專利名稱：空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)的變排量壓縮機的控制，尤其涉及車載空調(diào)的外控式變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對汽車空調(diào)性能及其舒適性的要求不斷提升?，F(xiàn)有非獨立式定排量壓縮機汽車空調(diào)系統(tǒng)已難以滿足用戶要求。一方面，在車內(nèi)溫度波動較大的情況下，因非獨立式定排量壓縮機汽車空調(diào)系統(tǒng)頻繁開停產(chǎn)生的不可逆損失使系統(tǒng)能耗有所增加；另一方面，定排量壓縮機周期性離合對汽車發(fā)動機的工作造成了嚴重干擾。為了解決上述問題，滿足汽車空調(diào)負荷的要求，變排量壓縮機應(yīng)運而生。外控變排量壓縮機具有無離合器吸放、輕量化等特點，使得汽車的駕駛性能提高更多，最優(yōu)化的排量控制也使得燃料消耗降低更多。外控變排量壓縮機的節(jié)能性主要是通過空調(diào)控制裝置來進行主動精準的控制來實現(xiàn)的，與傳統(tǒng)的壓縮機相比，變排量壓縮機在系統(tǒng)穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和節(jié)能方面具有很大的優(yōu)勢?，F(xiàn)有外控式變排量壓縮機的控制裝置在對其進行控制時只考慮了環(huán)境對制冷系統(tǒng)的影響，從而將目標蒸發(fā)器溫度固定在某個固定值，使得外控式變排量壓縮機的節(jié)能特性很難以發(fā)揮出來。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要提供一種根據(jù)當前車內(nèi)制冷需求實時調(diào)整目標蒸發(fā)器溫度的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置及控制方法。一種空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置，其包括內(nèi)溫控制模塊、出風溫度控制模塊和壓縮機控制模塊。所述內(nèi)溫控制模塊至少根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度以及車內(nèi)、外溫度計算空調(diào)的目標出風溫度。所述出風溫度控制模塊包括基礎(chǔ)值計算單元，其根據(jù)所述目標出風溫度和車外溫度獲得一個小于所述目標出風溫度的目標值；動態(tài)值計算單元，其根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值；其中定義了分別為正數(shù)和負數(shù)的第一預(yù)設(shè)溫差和第二預(yù)設(shè)溫差，當所述溫差大于第一預(yù)設(shè)溫差和小于第二預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值分別維持一正數(shù)和負數(shù)的預(yù)設(shè)補償值不變，當所述溫差第二預(yù)設(shè)溫差逐漸升高到第一預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值隨著溫差的增大呈線性從所述負數(shù)的預(yù)設(shè)補償增大至所述正的預(yù)設(shè)補償值；以及目標蒸發(fā)器溫度計算單元，其對所述目標值和第一補償值求和以獲得接近所述目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度。所述壓縮機控制模塊根據(jù)所述目標蒸發(fā)器溫度對所述變排量壓縮機進行控制。在優(yōu)選的實施例中，所述基礎(chǔ)值計算單元根據(jù)車外溫度獲得第一目標值，并根據(jù)所述目標出風溫度獲得第二目標值。所述第一目標值隨著車外溫度的升高，大體呈梯形狀變化。所述第二目標值為目標出風溫度與第一調(diào)整值的差值；所述目標值為第一目標值與第二目標值中的較小值。
在優(yōu)選的實施例中，所述動態(tài)值計算單元還根據(jù)當前陽光強度確定第二補償值。當陽光強度小于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值隨著陽光強度的增大而增大，當所述陽光強度大于或等于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值基本不變。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值和第二補償值的和。在優(yōu)選的實施例中，所述出風溫度控制模塊還包括防霧風險計算模塊，所述防霧風險計算單元用于根據(jù)汽車雨刮信號確定第三補償值，當雨刮信號為開時，第三補償值為一固定不變的負數(shù)。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值和第三補償值的和。在優(yōu)選的實施例中，所述防霧風險計算單元還用于根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定結(jié)霧風險，從而進一步確定第四補償值，當結(jié)霧風險大于預(yù)設(shè)風險時，輸出一
固定不變的負數(shù)作為第四補償值。當結(jié)霧風險小于預(yù)設(shè)風險時，第四補償值隨著結(jié)霧風險的增大而減小。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值的和。本發(fā)明還提供了一種空調(diào)變排量壓縮機的控制方法，所述控制方法包括當判斷當前為非強制除霜模式，且車外溫度傳感器正常時，執(zhí)行以下步驟
根據(jù)目標出風溫度和車外溫度計算一小于目標出風溫度的目標值；
根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值；其中定義了分別為正數(shù)和負數(shù)的第一預(yù)設(shè)溫差和第二預(yù)設(shè)溫差，當所述溫差大于第一預(yù)設(shè)溫差和小于第二預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值分別維持一正數(shù)和負數(shù)的預(yù)設(shè)補償值不變，當所述溫差第二預(yù)設(shè)溫差逐漸升高到第一預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值隨著溫差的增大呈線性從所述負數(shù)的預(yù)設(shè)補償增大至所述正的預(yù)設(shè)補償值；
對所述目標值和第一補償值求和以獲得接近所述目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度；以
及
根據(jù)所述目標蒸發(fā)器溫度對所述變排量壓縮機進行控制，以使蒸發(fā)器的溫度盡快平穩(wěn)地達到目標蒸發(fā)器溫度。在優(yōu)選的實施例中，計算所述目標值的方法為根據(jù)車外溫度獲得第一目標值，并根據(jù)所述目標出風溫度獲得第二目標值。所述第一目標值隨著車外溫度的升高，大體呈梯形狀變化；所述第二目標值為目標出風溫度與第一調(diào)整值的差值；所述目標值為第一目標值與第二目標值中的較小值。在優(yōu)選的實施例中，所述的控制方法進一步包括步驟當陽光強度傳感器正常時，根據(jù)陽光強度計算第二補償值，所述目標蒸發(fā)器溫度為目標值、第一和第二補償值之和；當陽光強度小于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值隨著陽光強度的增大而增大，當所述陽光強度大于或等于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值基本不變。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值和第二補償值的和；當陽光強度傳感器不正常時，設(shè)陽光強度為第一預(yù)設(shè)強度，并用第一預(yù)設(shè)強度計算所述第二補償值。在優(yōu)選的實施例中，所述的控制方法進一步包括根據(jù)汽車雨刮信號確定第三補償值的步驟當雨刮信號為開時，第三補償值為一固定不變的負數(shù)。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值和第三補償值的和。在優(yōu)選的實施例中，所述的控制方法進一步包括根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定結(jié)霧風險、并根據(jù)結(jié)霧風險確定第四補償值的步驟，當結(jié)霧風險大于預(yù)設(shè)風險時，輸出一固定不變的負數(shù)作為第四補償值。當結(jié)霧風險小于預(yù)設(shè)風險時，第四補償值隨著結(jié)霧風險的增大而減小。所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值的和。本發(fā)明的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置充分利用外控變排量壓縮機可調(diào)整特性，不僅考慮了車內(nèi)外環(huán)境對制冷系統(tǒng)的影響，還根據(jù)當前車內(nèi)制冷需求實時調(diào)整目標蒸發(fā)器溫度，最大程度地保證了汽車空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。


圖I為一實施例的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖2為一實施例的出風溫度控制模塊的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖3為一實施例的基礎(chǔ)值計算單元的動態(tài)計算方法圖。圖4為一實施例的動態(tài)值計算單元的動態(tài)計算方法圖。圖5為一實施例的防霧風險計算單元的動態(tài)計算方法圖。圖6為一實施例的出風溫度控制模塊的控制方法流程圖。圖7為一實施例的變排量壓縮機的控制方框圖。圖8為一實施例的制冷劑壓力與壓縮機工作電流的對應(yīng)關(guān)系圖。圖9為一實施例的蒸發(fā)器溫度與壓縮機工作電流的對應(yīng)關(guān)系圖。圖10為一實施例的壓縮機控制模塊的控制方法流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置和控制方法作進一步詳細描述。本發(fā)明的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置用于對汽車空調(diào)系統(tǒng)的變排量壓縮機(以下簡稱壓縮機)進行控制。汽車空調(diào)系統(tǒng)主要包括冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機。壓縮機將制冷劑壓縮成高壓飽和氣體(氨或氟里昂)，這種氣態(tài)制冷劑再經(jīng)過冷凝器冷凝。通過膨脹閥(節(jié)流裝置)節(jié)流之后，制冷劑進入到蒸發(fā)器中，將空氣冷卻換熱。例如將蒸發(fā)器連接到汽車殼體內(nèi)，蒸發(fā)器內(nèi)的蛇行管將同車內(nèi)空氣進行換熱，再通過鼓風將冷氣吹向車內(nèi)的空氣當中。蒸發(fā)器蛇行管內(nèi)的制冷劑換熱后變成低壓蒸氣回到壓縮機，再被壓縮機壓縮，這樣循環(huán)利用就完成了制冷系統(tǒng)。本發(fā)明的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖I所示。該空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置主要包括內(nèi)溫控制模塊、出風溫度控制模塊和壓縮機控制模塊。其中，出風溫度控制模塊與壓縮機控制模塊決定了采用外控式變排量壓縮機所能夠給汽車空調(diào)帶來的節(jié)能性。內(nèi)溫控制模塊與現(xiàn)有空調(diào)控制器的內(nèi)溫控制模塊基本相同，主要用于根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度、車內(nèi)外溫度、用戶的操作、車輛狀態(tài)(例如車速，整車冷熱啟動狀態(tài)等)、陽光強度等計算空調(diào)的目標出風溫度?？梢岳斫獾模谟嬎隳繕顺鲲L溫度時，參考的參數(shù)可有所調(diào)整，例如不參考陽光強度。出風溫度控制模塊的主要功能之一是用于根據(jù)目標出風溫度、車內(nèi)外溫度等參數(shù)計算出一個與目標出風溫度接近的目標蒸發(fā)器溫度。具體的，要保證蒸發(fā)器溫度小于目標出風溫度某一值的范圍內(nèi)。該目標蒸發(fā)器溫度隨著車內(nèi)外環(huán)境的變化而變化，從而可最大提升節(jié)能性。目標蒸發(fā)器溫度的設(shè)定直接影響了汽車空調(diào)的節(jié)能性和安全性。節(jié)能性主要體現(xiàn)在蒸發(fā)器溫度越靠近目標出風溫度，則壓縮機所需要輸出的排量越低，就越節(jié)能。安全性則代表了汽車空調(diào)控制器在自動防霧上的表現(xiàn)，在春秋季節(jié)且濕度較大的工況下，如果過度強調(diào)節(jié)能性會導致犧牲了汽車空調(diào)的除濕功能，進而影響了自動空調(diào)控制器在安全性上的表現(xiàn)。具體的，如圖2所示，出風溫度控制模塊在計算目標蒸發(fā)器溫度時采用了基礎(chǔ)值計算單元、動態(tài)值計算單元、防霧風險計算單元和目標蒸發(fā)器溫度計算單元?；A(chǔ)值計算單元用于根據(jù)車外溫度(從車外溫度傳感器獲得)以及目標出風溫度獲得一個目標值。其中，首先根據(jù)車外溫度獲得第一目標值，第一目標值隨著車外溫度的升高，大體呈梯形狀變化，具體的，如圖3所示。當車外溫度小于或等于tl (例如10°C)時，第 一目標值基本維持在溫度t5不變。當車外溫度從tl逐漸升高到t2(例如15°C)時，第一目標值基本呈線性從t5升高到t6。當車外溫度大于或等于t2并小于或等于t3(例如25°C)時，第一目標值基本維持在溫度t6不變。當車外溫度從t3逐漸升高到t4 (例如30°C)時，第一目標值基本呈線性從t6降低到t5，也即第一目標值大體隨車外溫度的升高呈梯形狀變化。然后，根據(jù)目標出風溫度獲得第二目標值，第二目標值為目標出風溫度與第一調(diào)整值t61 (例如3°C)的差值。最后，選取第一目標值與第二目標值中的較小值作為最終目標值。其中，溫度t6 —般取值12 15°C左右，且可根據(jù)客戶需求而定，為可配置的值。動態(tài)值計算單元用于根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值，并根據(jù)當前陽光強度確定第二補償值，從而得到當前設(shè)定穩(wěn)定與車內(nèi)溫度溫差與陽光影響下的針對制冷負載的變化，其動態(tài)計算圖如圖4所示。當溫差分別大于第一預(yù)設(shè)溫差t7 (例如6°C)、小于第二預(yù)設(shè)溫差t71 (t71為負數(shù))時，第一補償值基本維持t8 (例如5°C)和t81(t81為負數(shù))不變，當溫差從第二預(yù)設(shè)溫差t71逐漸升高到第一預(yù)設(shè)溫差t7時，第一補償值隨著溫差的增大而增大，且與溫差呈正比，從t81升高到t8。當陽光強度小于第一預(yù)設(shè)強度SI (例如500W/m2)時，第二補償值隨著陽光強度的增大而增大至t9。當陽光強度大于或等于第一預(yù)設(shè)強度SI時，則使第二補償值基本維持在t9不變也即補償程度維持在最高。動態(tài)值計算單元將輸出第一補償值和第二補償值的和。其它實施例中，可省略陽光強度對目標蒸發(fā)器溫度的影響，也即不用計算第二補償值。基礎(chǔ)值計算單元和動態(tài)值計算單元已經(jīng)能夠滿足變排量壓縮機的節(jié)能控制的目標，而防霧風險計算單元將用于提升節(jié)能控制裝置的自動防霧性能，確保汽車空調(diào)的安全性。防霧風險計算單元用于根據(jù)汽車雨刮信號確定第三補償值，并根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定第四補償值。其中雨刮信號用于進一步判斷當前車外環(huán)境。車內(nèi)濕度傳感器和防霧傳感器一般兩者中選配一種即可，用于針對車內(nèi)結(jié)霧的風險進行判斷，從而調(diào)整目標蒸發(fā)器溫度值。本實施例中，如圖5所示，當雨刮信號為開(On，即汽車啟動了雨刮器)時，輸出第三補償值tlO，其中tlO為負數(shù)。防霧風險計算單元根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定結(jié)霧風險，可以理解的，計算結(jié)霧風險時需要考慮車內(nèi)外溫度，該風險值可通過大量的試驗得出，可將結(jié)霧風險定義為一個0到100%的變量。當結(jié)霧風險大于預(yù)設(shè)風險hi時，輸出第四補償值tll，tll為負數(shù)；當結(jié)霧風險小于預(yù)設(shè)風險時，第四補償值隨著結(jié)霧風險的增大而減小。防霧風險計算單元將輸出第三和第四補償值的和。目標蒸發(fā)器溫度計算單元用于對目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值求和以獲得接近目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度。上面詳細介紹了出風溫度控制模塊獲得目標蒸發(fā)器溫度的方法，下面將詳細介紹出風溫度控制模塊的控制方法，如圖6所示，該控制方法包括如下步 驟。步驟S101，判斷當前是否為強制除霜模式(若用戶按下除霜按鈕，則當前為強制除霜模式)，如果是則執(zhí)行步驟S111，否則執(zhí)行步驟S102。步驟S102，根據(jù)車外溫度傳感器的輸出判斷車外溫度傳感器是否正常，如果正常執(zhí)行步驟S103，否則執(zhí)行步驟S111。車外傳感器不正常的情況可能包括短路或斷路，或超出正常值范圍，如小于-50度，或大于60度。步驟S103，利用基礎(chǔ)值計算單元計算一目標值。步驟S104，根據(jù)陽光強度傳感器的輸出判斷陽光強度傳感器是否正常，如果正常執(zhí)行步驟S106，如果判斷陽光強度傳感器出現(xiàn)故障則執(zhí)行步驟S105。步驟S105，設(shè)置陽光強度為第一預(yù)設(shè)強度SI，并將第一預(yù)設(shè)強度SI取代當前陽光強度輸出給動態(tài)值計算單元，執(zhí)行步驟S106。步驟S106，利用動態(tài)值計算單元計算第一補償值和第二補償值之和。步驟S107，判斷當前是否裝設(shè)有防霧傳感器或車內(nèi)濕度傳感器，如果有則執(zhí)行步驟S109，否則執(zhí)行步驟S108。步驟S108，設(shè)定第四補償值為0，然后輸出給防霧風險計算單元，執(zhí)行步驟S109。步驟S109，利用防霧風險計算單元計算第三和第四補償值，求和后輸出。步驟S110，利用目標蒸發(fā)器溫度計算單元對目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值求和以獲得接近目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度。步驟S111，設(shè)定目標蒸發(fā)器溫度為預(yù)定值tl2，其中tl2為一個很小的固定值，在該溫度下可達到強制除霜的功能。上述控制方法中，步驟S102-S103，步驟S104-S106，步驟S107-S109三組之間的前后執(zhí)行順序可挑換。壓縮機控制模塊主要用于根據(jù)目標蒸發(fā)器溫度與當前蒸發(fā)器溫度、制冷系統(tǒng)排氣壓力、引擎轉(zhuǎn)速等參數(shù)對壓縮機的電控閥的電流進行精確地控制，從而達到精確地控制壓縮機斜盤角度，進而控制壓縮機排量的目的，使空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果盡快達到用戶預(yù)期后穩(wěn)定下來?？焖俜€(wěn)定的控制效果不僅能夠使得車內(nèi)溫度更快達到用戶所期望的溫度，減少在調(diào)整過程中的車內(nèi)環(huán)模的波動，而且因為穩(wěn)定的控制能夠使得整個制冷系統(tǒng)減少在調(diào)整過程中所浪費的能源，提高節(jié)能性。另外，由于穩(wěn)定的控制，使得目標蒸發(fā)器溫度能夠更容易靠近實際所需的制冷需求，從而滿足了在舒適的前提下更加節(jié)能的需求。圖7示出了本發(fā)明一實施例中變排量壓縮機的控制方框圖，其中，壓縮機控制模塊主要包括扭矩和風扇轉(zhuǎn)速計算單元、過壓/低壓斷電單元、蒸發(fā)器溫度控制單元和輸出限定單元。扭矩和風扇轉(zhuǎn)速計算單元從制冷劑高壓檢測單元獲得制冷劑壓力，從其它單元獲得壓縮機轉(zhuǎn)速(即引擎轉(zhuǎn)速)，根據(jù)制冷劑壓力與壓縮機轉(zhuǎn)速計算風扇轉(zhuǎn)速和壓縮機扭矩需求，并將風扇轉(zhuǎn)速和壓縮機扭矩需求傳送給汽車總線，例如CAN總線。汽車引擎控制單元會根據(jù)壓縮機扭矩需求進行扭矩的分配。制冷劑高壓檢測單元設(shè)置在冷凝器與膨脹閥之間。過壓/低壓斷電單元與輸出限定單元相連，向輸出限定單元輸出過壓或低壓斷電信號。蒸發(fā)器溫度控制單元從出風溫度控制模塊獲得目標蒸發(fā)器溫度，從鑰匙總線獲得點火信號，從用戶輸入界面(HMI)接收用戶輸入信號，還從蒸發(fā)器溫度傳感器獲得當前蒸發(fā)器溫度。蒸發(fā)器溫度控制單元根據(jù)上述接收到的信號，通過輸出限定單元對壓縮機進行控制。特別的，蒸發(fā)器溫度控制模塊根據(jù)目標蒸發(fā)器溫度與實際反饋的當前蒸發(fā)器溫度采用PID控制算法對壓縮機進行輸出控制，從而精確地控制蒸發(fā)器溫度控制，確?？照{(diào)系統(tǒng)制冷的穩(wěn)定性與節(jié)能表現(xiàn)。輸出限定單元主要用于在各種壓縮機輸出限定的工況下，為了保證汽車的安全性，對壓縮機電控閥的輸出值進行限定。與定排量壓縮機相比，變排量壓縮機控制模塊的輸 出限定單元主要在制冷劑壓力限定與蒸發(fā)器防結(jié)霜保護方面有所不同。在制冷劑壓力限定方面，如圖8所示，通過制冷劑高壓檢測單元的壓力傳感器測得制冷劑壓力，當制冷劑壓力小于第一預(yù)設(shè)壓力pl (例如2bar) bar (巴，Ibar=O. I兆帕=100千帕=1.0197公斤/平方厘米)時，壓縮機被關(guān)閉。如果制冷劑壓力從第一預(yù)設(shè)壓力Pl上升到第二預(yù)設(shè)壓力p2 bar(例如3bar)以上時，且滿足其他接通條件(例如空調(diào)開關(guān)被打開，車外溫度大于2°C等壓縮機可工作條件)時壓縮機被接通，且輸出限定值為100%，也就是說，不對蒸發(fā)器溫度控制單元的輸出進行限定。而當制冷劑壓力在第三預(yù)設(shè)壓力P3 (例如25bar)至第四預(yù)設(shè)壓力p4 (例如30bar)之間時，輸出限定值從100%被線性調(diào)節(jié)到O %(O %時壓縮機被關(guān)閉)，也即壓縮機電控閥的工作電流被線性調(diào)整到O。其中p4>p3>p2>pl。此制冷劑壓力限定方法在低壓保護時主要為了防止制冷系統(tǒng)在制冷劑不足時還在工作，而在高壓端的保護為了防止制冷回路的壓力過高，有管路爆裂或設(shè)備損壞的風險。這種方案充分利用了外控式變排量壓縮機排量可調(diào)的特性，在高壓端時加入了預(yù)保護區(qū)，即在壓力過高時采用先降低壓縮機排量的方法進行保護，有效避免了傳統(tǒng)的過壓直接開關(guān)的方式所帶來的壓縮機頻繁開關(guān)。在蒸發(fā)器防結(jié)霜保護方面，為避免蒸發(fā)器在溫度過低時結(jié)霜，設(shè)計了蒸發(fā)器的防結(jié)霜功能。針對變排量壓縮機輸出可調(diào)整的特性，設(shè)置了預(yù)保護區(qū)域。具體的，如圖9所示，當前蒸發(fā)器溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度t21 (例如0°C)時，壓縮機被關(guān)閉。如果當前蒸發(fā)器溫度從第一預(yù)設(shè)溫度t21上升到第二預(yù)設(shè)溫度t22 (例如2°C)時，且滿足其他接通條件(例如空調(diào)開關(guān)、壓力保護，車外溫度等接通條件)時壓縮機被接通，且輸出限定值為預(yù)定最小值(Min Value)，此區(qū)域為開關(guān)區(qū)域。如果當前蒸發(fā)器溫度從第二預(yù)設(shè)溫度t22逐漸上升到第三預(yù)設(shè)溫度t23(例如5°C)，則輸出限定值從預(yù)定最小值上升為100%，此區(qū)域為預(yù)保護區(qū)域。如果當前蒸發(fā)器溫度大于第三預(yù)設(shè)溫度t23，則壓縮機的制冷能力維持100%。如此，可有效避免蒸發(fā)器在溫度過低時結(jié)霜。上面介紹了壓縮機控制模塊中主要單元的工作過程，下面將詳細介紹壓縮機控制模塊的控制方法，如圖10所示，該控制方法包括如下步驟。步驟S201，判斷蒸發(fā)器溫度傳感器是否正常工作，如果不正常，執(zhí)行步驟S202，否則執(zhí)行步驟S203。
步驟S202，設(shè)定壓縮機電控閥的控制電流為固定值p4，然后執(zhí)行步驟S209。步驟S203，蒸發(fā)器溫度控制單元采用PID控制算法對壓縮機進行反饋控制，得到壓縮機電控閥的控制電流值PI。步驟S204，判斷蒸發(fā)器是否有結(jié)霜風險，如果有結(jié)霜風險，例如當蒸發(fā)器溫度小于第一預(yù)設(shè)溫度t21時，執(zhí)行步驟S205，否者執(zhí)行步驟S206。
步驟S205，利用輸出限定單元將壓縮機輸出進行限制，得到壓縮機電控閥的控制電流值P2，然后執(zhí)行步驟S206。步驟S206，判斷壓力限定條件是否滿足，如果不滿足執(zhí)行步驟S207，否者執(zhí)行步驟 S208。步驟S207，利用輸出限定單元將壓縮機輸出進行限制，得到壓縮機電控閥的控制電流值P3，然后執(zhí)行步驟S208。步驟S208，計算壓縮機電控閥的最終控制值，當僅得到控制電流值pi時，最終控制值為Pl，當?shù)玫娇刂齐娏髦祊i和p2，或pi和p3，或pi和p2和p3時，最終控制值為其中的最小值。然后執(zhí)行步驟S209。步驟S209，判斷引擎轉(zhuǎn)速信號是否正常，如果正常(如小于500 rpm或大于IOOOOrpm)，執(zhí)行步驟S210，否則執(zhí)行步驟S211。步驟S210，查表獲得壓縮機扭矩輸出值，由于該方法非常常用，在此不再贅述。步驟S211，關(guān)閉壓縮機，扭矩輸出值設(shè)定為O。如此控制，能夠滿足外控式變排量壓縮機節(jié)能控制需求，使得變排量壓縮機的性能得到最大的發(fā)揮。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置，其包括內(nèi)溫控制模塊、出風溫度控制模塊和壓縮機控制模塊，所述內(nèi)溫控制模塊至少根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度以及車內(nèi)、外溫度計算空調(diào)的目標出風溫度，其特征在于，所述出風溫度控制模塊包括 基礎(chǔ)值計算單元，其根據(jù)所述目標出風溫度和車外溫度獲得一個小于所述目標出風溫度的目標值； 動態(tài)值計算單元，其根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值；其中定義了分別為正數(shù)和負數(shù)的第一預(yù)設(shè)溫差和第二預(yù)設(shè)溫差，當所述溫差大于第一預(yù)設(shè)溫差和小于第二預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值分別維持一正數(shù)和負數(shù)的預(yù)設(shè)補償值不變，當所述溫差第二預(yù)設(shè)溫差逐漸升高到第一預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值隨著溫差的增大呈線性從所述負數(shù)的預(yù)設(shè)補償增大至所述正的預(yù)設(shè)補償值；以及 目標蒸發(fā)器溫度計算單元，其對所述目標值和第一補償值求和以獲得接近所述目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度； 所述壓縮機控制模塊根據(jù)所述目標蒸發(fā)器溫度對所述變排量壓縮機進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)值計算單元根據(jù)車外溫度獲得第一目標值，并根據(jù)所述目標出風溫度獲得第二目標值；所述第一目標值隨著車外溫度的升高，大體呈梯形狀變化；所述第二目標值為目標出風溫度與第一調(diào)整值的差值；所述目標值為第一目標值與第二目標值中的較小值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述動態(tài)值計算單元還根據(jù)當前陽光強度確定第二補償值；當陽光強度小于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值隨著陽光強度的增大而增大，當所述陽光強度大于或等于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值基本不變；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值和第二補償值的和。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述出風溫度控制模塊還包括防霧風險計算模塊，所述防霧風險計算單元用于根據(jù)汽車雨刮信號確定第三補償值，當雨刮信號為開時，第三補償值為一固定不變的負數(shù)；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值和第三補償值的和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能控制裝置，其特征在于，所述防霧風險計算單元還用于根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定結(jié)霧風險，從而進一步確定第四補償值，當結(jié)霧風險大于預(yù)設(shè)風險時，輸出一固定不變的負數(shù)作為第四補償值；當結(jié)霧風險小于預(yù)設(shè)風險時，第四補償值隨著結(jié)霧風險的增大而減??；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值的和。
6.一種空調(diào)變排量壓縮機的控制方法，其特征在于，當判斷當前為非強制除霜模式，且車外溫度傳感器正常時，執(zhí)行以下步驟 根據(jù)目標出風溫度和車外溫度計算一小于目標出風溫度的目標值； 根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值；其中定義了分別為正數(shù)和負數(shù)的第一預(yù)設(shè)溫差和第二預(yù)設(shè)溫差，當所述溫差大于第一預(yù)設(shè)溫差和小于第二預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值分別維持一正數(shù)和負數(shù)的預(yù)設(shè)補償值不變，當所述溫差第二預(yù)設(shè)溫差逐漸升高到第一預(yù)設(shè)溫差時，第一補償值隨著溫差的增大呈線性從所述負數(shù)的預(yù)設(shè)補償增大至所述正的預(yù)設(shè)補償值； 對所述目標值和第一補償值求和以獲得接近所述目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度；根據(jù)所述目標蒸發(fā)器溫度對所述變排量壓縮機進行控制，以使蒸發(fā)器的溫度盡快平穩(wěn)地達到目標蒸發(fā)器溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，計算所述目標值的方法為根據(jù)車外溫度獲得第一目標值，并根據(jù)所述目標出風溫度獲得第二目標值；所述第一目標值隨著車外溫度的升高，大體呈梯形狀變化；所述第二目標值為目標出風溫度與第一調(diào)整值的差值；所述目標值為第一目標值與第二目標值中的較小值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，進一步包括步驟當陽光強度傳感器正常時，根據(jù)陽光強度計算第二補償值，所述目標蒸發(fā)器溫度為目標值、第一和第二補償值之和；當陽光強度小于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二 補償值隨著陽光強度的增大而增大，當所述陽光強度大于或等于第二預(yù)設(shè)值時，所述第二補償值基本不變；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值和第二補償值的和；當陽光強度傳感器不正常時，設(shè)陽光強度為第一預(yù)設(shè)強度，并用第一預(yù)設(shè)強度計算所述第二補償值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，進一步包括根據(jù)汽車雨刮信號確定第三補償值的步驟當雨刮信號為開時，第三補償值為一固定不變的負數(shù)；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值和第三補償值的和。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，進一步包括根據(jù)車內(nèi)濕度或防霧傳感器的輸出信號確定結(jié)霧風險、并根據(jù)結(jié)霧風險確定第四補償值的步驟，當結(jié)霧風險大于預(yù)設(shè)風險時，輸出一固定不變的負數(shù)作為第四補償值；當結(jié)霧風險小于預(yù)設(shè)風險時，第四補償值隨著結(jié)霧風險的增大而減??；所述目標蒸發(fā)器溫度為所述目標值、第一補償值、第二補償值、第三補償值和第四補償值的和。
全文摘要
本發(fā)明涉及空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置，包括內(nèi)溫控制模塊、出風溫度控制模塊和壓縮機控制模塊。所述出風溫度控制模塊包括基礎(chǔ)值計算單元，其根據(jù)所述目標出風溫度和車外溫度獲得一個小于所述目標出風溫度的目標值；動態(tài)值計算單元，其根據(jù)空調(diào)設(shè)定溫度與車內(nèi)溫度的溫差確定第一補償值；以及目標蒸發(fā)器溫度計算單元，其對所述目標值和第一補償值求和以獲得接近所述目標出風溫度的目標蒸發(fā)器溫度。本發(fā)明的空調(diào)變排量壓縮機的節(jié)能控制裝置充分利用外控變排量壓縮機可調(diào)整特性，不僅考慮了車內(nèi)外環(huán)境對制冷系統(tǒng)的影響，還根據(jù)當前車內(nèi)制冷需求實時調(diào)整目標蒸發(fā)器溫度，最大程度地保證了汽車空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。
文檔編號F24F11/00GK102721154SQ201210217458
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者羅作煌, 鐘啟興 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司