CN106853755B - 一种汽车空调系统测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车空调系统测试装置，包括：空气调节器；压缩机，压缩机与空气调节器相连；驱动电机，驱动电机与压缩机相连；用以对空气调节器的多种运转模式进行控制的空调控制器，空调控制器与空气调节器相连；用以采集由外部输入的模拟信号，可转换模拟信号发送给空调控制器，并可读取空调控制器的压缩机控制指令，控制压缩机工作状态的微控制单元；其中：微控制单元与空调控制器之间采用第一通讯模块进行通讯。实施本发明的汽车空调系统测试装置，能够验证整车空调系统的电器功能，确保系统在实车上的功能正常；能够兼顾发动机驱动的压缩机系统以及新能源车的电动压缩机系统；极大的提高了研发的效率和可靠性。

Description

一种汽车空调系统测试装置

技术领域

本发明涉及汽车空调研发领域，尤其涉及一种汽车空调系统测试装置。

背景技术

汽车空调系统研发是一个较为复杂的零部件系统工程，国内一般主机厂研发的车辆最多只有双区独立控制的空调系统，但是对于C级以上车型的三区多控制器的空调系统匹配验证工作一直是个难点。现有的汽车空调系统测试装置主要存在如下技术问题，一方面没有建好的模型可参考，也无法借鉴供应商的零部件验证系统。另一方面基于部件结构复杂及匹配难度高的情况，无法很好的实现模拟输入和输出。

因此，建立一套基于三区独立控制系统模型的空调系统台架，提高汽车空调系统的研发效率，显的十分重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车空调系统测试装置，能够验证整车空调系统的电器功能，确保系统在实车上的功能正常；能够兼顾发动机驱动的压缩机系统以及新能源车的电动压缩机系统；极大的提高了研发的效率和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种汽车空调系统测试装置，包括：空气调节器；用以运转空气调节器的压缩机，压缩机与空气调节器相连；用以驱动压缩机的驱动电机，驱动电机与压缩机相连；用以对空气调节器的多种运转模式进行控制的空调控制器，空调控制器与空气调节器相连；用以采集由外部输入的模拟信号，可转换模拟信号发送给空调控制器，并可读取空调控制器的压缩机控制指令，控制压缩机工作状态的微控制单元；其中：微控制单元与空调控制器之间采用第一通讯模块进行通讯，以在微控制单元和空调控制器之间进行信号通讯；还包括：用以输入参数数据的输入单元和用以显示输入单元输入的参数数据的显示单元，输入单元和显示单元分别与微控制单元相连，其中：微控制单元与显示单元之间采用第二通讯模块进行通讯，以在微控制单元和显示单元之间进行信号通讯；还包括：用以控制驱动电机状态和转速的变频器，变频器分别与微控制单元和驱动电机相连，其中，变频器与微控制单元之间采用第三通讯模块进行通讯，以在变频器和微控制单元之间进行信号通讯；微控制单元将由输入单元输入的参数数据经由第二通讯模块的通讯控制显示在显示单元上；微控制单元将读取的由第一通讯模块反馈的空调状态信息经第二通讯模块的通讯控制显示在显示单元上。

其中，参数数据包括：驱动电机的转速数据、驱动电机的水温数据、阳光传感器信号数据以及空气质量传感器信号数据中的任意一项或多项。

其中，空调状态信息包括：风门模式数据、风量数据、高低压管路的压力数据、区域温度设定数据以及当前扭矩消耗值数据中的任意一项或多项。

其中，还包括：用以输入外部模拟信号的压力传感器，压力传感器和微控制单元相连，其中：微控制单元将由压力传感器输入的模拟量数据经由第二通讯模块的通讯控制显示在显示模块上。

还包括：设置在微控制单元和压缩机之间的开关、用以为微控制单元提供稳定电源的供电模块，供电模块和微控制单元相连，其中：微控制单元读取空调控制器的压缩机控制指令，并通过开关控制压缩机的吸合，供电模块为微控制单元提供多路电压采集通道和多路输出控制通路。

其中，还包括：用以进行温度模拟的电位计，电位计与空调控制器相连，其中：电位计可发送模拟的温度阻值给空调控制器；

还包括：指示器，所述指示器与所述微控制单元相连，其中：所述微控制单元读取所述空调控制器的压缩机控制指令，控制所述压缩机吸合时，所述微控制单元控制所述指示器进行指示，以提示系统的制冷工况。

其中，还包括：台架控制台，在台架控制台上设有与微控制单元相连的操控面板，操控面板上设有多种开关和/或控制按键；台架控制台上设有用以与空调控制器进行通讯的对接接口。

本发明所提供的汽车空调系统测试装置，具有如下有益效果：

第一，微控制单元能够采集由外部输入的模拟信号，可转换模拟信号发送给空调控制器，并可读取空调控制器的压缩机控制指令，控制压缩机工作状态，可以模拟空调系统在整车上的运行状态，增加系统模型验证和匹配的过程；此外，对于系统的部分零部件变更之前，可以在台架上进行模拟测试，确定没有问题后，再安装到实车上，极大的提高了研发的效率和可靠性。

第二，微控制单元与空调控制器之间采用第一通讯模块进行通讯，微控制单元与显示单元之间采用第二通讯模块进行通讯，变频器与微控制单元之间采用第三通讯模块进行通讯，可以在产品设计初期，验证整车空调系统的电器功能，特别是总线与诊断的开发，通过台架测试极大的提高了研发效率，确保系统在实车上的功能正常。

第三，将单纯的控制电路测试台架与热系统性能测试台架结合起来，能够兼顾发动机驱动的压缩机系统以及新能源车的电动压缩机系统。

第四，成本较低，利于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例汽车空调系统测试装置实施例一的结构框图。

图2是本发明实施例汽车空调系统测试装置实施例一的结构框图。

图3是本发明实施例汽车空调系统测试装置实施例一的结构框图。

图4是本发明实施例汽车空调系统测试装置实施例一的结构框图。

图5是本发明实施例汽车空调系统测试装置实施例一的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明汽车空调系统测试装置的实施例一。

本实施例中的汽车空调系统测试装置，是一套基于三区独立控制系统模型的汽车空调系统测试设备。其中：三区独立控制是指：可以让车辆中不同的空间区域按需调节温度。当然，本测试设备也可以应用在其它汽车空调系统上，例如：双区独立控制的空调系统。

本实施例中的汽车空调系统测试装置设有一台架控制台(未图示)和若干起支撑作用的支架，本实施例中的台架控制台为一箱柜结构。当然，在具体实施时其形状和结构可以根据实际使用需要进行调整。

本实施例中的汽车空调系统测试装置包括：

空气调节器11，又称HVAC，其是包含能够改善或调节车内温度、湿度、空气清净度以及空气循环状态的终端设备。具体实施时，其包含的零部材包括但不限于冷凝器、风门以及鼓风机等设备，各设备可以放置在上述起支撑作用的支架上。本实施例中，空气调节器11与一压缩机12相连，空气调节器11由压缩机12带动运转，进而实现上述调节的功能。

进一步的，压缩机12与一驱动电机13相连，压缩机12由驱动电机13进行驱动，进而实现压缩机12不同状态的工作模式。

优选的，还包括：用以控制驱动电机13状态和转速的变频器2，驱动电机13可由变频器2进行控制，进而实现驱动电机13不同的运转状态和转速。

具体实施时，空气调节器11与其它零部材，例如冷凝器及压缩机12等，可以采用管路连接，管路的具体连接方式与上述部件在实体车辆中的装配结构相同，满足实现各自的功能即可。

进一步的，还包括：用以对空气调节器11的多种运转模式进行控制的空调控制器14，空调控制器14与空气调节器11相连。本实施例中，台架控制台上设有用以与空调控制器14进行通讯的对接接口，能够实现空调控制器14与台架控制台之间的连接。空调控制器14的作用是收集空气调节器11的运行状态信息进行反馈，例如：收集由空气调节器11及其上安装的传感器反馈的运行数据信息，并根据外部的控制指令对空气调节器11的多种模式进行控制。本实施例中，可对空气调节器11进行控制的模式包括但不限于通过调节整个空气调节器11的风门，以及其上鼓风机的风量等方式所进行的调整。

进一步的，还包括：用以采集由外部输入的模拟信号，可转换模拟信号发送给空调控制器14，并可读取空调控制器14的压缩机控制指令，控制压缩机12工作状态的微控制单元4。

具体实施时，采集由外部输入的模拟信号由与微控制单元4相连的外部传感器配合实现。例如，本实施例中，还包括：用以输入外部模拟信号的压力传感器15，压力传感器15和微控制单元4相连，其作用是：通过设置压力传感器15，向微控制单元4进行输入模拟信号，以供微控制单元4进行采集。

进一步的，将采集的模拟信号转换后发送给空调控制器14通过在微控制单元4与空调控制器12之间设置第一通讯模块51实现。本实施例中，第一通讯模块51采用CAN通讯的方式，在微控制单元4和空调控制器14之间进行信号通讯。其中：CAN通讯是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。

如图2所示，为本发明汽车空调系统测试装置的实施例二。

进一步的，还包括：用以输入参数数据的输入单元6和用以显示输入单元6输入的参数数据的显示单元7，输入单元6和显示单元7分别与微控制单元4相连，其中：微控制单元4与显示单元6之间采用第二通讯模块52进行通讯，以在微控制单元4和显示单元6之间进行信号通讯。

具体实施时，显示单元7包括一显示屏，其安装在上述台架控制台上，用户可以通过输入单元6，例如：将按键映射在显示屏上的方式输入各种控制指令，并发送给微控制单元4。本实施例中，能够输入的参数数据包括但不限于驱动电机的转速数据、驱动电机的水温数据、阳光传感器信号数据以及空气质量传感器信号数据中的任意一项信息或者为上述多项信息的组合。一方面，微控制单元4根据输入单元6输入上述参考数据由第二通讯模块52的通讯控制显示在显示单元7上，微控制单元4将读取的由第一通讯模块51反馈的空调状态信息经第二通讯模块52的通讯控制显示在显示单元7上。另一方面，微控制单元4将相关数据通过第一通讯模块51发送给空调控制器14，微控制单元4根据相关数据信息向空调控制器14以及变频器2发送控制指令，通过由变频器2控制驱动电机13不同运转状态和转速的控制方式，进而实现空调控制器14多种模式的控制。

优选的，空调状态信息包括：风门模式数据、风量数据、高低压管路的压力数据、区域温度设定数据以及当前扭矩消耗值数据中的任意一项信息或者为其中多项信息的组合。

如图3所示，为本发明汽车空调系统测试装置的实施例三。

本实施例中的汽车空调系统测试装置还包括：设置在微控制单元4和压缩机12之间的开关41，具体实施时，微控制单元4能够获取空调控制器14的压缩机控制指令，并通过开关41控制压缩机12的吸合。

本实施例中的汽车空调系统测试装置在具体实施时，由压力传感器15向微控制单元4输入模拟信号，微控制单元4通过内部算法，将模拟信号进行相应的转换后通过第一通讯模块51发送给空调控制器14，空调控制器14收集空气调节器11的运行状态信息并反馈给微控制单元4。

进一步的，还包括：用以为微控制单元4提供稳定电源的供电模块42，供电模块42和微控制单元4相连，其中：供电模块42为微控制单元4提供多路电压采集通道和多路输出控制通路。本实施例中，供电模块42能够提供稳定的5V和12V电源。在模拟量采集方面，至少提供6路电压采集通道，每一通道的采样速率不低于100HZ。同时还提供不低于6路的输出控制通路，输出电压不大于15V，输出功率不大于30W。

如图4所示，为本发明汽车空调系统测试装置的实施例四。

本实施例中的汽车空调系统测试装置还包括：用以控制驱动电机状态和转速的变频器2，变频器2分别与微控制单元4和驱动电机13相连，其中，变频器2与微控制单元4之间采用第三通讯模块53进行通讯，以在变频器2和微控制单元4之间进行信号通讯。

具体实施时，微控制单元4根据相关数据信息向空调控制器14以及变频器2发送控制指令，通过由变频器2控制驱动电机13不同运转状态和转速的控制方式，进而实现空调控制器14多种模式的控制。

本实施例中，第三通讯模块53采用RS485的通讯的方式在变频器2和微控制单元4之间信号通讯。

如图5所示，为本发明汽车空调系统测试装置的实施例五。

进一步的，还包括：用以进行温度模拟的电位计3，电位计3与空调控制器14相连。电位计3的作用是：发送模拟的温度阻值给空调控制器14，供空调控制器14进行数据收集。

进一步的，在台架控制台上还设有与微控制单元4相连的操控面板60，操控面板60上设有多种能够与上述输入单元6依次相对应的开关和/或控制按键。例如：压力开关、高低压开关以及驱动电机控制按键等。

本实施例中的汽车空调系统测试装置还包括：指示器43，指示器43与微控制单元4相连。具体实施时，微控制单元4读取空调控制器14的压缩机控制指令，控制压缩机12吸合时，微控制单元4控制指示器43进行指示，以提示系统的制冷工况。同时，操作着也能够直观的了解制冷剂的流向。

实施本发明的汽车空调系统测试装置，具有如下有益效果：

第一，微控制单元能够采集由外部输入的模拟信号，可转换模拟信号发送给空调控制器，并可读取空调控制器的压缩机控制指令，控制压缩机工作状态，可以模拟空调系统在整车上的运行状态，增加系统模型验证和匹配的过程；此外，对于系统的部分零部件变更之前，可以在台架上进行模拟测试，确定没有问题后，再安装到实车上，极大的提高了研发的效率和可靠性。

第二，微控制单元与空调控制器之间采用第一通讯模块进行通讯，微控制单元与显示单元之间采用第二通讯模块进行通讯，变频器与微控制单元之间采用第三通讯模块进行通讯，可以在产品设计初期，验证整车空调系统的电器功能，特别是总线与诊断的开发，通过台架测试极大的提高了研发效率，确保系统在实车上的功能正常。

第三，将单纯的控制电路测试台架与热系统性能测试台架结合起来，能够兼顾发动机驱动的压缩机系统以及新能源车的电动压缩机系统。

第四，成本较低，利于推广。

Claims (7)

1.一种汽车空调系统测试装置，其特征在于，包括：

空气调节器；

用以运转所述空气调节器的压缩机，所述压缩机与所述空气调节器相连；

用以驱动所述压缩机的驱动电机，所述驱动电机与所述压缩机相连；

用以对所述空气调节器的多种运转模式进行控制的空调控制器，所述空调控制器与所述空气调节器相连；

用以采集由外部输入的模拟信号，可转换所述模拟信号发送给所述空调控制器，并可读取所述空调控制器的压缩机控制指令，控制所述压缩机工作状态的微控制单元；其中：

所述微控制单元与所述空调控制器之间采用第一通讯模块进行通讯，以在所述微控制单元和所述空调控制器之间进行信号通讯；

还包括：用以输入参数数据的输入单元和用以显示所述输入单元输入的参数数据的显示单元，所述输入单元和所述显示单元分别与所述微控制单元相连，其中：所述微控制单元与所述显示单元之间采用第二通讯模块进行通讯，以在所述微控制单元和所述显示单元之间进行信号通讯；

还包括：用以控制所述驱动电机状态和转速的变频器，所述变频器分别与所述微控制单元和所述驱动电机相连，其中，所述变频器与所述微控制单元之间采用第三通讯模块进行通讯，以在所述变频器和所述微控制单元之间进行信号通讯；

所述微控制单元将由所述输入单元输入的参数数据经由所述第二通讯模块的通讯控制显示在所述显示单元上；所述微控制单元将读取的由所述第一通讯模块反馈的空调状态信息经所述第二通讯模块的通讯控制显示在所述显示单元上。

2.如权利要求1所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，所述参数数据包括：驱动电机的转速数据、驱动电机的水温数据、阳光传感器信号数据以及空气质量传感器信号数据中的任意一项或多项。

3.如权利要求1所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，所述空调状态信息包括：风门模式数据、风量数据、高低压管路的压力数据、区域温度设定数据以及当前扭矩消耗值数据中的任意一项或多项。

4.如权利要求1所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，还包括：用以输入外部模拟信号的压力传感器，所述压力传感器和所述微控制单元相连，其中：所述微控制单元将由所述压力传感器输入的模拟量数据经由所述第二通讯模块的通讯控制显示在所述显示单元上。

5.如权利要求1-4任一项所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，还包括：设置在所述微控制单元和所述压缩机之间的开关、用以为所述微控制单元提供稳定电源的供电模块，所述供电模块和所述微控制单元相连，其中：所述微控制单元读取所述空调控制器的压缩机控制指令，并通过所述开关控制所述压缩机的吸合，所述供电模块为所述微控制单元提供多路电压采集通道和多路输出控制通路。

6.如权利要求1-4任一项所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，还包括：用以进行温度模拟的电位计，所述电位计与所述空调控制器相连，其中：所述电位计可发送模拟的温度阻值给所述空调控制器；

还包括：指示器，所述指示器与所述微控制单元相连，其中：所述微控制单元读取所述空调控制器的压缩机控制指令，控制所述压缩机吸合时，所述微控制单元控制所述指示器进行指示，以提示系统的制冷工况。

7.如权利要求1-4任一项所述的汽车空调系统测试装置，其特征在于，还包括：台架控制台，在所述台架控制台上设有与所述微控制单元相连的操控面板，所述操控面板上设有多种开关和/或控制按键；

所述台架控制台上设有用以与所述空调控制器进行通讯的对接接口。

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