车载空调、运行方法、控制装置和计算机可读存储介质与流程

本发明涉及空调器的技术领域，具体而言，涉及一种车载空调、运行方法、控制装置和计算机可读存储介质。

背景技术：

车载空调通常采用例如蓄电池的电池电源进行供电，为满足车载空调负载运行所需的电压，则需要利用升压电路等结构将电池电源的低压升高至高压。

相关技术中存在的不足是，车载空调启动过程中的负载变化迅速，导致车载空调以及车载空调的电池电源在车载空调的启动过程中容易受到电压和电流的冲击，影响车载空调的使用寿命和安全稳定程度。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。

为此，本发明的第一目的在于提供一种车载空调的运行方法。

本发明的第二目的在于提供一种车载空调的控制装置。

本发明的第三目的在于提供一种车载空调。

本发明的第四目的在于提供一种计算机可读存储介质。

为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种车载空调的运行方法，车载空调包括电连接的供电电池、驱动电路和负载，驱动电路中设有功率开关，运行方法包括：响应于启动负载的指令，检测驱动电路向负载传输的输出电流和输出电压；对输出电压进行电压环处理，并根据输出电压的闭环反馈结果调整给定电流；对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整功率开关的占空比。

上述技术方案通过在车载空调的启动过程中对驱动电路向负载传输的输出电流和输出电压进行电流环处理和电压环处理，对输出电压和输出电流进行合理控制，在车载空调负载急剧变化的过程中，避免电压和/或电流对车载空调以及车载空调中供电电池造成冲击，由此提高车载空调的使用寿命和安全稳定程度。

另外，本发明上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整占空比，具体包括：计算给定电流与输出电流之间的电流偏差；根据电流偏差确定输出电压的升压比例，根据升压比例调整占空比。

考虑到车载空调在启动过程中输出电流较大且其变化波动较大，本技术方案在车载空调启动过程中根据电流偏差确定占空比，以对输出电流进行调节。通过避免输出电流的剧烈波动，可有效保护车载空调的功率器件，并提高车载空调的启动和运行的稳定程度。

上述任一技术方案中，对输出电压进行电压环处理，并根据输出电压的闭环反馈结果调整给定电流，具体包括：计算给定电压与输出电压之间的电压偏差；根据电压偏差进行比例积分调节，以得到给定电流。

本技术方案根据电压环处理的闭环反馈结果得到给定电流，由此通过电压环处理和电流环处理的相互配合，改善车载空调电流输出和电压输出的稳定程度

上述任一技术方案中，负载的启动过程依次包括上电时刻、启动时刻、开环时刻和闭环时刻，对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整功率开关的占空比，具体包括：自上电时刻至启动时刻，控制输出电流不变；自启动时刻至开环时刻，按照第一比例提高输出电流；自开环时刻至闭环时刻，按照第二比例提高输出电流；自闭环时刻起的第一阶段内，控制输出电流降低；自闭环时刻起的第二阶段内，进行电流环处理，调整功率开关的占空比，以提高输出电流；其中，第一比例大于第二比例。

本技术方案在车载空调的启动过程中，根据车载空调负载的变化对输出电流进行相应地适应性调节，以进一步实现负载的成功启动和稳定运行。

上述任一技术方案中，车载空调的运行方法还包括：在负载启动过程中，按照时间顺序提高电流环处理的输出电流的最大阈值。

本技术方案根据车载空调在启动过程中的负载变化特性，为输出电流设置按照时间顺序顺次升高的最大阈值，由此在有效保护车载空调功率元件的基础上，进一步保证车载空调的运行效率。

上述任一技术方案中，电压环处理的反馈频率大于电流环处理的反馈频率。

本技术方案将电流环处理的反馈频率设置为小于电压环处理的反馈频率，以在达到降低噪音目的的基础上，提高计算处理的效率。

上述任一技术方案中，电流环处理的反馈频率为电压环处理的反馈频率的整数倍。

本技术方案便于根据车载空调在启动过程中的负载变化，对输出电压和输出电流进行联合控制，以车载空调在启动过程中的电流变化稳定程度和电压变化稳定程度。

为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种车载空调的控制装置，包括：存储器，存储有计算机程序；处理器，执行计算机程序；其中，处理器在执行计算机程序时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

本发明的实施例提供的车载空调的控制装置实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤，因此其具有如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的全部有益效果，在此不再赘述。

为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种车载空调，车载空调运行时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

本发明的实施例提供的车载空调实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤，因此其具有如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的全部有益效果，在此不再赘述。

为实现本发明的第四目的，本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

本发明的实施例提供的计算机可读存储介质实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤，因此其具有如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/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为本发明一个实施例的车载空调的运行方法的第一流程图；

图2为本发明一个实施例的电流环处理步骤的流程图；

图3为本发明一个实施例的电压环处理步骤的流程图；

图4为本发明一个实施例的电压环处理和电流环处理的处理方式示意图；

图5为本发明一个实施例的车载空调的运行方法的第二流程图；

图6为本发明一个实施例的车载空调在负载启动过程中的输出电流变化过程示意图；

图7为本发明一个实施例的车载空调的控制装置的系统组成示意图。

其中，图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：车载空调的控制装置，110：存储器，120：处理器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述本发明一些实施例的技术方案。

本发明的实施例提供了一些车载空调、运行方法、控制装置和计算机可读存储介质。本发明实施例的目的在于对车载空调在启动过程中的电流和电压进行控制调节，以避免车载空调负载变化过大导致的电流冲击和电压冲击，由此提高车载空调的使用寿命和安全稳定程度。

具体而言，在由待机至启动再由启动至稳定运行过程中，车载空调的负载变化较大，并且负载变化迅速。由此导致了车载空调实现升压或倍压作用的驱动电路难以控制，在负载急剧变化瞬间，极易造成电压和/或电流对车载空调以及车载空调中供电电池的冲击，并由此导致车载空调中元器件的损坏。为此，本发明的实施例针对车载空调的负载特性和变化规律，提供了合理的车载空调的运行方法，以保证车载空调的使用寿命和运行的安全稳定程度。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种车载空调的运行方法，车载空调包括电连接的供电电池、驱动电路和负载，驱动电路中设有功率开关，运行方法包括：

步骤s102：响应于启动负载的指令，检测驱动电路向负载传输的输出电流和输出电压；

步骤s104：对输出电压进行电压环处理，并根据输出电压的闭环反馈结果调整给定电流；

步骤s106：对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整功率开关的占空比。

本实施例中，车载空调是指适于安装在机动车辆上的空调器产品，其工作原理与家用空调相同或类似。车载空调的室外机安装于机动车辆的驾驶室之外，室内机安装于机动车辆的驾驶室之内，通过制冷剂在制冷剂循环管路中的循环流动和不断蒸发冷凝，实现对驾驶室内部空间的换热制冷。其中，本实施例采用供电电池对车载空调进行供电，本实施例的供电电池可为额定电压为12伏特至48伏特的车载蓄电池。

本实施例的负载指车载空调中的耗电元件或耗电装置，比如压缩机、室内风机、室外风机等。为了满足对车载空调负载的供电需求，本实施例在供电电池和负载之间设置驱动电路，并使得驱动电路与供电电池和负载分别电连接。驱动电路的作用在于将供电电池提供的低电压转换为供负载使用的高电压，以驱动负载稳定工作。功率开关的作用在于控制车载空调的电压或电流变化速率。

为了实现提高车载空调使用寿命和安全稳定程度的目的，本实施例在车载空调的负载启动时，对驱动电路向负载传输的实时输出电流和实时输出电压进行检测，并对输出电压和输出电流分别进行电压环处理和电流环处理。其中，本实施例通过电压环处理，获得闭环反馈结果，并根据闭环反馈结果对车载空调的给定电流进行调整。在此基础上，本实施例对输出电流进行进一步地电流环处理，并根据电流环处理的闭环反馈结果，对功率开关的占空比进行调整。

本实施例通过在车载空调的启动过程中对驱动电路向负载传输的输出电流和输出电压进行包括电流环和电压环的双闭环控制，提高了车载空调的使用寿命和安全稳定程度。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述实施例1的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整占空比，具体包括：

步骤s202：计算给定电流与输出电流之间的电流偏差；

步骤s204：根据电流偏差确定输出电压的升压比例，根据升压比例调整占空比。

本实施例根据车载空调的负载特征，在车载空调的启动和升压过程实施了如步骤s202和步骤s204的电流环处理步骤。其中，本实施例的给定电流亦称参考电流，本实施例的输出电流可通过电流采用电路采集获得。本实施例采用给定电流作为给定量，根据给定量与实际输出量的差异构成控制偏差，将控制偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，由此根据电流偏差确定输出电压的升压比例，以根据升压比例调整占空比。需要说明的是，在本实施例中，比例积分调节的调节参数可由本领域技术人员根据实际需要进行选择和调整。

本实施例能够改善车载空调电流输出的稳定程度，控制输出电流呈现期望的波形，以避免输出电流的剧烈波动，并由此降低车载空调中功率器件的发热损耗，有效保护功率器件，并保证车载空调的升压效率。

实施例3：

如图3所示，本实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述任一实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

对输出电压进行电压环处理，并根据输出电压的闭环反馈结果调整给定电流，具体包括：

步骤s302：计算给定电压与输出电压之间的电压偏差；

步骤s304：根据电压偏差进行比例积分调节，以得到给定电流。

本实施例根据车载空调的负载特性，在车载空调的启动和升压过程中实施了如步骤s302和步骤s304的电压环处理步骤。其中，本实施例的给定电压亦称参考电压，本实施例的输出电压可通过电压采用电路采集获得。本实施例中，采用给定电压作为给定量，根据给定量与实际输出量的差异构成控制偏差，将控制偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，由此根据电压偏差确定给定电流。需要说明的是，在本实施例中，比例积分调节的调节参数可由本领域技术人员根据实际需要进行选择和调整。

由此，本实施例能够改善车载空调电压输出的稳定程度。此外，本实施例还可根据电压偏差进行比例积分调节以得到给定电流。换言之，本实施例中，在电流环处理中采用的给定电流是基于电压环处理的结果而获得的。

具体而言，如图4所示，本实施例通过电压检测环节采集驱动电路向负载传输的输出电压，对给定电压和输出电压之间的电压偏差进行第一计算，并基于该第一计算的结果进行比例积分调节，以得到给定电流。此外，本实施例通过电流检测环节采集驱动电路向负载传输的输出电流，对给定电流和输出电流之间的电流偏差进行第二计算，并基于该第二计算的结果进行比例积分调节，以确定输出电压的升压比例。随后，本实施例通过脉冲宽度调制(英文名称：pulsewidthmodulation，英文简称：pwm)，根据升压比例调整占空比，以对电流环被控对象和电压环被控对象进行控制。

本实施例通过电压环处理，改善了车载空调电压输出的稳定程度。此外，本实施例还可根据电压环处理的结果得到给定电流。由此，本实施例通过电压环处理和电流环处理相互配合的双闭环控制，协调车载空调的电压和电流在各自可承受的范围之内分别达到各自的最优值，以使车载空调系统的综合效率达到最优程度。

实施例4：

本实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述任一实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

负载的启动过程依次包括上电时刻、启动时刻、开环时刻和闭环时刻。如图5所示，对输出电流进行电流环处理，并根据输出电流的闭环反馈结果和输出电流调整功率开关的占空比，具体包括：

步骤s502：自上电时刻至启动时刻，控制输出电流不变；

步骤s504：自启动时刻至开环时刻，按照第一比例提高输出电流；

步骤s506：自开环时刻至闭环时刻，按照第二比例提高输出电流；

步骤s508：自闭环时刻起的第一阶段内，控制输出电流降低；

步骤s510：自闭环时刻起的第二阶段内，进行电流环处理，调整功率开关的占空比，以提高输出电流。

其中，第一比例大于第二比例。

本实施例的目的在于，在车载空调的启动过程中，根据车载空调负载的变化对输出电流进行相应地适应性调节，以实现负载的成功启动和稳定运行。

以下以车载空调的启动过程中压缩机的功率需求变化为例，对车载空调启动时的负载变化趋势进行说明。

压缩机在由停止状态切换至重负载运行状态的过程中，其功率需求快速切换。这一切换过程的时间极短，通常为在1秒至几秒之间。各个功率需求之间的切换速度非常迅速，每个运行状态持续的时间很短。尤其在启动阶段，压缩机的运行状态经历如下的迅速变化：压缩机由停止状态进入上电时刻、由上电时刻进入启动时刻、由启动时刻进入开环时刻和由开环时刻进入闭环时刻。其中，以上的开环时刻和闭环时刻是指压缩机进入开环控制状态的时刻和压缩机进入闭环控制状态的时刻。压缩机在进入闭环控制状态后，其运行状态还经历由低频率运转状态进入高频率运转状态的变化。

压缩机的以上运行状态变化相应地使得车载空调的负载经历如下的变化：车载空调的负载由无负载到轻负载、由轻负载到大负载、由大负载到轻负载、由轻负载到重负载。

在以上的负载变化过程中，本实施例通过电压环处理和电流环处理，对输出电流进行适应性调节。

具体而言，如图6所示，在车载空调的待机或关闭阶段，由于压缩机或风机等负载均未启动，因此该阶段的车载空调几乎没有负载。在自上电时刻至启动时刻的阶段内，车载空调开始升压过程，在此阶段控制输出电流保持不变。进而，在自启动时刻至开环时刻的阶段内，按照第一比例逐渐地控制输出电流进行线性地提升。随后，自开环时刻至闭环时刻的阶段内，按照第二比例继续逐渐地控制输出电流进行线性地提升。最后，车载空调进入闭环时刻。其中，自闭环时刻起的第一阶段内，压缩机的运行频率较低，负载较小，因此控制输出电流逐渐降低。自闭环时刻起的第二阶段内，由于压缩机频率开始升高，负载增加，因此进行电流环处理，以调整功率开关的占空比，由此控制输出电流再次逐渐升高。

实施例5：

本实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述任一实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

车载空调的运行方法还包括：在负载启动过程中，按照时间顺序提高电流环处理的输出电流的最大阈值。

考虑到车载空调在启动过程中的负载变化特性，本实施例需要避免电流急剧变化而对车载空调中功率元件造成的冲击。电流冲击过大会使得车载空调触发过流保护机制，导致压缩机等功率元件停机。更为严重的是，电流冲击过大可能导致功率元件的损坏，降低车载空调的使用寿命，提高车载空调的维修成本。

因此，本实施例根据车载空调在启动过程中的负载变化特性，为输出电流设置相应的最大阈值。具体而言，如图6所示，在自上电时刻至启动时刻的阶段内，输出电流保持不变，并且输出电流相对较低，因此在此阶段内将输出电流的最大阈值设定为第一最大阈值。自启动时刻至开环时刻的阶段内，控制输出电流以第一比例线性提高，因此在此阶段内将输出电流的最大阈值设定为第二最大阈值，其中第二最大阈值大于第一最大阈值。自开环时刻至闭环时刻的阶段内，控制输出电流以第二比例继续线性提高，此阶段内的输出电流相对较高，因此在此阶段气和在此阶段之后，将输出电流的最大阈值设定为第三最大阈值，其中第三最大阈值大于第二最大阈值和第一最大阈值。

实施例6：

本发明的实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述任一实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

电压环处理的反馈频率大于电流环处理的反馈频率。

电流环处理的反馈频率过高，则会增大软件系统在进行计算处理时的计算负担。电流环处理的反馈频率过低，则会导致计算处理时的噪音升高。因此，本实施例将电流环处理的反馈频率设置为小于电压环处理的反馈频率，以在达到降低噪音目的的基础上，提高计算处理的效率。

实施例7：

本发明的实施例提供了一种车载空调的运行方法，除上述任一实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征：

电流环处理的反馈频率为电压环处理的反馈频率的整数倍。

具体而言，本实施例可将电压环处理的反馈频率设置为电流环处理的反馈频率的3倍。

举例而言，本实施可将电流环处理的反馈频率设置为18khz，将电压环处理的反馈频率设置为6khz。

本实施例便于根据车载空调在启动过程中的负载变化，对输出电压和输出电流进行联合控制，以车载空调在启动过程中的电流变化稳定程度和电压变化稳定程度。

实施例8：

如图7所示，本发明的实施例提供了一种车载空调的控制装置100，包括：存储器110和处理器120。存储器110存储有计算机程序；处理器120执行计算机程序；其中，处理器120在执行计算机程序时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

实施例9：

本发明的实施例提供了一种车载空调，车载空调运行时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

实施例10：

本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现如本发明任一实施例的车载空调的运行方法的步骤。

具体实施例：

本实施例提供了一种车载空调以及车载空调的运行方法。需要说明的是，本实施例可用于控制车载空调室内机的运行，亦可用于控制车载空调室外机的运行。本实施例的车载空调包括电连接的供电电池、驱动电路和负载，驱动电路中设有功率开关。

本实施例可通过单片机数字技术实现对车载空调的运行方法的控制，以在保证模拟控制技术优点的基础上，进一步克服模拟控制技术控制参数固定、控制参数适应范围小的缺陷。

本实施例在车载空调负载的启动过程中，对输出电压进行电压环处理和对输出电流进行电流环处理。其中，电压环处理是指：计算给定电压与输出电压之间的电压偏差，并根据电压偏差进行比例积分调节，以得到给定电流。电流环处理是指：计算给定电流与输出电流之间的电流偏差，并根据电流偏差确定输出电压的升压比例，进而根据升压比例调整占空比。由此，本实施例可根据获得的占空比，采用脉冲宽度调制器等装置产生控制脉冲，以驱动控制功率开关工作。

本实施例基于车载空调的负载变化特性，采用了包括电压环处理和电流环处理相互配合的双闭环控制方式，以避免电压冲击和电流冲击对车载空调造成的损害。

具体而言，车载空调的供电电池通常采用额定电压为12伏特至48伏特的车载蓄电池，而负载则为包括永磁同步压缩机或风机的大功率耗电元件。因此，车载空调的驱动电路需要实现较大程度的升压驱动作用，以满足车载空调的负载供电要求。此外，在车载空调出现负载波动较大和/或转矩补偿时，会使得电流波动变得尤为明显，并导致车载空调中功率器件的发热损耗情况严重。

考虑到车载空调在启动过程中输出电流较大且其变化波动较大，本实施例在车载空调启动过程中增设了电流环处理步骤，以对输出电流进行限制，从而提高车载空调的启动和运行的稳定程度。

进一步考虑到车载空调中功率器件的发热损耗问题，本实施例在负载波动时，通过对占空比的调整，尽量避免输出电流的波动。其中，在输出电流波动剧烈的情况下，输出电流的波形接近为梯形波。此类情况下，输出电流在功率器件上产生的有效发热是在电流平稳情况下效发热程度的两倍或两倍以上。因此，本实施例在车载空调启动过程中增设电流环处理步骤，从而控制输出电流呈现期望的波形，以避免输出电流的剧烈波动，并由此降低车载空调中功率器件的发热损耗，有效保护功率器件，并保证车载空调的升压效率。此外，本实施例通过电压环处理和电流环处理相互配合的双闭环控制，协调车载空调的电压和电流在各自可承受的范围之内分别达到各自的最优值，以使车载空调系统的综合效率达到最优程度。

综上，本发明实施例的有益效果为：

1.本发明的实施例针对车载空调的负载特性和变化规律，提供了合理的车载空调的运行方法，以保证车载空调的使用寿命和运行的安全稳定程度。

2.本发明的实施例通过包括电流环处理和电压处理的双闭环处理方式，在提高车载空调的使用寿命和安全稳定程度的基础上，进一步对输出电流进行合理限制，有效避免输出电流的剧烈波动。

3.本发明的实施例通过电压环处理和电流环处理的相互配合，协调车载空调的电压和电流在各自可承受的范围之内分别达到各自的最优值，以使车载空调系统的综合效率达到最优程度。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。