CN102954561B - 一种汽车空调多温区温度补偿的方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车空调多温区温度补偿的方法，包括以环境温度为输入，以环境温度为基础的环境能量为输出的基本环境能量模块、以标准温度以及本温区设定温度为输入，以设定温度偏差能量为输出的设定温度偏差能量模块、以各个温区的设定温度为输入，以温区设定温度偏差能量为输出的温区设定温度偏差能量模块以及上述几个模块的能量综合求和模块；的功能选择模块，最后将综合能量输入功能选择模块，完成控制。本发明方法，对设定温度标定的偏差消除，各个温区之间的设定温度控制结果的相互干扰的消除。系统结构设计简单；集成度高，易于实验获取标定数据，降低实验成本。

Description

一种汽车空调多温区温度补偿的方法

技术领域

本发明涉及一种汽车空调设备，更具体地说，涉及一种汽车自动空调控制装置和汽车自动空调的参数标定。

背景技术

汽车自动空调已经逐渐成为汽车配置中一种标准配置，自动空调的控制效果成为自动空调评判的必要标准。

汽车自动空调主要完成：用户调整设定温度之后的自动控制，并使得用户感受舒适，满足司机和乘客对于舒适性的需要。现在人工智能在空调上的应用主要体现在自动空调的控制上，目前常用的控制方法主要是采用能量平衡的控制理念来完成控制，计算在特定环境温度(Tamb)下的基本环境能量，由环境能量推导出空调系统中温度风门位置，出风模式，出风风速等参数，通过空调控制器上的设定温度(Tset)修正出风温度，使控制效果满足客户设定，在整个过程中，用户只需要对设定温度进行操作即可。但这样的控制往往存在实际控制温度和客户设定温度之间的误差，特别当自动空调采用双温区控制(车内左右侧座位分别可以设定不同的出风温度，或者前后排座位分别设定不同的出风温度)，当客户设定温度不一致时，车内的温差非常难以消除，导致车内不同座位上的用户都会感觉到不舒适。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种汽车空调多温区温度补偿的方法，在自动空调的各个温度控制区域中，设定温度和实际温度偏差的补偿控制方法，使自动空调系统通过较少的逻辑运算完成温度误差的补偿，并通过特定的实验，确定其参数范围，提高自动空调控制精度，减少开发成本。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

汽车空调多温区温度补偿的方法，包括基础环境能量模块、设定温度偏差能量模块、温区设定温度偏差能量模块以及综合能量求和过程，其中：

基本环境能量模块的输入为：环境温度Tamb，输出为：以环境温度为基础的基础环境能量P1；

设定温度偏差能量模块的输入为：标准温度以及本温区设定温度Tset1，输出设定温度偏差能量P2；

区域设定温度偏差能量的计算应根据实际情况做调整，输入为各个区域的设定温度(Tset1，Tset2……)，输出区域设定温度偏差能量P3；

分别将基础环境能量P1，设定温度偏差能量P2和区域设定温度偏差能量P3求和后获得综合能量P4，将P4输入模式选择，出风温度选择和风速选择模块，以及相应输出模块，完成控制。

所述的基础环境能量模块，设定温度偏差能量模块，区域设定温度偏差能量模块主要负责各个能量的计算，将空调系统中传递的部分参数转化成控制系统的核心参数，从而控制整个系统的运行。

其中模式选择，出风温度选择和风速选择模块将根据综合能量计算出空调系统需要的模式控制变量，出风温度控制变量以及风速控制变量，经由各个输出模块输出完成系统控制。

所述的控制系统以及步骤将可以避免用户设定温度和控制温度之间的温差，同时可以避免各个温区控制温度的相互温差影响，保证当前温区控制的稳定性，以及准确性。从而满足客户的需要。

本发出所公开的对汽车自动空调控制温度进行补偿的方法，是在能量平衡的理念上，先在主要控制计算中计算基本环境能量，完成一定环境温度下的控制输出；接着通过计算设定温度偏差能量，完成客户设定温度后的偏差控制输出；再通过计算不同区域的区域设定温度偏差能量，完成不同区域的偏差控制输出；最终综合完成整个空调系统的控制输出。实际控制温度和客户设定温度之间的误差就会较容易通过控制标定试验来消除。

附图说明

图1为现有技术的自动空调常用稳态控制原理框图；

图2为本发明所公开的自动空调稳态控制原理框图；

图3为双区自动空调的基本结构图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

首先判断自动空调系统有几个温度分区，双区自动空调有2个温度分区，三区自动空调有3个温度分区，依此类推。由此获得不同设定温度区间的设定温度Tset1，Tset2，Tset3……Tsetn。

如图3所示，本发明可应用在典型的双区自动空调系统中，其中，包括了鼓风机1，两个独立的温度风门2，蒸发器芯体3、加热器4以及出风风道等，软件通过控制系统中鼓风机的风速，温度风门的角度以及出风的模式，完成自动空调的控制，完成温度误差的补偿。

如图1所示，原有常用的控制系统，通过计算获得基本环境能量，并将其输入模式选择模块、出风温度选择模块，风速选择模块来完成对自动空调系统的控制，同时再通过设定温度来修正出风温度，调整系统的温度误差，但这样的误差会比较明显。所以本发明通过增加补偿变量，调整控制流程，更好地完成温度误差的补偿。

如图2所示，本发明展示出了双区自动空调(单一温度区间的)稳态控制原理图。在自动空调运行到稳定状态后，其温度控制效果受到以下3个因素：外界环境温度Tamb，本温区设定温度Tset1，相邻温区的温度传导。相邻温区的控制效果最主要因素是Tset2。所以，控制原理图中，将Tamb，Tset1，Tset2作为输入参数，进行运算。

空调系统控制的是输入车厢内的能量，外界环境温度，以及各个温区的设定温度对车内控制温度的影响全部可以归结为能量之间的相互作用，也就是说最终车内包含的综合能量P4，为基础环境能量，设定温度偏差能量和区域设定温度偏差能量的总和。即：

P4＝P1+P2+P3，其中：

基础环境能量P1是控制系统的基础，一般情况下，在汽车自动空调的标定初期，会以标准温度为参考进行准确的标定，所以可以不做过多控制。设定温度偏差能量P2是指当本温区设定温度不同于标准温度时，所需要补充给本温区的能量。由于这个能量和本区设定温度Tset1和标准温度的差值有关，所以P2＝f(Tset1，标准温度)，其中：由于能量P2的变化和Tset1和标准温度的温差成非线性关系，因此，需要在自动空调标定过程中去完成能量P2和Tset1与标准温度温差的关系查找，具体查找步骤如下：

1)设定实验环境以及车辆状态，具体为：

a)环境模拟实验室的温度至25摄氏度，

b)车速调整至中等速度，

c)实验室风速与车速一致，

d)将车内自动空调设定温度调整至标准温度，

2)保持车辆运行，待车辆内部温度稳定后，计算此时的基本环境能量P1t1，

3)调节车内出风温度或风量等，将车内温度保持在标准温度低1度的情况下并稳定30分钟以上时间，

4)计算此时的基本环境能量P1t2，

5)此时，可获得设定温度与标准温度偏差1度时的设定温度偏差能量P2，其中P2＝P1t1-P1t2；

6)重复步骤3)，4)，5)并逐渐增大保设定温度与标准温度偏差，且保持车内温度在需要的范围内，即可获得设定温度偏差能量P2和Tset1与标准温度温差的关系。

区域设定温度偏差能量P3是指不同温区之间相互流动的，相互影响的能量。由于各个温区的设定温度会因使用者的偏好而被改变，所以不同的区域之间一定会存在温度差，而且相互影响。导致原有温度区域的控制温度上升或者下降。P3与自身所在的温区的设定温度Tset1和旁温区的设定温度Tset2有关，即：

P3＝f(Tset1，Tset2)，

由于在单位时间内，不同温区之间传递的能量是恒定的。所以，在稳定状态时，这个能量的传递速度，不随时间而变化。通过标定P3就可以修正不同温区之间的相互影响。由于P3和Tset1，Tset2之间的温差是非线性的，所以，需要通过试验获得P3与Tset1和Tset2之间温差的对应关系，具体步骤如下：

1)设定实验环境以及车辆状态，

a)环境模拟实验室的温度至25摄氏度，

b)车速调整至中等速度，

c)实验室风速与车速一致，

d)将车内自动空调设定温度调整至标准温度，

2)保持车辆运行，待车辆内部温度稳定后，计算此时的基本环境能量P1t1，

3)调节旁温区车内出风温度或风量等，将车内温度保持在标准温度低1度的情况下并稳定30分钟以上时间，

4)计算此时的基本环境能量P1t2，

5)此时，可获得设定温度Tset1与Tset2(Tset2＝标准温度-1度时)偏差一度时的区域设定温度偏差能量P3，其中P3＝P1t1-P1t2；

6)重复步骤3)，4)，5)并逐步增大设定温度与标准温度之间的差值，将旁温区车内温度保持在需要的范围内且原温区的控制温度保持不变，即可获得区域设定温度偏差能量P3和Tset1与Tset2温差的关系。

当基础环境能量P1，设定温度偏差能量P2和区域设定温度偏差能量P3的数值计算完毕后，就可以获得能够准确控制Tset1所在温区的车内温度的综合能量P4S1。然后将P4S1输入其后的模式选择模块，出风温度选择模块，风速选择模块后，得到相应的模式，出风温度和风速，并通过输出模块输出，完成对该温区的控制。同时，使用同种计算方式和步骤，可以获得能够准确控制Tset2所在温区的车内温度的综合能量P4S2，然后将P4S2输入其后的模式选择模块，出风温度选择模块，风速选择模块后，得到相应的模式，出风温度和风速，并通过输出模块输出，完成对该温区的控制。这时，空调系统自动温度控制的功能可以准确的实现。,

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种汽车空调多温区温度补偿的方法，其特征在于，包括基础环境能量模块、设定温度偏差能量模块、温区设定温度偏差能量模块以及综合能量求和过程，其中，所述基础环境能量模块以环境温度为输入，以环境温度为基础的基础环境能量P1为输出；所述设定温度偏差能量模块以标准温度以及本温区设定温度Tset1为输入，以设定温度偏差能量P2为输出；所述温区设定温度偏差能量模块以各个温区的设定温度为输入，以温区设定温度偏差能量P3为输出，分别将所述的基础环境能量P1，设定温度偏差能量P2和区域设定温度偏差能量P3求和后获得综合能量P4，将P4输入相应的功能选择模块，完成控制。

2.根据权利要求1所述的汽车空调多温区温度补偿的方法，其特征在于，所述设定温度偏差能量P2与标准温度以及本温区设定温度Tset1之间的关系是非线性的，通过在自动空调标定过程中查找完成。

3.根据权利要求2所述的汽车空调多温区温度补偿的方法，其特征在于，所述查找的具体步骤如下：

1)设定实验环境以及车辆状态，具体如下：

a)环境模拟实验室的温度至25摄氏度，

b)车速调整至中等速度，

c)实验室风速与车速一致，

d)将车内自动空调设定温度调整至标准温度，

2)保持车辆运行，待车辆内部温度稳定后，计算此时的基本环境能量P1t1，

3)调节车内出风温度或风量，将车内温度保持在标准温度低1度的情况下并稳定30分钟以上时间，

4)计算此时的基本环境能量P1t2，

5)此时，可获得设定温度与标准温度偏差一度时的设定温度偏差能量P2，其中P2＝P1t1-P1t2，

6)重复步骤3)，4)，5)并逐渐增大设定温度与标准温度偏差，且保持车内温度在需要的范围内，即可获得设定温度偏差能量P2和Tset1与标准温度温差的关系。

4.根据权利要求1所述的汽车空调多温区温度补偿的方法，其特征在于，所述温区设定温度偏差能量P3与本温区及旁温区的设定温度Tset1，Tset2之间的温差是非线性的，通过试验获得P3与Tset1和Tset2之间温差的对应关系，具体步骤如下：

1)设定实验环境以及车辆状态，具体如下：

a)环境模拟实验室的温度至25摄氏度，

b)车速调整至中等速度，

c)实验室风速与车速一致，

d)将车内自动空调设定温度调整至标准温度，

2)保持车辆运行，待车辆内部温度稳定后，计算此时的基本环境能量P1t1，

3)调节旁温区车内出风温度或风量，将车内温度保持在标准温度低1度的情况下并稳定30分钟以上时间，

4)计算此时的基本环境能量P1t2，

5)此时，可获得设定温度Tset1与Tset2之间偏差1度时的区域设定温度偏差能量P3，其中P3＝P1t1-P1t2；

6)重复步骤3)，4)，5)并逐步增大设定温度与标准温度之间的差值，将旁温区车内温度保持在需要的范围内且原温区的控制温度保持不变，即可获得区域设定温度偏差能量P3和Tset1与Tset2温差的关系。

5.根据权利要求1所述的汽车空调多温区温度补偿的方法，其特征在于，所述功能选择模块包括模式选择模块，出风温度选择模块，风速选择模块，得到相应的模式，出风温度和风速，并通过输出模块输出，完成对该温区的控制。