空调压力预警装置及车辆空调系统的制作方法

1.本实用新型涉及空调器技术领域，具体公开一种空调压力预警装置和一种车辆空调系统。


背景技术：

2.汽车面临在各种环境温度及路况下工作，将会承受不同频率的振动，其空调系统也经常在非常恶劣的工况下工作，在使用一段时间后，由于制冷剂泄漏、冷凝器或蒸发器表面脏污等原因，将导致空调系统出现压力异常现象，系统的制冷能力也会降低。此外，由于车用制冷剂多为无色、无味，因此很难察觉，常规的一些检查手段例如压力检漏、负压检漏、荧光粉检漏等均适合于维修阶段，难以提前预警空调系统的压力异常现象。
3.因此，如何在线监测空调系统以提前预警压力异常现象成为了亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是针对现有技术的缺陷和不足，提供一种空调压力预警装置和车辆空调系统，以实现在线监测并提前预警用户空调压力异常现象的功能。
5.一方面，本实用新型的一个实施例公开一种空调压力预警装置，包括：
6.感测管，用于与制冷剂管路连通；
7.控制单元；
8.压力感测组件，包括电容器组件和弹性组件；所述电容器组件包括相对设置的第一极板和第二极板，均电连接所述控制单元，所述第一极板连接所述弹性组件的一端；所述弹性组件远离所述第一极板的另一端与所述感测管密封连接；
9.警报组件，连接所述控制单元；
10.其中，所述弹性组件随所述制冷剂管路中的压力变化而运动以使所述第一极板相对于所述第二极板往复移动，由所述控制单元实时感测所述电容器组件的电容值并处理成电压信号，以在所述电压信号超出正常范围时控制所述警报组件发出警报。
11.在一个实施例中，所述控制单元包括总控制器和电连接所述总控制器的内部处理器；所述内部处理器电连接所述第一极板和所述第二极板，所述总控制器电连接所述警报组件；
12.其中，所述内部处理器实时感测所述电容器组件的所述电容值并处理成所述电压信号发送至所述总控制器，所述总控制器判断所述电压信号超出所述正常范围时控制所述警报组件发出警报。
13.在一个实施例中，所述弹性组件包括：
14.连接杆，其一端连接所述第一极板；
15.活塞密封圈，连接所述连接杆远离所述第一极板的一端，且与所述感测管密封连接；
16.弹性件，连接所述活塞密封圈远离所述连接杆的一侧；
17.固定架，连接所述弹性件远离所述活塞密封圈的一端且与所述感测管固定连接。
18.在一个实施例中，所述弹性组件包括：
19.连接杆，其一端连接所述第一极板；
20.活塞密封圈，连接所述连接杆远离所述第一极板的一端，且与所述感测管密封连接；
21.弹性件，套接于所述连接杆上，其一端连接所述活塞密封圈于所述连接杆连接的一端，相对的另一端固定在所述感测管上。
22.在一个实施例中，所述弹性件为螺旋弹簧。
23.在一个实施例中，所述警报组件包括报警指示灯，电连接所述控制单元。
24.在一个实施例中，所述警报组件还包括蜂鸣器，电连接所述控制单元。
25.在一个实施例中，所述警报组件包括第一警报元件和第二警报元件，均电连接所述控制单元，所述电压信号包括高压电压信号和低压电压信号，所述控制单元判断所述高压电压信号大于所述正常范围时控制所述第一警报元件发出警报，以及判断所述低压电压信号小于所述正常范围时控制所述第二警报元件发出警报。
26.另一方面，本实用新型的一个实施例公开了一种车辆空调系统，包括：上述任意一种空调压力预警装置；
27.所述制冷剂管路；
28.压缩机；连接所述制冷剂管路且电连接所述控制单元，以由所述控制单元在判断所述电压信号超出所述正常范围控制所述警报组件发出警报时，控制所述压缩机停止运行。
29.另一方面，本实用新型的一个实施例公开了另一种车辆空调系统，包括：
30.上述任意一种空调压力预警装置；
31.所述制冷剂管路；
32.显示面板，所述空调压力预警装置的所述警报组件设置在所述显示面板上。
33.本实用新型的上述方案具有如下有益效果：本实用新型的上述方案具有如下有益效果：通过设计压力感测组件实时感测制冷剂管路中的压力变化并反馈至控制单元以转换为电压信号，由控制单元根据电压信号超出正常范围时控制警报组件发出警报，以及时提醒用户制冷剂管路上的压力异常现象。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本实用新型的一个实施例公开的一种空调压力预警装置的结构示意图；
36.图2为本实用新型的一个实施例公开的另一种空调压力预警装置的结构示意图；
37.图3为本实用新型的一个实施例公开的一种车辆空调系统的结构示意图；
38.图4为本实用新型的一个实施例公开的另一种车辆空调系统的结构示意图。
具体实施方式
39.以下结合附图和具体实施，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
43.如图1所示为本实用新型的一个实施例中空调压力预警装置100 的结构示意图，该空调压力预警装置100包括感测管20、控制单元 30、压力感测组件40和警报组件50。其中感测管20用于与空调系统中的制冷剂管路10连通，参照图1，感测管20垂直于制冷剂管路 10设置，当然，本实施例并不限制感测管20与制冷剂管路10的具体连接方式，可以通过焊接、牙接等方式密封连接，也不限制两者之间的连接角度为90
°
，也可以是其他角度。制冷剂管路10例如还连接有蒸发器、冷凝器等，其均为现有空调系统中的常规结构，在此不做赘述。压力感测组件40包括电容器组件41和弹性组件42电容器组件41包括相对设置的第一极板411和第二极板412，均电连接控制单元30，第一极板411连接弹性组件42的一端，其中第一极板411 例如为电容器负极，则第二极板412为电容器正极，当然，本实施例并不限制于此，反之亦可。弹性组件42远离第一极板411的另一端与感测管20密封连接。警报组件50连接控制单元30。
44.其中，弹性组件42随制冷剂管路10中的压力变化而运动，以使第一极板411相对于第二极板412往复移动，当制冷剂管路10中的压力变大时，弹性组件42带动第一极板411朝靠近第二极板412的方向移动，压力变小时则带动第一极板411朝远离第二极板412的方向移动。控制单元30实时感测电容器组件41的电容值并处理成电压信号，并在该电压信号超出正常范围时控制警报组件发出警报。此处提到的电压信号超出正常范围可以理解为，电压信号不在正常范围之内。
45.参照图1和图2中的结构，空调系统正常运行时，制冷剂管路 10中的压力一般维持在固定压力范围内不变，在这个固定压力范围内，对应的此时弹性组件42例如不移动或者移动并维持在固定行程范围内，从而使得电容器组件41对应的电容值例如为一个固定值，或者电容器组件41对应的电容值处于对应固定行程范围的固定电容范围内，进而控制单元30基于电容器组件41的电容值生成的电压信号例如为一个初始电压信号，或者控制单元30生成的电压信号处于对应固定电容范围的一个正常范围内。此处值得一提的是，前述提到的正常范围还可以理解为由所述初始电压信号组成。
46.当第一极板411靠近第二极板412时，电容器组件41的电容极距减小，电容量变大，总电荷量不变的情况下，两极板之间的电压变小，此时控制单元30输出一个电压变小的电压信号。或者当第一极板411远离第二极板412时，电容器组件41的电容极距变大，电容量变小，总电荷量不变的情况下，两极板之间的电压变大，此时控制单元30输出一个电压变大的电压信号。控制单元30例如根据电压信号为初始电压信号时判断其处于正常范围，控制警报组件50不启动，根据电压信号为电压变小或者电压变大的电压信号时即判断此时的电压信号超出正常范围，控制警报组件50发出警报，以在制冷剂管路10的压力异常时提醒用户该异常现象。值得说明的是，本实施例中提到的电压信号超出正常范围可以只是电压变大电压信号或电压变小电压信号中的一种，例如当仅需要提醒由制冷剂管道10泄漏等问题导致的制冷剂管道10中的压力变小情况时，则仅将电压变大的电压信号判断为超出正常范围，即初始电压信号以及电压变小的电压信号均判断为处于正常范围，由控制单元30控制警报组件50发出警报，其余情况保持警报组件50不发出警报。当然控制单元30也可以响应于两种压力异常情况时均控制警报组件50发出警报，本实施例并不限制于上述举例。
47.进一步地，控制单元30包括总控制器31和电连接总控制器31 的内部处理器32。总控制器31例如可以是应用于车辆上的ecu控制单元等，总控制器31例如电连接警报组件50，内部处理器32电连接第一极板411和第二极板412，内部处理器31例如包括电容信号转换集成电路cav424，用于感测电容器组件42的电容值，并将该电容值转换成电压信号输出至总控制器31，由总控制器31根据接收到的电压信号判断其超出正常范围时控制警报组件50发出警报。
48.进一步地，在本实施例公开的一个实施例中，如图1所示，弹性组件42包括依次连接的连接杆421、活塞密封圈422、弹性件423和固定架424，连接杆421的一端连接第一极板411，远离第一极板411 的另一端连接活塞密封圈422，活塞密封圈422远离连接杆421的一侧连接弹性件423的一端，弹性连接件423远离活塞密封圈422的一端连接固定架424，固定架424与感测管20固定连接。此结构中，感测管20位于活塞密封圈422远离连接杆412的一侧与制冷剂管路 10连通，位于活塞密封圈422靠近连接杆412的一侧与制冷剂管路 10不通。制冷剂管路10中压力处于正常状态时，弹性件423处于初始位置，例如为朝远离固定架424方向拉伸一定长度；当制冷剂管路 10中压力变大时，制冷剂气体压力克服弹性件423的拉力使弹性件 423继续被拉伸，推动活塞密封圈422朝远离固定架424的方向移动，从而带动第一极板411朝靠近第二极板412的方向移动；反之，当制冷剂管路10中的压力变小时，制冷剂气体的压力不足以使弹性件423 保持初始状态的拉绳长度，活塞密封圈422被弹性件423带动朝靠近固定架424方向移动，从而带动第一极板411朝远离第二极板412的方向移动。
49.在本实用新型公开的另一个实施例中，如图2所示，弹性组件 42包括连接杆421、活塞密封圈422和弹性件423，其中连接杆421 的两端分别连接活塞密封圈422，活塞密封圈422与感测管20密封连接，弹性件423套接在连接杆421上且弹性件423的两端分别固定连接活塞密封圈422和感测管20。此结构中，感测管20位于活塞密封圈422远离连接杆412的一侧与制冷剂管路10连通，位于活塞密封圈422靠近连接杆412的一侧与制冷剂管路10不通。制冷剂管路 10中压力处于正常状态时，弹性件423处于初始位置，例如为朝靠近第二极板412方向压缩一段长度；当制冷剂管路10中的压力变大时，制冷剂气体的压力克服弹性件423的弹力，推动活塞密封圈422 通过连接杆421带动第一极板411朝靠近第二极板412的方向移
动；当制冷剂管路10中压力变小时，制冷剂气体的压力不足以使弹性件 423压缩，活塞密封圈422受弹性作用通过连接杆421带动第一极板 411朝远离第二极板412的方向移动。本实施例中弹性组件42可避免弹性件423与制冷剂气体的接触，提高使用寿命。
50.进一步的，在本实用新型公开的一个实施例中，上述提到的弹性件423为螺旋弹簧，结构简单。
51.进一步的，在本实用新型公开的一个实施例中，警报组件50例如包括第一警报元件和第二警报元件，均电连接控制单元30，电压信号例如包括高压电压信号和低压电压信号，控制单元30判断高压电压信号大于所述正常范围时控制第一警报元件启动，以及判断低压电压信号小于所述正常范围时控制第二警报元件启动。需要说明的是，本实施例中例如以空调系统正常工作状态下的初始电压为正常范围，前述提到的高压电压信号中的高压，是指电压高于初始电压，而对应的制冷剂管道10中的气压低于初始气压(即空调系统正常工作状态下制冷剂管路10中的气压)；反之，低压电压信号中的低压是指电压低于初始电压，而对应的制冷剂管道10中的气压高于初始气压。如前述实施例中提到的，控制单元30可响应于两种压力异常情况时均控制警报组件50发出警报，根据不同压力异常情况对应的电压信号不同，分别设置对应于不同电压信号的第一警报元件和第二警报元件，便于用户直接判断异常的具体内容。例如第一警报元件发出警报，则可判断制冷剂管道10中的气压变低，可能为制冷剂泄漏导致，维修人员可采取对应的检修措施直接检修制冷剂管路10；或者再例如第二警报元件发出警报，则可判断制冷剂管道10中的气压变高，排除制冷剂泄漏的可能，维修人员可采取对应的检修措施检修其他部位例如蒸发器、冷凝器等是否存在堵塞问题。
52.进一步地，在本实用新型公开的一个实施例中，上述提到的警报组件50包括报警指示灯，电连接控制单元30。具体地，参照上述实施例中的第一警报元件和第二警报元件例如可以通过不同颜色的指示灯分别指示高压异常状况和低压异常状况，当然，正常压力状况可以是警报组件50不启动也可以通过另一种不同颜色的指示灯指示其正常，便于用户观察。或者，也可以采用报警指示灯显示不同图形以区分，本实施例并不限制于上述举例。
53.进一步地，在本实用新型公开的一个实施例中，上述提到的警报组件50例如还包括蜂鸣器，具体地，参照上述实施例中的第一警报元件和第二警报元件例如可以通过不同频率的蜂鸣声区别高压异常状况和低压异常状况，也可以仅发出一种提示声提示用户出现异常现象后再通过例如前述实施例中不同颜色的指示灯以判断具体异常情况。
54.如图3所示，本实用新型的一个实施例还公开了一种车辆空调系统200a，包括上述实施例公开的空调压力预警装置100、制冷剂管路 10和压缩机201，压缩机201连接制冷剂管路10且电连接控制单元 30，由控制单元30在判断所述电压信号超出正常范围控制警报组件 50发出警报时，控制压缩机停止运行。需要说明的是，警报组件50 启动后可维持其启动状态直至检修完成，并不受压缩机停止运行影响。优选的，由控制单元30响应于第二警报元件启动时控制压缩机停止运行。需要说明的是，第二警报元件启动后可维持其启动状态直至检修完成，并不受压缩机停止运行影响。结合上述实施例中的说明，当制冷剂管路10中的压力变大时，控制单元30控制第二警报元件启动，当制冷剂管路10中压力过大，若继续保持压缩机工作，将造成压缩机的严重损坏，本实施例中控制第二警报元件启动的同时控制压缩机停止运行，一来可以提醒用户高压故障，二来可以及时保护压缩机不被损坏，延长使
用寿命。
55.此外，如图4所示，本实用新型的一个实施例还公开了一种车辆空调系统200b，包括：上述实施例公开的空调压力预警装置100、制冷剂管路10和显示面板202，其中空调压力预警装置100连接制冷剂管路10，且空调压力预警装置100中的警报装置50设置在显示面板202上。如此，在车辆的工作过程中，驾驶员或者维修人员可以通过显示面板202直接观察到警报装置50发出的警报以及时发现空调系统制冷剂管路10的压力异常现象并初步判断其异常原因，节省维修时间和成本。
56.值得一提的是，在本实用新型的其他实施例中，车辆空调系统还可以包含上述实施例公开的空调压力预警装置100、制冷剂管路10 和压缩机201以及显示面板202，其中压缩机201连接制冷剂管路10 且电连接控制单元30，由控制单元30在判断所述电压信号超出正常范围控制警报组件50发出警报时，控制压缩机201停止运行，空调压力预警装置100连接制冷剂管路10，且空调压力预警装置100中的警报装置50设置在显示面板202上。
57.下面，对本实用新型公开的一种空调压力预警装置的一种具体实施方式的工作原理及流程进行简要说明：
58.以安装于车辆上的空调压力预警装置为例，车辆空调系统制冷过程中，通过压力感测组件40感测与制冷剂管路10连通的感测管20 中的压力变化，当制冷剂管路10处于正常压力状态时，制冷剂克服弹性组件42的弹力，使弹性组件42带动第一极板411靠近第二极板 412且保持一定的距离，此时电容器组件41的电容量保持一定，由内部处理器43测量电容器组件41的电容并转化成一个初始电压信号输出至控制单元30。当制冷剂发生泄漏等原因导致制冷剂管路10中的压力下降时，弹性组件42的弹力大于制冷剂的压力，带动第一极板411远离第二极板412，此时两者之间极距变大，因此电容器组件 41的电容值变小，内部处理器32输出一个高压电压信号至主控制器 31，主控制器31判断该高压电压信号大于初始电压信号则控制第一警报元件发出警报，驾驶员可根据显示面板上第一警报元件的报警提示判断制冷剂管路10处于压力过低的异常状态，以采取对应检修措施及时检修，预防空调系统损坏停机。
59.本实用新型的上述方案具有如下有益效果：本实用新型的上述方案具有如下有益效果：通过设计压力感测组件实时感测制冷剂管路中的压力变化并反馈至控制单元以转换为电压信号，由控制单元根据电压信号超出正常范围时控制警报组件发出警报，以及时提醒用户制冷剂管路上的压力异常现象。
60.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。