CN103542501B - 一种自动控制进风量的汽车空调控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动控制进风量的汽车空调控制系统，同时提供了具体的控制方法。包括鼓风机基础电压控制模块、鼓风机，以及连接在鼓风机基础电压控制模块与鼓风机之间的中央处理模块，鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压，中央处理模块包括限制电压模块和鼓风机控制模块，限制电压模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端的控制电压值做出限定，鼓风机控制模块根据鼓风机两端的控制电压值控制所述鼓风机的进风量。本发明在得到鼓风机基础控制电压后，根据此时的外温对鼓风机进行限制，使鼓风机进风量得到更加平滑的控制，从而使得车内的环境更加舒适，以提高人体适应度。

Description

一种自动控制进风量的汽车空调控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及汽车空调系统,具体是指一种自动控制进风量的汽车空调控制系统及控制方法。

背景技术

汽车空调系统是实现对车厢空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车的安全。空调装置已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一。汽车空调系统由压缩机、空调鼓风机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成。

随着汽车行业的不断发展和对车内舒适要求的不断提高，越来越多的自动空调系统代替手动空调系统应用在汽车上。汽车自动空调系统的关键控件为自动空调控制器，自动空调控制器接收从传感器和人机接口上的数据，并通过一定的控制策略计算出控制信息传递给混合风门电机、鼓风机、模式电机、循环电压等执行机构，从而使它们执行工作，最终完成空调系统自动控制的目的。

现有技术中，为了使出风温度控制能快准稳、在动态过程中快速的跟随环境和用户设置的变化，汽车自动空调系统根据车外温度、目标出风温度和车内温度的差值得到一个比较合适的鼓风机基础控制电压，从而得到一个具体的鼓风机速度，并在车辆启动时根据发动机的熄火时间和温度的不同对风量进行了相应的加强，然而，上述控制策略未考虑空气质量和外温对风量的影响，导致人体适应度降低；其次，虽然根据内外循环对鼓风机两端的控制电压进行了补偿，但并未考虑不同车速时对内外循环补偿的影响，车厢内部变得不舒适。

因此，需对汽车空调鼓风机进风量的控制方式加以改进以提高汽车驾乘人员的舒适度。保证了在各个阶段提供给车内合适的风量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种提高车内空气质量及人体舒适度的自动控制进风量的汽车空调控制系统及控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种自动控制进风量的汽车空调控制系统，包括：

鼓风机基础电压控制模块、鼓风机，以及连接在鼓风机基础电压控制模块与鼓风机之间的中央处理模块，所述鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压，其特征在于，所述中央处理模块包括限制电压模块和鼓风机控制模块，所述限制电压模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端的控制电压值做出限定，所述鼓风机控制模块根据鼓风机两端的控制电压值控制所述鼓风机的进风量。本发明在得到鼓风机基础控制电压后，根据此时的外温对鼓风机进行限制，充分考虑了空气质量和外温对风量的影响，使鼓风机进风量得到更加平滑的控制，从而使得车内的环境更加舒适，以提高人体适应度；同时，限制电压还能增加空调的节能。

具体的，中央处理模块还包括与鼓风机控制模块连接的电压补偿单元，所述电压补偿单元根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿、以及基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿。

在内、外循环时，不同的出风模式和车速时，所得到的风量是不同的。根据这个原理，电压补偿单元根据不同的车速和不同的循环模式下对鼓风机两端的控制电压进行补偿，为汽车空调系统提供所需的进风量，保证汽车空调系统有效运行，而且可以引进在汽车行驶时产生的风能代替鼓风机的部分或全部功耗，降低了鼓风机的功耗和使用频率。

起雾概率与空气温度和湿度有关，为了防止车内起雾，需要根据起雾概率来调节车内温度或者湿度，而鼓风机风量越大，温度调节越快，防起雾响应也越快，因此需要根据计算出的起雾概率来对鼓风机两端的控制电压进行补偿，起雾概率越大，鼓风机两端的电压值补偿越大，这样就可以消除起雾对汽车安全驾驶的影响。

基于上述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，车辆启动时，前两分钟内鼓风机控制模块提高鼓风机进风量；

步骤S2，鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压；

步骤S3，中央处理模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端控制电压做出限定；

步骤S4，车辆启动后，中央处理模块根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿。

上述控制方法在车辆启动的前两分钟内提高进风量，快速更新空气，并且在得到鼓风机基础控制电压后，根据此时的外温对鼓风机进行限制，使鼓风机进风量得到更加平滑的控制，从而使得车内的环境更加舒适，以提高人体适应度。

优选的，所述步骤S4进行第一补偿之后还包括以下步骤：

步骤S5，中央处理模块基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿。

在步骤S4进行第一补偿之后以及在所述步骤S5进行第二补偿之前还进行以下步骤：

当检测到鼓风机两端的控制电压达14V时，汽车空调系统启动噪声控制功能，同时中央处理模块限制鼓风机两端的控制电压使其小于14V，并且维持300秒，300秒后关闭噪声控制功能。

由于在空调系统接收到声控设备的声控请求信号时，表示声控设备将要启动，如果此时鼓风机两端的控制电压为14V，鼓风机转速大，噪声也较大，因此，需要自动降低鼓风机电压从而降低风量以减小噪声对声控设备的影响，限制鼓风机两端的控制电压使其小于14V，并且维持300秒，避免鼓风机在较大风速时产生的噪声对车上声控设备的影响，300秒后忽略声控设备的声控请求信号，以空调系统的舒适性为优先，不进行降噪处理。

在步骤S5进行第二补偿之后还进行以下步骤：

进入自动停止模式时，中央处理模块将鼓风机两端控制电压值降低调整，车辆再次启动时，中央处理模块将鼓风机两端的控制电压值恢复到进入自动停止模式前的值。经试验验证，利用此方法可以达到在车辆处于自动停止模式时降低能耗的目的。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

本发明在得到鼓风机基础控制电压后，根据此时的外温对鼓风机进行限制，充分考虑了空气质量和外温对风量的影响，使鼓风机进风量得到更加平滑的控制，从而使得车内的环境更加舒适，以提高人体适应度；同时，限制电压还能增加空调的节能。

附图说明

图1为本发明实施例一种自动控制进风量的汽车空调控制系统的结构原理框图；

图2为不同的外温与对鼓风机两端的控制电压做出限定后的鼓风机限制电压值的对应关系趋势图；

图3为不同鼓风机两端的控制电压与灌气因子Fau的对应关系趋势图；

图4为不同出风模式下模式风门百分比灌气因子Fmdp的的对应关系趋势图；

图5为不同车速与灌气因子Fsp的对应关系趋势图；

图6为不同起雾概率与中央处理模块对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿的鼓风机补偿值的对应关系趋势图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种自动控制进风量的汽车空调控制系统，包括：

鼓风机基础电压控制模块、鼓风机，以及连接在鼓风机基础电压控制模块与鼓风机之间的中央处理模块，所述鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压，所述中央处理模块包括限制电压模块和鼓风机控制模块，所述限制电压模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端的控制电压值做出限定，所述鼓风机控制模块根据鼓风机两端的控制电压值控制所述鼓风机的进风量，所述限制电压模块与鼓风机控制模块连接。

中央处理模块还包括与鼓风机控制模块连接的电压补偿单元，所述电压补偿单元根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿、以及基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿。

本实施例还提供一种基于上述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，包括如下步骤：

车辆启动时，前两分钟内鼓风机控制模块提高鼓风机进风量；

鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压；

为了使车内快速达到热平衡和兼顾热舒适性的要求，中央处理模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端控制电压做出限定，图2为不同的外温与对鼓风机两端的控制电压做出限定后的鼓风机限制电压值的对应关系趋势图；

车辆启动后，中央处理模块根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿；

当检测到鼓风机两端的控制电压达14V时，汽车空调系统启动噪声控制功能，同时中央处理模块限制鼓风机两端的控制电压使其小于14V，并且维持300秒，300秒后关闭噪声控制功能；

中央处理模块基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿；

进入自动停止模式时，中央处理模块将鼓风机两端的控制电压值降低调整，车辆再次启动时，中央处理模块将鼓风机两端的控制电压值恢复到进入自动停止模式前的值。

上述控制方法中，所述中央处理模块根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿的具体步骤为：

（1）在内循环时，鼓风机两端的控制电压进行第一补偿依据以下公式计算：

Vrcom=Vbauk-(Vbauk×μ)，

其中：Vrcom为进行第一补偿的补偿电压值；

Vbauk为在自动模式下冷启动鼓风机两端的控制电压与增加系统响应后的鼓风机两端的控制电压之和（Vbauk由汽车空调系统的其他模块计算得出，为现有已知技术，此处不再赘述），

μ参数须经实验标定得出；

（2）在外循环时，鼓风机两端的控制电压进行第一补偿依据使用灌气补偿算法，如下步骤：

A，实验标定出在不同的鼓风机两端的控制电压下的灌气因子Fau，如图3为不同鼓风机两端的控制电压与灌气因子Fau的对应关系趋势图；

B，实验标定出在不同的出风模式下的灌气因子Fmdp，如图4为不同出风模式下模式风门百分比灌气因子Fmdp的的对应关系趋势图；

C，实验标定出在不同的车速下的灌气因子Fsp，如图5不同车速与灌气因子Fsp的对应关系趋势图；

D，依据上面的趋势来计算总的灌气因子Ftal，此为三个表查出的因子的乘积，即Ftal=Fau×Fmdp×Fsp，则灌气补偿值为：Vfcom=Vbauk-(Vbauk×Ftal)

其中：Vbauk为在自动模式下冷启动鼓风机两端的控制电压与增加系统响应后的鼓风机两端的控制电压之和（这两个电压值由汽车空调系统的其他模块计算得出，为现有已知技术，此处不再赘述）。

上述控制方法中，中央处理模块基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿，此时用到的起雾概率由汽车空调系统的其他模块计算得出，为现有已知技术，此处不再赘述，如图6为不同起雾概率与中央处理模块对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿的鼓风机补偿值的对应关系趋势图。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动控制进风量的汽车空调控制系统，包括：

鼓风机基础电压控制模块、鼓风机，以及连接在鼓风机基础电压控制模块与鼓风机之间的中央处理模块，所述鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压，其特征在于，所述中央处理模块包括限制电压模块和鼓风机控制模块，所述限制电压模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端的控制电压值做出限定，所述鼓风机控制模块根据鼓风机两端的控制电压值控制所述鼓风机的进风量。

2.根据权利要求1所述自动控制进风量的汽车空调控制系统，其特征在于：中央处理模块还包括与鼓风机控制模块连接的电压补偿单元，所述电压补偿单元根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿、以及基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿。

3.一种基于权利要求2所述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S1，车辆启动时，前两分钟内鼓风机控制模块提高鼓风机进风量；

步骤S2，鼓风机基础电压控制模块至少根据设置温度、阳光强度和车外温度计算空调的鼓风机基础控制电压；

步骤S3，中央处理模块根据鼓风机基础控制电压、车外温度对鼓风机两端控制电压做出限定；

步骤S4，车辆启动后，中央处理模块根据不同的车速和不同的循环模式对鼓风机两端的控制电压进行第一补偿。

4.根据权利要求3所述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，其特征在于：所述步骤S4进行第一补偿之后还包括以下步骤：

步骤S5，中央处理模块基于起雾概率对鼓风机两端的控制电压进行第二补偿。

5.根据权利要求4所述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤S4进行第一补偿之后以及在所述步骤S5进行第二补偿之前还进行以下步骤：

当检测到鼓风机两端的控制电压达14V时，汽车空调系统启动噪声控制功能，同时中央处理模块限制鼓风机两端的控制电压使其小于14V，并且维持300秒，300秒后关闭噪声控制功能。

6.根据权利要求4或5所述自动控制进风量的汽车空调控制系统的控制方法，其特征在于：在步骤S5进行第二补偿之后还进行以下步骤：

进入自动停止模式时，中央处理模块将鼓风机两端的控制电压值降低调整，车辆再次启动时，中央处理模块将鼓风机两端的控制电压值恢复到进入自动停止模式前的值。