CN103465750B - 基于动态id的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法，其特征是包括以下步骤：首先，在每个温区对应的电动压缩机的外接线束上设置位置识别信号线，并在电动压缩机控制器连线通电时按照压缩机控制器中预设的CAN收发器电路和软件程序生成每个电动压缩机控制器的动态ID，每个电动压缩机通过各逢所获得的动态ID向ECU发送各自的运转数据；其次，ECU根据各温区的回风温度和电动压缩机运转数据向各ID分别发送各电动压缩机有针对性的运行命令，以实现各温区根据热负荷状况分别启停或调速节能运行的目的。本发明方法简单，工作可靠，有利于提高制冷控制的智能化水平。

Description

基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车空调技术，尤其是一种多温区汽车空调技术，具体地说是一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法。

背景技术

由于节能环保的需要，电动汽车已经越来越多地走入我们的日常生活，作为城市大量使用的大客车或公交车，也在逐步地使用电动车，并使用电动压缩机组成空调系统，但由于车厢空间大，乘员数量变化很大，用普通大客车的制冷系统，势必耗电大，人多人少均全部开启，电能浪费可观，需要耗用大量动力电池的电能，严重影响车辆的续驶里程，甚至到无法承受的地步。因此，目前很多电动大客和电动公交都未装空调，使车辆的舒适性无法与传统汽车相比。少量车辆安装空调也是仿照传统汽车，用一个全车的制冷和管道通风系统实现制冷送风。而一般大客或公交车人多时不仅满座甚至挤满了人，需要最大的制冷功率运行，而人少时可能仅有少量人集中于车辆前部，最少可能仅司机一人，若运行全部制冷系统必然耗电多、浪费大。针对大客和公交车乘员变化大的情况，采用多温区和智能控制的制冷方案，将多台电动压缩机构成独立的制冷模块沿车辆纵向分区排布，大致可分为前（司机）区，中区和后部区，并根据车内人员情况的变化、各温区的回风口温度通过整车控制器（ECU）的CAN总线通信系统分别对每台压缩机的启停和转速进行智能控制，并接受各压缩机向ECU发回的运行数据，就可以达到合理节能运行的效果。而在CAN 通信控制中，为了对每台压缩机分别进行启停和调速， 需要对不同位置的压缩机（控制器）设置不同的ID（即设备的用户名），运行时ECU才能根据各温区的热负荷和回风口温度，分别给各温区对应ID的压缩机（控制器）发出相应的启动、停止或变频调速的指令，以实时分别调节各温区的制冷量，保证车厢各温区均得到合适的制冷，实现最大程度的节能运行。

但在实际应用中，一个系统若有4～8个温区，各温区使用的那么多台压缩机（控制器）均需设置不同的ID，会对生产厂家和使用厂家都造成很大麻烦和混乱。目前的电动压缩机更多的是将控制器与压缩机设计为一体，所谓不同的ID就设置在每台压缩机控制器CAN收发器的软件程序中，一旦设定，用户无法再自行更改，如果在生产运输或用户使用过程中发生了不同ID压缩机的混淆，会造成多温区控制的混乱，整个系统无法正常工作，违背了节能运行的初衷。而且需要更换个别压缩机及控制器时也必须与原机的ID完全一致，这对用户要求很高，对提供备件的厂家要求也很高，极易造成混乱。

发明内容

本发明的目的是针对现有的多温区压缩机控制中会因为ID地址的改变而无法实现正确有控制造成功能混乱和压缩机维修更换难度大，进而造成压缩机运行控制不便的问题，发明一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法。

本发明的技术方案是：

一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法，其特征是包括以下步骤：

    首先，在每个温区对应的电动压缩机的外接线束上设置位置识别信号线，并在电动压缩机控制器连线通电时按照压缩机控制器中预设的CAN收发器电路和软件程序生成每个电动压缩机控制器的动态ID，每个电动压缩机通过各逢所获得的动态ID向ECU发送各自的运转数据；

     其次，ECU根据各温区的回风温度和电动压缩机运转数据向各ID分别发送各电动压缩机有针对性的运行命令，以实现各温区根据热负荷状况分别启停或调速节能运行的目的。

各温区电动压缩机的位置识别信号通过高低电平实现二进制组合，以最少的识别线达到最大数量压缩机（组）的识别效果，并通过将电路识别的高电平设计为悬空的默认状态而仅需区别接地的低电平状态从而使识别线最少、方法最简单；控制器的CAN收发器的硬件和软件通电时根据识别信号确定本机的动态ID，各温区的同型号压缩机控制器可以实现完全互换，系统空调控制器或整车 ECU只需按照CAN通信协议实现对整个多温区各压缩机的分别控制，无需增加额外的端口和连线，而达到区别控制、整体协调智能运行、高效节能的效果。

根据汽车车型或空调空间的大小采用多个制冷压缩机模块组合和隔离的独立风道分成几个温区制冷并采用CAN总线通信动态ID的方式分区智能控制，避免大型车辆、空间不考虑人员多少和分分布情况全部制冷运行造成的能源浪费。

对各温区的空调温度是根据各温区回风口的温度，由智能型空调控制器或整车控制器（ECU）通过动态ID分别对各温区的电动压缩机实现启停和变速运行来调节制冷量 ，使每个分区的温度、舒适度均达到最佳效果。

所述的位置识别信号线采用最少线、最方便的方式，电动压缩机为2台时，仅用一根线的低电平或高电平对应二进制的0或1即可区别；当电动压缩机为3或4台时，使用两根线高低电平的组合，按二进制的00~11却可区别，电动压缩机为4~8台时，使用三根线高低电平的组合，即按二进制的000~111即可识别；在控制器高低电平的识别电路上则采用将识别信号线悬空默认为高电平1，即用户线束的位置识别信号上只需连接低电平0（12V-或 24V-）的信号，汽车上低电平（12V-或 24V-）就是接地或车架，即可以就近接车架或负极线，线束上不用另增导线；而在CAN通信协议的软件处理上，压缩机控制器电路板根据外接线束来的识别信号设定动态ID的程序，通电时即自动设定；与ECU的通信只需按照动态ID进行，所以对用户来说只需在各温区与压缩机对接的线束接口端增加几根接地或与电源负极相连的信号识别线，而对压缩机控制器本身和整车控制器ECU都无需增加额外的端口和导线，只需两根CAN通信线按双方约定的报文协议即可实现与各温区的多台电动压缩机之间的数据发送和接收；温区和电动压缩机的数量在4~8之间时，两根识别线已不够用，在不改动端口数量的前提下，将电源负原来接P4端的改为从控制器内部接压缩机金属外壳，安装后通过外壳接地即电源负，而将P4端改为第三根位置识别线，即能实现多达8台电动压缩机的动态ID设置与控制。

本发明的有益效果：

本发明通过几个独立温区的压缩机外接信号控制线束来设置位置识别信号线，用最少的识别信号组合使压缩机控制器在连线通电时按照控制器中预设的CAN收发器电路和软件程序生成压缩机控制器的动态ID，以达到各自与ECU通信并接受一对一的控制，节能运行的目的。

本发明实现了各温区同型号压缩机控制器可以实现完全互换，系统空调控制器或整车 ECU只需通过两根或三根CAN通信线按照CAN通信协议实现对整个多温区各压缩机进行分别控制，无需增加额外的端口和连线即能实现智能式的区别控制，可以大大提高电动空调的效率。

附图说明

    图1是本发明的基本空调制冷模块示意图。

    图2是一种三温区6制冷模块的排布示意图。

    图3是本发明的压缩机控制器信号线端口示意图。

    图4是本发明的四温区压缩机控制器线速标识信号及CAN协议动态ID设置表。

    图5是本发明的某个压缩机控制器线束标识信号输入示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

     如图1-5所示。

一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法，首先，在每个温区对应的电动压缩机的外接线束上设置位置识别信号线，并在电动压缩机控制器连线通电时按照压缩机控制器中预设的CAN收发器电路和软件程序生成每个电动压缩机控制器的动态ID，每个电动压缩机通过各逢所获得的动态ID向ECU发送各自的运转数据；其次，ECU根据各温区的回风温度和电动压缩机运转数据向各ID分别发送各电动压缩机有针对性的运行命令，以实现各温区根据热负荷状况分别启停或调速节能运行的目的。

本发明摒弃压缩机控制器设立固定ID的一般做法，而采用动态ID 的方法，即系统使用的每台压缩机控制器均使用相同的CAN收发器及CAN协议软件程序（本领域技术人员可采用常规技术编制实现），但ID不定，而在用户使用的车辆或空调区域，在各温区的压缩机外连信号线束上设置位置（即不同温区）识别线，压缩机控制器只在与各温区的线束连接并通电时才根据不同位置识别线的信号（组合）按照控制器软件中预设的软硬件逻辑再设定本机的ID,固称为动态ID。各台压缩机在与ECU的通信中，即按已设定的动态ID发送各自的运转数据，并接收ECU针对本机动态ID发来的指令运行。

这样，在没与各温区线束的状态识别线连接通电时，同型号每台压缩机控制器的软硬件状态完全一样，可以随便互换，大大方便了用户和生产厂家，而且在使用中ECU无需增加额外的连线与端口，与固定ID压缩机的使用效果完全一样，也使多温区电动压缩机空调系统的节能运行更加科学和方便实用，可望得到大范围的推广应用。

本发明能适应不同大小的大客和公交车辆，根据车辆的大小，安装不同数量的模块组合，即可适应不同车型的制冷需求。每个模块组可以有1～2个制冷机组，分别安装于不同区的左右对称位置，有各自的出风和回风口，可以同时或分别控制，制冷量12～15KW。如8～9.5m车可以安放两个模块组合，制冷量24～30KW；10～12m车安放3个模块组合，制冷量可达36～45KW。原车的空调送风通道则需按照分区增加隔离板，分隔成独立的隔离风道，已达到各区分别控制的效果。

具体实施时，动态ID型CAN通信控制系统（可由单片机智能控制器、多个基本电动压缩机（组）制冷模块等组成）通过在各温区压缩机组的外连信号线束上设置位置识别信号，当压缩机控制器通过接插件端口与线束连接通电时，根据不同的位置识别线的信号（组合），再根据控制器软件中预设的软硬件逻辑设定各压缩机的动态ID，各压缩机控制器以通电设定后的ID向ECU发送本机的运行数据， ECU根据各温区的回风口温度并结合收到的各温区压缩机控制器的回传数据，而分别确定各温区压缩机控制器的启停或调速指令，再分别发送给相应ID的压缩机控制器执行，使各温区根据整车的热负荷的分布等状况协调运行既达到节省电能，避免压缩机长时间高速运转，延长系统中压缩机及风扇等设备的使用寿命，又使全车空调系统取得最好的效果。在位置信号的设置方面，采用最少线、最方便的方式，压缩机（组）为2台时，仅用一根线的低电平或高电平（对应二进制的0或1）即可区别；当压缩机（组）为3或4台时，使用两根线高低电平的组合（按二进制的00～11）; 压缩机（组）为3或4台时，使用两根线高低电平的组合（按二进制的00～11）;压缩机（组）为4～8台时，使用三根线高低电平的组合（按二进制的000～111）。在控制器高低电平的识别电路上则采用最简化方法，将识别信号线悬空默认为高电平1，即用户线束的位置识别信号上只需按附表连接低电平0（12V-或 24V-）的信号，一般在汽车上低电平（12V-或 24V-）就是接地(车架)，即可以就近接车架或负极线，线束上几乎可以不用另增导线。而在CAN通信协议的软件处理上，压缩机控制器电路板根据外接线束来的识别信号设定动态ID的程序，通电时即自动设定。与ECU的通信只需按照动态ID进行，所以对用户来说只需在各温区与压缩机对接的线束接口端增加几根接地或与电源负极相连的信号识别线（见图3及下表所示），而对压缩机控制器本身和整车控制器ECU都无需增加额外的端口和导线，只需两根CAN通信线按双方约定的报文协议即可实现与各温区的多台压缩机（组）之间的数据发送和接收。如果温区和压缩机（组）的数量在4～8之间时，按图三的端口定义，两根识别线已不够用，在不改动端口数量的前提下，可以将电源负原来接P4端的，改为从控制器内部接压缩机金属外壳，安装后通过外壳接地（电源负），而将P4端改为第三根位置识别线（C），即可实现多达8台压缩机（组）的动态ID设置与控制，其设置与控制原理同4台的一样。

标识信号A:标识信号B	A低B低	A低B高	A高B低	A高B高
						ID	0x300	0x301	0x302	0x303

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种基于动态ID的汽车多温区电动压缩机运行智能控制方法，其特征是包括以下步骤：

    首先，在每个温区对应的电动压缩机的外接线束上设置位置识别信号线，并在电动压缩机控制器连线通电时按照压缩机控制器中预设的CAN收发器电路和软件程序生成每个电动压缩机控制器的动态ID，每个电动压缩机通过各自所获得的动态ID向ECU发送各自的运转数据；

     其次，ECU根据各温区的回风温度和电动压缩机运转数据向各ID分别发送各电动压缩机有针对性的运行命令，以实现各温区根据热负荷状况分别启停或调速节能运行的目的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是各温区电动压缩机的位置识别信号通过高低电平实现二进制组合，以最少的识别线达到最大数量压缩机（组）的识别效果，并通过将电路识别的高电平设计为悬空的默认状态而仅需区别接地的低电平状态从而使识别线最少、方法最简单；控制器的CAN收发器的硬件和软件通电时根据识别信号确定本机的动态ID，各温区的同型号压缩机控制器可以实现完全互换，系统空调控制器或整车 ECU只需按照CAN通信协议实现对整个多温区各压缩机的分别控制，无需增加额外的端口和连线，而达到区别控制、整体协调智能运行、高效节能的效果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是根据汽车车型或空调空间的大小采用多个制冷压缩机模块组合和隔离的独立风道分成几个温区制冷并采用CAN总线通信动态ID的方式分区智能控制，避免大型车辆、空间不考虑人员多少和分布情况全部制冷运行造成的能源浪费。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是对各温区的空调温度是根据各温区回风口的温度，由智能型空调控制器或整车控制器（ECU）通过动态ID分别对各温区的电动压缩机实现启停和变速运行来调节制冷量，使每个分区的温度、舒适度均达到最佳效果。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的位置识别信号线采用最少线、最方便的方式，电动压缩机为2台时，仅用一根线的低电平或高电平对应二进制的0或1即可区别；当电动压缩机为3或4台时，使用两根线高低电平的组合，按二进制的00~11即能区别，电动压缩机为4~8台时，使用三根线高低电平的组合，即按二进制的000~111即能识别；在控制器高低电平的识别电路上则采用将识别信号线悬空默认为高电平1，即用户线束的位置识别信号上只需连接低电平0（12V-或 24V-）的信号，汽车上低电平（12V-或 24V-）就是接地或车架，即可以就近接车架或负极线，线束上不用另增导线；而在CAN通信协议的软件处理上，压缩机控制器电路板根据外接线束来识别信号设定动态ID的程序，通电时即自动设定；与ECU的通信只需按照动态ID进行，所以对用户来说只需在各温区与压缩机对接的线束接口端增加几根接地或与电源负极相连的信号识别线，而对压缩机控制器本身和整车控制器ECU都无需增加额外的端口和导线，只需两根CAN通信线按双方约定的报文协议即可实现与各温区的多台电动压缩机之间的数据发送和接收；温区和电动压缩机的数量在4~8之间时，两根识别线已不够用，在不改动端口数量的前提下，将电源负原来接P4端的改为从控制器内部接压缩机金属外壳，安装后通过外壳接地即电源负，而将P4端改为第三根位置识别线，即能实现多达8台电动压缩机的动态ID设置与控制。