CN106032796A - 汽车急加速时断开空调压缩机控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车急加速时断开空调压缩机控制系统及方法，该系统包括汽车急加速时断开空调压缩机控制模块，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块与ECU连接，接收ECU信号；所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块通过急加速断开空调压缩机控制模块保险丝连接到点火开关电源，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块包括控制芯片。本发明通过在急加速过程中，适时断开空调压缩机继电器，能短时提升发动机的加速功率，提升小排量汽车使用舒适性。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种汽车急加速时断开空调压缩机控制系统。
背景技术
随着油价上涨及节能环保的理念渐渐深入人心，小排量汽车以相对较低的使用及维护成本，逐渐为大众接受并喜爱。但是小排量汽车在使用过程中，尤其是开制冷空调时加速性能不足，已成为影响小排量汽车使用舒适性的瓶颈。小排量汽车使用的小排量发动机，普遍存在低速扭矩不高，低转速下发动机有效输出功率不高，空调压缩机消耗的功率在有效输出功率中占的比例较大。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，本发明通过在急加速过程中，适时断开空调压缩机继电器，能短时提升发动机的加速功率，提升小排量汽车使用舒适性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，该系统包括汽车急加速时断开空调压缩机控制模块，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块与ECU连接，接收ECU信号；所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块通过急加速断开空调压缩机控制模块保险丝连接到点火开关电源，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块包括控制芯片。
所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块经过主继电器和主继电器下挂保险丝，为空调压缩机继电器线圈提供电源。
所述控制芯片的1号引脚接电，2号引脚接地，当3号引脚未接收到触发信号时，汽车急加速时断开空调压缩机控制模块的5号和6号引脚常通。
所述控制芯片的5号和6号引脚为汽车急加速时断开空调压缩机控制模块内的MCU控制，当3号引脚接收到触发信号时，触发条件符合，断开5号和6号引脚，切断空调压缩机继电器线圈电源。
所述点火开关(15)闭合，点火开关电源(13)通过控制芯片的1号引脚给电源模块(16)供电，12V转5V。
所述控制芯片的3号引脚接收高电平信号，Probe1和Probe2电压接近，Q1(20)和U3(19)截止，Probe3为高电平，通过U2A(18)给控制芯片89C52(17)的1号引脚输入低电平信号0；
所述控制芯片的3号引脚接收低电平信号，Probe1和Probe2电压差为8V，Q1(20)和U3(19)导通，Probe3为低电平，过U2A(18)给控制芯片89C52(17)的1号引脚输入高电平信号1。
当控制芯片的28号引脚输出高电平信号，U5(21)和Q2(22)截止，控制芯片的5号引脚和6号引脚不导通，压缩机继电器(5)线圈上端没有高电平信号,压缩机继电器(5)断开，压缩机(4)停止工作。
当控制芯片89C52的28号引脚输出低电平信号，U5(21)和Q2(22)导通，控制芯片5号引脚和6号引脚导通，压缩机继电器(5)线圈上端有高电平信号,压缩机继电器(5)导通，压缩机(4)工作。
一种汽车急加速时断开空调压缩机控制方法，该方法包括以下步骤：步骤一、计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；步骤二、低电平时间低于阀值，返回步骤一；步骤三、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒；步骤四、控制芯片的5号、6号引脚断开的第8秒，重新计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；步骤五、低电平时间低于阀值，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一；步骤六、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，如果没有连续高于阀值，连续高于阀值的次数清零，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒之后，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一。
本发明有益效果是:本发明的一种急加速断开空调压缩机控制模块，检测单个喷油嘴的喷油周期和喷油时间，判定是否断开空调压缩机继电器线圈电源，从而达到在急加速过程中，适时断开空调压缩机继电器，短时提升发动机的加速功率的作用。当检测信号和周期满足的时候，控制模块断开空调压缩机继电器线圈电源10秒钟；空调压缩机继电器线圈断电，压缩机断开；当压缩机断开时，发动机消耗在空调压缩机上的功率被释放出来，短时提升发动机的加速功率；加速功率的提升，有利于发动机工作在理想工况下，提升驾驶舒适性，降低油耗。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的系统外部控制部件结构图。
图2是本发明的具体实施方式的系统外部控制部件分布局部放大图。
图3是本发明的具体实施方式的控制模块123号引脚内部控制逻辑图。
图4是本发明的具体实施方式的控制模块5号6号引脚内部控制逻辑图。
图5是本发明的具体实施方式的3号引脚接收高电平信号控制策略图。
图6是本发明的具体实施方式的系统触发条件和控制逻辑图。
其中，1、急加速断开空调压缩机控制模块；2、喷油嘴；3、ECU本体(发动机控制模块)；4、压缩机；5、压缩机继电器；6、主继电器；7、压缩机继电器功率电源保险丝；8、主继电器功率电源保险丝；9、主继电器下挂保险丝；10、主继电器下挂保险丝；11、急加速断开空调压缩机控制模块保险丝；12、蓄电池电源(30电)；13、点火开关电源(15电)；14、搭铁(接地)；15、点火开关；16、电源芯片；17、控制芯片；18、非门U2A；19、光耦U3；20、MOS管Q1；21、光耦U5；22、三极管Q2；23、控制芯片89C52的28号引脚。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域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。
本系统主要是由核心急加速断开空调压缩机控制模块(以后简称控制模块)，并与周边相关电器元件共同组成的。在汽车急加速时，控制模块与ECU连接，接收ECU所有工况信号，通过控制模块进行智能判断压缩机断开与否。
发动机启动后，在正常工作时，由于油泵建立油压并维持一定的油压，且使用喷油嘴2喷射供油的最大优点就是燃油供给之控制十分精确，让发动机在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让发动机保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范，也保证了发动机系统正常工作时，ECU对发动机喷油量的精确可控；同时ECU本体3可以实时监控发动机的转速信息和蒸发器内温度的信息，使空调系统的工作环境保持稳定；
在通常情况下，ECU本体3接收到开启空调制冷的AC请求使能信号，结合蒸发器温度信息可以确认空调压缩机可以启动；
在急加速状态中，发动机增加喷油量以增加加速度所用的功率，油耗曲线偏离正常值，油耗增大；
在空调开启的急加速状态中，发动机进一步增加喷油量以抵消空调压缩机消耗的功率和增加加速度所用的功率，油耗曲线进一步偏离正常值，油耗进一步增大；ECU本体3接收发动机转速信息和蒸发器温度信息以及四个喷油嘴2喷油时间增加且发动机转速无明显提升，偏离正常值时，判定为发动机处于功率提升阶段；
此时，控制模块1短时断开调压缩机继电器5控制信号，断开空调压缩机负载，能短时提升发动机输出给其他负载(主要为加速)功率，提升发动机加速性能，降低油耗；同时此系统考虑到用户的舒适性和对空调压缩机的保护，本策略被限制在一定时间(通常为2分钟)内，只能使用一次，原因在于：一方面，炎热天气下，空调压缩机断开时间太长，用户舒适度会下降；另一方面，大多数坡度也能在2分钟内爬完，不影响功率提升。
当ECU本体3通过发动机转速信息判定车速已经大于一定值(通常为3500转)，此时发动机的输出功率已经在最大值附近，此策略对加速功率提升较小，控制模块将该策略暂时屏蔽；
系统相关电路控制逻辑：
控制模块1的1号引脚为控制模块主电源，接收点火开关电源13通过急加速断开空调压缩机控制模块保险丝11为模块提供工作电源；
该模块工作电源受点火开关控制，点火开关电源13在点火开关关闭后即断电，避免因该附加模块产生静态电流，影响整车的静态存放时间；
控制模块1的2号引脚为控制模块地，和搭铁(接地)14相连；
控制模块1的5号引脚为主继电器电源输入脚，该电源从蓄电池电源(30电)，经过主继电器功率电源保险丝8，主继电器6和主继电器下挂保险丝9，为空调压缩机继电器5线圈提供电源(该电源被控制模块控制)；
控制模块1的6号引脚为空调压缩机继电器线圈电源提供引脚，通过控制模块1的控制，为空调压缩机继电器5线圈提供电源；
当控制模块1的1号引脚接电，2号引脚接地，且3号引脚未接收到触发信号时，控制模块1的5号和6号引脚常通；
控制模块1的3号引脚接收ECU信号，并判定是否满足触发条件；
控制模块1的5号和6号引脚为控制模块1内的MCU控制，在触发条件符合时，断开5号和6号引脚，切断空调压缩机继电器5线圈电源，从而使空调压缩机停止工作；
具体触发条件和控制逻辑如图6所示；一种汽车急加速时断开空调压缩机控制方法，该方法包括以下步骤：步骤一、计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；步骤二、低电平时间低于阀值，返回步骤一；步骤三、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒；步骤四、控制芯片的5号、6号引脚断开的第8秒，重新计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；步骤五、低电平时间低于阀值，控制芯片的5号、6号引脚接通，5分钟后返回步骤一；步骤六、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，如果没有连续高于阀值，连续高于阀值的次数清零，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒之后，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一。
控制模块内部控制逻辑：
点火开关15闭合，点火开关电源13通过控制模块1的1号引脚给电源模块16供电，12V转5V；
控制模块1的2号引脚和搭铁14相连，提供给模块提供地；
模块本体1的3号引脚接收外部信号，判定外部高低电平周期和低电平时间，作为输入；
如图5所示，当3号引脚接收高电平信号，Probe1和Probe2电压接近，MOS管Q1(20)和光耦U3(19)截止，Probe3为高电平(5V)，通过U2A(18)给控制芯片17的1号引脚输入低电平信号(Probe4的值，0V，)0；当3号引脚接收低电平信号，Probe1和Probe2电压差为8V，MOS管Q1(20)和光耦U3(19)导通，Probe3为低电平(90.1mV)，通过非门U2A(18)给控制芯片17的1号引脚输入高电平信号(Probe4的值，6V，)1；
控制芯片17的1号引脚接收高低电平(0,1状态)来判定外部高低电平周期和低电平时间，作为输入；
当控制芯片89C52的28号引脚输出高电平信号，光耦U5(21)和MOS管Q2(22)截止，控制模块15号引脚和6号引脚不导通，压缩机继电器5线圈上端没有高电平信号,压缩机继电器5断开，压缩机4不工作；
当控制芯片89C52的28号引脚输出低电平信号，光耦U5(21)和MOS管Q2(22)导通，控制模块15号引脚和6号引脚导通，压缩机继电器5线圈上端有高电平信号,压缩机继电器5通，压缩机4可以工作；
本控制模块通过ECU本体接收到单个喷油嘴的喷油周期和喷油时间等信息，判定是否断开空调压缩机继电器线圈电源，从而达到在急加速过程中，适时断开空调压缩机继电器，短时提升发动机的加速功率，增加驾驶舒适性，降低油耗，符合当今节能环保大的主题。
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。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，该系统包括汽车急加速时断开空调压缩机控制模块，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块与ECU连接，接收ECU信号；所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块通过急加速断开空调压缩机控制模块保险丝连接到点火开关电源，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块包括控制芯片。
2.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述汽车急加速时断开空调压缩机控制模块经过主继电器和主继电器下挂保险丝，为空调压缩机继电器线圈提供电源。
3.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述控制芯片的1号引脚接电，2号引脚接地，当3号引脚未接收到触发信号时，汽车急加速时断开空调压缩机控制模块的5号和6号引脚常通。
4.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述控制芯片的5号和6号引脚为汽车急加速时断开空调压缩机控制模块内的MCU控制，当3号引脚接收到触发信号时，触发条件符合，断开5号和6号引脚，切断空调压缩机继电器线圈电源。
5.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述点火开关(15)闭合，点火开关电源(13)通过控制芯片的1号引脚给电源模块(16)供电，12V转5V。
6.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述控制芯片的3号引脚接收高电平信号，Probe1和Probe2电压接近，MOS管Q1(20)和光耦U3(19)截止，Probe3为高电平，通过非门U2A(18)给控制芯片(17)的1号引脚输入低电平信号0。
7.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，所述控制芯片的3号引脚接收低电平信号，Probe1和Probe2电压差为8V，MOS管Q1(20)和光耦U3(19)导通，Probe3为低电平，通过非门U2A(18)给控制芯片(17)的1号引脚输入高电平信号1。
8.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，当控制芯片的28号引脚输出高电平信号，光耦U5(21)和三极管Q2(22)截止，控制芯片的5号引脚和6号引脚不导通，压缩机继电器(5)线圈上端没有高电平信号,压缩机继电器(5)断开，压缩机(4)停止工作。
9.根据权利要求1所述的汽车急加速时断开空调压缩机控制系统，其特征在于，当控制芯片的28号引脚输出低电平信号，光耦U5(21)和三极管Q2(22)导通，控制芯片5号引脚和6号引脚导通，压缩机继电器(5)线圈上端有高电平信号,压缩机继电器(5)导通，压缩机(4)工作。
10.一种汽车急加速时断开空调压缩机控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；
步骤二、低电平时间低于阀值，返回步骤一；
步骤三、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒；
步骤四、控制芯片的5号、6号引脚断开的第8秒，重新计算周期内控制芯片的3号引脚低电平时间；
步骤五、低电平时间低于阀值，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一；
步骤六、低电平时间高于阀值，如果连续高于阀值的次数低于10，对连续高于阀值的次数进行累加，如果没有连续高于阀值，连续高于阀值的次数清零，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一，当连续高于阀值的次数达到10，控制芯片的5号、6号引脚断开10秒之后，控制芯片的5号、6号引脚接通，2分钟后返回步骤一。
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