CN115045852A - 一种轨道车辆空调风阀的控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆空调风阀的控制方法及控制系统，控制方法包括以下步骤：获取风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号；判断所述反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间是否存在差值；若是，根据所述差值实时调整对所述风阀的控制信号。本发明根据风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间的差值实时调整对风阀的控制信号以达到控制风阀打开至设定开度的目的，实现对风阀的无级调整，调整过程流畅，精确度高。

Description

一种轨道车辆空调风阀的控制方法及控制系统

技术领域

本发明属于风机控制技术领域，具体地说，涉及一种轨道车辆空调风阀的控制方法及控制系统。

背景技术

为保证地铁车厢内部空气的流通性，车厢内部必须通过客室空调新风口进入一定量的新风，由于轨道车辆车厢内人员密度大、车体材料隔热性能较差等特点，空调机组需要具备较大的制冷量和风量供应才能满足车厢内的舒适度要求，风阀从全关到全开需要的脉冲动作电压信号时间为0～M秒，M大于50，驱动电压信号控制的开度变化与风阀执行器叶片动作角度为线性关系。

空调机组内部的新风或回风量调节通过空调控制器下发控制命令，风阀导风扇叶片开度通过风道试验测试，可确定每项工况下需要导风扇叶片开启的角度，进而可确定对应空调控制器该计时下发脉冲动作电压信号的秒数。空调控制器通过计时电压输出控制驱动风阀执行器调节本体导风扇叶片开度运动，将流经进风口的气流导入机组内部，实现各风量的控制。

这种设计方式的缺陷在于：

1、风阀现有执行器反馈信号为无源触点检测型式，导风扇叶片完成全关到全开的机械角度为90°，空调控制器计时信号驱动风阀进行目标导风扇叶片角度控制时，当要求风阀导风扇叶片角度为90°时，导风扇叶片运动角度会从全关的0°逐渐变大，风阀机械角度达到70°时，风阀反馈触点才会发生变位，空调控制器收到此信号后即认定风阀已执行完成全开状态。

2、因此造成风阀导风扇叶片运动过程中每个开度无法实施检测。现有风阀部件状态检测方案为空调初次上电后，空调控制器计时输出对风阀导风扇叶片全开角度需求的动作脉冲控制电压信号，当计时输出电压信号完成后，空调控制器对风阀上传开度状态采集，若上传开度状态与目标开度一致，则认为风阀部件功能正常，否则则认为风阀功能故障。

3、由于无法检测导风扇叶片的实时开度，因此现有风阀导风扇叶片的开度控制为开环控制方案，即只计时执行下发预设的输出电压信号动作秒数，而实际风阀接收指令执行的实际开度无法进行实时检测。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种轨道车辆空调风阀的控制方法，旨在根据风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间的差值实时调整对风阀的控制信号以达到控制风阀打开至设定开度的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种轨道车辆空调风阀的控制方法，包括以下步骤：

获取风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号；

判断所述反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间是否存在差值；

若是，根据所述差值实时调整对所述风阀的控制信号。

进一步的，所述反馈信号为风阀在打开或关闭过程中电位器的反馈电阻值；

所述预设信号为预设在所述风阀的控制器中的风阀实时开度对应的预设阻值。

进一步的，所述根据所述差值实时调整对所述风阀的控制信号包括，

所述风阀的控制器控制风阀驱动脉冲电压信号时间的增加或减小，进而对风阀的实时开度进行补偿阻值调整。

进一步的，所述风阀的控制器控制风阀驱动脉冲电压信号时间范围为M～N秒；

所述风阀在全关状态下的反馈电阻值为PΩ，所述风阀在全开状态下的反馈电阻值为QΩ；

则，每秒脉冲信号可调节的风阀补偿阻值为(Q-P)/(N-M)。

进一步的，控制方法包括以下步骤：

S1，所述风阀的控制器下发脉冲电压信号时间X₁，用于控制风阀的开度；

S2，获取风阀的实时开度对应的反馈电阻值Y_反，判断所述反馈电阻值Y_反与风阀的实时开度对应的预设阻值Y_实是否存在差值，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；

S3，获得须补偿的脉冲电压信号时间X_补，X_补＝(Y_反-Y_实)×(Q-P)/(N-M)，所述风阀的控制器调整下发的脉冲电压信号时间为X₁+X_补；

S4，判断所述反馈电阻值Y_反与脉冲电压信号时间X₁对应的反馈电阻值Y₁是否存在差值，若是，返回执行步骤S2，若否，完成风阀所需开度的控制。

进一步的，步骤S4中，与脉冲电压信号时间X₁对应的反馈电阻值Y₁预设在所述风阀的控制器中。

进一步的，所述风阀的开度分为多档开度，每个等级的开度对应一个脉冲电压信号时间以及与脉冲电压信号时间对应的用于表征所述风阀处于设定等级的开度时的反馈电阻值。

进一步的，所述反馈电阻值与所述风阀在打开或关闭过程中的实时开度为线性关系。

一种轨道车辆空调风阀的控制系统，用于实施如上所述的控制方法。

进一步的，包括风阀执行器，所述风阀执行器与控制器连接，所述风阀执行器内设置有用于反馈所述风阀实时开度的反馈模块；

优选的，所述反馈模块为反馈电阻。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明根据风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间的差值实时调整对风阀的控制信号以达到控制风阀打开至设定开度的目的，实现对风阀的无级调整，调整过程流畅，精确度高。

2、本发明通过在风阀的控制过程中以反馈电阻值的形式表征风阀的当前开度，便于控制器在风阀打开或关闭的过程中随时调整对风阀的控制信号，实现对风阀开度的精确控制

3、本发明采用补偿调整下发的脉冲电压信号时间的方式进行调整，且对风阀开度的调整是在风阀打开或关闭的控制过程中，使对风阀的控制响应程度高，控制及时。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明轨道车辆空调风阀的控制方法的流程示意图；

图2是本发明轨道车辆空调风阀的控制方法的一个实施例的流程示意图；

图3是本发明轨道车辆空调风阀的控制系统的示意图；

图中：100、风阀执行器；101、风阀；102、反馈模块；200、控制器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本发明提供一种轨道车辆空调风阀101的控制方法及控制系统。其中，如图1所示，轨道车辆空调风阀101的控制方法包括以下步骤：获取风阀101在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号；判断所述反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间是否存在差值；若是，根据所述差值实时调整对所述风阀101的控制信号。

详细的，风阀101在执行打开或关闭任务的过程中会受到干扰因素的影响不能打开或关闭至预设的开度，从而影响对风量的控制。如图3所示，本发明的风阀执行器100本身设置有能够反馈风阀101实时开度的反馈模块102，风阀101的控制器200通过所述反馈模块102反馈的反馈信号能够获取风阀101的实时开度。同时，风阀101的控制器200中预设有与风阀101的实时开度对应的预设信号，用于判断风阀101的实际开度是否与预设的应达到的开度之间存在偏差。当所述反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间存在差值时，说明风阀101此时的实际开度未达到其应达到的开度或已超过其应达到的开度，这势必会影响完成风阀101控制时其最终的开度。因此，本发明根据所述的差值实时调整对所述风阀101的控制信号从而达到控制风阀101打开或关闭至预设开度的目的，进而实现对风量的精确控制。

上述方案中，根据风阀101在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间的差值实时调整对风阀101的控制信号以达到控制风阀101打开至设定开度的目的，实现对风阀101的无级调整，调整过程流畅，精确度高。

另外，本发明可清楚跟踪风阀101各个角度状态的开度，判断当前风阀101开度是否与目标开度一致，便于风阀101任意开度状态的判断，并从而确认风阀101工作状态是否正常。

进一步的方案中，所述反馈信号为风阀101在打开或关闭过程中电位器的反馈电阻值；所述预设信号为预设在所述风阀101的控制器200中的风阀101实时开度对应的预设阻值。

详细的，本发明的风阀执行器100本身设置有能够反馈风阀101实时开度的反馈模块102，该反馈模块102优选为反馈电阻。风阀101的控制器200硬件电路设计电阻值模拟量采集输入端口，对反馈电阻值进行采集，并进行软件程序进行收集换算处理，风阀执行器100导风扇叶片运动完成后，通过检测输入的反馈电阻值，进而实时监控确定风阀101的当前开度。因此，风阀101在打开和关闭过程中电位器有稳定的反馈电阻值。而风阀101的控制器200中同时预设有与风阀101开度对应的预设阻值，即风阀101的开度具有多个档位，不同的档位对应不同的预设阻值。

综上，当风阀101在实际打开或关闭的过程中，其实时的开度会通过一定的反馈电阻值呈现出来，通过反馈电阻值与预设阻值之间的关系则可判定风阀101实际的开度是否达到控制所要求的开度。

上述方案中，通过在风阀101的控制过程中以反馈电阻值的形式表征风阀101的当前开度，便于控制器200在风阀101打开或关闭的过程中随时调整对风阀101的控制信号，实现对风阀101开度的精确控制。

在本发明优选的方案中，所述反馈电阻值与所述风阀101在打开或关闭过程中的实时开度为线性关系。

例如，风阀101全关时反馈电阻值为0Ω，风阀101全开时反馈电阻值变化为5000Ω。反馈电阻值变化与风阀执行器100叶片动作角度为线性关系。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述差值实时调整对所述风阀101的控制信号包括，所述风阀101的控制器200控制风阀101驱动脉冲电压信号时间的增加或减小，进而对风阀101的实时开度进行补偿阻值调整。

详细的，风阀101的控制器200根据收到的目标开度信号和接收到的导风扇叶片实际反馈开度位置来调节风阀执行器100的目标开度。即当目标控制开度与实时开度存在差值时，通过调节风阀101的控制器200控制风阀101驱动脉冲电压信号的增加或减少，来线性补偿调节风阀101的目标开度控制，保证风阀101导风扇叶片实际开度为需求开度。

具体的方案中，所述风阀101的控制器200控制风阀101驱动脉冲电压信号时间范围为M～N秒；所述风阀101在全关状态下的反馈电阻值为PΩ，所述风阀101在全开状态下的反馈电阻值为QΩ；则，每秒脉冲信号可调节的风阀101补偿阻值为(Q-P)/(N-M)。

上述方案中，N-M的值大于等于10，Q-P的值在3000～10000范围内。

详细的，风阀101的控制器200控制脉冲电压信号输出时间越大，风阀101打开角度越大。通过风阀101的控制器200控制风阀101驱动脉冲电压信号时间的增加或减小，进而对风阀101开度进行补偿调整。

具体的，如前所述，本发明采用反馈电阻值的形式表征风阀101的当前的实时开度，当风阀101的实时开度与预期的目标开度之间存在差值时，即反馈电阻值与预设阻值之间存在差值，本发明通过调整风阀101驱动脉冲电压信号时间进行阻值补偿调整，进而达到调整风阀101开度的目的。

作为本发明的优选实施方式，如图2所示，上述的轨道车辆空调风阀101的控制方法具体包括以下步骤：

S1，所述风阀101的控制器200下发脉冲电压信号时间X₁，用于控制风阀101的开度；

S2，获取风阀101的实时开度对应的反馈电阻值Y_反，判断所述反馈电阻值Y_反与风阀101的实时开度对应的预设阻值Y_实是否存在差值，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；

S3，获得须补偿的脉冲电压信号时间X_补，X_补＝(Y_反-Y_实)×(Q-P)/(N-M)，所述风阀101的控制器200调整下发的脉冲电压信号时间为X₁+X_补；

S4，判断所述反馈电阻值Y_反与脉冲电压信号时间X₁对应的反馈电阻值Y₁是否存在差值，若是，返回执行步骤S2，若否，完成风阀101所需开度的控制。

其中，步骤S4中，与脉冲电压信号时间X1对应的反馈电阻值Y1预设在所述风阀101的控制器200中。

进一步的，所述风阀101的开度分为多档开度，每个等级的开度对应一个脉冲电压信号时间以及与脉冲电压信号时间对应的用于表征所述风阀101处于设定等级的开度时的反馈电阻值。

详细的，风阀101开度根据风道试验或者调试结果分为多档开度，在风道试验时通过调节输出控制风阀101开启或关闭的脉冲电压信号时间，确定对应档位风阀101的控制器200该输出的脉冲电压信号时间X₁、X₂、X₃…，根据风阀101反馈电阻计算的线性关系，X₁、X₂、X₃时间下对应的风阀101反馈电阻值为Y₁、Y₂、Y₃…。

因此，可以理解的是，风阀101的控制器200可按照所需风量下发不同等级的脉冲电压信号时间。

若当前需运行X₁时间状态下的风阀101开度，则风阀101的控制器200输出X₁时间的脉冲电压信号，控制风阀101开启至目标开度，正常状态下反馈电阻应反馈的反馈电阻值为Y₁。

若存在异常状态，反馈电阻值大于Y₁或者小于Y₁，则风阀101将在既有已下发X₁的脉冲电压信号时间上增加补偿时间，补偿时间可增加或减少，实现风阀101打开角度的增大或减少，当风阀101的反馈电阻值达到Y₁阻值时，则默认完成风阀101目标开度的控制，补偿结束完成闭环控制。

上述方案可解释为，当反馈电阻值大于Y₁时，说明当前风阀101的实时开度已大于其在规定时间内应打开的开度，如果，此时不对已下发的脉冲电压信号进行干预，那么控制风阀101打开的过程结束后，风阀101的实际开度必然大于其预设的目标开度。因此，本发明在风阀101的打开过程中捕捉到实时开度大于应打开的开度时，立即对已下发的脉冲电压信号进行调整，在已下发的脉冲电压信号X₁的基础上减少一补偿时间，使风阀101的总的响应时间相对下发控制命令时的脉冲电压信号时间有所减少，使得控制风阀101打开的过程结束后，风阀101的实际开度即为目标开度。

反之，当反馈电阻值小于Y₁时，说明当前风阀101的实时开度已小于其在规定时间内应打开的开度，如果，此时不对已下发的脉冲电压信号进行干预，那么控制风阀101打开的过程结束后，风阀101的实际开度必然小于其预设的目标开度。因此，本发明在风阀101的打开过程中捕捉到实时开度小于应打开的开度时，立即对已下发的脉冲电压信号进行调整，在已下发的脉冲电压信号X₁的基础上增加一补偿时间，使风阀101的总的响应时间相对下发控制命令时的脉冲电压信号时间有所增加，使得控制风阀101打开的过程结束后，风阀101的实际开度即为目标开度。

而当反馈电阻值等于Y₁时，说明当前风阀101的实时开度等于其在规定时间内应打开的开度，如果，不必对已下发的脉冲电压信号进行干预。

可见，上述方案对风阀101开度的调整是在风阀101打开或关闭的控制过程中，采用补偿调整下发的脉冲电压信号时间的方式进行调整，使对风阀101的控制响应程度高，控制及时。

本发明提供的一种轨道车辆空调风阀101的控制系统用于实施如上所述的控制方法。

详细的，如图3所示，控制系统包括控制器200和风阀执行器100。风阀执行器100包括风阀101和用于反馈所述风阀101实时开度的反馈模块102。风阀101和反馈模块102与控制器200分别电性连接。

控制器200用于向风阀执行器100下发控制命令以及获取反馈模块102反馈的反馈信号。

控制器200中还预设有风阀101实时开度对应的预设阻值。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

获取风阀在打开或关闭过程中的实时开度对应的反馈信号；

判断所述反馈信号与所述实时开度对应的预设信号之间是否存在差值；

若是，根据所述差值实时调整对所述风阀的控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

所述反馈信号为风阀在打开或关闭过程中电位器的反馈电阻值；

所述预设信号为预设在所述风阀的控制器中的风阀实时开度对应的预设阻值。

3.根据权利要求2所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

所述根据所述差值实时调整对所述风阀的控制信号包括，

所述风阀的控制器控制风阀驱动脉冲电压信号时间的增加或减小，进而对风阀的实时开度进行补偿阻值调整。

4.根据权利要求3所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

所述风阀的控制器控制风阀驱动脉冲电压信号时间范围为M～N秒；

所述风阀在全关状态下的反馈电阻值为PΩ，所述风阀在全开状态下的反馈电阻值为QΩ；

则，每秒脉冲信号可调节的风阀补偿阻值为(Q-P)/(N-M)。

5.根据权利要求4所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，所述风阀的控制器下发脉冲电压信号时间X₁，用于控制风阀的开度；

S2，获取风阀的实时开度对应的反馈电阻值Y_反，判断所述反馈电阻值Y_反与风阀的实时开度对应的预设阻值Y_实是否存在差值，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；

S3，获得须补偿的脉冲电压信号时间X_补，X_补＝(Y_反-Y_实)×(Q-P)/(N-M)，所述风阀的控制器调整下发的脉冲电压信号时间为X₁+X_补；

S4，判断所述反馈电阻值Y_反与脉冲电压信号时间X₁对应的反馈电阻值Y₁是否存在差值，若是，返回执行步骤S2，若否，完成风阀所需开度的控制。

6.根据权利要求5所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

步骤S4中，与脉冲电压信号时间X₁对应的反馈电阻值Y₁预设在所述风阀的控制器中。

7.根据权利要求6所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

所述风阀的开度分为多档开度，每个等级的开度对应一个脉冲电压信号时间以及与脉冲电压信号时间对应的用于表征所述风阀处于设定等级的开度时的反馈电阻值。

8.根据权利要求2-7任一所述的一种轨道车辆空调风阀的控制方法，其特征在于：

所述反馈电阻值与所述风阀在打开或关闭过程中的实时开度为线性关系。

9.一种轨道车辆空调风阀的控制系统，其特征在于：用于实施如权利要求1-8任一所述的控制方法。

10.根据权利要求9所述的一种轨道车辆空调风阀的控制系统，其特征在于：包括风阀执行器，所述风阀执行器与控制器连接，所述风阀执行器内设置有用于反馈所述风阀实时开度的反馈模块；

优选的，所述反馈模块为反馈电阻。

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