CN104626924B - 一种驾驶室内温度调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驾驶室内温度调节系统，实现了在高寒环境下，提前使室内空气预热以及发动机预热。该温度调节系统包括控制电路板和加热器预热系统；加热器预热系统包括加热器(4)、三通电磁阀(5)和三通水管(7)；加热器(4)的进水口与冷却模块(2)出水口连接，加热器(4)的出水口与三通电磁阀(5)的进水口连接，三通电磁阀(5)的两个出水口分别与暖水阀(8)的进水口和三通水管(7)的一个进水口连接，暖风机(6)的出水口与三通水管(7)的另一个进水口连接，三通水管(7)的出水口与节温器(3)的进水口连接；控制电路板控制加热器预热系统和空调系统的工作模式，实现发动机低温环境下的启动和驾驶室调温。

Description

一种驾驶室内温度调节系统

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种驾驶室内温度调节系统。

背景技术

为了使汽车的驾乘人员在-41℃～50℃范围高热、高湿、高寒环境下为适应操作人员生存条件以及发动机能够正常启动，现有车辆主要有以下几种传统的调控方式，自然通风方式、空调调控方式和加装室内加热装置方式。空调调控方式包括手动和电动两种操作方式。对于高寒地区的车辆通常采用加装室内加热装置的方式。同时现有的调控方式以及发动机的低温启动系统仅适用于-35度低温环境，无法满足-41℃的高寒环境要求。

以上几种传统的室内环境调控方式具有一定的局限性：

对于自然通风方式，自然通风仅起到促使室内空气流动的作用，而驾驶室内温度和湿度是影响室内空气的温度和湿度的主要因素，因此如外界温度过高或过低，自然通风方式均无法实现降低或提高室内温度；如外界湿度过大，也无法达到除湿的目的。

对于空调调控方式，无论是哪种操作方式，仅可在一个较窄的温度范围内进行温度、湿度的调控，尤其对于在高寒地区的车辆空调无法提供更高的散热量，高寒地区使用时，一般采用加装室内加热装置方式。如加装室内加热装置，其与空调系统各自独立，则需额外占用室内空间，且用户操作需要通过不同操作面板，来达到室内温度调控目的，导致用户操控复杂，且制造成本增加。

发明内容

本发明提供一种驾驶室内温度调节系统，实现了空调系统与加热器预热系统一体化，即控制与操作一体化。解决了对驾驶室内温度的调控问题，实现了在高寒环境下，提前使室内空气预热以及发动机预热，以达到车辆顺利启动和室内环境的提前调控的目的；操作简单，成本降。

本发明的技术方案是，一种驾驶室内温度调节系统包括发动机冷却系统和空调系统、控制电路板和加热器预热系统。加热器预热系统包括加热器、三通电磁阀和三通水管；加热器的进水口与冷却模块出水口连接，加热器的水路长通，加热器的出水口与三通电磁阀的进水口连接，三通电磁阀的两个出水口分别与暖水阀的进水口和三通水管的一个进水口连接，暖风机的出水口与三通水管的另一个进水口连接，三通水管的出水口与节温器的进水口连接；

控制电路板包括控制电路和控制面板，控制电路板用于在低温发动机不能正常启动的环境下，控制加热器预热系统和空调系统的工作模式，实现发动机低温环境下的启动和驾驶室调温。

所述加热器预热系统和空调系统的三种工作模式如下：

工作模式一:为发动机的预热模式，在低温环境下，如零下30°，发动机未启动，此时为发动机低温启动，此时在控制电路板控制下，实现发动机的预热，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机→开启电路的加热器→关闭的三通电磁阀→三通→发动机。

加热模式二:为发动机低温启动前，为驾驶室预热的模式，在发动机水温达到预设值时，此时在控制电路板控制下，为驾驶室预热。发动机冷却液在以下管路中循环，此时暖风机运行：发动机→开启电路的加热器→开启的三通电磁阀→开启的暖水阀→暖风机→三通→发动机。

加热模式三:发动机正常启动后的工作模式，在发动机正常启动后，加热器关闭，暖风机的工作，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机→关闭电路的加热器→开启的三通电磁阀→开启的暖水阀→暖风机→三通→节温器→冷却模块→发动机。

所述控制面板包括三个操作区域，即上部、中部和下部；

上部为显示区域，显示加热器预热开始时间、加热器故障、温度设定值、风机档位、内外循环方式、空调故障提示和除霜状态；

中部分为中部上方区域和中部下方区域。中部上方区域为冷暖空调控制区，设置有控制A/C空调启动和关闭按钮、风量调节按钮、暖风加热控制按钮。中部下方区域为模式控制区，设置有内外循环控制按钮和风向模式按钮。风向模式包括吹脚模式、吹面模式、除霜吹面模式和除霜吹脚模式；

下部为加热器控制区，设置有加热器开关机按钮、加热器阈值设置按钮和确认按钮。

本发明的有益效果，1)本发明采用在传统的电动空调基础上，实现了空调系统与加热器预热系统一体化，即控制与操作均一体化；集成了发动机加热器预热系统和空调系统，使两套不同功能的系统得以整合，实现发动机预热、室内温度调节的功能；省略常规的室内燃油加热装置，节约开发和使用成本，充分利用发动机热量，使驾乘工作温度范围加大；2)解决了高寒环境下驾驶室制暖技术问题；3)本发明采用远程无线遥控器和加热器预热系统，实现提前预热发动机，同时在发动机冷却水温度达到阈值时，预热驾驶室；4)本发明通过设置预定时间，定时控制加热器启动，实现加热器预热系统定时启动功能。

附图说明

图1为本发明中控制电路的结构示意图；

图2为本发明中加热器预热系统的结构示意图。

其中图2中30控制面板、32冷暖执行器、33循环执行器、34吹脚风门执行器、35除霜风门执行器、36燃油加热器执行器、37蒸发器温度传感器、38暖水阀、39加热器温度传感器、40压缩机、41高低压力开关、42空调继电器、43鼓风机继电器I、44鼓风机、45PWM调速模块、46鼓风机继电器II

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种驾驶室内温度调节系统包括控制电路板、发动机冷却系统、空调系统和加热器预热系统。

加热器预热系统包括加热器4、三通电磁阀5和三通水管7。发动机冷却系统包括发动机1、冷却模块2和节温器3，是车辆原有系统，在不启动空调加热驾驶室时，发动机冷却系统工作，即发动机1内的冷却液经过冷却模块2和节温器3的循环，实现对发动机的冷却。空调系统包括压缩机40、暖风机6和暖水阀8，空调系统并联在发动机冷却系统中，当启动空调时，发动机1内的冷却液经节温器3流向暖风机6和暖水阀8，再回到发动机冷却系统，即利用发动机1中冷却液对驾驶室加热，再经过冷却模块2冷却，然后回到发动机内。加热器4的进水口与冷却模块2出水口连接，加热器4的水路长通，即保持畅通，加热器4的出水口与三通电磁阀5的进水口连接，三通电磁阀5的两个出水口分别与暖水阀8的进水口和三通水管7的一个进水口连接，暖风机6的出水口与三通水管7的另一个进水口连接，三通水管7的出水口与节温器3的进水口连接。

控制电路板包括控制电路和控制面板，控制电路板用于在低温发动机不能正常启动的环境下，控制加热器预热系统和空调系统的工作模式，实现发动机低温环境下的启动和驾驶室调温。加热器预热系统和空调系统的三种工作模式如下：

工作模式一:为发动机的预热模式，在低温环境下，如零下30°，发动机未启动，此时为发动机低温启动，此时在控制电路板控制下，实现发动机的预热，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机1→开启电路的加热器4→关闭的三通电磁阀5→三通7→发动机1管路中循环。在此循环过程中，流经加热器水路的发动机冷却液得以加热，实现发动机的预热。

加热模式二:为发动机低温启动前，为驾驶室预热的模式，在发动机水温达到预设值(该预设值为发动机正常运转的水温，如30°)时，此时在控制电路板控制下，为驾驶室预热。发动机冷却液在以下管路中循环，此时暖风机运行：发动机1→开启电路的加热器4→开启的三通电磁阀5→开启的暖水阀8→暖风机6→三通7→发动机1。在此循环过程中，流经加热器水路的发动机冷却液得以加热，加热后的冷却液通过空调系统后加热空气，再通过暖风机的风扇将加热后的空气吹入驾驶室内部，实现驾驶室预热。

加热模式三:发动机正常启动后的工作模式，在发动机正常启动后，加热器关闭，暖风机的工作，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机1-关闭电路的加热器4-开启的三通电磁阀5-开启的暖水阀8-暖风机6-三通7-节温器3-冷却模块2-发动机1。

控制面板包括三个操作区域，即上部、中部和下部。

上部为显示区域，显示加热器预热开始时间、加热器故障、温度设定值、风机档位、内外循环方式、空调故障提示和除霜状态。

中部分为中部上方区域和中部下方区域。中部上方区域为冷暖空调控制区，设置有控制A/C空调启动和关闭按钮、风量调节按钮、暖风加热控制按钮。中部下方区域为模式控制区，设置有内外循环控制按钮和风向模式按钮。风向模式包括吹脚模式、吹面模式、除霜吹面模式和除霜吹脚模式。

下部为加热器控制区，设置有加热器开关机按钮、加热器阈值设置按钮和确认按钮。

本发明的工作原理：

1)控制面板的操作：

接通蓄电池电源后，当钥匙档达到ON档时，蓄电池电源通过D2端口给控制面板送电，控制面板开始工作，此时长按控制面板下部区域的加热器开关按钮，控制面板通过C11、C12和CAN通信端口给加热器执行器36发送信息，加热器执行器36开始工作。加热器对流经加热器的发动机冷却液采用加热模式一的小循环的方式进行加热，实现发动机的预热。此时空调不工作，即控制面板中部区域的按键均不可操作。

当内置在加热器内部的温度传感器39感知到流经加热器水路的发动机冷却液水温高于30℃时(或30分钟，先到为准)，加热器执行器36控制暖水阀38处于全开状态，同时对鼓风机继电器II 46进行控制，鼓风机继电器II 46接通，PWM调速模块45开始工作，鼓风机44开始二档工作，此时电路均直接由蓄电池供电；加热器对流经加热器的发动机冷却液采用加热模式二的小循环的方式进行加热，实现驾驶室的预热。空调除了以上执行器允许开启的情况下，其他执行器不允许工作。即控制面板中部区域的按键均不可操作。

2)遥控器的操作：

本发明可以配置遥控器，通过遥控器实现控制面板的操作，按下遥控器开关按钮，加热器执行器36接收到信号后开启，开始工作，加热器对流经加热器水路的发动机冷却液采用加热模式一的小循环的方式进行加热，实现发动机的预热。此时空调不工作。

当内置在加热器内部的温度传感器39感知到流经加热器水路的发动机冷却液水温高于30℃时，加热器执行器36控制暖水阀38处于全开状态，并同时给出1路唤醒信号,通过D3端口唤醒空调控制面板30，此时加热器对鼓风机继电器II 46进行控制，鼓风机继电器II 46接通，PWM调速模块45开始工作，鼓风机44开始二档工作，此时电路均直接由蓄电池供电；加热器对流经加热器的发动机冷却液采用加热模式二的小循环的方式进行加热，实现驾驶室的预热。空调除了以上执行器允许开启的情况下，其他执行器不允许工作。

3)空调正常工作

当钥匙档达到START档时，发电机通过D1端口对控制面板进行送电，空调正常工作，此时控制面板中部区域的按键可正常操作。流经加热器水路的发动机冷却液采用加热模式三的循环方式进行加热，实现空调的正常使用。工作原理不在本专利的说明范围内。

Claims (2)

1.一种驾驶室内温度调节系统，该温度调节系统包括发动机冷却系统和空调系统，其特征是：该温度调节系统还包括控制电路板和加热器预热系统；加热器预热系统包括加热器(4)、三通电磁阀(5)和三通水管(7)；加热器(4)的进水口与冷却模块(2)出水口连接，加热器(4)的水路长通，加热器(4)的出水口与三通电磁阀(5)的进水口连接，三通电磁阀(5)的两个出水口分别与暖水阀(8)的进水口和三通水管(7)的一个进水口连接，暖风机(6)的出水口与三通水管(7)的另一个进水口连接，三通水管(7)的出水口与节温器(3)的进水口连接；

控制电路板包括控制电路和控制面板，控制电路板用于在低温发动机不能正常启动的环境下，控制加热器预热系统和空调系统的工作模式，实现发动机低温环境下的启动和驾驶室调温；

所述加热器预热系统和空调系统的三种工作模式如下：

工作模式一:为发动机的预热模式，在低温环境下，发动机未启动，此时为发动机低温启动，此时在控制电路板控制下，实现发动机的预热，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机(1)→开启电路的加热器(4)→关闭的三通电磁阀(5)→三通水管(7)→发动机(1)；

加热模式二:为发动机低温启动前，为驾驶室预热的模式，在发动机水温达到预设值时，此时在控制电路板控制下，为驾驶室预热，发动机冷却液在以下管路中循环，此时暖风机运行：发动机(1)→开启电路的加热器(4)→开启的三通电磁阀(5)→开启的暖水阀(8)→暖风机(6)→三通水管(7)→发动机(1)；

加热模式三:发动机正常启动后的工作模式，在发动机正常启动后，加热器关闭，暖风机的工作，发动机冷却液在以下管路中循环：发动机(1)→关闭电路的加热器(4)→开启的三通电磁阀(5)→开启的暖水阀(8)→暖风机(6)→三通水管(7)→节温器(3)→冷却模块(2)→发动机(1)。

2.按照权利要求1所述的一种驾驶室内温度调节系统，其特征在于：所述控制面板包括三个操作区域，即上部、中部和下部；

上部为显示区域，显示加热器预热开始时间、加热器故障、温度设定值、风机档位、内外循环方式、空调故障提示和除霜状态；

中部分为中部上方区域和中部下方区域，中部上方区域为冷暖空调控制区，设置有控制A/C空调启动和关闭按钮、风量调节按钮、暖风加热控制按钮，中部下方区域为模式控制区，设置有内外循环控制按钮和风向模式按钮，风向模式包括吹脚模式、吹面模式、除霜吹面模式和除霜吹脚模式；

下部为加热器控制区，设置有加热器开关机按钮、加热器阈值设置按钮和确认按钮。