CN106032926B - 汽车空调的温度控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车空调的温度控制方法，检测车内前排座位的乘员头部的基础温度值；当基础温度值在一预设温度范围内，且车外温度传感器正常时，根据测得的车外温度和当前车内空调出风风速确定一第一补偿值，并确定当前车内温度为第一补偿值和基础温度值的和，以根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制；当基础温度值不在预设温度范围内时，确定当前车内温度为一预设车内温度，以根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制。本发明的汽车空调的温度控制方法更加智能化，能够提高车内环境的舒适度。

Description

汽车空调的温度控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及汽车空调领域，尤其是一种汽车空调的温度控制方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，人们对汽车空调性能及车内舒适要求不断提升，汽车科技办对于汽车空调技术的研究更加深入，汽车空调已成为轿车的标准配置，并向全季节型的车厢气候控制方向发展。在现有的汽车自动空调控制系统中，需要根据车外环境温度、光照强度、车内环境温度以及温湿度传感器检测到的车厢内信号等，通过控制空调的混合风门、鼓风机等执行器件来达到控制车内温度的目的。

如今，在汽车自动空调控制器中用于检测车内温度的温度传感器大多数采用了热敏电阻作为测量单元，并且该温度传感器通常被安装于汽车仪表台。由于汽车仪表台受车身热辐射影响较大，使得温度传感器获得的车内温度不够精确。因此，汽车自动空调控制器的厂商需要花费大量时间与实验资源对影响车内温度准确性的各影响因素进行标定，从而根据各影响因素的反馈调整车内温度。然而若各影响因素的反馈不够精确则可能导致驾驶员或乘客需要进行反复调节设定温度，过于频繁地调节设定温度还会造成车辆油耗的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车空调的温度控制方法，以确保能够精确地反馈车内温度，并能够通过根据车内乘员的主观感受对汽车空调进行控制。

一种汽车空调的温度控制方法，检测车内前排座位的乘员头部的基础温度值；当基础温度值在一预设温度范围内，且车外温度传感器正常时，根据车外温度和当前车内空调出风风速确定一第一补偿值，并确定当前车内温度为第一补偿值和基础温度值的和，以根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制。当基础温度值不在所述预设温度范围内时，确定当前车内温度为一预设车内温度，以根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制。

其中，在空调出风风速不变时，第一补偿值随着测得的车外温度的升高，呈倒梯形状变化；在测得的车外温度不变时，第一补偿值随着空调出风风速的增大而减小。

在优选的实施中，进一步包括根据阳光强度确定第二补偿值的步骤：当阳光传感器正常时，根据阳光强度获得第二补偿值；确定当前车内温度为基础温度值、第一补偿值与第二补偿值的和。

在优选的实施中，当阳光强度小于第一预设强度且大于第二预设强度时，第二补偿值随着阳光强度的增大而增大，其中第一预设强度大于第二预设强度。当阳光强度大于第一预设强度或小于第二预设强度时，第二补偿值分别设定为第一预设强度或第二预设强度。

在优选的实施中，若计算的当前车内温度大于最大预设车内温度或小于最小预设车内温度时，车内温度分别维持为最大预设车内温度或最小预设车内温度不变。

在优选的实施中，当基础温度值在预设温度范围内，且车外温度传感器正常时，根据当前车温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制的方法包括以下步骤：

根据测得的车外温度以及空调的设定温度，确定标准温度值；

根据基础温度值与标准温度值的温差，确定第三补偿值；

对设定温度和第三补偿值求和，获得目标设定温度；

当基础温度值不在预设温度范围内时，第三补偿值为零。

在优选的实施中，第三补偿值的计算方法为：定义了分别为正数和负数的第一预设温差和第二预设温差，当温差大于第一预设温差和小于第二预设温差时，第三补偿值分别维持一负数和正数的预设补偿值不变，温差由第二预设温差逐渐升高到第一预设温差时，第三补偿值随着温差的增大从所述正数的预设补偿值减小至所述负数的预设补偿值。因此，本发明的汽车空调的温度控制方法能够根据车上乘员的状态对设定温度进行自动调整。

在优选的实施中，当空调的设定温度不变时，标准温度值随着车外温度的升高而降低；当测得的车外温度不变时，标准温度值随着设定温度的升高而升高。

在优选的实施中，基础温度值的获取方法为：通过红外传感器检测车内前排座位的乘员头部的温度，获得检测温度值，并根据红外传感器的温度补偿系数表得到一补偿系数，根据检测温度值和补偿系数计算得出乘员头部的基础温度值。若基础温度值大于最大预设基础温度值或小于最小预设基础温度值时，基础温度值分别维持为最大预设车内温度或最小预设车内温度不变。

本发明还提供了一种汽车空调的温度控制装置，其包括车内温度计算模块、车内温度控制模块、红外传感器和热电偶。车内温度控制模块至少根据设定温度、车外温度以及阳光强度的反馈对空调的压缩机进行控制。车内温度计算模块用于计算准确的车内温度。车内温度计算模块用于计算准确的车内温度。红外传感器设置于汽车仪表台，用于检测车内前排座位的乘员头部温度。热电偶设置于车内前排座位的乘员头部附近，用于检测车内前排座位的乘员头部附近的空气温度。

本发明的汽车空调的温度控制方法的有益效果在于：

（1）根据车外温度、风速、阳光强度等多种影响因素的反馈对红外传感器测得的车内温度进行调整，提高车内温度的精确度，从而有利于汽车空调控制装置的精确控制，例如对出风模式、出风温度及鼓风机等的控制，从而能够提高车内环境的舒适度。

（2）根据车内乘员的状态对汽车空调的设定温度进行智能调整，从而能够根据车内乘员的主观感受准确地自动控制设定温度，进一步提高车内环境的舒适度，并且更加人性化。

附图说明

图1为一实施例的汽车空调的温度控制装置的结构原理框图。

图2为一实施例中的汽车空调的车内温度的计算方法流程图。

图3为一实施例的红外传感器获取温度的流程图。

图4为一实施例中的车内温度的动态计算方法图。

图5为一实施例的汽车空调的控制方法流程图。

图6为一实施例中的标准人员在车内的标准温度值的动态计算方法图。

图7为一实施例中的目标设定温度的动态计算方法图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本发明汽车空调的温度控制方法作进一步详细描述。

本发明的汽车空调的温度控制方法用于对汽车空调系统的车内温度的准确计算以及对设定温度的自动调整。本发明的汽车空调的温度控制装置的功能结构框图如图1所示。本发明的汽车空调的温度控制装置主要包括中央控制模块、车内温度控制模块、车内温度计算模块、红外传感器以及热电偶。其中，红外传感器设置于汽车仪表台，其检测范围为车内前排座位乘员头部及头部附近范围。根据红外感应原理，一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围发现红外辐射能量，其能量大小与物体的表面温度有密切的关系。因此通过红外传感器测得的是物体的表面温度，即在本实施例中，红外传感器测得的是车内前排座位乘员头部的表面温度。优选地，红外传感器数量为一个，若汽车空调是单区空调，则采用红外传感器测试位于驾驶座的乘员头部温度；或汽车空调是双区空调，则采用双光束的红外传感器，分别测试位于车内前排两座位的乘员头部的表面温度。

热电偶设置于车内前排座位的乘员头部附近，用于检测乘员的头部附近的空气温度，即车内环境温度。优选地，若汽车空调是单区空调，则仅在驾驶座的乘员头部附近设置两个热电偶；若汽车空调是双区空调，则分别在车内前排两个座位的乘员头部附近分别设置两个热电偶，即共四个热电偶。

车内温度计算模块根据车外温度、空调出风风速及阳光强度等的反馈计算准确的车内温度，从而车内温度控制模块才能够根据准确的车内温度对汽车空调进行控制，从而能够减小由于车内温度不准确导致的出风温度的偏差，也能够使汽车空调对出风模式、出风温度及鼓风机等的控制更加精确。

本发明的汽车空调的温度控制方法包括车内温度的计算方法以及根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制的方法。

图2为汽车空调的车内温度的控制方法流程图。图3为红外传感器获取温度的流程图。下面详细介绍车内温度的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

步骤S101，当红外传感器正常时，通过红外传感器对车内前排座位的乘员头部及其附近进行检测，获得乘员头部的基础温度值。

步骤S102，判断基础温度值是否在一预设温度范围内，若基础温度值在预设温度范围内执行步骤S103；否则，执行步骤S114。

步骤S103，根据车外温度传感器的输出判断车外温度传感器是否正常，如果正常执行步骤S105，否则执行步骤S104。车外传感器不正常的情况可能包括短路或断路，或超出正常值范围，如小于-50度，或大于60度。

步骤S104，将车外温度设定为一预设车外温度。

步骤S105，根据测得的车外温度（从车外温度传感器获得）和当前车内空调出风风速确定一第一补偿值，从而得到在车外温度和车内空调出风风速的影响下的车内温度的变化。当空调出风风速不变时，第一补偿值随着测得的车外温度的升高，呈倒梯形状变化；当测得的车外温度不变时，第一补偿值随着空调出风风速的增大而减小。

其中，第一补偿值的计算方法为：在一定的车外温度和空调出风风速下，当热电偶获得的车内环境温度达到空调的设定温度时，计算红外传感器测得的基础温度值与车内环境温度的差值，即为第一补偿值。具体的，如图4所示。图4中空调出风风速由小至大分为三个风速：风速1、风速2和风速3。在风速1时，当车外温度小于或等于t1（例如10℃）时，第一补偿值随着车外温度的升高而减小；当车外温度从t1逐渐升高至t2（例如30℃）时，第一补偿值基本不变；当车外温度大于或等于t2时，第一补偿值随着车外温度的升高而增大，也即：空调出风风速不变时，第一补偿值大体随车外温度的升高呈倒梯形状变化。由于红外传感器的温度较高或温度较低的时候容易产生较大偏差，因此在车外温度较高或车外温度较低时第一补偿值相对较大。

另外，在相同的车外温度时，车内空调处于风速1时的第一补偿值大于车内空调处于风速2时的第一补偿值，车内空调处于风速2时的第一补偿值大于车内空调处于风速3时的第一补偿值，即：车外温度不变时，第一补偿值随着风速的增大而而减小。

步骤S106，车内温度计算模块计算基础温度值和第一补偿值的和。

步骤S107，根据阳光传感器的输出判断阳光传感器是否正常，如果正常执行步骤S109，如果判断阳光传感器出现故障则执行步骤S108。

步骤S108，设置阳光强度为预设阳光强度，并将预设阳光强度取代当前阳光强度输出给车内温度计算模块，执行步骤S109；

步骤S109，根据阳光强度确定第二补偿值，从而得到在阳光影响下车内温度的变化。

其中，第二补偿值的动态计算如图4所示。具体的，当阳光强度小于第一预设强度且大于第二预设强度时，第二补偿值随着阳光强度的增大而增大，其中第一预设强度大于第二预设强度；当阳光强度大于第一预设强度或小于第二预设强度时，第二补偿值分别设定为第一预设强度或第二预设强度。

步骤S110，车内温度计算模块对基础温度值、第一补偿值和第二补偿值求和，获得当前车内温度。

步骤S111，判断所述当前车内温度是否小于等于最大预设车内温度和大于等于最小预设车内温度。

步骤S112，若车内温度大于最大预设车内温度，则将最大预设车内温度取代当前车内温度，输出至车内温度控制模块；若车内温度小于最小预设车内温度，则将最小预设车内温度取代当前车内温度，输出至车内温度控制模块。

步骤S113，设置当前车内温度为第一预设车内温度，输出至车内温度控制模块。

在上述控制方法中，车内温度主要是通过红外传感器获得，再根据车外温度、空调出风风速及阳光强度等的反馈对车内温度进行修正调整，以获得准确的车内温度，从而有利于汽车空调控制装置对汽车空调的精确控制，例如对出风模式、出风温度及鼓风机等的控制。因此，红外传感器对车内温度的获取有着重要作用。如图3所示，红外传感器获取基础温度值的方法包括以下步骤：

步骤S201，检测红外传感器的热敏电阻的电压值Vo是否在预设范围内，若在预设范围内，则执行步骤S202，否则执行步骤S208。

步骤S202，检测红外传感器的热电堆电压值Va是否在预设范围内，若在预设范围内，则执行步骤S203，否则执行步骤S208。

步骤S203，查找红外传感器的热敏电阻R-T表，得到检测温度值T0。其中热敏电阻R-T表可由红外传感器的供应商获得。

步骤S204，根据检测温度值查找红外传感器的温度补偿系数表，得到一补偿系数Ka。其中，该温度补偿系数表也可由红外传感器的供应商获得。

步骤S205，红外传感器检测的基础温度值Ta=T0+Ka*Va，即为车内前排座位乘员头部的基础温度值。

步骤S206，判断基础温度值是否小于等于最大预设基础温度值且大于等于最小预设基础温度值。

步骤S207，若基础温度值大于最大预设基础温度值，则将最大预设基础温度值取代当前基础温度值，输出至车内温度计算模块；若基础温度值小于最小预设基础温度值，则将最小预设基础温度值取代当前基础温度值，输出至车内温度计算模块。

步骤S208，设定红外传感器的基础温度值为一预设基础温度值，输出至车内温度计算模块。

为了能够智能化地根据车内乘员的主观感受来提高车内环境的舒适度，本发明的汽车空调的控制方法还包括根据当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制的控制方法。图5为汽车空调的设定温度的控制方法流程图。图6为标准人员在车内的标准温度值的动态计算方法图。图7为目标设定温度的动态计算方法图。

对设定温度的控制方法包括以下步骤：

步骤S301，判断红外传感器获得的基础温度值是否在预设的温度范围内，若基础温度值在预设的温度范围内执行步骤S302；否则，执行步骤S307。

步骤S302，根据当前车外温度和空调的设定温度，确定标准温度值。当设定温度不变时，标准温度值随着测得的车外温度的升高而降低；当测得的车外温度不变时，标准温度值随着设定温度的升高而升高。标准温度值的动态计算方法为：当车上乘员为标准人员时，通过红外传感器获取标准员的头部温度，即为标准温度值。其中，优选标准人员为身高范围在170cm~175cm，且体重范围在60kg~70kg，并且处于正常呼吸状态。具体地，如图7所示。图7中分别示出了车外温度分别为22℃、20℃、18℃时标准温度值随着车外温度升高的变化。

步骤S303，根据基础温度值与标准温度值的温差，确定第三补偿值。第三补偿值的动态计算方法如图7所示：定义了分别为正数和负数的第一预设温差和第二预设温差，当基础温度值与标准温度值的温差大于第一预设温差d1（d1为正数）和小于第二预设温差d2（d2为负数）时，第三补偿值分别维持t3（t3为负数）和t4（t4为正数）的不变；当基础温度值与标准温度值的温差从第二预设温差d1逐渐升高至第一预设温差d2时，第三补偿值随着温差的增大而减小，从t4减小至t3。

步骤S304，判断第三补偿值是否小于等于最大预设补偿值和大于等于最小预设补偿值。

步骤S305，若第三补偿值大于最大预设补偿值，则将最大预设补偿值取代第三补偿值；若第三补偿值小于最小预设补偿值，则将最小预设补偿值取代第三补偿值。

步骤S306，车内温度计算模块对设定温度和第三补偿值求和，获得目标设定温度，车内温度控制模块根据目标设定温度和当前车内温度对汽车空调进行控制。

步骤S307，设定第三补偿值为零。

通过上述对设定温度的控制方法，可以根据车内乘员的主观感受智能地调整目标设定温度。例如，当车内前排座位乘员是刚做完剧烈运动的人员，红外传感器检测到其头部温度高于当前车外温度与设定温度条件下的标准温度值，则对设定温度进行偏移，自动降低车内空调的设定温度，从而使车内更加凉快，从而提高了乘员的舒适感受。

因此，本发明的汽车空调的温度控制方法不仅能够提高车内温度的计算精度，而且还能够根据车内乘员的主观感受对汽车空调进行，从而提高了汽车空调的控制精度以及提高了车内环境的舒适度，并且更加地人性化。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种汽车空调的温度控制方法，其特征在于，检测车内前排座位的乘员头部的基础温度值；

当所述基础温度值在一预设温度范围内，且车外温度传感器正常时，根据测得的车外温度和当前车内空调出风风速确定一第一补偿值，并确定当前车内温度为所述第一补偿值和所述基础温度值的和，以根据所述当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制；

当所述基础温度值不在所述预设温度范围内时，确定当前车内温度为一预设车内温度，以根据所述当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制；

其中，在空调出风风速不变时，所述第一补偿值随着测得的车外温度的升高，呈倒梯形状变化；在所述测得的车外温度不变时，所述第一补偿值随着所述空调出风风速的增大而减小；

当所述基础温度值在预设温度范围内，且车外温度传感器正常时，所述根据所述当前车内温度及空调的设定温度对汽车空调进行控制的方法包括以下步骤：

根据所述测得的车外温度以及所述空调的设定温度，确定标准温度值；

根据所述基础温度值与所述标准温度值的温差，确定第三补偿值；

对所述设定温度和所述第三补偿值求和，获得目标设定温度；

当所述基础温度值不在预设温度范围内时，第三补偿值为零。

2.根据权利要求1所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，进一步包括根据阳光强度确定第二补偿值的步骤：当阳光传感器正常时，根据阳光强度获得第二补偿值；确定所述当前车内温度为所述基础温度值、第一补偿值与第二补偿值的和。

3.根据权利要求2所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，当所述阳光强度小于第一预设强度且大于第二预设强度时，所述第二补偿值随着阳光强度的增大而增大，其中所述第一预设强度大于所述第二预设强度；当所述阳光强度大于所述第一预设强度或小于第二预设强度时，所述第二补偿值分别设定为第一预设强度和第二预设强度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，若计算的当前车内温度大于最大预设车内温度或小于最小预设车内温度时，则设定当前车内温度为所述最大预设车内温度或所述最小预设车内温度。

5.根据权利要求1所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，所述第三补偿值的计算方法为：定义了分别为正数和负数的第一预设温差和第二预设温差，当所述温差大于第一预设温差和小于第二预设温差时，所述第三补偿值分别维持一负数和正数的预设补偿值不变，当所述温差由第二预设温差逐渐升高到第一预设温差时，第三补偿值随着温差的增大从所述正数的预设补偿值减小至所述负数的预设补偿值。

6.根据权利要求1所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，当所述设定温度不变时，所述标准温度值随着所述车外温度的升高而降低；当所述测得的车外温度不变时，所述标准温度值随着所述设定温度的升高而升高。

7.根据权利要求1所述的汽车空调的温度控制方法，其特征在于，所述基础温度值的获取方法为：通过红外传感器检测车内前排座位的乘员头部的温度，获得检测温度值，并根据所述红外传感器的温度补偿系数表得到一补偿系数，根据所述检测温度值和所述补偿系数计算得出乘员头部的基础温度值；若所述基础温度值大于最大预设基础温度值或小于最小预设基础温度值，所述基础温度值分别维持为最大预设车内温度或最小预设车内温度不变。

8.一种利用权利要求1~7中任一项所述温度控制方法的汽车空调的温度控制装置，其包括车内温度控制模块，所述车内温度控制模块至少根据设定温度、车外温度以及阳光强度的反馈控制空调的出风温度，其特征在于，还包括车内温度计算模块、红外传感器和热电偶；所述车内温度计算模块用于计算准确的车内温度；所述红外传感器设置于汽车仪表台，用于检测车内前排座位的乘员头部温度；所述热电偶设置于车内前排座位的乘员头部附近，用于检测所述车内前排座位的乘员头部附近的空气温度。