我国汽车自动空调伺服电动机技术发展探讨

  机最根本的棘手问题。这就要求我们要积极引进懂 机又懂电的人才，不但做好人才的专业培训，还要做

  常用的伺服电动机内部结构主要为：电机、减速 齿轮、位置开关或位置反馈线路、与空调风门相连的 输出摇臂…。根据安装的地方的不同可分为：进气风 门伺服电动机、混合风门伺服电动机、模式风门伺服 电动机（或工况选择电机）。其中模式风门主要有 吹脸（ｆａｃｅ）、吹脚（ｆｏｏｔ）、除霜（ｄｅｆｒｏｓｔｅｒ）三大类，有 两种组合：吹脸、双层（Ｂ／Ｌ）、吹脚、吹脚／除霜（Ｆ／ Ｄ）、除霜（ＤＥＦ）。

  （４）控制功率低，损耗小。 （５）转矩大。直流伺服电动机必须适应汽车空 调的宽调速特性和精确位置控制特性，工作电压有

  ……堕堕皇趔……２０…０９．量苎－３塑…………………………………～．．．…………………………．。乡乏：塞形曼……．：

  １２ Ｖ、２４ Ｖ，其输出功率一般为ｌ一６００ Ｗ，转速可达 对产品的重要性。新的产品没有标准，就无法判断；

  Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ；ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ；ｄｅｖｅＩｏｐｍｅｎｔ

  随着电子控制技术的快速的提升和汽车舒适化程 度的提高，自动空调技术慢慢的变多地应用在汽车中。 伺服电动机作为汽车自动空调的重要执行元器件， 空调伺服电动机产业正逐渐地引起国内各车厂及空 调厂商的关注。在竞争日益激烈的情况下，伺服电 动机的国产化也渐渐地在国内展开，同时国内伺服 电动机的开发水平也急需提升。

  业就失去了应有的主动权。长此以往，我们的产品 制精度旧ｊ。随着控制器局域网技术在汽车网络中ｒ

  永远得不到新的突破，产品开发就无从谈起。掌握 的成熟运用，汽车自动空调伺服电动机也必将配装！

  不了标准的主动权，就失去了市场竞争力，可见标准 ＣＡＮ总线接口，并实现与自动

  冲，必定有一定的转角）制成的步进电动机式空调ｉ 伺服电动机，其轻巧性、简便性、定位精确性和对系ｉ

  ［１］孙宝元，张松涛，王立鼎，等．现代执行器技术［Ｍ］．长春：吉林 大学出版社，２００３．

  ［２］Ｈｓｕ Ｓ Ｋ．Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：美国，３２９２０１９［Ｐ］．１９６６—１２—１３． ［３］Ｂｒｉｓｂａｎｅ Ａ Ｄ．Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｄｅｖｉｅｅ：美国。３３７７４８９［Ｐ］．１９６８

  的两极分化，性能测评试验设备的落后，无相关试验 的复杂性、非线性、大滞后、无精确数学模型等特点，；

  设备可参考，使得伺服电动机产品开发同样面临着 许多意想不到的考验。加大对伺服驱动装置测试手

  将逐步摒弃传统的控制模式，而采用基于模糊理论ｊ 的控制技术。模糊控制具有不必须了解到控制目标及；

  （Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２ １ ３ １ ６４，Ｃｈｉｎａ）

  Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａ ｖｉｔａｌ ａｃｔｕａｔｏｒ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａｎ ｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ ｐａｒｔ． Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｓｅｒｖｏ ｍｏｔｏｒｓ ｗ脑ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ ａｎｄ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｔｅｒｍ ｏｆ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｏｕｒ ｎａｔｉｏｎ．

  八位上升到第三位，年均增长超过２４％。在汽车原 基础上，综合汽车电子或电气产品的有关要求进行ｉ，

  装流水线上的产品配套（ＯＥＭ）情况去看，目前各大 产品质量标准内部制定。当产品生产的全部过程中不断地进行ｉ Ｉ

  车厂中高档车的自动空调用伺服电动机与空调总成 完善，在产品做到一定规模时，自己的标准就是最有；；

  ［４］Ｇａｌｕｔｖａ Ｇ Ｖ．Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｓｏｌｉｄ ｂｏｄｙ：美 国，３６ｓ００４ ＥＰ］．１９７２—０８—１５．

  ［５］ Ｂｉｚｚｉｇｏｔｔｉ Ｂ Ａ．Ｅｌｅｃｔｍｍｅｃｈａｎｉｅｅｌ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ａｐｐａｒａｔｕｓ：美国， ３９０２０８５［Ｐ］．１９７５一０８—２６．

  ２发展我国空调伺服电动机技术的建议 目前，中国汽车产量已经由２００１年世界排名第

  的过程中，可分两步走：①引用他人现有标准，善于ｉ： 借鉴他人的标准并得以消化吸收。②在自我积累的｜ｉ

  （１）大力加强伺服驱动装置的人才教育培训。由于 目前仍依赖进口件来维持，这样不仅提高了产品的ｉ昏

  空调伺服电动机是一种典型的机电一体化产品，与 成本，而且产品的技术核心掌握在别人手中。良好：２

  之匹配的系统中综合了机械、控制、电工与电子技 术、检测传感技术、信息处理技术等有关专业知识，

  的配套体系是产品成功的保证，我们要积极地培养ｉ管 自己的供应商体系，抛开眼前的利益，寻找各行业的ｊ；

  科学、实用的技术测试为依据，为我国伺服驱动技术 的发展提供清晰的技术趋势，把握真实的产品资料 及合理的采购建议。在此基础上，支持国内企业开

  控制系统。模糊控制由设定的隶属函数求出控制输；星 人的隶属度，据此进行模糊规则判断，得出模糊控制｛圭 输出，再进行模糊量运算，得出精确的控制输出，实ｉ罚

  （２）可控性好。直流伺服电动机具有线性调节 特性，能使转速正比于控制电压的大小；转向必须取 决于控制电压的极性；控制电压为零时，转子惯性很 小，能立即停止。

  （３）响应迅速。直流伺服电动机具有较大的起 动转矩和较小的转动惯量，在控制信号增加、减小或 消失的瞬间，直流伺服电动机能快速起动、快速增 速、快速减速和快速停止。

  （３）制订伺服驱动的中国标准。目前国内空调 茨公司）已经为伺服电动机提供了ＣＡＮ总线接口，ｊ粱

  伺服电动机的标准处于空白状态，企业生产缺少根 使其很容易挂接到ＣＡＮ总线上，通过ＣＡＮ总线进；蓄

  本，没有理论数据支持，在关键技术指标上，生产企 行数据传输与控制，拓展了伺服电动机的功能与控ｉ挥

  ［６］Ｏ＇Ｎｅｉｌｌ Ｃ Ｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ ａｃｔｕａｔｏｒ：美国，４２１９７５５［Ｐ］．１９８０— ０８—２６．

  ［７］ＦｕｊｉｍｏｔｏＴ．Ｌｉｎｅａｒｍｏｔｏｒｄｒｉｖｉｎｇ ｄｅｖｉｅｅ：美国．４７３６１３１［Ｐ］．１９８８ 一０４—晒．

  ［８］“Ｊ，Ｒａｍｉｎ ｓ，Ｊａｖａｄ Ｄ．Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｎｗ ｐｉｅｍｅ． １ｅｃｔｄｃ ｌｉｎｅａｒ ｉｎｃｈｗｏｒｍ ａｃｔｕａｔｏｒ［Ｊ］．Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｍｃｃｈａｔｒｏｎｉｅｓ，

  ？……∥巧日，歹Ｚ：％＊综ｊｚ，，：ｉＪｔｇ％ｉ≯…一………………………………………一……………一…．．．……．！一．＿饭一一持…电…．棚…．二：２０：０９一年－－第＝：３期…．．

  摘要：伺服电动机作为汽车自动空凋的重要执行元件，已成为汽车自动空调中必不或缺的部件。简述了我国 汽车自动空调伺服电动机技术的发展的新趋势，并对我国空调伺服电动机发展提出一些建议。

  ＬＥＯ、ＤＥＮＳＯ等厂家。国内汽车空调研发起步较 晚，在伺服电动机从业人才教育培训、研发技术、设备升

  （４）作为一个综合性产品，空调伺服ｃａ动机与｛芒 其它汽车部件一样，它用高品质的电机、电位器等核ｌ∑

  级、配套体系建立等方面还存在许多亟待解决的问题。 心部件，国内也有生产，但品质得不到良好的保证，：＆

  目前汽车空调伺服电动机主要选用直流伺服电 动机，其主要的工作原理是根据汽车空调ＥＣＵ的指 令或者操作者的要求，通过电机旋转，利用齿轮减速 装置带动输出摇臂（或称摆臂）做不同角度的运动， 使空调风门做不同角度的闭合，达到调节空调风门 我国汽车自动空调伺服电动机技术发展探讨 风向之目的。其旋转角度视真实的情况而定，大多在 ３０。一１５００之间。空调伺服电动机在整个空调系统

  关键词：自动卒调；伺服电动机；发展 中图分类号：ＴＭ３８３．４；ＴＭ３８３．４＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－７０１８（２００９）０３－００５４－０２

  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ Ｓｅｒｖｏ Ｍｏｔｏｒｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ａｕｔｏ

  ［１１］Ｎｉ Ｊ。Ｚｈｕ Ｚ．Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｌｉｎｅａｒ ｐｉｅｚｏｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈ ｕｌｔｒａ—ｈｉｓｈ ｓｔｉｆｆ－ ｎｅｌＨ§ａｎｄ ｎａｎｏｐｒｅｃｉｓｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥ／ＡＳＭＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ

  ［９】Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｄ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｌｉｎｅａｒ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｔｏｒ ｈｓｓｅｄ ｕｐｏｎ ｔｈｅ ｉｎｃｈｗｏｒｍ ｍｏｄｅｌ［ｃ］／／ｓＰｍ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．１９９９．３６６８：７０５—７１６．

  ［１０】Ｚｈａｎｇ Ｂ，Ｚｈｕ Ｚ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａ ｌｉｎｅａｒ ｐｉｅｚｏｍｏｔｏｒ ｗｉｔｈ ｎａｎｏｍｅｌｅｒ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｈＪ曲ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ／ＡＳＭＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｍｅｃｈａｔｍｎｉｅｓ，】９９７，２（】）：２２—２９．

  它对研发人员的机电一体化知识提出了较高的要 专业厂商，形成荣辱与共的联合体，一同成长。这是ｉ警

  求；又由于它是汽车自动空调的一个重要零部件，专 业的汽车空调知识成了伺服机构研发人员解决产品 应用中实际问题必备的技能之一。国内大多厂商的 研发人员只是做简单的图面绘制，或者说简单的拷 贝，不懂产品的相关特性，机电一体化水平不高， 对空调系统了解太少。综合专业相关知识的缺乏，是我 们目前面临的普遍性问题，也是做好空调伺服电动

  自动空调伺服电动机作为空调系统的终端设 备，它的技术先进程度决定了自动空调能否完全实 现舒适性的目的。因此，要求汽车空调伺服电动机 有如下特点：

  （１）稳定性高。直流伺服电动机具有下垂的机 械性，能在较宽的调速范围内稳定运行。

  展高性能伺服驱动装置的开发。缩小与国外高性能 现对伺服电动机的控制旧Ｊ。这将相应地提出了空ｊ蔼

  伺服驱动产品在高精度、高动态响应、高刚性、高过 调伺服电动机不再是简单的开关控制，而且要具备；盈

  内外窄气选择 伺雕『Ｕ机 鼓风ＩＵ机 空气混合风门 伺ＪＩＩ｛Ｉ乜机 电磁离台器 绺ｍ器 水阀Ｉｂ磁阍 空７川Ｉｌ Ｊ风门 伺服ＩＵ机