CN206374505U - 空调采暖控制系统及空调采暖控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空调采暖控制系统及调采暖控制器。所述系统包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；所述比例阀还接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。本实用新型克服了加热器水温剧烈波动的问题，有利于提高资源利用率。

Description

空调采暖控制系统及空调采暖控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车控制技术领域，特别是涉及一种空调采暖控制系统及空调采暖控制器。

背景技术

为了节能减排，近年来混合动力汽车得到了长足的发展。而混动汽车的空调采暖系统结构如图1所示，将发动机和水泵并联在两个回路中，这两个回路均经过加热器和换热器，所述系统结构还设置有三通阀。所述三通阀有三个口，一进两出，当内部阀芯在不同位置时，出口不同。

基于该系统结构，当发动机启动时，三通阀出口切换至发动机侧，阻挡水泵回路的水流进入加热器，此时系统主要依靠发动机回路的热水采暖；当发动机熄火时，三通阀出口切换至水泵侧，阻止发动机水进入加热器，此时系统主要依靠加热器对水泵回路的水进行加热，通过输出的热水采暖。然而，基于上述采暖系统，每次发动机启动和熄火时，将给加热器的水温造成重大冲击，使加热器水温剧烈波动，进而导致空调的出风温度剧烈波动。

实用新型内容

基于此，本实用新型实施例提供了空调采暖控制系统及空调采暖控制器，能够避免加热器水温剧烈波动的问题。

本实用新型一方面提供空调采暖控制系统，包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；

所述比例阀提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；

所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；

所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。

一种空调采暖控制器，包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元以及串行外设接口单元；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片；

所述模数转换单元，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号；

所述串行外设接口单元，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片；

所述电机驱动芯片用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述比例阀的位置。

基于上述实施例提供的空调采暖控制系统及空调采暖控制器，针对发动机回路和水泵回路设置比例阀，通过第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至控制器，所述控制器接收第一温度传感器和第二温度传感器采集的回路水温信号，向所述比例阀输出位置调节指令，使得发动机回路和水泵回路的水流按相应比例进入加热器，有效克服了加热器入口水温及出口水温剧烈波动的问题，还有利于提高资源利用率。

附图说明

图1为传统混动汽车空调采暖的工作环境示意图；

图2为一实施例的空调采暖控制系统的示意性结构图；

图3为一实施例空调采暖控制器的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2为一实施例的空调采暖控制系统的示意性结构图；如图2所示，本实施例的空调采暖控制系统包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀以及加热器。其中，所述比例阀用于提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后再回到所述发动机回路和水泵回路；通过将所述加热器的加热之后水流的温度转换为得到对应的空气温度，由此实现空调的出风温度。此外，还包括，第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于采集发动机回路水温、水泵回路水温；所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控，以使发动机回路、水泵回路中的水流按相应比例进入所述加热器，以克服因发动机开启/停止过程中加热器的入口水温出现较大波动。

在一优选实施例中，所述空调采暖控制系统中，在水泵回路设置有第一水泵(例如图2中的1号水泵)，在发动机回路设置有第二水泵(例如图2中的2号水泵)和发动机，所述发动机、第一水泵、第二水泵均与所述控制器连接。所述第一水泵和所述第二水泵还用于接收所述控制器输出的转速调节指令，根据所述转速调节指令调节各自的转速，以调节水泵回路的水流速度和发动机回路的水流速度，进一步确保发动机回路和水泵回路中的水流以相应比例进入所述加热器。

优选的，采用连续控制的比例阀，通过调整所述比例阀的位置可使所述第一阀口和第二阀口打开任意一个开度，由此精确控制通过的流量大小。同时，还可调节第一水泵和第二水泵的转速，以此调节发动机回路和水泵回路中的水进入所述加热器的流量大小，进一步确保加热器入口端的水温不会出现较大波动。

在一优选实施例中，所述空调采暖控制系统还包括：第三温度传感器和第四温度传感器，分别用于采集加热器的入口端的水温和出口端的的水温，并将采集到的加热器水温信息分别发送至所述控制器。所述第三温度传感器和第四温度传感器分别与所述控制器连接；所述加热器还用于接收所述控制器输出的功率调节指令，并根据所述功率调节指令调节其加热功率，以使加热器的出口水温满足预期的温度；所述预期的温度为与预先确定的加热器目标出口水温的差值在设定范围内(例如±3度范围内)。

优选的，将所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设于所述比例阀的第一阀口和第二阀口；将所述第三温度传感器和第四温度传感器分别设置于所述加热器的入口端、出口端。以更方便的采集相应的水温。

在一优选实施例中，所述控制器通过CAN总线连接汽车的EMS系统，通过所述汽车EMS系统连接所述发动机。更方便获取当前发电机的转速。

此外，基于上述结构的空调采暖控制系统，所述控制器还可调节所述加热器的加热功率，所述加热器的加热功率越大，其对通过的水流的加热效果越好，反之，对通过的水流的加热效果越差，由此可根据实际需要得到相应的输出水温，有利于避免资源浪费。

进一步的，所述空调采暖控制系统还包括换热器；所述加热器输出的水流经过所述换热器之后回到所述发动机回路、水泵回路。在所述换热器中将水流温度转换为空气温度，进而得到相应温度的空调出风。

上述结构的空调采暖控制系统，尤其适用于油电混合动力车型采暖的空调控制。通过一个比例阀、两个转速可调的电子水泵、一个发动机回路水温传感器和一个水泵回路水温传感器，通过对所述比例阀提供的阀口开度的自动控制，提高对加热器入口水温的控制精度，有效地利用发动机余热进行采暖，节约整车能耗，无论发动机是否启动，都可以控制加热器出口水温保持稳定，控制精度高，空调出风口温度不会大幅度波动，使车内人员舒适。

参考图3所示，还提供了一种空调采暖控制器的实施例。本实施例中，所述空调采暖控制器包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元(ADC)以及串行外设接口单元(SPI)；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片。

其中，所述模数转换单元ADC，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号；

其中，所述串行外设接口单元SPI，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片；

其中，所述电机驱动芯片，用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节空调采暖控制系统中比例阀的位置。

在一优选实施例中，所述MCU还包括脉宽调制单元(PWM)。所述脉宽调制单元，用于根据MCU生成的调节水泵回路中第一水泵和发动机回路中第二水泵的转速调节指令，分别调节向第一水泵和第二水泵输出的PWM信号的占空比。通过改变PWM信号的占空比达到调节第一水泵和第二水泵转速的效果。

在一优选实施例中，所述MCU还可包括LIN标准接口单元(LIN)；所述LIN标准接口单元，用于连接空调采暖控制系统中的加热器，以及用于将所述MCU生成的用于调节加热器的功率调节指令发送至加热器。

在一优选实施例中，所述MCU还包括总线接口单元；所述总线接口单元，用于通过CAN总线连接汽车EMS系统；所述MCU通过所述总线接口单元从汽车EMS系统获取当前的发动机转速信息。

此外，所述空调采暖控制器还可包括电压转换单元、RST(复位电路)和XTAL(晶振电路)，所述MCU通过所述电压转换单元连接蓄电池。优选的，所述电压转换单元包括12V转5V的电压转换器(12V-5V Power)。

参考图3所示，其中，Control of Pump1和Control of Pump2信号端由PWM单元控制，通过调节PWM的占空比可分别调节1号电子水泵和2号电子水泵的转速。CAN High和CANLow分别代表车内总线的两条CAN线信号。BATT代表蓄电池输入，TAM代表车外温度，TR代表车内温度，TS代表阳光强度，T1代表发动机回路水温，T2代表水泵回路水温，T3代表加热器入口水温，T4代表加热器出口水温，Pos代表比例阀的位置反馈，Control of Pump1代表1号水泵的PWM输出，Control of Pump2代表2号水泵的PWM输出，Power代表加热器的加热功率信号，K1为比例阀在发动机回路侧的开控输出，K2为比例阀在水泵侧的开控输出。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，不能理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种空调采暖控制系统，其特征在于，包括：控制器、发动机回路、水泵回路、比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器，所述比例阀、加热器、第一温度传感器和第二温度传感器均与所述控制器连接；

所述比例阀提供第一阀口和第二阀口，所述发动机回路和水泵回路中的水流分别通过所述第一阀口和第二阀口进入所述加热器，经过所述加热器的加热之后回到所述发动机回路和水泵回路；

所述第一温度传感器和第二温度传感器分别用于采集发动机回路水温和水泵回路水温，并将采集到的回路水温信号分别发送至所述控制器；

所述比例阀还用于接收所述控制器输出的位置调节指令，根据所述位置调节指令调节所述第一阀口和第二阀口的开控。

2.如权利要求1所述空调采暖控制系统，其特征在于，所述水泵回路设置有第一水泵；所述发动机回路设置有第二水泵和发动机；所述发动机、第一水泵、第二水泵均与所述控制器连接；

所述第一水泵和所述第二水泵还用于接收所述控制器输出的转速调节指令，根据所述转速调节指令调节各自的转速。

3.根据权利要求1所述的空调采暖控制系统，其特征在于，还包括：与所述控制器连接的第三温度传感器和第四温度传感器，

所述第三温度传感器和第四温度传感器分别用于采集加热器的入口端和出口端的水温，并将采集到的加热器水温信息分别发送至所述控制器；

所述加热器还用于接收所述控制器输出的功率调节指令，并根据所述功率调节指令调节其加热功率。

4.根据权利要求3所述的空调采暖控制系统，其特征在于，

所述第一温度传感器和第二温度传感器分别设于所述比例阀的第一阀口和第二阀口；

所述第三温度传感器和第四温度传感器分别设置于所述加热器的入口端和出口端。

5.根据权利要求1所述的空调采暖控制系统，其特征在于，还包括换热器；

所述加热器输出的水流经过所述换热器之后回到所述发动机回路和水泵回路。

6.根据权利要求2所述的空调采暖控制系统，其特征在于，

所述控制器通过CAN总线连接汽车EMS系统，通过所述汽车EMS系统连接所述发动机。

7.一种空调采暖控制器，其特征在于，包括：MCU和电机驱动芯片，所述MCU包括模数转换单元以及串行外设接口单元；所述MCU通过所述串行外设接口单元连接所述电机驱动芯片；

所述模数转换单元，用于接收空调采暖控制系统中第一温度传感器采集的发动机回路水温信息、第二温度传感器采集的水泵回路水温信息以及比例阀的位置反馈信息，以及用于将接收到的信息转换为数字字号；

所述串行外设接口单元，用于将所述MCU生成的用于调节比例阀的位置调节指令发送给所述电机驱动芯片；

所述电机驱动芯片用于接收MCU发送的位置调节指令，根据所述位置调节所述比例阀的位置。

8.根据权利要求7所述的空调采暖控制器，其特征在于，所述MCU还包括脉宽调制单元，

所述脉宽调制单元，用于根据MCU生成的调节水泵回路中第一水泵和发动机回路中第二水泵的转速调节指令，分别调节向第一水泵和第二水泵输出的PWM信号的占空比。

9.根据权利要求7所述的空调采暖控制器，其特征在于，还包括：所述MCU还包括LIN标准接口单元；

所述LIN标准接口单元连接空调采暖控制系统中的加热器，以及用于将所述MCU生成的用于调节加热器的功率调节指令发送至加热器。

10.根据权利要求7所述的空调采暖控制器，其特征在于，所述MCU还包括总线接口单元；

所述总线接口单元通过CAN总线连接汽车EMS系统；

所述MCU通过所述总线接口单元从汽车EMS系统获取当前的发动机转速信息。