CN102364260A - 一种汽车空调内外循环的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车空调内外循环的控制方法及系统，所述方法包括：设定车内的预定新风量，并计算进入车内的外循环新风量；通过比较预定新风量QSET和外循环的新风量的数值，对汽车空调执行内、外循环的模式做出控制判断；所述系统包括：中央处理单元，车内温度传感器，车内温度调节按键，内外循环开关和空气质量开关等，中央处理单元包括风量比较单元、温度比较单元和逻辑控制单元，通过风量比较单元、温度比较单元和逻辑控制单元控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。本发明的控制系统可以根据汽车内外的空气新风量及车外的空气质量实时调整空调的循环模式控制，达到准确控制车内空气质量，满足驾乘人员健康、卫生所需求新风量的目的。

Description

一种汽车空调内外循环的控制方法及系统

技术领域

本发明属于空调通风循环控制领域，特别涉及一种汽车空调内外循环控制方法，本发明还涉及汽车空调内外循环的控制系统。

背景技术

目前在汽车空调的送风系统中空气在车内循环有两种形式：一种仅是车内部的空气循环；另一种是车外部的空气进入车内部循环。通常汽车空调HVAC均设计有内外循环的控制机构和逻辑，手动控制的空调系统内外循环控制由驾乘人员人为控制；

CN10722913A公开了一种汽车空调内外循环的控制装置及其控制方法，该控制装置包括空调开关和内外循环控制开关，还包括车速信号采集单元和中央处理单元，所述中央处理单元分别与空调开关、车速信号采集单元和内外循环控制开关相连，所述中央处理单元接收空调开关和车速信号采集单元的信号，并控制内外循环控制开关的工作。该发明只能根据汽车行驶状况自动切换内外循环的运行模式，当汽车高行驶时，自动控制汽车空调运行外循环模式，使新鲜空气进入车内；当汽车低速行驶和停车时，自动控制汽车空调运行内循环模式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点：

1、现有汽车空调内外循环控制装置不能检测外循环的风量，不能判断实际外循环的风量是否满足车内驾乘人员的健康卫生需求；

2、现有的汽车空调内外循环的控制装置不能根据车外的空气质量状况自动调整空调的循环模式；

3、现有汽车空调内外循环控制装置不能判断车内温度变换，使外循环时车内温度波动大，从而会给驾驶员和乘员的健康卫生带来不利影响。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有的汽车空调内外循环的控制装置不能根据车外的空气质量状况、车内实际外循环的风量、车内温度自动调整空调的循环模式，从而会给驾驶员的健康卫生带来不利影响。为此，本发明提供了一种汽车空调内外循环的控制方法及系统，其可以根据车外的空气质量状况、车内实际外循环的风量、车内温度实时调整空调的循环模式控制，达到准确控制车内空气质量，满足驾乘人员健康、卫生所需求新风量的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车空调内外循环的控制方法，所述方法包括：

设定车内的预定新风量Q_SET，并计算进入车内的外循环新风量Q_NEW；

通过比较预定新风量Q_SET和外循环的新风量Q_NEW的数值，对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断。

所述的对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断，具体包括：

若外循环的新风量Q_NEW小于预定新风量Q_SET时，控制汽车空调执行外循环模式；

若外循环的新风量Q_NEW大于或等于预定新风量Q_SET时，则控制汽车空调执行内循环模式。

所述外循环的新风量Q_NEW是根据汽车空调所处的档位及运行时间得出，其计算公式如下：

$Q_{\mathrm{NEW}}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i{t}_i$

其中：M为运算周期，其为小于900的自然数，

q_i为t_i时刻的外循环风量。

优选地，当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车外循环空气质量的检测，若车外循环空气对人体有害时，则控制汽车空调执行内循环模式。

进一步，当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB与预定温度T_SET温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT，则控制汽车空调执行内循环模式。

最优选地，当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对实际车内温差的检测，若车内温度值T_CAB，i与执行外循环时的温度T_CAB，0温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT′，则控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行内循环模式时，所述车外空气对人体无害，且符合温差值|T_CAB-T_SET|＜ΔT和|T_CAB，0-T_CAB，i|＜ΔT′的条件，则控制汽车空调执行外循环模式。

另外，本发明还提供了一种汽车空调内外循环的控制系统，控制系统包括：

中央处理单元；

内外循环控制执行器，同所述中央处理单元连接，用于执行所述中央处理单元所发出的内循环控制信号或外循环控制信号；

鼓风机调速模块，同所述中央处理单元连接，用于调节外循环风量，并计算外循环的新风量；

所述中央处理单元包括预定新风量模块、风量比较单元和逻辑控制单元；

所述预定风量模块用于预先设定车内的新风量Q_SET；

所述风量比较单元的输入端分别同所述鼓风机调速模块和预定风量模块连接；

所述风量比较单元用于比较预定新风量Q_SET和外循环的新风量Q_NEW的数值，并将所述风量比较单元的比较信号输送至所述逻辑控制单元；

所述逻辑控制单元用于控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。

进一步，所述系统还包括车外空气质量检测器及同其连接的空气质量开关；

所述空气质量开关同所述逻辑控制单元的输入端连接，当所述车外空气质量检测器检测到对人体有害的气体时，所述空气质量开关断开，所述逻辑控制单元接收所述空气质量开关的断开信号，并控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式。

优选地，所述中央处理单元还包括：

车内温度传感器，用于实时检测车内的温度值；

车内温度调节按键，用于预先设定车内的温度值；

所述温差比较单元的输入端同所述车内温度传感器及车内温度调节按键的输出端连接，所述温度比较单元分别接收所述车内温度传感器和车内温度调节按键的温度信号，并通过所述温度比较单元设定温差ΔT、ΔT′；

所述温差比较单元将比较信号输送至所述逻辑控制单元，通过逻辑控制单元控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。

本发明的有益效果为：

A.本发明的一种汽车空调内外循环的控制系统的中央处理单元根据鼓风机调速模块所处档位的风量和运行时间计算外循环的新风量Q_NEW，并与预定新风量Q_SET相比较，若新风量Q_NEW小于预定新风量Q_SET时，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行外循环模式；若新风量Q_NEW大于或等于预定新风量Q_SET时，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式。

通过中央处理单元的芯片精确的实时监控新鲜车外空气送入车内的风量并自动调节内外循环的控制，满足驾乘人员的健康、卫生需求。

B.本发明的系统中还包括车外空气质量检测器及同其连接的空气质量开关，空气质量开关同所述逻辑控制单元的输入端连接，当所述车外空气质量检测器检测到对人体有害的气体时，所述空气质量开关断开，所述逻辑控制单元接收所述空气质量开关的断开信号，并控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式，从而解决了汽车空调内外循环的控制装置不能根据车外的空气质量状况自动调整空调的循环模式的问题。

C.同时，中央处理单元还包括温差比较单元，温差比较单元的输入端同车内温度传感器及车内温度调节按键的输出端连接。

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB与预定温度T_SET温差的绝对值大于或等于所述中央处理单元所预定的温差值ΔT，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式；

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB，i与执行外循环时的温度T_CAB，0温差的绝对值大于或等于所述中央处理单元所预定的温差值ΔT′，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式；

当汽车空调执行内循环模式时，所述车外空气对人体无害，且符合温差值|T_CAB-T_SET|＜ΔT和|T_CAB，0-T_CAB，i|＜ΔT′的条件，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行外循环模式。

从而解决了现有汽车空调内外循环控制装置不能判断车内温度变换化，使外循环时车内温度波动大，从而会给驾驶员和乘员的健康卫生带来不利影响的技术问题。

D.本发明在自动空调控制系统控制逻辑中有外循环风量的记录，此记录由鼓风机调速模块外循环时所处档位状态的风量与运行时间按每秒的乘积求和运算得出。当记录的外循环风量在一段时间内未达到驾乘人员健康、卫生所需求的设计值时而启动空调外循环控制执行器，否则维持空调系统运行的原内循环状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的汽车空调内外循环控制方法框图；

图2是本发明的汽车空调内外循环原理图；

图3是本发明的汽车空调内外循环的详细原理图；

图4是本发明的汽车空调内外循环的控制流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明的汽车空调内外循环的控制方法具体包括：

【101】设定车内的预定新风量Q_SET，并计算进入车内的外循环新风量Q_NEW。

其中外循环的新风量Q_NEW是根据汽车空调所处的档位及运行时间得出，其计算公式如下：

$Q_{\mathrm{NEW}}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i{t}_i$

其中：M为运算周期，其为小于900的自然数，

q_i为t_i时刻的外循环风量。

【102】通过比较预定新风量Q_SET和外循环的新风量Q_NEW的数值，对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断。

对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断，具体包括：

若外循环的新风量Q_NEW小于预定新风量Q_SET时，控制汽车空调执行外循环模式；

若外循环的新风量Q_NEW大于或等于预定新风量Q_SET时，则控制汽车空调执行内循环模式。

此外本发明还包括对外循环空气质量的检测，具体方法如下：

当汽车空调执行外循环模式时，若车外循环空气对人体有害时，则控制汽车空调执行内循环模式。

进一步地，本发明还包括通过检测温差来控制汽车空调的执行模式，具体情况有以下两种情况：

a当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB与预定温度T_SET温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT，则控制汽车空调执行内循环模式。

b当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对实际车内温差的检测，若车内温度值T_CAB，i与执行外循环时的温度T_CAB，0温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT′，则控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行内循环模式时，所述车外空气对人体无害，且符合温差值|T_CAB-T_SET|＜ΔT和|T_CAB，0-T_CAB，i|＜ΔT′的条件，则控制汽车空调执行外循环模式。

本发明还提供了一种汽车空调内外循环的控制系统，如图2和图3所示，包括：中央处理单元，所述中央处理单元为单片机；

内外循环控制执行器，同所述中央处理单元连接，用于执行所述中央处理单元所发出的内循环控制信号或外循环控制信号；

鼓风机调速模块，同所述中央处理单元连接，用于调节外循环风量及计算外循环的新风量；

其中的中央处理单元包括风量比较单元和逻辑控制单元，

所述风量比较单元根据预定新风量和外循环的新风量进行数值比较，并将比较信号输送至所述逻辑控制单元，通过逻辑控制单元控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。

此实施方式，再增加了车外空气质量的检测，即汽车空调内外循环的控制系统还包括车外空气质量检测器及同其连接的空气质量开关，空气质量开关同逻辑控制单元的输入端连接，当车外空气质量检测器检测到对人体有害的气体时，空气质量开关断开，逻辑控制单元接收所述空气质量开关的断开信号，并控制内外循环控制执行器执行内循环动作。

此实施方式，又增加了对车内温度变化温差的检测，即汽车空调内外循环的控制系统还包括车内温度传感器和车内温度调节按键，中央处理单元还包括温差比较单元，温差比较单元的输入端分别同车内温度传感器和车内温度调节按键连接，其输出端同所述逻辑控制单元连接。

上述各实施方式可以相互组合应用，通过中央处理单元控制汽车空调内外循环模式的转换。

另外，汽车空调内外循环的控制系统还包括内外循环开关，内外循环开关同逻辑控制单元的输入端连接，用于强制控制内外循环控制执行器执行内外循环动作。

对于上述实施例进一步说明如下：一种新的汽车空调内外循环控制系统，它主要由：中央处理器单元、内外循环开关、空气质量开关、车内温度传感器、车内温度调节按键、鼓风机调速模块、内外循环控制执行器构成。其中七个主要构成件的关系见图2。

鼓风机调速模块在不同档位工作的外循环风量不同，在设计鼓风机调速模块时确定出各档位的外循环风量值q。由鼓风机调速模块外循环时所处档位状态的风量与运行时间按每秒的乘积再求和运算得出即外循环风量：

$Q_{\mathrm{NEW}}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i{t}_i$

其中运算周期M为小于900的自然数；

q_i为t_i时刻的鼓风机调速模块外循环风量。当自动空调控制系统中央处理单元分析Q_NEW＜Q_SET，且空气质量开关状态为闭合时，启动空调外循环控制执行器，否则维持空调系统运行的原内循环状态。

其中的Q_SET为满足驾乘人员健康、卫生所需求的设计值新风量；

车空气质量开关状态为闭合时，外空气质量传感器感受车外空气质量对人体无害时，反之有害时为断开状态。

本发明的优点是通过自动空调控制系统处理器芯片精确的监控新鲜车外空气送入车内的风量并自动调节内外循环的控制，满足驾乘人员的健康、卫生需求。

对于外循环关闭的条件汇总如下：

①Q_NEW≥Q_SET；

②空气质量开关处于断开状态；

③车内温度传感器检测车内温度值T_CAB，车内温度调节按键设定温度T_SET，两者差值的绝对|T_CAB-T_SET|≥ΔT，ΔT为设定值；

④开启外循环时刻的车内温度T_CAB，0，当前时刻的车内温度T_CAB，i，车内温度变化值ΔT′，|T_CAB-T_SET|≥ΔT′

其中任一条件达到条件则由外循环转为内循环。

控制系统流程图详见图3。

本发明的汽车空调内外循环控制系统根据实车标定M、Q_SET、ΔT、ΔT′，该控制系统控制合理、精确，车内温度波动小且对车内驾乘人员的健康、卫生要求的外循环新风量控制有充分保证。

参照图4对汽车空调内外循环的控制方法做详细说明：

中央处理单元根据鼓风机调速模块所处档位的风量和运行时间计算外循环的新风量Q_NEW，并与预定新风量Q_SET相比较，若新风量Q_NEW小于预定新风量Q_SET时，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行外循环模式；若新风量Q_NEW大于或等于预定新风量Q_SET时，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车外循环空气质量的检测，若车外循环空气对人体有害时，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB与预定温度T_SET温差的绝对值大于或等于所述中央处理单元所预定的温差值ΔT，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB，i与执行外循环时的温度T_CAB，0温差的绝对值大于或等于所述中央处理单元所预定的温差值ΔT′，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行内循环模式。

当汽车空调执行内循环模式时，所述车外空气对人体无害，且符合温差值|T_CAB-T_SET|＜ΔT和|T_CAB，0-T_CAB，i|＜ΔT′的条件，则由所述中央处理单元向内外循环控制执行器发出控制信号，控制汽车空调执行外循环模式。

下面结合实例说明汽车空调内外循环的控制系统工作原理。在某乘用车上安装有自动空调系统，含有自动空调中央处理器单元、内外循环开关、空气质量开关、车内温度传感器、车内温度调节按键、鼓风机调速模块、内外循环控制执行器。开启空调后时间M，M的单位为秒，自动空调控制系统中央处理器单元比较Q_NEW和Q_SET，若Q_NEW＜Q_SET，且空气质量开关状态为闭合状态，则自动空调中央处理器单元控制内外循环执行器进行内循环切换成外循环。若直接操作内外循环开关则强制执行内外循环的切换操作，即当前为内循环则切换成外循环，当前为外循环则切换成内循环。

当①Q_NEW≥Q_SET或②空气质量开关处于断开状态或③|T_CAB-T_SET|≥ΔT或④|T_CAB-T_SET|≥ΔT′中的任何一个条件满足，则由外循环切换为内循环。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

设定车内的预定新风量Q_SET，并计算进入车内的外循环新风量Q_NEW；

通过比较预定新风量Q_SET和外循环的新风量Q_NEW的数值，对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断。

2.根据权利要求1所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

所述的对汽车空调执行内、外循环的模式作出控制判断，具体包括：

若外循环的新风量Q_NEW小于预定新风量Q_SET时，控制汽车空调执行外循环模式；

若外循环的新风量Q_NEW大于或等于预定新风量Q_SET时，则控制汽车空调执行内循环模式。

3.根据权利要求1所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

所述计算进入车内的外循环新风量Q_NEW，具体包括：

根据汽车空调所处的档位及运行时间进行计算，其计算公式如下：

$Q_{\mathrm{NEW}}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{q}_i{t}_i$

其中：M为运算周期，其为小于900的自然数，

q_i为t_i时刻的外循环风量。

4.根据权利要求1所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车外循环空气质量的检测，若车外循环空气对人体有害时，则控制汽车空调执行内循环模式。

5.根据权利要求1或4所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对车内温差的检测，若车内温度值T_CAB与预定温度T_SET温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT，则控制汽车空调执行内循环模式。

6.根据权利要求1或4或5所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

当汽车空调执行外循环模式时，所述方法还包括对实际车内温差的检测，若车内温度值T_CAB，i与执行外循环时的温度T_CAB，0温差的绝对值大于或等于所预定的温差值ΔT′，则控制汽车空调执行内循环模式。

7.根据权利要求6所述的汽车空调内外循环的控制方法，其特征在于，

当汽车空调执行内循环模式时，所述车外空气对人体无害，且符合温差值|T_CAB-T_SET|＜ΔT和|T_CAB，0-T_CAB，i|＜ΔT′的条件，则控制汽车空调执行外循环模式。

8.一种汽车空调内外循环的控制系统，包括：

中央处理单元；

内外循环控制执行器，同所述中央处理单元连接，用于执行所述中央处理单元所发出的内循环控制信号或外循环控制信号；

鼓风机调速模块，同所述中央处理单元连接，用于调节外循环风量，并计算外循环的新风量；

其特征在于，所述中央处理单元包括预定风量模块、风量比较单元和逻辑控制单元；

所述预定风量模块用于预先设定车内的新风量Q_SET；

所述风量比较单元的输入端分别同所述鼓风机调速模块和预定风量模块连接；

所述风量比较单元用于比较预定新风量Q_SET和外循环的新风量Q_NEW的数值，并将所述风量比较单元的比较信号输送至所述逻辑控制单元；

所述逻辑控制单元用于控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。

9.根据权利要求8所述的汽车空调内外循环的控制系统，其特征在于，

所述系统还包括车外空气质量检测器及同其连接的空气质量开关；

所述空气质量开关同所述逻辑控制单元的输入端连接，当所述车外空气质量检测器检测到对人体有害的气体时，所述空气质量开关断开，所述逻辑控制单元接收所述空气质量开关的断开信号，并控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式。

10.根据权利要求8或9所述的汽车空调内外循环的控制系统，其特征在于，

所述中央处理单元还包括：

车内温度传感器，用于实时检测车内的温度值；

车内温度调节按键，用于预先设定车内的温度值；

所述温差比较单元的输入端同所述车内温度传感器及车内温度调节按键的输出端连接，所述温度比较单元分别接收所述车内温度传感器和车内温度调节按键的温度信号，并通过所述温度比较单元设定温差ΔT、ΔT′；

所述温差比较单元将比较信号输送至所述逻辑控制单元，通过逻辑控制单元控制所述内外循环控制执行器执行内循环模式或外循环模式。

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