汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)的標(biāo)定分析

李朝挺　姚帥

【摘 要】隨著全球氣溫變暖，汽車(chē)空調(diào)對(duì)于有車(chē)族越來(lái)越重要，而自動(dòng)空調(diào)也成為部分人購(gòu)車(chē)的重要考慮因素。文章闡述了空調(diào)HVAC內(nèi)部結(jié)構(gòu)和自動(dòng)空調(diào)的原理，介紹了汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)的標(biāo)定流程和一些基本邏輯，讓大家能更好地認(rèn)識(shí)汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)。

【關(guān)鍵詞】汽車(chē)自動(dòng)空調(diào)；標(biāo)定；使用

【中圖分類(lèi)號(hào)】U463.851 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2017）03-0080-03

不少人會(huì)碰到如下問(wèn)題：“為何我關(guān)了空調(diào)，在高速行駛過(guò)程中會(huì)有暖氣吹出”，這個(gè)問(wèn)題在配有自動(dòng)空調(diào)的車(chē)輛中更常見(jiàn)，這到底是怎么回事呢？這就涉及空調(diào)HVAC的結(jié)構(gòu)及自動(dòng)控制的邏輯。

1 空調(diào)HVAC內(nèi)部結(jié)構(gòu)及氣流圖

目前，主流的HVAC總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)如圖1所示。

氣流經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器會(huì)產(chǎn)生冷風(fēng)，氣流經(jīng)過(guò)暖芯會(huì)產(chǎn)生熱風(fēng)，溫度風(fēng)門(mén)的位置則決定氣流是否會(huì)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器或暖芯。氣流同時(shí)經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器和暖芯的情況，我們稱(chēng)為混合風(fēng)；如果空調(diào)開(kāi)啟時(shí)，我們使用的是混合風(fēng)，以達(dá)到我們需要的適宜的溫度，那么關(guān)了空調(diào)后，蒸發(fā)器不再制冷，但暖芯卻會(huì)持續(xù)制熱（只要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，冷卻液經(jīng)過(guò)暖芯就會(huì)制熱），那么車(chē)輛在高速行駛時(shí)，由于外界風(fēng)壓，形成氣流經(jīng)過(guò)暖芯，我們就會(huì)感覺(jué)到有暖氣吹出。自動(dòng)空調(diào)除了調(diào)到“LOW”和“HIGH”，其他溫度值都是混合風(fēng)，因此更容易出此問(wèn)題。

2 自動(dòng)空調(diào)的原理

電控單元（自動(dòng)空調(diào)控制器）根據(jù)駕駛員或乘客通過(guò)空調(diào)顯示控制面板上的按鈕進(jìn)行的設(shè)定，使空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，并根據(jù)各種傳感器輸入的信號(hào)，對(duì)各風(fēng)門(mén)電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等執(zhí)行部件及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整，使車(chē)內(nèi)的空氣環(huán)境保持最佳狀態(tài)。自動(dòng)空調(diào)相關(guān)輸入輸出及控制關(guān)系如圖2所示。

那么，自動(dòng)空調(diào)控制器是如何判定輸入條件，又是怎么讓各風(fēng)門(mén)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到合適位置，并調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速甚至開(kāi)關(guān)壓縮機(jī)，使得車(chē)內(nèi)環(huán)境能最快達(dá)到客戶(hù)需求并保持最佳狀態(tài)的呢？這就需要大量的標(biāo)定數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，還有電動(dòng)單元合適的邏輯運(yùn)算。

3 自動(dòng)空調(diào)的標(biāo)定

整車(chē)車(chē)輛是標(biāo)定的載體，因此標(biāo)定前需對(duì)車(chē)輛狀態(tài)進(jìn)行點(diǎn)檢確認(rèn)。除了保證空調(diào)系統(tǒng)能正常工作外，還需要確保發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液充足、風(fēng)扇工作正常、前艙密封導(dǎo)流正常（無(wú)熱回流）及整車(chē)密封性達(dá)到要求，這樣才能保證標(biāo)定過(guò)程順利進(jìn)行。

3.1 布點(diǎn)

溫度采集點(diǎn)共19個(gè)，可再增加取消（如圖3所示）。

前排座椅4處：主駕頭部、主駕腳部、副駕頭部、副駕腳部。

后排座椅4處：左邊頭部、左邊腳部、右邊頭部、右邊腳部。

出風(fēng)口6處：左出風(fēng)口、中左出風(fēng)口、中右出風(fēng)口、右出風(fēng)口、主駕腳部出風(fēng)口、副駕腳部出風(fēng)口。

傳感器4處：車(chē)內(nèi)溫度傳感器、車(chē)外溫度傳感器、蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。

車(chē)外后視鏡1處：環(huán)境溫度。

注意事項(xiàng)：？譹？訛出風(fēng)口格柵調(diào)整好位置，保證最大風(fēng)速能吹到后排座椅乘客；？譺？訛吹風(fēng)方向不能直接對(duì)著頭部或腳部傳感器。

3.2 標(biāo)定調(diào)試過(guò)程

在確保滿(mǎn)足各項(xiàng)條件（天氣、環(huán)境溫度、路況、車(chē)輛狀態(tài)、測(cè)試儀器狀態(tài)等）的情況下，按照各季節(jié)的道路試驗(yàn)規(guī)范內(nèi)的不同工況來(lái)進(jìn)行路試。

3.2.1 標(biāo)定工況

在春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)分別對(duì)車(chē)輛進(jìn)行各種工況下的道路試驗(yàn)，4個(gè)季節(jié)均包含的工況有白天冷啟動(dòng)、白天熱啟動(dòng)、白天變速、夜間冷啟動(dòng)、夜間熱啟動(dòng)、夜間變速、夜間變溫。特殊的工況有夏季的暴曬工況，冬季的冷啟動(dòng)工況（分室外冷啟動(dòng)和暖庫(kù)冷啟動(dòng)），春秋季的白天變溫工況。

總之，就是需要將車(chē)輛置于各種環(huán)境下，找出各風(fēng)門(mén)最適宜的位置，甚至對(duì)壓縮機(jī)的開(kāi)停、風(fēng)量的大小等因素都要綜合考慮，以此基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持空調(diào)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，保證客戶(hù)能隨時(shí)享受到舒適的車(chē)內(nèi)環(huán)境。

3.2.2 數(shù)據(jù)采集和主觀(guān)評(píng)價(jià)記錄

標(biāo)定人員標(biāo)定前，注意關(guān)閉車(chē)門(mén)、車(chē)窗和安裝工況要求，調(diào)整并保持車(chē)輛狀態(tài)，設(shè)置好溫度，如實(shí)記錄數(shù)據(jù)。

在標(biāo)定過(guò)程中，記錄每個(gè)座椅處的主觀(guān)感受（冷熱和噪音）及時(shí)間、突發(fā)狀況（停車(chē)、天氣變化等）及時(shí)間。

3.2.3 數(shù)據(jù)分析和改善對(duì)策

每個(gè)工況標(biāo)定結(jié)束后，需對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并調(diào)整軟件邏輯，如此反復(fù)直到達(dá)到預(yù)期性能目標(biāo)，才能進(jìn)行下一工況的標(biāo)定工作。

（1）圖表繪制。繪制車(chē)內(nèi)平均溫度和設(shè)定溫度及兩者差值的曲線(xiàn)（一般要求在2 ℃以?xún)?nèi)）；繪制前排頭部左、右溫度及兩者差值曲線(xiàn)（一般要求在2 ℃以?xún)?nèi)）；繪制后排頭部左、右溫度及兩者差值曲線(xiàn)（一般要求在2 ℃以?xún)?nèi)）；繪制前排頭部平均溫度和后排頭部平均溫度及兩者差值曲線(xiàn)（一般要求在3 ℃以?xún)?nèi)）；繪制前排腳部溫度和后排腳部溫度及平均溫度曲線(xiàn)；繪制4個(gè)吹面風(fēng)口溫度及平均溫度曲線(xiàn)（避免過(guò)熱風(fēng)）；繪制車(chē)內(nèi)平均溫度與車(chē)內(nèi)傳感器處溫度及差值溫度曲線(xiàn)（車(chē)內(nèi)傳感器位置判斷）；繪制環(huán)境溫度（后視鏡處）與車(chē)外傳感器處溫度及差值溫度（車(chē)內(nèi)傳感器位置判斷）；繪制風(fēng)擋變化曲線(xiàn)（穩(wěn)定后風(fēng)擋應(yīng)控制在4擋以下）；繪制溫度風(fēng)門(mén)變化軌跡曲線(xiàn)（判斷風(fēng)門(mén)開(kāi)度合適和變化頻率）；繪制壓縮機(jī)開(kāi)閉曲線(xiàn)和蒸發(fā)傳感器輸入溫度曲線(xiàn)（判斷壓縮機(jī)開(kāi)閉正常和開(kāi)閉頻率）；必要時(shí)還需繪制模式風(fēng)門(mén)軌跡曲線(xiàn)和內(nèi)外循環(huán)變化軌跡曲線(xiàn)及腳部出風(fēng)口溫度曲線(xiàn)。

（2）問(wèn)題查找、原因分析及可行對(duì)策和驗(yàn)證計(jì)劃。通過(guò)曲線(xiàn)和目標(biāo)性能要求查找不合理之處，對(duì)可能產(chǎn)生問(wèn)題的所有因素進(jìn)行全面查找分析，提出可行性對(duì)策和驗(yàn)證計(jì)劃（不是問(wèn)題點(diǎn)但可優(yōu)化空調(diào)性能的措施均可考慮）。

問(wèn)題查找：從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，頭部平均溫度多處偏高5 ℃之多，不滿(mǎn)足2 ℃范圍的目標(biāo)性能。

原因分析：考慮是出門(mén)口溫度偏高引起的，查看出風(fēng)口溫度曲線(xiàn)（如圖5所示）。

出風(fēng)口溫度多處溫度值偏高，超過(guò)30 ℃，考慮是溫度風(fēng)門(mén)開(kāi)度不當(dāng)引起的，再查看溫度風(fēng)門(mén)軌跡曲線(xiàn)（設(shè)定溫度為25 ℃時(shí)），如圖6所示。溫度風(fēng)門(mén)有多處開(kāi)啟角度過(guò)大，查看TD值的邏輯算法發(fā)現(xiàn)是算法中存在BUG，需要進(jìn)行優(yōu)化。

可行對(duì)策：優(yōu)化溫度風(fēng)門(mén)TD值曲線(xiàn)，完善算法。

驗(yàn)證計(jì)劃：優(yōu)化溫度風(fēng)門(mén)TD值算法，下次標(biāo)定時(shí)驗(yàn)證效果。

4 標(biāo)定驗(yàn)收

舒適性最終是人體的主觀(guān)評(píng)價(jià)，不同體質(zhì)的人對(duì)同一輛車(chē)的舒適性評(píng)價(jià)都可能存在差別。因此，在自動(dòng)空調(diào)控制器標(biāo)定調(diào)試完成后，由整車(chē)廠(chǎng)派出人員（一般為3人以上）按照主觀(guān)評(píng)價(jià)表的項(xiàng)目進(jìn)行確認(rèn)。如果主觀(guān)評(píng)價(jià)有偏熱和偏冷時(shí)，需對(duì)邏輯進(jìn)行微調(diào)后再重新路試，直至雙方達(dá)成共識(shí)后共同簽訂驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，形成最終的軟件版本。

5 結(jié)語(yǔ)

不同車(chē)型的自動(dòng)空調(diào)控制邏輯基本是大同小異，為了能合理地使用汽車(chē)空調(diào)，還是應(yīng)該閱讀車(chē)輛使用手冊(cè)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]QC/T 658—2009，汽車(chē)空調(diào)整車(chē)降溫性能試驗(yàn)方法[S].

[2]高橋隆勇.空調(diào)自動(dòng)控制與節(jié)能[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[3]彭昕，冀兆良.我國(guó)汽車(chē)空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀[J].制冷空調(diào)與電力機(jī)械，2011（5）.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]