本發(fā)明涉及汽車空調(diào)技術(shù)，具體是一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置及方法。

背景技術(shù)：

所有的空調(diào)制冷應(yīng)用，例如家用空調(diào)、商業(yè)空調(diào)、各類家用，商業(yè)冰箱、冰柜等，均以各種類型的蒸發(fā)器作為致冷來源，因此都會不可避免的遇到蒸發(fā)器空氣邊霜層集結(jié)而最終轉(zhuǎn)化為冰霜并存、乃至完全堵死空氣流道的現(xiàn)象。一旦部分阻塞或完全阻塞，制冷系統(tǒng)的工作壓力將會變得越來越低，系統(tǒng)流動冷媒流量因此越來越小，引起壓縮機回油變差，造成在高速旋轉(zhuǎn)的壓縮機運動部件缺失足夠的潤滑而抱死。因此，在適當(dāng)?shù)臅r刻和適當(dāng)?shù)臈l件下，采取必要的除霜措施祛除累積的冰霜是工業(yè)界在制冷空調(diào)裝置上的普遍實踐。例如，例如家用空調(diào)裝有定時化霜器，家用冰箱分別在冷凍室和冷藏室設(shè)有化霜裝置，hvac/r工業(yè)界稱其為主動化霜。

汽車空調(diào)屬于空氣調(diào)節(jié)技術(shù)的一個分支，亦可認(rèn)為是制冷技術(shù)的一個特殊應(yīng)用，情況則有所不同：首先，氣候使用范圍廣，車速總在變化之中，因此空調(diào)系統(tǒng)的運行總是動態(tài)的；此外強調(diào)短時使用，要保證乘員任何時刻的舒適，因此傾向于從系統(tǒng)設(shè)計的角度來防止蒸發(fā)器發(fā)生冰堵；另外為追求最大性能，汽車空調(diào)的蒸發(fā)器翅片布置得非常密集，因此發(fā)生冰堵的機會大為增加。

對于汽車空調(diào)的除霜研究，數(shù)十年的工業(yè)實踐，形成了一套異常復(fù)雜的開發(fā)過程，從尋找結(jié)霜點，溫度傳感器探頭的優(yōu)化位置確定，翅片密度和開窗形狀的選擇等，力求在所有氣候狀況下，溫度濕度，各種行駛條件，高速、低速、怠速等綜合條件組合下，保證無冰堵發(fā)生。就其化霜的技術(shù)特征而言，霜的消除靠的是流經(jīng)蒸發(fā)器的較高溫空氣(內(nèi)循環(huán)空氣或外循環(huán)空氣)去融化已經(jīng)存在的霜層；就其化霜的策略而言，可認(rèn)為是被動化霜。

縱覽世界車廠，總體來說這種方法是有效地，多數(shù)車輛得以基本免于冰堵發(fā)生。然而，在一些氣候、車況、系統(tǒng)的復(fù)雜組合中仍然有一些某些盲區(qū)無法完全覆蓋，留下隱患。因而，每年仍然有不少車輛會由于蒸發(fā)器冰堵而造成系統(tǒng)失效。另一個值得指出的事實是，這套設(shè)計驗證方法要求廠家具有高度成熟的技術(shù)和經(jīng)驗，要花費大量的時間和設(shè)備去做試驗驗證。既便如此，也并非任何主機廠或空調(diào)供應(yīng)商都可以做得完美無缺，而且車廠基本上將自己的方法視為企業(yè)機密，不同品牌的車型在此性能上差異很大，各車廠自己的除霜方法在其余車廠所產(chǎn)的汽車上通用性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置及方法，其通用性好，能夠解決現(xiàn)有汽車除霜方案中存在盲區(qū)無法完全覆蓋的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置，其包括用于加熱蒸發(fā)器芯體的熱源，其還包括低壓保護邏輯控制電路，所述低壓保護邏輯控制電路根據(jù)空調(diào)壓縮機的回氣壓力值或回氣壓力保護動作控制所述熱源加熱蒸發(fā)器芯體以化霜。

采用上述除霜裝置，利用汽車的空調(diào)壓縮機在霜層即將形成或已經(jīng)形成時回氣壓力的變化，主動觸發(fā)采用熱源對蒸發(fā)器芯體進行加熱除霜，其不涉及結(jié)霜點、溫度傳感器探頭的位置因素，也不涉及翅片密度和開窗形狀等問題，因此，無論何種氣候狀況條件下，均能及時有效地觸發(fā)除霜，不存在盲區(qū)及通用性的問題。

進一步的，還包括控制所述熱源的啟動時間的加熱時間邏輯控制電路以及控制所述熱源加熱時間長度的延時邏輯控制電路。加熱時間邏輯控制電路和延時邏輯控制電路控制熱源的啟動及作用時長，保證除霜的及時性和徹底性。

進一步的，還包括控制車內(nèi)吹風(fēng)模式的自動轉(zhuǎn)換邏輯電路，所述熱源加熱蒸發(fā)器芯體時，控制車內(nèi)的吹風(fēng)模式轉(zhuǎn)向非吹面模式，避免由于除霜產(chǎn)生的水分吹到乘員面部引起不適感。

進一步的，所述空調(diào)壓縮機連接有用于回氣壓力保護的低壓保護閥，所述低壓保護邏輯控制電路在低壓保護閥閉合時控制所述熱源加熱蒸發(fā)器芯體。采用常用于回氣壓力保護的低壓保護閥的控制邏輯和動作特性，聯(lián)動控制熱源，其有利于簡化除霜結(jié)構(gòu)，實用性好。

進一步的，所述熱源為電加熱器，其供電電源為車載電源，所述低壓保護閥串聯(lián)在所述電加熱器連接車載電源的線路中，低壓保護閥在低壓保護閉合時，聯(lián)動啟動熱源，邏輯控制簡單可靠。

進一步的，所述熱源為蒸汽冷凝加熱器，通過熱蒸汽加熱除霜，熱蒸汽能夠從汽車本身的發(fā)熱部件在降溫時獲得，能充分節(jié)約能耗。

本發(fā)明同時還提出了一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜方法，其利用所述的裝置，根據(jù)空調(diào)壓縮機的回氣壓力值或回氣壓力保護動作控制熱源加熱蒸發(fā)器芯體，所述熱源在空調(diào)壓縮機的回氣壓力值低于設(shè)定值時啟動進行加熱，其加熱的時間長度為設(shè)定值或者在空調(diào)壓縮機的回氣壓力值高于所述設(shè)定值時停止加熱。

該方法利用汽車的空調(diào)壓縮機在霜層即將形成或已經(jīng)形成時回氣壓力的變化，主動觸發(fā)采用熱源對蒸發(fā)器芯體進行加熱除霜，避免除霜設(shè)計中涉及結(jié)霜點、溫度傳感器探頭的位置因素以及翅片密度和開窗形狀等問題，其不限于氣候狀況，通用性強，不存在除霜盲區(qū)。

進一步的，所述設(shè)定值為觸發(fā)低壓保護閥產(chǎn)生吸合這一回氣壓力保護動作的值。

進一步的，所述熱源加熱蒸發(fā)器芯體時，控制車內(nèi)的吹風(fēng)模式轉(zhuǎn)向非吹面模式，避免由于除霜產(chǎn)生的水分吹到乘員面部引起不適感。

進一步的，當(dāng)空調(diào)壓縮機用于回氣壓力保護的低壓保護閥閉合時，所述熱源的啟動與低壓保護閥的閉合動作聯(lián)動，若熱源為電加熱器，電加熱器接通供電電源，對蒸發(fā)器芯體通過面接觸加熱；若熱源為蒸汽冷凝加熱器，對蒸發(fā)器芯體通過熱蒸汽加熱。

本發(fā)明克服了現(xiàn)有蒸發(fā)器空氣化霜的不足，其不存在無法覆蓋的盲區(qū)，實時有效化霜，水不積累，降低蒸發(fā)器異味的風(fēng)險，且技術(shù)開發(fā)的復(fù)雜度降低，作為一個完善策略或補充手段，得冰堵的機會基本不再存在，有效地提高了汽車空調(diào)系統(tǒng)的可靠性和魯棒性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置中電加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明與現(xiàn)有被動除霜方案共同實施的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。

一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜裝置，其包括用于加熱蒸發(fā)器芯體7的熱源8，其還包括低壓保護邏輯控制電路11，所述低壓保護邏輯控制電路11根據(jù)空調(diào)壓縮機3的回氣壓力值或回氣壓力保護動作控制所述熱源8的運行以融化蒸發(fā)器芯體7上凝結(jié)的霜。汽車的空調(diào)壓縮機3在霜層即將形成或已經(jīng)形成時回氣壓力會產(chǎn)生變化，根據(jù)這一特性，低壓保護邏輯控制電路11主動觸發(fā)采用熱源8對蒸發(fā)器芯體7進行加熱除霜。

若考慮空調(diào)壓縮機3的回氣壓力變化可能是其它如膨脹閥開度、電磁閥失效等原因引起的，本方案也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中采集蒸發(fā)器芯體7的溫度來進一步確定是否結(jié)霜等方式聯(lián)合判斷。但一般來說，膨脹閥開度過小、電磁閥失效等為偶見情況，用空調(diào)壓縮機3的回氣壓力來判斷是否結(jié)霜在通常狀態(tài)下都是有效的。

本發(fā)明的裝置還包括加熱時間邏輯控制電路9、延時邏輯控制電路10和自動轉(zhuǎn)換邏輯電路6。其中加熱時間邏輯控制電路9控制所述熱源8的啟動時間，延時邏輯控制電路10控制所述熱源8加熱時間長度，自動轉(zhuǎn)換邏輯電路6控制車內(nèi)吹風(fēng)模式的，控制車內(nèi)的吹風(fēng)模式轉(zhuǎn)向非吹面模式，避免由于帶有水分的空氣吹到乘員面部引起不適感，自動轉(zhuǎn)換邏輯電路6此時將吹風(fēng)模式轉(zhuǎn)向其他不太敏感位置，例如“吹腳”。加熱時間邏輯控制電路9、延時邏輯控制電路10和自動轉(zhuǎn)換邏輯電路6既可在有關(guān)控制單元ecu中進行編程集中實現(xiàn)，如cn102991440b公開的專利文獻記載的方案；也可以使用常用分立電路分別實現(xiàn)，其可以采用通用技術(shù)，其設(shè)計和設(shè)置本發(fā)明不再累述，可以參考cn103090463a公開的專利文獻記載的技術(shù)方案。

出于保護空調(diào)壓縮機3的類似原因，不少汽車的空調(diào)系統(tǒng)都設(shè)有回氣壓力低壓保護裝置，其中低壓保護閥2是一個常用的系統(tǒng)安全設(shè)備，如圖1所示，其作用是當(dāng)系統(tǒng)處于不合理的低壓態(tài)勢時，使壓縮機離合器線圈5失電從而切斷空調(diào)壓縮機3，保護系統(tǒng)不至于損壞。當(dāng)?shù)蛪罕Ｗo閥2吸合時，即是系統(tǒng)回氣壓力較低時，此時經(jīng)過蒸發(fā)器空氣流道的溫度較低，面臨霜層將形成或已經(jīng)形成的情況。利用低壓保護閥2的這一控制邏輯和動作特性，當(dāng)?shù)蛪罕Ｗo閥2閉合時，低壓保護邏輯控制電路11控制熱源8加熱蒸發(fā)器芯體7達到升溫除霜的目的。

在蒸發(fā)器表面上加裝加熱設(shè)備作為熱源8，所述熱源8可以為電加熱器(如電阻類、ptc等)，其供電電源為車載電源1，低壓保護閥2串聯(lián)在所述電加熱器連接車載電源1的線路中，當(dāng)?shù)蛪罕Ｗo閥2閉合時，接通電加熱器與車載電源1、車載地線4，熱源8輸出熱量對蒸發(fā)器加熱除霜。電加熱器可以是各種形狀，例如如圖2所示，圖中電加熱器為u型設(shè)計，其管壁與蒸發(fā)器芯體7緊密面接觸，熱量依靠傳導(dǎo)傳到蒸發(fā)器芯體7表面而使得蒸發(fā)器表面溫度升高而融掉冰霜，將霜層迅速融化，融化水隨即被吹出，蒸發(fā)器風(fēng)道得到清理保持暢通，避免了翅片上冰堵的可能。為保證傳熱均勻，電加熱器可以裝在蒸發(fā)器芯體7的兩面，甚至將蒸發(fā)器芯體7環(huán)繞。

所述熱源8也可以為蒸汽冷凝加熱器，熱蒸汽來源可以是冷卻水通過發(fā)動機等發(fā)熱部件時產(chǎn)生，通過熱蒸汽將熱量傳遞到蒸發(fā)器芯體7上實現(xiàn)除霜，在降溫的同時也能節(jié)約能耗，可參考cn100523634c公開的專利文本中記載的方案。當(dāng)然，也可以單獨設(shè)立蒸汽發(fā)生裝置來產(chǎn)生高溫蒸汽。

本發(fā)明同時還提出了一種汽車空調(diào)蒸發(fā)器除霜方法，其利用上述的裝置，根據(jù)空調(diào)壓縮機3的回氣壓力值或回氣壓力保護動作控制熱源8加熱蒸發(fā)器芯體7，所述熱源8在空調(diào)壓縮機3的回氣壓力值低于設(shè)定值時啟動進行加熱，其加熱的時間長度為設(shè)定值或者在空調(diào)壓縮機3的回氣壓力值高于所述設(shè)定值時停止加熱。該方法利用汽車的空調(diào)壓縮機3在霜層即將形成或已經(jīng)形成時回氣壓力的變化，主動觸發(fā)采用熱源8對蒸發(fā)器芯體7進行加熱除霜，避免除霜設(shè)計中涉及結(jié)霜點、溫度傳感器探頭的位置因素以及翅片密度和開窗形狀等問題。

所述熱源8在空調(diào)壓縮機3的回氣壓力值低于設(shè)定值時啟動進行加熱，該設(shè)定值可以是現(xiàn)有技術(shù)中壓縮機3的回氣壓力低壓保護裝置動作的壓力值，即設(shè)定值為觸發(fā)低壓保護閥2產(chǎn)生吸合這一回氣壓力保護動作的值，其加熱的時間長度可以設(shè)定，可控制在數(shù)秒到數(shù)十秒，延時時間可為瞬時或數(shù)秒?；蛘咴诳照{(diào)壓縮機3的回氣壓力值高于設(shè)定值時，低壓保護裝置再次動作時停止加熱，保證除霜的及時性和徹底性。

所述熱源8加熱蒸發(fā)器芯體7時，為了避免帶有水分的空氣吹到乘員面部，控制車內(nèi)的吹風(fēng)模式轉(zhuǎn)向非吹面模式，轉(zhuǎn)向其他不太敏感位置，例如“吹腳”，避免由于除霜產(chǎn)生的水分吹到乘員面部引起不適感。

當(dāng)空調(diào)壓縮機3用于回氣壓力保護的低壓保護閥2閉合時，所述熱源8的啟動與低壓保護閥2的閉合動作聯(lián)動，若熱源8為電加熱器，電加熱器接通供電電源，加熱功率范圍可選擇200-1000w，表面溫度100℃以上，熱源8的依靠壁面接觸將熱量傳到蒸發(fā)器芯體7上，使得蒸發(fā)器表面溫度升高到足以快速地將霜層融化。若熱源8為蒸汽冷凝加熱器，對蒸發(fā)器芯體7通過熱蒸汽加熱。為保證傳熱均勻，熱源8可以是任何有助于熱傳遞的形式。

結(jié)合實際車型，本發(fā)明可以對以上加熱時長、加熱功率等參數(shù)進行調(diào)節(jié)使其除霜效果符合實際使用要求。本發(fā)明涉及空調(diào)壓縮機3所用的冷媒，可以是如r134a,r1234yf,r22,r410a等任何類型。

本發(fā)明的方案與現(xiàn)有被動除霜的方案可以相互補充實施，如圖3所示，將本發(fā)明的熱源8設(shè)置在蒸發(fā)器芯體7朝鼓風(fēng)機14的一側(cè)，溫度傳感器12設(shè)置在蒸發(fā)器芯體7朝風(fēng)門位置調(diào)節(jié)門13的一側(cè)。鼓風(fēng)機14向蒸發(fā)器芯體7送風(fēng)實現(xiàn)熱交換，熱交換之后的風(fēng)進入艙內(nèi)，并在風(fēng)門位置調(diào)節(jié)門13的導(dǎo)向下使空調(diào)風(fēng)吹面或吹腳。通常情況下，通過溫度傳感器12檢測到的溫度參數(shù)，判斷是否出現(xiàn)結(jié)霜點，當(dāng)有結(jié)霜點出現(xiàn)時，利用較高溫空氣(內(nèi)循環(huán)空氣或外循環(huán)空氣)流經(jīng)蒸發(fā)器去融化已經(jīng)存在的霜層。在少數(shù)復(fù)雜車況下，現(xiàn)有的被動除霜方法失效，此時冰堵即將發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生，空調(diào)壓縮機3的回氣壓力發(fā)生變化，回氣壓力低壓保護裝置出現(xiàn)保護動作，該動作觸發(fā)低壓保護邏輯控制電路11啟動控制機制，在低壓保護邏輯控制電路11的控制下，熱源8對蒸發(fā)器芯體7進行加熱最終完成除霜，空調(diào)壓縮機3的回氣壓力恢復(fù)到正常值，回氣壓力低壓保護裝置回位，低壓保護邏輯控制電路11停止控制，熱源8終止本次的除霜加熱。