CN107571713B - 基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车自动空调控制技术领域，具体公开了基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法及控制器，包括以下步骤：A、获取整车车身温度；B、通过获取的整车车身温度，计算并输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度；C、根据虚拟车内温度，控制出风。本发明通过设置在与空调控制器相关的某一部件上的内置温度检测单元来获取整车车身温度，并利用热力学模型得到虚拟车内温度，进而通过该虚拟车内温度完成后续的车内温度自动控制功能，实现了不需要车内温度传感器的车内温度自动控制，节省了车内温度传感器及其附带线束成本，同时保证了车内温度控制的稳定性与准确性。

Description

基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法及控制器

技术领域

本发明涉及汽车自动空调控制技术领域，尤其涉及基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法及控制器。

背景技术

在现代汽车自动空调控制系统中，中央控制模块根据外界气候条件和温度、湿度传感器检测的车厢内的信号，自动调节车内气候环境，使车内的温度、风量维持在舒适水平。而车内温度传感器，是当前汽车自动空调控制系统中的一个重要单元。

当前的车内温度传感器主要有吸入式车内温度传感器和非吸入式车内温度传感器两种。传统的吸入式车内温度传感器利用空调系统箱的负压或者是通风电机吸入车内的空气，空气沿管道流经设置在管道内的温度传感器，从而测量车内空气的温度，但是由于负压随鼓风机的风量变化，会导致吸气量的变化，吸气量不稳定会影响车内空气温度的测量，且吸入式车内温度传感器的管道结构会使得空气中的粉尘在管道中堆积甚至堵塞，影响到车内空气温度的测量。非吸入式车内温度传感器虽然不存在上述吸入式车内温度传感器的出现的问题，但是它需要露出一个传感器探头与空气接触，这样会影响车内美观，且如果乘客不小心触碰到这个传感器探头会影响车内空气温度测量的准确性。

而无论是吸入式车内温度传感器或是非吸入式车内温度传感器，都需要一定的生产成本。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种提高车内温度测量的稳定性与准确性，降低生产成本的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法及控制器。

为了解决上述技术问题，本发明提供的具体方案如下：一种基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、获取整车车身温度；B、通过获取的整车车身温度，计算并输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度；C、根据虚拟车内温度，控制出风。

优选的，所述步骤B之前还包括参数修正步骤，当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差大于容忍误差范围时，则调整相应的参数并输出虚拟车内温度；当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差小于容忍误差范围时，不需要进行参数调整即可输出虚拟车内温度。

优选的，所述容忍误差范围为“-1.5℃~1.5℃”。

优选的，所述参数修正包括以下参数量：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压，整车车身温度与车内空气温度有较大的差别，为了通过获得的整车车身温度得到车内空气温度需要考虑这两者之间联系的量。

优选的，所述步骤C具体包括：C1、控制出风模式；C2、控制目标出风温度；C3、控制目标风，实现自动调整车内温度。

本发明提供了一种基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，包括空调控制器和与空调控制器连接的内置温度检测单元。

优选的，所述空调控制器的控制策略内包含有车内温度计算模块、车内温度控制模块以及出风模块，所述内置温度检测单元将获取到的整车车身温度发送给车内温度计算模块，车内温度计算模块计算虚拟车内温度发送给车内温度控制模块，车内温度控制模块控制出风模块出风。

优选的，所述出风模块包括控制出风模式的出风模式控制端、控制目标出风温度的出风温度控制端以及控制目标风的鼓风机控制端，实现自动调整车内温度。

优选的，所述出风模块还包括控制内外循环的内外循环控制端。

优选的，所述车内温度计算模块包括温度修正端和参数接口端，所述温度修正端修正和输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度，所述参数接口端用于调整温度修正端修正过程中的各个参数修正，使得温度修正端输出的虚拟车内温度与实际检测到的车内空气温度相同，并将输出的虚拟车内温度反馈用于控制出风模式、目标出风温度和目标风速。

优选的，所述参数修正包括以下参数量：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压，整车车身温度与车内空气温度有较大的差别，为了通过获得的整车车身温度得到车内空气温度需要考虑这两者之间联系的量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过设置在与空调控制器相关的某一部件上的内置温度检测单元来获取整车车身温度，并利用热力学模型得到虚拟车内温度，进而通过该虚拟车内温度完成后续的车内温度自动控制功能，实现了不需要车内温度传感器的车内温度自动控制，节省了车内温度传感器及其附带线束成本，同时保证了车内温度控制的稳定性与准确性。

附图说明

图1为实施例一的参数修正流程图；

图2和图3为虚拟车内温度的具体计算流程图；

图4为本发明的外温补偿计算曲线图；

图5为本发明的阳光补偿计算曲线图；

图6为本发明的出风温度补偿计算曲线图；

图7为本发明的风速补偿计算曲线图；

图8为实施例二的整体结构框图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的阐述。

实施例一：基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法，A、获取整车车身温度；B、通过获取的整车车身温度，计算并输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度；C、根据虚拟车内温度，控制出风。

步骤B之前还包括参数修正步骤，当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差大于容忍误差范围时，则调整相应的参数并输出虚拟车内温度；当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差小于容忍误差范围时，不需要进行参数调整即可输出虚拟车内温度，如图1所示，参数修正流程如下：获取整车车身温度，判断输出的整车车身温度与实际车内空气温度是否大于容忍误差范围，若大于容忍误差范围，则根据误差进行参数计算，最后计算输出与实际车内空气温度相符的虚拟车内温度，此处的参数计算可以只考虑整车车身温度与实际车内空气温度的计算，需要说明的是，容忍误差范围可根据实际需要进行相应的调整，并无一定的限制，且在该参数修正流程中，参数计算会在输出的整车车身温度与实际车内空气温度的误差达到容忍误差范围内时结束，否则就会继续进行参数调整。

为了提高车内温度控制的精准性，本实施例中的参数计算还包括了以下参数量：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压，虚拟车内温度的计算需要考虑所有会对车内空气温度造成影响的能量输入，通过车上安装的外界温度传感器、阳光传感器、发动机水温传感器以及蒸发器温度传感器等来感知外界能量输入，同时结合混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压这些造成影响的能量输入来计算出它们对车内空气温度的影响，从而得到虚拟车内温度。

各个外界能量输入对车内空气温度的影响是通过环境模拟实验及道路实验确定的，在完成参数修正后，再次进行同样的参数修正情况时，即可通过获得到整车车身温度计算并输出虚拟车内温度，可作为反馈用于控制出风模式、目标出风温度以及目标风，实现自动调整车内温度。

如图2和图3所示，为虚拟车内温度的具体计算流程，首先判断外温传感器输入是否有效，若有效，则计算外温补偿，若无效，则使用默认外温补偿；接着判断阳光传感器输入是否有效，若有效，则计算阳光补偿，若无效，则使用默认阳光补偿；同理，判断发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置反馈是否有效，若有效，则计算出风温度，进而计算出风温度补偿，若无效，则使用默认出风温度补偿；与上同理，判断内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压反馈是否有效，并计算鼓风机出风量与风速补偿，最后判断整车车身温度是否输入有效，若有效，则得出，输出的虚拟车内温度＝整车车身温度＋外温补偿＋阳光补偿＋出风温度补偿＋风速补偿。

值得注意的是，上述提到的判断输入或是判断反馈是否有效，取决于相对应部件的传感器，如外温传感器，此处外温传感器的输入值即为参数量中提到的外界环境温度，如果外温传感器是直接由控制器进行检测的，则通过检测电压来判断外温传感器是否开路或短路，从而确定外温传感器是否正常，若不正常，则使用默认外温补偿；如果外温传感器输入信号是通过总线过来的，则通过总线故障标志位来判断外温传感器是否正常，若不正常，则使用默认外温补偿，此处的默认外温补偿为预先测定得到的一个平均值，使用默认外温补偿的作用在于若是外温传感器出现工作不正常现象时，不至于导致车内温度计算模块无法计算此时车内温度。此处只是对外温传感器的输入判断以及使用默认外温补偿进行解释，上述提到的阳光传感器、发动机水温、蒸发器温度等判别均遵循此原理。

如附图4~7所示，为本实施例在参数修正实验过程中所获取到的外温补偿计算曲线图、阳光补偿计算曲线图、出风温度补偿计算曲线图以及风速补偿计算曲线图，经实验验证，该控制方法能够准确计算出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度，由于考虑了多个影响车内温度变化的量，因此，本发明比传统的车内温度传感器更加精准与稳定。

本实施例利用热力学模型，将所有被检测的外界能量输入的影响都确定为数值化的热流量等级，将热流量等级对时间进行积分后得到热量等级，再通过热量等级结合外温补偿计算曲线图、阳光补偿计算曲线图、出风温度补偿计算曲线图以及风速补偿计算曲线图就可得到虚拟车内温度。

实施例二：一种基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，如图8所示，包括空调控制器和与空调控制器连接的内置温度检测单元，需要说明的是，本实施例中的内置温度检测单元不同于传统的车内温度传感器，它可以是任何形式的可以实现温度检测功能的器件，如红外温度传感器、热电偶或热敏电阻等，本实施例中的内置温度检测单元为热敏电阻，其安装在空调控制器面板上并远离发热元件的区域，如此可避免空调控制器面板板上发热元件对温度检测造成的影响，当然，本实施例中的内置温度检测单元也可安装在空调控制器黑盒子上或者是通过线束等方式连接到空调控制器的独立部件等多种方式。

空调控制器的控制策略内包含有车内温度计算模块、车内温度控制模块以及出风模块，内置温度检测单元将获取到的整车车身温度发送给车内温度计算模块，车内温度计算模块计算虚拟车内温度发送给车内温度控制模块，车内温度控制模块控制出风模块出风。

其中，出风模块包括出风模式控制端、出风温度控制端以及鼓风机控制端，出风模式控制端控制出风模式，出风温度控制端控制目标出风温度，鼓风机控制端控制目标风速，出风模块还包括有控制内外循环的内外循环端，实现自动调整车内温度。

车内温度计算模块包括温度修正端和参数接口端，温度修正端修正和输出虚拟车内温度，参数接口端用于调整温度修正端修正过程中的各个参数修正，使得温度修正端输出的虚拟车内温度与实际检测到的车内空气温度相同，并将输出的虚拟车内温度反馈用于控制出风模式、目标出风温度、目标风速以及内外循环。

本实施例在不使用车内温度传感器的条件下，车内空气温度无法通过车内温度传感器的测量直接得到，而车内空气温度作为车内温度控制模块的反馈，是整个车内温度自动控制的关键，因而本实施例是通过热力学模型虚拟出车内温度，进而通过该虚拟车内温度实现后续的车内温度自动控制功能。

参数修正包括以下参数量：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压，虚拟车内温度的计算需要考虑所有会对车内空气温度造成影响的能量输入，通过车上安装的外界温度传感器、阳光传感器、发动机水温传感器以及蒸发器温度传感器等来感知外界能量输入，同时结合混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压这些造成影响的能量输入来计算出它们对车内空气温度的影响，从而得到虚拟车内温度。

各个外界能量输入对车内空气温度的影响是通过环境模拟实验及道路实验确定的，在完成参数修正后，再次进行同样的参数修正情况时，即可通过获得到整车车身温度计算并输出虚拟车内温度，可作为反馈用于控制出风模式、目标出风温度、目标风以及内外循环，实现自动调整车内温度。

如图2和图3所示，为虚拟车内温度的具体计算流程，车内温度计算模块开始工作，判断外温传感器输入是否有效，若有效，则计算外温补偿，若无效，则使用默认外温补偿；接着判断阳光传感器输入是否有效，若有效，则计算阳光补偿，若无效，则使用默认阳光补偿；同理，判断发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置反馈是否有效，若有效，则计算出风温度，进而计算出风温度补偿，若无效，则使用默认出风温度补偿；与上同理，判断内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压反馈是否有效，并计算鼓风机出风量与风速补偿，最后判断温度传感器是否输入有效，若有效，则得出，输出的虚拟车内温度＝整车车身温度＋外温补偿＋阳光补偿＋出风温度补偿＋风速补偿。

值得注意的是，上述提到的判断输入或是判断反馈是否有效，取决于相对应部件的传感器，如外温传感器，此处外温传感器的输入值即为参数量中提到的外界环境温度，如果外温传感器是直接由控制器进行检测的，则通过检测电压来判断外温传感器是否开路或短路，从而确定外温传感器是否正常，若不正常，则使用默认外温补偿；如果外温传感器输入信号是通过总线过来的，则通过总线故障标志位来判断外温传感器是否正常，若不正常，则使用默认外温补偿，此处的默认外温补偿为预先测定得到的一个平均值，使用默认外温补偿的作用在于若是外温传感器出现工作不正常现象时，不至于导致车内温度计算模块无法计算此时车内温度。此处只是对外温传感器的输入判断以及使用默认外温补偿进行解释，上述提到的阳光传感器、发动机水温、蒸发器水温等判别均遵循此原理。

如附图4~7所示，为本实施例在参数修正实验过程中所获取到的外温补偿计算曲线图、阳光补偿计算曲线图、出风温度补偿计算曲线图以及风速补偿计算曲线图，经实验验证，该控制方法能够准确计算出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度，由于考虑了多个影响车内温度变化的量，因此，本发明比传统的车内温度传感器更加精准与稳定。

本实施例利用热力学模型，将所有被检测的外界能量输入的影响都确定为数值化的热流量等级，将热流量等级对时间进行积分后得到热量等级，再通过热量等级结合外温补偿计算曲线图、阳光补偿计算曲线图、出风温度补偿计算曲线图以及风速补偿计算曲线图就可得到虚拟车内温度。

把虚拟车内温度作为反馈供车内温度控制模块使用后，能够实现所有车载空调的自动控制功能，保证了车厢内环境的舒适性及车内空气温度控制的快速性、稳定性和准确性，节省了传统车内温度传感器及其附带管路、风扇、电机以及线束等成本，同时不需要外置任何传感器探头来检测车厢内空气的温度，保证了空调控制器对外观的美观要求。

以上所述为本发明较佳的实现方式，在不脱离本发明构思情况下，进行任何显而易见的变形和替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、获取整车车身温度；B、通过获取的整车车身温度，计算并输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度；C、根据虚拟车内温度，控制出风；所述步骤B之前还包括参数修正步骤，当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差大于容忍误差时，则调整相应的参数并输出虚拟车内温度；当获得的整车车身温度与实际检测到的车内空气温度存在的误差小于容忍误差时，不需要进行参数调整即可输出虚拟车内温度；所述容忍误差为1.5℃。

2.根据权利要求1所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法，其特征在于：所述参数修正步骤中的参数包括：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压。

3.根据权利要求1所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制方法，其特征在于：所述步骤C具体包括：

C1、控制出风模式；

C2、控制目标出风温度；

C3、控制目标风速。

4.基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，其特征在于：包括空调控制器和与空调控制器连接的内置温度检测单元；所述空调控制器包含有车内温度计算模块、车内温度控制模块以及出风模块，所述内置温度检测单元将获取到的整车车身温度发送给车内温度计算模块，车内温度计算模块计算虚拟车内温度发送给车内温度控制模块，车内温度控制模块控制出风模块出风。

5.根据权利要求4所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，其特征在于：所述出风模块包括控制出风模式的出风模式控制端、控制目标出风温度的出风温度控制端以及控制目标风的鼓风机控制端。

6.根据权利要求5所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，其特征在于：所述出风模块还包括控制内外循环的内外循环控制端。

7.根据权利要求4所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，其特征在于：所述车内温度计算模块包括温度修正端和参数接口端，所述温度修正端修正和输出与实际车内空气温度相等的虚拟车内温度，所述参数接口端用于调整温度修正端修正过程中的各个参数。

8.根据权利要求7所述的基于内置温度检测单元的汽车自动空调控制器，其特征在于：所述修正过程中的参数包括：外界环境温度、阳光强度、发动机水温、蒸发器温度、混合风门位置、内外循环风门位置、模式风门位置以及鼓风机电压。

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