车用空调控制系统的制作方法

车用空调控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及车用空调控制系统，包括：温度检测单元；温度设定单元；分别接收来自温度检测单元的实际温度信号和来自温度设定单元的目标温度信号的第一控制单元；分别接收来自温度检测单元的实际温度信号和由第一控制单元输出的目标温度信号的第二控制单元，第二控制单元基于实际温度信号和目标温度信号向车辆发动机控制单元发出禁止或允许怠速停机的信号；与第二控制单元相连的切换单元，第二控制单元基于禁止或允许怠速停机的信号控制切换单元以使可变容量压缩机在由第一控制单元控制的正常工作模式与由第二控制单元控制的怠速停机工作模式之间切换。采用本实用新型，使混合动力车的怠速停机功能在使用空调的情况下得以实现，节省燃料消耗。
【专利说明】车用空调控制系统

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及车用空调【技术领域】，具体地涉及车用空调控制系统，特别是适用 于混合动力车的车用空调控制系统。

【背景技术】
[0002] 空调装置是现代车辆中不可或缺的一部分，是用以实现对车厢内空气进行制冷、 加热、换气和空气净化等功能的装置。空调装置可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低 驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。
[0003] 众所周知，车用空调装置通常由压缩机、冷凝器、膨胀装置、蒸发器等部件组成，各 部件之间采用管路连接而构成一个密闭系统，即构成制冷剂循环回路。在空调装置进行例 如制冷工作时，由发动机等车辆驱动用动力源驱动的压缩机吸入蒸发器出口处的低温低压 的气态制冷剂，将其压缩成高温高压的气体后经管路输入至冷凝器。
[0004] 在冷凝器中，借助于例如车辆前进时导入至冷凝器的外部空气等对制冷剂进行冷 却，由于压力及温度的降低，制冷剂由气态冷凝成液态，并向大气排出大量的热量。随后，温 度和压力较高的液态制冷剂通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以气液两相 状态排出膨胀装置。
[0005] 该气液两相状态的制冷剂经管路进入蒸发器，因此时制冷剂沸点远低于蒸发器表 面温度，故液态制冷剂蒸发成气态，在蒸发过程中大量吸收周围空气中的热量，产生冷却降 温效果。而后低温低压的气态制冷剂又进入压缩机。上述过程周而复始地进行，达到降低 蒸发器周围空气温度的目的，从而可持续降低车厢内空气温度，为车厢内提供冷气。
[0006] 近年来，为了改善燃料消耗率，对于在车用空调装置中使用的压缩机，开始广泛地 采用可变容量压缩机。该可变容量压缩机通常具备可根据由空调控制单元所提供的电子控 制信号改变压缩机单位时间所释放的制冷剂容量的容量调节机构，该容量调节机构例如可 以是电子操作式的控制阀等。
[0007] 在具备上述这种可变容量压缩机的空调装置中，通常可根据例如由温度传感器检 测到的车厢内的实际温度与乘车人员所设置的目标设定温度控制上述可变容量压缩机的 容量调节机构，从而控制压缩机所释放的制冷剂容量。例如，可根据上述车厢内的实际温度 与目标设定温度计算作为容量调节机构的控制阀的负载率，进而根据该负载率一定程度地 控制压缩机所释放的制冷剂容量。由此可谋求燃料消耗率的改善。
[0008] 图2示出了现有技术中的适用于具备上述可变容量压缩机的空调装置的车用空 调控制系统的结构示意图。
[0009] 如图2所示，该车用空调控制系统具备作为空调装置控制单元的空调电子控制单 元（A/C E⑶）6,该A/C E⑶6接收由设于车厢内的温度传感器1检测到的车内温度信号， 并接收来自操作面板2的由乘车人员输入的设定温度信号，进而该A/C ECU 6可基于接收 到的上述车内温度信号和设定温度信号控制空调装置中的可变容量压缩机（图示省略）的 启停（οη/ο--)及其容量、即压缩机所释放的制冷剂容量。
[0010] 具体地，当A/C E⑶6接收到的由温度传感器1检测到的车内温度达到由乘车人 员输入的设定温度时，A/C E⑶6可控制可变容量压缩机使其停止；而当A/C E⑶6接收到 的车内温度未达到上述设定温度时，A/C ECU 6可控制可变容量压缩机使其启动。且在该 可变容量压缩机工作中，A/C ECU 6还可根据接收到的车内温度信号控制可变容量压缩机 的容量调节机构3 (图2所示为分别用于两个可变容量压缩机的容量调节机构3A和3B)， 从而调节可变容量压缩机所释放的制冷剂容量。
[0011] 此外，目前，混合动力车（Hybrid Vehicle，HV)是现代汽车发展的重要方向。混合 动力车是指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行 驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或共同提供。现有的混合动力车通常采 用发动机和电动机作为动力源。混合动力车的节能、低排放等特点使其成为汽车研究与开 发的一个重点。
[0012] 而对于混合动力车而言，通常具有怠速停机功能。所谓怠速停机功能即指在怠速 时发动机停机运转，车内电器的正常运转靠蓄电池中的电量维持，具有低能耗、低排放的优 点。但是可变容量压缩机主要是由发动机直接驱动，而现有的如上所述由A/C ECU 6控制 压缩机的启停及其容量的车用空调控制系统无法配合混合动力车的怠速停机的功能，由此 带来的问题是，在混合动力车怠速停机时空调无法继续工作。 实用新型内容
[0013] 鉴于以上所述，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种车用空调控制系 统，使混合动力车的怠速停机功能在使用空调的情况下得以实现，从而节省燃料消耗。
[0014] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供的车用空调控制系统包括：用于检测车 厢内的实际温度的温度检测单元；用于由用户设置目标温度的温度设定单元；分别接收来 自所述温度检测单元的实际温度信号和来自所述温度设定单元的目标温度信号的第一控 制单元；分别接收来自所述温度检测单元的实际温度信号和由所述第一控制单元输出的所 述目标温度信号的第二控制单元，所述第二控制单元基于所述实际温度信号和目标温度信 号向车辆发动机控制单元发出禁止或允许怠速停机的信号；以及与所述第二控制单元相连 的切换单元，所述第二控制单元基于所述禁止或允许怠速停机的信号控制所述切换单元以 使可变容量压缩机在由所述第一控制单元控制的正常工作模式与由所述第二控制单元控 制的怠速停机工作模式之间切换。
[0015] 根据本实用新型，通过第一控制单元接收来自温度检测单元的实际温度信号和来 自温度设定单元的目标温度信号，并将该目标温度信号输送至第二控制单元，以使第二控 制单元基于实际温度信号和目标温度信号两者，判断向车辆发动机控制单元发出禁止怠速 停机信号还是允许怠速停机信号，并且由第二控制单元基于该禁止或允许怠速停机的信号 控制切换单元以将可变容量压缩机的工作模式在正常工作模式与怠速停机工作模式之间 进行切换。
[0016] 所谓正常工作模式，即在车辆发动机正常运转时由第一控制单元控制可变容量压 缩机的启停及其容量，而怠速停机工作模式即在允许车辆发动机怠速停机时由第二控制单 元控制该可变容量压缩机的容量。从而，本实用新型的车用空调控制系统可以有效地配合 混合动力车辆的怠速停机功能，有利于实现车辆的节能及低排放。
[0017] 由此，本实用新型在现有的由第一控制单元控制可变容量压缩机的启停及其容量 的车用空调控制系统中，增加了第二控制单元及切换单元，从而可有效地使混合动力车的 怠速停机功能在使用空调的情况下得以实现，从而节省燃料消耗。
[0018] 又，在本实用新型中，在所述第二控制单元发出禁止怠速停机的信号时，所述第二 控制单元控制所述切换单元以将所述第一控制单元与所述可变容量压缩机的容量调节机 构相连；且在所述第二控制单元发出允许怠速停机的信号时，所述第二控制单元控制所述 切换单元以将所述第二控制单元与所述容量调节机构相连。
[0019] 根据本实用新型，在第二控制单元发出禁止怠速停机的信号时，响应于该禁止怠 速停机的信号，第二控制单元控制切换单元以将第一控制单元与可变容量压缩机的容量调 节机构相连，从而可由第一控制单元控制可变容量压缩机所释放的制冷剂容量。而在第二 控制单元发出允许怠速停机的信号时，响应于该允许怠速停机的信号，第二控制单元控制 切换单元以将第二控制单元与可变容量压缩机的容量调节机构相连，从而可由第二控制单 元控制可变容量压缩机所释放的制冷剂容量，由此可以在允许车辆发动机怠速停机时以较 小的压缩机容量进行操作，可以有效地实现节能减排。
[0020] 又，在本实用新型中，所述温度检测单元包括与所述第一控制单元相连的第一温 度传感器和与所述第二控制单元相连的第二温度传感器。
[0021] 根据本实用新型，由于用于检测车厢内的实际温度的温度传感器特别敏感，通过 设置分别与第一控制单元和第二控制单元相连的作为温度检测单元的第一温度传感器和 第二温度传感器，即、使各控制单元与单个的温度传感器相连，从而可以提高车用空调控制 系统的控制精度。
[0022] 又，在本实用新型中，所述切换单元包括由所述第二控制单元控制的继电器。
[0023] 根据本实用新型，通过该由第二控制单元控制的继电器，可以有效地在使第一控 制单元与可变容量压缩机的容量调节机构相连和使第二控制单元与可变容量压缩机的容 量调节机构相连两者之间进行切换。
[0024] 又，在本实用新型中，所述切换单元包括用于多个可变容量压缩机的多个继电器， 各个继电器分别与各个可变容量压缩机的容量调节机构相连。
[0025] 根据本实用新型，通过在车用空调中设置多个可变容量压缩机，并在车用空调控 制系统中设置多个分别与各可变容量压缩机的容量调节机构相连的继电器，可以采用价格 更便宜的多个较小容量的可变容量压缩机以实现与采用单个大容量可变容量压缩机时同 样的功能和性能要求，且更有利于在大型车辆中使用。
[0026] 本实用新型可包含权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构的 任意组合。尤其是，本实用新型包含权利要求书的各项权利要求的两个以上的任意组合。
[0027] 根据下述【具体实施方式】并参考附图，将更好地理解本实用新型的上述及其他目 的、特征和优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1是示出根据本实用新型的一实施形态的车用空调控制系统的结构示意图；
[0029] 图2是示出现有技术中的车用空调控制系统的结构示意图。

【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和具体实施形态对本实用新型的技术方案进行详细说明。图1是示 出根据本实用新型的一实施形态的车用空调控制系统的结构示意图。
[0031] 本实用新型提供的车用空调控制系统包括用于检测车厢内的实际温度的温度检 测单元和用于由用户设置目标温度的温度设定单元。如图1所示，该温度设定单元例如可 以是操作面板12等可由乘车人员输入目标温度的机构。且在本实施形态中，该温度检测单 元可以是设于车厢内、例如设于空调出风口处的用于检测车厢内的实际温度的温度传感器 11。
[0032] 本实用新型的车用空调控制系统也包括分别接收来自上述温度检测单元的实际 温度信号和来自上述温度设定单元的目标温度信号的第一控制单元。在本实施形态中，该 第一控制单元可以是如现有技术中所述的可用于控制可变容量压缩机的启停及其容量的 空调电子控制单元（A/C ECU) 16。
[0033] 如图1所示，本实用新型的车用空调控制系统还包括分别接收来自温度检测单元 的实际温度信号和由A/C ECU 16输出的目标温度信号的作为辅助控制单元的第二控制单 元(在图1中示为HV E⑶15)。
[0034] 还如图1所示，HV E⑶15基于接收到的实际温度信号和目标温度信号向车辆发 动机侧、具体是车辆发动机控制单元发出禁止或允许怠速停机的信号a。此外，本实用新型 的车用空调控制系统还包括与HV E⑶15相连的切换单元14。HV E⑶15基于上述禁止或 允许怠速停机的信号控制切换单元14以使可变容量压缩机在由A/C ECU 16控制的正常工 作模式与由HV ECU 15控制的怠速停机工作模式之间切换。
[0035] 由此，本实用新型在现有的由A/C E⑶16控制可变容量压缩机的启停及其容量的 车用空调控制系统中，增加了作为辅助控制单元的HV E⑶15及切换单元14, HV E⑶15基 于接收到的实际温度信号和目标温度信号两者，判断向车辆发动机控制单元发出禁止怠速 停机信号还是允许怠速停机信号，并且由HV ECU 15基于该禁止或允许怠速停机的信号控 制切换单元14以将可变容量压缩机的工作模式在正常工作模式与怠速停机工作模式之间 进行切换。
[0036] 即在车辆发动机正常运转时由A/C E⑶16控制可变容量压缩机的容量，而在允许 车辆发动机怠速停机时由HV ECU 15控制该可变容量压缩机的容量。以此本实用新型的车 用空调控制系统可以有效地配合混合动力车辆的怠速停机功能，使混合动力车的怠速停机 功能在使用空调的情况下得以实现，且可变容量压缩机在怠速停机工作模式工作时可以获 得更高的效率，从而节省燃料消耗，有利于实现车辆的节能及低排放。
[0037] 更具体地，还参照图1，在HV E⑶15发出禁止怠速停机的信号时，HV E⑶15控制 切换单元14以将A/C E⑶16与可变容量压缩机的容量调节机构13A、13B相连，从而可由 A/C ECU 16控制可变容量压缩机所释放的制冷剂容量。
[0038] 且在HV E⑶15发出允许怠速停机的信号时，HV E⑶15控制切换单元14以将HV E⑶15与容量调节机构13A、13B相连，从而可由HV E⑶15控制可变容量压缩机所释放的 制冷剂容量，由此可以在允许车辆发动机怠速停机时以较小的压缩机容量进行操作，可以 有效地实现节能减排。
[0039] 在本实用新型的一实施例中，上述可变容量压缩机例如可以是斜盘式的压缩机， 且其容量调节机构13A、13B例如可以是可接收来自控制单元的电子控制信号的控制阀，通 过A/C E⑶16或HV E⑶15对该控制阀进行控制，以此调节斜盘上活塞的压力平衡状态， 这样，使斜盘的倾斜角发生变化，由此可以改变活塞行程从而控制所释放的制冷剂容量。但 适用于本实用新型的车用空调控制系统的可变容量压缩机不限于此。
[0040] 此外，回到图1，在图1所示的实施形态中，温度检测单元例如可以包括与A/C EOT 16相连的第一温度传感器11A和与HVE⑶15相连的第二温度传感器11B。由于用于检测 车厢内的实际温度的温度传感器特别敏感，通过设置分别与A/C E⑶16和HV E⑶15相连 的作为温度检测单元的第一温度传感器11A和第二温度传感器11B，S卩、使各控制单元与单 个的温度传感器相连，从而可以提高车用空调控制系统的控制精度。
[0041] 又，在图1所示的实施形态中，上述切换单元14包括由HV E⑶15控制的继电器。 但本实用新型不限于此，该切换单元14可以是能够有效地在使A/C ECU 16与可变容量压 缩机的容量调节机构13A、13B相连和使HV E⑶15与可变容量压缩机的容量调节机构13A、 13B相连两者之间进行切换的任意结构的切换机构。
[0042] 在图1所示的实施形态中，是以具备两个可变容量压缩机的空调装置进行说明 的。但是使用一个可变容量压缩机的时候也能够实现本实用新型的效果。当在车用空调中 设置多个可变容量压缩机时，则在车用空调控制系统中设置多个分别与各可变容量压缩机 的容量调节机构相连的继电器。由此，可以采用价格更便宜的多个小容量可变容量压缩机 以实现与采用单个大容量可变容量压缩机时同样的功能和性能要求。
[0043] 以下结合图1所示的具体实施形态进一步详细说明本实用新型的车用空调控制 系统的工作过程。
[0044] 当空调启动时，此时A/C E⑶16和HV E⑶15两者同时工作，且A/C E⑶16和HV E⑶15两者各自接收来自第一温度传感器11A和第二温度传感器11B的实际温度信号。且 HV ECU 15向车辆发动机控制单元发出禁止怠速停机信号。且操作面板12与A/C ECU 16 连接，而不与HV E⑶15相连。由此，A/C E⑶16还接收乘车人员通过操作面板12输入的 目标温度信号(例如，25°C)。
[0045] 假设在空调启动的初始阶段，车厢内的实际温度为30°C，而操作面板12处设定的 目标温度是25°C。即A/C E⑶16通过第一温度传感器11A接收到车厢内的实际温度为 30°C，通过操作面板12接收到的设定的目标温度为25°C。此时，空调装置中的可变容量压 缩机以正常工作模式工作，即由A/C E⑶16根据第一温度传感器11A实时检测到的实际温 度，以及设定的目标温度25°C，控制可变容量压缩机的容量调节机构13A、13B，以此控制该 可变容量压缩机所释放的制冷剂容量，进行空调的制冷工作。
[0046] 在空调运行一段时间后，当A/C E⑶16通过第一温度传感器11A接收到车厢内的 实际温度达到25°C时，A/C E⑶16向HV E⑶15发出上述通过操作面板12输入的目标温 度信号，例如25°C。HV E⑶15根据该目标温度信号设定所需的温度范围，例如25°C _27°C。
[0047] 此时，HV E⑶15向发动机发出允许怠速停机信号，并且HV E⑶15控制继电器14 触点，以使HV ECU 15与可变容量压缩机的容量调节机构13A、13B相连，从而使可变容量压 缩机处于由HV E⑶15控制的怠速停机工作模式，由HV E⑶15通过容量调节机构13A、13B 控制可变容量压缩机的容量。由于允许发动机怠速停机，压缩机不工作或以高效率的低容 量工作，HV E⑶15通过第二温度传感器11B接收到的车厢内实际温度处于25°C-27°C的 上升区间，此区间内压缩机维持上述怠速停机工作模式。
[0048] 若检测到该实际温度超出上述温度范围，即>27°C时，则由HV E⑶15向车辆发动 机控制单元发出禁止怠速停机信号，以此使发动机保持运转，此时，HV ECU 15控制继电器 14触点，以使A/C E⑶16与可变容量压缩机的容量调节机构13A、13B相连，从而使可变容 量压缩机处于由A/C E⑶16控制的正常工作模式，由A/C E⑶16通过容量调节机构13A、 13B控制可变容量压缩机的容量。而此时由于禁止发动机怠速停机，压缩机正常工作，HV E⑶15通过第二温度传感器11B接收到的车厢内实际温度处于27°C- 25°C的下降区间。 若检测到实际温度<25°C时，重复前述使可变容量压缩机处于怠速停机工作模式的过程。并 且上述过程可循环往复。
[0049] 本实用新型的车用空调控制系统可以有效地配合混合动力车辆的怠速停机功能， 有利于实现车辆的节能及低排放。
[0050] 在不脱离本实用新型的基本特征的宗旨下，本实用新型可体现为多种形式，因此 本实用新型中的实施形态是用于说明而非限制，由于本实用新型的范围由权利要求限定而 非由说明书限定，而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变 化都应理解为包括在权利要求书中。
【权利要求】
1. 一种车用空调控制系统，其特征在于，包括： 用于检测车厢内的实际温度的温度检测单元； 用于由用户设置目标温度的温度设定单元； 分别接收来自所述温度检测单元的实际温度信号和来自所述温度设定单元的目标温 度信号的第一控制单元； 分别接收来自所述温度检测单元的实际温度信号和由所述第一控制单元输出的所述 目标温度信号的第二控制单元，所述第二控制单元基于所述实际温度信号和目标温度信号 向车辆发动机控制单元发出禁止或允许怠速停机的信号；以及 与所述第二控制单元相连的切换单元，所述第二控制单元基于所述禁止或允许怠速停 机的信号控制所述切换单元以使可变容量压缩机在由所述第一控制单元控制的正常工作 模式与由所述第二控制单元控制的怠速停机工作模式之间切换。
2. 根据权利要求1所述的车用空调控制系统，其特征在于，在所述第二控制单元发出 禁止怠速停机的信号时，所述第二控制单元控制所述切换单元以将所述第一控制单元与所 述可变容量压缩机的容量调节机构相连；且在所述第二控制单元发出允许怠速停机的信 号时，所述第二控制单元控制所述切换单元以将所述第二控制单元与所述容量调节机构相 连。
3. 根据权利要求1所述的车用空调控制系统，其特征在于，所述温度检测单元包括与 所述第一控制单元相连的第一温度传感器和与所述第二控制单元相连的第二温度传感器。
4. 根据权利要求1所述的车用空调控制系统，其特征在于，所述切换单元包括由所述 第二控制单元控制的继电器。
5. 根据权利要求4所述的车用空调控制系统，其特征在于，所述切换单元包括用于多 个可变容量压缩机的多个继电器，各个继电器分别与各个可变容量压缩机的容量调节机构 相连。
【文档编号】B60H1/00GK203876529SQ201420267316
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】查常伟, 蒙少锋, 张蓉, 黄锦文 申请人:株式会社电装