CN106696641A - 一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法 - Google Patents

一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法，控制电路包括整车控制器，整车控制器采集车载空调的压缩机控制信号和发动机状态信号，用于控制车载空调和发动机的启停；所述整车控制器的使能输出端连接DC/DC的使能端；DC/DC的高压电源输入端连接一高压电池，高压电池的电压至少高于500V；当车载空调内部的压缩机停止运转时，整车控制器同时控制DC/DC开始工作，将高压电源转换为24V电压输出。

Description

一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法
技术领域
本发明涉及一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法。
背景技术
车载空调对于整车能耗来说是一个非常重要的一部分，传统客车的车载空调在开启制冷模式工作时，需要提前手动开启发动机的转速提升模式，从而带动空调压缩机和空调专用发电机同时转动，才能达到有效的制冷效果，如果车载空调一直处于制冷模式工作下，即使车内温度达到设定的温度时，发动机也不会自动停止转动，这对于插电式混合动力客车来说会让整车油耗经济型大大降低。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种插电式混合动力客车空调控制电路及控制方法，使发动机根据空调设定温度，自动启停发动机，可以降低发动机的油耗，以达到整车最优的能耗效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下方案：
一种插电式混合动力客车空调控制电路，包括整车控制器，整车控制器采集车载空调的压缩机控制信号和发动机状态信号，用于控制车载空调和发动机的启停：所述整车控制器的使能输出端连接DC/DC的使能端；DC/DC的高压电源输入端连接一高压电池，高压电池的电压至少高于500V；当车载空调内部的压缩机停止运转时，整车控制器同时控制DC/DC开始工作，将高压电源转换为24V电压输出。
所述空调控制电路还包括有24V蓄电池，用于为整车控制器和高压电池提供低压电源。
所述24V蓄电池同时与DC/DC的低压电源输出端相连，用于为24V蓄电池补充电量。
所述高压电池可通过外接充电设备进行高压电能补充。
整车控制器还与24V发电机的启动端相连，用于控制24V发电机为整车控制器和高压电池提供低压电源。
一种插电式混合动力客车，采用所述的插电式混合动力客车空调控制电路。
一种插电式混合动力客车空调控制方法，包括：
设定车载空调的目标温度T和T1，T QUOTE T1；
当车内温度高于目标温度T时，启动车载空调进行目标为温度T的制冷过程，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；所述制冷过程中DC/DC不执行高低压电源的转换；
当车内温度达到目标温度T时，车载空调内部的压缩机停止运转，发动机恢复怠速停机模式，同时DC/DC开始工作，将高压电源转换为低压电源进行输出；
当车内温度重新升高到车载空调设定目标温度T1时，车载空调开始进行目标为温度T的制冷过程，如果此时发动机正在运，转则车载空调执行正常制冷过程；如果此时发动机为停机状态，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；此时DC/DC停止工作，不执行高低压电源的转换。
当发动机恢复怠速停机模式时，整车控制器可随时控制发动机停机。
当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机继续运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持压缩机制冷前的设定速度运转。
当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机停止运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持在压缩机制冷前设定速度的三分之一以内运转。
本发明的工作原理：
首先启动车载空调，选择制冷模式，设定目标温度T，车载空调检测车内温度，若车内温度高于设定目标温度T时， 车载空调控制内部的压缩机开始制冷，同时输出空调压缩机控制信号给整车控制器，整车控制器接收到空调压缩机控制信号后根据整车控制逻辑进行分析判断，向发动机输出发动机启动控制命令，发动机接收到启动控制命令后立即启动运转，通过机械连接机构带动车载空调内部的压缩机和24V发电机进行运转，与此同时整车控制器向24V发电机输出发电机控制命令，24V发电机接收到发电机控制命令后进行发电为整车控制器、车载空调、发动机和高压电池提供低压工作电源，并为24V蓄电池补充电量，与此同时整车控制器向车载空调输出发动机状态信号，与此同时整车控制器关闭DC/DC使能控制命令，DC/DC此时处于休眠待机状态。这个过程中整车控制器控制发动机禁止怠速停机，直到满足车载空调的工作需求。
当车载空调检测车内温度达到设定目标温度T时，车载空调控制内部的压缩机停止工作，同时停止向整车控制器输出空调压缩机控制信号，整车控制器控制发动机恢复怠速停机模式，并可根据整车控制策略随时要求发动机停机。如果此时发动机继续运转，整车控制器继续给车载空调输出发动机状态信号，车载空调根据收到的发动机状态信号控制内部的蒸发风机保持压缩机制冷前的设定速度运转。如果此时发动机停止运转，整车控制器停止给车载空调输出发动机状态信号，车载空调根据收到的发动机状态信号控制内部的蒸发风机低速运转，以保证最低的用电量及基本的冷量保持。与此同时整车控制器向DC/DC输出DC/DC使能控制命令，DC/DC开始工作将高压电池的高压电源转换为低压电源进行输出，为整车控制器、车载空调、发动机和高压电池提供低压工作电源，同时为24V蓄电池补充电量。与此同时高压电池为DC/DC提供高压电源。
当车内温度重新升高到车载空调设定目标温度T1时，车载空调控制内部的压缩机再次开始制冷，同时输出空调压缩机控制信号给整车控制器。如果此时发动机正在运转工作，则整车控制器向车载空调输出发动机状态信号，车载空调正常制冷工作。如果此时发动机为停机状态，则整车控制器根据整车控制逻辑进行分析判断，向发动机输出发动机启动控制命令，发动机接收到启动控制命令后立即启动运转，通过机械连接机构带动车载空调内部的压缩机和24V发电机进行运转，与此同时整车控制器向24V发电机输出发电机控制命令，24V发电机接收到发电机控制命令后进行发电为整车控制器、车载空调、发动机和高压电池提供低压工作电源，并为24V蓄电池补充电量，与此同时整车控制器向车载空调输出发动机状态信号，与此同时整车控制器关闭DC/DC使能控制命令，DC/DC此时处于休眠待机状态。
整个空调工作过程按照上述过程如此循环下去。
本发明的有益效果：
（1）通过整车控制器的合理控制，实现了发动机可以根据车载空调设定的温度来及时的启动和停止，减少了发动机强制运转的时间，降低了发动机的油耗，提高了整车的能耗经济性；
（2）通过DC/DC将高压电池的高压电源转换为低压电源，为24V蓄电池及其他部件进行电源补充，从而去除了车载空调专用发电机及电容箱，降低了整车装备质量，提高了整车的安装施工效率，节省了整车的制造成本。
（3）空调的制冷压缩机运转采用发动机动力，空调的吹风系统采用24V发电机、24V蓄电池和DC/DC共同提供电源。以保证发动机停止时，空调吹风系统会继续工作而不会导致24V蓄电池出现馈电现象。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1-整车控制器；2-车载空调；3-发动机；4-24V发电机；5-DC/DC；6-高压电池；7-24V蓄电池。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种插电式混合动力客车空调控制电路，包括整车控制器1，整车控制器1采集车载空调的压缩机控制信号和发动机状态信号，用于控制车载空调2和发动机3的启停：所述整车控制器1的使能输出端连接DC/DC5的使能端；DC/DC5的高压电源输入端连接一高压电池6，高压电池6的电压至少高于500V；当车载空调内部的压缩机停止运转时，整车控制器同时控制DC/DC5开始工作，将高压电源转换为24V电压输出。
如图1所示：一种插电式混合动力客车空调控制电路，包括整车控制器1、车载空调2、发动机3、24V发电机4、DC/DC5、高压电池6、24V蓄电池7；其中整车控制器1、车载空调2、发动机3、24V发电机4、DC/DC5、高压电池6、24V蓄电池7通过导线相互连接。车载空调2、24V发电机4与发动机3通过机械结构进行连接。
24V蓄电池7，包括一个端口，为电源输入/输出71，其作用是为整车控制器4、车载空调5、发动机6、高压电池6提供低压电源，同时接收24V发电机4和DC/DC5输出的低压电源。
整车控制器1，包括六个端口，分别为电源输入11、DC/DC使能控制输出12、发动机状态信号输出13、空调空压机控制信号输入14、发动机启动控制输出15和发电机控制输出16。其作用是根据车载空调2输出的空调压缩机控制信号来判断车载空调2的工作模式，通过输出发动机启动控制命令控制发动机进行启停，通过输出发电机控制命令控制24V发电机4进行发电，通过输出DC/DC5使能控制命令控制DC/DC5进行高低压电源转换，同时向车载空调2输出发动机状态信号。
DC/DC5，包括三个端口，分别为DC/DC使能控制输入51、高压电源输入52和低压电源输出53。其作用是根据整车控制器输出的DC/DC使能控制命令进行工作，将高压电池6的高压电源转换为低压电源进行输出，为整车控制器1、发动机3、车载空调2和高压电池6提供低压工作电源，同时为24V蓄电池7补充电量。
高压电池6，包括两个端口，分别为电源输入61和高压电源输出62。其作用是为DC/DC5提供高压电源，同时为整车的其他部件提供高压电源，并且可通过外接充电设备进行高压电能补充。
车载空调2，包括三个端口，分别为电源输入21、发动机状态信号输入22和空调空压机控制信号输出23。其作用是在制冷工作模式下控制空调内部的压缩机进行工作，并向整车控制器1输出空调压缩机控制信号，同时接收整车控制器1输出的发动机状态信号。车载空调2内部的压缩机与发动机3通过机械结构连接。
24V发电机4，包括两个端口，分别为电源输出41和发电机控制输入42。其作用是根据整车控制器1输出的发电机控制命令进行发电，为整车控制器1、发动机3、车载空调2和高压电池6提供低压工作电源，同时为24V蓄电池7补充电量。24V发电机4与发动机3通过机械结构连接。
发动机3，包括两个端口，分别为电源输入31和发动机启动控制输入32。其作用是根据整车控制器1的发动机启动控制命令进行启动运转为整车提供必要的驱动动力，同时当空调需要制冷时带动空调压缩机运转为空调压缩机提供动力。发动机3分别与车载空调内部的压缩机和24V发电机4通过机械结构连接。
空调制冷过程：
启动车载空调2，选择制冷模式，设定目标温度T，车载空调2检测车内温度，若车内温度高于设定目标温度T时， 车载空调2控制内部的压缩机开始制冷，同时输出空调压缩机控制信号给整车控制器1，整车控制器1接收到空调压缩机控制信号后根据整车控制逻辑进行分析判断，向发动机3输出发动机启动控制命令，发动机3接收到启动控制命令后立即启动运转，通过机械连接机构带动车载空调2内部的压缩机和24V发电机4进行运转，与此同时整车控制器1向24V发电机4输出发电机控制命令，24V发电机4接收到发电机控制命令后进行发电为整车控制器1、车载空调2、发动机3和高压电池6提供低压工作电源，并为24V蓄电池7补充电量，与此同时整车控制器1向车载空调2输出发动机状态信号，与此同时整车控制器1关闭DC/DC使能控制命令，DC/DC5此时处于休眠待机状态。这个过程中整车控制器1控制发动机3禁止怠速停机，直到满足车载空调的工作需求。
当车载空调2检测车内温度达到设定目标温度T时，车载空调2控制内部的压缩机停止工作，同时停止向整车控制器1输出空调压缩机控制信号，整车控制器1控制发动机3恢复怠速停机模式，并可根据整车控制策略随时要求发动机3停机。如果此时发动机3继续运转，整车控制器1继续给车载空调2输出发动机状态信号，车载空调2根据收到的发动机状态信号控制内部的蒸发风机保持压缩机制冷前的的设定速度运转。如果此时发动机3停止运转，整车控制器1停止给车载空调2输出发动机状态信号，车载空调2根据收到的发动机状态信号控制内部的蒸发风机低速运转，以保证最低的用电量及基本的冷量保持。与此同时整车控制器1向DC/DC5输出DC/DC使能控制命令，DC/DC5开始工作将高压电池6的高压电源转换为低压电源进行输出，为整车控制器1、车载空调2、发动机3和高压电池6提供低压工作电源，同时为24V蓄电池7补充电量。与此同时高压电池6为DC/DC5提供高压电源。
当车内温度重新升高到车载空调2设定目标温度T1时，车载空调2控制内部的压缩机再次开始制冷，同时输出空调压缩机控制信号给整车控制器1。如果此时发动机3正在运转工作，则整车控制器1向车载空调2输出发动机状态信号，车载空调2正常制冷工作。如果此时发动机3为停机状态，则整车控制器1根据整车控制逻辑进行分析判断，向发动机3输出发动机启动控制命令，发动机3接收到启动控制命令后立即启动运转，通过机械连接机构带动车载空调2内部的压缩机和24V发电机4进行运转，与此同时整车控制器1向24V发电机4输出发电机控制命令，24V发电机4接收到发电机控制命令后进行发电为整车控制器1、车载空调2、发动机3和高压电池6提供低压工作电源，并为24V蓄电池7补充电量，与此同时整车控制器1向车载空调2输出发动机状态信号，与此同时整车控制器1关闭DC/DC使能控制命令，DC/DC5此时处于休眠待机状态。
空调的制冷压缩机运转采用发动机动力，空调的吹风系统采用24V发电机、24V蓄电池和DC/DC共同提供电源。以保证发动机停止时，空调吹风系统会继续工作而不会导致24V蓄电池出现馈电现象。
整个空调工作过程按照上述过程如此循环下去。
实施例2：
一种插电式混合动力客车，采用所述的插电式混合动力客车空调控制电路。
实施例3：
一种插电式混合动力客车空调控制方法，包括：
设定车载空调的目标温度T和T1，T QUOTE T1；
当车内温度高于目标温度T时，启动车载空调进行目标为温度T的制冷过程，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；所述制冷过程中DC/DC不执行高低压电源的转换；
当车内温度达到目标温度T时，车载空调内部的压缩机停止运转，发动机恢复怠速停机模式，同时DC/DC开始工作，将高压电源转换为低压电源进行输出；
当车内温度重新升高到车载空调设定目标温度T1时，车载空调开始进行目标为温度T的制冷过程，如果此时发动机正在运，转则车载空调执行正常制冷过程；如果此时发动机为停机状态，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；此时DC/DC停止工作，不执行高低压电源的转换。
当发动机恢复怠速停机模式时，整车控制器可随时控制发动机停机。
当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机继续运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持压缩机制冷前的设定速度运转。
当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机停止运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持在压缩机制冷前设定速度的三分之一以内运转。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种插电式混合动力客车空调控制电路，包括整车控制器，整车控制器采集车载空调的压缩机控制信号和发动机状态信号，用于控制车载空调和发动机的启停；其特征在于：所述整车控制器的使能输出端连接DC/DC的使能端；DC/DC的高压电源输入端连接一高压电池，高压电池的电压至少高于500V；当车载空调内部的压缩机停止运转时，整车控制器同时控制DC/DC开始工作，将高压电源转换为24V电压输出。
2.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力客车空调控制电路，其特征在于：所述空调控制电路还包括有24V蓄电池，用于为整车控制器和高压电池提供低压电源。
3.根据权利要求2所述的一种插电式混合动力客车空调控制电路，其特征在于：所述24V蓄电池同时与DC/DC的低压电源输出端相连，用于为24V蓄电池补充电量。
4.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力客车空调控制电路，其特征在于：所述高压电池可通过外接充电设备进行高压电能补充。
5.根据权利要求1所述的一种插电式混合动力客车空调控制电路，其特征在于：整车控制器还与24V发电机的启动端相连，用于控制24V发电机为整车控制器和高压电池提供低压电源。
6.一种插电式混合动力客车，其特征在于：采用如权利要求1-5任意一项所述的插电式混合动力客车空调控制电路。
7.一种基于权利要求1的插电式混合动力客车空调控制方法，其特征在于包括：
设定车载空调的目标温度T和T1，T T1；
当车内温度高于目标温度T时，启动车载空调进行目标为温度T的制冷过程，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；所述制冷过程中DC/DC不执行高低压电源的转换；
当车内温度达到目标温度T时，车载空调内部的压缩机停止运转，发动机恢复怠速停机模式，同时DC/DC开始工作，将高压电源转换为低压电源进行输出；
当车内温度重新升高到车载空调设定目标温度T1时，车载空调开始进行目标为温度T的制冷过程，如果此时发动机正在运，转则车载空调执行正常制冷过程；如果此时发动机为停机状态，整车控制器根据空调压缩机控制信号启动发动机工作，发动机通过机械连接机构同时带动车载空调内压缩机和24V发电机进行运转；禁止发动机怠速停机；此时DC/DC停止工作，不执行高低压电源的转换。
8.根据权利要求7所述的一种插电式混合动力客车空调控制方法，其特征在于：当发动机恢复怠速停机模式时，整车控制器可随时控制发动机停机。
9.根据权利要求7所述的一种插电式混合动力客车空调控制方法，其特征在于：当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机继续运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持压缩机制冷前的设定速度运转。
10.根据权利要求7所述的一种插电式混合动力客车空调控制方法，其特征在于：当车载空调内部的压缩机停止运转时，若此时发动机停止运转，车载空调根据收到的发动机状态信号控制其内部的蒸发风机保持在压缩机制冷前设定速度的三分之一以内运转。
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