汽車自動空調(diào)控制器的制造方法
【專利摘要】一種汽車自動空調(diào)控制器，其包括汽車自動空調(diào)控制模塊，該汽車自動空調(diào)控制模塊包括電源模塊、信號接收模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，其中所述中央處理模塊根據(jù)能量平衡方程對所接收到的信號進(jìn)行處理，并輸出控制信號給風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊；所述風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)；所述風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制溫度風(fēng)門電機(jī)、循環(huán)風(fēng)門電機(jī)及模式風(fēng)門電機(jī)相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的有益效果是：中央處理模塊完全從導(dǎo)致溫度變化的最根本的因素出發(fā)，能夠準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)溫度及舒適性控制。
【專利說明】汽車自動空調(diào)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車自動空調(diào)控制器，屬于汽車空調(diào)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，舒適的駕駛和乘車環(huán)境已經(jīng)成為汽車廠商越來越重視的問題，因此汽車自動空調(diào)也就變得越來越重要?，F(xiàn)有的汽車自動空調(diào)的控制原理主要是根據(jù)車室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度差來調(diào)節(jié)混合風(fēng)門位置，通常的做法有如下兩種:
一種是車室內(nèi)溫度傳感器直接反饋控制，即通過安裝車室內(nèi)溫度傳感器以代表整車溫度來決定輸入車室內(nèi)的冷熱量。請參圖1所示，因?yàn)檐囀覂?nèi)的溫度受外界環(huán)境、氣流速度等很多因素的影響，所以車室內(nèi)的溫度是不均勻的。例如圖1所示的情形下，在對應(yīng)駕駛員臉部位置的氣溫已經(jīng)小于30°C時，對應(yīng)駕駛員腳部位置的氣溫仍然大于45°C。顯然，車室內(nèi)溫度傳感器直接反饋控制方法非常依賴于所安裝的車室內(nèi)溫度傳感器的位置及車室內(nèi)溫度傳感器本身的精度；另外，由于整車溫度的不均勻性，單點(diǎn)的溫度并不能代表整車的溫度(例如，車室內(nèi)溫度傳感器被太陽直射，那么用該點(diǎn)溫度代表整車的溫度就會非常不合適)，因此車室內(nèi)溫度傳感器直接反饋控制方法往往并不能準(zhǔn)確的反映車室內(nèi)的實(shí)際溫度，在某些特殊的情況下尤其如此。
[0003]另一種方法在業(yè)界被稱之為“tao”算法，是一種較為高級的車室內(nèi)溫度傳感器反饋控制。請參圖2的斜線A所示，“tao”算法的原理是輸入車室內(nèi)的冷熱量與車室內(nèi)溫度、環(huán)境溫度、陽光輻射成線性關(guān)系。對于“tao”算法，作為更高級的反饋控制，與車室內(nèi)溫度傳感器直接反饋控制的區(qū)別就是加入環(huán)境溫度、陽光輻射的影響，降低了對車室內(nèi)溫度的依賴，提高了控制精度，但是依然會出現(xiàn)當(dāng)車室內(nèi)溫度傳感器測點(diǎn)的溫度偏高或者偏低時對輸入到車室內(nèi)冷熱量的超調(diào)。更為重要的是，請參圖2中的橢圓B所示，經(jīng)驗(yàn)證即使在車室內(nèi)溫度傳感器讀數(shù)相同的情況下，根據(jù)陽光輻射的不同，人體對車室內(nèi)溫度的感覺是完全不同的。從圖2中可以看出，輸入車室內(nèi)的冷熱量與車室內(nèi)溫度、環(huán)境溫度、陽光輻射并非成線性關(guān)系，如果按照線性調(diào)節(jié)必然會導(dǎo)致溫度調(diào)節(jié)的不準(zhǔn)確，乘客舒適度下降。
[0004]因此，有必要對現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，以解決以上技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種溫度及舒適性控制準(zhǔn)確的汽車自動空調(diào)控制器。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種汽車自動空調(diào)控制器，其包括殼體及安裝于殼體上的電路板組件，所述電路板組件包括印刷電路板及汽車自動空調(diào)控制模塊，該汽車自動空調(diào)控制模塊包括電源模塊、信號接收模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，其中:
所述電源模塊連接于所述信號接收模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，并用以給需要供電的模塊供電；
所述信號接收模塊用以接收信號并傳遞給所述中央處理模塊進(jìn)行處理，所接收的信號包括車室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器表面出風(fēng)溫度或者蒸發(fā)器表面溫度、陽光輻射、車速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度及環(huán)&溫度；
所述人機(jī)交互模塊用于處理用戶的輸入及汽車自動空調(diào)控制器的輸出；
所述中央處理模塊根據(jù)如下能量平衡方程對所接收到的信號進(jìn)行處理，并輸出控制信號給風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，輸出信號給人機(jī)交互模塊:
車室內(nèi)能量變化量=陽光輻射帶來的能量+車身與環(huán)境的換熱+蒸發(fā)器換熱+加熱芯換熱+發(fā)動機(jī)帶入能量+實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)的能量+能量糾正；
所述風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)；
所述風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制溫度風(fēng)門電機(jī)、循環(huán)風(fēng)門電機(jī)及模式風(fēng)門電機(jī)相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述信號接收模塊包括傳感器采集模塊及/或車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊將接收到的信號進(jìn)行處理之后還將處理后的信號發(fā)送到車身網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述傳感器采集模塊通過車室內(nèi)溫度傳感器、蒸發(fā)器出風(fēng)溫度傳感器或者蒸發(fā)器表面溫度傳感器、陽光傳感器對應(yīng)接收所述車室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器表面出風(fēng)溫度或者蒸發(fā)器表面溫度、陽光輻射；所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過CAN網(wǎng)絡(luò)接收所述車速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度及環(huán)境溫度。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊所接收的信號還包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是通過車身網(wǎng)絡(luò)接收到的或者通過傳感器采集到的。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述能量平衡方程中:
陽光輻射帶來的能量包括車室內(nèi)與太陽輻射的換熱；
車身與環(huán)境的換熱包括車身與外界空氣的對流換熱、導(dǎo)熱及輻射換熱；
蒸發(fā)器換熱包括蒸發(fā)器與車室內(nèi)的換熱；
加熱芯換熱包括加熱芯與車室內(nèi)的換熱；
發(fā)動機(jī)帶入能量包括發(fā)動機(jī)與車室內(nèi)的換熱；
實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)能量是指包括乘客在內(nèi)的任何移動熱量與車室內(nèi)的換熱；
能量糾正是對車室內(nèi)能量平衡進(jìn)行補(bǔ)償。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述殼體設(shè)有若干功能按鍵及位于這些功能按鍵上方的開槽，所述電路板組件包括與所述印刷電路板連接的顯示屏，所述顯示屏嵌入在所述開槽內(nèi)。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述殼體包括位于兩側(cè)的兩個圓形調(diào)節(jié)鈕，所述開槽位于這兩個圓形調(diào)節(jié)鈕之間且位于這些功能按鍵的上方。
[0014]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述兩個圓形調(diào)節(jié)鈕其中一個是開關(guān)按鍵與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕，另一個是后空調(diào)按鍵與空調(diào)溫度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕。
[0015]作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述汽車自動空調(diào)控制器設(shè)有功能按鍵、或者觸摸屏、或者語音系統(tǒng)來接收用戶的輸入。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器采用能量平衡算法來計算當(dāng)前熱負(fù)荷下車室內(nèi)溫度，該算法完全從導(dǎo)致溫度變化的最根本的因素出發(fā)，能夠比較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)溫度及人體舒適度控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是某種熱負(fù)荷下車室內(nèi)溫度的分布示意圖。
[0018]圖2是人體感受到的車室內(nèi)溫度與車室內(nèi)溫度傳感器讀數(shù)、陽光輻射等因素的線性、非線性關(guān)系示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明汽車自動空調(diào)控制器的立體示意圖。
[0020]圖4是圖3的主視圖，其中部分符號未對應(yīng)顯示。
[0021]圖5是圖3的立體分解示意圖。
[0022]圖6是本發(fā)明汽車自動空調(diào)控制器中汽車自動空調(diào)控制模塊的示意圖。
[0023]圖7是本發(fā)明汽車自動空調(diào)控制方法的流程示意圖。
[0024]圖8是確定模式風(fēng)門輸出值的原理示意圖。
[0025]圖9是確定循環(huán)風(fēng)門輸出值的原理示意圖。
[0026]圖10是本發(fā)明汽車自動空調(diào)控制器及其控制方法對車室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的測試圖，該圖表明本發(fā)明對溫度的調(diào)節(jié)是非常緩和的。
【具體實(shí)施方式】
[0027]請參圖3至圖5所示，本發(fā)明揭示了一種汽車自動空調(diào)控制器100，其包括殼體I及安裝于殼體I上的電路板組件2。所述殼體I包括位于兩側(cè)的兩個圓形調(diào)節(jié)鈕11、位于底部的若干功能按鍵12、及位于兩個圓形調(diào)節(jié)鈕11之間且位于若干功能按鍵12上方的開槽13。所述兩個圓形調(diào)節(jié)鈕11其中一個是開關(guān)按鍵與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕，另一個是后空調(diào)按鍵與空調(diào)溫度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕。所述功能按鍵12排列成一排，包括模式按鍵(MODE)、A/C按鍵、自動空調(diào)按鍵(AUTO)、內(nèi)、外循環(huán)按鍵、前除霜按鍵、后除霜按鍵等，上述各種按鍵對應(yīng)的功能對所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員是易于理解的，故在此不再贅述。
[0028]所述電路板組件2包括印刷電路板21及與所述印刷電路板21連接的顯示屏22。所述顯示屏22嵌入在所述開槽13內(nèi)，當(dāng)使用者操作圓形調(diào)節(jié)鈕11或者功能按鍵12時，如果具備對應(yīng)的設(shè)置，該操作就會顯示在所述顯示屏22上。
[0029]需要說明的是:在其他實(shí)施方式中，所述汽車自動空調(diào)控制器100也可以設(shè)置為其他結(jié)構(gòu)，例如，可以設(shè)置觸摸屏或者語音系統(tǒng)，并通過觸摸屏或者語音系統(tǒng)來接收用戶的輸入。
[0030]請參圖6所示，所述電路板組件2設(shè)置有汽車自動空調(diào)控制模塊200。該汽車自動空調(diào)控制模塊200包括電源模塊201、信號接收模塊202、人機(jī)交互模塊203、中央處理模塊204、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊205、風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊206等。其中，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，所述信號接收模塊202包括傳感器采集模塊207及/或車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208。
[0031]具體地，所述電源模塊201連接于所述信號接收模塊202、人機(jī)交互模塊203、中央處理模塊204、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊205及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊206，并用以給需要供電的模塊供電以及給整個印刷電路板21供電。[0032]所述信號接收模塊202用以接收信號并傳遞給中央處理模塊204進(jìn)行處理。其中，所述傳感器采集模塊207通過安裝在車內(nèi)的車室內(nèi)溫度傳感器(InCarSensor)接收相應(yīng)的參數(shù)(例如電壓值，該電壓值對應(yīng)一定的溫度數(shù)值)、通過汽車上的蒸發(fā)器出風(fēng)溫度傳感器(EAT Sensor)或者蒸發(fā)器表面溫度傳感器采集相應(yīng)的參數(shù)(例如電壓值，該電壓值對應(yīng)一定的溫度數(shù)值)、以及通過汽車上的陽光傳感器(SolarLoad Sensor)接收相應(yīng)的參數(shù)(例如電壓值，該電壓值對應(yīng)一定的溫度數(shù)值)。
[0033]車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208 (CAN通訊模塊或者LIN通訊模塊)通過車身網(wǎng)絡(luò)接收或者通過傳感器采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(EngineSpd)、車速(VehSpd)、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(CltTmp)及環(huán)境溫度(OutAmb)等信號。優(yōu)選地，所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208為CAN通訊模塊。所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208將接收到的信號進(jìn)行處理之后還將處理后的信號發(fā)送到車身網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。
[0034]可以理解的是，以上關(guān)于信號接收的方式是多種多樣的，既可以通過設(shè)置對應(yīng)的傳感器來獲得，也可以直接通過汽車本身已有的渠道獲得。例如，關(guān)于環(huán)境溫度的獲得既可以通過車身網(wǎng)絡(luò)(例如CAN網(wǎng)絡(luò))直接獲得，也可以通過在汽車上設(shè)置的外界溫度傳感器(Ambient-Temp.Sensor)接收的相應(yīng)參數(shù)(例如電壓值，該電壓值對應(yīng)一定的溫度數(shù)值)獲得。又例如，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(EngineSpd)除了通過車身網(wǎng)絡(luò)接收之外，還可以通過傳感器來米集。
[0035]另外,在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過CAN網(wǎng)絡(luò)接收到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(EngineSpd)、車速(VehSpd)、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(CltTmp)及環(huán)境溫度(OutAmb)等信號通過信號線傳遞給車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入至所述中央處理模塊204。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，該信號線包括邏輯地(Logical GND)及通用單線CAN(GM Single-LineCAN)。所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊208是一塊封裝好的處理芯片。
[0036]人機(jī)交互模塊203用于處理用戶的輸入及汽車自動空調(diào)控制器100的輸出。用戶輸入的方式包括但不限于按鍵、觸摸屏、語音等。上述信號經(jīng)過中央處理模塊204處理后(容后詳述)，輸出控制信號給風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊205及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊206,輸出信號給人機(jī)交互模塊203。本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器100通過風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊206來控制(驅(qū)動或調(diào)節(jié))空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器100通過風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊205來控制(驅(qū)動或調(diào)節(jié))溫度風(fēng)門電機(jī)、循環(huán)風(fēng)門電機(jī)及模式風(fēng)門電機(jī)相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0037]請參圖7所示，以下結(jié)合本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制方法詳細(xì)說明中央處理模塊204的處理過程。本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制方法包括如下步驟:
(a)，程序開始；當(dāng)啟動汽車自動空調(diào)控制器100時，程序開始。
[0038](b)，初始化；初始化的目的在于給相關(guān)參數(shù)賦初始值及使執(zhí)行器初始化，以確?？照{(diào)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，該初始化的步驟中包括模式風(fēng)門的初始位置設(shè)定、溫度風(fēng)門的初始位置計算及相關(guān)參數(shù)設(shè)定等。
[0039]具體地，模式風(fēng)門的初始位置設(shè)定在吹腳位置，即Model = 3并保持在某一位置一定時間，這種設(shè)定的好處在于，當(dāng)人體剛開始進(jìn)入車內(nèi)時，不會因?yàn)槟Ｊ斤L(fēng)門的其他狀態(tài)(特別是吹臉)而使人體更不舒適。
[0040]另外，根據(jù)環(huán)境溫度(OutAmb)算出溫度風(fēng)門(TmpDr)的初始位置，計算公式為TmpDr= (M-OutAmb)/M，其中M為常數(shù)，可根據(jù)具體情況標(biāo)定，例如為30、35、40、45等。當(dāng)然，這種公式在實(shí)際使用時還需要考慮上、下限及自定義的問題，例如，當(dāng)環(huán)境溫度為_2°C時，此時計算出來的溫度風(fēng)門的初始位置(可以理解為開度)大于100%，但是，不管怎樣，此時應(yīng)當(dāng)將溫度風(fēng)門的初始位置設(shè)置成100%開度的全熱模式。需要說明的是，關(guān)于開度的定義，不同的廠商有不同的方式。為了更好的理解本發(fā)明，在本發(fā)明中0%開度代表溫度風(fēng)門完全關(guān)閉，100%開度代表溫度風(fēng)門完全開啟(可能是全熱模式，也可能是全冷模式)，但是上述理解絕不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0041]相關(guān)參數(shù)設(shè)定包括:循環(huán)風(fēng)門的初始位置處在外氣位置(外循環(huán))，即循環(huán)風(fēng)門輸出值為O (Recrc=O);鼓風(fēng)機(jī)不吹風(fēng)，即鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速輸出值為O (BlwrSpd=O);程序數(shù)為O(ProgNo=O);車室內(nèi)溫度傳感器(InCarSensor)讀取到的車室內(nèi)溫度賦值給車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp=InCarSensor)tj程序數(shù)(ProgNo)所代表的含義是當(dāng)前環(huán)境的綜合表達(dá)量。
[0042](c),信號接收；所述中央處理模塊204通過車室內(nèi)溫度傳感器(InCarSensor)、蒸發(fā)器出風(fēng)溫度傳感器(EAT Sensor)或者蒸發(fā)器表面溫度傳感器、陽光傳感器(SolarLoadSensor)接收車室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器表面出風(fēng)溫度或者蒸發(fā)器表面溫度、陽光輻射，以及通過CAN網(wǎng)絡(luò)接收發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(EngineSpd)、車速(VehSpd)、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(CltTmp)及環(huán)境溫度(OutAmb)等信號，并將這些信號輸入給中央處理模塊204。
[0043](d)，根據(jù)輸入值及設(shè)定值計算車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)及程序數(shù)(ProgNo);具體計算公式如下:
IntTmpCtr = f (ProgNo, IntTmpSet),即車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr )是程序數(shù)(ProgNo)與空調(diào)設(shè)定溫度(IntTmpSet)的函數(shù),其中程序數(shù)(ProgNo)就是步驟(b)中的初始值，即O ;而空 調(diào)設(shè)定溫度(IntTmpSet)來源于操作者的輸入。
[0044]ProgNo = f (OutAmb, SolarLoad, IntTmpCtr),即程序數(shù)(ProgNo)又是環(huán)境溫度(OutAmb)、陽光福射強(qiáng)度(SolarLoad)與車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)的函數(shù)。當(dāng)通過程序數(shù)(ProgNo)的初始值計算得到車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)后,下一次計算出來的程序數(shù)(ProgNo)就是一個相對值了。
[0045]具體地,程序數(shù)(ProgNo)的計算公式如下:
ProgNo = PNFixed + PNOutAmb * OutAmb + PNSolarLoad * SolarLoad + PNDiffInt
*(IntAirTmp -1ntTmpCtr);其中以上參數(shù)代表意義如下:
ProgNo:程序數(shù)；
PNFixed:常數(shù)補(bǔ)償項(xiàng)；
PNOutAmb:環(huán)境溫度加權(quán)系數(shù)；
OutArnb:環(huán)^^溫度；
PNSolarLoad:陽光輻射強(qiáng)度的加權(quán)系數(shù)；
SolarLoad:陽光福射強(qiáng)度；
PNDiffInt:車室內(nèi)溫度計算值與車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)差值的加權(quán)系數(shù)；
IntAirTmp:車室內(nèi)溫度計算值；
IntTmpCtr:車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)；
車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)的計算公式如下:
IntTmpCtr=TmpOffsetX+ProgNo*TmpOffsetB+IntTmpSet*TmpOffsetA ；其中各參數(shù)的代表意義如下:
TmpOffsetX:常數(shù)補(bǔ)償項(xiàng)；
ProgNo:程序數(shù)；
TmpOffsetB:程序數(shù)加權(quán)系數(shù)；
IntTmpSet:空調(diào)設(shè)定溫度；
TmpOffsetA:空調(diào)設(shè)定溫度加權(quán)系數(shù)。
[0046](e),確定模式風(fēng)門輸出值(Model);在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)程序數(shù)(ProgNo)確定模式風(fēng)門輸出值(Model)。請參圖8所示，具體地，將程序數(shù)與設(shè)定值進(jìn)行比對，請參圖8中箭頭向上的線條，如果程序數(shù)(PiOgNo)小于第一模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l，則判斷輸出值(Model)等于1，例如此時模式風(fēng)門的位置為吹臉；如果程序數(shù)(ProgNo)大于第一模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l而小于第二模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2，則判斷輸出值(Model)等于2，例如此時模式風(fēng)門的位置為混合模式，即吹臉+吹腳；如果程序數(shù)(ProgNo)大于第二模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2，則判斷輸出值(Model)等于3，例如此時模式風(fēng)門的位置為吹腳。其中第一模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l及第二模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2均為改變模式風(fēng)門位置的臨界值。反過來，請參圖8中箭頭向下的線條，只有當(dāng)程序數(shù)(ProgNo)小于第三模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2’時，輸出值(Model)才由3切換成2，即模式風(fēng)門的位置才由吹腳切換成吹臉+吹腳；類似地，只有當(dāng)程序數(shù)(ProgNo)小于第四模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l’時，輸出值(Model)才由2切換成1，即模式風(fēng)門的位置才由吹臉+吹腳切換成吹臉。所述第三模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2’小于第二模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)2，所述第四模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l’小于第一模式風(fēng)門設(shè)定值A(chǔ)l，這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)在于保證模式風(fēng)門運(yùn)行的平穩(wěn)性，即不到更嚴(yán)格的模式風(fēng)門設(shè)定值，不輕易切換模式風(fēng)門的位置。
[0047](f)，確定循環(huán)風(fēng)門輸出值(Recrc);在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)程序數(shù)(ProgNo)、環(huán)境溫度(OutAmb)、車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp )、車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)推算出循環(huán)風(fēng)門輸出值(Recrc)，即確定循環(huán)風(fēng)門到底是處于外循環(huán)(Recrc=O)還是內(nèi)循環(huán)(Recrc=I)。請參圖9所示,判斷方法如下:
首先，不同的循環(huán)風(fēng)門輸出值(Recrc)對應(yīng)著不同的程序數(shù)(ProgNo)區(qū)間。
[0048]請參圖9所示，如果程序數(shù)(ProgNo)小于第一循環(huán)風(fēng)門設(shè)定值BI或者大于第二循環(huán)風(fēng)門設(shè)定值B2，則判斷循環(huán)風(fēng)門處于內(nèi)循環(huán)；當(dāng)程序數(shù)位于第一循環(huán)設(shè)定值BI與第二循環(huán)設(shè)定值B2之間時，則判斷循環(huán)風(fēng)門處于外循環(huán)或者適當(dāng)?shù)男嘛L(fēng)比。需要說明的是:新風(fēng)比的控制至少有兩種方式可以實(shí)現(xiàn):第一種方式，循環(huán)風(fēng)門處在內(nèi)循環(huán)位置保持一定的時間，循環(huán)風(fēng)門處在外循環(huán)位置也保持一定的時間，兩種模式交替實(shí)現(xiàn)新風(fēng)比的控制;第二種方式，循環(huán)風(fēng)門處在中間某個位置，實(shí)現(xiàn)新風(fēng)回風(fēng)混合控制，從而控制新風(fēng)比。
[0049]其次，當(dāng)車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)與車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)的差值超過某一設(shè)定值時會強(qiáng)制切入內(nèi)循環(huán)(即Recrc = I)。
[0050](g)，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速輸出計算；在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過如下公式來計算:
I = Abs (ProgNo - BlmIntNuetral) * BlmIntGain + BlmIntMinCalc ;其中各參數(shù)的代表意義如下:
Abs:編程符號，其含義是求解括號里面內(nèi)容的絕對值；
ProgNo:程序數(shù)；
BlmIntNuetral:計算風(fēng)機(jī)時對應(yīng)的程序數(shù)中值系數(shù)； BlmIntGain:加權(quán)系數(shù)；
BlmIntMinCalc:最小輸出風(fēng)速值常數(shù)；
BlwrSpd = Abs (IntTmpCtr -1ntAirTmp) * BlmPropGain + I ;該項(xiàng)的意義為當(dāng)車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)與車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)相差越大時,風(fēng)速越小，反之越大。
[0051]上述公式中各參數(shù)的代表意義如下:
Abs:編程符號，其含義是求解括號里面內(nèi)容的絕對值；
IntTmpCtr:車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)；
IntAirTmp:車室內(nèi)溫度計算值；
BlmPropGain:加權(quán)系數(shù)；
(h)，溫度風(fēng)門的位置計算；在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)、車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)推算出溫度風(fēng)門輸出值(TmpDr)。其中車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)與車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)作為PID算法的I項(xiàng)，車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)與車室內(nèi)溫度計算值上次循環(huán)結(jié)果(IntAirTmpO)作為PID算法的D項(xiàng)，運(yùn)用PID算法得出當(dāng)前溫度風(fēng)門輸出值(TmpDr)。
[0052]具體公式如下:
D2 = (IntAirTmpO -1ntAirTmp) * TmpDrDifGain ;其中各參數(shù)的代表意義如下: IntAirTmpO:車室內(nèi)溫度計算值上次循環(huán)結(jié)果；
IntAirTmp:車室內(nèi)溫度計算值；
TmpDrDifGain:D項(xiàng)的系數(shù),該項(xiàng)的作用是促使調(diào)節(jié)緩慢進(jìn)行；
12 = 12 + ((IntTmpCtr -1ntAirTmp) * TmpDrIntrGain);其中各參數(shù)的代表意義如
下:
IntTmpCtr:車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)；
IntAirTmp:車室內(nèi)溫度計算值；
TmpDrIntrGain:1項(xiàng)系數(shù),該項(xiàng)的作用是促使調(diào)節(jié)向需要的方向緩慢進(jìn)行,如當(dāng)車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)大于車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)時,說明溫度風(fēng)門調(diào)節(jié)應(yīng)該往熱的方向進(jìn)行，通過標(biāo)定TmpDrIntrGain的值可以改變調(diào)節(jié)的速率的快慢。
[0053]TmpDr = (IntTmpCtr -1ntAirTmp) * TmpDrPropGain + 12 + D2,其中(IntTmpCtr -1ntAirTmp) * TmpDrPropGain構(gòu)成溫度風(fēng)門輸出值的P項(xiàng),I項(xiàng)調(diào)節(jié)、D項(xiàng)調(diào)節(jié)建立在P項(xiàng)上，P項(xiàng)為整個溫度風(fēng)門輸出值提供了方向，其中各參數(shù)的代表意義如下:
IntTmpCtr:車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)；
IntAirTmp:車室內(nèi)溫度計算值；
TmpDrPropGain:P 項(xiàng)的系數(shù)；
(i)，能量平衡；在本發(fā)明的實(shí)施方式中，應(yīng)用能量平衡方程(EnergyBalanceEquation)來計算在當(dāng)前熱負(fù)荷下車室內(nèi)溫度，具體考慮因素如下:
車室內(nèi)能量變化量(AQ)=陽光輻射帶來的能量(SolarHeat)+車身與環(huán)境的換熱+蒸發(fā)器換熱(EvapHeat) +加熱芯換熱(HeaterHeat) +發(fā)動機(jī)帶入能量(EngineHeat) +實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)的能量(PassengerHeat) +能量糾正(IncarSensorHeat),其中實(shí)際熱源即對車室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)會產(chǎn)生影響的因素，例如人體或者任何移動熱量。[0054]陽光福射帶來的能量(SolarHeat):包括車室內(nèi)與太陽福射的換熱(陽光傳感器(SolarLoad))；
車身與環(huán)境的換熱包括車身與外界空氣的對流換熱、導(dǎo)熱及輻射換熱；
蒸發(fā)器換熱(EvapHeat):蒸發(fā)器(蒸發(fā)器表面溫度傳感器(EAT))與車室內(nèi)的換熱； 加熱芯換熱(HeaterHeat):加熱芯(發(fā)動機(jī)冷卻液溫度(CltTmp))與車室內(nèi)的換熱；
發(fā)動機(jī)帶入能量(EngineHeat):發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(EngineSpd))與車室內(nèi)的換熱；實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)能量(PassengerHeat):包括乘客在內(nèi)的任何移動熱量與車室內(nèi)環(huán)境的換熱；
能量糾正(IncarSensorHeat):對車室內(nèi)能量平衡進(jìn)行一定的補(bǔ)償(車室內(nèi)溫度傳感器(InCarSensor),當(dāng)然這個補(bǔ)償也可以為O。
[0055]需要說明的是:現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)偏見是:通過增加傳感器的數(shù)量來試圖“精確”的調(diào)節(jié)車室內(nèi)溫度，但是這種做法是不可取的。首先，增加傳感器的數(shù)量會影響整車的線路布局；其次，增加傳感器的數(shù)量會加重系統(tǒng)的分析負(fù)擔(dān)；最為重要的是，這種做法追根溯源是針對傳感器的輸入所做的調(diào)整和反饋，因而必然對傳感器的精度要求特別高，但是，事實(shí)上由于汽車所在環(huán)境的變化是極其復(fù)雜的，很多情形下傳感器的讀數(shù)根本不能準(zhǔn)確反映車室內(nèi)人體的舒適度(跟傳感器的安裝位置、陽光輻射等有關(guān))，建立在此基礎(chǔ)上的調(diào)整必然不可能實(shí)現(xiàn)理想的車室內(nèi)溫度調(diào)整。
[0056]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用上述汽車自動空調(diào)控制器100來計算當(dāng)前熱負(fù)荷下車室內(nèi)溫度，該算法完全從導(dǎo)致溫度變化的最根本的因素出發(fā)，是科學(xué)的，與現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案有著本質(zhì)的不同。由于各種傳感器的輸入在整個車內(nèi)能量里面只占較少的一部分，因此本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器100不需要特別精確的傳感器也能夠?qū)崿F(xiàn)比較精確的控制，或者說傳感器的輸入對整個汽車空調(diào)的控制不會產(chǎn)生特別大的影響。
[0057](j)，車室內(nèi)溫度計算；在本發(fā)明的實(shí)施方式中，IntAirTmp_New = Δ Q/ThermalMass + IntAirTmp_01d,其中:
IntAirTmp_New表示新的車室內(nèi)溫度計算值；
Thermal Mass表示車室內(nèi)空氣的熱質(zhì)量；
IntAirTmp_01d表示前一次車室內(nèi)溫度計算值；
步驟(k),進(jìn)入下次循環(huán)計算；當(dāng)車室內(nèi)溫度計算值(IntAirTmp)接近于車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)(IntTmpCtr)時，則認(rèn)為車室內(nèi)能量已趨于平衡并達(dá)到舒適。在發(fā)明的實(shí)施方式中，在100毫秒內(nèi)下次循環(huán)直接跳到需要計算的步驟，例如步驟(d)、(e)、(f)、(g)、(h);在I秒內(nèi)，下次循環(huán)需要跳到步驟(c)，然后再依次進(jìn)行。
[0058]需要說明的是:本發(fā)明汽車自動空調(diào)控制方法的步驟中，并非對每一個步驟的順序具有嚴(yán)格的要求，例如步驟(e)、(f)、(g)、(h)可以任意排列。
[0059]請參圖10所示，采用本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器100，當(dāng)車室內(nèi)溫度計算值曲線(L2)匹配車室內(nèi)溫度控制目標(biāo)折線(L3)的過程中，車內(nèi)平均溫度曲線(LI)的變化是非常緩和的。也就是說:本發(fā)明的汽車自動空調(diào)控制器100對溫度的調(diào)節(jié)是非常緩和的，因此，這種調(diào)節(jié)方式更能夠使人體感覺舒適。
[0060]需要說明的是:以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案，并非對本發(fā)明的限定。盡管本說明書參照上述的實(shí)施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車自動空調(diào)控制器，其包括殼體及安裝于殼體上的電路板組件，所述電路板組件包括印刷電路板及汽車自動空調(diào)控制模塊，其特征在于，該汽車自動空調(diào)控制模塊包括電源模塊、信號接收模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，其中: 所述電源模塊連接于所述信號接收模塊、人機(jī)交互模塊、中央處理模塊、風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，并用以給需要供電的模塊供電； 所述信號接收模塊用以接收信號并傳遞給所述中央處理模塊進(jìn)行處理，所接收的信號包括車室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器表面出風(fēng)溫度或者蒸發(fā)器表面溫度、陽光輻射、車速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度及環(huán)&溫度； 所述人機(jī)交互模塊用于處理用戶的輸入及汽車自動空調(diào)控制器的輸出； 所述中央處理模塊根據(jù)如下能量平衡方程對所接收到的信號進(jìn)行處理，并輸出控制信號給風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，輸出信號給人機(jī)交互模塊: 車室內(nèi)能量變化量=陽光輻射帶來的能量+車身與環(huán)境的換熱+蒸發(fā)器換熱+加熱芯換熱+發(fā)動機(jī)帶入能量+實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)的能量+能量糾正； 所述風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)； 所述風(fēng)門執(zhí)行器驅(qū)動模塊根據(jù)所接收到的控制信號來控制溫度風(fēng)門電機(jī)、循環(huán)風(fēng)門電機(jī)及模式風(fēng)門電機(jī)相應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述信號接收模塊包括傳感器采集模塊及/或車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊將接收到的信號進(jìn)行處理之后還將處理后的信號發(fā)送到車身網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享。
4.如權(quán)利要求2所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述傳感器采集模塊通過車室內(nèi)溫度傳感器、蒸發(fā)器出風(fēng)溫度傳感器或者蒸發(fā)器表面溫度傳感器、陽光傳感器對應(yīng)采集所述車室內(nèi)溫度、蒸發(fā)器表面出風(fēng)溫度或者蒸發(fā)器表面溫度、陽光輻射；所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊通過CAN網(wǎng)絡(luò)接收所述車速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度及環(huán)境溫度。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述車身網(wǎng)絡(luò)通訊模塊所接收的信號還包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是通過車身網(wǎng)絡(luò)接收到的或者通過傳感器采集到的。
6.如權(quán)利要求1所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述能量平衡方程中: 陽光輻射帶來的能量包括車室內(nèi)與太陽輻射的換熱； 車身與環(huán)境的換熱包括車身與外界空氣的對流換熱、導(dǎo)熱及輻射換熱； 蒸發(fā)器換熱包括蒸發(fā)器與車室內(nèi)的換熱； 加熱芯換熱包括加熱芯與車室內(nèi)的換熱； 發(fā)動機(jī)帶入能量包括發(fā)動機(jī)與車室內(nèi)的換熱； 實(shí)際熱源帶入車室內(nèi)能量是指包括乘客在內(nèi)的任何移動熱量與車室內(nèi)的換熱； 能量糾正是對車室內(nèi)能量平衡進(jìn)行補(bǔ)償。
7.如權(quán)利要求1所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述殼體設(shè)有若干功能按鍵及位于這些功能按鍵上方的開槽，所述電路板組件包括與所述印刷電路板連接的顯示屏，所述顯示屏嵌入在所述開槽內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述殼體包括位于兩側(cè)的兩個圓形調(diào)節(jié)鈕，所述開槽位于這兩個圓形調(diào)節(jié)鈕之間且位于這些功能按鍵的上方。
9.如權(quán)利要求1所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述兩個圓形調(diào)節(jié)鈕其中一個是開關(guān)按鍵與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕，另一個是后空調(diào)按鍵與空調(diào)溫度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的集成調(diào)節(jié)鈕。
10.如權(quán)利要求1所述的汽車自動空調(diào)控制器，其特征在于:所述汽車自動空調(diào)控制器設(shè)有功能按鍵、或者 觸摸屏、或者語音系統(tǒng)來接收用戶的輸入。
【文檔編號】B60H1/00GK103963597SQ201310037874
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】愛德華·斯坦科, 何煜, 洪飛飛 申請人:杭州三花研究院有限公司