CN102374604B - 车辆空调温度控制的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆空调温度控制的方法及系统，所述方法包括：判断热源温度步骤，其包括根据冷却液温度估计热源温度，并判断估计的热源温度是否足够高；判断加热需求步骤，其包括判断被空调系统调整的目标环境的温度是否满足期望，如果目标环境的温度低于期望则有加热需求；及调整供热量步骤，其包括在判断有加热需求的情况下，判断发动机的状态，如果发动机没有启动且估计的热源温度足够高，则启动辅助泵，以将发动机的余热用于空调系统，如果估计的热源温度不够高，则使辅助泵关闭。根据本发明，在发动机关闭时，可以进入电动空调温度控制模式，提供良好用户体验。

Description

车辆空调温度控制的方法及系统

技术领域

本发明涉及空调温度控制，尤其涉及对混合动力车辆的车辆空调温度控制的方法及系统。

背景技术

车辆空调系统(HVAC System)可能通过多个热源供暖，传统上需要设置热源温度传感器来检测热源的温度，以便控制供暖的量，进而实现对实际供暖需要的控制。然而，多个热源温度传感器的设置会增加空调控制系统的复杂度和成本。

另外，传统的混合动力车用高压电加热器(Positive TemperatureCoefficient，PTC)对空调系统供热，高压电加热器虽然电力充足，但是因为高压电加热器的位置靠近乘客舱，高压电加热器对用电安全的控制造成困难。

因此，有必要提出一种改进型的对于车辆空调温度控制的方法及系统，以克服现有技术中存在的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆空调温度控制的方法及系统，能够实现对热源的有效控制和能源的节约利用。

为解决上述技术问题，根据本发明的一方面提供了一种车辆空调温度控制的方法，其包括：判断热源温度步骤，其包括根据冷却液温度估计热源温度，并判断估计的热源温度是否足够高；判断加热需求步骤，其包括判断被空调系统调整的目标环境的温度是否满足期望，如果目标环境的温度低于期望则有加热需求；及调整供热量步骤，其包括在判断有加热需求的情况下，判断发动机的状态，如果发动机没有启动且估计的热源温度足够高，则启动辅助泵，以将发动机的余热用于空调系统，如果估计的热源温度不够高，则使辅助泵关闭。

优选地，所述调整供热量步骤包括如果在启动辅助泵的情况下仍有加热需求，则打开电加热器，将电加热器产生的热量用于空调系统。

优选地，所述将电加热器产生的热量用于空调系统包括根据加热需求调整电加热器的加热级别，电加热器的加热级别可以被有级或无级控制。

优选地，所述调整供热量步骤包括在电加热器的最高量加热级别不能满足加热需求时，启动发动机给空调系统供热。

优选地，所述调整供热量步骤包括如果发动机启动，则关闭辅助泵和/或电加热器。

优选地，所述调整供热量步骤包括在判断有加热需求的情况下，通过判断外界温度来控制发动机，如果外界温度低于标定最低外界温度，则启动发动机加热。

优选地，如果混合风门位于最大制冷位置，则不打开辅助泵和/或电加热器。

优选地，在车辆提供高压的动力电源和低压电源，用所述低压电源给所述电加热器供电，监视所述低压电源的状态，在出现低压电源电力不足的状态时，通过高压动力电源对低压电源充电。

优选地，所述判断热源温度步骤包括如果估计的所述热源温度不低于标定最低热源温度，则判断估计的热源温度足够高，否则判断估计的热源温度不够高。

优选地，如果有除霜/雾需求，则启动发动机加热。

根据本发明的另一方面提供了一种车辆空调温度控制的系统，其包括自动空调温度控制器、低压电加热器以及发动机，自动空调温度控制器用于判断加热需求，并根据加热需求分别控制低压电加热器和发动机，低压电加热器根据自动空调温度控制器的控制请求打开或关闭，并在打开时给空调系统供热，发动机根据自动空调温度控制器的控制请求启动以给空调系统供热。

优选地，所述自动空调温度控制器还连接到辅助泵及所述发动机的冷却液的温度传感器，所述自动空调温度控制器根据加热需求及冷却液的温度控制所述辅助泵，所述辅助泵根据所述自动空调温度控制器的控制请求打开以将发动机的余热用于空调系统。

优选地，所述低压电加热器具有多个加热级别，自动空调温度控制器用于根据加热需求的不同来调整低压电加热器的加热级别。

优选地，所述自动空调温度控制器还接收混合风门的位置信号，如果所述自动空调温度控制器接收到混合风门位于最大制冷位置的信号，则控制不打开所述低压电加热器和/或所述辅助泵。

本发明的车辆空调温度控制的方法及系统在发动机关闭时，可以进入电动空调温度控制模式，通过辅助泵和/或低压电加热器供热提供良好用户体验。由于在发动机没有启动的情况下通过打开辅助泵可以继续利用发动机的余热给空调系统供热，直到传感器测得冷却液的温度不够高时再停止辅助泵，从而通过合适的热源控制和有效的节能控制策略，可以取消传统的暖风芯体温度传感器，降低了零件的成本，并且，可以实现对热源的有效控制，以及实现能源的节约利用。

此外，本发明采用低压电加热器对空调系统供热，对于电动或者混合动力车，在合适的电池管理下，可以通过高压动力电池对低压电池充电，从而能够获得充足的电力。

通过以下参考附图的详细说明，本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明，其中：

图1为根据本发明一种具体实施方式的车辆空调温度控制的系统中热源的使用优先顺序示意图。

图2为根据本发明一种具体实施方式的车辆空调温度控制的系统中低压电加热器的控制策略图。

图3为根据本发明一种具体实施方式的车辆空调温度控制的系统中的发动机启动请求控制图。

具体实施方式

为使上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明一种实施方式的车辆空调温度控制的系统用于对混合动力车辆的热源温度进行控制，其包括自动空调温度控制器、低压电加热器、发动机、以及辅助泵。其中，低压电加热器、发动机、以及辅助泵为本发明的车辆空调温度控制的系统中的三种热源。

自动空调温度控制器用于判断加热需求，并根据加热需求来分别控制低压电加热器和发动机以给空调系统供热以及控制辅助泵以将发动机的余热用于空调系统。判断加热需求包括判断被空调系统调整的目标环境的温度是否满足期望，如果目标环境的温度低于期望则有加热需求。在根据本发明的一种具体实施方式中，通过风门温度传感器检测风门温度，将风门温度与期望温度相比较，如果风门温度低于期望温度范围则视为有加热需求，而且差别越大，加热需求越大。如果风门温度高于期望温度范围则视为有制冷需求，没有加热需求，而且差别越大，制冷需求越大。

发动机根据自动空调温度控制器的控制请求启动以给空调系统供热。发动机启动后产生热量，可以使冷却液温度升高。因此，在需要供暖时，可以利用冷却液携带的发动机的余热给空调系统提供热量。例如在寒冷季节里，由发动机驱动的机械泵驱动冷却液，将发动机中的冷却液(约80～90℃)直接导入采暖装置的散热器中，对空气加热，再将热空气引入乘客舱，以给乘客舱供暖。

在发动机停止运转时，由于机械泵失去发动机的驱动力而不工作，因此冷却液不再被机械泵驱动。但是，发动机刚停止运转时冷却液的温度并没有立即冷却，还保留比较多的热量，在一定的情况下仍可用于给空调系统提供热量。自动空调温度控制器还连接到辅助泵及所述发动机的冷却液的温度传感器，优选地，所述发动机的冷却液的温度传感器通过CAN总路线传送冷却液温度。本发明的车辆空调温度控制的系统取消了暖风芯体温度传感器(Heater Core Sensor)，根据本发明的具体实施方式，自动空调温度控制器通过CAN总线传送的发动机的冷却液温度来估计热源温度。如果估计的所述热源温度不低于标定最低热源温度，则判断估计的热源温度足够高，否则判断估计的热源温度不够高。在一种具体实施方式中，标定最低热源温度为50℃。如果估计的热源温度足够高，则发动机的余热可以用于空调系统供应热量，于是自动空调温度控制器在有加热需求的情况下打开电动的辅助泵，由辅助泵驱动冷却液循环，将冷却液携带的余热导入采暖装置的散热器中，对空气加热，再将热空气引入乘客舱，从而以给乘客舱供暖。

低压电加热器根据自动空调温度控制器的控制请求打开或关闭，当低压电加热器打开时，低压电加热器给空调系统(HVAC System)供热。在本发明的实施方式中，采用PTC电加热器做低压电加热器，低压电加热器可被有级控制，低压电加热器具有多个加热级别，自动空调温度控制器可以根据加热需求的不同来调整低压电加热器的加热级别。在本具体实施方式，低压电加热器具有三种加热级别：PTC第1级加热(即最低量加热)、PTC第2级加热(即中度量加热)、以及PTC第3级加热(即最高量加热)。当然，本发明的低压电加热器并不限于此，低压电加热器也可以采用其他的加热级别或者采用更多的加热级别，或者甚至可以采用无级连续调整的加热控制。

本发明的车辆空调温度控制的系统还设置有混合风门，自动空调温度控制器接收混合风门位置信号，可以通过混合风门位置信号来辅助判断加热需求。当混合风门处于最大制冷位置时，则表示只需要制冷，而不需要制热。混合风门的位置是了解加热需求的一种最好方式。为了避免能源浪费，当混合风门位于最大制冷位置时，则自动空调温度控制器将关闭辅助泵，而且如果低压电加热器是打开的，也将关闭低压电加热器热。

本发明通过对于混合动力车辆进行低压电加热器、发动机以及辅助泵这三种热源的合理控制来获得期望的温度，实现了空调系统的供热。为了节省能源，本发明的车辆空调温度控制的系统优选地采用图1所示的热源使用优先顺序。如图1所示，三种热源的使用优先顺序从高到低依次为发动机的余热(通过启动辅助泵来提供到空调系统)、PTC第1级加热、PTC第2级加热、PTC第3级加热、发动机启动加热。本发明的车辆空调温度控制的系统根据实际加热需求在低压电加热器、发动机以及辅助泵这三种热源之间进行切换。

当发动机未启动时，但是发动机可能仍有余热，则此时可以通过利用该发动机的余热来满足加热需求。当有加热需求且根据前述的方法估计的热源温度足够高时，则自动空调温度控制器优先打开辅助泵以利用冷却液携带发动机的余热给空调系统提供热量。另外，如果根据前述的方法估计的热源温度不够高时，说明利用冷却液携带发动机的余热给空调系统提供热量不够经济，或者不能利用冷却液提供热量，此时将关闭辅助泵。

在估计的热源温度不够高或者打开辅助泵的情况下，仍有加热需求时，意味着需要其他的热源，则自动空调温度控制器将打开低压电加热器，以加热空气。

图2为本发明的低压电加热器的控制策略图。如图2所示，根据加热需求，低压电加热器可以分别工作在停止加热、最低量加热、中度量加热、以及最高量加热的状态。并且，根据加热需求的变化，低压电加热器可以在停止加热、最低量加热、中度量加热、以及最高量加热这四种状态之间进行相互切换。当低压电加热器打开并处于最高量加热的状态，但仍不能满足加热需求时，则此时需要请求启动发动机加热。例如，当发动机的余热可以满足加热需求时，此时意味着不需要太多的热源，则低压电加热器关闭，即低压电加热器处于停止加热的状态下；当发动机的余热不能满足加热需求时，此时意味着需要增加附加的热源，则低压电加热器打开，并且根据加热需求的高低，来选择加热级别的高低，如果仅需要附加较低的热源，则低压电加热器处于最低量加热的状态下；如果需要附加相对较高的热源，则低压电加热器处于中度量加热的状态下；如果需要附加更高的热源，则低压电加热器处于最高量加热的状态下。在打开低压电加热器以获得最高量加热级别，但仍不能满足加热需求之后，应当由自动空调温度控制器请求启动发动机。

空调系统可能因为两种原因请求启动发动机：第一是请求加热、第二是请求除霜/雾。在除霜/雾模式下，将发动机请求划分为两部分：除霜和除雾。

图3为本发明的车辆空调温度控制的系统中的发动机启动请求控制图。以下将结合图3所示对发动机启动请求的控制流程进行详细说明。

在步骤S1中，判断是否在除霜/雾模式？

如果步骤S1中判断为不在除霜/雾模式，则进入步骤S2，在步骤S2中，判断外界温度是否小于-10℃？

如果步骤S2中判断为外界温度小于标定最低外界温度-10℃，则说明环境温度过低，需要尽快补充热量，则进入步骤S3，在步骤S3中，设置HVACEngineOnReq＝11，即设置发动机启动请求信号为发动机加热请求。

如果步骤S2中判断为外界温度不小于标定最低外界温度-10℃，说明环境温度没有达到非常低的位置，没有特殊需求的情况下，则可以不通过直接启动发动机来加热，通过启动辅助泵和/或低压电加热器加热即可满足需要，则进入步骤S4，在步骤S4中，判断是否有发动机加热请求？如果有，说明有特殊需求，则直接进入步骤S3；如果没有，说明没有特殊需求，则进入步骤S5，在步骤S5中，设置HVACEngineOnReq＝00，即无发动机启动请求信号。

如果步骤S1中判断为在除霜/雾模式，则进入步骤S6，在步骤S6中，判断外界温度是否小于等于1℃？如果是，则进入步骤S7；如果不是，则进入步骤S8。

在步骤S7中，设置HVACEngineOnReq＝10，即设置发动机启动请求信号为冬季除霜，并且设置HVACComprReq＝0，即设置空调系统压缩机请求信号无效，之后进入步骤S9。

在S8中，设置HVACEngineOnReq＝01，即设置发动机启动请求信号为夏季除雾，并且设置HVACComprReq＝1，即设置空调系统压缩机请求信号有效。

在步骤S9中，判断冷却液温度是否小于10℃？如果不是，则结束；如果是，则进入S10。

在步骤S10中，由低压电加热器加热冷却液直到冷却液温度大于等于90℃，即低压电加热器的级别为最高量加热。

如果设置发动机启动请求信号为发动机加热请求、冬季除霜或者夏季除霜，则说明需要启动发动机，发动机将在预定的启动程序中被启动，从而提供必要的热量和机械驱动力。一旦启动发动机，冷却液将被机械泵驱动，因此将关闭辅助泵以节约电能。另外，通过发动机提供的热量通常足够供暖，此时也将关闭低压电加热器以进一步节约电能。

本发明的车辆空调温度控制的方法及系统在发动机关闭时，可以进入电动空调温度控制模式，通过辅助泵和/或低压电加热器供热提供良好用户体验。由于在发动机没有启动的情况下通过打开辅助泵可以继续利用发动机的余热给空调系统供热，直到传感器测得冷却液的温度不够高时，再停止辅助泵，从而通过合适的热源控制和有效的节能控制策略，可以省略传统的暖风芯体温度传感器，降低了零件的成本，并且，可以实现对热源的有效控制，实现能源的节约利用。此外，本发明采用低压电加热器对空调系统供热，可以安全地使用低压电源。优选地，对于电动或混合动力车，在合适的电池管理下，监视所述低压电源的状态，在出现低压电源电力不足的状态时，通过高压动力电源对低压电源充电，从而能够获得充足的电力。

本发明虽然以较佳实施方式公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所限定的范围为准。

Claims (15)

1.一种车辆空调温度控制的方法，其特征在于，其包括：

判断热源温度步骤，其包括根据冷却液温度估计热源温度，并判断估计的热源温度是否足够高；

判断加热需求步骤，其包括判断被空调系统调整的目标环境的温度是否满足期望，如果目标环境的温度低于期望则有加热需求；及

调整供热量步骤，其包括在判断有加热需求的情况下，判断发动机的状态，如果发动机没有启动且估计的热源温度足够高，则启动辅助泵，以将发动机的余热用于空调系统，如果估计的热源温度不够高，则使辅助泵关闭。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述调整供热量步骤包括如果在启动辅助泵的情况下仍有加热需求，则打开电加热器，将电加热器产生的热量用于空调系统。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述将电加热器产生的热量用于空调系统包括根据加热需求调整电加热器的加热级别，电加热器的加热级别可以被有级或无级控制。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述调整供热量步骤包括在电加热器不能满足加热需求时，启动发动机给空调系统供热。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述调整供热量步骤包括如果发动机启动，则关闭辅助泵和/或电加热器。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述调整供热量步骤包括在判断有加热需求的情况下，通过判断外界温度来控制发动机，如果外界温度低于标定最低外界温度，则启动发动机加热。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，如果混合风门位于最大制冷位置，则不打开辅助泵和/或电加热器。

8.如权利要求2-6中任一项所述的方法，其中，在车辆提供高压的动力电源和低压电源，用所述低压电源给所述电加热器供电，监视所述低压电源的状态，在出现低压电源电力不足的状态时，通过高压动力电源对低压电源充电。

9.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述判断热源温度步骤包括如果估计的所述热源温度不低于标定最低热源温度，则判断估计的热源温度足够高，否则判断估计的热源温度不够高。

10.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，如果有除霜/雾需求，则启动发动机加热。

11.一种车辆空调温度控制的系统，其特征在于，其包括：

冷却液的温度传感器；

自动空调温度控制器，其用于判断加热需求并且通过冷却液温度来估计热源温度；

辅助泵，其连接所述自动空调温度控制器；以及

发动机；其中

所述自动空调温度控制器根据加热需求及冷却液的温度控制所述辅助泵，所述辅助泵根据所述自动空调温度控制器的控制请求打开以将发动机的余热用于空调系统。

12.如权利要求11所述的系统，其中，还包括低压电加热器，所述低压电加热器根据所述自动空调温度控制器的控制请求打开或关闭，并在打开时给空调系统供热。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述低压电加热器具有多个加热级别，自动空调温度控制器用于根据加热需求的不同来调整低压电加热器的加热级别。

14.如权利要求13所述的系统，其中，所述自动空调温度控制器还接收混合风门的位置信号，如果所述自动空调温度控制器接收到混合风门位于最大制冷位置的信号，则控制不打开所述低压电加热器和/或所述辅助泵。

15.如权利要求12所述的系统，其中，所述发动机根据所述自动空调温度控制器的控制请求启动以给空调系统供热。

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