贾慧鹏

摘要：随着现代科学技术的发展和经济水平的提高，人们的生活水平也达到了长足的提升，在这样一种发展形势之下，私家车的数量越来越多，尤其是最近几年，几乎呈现为爆炸式的增长。人们除了对车的质量相当在乎以外，也非常关注汽车的驾驶舒适度，而驾驶舒适度的影响因素就以汽车内空调系统中的温度与气流的调节控制技术为最关键，本文也正是针对于这样两个方面展开的说明和分析。

关键词：汽车；空调系统；气流；调节；控制；技术

1.汽车中空调系统与驾驶舒适度之间的关系分析

私家车带给人们的不仅是出行上的便利，更是身份地位的象征以及对美好生活的感受，人们对车辆的要求也不仅局限于质量和安全性上，而是希望能够具备更好的行车享受。基于上述需求，相关方面的设计人员基于这样一种环境额营造，结合国外在这样一个方面上的选择，同时综合性考虑到车窗以及车壁等可能造成的辐射热，最终制定出了符合我国实情的汽车内部空调温度，具体为夏季空调为23℃左右，冬季为20℃左右，这主要是考虑到车内温度不能够与环境温度差距太大，否则就会因为下车时过大的温度差而造成严重的不适应，基于此就不難看出汽车的实际舒适程度与汽车内部的空调系统以及气流调节系统有着莫大的关系。

2.汽车空调控制系统的结构分析

在汽车当中，电子空调控制系统主要由九大部分组成：控制器、车内、外温度传感器、蒸发器温度传感器、日照传感器、湿度传感器、水温传感器、鼓风机调速模块和执行器。

在这其中，控制器最为核心和关键，因为在控制器内含有多方面的数据存储器和中央处理器等非常重要的部件，这些部件以及其对应的重要路线的存在使得中央控制器成为了电子空调控制系统的心脏；

车内、外温度传感器一般为热敏电阻，是为了检测车厢外的大气环境温度或车内部的实际温度；

蒸发器温度传感器会直接控制汽车空调系统压缩机的开闭情况，以防止蒸发器结霜，这主要是通过蒸发器温度传感器对温度进行持续测量，当达到结霜保护点前空调控制器即关闭压缩机来实现的；

日照传感器在车内的位置一般是仪表盘上部，其作用机理是通过对太阳光强的检测来相应的进行温度补偿，从而起到调节和控制车内实际温度的作用；

湿度传感器顾名思义就能够对汽车内部的湿度状况进行检测，湿度对于人的舒适性感受影响非常明显，因此这样一种检测对于车内人的舒适也起到了非常重要的作用，同时，空调控制器也可以通过湿度传感器做一些防止车窗起雾的控制策略，提升驾驶安全性；

水温传感器实际上主要是在冬季进行应用，其应用目的是希望有效避免热值不足时冷风对车内人员的不舒适感及伤害；

鼓风机调速模块则主要是通过场效应管这样一种性质来发挥作用，从而达到调节出风风速大小的目的；

最后就是执行器，每个空调系统中至少有三个执行器：一是内外循环执行器起隔离或引入外界空气的作用，二是出风模式执行器起调节车内空气流动方向的作用，一般分为吹面、吹面/吹脚、吹脚、吹脚/吹窗、吹窗等几种模式，三是温度混合执行器，其是通过调节温度风门位置从而达到调节出风温度的作用。

3. 汽车空调系统温度控制概述

通过利用汽车空调温度控制，可以有效的提高乘车人的舒适性。空调温度控制器主要以手动机械式和电子式为主，多会安装在汽车仪表板中间方便乘客操作的位置，以此来实现对汽车内部温度的有效控制。 3.1 机械式温度控制器

机械式空调控制器也可以将其称为手动空调控制器，主要由蒸发器温度控制系统、风门调节装置和风量调节开关三部分组成。可依据蒸发器温度来实现对压缩机开闭的控制，以防止因蒸发器结霜导致的车内不舒适问题；温度及模式风门调节装置仅可分为几个固定的位置，无法实现无极调节，故无法达到对车内空气温度进行精确控制，舒适性感受略差；风量开关则可实现对出风风速调节。

在工作过程中机械式空调温度控制器具有较好的可靠性，且使用寿命较长，造价较为低廉，汽车运行过程中产生的振动对其带来的影响较小。但在采用机械式空调温度控制过程中，因无法达到对车内空气温度进行精确控制，舒适性感受较差的原因也使其多会应用在一些低端的汽车空调系统中。

3.2 电子式空调控制器

电子式空调控制器可以通过在各空调出风口放置温度传感器来达到对车内温度进行精准控制的目的，出风口温度传感器是一种利用电阻感温来对温度测量的设备，多会采用铂金丝、铜丝和钨丝来作为测温电阻的主要材料，电子式空调控制器可通过采集车内/外温度传感器、蒸发器温度传感器、日照传感器、湿度传感器、水温传感器等的值通过内部算法计算得到一个目标的出风口温度值，通过对各风门执行器、鼓风机调速模块、压缩机等的调节控制来实现出风口温度值的变化，再通过出风口温度传感器采集回的数值与算法计算得到的目标出风口温度值进行比较，在一定时间内使实际出风口温度值与目标出风口温度值达到一致，从而达到对车内温度进行精准控制的目的。

而且电子式空调温度控制器体积较小，在运行过程中具有较高的稳定性，能够有效的保证汽车空调系统的舒适度达到预期的效果，对提高汽车空调系统运行的稳定性具有非常重要的意义。故电子式空调温度控制器在当前家用汽车市场中应用十分普遍。

4. 汽车空调蒸发器温度传感器位置设置及控制参数确定

汽车空调系统稳定的运行可使车辆内具有较好的舒适度，一旦空调系统蒸发器表面在各种原因作用下发生结霜现象时，首先会减少出风口的出风量，车内温度会上升，同时会导致空调系统压力异常升高，压缩机停止运转，对空调系统制冷效果带来较大影响。因此需要合理设置汽车空调蒸发器温度传感器位置，并有效的对控制参数进行确定，保证汽车空调系统运行的稳定性和可靠性。

4.1 蒸发器温度传感器位置的选择

蒸发器温度传感器会直接决定汽车空调系统中压缩机的开闭情况，这主要是由于蒸发器温度传感器对蒸发器温度进行持续测量，空调控制器依据测到的蒸发器温度来控制压缩机的开闭情况。在设置蒸发器温度传感器位置时，通常会选择在蒸发器出风面温度和湿度较低的位置进行安装，这样不仅能够保证感应到温度的准确性，而且有利于准确判断蒸发器表面结霜的可能性。因此在实际工作中，需要利用热电偶对蒸发器表面温度分布进行测量，并从中选择温度较低的位置，针对现场实际情况对温度传感器进行安装。

4.2 温度控制参数的确定

汽车空调系统压缩机控制参数需要以蒸发器传感器温度为标准进行设置，以此来满足压缩机的运行操作，且所选择的参数会直接影响到车内的舒适度。对于汽车空调系统来讲，当出风口平均温度在10℃左右时，可以有效的满足车内舒适度的要求，这种情况下蒸发器温度通常为4.5℃左右，而压缩机关断点的设置可较此温度略低1-2℃，因此在实际设置参数时可将压缩机关断温度设置为3℃左右，当然此温度点设置与空调系统制冷能力息息相关，实际工作中需依据实际测试数量进行确定。

5.汽车空调系统中温度与气流的调节控制技术分析

汽车空调系统中温度与气流的调节控制主要包括两方面：鼓风机的控制和温度混合风门执行器的控制。

在上面汽车电子空调的主要结构中我们对鼓风机的作用有了一定的了解，它是使得空气迅速流动的重要执行机构，其工作原理是将周期固定、占空比变化的脉宽调制信号转换过来的直流电压信号输入鼓风机的驱动元件，从而改变鼓风机两端的电压值而调节风量的，然后再将鼓风机转速的电压反馈信号输入控制权相应端口，最终就实现了给定和反馈实时采样的鼓风机闭环速度控制系统。通过相关系统的速度给定值计算简约方法的验证，我们得出的结论是：当设定的目标温度值与检测实际温度值偏离越大，则鼓风机的转速就越大。

汽车空调的温度调节，是依靠来自压缩机等环节形成的冷媒以及用于冷却发动机的循环水所产生的热源，ECU通过控制温度混合执行器不同开度，来调节冷和热的比例。其具体原理为从ECU输出电压信号到执行器电机驱动芯片，然后通过对该芯片功率的放大以及电压的转换来控制混合风门执行器，然后执行器电机会向具体端口反馈执行器位置，最终就会形成给定和反馈实时采样的闭环执行器位置控制系统。在这过程中芯片也起到警惕与保护的作用，例如在芯片出现负载过电流保护这种故障时，就会对相关端口发出警报。同样的我们也通过对混合风门执行器位置目标值计算的简约方法，得出当设定的目标温度值大于检测的实际温度值时，混合风门执行器往熱的方向调节，否则就要向冷的方向调节。

参考文献

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（作者单位：长城汽车股份有限公司；

河北省汽车工程技术研究中心）