用于车辆空气调节系统的方法和系统与流程

文档序号:12738927阅读:207来源:国知局
用于车辆空气调节系统的方法和系统与流程

本发明大体涉及用于控制包括压缩机的车辆空气调节系统的方法和系统。



背景技术:

汽车空气调节系统通过基于期望的舱室温度冷却车辆舱室中的空气在驾驶期间提供驾驶员舒适性。舱室空气通过使空气在蒸发器上面经过并且将冷却的空气引导到舱室而被冷却。当液态制冷剂在蒸发器中变为气态形式由此从周围空气吸收热时,蒸发器周围的空气被冷却。来自蒸发器的制冷剂蒸汽然后进入压缩机,该制冷剂蒸汽在该压缩机中被压缩为高压制冷剂蒸汽。来自压缩机的加压的制冷剂蒸汽然后进入冷凝器,该加压的制冷剂蒸汽在该冷凝器中被转变为液态。来自冷凝器的高压液态制冷剂然后经过膨胀阀,该高压液态制冷剂在该膨胀阀中被允许膨胀以形成低压液态制冷剂,该低压液态制冷剂随后进入蒸发器。

为了维持空气调节系统的正常运转,被循环通过空气调节系统的各种部件的制冷剂的一个或更多个参数(诸如压力、温度等)基于来自一个或更多个传感器的输出进行监测。例如,离开蒸发器并且进入压缩机的制冷剂蒸汽的低侧压力(在本文中也被称为压缩机入口压力)通过被设置在向压缩机递送制冷剂蒸汽的低压管路中的低侧压力传感器来进行监测。当低侧压力降至阈值之下时,它提供蒸发器正接近结冰状况的指示。因此,压缩机被关闭以防止蒸发器使水结冰。此外,被设置在从压缩机向冷凝器递送加压的制冷剂蒸汽的高压管路中的高侧压力传感器被用来监测离开蒸发器的高压制冷剂蒸汽的压力(在本文中也被称为压缩机出口压力)。当高侧压力传感器指示在阈值出口压力之上的过高压力状况时,压缩机可以被关闭。另外,在一些示例中,压缩机转速传感器被用来确定压缩机转速,该压缩机转速可以被用于诊断压缩机运转。因此,压缩机可以由能量转换装置(诸如发动机或马达)经由离合器机构驱动。因此,作为采用压缩机转速传感器的替代,压缩机转速可以根据能量转换装置的转速来推测。

然而,发明人在此已经认识使用到此类系统的潜在问题。作为一个示例, 采用两个压力传感器(一个压力传感器在到压缩机的低压管路中而另一个压力传感器在来自压缩机的高压管路中)增加了系统的成本。另外,采用压缩机转速传感器用于压缩机转速测量增添了系统成本,并且如果当被命令时离合器不能接合,那么推测压缩机转速(例如,根据发动机转速)不提供准确的结果,并且导致降低的诊断效率。此外,当更多的传感器被使用时,需要更多的接口和控制策略,这增加了系统复杂性(包括封装复杂性)。总的来说,通过利用三个传感器来监测循环通过单个压缩机的制冷剂的状态,增加了生产成本和封装空间,这导致笨重且昂贵的空气调节系统。



技术实现要素:

在一个示例中,上述问题可以通过一种用于车辆空气调节系统的方法来解决,所述方法包含:响应于压缩机入口压力在第一阈值压力之下,分离压缩机离合器;以及响应于压缩机出口压力在第二阈值压力之上,增加冷凝器风扇转速,压缩机入口压力和出口压力两者都基于被设置在压缩机的压缩室内的压力传感器。

以此方式,相比于利用每个均被设置在高侧管路和低侧管路内的两个压力传感器,被设置在压缩机的压缩室内的单个压力传感器被用来确定压缩机低侧压力和压缩机高侧压力。

将单个压力传感器设置在空气调节压缩机的压缩室中的一个内可以导致单个传感器比常规布置的传感器具有更多的关于压缩室的信息。例如,压缩室在压缩循环中的一些点经历低侧压力和高侧压力两者。因此,在压缩循环期间的最小压缩室压力表示低侧压力,而在压缩循环期间的最大压缩室压力表示高侧压力。另外,压缩室压力在最大压力与最小压力之间变化的速率与实际的压缩机转速成正比。因此,不论AC压缩机离合器是否正在成功地遵循命令,压力变化都表示实际的压缩机转速。

作为一个示例,在当空气调节系统被打开时的车辆运转期间,来自被设置在空气调节压缩机汽缸的压缩室内的压力传感器的输出可以被用来确定压缩机的压缩机入口压力和压缩机出口压力。另外,来自压力传感器的输出还可以被用来确定压缩机的运转转速。例如,当压缩机活塞处于进气行程并且包括活塞的汽缸的抽吸阀打开时,制冷剂蒸汽从抽吸管路(即,低压管路)流入压缩室并且汽缸中的制冷剂的压力处于抽吸管路中的制冷剂的压力。因 此,在一个示例中,在当抽吸阀被打开时的进气行程的第一窗口期间,来自压力传感器的压力指示可以被用来确定压缩机入口压力。另外,当压缩机活塞处于排气行程并且汽缸的排放阀打开时,制冷剂蒸汽从汽缸中流出并且汽缸中的制冷剂的压力处于排放管路(即,高压管路)中的制冷剂的压力。因此,在当排放阀被打开时的排气行程的第二窗口期间,来自压力传感器的压力指示可以被用来确定压缩机出口压力。此外,完成一个汽缸循环的持续时间(该持续时间在本文中也被称为旋转时段)可以根据压力传感器输出来确定;以及压缩机转速可以根据旋转时段来确定。因此,压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速可以基于来自被设置在空气调节压缩机的压缩室内的压力传感器的输出来确定。

在另一示例中,压缩机入口压力可以基于由压缩室内的压力传感器在压缩机汽缸循环期间指示的最小压力来确定,而出口压力可以基于由压力传感器在压缩机汽缸循环指示的最大压力来确定。

另外,压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速可以被用来监测运转和/或诊断空气调节系统的一个或更多个部件的不正常状况。作为一示例,压缩机入口压力可以被用来诊断蒸发器结冰状况;压缩机出口压力可以被用来诊断过高出口压力状况,诸如可以由发动机转速瞬变引起的那些状况;以及压缩机转速可以被用来监测和/或诊断离合器状况,诸如离合器是被接合、打开还是滑动。

以此方式,通过利用被设置在空气调节压缩机的压缩室内的单个压力传感器来确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,生产成本可以被降低并且更紧凑的封装以及改善的监测和诊断可以被实现。

应当理解,提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍一些概念,这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征,所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外,所要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1是车辆空气调节系统的示意图。

图2是可以被包括在图1的空气调节系统中的示例压缩机的示意图。

图3示出图示说明根据本公开的用于调整包括压缩机的车辆空气调节系统的运转的方法的流程图。

图4示出图示说明根据本公开的用于确定压缩机入口压力的示例方法的流程图。

图5示出图示说明根据本公开的用于确定压缩机出口压力的示例方法的流程图。

图6示出图示说明根据本公开的用于确定压缩机转速的示例方法的流程图。

图7示出根据本公开的包括用于确定压缩机入口压力的第一窗口和用于确定压缩机出口压力的第二窗口的示例压缩机汽缸正时图。

图8示出图示说明压缩机汽缸的运转的示例压力-体积曲线图。

图9示出随着压缩机出口压力在压缩机运转期间集聚而指示压缩机汽缸压力的改变的示例压缩机汽缸正时图。

具体实施方式

本发明涉及控制车辆的空气调节系统。具体地,本发明涉及基于包括压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的一个或更多个压缩机运转参数来各种汽车空气调节,所述压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速基于来自被设置在空气调节系统的压缩机的压缩室内的单个压力传感器的输出来确定。在一个非限制性示例中,空气调节系统可以如在图1中所图示说明的那样进行配置。另外,在一个非限制性示例中,图1的空气调节系统可以包括压缩机,诸如在图2处示出的压缩机。在车辆开启状况期间,控制器(诸如图1处的气候控制器26)可以被配置为根据图4、图5和图6的方法执行控制程序,以基于来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出分别确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,从而根据图3的方法调整空气调节系统的运转。图7示出了包括用于确定一个或更多个压缩机运转参数的第一低压窗口和第二高压窗口的示例压缩机汽缸正时图。图8示出了图示说明压力和体积在压缩机汽缸循环期间的改变并且包括用于确定一个或更多个压缩机运转参数的高压和低压窗口的示例压力-体积曲线图。图9示出包括在压缩机汽缸循环期间的最小和最大压力的压缩机汽缸压力的示例改变,所述压缩机汽缸压力的改变被用于确定一个或更多个压缩机运转参数。

现在参照图1,空气调节系统100包括用于冷却车辆舱室空气的蒸发器8。空气经由风扇50在蒸发器8上面经过并且被引导至车辆舱室2周围。气候控制器26根据操作者设定以及气候传感器使风扇50运转。温度传感器4为气候控制器26提供蒸发器8的温度的指示。舱室温度传感器30为气候控制器26提供舱室温度的指示。类似地,湿度传感器32为气候控制器26提供舱室湿度的指示。太阳负荷传感器34为气候控制器26提供来自太阳光的舱室加热的指示。气候控制器26还从操作者界面28接收操作者输入,并且向能量转换装置控制器12供应期望的蒸发器温度和实际的蒸发器温度。因此,控制器26从图1的各种传感器接收信号,并且基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用各种致动器来调整空气调节系统运转。

操作者界面28允许操作者选择期望的舱室温度、风扇转速和用于调节的舱室空气的分配路径。操作者界面28可以包括选择空气调节设定的旋钮和按钮。在一些示例中,操作者界面28可以经由触敏显示器接收输入。

在泵送到冷凝器16内之后,制冷剂经由蒸发器阀20被供应到蒸发器8。压缩机18从蒸发器8接收制冷剂气体并且给制冷剂加压。从加压的制冷剂提取热,使得制冷剂在冷凝器16处被液化。液化的制冷剂在经过蒸发器阀20之后膨胀,引起蒸发器8的温度被降低。

压缩机18包括离合器24、可变排量控制阀22、活塞80和旋转斜盘82。活塞80给空气调节系统中的从空气调节器压缩机18流向冷凝器16的制冷剂加压。旋转斜盘82调整活塞80的行程,以基于通过可变排量控制阀22的机油流调节从空气调节器压缩机18输出制冷剂的压力。离合器24可以被选择性地接合以及分离,以为空气调节器压缩机18供应来自能量转换装置10的旋转能量。例如,离合器24可以是电磁型离合器;并且离合器24可以通过向离合器供应电压来激励以便进行接合。为了使离合器24分离,零电压可以被供应给离合器。在一个示例中,能量转换装置10是经由变速器70向压缩机18和车轮60供应旋转能量的发动机。在另一些示例中,能量转换装置10是经由变速器70向空气调节器压缩机18和车轮60供应旋转能量的电动马达。旋转能量可以经由带42从能量转换装置10被供应给空气调节器压缩机18。在一个示例中,带42经由离合器24将轴40机械地耦接至空气调节器压缩机18。轴40可以是发动机曲轴、电枢轴或其他轴。

压力传感器81被设置在压缩机18的压缩室内。具体地,压力传感器81 可以被设置为使得感测元件暴露于压缩机室内的压力。在一个示例中,如图所示,压力传感器81可以被设置在压缩机的活塞80内。在另一示例中,压力传感器81可以被设置在汽缸的汽缸盖内。在又一示例中,压力传感器81可以被设置在汽缸壁内。在一个或更多个压缩机汽缸循环期间来自压力传感器81的输出被用于确定包括压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的一个或更多个压缩机运转参数。具体地,压缩机入口压力可以基于在活塞80的进气行程期间来自压力传感器81的压力指示来确定;压缩机出口压力可以基于在活塞80的排气行程期间来自压力传感器81的压力指示来确定;以及压缩机转速可以基于完成汽缸循环的持续时间来确定,其中用于汽缸循环的完成的持续时间可以根据压力传感器的输出来确定。以此方式,通过利用被设置在空气调节压缩机的多个压缩室中的一个内的单个压力传感器来确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,生产成本可以被降低并且更紧凑的封装可以被实现。确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的细节,以及基于确定的压力和上面提到的转速参数调整空气调节运转的细节将关于图3至图9进一步详述。

控制器12和/或气候控制器26从图1的各种传感器接收信号,并且基于接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调整系统运转。在一个示例中,控制器12和/或气候控制器26可以从压力传感器81接收信号,并且可以基于接收的信号采用各种致动器来调整空气调节系统的一个或更多个部件(包括离合器24和冷凝器风扇(未示出))的控制。例如,空气调节系统100可以包括耦接在压缩机压缩室内的压力传感器81。如所描绘的,压力传感器81可以为气候控制器26提供压力指示。应认识到,在一些示例中,压力传感器81可以为能量转换装置控制器12提供压力指示。在另一些示例中,压力传感器81可以为气候控制器26提供输出,气候控制器26进而可以将压力指示通信给能量转换装置控制器12。气候控制器26和/或能量转换装置控制器12可以基于来自压力传感器81的压力指示调整空气调节系统的一个或更多个部件的控制。

在一个示例中,图1的系统提供了一种车辆的空气调节系统,其包含:能量转换装置;空气调节器压缩机,其包括汽缸,所述汽缸包括活塞、抽吸阀和排放阀;压力传感器,其被设置在压缩机的多个压缩室中的一个内;以及控制器,其被配置为具有存储在非临时性存储器中的指令,当被执行时所 述指令引起控制器:基于当车辆开启时来自压力传感器的输出确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速。该系统包括,其中压缩机入口压力基于在活塞的进气行程期间指示的并且在该进气行程期间发生在抽吸阀的打开正时与抽吸阀的关闭正时之间的低压窗口内的来自压力传感器的输出来确定;并且其中压缩机出口压力基于在活塞的排气行程期间指示的并且在该排气行程期间发生在排放阀的打开正时与排放阀的关闭正时之间的高压窗口内的来自压力传感器的输出来确定。该系统进一步包括,其中控制器被进一步配置为具有存储在非临时性存储器中的指令,当被执行时所述指令引起控制器:响应于压缩机转速在阈值转速之上,当压缩机入口压力降至第一阈值之下时,使耦接压缩机与能量转换装置的离合器分离;当压缩机出口压力增加至第二阈值之上时,使离合器分离;以及当预期的压缩机转速与压缩机转速之间的差增加至阈值差之上时,指示离合器的滑动状况,预期的压缩机转速基于能量转换装置的转速。

在一个实施例中,图1的系统提供了一种车辆的空气调节系统,其包含:能量转换装置;空气调节器压缩机,其包括活塞、用于调整活塞的行程的可变排量控制阀、和将压缩机选择性地耦接至能量转换装置的离合器;压力传感器,其被直接耦接至活塞;以及控制器,其包括用于以下的指令:基于压缩机转速大于阈值,确定离合器被接合,所述压缩机转速基于来自被直接耦接至活塞的压力传感器的输出来确定;以及响应于确定离合器接合,当压缩机入口压力降至第一阈值之下时,命令控制阀减小活塞的行程的长度,所述压缩机入口压力基于来自被直接耦接至活塞的压力传感器的输出;以及当压缩机出口压力增加至第二阈值之上时,命令控制阀减小活塞的行程的长度,所述压缩机出口压力基于来自被直接耦接至活塞的压力传感器的输出来确定。该系统包括,其中第一阈值小于第二阈值。该系统进一步包括,其中控制器进一步包括用于以下的指令:当压缩机入口压力降至第三阈值压力之下时或当压缩机出口压力增加至第四阈值之上时,减少向离合器供应的电流以使离合器分离,第三阈值压力小于第一阈值,并且第四阈值压力大于第二阈值。该系统进一步包括,其中能量转换装置是发动机。在一些示例中,能量转换装置可以是马达。

虽然图1的空气调节系统包括可变排量压缩机,但是在一些示例中,空气调节系统可以包括固定排量压缩机,诸如将在下面进行描述的在图2中示 出的压缩机200。

压缩机200包括离合器210和一个或更多个压缩机汽缸206。每个汽缸206包括被设置在压缩室205内的活塞202。活塞202的往复运动由轴向板208(轴向板在本文中也可以被称为旋转斜盘或摇摆板)来提供。轴向板208可以由发动机曲轴通过带轮和带直接或间接地驱动。离合器210可以被选择性地接合以及分离,以为空气调节器压缩机200供应来自能量转换装置10的旋转能量。例如,离合器210可以是电磁型离合器;以及离合器210可以通过向离合器供应电压来激励以便进行接合。为了使离合器210分离,零电压可以被供应给离合器。在一个示例中,能量转换装置是经由变速器向压缩机200供应旋转能量的发动机。在另一些示例中,能量转换装置是经由变速器向空气调节器压缩机200供应旋转能量的电动马达。旋转能量可以经由带从能量转换装置被供应给空气调节器压缩机200。在一个示例中,带经由离合器210将轴(诸如发动机曲轴、电枢轴或其他轴)机械地耦接至空气调节器压缩机200。在一个示例中,离合器210可以是电磁型离合器。

压缩机200的至少一个汽缸206包括压力传感器204。在一个示例中,压力传感器可以被设置在活塞202内。在另一示例中,压力传感器204可以被设置在汽缸盖内。在一些其他示例中,压力传感器可以被设置在汽缸内的代替位置中,诸如被设置在抽吸阀或排放阀内。在任何情况下,压力传感器204被设置为使得感测元件暴露于压缩室205内的压力。因此,压力传感器204提供汽缸206内的制冷剂蒸汽的压力的指示。换言之,压力传感器可以被直接耦接至活塞或汽缸盖,使得压力传感器的输出可以指示汽缸内的制冷剂的压力。由压力传感器提供的压力指示可以被用来确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,如在下面讨论并且关于图3至图9进一步讨论的。

在一个示例中,压力传感器204向控制器(诸如图1处的控制器12和/或气候控制器26)发送压力指示。控制器可以基于接收的信号采用各种致动器来调整空气调节系统(诸如图1处的空气调节系统100)的一个或更多个部件(包括离合器24和冷凝器风扇(未示出))的控制。如所描绘的,压力传感器204可以为气候控制器26提供压力指示。应认识到,在一些示例中,压力传感器204可以为能量转换装置控制器(诸如,图1处的能量转换装置控制器12)提供压力指示。在又一些示例中,压力传感器104可以为气候控制器提供输出,气候控制器进而可以将压力指示通信给能量转换装置控制器。 气候控制器和/或能量转换装置控制器(诸如图1处的气候控制器26和/或能量转换装置控制器12)可以基于来自压力传感器204的压力指示调整空气调节系统的一个或更多个部件的控制。

多缸压缩机200的每个汽缸202进一步包括抽吸阀220和排放阀222。在压缩机运转期间,当活塞202处于进气行程时(即,当活塞202正在从汽缸的上止点(TDC)向下止点(BDC)行进时),低压制冷剂蒸汽经由当抽吸管路212中的制冷剂蒸汽的压力增加至缸内压力(其为汽缸中的制冷剂的压力)之上时被迫打开的抽吸阀流入汽缸206。在抽吸阀220打开后,来自抽吸管路212的低压蒸汽在第一更低地恒定压力(其为抽吸管路212中的蒸汽的压力)下流入汽缸206,直至进气行程被完成。因此,在一个示例中,在包括压力传感器204的活塞202的进气行程期间的第一窗口期间来自压力传感器204的压力指示可以被用来确定抽吸管路中的蒸汽的压力,其在本文中也被称为压缩机入口压力。另外,在进气行程期间,排放阀可以通过排放管路214中的制冷剂蒸汽的压力来维持关闭。在另一示例中,在压缩机汽缸循环期间来自压力传感器的最小压力指示可以被用来确定压缩机入口压力。

在排气行程期间(即,当活塞202正在从汽缸的BDC向TDC行进时),活塞202压缩汽缸206内的制冷剂蒸汽。在当汽缸206中的制冷剂的压力增加至排放管路214中的制冷剂的压力之上时的排气行程期间,排放阀222可以被迫打开。在排放阀222打开后,高压压缩的制冷剂蒸汽可以在第二更高的恒定压力(其为排放管路214中的蒸汽的压力)下流入排放管路214,直至排气行程被完成。因此,在一个示例中,在包括压力传感器204的活塞202的排气行程期间的第二窗口期间来自压力传感器204的压力指示可以被用来确定排放管路中的蒸汽的压力,其在本文中也被称为压缩机出口压力。另外,在排气行程期间,抽吸阀可以通过汽缸206中的制冷剂蒸汽的压力而被维持关闭。在另一示例中,在压缩机汽缸循环期间来自压力传感器的最大压力指示可以被用来确定压缩机出口压力。然而,必须注意,如果离合器被分离或排量突然降低,那么压力传感器的最大值将不会反映压缩机出口压力。

此外,压缩机循环的时段可以基于压缩机循环期间的压力变化来确定。时段可以提供压缩机转速的指示。另外,基于确定的压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,空气调节系统的运转可以由气候控制器(诸如图1处的控制器26)来调整。控制空气调节系统运转的细节将关于图3进行描述。 确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的细节将关于图4至图9进一步详述。

以此方式,被设置在压缩机活塞内的单个压力传感器(诸如压力传感器204)可以被用来确定包括压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的一个或更多个压缩机运转参数。

图3示出根据本公开的用于使被包括在车辆中的空气调节(AC)系统(诸如图1处的空气调节系统100)运转的示例方法300。具体地,方法300涉及基于来自被设置在压缩机的压缩室(诸如图2处的压缩室205)内的压力传感器(诸如图1处的压力传感器81或图2处的压力传感器204)的输出使空气调节压缩机(诸如图1处的压缩机18)运转。方法300将在本文中参照在图1至图2中描绘的部件和系统进行描述,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,该方法可以被应用于其他系统。用于执行方法300和在本文所包括的其余方法的指令可以由控制器(诸如图1处的控制器26)基于存储在控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器(诸如在上面参照图1描述的传感器)接收的信号来执行。根据在下面描述的方法,控制器可以采用发动机系统的发动机致动器调整发动机运转。

方法300在302处开始。在302处,方法300包括确定工况。工况可以包括空气调节系统工况、能量转换装置工况和车辆工况。工况包括但不限于空气调节系统状态、空气调节离合器电压、冷凝器风扇转速、舱室温度、发动机转速、发动机负荷、马达电流和马达转速。在确定工况之后,方法300进入到304。

在304处,方法300包括,基于来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速。例如,压缩机入口压力可以基于压力传感器输出的低压分量(low pressure component)来确定;压缩机出口压力可以基于压力传感器输出的高压分量来确定;以及压缩机转速可以基于根据压力传感器输出确定的压缩机循环的旋转时段来确定。因此,来自被设置在压缩机的压缩室内的单个压力传感器的压力传感器输出可以被用来确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机的转速。确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速的细节将分别关于图4、图5和图6进一步详述。

接下来,方法300进入到306。在306处,方法300包括,确定空气调节 是否被激活。确定空气调节是否被激活可以包含确定空气调节系统状态。空气调节系统状态可以包含打开(即,激活)和关闭(即,未激活)的二进制值。空气调节系统状态可以进一步包含额外的信息,诸如请求的舱室温度。作为非限制性示例,空气调节系统状态可以由车辆的操作者经由操作者界面来控制。如果操作者例如经由操作者界面命令空气调节系统状态是打开的,那么空气调节系统状态是激活的或者是打开的。类似地,如果操作者命令空气调节系统关闭,那么空气调节系统状态不是激活的或是关闭的。因此,如果空气调节系统被激活,那么空气调节离合器(诸如图1处离合器24或图2处的离合器210)应当被接合。如果空气调节系统未被激活,那么空气调节离合器不应当被接合。

在一些示例中,确定空气调节系统是否被激活进一步包括,确定当空气调节系统状态为打开时冷却是否被期望。例如,空气调节系统可以打开,并且被命令产生指定的舱室温度。当舱室温度达到指定的舱室温度时,空气调节可以打开,但是不被激活。因此,空气调节系统可以仅当空气调节系统状态为打开时被激活,然而空气调节也可以当空气调节系统打开时被停用。如果命令的舱室温度不同于测量的舱室温度,那么空气调节被激活以使得命令的舱室温度与测量的舱室温度之间的差为零。

在确认空气调节被激活后,方法300进入到318。在318处,方法300包括,确定预期的压缩机转速与实际的压缩机转速之间的差是否大于阈值差。实际的压缩机转速可以提供空气调节离合器是被接合、打开还是滑动的指示。实际的压缩机转速可以在304处基于来自压力传感器的输出来确定。确定实际的压缩机转速的细节将关于图6、图7和图8进行详述。预期的压缩机转速可以基于能量转换装置(诸如发动机或马达)的转速。

在一个示例中,在确认空气调节被激活后,可以确定实际的压缩机转速是否在阈值转速之上。阈值转速可以是预定的阈值。如果实际的压缩机转速小于阈值转速,那么可以确定离合器未被接合。在本文中,空气调节离合器也可以被简称为离合器。另外,不正常的空气调节系统运转可以被指示。指示不正常的空气调节系统运转可以包括照亮故障指示灯。因此,如果空气调节系统被激活并且压缩机正在阈值转速之下运转,那么空气调节离合器可以不被接合。在一些示例中,实际的压缩机转速是否已经增加至阈值之上的确定可以在激活AC之后已经逝去阈值持续时间之后被执行。因此,如果空气调 节已经激活阈值持续时间并且如果在阈值持续时间已经过去之后压缩机正在阈值转速之下运转,那么可以确定空气调节离合器未被接合。

在一些示例中,在确认当空气调节系统是激活的时离合器未被接合后,接合离合器的控制运转可以由控制器执行。控制运转可以包括增加向电磁型离合器供应的电压。

返回到318,如果在318处回答为是,那么该方法进入到320。在320处,方法300包括,指示离合器正在滑动。离合器滑动可以以存储在控制器(诸如控制器12或气候控制器26)处的诊断代码来指示,并且可以在内置式控制台处进一步指示。方法300可以随后结束。如果在318处回答为否,那么方法300进入到322。在322处,控制器可以指示离合器被接合并且压缩机正在正常运转。离合器接合可以通过将离合器状态标志设定为指示激活状态(例如,通过分配第一二进制值)来进行指示。在一个示例中,在确认当空气调节系统被激活时空气调节离合器接合后,该方法可以包括,降低向离合器供应的电压直至离合器滑动发生,以便确定阈值电压,在该阈值电压之下离合器滑动可以发生。控制器然后可以以阈值水平调整到离合器的电压。例如,第一电压可以被应用于离合器以使离合器接合,并且在离合器接合后,第二电压可以被应用于离合器,其中第二电压小于第一电压。

在322处指示空气调节离合器被接合后,方法300进入到324。在324处,方法300包括,确定压缩机入口压力是否小于阈值。压缩机入口压力可以基于来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出来确定。例如,在进气行程期间在压缩机活塞的恒定的低压窗口内的压力传感器输出可以被用来确定压缩机入口压力。确定压缩机入口压力的细节将关于图4、图7、图8和图9进一步详述。因此,当向压缩机供应低压流体的蒸发器正在结冰状况下运转时,压缩机入口压力可以降至阈值之下。因此,如果在324处回答为是,那么方法300进入到326。

在326处,方法300包括,停用空气调节系统。停用空气调节系统可以包含使空气调节离合器分离。在一个示例中,使空气调节离合器分离可以包括向空气调节离合器供应零电压。

在一些示例中,如果空气调节系统包括可变排量压缩机,响应于确认压缩机入口压力在阈值之下,控制器可以调整压缩机行程以便将压缩机入口压力维持在阈值之上。

在326处使离合器分离后,方法300进入到328以确认离合器是否已经分离。当压缩机的转速降至阈值转速之下时,可以确认离合器被分离。因此,在328处,方法300包括,确认压缩机转速是否已经降至阈值转速之下。如果在328处回答为是,那么方法300进入到336。在336处,方法300包括,指示离合器被分离。指示离合器被分离包括设定离合器状态标志以指示停用状态。

如果在328处回答为否,那么方法300进入到330。如果压缩机转速还未降至阈值之下,可以确定离合器还未完全分离。因此,在330处,方法300包括,指示离合器被接合同时空气调节系统被停用。在330处,方法300可以进一步包括,指示空气调节系统的不正常运转。指示空气调节系统的不正常运转可以包括在控制器中设定相关的诊断故障代码,并且可以进一步包括照亮故障指示灯。返回到324,如果在324处回答为否,那么该方法进入到332。在332处,方法300包括,确定压缩机出口压力是否大于第二阈值压力。压缩机出口压力可以基于来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出来确定。例如,当压缩机正在向压缩机出口增添压力时,峰值压缩室压力是压缩机出口压力。在一些示例中,在排气行程期间在压缩机活塞的恒定的高压窗口内的压力传感器输出可以被用来确定压缩机出口压力。确定压缩机出口压力的细节将关于图4、图7、图8和图9进一步详述。因此,在当压缩机由发动机驱动时的状况期间,当发动机在瞬变状况下(诸如在从怠速的突然加速期间)运转时,压缩机出口压力可以增加至第二阈值之上。如果在322处回答为是,那么方法300进入到326以使离合器分离,并且随后进入到328以如在上面讨论的那样确认分离。

在一个示例中,对于固定排量压缩机,当离合器被分离时,来自压力传感器的压力指示不表示压缩机入口和/或出口压力。因此,当压缩机离合器未被接合时,压缩机出口压力可以基于包括测量的压缩机出口温度的一个或更多个车辆运转参数或空气调节系统运转参数和/或当离合器被接合时来自压力传感器的先前压力指示来建模或估计。当建模的出口压力降至阈值出口压力之下时,压缩机可以被再次打开。然而,对于可变排量压缩机,压力指示是连续可用的。因此,当由压力传感器指示的压缩机出口压力在阈值之上时,可变排量压缩机的活塞行程可以被减小以将压缩机出口压力维持在阈值处或阈值之下。

返回到332,如果在332处回答为否,那么该方法进入到334。在334处,方法300包括,基于当前的运转参数维持空气调节系统运转。方法300然后可以结束。

返回到306,如果空气调节系统未被激活,那么该方法进入到308。在308处,方法300包括,确定压缩机转速是否小于阈值。如果在308处回答为是,那么离合器被分离。因此,在确认压缩机转速小于阈值后,方法300包括,指示离合器被分离。指示离合器分离可以包括设定离合器状态标志设定以指示离合器被分离(例如,通过分配第二二进制值)。

然而,如果当空气调节未被激活时压缩机转速大于阈值,那么方法300进入到310。在310处,方法300包括,指示离合器被接合。方法300进一步包括,指示空气调节系统未正在正常地运转。指示空气调节系统的不正常运转可以包括在控制器中设定相关的诊断故障代码,并且可以进一步包括照亮故障指示灯。在一些示例中,方法300可以进一步包括,执行控制运转以使离合器分离。使离合器分离的控制运转可以包括将零电压应用于空气调节离合器。

以此方式,车辆空气调节系统的运转可以基于来自被设置在压缩机的压缩室内的压力传感器的输出来调整。

转向图4,示出了用于基于来自被设置在压缩室(诸如图2处的压缩室205)内的压力传感器(诸如图1处的压力传感器81或图2处的压力传感器204)的输出确定压缩机入口压力的方法400。方法400可以作为可执行指令被存储在控制器(诸如在图1中示出的控制器26)的非临时性存储器中。方法400在本文中参照在图1和图2中描绘的部件和系统进行描述,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,该方法可以被应用于其他系统。方法400可以与图3的方法300协作地运转。

在402处,方法400包括,监测来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出。当空气调节系统打开时,压力传感器输出可以由控制器(诸如图1处的控制器26或控制器12)进行监测。例如,控制器可以以预定的间隔(例如,每一毫秒)对压力传感器输出连续地采样。压力传感器输出可以是电子输出,诸如电压或电流。电子输出然后可以通过控制器被转换为压力测量。

接下来,方法400进入到404。在404处,方法400包括,基于压力传感器输出确定包括压力传感器的压缩机汽缸(诸如图2处的汽缸206)的运转循 环。

在一个示例中,压缩机的运转循环可以进一步基于压缩机曲轴的曲轴角度、压缩机汽缸的抽吸阀(诸如图2处的抽吸阀220)的抽吸阀位置和压缩机汽缸的排放阀(诸如图2处的排放阀222)的排放阀位置。例如,确定压缩机的运转循环可以包括,确定活塞位置,包括基于压缩机曲轴的曲轴角度和/或基于压缩机汽缸的抽吸阀和排放阀的位置确定压缩机活塞是否在TDC处或是否在BDC处或者活塞是否正经历进气行程或排气行程。在一些示例中,压缩机运转可以关于发动机曲轴进行确定。

确定压缩机的运转循环可以进一步包括,基于在汽缸循环的阈值次数内的每个汽缸循环期间的压力传感器输出确定压缩机汽缸的缸内压力。在一个示例中,汽缸循环的阈值次数可以是预定的阈值。在另一示例中,汽缸循环的阈值次数可以基于包括车辆工况和空气调节系统工况的工况。

接下来,方法400进入到406。在406处,方法400包括,当压缩机正在第一窗口或第一持续时间内运转时隔离压力传感器的输出,其中第一窗口发生在活塞的进气行程期间。第一窗口是在活塞的进气行程期间压缩机曲轴的第一曲柄角度与第二曲柄角度之间的间隔。在一些示例中,第一窗口可以是在压缩机活塞的进气行程期间发动机曲轴的第一曲柄角度与第二曲柄角度之间的间隔。在一个示例中,第一窗口可以发生在当抽吸阀打开并且排放阀关闭时的进气行程期间。具体地,第一窗口可以发生在抽吸阀打开之后并且在抽吸阀关闭之前的进气行程期间。因此,在进气行程期间,排放阀可以被关闭。在另一示例中,第一窗口可以对应于在当汽缸压力恒定时的进气行程期间的间隔。在又一示例中,第一窗口可以对应于在当汽缸体积大于第一阈值并且小于第二阈值时的进气行程期间的间隔,其中第二阈值大于第一阈值。在又一示例中,第一窗口可以在抽吸阀打开之后的第一预定数量的曲轴角度之后开始,并且可以在抽吸阀在进气行程期间关闭之前(即,在活塞到达BDC之前)的第二预定数量的曲轴角度之前结束。在进气行程期间的第一窗口期间隔离压力传感器输出后,方法400进入到408。在408处,方法400包括,基于隔离的压力传感器输出确定压缩机入口压力。确定压缩机入口压力可以包括,基于在汽缸循环的阈值次数内的第一窗口期间隔离的压力传感器输出确定压力测量。在一个示例中,在汽缸循环的阈值次数内的每个汽缸循环的第一窗口期间确定的压力测量可以被求平均值以确定压缩机入口压力。在一 些其他示例中,在汽缸循环的阈值次数内的每个循环期间的第一窗口期间确定的最低压力测量可以被求平均值以确定压缩机入口压力。在确定压缩机入口压力后,方法400返回。

虽然上述示例图示说明了在活塞的进气行程期间的第一窗口期间隔离压力传感器输出的低压分量,但是在一些示例中,在压缩机循环期间压缩室的最小压力可以被用来确定压缩机入口压力。例如,在循环内的最小压力等于压缩机入口压力。因此,最小压力指示被用来确定压缩机入口压力。

以此方式,被设置在空气调节压缩机的压缩室内的压力传感器的输出可以被用来确定压缩机入口压力。

转向图5,示出了用于基于来自被设置在压缩机的压缩室(诸如图2处的压缩室205)内的压力传感器(诸如图1处的压力传感器81或图2处的压力传感器205)的输出确定压缩机出口压力的方法500。方法500可以作为可执行指令被存储在控制器(诸如在图1中示出的控制器26或控制器12)的非临时性存储器中。方法500在本文中参照在图1和图2中描绘的部件和系统进行描述,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,该方法可以被应用于其他系统。方法500可以与图3的方法300协作地运转。

在502处,方法500包括,监测来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出。当空气调节系统打开时,压力传感器输出可以由控制器(诸如图1处的控制器26)来进行监测。例如,控制器可以以预定的间隔(例如,每一毫秒)对压力传感器输出连续地采样。压力传感器输出可以是电子输出,诸如电压或电流。电子输出然后可以通过控制器被转换为压力测量。

接下来,方法500进入到504。在504处,方法500包括,基于压力传感器输出确定包括压力传感器的压缩机汽缸(诸如图2处的汽缸206)的运转循环。如在上面关于图4进行讨论的,在一个示例中,压缩机汽缸的运转循环可以进一步基于压缩机曲轴的曲轴角度、压缩机汽缸的抽吸阀(诸如图2处的抽吸阀220)的抽吸阀位置和压缩机汽缸的排放阀(诸如图2处的排放阀222)的排放阀位置。例如,确定压缩机的运转循环可以包括,确定活塞位置,包括基于压缩机曲轴的曲轴角度和/或基于压缩机汽缸的抽吸阀和排放阀的位置确定压缩机活塞是否在TDC处或是否在BDC处或者活塞是否正经历进气行程或排气行程。在一些示例中,压缩机运转可以关于发动机曲轴进行确定。确定压缩机的运转循环可以进一步包括,基于在汽缸循环的阈值次数内的每 个汽缸循环期间的压力传感器输出确定压缩机汽缸的缸内压力。在一个示例中,汽缸循环的阈值次数可以是预定的阈值。在另一示例中,汽缸循环的阈值次数可以基于包括车辆工况和空气调节系统工况的工况。接下来,方法500进入到506。在506处,方法500包括,当压缩机正在第二窗口或第二持续时间内运转时隔离压力传感器的输出,其中第二窗口发生在活塞的排气行程期间。第二窗口是在活塞的排气行程期间压缩机曲轴的第三曲柄角度与第四曲柄角度之间的间隔。在一个示例中,第二窗口可以发生在当抽吸阀关闭并且排放阀打开时的排气行程期间。具体地,第二窗口可以发生在排放阀打开之后并且在排放阀关闭之前的排气行程期间。因此,在排气行程期间,抽吸阀可以被关闭。在另一示例中,第二窗口可以对应于在当汽缸压力恒定时的排气行程期间的间隔。在又一示例中,第二窗口可以对应于在当汽缸体积大于第三阈值并且小于第四阈值的进气行程期间的间隔,其中第四阈值大于第三阈值但是小于第一阈值。在又一示例中,第二窗口可以在排放阀打开之后的第一预定数量的曲轴角度之后开始,并且可以在排放阀在排气行程期间关闭之前(即,在活塞到达TDC之前)的第二预定数量的曲轴角度之前结束。

在排气行程期间的第二窗口期间隔离压力传感器输出后,方法500进入到508。在508处,方法500包括,基于隔离的压力传感器输出确定压缩机出口压力。确定压缩机出口压力可以包括,基于在汽缸循环的阈值次数内的每个循环期间的第二窗口期间隔离的压力传感器输出确定压力测量。在一个示例中,在汽缸循环的阈值次数内的每个汽缸循环的第二窗口期间确定的压力测量可以被求平均值以确定压缩机出口压力。在一些其他示例中,在汽缸循环的阈值次数内的每个循环期间的第二窗口期间确定的最高压力测量可以被求平均值以确定压缩机出口压力。在确定压缩机出口压力后,方法500返回。

虽然上述示例图示说明了在活塞的排气行程期间的第二窗口期间隔离压力传感器输出的高压分量,但是在一些示例中,来自压力传感器输出的最大压力指示可以与最小压力指示隔离开;以及在压缩机循环期间的压缩室的最大压力指示可以被用来确定压缩机出口压力。例如,在循环内的最大压力等于压缩机出口压力。因此,最大压力指示被用来确定压缩机出口压力。

以此方式,被设置在空气调节压缩机的压缩室内的压力传感器的输出可以被用来确定压缩机出口压力。

转向图6,示出了用于基于来自被设置在压缩室(诸如图2处的压缩室 205)内的压力传感器(诸如图1处的压力传感器81或图2处的压力传感器204)的输出确定压缩机转速的方法600。方法600可以作为可执行指令被存储在控制器(诸如在图1中示出的控制器26或控制器12)的非临时性存储器中。方法600在本文中参照在图1中描绘的部件和系统进行描述,但是应当理解,在不脱离本公开的范围的情况下,该方法可以被应用于其他系统。方法600可以与图3的方法300协作地运转。

在602处,方法600包括,监测来自被设置在压缩机活塞内的压力传感器的输出。当空气调节系统打开时,压力传感器输出可以由控制器(诸如图1处的控制器26)来进行监测。例如,控制器可以以预定的间隔(例如,每一毫秒)对压力传感器输出连续地采样。压力传感器输出可以是电子输出,诸如电压或电流。电子输出然后可以通过控制器被转换为压力测量。

接下来,方法600进入到604。在604处,方法600包括,基于压力传感器输出、压缩机曲轴的曲轴角度、压缩机汽缸的抽吸阀(诸如图2处的抽吸阀220)的抽吸阀位置和压缩机汽缸的排放阀(诸如图2处的排放阀222)的排放阀位置确定包括压力传感器的压缩机汽缸(诸如图2处的汽缸206)的运转循环。例如,确定压缩机汽缸的运转循环可以包括,确定活塞位置,其包括基于压缩机曲轴的曲轴角度和/或基于压缩机汽缸的抽吸阀和排放阀的位置确定压缩机活塞是否在TDC处或是否在BDC处或者活塞是否正经历进气行程或排气行程。确定压缩机的运转循环可以进一步包括,基于在汽缸循环的阈值次数内的每个汽缸循环期间的压力传感器输出确定压缩机汽缸的缸内压力。在一些示例中,压力传感器的输出可以单独被用来推测汽缸循环。

接下来,方法600进入到606。在606处,方法600包括确定压缩机汽缸循环的旋转时段。旋转时段是汽缸活塞完成在进气行程期间从TDC开始向BDC行进并在进气行程结束的时候到达BDC并且在排气行程期间向TDC行进并在排气行程结束的时候到达TDC的一个汽缸循环的持续时间。作为一示例,在一些工况期间,汽缸会花费一百毫秒完成一个循环(一个循环可以对应于压缩机曲轴的一个回转)。因此,旋转时段可以被确定为100毫秒。

在确定旋转时段后,方法600进入到608。在608处,方法600包括,基于旋转时段确定压缩机转速。例如,如果旋转时段是100毫秒,那么压缩机转速可以被确定为每分钟600转。

以此方式,压缩机转速可以基于来自被设置在压缩机活塞内的压力传感 器的输出来确定。因此,被设置在压缩机的压缩室内的单个压力传感器可以被用来确定压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速,由此避免对两个压力传感器(用于测量压缩机入口压力的一个压力传感器被放置在压缩机入口管路内,而用于测量压缩机出口压力的一个压力传感器被放置在压缩机出口管路内)的需要。因此,生产成本可以被降低,并且更紧凑的封装可以被实现。

在一个示例中,在图3至图6处描述的方法可以提供一种用于车辆空气调节系统的方法,其包含:基于来自被设置在压缩机的压缩室内的压力传感器的输出估计压缩机的入口压力和出口压力;响应于入口压力在第一阈值压力之下,使压缩机离合器分离;以及响应于出口压力在第二阈值压力之上,增加冷凝器风扇转速。该方法进一步包括,其中估计入口压力包括将低压分量与在持续时间内获得的压力传感器输出隔离开,持续时间基于压缩机循环的次数;并且其中估计高侧压力包括将高压分量与在持续时间内获得的压力传感器输出隔离开。该方法进一步包括,其中低压分量基于在活塞的进气行程期间指示的压力输出;并且其中高压分量基于在活塞的排气行程期间指示的压力输出;并且其中低压分量进一步基于在活塞的进气行程期间的第一窗口期间指示的压力输出,第一窗口发生在包括活塞的汽缸的抽吸阀打开并且汽缸的排放阀关闭时;并且其中低压分量进一步基于在活塞的排气行程期间的第二窗口期间指示的压力输出,第二窗口发生在抽吸阀关闭并且排放阀打开时。该方法进一步包括,其中估计入口压力进一步包括对在压缩机循环的次数内被隔离的低压分量求平均值;并且其中估计出口压力进一步包括对在压缩机循环的次数内被隔离的高压分量求平均值。

该方法进一步包含,响应于高侧压力在第三阈值之上,使压缩机离合器分离,其中第一阈值小于第二阈值,并且第二阈值小于第三阈值。

该方法进一步包含,基于压力传感器的输出估计压缩机的转速;并且进一步包含,基于压缩机的转速在阈值转速之上确定离合器接合;以及响应于预期的压缩机转速与估计的压缩机的转速之间的差大于阈值,指示离合器的滑动状况,预期的压缩机转速基于驱动压缩机的能量转换装置的转速。

在另一示例中,在图3至图6处描述的方法可以提供一种用于车辆空气调节系统的方法,其包含:基于进入压缩机的制冷剂的入口压力调整空气调节控制参数,入口压力基于在压缩机循环的旋转时段的第一窗口内指示的压 力传感器的一个或更多个压力指示来估计;以及基于离开压缩机的制冷剂的出口压力调整不同的空气调节控制参数,出口压力基于在旋转时段的第二窗口内测量的压力传感器的一个或更多个压力指示来估计,其中压力传感器被设置在压缩机的压缩室内。该方法包括,其中估计入口压力包括对在第一窗口内指示的一个或更多个压力指示求平均值;并且其中估计出口压力包括对在第二窗口内的一个或更多个压力读数指示求平均值。该方法进一步包括,其中第一窗口发生在第一曲柄角度与第二曲柄角度之间的压缩机活塞的进气行程期间;并且其中第二窗口发生在第三曲柄角度与第四曲柄角度之间的压缩机活塞的排气行程期间;并且其中估计入口压力包括,确定在压缩机循环的阈值次数内的每个压缩机循环期间的第一窗口期间的最低压力并且计算最低压力的第一平均值;并且其中估计出口压力包括,确定在压缩机循环的阈值次数内的每个压缩机循环期间的第二窗口期间的最高压力并且计算最高压力的第二平均值。

该方法进一步包括,其中调整空气调节控制参数包括响应于入口压力在第一阈值压力之下,减少向电磁型压缩机离合器供应的电流以使压缩机离合器分离;并且其中调整不同的空气调节控制参数包括响应于出口压力在第二阈值压力之上,增加冷凝器风扇转速,第二阈值压力大于第一阈值压力。

转向图7,映射图700图示说明往复式活塞压缩机中的汽缸的压缩机汽缸正时图。压缩机可以是可变排量压缩机(诸如图1处的压缩机18)或固定排量压缩机(诸如图2处的压缩机200)。具体地,映射图700包括压缩机汽缸循环中的用于确定压缩机入口压力的第一窗口和压缩机汽缸循环中的用于确定压缩机出口压力的第二窗口。映射图700沿着x-轴以曲柄角度(CAD)图示说明了压缩机曲轴的旋转。曲线702参照其在上止点排气行程之前并且在下止点排气行程之后的位置描述了压缩机汽缸活塞的活塞位置(沿着y-轴)。虽然本示例关于压缩机曲轴的位置指示了压缩机活塞位置,但是在一些示例中,压缩机汽缸的活塞位置可以关于发动机曲轴位置进行确定。例如,在压缩机的往复运动通过由发动机曲轴的主轴直接或间接地驱动的轴向板(诸如在图2处示出的压缩机200的轴向板208或在图1处示出的压缩机18的旋转斜盘82)提供的系统中,压缩机汽缸的活塞位置可以关于发动机曲轴的位置以曲柄角度进行指示。因此,在压缩机汽缸活塞由压缩机曲轴驱动的示例中,压缩机曲轴由发动机曲轴经由带轮和带直接或间接地驱动。

时间从左向右进行。如在正弦曲线702之上指示的那样示出了压缩机汽缸的每个行程。行程被竖直线分开。顺序以360曲轴角度的正时在TDC排气行程之前开始。抽吸阀关闭位置由SVC来指示。抽吸阀打开位置由SVO来指示。排放阀关闭位置由DVC来指示。排放阀打开位置由DVO来指示。如通过正弦曲线710指示的,活塞从TDC逐渐向下移动,到进气行程结束的时候在BDC处降至最低点。活塞然后到排气行程结束的时候返回到TDC处的顶部。活塞然后在随后的进气行程期间再次朝向BDC向下移动,并且到随后的排气行程结束的时候返回到其TDC处的原始顶部位置。

映射图700的第二曲线704描绘了由被设置在压缩机汽缸的压缩室内的压力传感器指示的压缩机汽缸的示例汽缸压力廓线。因此,在任何给定的时间点处,汽缸压力都可以是汽缸中的制冷剂蒸汽的压力。

汽缸循环可以在TDC进气行程处开始,并且稍后在TDC排气行程360曲轴角度处结束。当活塞处于TDC进气行程时,抽吸阀和排放阀两者都被关闭。当活塞在进气行程期间向下移动时,被捕获在汽缸的间隙空间中的蒸汽膨胀。因此,汽缸中的压力随着蒸汽体积增加而降低,如通过节段710指示的。当汽缸中的压力降至抽吸管路(诸如图2处的管路212)中的蒸汽的压力之下时,抽吸阀由抽吸管路中的蒸汽的更高压力被迫打开,并且来自抽吸管路的蒸汽流入汽缸。抽吸阀的打开被指示为SVO。因此,当抽吸阀打开SVO并且继续直至活塞到达BDC时,蒸汽进入汽缸的流动开始。同时,排放阀由排放管路中的蒸汽的更高压力被保持关闭。在抽吸阀打开与活塞在进气行程到达BDC之间的时间期间,汽缸中的压力几乎维持恒定(通过节段712指示)在压缩机入口压力处(708)。因此,在入口阀打开与活塞到达BDC之间的时间期间来自被设置在汽缸活塞内的压力传感器的压力指示可以被用来确定压缩机入口压力。因此,在压缩机活塞的进气行程期间的第一窗口d1期间的压力指示被用来确定压缩机入口压力,其中第一窗口在SVO之后的第一阈值曲柄角度之后开始,并且在活塞到达BDC进气行程之前的第二阈值曲柄角度之前结束。当活塞到达BDC进气行程时,抽吸阀关闭并且排气行程开始。抽吸阀的关闭被指示为SVC。

在排气行程期间,活塞从BDC向上移动,从而压缩汽缸中的蒸汽。因此,汽缸中的蒸汽的压力增加,如通过节段714指示的。当汽缸中的蒸汽的压力增加至排放管路中的蒸汽的压力之上时,排放阀由汽缸中的蒸汽的更高压力 被迫打开,汽缸中的蒸汽的更高压力还维持抽吸阀关闭。排放阀的打开被指示为DVO。排放阀的打开引起高压压缩的蒸汽通过排放阀从汽缸流入排放管路。当排放阀打开直至压缩机活塞在排气行程到达TDC时,高压压缩的蒸汽从汽缸的流动开始。在排放阀打开与活塞在排气行程到达TDC之间的时间期间,汽缸中的压力几乎保持恒定(如通过节段716指示的)在压缩机出口压力处(706)。因此,在排放阀打开与活塞在排气行程到达TDC之间的时间期间来自被设置在汽缸活塞内的压力传感器的压力指示可以被用来确定压缩机出口压力。因此,在压缩机活塞的排气行程期间的第二窗口d2期间的压力指示被用来确定压缩机出口压力,其中第二窗口在DVO之后的第三阈值曲柄角度之后开始,并且在活塞在排气行程到达TDC的第四阈值曲柄角度之前结束。

当活塞在排气行程到达TDC时,压缩机汽缸循环完成并且压缩机的曲轴已经旋转一个完整的回转。因此,指示完成一个压缩机汽缸循环的持续时间的压缩机汽缸循环的时段可以被用来确定压缩机转速。例如,如果完成一个汽缸循环的时段被指示为P,那么压缩机转速可以被确定为1/P(一除以时段P)。作为一示例,如果压缩机汽缸花费一百毫秒完成一个循环,那么汽缸的旋转时段可以被确定为100毫秒,并且压缩机转速可以被确定为每分钟600转。

以此方式,压缩机入口压力、压缩机出口压力和压缩机转速可以基于来自被设置在压缩机活塞内的单个压力传感器的输出来确定。

图8示出了指示在汽缸循环期间压缩机汽缸中的制冷剂蒸汽的体积随着汽缸中的蒸汽的压力变化的映射图800。具体地,映射图800图示说明了沿着x-轴的制冷剂蒸汽体积和沿着y-轴的制冷剂蒸汽压力。

在802处,活塞可以在TDC处,并且抽吸阀和排放阀被关闭。为了防止活塞在TDC处撞击阀板,压缩机汽缸被设计具有被指示为Vc的间隙体积。在进气行程期间,当活塞向下移动时,间隙空间中的蒸汽膨胀,从而体积增加,如通过节段710指示的。在806处,当汽缸中的压力降至刚好在抽吸压力(即,抽吸管路中的蒸汽的压力)之下时,抽吸管路中的更高压力迫使抽吸阀打开,并且蒸汽从抽吸管路流入汽缸。当活塞继续朝向BDC行进时,蒸汽的体积增加而压力几乎保持恒定在抽吸压力处,如通过节段712指示的。因此,抽吸压力是压缩机入口压力的指示。因此,来自被设置在活塞内的压力传感器的压力指示可以被用来确定当压缩机汽缸正在窗口w2中运转时的 压缩机入口压力,在此期间汽缸压力几乎恒定并且汽缸中的蒸汽的体积在第一阈值v1与第二阈值v2之间。因此,在一个示例中,在当汽缸中的蒸汽的体积在第一阈值体积与第二阈值体积之间时的压缩机汽缸循环的第一恒定压力窗口期间,来自被设置在汽缸的压缩室内的压缩机活塞压力传感器的压力指示被用来确定压缩机入口压力。另外,第一恒定压力窗口可以发生在活塞的进气行程期间。

在806处,活塞到达BDC并且排气行程开始。在BDC处,抽吸阀和排放阀被关闭。在排气行程期间,活塞从BDC向上移动,由此压缩汽缸内的蒸汽。当蒸汽被压缩时,蒸汽体积增加并且压力增加,如通过节段714指示的。在点804处,汽缸中的蒸汽的压力增加至排放压力(其是排放管路中的蒸汽的压力)之上。汽缸中的蒸汽的更高压力迫使排放阀打开。当活塞在排气行程继续朝向TDC行进时,高压压缩的蒸汽在几乎恒定的压力下经由排放阀从汽缸流入排放管路,如通过节段716指示的。因此,排放压力是压缩机出口压力的指示。因此,来自被设置在活塞内的压力传感器的压力指示可以被用来确定当压缩机汽缸正在窗口w1中运转时的压缩机出口压力,在此期间汽缸压力几乎恒定并且汽缸中的蒸汽的体积在第三阈值v3与第四阈值v4之间。另外,第三阈值可以小于第四阈值,第四阈值可以小于第一阈值,并且第一阈值可以小于第二阈值。因此,在一个示例中,在当汽缸中的蒸汽的体积在第三阈值体积与第四阈值体积之间时的压缩机汽缸循环的第二恒定压力窗口期间,来自被设置在汽缸的压缩室内的压缩机活塞压力传感器的压力指示被用来确定压缩机出口压力。另外,第二恒定压力窗口可以发生在活塞的排气行程期间。

因此,在压缩机活塞的进气行程期间的第一低压窗口期间,来自被设置在活塞内的缸内压力传感器的输出可以被用来确定压缩机入口压力;以及在活塞的排气行程期间的第二高压窗口期间,该输出可以被用来确定压缩机出口压力。

图9示出了描绘沿着y-轴的压力随着沿着x-轴的时间变化的示例曲线图900。曲线图900包括指示空气调节压缩机的压缩室(诸如图2处的压缩室205)内的压力变化的轨迹904。压缩室内的压力可以通过被设置在压缩室内的压力传感器(诸如图1处的压力传感器81或图2处的压力传感器204)来指示。曲线图900进一步包括指示实际的压缩机出口压力的轨迹902;指示实际的压 缩机入口压力的轨迹903;以及指示当空气调节离合器被分离时建模的(或预测的)压缩机出口压力的轨迹906。曲线图900进一步包括指示在每个压缩机汽缸循环期间基于来自压力传感器的输出确定的最大压缩室压力的点908;以及指示在每个压缩机汽缸循环期间基于来自压力传感器的输出确定的最小压缩室压力的点910。

时间从左向右进行。在时间T0、T1、T2、T3和T4处,被包括在压缩机的压缩室内的压缩机活塞可以在TDC处。压缩机可以在每个时间点T0、T1、T2、T3与T4之间完成一个汽缸循环。在T0与T4之间,随着时间进行,压缩机正在运转(离合器被接合),并且实际的压缩机出口压力增加,如通过902指示的。另外,当压缩机正在运转时,在每个汽缸循环期间压缩室内的最大压力等于压缩机出口压力;以及在每个汽缸循环期间压缩室内的最小压力等于压缩机入口压力。因此,峰(通过点908指示)表示压缩机出口压力,而谷(通过点910指示)表示压缩机入口压力。因此,通过将压力传感器输出的峰与谷隔离开,压缩机出口压力和压缩机入口压力可以被确定。例如,两个最小压力指示之间的最大压力指示可以被用来确定压缩机出口压力。同样地,两个最大压力指示之间的最小压力指示可以被用来确定压缩机入口压力。另外,完成一个汽缸循环的时间段与压缩机转速成正比。因此,压力指示还可以被用来确定压缩机转速。

在T4处,通过压力传感器输出指示的压缩机出口压力在通过水平线905指示的阈值出口压力之上。因此,压缩机可以在T4处被关闭。对于固定排量压缩机,如在该示例中示出的,当压缩机被关闭时(例如,通过使压缩机离合器分离),来自压力传感器的压力指示不表示压缩机入口和/或出口压力。因此,在一个示例中,当压缩机被关闭时,压缩机出口压力可以基于包括测量的压缩机出口温度的一个或更多个车辆运转参数或空气调节系统运转参数来建模或估计。当建模的出口压力降至阈值出口压力之下时(T5),压缩机可以被打开。然而,对于改变其排量而非使离合器循环的连续接合的压缩机(即,对于可变排量压缩机),压力指示是连续可用的。因此,对于可变排量压缩机,当通过压力传感器指示的压缩机出口压力在阈值之上时,活塞行程可以被减小以将压缩机出口压力维持在阈值处或在阈值之下。

在一个示例中,在图1至图9处描述的系统和方法提供了一种车辆的空气调节系统,其包含:能量转换装置;空气调节器压缩机,其包括汽缸,所 述汽缸包括压缩室、活塞、抽吸阀和排放阀;压力传感器,其被设置在汽缸的压缩室内;以及控制器,其被配置为具有存储在非临时性存储器中的指令,当被执行时所述指令引起控制器:基于当车辆开启时来自压力传感器的输出确定压缩机入口压力和压缩机出口压力;并且其中确定压缩机入口压力和压缩机出口压力包括,根据在每个压缩机汽缸循环期间来自压力传感器的输出检测最小压力指示和最大压力指示。该系统进一步包括,其中压缩机入口压力基于最小压力指示,而压缩机出口压力基于最大压力指示;并且其中控制器被进一步配置为具有存储在非临时性存储器中的指令,当被执行时所述指令引起控制器:基于来自压力传感器的输出确定压缩机转速;以及响应于压缩机转速在阈值转速之上,当压缩机入口压力降至第一阈值之下时,使耦接压缩机与能量转换装置的离合器分离;当压缩机出口压力增加至第二阈值之上时,使离合器分离;以及当预期的压缩机转速与压缩机转速之间的差增加至阈值差之上时,指示离合器的滑动状况,所述预期的压缩机转速基于能量转换装置的转速。该系统进一步包括,其中压缩机转速与完成一个汽缸循环的持续时间的倒数成正比。

注意,本文中包括的示例控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。在本文中所公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非临时性存储器中并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器以及其它发动机硬件组合来执行。在本文中所描述的具体程序可以代表任意数量的处理策略中的一个或多个,诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此,所描述的各种动作、操作和/或功能可以所示顺序执行、并行地执行,或者在一些情况下被省略。同样,实现在本文中所描述的示例实施例的特征和优点不一定需要所述处理顺序,但是为了便于图释和说明而提供了所述处理顺序。取决于所使用的特定策略,所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个可以被重复执行。另外,所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非临时性存储器的代码,其中通过配合电子控制器执行包括各种发动机硬件部件的系统中的指令而使所描述的动作得以实现。

应认识到,在本文中所公开的配置和程序本质上是示范性的,并且这些具体的实施例不被认为是限制性的,因为许多变体是可能的。例如,上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本公开的 主题包括在本文中所公开的各种系统和构造和其他的特征、功能和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求具体地指出某些被认为是新颖的和非显而易见的组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这些权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合,既不要求也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改现有权利要求或通过在这个或关联申请中提出新的权利要求而得要求保护。这些权利要求,无论与原始权利要求范围相比更宽、更窄、相同或不相同,都被认为包括在本公开的主题内。

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