CN110341426A - 驻车空调的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驻车空调技术领域，具体涉及一种驻车空调的控制方法。本发明旨在解决现有驻车空调存在运行方式不合理的问题。为此目的，本发明的驻车空调的控制方法包括：检测蓄电池的输出电压U和室内环境温度Tin；计算室内环境温度Tin与设定温度T的差值；比较输出电压U与压缩机的额定运行电压Un的大小；基于差值和比较结果，确定压缩机的运行频率f和内风机的运行转速r；控制压缩机和内风机分别按照运行频率f和运行转速r运行。通过上述控制方式，本申请的驻车空调的控制方法能够合理控制驻车空调的运行方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制车辆的运输成本。

Description

驻车空调的控制方法
技术领域
本发明涉及驻车空调技术领域，具体涉及一种驻车空调的控制方法。
背景技术
随着交通运输行业的发展，运输卡车、房车、大巴车等都安装了驻车空调，相比传统汽车空调，驻车空调无需依靠车辆发动机启动，而是直接由车载蓄电池驱动，因此其可以在汽车熄火状态运行，是一种更加节能环保的空调。
但是，蓄电池的充放电次数有限，而且在行车时需要额外消耗燃料对蓄电池进行充电，如果经常使用驻车空调不仅会影响蓄电池的使用寿命，还会由于燃料的消耗而导致运输成本的提升。因此，如何控制驻车空调更合理地运行对节约运输成本非常重要。
相应地，本领域需要一种新的驻车空调的控制方法来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有驻车空调存在运行方式不合理的问题，本发明提供了一种驻车空调的控制方法，所述驻车空调安装于车辆，所述车辆配置有蓄电池，所述驻车空调包括压缩机和内风机，所述蓄电池同时与所述压缩机和所述内风机连接，以便向所述压缩机和所述内风机供电；所述控制方法包括：
检测所述蓄电池的输出电压U和室内环境温度Tin；
计算所述室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值；
比较所述输出电压U与所述压缩机的额定运行电压Un的大小；
基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r；
控制所述压缩机和所述内风机分别按照所述运行频率f和所述运行转速r运行。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当U≥Un时，确定所述压缩机的运行频率f为基准频率fe，所述内风机的运行转速r为基准转速re；
其中，所述基准频率fe基于所述差值确定。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当a×Un≤U＜Un时，确定所述压缩机的运行频率f＝(U/Un)×fe，所述运行转速r＝re；
其中，a＜1。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当Ust＜U＜a×Un时，确定所述压缩机的运行频率f＝(Ust/U)×fe，所述内风机的运行转速r＝(U/Ust)×re；
其中，a＜1，Ust为所述车辆打火所需的电压。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述控制方法还包括：
判断所述输出电压U与所述车辆打火所需的电压Ust之间的大小；
基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，“基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号”的步骤进一步包括：
当U≤Ust且持续时间达到预设时间时，控制所述车辆发出欠压报警信号。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，在“控制所述车辆发出欠压警报信号”的步骤之后，所述控制方法还包括：
统计所述欠压报警信号的持续时间；
当所述持续时间大于等于所述预设时间时，控制所述驻车空调停止运行，直到U＞Ust。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，采用以下公式所示的方法确定所述基准频率fe：
fe＝a1×(Tin-Ts)+b1
公式中，fe为所述压缩机的基准频率；a1为系数；Tin为室内环境温度；Ts为设定温度；b1为常数。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述设定温度Ts基于室外环境温度确定。
在上述驻车空调的控制方法的优选技术方案中，所述基准转速re基于室外环境温度确定。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，驻车空调安装于车辆，车辆配置有蓄电池，驻车空调包括压缩机和内风机，蓄电池同时与压缩机和内风机连接，以便向压缩机和内风机供电；控制方法包括：检测蓄电池的输出电压U和室内环境温度Tin；计算室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值；比较输出电压U与压缩机的额定运行电压Un的大小；基于差值和比较结果，确定压缩机的运行频率f和内风机的运行转速r；控制压缩机和内风机分别按照运行频率f和运行转速r运行。
通过上述控制方式，本申请的驻车空调的控制方法能够合理控制驻车空调的运行方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制车辆的运输成本。具体而言，通过基于室内环境温度与设定温度的差值、以及蓄电池的输出电压与压缩机的额定运行电压比较大小的结果，确定驻车空调的运行频率和内风机的运行转速，本申请的控制方式能够基于室内环境温度与设定温度的差值和蓄电池电压的变化合理调整压缩机的运行频率和内风机的运行转速，从而在保证空调运行效果的前提下，降低车辆的耗能，控制运输成本。
附图说明
下面参照附图并结合运输卡车来描述本发明的驻车空调的控制方法。附图中：
图1为本发明的驻车空调的控制方法的流程图；
图2为本发明的运输卡车的系统图；
图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合运输卡车进行介绍的，但是这并非旨在于限制本申请的应用场景，本领域技术人员在不偏离本发明原理的条件下，可以将本申请的控制方法应用于其他车辆，只要该车辆具有驻车空调即可。比如，本申请的控制方法还可以应用于房车或大巴车等。
首先参照图1，对本发明的驻车空调的控制方法进行描述。其中，图1为本发明的驻车空调的控制方法的流程图。
为了解决现有驻车空调存在运行方式不合理的问题，本申请提供了一种驻车空调的控制方法，其中，驻车空调安装于运输卡车，运输卡车上配置有蓄电池，驻车空调包括室外机和室内机，室外机中设置有压缩机，室内机中设置有内风机，蓄电池同时与压缩机和内风机连接，以便向压缩机和内风机供电。如图1所示，驻车空调的控制方法包括：
S100、检测蓄电池的输出电压U和室内环境温度Tin；例如，通过设置在室内机上的温度传感器获取室内环境温度Tin，通过设置电压传感器等电压检测元器件检测蓄电池的输出电压U。
S200、计算室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值；例如，设定温度Ts为用户手动设定的制热或制冷的目标温度，或者空调器基于当前的室外环境温度确定得到的较为理想的制热或制冷的目标温度，在获取到室内环境温度Tin后，计算室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值，该差值能够反映出当前室内环境温度Tin与设定温度Ts之间的差距。
S300、比较输出电压U与压缩机的额定运行电压Un的大小；例如，在获取到蓄电池的输出电压U后，通过计算该输出电压与额定运行电压Un的差值是否大于0、或者二者比值是否大于1的方式来比较二者的大小，以确定当前蓄电池的电量是否充足。
S400、基于差值和比较结果，确定压缩机的运行频率f和内风机的运行转速r；例如，在U≥Un时，证明蓄电池电量足够压缩机满负荷运转，此时基于室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值确定满负荷运转时压缩机的运行频率f和内风机的运行转速r，并控制压缩机和内风机以该运行频率和运行转速运行，以满足当前的运行环境，实现驾驶室快速降温的目的，提升用户体验；在U＜Un时，证明此时蓄电池的电量有所欠缺，不足以支撑压缩机满负荷运转，此时，基于室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值确定出的压缩机的运行频率f要略低于压缩机满负荷运转时的情况，以便节省蓄电池的电量，防止蓄电池电量过低而导致的车辆安全性能的下降。
S500、控制压缩机和内风机分别按照运行频率f和运行转速r运行；例如，在确定出运行频率f和运行转速r后，控制器控制驻车空调按照上述运行参数运行。
需要说明的是，在本实施方式中，控制器可以是车辆现有的控制器，可以是驻车空调现有的控制器，也可以是专门设置的用于执行本发明的方法的控制器，还可以是通用车辆控制器的一个功能模块或功能单元。例如，当车辆为电动车辆时，本申请的控制模块可以是整车控制器(VCU)，在车辆为非电动车辆时，控制模块又可以是电子控制单元(ECU)等。
通过上述控制方式，本申请的驻车空调的控制方法能够合理控制驻车空调的运行方式，有效提高蓄电池的运行寿命，控制运输卡车的运输成本。具体而言，通过基于室内环境温度与设定温度的差值、以及蓄电池的输出电压与压缩机的额定运行电压比较大小的结果，确定驻车空调的运行频率和内风机的运行转速，本申请的控制方式能够基于室内环境温度与设定温度的差值和蓄电池电压的变化合理调整压缩机的运行频率和内风机的运行转速，从而在保证空调运行效果的前提下，降低运输卡车的耗能，控制运输成本。
在一种较为优选的实施方式中，设定温度Ts可以基于如下公式确定：
Ts＝K×Tao+b3 (1)
公式(1)中，Ts为设定温度；K为系数；Tao为室外环境温度；b为常数。其中，K和b可以基于实验数据拟合得出。例如，针对不同室外环境温度对驻车空调进行多次运行实验。在多次实验中，设定驻车空调的运行参数使得驾驶室内的空气温湿度达到较佳的水平，此时分别记录每个室外环境温度下驾驶室内的温度，从而建立设定温度与室外环境温度的函数关系。
当然，设定温度的确定还可以基于室外环境温度与设定温度的其他关系进行，如基于室外环境温度与设定温度之间的固定对应关系确定等。如基于试验确定出室外环境温度与设定温度之间的关系对照表，并将该对照表存储于驻车空调中，利用该对照表可以确定出室外环境温度对应的设定温度。
下面参照图2和图3，结合一种较为优选的实施方式对本申请进行详细介绍。其中，图2为本发明的运输卡车的系统示意图；图3为本发明的驻车空调的控制方法的逻辑图。
如图2所示，在一种可能的实施方式中，运输卡车配置有蓄电池、打火装置和发电机，蓄电池能够通过发电机或外接充电基站充电。蓄电池与打火装置连接，从而通过驱动打火装置发动汽车发动机，带动发电机工作。蓄电池与车辆的主控板(如整车控制器或电子控制单元)连接，主控板控制驱动板给驻车空调的压缩机和内风机供电，实现驻车空调的启动和运行。蓄电池还配置有电压检测装置，主控板通过控制电压检测装置检测蓄电池的输出电压U。运输卡车还设置有温度传感器，如设置在驾驶室内或室内机的壳体上等，温度传感器与主控板连接，以接受主控板的控制检测室内环境温度。
参照图2和图3，在一种可能的控制过程中，运输卡车的司机在熄火状态下启动驻车空调，主控板控制温度传感器和电压检测装置分别检测室内环境温度Tin和蓄电池的输出电压U，然后计算室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值△T＝Tin-Ts，并将蓄电池的输出电压U与压缩机的额定运行电压Un比较。最终基于比较结果确定压缩机的运行频率f和内风机的运行转速r。具体比较判定和控制过程如下：
1)在U≥Un成立时，证明此时蓄电池的电量足够压缩机以满负荷运行，因此压缩机和内风机均可按照基准参数运行。具体地，基于室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值△T计算压缩机的基准频率fe，基于室外环境温度计算内风机的基准转速re，控制压缩机的运行频率f按照基准频率fe运行，内风机的运行转速按照基准转速re运行，以确保驻车空调的运行效果，提高用户体验。
在一种较为优选的实施方式中，基准频率fe和基准转速re可以采用下列公式计算：
fe＝a1×△T+b1＝a1×(Tin-Ts)+b1 (2)
re＝a2×Tao+b2 (3)
公式(2)中，fe为压缩机的基准频率；a1为系数；△T为室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值；b1为常数。其中，a1和b1可以基于实验数据拟合得出。例如，针对不同的室内环境温度与设定温度的差值对驻车空调进行多次运行实验。在多次实验中，设定驻车空调的运行参数使得驾驶室内的空气温湿度达到较佳的水平，此时分别记录每个室内环境温度与设定温度的差值下压缩机的运行频率，从而建立基准频率fe与差值△T之间的函数关系。
公式(3)中，re为内风机的基准转速；a2为系数；Tao为室外环境温度；b2为常数。其中，a2和b2同样可以基于实验数据拟合得出，其得出方式与公式(2)相似，在此不再赘述。
当然，基准频率/基准转速的确定还可以基于其他关系进行，如基于室内环境温度与设定温度的差值与基准频率或室外环境温度与基准转速之间的固定对应关系确定等。如基于试验确定出室内环境温度与设定温度的差值与基准频率/室外环境温度与基准转速之间的关系对照表，并将该对照表存储于驻车空调中，利用该对照表可以确定出每个室内环境温度与设定温度的差值对应的基准频率/室外环境温度对应的基准转速。
2)在U≥Un不成立时，证明此时蓄电池电量不足以支撑压缩机满负荷运行，此时进一步判定是U≥a×Un否成立，其中a＜1，如a＝0.9等，其数值可以基于试验或经验确定。如果U≥a×Un成立，证明蓄电池的输出电压U虽然低于驻车空调运行的额定电压Un，但是并未小很多，该电压值仍旧可以驱动驻车空调运行。但由于此时电压偏低，因此压缩机作为主要耗电部件，需要按照低于基准参数的标准运行。具体地，运行频率f按照f＝(U/Un)×fe运行，内风机由于并非主要耗电部件，因此其运行转速仍可以按照r＝re运行，以适应当前的电压偏低的情况，在保证对驻车空调的运行效果影响很小的情况下，尽可能的保持驾驶室内的舒适度。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。
3)如果U≥a×Un不成立，则证明此时蓄电池电压较低，压缩机不适宜以上述频率运行。此时，进一步判定U＞Ust是否成立，其中，Ust为所述车辆打火所需的电压。如果U＞Ust成立，证明此时蓄电池的输出电压高于车辆打火所需的电压，因此其有多于的电量用于空调运行。此时，控制压缩机以较低的运行频率f＝(Ust/U)×fe运行，控制内风机以运行转速r＝(U/Ust)×re运行，以在制冷效果较差的情况下，通过提高内风机转速来保证司机的体验。其中，基准频率fe和基准转速re的确定方式与上述实施方式相同，在此不再赘述。
4)如果U＞Ust不成立，或者在驻车空调运行过程中，出现U≤Ust时，证明此时如果启动车辆的话，会由于蓄电池的压力过低而导致车辆无法打火启动。此时，记录该情况的持续时间t1，当U≤Ust的持续时间t1达到预设时间t时，控制车辆的相关零部件发出欠压报警信号，以提醒车主在启动车辆前关闭驻车空调，确保车辆正常启动。其中，欠压报警信号可以为指示灯闪烁、提示音、文字信息或语音信息等。其中，预设时间t可以为人为设定的固定值，也可以基于当前的输出电压实时确定，其确定原则为至少保证蓄电池的剩余电量能够启动车辆。如t可以设置为1min等。
5)在发出欠压报警信号后，统计欠压报警信号的持续时间t2，如果持续时间大于预设时间t，此时强制切断蓄电池的供电，直至时U＞Ust恢复空调运行，以保证蓄电池的电量能够启动车辆，防止蓄电池电量过低。
需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本发明的原理，并非旨在于限制本发明的保护范围。在不偏离本发明原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本发明能够适用于更加具体的应用场景。
例如，在一种可替换的实施方式中，虽然上述实施方式中发出警报信息和切断蓄电池供电的判断阈值都是结合Ust进行介绍的，但是其并非一成不变，本领域技术人员可以对其进行调整。例如，在判断是否发出报警信息时，可以将阈值设置为Ust+c，其中c为电压常数，其具体数值可以基于实际情况作出调整。
再如，在另一种可替换的实施方式中，上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。比如，还可以在检测室内环境温度Tin并计算室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值之后，再检测蓄电池的输出电压U并与压缩机的额定运行电压Un进行大小比较等。
当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
需要说明的是，尽管上文详细描述了本发明方法的详细步骤，但是，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以对上述步骤进行组合、拆分及调换顺序，如此修改后的技术方案并没有改变本发明的基本构思，因此也落入本发明的保护范围之内。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种驻车空调的控制方法，其特征在于，所述驻车空调安装于车辆，所述车辆配置有蓄电池，所述驻车空调包括压缩机和内风机，所述蓄电池同时与所述压缩机和所述内风机连接，以便向所述压缩机和所述内风机供电；所述控制方法包括：
检测所述蓄电池的输出电压U和室内环境温度Tin；
计算所述室内环境温度Tin与设定温度Ts的差值；
比较所述输出电压U与所述压缩机的额定运行电压Un的大小；
基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r；
控制所述压缩机和所述内风机分别按照所述运行频率f和所述运行转速r运行。
2.根据权利要求1所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当U≥Un时，确定所述压缩机的运行频率f为基准频率fe，所述内风机的运行转速r为基准转速re；
其中，所述基准频率fe基于所述差值确定。
3.根据权利要求2所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当a×Un≤U＜Un时，确定所述压缩机的运行频率f＝(U/Un)×fe，所述运行转速r＝re；
其中，a＜1。
4.根据权利要求3所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，“基于所述差值和比较结果，确定所述压缩机的运行频率f和所述内风机的运行转速r”的步骤进一步包括：
当Ust＜U＜a×Un时，确定所述压缩机的运行频率f＝(Ust/U)×fe，所述内风机的运行转速r＝(U/Ust)×re；
其中，a＜1，Ust为所述车辆打火所需的电压。
5.根据权利要求1所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
判断所述输出电压U与所述车辆打火所需的电压Ust之间的大小；
基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号。
6.根据权利要求5所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，“基于比较结果，选择性地控制所述车辆发出欠压报警信号”的步骤进一步包括：
当U≤Ust且持续时间达到预设时间时，控制所述车辆发出欠压报警信号。
7.根据权利要求6所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，在“控制所述车辆发出欠压警报信号”的步骤之后，所述控制方法还包括：
统计所述欠压报警信号的持续时间；
当所述持续时间大于等于所述预设时间时，控制所述驻车空调停止运行，直到U＞Ust。
8.根据权利要求2所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，采用以下公式所示的方法确定所述基准频率fe：
fe＝a1×(Tin-Ts)+b1
公式中，fe为所述压缩机的基准频率；a1为系数；Tin为室内环境温度；Ts为设定温度；b1为常数。
9.根据权利要求1所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，所述设定温度Ts基于室外环境温度确定。
10.根据权利要求2所述的驻车空调的控制方法，其特征在于，所述基准转速re基于室外环境温度确定。
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