一種可變排量汽車空調壓縮機系統及控制方法技術方案

本發明專利技術涉及一種可變排量汽車空調壓縮機系統及控制方法，屬于可變排量汽車空調壓縮機技術領域。本發明專利技術通過在現有壓縮活塞機構的對應壓縮腔另外一端設置控制活塞，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞將壓縮腔分為三個腔室，將控制活塞與壓縮活塞之間的中間腔室通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，控制活塞通過傳動機構連接步進電機，步進電機由發動機ECU控制，發動機ECU根據所需制冷量控制步進電機帶動控制活塞移動，使壓縮腔氣體體積變化，在排氣壓力不變時可改變排氣量，從而實現按需求改變制冷量。本發明專利技術在原有固定排量的基礎上只把壓縮腔端部作了些許改變，又省掉了目前大部分變排量壓縮機復雜的斜盤機構和電子閥控制系統，機構簡單。

【技術實現步驟摘要】
一種可變排量汽車空調壓縮機系統及控制方法
本專利技術涉及一種可變排量汽車空調壓縮機系統及控制方法，屬于可變排量壓縮機

技術介紹
隨著人民生活水平的提高，人們對乘坐舒適性的要求的也越來越高，汽車空調是汽車上的一個重要裝置，直接決定了汽車舒適性的好壞，汽車空調的智能化、自動化、舒適化的發展是汽車發展的一項重要內容，壓縮機是空調的核心部件，直接控制著整個空調的性能。并影響著汽車整件的經濟型，動力性和舒適性。目前汽車上各類非獨立式汽車空調，其壓縮機由發動機經皮帶輪直接驅動，很多使用的仍是固定排量的壓縮機，排氣量隨轉速增加而增加，嚴重影響舒適性，同時會有離合器頻繁啟閉，蒸發器結霜等很多弊端，現在很多小轎車已裝上的可變排量壓縮機，可以根據車速和內部環境調節排氣量，進而調節合適的車內溫度，變排量壓縮機可分為內控式和外控式，其中內控式變排量壓縮機通過氣動控制閥控制動力調節的執行機構控制容量，表現出一定的滯后性，而常見外控式變排量壓縮機的核心控制部件電子閥長期受國外技術封鎖，國內此類壓縮機還難以做到對溫度的精準控制，如何實時精確控制制冷量是目前空調系統急需解決的技術問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可變排量汽車的空調壓縮機系統及控制方法，以解決現有可變排量汽車的空調壓縮機系統結構負載，溫度控制不準的問題。為實現上述目的，本專利技術的方案包括：一種可變排量汽車空調壓縮機系統，包括發動機、冷凝器、蒸發器和壓縮活塞機構，所述壓縮活塞機構對應壓縮腔另外一端設置有控制活塞，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞將壓縮腔分為三個腔室，所述控制活塞與壓縮活塞之間的中間腔室通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，中間腔室還通過進氣管路連接至蒸發器的輸出端口，所述控制活塞通過傳動機構由電機驅動，所述壓縮活塞通過活塞桿由發動機驅動，所述中間腔室的進氣口和排氣口設置有壓強傳感器，所述蒸發器和冷凝器表面設置有溫度傳感器，所述控制活塞上設置有位移傳感器，各傳感器的輸出端與發動機ECU的輸入端連接，所述發動機ECU的輸出端通過驅動裝置連接電機。所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，所述的電機和控制活塞之間的傳動機構采用聯軸器和絲杠螺母，所述絲杠螺母的一端與控制活塞固定連接，另一端通過聯軸器與電機連接。所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，所述的控制活塞與傳動機構所在腔室設置有泄氣閥，該泄氣閥通過管路連接至進氣管路，所述泄氣閥由發動機ECU控制。所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，所述的發動機ECU還連接有人機交互模塊，該人機交互模塊采用觸摸屏，用于進行信息顯示和參數輸入。所述的發動機ECU還連接有故障檢測與報警模塊。該控制方法包括以下步驟：1)采集車內溫度、蒸發器表面溫度、冷凝器表面溫度、控制活塞位移、壓縮腔的排氣口和進氣口壓力；2)根據溫度實測值和設定值的偏差采用模糊處理確定所需控制活塞位移，判斷控制活塞的實際位移與所需位移是否相等，若不相等，控制電機進行正轉或反轉，3)若控制活塞的實際位移與所需位移相等，則判斷車內的實際溫度與設定溫度，若車內的實際溫度與設定溫度不相等時，控制電機進行正轉或反轉。所述步驟2)中當實際位移小于所需位移時，控制電機正轉，當實際位移大于所需位移時，控制電機反轉。本專利技術的有益效果是:本專利技術通過在現有壓縮活塞機構的對應壓縮腔另外一端設置控制活塞，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞將壓縮腔分為三個腔室，將控制活塞與壓縮活塞之間的中間腔室通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，控制活塞通過傳動機構連接步進電機，步進電機由發動機ECU控制，發動機ECU根據所需制冷量控制步進電機帶動控制活塞移動，使壓縮腔氣體體積變化，在排氣壓力不變時可改變排氣量，從而實現按需求改變制冷量。本專利技術在原有固定排量的基礎上只把壓縮腔端部作了些許改變，又省掉了目前大部分變排量壓縮機復雜的斜盤機構和電子閥控制系統，機構簡單。本專利技術采用ECU全自動控制模式，自動化程度高，通過步進電機控制壓縮腔體積，轉過的角度與控制脈沖的個數呈嚴格的正比關系，精度高，同時系統運行的穩定性和可靠性大大提高。附圖說明圖1是可變排量空調壓縮機系統原理圖；圖2是ECU模糊全自動控制原理圖；圖3是本專利技術所采用的控制方法流程圖；圖4是本專利技術壓縮機活塞控制示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步的說明。本專利技術的一種可排量汽車空調壓縮機系統的實施例如圖1所示，本實施例中的可排量汽車空調壓縮機包括發動機、發動機ECU、步進電機2、壓縮活塞機構、冷凝器、儲液罐和蒸發器，壓縮活塞機構對應壓縮腔另外一端設置有控制活塞5，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞6將壓縮腔分為三個腔室，控制活塞與壓縮活塞之間為中間腔室，中間腔室中的排氣口通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，中間腔室的進氣口通過進氣管路連接至蒸發器的輸出端口，冷凝器的處理口和蒸發器的進氣口分別通過管路連接至儲液罐，通過管路連接到儲液罐中，冷凝器的出氣口和儲液罐之間的管路上還設置有膨脹閥11，壓縮活塞右邊為右腔室，壓縮活塞上固定有活塞桿3，該活塞桿3由發動機通過皮帶輪直接驅動，控制活塞5左邊為左腔室，該腔室設置有泄氣閥9，該泄氣閥通過管路連接至進氣管路，控制活塞通過傳動機構與步進電機2連接，由步進電機帶動傳動機構實現對控制活塞5的驅動，本實施例中傳動機構采用聯軸器4和絲杠螺母10，絲杠螺母10的一端與控制活塞5固定連接，另一端通過聯軸器4與步進電機2連接，步進電機的控制端通過驅動裝置1連接至發動機ECU，由發動機ECU控制步進電機。發動機ECU采用模糊全自動控制原理，如圖2所示，發動機ECU輸入端通過抗干擾處理模塊與信號采集模塊連接，信號采集模塊用于采集發動機的轉速、車內溫度、中間腔室的排氣口和進氣口壓強以及控制活塞的位移，發動機上設置有用于采集發動機轉速的霍爾轉速傳感器15，控制活塞上設置有用于檢測控制活塞的位移的位移傳感器7，中間活塞腔室的進氣口和排氣口均設置有壓強傳感器8，用于檢測中間活塞腔室進氣口和排氣口的壓力，冷凝器表面設置有熱電偶12，用于采集冷凝器的溫度，蒸發器表面設置有鉑電阻溫度傳感器13，用于檢測蒸發器的溫度，還設置有用于檢測車內溫度的車內溫度傳感器14，上述霍爾轉速傳感器15、位移傳感器7、壓強傳感器8、熱電偶12、鉑電阻溫度傳感器13和車內溫度傳感器14的輸出端與發動機ECU連接，發動機ECU通過各個傳感器監測車內溫度、蒸發器表面溫度、冷凝器表面溫度、活塞進氣口和排氣口壓力和風量以及汽車車速，根據所采集的信號計算出作為脈沖控制模塊的溫度設定值，然后根據實測值與設定值的偏差，采用模糊PID分析處理計算出脈沖數的調節值，并將脈沖送入步進電機驅動電路中，使步進電機輸出設定步距角，通過機械傳動轉換裝置實現控制活塞的軸向位移。發動機ECU還連接有人機交互模塊，該人機交互模塊采用觸摸屏，用于進行信息顯示和參數輸入，顯示的信息主要有系統運行狀態、車內外溫度、活塞進出口氣體壓強、控制活塞的位移以及車速，參數輸入主要有車內溫度設置和制冷模式。發送機ECU連接有故障檢測與報警模塊，該模塊通過軟件系統的定時巡檢模塊進行，一旦出現硬件故障，系統將調用中斷程序進行處理，故障出現后，系統一方面利用顯示屏和揚聲器進行報警，另一方面本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可變排量汽車空調壓縮機系統，包括發動機、冷凝器、蒸發器和壓縮活塞機構，其特征在于，所述壓縮活塞機構對應壓縮腔另外一端設置有控制活塞，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞將壓縮腔分為三個腔室，所述控制活塞與壓縮活塞之間的中間腔室通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，中間腔室還通過進氣管路連接至蒸發器的輸出端口，所述控制活塞通過傳動機構由電機驅動，所述壓縮活塞通過活塞桿由發動機驅動，所述中間腔室的進氣口和排氣口設置有壓強傳感器，所述蒸發器和冷凝器表面設置有溫度傳感器，所述控制活塞上設置有位移傳感器，各傳感器的輸出端與發動機ECU的輸入端連接，所述發動機ECU的輸出端通過驅動裝置連接電機。

【技術特征摘要】
1.一種可變排量汽車空調壓縮機系統，包括發動機、冷凝器、蒸發器和壓縮活塞機構，其特征在于，所述壓縮活塞機構對應壓縮腔另外一端設置有控制活塞，該控制活塞與壓縮活塞機構中的壓縮活塞將壓縮腔分為三個腔室，所述控制活塞與壓縮活塞之間的中間腔室通過排氣管路與冷凝器的進氣口連接，中間腔室還通過進氣管路連接至蒸發器的輸出端口，所述控制活塞通過傳動機構由電機驅動，所述壓縮活塞通過活塞桿由發動機驅動，所述中間腔室的進氣口和排氣口設置有壓強傳感器，所述蒸發器和冷凝器表面設置有溫度傳感器，所述控制活塞上設置有位移傳感器，各傳感器的輸出端與發動機ECU的輸入端連接，所述發動機ECU的輸出端通過驅動裝置連接電機；所述的電機和控制活塞之間的傳動機構采用聯軸器和絲杠螺母，所述絲杠螺母的一端與控制活塞固定連接，另一端通過聯軸器與電機連接。2.根據權利要求1所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，其特征在于，所述的控制活塞與傳動機構所在腔室設置有泄氣閥，該泄氣閥通過管路連接至進氣管路，所述泄氣閥由發動機ECU控制。3.根據權利要求2所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，其特征在于，所述的發動機ECU還連接有人機交互模塊，該人機交互模塊采用觸摸屏，用于進行信息顯示和參數輸入。4.根據權利要求3所述的可變排量汽車空調壓縮機系統，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳航，許盛中，楊學青，高建平，蘇常軍，劉振楠，
申請(專利權)人：鄭州宇通客車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41