專(zhuān)利名稱(chēng)：一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷控制技術(shù)，具體涉及一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，在汽車(chē)系統(tǒng)中，汽車(chē)空調(diào)是主要的能源消耗單位，隨著整車(chē)節(jié)能要求的提高，汽車(chē)空調(diào)的節(jié)能也逐步被提出。特別是在電動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)中，由于電池的容量有限，汽車(chē)的續(xù)航里程受到限制。因此，電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)的節(jié)能顯得尤為重要。在汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中，有效控制系統(tǒng)制冷劑流量，使得系統(tǒng)發(fā)揮最優(yōu)的效能，是系統(tǒng)能否節(jié)能的關(guān)鍵所在。具體到電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)，由于壓縮機(jī)可以變速調(diào)節(jié)，工況變化范圍大，須使用電子膨脹閥精確調(diào)節(jié)制冷劑的流量，以適應(yīng)壓縮機(jī)的流量變化要求。顯然，電子膨脹閥本身只是一個(gè)執(zhí)行部件，需要一個(gè)合理的控制邏輯來(lái)準(zhǔn)確調(diào)整膨脹閥的開(kāi)度，使得系統(tǒng)達(dá)到性能優(yōu)化、并可靠運(yùn)行。依據(jù)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行整個(gè)過(guò)程進(jìn)行劃分，電子膨脹閥的控制大體上包括啟動(dòng)、運(yùn)行控制及停機(jī)等幾個(gè)階段。對(duì)于完整的控制邏輯而言，其中啟動(dòng)控制精度將影響過(guò)熱度控制過(guò)程中流量調(diào)節(jié)的精度，也就是說(shuō)，電子膨脹閥的啟動(dòng)控制直接影響空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制精度。有鑒于此，亟待針對(duì)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制提出一種合理、有效的控制方法，以適應(yīng)能耗調(diào)節(jié)的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，以為汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的能耗調(diào)節(jié)提供良好的基礎(chǔ)。本發(fā)明提供的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，該方法在冷啟動(dòng)狀態(tài)下，執(zhí)行下述步驟后進(jìn)入運(yùn)行控制階段調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全閉，再調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。優(yōu)選地，所述小開(kāi)度具體為所述電子膨脹閥全開(kāi)度的2% 20%。優(yōu)選地，所述小開(kāi)度具體為所述電子膨脹閥全開(kāi)度的5% 15%。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全開(kāi)后，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全開(kāi)；并以所述電子膨脹閥在第一時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成的全開(kāi)及的全閉為條件，調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。優(yōu)選地，熱啟動(dòng)狀態(tài)下，該控制方法直接進(jìn)入運(yùn)行控制階段。優(yōu)選地，在所述運(yùn)行控制階段中，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl，根據(jù)蒸發(fā)器出口或者壓縮機(jī)進(jìn)口的制冷劑溫度和壓力計(jì)算實(shí)際過(guò)熱度Tsh，并將所述實(shí)際過(guò)熱度與預(yù)設(shè)的過(guò)熱度閾值區(qū)間Tsh_set進(jìn)行比較，獲得開(kāi)度調(diào)節(jié)增量Λ s ;將所述開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl與所述開(kāi)度調(diào)節(jié)增量△ s累加后輸出調(diào)節(jié)開(kāi)度的控制信號(hào)s至所述電子膨脹閥的控制端。優(yōu)選地，所述過(guò)熱度閾值區(qū)間以基本過(guò)熱度閾值曲線(xiàn)為基準(zhǔn)形成一個(gè)封閉區(qū)間，正常過(guò)熱度設(shè)定范圍內(nèi)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間由基本過(guò)熱度閾值曲線(xiàn)上下浮動(dòng)一溫度定值形成，低負(fù)荷區(qū)和高負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度閾值區(qū)間均小于等于正常負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度閾值區(qū)間；過(guò)熱度為0°c時(shí)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間設(shè)定為0°C;過(guò)熱度大于20°C時(shí)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間設(shè)定為0°C。優(yōu)選地，低負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度越低過(guò)熱度閾值區(qū)間越?。桓哓?fù)荷區(qū)的過(guò)熱度越高過(guò)熱度閾值區(qū)間越??；低負(fù)荷區(qū)與正常負(fù)荷區(qū)交匯處的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間呈圓弧狀漸變過(guò)渡；正常負(fù)荷區(qū)與高負(fù)荷區(qū)交匯處的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間呈圓弧狀漸變過(guò)渡。優(yōu)選地，將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)運(yùn)行區(qū)間，并以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足在相應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量s0。優(yōu)選地，控制輸出脈沖至電子膨脹閥的控制端進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明所述汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，在汽車(chē)鑰匙開(kāi)啟后，即冷啟動(dòng)狀態(tài)下，首先調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全閉，由于該控制過(guò)程以全閉狀態(tài)為調(diào)節(jié)基準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確計(jì)算開(kāi)啟脈沖數(shù)，為汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的能耗調(diào)節(jié)提供了可靠的保障；然后再調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度，如此設(shè)計(jì)，可以保持一個(gè)小開(kāi)度的目的避免壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)大的流量，沖擊壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)過(guò)載；同時(shí)，電子膨脹閥保持一個(gè)小開(kāi)度有利于汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)盡快建立高低壓端的壓力差，進(jìn)入正常制冷、制熱循環(huán)。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，在初始化操作之前進(jìn)行電子膨脹閥的自檢，具體來(lái)說(shuō)是以電子膨脹閥在第一時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)依次執(zhí)行電子膨脹閥全開(kāi)、全閉動(dòng)作為條件，確定其處于無(wú)故障狀態(tài)。也就是說(shuō)，首先通過(guò)帶動(dòng)電子膨脹閥動(dòng)作的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片動(dòng)作，檢測(cè)膨脹閥是否具有過(guò)熱、過(guò)流、卡死等現(xiàn)象，并反饋信號(hào)給控制單元；從而確保系統(tǒng)在電子膨脹閥無(wú)硬件及信號(hào)故障的前提下完成啟動(dòng)控制，進(jìn)入運(yùn)行控制過(guò)程，保證系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行。本發(fā)明提供的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法適用于不同形式的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)，特別適用于電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例所述汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的流程框圖；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例所述汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的流程框圖；圖3示出了具體實(shí)施方式
中一種運(yùn)行控制階段的流程框圖；圖4示出了具體實(shí)施方式
中一種運(yùn)行控制階段過(guò)熱度控制方法的控制邏輯關(guān)系示意圖；圖5示出了一種具體實(shí)施方式
中壓縮機(jī)運(yùn)行區(qū)間的劃分及其與開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；圖6為一種所述過(guò)熱度閾值區(qū)間與基本過(guò)熱度閾值的關(guān)系曲線(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，以便于為汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的能耗調(diào)節(jié)提供良好的基礎(chǔ)。下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖具體說(shuō)明本實(shí)施方式。
應(yīng)當(dāng)理解，汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的啟動(dòng)控制分為兩種冷啟動(dòng)工況和熱啟動(dòng)工況，本方案針對(duì)不同的啟動(dòng)工況提供了相應(yīng)的啟動(dòng)控制方法。不失一般性，下表中分別示明了判斷冷啟動(dòng)和熱啟動(dòng)的一種方式。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，冷啟動(dòng)狀態(tài)下，執(zhí)行下述步驟后進(jìn)入運(yùn)行控制階段調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全閉，再調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述小開(kāi)度具體為所述電子膨脹閥全開(kāi)度的2 % 20 %。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述小開(kāi)度具體為所述電子膨脹閥全開(kāi)度的5% 15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全開(kāi)后，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全閉；并以所述電子膨脹閥在第一時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成全開(kāi)及全閉為條件，調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，熱啟動(dòng)狀態(tài)下，該控制方法直接進(jìn)入運(yùn)行控制階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5其中任一項(xiàng)所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在所述運(yùn)行控制階段中，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl,根據(jù)蒸發(fā)器出口或者壓縮機(jī)進(jìn)口的制冷劑溫度和壓力計(jì)算實(shí)際過(guò)熱度Tsh，并將所述實(shí)際過(guò)熱度與預(yù)設(shè)的過(guò)熱度閾值區(qū)間Tsh_set進(jìn)行比較，獲得開(kāi)度調(diào)節(jié)增量As ;將所述開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl與所述開(kāi)度調(diào)節(jié)增量△ s累加后輸出調(diào)節(jié)開(kāi)度的控制信號(hào)s至所述電子膨脹閥的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述過(guò)熱度閾值區(qū)間以基本過(guò)熱度閾值曲線(xiàn)為基準(zhǔn)形成一個(gè)封閉區(qū)間，正常過(guò)熱度設(shè)定范圍內(nèi)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間由基本過(guò)熱度閾值曲線(xiàn)上下浮動(dòng)一溫度定值形成，低負(fù)荷區(qū)和高負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度閾值區(qū)間均小于等于正常負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度閾值區(qū)間；過(guò)熱度為0°C時(shí)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間設(shè)定為0°c ;過(guò)熱度大于20°C時(shí)的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間設(shè)定為0°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，低負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度越低過(guò)熱度閾值區(qū)間越??；高負(fù)荷區(qū)的過(guò)熱度越高過(guò)熱度閾值區(qū)間越??；低負(fù)荷區(qū)與正常負(fù)荷區(qū)交匯處的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間呈圓弧狀漸變過(guò)渡；正常負(fù)荷區(qū)與高負(fù)荷區(qū)交匯處的所述過(guò)熱度閾值區(qū)間呈圓弧狀漸變過(guò)渡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)運(yùn)行區(qū)間，并以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足在相應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開(kāi)度預(yù)調(diào)節(jié)量S(l。
10.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，控制輸出脈沖至電子膨脹閥的控制端進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，該方法在冷啟動(dòng)狀態(tài)下，執(zhí)行下述步驟后進(jìn)入運(yùn)行控制調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全閉，再調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。優(yōu)選地，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全開(kāi)后，調(diào)節(jié)電子膨脹閥至全開(kāi)；并以所述電子膨脹閥在第一時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成的全開(kāi)及的全閉為條件，調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度。本方法的控制過(guò)程以全閉狀態(tài)為調(diào)節(jié)基準(zhǔn)，為汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的能耗調(diào)節(jié)提供了可靠的保障；然后再調(diào)節(jié)電子膨脹閥開(kāi)啟至小開(kāi)度，一方面能夠使得高低壓平衡，避免在高壓差下冷啟動(dòng)，壓縮機(jī)扭矩過(guò)大；另一方面，保持一個(gè)小開(kāi)度的目的避免壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)大的流量，沖擊壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)過(guò)載。
文檔編號(hào)F25B49/02GK103033005SQ201110293288
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者張榮榮, 愛(ài)德文·約翰·斯坦科, 唐立, 席衛(wèi)東 申請(qǐng)人:杭州三花研究院有限公司