汽车自动空调的标定分析

李朝挺　姚帅

【摘 要】随着全球气温变暖，汽车空调对于有车族越来越重要，而自动空调也成为部分人购车的重要考虑因素。文章阐述了空调HVAC内部结构和自动空调的原理，介绍了汽车自动空调的标定流程和一些基本逻辑，让大家能更好地认识汽车自动空调。

【关键词】汽车自动空调；标定；使用

【中图分类号】U463.851 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2017）03-0080-03

不少人会碰到如下问题：“为何我关了空调，在高速行驶过程中会有暖气吹出”，这个问题在配有自动空调的车辆中更常见，这到底是怎么回事呢？这就涉及空调HVAC的结构及自动控制的逻辑。

1 空调HVAC内部结构及气流图

目前，主流的HVAC总成内部结构和流场如图1所示。

气流经过蒸发器会产生冷风，气流经过暖芯会产生热风，温度风门的位置则决定气流是否会经过蒸发器或暖芯。气流同时经过蒸发器和暖芯的情况，我们称为混合风；如果空调开启时，我们使用的是混合风，以达到我们需要的适宜的温度，那么关了空调后，蒸发器不再制冷，但暖芯却会持续制热（只要发动机运行，冷却液经过暖芯就会制热），那么车辆在高速行驶时，由于外界风压，形成气流经过暖芯，我们就会感觉到有暖气吹出。自动空调除了调到“LOW”和“HIGH”，其他温度值都是混合风，因此更容易出此问题。

2 自动空调的原理

电控单元（自动空调控制器）根据驾驶员或乘客通过空调显示控制面板上的按钮进行的设定，使空调系统自动运行，并根据各种传感器输入的信号，对各风门电机和鼓风机等执行部件及时地进行调整，使车内的空气环境保持最佳状态。自动空调相关输入输出及控制关系如图2所示。

那么，自动空调控制器是如何判定输入条件，又是怎么让各风门电机运转到合适位置，并调整鼓风机转速甚至开关压缩机，使得车内环境能最快达到客户需求并保持最佳状态的呢？这就需要大量的标定数据作为基础，还有电动单元合适的逻辑运算。

3 自动空调的标定

整车车辆是标定的载体，因此标定前需对车辆状态进行点检确认。除了保证空调系统能正常工作外，还需要确保发动机冷却液充足、风扇工作正常、前舱密封导流正常（无热回流）及整车密封性达到要求，这样才能保证标定过程顺利进行。

3.1 布点

温度采集点共19个，可再增加取消（如图3所示）。

前排座椅4处：主驾头部、主驾脚部、副驾头部、副驾脚部。

后排座椅4处：左边头部、左边脚部、右边头部、右边脚部。

出风口6处：左出风口、中左出风口、中右出风口、右出风口、主驾脚部出风口、副驾脚部出风口。

传感器4处：车内温度传感器、车外温度传感器、蒸发器进风口和出风口。

车外后视镜1处：环境温度。

注意事项：？譹？訛出风口格栅调整好位置，保证最大风速能吹到后排座椅乘客；？譺？訛吹风方向不能直接对着头部或脚部传感器。

3.2 标定调试过程

在确保满足各项条件（天气、环境温度、路况、车辆状态、测试仪器状态等）的情况下，按照各季节的道路试验规范内的不同工况来进行路试。

3.2.1 標定工况

在春、夏、秋、冬4个季节分别对车辆进行各种工况下的道路试验，4个季节均包含的工况有白天冷启动、白天热启动、白天变速、夜间冷启动、夜间热启动、夜间变速、夜间变温。特殊的工况有夏季的暴晒工况，冬季的冷启动工况（分室外冷启动和暖库冷启动），春秋季的白天变温工况。

总之，就是需要将车辆置于各种环境下，找出各风门最适宜的位置，甚至对压缩机的开停、风量的大小等因素都要综合考虑，以此基础数据支持空调系统的自动调节功能，保证客户能随时享受到舒适的车内环境。

3.2.2 数据采集和主观评价记录

标定人员标定前，注意关闭车门、车窗和安装工况要求，调整并保持车辆状态，设置好温度，如实记录数据。

在标定过程中，记录每个座椅处的主观感受（冷热和噪音）及时间、突发状况（停车、天气变化等）及时间。

3.2.3 數据分析和改善对策

每个工况标定结束后，需对采集的数据进行分析并调整软件逻辑，如此反复直到达到预期性能目标，才能进行下一工况的标定工作。

（1）图表绘制。绘制车内平均温度和设定温度及两者差值的曲线（一般要求在2 ℃以内）；绘制前排头部左、右温度及两者差值曲线（一般要求在2 ℃以内）；绘制后排头部左、右温度及两者差值曲线（一般要求在2 ℃以内）；绘制前排头部平均温度和后排头部平均温度及两者差值曲线（一般要求在3 ℃以内）；绘制前排脚部温度和后排脚部温度及平均温度曲线；绘制4个吹面风口温度及平均温度曲线（避免过热风）；绘制车内平均温度与车内传感器处温度及差值温度曲线（车内传感器位置判断）；绘制环境温度（后视镜处）与车外传感器处温度及差值温度（车内传感器位置判断）；绘制风挡变化曲线（稳定后风挡应控制在4挡以下）；绘制温度风门变化轨迹曲线（判断风门开度合适和变化频率）；绘制压缩机开闭曲线和蒸发传感器输入温度曲线（判断压缩机开闭正常和开闭频率）；必要时还需绘制模式风门轨迹曲线和内外循环变化轨迹曲线及脚部出风口温度曲线。

（2）问题查找、原因分析及可行对策和验证计划。通过曲线和目标性能要求查找不合理之处，对可能产生问题的所有因素进行全面查找分析，提出可行性对策和验证计划（不是问题点但可优化空调性能的措施均可考虑）。

问题查找：从图4中可以发现，头部平均温度多处偏高5 ℃之多，不满足2 ℃范围的目标性能。

原因分析：考虑是出门口温度偏高引起的，查看出风口温度曲线（如图5所示）。

出风口温度多处温度值偏高，超过30 ℃，考虑是温度风门开度不当引起的，再查看温度风门轨迹曲线（设定温度为25 ℃时），如图6所示。温度风门有多处开启角度过大，查看TD值的逻辑算法发现是算法中存在BUG，需要进行优化。

可行对策：优化温度风门TD值曲线，完善算法。

验证计划：优化温度风门TD值算法，下次标定时验证效果。

4 标定验收

舒适性最终是人体的主观评价，不同体质的人对同一辆车的舒适性评价都可能存在差别。因此，在自动空调控制器标定调试完成后，由整车厂派出人员（一般为3人以上）按照主观评价表的项目进行确认。如果主观评价有偏热和偏冷时，需对逻辑进行微调后再重新路试，直至双方达成共识后共同签订验收报告，形成最终的软件版本。

5 结语

不同车型的自动空调控制逻辑基本是大同小异，为了能合理地使用汽车空调，还是应该阅读车辆使用手册。

参 考 文 献

[1]QC/T 658—2009，汽车空调整车降温性能试验方法[S].

[2]高桥隆勇.空调自动控制与节能[M].北京：科学出版社，2012.

[3]彭昕，冀兆良.我国汽车空调技术的应用及发展现状[J].制冷空调与电力机械，2011（5）.

[责任编辑：陈泽琦]