CN108515825A - 一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法 - Google Patents

一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法，在现有汽车空调系统中使用双级压缩机，通过控制器获取环境传感器信号，改变该汽车空调系统的工作状态。当外界环境温度过高、车外阳光负荷过大时，使汽车空调系统处于第二状态，提高制冷效率；外界环境为正常状态时，使汽车空调系统处于第一状态，可节省能源。该汽车空调系统，通过利用控制器获取环境传感器的信号，改变第一控制阀和第二控制阀的工作状态，提高了制冷效率和驾乘的舒适度。

Description

一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及整车系统技术领域，尤其是一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法。
背景技术
汽车空调装置具有制冷、为驾驶室降温的功能，其主要原理是制冷剂在压缩机的驱动下，在由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、管路等部件组成的封闭系统中做循环运动。驾驶室内的热空气通过风机的带动，在蒸发器处与蒸发器内部的制冷剂发生热交换，从而降低热空气温度，达到制冷的效果。
传统柴油汽车空调压缩机由发动机驱动，当发动机转速一定的情况下，空调系统的制冷量是一定的，当外界环境温度过高、车外阳光负荷过大时，车内热负荷增大，系统压力升高，制冷效果变差，空调系统制冷量不能满足车内降温需要，主观感觉空调效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法，用以解决现有技术中出现的技术问题，通过增加双级压缩机，提高制冷效率和驾乘的舒适度。
本发明提供了一种双级压缩的汽车空调系统，包括通过管路顺次连通的冷凝器、干燥过滤器、第一控制阀和蒸发器，其中，所述双级压缩的汽车空调系统还包括：双级压缩机、闪蒸器、第二控制阀、环境传感器和控制器，所述双级压缩机的进气口与所述蒸发器的出气口相连，所述双级压缩机的出气口与所述冷凝器的进气口相连；所述闪蒸器的进气口与所述第一控制阀的出气口相连，所述闪蒸器的出气口与所述蒸发器的进气口相连；所述第二控制阀的进气口与所述闪蒸器的补气口相连，所述第二控制阀的出气口与所述双级压缩机的补气口相连；所述环境传感器包括：阳光传感器、车外温度传感器和车内温度传感器；所述控制器分别与所述阳光传感器、车外温度传感器和所述车内温度传感器电连接，所述控制器用于获取设定温度、所述阳光传感器发送的阳光热辐射强度、所述车外温度传感器发送的车外温度和所述车内温度传感器发送的车内温度，根据所述车内温度及所述设定温度，计算温度差值；将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较；所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值；当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发第一状态；反之，则触发第二状态；所述第一状态为所述第一控制阀打开，所述第二控制阀关闭；所述第二状态为所述第一控制阀和所述第二控制阀同时打开。
优选地，所述控制器为单片机或者可编程控制器。
优选地，所述阳光传感器固定于汽车的后视镜上。
优选地，所述第一控制阀和所述第二控制阀均为电子膨胀阀。
本发明还提供了一种如上述任一项所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其中，包括：汽车空调系统启动后，所述控制器获取设定温度，并分别从所述阳光传感器、车外温度传感器和所述车内温度传感器获取阳光热辐射强度、车外温度和车内温度；根据所述车内温度及设定温度，计算温度差值；将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较；所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值；当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发所述第一状态；反之，则触发所述第二状态。
优选地，所述控制方法还包括：在获取所述设定温度后，检测所述设定温度是否等于汽车空调系统的温度下限值；若是，则进入所述第二状态。
优选地，所述控制方法还包括：当处于第二状态时，每隔第一预设时间，检测所述温度差值是否小于第二温差阈值；若是，则切换为所述第一状态。
优选地，所述控制方法还包括：当处于所述第一状态时，每隔第二预设时间，将所述车外温度与所述外温阈值进行比较，以及将所述阳光热辐射强度与所述热辐射阈值进行比较；若所述车外温度小于所述外温阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值，则保持所述第一状态；反之，则切换为所述第二状态。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种双级压缩的汽车空调系统及其控制方法，在现有汽车空调系统中使用双级压缩机，通过控制器获取环境传感器信号，改变该汽车空调系统的工作状态。当外界环境温度过高、车外阳光负荷过大时，使汽车空调系统处于第二状态，提高制冷效率；外界环境为正常状态时，使汽车空调系统处于第一状态，可节省能源。该汽车空调系统，通过利用控制器获取环境传感器的信号，改变第一控制阀和第二控制阀的工作状态，提高了制冷效率和驾乘的舒适度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的双级压缩的汽车空调系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的双级压缩的汽车空调系统的控制方法的流程图。
附图标记如下：
1-冷凝器、2-干燥过滤器、3-第一控制阀、4-蒸发器、5-双级压缩机、6-闪蒸器、7-第二控制阀、8-环境传感器、81-阳光传感器、82-车外温度传感器、83-车内温度传感器、9-控制器、L0-温度下限值、T1-第一预设时间、T2-第二预设时间。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例提供了一种双级压缩的汽车空调系统，包括通过管路顺次连通的冷凝器1、干燥过滤器2、第一控制阀3和蒸发器4，其中，所述双级压缩的汽车空调系统还包括：双级压缩机5、闪蒸器6和第二控制阀7、环境传感器8和控制器9。优选地，所述第一控制阀3和所述第二控制阀7均为电子膨胀阀，可提高响应速度。所述双级压缩机5的进气口与所述蒸发器4的出气口相连，所述双级压缩机5的出气口与所述冷凝器1的进气口相连；所述闪蒸器6的进气口与所述第一控制阀3的出气口相连，所述闪蒸器6的出气口与所述蒸发器4的进气口相连；所述第二控制阀7的进气口与所述闪蒸器6的补气口相连，所述第二控制阀7的出气口与所述双级压缩机5的补气口相连。所述环境传感器8包括：阳光传感器81、车外温度传感器82和车内温度传感器83，所述控制器9分别与所述阳光传感器81、车外温度传感器82和所述车内温度传感器83电连接，所述控制器9用于获取设定温度、所述阳光传感器81发送的阳光热辐射强度、所述车外温度传感器82发送的车外温度和所述车内温度传感器83发送的车内温度，根据所述车内温度及所述设定温度，计算温度差值；将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较；所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值。当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发第一状态；反之，则触发第二状态。所述第一状态为所述第一控制阀3打开，所述第二控制阀7关闭；所述第二状态为所述第一控制阀3和所述第二控制阀7同时打开。
当外界环境温度过高、车外阳光负荷过大时，使汽车空调系统处于第二状态，提高制冷效率；外界环境为正常状态时，使汽车空调系统处于第一状态，可节省能源。该汽车空调系统，通过利用控制器9获取环境传感器8的信号，改变第一控制阀3和第二控制阀7的工作状态，提高了制冷效率和驾乘的舒适度。
进一步地，所述控制器9为单片机或者可编程控制器。优选地，控制器9为单片机。
进一步地，所述阳光传感器81固定于汽车的后视镜上，既方便安装，又可以使阳光传感器81获取的阳光热辐射强度更加贴近驾驶员的感官感受，提高制冷的舒适度。
如图2所示，本发明实施例还提供了一种所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其中，包括：所述控制器9获取设定温度，并分别从所述阳光传感器81、车外温度传感器82和所述车内温度传感器83获取阳光热辐射强度、车外温度和车内温度。根据所述车内温度及设定温度，计算温度差值。将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较。所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值。当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发所述第一状态；反之，则触发所述第二状态。该空调系统的控制方法，相比现有技术，增加了对阳光热辐射强度、车外温度和温度差值的判断，通过采集相关信息，综合控制空调系统的工作状态，既能提高制冷效率，还能进一步提升驾乘的舒适度。具体实施时，外温阈值可设置为35℃，第一温差阈值可设置为5℃，热辐射阈值可设为200W/m2。
进一步地，所述控制方法还包括：在获取所述设定温度后，检测所述设定温度是否等于汽车空调系统的温度下限值L0；若是，则进入所述第二状态，提高了制冷的效率。
进一步地，所述控制方法还包括：当处于第二状态时，每隔第一预设时间T1，检测所述温度差值是否小于第二温差阈值；若是，则切换为所述第一状态，可起到节省能耗的目的。具体的，可设置第二温差阈值为0.5℃，使车内温度更加靠近设定温度。
进一步地，所述控制方法还包括：当处于所述第一状态时，每隔第二预设时间T2，将所述车外温度与所述外温阈值进行比较，以及将所述阳光热辐射强度与所述热辐射阈值进行比较；若所述车外温度小于所述外温阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值，则保持所述第一状态；反之，则切换为所述第二状态。通过该方法，可根据外部环境的变换，改变空调系统的工作状态，使其处于最佳状态，进一步提升了驾乘的舒适度。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双级压缩的汽车空调系统，包括通过管路顺次连通的冷凝器、干燥过滤器、第一控制阀和蒸发器，其特征在于，所述双级压缩的汽车空调系统还包括：
双级压缩机，所述双级压缩机的进气口与所述蒸发器的出气口相连，所述双级压缩机的出气口与所述冷凝器的进气口相连；
闪蒸器和第二控制阀，所述闪蒸器的进气口与所述第一控制阀的出气口相连，所述闪蒸器的出气口与所述蒸发器的进气口相连；所述第二控制阀的进气口与所述闪蒸器的补气口相连，所述第二控制阀的出气口与所述双级压缩机的补气口相连；
环境传感器，所述环境传感器包括：阳光传感器、车外温度传感器和车内温度传感器；
控制器，所述控制器分别与所述阳光传感器、车外温度传感器和所述车内温度传感器电连接，所述控制器用于获取设定温度、所述阳光传感器发送的阳光热辐射强度、所述车外温度传感器发送的车外温度和所述车内温度传感器发送的车内温度，
根据所述车内温度及所述设定温度，计算温度差值；
将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较；所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值；
当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发第一状态；反之，则触发第二状态；
所述第一状态为所述第一控制阀打开，所述第二控制阀关闭；所述第二状态为所述第一控制阀和所述第二控制阀同时打开。
2.根据权利要求1所述的双级压缩的汽车空调系统，其特征在于，所述控制器为单片机或者可编程控制器。
3.根据权利要求1所述的双级压缩的汽车空调系统，其特征在于，所述阳光传感器固定于汽车的后视镜上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的双级压缩的汽车空调系统，其特征在于，所述第一控制阀和所述第二控制阀均为电子膨胀阀。
5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，包括：
汽车空调系统启动后，所述控制器获取设定温度，并分别从所述阳光传感器、车外温度传感器和所述车内温度传感器获取阳光热辐射强度、车外温度和车内温度；
根据所述车内温度及设定温度，计算温度差值；
将所述车外温度、温度差值和所述阳光热辐射强度分别与各自预设的阈值进行比较；所述阈值包括：所述车外温度的外温阈值、所述温度差值的第一温差阈值和所述阳光热辐射强度的热辐射阈值；
当所述车外温度小于所述外温阈值、且所述温度差值小于所述第一温差阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值时，触发所述第一状态；反之，则触发所述第二状态。
6.根据权利要求5所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
在获取所述设定温度后，检测所述设定温度是否等于汽车空调系统的温度下限值；
若是，则进入所述第二状态。
7.根据权利要求5所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当处于第二状态时，每隔第一预设时间，检测所述温度差值是否小于第二温差阈值；
若是，则切换为所述第一状态。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的双级压缩的汽车空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当处于所述第一状态时，每隔第二预设时间，将所述车外温度与所述外温阈值进行比较，以及将所述阳光热辐射强度与所述热辐射阈值进行比较；
若所述车外温度小于所述外温阈值、且所述阳光热辐射强度小于所述热辐射阈值，则保持所述第一状态；反之，则切换为所述第二状态。
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