驻车空调的控制方法与流程

本发明涉及驻车空调技术领域，具体涉及一种驻车空调的控制方法。

背景技术：

随着交通运输行业的发展，运输卡车、房车、大巴车等都安装了汽车空调，传统汽车空调都是依靠汽车发动机在运行过程中拖动机械压缩机运转或者汽车发动机发电供空调压缩机运转。但是在汽车熄火状态，如果司机在汽车中休息时需要开启空调，就只能重新开动汽车发动机以消耗燃油的方式驱动汽车空调运行。显然，这样的运行方式导致汽车的运输成本大幅增加。

为解决上述问题，现有技术中提供了一种驻车空调，相比传统汽车空调，驻车空调无需依靠车辆发动机启动，而是直接由车载蓄电池驱动，因此其可以在汽车熄火状态运行，是一种更加节能环保的空调。但是，蓄电池的充放电次数有限，如果经常充放电会严重影响其使用寿命，进而导致运输成本的提升。因此，如何合理控制驻车空调的运行及供电方式对节约运输成本非常重要。

相应地，本领域需要一种新的驻车空调的控制方法来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有驻车空调存在的运行和供电方式不合理的问题，本发明提供了一种驻车空调的控制方法，所述驻车空调包括压缩机和内风机，所述驻车空调安装于车辆，所述车辆配置有蓄电池、光伏板和电源转化装置，所述电源转化装置能够与外接电源连接，所述光伏板和所述电源转化装置分别与所述蓄电池连接，以便给所述蓄电池充电；所述蓄电池、所述光伏板和所述电源转化装置均与所述驻车空调连接，以便向所述驻车空调提供电源；所述控制方法包括：

在所述驻车空调开机时，检测所述光伏板的发电电压u1、所述蓄电池的输出电压u2和所述电源转化装置的输出电压u3；

按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压u1、所述蓄电池的输出电压u2和所述电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小；

基于比较结果，确定所述驻车空调的供电方式、所述压缩机的频率f和所述内风机的转速r；

控制所述驻车空调以所述供电方式运行，并且控制所述压缩机和所述内风机分别以所述频率f和所述转速r运行。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述设定的优先级为：所述光伏板＞所述电源转化装置＞所述蓄电池。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述预设电压值为所述驻车空调运行时的额定电压un，“按照设定的优先级比较所述光伏板的发电电压u1、所述蓄电池的输出电压u2和所述电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小”的步骤进一步包括：

分别计算所述光伏板的发电电压u1、所述蓄电池的输出电压u2和所述电源转化装置的输出电压u3中的一个与所述额定电压un的比值；

按照设定的优先级，分别比较所述比值与第一设定阈值k1和第二设定阈值k2的大小；

其中，k1＞k2。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，确定所述驻车空调的供电方式、所述压缩机的频率f和所述内风机的转速r”的步骤进一步包括：

当u1/un≥k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述光伏板，所述压缩机的频率f＝fe，所述内风机的转速r＝re；

当k2≤u1/un＜k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述光伏板，所述压缩机的频率f＝(k2/k1)×fe，所述内风机的转速r＝(k1/k2)×re；

其中，所述fe为基准频率，所述re为基准转速，且所述基准频率fe和/或所述基准转速re基于室外环境温度确定。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：当u1/un≥k1时，控制所述光伏板给所述蓄电池充电；

所述控制方法还包括：当0＜u1/un＜k2时，控制所述光伏板给所述蓄电池充电。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，确定所述驻车空调的供电方式、所述压缩机的频率f和所述内风机的转速r”的步骤进一步包括：

当u1/un＜k2且u3/un≥k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述外接电源，所述压缩机的频率f＝fe，所述内风机的转速r＝re；

当k2≤u3/un＜k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述外接电源，所述压缩机的频率f＝(k2/k1)×fe，所述内风机的转速r＝(k1/k2)×re；

其中，所述fe为基准频率，所述re为基准转速，且所述基准频率fe和/或所述基准转速re基于室外环境温度确定。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：当u1/un＜k2且u3/un≥k1时，控制所述外接电源给所述蓄电池充电；并且/或者

所述控制方法还包括：当0＜u3/un＜k2时，控制所述外接电源给所述蓄电池充电。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，确定所述驻车空调的供电方式、所述压缩机的频率f和所述内风机的转速r”的步骤进一步包括：

当u3/un＜k2且u2/un≥k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述蓄电池，所述压缩机的频率f＝k1×fe，所述内风机的转速r＝re；

当k2≤u2/un＜k1时，确定所述驻车空调的供电源为所述蓄电池，所述压缩机的频率f＝k2×fe，所述内风机的转速r＝(k1/k2)×re；

其中，所述fe为基准频率，所述re为基准转速，且所述基准频率fe和/或所述基准转速re基于室外环境温度确定。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：

当所述蓄电池为所述驻车空调供电时，检测所述蓄电池的输出电压u2’；

比较所述输出电压u2’与启动车辆所需的最低电压umin之间的大小；

当u2’＜umin，控制所述车辆发出欠压报警信号。

在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，在“控制所述车辆发出欠压报警信号”的步骤之后，所述控制方法还包括：

统计所述欠压报警信号的持续时间；

当所述持续时间大于预设时间时，切断所述驻车空调的供电电源。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，驻车空调包括压缩机和内风机，驻车空调安装于车辆，车辆配置有蓄电池、光伏板和电源转化装置，电源转化装置能够与外接电源连接，光伏板和电源转化装置分别与蓄电池连接，以便给蓄电池充电；蓄电池、光伏板和电源转化装置均与驻车空调连接，以便向驻车空调提供电源；控制方法包括：在驻车空调开机时，检测光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3；按照设定的优先级比较光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小；基于比较结果，确定驻车空调的供电方式、压缩机的频率f和内风机的转速r；控制驻车空调以供电方式运行，并且控制压缩机和内风机分别以频率f和转速r运行。

通过上述控制方式，本申请的驻车空调的控制方法能够合理分配驻车空调的运行和供电方式，控制车辆的运输成本。具体而言，首先设定供电优先级为：光伏板＞外接电源＞蓄电池，然后通过在驻车空调开机时，按照设定的优先级比较光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小，最后基于比较结果确定驻车空调的供电方式、压缩机的频率f和内风机的转速r，能够保证驻车空调的运行与环境更加匹配，尽量少用或不使用车辆自身的能源，如蓄电池等，从而减少车辆的能源损耗，降低车辆的运输成本。

进一步地，通过按照设定的优先级，分别比较光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3与额定电压un的比值，然后比较该比值与第一设定阈值k1和第二设定阈值k2的大小，本申请的控制方法还能够使得当光伏板和外接电源作为供电源时，尽可能利用该能源驱动驻车空调，降低车辆自身的能源消耗，降低车辆的运输成本。

进一步地，通过光伏板、外接电源有电量余量时为蓄电池充电，还能够充分利用上述能源，使蓄电池的电能始终保持在一个较为充足的状态，避免由于蓄电池电量不足而导致的车辆抛锚等情况发生。

进一步地，通过在使用蓄电池为驻车空调供电的过程中比较蓄电池的输出电压u2’与启动车辆所需的最低电压umin之间的大小，本申请的控制方法还能够有效预测车辆启动的电压是否足够，从而避免驻车空调运行时无法启动车辆的情况出现。

附图说明

下面参照附图并结合运输卡车来描述本发明的驻车空调的控制方法。附图中：

图1为本发明的驻车空调的控制方法的流程图；

图2为本发明的运输卡车的系统图；

图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合运输卡车进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的应用场景，本领域技术人员在不偏离本发明原理的条件下，可以将本申请的控制方法应用于其他车辆，只要该车辆具有驻车空调即可。比如，本申请的控制方法还可以应用于房车或大巴车等。

首先参照图1，对本发明的驻车空调的控制方法进行描述。其中，图1为本发明的驻车空调的控制方法的流程图。

为了解决现有驻车空调存在的运行和供电方式不合理的问题，本申请提供了一种驻车空调的控制方法，其中，驻车空调包括室外机和室内机，室外机中设置有压缩机，室内机中设置有内风机，驻车空调安装于运输卡车，运输卡车上配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，电源转化装置能够与外接电源连接，发电机、光伏板和电源转化装置分别与蓄电池连接，以便给蓄电池充电；蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置均与驻车空调连接，以便向驻车空调提供电源，其中发电机只能在卡车发动机工作时提供电能。如图1所示，驻车空调的控制方法包括：

s100、在驻车空调开机时，检测光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3；例如，在驻车空调接收到开机启动的指令时，控制电压传感器等电压检测元器件分别检测光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置对外接电源进行转换后的输出电压u3。

s200、按照设定的优先级比较光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小；例如，设定的优先级为光伏板＞电源转化装置＞蓄电池，该优先级不仅代表了比较电压值大小时的顺序，也代表了光伏板、电源转化装置和蓄电池作为电源为驻车空调供电的先后顺序，其中，预设电压值可以为不小于驻车空调工作时的额定电压un的任意值。在检测到光伏板、电源转化装置、发电机和蓄电池电压值后，可以按照设定的优先顺序依次计算光伏板的发电电压u1、电源转化装置的输出电压u3和蓄电池的输出电压u2与额定电压un的比值，然后通过判断比值是否大于1来判定上述电压值u1-u3与额定电压un的大小。当然，比较大小的方式并非只此一种，本领域技术人员还可以采用其他方式进行比较，例如采用直接比较电压u1-u3与额定电压un大小或计算二者差值的方式比较大小等。

s300、基于比较结果，确定驻车空调的供电方式、压缩机的频率f和内风机的转速r；例如，在光伏板的发电电压u1大于预设电压值时，确定驻车空调的供电源为光伏板，同时基于此时的室外环境温度确定压缩机的频率和内风机的转速；再如，在光伏板的发电电压u1小于预设电压值时但并未小太多时，仍然可以采用光伏板为驻车空调的供电源，此时相应地减小压缩机的频率和内风机的转速，以适应电压偏低的供电状况。

s400、控制驻车空调以供电方式运行，并且控制压缩机和内风机分别以频率f和转速r运行；例如，在确定出驻车空调的供电方式为光伏板、压缩机的频率f和内风机的转速r后，卡车的控制器控制光伏板给驻车空调供电，并且控制压缩机以频率f工作，内风机以转速r工作。

需要说明的是，上述控制方式可以由车辆现有的控制器执行，或者由驻车空调现有的控制器执行，也可以是由专门设置的用于执行本发明的方法的控制器执行，还可以由通用车辆控制器的一个功能模块或功能单元执行。例如，当车辆为电动车辆时，本申请的控制方法可以由整车控制器(vcu)执行实现，在车辆为非电动车辆时，控制方法又可以由电子控制单元(ecu)执行实现等。

通过上述控制方式，本申请的驻车空调的控制方法能够合理分配驻车空调的运行和供电方式，控制运输卡车的运输成本。具体而言，首先设定供电优先级为：光伏板＞外接电源＞蓄电池，然后通过在驻车空调开机时，按照设定的优先级比较光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2和电源转化装置的输出电压u3与预设电压值的大小，最后基于比较结果确定驻车空调的供电方式、压缩机的频率f和内风机的转速r，能够保证驻车空调的运行与环境更加匹配，尽量少用或不使用运输卡车自身的能源，如蓄电池等，从而减少运输卡车的能源损耗，降低运输卡车的运输成本。

下面参照图2和图3，结合一种较为优选的实施方式对本申请进行详细介绍。其中，图2为本发明的运输卡车的系统示意图；图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。

如图2所示，在一种可能的实施方式中，运输卡车配置有蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置，蓄电池、发电机、光伏板和电源转化装置均与电源适配器连接，接受电源适配器的控制实现电路的通断。发电机、光伏板和电源转化装置还分别与蓄电池连接，从而能够为蓄电池充电。电源适配器与车辆的主控板(如整车控制器或电子控制单元)连接，主控板通过控制电压检测装置能够分别检测光伏板的发电电压u1、蓄电池的输出电压u2、电源转化装置对外接电源进行转换后的输出电压u3以及发电机的发电输出电压u4，并通过检测和比较结果控制电源适配器将其中其中一条电路导通，以通过驱动板给驻车空调的压缩机供电，实现驻车空调的启动和运行。其中，发电机只在运输卡车发动机工作时为蓄电池或驻车空调提供电能。

参照图2和图3，在一种可能的控制过程中，运输卡车的司机在熄火状态下启动驻车空调，主控板控制电压检测装置分别检测光伏板、蓄电池、电源转化装置以及发电机的输出电压u1、u2和u3，检测完后，按照设定的优先级依次计算u1、u2、u3与额定电压un的比值，并通过判定比值与第一设定阈值k1和第二设定阈值k2的大小来确定驻车空调的供电方式、压缩机的频率f和内风机的转速r。其中，较为优选的，k1＞1＞k2，k1和k2的具体数值可以基于试验或经验确定，如k1＝1.1，k2＝0.9等。具体判断和控制过程如下：

(1)首先判定u1/un≥k1是否成立，如果u1/un≥k1成立，证明光伏板的输出电压高于驻车空调运行的额定电压，此时主控板控制电源适配器导通光伏板电路，使用光伏板给驻车空调供电，既环保，又节省卡车自身能源；供电的同时，主控板还控制光伏板给蓄电池充电，保证蓄电池电量始终处于较为充足的状态。由于此时电压较为充足，因此压缩机和内风机均可按照基准参数运行。具体地，压缩机的频率f按照基准频率fe运行，内风机的转速按照基准转速re运行，以确保驻车空调的运行效果，提高用户体验。其中，基准频率fe和基准转速re基于室外环境温度确定。

如，在一种可能的实施方式中，基准频率fe和基准转速re可以采用下列公式计算：

fe＝a1×tao+b1(1)

re＝a2×tao+b2(2)

公式(1)中，fe为压缩机的基准频率；a1为系数；tao为室外环境温度；b1为常数。其中，a1和b1可以基于实验数据拟合得出。例如，针对不同室外环境温度对驻车空调进行多次运行实验。在多次实验中，设定驻车空调的运行参数使得驾驶室内的空气温湿度达到较佳的水平，此时分别记录每个室外环境温度下压缩机的频率，从而建立基准频率与室外环境温度的线性关系。

公式(2)中，re为内风机的基准转速；a2为系数；tao为室外环境温度；b2为常数。其中，a2和b2同样可以基于实验数据拟合得出，其得出方式与公式(1)相似，在此不再赘述。

当然，基准频率/基准转速的确定还可以基于室外环境温度与基准频率/基准转速的其他关系进行，如基于室外环境温度与基准频率/基准转速之间的固定对应关系确定等。如基于试验确定出室外环境温度与基准频率/基准转速之间的关系对照表，并将该对照表存储于驻车空调中，利用该对照表可以确定出室外环境温度对应的基准频率/基准转速。

(2)如果u1/un≥k1不成立时，则进一步判定u1/un≥k2是否成立，如果成立，证明光伏板的输出电压虽然低于驻车空调运行的额定电压，但是并未小很多，该电压值仍旧可以驱动驻车空调运行。此时主控板控制电源适配器导通光伏板电路，使用光伏板给驻车空调供电。由于此时电压偏低，因此压缩机作为主要耗电部件，需要按照低于基准参数的标准运行。具体地，压缩机的频率f按照f＝(k2/k1)×fe运行，内风机的转速按照r＝(k1/k2)×re运行，以适应当前的电压偏低的情况，在保证对驻车空调的运行效果影响很小的情况下，利用非车辆的能源为驻车空调供电，降低车辆的能源消耗，控制运输成本。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

作为一种可能的实施方式，在上述情况下，如果u1/un≥k2不成立，但u1/un＞0，则还可以控制光伏板给蓄电池充电，以尽可能的利用光伏板给蓄电池充电，保证蓄电池的电量充足，避免浪费卡车自身的燃料。

(3)如果u1/un≥k2也不成立时，则进一步判定u3/un≥k1是否成立，如果u3/un≥k1成立，证明此时车辆有来自充电基站的外接电源接入，并且接入的充电基站的电压高于驻车空调运行的额定电压。此时主控板控制电源适配器导通充电基站的电路，使用充电基站给驻车空调供电，在节省卡车自身能源的同时，实现驻车空调的运行；供电的同时，采用充电基站的电源给蓄电池充电，保证蓄电池电量始终处于较为充足的状态。由于此时电压较为充足，因此压缩机和内风机均可按照基准参数运行。具体地，压缩机的频率f按照基准频率fe运行，内风机的转速按照基准转速re运行，以确保驻车空调的运行效果，提高用户体验。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

(4)如果u3/un≥k1不成立，则进一步判定u3/un≥k2是否成立，如果成立，证明外接电源经电源转换装置转换后的输出电压虽然低于驻车空调运行的额定电压，但是并未小很多，该电压值仍旧可以驱动驻车空调运行。此时主控板控制电源适配器导通充电基站的电路，使用充电基站给驻车空调供电。由于此时电压偏低，因此压缩机作为主要耗电部件，需要按照低于基准参数的标准运行。具体地，压缩机的频率f按照f＝(k2/k1)×fe运行，内风机的转速按照r＝(k1/k2)×re运行，以适应当前的电压偏低的情况，在保证对驻车空调的运行效果影响很小的情况下，利用非车辆的能源为驻车空调供电，降低车辆的能源消耗，控制运输成本。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

作为一种可能的实施方式，在上述情况下，如果u3/un≥k2不成立，但u3/un＞0，则还可以控制充电基站给蓄电池充电，以尽可能的利用外接电源给蓄电池充电，保证蓄电池的电量充足，避免浪费卡车自身的燃料。

(5)如果u3/un≥k2也不成立时，则进一步判定u2/un≥k1是否成立，如果u2/un≥k1成立，证明此时车辆的蓄电池电量充足，足够运行驻车空调。此时主控板控制电源适配器导通蓄电池的电路，使用蓄电池给驻车空调供电，实现驻车空调的运行。由于此时蓄电池电量较为充足，因此压缩机和/或内风机均可适当提高基准参数运行，以提供给用户更好的使用体验。具体地，压缩机的频率f按照f＝k1×fe运行，内风机的转速按照基准转速re运行，以确保驻车空调的运行效果，提高驾驶室内的舒适程度。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

(6)如果u2/un≥k1不成立，则进一步判定u2/un≥k2是否成立，如果成立，证明蓄电池的输出电压虽然低于驻车空调运行的额定电压，但是并未小很多，该电压值仍旧可以驱动驻车空调运行。此时主控板控制电源适配器导通蓄电池的电路，使用蓄电池给驻车空调供电。由于此时电压偏低，因此压缩机和/或内风机需要按照低于情况(5)的标准运行。具体地，压缩机的频率f按照f＝fe运行，内风机的转速按照r＝(k1/k2)×re运行，以适应当前的电压偏低的情况，在保证对驻车空调的运行效果影响很小的情况下，降低车辆的能源消耗，控制运输成本。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。

(7)在蓄电池供电的过程中，持续监测蓄电池的输出电压u2’，并比较输出电压与启动车辆所需的最低电压umin之间的大小；如果u2’＜umin，证明此时如果启动车辆的话，会由于压力过低而导致无法启动，因此，此时控制车辆的相关零部件发出欠压报警信号，以提醒车主在启动车辆前关闭驻车空调，确保车辆正常启动。其中，欠压报警信号可以为指示灯闪烁、提示音、文字信息或语音信息等。

(8)在发出欠压报警信号后，统计欠压报警信号的持续时间t，如果持续时间大于预设时间t1，此时强制切断蓄电池的供电，以保证蓄电池的电量能够启动车辆，防止蓄电池电量过低。其中，预设时间可以为人为设定的固定值，也可以基于当前的输出电压实时确定，其确定原则为至少保证蓄电池的剩余电量能够启动车辆。如t1可以设置为1min等。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围。在不偏离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本发明能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，优先级的设定方式并非只如上述实施方式中所述，本领域技术人员可以基于实际应用场景进行调整，只要该调整满足能够节省车辆的蓄电池电量的条件即可。例如，可以将光伏板和电源转化装置的优先级顺序对调等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。例如，控制光伏板对蓄电池充电的步骤除了与光伏板电路导通为驻车空调供电同时进行外，还可以在光伏板为驻车空调供电之前或之后进行。同样地，充电基站为蓄电池充电的时机也可以进行调整，在此不再赘述。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

需要说明的是，尽管上文详细描述了本发明方法的详细步骤，但是，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的技术方案并没有改变本发明的基本构思，因此也落入本发明的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。