摘要：介绍半自动智能化控制空调系统在轻型商用车上的开发及应用，在满足设计目标的前提下，进行成本控制，合理改善系统操作便捷性与舒适性，并形成轻型商用车半自动智能化控制空调系统评价方法。

    不同类型空调系统的布置方式有所不同。目前汽车上广泛采用的是冷暖一体式空调系统。其布置形式是将蒸发器、暖风散热器、离心式鼓风机、操纵机构等组装在一起，称为空调器总成。

    1 空调控制方式
    实现空调工作的控制方式一般有3种形式。
    1）通过面板上的操纵旋钮，空调器总成通电后，通过机械拉丝直接对风门和模式进行手动调节。这就是传统意义上的机械式空调，大部分商用车上采用的是这种空调系统。
    2）面板上的按键或旋钮信号通过空调控制器对空调器总成中的执行器下达指令，实现电动控制风门大小和模式转换。这种控制方式称为半自动控制空调系统，部分商用车及轿车上采用。
    3）在电动控制空调的基础上，增加了AUTO功能，通过布置在车内外相关位置传感器进行温度、阳光辐射信息的采集，经空调控制器计算后对风门大小进行自动调节，称为自动空调。这种控制方式在轿车上应用较多。
    3种控制方式比较：①开发难度，软件：自动＞＞半自动＞机械；硬件：自动≈半自动＞机械。②开发周期，自动＞＞半自动≈机械。③开发成本，自动＞半自动＞机械。
    半自动控制空调方案的开发难度与开发成本适中，且周期较短，最适合作为在轻型商用车上改善空调系统操作便捷性与舒适性的配置进行开发。
    根据用户需求、法规要求、竞品对比、制造能力四大要素分解出可靠性耐久、成本、功能配置、精细化、NVH、造型及颜色、总布置及功效性、人机工程、环保性与空调系统强相关的9大指标，见表1。

    2 电控系统零部件结构设计
    2.1空调控制器
    目前空调控制器按钮与控制器采用集成化设计，有2种实现形式，见表2。

    考虑到中控台布置空间的限制，采用按键式形式。由于在配置半自动空调的车型上，还包含7F1MP5配置。空调按键布置形式如图1所示。

    1）按键设计及匹配根据空调系统功能使用优先级划分，将使用频次由高至低的按键依次从近驾驶员端开始布置，如图2所示。

    对于常用“↑、V”调节按键，采用触感防错来避免误触，第一时间传达按键信息于用户，让车辆行进间操作更简单、安全。
    2） LCD屏幕信息显示的设计LCD显示屏中的信息与按键排列顺序依次对应，增加信息直观度，符合操作逻辑，体现人性化设计。如图3所示。

    2.2电机执行器
    2.2.1类型确定
    常用于空调系统的风门执行器类型分为：带位置信息反馈与无位置信息反馈执行器。前者适用于多档位连续操作的风门，后者适用于双档位无需连续操作的风门。
    空调控制器涉及3个风门的操纵，分别是：温度风门、吹风模式风门、内外循环风门。其中温度风门与吹风模式风门均有多档位的设计要求，故选用带位置信息反馈的执行器。内外循环风门执行器为固定2档，即内循环与外循环，选用普通无位置信息反馈的执行器即可。
    2.2.2设计及校核
    1）带位置信息反馈执行器电机行程距离是需要重点考虑的问题：如果风门的行程太接近电机的行程，电机一旦接近极限值，由于惯性，可能会出现超过行程的情况，此时电机输出的反馈值是不确定的，有可能造成控制器无法对电机进行正确判断，从而导致电机失控。考虑到电机本身行程精度误差在3％左右，电机的行程设计应当保有一定余量，一般上下限设计行程比电机总行程窄12％左右为宜。
    2）无位置信息反馈执行器在空调箱体档位处增加限位装置即可，通过控制器对电流变化的监测，判断档位位置，从而进行正、反转，通、断电动作。
    由于执行器需要用线束与控制器连接，在执行器插接件处需要对空间进行校核，确认线束插接无干涉、活摆等风险。若执行器空间狭小，可以考虑执行器引出线与驾驶室线束进行对接并固定。如图4所示。

    2.3调速模块
    1）产品选型暖风机风速调节装置常用的有调速电阻与调速模块2种实现方式。前者成本较低，结构简单，档位少，常与手动机械式空调系统的大电流开关配合使用，但是无过流保护，烧蚀后无法恢复；后者成本略高，可以对风速进行多档位调节，通过电路设计对过流进行保护，提升可靠性，常匹配半自动、自动操纵空调系统控制器进行使用。综合考虑各因素后，选用调速电阻实现对风机的多档位调节。
    2）参数匹配控制器风速档位输人信号一般为电压信号，进行匹配设计时，需要考虑用户实际使用档位频率：即低速档位使用频率较高，高速档位较低，因此非线性调节设计更为适宜（前段档位变化较小、后段档位正常比例对应）。以电压等级为12V调速模块为例，如图5所示。

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