专利名称：电动车中的空调器的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种空调器的控制方法，并且更特别地涉及一种用于电动车的空调系统的控制方法，其能够防止由空调系统中的加热器消耗的功率。
背景技术：
近来，随着对环境友好型能源的发展的关注度的提高，使用电池作为能量源的电动车也已经在汽车产业领域中受到集中的关注。对于电动车来说一个值得注意的问题是电动车的行驶范围较短。这意味着，消费者在车辆必须在充电站再充电之前仅能够驾驶该车辆行驶几百英里。有时，这些充电站对于消费者而言并不是很容易到达，因此消费者不能够从充电站所位于的他或她的家行驶很长的距离。因此，由于电池有限的凝聚积累 (accumulation of condensation)，存在着对持续寻找增加电动车中电池的总行驶距离范围的新方式的一贯需求。在电动车中，车辆的内部舱室温度是通过独立的电加热器和空调系统来控制的。 特别地，电动车的空调系统所消耗的功率大于发动机驱动的车辆的空调系统所消耗的功率，这是因为即使在夏季很热的时候，电动车中的空调系统也需要消耗功率来分别驱动电加热器和空调系统以便控制车辆的内部温度。因此，电动车中的空调系统能够并且确实极大地影响电动车的行驶范围。尽管该范围能够通过限制用户对空调系统的使用来增大，但是这会使乘客付出特别是在炎热的夏季感到非常不舒服的代价。本背景技术部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，并且不应被看作是对该信息形成了本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明是致力于提供一种空调器的控制方法而做出的，所述控制方法能够通过根据期望排气温度、期望蒸发器温度、蒸发器温度和加热器排气温度确定一个或多个加热器切断条件是否得到满足，然后响应于确定这些条件中的一个或多个得到满足而切断加热器，来防止由于驱动空调器中的加热器而消耗的功率。此外，本发明是致力于提供一种空调器的控制方法而做出的，所述控制方法能够通过在空调器处于操作状态时延迟加热器的操作，来减小在加热器和空调器同时操作时产生的、由电动车中的空调系统消耗的功率。本发明的示例性实施例提供了一种空调器的控制方法，其包括由控制器确定用于将车辆的内部舱室温度维持在期望的内部温度的来自空调系统的期望排气温度和作为蒸发器温度的期望蒸发器温度中的任何一个是否满足加热器操作条件；当加热器操作条件得到满足时，由控制器根据车辆的温度和行驶条件来控制加热器的操作以输出期望排气温度；以及在加热器被操作的情况下，当加热器的测量到的加热器排气温度被测量为等于或大于参考温度或者加热器排气温度比期望排气温度大预定温度或更多时，切断加热器的操作。控制方法还可以包括在加热器操作被切断之后，重新确定至少期望排气温度和期望蒸发器温度是否满足加热器驱动条件；以及当加热器操作条件得到满足并且期望排气温度是第一温度或更小且加热器排气温度比期望排气温度低第一预定量T1 (例如15°C ) 时，作为响应而启动加热器的操作。此外，在加热器操作条件得到满足并且期望排气温度在第一温度之上的情况下， 当加热器排气温度低于第二温度时可以再次操作加热器。另外，当期望蒸发器温度比当前测量的蒸发器温度高第二预定量T2 (例如2°C )或者期望排气温度比期望蒸发器温度高第三预定量T3(例如4°C )时，加热器驱动条件可以被确定为得到满足。控制方法还可以包括空调系统驱动确定和延迟步骤作为在确定加热器操作条件已经得到满足之后确定空调系统是否正被操作的结果，当空调系统正被操作时，使加热器保持“最大程度运行(maxed out) ”状态预定时间，使得在过去预定时间之后执行加热器的操作。另外，在确定空调系统未被操作的情况下，当加热器操作条件得到满足时，可以根据车辆的温度和行驶条件来控制加热器进行操作以输出期望排气温度。例如，当加热器排气温度是作为参考温度的预定温度T4 (例如85°C )或更大，或者加热器排气温度比期望排气温度大预定温度T5 (例如20°C)或更大(该温度是用于切断对加热器的供电的预定温度)时，可以切断加热器操作。有利地，空调器的控制方法通过基于期望排气温度、期望蒸发器温度、蒸发器温度和/或加热器排气温度确定一个或多个加热器切断条件是否得到满足，然后响应于该确定切断加热器，来防止由于电动车的空调系统中的加热器的操作而消耗的电力。此外，根据本发明的示例性实施例，能够通过在空调器处于操作状态时延迟加热器的操作，来减小当加热器和空调器被同时操作时产生的、由空调系统消耗的功率量。本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点根据结合在本文中的附图以及一起用于解释本发明的某些原理的本发明的下列详细说明将是明显的或者将在附图以及下列详细说明中更详细地阐述。
图IA和图IB是示出根据本发明的示例性实施例的空调器的控制方法的流程图；图2是为了说明图IA和图IB中所示的空调器的控制方法而示出空调系统的配置的框图。应该理解的是，附图不一定要依比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、 位置和形状，将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。
具体实施例方式现在将详细参考本发明的各种实施例，其实例在附图中示出并在下面说明。虽然将结合示例性实施例说明本发明，但是应理解的是，本说明并非意在将本发明限于那些示例性实施例。相反，本发明意在不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖可包括在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代形式、改型、等效形式和其它实施例。在下文中参考附图描述本发明的示例性实施例，以便本领域技术人员能够容易地实施本发明。应该理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括含燃料电池车和混合动力车在内的所有电动车及其任何配置，诸如包括运动型多功能车 (SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等。此外，还可以修改本发明以便也用在燃料消耗车辆中。然而，下面的实例将参考利用电池作为其主要动力源的电动车来描述。参考图1A、IB和2，空调控制器110被安装和配置成计算来自空调系统100的排放空气的期望排气温度T。和空调器130中蒸发器的期望蒸发器温度Τε。，以便驾驶者保持车辆舱室内的期望内部温度。空调控制器110执行驱动条件确定步骤Si，其确定空调控制器110先前计算的期望排气温度Τ。或期望蒸发器温度Τε。是否满足用于操作空调系统100内的加热器的操作条件。示例性实施例中的空调控制器100可以是FATC(全自动温度控制)控制器，其根据从车辆中的各种传感器(未示出)提供的车辆的状态和温度，来控制诸如加热器120和空调器130之类的电子装置的操作，其中加热器120和空调器130各自是空调系统100中的独
SL^dt H ο例如，在驱动条件确定步骤Sl中，当例如期望蒸发器温度Te。比从空调器130中的蒸发器测量的蒸发器温度T6高T2度(例如2°C )，或者期望排气温度T。比期望蒸发器温度 1；。高1~3(例如4°C)时，空调控制器110可以确定加热器驱动条件已经得到满足。空调控制器110可以确定期望蒸发器温度Te。是否大于通过把T2 (例如2V )加到蒸发器温度Te上而获得的第一值(Sll)，并且当期望蒸发器温度Τε。大于通过把T2 (例如2°C)加到蒸发器温度T6上而获得的第一值时，可以确定加热器驱动条件得到满足。当期望蒸发器温度Tto等于或小于通过把T2加到蒸发器温度Te上而获得的第一值时，空调控制器110可以确定期望排气温度T。是否大于通过把T3 (例如4°C )加到期望蒸发器温度Τε。上而获得的第二值(S12)。如果Τ。不大于通过把T3 (例如4°C )加到期望蒸发器温度Τε。上而获得的第二值，则控制器重复步骤(Sll)和(SU)直到定义的条件之一得到满足。特别地，当期望排气温度Τ。大于通过把T2 (例如4°C )加到期望蒸发器温度Τε。上而获得的值时，空调控制器110确定加热器操作条件已经得到满足。可替换地，当确定加热器操作条件没有得到满足时，加热器120被保持关闭(SO并且控制器重复步骤(Sll)或(S61) 和(Si》或(S6》直到加热器操作条件之一得到满足。当在驱动条件确定步骤(Si)中确定加热器操作条件之一得到满足时，控制器然后可以在类似图IA所示实施例的一些实施例中附加地确定空调器130当前是否正被操作(S21)，并且执行空调器驱动确定和延迟步骤(S2)，其根据空调器130是否被驱动而使加热器120停止预定时间。首先，当确定空调器130没有被操作时(S21)，执行根据车辆的温度和行驶条件来控制加热器120的操作的加热器操作控制步骤(S； )以输出期望排气温度Τ。。当确定空调器130被操作时(S21)，空调控制器110驱动计时器t。空调控制器110从计时器t确定特定操作时间是否已经过去预定时间t。(S23)，并且当计时器t已经过去预定时间t。时，控制器110执行控制加热器120的操作的加热器操作控制步骤(S； )。预定时间t。可以设定为例如1分钟。S卩，当结合空调器驱动确定和延迟步骤/程序来操作空调器130(S2)时，可以在使加热器120停止预定时间t。之后执行控制加热器120的驱动的加热器驱动控制步骤(S3)， 其中通过例如减小空调器130的压缩机的运转RPM来使蒸发器的温度降低。空调控制器110控制可被实施为正热系数(PTC)加热器的加热器120的操作，使得从空调系统100供应到车辆中的空气的温度根据内部/外部空气的温度和车辆的条件而被控制以成为期望排气温度T。。空调控制器100通过控制以PWM(脉宽调制)型方案提供给加热器120的操作信号来控制从加热器120排放的空气的温度，以便控制空调系统100 的排气温度成为期望排气温度T。。当加热器正被操作时，执行加热器切断确定步骤(S4)。当由被驱动的加热器120 连续升高的加热器排气温度Tp大于或等于参考温度T4或者当加热器排气温度Tp大于或等于预定温度T5加上期望排气温度T。时，该步骤(S4)切断加热器120的驱动。例如，空调控制器110可以在加热器切断确定步骤(S41)中确定加热器排气温度 Tp是否是作为参考温度T4的85°C或更高，并且当确定加热器排气温度Tp是T4或更高时，通过关闭加热器(S4!3)来关闭加热器(SO以防止加热器120变得过热。参考温度T4可以根据车辆的空调系统的驱动特性和车辆当前正驶入或先前已经驶入的环境而被设定为不同的值。当在步骤(S4)中确定加热器排气温度Tp小于参考温度T4时，空调控制器110然后确定加热器排气温度Tp是否大于或等于期望排气温度T。加上T5(例如20°C )，其组合是预定温度。当加热器排气温度Tp大于或等于通过把T5加到期望排气温度T。上而获得的值时，通过关闭对加热器的电力供应(S43)来关闭加热器(S5)，以便防止由于使加热器120过热而产生的更多的电力消耗。当加热器排气温度Tp小于参考温度T4并且小于通过把预定温度T5加到期望排气温度τ。上而获得的值时，控制器可以配置成接着执行加热器驱动控制步骤(S3)，其通过加热器120的操作，通过加热器排气温度Tp来控制期望排气温度T。。当在(S4)中加热器120被关闭并被保持关闭状态(S5)时，为了确定用于重新操作加热器120的切断取消条件，操作条件重新确定步骤(S6)重新确定期望排气温度T。或期望蒸发器温度Tto是否满足加热器操作条件。在操作条件重新确定步骤S6中，当期望蒸发器温度Te。比蒸发器温度Te高T2 (例如2V )或者期望排气温度T。比期望蒸发器温度Te。 高T3 (例如4°C )时，空调控制器110确定加热器重新操作条件是否得到满足。在驱动条件重新确定步骤(S6)中，空调控制器110确定期望蒸发器温度Τε。是否大于通过把T2 (例如2°C)加到蒸发器温度T6上而获得的第一值。此外，当期望蒸发器温度Τε。大于通过把T2 (例如2V )加到蒸发器温度T6上而获得的第一值时，确定加热器重新驱动条件得到满足，并且执行切断取消确定步骤(S7)。在这样做时，控制器110确定用于取消加热器120的切断的条件是否得到满足。当期望蒸发器温度Tto等于或小于通过把T2 (例如2V )加到蒸发器温度上而获得的第一值时，空调控制器110确定期望排气温度τ。是否大于通过把T3 (例如4°C )加到期望蒸发器温度Tto上而获得的第二值(S62)。此外，当期望排气温度T。大于通过把T3 (例如 40C )加到期望蒸发器温度Tto上而获得的第二值时，空调控制器110然后确定加热器操作条件得到满足，并且执行切断取消确定步骤(S7)以确定用于取消加热器120的切断(开启加热器120)的条件是否得到满足。在驱动条件重新确定步骤(S6)中，当确定加热器驱动条件没有得到满足时，加热器120被保持关闭(S5)，处于切断状态。当在切断取消确定步骤(S7)中期望排气温度T。 是T6 (例如64°C )或更小时，确定加热器排气温度Tp是否比期望排气温度T。低T1 (例如 15°C ) (S71)。当期望排气温度T。小于或等于T6并且加热器排气温度Tp小于通过把T1 (例如15°C )加到期望排气温度Τ。上而获得的值时，确定加热器切断取消条件得到满足。T6可以设定为例如64°C。更具体地，温度T6是用于期望排气温度T。的调谐值，并且可以根据空调系统100的温度控制特性来设定。优选地，当加热器120是PTC加热器时，即使在供应电力的情况下温度也不会立刻升高，因此当(目前从加热器120测量的)加热器排气温度Tp小于通过把T1 (例如15°C) 加到期望排气温度T。上而获得的值时，可以使加热器120返回到开启状态(取消加热器切断)(S73)以便通过提早允许加热器120的加热来容易地将来自空调系统100的排气温度控制为期望排气温度T。。当期望排气温度T。大于T6时，控制器110确定加热器排气温度Tp是否小于或等于1~7 (例如84°C ) (S72)，并且当期望排气温度！；在！^以上并且期望排气温度Tp小于或等于T7时，确定切断取消条件也得到满足。T7可以设定为例如84°C。当期望排气温度T。大于T6时，与T。为T6或更小时相比加热器120被提早操作，并且当加热器排气温度Tp为T7或更小时，确定加热器切断取消条件得到满足，并且使加热器 120返回到开启状态(S73)。当加热器120的切断被取消(即，使加热器120返回到开启状态)时，再次执行控制加热器120的操作的加热器驱动控制步骤(S3)，使得供应到车辆中的空气的温度成为期望排气温度T。。有利地，通过在某些取决于温度的条件和/或取决于时间的条件得到满足时关闭加热器120，本发明能够防止由于加热器120的操作而消耗电力。这些条件基于期望排气温度T。、期望蒸发器温度Τε。、蒸发器温度T6和加热器排气温度Τρ。此外，通过在空调器处于操作状态时延迟加热器的操作，本发明能够减小当加热器和空调器被同时操作时产生的、由空调系统消耗的功率量。此外，本发明可以实施为包含由处理器执行的可执行程序指令的车载计算单元中的计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩盘(CD)-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读媒介以分布式方式被存储和执行。出于例证和说明的目的，已经给出了本发明的具体示例性实施例的上述说明。它们并非意在是无遗漏的或者将本发明限制于所公开的精确形式，并且明显的是，根据上述教导，许多改型和变型都是可能的。选择和说明示例性实施例是为了解释本发明的某些原理和它们的实际应用，从而使本领域技术人员能够做出和利用本发明的各种示例性实施例及其各种替代形式和改型。本发明的范围应该由所附权利要求和它们的等价形式限定。
权利要求
1.一种空调器的控制方法，包括由控制器确定用于将车辆的内部温度维持在期望的内部温度的来自空调系统的期望排气温度和作为蒸发器的温度的期望蒸发器温度中的至少一个是否满足加热器操作条件；当所述加热器操作条件得到满足时，由所述控制器根据车辆的温度和行驶条件来控制加热器的操作以输出所述期望排气温度；以及在所述加热器被驱动的情况下，当来自所述加热器的加热器排气温度是参考温度或更高，或者加热器排气温度比所述期望排气温度大预定温度或更多时，由所述控制器关闭所述加热器。
2.如权利要求1所述的方法，还包括响应于关闭所述加热器，启动重新确定至少所述期望排气温度和所述期望蒸发器温度是否满足所述加热器操作条件的处理；以及当所述加热器操作条件得到满足并且所述期望排气温度小于或等于第一温度T6且所述加热器排气温度小于所述期望排气温度加上15°C时，开启所述加热器。
3.如权利要求2所述的方法，其中在所述加热器操作条件得到满足并且所述期望排气温度大于第一温度T3的情况下，当所述加热器排气温度低于第二温度T7时，使所述加热器返回到开启状态。
4.如权利要求2所述的方法，其中当所述期望蒸发器温度比当前测量的蒸发器温度高 2°C，或者所述期望排气温度比所述期望蒸发器温度高4°C时，所述控制器确定所述加热器操作条件得到满足。
5.如权利要求1所述的方法，还包括作为在对操作条件的确定中操作条件得到满足时确定所述空调系统中的空调器是否被操作的结果，当所述空调器被操作时，使所述加热器保持最大容量预定时间，使得能够在过去预定时间之后控制所述加热器。
6.如权利要求5所述的方法，其中当所述控制器确定所述空调器未被操作时，执行加热器控制。
7.如权利要求1所述的方法，其中当所述加热器排气温度是作为第二参考温度T4的 85°C或更高，或者所述加热器排气温度比所述期望排气温度大至少20°C时，关闭所述加热器，其中20°C是预定温度T5。
8.一种用于车辆的空调系统，包括加热器，其被配置成输出温度Τ。；空调器中的蒸发器，其被配置成输出温度T6 ；控制器，其被配置成确定来自空调系统的期望排气温度和期望蒸发器温度中的至少一个是否满足加热器操作条件，当所述加热器操作条件得到满足时根据车辆的温度和行驶条件控制所述加热器的操作以输出所述期望排气温度；并且在所述加热器正被操作的情况下，当来自所述加热器的加热器排气温度大于参考温度T2或者所述加热器排气温度大于所述期望排气温度加上预定量T3时，关闭所述加热器。
9.如权利要求8所述的空调系统，其中所述控制器还被配置成响应于关闭所述加热器，而启动重新确定至少所述期望排气温度和所述期望蒸发器温度是否满足所述加热器操作条件的处理；当所述加热器操作条件得到满足并且所述期望排气温度小于或等于第一温度T6且所述加热器排气温度小于所述期望排气温度加上15°C时，开启所述加热器。
10.如权利要求9所述的空调系统，其中在所述加热器操作条件得到满足并且所述期望排气温度大于第一温度T3的情况下，当所述加热器排气温度低于第二温度T7时，使所述加热器返回到开启状态。
11.如权利要求9所述的空调系统，其中当所述期望蒸发器温度比当前测量的蒸发器温度高2°C，或者所述期望排气温度比所述期望蒸发器温度高4°C时，所述控制器确定所述加热器操作条件得到满足。
12.如权利要求8所述的空调系统，其中所述控制器还被配置成作为在对操作条件的确定中操作条件得到满足时确定所述空调系统中的空调器是否被操作的结果，当所述空调器被操作时，使所述加热器保持最大容量预定时间，使得能够在过去预定时间之后控制所述加热器。
13.如权利要求12所述的空调系统，其中当所述控制器确定所述空调器未被操作时， 执行加热器控制。
14.如权利要求8所述的空调系统，其中所述控制器被配置成当所述加热器排气温度是作为第二参考温度T4的85°C或更高，或者所述加热器排气温度比所述期望排气温度大至少20°C时，关闭所述加热器，其中20°C是预定温度T5。
15.如权利要求8所述的空调系统，其中所述加热器是正热系数(PTC)加热器。
16.一种包含由处理器执行的可执行程序指令的计算机可读介质，包括确定用于将车辆的内部温度维持在期望的内部温度的来自空调系统的期望排气温度和作为蒸发器的温度的期望蒸发器温度中的至少一个是否满足加热器操作条件的程序指令；当所述加热器操作条件得到满足时根据车辆的温度和行驶条件控制所述加热器的操作以输出所述期望排气温度的程序指令；以及在所述加热器被驱动的情况下，当来自所述加热器的加热器排气温度是参考温度或更高，或者所述加热器排气温度比所述期望排气温度大预定温度或更多时，关闭所述加热器的程序指令。
全文摘要
本发明提供了一种电动车中的空调器的控制方法，包括由控制器确定用于将车辆的内部温度维持在期望的内部温度的来自空调系统的期望排气温度和作为蒸发器的温度的期望蒸发器温度中的至少一个是否满足加热器操作条件；当加热器操作条件得到满足时，由控制器根据车辆的温度和行驶条件来控制加热器的操作以输出期望排气温度；以及在加热器被驱动的情况下，当来自加热器的加热器排气温度是参考温度或更高，或者加热器排气温度比期望排气温度大预定温度或更多时，由控制器关闭加热器。
文档编号F24F11/00GK102434942SQ20111033461
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月8日 优先权日2010年9月9日
发明者张起龙, 朴俊炯, 权正浩, 李昶远, 林太雄, 金才熊 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社