一种车厢温度控制方法与流程

本发明涉及一种车厢温度控制方法。

背景技术：

客车作为重要交通工具，随着技术发展和乘客的需求提升，一直在不断改进。特别是人们对舒适性、节能环保越发重视，如何在舒适性和节能上寻找平衡，成为研发人员关注的焦点。夏季空调制冷和冬季水暖供暖已是客车标准配置，但目前的控制方法大多过度注重舒适性，虽然能够保证一定的舒适性，但是，却是建立在耗费很大的能源的基础上，这种控制方法耗能多大；而且，还有一些控制方法虽然能够保证节能，但是，却无法带来很好的舒适性。所以，现有的温度控制方法无法有效兼顾舒适性和节能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车厢温度控制方法，用以解决传统的车厢温度控制方法无法有效兼顾舒适性和节能的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种车厢温度控制方法，包括供暖控制方法，所述供暖控制方法包括以下步骤：

(1)检测发动机冷却水的温度；

(2)当冷却水温度小于或者等于第一设定温度值时，加热器开启，对冷却水进行加热，散热风扇关闭；

当所述冷却水温度大于所述第一设定温度值、且小于第二设定温度值时，加热器开启，对冷却水进行加热，散热风扇以一个设定的低速阈值转动；

当所述冷却水温度大于或者等于所述第二设定温度值、且小于第三设定温度值时，加热器开启，对冷却水进行加热，散热风扇以正常转速转动；

当所述冷却水温度大于或者等于所述第三设定温度值时，加热器关闭，散热风扇以所述正常转速转动；

其中，所述低速阈值小于所述正常转速，所述第一设定温度值小于第二设定温度值小于第三设定温度值。

所述车厢温度控制方法还包括制冷控制方法；当车厢内温度小于或者等于一个设定的供暖温度阈值时，实施所述供暖控制方法；当车厢内温度大于或者等于一个设定的制冷温度阈值时，实施所述制冷控制方法。

所述制冷控制方法包括以下步骤：

(1)检测车厢外温度和车厢内温度；

(2)当车厢外温度大于车厢内温度时，比较车厢内温度与第四设定温度值，如果车厢内温度大于第四设定温度值，空调压缩机制冷，如果车厢内温度小于或者等于第四设定温度值，空调压缩机不工作，空调内循环通风；当车厢外温度小于或者等于车厢内温度时，空调压缩机不工作，空调外循环通风。

所述第一设定温度值为60℃，第二设定温度值为70℃，第三设定温度值为85℃。

所述低速阈值为1000rpm，正常转速为3000rpm。

所述供暖温度阈值为10℃，制冷温度阈值为24℃。

所述第四设定温度为26℃。

在供暖控制时，是以发动机的冷却水温度满足的温度范围来进行供暖控制的，在冷却水温度较低时，此时为了保证发动机工作状态良好，需要快速提高发动机冷却水温度，减少热量散发，所以，此时不进行供暖，同时启动加热器为冷却水进行加热；当冷却水温度高一点时，此时应以维持冷却水温度为主，供暖为辅，所以，加热器为冷却水加热，散热风扇低速运转，提供一定的暖气；当冷却水温度再高一点时，此时冷却水温度较高，可以正常供暖，散热风扇正常运转，但是发动机还没有在最佳工作温度，那么，加热器继续加热以进一步提升冷却水温度；当发动机温度高到一定值时，散热风扇正常运转，正常供暖，发动机处于最佳工作模式，冷却水温度靠发动机自身就可以维持，那么，关闭加热器。所以，在散热风扇无法正常运转时，使其低速运转，保证一定的暖气输出，并且，在无需加热器为冷却水加热的情况下，控制其关闭，节约电能。因此，该供暖控制方法能够根据不同的条件进行合适的供暖，保证了很好的舒适性，而且，在满足舒适性的基础上追求节能的最大化，兼顾了舒适性和节能，在舒适性和节能上达到平衡。

附图说明

图1是控制面板在关闭状态的外观示意图；

图2是控制面板开启状态下的第一个界面的外观示意图；

图3是控制面板开启状态下的第二个界面的外观示意图；

图4是控制面板开启状态下的第三个界面的外观示意图；

图5是工作模式选择的流程图；

图6是自动控制模式下的温度控制流程图；

图7为冷却水供暖系统管路图；

图8是手动模式下的供暖控制流程图；

图9是手动模式下的制冷控制流程图；

图10是通风模式下的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明提供的车厢温度控制方法是利用现有的客车空调和水暖的主体零部件。

而且，现有的客车空调和水暖的主体零部件中存在有一个客车冷暖控制装置，该控制装置专门用于对现有的空调和水暖的主体零部件进行控制。所以，该控制装置中的控制策略为本发明提供的温度控制方法，并且将车厢内部温度、车厢外部温度、发动机冷却水温、加热器状态、车厢内散热风扇状态、空调压缩机状态、空调风机状态等作为控制装置的数据输入量，将加热器状态、车厢内散热风扇状态、空调压缩机状态、空调风机状态等作为控制装置的控制输出量，通过软件实现温度智能控制。

客车冷暖控制装置以车厢内温度作为基础判断条件区分制冷和取暖，进一步控制制冷和取暖设备工作，来满足司机和乘客的舒适性需求。该客车冷暖控制装置开启后可以默认为自动控制模式以简化操作，同时具备手动模式以满足个性需求。该客车冷暖控制装置主要包含操作面板和控制模块，操作面板用于装置的开启和模式的选择，控制模块根据需求指令控制制冷设备和取暖设备工作并监控各设备的状态，所以本发明提供的温度控制方法是加载在该控制模块中的。

控制面板可以为触摸屏式也可为按钮开关式，其功能是满足开关控制装置、工作模式选择、相关信息显示。

控制面板和控制模块在实际结构设计中可集成设计也可分开设计。

控制模块具备CAN通讯功能，可通过CAN网络进行故障诊断或数据标定。

控制面板以触摸显示屏为例，如图1所示为面板关闭状态，I/O按钮用于控制面板开启或关闭。

如图2所示为面板开启状态的第一个界面，其中“自动控制”、“手动制冷”、“手动供暖”、“通风”为模式选择按钮，哪种模式工作，该种按钮颜色显示为红色，否则显示为绿色。开启后默认模式为“自动控制”，其他模式需触摸选择方可工作在该模式下。“车厢外温度”、“车厢内温度”、“通风模式”、“厂家logo显示及提示语显示区”为基本显示区域；“车厢内温度”、“车厢外温度”分别实时显示车厢内外的温度；“通风模式”有关闭、内循环、外循环三种显示；“厂家logo显示及提示语显示区”可显示厂家logo动画和各种提示语；“设备状态”用于显示各种设备的工作状态；“故障诊断”用于整个控制装置的故障诊断。

如图3所示为面板开启状态的第二个界面，当在第一界面“设备状态”被按下时，即进入第二个界面。“压缩机工作状态”有开启和关闭；“加热器工作状态”有关闭和开启；“发动机冷却水温”显示发动机实时水温；“散热器风扇工作状态”有关闭、开启全速运转和开启低速运转。

如图4所示为面板开启状态的第三个界面，当第一个界面中“故障诊断”按钮被按下时，进入第三个界面显示故障信息，包含：故障代码、故障名称、故障等级。

由于控制面板可以根据实际需要进行实际设计，并且不是本发明的保护重点，上述就简单进行了说明，而且，本发明也并不局限于上述控制面板。以下对控制模式进行具体说明，即对本发明提供的车厢温度控制方法进行具体说明。

如图5所示，控制装置开启后第一步为工作模式选择，控制面板模式选择操作为控制的输入，根据该逻辑框图输出相应控制模式。

如图6所示，该逻辑框图显示在“自动控制”模式下的输入输出。控制逻辑说明如下：

设置两个温度阈值，一个是供暖温度阈值，另一个是制冷温度阈值，当车厢内温度小于或者等于该供暖温度阈值时，表示车厢内温度较低，需要进行供暖；当车厢内温度大于或者等于该制冷温度阈值时，表示车厢内温度较高，需要进行制冷。

在本实施例中，供暖温度阈值设置为10℃，制冷温度阈值设置为24℃，这是根据乘客一般的冷暖感受来设置的，当然，作为其他的实施例，这两个温度阈值还可以根据实际情况设置成其他的温度值。

当车厢内温度≤10℃时进入预备制暖状态，首先判断司机的意图，具体为：此时若散热风扇关闭，表示司机无取暖意愿，则进入待机状态；若散热风扇打开，表示司机有取暖意愿，则进入供暖控制状态。当然，判断司机的意图属于优化的实施方式，作为其他的实施方式，可以不用判断司机的意图，直接进入供暖控制。

该供暖控制方法是依据发动机冷却水的温度来进行控制的，所以，在供暖时，首先检测发动机冷却水的温度，然后根据冷却水的温度所处的不同范围有几种不同的供暖模式。在控制时，设置四个温度范围，对应就需要设置三个设定温度值，分别为第一设定温度值、第二设定温度值和第三设定温度值，第一设定温度值小于第二设定温度值小于第三设定温度值，本实施例中，这三个设定温度值分别设置为60℃、70℃和85℃，同样地，这三个设定温度值也并不局限于上述三个具体温度值，而是可以根据实际需要进行实际设定。

供暖模式分别如下：

当发动机冷却水的温度≤60℃时，辅助加热器开启对冷却水进行加热，散热风扇暂时关闭，并提示：水温偏低，暂时关闭散热风扇。此时发动机冷却水的温度比较低，为保证发动机工作状态良好，当前应快速提高发动机冷却水的温度，减少热量散发。

当60℃＜发动机冷却水的温度＜70℃时，辅助加热器开启对冷却水进行加热，散热风扇以一个设定的低速阈值(本实施例以1000rpm为例)进行低速运转，提供一定的暖气，当前是维持发动机冷却水温度为主，散热为辅。

当70℃≤发动机冷却水的温度＜85℃时，此时发动机冷却水的温度偏高，发动机冷却水可以正常供暖，则散热风扇以正常转速运转(该正常转速可以人为设定，比如3000rpm，也可以是散热风扇在额定工况，比如额定功率下的运行转速，而且，低速阈值小于正常转速)，但发动机冷却水的温度未达到发动机最佳工作温度(85℃)，则辅助加热器继续对冷却水进行辅助加热，提高发动机冷却水温度。

当发动机冷却水的温度≥85℃，即发动机达到最佳工作温度，发动机正常供暖散热，散热风扇正常转速运转，发动机冷却水的温度可以靠发动机自身运转维持，则辅助加热器关闭。

如图7所示，给出一种冷却水进行供暖的系统，其中，1为发动机，2为电动水泵，3为加热器，4为车厢内散热器。由于该系统属于现有的系统，这里不再对其进行详细的描述。

当车厢内温度≥24℃时进入制冷控制状态。制冷控制方法是依据车厢外温度和车厢内温度进行控制的，具体如下：

首先检测车厢外温度和车厢内温度。

然后，当车厢外温度＞车厢内温度时，设置一个比较用的设定目标温度值，本实施例中，设定目标温度值以26℃为例。车厢内温度与设定目标温度值进行比较，若车厢内温度＞设定目标温度值，进入制冷模式，即空调压缩机开启制冷，空调风机全速运转；若车厢内温度≤设定目标温度值，进入通风模式，即空调压缩机不工作，空调内循环通风；

当车厢外温度≤车厢内温度时，此时进入外部通风模式，即空调压缩机不工作，空调外循环通风，用车厢外较冷空气来降低车厢内温度。

另外，如果10℃＜当车厢内温度＜24℃，可以控制系统处于待机状态，既不制冷，也不供暖。

上述的供暖控制和制冷控制均是自动模式，当然，供暖控制方法和制冷控制方法还可以为手动模式，具体如下：

如图8所示，该逻辑框图显示在“手动供暖”模式下的输入输出。控制逻辑如下：当发动机冷却水的温度≤60℃时，辅助加热器开启对冷却水进行加热，散热风扇暂时关闭，并提示：水温偏低，暂时关闭散热风扇。此时发动机冷却水的温度比较低，为保证发动机工作状态良好，当前应快速提高发动机冷却水的温度，减少热量散发。

当60℃＜发动机冷却水的温度＜70℃时，辅助加热器开启对冷却水进行加热，散热风扇以一个设定的低速阈值进行低速运转，提供一定的暖气，当前是维持发动机冷却水温度为主，散热为辅。

当70℃≤发动机冷却水的温度＜85℃时，此时发动机冷却水的温度偏高，发动机冷却水可以正常供暖，则散热风扇以正常转速运转，但发动机冷却水的温度未达到发动机最佳工作温度(85℃)，则辅助加热器继续对冷却水进行辅助加热，提高发动机冷却水温度。

当发动机冷却水的温度≥85℃，即发动机达到最佳工作温度，发动机正常供暖散热，散热风扇正常转速运转，发动机冷却水的温度可以靠发动机自身运转维持，则辅助加热器关闭。

所以，不管是手动模式还是自动模式，供暖控制策略不发生变化。

不管是手动模式还是自动模式，几种供暖模式之间是独立的，均是根据冷却水温度满足的区间来相应控制供暖，当然，这几种供暖模式之间也存在着一定的联系，发动机冷却水温度达到哪一个区间内，就以该区间对应的供暖控制方式进行控制。比如，当发动机冷却水的温度≤60℃时，控制加热器开启对冷却水进行加热，冷却水温度逐渐上升，当冷却水温度满足60℃＜发动机冷却水的温度＜70℃时，此时就以该条件下的控制方式进行供暖控制，该条件下加热器是开启的，那么冷却水温度逐渐上升，当70℃≤发动机冷却水的温度＜85℃时，供暖控制方式就改变为该条件下的供暖控制方式，并且加热器继续对冷却水进行加热，发动机冷却水温度进一步上升，当发动机冷却水的温度上升到大于或者等于85℃时，供暖控制方式就改变为该条件下的供暖控制方式。

如图9所示，该逻辑框图显示在“手动制冷”模式下的输入输出。控制逻辑说明如下：当车厢外温度＞车厢内温度时，设置一个比较用的目标温度值，车厢内温度与设定的目标温度值进行比较，若车厢内温度＞设定目标温度值，进入制冷模式，即空调压缩机开启制冷，空调风机全速运转；若车厢内温度≤设定目标温度值，进入通风模式，即空调压缩机不工作，空调内循环通风；

当车厢外温度≤车厢内温度时，此时进入外部通风模式，即空调压缩机不工作，空调外循环通风，用车厢外较冷空气来降低车厢内温度。

所以，不管是手动模式还是自动模式，制冷控制策略也没有发生变化。

另外，在不进行供暖也不进行制冷时，车辆可以进行通风，如图10所示，该逻辑框图显示在“通风”模式下的输入输出。控制逻辑说明如下：

当车厢内温度≤15℃，通风模式为内部通风；

当车厢内温度＞15℃，且车厢内温度＞车厢外温度时，则进入内外循环通风模式(先外循环10分钟再进行内循环30分钟，接着继续外循环10分钟，如此循环)一直到车厢内外温度相同；当车厢内温度＞15℃，且车厢内温度≤车厢外温度时，通风模式为内部通风。

需要说明的是，该通风模式是一个独立的控制模式，与上述供暖控制和制冷控制相互独立。

上述实施例中，设置两个温度阈值，一个是供暖温度阈值，另一个是制冷温度阈值，当车厢内温度小于或者等于该供暖温度阈值时，进行供暖控制；当车厢内温度大于或者等于该制冷温度阈值时，进行制冷控制，并且给出了一种具体的制冷控制策略。但是，本发明并不局限于该制冷控制策略，作为其他的实施例，还可以使用现有当中已有的其他制冷控制策略，或者本发明只进行供暖控制，不进行制冷控制。

上述实施例中，在控制面板的基础上对温度控制方法进行了说明，但是由于控制面板不是本发明的重点，本发明的重点在于温度控制方法，所以，本发明提供的温度控制方法并不局限于上述控制面板，而且不管该温度控制方法是以何种形式实施，只要实施均落在本发明的保护范围之内。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。