200）

汽車空調(diào)系統(tǒng)作為汽車的基本配置，是衡量車輛駕乘舒適性的重要指標(biāo)之一。隨著科技的不斷發(fā)展，空調(diào)控制系統(tǒng)也發(fā)生了翻天覆地的變化。從最初的機(jī)械式控制器到現(xiàn)在的智能化自動(dòng)控制器，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的控制更加精細(xì)，控制策略越來(lái)越復(fù)雜，空調(diào)舒適度也不斷提升。

1 汽車空調(diào)控制器的發(fā)展歷程

汽車空調(diào)是空調(diào)領(lǐng)域中的一個(gè)分支，是通過(guò)某種方式使得駕駛室內(nèi)空氣的溫度、濕度等環(huán)境因素達(dá)到駕乘人員舒適的狀態(tài)。空調(diào)控制器是汽車空調(diào)的核心控制部件，控制空調(diào)系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，其發(fā)展歷程主要有以下幾個(gè)階段。

1.1 機(jī)械式汽車空調(diào)控制器

機(jī)械式汽車空調(diào)控制器是最早的空調(diào)控制器，手動(dòng)操作式，不具備邏輯處理功能，無(wú)電路板，靠機(jī)械連接來(lái)控制空調(diào)風(fēng)門機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)。成本低，控制精度也低，在市場(chǎng)上已經(jīng)幾乎看不到了。機(jī)械式汽車空調(diào)控制器如圖1所示。

圖1 機(jī)械式汽車空調(diào)控制器

1.2 電動(dòng)電子式汽車空調(diào)控制器

電動(dòng)電子式汽車空調(diào)控制器取代了機(jī)械式控制器，進(jìn)入了電子時(shí)代，有電路板和CPU，具備了一定的邏輯處理功能，控制精度大大提高。此種控制器在低配版的轎車上仍然使用，在重卡車上更是常見。電動(dòng)電子式汽車空調(diào)控制器如圖2所示。

圖2 電動(dòng)電子式汽車空調(diào)控制器

1.3 自動(dòng)汽車空調(diào)控制器

較電動(dòng)電子式汽車空調(diào)控制器更先進(jìn)的控制器類型，具備復(fù)雜的邏輯處理功能，能夠采集環(huán)境溫度、駕駛室室內(nèi)溫度、出風(fēng)口溫度、陽(yáng)光照度等環(huán)境條件，控制空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。與電動(dòng)電子式控制器最明顯的區(qū)別是在操控面板上增加了“AUTO”按鍵，駕駛員可一鍵操作，簡(jiǎn)便易用，駕乘體驗(yàn)舒適度高。自動(dòng)汽車空調(diào)控制器如圖3所示。

自動(dòng)汽車空調(diào)控制器是當(dāng)前轎車上的主流配置，在重卡車上的應(yīng)用也愈來(lái)愈多。

1.4 多溫區(qū)自動(dòng)汽車空調(diào)控制器

較自動(dòng)汽車空調(diào)控制器更加智能化，對(duì)駕駛室內(nèi)不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同的控制，滿足駕乘人員對(duì)于空調(diào)的不同需求，即提高了駕駛員的工作效率，又保護(hù)了乘員的身體健康。

多溫區(qū)自動(dòng)空調(diào)控制器的邏輯處理功能更加復(fù)雜，需采集多路溫度傳感器、濕度傳感器、陽(yáng)光傳感器等的信息，對(duì)不同區(qū)域的空調(diào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)獨(dú)立控制，是目前舒適度最高的一種控制系統(tǒng)，在轎車的高端配置中已逐步普及。多溫區(qū)自動(dòng)汽車空調(diào)控制器如圖4所示。

圖4 多溫區(qū)自動(dòng)汽車空調(diào)控制器

2 多溫區(qū)自動(dòng)空調(diào)控制方式簡(jiǎn)介

目前高端車空調(diào)系統(tǒng)較多采用雙區(qū)、3區(qū)和4區(qū)自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。以雙溫區(qū)空調(diào)為例，對(duì)空調(diào)控制策略進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

雙溫區(qū)空調(diào)主要是滿足駕駛員側(cè)和副駕駛側(cè)對(duì)空調(diào)的不同需求。空調(diào)操作面板上設(shè)計(jì)兩個(gè)設(shè)定溫度調(diào)整裝置，方便各區(qū)域人員操控。在兩個(gè)溫區(qū)分別設(shè)置室內(nèi)溫度傳感器、陽(yáng)光傳感器、風(fēng)門溫度傳感器，在HVAC上兩個(gè)溫區(qū)有獨(dú)立的風(fēng)門及電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域溫度的獨(dú)立調(diào)節(jié)。

空調(diào)控制器接收兩個(gè)區(qū)域的設(shè)置溫度，并根據(jù)兩個(gè)區(qū)域不同的環(huán)境溫度參數(shù)，控制各區(qū)域風(fēng)門電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，達(dá)到不同的溫度控制效果。

雙區(qū)空調(diào)在操作面板上增加了“SYNC”按鍵，此按鍵為同步按鍵，按鍵信號(hào)有效后，工作指示燈點(diǎn)亮，兩個(gè)溫區(qū)設(shè)定溫度統(tǒng)一按主駕駛側(cè)設(shè)定溫度執(zhí)行，并同步增大或減小。此時(shí)車輛內(nèi)部相當(dāng)于一個(gè)溫區(qū)。當(dāng)操作副駕駛側(cè)的設(shè)定溫度時(shí)，退出同步狀態(tài)，“SYNC”按鍵工作指示燈熄滅，副駕駛側(cè)恢復(fù)獨(dú)立控制功能。

3 空調(diào)舒適性附加功能

空調(diào)舒適性附加功能由空調(diào)控制器控制實(shí)現(xiàn)，是空調(diào)控制器的擴(kuò)展功能，可根據(jù)車輛情況進(jìn)行自適應(yīng)配置或通過(guò)配置字下發(fā)配置。

3.1 駐車空調(diào)

駐車空調(diào)是在車輛駐車時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)已關(guān)閉狀態(tài)下，通過(guò)蓄電池或其它裝置驅(qū)動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)，是對(duì)傳統(tǒng)空調(diào)的補(bǔ)充，在重卡車上應(yīng)用較廣泛。滿足駕駛員裝卸貨等待時(shí)，或夜晚在車上休息時(shí)對(duì)空調(diào)的應(yīng)用需求。能夠降低整車能耗和噪聲，提升駕駛舒適性。

一般燃油車的駐車空調(diào)有獨(dú)立的壓縮機(jī)和散熱風(fēng)扇，由車輛蓄電池提供電源，因此駐車空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中必須有蓄電池電壓保護(hù)功能，蓄電池電壓低于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)，為車輛啟動(dòng)預(yù)留足夠的電量。而電動(dòng)車的駐車空調(diào)可與行車空調(diào)共用一套壓縮機(jī)和散熱裝置。

3.2 空氣凈化

空氣凈化主要包含車內(nèi)外空氣品質(zhì)監(jiān)測(cè)和負(fù)離子凈化空氣功能，由PM2.5傳感器和負(fù)離子發(fā)生器組成。PM2.5傳感器探測(cè)環(huán)境中PM2.5濃度值，為負(fù)離子發(fā)生器的工作提供依據(jù)。負(fù)離子發(fā)生器是一種生成空氣負(fù)離子的裝置，該裝置將輸入的直流電經(jīng)過(guò)處理高速地放出大量的電子，而電子無(wú)法長(zhǎng)久存在于空氣中（存在的電子壽命只有ns級(jí)），立刻會(huì)被空氣中的氧分子捕捉，從而生成空氣負(fù)離子。負(fù)離子具有消除導(dǎo)味、煙霧、強(qiáng)力殺菌等凈化空氣的效果。負(fù)離子發(fā)生器的原理框圖如圖5所示。

圖5 負(fù)離子發(fā)生器的原理框圖

3.3 智能診斷

空調(diào)控制器檢測(cè)各負(fù)載 （各風(fēng)門電機(jī)、室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、蒸發(fā)器溫度傳感器、吹腳溫度傳感器、陽(yáng)光傳感器等） 的工作特性，能夠準(zhǔn)確地判斷出各負(fù)載的故障狀態(tài)，并以故障代碼的形式上報(bào)，通過(guò)專用診斷儀讀取代碼并解析后，定位故障點(diǎn)。對(duì)于控制器的供電電壓，控制器可通過(guò)檢測(cè)電壓值，并與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，若電壓不在閾值范圍內(nèi)，則上傳播報(bào)供電電壓欠壓或過(guò)壓故障，并關(guān)閉空調(diào)功能。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)總線通信信號(hào)，當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)丟失、超時(shí)等情況時(shí)，控制器可上傳播報(bào)相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)故障。

空調(diào)控制器的智能診斷功能為空調(diào)系統(tǒng)的維修提供幫助，不僅提高了維修的準(zhǔn)確性，還大大減少了系統(tǒng)維修工時(shí)，使維修更加便捷。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著空調(diào)功能需求研究的進(jìn)一步深入，空調(diào)控制系統(tǒng)功能將愈來(lái)愈精細(xì)、全面。在我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展的背景下，空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能、舒適、健康依然需要進(jìn)行更深一步的研究。