CN106224221A - 一种电动压缩机控制装置及其停机控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动压缩机控制装置及其停机控制方法，包括左边低压侧，右边高压侧，CAN通讯芯片，MCU芯片，电机驱动芯片IPM以及电机的控制芯片DSP，其中，左边低压侧的电压低于右边高压侧的电压；左边低压侧向CAN通讯芯片和MCU芯片供电；右边高压侧直接向电机驱动芯片IPM供电，或转换为低压电，分别给电机的控制芯片DSP和电机驱动芯片IPM供电。通过对压缩机停机时刻的准确判断，在压缩机需要停机的时候，及时做出响应，有效的避免用户抱怨，避免压缩机频繁得进入高压工作状态，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电动压缩机，具体涉及一种电动压缩机控制装置及其停机控制方法。
背景技术
汽车的发展引起了地球资源的过大消耗。能源紧缺是全人类面临的越来越严重的问题，是一个全球问题。同时汽车在给人们带来便利的同时也污染了环境。面对资源紧缺与环境保护问题，发展电动汽车和混动汽车成为汽车工业发展的主流趋势。而电动压缩机作为新能源汽车空调的“心脏”器件，它的应用也将得到进一步推广。
由于电动压缩机是一个新兴的产物，它的一些控制策略还需要不断的完善。比如当前的电动压缩机停机控制策略，电动压缩机控制器在发生通讯故障(压缩机控制器接收不到整车信号)或整车非正常下电(空调正在工作时整车钥匙直接打到OFF档)时，压缩机仍然按照先前的工作状态继续运行30S后，再用10S的时间来停机，这会导致两个问题，第一，通讯故障时，在不能接收到整车的实时信息情况下，会导致车内偏冷或偏热或空调系统故障；第二，整车非正常下电后仍运行30S后再停机，噪音太大且给用户一种整车关不掉电的错觉，以为空调系统有故障，引起用户抱怨。另外，整车钥匙打到OFF档后，冷凝器散热风扇不工作，但压缩机仍在工作，空调系统压力会急剧上升，持续的高压对压缩机本身的可靠性及耐久性也有很大冲击，且频繁工作在该状态下，空调系统的寿命也会受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动压缩机控制装置及其停机控制方法，通过此停机控制策略的实施，在发生通讯故障或整车非正常下电时，通过对通讯情况及整车供电情况的检测，从而能够准确地判断出是否需要控制压缩机停转，在需要停转的情况下，及时响应停机策略，避免用户抱怨，且保护压缩机免受高压冲击，延长空调使用寿命。
当压缩机控制器检测到自身发生通讯异常时，在发生通讯异常到4S内，压缩机保持故障前的转速运行，4S后若通讯恢复正常，则压缩机按实时通讯信息运转，若4S后仍通讯异常，则控制压缩机在10S内停转；当压缩机控制器检测到整车非正常下电1S以后，控制压缩机在10S内停转。具体技术方案如下：
一种电动压缩机控制装置，包括左边低压侧，右边高压侧，CAN通讯芯片，MCU芯片，电机驱动芯片IPM以及电机的控制芯片DSP，其中，左边低压侧的电压低于右边高压侧的电压；左边低压侧向CAN通讯芯片和MCU芯片供电；右边高压侧直接向电机驱动芯片IPM供电，或转换为低压电，分别给电机的控制芯片DSP和电机驱动芯片IPM供电。
进一步地，还包括电源转换芯片，左边低压侧为IGN电，IGN电通过该电源转换芯片转换为更低的电压后给CAN通讯芯片和MCU芯片供电。
进一步地，还包括整车高压蓄电池，其用于向右边高压侧供电。
进一步地，所述MCU芯片为MCU控制芯片，其用于对CAN通讯芯片接收的整车信息进行解析，并把解析的信息通过串口通讯发给电机的控制芯片DSP。
进一步地，电机的控制芯片DSP控制连接至压缩机，其可接收MCU芯片发来的信息，并对压缩机进行相应控制。
进一步地，电机驱动芯片IPM连接至电机，所述控制芯片DSP控制电机驱动芯片IPM驱动电机运转。
上述电动压缩机控制装置的停机控制方法：(1)当压缩机控制装置检测到自身发生通讯异常时，在发生通讯异常到第一预设时间内，压缩机保持故障前的转速运行，第一预设时间后若通讯恢复正常，则压缩机按实时通讯信息运转，若第一预设时间后仍通讯异常，则控制压缩机在第二预设时间内停转；(2)当压缩机控制装置检测到整车非正常下电时，若连续第三预设时间检测到IGN值不在定义范围内，则立刻控制压缩机在第二预设时间内停转；(3)当整车正常下电时，压缩机控制装置在接收到整车发来的关闭空调信号后，则立刻控制压缩机在第二预设时间内停转。
进一步地，所述第一预设时间设置为4S，所述第二预设时间设置为10S，所述第三预设时间设置为1S。
进一步地，步骤(3)中所述整车正常下电为先关闭整车用电器，再把整车钥匙打到OFF档。
进一步地，在整车非正常下电时，IGN掉电，此时DSP仍然有电，DSP可以判断出IGN已经掉电，当DSP连续1S检测到IGN电压掉电时，DSP控制压缩机在10S内由当前转速降低到0，实现停机。
与目前现有技术相比，本发明通过此停机控制策略的实施，在发生通讯故障或整车非正常下电时，通过对通讯情况及整车供电情况的检测，从而能够准确地判断出是否需要控制压缩机停转，在需要停转的情况下，及时响应停机策略，避免用户抱怨，且保护压缩机免受高压冲击，延长空调使用寿命。当连续4S内检测到通讯异常或者连续1S内检测到IGN电掉电的时候，判断为需要关闭压缩机，然后控制压缩机在10S内由当前转速降低到0，实现停机。该方案通过反复试验及主观评价确定，既不会引起顾客抱怨，又能很好地保护压缩机免受高压冲击。通过对压缩机停机时刻的准确判断，在压缩机需要停机的时候，及时做出响应，有效的避免用户抱怨，避免压缩机频繁得进入高压工作状态，延长其使用寿命。
附图说明
图1为压缩机控制装置的电源设计图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
在一个优选实施例中，控制策略包括两个方面，一是对停机时刻的判断，二是对压缩机停机过程所用时间的控制。当压缩机控制器检测到整车非正常下电或者检测到发生通讯故障时，判定为需要停机。
一.整车非正常下电(空调正在工作的情况下，整车钥匙直接打到OFF档),压缩机控制器的电源设计方案如图1：
1.左边低压侧为IGN电，IGN电通过电源转换芯片转换为更低的电压后给CAN通讯芯片和MCU芯片供电；
2.右边高压电源由整车高压蓄电池提供，它有两个用途：
1)直接给电机驱动芯片IPM供电；
2)通过变压器转换为低压电，分别给电机的控制芯片DSP和IPM供电；
各芯片主要功能描述及相互间的关系：
1.MCU控制芯片用于对CAN接收的整车信息进行解析，并把解析的信息通过串口通讯发给DSP控制芯片；
2.DSP芯片接收MCU发来的信息，并对压缩机进行相应控制；
3.IPM芯片是电机驱动芯片，DSP控制芯片控制IPM芯片来驱动电机运转。基于这种电源设计方案，在整车非正常下电时，IGN掉电，此时DSP仍然有电，DSP可以判断出IGN已经掉电，当DSP连续1S检测到IGN电压掉电时，DSP控制压缩机在10S内由当前转速降低到0，实现停机。
注：大部分用户的使用习惯都是，停车时，在空调还在工作的情况下，整车钥匙直接打到OFF档。由于整车的高压电供电策略是，钥匙打到OFF档后，高压电还会持续供电约40S。因此，当IGN掉电时，压缩机的控制芯片DSP及驱动芯片IPM仍然有电，仍然可以控制压缩机正常工作。但是由于此时冷凝器散热风扇已经不工作了(因为IGN掉电了)，若压缩机继续工作的话，系统压力会急剧加大，压缩机会受到高压冲击，影响压缩机的可靠性和耐久性。所以当检测到整车非正常下电时，要及时控制压缩机停机(DSP连续1S检测到IGN掉电即控制停机)。
二.通讯故障：整车网络管理系统定义一个网络通讯故障时间4S(不同车型该值可能不同)，所有参与整车网络通讯的模块，若发生通讯异常且在4S内不能恢复正常，则网络管理系统会报其通讯故障，并将故障码存储起来。发生通讯故障的模块会根据自身功能的不同做出不同的响应。压缩机控制器在刚发生通讯异常到4S内，按发生异常前的转速运行，4S后若未恢复正常，判断为通讯故障，然后控制压缩机在10S内由当前转速降低到0，实现停机。
注：由于该种情况下，通讯异常期间，整车IGN有电，冷凝器散热风扇可正常工作，即使压缩机按高转速运转也不会导致空调系统压力急剧上升，所以通讯异常的4S内压缩机仍可按高速运转，4S时间的定义为4S或更长时间，系统也是安全的。
关于停机过程10S的定义，是经反复测试不同工况下的压缩机，用10S的时间来停机，均不会导致系统压力过高，主观评价亦不会有停机时间过长和噪音大的问题。
在另一个优选实施例中，此压缩机停机控制策略，其具体实施方式为：
第一，当压缩机控制器检测到自身发生通讯异常时，在发生通讯异常到4S内，压缩机保持故障前的转速运行，4S后若通讯恢复正常，则压缩机按实时通讯信息运转，若4S后仍通讯异常，则控制压缩机在10S内停转
第二，当压缩机控制器检测到整车非正常下电时，若连续1S检测到IGN值不在定义范围内，则立刻控制压缩机在10S内停转。
第三，当整车正常下电时(即先关空调，再把整车钥匙打到OFF档)，压缩机控制器在接收到整车发来的关闭空调信号后，则立刻控制压缩机在10S内停转。
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改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电动压缩机控制装置，其特征在于，包括左边低压侧，右边高压侧，CAN通讯芯片，
MCU芯片，电机驱动芯片IPM以及电机的控制芯片DSP，其中，
左边低压侧的电压低于右边高压侧的电压；
左边低压侧向CAN通讯芯片和MCU芯片供电；
右边高压侧直接向电机驱动芯片IPM供电，或转换为低压电，分别给电机的控制芯片DSP和电机驱动芯片IPM供电。
2.如权利要求1所述的电动压缩机控制装置，其特征在于，还包括电源转换芯片，左边低压侧为IGN电，IGN电通过该电源转换芯片转换为更低的电压后给CAN通讯芯片和MCU芯片供电。
3.如权利要求1和2所述的电动压缩机控制装置，其特征在于，还包括整车高压蓄电池，其用于向右边高压侧供电。
4.如权利要求1-3所述的电动压缩机控制装置，其特征在于，所述MCU芯片为MCU控制芯片，其用于对CAN通讯芯片接收的整车信息进行解析，并把解析的信息通过串口通讯发给电机的控制芯片DSP。
5.如权利要求1-4所述的电动压缩机控制装置，其特征在于，电机的控制芯片DSP控制连接至压缩机，其可接收MCU芯片发来的信息，并对压缩机进行相应控制。
6.如权利要求1-5所述的电动压缩机控制装置，其特征在于，电机驱动芯片IPM连接至电机，所述控制芯片DSP控制电机驱动芯片IPM驱动电机运转。
7.如权利要求1-6所述电动压缩机控制装置的停机控制方法，其特征在于：
(1)当压缩机控制装置检测到自身发生通讯异常时，在发生通讯异常到第一预设时间内，压缩机保持故障前的转速运行，第一预设时间后若通讯恢复正常，则压缩机按实时通讯信息运转，若第一预设时间后仍通讯异常，则控制压缩机在第二预设时间内停转；
(2)当压缩机控制装置检测到整车非正常下电时，若连续第三预设时间检测到IGN值不在定义范围内，则立刻控制压缩机在第二预设时间内停转；
(3)当整车正常下电时，压缩机控制装置在接收到整车发来的关闭空调信号后，则立刻控制压缩机在第二预设时间内停转。
8.如权利要求7所述电动压缩机控制装置的停机控制方法，其特征在于，所述第一预设时间设置为4S，所述第二预设时间设置为10S，所述第三预设时间设置为1S。
9.如权利要求7和8所述电动压缩机控制装置的停机控制方法，其特征在于，步骤(3)中所述整车正常下电为先关闭整车用电器，再把整车钥匙打到OFF档。
10.如权利要求7-9所述电动压缩机控制装置的停机控制方法，其特征在于，在整车非正常下电时，IGN掉电，此时DSP仍然有电，DSP可以判断出IGN已经掉电，当DSP连续1S检测到IGN电压掉电时，DSP控制压缩机在10S内由当前转速降低到0，实现停机。
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