空調控制系統及空調控制器的制造方法
【專利摘要】一種空調控制系統及空調控制器，該系統包括：空調控制器、電磁閥，所述空調控制器通過所述電磁閥與壓縮機連接，通過CAN總線與EMS系統連接，所述空調控制器通過CAN總線控制EMS吸合離合器，通過所述電磁閥控制所述壓縮機的排量。本實用新型實施例的方案，實現了對壓縮機排量的自動控制，提高對蒸發器表面溫度的控制精度，降低了離合器的吸合次數，提高了能源利用率。
【專利說明】
空調控制系統及空調控制器
技術領域
[0001]本實用新型涉及空調控制領域，特別是涉及一種空調控制系統及一種空調控制器。
【背景技術】
[0002]隨著汽車技術水平的不斷提高，社會對汽車的舒適性和節能性要求也越來越高。目前市場上的汽車大部分都是采用定排量壓縮機，定排量壓縮機是固定一個排量，使壓縮機最大能力地實現制冷。當蒸發器表面溫度很低時，由空調控制器通過CAN(ControI IerArea Network，控制器局域網絡)總線讓EMS(Engine Management System，發動機管理系統)切斷發動機和壓縮機之間的離合器使壓縮機停止工作；當蒸發器表面溫度回升至較高溫度時，則使離合器吸合，壓縮機重新回到工作狀態，如此往復。
[0003]結合圖1中所示的傳統的汽車空調系統的結構示意圖，當用戶打開空調后，空調控制器向發動機發出指令吸合離合器，壓縮機便隨著發動機一起轉動，因低壓氣液混合制冷劑經過蒸發器蒸發成為低壓氣態制冷劑后，帶走進風口進入蒸發器表面的空氣的熱量，使熱空氣變成冷空氣后再通過混風風門吹出至出風口并吹入汽車。若壓縮機持續最大排量制冷工作，則蒸發器表面將結冰并損壞蒸發器，所以空調控制器會分別設定一個溫度點Tl和T2，當蒸發器表面溫度低于Tl時，則通過CAN總線讓EMS斷開發動機與壓縮機之間的離合器，此時蒸發器表面溫度會因為溫度延時而繼續降低至T3后才回升，當蒸發器表面溫度高于T2時，則讓EMS重新吸合離合器使壓縮機開始工作，而蒸發器表面溫度會因為溫度延時而繼續上升至T4再開始下降。如此往復，離合器頻繁吸合。
[0004]—方面，在離合器吸合時，壓縮機始終以固定排量制冷，將大量消耗發動機扭矩，浪費整車能源，另一方面，頻繁吸合/斷開離合器，離合器頻繁吸合也將降低其壽命，并增加了整車噪聲，降低汽車附!1(1'|0186、'\^13作1:；[011、他^1111688，噪聲、振動與聲振粗糙度)性能，并且，蒸發器表面溫度TE在T3至T4的范圍內波動，空調控制器為了使出風口溫度減小波動，會根據蒸發器溫度的變化而調整混風風門，但混風風門是靠機械控制的，存在很大的滯后，導致空調出風口的溫度也在一定的范圍內波動，使得人體感受不能達到足夠舒適。
【實用新型內容】
[0005]基于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種空調控制系統及一種空調控制器，其可以實現對壓縮機排量的自動控制，提高對蒸發器表面溫度的控制精度，降低離合器的吸合次數，提高能源利用率。
[0006]為達到上述目的，本實用新型實施例采用以下技術方案:
[0007]—種空調控制系統，包括:空調控制器、電磁閥，所述空調控制器通過所述電磁閥與壓縮機連接，通過CAN總線與EMS系統連接，所述空調控制器通過CAN總線控制EMS吸合離合器，通過所述電磁閥控制所述壓縮機的排量。
[0008]—種空調控制器，包括:將輸入的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換模塊，CAN總線控制模塊，通過所述CAN總線控制模塊控制EMS吸合/斷開離合器、并根據所述數字信號控制所述脈寬調制模塊的輸出電壓的微控制單元，根據所述輸出電壓調節輸出脈沖的占空比的脈寬調制模塊，所述模數轉換模塊、CAN總線控制模塊、所述脈寬調制模塊與所述微控制單元連接。
[0009]根據如上所述的本實用新型實施例的方案，其在通過CAN總線控制EMS吸合離合器后，空調控制器通過電磁閥來控制壓縮機的排量，實現了對壓縮機排量的自動控制，提高對蒸發器表面溫度的控制精度，降低了離合器的吸合次數，提高了能源利用率。由于無需頻繁吸合離合器，從而極大地減少了由于吸合離合器所帶來的整車噪聲，提高了汽車NVH性能。另一方面，本發明實施例方案，由于可以精確控制出風口溫度，減小溫度波動，幾乎不需要通過控制混風門來穩定出風口溫度，提高了舒適度。
【附圖說明】
[0010]圖1是傳統的汽車空調系統的結構示意圖；
[0011]圖2是基于本實用新型實施例方案的汽車空調系統的結構示意圖；
[0012]圖3是一個實施例中本實用新型的空調控制系統的結構示意圖；
[0013]圖4是一個實施例中的空調控制器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型的保護范圍。
[0015]本實用新型實施例方案可應用于汽車空調的控制，在下述說明中，是以應用于汽車空調控制為例進行說明。本領域技術人員可以理解，基于本實用新型實施例方案的思想，本實用新型實施例方案還可以用于其它場景的空調的控制。
[0016]圖2中示出了基于本實用新型實施例方案的汽車空調系統的結構示意圖，在本實用新型實施例方案中，壓縮機采用變排量壓縮機，空調控制器201通過電磁閥202或者其他設備與變排量壓縮機連接，在通過CAN總線控制EMS吸合離合器后，通過空調控制器201對變排量壓縮機的排量進行自動控制，提高對蒸發器表面溫度的控制精度，降低離合器的吸合次數，提高能源利用率。此外，還可以在高壓管處設置壓力傳感器203，并據此實現對發動機的消耗扭矩進行控制，進一步提高能源利用率。
[0017]據此，圖3中示出了一個實施例中的空調控制系統的結構示意圖。如圖3所示，本實施例中的空調控制系統300包括有:空調控制器301，與空調控制器301連接的電磁閥302。其中，空調控制器301通過電磁閥302與壓縮機連接，通過CAN總線與EMS系統連接，空調控制器301通過CAN總線控制EMS吸合離合器，并通過電磁閥302控制壓縮機的排量。
[0018]根據如上所述的本實用新型實施例的方案，其在通過CAN總線控制EMS吸合離合器后，空調控制器通過電磁閥來控制壓縮機的排量，實現了對壓縮機排量的自動控制，提高對蒸發器表面溫度的控制精度，降低了離合器的吸合次數，提高了能源利用率。由于無需頻繁吸合離合器，從而極大地減少了由于吸合離合器所帶來的整車噪聲，提高了汽車NVH性能。另一方面，本發明實施例方案，由于可以精確控制出風口溫度，減小溫度波動，幾乎不需要通過控制混風門來穩定出風口溫度，提高了舒適度。
[0019]在其中一個具體實例中，空調控制器301可以通過改變輸出至電磁閥302的輸出電壓，從而控制壓縮機的排量。此時，空調控制器301向電磁閥302輸出的為電壓。
[0020]其中，空調控制器301確定輸出至電磁閥302的輸出電壓的具體方式，可以采用目前已有的以及以后可能出現的任何方式進行，只要能夠確定輸出至電磁閥302的電壓，以實現對壓縮機的排量的調整即可。對本領域技術人員而言，可以確定很多種確定電磁閥302的輸出電壓的方式。
[0021 ]在一個具體示例中，如圖3所示，本實施例中的系統還可以包括有:采集室外溫度的第一溫度傳感器303、采集室內溫度的第二溫度傳感器304、采集陽光照度的陽光照度傳感器305、采集蒸發器表面溫度的第三溫度傳感器306。
[0022]從而，空調控制器301可以基于室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度中的一種或多種，來確定輸出至電磁閥302的輸出電壓，進而通過電磁閥302控制壓縮機的排量。空調控制器301基于室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度中的一種或多種確定輸出至電磁閥302的輸出電壓的具體方式，可以采用目前已有的以及以后可能出現的各種可能的方式進行，例如直接將室內溫度與空調設定溫度比對來確定輸出電壓，結合室內溫度、室外溫度和空調設定溫度來確定等等，本領域技術人員基于得到的室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度，可以采用各種可能的方式來確定電磁閥302的輸出電壓。
[0023]在另一個實施例中，如圖3所示，本實施例中的系統還可以包括采集高壓管壓力值的壓力傳感器307，該壓力傳感器307與空調控制器301連接，空調控制器301可根據壓力傳感器307傳輸的高壓管壓力值向所述EMS系統發送消耗扭矩，通過所述EMS系統控制發動機以所述消耗扭矩工作。
[0024]從而可以進一步實現對發動機的消耗扭矩進行控制，使得發動機不用總是以最大扭矩工作，進一步提高了能源利用率。
[0025]其中，空調控制器301根據高壓管壓力值確定消耗扭矩的方式，可以采用目前已有以及以后可能出現的任何方式進行，本領域技術人員理解，在得知高壓管壓力值之后，可以采用各種可能的方式來確定消耗扭矩。
[0026]在一個實施例中，上述空調控制器301還可以向所述EMS系統發送斷開離合器的指令。在一個具體示例中，空調控制器301可以在上述輸出電壓超出預設電壓控制范圍時，向所述EMS系統發送斷開離合器的指令，由所述EMS系統斷開離合器，關閉壓縮機。
[0027]由于在針對壓縮機的控制中，只要空調開啟，用以控制壓縮機排量的當前控制電壓就會處在一個預設電壓控制范圍，如果當前控制電壓連續預定時間段超出預設電壓控制范圍時，則要么是對地短路(當前控制電壓過低)，要么是對電源短路(當前控制電壓過高)，系統出現了故障，因而需要關閉壓縮機，避免壓縮機在系統故障的情況下仍然是處于工作狀態，節省能源。
[0028]本領域技術人員可以理解，空調控制器301判斷輸出電壓是否超出預設電壓控制范圍的方式，可以采用目前已有的各種方式進行，例如比較器結合數字邏輯器件等等。
[0029]其中，在一個具體應用示例中，上述空調控制器301可以是在采集的電磁閥的實時輸出電壓連續預定時間段超出預設電壓控制范圍時，再向所述EMS系統發送斷開離合器的指令，由所述EMS系統斷開離合器，關閉壓縮機。從而可以是在電磁閥的輸出電壓處于穩定狀態，且超出了預設電壓控制范圍時才關閉壓縮機，避免了因輸出電壓波動造成的誤操作的情況。
[0030]基于如上所述的空調控制系統，圖4中給出了一個具體示例中的空調控制器的結構示意圖。
[0031]如圖4所示，該實施例中的空調控制器包括:將輸入的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換模塊402、CAN總線控制模塊403、通過所述CAN總線控制模塊403控制EMS吸合/斷開離合器、并根據所述數字信號控制脈寬調制模塊404的輸出電壓的微控制單元401，根據所述輸出電壓調節輸出脈沖的占空比的脈寬調制模塊404。其中，模數轉換模塊402、CAN總線控制模塊403、脈寬調制模塊404與微控制單元401連接。
[0032]其中，微控制單元401控制脈沖調制模塊404的輸出電壓的方式，可以采用目前已有的以及以后可能出現的任何方式進行，對本領域技術人員而言，可以有很多種確定微控制單元401控制脈沖調制模塊404的輸出電壓的方式。
[0033]在一個實施例中，模數轉換模塊402的輸入端可以是與采集室外溫度的第一溫度傳感器(圖4中未示出)、采集室內溫度的第二溫度傳感器(圖4中未示出)、采集陽光照度的陽光照度傳感器(圖4中未示出)、以及采集蒸發器表面溫度的第三溫度傳感器(圖4中未示出)連接。從而，模數轉換模塊402是將第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、陽光照度傳感器、第三溫度傳感器采集的模擬信號轉換為數字信號后，輸出至微控制單元401。
[0034]從而，微控制單元401可以基于室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度中的一種或多種，來控制脈寬調制模塊404的輸出電壓，微控制單元401基于室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度中的一種或多種確定輸出輸出電壓的具體方式，可以采用目前已有的以及以后可能出現的各種可能的方式進行，例如直接將室內溫度與空調設定溫度比對來確定輸出電壓，結合室內溫度、室外溫度和空調設定溫度來確定等等，本領域技術人員基于得到的室外溫度、室內溫度、陽光照度、蒸發器表面溫度中的一種或多種，可以采用各種可能的方式來確定該輸出電壓。
[0035]在一個實施例中，模數轉換模塊402的輸入端還與采集高壓管壓力值的壓力傳感器(圖4中未示出)連接，從而，微控制單元401還可以根據壓力傳感器采集、模數轉換模塊402轉換后得到的高壓管壓力值向所述EMS系統發送消耗扭矩，通過所述EMS系統控制發動機以所述消耗扭矩工作。
[0036]從而可以進一步實現對發動機的消耗扭矩進行控制，使得發動機不用總是以最大扭矩工作，進一步提高了能源利用率。
[0037]其中，微控制單元401根據高壓管壓力值確定消耗扭矩的方式，可以采用目前已有以及以后可能出現的任何方式進行，本領域技術人員理解，在得知高壓管壓力值之后，可以采用各種可能的方式來確定消耗扭矩。
[0038]在一個實施例中，如圖4所示，模數轉換模塊402的輸入端還與脈寬調制模塊404的輸出端連接。
[0039]在此情況下，微控制單元401可以在上述輸出電壓超出預設電壓控制范圍時，向所述EMS系統發送斷開離合器的指令，由所述EMS系統斷開離合器，關閉壓縮機。
[0040]本領域技術人員可以理解，微控制單元401判斷輸出電壓是否超出預設電壓控制范圍的方式，可以采用目前已有的各種方式進行，例如比較器結合數字邏輯器件等等。
[0041]其中，在一個具體應用示例中，上述微控制單元401可以是輸出電壓連續預定時間段超出預設電壓控制范圍時，再向所述EMS系統發送斷開離合器的指令，由所述EMS系統斷開離合器，關閉壓縮機。從而可以是在輸出電壓處于穩定狀態，且超出了預設電壓控制范圍時才關閉壓縮機，避免了因輸出電壓波動造成的誤操作的情況。
[0042]其中，上述微控制單元401、模數轉換模塊402、CAN總線控制模塊403、脈寬調制模塊404可以集成為一體，例如集成在同一個芯片上。
[0043]在一個具體示例中，如圖4所示，該空調控制器還可以包括與微控制單元401連接的電壓轉換器405。該電壓轉換器405可將外部輸入電壓轉換至微控制單元401的工作電壓。
[0044]此外，如圖4所示，本實施例中的空調控制器還可以包括常規的與微控制單元401連接的復位電路、晶振電路等電路。
[0045]以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0046]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種空調控制系統，其特征在于，包括:空調控制器、電磁閥，所述空調控制器通過所述電磁閥與壓縮機連接，通過CAN總線與EMS系統連接，所述空調控制器通過CAN總線控制EMS吸合離合器，通過所述電磁閥控制所述壓縮機的排量。2.根據權利要求1所述的空調控制系統，其特征在于，所述空調控制器通過改變輸出至所述電磁閥的輸出電壓，控制所述壓縮機的排量。3.根據權利要求2所述的空調控制系統，其特征在于，還包括:與所述空調控制器連接的采集室外溫度的第一溫度傳感器、采集室內溫度的第二溫度傳感器、采集陽光照度的陽光照度傳感器、采集蒸發器表面溫度的第三溫度傳感器。4.根據權利要求1或2或3所述的空調控制系統，其特征在于，還包括:與所述空調控制器連接的采集高壓管壓力值的壓力傳感器，所述空調控制器根據所述高壓管壓力值向所述EMS系統發送消耗扭矩，通過所述EMS系統控制發動機以所述消耗扭矩工作。5.根據權利要求2或3所述的空調控制系統，其特征在于，所述空調控制器在所述輸出電壓超出預設電壓控制范圍時，向所述EMS系統發送斷開離合器的指令，由所述EMS系統斷開離合器，關閉壓縮機。6.—種空調控制器，其特征在于，包括:將輸入的模擬信號轉換為數字信號的模數轉換模塊，CAN總線控制模塊，通過所述CAN總線控制模塊控制EMS吸合/斷開離合器、并根據所述數字信號控制脈寬調制模塊的輸出電壓的微控制單元，根據所述輸出電壓調節輸出脈沖的占空比的脈寬調制模塊，所述模數轉換模塊、所述CAN總線控制模塊、所述脈寬調制模塊與所述微控制單元連接。7.根據權利要求6所述的空調控制器，其特征在于，所述模數轉換模塊的各輸入端與采集室外溫度的第一溫度傳感器、采集室內溫度的第二溫度傳感器、采集陽光照度的陽光照度傳感器、以及采集蒸發器表面溫度的第三溫度傳感器連接。8.根據權利要求7所述的空調控制器，其特征在于，包括下述各項中的任意一項: 所述模數轉換模塊的輸入端還與采集高壓管壓力值的壓力傳感器連接； 所述模數轉換模塊的輸入端還與所述脈寬調制模塊的輸出端連接； 所述微控制單元、所述模數轉換模塊、所述CAN總線控制模塊、所述脈寬調制模塊集成為一體。9.根據權利要求8所述的空調控制器，其特征在于，所述微控制單元向所述CAN總線控制模塊輸出根據所述高壓管壓力值確定的消耗扭矩，所述CAN總線控制模塊將所述消耗扭矩發送給EMS。10.根據權利要求6或7或8所述的空調控制器，其特征在于，還包括與所述微控制單元連接的電壓轉換器。
【文檔編號】B60H1/00GK205523534SQ201620110877
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月3日
【發明人】楊波, 黃少堂, 王明明, 彭飛, 劉嘉舜, 諶翔宇
【申請人】廣州汽車集團股份有限公司