CN114312238A - 一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，首先获取目标风量；其次，基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述冷凝器风机的占空比；最后，判断计算得到的所述占空比的大小，在计算得到的所述占空比小于等于0％时，所述冷凝器风机关闭；在计算得到的所述占空比大于0％时，采集所述冷凝器风机的实际占空比，并判断计算得到的所述占空比与所述实际占空比的差值与设定阈值的大小，在所述差值大于所述设定阈值时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位。本发明的方法能够根据实际需求调整冷凝器风机档位，具有提高能量使用效率、保护设备的功效。

Description

一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，尤其涉及一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法。

背景技术

目前，市场上大多数车型的空调冷凝器的风机风量控制都是通过冷凝压力控制的，实车运行工况时冷凝器散热相关因素包括很多，例如风机转速、外界风速、气温等，这样都会体现在冷凝压力的变化上，冷凝压力表征了冷凝器的散热能力，当外界环境条件无法满足冷凝器散热需求时，风机运转以使冷凝器散热。但实际运用上，车速这一主要影响冷凝器所受外界风速大小的因素，也只是通过将车速分成高中低等若干区间，各区间跨度大，在同一区间内，不管车速多大，由车速所产生的风速对冷凝器的影响值是一样的，这就导致了在同一区间内，即使车速不同，但风机均是按照同一转速运转，无法根据车速的不同进行调整运转速度，从而容易导致风机过多的消耗能源或无法满足冷凝器散热需求，同时也会造成冷凝压力波动大，从而导致风机档位来回跳动。

发明内容

有鉴于此，为了使冷凝器风机可根据车速的变化进行调整转速，以使冷凝器风机转速刚好满足冷凝器散热需求，从而节省能耗，避免冷凝器风机档位来回跳动导致的风机损坏的问题，本发明提供了一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，包括以下步聚：

获取目标风量；

基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述冷凝器风机的占空比；

判断计算得到的所述占空比的大小，在计算得到的所述占空比小于等于0％时，所述冷凝器风机关闭；在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位。

进一步地，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型满足：

x％＝(ΔP₁+ΔPd-P-k₁*q_v ²-k₂*q_v)/k₃

式中，x％为所述占空比；ΔP₁为在所述目标风速下冷凝器的阻风面产生的流阻压力，单位为Pa；ΔPd为在所述目标风速下所述冷凝器风机产生的动压升高差值，单位为Pa；P为整车车速带来的空气全压，单位为Pa；q_v为所述目标风量，单位为m³/h；k₁、k₂为参数；k₃为所述冷凝器风机按照额定功率运转时其能提供的最大全压。

进一步地，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型满足：

ΔP₁＝k₇*[q_v/(3600*A)]²+k₈*[q_v/(3600*A)]+k₉

ΔPd＝0.5*ρ*((q_v/(3600*A))*A/B)²-0.5*ρ*(q_v/(3600*A))²

式中，A为所述阻风面的面积，单位为m²；ρ为空气密度，单位为kg/m³；B为所述冷凝器风机的有效通风面积，单位为m²；v为当前车速，单位为km/h；a为可产生所述空气全压的最小车速；k₄、k₅、k₆、k₇、k₈、k₉为参数。

进一步地，所述在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位具体包括步聚：

采集所述冷凝器风机的实际占空比；

判断计算得到的所述占空比与所述实际占空比的差值与设定阈值的大小，在所述差值大于所述设定阈值时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的实际占空比。

进一步地，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述需求占空比之前，还包括步聚：

获取所述当前车速。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行计算机程序，所述可执行计算机程序启动时用于执行上述所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法的任意一步。

本发明还提供一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法的任意一步。

本发明还提供一种压力检测器，所述压力检测器用以检测所述冷凝器的制冷回路的制冷剂的压力，并在检测到的所述压力超出设定压力保护值时，所述智能终端关闭包含所述冷凝器在内的整个空调系统。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明涉及的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，通过所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的需求占空比的模型，计算得到所述冷凝器风机的所述需求占空比，并通过所述智能终端和所述存储介质来根据所述需求占空比的大小来调节所述冷凝器风机的所述实际占空比，以此起到节省能耗的功能，以及避免冷凝器风机档位来回跳动导致的空调舒适性波动的问题。

附图说明

图1是一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法的流程示意图；

图2是本实施例中通过仿真软件对本实施例中车型的冷凝器模拟分析得到的车速——空气全压的拟合曲线；

图3是本实施例中通过仿真软件对本实施例中车型的冷凝器的阻风面模拟分析得到的目标风速——流阻压力的拟合曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1-3，本发明的实施例提供了一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其包括以下步聚：

S10、获取目标风量。

S20、基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述冷凝器风机的占空比。

进一步地，在所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述需求占空比之前还包括以下步聚：

获取所述当前车速。

具体地，所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型满足：

x％＝(ΔP₁+ΔPd-P-k₁*q_v ²-k₂*q_v)/k₃ 公式(1)

公式(1)中，x％为所述占空比；ΔP₁为在所述目标风速下冷凝器的阻风面产生的流阻压力，单位为Pa；ΔPd为在所述目标风速下所述冷凝器风机产生的动压升高差值，单位为Pa；P为整车当前车速带来的空气全压，单位为Pa；q_v为所述目标风量，单位为m³/h；k₁、k₂为参数；k₃为所述冷凝器风机按照额定功率运转时其能提供的最大全压。

进一步地，所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型还满足：

ΔP₁＝k₇*[q_v/(3600*A)]²+k₈*[q_v/(3600*A)]+k₉ 公式(2)

ΔPd＝0.5*ρ*((q_v/(3600*A))*A/B)²-0.5*ρ*(q_v/(3600*A))² 公式(3)

公式(2)-(4)中，A为所述阻风面的面积，单位为m²；ρ为空气密度，单位为kg/m³；B为所述冷凝器风机的有效通风面积，单位为m²；v为当前车速，单位为km/h；a为可产生所述空气全压的最小车速，优选的，取值为20km/h；k₄、k₅、k₆、k₇、k₈、k₉为参数。

由公式(1)-(4)可以看出，所述占空比与所述目标风量和所述当前车速有关，通过获取所述目标风量和所述当前车速后，将公式(2)-(4)带入公式(1)中即可对所述占空比进行求取。

所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型的获取具体包括以下步聚：

S21、根据冷凝器风机的外特征曲线和所述目标风量，计算所述冷凝器风机以额定功率运转时其提供的全压。

具体地，在步聚S21中，所述冷凝器风机以额定功率运转时其提供的全压的计算表达式为：

H₁＝k₁q_v ²+k₂q_v+k₃ 公式(5)

公式(5)中，H₁为所述冷凝器风机以额定功率运转时其提供的全压，单位为Pa；q_v为目标风量，单位为m³/h；k₁、k₂为所述冷凝器风机的外特征曲线的曲率，k₁q_v ²+k₂q_v表示所述冷凝器风机本体在所述目标风量下所产生的流阻压力，其为非正值；k₃为所述冷凝器风机按照额定功率运转时其能提供的最大全压。

S22、根据所述冷凝器风机的实际运转功率与其占空比成正线性关系的特征，对步聚S21中所述冷凝器风机以额定功率运转时其提供的全压进行修正，计算得到所述冷凝器风机在不同占空比下其提供的实际全压。

具体地，在步聚S22中，所述冷凝器风机在不同占空比下其提供的实际全压的计算表达式为：

H₂＝k₁q_v ²+k₂q_v+(x％)k₃ 公式(6)

公式(6)中，H₂为在所述冷凝器风机提供的实际全压，单位为Pa；x％为所述占空比。

S23、通过仿真软件对所述冷凝器进行整车模拟分析，得到至少三组不同车速下所述冷凝器受到的空气全压的数值，并对模拟分析得到的车速——空气全压数值组进行曲线拟合，并通过模拟曲线来确认k₄、k₅和k₆的参数。

S24、通过仿真软件对所述冷凝器进行整车模拟分析，得到至少三组不同所述目标风速下所述冷凝器的阻风面产生的流阻压力的数值，并对模拟分析得到的所述目标风速——流阻压力数值组进行曲线拟合，并通过模拟曲线来确认k₇、k₈和k₉的参数。

S25、根据所述阻风面的面积及所述冷凝器风机的有效通风面积，计算在不同所述目标风量下所述冷凝器风机产生的动压升高差值。

S26、根据压力平衡H₂+P＝ΔP₁+ΔPd，将公式(2)-(4)带入其中，得到所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，即公式(1)。

S30、判断计算得到的所述占空比的大小，在计算得到的所述占空比小于等于0％时，所述冷凝器风机关闭；在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位。

进一步地，所述在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位具体包括以下步聚：

采集所述冷凝器风机的实际占空比；

判断计算得到的所述占空比与所述实际占空比的差值与设定阈值的大小，在所述差值大于所述设定阈值时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的实际占空比。

本实施例还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行计算机程序，所述可执行计算机程序启动时用于执行上述所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法的任意一步。

本实施例还提供一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法的任意一步。

本实施例还提供一种压力检测器，所述压力检测器用以检测所述冷凝器的制冷回路的制冷剂的压力，并在检测到的所述压力超出设定压力保护值时，所述智能终端关闭包含所述冷凝器在内的整个空调系统。

示例性地，以一种整车为例，该车冷凝器的阻风面A的面积为0.25m²，冷凝器风机型号为SPAL的VA89-ABL320P/N-94A，且该型号的冷凝器风机的有效通风面积B为0.06106m²。

根据上述步聚S21-S22可得到该车下k₁、k₂、k₃数值分别为-0.00003、-0.0497和454.22，带入到公式(6)中，得到该车冷凝器风机在不同占空比下其提供的实际全压的计算表达式为：

H₂＝-0.00003(q_v)²-0.0497q_v+(x％)*454.22 公式(7)

根据上述步聚S23可得到该车下k₄、k₅、k₆的数值分别为0.172、3.3919和8.503，带入到公式(4)中，得到该车在不同车速下其冷凝器所受到的空气全压为的计算表达式：

根据上述步聚S24可得到该车下k₇、k₈、k₉的数值分别为12.839、62.624和-0.0845，带入到公式(2)中，得到该车的阻风面所受到的流阻压力为：

ΔP₁＝12.839*[q_v/(3600*0.25)]²+62.624*[q_v/(3600*0.25)]-0.0845 公式(9)

根据上述公式(3)，计算得到该车下冷凝器风机产生的动压升高差值为：

根据上述步聚S26得到该车的所述当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型：

x％＝(ΔP₁+ΔPd-P+0.00003*q_v ²+0.0497*q_v)/454.22 公式(11)

示例性的，当本实施例中的车型在40℃高温、1000w/m²的阳光强度照射下以40km/h的车速稳定行驶，此时冷凝器所需的目标风量为2000m³，根据公式(8)-(9)求得该车的P、ΔP₁、ΔPd的数值分别为148Pa、202Pa、47Pa。

进一步地，将上述数值带入到公式(11)中，求得本实施例中的冷凝器风机在该状态下的占空比为：

x％＝(202+47-148+0.00003*2000²+0.0497*2000)/454.22

＝70％

此时按照上述步聚S30来调节冷凝器风机的档位。

假设该车以50km/h的车速进入无阳光的长隧道，气温仍为40℃，此时冷凝器所需的目标风量为1000m³，计算得到该状态下的冷凝器风机的占空比为-20％，此时按照上述步聚S30来关闭冷凝器风机。

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 (8)

1.一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其特征在于，包括以下步聚：

获取目标风量；

基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述冷凝器风机的占空比；

判断计算得到的所述占空比的大小，在计算得到的所述占空比小于等于0％时，所述冷凝器风机关闭；在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位。

2.如权利要求1所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其特征在于，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型满足：

x％＝(ΔP₁+ΔPd-P-k₁*q_v ²-k₂*q_v)/k₃

式中，x％为所述占空比；ΔP₁为在所述目标风速下冷凝器的阻风面产生的流阻压力，单位为Pa；ΔPd为在所述目标风速下所述冷凝器风机产生的动压升高差值，单位为Pa；P为整车车速带来的空气全压，单位为Pa；q_v为所述目标风量，单位为m³/h；k₁、k₂为参数；k₃为所述冷凝器风机按照额定功率运转时其能提供的最大全压。

3.如权利要求2所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其特征在于，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型满足：

ΔP₁＝k₇*[q_v/(3600*A)]²+k₈*[q_v/(3600*A)]+k₉

ΔPd＝0.5*ρ*((q_v/(3600*A))*A/B)²-0.5*ρ*(q_v/(3600*A))²

式中，A为所述阻风面的面积，单位为m²；ρ为空气密度，单位为kg/m³；B为所述冷凝器风机的有效通风面积，单位为m²；v为当前车速，单位为km/h；a为可产生所述空气全压的最小车速；k₄、k₅、k₆、k₇、k₈、k₉为参数。

4.如权利要求1所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其特征在于，所述在计算得到的所述占空比大于0％时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的档位具体包括步聚：

采集所述冷凝器风机的实际占空比；

判断计算得到的所述占空比与所述实际占空比的差值与设定阈值的大小，在所述差值大于所述设定阈值时，按照当前计算得到的所述占空比的数值来调整所述冷凝器风机的实际占空比。

5.如权利要求1-3任意一项所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法，其特征在于，所述基于当前车速、所述目标风量与冷凝器风机的占空比的模型，计算所述需求占空比之前，还包括步聚：

获取所述当前车速。

6.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有可执行计算机程序，所述可执行计算机程序启动时用于执行权利要求1-4任一所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法。

7.一种智能终端，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4任一所述的一种基于不同车速下全压变化的空调冷凝器风机控制方法。

8.一种压力检测器，其特征在于：所述压力检测器用以检测所述冷凝器的制冷回路的制冷剂的压力，并在检测到的所述压力超出设定压力保护值时，所述智能终端关闭包含所述冷凝器在内的整个空调系统。

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