本發(fā)明涉及溫度調(diào)節(jié)裝置的控制方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車空調(diào)末端控制方法。

背景技術(shù)：

汽車空調(diào)和我們熟悉的家用空調(diào)制冷原理是一樣的。都是利用R12或是R134a壓縮釋放的瞬間體積急劇膨脹需要吸收大量熱能的原理制冷。壓縮式制冷機(jī)的節(jié)能是一個(gè)牽涉面很廣的問(wèn)題，可以從許多方面予以考慮，包括制冷循環(huán)、制冷劑的選擇，壓縮機(jī)和換熱器的設(shè)計(jì)，裝置的選配設(shè)計(jì)和布置，空調(diào)的使用等予以說(shuō)明。

目前，常用汽車空調(diào)節(jié)能方法：1)制冷劑的選擇，當(dāng)蒸發(fā)溫度及冷凝溫度給定時(shí)，采用不同制冷劑其制冷系數(shù)僅隨制冷劑的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)而改變，根據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)越高，則其制冷系數(shù)越高，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)高的制冷劑，并考慮其他因素，綜合選定合適的制冷劑。

2)改進(jìn)汽車壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，采用變排量壓縮機(jī)，由于汽車空調(diào)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速隨著汽車速度的增加而增加，汽車高速行駛時(shí)，壓縮機(jī)制冷量和功耗將增大，這對(duì)車室內(nèi)的舒適性和汽車的動(dòng)力性能都不利，為了解決這個(gè)問(wèn)題就需要采用變排量壓縮，就像汽車的檔位變速箱一樣，可根據(jù)實(shí)際需要改變制冷量。

3)提高換熱器效率，改進(jìn)翅片的形狀來(lái)達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。

4)提高車體的隔熱保溫能力，在夏季汽車空調(diào)能使車內(nèi)溫度降低的主要原因是空調(diào)系統(tǒng)單位時(shí)間通過(guò)制冷劑帶走的熱量大于從外界通過(guò)門窗散入的熱量。當(dāng)車內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定時(shí)制冷劑帶走的熱量等于從外界通過(guò)門窗散入的熱量?？梢?jiàn)如果門窗的隔熱保溫效果好，必然會(huì)降低壓縮機(jī)的功耗等措施。上述這些措施均是在硬件設(shè)備上提高汽車空調(diào)效率，達(dá)到節(jié)能的目的，但其缺點(diǎn)在于制造成本較高，且節(jié)能效果一般。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車空調(diào)末端控制方法，通過(guò)所述方法調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣，使車內(nèi)空氣能夠滿足質(zhì)量要求，并使空氣流通分布均勻，且更節(jié)能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種汽車空調(diào)末端控制方法，其特征在于：汽車空調(diào)的末端控制器采用兩路模擬量輸入，第一路為車內(nèi)溫度傳感器輸入，用于檢測(cè)車內(nèi)的溫度，設(shè)定車內(nèi)的舒適程度；第二路為二氧化碳傳感器輸入，用于檢測(cè)車內(nèi)的二氧化碳含量，保持車內(nèi)的通風(fēng)條件；并采用兩路模擬量輸出，第一路為加熱閥的加熱線圈位置輸出，第二路為阻尼閥位置輸出；其中加熱閥的加熱線圈位置設(shè)定一個(gè)最大極限值，加熱線圈位置可在最大極限位置內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，氣流根據(jù)車內(nèi)負(fù)載條件，通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置來(lái)改變，其控制方法如下：

1)冷卻模式：關(guān)閉加熱閥，車內(nèi)冷卻溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置進(jìn)行保持；

2)通風(fēng)模式：通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置保持二氧化碳濃度設(shè)定點(diǎn)，車內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)加熱閥的加熱線圈位置保持；

3)加熱模式：車內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)加熱閥的加熱線圈位置和阻尼閥的位置保持。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：當(dāng)控制末端被設(shè)置為冷卻模式時(shí)，車內(nèi)溫度冷卻設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥的位置進(jìn)行保持，在冷卻模式下，末端控制器檢查兩個(gè)條件：

第一個(gè)條件：二氧化碳濃度是否比設(shè)定值高；

第二個(gè)條件：車內(nèi)溫度是否達(dá)到加熱設(shè)定點(diǎn)；

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端被切換到通風(fēng)模式，在這種模式下，控制器通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥的位置來(lái)保持二氧化碳濃度設(shè)定點(diǎn)；在通風(fēng)模式，末端控制器檢測(cè)二氧化碳濃度，如果二氧化碳濃度在設(shè)定點(diǎn)以下，控制末端從通風(fēng)模式切換至冷卻模式；

當(dāng)?shù)诙€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端從冷卻模式切換至加熱模式，加熱閥的加熱線圈最低限度的位置設(shè)置為0，加熱閥加熱線圈的最大閥位置被設(shè)置為v₁，末端控制器控制加熱閥的加熱線圈在0和最大閥位置v₁之間動(dòng)作，調(diào)節(jié)加熱線圈位置來(lái)保持車內(nèi)加熱溫度設(shè)定點(diǎn)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：在加熱模式下，末端控制器檢測(cè)一下四個(gè)條件：

第三個(gè)條件：加熱閥處于全封閉狀態(tài)，車內(nèi)溫度到達(dá)冷卻設(shè)定點(diǎn)；

第四個(gè)條件：加熱閥的位置小于最大位置與閥門比例因子的比值，即：V<V_max/α；

第五個(gè)條件：加熱閥到達(dá)最大位置并且車內(nèi)溫度在熱設(shè)定點(diǎn)以下；

第六個(gè)條件：CO₂濃度比設(shè)定點(diǎn)更高；

當(dāng)?shù)谌齻€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端從加熱模式切換為冷卻模式；當(dāng)?shù)谒膫€(gè)條件滿足時(shí)，加熱閥位置由閥門位置因子改變而改變，即：D_h＝D_h×(1-β)；當(dāng)?shù)谖鍌€(gè)條件滿足時(shí)，將閥門位置設(shè)置為當(dāng)前最大的閥門位置的α倍并且監(jiān)控車內(nèi)的溫度；當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端切換到通風(fēng)模式，其中α為加熱閥閘板的位置增量步寬，β為閥門的位置因子。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：當(dāng)?shù)谖鍌€(gè)條件滿足時(shí)，如果車內(nèi)溫度增加時(shí)，設(shè)置加熱閥的加熱線圈最大位置為當(dāng)前閥門最大位置的α倍，調(diào)節(jié)加熱線圈的位置以保持車內(nèi)溫度；如果車內(nèi)溫度不上升，通過(guò)調(diào)節(jié)α因子來(lái)減少最大位置，監(jiān)測(cè)車內(nèi)溫度，如果車內(nèi)溫度升高，將加熱線圈最大位置設(shè)置在V_max/α，在0和最大位置之間調(diào)節(jié)加熱線圈的位置以保持車內(nèi)溫度；如果車內(nèi)溫度不增加，設(shè)置在最大的加熱線圈位置并且增加加熱線圈的位置，監(jiān)控車內(nèi)溫度，如果車內(nèi)溫度升高，調(diào)節(jié)加熱線圈位置以保持車內(nèi)溫度；如果車內(nèi)溫度不增加，減少氣流并監(jiān)測(cè)車內(nèi)溫度度；如果車內(nèi)溫度下降后，返回到循環(huán)加熱，其中V_max為加熱閥的加熱線圈位置最大值。

進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述溫度傳感器用于檢測(cè)車內(nèi)入門區(qū)的溫度信息。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1)最佳排氣溫度下，空氣流通，防止短時(shí)不同條件的熱負(fù)荷。在最佳的氣流速度，如果排氣溫度超過(guò)32℃適當(dāng)提高車內(nèi)空氣溫度分布仍可維持。2)根據(jù)數(shù)值分析，計(jì)算出氣流的比例最低6～35％的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，氣流的溫度區(qū)負(fù)載控制，滿足車內(nèi)空氣質(zhì)量的要求，并且使空氣流通分布均勻。3)模擬進(jìn)行的放電影響空氣溫度和氣流速度對(duì)能源的消耗率，模擬數(shù)據(jù)顯示，與現(xiàn)有的設(shè)定點(diǎn)比較，改進(jìn)案例可以每年節(jié)能29％。4)變風(fēng)量末端控制器自動(dòng)識(shí)別優(yōu)化控制算法，通過(guò)重新確定和實(shí)現(xiàn)加熱氣流的最低利率排出空氣的溫度和氣流下的工作條件，確保了優(yōu)質(zhì)的車內(nèi)空氣的混合和溫度控制。過(guò)度主氣流會(huì)自動(dòng)阻止與自動(dòng)調(diào)整加熱氣流，提高了整體系統(tǒng)的可靠性、舒適性并且降低能源損耗、減少排放。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述方法的流程圖；

圖2是汽車空調(diào)末端控制原理框圖；

其中：1、溫度傳感器 2、二氧化碳傳感器 3、加熱閥 4、加熱線圈 5、阻尼閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。

如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車空調(diào)末端控制方法，所述方法的基本原理為控制末端的自動(dòng)識(shí)別算法，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)重置最大閥位置和實(shí)際工作條件下的阻尼器位置調(diào)節(jié)最低加熱氣流。即保證了車內(nèi)空氣混合、溫度控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)，又避免了過(guò)度的加熱氣流，可以提高系統(tǒng)的可靠性又能降低成本。其控制參數(shù)為：兩個(gè)模擬量輸入、兩個(gè)模擬量輸出參數(shù)和6個(gè)自動(dòng)識(shí)別控制算法設(shè)定參數(shù)，如表1所示。

表1：參數(shù)表

圖2為汽車空調(diào)末端控制原理框圖，汽車空調(diào)末端控制方法采用兩路模擬量輸入，一路：車內(nèi)溫度傳感器，測(cè)量車內(nèi)溫度，用于設(shè)定車內(nèi)的舒適程度；二路：二氧化碳傳感器用于監(jiān)測(cè)CO₂水平，保持車內(nèi)的通風(fēng)條件。兩路模擬量輸出，一路：再熱閥的位置；二路：氣流調(diào)制阻尼器的位置，都采用傳統(tǒng)的控制器安裝方式。對(duì)于自動(dòng)識(shí)別控制算法的控制邏輯，加熱閥位置設(shè)定一個(gè)最大極限位置，它可以在最大極限位置內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，氣流可以根據(jù)車內(nèi)負(fù)載條件，通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置來(lái)變化。其控制邏輯如下：

1)冷卻模式：關(guān)閉加熱閥門，車內(nèi)冷卻溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置進(jìn)行調(diào)保持。

2)通風(fēng)模式：通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置保持CO₂濃度設(shè)定點(diǎn)，車內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)加熱閥門保持。

3)加熱模式：車內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)加熱閥門和阻尼閥位置保持。

控制過(guò)程如下:

當(dāng)控制末端被設(shè)置為冷卻模式，車內(nèi)溫度冷卻設(shè)定點(diǎn)通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置進(jìn)行保持。在冷卻模式下，控制器檢查兩個(gè)條件:

1)CO₂濃度比設(shè)定值高；

2)車內(nèi)溫度到達(dá)暖氣設(shè)定點(diǎn)。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端被切換到通風(fēng)模式。在這種模式下，控制器通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥位置來(lái)保持CO₂濃度設(shè)定點(diǎn)，車內(nèi)溫度設(shè)定點(diǎn)由調(diào)節(jié)加熱閥門來(lái)保持。在通風(fēng)模式，控制器檢測(cè)CO₂濃度，如果CO₂濃度在設(shè)定點(diǎn)以下，控制末端從通風(fēng)模式切換至冷卻模式。

如果第二個(gè)條件滿足，控制末端就會(huì)從冷卻模式切換至加熱模式。阻尼器位置被設(shè)置為最低限度的位置，最大閥門位置被設(shè)置為v₁，控制器在0和最大閥門位置之間調(diào)節(jié)來(lái)保持車內(nèi)加熱溫度設(shè)定點(diǎn)。

在加熱模式下，控制器檢測(cè)以下四個(gè)條件：

1)閥門處于全封閉狀態(tài)，車內(nèi)溫度到達(dá)冷卻設(shè)定點(diǎn)；

2)閥門位置小于最大位置與閥門比例因子的比值(即：V<V_max/α)；

3)閥門到達(dá)最大位置并且車內(nèi)溫度在熱設(shè)定點(diǎn)以下；

4)CO₂濃度比設(shè)定點(diǎn)更高。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)條件滿足時(shí)，控制末端就會(huì)從加熱模式切換為冷卻模式；當(dāng)?shù)诙€(gè)條件滿足時(shí)，加熱閥位置由閥門位置因子改變而改變(即：D_h＝D_h×(1-β))；當(dāng)?shù)谌齻€(gè)條件得到滿足，將閥門位置設(shè)置為當(dāng)前最大的閥門位置的α倍并且監(jiān)控車內(nèi)的溫度。如果車內(nèi)溫度增加時(shí)，設(shè)置閥門最大位置為當(dāng)前閥門最大位置的α倍，調(diào)節(jié)閥門的位置以保持車內(nèi)溫度。如果車內(nèi)溫度不上升，就通過(guò)α因子來(lái)減少最大位置，監(jiān)測(cè)車內(nèi)溫度，如果車內(nèi)溫度升高，將最大位置設(shè)置在V_max/α，在0和最大位置之間調(diào)節(jié)閥門的位置以保持車內(nèi)溫度。如果車內(nèi)溫度不增加，阻尼器位置調(diào)整使用下面的邏輯。設(shè)置在最大的閥門位置并且使加熱閥的位置增大，監(jiān)控車內(nèi)溫度，如果車內(nèi)溫度升高，調(diào)節(jié)閥門位置以保持車內(nèi)溫度；如果車內(nèi)溫度不增加，減少氣流和監(jiān)察車內(nèi)溫度；如果車內(nèi)溫度下降后，返回到循環(huán)加熱圈。

當(dāng)?shù)谒膫€(gè)條件得到滿足，控制末端切換到通風(fēng)模式。圖1顯示了汽車空調(diào)末端控制方法的流程圖。

本發(fā)明帶來(lái)了以下技術(shù)效果：1)最佳排氣溫度下，空氣流通，防止短時(shí)不同條件的熱負(fù)荷。在最佳的氣流速度，如果排氣溫度超過(guò)32℃適當(dāng)提高車內(nèi)空氣溫度分布仍可維持。2)根據(jù)數(shù)值分析，計(jì)算出氣流的比例最低6～35％的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，氣流的溫度區(qū)負(fù)載控制，滿足車內(nèi)空氣質(zhì)量的要求，并且使空氣流通分布均勻。3)模擬進(jìn)行的放電影響空氣溫度和氣流速度對(duì)能源的消耗率，模擬數(shù)據(jù)顯示，與現(xiàn)有的設(shè)定點(diǎn)比較，改進(jìn)案例可以每年節(jié)能29％。4)變風(fēng)量末端控制器自動(dòng)識(shí)別優(yōu)化控制算法，通過(guò)重新確定和實(shí)現(xiàn)加熱氣流的最低利率排出空氣的溫度和氣流下的工作條件，確保了優(yōu)質(zhì)的車內(nèi)空氣的混合和溫度控制。過(guò)度主氣流會(huì)自動(dòng)阻止與自動(dòng)調(diào)整加熱氣流，提高了整體系統(tǒng)的可靠性、舒適性并且降低能源損耗、減少排放。