汽車空調系統(tǒng)的控制方法及汽車空調控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種汽車空調系統(tǒng)的控制方法及汽車空調控制系統(tǒng)，該控制方法包括如下步驟：S3)當汽車停車時，發(fā)動機及壓縮機均停止轉動，此時將汽車空調系統(tǒng)的電子膨脹閥調整到第一開啟度并維持一定的時間，然后將該電子膨脹閥再調整到小于第一開啟度的第二開啟度以控制流入蒸發(fā)器的制冷劑，所述制冷劑通過該蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱以延遲車內出風溫度的升高時間。本發(fā)明只需要在現(xiàn)有空調系統(tǒng)的基礎上改變其運行方式即可，操作簡單，避免了新增零部件或材料所產生的額外成本。
【專利說明】汽車空調系統(tǒng)的控制方法及汽車空調控制系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車空調系統(tǒng)的控制方法及汽車空調控制系統(tǒng)，尤其涉及一種應用于汽車停車過程中及停車后的空調系統(tǒng)的控制方法及空調控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電子膨脹閥作為一種新型的節(jié)流元件已廣泛應用在家用空調領域。電子膨脹閥可以根據(jù)系統(tǒng)的要求靈活改變空調系統(tǒng)的制冷劑流量，實現(xiàn)對過熱度的有效控制，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的效能的提高。電子膨脹閥是一種由步進電機驅動閥芯運動、通過針形閥芯開啟度，調整閥口的大小，從而調整制冷劑流量的機構。電子膨脹閥有效使用的關鍵在于電子膨脹閥的控制邏輯，即如何根據(jù)系統(tǒng)要求對電子膨脹閥的開度進行控制。
[0003]在家用、商用空調中，由于系統(tǒng)工況比較穩(wěn)定，對于空調系統(tǒng)的控制方法比較成熟有效。而對于汽車空調系統(tǒng)來講，由于汽車復雜的使用環(huán)境，對于電子膨脹閥的控制也提出了更高的要求。特別是當前，隨著汽車節(jié)能的要求越來越高，很多歐美國家出臺法律法規(guī)，要求汽車在等待紅綠燈的過程中發(fā)動機熄火。由于汽車空調壓縮機受發(fā)動機驅動，因此發(fā)動機熄火同時帶來一個問題就是空調無法制冷，這必將影響車內人員舒適度。空調系統(tǒng)及其零部件開發(fā)商均在努力改進設計，以維持汽車在發(fā)動機停機過程中的制冷能力。
[0004]為實現(xiàn)汽車在發(fā)動機停止過程中仍然能保持一定的制冷能力，各個空調系統(tǒng)和部件開發(fā)商在努力開發(fā)各種技術，維持系統(tǒng)具備一定的制冷量。而其中最為流行的一種做法是設計一種所謂“Stop-Stay蒸發(fā)器”。這種蒸發(fā)器的原理是在蒸發(fā)器表面附有一層蓄熱材料，在正常制冷過程中，將冷量積蓄在蒸發(fā)器表面；當壓縮機停機以后，積蓄在蒸發(fā)內的冷量釋放出來，傳遞給空氣，實現(xiàn)對車廂的制冷。
[0005]客觀上，這種“Stop-Stay蒸發(fā)器”能夠維持一段時間的制冷量，起到發(fā)動機熄火時的制冷效果。然而，不可否認，這種“Stop-Stay蒸發(fā)器”的蓄熱材料需要極大的增加材料成本；另外，對于蒸發(fā)器來講，蒸發(fā)器的溫度也受制于內部制冷劑的溫度，對于傳統(tǒng)采用熱力膨脹閥為節(jié)流機構的制冷系統(tǒng)，當壓縮機停機以后，冷凝器內的高壓制冷劑迅速釋放到低壓端，導致蒸發(fā)器內的制冷劑溫度迅速升高，從而影響到停機狀態(tài)下的蒸發(fā)器的冷卻效果。
[0006]因此，有必要對現(xiàn)有的技術進行改進，以克服以上技術問題。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種成本較低的汽車空調系統(tǒng)的控制方法及其空調控制系統(tǒng)，當汽車停車后依然能夠產生一定的制冷能力。
[0008]為解決實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其包括如下步驟:
當汽車停車時，發(fā)動機及壓縮機均停止轉動，此時將汽車空調系統(tǒng)的電子膨脹閥調整到第一開啟度并維持一定的時間，然后將該電子膨脹閥再調整到小于第一開啟度的第二開啟度以控制流入蒸發(fā)器的制冷劑，所述制冷劑通過該蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱以延遲車內出風溫度的升聞時間。
[0009]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，在步驟S3)之前，該控制方法還包括如下步驟:
51)判斷汽車是否即將停車；
52)當汽車即將停車時，空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯，調整電子膨脹閥的開啟度。
[0010]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，所述空調控制單元包括一個判斷模塊，步驟
Si)中，該判斷模塊根據(jù)車速、加速度及剎車情況來綜合判斷汽車是否即將停車。
[0011]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，步驟S2)中，所述空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯時，完全關閉所述電子膨脹閥，所述空調控制單元控制發(fā)動機的轉速以控制壓縮機的轉速，使壓縮機對蒸發(fā)器抽空一段時間。
[0012]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，步驟S2)中，所述空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯時，增大電子膨脹閥的開啟度，步驟S3)中電子膨脹閥的第二開啟度小于步驟S2)中電子膨脹閥的開啟度。
[0013]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，所述壓縮機為變排量壓縮機，其在步驟S2)中，提高壓縮機的排量對制冷劑進行壓縮。
[0014]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，步驟S2)與步驟S3)之間還包括進一步判斷汽車是否的確即將停車的步驟，其中如果在預定的時間內車速仍未到達零，則所述空調控制單元放棄停車控制邏輯，重新返回到正?？刂七壿?。
[0015]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，所述步驟S3)之后還包括如下步驟:
S4)當車內出風溫度高于某設定值以后，重新啟動壓縮機。
[0016]作為本發(fā)明進一步改進的技術方案，步驟S3)中，維持電子膨脹閥以第一開啟度打開的時間為I至2秒。
[0017]為解決實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還可以采用如下技術方案:一種汽車空調控制系統(tǒng)，其包括:所述汽車空調控制系統(tǒng)包括:壓縮機、蒸發(fā)器、電子膨脹閥、冷凝器及用以控制壓縮機、電子膨脹閥及蒸發(fā)器的空調控制單元，所述空調控制單元按照上述的控制方法對所述汽車空調控制系統(tǒng)進行控制。
[0018]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明能夠在發(fā)動機停機后，使電子膨脹閥具有一定的開啟度，從而控制流入蒸發(fā)器的制冷劑的量，保證電子膨脹閥內有適合的制冷劑，滿足發(fā)動機停機狀態(tài)下冷卻控制所需的制冷要求；另外，本發(fā)明只需要在現(xiàn)有空調系統(tǒng)的基礎上改變其運行方式即可，操作簡單，避免了新增零部件或材料所產生的額外成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明汽車空調控制系統(tǒng)的原理圖。
[0020]圖2是本發(fā)明汽車空調系統(tǒng)的控制方法的示意圖，其中以車速作為主要參考依據(jù)。
[0021]圖3是本發(fā)明汽車空調系統(tǒng)的控制方法的步驟圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1顯示了本發(fā)明的汽車空調控制系統(tǒng)100，其包括:電子膨脹閥1、連接于電子膨脹閥I的蒸發(fā)器2、連接于的蒸發(fā)器2且用以控制蒸發(fā)器2內壓力的壓縮機3、連接于壓縮機3的冷凝器4、以及空調控制單元5。所述電子膨脹閥I用以節(jié)流，以控制流入蒸發(fā)器2內制冷劑的量。所述空調控制單元5分別與電子膨脹閥1、蒸發(fā)器2及壓縮機3相連，以對它們起到控制作用。汽車正常行駛時，所述壓縮機3能夠被汽車的發(fā)動機(未圖示)帶動，進而使整個空調控制系統(tǒng)100能夠順利運轉。
[0023]請參圖2及圖3所示，本發(fā)明用于汽車停機狀態(tài)下的空調系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟:
51)判斷汽車是否即將停車；
52)當汽車即將停車時，空調控制單元5發(fā)出指令并執(zhí)行停車控制邏輯，調整電子膨脹閥I的開啟度；
53)當汽車停車時，發(fā)動機及壓縮機3均停止轉動，此時將汽車空調系統(tǒng)100的電子膨脹閥I調整到第一開啟度并維持一定的時間(例如，I至2秒)，然后將該電子膨脹閥I再調整到小于第一開啟度的第二開啟度以控制適合量的制冷劑流入蒸發(fā)器2，所述制冷劑通過該蒸發(fā)器2蒸發(fā)吸熱以延遲車內出風溫度的升高時間。
[0024]具體地，步驟SI)中，通過空調控制單元5中的判斷模塊(未圖示)來判斷汽車是否即將停車。當然，在其他實施方式中，也可以通過車載芯片單元(未圖示)先來判斷汽車是否即將停車，然后再將汽車即將停車的信號傳遞給空調控制單元5。
[0025]進一步地，上述步驟SI)中，汽車即將停車的判斷包括但不限于如下情形:在某一較短時間內，當發(fā)現(xiàn)車速從某一較高的數(shù)值(例如，
> 40km/h)迅速降低至某一較低的數(shù)值(例如，20km/h)時，認為汽車即將停車。步驟SI)
中，認為汽車即將停車的判斷包括確定剎車已經被踩下，也就是說，一般情況下，踩住剎車是認為汽車即將停車的前提條件。當然，針對不同的路況，對上述步驟Si)中汽車是否停車的判斷所采用的判斷邏輯可以是不同的。舉例來說，如果汽車在某一合理長的時間內均處于高度行駛狀態(tài)(可以認為汽車在高速公路上行駛)，此時，汽車在某一較短的時間內，車速及汽車加速度迅速下降，若車速低于某一閥值時，且剎車被踩下，則可以認為汽車即將停車；如果汽車車速在某一合理長的時間內均在某一較低的數(shù)值上下波動(可以認為汽車在擁堵的狀況下行駛)，此時，雖然汽車的速度本身并不快，但是，只要汽車在某一較短的時間內，車速下降至低于某一閥值時，且剎車被踩下，則可以認為汽車即將停車。相反，假如油門被踩下，即使?jié)M足速度調節(jié)也被不認為進入停車模式。如果剎車和油門都未被踩下，則判斷即將停車的條件需要比剎車被踩下時候的條件更苛刻，比如剎車踩下進入停車模式的速度閥值是20km/h，而都不踩進入停車模式的閥值需要是10km/h或者是5km/h，甚至更低。
[0026]綜上所述，步驟SI)中，空調控制單元5的判斷模塊能夠根據(jù)車速、加速度及剎車情況來綜合判斷汽車是否即將停車。所述車速的大小及剎車信號通過LIN線傳遞給空調控制單元5。所述加速度是空調控制單元5通過計算車速的變化而得出的。當然，在其他實施方式中，車載芯片單元也能夠根據(jù)車速、加速度及剎車情況來綜合判斷汽車是否即將停車，然后將汽車是否即將停車的信號傳遞給空調控制單元5。
[0027]需要說明的是:關于上述步驟SI)中汽車是否停車的判斷并非本發(fā)明的重點，上述舉例只是為了更好的理解本發(fā)明，絕非對本發(fā)明的限制。[0028]上述步驟S2)中，調整電子膨脹閥I的開啟度包括兩種方式，即:減小電子膨脹閥I的開啟度或者增大電子膨脹閥I的開啟度，其中減小電子膨脹閥I的開啟度是為了減緩蒸發(fā)器2內制冷劑的飽和度、延長制冷劑進入蒸發(fā)器2內的時間，從而起到延長制冷時間的目的；增大電子膨脹閥I的開啟度是為了在蒸發(fā)器2內存放更多的液態(tài)制冷劑，以延長蒸發(fā)時間，從而起到延長制冷時間的目的。雖然，上述調整電子膨脹閥I的開啟度的兩種方式是完全不同的，但是這兩種方式的思考角度也是不同的，都是可行的。
[0029]需要說明的是，電子膨脹閥I完全關閉也應該被視為減小電子膨脹閥I開啟度的特例。請結合圖2所示，在這種方式下，關閉該電子膨脹閥I的目的在于:所述空調控制單元5控制發(fā)動機的轉速以控制壓縮機3的轉速，使壓縮機3對蒸發(fā)器2抽空一段時間。在抽空的過程中，所述空調控制單元5控制發(fā)動機的轉速維持在當前轉速，并維持離合器吸合，使壓縮機3對蒸發(fā)器2進行抽空。優(yōu)選地，所述壓縮機3在其最大排量下對蒸發(fā)器2進行抽空。當蒸發(fā)器2內的壓力低于某一數(shù)值時或者抽空時間達到某一設定值(例如，3-5秒)時，壓縮機3的離合器斷開，停止抽空，等待接收汽車停車指令。對蒸發(fā)器2進行抽空的目的是:一方面更好的降低蒸發(fā)器2中制冷劑的飽和度，增加制冷劑的流入總量，延長制冷時間；另一方面，形成合適的壓力差，促進制冷劑流動。
[0030]所述壓縮機3為變排量壓縮機，其在步驟S2)中，提高壓縮機3的排量對制冷劑進行壓縮，從而能夠在高壓端存儲更多的制冷劑。在這種情況下，當汽車停車時，開啟電子膨脹閥I后，能夠讓更多的制冷劑流入蒸發(fā)器2從而延長制冷時間。步驟S2)中，在增大電子膨脹閥I的開啟度的方式下，所述空調控制單元5控制發(fā)動機的轉速維持在當前轉速，并維持離合器吸合。開大電子膨脹閥I到適合的位置，當蒸發(fā)器2內的壓力低于某一數(shù)值(例如，0.25 MPa)時，壓縮機3的離合器斷開，等待接收汽車停車指令。優(yōu)選地，當蒸發(fā)器2內的壓力低于某一數(shù)值(例如，0.25 MPa)，壓縮機3的離合器斷開時，關閉電子膨脹閥I，停止將制冷劑釋放到蒸發(fā)器2。
[0031 ] 上述步驟S3)中，汽車停車后，所述電子膨脹閥I具有一定的開啟度以控制適合量的制冷劑流入蒸發(fā)器2，這里提到的“電子膨脹閥I具有一定的開啟度”可以在汽車停車后立即開啟或者在汽車停車后過了一段時間后再開啟。步驟S3)中電子膨脹閥I的開啟度小于步驟S2)中在增大電子膨脹閥I的開啟度的方式下的電子膨脹閥I的開啟度，以便在汽車停車后，盡可能延長制冷時間。優(yōu)選地，步驟S3)中，汽車停車后，汽車空調控制系統(tǒng)100為內循環(huán)以實現(xiàn)更佳的制冷效果。
[0032]可以理解的是:上述步驟S2)與步驟S3)之間還包括進一步判斷汽車是否的確即將停車的步驟。請參圖2中的曲線A所示，如果進一步檢測車速后，發(fā)現(xiàn)車速為零(即停車)，則啟動步驟S3);請參圖2中的曲線C所示，如果進一步檢測車速后，發(fā)現(xiàn)車速在預定的時間內(例如20秒)仍未到達零(可認為汽車處于低速運行的堵車狀態(tài)，并非需要停車)，則放棄停車控制邏輯，重新返回到正?？刂七壿?；當然，即使空調控制系統(tǒng)100已經重新返回到正?？刂七壿?，車速的檢測依然存在，一旦車速為零，則完全關閉電子膨脹閥I ;請參圖2中的曲線B所示，如果進一步檢測車速后，發(fā)現(xiàn)車速一直在第二數(shù)值(20km/h)附近上下波動(可認為汽車處于低速運行的堵車狀態(tài)，并非需要停車)，此時進一步檢測車速，一旦車速為零，則完全關閉電子膨脹閥I。在曲線B和曲線C所示的情形下，當車速為零時，完全關閉電子膨脹閥I的目的是為了回位，進而使接下來的步驟S3)中能夠更準確的控制電子膨脹閥I的開啟度。
[0033]步驟S3)中，以較大的第一開啟度開啟電子膨脹閥I能夠使較多的液態(tài)制冷劑流入蒸發(fā)器2，一定的時間過后，以較小的第二開啟度開啟電子膨脹閥I能夠控制合適量的制冷劑流入蒸發(fā)器2，盡可能延遲車內出風溫度的升高時間。
[0034]所述步驟S3)之后還包括如下步驟:S4)當車內出風溫度高于某設定值以后，重新啟動壓縮機3，以啟動正常模式下的空調系統(tǒng)。
[0035]綜上所述，本發(fā)明在步驟S3)之前(即停車之前)關閉電子膨脹閥1，能夠在步驟
S2)中實現(xiàn)對蒸發(fā)器2良好的抽空效果，并且縮短抽空時間。在步驟S3)中，因為在步驟S2)中蒸發(fā)器2已經被抽空一定的程度，因此一旦再次打開電子膨脹閥1，管道內的制冷劑由于壓力差的存在，必然流入至蒸發(fā)器2中。也就是說，在步驟S3)中，即使汽車的發(fā)動機不運轉(例如汽車處于等待紅綠燈的停止狀態(tài))，空調控制系統(tǒng)100依然能夠實現(xiàn)制冷。另外，在步驟S2)中增大電子膨脹閥I的開啟度是為了在蒸發(fā)器2內存放更多的液態(tài)制冷劑，以延長蒸發(fā)時間，從而起到延長制冷時間的目的。步驟S3)中，在發(fā)動機停機后，使電子膨脹閥I具有一定的開啟度，從而控制流入蒸發(fā)器2的制冷劑的量，保證電子膨脹閥I內有適合的制冷劑，滿足發(fā)動機停機狀態(tài)下冷卻控制所需的制冷要求。
[0036]綜上所述，本發(fā)明控制方法只需要建立在現(xiàn)有的空調控制系統(tǒng)上，控制方法簡單，不需要額外增加零組件或材料，極大地降低了成本。
[0037]需要說明的是:以上實施例僅用于說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案，盡管本說明書參照上述的實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，所屬【技術領域】的技術人員仍然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，該控制方法包括如下步驟: 53)當汽車停車時，發(fā)動機及壓縮機均停止轉動，此時將汽車空調系統(tǒng)的電子膨脹閥調整到第一開啟度并維持一定的時間，然后將該電子膨脹閥再調整到小于第一開啟度的第二開啟度以控制流入蒸發(fā)器的制冷劑，所述制冷劑通過該蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱以延遲車內出風溫度的升高時間。
2.如權利要求1所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:在步驟S3)之前，該控制方法還包括如下步驟: 51)判斷汽車是否即將停車； 52)當汽車即將停車時，空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯，調整電子膨脹閥的開啟度。
3.如權利要求2所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述空調控制單元包括一個判斷模塊，步驟SI)中，該判斷模塊根據(jù)車速、加速度及剎車情況來綜合判斷汽車是否即將停車。
4.如權利要求2所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:步驟S2)中，所述空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯時，完全關閉所述電子膨脹閥，所述空調控制單元控制發(fā)動機的轉速以控制壓縮機的轉速，使壓縮機對蒸發(fā)器抽空一段時間。
5.如權利要求2所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:步驟S2)中，所述空調控制單元執(zhí)行停車控制邏輯時，增大電子膨脹閥的開啟度，步驟S3)中電子膨脹閥的第二開啟度小于步驟S2)中電子膨脹閥的開啟度。
6.如權利要求2所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述壓縮機為變排量壓縮機，其在步驟S2)中，提高壓縮機的排量對制冷劑進行壓縮。
7.如權利要求2至6項中任意一項所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:步驟S2)與步驟S3)之間還包括進一步判斷汽車是否的確即將停車的步驟，其中如果在預定的時間內車速仍未到達零，則所述空調控制單元放棄停車控制邏輯，重新返回到正常控制邏輯。
8.如權利要求2至6項中任意一項所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述步驟S3)之后還包括如下步驟: 54)當車內出風溫度高于某設定值以后，重新啟動壓縮機。
9.如權利要求1所述的汽車空調系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:步驟S3)中，維持電子膨脹閥以第一開啟度打開的時間為I至2秒。
10.一種汽車空調控制系統(tǒng)，其特征在于，所述汽車空調控制系統(tǒng)包括:壓縮機、蒸發(fā)器、電子膨脹閥、冷凝器及用以控制壓縮機、電子膨脹閥及蒸發(fā)器的空調控制單元，所述空調控制單元按照權利要求1至9項中任意一項所述的控制方法對所述汽車空調控制系統(tǒng)進行控制。
【文檔編號】B60H1/00GK103568775SQ201210276498
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月6日 優(yōu)先權日:2012年8月6日
【發(fā)明者】張榮榮, 愛德溫·斯坦科, 唐立 申請人:杭州三花研究院有限公司