CN112549900A - 车内空调装置的控制方法、控制装置、处理器和空调系统 - Google Patents

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CN112549900A CN202011376770.8A CN202011376770A CN112549900A CN 112549900 A CN112549900 A CN 112549900A CN 202011376770 A CN202011376770 A CN 202011376770A CN 112549900 A CN112549900 A CN 112549900A
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孙磊
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本申请提供了一种车内空调装置的控制方法、控制装置、处理器和空调系统。该方法包括:根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式;调整空调装置中的预定设备的工作参数;减小对直流电机施加的电压的占空比,直流电机用于控制压缩机运转。该方法中,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。

Description

车内空调装置的控制方法、控制装置、处理器和空调系统
技术领域
本申请涉及空调控制领域,具体而言,涉及一种车内空调装置的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和空调系统。
背景技术
热泵空调装置在民用空调装置中己被广泛使用,应满足制热、制冷、除霜、除雾等功能需求,主要通过四通阀和阀组转换制冷剂的流向,改变室外换热器/室内换热器作为蒸发器/冷凝器,实现制热/制冷。
在电动汽车中,空调装置主要能量来源是车载电池,在冬季汽车正常行驶过程中,纯电动汽车空调装置功率是整车功率的约30%,热泵空调在制热时,可从外界吸收能量供给乘员舱,目前主要采用PTC进行乘员舱加热。然而,PTC耗能较大,由于PTC加热效率小于1,使电动汽车的行驶里程会下降过多,降低系统功率、提高汽车行驶里程和提高乘员舱舒适度体验成为电动汽车空调装置领域的重要研究方向。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种车内空调装置的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和空调系统,以解决现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种车内空调装置的控制方法,包括:根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式,所述运行模式为制冷模式或制热模式;根据所述换热量以及对应的所述运行模式,调整所述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小所述乘员舱内的所述当前温度与所述预设温度的差值,所述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;减小对直流电机施加的电压的占空比,所述直流电机用于控制所述压缩机运转。
可选地,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式之前,所述方法还包括:确定所述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。
可选地,确定所述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内,包括:获取所述乘员舱内的所述当前温度;根据所述当前温度,确定所述空调装置的所述蒸发温度和所述冷凝温度是否分别处于对应的正常工作范围内;在所述当前温度处于预定范围内的情况下,确定所述空调装置的所述蒸发温度和所述冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。
可选地,在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,所述方法还包括:确定所述预定设备的电机的最佳占空比,所述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,所述约束条件为所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷的占空比,或者所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷;控制所述预定设备的电机以所述最佳占空比运行。
可选地,确定所述预定设备的电机的最佳占空比,包括:确定优化目标函数P=Pmin=f(x),其中,P为所述空调装置的总功率,x=[f1,f2,f3],f1为所述压缩机的电机的占空比,f2为所述车内换热器的电机的占空比,f3为所述车外换热器的电机的占空比;确定所述约束条件;确定第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围,其中,所述第一占空比范围为所述压缩机的电机的占空比范围,所述第二占空比范围为所述车内换热器的电机的占空比范围,所述第三占空比范围为所述车外换热器的电机的占空比范围;根据所述约束条件、所述第一占空比范围、所述第二占空比范围和所述第三占空比范围,计算所述目标函数的最优解,所述最优解为所述最佳占空比,所述最佳占空比包括所述压缩机的电机对应的第一最佳占空比、所述车内换热器的电机对应的第二最佳占空比以及所述车外换热器的电机对应的第三最佳占空比。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种车内空调装置的控制装置,包括:计算单元,用于根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式,所述运行模式为制冷模式或制热模式;第一控制单元,用于根据所述换热量以及对应的所述运行模式,调整所述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小所述乘员舱内的当前温度与所述预设温度的差值,所述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;第二控制单元,用于减小对直流电机施加的电压的占空比,所述直流电机用于控制所述压缩机运转。
可选地,所述控制装置还包括:第二确定单元,用于在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,确定所述预定设备的电机的最佳占空比,所述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,所述约束条件为所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷的占空比,或者所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷;第三控制单元,用于控制所述预定设备的电机以所述最佳占空比运行。
根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的再一方面,还提供了一种处理器,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行任意一种所述的方法。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种空调系统,包括:空调装置、一个或多个处理器,存储器以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。
在本发明实施例中,首先,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式,其中,运行模式为制冷模式或者制热模式,之后,根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值,其中,预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器的至少一个,最后,减小对直流电机施加的电压的占空比,其中,直流电机用于控制压缩机运转。该方法中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方法可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本申请的实施例的一种车内空调装置的控制方法的流程示意图;
图2示出了热泵空调装置的结构图;
图3示出了根据本申请的实施例的一种车内空调装置的控制装置的结构示意图;
图4示出了根据本申请的实施例的另一种车内空调装置的控制方法的流程示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、压缩机;20、车内换热器;30、车外换热器;40、膨胀阀;50、电加热;60、管路;70、四通阀;80、气液分离器;90、风扇。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
正如背景技术中所说的,现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度,为了解决上述问题,本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种车内空调装置的控制方法、控制装置、计算机可读存储介质、处理器和空调系统。
根据本申请的实施例,提供了一种车内空调装置的控制方法。
图1是根据本申请实施例的车内空调装置的控制方法的流程图。如图1所示,该方法包括以下步骤:
步骤S101,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式,上述运行模式为制冷模式或制热模式;
步骤S102,根据上述换热量以及对应的上述运行模式,调整上述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小上述乘员舱内的上述当前温度与上述预设温度的差值,上述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
步骤S103,减小对直流电机施加的电压的占空比,上述直流电机用于控制上述压缩机运转,具体的应用中,可以将直流电机施加的电压的占空比减少到50%,再控制压缩机运转,当然占空比还可以减小到其他数值,此处就不再举例赘述了。
上述的方法中,首先,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式,其中,运行模式为制冷模式或者制热模式,之后,根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值,其中,预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器的至少一个,最后,减小对直流电机施加的电压的占空比,其中,直流电机用于控制压缩机运转。该方法中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方法可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在实际应用中,如图2所示,车内空调装置的预定设备包括压缩机10、车内换热器20、车外换热器30、膨胀阀40、电加热50、管路60、四通阀70和气液分离器80,还包括风扇90,该风扇为车内换热器风扇或者车外换热器风扇,在空调装置的运行模式为制冷模式时,空调装置的工作循环过程为:通过压缩机10压缩,低温低压的过热制冷剂转变为高温高压的过热气态,并通过四通阀70端口进入车外换热器30,此时车外换热器30作为冷凝器,高温高压的气态制冷剂,向外界环境散热等压降温后,成为中温高压过冷液态制冷剂流出,在电子膨胀阀40中经历节流降压过程后,变为饱和液体或者干度很小的低温低压饱和气体,进入车内换热器20,此时车内换热器20作为蒸发器,从进入车内的空气吸收热量,变为低温低压的过热气态流出,通过四通阀70流出,经过气液分离器80干燥后,进入压缩机10,完成一个循环;在空调装置的运行模式为制热模式时,空调装置的工作循环过程为:通过压缩机10压缩,低温低压的过热制冷剂转变为高温高压的过热气态,并通过四通阀70端口进入车内换热器20,此时车内换热器20作为冷凝器,高温高压的气态制冷剂,向进入车内环境的空气散热,等压降温后成为中温高压过冷液态制冷剂流出,进入电子膨胀阀40,在电子膨胀阀40中经历节流降压过程后,变为饱和液体或者干度很小的低温低压饱和气体,进入车外换热器30;此时车外换热器30作为蒸发器,从外界吸收热量,变为低温低压的过热气态流出,通过四通阀70端口流出,经过气液分离器80干燥后,进入压缩机10,完成一个循环。
在现实情况中,在环境温度为18℃~25摄氏度,且相对湿度在40%~70%的环境下,人体的舒适度最优;在环境温度升至26℃~30℃,相对湿度低于60%的环境下,人体会有热的感觉;在环境温度为30℃以上,相对湿度为70%以上的环境下,人体会有闷热的感觉;通常认为22℃~23℃是中低纬度平原地区人体最佳舒适度范围,本申请中的预设温度可以为25℃。
一种具体的实施例中,根据车内的乘员舱的当前温度与预设温度,还可以计算乘员舱内热负荷或冷负荷、乘员舱当前温度与预设温度的差值、乘员舱内的温度的变化率。
本申请的一种实施例中,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式之前,上述方法还包括:确定上述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。这样后续可以更准确地计算乘员舱所需要的换热量,也可以更准确地确定空调的运行模式。
本申请的又一种实施例中,确定上述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内,包括:获取上述乘员舱内的上述当前温度;根据上述当前温度,确定上述空调装置的上述蒸发温度和上述冷凝温度是否分别处于对应的正常工作范围内;在上述当前温度处于预定范围内的情况下,确定上述空调装置的上述蒸发温度和上述冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。该实施例中,可以通过传感器来获取乘员舱内的当前温度,可以得到准确的当前温度,根据当前温度可以准确地确定蒸发温度是否处于正常工作范围内,根据当前温度也可以准确地确定冷凝温度是否处于正常工作范围内。
电动汽车受限于电池能量密度,为了保证电动汽车有正常的续驶里程,会对系统功率供给有一定的限制,在满足乘员舱舒适度的同时,为了进一步保证空调装置可以高效且节能地运行,本申请的再一种实施例中,在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,上述方法还包括:确定上述预定设备的电机的最佳占空比,上述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,上述约束条件为上述空调装置的制热量大于或者等于上述乘员舱的冷负荷的占空比,或者上述空调装置的制热量大于或者等于上述乘员舱的冷负荷;控制上述预定设备的电机以上述最佳占空比运行。
本申请的另一种实施例中,确定上述预定设备的电机的最佳占空比,包括:确定优化目标函数P=Pmin=f(x),其中,P为上述空调装置的总功率,x=[f1,f2,f3],f1为上述压缩机的电机的占空比,f2为上述车内换热器的电机的占空比,f3为上述车外换热器的电机的占空比;确定上述约束条件;确定第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围,其中,上述第一占空比范围为上述压缩机的电机的占空比范围,上述第二占空比范围为上述车内换热器的电机的占空比范围,上述第三占空比范围为上述车外换热器的电机的占空比范围;根据上述约束条件、上述第一占空比范围、上述第二占空比范围和上述第三占空比范围,计算上述目标函数的最优解,上述最优解为上述最佳占空比,上述最佳占空比包括上述压缩机的电机对应的第一最佳占空比、上述车内换热器的电机对应的第二最佳占空比以及上述车外换热器的电机对应的第三最佳占空比。该实施例中,在空调装置的功率减小时,空调装置的制热/冷量在大多数工况时均会减小,因此,确定约束条件可进一步保证系统功率最小的同时,确定乘员舱的温度是否为舒适的温度,该实施例中可以更准确地确定空调装置的预定设备的电机的最佳占空比,后续根据准确的最佳占空比更高效地控制电机运行,进而进一步保证空调装置的运行功率较小。
一种具体的实施例中,约束条件为g(x)=Q-Qn≥0,其中,Q是空调装置制热/冷量,Qn是乘员舱热/冷负荷,可以将第一占空比范围设置为[0.15,1],将第二占空比范围设置为[0.2,0.8],将第三占空比范围设置为[0.35,0.8],根据约束条件、第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围来计算目标函数的最优解,在运行模式为制热模式时,空调装置迭代至700步时基本不再变化,此时得到目标函数的最优解为0.76、0.64和0.431,在运行模式为制冷模式时,空调装置迭代至470步时基本不再变化,此时得到目标函数的最优解为0.71、0.35和0.37。
本申请实施例还提供了一种车内空调装置的控制装置,需要说明的是,本申请实施例的车内空调装置的控制装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于车内空调装置的控制方法。以下对本申请实施例提供的车内空调装置的控制装置进行介绍。
图3是根据本申请实施例的车内空调装置的控制装置的示意图。如图3所示,该装置包括:
计算单元100,用于根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式,上述运行模式为制冷模式或制热模式;
第一控制单元200,用于根据上述换热量以及对应的上述运行模式,调整上述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小上述乘员舱内的当前温度与上述预设温度的差值,上述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
第二控制单元300,用于减小对直流电机施加的电压的占空比,上述直流电机用于控制上述压缩机运转。
上述的装置中,计算单元根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式,其中,运行模式为制冷模式或者制热模式,第一控制单元根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值,其中,预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器的至少一个,第二控制单元减小对直流电机施加的电压的占空比,其中,直流电机用于控制压缩机运转。该装置中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该装置中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该装置可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
在实际应用中,如图2所示,车内空调装置的预定设备包括压缩机10、车内换热器20、车外换热器30、膨胀阀40、电加热50、管路60、四通阀70和气液分离器80,还包括风扇90,该风扇为车内换热器风扇或者车外换热器风扇,在空调装置的运行模式为制冷模式时,空调装置的工作循环过程为:通过压缩机10压缩,低温低压的过热制冷剂转变为高温高压的过热气态,并通过四通阀70端口进入车外换热器30,此时车外换热器30作为冷凝器,高温高压的气态制冷剂,向外界环境散热等压降温后,成为中温高压过冷液态制冷剂流出,在电子膨胀阀40中经历节流降压过程后,变为饱和液体或者干度很小的低温低压饱和气体,进入车内换热器20,此时车内换热器20作为蒸发器,从进入车内的空气吸收热量,变为低温低压的过热气态流出,通过四通阀70流出,经过气液分离器80干燥后,进入压缩机10,完成一个循环;在空调装置的运行模式为制热模式时,空调装置的工作循环过程为:通过压缩机10压缩,低温低压的过热制冷剂转变为高温高压的过热气态,并通过四通阀70端口进入车内换热器20,此时车内换热器20作为冷凝器,高温高压的气态制冷剂,向进入车内环境的空气散热,等压降温后成为中温高压过冷液态制冷剂流出,进入电子膨胀阀40,在电子膨胀阀40中经历节流降压过程后,变为饱和液体或者干度很小的低温低压饱和气体,进入车外换热器30;此时车外换热器30作为蒸发器,从外界吸收热量,变为低温低压的过热气态流出,通过四通阀70端口流出,经过气液分离器80干燥后,进入压缩机10,完成一个循环。
在现实情况中,在环境温度为18℃~25摄氏度,且相对湿度在40%~70%的环境下,人体的舒适度最优;在环境温度升至26℃~30℃,相对湿度低于60%的环境下,人体会有热的感觉;在环境温度为30℃以上,相对湿度为70%以上的环境下,人体会有闷热的感觉;通常认为22℃~23℃是中低纬度平原地区人体最佳舒适度范围,本申请中的预设温度可以为25℃。
一种具体的实施例中,计算模块还可以用于计算乘员舱内热负荷或冷负荷、乘员舱当前温度与预设温度的差值、乘员舱内的温度的变化率。
本申请的一种实施例中,上述装置还包括第一确定单元,第一确定单元用于根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式之前,确定上述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。这样后续可以更准确地计算乘员舱所需要的换热量,也可以更准确地确定空调的运行模式。
本申请的又一种实施例中,第一确定单元包括获取模块、第一确定模块和第二确定模块,获取模块用于获取上述乘员舱内的上述当前温度;第一确定模块用于根据上述当前温度,确定上述空调装置的上述蒸发温度和上述冷凝温度是否分别处于对应的正常工作范围内;第二确定模块用于在上述当前温度处于预定范围内的情况下,确定上述空调装置的上述蒸发温度和上述冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。该实施例中,可以通过传感器来获取乘员舱内的当前温度,可以得到准确的当前温度,根据当前温度可以准确地确定蒸发温度是否处于正常工作范围内,根据当前温度也可以准确地确定冷凝温度是否处于正常工作范围内。
电动汽车受限于电池能量密度,为了保证电动汽车有正常的续驶里程,会对系统功率供给有一定的限制,在满足乘员舱舒适度的同时,为了进一步保证空调装置可以高效且节能地运行,本申请的再一种实施例中,上述装置还包括第二确定单元和第三控制单元,第二确定单元用于在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,确定上述预定设备的电机的最佳占空比,上述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,上述约束条件为上述空调装置的制热量大于或者等于上述乘员舱的冷负荷的占空比,或者上述空调装置的制热量大于或者等于上述乘员舱的冷负荷;第三控制单元用于控制上述预定设备的电机以上述最佳占空比运行。
本申请的另一种实施例中,第二确定单元包括第三确定模块、第四确定模块、第五确定模块和计算模块,第三确定模块用于确定优化目标函数P=Pmin=f(x),其中,P为上述空调装置的总功率,x=[f1,f2,f3],f1为上述压缩机的电机的占空比,f2为上述车内换热器的电机的占空比,f3为上述车外换热器的电机的占空比;第四确定模块用于确定上述约束条件;第五确定模块用于确定第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围,其中,上述第一占空比范围为上述压缩机的电机的占空比范围,上述第二占空比范围为上述车内换热器的电机的占空比范围,上述第三占空比范围为上述车外换热器的电机的占空比范围;计算模块用于根据上述约束条件、上述第一占空比范围、上述第二占空比范围和上述第三占空比范围,计算上述目标函数的最优解,上述最优解为上述最佳占空比,上述最佳占空比包括上述压缩机的电机对应的第一最佳占空比、上述车内换热器的电机对应的第二最佳占空比以及上述车外换热器的电机对应的第三最佳占空比。该实施例中,在空调装置的功率减小时,空调装置的制热/冷量在大多数工况时均会减小,因此,确定约束条件可进一步保证系统功率最小的同时,确定乘员舱的温度是否为舒适的温度,该实施例中可以更准确地确定空调装置的预定设备的电机的最佳占空比,后续根据准确的最佳占空比更高效地控制电机运行,进而进一步保证空调装置的运行功率较小。
一种具体的实施例中,约束条件为g(x)=Q-Qn≥0,其中,Q是空调装置制热/冷量,Qn是乘员舱热/冷负荷,可以将第一占空比范围设置为[0.15,1],将第二占空比范围设置为[0.2,0.8],将第三占空比范围设置为[0.35,0.8],根据约束条件、第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围来计算目标函数的最优解,在运行模式为制热模式时,空调装置迭代至700步时基本不再变化,此时得到目标函数的最优解为0.76、0.64和0.431,在运行模式为制冷模式时,空调装置迭代至470步时基本不再变化,此时得到目标函数的最优解为0.71、0.35和0.37。
本申请还提供了一种空调系统,包括空调装置、一个或多个处理器,存储器以及一个或多个程序,其中,上述一个或多个程序被存储在上述存储器中,并且被配置为由上述一个或多个处理器执行,上述一个或多个程序包括用于执行任意一种上述的方法。
上述的系统中,由于包括执行上述任一种上述的车内空调装置的控制方法的程序,该程序对应的方法根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方法可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
为了本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案,以下将结合具体的实施例来说明本申请的技术方案和技术效果。
实施例
如图4所示,首先,在汽车运行过程中,驾驶员设定的预设温度为25℃;
获取乘员舱内的当前温度,确定空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内;
在空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别未处于对应的正常工作范围内的情况下,重新获取乘员舱内的当前温度;
在空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内的情况下,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式;
根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值;
减小对直流电机施加的电压的占空比,直流电机用于控制压缩机运转;
确定预定设备的电机的最佳占空比,确定优化目标函数P=Pmin=f(x),确定约束条件;
在不满足约束条件的情况下,重新减小对直流电机施加的电压的占空比;
在满足约束条件的情况下,
确定第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围;
根据约束条件、第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围,计算目标函数的最优解,最优解为最佳占空比,最佳占空比包括压缩机的电机对应的第一最佳占空比、车内换热器的电机对应的第二最佳占空比以及车外换热器的电机对应的第三最佳占空比;
控制预定设备的电机以最佳占空比运行。
该方案中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方案中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方案可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
上述车内空调装置的控制装置包括处理器和存储器,上述计算单元、第一控制单元和第二控制单元等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述车内空调装置的控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器,上述处理器用于运行程序,其中,上述程序运行时执行上述车内空调装置的控制方法。
本发明实施例提供了一种设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现至少以下步骤:
步骤S101,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式,上述运行模式为制冷模式或制热模式;
步骤S102,根据上述换热量以及对应的上述运行模式,调整上述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小上述乘员舱内的上述当前温度与上述预设温度的差值,上述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
步骤S103,减小对直流电机施加的电压的占空比,上述直流电机用于控制上述压缩机运转。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序:
步骤S101,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算上述乘员舱所需的换热量并确定上述空调装置的运行模式,上述运行模式为制冷模式或制热模式;
步骤S102,根据上述换热量以及对应的上述运行模式,调整上述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小上述乘员舱内的上述当前温度与上述预设温度的差值,上述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
步骤S103,减小对直流电机施加的电压的占空比,上述直流电机用于控制上述压缩机运转。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如上述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:
1)、本申请的车内空调装置的控制方法,首先,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式,其中,运行模式为制冷模式或者制热模式,之后,根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值,其中,预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器的至少一个,最后,减小对直流电机施加的电压的占空比,其中,直流电机用于控制压缩机运转。该方法中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方法可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
2)、本申请的车内空调装置的控制装置,计算单元根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算乘员舱所需的换热量并确定空调装置的运行模式,其中,运行模式为制冷模式或者制热模式,第一控制单元根据换热量以及对应的运行模式,调整空调装置中的预定设备的工作参数,以减小乘员舱内的当前温度与预设温度的差值,其中,预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器的至少一个,第二控制单元减小对直流电机施加的电压的占空比,其中,直流电机用于控制压缩机运转。该装置中,根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该装置中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该装置可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
3)、本申请的空调系统,由于包括执行上述任一种上述的车内空调装置的控制方法的程序,该程序对应的方法根据乘员舱内的当前温度与预设温度,可以计算得出乘员舱所需的换热量,还可以准确地确定空调装置的运行模式,进而根据换热量和空调装置的运行模式调整预定设备的工作参数,通过调整预定设备的工作参数,可以减小乘员舱内的当前温度和预设温度的差值,这样可以提高乘员舱的舒适度,同时,该方法中,通过减小对直流电机施加的电压的占空比,这样可以降低系统功率,从而解决了现有技术中难以同时降低系统功率且同时提高乘员舱的舒适度的问题。该方法可以自动调节乘员舱内的温度,自动控制调节的方式波动较小且精度较高,可以避免驾驶员因手动调节空调旋钮造成的驾驶安全隐患,可以使空调装置实时处于最佳工作状态。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车内空调装置的控制方法,其特征在于,包括:
根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式,所述运行模式为制冷模式或制热模式;
根据所述换热量以及对应的所述运行模式,调整所述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小所述乘员舱内的所述当前温度与所述预设温度的差值,所述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
减小对直流电机施加的电压的占空比,所述直流电机用于控制所述压缩机运转。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式之前,所述方法还包括:
确定所述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定所述空调装置的蒸发温度和冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内,包括:
获取所述乘员舱内的所述当前温度;
根据所述当前温度,确定所述空调装置的所述蒸发温度和所述冷凝温度是否分别处于对应的正常工作范围内;
在所述当前温度处于预定范围内的情况下,确定所述空调装置的所述蒸发温度和所述冷凝温度分别处于对应的正常工作范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,所述方法还包括:
确定所述预定设备的电机的最佳占空比,所述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,所述约束条件为所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷的占空比,或者所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷;
控制所述预定设备的电机以所述最佳占空比运行。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,确定所述预定设备的电机的最佳占空比,包括:
确定优化目标函数P=Pmin=f(x),其中,P为所述空调装置的总功率,x=[f1,f2,f3],f1为所述压缩机的电机的占空比,f2为所述车内换热器的电机的占空比,f3为所述车外换热器的电机的占空比;
确定所述约束条件;
确定第一占空比范围、第二占空比范围和第三占空比范围,其中,所述第一占空比范围为所述压缩机的电机的占空比范围,所述第二占空比范围为所述车内换热器的电机的占空比范围,所述第三占空比范围为所述车外换热器的电机的占空比范围;
根据所述约束条件、所述第一占空比范围、所述第二占空比范围和所述第三占空比范围,计算所述目标函数的最优解,所述最优解为所述最佳占空比,所述最佳占空比包括所述压缩机的电机对应的第一最佳占空比、所述车内换热器的电机对应的第二最佳占空比以及所述车外换热器的电机对应的第三最佳占空比。
6.一种车内空调装置的控制装置,其特征在于,包括:
计算单元,用于根据车内的乘员舱内的当前温度与预设温度,计算所述乘员舱所需的换热量并确定所述空调装置的运行模式,所述运行模式为制冷模式或制热模式;
第一控制单元,用于根据所述换热量以及对应的所述运行模式,调整所述空调装置中的预定设备的工作参数,以减小所述乘员舱内的当前温度与所述预设温度的差值,所述预定设备包括压缩机、车内换热器以及车外换热器中的至少一个;
第二控制单元,用于减小对直流电机施加的电压的占空比,所述直流电机用于控制所述压缩机运转。
7.根据权利要求6所述的控制装置,其特征在于,所述控制装置还包括:
第二确定单元,用于在减小对直流电机施加的电压的占空比之后,确定所述预定设备的电机的最佳占空比,所述最佳占空比为在对应的占空比范围内的且确定满足约束条件的最小占空比,所述约束条件为所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷的占空比,或者所述空调装置的制热量大于或者等于所述乘员舱的冷负荷;
第三控制单元,用于控制所述预定设备的电机以所述最佳占空比运行。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。
9.一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。
10.一种空调系统,其特征在于,包括:空调装置、一个或多个处理器,存储器以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至5中任意一项所述的方法。
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