空調(diào)后排鼓風機及其控制方法

王 磊，李 娜，宋 暖，王清海

（長安汽車股份有限公司 北京研究院，北京 100195）

空調(diào)系統(tǒng)為車內(nèi)乘員提供采暖與制冷，在高檔、豪華型轎車上已開始配置多溫度調(diào)節(jié)區(qū)域的空調(diào)。后排乘客也可以對本區(qū)域溫度進行獨立調(diào)節(jié)。伴隨多溫區(qū)空調(diào)的出現(xiàn)，車內(nèi)尤其后排的風口數(shù)量 （如：后排中央吹面出風口、B柱出風口）日趨增多，對風量的需求也在增大。但是受到暖通空調(diào)結(jié)構(gòu)的限制，在僅有前暖通空調(diào)的情況下后排吹出的風量始終較小且無法獨立調(diào)節(jié)。給后排乘客的主觀感受就是后排無風，風量不可調(diào)，制冷效果差，滿足不了乘客的需求，對產(chǎn)品的滿意度差。

為了解決這一問題，提升后排乘客的乘車舒適度，考慮增加一個后排鼓風機。此鼓風機帶有調(diào)速裝置，配合相應(yīng)的控制按鍵與邏輯，可以實現(xiàn)后排風量的獨立調(diào)節(jié)，顯著增加后排風口的出風量。

1 布置方式

如圖1所示，后排鼓風機布置在中控扶手箱內(nèi)部，進風口通過過渡風道連接到暖通空調(diào)總成的后吹面風口上，出風口與后排中央吹面風道、B柱風道相連接。

2 結(jié)構(gòu)形式

圖2是鼓風機的結(jié)構(gòu)爆炸圖，從圖2中可看出，鼓風機由7部分組成。最上部的導入風道與過渡風道相連，接收從前暖通空調(diào)吹出的冷風。往下依次是葉輪、上下殼體、電機、調(diào)速模塊、冷卻風道端蓋。其中上下殼體扣合后形成的出風口，將冷風吹出到后排中央吹面出風口、B柱出風口。

圖1 布置方式

圖2 鼓風機結(jié)構(gòu)爆炸圖

3 工作原理

此鼓風機的作用是改變暖通空調(diào)后吹面風口的風阻，從而改變風量分配，使吹向后排的風量比例變大。

電機通電后，扇葉旋轉(zhuǎn)，導入風道前產(chǎn)生負壓，使得由前暖通空調(diào)的后吹面風口吹出風量加大，風經(jīng)鼓風機后從后排中央吹面風道、B柱風道吹出。通過調(diào)速模塊改變電機兩端電壓，來調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，引起導入風道前負壓變化，進入后排鼓風機的風量也發(fā)生變化，進而實現(xiàn)后排中央吹面風道、B柱風道出風量大小的變化。

4 控制邏輯

4.1 目標

目標是保證車輛安全行駛，盡量不影響前排出風量、吹出風溫度的前提下，增大后排風量，賦予后排乘客更大的對于空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的權(quán)限。

1）在前排空調(diào)面板上增加REAR按鍵 （圖3）。

2）除霜模式優(yōu)先級高于REAR，在除霜模式下，REAR按鍵無法激活。

3）當REAR鍵被激活后，進入后排優(yōu)先模式，后排空調(diào)面板 （圖4）才被開啟。后排空調(diào)面板開啟后，可以調(diào)節(jié)后排的風量，切換整車的出風模式 （可在吹面模式、吹腳模式、吹面吹腳模式、吹腳除霜模式等4個出風模式間切換），后排鼓風機在吹面模式和吹面吹腳模式下可以被啟動。

4）后排優(yōu)先模式分為：AUTO模式，根據(jù)后排用戶設(shè)定的溫度自動調(diào)節(jié)出風量和吹出模式；手動模式，后排乘客手動調(diào)節(jié)后排出風量，手動切換出風模式。

5）風量補正策略：在后排鼓風機開啟后，會提高暖通空調(diào)中鼓風機兩端的電壓，對前排風量進行補正，保證前排吹出風量不發(fā)生明顯變化（補正限制后排風量比例為40%，超過40%的情況不進行補正）。

圖3 前排空調(diào)面板增加REAR按鍵

6）溫度補正策略：在后排鼓風機開啟后，會根據(jù)設(shè)定溫度，自動調(diào)節(jié)前排溫度混合風門和后排溫度混合風門的開啟角度，保證前后排出風口吹出風溫度不發(fā)生變化 （需暖通空調(diào)為雙溫區(qū)或三溫區(qū)結(jié)構(gòu)，雙溫區(qū)時，后排溫度跟隨副駕。）

4.2 具體流程

圖5 控制流程圖

具體控制流程如圖5所示，在按下前空調(diào)控制面板上的REAR按鍵后，控制器首先判斷目前的出風模式。除霜模式由于行車安全性的考慮，具有最高的優(yōu)先級。所以如果處在除霜模式下，REAR鍵不被激活，保持目前的狀態(tài)不變。如果不在除霜模式下，REAR按鍵被激活，進入后排優(yōu)先模式，后排空調(diào)面板被開啟，系統(tǒng)也強制切換到AUTO模式下。

1）不對后排空調(diào)面板做操作，保持目前控制狀態(tài)，停留在AUTO模式下。

2）操作后排空調(diào)面板上的溫度按鍵，設(shè)定后排的目標環(huán)境溫度。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的后排溫度結(jié)合日照情況、車外環(huán)境溫度等對整車出風模式、后排出風風量、后排出風溫度自動進行調(diào)整，并依然保持在AUTO模式下。①出風模式根據(jù)設(shè)定溫度在吹面、吹面吹腳、吹腳、吹腳除霜之間切換 （具體切換策略，根據(jù)整車空調(diào)標定情況進行制定）；②根據(jù)設(shè)定的出風模式來判斷后排鼓風機是否開啟。當出風模式為吹面、吹面吹腳時，后排鼓風機開啟，自動調(diào)節(jié)后排鼓風機的風量擋位；當出風模式為吹腳、吹腳除霜時，后排鼓風機不開啟，自動調(diào)節(jié)暖通空調(diào)中鼓風機的風量擋位；③后排鼓風機工作時，為避免對前排溫度的影響，實行前排溫度補正策略，會對暖通空調(diào)中的前排溫度混合風門開度和后排溫度混合風門開度進行調(diào)整，保證前排風口的吹出溫度保持不變 （具體的開度調(diào)節(jié)參數(shù)，根據(jù)實車情況，由自動空調(diào)標定得出）。

3）操作后排空調(diào)面板上的模式切換開關(guān)，退出AUTO控制，根據(jù)選擇切換到相應(yīng)吹出模式，進入手動控制。

4）操作后排空調(diào)面板上的風量開關(guān)，退出AUTO控制，根據(jù)當前的出風模式來判斷調(diào)節(jié)的鼓風機。①當出風模式為吹面時，手動調(diào)節(jié)后排鼓風機的風量擋位；②當出風模式為吹腳、吹腳除霜、吹面吹腳時，手動調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的風量擋位，后排鼓風機關(guān)閉。

后排鼓風機工作時，為避免對前排出風風量的影響，實行暖通空調(diào)中鼓風機電壓補正策略，根據(jù)鼓風機的端電壓值，適當提高暖通空調(diào)中鼓風機端電壓。同時為防止電壓過高對鼓風機的損壞，在后排風量占比超過40%后，不對暖通空調(diào)中鼓風機電壓進行補正。

5 總結(jié)

增加此鼓風機后，后排風量顯著增大，并且由于后排鼓風機控制邏輯的作用，對于前排的出風量及出風口的出風溫度也幾乎無影響。此鼓風機的應(yīng)用，提升了車輛品質(zhì)，滿足了前后排乘客的舒適性要求。