CN108394247A - 一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载空调控制器技术领域，尤其涉及一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置，包括以下步骤：获取车内温度的热量等级；通过所述热量等级计算得到车内温度。本发明的发明目的在于提供一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置，采用本发明提供的技术方案现有车载空调控制器采用温度传感器造成成本偏高以及影响外观的技术问题。

Description

一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置

技术领域

本发明涉及车载空调控制器技术领域，尤其涉及一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置。

背景技术

车载自动空调控制器主要是通过控制混合风门实现温度控制，以及控制鼓风机电压实现风量控制。车载自动空调控制器根据环境温度、车内温度和阳光强度等信号，自动开启加热、制冷装置，使汽车车厢内的温度、风量维持在舒适水平，调节出对人体感觉较舒适的车内气候环境。

其中车内温度传感器是车内温度的检测单元。汽车自动空调控制器对于风量及制冷制热的控制，都需要依赖车内温度传感器作为一个反馈环节。所以车内温度传感器是当前汽车自动空调系统的一个重要单元。

目前大部分自动空调车辆均使用吸入式车内温度传感器，它是利用空调系统箱的负压或者通风风扇吸入车厢内的空气，被吸入的空气沿管道流经布置在管道内的温度传感器，从而测量车厢内空气的温度。利用空调箱负压的吸入式车内温度传感器方案需要吸风管道和温度传感器等部件；而利用通风风扇的吸入式车内温度传感器方案则需要通风电机、通风风扇、温度传感器等部件。以上提到的这些部件都会造成较高的成本。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种车载空调温度检测方法以及空调控制装置，采用本发明提供的技术方案现有车载空调控制器采用温度传感器造成成本偏高以及影响外观的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种车载空调温度检测方法，包括以下步骤：

1)、获取车内温度的热量等级；

2)、通过所述热量等级计算得到车内温度。

优选的，在步骤1中获取车内温度的热量等级，所述热量等级通过阳光热流量等级、外界空气热流量等级、漏风热流量等级、车身热流量等级和出风热流量等级对时间进行积分后获得。

优选的，在步骤2中通过热量等级计算得到车内温度，所述热量等级通过热量等级与温度的转换表换算获得所述车内温度。

优选的，所述阳光热流量等级，根据阳光强度和外界环境温度通过阳光热流量等级标定表换算获取；所述外界空气热流量等级，根据外界环境温度通过外界空气热流量等级标定表换算获取；所述漏风热流量等级，根据车速和外界环境温度通过漏风热流量等级标定表换算获取；所述车身热流量等级，根据内置温度检测单元温度和外界环境温度通过车身热流量等级标定表换算获取；所述出风热流量等级，根据出风温度、鼓风机电压和出风模式风口位置通过出风热流量等级标定表换算获取。

优选的，所述阳光热流量等级标定表、所述外界空气热流量等级标定表、所述漏风热流量等级标定表、所述车身热流量等级标定表和所述出风热流量等级标定表均通过环境模拟实验及道路实验确定。

优选的，所述阳光强度、外界环境温度、车速、内置温度检测单元温度、出风温度和鼓风机电压均为传感器或者车载检测装置得到的检测值。

优选的，所述环境模拟实验及道路实验的实验工况覆盖正常行车时会遇到的阳光强度、车速、外界环境温度点、不同外界环境温度点下的冷启动及热启动、以及不同鼓风机电压及不同出风模式下Hi～Lo之间的工况。

优选的，所述外界环境温度点为-35℃～40℃之间。

本发明另一方面还提供一种基于上述任一项所述车载空调温度检测方法的空调控制装置，包括空调控制主板、空调机械壳体、红外温度传感器、发动机水温传感器、外界温度传感器、阳光传感器、蒸发器温度传感器以及用于检测车速和鼓风机电压的检测元件；所述阳光传感器，用于获取阳光强度检测值；所述外界温度传感器，用于获取外界环境温度检测值；所述红外温度传感器正对于所述空调机械壳体，用于获取内置温度检测单元温度检测值。

由上可知，应用本发明可以得到以下有益效果：本发明通过识别机械壳体温度，用热力学模型计算出了车内温度，在用推导出的车内温度的基础上实现了现有车载空调所有的自动控制功能，保证了车厢环境的舒适性及车内温度控制的快速性、稳定性、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、线束等成本，同时该方案不需要外置任何传感器探头用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。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例车载空调温度检测结构连接框图；

图2为本发明实施例车载空调温度检测方法算法框架图；

图3为本发明实施例阳光热流量等级标定表；

图4为本发明实施例外界空气热流量等级标定表；

图5为本发明实施例漏风热流量等级标定表；

图6为本发明实施例车身热流量等级标定表；

图7为本发明实施例出风热流量等级标定表；

图8为本发明实施例量等级与温度的转换表；

图9为本发明实施例车载空调控制装置功能模块图；

图10为本发明实施例车载空调控制装置控制算法框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决上述技术问题，本实施例提供一种基于红外温度感应器的车载空调温度检测方法以及空调控制装置。在说明本发明实施例之前，先介绍现有现有自动空调车辆对车内温度的检测方式，以帮助理解本发明实施例中的相关方案。

在现有技术中，自动空调均使用吸入式车内温度传感器对车内温度实现检测，而利用吸入式车内温度传感器方案需要吸风管道、温度传感器、通风电机、通风风扇、温度传感器等部件，造成较高的生产成本。

请参见图1，与使用车内温度传感器的车载自动空调控制器相比，本发明实施例提供的技术方案取消了车内温度传感器，采用红外温度传感器安装在空调控制器内部的主PCB板上，识别空调机械壳体温度。

由于取消车内温度传感器之后，车内温度的感知是一个难点。因而本发明实施例将重点阐述如何在不使用车内温度传感器的条件下通过热力学模型推导出车内温度，进而完成车内温度的自动控制。

为了实现车内温度的检测，本实施例一方面提供一种车载空调温度检测方法，包括以下步骤：

1)、获取车内温度的热量等级；

2)、通过热量等级计算得到车内温度。

在不使用车内温度传感器条件下，车内温度无法通过传感器的测量值直接得到。而车内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。因而发明实施例是通过热力学模型计算出车内温度，进而通过该计算的车内温度实现后续的车内温度自动控制功能。

车内温度的计算需要考虑所有会对车内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、蒸发器温度传感器、发动机水温传感器等来感知外界能量输入。在得到外界能量输入之后再计算出其对车内温度的影响，从而得到车内温度。

请参见图2，为了实现通过热力学模型计算出车内温度的效果，具体的，在步骤1中获取车内温度的热量等级，热量等级通过阳光热流量等级、外界空气热流量等级、漏风热流量等级、车身热流量等级和出风热流量等级对时间进行积分后获得。在步骤2中通过热量等级计算得到车内温度，热量等级通过热量等级与温度的转换表换算获得车内温度。

由于各个外界能量输入对车内环境的影响是通过环境模拟实验及道路实验确定的。本实施例通过传感器或者其他测量方式得到的检测值被热流量等级标定表转换成热流量等级的形式，进而再通过热流量等级与温度之间的转换关系得到车内温度。

下面是热流量等级转换表详细说明，下述热流量等级转换表均通过环境模拟实验及道路实验的实验工况来确定。其中附图中各单词表示为：Sun Intensity：阳光强度；Outside Air Temperature：外界环境温度；Vehicle Speed：车速；Inner TemperatureSensor Temperature：内置温度检测单元温度；Mixing Air Flap Position：混合风门位置；Blower Voltage：鼓风机电压；Air Distribution Flap Position：出风模式风门位置；Evaporator Temperature：蒸发器温度；Engine Coolant Water Temperature：发动机冷却水温度；Sun Heat Flux Level：阳光热流量等级；Outside Air Heat Flux Level：外界空气热流量等级；Air Leaking Heat Flux Level：漏风热流量等级；Vehicle Body HeatFlux Level：车体热流量等级；Blowout Temperature：出风温度；Blowout Air Heat FluxLevel：出风热流量等级；In-Car Temperature：车内温度。

请参见图3，阳光热流量等级，根据阳光强度和外界环境温度通过阳光热流量等级标定表换算获取，标定实验工况应覆盖正常行车时会遇到的阳光强度及外界环境温度点。例如，阳光强度为300w/m²，外界环境温度在-15℃时，阳光热流量等级均为3；外界环境温度在-5℃时，阳光热流量等级均为4；外界环境温度在0℃-20℃时，阳光热流量等级均为5。

请参见图4，外界空气热流量等级，根据外界环境温度通过外界空气热流量等级标定表换算获取，标定实验工况应覆盖正常行车时会遇到的外界环境温度点。例如，外界环境温度在-20℃时，外界空气热流量等级均为-20；外界环境温度在0℃时，外界空气热流量等级均为0；外界环境温度在20℃时，外界空气热流量等级均为25。

请参见图5，漏风热流量等级，根据车速和外界环境温度通过漏风热流量等级标定表换算获取，标定实验工况应覆盖正常行车时会遇到的车速及外界环境温度点。例如，车速为0km/h，外界环境温度在-15℃时，漏风热流量等级均为4；车速为40km/h，外界环境温度在-15℃时，漏风热流量等级均为3；车速为60km/h，外界环境温度在-15℃时，漏风热流量等级均为1；其余情况漏风热流量等级为0。

请参见图6，车身热流量等级，根据内置温度检测单元温度和外界环境温度通过车身热流量等级标定表换算获取，标定实验工况应覆盖不同外界环境温度点下的冷启动及热启动。例如，内置温度检测单元温度为0℃，外界环境温度在-10℃时，车身热流量等级均为19；内置温度检测单元温度为10℃，外界环境温度在0℃时，车身热流量等级均为22；内置温度检测单元温度为30℃，外界环境温度在20℃时，车身热流量等级均为22。

请参见图7，出风热流量等级，根据出风温度、鼓风机电压和出风模式风口位置通过出风热流量等级标定表换算获取，标定实验应覆盖不同鼓风机电压及不同出风模式下Hi～Lo之间的工况。出风热流量等级的换算则存在三个参数，分别是出风模式风门位置为20、40和60时，根据不同出风温度和鼓风机电压获取出风热流量等级。例如，出风模式风门位置为20，出风温度为35℃，鼓风机电压为6V时，出风热流量等级为21；出风模式风门位置为40，出风温度为35℃，鼓风机电压为6V时，出风热流量等级为23；出风模式风门位置为60，出风温度为35℃，鼓风机电压为6V时，出风热流量等级为25.31532。

请参见图8，车内温度，热量等级通过阳光热流量等级、外界空气热流量等级、漏风热流量等级、车身热流量等级和出风热流量等级对时间进行积分后获得，再通过热量等级与温度的转换表换算获得车内温度。例如，热量等级为0时，车内温度为0℃；热量等级为10时，车内温度为13℃；热量等级为20时，车内温度为24℃。

在上述热流量等级获取过程中，阳光强度、外界环境温度、车速、内置温度检测单元温度、出风温度和鼓风机电压均为传感器或者车载检测装置得到的检测值。

通过上述各个热流量等级标定表，所有可被检测的外界能量输入的影响都被确定为了数值化的热流量等级，再将热流量等级对时间进行积分后得到热量等级，热量等级再通过热量等级与温度的转换表就可得到车内温度。其中，标定实验工况应覆盖-35℃～40℃之间外界环境温度点。

车内温度计算完毕后，把计算后的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。

根据以上车载空调温度检测方法，本实施例另一方面还提供一种空调控制装置，包括空调控制主板、空调机械壳体、红外温度传感器、发动机水温传感器、外界温度传感器、阳光传感器、蒸发器温度传感器以及用于检测车速和鼓风机电压的检测元件。其中，阳光传感器，用于获取阳光强度检测值；外界温度传感器，用于获取外界环境温度检测值；红外温度传感器正对于空调机械壳体，用于获取内置温度检测单元温度检测值。

请参见图9-10，在对车内温度完成检测后，根据检测到的车内温度，车载自动空调控制器具有以下自动控制功能：车内温度自动控制、鼓风机风量自动控制、出风模式自动控制、内外循环自动控制等，根据以上功能要求，汽车自动空调控制器一般分为以下功能模块：模拟车内温度计算模块、模拟车内温度控制模块、出风温度控制模块、出风模式控制模块、鼓风机风量控制模块、内外循环控制模块、压缩机控制模块以及热源管理模块。

本实施例提出的基于内置红外温度传感器的车载空调温度检测方法以及空调控制装置，通过基于识别机械壳体温度，用热力学模型计算出了车内温度，在不使用车内温度传感器的条件下用推导出的车内温度实现了现有车载空调所有的自动控制功能。

保证了车厢环境的舒适性及车内温度控制的快速性、稳定性、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、线束等成本；同时该方案不需要外置任何传感器探头用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。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车载空调温度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、获取车内温度的热量等级；

2)、通过所述热量等级计算得到车内温度。

2.根据权利要求1所述的车载空调温度检测方法，在步骤1中获取车内温度的热量等级，其特征在于：所述热量等级通过阳光热流量等级、外界空气热流量等级、漏风热流量等级、车身热流量等级和出风热流量等级对时间进行积分后获得。

3.根据权利要求2所述的车载空调温度检测方法，在步骤2中通过热量等级计算得到车内温度，其特征在于：所述热量等级通过热量等级与温度的转换表换算获得所述车内温度。

4.根据权利要求3所述的车载空调温度检测方法，其特征在于：

所述阳光热流量等级，根据阳光强度和外界环境温度通过阳光热流量等级标定表换算获取；

所述外界空气热流量等级，根据外界环境温度通过外界空气热流量等级标定表换算获取；

所述漏风热流量等级，根据车速和外界环境温度通过漏风热流量等级标定表换算获取；

所述车身热流量等级，根据内置温度检测单元温度和外界环境温度通过车身热流量等级标定表换算获取；

所述出风热流量等级，根据出风温度、鼓风机电压和出风模式风口位置通过出风热流量等级标定表换算获取。

5.根据权利要求4所述的车载空调温度检测方法，其特征在于：所述阳光热流量等级标定表、所述外界空气热流量等级标定表、所述漏风热流量等级标定表、所述车身热流量等级标定表和所述出风热流量等级标定表均通过环境模拟实验及道路实验确定。

6.根据权利要求4所述的车载空调温度检测方法，其特征在于：所述阳光强度、外界环境温度、车速、内置温度检测单元温度、出风温度和鼓风机电压均为传感器或者车载检测装置得到的检测值。

7.根据权利要求5所述的车载空调温度检测方法，其特征在于：所述环境模拟实验及道路实验的实验工况覆盖正常行车时会遇到的阳光强度、车速、外界环境温度点、不同外界环境温度点下的冷启动及热启动、以及不同鼓风机电压及不同出风模式下Hi～Lo之间的工况。

8.根据权利要求7所述的车载空调温度检测方法，其特征在于：所述外界环境温度点为-35℃～40℃之间。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述车载空调温度检测方法的空调控制装置，其特征在于：包括空调控制主板、空调机械壳体、红外温度传感器、发动机水温传感器、外界温度传感器、阳光传感器、蒸发器温度传感器以及用于检测车速和鼓风机电压的检测元件；

所述阳光传感器，用于获取阳光强度检测值；

所述外界温度传感器，用于获取外界环境温度检测值；

所述红外温度传感器正对于所述空调机械壳体，用于获取内置温度检测单元温度检测值。