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CN102120435B - 机动车辆 - Google Patents

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CN102120435B CN201010196504.7A CN201010196504A CN102120435B CN 102120435 B CN102120435 B CN 102120435B CN 201010196504 A CN201010196504 A CN 201010196504A CN 102120435 B CN102120435 B CN 102120435B
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Abstract

本发明公开一种机动车辆，该机动车辆包括：电储能单元；再生制动系统；空调系统，包括可变容量压缩机，其中，电储能单元和再生制动系统各自被构造成选择性地提供能量以驱动可变容量压缩机；一个或者多个控制器，被构造成基于电储能单元或者再生制动系统是否正提供能量以驱动可变容量压缩机来控制可变容量压缩机的功耗。

Description

机动车辆
技术领域
本发明涉及一种机动车辆。
背景技术
汽车空调控制系统可包括压缩机，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舱制冷的需求。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。
发明内容
可基于提供驱动可变容量压缩机的能量的能源通过改变和/或选择空调系统的操作参数来控制机动车辆的空调系统的可变容量压缩机的功耗。所述能源可以是电储能单元、再生制动系统和/或引擎。操作参数可包括蒸发器目标温度、最大压缩机速度、最大压缩机功率和/或控制器响应时间。
虽然示出并公开了根据本发明的示例性实施例，但是该公开不应该被解释为限制本发明。在不脱离本发明的范围的情况下，可预料各种修改和可选的设计。
附图说明
图1是机动车辆的实施例的框图；
图2是示出用于控制图1的压缩机的功耗的示例性算法的流程图。
具体实施方式
现在参照图1，机动车辆10可包括车舱12、引擎14、储能单元16(例如，牵引电池、超级电容(ultra capacitor)等)、再生制动系统18、空调系统20和一个或者多个控制器22。引擎14和储能单元16可提供能量以使机动车辆10运动。再生制动系统18可捕获来自车辆制动(主动或者滑行)的能量，以通过储能单元16储存和/或被机动车辆10中的电子装置使用。在另外的实施例中，机动车辆10可以是插电式电动车(plug-in battery electric vehicle)、燃料电池车辆等。
空调系统20可包括冷凝器24、可变容量压缩机26(例如，可变速，可变排量(displacement)、带传动电气可变排量等)以及蒸发器28。冷却剂可通过流体地连接冷凝器24、可变容量压缩机26和蒸发器28的回路(以粗线示出)循环。冷却剂冷却通过蒸发器28的空气(由箭头指示)。该空气可被用来对车舱12进行制冷。
机动车辆10还包括一个或者多个传感器30n(例如，30a-30e)。在图1的实施例中，传感器30a感测回路的冷凝器24和可变容量压缩机26之间的压力。传感器30b感测蒸发器28的温度。传感器30c-30e分别感测车舱12中的温度、湿度和太阳负荷(sun load)。也可使用其它和或者不同的传感器。来自传感器30n的信息被传输到一个或者多个控制器22。
车舱温度与蒸发器温度有关：
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(通过机动车辆的乘客输入)，可通过一个或者多个控制器22选择蒸发器目标温度(因而，选择相应的压缩机速度)。这样的目标可通过测试、仿真等来完成。一个或者多个控制器22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)。在本领域已知的是，一个或者多个控制器22也可限制压缩机速度和压缩机功率。
表1示出了用于驱动可变容量压缩机26的能量的可能的来源。最“便宜”的能量(对燃料经济性的影响最小的能量)被列在顶部。最“昂贵”的能量(对燃料经济性的负面影响最大的能量)被列在底部。
表1
    来源
再生制动
压缩制动(compression braking)
引擎、低BSFC
引擎、高BSFC
电池
与在压缩制动期间产生的能量相比，在再生制动期间产生的能量较便宜。与由图1中示出的引擎14产生的能量相比，在压缩制动期间产生的能量较便宜。与由按照高制动油耗率运行的引擎14产生的能量相比，由按照低制动油耗率运行的引擎14产生的能量较便宜等。因此，通过由在再生制动期间产生的能量驱动可变容量压缩机26将对燃料经济性产生最小的影响。通过来自储能单元16的能量驱动可变容量压缩机26将对燃料经济性产生最大的影响。(假设例如通过引擎14或者通过再生制动产生储存在储能单元16中的能量，并假设在将能量储存到储能单元16和从储能单元16得到能量的同时会发生损失)。
现在参照图1和图2，可控制可变容量压缩机26的操作，以造成对燃料经济性产生影响。在操作32中，一个或者多个控制器22可接收由机动车辆10的乘客输入的期望的温度。例如，乘客可通过机动车辆10的仪表板上的信号输入装置选择75°F。
在操作34中，一个或者多个控制器22可设置用于空调系统20的默认的操作参数。这些参数可包括一个或者多个蒸发器目标温度、最大压缩机速度、最大压缩机功率、一个或者多个控制器22的响应时间等。在一些实施例中，基于期望的温度以及在假设可变容量压缩机26的功率的来源是压缩制动的情况下可设置默认操作参数值。当用于驱动可变容量压缩机26的能量被假设为相对便宜时，蒸发器目标温度、最大压缩机速度或者排量等可被有挑战性地(导致空调系统20的较好的性能)设置。
在另外的实施例中，基于期望的温度以及在假设可变容量压缩机26的功率的来源相对昂贵(导致空调系统20的较差的性能)的情况下可设置默认操作参数值。一般地说，较低的蒸发器目标温度、较短的控制器响应时间以及较大的最大压缩机速度和压缩机功率提高空调系统的性能。(然而，特定的压缩机在高速或者低速时效率可能不高)。
在操作36中，一个或者多个控制器22可按照已知的方式确定可变容量压缩机26的实际功率源。例如，一个或者多个控制器22可确定用于驱动可变容量压缩机的能量是否被引擎14、储能电池16或者再生制动系统18产生。
在操作38中，一个或者多个控制器22可确定实际功率源是否不同于假设的功率源。即，一个或者多个控制器22可确定关于用于驱动可变容量压缩机26的能量的成本的假设是否是准确的给定的车辆情况。例如，一个或者多个控制器22可按照已知的方式确定从压缩制动产生的能量是否是用于可变容量压缩机26的功率的实际来源(在压缩制动是假设的功率源的情况下)。否则，可结束算法。
如果实际的功率源不同于假设的功率源，则一个或者多个控制器22在操作40中可确定来自实际功率源的能量是否比来自假设的功率源的能量昂贵。例如，一个或者多个控制器22可按照已知的方式确定引擎14产生能量以驱动可变容量压缩机26，并确定引擎按照高制动油耗率运行。因此，用于驱动可变容量压缩机26的能量的相对成本比用于设置默认的操作参数值的假设的相对成本更加昂贵(假设默认的操作参数被设置成假设是相对便宜的能量，例如，使用来自压缩制动的能量来驱动可变容量压缩机26)。否则，可结束算法。
如果来自实际功率源的能量比来自假设的功率源的能量更加昂贵，则一个或者多个控制器22在操作42中改变空调系统20的操作参数，以减小可变容量压缩机26的功耗(以性能为代价)。继续上述示例，一个或者多个控制器22可升高蒸发器目标温度、增大其响应时间、减小对压缩机速度的限制和/或减小对压缩机功率的限制。可通过测试、仿真等以及在一些实施例中通过使降低功耗的要求与车辆乘客期望/容忍的性能相平衡来确定操作参数改变的量。
返回操作40中，如果来自实际功率源的能量不比来自假设的功率源的能量昂贵(即，如果来自实际功率源的能量比来自假设的功率源的能量便宜)，则一个或者多个控制器22可改变空调系统20的操作参数，以增加可变容量压缩机26的功耗(提高性能)。例如，一个或者多个控制器22可降低蒸发器目标温度、缩短其响应时间、增大对压缩机速度的限制和/或增大对压缩机功率的限制。类似地，可通过测试、仿真等以及使功耗与性能相平衡来确定操作参数改变的量。
在其它实施例中，一个或者多个控制器22可访问查找表，该查找表具有映射到用于可变容量压缩机26的能量的可能的来源的空调系统操作参数的值。在选择空调系统20的操作参数之前，一个或者多个控制器22可按照已知的方式确定用于可变容量压缩机26的能源，并获得与来自查找表的来源相关的一个或者多个操作参数。在这样的实施例中，默认的操作参数可以不是必须的。一个或者多个控制器22可定期确定用于可变容量压缩机26的能源并获得/改变适当的操作参数等。其它情况也是可能的。
普通技术人员清楚的是，在此公开的算法可以以许多形式(包括但不限于(i)永久存储在不可写存储介质(例如，ROM装置)上的信息和(ii)可修改地存储在可写的存储介质(例如，软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁介质和光学介质上的信息))被传输到处理装置。所述算法也可在软件可执行的目标上被实现。可选地，可使用合适的硬件组件，例如专用集成电路(ASIC)、状态机、控制器或者其它硬件组件或者装置、或者硬件、软件和固件组件的结合整体或者部分地实施该算法。
虽然已经示出并描述了本发明的实施例，但是，这些实施例不旨在示出和描述本发明的所有可能的形式。此外，在描述中使用的词语是描述性的而不是限制性的词语，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可做出各种修改。

Claims (10)

1.一种机动车辆，包括：
电储能单元；
引擎；
再生制动系统；
空调系统，包括可变容量压缩机，其中，引擎、电储能单元和再生制动系统各自被构造成选择性地提供能量以驱动可变容量压缩机；
一个或者多个控制器，被构造成基于引擎、电储能单元和再生制动系统中的哪一个正提供能量以驱动可变容量压缩机来控制可变容量压缩机的功耗，使得与引擎相比，响应于再生制动系统提供能量以驱动可变容量压缩机，所述功耗更高。
2.如权利要求1所述的机动车辆，其中，如果引擎正提供能量以驱动可变容量压缩机，则所述一个或者多个控制器进一步被构造成确定引擎的制动油耗率，并基于制动油耗率控制可变容量压缩机的功耗。
3.如权利要求1所述的机动车辆，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变空调系统的蒸发器目标温度。
4.如权利要求1所述的机动车辆，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变可变容量压缩机的最大速度。
5.如权利要求1所述的机动车辆，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变可变容量压缩机的最大功率。
6.如权利要求1所述的机动车辆，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变所述一个或者多个控制器的响应时间。
7.一种操作包括可变容量压缩机的车辆空调系统的方法，包括：
通过一个或者多个控制器基于引擎、电储能单元和再生制动系统中的哪一个正提供能量以驱动可变容量压缩机来控制可变容量压缩机的功耗，使得与引擎相比，响应于再生制动系统提供能量以驱动可变容量压缩机，所述功耗更高。
8.如权利要求7所述的方法，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变车辆空调系统的蒸发器目标温度。
9.如权利要求7所述的方法，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变可变容量压缩机的最大速度。
10.如权利要求7所述的方法，其中，控制可变容量压缩机的功耗包括改变可变容量压缩机的最大功率。
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