CN110733314A - 汽车空调压缩机控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种汽车空调压缩机控制方法及装置，属于汽车空调技术领域。所述汽车空调压缩机控制方法包括：采集所述空调压缩机的运行压力；获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。由此，缓解空调压缩机中的压力持续上升，并消除因操作不当或系统故障所可能导致的安全问题。

Description

汽车空调压缩机控制方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车空调技术领域，具体地涉及一种汽车空调压缩机控制方法及装置。

背景技术

随着人们对汽车驾驶舒适度要求的提高，汽车空调成为了当前汽车的重要部件之一。然而，常规的汽车空调压缩机的启动或停止信号往往由空调上位机给出，汽车空调压缩机只是一个被动执行部件。

本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案至少存在以下缺点：如果在空调上位机系统故障或者用户操作不当时有可能导致压缩空气或压缩冷媒压力过高而导致管路裂开甚至爆炸，严重时还可能危及车内人员的安全。

因此，如何防止因操作不当或系统故障所导致的压缩机管路爆裂的压缩机是目前业界亟待解决的难题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种汽车空调压缩机控制方法及装置，用以至少解决现有技术中无法防止因操作不当或系统故障所导致的压缩机管路爆裂的压缩机是目前业界亟待解决的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种汽车空调压缩机控制方法，包括：采集所述空调压缩机的运行压力；获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。

可选的，所述获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的压力运行范围包括：获取所述空调压缩机在所述当前状态下的转速参数；根据所获取的所述转速参数查询标准压力表，以确定相对应的目标压力运行范围，其中所述标准压力表中存储有多个关于转速参数和压力运行范围之间的关系。

可选的，所述采集所述空调压缩机的运行压力包括：经由压力传感器采集所述空调压缩机的运行压力，或者通过与空调上位机系统之间进行通信交互，以获取所述空调压缩机的运行压力。

可选的，所述根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：确定不在所述目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中所述过压阈值超过所述目标压力运行范围，以及所述欠压阈值低于所述目标压力运行范围；根据所采集的所述运行压力结合所确定的所述过压阈值和欠压阈值，判断所述空调压缩机是否存在压力异常。

可选的，所述根据所确定的所述过压阈值和欠压阈值判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：当所采集的所述运行压力大于所述过压阈值或小于所述欠压阈值时，确定所述空调压缩机存在压力异常；或者当所采集的所述运行压力超过所述目标压力运行范围并小于所述过压阈值持续达第一预定时间段时，或当所采集的所述运行压力小于所述目标压力运行范围并大于所述欠压阈值持续达第二预定时间段时，则确定所述空调压缩机存在压力异常。

可选的，所述运行压力包括吸气压力和/或排气压力，相应地所述压力异常包括以下中的任意一者：排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常以及吸气欠压异常。

可选的，所述判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：当所采集的所述吸气压力超过所采集的所述排气压力时，确定所述空调压缩机存在压力异常。

可选的，所述控制所述空调压缩机实施降频或限频操作包括：控制所述空调压缩机按次实施所述降频或限频操作，其中在一次的所述降频或限频操作中包括：所述空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，其中所述限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。

可选的，所述控制所述空调压缩机实施降频或限频操作包括：确定所采集的所述运行压力在一段时间内的压力变化率；根据所述压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照所述频率变化率驱动所述空调压缩机工作，其中所述频率变化率小于所述压力变化率。

本发明实施例另一方面提供一种汽车空调压缩机控制装置，包括：压力采集单元，用于采集所述空调压缩机的运行压力；目标压力运行范围获取单元，用于获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；压力异常判断单元，用于根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及限频降频单元，用于若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。

可选的，所述目标压力运行范围获取单元包括：转速参数获取模块，用于获取所述空调压缩机在所述当前状态下的转速参数；目标压力运行范围确定模块，用于根据所获取的所述转速参数查询标准压力表，以确定相对应的目标压力运行范围，其中所述标准压力表中存储有多个关于转速参数和压力运行范围之间的关系。

可选的，所述压力采集单元包括：压力传感器，用于采集所述空调压缩机的运行压力；或者上位机系统交互模块，用于与空调上位机系统之间进行通信交互，以获取所述空调压缩机的运行压力。

可选的，所述压力异常判断单元包括：阈值确定模块，用于确定不在所述目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中所述过压阈值超过所述目标压力运行范围，以及所述欠压阈值低于所述目标压力运行范围；压力异常判断模块，用于根据所采集的所述运行压力结合所确定的所述过压阈值和欠压阈值，判断所述空调压缩机是否存在压力异常。

可选的，所述运行压力包括吸气压力和/或排气压力，相应地所述压力异常包括以下中的任意一者：排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常以及吸气欠压异常。

可选的，所述限频降频单元用于控制所述空调压缩机按次实施所述降频或限频操作，其中在一次的所述降频或限频操作中包括：所述空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，其中所述限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。

可选的，所述限频降频单元用于确定所采集的所述运行压力在一段时间内的压力变化率，以及根据所述压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照所述频率变化率驱动所述空调压缩机工作，其中所述频率变化率小于所述压力变化率。

通过上述技术方案，将所采集的空调压缩机的运行压力与空调压缩机适于正常运行的目标压力运行范围进行对比以判断空调压缩机是否存在压力异常，并在确定压力异常时控制实施降频或限频操作，以缓解空调压缩机中的压力持续上升，并消除因操作不当或系统故障所可能导致的安全问题。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例的汽车压缩机控制方法的流程图；

图2是二氧化碳冷媒压缩机使用压力范围的标准压力表；

图3A是传统汽车的空调频率与排气压力之间的关系折线图；

图3B是应用本发明实施例方法的汽车的空调频率与排气压力之间的关系折线图；

图4是本发明一实施例的汽车空调压缩机控制装置的结构框图。

附图标记说明

401 压力采集单元 402 目标压力运行范围获取单元

403 压力异常判断单元 404 限频降频单元

40 汽车空调压缩机控制装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明一实施例的汽车压缩机控制方法，该方法可以由空调压缩机控制器来实施，该方法包括：

S11、采集空调压缩机的运行压力。

关于该压力的获取方式，一方面可以是通过压力传感器信号来采集的，例如可以是空调压缩机控制器直接连接压力传感器，并从压力传感器处直接获得相应的压力信号；另一方面，其优选还可以是空调压缩机控制器连接空调上位机系统，在上位机采集了压力传感器信号之后，再以通讯的方式从该上位机系统获得，其通讯方式可以是汽车压缩机控制器中常用的通讯方式，例如CAN、LIN或者PWM等，其所包含的通讯信息至少包含压缩机的压力信息。

S12、获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围。

需说明的是，该目标压力运行范围可以是固定的并预先存储的，另外其也可以是通过实时确定的，并与当前工作状态相关。例如，如图2，其示出了二氧化碳冷媒压缩机使用压力范围标准压力表，从该标准压力表中可以看出在不同的转速下其所对应的压力条件范围并不相同，例如对应于转速900-7200rps的吸气压力运行范围为1-5MPa，对应于转速1800-5400rps的吸气压力运行范围为2-2.5MPa，由此通过可以通过查表的方式找出当前工作状态所适合的压力运行范围。

S13、根据所采集的运行压力和目标压力运行范围，判断空调压缩机是否存在压力异常。

在一些实施方式中，可以是直接将该所采集的运行压力与目标压力运行范围进行对比，当该所采集的运行压力不在目标压力运行范围内时则可判定为异常。但是，在空调压缩机运行的过程中应当允许少量的微高于目标压力运行范围，上述调制方式可能是过于敏感的而影响用户体验。

有鉴于此，在可替换的实施方式中，可以是确定不在目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中过压阈值超过目标压力运行范围，以及欠压阈值低于目标压力运行范围；根据所采集的运行压力结合所确定的过压阈值和欠压阈值，判断空调压缩机是否存在压力异常。具体的，当得到的目标压力运行范围是1-5MPa时，可以是设置0.5MPa的容差，即确定过压阈值为5.5MPa、欠压阈值为0.5MPa，在采集的压力值超过过压阈值5.5MPa或小于欠压阈值为0.5MPa时，才确定空调压缩机存在压力异常，由此能够有效避免敏感调制的问题。优选的，还可以是判断所采集的运行压力是否不在目标压力运行范围内但又不超过阈值的时间是否超过了预定时间段，并以此来判断空调压缩机是否存在压力异常，具体的，当所采集的运行压力超过目标压力运行范围(例如1-5MPa)并小于过压阈值(例如5.5MPa)持续达第一预定时间段时，例如所采集的压力为5.3MPa的时间持续超过了1分钟，或当所采集的运行压力小于目标压力运行范围并大于欠压阈值持续达第二预定时间段时，例如所采集的压力为0.3MPa的时间持续超过了1分钟，则确定空调压缩机存在压力异常，此时就可以说明出现空调压缩机不在目标压力运行范围内并非偶然情况，应当判断出压缩机存在压力异常。

在整个空调系统运行的过程中，包括压缩机吸气和排气，在压缩机启动中需要判定保护条件，压缩机的吸气压力过低时会代表空调系统有冷媒泄露，并输出故障码；压缩机的排气压力高于某一极限值，代表空调系统异常，长期以往可能超过压缩机保证的运行范围，压缩机停机保护，并输出故障码。因此，压缩机的排气压力和吸气压力的值在运行稳定后必须按照运行范围进行运行，以及压力异常包括排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常或吸气欠压异常，否则压缩机保护停机并输出故障码。在一替换实施方式中，可以是判断所采集的吸气压力是否超过所采集的排气压力，并当吸气压力超过排气压力时确定空调压缩机存在压力异常，也应当输出故障码。

S14、若该空调压缩机存在压力异常，则控制空调压缩机实施降频或限频操作。

关于降频或限频操作，可以是在频率上控制为不超过当前频率，也可以是在频率调制的斜率上进行调整，以起到降低空调压缩机内的压力的作用。作为示例，可以是确定所采集的运行压力在一段时间内的压力变化率，并根据压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照频率变化率驱动空调压缩机工作，其中该频率变化率小于压力变化率。

另外，实施降频或限频的过程应当要同时提供有效的压力以保障制冷或制热工作的稳定运行，此时就应当防止频率超调。

有鉴于此，在一些实施方式中，压缩机控制器可以是控制空调压缩机按次实施降频或限频操作，其中在一次的降频或限频操作中包括：空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，其中该限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。由此，按次以一定幅度降低空调压缩机内的压力，在实现降低压缩机内的压力的同时还能够有效避免长时间连续调制所导致的压力过度调节的问题。

如图3A和3B所示，其分别示出了传统汽车和应用了本发明实施例方法的汽车的空调频率与排气压力之间的关系，在图3A中随着空调压缩机的运行，频率和压缩机内的压力稳步上升，在频率到达峰值时，相应地在排气压力处出现了尖峰；在图3B中随着空调压缩机的运行，随着空调的运行，频率逐步上升，并触发执行相应的频率限制策略(即按照限制频率执行预定时间段)，相应地排气压力也明显降低，也并没有出现如图3A中的尖峰值，确保了即使在使用者操作不当时，也能够保障让空调压缩机在安全压力范围内运行。

如图4所示，本发明一实施例的汽车空调压缩机控制装置40，包括：

压力采集单元401，用于采集所述空调压缩机的运行压力；

目标压力运行范围获取单元402，用于获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；

压力异常判断单元403，用于根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及

限频降频单元404，用于若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。

在一些实施方式中，所述目标压力运行范围获取单元包括：转速参数获取模块，用于获取所述空调压缩机在所述当前状态下的转速参数；目标压力运行范围确定模块，用于根据所获取的所述转速参数查询标准压力表，以确定相对应的目标压力运行范围，其中所述标准压力表中存储有多个关于转速参数和压力运行范围之间的关系。

在一些实施方式中，所述压力采集单元包括：压力传感器，用于采集所述空调压缩机的运行压力；或者上位机系统交互模块，用于与空调上位机系统之间进行通信交互，以获取所述空调压缩机的运行压力。

在一些实施方式中，所述压力异常判断单元包括：阈值确定模块，用于确定不在所述目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中所述过压阈值超过所述目标压力运行范围，以及所述欠压阈值低于所述目标压力运行范围；压力异常判断模块，用于根据所采集的所述运行压力结合所确定的所述过压阈值和欠压阈值，判断所述空调压缩机是否存在压力异常。

在一些实施方式中，所述运行压力包括吸气压力和/或排气压力，相应地所述压力异常包括以下中的任意一者：排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常以及吸气欠压异常。

在一些实施方式中，所述限频降频单元用于控制所述空调压缩机按次实施所述降频或限频操作，其中在一次的所述降频或限频操作中包括：所述空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，其中所述限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。

在一些实施方式中，所述限频降频单元用于确定所采集的所述运行压力在一段时间内的压力变化率，以及根据所述压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照所述频率变化率驱动所述空调压缩机工作，其中所述频率变化率小于所述压力变化率。

本发明还一实施例提供一种汽车，该汽车配置有上述的汽车空调压缩机控制装置。

关于本发明实施例的汽车空调压缩机控制装置及汽车的更多的细节及效果可以参照上文汽车空调压缩机控制方法实施例的描述，在此便不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (16)

1.一种汽车空调压缩机控制方法，包括：

采集所述空调压缩机的运行压力；

获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；

根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及

若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的压力运行范围包括：

获取所述空调压缩机在所述当前状态下的转速参数；

根据所获取的所述转速参数查询标准压力表，以确定相对应的目标压力运行范围，其中所述标准压力表中存储有多个关于转速参数和压力运行范围之间的关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集所述空调压缩机的运行压力包括：

经由压力传感器采集所述空调压缩机的运行压力，或者

通过与空调上位机系统之间进行通信交互，以获取所述空调压缩机的运行压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：

确定不在所述目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中所述过压阈值超过所述目标压力运行范围，以及所述欠压阈值低于所述目标压力运行范围；

根据所采集的所述运行压力结合所确定的所述过压阈值和欠压阈值，判断所述空调压缩机是否存在压力异常。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所确定的所述过压阈值和欠压阈值判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：

当所采集的所述运行压力大于所述过压阈值或小于所述欠压阈值时，确定所述空调压缩机存在压力异常；或者

当所采集的所述运行压力超过所述目标压力运行范围并小于所述过压阈值持续达第一预定时间段时，或当所采集的所述运行压力小于所述目标压力运行范围并大于所述欠压阈值持续达第二预定时间段时，则确定所述空调压缩机存在压力异常。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述运行压力包括吸气压力和/或排气压力，相应地所述压力异常包括以下中的任意一者：排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常以及吸气欠压异常。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述判断所述空调压缩机是否存在压力异常包括：

当所采集的所述吸气压力超过所采集的所述排气压力时，确定所述空调压缩机存在压力异常。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述空调压缩机实施降频或限频操作包括：

控制所述空调压缩机按次实施所述降频或限频操作，其中在一次的所述降频或限频操作中包括：

所述空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，

其中所述限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述空调压缩机实施降频或限频操作包括：

确定所采集的所述运行压力在一段时间内的压力变化率；

根据所述压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照所述频率变化率驱动所述空调压缩机工作，其中所述频率变化率小于所述压力变化率。

10.一种汽车空调压缩机控制装置，包括：

压力采集单元，用于采集所述空调压缩机的运行压力；

目标压力运行范围获取单元，用于获取空调压缩机在当前状态下适于正常运行的目标压力运行范围；

压力异常判断单元，用于根据所采集的所述运行压力和所述目标压力运行范围，判断所述空调压缩机是否存在压力异常；以及

限频降频单元，用于若该空调压缩机存在压力异常，则控制所述空调压缩机实施降频或限频操作。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述目标压力运行范围获取单元包括：

转速参数获取模块，用于获取所述空调压缩机在所述当前状态下的转速参数；

目标压力运行范围确定模块，用于根据所获取的所述转速参数查询标准压力表，以确定相对应的目标压力运行范围，其中所述标准压力表中存储有多个关于转速参数和压力运行范围之间的关系。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述压力采集单元包括：

压力传感器，用于采集所述空调压缩机的运行压力；或者

上位机系统交互模块，用于与空调上位机系统之间进行通信交互，以获取所述空调压缩机的运行压力。

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述压力异常判断单元包括：

阈值确定模块，用于确定不在所述目标压力运行范围内的过压阈值和欠压阈值，其中所述过压阈值超过所述目标压力运行范围，以及所述欠压阈值低于所述目标压力运行范围；

压力异常判断模块，用于根据所采集的所述运行压力结合所确定的所述过压阈值和欠压阈值，判断所述空调压缩机是否存在压力异常。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述运行压力包括吸气压力和/或排气压力，相应地所述压力异常包括以下中的任意一者：排气过压异常、排气欠压异常、吸气过压异常以及吸气欠压异常。

15.根据权利要求10至14中任意一项所述的装置，其特征在于，所述限频降频单元用于控制所述空调压缩机按次实施所述降频或限频操作，其中在一次的所述降频或限频操作中包括：所述空调压缩机以限频频率或降频频率持续运行第三预定时间段，其中所述限频频率或降频频率不超过所述当前状态所对应的频率。

16.根据权利要求10至14中任意一项所述的装置，其特征在于，所述限频降频单元用于确定所采集的所述运行压力在一段时间内的压力变化率，以及根据所述压力变化率确定压缩机运行频率的频率变化率，并按照所述频率变化率驱动所述空调压缩机工作，其中所述频率变化率小于所述压力变化率。

Images