汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)，該方法首先在汽車空調(diào)開(kāi)啟后測(cè)量車廂外環(huán)境溫度，環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則持續(xù)打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)，環(huán)境溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)則計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值并與二氧化碳濃度設(shè)定值比較，當(dāng)二氧化碳濃度計(jì)算值小于二氧化碳濃度設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并在滿足條件時(shí)再開(kāi)啟，本發(fā)明在外界氣溫高于設(shè)定范圍時(shí)可自動(dòng)切換至回風(fēng)模式，降低汽車新風(fēng)熱負(fù)荷，在凝霧多發(fā)時(shí)節(jié)，以全回風(fēng)通過(guò)室內(nèi)蒸發(fā)器冷卻除濕后再加熱的方法實(shí)現(xiàn)除霧，避免了由除霧導(dǎo)致新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟而造成的能量損失，并通過(guò)傳感器來(lái)判斷新風(fēng)風(fēng)門(mén)必須開(kāi)啟的時(shí)間，從而減少新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間，明顯降低車輛空調(diào)能耗，延長(zhǎng)續(xù)航里程。
【專利說(shuō)明】
汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種汽車空調(diào)領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控 制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車空調(diào)作為汽車中的能耗最大的輔助設(shè)施，其峰值功耗可與發(fā)動(dòng)機(jī)輸入功率相 當(dāng)。通常，為了保證汽車內(nèi)的空氣質(zhì)量，汽車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(HVAC)新風(fēng)風(fēng)門(mén)一般設(shè)置為新風(fēng) 模式，空調(diào)不斷從外界獲取空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，以維持車內(nèi)環(huán)境的舒適性，但這樣將會(huì)導(dǎo)致大量 的新風(fēng)負(fù)荷?？照{(diào)的新風(fēng)負(fù)荷可占總負(fù)荷的30%以上，最大高達(dá)80%，消耗大量的能量，明 顯縮短汽車?yán)m(xù)航時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)循環(huán)模式下因車內(nèi)乘客呼吸造成的空氣質(zhì)量變差，不利于 乘客的身體健康與乘車舒適性等缺陷，提出一種汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法及系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，首先在汽車空調(diào)開(kāi)啟后測(cè)量車 廂外環(huán)境溫度，環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則持續(xù)打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)；環(huán)境溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)則 計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值并與二氧化碳濃度設(shè)定值比較，當(dāng)二氧化碳濃度計(jì)算值 小于二氧化碳濃度設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并在滿足條件時(shí)再開(kāi)啟。
[0006] 本發(fā)明具體包括以下步驟：
[0007] 1)汽車空調(diào)開(kāi)啟后，打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)；
[0008] 2)測(cè)得的環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步驟；
[0009] 3)計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值，若二氧化碳濃度計(jì)算值大于等于二氧化碳 濃度設(shè)定值則繼續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步；
[0010] 4)關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并記錄新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)；
[0011] 5)計(jì)算新風(fēng)風(fēng)門(mén)的理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)大于理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)則回 到步驟1 )，否則持續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉。
[0012] 所述的新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉過(guò)程中車窗凝霧則打開(kāi)除霧模式。
[0013] 所述的二氧化碳濃度計(jì)算值Q .【Cf-.i +尸，[n _p+ (￡咖& 一 Q.-i) '? 丨,其中：Ci為i 時(shí)刻的二氧化碳濃度計(jì)算值，P為傳感器采樣的最大周期，n為車內(nèi)人數(shù)，S為每位乘客單位 時(shí)間內(nèi)釋放的二氧化碳濃度，V為車體體積，Camb為二氧化碳濃度設(shè)定值，ACHi為車內(nèi)的新風(fēng) 量。
[0014] 所述的理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)trec,i = V ? CQ/n ? S，其中：Co為常數(shù)。
[0015] 本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)上述方法的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括:車重傳 感器、車速傳感器、車外溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感器、凝霧傳感器、 電子控制單元(ECU)以及新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)，其中：電子控制單元分別與車重傳感器、車速 傳感器、車外溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感器和凝霧傳感器相連，并接 收車內(nèi)人數(shù)信息、車速信息、環(huán)境溫度信息、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置信息、風(fēng)機(jī)擋位信息和凝霧信息 后，控制新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉或開(kāi)啟。 技術(shù)效果
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在外界氣溫高于設(shè)定范圍時(shí)可自動(dòng)切換至回風(fēng)模式，降 低汽車新風(fēng)熱負(fù)荷，在凝霧多發(fā)時(shí)節(jié)，以全回風(fēng)通過(guò)室內(nèi)蒸發(fā)器冷卻除濕后再加熱的方法 實(shí)現(xiàn)除霧，避免了由除霧導(dǎo)致新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟而造成的能量損失，并通過(guò)傳感器來(lái)判斷新風(fēng) 風(fēng)門(mén)必須開(kāi)啟的時(shí)間，從而減少新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間，明顯降低車輛空調(diào)能耗，延長(zhǎng)續(xù)航里 程。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明方法流程示意圖；
[0019] 圖3為ACH值隨風(fēng)機(jī)檔位及車速的變化示意圖；
[0020] 圖4節(jié)能效果實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。 實(shí)施例1
[0022] 如圖1所示，本實(shí)施例的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制系統(tǒng)，包括:車重傳感器、車速 傳感器、車外溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感器、凝霧傳感器、電子控制單 元(ECU)以及新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)，其中：電子控制單元分別與車重傳感器、車速傳感器、車外 溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感器和凝霧傳感器相連，并接收車內(nèi)人數(shù)信 息、車速信息、環(huán)境溫度信息、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置信息、風(fēng)機(jī)擋位信息和凝霧信息后，控制新風(fēng)風(fēng) 門(mén)伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉或開(kāi)啟。
[0023] 所述的車重傳感器可根據(jù)車廂內(nèi)的車座的承重情況判斷車內(nèi)人數(shù)，車速傳感器用 來(lái)測(cè)量汽車行駛的速度，新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器用以測(cè)量新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置信息并判斷新風(fēng)風(fēng)門(mén) 狀態(tài)。所述的風(fēng)機(jī)擋位傳感器用于傳送風(fēng)機(jī)的擋位信息，凝霧傳感器用于判斷車內(nèi)車窗的 凝霧信息即凝霧情況，車外溫度傳感器能夠檢測(cè)車外的環(huán)境溫度。
[0024] 如圖2所示，所述的電子控制系統(tǒng)首先在汽車空調(diào)開(kāi)啟后測(cè)量車廂外環(huán)境溫度，環(huán) 境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則持續(xù)打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)；環(huán)境溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)則計(jì)算車廂內(nèi)的二氧 化碳濃度計(jì)算值并與二氧化碳濃度設(shè)定值比較，當(dāng)二氧化碳濃度計(jì)算值小于二氧化碳濃度 設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并在滿足條件時(shí)再開(kāi)啟。
[0025] 所述的控制系統(tǒng)按照以下步驟來(lái)控制新風(fēng)風(fēng)門(mén)：
[0026] 1)汽車空調(diào)開(kāi)啟后，打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)。ECU判斷空調(diào)系統(tǒng)是否處于工作狀態(tài)即空調(diào)開(kāi) 關(guān)是否處于AC on狀態(tài)，如是，則控制新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)將新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，以保證車內(nèi)空氣 質(zhì)量。
[0027] 2)測(cè)得的環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步驟。通過(guò)車 外溫度傳感器測(cè)得環(huán)境溫度T amb，當(dāng)Tw<Tamb<Ts，則保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，其中：T w為設(shè)定范圍 的溫度設(shè)定下限，Ts為溫度設(shè)定范圍的溫度設(shè)定上限。
[0028] 3)計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值，若二氧化碳濃度計(jì)算值大于等于二氧化碳 濃度設(shè)定值則繼續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步。
[0029] 所述的二氧化碳濃度計(jì)算值Q = Qq + P _ |n 1+ - Cy) ? 小其中：匕為 i時(shí)刻的二氧化碳濃度計(jì)算值，P為傳感器采樣的最大周期，n為車內(nèi)人數(shù)，S為每位乘客單位 時(shí)間內(nèi)釋放的二氧化碳濃度，S優(yōu)選為17.5L/h，V為車體體積，Camb為二氧化碳濃度設(shè)定值， C amb優(yōu)選為500ppm，ACHi為車內(nèi)的新風(fēng)量。若Ci彡Camb則回到步驟1)，即保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟。
[0030] 4)E⑶關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并記錄新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)tre^t。
[0031] 5)計(jì)算新風(fēng)風(fēng)門(mén)的理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)tree,i，當(dāng)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)大于理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng) 則回到步驟1)，否則持續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉。
[0032] 所述的理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)trec,i = V ? C〇/(n ? S)，其中：Co為常數(shù)，優(yōu)選為1500ppm。若計(jì) 算期間，通過(guò)車窗的凝霧信息判斷出車窗凝霧則進(jìn)入除霜除霧模式。隨后ECU將理論關(guān)閉時(shí) 長(zhǎng)trec,i和關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)t rec,t對(duì)比，當(dāng)關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)大于理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)，即trec,t>trec;,i時(shí)，回到步驟 1)，即打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)。
[0033]選取美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)所制定SAE J2765工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)全生命周期法 對(duì)應(yīng)用本方法的汽車的節(jié)能性進(jìn)行分析。選取哈爾濱、北京、上海、香港作為分析范例，結(jié)果 如圖4所示。隨城市高于25°C天氣的時(shí)間增加，本發(fā)明的節(jié)能效果也愈發(fā)明顯。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在夏季外界氣溫高于設(shè)定范圍時(shí)可自動(dòng)切換至回風(fēng)模 式，降低汽車新風(fēng)熱負(fù)荷，在秋冬等凝霧多發(fā)的季節(jié)，以全回風(fēng)通過(guò)室內(nèi)蒸發(fā)器冷卻除濕后 再加熱的方法實(shí)現(xiàn)除霧，避免了由除霧導(dǎo)致新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟而造成的能量損失，并通過(guò)傳感 器來(lái)判斷新風(fēng)風(fēng)門(mén)必須開(kāi)啟的時(shí)間，從而減少新風(fēng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間，明顯降低車輛空調(diào)能 耗，延長(zhǎng)續(xù)航里程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，其特征在于，首先在汽車空調(diào)開(kāi)啟后測(cè)量車 廂外環(huán)境溫度，環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則持續(xù)打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)；環(huán)境溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)則 計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值并與二氧化碳濃度設(shè)定值比較，當(dāng)二氧化碳濃度計(jì)算值 小于二氧化碳濃度設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并在滿足條件時(shí)再開(kāi)啟。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，其特征是，包括以下具體步 驟： 1) 汽車空調(diào)開(kāi)啟后，打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)； 2) 測(cè)得的環(huán)境溫度在設(shè)定范圍內(nèi)則保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步驟； 3) 計(jì)算車廂內(nèi)的二氧化碳濃度計(jì)算值，若二氧化碳濃度計(jì)算值大于等于二氧化碳濃度 設(shè)定值則繼續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)打開(kāi)，否則到下一步； 4) 關(guān)閉新風(fēng)風(fēng)門(mén)并記錄新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)； 5) 計(jì)算新風(fēng)風(fēng)門(mén)的理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)大于理論關(guān)閉時(shí)長(zhǎng)則回到步 驟1 )，否則持續(xù)保持新風(fēng)風(fēng)門(mén)關(guān)閉。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，其特征是，所述的新風(fēng)風(fēng)門(mén) 關(guān)閉過(guò)程中車窗凝霧則打開(kāi)除霧模式。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，其特征是，所述的二氧 化碳濃度計(jì)算值A(chǔ) = Qd + P ·>· ^ + (Cemij - (V1) 兩其中：Ci為i時(shí)刻的二氧化碳濃 度計(jì)算值，P為傳感器采樣的最大周期，η為車內(nèi)人數(shù)，S為每位乘客單位時(shí)間內(nèi)釋放的二氧 化碳濃度，V為車體體積，Camb為二氧化碳濃度設(shè)定值，ACHi為車內(nèi)的新風(fēng)量。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制方法，其特征是，所述的理論關(guān)閉 時(shí)長(zhǎng)trec,i = V · C〇/(n · S)，其中：C〇為常數(shù)。6. -種實(shí)現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述方法的汽車空調(diào)新風(fēng)風(fēng)門(mén)節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在 于，包括:車重傳感器、車速傳感器、車外溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感 器、凝霧傳感器、電子控制單元以及新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)，其中：電子控制單元分別與車重傳 感器、車速傳感器、車外溫度傳感器、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置傳感器、風(fēng)機(jī)擋位傳感器和凝霧傳感器 相連，并接收車內(nèi)人數(shù)信息、車速信息、環(huán)境溫度信息、新風(fēng)風(fēng)門(mén)位置信息、風(fēng)機(jī)擋位信息和 凝霧信息后，控制新風(fēng)風(fēng)門(mén)伺服電機(jī)以實(shí)現(xiàn)新風(fēng)風(fēng)門(mén)的關(guān)閉或開(kāi)啟。
【文檔編號(hào)】B60H1/00GK106004322SQ201610339131
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】張子琦, 張成全, 李萬(wàn)勇, 陳江平
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)