CN101660826A

CN101660826A - 一种车用空调的控制方法和系统

Info

Publication number: CN101660826A
Application number: CN200810210515A
Authority: CN
Inventors: 齐阿喜
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2028-08-25
Also published as: CN101660826B

Abstract

本发明提供了一种车用空调的控制方法和系统，其中，方法包括：在接收到用户发送的控制指令后，根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据该控制指令控制电机带动压缩机进行制冷，如果需要供暖，则根据该控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖。在本发明中制冷和供暖都不再依靠发动机进行带动，而是分别采用电机带动压缩机和能够进行独立供暖的制热单元，因此，噪声较小、减少能耗，并且无需靠模式电机的调节板进行温度调节，实现起来更加简便。

Description

一种车用空调的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及控制技术领域，特别涉及一种车用空调的控制方法和系统。

背景技术

现有车用空调是针对目前广泛使用的发动机车辆而设计的，发动机车辆是通过燃油燃烧驱动发动机运行的，其车用空调的控制原理是通过发动机转动时产生的热量送入模式电机，通过模式电机的暖风口对车内供暖；发动机转动时通过离合器带动压缩机转动，产生冷风通过模式电机的冷风口对车内进行制冷。其中可以对压缩机进行控制，在不需要制冷或者仅需要供暖时停止压缩机的转动，从而不产生冷风，但是，只要发动机工作，就会产生热量送入模式电机，因此，在对车用空调进行控制以调节车内温度时，主要是通过调节模式电机的暖风口和冷风口之间的调节板实现的。例如，需要快速降低车内温度时，可以开启压缩机，并将模式电机的调节板向暖风口方向转动，从而关闭暖风口，仅保留冷风口；如果需要将车内温度控制在一定范围，则可以将模式电机的调节板停留在合适的位置，保持冷风口和暖风口的开放比例。

随着人们环保、节能等意识的不断加强，靠电力驱动发动机运行的电动车开始出现，并有大量被使用而取代发动机车的趋势。然而，目前尚没有针对电动车的空调系统进行控制的具体实现方法，如果照搬发动机车的空调控制方法，则会产生以下缺陷：

1)空调的制冷和供暖靠发动机带动，因此，如果要使用车用空调，则必须启动发动机使车置于发动状态，噪音较大。

2)压缩机的运行靠发动机带动，其转速由发动机决定，当由于车运行的需要导致发动机停止或启动时，同样会导致压缩机出现停止或启动，而压缩机在启动过程中的负载是其额定负载的3至5倍，并且，压缩机在初始启动时，需要大约1分钟的时间才能建立起制冷需要的压力，因此，在初始启动时会造成大约1分钟的满功率能量损耗，这就显然都增加了能量消耗。

3)供暖系统的不可控导致在调节车内温度时，需要靠转动模式电机的调节板实现，实现起来比较麻烦。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种车用空调的控制方法和系统，以便于方便地实现对电动车用空调的控制，且能够减少噪声和能量消耗。

一种车用空调的控制系统，该系统包括：空调控制单元、空调驱动单元、电机、压缩机和制热单元；

所述空调控制单元，用于接收用户发送的控制指令，并根据该控制指令确定需要制冷还是供暖，如果需要制冷，则根据所述控制指令生成制冷指令发送给所述空调驱动单元，如果需要供暖，则根据所述控制指令生成供暖指令发送给所述空调驱动单元；

所述空调驱动单元，用于接收到所述制冷指令时，根据所述制冷指令驱动所述电机；接收到所述供暖指令时，根据所述供暖指令驱动所述制热单元；

所述电机，用于受到驱动后，带动所述压缩机进行制冷；

所述制热单元，独立于发送机进行设置，用于受到驱动后，产生热量进行供暖。

一种车用空调的控制方法，该方法包括：

接收用户发送的控制指令，并根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据所述控制指令控制电机带动压缩机进行制冷；如果需要供暖，则根据所述控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖。

由以上技术方案可以看出，本发明提供的方法和系统，在接收到用户发送的控制指令后，根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据该控制指令控制电机带动压缩机进行制冷，如果需要供暖，则根据该控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖。在本发明中制冷和供暖都不再依靠发动机进行带动，而是分别采用电机带动压缩机和能够进行独立供暖的制热单元，因此，在使用车用空调时，无需启动发动机使车子置于发动状态，噪声较小。并且，由于压缩机的转速不再由发动机决定，因此，不会在发动机停止或启动时，导致压缩机频繁的停止或启动，从而避免了因此造成的满功率能量损耗。另外，由于本发明中能够根据用户的控制指令进行制冷或供暖的控制，无需靠转动模式电机的调节板实现，实现起来更加简便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的车用空调控制系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的车用空调的控制方法主要包括：接收用户发送的控制指令，并根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据该控制指令控制电机带动压缩机进行制冷；如果需要供暖，则根据该控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖。

本发明提供的方法采用独立于发动机的压缩机和制热单元，其中，压缩机使用电机进行带动，制热单元不需要发动机而进行独立供暖；并且，该车用空调系统能够根据用户指令分别对供暖单元和制冷单元进行单独控制。

图1为本发明实施例提供的方法流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：空调控制系统接收用户输入的控制指令。

用户可以通过空调控制系统中的空调面板输入控制指令，例如，可以输入想要达到的温度值。

步骤102：根据用户输入的控制指令以及当前环境温度确定需要制冷还是供暖，如果需要制冷，则执行步骤103；如果需要供暖，则执行步骤104。

空调控制系统能够对当前环境温度，即车内温度，进行检测，并将当前环境温度和用户想要达到的温度进行比较，如果用户想要达到的温度低于当前环境温度，则确定需要制冷；如果用户想要达到的温度高于当前环境温度，则确定需要供暖。

步骤103：控制电机带动压缩机进行制冷，结束流程。

在确定需要制冷后，可以根据当前环境温度和用户想要达到的温度之间的差值，确定需要制冷的程度，以便控制电机以合适的输出功率带动压缩机进行制冷工作。例如，当前温度与用户想要达到的温度相差较大，则可以控制电机以较大的输出功率工作，以便能够尽快达到用户想要的温度。

可以预先将压缩机的输出功率设置为不同的档位，不同档位对应不同的温度差值范围，当当前温度与用户想要达到的温度之间的差值处于某个档位对应的差值范围时，控制电机以该档位的输出功率进行制冷。

步骤104：控制制热单元进行供暖，结束流程。

本发明中的制热单元独立于发动机单独进行制热，例如，可以采用正温度系数(PTC，Positive Temperature Coefficient)模块，该PTC模块利用电阻丝产生的热量来进行供暖，除此之外，还可以采用其它的制热单元。

在确定需要供暖后，同样可以根据当前环境温度和用户想要达到的温度之间的差值，确定需要供暖的程度，以便控制制热单元以合适的输出功率进行供暖工作。例如，当前温度与用户想要达到的温度相差较大，则可以控制制热单元以较大的输出功率工作，以便能够尽快达到用户想要的温度。

同样可以预先将制热单元的输出功率设置为不同的档位，不同档位对应不同的温度差值范围，当当前温度与用户想要达到的温度之间的差值满足某个档位对应的差值范围时，控制制热单元以该档位的输出功率进行制热，来对车内进行供暖。

采用上述方法时，也可以将压缩机制冷产生的冷风和制热单元供暖产生的暖风送入模式电机，但在本发明提供的方法中由于可以单独对制冷和制热进行控制，并且，能够控制制冷和制热的程度，因此，无需通过对模式电机的调节板进行控制来实现车内温度调节，可以将模式电机的调节板固定置于中间位置。当然，如果不将模式电机的调节板固定，进一步通过模式电机的调节板实现车内温度的快速调节也是可以的，例如，如果车内温度已经达到用户想要的25℃，用户忽然觉得很冷，则可以通过调节模式电机的调节板来快速调节车内温度。

另外，在上述方法中，用户还可以通过空调面板输入其它控制指令，例如，控制电机输出功率的指令，例如，如果车内温度由35℃已经将至用户想要的25℃，用户忽然觉得很冷，则可以通过直接调节电机输出功率从而降低制冷力度来适当调节车内温度；同样可以通过输入其它控制指令来控制制热单元的输出功率。

另外，在上述方法中，车用空调控制系统能够实时的检测当前的环境温度，随着压缩机或者制热单元的工作，当前的环境温度会逐渐接近用户想要达到的温度，当当前的环境温度达到用户想要达到的温度时，可以将压缩机或制热单元的输出功率设置为最小档位的输出功率。

以上是对本发明提供的方法的描述，下面对本发明提供的系统进行描述。图2为本发明实施例提供的车用空调控制系统结构图，如图1所示，该系统主要包括：空调控制单元200、空调驱动单元210、电机220、压缩机230和制热单元240。

其中，空调控制单元200，用于接收用户发送的控制指令，并根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据该控制指令生成制冷指令发送给空调驱动单元210，如果需要供暖，则根据该控制指令生成供暖指令发送给空调驱动单元210。

空调驱动单元210，用于接收到制冷指令时，根据该制冷指令驱动电机120；接收到供暖指令时，根据该供暖指令驱动制热单元240进行供暖。

电机220，用于受到空调驱动单元210的驱动后，带动压缩机230进行制冷。

制热单元240，独立于发动机进行设置，用于受到空调驱动单元210的驱动后，产生热量进行供暖。

其中，空调控制单元200可以包括：空调面板201、温度传感器202和第一控制子单元203。

空调面板201，用于接收用户输入的包含想要达到的温度值的控制指令，并将该想要达到的温度值发送给第一控制子单元203。

温度传感器202，用于检测当前环境温度，并将检测到的当前环境温度值发送给第一控制子单元203。

第一控制子单元203，将想要达到的温度值和当前环境温度值进行比较，如果想要达到的温度值低于当前环境温度值，则确定需要制冷，并根据想要达到的温度值和当前环境温度值之间的差值确定对应的电机输出功率档位，生成包含该档位信息的制冷指令发送给空调驱动单元210；如果想要达到的温度值高于当前环境温度值，则确定需要供暖，并根据想要达到的温度值和当前环境温度值之间的差值确定对应的制热单元输出功率档位，生成包含该档位信息的供暖指令发送给空调驱动单元210。

另外，用户还可以通过空调面板201直接输入电机或制热单元的输出功率档位值，将该档位值发送给第一控制子单元203，第一控制子单元203接收到电机输出功率档位值后，生成包含该档位值的制冷指令发送给空调驱动单元210；接收到制热单元输出功率档位值后，生成包含该档位值的制热指令发送给空调驱动单元210。

该系统中的空调驱动单元210可以包括：第二控制子单元211、制冷驱动子单元212和制热驱动子单元213。

第二控制子单元211，用于接收到制冷指令时，将制冷指令中的档位信息发送给制冷驱动子单元212；接收到供暖指令时，将供暖指令中的档位信息发送给制热驱动子单元213。

制冷驱动子单元212，用于接收到第二控制子单元211发送的档位信息后，驱动电机220带动压缩机230转动，并根据该档位信息控制电机220的输出功率。

制热驱动子单元213，用于接收到第二控制子单元211发送的档位信息后，驱动制热单元240进行供暖，并根据该档位信息控制制热单元240的输出功率。

另外，上述温度传感器202能够实时检测当前环境温度，第一控制子单元203确定当前环境温度达到想要达到的温度值时，将最低的电机输出功率档位值包含在制冷指令中发送给空调驱动单元210，或者，将最低的制热单元输出功率档位值包含在供暖指令中发送给空调驱动单元210。这样可以使得在满足用户的制冷或供暖需求后，以最小的输出功率维持当前温度。

其中，上述第一控制子单元203和第二控制子单元211可以通过CPU、主控器单元(MCU)、单片机等来实现。制冷驱动子单元212可以通过专用的电机驱动芯片和智能功率模块来实现，其中，智能功率模块主要用于对电机驱动芯片的输出功率进行放大以足够驱动电机。制热驱动子单元213可以通过绝缘栅双极性功率管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)驱动芯片等来实现。

更优地，上述电机220和压缩机230可以采用一体化电机和压缩机来实现，即将压缩机和电机制作成为一体，同轴连接，可以大大减小传动机构所占的空间和产生的噪声。

制冷驱动子单元220在对电机220进行的驱动和控制策略可以采用多种方式实现，例如，可以采用无位置的无级调速方式、磁极位置推断的矢量控制方式等。除了对电机的输出功率进行控制之外，还可以实现对电机的以下控制：转速控制、电流控制、低速振动抑制控制、电流波形斜率补偿功能控制、过负载抑制控制、弱磁通量控制或最大效率控制等，并对电机实现以下保护功能：直流过电压保护、直流低电压保护、输出过电流保护、IPM保护或缺相错误保护等。

本发明实施例提供的方法和系统可以应用在纯电动车或者混合动力车中，带动压缩机的电机可以取自纯电动车或混合动力车上已有的电机。

由以上描述可以看出，本发明提供的方法和系统，在接收到用户发送的控制指令后，根据该控制指令确定需要制冷还是供暖；如果需要制冷，则根据该控制指令控制电机带动压缩机进行制冷，如果需要供暖，则根据该控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖。在本发明中制冷和供暖都不再依靠发动机进行带动，而是分别采用电机带动压缩机和能够进行独立供暖的制热单元，因此，在使用车用空调时，无需启动发动机使车子置于发动状态，噪声较小。并且，由于压缩机的转速不再由发动机决定，因此，不会在发动机停止或启动时，导致压缩机频繁的停止或启动，从而避免了因此造成的满功率能量损耗。另外，由于本发明中能够根据用户的控制指令进行制冷或供暖的控制，无需靠转动模式电机的调节板实现，实现起来更加简便。

更优地，本发明根据用户想要达到的温度和当前环境温度之间的差值，确定电机或制热单元的输出功率，使其能够在最适合的档位进行工作，并且，在当前环境温度达到用户想要达到的温度时，控制电机或制热单元以最低档位的输出功率进行工作，既能够尽快达到用户的需求，又进一步减少了能耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1、一种车用空调的控制系统，其特征在于，该系统包括：空调控制单元、空调驱动单元、电机、压缩机和制热单元；

所述电机，用于受到驱动后，带动所述压缩机进行制冷；

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空调控制单元包括：空调面板、温度传感器和第一控制子单元；

所述空调面板，用于接收用户输入的包含想要达到的温度值的控制指令，并将所述想要达到的温度值发送给所述第一控制子单元；

所述温度传感器，用于检测当前环境温度，并将检测到的当前环境温度值发送给所述第一控制子单元；

所述第一控制子单元，用于比较所述想要达到的温度值和当前环境温度值，如果想要达到的温度值低于当前环境温度值，则确定需要制冷，并根据想要达到的温度值和当前环境温度值之间的差值确定对应的电机输出功率档位，生成包含该档位信息的制冷指令发送给所述空调驱动单元；如果想要达到的温度值高于当前环境温度值，则确定需要供暖，并根据想要达到的温度值和当前环境温度值之间的差值确定对应的制热单元输出功率档位，生成包含该档位信息的供暖指令发送给所述空调驱动单元。

3、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述空调面板还用于接收用户直接输入的电机输出功率档位信息或制热单元输出功率档位信息，并发送给所述第一控制子单元；

所述第一控制子单元，还用于接收到所述电机输出功率档位信息后，生成包含该档位信息的制冷指令发送给所述空调驱动单元；接收到所述制热单元输出功率档位信息后，生成包含该档位信息的制热指令发送给所述空调驱动单元。

4、根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述空调驱动单元包括：第二控制子单元、制冷驱动子单元和制热驱动子单元；

所述第二控制子单元，用于接收到制冷指令后，将该制冷指令中的档位信息发送给所述制冷驱动子单元；接收到供暖指令后，将该供暖指令中的档位信息发送给所述制热驱动子单元；

所述制冷驱动子单元，用于根据接收到的档位信息，驱动所述电机并控制所述电机的输出功率；

所述制热驱动子单元，用于根据接收到的档位信息，驱动所述制热单元并控制所述制热单元的输出功率。

5、根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述温度传感器实时检测当前环境温度；

所述第一控制子单元，还用于在当前环境温度达到所述想要达到的温度值时，将最低的电机输出功率档位值包含在制冷指令中发送给所述空调驱动单元，或者将最低的制热单元输出功率档位值包含在供暖指令中发送给所述将空调驱动单元。

6、一种车用空调的控制方法，其特征在于，该方法包括：

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制指令中包括想要达到的温度值；

该方法还包括：检测当前环境温度；

所述确定需要制冷还是供暖具体为：将所述想要达到的温度值和检测到的当前环境温度值进行比较，如果用户想要达到的温度值低于当前环境温度值，则确定需要制冷，否则确定需要供暖。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述控制指令控制电机带动压缩机进行制冷具体包括：根据所述想要达到的温度值和所述当前环境温度值之间的差值，确定所述电机的输出功率档位信息，根据该档位信息控制所述电机带动压缩机进行制冷；

根据所述控制指令控制独立于发动机设置的制热单元进行供暖具体包括：根据所述想要达到的温度值和所述当前环境温度值之间的差值，确定所述制热单元输出功率档位信息，根据该档位信息控制所述制热单元进行供暖。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：实时检测当前环境温度，如果当前环境温度值与所述想要达到的温度值相同，则控制所述电机或制热单元的输出功率为最小档位的输出功率。

10、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制指令中包括：电机输出功率档位信息或制热单元输出功率档位信息；

所述根据该控制指令确定需要制冷还是供暖包括：如果所述控制指令中包括电机输出功率档位信息，则确定需要制冷，并根据所述控制指令中包括的电机输出功率档位信息执行所述控制电机带动压缩机进行制冷的步骤；如果所述控制指令中包括制热单元输出功率档位信息，则确定需要供暖，并根据所述控制指令中包括的制热单元输出功率档位信息执行所述控制独立于发送机设置的制热单元进行供暖的步骤。