空调控制系统及空调控制器的制造方法
【专利摘要】一种空调控制系统及空调控制器，该系统包括：空调控制器、电磁阀，所述空调控制器通过所述电磁阀与压缩机连接，通过CAN总线与EMS系统连接，所述空调控制器通过CAN总线控制EMS吸合离合器，通过所述电磁阀控制所述压缩机的排量。本实用新型实施例的方案，实现了对压缩机排量的自动控制，提高对蒸发器表面温度的控制精度，降低了离合器的吸合次数，提高了能源利用率。
【专利说明】
空调控制系统及空调控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及空调控制领域，特别是涉及一种空调控制系统及一种空调控制器。
【背景技术】
[0002]随着汽车技术水平的不断提高，社会对汽车的舒适性和节能性要求也越来越高。目前市场上的汽车大部分都是采用定排量压缩机，定排量压缩机是固定一个排量，使压缩机最大能力地实现制冷。当蒸发器表面温度很低时，由空调控制器通过CAN(ControI IerArea Network，控制器局域网络)总线让EMS(Engine Management System，发动机管理系统)切断发动机和压缩机之间的离合器使压缩机停止工作；当蒸发器表面温度回升至较高温度时，则使离合器吸合，压缩机重新回到工作状态，如此往复。
[0003]结合图1中所示的传统的汽车空调系统的结构示意图，当用户打开空调后，空调控制器向发动机发出指令吸合离合器，压缩机便随着发动机一起转动，因低压气液混合制冷剂经过蒸发器蒸发成为低压气态制冷剂后，带走进风口进入蒸发器表面的空气的热量，使热空气变成冷空气后再通过混风风门吹出至出风口并吹入汽车。若压缩机持续最大排量制冷工作，则蒸发器表面将结冰并损坏蒸发器，所以空调控制器会分别设定一个温度点Tl和T2，当蒸发器表面温度低于Tl时，则通过CAN总线让EMS断开发动机与压缩机之间的离合器，此时蒸发器表面温度会因为温度延时而继续降低至T3后才回升，当蒸发器表面温度高于T2时，则让EMS重新吸合离合器使压缩机开始工作，而蒸发器表面温度会因为温度延时而继续上升至T4再开始下降。如此往复，离合器频繁吸合。
[0004]—方面，在离合器吸合时，压缩机始终以固定排量制冷，将大量消耗发动机扭矩，浪费整车能源，另一方面，频繁吸合/断开离合器，离合器频繁吸合也将降低其寿命，并增加了整车噪声，降低汽车附!1(1'|0186、'\^13作1:；[011、他^1111688，噪声、振动与声振粗糙度)性能，并且，蒸发器表面温度TE在T3至T4的范围内波动，空调控制器为了使出风口温度减小波动，会根据蒸发器温度的变化而调整混风风门，但混风风门是靠机械控制的，存在很大的滞后，导致空调出风口的温度也在一定的范围内波动，使得人体感受不能达到足够舒适。
【实用新型内容】
[0005]基于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种空调控制系统及一种空调控制器，其可以实现对压缩机排量的自动控制，提高对蒸发器表面温度的控制精度，降低离合器的吸合次数，提高能源利用率。
[0006]为达到上述目的，本实用新型实施例采用以下技术方案:
[0007]—种空调控制系统，包括:空调控制器、电磁阀，所述空调控制器通过所述电磁阀与压缩机连接，通过CAN总线与EMS系统连接，所述空调控制器通过CAN总线控制EMS吸合离合器，通过所述电磁阀控制所述压缩机的排量。
[0008]—种空调控制器，包括:将输入的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块，CAN总线控制模块，通过所述CAN总线控制模块控制EMS吸合/断开离合器、并根据所述数字信号控制所述脉宽调制模块的输出电压的微控制单元，根据所述输出电压调节输出脉冲的占空比的脉宽调制模块，所述模数转换模块、CAN总线控制模块、所述脉宽调制模块与所述微控制单元连接。
[0009]根据如上所述的本实用新型实施例的方案，其在通过CAN总线控制EMS吸合离合器后，空调控制器通过电磁阀来控制压缩机的排量，实现了对压缩机排量的自动控制，提高对蒸发器表面温度的控制精度，降低了离合器的吸合次数，提高了能源利用率。由于无需频繁吸合离合器，从而极大地减少了由于吸合离合器所带来的整车噪声，提高了汽车NVH性能。另一方面，本发明实施例方案，由于可以精确控制出风口温度，减小温度波动，几乎不需要通过控制混风门来稳定出风口温度，提高了舒适度。
【附图说明】
[0010]图1是传统的汽车空调系统的结构示意图；
[0011]图2是基于本实用新型实施例方案的汽车空调系统的结构示意图；
[0012]图3是一个实施例中本实用新型的空调控制系统的结构示意图；
[0013]图4是一个实施例中的空调控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。
[0015]本实用新型实施例方案可应用于汽车空调的控制，在下述说明中，是以应用于汽车空调控制为例进行说明。本领域技术人员可以理解，基于本实用新型实施例方案的思想，本实用新型实施例方案还可以用于其它场景的空调的控制。
[0016]图2中示出了基于本实用新型实施例方案的汽车空调系统的结构示意图，在本实用新型实施例方案中，压缩机采用变排量压缩机，空调控制器201通过电磁阀202或者其他设备与变排量压缩机连接，在通过CAN总线控制EMS吸合离合器后，通过空调控制器201对变排量压缩机的排量进行自动控制，提高对蒸发器表面温度的控制精度，降低离合器的吸合次数，提高能源利用率。此外，还可以在高压管处设置压力传感器203，并据此实现对发动机的消耗扭矩进行控制，进一步提高能源利用率。
[0017]据此，图3中示出了一个实施例中的空调控制系统的结构示意图。如图3所示，本实施例中的空调控制系统300包括有:空调控制器301，与空调控制器301连接的电磁阀302。其中，空调控制器301通过电磁阀302与压缩机连接，通过CAN总线与EMS系统连接，空调控制器301通过CAN总线控制EMS吸合离合器，并通过电磁阀302控制压缩机的排量。
[0018]根据如上所述的本实用新型实施例的方案，其在通过CAN总线控制EMS吸合离合器后，空调控制器通过电磁阀来控制压缩机的排量，实现了对压缩机排量的自动控制，提高对蒸发器表面温度的控制精度，降低了离合器的吸合次数，提高了能源利用率。由于无需频繁吸合离合器，从而极大地减少了由于吸合离合器所带来的整车噪声，提高了汽车NVH性能。另一方面，本发明实施例方案，由于可以精确控制出风口温度，减小温度波动，几乎不需要通过控制混风门来稳定出风口温度，提高了舒适度。
[0019]在其中一个具体实例中，空调控制器301可以通过改变输出至电磁阀302的输出电压，从而控制压缩机的排量。此时，空调控制器301向电磁阀302输出的为电压。
[0020]其中，空调控制器301确定输出至电磁阀302的输出电压的具体方式，可以采用目前已有的以及以后可能出现的任何方式进行，只要能够确定输出至电磁阀302的电压，以实现对压缩机的排量的调整即可。对本领域技术人员而言，可以确定很多种确定电磁阀302的输出电压的方式。
[0021 ]在一个具体示例中，如图3所示，本实施例中的系统还可以包括有:采集室外温度的第一温度传感器303、采集室内温度的第二温度传感器304、采集阳光照度的阳光照度传感器305、采集蒸发器表面温度的第三温度传感器306。
[0022]从而，空调控制器301可以基于室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度中的一种或多种，来确定输出至电磁阀302的输出电压，进而通过电磁阀302控制压缩机的排量。空调控制器301基于室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度中的一种或多种确定输出至电磁阀302的输出电压的具体方式，可以采用目前已有的以及以后可能出现的各种可能的方式进行，例如直接将室内温度与空调设定温度比对来确定输出电压，结合室内温度、室外温度和空调设定温度来确定等等，本领域技术人员基于得到的室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度，可以采用各种可能的方式来确定电磁阀302的输出电压。
[0023]在另一个实施例中，如图3所示，本实施例中的系统还可以包括采集高压管压力值的压力传感器307，该压力传感器307与空调控制器301连接，空调控制器301可根据压力传感器307传输的高压管压力值向所述EMS系统发送消耗扭矩，通过所述EMS系统控制发动机以所述消耗扭矩工作。
[0024]从而可以进一步实现对发动机的消耗扭矩进行控制，使得发动机不用总是以最大扭矩工作，进一步提高了能源利用率。
[0025]其中，空调控制器301根据高压管压力值确定消耗扭矩的方式，可以采用目前已有以及以后可能出现的任何方式进行，本领域技术人员理解，在得知高压管压力值之后，可以采用各种可能的方式来确定消耗扭矩。
[0026]在一个实施例中，上述空调控制器301还可以向所述EMS系统发送断开离合器的指令。在一个具体示例中，空调控制器301可以在上述输出电压超出预设电压控制范围时，向所述EMS系统发送断开离合器的指令，由所述EMS系统断开离合器，关闭压缩机。
[0027]由于在针对压缩机的控制中，只要空调开启，用以控制压缩机排量的当前控制电压就会处在一个预设电压控制范围，如果当前控制电压连续预定时间段超出预设电压控制范围时，则要么是对地短路(当前控制电压过低)，要么是对电源短路(当前控制电压过高)，系统出现了故障，因而需要关闭压缩机，避免压缩机在系统故障的情况下仍然是处于工作状态，节省能源。
[0028]本领域技术人员可以理解，空调控制器301判断输出电压是否超出预设电压控制范围的方式，可以采用目前已有的各种方式进行，例如比较器结合数字逻辑器件等等。
[0029]其中，在一个具体应用示例中，上述空调控制器301可以是在采集的电磁阀的实时输出电压连续预定时间段超出预设电压控制范围时，再向所述EMS系统发送断开离合器的指令，由所述EMS系统断开离合器，关闭压缩机。从而可以是在电磁阀的输出电压处于稳定状态，且超出了预设电压控制范围时才关闭压缩机，避免了因输出电压波动造成的误操作的情况。
[0030]基于如上所述的空调控制系统，图4中给出了一个具体示例中的空调控制器的结构示意图。
[0031]如图4所示，该实施例中的空调控制器包括:将输入的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块402、CAN总线控制模块403、通过所述CAN总线控制模块403控制EMS吸合/断开离合器、并根据所述数字信号控制脉宽调制模块404的输出电压的微控制单元401，根据所述输出电压调节输出脉冲的占空比的脉宽调制模块404。其中，模数转换模块402、CAN总线控制模块403、脉宽调制模块404与微控制单元401连接。
[0032]其中，微控制单元401控制脉冲调制模块404的输出电压的方式，可以采用目前已有的以及以后可能出现的任何方式进行，对本领域技术人员而言，可以有很多种确定微控制单元401控制脉冲调制模块404的输出电压的方式。
[0033]在一个实施例中，模数转换模块402的输入端可以是与采集室外温度的第一温度传感器(图4中未示出)、采集室内温度的第二温度传感器(图4中未示出)、采集阳光照度的阳光照度传感器(图4中未示出)、以及采集蒸发器表面温度的第三温度传感器(图4中未示出)连接。从而，模数转换模块402是将第一温度传感器、第二温度传感器、阳光照度传感器、第三温度传感器采集的模拟信号转换为数字信号后，输出至微控制单元401。
[0034]从而，微控制单元401可以基于室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度中的一种或多种，来控制脉宽调制模块404的输出电压，微控制单元401基于室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度中的一种或多种确定输出输出电压的具体方式，可以采用目前已有的以及以后可能出现的各种可能的方式进行，例如直接将室内温度与空调设定温度比对来确定输出电压，结合室内温度、室外温度和空调设定温度来确定等等，本领域技术人员基于得到的室外温度、室内温度、阳光照度、蒸发器表面温度中的一种或多种，可以采用各种可能的方式来确定该输出电压。
[0035]在一个实施例中，模数转换模块402的输入端还与采集高压管压力值的压力传感器(图4中未示出)连接，从而，微控制单元401还可以根据压力传感器采集、模数转换模块402转换后得到的高压管压力值向所述EMS系统发送消耗扭矩，通过所述EMS系统控制发动机以所述消耗扭矩工作。
[0036]从而可以进一步实现对发动机的消耗扭矩进行控制，使得发动机不用总是以最大扭矩工作，进一步提高了能源利用率。
[0037]其中，微控制单元401根据高压管压力值确定消耗扭矩的方式，可以采用目前已有以及以后可能出现的任何方式进行，本领域技术人员理解，在得知高压管压力值之后，可以采用各种可能的方式来确定消耗扭矩。
[0038]在一个实施例中，如图4所示，模数转换模块402的输入端还与脉宽调制模块404的输出端连接。
[0039]在此情况下，微控制单元401可以在上述输出电压超出预设电压控制范围时，向所述EMS系统发送断开离合器的指令，由所述EMS系统断开离合器，关闭压缩机。
[0040]本领域技术人员可以理解，微控制单元401判断输出电压是否超出预设电压控制范围的方式，可以采用目前已有的各种方式进行，例如比较器结合数字逻辑器件等等。
[0041]其中，在一个具体应用示例中，上述微控制单元401可以是输出电压连续预定时间段超出预设电压控制范围时，再向所述EMS系统发送断开离合器的指令，由所述EMS系统断开离合器，关闭压缩机。从而可以是在输出电压处于稳定状态，且超出了预设电压控制范围时才关闭压缩机，避免了因输出电压波动造成的误操作的情况。
[0042]其中，上述微控制单元401、模数转换模块402、CAN总线控制模块403、脉宽调制模块404可以集成为一体，例如集成在同一个芯片上。
[0043]在一个具体示例中，如图4所示，该空调控制器还可以包括与微控制单元401连接的电压转换器405。该电压转换器405可将外部输入电压转换至微控制单元401的工作电压。
[0044]此外，如图4所示，本实施例中的空调控制器还可以包括常规的与微控制单元401连接的复位电路、晶振电路等电路。
[0045]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0046]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种空调控制系统，其特征在于，包括:空调控制器、电磁阀，所述空调控制器通过所述电磁阀与压缩机连接，通过CAN总线与EMS系统连接，所述空调控制器通过CAN总线控制EMS吸合离合器，通过所述电磁阀控制所述压缩机的排量。2.根据权利要求1所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制器通过改变输出至所述电磁阀的输出电压，控制所述压缩机的排量。3.根据权利要求2所述的空调控制系统，其特征在于，还包括:与所述空调控制器连接的采集室外温度的第一温度传感器、采集室内温度的第二温度传感器、采集阳光照度的阳光照度传感器、采集蒸发器表面温度的第三温度传感器。4.根据权利要求1或2或3所述的空调控制系统，其特征在于，还包括:与所述空调控制器连接的采集高压管压力值的压力传感器，所述空调控制器根据所述高压管压力值向所述EMS系统发送消耗扭矩，通过所述EMS系统控制发动机以所述消耗扭矩工作。5.根据权利要求2或3所述的空调控制系统，其特征在于，所述空调控制器在所述输出电压超出预设电压控制范围时，向所述EMS系统发送断开离合器的指令，由所述EMS系统断开离合器，关闭压缩机。6.—种空调控制器，其特征在于，包括:将输入的模拟信号转换为数字信号的模数转换模块，CAN总线控制模块，通过所述CAN总线控制模块控制EMS吸合/断开离合器、并根据所述数字信号控制脉宽调制模块的输出电压的微控制单元，根据所述输出电压调节输出脉冲的占空比的脉宽调制模块，所述模数转换模块、所述CAN总线控制模块、所述脉宽调制模块与所述微控制单元连接。7.根据权利要求6所述的空调控制器，其特征在于，所述模数转换模块的各输入端与采集室外温度的第一温度传感器、采集室内温度的第二温度传感器、采集阳光照度的阳光照度传感器、以及采集蒸发器表面温度的第三温度传感器连接。8.根据权利要求7所述的空调控制器，其特征在于，包括下述各项中的任意一项: 所述模数转换模块的输入端还与采集高压管压力值的压力传感器连接； 所述模数转换模块的输入端还与所述脉宽调制模块的输出端连接； 所述微控制单元、所述模数转换模块、所述CAN总线控制模块、所述脉宽调制模块集成为一体。9.根据权利要求8所述的空调控制器，其特征在于，所述微控制单元向所述CAN总线控制模块输出根据所述高压管压力值确定的消耗扭矩，所述CAN总线控制模块将所述消耗扭矩发送给EMS。10.根据权利要求6或7或8所述的空调控制器，其特征在于，还包括与所述微控制单元连接的电压转换器。
【文档编号】B60H1/00GK205523534SQ201620110877
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月3日
【发明人】杨波, 黄少堂, 王明明, 彭飞, 刘嘉舜, 谌翔宇
【申请人】广州汽车集团股份有限公司