专利名称：一种汽车空调制冷系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车空调制冷系统，属于汽车空调领域。
背景技术：
汽车空调制冷系统是实现对车厢内空气进行制冷的装置，它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。传统的汽车空调制冷系统由压缩机、冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机等组成，利用制冷剂的蒸发吸热降低蒸发器周围空气的温度。当前应用较多的制冷剂为R-12 (二氟二氯甲烷)、R_13^(1，1，1,2—— 四氟乙烷)，这些制冷剂均为低压液化气体，如果充装、管理和使用不当，极易发生事故。在存在着氟利昂蒸汽的情况下，使用明火会有剧毒的光气(C0CL2)产生。若出现制冷剂泄露， 不但使车内达不到应有制冷效果，还会对环境和人体造成极大的危害。而且当前的汽车空调系统所占的汽车空间很大，不利于今后汽车向轻量型发展。另外，现有技术中已经发展出一种采用半导体制冷元件作为汽车空调制冷元件的汽车空调制冷系统，这种制冷系统与传统制冷系统相比，在环境友好性方面的确是有了较大的进步，但由于制冷元件的自身特点，决定了该制冷系统在效率和能耗方面仍存在着一定的可供改进之处。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种新型的且具有较高制冷效率的利用半导体制冷片制冷的汽车空调制冷系统。本发明的技术方案如下
一种汽车空调制冷系统，包括直流电源、电子控制器、模式选择开关，多片半导体制冷片、调压控制PWM装置、制冷片选择装置、车内温度传感器、座椅压力传感器、鼓风风扇、散热风扇、调温按钮，其特征在于半导体制冷片位于和车内各座椅对应的区域内，并能够向各座椅所在的乘坐空间提供冷风；座椅压力传感器位于各座椅座位内，能够反映各座位上是否有乘员乘坐；电子控制器的输入端连接有模式选择开关、车内温度传感器、座椅压力传感器和调温按钮，其输出端连接有制冷片选择装置，并且电子控制器能够根据车内温度传感器测得的温度数值、座椅压力传感器数值以及调温按钮所设定的温度值，有选择地令一片或多片半导体制冷片参与制冷工作。该系统对应的控制方式为当驾驶员选择空调以经济模式运行时，电子控制器将读取车内温度的数值T2和驾驶员所设定的客舱目标温度Tl，并且所述电子控制器中存储初始目标温度T0，然后将车内实际温度T2与该初始目标温度TO进行比较，如果车内实际温度T2低于初始目标温度T0，电子控制器读取座椅压力传感器的数值，判断出哪个座椅上有乘员乘坐，然后通过所述制冷片选择装置，仅选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作；当车内温度T2高于初始目标温度TO时，则首先判断设定温度与初始目标温度之间的关系，如果设定温度Tl也大于初始目标温度，则电子控制器读取座椅压力传感器的数值， 判断出哪个座椅上有乘员乘坐，然后通过所述制冷片选择装置，仅选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作；而当车内温度T2高于初始目标温度并且设定温度Tl低于初始目标温度TO时，电子控制器首先选择所有的制冷片进行工作，直到车内温度T2达到初始目标温度T0，然后再选择仅利用有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作，最终达到设定温度 Tl。在手动模式下，驾驶员能够自行决定参与工作的制冷片的位置和/或数量。
本发明比较现有技术的优点
1、半导体制冷片不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，能在任何位置工作，抗冲击和抗震动能力强，安装容易。2、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热速度很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。3、半导体制冷片重量轻，体积小，有利于汽车向轻量型方向发展。4、PWM调压装置在调频的同时实现调压，而与中间直流环节的元件参数无关，加快了系统的动态响应。5、系统有手动模式和经济模式可供选择，兼顾了经济性还个性化需求。并且经济模式下将系统与是否有乘员乘坐已经车内温度高低联系起来，进一步统筹了经济性和乘员需求之间的关系。
图1为本发明所述汽车空调制冷系统电路控制结构示意图。
具体实施例方式1、车内温度传感器；2、模式选择开关；3、调温按钮；4、电子控制器E⑶；5、调压控制PWM装置(调节流过制冷片电流);6、调压控制PWM装置(调节流过散热风扇电流);7、散热风扇；8、鼓风风扇；9、半导体制冷片(两片小功率制冷片，两片大功率制冷片)；10、制冷片选择装置；11、座椅压力传感器。下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。如图1所示本发明所述汽车空调制冷系统包括直流电源、电子控制器ECU、分别与车内左前、右前、左后、右后四个座位对应的半导体制冷片、调压控制PWM装置、制冷片选择装置、车内温度传感器、供驾驶员选择空调经济运行模式还是手动控制模式的选择开关、 反映各座椅上是否有乘员乘坐的四个座椅压力传感器、将冷风经制冷片吹至各相应座位的鼓风风扇、散热风扇、受司机控制的调温按钮等。系统的具体工作过程如下，当驾驶员选择空调以经济模式运行时，驾驶员将客舱内的目标温度设定为Tl后，系统ECU4将首先读取车内温度的数值T2，并且系统ECU4中存储初始目标温度T0，比如^°C。然后将车内实际温度(比如^TC )与该初始目标温度TO进行比较，如果车内实际温度低于初始目标温度(比如25°C)，则说明空调系统可以较容易地实现该控制目标(仅需要将温度降低ΓΟ，这时ECU4读取压力传感器的数值，判断出哪个座椅上有乘员乘坐，然后通过制冷片选择装置，仅选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作。当车内温度(比如30°C)高于初始目标温度时，则首先判断设定温度与初始目标温度之间的关系，如果设定温度(比如也大于初始目标温度，则也意味着同样可以较容易的实现制冷需要(仅需要降低rc)，因此也可以仅利用有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行制冷工作；而当车内温度(比如35°C)高于初始目标温度并且设定温度(比如低于初始目标温度时，说明系统需要较大强度的制冷工作才能满足要求，这时ECU4首先选择所有的制冷片进行工作，以使车内温度迅速达到初始设定温度，使得车内温度先行满足乘员的基本需要，然后再选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作，最终达到设定温度。 这种模式对于炎热夏季尤其具有优势，其既能满足乘员制冷需要，又不至于产生过多能耗。而在驾驶员手动操作模式下，驾驶员可以根据制冷需要自行选择参与制冷的制冷片的数量。并且对于即使有乘员乘坐的座椅上，也可以根据乘员的个性需要，选择是否令制冷片参与工作。这样就可以仅将其他制冷片产生的冷风送到该座椅对应空间，从而使得该座椅空间既能满足乘员凉爽需要，又不至于令其感到寒冷。本发明主要是提供一种应用半导体制冷片的汽车空调制冷系统，以及相应的控制方法，以提高汽车的环保性，安全性，制冷准确性，减轻汽车的重量，提高汽车的燃油经济性，在不背离本发明本质的情况下，可将汽车空调制冷系统的结构布置做相应改动，但这些相应的改动都应属于本发明所属的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种汽车空调制冷系统，包括直流电源、电子控制器、模式选择开关，多片半导体制冷片、调压控制PWM装置、制冷片选择装置、车内温度传感器、座椅压力传感器、鼓风风扇、 散热风扇、调温按钮，其特征在于半导体制冷片位于和车内各座椅对应的区域内，并能够向各座椅所在的乘坐空间提供冷风；座椅压力传感器位于各座椅座位内，能够反映各座位上是否有乘员乘坐；电子控制器的输入端连接有模式选择开关、车内温度传感器、座椅压力传感器和调温按钮，其输出端连接有制冷片选择装置，并且电子控制器能够根据车内温度传感器测得的温度数值、座椅压力传感器数值以及调温按钮所设定的温度值，有选择地令一片或多片半导体制冷片参与制冷工作。
2.如权利要求1所述的一种汽车空调制冷系统，其特征在于所述多片半导体制冷片包括分别与车内左前、右前、左后、右后四个座位对应的四片半导体制冷片。
3.如权利要求1和2所述的一种汽车空调制冷系统，其特征在于可供所述模式选择开关选择的模式包括手动控制模式和经济模式两种。
4.如权利要求1-3之一所述的一种汽车空调制冷系统的控制方法，当驾驶员选择空调以经济模式运行时，电子控制器将读取车内温度的数值T2和驾驶员所设定的客舱目标温度Tl，并且所述电子控制器中存储初始目标温度T0，然后将车内实际温度T2与该初始目标温度TO进行比较，如果车内实际温度T2低于初始目标温度T0，电子控制器读取座椅压力传感器的数值，判断出哪个座椅上有乘员乘坐，然后通过所述制冷片选择装置，仅选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作；当车内温度T2高于初始目标温度TO时，则首先判断设定温度与初始目标温度之间的关系，如果设定温度Tl也大于初始目标温度，则电子控制器读取座椅压力传感器的数值，判断出哪个座椅上有乘员乘坐，然后通过所述制冷片选择装置，仅选择有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作；而当车内温度T2高于初始目标温度并且设定温度Tl低于初始目标温度TO时，电子控制器首先选择所有的制冷片进行工作，直到车内温度T2达到初始目标温度T0，然后再选择仅利用有乘员乘坐的座椅对应的制冷片进行工作，最终达到设定温度Tl。
5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在手动模式下，驾驶员能够自行决定参与工作的制冷片的位置和/或数量。
全文摘要
一种汽车空调制冷系统，包括直流电源、电子控制器、模式选择开关，多片半导体制冷片、调压控制PWM装置、制冷片选择装置、车内温度传感器、座椅压力传感器、鼓风风扇、散热风扇、调温按钮，电子控制器的输入端连接有模式选择开关、车内温度传感器、座椅压力传感器和调温按钮，其输出端连接有制冷片选择装置，并且电子控制器能够根据车内温度传感器测得的温度数值、座椅压力传感器数值以及调温按钮所设定的温度值，有选择地令一片或多片半导体制冷片参与制冷工作。
文档编号B60H1/32GK102442177SQ20111028523
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者张为春 申请人:山东理工大学