CN105015303A - 一种汽车开空调动力控制的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车开空调动力控制的优化方法，通过ECU通过发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器，分别采集并计算发动机转速、车速、油门踏板开度及变化率的信息，制定ECU对应策略；按照空调控制策略要求，通过空调功耗对应关系，执行空调的启停控制，实现发动机扭矩补偿；通过集成匹配，实现开空调时起步加速、超越加速、连续爬坡或者急加速时的动力性，使得动力性在开关空调时保持一致。采用上述技术方案，调整开空调加速行驶工况下的压缩机通断策略，达到提升动力性的目的；结合空调系统功耗变化曲线，制定发动机扭矩补偿策略；性能集成更全面，更合理。
Description
技术领域
本发明属于汽车动力性研发的技术领域。更具体地，本发明涉及一种汽车开空调动力控制的优化方法。
背景技术
整车动力性开发阶段主要以关空调工况下进行主客观验证和验收。目前，本行业各企业也逐渐开始重视开空调下的各种技术性能的研究。现有技术中有以下文献记载：
中国专利文献CN2011103570696——“一种小排量汽车空调压缩机的控制装置及方法”；中国专利文献CN2013104958994——“用于优化汽车能耗的空调控制系统及方法”。
现有主要技术有增加或减少发动机冷却风扇转速对空调控制系统总能耗的影响，从而为节能提供了可能；另外还有根据车辆空调开启的情况下，判断如果车辆处于起步、上坡或急加速运行状态时，控制空调压缩机离合器分离，保证了开空调状态下车辆的动力性能，提高整车的燃油经济性。
但是，很多车型在开发阶段动力性虽然满足了开发目标，但是在售后阶段会有用户抱怨开空调时动力不足。例如，在某品牌的一款车型的售后受访者中，74％的用户出现过空调开启后发动机无力的情况。这主要是本领域对于开空调动力性的关注和研究不足，技术不够成熟。
发明内容
本发明提供一种汽车开空调动力控制的优化方法，其目的是减少开空调动力不足的缺陷；在整车动力总成性能有限的前提下，提升用户的动力性驾驶感受，同时改善整车燃油经济性。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的汽车开空调动力控制的优化方法，所述的汽车包括ECU、发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器；
其特征在于所述的汽车开空调动力控制策略为：
首先，通过ECU通过发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器，分别采集并计算发动机转速、车速、油门踏板开度及变化率的信息，制定ECU对应策略；
按照空调控制策略要求，通过空调功耗对应关系，执行空调的启停控制，实现发动机扭矩补偿；通过集成匹配，实现开空调时起步加速、超越加速、连续爬坡或者急加速时的动力性，使得动力性在开关空调时保持一致。
在实际车辆驾驶过程中，当空调开启后，空调断开的具体策略为：
首先，以40Km/h车速为控制点，根据不同车速区间下的发动机转速范围、油门踏板开度及变化率，执行A/C OFF；
其次，当A/C OFF策略执行后，如果油门踏板开度一直大于设定阈值，空调断开后最长断开时间为15s；如果操作人员立即松油门，空调断开到再次吸合的最短时间为5s；空调吸合后再次执行断开最短时间为5s；以此避免空调的频繁吸合。
在实际车辆驾驶过程中，当空调开启后，空调断开的具体策略为：
当操作人员A/C ON之后，根据发动机转速，空调压缩机转速及对应的功耗，判断执行发动机扭矩补偿策略，即：在A/C ON的工况下，分步提升发动机转速，提高扭矩输出，保证用户在空调开和空调关状态下的动力性驾驶感受保持一致，解决开空调动力变差的状况；
根据扭矩补偿策略提供的整车空调系统功耗特性曲线，进行发动机在中低负荷下的输出功率扭矩补偿修订，通过补偿措施缓解开空调时出现明显感觉动力不足的现象；
制定实车验证方案和计划，分几种情况进行客观数据测量并进行对比：
1、同一台车A/C OFF动力性客观数据测量与ECU监控；
2、同一台车同等试验条件A/C ON试验测试，此时屏蔽空调启停策略；
3、同一台车同等试验条件A/C ON试验测试，此时ECU空调启停优化数据开启，可测试多组不同优化数据；
4、试验结果进行对比分析，确认最优ECU策略。
通过监测与计算急加速时节气门开度及开启速度与设定值比较，当大于设定值时，判断为急加速工况，执行切断压缩机的操作，加强提速的能力；主要验证测试分析过程如下：
1、通过加速踏板踩下的快慢来控制切断空调压缩机，提高动力性；
2、节气门开度达到设定值时切断空调压缩机，提高瞬间加速性能；
通过反复多轮调校验证后，确定初步冻结数据；
在最终数据冻结前，需要整车动力性与空调性能、NVH性能、空调系统可靠性之间进行综合验证，并均衡决策；主要进行客观数据的测量和主观评价，确认空调性能和NVH无明显影响和恶化，包括模拟用户实际驾驶工况下的室内温度温升变化量和影响；压缩机启停吸合时的NVH性能；压缩机断开吸合对单件耐久可靠性的影响，需要综合评估后，最终实施最佳策略。
本发明采用上述技术方案，调整开空调加速行驶工况下的压缩机通断策略，达到提升动力性的目的；按照车速分区间，不同车速和发动机转速下对应不同的油门踏板开度，设定空调启停策略阈值；结合油门踏板开度、踏板变化速率，设定最长断开时间、最短吸合时间等细化参数；结合空调系统功耗变化曲线，制定发动机扭矩补偿策略；性能集成更全面，更合理。
附图说明
附图所示内容分别是：
图1为本发明的空调启停原理示意图；
图2为开/关空调0～100Km/h加速时间对比示意图；
图3为开/关空调30～80Km/h加速时间对比示意图；
图4为开/关空调40～80Km/h加速时间对比示意图；
图5为开/关空调冻结版策略0～100Km/h加速时间验证示意图；
图6为开/关空调冻结版策略60～100Km/h加速时间验证示意图；
图7为油门踏板变化率空调断开策略示意图；
图8为节气门开度变化与空调断开策略示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示的空调启停原理示意图，为汽车开空调动力控制的优化方法，特别是对开空调动力不足优化方法。为了解决开空调动力不足的问题，本发明以奇瑞公司某款车型实施的策略为基础，结合实际情况进行策略优化；优化的目标是改善整车开空调下的动力性，基本实现开空调时起步加速，超越加速，连续爬坡或者急加速时的动力性，驾驶感觉保持与关空调时一致，减少顾客抱怨，最终以客观测量数据和主观评价作为验收依据。
所述的汽车包括ECU、发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现减少开空调动力不足的缺陷；在整车动力总成性能有限的前提下，提升用户的动力性驾驶感受，同时改善整车燃油经济性的发明目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的汽车开空调动力控制的优化方法，其中，所述的汽车开空调动力控制策略为：
如图1所示，首先，通过ECU通过发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器，分别采集并计算发动机转速、车速、油门踏板开度及变化率的信息，制定ECU对应策略；
按照空调控制策略要求，通过空调功耗对应关系，执行空调的启停控制，实现发动机扭矩补偿；通过集成匹配，实现开空调时起步加速、超越加速、连续爬坡或者急加速时的动力性，使得动力性在开关空调时保持一致。
本发明主要内容可总结为以下几点：
1、调整开空调加速行驶工况下的压缩机通断策略，达到提升动力性的目的；
2、按照车速分区间，不同车速和发动机转速下对应不同的油门踏板开度，设定空调启停策略阈值；
3、结合油门踏板开度、踏板变化速率，设定最长断开时间、最短吸合时间等细化参数；
4、结合空调系统功耗变化曲线，制定发动机扭矩补偿策略；性能集成更全面，更合理。
在实际车辆驾驶过程中，当A/C ON(空调开启)后，空调断开的具体策略为(如表1所示)：
表1——空调控制策略要求
首先，以40Km/h车速为控制点，根据不同车速区间下的发动机转速范围、油门踏板开度及变化率，执行A/C OFF(空调关断)；
其次，当A/C OFF(空调关断)策略执行后，如果油门踏板开度一直大于设定阈值，空调断开后最长断开时间为15s；如果操作人员立即松油门，空调断开到再次吸合的最短时间为5s；空调吸合后再次执行断开最短时间为5s；以此避免空调的频繁吸合。
本发明方法在执行空调启停策略的同时包含另外一个策略：
在实际车辆驾驶过程中，当A/C ON(空调开启)后，空调断开的具体策略为：
当操作人员A/C ON(空调开启)之后，根据发动机转速，空调压缩机转速及对应的功耗，判断执行发动机扭矩补偿策略，即：在A/C ON(空调开启)的工况下，分步提升发动机转速，提高扭矩输出，保证用户在空调开和空调关状态下的动力性驾驶感受保持一致，解决开空调动力变差的状况；
如表2所示：
表2——扭矩补偿策略
根据扭矩补偿策略提供的整车空调系统功耗特性曲线，进行发动机在中低负荷下的输出功率扭矩补偿修订，通过补偿措施缓解开空调时出现明显感觉动力不足的现象(类似基本在相同的油门开度下用户对动力性的感觉是一样的，而不是完全靠踩油门踏板来实现)；空调系统随发动机转速的功耗图(在开空调状态下，随发动机转速的变化，发动机的输出功率及扭矩相对不开空调状态下应有额外的输出补偿)。
本发明在实际开发验证过程中，需要经过反复多轮调校验证才能最终确定。
如表3所示，是某车型开发过程中针对不同ECU标定优化数据ECU0，ECU1，ECU2的实车验证结果，通过数据可以发现ECU1在空调开和空调关下动力性表现更为接近。
表3——空调启停不同策略验证结果
图2、图3、图4为该车型与竞品车的开关空调下的动力性对比曲线，通过对比可以发现，竞品车的开关空调下的动力性加速时间基本保持一致，该车型在起步阶段开关空调下动力性存在明显差异。
制定实车验证方案和计划，分几种情况进行客观数据测量并进行对比：
1、同一台车A/C OFF(空调关断)动力性客观数据测量与ECU监控；
2、同一台车同等试验条件A/C ON(空调开启)试验测试，此时屏蔽空调启停策略；
3、同一台车同等试验条件A/C ON(空调开启)试验测试，此时ECU空调启停优化数据开启，可测试多组不同优化数据；
4、试验结果进行对比分析，确认最优ECU策略。
通过监测与计算急加速时节气门开度及开启速度与设定值比较，当大于设定值时，判断为急加速工况，执行切断压缩机的操作，加强提速的能力；主要验证测试分析过程如下：
1、通过加速踏板踩下的快慢来控制切断空调压缩机，提高动力性；
如图7数据采集所示：此次加速时指针2所示TpPos(节气门开度)最高达到约43％，未达到关闭空调的阈值50％，而此时对切断空调起作用的是dTpp(节气门开启速度)＝13，超过设定阈值10；进而切断空调，提高瞬间的加速性能；
2、节气门开度达到设定值时切断空调压缩机，提高瞬间加速性能；
数据采集如图8所示：此次加速时指针1所示dTpp(节气门开启速度)最高达到约8.5％，未达到设定的阈值10％，而此时对切断空调压缩机起作用的是TpPos(节气门开度)＝80，超过设定阈值50；进而切断空调，提高加速性能；
通过反复多轮调校验证后，确定初步冻结数据；
在最终数据冻结前，需要整车动力性与空调性能、NVH(噪声、振动和不平顺性)性能、空调系统可靠性之间进行综合验证，并均衡决策；主要进行客观数据的测量和主观评价，确认空调性能和NVH无明显影响和恶化，包括模拟用户实际驾驶工况下的室内温度温升变化量和影响；压缩机启停吸合时的NVH性能；压缩机断开吸合对单件耐久可靠性的影响等，需要综合评估后，最终实施最佳策略。
通过多轮调校优化，最终数据实施后某车型在开关空调下的WOT动力性得到了明显改善，如图5、图6所示。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种汽车开空调动力控制的优化方法，所述的汽车包括ECU、发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器；
其特征在于所述的汽车开空调动力控制策略为：
首先，通过ECU通过发动机转速传感器、车速传感器、油门踏板开度传感器，分别采集并计算发动机转速、车速、油门踏板开度及变化率的信息，制定ECU对应策略；
按照空调控制策略要求，通过空调功耗对应关系，执行空调的启停控制，实现发动机扭矩补偿；通过集成匹配，实现开空调时起步加速、超越加速、连续爬坡或者急加速时的动力性，使得动力性在开关空调时保持一致。
2.按照权利要求1所述的汽车开空调动力控制的优化方法，其特征在于：在实际车辆驾驶过程中，当空调开启后，空调断开的具体策略为：
首先，以40Km/h车速为控制点，根据不同车速区间下的发动机转速范围、油门踏板开度及变化率，执行A/C OFF；
其次，当A/C OFF策略执行后，如果油门踏板开度一直大于设定阈值，空调断开后最长断开时间为15s；如果操作人员立即松油门，空调断开到再次吸合的最短时间为5s；空调吸合后再次执行断开最短时间为5s；以此避免空调的频繁吸合。
3.按照权利要求1所述的汽车开空调动力控制的优化方法，其特征在于：在实际车辆驾驶过程中，当空调开启后，空调断开的具体策略为：
当操作人员A/C ON之后，根据发动机转速，空调压缩机转速及对应的功耗，判断执行发动机扭矩补偿策略，即：在A/C ON的工况下，分步提升发动机转速，提高扭矩输出，保证用户在空调开和空调关状态下的动力性驾驶感受保持一致，解决开空调动力变差的状况；
根据扭矩补偿策略提供的整车空调系统功耗特性曲线，进行发动机在中低负荷下的输出功率扭矩补偿修订，通过补偿措施缓解开空调时出现明显感觉动力不足的现象；
4.按照权利要求1所述的汽车开空调动力控制的优化方法，其特征在于：制定实车验证方案和计划，分几种情况进行客观数据测量并进行对比：
1）、同一台车A/C OFF动力性客观数据测量与ECU监控；
2）、同一台车同等试验条件A/C ON试验测试，此时屏蔽空调启停策略；
3）、同一台车同等试验条件A/C ON试验测试，此时ECU空调启停优化数据开启，可测试多组不同优化数据；
4）、试验结果进行对比分析，确认最优ECU策略。
5.按照权利要求1所述的汽车开空调动力控制的优化方法，其特征在于：通过监测与计算急加速时节气门开度及开启速度与设定值比较，当大于设定值时，判断为急加速工况，执行切断压缩机的操作，加强提速的能力；主要验证测试分析过程如下：
1）、通过加速踏板踩下的快慢来控制切断空调压缩机，提高动力性；
2）、节气门开度达到设定值时切断空调压缩机，提高瞬间加速性能；
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