空調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）

空調系統為車內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節區域的空調。后排乘客也可以對本區域溫度進行獨立調節。伴隨多溫區空調的出現，車內尤其后排的風口數量 （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。但是受到暖通空調結構的限制，在僅有前暖通空調的情況下后排吹出的風量始終較小且無法獨立調節。給后排乘客的主觀感受就是后排無風，風量不可調，制冷效果差，滿足不了乘客的需求，對產品的滿意度差。

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。此鼓風機帶有調速裝置，配合相應的控制按鍵與邏輯，可以實現后排風量的獨立調節，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部，進風口通過過渡風道連接到暖通空調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 結構形式

圖2是鼓風機的結構爆炸圖，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，接收從前暖通空調吹出的冷風。往下依次是葉輪、上下殼體、電機、調速模塊、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 鼓風機結構爆炸圖

3 工作原理

此鼓風機的作用是改變暖通空調后吹面風口的風阻，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，導入風道前產生負壓，使得由前暖通空調的后吹面風口吹出風量加大，風經鼓風機后從后排中央吹面風道、B柱風道吹出。通過調速模塊改變電機兩端電壓，來調整電機轉速，引起導入風道前負壓變化，進入后排鼓風機的風量也發生變化，進而實現后排中央吹面風道、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系統調節的權限。

1）在前排空調面板上增加REAR按鍵 （圖3）。

2）除霜模式優先級高于REAR，在除霜模式下，REAR按鍵無法激活。

3）當REAR鍵被激活后，進入后排優先模式，后排空調面板 （圖4）才被開啟。后排空調面板開啟后，可以調節后排的風量，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）后排優先模式分為：AUTO模式，根據后排用戶設定的溫度自動調節出風量和吹出模式；手動模式，后排乘客手動調節后排出風量，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，會根據設定溫度，自動調節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生變化 （需暖通空調為雙溫區或三溫區結構，雙溫區時，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，保持目前的狀態不變。如果不在除霜模式下，REAR按鍵被激活，進入后排優先模式，后排空調面板被開啟，系統也強制切換到AUTO模式下。

1）不對后排空調面板做操作，保持目前控制狀態，停留在AUTO模式下。

2）操作后排空調面板上的溫度按鍵，設定后排的目標環境溫度。系統根據設定的后排溫度結合日照情況、車外環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整，并依然保持在AUTO模式下。①出風模式根據設定溫度在吹面、吹面吹腳、吹腳、吹腳除霜之間切換 （具體切換策略，根據整車空調標定情況進行制定）；②根據設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，自動調節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，自動調節暖通空調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整，保證前排風口的吹出溫度保持不變 （具體的開度調節參數，根據實車情況，由自動空調標定得出）。

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

4）操作后排空調面板上的風量開關，退出AUTO控制，根據當前的出風模式來判斷調節的鼓風機。①當出風模式為吹面時，手動調節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，手動調節暖通空調的風量擋位，后排鼓風機關閉。

后排鼓風機工作時，為避免對前排出風風量的影響，實行暖通空調中鼓風機電壓補正策略，根據鼓風機的端電壓值，適當提高暖通空調中鼓風機端電壓。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，不對暖通空調中鼓風機電壓進行補正。

5 總結

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。此鼓風機的應用，提升了車輛品質，滿足了前后排乘客的舒適性要求。