汽车空调电动压缩机转速控制方法与流程

本发明涉及的是一种空调技术领域的压缩机控制系统，特别是一种采用前馈+pi控制的汽车空调电动压缩机转速控制方法。

背景技术：

随着新能源汽车的逐步普及，汽车空调的电动压缩机逐步取代传统机械压缩机。与机械压缩相比，电动压缩机有控制范围更广，响应速度快，不受主机转速影响的优点，可以显著提升空调舒适性。

传统空调舒适性算法通常是利用环境温度，车内温度，设定温度以及光照强度等标定出一个车厢的冷热需求值tao。在制冷工况时，为了防止蒸发器结冰，蒸发器表面的出风温度通常需要高于3℃，所以tao值不能直接用来控制压缩机，而是会被转化位蒸发器温度和鼓风机风量。

所以如何控制压缩机到是蒸发器温度达到并维持目标温度是汽车空调舒适性的前提。目前常规的算法通过目标与实际反馈差值的pi算法，合适的比例和积分系数可以稳定的控制蒸发器温度。但由于制冷系统比较复杂，在系统初启动时，温差较大，需要比较大的比例积分系数来让系统尽快到达指定温度，然而当系统平稳运行之后，需要较小的比例积分系数减小系统的震荡。为了应对这种问题，很多控制器厂家开始采用多组比例积分系数，在不同阶段采用不同的比例积分系数，或者在不同温差范围采用不同积分系数应对这种简单pi控制的缺陷。然而，由于系统工作的工况不同，每次修改的参数都需要在不同工况下进行验证，而环模实验和路试实验费用昂贵，通常一个项目只进行一轮实验，如果标定过程中需要对参数修改，很难保证新参数对已经试验过的工况的效果，这种算法对于经验较少的供应商非常不友好。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种汽车空调电动压缩机转速控制方法，根据关联式计算得到的转速可以作为压缩机启动时候的初始转速，不需要对压缩机的启动过程分段控制；加入前馈控制后，比例积分系数都可以减小，压缩机转速振幅变小，并且大大减小了系统发生震荡的可能性。

目前，随着空调控制器mcu计算能力加强和内存的加大，可以允许更加复杂的压缩机控制算法的应用，所以提出基于实验数据的前馈+pi的空调压缩机控制算法。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括以下步骤：

第一，在台架实验过程中，给定不同的环境温度，不同蒸发器鼓风机风量和不同的蒸发器目标温度，通过手动调节压缩机转速使蒸发器温度稳定在目标温度；

第二，根据实验数据，归纳出计算前馈值的关联式；

第三，自动控制过程利用前馈值作为系统初始转速，再与比例积分算出来的值相加，得到动态的压缩机目标转速；

压缩机前馈转速n(rpm)的计算公式如下：

n＝k1*x+k2(1000≤n≤6500)，其中

k1＝0.79+0.09teo+0.07tamb+0.0037teo²-0.037teo*tamb+0.017tamb²，

k2＝-273.5+23.62teo+14.61tamb-1.353teo²+0.5139tep*tamb-0.5873tamb²，

x(kg/h)为鼓风机风量，tamb(℃)为环境温度，teo(℃)为目标蒸发器温度。

进一步地，在本发明中，tamb(℃)的范围为20℃<tamb<40℃，teo(℃)的范围为3℃<teo<12℃

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果为：

第一，根据关联式计算得到的转速可以作为压缩机启动时候的初始转速，不需要对压缩机的启动过程分段控制；

第二，关联式结合了所有的制冷工况，在标定过程中只需要标定比例积分系数，大大减少了路试的标定工作量；

第三，加入前馈控制后，比例积分系数都可以减小，压缩机转速振幅变小，并且大大减小了系统发生震荡的可能性；

第四，系统稳定速度更快。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的逻辑实施图；

图3为本发明实施例中两种算法的对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

实施例如图1至图3所示，假定鼓风机风量为350kg/h，环境温度30℃，目标蒸发器温度3℃，根据实验结果得到的k1和k2的计算如下：

k1＝0.79+0.09teo+0.07tamb+0.0037teo²-0.037teo*tamb+0.017tamb²＝15.16，

k2＝-273.5+23.62teo+14.61tamb-1.353teo²+0.5139tep*tamb-0.5873tamb²＝-259.02，

则压缩机前馈转速n＝k1*x+k2＝5200.98rpm。

而在一般的pi算法，给定压缩机启动转速为定值n＝1000rpm。两种算法的对比图如图3所示，由此可见使用本发明的算法系统稳定速度更快。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。