CN102112331A - 空调装置的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制空调装置的控制系统的电力消耗且减少成本的空调装置的控制系统。在搭载于车辆的空调装置的控制系统中，具备：对空调装置所具备的设备进行控制的多个车辆侧ECU(控制装置)(60a～60d)；控制多个车辆侧ECU(60a～60d)的信号控制装置(50)，其中，多个车辆侧ECU(60a～60d)以与车辆的各运行模式相对应的接通断开的组合共通的装置为同类进行分组，并利用共通的信号线将属于同组的车辆侧ECU(60a～60d)连接，从而信号控制装置(50)向各信号线(71、72)发送与车辆的运行模式相对应的接通断开信号。

Description

空调装置的控制系统
技术领域
本发明涉及空调装置的控制系统。
背景技术
作为电力机动车或混合动力车等所搭载的空调装置用的压缩机，使用在壳体内一体内置有电动机的结构的电动压缩机。电动压缩机通常一体装入有将从高电压电源向壳体外周供给的直流电力变换成三相交流电力并经由玻璃密封端子向电动机供电的逆变器装置，对压缩机驱动用电动机的转速进行可变控制。
以往，例如，在电力机动车或混合动力车等中，已知有在蓄电池充电时为了冷却蓄电池而使空调装置用的电动压缩机进行动作的情况。在使电动压缩机进行动作时，使用经由通信电缆将设置在逆变器装置的CPU基板上的控制通信电路和设置在车辆侧的车辆侧控制装置连接的CAN(Controller Area Network)通信线。
专利文献1：日本特表2004-507395号公报
然而，由于CAN通信系统为单系统，因此为了确保通信而必须使工作设备以外的设备全部不工作，从而存在白白地消耗电力的问题。
另外，对于CAN以外的其它信号线，如图5所示，以单系统的线进行连接，与CAN的情况同样地，必须使工作设备以外的设备全部不工作，因而存在白白地消耗电力的问题。
发明内容
本发明为了解决上述问题而作出，其目的在于提供一种抑制白白地消耗电力的情况且能够减少成本的空调装置的控制系统。
为了解决上述课题，本发明采用以下的方法。
本发明的一方式涉及搭载于车辆的空调装置的控制系统，具备：对所述空调装置所具备的设备进行控制的多个控制装置；控制多个所述控制装置的信号控制装置，其中，多个所述控制装置以与车辆的各运行模式相对应的接通断开的组合共通的装置为同类进行分组，并利用共通的信号线将属于同组的所述控制装置连接，从而所述信号控制装置向各所述信号线发送与车辆的运行模式相对应的接通断开信号。
根据此种结构，在搭载于车辆的空调装置的控制系统中，设有对空调装置所具备的设备进行控制的多个控制装置。所述多个控制装置以与车辆的运行模式相对应的工作/停止(接通断开)的组合共通的装置为同类进行分组，并将属于同组的控制装置与共通的信号线连接。所述各组的控制装置所连接的各信号线与信号控制装置连接，从信号控制装置将与车辆的运行模式相对应的接通断开控制信号通过信号线向各控制装置发送。
如此，将相对于车辆的各运行模式进行同样的动作(工作/停止)的控制装置形成为共通的组，并利用共通的信号线将所述组连接，因此能够对工作的控制装置进行限定，能够减少消耗电能。此外，由于信号线基于车辆的运行模式被分组，因此信号控制装置通过控制接通断开信号而能够简便地进行与运行模式相对应的设备的接通断开。此外，信号控制装置为例如唤醒控制用ECU(Electric Control Unit)、使自我诊断功能工作时的诊断用ECU、以及根据用途设置的专用的ECU等。运行模式例如为通常运行时、充电时、动力再生时、行驶时、以及通过接通电源而想要进行空气调和时等。
发明效果
根据本发明，起到能够抑制白白地消耗电力且能够减少成本的效果。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的侧视图。
图2是装入到图1所示的逆变器一体型电动压缩机中的逆变器装置的立体图。
图3是图2所示的逆变器装置的A-A纵向剖面相当图。
图4是与图3所示的逆变器装置相对应的车辆侧的控制装置系统的电路图。
图5是示出以往的车辆侧控制装置与CAN以外的信号线的连接的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明将本发明的空调装置的控制系统适用于逆变器一体型电动压缩机的一实施方式。
图1中示出本发明的一实施方式的逆变器一体型电动压缩机的外观侧视图。
逆变器一体型电动压缩机1具备构成外壳的壳体2。该壳体2通过将收容有未图示的电动机的电动机壳体3和收容有未图示的压缩机构的压缩机壳体4利用螺栓5一体紧固结合而构成。电动机壳体3及压缩机壳体4为耐压容器，为铸铝制。
收容在壳体2内部的未图示的电动机及压缩机构经由电动机轴连结，通过电动机的旋转而驱动压缩机构。在电动机壳体3的一端侧(图1的右侧)设有制冷剂吸入口6，从该制冷剂吸入口6吸入到电动机壳体3内的低温低压的制冷剂气体沿电动机轴线L方向流通电动机周围后，被压缩机构吸入并压缩。通过压缩机构压缩后的高温高压的制冷剂气体喷出到压缩机壳体4内之后，从设置在压缩机壳体4的一端侧(图1的左侧)的喷出口7向外部送出。
在壳体2上的例如电动机壳体3的一端侧(图1的右侧)的下部及压缩机壳体4的一端侧(图1的左侧)的下部这两个部位和压缩机壳体4的上部侧一个部位总计三个部位上设有安装腿8A、8B、8C。逆变器一体型电动压缩机1的安装腿8A、8B、8C通过托架及螺栓而固定设置在车辆的发动机室内设置的行驶用原动机的侧壁等上，从而搭载于车辆侧。
在电动机壳体3的外周部的上部一体成形有箱形状的逆变器收容部9。该逆变器收容部9形成为由上表面打开的规定高度的周围壁包围的箱形状，在侧面上设有两个电缆取出口10。而且，逆变器收容部9的上表面通过将盖部件11螺止固定而密闭。
在逆变器收容部9的内部收容设置有逆变器装置20，该逆变器装置20将从搭载于车辆的未图示的高电压电源单元或蓄电池等经由高电压电缆供给的直流电力变换成三相交流电力，而向收容在电动机壳体3内部的电动机供给。图2中示出该逆变器装置20的立体图，图3中示出图2中的A-A剖面相当图。
逆变器装置20具备逆变器模块23，该逆变器模块23通过嵌入成形而将由铝制板材构成的电力系统基板21和树脂制箱体22一体化，该电力系统基板21安装有由未图示的IGBT等形成的多个半导体开关元件构成的开关电路并安装有缓冲电容器(snubber condenser)、放电电阻等。在电力系统基板21的上表面填充有未图示的热硬化性环氧系树脂，高电压系统的开关电路为了绝缘及防湿而进行树脂密封。
在树脂制箱体22中除了电力系统基板21之外，还一体嵌入成形有与高电压电源连接的P-N端子24或向电动机供给三相交流电力的U-V-W端子25、接地线26及接地线端子27、以及将电力系统基板21和后述的CPU基板30之间连接的多个连接端子28等。该树脂制箱体22形成为矩形形状，P-N端子24向沿着逆变器收容部9的设有电缆取出口10的侧面的一侧突出，U-V-W端子25向与其相邻的接近压缩机壳体4侧的一侧突出。
另外，在树脂制箱体22的各角部分上一体成形有经由螺栓紧固固定在逆变器收容部9的底面上的固定腿部29。该固定腿部29上设有能够供螺栓贯通的接地线端子27，经由螺栓将树脂制箱体22固定在逆变器收容部9的底面，从而对电力系统基板21及后述的CPU基板30的压盖(日语原文：グランド)进行筐体接地。
在构成逆变器模块23的树脂制箱体22的上表面，比树脂制箱体22稍大的CPU基板(印制基板)30配设成与多个连接端子28及接地线26连接的状态。在CPU基板30上安装有由在CPU等的低电压下进行动作的元件构成的控制通信电路，对安装在电力系统基板21上的电力系统电路(开关电路)进行控制。
CPU基板30具备车内LAN即CAN(Controller Area Network)作为与车辆侧的通信方式。因此，在CPU基板30上设有构成控制通信电路的CAN接收器电路，能够连接来自车辆侧设置的上位控制装置即车辆侧ECU(Electric Control Unit)(控制装置)的通信电缆。在CPU基板30上设有CAN通信用的CAN接收器电路31，且CAN接收器电路31与CPU33连接。
在构成逆变器模块23的树脂制箱体22的上表面，比树脂制箱体22稍大的CPU基板(印制基板)30配设成与多个连接端子28及接地线26连接的状态。在CPU基板30上安装有由在CPU等的低电压下进行动作的元件构成的控制通信电路，对安装在电力系统基板21上的电力系统电路(开关电路)进行控制。
接下来，说明控制车载空调装置的电动压缩机的控制系统。
如图4所示，作为控制车载空调装置的电动压缩机的控制系统，具备车辆侧ECU(控制装置)60a～60d和信号控制装置50。
在电力机动车或混合动力车等中，在蓄电池充电时，为了冷却蓄电池而使空调装置用的电动压缩机动作。然而，使与信号控制装置50连接的全部的车辆侧ECU60a～60d为接通状态时，电力过剩，浪费电力。换言之，无需将全部的车辆侧ECU接通，仅使一部分车辆侧ECU为接通状态，就能够进行蓄电池冷却所需的电动压缩机的运转。由此，在本实施方式中，对将车辆侧ECU分成两系统并根据车辆的运行模式而按系统切换接通断开的方法进行说明。
车辆侧ECU60a～60d的与车辆的运行模式相对应的起动/停止的组合以相同ECU为同类进行分组，并利用共通的信号线将属于同一组的ECU相互连接。各信号线与信号控制装置50连接。
具体来说，车辆侧ECU60a、60b在通常模式时起动，在充电模式下停止，并与第一信号线71连接。同样地，车辆侧ECU60c、60d在充电模式和通常模式这两种情况下起动，并与第二信号线72连接。
信号控制装置50向各信号线送出与车辆的运行模式相对应的接通断开信号。具体来说，根据运行模式，向连接为同组的车辆侧ECU60a～60d送出共通的接通断开信号。例如，第一信号线71在通常运行模式时接通，在充电模式时断开。而且，第二信号线72在通常运行模式的情况及充电模式的情况这两种情况下接通。
另外，信号控制装置50例如是用于对来自无线遥控门锁等的通常的点火电路以外的电路的信号进行传送的唤醒(wake up)控制ECU。
此外，上述运行模式是指例如在车辆的通常运行时、车辆的充电时、动力再生时、行驶时及在通过接通电源而进行充电时进行空气调节的情况等。
接下来，说明本实施方式的作用。
从车辆上搭载的高电压电源单元经由高电压电缆向电动压缩机1的逆变器装置20供给的直流电力经由P-N端子24输入给电力系统基板21的开关电路，通过利用CPU基板30的控制电路控制的半导体开关元件的开关动作而将其变换成控制指令频率的三相交流电力之后，从U-V-W端子25经由玻璃密封端子向电动机壳体3内的电动机供电。
通过设置在CPU基板30上的控制通信电路，基于从设置在车辆侧的车辆侧ECU和信号控制装置传送的信号，控制逆变器装置20。
由此，驱动电动压缩机1的电动机旋转，使压缩机构进行动作。通过压缩机构的动作，从制冷剂吸入口6将低温低压的制冷剂气体吸入到电动机壳体3内。该制冷剂在电动机周围沿电动机轴线L方向向压缩机壳体4侧流动而被吸入压缩机构，在被压缩成高温高压的状态后，经由喷出口7向电动压缩机1的外部送出。
在此期间，在从制冷剂吸入口6吸入到电动机壳体3内并沿电动机轴线L方向流动的低温低压的制冷剂气体的作用下，将经由电动机壳体3的壳体壁密接设置在逆变器收納部9的底面上的逆变器装置20的电力系统基板21冷却。由此，安装在电力系统基板21上的半导体开关元件等发热部件被强制冷却，从而能够确保逆变器装置20的耐热性能。
在电力机动车或插入式HEV车等中，在蓄电池的充电时，为了冷却蓄电池而使空调装置用的电动压缩机1运转。
接下来，说明在蓄电池的充电时为了冷却蓄电池而使空调机用的电动压缩机运转的作用。
与第一信号线71连接的车辆侧ECU60a及车辆侧ECU60b在通常模式的运行时起动，例如，在使用空调机作为空气调节器时使用。因此，仅在车辆以通常模式运行时通过信号控制装置50传送接通信号。
另外，与第二信号线72连接的车辆侧ECU60c及60d除了通常模式的运行之外，仅在使电动压缩机动作时起动。因此，在通常模式及充电模式时通过信号控制装置50传送接通信号。
例如，在通过接通电源而对车辆进行充电时，信号控制装置50在第一信号线保持断开的状态下仅向第二信号线送出接通信号。由此，在通过接通电源而对车辆进行充电时，仅将与第二信号线连接的车辆侧ECU60c及车辆侧ECU60d接通。
如此，在充电模式时，仅使电动压缩机动作即可，因此使第一信号线保持断开的状态而仅使第二信号线接通。由此，无需起动不必要的电力而能够使电动压缩机进行动作，因此能够减少多余的电力消耗。
此外，本发明并不局限于上述实施方式的发明，而在不脱离其主要内容的范围内，能够适当变形。例如，在上述的实施方式中，说明了将逆变器收容部9与电动机壳体3一体成形的例子，但未必非要一体成形，而也可以是将分体的逆变器收容部9一体组装的结构。而且，在压缩机构中，并未特别受限制，可以使用任何形式的压缩机构。
如以上说明所示，在本实施方式的空调装置的控制系统中，信号控制装置相对于基于消耗的电能进行分组的车辆侧控制装置，使输出的接通断开信号不同，因此，能够限定工作的车辆侧控制装置，从而能够减少消耗电能。此外，由于信号线基于消耗电能进行分组，因此通过信号控制装置控制接通断开信号而能够简便地进行设备的接通断开。
另外，电子控制单元和信号控制装置由传送接通断开信号的信号线连接。由此，例如与追加能够进行设备间通信的通信线并通过该通信线进行控制的情况相比，能够使基板小型化，并能够抑制费用。
此外，在本实施方式的空调装置的控制系统中，信号线设置为双系统，但信号线的系统数并未局限于此。例如，也可以为3系统或4系统。
另外，在本实施方式的空调装置的控制系统中，信号控制装置50为唤醒ECU，但并不局限于此。例如，也可以是使检查与车辆侧ECU60a～60d连接的设备(系统)正常与否的自我诊断功能进行工作的诊断用ECU，还可以是根据车辆侧ECU驱动的功能设置的专用的ECU。
符号说明：
1 逆变器一体型电动压缩机
20 逆变器装置
21 电力系统基板
30 CPU基板
60a、60b、60c、60d 车辆侧ECU
71 第一信号线
72 第二信号线

Claims (1)

1.一种空调装置的控制系统，搭载于车辆，其具备：
对所述空调装置所具备的设备进行控制的多个控制装置；
控制多个所述控制装置的信号控制装置，
多个所述控制装置以与车辆的各运行模式相对应的接通断开的组合共通的装置为同类进行分组，并利用共通的信号线将属于同组的所述控制装置连接，
所述信号控制装置向各所述信号线发送与车辆的运行模式相对应的接通断开信号。
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