一种车辆空调控制系统的制作方法

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆空调控制系统。

背景技术：

目前，空调作为汽车必备的一种配置，越来越受到客户的依赖，而客户对车辆空调系统的控制要求主要包括对温度、风量、内外循环以及除霜、除雾等方面的要求。为满足客户对车辆空调系统的控制要求，车辆空调系统的控制方式越来越受设计师们的重视，且随着车辆空调系统的发展以及新技术的应用，对车辆空调系统的控制方式的研究也不断发展。

但是，现有的车辆空调控制系统结构较为繁琐，控制逻辑较为复杂，使得客户在进行空调控制时，往往会出现执行错误或者是逻辑失效，导致客户不能够达到自己理想的控制要求以及自身需求，这一点在电动汽车中尤其明显。目前，很多电动汽车空调的控制方式和普通车辆空调的一样，针对不同部件(如加热器、风扇等)的控制方案各自独立，缺少统一的控制器来对各个部件进行共同的控制，无法与整车控制相对应。同时，这种控制方式依赖于整车控制器，控制程序复杂，效率传输较慢，不利于控制以及反馈，导致客户抱怨。此外，有些电动汽车的空调控制逻辑不全面，如空调一旦打开，风扇等会保持同样的速度一直运转，即使车内温度已经下降了很多，风扇也仍然按设定转速运转。另外，电动汽车采用蓄电池供电，而不全面的控制逻辑会使得电动压缩机、风扇等耗能严重，影响整车电量。因此，综合来说，现有的车辆空调控制系统，特别是针对电动汽车的空调控制系统，控制逻辑复杂且不够全面，影响用户体验，并且在极大程度上会导致整车电量消耗过快，致使车辆续航能力减弱。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆空调控制系统，以解决现有车辆空调控制方案中控制逻辑复杂且不够全面的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆空调控制系统，应用于车辆空调系统中，且所述车辆空调控制系统包括：压力传感器，用于采集所述车辆空调系统的压力值；温度传感器，用于采集所述车辆空调系统的蒸发器温度值；空调控制器，连接所述压力传感器和所述温度传感器，用于获取车辆空调系统的压力值及蒸发器温度值，并根据所述压力值控制所述车辆空调系统按压力等级进行制冷和/或根据所述蒸发器温度值控制所述车辆空调系统按用户选定的空调档位进行制冷，用于控制所述车辆空调系统按用户选定的空调档位进行制热，以及用于控制所述车辆空调系统进行除霜除雾；以及执行机构，连接所述空调控制器，用于在所述空调控制器的控制下执行所述车辆空调系统的制冷、制热或除霜除雾。

进一步的，所述压力传感器包括低压开关、中压开关和高压开关。

进一步的，所述执行机构包括以下中的一者或多者：风门执行器、鼓风机、电子水泵、PTC加热器、电动压缩机、后除霜执行器、风扇以及冷凝器，其中所述风门执行器包括模式风门执行器、循环风门执行器和调温风门执行器。

进一步的，所述空调控制器包括：接收模块，连接所述压力传感器和所述温度传感器，用于从所述压力传感器和所述温度传感器分别接收所述车辆空调系统的压力值及蒸发器温度值；制冷控制模块，连接所述接收模块和所述执行机构，用于根据所述压力值控制所述执行机构按压力等级执行所述车辆空调系统的制冷和/或根据所述蒸发器温度值控制所述执行机构按用户选定的空调档位执行所述车辆空调系统的制冷；制热控制模块，连接所述执行机构，用于控制所述执行机构执行按用户选定的空调档位执行所述车辆空调系统的制热；以及除霜除雾控制模块，连接所述执行机构，用于控制所述执行机构执行所述车辆空调系统的除霜除雾。

进一步的，所述制冷控制模块包括：第一控制子模块，连接所述接收模块、所述执行机构中的电动压缩机以及所述执行机构中的风扇，用于根据所述压力值所处的压力等级来控制所述电动压缩机和所述风扇的运行；和/或第二控制子模块，连接所述接收模块、所述执行机构中的电动压缩机以及所述执行机构中的调温风门执行器，用于根据所述蒸发器温度值及用户选定的所述调温风门执行器的档位来控制所述电动压缩机的运行。

进一步的，其中所述压力等级包括预设的超低压等级、低压等级、中压等级和高压等级，且所述第一控制子模块被配置为：在所述压力值处于超低压等级或高压等级时，控制所述电动压缩机和所述风扇不工作；在所述压力值处于低压等级时，控制所述电动压缩机运转，且控制所述风扇低速运转；以及在所述压力值处于中压等级时，控制所述电动压缩机运转，且控制所述风扇高速运转。

进一步的，所述调温风门执行器的档位包括温度值从小至大的第一档位、第二档位和第三档位，且所述第二控制子模块被配置为：在所述蒸发器温度值低于温度阈值时，控制所述电动压缩机不工作；在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器的第一档位时，控制所述电动压缩机高速运转；在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器的第二档位时，控制所述电动压缩机中速运转；以及在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器的第三档位时，控制所述电动压缩机低速运转。

进一步的，所述制热控制模块包括：第三控制子模块，连接所述执行机构中的调温风门执行器、电子水泵和PTC加热器，用于根据用户选定的所述调温风门执行器的档位控制所述电子水泵和所述PTC加热器的运行。

进一步的，所述调温风门执行器的档位包括温度值从小至大的第一档位、第二档位和第三档位，且所述第三控制子模块被配置为：在选定所述调温风门执行器的第一档位时，控制所述电子水泵低速运转，且控制所述PTC加热器在其低工作档位下运转；在选定所述调温风门执行器的第二档位时，控制所述电子水泵中速运转，且所述PTC加热器在其高工作档位下运转；以及在选定所述调温风门执行器的第三档位时，控制所述电子水泵高速运转，且所述PTC加热器在其任意工作档位下运行。

进一步的，所述除霜除雾控制模块包括：第四控制子模块，连接所述执行机构中的鼓风机、电动压缩机、PCT加热器及电子水泵，用于根据用户需求控制所述鼓风机、所述电动压缩机、所述PCT加热器及所述电子水泵高速运转。

相对于现有技术，本实用新型所述的车辆空调控制系统具有以下优势：本实用新型所述的车辆空调控制系统通过一种简单的控制形式既可以实现汽车的全部空调功能，又可以避免复杂的控制逻辑及较高的故障率，还能提高车辆续航能力。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施方式所述的车辆空调控制系统的功能框图；

图2为本实用新型实施方式所述的车辆空调控制系统的示例线路图；

图3为本实用新型实施方式所述的空调控制器的结构示意图；

图4是本实用新型实施方式所述的车辆空调控制系统基于压力值进行按压力等级的制冷控制的原理示意图；

图5是本实用新型实施方式所述的车辆空调控制系统基于蒸发器温度值进行按空调档位的制冷控制的原理示意图；

图6是本实用新型实施方式所述的车辆空调控制系统进行按空调档位的制热控制的原理示意图；

图7是本实用新型实施方式进行除霜除雾控制的原理示意图。

附图标记说明：

1-压力传感器，2-温度传感器，3-空调控制器，4-执行机构，11-低压开关，12-中压开关，13-高压开关，31-接收模块，32-制冷控制模块，33-制热控制模块，34-除霜除雾控制模块，41-鼓风机，42-电子水泵，43-PTC加热器，44-电动压缩机，45-后除霜执行器，46-风扇，47-冷凝器，48a-模式风门执行器，48b-循环风门执行器，48c-调温风门执行器，321-第一控制子模块，322-第二控制子模块，331-第三控制子模块，341-第四控制子模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

另外，在本实用新型的实施方式中所提到的“超低、低、中、高”等，表示相应参数的值的从小至大，如对于压力参数，超低压≤低压≤中压≤高压，其他相关表述与此一致。另外，在本实用新型中的实施方式中所提到的“车辆空调系统”是指本领域中应用于车辆上，能实现制冷、制热及除霜除雾等功能的常规空调系统，其部件包括冷凝器、压缩机、蒸发器、风扇等，本实用新型的实施方式所提出的车辆空调控制系统应用于这样的车辆空调系统，以对车辆空调系统进行控制。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提出了一种车辆空调控制系统，该车辆空调控制系统可以包括：压力传感器1，用于采集所述车辆空调系统的压力值；温度传感器2，用于采集所述车辆空调系统的蒸发器温度值；空调控制器3，连接所述压力传感器1和所述温度传感器2，用于获取车辆空调系统的压力值及蒸发器温度值，并根据所述压力值控制所述车辆空调系统按压力等级进行制冷和/或根据所述蒸发器温度值控制所述车辆空调系统按用户选定的空调档位进行制冷，用于控制所述车辆空调系统按用户选定的空调档位进行制热，以及用于控制所述车辆空调系统进行除霜除雾；以及执行机构4，连接所述空调控制器3，用于在所述空调控制器的控制下执行所述车辆空调系统的制冷、制热或除霜除雾。

其中，所述压力传感器1可以直接设置在所述车辆空调系统中，以检测整个车辆空调系统的压力状态。所述温度传感器2优选为设置在车辆空调系统的蒸发器芯片上，以检测蒸发器温度值，而蒸发器温度值可以反映整个车辆空调系统的制冷能力。所述空调控制器3可以是本领域中常用的数字信号处理器、单片机及微处理器等能实现常规控制功能的控制器。所述执行机构4可以直接选用车辆空调系统的执行部件来构成，也可另行配置，其具体的结构将结合下文进行描述。

本实施例的车辆空调控制系统的最主要的特点是不依赖于整车控制器，可通过一个空调控制器对多个执行部件进行集成控制，且可以实现按压力分阶段进行制冷以及按用户选定的空调档位进行制冷或制热。下面将结合具体的示例来介绍本实施例的车辆空调控制系统。

图2是图1所示的车辆空调控制系统的示例线路图。

如图2所示，本实施例的压力传感器1可以包括低压开关11、中压开关12和高压开关13。其中，且当所述车辆空调系统的实时压力值与所述低压开关、所述中压开关和所述高压开关中的一者相匹配时，相应的所述低压开关、所述中压开关或所述高压开关闭合，以向空调控制器3传送该实时压力值。通过所述低压开关、所述中压开关或所述高压开关，还可直接将检测到的压力值划分为低压等级、中压等级和高压等级，有利于实现后续按压力等级来进行制冷控制。

如图2所示，本实施例的执行机构4可以包括以下中的一者或多者：风门执行器、鼓风机41、电子水泵42、PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系统)加热器43、电动压缩机44、后除霜执行器45(该后除霜执行器45也用于执行除雾)、风扇46以及冷凝器47，其中所述风门执行器包括模式风门执行器48a、循环风门执行器48b和调温风门执行器48c。上述部件均可以与空调控制器3直接连接，但对于风扇46和冷凝器47，空调控制器3还可以通过整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)连接风扇46，风扇46再连接冷凝器47，这是因为风扇46除用于车辆空调系统外，也可以用于车辆的其他系统，从而其优选为通过整车控制器来进行统一控制。此外，空调控制器3也通过整车控制器从车辆空调系统的电源获得运行所需的电力。需说明的是，整车控制器为车辆所必需的常规部件，本领域技术人员可根据现有技术中的相对资料来进行理解，本实施例不对其结构及功能进行多述。

其中，所述模式风门执行器48a可以用于选择吹面模式、吹脚模式等，所述循环风门执行器48b可以用于选择外循环模式或内循环模式，所述调温风门执行器48c可以用于选择热风、冷风及热风和冷风对应的档位。需说明的是，所述调温风门执行器48c的档位对应于空调档位，用户通过空调遥控器等输入设备选定空调档位，该输入设备向空调控制发送指令以使所述调温风门执行器48c处于相应的档位。

其中，因空调控制器3功能较多，从而空调控制器3与整车控制器优选通过CAN线连接，CAN线传输速度较快，可以有效的进行空调控制器与整车控制器之间的数据传输，方便空调控制器3与整车控制器进行通讯。

需说明的是，图2示出的线路图中还包括一些起驱动作用和保护作用的继电器和保险管等，其不对本实施例的方案产生实质影响，故在此不再进行多述。

进一步地，如图3所示，本实施例中的空调控制器3可以包括：接收模块31，连接所述压力传感器1和所述温度传感器2，用于从所述压力传感器1和所述温度传感器2分别接收所述车辆空调系统的压力值及蒸发器温度值；制冷控制模块32，连接所述接收模块31和所述执行机构4，用于根据所述压力值控制所述执行机构按压力等级执行所述车辆空调系统的制冷和/或根据所述蒸发器温度值控制所述执行机构按用户选定的空调档位执行所述车辆空调系统的制冷；制热控制模块33，连接所述执行机构4，用于控制所述执行机构按用户选定的空调档位执行所述车辆空调系统的制热；以及除霜除雾控制模块34，连接所述执行机构4，用于控制所述执行机构4执行所述车辆空调系统的除霜除雾。

其中，所述制冷控制模块32可以包括：第一控制子模块321，连接所述接收模块31、所述执行机构4中的电动压缩机44以及所述执行机构中的风扇46，用于根据所述压力值所处的压力等级来控制所述电动压缩机44和所述风扇46的运行；和/或第二控制子模块322，连接所述接收模块31、所述执行机构中的电动压缩机44以及所述执行机构中的调温风门执行器48c，用于根据所述蒸发器温度值及选定的所述调温风门执行器48c的档位来控制所述电动压缩机44的运行。

其中，所述制热控制模块33可以包括：第三控制子模块331，连接所述执行机构中的调温风门执行器48c、电子水泵42和PTC加热器43，用于根据用户选定的所述调温风门执行器48c的档位控制所述电子水泵42和所述PTC加热器43的运行。

其中，所述除霜除雾控制模块34可以包括：第四控制子模块341，连接所述执行机构中的鼓风机41、电动压缩机44、PCT加热器及电子水泵42，用于根据用户需求控制所述鼓风机41、所述电动压缩机44、所述PCT加热器及所述电子水泵42高速运转。

结合图2和图3，通过本实施例的制冷控制模块32、制热控制模块33和除霜除雾控制模块44可实现对车辆空调系统的按压力等级的制冷控制模式和/或按空调档位的制冷控制模式、按空调档位的制热控制模式及除霜除雾控制模式。下面具体介绍各控制模式的实现。

图4是本实施例的车辆空调控制系统基于压力值进行按压力等级的制冷控制的原理示意图。如图4所示，本实施例中可以将压力等级设为超低压等级、低压等级、中压等级和高压等级，通过低压开关11、中压开关12和高压开关13可以直接判断出实时压力值所处的压力等级。判断出压力等级后，所述第一控制子模块321可以被配置执行以下功能：

1)在所述压力值处于超低压等级时，控制所述电动压缩机44和所述风扇46不工作。

其中，可以设定压力值小于0.196Mpa时为超低压等级，且所述第一控制子模块321对于风扇46的控制可以通过整车控制器实现。此控制方式下，车辆空调系统因压力过低而不工作，从而电动压缩机44不会消耗整车能源，能够保证车辆空调系统的电池能力。

2)在所述压力值处于低压等级时，控制所述电动压缩机44运转，且控制所述风扇46低速运转。

其中，可以设定0.196Mpa≤压力值≤1.55Mpa时为低压等级。此控制方式下，车辆空调系统处于低负荷状态，冷凝器47的散热可以减小，而风扇46的低速运转可以减小整车的电源消耗。

3)在所述压力值处于中压等级时，控制所述电动压缩机44运转，且控制所述风扇46高速运转。

其中，可以设定1.55Mpa≤压力值≤3.1Mpa时为中压等级。此控制方式下，车辆空调系统内压力较大，需要的散热较大，从而使电动压缩机44运转，且风扇46高速运转，以提高散热。

4)在所述压力值处于高压等级时，控制所述电动压缩机44和所述风扇46不工作。

其中，可以设定压力值大于等于3.1Mpa时为高压等级。此控制方式下，车辆空调系统的压力异常，从而电动压缩机44和风扇46不工作，以保护系统压力，同时节省能源。

图5是本实施例的车辆空调控制系统基于蒸发器温度值进行按空调档位的制冷控制的原理示意图。举例来说，设空调档位可以有三档，L-20档、20-25档以及25-H档，其中L一般表示小于16摄氏度，H一般表示大于30摄氏度，对应于此，所述调温风门执行器48c的档位也可包括相适配的温度值从小至大的第一档位、第二档位和第三档位，以下均以此三个档位为例来进行说明。

选定档位后，所述第二控制子模块331被配置为执行以下功能：

1)在所述蒸发器温度值低于温度阈值时，控制所述电动压缩机44不工作。

其中，所述温度阈值优选为2-4摄氏度。低于该温度阈值时，蒸发器温度过低，此时若继续通过电动压缩机44进行制冷，容易产生蒸发器芯体的结霜现象，从而使电动压缩机44不工作而停止制冷。

2)在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器48c的第一档位时，控制所述电动压缩机44高速运转。

用户选择第一档位，表明用户所期望车内温度较低，从而控制电动压缩机44高速运转，以迅速制冷。

3)在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器48c的第二档位时，控制所述电动压缩机44中速运转。

此时，用户选择第二档位，表明用户所期望车内温度适中，从而控制电动压缩机44中速运转。

4)在所述蒸发器温度值高于所述温度阈值，且选定所述调温风门执行器48c的第三档位时，控制所述电动压缩机44低速运转。

此时，用户选择第三档位，表明用户所期望车内温度较高，从而控制电动压缩机44低速运转，缓慢制冷。

图6是本实施例的车辆空调控制系统进行按空调档位的制热控制的原理示意图。该制热模式中不涉及对发动机的控制，从而不同于传统的使用发动机水温进行制热的制热模式。

如图6所示，该制热模式中，所述第三控制子模块被配置为可以执行以下功能：

1)在选定所述调温风门执行器48c的第一档位时，控制所述电子水泵42低速运转，且控制所述PTC加热器43在其低工作档位下运转。

其中，如图2所示，所述PTC加热器43主要有功率从小至大的八档工作档位，前四档称为低工作档位，后四档称为高工作档位。

2)在选定所述调温风门执行器48c的第二档位时，控制所述电子水泵42中速运转，且所述PTC加热器43在其高工作档位下运转。

3)在选定所述调温风门执行器48c的第三档位时，控制所述电子水泵42高速运转，且所述PTC加热器43在其任意工作档位下运行。

易知，本实施例采用PTC加热器43进行加热，且采用单独的水路循环进行控制，实现了分档位控制，可以有效地节省整车的能源消耗，同时创造出电子水泵42正向控制逻辑，既保证水循环加速，制热能力效果强，又保证系统迅速制热，同时节省整车能源消耗。另外，本实施例的PTC加热器43优选为采用PTC高压加热器。

图7是本实施例的车辆空调控制系统进行除霜除雾控制的原理示意图。除霜除雾模式是车辆空调系统的重要的控制方式，同时也是目前法规的强制要求。该控制模式下，用户按需求选择车辆空调系统进入除霜除雾模式，打开除霜除雾模式后，第四控制子模块341根据用户需求控制所述鼓风机41、所述电动压缩机44、所述PCT加热器及所述电子水泵42高速运转，从而鼓风机41风量变为最大，进风强制为外循环，电动压缩机44开启高速制冷模式，除去空气中的湿度，此时PTC加热器43位于最高速档位，电子水泵42高速旋转，迅速制热，保证快速除霜除雾模式。

需说明的是，上述控制模块及控制子模块主要用于实现基本的控制功能，因此其对应的功能均可基于本领域的常规控制器来实现，且只需对常规控制器进行适应性配置，而不需要对常规控制器进行程序上的实质改进。

综上所述，本采用新型实用新型实施方式的车辆空调控制系统将电动压缩机、PTC加热器及电子水泵等集成在同一空调控制器中进行控制，相比于传统的空调控制方式，控制逻辑简洁，故障率较小，提高了空调效率，特别适用于电动汽车。并且，按压力等级及用户所选择档位进行制冷或制热的控制方式更能满足用户需求，有利于提高车辆续航能力。综合来说，本实用新型实施方式的车辆空调控制系统通过一种简单的控制形式既可以实现汽车的全部空调功能，又可以避免复杂的控制逻辑及较高的故障率，还能提高车辆续航能力。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。