闵雪敏，吴柳燕，李建民

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230091）

前言

随着科技水平的提高，人们对汽车的性能要求也越来越高，在满足汽车基本功能的前提下，更加注重舒适性和美观性等要求，空调模块就是其中重要的影响因素，如空调噪声、空调的采暖和制冷性能、空调功能的多样性等。作为控制这些因素的空调控制面板也越来越受到广泛关注。近年来，空调控制面板经历了由电动到自动、由单温区到多温区、由按键到触控等一序列变化，同时也引入很多提高舒适度性的控制策略，如熄火后利用发动机余热（REST）给车内空间供暖、利用等离子或负离子净化车内空气（AQS/ION），可使压缩机最高负荷运转且风门开到最大的最大制冷独立按键(MAX AC)等。本文将从以下方面分析空调控制模块的现状，并以此展望其未来的发展趋势。

1 外观结构

空调控制面板作为整车内饰的一部分，其安装位置、结构、操作便捷性以及与整车匹配性都是影响主观评价的重要方面。常见空调控制面板结构如图1所示，主要由前壳体、按键、旋钮、导光块、PCB板以及后壳体组成，其中旋钮结构可采用编码器式、电位器式、刷片式，按键可选用微动开关、导电硅胶开关等。近年来，触控式空调控制面板也逐渐得到认可，当人手接近控制面板时，会与下面的电极片形成电容，通过侦测电容量的变化来判断是否按下该按键。与机械按键相比，触控式空调面板科技感强、操作快捷方便且可避免按键晃动、卡键等问题，相应的其成本比机械式按键空调控制面板高些。此外，为考虑整车空间大小以及采暖和制冷性能需求，在单温区基础上，又逐渐引入了双温区、三温区甚至更高温区空调，并且由手动（电动）控制改为自动控制，其具体外观结构和按键布局可参照表1。

图1 空调控制面板爆炸图

近期，为节约成本，很多厂家都将空调控制面板集成到整车MP5上，完全在MP5界面上实现手动触控，同时引入CAN线，将空调控制信号通过CAN网络发送给黑盒子，由黑盒子控制各驱动电机执行，并发送反馈信号给MP5。目前该种控制方式应用在很多配置触控大屏的车型上，一方面较大的屏幕有空间布置空调控制界面，另一方面大屏便于操作。但该种方式对整车稳定性以及MP5触控屏的质量要求较高，如果整车出现故障导致MP5黑屏或MP5触控屏操作不灵敏，都会影响空调控制功能的执行。

表1 某汽车厂商空调控制面板外观结构图

2 控制原理

汽车空调的制冷是通过制冷剂的循环实现，储液罐中高压的液态制冷剂从膨胀阀喷出，压强下降，体积迅速膨胀，转化为气体，吸收周围的热量，使周围的温度下降，气态的制冷剂再经过压缩机加压形成高压气态的制冷剂，高压气态制冷剂进入冷凝器冷却，从气态转化为液态，同时放出热量，液态制冷剂再进入储液罐，以备再次使用，这就是一个完整的制冷循环。汽车空调的采暖主要是将发动机冷却液流过加热器芯体，鼓风机将外部冷空气吹向加热器芯体，利用加热后的空气给车内供暖。空调控制面板在其中就起着根据外界需求控制系统工作的作用，如图2所示是自动空调控制原理图。空调控制面板采集外界操作指令，CAN网络采集发动机水温、车速、A/C状态信号等，通过CPU处理后发送给黑盒子，然后再实现对各驱动电机的控制。图中车内温度传感器、车外温度传感器以及阳光传感器采集的数据用于计算当前工况下空调需要输出的热量值，从而控制温度、风量、模式风门的运转。各出风口温度传感器用于实时监测出风温度与目标温度的差值，根据此差值来调节温度风门位置，进而实现闭环控制。

图2 自动空调控制面板电气原理图

电动空调控制面板的控制原理相对简单，不需要室外温度传感器、阳光传感器以及各出风口温度传感器，也不需要用到自动控制算法，成本相对较低，适用于经济型车型配置，但随着技术水平不断进步，电动空调将逐渐被自动空调所取代。此外，现代空调还附加BOOTLOAD功能，可以实现手机APP端程序刷新，更加方便快捷。

3 功能逻辑

现代汽车空调在满足基本制冷制热功能的同时，通过借鉴家用和商用空调的功能，又逐渐引入很多新的控制逻辑，如整车冷启动时防冷风吹出，热启动时防热风吹出；为防结霜控制，有蒸发器水温保护；为减小空调噪声，有切换模式降风量；当温度调到最高或最低时，风量以最大档运行；发动机水温不高时，限制风速等策略，具体如表2所示。根据整车性能，各汽车厂商对于同一空调控制功能可采用不同的控制策略，在此不再详细列出。

表2 空调控制面板功能逻辑

4 总结

本文从空调控制面板的外观结构、电气原理以及功能逻辑方面阐述了其当前的发展现状。随着人们对空调的舒适性要求提高，汽车厂商对成本控制，节能环保以及安装结构的稳定性与便捷性等要求，汽车空调控制面板的科技感和集成度会越来越高，随着整车互联网以及物联网技术的引入，也将会对空调控制功能提出更多的要求。