一种采暖控制方法及装置与流程

1.本发明涉及公共交通设备领域，尤其涉及公共交通车辆的采暖控制方法。


背景技术：

2.在目前，出于环保的考虑，城市公共交通车辆主流的采暖方式是电采暖，即将电能转化为热能进行采暖。电采暖在公共交通车上广泛使用的是热泵空调或电取暖器。电取暖元件通常包括电热板、电热管或ptc加热元件。
3.热泵空调的特点在于，在其工作温度范围内，能效比较高，能够节约大量能源，降低车辆的运行成本，然而当外界温度较低时，超出了其适宜的工作温度范围，热泵空调的能效比急剧下降，甚至不能正常启动或工作。与此同时，电取暖器结构紧凑、控制方便，但其能效比通常小于1，不利于节能。因此，车辆若仅采用热泵空调进行采暖，则无法满足低温环境下的制热需求；若仅采用电取暖器进行采暖，又不能满足节能的需求。
4.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种车辆的采暖控制方法，根据热泵和电取暖器的性能特点，能够在不同的环境下自动组合使用热泵空调和电取暖器进行车辆采暖，进而能够达到同时满足节能和制热量需求的技术效果。


技术实现要素：

5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
6.为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种车辆的采暖控制方法，包括：获取车外实时温度tem和车内实时温度ti并确定车内目标温度tic；响应于车内实时温度ti小于车内目标温度tic，判断车外实时温度tem与第一温度值t1以及第二温度值t2的温度值关系；响应于车外实时温度tem不低于第一温度值t1，控制车辆进入热泵空调采暖模式，仅由热泵空调采暖；响应于车外实时温度tem低于第一温度值t1且不低于第二温度值t2，控制车辆进入组合采暖模式，由热泵空调和电取暖器组合采暖；响应于车外实时温度tem低于第二温度值t2，控制车辆进入电取暖器采暖模式，仅由电取暖器采暖。
7.在一实施例中，优选地，第一温度值t1根据热泵空调在名义制热工况下，车外侧入口空气的干球温度设定；第二温度值t2根据在车内测入口空气干球温度为20℃、湿球温度为15℃的状态下，热泵空调的能效比为1时的车外侧入口空气的干球温度设定。
8.在一实施例中，优选地，热泵空调采暖模式包括：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调停止工作。
9.在一实施例中，优选地，组合采暖模式包括：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖，响应于预设时间t内温度差仍未
升高至1℃，再开启电取暖器，由电取暖器与热泵空调组合采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调与电取暖器均停止工作。
10.在一实施例中，优选地，电取暖器采暖模式包括：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启电取暖器进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，电取暖器停止工作。
11.本发明还提供了一种车辆的采暖控制装置，包括：存储器；与存储器耦接的处理器，处理器配置用于：获取车外实时温度tem和车内实时温度ti并确定车内目标温度tic；响应于车内实时温度ti小于车内目标温度tic，判断车外实时温度tem与第一温度值t1以及第二温度值t2的温度值关系；响应于车外实时温度tem不低于第一温度值t1，控制车辆进入热泵空调采暖模式，仅由热泵空调采暖；响应于车外实时温度tem低于第一温度值t1且不低于第二温度值t2，控制车辆进入组合采暖模式，由热泵空调和电取暖器组合采暖；响应于车外实时温度tem低于第二温度值t2，控制车辆进入电取暖器采暖模式，仅由电取暖器采暖。
12.在一实施例中，优选地，第一温度值t1根据热泵空调在名义制热工况下，车外侧入口空气的干球温度设定；第二温度值t2根据在车内测入口空气干球温度为20℃、湿球温度为15℃的状态下，热泵空调的能效比为1时的车外侧入口空气的干球温度设定。
13.在一实施例中，优选地，处理器进一步配置用于在热泵空调采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调停止工作。
14.在一实施例中，优选地，处理器进一步配置用于在组合采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖，响应于预设时间t内温度差仍未升高至1℃，再开启电取暖器，由电取暖器与热泵空调组合采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调与电取暖器均停止工作。
15.在一实施例中，优选地，处理器进一步配置用于在电取暖器采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启电取暖器进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，电取暖器停止工作。
16.本发明的另一方面还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
附图说明
17.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
18.图1是根据本发明的一方面绘示的采暖控制方法的流程示意图；
19.图2是根据本发明的一实施例绘示的采暖控制装置的结构原理图；以及
20.图3是根据本发明的另一方面绘示的采暖控制装置的结构示意图。
21.为清楚起见，以下给出附图标记的简要说明：
22.201
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采暖系统控制器
23.202
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室外温度传感器
24.203
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室内温度传感器
25.204
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车内目标温度
26.205
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热泵空调
27.206
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电取暖器
28.207
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整车网络。
具体实施方式
29.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本发明的限制。
32.能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
33.针对现有技术中热泵空调节能但工作温度受限以及电取暖器不够环保的缺陷，本发明提出了一种车辆的采暖控制方法，根据热泵和电取暖器的性能特点，能够在不同的环境下自动组合使用热泵空调和电取暖器进行车辆采暖，进而能够达到同时满足节能和制热量需求的技术效果。
34.图1是根据本发明的一方面绘示的采暖控制方法的流程示意图。
35.请参照图1，本发明提供的采暖控制方法100包括：
36.步骤101：获取车外实时温度tem和车内实时温度ti并确定车内目标温度tic。
37.在一实施例中，车外实时温度tem和车内实时温度ti分别通过设置于车厢外与车厢内的温度传感器获得。在另一实施例中，车外实时温度tem也可通过网络实时天气预报获取。可以理解地，实时温度的获取方式只为更好的说明本发明方法的步骤，而非用于限制本发明的保护范围。
38.此外，在环境温度为≤10℃时，车内的人体舒适性温度为18℃至22℃。因此可根据实际需要，设定车内目标温度tic。
39.本发明提供的采暖控制方法100还包括：
40.步骤102：响应于车内实时温度ti小于车内目标温度tic，判断车外实时温度tem与第一温度值t1以及第二温度值t2的温度值关系。
41.在一实施例中，第一温度值t1根据热泵空调在名义制热工况下，车外侧入口空气的干球温度设定；第二温度值t2根据在车内测入口空气干球温度为20℃、湿球温度为15℃的状态下，热泵空调的能效比为1时的车外侧入口空气的干球温度设定。
42.第一温度值t1、第二温度值t2的设定以及名义制热工况均与标准gb/t37123保持一致，具体可通过试验的方式加以获得，第一温度值t1和第二温度值t2为与车辆热泵空调类型相关的物理量。
43.再请参照图1，本发明提供的采暖控制方法100还包括：
44.步骤103：响应于车外实时温度tem不低于第一温度值t1，控制车辆进入热泵空调采暖模式，仅由热泵空调采暖。即当tem≥t1，且ti＜tic时，控制车辆进入热泵空调采暖模式，仅由热泵空调采暖。
45.在一实施例中，热泵空调采暖模式包括：
46.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖；
47.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调停止工作。
48.本发明提供的采暖控制方法100还包括：
49.步骤104：响应于车外实时温度tem低于第一温度值t1且不低于第二温度值t2，控制车辆进入组合采暖模式，由热泵空调和电取暖器组合采暖。即当t2≤tem＜t1，且ti＜tic时，考虑到快速让车内温度上升，使热泵空调和电取暖器同时开启工作。
50.在一实施例中，由热泵空调和电取暖器的组合采暖模式包括：
51.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖，响应于预设时间t内温度差仍未升高至1℃，再开启电取暖器，由电取暖器与热泵空调组合采暖；
52.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调与电取暖器均停止工作。
53.本发明提供的采暖控制方法100还包括：
54.步骤105：响应于车外实时温度tem低于第二温度值t2，控制车辆进入电取暖器采暖模式，仅由电取暖器采暖。即当tem＜t2，且ti＜tic时，控制车辆进入电取暖器采暖模式，仅由电取暖器采暖。
55.在一实施例中，电取暖器采暖模式包括：
56.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启电取暖器进行采暖；
57.当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，电取暖器停止工作。
58.本发明提供的上述采暖控制方法，首先确定热泵空调名义工况下的车外环境温度t1和热泵空调能效比为1时的车外环境t2，再根据室内外温度和目标温度确定空调的三种工
作模式，该三种工作模式可自主控制，而无需人工额外操作，结合了热泵空调和电取暖器各自的采暖性能优势，巧妙设计控制策略控制设备运行，从而同时满足节能和制热的双重需求。
59.尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
60.本发明的另一方面提供了一种采暖控制装置。
61.图2是根据本发明的一实施例绘示的采暖控制装置的结构原理图。
62.在图2所示的实施例中，本发明的采暖控制装置主要包括组合式采暖系统控制器201，该控制器201接收由室外温度传感器202和室内温度传感器感203测的车外实时温度tem和车内实时温度ti，以及可由人工设定或系统自动确定的车内目标温度tic 204，在进行温度值关系判断后，发送控制信号给车辆的热泵空调205和电取暖器206，从而实现上述任一项采暖控制方法的步骤。
63.与此同时，车辆的热泵空调205和电取暖器206反馈部件的工作状态给控制器201，从而便于检修维护及实时掌握设备工作情况。
64.此外，整车网络207给采暖控制器201提供网络信号，控制器201也将采暖设备反馈的状态信息和故障信息反馈至整车网络207，以供设备维护人员实时获取相关情况，从而有针对性地进行相关维修维护操作。
65.本领域技术人员可以理解地，本发明中的电取暖器206和热泵空调205既可以集成在一起，也可以相互独立。例如电取暖器206布置在车内多处，热泵空调205布置在车顶等。
66.图3是根据本发明的另一方面绘示的采暖控制装置的结构示意图。
67.请参照图3，相较于图2所示的实施例，更加概括地，本发明提供的采暖控制装置300包括存储器301；以及与存储器耦接的处理器302，处理器302配置用于：获取车外实时温度tem和车内实时温度ti并确定车内目标温度tic；响应于车内实时温度ti小于车内目标温度tic，判断车外实时温度tem与第一温度值t1以及第二温度值t2的温度值关系；响应于车外实时温度tem不低于第一温度值t1，控制车辆进入热泵空调采暖模式，仅由热泵空调采暖；响应于车外实时温度tem低于第一温度值t1且不低于第二温度值t2，控制车辆进入组合采暖模式，由热泵空调和电取暖器组合采暖；响应于车外实时温度tem低于第二温度值t2，控制车辆进入电取暖器采暖模式，仅由电取暖器采暖。
68.在一实施例中，第一温度值t1根据热泵空调在名义制热工况下，车外侧入口空气的干球温度设定；第二温度值t2根据在车内测入口空气干球温度为20℃、湿球温度为15℃的状态下，热泵空调的能效比为1时的车外侧入口空气的干球温度设定。
69.在一实施例中，处理器302进一步配置用于在热泵空调采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调停止工作。
70.在一实施例中，处理器302进一步配置用于在组合采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启热泵空调进行采暖，响应于预设时间t内温度差仍未升高至1℃，再开启电取暖器，由电取暖器与热泵空调组合采暖；当车内实时
温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，热泵空调与电取暖器均停止工作。
71.在一实施例中，处理器302进一步配置用于在电取暖器采暖模式下：当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差低于-1℃时，仅开启电取暖器进行采暖；当车内实时温度ti与车内目标温度tic之间的温度差升高至1℃后，电取暖器停止工作。
72.本发明还提供了一种计算机可读介质的实施例，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项采暖控制方法的步骤。
73.本领域技术人员将可理解，信息、信号和数据可使用各种不同技术和技艺中的任何技术和技艺来表示。例如，以上描述通篇引述的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光学粒子、或其任何组合来表示。
74.本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
75.本案描述的处理器可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实现。此类处理器是实现为硬件还是软件将取决于具体应用和加诸于系统的整体设计约束。作为示例，本公开中呈现的处理器、处理器的任何部分、或处理器的任何组合可用微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、门控逻辑、分立的硬件电路、以及配置成执行贯穿本公开描述的各种功能的其他合适的处理组件来实现。本公开中呈现的处理器、处理器的任何部分、或处理器的任何组合的功能性可用由微处理器、微控制器、dsp或其他合适的平台执行的软件来实现。
76.结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
77.在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传
送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
78.提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。