1.本发明属于轨道车辆空调系统技术领域，具体涉及一种地铁空调的控制方法。


背景技术：

2.一般城轨列车利用接触轨（第三轨）将电能传送到车辆，实现电力牵引（750dc或600vdc）。在列车线路基建中，为了保证牵引供电的可靠性和灵活性，缩小停电事故影响范围，第三轨供电系统在适当的区段上进行绝缘分段，即第三轨并非一条连续的轨道，而是存在多处断口。当列车集电靴经过第三轨断口（下称断电区）时，会导致该节车厢失电，同时车辆辅助逆变器（将直流高压转为交流电压，为车内ac设备供电）会停止输出，仅通过蓄电池为车内小功率dc直流设备供电。当车辆离开断电区时，车辆辅助逆变器检测到母线电压恢复，自动恢复输出。
3.在这种情况下，对车辆空调及其供电设备会产生如下三点影响。
4.1、易触发车辆逆变电源过载保护：若空调系统各电机接触器始终保持吸合状态，当辅助逆变器恢复工作时，空调内所有电机（通风机，冷凝风机，压缩机）会同时得电工作。由于电机启动电流为额定工况下电流的6~8倍，当各个电机同时启动时产生的瞬时总电流将非常大，会导致辅助逆变器过载保护，报出故障。这就给空调系统和其他ac负载设备的正常运行带来了影响。
5.2、导致压缩机频繁起停。由于经过断电区时，空调系统将失去动力电源，进而导致压缩机可能会产生频繁起停现象。对于制冷压缩机来说，频繁起停会导致压缩机内的大部分冷冻油被打到系统管路中而无法顺利回油，从而易造成压缩机出现缺油运转，影响使用寿命，严重时可能导致压缩机烧毁。
6.3、制冷/制暖温度调节失控。经过断电区时，空调系统因失去动力电源而无法启动压缩机或电加热器，即无法为车厢提供制冷或制暖能力，导致暂时丧失车厢温度调节功能，影响乘客舒适性。


技术实现要素：

7.本发明要解决的技术问题是提供一种地铁空调的控制方法，通过车辆的车速和站点信息，提前预测断电区位置，然后在进入断电区前控制空调执行相应的动作，充分考虑了压缩机的使用寿命，又兼顾了空调系统本身对车辆辅助逆变器的影响，防止逆变器过载故障，既确保了空调系统的可靠性，同时最大限度保证为乘客提供一个舒适的乘车环境。
8.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种地铁空调的控制方法，包括以下步骤：步骤a、空调根据车辆网络发送的站点信息判断车辆处于上行线路还是下行线路以及车辆当前所处的线路位置；步骤b、当车辆从当前站点启动时，读取经验数据得到从当前站点进入下一断电区所需时间间隔δt；步骤c、当δt小于3分钟时禁止启动压缩机，否则根据室内温度tim、设定温度tic和车厢外温度te，空调执行不同的工作模式：c.1、空调运行通风模式时，继续保持当前工作模式； c.2、空调运行制冷模式时：te＞32℃时，空调运行最
高制冷等级，te≤32℃时：当4＜tim
‑
tic时,空调运行最高制冷等级，当2.5＜tim
‑
tic≤4时，在所需运行制冷等级基础上提升3级运行，当0＜tim
‑
tic≤2.5时，在所需运行制冷等级基础上提升2级运行，当
‑
2.5＜tim
‑
tic≤0时，在所需运行制冷等级基础上提升1级运行，当tim
‑
tic≤
‑
2.5时，按所需运行空调制冷等级运行；c.3、空调运行制热模式时：te＜2℃时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行，te≥2℃时：当tim
‑
tic＜
‑
4时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行，当
‑
4≤tim
‑
tic＜
‑
2.5时，在所需运行制热等级基础上提升2级运行，当
‑
2.5≤tim
‑
tic＜0时，在所需运行制热等级基础上提升1级运行，当tim
‑
tic≥0时，按所需运行制热等级运行。
9.本发明的有益效果是：1、充分利用了车辆可提供的有限信息（车速和报站信息），通过计算得到城轨线路中各站点至下一断电区位置的时间间隔，并实现时间间隔的主动修正；2、通过控制空调在时间间隔内运行不同的控制策略，确保了空调系统的可靠性，延长了核心制冷部件（压缩机）的使用寿命，尽量避免了线路断电区带来的弊端，尽量为车厢内乘客提供舒适的乘坐环境，同时兼顾了空调系统本身对车辆辅助逆变器的影响，防止逆变器过载故障。
10.下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
11.图1是本发明地铁空调的控制方法的流程图；图2是本发明地铁空调的控制方法中各站点至下一断电区时间间隔的计算方法。
具体实施方式
12.参见附图1和2，本发明提供了一种地铁空调的控制方法，包括以下步骤。
13.步骤a、空调根据车辆网络发送的站点信息判断车辆处于上行线路还是下行线路以及车辆当前所处的线路位置。具体地，空调可以根据车辆网络发送的相邻两个站点（如上一站点信息和当前站点信息）的信息判断车辆处于上行线路还是下行线路。
14.步骤b、当车辆从当前站点启动时，读取经验数据得到从当前站点进入下一断电区所需时间间隔δt。
15.经验数据中包括上行线路和下行线路中车辆从任意站点运行至下一断电区所需要的时间间隔。
16.上述的时间间隔不是固定不变的，而是根据车辆的运行状态而动态变化的。具体地，任意一个时间间隔的计算均包括如下步骤：记录车辆最近的5次在相同线路和相同位置至下一断电区的时间间隔，去掉其中的一个最大值和最小值后对剩余三个有效值求平均值得到经验数据中相应的时间间隔。也就是说在空调运行的过程中空调内的存储器会动态的存储所有时间间隔最近4次的数据，当最新时间间隔数据收集后会更新时间间隔数据并删除时间最早的一次时间间隔数据。
17.参见附图2，当车辆刚刚启用，空调在前4次运行时，这时经验数据中的数据采用如下方法得到：空调首次在上行线路或下行线路运行时，车辆从当前站点启动时记录此时时刻t
n
以及进入断电区的时刻t
n’，得到时间间隔
△
t
n
并存储至经验数据中以应用于下次运行时空调的运行；空调在第2
‑
4次运行时，空调在上行线路或下行线路运行时，车辆从当前站
点启动时记录此时时刻t
n
以及进入断电区的时刻t
n’，得到时间间隔
△
t
n
并存储至经验数据中并与相应的数据求平均值应用于下次空调运行中，其中，
△
t
n = t
n’‑
t
n
，n为上行线路或下行线路中的某一站点，其取值范围为1~m，m为上行线路或下行线路站点的数量。
18.参见附图1，步骤c、在间隔δt内提高送风机的转速，增大车厢内新鲜空气摄入，为进入断电区间做准备。当δt小于3分钟时禁止启动压缩机（防止压缩机频繁起停，影响使用寿命），否则根据室内温度tim、设定温度tic和车厢外温度te，空调执行不同的工作模式，即： c.1、空调需要运行在通风模式时，继续保持当前工作模式。一般情况下，当
‑
0.5＜tim
‑
tic≤0.5且持续30s以上时，空调运行在通风模式。
[0019] c.2、空调需要运行制冷模式时，为尽量避免经过断电区时导致车厢闷热，需预先提升制冷等级。根据室外温度te以及室内温度tim和设定温度tic间的差值，空调执行不同的制冷等级。
[0020]
te＞32℃时，空调直接运行最高制冷等级，即压缩机全部启动，旁通阀关闭。
[0021]
te≤32℃时：当4＜tim
‑
tic时，直接运行最高制冷等级；当2.5＜tim
‑
tic≤4时，在所需运行制冷等级基础上提升3级运行，如果此时超过最高制冷等级，则执行最高制冷等级；当0＜tim
‑
tic≤2.5时，在所需运行制冷等级基础上提升2级运行，如果此时超过最高制冷等级，则执行最高制冷等级；当
‑
2.5＜tim
‑
tic≤0时，在所需运行制冷等级基础上提升1级运行；当tim
‑
tic≤
‑
2.5时，按所需运行空调制冷等级运行。
[0022]
c.3、空调处于制热模式时，为尽量避免经过断电区时导致车厢温度过低，需预先提升制热等级。根据室内温度tim和设定温度tic间的差值以及车厢外温度te的温度值，空调执行不同的制热等级。
[0023]
当te＜2℃时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行，如果此时超过最高制热等级，运行于最高制热等级。
[0024]
否则te≥2℃时：当tim
‑
tic＜
‑
4时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行，如果此时超过最高制热等级，运行于最高制热等级；当
‑
4≤tim
‑
tic＜
‑
2.5时，在所需运行制热等级基础上提升2级运行，如果此时超过最高制热等级，运行于最高制热等级；当
‑
2.5≤tim
‑
tic＜0时，在所需运行制热等级基础上提升1级运行；当tim
‑
tic≥0时，按所需运行制热等级运行。
[0025]
如果空调处于制热模式，则在进入断电区的30秒前停止电加热器加热，以确保送风机可将电加热产生的热量送至室内，防止经过断电区时空调不出风而导致热量积聚，产生高温危险。
[0026]
下面以具体实施例详细阐述本发明。
[0027]
步骤a、上行线路还是下行线路以及车辆当前所处的线路位置判断。
[0028]
由于城市地铁基建规划后一般不会有较大的改变，因此可在获得项目的线路和站点信息后，将其写入空调的控制软件中，线路分上行和下行。如上行站点顺序：站点a，站点b，站点c，站点d，站点e，站点f，共计6个站点；下行站点顺序：站点f，站点e，站点d，站点c，站点b，站点a，共计6个站点。
[0029]
空调上电启动后，首先根据车辆发送的站点信息，判断出当前所处的线路位置，即上/下行线路某站点。如：空调上电启动后，收到车辆网络发送的当前站点为站点c，下一次到站时，收到网络发送信号为站点d。此时，空调控制器根据预录信息，可判断此时车辆处于
上行方向，且下一站为站点e。
[0030]
步骤b、读取经验数据得到从当前站点进入下一断电区所需时间间隔δt。
[0031]
经验数据的获得。当车速>0km/h时（可由车辆速度传感器采集并通过网络发送至空调控制器），判定车辆开始启动，记录下此时的离站时刻，记为t
n
。以站点d为例，根据空调控制器存储的历史数据，判断是否第一次到达此位置，若为首次到达，则记录从该站点出发至下一断电区的时刻，记为t4。则该站至下一断电区的时间间隔
△
t4=t4’
‑
t4。若不是首次到达该位置，则读取历史记录数据作为断电区来临时间判定依据；同时，重复上述的步骤记录此次出站后进入下一断电区的时间间隔
△
t4。将当前5次相同位置的断电区来临时间做处理，去掉一个最大值和最小值后，对剩余三个有效值求平均值
△
t做为修正，修正后的间隔时间
△
t保存后留作下次的判断依据。
[0032]
对于任意站点，在空调运行在此站点前4次的数据均会被记录和保存，以利于下一记录数据后进行时间间隔的修正。空调在此站点运行第5次后则通过滚动的方式实现各站点与下一断电区间时间间隔的更新。
[0033]
通过上述步骤，空调控制器通过不断地收集、记录断电区信息，便可提前知道下一断电区到来的间隔时间。
[0034]
步骤c、进入断电区前，空调相关动作的执行。
[0035]
无论得到的时间间隔δt是多少分钟，预先提高送风机转速，增大车厢内新鲜空气摄入，为进入断电区间做准备。
[0036]
然后判断时间间隔的大小，若小于3分钟则禁止启动压缩机（防止压缩机频繁起停，影响使用寿命），大于等于3分钟则根据室内温度tim、设定温度tic和车厢外温度te进一步确定空调的工作模式。
[0037]
若空调需要运行在通风模式，则继续保持当前工作模式运行。
[0038]
若空调需要运行在制冷模式，为尽量避免经过断电区时导致车厢闷热，需预先提升制冷等级。以空调具有5个制冷等组为例。
[0039]
当外温te＞32℃时，空调直接运行第5级最高制冷等级，即压缩机全部启动，旁通阀关闭。
[0040]
te≤32℃：当4＜tim
‑
tic时,空调直接运行第5级最高制冷等级。当2.5＜tim
‑
tic≤4时，在所需运行制冷等级基础上提升3级运行，超过5级时直接运行第5级最高制冷等级。当0＜tim
‑
tic≤2.5时，在所需运行制冷等级基础上提升2级运行，超过5级时直接运行第5级最高制冷等级。当
‑
2.5＜tim
‑
tic≤0时，在所需运行制冷等级基础上提升1级运行。当tim
‑
tic≤
‑
2.5时，按所需运行空调制冷等级运行。
[0041]
若空调此时工作于制热模式，为尽量避免经过断电区时导致车厢温度过低，需预先提升制热等级。
[0042]
te＜2℃时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行。
[0043]
te≥2℃时：当tim
‑
tic＜
‑
4时，在所需运行制热等级基础上提升3级运行。当
‑
4≤tim
‑
tic＜
‑
2.5时，在所需运行制热等级基础上提升2级运行。当
‑
2.5≤tim
‑
tic＜0时，在所需运行制热等级基础上提升1级运行。当tim
‑
tic≥0时，按所需运行制热等级运行。
[0044]
如果空调处于制热模式，则在进入断电区的30秒前停止电加热器加热，以确保送风机可将电加热产生的热量送至室内，防止经过断电区时空调不出风而导致热量积聚，产
生高温危险。
[0045]
通过采用本发明的方法，空调系统内的压缩机使用寿命得到了保证，避免因为断电区导致空调骤停骤起使压缩机使用寿命大幅缩减；避免了列车经过断电区后，由空调系统的不合理启动导致车辆辅助逆变器发生过载故障；避免了经过断电区后，由于空调无法工作导致的车厢乘坐环境恶化。
[0046]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。