一种乘用车自动空调控制性评价方法及评价系统与流程

1.本发明涉及汽车空调的评价技术领域，具体地指一种乘用车自动 空调控制性评价方法及评价系统。


背景技术：

2.自动空调自1970s在乘用车上首次使用以来，其实用性及性价比 不断提高，目前已成为大多数乘用车标配的一项功能。在设计领域， 针对自动空调的控制逻辑已有了许多专利、技术。在性能评价领域， 整车空调最大性能，如制冷、制热，已有成熟的室内环境模拟 室外 道路试验评价方法，但针对整车自动空调的控制性，例如针对不同车 速、不同光照等场景下自动空调的控制效果，尚缺少完善的试验评价 体系。
3.目前对空调的测试主要集中在升温(采暖)、降温(制冷)两个 领域，如专利号为“cn201810821817.3”的名为“汽车空调性能的测 试方法”的中国发明专利，该测试方法为：检测汽车空调系统中的空 调进气口、空调出风口、冷凝器以及蒸发器是否均满足测试条件，将 汽车放置在测试试验室内，通过轮毂对汽车的驱动轮进行对中后，将 汽车固定在测试试验室内，并在汽车内的各预设测试点处对应安装温 度传感器、气压传感器、风速传感器以及湿度传感器，在预设测试环 境下，控制汽车空调系统在最大制冷模式下，获取汽车内的各所述测 试点处的初始读数，通过转毂给车辆驱动轮施加阻力，启动车辆，模 拟在道路上行驶，在不同的预设工况下获取汽车内的温度信息以评价 汽车空调系统的性能。该方案实际上就是测试空调在不同典型工况下 的性能，以此来评价空调的制冷性能，但是由于典型工况的获取是需 要庞大数据支撑的，且多种预设测试环境下的性能测试存在耗时耗力 的缺陷，这种测试方法也不能准确反映汽车空调的综合性能情况。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种乘用车 自动空调控制性评价方法及评价系统，本案通过分别计算车速补偿 值、日照补偿值、设定温度特性值和双温区独立控制性值，最后经过 加权计算即可获得评价乘用车自动空调控制性的评价参数，与评价指 标进行对比，即可准确获得乘用车自动空调控制性的等级，整个方案 能够真实的反映空调综合控制性能。
5.本发明的技术方案为：一种乘用车自动空调控制性评价方法，其 特征在于：将待测车辆布置到试验台架上，将待测车辆的空调设置为 auto模式，根据不同车速下乘员舱内的温度变化获取车速补偿值， 根据不同日照强度下乘员舱温度变化获取日照补偿值，根据不同空调 设定温度下乘员舱温度变化获取设定温度特性值，根据双温区不同空 调设定温度下乘员舱温度变化获取双温区独立控制性值，加权车速补 偿值、日照补偿值、设定温度特性值和双温区独立控制性值获得评价 参数，将评价参数与设定值进行比对，获取乘用车自动空调控制性的 评价等级。
6.进一步的根据不同车速下乘员舱内的温度变化获取车速补偿值 的方法包括：控
制环境温度、环境湿度、日照强度、转毂设定、sync 模式设定温度的条件不变，改变车速条件，每个车速条件下维持设定 时长，测量每个车速条件下乘员舱内温度的最大值和最小值，车速补 偿值为各车速条件下最大值平均值与最小值平均值的差值。
7.进一步的根据不同日照强度下乘员舱温度变化获取日照补偿值 的方法包括：控制环境温度、环境湿度、车速、转毂设定、sync模 式设定温度的条件不变，改变日照强度，每个日照强度下维持设定时 长，测量每个日照强度下乘员舱内温度的最大值和最小值，日照强度 补偿值为各日照强度下最大值平均值与最小值平均值的差值。
8.进一步的根据不同空调设定温度下乘员舱温度变化获取设定温 度特性值的方法包括：控制环境温度、环境湿度、日照强度、车速和 转毂设定的条件不变，改变sync模式设定温度，每个sync模式 设定温度下维持设定时长，测量每个sync模式设定温度下乘员舱 内温度的平均值，根据平均值与sync模式设定温度计算温度准确 度、温度线性度和温度超调量，加权温度准确度、温度线性度和温度 超调量获得设定温度特性值。
9.进一步的根据平均值与sync模式设定温度计算温度准确度的 方法包括：计算每个sync模式设定温度下平均值与sync模式设 定温度的差值，温度准确度为所有sync模式设定温度的差值叠加 的总和。
10.进一步的根据平均值与sync模式设定温度计算温度线性度的 方法包括：对平均值与sync模式设定温度数据通过最小二乘法拟 合在平面直角坐标系中形成温度直线，在平面直角坐标系中绘制45
°ꢀ
直线，所述温度线性度为温度直线与45
°
直线的夹角。
11.进一步的根据平均值与sync模式设定温度计算温度超调量的 方法包括：选取平均值与对应sync模式设定温度的差值中的最大 值为温度超调量。
12.进一步的根据双温区不同空调设定温度下乘员舱温度变化获取 双温区独立控制性值的方法包括：控制环境温度、环境湿度、日照强 度、转毂设定和车速的条件不变，关闭sync模式，分别调节两个 温区的设定温度并维持设定时长，调节一侧温区的设定温度，维持另 一侧的设定温度不变，记录设定温度不变的温区平均温度，将平均温 度中的最大值作为第一温度；分别对两侧温区的设定温度进行调节， 每次调节完成后，记录两侧温区的平均温度的差值，将差值中的最大 值作为第二温度；所述双温区独立控制性值为第二温度与第一温度的 差值。
13.进一步的加权车速补偿值、日照补偿值、设定温度特性值和双温 区独立控制性值获得评价参数的方法包括：根据标定获得的评价参数 的最大值、最小值和车速补偿值、日照补偿值、设定温度特性值、双 温区独立控制性值分别计算得到车速补偿评价值、日照补偿评价值、 设定温度特性评价值、双温区独立控制性评价值，加权每个评价值与 对应该评价值通过标定获得的权重，即可得到评价参数。
14.一种具有乘用车自动空调控制性评价方法的评价系统，包括，
15.试验环境控制模块，用于模拟待测车辆所处环境的温度、湿度、 风速和光照强度以及模拟待测车辆的载重和坡度；
16.车速补偿计算模块，用于根据不同车速模式下乘员舱温度变化计 算车速补偿值；
17.日照补偿计算模块，用于根据不同日照强度下乘员舱温度变化计 算日照补偿值；
18.设定温度特性计算模块，用于根据不同空调设定温度下乘员舱温 度变化计算设定温度特性值；
19.双温区独立控制性计算模块，用于根据双温区不同空调设定温度 下乘员舱温度变化计算双温区独立控制性值；
20.评价模块，用于加权车速补偿值、日照补偿值、设定温度特性值 和双温区独立控制性值获得评价参数，将评价参数与设定值进行比 对，获取车用车自动空调控制性的评价等级。
21.本发明中车速补偿值的获取方法通过控制车速这一单一变量可 以验证自动空调对不同车速下的控制效果，日照补偿值的获取方法通 过控制日照强度这一单一变量可以验证自动空调在应对隧道、林荫路 等日照强度变化情况下的控制效果，设定温度特性值的获取方法通过 改变车内设定温度这一单一变量可以验证在用户调节空调温度时的 空调系统响应特性，双温区独立控制性值的获取方法通过两侧温区的 多种有序组合控制的方式验证双温区独立控制效果，通过以上四个方 面的组合，达到以最少试验次数全面验证评价自动空调控制性能，为 整车自动空调开发提供目标设定和性能验收指导。
22.本发明的评价方法通过分别计算车速补偿值、日照补偿值、设定 温度特性值和双温区独立控制性值，最后经过加权计算即可获得评价 乘用车自动空调控制性的评价参数，与评价指标进行对比，即可准确 获得乘用车自动空调控制性的等级，整个方案能够真实的反映空调综 合控制性能。
附图说明
23.图1：本实施例的试验环境控制模块结构示意图；
24.其中：1—环境舱；2—日照系统；3—迎面风机。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号 表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考 附图和实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本 发明的限制。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描 述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特 定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指 示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此， 限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更 多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如 两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
29.如图1所示，本实施例是用于对乘用车自动空调控制性进行评 价，评价系统包括，
30.试验环境控制模块，用于模拟待测车辆所处环境的温度、湿度、 风速和光照强度以及模拟待测车辆的载重和坡度，包括温湿度控制系 统、日照模拟系统、迎面风模拟系统、底盘测功机、数据采集系统， 具体如图1所示，环境舱1具有调节舱内温度、湿度的功能，日
照系 统2具有改变光照强度模拟日照的功能，迎面风机3具有模拟汽车行 驶时迎面风力的功能，不同的风力对应不同的车速，将待测车辆固定 在环境舱内，通过调节所处环境条件以及待测车辆本身的设置条件， 监测乘员舱内温度变化情况(在乘员舱内布置有多个测点，见图1中 的a、b、c、d、e，实际情况并不限于本实施例图1中的布置位置)， 以此来进行自动空调控制性进行评价分析，本实施例在乘员舱内设置 温度测点见表一：
31.表一：乘员舱内温度测点布置表
[0032][0033]
车速补偿计算模块，用于根据不同车速模式下乘员舱温度变化计 算车速补偿值；
[0034]
日照补偿计算模块，用于根据不同日照强度下乘员舱温度变化计 算日照补偿值；
[0035]
设定温度特性计算模块，用于根据不同空调设定温度下乘员舱温 度变化计算设定温度特性值；
[0036]
双温区独立控制性计算模块，用于根据双温区不同空调设定温度 下乘员舱温度变化计算双温区独立控制性值；
[0037]
评价模块，用于加权车速补偿值、日照补偿值、设定温度特性值 和双温区独立控制性值获得评价参数，将评价参数与设定值进行比 对，获取车用车自动空调控制性的评价等级。
[0038]
具体的评价方法如下：
[0039]
将待测车辆固定在环境舱内，在乘员舱内布置试验测点，按照表 一所示的参数布置乘员舱测点；
[0040]
计算车速补偿值，车速补偿是验证在不同车速下自动空调能否进 行合适的控制补偿以抵消由于进风量的变化导致乘员舱温度的变化， 具体的获取方法是，通过固定其他参数，改变车速条件，然后记录每 个车速条件下的车内平均温度，通过平均温度计算车速补偿值，本实 施例具体的车速补偿试验工况如表二所示：
[0041]
表二：车速补偿试验工况
[0042][0043]
分别计算在不同车速条件下乘员舱内温度平均值t，选取最大的 平均值为t
max1
，选取最小的平均值为t
min1
，则车速补偿值 c
v
＝t
max1
‑
t
min1
。
[0044]
计算日照补偿值，日照补偿是验证在不同日照强度下，尤其是日 照较强的天气条件下经过隧道、林荫路时车辆所受日照大幅度变化 时，自动空调能否给予适当的控制补偿以保持乘员舱舒适性不变，具 体试验工况如下，环境温度的设定主要考虑日照强度在夏季对乘员舱 影响，具体的计算方法是，控制其他设定条件不变，改变日照强度， 然后记录每个日照强度下的乘员舱内温度的平均值，根据平均值计算 日照补偿值，日照补偿的试验工况如表三所示：
[0045]
表三：日照补偿试验工况
[0046][0047]
分别计算在不同日照强度的条件下乘员舱内温度平均值t，选取 最大的平均值为t
max2
，选取最小的平均值为t
min2
，则日照补偿值 c
sola
＝t
max2
‑
t
min2
。
[0048]
计算设定温度特性值，设定温度特性是指在模拟用户在调节自动 空调设定温度时，对车内温度控制效果的验证，具体的试验工况如表 四所示：
[0049]
表四：设定温度特性试验工况
[0050][0051]
通过固定其他参数条件，改变sync模式设定温度t
set
，然后记 录每个sync模式设定温度下乘员舱内的平均温度t
j
，根据sync 模式设定温度t
set
与平均温度t
j
计算设定温度特性值，本实施例的设 定温度特性值是根据温度准确度、温度线性度和温度超调量进行计算 获得的，其中温度准确度δt＝σ(t
j
‑
t
set
)，即计算每个sync模式设 定温度t
set
下的平均温度t
j
与sync模式设定温度t
set
的差值，再计 算所有差值的和值即可获得温度准确度δt；
[0052]
将sync模式设定温度t
set
与平均温度t
j
通过最小二乘法拟合在 平面直角坐标系上绘制温度直线，然后在平面直角坐标系上绘制45
°ꢀ
直线，获取温度直线与45
°
直线的夹角θ，本实施例的温度线性度 δy＝θ；
[0053]
记录所有设定温度条件下，平均温度t
j
与对应sync模式设定 温度t
set
的差值，选取所有差值中最大的值作为温度超调量δs；
[0054]
根据温度准确度δt、温度线性度δy和温度超调量δs计算本实 施例的设定温度特性值c
set
，具体计算公式如下：
[0055]
c
set
＝δt δy δs。
[0056]
计算双温区独立控制性值，针对日益普遍的双温区自动空调，双 温区的独立控制性就是验证两个温区单独调节时对另一温区的影响， 具体的试验工况见表五，空调的auto为自动模式，sync模式关 闭：
[0057]
表四：双温区独立控制性试验工况
[0058][0059]
关闭sync模式，分别调节两个温区的设定温度并维持设定时 长，调节一侧温区的设定温度，维持另一侧的设定温度不变，记录设 定温度不变的温区平均温度，将平均温度中的最大值作为第一温度； 分别对两侧温区的设定温度进行调节，每次调节完成后，记录
两侧温 区的平均温度的差值，将差值中的最大值作为第二温度；双温区独立 控制性值c
ind
为第二温度t2与第一温度t1的差值。
[0060]
然后根据上述的车速补偿值c
v
、日照补偿值c
solar
、设定温度特 性值c
set
和双温区独立控制性值c
ind
计算评价参数c，具体的计算公 式如下：
[0061]
c＝∑n
i
*f
i
[0062]
i＝[v,solar,set,ind]
[0063]
∑n
i
＝1
[0064][0065]
其中：c——评价参数；
[0066]
n
i
——指标权重；
[0067]
f
i
——指标评级；
[0068]
c
i
——指标；
[0069]
x
max
——设定的评价参数的最大值；
[0070]
x
min
——设定的评价参数的最小值；
[0071]
获得评价参数c以后，将评价参数c与设定值进行比对，本实 施例的设定值包括c1和c2，且c1小于c2，设定值c1和c2以及x
min
同x
max
划分为三个区间，即≥x
min
且＜c1、≥c1且＜c2、≥c2且≤x
max
， 当评价参数c处于≥x
min
且＜c1区间时，认为自动空调控制性等级为 差等，当评价参数c处于≥c1且＜c2区间时，认为自动空调控制性 等级为中等，当评价参数c处于≥c2且≤x
max
区间时，认为自动空调 控制性等级为优等。当然实际应用中并不限定此次评分等级，可以选 择其他的设定值进行等级区间的划分，只要能够实现本实施例的功能 即可。
[0072]
以具体某车型为例，按照上述方法对该车型的自动空调控制性进 行评价，具体的工况获取数据见表5～8：
[0073]
表五：车速补偿值获取表格
[0074][0075][0076]
表六：日照补偿值获取表格
[0077][0078]
表七：设定温度值获取表格
[0079][0080]
表八：双温区独立控制性值获取表格
[0081][0082]
则根据上述表格计算该车型的评价参数c， c＝0.5*0.2 0.63*0.2 0.67*0.4 0.36*0.2＝0.57，参考值c1＝0.3，c2＝0.6， 则该车型的评价参数c处于c1和c2之间且靠近c2，证明该车型的 自动空调控制性处于中等偏上水平，且从各维度子指标可以看出其温 度设定性能较好，而双温区独立控制性较弱。
[0083]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优 点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上 述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明 精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利 要求书及其等同物界定。