一种车用空调系统温度逻辑控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种车用空调系统温度逻辑控制方法，由阳光强度传感器读取的阳光强度，依据阳光强度对输出温度需求进行补偿，并确定输出温度；计算调节温度值：根据空调控制器设定的输出温度需求以及车外温度和车内温度来确定输出温度，通过各类车型标定，得出每个工况下的压缩机工作温度区间，拟合出压缩机通断温度随设置温度变化的对应工作曲线，并以上述对应工作曲线控制压缩机工作状态。本发明能使压缩机的通断温度控制在一个随制冷需求变化的“温度区间”，可以大幅降低部分工况的油耗。减少压缩机通断次数，在传统空调系统的基础上不增加任何成本，仅通过控制实现一种更节能的温度控制方式。
【专利说明】
一种车用空调系统温度逻辑控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车空调技术，特别涉及一种车用空调系统温度逻辑控制方法。
【背景技术】
[0002] 目前汽车空调系统布置于发动机舱100和乘客舱200内（如图1所示），发动机舱100 内装有压缩机1、室外温度传感器2和水温传感器3，乘客舱200内装有阳光强度传感器4、空 调控制器5、室内温度传感器6和蒸发器温度传感器7。压缩机1、室外温度传感器2、水温传感 器3、阳光强度传感器4、室内温度传感器6和蒸发器温度传感器7均与空调控制器5连接。汽 车空调系统的汽车空调系统温度控制方式，主要有两种:传统控制方式和变排量压缩机调 节方式。传统控制方式是采用混合风门将蒸发器侧的冷风与暖风芯体侧的暖风混合，输出 一个舒适的温度。这样最大的问题是:决定压缩机温度区间的蒸发器表面温度是一个固定 值，在制冷平衡后会出现压缩机的频繁通断保护。其不足主要体现在如下几点:压缩机频繁 通断对发动机输出功率稳定性有较大影响，持续工作在过量制冷状态，油耗浪费较大。
[0003] 目前空调系统出风调节方式为实现"需求温度"，混合风门打开，使"制冷蒸发器表 面温度"的冷风与"暖风芯体温度"的热风混合，得出一个近似需求温度的"冷暖混合后温 度"。
[0004] 在压缩机通断过程中，空调输出温度会出现波动。压缩机在吸合时产生的冲击噪 声较频繁，影响乘车舒适性。由暖风混入冷风实现温度调节，制冷量浪费较大。自动空调的 温度控制风门需要在使用过程中不断调整，对其耐久性能要求非常高。电机故障率较高。
[0005] 变排量压缩机调节方式是通过变排量压缩机的排量变化控制，实现制冷量输出的 变化。其问题主要体现在变排量压缩机的成本较高。
[0006] 目前汽车空调出风温度调节的弊端在于，一方面强力制冷，另一方面为抵消强力 制冷造成的过低空调出风温度，反而要将暖风与之混合。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是:提供一种温度逻辑控制方法，在传统空调系统的 基础上不增加任何成本，仅通过控制手段实现更节能的温度控制，避免压缩机的过量制冷， 减少压缩机通断次数，在制冷足够时，提高冷风的温度，而非用热风去混合冷风，降低温度 调节的能耗，降低汽车空调系统在无需满负荷工作工况下的油耗浪费。
[0008] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。一种车用空调系统温度逻辑控制方 法，其特征在于，其操作步骤如下： 1)由室外温度传感器读取室外温度； 2 )由室内温度传感器读出室内温度； 3) 由阳光强度传感器读取的阳光强度，依据所述阳光强度对输出温度需求进行补偿， 并确定输出温度； 4) 计算调节温度值:调节温度值反应的是空调的设置温度与各类环境参数之间的差 值，其直接反应的是制冷或采暖需求;其公式如下： Tao=A X Test-B X Tr-C X Tam-D X Ts+E (1); 式中：TAQ为调节温度值;Test为设定温度;Tr为车内温度;Tam为车外温度;Ts为太阳辐射 强度;A、B、C和E均为需要各类车型标定的常数； 5) 根据空调控制器设定的输出温度需求以及所述车外温度和所述车内温度来确定输 出温度，判断空调系统是否需要制冷，若不需进行制冷则关闭压缩机，将调节温度值带入公 式(2)中计算出一个混合风门开度的百分比，由风门控制暖风和新风的混合比例，实现实际 输出温度;若需要进行制冷，则锁定风门制冷位置，将调节温度值带入公式(3)及公式(4) 中，根据温度需求调整切断温度，并计算出压缩机的切断温度和吸合温度，该两个温度的范 围即为温度区间，使用该温度区间控制压缩机通断： TH=TL+m
C4)； 式中：SW为混合风门开度的百分比;TE为蒸发器出口温度传感器信号;TL为压缩机停止 工作的切断温度;TH为压缩机回复工作的吸合温度;To为压缩机最低切断温度;TL为切断温 度;TH吸合温度;A、B、C、P、Q、m为需要各类车型标定的常数，A、B、C、P、Q取值范围位于0~2之 间，取值保留两位小数，m为传统控制逻辑规定的工作温差，通常设置在2.(TC左右，取值保 留一位小数； 6) 对车内环境温度进行标定:在车内环境温度为17.5°C~27.5°C情况下，按每0.5°C为 一个工况，得出每个工况下的压缩机工作温度区间，拟合出压缩机通断温度随设置温度变 化的对应工作曲线，并以上述对应工作曲线控制压缩机工作状态。
[0009] 优先地，所述压缩机工作温度区间是切断温度曲线和吸合温度曲线之间的温度范 围。
[0010] 优先地，所述切断温度曲线为压缩机最低切断温度与制冷工况下最高设置温度时 的切断温度之间的曲线。
[0011] 优先地，所述制冷工况下最高设置温度时的切断温度小于15°C。
[0012] 优先地，所述吸合温度曲线为所述切断温度曲线上移而形成的一条与该切断温度 曲线平行的曲线。
[0013] 优先地，所述压缩机最低切断温度是空调系统标定使用的压缩机切断温度值。
[0014] 本发明能使压缩机的通断温度控制在一个随制冷需求变化的温度区间，压缩机的 过量制冷可以被避免，可以大幅降低部分工况的油耗。减少压缩机通断次数，制冷足够时， 提高冷风的温度，而非用热风去混合冷风，较低能耗。在传统空调系统的基础上不增加任何 成本，仅通过控制实现一种更节能的温度控制方式。
【附图说明】
[0015] 图1是车内空调系统示意图； 图2是本发明的控制系统图； 图3是本发明的空调系统温度区间曲线示例图； 图4是传统的控制逻辑的出风温度调节曲线图； 图5是本发明实施例中的空调系统出风温度调节曲线图。
[0016] 图中：100 .发动机舱，200.乘客舱，1.压缩机，2.室外温度传感器，3 .水温传感器， 4.阳光强度传感器，5.空调控制器，6.室内温度传感器，7.蒸发器温度传感器。
【具体实施方式】
[0017] 现结合附图和实施例对本发明作进一步说明。参见图1、图2和图3,一种车用空调 系统温度逻辑控制方法，其操作步骤如下： 1)由室外温度传感器2读取室外温度204; 2 )由室内温度传感器6读出室内温度203; 3) 由阳光强度传感器4读取的阳光强度，依据所述阳光强度对输出温度需求201进行补 偿，并确定输出温度202; 4) 计算调节温度值TAQ:调节温度值Tao反应的是空调的设置温度与各类环境参数之间 的差值，其直接反应的是制冷或采暖需求;其公式如下： Tao=A X Test-B X Tr-C X Tam-D X Ts+E (1); 式中：TAQ为调节温度值;Test为设定温度;Tr为车内温度;Tam为车外温度;Ts为太阳辐射 强度;A、B、C和E均为需要各类车型标定的常数； 5) 根据空调控制器5设定的输出温度需求201以及所述车外温度204和所述车内温度 203来确定输出温度202,判断空调系统是否需要制冷205,若不需进行制冷则关闭压缩机1， 将调节温度值Tao带入公式(2)中计算出一个混合风门开度的百分比SW，由风门控制暖风和 新风的混合比例206,实现实际输出温度;若需要进行制冷，则锁定风门制冷位置207,将调 节温度Tao值带入公式(3)及公式(4)中，根据温度需求调整切断温度208,并计算出压缩机的 切断温度TL和吸合温度TH，该两个温度的范围即为"温度区间"，使用该温度区间控制压缩 机通断209: TH=TL+m
(4)； 式中：SW为混合风门开度的百分比;TE为蒸发器出口温度传感器信号;TL为压缩机停止 工作的切断温度;TH为压缩机回复工作的吸合温度;To为压缩机最低切断温度;TL为切断温 度;TH吸合温度;A、B、C、P、Q、m为需要各类车型标定的常数，A、B、C、P、Q取值范围位于0~2之 间，取值保留两位小数，m为传统控制逻辑规定的工作温差，通常设置在2.(TC左右，取值保 留一位小数； 6) 对车内环境温度进行标定:在车内环境温度为17.5°C~27.5°C情况下，按每0.5°C为 一个工况，得出每个工况下的压缩机工作温度区间，拟合出压缩机通断温度随设置温度变 化的对应工作曲线，并以上述对应工作曲线控制压缩机工作状态。
[0018] 所述压缩机工作温度区间是切断温度曲线和吸合温度曲线之间的温度范围。
[0019] 所述切断温度曲线为压缩机最低切断温度To与制冷工况下最高设置温度时的切 断温度Tmax之间的曲线。
[0020] 所述制冷工况下最高设置温度时的切断温度小于15°C。
[0021] 所述吸合温度曲线为所述切断温度曲线上移而形成的一条与该切断温度曲线平 行的曲线。
[0022] 所述压缩机最低切断温度是空调系统标定使用的压缩机切断温度值。
[0023] 实施例：通过图3至图5,我们可以反映出目前空调系统的出风温度调节与本发明 出风温度调节的本质差异。
[0024] 图3为某车型使用该温度控制逻辑，并根据实车环境模拟试验标定结果确定的一 条压缩机吸合温度曲线及压缩机切断温度曲线。该项目根据该温度曲线控制的空调系统， 基本可以实现本发明的预期目标。
[0025] 图4为某车型在使用本发明前，使用传统控制逻辑调节后的各输出温度曲线。图5 是更换本发明后该车型的温度输出曲线，从两图对比可以看出，图5省去了将空气加热再使 用冷风混合的过程，比原控制逻辑更加节能。
[0026] 本发明的控制方式，其实施的关键在于设定一个线性的压缩机工作温度区间曲线 (每个设定温度下的切断温度和吸合温度之间的区域为该设定温度的温度区间），例如附图 5,为某工况下标定的压缩机工作温度区间曲线。在制冷过剩的情况下，空调控制器会自动 调整温度区间的选择点，这时即使空调箱温度混合风门固定不动，也可实现调节空调输出 温度的作用。
[0027] 本发明的出风调节方式为实现需求温度，仅需要控制压缩机的工作温度区间使制 冷蒸发器表面温度平稳输出一个近似需求温度的温度。而这整个过程，混合风门是关闭的， 无需暖风的混合。避免了压缩机的过量制冷，减少了压缩机通断次数，在制冷足够时，提高 冷风的温度，而非用热风去混合冷风，降低了温度调节的能耗，同时也降低了汽车空调系统 在无需满负荷工作工况下的油耗浪费。
【主权项】
1. 一种车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，其操作步骤如下： 1) 由室外温度传感器读取室外温度； 2) 由室内温度传感器读出室内温度； 3) 由阳光强度传感器读取的阳光强度，依据所述阳光强度对输出温度需求进行补偿， 并确定输出温度； 4) 计算调节温度值：调节温度值反应的是空调的设置温度与各类环境参数之间的差 值，其直接反应的是制冷或采暖需求;其公式如下： Tao=A X Test-B X Tr-C X Tam~D X Ts+E (1)； 式中：Tao为调节温度值;Test为设定温度;Tr为车内温度;Tam为车外温度;Ts为太阳辐射 强度;A、B、C和E均为需要各类车型标定的常数； 5) 根据空调控制器设定的输出温度需求以及所述车外温度和所述车内温度来确定输 出温度，判断空调系统是否需要制冷，若不需进行制冷则关闭压缩机，将调节温度值带入公 式(2)中计算出一个混合风门开度的百分比，由风门控制暖风和新风的混合比例，实现实际 输出温度;若需要进行制冷，则锁定风门制冷位置，将调节温度值带入公式(3)及公式(4) 中，根据温度需求调整切断温度，并计算出压缩机的切断温度和吸合温度，该两个温度的范 围即为温度区间，使用该温度区间控制压缩机通断：TL=[PX(l-Sff)XTo] + [QXSWX15] (3)； TH=TL+m (4)； 式中：SW为混合风门开度的百分比；TE为蒸发器出口温度传感器信号；TL为压缩机停止 工作的切断温度;TH为压缩机回复工作的吸合温度;To为压缩机最低切断温度;TL为切断温 度;TH吸合温度;A、B、C、P、Q、m为需要各类车型标定的常数，A、B、C、P、Q取值范围位于0~2之 间，取值保留两位小数，m为传统控制逻辑规定的工作温差，通常设置在2.0°C左右，取值保 留一位小数； 6) 对车内环境温度进行标定:在车内环境温度为17.5°C>27.5°C情况下，按每0.5°C为 一个工况，得出每个工况下的压缩机工作温度区间，拟合出压缩机通断温度随设置温度变 化的对应工作曲线，并以上述对应工作曲线控制压缩机工作状态。2. 根据权利要求1所述的车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，所述压缩机工 作温度区间是切断温度曲线和吸合温度曲线之间的温度范围。3. 根据权利要求2所述的车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，所述切断温度 曲线为压缩机最低切断温度与制冷工况下最高设置温度时的切断温度之间的曲线。4. 根据权利要求3所述的车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，所述制冷工况 下最高设置温度时的切断温度小于15°C。5. 根据权利要求2所述的车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，所述吸合温度 曲线为所述切断温度曲线上移而形成的一条与该切断温度曲线平行的曲线。6. 根据权利要求3所述的车用空调系统温度逻辑控制方法，其特征在于，所述压缩机最 低切断温度是空调系统标定使用的压缩机切断温度值。
【文档编号】B60H1/00GK106042829SQ201610401654
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月11日
【发明人】胡珂, 姜文华, 吴凯枫
【申请人】江西昌河汽车有限责任公司