CN110154682B - 用于车辆空调的温度控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于车辆空调的温度控制方法和系统，涉及汽车空调控制领域。温度控制方法包括：获取空调的蒸发器出风温度；当蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，占空比为预先设置的定值，第一预设温度大于零；根据占空比调整空调的压缩机的工作转速。在上述方法和系统中，只引入了蒸发器出风温度一个参数来确定占空比，当蒸发器出风温度在一定预设区间时，其所对应的占空比为预先设置的定值，而不是通过控制系统自动计算出的值，采用这种方式，当蒸发器出风温度较高时，可以采用稳定的占空比控制压缩机的工作转速，提升降温速度。

Description

用于车辆空调的温度控制方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车空调控制领域，特别是涉及一种用于车辆空调的温度控制方法及系统。
背景技术
随着社会的发展以及能源、环保等问题的日益突出，纯电动汽车(新能源汽车)以其零排放、噪声低等优点越来越受到世界各国的重视，被称作绿色环保车。传统的汽车空调控制器只能对电动压缩机进行启动、关闭控制，不能根据实际需要对压缩机输出功率进行实时调节，这样会造成能源浪费。
随着技术的发展，市场上已经存在可对压缩机输出功率进行实时调节的空调温度控制系统。但是，上述空调温度控制系统产生在高温环境中降温速度慢、在低风量时压缩机频繁启停等问题。
发明内容
本发明的一个目的是要提供一种降温速度快且在低风量时压缩机正常工作的空调温度控制方法及系统。
本发明一个进一步的目的是要对蒸发器出风温度进行分段，同时针对不同温度段的蒸发器出风温度设定对应的占空比，以调整压缩机的工作转速，从而得到合理的制冷量。
一方面，本发明提供了一种用于车辆空调的温度控制方法，包括：
获取空调的蒸发器出风温度；
当蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，占空比为预先设置的定值，第一预设温度大于零；
根据占空比调整空调的压缩机的工作转速。
可选地，定值的数值范围为0.8-1中的任意数值。
可选地，在预设对照表中，将大于第一预设温度的蒸发器出风温度划分为第一预设区间，在第一预设区间内，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3……第N温度区间tn，其中，每一温度区间分别对应一个数值为定值的占空比，分别为第一占空比X1、第二占空比X2、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减。
可选地，第一温度区间t1内的蒸发器出风温度大于第三预设温度，其所对应的占空比的数值为1。
可选地，在预设对照表中，将小于等于第一预设温度且大于第二预设温度的蒸发器出风温度划分为第二预设区间，在第二预设区间内，与蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成，其中，第二预设温度大于零。
可选地，在预设对照表中，将大于零度且小于第二预设温度的蒸发器出风温度划分为第三预设区间，在第三预设区间内，与蒸发器出风温度对应的占空比的数值为0。
另一方面，本发明还提供了一种用于车辆空调的温度控制系统，包括：
蒸发器出风温度检测单元，用于获取空调的蒸发器出风温度；
处理单元，用于当蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，占空比为预先设置的定值，第一预设温度大于零；
控制单元，用于根据占空比调整空调的压缩机的工作转速。
可选地，定值的数值范围为0.8-1中的任意数值。
可选地，设定单元，用于设定预设对照表中的蒸发器出风温度和与其对应的占空比。
可选地，设定单元配置成：
将大于零度的蒸发器出风温度按数值从高到底划分为第一预设区间、第二预设区间和第三预设区间，其中，
在第一预设区间内，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3……第N温度区间tn，其中，每一温度区间分别对应一个数值为定值的占空比，分别为第一占空比X1、第二占空比X2、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减；第一温度区间t1内的蒸发器出风温度大于第三预设温度，其所对应的占空比的数值为1；
在第二预设区间内，蒸发器出风温度小于等于第一预设温度且大于第二预设温度，与蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成；
在第三预设区间内，蒸发器出风温度大于零度且小于第二预设温度，与蒸发器出风温度对应的占空比的数值为0。
本发明的用于车辆空调的温度控制方法和系统，包括：获取空调的蒸发器出风温度；当蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，占空比为预先设置的定值，第一预设温度大于零；根据占空比调整空调的压缩机的工作转速。在上述方法和系统中，只引入了蒸发器出风温度一个参数来确定占空比，当蒸发器出风温度在一定预设区间时，其所对应的占空比为预先设置的定值，而不是通过控制系统自动计算出的值，采用这种方式，当蒸发器出风温度较高时，可以采用稳定的占空比控制压缩机的工作转速，提升降温速度。
进一步地，在本发明的控制方法和系统中，将蒸发器出风温度分成N个区间，在第一预设区间内，占空比的数值为预先设置的定值；在第二预设区间内，与蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成；在第三预设区间内，蒸发器出风温度对应的占空比均为零。控制系统根据蒸发器出风温度输出与之对应的占空比来调整压缩机的工作转速，从而得到合理的制冷量。在第一预设区间时能快速降温，在第二预设区间时能有效节省能耗，在第三预设区间时可有效避免空调压缩机的频繁启停。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的温度控制方法的示意性流程图；
图2是根据本发明一个实施例的温度控制系统的示意性系统图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的温度控制方法的示意性流程图。一种用于车辆空调的温度控制方法，包括：
步骤S101，获取空调的蒸发器出风温度；
步骤S102，当蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，占空比为预先设置的定值，第一预设温度大于零；预设对照表可以由工作人员经过实验得到的数据设定而成，预先设定的占空比也是研发人员根据不同型号的压缩机结合不同型号的车型计算得出；
步骤S103，根据占空比调整空调的压缩机的工作转速，具体地，压缩机的控制器根据占空比进行输出，占空比不同，压缩机的转速不同。
在上述方法中，预设对照表中只包含蒸发器出风温度和占空比两个参数，而占空比是输出值，说明在该方法中只引入了蒸发器出风温度一个参数来确定占空比，当蒸发器出风温度在一定预设区间时，例如，当蒸发器出风温度大于某一值时(例如10℃时)，说明外界温度较高，此时，车内用户需要快速降到适宜的温度，由于其所对应的占空比为预先设置的定值，例如占空比是100％，此时压缩机转速达到最大，能快速降温，而不是通过控制系统自动计算出的值。如果通过控制系统自动计算，该占空比的值可能达不到100％，尤其是风量较小的时候(例如1挡或2挡)，即使在风量最大(4挡)时，也有可能应为其他因素的影响，压缩机转速不能达到最大，因此降温速度较慢。采用这种方式，当蒸发器出风温度高时，可以采用设定好的高占空比控制压缩机的工作转速，提升降温速度。
在现有技术中的温度控制系统中，当蒸发器出风温度小于等于零时，此时压缩机会停止工作，待温度大于零后，压缩机重新启动，当车内空调的出风量较小时，蒸发器出风温度会在零度上下波动，此时，会造成压缩机频繁启动，影响客户体验。为了避免出现压缩机频繁启停的情况，在预设对照表中，蒸发器出风温度大于零度。占空比的数值范围为0-1，当占空比为0时，压缩机以最低转速运行，在一个实施例中，压缩机的最低转速为1000转，当占空比为1时，此时压缩机以最高转速运行，在一个实施例中，压缩机的最高转速为4500。当然，可以理解的是，最低转速和最高转速根据不同型号的压缩机相关，上述数值只是列举了其中一个型号的压缩机的最低转速和最高转速，不能以此为限定。
为了使降温效果更加显著，上述设定的定值的数值范围可以为0.8-1中的任意数值。
具体地，将大于零度的蒸发器出风温度按数值从高到底划分为第一预设区间、第二预设区间和第三预设区间，其中，
在第一预设区间内，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3……第N温度区间tn，其中，每一温度区间分别对应一个数值为定值的占空比，分别为第一占空比X1、第二占空比X2、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减；第一温度区间t1内的蒸发器出风温度大于第三预设温度，其所对应的占空比的数值为1；
在第二预设区间内，蒸发器出风温度小于等于第一预设温度且大于第二预设温度，与蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成；
在第三预设区间内，蒸发器出风温度大于零度且小于第二预设温度，与蒸发器出风温度对应的占空比的数值为0。
在一个具体的实施例中，如下表所示：
序号 蒸发器温度传感器温度(℃) 控制器给压缩机输入的占空比(％)
1 ≥10℃ 100
2 9～10 97
3 8～9 94
4 7～8 90
5 6～7 87
6 5～6 84
7 1～5 PID算法控制
8 0～1 0
将蒸发器出风温度划分为三个预设区间：
第一预设区间内，蒸发器温度大于5℃，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3、第四温度区间t4、第五温度区间t5、第六温度区间t6；其中，在不同温度区间内对应的不同的占空比，分别为第一占空比X1、第二占空比X2、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减，具体地：
第一温度区间为：t8＞10℃，所对应的占空比的值为100％。
第二温度区间为：9＜t7≤10℃，所对应的占空比的值为97％，还可以为其他设定的值，不同车型或不同压缩机型号不同，该值可以做相应改动。
第三温度区间为：8＜t6≤9℃，所对应的占空比的值为94％，还可以为其他设定的值，不同车型或不同压缩机型号不同，该值可以做相应改动。
第四温度区间为：7＜t5≤8℃，所对应的占空比的值为90％，还可以为其他设定的值，不同车型或不同压缩机型号不同，该值可以做相应改动。
第五温度区间为：6＜t4≤7℃，所对应的占空比的值为87％，还可以为其他设定的值，不同车型或不同压缩机型号不同，该值可以做相应改动。
第六温度区间为：5＜t3≤6℃，所对应的占空比的值为84％，还可以为其他设定的值，不同车型或不同压缩机型号不同，该值可以做相应改动。
第二预设区间为：1＜t2≤5℃，所对应的占空比的值根据比例积分微分算法生成；根据比例积分微分算法生成占空比是本领路技术人员惯用技术手段，此处不再详述。
第三预设区间为：0＜t1≤1℃，所对应的占空比的值为0；当占空比为0时，压缩机以最低转速运行，以确保蒸发器出风温度不会降到0度，以使压缩机持续运行。
按上述实施例中的控制方法在实验车上验证，其验证的结果如下：
测试条件：环境温度40℃左右，汽车空调的状态为：AC开启、内循环、最大风量(4档)、最冷模式和吹面模式。
测试结果：
1.空调开启时间为10min时，驾驶员头部平均温度26.95℃，小于企业标准要求的28℃，空调开启时间为45min时，驾驶员头部平均温度为21.85℃，小于企业标准要求的25℃，整体符合降温要求，且降温时间较为迅速；
2.当蒸发器出风温度在空调开启不到15分钟后，蒸发器出风温度降到5℃以下，控制策略按PID算法控制，占空比快速下降，根据压缩机性能曲线功耗与压缩机最大功耗相比能节约40～50％；
3.车内温度降到满足乘客使用舒适度后，乘客调低风量，当风量在2档和3档风量时，压缩机无启停，工作正常；当风量调为最低风量(1档时)，压缩机也工作正常，未出现频繁启停现象。
由此可知，采用上述控制方法，控制系统根据蒸发器出风温度输出与之对应的占空比来调整压缩机的工作转速，从而得到合理的制冷量，既能快速降温，当车内温度降下来后以低功耗运行，有效节省能耗；当蒸发器出风温度小于等于1度时，压缩机以最低转速运行，在保证制冷的同时，还能有效避免空调压缩机的频繁启停。
上述具体实施例中的数值只是示例性的说明本申请的方案，而不作为具体限定，在其他实施例中，第一预设区间内温度区间的划分可按不同需求进行划分，可以少几个区间或多几个区间，每个温度区间内的温度范围可以一样，也可以不一样，占空比的值也可以根据小范围内调整。
图2是根据本发明一个实施例的温度控制系统的示意性系统图。如图2所示，一种用于车辆空调的温度控制系统100，包括：蒸发器出风温度检测装置1、处理单元2和控制单元3。蒸发器出风温度检测装置1用于获取空调的蒸发器出风温度，可以为温度传感器，采集蒸发器的出风温度。处理单元2用于根据预设对照表输出与蒸发器出风温度对应的占空比，其中，预设对照表中的部分占空比为预先设置的定值，定值的数值范围为0.8-1中的任意数值。具体地，处理单元2可以为单片机，记录输入的部分占空比，同时还可以根据PID算法，计算占空比。
控制单元3用于根据占空比调整空调的压缩机的工作转速。具体地，控制单元3可以集成到车辆ECU上，也可以单独设置。
在预设对照表中，蒸发器出风温度大于零度；占空比的数值范围为0-1。
在一个实施例中，温度控制系统100还包括设定单元。设定单元用于设定预设对照表中的蒸发器出风温度的数值和占空比的数值；设定单元可以设置到车辆控制系统内，还可以为单独的设备，通过接口与控制系统相连。通过设定单元，可以将蒸发器出风温度划分为多个温度区间，同时将占空比划分为数量与多个温度区间一致的多个占空比区间，每一温度区间分别对应一个占空比区间。每个车型或每个压缩机的设置不一样，根据实现结果进行相应改变。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种用于车辆空调的温度控制方法，其特征在于，包括：
获取空调的蒸发器出风温度；
当所述蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将所述蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与所述蒸发器出风温度对应的占空比，其中，所述占空比为预先设置的定值，所述第一预设温度大于零；
根据所述占空比调整所述空调的压缩机的工作转速；
在所述预设对照表中，将大于所述第一预设温度的蒸发器出风温度划分为第一预设区间，在所述第一预设区间内，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3……第N温度区间tn，其中，每一温度区间分别对应一个数值为定值的占空比，分别为第一占空比X1 、第二占空比X2 、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减；
所述第一温度区间t1内的蒸发器出风温度大于第三预设温度，其所对应的占空比的数值为1。
2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，
所述定值的数值范围为0.8-1中的任意数值。
3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，
在所述预设对照表中，将小于等于所述第一预设温度且大于第二预设温度的所述蒸发器出风温度划分为第二预设区间，在所述第二预设区间内，与所述蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成，其中，所述第二预设温度大于零。
4.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，
在所述预设对照表中，将大于零度且小于第二预设温度的所述蒸发器出风温度划分为第三预设区间，在所述第三预设区间内，与所述蒸发器出风温度对应的占空比的数值为0。
5.一种用于车辆空调的温度控制系统，其特征在于，包括：
蒸发器出风温度检测单元，用于获取空调的蒸发器出风温度；
处理单元，用于当所述蒸发器出风温度大于第一预设温度时，将所述蒸发器出风温度与预设对照表中的数值相匹配后输出与所述蒸发器出风温度对应的占空比，其中，所述占空比为预先设置的定值，所述第一预设温度大于零；
控制单元，用于根据所述占空比调整所述空调的压缩机的工作转速；
设定单元，用于设定所述预设对照表中的蒸发器出风温度和与其对应的占空比；
所述设定单元配置成：
将大于零度的蒸发器出风温度按数值从高到底划分为第一预设区间、第二预设区间和第三预设区间，其中，
在所述第一预设区间内，按数值从高到底划分为第一温度区间t1、第二温度区间t2、第三温度区间t3……第N温度区间tn，其中，每一温度区间分别对应一个数值为定值的占空比，分别为第一占空比X1 、第二占空比X2 、第三占空比X3……第N占空比Xn；其中，X1至Xn的之间的数值依次递减；所述第一温度区间t1内的蒸发器出风温度大于第三预设温度，其所对应的占空比的数值为1。
6.根据权利要求5所述的温度控制系统，其特征在于，
所述定值的数值范围为0.8-1中的任意数值。
7.根据权利要求6所述的温度控制系统，其特征在于，
在所述第二预设区间内，所述蒸发器出风温度小于等于所述第一预设温度且大于第二预设温度，与所述蒸发器出风温度对应的占空比根据比例积分微分算法生成；
在所述第三预设区间内，所述蒸发器出风温度大于零度且小于所述第二预设温度，与所述蒸发器出风温度对应的占空比的数值为0。
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