CN106004322A - 汽车空调新风风门节能控制方法及系统 - Google Patents

汽车空调新风风门节能控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种汽车空调新风风门节能控制方法及系统，该方法首先在汽车空调开启后测量车厢外环境温度，环境温度在设定范围内则持续打开新风风门，环境温度不在设定范围内则计算车厢内的二氧化碳浓度计算值并与二氧化碳浓度设定值比较，当二氧化碳浓度计算值小于二氧化碳浓度设定值时，关闭新风风门并在满足条件时再开启，本发明在外界气温高于设定范围时可自动切换至回风模式，降低汽车新风热负荷，在凝雾多发时节，以全回风通过室内蒸发器冷却除湿后再加热的方法实现除雾，避免了由除雾导致新风风门开启而造成的能量损失，并通过传感器来判断新风风门必须开启的时间，从而减少新风风门开启的时间，明显降低车辆空调能耗，延长续航里程。

Description

汽车空调新风风门节能控制方法及系统
技术领域
本发明涉及的是一种汽车空调领域的技术，具体是一种汽车空调新风风门节能控制方法及系统。
背景技术
汽车空调作为汽车中的能耗最大的辅助设施，其峰值功耗可与发动机输入功率相当。通常，为了保证汽车内的空气质量，汽车空气调节系统(HVAC)新风风门一般设置为新风模式，空调不断从外界获取空气进行调节，以维持车内环境的舒适性，但这样将会导致大量的新风负荷。空调的新风负荷可占总负荷的30％以上，最大高达80％，消耗大量的能量，明显缩短汽车续航时间。
发明内容
本发明针对现有技术内循环模式下因车内乘客呼吸造成的空气质量变差，不利于乘客的身体健康与乘车舒适性等缺陷，提出一种汽车空调新风风门节能控制方法及系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种汽车空调新风风门节能控制方法，首先在汽车空调开启后测量车厢外环境温度，环境温度在设定范围内则持续打开新风风门；环境温度不在设定范围内则计算车厢内的二氧化碳浓度计算值并与二氧化碳浓度设定值比较，当二氧化碳浓度计算值小于二氧化碳浓度设定值时，关闭新风风门并在满足条件时再开启。
本发明具体包括以下步骤：
1)汽车空调开启后，打开新风风门；
2)测得的环境温度在设定范围内则保持新风风门打开，否则到下一步骤；
3)计算车厢内的二氧化碳浓度计算值，若二氧化碳浓度计算值大于等于二氧化碳浓度设定值则继续保持新风风门打开，否则到下一步；
4)关闭新风风门并记录新风风门的关闭时长；
5)计算新风风门的理论关闭时长，当新风风门的关闭时长大于理论关闭时长则回到步骤1)，否则持续保持新风风门关闭。
所述的新风风门关闭过程中车窗凝雾则打开除雾模式。
所述的二氧化碳浓度计算值其中：Ci为i时刻的二氧化碳浓度计算值，P为传感器采样的最大周期，n为车内人数，S为每位乘客单位时间内释放的二氧化碳浓度，V为车体体积，Camb为二氧化碳浓度设定值，ACHi为车内的新风量。
所述的理论关闭时长trec,i＝V·C0/n·S，其中：C0为常数。
本发明涉及一种实现上述方法的汽车空调新风风门节能控制系统，包括：车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器、凝雾传感器、电子控制单元(ECU)以及新风风门伺服电机，其中：电子控制单元分别与车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器和凝雾传感器相连，并接收车内人数信息、车速信息、环境温度信息、新风风门位置信息、风机挡位信息和凝雾信息后，控制新风风门伺服电机以实现新风风门的关闭或开启。
技术效果
与现有技术相比，本发明在外界气温高于设定范围时可自动切换至回风模式，降低汽车新风热负荷，在凝雾多发时节，以全回风通过室内蒸发器冷却除湿后再加热的方法实现除雾，避免了由除雾导致新风风门开启而造成的能量损失，并通过传感器来判断新风风门必须开启的时间，从而减少新风风门开启的时间，明显降低车辆空调能耗，延长续航里程。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明方法流程示意图；
图3为ACH值随风机档位及车速的变化示意图；
图4节能效果实验对比图。
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。
实施例1
如图1所示，本实施例的汽车空调新风风门节能控制系统，包括：车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器、凝雾传感器、电子控制单元(ECU)以及新风风门伺服电机，其中：电子控制单元分别与车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器和凝雾传感器相连，并接收车内人数信息、车速信息、环境温度信息、新风风门位置信息、风机挡位信息和凝雾信息后，控制新风风门伺服电机以实现新风风门的关闭或开启。
所述的车重传感器可根据车厢内的车座的承重情况判断车内人数，车速传感器用来测量汽车行驶的速度，新风风门位置传感器用以测量新风风门位置信息并判断新风风门状态。所述的风机挡位传感器用于传送风机的挡位信息，凝雾传感器用于判断车内车窗的凝雾信息即凝雾情况，车外温度传感器能够检测车外的环境温度。
如图2所示，所述的电子控制系统首先在汽车空调开启后测量车厢外环境温度，环境温度在设定范围内则持续打开新风风门；环境温度不在设定范围内则计算车厢内的二氧化碳浓度计算值并与二氧化碳浓度设定值比较，当二氧化碳浓度计算值小于二氧化碳浓度设定值时，关闭新风风门并在满足条件时再开启。
所述的控制系统按照以下步骤来控制新风风门：
1)汽车空调开启后，打开新风风门。ECU判断空调系统是否处于工作状态即空调开关是否处于AC on状态，如是，则控制新风风门伺服电机将新风风门打开，以保证车内空气质量。
2)测得的环境温度在设定范围内则保持新风风门打开，否则到下一步骤。通过车外温度传感器测得环境温度Tamb，当Tw＜Tamb＜Ts，则保持新风风门打开，其中：Tw为设定范围的温度设定下限，Ts为温度设定范围的温度设定上限。
3)计算车厢内的二氧化碳浓度计算值，若二氧化碳浓度计算值大于等于二氧化碳浓度设定值则继续保持新风风门打开，否则到下一步。
所述的二氧化碳浓度计算值其中：Ci为i时刻的二氧化碳浓度计算值，P为传感器采样的最大周期，n为车内人数，S为每位乘客单位时间内释放的二氧化碳浓度，S优选为17.5L/h，V为车体体积，Camb为二氧化碳浓度设定值，Camb优选为500ppm，ACHi为车内的新风量。若Ci≥Camb则回到步骤1)，即保持新风风门的开启。
4)ECU关闭新风风门并记录新风风门的关闭时长trec,t。
5)计算新风风门的理论关闭时长trec,i，当新风风门的关闭时长大于理论关闭时长则回到步骤1)，否则持续保持新风风门关闭。
所述的理论关闭时长trec,i＝V·C0/(n·S)，其中：C0为常数，优选为1500ppm。若计算期间，通过车窗的凝雾信息判断出车窗凝雾则进入除霜除雾模式。随后ECU将理论关闭时长trec,i和关闭时长trec,t对比，当关闭时长大于理论关闭时长，即trec,t＞trec,i时，回到步骤1)，即打开新风风门。
选取美国汽车工程师协会所制定SAE J2765工况进行实验，并根据全生命周期法对应用本方法的汽车的节能性进行分析。选取哈尔滨、北京、上海、香港作为分析范例，结果如图4所示。随城市高于25℃天气的时间增加，本发明的节能效果也愈发明显。
与现有技术相比，本发明在夏季外界气温高于设定范围时可自动切换至回风模式，降低汽车新风热负荷，在秋冬等凝雾多发的季节，以全回风通过室内蒸发器冷却除湿后再加热的方法实现除雾，避免了由除雾导致新风风门开启而造成的能量损失，并通过传感器来判断新风风门必须开启的时间，从而减少新风风门开启的时间，明显降低车辆空调能耗，延长续航里程。

Claims (6)

1.一种汽车空调新风风门节能控制方法，其特征在于，首先在汽车空调开启后测量车厢外环境温度，环境温度在设定范围内则持续打开新风风门；环境温度不在设定范围内则计算车厢内的二氧化碳浓度计算值并与二氧化碳浓度设定值比较，当二氧化碳浓度计算值小于二氧化碳浓度设定值时，关闭新风风门并在满足条件时再开启。
2.根据权利要求1所述的汽车空调新风风门节能控制方法，其特征是，包括以下具体步骤：
1)汽车空调开启后，打开新风风门；
2)测得的环境温度在设定范围内则保持新风风门打开，否则到下一步骤；
3)计算车厢内的二氧化碳浓度计算值，若二氧化碳浓度计算值大于等于二氧化碳浓度设定值则继续保持新风风门打开，否则到下一步；
4)关闭新风风门并记录新风风门的关闭时长；
5)计算新风风门的理论关闭时长，当新风风门的关闭时长大于理论关闭时长则回到步骤1)，否则持续保持新风风门关闭。
3.根据权利要求2所述的汽车空调新风风门节能控制方法，其特征是，所述的新风风门关闭过程中车窗凝雾则打开除雾模式。
4.根据权利要求1或2所述的汽车空调新风风门节能控制方法，其特征是，所述的二氧化碳浓度计算值其中：Ci为i时刻的二氧化碳浓度计算值，P为传感器采样的最大周期，n为车内人数，S为每位乘客单位时间内释放的二氧化碳浓度，V为车体体积，Camb为二氧化碳浓度设定值，ACHi为车内的新风量。
5.根据权利要求4所述的汽车空调新风风门节能控制方法，其特征是，所述的理论关闭时长trec,i＝V·C0/(n·S)，其中：C0为常数。
6.一种实现上述任一权利要求所述方法的汽车空调新风风门节能控制系统，其特征在于，包括：车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器、凝雾传感器、电子控制单元以及新风风门伺服电机，其中：电子控制单元分别与车重传感器、车速传感器、车外温度传感器、新风风门位置传感器、风机挡位传感器和凝雾传感器相连，并接收车内人数信息、车速信息、环境温度信息、新风风门位置信息、风机挡位信息和凝雾信息后，控制新风风门伺服电机以实现新风风门的关闭或开启。
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