一種車用空調系統溫度邏輯控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種車用空調系統溫度邏輯控制方法，由陽光強度傳感器讀取的陽光強度，依據陽光強度對輸出溫度需求進行補償，并確定輸出溫度；計算調節溫度值：根據空調控制器設定的輸出溫度需求以及車外溫度和車內溫度來確定輸出溫度，通過各類車型標定，得出每個工況下的壓縮機工作溫度區間，擬合出壓縮機通斷溫度隨設置溫度變化的對應工作曲線，并以上述對應工作曲線控制壓縮機工作狀態。本發明能使壓縮機的通斷溫度控制在一個隨制冷需求變化的“溫度區間”，可以大幅降低部分工況的油耗。減少壓縮機通斷次數，在傳統空調系統的基礎上不增加任何成本，僅通過控制實現一種更節能的溫度控制方式。
【專利說明】
一種車用空調系統溫度邏輯控制方法
技術領域
[0001] 本發明屬于汽車空調技術，特別涉及一種車用空調系統溫度邏輯控制方法。
【背景技術】
[0002] 目前汽車空調系統布置于發動機艙100和乘客艙200內（如圖1所示），發動機艙100 內裝有壓縮機1、室外溫度傳感器2和水溫傳感器3，乘客艙200內裝有陽光強度傳感器4、空 調控制器5、室內溫度傳感器6和蒸發器溫度傳感器7。壓縮機1、室外溫度傳感器2、水溫傳感 器3、陽光強度傳感器4、室內溫度傳感器6和蒸發器溫度傳感器7均與空調控制器5連接。汽 車空調系統的汽車空調系統溫度控制方式，主要有兩種:傳統控制方式和變排量壓縮機調 節方式。傳統控制方式是采用混合風門將蒸發器側的冷風與暖風芯體側的暖風混合，輸出 一個舒適的溫度。這樣最大的問題是:決定壓縮機溫度區間的蒸發器表面溫度是一個固定 值，在制冷平衡后會出現壓縮機的頻繁通斷保護。其不足主要體現在如下幾點:壓縮機頻繁 通斷對發動機輸出功率穩定性有較大影響，持續工作在過量制冷狀態，油耗浪費較大。
[0003] 目前空調系統出風調節方式為實現"需求溫度"，混合風門打開，使"制冷蒸發器表 面溫度"的冷風與"暖風芯體溫度"的熱風混合，得出一個近似需求溫度的"冷暖混合后溫 度"。
[0004] 在壓縮機通斷過程中，空調輸出溫度會出現波動。壓縮機在吸合時產生的沖擊噪 聲較頻繁，影響乘車舒適性。由暖風混入冷風實現溫度調節，制冷量浪費較大。自動空調的 溫度控制風門需要在使用過程中不斷調整，對其耐久性能要求非常高。電機故障率較高。
[0005] 變排量壓縮機調節方式是通過變排量壓縮機的排量變化控制，實現制冷量輸出的 變化。其問題主要體現在變排量壓縮機的成本較高。
[0006] 目前汽車空調出風溫度調節的弊端在于，一方面強力制冷，另一方面為抵消強力 制冷造成的過低空調出風溫度，反而要將暖風與之混合。
【發明內容】
[0007] 本發明所要解決的技術問題是:提供一種溫度邏輯控制方法，在傳統空調系統的 基礎上不增加任何成本，僅通過控制手段實現更節能的溫度控制，避免壓縮機的過量制冷， 減少壓縮機通斷次數，在制冷足夠時，提高冷風的溫度，而非用熱風去混合冷風，降低溫度 調節的能耗，降低汽車空調系統在無需滿負荷工作工況下的油耗浪費。
[0008] 為實現上述目的，本發明采取以下技術方案。一種車用空調系統溫度邏輯控制方 法，其特征在于，其操作步驟如下： 1)由室外溫度傳感器讀取室外溫度； 2 )由室內溫度傳感器讀出室內溫度； 3) 由陽光強度傳感器讀取的陽光強度，依據所述陽光強度對輸出溫度需求進行補償， 并確定輸出溫度； 4) 計算調節溫度值:調節溫度值反應的是空調的設置溫度與各類環境參數之間的差 值，其直接反應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為調節溫度值;Test為設定溫度;Tr為車內溫度;Tam為車外溫度;Ts為太陽輻射 強度;A、B、C和E均為需要各類車型標定的常數； 5) 根據空調控制器設定的輸出溫度需求以及所述車外溫度和所述車內溫度來確定輸 出溫度，判斷空調系統是否需要制冷，若不需進行制冷則關閉壓縮機，將調節溫度值帶入公 式(2)中計算出一個混合風門開度的百分比，由風門控制暖風和新風的混合比例，實現實際 輸出溫度;若需要進行制冷，則鎖定風門制冷位置，將調節溫度值帶入公式(3)及公式(4) 中，根據溫度需求調整切斷溫度，并計算出壓縮機的切斷溫度和吸合溫度，該兩個溫度的范 圍即為溫度區間，使用該溫度區間控制壓縮機通斷： TH=TL+m
C4)； 式中：SW為混合風門開度的百分比;TE為蒸發器出口溫度傳感器信號;TL為壓縮機停止 工作的切斷溫度;TH為壓縮機回復工作的吸合溫度;To為壓縮機最低切斷溫度;TL為切斷溫 度;TH吸合溫度;A、B、C、P、Q、m為需要各類車型標定的常數，A、B、C、P、Q取值范圍位于0~2之 間，取值保留兩位小數，m為傳統控制邏輯規定的工作溫差，通常設置在2.(TC左右，取值保 留一位小數； 6) 對車內環境溫度進行標定:在車內環境溫度為17.5°C~27.5°C情況下，按每0.5°C為 一個工況，得出每個工況下的壓縮機工作溫度區間，擬合出壓縮機通斷溫度隨設置溫度變 化的對應工作曲線，并以上述對應工作曲線控制壓縮機工作狀態。
[0009] 優先地，所述壓縮機工作溫度區間是切斷溫度曲線和吸合溫度曲線之間的溫度范 圍。
[0010] 優先地，所述切斷溫度曲線為壓縮機最低切斷溫度與制冷工況下最高設置溫度時 的切斷溫度之間的曲線。
[0011] 優先地，所述制冷工況下最高設置溫度時的切斷溫度小于15°C。
[0012] 優先地，所述吸合溫度曲線為所述切斷溫度曲線上移而形成的一條與該切斷溫度 曲線平行的曲線。
[0013] 優先地，所述壓縮機最低切斷溫度是空調系統標定使用的壓縮機切斷溫度值。
[0014] 本發明能使壓縮機的通斷溫度控制在一個隨制冷需求變化的溫度區間，壓縮機的 過量制冷可以被避免，可以大幅降低部分工況的油耗。減少壓縮機通斷次數，制冷足夠時， 提高冷風的溫度，而非用熱風去混合冷風，較低能耗。在傳統空調系統的基礎上不增加任何 成本，僅通過控制實現一種更節能的溫度控制方式。
【附圖說明】
[0015] 圖1是車內空調系統示意圖； 圖2是本發明的控制系統圖； 圖3是本發明的空調系統溫度區間曲線示例圖； 圖4是傳統的控制邏輯的出風溫度調節曲線圖； 圖5是本發明實施例中的空調系統出風溫度調節曲線圖。
[0016] 圖中：100 .發動機艙，200.乘客艙，1.壓縮機，2.室外溫度傳感器，3 .水溫傳感器， 4.陽光強度傳感器，5.空調控制器，6.室內溫度傳感器，7.蒸發器溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0017] 現結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。參見圖1、圖2和圖3,一種車用空調 系統溫度邏輯控制方法，其操作步驟如下： 1)由室外溫度傳感器2讀取室外溫度204; 2 )由室內溫度傳感器6讀出室內溫度203; 3) 由陽光強度傳感器4讀取的陽光強度，依據所述陽光強度對輸出溫度需求201進行補 償，并確定輸出溫度202; 4) 計算調節溫度值TAQ:調節溫度值Tao反應的是空調的設置溫度與各類環境參數之間 的差值，其直接反應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為調節溫度值;Test為設定溫度;Tr為車內溫度;Tam為車外溫度;Ts為太陽輻射 強度;A、B、C和E均為需要各類車型標定的常數； 5) 根據空調控制器5設定的輸出溫度需求201以及所述車外溫度204和所述車內溫度 203來確定輸出溫度202,判斷空調系統是否需要制冷205,若不需進行制冷則關閉壓縮機1， 將調節溫度值Tao帶入公式(2)中計算出一個混合風門開度的百分比SW，由風門控制暖風和 新風的混合比例206,實現實際輸出溫度;若需要進行制冷，則鎖定風門制冷位置207,將調 節溫度Tao值帶入公式(3)及公式(4)中，根據溫度需求調整切斷溫度208,并計算出壓縮機的 切斷溫度TL和吸合溫度TH，該兩個溫度的范圍即為"溫度區間"，使用該溫度區間控制壓縮 機通斷209: TH=TL+m
(4)； 式中：SW為混合風門開度的百分比;TE為蒸發器出口溫度傳感器信號;TL為壓縮機停止 工作的切斷溫度;TH為壓縮機回復工作的吸合溫度;To為壓縮機最低切斷溫度;TL為切斷溫 度;TH吸合溫度;A、B、C、P、Q、m為需要各類車型標定的常數，A、B、C、P、Q取值范圍位于0~2之 間，取值保留兩位小數，m為傳統控制邏輯規定的工作溫差，通常設置在2.(TC左右，取值保 留一位小數； 6) 對車內環境溫度進行標定:在車內環境溫度為17.5°C~27.5°C情況下，按每0.5°C為 一個工況，得出每個工況下的壓縮機工作溫度區間，擬合出壓縮機通斷溫度隨設置溫度變 化的對應工作曲線，并以上述對應工作曲線控制壓縮機工作狀態。
[0018] 所述壓縮機工作溫度區間是切斷溫度曲線和吸合溫度曲線之間的溫度范圍。
[0019] 所述切斷溫度曲線為壓縮機最低切斷溫度To與制冷工況下最高設置溫度時的切 斷溫度Tmax之間的曲線。
[0020] 所述制冷工況下最高設置溫度時的切斷溫度小于15°C。
[0021] 所述吸合溫度曲線為所述切斷溫度曲線上移而形成的一條與該切斷溫度曲線平 行的曲線。
[0022] 所述壓縮機最低切斷溫度是空調系統標定使用的壓縮機切斷溫度值。
[0023] 實施例：通過圖3至圖5,我們可以反映出目前空調系統的出風溫度調節與本發明 出風溫度調節的本質差異。
[0024] 圖3為某車型使用該溫度控制邏輯，并根據實車環境模擬試驗標定結果確定的一 條壓縮機吸合溫度曲線及壓縮機切斷溫度曲線。該項目根據該溫度曲線控制的空調系統， 基本可以實現本發明的預期目標。
[0025] 圖4為某車型在使用本發明前，使用傳統控制邏輯調節后的各輸出溫度曲線。圖5 是更換本發明后該車型的溫度輸出曲線，從兩圖對比可以看出，圖5省去了將空氣加熱再使 用冷風混合的過程，比原控制邏輯更加節能。
[0026] 本發明的控制方式，其實施的關鍵在于設定一個線性的壓縮機工作溫度區間曲線 (每個設定溫度下的切斷溫度和吸合溫度之間的區域為該設定溫度的溫度區間），例如附圖 5,為某工況下標定的壓縮機工作溫度區間曲線。在制冷過剩的情況下，空調控制器會自動 調整溫度區間的選擇點，這時即使空調箱溫度混合風門固定不動，也可實現調節空調輸出 溫度的作用。
[0027] 本發明的出風調節方式為實現需求溫度，僅需要控制壓縮機的工作溫度區間使制 冷蒸發器表面溫度平穩輸出一個近似需求溫度的溫度。而這整個過程，混合風門是關閉的， 無需暖風的混合。避免了壓縮機的過量制冷，減少了壓縮機通斷次數，在制冷足夠時，提高 冷風的溫度，而非用熱風去混合冷風，降低了溫度調節的能耗，同時也降低了汽車空調系統 在無需滿負荷工作工況下的油耗浪費。
【主權項】
1. 一種車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，其操作步驟如下： 1) 由室外溫度傳感器讀取室外溫度； 2) 由室內溫度傳感器讀出室內溫度； 3) 由陽光強度傳感器讀取的陽光強度，依據所述陽光強度對輸出溫度需求進行補償， 并確定輸出溫度； 4) 計算調節溫度值：調節溫度值反應的是空調的設置溫度與各類環境參數之間的差 值，其直接反應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為調節溫度值;Test為設定溫度;Tr為車內溫度;Tam為車外溫度;Ts為太陽輻射 強度;A、B、C和E均為需要各類車型標定的常數； 5) 根據空調控制器設定的輸出溫度需求以及所述車外溫度和所述車內溫度來確定輸 出溫度，判斷空調系統是否需要制冷，若不需進行制冷則關閉壓縮機，將調節溫度值帶入公 式(2)中計算出一個混合風門開度的百分比，由風門控制暖風和新風的混合比例，實現實際 輸出溫度;若需要進行制冷，則鎖定風門制冷位置，將調節溫度值帶入公式(3)及公式(4) 中，根據溫度需求調整切斷溫度，并計算出壓縮機的切斷溫度和吸合溫度，該兩個溫度的范 圍即為溫度區間，使用該溫度區間控制壓縮機通斷：TL=[PX(l-Sff)XTo] + [QXSWX15] (3)； TH=TL+m (4)； 式中：SW為混合風門開度的百分比；TE為蒸發器出口溫度傳感器信號；TL為壓縮機停止 工作的切斷溫度;TH為壓縮機回復工作的吸合溫度;To為壓縮機最低切斷溫度;TL為切斷溫 度;TH吸合溫度;A、B、C、P、Q、m為需要各類車型標定的常數，A、B、C、P、Q取值范圍位于0~2之 間，取值保留兩位小數，m為傳統控制邏輯規定的工作溫差，通常設置在2.0°C左右，取值保 留一位小數； 6) 對車內環境溫度進行標定:在車內環境溫度為17.5°C>27.5°C情況下，按每0.5°C為 一個工況，得出每個工況下的壓縮機工作溫度區間，擬合出壓縮機通斷溫度隨設置溫度變 化的對應工作曲線，并以上述對應工作曲線控制壓縮機工作狀態。2. 根據權利要求1所述的車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，所述壓縮機工 作溫度區間是切斷溫度曲線和吸合溫度曲線之間的溫度范圍。3. 根據權利要求2所述的車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，所述切斷溫度 曲線為壓縮機最低切斷溫度與制冷工況下最高設置溫度時的切斷溫度之間的曲線。4. 根據權利要求3所述的車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，所述制冷工況 下最高設置溫度時的切斷溫度小于15°C。5. 根據權利要求2所述的車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，所述吸合溫度 曲線為所述切斷溫度曲線上移而形成的一條與該切斷溫度曲線平行的曲線。6. 根據權利要求3所述的車用空調系統溫度邏輯控制方法，其特征在于，所述壓縮機最 低切斷溫度是空調系統標定使用的壓縮機切斷溫度值。
【文檔編號】B60H1/00GK106042829SQ201610401654
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月11日
【發明人】胡珂, 姜文華, 吳凱楓
【申請人】江西昌河汽車有限責任公司