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CN105813869B - 车辆空调用安全装置及其控制方法 - Google Patents

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CN105813869B CN201480067443.0A CN201480067443A CN105813869B CN 105813869 B CN105813869 B CN 105813869B CN 201480067443 A CN201480067443 A CN 201480067443A CN 105813869 B CN105813869 B CN 105813869B
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Abstract

在车辆空调用安全装置中，在利用加热器对制冷剂进行加热的加热装置发生了异常的情况下，判定是可恢复异常还是不可恢复异常，在判定为是可恢复异常的情况下，判定可恢复异常是否已被解除，当发生可恢复异常或不可恢复异常时，禁止利用加热器进行的加热，在由于发生可恢复异常而禁止了利用加热器进行的加热之后，在可恢复异常已被解除的情况下，使利用加热器进行的加热恢复。如上所述，在车辆空调用的加热装置发生可恢复异常、可恢复异常未被解除的情况下禁止利用加热器进行的加热，因此能够抑制反复进行利用加热器进行的加热恢复、停止。

Description

车辆空调用安全装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆空调用安全装置及其控制方法。
背景技术
以往，日本JP2007-218447A中公开了以下内容：在发生异常的情况下，根据异常的内容来停止运转，并且向电源开闭单元发送电源切断指令，使电源开闭单元断开来关闭电源，之后从电池接受电源的供给并使电源开闭单元闭合来再次开启电源，将电源复位。
发明内容
但是，在上述的技术中，无论异常是否已被解除，在开启电源时都将电源复位，因此存在以下问题：在异常未被解除的情况下，在开启电源后会再次发生异常，在电源开启后运转立即停止。
本发明是为了解决这种问题而发明的，其目的在于抑制以下情况：在发生异常而异常未被解除的情况下，反复进行运转的恢复、停止。
本发明的一个方式所涉及的车辆空调用安全装置具备：异常判定部，其在利用加热器对制冷剂进行加热的加热装置发生了异常的情况下，判定是可恢复异常还是不可恢复异常；解除判定部，在判定为是可恢复异常的情况下，该解除判定部判定可恢复异常是否已被解除；加热禁止部，当发生可恢复异常或不可恢复异常时，该加热禁止部禁止利用加热器进行的加热；以及加热恢复部，在由于发生可恢复异常而禁止了利用加热器进行的加热之后，在可恢复异常已被解除的情况下，该加热恢复部使利用加热器进行的加热恢复。
本发明的另一方式所涉及的车辆空调用安全装置的控制方法如下：在利用加热器对制冷剂进行加热的加热装置发生了异常的情况下，判定是可恢复异常还是不可恢复异常，在判定为是可恢复异常的情况下，判定可恢复异常是否已被解除，当发生可恢复异常或不可恢复异常时，禁止利用加热器进行的加热，在由于发生可恢复异常而禁止了利用加热器进行的加热之后，在可恢复异常已被解除的情况下，使利用加热器进行的加热恢复。
根据这些方式，在车辆空调用的加热装置发生可恢复异常而可恢复异常未被解除的情况下禁止利用加热器进行的加热，因此能够抑制反复进行利用加热器进行的加热恢复、停止。
附图说明
图1是本实施方式的车辆用空调装置的概要结构图。
图2是加热部的电路图。
图3是表示加热部的一部分的截面图。
图4是说明加热单元的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是本实施方式的车辆用空调装置1的概要结构图。在此，对搭载于混合动力车辆、电动车辆的车辆用空调装置1进行说明，但是不限于此。
车辆用空调装置1具备：冷却单元4，其对通过鼓风机3而在风路2中流动的空气进行冷却(除湿)；加热单元5，其使空气变暖；以及控制器25。
冷却单元4具备：压缩机4a，其压缩制冷剂并使其循环；冷凝器4b，其对压缩后的制冷剂进行冷却；蒸发器4c，其使压缩、冷却后的制冷剂蒸发；以及膨胀阀4d，其向蒸发器4c喷射制冷剂。冷却单元4在制冷剂在蒸发器4c中蒸发时对在风路2中流动的空气进行冷却(除湿)。
加热单元5具备：水泵5a，其使冷却水(制冷剂)循环；加热部5b，其使冷却水变暖；加热器芯5c，其利用变暖后的冷却水来使在风路2中流动的空气变暖；以及空气泄放罐5d，其从冷却水中去除空气。此外，能够通过空气混合门5e来调整流向加热器芯5c的空气的流量。
接着，使用图2来说明加热部5b。图2是加热部5b的电路图。加热部5b具备：直流电源11；电加热器12，其利用从直流电源11提供的电流来工作；罐13，其收容电加热器12；以及安全装置14，其向电加热器12提供电流、切断向电加热器12的电流。
直流电源11是搭载于混合动力车辆、电动车辆等的强电电池。直流电源11的输出电压是30V以上的强电，在此为350V。来自直流电源11的电流通过供给线15被提供到电加热器12。也可以代替直流电源11而将交流电源用作电源。直流电源11也向压缩机4a等提供电流。
作为电加热器12，例如能够列举出通过通电而发热的夹套加热器或PTC(PositiveTemperature Coefficient：正温度系数)加热器等。
安全装置14具备：作为晶体管的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)20，其设置于供给线15；双金属开关22，其切换用于对IGBT 20进行控制的控制电流；以及电源装置24，其向IGBT 20提供控制电流(DC12V)。
另外，安全装置14具备：短路线30，其能够将供给线15上的电加热器12的上游与下游之间短路；电力熔断器31，其设置于供给线15上的直流电源11与短路线30之间；以及双金属开关32，其设置于短路线30。
IGBT 20当控制电流被切断时切断向电加热器12提供的电流，当控制电流接通时接通向电加热器12提供的电流。IGBT 20设置于供给线15上的、与短路线30进行短路的位置相比靠近电加热器12的位置。在短路线30进行短路时，来自直流电源11的电流不流向IGBT20。由此，保护IGBT 20免受短路线30进行短路时的大电流损害。
在电加热器12的上游和下游设置有一对IGBT 20。具体地说，在供给线15的电流的流动方向上，其中一个IGBT 20设置于与短路线30的一端30a之间的接点的下游且电加热器12的上游，另一个IGBT 20设置于电加热器12的下游且与短路线30的另一端30b之间的接点的上游。
IGBT 20在控制电流接通的情况下容许供给线15的电流的流动。另一方面，在控制器25基于来自水温传感器23的电信号等而向驱动器20a进行指令以切断来自电源装置24的控制电流的情况下、或者通过双金属开关22来切断控制电流的情况下，IGBT 20停止该功能而切断供给线15的电流的流动。
IGBT 20例如如图3所示那样地配置为与罐13接触，被通过水泵5a而循环的冷却水所冷却。图3是电加热器12、罐13的概要截面图。此外，IGBT 20不限于图3的位置，只要配置成能够通过冷却水冷却即可。
双金属开关22是在通常状态下切换为通电状态的常闭型。双金属开关22是在被切换为通电状态时与双金属开关32相比流通小的电流的弱电侧的双金属开关。双金属开关22如图3所示那样与电加热器12以能够导热的方式接触。双金属开关22在电加热器12的温度达到第一设定温度时切断控制电流，在电加热器12的温度降低到比第一设定温度低的第二设定温度时使控制电流接通。双金属开关22设置有一对，分别插入安装于电源装置24与各个IGBT 20之间。
第一设定温度被设定为比罐13内的冷却水的容许温度范围的上限水温Tw_lim高的温度。由此，双金属开关22在控制器25正常进行IGBT 20的控制的情况下维持为通电状态。另一方面，第二设定温度被设定为双金属开关22切断控制电流后罐13内的冷却水的温度充分下降的情况下的温度。
如图2所示，在供给线15的电流的流动方向上，短路线30的一端30a连接于电力熔断器31的下游且电加热器12的上游，另一端30b连接于电加热器12的下游且直流电源11的上游。短路线30是将连接于供给线15的一端30a与另一端30b之间连接的电阻极小的导体。换言之，在短路线30使电加热器12的上游与下游进行短路时，短路线30的电阻变得小于电加热器12的电阻。
双金属开关32是在通常状态下切换为断开状态的常开型。双金属开关32是在被切换为通电状态时与双金属开关22相比流动大的电流的强电侧的双金属开关。双金属开关32如图3所示那样与电加热器12以能够导热的方式接触。
双金属开关32在电加热器12的温度达到比第一设定温度高的第三设定温度时切换为通电状态。短路线30在电加热器12的温度低于第三设定温度的状态下不进行短路。短路线30由于电加热器12的温度达到第三设定温度后双金属开关32切换为通电状态而成为短路状态。
第三设定温度是双金属开关32的双金属件的临界温度。第三设定温度被设定为比电加热器12的温度达到第一设定温度后双金属开关22切断向IGBT 20的控制电流来使供给线15为切断状态后由于过冲而上升的电加热器12的最大温度高的温度。因此，在双金属开关22和IGBT 20正常工作的情况下，电加热器12的温度不会达到第三设定温度。
电力熔断器31由于在短路线30进行短路时瞬间流过的大电流(过电流)而被切断。短路线30的电阻极小，因此当短路线30进行短路时，比在短路线30短路前电加热器12中流动的电流大的大电流(过电流)流过电力熔断器31。电力熔断器31在用于提供从直流电源11提供的电流的电线束(省略图示)由于该电流而发热超过容许温度之前被切断。该容许温度被设定为不会使构成电线束的部件损伤的程度的温度。
控制器25基于来自水温传感器23的信号等来控制水泵5a、驱动器20a等，并对冷却单元4和加热单元5进行控制。
接着，使用图4的流程图来说明加热单元5的控制方法。
在步骤S100中，控制器25判定故障标志是否为ON(开)。在故障标志为ON的情况下处理进入步骤S102，在故障标志为OFF(关)的情况下处理进入步骤S101。
在步骤S101中，控制器25判定是否新探测出故障。在新探测出故障的情况下处理进入步骤S102，在没有新探测出故障的情况下处理进入步骤S113。
在步骤S102中，控制器25判定故障是否为不可恢复异常。不可恢复异常是指与IGBT 20的驱动有关的异常，例如IGBT 20的输入信号与驱动信号不一致的IGBT功能异常、对IGBT 20进行驱动的驱动器20a发生故障的驱动器异常等。在故障是不可恢复异常的情况下处理进入步骤S103，在故障不是不可恢复异常而是可恢复异常的情况下处理进入步骤S106。可恢复异常是指直流电源11的电压异常、IGBT 20的温度变得高于设定温度的IGBT温度异常、电加热器12的温度变得高于设定温度的加热器温度异常等。加热器温度异常例如在冷却水泄漏的情况下、双金属开关22工作的情况下发生。
在步骤S103中，控制器25将故障标志设为ON。
在步骤S104中，控制器25使电加热器12关闭，禁止电加热器12开启，来禁止利用电加热器12对冷却水进行加热。此外，在发生了不可恢复异常的情况下，在对成为不可恢复异常的原因的位置进行修理之前禁止电加热器12开启。
在步骤S105中，控制器25使水泵5a停止。
在步骤S106中，控制器25判定可恢复异常是否已被解除。具体地说，判定故障标志变为ON的原因的可恢复异常是否已被解除。在可恢复异常已被解除的情况下处理进入步骤S107，在可恢复异常未被解除的情况下处理进入步骤S110。
在步骤S107中，控制器25判定加热单元5的功能是否正常。在步骤S106中判定故障标志变为ON的原因的可恢复异常是否已被解除，而在此判定是否未发生其它可恢复异常。在未发生其它可恢复异常、加热单元5的功能正常的情况下处理进入步骤S108，在加热单元5的功能不正常的情况下处理进入步骤110。
在步骤S108中，控制器25将故障标志设为OFF。
在步骤S109中，控制器25继续水泵5a的驱动。
在步骤S110中，控制器25将故障标志设为ON。
在步骤S111中，控制器25使电加热器12关闭，禁止电加热器12开启，来禁止利用电加热器12对冷却水进行加热。此外，在此，在故障标志为ON的期间，无法使电加热器12开启，但是与步骤S104不同，当故障标志变为OFF时，能够使电加热器12开启。
在步骤S112中，控制器25继续水泵5a的驱动。在发生了可恢复异常的情况下，例如存在IGBT 20的温度变高的情况，从而需要对IGBT 20等进行冷却。因此，在发生了可恢复异常、加热单元5的功能不正常的情况下，继续水泵5a的驱动，通过冷却水来例如对IGBT 20进行冷却，来解除可恢复异常。
在步骤S113中，控制器25判定水温传感器23的信号是否正常。具体地说，判定对由水温传感器23检测出的冷却水的温度Tw进行A/D变换后得到的值是否不从“open”或“close”的状态变动，在A/D变换后得到的值不从“open”或“close”的状态变动的情况下判定为不正常。在水温传感器23的信号正常的情况下处理进入步骤S114，在水温传感器23的信号不正常的情况下处理进入步骤S119。
在步骤S114中，控制器25判定水泵5a是否正常驱动。具体地说，控制器25判定是否从水泵5a输出驱动信号，在输出驱动信号的情况下判定为正常。在水泵5a正常驱动的情况下处理进入步骤S116，在水泵5a未正常驱动的情况下处理进入步骤S115。
在步骤S115中，控制器25停止水泵5a的驱动。
在步骤S116中，控制器25基于来自水温传感器23的信号来判定电加热器12关闭后冷却水的温度Tw是否上升。在冷却水的温度Tw上升的情况下处理进入步骤S117，在冷却水的温度Tw未上升的情况下处理进入步骤S118。此外，在电加热器12开启的情况下，处理也进入步骤S118。
在步骤S117中，控制器25将故障标志设为ON。此外，该故障是不可恢复异常。在使电加热器12关闭之后冷却水的温度Tw上升的情况下，存在电加热器12、驱动器20a、IGBT 20发生了异常的可能性。因此，在本实施方式中，将该故障作为不可恢复异常，禁止电加热器12开启。
在步骤S118中，控制器25判定冷却水的温度Tw是否低于容许温度范围的上限水温Tw_lim。在温度Tw低于上限水温Tw_lim的情况下处理进入步骤S120，在温度Tw为上限水温Tw_lim以上的情况下处理进入步骤S119。
在步骤S119中，控制器25使电加热器12关闭。
在步骤S120中，控制器25通过电加热器12使冷却水变暖，以使通过加热器芯5c变暖的空气成为期望的温度。
在步骤S121中，控制器25继续水泵5a的驱动。
说明本发明的实施方式的效果。
在发生可恢复异常而使电加热器12关闭、禁止电加热器12对冷却水的加热之后，在可恢复异常已被解除的情况下，使利用电加热器12进行的加热恢复。在确认了可恢复异常已被解除之后使电加热器12能够加热，由此例如能够抑制以下情况：在每次点火开关被设为ON时，电加热器12开启，之后由于发生可恢复异常而电加热器12立即关闭。这样，能够抑制在发生可恢复异常而可恢复异常未被解除的期间反复进行电加热器12的关闭/开启。由此，能够抑制给驾驶员带来不协调感。另外，还能够想到当反复进行电加热器12的关闭/开启时在加热单元5中发生进一步的异常的情况，而在本实施方式中，能够抑制这种情况。
可恢复异常包括IGBT 20的温度和电加热器12的温度中的至少一方变得高于各自的设定温度，在发生了可恢复异常的情况下，继续水泵5a的驱动并禁止利用电加热器12进行的加热。由此，能够通过水泵5a使冷却水循环，来对IGBT 20、电加热器12进行冷却以尽早解除可恢复异常。
在使电加热器12关闭之后冷却水的温度Tw上升的情况下，禁止电加热器12开启。由此，能够抑制冷却水的温度Tw进一步上升，从而能够抑制在加热单元5中发生进一步的异常。
首先判定是否发生了不可恢复异常，在未发生不可恢复异常的情况下判定是否发生了可恢复异常。而且，在发生了不可恢复异常的情况下，无论是发生了可恢复异常、还是可恢复异常已被解除，都禁止利用电加热器12进行的加热。由此，能够抑制加热单元5的进一步的异常发生。
在发生了与IGBT 20的驱动有关的异常的情况下，判定为发生了不可恢复异常，禁止利用电加热器12进行的加热。由此，能够抑制加热单元5的进一步的异常发生。
即使在作为故障标志变为ON的原因的可恢复异常已被解除的情况下，也在确认了加热单元5正常动作之后使电加热器12开启。由此，能够抑制电加热器12开启后立即关闭。
以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请基于2013年12月9日向日本特许厅申请的日本特愿2013-254265要求优先权，通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。

Claims (5)

1.一种车辆空调用安全装置，具备：
异常判定单元，其在利用加热器对制冷剂进行加热的加热装置发生了异常的情况下，判定是可恢复异常还是不可恢复异常；
加热禁止单元，当由所述异常判定单元判定为发生了所述可恢复异常或所述不可恢复异常时，该加热禁止单元禁止利用所述加热器进行的加热；
解除判定单元，在由所述异常判定单元判定为是所述可恢复异常的情况下，该解除判定单元判定所述可恢复异常是否已被解除；以及
加热恢复单元，在由所述解除判定单元判定为所述可恢复异常已被解除的情况下，该加热恢复单元使利用所述加热器进行的加热恢复，
其中，在由所述异常判定单元判定为发生了所述不可恢复异常的情况下，所述加热禁止单元继续禁止利用所述加热器进行的加热，
所述可恢复异常包括：所述加热器和用于接通向所述加热器的电流或切断向所述加热器的电流的开关元件中的至少一方的温度变得高于各自的规定温度，
所述不可恢复异常是与所述开关元件的驱动有关的异常。
2.根据权利要求1所述的车辆空调用安全装置，其特征在于，
在发生了所述可恢复异常的情况下，所述加热禁止单元驱动使所述制冷剂循环的泵，并禁止利用所述加热器进行的加热。
3.根据权利要求1所述的车辆空调用安全装置，其特征在于，
所述异常判定单元判定是否发生了所述不可恢复异常，在未发生所述不可恢复异常的情况下，判定是否发生了所述可恢复异常。
4.根据权利要求2所述的车辆空调用安全装置，其特征在于，
在发生了所述不可恢复异常的情况下，所述加热禁止单元禁止利用所述加热器进行的加热，并使所述泵停止。
5.一种车辆空调用安全装置的控制方法，包括：
在利用加热器对制冷剂进行加热的加热装置发生了异常的情况下，判定是可恢复异常还是不可恢复异常，
当判定为发生了所述可恢复异常或所述不可恢复异常时，禁止利用所述加热器进行的加热，
在判定为是所述可恢复异常的情况下，判定所述可恢复异常是否已被解除，
在判定为所述可恢复异常已被解除的情况下，使利用所述加热器进行的加热恢复，
在判定为发生了所述不可恢复异常的情况下，继续禁止利用所述加热器进行的加热，
所述可恢复异常包括：所述加热器和用于接通向所述加热器的电流或切断向所述加热器的电流的开关元件中的至少一方的温度变得高于各自的规定温度，
所述不可恢复异常是与所述开关元件的驱动有关的异常。
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