一种基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统的制作方法

本实用新型涉及电动汽车，尤其涉及一种基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统。

背景技术：

电池容量是制约纯电动汽车发展的重要因素，汽车空调的使用进一步降低了新能源汽车的续航里程和动力性，现行纯电动汽车空调系统，仍以压缩机为制冷方式，这种制冷方式存在如下缺点：当汽车车厢里只有很少人时，空调仍会满负荷工作，直到整个车厢温度达到指定温度为止，而相当大的空间降低温度对乘员而言是不会有任何舒适度的提高的，与外界的换热面积也相对较大，这样必然会造成能源大量的浪费。

技术实现要素：

本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统，包括在汽车车厢内前、中、后部分别设置的第一压缩机、第二压缩机和第三压缩机，所述第一、第二、第三压缩机连接空调ECU，所述空调ECU电连车厢内设置的摄像头，所述空调ECU还电连车内的前内温传感器、中内温传感器和后内温传感器，空调ECU还电连外温传感器、阳光传感器和控制面板，所述空调ECU还通过CAN总线连接汽车控制系统。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第一、第二、第三压缩机均为小容量压缩机。

所述第一、第二、第三压缩机均通过放大器、零阶保持器与空调ECU电连。

所述摄像头设置有面部识别系统。

所述控制面板设置在汽车驾驶位置处。

所述汽车内还设置出风口，所述出风口上设置出风调节装置。

本实用新型的有益效果如下：所述基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统，通过收集各个区域的乘客数目、车内温度、温度变化率、整车电量SOC、日照强度、环境温度、车速、设定温度等参数，从而通过空调ECU自动调节各个区域内压缩及风门电机，对指定的位置按需供风和制冷，在满足人体的热舒适性评价指标的同时，又能节省电动汽车用电量，提高总里程数。

附图说明

图1为本实用新型提供的基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型提供的基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统的模块示意图。

图3为本实用新型提供的基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统压缩机PWM控制曲线。

图4为本实用新型提供的基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统神经网络图。

图中：1、第一压缩机；2、第二压缩机；3、第三压缩机；4、摄像头；7、前内温传感器；8、中内温传感器；9、后内温传感器；10、外温传感器；11、阳光传感器；12、控制面板。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实施例的基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统，包括在汽车车厢内前、中、后部分别设置的第一压缩机1、第二压缩机2和第三压缩机3，第一、第二、第三压缩机1、2、3均为小容量压缩机，且第一、第二、第三压缩机1、2、3通过放大器、零阶保持器与空调ECU电连，空调ECU电连车厢内设置摄像头4，摄像头4设置有面部识别系统，空调ECU还电连车内的前内温传感器7、中内温传感器8和后内温传感器9，空调ECU还电连外温传感器10、阳光传感器11和控制面板12，控制面板12设置在汽车驾驶位置处，空调ECU还通过CAN总线连接汽车控制系统，汽车内还设置出风口，出风口上设置出风调节装置，乘客可根据需求自动调节出风大小。

所述基于视频传感技术的新能源汽车空调控制系统使用时，包括以下步骤：

步骤1、电动汽车车门开启，乘客开始上车/下车；

步骤2、驾驶员按下控制面板12上的空调制冷按钮；

步骤3、初始制冷模式开启，空调控制单元监测全车工作状态；

步骤4、摄像头4检测各个区域乘客数量，并标记乘客所在的区域(乘客在客车中是坐姿，由于摄像头4安装位置及角度原因，不可能获取全部乘客的完整肢体，只能获取全部乘员的头部区域，因此使用人脸识别方法，识别乘客并统计人数，摄像头使4用阈值判别法判定是否属于人脸；如系统判断某一图像属于人脸的范畴，则系统对判断属于人脸的位置进行标记，并识别该人脸属于区域，系统对该区域所有位置进行逐一判别，并计算人脸的数量；)；

步骤5、摄像头4统计各区域乘员数目，并把该信息传送至空调ECU；

步骤6、空调ECU根据各区域乘客数目，调节不同区域压缩机电机转速。为了实现对压缩机的控制，采用占空比(PWM)的控制方法。根据区域人数与空调使用功率关系，确定最优占空比；为了便于控制，使用车厢区域实际人数与该区域总座位数的比值表达车厢内热负荷的变化率，转换成相对人数比，即

μ＝实际人数/总座位数*100％(1)，

其中μ为相对人数比；

根据相对人数设定占空比数值，压缩机暂时停止运转不会对人体热舒适性造成影响，因此可以根据车厢区域人数，设定压缩机停转的时间长短。当μ＞90％时，设置占空比为75％；当μ＜20％时，设置占空比为25％，当20％≤μ≤75％时，压缩机电机占空比按照图3的函数关系进行控制，其中横坐标为相对人数比μ，纵坐标为压缩机占空比，在确定基本的PWM控制电压之后，应根据汽车车内温度、环境温度、温度变化率、整车电量SOC、日照强度、环境温度、车速、设定温度等参数对PWM进行调节；

步骤7、空调ECU通过前内温传感器7、中内温传感器8和后内温传感器9测量客车各个区域的车内温度信号；

步骤8、空调ECU通过外温传感器10测量环境温度信号；

步骤9、空调ECU通过CAN总线获取整车电量SOC信号和整车车速信号；

步骤10、空调ECU通过阳光传感器11获取日照强度信号；

步骤11、空调ECU以人体动态热感知舒适度指标TCI(Thermal Comfort Index)作为纯电动客车的控制目标参数。建立基于人体舒适度的模糊控制系统，并确定其模糊控制规则。建立表征TCI的方程：

TCI＝f(x₁,x₂....x_n)＝N (2)

其中x₁,x₂....x_n为影响TCI的变量，N为描述TCI状态的参数，N＝-2表示过热、N＝-1表示中热、N＝0表示舒适、N＝1表示偏冷、N＝2表示过冷；以上式(2)为基础，建立人体动态热感觉预测神经网络图；图4是一个三层神经网络中，不同层的神经元之间通过权系数相联系，输入变量x₀,x₁....x₆分别对应客车空调室内温度、设定温度、整车电量SOC、日照强度、环境温度、车速、占空比PWM；隐含层设置10个神经单元，输出参数为TCI，然后运用BP法进行网络各连接权值的调节；

在模糊控制器设计中，取TCI模糊论域值为[0，8]，TCI误差的变化率用表示，其模糊论域取值[-3，3]电机转速模糊论域取值为[0,8]；根据模糊规则表，制定模糊规则表，设定控制曲线图，对压缩机及风门电机进行控制；

步骤12、当车内某区域温度未发生升高时，对应该区域空调系统关闭；

步骤13、结束。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在不违背本实用新型的基本结构的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。