CN104847639B - 用于电动压缩机的测控系统和测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动压缩机的测控系统和测控方法。该测控系统包括：温度检测装置，用于在所述电动压缩机运转时检测由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度，并将当前温度信号发送到监控装置；以及所述监控装置，用于接收所述当前温度信号，确定所述电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到所述电动压缩机，以使所述电动压缩机以所述期望转速运转。本发明提供的用于电动压缩机的测控系统和测控方法能够对电动压缩机，尤其是变频压缩机的制冷性能进行有效地检测，并且具有安全可靠、通用性好、操作方便、成本低廉等优点。

Description

用于电动压缩机的测控系统和测控方法

技术领域

本发明涉及汽车领域，具体地，涉及一种用于电动压缩机的测控系统和测控方法。

背景技术

电动压缩机是汽车空调系统中制冷系统的心脏，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。电动压缩机采用高压工作以及低压变频控制系统，是一种高速运转的工作部件，出现故障的几率比较高。常见的故障表现有异响、泄漏以及不工作等。目前，只能通过电动压缩机是否工作来判断电动压缩机是否失效。当电动压缩机不运转时，可以断定该压缩机已经失效。更多的时候，可能有多种原因导致电动压缩机的运转不够顺畅。此时，尽管电动压缩机还在运转，但是空调的制冷效果已经下降。然而目前，还没有能够对电动压缩机进行有效检测和控制的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全、有效的用于电动压缩机的测控系统和测控方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于电动压缩机的测控系统。该测控系统包括：温度检测装置，用于在所述电动压缩机运转时检测由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度，并将当前温度信号发送到监控装置；以及所述监控装置，用于接收所述当前温度信号，确定所述电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到所述电动压缩机，以使所述电动压缩机以所述期望转速运转。

优选地，所述期望转速是通过手动输入的方式来确定的。

优选地，所述监控装置还用于设置期望温度，并接收所述电动压缩机发送的当前转速信号，其中，所述期望转速是利用比例积分微分(PID)算法，根据所述当前温度、所述期望温度以及当前转速来确定的。

优选地，该测控系统还包括：信号调节器，所述温度检测装置与数据采集器之间通过该信号调节器连接，用于对从所述温度检测装置接收到的所述当前温度信号进行调节；所述数据采集器，所述信号调节器与所述监控装置之间通过该数据采集器连接，用于将调节后的当前温度信号转发到所述监控装置，以及将从所述监控装置接收的所述期望转速信号转发到所述信号调节器；以及所述电动压缩机与所述数据采集器之间还通过所述信号调节器连接，该信号调节器还用于对从所述数据采集器接收到的所述期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到所述电动压缩机。

优选地，该测控系统还包括：信号调节器，所述电动压缩机与数据采集器之间通过该信号调节器连接，用于对从所述电动压缩机接收到的所述当前转速信号进行调节；以及所述数据采集器，所述信号调节器与所述监控装置之间通过该数据采集器连接，用于将调节后的当前转速信号转发到所述监控装置。

优选地，所述监控装置还用于接收并显示由所述电动压缩机发送的诊断码。

优选地，所述监控装置还用于显示下列中的一者或多者：所述当前温度、所述期望温度、所述期望转速、所述当前转速以及PID参数。

本发明还提供一种用于电动压缩机的测控方法。该方法包括：在所述电动压缩机运转时，检测由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度；以及确定所述电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到所述电动压缩机，以使所述电动压缩机以所述期望转速运转。

优选地，所述期望转速是通过手动输入的方式来确定的。

优选地，该方法还包括：在确定所述期望转速之前，设置期望温度，并接收所述电动压缩机发送的当前转速信号；以及利用比例积分微分(PID)算法，根据所述当前温度、所述期望温度以及当前转速来确定所述期望转速。

优选地，该方法还包括：在检测到所述当前温度之后，对当前温度信号进行调节；以及在确定所述期望转速之后，以及在将所述期望转速信号发送到所述电动压缩机之前，对所述期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到所述电动压缩机。

优选地，该方法还包括：在接收所述电动压缩机发送的当前转速信号之前，对所述当前转速信号进行调节，之后，再接收调节后的当前转速信号。

优选地，该方法还包括：接收并显示由所述电动压缩机发送的诊断码。

优选地，该方法还包括：显示下列中的一者或多者：所述当前温度、所述期望温度、所述期望转速、所述当前转速以及PID参数。

本发明通过温度检测装置检测到当前温度，在监控装置中确定电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到电动压缩机。在本发明提供的优选实施方式中，可以通过手动和自动两种方式来确定电动压缩机的期望转速，从而最终确定出电动压缩机的转速及其制冷温度之间的对应关系。该对应关系体现了电动压缩机的制冷性能，使得本发明提供的测控系统解决了电动压缩机的制冷性能难以检测的问题。本发明提供的测控系统能够对电动压缩机，尤其是变频压缩机的制冷性能进行有效地检测，并且具有安全可靠、通用性好、操作方便、成本低廉等优点。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种实施方式的用于电动压缩机的测控系统的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的另一实施方式的用于电动压缩机的测控系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

由于电动压缩机的制冷性能可以通过其运转时的转速及其制冷温度之间的对应关系来体现，因此，本发明通过确定电动压缩机的转速和制冷温度这两个物理量之间的对应关系，来对电动压缩机的制冷性能进行检测。当确定一组转速与对应的制冷温度的数据以后，可以对比现有的合格电动压缩机的数据来得出被测电动压缩机是否符合标准，即制冷性能是否合格。或者，也可以将多个电动压缩机的数据进行对比，得出它们的制冷性能的优劣排序。或者，还可以检测多组数据，汇出曲线图，由此全面掌握被测电动压缩机在各个转速阶段的制冷性能。

图1示出了根据本发明的一种实施方式的用于电动压缩机的测控系统的结构示意图。该测控系统可以包括：温度检测装置101，用于在电动压缩机运转时检测由电动压缩机制冷的相关位置的当前温度，并将当前温度信号发送到监控装置102；以及监控装置102，用于接收当前温度信号，确定电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到电动压缩机，以使电动压缩机以期望转速运转。

其中，监控装置102可以分别与温度检测装置101和电动压缩机(在图1中未示出)连接。监控装置102中确定的电动压缩机的期望转速和接收到的当前温度这两个物理量可以存储在监控装置102中，作为衡量该电动压缩机制冷性能的一组数据。

需要说明的是，可以检测温度的所有温度检测装置都可以为本发明所用。例如，热电阻、热电偶和铂电阻等。温度检测装置101检测的当前温度可以是由汽车空调系统中电动压缩机制冷的任意相关位置的温度。在本发明中，所述相关位置可以包括多个位置，例如，车内空调的各个出风口、驾驶室内、蒸发器的出风口等等。为了使检测效果更准确，可以选择误差较小的位置进行检测。例如，可以选择蒸发器的出风口这一位置来检测。图2示出了根据本发明的另一实施方式的用于电动压缩机的测控系统的结构示意图。如图2所示，优选地，用于电动压缩机103的测控系统还可以包括信号调节器104和数据采集器105。

在本发明的实施方式中，各个部件可以按照图2所示的方式来连接。温度检测装置101与数据采集器105之间可以通过信号调节器104连接。信号调节器104与监控装置102之间可以通过数据采集器105连接。电动压缩机103与数据采集器105之间可以通过信号调节器104连接。

其中，信号调节器104可以用于对从温度检测装置101接收到的当前温度信号进行调节；数据采集器105可以用于将调节后的当前温度信号转发到监控装置102，以及将从监控装置102接收的期望转速信号转发到信号调节器104；信号调节器104还可以用于对从数据采集器105接收到的期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到电动压缩机103。

这里所说的对信号的调节指的是对信号的调理或调制。一方面，信号调节器104可以将检测到的温度信号通过滤波、转换、放大、激励等方式调理为数据采集器105可准确接收的信号；另一方面，由于电动压缩机103能够接收和发送的信号可能是脉冲宽度调制(PWM)信号，因而信号调节器104还可以将接收到的期望转速信号调制为PWM信号，之后发送到电动压缩机103，以由该电动压缩机103读取。此外，该信号调节器104也可以将电动压缩机103发送的当前转速信号(PWM信号)调制为数据采集器105可准确接收的信号。因此，信号调节器104中可以包括具有信号调理功能的模块和具有信号调制功能的模块，其中，具有信号调理功能的模块用于对温度信号进行调理，而具有信号调制功能的模块用于对转速信号(包括期望转速信号和当前转速信号)进行调制。

在本发明中，数据采集器105可以是实现数据采集(DAQ)功能的计算机扩展卡，其可以例如通过USB、RS485、RS232、以太网以及各种无线网络等接入监控装置102。

这样，通过信号调节器104和数据采集器105，可以确保数据能够在温度检测装置101与监控装置102之间、电动压缩机103与监控装置102之间可靠、准确和稳定地传输。

在本发明中，电动压缩机103的期望转速信号的确定可以通过手动或自动两种方式来实现。以下描述手动实施方式的具体步骤。

首先，可以将监控装置102设定为手动模式。之后，在监控装置102中手动输入电动压缩机103的期望转速。这里，该监控装置102可以是台式电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(UMPC)、智能手机以及PDA等等。监控装置102中可以设置有用于人机交互的界面。在该界面中，可以以数字、图表等形式显示出各种信息，也可以设置有输入信息的窗口，以实现直观、方便的人机交互。在手动输入中，测试者期望电动压缩机103以多大转速运转，就可以在监控装置102的人机交互界面中输入该期望转速。

接下来，监控装置102可以将期望转速信号直接发送到电动压缩机103。或者，优选地，监控装置102也可以经由数据采集器105和信号调节器104将期望转速信号发送到电动压缩机103。

之后，当电动压缩机103接收到所述期望转速信号之后，其可以以期望转速稳定运转。此时，可由温度检测装置101检测所述相关位置的当前温度，并将当前温度信号直接发送到监控装置102。或者，优选地，温度检测装置101也可以经由信号调节器104和数据采集器105将当前温度信号发送到监控装置102。之后，该监控装置102可以存储该当前温度。该当前温度也可以显示在监控装置102的交互界面上。

由此，监控装置102中可以存储一组对应的期望转速和当前温度。以上步骤可以重复多次，设置多个不同的期望转速，得到对应的多个当前温度。并且可以将这些数据以EXCEL表格或者曲线的形式记录下来。

以上详细描述了采用手动设置的方式确定电动压缩机103的期望转速以对该电动压缩机103进行手动检测的方法的具体步骤，接下来详细描述采用自动方式确定电动压缩机103的期望转速以对该电动压缩机103进行自动检测的方法的具体步骤。

在以自动方式进行检测的测控系统中，监控装置102还可以用于设置期望温度，并接收电动压缩机103发送的当前转速信号。其中，期望转速是利用比例积分微分(PID)算法，根据当前温度、期望温度以及当前转速来确定的。

优选地，在以自动方式进行检测的测控系统中，也可以包括信号调节器104和数据采集器105，其连接方式与上面结合图2所描述的相同，此处便不再赘述。其中，信号调节器104还可以用于对从电动压缩机103接收到的当前转速信号进行调节。以及，数据采集器105还可以用于将调节后的当前转速信号转发到监控装置102。

具体地，首先，可以将监控装置102设定为自动模式。在电动压缩机103稳定运转的情况下，由温度检测装置101检测所述相关位置的当前温度，并将当前温度信号直接发送到监控装置102。或者，优选地，温度检测装置101也可以经由信号调节器104和数据采集器105将当前温度信号发送到电动压缩机103。

接下来(或者同时)，电动压缩机103将当前转速信号直接发送到监控装置102。或者，优选地，电动压缩机103也可以经由信号调节器104和数据采集器105将当前转速信号发送到监控装置102。之后，监控装置102可以存储电动压缩机103的当前转速。

接下来，测试者可以在监控装置102中设置期望温度(例如，通过人机交互界面)。也就是，测试者对通过电动压缩机103的运转，期望在温度检测装置101所检测的位置达到的制冷温度进行设置。例如，可以设置车内出风口或者设置蒸发器的出风口的期望温度为15℃-19℃中的一个温度。

之后，在监控装置102中，可以利用PID算法，根据当前温度、期望温度以及当前转速来确定期望转速，以对电动压缩机103进行闭环控制。测试者可以根据电动压缩机103所在空调系统的具体参数来设定(例如，通过监控装置102的人机交互界面)计算公式中的PID参数。

引入闭环控制使得当前温度与期望温度之间的温度偏差逐渐趋于零，即测得的当前温度逐渐趋近于所设置的期望温度。当前温度也可以在期望温度上下小幅振荡。而电动压缩机103也逐渐趋于以期望转速运转。当电动压缩机103运转稳定时，当前转速与期望转速一致(或当前转速在期望转速上下小幅振荡)，监控装置102可以接收并存储电动压缩机103发送的当前转速信号。此时，当前转速(或期望转速)与期望温度一起构成了一组检测数据。

可以理解的是，如何通过PID运算进行闭环控制、PID算法的公式以及PID参数的确定，都属于本领域技术人员所公知的，故于此不再赘述。

以上步骤可以重复多次，也就是，可以设置多个不同的期望温度，得到对应的多个当前转速。并且，可以将这些数据以EXCEL表格或者曲线的形式记录下来。

优选地，监控装置102还可以用于接收并显示由电动压缩机103发送的诊断码。通常，当电动压缩机103出现故障的时候，可以自动生成故障的诊断码信号。该诊断码信号可以直接由电动压缩机103发送到监控装置102，也可以由电动压缩机103经由信号调节器104和数据采集器105发送到监控装置102。当测试者通过该监控装置102观察到该诊断码时，测试者可以判断电动压缩机的故障，并关闭电源进行检查。在故障排除以后，将压缩机重新上电工作。

所述监控装置102还可以用于显示下列中的一者或多者：当前温度、期望温度、期望转速、当前转速、PID参数、占空比以及功率。其中，可以将监控装置102配置成根据其接收或设置的当前温度、期望温度、期望转速或当前转速等参数来计算电动压缩机103的占空比和功率，并将它们显示出来。

本发明还提供一种用于电动压缩机的测控方法，该方法可以包括：在电动压缩机103运转时，检测由电动压缩机103制冷的相关位置的当前温度；以及确定电动压缩机103的期望转速，并将期望转速信号发送到电动压缩机103，以使电动压缩机103以期望转速运转。

优选地，期望转速是通过手动输入的方式来确定的。

优选地，该方法还可以包括：在确定期望转速之前，设置期望温度，并接收电动压缩机103发送的当前转速信号；以及利用比例积分微分(PID)算法，根据当前温度、期望温度以及当前转速来确定期望转速。

优选地，该方法还可以包括：在检测到当前温度之后，对当前温度信号进行调节；以及在确定期望转速之后，以及在将期望转速信号发送到电动压缩机103之前，对期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到电动压缩机103。

优选地，该方法还可以包括：在接收电动压缩机103发送的当前转速信号之前，对当前转速信号进行调节，之后，再接收调节后的当前转速信号。

优选地，该方法还可以包括：接收并显示由电动压缩机103发送的诊断码。

优选地，该方法还可以包括：显示下列中的一者或多者：当前温度、期望温度、期望转速、当前转速以及PID参数。

该测控方法的各个步骤的具体过程和原理同上面对测控系统的描述相一致，此处便不再赘述。

由此，通过本发明提供的测控系统和测控方法，可以通过手动和自动两种方式来确定电动压缩机的期望转速，从而最终确定出电动压缩机的转速及其制冷温度之间的对应关系。该对应关系体现了电动压缩机的制冷性能，使得本发明提供的测控系统解决了电动压缩机的制冷性能难以检测的问题。本发明提供的测控系统和方法能够对电动压缩机，尤其是变频压缩机的制冷性能进行有效地检测，并且具有安全可靠、通用性好、操作方便、成本低廉等优点。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种用于电动压缩机的测控系统，该测控系统包括：

温度检测装置，用于在所述电动压缩机运转时检测由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度，并将当前温度信号发送到监控装置；

所述监控装置，用于接收所述当前温度信号，接收所述电动压缩机发送的当前转速信号，确定所述电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到所述电动压缩机，以使所述电动压缩机以所述期望转速运转；

检测装置，用于根据由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度、所述电动压缩机的当前转速，检测所述电动压缩机的制冷性能。

2.根据权利要求1所述的测控系统，其特征在于，所述期望转速是通过手动输入的方式来确定的。

3.根据权利要求1所述的测控系统，其特征在于，所述监控装置还用于设置期望温度，其中，所述期望转速是利用比例积分微分(PID)算法，根据所述当前温度、所述期望温度以及所述当前转速来确定的。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的测控系统，其特征在于，该测控系统还包括：

信号调节器，所述温度检测装置与数据采集器之间通过该信号调节器连接，用于对从所述温度检测装置接收到的所述当前温度信号进行调节；

所述数据采集器，所述信号调节器与所述监控装置之间通过该数据采集器连接，用于将调节后的当前温度信号转发到所述监控装置，以及将从所述监控装置接收的所述期望转速信号转发到所述信号调节器；以及

所述电动压缩机与所述数据采集器之间还通过所述信号调节器连接，该信号调节器还用于对从所述数据采集器接收到的所述期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到所述电动压缩机。

5.根据权利要求3所述的测控系统，其特征在于，该测控系统还包括：

信号调节器，所述电动压缩机与数据采集器之间通过该信号调节器连接，用于对从所述电动压缩机接收到的所述当前转速信号进行调节；以及

所述数据采集器，所述信号调节器与所述监控装置之间通过该数据采集器连接，用于将调节后的当前转速信号转发到所述监控装置。

6.根据权利要求1-3和5中任一权利要求所述的测控系统，其特征在于，所述监控装置还用于接收并显示由所述电动压缩机发送的诊断码。

7.根据权利要求3所述的测控系统，其特征在于，所述监控装置还用于显示下列中的一者或多者：

所述当前温度、所述期望温度、所述期望转速、所述当前转速以及PID参数。

8.一种用于电动压缩机的测控方法，该方法包括：

在所述电动压缩机运转时，检测由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度；

接收所述电动压缩机发送的当前转速信号，确定所述电动压缩机的期望转速，并将期望转速信号发送到所述电动压缩机，以使所述电动压缩机以所述期望转速运转；

根据由所述电动压缩机制冷的相关位置的当前温度、所述电动压缩机的当前转速，检测所述电动压缩机的制冷性能。

9.根据权利要求8所述的测控方法，其特征在于，所述期望转速是通过手动输入的方式来确定的。

10.根据权利要求8所述的测控方法，其特征在于，该方法还包括：

在确定所述期望转速之前，设置期望温度；以及

利用比例积分微分(PID)算法，根据所述当前温度、所述期望温度以及所述当前转速来确定所述期望转速。

11.根据权利要求8-10中任一权利要求所述的测控方法，其特征在于，该方法还包括：

在检测到所述当前温度之后，对当前温度信号进行调节；以及

在确定所述期望转速之后，以及在将所述期望转速信号发送到所述电动压缩机之前，对所述期望转速信号进行调节，并将调节后的期望转速信号发送到所述电动压缩机。

12.根据权利要求10所述的测控方法，其特征在于，该方法还包括：

在接收所述电动压缩机发送的当前转速信号之前，对所述当前转速信号进行调节，之后，再接收调节后的当前转速信号。

13.根据权利要求8-10和12中任一权利要求所述的测控方法，其特征在于，该方法还包括：接收并显示由所述电动压缩机发送的诊断码。

14.根据权利要求10所述的测控方法，其特征在于，该方法还包括：显示下列中的一者或多者：

所述当前温度、所述期望温度、所述期望转速、所述当前转速以及PID参数。