CN107719062B - 一种汽车变排量压缩机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车变排量压缩机的控制方法，在启动空调之前，先进行请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断，当全部符合时通过提高怠速、增加辅助扭矩的方式启动空调机，本方法有效解决了现有的压缩机工作转矩的波动大，启动瞬间对发动机的冲击，影响发动机动力性的问题。

Description

一种汽车变排量压缩机的控制方法
技术领域
本发明属于汽车空调控制领域，具体涉及一种汽车变排量压缩机的控制方法。
背景技术
汽车空调压缩机是汽车空调系统的核心部件，是整个空调系统的动力源。当前常见的汽车空调压缩机根据排量是否可以调节可以分为定排量压缩机和变排量压缩机两种，变排量压缩机又可以分为内控变排量和外控变排量两种。与内控变排量压缩机相比，外控变排量压缩机可以有效解决响应时间慢，调节精度差，节能效果不显著、系统振荡和蒸发器结霜等问题。外控变排量压缩机之前在中高级轿车上应用较多，随着汽车行业的发展，自动空调配置的增多，外控变排量压缩机必然是未来汽车空调压缩机发展的方向。
现有的汽车空调控制中，当对汽车空调舒适性要求较高时，需要频繁启停空调机，压缩机工作转矩的波动大，启动瞬间对发动机的冲击，影响发动机动力性。
发明内容
本发明公开了一种变排量压缩机的控制策略，图1是变排量压缩机的控制架构图。压缩机的继电器和电磁阀都是通过自动空调控制模块进行控制。自动空调控制模块具有控制器局域网络总线通讯（CAN），可以从总线网络上获得发动机控制系统（EMS）发出的发动机可提供给压缩机的最大扭矩值和大气压力值，以及仪表（IPC）发出的室外温度等信息，自动空调控制模块也可以通过硬线采集蒸发器温度信息和空调系统的压力信息。
本发明的技术方案是：一种汽车变排量压缩机的控制方法，所述变排量压缩机的控制系统包括自动空调控制模块，所述自动空调控制模块与系统压力传感器、蒸发器温度传感器、环境温度传感器信号连接，接收各传感器所测量的参数信号，同时还兼有接收所需要的温度设置信号，此外，通过总线与发动机控制系统连接，与压缩机的控制器线圈连接以控制压缩机启停；其具体的控制方法如下：
当操作压缩机开启按键后，控制系统首先进行请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断，当全部符合时，按如下步骤进入开启过程，否则关闭并直到各项符合性条件再次符合重新按如下步骤进入开启过程；
首先进行怠速提升，通过总线给发动机控制系统发送怠速提升信号；等待100ms；
向发动机请求辅助扭矩，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待20ms；
吸合离合器，通过自动空调控制模块输出低有效信号吸合压缩机供电的继电器；等待 80ms；
根据空调系统压力及压缩机转速计算得出实际的请求扭矩，发送该扭矩值给发动机控制系统；等待 10ms；
根据接收到的要求温度计算出要求的蒸发器温度，通过PI算法调整自动空调控制模块输出的PWM值，使得采集的蒸发器温度逼近计算值；
当操作压缩机关闭按键后：
首先降低请求扭矩，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待 10ms；
进行怠速恢复，发送相应的总线信号给发动机控制系统；等待10ms；
将PWM设置为0；等待100ms；
将请求扭矩设置为0；等待20ms；
断开压缩机离合器；空调系统关闭。
所述的请求扭矩符合性判断方法为：通过发动机转速和系统压力得出压缩机所需的请求扭矩值，通过自动空调控制模块从总线得到的发动机能够提供的最大扭矩值，若请求扭矩小于可提供的最大扭矩，视为符合要求；
所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于3℃时，视为符合；
所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于2℃时，视为符合；
所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于30Bar且低压大于0.5Bar时，视为符合；
进一步的：当请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断为不符合时，停止运行压缩机，并直到各符合性判断再次符合，再次符合时，其符合性判断方法为：
所述的请求扭矩符合性判断方法为：所述请求扭矩小于可提供的最大扭矩加上阈值，视为符合要求；
所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于5℃时，视为符合；
所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于5℃时，视为符合；
所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于26Bar且低压大于1Bar时，视为符合。
进一步的：所述阈值为2Nm。
本发明从四个方面控制压缩机的开启和关闭条件，在保护空调系统正常运行的前提下，可以很好的保持蒸发器低压的稳定性，确保蒸发器不会结霜；低温时关闭压缩机以降低不必要的汽车油耗；能够取得汽车空调舒适性和发动机动力性的最佳平衡。
通过以上方式对变排量压缩机的控制，能够减小变排量压缩机工作转矩的波动，从而减小启动瞬间对发动机的冲击，降低压缩机运转时对整车输出扭矩造成的波动，保证整车的动力输出，达到最理想的车内温度舒适性。
附图说明
图1为本发明的压缩机控制原理图；
图2为本发明的系统控制框图；
图3为本发明的压缩机的控制时序图。
具体实施方式
一种汽车变排量压缩机的控制方法，所述变排量压缩机的控制系统包括自动空调控制模块，所述自动空调控制模块与系统压力传感器、蒸发器温度传感器、环境温度传感器信号连接，并通过总线与发动机控制系统连接，与压缩机的控制器线圈电连接；具体的控制方法如下：
当操作压缩机开启按键后，控制系统首先进行请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断，当全部符合时，按如下步骤进入开启过程，否则关闭并直到各项符合性条件再次符合重新按如下步骤进入开启过程；
首先进行怠速提升，通过总线给发动机控制系统发送怠速提升信号，将怠速提高100转每分；等待100ms；
向发动机请求辅助扭矩，其大小为1NM，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待20ms；
吸合离合器，通过自动空调控制模块输出低有效（根据接线位置不同，如接在高压端则为高有效）信号吸合压缩机供电的继电器；等待 80ms；
根据空调系统压力及压缩机转速计算得出实际的请求扭矩，发送该扭矩值给发动机控制系统；等待 10ms；
根据控制器接收到的要求温度，即外部所设定或自动调节所需要的温度，计算出要求的蒸发器温度，通过PI算法调整自动空调控制模块输出的PWM值，使得采集的蒸发器温度逼近计算值；
当操作压缩机关闭按键后：
首先降低请求扭矩，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待 10ms；
进行怠速恢复，发送相应的总线信号给发动机控制系统；等待10ms；
将PWM（即脉宽调制）设置为0；等待100ms；
将请求扭矩设置为0；等待20ms；
断开压缩机离合器；空调系统关闭。
所述的请求扭矩符合性判断方法为：通过发动机转速和系统压力得出压缩机所需的请求扭矩值，通过自动空调控制模块从总线得到的发动机能够提供的最大扭矩值，若请求扭矩小于可提供的最大扭矩，视为符合要求；
所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于3℃时，视为符合；
所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于2℃时，视为符合；
所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于30Bar且低压大于0.5Bar时，视为符合；
优选的：
当请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断为不符合时，停止运行压缩机，并直到各符合性判断再次符合，再次符合时，其符合性判断方法为：
所述的请求扭矩符合性判断方法为：所述请求扭矩小于可提供的最大扭矩加上阈值，视为符合要求；
所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于5℃时，视为符合；
所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于5℃时，视为符合；
所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于26Bar且低压大于1Bar时，视为符合。
优选的：所述阈值为2Nm。
本发明从四个方面控制压缩机的开启和关闭条件，在保护空调系统正常运行的前提下，可以很好的保持蒸发器低压的稳定性，确保蒸发器不会结霜；低温时关闭压缩机以降低不必要的汽车油耗；能够取得汽车空调舒适性和发动机动力性的最佳平衡。
通过以上方式对变排量压缩机的控制，能够减小变排量压缩机工作转矩的波动，从而减小启动瞬间对发动机的冲击，降低压缩机运转时对整车输出扭矩造成的波动，保证整车的动力输出，达到最理想的车内温度舒适性。

Claims (3)

1.一种汽车变排量压缩机的控制方法，所述变排量压缩机的控制系统包括自动空调控制模块，所述自动空调控制模块与系统压力传感器、蒸发器温度传感器、环境温度传感器信号连接，并通过总线与发动机控制系统连接，与压缩机的控制器线圈电连接；其特征在于：
当操作压缩机开启按键后，控制系统首先进行请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断，当全部符合时，按如下步骤进入开启过程，否则关闭并直到各项符合性条件再次符合重新按如下步骤进入开启过程；首先进行怠速提升，通过总线给发动机控制系统发送怠速提升信号；等待100ms；向发动机请求一个较小的辅助扭矩，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待20ms；吸合离合器，通过自动空调控制模块输出信号吸合压缩机的继电器；等待 80ms；根据空调系统压力及压缩机转速计算得出实际的请求扭矩，发送该扭矩值给发动机控制系统；等待 10ms；根据接收到的要求温度计算出要求的蒸发器温度，通过PI算法调整自动空调控制模块输出的PWM值，使得采集的蒸发器温度逼近计算值；当操作压缩机关闭按键后：首先降低请求扭矩，通过总线给发动机控制系统发送请求扭矩信号；等待 10ms；进行怠速恢复，发送相应的总线信号给发动机控制系统；等待10ms；将PWM设置为0；等待100ms；将请求扭矩设置为0；等待20ms；
断开压缩机离合器；空调系统关闭；所述的请求扭矩符合性判断方法为：通过发动机转速和系统压力得出压缩机所需的请求扭矩值，通过自动空调控制模块从总线得到的发动机能够提供的最大扭矩值，若请求扭矩小于可提供的最大扭矩，视为符合要求；所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于3℃时，视为符合；所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于2℃时，视为符合；所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于30Bar且低压大于0 .5Bar时，视为符合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当请求扭矩、室外温度、蒸发器温度和系统压力的符合性判断为不符合时，停止运行压缩机，并直到各符合性判断再次符合，再次符合时，其符合性判断方法为：所述的请求扭矩符合性判断方法为：所述请求扭矩小于可提供的最大扭矩加上阈值，视为符合要求；所述的室外温度符合性判断方法为：当室外温度大于5℃时，视为符合；所述的蒸发器温度符合性判断方法为：当蒸发器表面温度大于5℃时，视为符合；所述的系统压力符合性判断方法为：当系统高压小于26Bar且低压大于1Bar时，视为符合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述阈值为2Nm。
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