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      用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器的制作方法

      文檔序號:4745882閱讀:281來源:國知局
      專利名稱:用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型公開一種用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,屬于電動汽車汽車空調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域。
      背景技術(shù)
      當今,汽車工業(yè)的快速發(fā)展,使人們出行變得方便快捷;但也產(chǎn)生了一系列的負面效應(yīng)。其中最引人關(guān)注的便是全球空氣污染指數(shù)和燃油消耗總量的不斷攀升。電動汽車(EV)概念的提出解決了這一系列的矛盾。目前整車廠采用在原有傳統(tǒng)車型改造的方式,生產(chǎn)電動汽車進行整車功能測試。電動汽車空調(diào)功能的好壞,是評價一款汽車舒適性的重要標準。國外的汽車公司在該方面已取得實質(zhì)性進展,有的已經(jīng)進入生產(chǎn)階段,并己被應(yīng)用于批量生產(chǎn)的車輛。國內(nèi)在該方面的研究起步較晚,各汽車廠商的電動汽車空調(diào)控制器尚處 于研發(fā)和試制階段,沒有成熟的電動汽車空調(diào)控制器。傳統(tǒng)車使用發(fā)動機帶動空調(diào)壓縮機進行制冷,使用發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行加熱。
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,解決了在電動汽車開發(fā)前期無法同步實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的問題。本實用新型公開的一種用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,其技術(shù)解決方案如下微處理器MCU的CAN模塊通過CAN收發(fā)器與車身控制器連接,接收并解析CAN總線報文,獲取整車高壓電控制狀態(tài)、電池包SOC值、AC狀態(tài)和蒸發(fā)器后溫度傳感器值等,判斷空調(diào)啟動條件和輸出功率限制,同時將控制器狀態(tài)和自診斷信息上傳給車身控制器;MCU的AD采樣模塊通過鼓風機信號AD采集電路和冷熱風門位置信號AD采集電路分別與冷熱風門位置傳感器和鼓風機連接,采樣冷熱風門位置傳感器電壓值和鼓風機兩端風量電壓值,判斷用戶需要制冷或者加熱以及需要輸出的功率情況,根據(jù)用戶輸入,單獨控制壓縮機或加熱器工作實現(xiàn)制冷和加熱功能;MCU的GPI02模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的使能信號連接,控制電動空調(diào)壓縮的開啟和關(guān)閉;MCU的PWM模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的功率調(diào)整接口和電動加熱器功率調(diào)整接口連接,調(diào)節(jié)PWM輸出信號的占空比來控制電動空調(diào)壓縮機和電動加熱器的輸出功率;MCU的GPI02模塊通過電動空調(diào)壓縮機消耗功率檢測電路和電動空調(diào)壓縮機診斷代碼檢測電路與電動空調(diào)壓縮機連接,采集電動空調(diào)壓縮機的輸出功率和輸出的診斷信息,并將工作狀態(tài)通過CAN總線上傳給車身控制器;MCU的GPIOl模塊通過INTERLOCK檢測電路與電動加熱器連接,檢測電動加熱器的連接是否可靠;MCU的SPI模塊與低端驅(qū)動器的SPI接口連接,讀取短路、過流、過壓等診斷信息進行本地處理。本實用新型公開的用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,具體結(jié)構(gòu)如下鼓風機信號兩端連接MCU的AD采樣通道PADOl和PAD02 ;冷熱風門位置信號連接MCU的AD采樣通道PADOO ;MCU的M0SI、MIS0、SCK和SS分別連接低端驅(qū)動器的SI、S0、CLK和CS,讀取低端驅(qū)動器的自診斷信息;MCU的PPO和PP5連接低端驅(qū)動器的IN2和IN3,低端驅(qū)動器的OUT2和OUT3連接電動空調(diào)壓縮機的PWM和STB,使能電動空調(diào)壓縮機和調(diào)整電動空調(diào)壓縮機的輸出功率;MCU的PPl連接低端驅(qū)動器的INl,低端驅(qū)動器的OUTl連接電動加熱器的PWM,調(diào)整電動加熱器的輸出功率;電動空調(diào)壓縮機的DIAG和POWER連接MCU的PTO和PT1,采樣壓縮機輸出的PWM信號,讀取電動空調(diào)壓縮機實際輸出功率值和自診斷信息;MCU電CAN0RXD和CAN0TXD分別連接低速CAN總線收發(fā)器的TXD和RXD,CAN總線收發(fā)器的CANH和CANL連接網(wǎng)關(guān),傳輸總線報文;MCU的PS3、PS5和PS6分別連接CAN總線收發(fā)器的EN、STB和WAKE,控制CAN總線收發(fā)器使能和喚醒CAN總線收發(fā)控制器。本實用新型的積極效果在于解決了汽車電子產(chǎn)品開發(fā)周期長,在電動汽車開發(fā)前期無法同步實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng),不能及時、全面的提供整車測試數(shù)據(jù)的問題,本裝置保持傳統(tǒng)車空調(diào)的操作面板,通過檢測冷熱風門位置、鼓風機送風量以及一些溫度傳感器信息,實時調(diào)節(jié)電動加熱器和電動壓縮機的輸出功率,達到電動汽車加熱和制冷的功能,并且在提供舒適的駕乘環(huán)境的基礎(chǔ)上,節(jié)約了電動汽車的能源損耗,有效的延長了純電動汽車的續(xù)駛里程。

      圖I為本實用新型空調(diào)電動壓縮機和電動加熱器控制器系統(tǒng)框圖;圖2為本實用新型空調(diào)電動壓縮機和電動加熱器控制器原理框圖。
      具體實施方式
      實施例I根據(jù)圖I所示,微處理器MCU的CAN模塊通過CAN收發(fā)器與車身控制器連接,接收并解析CAN總線報文,獲取整車高壓電控制狀態(tài)、電池包SOC值、AC狀態(tài)和蒸發(fā)器后溫度傳感器值等,判斷空調(diào)啟動條件和輸出功率限制,同時將控制器狀態(tài)和自診斷信息上傳給車身控制器;MCU的AD采樣模塊通過鼓風機信號AD采集電路和冷熱風門位置信號AD采集電路分別連接冷熱風門位置傳感器和鼓風機連接,采樣冷熱風門位置傳感器電壓值和鼓風機兩端風量電壓值,判斷用戶需要制冷或者加熱以及需要輸出的功率情況,根據(jù)用戶輸入,單獨控制壓縮機或加熱器工作實現(xiàn)制冷和加熱功能;MCU的GPI02模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的使能信號連接,控制電動空調(diào)壓縮的開啟和關(guān)閉;MCU的PWM模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的功率調(diào)整接口和電動加熱器功率調(diào)整接口連接,調(diào)節(jié)PWM輸出信號的占空比來控制電動空調(diào)壓縮機和電動加熱器的輸出功率;MCU的GPI02模塊通過電動空調(diào)壓縮機消耗功率檢測電路和電動空調(diào)壓縮機診斷代碼檢測電路與電動空調(diào)壓縮機連接,采集電動空調(diào)壓縮機的輸出功率和輸出的診斷信息,并將工作狀態(tài)通過CAN總線上傳給車身控制器;MCU的GPIOl模塊通過INTERLOCK檢測電路與電動加熱器連接,檢測電動加熱器的連接是否可靠;MCU的SPI模塊與低端驅(qū)動器的SPI接口連接,讀取短路、過流、過壓等診斷信息進行本地處理。實施例2根據(jù)圖2所示,鼓風機信號兩端連接MCU的AD采樣通道PADOl和PAD02。冷熱風門位置信號連接MCU的AD采樣通道PADOO。M⑶的MOSI、MISO、SCK和SS分別連接低端驅(qū)動器的SI、SO、CLK和CS,讀取低端驅(qū)動器的自診斷信息。MCU的PPO和PP5連接低端驅(qū)動器的IN2和IN3,低端驅(qū)動器的0UT2和0UT3連接電動空調(diào)壓縮機的PWM和STB,使能電動空調(diào)壓縮機和調(diào)整電動空調(diào)壓縮機的輸出功率。MCU的PPl連接低端驅(qū)動器的IN1,低端驅(qū)動器的OUTl連接電動加熱器的PWM,調(diào)整電動加熱器的輸出功率。電動空調(diào)壓縮機的DIAG和POWER連接MCU的PTO和PTl,采樣壓縮機輸出的PWM信號,讀取電動空調(diào)壓縮機實際輸出功率值和自診斷信息。MCU電CAN0RXD和CAN0TXD分別連接低速CAN總線收發(fā)器的TXD和RXD,CAN總線收發(fā)器的CANH和CANL連接網(wǎng)關(guān),傳輸總線報文。MCU的PS3、PS5和PS6分別連接CAN總線收發(fā)器的EN、STB和WAKE,控制CAN總線收發(fā)器使能和喚醒CAN總線收發(fā)控制器。本實用新型CAN總線收發(fā)器使用的芯片為NXP公司的TJA1055,MCU使用的芯片為Freescale公司的MC90SXDP512,低端驅(qū)動電路使用的芯片為Infineon公司的TLE6220GP。采集與濾波電路是由一系列阻容器件、二極管和三極管構(gòu)成。
      ·[0017]本實用新型的工作過程如下加熱過程首先采樣高壓電控制狀態(tài)(輸出或斷開)、電池包SOC (剩余電量)值、AC (空氣調(diào)節(jié))按鍵狀態(tài)、鼓風機兩端電壓和冷熱風門位置等,在滿足電動加熱器工作條件下,MCU直接控制低端驅(qū)動器調(diào)節(jié)PWM輸出的占空比控制電動加熱器的輸出功率,采樣interlock out值判斷連接器是否鎖死,保證電動加熱器同控制器可靠連接。制冷過程首先采樣高壓電控制狀態(tài)(輸出或斷開)、電池包SOC (剩余電量)值、AC(空氣調(diào)節(jié))按鍵狀態(tài)、鼓風機兩端電壓和冷熱風門位置等,在滿足電動空調(diào)壓縮機工作條件下,MCU直接控制低端驅(qū)動器調(diào)節(jié)PWM輸出的占空比控制電動空調(diào)壓縮機的輸出功率。電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器包括MCU、低端驅(qū)動器、CAN總線收發(fā)器、鼓風機信號AD采集電路、冷熱風門位置信號AD采集電路、INTERLOCK檢測電路、電動空調(diào)壓縮消耗功率檢測電路和電動空調(diào)壓縮機診斷代碼檢測電路,MCU通過低端驅(qū)動器控制電動空調(diào)壓縮機和電動加熱器,調(diào)整輸出功率,通過低速CAN總線收發(fā)器同網(wǎng)關(guān)連接,接收總線報文,并把自身的狀態(tài)和診斷信息上傳到網(wǎng)關(guān)。
      權(quán)利要求1.一種用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器的控制器,其特征在于微處理器MCU的CAN模塊通過CAN收發(fā)器與車身控制器連接,接收并解析CAN總線報文,同時將控制器狀態(tài)和自診斷信息上傳給車身控制器;MCU的AD采樣模塊通過鼓風機信號AD采集電路和冷熱風門位置信號AD采集電路分別連接冷熱風門位置傳感器和鼓風機;MCU的GPI02模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的使能信號連接;MCU的PWM模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的功率調(diào)整接口和電動加熱器功率調(diào)整接口連接;MCU的GPI02模塊通過電動空調(diào)壓縮機消耗功率檢測電路和電動空調(diào)壓縮機診斷代碼檢測電路與電動空調(diào)壓縮機連接,將工作狀態(tài)通過CAN總線上傳給車身控制器;MCU的GPIOl模塊通過INTERLOCK檢測電路與電動加熱器連接;MCU的SPI模塊與低端驅(qū)動器的SPI接口連接,讀取短路、過流、過壓診斷信息進行本地處理。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,其特征在于 鼓風機信號兩端連接MCU的AD采樣通道PADOl和PAD02 ;冷熱風門位置信號連接MCU的AD采樣通道PADOO ;MCU的MOSI、MISO、SCK和SS分別連接低端驅(qū)動器的SI、SO、CLK和CS,讀取低端驅(qū)動器的自診斷信息;MCU的PPO和PP5連接低端驅(qū)動器的IN2和IN3,低端驅(qū)動器的0UT2和0UT3連接電動空調(diào)壓縮機的PWM和STB,使能電動空調(diào)壓縮機和調(diào)整電動空調(diào)壓縮機的輸出功率;MCU的PPl連接低端驅(qū)動器的INl,低端驅(qū)動器的OUTl連接電動加熱器的PWM,調(diào)整電動加熱器的輸出功率;電動空調(diào)壓縮機的DIAG和POWER連接MCU的PTO和PTl,采樣壓縮機輸出的PWM信號,讀取電動空調(diào)壓縮機實際輸出功率值和自診斷信息;MCU電CAN0RXD和CAN0TXD分別連接低速CAN總線收發(fā)器的TXD和RXD,CAN總線收發(fā)器的CANH和CANL連接網(wǎng)關(guān),傳輸總線報文;MCU的PS3、PS5和PS6分別連接CAN總線收發(fā)器的EN、STB和WAKE,控制CAN總線收發(fā)器使能和喚醒CAN總線收發(fā)控制器。
      專利摘要本實用新型公開一種用于電動汽車的空調(diào)壓縮機和加熱器控制器,微處理器與車身控制器連接,MCU的采樣模塊分別與冷熱風門位置傳感器和鼓風機連接;MCU的GPIO2模塊通過低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的使能信號連接;MCU的PWM模塊與低端驅(qū)動器的輸入端連接,低端驅(qū)動器的輸出端與電動空調(diào)壓縮機的功率調(diào)整接口和電動加熱器功率調(diào)整接口連接;MCU的GPIO2模塊通過電動空調(diào)壓縮機消耗功率檢測電路和電動空調(diào)壓縮機診斷代碼檢測電路與電動空調(diào)壓縮機連接,MCU的SPI模塊與低端驅(qū)動器的SPI接口連接,讀取短路、過流、過壓診斷信息進行本地處理。本實用新型解決了汽車電子產(chǎn)品開發(fā)周期長,在電動汽車開發(fā)前期無法同步實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的問題。
      文檔編號F24F11/02GK202613677SQ20122020198
      公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
      發(fā)明者黃志福, 拱印生, 楊朝, 姜鵬, 王金有 申請人:中國第一汽車股份有限公司, 啟明信息技術(shù)股份有限公司
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