CN111114245A - 一种车辆怠速空调控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆怠速空调控制方法及控制系统，涉及汽车空调技术领域，该控制方法包括：设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间；在车辆怠速时启动空调系统的控制开关，并采集空调管路的压力；当空调管路的初始压力位于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作，且风扇不工作；空调管路的工作压力由低升高，当到达第二阈值区间的高端值时，风扇开始工作；若工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，风扇不工作。本发明，不仅减少了风扇的工作时间，减少能耗损失，且风扇运转状态及转速相对稳定，产生的噪音较小。

Description

一种车辆怠速空调控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，具体涉及一种车辆怠速空调控制方法及控制系统。

背景技术

现有的空调控制系统中，整车空调和散热风扇的开启主要受空调系统空调控制开关的控制。若空调管路没有故障，即安装在空调冷媒管路上的压力传感器检测到的管路压力在正常压力范围内时，只要打开空调系统的空调控制开关，此请求就会传递给控制器，在控制器收到空调控制开关信号后，控制空调压缩机和散热风扇同时开始工作，保证空调系统散热的需要。

上述系统的压力传感器只检测空调管路压力是否在其所设置的、代表空调系统正常工作的压力范围内，当低于该范围的下限值或高于其上限值就会断开空调请求信号的传输通道，此时即使驾驶员打开了空调控制开关，空调压缩机和散热风扇也无法工作。

但是，在车辆怠速时，特别是刚启动发动机时，空调冷凝器周围温度不高，发动机水温也较低，均还不需要散热风扇进行散热。但由于现有系统的局限性，只要空调系统开始工作，散热风扇就同步开始工作，此时散热风扇工作即为浪费能源。另外，现有系统中空调系统输出的空调请求信号为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，控制器在收到此PWM信号后，也是按此信号形式来控制风扇的通断，致使散热风扇处于不断接通、关断状态。当散热风扇在一定时间内不断接通、关断，不仅运转转速不稳定，还会导致风扇工作噪音较大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种车辆怠速空调控制方法及控制系统，可分别对空调压缩机和风扇进行控制，实现节能降噪。

本发明第一方面提供一种车辆怠速空调控制方法，其包括步骤：

设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间；

在车辆怠速时启动空调系统的控制开关，并采集空调管路的压力；

当上述空调管路的初始压力位于上述第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作，且风扇不工作；

上述空调管路的工作压力由低升高，当到达第二阈值区间的高端值时，风扇开始工作；若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，风扇不工作。

基于第一方面，在可能的实施例中，当上述工作压力到达第二阈值区间的高端值时，生成第一状态转换信号传递至整车控制器，上述整车控制器根据上述第一状态转换信号生成控制信号并发送至发动机控制器，上述发动机控制器控制风扇工作；

若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，生成第二状态转换信号传递至整车控制器，上述整车控制器根据上述第二状态转换信号生成控制信号并发送至发动机控制器，上述发动机控制器控制风扇不工作。

基于第一方面，在可能的实施例中，当上述工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，上述工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，风扇再次开始工作。

基于第一方面，在可能的实施例中，当上述工作压力降低至第一阈值区间的低端值、或升高至第三阈值区间的高端值时，控制上述空调压缩机不工作。

基于第一方面，在可能的实施例中，当上述空调管路的初始压力位于上述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机和风扇均工作；

若上述工作压力由初始压力降低，到达第二阈值区间的低端值时，上述风扇不工作；

当上述初始压力低于第一阈值区间的低端值，或高于第三阈值区间的高端值时，控制上述空调压缩机不工作。

本发明第二方面提供一种车辆怠速空调控制系统，其包括：

压力检测模块，其用于设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间；其还用于在启动空调系统的控制开关后，采集空调管路的压力；上述压力检测模块第一次采集的压力为初始压力；

继电器，其用于当上述初始压力位于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作；

整车控制器，其用于在空调管路的工作压力由初始压力或第二阈值区间的低端值升高至第二阈值区间的高端值时，控制风扇工作；若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，控制上述风扇不工作。

基于第二方面，在可能的实施例中，上述压力检测模块包括第一压力开关、第二压力开关和第三压力开关，上述第一压力开关与第三压力开关串联于空调压缩机的控制回路，上述第二压力开关信号连接于上述整车控制器；

当上述工作压力到达第二阈值区间的高端值时，上述第二压力开关状态改变，并生成第一状态转换信号；上述整车控制器用于接收上述第一状态转换信号，并控制风扇工作；

若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，上述第二压力开关状态改变，并生成第二状态转换信号；上述整车控制器用于接收上述第二状态转换信号，并控制风扇不工作。

基于第二方面，在可能的实施例中，当上述工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，上述工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，上述整车控制器用于控制上述风扇再次开始工作。

基于第二方面，在可能的实施例中，当上述工作压力降低至第一阈值区间的低端值、或升高至第三阈值区间的高端值时，上述继电器用于控制空调压缩机不工作。

基于第二方面，在可能的实施例中，当上述空调管路的初始压力位于上述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，上述继电器用于控制空调压缩机工作，上述整车控制器用于控制风扇工作；

当上述初始压力低于第一阈值区间的低端值，或高于第三阈值区间的高端值时，上述继电器用于控制空调压缩机不工作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的车辆怠速空调控制方法，可分别对空调压缩机和风扇进行控制，控制方案更加合理，风扇仅在空调管路的压力达到一定值时，才会开始工作，且不会在短时间内频繁通断，不仅减少了风扇的工作时间，减少能耗损失，同时风扇运转状态及转速相对稳定，产生的噪音较小。

(2)本发明的车辆怠速空调控制方法，当工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，在工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，风扇才会再次开始工作，进行散热，避免了风扇在短时间内频繁通断，延长了风扇的使用寿命。

(3)本发明的车辆怠速空调控制系统，第二阈值区间的高端值和低端值为第二压力开关的两个状态转换值，通过设置压力开关的状态转换余量，避免了由于空调管路的压力在一定时间内不是一个稳定值，而会来回少量波动，造成的控制不稳定，延长了第二压力开关和风扇的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆怠速空调控制系统的第一原理图；

图2为本发明实施例提供的车辆怠速空调控制系统的第二原理图；

图3为本发明实施例提供的三个压力开关的状态转换示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种车辆怠速空调控制方法的实施例，其包括步骤：

设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，分别为第一阈值区间、第二阈值区间和第三阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间。

在车辆怠速时启动空调系统的控制开关，并实时采集空调管路的压力。

当上述空调管路的初始压力位于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作，且风扇不工作。

在空调管路的工作压力由低升高，当到达第二阈值区间的高端值时，风扇开始工作；若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，表明风扇无需工作，即可控制风扇不工作。

在空调系统启动时，只要空调系统没有故障，且空调管路的初始压力正常，即介于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，空调压缩机才会工作，空调系统开始起作用。

随着空调系统的工作，空调冷媒管路的压力会逐步升高，当工作压力升高至第二阈值区间的高端值，控制风扇工作，及时给空调系统散热，以降低空调管路的工作压力。因此，本实施例中，风扇的控制完全由空调管路的压力控制，与空调系统的PWM请求信号没有关系。

本实施例的控制方法，可分别对空调压缩机和风扇进行控制，控制方案更加合理，风扇仅在空调管路的压力达到一定值时，才会开始工作，且不会在短时间内频繁通断，不仅减少了风扇的工作时间，减少能耗损失，同时避免了一段时间内频繁通断的工作模式，运转状态及转速相对稳定，产生的噪音较小。

在上述实施例的基础上，本实施例中，当上述工作压力由初压力升高并到达第二阈值区间的高端值时，生成第一状态转换信号传递至整车控制器，上述整车控制器接收到该第一状态转换信号后，根据上述第一状态转换信号生成控制信号，并通过整车CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)发送至发动机控制器，上述发动机控制器一旦收到整车控制器发来的控制信号，即可控制风扇开始工作。

若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，生成第二状态转换信号传递至整车控制器，上述整车控制器接收到该第二状态转换信号后，根据上述第二状态转换信号生成控制信号并发送至发动机控制器，上述发动机控制器即可根据接收到的控制信号控制风扇不工作。

在第二个实施例的基础上，本实施例中，当上述工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，在工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，风扇再次开始工作，进行散热，避免了风扇在短时间内频繁通断，延长了风扇的使用寿命。

本实施例中，当上述工作压力降低至第一阈值区间的低端值、或升高至第三阈值区间的高端值时，控制上述空调压缩机不工作。

在上述实施例的基础上，本实施例中，当上述空调管路的初始压力位于上述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机和风扇均工作。若上述工作压力由该初始压力降低，到达第二阈值区间的低端值时，上述风扇不工作。然后，在工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，风扇再次开始工作。

当上述空调管路的初始压力低于第一阈值区间的低端值，或高于第三阈值区间的高端值时，表明空调管路的压力不正常，空调系统可能出现了故障，此时空调压缩机不工作。

参见图1所示，本发明还提供一种车辆怠速空调控制系统的实施例，该系统包括压力检测模块、控制器、空调压缩机、风扇和空调系统。其中，控制器包括整车控制器和发动机控制器。

压力检测模块用于设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间。在启动空调系统的控制开关后，压力检测模块还用于采集空调管路的压力。其中，压力检测模块第一次采集的压力为初始压力，其随后采集的压力均为工作压力。

整车控制器用于在空调管路的工作压力由初始压力或第二阈值区间的低端值升高至第二阈值区间的高端值时，控制风扇工作；之后，若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，整车控制器控制上述风扇不工作。

参见图2所示，本实施例的系统还包括继电器。继电器用于当空调管路的初始压力位于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作。

本实施例的控制系统还包括电源和保险，通过电源为整个控制系统够提供能源，通过在电源和器件之间设置保险，来保护整个控制系统的线路安全，当线路出现过载或短路时，保险的保险丝熔断，对线路起到保护作用。

在上述实施例的基础上，本实施例中，上述压力检测模块包括第一压力开关、第二压力开关和第三压力开关，上述第一压力开关与第三压力开关串联于空调压缩机的控制回路，上述第二压力开关与上述整车控制器信号连接。通过第三压力开关、第一压力开关和第二压力开关对空调管路的压力进行监测。

当上述工作压力由初始压力升高到达第二阈值区间的高端值时，上述第二压力开关状态改变，并生成第一状态转换信号；上述整车控制器用于接收上述第一状态转换信号，并控制风扇工作。

若上述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，上述第二压力开关状态改变，并生成第二状态转换信号；上述整车控制器用于接收上述第二状态转换信号，并控制风扇不工作。

本实施例中，当工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，在上述工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，第二压力开关状态再次改变，并再生成第一状态转换信号，然后由整车控制器控制风扇开始工作。

本实施例中，第二阈值区间的高端值和低端值为第二压力开关的两个状态转换值，通过设置压力开关的状态转换余量，避免了由于空调管路的压力在一定时间内不是一个稳定值，而会来回少量波动，所造成的控制不稳定，延长了第二压力开关和风扇的使用寿命。

具体的，当第二压力开关检测到压力由低转换值升高至高转换值时，该压力开关的转态会进行变化；当压力由高转换降低至低转换值时，第二压力开关的转态会再次进行变化。

本实施例中，第一阈值区间的高端值和低端值为第一压力开关的两个状态转换值，第三阈值区间的高端值和低端值为第三压力开关的两个状态转换值。其中，每个压力开关的状态转换值都是根据不同的实车需要，进行测定后确定的。

在上述实施例的基础上，本实施例中，当上述工作压力降低至第一阈值区间的低端值时，第一压力开关断开，继电器控制空调压缩机不工作。在可能的情况下，当空调管路的工作压力由第一阈值区间的低端值升高至第一阈值区间的高端值时，第一压力开关接合，空调压缩机再次开始工作。

当上述工作压力升高至第三阈值区间的高端值时，第三压力开关断开，继电器均控制空调压缩机不工作。在可能的情况下，当空调管路的工作压力由第三阈值区间的高端值下降到第三阈值区间的低端值时，第三压力开关接合，空调压缩机重新开始工作。

在上述实施例的基础上，本实施例中，当上述空调管路的初始压力位于上述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，继电器用于控制空调压缩机工作，整车控制器用于控制风扇工作。若工作压力由该初始压力降低，到达第二阈值区间的低端值时，整车控制器用于控制风扇不工作。然后，在工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，整车控制器用于控制风扇再次开始工作。

当上述空调管路的初始压力低于第一阈值区间的低端值时，第一压力开关断开，当空调管路的初始压力高于第三阈值区间的高端值时，第三压力开关断开。上述两种情况下，继电器均控制空调压缩机不工作。

参见图3所示，以第一阈值区间的低端值N1和高端值N2作为第一压力开关X1的状态转换值，以第二阈值区间的低端值N3和高端值N4作为第二压力开关X2的状态转换值，以第三阈值区间的低端值N5和高端值N6作为第三压力开关X3的状态转换值。因此，第一压力开关X1为低压控制开关，第二压力开关X2为中压控制开关，第三压力开关X3为高压控制开关。本实施例中，第一压力开关X1的初始状态为断开状态，第二压力开关X2和第三压力开关X3的初始状态均为接合状态。

当需要使用空调时，打开空调系统的控制开关。空调系统无故障且空调管路的初始压力正常时，第一压力开关X1由断开状态变为接合状态，第三压力开关X3状态不变，控制开关的控制信号控制继电器接通，继电器立即驱动空调压缩机工作。此时，因空调刚刚打开，空调冷凝器周边的温度还不高，暂不需要散热，因此，风扇还未开始工作。

随着空调系统的工作，空调管路的工作压力升高至N4时，第二压力开关X2进行状态转换，由接合状态变为断开状态，并将该第一状态转换信号传递给整车控制器，上述整车控制器根据第一状态转换信号生成控制信号，并通过整车CAN发送至发动机控制器，上述发动机控制器即可控制风扇开始工作。

若工作压力由N4继续升高到N6，X3进行状态转换，即X3断开，此时空调压缩机不工作，而风扇还处于工作状态。在可能的情况下，当空调管路的工作压力由N6下降到N5时，X1再次进行状态转换，即X1接合，空调压缩机重新开始工作。

若工作压力由N4降低到N3，X2再次进行状态转换，即由之前的断开状态变为接合状态，进而使发动机控制器控制风扇不工作。此时，若工作压力继续下降到N1时，X1进行状态转换，即X1断开，空调压缩机不工作。在可能的情况下，当空调管路的工作压力由N1升高至N2时，X2再次进行状态转换，即X2接合，空调压缩机再次工作。

本实施例的控制系统，适用于上述各控制方法，通过第二压力开关的状态变化来控制风扇，实现了只在空调系统真正需要散热的情况下才会控制风扇工作，减少风扇工作时间，节约了能源，且开关状态较为稳定，其状态不会在某一时间段内频繁变化，进而使发动机控制器收到的是稳定的请求信号，因此由发动机控制器控制的风扇的运转也比较稳定，避免了一段时间内频繁通断的工作模式，同时还可降低工作噪音。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种车辆怠速空调控制方法，其特征在于，其包括步骤：

设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间；

在车辆怠速时启动空调系统的控制开关，并采集空调管路的压力；

当所述空调管路的初始压力位于所述第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作，且风扇不工作；

所述空调管路的工作压力由低升高，当到达第二阈值区间的高端值时，风扇开始工作；若所述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，风扇不工作。

2.如权利要求1所述的车辆怠速空调控制方法，其特征在于：

当所述工作压力到达第二阈值区间的高端值时，生成第一状态转换信号传递至整车控制器，所述整车控制器根据所述第一状态转换信号生成控制信号并发送至发动机控制器，所述发动机控制器控制风扇工作；

若所述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，生成第二状态转换信号传递至整车控制器，所述整车控制器根据所述第二状态转换信号生成控制信号并发送至发动机控制器，所述发动机控制器控制风扇不工作。

3.如权利要求1所述的车辆怠速空调控制方法，其特征在于：

当所述工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，所述工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，风扇再次开始工作。

4.如权利要求1所述的车辆怠速空调控制方法，其特征在于：

当所述工作压力降低至第一阈值区间的低端值、或升高至第三阈值区间的高端值时，控制所述空调压缩机不工作。

5.如权利要求1所述的车辆怠速空调控制方法，其特征在于：

当所述空调管路的初始压力位于所述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机和风扇均工作；

若所述工作压力由初始压力降低，到达第二阈值区间的低端值时，所述风扇不工作；

当所述初始压力低于第一阈值区间的低端值，或高于第三阈值区间的高端值时，控制所述空调压缩机不工作。

6.一种车辆怠速空调控制系统，其特征在于，其包括：

压力检测模块，其用于设置空调管路压力的三个不相连的阈值区间，且第二阈值区间位于第一阈值区间的高端值与第三阈值区间的低端值之间；其还用于在启动空调系统的控制开关后，采集空调管路的压力；所述压力检测模块第一次采集的压力为初始压力；

继电器，其用于当所述初始压力位于第一阈值区间的低端值与第二阈值区间的高端值之间时，控制空调压缩机工作；

整车控制器，其用于在空调管路的工作压力由初始压力或第二阈值区间的低端值升高至第二阈值区间的高端值时，控制风扇工作；若所述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，控制所述风扇不工作。

7.如权利要求6所述的车辆怠速空调控制系统，其特征在于：

所述压力检测模块包括第一压力开关、第二压力开关和第三压力开关，所述第一压力开关与第三压力开关串联于空调压缩机的控制回路，所述第二压力开关信号连接于所述整车控制器；

当所述工作压力到达第二阈值区间的高端值时，所述第二压力开关状态改变，并生成第一状态转换信号；所述整车控制器用于接收所述第一状态转换信号，并控制风扇工作；

若所述工作压力由高降低，到达第二阈值区间的低端值时，所述第二压力开关状态改变，并生成第二状态转换信号；所述整车控制器用于接收所述第二状态转换信号，并控制风扇不工作。

8.如权利要求6所述的车辆怠速空调控制系统，其特征在于：

当所述工作压力降低至第二阈值区间的低端值且风扇不工作后，所述工作压力升高至第二阈值区间的高端值时，所述整车控制器用于控制所述风扇再次开始工作。

9.如权利要求6所述的车辆怠速空调控制系统，其特征在于：

当所述工作压力降低至第一阈值区间的低端值、或升高至第三阈值区间的高端值时，所述继电器用于控制空调压缩机不工作。

10.如权利要求6所述的车辆怠速空调控制系统，其特征在于：

当所述空调管路的初始压力位于所述第二阈值区间的高端值与第三阈值区间的高端值之间时，所述继电器用于控制空调压缩机工作，所述整车控制器用于控制风扇工作；

当所述初始压力低于第一阈值区间的低端值，或高于第三阈值区间的高端值时，所述继电器用于控制空调压缩机不工作。

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