CN110091689A - 压缩机控制电路 - Google Patents

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Abstract

辅助AC系统包括温度测量设备和压缩机控制电路，温度测量设备被配置为基于AC系统附近环境中的空气温度生成可变输出，压缩机控制电路可通信地耦合至可变速电机。压缩机控制电路被配置为接收来自温度测量设备的可变输出，确定该输出指示空气温度的变化，并生成用于可变速电机的控制信号，该控制信号包括具有取决于该变化的程度的大小的电流，以改变压缩机加压制冷剂蒸汽的速率。

Description

压缩机控制电路
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2018年1月29日提交的美国临时申请No.62/623,146的权益和优先权，该申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
提供以下描述以帮助读者理解。所提供的信息或引用的参考文献均不被认为是现有技术。
车辆可以包括即使车辆的发动机未运转也为车辆的各种附属部件供电的电池。如果车辆的发动机未运转，附属部件可以从电池汲取电量的持续时间受电池的容量和附属部件的效率的限制。
发明内容
本发明的一个实施例涉及用于车辆的辅助空调(AC)系统。辅助AC系统包括蒸发器盘管、经由制冷剂管被耦合至蒸发器盘管的冷凝器盘管，以及被设置在蒸发器盘管和冷凝器盘管之间的制冷剂管处的压缩机。压缩机包括可变速电机，可变速电机被配置为对从蒸发器盘管经由制冷剂管接收的制冷剂蒸汽加压。辅助AC系统还包括温度测量设备和压缩机控制电路，温度测量设备被配置为基于空调系统附近环境中的空气温度来生成可变输出，压缩机控制电路可通信地被耦合至可变速电机。压缩机控制电路被配置为接收来自温度测量设备的可变输出，确定该输出指示空气温度的变化，并生成用于可变速电机的控制信号，该控制信号包括具有取决于变化的程度的大小的电流，以改变压缩机对制冷剂蒸汽加压的速率。
另一实施例涉及一种车辆。该车辆包括主电池组、辅助电池组和辅助空调(AC)系统，辅助空调系统被连接至辅助电池组以从其接收供电电压。辅助AC系统包括蒸发器盘管和压缩机，压缩机经由制冷剂管被耦合至蒸发器盘管。压缩机包括可变速电机，可变速电机被配置为对从蒸发器盘管经由制冷剂管接收的制冷剂蒸汽加压。辅助AC系统还包括温度传感器，温度传感器被连接至辅助电池组以经由其第一端子接收供电电压，以基于空气温度在其第二端子处来生成可变电压。辅助AC系统还包括可通信地被耦合至可变速电机的压缩机控制电路，压缩机控制电路被配置为基于空气温度和经由温度传感器测量的先前空气温度之差，来生成可变速电机的控制信号。
另一实施例涉及一种用于辅助空调系统的模拟控制电路。模拟控制电路包括温度传感器，温度传感器包括被连接至电源的第一端子和被连接至输入线的第二端子。模拟控制电路还包括运算放大器，运算放大器包括被耦合至输入线的第一输入和被耦合至运算放大器的输出的第二输入。输出还被耦合至输出线，输出线包括第一电阻器、第二电阻器和设置在第一电阻器和第二电阻器之间的节点。模拟控制电路还包括与输出线平行的第一电压调节器，第一电压调节器包括经由节点被连接至输出线的参考输入，以便产生恒定电压输出，该恒定电压输出具有取决于在输出处的可变电压的电流，其中输出线被连接至辅助AC系统的压缩机的可变速电机，使得电机以基于电流的速度运行。
附图说明
图1是根据示例实施例的包括辅助空调(“AC”)系统和启停系统的车辆的框图。
图2是根据示例实施例的图1所示车辆的控制系统的示意性布线图。
图3是根据示例实施例的用于车辆的辅助AC系统的框图。
图4A是根据一个示例实施例的图3所示辅助AC系统的压缩机控制电路的示意图。
图4B是图4A所示控制电路的第一部分的示意图。
图5是根据另一个示例实施例的图3所示辅助AC系统的压缩机控制电路的示意图。
图6是根据示例实施例的用于车辆的辅助AC系统的控制方法流程图。
具体实施方式
现在将参考各种实施例，其中的一个或多个示例在附图中示出。实施例以解释的方式被提供，而不意味着被限制。例如，作为一个实施例的一部分图示或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。本申请旨在包括落入本公开范围和主旨内的这些及其它修改和变型。
一般地参考附图，本文描述的是用于车辆的辅助空调(“AC”)系统。除其它部件之外，辅助AC系统可以包括蒸发器盘管、冷凝器盘管和压缩机。压缩机可以包括可变速电机。在各种实施例中，除车辆的主电池之外，辅助AC系统的各种部件至少部分地由车辆的辅电池组供电。例如，当车辆的发动机通过车辆的启停系统关闭时，可以使用辅助AC系统。这样，辅助AC系统可以仅在有限时间内冷却车辆的内部(例如，取决于辅助电池组的充电水平)。因此，为了最大化辅助AC系统的运行持续时间，使辅助AC系统的用电被最小化。对此，辅助AC系统包括控制电路，控制电路被配置为在消耗少量电力的同时将辅助AC系统附近的空气温度驱动至温度设定点。控制电路可以包括模拟控制电路，模拟控制电路基于空气温度中的变化来改变提供给可变速电机的输出电压。因此，本文描述的控制电路避免了微处理器的高功率要求，但同时仍然提供实时控制以维持设定点温度。此外，与微处理器型控制器相比，控制电路的模拟特性提供了增加的可靠性和简单性。下面关于各个图1-6讨论电信号的各种参数(例如，电压、电流等)。本文描述的概念不应限于以下实例中所讨论的具体参数。
现在参考图1，根据示例实施例，包括辅助AC系统130和启停系统120的车辆100的框图被示出。在各种实施例中，车辆100为任意机动车辆。在一些实施例中，车辆100为越野车辆，如包括牵引单元和拖车的半挂车。牵引单元可以包括原动机(例如，发动机102)和用于容纳驾驶员的驾驶室。驾驶室可以包括卧铺隔间，例如，设置在驾驶员座椅后方。应当理解的是，车辆100包括为了说明目的而省略的各种附加部件。
合适的发动机102的示例包括但不限于，内燃燃气动力发动机、柴油机、燃料电池驱动电机、电动机或能够提供机械能的任意其它类型的马达。这些原动机可单独使用或与一个或多个附加动力源(如在混合动力车辆中)组合使用以提供机械能。发动机102从能量源(例如，燃料)产生机械能(例如，角动量)。此类机械能可以被耦合至运动传输装置(如变速器)，以将能量提供给车辆100的各种运动构件(如差动轮)。由发动机102产生的旋转能量也被传递至交流发电机104(例如，经由耦合至发动机102的曲轴的带)，以转换成用于为车辆100的各种部件提供动力的电能。如图所示，经由交流发电机104产生的电能用于为车辆100的主电池组106充电。在车辆100运行期间，来自主电池组106的电流用作车辆100的各种子系统(例如，主AC系统、仪表盘部件、照明系统等)的电源。
车辆100进一步包括点火开关122，可操作以完成控制系统中的各种电路来接通车辆100的各种子系统。例如，在点火开关122闭合时(例如，在驾驶员转动钥匙时)，来自主电池组106的电流可以激活被配置为启动发动机102的循环的起动器螺线管。点火开关122的闭合可以完成控制系统中的许多其它电路，以给车辆100的附加子系统(例如，无线电、照明等)供电。
车辆100还包括启停系统120。启停系统120可以包括微控制器，微控制器被配置为响应于检测到某种触发而自动停止发动机102的运行。例如，在一个实施例中，启停系统120在车辆的驻车制动器接合时停止发动机102。启停系统120可以可通信地耦合至各种其它车辆子部件(例如，变速器、加速踏板、曲轴、车轮等)，以检测用于关闭发动机102的各种触发(例如，经由断开启动电路)。在各种实施例中，启停系统120的微控制器被配置为响应于前提条件(例如，驾驶员压下加速踏板、驾驶员脱离停车制动器等)致动电动马达，以重启发动机102。在各种实施例中，车辆100(例如，在其仪表盘上)包括用户输入开关(如按钮)，驾驶员可通过该开关激活或停用启停系统120。
辅助AC系统130一般包括控制电路、压缩机、冷凝器和蒸发器。蒸发器包括含有制冷剂的盘管，盘管从车辆100蒸发并吸收热量。鼓风机将冷却空气分布在整个车辆100内部。压缩机对蒸发的制冷剂气体加压，使其在冷凝器中冷凝，并且风扇吹送因冷凝车辆100的外部而被加热的空气。在一些实施例中，辅助AC系统130包括单独的蒸发器单元、框架轨道单元和功率单元。在一个实施例中，框架轨道单元安装在车辆100的框架轨道上，并且包括压缩机和冷凝器、电池分离器110，以及为辅助AC系统130供电的辅助电池组112。功率模块可以安装在驾驶室内部并且包括功率转换器，以将来自辅助电池组112的功率进行转换(例如，从12V到120V)，供辅助AC系统130使用。蒸发器单元安装在车辆100的驾驶室内，以冷却位于驾驶室内的空气。在一些实施例中，辅助AC系统130包括用户接口设备(例如，恒温器)，该设备允许驾驶员或其他用户控制各种设定点或设定控制辅助AC系统130的运行的加热和冷却参数。
在各种实施例中，压缩机包括可变速电机，可变速电机被配置为以取决于经由控制电路提供的控制信号的参数的大小(例如，电压大小、电流大小)的速率运行。对此，控制电路包括耦合至温度测量设备的模拟电路，该温度测量设备被配置为生成取决于辅助AC系统130附近的空气温度的信号(例如，在蒸发器单元的返回空气栅格处)。基于该信号，模拟控制电路确定空气温度变化的程度和方向性，并生成控制信号，以基于该程度和方向性来改变可变速电机的速度。例如，如果信号指示车辆内部的温度已经上升，则控制信号的参数的大小(例如，电压或电流)可以增加以提高压缩机电机的速度。这样，控制电路产生抵消空气温度变化的控制信号，从而将空气温度维持在设定值。
如图所示，辅助电池组112连接至主电池组106。在各种实施例中，主电池组106的阳极经由电流传感器108和电池分离器110连接至辅助电池组112的阳极。电池组的阴极可以直接彼此连接，使得源自主电池组106的电流为辅助电池组112充电。在各种实施例中，电流传感器108和电池分离器110的组合用于确定何时为辅助电池组112充电。例如，可以接通电池分离器110中的螺线管以允许电流在辅助电池组112和主电池组106之间流动，以为辅助电池组112充电。一旦感测电流下降至阈值以下，就可以关闭螺线管以停止充电。附加地，电压传感器测量辅助电池组112的各个端子之间的电压。测量电压可以用作启停系统120的触发。例如，如果辅助电池组112的电压下降至第二阈值以下，启停系统120可以启动发动机102以经由主电池组106为辅助电池组112充电。
现在参见图2，根据示例实施例，结合图1描述的车辆100的控制系统200的布线示意图。如图所示，控制系统200包括控制电路202和启停部220，控制电路202控制辅助AC系统130的运行，启停部220控制启停系统120的运行。如图所示，辅助AC系统130包括旋转开关250、与蒸发器相关联的鼓风机254、与冷凝器相关联的风扇242、以及包括可变速电机的压缩机256。旋转开关250控制鼓风机254的运行速度。
控制电路202包括第一连接器204，通过第一连接器204传送多个信号。如图所示，连接器插座210接收来自点火开关122的IGN(点火)信号。连接器插座210连接至第一连接器204的第一输入，以向控制电路202提供点火开关122的状态的指示。第一连接器的附加输入耦合至启停部220的第二连接器222。如图所示，在第一和第二连接器204和222的输入之间提供ACTIVE(致动)信号。在一些实施例中，当启停系统120接通发动机102时，启停部220肯定地确定ACTIVE信号。附加地，第一和第二连接器204和222还交换用于辅助AC系统130的终止信号，指示是否应该停用电源单元。在一些实施例中，响应辅助电池组112的电压下降至阈值以下(例如，如通过电压传感器所测量的)，终止信号被连接器插座210确认，从而使辅助AC系统130断电。
控制电路202进一步包括第二连接器206，第二连接器206耦合至辅助AC系统130的各种部件。如图所示，包括多个线对板头的电路板260用于促进第二连接器206和启停部220之间的互连。如图所示，通过相关电池柱228和设置在电路板260上的保险丝，经由辅助电池组112向控制电路202供电。来自辅助电池组112的电压经由耦合至第二连接器206的HVAC_ON和COND_FAN线提供给第二连接器206。HVAC_ON和COND_FAN信号耦合至开关230。在各种实施例中，开关230是高压力开关，其被配置为当在辅助AC系统130中测量的压力达到阈值时打开，以防止过压。
HVAC_PWR线耦合至旋转开关250和压缩机256，以控制辅助AC系统130的运行。在一些实施例中，HVAC_PWR线包括可由用户控制的开关，以手动地重新打开辅助AC系统130的电源。
连接至第二连接器206的附加线将速度控制信号传送至压缩机256。如本文所述，控制电路202可以包括压缩机控制电路，压缩机控制电路被配置为基于辅助AC系统130的部件附近的空气温度中的变化来改变速度控制信号。结合图4更详细地描述压缩机控制电路。
控制电路202还包括第三连接器208。第三连接器208的两个输入完成包括温度传感器270的电路。温度传感器270可以是能够感测温度的任意设备或组件。在一个实施例中，温度传感器270可以是热敏电阻，例如，具有取决于温度传感器270附近的空气温度的半导体器件的电阻。在一些实施例中，温度传感器270是负温度系数(“NTC”)热敏电阻，其具有随温度升高而降低的电阻。虽然图中示出温度传感器270靠近第三连接器208，但应当理解的是，温度传感器270可以设置在辅助AC系统130的各种部件上的其它位置。例如，在一个实施例中，温度传感器270设置在蒸发器(如蒸发器栅格)的返回空气入口处。在其它替代实施例中，温度传感器270设置为与辅助AC系统130的任意部件分开(例如，位于驾驶室的内表面上)。在其它实施例中，温度传感器270可以设置在允许精确感测驾驶室的铺位区域或罩壳的其它期望区域的温度的任意位置。
虽然本文描述的实施例描述了利用热敏电阻生成取决于空气温度的信号，但应当理解的是，也可以使用其它温度传感装置。例如，在一个实施例中，可以使用电阻温度检测器。在另一个实施例中，可以使用基于二极管的精密温度传感器或热电偶。在其它实施例中，数字温度传感器可以与，例如，数模转换器结合使用。
如本文所述，温度传感器270向压缩机控制电路提供输入电压，该输入电压取决于温度传感器270附近的空气温度。第三连接器208的两个附加输入耦合至低压力开关，低压力开关被配置为：如果蒸发器盘管内的压力，例如，下降至预定值以下，则打开和关闭辅助AC系统130。
现在参见图3，根据示例实施例，辅助AC系统130的各种部件的框图被示出。如双向箭头所示，冷凝器300耦合至蒸发器302(例如，通过制冷管)。例如，蒸发器302可以包括热交换器(例如，盘管)，热交换器从驾驶室内部吸收热量并蒸发包含在其中的制冷剂。然后，经由压缩机256对蒸发的制冷剂进行压缩和加热。如图所示，压缩机256包括可变速电机304，可变速电机304接收来自压缩机控制电路308的控制信号。因此，压缩机256以取决于控制信号的速率压缩制冷剂。在冷凝器300处，被加热的制冷剂冷凝，从而将来自车辆100的内部的热量释放至车辆100的外部以冷却驾驶室。
蒸发器包括返回空气入口306。由于鼓风机(未示出)产生的压力差，返回空气入口306可以接收返回空气。在各种实施例中，返回空气入口306是管道，通过该管道返回空气被接收。蒸发器返回空气栅格可以设置在返回空气入口306上。在各种实施例中，温度传感器270设置在返回空气栅格上。温度传感器270的这种定位增加了温度传感器270接收一致的空气流并产生准确反映车辆100的内部温度的电压的可能性。该电压被传送至压缩机控制电路308，如本文所述，压缩机控制电路308基于电压而生成可变速电机304的控制信号。
现在参见图4A，根据示例实施例，压缩机控制电路202的示意图被示出。如图4A所示，控制电路202被分成共用单个电源的两个部分。控制电路202的第一部分502将控制电路202与启停系统120和点火开关122集成在一起。控制电路202的第二部分308(在本文中也称压缩机控制电路308)与温度传感器270相连接，并提供压缩机256和冷凝器风扇252的操作控制。在各种附加实施例中，可以包括附加部件以防止与静电放电相关的损坏并在射频敏感性测试期间改善性能。在一些实施例中，压缩机控制电路308通过单独的电源与控制电路202的其余部分隔离。在图4A中，控制电路202的各种部件经由端子块501与控制系统200的连接器204、206和208(参见图2)相连接。如图4A所示，通过端子504将供电电压(例如，来自辅助电池组112)提供给控制电路202。
控制电路202的第一部分502包括功率输入-输出部件506、触发器508、电压跟随器510和逻辑门(OR)512、(NOR)514和(AND)516。如图4A所示，功率输入-输出部件506从端子504接收供电电压。功率输入-输出部件506向控制电路202提供浪涌能力和反极性保护。控制电路202的第一部分502中的其余部件经由功率输入-输出部件506的输出(VOUT)接收供电电压。逻辑门(OR)512、(NOR)514和(AND)516耦合至启停系统并提供对触发器508的功能控制，触发器508用作控制电路202的通断控制。因此，逻辑门(OR)512、(NOR)514和(AND)516将根据启停系统120和点火开关122的状态重置触发器508并触发用于控制电路202的通断状态。
控制电路202的第二部分308，如图4A所示从左到右，包括第一运算放大器518、升压转换器520、电压调节器522和比较电路409。比较电路409进一步包括低压差电压调节器524和第二运算放大器526。在其它实施例中，比较电路409可以包括用于低压差电压调节器524和第二运算放大器526的替代和/或附加部件。在图4A所示的示例实施例中，升压转换器520通过输入(VIN)接收供电电压(例如，来自辅电池组112)。升压转换器520的输出(VOUT)连接至端子528，并用作温度传感器270的输入。升压转换器520可以被配置为取决于温度传感器270的规格来输出任意合适的电压。在图4A所示的压缩机控制电路308的示例实施例中，升压转换器520提供24V的输出电压。温度传感器270经历与其附近的空气温度成比例的电压下降(例如，在蒸发器返回空气栅格处)。因此，来自温度传感器270的输出电压取决于空气温度。来自温度传感器270的输出电压经由端子530被提供给第一运算放大器518的正输入(IN+)。
如图4A所示，电阻器R2和电容器C2从连接至第一运算放大器518的正输入的线上的节点延伸，以导致经由端子530提供的输出电压的快速变化。第一运算放大器518的负输入(IN-)耦合至第一运算放大器518的输出。第一运算放大器518的输出提供变化的输出，该变化的输出与来自端子530的输出电压和由第一运算放大器518输出的先前电压(例如，取决于来自温度传感器270的先前测量电压)之差成比例。因此，经由温度传感器270返回的连续电压之差影响第一运算放大器518的输出的大小。
如图4A所示，输出线532从第一运算放大器518的输出延伸。输出作为控制信号经由端子534提供给压缩机256的可变速电机304。压缩机速度信号的电压(或其它参数)与由温度传感器270感测的温度成比例。因此，用于可变速电机304的控制信号取决于经由温度传感器270测量的温度变化而增大或减小。在一个实施例中，可以使用电位计以允许调节温度传感器270的温度设置，从而使温度传感器270的比例范围相对于用于可变速电机304的控制信号移动。两个电阻器R3和R4设置在输出线532上。电阻器R3和R4之间的节点505连接至电压调节器522的参考(REF)输入。在各种实施例中，电压调节器522是可调节分路调节器，其包括运算放大器，运算放大器具有耦合至精确内部参考电压(例如，2.5V)的下输入和连接至REF输入的上输入。
输出线532还经由第二运算放大器526的输入(IN+)连接至比较电路409的第一电压输入。基准供电电压经由低压差电压调节器524的输入(IN)连接至比较电路409的第二电压输入。比较电路409内的低压差电压调节器524和次级运算放大器526共同起到类似比较器的作用，但在控制电路202内有利地占据较小体积。在其它实施例中，低压差电压调节器524和次级运算放大器526可以用比较器或能够产生与两个输入电压之差成比例的输出电压的另一部件和部件的组合代替。电阻器R26将比较电路409的输出耦合至双极结型晶体管527(Q6)的基极。这样，当控制信号超过基准电压预定量时，双极结型晶体管527(Q6)的基极处的电流引起在双极结型晶体管527(Q6)的集电极处的电流。在各种实施例中，经由继电器向控制电路202的附加部件(例如，压力故障LED、低压力开关等)提供电流，以响应于控制信号达到最大水平而触发动作。
在图4A所示的压缩机控制电路308的实施例中，来自第二运算放大器526的输出经由端子536连接至冷凝器风扇252。因此，低压差电压调节器524和第二运算放大器526用于比较电路409中，以根据压缩机256的状态来控制冷凝器风扇252的状态。如果提供给可变速电机304的供电电压下降至低于其最小工作电压，低压差电压调节器524将提供控制信号以关闭冷凝器风扇252。在图4A所示的压缩机控制电路308的示例实施例中，低压差电压调节器524和第二运算放大器526被配置为：当输出线532电压降至低于1.6V时，关闭冷凝器风扇252。在各种实施例中，可以修改比较电路409中低压差电压调节器524的规格以满足不同的操作需求。
如图4A所示，控制电路202的第一部分502还包括启停指示器电路280，启停指示器电路280被配置为在启用启停系统时通知用户。指示器电路280被配置为控制发光二极管(LED)以通知用户启停系统的操作状态。在其它实施例中，指示器电路280可以被配置为控制另一形式的警报或显示系统。
图4B示出了与图4A中的控制电路202的第二部分308隔离的电路控制电路202的第一部分502。启停指示器电路280用虚线表示。如图4B所示，指示器电路280被配置为：当启停开关被使能时(例如，当AC系统正在运行或启停系统/卡车正在运行且AC系统停用时)为LED供电。指示器电路280包括多个摇臂开关282。当启停系统通电时，指示器电路280接通12V信号以保持LED供电，即使AC系统被停用。
根据示例实施例，压缩机控制电路308’的另一替代配置在图5中示出。在图5所示的实施例中，压缩机控制电路308’通过单独的电源与控制电路202的其余部分(未示出)隔离。如图所示，经由连接器插座402接收供电电压(例如，从辅助电池组112)。供电电压用作运算放大器404和比较电路409的电源。比较电路409包括比较器410。在附加实施例中，比较电路409可以包括其它电子部件。如图所示，供电电压也被提供给插头450，以用作结合图2描述的温度传感器270的输入。温度传感器270经历与其附近的空气温度成比例的电压下降(例如，在蒸发器返回空气栅格处)。因此，来自温度传感器270的输出电压取决于空气温度。来自温度传感器270的输出电压经由插头450提供给运算放大器404的正输入(IN+)。电阻器R2和电容器C2从连接至正输入的线上的节点延伸，以导致经由插头450提供的输出电压的快速变化。运算放大器404的负输入(IN-)耦合至运算放大器404的输出。运算放大器404的输出提供变化的输出，该变化的输出与来自插头450的输出电压和由运算放大器404输出的先前电压(例如，取决于来自温度传感器270的先前测量电压)之差成比例。因此，通过温度传感器270返回的连续电压之差影响运算放大器404的输出的大小。在一个实例中，如果温度传感器270附近的温度升高(例如，导致温度传感器270的电阻减小)，则传递至运算放大器404的正输入的电压将增加超过其先前值，这可能导致运算放大器404的输出增加(例如，如果由温度传感器270提供的电压增加至足够大的程度)。相反地，如果温度传感器270附近的温度降低(例如，导致温度传感器270的电阻增加)，则传递至运算放大器404的正输入的电压将降低低于其先前值，因此导致运算放大器404的输出降低。
如图所示，输出线430从运算放大器404的输出延伸。在各种实施例中，经由连接至输出线430的连接器插座420提供用于压缩机的可变速电机304的控制信号。压缩机速度信号的电压(或其它参数)与温度传感器270感测的温度成比例。因此，可变速电机304的控制信号根据经由温度传感器270测量的温度变化而增大或减小。在一个实施例中，可以使用电位计以允许调节温度传感器270的温度设置，从而使温度传感器270的比例范围相对于可变速电机304的控制信号移动。
两个电阻器R3和R4设置在输出线430上。电阻器R3和R4之间的节点406连接至电压调节器408的参考(REF)输入。在各种实施例中，电压调节器408是可调节分路调节器，其包括运算放大器，运算放大器具有耦合至精确内部参考电压(例如，2.5V)的下输入和连接至REF输入的上输入。运算放大器的输出耦合至晶体管的基极。分路调节器的阳极连接至晶体管的发射极，并且阴极连接至集电极。当REF输入处(例如，节点406处)的电压超过内部参考电压时，电流在阴极和阳极之间流动。如图所示，电容器C1设置在阴极和阳极之间，从而当REF输入处的电压超过内部参考电压时，电容器C1充电以调节将阳极耦合至输出线430的节点432处的电流。
电阻器R3和R4的电阻值(除将输出线430接地的电容器C3的电容和电阻器R5的电阻之外)确定运算放大器404的输出必须达到以在电压调节器408A的阴极和阳极之间产生电导的阈值电压。这样，当运算放大器404的输出低于阈值电压时，控制信号按比例跟踪运算放大器404的输出电压。然而，当运算放大器404的输出高于阈值电压时，控制信号电流的大小通过电压调节器408的阴极和阳极之间的电导来减小。当，例如，温度传感器270的输出电压存在较大变化时，电压调节器408防止控制信号发生大的变化。
电压调节器408的阳极经由电容器C3和电阻器R5接地。电阻器R5的端子经由比较器410的正输入(IN+)连接至比较电路409的第一输入。这样，比较电路409的第一输入处的电压取决于温度传感器270附近的空气温度的变化。比较电路409的第二输入连接至电压调节器416的输出。比较电路的第二输入是比较器410的负输入。
如图所示，供电电压还经由节点412和414指向电压调节器416的输入。节点412连接至电压调节器416的电压(IN)输入。节点414连接至电压调节器416的有效低使能(EN)输入。由电阻器R27和R28构成的分压器确定EN输入处的电压。电容器C8确定IN输入处的电压。在各种实施例中，电压调节器416是低压差稳压器，其被配置为无论电源如何变化均保持恒定电压输出。电压调节器416的输出电压经由比较器410的负输入作为比较电路409的第二输入连接，以用作比较控制信号的一致基准参考。
比较电路409输出与电阻器R5的端子处的电压(例如，控制信号)和由电压调节器416输出的基准电压之差成比例的电压。在各种实施例中，比较电路409可以包括能够产生与两个输入电压之差成比例的输出电压(例如，独立比较器、低压差电压调节器和运算放大器的组合，等等)的一个组件或组件的组合。图5中所示的比较电路409包括独立比较器410。电阻器R26将比较电路409的输出耦合至双极结型晶体管Q6的基极。这样，当控制信号超过基准电压预定量时，双极结型晶体管Q6的基极处的电流引起在双极结型晶体管Q6的集电极处的电流。在各种实施例中，经由继电器418向控制电路202的附加部件(例如，压力故障LED、低压力开关等)提供电流，以响应于控制信号达到最大水平而触发动作。
应当理解的是，控制电路202和压缩机控制电路308和308'的替代配置是可以想到的。例如，可以调整控制电路202中使用的电源的数量以提高可靠性。可以相对于彼此调节其中包含的电阻器和电容器的电阻和电容值，以维持控制电路202和压缩机控制电路308和308'的运行。此外，在不脱离本公开教导的情况下，可以使用不同部件代替运算放大器404、518和电压调节器408、416、522和524。
现在参见图6，根据示例实施例，用于车辆的辅助AC系统的控制方法600的流程图被示出。可以经由本文描述的压缩机控制电路308或308'来执行方法600，以生成本文所述的可变速电机304的控制信号。在以下描述中，将参考压缩机控制电路308(图4A)。方法600的流程图也可以在不脱离本公开教导的情况下应用于其它压缩机控制电路308'(图5)。
在操作602中，来自温度测量设备的输出被接收。例如，在一个实施例中，温度测量设备是温度传感器270，并且输出是与温度传感器270附近的空气温度有关的电压。温度传感器270可以设置在覆盖辅助AC系统130的蒸发器302的空气返回栅格上。输出可以由压缩机控制电路308的第一部件(例如，电线、连接插座、端子等)接收。
在操作604中，确定输出指示辅助AC系统130的环境中的温度变化。例如，通过运算放大器404(或任意其它已知形式的比较器或差分放大器)，压缩机控制电路308可以生成输出电压，该输出电压与经由温度传感器270提供的电压和运算放大器518的先前输出之差成比例。这样，运算放大器518的输出电压可以对应于经由温度传感器270提供的连续电压之差。如果经由温度传感器270提供的电压最小地增加或保持相对恒定，则运算放大器518的输出可以减小。然而，如果经由温度传感器270提供的电压增加预定量(例如，基于将温度传感器270的输出接地的电阻器R2的值确定)，则运算放大器518的输出增加。
在操作606中，基于温度变化来生成可变速压缩机256的控制信号。例如，经由压缩机电路308的输出线532，只要运算放大器532的输出保持低于阈值(例如，基于沿输出线532设置的电阻器R3和R4的电阻以及电压调节器522的内部参考电压确定)，就可以修改运算放大器518的输出并将其传输至可变速电机304。如果运算放大器518的输出达到阈值，电压调节器522的阳极和阴极之间可能出现电导，导致电压调节器522从输出线532吸收电流并减小控制信号。因此，电压调节器522有效地为控制信号创建上限，以防止运算放大器518的输出大幅增加。
本文可能已经使用了一个或多个流程图。流程图的使用并不意味着限制所执行的操作的顺序。本文描述的主题有时示出包含在不同的其它部件内或与不同的其它部件相连的不同部件。应当理解的是，这样描绘的架构仅仅是说明性的，并且实际上可以是能够实现相同功能的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能的任意部件布置有效地“关联”，从而实现期望功能。因此，本文中组合以实现特定功能的任意两个部件可以视为彼此“相关联”，从而实现期望功能，无论架构或中间部件如何。类似地，如此关联的任意两个部件也可以视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望功能，并且能够如此关联的任意两个部件也可以视为彼此“可操作地可耦合”，以实现期望功能。可操作可耦合的具体示例包括但不限于，可物理匹配和/或物理交互部件和/或可无线交互和/或无线交互部件和/或逻辑交互和/或可逻辑交互部件。
对于本文中基本上任意复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以在适合上下文和/或应用的情况下从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为清楚起见，本文中可以明确阐明各种单数/复数变换。
本领域技术人员应当理解，一般地，本文使用的术语，尤其是所附权利要求(例如，所附权利要求的主体)中使用的术语，一般旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应理解为“包括但不限于”，术语“具有”应理解为“至少具有”，术语“包含”应理解为“包含但不限于”等)。本领域技术人员应当进一步理解，如果意图表示特定数量的引入的权利要求叙述物，则在权利要求中将明确地陈述该意图，在没有此类陈述的情况下，则不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，所附权利要求中可以包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”以引入权利要求叙述物。然而，这些短语的使用不应理解为暗示由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求叙述物将包含此类引入权利要求叙述物的任意特定权利要求限制为仅包含一个此类叙述物的发明，即使是在同一个权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词，如“一”或“一个”的情况下(例如，“一”和/或“一个”通常应当理解为表示“至少一个”或“一个或多个”)；对于使用定冠词引入权利要求叙述物的用法也是如此。另外，即使明确陈述特定数量的引入权利要求叙述物，本领域技术人员将意识到，此类叙述物通常应理解为表示至少所述数量(例如，在没有其它修饰词的情况下，仅叙述“两个叙述物”通常表示至少两个叙述物，或两个及以上叙述物)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”等约定说法的情况下，一般来说，这种结构旨在表示本领域技术人员将理解的该约定说法的意义(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于包括以下的系统：单独A、单独B、单独C、A和B、A和C、B和C和/或A、B和C等)。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”等约定说法的情况下，一般来说，这种结构旨在表示本领域技术人员将理解的该约定说法的意义(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于包括以下的系统：单独A、单独B、单独C、A和B、A和C、B和C和/或A、B和C等)。本领域技术人员应当进一步理解，实际上，呈现两个及以上替代术语的任何转折性词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，均应理解为考虑包括其中一个术语、其中任意一个术语或两个术语的可能性。例如，短语“A或B”应理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

Claims (20)

1.一种用于车辆的辅助空调(AC)系统，包括：
蒸发器盘管；
冷凝器盘管，经由制冷剂管被耦合至所述蒸发器盘管；
压缩机，被设置在所述蒸发器盘管和所述冷凝器盘管之间的制冷剂管处，所述压缩机包括可变速电机，所述可变速电机被配置为对从所述蒸发器盘管经由所述制冷剂管接收的制冷剂蒸汽加压；
温度测量设备，被配置为基于所述辅助空调系统附近环境中的空气温度来生成可变输出；以及
压缩机控制电路，可通信地被耦合至所述可变速电机，所述压缩机控制电路被配置为：
接收来自所述温度测量设备的所述可变输出；
确定所述输出指示所述空气温度的变化；并且
生成用于所述可变速电机的控制信号，所述控制信号包括具有取决于所述变化的程度的大小的参数，以改变所述压缩机对所述制冷剂蒸汽加压的速率。
2.根据权利要求1所述的辅助AC系统，其中所述压缩机控制电路不包括微处理器。
3.根据权利要求1所述的辅助AC系统，其中所述压缩机控制电路是模拟控制电路。
4.根据权利要求3所述的辅助AC系统，其中所述温度测量设备是温度传感器，所述温度测量设备具有被连接至供电电压的第一端子和被耦合至所述压缩机控制电路的第二端子，其中所述可变输出为取决于所述空气温度的电压。
5.根据权利要求4所述的辅助AC系统，其中所述模拟控制电路包括：
运算放大器，包括正输入、负输入和第一输出，其中所述正输入被连接至所述第二端子，并且所述负输入被耦合至所述第一输出，使得所述第一输出处的第一电压与所述可变输出的参数值和所述第一电压的先前值之差成比例；
输出线，被连接至所述第一输出，所述输出线包括第一电阻器和第二电阻器，以及被设置在所述第一电阻器和所述第二电阻器之间的节点，其中所述输出线被连接至所述压缩机，以向其提供控制信号，其中所述控制信号基于所述第一电压而被生成；以及
第一电压调节器，与所述输出线平行，所述第一电压调节器包括经由所述节点被连接至所述输出线的参考输入。
6.根据权利要求5所述的辅助AC系统，其中所述第一电压调节器为分路调节器。
7.根据权利要求5所述的辅助AC系统，其中所述模拟电路进一步包括第二电压调节器，所述第二电压调节器包括电压输入和使能输入，其中所述电压输入或使能输入中的至少一个被耦合至所述供电电压，所述第二电压调节器包括第二输出，所述第二输出被配置为输出基准电压。
8.根据权利要求7所述的辅助AC系统，其中所述模拟电路进一步包括比较电路，所述比较电路包括具有第一电压输入和第二电压输入的至少一个部件，其中所述第一电压输入被连接至所述输出线，并且所述第二电压输入被连接至所述第二输出，使得所述比较电路在第三输出处生成比较电压，所述比较电压与所述控制信号和所述基准电压之差成比例。
9.根据权利要求8所述的辅助AC系统，其中所述第三输出被连接至双极结型晶体管的基极，使得所述双极结型晶体管的集电极在所述控制信号区别于所述基准电压超过预定量时发射电流。
10.根据权利要求1所述的辅助AC系统，进一步包括从所述环境接收返回空气的蒸发器返回栅格，其中所述温度测量设备被设置在所述蒸发器返回栅格处。
11.一种车辆，包括：
主电池组；
辅助电池组；以及
辅助空调(AC)系统，被连接至所述辅助电池以从所述辅助电池接收供电电压，其中所述辅助AC系统包括：
蒸发器盘管；
压缩机，经由制冷剂管被耦合至所述蒸发器盘管，所述压缩机包括可变速电机，所述可变速电机被配置为对从所述蒸发器盘管经由所述制冷剂管接收的制冷剂蒸汽加压；
温度传感器，被连接至所述辅助电池组以经由其第一端子接收供电电压，所述温度传感器被配置为基于空气温度在其第二端子处来生成可变电压；以及
压缩机控制电路，可通信地被耦合至所述可变速电机，所述压缩机控制电路被配置为基于所述空气温度和经由所述温度传感器测量的先前空气温度之差，来生成用于所述可变速电机的控制信号。
12.根据权利要求11所述的车辆，进一步包括鼓风机和返回空气入口，所述鼓风机被配置为生成所述辅助AC系统和所述车辆的内部区域之间的压力差，所述返回空气入口被配置为接收来自所述内部区域的空气，其中所述温度传感器被设置在所述返回空气入口处。
13.根据权利要求12所述的车辆，进一步包括覆盖所述返回空气入口的蒸发器栅格，其中所述温度传感器被设置在所述蒸发器栅格上。
14.根据权利要求11所述的车辆，其中所述压缩机控制电路为模拟控制电路。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中所述模拟控制电路包括：
运算放大器，包括正输入、负输入和第一输出，其中所述正输入被连接至所述第二端子，并且所述负输入被耦合至所述第一输出，使得在所述第一输出处的第一电压与所述可变电压的电流值和所述第一电压的先前值之差成比例；
输出线，被连接至所述第一输出，所述输出线包括第一电阻器和第二电阻器，以及被设置在所述第一电阻器和所述第二电阻器之间的节点，其中所述输出线被连接至所述压缩机，以向其提供所述控制信号，其中所述控制信号对应于所述第一电压；以及
第一电压调节器，与所述输出线平行，所述第一电压调节器包括经由所述节点、阳极和阴极被连接至所述输出线的参考输入，其中所述阳极经由电容器被连接至所述阴极。
16.根据权利要求15所述的辅助AC系统，其中所述模拟电路进一步包括第二电压调节器，所述第二电压调节器包括电压输入和使能输入，其中所述电压输入或所述使能输入中的至少一个被耦合至所述辅助电池以接收所述供电电压，所述第二电压调节器包括第二输出，所述第二输出被配置为输出基准电压。
17.根据权利要求16所述的辅助AC系统，其中所述模拟电路进一步包括比较电路，所述比较电路包括具有第一电压输入和第二电压输入的至少一个部件，其中所述第一电压输入被连接至所述输出线，并且所述第二电压输入被连接至所述第二输出，使得所述比较电路在第三输出处生成比较电压，所述比较电压与可变电流电压和所述基准电压之差成比例。
18.根据权利要求17所述的辅助AC系统，其中所述第三输出被连接至双极结型晶体管的基极，使得所述双极结型晶体管的集电极在所述控制信号区别于所述基准电压超过预定量时发射电流。
19.一种用于辅助空调系统的模拟控制电路，包括：
温度传感器，包括被连接至电源的第一端子和被连接至输入线的第二端子；
运算放大器，包括被耦合至所述输入线的第一输入和被耦合至所述运算放大器的第一输出的第二输入，其中所述第一输出还被耦合至输出线，所述输出线包括第一电阻器、第二电阻器和被设置在所述第一电阻器和所述第二电阻器之间的节点；以及
第一电压调节器，与所述输出线平行，所述第一电压调节器包括经由所述节点被连接至所述输出线的参考输入，其中所述输出线被连接至所述辅助AC系统的压缩机的可变速电机，使得所述电机以基于所述第一输出处的电压的速度来运行。
20.根据权利要求19所述的模拟控制电路，进一步包括：
第二电压调节器，包括电压输入和使能输入，其中所述电压输入或使能输入中的至少一个被耦合至所述电源，所述第二电压调节器包括第二输出，所述第二输出被配置为输出基准电压；以及
比较电路，包括至少一个具有第一电压输入和第二电压输入部件，其中所述第一电压输入被连接至所述输出线，并且所述第二电压输入被连接至所述第二输出，使得所述比较电路在第三输出处生成比较电压，所述比较电压与所述基准电压和控制电压之差成比例，其中所述第三输出被连接至双极结型晶体管的基极，使得所述双极结型晶体管的集电极在所述比较电压为预定值时发射信号。
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