CN111902301A - 用于控制机动车辆的热调节系统的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

披露了一种用于控制能够冷却机动车辆的乘客舱的热调节系统(10)的系统(20)，所述热调节系统(10)包括管道(12)，该管道形成包含制冷剂的制冷剂环路并且至少连接压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀构件(15)以及蒸发器(16)。该控制系统包括用于获取温度设定点的模块，以及用于根据该蒸发器的在定义时间段内确立的温度平均值来调节该蒸发器的温度的模块。

Description

用于控制机动车辆的热调节系统的方法和系统
技术领域
本披露涉及空调系统领域，这些空调系统能够调节机动车辆中的温度，尤其是利用热力或混合动力推进来调节。
更具体地，本发明涉及包括外部控制的压缩机的空调系统。
背景技术
通常，空调系统或冷环路包括压缩机、冷凝器、膨胀构件和热交换器、或使得可以从空气中获取用于调节环境的热量的蒸发器。蒸发器的温度通常根据热需要来调节，例如，根据来自驾驶员的控制设定点和由温度传感器测得的蒸发器的温度瞬时值来调节。
已知用于调节蒸发器的温度的系统，这些系统包括结合在压缩机中的调节阀以便控制压缩机的扫气容积并因此控制其流量。
因此，可以尽可能地根据需要调节使乘客感到舒适所需的热功率。
此外，由于压缩机由热力发动机皮带驱动，因此制冷剂的流量取决于发动机的旋转速度。控制调节阀以响应于热力发动机的变化，从而确保制冷剂的准恒定流量并因此确保机动车辆内部的恒定温度。
然而，当机动车辆在市区中行驶时，由于反复的减速或加速，车辆的速度不稳定。因此，发动机速度将大幅波动。
在机动车辆的减速阶段期间，作为节能措施，中断向热力发动机供应燃料，车辆仅利用其动能移动。
然而，在这些减速阶段期间，无需输入燃料即可获得该能量。
发明内容
本发明的目标是一种用于控制机动车辆的热调节系统的方法，所述热调节系统包括一组管道，该组管道形成包含制冷剂的所谓的制冷剂环路并且至少链接压缩机、冷凝器、膨胀构件以及蒸发器。
该蒸发器的温度是根据用于冷却该车辆的内部的温度控制设定点以及该蒸发器在确定时间(例如，等于30秒)内的温度平均值来调节的。
有利地，为了调节该蒸发器的温度，恢复例如源于车辆驾驶员的要求的控制设定点，以冷却该车辆的内部，计算该蒸发器在确定时间(例如，等于30秒)内的温度平均值，计算该温度设定点与所述计算出的蒸发器的温度平均值之间的差，并且通过计算校正后的温度设定点(例如，通过应用比例积分调节器)来校正所述计算出的差。
可以检查该车辆是否处于减速阶段(例如，当车辆速度下降或要求零扭矩设定点时获得)，并且当该车辆处于减速阶段时，将第一温度设定点(例如，等于2℃)传输到用于调节该蒸发器的温度的模块。当该车辆未处于减速阶段时，则将该校正后的温度设定点传输到温度调节模块。
例如，为了计算作用于该压缩机的扫气容积的最终命令，用于调节该蒸发器的温度的模块计算所述传输的温度设定点与所测得的蒸发器的温度瞬时值(例如，由温度传感器测得)之间的第二差，并且例如通过应用比例积分调节器来校正所述计算出的第二差，以向该压缩机传递控制例如作用于压缩机的扫气容积的流量或更一般地作用于制冷剂流量的最终命令。
根据第二方面，本发明涉及一种用于控制能够冷却机动车辆的内部的热调节系统的系统，所述热调节系统包括一组管道，该组管道形成包含制冷剂的所谓的制冷剂环路并且至少链接压缩机、冷凝器、膨胀构件以及蒸发器。
该系统包括用于获取温度设定点的模块，以及用于根据该蒸发器的在确定时间内确立的温度平均值来调节该蒸发器的温度的模块。
有利地，该用于调节该蒸发器的温度的模块包括用于计算该蒸发器在确定时间(例如，等于30秒)内的温度平均值的模块，被配置为计算该温度设定点与所述计算出的蒸发器的温度平均值之间的第一差的比较器，以及用于校正所述计算出的差、被配置为传递校正后的温度设定点的模块。
该校正模块是例如比例积分调节器。
该系统可以包括检查模块，该检查模块被配置为检查该车辆是否处于减速阶段(例如，当车辆速度下降或要求零扭矩设定点时获得)。当该车辆处于减速阶段时，该控制系统向用于调节该蒸发器的温度的模块传输例如等于2℃的第一温度设定点，并且当该车辆未处于减速阶段时，该控制系统向该用于调节该蒸发器的温度的模块传输该校正后的温度设定点。该用于调节该蒸发器的温度的模块包括用于进行以下操作的模块：根据传输到该模块的设定点和例如由温度传感器测得的该蒸发器的温度瞬时值来计算例如作用于该压缩机的扫气容积或更一般地作用于制冷剂流量的命令。
例如，该用于计算作用于该压缩机的扫气容积的命令的模块包括被配置为计算传输到该模块的温度设定点与该蒸发器的所述温度瞬时值之间的差的第二比较器，以及用于校正所述计算出的差、被配置为传递例如作用于该压缩机的扫气容积或更一般地作用于制冷剂流量的命令的第二模块。该第二校正模块是例如比例积分调节器。
根据第三方面，本发明涉及一种利用热力或混合动力推进的机动车辆，该机动车辆包括热调节系统，该热调节系统包括一组管道和如前所述的热调节系统的控制系统，该组管道形成包含制冷剂的所谓的制冷剂环路并且至少链接压缩机、冷凝器、膨胀构件以及蒸发器。
附图说明
通过阅读单纯作为非限定性示例并参考附图所给出的以下说明将明了本发明的其他目标、特征和优点，在附图中：
-图1示意性地示出了根据本发明的机动车辆的热调节系统；
-图2详细地示出了用于控制图1的热调节系统的系统；以及
-图3展示了用于控制图1的热调节系统的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1示出了热调节系统或空调系统10，该热调节系统或空调系统旨在被结合到利用热力或混合动力推进的机动车辆(未示出)中。空调系统10能够冷却机动车辆的内部H并且被结合在被称为“HVAC”(未示出)的加热和/或空调设施中，该加热和/或空调设施包括用于将空气吹入内部H的电动风扇11。
空调系统10包括一组管道12，该组管道形成包含制冷剂(未示出)的所谓的制冷剂环路并且链接压缩所述制冷剂的压缩机13、例如位于该车辆前端的冷凝器14、膨胀构件15以及其中流体通过吸收热量被蒸发的蒸发器16。
应当指出，本发明不限于这种空调系统。通常，空调系统包括压缩机和蒸发器。
也可以将空调系统设置为可逆热泵系统，以便冷却或加热车辆的内部。
蒸发器16的温度由控制系统20控制，该控制系统使得可以根据例如源于车辆驾驶员的要求的控制设定点Tcons来调节所述温度，以冷却车辆的内部H。
控制系统20包括用于获取温度设定点Tcons的模块21，以及用于根据蒸发器16的在确定时间t内确立的温度平均值Tmoy来调节蒸发器16的温度的模块22。
为此，用于调节该蒸发器的温度的模块22包括用于计算蒸发器16在确定时间t(例如，等于30秒)内的温度平均值Tmoy的模块23，被配置为计算温度设定点Tcons与所述计算出的蒸发器的温度平均值Tmoy之间的差ΔT1的比较器24，以及用于校正所述计算出的差ΔT1、被配置为传递校正后的温度设定点Tcons_corr的模块25。校正模块25是例如比例积分调节器。
控制系统20还包括检查模块26，该检查模块用于检查该车辆是否处于减速阶段(例如，当车辆速度下降或要求零扭矩设定点时获得)。
当该车辆处于减速阶段时，控制系统20向用于计算例如作用于该压缩机的扫气容积或更一般地作用于制冷剂流量的命令T2f的模块27传输例如等于2℃的第一温度设定点T1f。
当车辆未处于减速阶段时，控制系统20向模块27传输校正后的温度设定点Tcons_corr。
用于计算例如作用于压缩机的扫气容积或更一般地作用于制冷剂流量的命令T2f的模块27包括第二比较器28和第二模块29，该第二比较器被配置为计算传输到模块27的第二温度设定点T2(cons_corr)(即，设定点T1f或设定点Tcons_corr)与蒸发器16的温度瞬时值Tmes之间的差ΔT2，该第二模块用于校正所述计算出的差、被配置为向压缩机传递例如作用于压缩机的扫气容积或更一般地作用于制冷剂流量的命令T2f。第二校正模块29是例如比例积分调节器。
图3展示了用于操作或控制图1的热调节系统10的方法30的实施方式的流程图。
在第一步骤31中，恢复例如源于车辆驾驶员的要求的控制设定点Tcons，以冷却该车辆的内部H。
在第二步骤32中，计算蒸发器16在确定时间t(例如，等于30秒)内的温度平均值Tmoy，然后在步骤33中，计算温度设定点Tcons与所述计算出的蒸发器的温度平均值Tmoy之间的差ΔT1，并且在步骤34中，通过计算校正后的温度设定点Tcons_corr(例如，通过应用比例积分调节器)来校正所述计算出的差ΔT1。
借助于步骤32至34，根据温度控制设定点和蒸发器的所测得温度的平均值来调节该蒸发器的温度。
在步骤35中，检查该车辆是否处于减速阶段(例如，当车辆速度下降或要求零扭矩设定点时获得)。
当车辆处于减速阶段时，传输例如等于2℃的第一温度设定点T1f。
当车辆未处于减速阶段时，传输温度设定点Tcons_corr。
为了计算用于控制压缩机的作用于制冷剂流量并使得可以调节该蒸发器的输出端处的空气温度的命令T2f，在步骤37中，计算传输到模块27的第二温度设定点T2(cons_corr)(即，设定点T1f或设定点Tcons_corr)与蒸发器的所述温度瞬时值Tmes之间的第二差ΔT2，并且在步骤37中，例如通过应用比例积分调节器来校正所述计算出的差，以向压缩机或压缩机控制模块传递控制压缩机的作用于制冷剂流量的命令T2f。
借助于对蒸发器在确定时间内的温度值的平均值的计算以及因此借助于对蒸发器的随时间求平均的温度的调节，可以通过向该蒸发器应用高于瞬时需求的温度设定点来抵消从车辆的动能获得的冷盈余，这使得可以在市区节省大约25％的燃料消耗。

Claims (10)

1.一种用于控制机动车辆的热调节系统(10)的方法，所述热调节系统包括一组管道(12)，该组管道形成包含制冷剂的制冷剂环路并且至少链接压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀构件(15)以及蒸发器(16)，其特征在于，该蒸发器(16)的温度是根据用于冷却该车辆的内部(H)的温度控制设定点(Tcons)以及该蒸发器(16)在确定时间(t)内的温度平均值(Tmoy)来调节的。
2.如权利要求1所述的方法，其中，为了调节该蒸发器(16)的温度，恢复控制设定点(Tcons)以冷却该车辆的内部(H)，计算该蒸发器(16)在确定时间(t)内的温度平均值(Tmoy)，计算该温度设定点(Tcons)与所述计算出的该蒸发器的温度平均值(Tmoy)之间的差(ΔT1)，并且通过计算校正后的温度设定点(Tcons_corr)来校正所述计算出的差(ΔT1)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，进行检查以查看该车辆是否处于减速阶段，并且当该车辆处于减速阶段时，使用第一温度设定点(T1f)来控制该蒸发器，并且当该车辆未处于减速阶段时，使用该温度设定点(Tcons_corr)。
4.如权利要求3所述的方法，其中，为了计算用于控制该压缩机的制冷剂流量的最终命令(T2f)，计算所述瞬时值(Tmes)与该蒸发器的温度之间、与当该车辆未处于减速阶段时该校正后的温度设定点(Tcons_corr)之间、与当该车辆处于减速阶段时该设定点(T1f)之间的第二差(ΔT2)，并且对所述计算出的差进行校正以传递用于控制该压缩机的制冷剂流量的最终命令(T2f)。
5.一种能够冷却机动车辆的内部的热调节系统(10)的控制系统(20)，所述热调节系统(10)包括一组管道(12)，该组管道形成包含制冷剂的制冷剂环路并且至少链接压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀构件(15)以及蒸发器(16)，其特征在于，该控制系统包括用于获取温度设定点(Tcons)的模块(21)，以及用于根据该蒸发器(16)的在确定时间(t)内确立的温度平均值(Tmoy)来调节该蒸发器(16)的温度的模块(22)。
6.如权利要求5所述的系统，其中，该用于调节该蒸发器的温度的模块(22)包括用于计算该蒸发器(16)在确定时间(t)内的温度平均值(Tmoy)的模块(23)，被配置为计算该温度设定点(Tcons)与所述计算出的该蒸发器的温度平均值(Tmoy)之间的第一差(ΔT1)的比较器(24)，以及用于校正所述计算出的差(ΔT1)、被配置为传递校正后的温度设定点(Tcons_corr)的模块(25)。
7.如权利要求6所述的系统，其中，该校正模块(25)是比例积分调节器。
8.如权利要求5至7中任一项所述的系统，包括检查模块(26)，该检查模块用于检查该车辆是否处于减速阶段，并且其中，该控制系统(20)向用于调节该蒸发器的温度的模块(22)传输在该车辆处于减速阶段时等于温度设定点(T1f)或者在该车辆未处于减速阶段时等于该校正后的温度设定点(Tcons_corr)的温度设定点(T2cons_corr)，并且其中，该用于调节该蒸发器的温度的模块包括用于根据所测得的该蒸发器(16)的温度瞬时值(Tmes)以及该温度设定点(T2(cons_corr))计算压缩机制冷剂流量命令(T2f)的模块(27)。
9.如权利要求8所述的系统，其中，该用于计算该命令(T2f)的模块(27)包括被配置为计算该校正后的温度设定点(T2cons_corr)与该蒸发器的所述温度瞬时值(Tmes)之间的差(ΔT2)的第二比较器(28)，以及用于校正所述计算出的差、被配置为向该压缩机传递制冷剂流量命令(T2f)的第二模块(29)。
10.一种利用热力或混合动力推进的机动车辆，该机动车辆包括热调节系统(10)，该热调节系统包括一组管道(12)和根据权利要求5至9中任一项所述的热调节系统的控制系统(20)，该组管道形成包含制冷剂的所谓的制冷剂环路并且至少链接压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀构件(15)以及蒸发器(16)。
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