一种车载空调系统自动控制方法及系统与流程
本发明涉及车载空调，具体涉及一种车载空调系统自动控制方法及系统。
背景技术：
1、随着汽车行业不断成熟，目前用户对于车内舒适性的要求不断提高，用户体验的提升成为当前汽车行业技术发展的重要组成部分，汽车空调系统保障驾乘人员热舒适性，是整车用户体验的提升关键。
2、目前车载空调往往采用电动空调或者自动空调。电动空调由用户通过控制面板手动控制空调系统温度、风量大小以及吹风模式等，并通过调节风道控制吹风方向。这种非自动控制模式下没有阈值限制，空调系统不间断工作，过冷或过热只能手动控制调节空调系统温度、风量等设置，影响驾驶员操作。
3、自动空调增加了“auto”按键，首先接收来自车内外温度传感器的输入信号，然后再根据传感器和控制器总成上键的输入信号，控制空调系统输出。这种自动模式无需人为操作，但是自动空调控制通常是利用传感器对整个汽车座舱进行热调节，而人体的热舒适性仅与人体周围的热环境密切相关，存在传感器附近温度提升到位但难以精确保证人体热舒适性的情况，这导致空调开启之初人体会有过热或过冷的感受，人体热舒适性较差；其次过热或过冷往往对应过大的热调量，会产生大量的能源浪费，导致电动汽车续航里程的衰减进而降低用户的使用体验。
技术实现思路
1、本发明要解决的问题是提供一种车载空调系统自动控制方法及系统，在自动空调中采用合理的控制策略，保证对人体舒适性调节的实时性与准确性，同时减少空调系统能量浪费。
2、本发明一方面提供一种车载空调系统自动控制方法，包括：
3、车载空调自动控制模式启动后，持续获取驾驶员面部的当量温度，并根据当前驾驶员面部处的当量温度调整当前空调系统的运行控制逻辑；
4、其中，根据当前驾驶员面部处的当量温度调整当前空调系统的运行控制逻辑包括：
5、若当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区中部温度范围内，则调整当前空调系统关闭；
6、若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度；
7、若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度。
8、在上述车载空调系统自动控制方法中，依据驾驶员面部处的当量温度，在自动控制模式的车载空调中采用合理的控制策略，保证对人体舒适性调节的实时性与准确性，避免在传感器附近温度提升到位但难以精确保证人体热舒适性的情况，也减少过热或过冷调节的能量损耗，节约车身能量。另外，选定皮肤裸露程度高的面部为当量温度位置参考对象，由于面度对温度变化的感受较为明显，因此相应的匹配调节更加准确，更加切合驾驶员的实际需求。
9、对当量温度解释说明：存在一个空气速度等于零、温度均匀的封闭热环境，在该热环境下，人体的辐射换热量、对流换热量与真实环境中相同，则此时该封闭热环境的温度为真实环境对应的当量温度。
10、若当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区中部温度范围内时，头部热舒适性良好空调系统关闭，输出无需求。
11、作为本发明车载空调系统自动控制方法的改进，获取驾驶员面部的当量温度包括：
12、获取驾驶员面部处的空气温度、平均辐射温度和空气流速；
13、根据驾驶员面部处的空气温度、平均辐射温度和空气流速，计算驾驶员面部的当量温度。
14、优选的，驾驶员面部的当量温度teq计算公式为：
15、
16、式中，ta为空气温度(℃)、为平均辐射温度(℃)、va为空气流速(m/s)，此三个参数均可以通过传感器测出。
17、进一步的，在车载空调自动控制模式启动时，控制出风模式为吹面模式则：驾驶员面部处的空气温度和空气流速，根据空调出风口处的气流温度和气流速度获取。
18、采用吹面模式时，空调正对驾驶位出风口处的气流温度即为驾驶员面部处的空气温度；空调正对驾驶位出风口处的气流速度即为驾驶员面部处的空气流速。空调正对驾驶位出风口处的气流温度和气流速度可以由车载空调系统直接给出，无需单独设置设备进行采集。
19、作为本发明车载空调系统自动控制方法的另一种改进，若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度包括：
20、若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区上部温度范围，则控制当前空调系统的运行模式为最高档位制冷模式。
21、当驾驶员面部当量温度高于舒适区上部温度范围人体感到较热，车载空调进入最高档位制冷模式，快速调节当量温度以及驾驶员面部处的当量温度，保证人体热舒适性。最高档位制冷模式通常为车辆设置好的，此时制冷效果最佳，即最高档位制冷模式指的是车载空调具有最佳制冷效果的状态。
22、进一步的，若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度还包括：
23、若当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区上部温度范围内，则持续获取获取车辆外环境温度，并在当前驾驶员面部处的当量温度高于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为只开启外循环；在当前驾驶员面部处的当量温度低于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为最低档位制冷模式。
24、当驾驶员面部当量温度处于舒适区上部温度范围内时，此时头部热舒适性较好，优先采用外循环满足用户制冷需求减少空调系统功耗，判断当量温度与车辆外环境温度大小，当车辆外环境温度低于人体温度开启外循环使用自然风调节，空调系统关闭；当车辆外环境温度高于人体温度空调系统启动，车载空调以最低档位制冷模式工作，成员舱风量为低风量，系统以低能耗工作。最低档位制冷模式通常为车辆设置好的，此时制冷效果最低，即最低档位制冷模式指的是车载空调具有最低制冷效果的状态。
25、作为本发明车载空调系统自动控制方法的又一种改进，若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度包括：
26、若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区下部温度范围，则控制当前空调系统的运行模式为最高档位制热模式。
27、当驾驶员面部的当量温度低于舒适区下部温度范围，人体感到较冷，车载空调进入最高档位制热模式，比如ptc与鼓风机最高档位同时开启，快速调节当量温度以及驾驶员面部处的当量温度，保证人体热舒适性。最高档位制热模式通常为车辆设置好的，此时制热效果最高，即最高档位制热模式指的是车载空调具有最佳制热效果的状态。
28、进一步的，若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度还包括
29、若当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区下部温度范围内，则持续获取获取车辆外环境温度，并在当前驾驶员面部处的当量温度低于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为只开启外循环；在当前驾驶员面部处的当量温度高于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为最低档位制热模式。最低档位制热模式通常为车辆设置好的，此时制热效果最低，即最低档位制热模式指的是车载空调具有最低制热效果的状态。
30、当驾驶员面部的当量温度处于舒适区下部温度范围内时，此时头部热舒适性较好，优先采用外循环满足用户制热需求，减少空调系统功耗，判断驾驶员面部的当量温度与车辆外环境温度大小，当环境温度高于面部的当量温度使用自然风调节，当环境温度低于面部的当量温度，控制车载空调以最低档位制热模式工作，以低能耗工作。
31、需要说明的是，本发明将温度分为五大范围区间：低于舒适区下部温度范围、舒适区下部温度范围、舒适区中部温度范围、舒适区上部温度范围和高于舒适区上部温度范围，当前驾驶员面部的当量温度落入某个温度范围区间内后，分别对应执行不同的策略，保证驾驶员面部的当量温度靠近舒适区中部温度范围，保证舒适性。
32、其中，温度高于舒适区中部温度范围指的是温度值大于舒适区中部温度范围上限值；温度低于舒适区中部温度范围指的是温度值小于舒适区中部温度范围下限值；温度高于舒适区上部温度范围指的是温度值大于舒适区上部温度范围上限值；温度低于舒适区下部温度范围指的是温度值小于舒适区下部温度范围下限值。
33、优选的，舒适区中部温度范围为：21.5～23.5℃；舒适区上部温度范围为：23.5～27℃；舒适区下部温度范围为：19～21.5℃。人体感舒适区采用常规数据：上限为27℃，舒适区下限19℃，中性温度22.5℃，在舒适区上下限之间人体较舒适，在中性温度附近舒适性最高。
34、本发明另一方面提供一种基于上述车载空调系统自动控制方法的车载空调系统自动控制系统，包括：
35、第一获取模块，用于获取驾驶员面部的当量温度；
36、第一确定模块，用于对比确定当前驾驶员面部处的当量温度与舒适区中部温度范围的关系；其中，当前驾驶员面部处的当量温度与舒适区中部温度范围的关系包括：当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区中部温度范围内、当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围和当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围；
37、第一调整模块，用于在车载空调自动控制模式启动后，当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区中部温度范围内时，调整当前空调系统关闭；
38、第二调整模块，用于在车载空调自动控制模式启动后，当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围时，调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度；
39、第三调整模块，用于在车载空调自动控制模式启动后，当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度。
40、进一步的，所述第一获取模块包括：
41、采集模块：用于获取驾驶员面部处的空气温度、平均辐射温度和空气流速；
42、计算模块：用于根据驾驶员面部处的空气温度、平均辐射温度和空气流速，计算驾驶员面部的当量温度。
43、进一步的，该系统还包括：
44、第二获取模块，用于获取车辆外环境温度；
45、第二确定模块，用于对比确定当前驾驶员面部处的当量温度与当前车辆外环境温度的关系，其中，当前驾驶员面部处的当量温度与当前车辆外环境温度的关系包括：当前驾驶员面部处的当量温度高于当前车辆外环境温度和当前驾驶员面部处的当量温度低于当前车辆外环境温度。
46、近一步的，所述第二调整模块包括：
47、第一控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区上部温度范围时，控制当前空调系统的运行模式为最高档位制冷模式；
48、第二控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区上部温度范围内，且当前驾驶员面部处的当量温度高于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为只开启外循环；
49、第三控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区上部温度范围内，且当前驾驶员面部处的当量温度低于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为最低档位制冷模式。
50、进一步的，所述第三调整模块包括：
51、第四控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区下部温度范围时，控制当前空调系统的运行模式为最高档位制热模式；
52、第五控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区下部温度范围内，且当前驾驶员面部处的当量温度低于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为只开启外循环；
53、第六控制模块，用于在当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区下部温度范围内，且在当前驾驶员面部处的当量温度高于当前车辆外环境温度时，控制当前空调系统的运行模式为最低档位制热模式。
54、综上，采用上述车载空调系统自动控制方法及系统，具有以下有益效果：1、空调调节更精准，基于驾驶员面部热舒适性进行调节，保证用户感受处于舒适温度区域，有限避免现有技术中传感器附近温度提升到位但难以精确保证人体热舒适性的情况，也避免过热或过冷导致的能源浪费；2、结合环境温度，增加使用外循环进行驾驶员面部处的当量温度调节，使车载空调系统更节能。
技术特征：
1.一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，获取驾驶员面部的当量温度包括：
3.根据权利要求2所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，在车载空调自动控制模式启动时，控制出风模式为吹面模式则：驾驶员面部处的空气温度和空气流速，根据空调出风口处的气流温度和气流速度获取。
4.根据权利要求1所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度包括：
5.根据权利要求4所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度还包括：
6.根据权利要求1所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度包括：
7.根据权利要求6所述的一种车载空调系统自动控制方法，其特征在于，若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度还包括：
8.一种基于如权利要求1-7任意一项所述车载空调系统自动控制方法的车载空调系统自动控制系统，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种车载空调系统自动控制系统，其特征在于，所述第一获取模块包括：
10.根据权利要求8所述的一种车载空调系统自动控制系统，其特征在于，还包括：
11.根据权利要求10所述的一种车载空调系统自动控制系统，其特征在于，所述第二调整模块包括：
12.根据权利要求10所述的一种车载空调系统自动控制系统，其特征在于，所述第三调整模块包括：
技术总结
本发明公开了一种车载空调系统自动控制方法及系统，该方法包括：车载空调自动控制模式启动后，持续获取驾驶员面部的当量温度，并根据当前驾驶员面部处的当量温度调整当前空调系统的运行控制逻辑。具体包括：若当前驾驶员面部处的当量温度处于舒适区中部温度范围内，则调整当前空调系统关闭；若当前驾驶员面部处的当量温度高于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制冷控制逻辑，实现降低驾驶员面部处的当量温度；若当前驾驶员面部处的当量温度低于舒适区中部温度范围，则调整当前空调系统进入制热控制逻辑，实现提高驾驶员面部处的当量温度。依据驾驶员面部处的当量温度采用合理的控制策略，保证对人体舒适性调节的实时性与准确性。
技术研发人员：王小碧,曾金梁,叶晓明,屈新田,施睿
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23