CN104159759B - 用于对车辆热泵除霜的自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热泵***的控制方法，该热泵***尤其用于机动车辆并且包括一个压缩机、在加热模式中形成冷凝器的一个内部热交换器、一个膨胀阀、在加热模式中形成蒸发器的一个外部热交换器、以及一个蓄积器。根据本发明，对外部交换器(S10‑S14)的结霜还以及蓄积器(S20‑S24)的结霜进行检测，并且如果必要的话，启动一个对外部交换器(S16)除霜的操作和/或一个对蓄积器(S26)除霜的操作。

Description

用于对车辆热泵除霜的自动控制方法

技术领域

本发明涉及装配在一些机动车辆类型上、尤其是电动或混合动力车辆上的热泵***的领域。更确切而言，本发明涉及用于这些车辆的热泵***的一种控制方法，所述方法用于在外部气温低时对所述***的一些部件除霜。

现有技术

有一种在车辆中使用热泵来对车辆的乘员舱进行加热和/或空气调节的已知方式。这个热泵是可逆的，因而它能以加热模式和空气调节模式来操作。常规地，它包括：一个用于对制冷剂流体进行加热和压缩的压缩机；在加热模式下形成冷凝器的一个内部热交换器，以用于通过与从该压缩机流出的制冷剂流体进行热交换而对该车辆的乘员舱中的内部空气进行加热；用于对从该内部热交换器流出的制冷剂进行冷却的膨胀阀；以及最后是一个在加热模式中形成蒸发器的外部热交换器，以用于通过与外部空气进行热交换而对从该膨胀阀流出的制冷剂流体进行加热。该热泵常规地还包括一个介于该外部热交换器与压缩机之间的蓄积器，尤其用于储存被该压缩机压缩之前的制冷剂流体、并且还用于提供朝向该压缩机的油回流。

在加热模式中，如果外部温度接近0℃或者为负，并且如果空气是相对潮湿的，则可能在该外部热交换器的外壁上形成霜。形成的霜的量是若干参数的函数，这些参数尤其是外部空气的湿度水平以及在交换器中流动的制冷剂流体与外部空气之间的温度差。外部交换器的这种结霜导致热泵的效率降低，这增加了相同性能水平下的电力消耗、或者在相同电力消耗水平下降低了性能。这还减小了该***的最大功率。

为了去除这种霜，有一种已知方式是在该交换器附近放置一个电阻，以用于加热进入该交换器中的外部空气，从而对该交换器的外壁进行除霜。这个解决方案不是令人满意的，因为它增大了该***的总电力消耗，这在电动或混合动力车辆的情况下具有负面影响。

在专利文件JP-A-10-166846中描述的另一个已知解决方案在于，对外部热交换器直接供应经该压缩机压缩的制冷剂流体。在制冷剂流体流动回路中不再存在该膨胀阀和内部热交换器。然后使得该外部热交换器具有流经其的被该压缩机加热的制冷剂流体。于是该外部热交换器作为冷凝器来工作从而致使在其壁上存在的霜的至少一部分融化。

所有这些解决方案都被设计成允许对外部热交换器进行完全除霜。然而，该热泵的其他部件会变得结霜，尤其是低压管道和蓄积器，这对于热泵的效率是有害的并且由于霜在这些元件的壁上并且在紧邻环境中的其他元件附近的连续累积而具有产生噪音的风险并且可能造成损坏。在加热模式中，该蓄积器是该热泵的最冷点之一，因为它位于压缩机的低压和进气区域中。这同样适用于将外部交换器的出口连接到压缩机的入口上的这些管道和软管。因此，当外部温度低时，在这些元件的壁上也形成霜。此外，在对外部交换器除霜的过程中，被供应至该蓄积器的流体的温度已经大大下降，因为所述流体已经在该外部交换器中释放了其大部分热量而致使存在于该外部热交换器的壁上的霜融化。因此，对外部交换器的完全除霜不一定导致对蓄热器的完全除霜，尤其是在该交换器的除霜已经针对尽可能降低该***的电力消耗而在时间和功率方面进行了优化(通过压缩机的马达速度)的条件下。在蓄积器上的这种霜的存在具有以下缺点，即，它不仅通过将蓄积器中所含的流体保持在低温下而降低了热泵的性能、而且还提高了该交换器与车辆的其他部件的靠近度，因此增大了撞上这些其他部件的风险、增大了由于这些撞击造成噪声的风险、并且增大了蓄积器和这些其他部件降级的风险。

发明的说明

本发明的一个目的是克服现有技术的上述缺点中的全部或一些。

本发明的另一个目的是在对热泵***的其他运行模式具有最小的可能影响的情况下提供对热泵的更完全的除霜。

本发明的另一个目的是对该***的电力消耗具有最少的可能影响。

根据本发明，提出了不仅在该外部交换器上、而且还在蓄积器上进行除霜，如果检测到了该蓄积器的结霜的话。

本发明提出了一种用于热泵***的控制方法，该热泵***尤其是用于机动车辆，所述***包括：用于对一种制冷剂流体进行加热和压缩的一个压缩机；一个在加热模式下形成冷凝器的内部热交换器，以用于通过与从该压缩机流出的制冷剂流体进行交换而对内部空气进行加热；一个用于对该制冷剂流体进行冷却的膨胀阀；以及一个在加热模式下形成蒸发器的外部热交换器，以用于通过与外部空气进行交换而对从该膨胀阀流出的制冷剂流体进行加热；还有一个蓄积器介于该外部热交换器与该压缩机之间以用于储存压缩之前的制冷剂流体，该方法的特征在于，该方法包括以下步骤：

a)在加热模式中，检测该外部热交换器的结霜，

b)确定一个代表该热交换器的结霜持续时间的数据元素，

c)如果该外部热交换器的结霜持续时间大于或等于一个第一预定最大持续时间，则发送一个用于对该交换器除霜的命令，并且

d)如果发送了一个用于对该交换器除霜的命令，则启动一个对该外部热交换器除霜的操作，并且根据一个预定义的指标来启动一个对该蓄积器除霜的操作，该操作是通过在所述外部交换器和所述蓄积器中循环经该压缩机压缩的一种流体来完成的。

因此，根据本发明，检测该外部交换器的结霜，并且然后根据一个预定义的原则来启动一个对该外部热交换器除霜的操作和/或一个对该蓄积器除霜的操作。

在一个特定实施例中，该预定义的原则是，如果发送了一个对该交换器除霜的指令则在每n个时机中的一个时机启动一个对该蓄积器除霜的操作，其中n是一个大于或等于2的整数，并且在其他的时机启动一个对该外部热交换器除霜的操作。

这是因为，对该外部交换器进行在时间和功率消耗方面进行了优化的完成除霜并不允许对蓄积器进行完全除霜。事实上，蓄积器上的霜的厚度可以取决于外部条件和行驶条件而增加。在某个点，对其除霜变成了必须，因为相关厚度提高了它与车辆其他部件的靠近度(具有噪音和损坏的风险)并且降低了其性能。因此为实施适当的除霜操作而查明与这两个元件相关联的结霜是有用的。

在另一个实施例中，该方法的步骤a)进一步包括一个检测该蓄积器的结霜的步骤，步骤b)进一步包括确定一个代表该蓄积器的结霜持续时间的数据元素的一个步骤，并且步骤c)进一步在该外部热量蓄积器的结霜持续时间大于或等于一个第二预定最大持续时间的情况下发送一个用于对该蓄积器除霜的命令。在此情况下，该预定义的原则是，如果发送了一个对该蓄积器除霜的命令则启动一个对该蓄积器除霜的操作，并且如果发送了一个对该交换器除霜的命令则启动一个对该外部热交换器除霜的操作。

因此，启动适当的除霜操作，以便仅在必须时使用能量和除霜时间。

在一个特定实施例中，对外部交换器或蓄积器除霜的操作包括一个使该压缩机以一个第一预定马达速度投入运行的步骤，以便致使热的制冷剂流体在该外部热交换器和该蓄积器中流动一个小于或等于第三预定最大持续时间C3的持续时间，所述马达速度和所述第三最大持续时间是所述除霜操作的一个函数。这种热的制冷剂流体的流动使得有可能让存在于该外部交换器的外壁上的霜、并且若必须的话让存在于该蓄积器的外壁上的霜融化。

在一个特定实施例中，该***进一步包括在该外部热交换器附近的一个机动化风扇单元，并且对该外部交换器或蓄积器除霜的操作进一步包括(如果外部气温高于一个第一预定温度值)使该机动化风扇单元投入运行而持续一个小于或等于第四最大持续时间的持续时间的一个步骤，以便产生一个空气流来去除在霜融化之后残留在所述外部热交换器的外壁上的水。在这个步骤的过程中，该压缩机保持在运行之中。

在一个特定实施例中，如果外部气温低于一个第二预定温度值并且外部气温与该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度之间的温度差高于一个第三预定温度值时，则检测到该外部热交换器结霜。所述第三温度值有利地是外部气温的函数。

在一个特定实施例中，如果压缩机的马达速度高于一个第二马达速度预定值而同时外部气温低于一个第四预定温度值、并且外部气温与该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度之间的温度差高于一个第五预定温度值时，则检测到该蓄积器结霜。所述第五温度值有利地是外部气温的函数。

这些预定温度值可以根据该热泵***的类型和任务特性而不同。

在一个特定实施例中，在步骤b)的过程中，当检测到该外部热交换器结霜时一个第一计数器被增量，并且当检测到该蓄积器的结霜时一个第二计数器被增量。这两个计数器的计数值可以用来确定该交换器和蓄积器的结霜持续时间。

有利地，当外部空气的温度高于或等于一个第六预定正温度值时，所述第一和第二计数器被重设为零。因此，例如，如果车辆在略微为正的外部温度下停泊了某个时间，则这种外部空气将自然与霜发生换热并且使之融化。在此情况下，可以认为除霜操作不再是必须的。因此这些计数器被重设为零。

在另一方面，在步骤c)的过程中，如果该第一计数器的计数值大于或等于代表了所述第一最大持续时间的一个第一计数值则发送一个对该外部交换器除霜的命令，并且如果该第二计数器的计数值大于或等于代表了所述第二最大持续时间的一个第二计数值则发送一个对该蓄积器除霜的命令。

有利地，仅在车辆的速度小于或等于一个为30km/h或更低的预定速度的情况下才启动一个对该外部交换器或该蓄积器除霜的操作。这是因为，由于即使外部交换器或蓄积器有流经它的热流体，流经外部交换器的冷空气也会保持霜的存在而可以认为高于这个值就没有理由启动除霜操作。

有利地，在出现了对该***回路的另一个需求的情况下该除霜操作被停止，这个需求与除霜不同并且优先于除霜。例如，这个需求可以是为了乘员舱内的舒适度而进行加热或空气调节的一个需求。

即使车辆的速度高于所述预定速度值，也进行该除霜操作。在此情况下，该***包括一个受控瓣阀，用于防止动态空气在除霜操作过程中流经该外部交换器。

在一个特定实施例中，使压缩机在第一马达速度下投入运行一个小于或等于第三最大持续时间的持续时间的该步骤包括以下步骤：

-使该压缩机在所述第一马达速度下投入运行，并且

-将一个第三计数器增量，只要该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度小于或等于一个第七预定温度值并且只要该第三计数器的计数值小于代表了小于所述第三最大持续时间的第五最大持续时间的一个第三预定计数值，并且只要外部温度小于或等于一个第八预定温度就这样做；

-如果该第三计数器的增量停止则停止所述压缩机。

在一个特定实施例中，使机动化的风扇单元投入运行而持续一个小于或等于第四最大持续时间的持续时间的该步骤包括以下步骤：

-如果外部空气的温度大于或等于所述第一预定温度值，则使该机动化的风扇单元投入运行，并且

-将一个第四计数器增量，只要该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度大于或等于一个第九预定温度值、并且只要该第四计数器的计数值小于代表了所述第四最大持续时间的一个第四预定计数值就这样做，

-如果该第四计数器的增量停止则停止该机动化的风扇单元。

有利地，在将该机动化的风扇单元投入运行的同时将该压缩机投入运行，以便优化在吹风阶段过程中的水分去除。

有利地，在该第四计数器的增量过程中，压缩机以小于或等于所述第一马达速度的一个第三马达速度运行。这是因为，只需要致使一种制冷剂流体在该回路中在一个防止由霜融化所产生的水重新结霜的温度下流动，就可以使得它通过吹风而被去除。

有利地，该第一和/或第二计数器的增量间隔或增量速度是外部温度的函数，这样使得可以对存在于外部交换器和/或蓄积器上的霜的量和强度作出更好的评估。

有利地，该第一和/或第二计数器的增量间隔或增量速度也是外部气温与外部热交换器的出口处的制冷剂流体温度之间的温度差的函数，这样使得可以对存在于外部交换器和/或蓄积器上的霜的量和强度作出更好的评估。

在另一个实施例中，还提供了借助于一个用户命令来控制对外部交换器或蓄积器除霜的操作，例如如果用户希望确保该热泵被除霜的话。

有利地，一个外部诊断工具读取这些计数器的状态，以便确认该热泵的这些部件的结霜状态。

本领域技术人员通过阅读以下由附图展示的、为展示性目的而提供的实例还可以明了其他优点。

附图简要说明

-图1是可以使用本发明的方法的一种加热/空调***的框图，

-图2是一个简图，展示了图1的***在加热模式下的操作，

-图3是一个简图，展示了图1的***在空调模式下的操作，

-图4是一个简图，展示了图1的***在除霜模式下的操作，

-图5是一个流程图，示出了本发明的方法的第一实施例的主要步骤，

-图6是一个流程图，示出了图5的除霜操作的子步骤，并且

-图7是一个流程图，示出了本发明的方法的第二实施例的主要步骤，并且

-图8是一个流程图，示出了本发明的方法的第三实施例的主要步骤。

至少一个实施方式的详细说明

图1示出了可以使用根据本发明的方法的一种热泵***1。这种***包括一个压缩机10、在加热模式中形成内部冷凝器的一个内部热交换器11、在空调模式中形成内部蒸发器的另一个内部热交换器12、用于加热模式的一个膨胀阀13、在加热模式中形成蒸发器的一个外部热交换器14、用于空调模式的一个膨胀阀16、以及一个蓄积器15。这些不同的部件具有流经它们的制冷剂流体。还提供了阀V1和V2来根据该***的以下运行模式中的任一种运行模式而修改经过这些不同部件的制冷剂流体的路径：

-在加热模式中，该***将该车辆的乘员舱的内部空气加热；这种运行模式在图2中示出；

-在空调模式中，该***将该车辆的乘员舱的内部空气冷却；这种运行模式在图3中示出；并且

-在除霜模式中，该***对外部热交换器14和/或蓄积器15的外壁除霜；这种运行模式在图4中示出。

阀V1是一个三通阀，包括联接到外部热交换器14的出口上的一个入口、经由蓄积器被联接到压缩机10的入口上的一个第一出口、以及联接到膨胀阀16的入口上的一个第二出口。阀V2是一个二通阀，用于在除霜模式下并且在空调模式下绕过该膨胀阀13。

该***进一步包括：位于车辆乘员舱外部的一个区域中的一个外部温度传感器TP1，以用于获取一个代表外部温度的温度；以及一个温度传感器TP2，以用于测量交换器14的出口处的制冷剂流体的温度。最后，提供了机动化的风扇单元17和18来使空气对应地扩散经过外部交换器14并且经过内部交换器11和12、并且增大该***的不同运行模式下的热交换。

如上文提到的，该***的制冷剂流体流动回路根据使用中的运行模式而改变。

在图2所示的加热模式中，阀V1起作用而将交换器14的出口经由蓄积器15联接到压缩机10的进口。压缩机10将从外部热交换器14接收的制冷剂流体加热并压缩，该外部热交换器在此情况下形成了蒸发器。以此方式已被压缩之后，流体接着被供应至交换器11(冷凝器)，该交换器用于通过与从压缩机流出的制冷剂流体进行热交换而将乘员舱的内部空气加热。接着该制冷剂流体被冷却并且被膨胀阀13膨胀、并且然后再次被供应至外部交换器14。在这种运行模式中，阀V2被关闭，并且因此制冷剂流体不流经该阀。另外，这些机动化的风扇单元17和18根据该***的要求而运行。例如，当车辆以高速行驶时，就没有理由使得车辆的前表面上的机动化的风扇单元17投入运行。流体在该***中的运动用箭头指示出。这些实线箭头指示了高压下的流体(被压缩的流体)的运动，并且虚线箭头指示了低压下的流体(膨胀后的流体)的运动。

在图3所示的空调模式中，阀V1起作用而将交换器14的出口联接到膨胀阀16的进口。这个膨胀阀被用来使得从外部热交换器14接收的制冷剂流体膨胀和冷却，该外部热交换器在这种运行模式中形成了一个冷凝器。膨胀后的制冷剂流体流经蒸发器12从而通过与制冷剂流体的热交换而将乘员舱的内部空气冷却。接着制冷剂流体流经蓄积器15并且然后流经压缩机10。这就加热并压缩了制冷剂流体，该制冷剂流体接着流经阀V2并且然后流经外部交换器14。在附图中未示出的一个阀V3有利地使得交换器11能够被绕过，以避免从制冷剂流体经由交换器11朝乘员舱的内部发生的任何热传递。在缺少阀V3时，提供了在图中未示出的一个混合瓣阀，使得来自蒸发器12的空气流动绕过了交换器11，由此维持了空调性能。在此模式中，这些机动化的风扇单元17和18根据该***的要求而运行。例如，当车辆以高速行驶时，就不必将前表面上的机动化的风扇单元17投入运行。在较低速度下，机动化的风扇单元17必须被投入运行以提供有效冷凝并且限制流体压力。

在图4所示的除霜过程中，制冷剂流体没有流经该***的任何强制膨胀元件(膨胀阀或管口)。阀V1起作用而将交换器14的出口经由蓄积器15联接到压缩机10的进口。压缩机10在小程度上对制冷剂流体进行加热和压缩。经压缩的流体接着流经阀V2并且然后流经外部交换器14。热流体流经外部交换器14和蓄积器15，从而使得存在于其外壁上的霜逐渐融化。在此模式中，如果必须的话，在除霜结束时，机动化的风扇单元17处于运行中，如下文描述的。

现在将更详细地描述对该***除霜的控制。这种控制是自动的并且不要求车辆用户的任何动作或介入。这是参照图5、6和7描述的。在这些图中，T_ext代表由温度传感器TP1测量的外部空气的温度，T_S代表由温度传感器TP2测量的在外部交换器14的出口处的制冷剂流体温度，并且RPM_Comp代表压缩机10的马达的每分钟旋转圈数。

如果外部温度为负或接近零，并且如果该***在加热模式中运行，就在外部交换器14和蓄积器15的外壁上形成霜。因此在该***的加热模式中进行霜的检测。在检测之后，当该***不再处于加热模式中并且优选地当该车辆静止时，进行这些除霜操作。

参照图5，本发明的方法包括用于检测外部交换器14上结霜并且对其除霜的一组步骤S10至S16、以及用于检测蓄积器15上结霜并且对其除霜的一组步骤S20至S26。这两组步骤是并行地执行的。

首先将描述关于检测结霜以及对外部交换器除霜的这些步骤。本发明的方法首先包括一个检测外部交换器14上结霜的步骤S10。在这个步骤中，如果以下成立则检测到外部交换器14是处于结霜条件中，即：

·T_ext<T₁，并且

·T_ext-T_s>T₂；

其中T₁是一个接近0℃的温度，并且T₂是一个正温。

T₁是例如等于5℃，并且T₂是例如等于10℃。在这个实例中，这意味着，Ts至少小于-5℃。这些值对应于该交换器的一种已知结霜情形、并且可以通过测试来确定，例如通过视觉检查霜的外观。

在一个有利实施例中，值T₂随着外部温度T_ext而变。值T₂随着外部温度T_ext的减小而减小。

该方法接着包括一个确定外部交换器14的结霜持续时间的步骤。这种确定是通过在步骤S11中在外部交换器保持在结霜条件(T_ext<T₁并且T_ext-T_S>T₂)下时将一个计数器COMP1增量来进行的。该计数器的计数值代表了外部交换器14的结霜持续时间。

在一个特定实施例中，计数器COMP1的增量是外部温度的函数。例如，如果外部温度T_ext非常低，则计数器COMP1增量得非常快。例如，如果T_ext<-10℃，则该计数器每秒增量为2，并且如果T_ext≥-10℃，则该计数器每秒增量为1。计数器COMP1的计算值于是不仅代表了结霜的持续时间而且还代表了结霜的强度。如果外部温度T_ext接近0℃，则将有更多的霜。

在一个变体中，计数器COMP1的增量是差值T_ext-T_S的函数。当这个差值增加时，计数器更快速地增量。例如，如果T_ext-T_S>15℃，则该计数器每秒增量为2，并且如果T_ext-T_S≤15℃，则该计数器每秒增量为1。在此情况下，计数器COMP1的计算值还代表了结霜强度。

如果关于外部交换器结霜的上述条件不再存在，则该计数器不必重设为零。例如，如果外部温度T_ext保持较低但差值T_ext-T_S减小，则霜是保持存在于外部交换器上的。因此计数器COMP1仅在温度T_ext大于或等于一个比温度T₁大的温度值T₅的情况下才被重设为零。例如，T₅是等于8℃。计数器COMP1的这种零重设是通过步骤S12和S13展示出。步骤S12是将温度T_ext与预定义值T₅进行比较的一个步骤。如果T_ext≥T₅，则计数器COMP1在步骤S13中被重设为零。如果T_ext<T₅，则该方法继续进到下一个步骤。因此，当车辆停车或被置于睡眠状态时，计数器COMP1的计数值可以被保留。

有利地，如果该***被置于空调模式中持续一个最小持续时间，计数器COMP1也被重设为零。这是因为，在这个运行模式中，外部交换器作为冷凝器工作，从而使得热量被供应至外部交换器的壁并且致使存在于交换器上的任何霜融化。

下一个步骤S14是一个比较步骤。将计数器COMP1的值与一个预定计数值Ci进行比较。例如，如果计数器COMP1每秒增量一次，则计数值Ci对应于一个持续时间D₁。例如，持续时间D₁等于5分钟。为简洁起见，COMP1代表计数器COMP1及其计数值二者。

如果COMP1≥Ci，则在步骤S15中发送一个对该交换器除霜的命令。否则，计数继续进行。

因此，如果交换器结霜条件在一个持续时间Di内存在，则发送一个对外部交换器除霜的命令。

然后在步骤S16中进行这个除霜步骤。在这个步骤中制冷剂流体的流动对应于关于图4已经描述的。在下文中参照图6来描述这个步骤。

在已对交换器除霜之后，计数器COMP1被重设为零，并且返回到步骤S13。

为了检测蓄积器15结霜并且为了对其除霜，并行地执行在图5中用S20至S26表示的、与步骤S10至S16基本上相同的步骤。

在步骤S20中，检测蓄积器15结霜在于检测以下条件是否存在：

·T_ext<T₃，并且

·T_ext–T_S>T₄，并且

·RPM_Comp≥Ri

其中T₃是接近0℃的一个温度，T₄是一个正温，并且R₁是压缩机10的马达速度的值。T₃是例如等于6℃，并且T₄是例如等于10℃(原因与适用于为了检测外部交换器结霜所选择的值的那些原因相同)；因此有可能的是Ti＝T₃并且T₂＝T₄。另外，Ri是例如等于500r.p.m(转每分钟)，因而仅在结霜最密集时的流体流动阶段过程中该计数器才增量。

在一个有利实施例中，值T₄随着外部温度T_ext而变。

接着在步骤S21中确定蓄积器15结霜的持续时间。在这个步骤中，当蓄积器15的结霜条件仍存在(T_ext<T₃并且T_ext-T_S>T₄并且RPM_Comp≥Ri)时，一个计数器COMP2增量。

如同在步骤S11的情况下，在一个特定实施例中，计数器COMP2的增量是外部温度的函数。计数器COMP2根据外部温度是较高还是较低而较快或较慢地增量。

如同在计数器COMP1的情况下，如果温度T_ext大于或等于温度值T₅，计数器COMP2被重设为零。因此该方法包括一个将温度T_ext与预定义值T₅进行比较的步骤S22，并且如果T_ext≥T₅，则在步骤S23中计数器COMP2被重设为零。如果T_ext<T₅，则该方法继续进到步骤S24。因此，当车辆停车或被置于睡眠状态时，计数器COMP2的计数值可以被保留。如果该***被置于空调模式中持续一个最小持续时间，计数器COMP2也被重设为零。

在步骤S24中，将计数器COMP2的值与一个预定计数值C2进行比较。例如，如果计数器COMP2每秒增量一次，则计数值C2对应于一个持续时间D₂。例如，持续时间D₂等于200分钟。如果COMP2>C2，则在步骤S25中发送一个对该蓄积器除霜的命令。否则，计数继续进行。

接着在步骤S26中进行除霜操作，并且在步骤S26之后，计数器COMP2被重设为零并且返回至步骤S23。

现在将参照图6来描述对外部交换器和蓄积器除霜的操作(S16或S26)。这两个操作在所使用的温度、计数和马达速度这些参数的值方面是本质上不同的，因为在这两种情况下为执行除霜而在外部交换器和蓄积器中存在被压缩的流体的流动。

该除霜操作有利地以一个实现除霜的步骤S100开始。在步骤S15中发送了除霜命令之后，仅在满足某些条件时才能够实现对外部交换器和/或蓄积器的除霜。例如，在图6的实例中，仅当车辆速度小于或等于一个预定速度V₁时才能够实现除霜。有利地，速度V₁等于0。在此情况下，仅在车辆静止时才能够实现该除霜操作。于是步骤S100是一个将车辆速度与速度Vi进行比较的步骤。如果车辆速度大于Vi，则除霜过程被中断，并且返回到步骤S12或S22，这相当于等待速度变成小于或等于V₁以便启动或重新启动该除霜操作。如果车辆速度已经小于或等于Vi，则能够实现对外部交换器除霜的操作。应该注意的是，如果除霜被中断，则只有没有其他需求要满足时，压缩机和如在本说明中的后文中描述的机动化风扇单元才被停止。否则它们以不同的马达速度(若必须的话)来使用以满足这个另外的需求。

在一个改进的实施例中，对于使能除霜操作增加了一个或多个补充条件。例如，添加了以下条件中的至少一项：

-该车辆必须正经历睡眠程序；也就是说，车辆的电子***正储存其状态并且停止其过程；在此情况下，睡眠程序被部分地中断以使得除霜操作能够实现并使得其启动；该车辆保持等待一个特定的最大持续时间，该最大持续时间可以实质性地长于与计数值C₃+C₄相对应的持续时间，超过该计数值该除霜操作被停止；

·没有要使用该***回路的其他需求，例如用于在乘员舱内提供舒适度、用于将车辆的牵引电池的模块保持在适当温度下以便优化其里程或者防止由于过高或过低温度而造成的其降级、或者用于对乘员舱进行空气调节(在用户进入之前加热或冷却该舱室)；在一个变体中，该除霜操作优先于这些需求中的一项或多项需求；

·在对压缩机的功率供应中或在压缩机本身中没有故障；

·假设使用者已经离开了车辆；在此情况下，进行检测以便例如查明牵引马达是否已经停止、或者门是否已经关上并已经用钥匙锁上；

·车辆的牵引马达已经停止；于是就可以使能除霜操作，甚至在车辆报告称假设用户已离开或者报告称它即将进入睡眠；

·车辆必须连接到外部供电网络上；在此情况下，除霜操作所要求的功率优选是仅由该外部供电网络供应的；或者

·车辆电池的电量水平必须高于一个预定义阈值。

接着在步骤S101中压缩机10以预定马达速度R₂被投入运行。值R₂是随着有待除霜的部件而变的。马达速度有利地对于将蓄积器除霜而言比对于将外部交换器除霜而言是更高的。

对于外部交换器，R₂是例如等于5000r.p.m.，并且对于蓄积器，R₂是例如等于6000r.p.m.。

在一个特定的实施例中，压缩机的马达速度R₂是根据外部温度T_ext而定义的。当外部温度降低时，马达速度R₂增加。

在这个步骤中，经压缩的制冷剂流体流经外部交换器和蓄积器从而致使存在于外部交换器的外壁上的霜以及存在于蓄积器的外壁上的至少一些霜融化。

在除霜操作过程中，只要存在以下条件，一个计数器COMP3就在步骤S102就增量：

·T_ext≤T₆；并且

·T_S≤T₇；并且

·COMP3<C₃；

其中-COMP3代表计数器COMP3的计数值；

-T₆是一个接近0℃的预定正温；如果适当的话，它可以随着除霜需求的命令而变(对交换器除霜或对蓄积器除霜)；例如，如果马达速度R₂不同，这两个除霜操作的T₆是例如等于5℃；

-T₇是另一个预定正温，如果适当的话，它可以随着除霜命令而变；例如，如果马达速度R₂不同，这两个除霜操作的T₇是例如等于10℃；并且

-C3是与除霜操作的最大持续时间相关联的一个计数值。例如，C3是对应于6分钟的持续时间D₃的一个计数值。

为此目的，该方法包括一个将外部温度T_ext与温度阈值T₆进行比较的步骤S103以及一个将温度T_S与温度阈值T₇进行比较并且将计数器COMP3的计数值与计数值C3进行比较的步骤S104。

如果T_ext>T₆，则在步骤S105中通过停止该压缩机而停止该除霜操作。否则，如果T_ext≤T₆，则该方法继续进到步骤S104。如果T_S≤T₇并且COMP3<C₃，返回到步骤S100。否则，该方法继续进行到步骤S106，其中将外部温度T_ext与一个正温度T₈进行比较。

如果T_ext>T₈，该方法继续进行到除霜操作的一个第二阶段，在该第二阶段过程中位于外部交换器14附近的机动化风扇单元17被投入运行以通过吹风而去除由于在除霜操作的前一阶段过程中因为霜的融化而存在于外部交换器的外壁上的残余水。

除霜操作的这个第二阶段仅在外部温度T_ext不是非常负时是有用的。这就是为什么第二阶段之前有将外部温度T_ext与温度T₈进行比较的步骤S106。T₈是例如等于-10℃。如果T_ext≤T₈，则该机动化的风扇单元不被投入运行，因为在外部交换器上吹送任何外部空气都将致使存在于交换器的外壁上的大部分残余水的重新结冰。因此，在执行这个第二阶段方面没有益处。避免它是甚至更优选的，以便防止交换器的壁的重新结霜并且因此避免不必要的功率消耗。然后在步骤S105中压缩机被停止。如果T_ext>T₈，则在步骤S108中机动化的风扇单元17被投入运行中。

在这个吹风阶段的过程中，压缩机优选地以小于F3/4的速度R3被投入运行。对于将交换器除霜和将蓄积器除霜，R3是例如等于4000r.p.m.。只要温度T_S大于或等于正温度T₉并且只要没有超过与计数值C₄相对应的最大持续时间D4，则执行这个吹风阶段。这是因为，在吹风过程中，流经交换器的流体的温度下降，并且如果它接近一个接近0℃的温度，存在来自起初的霜的融化的水结冰的风险。温度T₉是例如等于2℃，并且对应于C₄的持续时间D4是例如等于2分钟。T₉有利地接近0℃。因此这个阶段包括一个将计数器COMP4增量的步骤S109以及一个将温度T_S与值T₉进行比较并且将计数器COMP4的计数值与计数值C₄进行比较的步骤S110。步骤S108之前有利地存在一个使得除霜能够实现的步骤S107，与步骤S100相同。如果由于车辆速度非零或者一个优先性需求、例如用于热舒适、用于对乘员舱进行预调节或用于进行电池空调的需求，而使得除霜不能实现，则返回到步骤S12或S22。在此情况下，仅在没有要满足的其他需求时，压缩机和机动化风扇单元才被停止。否则它们被以不同的马达速度(若必须的话)来使用以满足这个这其他的需求。

当温度T_S小于T₉时或者当计数器COMP4的计数值大于或等于计数值C4时，吹风阶段被停止。接着在步骤S111中，压缩机和机动化风扇单元被停止。只要这两个条件中的一个或另一个不被满足，则吹风继续并且计数器COMP4增量。

只有在压缩机和机动化风扇单元(如果适当的话)已经停止之后，在步骤S112中计数器COMP3和COMP4才被重设为零。然后返回到步骤S13或S23，其中计数器COMP1和COMP2被重设为零。

在一个更一般的实施例中，一旦出现在该***中以更高优选级使用的需求时，压缩机和机动化风扇单元(如果适当的话)就停止用于除霜。在一个变体中，除霜需求优先于一个或多个其他需求。

在计数器COMP1、COMP2、COMP3和COMP4已经重设为零之后，返回到该过程的起点。在此情况下，并且还在除霜不能实现的情况下，热泵投入该***所需求的运行模式中。如果不需要任何模式，则该热泵被置于休止状态下。

显然，虽然已经参照一个具体实施例描述了本发明，但不因此对其进行任何限制，并且本发明包括所描述的装置及其组合的所有技术等效物，其中这些均落入本发明的范围之内。

例如，在检测交换器结霜的基础上，能够发送一个一般性除霜命令、并且然后根据预定义原则来启动一个对交换器除霜的操作或者启动一个对蓄积器除霜的操作。图7中展示了这个特定的实施例。该方法于是包括与图5的步骤S10至S14相同的步骤。参考号S10至S15再次被用在图7中。然而，对于步骤S15，所发送的除霜命令被认为是对于启动一个对外部交换器除霜的操作以及启动一个对蓄积器除霜的操作均有效的命令。然后在步骤S’16中，根据所述预定义原则，启动一个对外部交换器除霜的操作或一个对蓄积器除霜的操作。例如，在每n个时机中的一个时机启动一个对该蓄积器除霜的操作，其中n是一个大于或等于2的整数，并且在其他的时机启动一个对该外部交换器除霜的操作。

在图8中所示的另一个实施例中，如上所述同时进行对交换器上结霜的检测(S10至S15)以及对蓄积器上结霜的检测(S20至S25)，而在表示为S"16的除霜步骤中，该回路的除霜参数是如果检测到蓄积器的结霜时对蓄积器除霜的参数、或者在其他情况下是对外部交换器除霜的参数。

Claims (19)

1.一种用于热泵***的控制方法，所述热泵***包括：用于对一种制冷剂流体进行加热和压缩的一个压缩机(10)；一个在加热模式下形成冷凝器的内部热交换器(11)，以用于通过与从该压缩机流出的制冷剂流体进行交换而对内部空气进行加热；一个用于对该制冷剂流体进行冷却的膨胀阀(13)；以及一个在加热模式下形成蒸发器的外部热交换器(14)，以用于通过与外部空气进行交换而对从该膨胀阀流出的制冷剂流体进行加热；还有一个蓄积器(15)介于该外部热交换器与该压缩机之间以用于储存压缩之前的制冷剂流体，该方法的特征在于，该方法包括以下步骤：

a)在加热模式中，检测(S10)该外部热交换器结霜，

b)确定(S11-S14)一个代表了该外部热交换器的结霜持续时间的数据元素，

c)如果该外部热交换器的结霜持续时间大于或等于一个第一预定最大持续时间，则发送一个用于对该外部热交换器除霜的命令(S15)，并且

d)如果发送了一个用于对该外部热交换器除霜的命令，则启动(S16；S'16；S"16)一个对该外部热交换器除霜的操作，并且根据一个预定义的原则来启动一个对该蓄积器除霜的操作(S26；S'16)，所述对该外部热交换器除霜的操作和所述对该蓄积器除霜的操作是通过使经该压缩机压缩的一种制冷剂流体在所述外部热交换器和所述蓄积器中循环来完成的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该预定义的原则是，如果发送了一个对该外部热交换器除霜的指令则在每n个时机中的一个时机上启动一个对该蓄积器除霜的操作，其中n是一个大于或等于2的整数，并且在其他 的时机启动一个对该外部热交换器除霜的操作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

-步骤a)进一步包括一个检测该蓄积器结霜的步骤(S20)，

-步骤b)进一步包括确定代表着该蓄积器的结霜持续时间的一个数据元素的步骤(S21-S24)，并且

-步骤c)进一步包括如果该蓄积器的结霜持续时间大于或等于一个第二预定最大持续时间(C2)则发送(S25)一个对该蓄积器除霜的命令，

并且其特征在于，该预定义的原则是，如果发送了一个对该蓄积器除霜的命令，则启动一个对该蓄积器除霜的操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对该外部热交换器或该蓄积器除霜(S16，S26；S'16；S"16)的该操作包括一个使该压缩机以一个第一预定马达速度(R₂)投入运行的步骤，以便致使热的制冷剂流体在该外部热交换器和该蓄积器中流动一个小于或等于第三预定最大持续时间(C3)的持续时间，所述第一预定马达速度和所述第三预定最大持续时间是所述除霜操作的一个函数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该热泵***进一步包括在该外部热交换器附近的一个机动化风扇单元(17)，对该外部热交换器或该蓄积器除霜(S16，S26；S'16；S"16)的该操作进一步包括如果外部气温(T_ext)高于一个第一预定温度值(T₈)则使该机动化风扇单元投入运行而持续一个小于或等于第四预定最大持续时间(C₄)的持续时间的一个步骤(S108)，以便产生一个空气流来去除在霜融化之后残留在所述外部热交换器的外壁上的水。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，如果该外部气温(T_ext)低于一个第二预定温度值并且该外部气温与该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度之间的温度差(T_ext-T_S)高于一个第三预定温度值(T₂)，则检测出该外部热交换器结霜。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第三预定温度值(T₂)是该外部气温(T_ext)的函数。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，如果该压缩机的马达速度(RPM_Comp)高于一个第二预定马达速度、该外部气温(T_ext)低于一个第四预定温度值(T₃)并且该外部气温与该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度之间的温度差(T_ext-T_S)高于一个第五预定温度值(T₄)，则检测出该蓄积器结霜。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第五预定温度值(T₄)是该外部气温的函数。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤b)中，如果检测到该外部热交换器结霜则将一个第一计数器(COMP1)增量，并且如果检测到该蓄积器结霜则将一个第二计数器(COMP2)增量。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，如果该外部气温(T_ext)高于或等于一个第六预定正温度值(T₅)，则所述第一和第二计数器(COMP1，COMP2)被重设为零。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤c)的过程中，如果该第一计数器(COMP1)的计数值大于或等于代表了所述第一预定最大持续时间的一个第一计数值则发送一个对该外部热交换器除霜的命令，并且如果该第二计数器(COMP2)的计数值大于或等于代表了所述第二预定最大持续时间的一个第二计数值(C₂)则发送一个对该蓄积器除霜的命令。

13.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，仅在车辆的速度小于或等于一个预定速度阈值(V₁)的情况下才启动一个对该外部热交换器或该蓄积器除霜的操作，该预定速度阈值在30km/h以下。

14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将该压缩机以一个第一预定马达速度(R₂)投入运行而持续一个小于或等于第三预定最大持续时间(C3)的持续时间的所述步骤包括以下步骤：

-使该压缩机以所述第一预定马达速度(R₂)投入运行(S101)，并且

-只要该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度(T_S)小于或等于一个第七预定温度值(T₇)并且只要第三计数器(COMP3)的计数值小于代表了小于所述第三预定最大持续时间(C3)的第五预定最大持续时间的一个第三预定计数值(C3)以及只要该外部气温小于或等于一个第八预定温度(T₆)，就将一个第三计数器(COMP3)增量(S102-S104)；并且

-如果该第三计数器(COMP3)的增量停止则停止(S105)所述压缩机。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，将该机动化风扇单元投入运行而持续一个小于或等于第四预定最大持续时间(C₄)的持续时间的该步骤包括以下步骤：

-如果外部气温(T_ext)大于或等于所述第一预定温度值(T₈)，则使该机动化的风扇单元投入运行(S106，S108)，

-只要该外部热交换器的出口处的流体的温度(T_S)大于或等于一个第九预定温度值(T₉)、并且只要第四计数器(COMP4)的计数值小于代表了所述第四预定最大持续时间的一个第四预定计数值(C₄)，就将一个第四计数器(COMP4)增量(S109，S110)，并且

-如果该第四计数器(COMP4)的增量停止则停止(S111)该机动化的风扇单元。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在将该机动化的风扇单元投入运行的同时将该压缩机投入运行。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在该第四计数器的增量过程中，该压缩机以小于或等于所述第一预定马达速度(R₂)的一个第三预定马达速度(R₃)运行。

18.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该第一和/或第二计数器(COMP1，COMP2)的增量间隔或增量速度是该外部气温(T_ext)的函数。

19.如权利要求10所述的方法，其特征在于，该第一和/或第二计数器(COMP1，COMP2)的增量间隔或增量速度是该外部气温与该外部热交换器的出口处的制冷剂流体的温度之间的温度差(T_ext-T_S)的函数。