CN103591668B - 汽车自动空调控制方法和控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车自动空调控制方法和汽车自动空调控制系统，其通过人机交互模块接收使用者输入的车内目标温度T0；再由温度采集模块通过温度传感器来采集车内空气的温度信号，获得实测温度t；温度修正模块计算实测温度t与车内目标温度T0的差值Δu，根据差值Δu对实测温度t进行修正，获得车内实际温度；最后温度控制模块根据车内实际温度控制空调系统按照相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到车内目标温度T0。采用本发明，可以消除车内温度采集模块所采集到的温度与车内实际温度的偏差，从而提高汽车自动空调控制系统的控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车自动空调控制方法以及控制系统。
背景技术
空调控制器作为车辆的必备装置，特别是自动空调控制器，其对车内温度自动控制的优劣越来越受到使用者的关注。而实现车用空调系统的自动控制，需要对车内温度进行准确探测，通常车辆要配备车内温度传感器来探测车内的温度，并将探测到的车内温度值作为温度控制装置的输入，温度控制装置产生合适的控制信号，实现对车内温度的有效控制，以达到设定的目标温度值。
由于头部温度为车内舒适水平的重要评价指数，而车内温度传感器一般安装于方向盘下侧或者中控台表面，在该点探测到的温度值与影响用户舒适度体验的头部平均温度值(车内实际温度值)存在一定的差异，导致空调控制器对车内温度的控制存在一定的误差。因此需要一种良好的汽车自动空调控制方法和控制系统，使得其可以准确获得车内实际温度，并根据该温度对车内温度进行进一步调节。
目前，常用的方法是对读取到的车内温度值进行简单的一阶滤波或者二阶滤波，再将滤波后的数值传递给温度控制装置，但都达不到很好的修正效果，使得空调控制器的控制精度存在一定的误差。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种汽车自动空调控制方法和控制系统，其采用动态修正与静态修正相结合的方法，将温度传感器所获得的温度修正为车内实际温度，再根据该值调整各控制参数从而对车内温度进行调整和控制。
为解决上述技术问题，本发明提供一种汽车自动空调控制方法，其包括如下步骤：
S1、通过人机交互模块接收使用者输入的车内目标温度T0；
S2、采集车内空气的温度信号，获得实测温度t；
S3、计算所述实测温度t与所述车内目标温度T0的差值Δu，根据所述差值Δu对所述实测温度t进行修正，获得车内实际温度；
S4、根据所述车内实际温度控制空调系统按照相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到所述车内目标温度T0。
进一步，所述步骤S3具体包括：
当|Δu|大于预设的动态修正温度差值△X时，进入动态修正过程，根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使所述温度传感器实时检测到的实测温度t能够按照预设的速率进行更新；
当|Δu|小于或等于所述预设的动态修正温度差值△X时，停止所述动态修正过程，并进入静态修正过程，根据下式来计算静态修正值△y：
△y=x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g，
其中，a、b、c、d、e、f、g为常数；x0表示车外温度影响因子；x1表示出风温度影响因子；x2表示吹风模式影响因子；x3表示风速影响因子；x4表示太阳光辐射影响因子；x5表示车速影响因子；x6表示进气模式影响因子；将所述动态修正过程停止时刻所述温度传感器实时检测到的实测温度t加上所述静态修正值△y，获得车内实际温度。
更进一步地，所述动态修正过程按如下方式进行：
当|Δu|>m时，车内温度以每分钟变化V1℃的速率更新；
当|Δu|>n且|Δu|≤m时，车内温度以每分钟变化V2℃的速率更新；
当|Δu>△X且|Δu||≤5时，车内温度以每分钟变化V3℃的速率更新；
其中，m＞n＞△X≥3℃，V1＞V2＞V3≥1℃。
更进一步地，所述运行参数包括：出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式中的至少一项。
本发明还提供一种汽车自动空调控制系统，包括：
人机交互模块，用于通过人机交互模块接收使用者输入的车内目标温度T0；
温度采集模块，用于采集车内空气的温度信号，获得实测温度t；
温度修正模块，用于计算所述实测温度t与所述车内目标温度T0的差值Δu，根据所述差值Δu对所述实测温度t进行修正，获得车内实际温度；和，
温度控制模块，用于根据所述车内实际温度控制空调系统按照相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到所述车内目标温度T0。
进一步，所述温度修正模块包括：
动态修正单元，用于当|Δu|大于预设的动态修正温度差值△X时，进入动态修正过程，根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使所述温度传感器实时检测到的实测温度t能够按照预设的速率进行更新；和，
静态修正单元，用于当|Δu|小于或等于所述预设的动态修正温度差值△X时，停止所述动态修正过程，并进入静态修正过程，根据下式来计算静态修正值△y：
△y=x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g，
其中，a、b、c、d、e、f、g为常数；x0表示车外温度影响因子；x1表示出风温度影响因子；x2表示吹风模式影响因子；x3表示风速影响因子；x4表示太阳光辐射影响因子；x5表示车速影响因子；x6表示进气模式影响因子；
将所述动态修正过程停止时刻所述温度传感器实时检测到的实测温度t加上所述静态修正值△y，获得车内实际温度。
更进一步，所述动态修正单元按以下方式进行动态修正过程：
当|Δu|>m时，车内温度以每分钟变化V1℃的速率更新；
当|Δu|>n且|Δu|≤m时，车内温度以每分钟变化V2℃的速率更新；
当|Δu>△X且|Δu||≤5时，车内温度以每分钟变化V3℃的速率更新；
其中，m＞n＞△X≥3℃，V1＞V2＞V3≥1℃。
再进一步，所述运行参数包括：出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式中的至少一项。
采用本发明提供的汽车自动空调控制方法及系统，能使得空调控制系统正确获得当前车内的实际温度(用户头部温度)，从而能够快速、精度良好地对车内温度进行调节，使得汽车内的温度快速调节到乘车人所设置的温度，且控制精度高。
附图说明
图1为按照本发明的一个实施例的汽车自动空调控制方法的流程图；
图2为按照本发明的一个实施例的汽车自动空调控制系统的工作原理图；
图3为按照本发明的一个实施例的汽车自动空调控制系统的温度修正模块的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图详细描述本发明的汽车自动空调控制方法和自动空调控制系统。
1)汽车自动空调控制方法
本发明的汽车自动空调控制方法主要包含S1-S4四步骤。参照图1，使用者通过人机交互模块输入车内目标温度T0以后，空调控制系统先根据车内目标温度T0预设出风温度、吹风模式、风速等参数，当出风温度与车内空气混合，车内温度采集模块利用温度传感器采集当前车内空气的温度信号，获得实测温度t。接下来，当相关温度修正模块接收到实测温度t与车内目标温度T0以后，计算出实测温度t与车内目标温度T0的差值△u，并根据该值选择相应方法对实测温度进行修正，获得当前车内实际温度。最后车内空调控制系统根据该车内实际温度重新设定相应的运行参数，比如出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式等，并根据该运行参数来调节空气，以使调节后的车内温度达到使用者所输入的车内目标温度T0。这样也构成了汽车空调的闭环控制。
应予说明，在S3步骤中，相关温度修正模块计算实测温度t与车内目标温度T0的差值△u后，根据该值与预设的动态修正温度差值△X来确定采用动态修正方法或静态修正方法对实测温度t进行修正。
当|Δu|大于动态修正温度差值△X(例如3度)时，开始进入动态修正过程。动态修正属于瞬态控制，其根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使温度检测模块(具有温度传感器)实时检测到的实测温度t能够按照预设速率进行更新。当|Δu|的值较大时，则车内温度以较大速率更新；当|Δu|逐渐减小时，车内温度的更新速率减慢。为详细说明该动态修正过程，现举出如下例子，但本发明不受该举例的任何限制。
例如，当|Δu|>10时，车内温度以每分钟变化10度的速率更新;当|Δu|>5且|Δu|<=10时，车内温度以每分钟变化5度的速率更新；当|Δu|>3且|Δu|<=5时，车内温度以每分钟变化1度的速率更新。
当|Δu|的值减小到某一范围时(例如3度以下)，动态修正过程结束，进入静态修正过程。静态修正属于稳态控制，旨在消除车内温度与车内目标温度的静态偏差。在本发明的静态修正过程中，可以用如下公式来确定静态修正值。即：
Δy=x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g
Δy:车内温度的静态修正值；
a:车外温度修正量；
x0:车外温度影响因子；
b:出风温度修正量；
x1:出风温度影响因子；
c:吹风模式修正量；
x2:吹风模式影响因子；
d:风速修正量；
x3:风速影响因子；
e:太阳光辐射修正量；
x4:太阳光辐射影响因子；
f:车速修正量；
x5:车速影响因子；
g:进气模式修正量；
x6:进气模式影响因子；
假定此时车内温度为y,车内温度传感器读数为y0;
则经过修正后的车内温度为：y=y0+Δy。
具体的修正量需要通过实验标定得到，为便于说明，本发明举出如下例子，但本发明不受该举例的任何限定。
假如当前车外环境温度修正量a为-2度，影响因子x0为1;出风温度修正量b为-1度，影响因子x1为0.2；吹风模式修正量c为0，影响因子x2为0.01；风速修正量d为0.5，影响因子x3为1；太阳光辐射修正量e为2，影响因子x4为0.5；其他修正量的影响因子为0，则根据公式得到车内温度静态修正值为Δy=1*-2+0.2*-1+0.01*0+1*0.5+0.5*2+0=0.7，假定此时车内温度传感器读数为y0=20；经过修正后的车内温度值y=y0+Δy=20+0.7=20.7度。
应予说明，动态修正过程与静态修正过程是不断切换的，当|Δu|大于动态修正温度差值△X时，又会由静态修正过程转入动态修正过程，修正作用会伴随着汽车自动空调控制系统运行的整个过程。
2）汽车自动空调控制系统
本发明的汽车自动空调控制系统可以快速对车内温度进行调节，并且其控制精度高。下面参照图2对本发明的汽车自动空调控制系统进行说明。
本发明的汽车自动空调控制系统包含人机交互模块10、温度采集模块20、温度修正模块30以及温度控制模块40。乘车人可以利用人机交互模块10设定车内目标温度T0。温度控制模块40根据目标温度值T0预设出风温度、风速等参数，出风温度与车内空气混合后，温度采集模块20利用温度传感器采集车内空气的温度信号，获得实测温度t，然后温度修正模块30根据由温度采集模块20传递来的实测温度t和由人机交互模块10传递来的目标温度值T0对温度采集模块20所采集到的温度数值做出修正，从而获得车内实际温度值。同时温度控制模块40根据车内目标温度T0和由车内温度修正模块30所输出的修正后的温度值信息来重新设定空调系统的运行参数，例如出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式等，并控制空调系统按照该相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到车内目标温度T0。这样便构成了汽车空调自动控制系统的闭环控制。应予说明，温度控制模块40需要车内温度修正模块30输出的车内温度值，同时也需要把空调控制系统的参数，如车外温度，出风温度，吹风模式，风速，太阳光辐射，车速，压缩机状态以及进气模式传递给温度修正模块30。
在温度修正模块30进行温度修正的过程中，如图3所示，其根据实测温度t与车内目标温度T0的差值|Δu|和预设的动态修正温度差值△X的关系来启用动态修正单元301或静态修正单元302。当实测温度t与车内目标温度T0的差值|Δu|大于温度修正模块30中预设的动态修正温度差值△X时，动态修正单元301发挥作用，其根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使温度采集模20实时检测到的实测温度t能够按照预设的速率进行更新。当|Δu|的值较大时，则动态修正单元301使得车内温度以较大速率更新；当|Δu|逐渐减小时，动态修正单元301使得车内温度的更新速率减慢。为详细说明该动态修正过程，现举出如下例子，但本发明不受该举例的任何限制。
例如，当|Δu|>10时，车内温度以每分钟10度的速率更新;当|Δu|>5且|Δu|<=10时，车内温度以每分钟5度的速率更新；当|Δu|>3且|Δu|<=5时，车内温度以每分钟1度的速率更新。
当|Δu|的值减小到某一范围时(例如3度以下)，动态修正单元301停止工作，而静态修正单元302开始启动。静态修正单元302旨在消除车内温度与车内目标温度的静态偏差。在静态修正单元的修正过程中，可以用如下公式来确定静态修正值。即：
Δy=x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g
Δy:车内温度的静态修正值；
a:车外温度修正量；
x0:车外温度影响因子；
b:出风温度修正量；
x1:出风温度影响因子；
c:吹风模式修正量；
x2:吹风模式影响因子；
d:风速修正量；
x3:风速影响因子；
e:太阳光辐射修正量；
x4:太阳光辐射影响因子；
f:车速修正量；
x5:车速影响因子；
g:进气模式修正量；
x6:进气模式影响因子；
假定此时车内温度为y,车内温度采集模块的读数为y0;
则经过修正后的车内温度为：y=y0+Δy。
具体的修正量需要通过实验标定得到，为便于说明，本发明举出如下例子，但本发明不受该举例的任何限定。
假如当前车外环境温度修正量a为-2度，影响因子x0为1;出风温度修正量b为-1度，影响因子x1为0.2；吹风模式修正量c为0，影响因子x2为0.01；风速修正量d为0.5，影响因子x3为1；太阳光辐射修正量e为2，影响因子x4为0.5；其他修正量的影响因子为0，则根据公式得到车内温度静态修正值为Δy=1*-2+0.2*-1+0.01*0+1*0.5+0.5*2+0=0.7，假定此时车内温度采集模块的读数为y0=20，则经过修正后的车内温度值y=y0+Δy=20+0.7=20.7度。
应予说明，动态修正单元301与静态修正单元301随着|Δu|值的变化而交替工作，其修正作用伴随着汽车自动空调控制系统运行的整个过程。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种汽车自动空调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过人机交互模块接收使用者输入的车内目标温度T0；
S2、温度采集模块通过温度传感器采集车内空气的温度信号，获得实测温度t；
S3、计算所述实测温度t与所述车内目标温度T0的差值Δu，根据所述差值Δu对所述实测温度t进行修正，获得车内实际温度；
S4、根据所述车内实际温度控制空调系统按照相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到所述车内目标温度T0；
其中，所述步骤S3具体包括：
当|Δu|大于预设的动态修正温度差值△X时，进入动态修正过程，根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使所述温度传感器实时检测到的实测温度t能够按照预设的速率进行更新；
当|Δu|小于或等于所述预设的动态修正温度差值△X时，停止所述动态修正过程，并进入静态修正过程，根据下式来计算静态修正值△y：
△y＝x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g，
其中，a、b、c、d、e、f、g为常数；x0表示车外温度影响因子；x1表示出风温度影响因子；x2表示吹风模式影响因子；x3表示风速影响因子；x4表示太阳光辐射影响因子；x5表示车速影响因子；x6表示进气模式影响因子；
将所述动态修正过程停止时刻所述温度传感器实时检测到的实测温度t加上所述静态修正值△y，获得车内实际温度。
2.根据权利要求1所述的汽车自动空调控制方法，其特征在于，所述动态修正过程按如下方式进行：
当|Δu|>m时，车内温度以每分钟变化V1℃的速率更新；
当|Δu|>n且|Δu|≤m时，车内温度以每分钟变化V2℃的速率更新；
当|Δu>△X且|Δu||≤5时，车内温度以每分钟变化V3℃的速率更新；
其中，m＞n＞△X≥3℃，V1＞V2＞V3≥1℃。
3.根据权利要求1或2所述的汽车自动空调控制方法，其特征在于，所述运行参数包括：出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式中的至少一项。
4.一种汽车自动空调控制系统，其特征在于，包括：
人机交互模块，用于通过人机交互模块接收使用者输入的车内目标温度T0；
温度采集模块，用于通过温度传感器采集车内空气的温度信号，获得实测温度t；
温度修正模块，用于计算所述实测温度t与所述车内目标温度T0的差值Δu，根据所述差值Δu对所述实测温度t进行修正，获得车内实际温度；和，
温度控制模块，用于根据所述车内实际温度控制空调系统按照相应的运行参数进行空气调节，以使调节后的车内温度达到所述车内目标温度T0；其中，所述温度修正模块包括：
动态修正单元，用于当|Δu|大于预设的动态修正温度差值△X时，进入动态修正过程，根据|Δu|的值来控制空调系统进行空气调节，以使所述温度传感器实时检测到的实测温度t能够按照预设的速率进行更新；和，
静态修正单元，用于当|Δu|小于或等于所述预设的动态修正温度差值△X时，停止所述动态修正过程，并进入静态修正过程，根据下式来计算静态修正值△y：
△y＝x0*a+x1*b+x2*c+x3*d+x4*e+x5*f+x6*g，
其中，a、b、c、d、e、f、g为常数；x0表示车外温度影响因子；x1表示出风温度影响因子；x2表示吹风模式影响因子；x3表示风速影响因子；x4表示太阳光辐射影响因子；x5表示车速影响因子；x6表示进气模式影响因子；
将所述动态修正过程停止时刻所述温度传感器实时检测到的实测温度t加上所述静态修正值△y，获得车内实际温度。
5.根据权利要求4所述的汽车自动空调控制系统，其特征在于，所述动态修正单元按以下方式进行动态修正过程：
当|Δu|>m时，车内温度以每分钟变化V1℃的速率更新；
当|Δu|>n且|Δu|≤m时，车内温度以每分钟变化V2℃的速率更新；
当|Δu>△X且|Δu||≤5时，车内温度以每分钟变化V3℃的速率更新；
其中，m＞n＞△X≥3℃，V1＞V2＞V3≥1℃。
6.根据权利要求4或5所述的汽车自动空调控制系统，其特征在于，所述运行参数包括：出风温度、吹风模式、风速、压缩机状态以及进气模式中的至少一项。
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