CN102371867B - 安装在电动车辆上的空气调节控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安装在电动车辆上的空气调节控制设备，该电动车辆具有对行驶驱动源提供电力的行驶电池、通过电源给该行驶电池充电的电池充电器以及在车辆内部进行空气调节的空气调节器，该空气调节控制设备控制空气调节器。当在电池充电器连接到电源的状态下执行预空气调节时，该空气调节器操作起动时短时间内产生的浪涌电流被从电源馈送的电力以及从行驶电池馈送的电力吸收，且在浪涌电流被吸收后，空气调节器仅由从所述电源馈送的电力操作。

Description

安装在电动车辆上的空气调节控制设备

技术领域

本发明涉及空气调节控制设备，其控制安装在电动车辆上空气调节器的操作。

背景技术

人们已经提出空气调节器，其包括所谓的预空气调节功能(pre-airconditioning function)，该预空气调节功能事先操作空气调节器从而在上车之前在车辆内部进行空气调节，由此确保上车时的舒适性。然而，当具有这样的预空气调节功能的空气调节器安装在具有作为行驶驱动源的行驶电池的电动车辆上时，空气调节器执行预空气调节从而消耗行驶电池的电力。因此，有充电量减少从而减小行驶距离的风险。在这种情形中，在该类型的电动车辆中，有人提出当安装在电动车辆上的电池充电器利用外部电源提供的电力对行驶电池充电时，将外部电源的电力通过电池充电器提供到空气调节器，且执行预空气调节，从而抑制行驶电池中充电量的减少(参考JP-A-5-147420)。

顺便指出，下面所述的两种类型的外部电源当前用于对电动车辆的行驶电池充电。

1)容量(capacity)相对小的电源(例如，100V(15A)，200V(15A))，其提供给住所电源插座(residential outlet)

2)容量大的电源(例如，三相200V(50kW)，其提供给位于电池充电站的快速充电器

另一方面，电动车辆的空气调节器通常装配有通过电力操作的压缩机，且因此空气调节操作一开始电力就起动。当电机起动时，产生的涌浪电流(inrush current)是稳态电流的几倍到几十倍大。因此，当借助前面所述具有相对小容量的电源对行驶电池充电时，有过量负载施加到住所电源的风险，例如，如果电机的涌浪电流超过电源的容量。为此，需要以大容量取代住所电源的容量以事先吸收涌浪电流。如果不能确保具有这么大容量的电源，则不能执行预空气调节。因此，在提高使用者便利性方面还有改进的余地。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种空气调节控制设备，其能可靠地执行预空气调节，同时抑制行驶电池中充电量的减少，即使使用位于住宅(housing)中的具有相对小容量的电源，且本发明在提高便利性和舒适性方面是有利的。

为了实现该目的，根据本发明，提供了一种安装在电动车辆上的空气调节控制设备，该电动车辆具有为行驶驱动源提供电力的行驶电池、以电源为行驶电池充电的电池充电器以及进行车辆内部空气调节的空气调节器，空气调节控制设备可操作以控制空气调节器，其中，当在电池充电器连接到电源的状态下执行预空气调节时，空气调节器操作起动时短时间内产生的浪涌电流被从电源馈送的电力以及从行驶电池馈送的电力吸收，且在浪涌电流被吸收后，空气调节器仅由从电源馈送的电力操作。

当满足存储在行驶电池中的充电量等于或大于预定的最小充电量的充电量条件时，可执行预空气调节，且当假定吸收浪涌电流所要求的馈电量是最大馈电量时，预定的最小充电量是补偿从最大馈电量减去通过电源获得的馈电量所产生的逆差(deficit)而要求的值。

空气调节控制设备可包括：通信部，其接收从移动装置传输的预空气调节指令以便命令(ordering)在车辆内部执行预空气调节；以及操作起动控制单元，其在通信部接收预空气调节指令时确定电源连接到电池充电器的充电条件以及存储在行驶电池中的充电量等于或大于预定最小充电量的充电量条件是否满足，当充电条件和充电量条件都满足时，操作起动控制单元通过从电源馈送的电力和从行驶电池馈送的电力操作空气调节器，以执行预空气调节。操作起动控制单元可允许在空气调节器的操作开始时短时间内产生的浪涌电流被从电源馈送的电力和从行驶电池馈送的电力吸收，并允许在浪涌电流被吸收后仅由电源馈送的电力操作空气调节器。

该空气调节控制设备可包括操作结束控制单元，在空气调节器操作过程中，其确定结束空气调节器操作所要求的控制结束条件是否满足，并在确定满足控制结束条件时结束空气调节器的操作。

电源可从设置在住宅中的电源插座提供。

空气调节控制设备可进一步包括除雾器控制单元，其在执行预空气调节过程中操作设置在电动车辆玻璃窗上的除雾器。

附图说明

图1是示出根据一个实施例的安装有空气调节控制设备的电动车辆的控制系统以及远程控制空气调节控制设备的移动装置的配置的方框图；

图2是电池充电器、电源和快速充电电源彼此连接的情形的例示图；

图3是空气调节器和空气调节器ECU的外围配置的方框图；以及

图4是空气调节控制设备操作的流程图。

具体实施方式

下面参考附图说明本发明的实施例。

如图1所示，车辆10是电动车辆，而车辆10具有行驶电池12、电池充电器14、空气调节器16和安装其上的本发明的空气调节控制设备18。

行驶电池12提供电力到电机，并配置高压电源，该电机是没有示出的行驶驱动源。电池充电器14利用电源给行驶电池12充电。在该实施例中，如图2所示，电池充电器14包括用于正常充电的第一输入连接器(incoming connector)1402和用于快速充电的第二输入连接器1404。用于正常充电的第一输入连接器1402连接到专用充电缆线4A的输入连接器402，该专用充电缆线4A连接到住宅的电源插座2。第二输入连接器1404连接到专用充电缆线4B的输入连接器404，该专用充电缆线4B连接到设置在专用充电站内的高压大容量快速充电电源6。电池充电器14检测到电源，也就是，AC100V或AC200V施加到第一输入连接器1402，并以正常充电速率进行正常充电。在正常充电中，充满行驶电池12所要求的充电时间是，例如，约14小时(100V)或约7小时(200V)。而且，电池充电器14检测到跨快速充电电源6的电压被提供到第二输入连接器1404，且使用快速充电电源6以高于正常充电速率的充电速率对行驶电池12快速充电。在快速充电中，将行驶电池12充到80％的充电容量所要求的充电时间比正常充电的时间短，例如，约为30分钟。

空气调节器16包括用于冷却的压缩机1602、用于加热的热水加热器1606、基于从电池充电器14提供的电力对压缩机1602和加热器1606提供电力的反相器1608、未示出的检测车辆内部温度的传感器以及未示出的鼓动空气的鼓风机。压缩机1602包括用于驱动的电机1604，且电机1604在空气调节器16起动空气调节操作(冷却)时起动，由此产生是固定电流的几倍到几十倍大的浪涌电流。空气调节器16不限于该配置，而是可以任意配置，例如，通过执行所谓的热泵系统，该热泵系统借助压缩机1602进行冷却和加热。

在描述空气调节控制设备18之前，先描述远程控制空气调节控制装置18以进行预空气调节的移动装置20。在该实施例中，移动装置20包括移动ECU 20A、通信部20B、显示部20C和操作部20D。在移动ECU 20A的控制下，移动装置20通过与安装在车辆10上的通信部34相关的无线通信传输并接收信息，这将在下面说明。显示部20C根据移动ECU 20A提供的显示信号显示字符、图标和图像。在该实施例中，车辆10的通信部34将表示结束预空气调节结束和结束原因的信息通知给移动装置20的通信部20B(这将在下面说明)，移动ECU 20A在显示部(即，显示部20C)上显示结束信息。操作部20D由例如多个操作开关构成，并根据操作开关的操作提供操作信号到移动ECU 20A。操作开关是任意配置的，例如，设置在显示部件20C中的触摸面板。移动ECU 20A包括CPU、其中存储控制程序的ROM、作为控制程序操作区的RAM以及接口连接外围电路的接口部。移动ECU 20A通过执行控制程序来操作。空气调节器16的远程控制是通过对操作部件20D进行操作而将来自从通信部20B的预空气调节指令传输到通信部34来进行的，该通信部34构成空气调节控制设备18的一部分。在该实施例中，预空气调节指令包括规定操作条件的信息，这些信息关于是否以加热模式或冷却模式进行预空气调节，以及是否进一步执行或不执行除雾器，该除雾器将在下面说明。上面操作条件的规定是如下进行的，即通过操作部件20D的操作在显示部件20C上显示操作菜单、通过操作部件20D的操作移动光标、选择操作菜单中显示的任何一项以及进行决策操作。更详细地，在移动装置20中设定有AUTO、COOL、HEAT、DEFORGGER和OFF模式菜单。在预空气调节中，移动装置20处的设定优先于车辆内部操作面板25上的设定。而且，预空气调节指令是在规定了上面的操作条件后通过操作操作部件20D执行的。移动装置20还具有车辆电子钥匙(electronic key)的功能，但省略其详细描述。

下面说明空气调节控制设备18。如图1所示，在车辆10中安装有行驶电池12、电池充电器14、和空气调节器16以及空气调节ECU 24、EV-ECU 26、充电ECU 28、集成ECU 30、远程控制器ECU 32、通信部34、IG开关36、档位传感器38、引擎罩(hood)打开和关闭传感器40、门打开和关闭传感器42、座椅加热器44、以及后除雾器46。空气调节控制设备18包括空气调节ECU 24、EV-ECU 26、充电ECU 28、集成ECU 30、远程控制器ECU 32、通信部34、IG开关36、档位传感器38、引擎罩打开和关闭传感器40以及门打开和关闭传感器42。

空气调节ECU 24、EV-ECU 26、充电ECU 28、远程控制器ECU 32、和集成ECU 30中的每个均包括CPU、其中存储控制程序的ROM、作为控制程序操作区的RAM以及接口连接外围电路的接口部。每个ECU通过执行控制程序来操作。而且，空气调节ECU 24、EV-ECU 26、充电ECU 28、远程控制器ECU 32和集成ECU 30通过图1中双线指示的总线22彼此连接，以便彼此传送信息。总线22包括CAN(控制器局域网)总线22以及电平(level)比CAN总线22低的总线。EV-ECU 26与档位传感器38连接，且集成ECU 30与IG开关36、引擎罩打开和关闭传感器40以及门打开和关闭传感器42连接。

如图3所示，空气调节ECU 24控制空气调节器16，使得室温达到设定温度。更特别地，空气调节ECU 24基于上面传感器的检测结果来控制反相器1608和鼓风机。空气调节ECU 24与设置在车辆内部适当位置的操作面板25连接。操作面板25包括操作部25A和显示部25B。操作部25A包括用于执行冷却和加热转换、温度设定、气流设定、诸如FACE、FOOT、和DEF的鼓风模式转换以及内部和外部空气转换的操作开关。显示部25B借助字符或图标显示空气调节器16的操作条件(停止、冷却、加热)以及上面的设定内容。操作部25A和显示部25B也由空气调节ECU 24控制。

EV-ECU 26电子控制整个车辆10。在该实施例中，EV-ECU 26具有提供控制信号到空气调节继电器45输入端子的功能，该继电器控制空气调节器16的电源的通断。而且，空气调节继电器45也具有控制设置在驾驶员座椅和乘客座椅中的座椅加热器44的操作和不操作的座椅加热器继电器的功能。也就是说，当EV-ECU 26使能(enable)上面的控制信号时，空气调节继电器45的输出端子闭合，空气调节器16接通，且座椅加热器44操作。手动开关4402使设置在车辆内部适当位置的座椅加热器44的功能有效或无效。座椅加热器44可仅在手动开关4402闭合时操作。通过空气调节继电器45的输出端子提供到座椅加热器44的电源是从未示出的附件电池提供的。

充电ECU 28通过电池充电器14控制给行驶电池12的充电操作。而且，充电ECU 28通过电池充电器14监视行驶电池12的充电量，并计算该充电量相对满充电的百分比。而且，充电ECU 28控制电池充电器14以选择性使用电源2和行驶电池12的电力、仅电源2的电力或仅行驶电池12的电力作为要提供给空气调节器16的电力。

集成ECU 30控制安装在车辆10上的多个附件。

在该实施例中，集成ECU 30具有提供控制信号到后除雾器继电器47的输入端子的功能，该后除雾器继电器47控制用于除雾的后除雾器(加热器)46的操作和不操作，后除雾器46设置在后玻璃上。也就是说，当集成ECU 30使上述控制信号有效时，继电器47的输出端子闭合，且后除雾器46操作。在该实例中，空气调节继电器45的输出端子连接到后除雾器继电器47的输入端子。因此，后除雾器继电器47可仅在空气调节继电器45闭合时操作。也就是说，后除雾器46可操作。要通过后除雾器继电器47的输出端子提供到后除雾器46的电力是从未示出的附件电池提供的。而且，在该实例中，将对设置在后玻璃上的后除雾器46进行描述。然而，除了后玻璃之外，同样的配置也可用于设置在后玻璃窗上的除雾器。

通信部34在远程控制器ECU 32的控制下通过与移动装置20的通信部20B相关的无线通信传输和接收信息。在接收到从移动装置20通过通信部34传输的预空气调节指令后，远程控制器ECU 32执行控制操作，这将在下面说明。

IG开关36检测OFF、ACC(附件可用位置)和ON(车辆10可行驶位置)的开关位置。档位传感器38检测变速杆的位置。引擎罩打开和关闭传感器40检测打开和关闭引擎室的引擎罩的打开和关闭状态。门打开和关闭传感器42检测设置在车辆10中的门的打开和关闭状态。IG开关36的位置以及引擎罩打开和关闭传感器40及门打开和关闭传感器42的检测结果通过集成ECU 30经总线22提供给远程控制器ECU 32。档位传感器38的检测结果通过EV-ECU 26经总线22提供给远程控制器ECU32。

下面参考图4的流程图描述空气调节控制设备18的操作。在下面的实例中，描述了这样的情形，其中在停车的车辆10开始通过电源2充电后，使用者借助移动装置20传输预空气调节指令。当电源2或快速充电电源6连接到第一和第二输入连接器1402和1404时，电池充电器14检测该连接并提供开始信号给充电ECU 28(步骤S10)。当接收开始信号后，充电ECU 28从睡眠状态起动(步骤S12)。然后，充电ECU 28控制电池充电器14，并通过电源2或快速充电电源6对行驶电池12充电(步骤S14)。另一方面，远程控制器ECU 32监视是否已经接收到或尚未接收到从集成ECU 30传输的预空气调节指令(步骤S16)。

如果已经接收到预空气调节指令，则远程控制器ECU 32确定是否满足行驶电池12由电池充电器14充电的充电条件(步骤S18)。更具体地，远程控制器ECU 32基于通过总线22从充电ECU 28获得的电池充电器14操作条件的信息确定是否满足充电条件。在该实施例中，远程控制器ECU32确定，如果充电操作是借助电源2执行的，则满足充电条件。远程控制器ECU 32确定，如果充电操作是借助快速充电电源6执行的，则不满足充电条件。也就是说，当第一输入连接器1402和输入连接器402彼此连接以起动充电ECU 28时，也就是当电源2连接到电池充电器14以满足充电条件，即使充电操作已经完成，如果第一输入连接器1402和输入连接器402彼此连接，则保持满足条件。当使用快速充电电源6时，不进行预空气调节。原因是，由于在快速充电操作过程中行驶电池12产生热，因此行驶电池12将借助空气调节器16而冷却。

如果满足充电条件，则远程控制器ECU 32确定是否满足存储在行驶电池中的充电量等于或大于预定最小充电量的充电量条件(步骤S20)。更具体地，远程控制器ECU 32基于经总线22从充电ECU 28获得的行驶电池中的充电量是否等于或大于最小充电量来确定是否满足充电量条件。最小充电量可如下设定。也就是说，当假定吸收浪涌电流所要求的馈送量是最大馈送量时，最小充电量被设定为补偿从最大馈送量减去通过电源获得的馈送量所产生的逆差而要求的值。

如果满足充电条件，则远程控制器ECU 32确定是否满足允许空气调节器16执行空气调节所要求的操作使能条件(operation enable condition)(步骤S22)。该操作使能条件例如是例示出的下列条件。如果满足所有下列条件，则满足操作使能条件。

1)IG开关36处于OFF位置。

这是因为车辆10在充电的同时需要停车。

2)档位传感器38检测的档位是P(停车)。

这是因为车辆10在充电的同时需要停车。

3)由引擎罩打开和关闭传感器40检测的引擎罩打开和关闭状态是关闭。

这是因为在引擎室内操作的空气调节器16的风扇安全性是通过关闭引擎罩确保的。

4)由门打开和关闭传感器42检测的车辆10的所有门打开和关闭状态都是关闭。

这是因为其使得空气调节器16进行的空气调节有效。

如果这些条件在S18、S20和S22中不满足，则处理返回到步骤S10。

如果满足充电条件、充电量条件和操作使能条件所有这三个条件，则远程控制器ECU 32通过EV-ECU 26接通空气调节继电器45。然后，远程控制器ECU 32控制电池充电器14以通过电源2和行驶电池12馈送电力到空气调节器16(步骤S26)。结果，在空气调节器16操作开始时的短时间内产生的浪涌电流被电源馈送的电力和行驶电池馈送的电力吸收。然后，在浪涌电流被吸收后，远程控制器ECU 32控制电池充电器14以仅利用行驶电池12馈送电力到空气调节器16(步骤S28)。在该情形中，远程控制器ECU 32将包含在从移动装置20接收到的预空气调节指令中的诸如加热、冷却和除湿的操作内容提供给空气调节ECU 24。远程控制器ECU 32基于提供的操作内容控制空气调节器16。结果，预空气调节得以执行。当空气调节继电器45在步骤S24中接通时，如果手动开关4402导通，则座椅加热器44操作。

进一步，远程控制器ECU 32确定从移动装置20接收的起动预空气调节时的模式是否被设定为DEFOGGER模式(步骤S30)。如果确定为是，则远程控制器ECU 32指示集成ECU 30执行除雾器操作，由此集成ECU30接通后除雾器46以执行后除雾器46的操作(步骤S32)。然后，在空气调节器16操作的过程中，远程控制器ECU 32确定是否满足结束空气调节器16的操作所要求的控制结束条件(步骤S34)。控制结束条件示例为例如下列条件，且如果至少一项下列条件满足，则控制接收条件得到满足。

1)通过通信部34接收到从移动装置20传输的停止预空气调节的停止指令。

2)至少一个上述操作使能条件没有得到满足。

3)预定时间过去了(elapse)。这是因为行驶电池12的消耗受到抑制。

4)检测到车辆10的控制系统中发生故障。

如果远程控制器ECU 32确定满足控制结束条件，则远程控制器ECU32结束空气调节器16的操作(步骤S36)。更具体地，远程控制器ECU 32通过EV-ECU 26关闭空气调节继电器45。结果，从行驶电池12馈送到空气调节器46的电力停止。在该情形中，如果后除雾器46操作，则后除雾器46也不再操作，因为空气调节继电器45关闭。

远程控制器ECU 32通过通信部34传输结束信息到移动装置20(步骤S38)，其中结束信息包括预空气调节已经结束的事实和预空气调节已经结束的原因。结束的原因可以是表示对应于相应控制结束条件的内容的信息，例如是如下信息。

1)预空气调节响应停止移动装置20的指令而停止。

2)因为预空气调节时间超过预定值，预空气调节停止。

3)因为车辆中检测到故障，预空气调节停止。在3)的情形中，有下列原因。检测到车辆10的控制系统中发生故障。IG开关36不在OFF位置。档位不在P(停车)。引擎罩打开。门打开。

在该实施例中，操作起动控制单元由执行步骤S16到S28的远程控制器ECU 32配置。而且，操作结束控制单元由执行步骤S34和S36的远程控制器ECU 32配置。而且，除雾器控制单元由执行步骤S30、S32以及S36的远程控制器ECU 32配置。

根据该实施例，如果充电条件、充电量条件和操作使能条件所有这三个条件都满足，则由于从电源2馈送的电力和从行驶电池12馈送的电力，空气调节器16操作以执行预空气调节。在该情形中，在空气调节器16的操作起动时的短时间内产生的浪涌电流被从电源2馈送的电力和从行驶电池12馈送的电力吸收。然后，在浪涌电流被吸收后，空气调节器16仅由从电源2馈送的电力操作。因此，即使使用位于住宅内具有相对小容量的电源，也可确保执行预空气调节，同时抑制行驶电池中充电量的减少，而不会对住所电源施加过大负载，且可有利地提高便利性和舒适性。而且，在该实施例中，由于设置在车辆玻璃窗户中的除雾器在执行预空气调节过程中操作，所以玻璃窗上的雾可在上车之前除去，且因此进一步有利地提高了便利性和舒适性。

Claims (6)

1.一种安装在电动车辆上的空气调节控制设备，所述电动车辆具有对行驶驱动源提供电力的行驶电池、通过电源对所述行驶电池充电的电池充电器、以及在车辆内部进行空气调节的空气调节器，所述空气调节控制设备能够操作以控制所述空气调节器，

其中，当在所述电池充电器连接到所述电源的状态下执行预空气调节时，在所述空气调节器的操作起动时短时间内产生的浪涌电流被从所述电源馈送的电力以及从所述行驶电池馈送的电力吸收，且在所述浪涌电流被吸收后，所述空气调节器仅由从所述电源馈送的电力操作，

其中，当存储在所述行驶电池中的充电量等于或大于预定的最小充电量的充电量条件满足时，执行所述预空气调节，并且

当假定吸收所述浪涌电流要求的馈电量是最大馈电量时，所述预定的最小充电量是补偿由所述最大馈电量减去通过所述电源获得的馈电量产生的逆差所要求的值。

2.根据权利要求1所述的空气调节控制设备，包括：

通信部，接收从移动装置传输的预空气调节指令以命令在所述车辆内部执行预空气调节；以及

操作起动控制单元，当所述通信部接收到所述预空气调节指令时，所述操作起动控制单元确定所述电源连接到所述电池充电器的充电条件、以及存储在所述行驶电池中的充电量等于或大于预定最小充电量的充电量条件是否满足，当所述充电条件和所述充电量条件都满足时，所述操作起动控制单元通过从所述电源馈送的电力和从所述行驶电池馈送的电力操作所述空气调节器，以执行所述预空气调节，

其中，所述操作起动控制单元允许在所述空气调节器的操作起动时短时间内产生的所述浪涌电流被从所述电源馈送的电力以及从所述行驶电池馈送的电力吸收，并允许所述空气调节器在所述浪涌电流被吸收后仅由从所述电源馈送的电力操作。

3.根据权利要求2所述的空气调节控制设备，进一步包括：

操作结束控制单元，所述操作结束控制单元确定在所述空气调节器的操作过程中结束所述空气调节器的操作所要求的控制结束条件是否满足，并在确定所述控制结束条件满足时结束所述空气调节器的操作。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气调节控制设备，其中，所述电源由设置在住宅中的电源插座提供。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气调节控制设备，进一步包括：

除雾器控制单元，在所述预空气调节的执行过程中对设置在所述电动车辆的玻璃窗上的除雾器进行操作。

6.根据权利要求4所述的空气调节控制设备，进一步包括：

除雾器控制单元，在所述预空气调节的执行过程中对设置在所述电动车辆的玻璃窗上的除雾器进行操作。

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