RU2625398C2

RU2625398C2 - Способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства (варианты) и система для управления кондиционером воздуха транспортного средства

Info

Publication number: RU2625398C2
Application number: RU2012138473A
Authority: RU
Inventors: Джон Эрик РОЛЛИНГЕР; Джеффри Аллен ДОЭРИНГ; Хью ХЭМИЛТОН; Брент ДЖЕКОБСЕН; Стивен П. ПЕРРИ
Original assignee: ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2017-07-13
Also published as: CN103009959B; DE102012216559A1; CN103009959A; US20130074529A1; US9272602B2; RU2012138473A

Abstract

Изобретение относится к способу эксплуатации автоматической системы кондиционирования воздуха транспортного средства. Способ, в особенности, может быть полезным для управления пуском и остановом автоматической системы кондиционирования воздуха.

Предложен способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства, включающий:

настройку требуемой нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, в ответ на разность между крутящим моментом, создаваемым устройством преобразования энергии при полной нагрузке с текущей скоростью устройства преобразования энергии, и требованиями по нагрузке на устройство преобразования энергии, при этом требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, уменьшается на первый заданный ненулевой процент разности, а требуемый крутящий момент силовой передачи уменьшается на второй заданный ненулевой процент разности в ответ на указанную разность, причем требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, регулируется при продолжении обеспечения холодопроизводительности кондиционирования воздуха на испаритель кондиционера воздуха. Предложены также способ управления компрессором кондиционера воздуха и система для управления кондиционером воздуха транспортного средства. Достигается обеспечение и улучшение разгонной характеристики транспортного средства при одновременном обеспечении холодопроизводительности в кабине транспортного средства. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации автоматической системы кондиционирования воздуха транспортного средства. Способ, в особенности, может быть полезным для управления пуском и остановом автоматической системы кондиционирования воздуха.

Уровень техники

Системы кондиционирования воздуха транспортного средства могут обеспечивать водителя комфортной средой во время жарких и/или влажных внешних условий вождения. Воздух из кабины транспортного средства пропускается через испаритель, который охлаждает воздух и конденсирует водяной пар из воздуха, тем самым кондиционируя воздух в кабине для улучшения комфорта водителя. Системы кондиционирования воздуха могут быть снабжены по размеру высокой холодопроизводительностью, так чтобы водитель мог чувствовать себя комфортно в течение особенно жарких дней. Однако может не быть желательным эксплуатировать кондиционер воздуха и компрессор кондиционера воздуха беспрерывно, как только достигнута требуемая температура в кабине транспортного средства.

Температура в кабине транспортного средства может регулироваться для систем кондиционирования воздуха высокой производительности посредством механического присоединения и отсоединения кондиционера воздуха по отношению к источнику, подающему энергию на компрессор. Например, муфта компрессора может приводиться в действие, когда температура в кабине поднимается выше требуемой температуры в кабине на предопределенную величину. Наоборот, муфта компрессора может выводиться из работы, когда температура в кабине понижается ниже требуемой температуры в кабине на предопределенную величину. Однако механическое присоединение и отсоединение компрессора кондиционера воздуха по отношению к источнику энергии могут быть заметны и нежелательны для водителя транспортного средства.

Раскрытие изобретения

Авторы в материалах настоящей заявки осознали вышеупомянутые недостатки и предложили способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства и систему для управления кондиционером воздуха транспортного средства.

Согласно одному аспекту предложен способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства, включающий настройку нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, в ответ на разность между имеющимся в распоряжении крутящим моментом с устройства преобразования энергии и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии при продолжении обеспечения холодопроизводительности кондиционирования воздуха на испаритель кондиционера воздуха.

Требования по нагрузке устройства преобразования энергии предпочтительно включают в себя крутящий момент по требованию водителя, нагрузки дополнительного оборудования и нагрузку, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии.

Нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, предпочтительно настраивается пропорционально разности между крутящим моментом, имеющимся в распоряжении с устройства преобразования энергии, и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии.

Нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, предпочтительно настраивается в качестве функции разности между крутящим моментом, имеющимся в распоряжении с устройства преобразования энергии, и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии.

Нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха предпочтительно прикладывает к устройству преобразования энергии, настраивается посредством команды рабочего объема кондиционера воздуха.

Нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, предпочтительно является нагрузкой, которая при объединении с требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии, является меньшей, чем имеющийся в распоряжении крутящий момент с устройства преобразования энергии.

Устройством преобразования энергии предпочтительно является двигатель.

Устройством преобразования энергии предпочтительно является электродвигатель.

Холодопроизводительность кондиционирования воздуха предпочтительно обеспечивается посредством находящегося под давлением хладагента.

Согласно другому аспекту предложен способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства, включающий, обеспечение величины крутящего момента на компрессор кондиционера воздуха, которая является равной или меньшей, чем крутящий момент, который обеспечивает полную производительность компрессора, в первом режиме, и обеспечение меньшей, чем величина крутящего момента для эксплуатации компрессора кондиционера воздуха при полной производительности, во втором режиме в ответ на разность между имеющимся в распоряжении крутящим моментом с устройства преобразования энергии и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии при продолжении обеспечения холодопроизводительности кондиционирования воздуха на испаритель кондиционера воздуха.

Способ предпочтительно дополнительно включает настройку выходного крутящего момента устройства преобразования энергии в ответ на нагрузку, приложенную к устройству преобразования энергии.

В ответ на разность между имеющимся в распоряжении крутящим моментом с устройства преобразования энергии и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии, крутящий момент устройства преобразования энергии, подаваемый на компрессор кондиционирования воздуха и нагрузки дополнительного оборудования, предпочтительно уменьшается.

Крутящий момент устройства преобразования энергии, подаваемый на компрессор кондиционирования воздуха, предпочтительно уменьшается в большей степени, чем величина крутящего момента, подаваемого на нагрузки дополнительного оборудования.

Крутящий момент устройства преобразования энергии, подаваемый на компрессор кондиционирования воздуха, предпочтительно уменьшается в меньшей степени, чем крутящий момент, подаваемый на нагрузки дополнительного оборудования.

Согласно еще одному аспекту предложена система для управления кондиционером воздуха транспортного средства, содержащая устройство преобразования энергии, компрессор кондиционера воздуха, включающий в себя поршень, клапан регулирования переменного объема для настройки хода поршня и муфту, при этом компрессор кондиционера воздуха избирательно соединен с устройством преобразования энергии через муфту, и контроллер, включающий в себя команды для настройки хода поршня в ответ на разность между имеющимся в распоряжении крутящим моментом с устройства преобразования энергии и требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии при продолжении обеспечения холодопроизводительности кондиционирования воздуха на испаритель кондиционера воздуха.

Система предпочтительно дополнительно включает настройку выходного крутящего момента двигателя в ответ на требования по нагрузке устройства преобразования энергии.

Требования по нагрузке предпочтительно включают в себя крутящий момент по требованию водителя и крутящий момент генератора переменного тока.

Контроллер предпочтительно включает в себя дополнительные команды для ограничения хода поршня в ответ на состояние муфты.

Посредством настройки команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха перед сцеплением и расцеплением кондиционера воздуха от подачи энергии, может быть возможным уменьшать возмущения крутящего момента привода на ведущие колеса транспортного средства. Например, когда длина хода поршня компрессора кондиционера воздуха уменьшается, может уменьшаться величина крутящего момента для вращения компрессора. Следовательно, изменения выходного крутящего момента источника энергии могут быть менее заметны водителю транспортного средства, когда компрессор кондиционера воздуха присоединяется к источнику энергии наряду с тем, что меньший крутящий момент необходим для вращения компрессора кондиционера воздуха. Подобным образом, изменения в отношении выходного крутящего момента источника энергии могут быть менее заметны водителю, когда компрессор кондиционера воздуха отсоединяется от источника энергии наряду с тем, что меньший крутящий момент необходим для вращения компрессора кондиционера воздуха.

Настоящее описание может обеспечивать несколько преимуществ. Более конкретно, подход может улучшать переходы между нагружением и снятием нагружения компрессора кондиционера воздуха по отношению к силовой передаче транспортного средства. В дополнение, подход может улучшать управление подачей топлива, когда компрессор воздушного кондиционера присоединен к двигателю, поскольку могут быть уменьшены изменения нагрузки двигателя.

Вышеприведенные преимущества и другие преимущества и признаки настоящего описания будут с легкостью очевидны из последующего подробного описания, рассматриваемого в отдельности или совместно с прилагаемыми чертежами.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, представлено для ознакомления с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые решают какие-нибудь недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

Краткое описание чертежей

Преимущества, описанные в материалах настоящей заявки, будут полнее понятны по прочтению примера варианта осуществления, указанного в материалах настоящей заявки как Подробное описание, когда воспринимается в одиночку или со ссылкой на чертежи, где:

Фиг.1 представляет собой принципиальную схему системы кондиционирования воздуха транспортного средства;

Фиг.2 представляет собой принципиальную схему устройства преобразования энергии по фиг.1, где устройством преобразования энергии является двигатель;

Фиг.3 представляет собой структурную схему алгоритма или способа управления для эксплуатации системы кондиционирования воздуха транспортного средства;

Фиг.4 представляет собой примерный график смоделированных интересующих сигналов во время работы системы кондиционирования воздуха;

Фиг.5 представляет собой примерный график смоделированных интересующих сигналов во время приведения в действие кондиционера воздуха;

Фиг.6 представляет собой примерный график смоделированных интересующих сигналов во время вывода из работы кондиционера воздуха;

Фиг.7 представляет собой примерный смоделированный график, иллюстрирующий температуру управления системой кондиционирования воздуха в зависимости от крутящего момента системы кондиционирования воздуха;

Фиг.8A-8C представляют собой столбчатые диаграммы, иллюстрирующие примеры управления по крутящему моменту кондиционированием воздуха;

Фиг.9 иллюстрирует способ для управления системой кондиционирования воздуха транспортного средства;

Фиг.10 иллюстрирует способ регулирования требования по рабочему объему кондиционера воздуха; и

Фиг.11 иллюстрирует способ обеспечения мягкого пуска и останова компрессора кондиционера воздуха транспортного средства;

Подробное описание изобретения

Настоящее описание имеет отношение к управлению системой кондиционирования воздуха транспортного средства. В одном из неограничивающих примеров, система кондиционирования воздуха может быть сконфигурирована, как проиллюстрировано на фиг.1. Кроме того, система кондиционирования воздуха может быть присоединена к двигателю транспортного средства, как проиллюстрировано на фиг.2. В одном из примеров, система кондиционирования воздуха задействуется через систему управления, как проиллюстрировано на фиг.3. Фиг.4-6 показывают интересующие сигналы во время работы системы кондиционирования воздуха. Температура системы кондиционирования воздуха может быть заменена на крутящий момент системы кондиционирования, как проиллюстрировано на фиг.7. Крутящий момент системы кондиционирования воздуха может регулироваться, как проиллюстрировано на фиг.8C, для улучшения работы транспортного средства. Способы по фиг.9-11 предусматривают управление системой кондиционирования воздуха с быстрой ответной реакцией и плавными переходами крутящего момента между разными режимами работы.

Далее, со ссылкой на фиг.1, система 100 кондиционирования воздуха включает в себя испаритель 8 для охлаждения воздуха в кабине транспортного средства. Воздух пропускается через испаритель 8 посредством вентилятора 50 и направляется по кабине 2 транспортного средства. Контроллер 26 климата управляет вентилятором 50 согласно настройкам оператора, а также датчикам климата. Датчик 4 температуры выдает показание температуры испарителя 8 в контроллер 26 климата. Датчик 30 температуры в кабине выдает показание температуры в кабине в контроллер 26 климата. Подобным образом, датчик 32 влажности снабжает контроллер 26 климата показанием влажности в кабине. Датчик 34 солнечной нагрузки выдает показание нагревания кабины от солнечного света в контроллер 26 климата. Контроллер климата также принимает ввод оператора с интерфейса 28 оператора и подает требуемую температуру испарителя и действующую температуру испарителя в контроллер 12 устройства преобразования энергии.

Интерфейс 28 оператора предоставляет водителю возможность выбирать требуемую температуру в кабине, скорость вентилятора и тракт раздачи для кондиционированного воздуха в кабине. Интерфейс 28 оператора может включать в себя круговые шкалы и нажимные кнопки для выбора настроек кондиционирования воздуха. В некоторых примерах, интерфейс 28 оператора может принимать входные данные через сенсорный дисплей.

Хладагент подается в испаритель 8 через клапан 20 испарителя после закачивания в конденсатор 16. Компрессор 18 принимает газообразный хладагент из испарителя 8 и повышает давление хладагента. Тепло выделяется из хладагента, находящегося под давлением, так что хладагент сжижается в конденсаторе 16. Сжиженный хладагент расширяется после пропускания через клапан 20 испарителя, заставляя понижаться температуру испарителя 8.

Компрессор 18 включает в себя муфту 24, клапан 22 регулирования переменного объема, поршень 80 и поворотный кулак 82. Поршень 80 повышает давление хладагента в системе кондиционирования воздуха, который течет из компрессора 18 кондиционера воздуха в конденсатор 16. Поворотный кулак 82 регулирует ход поршня 80, чтобы настраивать давление, под которым хладагент выводится из компрессора 18 кондиционера воздуха, на основании потока масла через клапан 22 регулирования переменного объема. Муфта 24 может избирательно сцепляться и расцепляться для снабжения компрессора 18 кондиционера воздуха энергией вращения от устройства 10 преобразования энергии. В одном из примеров, устройство 10 преобразования энергии является двигателем, подающим энергию вращения на компрессор 18 и колеса 60 через трансмиссию 70. В других примерах, устройство 10 преобразования энергии является электродвигателем, подающим энергию вращения на компрессор 18 кондиционера воздуха и колеса 60 через трансмиссию 70. Энергия вращения может подаваться на компрессор 18 кондиционера воздуха с устройства 10 преобразования энергии через ремень 42. В одном из примеров, ремень 42 механически присоединяет вал 40 к компрессору 18 кондиционера воздуха через муфту 24. Вал 40 может быть коленчатым валом двигателя, валом якоря или другим валом.

Таким образом, система по фиг.1 выдает энергию вращения на компрессор кондиционера воздуха, чтобы охлаждать кабину транспортного средства. Более конкретно, компрессор кондиционера воздуха выдает отрицательный крутящий момент в нагрузку устройства преобразования энергии и сжимает хладагент, так чтобы хладагент мог существенно расширяться, для того чтобы охлаждать кабину транспортного средства. Величина отрицательного крутящего момента, выдаваемого на устройство преобразования энергии компрессором кондиционера воздуха, может настраиваться посредством муфты и исполнительного механизма или клапана, который регулирует насос переменного объема.

Со ссылкой на фиг.2, показан один из примеров устройства преобразования энергии. В частности, устройство 10 преобразования энергии является двигателем внутреннего сгорания, содержащим множество цилиндров, один цилиндр из которого показан на фиг.1, управляется электронным контроллером 12 устройства преобразования энергии. Двигатель 10 включает в себя камеру 230 сгорания и стенки 232 цилиндра с поршнем 236, расположенным в них и присоединенным к валу 40, который является коленчатым валом. Камера 230 сгорания показана сообщающейся с впускным коллектором 244 и выпускным коллектором 248 через соответственный впускной клапан 252 и выпускной клапан 254. Каждый впускной клапан и выпускной клапан может приводиться в действие кулачком 251 впускного клапана и кулачком 253 выпускного клапана. В качестве альтернативы, один или более из впускных и выпускных клапанов могут приводиться в действие электромеханически управляемой сборкой катушки и якоря клапана. Положение кулачка 251 впускного клапана может определяться датчиком 255 кулачка впускного клапана. Положение кулачка 253 выпускного клапана может определяться датчиком 257 кулачка выпускного клапана.

Топливная форсунка 266 показана расположенной для впрыска топлива непосредственно в цилиндр 230, что известно специалистам в данной области техники как непосредственный впрыск. В качестве альтернативы, топливо может впрыскиваться во впускной канал, что известно специалистам в данной области техники в качестве впрыска во впускной канал. Топливная форсунка 266 подает жидкое топливо пропорционально длительности импульса сигнала FPW из контроллера 12 устройства преобразования энергии. Топливо подается на топливную форсунку 266 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую-распределитель для топлива (не показана). Топливная форсунка 266 питается рабочим током из формирователя 268, который реагирует на действие контроллера 12 устройства преобразования энергии. В дополнение, впускной коллектор 244 показан сообщающимся с необязательным электронным дросселем 262, который регулирует положение дроссельной заслонки 264 для регулирования потока воздуха из воздухозаборника 242 во впускной коллектор 244. В одном из примеров, может использоваться система непосредственного впрыска низкого давления, где давление топлива может подниматься до приблизительно 20-30 бар. В качестве альтернативы, двухкаскадная топливная система высокого давления может использоваться для формирования более высоких давлений топлива.

Система 288 зажигания без распределителя выдает искру зажигания в камеру 230 сгорания через запальную свечу 292 в ответ на действие контроллера 12 устройства преобразования энергии.

Универсальный датчик 226 кислорода выхлопных газов (UEGO) показан присоединенным к выпускному коллектору 248 выше по потоку от каталитического нейтрализатора 270 отработавших газов. В качестве альтернативы, двухрежимный датчик кислорода выхлопных газов может использоваться вместо датчика 226 UEGO.

Нейтрализатор 270 отработавших газов, в одном из примеров, включает в себя многочисленные блоки катализатора. В еще одном примере, могут использоваться многочисленные устройства снижения токсичности отработавших газов, каждое с многочисленными блоками. Нейтрализатор 270 отработавших газов, в одном из примеров, может быть катализатором трехходового типа.

Контроллер 12 устройства преобразования энергии показан на фиг.1 в качестве традиционного микрокомпьютера, включающего в себя: микропроцессорный блок 202, порты 204 ввода/вывода, постоянное запоминающее устройство 206, оперативное запоминающее устройство 208, дежурную память 210 и традиционную шину данных. Контроллер 12 устройства преобразования энергии показан принимающим различные сигналы с датчиков, присоединенных к устройству 10 преобразования энергии, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе: температуру охлаждающей жидкости двигателя (ECT) с датчика 212 температуры, присоединенного к патрубку 214 охлаждения; датчика 284 положения, присоединенного к педали 280 акселератора для считывания силы, приложенной ступней 282; измерение давления во впускном коллекторе двигателя (MAP) с датчика 222 давления, присоединенного к впускному коллектору 244; датчика положения двигателя с датчика 218 на эффекте Холла, считывающего положение вала 40; измерение массы воздуха, поступающего в двигатель, с датчика 220; и измерение положения дросселя с датчика 258. Барометрическое давление также может считываться (датчик не показан) для обработки контроллером 12 устройства преобразования энергии. В предпочтительном аспекте настоящего описания, датчик 218 положения двигателя вырабатывает предопределенное количество равномерно разнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала, по которому может определяться частота вращения двигателя (RPM, в оборотах в минуту).

В некоторых вариантах осуществления, двигатель может быть присоединен к системе электродвигателя/аккумуляторной батареи в транспортном средстве с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом может иметь параллельную конфигурацию, последовательную конфигурацию, либо их варианты или комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, могут применяться другие конфигурации двигателя, например, дизельный двигатель.

Во время работы, каждый цилиндр в двигателе типично подвергается четырехтактному циклу: цикл включает в себя такт впуска, такт сжатия, такт расширения и такт выпуска. В течение такта впуска, обычно, выпускной клапан 254 закрывается, а впускной клапан 252 открывается. Воздух вовлекается в камеру 230 сгорания через впускной коллектор 244, поршень 236 перемещается к дну цилиндра с тем, чтобы увеличивать объем внутри камеры 230 сгорания. Положение, в котором поршень 236 находится около дна цилиндра и в конце своего хода (например, когда камера 230 сгорания находится при своем наибольшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники ссылкой в качестве нижней мертвой точки (НМТ, BDC). Во время такта сжатия, впускной клапан 252 и выпускной клапан 254 закрыты. Поршень 236 перемещается по направлению к головке блока цилиндров, с тем чтобы сжимать воздух внутри камеры 230 сгорания. Точка, в которой поршень 236 находится в конце своего хода и самой близкой к головке блока цилиндров (например, когда камера 230 сгорания находится при своем наименьшем объеме), типично указывается специалистами в данной области техники в качестве верхней мертвой точки (ВМТ, TDC). В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как впрыск, топливо вводится в камеру сгорания. В процессе, в дальнейшем указываемом ссылкой как воспламенение, впрыснутое топливо воспламеняется известным средством воспламенения, таким как свеча 292 зажигания, приводя к сгоранию. Во время рабочего такта, расширяющиеся газы толкают поршень 236 обратно в НМТ. Вал 40 преобразует перемещение поршня в крутящий момент вращающегося вала. В заключение, во время такта выпуска, выпускной клапан 254 открывается, чтобы выпускать подвергнутую сгоранию топливно-воздушную смесь в выпускной коллектор 248, и поршень возвращается в ВМТ. Отметим, что вышеприведенное показано просто в качестве примера, и что привязка по времени открывания и/или закрывания впускного и выпускного клапанов может меняться так, чтобы давать положительные или отрицательное перекрытие клапанов, позднее закрывание впускного клапана, или различные другие примеры.

Фиг.3 - структурная схема контроллера для управления системой кондиционирования транспортного средства. Контроллер может приводиться в исполнение посредством команд в электронном контроллере 12, работающим в системах, описанных фиг.1 и 2. Контроллер 300 включает в себя первую секцию 302-332 и 350 для регулирования рабочего объема компрессора кондиционера воздуха переменного объема (например, компрессора 18 по фиг.1). Контроллер 300 включает в себя вторую секцию 340-344 для регулирования состояния муфты компрессора кондиционера воздуха, который предоставляет энергии вращения возможность избирательно передаваться на компрессор кондиционера воздуха.

На 302, требуемая температура испарителя вводится в контроллер 300. В одном из примеров, требуемая температура испарителя может запрашиваться из модуля управления климатом в ответ на входные данные оператора и входные данные системы кондиционирования воздуха. Кроме того, требуемая температура испарителя может сходиться к температуре управления испарителем, когда муфта компрессора кондиционера воздуха введена в действие. Требуемая температура испарителя может сходиться к температуре окружающего воздуха, когда муфта компрессора кондиционера воздуха не введена в действие. Требуемая температура испарителя направляется в 304 и 350.

В 350, коэффициент передачи усилителя прямой связи применяется к требуемой температуре испарителя. В одном из примеров, коэффициент передачи усилителя определяется эмпирически и сохраняется в памяти. Например, если требуемая температура испарителя имеет значение 20°C, команда клапана рабочего объема рабочего цикла 60% может извлекаться из таблицы, которая индексирована посредством требуемой температуры испарителя 20°C. Рабочий цикл 60% затем может направляться на клапан рабочего объема. В одном из примеров, коэффициент передачи усилителя прямой связи может индексироваться посредством одной или более из переменных скорости вентилятора, требуемой температуры испарителя, температуры окружающей среди и солнечной нагрузки. Усилитель прямой связи направлен от 350 к 326.

На 304, контроллер 300 определяет ожидаемую температуру испарителя в ответ на требуемую температуру испарителя, считанную температуру испарителя и состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, ожидаемая температура испарителя определяется согласно состоянию муфты компрессора кондиционера воздуха.

Во время условий отключения муфты компрессора кондиционера воздуха, ожидаемая температура (exp_evp_tmp) испарителя задана согласно exp_evp_tmp (K) = filt_dsd_evp_tmp (K-n). Где K - целое число, представляющее K^ое определение exp_evp_tmp, n - целое число, представляющее время задержки между текущим определением exp_evp_tmp и filt_dsd_evp_tmp, и где filt_dsd_evp_tmp - фильтрованная требуемая температура испарителя. Задержка n может определяться эмпирически и сохраняться в памяти контроллера посредством подачи команды муфте компрессора кондиционера воздуха в состояние отключения из состояния включения муфты и записи времени до того, как испаритель достигает конечной температуры, которая основана на условиях окружающей среды. Время для достижения температуры окружающей среды является функцией объема испарителя, скорости вентилятора, начальной температуры испарителя и условий окружающей среды. Таким образом, exp_evp_tmp (K) принимает значение filt_dsd_evp_tmp, задержанное на n циклов исполнения контроллера 300.

В одном из примеров, filt_dsd_evp_tmp определяется по требуемой температуре испарителя и фильтру первого порядка, выраженному в качестве filt_dsd_evp_tmp (K) = filt_dsd_evp_tmp (K-1) + (1 -τ_off) ⋅ (dsd_evp_tmp (K) - filt_dsd_evp_tmp (K-1)). Где dsd_evp_tmp - требуемая температура испарителя из 302, K - целое число, представляющее K^ое определение filt_dsd_evp_tmp, τ_off является зависящим от постоянной времени фильтра отключения компрессора кондиционера воздуха и частоты выборки отсчетов требуемой температуры испарителя. Постоянная времени фильтра отключения компрессора кондиционера воздуха представляет скорость подъема требуемой температуры испарителя от текущей температуры испарителя до конечной температуры испарителя. Конечная температура испарителя может оцениваться в качестве температуры окружающей среды наряду с тем, что текущая температура испарителя может считываться на 308. Постоянная времени фильтра отключения компрессора кондиционера воздуха может определяться эмпирически и сохраняться в таблице или функции, которая индексируется посредством текущей температуры испарителя и конечной температуры испарителя.

Таким образом, требуемая температура испарителя фильтруется и задерживается перед использованием для определения ошибки между требуемой температурой испарителя и действующей температурой испарителя. Посредством преобразования требуемой температуры испарителя в ожидаемую температуру испарителя, секция обратной связи (например, 306-332) контроллера 300 может компенсировать время задержки и постоянную времени физической системы, показанной на фиг.1 и 2 посредством предоставления действующей температуре испарителя возможности достигать требуемой температуры испарителя до принятия дополнительных управляющих воздействий вне усилителя прямой связи, действующего на требуемую температуру испарителя. Кроме того, наблюдаемый выходной сигнал системы кондиционирования воздуха, проиллюстрированный на фиг.1 и 2, не должен моделироваться и направляться через задержку для сравнения с действующей температурой испарителя, как делалось бы с предсказателем Смита. Взамен, требуемая входным сигналом системы управления температура испарителя модифицируется перед использованием, чтобы выдавать сигнал или значение ошибки температуры испарителя.

Во время условий включения муфты компрессора кондиционера воздуха, ожидаемая температура (exp_evp_tmp) испарителя задана согласно exp_evp_tmp (K) = filt_dsd_evp_tmp (K-m). Где K - целое число, представляющее K^ое определение exp_evp_tmp, m - целое число, представляющее задержку между текущим определением exp_evp_tmp и filt_dsd_evp_tmp, и где filt_dsd_evp_tmp - фильтрованная требуемая температура испарителя. Задержка m может определяться эмпирически и сохраняться в памяти контроллера посредством подачи команды муфте компрессора кондиционера воздуха в состояние включения и записи времени до того, как испаритель достигает конечной температуры понижения уровня, которая основана на рабочем объеме насоса компрессора кондиционера воздуха и условиях окружающей среды. Таким образом, exp_evp_tmp (K) принимает значение filt_dsd_evp_tmp, задержанное на m циклов исполнения контроллера 300.

В одном из примеров, filt_dsd_evp_tmp определяется по требуемой температуре испарителя и фильтру первого порядка, выраженному в качестве filt_dsd_evp_tmp (K)=filt_dsd_evp_tmp (K-1) + (1-τ_on) ⋅ (dsd_evp_tmp (K) - filt_dsd_evp_tmp (K-1)). Где dsd_evp_tmp - требуемая температура испарителя из 302, K - целое число, представляющее K^ое определение filt_dsd_evp_tmp, τ_on является зависящим от постоянной времени фильтра включения компрессора кондиционера воздуха и частоты выборки отсчетов требуемой температуры испарителя. Постоянная времени фильтра включения компрессора кондиционера воздуха представляет скорость падения требуемой температуры испарителя от текущей температуры испарителя до требуемой температуры испарителя. Постоянная времени фильтра включения компрессора кондиционера воздуха может определяться эмпирически и сохраняться в таблице или функции, которая индексируется посредством текущей температуры испарителя и требуемой температуры испарителя.

Таким образом, ожидаемая температура испарителя может определяться и обновляться, сцеплена или расцеплена муфта компрессора кондиционера воздуха. По существу, секция обратной связи (например, 306-332) контроллера 300 действует на основании скорее ожидаемой температуры испарителя, нежели разности между требуемой температурой испарителя и действующей температурой испарителя. Посредством модификации требуемой температуры испарителя для выдачи ожидаемой температуры испарителя, контроллер 300 может уменьшать вероятность перерегулирования или возбуждения команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха.

На 308, температура испарителя считывается или оценивается. В одном из примеров, температура испарителя считывается посредством термопары или термистора, как указано на фиг.1. Считанная температура испарителя передается в 304, 306 и 342.

На 306, действующая температура испарителя вычитается из ожидаемой температуры испарителя для выдачи ошибки температуры испарителя. Ошибка температуры испарителя является основой для настроек обратной связи в отношении рабочего объема компрессора кондиционера воздуха переменного объема. Ошибка температуры испарителя направляется в 310.

На 310, контроллер 300 оценивает, является или нет ошибка температуры испарителя большей, чем пороговый уровень. Если так, контроллер 300 переходит на 318. Иначе, контроллер 300 переходит на 310. Таким образом, если ошибка температуры испарителя является меньшей, чем пороговое значение, (PID, пропорционально-интегрально-дифференциальный) ПИД-контроллер оперирует ошибкой температуры испарителя. Иначе, усилитель без памяти с высоким коэффициентом передачи действует на ошибку температуры испарителя.

В альтернативном примере, контроллер 300 может подавать ошибку температуры испарителя в оба тракта, содержащие 318, 312, 314 и 316 во время выбранных рабочих условий. Например, если ошибка температуры испарителя является меньшей, чем 5°C, но большей, чем 3°C, 318, 312, 314 и 316 могут принимать значение ошибки температуры испарителя. Однако, если ошибка температуры испарителя является большей, чем 5°C, только 318 принимает значение ошибки температуры испарителя. Кроме того, если ошибка температуры испарителя является меньшей, чем 3°C, только 312, 314 и 316 принимают значение ошибки температуры испарителя.

На 318, ошибка температуры испарителя умножается на высокий коэффициент передачи усилителя. Высокий коэффициент передачи усилителя может быть линейным, квадратичным или более высокого порядка. В качестве альтернативы, высокий коэффициент передачи усилителя может быть единым значением для отрицательных ошибок температуры испарителя или единым значением для положительных ошибок температуры испарителя. В одном из примеров, высокий коэффициент передачи усилителя, определенный по функции или таблице, хранимым в памяти, которые индексируются посредством ошибки температуры испарителя. Например, если ошибка температуры испарителя имеет значение 10°C, таблица индексируется с использованием 10°C, и команда клапана регулирования переменного объема регулируется на 15%. Усилитель с высоким коэффициентом передачи в 318 не содержит памяти, так что только текущая ошибка температуры испарителя оперируется контроллером 300, а не прошлые ошибки температуры испарителя. Выходной сигнал усилителя из 318 подается на 322.

В 322, контроллер 300 ограничивает увеличения скорости в команде клапана регулирования переменного объема. Кроме того, в некоторых примерах, контроллер 300 применяет фильтр нижних частот для настроек для клапана регулирования переменного объема. Например, если изменение на клапане регулирования переменного объема является большим, чем 40%, изменение команды регулирования переменного объема удерживается на 40%. Кроме того, изменение может фильтроваться для сглаживания настроек в отношении команды переменного объема. Ограниченная команда клапана регулирования переменного объема направляется на суммирующее соединение 326.

На 312, контроллер 300 пропорционально регулирует сигнал ошибки температуры испарителя умножением его на пропорциональную величину, чтобы выдавать составляющую настройки команды рабочего объема компрессора кондиционера. Например, если ошибка температуры испарителя имеет значение 10°C, она может умножаться на 0,5, чтобы выдавать значение 5. Пропорционально настроенная ошибка температуры испарителя направляется на суммирующее соединение 324.

На 314, контроллер 300 интегрирует ошибку температуры испарителя, а затем, умножает интегрированную ошибку температуры на предопределенное значение для выдачи интегральной составляющей настройки команды рабочего объема кондиционера воздуха. В одном из примеров, ошибка температуры испарителя может интегрироваться посредством метода трапеций для интегрирования. Таким образом, интегрированная величина включает в себя текущее и прошлое значения ошибки температуры испарителя, а потому, считается, что следует иметь память прошлой ошибки температуры испарителя. Интегрированная ошибка температуры испарителя направляется в ограничитель 320 подъема.

На 320 контроллер 300 ограничивает максимальное значение интегрированной ошибки температуры испарителя, так что, если ошибка температуры испарителя меняет знак, контроллер 300 может быстро реагировать без вынуждения очищать большое интегрированное значение температуры испарителя. Выходной сигнал из ограничителя 320 подъема направляется на суммирующее соединение.

На 316, контроллер 300 берет производную ошибки температуры испарителя и умножает ее на предопределенное значение для выдачи дифференциальной составляющей настройки команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, производная определяется по изменению между текущим и самой последней прошлой ошибкой температуры испарителя, а также времени между отсчетами. Например, дифференциальная составляющая может определяться в качестве evap_deriv=(evap_tmp_error (K-1) - evap_tmp_error(K))/D, где K - номер текущего отсчета, а D - количество секунд на каждый отсчет. Дифференциальная составляющая направляется на суммирующее соединение 324.

На 324, пропорциональная, дифференциальная и интегральная составляющие суммируются для выдачи выходного сигнала в ПИД-часть контроллера 300. Таким образом, когда ошибка испарителя является меньшей, чем пороговый уровень, ошибка испарителя подвергается операциям посредством ПИД-регулятора. Однако в некоторых примерах, если ошибка испарителя является большей, чем пороговый уровень, выходной сигнал сумматора 324 принудительно устанавливается в ноль. Выход из сумматора 324 направляется в сумматор 326.

На 326, выходной сигнал усилителя прямой связи на 350 прибавляется к выходному сигналу ПИД-регулятора, который суммируется на 324, и выходному сигналу ограничителя 322 высокого коэффициента усиления. Таким образом, во время некоторых условий, контроллер 300 выдает сигнал управления, который основан на усилителе прямой связи и регулировке высокого коэффициента усиления без использования памяти на выходе управления. Во время других условий, контроллер 300 выдает сигнал управления, который основан на усилителе прямой связи, и секцию ПИД, которая включает в себя использование памяти для определения выхода управления. Таким образом, контроллер 300 включает в себя основанный на памяти выход и выход без памяти. Контроллер 300 направляет выходной сигнал сумматора 326 в 328.

На 328, контроллер предусматривает признак мягкого пуска и остановка, который действует для уменьшения возмущений в отношении устройства преобразования энергии, подающего энергию вращения в компрессор кондиционера воздуха. В частности, когда контроллер 300 выносит суждение привести в действие муфту компрессора кондиционера воздуха для присоединения компрессора кондиционера воздуха к устройству преобразования энергии, на клапан рабочего объема компрессора кондиционера подается команда для уменьшенного или минимального рабочего объема перед тем, как сцеплена муфта компрессора кондиционера воздуха. На клапан рабочего объема компрессора кондиционера воздуха подается команда для увеличенного значения через предопределенное время после того, как муфта компрессора кондиционера воздуха была сцеплена. В одном из примеров, рабочий объем компрессора кондиционера воздуха регулируется постепенно, к примеру, посредством фильтрации команды, или подвергается линейному изменению, в рабочий цикл в качестве выходного сигнала из 326 через предопределенное время, с тех пор, как сцеплена муфта компрессора кондиционера воздуха.

Наоборот, когда контроллер 300 делает вывод, что следует вывести из работы муфту компрессора кондиционера воздуха для отсоединения компрессора кондиционера воздуха от устройства преобразования энергии, на клапан рабочего объема компрессора кондиционера подается команда для уменьшенного или минимального рабочего объема перед тем, как муфта компрессора кондиционера воздуха расцепляется. На клапан рабочего объема компрессора кондиционера воздуха подается команда в предопределенное уменьшенное значение, муфта компрессора кондиционера воздуха расцепляется через предопределенное время после того, как рабочий объем компрессора кондиционера воздуха уменьшается до меньшего или минимального рабочего объема. В одном из примеров, рабочий объем компрессора кондиционера воздуха подвергается линейному изменению, коль скоро решено расцепить муфту компрессора кондиционера воздуха. Настроенное с мягким пуском или остановом значение управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха направляется из 328 в 330.

На 330, контроллер 300 управляет крутящим моментом кондиционера воздуха в ответ на требования крутящего момента силовой передачи и имеющийся в распоряжении крутящий момент устройства преобразования энергии, как подробнее описано относительно фиг.9-10. Во время некоторых условий эксплуатации транспортного средства, может быть необходимо уменьшать отрицательный или сопротивляющийся крутящий момент, который компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, так что дополнительный крутящий момент может выдаваться устройством преобразования энергии для приведения в движение транспортного средства или увеличения отдачи других систем транспортного средства. Например, во время состояния, где водитель по существу выжимает педаль акселератора, может быть необходимо уменьшать величину крутящего момента устройства преобразования энергии, потребляемого компрессором кондиционера воздуха. В еще одном примере, нагрузка генератора переменного тока может увеличиваться до уровня, где необходимо уменьшать крутящий момент, подаваемый на компрессор кондиционера воздуха, для увеличения отдачи генератора переменного тока. В еще одном другом примере, может быть необходимо уменьшать крутящий момент, подаваемый на компрессор кондиционера воздуха, во время условий холостого хода двигателя, где давление MAP является большим, чем пороговое значение, так что MAP может уменьшаться для увеличения разряжения усилителя тормозов. Таким образом, есть много условий, где может быть необходимо уменьшать крутящий момент, подаваемый на компрессор кондиционера воздуха.

Один из способов уменьшать крутящий момент, подаваемый на компрессор кондиционера воздуха, состоит в том, чтобы размыкать муфту кондиционера воздуха. Фиг.8B, подробнее описанная ниже, описывает, каким образом может увеличиваться крутящий момент привода на ведущие колеса, когда есть запрос увеличения на дополнительный крутящий момент привода на ведущие колеса с устройства преобразования энергии.

В еще одном примере, как подробнее описано в отношении фиг.8C и 10, отрицательный крутящий момент кондиционера воздуха, приложенный к устройству преобразования энергии, может уменьшаться в ответ на возрастание величины запрошенного крутящего момента привода на ведущие колеса. Посредством уменьшения отрицательного крутящего момента компрессора кондиционера воздуха пропорционально увеличению запрошенного крутящего момента привода на ведущие колеса, холодопроизводительность кондиционирования воздуха может уменьшаться, так что может выдаваться запрошенный крутящий момент привода на ведущие колеса. Подобным образом, крутящий момент компрессора может настраиваться в ответ на другие запросы крутящего момента устройства преобразования энергии. Например, крутящий момент компрессора может уменьшаться в ответ на отбор мощности устройства для управления гидравлическим насосом и/или нагрузки генератора переменного тока, и/или требование крутящего момента рулевого управления с усилителем, и/или запрос на дополнительное разряжение двигателя. Контроллер 300 подает настроенную команду рабочего объема компрессора кондиционера воздуха на 332 после того, как крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может быть ограничен в ответ на другие требования крутящего момента на устройстве преобразования энергии.

На 332, контроллер 300 регулирует ход поршня компрессора кондиционера воздуха посредством команды смещения для изменения давления на выходе компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, команда рабочего объема воздуха регулируется посредством варьирования рабочего цикла колебательного сигнала, управляющего клапаном (например, 20 по фиг.1), который регулирует расход жидкости для управления ходом поршня компрессора кондиционирования воздуха. В других примерах, электродвигатель или соленоид могут питаться переменным напряжением, с тем чтобы регулировать нагрузочную способность по давлению компрессора кондиционера воздуха.

Таким образом, контроллер 300 регулирует компрессор кондиционера воздуха переменного объема для обеспечения меняющихся уровней холодопроизводительности испарителя кондиционера воздуха наряду с одновременным регулированием крутящего момента, который компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии. В частности, холодопроизводительность испарителя может увеличиваться посредством увеличения хода поршня компрессора кондиционера воздуха, тем самым, увеличивая давление на выходе компрессора кондиционера воздуха.

На 340, контроллер 300 принимает входные сигналы водителя и системы для управления муфтой компрессора кондиционера воздуха, которое избирательно дает энергии вращения возможность подаваться с устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха. В одном из примеров, входные сигналы водителя и системы включают в себя, но не в качестве ограничения, солнечную нагрузку, команду скорости вентилятора, требование температуры в кабине, температуру испарителя, датчик влажности, режим управления климатом (например, охлаждение; отопление; оттаивание). Входные сигналы оператора и системы передаются из 340 в 342.

На 342, контроллер 300 применяет логику для определения, следует или нет приводить в действие муфту кондиционера воздуха, так чтобы компрессор кондиционера воздуха мог повышать давление хладагента для снижения температуры испарителя (например, испарителя по фиг.1). Например, если требуемая температура в кабине транспортного средства является большей, чем действующая температура в кабине, муфта компрессора кондиционера воздуха может приводиться в действие для предоставления энергии вращения возможности передаваться с устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха, так чтобы температура испарителя могла снижаться, тем самым, понижая температуру в кабине транспортного средства. Кроме того, когда температура в кабине транспортного средства охлаждается до уровня, который является меньшим, чем требуемая температура в кабине транспортного средства, муфта компрессора кондиционера воздуха может выводиться из работы для прекращения подачи энергии вращения с устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха. Контроллер 300 регулирует состояние муфты кондиционирования воздуха, направляя сигналы в 344.

На 344, контроллер 300 регулирует состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, муфта компрессора кондиционера воздуха приводится в действие электромеханически. В еще одном примере, муфта компрессора кондиционера воздуха приводится в действие гидравлически. Таким образом, электрический ток или гидравлическая жидкость могут использоваться для приведения в действие или вывода из работы муфты кондиционера воздуха. Кроме того, состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха, выведенное на 344, может быть задержано от требуемого состояния муфты компрессора кондиционера воздуха, определенного на 342, для того чтобы содействовать мягкому пуску/останову системы кондиционирования воздуха и компрессора кондиционера воздуха. Величина времени задержки может быть постоянной или меняться в зависимости от условий эксплуатации системы кондиционирования воздуха, как описано в отношении фиг.5 и 6.

Далее, со ссылкой на фиг.4, показан примерный график смоделированных интересующих сигналов во время работы системы кондиционирования воздуха. Сигналы по фиг.4 могут выдаваться посредством контроллера 12 по фиг.1 и 2, выполняющего команды контроллера, описанные на фиг.3.

Фиг.4 включает в себя два графика. Первый график сверху по фиг.4 является графиком температуры испарителя в зависимости от времени. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет температуру испарителя, и температура испарителя увеличивается в направлении стрелки оси Y. Кривая 402 представляет требуемую температуру испарителя кондиционера воздуха (например, 302 по фиг.3). Кривая 404 представляет ожидаемую температуру испарителя кондиционера воздуха (например, 304 по фиг.3). Линия 410 представляет уровень температуры управления испарителем кондиционера воздуха (например, температуру, в отношении которой регулируется испаритель кондиционирования воздуха, когда муфта компрессора кондиционера воздуха приведена в действие).

Второй график сверху по фиг.4 является графиком состояния муфты компрессора кондиционера воздуха. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет состояние муфты компрессора кондиционера воздуха, и состояние муфты компрессора кондиционера воздуха является разомкнутым около оси X (например, низким уровнем), и состояние муфты компрессора кондиционера воздуха является сомкнутым возле стрелки оси Y (например, высоким уровнем).

В момент T₀ времени, муфта компрессора кондиционера воздуха приводится в действие, и требуемая температура 402 испарителя (например, 302 по фиг.3) в качестве выдаваемой контроллером климата (например, 26 по фиг.1) и ожидаемая температура 404 испарителя (например, 304 по фиг.3) находятся возле уровня 410 температуры управления испарителем кондиционера воздуха.

В момент T₁ времени, муфта компрессора кондиционера воздуха выключается, так что энергия вращения от устройства преобразования энергии не передается на компрессор кондиционера воздуха. Муфта компрессора кондиционера воздуха может отключаться для сбережения энергии в ответ на запрос от водителя транспортного средства или в ответ на другой входной сигнал системы кондиционирования воздуха.

В момент T₂ времени, требуемая температура 402 испарителя кондиционера воздуха начинает уходить от температуры 410 управления испарителем кондиционера воздуха после того, как муфта компрессора кондиционера воздуха расцепляется.

В момент T₃ времени, начинает возрастать ожидаемая температура 404 испарителя кондиционера воздуха. Скорость возрастания ожидаемой температуры испарителя кондиционера воздуха может быть меньшей чем или равной скорости возрастания требуемой температуры испарителя кондиционера воздуха в зависимости от постоянной времени фильтра, выбранной на 304 по фиг.3. Подобным образом, скорость убывания ожидаемой температуры испарителя кондиционера воздуха может быть меньшей чем или равной скорости убывания требуемой температуры испарителя кондиционера воздуха в зависимости от постоянной времени фильтра, выбранной на 304 по фиг.3. Время между T₁ и T₂ представляет временную задержку, выбранную на 304 по фиг.3.

В момент T₄ времени, муфта компрессора кондиционера воздуха повторно приводится в действие, так что энергия вращения передается с устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха. Вскоре после этого, требуемая температура 402 испарителя и ожидаемая температура 404 испарителя начинают уменьшаться.

Таким образом, ожидаемая температура 404 испарителя задерживается от требуемой температуры испарителя, так что ошибка температуры испарителя (например, 306 по фиг.3) теснее связана с действующей температурой испарителя. Следовательно, колебания в выходном сигнале контроллера и действующей температуре могут уменьшаться, даже если может быть значительное отставание по фазе от требуемой температуры испарителя и действующей температуры испарителя. Кроме того, величина требуемой температуры испарителя может уменьшаться во время динамических условий с тем, чтобы уменьшать вероятность перерегулирования команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха (например, 332 по фиг.3) во время динамических условий.

Далее, со ссылкой на фиг.5, показан примерный график интересующих сигналов моделирования во время приведения в действие кондиционера воздуха. В частности, показан пример мягкого пуска системы кондиционирования воздуха. Сигналы по фиг.5 могут выдаваться посредством контроллера 12 по фиг.1 и 2, выполняющего команды контроллера, описанные на фиг.3.

Фиг.5 включает в себя три графика. Первый график сверху по фиг.5 является графиком сигнала управления смещением или ходом поршня компрессора кондиционера воздуха (например, 328 по фиг.3) в зависимости от времени. Нагрузочная способность по давлению накачки компрессора кондиционера воздуха возрастает по мере того, как увеличивается команда смещения поршня. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет команду рабочего объема компрессора, и команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха увеличивается в направлении стрелки оси Y, тем самым, увеличивая нагрузочную способность по давлению компрессора.

Второй график сверху по фиг.5 является графиком требуемого состояния муфты компрессора кондиционера воздуха. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха, и требуемое состояние муфты компрессора является разомкнутым около оси X (например, низким уровнем), и требование состояние муфты компрессора является сомкнутым возле стрелки оси Y (например, высоким уровнем). Требуемое состояние муфты кондиционера воздуха может определяться согласно входным сигналам кондиционера воздуха, как описано на 342 по фиг.3.

Третий график сверху по фиг.5 является графиком состояния команды муфты компрессора кондиционера воздуха. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха, и состояние команды муфты компрессора размыкает муфту компрессора кондиционера воздуха около оси X (например, низкий уровень), и состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха смыкает муфту компрессора кондиционера воздуха возле стрелки оси Y (например, высокий уровень). Требуемое состояние муфты кондиционера воздуха может определяться согласно входным сигналам кондиционера воздуха, как описано на 342 по фиг.3.

В момент T₀ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха находится на низком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха не должна приводиться в действие. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха также находится на низком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха не приведена в действие. Кроме того, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха также находится на низком уровне, тем самым, уменьшая нагрузочную способность по давлению компрессора кондиционера воздуха и величину крутящего момента, прикладываемого к устройству преобразования энергии.

В момент T₁ времени, требуемым состоянием муфты компрессора кондиционера воздуха является выключенное, так что энергия вращения от устройства преобразования энергии может передаваться на компрессор кондиционера воздуха. Муфта компрессора кондиционера воздуха может включаться для пуска кондиционирования воздуха со снижением температуры в кабине транспортного средства или после того, как компрессор кондиционера воздуха был выключен на основании входных сигналов системы кондиционирования воздуха. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха остается на низком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха не приводится в действие немедленно, когда изменяется требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. Кроме того, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха остается на низком или минимальном уровне, так что нагрузочная способность по давлению компрессора находится на низком или минимальном уровне.

В момент T₂ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха остается в состоянии для сцепления муфты компрессора кондиционера воздуха. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха переходит на высокий уровень, указывая, что на муфту кондиционирования воздуха подана команда в активное сцепленное состояние, где энергия с устройства преобразования энергии передается на компрессор кондиционера воздуха. Однако сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха остается на более низком или минимальном уровне, так что, когда муфта компрессора кондиционера воздуха сцепляется, крутящий момент низкого уровня прикладывается к устройству преобразования энергии. Таким образом, во время сцепления муфты компрессора кондиционера воздуха, всего лишь небольшая нагрузка прикладывается к устройству преобразования энергии от компрессора кондиционера воздуха.

В момент T₃ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха и состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха удерживаются на более высоких уровнях. Кроме того, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха начинает наращиваться от низкого или минимального уровня до уровня, который обеспечивает требуемую температуру испарителя.

Время между T₂ и T₃ может быть постоянным или оно может настраиваться в ответ на условия эксплуатации системы кондиционирования воздуха или устройства преобразования энергии. Например, время от T₂ до T₃ может быть первым временем, когда число оборотов двигателя является первым числом оборотов двигателя, и время от T₂ до T₃ может быть вторым временем, второе время короче, чем первое время, когда число оборотов двигателя является вторым числом оборотов двигателя, второе число оборотов двигателя больше, чем первое число оборотов двигателя. Кроме того, время может увеличиваться по мере того, как увеличивается разность между начальной и конечной температурами испарителя. Другими словами, скорость постепенного изменения между начальной температурой и конечной температурой может настраиваться согласно условиям устройства преобразования энергии, условиям системы кондиционирования воздуха и условиям транспортного средства.

Например, когда устройство преобразования энергии, присоединенное к компрессору кондиционера воздуха является двигателем, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может постепенно нарастать на первой скорости, когда компрессор кондиционера воздуха вводится в действие при числе оборотов и нагрузке холостых оборотов двигателя (например, 800 оборотах в минуту и нагрузке 0,12). С другой стороны, когда двигатель является работающим на более высоких числе оборотов и нагрузке (например, 2000 оборотах в минуту и нагрузке 0,3), сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха может постепенно нарастать на второй скорости, вторая скорость больше, чем первая скорость. Сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха может наращиваться на более высокой скорости во время условий, где более быстрая скорость нарастания менее вероятно должна быть замечена оператором. Кроме того, скорость нарастания может увеличиваться во время условий, где устройство преобразования энергии может быстрее реагировать для противодействия дополнительному крутящему моменту компрессора. Например, как упомянуто выше, команда рабочего объема компрессора может наращиваться быстрее, с тем чтобы увеличивать нагрузочную способность по давлению компрессора, когда двигатель эксплуатируется на числах оборотов выше числа оборотов холостого хода, поскольку более высокое число оборотов двигателя дает дополнительные события сгорания, тем самым уменьшая время, которое требуется между настройками управления двигателем, и крутящий момент для противодействия крутящему моменту компрессора кондиционера воздуха.

Другая стратегия наращивания рабочего объема компрессора может быть предусмотрена, когда компрессор кондиционера воздуха присоединен к электродвигателю. Например, скорость наращивания команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может увеличиваться с первой скоростью, когда частота вращения электродвигателя является меньшей, чем базовая частота вращения (например, частота вращения электродвигателя, где имеется в распоряжении полный крутящий момент электродвигателя, и выше которой имеется в распоряжении меньший, чем полный крутящий момент электродвигателя). Однако, если электродвигатель находится на частоте вращения, большей, чем базовая частота вращения, скорость наращивания команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может уменьшаться по сравнению с первой скоростью, чтобы учитывать меньший имеющийся в распоряжении крутящий момент электродвигателя на более высоких частотах вращения электродвигателя.

В дополнение, скорость наращивания рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может настраиваться в зависимости от условий эксплуатации системы кондиционера воздуха. Например, скорость наращивания может увеличиваться, когда разность между начальной температурой испарителя и конечной или требуемой температурой испарителя является меньшей, чем первое пороговое значение (например, 10°C). Скорость наращивания может уменьшаться, когда разность между начальной температурой испарителя и требуемой температурой испарителя является большей, чем второе пороговое значение (например, 15°C).

Время между T₂ и T₃ предоставляет величине передачи крутящего момента с двигателя на компрессор кондиционера воздуха возможность стабилизироваться перед тем, как регулируется рабочий объем компрессора кондиционера воздуха. Время между T₂ и T₃ может настраиваться под условия эксплуатации системы кондиционера воздуха, условия эксплуатации транспортного средства и условия устройства преобразования энергии. Например, время между T₂ и T₃ может увеличиваться, если устройство преобразования энергии было работающим в течение меньшего, чем предопределенное время. В альтернативном примере, время между T₂ и T₃ может увеличиваться, когда устройство преобразования энергии является двигателем, работающим с меньшим, чем его общее количество цилиндров. В частности, когда двигатель является работающим с выведенными из работы цилиндрами, время между T₂ и T₃ может увеличиваться по сравнению с тем, когда двигатель является работающим с большим количеством или всеми цилиндрами двигателя.

Таким образом, вероятность большого увеличения крутящего момента между устройством преобразования энергии и компрессором кондиционера воздуха может быть уменьшена. Как результат, приведение в действие системы кондиционера воздуха может быть менее заметным водителю.

Далее, со ссылкой на фиг.6, показан примерный график смоделированных интересующих сигналов во время приведения в действие кондиционера воздуха. В частности, показан пример мягкого останова системы кондиционирования воздуха. Сигналы по фиг.6 могут выдаваться посредством контроллера 12 по фиг.1 и 2, выполняющего команды контроллера, описанные на фиг.3.

Фиг.6 включает в себя три графика. Первый график сверху по фиг.6 является графиком сигнала управления смещением или ходом поршня компрессора (например, 328 по фиг.3) в зависимости от времени. Нагрузочная способность по давлению накачки компрессора кондиционера воздуха возрастает по мере того, как увеличивается команда смещения поршня. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет команду рабочего объема компрессора, и команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха увеличивается в направлении стрелки оси Y, тем самым увеличивая нагрузочную способность по давлению компрессора.

Второй график сверху по фиг.6 является графиком требуемого состояния муфты компрессора кондиционера воздуха. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха, и требуемое состояние муфты компрессора является разомкнутым около оси X (например, низким уровнем), и требование состояние муфты компрессора является сомкнутым возле стрелки оси Y (например, высоким уровнем). Требуемое состояние муфты кондиционера воздуха может определяться согласно входным сигналам кондиционера воздуха, как описано на 342 по фиг.3.

Третий график сверху по фиг.6 является графиком состояния команды муфты компрессора кондиционера воздуха. Ось X представляет время, и время увеличивается слева направо. Ось Y представляет состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха, и состояние команды муфты компрессора размыкает муфту компрессора кондиционера воздуха около оси X (например, низкий уровень), и состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха смыкает муфту компрессора кондиционера воздуха возле стрелки оси Y (например, высокий уровень). Требуемое состояние муфты кондиционера воздуха может определяться согласно входным сигналам кондиционера воздуха, как описано на 342 по фиг.3.

В момент T₀ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха находится на высоком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха приведена в действие. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха также находится на более высоком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха введена в действие. Кроме того, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха также находится на более высоком уровне, тем самым, увеличивая нагрузочную способность по давлению компрессора кондиционера воздуха и величину крутящего момента, прикладываемого к устройству преобразования энергии.

В момент T₁ времени, требуемым состоянием муфты компрессора кондиционера воздуха является выключенное, так что энергия вращения с устройства преобразования энергии не передается на компрессор кондиционера воздуха, но муфта компрессора кондиционера воздуха остается сцепленной на T₁.

Муфта компрессора кондиционера воздуха может выключаться для прекращения кондиционирования воздуха, с тем чтобы температура в кабине транспортного средства могла увеличиваться, или для снижения энергопотребления. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха остается на более высоком уровне, указывая, что муфта кондиционера воздуха не выводится из работы немедленно, когда изменяется требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. Кроме того, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха остается на более высоком уровне, так что нагрузочная способность по давлению компрессора остается более высокой.

В момент T₂ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха удерживается на более низком уровне. Однако состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха удерживается на более высоком уровне, так что муфта компрессора кондиционера воздуха остается сцепленной для предоставления возможности передачи крутящего момента с электрического устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха. В дополнение, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха начинает снижаться с более высокого уровня на более низкий или минимальный уровень, который дает пониженное давление на выходе компрессора и меньший крутящий момент компрессора.

Время между T₁ и T₂ может быть постоянным или оно может настраиваться в ответ на условия эксплуатации системы кондиционирования воздуха или устройства преобразования энергии. Например, время от T₁ до T₂ может быть первым временем, когда число оборотов двигателя является первым числом оборотов двигателя, и время от T₁ до T₂ может быть вторым временем, второе время короче, чем первое время, когда число оборотов двигателя является вторым числом оборотов двигателя, второе число оборотов двигателя больше, чем первое число оборотов двигателя. Кроме того, время может увеличиваться по мере того, как увеличивается разность между начальной и конечной температурами испарителя. Другими словами, скорость постепенного изменения между начальной температурой и конечной температурой может настраиваться согласно условиям устройства преобразования энергии, условиям системы кондиционирования воздуха и условиям транспортного средства.

Например, когда устройство преобразования энергии, присоединенное к компрессору кондиционера воздуха, является двигателем, командный сигнал рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может постепенно снижаться на первой скорости, когда компрессор кондиционера воздуха выводится из работы при числе оборотов и нагрузке холостых оборотов двигателя (например, 800 оборотах в минуту и нагрузке 0,12). С другой стороны, когда двигатель является работающим на более высоких числе оборотов и нагрузке (например, 2000 оборотах в минуту и нагрузке 0,3), сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха может постепенно снижаться на второй скорости, вторая скорость больше, чем первая скорость. Сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха может понижаться на более высокой скорости во время условий, где более быстрая скорость понижения менее вероятно должна быть замечена оператором. Дополнительно, скорость понижения команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может увеличиваться во время условий, где устройство преобразования энергии может быстрее реагировать для противодействие дополнительному крутящему моменту компрессора кондиционера воздуха. Например, как упомянуто выше, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может понижаться быстрее, с тем чтобы уменьшать нагрузочную способность по давлению компрессора кондиционера воздуха, когда двигатель эксплуатируется на числах оборотов выше числа оборотов холостого хода, поскольку более высокое число оборотов двигателя дает дополнительные события сгорания, тем самым, уменьшая время, которое требуется между настройками управления двигателем, и крутящий момент для противодействия крутящему моменту компрессора кондиционера воздуха.

Другая стратегия понижения рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может быть предусмотрена, когда компрессор кондиционера воздуха присоединен к электродвигателю. Например, скорость понижения команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может увеличиваться с первой скоростью, когда частота вращения электродвигателя является меньшей, чем базовая частота вращения (например, частота вращения электродвигателя, где имеется в распоряжении полный крутящий момент электродвигателя, и выше которой имеется в распоряжении меньший, чем полный крутящий момент электродвигателя). Однако, если электродвигатель находится на частоте вращения, большей, чем базовая частота вращения, скорость понижения команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может уменьшаться по сравнению с первой скоростью, чтобы учитывать меньший имеющийся в распоряжении крутящий момент электродвигателя на более высоких частотах вращения электродвигателя.

В дополнение, скорость понижения рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может настраиваться в зависимости от условий эксплуатации системы кондиционера воздуха. Например, скорость понижения может увеличиваться, когда разность между начальной температурой испарителя и конечной или требуемой температурой испарителя является меньшей, чем первое пороговое значение (например, 10°C). Скорость изменения может уменьшаться, когда разность между начальной температурой испарителя и требуемой температурой испарителя является большей, чем второе пороговое значение (например, 15°C).

В момент T₃ времени, требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха остается в состоянии для расцепления муфты компрессора кондиционера воздуха. Кроме того, сигнал управления рабочим объемом компрессора кондиционера воздуха перешел на более низкий уровень, так что, когда муфта компрессора кондиционера воздуха расцепляется, крутящий момент низкого уровня отсоединяется от устройства преобразования энергии. Состояние команды муфты компрессора кондиционера воздуха также переходит на более низкий уровень в момент T₃ времени, указывая, что муфте кондиционирования воздуха дана команда в расцепленное состояние, где энергия вращения с устройства преобразования энергии не передается на компрессор кондиционера воздуха. Таким образом, во время расцепления муфты компрессора кондиционера воздуха, всего лишь небольшая нагрузка отсоединяется от устройства преобразования энергии.

Время между T₂ и T₃ предоставляет величине передачи крутящего момента с устройства преобразования энергии на компрессор кондиционера воздуха возможность стабилизироваться перед тем, как компрессор кондиционера воздуха отсоединяется от устройства преобразования энергии. Время между T₂ и T₃ может настраиваться под условия эксплуатации системы кондиционера воздуха, условия эксплуатации транспортного средства и условия устройства преобразования энергии. Например, время между T₂ и T₃ может увеличиваться, если устройство преобразования энергии было работающим в течение меньшего, чем предопределенное время. В альтернативном примере, время между T₂ и T₃ может увеличиваться, когда устройство преобразования энергии является двигателем, работающим с меньшим, чем его общее количество цилиндров. В частности, когда двигатель является работающим с выведенными из работы цилиндрами, время между T₂ и T₃ может увеличиваться по сравнению с тем, когда двигатель является работающим с большим количеством или всеми цилиндрами двигателя.

Таким образом, вероятность большого уменьшения крутящего момента между устройством преобразования энергии и компрессором кондиционера воздуха может быть уменьшена. Как результат, вывод из работы системы кондиционера воздуха может быть менее заметным водителю.

Далее, со ссылкой на фиг.7, показан смоделированный график, иллюстрирующий температуру управления системой кондиционирования воздуха в зависимости от крутящего момента системы кондиционирования воздуха. Ось Y представляет температуру испарителя. Ось X представляет допустимое потребление крутящего момента системы кондиционирования воздуха (например, крутящий момент, потребляемый от устройства преобразования энергии, когда муфта компрессора кондиционера воздуха сцеплена, и команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха выдается на компрессор кондиционера воздуха).

Метка 708 представляет величину крутящего момента, который компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, когда муфта компрессора кондиционера воздуха не сцеплена. Малая величина крутящего момента является крутящим моментом, который забирается для вращения ремня и ступицы муфты.

Метка 710 представляет величину крутящего момента, который компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, когда муфта компрессора кондиционера воздуха сцеплена, и когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха находится на минимальном уровне. Величина крутящего момента, который прикладывается к устройству преобразования энергии, увеличивается, поскольку есть дополнительная масса, которая вращается, когда сцеплена муфта компрессора кондиционера воздуха, и поскольку компрессор кондиционера воздуха имеет некоторую производительность накачки, хотя и небольшую, когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха находится на минимальном уровне.

Метка 714 представляет температуру замерзания воды. Метка 712 представляет температуру окружающей среды. Конечно, температура окружающей среды может меняться, из условия чтобы форма кривой 702 температуры выравнивалась по мере того, как температура окружающей среды уменьшается. Кроме того, кривая 702 может быть более крутой на центральном отрезке, когда температура окружающей среды увеличивается. В заключение, температура окружающей среды может оказывать влияние на самую низкую температуру, которая может достигаться, когда компрессор кондиционера воздуха эксплуатируется на полной производительности.

Кривая 702 представляет температуру испарителя, и температура испарителя понижается по мере того, как увеличивается прикладывание крутящего момента компрессора кондиционера воздуха к устройству преобразования энергии. Кривая 702 достигает минимального значения, когда крутящий момент компрессора кондиционера воздуха находится на самом верхнем уровне. Таким образом, может наблюдаться, что компрессор кондиционера воздуха может давать небольшую нагрузку на устройство преобразования энергии, когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха находится на более низком уровне. В качестве альтернативы, компрессор кондиционера воздуха может выдавать повышенную нагрузку на устройство преобразования энергии, когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха находится на более высоком уровне. Поэтому, может быть необходимо сначала прикладывать нагрузку компрессора кондиционера воздуха к устройству преобразования энергии с командой рабочего объема компрессора кондиционера воздуха на более низком уровне, так чтобы изменение крутящего момента было менее заметно водителю.

Вертикальная метка 704 представляет величину крутящего момента кондиционера воздуха, которая допустима наряду с тем, что требования крутящего момента силовой передачи (например крутящий момент по требованию водителя и крутящий момент вспомогательного оборудования двигателя) удовлетворяются устройством преобразования энергии. Например, устройство преобразования энергии может иметь 400 Н⋅м крутящего момента торможения, имеющегося в распоряжении на его коленчатом вале на конкретном числе оборотов двигателя, и компрессор кондиционера воздуха может прикладывать 30 Н⋅м крутящего момента к устройству преобразования энергии, когда муфта компрессора кондиционера воздуха сцеплена, и когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха находится на максимальном или более высоком уровне. Если крутящий момент по требованию водителя (например, крутящий момент привода на ведущие колеса, выдаваемый на колеса транспортного средства, который запрашивается водителем через педаль акселератора) и крутящий момент вспомогательного оборудования двигателя (например, все нагрузки вспомогательного оборудования за исключением кондиционера воздуха, в том числе, но не в качестве ограничения, крутящий момент генератора переменного тока, крутящий момент рулевого управления с усилителем и крутящий момент вакуумного насоса) имеет значение 380 Н⋅м, то 20 Н⋅м крутящего момента кондиционера воздуха допустимы, по-прежнему наряду с удовлетворением крутящего момента по требованию водителя и крутящего момента вспомогательного оборудования двигателя. Таким образом, компрессор кондиционера воздуха может эксплуатироваться на 67% производительности, по-прежнему наряду с выдачей крутящего момента по требованию водителя и крутящего момента вспомогательного оборудования двигателя на полном уровне. Зона слева от вертикальной метки 704 является областью, где требования крутящего момента силового привода могут быть удовлетворены, но где имеется в распоряжении менее чем полная холодопроизводительность кондиционирования воздуха компрессора кондиционера воздуха. Зона справа от вертикальной метки 704 является областью, где требования крутящего момента силовой передачи не будут удовлетворены, если компрессор кондиционера воздуха эксплуатируется на более высоком уровне крутящего момента.

Горизонтальная метка 706 представляет температуру испарителя, которая может быть достигнута, когда крутящий момент компрессора кондиционера воздуха находится на уровне, который обеспечивает требования крутящего момента силовой передачи. Зона выше метки 706 представляет диапазон температуры испарителя, который доступен, когда крутящий момент компрессора кондиционера воздуха находится на уровне, где требования крутящего момента силовой передачи могут быть удовлетворены, с кондиционером воздуха, работающим на или ниже крутящего момента кондиционера воздуха для удовлетворения требований силовой передачи. Зона ниже метки 706 является диапазоном температуры испарителя, который недоступен, когда крутящий момент компрессора кондиционера воздуха находится на уровне, где могут быть удовлетворены требования крутящего момента силовой передачи.

Таким образом, график по фиг.7 показывает, что холодопроизводительность кондиционера воздуха может настраиваться для удовлетворения требования силовой передачи. В одном из примеров, как описано фиг.10, полная холодопроизводительность кондиционера воздуха имеется в распоряжении до тех пор, пока требования крутящего момента силовой передачи удовлетворяют пороговому уровню. Если требования крутящего момента силовой передачи превышают пороговый уровень, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха регулируется, из условия чтобы крутящий момент компрессора кондиционера воздуха уменьшался пропорционально с требованием крутящего момента силовой передачи, которое превышает пороговый уровень.

Далее, со ссылкой на фиг.8A, показана столбчатая диаграмма, которая иллюстрирует состояние, где требования крутящего момента силовой передачи и крутящего момента компрессора кондиционера воздуха превышают величину имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения устройства преобразования энергии (например, крутящего момента торможения двигателя). Более конкретно, столбец 802 представляет величину имеющегося в распоряжении доступного крутящего момента торможения устройства преобразования энергии. Столбец 804 представляет величину запрошенного силовой передачей крутящего момента, а столбец 806 представляет величину крутящего момента компрессора кондиционера воздуха, приложенного к устройству преобразования энергии.

Из фиг.8A может быть понятно, что все требования крутящего момента на устройстве преобразования энергии превышают нагрузочную способность по крутящему моменту устройства преобразования энергии.

Поэтому, крутящий момент, меньший, чем требуется, имеется в распоряжении для одного или более потребителей крутящего момента устройства преобразования энергии. Как результат, водитель транспортного средства может замечать, что меньший крутящий момент имеется в распоряжении у привода на ведущие колеса транспортного средства для приведения транспортного средства в движение. Следовательно, водитель транспортного средства может быть разочарован рабочими характеристиками транспортного средства.

Далее, со ссылкой на фиг.8B, показана столбчатая диаграмма, которая иллюстрирует состояние, где муфта кондиционера воздуха расцеплена, так что требования крутящего момента силовой передачи могут быть удовлетворены, когда крутящий момент компрессора кондиционера воздуха и требования крутящего момента силовой передачи превышают величину имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения устройства преобразования энергии. В частности, столбец 802 представляет величину крутящего момента торможения устройства преобразования энергии, который имеется в распоряжении. Столбец 804 представляет величину запрошенного силовой передачей крутящего момента. Ни один столбец не предусмотрен для крутящего момента компрессора кондиционера воздуха, поскольку крутящий момент кондиционера воздуха отсоединен от устройства преобразования энергии. Хотя желательные требования крутящего момента силовой передачи удовлетворены, водитель может испытывать дискомфорт или недовольство, что холодопроизводительность системы кондиционирования воздуха выведена из работы.

Далее, со ссылкой на фиг.8C, показана столбчатая диаграмма, которая иллюстрирует способ по фиг.10. Более конкретно, величина крутящего момента, потребляемого системой кондиционирования воздуха, уменьшается и регулируется, из условия чтобы запрашиваемый силовой передачей крутящий момент и крутящий момент компрессора кондиционера воздуха могут обеспечиваться устройством преобразования энергии.

Столбец 802 представляет величину имеющегося в распоряжении доступного крутящего момента торможения устройства преобразования энергии. Столбец 804 представляет величину запрошенного силовой передачей крутящего момента, а столбец 806 представляет величину крутящего момента компрессора кондиционера воздуха, приложенного к устройству преобразования энергии.

Может наблюдаться, что крутящий момент кондиционера воздуха уменьшен по сравнению с фиг.8A, так что сумма запрашиваемого силовой передачей крутящего момента и крутящего момента кондиционера воздуха соответствуют величине крутящего момента, имеющегося в распоряжении от устройства преобразования энергии, без снижения величины крутящего момента силовой передачи. Таким образом, крутящий момент по требованию водителя может выдаваться для ускорения транспортного средства наряду с тем, что холодопроизводительность остается у системы кондиционирования воздуха. В качестве альтернативы, крутящий момент кондиционера воздуха может настраиваться, так чтобы пропорция крутящего момента кондиционера воздуха уменьшалась, так что крутящий момент силовой передачи и крутящий момент кондиционера воздуха снижены на желательный уровень.

Далее, со ссылкой на фиг.9, показан способ для управления системой кондиционирования воздуха. Способ по фиг.9 может быть предусмотрен посредством команд, выполняемых контроллером 12 по фиг.1 и 2 в системе, как описано на фиг.1 и 2.

На 902, способ 900 определяет условия эксплуатации. Условия эксплуатации могут включать в себя условия эксплуатации системы кондиционирования воздуха, условия эксплуатации устройства преобразования энергии и условия эксплуатации транспортного средства. Условия эксплуатации включают в себя, но не в качестве ограничения, температуру испарителя, солнечную нагрузку, влажность в кабине, температуру в кабине, число оборотов двигателя, нагрузку двигателя, ток электродвигателя и частоту вращения электродвигателя. Способ 900 переходит на 904 после того, как определены условия эксплуатации.

На 904, способ 900 выбирает состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, способ 900 выбирает состояние муфты компрессора кондиционера воздуха, как описано в 340-344 по фиг.3. В частности, способ 900 принимает входные сигналы водителя и системы кондиционирования воздуха. Входные сигналы обрабатываются с помощью логики, и выбирается требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха. Способ 900 переходит на 906 после того, как выбрано требуемое состояние муфты компрессора кондиционера воздуха.

На 906, способ 900 определяет требуемую температуру испарителя, как описано в 302 по фиг.3. В одном из примеров, требуемая температура испарителя непрерывно подается в контроллер, который управляет устройством преобразования энергии и компрессором кондиционера воздуха. Если система кондиционирования воздуха выведена из работы, требуемая температура испарителя может быть установлена в температуру окружающей среды. Если система кондиционирования воздуха активна, требуемой температуре испарителя может быть предоставлена возможность колебаться около температуры управления испарителем кондиционера воздуха, как проиллюстрировано на фиг.4. Способ 900 переходит на 908 после того, как определена требуемая температура испарителя.

На 908, способ 900 определяет команду рабочего объема компрессора кондиционера воздуха. Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха прямой связи может определяться, как описано в 350 по фиг.3. Например, требуемая температура испарителя может индексировать функцию или таблицу, которая выдает переменное значение рабочего цикла, напряжения команды, тока команды, преобразователь масштаба, которые обеспечивают требуемую температуру испарителя во время номинальных условий эксплуатации, когда переменная выдается на исполнительный механизм рабочего объема компрессора кондиционера воздуха (например, клапан 20 управления по фиг.1). Способ 900 переходит на 910 после того, как определена команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха прямой связи.

На 910, способ 900 определяет ожидаемую температуру испарителя. В одном из примеров, ожидаемая температура испарителя определяется, как описано в отношении 304 по фиг.3 и фиг.4. Более конкретно, задержка и постоянная времени фильтра применяются к требуемой температуре испарителя. В других примерах, задержка и предопределенное ограничение скорости роста температуры или предопределенное ограничение скорости спада температуры могут применяться к требуемой температуре испарителя. Способ 900 переходит на 912 после того, как определена ожидаемая температура испарителя.

На 912, способ 900 определяет ошибку температуры испарителя. Ошибка температуры испарителя может определяться вычитанием действующей температуры испарителя из ожидаемой температуры испарителя по 910. Способ 900 переходит на 914 после того, как определена ошибка температуры испарителя.

На 914, контроллер 900 оценивает, является или нет пороговое значение температуры испарителя большим, чем предопределенное пороговое значение. Если так, способ 900 переходит на 918. Иначе, способ 900 переходит на 916.

На 918, способ определял настройки команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха (например, настройки для хода поршня кондиционера воздуха) из пропорциональной, интегральной и дифференциальной (ПИД) составляющих. В одном из примеров, настройки команды компрессора кондиционера воздуха из ПИД-составляющих определяются, как описано в 312-316, 320 и 324. В частности, ошибка испарителя модифицируется посредством пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих. Интегральная составляющая ограничена предопределенным уровнем, так что контроллер не может продолжать осуществлять регулирование вследствие значения в интегральной составляющей, когда ошибка температуры испарителя близка к нулю. ПИД-настройки команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха складываются вместе, и способ 900 переходит на 920.

На 916, способ 900 определяет настройки рабочего объема компрессора кондиционера воздуха посредством операции без памяти высокого коэффициента усиления. В одном из примеров, способ 900 определяет настойки компрессора кондиционера воздуха согласно 318-322 по фиг.3. Например, ошибка температуры испарителя может умножаться на параболическую функцию, которая увеличивает регулирование рабочего объема компрессора кондиционера воздуха экспоненциально по мере того, как увеличивается ошибка температуры испарителя. Способ 900 переходит на 920.

На 920, способ 900 определяет команду рабочего объема компрессора кондиционера воздуха суммированием команд ПИД, высокого коэффициента усиления без памяти и рабочего объема компрессора кондиционера воздуха прямой связи. Способ 900 переходит на 922 после того, как определена настроенная команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха.

На 922, способ 900 обеспечивает мягкий пуск и мягкий останов для компрессора кондиционера воздуха, когда компрессор кондиционера воздуха останавливается или запускается. В одном из примеров, способ 900 обеспечивает мягкий пуск и мягкий останов для компрессора кондиционера воздуха, как описано на 328 по фиг.3, фиг.5-6 и фиг.11. Мягкий пуск/останов предоставляют возможность плавной передачи крутящего момента, когда приводится в действие или выводится из работы муфта компрессора кондиционера воздуха. Способ 900 переходит на 924 после того, как команды муфты кондиционера воздуха и сигналы рабочего объема кондиционера воздуха настроены для обеспечения мягкого останова и пуска компрессора кондиционера воздуха.

На 924, способ 900 предусматривает ограничение и/или регулирование команды рабочего объема компрессора кондиционера, чтобы осуществлять мягкий пуск и мягкий останов, для компрессора кондиционера воздуха, когда компрессор кондиционера воздуха останавливается или запускается. В одном из примеров, способ 900 обеспечивает мягкий пуск и мягкий останов для компрессора кондиционера воздуха, как описано на 328 по фиг.3, фиг.5-6 и фиг.11. Мягкий пуск/останов предоставляют возможность плавной передачи крутящего момента, когда приводится в действие или выводится из работы муфта компрессора кондиционера воздуха. Способ 900 переходит на 924 после того, как команды муфты кондиционера воздуха и сигналы рабочего объема кондиционера воздуха настроены для обеспечения мягкого останова и пуска компрессора кондиционера воздуха.

На 924, способ 900 ограничивает и/или регулирует команду рабочего объема компрессора кондиционера для регулирования крутящего момента компрессора кондиционера воздуха относительно необходимого уровня при заданных требованиях имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения устройства преобразования энергии и крутящего момента силовой передачи. В одном из примеров, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха регулируется и/или ограничивается, как описано на 330 по фиг.3, фиг.8C и фиг.10. Более конкретно, команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может настраиваться так, что удовлетворены требования крутящего момента силовой передачи. Если требования крутящего момента силовой передачи не могут быть удовлетворены посредством уменьшения команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха, муфта кондиционера воздуха может размыкаться, чтобы отсоединять компрессор кондиционера воздуха от устройства преобразования энергии. Муфта кондиционера воздуха может выводиться из работы после того, как команда рабочего объема кондиционера воздуха установлена на минимальный уровень. Способ 900 переходит на 926 после того, как команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха настроена на основании требований крутящего момента силовой передачи и имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения устройства преобразования энергии.

На 926, способ 900 выдает команду рабочего объема компрессора кондиционера воздуха и команду муфты компрессора кондиционера воздуха. Команды могут выдаваться посредством рабочего цикла, локальной сети контроллеров (CAN), шины данных, аналогового канала или другого известного типа вывода. Способ 900 переходит на 928 после того, как выведены команды кондиционера воздуха.

На 928, способ 900 регулирует крутящий момент, выдаваемый из устройства преобразования энергии, чтобы компенсировать изменения в крутящем моменте требований крутящего момента силовой передачи и крутящем моменте компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, в тех случаях, когда устройство преобразования энергии является двигателем, отдаваемая мощность двигателя может увеличиваться посредством добавочного открывания дросселя двигателя и увеличения количества топлива, впрыскиваемого в двигатель. Установка момента зажигания двигателя также может настраиваться для регулировки крутящего момента двигателя. Наоборот, если требования крутящего момента силовой передачи и/или требования крутящего момента компрессора кондиционера уменьшаются, крутящий момент двигателя может уменьшаться посредством закрывания дросселя двигателя и уменьшения количества впрыскиваемого топлива. Требование по крутящему момента двигателя может настраиваться согласно сумме требований крутящего момента силовой передачи и крутящего момента компрессора кондиционера воздуха вплоть до предела крутящего момента двигателя с WOT.

В еще одном примере, где устройство преобразования энергии является электродвигателем, крутящий момент двигателя может настраиваться посредством настройки тока, подаваемого для возбуждения двигателя. Например, если запрашивается дополнительный крутящий момент двигателя, ток возбуждения может увеличиваться. С другой стороны, ток возбуждения может уменьшаться для уменьшения выходного крутящего момента двигателя.

Таким образом, способ по фиг.9 включает в себя контроллер, как описано на фиг.3, для регулирования муфты кондиционера воздуха и компрессора кондиционера воздуха по фиг.1 и 2. Кроме того, способ по фиг.9 координирует команды муфты и команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха, как проиллюстрировано на фиг.5 и 6.

Далее, со ссылкой на фиг.10, показан способ для ограничения и/или настройки требования по рабочему объему кондиционера воздуха. Способ по фиг.10 может быть предусмотрен посредством команд, выполняемых контроллером 12 по фиг.1 и 2 в системе, как описано на фиг.1 и 2.

На 1002, способ 900 определяет имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии. В одном из примеров, где устройство преобразования энергии является двигателем, имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения двигателя может определяться эмпирически посредством эксплуатации двигателя на выбранных числах оборотов двигателя с широко открытым дросселем (WOT) или полной нагрузкой. Крутящий момент торможения двигателя WOT для выбранных чисел оборотов двигателя может удерживаться в таблице или функции, которая хранится в памяти. Таблица или функция могут индексироваться с использованием текущей частоты вращения двигателя, и таблица или функция выдают крутящий момент торможения двигателя WOT, который интерпретируется в качестве имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения двигателя.

Если устройство преобразования энергии является электродвигателем, имеющийся в распоряжении крутящий момент электродвигателя может определяться эмпирически и сохраняться в таблице или функции на основании текущей частоты вращения электродвигателя и напряженности поля или тока возбуждения, имеющихся в распоряжении (например, максимального тока возбуждения) на текущей частоте вращения электродвигателя. Имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения может определяться посредством индексирования таблицы или функции с использованием текущей частоты вращения электродвигателя. Способ 1000 переходит на 1004 после того, как определен крутящий момент торможения устройства преобразования энергии.

На 1004, способ 1000 определяет требования крутящего момента силовой передачи. Требования крутящего момента силовой передачи могут включать в себя запрошенный водителем крутящий момент привода на ведущие колеса и крутящий момент вспомогательного оборудования двигателя, иной чем крутящий момент кондиционера воздуха. Запрошенный водителем крутящий момент карданной передачи может определяться посредством считывания датчика, присоединенного к педали акселератора или через другой тип ввода оператора. В некоторых примерах, запрошенный крутящий момент карданной передачи может выдаваться гибридным контроллером или другим контроллером. Крутящий момент вспомогательного оборудования двигателя может определяться посредством моделей вспомогательного оборудования или по эмпирически определенным справочным таблицам, которые индексируются согласно рабочим условиям. Например, нагрузка рулевого управления с усилителем может определяться на основании угла поворота рулевого колеса, скорости транспортного средства и числа оборотов устройства преобразования энергии. Нагрузка генератора переменного тока может определяться на основании тока возбуждения генератора переменного тока и частоты вращения генератора переменного тока. Требование крутящего момента силовой передачи является суммой запрошенного водителем крутящего момента карданной передачи и крутящего момента вспомогательного оборудования двигателя. Способ 1000 переходит на 1006 после того, как определяется крутящий момент силовой передачи.

На 1006, способ 1000 определяет имеющуюся в распоряжении величину крутящего момента компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может определяться вычитанием требований крутящего момента силовой передачи из имеющегося в распоряжении крутящего момента торможения устройства преобразования энергии. Оставшаяся часть крутящего момента может делаться имеющейся в распоряжении для компрессора кондиционера воздуха. Например, если имеющийся в распоряжении крутящий момент устройства преобразования энергии имеет значение 400 Н⋅м, а требования крутящего момента силовой передачи имеют значение 380 Н⋅м, то 20 Н⋅м крутящего момента имеются в распоряжении для компрессора кондиционера воздуха.

Крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может оцениваться посредством модели, которая суммирует крутящий момент трения компрессора кондиционера воздуха, крутящий момент инерции компрессора кондиционера воздуха, крутящий момент накачки кондиционера воздуха (например, крутящий момент компрессора, основанный на напоре компрессора кондиционера воздуха, частоте вращения муфты компрессора кондиционера воздуха и рабочем объеме компрессора кондиционера воздуха), и динамический крутящий момент накачки кондиционера воздуха (например, изменение напора кондиционера воздуха). Модель также может подвергаться инверсии для определения настройки для выходного крутящего момента устройства преобразования энергии.

В других примерах, могут быть предусмотрены более изощренные способы для определения имеющегося в распоряжении крутящего момента кондиционера воздуха. Например, требования крутящего момента силовой передачи могут прибавляться к суммарному крутящему моменту для эксплуатации компрессора кондиционера воздуха при требуемой холодопроизводительности, чтобы определять крутящий момент потребителя (например, величину крутящего момента устройства преобразования энергии, требуемого посредством водителя, кондиционера воздуха, рулевого управления с усилителем, генератора переменного тока, и т.д.). Крутящий момент потребителя затем вычитается из крутящего момента торможения устройства преобразования энергии. Если остаток положителен, компрессор кондиционера воздуха может эксплуатироваться с требуемой холодопроизводительностью (например, компрессор кондиционера воздуха может эксплуатироваться с ходом, где нагрузочная способность по давлению компрессора кондиционера воздуха удовлетворяет требуемой холодопроизводительности). Величина крутящего момента компрессора кондиционера воздуха для эксплуатации с требуемой холодопроизводительностью может определяться эмпирически и сохраняться в памяти для последующего извлечения. С другой стороны, если остаток отрицателен, остаток может умножаться на постоянную или функцию для определения величины уменьшения крутящего момента в крутящем моменте компрессора кондиционера воздуха, приложенном к устройству преобразования энергии. Таким образом, крутящий момент кондиционера воздуха может уменьшаться для замены холодопроизводительности кондиционирования воздуха на крутящий момент карданной передачи или крутящий момент для вспомогательного оборудования, иного чем кондиционер воздуха.

В одном из примеров, где имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии имеет значение 390 Н⋅м, крутящий момент требования крутящего момента силовой передачи имеет значение 370 Н⋅м, а крутящий момент для эксплуатации кондиционера воздуха на полной производительности имеет значение 40 Н⋅м, нагрузочная способность по крутящему моменту торможения устройства преобразования энергии имеет значение, на 20 Н⋅м меньшее, чем крутящий момент потребителя (390 Н⋅м-(370 Н⋅м+40 Н⋅м)=-20 Н⋅м). Поэтому, по меньшей мере 20 Н⋅м крутящего момента должны убираться из крутящего момента кондиционера воздуха и/или требования крутящего момента силовой передачи, для того чтобы поддерживать крутящий момент потребителя ниже имеющегося в распоряжении крутящего момента устройства преобразования энергии. Однако в некоторых примерах, может убираться дополнительная величина крутящего момента. Например, 105% разности между имеющимся в распоряжении крутящим моментом торможения устройства преобразования энергии и крутящим моментом потребителя могут убираться из крутящего момента требований кондиционера и/или силовой передачи для обеспечения буфера избыточного крутящего момента. В этом примере, крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может уменьшаться на 10 Н⋅м, так что крутящий момент силовой передачи может быть уменьшен на 10 Н⋅м. Таким образом, крутящий момент устройства преобразования энергии, запрошенный компрессором кондиционера воздуха и требованиями крутящего момента силовой передачи, является меньшим чем или равным имеющемуся в распоряжении крутящему моменту торможения устройства преобразования энергии. Таким образом, запрошенный кондиционером воздуха крутящий момент уменьшается на величину, которая отвечает за 50% величины запрашиваемого крутящего момента, которая превышает имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии, чтобы выдавать имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха в 30 Н⋅м. Запрошенный силовой передачей крутящий момент уменьшается на величину, которая отвечает за 50% величину запрошенного крутящего момента, которая превышает имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии, но снижение крутящего момента является всего лишь 3% крутящего момента требований силовой передачи. Конечно, другие процентные соотношения снижения крутящего момента могут быть предусмотрены посредством изменения функций или постоянных, которые распределяют крутящий момент между запрошенным силовой передачей крутящим моментом и крутящим моментом кондиционера воздуха.

В других примерах, где запрошенный компрессором кондиционера воздуха крутящий момент является меньшим, чем используется для полной холодопроизводительности компрессора кондиционера воздуха, одновременно с тем, когда крутящий момент силовой передачи и крутящий момент кондиционирования воздуха превышает имеющийся в распоряжении крутящий момент устройства преобразования энергии, холодопроизводительность компрессора кондиционера воздуха в данный момент времени может уменьшаться согласно постоянной или функции. Например, в тех случаях, когда имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии имеет значение 390 Н⋅м, крутящий момент требования крутящего момента силовой передачи имеет значение 380 Н⋅м, а крутящий момент для эксплуатации кондиционера воздуха на 80% полной производительности имеет значение 35 Н⋅м, нагрузочная способность по крутящему моменту торможения устройства преобразования энергии имеет значение на 25 Н⋅м меньше, чем крутящий момент потребителя (390 Н⋅м-(380 Н⋅м+35 Н⋅м)=-25 Н⋅м). Поэтому, 25 Н⋅м крутящего момента должны убираться из крутящего момента кондиционера воздуха и/или требования крутящего момента силовой передачи. Крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может уменьшаться на 15 Н⋅м, так что крутящий момент силовой передачи может уменьшается только на 10 Н⋅м, для уменьшения запрошенного крутящего момента потребителя до 390 Н⋅м. Таким образом, запрошенный кондиционером воздуха крутящий момент уменьшается на величину, которая отвечает за 60% величины запрашиваемого крутящего момента потребителя, которая превышает имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии, чтобы выдавать имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха в 20 Н⋅м. Запрошенный силовой передачей крутящий момент уменьшается на величину, которая отвечает за 40% величину запрошенного крутящего момента потребителя, которая превышает имеющийся в распоряжении крутящий момент торможения устройства преобразования энергии, или только около 3% требований крутящего момента силовой передачи. В этом примере, холодопроизводительность компрессора кондиционера воздуха в текущий момент времени уменьшается согласно постоянной или функции, требующей уменьшения на 60% крутящего момента компрессора кондиционера воздуха.

Постоянная или функция, которая регулирует запрошенный крутящий момент компрессора кондиционера воздуха для выдачи имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха, может индексироваться на основании скорости изменения запрошенного крутящего момента привода на ведущие колеса. Например, если требуемый запрошенный водителем крутящий момент привода на ведущие колеса изменяется с более чем предопределенной скоростью, 80% или более снижения в потребляемом крутящем моменте может быть снижением имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха. Однако, если требуемый запрошенный водителем крутящий момент привода на ведущие колеса изменяется с менее чем предопределенной скоростью, 80% снижения в потребляемом крутящем моменте может быть снижением имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха. Таким образом, если скорость изменения требуемого запрошенного водителем крутящего момента привода на ведущие колеса является меньшей, чем первая величина, величина снижения имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха уменьшается на первую величину. Если скорость изменения требуемого запрошенного водителем крутящего момента привода на ведущие колеса является большей, чем первая величина, величина изменения имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха уменьшается до второй величины, вторая величина больше, чем первая величина. Таким образом, уменьшение имеющегося в распоряжении крутящего момента компрессора кондиционера воздуха может быть основано на скорости изменения требуемого запрошенного водителем крутящего момента привода на ведущие колеса. Способ 1000 переходит на 1008 после того, как определен имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера.

На 1008, способ 1000 ограничивает команду рабочего объема кондиционера воздуха. В одном из примеров, команда рабочего объема кондиционера воздуха ограничивается имеющимся в распоряжении крутящим моментом кондиционера воздуха. Например, если имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха имеет значение 20 Н⋅м, команда рабочего объема кондиционера воздуха ограничивается значением, которое обеспечивает 20 Н⋅м или менее нагрузки на устройство преобразования энергии через компрессор кондиционера воздуха. Таким образом, объединенные имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха и запрошенный крутящий момент требований силовой передачи является меньшими или равными имеющемуся в распоряжении крутящему моменту торможения устройства преобразования энергии. Таким образом, имеющийся в распоряжении крутящий момент компрессора кондиционера воздуха может уменьшаться или увеличиваться по запросу крутящего момента силовой передачи, который изменяется. Способ 1000 переходит на выход после того, как команда рабочего объема кондиционера воздуха ограничена.

Со ссылкой фиг.11 показан способ для обеспечения мягкого пуска и останова компрессора кондиционера воздуха транспортного средства. Способ по фиг.11 может быть предусмотрен посредством команд, выполняемых контроллером 12 по фиг.1 и 2 в системе, как описано на фиг.1 и 2. Способ 1100 может предусматривать примерные последовательности, показанные на фиг.5 и 6.

На 1102, способ 1100 оценивает, есть ли запрос на изменение состояния компрессора кондиционера воздуха. Запрос на изменение состояния муфты компрессора кондиционера воздуха может производиться в ответ на запрос водителя ввести в действие или вывести из работы систему кондиционирования воздуха. Например, состояние муфты кондиционера воздуха может изменяться из разомкнутого состояния в сомкнутое состояние, когда запрашивается дополнительное охлаждение кабины транспортного средства. Кроме того, запрос на изменение состояния муфты кондиционера воздуха может инициироваться в ответ на повышение или понижение температуры в кабине транспортного средства. Если способ 1100 делает вывод о запросе изменить состояние муфты компрессора кондиционера воздуха, способ 1100 переходит на 1104. Иначе, способ 1100 переходит на выход.

На 1104 способ 1100 оценивает, является ли запрос изменить состояние муфты компрессора кондиционера воздуха запросом сомкнуть муфту компрессора кондиционера воздуха. Если так, способ 1100 переходит на 1106. Иначе, способ 1100 переходит на 1112. Таким образом, способ 1100 предусматривает две разных последовательности для смыкания (например, при пуске системы кондиционирования воздуха) и размыкания (например, при останове системы кондиционирования воздуха) муфты компрессора кондиционера воздуха.

На 1106, способ 1100 смыкает муфту компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, муфта кондиционера воздуха может смыкаться посредством направления тока или напряжения на муфту кондиционера воздуха, так что муфта кондиционера воздуха смыкается электромеханически. В других примерах, муфта кондиционера воздуха может смыкаться гидравлически. Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха также уменьшается до низкого уровня (например, минимального уровня) перед 1106, если она изначально не находилась на низком уровне. Способ 1100 переходит на 1108 после того, как муфта компрессора кондиционера воздуха смыкается.

На 1108, способ 1100 выдерживает предопределенное время перед осуществлением дальнейших настроек компрессора кондиционера воздуха. Например, выдержка времени может быть постоянной или переменной в зависимости от условий эксплуатации, как описано относительно фиг.5. Способ 1100 переходит на 1110 после того, как время выдержки истекло.

На 1110, способ 1100 линейно наращивает команду рабочего объема кондиционера воздуха. Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха увеличивает производительность компрессора кондиционера воздуха по созданию повышенного давления и охлаждения испарителя, когда она линейно наращивается. В одном из примеров, линейное наращивание команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха увеличивает ход поршня компрессора кондиционера воздуха. Изменение рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может происходить на постоянной скорости, как показано на фиг.5 или быть зависящим от предопределенной функции (например, параболической скорости изменения). Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха завершает изменение, когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха достигает уровня, эквивалентного сумме коэффициента передачи усилителя прямой связи, выходного сигала ПИД и высокого коэффициента передачи, как описано в отношении фиг.3 и 920 по фиг.9. Способ 1100 переходит на выход после того, как команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха доведена до конца изменения.

На 1112, способ 1100 линейно уменьшает команду рабочего объема кондиционера воздуха. Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха уменьшает производительность компрессора кондиционера воздуха по созданию повышенного давления и охлаждения испарителя, когда она линейно снижается. В одном из примеров, линейное снижение команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха уменьшает ход поршня компрессора кондиционера воздуха. Изменение рабочего объема компрессора кондиционера воздуха может происходить на постоянной скорости, как показано на фиг.6 или быть зависящим от предопределенной функции (например, параболической скорости изменения). Команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха завершает линейное изменение, когда команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха достигает нижнего или минимального уровня. Способ 1100 переходит на 1114 после того, как команда рабочего объема компрессора кондиционера воздуха доведена до конца линейного понижения.

На 1114, способ 1100 выдерживает предопределенное время перед размыканием муфты компрессора кондиционера воздуха. Например, выдержка времени может быть постоянной или переменной в зависимости от условий эксплуатации, как описано относительно фиг.6. Способ 1100 переходит на 1116 после того, как время выдержки истекло.

На 1116, способ 1100 размыкает муфту компрессора кондиционера воздуха. В одном из примеров, муфта кондиционера воздуха может размыкаться посредством прекращения тока или напряжения, подаваемых на муфту кондиционера воздуха, так что муфта кондиционера воздуха электромеханически размыкается. В других примерах, муфта кондиционера воздуха может размыкаться гидравлически. Способ 1100 переходит на выход после того, как муфта компрессора кондиционера воздуха размыкается.

Таким образом, нагрузка крутящим моментом компрессора кондиционера воздуха уменьшается перед тем, как компрессор кондиционера воздуха присоединяется или отсоединяется от устройства преобразования энергии. Кроме того, ход прикладывания или снятия крутящего момента в отношении устройства преобразования энергии со стороны компрессора кондиционирования воздуха регулируется, чтобы учитывать условия эксплуатации устройства преобразования энергии, с тем чтобы снижать вероятность беспокойства водителя транспортного средства. Кроме того, еще работе устройства преобразования энергии предоставлена возможность стабилизироваться в состоянии, где нагрузка компрессора кондиционирования воздуха низка, перед тем, как компрессор отсоединяется от устройства преобразования энергии, или перед тем, как дополнительный крутящий момент приложен к устройству преобразования энергии через компрессор кондиционера воздуха.

Специалистам в данной области техники следует понимать, что процедуры, описанные на фиг.3 и 9-11, могут представлять собой одну или более из любого количества стратегий обработки, таких как управляемая событиями, управляемая прерыванием, многозадачная, многопоточная, и тому подобная. По существу, различные проиллюстрированные этапы или функции могут выполняться в проиллюстрированной последовательности, параллельно, или в некоторых случаях пропускаться. Подобным образом, порядок обработки не обязательно требуется для достижения целей, признаков и преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, но приведен для облегчения иллюстрации и описания. Хотя не проиллюстрировано явным образом, рядовой специалист в данной области техники будет осознавать, что одни или более из проиллюстрированных этапов или функций могут выполняться неоднократно, в зависимости от конкретной используемой стратегии.

На этом описание завершено. Однако после его прочтения специалистам в данной области техники будут очевидны многие изменения и модификации, не выходящие за рамки сущности и объема описания. Например, рядные двигатели I3, I4, I5, V-образные двигатели V6, V8, V10 и V12, работающие на природном газе, бензине, дизельном топливе или альтернативных топливных конфигурациях, могли бы использовать настоящее описание для получения преимущества.

Claims

1. Способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства, включающий:

настройку требуемой нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, в ответ на разность между крутящим моментом, создаваемым устройством преобразования энергии при полной нагрузке с текущей скоростью устройства преобразования энергии, и требованиями по нагрузке на устройство преобразования энергии, при этом требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, уменьшается на первый заданный ненулевой процент разности, а требуемый крутящий момент силовой передачи уменьшается на второй заданный ненулевой процент разности в ответ на указанную разность, причем требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии регулируется при продолжении обеспечения холодопроизводительности кондиционирования воздуха на испаритель кондиционера воздуха.

2. Способ по п. 1, в котором требования по нагрузке на устройство преобразования энергии включают в себя крутящий момент по требованию водителя, нагрузки дополнительного оборудования и требуемую нагрузку, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, при этом способ дополнительно включает регулирование времени между приведением в действие муфты кондиционера воздуха и увеличением команды рабочего объема компрессора кондиционера воздуха в ответ на рабочие условия устройства преобразования энергии.

3. Способ по п. 1, в котором требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, регулируется на основании функции, индексируемой посредством параметра.

4. Способ по п. 3, в котором функция индексируется на основании скорости изменения требуемого крутящего момента привода на ведущие колеса.

5. Способ по п. 1, в котором требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, регулируется посредством команды рабочего объема кондиционера воздуха.

6. Способ по п. 1, в котором требуемая нагрузка, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, является нагрузкой, которая при объединении с требованиями по нагрузке устройства преобразования энергии, отличными от нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, равна крутящему моменту, создаваемому устройством преобразования энергии при полной нагрузке.

7. Способ по п. 1, в котором устройством преобразования энергии является двигатель, при этом способ дополнительно включает регулирование требуемой нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, на основании пропорциональных, интегральных и дифференциальных изменений в ответ на ошибку температуры испарителя меньшую чем пороговое значение, и регулирование требуемой нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, на основании параболической функции в ответ на ошибку температуры испарителя большую чем пороговое значение.

8. Способ по п. 1, в котором устройством преобразования энергии является электродвигатель.

9. Способ по п. 1, в котором холодопроизводительность кондиционирования воздуха обеспечивается посредством находящегося под давлением хладагента.

10. Способ управления компрессором кондиционера воздуха транспортного средства, включающий:

обеспечение величины крутящего момента на компрессор кондиционера воздуха, которая обеспечивает полную производительность компрессора, в первом режиме;

увеличение крутящего момента компрессора кондиционера воздуха до доли величины крутящего момента, необходимой для эксплуатации компрессора кондиционера воздуха при полной производительности, во втором режиме в ответ на разность между крутящим моментом, создаваемым устройством преобразования энергии при полной нагрузке с текущей скоростью устройства преобразования энергии, и требованиями по нагрузке на устройство преобразования энергии, отличными от нагрузки на компрессор кондиционера воздуха; и

обеспечение регулируемого времени задержки между смыканием муфты кондиционера воздуха и увеличением нагрузки компрессора кондиционера воздуха до доли величины крутящего момента, необходимой для эксплуатации компрессора кондиционера воздуха при полной производительности, во втором режиме.

11. Способ по п. 10, дополнительно включающий регулирование выходного крутящего момента устройства преобразования энергии в ответ на нагрузку, приложенную к устройству преобразования энергии, регулирование нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, на основании пропорциональных, интегральных и дифференциальных изменений в ответ на ошибку температуры испарителя меньшую чем пороговое значение, и регулирование нагрузки, которую компрессор кондиционера воздуха прикладывает к устройству преобразования энергии, на основании параболической функции в ответ на ошибку температуры испарителя большую чем пороговое значение.

12. Способ по п. 10, дополнительно включающий уменьшение крутящего момента устройства преобразования энергии, подаваемого на компрессор кондиционера воздуха, и нагрузок дополнительного оборудования в ответ на разность между крутящим моментом, создаваемым устройством преобразования энергии при полной нагрузке, и требованиями по нагрузке на устройство преобразования энергии, отличными от нагрузки компрессора кондиционера воздуха.

13. Способ по п. 12, в котором регулируемое время задержки регулируется в ответ на рабочие условия устройства преобразования энергии.

14. Способ по п. 12, в котором крутящий момент устройства преобразования энергии, подаваемый на компрессор кондиционирования воздуха, уменьшается в большей степени, чем величина крутящего момента, подаваемого на нагрузки дополнительного оборудования.

15. Способ по п. 12, в котором крутящий момент устройства преобразования энергии, подаваемый на компрессор кондиционирования воздуха, уменьшается в меньшей степени, чем крутящий момент, подаваемый на нагрузки дополнительного оборудования.

16. Система для управления кондиционером воздуха транспортного средства, содержащая:

устройство преобразования энергии;

компрессор кондиционера воздуха, включающий в себя поршень, клапан регулирования переменного объема для настройки хода поршня и муфту, при этом компрессор кондиционера воздуха избирательно соединен с устройством преобразования энергии через муфту; и

контроллер, включающий в себя команды для настройки хода поршня с первой величиной в ответ на первую скорость устройства преобразования энергии и со второй величиной в ответ на вторую скорость устройства преобразования энергии.

17. Система по п. 16, в которой устройством преобразования энергии является двигатель, и дополнительно включающая команды для задержки регулирования хода поршня после времени смыкания муфты в ответ на первую скорость устройства преобразования энергии.

18. Система по п. 17, дополнительно включающая настройку выходного крутящего момента двигателя в ответ на требования по нагрузке устройства преобразования энергии.

19. Система по п. 18, в которой требования по нагрузке включают в себя крутящий момент по требованию водителя и крутящий момент генератора переменного тока.

20. Система по п. 16, в которой контроллер включает в себя дополнительные команды для ограничения хода поршня в ответ на состояние муфты.