汽车空调压缩机转速控制方法及系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种汽车空调压缩机转速控制方法及系统。

背景技术：

空调系统是汽车的重要组成部分，在纯电动汽车中，空调系统的能耗排在所有系统能耗的第二位，人们经常在车内使用空调进行制冷，其中制冷能耗最大的是压缩机。

目前市面上的空调系统，通常都是采用简单的控制方法对压缩机的转速进行控制，即当用户选定了空调温度(或者制冷档位)和风速档位时，压缩机以固定的转速运行，经常出现车内温度足够低了，但此时压缩机仍以较高的转速运作，能耗较高，对于电动汽车，影响其续驶里程，而若要人工调节降低转速，则会给用户带来不便。

技术实现要素：

为此，本发明的一个目的在于提出一种更加节能、方便的汽车空调压缩机转速控制方法。

一种汽车空调压缩机转速控制方法，包括：

当空调控制器判断到压缩机满足启动条件时，向整车控制器发送压缩机开启请求信号；

所述整车控制器向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号；

所述空调控制器向所述压缩机发送压缩机启动及转速指令，根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，以使蒸发器的实际温度达到所述目标蒸发器温度。

根据本发明提供的汽车空调压缩机转速控制方法，在压缩机满足启动条件时，空调控制器会根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，实现了压缩机转速的自动调节，由于最终使蒸发器的实际温度达到目标蒸发器温度，此时能够既满足用户需求的出风温度，又能够兼顾压缩机功耗平衡，使压缩机的转速保持在适当的状态，避免车内温度足够时，压缩机仍以较高的转速运作，且采用该控制方法，无需再人工调节，给用户带来了便利。

另外，根据本发明上述的汽车空调压缩机转速控制方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述方法还包括：

所述空调控制器在调节所述压缩机的转速时，同时计算压缩机吸气过热度，当计算的压缩机吸气过热度达到吸气过热度阈值时，控制所述压缩机的转速升速率下降或者转速下降，以使压缩机吸气过热度小于所述吸气过热度阈值。

进一步地，所述方法还包括：

所述空调控制器根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，当冷媒压力在压力阈值范围内、且环境温度高于环境温度阈值时，所述空调控制器判定所述压缩机满足启动条件，向所述整车控制器发送压缩机开启请求信号。

进一步地，所述空调控制器根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件的步骤具体包括：

当所述空调控制器的a/c按钮按下，且温度旋钮设置为制冷区域，风量档位调节到非0档时，所述空调控制器根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，其中，温度旋钮设置为制冷区域时，所述压缩机为允许工作状态，温度旋钮设置为制热区域时，所述压缩机为禁止工作状态。

进一步地，所述目标蒸发器温度为根据当前的环境温度和温度旋钮设置状态确定得到。

进一步地，所述方法还包括：

所述整车控制器在整车电压范围不超过预设范围、且电池电量高于电量阈值时，向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号。

本发明的另一个目的在于提出一种更加节能、方便的汽车空调压缩机转速控制系统。

一种汽车空调压缩机转速控制系统，包括空调控制器、压缩机、蒸发器和整车控制器：

所述空调控制器用于在判断到所述压缩机满足启动条件时，向所述整车控制器发送压缩机开启请求信号；

所述整车控制器用于向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号；

所述空调控制器用于向所述压缩机发送压缩机启动及转速指令，根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，以使所述蒸发器的实际温度达到所述目标蒸发器温度。

根据本发明提供的汽车空调压缩机转速控制系统，在压缩机满足启动条件时，空调控制器会根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，实现了压缩机转速的自动调节，由于最终使蒸发器的实际温度达到目标蒸发器温度，此时能够既满足用户需求的出风温度，又能够兼顾压缩机功耗平衡，使压缩机的转速保持在适当的状态，避免车内温度足够时，压缩机仍以较高的转速运作，且采用该控制系统，无需再人工调节，给用户带来了便利。

另外，根据本发明上述的汽车空调压缩机转速控制系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述空调控制器用于在调节所述压缩机的转速时，同时计算压缩机吸气过热度，当计算的压缩机吸气过热度达到吸气过热度阈值时，控制所述压缩机的转速升速率下降或者转速下降，以使压缩机吸气过热度小于所述吸气过热度阈值。

进一步地，所述空调控制器用于根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，当冷媒压力在压力阈值范围内、且环境温度高于环境温度阈值时，所述空调控制器判定所述压缩机满足启动条件，向所述整车控制器发送压缩机开启请求信号。

进一步地，所述空调控制器用于当空调控制器的a/c按钮按下，且温度旋钮设置为制冷区域，风量档位调节到非0档时，根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，其中，温度旋钮设置为制冷区域时，所述压缩机为允许工作状态，温度旋钮设置为制热区域时，所述压缩机为禁止工作状态。

进一步地，所述目标蒸发器温度为根据当前的环境温度和温度旋钮设置状态确定得到。

进一步地，所述整车控制器用于在整车电压范围不超过预设范围、且电池电量高于电量阈值时，向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号。

附图说明

本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明第一实施例的汽车空调压缩机转速控制方法的流程图；

图2是根据本发明第二实施例的汽车空调压缩机转速控制系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明第一实施例提出的汽车空调压缩机转速控制方法，包括步骤s101～s103：

s101，当空调控制器判断到压缩机满足启动条件时，向整车控制器发送压缩机开启请求信号；

其中，对于常规的空调系统，通常包括依次循环连接的蒸发器、冷凝器和压缩机。对于常规的空调控制器，其上上设有a/c按钮、温度旋钮和风量档位，a/c按钮用于控制制冷是否开启，温度旋钮用于控制制冷(或制热)的程度，本实施例中，例如温度旋钮有17个档位，依次为1档至17档，其中，1～8档用于控制制冷程度，1档为最冷，9～17档用于控制制热程度，19档为最热。风量档位用于控制风量等级，通常包括0～5级，0级表示不出风，1～5级，等级越低，风量越大。

当所述空调控制器的a/c按钮按下，且温度旋钮设置为制冷区域(即1～8档)，风量档位调节到非0档时(1～5级中的任一级)，所述空调控制器根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，具体可以通过在相应位置设置压力传感器和温度传感器来实现。

需要指出的是，与传统方案不同，本实施例中，当温度旋钮设置为制冷区域时，所述压缩机为允许工作状态，当温度旋钮设置为制热区域时，所述压缩机为禁止工作状态，以此来保证对压缩机转速的更加有效的调节。

具体的，所述空调控制器根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，当冷媒压力在压力阈值范围内、且环境温度高于环境温度阈值时，所述空调控制器判定所述压缩机满足启动条件，向整车控制器vcu发送压缩机开启请求信号。反之，若冷媒压力超过压力阈值范围内(即压力过高或过低)，或者环境温度低于环境温度阈值(当前环境温度已经很低了)时，此时，不满足压缩机启动条件，不会向整车控制器vcu发送压缩机开启请求信号，不会控制压缩机启动。

s102，所述整车控制器向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号；

其中，所述整车控制器在整车电压范围不超过预设范围(电压在正常范围)、且电池电量高于电量阈值(电量足够)时，向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号。反之，若整车电压范围超过了预设范围(电压未在正常范围)、或者电池电量低于电量阈值(电量不足)时，整车控制器不会向所述空调控制器发送压缩机启动允许信号。

s103，所述空调控制器向所述压缩机发送压缩机启动及转速指令，根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，以使蒸发器的实际温度达到所述目标蒸发器温度。

其中，所述目标蒸发器温度为根据当前的环境温度和温度旋钮设置状态确定得到。例如，下表为预设的目标蒸发器温度，具体实施时，通过获取当前的环境温度和温度旋钮设置状态(即1～8档)，通过查下表，即可确定目标蒸发器温度，例如，当温度旋钮设置状态为4档，当前的环境温度为32℃，得出目标蒸发器温度为5℃，此时，再根据当前的实际蒸发器温度(此温度为实测得到，例如为15℃)与得出目标蒸发器温度5℃之间的差值，采用pid控制算法来调节所压缩机的转速，以使蒸发器的实际温度达到目标蒸发器温度5℃。

下表中的目标蒸发器温度是根据大量实测数据得出的，在满足下表中的目标蒸发器温度的情况下，能够既满足用户需求的出风温度，又能够兼顾压缩机功耗平衡，使压缩机的转速保持在适当的状态。

此外，作为一个具体示例，所述空调控制器在调节所述压缩机的转速时，同时计算压缩机吸气过热度，当计算的压缩机吸气过热度达到吸气过热度阈值时，控制所述压缩机的转速升速率下降或者转速下降，以使压缩机吸气过热度小于所述吸气过热度阈值。其中，过热度＝冷媒温度-冷媒压力对应的饱和温度，通常情况下，过热度控制3℃以上，若过热度接近3℃，压缩机转速的升速率应下降或者转速应下降，通过压缩机吸气过热度对压缩机的转速进行控制，能够防止压缩机冷媒液击。

根据本实施例提供的汽车空调压缩机转速控制方法，在压缩机满足启动条件时，空调控制器会根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，实现了压缩机转速的自动调节，由于最终使蒸发器的实际温度达到目标蒸发器温度，此时能够既满足用户需求的出风温度，又能够兼顾压缩机功耗平衡，使压缩机的转速保持在适当的状态，避免车内温度足够时，压缩机仍以较高的转速运作，且采用该控制方法，无需再人工调节，给用户带来了便利。

请参阅图2，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的汽车空调压缩机转速控制系统，包括空调控制器10、压缩机20、蒸发器30和整车控制器40。

所述空调控制器10用于在判断到所述压缩机20满足启动条件时，向所述整车控制器40发送压缩机开启请求信号；

所述整车控制器40用于向所述空调控制器10发送压缩机启动允许信号；

所述空调控制器10用于向所述压缩机20发送压缩机启动及转速指令，根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机20的转速，以使蒸发器30的实际温度达到所述目标蒸发器温度。

本实施例中，所述空调控制器10用于在调节所述压缩机20的转速时，同时计算压缩机吸气过热度，当计算的压缩机吸气过热度达到吸气过热度阈值时，控制所述压缩机20的转速升速率下降或者转速下降，以使压缩机吸气过热度小于所述吸气过热度阈值。

本实施例中，所述空调控制器10用于根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机20满足启动条件，当冷媒压力在压力阈值范围内、且环境温度高于环境温度阈值时，所述空调控制器10判定所述压缩机20满足启动条件，向所述整车控制器40发送压缩机开启请求信号。

本实施例中，所述空调控制器10用于当空调控制器10的a/c按钮按下，且温度旋钮设置为制冷区域，风量档位调节到非0档时，根据空调系统中冷媒压力和环境温度来判断所述压缩机满足启动条件，其中，温度旋钮设置为制冷区域时，所述压缩机为允许工作状态，温度旋钮设置为制热区域时，所述压缩机为禁止工作状态。

本实施例中，所述目标蒸发器温度为根据当前的环境温度和温度旋钮设置状态确定得到。

本实施例中，所述整车控制器40用于在整车电压范围不超过预设范围、且电池电量高于电量阈值时，向所述空调控制器10发送压缩机启动允许信号。

根据本实施例提供的汽车空调压缩机转速控制系统，在压缩机满足启动条件时，空调控制器会根据当前的实际蒸发器温度与预设的目标蒸发器温度的差值，采用pid控制算法来调节所述压缩机的转速，实现了压缩机转速的自动调节，由于最终使蒸发器的实际温度达到目标蒸发器温度，此时能够既满足用户需求的出风温度，又能够兼顾压缩机功耗平衡，使压缩机的转速保持在适当的状态，避免车内温度足够时，压缩机仍以较高的转速运作，且采用该控制系统，无需再人工调节，给用户带来了便利。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具体用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。