[发明专利]实时获取车内空气温度的方法、装置和系统

说明书

本发明提出一种实时获取车内空气温度的方法、装置和系统，方法包括：根据车内前排左温区的维护结构和热流关系，构建传热节点热网络，传热节点热网络包括多个节点，节点分为外部节点和内部节点；根据外部节点的透射率、反射率、外部节点对应面的法向和阳光的夹角以及阳光强度计算出外部节点吸收的辐射热流率，内部节点的辐射热流率为0；根据节点面积、环境温度、节点温度、换热系数、辐射热流率、车速和乘客舱内空气流速计算除车外空气节点和太阳节点以外的各节点的热流率；计算在任意时刻的任意节点的温度；计算车内空气温度。本发明解决了现有技术中的监测车辆内部温度时工作过程复杂，成本高的技术问题。

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种实时获取车内空气温度的方法、装置和系统。

背景技术

随着汽车工业的发展和人们需求的提高，能够根据室外空气温度、太阳辐射强度、车速、发动机热负荷以及室内人体散热等因素变化，及时自动地对车内的空气状况进行调节的自动空调系统得到越来越广泛的应用。

目前，自动空调控制系统多是基于车内温度的负反馈控制系统，通过控制出风温度、风量等，调节车内温度达到目标值，因此，车内当前温度正确、稳定的反馈是控制系统正确、稳定工作的前提。车内温度的获取一般分为接触式测量和非接触式测量，前者以热敏电阻为代表，后者以红外测量为代表。但两种方法除最直接的生成制造成本之外，还需要相应的算法和标定配合工作，才能排除太阳辐射强度、车速、环境温度、材料热容，甚至空调出风温度、出风方向等因素的干扰，从而获得相对真实的值。现有技术提供的方式不但成本高，而且工作过程复杂。

发明内容

基于以上问题，本发明提出一种实时获取车内空气温度的方法、装置和系统，解决了现有技术中的监测车辆内部温度时工作过程复杂，成本高的技术问题。

本发明提出一种实时获取车内空气温度的方法，包括：

根据车内前排左温区的维护结构和热流关系，构建传热节点热网络，传热节点热网络包括多个节点，节点分为外部节点和内部节点；

根据外部节点的透射率、反射率、外部节点对应面的法向和阳光的夹角以及阳光强度计算出外部节点吸收的辐射热流率，内部节点的辐射热流率为0；

根据节点面积、环境温度、节点温度、换热系数、辐射热流率、车速和乘客舱内空气流速计算除车外空气节点和太阳节点以外的各节点的热流率；

根据节点的质量、比热、热量传递方向截面积和节点的热流率计算在任意时刻的任意节点的温度；

根据各节点的区域表面积、对流换热系数、内表面节点温度和前排左温区温度计算通过车辆壳体的各个区域进入乘客舱内的总热量，并根据乘客舱内的总热量、乘客舱内空气的质量、空气的比热、流入车内前排左温区的空气流量、空调出风口的焓值和流出车内前排左温区的空气焓值计算车内空气温度。

此外，传热节点热网络中的节点包括：前左车窗玻璃、前风挡左半区、前左车门、仪表板上部左区、仪表板下部左区、地板前部左区和/或车顶前部左区，其中每个节点都通过节点厚度划分为内部节点和外部节点，还包括车外空气节点和太阳节点。

此外，所述根据外部节点的透射率、反射率、外部节点对应面的法向和阳光的夹角以及阳光强度计算出外部节点吸收的辐射热流率的计算公式为：

Q_a＝I*(1-γ-τ)*cosθ，

其中τ为外部节点的透射率，γ为外部节点的反射率，θ为外部节点对应面的法向和阳光的夹角，I为阳光强度，Q_a为辐射热流率，单位为w/m²。

此外，所述根据节点面积、环境温度、节点温度、换热系数、辐射热流率、车速和乘客舱内空气流速计算除车外空气节点和太阳节点以外的各节点的热流率的公式为：