基于電動空調(diào)的ptc控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，包括用于控制PTC加熱系統(tǒng)開啟或關(guān)閉的控制器和為PTC加熱系統(tǒng)供電的蓄電池，用于測量車外溫度的溫度傳感器將溫度信號傳輸至控制器，儀表控制模塊將發(fā)動機(jī)冷卻水水溫和發(fā)動機(jī)的啟停信號傳輸至控制器，所述的控制器還采集蓄電池的電壓值和空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)端電壓值，電動空調(diào)無需掛載整車CAN網(wǎng)絡(luò)，僅僅通過硬線信號傳送機(jī)軟件智能化的控制就可以實(shí)現(xiàn)PTC加熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整車采暖性的需求，降低電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)的成本。
【專利說明】基于電動空調(diào)的「了0控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于電動空調(diào)的？扣控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]？了?:是？08了6卹61^ 1:111*6 (^一行丨。16111:的縮寫，意思是正的溫度系數(shù)，泛指正溫度系數(shù)很大的半導(dǎo)體材料或元器件。通常我們提到的是指正溫度系數(shù)熱敏電阻，簡稱？扣熱敏電阻。？扣熱敏電阻是一種典型具有溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，超過一定的溫度時，它的電阻值隨著溫度的升高呈階躍性的增高。當(dāng)前汽車電子【技術(shù)領(lǐng)域】中，常常利用的熱敏特性來設(shè)計(jì)電輔助加熱裝置，供低溫環(huán)境下整車快速取暖所使用。
[0003]整車配備？扣電輔助加熱的需求一般分為兩種，一種是在發(fā)動機(jī)冷卻水制熱能力充足的前提下額外增加電加熱輔助裝置，用于外界環(huán)境出現(xiàn)低溫工況時，能夠快速使得車內(nèi)有暖風(fēng)吹入，提升冬季駕車的安全性及舒適性；另一種則是在發(fā)動機(jī)排量較小，發(fā)動機(jī)冷卻水溫上升緩慢導(dǎo)致整車在低溫工況開始時，車內(nèi)空調(diào)出風(fēng)溫度嚴(yán)重偏低的情況下，被動增加電輔助加熱裝置來彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)冷卻水溫不足以充當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)采暖熱源的缺陷，同樣能夠保證整車在低溫環(huán)境下的駕乘安全性及車內(nèi)空調(diào)的舒適性要求。
[0004]汽車空調(diào)根據(jù)控制方式分為手動空調(diào)、電動空調(diào)和自動空調(diào)。其中手工空調(diào)的風(fēng)速風(fēng)量、溫度等是依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，常見的結(jié)構(gòu)是將溫度風(fēng)門和出風(fēng)模式風(fēng)門的驅(qū)動機(jī)構(gòu)由手動面板上的旋鈕帶動一根機(jī)械拉絲來轉(zhuǎn)動，不同的旋鈕停頓檔位決定不同的風(fēng)門位置。電動空調(diào)是將與手動空調(diào)的區(qū)別就是使用電機(jī)來替代拉絲驅(qū)動風(fēng)門，由電動控制面板上的調(diào)節(jié)開關(guān)直接控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)角度，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)門的不同停頓位置。自動空調(diào)是在電動空調(diào)基礎(chǔ)上，增加車外溫度、車內(nèi)溫度、陽光傳感器等輸入量，從而能夠自動控制車內(nèi)溫度、出風(fēng)模式、風(fēng)量大小等等，不需要像手動或電動空調(diào)那樣，必須依靠人為的調(diào)節(jié)操作才能達(dá)到想要的出風(fēng)溫度、風(fēng)量、模式等。
[0005]目前，汽車空調(diào)系統(tǒng)配備？扣電加熱輔助模塊大部分都基于自動空調(diào)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其主要原因是？扣控制功能所需的大部分輸入量都需要在整車網(wǎng)絡(luò)上獲取，例如發(fā)動機(jī)水溫信號、車速信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、蓄電池電壓狀態(tài)信號等等，而自動空調(diào)控制器絕大部分也都是整車網(wǎng)絡(luò)中的一個控制節(jié)點(diǎn)，因此對于獲取這些輸入量信息相對來說也是較為容易。
[0006]但是對于單純的電動空調(diào)控制系統(tǒng)來說，電動空調(diào)控制器沒有集成整車網(wǎng)絡(luò)控制功能，無法獲取網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的這些輸入量信息，如果要增加電加熱輔助裝置并且保證其功能的快速、穩(wěn)定及有效性，就需要增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，顯然增加了電動空調(diào)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種性能高，成本低的基于電動空調(diào)的？扣控制系統(tǒng)
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種基于電動空調(diào)的控制系統(tǒng)，包括用于控制？加熱系統(tǒng)開啟或關(guān)閉的控制器和為？加熱系統(tǒng)供電的蓄電池，用于測量車外溫度的溫度傳感器將溫度信號傳輸至控制器，儀表控制模塊將發(fā)動機(jī)冷卻水水溫和發(fā)動機(jī)的啟停信號傳輸至控制器，所述的控制器還采集蓄電池的電壓值和空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)端電壓值。
[0009]由于采用以上技術(shù)方案:電動空調(diào)無需掛載整車0^網(wǎng)絡(luò)，僅僅通過硬線信號傳送機(jī)軟件智能化的控制就可以實(shí)現(xiàn)加熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整車采暖性的需求，降低電動空調(diào)的？IX:控制系統(tǒng)的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]—種基于電動空調(diào)的控制系統(tǒng)，包括用于控制加熱系統(tǒng)開啟或關(guān)閉的控制器10和為？扣加熱系統(tǒng)供電的蓄電池20，用于測量車外溫度的溫度傳感器50將溫度信號傳輸至控制器10，儀表控制模塊40將發(fā)動機(jī)冷卻水水溫和發(fā)動機(jī)的啟停信號傳輸至控制器10，所述的控制器10還采集蓄電池20的電壓值和空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)30端電壓值。純電動空調(diào)無需掛載整車網(wǎng)絡(luò)，僅僅通過硬線信號傳送機(jī)軟件智能化的控制就可以控制加熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低配空調(diào)系統(tǒng)也能配置？扣加熱功能，摒棄了控制必須由自動空調(diào)來實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)思想，大大降低電動空調(diào)的？扣控制系統(tǒng)的成本，同時又保證了車內(nèi)采暖舒適性的需求。
[0012]當(dāng)發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)，發(fā)動機(jī)冷卻水的水溫小于551時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)，發(fā)動機(jī)冷卻水的水溫處于551-651之間且水溫處于下降狀態(tài)時，控制器10控制加熱系統(tǒng)開啟；否則加熱系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0013]一般狀態(tài)下，當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水? 601時，控制器判斷該信號值有效，即控制器控制加熱系統(tǒng)開啟。但是發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度是頻繁波動的，如果單純進(jìn)行軟件定義的話，
會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)冷卻水溫在601左右上下波動時，控制器對此信號的采集產(chǎn)生頻率的切換，非常不利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，在工程設(shè)計(jì)上，針對此種情況，往往都在定義數(shù)值上做出一個相應(yīng)的回滯功能，用來避免可能產(chǎn)生的頻繁波動現(xiàn)象。本發(fā)明中，控制條件如下:
[0014]1、水溫彡651時，直接判斷此信號無效；
[0015]2、水溫彡551時，直接判斷此信號有效；
[0016]3、551 ?水溫? 651時，控制器將做延遲判斷，即通過多次采樣后，判斷此時水溫到底是處于升高狀態(tài)還是降低狀態(tài)，再做出判斷，若水溫處于上升狀態(tài)，此信號無效；若處于下降狀態(tài)，此信號有效；
[0017]其中信號有效是指控制器控制？扣加熱系統(tǒng)開啟，信號無效是指控制？扣加熱系統(tǒng)關(guān)閉。
[0018]當(dāng)空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)30的端電壓值大于0時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)開啟，否則加熱系統(tǒng)關(guān)閉?？照{(diào)鼓風(fēng)機(jī)30處于工作狀態(tài)時，其端電壓為非0，本發(fā)明在保證空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)已經(jīng)開啟的情況下才會開啟加熱系統(tǒng)。
[0019]當(dāng)蓄電池20的電壓值? 11.并維持3-8秒時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)關(guān)閉；當(dāng)12.5\ ( ? “V并且維持時5-20秒時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)11.5乂彡? 12.5\時，？10加熱系統(tǒng)保持上一狀態(tài)。
[0020]當(dāng)車外溫度小于41時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)車外溫度處于400 -61之間且溫度處于下降狀態(tài)時，控制器10控制？扣加熱系統(tǒng)開啟；否則？扣加熱系統(tǒng)關(guān)閉。
[0021]所述的？扣加熱系統(tǒng)至少包括兩組并聯(lián)布置的？扣加熱元件，控制器10控制？扣加熱元件逐個啟動。連續(xù)開啟的兩個？扣加熱元件的開啟時間間隔為5-208。由于？扣開啟瞬間產(chǎn)生的大電流對整車電平衡的沖擊影響很大，所以將？扣加熱系統(tǒng)分為至少兩檔且逐個啟動。通常一個？扣加熱元件⑴扣芯體)的功率為60(^,可根據(jù)？扣加熱系統(tǒng)的額定功率設(shè)置加熱元件的數(shù)量。本發(fā)明連續(xù)開啟的兩個加熱元件的開啟時間間隔優(yōu)選為108，那么在第一檔？扣工作103后開啟第二檔，關(guān)閉條件滿足時，兩檔可以同時關(guān)閉！
[0022]控制器10為電動空調(diào)的控制面板此？，…？的全拼為216。廿0111。0011^01 ？81161也就是電動空調(diào)的控制面板。
[0023]所述的溫度傳感器50設(shè)置在車身前保險杠上。將溫度傳感器50布置在前保險杠的下方較為隱蔽的部位，可防止陽光和雨水損壞溫度傳感器50。
[0024]如圖1所示，當(dāng)20？電動空調(diào)控制面板綜合判斷各項(xiàng)輸入條件滿足？扣加熱系統(tǒng)開啟條件后，輸出兩路持續(xù)高電平(閥值定義為? 9”有效信號，使得兩路繼電器的控制端線圈通電，繼電器線圈吸合后，內(nèi)部聯(lián)動開關(guān)閉合，？扣加熱的工作回路導(dǎo)通，兩路？扣加熱模塊芯體實(shí)現(xiàn)通電加熱的功能。當(dāng)電動空調(diào)控制面板20？綜合各項(xiàng)輸入信息量并經(jīng)過邏輯判斷？冗需要關(guān)閉時，則使得這兩路輸出信號由持續(xù)高電平變?yōu)槌掷m(xù)低電平信號(閥值定義為0 — IV〉，兩路繼電器斷電，內(nèi)部接觸開關(guān)斷開，從而切斷兩路？扣芯體加熱工作回路，使得加熱功能停止。
[0025]本發(fā)明中的電動空調(diào)？扣控制系統(tǒng)在原理圖設(shè)計(jì)完成后，需要經(jīng)過硬件上的實(shí)物連接及軟件邏輯定義后，才能真正進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的實(shí)施。
[0026]硬件連接:按照圖1所示的控制系統(tǒng)原理圖，將各個輸入和輸出的實(shí)物與電動空調(diào)控制面板進(jìn)行連接，如外溫傳感器信號端直接硬線接入電動空調(diào)面板內(nèi)部插件
腳，鼓風(fēng)機(jī)30端電壓兩根硬線也直接接入到￡(35內(nèi)部插件？爪腳等等，輸出端將兩路控制繼電器一端車身搭鐵接地，另一端與內(nèi)部插件腳連接加熱芯體一端車身搭鐵接地，另一端通過接插件與整車12乂蓄電池連接，并且每一路串聯(lián)30八保險絲進(jìn)行保護(hù)，從而完成整個電動空調(diào)針對控制功能的硬件設(shè)置。
[0027]軟件設(shè)置時，依據(jù)如下條件進(jìn)行控制:
[0028]整車蓄電池電壓％ ? 11.57并維持5秒后，則定義為義。，；當(dāng)12.5\彡^ ? 16乂并且持續(xù)時間達(dá)10秒，則定義為；當(dāng)11.〖V彡V ? 12.5乂，保持上一狀態(tài)；
[0029]儀表控制模塊1(?輸出至電動空調(diào)控制器的硬線信號設(shè)定如下:當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水溫? 601 (回滯區(qū)間±50，且發(fā)動機(jī)啟動之后，發(fā)高電平有效信號；當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水溫? 6000 (回滯區(qū)間±51 )或發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)任意一個條件滿足時，發(fā)低電平無效信號；
[0030]？扣加熱系統(tǒng)的開啟條件是:
[0031]1、電動空調(diào)控制面板上電工作；
[0032]2、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)(端電壓非0)；
[0033]3、車外溫度? 51，回滯區(qū)間±11
[0034]4、儀表1(?發(fā)送硬線信號為持續(xù)高電平有效信號；
[0035]5、蓄電池電壓為乂―
[0036]以上所有條件同時滿足時，才能開啟？扣進(jìn)行加熱！
[0037]？扣加熱系統(tǒng)的關(guān)閉條件是:
[0038]1、電動空調(diào)面板掉電，處于非工作狀態(tài)；
[0039]2、空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)關(guān)閉(端電壓為0)；
[0040]3、外溫彡 600 ；
[0041]4、儀表1(?發(fā)送硬線信號為持續(xù)低電平信號；
[0042]5、蓄電池電壓乂―降低為乂―。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:包括用于控制PTC加熱系統(tǒng)開啟或關(guān)閉的控制器(10)和為PTC加熱系統(tǒng)供電的蓄電池(20)，用于測量車外溫度的溫度傳感器(50)將溫度信號傳輸至控制器(10),儀表控制模塊(40)將發(fā)動機(jī)冷卻水水溫和發(fā)動機(jī)的啟停信號傳輸至控制器(10)，所述的控制器(10)還采集蓄電池(20)的電壓值和空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)(30)端電壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)，發(fā)動機(jī)冷卻水的水溫小于55°C時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)發(fā)動機(jī)處于啟動狀態(tài)，發(fā)動機(jī)冷卻水的水溫處于55°C _65°C之間且水溫處于下降狀態(tài)時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟；否則PTC加熱系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)(30)的端電壓值大于0時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟，否則PTC加熱系統(tǒng)關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)蓄電池(20)的電壓值VBAT< 11.5V并維持3-8秒時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)關(guān)閉；當(dāng)12.5V ^ VBAT< 16V并且維持時5-20秒時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)11.5V彡VBAT < 12.5V時，PTC加熱系統(tǒng)保持上一狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:當(dāng)車外溫度小于4°C時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟；當(dāng)車外溫度處于4°C _6°C之間且溫度處于下降狀態(tài)時，控制器(10)控制PTC加熱系統(tǒng)開啟；否則PTC加熱系統(tǒng)關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的PTC加熱系統(tǒng)至少包括兩組并聯(lián)布置的PTC加熱元件，控制器(10)控制PTC加熱元件逐個啟動。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:控制器(10)為電動空調(diào)的控制面板ECP。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:連續(xù)開啟的兩個PTC加熱元件的開啟時間間隔為5-20s。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于電動空調(diào)的PTC控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度傳感器(50)設(shè)置在車身前保險杠上。
【文檔編號】B60H1/22GK104354561SQ201410471327
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】姚帆, 李俊, 楊澤光 申請人:奇瑞汽車股份有限公司