汽车空调系统技术方案

本发明专利技术公开一种汽车空调系统，该汽车空调系统包括蒸发器、可变速压缩机和控制器。控制器被配置成以选择的比率定期改变先前的蒸发器目标温度，以产生当前的蒸发器目标温度，基于蒸发器实际温度和当前的蒸发器目标温度之差选择压缩机目标速度并命令压缩机以压缩机目标温度运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车空调系统。
技术介绍
汽车空调系统可包括压缩机，该压缩机对通过蒸发器的制冷剂进行加压，并使其 运动。这样的压缩机运行以满足车箱制冷的需求。这些压缩机在全开模式(full-on mode) 或者全闭模式(full-off mode)下运行。即，压缩机的速度不能改变。其它压缩机(例如， 电气空气调节压缩机)可以以变化的速度运行。
技术实现思路
在特定的实施例中，汽车空调系统包括蒸发器、可变速压缩机和控制器。控制器被 配置成以选择的比率定期改变先前的蒸发器目标温度，以产生当前的蒸发器目标温度，基 于蒸发器实际温度和当前的蒸发器目标温度之差选择压缩机目标速度并命令压缩机以压 缩机目标温度运行。虽然示出并公开了根据本专利技术的示例性实施例，但是该公开不应该被解释为限制 本专利技术。在不脱离本专利技术的范围的情况下，可预料各种修改和可选的设计。附图说明图1是汽车空调系统的实施例的框图；图2是蒸发器实际温度、蒸发器目标温度和压缩机速度与时间之间的关系的示例 图；图3是蒸发器实际温度、蒸发器目标温度和压缩机速度与时间之间的关系的另一 示例图；图4是蒸发器实际温度、蒸发器目标温度和压缩机速度与时间之间的关系的又一 示例图；图5是示出用于控制图1的压缩机的示例性方法的流程图。 具体实施例方式现在参照图1，用于机动车辆12的空调系统10的实施例包括可变速压缩机(例 如，电气压缩机)14、蒸发器16、冷凝器18、流体回路20和阀22。普通技术人员已知的是， 冷却剂通过流体回路20循环，该流体回路20流体地连接可变速压缩机14、蒸发器16和冷 凝器18。阀22可被驱动以控制通过流体回路20的冷却剂的流动。冷却剂冷却通过蒸发器 16的空气。该空气可被用于冷却机动车辆12的车舱24。空调系统10还包括控制器26和一个或者多个传感器28n (28a-28e)。在图1的实 施例中，传感器28a感测在可变速压缩机14和冷凝器18之间的流体回路20中的压力。传 感器28b感测蒸发器16的温度。传感器28c-28e分别感测车舱24中的温度、湿度和太阳负荷(sun load)。也可使用其它和或不同的传感器。由传感器28η感测的信息被传达到控 制器26。在本领域中已知的是，车舱温度与蒸发器温度相关车舱温度=f (蒸发器温度)(1)另外，蒸发器温度与压缩机速度相关蒸发器温度=f (压缩器速度) (2)因此，车舱温度与压缩机速度相关车舱温度=f (压缩机速度)(3)为了达到期望的车舱温度，可通过控制器26选择蒸发器目标温度(因而，选择相 应的压缩机速度)。现在参照图2，假设期望达到的车舱温度为7°C，控制器26选择的蒸发器目标温 度为5°C。在本领域中已知的是，这样的目标可通过测试、仿真等来完成。控制器26可 使用基于蒸发器实际温度和蒸发器目标温度之间的差来确定压缩机速度的比例-积分 (proportional-integral) (PI)控制方法(或任何其它适合的控制方法)。对普通技术人员来说明显的是，蒸发器16的实际温度在最终大约稳定在目标值 之前，呈现出迅速下降并低于5°C的目标温度(降至5°C的目标温度之下)。这样的迅速下 降和降低的原因在于压缩机速度持续增大直到蒸发器实际温度和蒸发器目标温度之差的 符号从正变为负。在该符号改变之后，压缩机速度开始下降(直到所述符号再次从负变为 正，等)，最终固定在能够保持5°C的蒸发器温度的速度。在压缩机速度曲线之下的交叉影 线指示以大于保持5°C的蒸发器温度所需的速度的速度操作压缩机14的能量可能已经被 浪费。可选地，控制器26可逐步将蒸发器目标温度降至最终值，以避免以远远大于 保持蒸发器最终目标温度所需的速度的速度操作压缩机14。现在参照图1和图3，假 设期望达到7°C的车舱温度，控制器26选择的蒸发器最终目标温度为5°C。控制器26 可再次使用基于蒸发器实际温度和蒸发器目标温度之差选择压缩机速度的比例-积分 (proportional-integral) (PI)控制方法(或任何其它适合的控制方法)。然而，控制器26 可选择相对接近(例如，小于1°C)蒸发器实际温度的初始蒸发器目标温度，接着，以给定的 比率定期使其减小，直到达到最终目标(在该示例中，为5°C )。对普通技术人员来说明显的是，对于任何给定的时间段，与图2的方法相比，蒸发 器实际温度和蒸发器目标温度之差相对较小。结果，压缩机速度增加，使其不会明显大于保 持蒸发器最终目标温度所需的速度(当然，该速度事先是不知道的)(超过所需要的压缩机 速度的压缩机速度会增加空调系统10的能耗)。可通过测试、仿真等生成控制器26定期减小蒸发器目标温度的比率。在一些实施 例中，该比率可依赖于车舱湿度、车舱太阳负荷、初始车舱温度等。例如，该比率可随着初始 车舱湿度升高而增加；该比率可随着初始车舱温度升高而增加。当然，可使用任何适合的参 数。也可使用用户输入来选择比率。在特定的实施例中，消费者可在“燃料经济性”模 式和“最大”模式之间进行选择。在“最大”模式下的比率比在“燃料经济性”模式下的比率 陡(steep)。可选地，与图2中描述的控制方法类似的控制方法可以被用于“最大”模式，与图3中描述的控制方法类似的控制方法可以被用于“燃料经济性”模式。也可以使用其它 情况。现在参照图4，可根据蒸发器目标温度的瞬时值使用几种比率。第一比率(最陡 的)用于例如30°C和12°C之间的蒸发器目标温度。第二比率用于例如12°C和6°C之间的 蒸发器目标温度。第三比率用于例如6°C和5°C之间的蒸发器目标温度。当然，可使用用于 任何温度范围的任何数量的比率。该控制方法设法使消费者舒适感与能量使用平衡。针对第一比率，蒸发器温度更加快速地减小，以影响车舱温度的实际改变。一旦处 于期望的温度上下，就可使用稍不陡的比率，以更加缓慢地使得车舱温度达到他们期望的 水平，同时避免压缩机14以远远高于保持期望的温度所需要的速度的速度运行。现在参照图1和图5，如标号30所指示，选择蒸发器最终目标温度。例如，控制器 26可接收指定期望的车舱温度为6°C的用户输入。基于该输入以及对一个或者多个传感器 28c-28e的读取，控制器26可通过存储在存储器(或者其它适合的装置)中的查找表选择 蒸发器最终目标温度为4°C。即，给定用户需求和车舱条件，4°C是提供6°C的稳定状态的车 舱温度所需要的蒸发器温度(当然，该蒸发器最终目标温度可基于更新的用户输入、环境 条件的改变等而改变)。如标号32所指示，选择初始蒸发器目标温度。继续上述示例，控制器26从温度传 感器28b接收的输入可指示蒸发器实际(初始)温度为40°C。控制器26可基于蒸发器初 始实际温度选择蒸发器初始目标温度初始目标温度=初始实际温度_2°C(4)即，在该示例中，控制器26可选择蒸发器初始目标温度为38°C。然而，也可使用其 它适合的技术。如标号34所指示，确定压缩机速度。最初，控制器可基于蒸发器实际温度、来自传 感器28c-28e的信息等确定压缩机速度。接着，控制器26可计算蒸发器实际温度和蒸发器 目标温度之差，并且，基于该差，使用任何适合的技术(将蒸发器实际温度和蒸发器目标温 度之差与压缩机速度进行映射的查找表、蒸发器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车空调系统，包括：　　蒸发器；　　可变速压缩机；　　控制器，被配置成以选择的比率定期改变先前的蒸发器目标温度，以产生当前的蒸发器目标温度，基于蒸发器实际温度和当前的蒸发器目标温度之差选择压缩机目标速度并命令压缩机以压缩机目标温度运行。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏珊丽贝卡齐卡内克，威廉大卫特莱汉，保罗斯蒂芬布赖恩，大卫杰森麦克，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：US