基於動態id的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法

2023-05-30 12:52:21 6

基於動態id的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法
【專利摘要】一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法，其特徵是包括以下步驟：首先，在每個溫區對應的電動壓縮機的外接線束上設置位置識別信號線，並在電動壓縮機控制器連線通電時按照壓縮機控制器中預設的CAN收發器電路和軟體程序生成每個電動壓縮機控制器的動態ID，每個電動壓縮機通過各逢所獲得的動態ID向ECU發送各自的運轉數據；其次，ECU根據各溫區的迴風溫度和電動壓縮機運轉數據向各ID分別發送各電動壓縮機有針對性的運行命令，以實現各溫區根據熱負荷狀況分別啟停或調速節能運行的目的。本發明方法簡單，工作可靠，有利於提高製冷控制的智能化水平。
【專利說明】基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種汽車空調技術，尤其是一種多溫區汽車空調技術，具體地說是一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法。
【背景技術】
[0002]由於節能環保的需要，電動汽車已經越來越多地走入我們的日常生活，作為城市大量使用的大客車或公交車，也在逐步地使用電動車，並使用電動壓縮機組成空調系統，但由於車廂空間大，乘員數量變化很大，用普通大客車的製冷系統，勢必耗電大，人多人少均全部開啟，電能浪費可觀，需要耗用大量動力電池的電能，嚴重影響車輛的續駛裡程，甚至到無法承受的地步。因此，目前很多電動大客和電動公交都未裝空調，使車輛的舒適性無法與傳統汽車相比。少量車輛安裝空調也是仿照傳統汽車，用一個全車的製冷和管道通風系統實現製冷送風。而一般大客或公交車人多時不僅滿座甚至擠滿了人，需要最大的製冷功率運行，而人少時可能僅有少量人集中於車輛前部，最少可能僅司機一人，若運行全部製冷系統必然耗電多、浪費大。針對大客和公交車乘員變化大的情況，採用多溫區和智能控制的製冷方案，將多臺電動壓縮機構成獨立的製冷模塊沿車輛縱向分區排布，大致可分為前(司機)區，中區和後部區，並根據車內人員情況的變化、各溫區的迴風口溫度通過整車控制器(ECU)的CAN總線通信系統分別對每臺壓縮機的啟停和轉速進行智能控制，並接受各壓縮機向E⑶發回的運行數據，就可以達到合理節能運行的效果。而在CAN通信控制中，為了對每臺壓縮機分別進行啟停和調速，需要對不同位置的壓縮機(控制器)設置不同的ID (即設備的用戶名)，運行時E⑶才能根據各溫區的熱負荷和迴風口溫度，分別給各溫區對應ID的壓縮機(控制器)發出相應的啟動、停止或變頻調速的指令，以實時分別調節各溫區的製冷量，保證車廂各溫區均得到合適的製冷，實現最大程度的節能運行。
[0003]但在實際應用中，一個系統若有4?8個溫區，各溫區使用的那麼多臺壓縮機(控制器)均需設置不同的ID，會對生產廠家和使用廠家都造成很大麻煩和混亂。目前的電動壓縮機更多的是將控制器與壓縮機設計為一體，所謂不同的ID就設置在每臺壓縮機控制器CAN收發器的軟體程序中，一旦設定，用戶無法再自行更改，如果在生產運輸或用戶使用過程中發生了不同ID壓縮機的混淆，會造成多溫區控制的混亂，整個系統無法正常工作，違背了節能運行的初衷。而且需要更換個別壓縮機及控制器時也必須與原機的ID完全一致，這對用戶要求很高，對提供備件的廠家要求也很高，極易造成混亂。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對現有的多溫區壓縮機控制中會因為ID地址的改變而無法實現正確有控制造成功能混亂和壓縮機維修更換難度大，進而造成壓縮機運行控制不便的問題，發明一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法，其特徵是包括以下步驟:
首先，在每個溫區對應的電動壓縮機的外接線束上設置位置識別信號線，並在電動壓縮機控制器連線通電時按照壓縮機控制器中預設的CAN收發器電路和軟體程序生成每個電動壓縮機控制器的動態ID，每個電動壓縮機通過各逢所獲得的動態ID向ECU發送各自的運轉數據；
其次，E⑶根據各溫區的迴風溫度和電動壓縮機運轉數據向各ID分別發送各電動壓縮機有針對性的運行命令，以實現各溫區根據熱負荷狀況分別啟停或調速節能運行的目的。
[0006]各溫區電動壓縮機的位置識別信號通過高低電平實現二進位組合，以最少的識別線達到最大數量壓縮機(組)的識別效果，並通過將電路識別的高電平設計為懸空的默認狀態而僅需區別接地的低電平狀態從而使識別線最少、方法最簡單；控制器的CAN收發器的硬體和軟體通電時根據識別信號確定本機的動態ID，各溫區的同型號壓縮機控制器可以實現完全互換，系統空調控制器或整車ECU只需按照CAN通信協議實現對整個多溫區各壓縮機的分別控制，無需增加額外的埠和連線，而達到區別控制、整體協調智能運行、高效節能的效果。
[0007]根據汽車車型或空調空間的大小採用多個製冷壓縮機模塊組合和隔離的獨立風道分成幾個溫區製冷並採用CAN總線通信動態ID的方式分區智能控制，避免大型車輛、空間不考慮人員多少和分分布情況全部製冷運行造成的能源浪費。
[0008]對各溫區的空調溫度是根據各溫區迴風口的溫度，由智能型空調控制器或整車控制器(ECU)通過動態ID分別對各溫區的電動壓縮機實現啟停和變速運行來調節製冷量，使每個分區的溫度、舒適度均達到最佳效果。
[0009]所述的位置識別信號線採用最少線、最方便的方式，電動壓縮機為2臺時，僅用一根線的低電平或高電平對應二進位的O或I即可區別；當電動壓縮機為3或4臺時，使用兩根線高低電平的組合，按二進位的0(Tll卻可區別，電動壓縮機為4-8臺時，使用三根線高低電平的組合，即按二進位的000-111即可識別；在控制器高低電平的識別電路上則採用將識別信號線懸空默認為高電平1，即用戶線束的位置識別信號上只需連接低電平O(12V-或24V-)的信號，汽車上低電平(12V-或24V-)就是接地或車架，即可以就近接車架或負極線，線束上不用另增導線；而在CAN通信協議的軟體處理上，壓縮機控制器電路板根據外接線束來的識別信號設定動態ID的程序，通電時即自動設定；與ECU的通信只需按照動態ID進行，所以對用戶來說只需在各溫區與壓縮機對接的線束接口端增加幾根接地或與電源負極相連的信號識別線，而對壓縮機控制器本身和整車控制器ECU都無需增加額外的埠和導線，只需兩根CAN通信線按雙方約定的報文協議即可實現與各溫區的多臺電動壓縮機之間的數據發送和接收；溫區和電動壓縮機的數量在4-8之間時，兩根識別線已不夠用，在不改動埠數量的前提下，將電源負原來接Ρ4端的改為從控制器內部接壓縮機金屬外殼，安裝後通過外殼接地即電源負，而將Ρ4端改為第三根位置識別線，即能實現多達8臺電動壓縮機的動態ID設置與控制。
[0010]本發明的有益效果:
本發明通過幾個獨立溫區的壓縮機外接信號控制線束來設置位置識別信號線，用最少的識別信號組合使壓縮機控制器在連線通電時按照控制器中預設的CAN收發器電路和軟體程序生成壓縮機控制器的動態ID，以達到各自與E⑶通信並接受一對一的控制，節能運行的目的。
[0011]本發明實現了各溫區同型號壓縮機控制器可以實現完全互換，系統空調控制器或整車E⑶只需通過兩根或三根CAN通信線按照CAN通信協議實現對整個多溫區各壓縮機進行分別控制，無需增加額外的埠和連線即能實現智能式的區別控制，可以大大提高電動空調的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的基本空調製冷模塊示意圖。
[0013]圖2是一種三溫區6製冷模塊的排布示意圖。
[0014]圖3是本發明的壓縮機控制器信號線埠示意圖。
[0015]圖4是本發明的四溫區壓縮機控制器線速標識信號及CAN協議動態ID設置表。
[0016]圖5是本發明的某個壓縮機控制器線束標識信號輸入示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0018]如圖1-5所示。
[0019]一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法，首先，在每個溫區對應的電動壓縮機的外接線束上設置位置識別信號線，並在電動壓縮機控制器連線通電時按照壓縮機控制器中預設的CAN收發器電路和軟體程序生成每個電動壓縮機控制器的動態ID，每個電動壓縮機通過各逢所獲得的動態ID向ECU發送各自的運轉數據；其次，ECU根據各溫區的迴風溫度和電動壓縮機運轉數據向各ID分別發送各電動壓縮機有針對性的運行命令，以實現各溫區根據熱負荷狀況分別啟停或調速節能運行的目的。
[0020]本發明摒棄壓縮機控制器設立固定ID的一般做法，而採用動態ID的方法，即系統使用的每臺壓縮機控制器均使用相同的CAN收發器及CAN協議軟體程序(本領域技術人員可採用常規技術編制實現)，但ID不定，而在用戶使用的車輛或空調區域，在各溫區的壓縮機外連信號線束上設置位置(即不同溫區)識別線，壓縮機控制器只在與各溫區的線束連接並通電時才根據不同位置識別線的信號(組合)按照控制器軟體中預設的軟硬體邏輯再設定本機的ID，固稱為動態ID。各臺壓縮機在與E⑶的通信中，即按已設定的動態ID發送各自的運轉數據，並接收ECU針對本機動態ID發來的指令運行。
[0021]這樣，在沒與各溫區線束的狀態識別線連接通電時，同型號每臺壓縮機控制器的軟硬體狀態完全一樣，可以隨便互換，大大方便了用戶和生產廠家，而且在使用中ECU無需增加額外的連線與埠，與固定ID壓縮機的使用效果完全一樣，也使多溫區電動壓縮機空調系統的節能運行更加科學和方便實用，可望得到大範圍的推廣應用。
[0022]本發明能適應不同大小的大客和公交車輛，根據車輛的大小，安裝不同數量的模塊組合，即可適應不同車型的製冷需求。每個模塊組可以有I?2個制冷機組，分別安裝於不同區的左右對稱位置，有各自的出風和迴風口，可以同時或分別控制，製冷量12?15KW。如8?9.5m車可以安放兩個模塊組合，製冷量24?30KW ；10?12m車安放3個模塊組合，製冷量可達36?45KW。原車的空調送風通道則需按照分區增加隔離板，分隔成獨立的隔離風道，已達到各區分別控制的效果。[0023]具體實施時，動態ID型CAN通信控制系統(可由單片機智能控制器、多個基本電動壓縮機(組)製冷模塊等組成)通過在各溫區壓縮機組的外連信號線束上設置位置識別信號，當壓縮機控制器通過接插件埠與線束連接通電時，根據不同的位置識別線的信號(組合)，再根據控制器軟體中預設的軟硬體邏輯設定各壓縮機的動態ID，各壓縮機控制器以通電設定後的ID向E⑶發送本機的運行數據，E⑶根據各溫區的迴風口溫度並結合收到的各溫區壓縮機控制器的回傳數據，而分別確定各溫區壓縮機控制器的啟停或調速指令，再分別發送給相應ID的壓縮機控制器執行，使各溫區根據整車的熱負荷的分布等狀況協調運行既達到節省電能，避免壓縮機長時間高速運轉，延長系統中壓縮機及風扇等設備的使用壽命，又使全車空調系統取得最好的效果。在位置信號的設置方面，採用最少線、最方便的方式，壓縮機(組)為2臺時，僅用一根線的低電平或高電平(對應二進位的O或I)即可區別；當壓縮機(組)為3或4臺時，使用兩根線高低電平的組合(按二進位的00~11);壓縮機(組)為3或4臺時，使用兩根線高低電平的組合(按二進位的00~11);壓縮機(組)為4~8臺時，使用三根線高低電平的組合(按二進位的000~111)。在控制器高低電平的識別電路上則採用最簡化方法，將識別信號線懸空默認為高電平1，即用戶線束的位置識別信號上只需按附表連接低電平O (12V-或24V-)的信號，一般在汽車上低電平(12V-或24V-)就是接地(車架)，即可以就近接車架或負極線，線束上幾乎可以不用另增導線。而在CAN通信協議的軟體處理上，壓縮機控制器電路板根據外接線束來的識別信號設定動態ID的程序，通電時即自動設定。與ECU的通信只需按照動態ID進行，所以對用戶來說只需在各溫區與壓縮機對接的線束接口端增加幾根接地或與電源負極相連的信號識別線(見圖3及下表所示)，而對壓縮機控制器本身和整車控制器ECU都無需增加額外的埠和導線，只需兩根CAN通信線按雙方約定的報文協議即可實現與各溫區的多臺壓縮機(組)之間的數據發送和接收。如果溫區和壓縮機(組)的數量在4~8之間時，按圖三的埠定義，兩根識別線已不夠用，在不改動埠數量的前提下，可以將電源負原來接P4端的，改為從控制器內部接壓縮機金屬外殼，安裝後通過外殼接地(電源負)，而將P4端改為第三根位置識別線(C)，即可實現多達8臺壓縮機(組)的動態ID設置與控制，其設置與控制原理同4臺的一樣。
【權利要求】
1.一種基於動態ID的汽車多溫區電動壓縮機運行智能控制方法，其特徵是包括以下步驟: 首先，在每個溫區對應的電動壓縮機的外接線束上設置位置識別信號線，並在電動壓縮機控制器連線通電時按照壓縮機控制器中預設的CAN收發器電路和軟體程序生成每個電動壓縮機控制器的動態ID，每個電動壓縮機通過各逢所獲得的動態ID向ECU發送各自的運轉數據； 其次，E⑶根據各溫區的迴風溫度和電動壓縮機運轉數據向各ID分別發送各電動壓縮機有針對性的運行命令，以實現各溫區根據熱負荷狀況分別啟停或調速節能運行的目的。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是各溫區電動壓縮機的位置識別信號通過高低電平實現二進位組合，以最少的識別線達到最大數量壓縮機(組)的識別效果，並通過將電路識別的高電平設計為懸空的默認狀態而僅需區別接地的低電平狀態從而使識別線最少、方法最簡單；控制器的CAN收發器的硬體和軟體通電時根據識別信號確定本機的動態ID，各溫區的同型號壓縮機控制器可以實現完全互換，系統空調控制器或整車ECU只需按照CAN通信協議實現對整個多溫區各壓縮機的分別控制，無需增加額外的埠和連線，而達到區別控制、整體協調智能運行、高效節能的效果。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是根據汽車車型或空調空間的大小採用多個製冷壓縮機模塊組合和隔離的獨立風道分成幾個溫區製冷並採用CAN總線通信動態ID的方式分區智能控制，避免大型車輛、空間不考慮人員多少和分分布情況全部製冷運行造成的能源浪費。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵是對各溫區的空調溫度是根據各溫區迴風口的溫度，由智能型空調控制器或整 車控制器(ECU)通過動態ID分別對各溫區的電動壓縮機實現啟停和變速運行來調節製冷量，使每個分區的溫度、舒適度均達到最佳效果。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的位置識別信號線採用最少線、最方便的方式，電動壓縮機為2臺時，僅 用一根線的低電平或高電平對應二進位的O或I即可區別；當電動壓縮機為3或4臺時，使用兩根線高低電平的組合，按二進位的0(Tll卻可區別，電動壓縮機為41臺時，使用三根線高低電平的組合，即按二進位的000-111即可識別；在控制器高低電平的識別電路上則採用將識別信號線懸空默認為高電平1，即用戶線束的位置識別信號上只需連接低電平O (12V-或24V-)的信號，汽車上低電平(12V-或24V-)就是接地或車架，即可以就近接車架或負極線，線束上不用另增導線；而在CAN通信協議的軟體處理上，壓縮機控制器電路板根據外接線束來的識別信號設定動態ID的程序，通電時即自動設定；與ECU的通信只需按照動態ID進行，所以對用戶來說只需在各溫區與壓縮機對接的線束接口端增加幾根接地或與電源負極相連的信號識別線，而對壓縮機控制器本身和整車控制器ECU都無需增加額外的埠和導線，只需兩根CAN通信線按雙方約定的報文協議即可實現與各溫區的多臺電動壓縮機之間的數據發送和接收；溫區和電動壓縮機的數量在1~8之間時，兩根識別線已不夠用，在不改動埠數量的前提下，將電源負原來接Ρ4端的改為從控制器內部接壓縮機金屬外殼，安裝後通過外殼接地即電源負，而將Ρ4端改為第三根位置識別線，即能實現多達8臺電動壓縮機的動態ID設置與控制。
【文檔編號】B60R16/02GK103465750SQ201310414797
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】不公告發明人 申請人:南京奧特佳冷機有限公司, 安徽奧特佳科技發展有限公司