СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМПРЕССОРОМ В СИСТЕМЕ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2014 года по МПК B60H1/00 

Уровень техники

Настоящее изобретение относится, в целом, к моторному транспортному средству и, в частности, к системе кондиционирования воздуха для моторного транспортного средства.

Системы кондиционирования воздуха для моторных транспортных средств были предложены ранее. Предыдущие проекты использовали компрессоры с регулируемым рабочим объемом, чтобы управлять температурой испарителя для охлаждения воздуха в моторном транспортном средстве. Однако эти системы не рассматривают окружающие условия в определении того, как управлять компрессором. Существует необходимость в конструкции на данном уровне техники, который преодолевает ограничения предшествующего уровня техники.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту изобретения создан способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы: приема информации, относящейся к фактической температуре испарителя; приема информации, относящейся к желаемой температуре испарителя; вычисления температурной погрешности испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя; приема информации, относящейся к температуре окружающей среды; вычисления величины корректировки хода поршня компрессора с помощью температуры испарителя и температуры окружающей среды и управления компрессором с помощью значения корректировки хода поршня компрессора.

Согласно другому аспекту изобретения создан способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы: приема информации, относящейся к фактической температуре испарителя; приема информации, относящейся к желаемой температуре испарителя; вычисления температурной погрешности испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя; приема информации, относящейся к температуре окружающей среды; нахождения пороговой температуры и вычисления значения корректировки хода поршня компрессора с помощью параметра управления и температурной погрешности испарителя. Параметр управления ассоциируется с алгоритмом пропорционально-интегрального регулирования. Параметр управления имеет первое значение, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры, и параметр управления имеет второе значение, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры. Первое значение для параметра управления отличается от второго значения.

Согласно другому аспекту изобретения создан способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы: приема информации, относящейся к фактической температуре испарителя; приема информации, относящейся к желаемой температуре испарителя; вычисления температурной погрешности испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя; приема информации, относящейся к температуре окружающей среды; нахождения пороговой температуры и задействования компрессора в первом диапазоне хода поршня компрессора, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры, и задействования компрессора во втором диапазоне хода поршня компрессора, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры. Первый диапазон хода поршня компрессора отличается от второго диапазона хода поршня компрессора.

Другие системы, способы, признаки и преимущества изобретения будут, или станут, очевидны обычному специалисту в данной области техники при изучении последующих чертежей и подробного описания. Подразумевается, что все такие дополнительные системы, способы, признаки и преимущества включены в это описание и эту сущность, находятся в рамках изобретения и защищены последующей формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Изобретение может быть лучше понято со ссылкой на последующие чертежи и описание. Компоненты на чертежах необязательно начерчены по масштабу, вместо этого акцент делается на иллюстрировании принципов изобретения. Более того, на чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные компоненты. На чертежах:

фиг.1 - схематичный вид варианта осуществления моторного транспортного средства с системой кондиционирования воздуха;

фиг.2 - схематичный вид варианта осуществления соотношения между ходом поршня компрессора и температурой испарителя в системе кондиционирования воздуха;

фиг.3 - вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха;

фиг.4 - схематичный вид варианта осуществления соотношения между ходом поршня компрессора и температурой испарителя в системе кондиционирования воздуха;

фиг.5 - схематичный вид варианта осуществления соотношения между ходом поршня компрессора и температурой испарителя в системе кондиционирования воздуха;

фиг.6 - схематичный вид варианта осуществления блока вычисления для системы кондиционирования воздуха;

фиг.7 - схематичный вид варианта осуществления блока вычисления для системы кондиционирования воздуха;

фиг.8 - схематичный вид варианта осуществления соотношения между температурой окружающей среды и параметром усиления;

фиг.9 - схематичный вид варианта осуществления соотношения между температурой окружающей среды и параметром сброса;

фиг.10 - вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха;

фиг.11 - вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха и

фиг.12 - вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха.

Подробное описание изобретения

Фиг.1 представляет собой схематичный вид варианта осуществления моторного транспортного средства 100. Выражение "моторное транспортное средство", когда используется на всем протяжении спецификации и в формуле изобретения, ссылается на любое движущееся транспортное средство, которое способно перевозить одного или более людей-пассажиров и приводится в движение посредством любой формы энергии. Выражение "моторное транспортное средство" включает в себя, но не только: легковые автомобили, грузовики, фургоны, минивэны, внедорожники (SUV), мотоциклы, скутеры, лодки, персональное водное судно и воздушное судно.

В некоторых случаях моторное транспортное средство включает в себя один или более двигателей. Термин "двигатель", когда используется на всем протяжении спецификации и в формуле изобретения, ссылается на любое устройство или машину, которая способна преобразовывать энергию. В некоторых случаях потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. Например, преобразование энергии может включать ситуацию, когда химическая потенциальная энергия топлива или топливного элемента преобразуется во вращательную кинетическую энергию или когда электрическая потенциальная энергия преобразуется во вращательную кинетическую энергию. Двигатели могут также включать в себя устройства для преобразования кинетической энергии в потенциальную энергию. Например, некоторые двигатели включают в себя регенеративные тормозные системы, где кинетическая энергия от трансмиссии преобразуется в потенциальную энергию. Двигатели могут также включать в себя устройства, которые преобразуют солнечную или ядерную энергию в другую форму энергии. Некоторые примеры двигателей включают в себя, но не только: двигатели внутреннего сгорания, электромоторы, преобразователи солнечной энергии, турбины, ядерные энергетические установки и гибридные системы, которые объединяют два или более различных типов процессов преобразования энергии.

Моторное транспортное средство 100 может включать в себя систему 102 кондиционирования воздуха. Как правило, система 102 кондиционирования воздуха может быть расположена в любой части моторного транспортного средства 100. В некоторых случаях система 102 кондиционирования воздуха может быть расположена в передней части моторного транспортного средства 100. В других случаях система 102 кондиционирования воздуха может быть расположена в задней части моторного транспортного средства 100. В еще других случаях система 102 кондиционирования воздуха может быть расположена в любой другой части моторного транспортного средства 100. В примерном варианте осуществления система 102 кондиционирования воздуха может быть расположена в передней части моторного транспортного средства 100, которая находится рядом с двигателем моторного транспортного средства 100.

В некоторых вариантах осуществления система 102 кондиционирования воздуха может содержать конденсатор 110 и вентилятор 112 конденсатора. Кроме того, система 102 охлаждения воздуха может дополнительно содержать регулирующий клапан 114, испаритель 116 и компрессор 118. В одном варианте осуществления конденсатор 110, регулирующий клапан 114, испаритель 116 и компрессор 118 могут быть соединены трубопроводом 120. В некоторых случаях трубопровод 120 может быть трубопроводом для хладагента, который сконфигурирован, чтобы переносить один или более хладагентов между каждым компонентом в контуре охлаждения.

Каждый из этих компонентов для системы кондиционирования воздуха известен в области техники. В различных вариантах осуществления могут быть использованы различные типы компрессоров, испарителей, конденсаторов и регулирующих клапанов. В качестве примера компрессор 118 может быть любым типом компрессора. В некоторых случаях компрессор 118 может быть типом компрессора с регулируемым рабочим объемом. Примеры компрессоров с регулируемым рабочим объемом описаны в патентах США №№ 5148685, 5014522 и 4934157, полное содержание которых включено сюда посредством ссылки. Используя тип компрессора с регулируемым рабочим объемом, работа системы 102 кондиционирования воздуха может быть модифицирована, чтобы управлять температурой хладагента в различных местах во всей системе.

Как правило, система 102 кондиционирования воздуха может работать образом, сконфигурированным, чтобы предоставлять охлажденный воздух пассажирам моторного транспортного средства 100. Компрессор 118 может работать, чтобы сжимать газообразный хладагент, который испарился в испарителе 116. В частности, газообразный хладагент может быть в состоянии низкой температуры и низкого давления при выходе из испарителя 116. Компрессор 118 работает, чтобы сжимать газообразный хладагент, так что газообразный хладагент имеет высокую температуру и высокое давление при выходе из компрессора 118. При выходе из компрессора 118 газообразный хладагент переносится к конденсатору 110, который конденсирует газообразный хладагент, таким образом, превращая газообразный хладагент в жидкий хладагент. В этот момент жидкий хладагент переносится к регулирующему клапану 114, где жидкий хладагент сбрасывает давление и расширяет жидкий хладагент в распыленный хладагент. Хладагент затем доставляется к испарителю 116, чтобы отводить тепло от всасываемого воздуха, который протекает от центробежного вентилятора 122, для того, чтобы охлаждать всасываемый воздух.

Моторное транспортное средство 100 может включать в себя один или более датчиков для обнаружения состояний различных систем или компонентов моторного транспортного средства 100. Примеры состояний включают в себя, но не только: температуру одного или более компонентов, давление одного или более компонентов, рабочее состояние одного или более компонентов, а также другие состояния. Моторное транспортное средство 100 может также включать в себя один или более датчиков для обнаружения окружающих состояний, ассоциированных с моторным транспортным средством. Примеры окружающих состояний, которые могут быть обнаружены с помощью одного или более датчиков, включают в себя, но не только: температуру, давление, влажность, также как и другие условия. В примерном варианте осуществления моторное транспортное средство 100 может включать в себя датчик 130 температуры окружающей среды и датчик 132 температуры испарителя. Датчик 130 температуры окружающей среды может быть приспособлен принимать информацию, относящуюся к температуре окружающей среды моторного транспортного средства. Датчик 132 температуры испарителя может быть приспособлен принимать информацию, относящуюся к температуре испарителя 116.

В различных вариантах осуществления местоположения датчика 130 температуры окружающей среды и датчика 132 температуры испарителя могут варьироваться. В некоторых случаях датчик 130 температуры окружающей среды может быть расположен рядом с системой 102 кондиционирования воздуха. В других случаях датчик 130 температуры окружающей среды может быть расположен в любой другой части моторного транспортного средства 100. Кроме того, в некоторых случаях датчик 132 температуры испарителя может быть расположены рядом с испарителем 116. В других случаях датчик 132 температуры испарителя может быть расположен в части испарителя 116. В еще других случаях датчик 132 температуры испарителя может быть расположен в части трубопровода 120, которая расположена ниже по потоку от испарителя 116.

Моторное транспортное средство 100 может включать в себя средства для связи и в некоторых случаях управления, различные компоненты, ассоциированные с системой 102 кондиционирования воздуха. В некоторых вариантах осуществления моторное транспортное средство 100 может быть ассоциировано с компьютером или аналогичным устройством. В текущем варианте осуществления моторное транспортное средство 100 может быть ассоциировано с электронным блоком 150 управления (далее - ЭБУ).

ЭБУ 150 может включать в себя множество портов, которые обеспечивают ввод и вывод информации и энергии. Термин "порт", когда используется на всем протяжении этого подробного описания и в формуле изобретения, ссылается на любой интерфейс или совместно используемую границу между двумя проводниками. В некоторых случаях порты могут обеспечивать вставку и удаление проводников. Примеры этих типов портов включают в себя механические разъемы. В других случаях порты являются интерфейсами, которые, как правило, не предусматривают легкую вставку или удаление. Примеры этих типов портов включают в себя спайку или электронные дорожки на схемных платах.

Все из последующих портов и средств, ассоциированных с ЭБУ 150, являются необязательными. Некоторые варианты осуществления могут включать в себя данный порт или средство, в то время как другие могут исключать его. Последующее описание раскрывает многие из возможных портов и средств, которые могут быть использованы, однако необходимо понимать, что не каждый порт или средство должно быть использовано или включено в данный вариант осуществления.

В некоторых вариантах осуществления ЭБУ 150 может включать в себя порт 151 для связи с компрессором 118. В одном варианте осуществления ЭБУ 150 может передавать управляющие сигналы компрессору 118 для управления ходом поршня компрессора для компрессора 118 через порт 151. В некоторых случаях ЭБУ 150 может также принимать информацию от компрессора 118 через порт 151.

ЭБУ 150 может быть сконфигурирован, чтобы принимать информацию от одного или более датчиков, ассоциированных с моторным транспортным средством 100, включающих в себя датчики, специально ассоциированные с системой 102 кондиционирования воздуха. В одном варианте осуществления ЭБУ 150 может включать в себя порт 152 для приема информации от датчика 130 температуры окружающей среды. Также в одном варианте осуществления ЭБУ 150 может включать в себя порт 153 для приема информации от датчика 132 температуры испарителя.

В других вариантах осуществления ЭБУ 150 может включать в себя средства для связи с любыми другими компонентами моторного транспортного средства 100, включающего в себя систему 102 кондиционирования воздуха. В другом варианте осуществления ЭБУ 150 может включать в себя порты для связи с регулирующим клапаном 114, центробежным вентилятором 122, вентилятором 112 конденсатора и испарителем 116, также как с любыми другими компонентами системы 102 кондиционирования воздуха. В еще других вариантах осуществления ЭБУ 150 может включать в себя средства для связи с любыми другими компонентами и/или системами моторного транспортного средства 100.

Система 102 кондиционирования воздуха может включать в себя средства для приема пользовательских входных данных. В одном варианте осуществления система 102 кондиционирования воздуха может включать в себя пользовательский интерфейс 160. В этом случае пользовательский интерфейс 160 может содержать одну или более кнопок, дисковых регуляторов или других средств, которые позволяют пользователю устанавливать желаемую температуру. В качестве примера пользовательский интерфейс 160 настоящего варианта осуществления иллюстрирует цифровой интерфейс, который позволяет пользователю выбирать предварительно заданную температуру. В других случаях, однако, пользователь может не иметь возможности устанавливать температуру, а вместо этого пользователь может только задействовать кондиционер воздуха в диапазоне значений, ассоциированных с различными уровнями охлаждения. Например, в некоторых других вариантах осуществления пользовательский интерфейс может содержать дисковый регулятор с дискретными настройками между отсутствием охлаждения и максимальным охлаждением. В примерном варианте осуществления ЭБУ 150 может включать в себя порт 154 для связи с пользовательским интерфейсом 160.

В целях предоставления охлажденного воздуха с предварительно заданной температурой система 102 кондиционирования воздуха может включать в себя средства для управления температурой испарителя в испарителе 116. В некоторых вариантах осуществления работа одного или более компонентов системы 102 кондиционирования воздуха может быть изменена, чтобы регулировать температуру испарителя. В вариантах осуществления, включающих в себя тип кондиционера с переменной степенью сжатия, ход поршня компрессора для компрессора 118 может регулироваться, чтобы управлять температурой испарителя.

Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления соотношения между температурой испарителя и ходом поршня компрессора в системе кондиционирования воздуха. Обращаясь к фиг.2, температура испарителя представлена в единицах градусов Цельсия (°С), а ход поршня компрессора представлен как процентное отношение от одного полного хода поршня. Как проиллюстрировано в этом варианте осуществления, когда длина хода поршня компрессора увеличивается, температура испарителя хладагента рядом с испарителем 116 уменьшается, по существу, линейным образом. Например, без возникновения сжатия (0 процентов) температура испарителя имеет максимальное значение 11°С. Наоборот, когда ход поршня компрессора находится на максимуме (100 процентов), температура испарителя имеет минимальное значение 0°С. Более того, когда длина хода поршня компрессора изменяется между нулевым ходом поршня компрессора и полным ходом поршня компрессора, температура испарителя изменяется в диапазоне между 0 и 11°С, как указано посредством соотношения 200. С этой структурой система кондиционирования воздуха может быть сконфигурирована, чтобы управлять температурой испарителя посредством изменения хода поршня компрессора для того, чтобы регулировать температуру воздуха, охлаждаемого системой кондиционирования воздуха. Изменяя температуру испарителя, может регулироваться температура воздуха, охлаждаемого системой кондиционирования воздуха.

Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха. В этом варианте осуществления следующие этапы могут выполняться различными подсистемами моторного транспортного средства. Например, в некоторых случаях следующие этапы могут выполняться посредством ЭБУ 150. Однако в некоторых других вариантах осуществления эти этапы могут выполняться дополнительными системами или устройствами, ассоциированными с моторным транспортным средством 100. Кроме того, будет понятно, что в других вариантах осуществления один или более из следующих этапов могут быть необязательными.

Во время этапа 300 ЭБУ 150 может принимать температуру окружающей среды или информацию, относящуюся к температуре окружающей среды. Как обсуждалось выше, ЭБУ 150 может принимать температуру окружающей среды или информацию, относящуюся к температуре окружающей среды, от датчика 130 температуры окружающей среды. Далее ЭБУ 150 может переходить к этапу 302. Во время этапа 302 ЭБУ 150 может принимать желаемую температуру испарителя. В некоторых случаях желаемая температура испарителя может быть непосредственно связана с выбранной пользователем температурой, которая может быть принята через пользовательский интерфейс. Будет понятно, что желаемая температура необязательно эквивалентна выбранной пользователем температуре, поскольку желаемая температура испарителя ассоциирована с температурой хладагента, в то время как выбранная пользователем температура ассоциирована с температурой воздуха в кабине моторного транспортного средства. Вместо этого в некоторых случаях желаемая температура испарителя может быть пропорциональна выбранной пользователем температуре. Например, когда выбранная пользователем температура уменьшается, желаемая температура испарителя может также уменьшаться пропорциональным образом. В одном варианте осуществления ЭБУ 150 может включать в себя алгоритм для определения желаемой температуры испарителя согласно выбранной пользователем температуре. Более того, будет понятно, что в других вариантах осуществления соотношение между желаемой температурой испарителя и выбранной пользователем температурой может изменяться с окружающими условиями, такими как температура окружающей среды и/или давление окружающей среды, а также другими параметрами.

Следом за этапом 302 во время этапа 304 ЭБУ 150 может принимать информацию, связанную с фактической температурой испарителя. В одном варианте осуществления ЭБУ 150 может принимать информацию от датчика 132 температуры испарителя. С помощью информации, принятой от датчика 132 температуры испарителя, ЭБУ 150 может определять фактическую температуру испарителя. Далее во время этапа 306 ЭБУ 150 может вычислять температурную погрешность испарителя, которая является разницей между желаемой температурой испарителя и фактической температурой испарителя. В некоторых случаях это значение может быть вычислено как желаемая температура испарителя минус фактическая температура испарителя. В других случаях это значение может быть вычислено как фактическая температура испарителя минус желаемая температура испарителя. В еще одних случаях другие вычисления могут быть использованы для определения температурной погрешности испарителя.

После этапа 306 ЭБУ 150 может переходить к этапу 308. Во время этапа 308 ЭБУ 150 может определять, насколько изменять ход поршня компрессора, чтобы уменьшать температурную погрешность испарителя. Другими словами, во время этапа 308 ЭБУ 150 может определять, насколько изменять ход поршня компрессора, так что фактическая температура испарителя приближается к желаемой температуре испарителя. В одном варианте осуществления ЭБУ 150 может определять значение корректировки хода поршня компрессора. В некоторых случаях значение корректировки хода поршня компрессора может быть ассоциировано с физическим параметром, который характеризует ход сжатия. Например, в вариантах осуществления, где ход поршня компрессора ассоциирован с длиной в сантиметрах, значение корректировки хода поршня компрессора может быть представлено как длина в сантиметрах. В других случаях значение корректировки хода поршня компрессора может быть ассоциировано с промежуточным параметром, используемым, чтобы управлять ходом поршня компрессора. Например, в вариантах осуществления, где длина хода поршня компрессора управляется согласно электрическому току, отправляемому из ЭБУ 150 к компрессору 118, значение корректировки хода поршня компрессора может быть представлено как электрический ток в амперах.

В некоторых случаях значение корректировки хода поршня компрессора может быть суммой текущего значения хода поршня компрессора и значения регулировки. Однако в других случаях значение корректировки хода поршня компрессора может не включать в себя текущий ход поршня компрессора. В этих случаях значение корректировки хода поршня компрессора может быть добавлено к текущему значению хода поршня компрессора, чтобы получать новое значение хода поршня компрессора.

Следом за этапом 308 ЭБУ 150 может переходить к этапу 310. Во время этапа 310 ЭБУ 150 может управлять ходом поршня компрессора с помощью значения корректировки хода поршня компрессора. Другими словами, с помощью значения корректировки хода поршня компрессора ЭБУ 150 может регулировать сигнал, отправляемый компрессору 118, для того, чтобы изменять ход поршня компрессора. Следом за этапом 310 ЭБУ 150 может возвращаться к этапу 300. Будет понятно, что этот процесс может продолжаться бесконечно, когда ЭБУ 150 пытается уменьшать расхождение между желаемой температурой испарителя и фактической температурой испарителя. Другими словами, этот процесс может содержать контур управления с обратной связью, который непрерывно регулируется, пока желаемая температура испарителя и фактическая температура испарителя не равны.

Фиг.4 и 5 иллюстрируют варианты осуществления соотношений характеристик системы кондиционирования воздуха для различных температур окружающей среды. В частности, фиг.4 иллюстрирует вариант осуществления соотношения 500 между ходом поршня компрессора и температурой испарителя для температуры окружающей среды в 35°С, в то время как фиг.5 иллюстрирует вариант осуществления соотношения 600 между ходом поршня компрессора и температурой испарителя для температуры окружающей среды в 15°С. Обращаясь к фиг.4 и 5, соотношение между ходом поршня компрессора и температурой испарителя изменяется для двух показанных различных температур окружающей среды. Другими словами, когда температура окружающей среды изменяется, величина сжатия, требуемая компрессором, чтобы достигать конкретной температуры испарителя, будет изменяться. Следовательно, в некоторых случаях способ управления системой кондиционирования воздуха может включать в себя средства для модификации способа, которым ход поршня компрессора управляется, когда температура окружающей среды изменяется.

Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления блока вычисления, который приспособлен вычислять значение 420 корректировки хода поршня компрессора. В этом варианте осуществления желаемая температура 402 испарителя и фактическая температура 404 испарителя используются, чтобы определять температурную погрешность 406 испарителя, как обсуждалось выше. В этом случае температурная погрешность 406 испарителя может быть введена в блок 400 вычисления. Кроме того, температура 450 окружающей среды может также быть введена в блок 400 вычисления. С такой конфигурацией значение для значения 420 корректировки хода поршня компрессора может изменяться как с температурной погрешностью испарителя, так и с температурой окружающей среды. Это обеспечивает приспосабливание способа управления ходом поршня компрессора к ответным изменениям температуры испарителя в изменяющихся условиях температуры окружающей среды.

В одном варианте осуществления блок 400 вычисления может быть ассоциирован с любыми алгоритмами для определения значения корректировки хода поршня компрессора. В некоторых вариантах осуществления блок 400 вычисления может быть ассоциирован с вычислениями пропорционально-интегрального типа, которые используются в пропорционально-интегральном контроллере. В других вариантах осуществления блок 400 вычисления может быть ассоциирован с пропорционально-интегрально-дифференциальными вычислениями, которые используются в пропорционально-интегрально-дифференциальных (PID) контроллерах. В других вариантах осуществления блок 400 вычисления может содержать любой другой тип вычислений, включающий в себя любой тип известного механизма управления с обратной связью.

Как показано на фиг.7, в примерном варианте осуществления, блок 400 управления может содержать блок вычисления пропорционально-интегрального типа. В одном варианте осуществления блок 400 вычисления может содержать пропорциональное вычисление 410 и интегральное вычисление 412. В некоторых случаях пропорциональное вычисление может быть вычислением, которое используется, чтобы изменять значение корректировки хода поршня компрессора образом, который пропорционален температурной погрешности испарителя. Аналогично в некоторых случаях интегральное вычисление может быть вычислением, которое используется, чтобы изменять значение корректировки хода поршня компрессора образом, который пропорционален как величине температурной погрешности испарителя, так и продолжительности погрешности. Алгоритмы для пропорциональных вычислений и интегральных вычислений, ассоциированных с пропорционально-интегральным контроллером, известны в области техники.

В некоторых вариантах осуществления пропорциональное вычисление 410 и интегральное вычисление 412 могут требовать один или более параметров управления. Например, в одном варианте осуществления пропорциональное вычисление 410 может принимать параметр 430 усиления в качестве входных данных. Также в одном варианте осуществления интегральное вычисление 412 может принимать параметр 432 сброса в качестве входных данных. В одном варианте осуществления параметр 430 усиления и параметр 432 сброса могут быть постоянными значениями. В других вариантах осуществления параметр 430 усиления и параметр 432 сброса могут быть параметрами, которые изменяются согласно различным операционным параметрам и/или окружающим условиям моторного транспортного средства.

В некоторых вариантах осуществления блок вычисления может включать в себя средства для регулировки параметра усиления и/или параметра сброса согласно температуре окружающей среды. В некоторых случаях параметр усиления и/или параметр сброса может изменяться постоянным образом как функция температуры окружающей среды. В других случаях параметр усиления и/или параметр сброса могут изменяться дискретным образом согласно температуре окружающей среды. Например, в одном варианте осуществления параметр усиления может изменяться между первым значением и вторым значением согласно пороговой температуре. Аналогично в одном варианте осуществления параметр усиления может изменяться между первым значением и вторым значением согласно пороговой температуре.

Фиг.8 иллюстрирует примерный вариант осуществления соотношения между температурой окружающей среды и параметром усиления для пропорционального вычисления. Как показано на фиг.8, в некотором варианте осуществления параметр усиления может изменяться между двумя фиксированными значениями. В этом случае параметр 700 усиления имеет первое значение G1 усиления всякий раз, когда температура окружающей среды меньше, чем пороговая температура T1. Кроме того, параметр 700 усиления имеет второе значение G2 усиления всякий раз, когда температура больше или равна пороговой температуре T1. В этом примере первое значение G1 усиления может быть значительно меньше, чем второе значение G2 усиления. Однако в других вариантах осуществления первое значение G1 усиления может быть значительно больше, чем второе значение G2 усиления. В еще одних вариантах осуществления первое значение G1 усиления может быть приблизительно равно второму значению G2 усиления. С этой конфигурацией пропорциональные вычисления, используемые, чтобы определять значение корректировки хода поршня компрессора, могут быть настроены на текущую температуру окружающей среды.

Фиг.9 иллюстрирует примерный вариант осуществления соотношения между температурой окружающей среды и параметром сброса для интегрального вычисления. Как показано на фиг.9, в некотором варианте осуществления параметр сброса может изменяться между двумя фиксированными значениями. В этом случае параметр 800 сброса имеет первое значение R1 сброса всякий раз, когда температура окружающей среды меньше, чем пороговая температура T1. Кроме того, параметр 800 сброса имеет второе значение R2 сброса всякий раз, когда температура окружающей среды больше или равна пороговой температуре T1. В этом примере первое значение R1 сброса может быть значительно больше, чем второе значение R2 сброса. В других вариантах осуществления, однако, первое значение R1 сброса может быть значительно меньше, чем второе значение R2 сброса. В еще одних вариантах осуществления первое значение R1 сброса может быть приблизительно равно второму значению R2 сброса. С этой конфигурацией интегральные вычисления, используемые, чтобы определять значение корректировки хода поршня компрессора, могут быть настроены на текущую температуру окружающей среды.

Как правило, пороговая температура T1 может иметь любое значение. В некоторых случаях пороговая температура T1 может изменяться в диапазоне между 0°С и 100°С. В других вариантах осуществления пороговая температура T1 может изменяться в диапазоне между 15°С и 30°С. В одном примерном варианте осуществления пороговая температура T1 может иметь значение приблизительно 22°С.

Хотя единственная пороговая температура обсуждается в текущем варианте осуществления, другие варианты осуществления могут объединять две или более пороговых температур. Например, в другом варианте осуществления, параметр усиления и/или параметр сброса может иметь три возможных значения, соответствующих температурам окружающей среды ниже первого порога, выше второго порога и между первым порогом и вторым порогом. Кроме того, в то время как текущий вариант осуществления использует единственную пороговую температуру для определения как параметра усиления, так и параметра сброса, в других вариантах осуществления параметр усиления может быть выбран согласно первой пороговой температуре, а параметр сброса может быть выбран согласно второй пороговой температуре, которая отличается от первой пороговой температуры.

Фиг.10 иллюстрирует вариант осуществления процесса определения значения корректировки хода поршня компрессора. В этом варианте осуществления следующие этапы могут выполняться различными подсистемами моторного транспортного средства. Например, в некоторых случаях следующие этапы могут выполняться посредством ЭБУ 150. Однако в некоторых других вариантах осуществления эти этапы могут выполняться дополнительными системами или устройствами, ассоциированными с моторным транспортным средством 100. Кроме того, будет понятно, что в других вариантах осуществления один или более из следующих этапов могут быть необязательными.

Во время этапа 902 ЭБУ 150 может принимать температурную погрешность испарителя. Как обсуждалось выше, это может содержать дополнительные этапы приема информации, связанной с желаемой температурой испарителя, а также с фактической желаемой температурой испарителя, и вычисления температурной погрешности испарителя из этих значений. Далее во время этапа 904 ЭБУ 150 может принимать температуру окружающей среды или информацию, относящуюся к температуре окружающей среды. В некоторых случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от датчика температуры окружающей среды. В других случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от любой другой системы или компонента моторного транспортного средства, который приспособлен принимать информацию, относящуюся к температуре окружающей среды.

Следом за этапом 904 ЭБУ 150 может переходить к этапу 906. Во время этапа 906 ЭБУ 150 может находить пороговую температуру. В некоторых случаях пороговая температура может быть сохраненным значением. В других случаях пороговая температура может быть значением, которое вычисляется согласно различным рабочим условиям и/или окружающим условиям.

Следом за этапом 906 во время этапа 908 ЭБУ 150 может определять, больше ли температура окружающей среды, чем пороговая температура. Если так, ЭБУ 150 может переходить к этапу 910. Во время этапа 910 ЭБУ 150 может находить первый параметр усиления, который сохранен в памяти. Следом за этапом 910 ЭБУ 150 может переходить к этапу 912, чтобы определять значение корректировки хода поршня компрессора с помощью первого параметра усиления. В частности, в некоторых случаях ЭБУ 150 может выполнять пропорциональное вычисление с помощью первого параметра усиления, чтобы определять пропорциональную часть значения корректировки хода поршня компрессора. Если во время этапа 908 ЭБУ 150 определяет, что температура окружающей среды не больше, чем пороговая температура, ЭБУ 150 может переходить к этапу 914. Во время этапа 914 ЭБУ 150 может находить второй параметр усиления в памяти. Следом за этим во время этапа 916 ЭБУ 150 может определять значение корректировки хода поршня компрессора с помощью второго параметра усиления. В частности, в некоторых случаях ЭБУ 150 может выполнять пропорциональное вычисление с помощью второго параметра усиления, чтобы определять пропорциональную часть значения корректировки хода поршня компрессора.

Фиг.11 иллюстрирует вариант осуществления процесса определения значения корректировки хода поршня компрессора. В этом варианте осуществления следующие этапы могут выполняться различными подсистемами моторного транспортного средства. Например, в некоторых случаях следующие этапы могут выполняться посредством ЭБУ 150. Однако в некоторых других вариантах осуществления эти этапы могут выполняться дополнительными системами или устройствами, ассоциированными с моторным транспортным средством 100. Кроме того, будет понятно, что в других вариантах осуществления один или более из следующих этапов могут быть необязательными.

Во время этапа 1002 ЭБУ 150 может принимать температурную погрешность испарителя. Как обсуждалось выше, это может содержать дополнительные этапы приема информации, связанной с желаемой температурой испарителя, а также с фактической желаемой температурой испарителя, и вычисления температурной погрешности испарителя из этих значений. Далее во время этапа 1004 ЭБУ 150 может принимать температуру окружающей среды или информацию, относящуюся к температуре окружающей среды. В некоторых случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от датчика температуры окружающей среды. В других случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от любой другой системы или компонента моторного транспортного средства, который приспособлен принимать информацию, относящуюся к температуре окружающей среды.

Следом за этапом 1004 ЭБУ 150 может переходить к этапу 1006. Во время этапа 1006 ЭБУ 150 может находить пороговую температуру. В некоторых случаях пороговая температура может быть сохраненным значением. В других случаях пороговая температура может быть значением, которое вычисляется согласно различным рабочим условиям и/или окружающим условиям.

Следом за этапом 1006 во время этапа 1008 ЭБУ 150 может определять, больше ли температура окружающей среды, чем пороговая температура. Если так, ЭБУ 150 может переходить к этапу 1010. Во время этапа 1010 ЭБУ 150 может находить первый параметр сброса, который сохранен в памяти. Следом за этапом 1010 ЭБУ 150 может переходить к этапу 1012, чтобы определять значение корректировки хода поршня компрессора с помощью первого параметра сброса. В частности, в некоторых случаях ЭБУ 150 может выполнять интегральное вычисление с помощью первого параметра сброса, чтобы определять интегральную часть значения корректировки хода поршня компрессора. Если во время этапа 1008 ЭБУ 150 определяет, что температура окружающей среды не больше, чем пороговая температура, ЭБУ 150 может переходить к этапу 1014. Во время этапа 1014 ЭБУ 150 может извлекать второй параметр сброса из памяти. Следом за этим во время этапа 1016 ЭБУ 150 может определять значение корректировки хода поршня компрессора с помощью второго параметра сброса. В частности, в некоторых случаях ЭБУ 150 может выполнять интегральное вычисление с помощью второго параметра сброса, чтобы определять интегральную часть значения корректировки хода поршня компрессора.

В примерном варианте осуществления оба процесса, проиллюстрированных на фиг.10 и 11, могут выполняться одновременно, чтобы определять значение корректировки хода поршня компрессора. В частности, результаты пропорционального вычисления и интегрального вычисления могут быть объединены, чтобы предоставлять значение корректировки хода поршня компрессора. В некоторых случаях значения пропорционального вычисления и интегрального вычисления могут быть суммированы. В других случаях эти значения могут быть объединены другими способами, чтобы давать значение корректировки хода поршня компрессора.

В некоторых вариантах осуществления, регулируя один или более параметров, используемых, чтобы вычислять значение корректировки хода поршня компрессора согласно температуре окружающей среды, операционный диапазон хода поршня компрессора может быть изменен. Другими словами, варьируя параметр усиления и/или параметр сброса согласно температуре окружающей среды, операционный диапазон хода поршня компрессора может быть изменен. Обращаясь обратно к фиг.4 и 5, когда температура окружающей среды выше 22°С, операционный диапазон хода поршня компрессора может быть широким диапазоном хода поршня компрессора, чтобы достигать различных температур испарителя. Наоборот, когда температура окружающей среды ниже 22°С, операционный диапазон хода поршня компрессора может быть, по существу, узким диапазоном, чтобы достигать различных температур испарителя.

Фиг.12 иллюстрирует вариант осуществления процесса управления системой кондиционирования воздуха. В этом варианте осуществления следующие этапы могут выполняться различными подсистемами моторного транспортного средства. Например, в некоторых случаях следующие этапы могут выполняться посредством ЭБУ 150. Однако в некоторых других вариантах осуществления эти этапы могут выполняться дополнительными системами или устройствами, ассоциированными с моторным транспортным средством 100. Кроме того, будет понятно, что в других вариантах осуществления один или более из следующих этапов могут быть необязательными.

Во время этапа 1202 ЭБУ 150 может принимать температурную погрешность испарителя. Как обсуждалось выше, это может содержать дополнительные этапы приема информации, связанной с желаемой температурой испарителя, а также с фактической желаемой температурой испарителя, и вычисления температурной погрешности испарителя из этих значений. Далее во время этапа 1204 ЭБУ 150 может принимать температуру окружающей среды или информацию, относящуюся к температуре окружающей среды. В некоторых случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от датчика температуры окружающей среды. В других случаях ЭБУ 150 может принимать информацию от любой другой системы или компонента моторного транспортного средства, который приспособлен принимать информацию, относящуюся к температуре окружающей среды.

Следом за этапом 1204 ЭБУ 150 может переходить к этапу 1206. Во время этапа 1206 ЭБУ 150 может находить пороговую температуру. В некоторых случаях пороговая температура может быть сохраненным значением. В других случаях пороговая температура может быть значением, которое вычисляется согласно различным рабочим условиям и/или окружающим условиям.

Следом за этапом 1206 во время этапа 1208 ЭБУ 150 может определять, больше ли температура окружающей среды, чем пороговая температура. Если так, ЭБУ 150 может переходить к этапу 1210. Во время этапа 1210 ЭБУ 150 может задействовать компрессор в широком диапазоне хода поршня компрессора. Иначе, если во время этапа 1208 ЭБУ 150 определяет, что температура окружающей среды меньше, чем пороговая температура, ЭБУ 150 может задействовать компрессор в узком диапазоне хода поршня компрессора во время этапа 1212. С этой конфигурацией операционный диапазон компрессора может варьироваться согласно температуре окружающей среды, чтобы более эффективно управлять температурой испарителя.

В то время как здесь были описаны различные варианты осуществления изобретения, описание предназначено, чтобы быть скорее примерным, чем ограничивающим, и будет очевидно специалистам в области техники, что возможно множество вариантов осуществления и реализаций, которые находятся в рамках изобретения. Следовательно, изобретение не должно быть ограничено ничем, кроме как прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами. Также различные модификации и изменения могут быть сделаны в рамках прилагаемой формулы изобретения.

Предложен способ управления системой кондиционирования воздуха для моторного транспортного средства. Способ включает обеспечение управления компрессором таким образом, чтобы добиваться желаемой температуры испарителя. Способ включает этап, на котором выбирают параметр усиления и параметр сброса согласно температуре окружающей среды для использования в ряде пропорционально-интегральных вычислений. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы, на которых:
принимают информацию, относящуюся к фактической температуре испарителя;
принимают информацию, относящуюся к желаемой температуре испарителя;
вычисляют температурную погрешность испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя;
принимают информацию, относящуюся к температуре окружающей среды;
вычисляют значение корректировки хода поршня компрессора с помощью вычисления пропорционально-интегрального регулирования, при этом температура испарителя и параметр управления являются входными данными для пропорционально-интегрального вычисления, и параметр управления имеет первое значение, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры, и второе значение, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры; и
управляют компрессором, используя значение корректировки хода поршня компрессора.

2. Способ по п.1, при котором параметр управления представляет собой пропорциональный параметр усиления, первое значение является первым значением пропорционального параметра усиления и второе значение является вторым значением пропорционального параметра усиления.

3. Способ по п.2, при котором первое значение пропорционального параметра усиления отличается от второго значения пропорционального параметра усиления.

4. Способ по п.2, при котором первое значение пропорционального параметра усиления меньше второго значения пропорционального параметра усиления.

5. Способ по п.2, при котором пропорционально-интегральное вычисление дополнительно включает интегральный параметр сброса в качестве входных данных, причем интегральный параметр сброса имеет первое значение интегрального параметра сброса, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры, и второе значение интегрального параметра сброса, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры.

6. Способ по п.5, при котором первое значение интегрального параметра сброса превышает второе значение интегрального параметра сброса.

7. Способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы, на которых:
принимают информацию, относящуюся к фактической температуре испарителя;
принимают информацию, относящуюся к желаемой температуре испарителя;
вычисляют температурную погрешность испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя;
принимают информацию, относящуюся к температуре окружающей среды;
находят пороговую температуру; и
вычисляют значение корректировки хода компрессора, используя параметр управления и температурную погрешность испарителя, причем параметр управления ассоциируют с алгоритмом пропорционально-интегрального регулирования;
при этом параметр управления имеет первое значение, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры, и параметр управления имеет второе значение, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры, причем первое значение отличается от второго значения.

8. Способ по п.7, при котором параметр управления является пропорциональным параметром усиления, который ассоциируют с пропорциональным вычислением алгоритма пропорционально-интегрального регулирования.

9. Способ по п.8, при котором первое значение является первым значением пропорционального параметра усиления и второе значение является вторым значением пропорционального параметра усиления, причем первое значение пропорционального параметра усиления превышает второе значение пропорционального параметра усиления.

10. Способ по п.7, при котором параметр управления является интегральным параметром сброса, который ассоциируют с интегральным вычислением алгоритма пропорционально-интегрального регулирования.

11. Способ по п.10, при котором первое значение является первым значением интегрального параметра сброса и второе значение является вторым значением интегрального параметра сброса, при этом первое значение интегрального параметра сброса превышает второе значение интегрального параметра сброса.

12. Способ по п. 7, при котором пороговая температура имеет значение в диапазоне между 20°С и 25°С.

13. Способ по п.12, при котором пороговая температура имеет значение, равное 22°С.

14. Способ управления системой кондиционирования воздуха в моторном транспортном средстве, включающий этапы, на которых:
принимают информацию, относящуюся к фактической температуре испарителя;
принимают информацию, относящуюся к желаемой температуре испарителя;
вычисляют температурную погрешность испарителя из фактической температуры испарителя и желаемой температуры испарителя;
принимают информацию, относящуюся к температуре окружающей среды;
находят пороговую температуру; и
задействуют компрессор в первом операционном диапазоне хода поршня компрессора, когда температура окружающей среды выше пороговой температуры, и задействуют компрессор во втором операционном диапазоне хода поршня компрессора, когда температура окружающей среды ниже пороговой температуры, причем первый операционный диапазон хода поршня компрессора отличается от второго операционного диапазона хода поршня компрессора.

15. Способ по п.14, при котором первый операционный диапазон хода поршня компрессора является более широким, чем второй операционный диапазон хода поршня компрессора.

16. Способ по п.14, при котором пороговая температура имеет значение, равное 22°С, и второй операционный диапазон хода поршня компрессора является меньшим, чем 100-процентный операционный диапазон хода поршня компрессора.

17. Способ по п. 14, при котором этап, на котором задействуют компрессор в первом операционном диапазоне хода поршня компрессора, включает в себя этап, на котором выбирают первое значение для пропорционального параметра усиления, используемого в пропорционально-интегральном вычислении, при этом пропорционально-интегральное вычисление используют для вычисления значения корректировки хода поршня компрессора, которое используется для управления компрессором.

18. Способ по п. 17, при котором этап, на котором задействуют компрессор во втором операционном диапазоне хода поршня компрессора, включает в себя этап, на котором выбирают второе значение для пропорционального параметра усиления, причем второе значение отличается от первого значения.

19. Способ по п.14, при котором этап, на котором задействуют компрессор в первом операционном диапазоне хода поршня компрессора, включает в себя этап, на котором выбирают первое значение для интегрального параметра сброса, используемого в пропорционально-интегральном вычислении, причем пропорционально-интегральное вычисление используют для вычисления значения корректировки хода поршня компрессора, которое используется для управления компрессором.

20. Способ по п.19, при котором этап, на котором задействуют компрессор во втором операционном диапазоне хода поршня компрессора, включает в себя этап, на котором выбирают второе значение для интегрального параметра сброса, причем второе значение отличается от первого значения.