基于can總線的電動(dòng)客車電動(dòng)空調(diào)技術(shù)的制作方法
【專利摘要】基于CAN總線的電動(dòng)客車電動(dòng)空調(diào)技術(shù)采用的技術(shù)方案如圖1和圖2所示。如圖1為系統(tǒng)功能接線圖，圖2為控制器實(shí)物圖。圖1所示，系統(tǒng)由控制面板和空調(diào)控制器(頂部控制器)組成，通過CAN總線相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。面板控制器布置在司機(jī)附近，方便進(jìn)行操作；空調(diào)控制器布置在客車頂部，較近進(jìn)行完成對(duì)壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的控制和信號(hào)檢測(cè)。司機(jī)通過操作面板完成空調(diào)的操作和設(shè)定，面板控制器通過CAN總線將司機(jī)的操作命令發(fā)給頂部控制器，頂部控制器通過適當(dāng)?shù)目刂扑惴ㄍ瓿蓪?duì)壓縮機(jī)、冷凝風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)風(fēng)機(jī)的變頻控制，同時(shí)將采集的信號(hào)發(fā)給面板進(jìn)行顯示和報(bào)警。
【專利說明】基于CAN總線的電動(dòng)客車電動(dòng)空調(diào)技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)適用于遵從CAN總線通信的電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]石油危機(jī)和環(huán)境污染等問題的日益突出，使得電動(dòng)汽車越來越引起社會(huì)的重視，成為了未來汽車的發(fā)展方向。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相比，在國外仍然處于產(chǎn)業(yè)化初期準(zhǔn)備階段，與之相關(guān)的高新技術(shù)及產(chǎn)品還依賴于配套供應(yīng)商的支持，尚未形成新的工業(yè)體系。同時(shí)，在發(fā)達(dá)國家，傳統(tǒng)汽車工業(yè)已形成的龐大生產(chǎn)規(guī)模和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的投入，以及發(fā)展的強(qiáng)大慣性，在某種意義上可能構(gòu)成了阻礙其發(fā)展新一代汽車的社會(huì)成本，使他們難以下決心實(shí)現(xiàn)根本性的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，從而有可能為我國贏得寶貴的時(shí)間。傳統(tǒng)汽車上的空調(diào)系統(tǒng)從內(nèi)燃機(jī)獲得動(dòng)力，采用機(jī)械式壓縮機(jī)，非獨(dú)立式驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速受內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速限制，車室熱負(fù)荷大；電動(dòng)汽車上的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)以電池作為能量來源，不能以內(nèi)燃機(jī)作為空調(diào)的驅(qū)動(dòng)部件，采用電動(dòng)壓縮機(jī)，車室熱負(fù)荷小。這些方面的變化使得電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)不能全部采用以往的空調(diào)系統(tǒng)部件及控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)汽車變頻空調(diào)的控制方法和裝置，采用一個(gè)符合CAN2.0B協(xié)議的控制器來控制空調(diào)的運(yùn)作，可以與車內(nèi)其他的系統(tǒng)通過CAN總線進(jìn)行資源共享和信息互通。變頻控制方法降低系統(tǒng)能耗，提高舒適性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]一種電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)變頻控制方法，包括以下步驟:
[0006]1、在系統(tǒng)中設(shè)置帶有第一單片機(jī)的空調(diào)控制器模塊和帶有第二單片機(jī)的空調(diào)控制器面板兩大部件，空調(diào)控制模塊和空調(diào)控制器面板以CAN總線形式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
[0007]2、空調(diào)控制器面板(第二單片機(jī))接收到操作信息后將操作信息轉(zhuǎn)化為控制指令通過CAN總線發(fā)送給空調(diào)控制模塊(第一單片機(jī))；
[0008]3、空調(diào)控制模塊接收到控制指令后，將控制指令轉(zhuǎn)化成相應(yīng)控制輸出(如繼電器控制輸出和DA輸出)，變頻器采集這些信號(hào)并相應(yīng)控制壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)變頻控制；空調(diào)控制模塊采集控制部件狀態(tài)并對(duì)CAN總線狀態(tài)進(jìn)行診斷，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)部件的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)可靠運(yùn)行；
[0009]4、空調(diào)控制模塊、空調(diào)控制器面板同時(shí)向CAN總線反饋信息；
[0010]5、空調(diào)控制器面板收到信息后，通過顯示模塊予以顯示。
[0011]6、所述第I步中的空調(diào)控制器面板實(shí)時(shí)采集司機(jī)操作命令，當(dāng)檢測(cè)到新風(fēng)命令后通過CAN總線向空調(diào)控制模塊發(fā)送新風(fēng)命令，空調(diào)控制模塊接收到此命令以后打開新風(fēng)裝置。
[0012]空調(diào)控制模塊采集到故障時(shí)候(如在空調(diào)正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)壓縮機(jī)壓力過高、壓縮機(jī)溫度過高、盤管溫度過高、CAN總線通信故障時(shí))，空調(diào)控制模塊關(guān)閉空調(diào)控制輸出，在控制面板中顯示錯(cuò)誤，并顯示錯(cuò)誤代碼。故障解決后再次啟動(dòng)空調(diào)開關(guān)，空調(diào)可正常運(yùn)行。
[0013]所述的空調(diào)控制模塊通過溫度采集車輛內(nèi)空調(diào)回風(fēng)口位置的溫度，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的變頻控制?？照{(diào)控制器面板通過采集電源電壓，實(shí)現(xiàn)工作電壓異常保護(hù)功能(如當(dāng)車輛電源電壓高于32V持續(xù)5S時(shí)，空調(diào)控制面板會(huì)發(fā)送停止輸出命令；當(dāng)車輛電源電壓低于20V持續(xù)5S時(shí)，空調(diào)控制面板會(huì)發(fā)送停止制冷命令)。
[0014]一種汽車空調(diào)智能控制裝置，包括空調(diào)控制模塊和空調(diào)控制器面板，其中空調(diào)控制面板句括:
[0015]按鍵信號(hào)采集及顯示電路，以按鍵的方式采集輸入的空調(diào)控制信息并進(jìn)行信息顯示；
[0016]第二單片機(jī)其輸入端連接面板設(shè)置鍵盤電路，輸出端連接顯示電路，同時(shí)輸出端連接CAN總線收發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，與汽車CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
[0017]空調(diào)控制模塊包括:
[0018]第一單片機(jī)其輸入端連接有CAN總線收發(fā)驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)采集電路，與CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采集空調(diào)附件狀態(tài)，其輸出端與繼電器、功率器件及DA輸出電路連接；繼電器控制輸出電路，包括與第一單片機(jī)連接的繼電器驅(qū)動(dòng)電路和與空調(diào)繼電器連接的繼電器輸出電路，對(duì)空調(diào)附件進(jìn)行控制。溫度采集電路，采集汽車車輛空調(diào)進(jìn)風(fēng)口處(車外)、車輛空調(diào)出風(fēng)口處(車內(nèi))、空調(diào)蒸發(fā)器盤管處的溫度；電壓電流采集電路，采集電動(dòng)汽車空調(diào)輸入電壓、工作電流。指示燈驅(qū)動(dòng)電路，以顯示系統(tǒng)電源狀態(tài)、CAN總線通信狀態(tài)、高低壓狀態(tài)、蒸發(fā)狀態(tài)、新風(fēng)狀態(tài)以及制冷制熱狀態(tài)等。
[0019]采用上述方案后，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]首先，本發(fā)明是基于汽車本身的CAN總線形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可靠性非常高，十分適合汽車環(huán)境。同時(shí)，符合CAN2.0B協(xié)議，可以與車內(nèi)其他系統(tǒng)的CAN模塊進(jìn)行資源共享和信息互通。采用CAN總線形式通信，可以減少現(xiàn)有空調(diào)控制技術(shù)中80%的線束，大大降低線束成本，減少安全隱患。
[0021]其次，本發(fā)明采用壓縮機(jī)變頻控制，根據(jù)車室溫度與設(shè)定溫度的差值變化進(jìn)行輸出頻率調(diào)整，改變壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，在熱負(fù)荷較小時(shí)降低轉(zhuǎn)速，有效減小車室溫度超調(diào)，更為節(jié)倉泛。
[0022]說明書附圖
[0023]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施接線圖；
[0024]圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例模塊外觀圖；
[0025]圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施例中空調(diào)控制器面板的電路圖；
[0026]圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施例中空調(diào)控制模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)解釋。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明中包括兩大主要部件，空調(diào)控制模塊I和空調(diào)控制器面板2，兩者之間采用汽車CAN通訊總線連接。系統(tǒng)詳細(xì)接線原理如圖所示。
[0029]如圖3所示，空調(diào)控制器面板中包括第二單片機(jī)3，以及與它連接的鍵盤電路4、顯示電路5、第二 CAN總線收發(fā)電路6。
[0030]如圖4所示，空調(diào)控制模塊中包括第一單片機(jī)8，以及與它連接的第一總線CAN收發(fā)電路9，溫度、電壓、電流采集電路10，故障檢測(cè)電路11，繼電器輸出電路12，指示燈電路13。
[0031]結(jié)合圖3，第二單片機(jī)3選用瑞薩公司的R)888，共有64個(gè)管腳，工作電壓是+5V，配有一個(gè)電源電路7，將汽車上的直流電壓轉(zhuǎn)換成+5V的工作電壓，為第二單片機(jī)3供電。鍵盤電路4是采用10個(gè)按鍵并聯(lián)連接而成，分別連接在第二單片機(jī)3上的其中Pinl7-26上，采集使用者對(duì)空調(diào)的操作按鍵信息給第二單片機(jī)3中。
[0032]第二 CAN總線收發(fā)電路6是采用CAN收發(fā)器形成的電路，CAN收發(fā)器的Pinl，4連接在第二單片機(jī)3的Pin28，29上，CAN收發(fā)器的Pin6，7接入汽車CAN總線。第二 CAN總線收發(fā)電路6就是使得第二單片機(jī)3與第一單片機(jī)8和整車網(wǎng)絡(luò)能以汽車CAN總線形式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0033]車輛控制新風(fēng)信號(hào)輸入電路也即鍵盤電路4接入到第二單片機(jī)3中，當(dāng)有新風(fēng)信號(hào)輸入時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)輸送至第二單片機(jī)3中，然后第二單片機(jī)3接收到該信號(hào)后，則將此信號(hào)發(fā)送到CAN總線，空調(diào)控制模塊I接收到此命令以后打開汽車上的新風(fēng)裝置。
[0034]結(jié)合圖4,第一單片機(jī)8米用瑞薩F0881芯片構(gòu)成，同樣也配有電源電路14,為第一單片機(jī)8提供工作電壓。同時(shí)，為了使得空調(diào)控制模塊2的CAN總線通信，以第二單片機(jī)3同樣的方式連接有CAN總線收發(fā)電路9。電壓、溫度采集電路10是以采集電壓信號(hào)方式采集，Temp-1N(車輛空調(diào)回風(fēng)口處)溫度、Temp-OUT(車輛外部)溫度、Temp-DFl (盤管)溫度，將采集的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)8，這樣可以全方位了解汽車狀態(tài)，隨時(shí)掌握動(dòng)向，對(duì)車內(nèi)情況進(jìn)行變頻控制。
[0035]當(dāng)檢測(cè)到車輛內(nèi)部溫度>設(shè)定溫度時(shí)，按下制冷開關(guān)，空調(diào)進(jìn)入制冷狀態(tài)；頻率的計(jì)算公式是:f = fmin+ (Tr-Ts)*(fmax-fmin)/8ο
[0036]指示燈電路13是一個(gè)多個(gè)發(fā)光二極管并聯(lián)形成的支路，包括通信故障燈、變頻器I故障燈、變頻器2故障燈、變頻器3故障燈等。指示燈電路13就是為了將各個(gè)工作狀態(tài)明確表不。
[0037]本發(fā)明的對(duì)汽車的控制方法如下:
[0038]首先在鍵盤電路4上輸入想要設(shè)置的控制信號(hào)，然后輸送給第二單片機(jī)3中，產(chǎn)生相應(yīng)指令給CAN總線，通過CAN總線傳輸，第一單片機(jī)8接收到該指令后，轉(zhuǎn)化成具體的操作命令給繼電器輸出電路12或變頻器輸出電路，然后通過繼電器輸出電路12或變頻器控制電路控制汽車空調(diào)改變。
[0039]同時(shí)，在第二單片機(jī)3上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)新風(fēng)信號(hào)輸入，在空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)下產(chǎn)生新風(fēng)信號(hào)，此信號(hào)由第二單片機(jī)3上發(fā)送到CAN總線，空調(diào)控制模塊2接收到此命令以后打開汽車上的新風(fēng)裝置。
[0040]在第二單片機(jī)3上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)通風(fēng)信號(hào)輸入，產(chǎn)生通風(fēng)信號(hào)，檢測(cè)風(fēng)量大小信號(hào)，將這兩個(gè)信號(hào)由第二單片機(jī)3上發(fā)送到CAN總線，空調(diào)控制模塊2接收到此命令以后打開汽車上的通風(fēng)裝置并設(shè)定相應(yīng)的變頻器頻率。
[0041]在第二單片機(jī)3上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空調(diào)制熱信號(hào)輸入，產(chǎn)生制熱信號(hào)，信號(hào)由第二單片機(jī)3上發(fā)送到CAN總線，第一單片機(jī)接收到信號(hào)后檢測(cè)車室溫度和設(shè)定溫度的關(guān)系，當(dāng)滿足制熱條件時(shí)啟動(dòng)換向閥，輸出電路接收到命令以后打開汽車上的制熱裝置并設(shè)定相應(yīng)的變
頻器頻率。
[0042]第一單片機(jī)8電壓、溫度采集電路10是以采集電壓信號(hào)方式采集，Temp-1N(車輛空調(diào)回風(fēng)口處)溫度、Temp-OUT(車輛外部)溫度、Temp-DFl (盤管)溫度，將采集的信號(hào)傳送給第一單片機(jī)8，這樣可以全方位了解汽車狀態(tài)，隨時(shí)掌握動(dòng)向，對(duì)車內(nèi)情況進(jìn)行變頻控制。
[0043]另外，本發(fā)明中還設(shè)有故障應(yīng)對(duì)步驟，當(dāng)在空調(diào)正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)壓縮機(jī)壓力過高、壓縮機(jī)溫度過高、盤管溫度過高、CAN總線通信故障時(shí)，第一單片機(jī)關(guān)閉除控制器及控制器面板外所有空調(diào)部件，在控制面板中顯示錯(cuò)誤。按住故障診斷按鈕，顯示屏顯示錯(cuò)誤代碼。故障解決后再次啟動(dòng)空調(diào)開關(guān)，空調(diào)可正常運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于電動(dòng)汽車變頻空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟: 今在系統(tǒng)中設(shè)置帶有第一單片機(jī)的空調(diào)控制器模塊和帶有第二單片機(jī)的空調(diào)控制器面板兩大部件，空調(diào)控制模塊和空調(diào)控制器面板以CAN總線形式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換； 今空調(diào)控制器面板(第二單片機(jī))接收到操作信息后將操作信息轉(zhuǎn)化為控制指令通過CAN總線發(fā)送給空調(diào)控制模塊(第一單片機(jī))； 今空調(diào)控制模塊接收到控制指令后，將控制指令轉(zhuǎn)化成相應(yīng)控制輸出(如控制繼電器輸出和DA輸出)，變頻器采集這些信號(hào)并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)變頻控制； 今空調(diào)控制模塊采集控制部件狀態(tài)并對(duì)CAN總線狀態(tài)進(jìn)行診斷，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)部件的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)可靠運(yùn)行； 今空調(diào)控制模塊、空調(diào)控制器面板同時(shí)向CAN總線反饋信息； 今空調(diào)控制器面板收到信息后，通過顯示模塊予以顯示； 今通過上位機(jī)軟件對(duì)空調(diào)控制器面板進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，以適應(yīng)不同車型的多種需求。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)控制方法，其特征在于:所述第I步中的第二單片機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛控制新風(fēng)命令信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到該信號(hào)，通過CAN總線向空調(diào)控制模塊發(fā)送新風(fēng)命令，空調(diào)控制模塊接收到此命令以后打開汽車上的新風(fēng)換向裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)控制方法，其特征在于:所述的第一單片機(jī)中采集到有故障應(yīng)對(duì)步驟，當(dāng)空調(diào)正常運(yùn)行過程中出現(xiàn)壓縮機(jī)壓力過高、壓縮機(jī)溫度過高、盤管溫度過高、CAN總線通信故障時(shí)，第一單片機(jī)關(guān)閉控制輸出，在控制面板中顯示錯(cuò)誤。按住面板診斷按鈕，顯示屏顯示錯(cuò)誤代碼。故障解決后再次啟動(dòng)空調(diào)開關(guān)，空調(diào)可正常運(yùn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)控制方法，其特征在于:所述的第一單片機(jī)通過溫度采集電路采集車輛內(nèi)空調(diào)回風(fēng)口位置的溫度，與面板設(shè)定溫度進(jìn)行比對(duì)計(jì)算確定壓縮機(jī)及冷凝風(fēng)機(jī)的工作頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車電動(dòng)空調(diào)控制方法，其特征在于:所述的空調(diào)控制器模塊采集汽車車輛空調(diào)回風(fēng)口處溫度、空調(diào)蒸發(fā)器盤管處溫度，通過CAN總線將溫度信號(hào)輸送給第一單片機(jī)；采集電動(dòng)汽車空調(diào)輸入電壓、輸入電流，通過CAN總線將電壓電流信號(hào)傳遞給第一單片機(jī)。指示燈電路，從第一單片機(jī)上接出發(fā)光二極管，以顯示電源狀態(tài)、CAN總線通信狀態(tài)、高低壓狀態(tài)、蒸發(fā)狀態(tài)、新風(fēng)狀態(tài)以及制冷制熱狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】F24F11/02GK103912961SQ201310005717
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月8日
【發(fā)明者】南金瑞, 孫逢春, 林程, 王瑤, 周志超, 韓少劍, 祝麗, 黃鵬, 閻在春, 羅岳華 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué), 北京睿日車心科技有限公司, 湖南華強(qiáng)電氣有限公司