汽车空调压缩机的控制方法和装置、空调器、汽车与流程

本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种汽车空调压缩机的控制方法、一种汽车空调压缩机的控制装置、一种空调器以及一种汽车。

背景技术：

由于汽车空调能够有效提高汽车驾驶的舒适度，因此，汽车空调的稳定性和可靠性就显得尤为重要。

压缩机作为汽车空调的核心零部件，直接影响汽车空调的稳定性。压缩机的抗振能力与压缩机负荷及吸排气成反比，当汽车在上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平以及其他不确定情况导致剧烈振动时，压缩机负荷将加重，而压缩机的抗振能力将减弱，此时会影响空调的寿命，严重时会损坏空调。

相关技术中，通过在压缩机中加入减振垫片，以减小压缩机的振动程度，虽然有一定的效果，但是不能从根本上解决问题。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车空调压缩机的控制方法，根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

本发明的第二个目的在于提出一种汽车空调压缩机的控制装置。

本发明的第三个目的在于提出一种空调器。

本发明的第四个目的在于提出一种汽车。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出了一种汽车空调压缩机的控制方法，包括以下步骤：获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度和倾斜角度；根据所述振动加速度和所述倾斜角度确定所述空调压缩机的当前振动等级；根据所述当前振动等级对所述空调压缩机的转速进行调节。

根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制方法，首先，获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度和倾斜角度，然后，根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级，最后，根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。该方法根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述当前振动等级对所述空调压缩机的转速进行调节，包括：根据所述当前振动等级获取所述空调压缩机的当前最大允许转速；根据所述当前最大允许转速对所述空调压缩机进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述振动加速度和所述倾斜角度分别与所述空调压缩机的振动等级成正比。

根据本发明的一个实施例，所述空调压缩机的当前最大允许转速与所述空调压缩机的振动等级成反比。

为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种汽车空调压缩机的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度；第二获取模块，用于获取所述汽车运行过程中所述空调压缩机的倾斜角度；控制模块，所述控制模块分别与所述第一获取模块和所述第二获取模块相连，所述控制模块用于根据所述振动加速度和所述倾斜角度确定所述空调压缩机的当前振动等级，并根据所述当前振动等级对所述空调压缩机的转速进行调节。

根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制装置，通过第一获取模块获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度，并通过第二获取模块获取汽车运行过程中空调压缩机的倾斜角度，控制模块根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级，并根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。该装置根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块根据所述当前振动等级对所述空调压缩机的转速进行调节时，其中，所述控制模块根据所述当前振动等级获取所述空调压缩机的当前最大允许转速，并根据所述当前最大允许转速对所述空调压缩机进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述振动加速度和所述倾斜角度分别与所述空调压缩机的振动等级成正比。

根据本发明的一个实施例，所述空调压缩机的当前最大允许转速与所述空调压缩机的振动等级成反比。

根据本发明的一个实施例，所述第一获取模块通过加速度计获取所述汽车运行过程中所述空调压缩机的振动加速度。

根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块通过陀螺仪获取所述汽车运行过程中所述空调压缩机的倾斜角度。

为实现上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种空调器，其包括上述的汽车空调压缩机的控制装置。

根据本发明实施例的空调器，通过上述的汽车空调压缩机的控制装置，根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

此外，本发明的实施例还提出了一种汽车，其包括上述的空调器。

本发明实施例的汽车，通过上述的空调器，根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命，进而保证汽车的舒适性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制装置的方框示意图；以及

图3是根据本发明一个具体示例的汽车空调压缩机的控制装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的汽车空调压缩机的控制方法、汽车空调压缩机的控制装置、空调器以及汽车。

图1是根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制方法的流程图。如图1所示，该汽车空调压缩机的控制方法可包括以下步骤：

S1，获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度和倾斜角度。

具体地，可通过设置在汽车空调压缩机上的加速度计(如多轴加速度计)和角运动检测装置(如陀螺仪)分别获取空调压缩机在各个方向上的振动加速度和倾斜角度。其中，多轴加速度计和陀螺仪均可采用MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)工艺，具有小型化、易安装在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板上、结构简单、采集信号精度高等特点。

S2，根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级。

根据本发明的一个实施例，振动加速度和倾斜角度分别与空调压缩机的振动等级成正比。

具体而言，可以在压缩机出厂前，对压缩机在不同运行频率下的振动等级进行标定，并测试汽车在运行过程中可能会遇到的振动条件下的空调压缩机的性能。例如，在压缩机的转速对应的运行频率为90Hz时，当振动加速度为1g(1g＝10m/s²)，倾斜角度为1rad时，对空调压缩机的振动破坏性最大，则标定该振动加速度和倾斜角度条件下的振动等级为空调压缩机的最高振动等级。

在汽车运行的过程中，通过对加速度计和陀螺仪输出的信号进行放大、滤波、校正、补偿等处理后，以实时获取空调压缩机的振动加速度和倾斜角度，然后通过查表自动获取空调压缩机的当前振动等级。

其中，振动加速度越大，振动等级越高，倾斜角度越大，振动等级越高。

S3，根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。

在本发明的实例中，根据实际需要可设置多个振动等级。例如，可以设置第一等级(也称安全等级)、第二等级和第三等级，其中，第一等级的振动程度最低，第三等级的振动程度最高，从第一等级至第三等级，对应的空调压缩机的转速逐渐降低。

假设，在汽车运行的过程中，根据加速度计和陀螺仪获取的空调压缩机的振动加速度和倾斜角度确定当前振动等级为第三等级，此时可能是汽车处于上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平以及其他不确定的情况，导致汽车产生剧烈振动，进而带动空调压缩机产生剧烈振动，空调压缩机的负荷加重，由于压缩机的负荷与压缩机的抗振能力成反比，因此，可通过对压缩机进行调频减速降负载，来减小空调压缩机的负荷，进而提高空调压缩机的抗振能力。例如，可以逐渐减小空调压缩机的转速，直至再次获得的空调压缩机的振动等级达到第一等级(安全等级)，停止对空调压缩机的转速进行调节。

特殊情况下，当空调压缩机的当前振动等级为第三等级，而空调压缩机的转速已经很低，则可直接控制空调压缩机停机，确保汽车空调的安全性，提高空调在汽车运行中的可靠性，延长空调的使用寿命。

因此，根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制方法，通过对空调压缩机的振动加速度和倾斜角度进行检测，并根据振动加速度和倾斜角度获得空调压缩机的当前振动等级，然后根据当前振动等级来调节空调压缩机的转速、载波频率，以优化空调压缩机的控制参数，降低空调压缩机负荷，提高空调压缩机的抗振能力。从而有效解决汽车在上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平、不确定的剧烈振动等情况时，由于空调压缩机本体的振动与倾斜，加重压缩机的负荷，而引发的空调压缩机的可靠性、安全性问题，进而保证空调的安全性、可靠性和使用寿命。

进一步地，根据本发明的一个实施例，根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节，包括：根据当前振动等级获取空调压缩机的当前最大允许转速；根据当前最大允许转速对空调压缩机进行控制。

其中，空调压缩机的当前最大允许转速与空调压缩机的振动等级成反比。

具体而言，可以通过对空调压缩机的最大转速进行限制，来降低空调压缩机的负荷。例如，可以设置第一等级(也称安全等级)、第二等级和第三等级，其中，第一等级的振动程度最低，相应的空调压缩机当前最大允许转速最高，第三等级的振动程度最高，相应的空调压缩机当前最大允许转速最低。

假设，在汽车运行的过程中，根据加速度计和陀螺仪获取的空调压缩机的振动加速度和倾斜角度确定当前振动等级为第三等级，则可以将空调压缩机的转速限制在第三等级所对应的转速下，即，此时只要保证空调压缩机的转速不超过第三等级最大允许转速即可。其中，如果空调压缩机的当前运行转速大于当前最大允许转速，则控制空调压缩机降低转速；如果空调压缩机的当前运行转速小于当前最大允许转速，则控制空调压缩机保持当前转速不变。从而根据振动等级通过对空调压缩机的当前最大允许转速进行限制，在保证空调运行的安全性、可靠性和使用寿命的同时，能够保证汽车内的舒适度。

综上所述，根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制方法，首先，获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度和倾斜角度，然后，根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级，最后，根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。该方法根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而能够有效解决汽车在上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平以及其他不确定的剧烈振动时，由于空调压缩机的振动所导致的空调压缩机负荷加重问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

图2是根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制装置的方框示意图。如图2所示，该汽车空调压缩机的控制装置可包括：第一获取模块10、第二获取模块20和控制模块30。

其中，第一获取模块10用于获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度。第二获取模块20用于获取汽车运行过程中空调压缩机的倾斜角度。控制模块30分别与第一获取模块10和第二获取模块20相连，控制模块30用于根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级，并根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。

在本发明的实施例中，第一获取模块10可通过加速度计获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度。第二获取模块20可通过陀螺仪获取汽车运行过程中空调压缩机的倾斜角度。

具体地，可通过设置在汽车空调压缩机上的加速度计(如多轴加速度计)和角运动检测装置(如陀螺仪)分别获取空调压缩机在各个方向上的振动加速度和倾斜角度。其中，多轴加速度计和陀螺仪均可采用MEMS工艺，具有小型化、易安装在PCB板上、结构简单、采集信号精度高等特点。

根据本发明的一个实施例，振动加速度和倾斜角度分别与空调压缩机的振动等级成正比。

具体而言，可以在压缩机出厂前，对压缩机在不同运行频率下的振动等级进行标定，并测试汽车在运行过程中可能会遇到的振动条件下的空调压缩机的性能。例如，在压缩机的转速对应的运行频率为90Hz时，当振动加速度为1g(1g＝10m/s²)，倾斜角度为1rad时，对空调压缩机的振动破坏性最大，则标定该振动加速度和倾斜角度条件下的振动等级为空调压缩机的最高振动等级。

在汽车运行的过程中，通过对加速度计和陀螺仪输出的信号进行放大、滤波、校正、补偿等处理后，以实时获取空调压缩机的振动加速度和倾斜角度，然后通过查表自动获取空调压缩机的当前振动等级。

其中，振动加速度越大，振动等级越高，倾斜角度越大，振动等级越高。

在本发明的实施例中，根据实际需要可设置多个振动等级。例如，可以设置第一等级(也称安全等级)、第二等级和第三等级，其中，第一等级的振动程度最低，第三等级的振动程度最高，从第一等级至第三等级，对应的空调压缩机的转速逐渐降低。

假设，在汽车运行的过程中，根据第一获取模块10和第二获取模块20获取的空调压缩机的振动加速度和倾斜角度确定当前振动等级为第三等级，此时可能是汽车处于上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平以及其他不确定的情况，导致汽车产生剧烈振动，进而带动空调压缩机产生剧烈振动，空调压缩机的负荷加重，由于压缩机的负荷与压缩机的抗振能力成反比，因此，控制模块30可通过对压缩机进行调频减速降负载，来减小空调压缩机的负荷，进而提高空调压缩机的抗振能力。例如，控制模块30可以逐渐减小空调压缩机的转速，直至再次获得的空调压缩机的振动等级达到第一等级(安全等级)，停止对空调压缩机的转速进行调节。

特殊情况下，当空调压缩机的当前振动等级为第三等级，而空调压缩机的转速已经很低，控制模块30则可直接控制空调压缩机停机，确保汽车空调的安全性，提高空调在汽车运行中的可靠性，延长空调的使用寿命。

因此，根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制装置，通过对空调压缩机的振动加速度和倾斜角度进行检测，并根据振动加速度和倾斜角度获得空调压缩机的当前振动等级，然后根据当前振动等级来调节空调压缩机的转速、载波频率，以优化空调压缩机的控制参数，降低空调压缩机负荷，提高空调压缩机的抗振能力。从而有效解决汽车在上下坡、加减速、启动、靠边停车、路面不平、不确定的剧烈振动等情况时，由于空调压缩机本体的振动与倾斜，加重压缩机的负荷，而引发的空调压缩机的可靠性、安全性问题，进而保证空调的安全性、可靠性和使用寿命。

进一步地，根据本发明的一个实施例，控制模块30根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节时，控制模块30根据当前振动等级获取空调压缩机的当前最大允许转速，并根据当前最大允许转速对空调压缩机进行控制。

其中，空调压缩机的当前最大允许转速与空调压缩机的振动等级成反比。

具体而言，可以通过对空调压缩机的最大转速进行限制，来降低空调压缩机的负荷。例如，可以设置第一等级(也称安全等级)、第二等级和第三等级，其中，第一等级的振动程度最低，相应的空调压缩机当前最大允许转速最高，第三等级的振动程度最高，相应的空调压缩机当前最大允许转速最低。

假设，在汽车运行的过程中，根据第一获取模块10和第二获取模块20获取的空调压缩机的振动加速度和倾斜角度确定当前振动等级为第三等级，则控制模块30可以将空调压缩机的转速限制在第三等级所对应的转速下，即，此时只要保证空调压缩机的转速不超过第三等级最大允许转速即可。其中，如果空调压缩机的当前运行转速大于当前最大允许转速，控制模块30则控制空调压缩机降低转速；如果空调压缩机的当前运行转速小于当前最大允许转速，控制模块30则控制空调压缩机保持当前转速不变。从而根据振动等级通过对空调压缩机的当前最大允许转速进行限制，在保证空调运行的安全性、可靠性和使用寿命的同时，能够保证汽车的舒适度。

进一步地，作为一个具体示例，如图3所示，上述的汽车空调压缩机的控制装置可包括：汽车空调压缩机电控100和汽车空调压缩机200。汽车空调压缩机电控100可包括传感器模块110、信号处理模块120、主控模块130和驱动模块140。

其中，传感器模块110可包括陀螺仪111和加速度计112，用以检测空调压缩机200各方向振动加速度与倾斜角度。信号处理模块120用以对接收到传感器模块110检测的模拟量信号进行放大、滤波、校正、补偿等处理，并将处理后的信号传输至主控模块130的AD采样口。主控模块130根据读取的振动加速度与倾斜角度数据，通过查表获得空调压缩机的当前振动等级，并按照等级的不同进行分段处理，根据振动等级控制空调压缩机的转速，例如，通过调节压缩机的转速、载波频率，优化空调压缩机的电机控制参数，降低空调压缩机的负荷，提高空调压缩机的抗振能力。驱动模块140可以为智能功率模块，或者分立IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)构成的驱动模块，用以根据驱动汽车空调压缩机200工作。

在本发明的实施例中，可将传感器模块110、信号处理模块120、主控模块130和驱动模块140集中设计在电控电路板上，使得结构简单，减少成本。

根据本发明实施例的汽车空调压缩机的控制装置，通过第一获取模块获取汽车运行过程中空调压缩机的振动加速度，并通过第二获取模块获取汽车运行过程中空调压缩机的倾斜角度，控制模块根据振动加速度和倾斜角度确定空调压缩机的当前振动等级，并根据当前振动等级对空调压缩机的转速进行调节。该装置根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

另外，本发明的实施例还提出了一种空调器，其包括上述的汽车空调压缩机的控制装置。

本发明实施例的空调器，通过上述的汽车空调压缩机的控制装置，根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命。

此外，本发明的实施例还提出了一种汽车，其包括上述的空调器。

本发明实施例的汽车，通过上述的空调器，根据压缩机的振动等级对压缩机的转速进行调节，从而有效解决汽车在产生振动时带动空调压缩机振动，进而导致空调压缩机负荷加重的问题，确保汽车空调的安全性，增强汽车空调在恶劣环境中运行的稳定性，提高空调的使用寿命，进而保证汽车的舒适性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

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至少一个该特征。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。