CN113910862A - 一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法 - Google Patents

一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,涉及汽车空调领域;空调控制方法包括:S1、拟合得到压缩机转速与压缩机近场噪音的第一关系式和鼓风机档位与鼓风机近场噪音的第二关系式;S2、建立空调制冷量的第一数学模型及整车热负荷的第二数学模型;S3、分别得到压缩机转速和鼓风机档位与车外环境温度和阳光强度的第三关系式和第四关系式,使得空调制冷量等于整车热负荷,压缩机近场噪音与鼓风机近场噪音的差值在1~8dB之间;S4、根据第三关系式和第四关系式分别计算目标压缩机转速和目标鼓风机档位;S5、根据目标压缩机转速和目标鼓风机档位运行空调系统;本发明能够在满足整车降温需求的同时,降低空调系统的运行噪音。

Description

一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法
技术领域
本发明涉及汽车空调领域,尤其涉及一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法。
背景技术
高温天气下,电动车需要为司乘人员提供一个舒适且稳定的座舱环境。由于车用空调露点送风的特点,实际上主要依靠调节整车送风风量和送风温度的方式,来实现舱内人员的热舒适和噪音舒适性的目标。
发明内容
本发明旨在提出一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,在满足整车降温需求的同时,降低空调系统的噪音。
本发明提供一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,包括如下步骤:
S1、将实测的各压缩机转速对应的压缩机近场噪音及各鼓风机档位对应的鼓风机近场噪音分别进行拟合,得到所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的第一关系式和所述鼓风机档位与所述鼓风机近场噪音的第二关系式;
S2、建立空调制冷量与所述压缩机转速和所述鼓风机档位的第一数学模型,及整车热负荷与车外环境温度和阳光强度的第二数学模型;
S3、根据所述第一关系式、所述第二关系式、所述第一数学模型和所述第二数学模型得到所述压缩机转速与所述车外环境温度和所述阳光强度的第三关系式,及所述鼓风机档位与所述车外环境温度和所述阳光强度的第四关系式,使得所述空调制冷量等于所述整车热负荷,并使得所述压缩机近场噪音与所述鼓风机近场噪音之间的差值在1~8dB之间;
S4、采集当前所述车外环境温度和所述阳光强度,并根据所述第三关系式和所述第四关系式分别计算目标压缩机转速和目标鼓风机档位;
S5、根据所述目标压缩机转速和所述目标鼓风机档位运行空调系统。
进一步地,步骤S1中,所述第一关系式如下:
Y=-3.2×10-7N2+0.0067N+44.691 公式(1)
其中,Y为所述压缩机近场噪音,单位为dB;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
进一步地,步骤S1中,所述第二关系式如下:
Y=-2.585M2+19.243M+25.835 公式(2)
其中,Y为所述鼓风机近场噪音,单位为dB;M为所述鼓风机档位。
进一步地,步骤S2中,所述第一数学模型如下:
Qe=-(-6.41×10-12qve3+5.6×10-9qve2-1.35×10-6qve+1.6424×10-4)×N2+(-3.5×10-8qve3+3×10-5qve2-0.0053qve+0.9763)×N+(4×10-5qve3-0.03601qve2+8.5581qve-357.93) 公式(3)
其中,Qe为稳态热负荷下所述空调制冷量,单位为W;qve为所述鼓风机档位对应的风量,单位m3/h;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
进一步地,步骤S2中,所述第二数学模型如下:
W=69(T+0.028I)-683 公式(4)
其中,W为所述整车热负荷,单位为W;T为所述车外环境温度,单位为℃;I为所述阳光强度,单位为w/m2
进一步地,步骤S3中,所述第三关系式如下:
N=MROUND(0.0007×(T+0.028I)4-0.1084×(T+0.028I)3+5.4658×(T+0.028I)2-13.035×(T+0.028I)-674.85,100) 公式(5)
其中,N为压缩机转速,单位为rpm;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
进一步地,步骤S3中,所述第四关系式如下:
Figure BDA0003281203520000031
其中,M为鼓风机档位;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明实施例中基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法通过对实测数据进行拟合得到所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的第一关系式和所述鼓风机档位与所述鼓风机近场噪音的第二关系式,并分别建立空调制冷量与所述压缩机转速和所述鼓风机档位的第一数学模型,及整车热负荷与车外环境温度和阳光强度的第二数学模型;根据所述第一关系式、所述第二关系式、所述第一数学模型和所述第二数学模型,分别建立所述压缩机转速与所述车外环境温度和所述阳光强度的第三关系式,及所述鼓风机档位与所述车外环境温度和所述阳光强度的第四关系式,使得所述空调制冷量等于所述整车热负荷,并使得所述压缩机近场噪音与所述鼓风机近场噪音之间的差值在1~8dB之间;通过采集当前所述车外环境温度和所述阳光强度并代入所述第三关系式和所述第四关系式中,即可得到目标压缩机转速和目标鼓风机档位;根据所述第三关系式和所述第四关系式计算得到的目标压缩机转速和目标鼓风机档位能够在满足整车降温需求的同时,降低空调系统的运行噪音,且使得所述压缩机近场噪音与所述鼓风机近场噪音的大小接近,从而提高所述空调系统运行的噪音舒适性。
附图说明
图1为本发明某一实施例中基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法的流程示意图;
图2为本发明某一实施例中压缩机转速与压缩机近场噪音的关系曲线图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
请参考图1,本发明的实施例提供了一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,包括如下步骤:
S1、将实测的各压缩机转速对应的压缩机近场噪音及各鼓风机档位对应的鼓风机近场噪音分别进行拟合,得到所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的第一关系式和所述鼓风机档位与所述鼓风机近场噪音的第二关系式;
S2、建立空调制冷量与所述压缩机转速和所述鼓风机档位的第一数学模型,及整车热负荷与车外环境温度和阳光强度的第二数学模型;
S3、根据所述第一关系式、所述第二关系式、所述第一数学模型和所述第二数学模型得到所述压缩机转速与所述车外环境温度和所述阳光强度的第三关系式,及所述鼓风机档位与所述车外环境温度和所述阳光强度的第四关系式,使得所述空调制冷量等于所述整车热负荷,并使得所述压缩机近场噪音与所述鼓风机近场噪音之间的差值在1~8dB之间;
S4、采集当前所述车外环境温度和所述阳光强度,并根据所述第三关系式和所述第四关系式分别计算目标压缩机转速和目标鼓风机档位;
S5、根据所述目标压缩机转速和所述目标鼓风机档位运行空调系统。
具体地,步骤S1中,所述第一关系式如下:
Y=-3.2×10-7N2+0.0067N+44.691 公式(1)
其中,Y为所述压缩机近场噪音,单位为dB;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
示例性地,在本实施例中,实测的鼓风机端电压与所述鼓风机近场噪音的数据如下表所示:
Figure BDA0003281203520000051
根据上述表格中的数据进行拟合即可得到所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的第一关系式;其中,R2=0.9992。
示例性地,在本实施例中,所述鼓风机档位包括一档、二档、三档和四档,其对应的风量分别是160m3/h、260m3/h、320m3/h、400m3/h;空调系统的温度档位有七档,中间档为三档。
具体地,步骤S1中,所述第二关系式如下:
Y=-2.585M2+19.243M+25.835 公式(2)
其中,Y为所述鼓风机近场噪音,单位为dB;M为所述鼓风机档位。
图2为本实施例中所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的关系曲线图,得到所述鼓风机档位与所述鼓风机近场噪音的第二关系式;其中,R2=0.992。
具体地,步骤S2中,通过仿真拟合的方式得到所述第一数学模型如下:
Qe=-(-6.41×10-12qve3+5.6×10-9qve2-1.35×10-6qve+1.6424×10-4)×N2+(-3.5×10-8qve3+3×10-5qve2-0.0053qve+0.9763)×N+(4×10-5qve3-0.03601qve2+8.5581qve-357.93) 公式(3)
其中,Qe为稳态热负荷下所述空调制冷量,单位为W;qve为所述鼓风机档位对应的风量,单位m3/h;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
具体地,步骤S2中,通过仿真拟合的方式得到所述第二数学模型如下:
W=69(T+0.028I)-683 公式(4)
其中,W为所述整车热负荷,单位为W;T为所述车外环境温度,单位为℃;I为所述阳光强度,单位为w/m2
在满足整车降温需求的同时,降低空调系统的噪音,必须同时满足以下条件:
(1)Qe=W;
(2)1dB≤Y-Y≤8dB。
具体地,根据上述两个条件及公式(1)至公式(4),步骤S3中,所述第三关系式如下:
N=MROUND(0.0007×(T+0.028I)4-0.1084×(T+0.028I)3+5.4658×(T+0.028I)2-13.035×(T+0.028I)-674.85,100) 公式(5)
其中,N为压缩机转速,单位为rpm;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
需要说明的是,在本实施例中,如果手动对汽车空调的温度档位进行调节,所述压缩机转速的修正系数为(1-0.07b);其中,b为所述空调的实际温度档位与中间档位的差值;如果手动对所述鼓风机档位进行调节,对应的压缩机转速的修正系数为(1+0.1d);其中,d为所述鼓风机的实际档位与前述鼓风机的计算档位的差值;则该空调实时压缩机转速的回归表达式为:
N=MROUND((1+0.1d)×(1-0.07b)×(0.0007×(T+0.028I)^4-0.1084×(T+0.028I)^3+5.4658×(T+0.028I)^2-13.035×(T+0.028I)-674.85),100)
同时,根据上述两个条件及公式(1)至公式(4),步骤S3中,所述第四关系式如下:
Figure BDA0003281203520000071
其中,M为鼓风机档位;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
在本实施例中,分别采集所述车外环境温度和所述阳光强度,并根据所述第三关系式和所述第四关系分别计算得到所述目标压缩机转速和所述目标鼓风机档位;空调控制器根据所述目标压缩机转速和所述鼓风机档位运行所述空调系统。
通过以上对所述压缩机转速和所述鼓风机档位的控制,不仅满足了驾驶室的热舒适性,而且使鼓风机带来的所述鼓风机近场噪音和压缩机带来的所述压缩机近场噪音,在司乘人员的耳部位置产生的噪声声压级处于同一水平,实现了驾驶室噪音舒适性的最优化。
以上未涉及之处,适用于现有技术。
在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将实测的各压缩机转速对应的压缩机近场噪音及各鼓风机档位对应的鼓风机近场噪音分别进行拟合,得到所述压缩机转速与所述压缩机近场噪音的第一关系式和所述鼓风机档位与所述鼓风机近场噪音的第二关系式;
S2、建立空调制冷量与所述压缩机转速和所述鼓风机档位的第一数学模型,及整车热负荷与车外环境温度和阳光强度的第二数学模型;
S3、根据所述第一关系式、所述第二关系式、所述第一数学模型和所述第二数学模型得到所述压缩机转速与所述车外环境温度和所述阳光强度的第三关系式,及所述鼓风机档位与所述车外环境温度和所述阳光强度的第四关系式,使得所述空调制冷量等于所述整车热负荷,并使得所述压缩机近场噪音与所述鼓风机近场噪音之间的差值在1~8dB之间;
S4、采集当前所述车外环境温度和所述阳光强度,并根据所述第三关系式和所述第四关系式分别计算目标压缩机转速和目标鼓风机档位;
S5、根据所述目标压缩机转速和所述目标鼓风机档位运行空调系统。
2.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S1中,所述第一关系式如下:
Y=-3.2×10-7N2+0.0067N+44.691 公式(1)
其中,Y为所述压缩机近场噪音,单位为dB;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
3.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S1中,所述第二关系式如下:
Y=-2.585M2+19.243M+25.835 公式(2)
其中,Y为所述鼓风机近场噪音,单位为dB;M为所述鼓风机档位。
4.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S2中,所述第一数学模型如下:
Qe=-(-6.41×10-12qve3+5.6×10-9qve2-1.35×10-6qve+1.6424×10-4)×N2+(-3.5×10-8qve3+3×10-5qve2-0.0053qve+0.9763)×N+(4×10-5qve3-0.03601qve2+8.5581qve-357.93) 公式(3)
其中,Qe为稳态热负荷下所述空调制冷量,单位为W;qve为所述鼓风机档位对应的风量,单位m3/h;N为所述压缩机转速,单位为rpm。
5.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S2中,所述第二数学模型如下:
W=69(T+0.028I)-683 公式(4)
其中,W为所述整车热负荷,单位为W;T为所述车外环境温度,单位为℃;I为所述阳光强度,单位为w/m2
6.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S3中,所述第三关系式如下:
N=MROUND(0.0007×(T+0.028I)4-0.1084×(T+0.028I)3+5.4658×(T+0.028I)2-13.035×(T+0.028I)-674.85,100) 公式(5)
其中,N为压缩机转速,单位为rpm;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
7.根据权利要求1所述的基于整车热负荷和噪音舒适性的空调控制方法,其特征在于,步骤S3中,所述第四关系式如下:
Figure FDA0003281203510000021
其中,M为鼓风机档位;T为车外环境温度,单位℃;I为阳光强度,单位为w/m2
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