CN107288863A - 用于车辆的压缩机控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的压缩机控制装置，包括：被配置为压缩空调的冷却剂的压缩机；被配置为测量冷却剂温度的冷却剂温度测量单元；被配置为检测用于控制压缩机的状态数据的数据检测器；和被配置为基于冷却剂温度和状态数据来确定压缩机的运行率并且基于压缩机的运行率来运行压缩机的控制器。

Description

用于车辆的压缩机控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的压缩机控制装置。

背景技术

通常，车辆的发动机产生大量的热。当发动机的温度升高到适当的温度以上时，可能会发生爆炸。因此，为了冷却发动机，使用于降低温度的冷却剂围绕发动机循环。被加热的冷却剂通过散热器散发热量，并且为了提高散热器的散热效果，在车辆的发动机室中安装冷却风扇。

在温暖的温度下，当车辆以高速沿着山路行驶或者拖车牵引车辆并在空调开启的情况下行驶时，发动机必然过度运行。因此，发动机的冷却剂温度持续地升高。当冷却剂温度升高时，发动机会过热。

为了防止发动机的过热，在欧洲和北美，BLDC(无刷直流电)电机或者大容量电机被应用到安装在散热器上的冷却风扇，而在日本，应用双风扇。当应用BLDC电机、大容量电机和双风扇时，材料成本增加，并且车辆的重量增加。

在现有技术中，当冷却剂温度升高到预设温度时，空调的运行会停止。然后，当冷却剂温度由于空调的运行停止而降低到特定温度时，空调被开启以防止发动机过热。由于空调被控制以根据冷却剂温度而反复地开启/关闭，因此发动机和压缩机的耐用性恶化。

在现有技术中，当空调被关闭以控制冷却剂温度时，车辆的室内温度升高。因此，驾驶者会感觉不舒服，并且车窗上的湿气不能被除去。在车辆沿着山路行驶的状态下，当室外温度降低时，车窗上的湿气频繁发生，由此对车辆乘坐者的操作安全性产生负面影响。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此它会包含不构成在本国家内对本领域的那些普通技术人员而言已经公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了一种用于车辆的压缩机控制装置和方法，其当车辆状态落入最严峻条件时，通过控制压缩机运行率来控制冷却剂温度。

此外，本发明的另一个实施例提供了一种用于车辆的压缩机控制装置和方法，为了防止发动机的过热和压缩机的运行停止，其通过降低压缩机的运行率来控制冷却剂温度。

本发明的示范性实施例提供了一种用于车辆的压缩机控制装置，包括：压缩机，被配置为压缩空调的冷却剂；冷却剂温度测量单元，被配置为测量冷却剂温度；数据检测器，被配置为检测用于控制压缩机的状态数据；和控制器，被配置为：基于冷却剂温度和状态数据来确定压缩机的运行率，并基于压缩机的运行率来运行压缩机。当状态数据满足最严峻条件时，控制器可以确定冷却剂温度是否等于或大于第一基准值，并且当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器可以降低压缩机的运行率。

当室外温度等于或大于预设温度、空调的风量等级等于或大于预设等级并且加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，可以满足最严峻条件。

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器可以使用第一控制图来确定压缩机的运行率，在该第一控制图中，压缩机的运行率根据冷却剂温度来设定。

当状态数据不满足最严峻条件时，控制器可以确定冷却剂温度是否等于或大于第二基准值，并且当冷却剂温度等于或大于第二基准值时，控制器可以降低压缩机的运行率。第二基准值大于第一基准值。

状态数据可以包括室外温度、空调的风量等级和加速踏板的位置值中的一个或多个。

数据检测器可以包括下列的一个或多个：室外温度传感器，被配置为测量室外温度；加速踏板位置传感器(APS)，被配置为测量加速踏板的位置值；和风量传感器，被配置为测量空调的风量等级。

本发明的另一示范性实施例提供了一种用于车辆的压缩机控制方法，包括以下步骤：当空调被开启时，检测状态数据；确定状态数据是否满足最严峻条件；当状态数据满足最严峻条件时，比较冷却剂温度和第一基准值；当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，降低压缩机的运行率；以及基于压缩机运行率来运行压缩机。

确定状态数据是否满足最严峻条件的步骤可以包括：确定室外温度是否等于或大于预设温度；确定空调的风量等级是否等于或大于预设等级；以及确定加速踏板的位置值是否等于或大于预设位置值。

当室外温度等于或大于预设温度、空调的风量等级等于或大于预设等级并且加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，可以满足最严峻条件。

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时降低压缩机运行率的步骤可以包括：当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，使用第一控制图来确定压缩机运行率，在该第一控制图中，根据冷却剂温度来设定运行率。

压缩机控制方法可以还包括以下步骤：当状态数据不满足最严峻条件时，比较冷却剂温度和第二基准值；以及当冷却剂温度等于或大于第二基准值时，降低运行率。

第二基准值大于第一基准值。

本发明的另一示范性实施例提供一种包含由处理器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包括：当空调被开启时检测状态数据的程序指令；确定状态数据是否满足最严峻条件的程序指令；当状态数据满足最严峻条件时，比较冷却剂温度和第一基准值的程序指令；当冷却剂温度等于或大于第一基准值时降低压缩机的运行率的程序指令；和基于运行率运行压缩机的程序指令。

根据本发明的示范性实施例，当车辆状态落入最严峻条件时，压缩机控制装置和方法可以不停止压缩机的运行，而是通过降低压缩机的运行率来控制冷却剂温度。因此，发动机和压缩机的耐用性能够得以改进，并且能够防止发动机的过热。

此外，由于压缩机控制装置和方法能够在不增加独立硬件的情况下控制冷却剂温度，因此能够防止材料成本和重量的任何增加，并且能够改进燃料效率。

能够通过本发明的示范性实施例而获得或预期的其他效果将在本发明的详细描述中被直接地或隐含地公开。也就是说，根据本发明的示范性实施例而预期的各种效果将在本发明的详细描述中被公开。

附图说明

图1是根据本发明的示范性实施例图解用于车辆的压缩机控制装置的示意图。

图2是根据本发明的示范性实施例图解用于车辆的压缩机控制方法的流程图。

图3是根据本发明的示范性实施例图解第一控制图的图示。

图4是根据本发明的示范性实施例图解第二控制图的图示。

具体实施方式

应该理解的是，如在本文中所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它相似的术语包括机动车辆，一般比如包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、货车、各种商业车辆的乘客型汽车，包括各种船舶、轮船的船只，航行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合电动车辆、氢驱动车辆和其他可替代燃料车辆(例如，从不是汽油的来源得到的燃料)。如在本文中所指代的，混合动力车辆是具有两种或多种动力来源的车辆，例如汽油驱动和电驱动二者的车辆。

在本文中使用的术语仅仅出于描述特定实施例的目的，并且不意在限制本发明。如在本文中所使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文中明确地表示不是这样。还应该被理解的是，当使用在说明书中时，术语“包括”指定了所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或增加。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何组合和所有组合。在整个说明书中，除非描述成相反的情形，词汇“包括”和变体比如“包含”将被理解为意指包括所述元件而不排除任何其他元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”和“模块”意味着用于处理至少一个功能和操作的单元，并且能够被硬件部件或软件部件及其组合来实施。

此外，本发明的控制逻辑能够被体现为在计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器等等来执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括，但不限于，ROM，RAM，光盘(CD)-ROMs，磁带，软盘，闪驱，智能卡和光数据存储装置。计算机可读介质还能够被分布在结合计算机系统的网络中，以便计算机可读介质以分布的形式被存储和执行，例如，通过远程服务器或控制器局域网络(CAN)。

以下，根据本发明示范性实施例的用于车辆的压缩机控制装置和方法的运行原理将参考附图被详细地描述。然而，在用于有效地描述本发明的特征的多种示范性实施例中，下列附图和详细的描述涉及一个示范性实施例。所以，本发明不被限制在附图和详细的描述上。

以下，将参考附图依下列各项详细地描述本发明的示范性实施例。

图1是根据本发明的示范性实施例图解用于车辆的压缩机控制装置的示意图。

参考图1，根据本发明的示范性实施例的压缩机控制装置100包括压缩机50、冷却剂温度测量单元110、数据检测器120、控制器150和存储单元160。

压缩机50通过在高温和高压下压缩存在于空调中的冷却剂来致动空调。压缩机50可以根据由控制器150确定的运行率来运行。随着压缩机50的运行率增加，空调的冷却性能增加。

冷却剂温度测量单元110测量冷却剂的温度，并且向控制器150提供测得的冷却剂温度。

数据检测器120检测用于控制压缩机50的状态数据。数据检测器120包括室外温度传感器133、加速踏板位置传感器(APS)135和风量传感器137。

室外温度传感器133测量车辆外部的室外气温。室外温度传感器133向控制器150提供测得的室外温度。

APS 135测量驾驶者踏下加速踏板的程度。APS 135测量加速踏板的位置值(加速踏板被压下的程度)，并且向控制器150提供测得的位置值。当加速踏板被完全压下时，加速踏板的位置值是100％，而当加速踏板没有被压下时，加速踏板的位置值是0％。取代APS135，可以使用安装在进气路径上的节气门开度检测器。

风量传感器137测量空调的风量等级，并且向控制器150提供测得的等级。

控制器150控制压缩机50、冷却剂温度测量单元110、数据检测器120和存储单元160的操作。控制器150接收来自数据检测器120的状态数据。用于控制压缩机50的状态数据包括室外温度、加速踏板的位置值和空调的风量等级中的一个或多个。

当状态数据满足最严峻(worst stress)条件时，控制器150检查通过冷却剂温度测量单元110测得的冷却剂温度。控制器150检查冷却剂温度是否等于或大于第一基准值。第一基准值可以指示用于降低压缩机50的运行率的基准值，并且被设定到108℃。当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器150根据冷却剂温度来确定压缩机运行率。控制器150基于压缩机运行率来控制压缩机50的运行。

控制器150可以包括一个或多个由预定程序操作的微处理器，并且预定程序可以包括用于执行根据本发明的示范性实施例的压缩机控制方法中所包含的各步骤的一系列指令，这将在下面描述。压缩机控制方法将参考图2至图4来详细地描述。

存储单元160存储压缩机控制装置100的构成元件所需的数据和压缩机控制装置100的构成元件所生成的数据。例如，存储单元160可以存储由数据检测器120测得的状态数据。存储单元160可以存储基于第一基准值和冷却剂温度的压缩机运行率。存储单元160可以存储用于控制压缩机控制装置100的整体运行的各种程序。

存储单元160可以根据压缩机50、冷却剂温度测量单元110、数据检测器120和控制器150的需求来提供所需数据。存储单元160可以由集成存储器来实现或者被分成多个存储器。例如，存储单元160可以包括只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和闪存。

以下，将参考图2至图4来描述根据本发明的示范性实施例的用于车辆的压缩机控制方法。

图2是根据本发明的示范性实施例图解用于车辆的压缩机控制方法的流程图，图3是根据本发明的示范性实施例图解第一控制图的图示，图4是根据本发明的示范性实施例图解第二控制图的图示。

参考图2，当驾驶者开启点火时，控制器150运行车辆(S200)。控制器150接收来自点火检测器(未图示)的信号，并且检查点火是否被开启。当点火被开启时，控制器150可以根据驾驶者的请求来运行车辆。

控制器150检查空调是否被开启(S210)。也就是说，控制器150检查空调是否通过空调开关被开启。空调开关可以由驾驶者来开启。

当空调处于关闭状态时，控制器150返回到步骤S210以监测空调是否被开启。

控制器150确定状态数据是否满足最严峻条件(S220至S240)。具体地，控制器150可以确定发动机和空调是否运行在重负荷状态下。步骤S220到S240可以同时或以任何顺序来执行。

当空调被开启时，控制器150确定室外温度是否等于或大于预设温度(S220)。控制器150从室外温度传感器133接收室外温度，并且检查接收到的室外温度是否等于或大于预设温度。预设温度可以指示用来检查温度是否落入最严峻条件内的基准温度。预设温度可以由预先指定的算法(例如，程序和概率模型)来设定，或者由操作者来设定。例如，预设温度可以被设定到20℃。

当室外温度等于或大于预设温度时，控制器150确定空调的风量等级是否等于或大于预设等级(S230)。当室外温度等于或大于预设温度时，控制器150检查由风量传感器137测得的空调的风量等级，并且确定空调的风量等级是否等于或高于预设等级。预设等级可以指示被用来检查风量等级是否落入最严峻条件内的空调的基准风量等级，并且包括手动设定等级和自动设定等级。手动设定等级可以指示由驾驶者通过用于调节空调的风量等级的装置手动设定的风量等级。自动设定等级可以指示当空调的风量等级自动地由室内温度和室外温度来设定时使用的预设等级。也就是说，手动设定等级可以指示通过手动温度控制(MTC)来设定的等级，而自动设定等级可以指示通过完全自动温度控制(FATC)来设定的等级。手动设定等级和自动设定等级可以彼此不同。例如，手动设定等级可以被设定到第三等级，而自动设定等级可以被设定到第五等级。

当空调的风量等级等于或大于预设等级时，控制器150确定加速踏板的位置值是否等于或大于预设位置值(S240)。当空调的风量等级等于或大于预设等级时，控制器150检查从APS 135接收到的加速踏板的位置值，并且确定加速踏板的位置值是否等于或大于预设位置值。如在本文中所提供的，预设位置值指示被用作用于检查位置值是否落入最严峻状态内的基准值的加速踏板的位置值。预设位置值可以通过预先指定的算法(例如，程序和概率模型)来设定，或者由操作者来设定。例如，预设位置值可以被设定到30％。

当加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，控制器150检查冷却剂温度是否等于或高于第一基准值(S250)。当加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，控制器150检查由冷却剂温度测量单元110测得的冷却剂温度，并且检查冷却剂温度是否等于或大于第一基准值。第一基准值可以指示被设定成检查发动机和空调是否运行在重负荷状态下的值。例如，第一基准值可以被设定到108℃。

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器150通过降低压缩机运行率来控制器压缩机50的运行(S260)。如在图3中所示的，在第一控制图300中，控制器150检查与冷却剂温度匹配的压缩机运行率。第一控制图可以包括根据冷却剂温度设定的压缩机50的运行率。第一一控制图可以包括针对在第一基准值310到第一预定值320的范围中设定的冷却剂温度的运行率。第一预定值可以指示当发动机和空调运行在重负荷状态下时用于最小化压缩机50的运行率的冷却剂温度。第一预定值320可以被设定到113℃。也就是说，第一控制图300可以指示当冷却剂温度等于或大于108℃时开始应用并且当冷却剂温度是113℃时为最小的压缩机50的运行率。

当状态数据不满足最严峻条件时，控制器150确定冷却剂温度是否等于或高于第二基准值(S270)。换句话说，当冷却剂温度小于预设温度、空调的风量等级小于预设等级或者加速踏板的位置值小于预设位置值时，控制器150确定冷却剂温度是否等于或大于第二基准值。第二基准值可以大于第一基准值。

当冷却剂温度等于或大于第二基准值时，控制器150通过降低压缩机运行率来控制压缩机50的运行(S280)。如在图4中所示的，控制器150在第二控制图400中检查与冷却剂温度匹配的压缩机运行率。第二控制图可以包括根据冷却剂温度设定的压缩机50的运行率。第二控制图可以包括针对在第二基准值410到第二预定值420的范围中设定的冷却剂温度的运行率。第二预定值可以指示用于在车辆的一般运行模式下将压缩机50的运行率控制到最小运行率的冷却剂温度。第二基准值410可以被设定到110℃，而第二预定值可以被设定到115℃。也就是说，第二控制图400可以指示当冷却剂温度等于或大于110℃时开始应用并且当冷却剂温度是115℃时为最小的压缩机50的运行率。

当冷却剂温度在步骤S250处小于第一基准值或者在步骤S270处小于第二基准值时，控制器150可以不降低压缩机运行率，而是控制压缩机50的运行到100％(S290)。

如上所述，根据本发明的示范性实施例的压缩机控制装置100可以基于室外温度、空调的风量等级和加速踏板的位置值来确定发动机和空调是否处于重负荷状态。根据室外温度、空调的风量等级和加速踏板的位置值，当发动机和空调处于重负荷状态时，压缩机控制装置100不会如现有技术中那样关闭压缩机50，而是通过降低压缩机运行率来控制压缩机50。因此，由于空调的运行没有被停止，能够防止发动机和压缩机50的耐用性恶化，并且能够防止车窗上出现湿气。

尽管本发明已经结合当前被认为实用的示范性实施例被描述了，但是应该理解的是本发明并不被限定到所公开的实施例上，而是相反地，本发明意在覆盖被包含在所附权利要求的精神和范围中的各种修改和等价布置。

Claims (13)

1.一种用于车辆的压缩机控制装置，包括：

压缩机，被配置为压缩空调的冷却剂；

冷却剂温度测量单元，被配置为测量冷却剂温度；

数据检测器，被配置为检测用于控制压缩机的状态数据；和

控制器，被配置为：基于冷却剂温度和状态数据来确定压缩机的运行率，并基于压缩机的运行率来运行压缩机，

其中，当状态数据满足最严峻条件时，控制器确定冷却剂温度是否等于或大于第一基准值，并且

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器降低压缩机的运行率。

2.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其中，当室外温度等于或大于预设温度、空调的风量等级等于或大于预设等级并且加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，满足最严峻条件。

3.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其中，当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，控制器使用第一控制图来确定压缩机的运行率，在该第一控制图中，压缩机的运行率根据冷却剂温度来设定。

4.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其中，当状态数据不满足最严峻条件时，控制器确定冷却剂温度是否等于或大于第二基准值，并且当冷却剂温度等于或大于第二基准值时，控制器降低压缩机的运行率，并且其中，第二基准值大于第一基准值。

5.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其中，状态数据包括室外温度、空调的风量等级和加速踏板的位置值中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的压缩机控制装置，其中，数据检测器包括下列的一个或多个：

室外温度传感器，被配置为测量室外温度；

加速踏板位置传感器(APS)，被配置为测量加速踏板的位置值；和

风量传感器，被配置为测量空调的风量等级。

7.一种用于车辆的压缩机控制方法，包括以下步骤：

当空调被开启时，由控制器检测状态数据；

由控制器确定状态数据是否满足最严峻条件；

当状态数据满足最严峻条件时，由控制器比较冷却剂温度和第一基准值；

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，由控制器降低压缩机的运行率；以及

由控制器基于运行率来运行压缩机。

8.根据权利要求7所述的压缩机控制方法，其中，确定状态数据是否满足最严峻条件的步骤包括：

由控制器确定室外温度是否等于或大于预设温度；

由控制器确定空调的风量等级是否等于或大于预设等级；以及

由控制器确定加速踏板的位置值是否等于或大于预设位置值。

9.根据权利要求8所述的压缩机控制方法，其中，当室外温度等于或大于预设温度、空调的风量等级等于或大于预设等级并且加速踏板的位置值等于或大于预设位置值时，满足最严峻条件。

10.根据权利要求7所述的压缩机控制方法，其中，当冷却剂温度等于或大于第一基准值时降低压缩机运行率的步骤包括：

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时，由控制器使用第一控制图来确定压缩机运行率，在该第一控制图中，根据冷却剂温度来设定运行率。

11.根据权利要求7所述的压缩机控制方法，还包括以下步骤：

当状态数据不满足最严峻条件时，由控制器比较冷却剂温度和第二基准值；以及

当冷却剂温度等于或大于第二基准值时，由控制器降低运行率。

12.根据权利要求11所述的压缩机控制方法，其中，第二基准值大于第一基准值。

13.一种包含由处理器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包括：

当空调被开启时检测状态数据的程序指令；

确定状态数据是否满足最严峻条件的程序指令；

当状态数据满足最严峻条件时，比较冷却剂温度和第一基准值的程序指令；

当冷却剂温度等于或大于第一基准值时降低压缩机的运行率的程序指令；和

基于运行率运行压缩机的程序指令。