CN105667492B - 一种混合动力车辆的空调节能控制方法及系统 - Google Patents

一种混合动力车辆的空调节能控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种混合动力车辆的空调节能控制方法及系统，属于混合动力车辆节能控制技术领域。本发明针对车内实际温度与空调设定温度之间的关系，给出不同控制方式，当车内实际温度未达到空调设定温度时，在车辆滑行或制动时提前控制离合器分离，以减少发动机的反拖功，让车的滑行距离更长，提高车辆的滑行性能，通过提前分离离合器也能提高主电机的制动能量回收；当车内实际温度达到空调设定温度时，制动或滑行时降低离合器的分离转速，在离合器分立前使发动机继续反拖，进行持续制冷，在离合器分离后让发动机停机，避免发动机一直处于工作状态。本发明能够显著改善车辆的经济性能，降低油耗，且控制方式简单有效，成本低廉。

Description

一种混合动力车辆的空调节能控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的空调节能控制方法及系统，属于混合动力车辆节能控制技术领域。
背景技术
目前国内几家大型客车生产厂家所生产的混合动力客车都安装了传统空调，夏季时车辆开空调运营，除发动机驱动整车时，其余时间发动机全部运行在怠速工况。对比同线路的传统车辆会发现，夏季的混合动力车辆的节油率效果很差，严重影响了车辆的经济性指标，违背了混合动力车辆设计之初所提出的节能环保的理念。如何平衡驾乘感受和车辆的经济性指标，这一问题一直困扰着各个混合动力客车生产厂家。
中国专利申请公布号：CN 102563027 A公布了混合动力客车车速的新型动态切换方法，车辆不开空调，加速度为正时，选结合车速略低于发动机怠速对应的车速；车辆不开空调，加速度为负时，选分离车速略高于发动机怠速对应的车速；车辆开空调，加速度为正时，选结合车速略低于发动机空调怠速对应的车速；车辆开空调，加速度为负时，选分离车速略高于发动机空调怠速对应的车速。该专利是通过参考发动机怠速和发动机空调怠速值，设定离合器的分离、结合时机。其离合器分离转速仅围绕发动机怠速和发动机空调怠速值附近(发动机怠速和发动机空调怠速在700rpm左右)，未考虑其他情况下离合器分离对车辆经济性能所做出的贡献。
中国专利申请公布号：CN 103072445 A公布了一种混合动力汽车的空调控制方法。该专利通过预设空调温度T0、车内温度T1和车外温度T2的关系，来控制发动机是否工作，通过根据车外温度来调整空调温度，以减少空调压缩机的工作时间，从而降低发动机油耗。虽然该专利能够在一定程度上降低油耗，但是该专利仅能降低预设空调温度与室外温度相差比较小情况下的油耗，而对于预设空调温度与室外温度相差比较大情况，该专利就无法降低其油耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合动力车辆的空调节能控制方法，以提高车辆在制动或滑行时空调的节能效果。
本发明为解决上述技术问题提供了一种混合动力车辆的空调节能控制方法，该控制方法包括以下步骤：
1)采集车内的实际温度和空调设定温度，判断实际温度是否大于空调设定温度；
2)当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程中及分离后持续给发动机供油；
3)当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油。
所述步骤2)中离合器彻底分离后发动机处于怠速状态。
所述步骤3)中离合器彻底分离后发动机处于停机状态。
所述步骤2)中离合器的分离转速值提高到V1，即在主电机转速小于V1时分离离合器，V1的范围为2500rpm～2700rpm。
所述步骤3)中离合器的分离转速值降低到V2，即在主电机转速小于V2时分离离合器，V2的范围为800rpm～1000rpm。
本发明还提供了一种混合动力车辆的空调节能控制系统，该控制系统中执行有一个或多个模块，所述一个或多个模块用于执行以下步骤：
A.采集车内的实际温度和空调设定温度，判断实际温度是否大于空调设定温度；
B.当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程中及分离后持续给发动机供油；
C.当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油。
所述步骤B中离合器彻底分离后发动机处于怠速状态。
所述步骤C中离合器彻底分离后发动机处于停机状态。
所述步骤B中离合器的分离转速值提高到V1，即在主电机转速小于V1时分离离合器，V1的范围为2500rpm～2700rpm。
所述步骤C中离合器的分离转速值降低到V2，即在主电机转速小于V2时分离离合器，V2的范围为800rpm～1000rpm。
本发明的有益效果是：本发明针对车内实际温度与空调设定温度之间的关系，给出不同控制方式，当车内实际温度未达到空调设定温度时，在车辆滑行或制动时提前控制离合器分离，以减少发动机的反拖功，让车的滑行距离更长，提高车辆的滑行性能，通过提前分离离合器也能提高主电机的制动能量回收；当车内实际温度达到空调设定温度时，制动或滑行时降低离合器的分离转速，在离合器分立前使发动机继续反拖，进行持续制冷，在离合器分离后让发动机停机，避免发动机一直处于工作状态。本发明能够显著改善车辆的经济性能，降低油耗。
附图说明
图1是混合动力车辆的混合动力系统构型图；
图2是本发明实施例中混合动力车辆的空调节能控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种混合动力车辆的空调节能控制方法的实施例
如图1所示，本实施例中的混合动力车辆为混联式系统，包括发动机、ISG电机、离合器、主电机、发动机与ISG电机传动连接，ISG电机通过离合器与主电机连接，主电机通过减速器传动连接至差速器，由差速器将能量传递给车轮，离合器分离后车辆靠主电机驱动，离合器结合后车辆靠发动机和主电机共同驱动，主电机和ISG电机与双电机控制器连接，受双电机控制器的控制，并通过双电机控制器连接至动力电池，动力电池一方面为ISG电机和主电机提供电源，另一方面回收车辆制动时主电机的制动能量。同时车辆上还装配有空调系统，该空调系统的压缩机由发动机带动，车辆在正常行驶过程中，且空调打开的状态下，发动机一方面将能量通过离合器将能量提供给车辆，一方面通过皮带拖动空调系统的压缩机，带动空调系统运转。当油门踏板开关信号为0时，车辆即进入滑行或制动模式，在该种模式下，为提高在此种模式下空调的节能效果，本发明给出一种混合动力车辆的空调节能控制方法，该方法的流程如图2所示，具体包括以下步骤：
1.采集车内的实际温度T1和空调设定温度T0，判断实际温度T1是否大于空调设定温度T0。
本实施例中车内实际温度信号T1、空调面板设定温度信号T0和空调使能信号通过硬线或CAN通讯网络传给整车控制器，整车控制器实时采集车内实际温度信号、空调面板设定温度信号、空调使能信号、油门踏板开关信号、离合器状态信号；根据油门踏板开关信号判断车辆所处状态，当油门踏板开关信号为0时，车辆即进入滑行或制动模式。
2.当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程及分离后持续给发动机供油。
实际温度大于空调设定温度，即车内的温度不满足实际需求，在车辆制动或滑行时还需给发动机供油，使发动机持续带动空调压缩机运转，即离合器分离后，发动机还需工作，因此，需要提高制动或滑行时离合器的分离转速，本实施例中离合器分离转速值为V1，V1的范围为2500rpm～2700rpm，即当主电机转速小于V1时控制离合器分开，在离合器彻底分离前持续给发动机供油，当离合器分离后发动机保持怠速运行，并持续给发动机供油。当车辆滑行时，在主电机转速小于V1时就控制离合器分离(一般情况下主电机转速小于1600转离合器才分开)，实现了离合器的提前分离，减少发动机的反拖功，可以让车辆滑行距离更长；当车辆制动时，提前让离合器分离，减少的发动机反拖功，可以加在主电机制动功率上，提高车辆的制动能量回收。
3.当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油，控制发动机停机。
实际温度不大于空调设定温度，即车内的温度满足需求，在车辆制动或滑行时可无需再给发动机供油，通过ISG电机拖动发动机来带动空调压缩机即可满足需求，因此，需要降低制动或滑行时离合器的分离转速，本实施例中离合器的分离转速值为V2，V2的范围为800rpm～1000rpm，即当主电机转速小于V2时控制离合器分离(一般情况下主电机转速小于1600转离合器就分开)，目的是让发动机被继续拖动，在发动机停止供油的情况下使空调压缩机继续制冷，维持车内制冷量，离合器分离后发动机停机，减少能量浪费。
下面以驾驶员设定空调温度为20度为例来说明本发明的实施过程。
采集车内的实际温度，并将其与空调的设定温度进行比较，当车内实际温度为25度，大于设定温度20度，且油门踏板开关信号＝0，此时车辆处于滑行或制动状态，提高离合器的分离转速，即主电机转速小于2500转时离合器就分开(一般情况下主电机转速小于1600转离合器才分开)，提前控制车辆滑行或制动时离合器的分离，以减少发动机的反拖功，让车的滑行距离更长，提高车辆的滑行性能和制动能量回收，当离合器分开后整车控制器给发动机怠速指令，并持续给发动机供油。
随着车内的温度不断下降，当车内实际温度为19度时，小于设定温度20度，且油门踏板开关信号＝0，此时车辆处于滑行或制动状态，降低离合器的分离转速，即在主电机转速小于1000转时离合器才分离(一般情况下主电机转速小于1600转离合器分开)，延迟控制车辆滑行或制动时离合器的分离，离合器分离前中断发动机供油，使在不给发动机供油的情况下继续反拖带动空调压缩机运转，并离合器分离后给发动机发停机指令。
本发明的一种混合动力车辆的空调节能控制系统的实施例
本发明的控制系统中执行有一个或多个模块，所述一个或多个模块用于执行以下步骤：采集车内的实际温度和空调设定温度，判断实际温度是否大于空调设定温度；当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程中及分离后持续给发动机供油；当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油。该控制系统中执行的一个或多个模块可由混合动力车辆中的整车控制器完成，整车控制器通过采集油门踏板开关信号判断车辆所处状态，当油门踏板开关信号为0时，车辆即进入滑行或制动模式；通过采集车内的实际温度T1和空调设定温度T0判断实际温度T1是否大于空调设定温度T0；并在车内实际温度大于空调设定温度时，整车控制器提高车辆处于滑行或制动状态下离合器的分离转速，同时在车内实际温度小于空调设定温度时，整车控制器降低车辆处于滑行或制动状态下离合器的分离转速。该系统具体工作过程已在方法的实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。
本发明在车内实际温度大于空调设定温度时，提高车辆处于滑行或制动状态下离合器的分离转速，提前控制车辆滑行或制动时离合器的分离，以减少发动机的反拖功，让车的滑行距离更长，提高车辆的滑行性能和制动能量回收；在车内实际温度小于空调设定温度时，降低车辆处于滑行或制动状态下离合器的分离转速，在离合器分立前使发动机继续反拖带动空调压缩机运转，并在离合器分离后让发动机停机，避免发动机一直处于工作状态。本发明根据混合动力车辆的系统特点和实际温度与空调设定温度之间的关系来控制滑行制动时离合器的分离转速值和发动机的工作状态，通过上述控制，实际线路运营表明车辆的经济性会有很大提高，此种控制方式比传统控制方式油耗降低15％-20％。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆的空调节能控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：
1)采集车内的实际温度和空调设定温度，判断实际温度是否大于空调设定温度；
2)当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程中及分离后持续给发动机供油；
3)当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的空调节能控制方法，其特征在于，所述步骤2)中离合器彻底分离后发动机处于怠速状态。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的空调节能控制方法，其特征在于，所述步骤3)中离合器彻底分离后发动机处于停机状态。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的空调节能控制方法，其特征在于，所述步骤2)中离合器的分离转速值提高到V1，即在主电机转速小于V1时分离离合器，V1的范围为2500rpm～2700rpm。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的空调节能控制方法，其特征在于，所述步骤3)中离合器的分离转速值降低到V2，即在主电机转速小于V2时分离离合器，V2的范围为800rpm～1000rpm。
6.一种混合动力车辆的空调节能控制系统，其特征在于，该控制系统中执行有一个或多个模块，所述一个或多个模块用于执行以下步骤：
A.采集车内的实际温度和空调设定温度，判断实际温度是否大于空调设定温度；
B.当实际温度大于空调设定温度，提高车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离过程中及分离后持续给发动机供油；
C.当实际温度不大于空调设定温度，降低车辆制动或滑行时离合器的分离转速，并在离合器分离前中断发动机供油。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的空调节能控制系统，其特征在于，所述步骤B中离合器彻底分离后发动机处于怠速状态。
8.根据权利要求6所述的混合动力车辆的空调节能控制系统，其特征在于，所述步骤C中离合器彻底分离后发动机处于停机状态。
9.根据权利要求6所述的混合动力车辆的空调节能控制系统，其特征在于，所述步骤B中离合器的分离转速值提高到V1，即在主电机转速小于V1时分离离合器，V1的范围为2500rpm～2700rpm。
10.根据权利要求6所述的混合动力车辆的空调节能控制系统，其特征在于，所述步骤C中离合器的分离转速值降低到V2，即在主电机转速小于V2时分离离合器，V2的范围为800rpm～1000rpm。
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