用于優(yōu)化汽車能耗的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于優(yōu)化混合動(dòng)力車（HEV）能耗的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法?；诔藛T設(shè)定和環(huán)境條件，通過改變蒸發(fā)器溫度，可優(yōu)化電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速以提供必需的冷卻能力從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在不影響目標(biāo)排氣溫度的情況下，確定增加或減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對(duì)空調(diào)控制系統(tǒng)總能耗的影響，從而為節(jié)能提供了可能。根據(jù)提供的策略優(yōu)化能耗能夠在不犧牲乘客舒適性的情況下提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
【專利說明】用于優(yōu)化汽車能耗的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年4月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?01010167566.5、題為“用于優(yōu)化
汽車能耗的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化汽車能耗的空調(diào)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]如今，自動(dòng)空調(diào)控制在汽車中越來越普遍。在一些汽車中，駕駛員只要選擇一個(gè)溫度設(shè)定，控制系統(tǒng)就會(huì)操縱空調(diào)控制系統(tǒng)使其達(dá)到預(yù)期的溫度?？照{(diào)控制系統(tǒng)可控制風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)(例如開啟/關(guān)閉和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)以及空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這種空調(diào)控制系統(tǒng)同樣可控制各種空氣節(jié)氣門或氣流門的位置和運(yùn)動(dòng)，以控制經(jīng)由蒸發(fā)器芯或加熱器芯的空氣的運(yùn)動(dòng)、車內(nèi)空氣的再循環(huán)、新鮮空氣的注入或其組合。
[0004]空調(diào)系統(tǒng)使用空調(diào)壓縮機(jī)和冷凝器來實(shí)現(xiàn)汽車客艙的冷卻。冷卻風(fēng)扇靠近冷凝器布置以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)冷卻。這種系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是空調(diào)壓縮機(jī)和/或冷卻風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)耗費(fèi)相對(duì)較大的能量。
[0005]而且，一些自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)監(jiān)測汽車駕駛室內(nèi)的溫度和濕度級(jí)別以確定是否需要對(duì)擋風(fēng)玻璃進(jìn)行除霧操作。當(dāng)確定需要進(jìn)行自動(dòng)除霧操作的時(shí)候，空調(diào)系統(tǒng)典型的操作是給擋風(fēng)玻璃提供相對(duì)干燥的空氣以快速實(shí)現(xiàn)除霧操作。
[0006]就傳統(tǒng)的汽車(發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械地驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī))而言，發(fā)動(dòng)機(jī)上增加的負(fù)荷降低了效率并增加了油耗。通過控制空調(diào)控制系統(tǒng)來提高燃油經(jīng)濟(jì)性的機(jī)會(huì)是有限的，因?yàn)閴嚎s機(jī)的功耗取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。此外，為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)排氣溫度而進(jìn)行的熱空氣混合經(jīng)常導(dǎo)致相當(dāng)大的能源浪費(fèi)。
[0007]就混合動(dòng)力車(HEV)而言，電動(dòng)壓縮機(jī)和冷卻風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)常需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以確保蓄電池不會(huì)過量放電。HEV的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)了節(jié)油，同時(shí)最大程度地增加了發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)間。從而，空調(diào)控制系統(tǒng)的低效率運(yùn)轉(zhuǎn)能夠抵消與通過驅(qū)動(dòng)HEV獲得的部分優(yōu)點(diǎn)。因此，需要一種用于汽車空調(diào)控制的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠在滿足汽車乘員舒適性需求和最大程度地減小空調(diào)控制系統(tǒng)所消耗的總功率之間取得平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種用于優(yōu)化混合動(dòng)力車空調(diào)控制系統(tǒng)的能耗的方法，所述空調(diào)控制系統(tǒng)包括壓縮機(jī)和冷卻風(fēng)扇，所述方法包括:當(dāng)確定混合動(dòng)力車不在行進(jìn)中并且冷卻風(fēng)扇沒有以最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將冷卻風(fēng)扇功率增加預(yù)定值；確定壓縮機(jī)功率由于冷卻風(fēng)扇功率的增加而減小的值是否大于預(yù)定值，至少部分基于確定結(jié)果來設(shè)定冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
[0009]其中，確定冷卻風(fēng)扇沒有以最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)的步驟包括對(duì)測得的冷卻風(fēng)扇功率和最大冷卻風(fēng)扇功率值進(jìn)行比較。
[0010]所述方法還包括測量第一壓縮機(jī)功率值和第一冷卻風(fēng)扇功率值。
[0011]確定壓縮機(jī)功率的減小值是否大于所述預(yù)定值的步驟包括:冷卻風(fēng)扇功率增加預(yù)定值之后測量第二壓縮機(jī)功率值；確定第一壓縮機(jī)功率值與第二壓縮機(jī)功率值之差是否大于所述預(yù)定值。
[0012]其中，通過將第一冷卻風(fēng)扇功率值增加所述預(yù)定值獲得第二冷卻風(fēng)扇值。
[0013]其中，設(shè)定冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速包括:如果確定壓縮機(jī)功率的減小值大于所述預(yù)定值，則保持與第二冷卻風(fēng)扇功率值關(guān)聯(lián)的冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不變。如果確定壓縮機(jī)功率的減小值不大于所述預(yù)定值，則設(shè)定冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速以使冷卻風(fēng)扇功率與第一冷卻風(fēng)扇功率值相等。
[0014]其中，所述預(yù)定值至少部分依賴于查找表。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示出根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的用于優(yōu)化汽車能耗的系統(tǒng)的簡化示例性示意圖；
[0016]圖2是示出汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷循環(huán)的簡化示例性示意圖；
[0017]圖3是示出根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的空調(diào)控制系統(tǒng)的簡化示例性框圖；
[0018]圖4是圖3中示意性示出的控制頭的簡化示例性主視圖；
[0019]圖5是示出根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的方法的簡化示例性流程圖；
[0020]圖6是示出根據(jù)本申請(qǐng)另一實(shí)施例的方法的簡化示例性流程圖；
[0021]圖7是根據(jù)圖6示出的實(shí)施例的系統(tǒng)所使用的簡化示例性查找表；
[0022]圖8是根據(jù)圖6示出的實(shí)施例的系統(tǒng)所使用的另一簡化示例性查找表。
【具體實(shí)施方式】
[0023]一般而言，汽車內(nèi)駕駛室溫度的控制以及擋風(fēng)玻璃的溫度和除霧操作的控制是通過使用各種致動(dòng)器調(diào)節(jié)溫度和提供給汽車駕駛室的空氣流量來實(shí)現(xiàn)的。圖1示意性示出根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的用于汽車環(huán)境管理的示例性系統(tǒng)10。汽車可包括暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)，大體由標(biāo)號(hào)20指示。HVAC系統(tǒng)20可包括排列的氣流門，排列的氣流門分別包括面板除霜致動(dòng)器(門)22、地板致動(dòng)器(門)24和外部再循環(huán)空氣致動(dòng)器(門)28。
[0024]所述門可以是空氣分配系統(tǒng)的一部分，空氣分配系統(tǒng)用于將調(diào)節(jié)過的氣流直接送至汽車客艙29的各處，例如眾所周知的擋風(fēng)玻璃、地板或儀表板。門22、24和28可由真空馬達(dá)(未顯示)以圖1所示的傳統(tǒng)方式，在真空、局部真空以及無真空三種位置中的兩種不同位置之間驅(qū)動(dòng)，或可由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。也可提供溫度控制混和風(fēng)門26并可通過伺服電機(jī)(未顯示)驅(qū)動(dòng)26。溫度控制混和風(fēng)門26提供熱空氣混和以獲得預(yù)期的目標(biāo)排氣溫度，此溫度反映了從HVAC系統(tǒng)20出來進(jìn)入客艙29的空氣溫度。
[0025]HVAC系統(tǒng)20還可包括可變轉(zhuǎn)速風(fēng)扇系統(tǒng)(這里也可稱為HVAC鼓風(fēng)機(jī))30，可變轉(zhuǎn)速風(fēng)扇系統(tǒng)30包括鼓風(fēng)機(jī)葉輪32，用于產(chǎn)生氣流。此外，HVAC系統(tǒng)20還可包括加熱系統(tǒng)，如圖1所示的加熱器芯34，以及空調(diào)系統(tǒng)35，包括蒸發(fā)器芯36和壓縮機(jī)37。壓縮機(jī)37可以是電動(dòng)壓縮機(jī)而非由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。這樣能夠更好地控制HVAC系統(tǒng)20的運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)榕c其轉(zhuǎn)速是跟發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速緊密聯(lián)系在一起的機(jī)械式壓縮機(jī)不同，電動(dòng)壓縮機(jī)可配置為可變轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。空調(diào)系統(tǒng)35可包括為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的其他各種組件，其中一部分組件將在下文參照?qǐng)D2進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。
[0026]加熱器芯34和蒸發(fā)器芯36分別用于加熱和冷卻由風(fēng)扇系統(tǒng)30產(chǎn)生的氣流。產(chǎn)生的氣流可通過氣流分配系統(tǒng)和關(guān)聯(lián)管道38進(jìn)行分配。HVAC系統(tǒng)20可控制氣流的溫度、流向以及新鮮空氣和再循環(huán)空氣之比。HVAC系統(tǒng)20還可包括與壓縮機(jī)37連通的低壓循環(huán)開關(guān)39?？刹僮鞯蛪貉h(huán)開關(guān)39使壓縮機(jī)37在某種工況下停止運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，當(dāng)蒸發(fā)器芯的溫度降至預(yù)定值以下時(shí)，壓縮機(jī)37可停止運(yùn)轉(zhuǎn)；這有助于防止蒸發(fā)器芯36結(jié)冰。
[0027]圖2示出空調(diào)系統(tǒng)35的制冷循環(huán)40的簡化示例性示意圖。如圖所示，工質(zhì)如制冷劑通過流體管道42沿著箭頭44大致所示的方向進(jìn)行循環(huán)。空調(diào)系統(tǒng)35可包括與壓縮機(jī)37流體連通的冷凝器46。壓縮機(jī)37可通過電動(dòng)機(jī)(未顯示)驅(qū)動(dòng)。工質(zhì)可以以低壓氣體狀態(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)37。壓縮機(jī)37壓縮工質(zhì)使其變成高壓氣體。壓縮氣受壓變熱。之后，工質(zhì)進(jìn)入冷凝器46散熱。冷凝器46可包括多個(gè)散熱片(未顯示)或與之相似的用于將熱量傳遞給環(huán)境空氣的裝置。也可提供發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48，用于促進(jìn)熱量交換。隨著熱量的消散，工質(zhì)冷凝成液體。
[0028]之后，液體工質(zhì)可進(jìn)入為本領(lǐng)域所知的、與冷凝器46流體連通的膨脹裝置50。當(dāng)工質(zhì)流經(jīng)膨脹裝置50時(shí)，壓力下降導(dǎo)致工質(zhì)蒸發(fā)成低溫低壓氣?？商峁┡c膨脹裝置50和壓縮機(jī)37流體連通的蒸發(fā)器芯36。當(dāng)?shù)竭_(dá)蒸發(fā)器36時(shí)，工質(zhì)吸收熱量從而冷卻接近蒸發(fā)器的環(huán)境空氣。可提供HVAC鼓風(fēng)機(jī)30用于進(jìn)一步促進(jìn)冷卻并迫使冷卻后的空氣通過管道38進(jìn)入例如汽車客艙29之內(nèi)。而后，工質(zhì)以低溫低壓氣的狀態(tài)再次進(jìn)入壓縮機(jī)37并重復(fù)上述循環(huán)。
[0029]如以下更加詳細(xì)的說明，HVAC系統(tǒng)20的運(yùn)轉(zhuǎn)可通過空調(diào)控制系統(tǒng)52來控制。圖3示出空調(diào)控制系統(tǒng)52的示例性框圖，空調(diào)控制系統(tǒng)52包括電子控制器54?？刂破?4能夠根據(jù)各種輸入產(chǎn)生信號(hào)以控制HVAC系統(tǒng)20?？刂破?4既可直接接收來自多個(gè)空調(diào)控制裝置的輸入，又可間接接收來自例如電連接到所述控制器的另一控制模塊(如車輛系統(tǒng)控制/動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制模塊(VSC/PCM) 56)的輸入。例如，控制器54可以接收來自客艙溫度傳感器58、環(huán)境溫度傳感器60、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器62、蒸發(fā)器溫度傳感器64、濕度傳感器66、車速傳感器68、太陽負(fù)荷傳感器70以及排氣溫度傳感器72的輸入。傳感器58-72可分別提供代表客艙內(nèi)部溫度、環(huán)境(外部)空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、蒸發(fā)器溫度、客艙的相對(duì)濕度、車速、太陽光直射和斜射進(jìn)入汽車的太陽能以及排氣溫度(即從HVAC系統(tǒng)20排出進(jìn)入車艙內(nèi)的空氣溫度)的信號(hào)。
[0030]除了接收來自傳感器58-72的輸入，控制器54還可通過輸入裝置74接收來自汽車乘員的輸入。輸入裝置74可以是被普遍應(yīng)用于汽車儀表板的控制頭，如圖4所示。如以下更加詳細(xì)的說明，輸入裝置74可允許汽車乘員設(shè)定一個(gè)預(yù)期的客艙溫度，HVAC系統(tǒng)20可自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)并維持乘員所設(shè)定的溫度。此外，輸入裝置74可允許汽車乘員手動(dòng)控制HVAC的運(yùn)轉(zhuǎn)，在某些情況下，可允許汽車乘員超控HVAC系統(tǒng)20的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。控制器54可控制壓縮機(jī)37和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48的運(yùn)轉(zhuǎn)，也可控制門22-28，以調(diào)節(jié)溫度和空氣流量，并最終維持汽車駕駛員和乘客的舒適性。此外，控制器54可通過算法編程來實(shí)現(xiàn)汽車擋風(fēng)玻璃的自動(dòng)除霧操作。
[0031]圖4更加詳細(xì)地示出了圖3示意性示出的示例性控制頭74?？刂祁^74可作為汽車乘員的輸入裝置，允許手動(dòng)選擇各種空調(diào)控制功能。模式選擇器開關(guān)76允許乘員選擇氣流方向。模式選擇器開關(guān)76可包括自動(dòng)(AUTO)設(shè)定78，AUTO設(shè)定78允許空調(diào)控制系統(tǒng)基于環(huán)境條件和/或汽車運(yùn)行特性，來自動(dòng)調(diào)節(jié)客艙溫度以及自動(dòng)控制空調(diào)的各種控制功能。一個(gè)或多個(gè)溫度選擇器開關(guān)80可在手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式下提供客艙空氣溫度控制。溫度選擇器開關(guān)80可包括駕駛員溫度選擇器開關(guān)和乘客溫度選擇器開關(guān)以實(shí)現(xiàn)雙區(qū)域溫度控制。在自動(dòng)模式下，乘員可使用溫度選擇器開關(guān)80來選擇預(yù)期的艙室溫度，預(yù)期的艙室溫度可通過顯示面板82顯示出來。之后，空調(diào)控制系統(tǒng)52可自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)并維持乘員所設(shè)定的溫度。顯示面板82可進(jìn)一步顯示當(dāng)前艙室溫度、當(dāng)前外部環(huán)境溫度等等。
[0032]空調(diào)控制頭74可包括風(fēng)扇選擇器開關(guān)84，用于提供HVAC鼓風(fēng)機(jī)30的開啟/關(guān)閉、手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)速控制。再循環(huán)開關(guān)86允許艙室空氣全部再循環(huán)、全部新鮮空氣或其部分新舊風(fēng)組合。此外，A/C開關(guān)88允許乘員手動(dòng)選擇空氣調(diào)節(jié)?？刂祁^74僅僅是根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例可使用的控制頭的一個(gè)示例。也可使用其他控制頭(包括其他模擬控制頭或數(shù)子控制頭)。
[0033]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，圖5示出了在空調(diào)系統(tǒng)35運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用于描述優(yōu)化空調(diào)控制系統(tǒng)52能耗的方法100的簡化示例性流程圖。圖5所示的方法可為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48和電動(dòng)壓縮機(jī)37的能耗以及進(jìn)入客艙29的排氣溫度提供連續(xù)監(jiān)測。為此目的，本申請(qǐng)假設(shè)至少可生成兩條功率曲線，即作為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速(未顯示)的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率曲線和作為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速(未顯不)的函數(shù)的電動(dòng)壓縮機(jī)功率曲線，并被映射到一個(gè)或多個(gè)查找表。一旦獲得目標(biāo)排氣溫度，空調(diào)控制系統(tǒng)52總的能耗值便可被計(jì)算出來。使用查找表，圖5的方法所用的策略能夠確定在不顯著影響目標(biāo)排氣溫度的情況下，通過空調(diào)控制系統(tǒng)來降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和提高發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是否將導(dǎo)致更低的總能耗。
[0034]如圖5所示，可在步驟102測得對(duì)應(yīng)于空調(diào)控制系統(tǒng)52的多個(gè)汽車運(yùn)行特性。例如，可測得第一壓縮機(jī)功率值(CP1X第一發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率值(FP1X第一排氣溫度值(DAT1)和當(dāng)前車速(VS)。CP1可對(duì)應(yīng)于被電動(dòng)壓縮機(jī)37消耗的當(dāng)前功率值，而FPl可對(duì)應(yīng)于同時(shí)被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48消耗的當(dāng)前功率值。同樣地，DAT1對(duì)應(yīng)于從氣流門排出通過HVAC鼓風(fēng)機(jī)30進(jìn)入客艙29的空氣的當(dāng)前溫度。
[0035]一旦測得汽車運(yùn)行特性，系統(tǒng)便可在步驟104確定汽車是否在行進(jìn)中。例如，如果VS大于Omph，則系統(tǒng)可推斷出車輛正在行進(jìn)中。如果汽車不在行進(jìn)中，為了減小總功耗，可增大冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。因此，系統(tǒng)可緊接著確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48是否以最大額定功率(FPmax)運(yùn)轉(zhuǎn)，如步驟106所示。如果FPl沒有達(dá)到最大值額定功率，則可通過增大發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來增大冷卻功率。如前所述，作為冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的函數(shù)的冷卻風(fēng)扇功率曲線和作為壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)的壓縮機(jī)功率曲線可被映射到一個(gè)或多個(gè)查找表。因此，為了簡明起見，可做如下假設(shè):參照冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的增加或減少，分別增加或減少冷卻風(fēng)扇功率；反之亦然。同樣地，參照壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的增加或減少，分別增加或減少壓縮機(jī)功率；反之亦然。
[0036]因此，如果FP1 < FPfflax,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率可增加預(yù)定值(A1),如步驟108所示。在這點(diǎn)上，冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的增加值對(duì)應(yīng)于冷卻風(fēng)扇功率的增加值Λ 10在不脫離本申請(qǐng)范圍的情況下，Λ i可由幾種方法中的一種來確定。舉個(gè)例子來說，可依照一個(gè)或多個(gè)查找表來確定A1，并可受一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件的影響，例如外部環(huán)境溫度。這是因?yàn)闇囟仍礁撸l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48的冷卻作用越靈敏。用于確定Λ !的附加查找表在不同車速下都是必需的，因?yàn)榱鹘?jīng)冷凝器的空氣量各異。舉另一個(gè)例子來說，Δ i可以是按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和/或汽車和系統(tǒng)的其他限制、約束和技術(shù)規(guī)范而選擇的恒定值。圖5所示的示例性方法每秒鐘可被執(zhí)行數(shù)次,因此,最優(yōu)冷卻風(fēng)扇功率可通過迭代過程來確定。
[0037]由于冷卻風(fēng)扇功率的增加，得到第二冷卻風(fēng)扇功率值(FP2),FP2等于FP1加上Λ 10一旦得到了 FP2，緊接著在步驟110，對(duì)應(yīng)于電動(dòng)壓縮機(jī)37所消耗的功率值，便可測得第二壓縮機(jī)功率值(CP2)。之后，可確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率增加Λ !是否導(dǎo)致壓縮機(jī)消耗的功率有所減少。通常，在基本不影響排氣溫度的情況下，通過增加發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來增加冷卻功率可使得電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速減少。在步驟112，可確定壓縮機(jī)功率的減小值是否大于Δ 10換言之，如圖5所示，CP1 — CP2 >Λ I ? [0038]如果確定壓縮機(jī)功率消耗的減小值大于附加功率值Λ !是由于增加冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速而被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇所消耗的功率)，則可由此得出結(jié)論:冷卻風(fēng)扇功率的增加導(dǎo)致空調(diào)控制系統(tǒng)總功耗凈值的減少。如前所述，空調(diào)控制系統(tǒng)消耗的功率越少，汽車蓄電池的消耗越少。保持蓄電池電量可最大程度地減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，如果確定了電動(dòng)壓縮機(jī)功耗的減小值大于Λ 1；則發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率可維持在FP2,如步驟114所示。另一方面，如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率增加的Λ !并沒有導(dǎo)致壓縮機(jī)功率的減小值大于Λ i，則冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可被設(shè)定為在步驟102測得的初始轉(zhuǎn)速，而冷卻風(fēng)扇功率等于FP1，如步驟116所示。這是因?yàn)樵黾永鋮s風(fēng)扇轉(zhuǎn)速并沒有導(dǎo)致空調(diào)控制系統(tǒng)總功耗凈值的節(jié)約。
[0039]回到步驟104，如果確定汽車正在行進(jìn)中，則方法可進(jìn)行到步驟118。同樣地，如果在步驟106確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48以最大額定功率FPmax運(yùn)轉(zhuǎn)，則方法也可進(jìn)行到步驟118。換言之，無論是汽車正在行進(jìn)中還是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不再增加，方法均可進(jìn)行到步驟118。在步驟118中，提供給發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇48的功率可減少預(yù)定值(Λ 2)，得到第二冷卻風(fēng)扇功率值FP2?？赏ㄟ^與確定A1差不多的方法來確定Λ 2。一旦冷卻風(fēng)扇功率減少，便可在步驟120再次測量電動(dòng)壓縮機(jī)37所消耗的功率以得到第二壓縮機(jī)功率值CP2。同樣在步驟120，再次測量排氣溫度以得到第二排氣溫度值(DAT2)。從而，可得到與減少發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速和排氣溫度產(chǎn)生的影響一致的輸入。
[0040]之后，方法可進(jìn)行到步驟122，在這一步驟中可確定排氣溫度的增加是否大于預(yù)定值(X)。如果確定排氣溫度的增加值大于X，則發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇功率可被設(shè)定或返回第一冷卻風(fēng)扇功率值FP1，如步驟116所示。雖然在空調(diào)模式下通過空調(diào)控制系統(tǒng)來優(yōu)化總功耗是圖5所述策略的一部分，但這將最大程度地減小對(duì)乘客舒適性的影響。如果排氣溫度增加太多，則有損乘客舒適性。因此，預(yù)定值X可以是任何名義值，如2° F、4° F等等?？商娲鼗蚩筛郊拥兀琗可根據(jù)乘員輸入的自動(dòng)溫度設(shè)定而改變。不管怎樣，如果減少冷卻風(fēng)扇功率導(dǎo)致排氣溫度顯著增加，則冷卻風(fēng)扇功率可返回初始值FP115
[0041]另一方面，如果確定排氣溫度的增加值不大于X，則可在步驟124確定由于冷卻風(fēng)扇功率的減少而導(dǎo)致電動(dòng)壓縮機(jī)功耗的增加值是否大于Λ 2。換言之，可確定CP2與CP1之差是否大于Λ 2。如果確定由于冷卻風(fēng)扇功率的減少而導(dǎo)致電動(dòng)壓縮機(jī)37功耗的增加值大于八2，則方法可進(jìn)行到步驟116，將冷卻風(fēng)扇功率設(shè)定為第一冷卻風(fēng)扇功率值FP115這是因?yàn)殡m然冷卻風(fēng)扇48的功耗減少Λ 2，但是這樣的減少可導(dǎo)致電動(dòng)壓縮機(jī)37功耗的增加值大于A2以達(dá)到或以其他方式維持艙室溫度的自動(dòng)設(shè)定值。因此，結(jié)果將導(dǎo)致總功耗凈值的增加，這應(yīng)當(dāng)避免。然而，如果確定冷卻風(fēng)扇功率減少Λ 2并沒有導(dǎo)致壓縮機(jī)功率增加值大于八2，則可通過空調(diào)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總功耗凈值的減少。在這種情況下，如步驟124所示，冷卻風(fēng)扇功率減小值Λ 2可保持不變。
[0042]請(qǐng)注意，為了系統(tǒng)地實(shí)施總功耗策略，空調(diào)控制系統(tǒng)52可不斷反復(fù)地執(zhí)行圖5所述的方法。為此目的,方法100的每次循環(huán)可每秒鐘發(fā)生數(shù)次，例如每IOOms發(fā)生一次循環(huán)、每50ms發(fā)生一次循環(huán)等等。在不脫離本申請(qǐng)范圍的情況下，方法100的執(zhí)行頻率可與這里提供的不同。
[0043]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，圖6示出用于管理空調(diào)控制系統(tǒng)52的功耗的另一方法200的簡化示例性流程圖。圖6所用的策略可根據(jù)乘員空調(diào)控制設(shè)定和一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件來限定或以其他方式確定可變蒸發(fā)器芯溫度。根據(jù)詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求和/或技術(shù)規(guī)范，可計(jì)算和校準(zhǔn)可變蒸發(fā)器芯溫度。通過改變蒸發(fā)器芯溫度，可優(yōu)化電動(dòng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速以提供必需的冷卻能力從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。此外，方法200可最大程度地減少提供給目標(biāo)排氣溫度的不必要的熱空氣混合(以減少用于克服不必要熱空氣混合的冷卻能量)。因此，圖6所用的方法可同樣優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)保持一定級(jí)別的乘客舒適性。
[0044]如圖6所示，在步驟202接收乘客設(shè)定的艙室溫度(Tsp)，乘客設(shè)定的溫度Tsp對(duì)應(yīng)于通過控制頭74傳送到控 制器54的乘員預(yù)期的自動(dòng)溫度設(shè)定。在步驟204，可測得多個(gè)汽車運(yùn)行特性，多個(gè)汽車運(yùn)行特性可包括一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件。例如，多個(gè)汽車運(yùn)行特性可包括測量外部環(huán)境溫度(T?b)、艙室內(nèi)部溫度(TMb)、太陽負(fù)荷(SL)以及相對(duì)濕度(RH)。緊接著在步驟206，確定初始目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度(T_pl)。Tevapl可依照查找表(例如圖7所示的表90)根據(jù)冷卻需求(可基于Τ-、Tcab和SL確定冷卻需求)來確定。
[0045]參照?qǐng)D7，可獲得O和255之間的冷卻需求值，其中，O表示最大冷卻需求值，255表示最小冷卻需求值。例如，冷卻需求值O可對(duì)應(yīng)于相對(duì)較高的TamPTcab和SL值，而冷卻需求值255可對(duì)應(yīng)于相對(duì)較低的Tamb、Tcab和SL值。T-、Tcab和SL的各種其他組合可得到O和255之間的中間冷卻需求值。如圖7所示，一旦得到冷卻需求，便可確定Tevapl。圖7的表90可由作為大量試驗(yàn)結(jié)果的校準(zhǔn)值構(gòu)成。
[0046]請(qǐng)注意，Tevapl可提供目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度基點(diǎn)，溫度基點(diǎn)代表干燥空氣設(shè)定下的目標(biāo)溫度。之后，方法進(jìn)行到步驟208，其中，可根據(jù)下面的示例性公式確定露點(diǎn)溫度(TdM):
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 從氣候控制單元接收指示乘客設(shè)定的艙室溫度Tsp的信號(hào)，以及一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件； 基于所述Tsp和所述環(huán)境條件，從預(yù)定數(shù)據(jù)選擇初始目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度Tevapl ； 基于所述環(huán)境條件計(jì)算露點(diǎn)溫度TdOT ； 當(dāng)Tevapl大于Tdew時(shí)，將目標(biāo)蒸發(fā)器心溫度Tevap設(shè)直為Tdew ； 基于Tevap輸出控制信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 當(dāng)Tevapl不大于Tdew時(shí),將Tevap設(shè)直為Tevapl°
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 計(jì)算擋風(fēng)玻璃霧化概率值； 進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值設(shè)置T_p。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值設(shè)置Tevap的步驟包括: 當(dāng)擋風(fēng)玻璃霧化概率值指示存在擋風(fēng)玻璃霧化風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，基于所述擋風(fēng)玻璃霧化概率值計(jì)算第二目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度Tevap2 ； 將Tevap設(shè)置為Tevap2。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，計(jì)算Tevap2的步驟包括: 基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值從預(yù)定數(shù)據(jù)選擇目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度改變量△ Tevap ；
將 Tevap 減少 ATevap。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值設(shè)置Tevap的步驟包括: 當(dāng)擋風(fēng)玻璃霧化概率值指示不存在擋風(fēng)玻璃霧化風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，保持Tevap的當(dāng)前值。
7.—種車輛氣候控制系統(tǒng),包括: 用于冷卻氣流的蒸發(fā)器芯； 控制器，所述控制器被構(gòu)造為: 基于乘客設(shè)置的艙室溫度Tsp以及一個(gè)或多個(gè)環(huán)境條件，從預(yù)定數(shù)據(jù)選擇初始目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度Tevapl ； 基于環(huán)境條件計(jì)算露點(diǎn)溫度TdOT ； 當(dāng)Tevapl大于Tdew時(shí)，將目標(biāo)蒸發(fā)器心溫度Tevap設(shè)直為Tdew。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被構(gòu)造為:當(dāng)Tevapl不大于Tdrat時(shí)，將Tevap 設(shè)置為 Tevapl。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被構(gòu)造為: 計(jì)算擋風(fēng)玻璃霧化概率值； 進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值設(shè)置T_p。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器還被構(gòu)造為:通過如下步驟進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值來設(shè)置Tevap: 當(dāng)擋風(fēng)玻璃霧化概率值指示存在擋風(fēng)玻璃霧化風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值計(jì)算第二目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度Tevap2; 將Tevap設(shè)置為Tevap2。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，控制器被構(gòu)造為通過如下步驟計(jì)算Tevap2: 基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值從預(yù)定數(shù)據(jù)選擇目標(biāo)蒸發(fā)器芯溫度改變量△ Tevap ；
將 Tevap 減少 ATevap。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被構(gòu)造為通過下述步驟進(jìn)一步部分地基于擋風(fēng)玻璃霧化概率值設(shè)置Tevap: 當(dāng)擋風(fēng)玻璃霧化概率值指示·不存在擋風(fēng)玻璃霧化風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，保持Tevap的當(dāng)前值。
【文檔編號(hào)】B60H1/00GK103587375SQ201310495899
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2009年5月6日
【發(fā)明者】哈利姆·維賈亞, 格哈德·A·達(dá)吉, 韋恩·弗蘭克·比舍爾, 克里斯多佛·馬克·格雷納 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司