專利名稱：一種汽車空調(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)，具體涉及一種汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法。
技術(shù)背景
眾所周知，在汽車系統(tǒng)中，汽車空調(diào)是主要的能源消耗單位，隨著整車節(jié)能要求的 提高，汽車空調(diào)的節(jié)能也逐步被提出。特別是在電動(dòng)汽車系統(tǒng)中，由于電池的容量有限，汽 車的續(xù)航里程受到限制。因此，電動(dòng)汽車空調(diào)的節(jié)能顯得尤為重要。
在汽車空調(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)合理的控制邏輯來準(zhǔn)確調(diào)整膨脹閥的開度，使得系統(tǒng) 達(dá)到性能優(yōu)化、并可靠運(yùn)行。
依據(jù)汽車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的整個(gè)過程進(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。其中，運(yùn)行控制階段為影響能耗調(diào)節(jié)的關(guān)鍵階段，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，以最大限度的滿足能耗調(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)問題在于提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的 控制方法，以根據(jù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電子膨脹閥的開度處于相對(duì)恒定的開啟度，從而保證電 子膨脹閥的開度處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，使得啟動(dòng)初始階段的膨脹閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下。
本發(fā)明提供的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，根 據(jù)實(shí)時(shí)獲取的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度， 以與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段，以便于所述電子膨脹閥 的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式；在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段所述電子膨脹閥的開度不受汽車空調(diào) 系統(tǒng)過熱度的影響。
優(yōu)選地，將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間的壓縮機(jī) 轉(zhuǎn)速確定相對(duì)應(yīng)的所述電子膨脹閥的恒定開度。
優(yōu)選地，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)判斷所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速是否在 一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持在一個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，若是，則控制所述電子膨脹閥達(dá)到與相應(yīng)轉(zhuǎn)速區(qū) 間相對(duì)應(yīng)的恒定開度；若否，則控制所述電子膨脹閥達(dá)到啟動(dòng)時(shí)間段結(jié)束時(shí)刻的所述壓縮 機(jī)轉(zhuǎn)速所在轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度，或者控制所述電子膨脹閥達(dá)到預(yù)設(shè)的初始啟動(dòng)開度。
優(yōu)選地，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段的啟動(dòng)時(shí)間段后，以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速自第一轉(zhuǎn) 速區(qū)間變化至第二轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，且維持第一時(shí)間長(zhǎng)度為條件，控制所述電子膨脹閥自與所述第一轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度達(dá)到與所述第二轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度。
優(yōu)選地，以所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的低壓側(cè)壓力滿足恒定維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件， 汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段，電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式。
優(yōu)選地，所述恒定開度小于正常運(yùn)行控制階段的電子膨脹閥開度。
優(yōu)選地，在所述正常運(yùn)行控制階段，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開度預(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)際過熱度 Tsh，并將所述實(shí)際過熱度Tsh與預(yù)設(shè)的過熱度閾值Tsh_set進(jìn)行比較，獲得開度調(diào)節(jié)增量 Λ s ;將所述開度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl與所述開度調(diào)節(jié)增量△ s累加后輸出調(diào)節(jié)開度的控制信號(hào)s至所述電子膨脹閥的控制端。
優(yōu)選地，在所述正常運(yùn)行控制階段，將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)運(yùn)行區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速確定相應(yīng)的所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量％。
優(yōu)選地，在所述正常運(yùn)行控制階段，以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足在相應(yīng)轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間內(nèi)維持第三時(shí)間長(zhǎng)度為條件，確定所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量S(l。
優(yōu)選地，以進(jìn)入停機(jī)和保護(hù)環(huán)節(jié)為條件，進(jìn)入停機(jī)和保護(hù)控制階段。
優(yōu)選地，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，控制所述電子膨脹閥依次執(zhí)行全開、全閉兩個(gè)動(dòng)作，并以所述電子膨脹閥在第四時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成全開及全閉為條件，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，本發(fā)明所述控制方法根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速將電子膨脹閥的開度調(diào)整至一恒定開度，并以與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段。如此設(shè)置，恒定的開啟度能保證電子膨脹閥的開度能夠處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，使得啟動(dòng)初始階段的膨脹閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下，從而可有效避免大的擾動(dòng)給膨脹閥帶來的影響，確保系統(tǒng)的正常、高效的運(yùn)行。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基于轉(zhuǎn)速區(qū)間的劃分，壓縮機(jī)啟動(dòng)后首先判斷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速是否在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)的一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持在一個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)若是，則控制電子膨脹閥達(dá)到與相應(yīng)轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度，即最佳運(yùn)行狀態(tài)；若否，則可以采用兩種方式控制電子膨脹閥的開度，其一是控制其達(dá)到啟動(dòng)時(shí)間段結(jié)束時(shí)刻的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速所在轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度，另外一種方式是控制其達(dá)到預(yù)設(shè)的初始啟動(dòng)開度。顯然，針對(duì)壓縮機(jī)在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)轉(zhuǎn)速存在較大波動(dòng)的特殊情況，本方案特別給出了相應(yīng)的控制策略，使得空調(diào)系統(tǒng)能夠在特殊情況下根據(jù)不同策略正常啟動(dòng)，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中，以所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的低壓側(cè)壓力滿足恒定維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件，進(jìn)入壓縮機(jī)正常運(yùn)行階段控制。也就是說，自進(jìn)入初始階段開始，當(dāng)其低壓側(cè)壓力連續(xù)一段時(shí)間保持恒定，則初始階段結(jié)束進(jìn)入壓縮機(jī)正常運(yùn)行階段，這樣，可有效避免由于其他外因產(chǎn)生壓力波動(dòng)，進(jìn)而影響過熱度控制中頻繁調(diào)節(jié)電子膨脹閥開度的現(xiàn)象出現(xiàn)，因此，進(jìn)一步提高了空調(diào)系統(tǒng)的工作可靠性。
本發(fā)明提供的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法適用于不同形式的汽車空調(diào)系統(tǒng)，特別適用于電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例所述汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的流程框圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例所述汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的流程框圖3示出了一種具體實(shí)施方式
中在啟動(dòng)初始階段所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間的劃分及 其與電子膨脹閥開度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
圖4示出了一種具體實(shí)施方式
中所述正常運(yùn)行階段的過熱度控制邏輯關(guān)系示意 圖5示出了一種具體實(shí)施方式
中所述正常運(yùn)行階段的過熱度控制流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心是提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，相對(duì)恒定的開啟 度能保證電子膨脹閥的開度能夠處于穩(wěn)定的狀態(tài)，使得初始階段的膨脹閥處于穩(wěn)定工作狀 態(tài)下，從而可有效避免大的擾動(dòng)給膨脹閥帶來的影響，確保系統(tǒng)的正常、高效的運(yùn)行有效提 高系統(tǒng)的節(jié)能效果。下面結(jié)合說明書附圖具體說明本實(shí)施方式。
請(qǐng)參見圖1，該圖示出了第一實(shí)施例所述汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的 流程框圖。
如圖1所示，在壓縮機(jī)啟動(dòng)后，實(shí)時(shí)獲取壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，并按照如下步驟進(jìn)行
S1.在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的 恒定開度。
S2.壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段結(jié)束后，以與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度進(jìn)入 正常運(yùn)行階段控制，以便于所述電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式。即，在壓縮機(jī)啟動(dòng) 初始階段，該電子膨脹閥的開度僅根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，而不受汽車空調(diào)系統(tǒng)過熱 度的影響；其中的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)的獲取可以采用獨(dú)立傳感器進(jìn)行采集或借用壓縮機(jī)自身 的控制信號(hào)，而對(duì)于采用LIN或CAN協(xié)議的汽車系統(tǒng)來說，該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)也可以自LIN 或CAN信號(hào)傳給電子膨脹閥控制程序。
應(yīng)當(dāng)理解，電子膨脹閥的開度指的是與電子膨脹閥全開時(shí)相比較所得的閥口通流 面積的比例。這一比例還與該系統(tǒng)所匹配的電子膨脹閥的容量大小相關(guān)，如果所用的電子 膨脹閥容量相對(duì)較大，則開度可以小一些；反之，開度要大一些。本文中，在一定的壓縮機(jī)轉(zhuǎn) 速內(nèi)電子膨脹閥的恒定開度為一相對(duì)應(yīng)的恒定值；且該恒定開度與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速呈正向?qū)?應(yīng)關(guān)系，即該恒定開度隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的增加呈增大的趨勢(shì)變化，兩者之間的關(guān)系可參見 圖3中所不的一種實(shí)施方式。
此外，壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段指的是壓縮機(jī)啟動(dòng)后到低壓側(cè)壓力相對(duì)穩(wěn)定或程序設(shè) 定的一個(gè)相對(duì)固定的時(shí)間段如30S-60S之間的任一時(shí)間段。其中，可以壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)較 大的啟動(dòng)初期的基準(zhǔn)，將該固定時(shí)間段劃分為啟動(dòng)時(shí)間段和啟動(dòng)時(shí)間段后的另一時(shí)間段。 實(shí)際上，有的汽車空調(diào)中的壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段相對(duì)長(zhǎng)一些如60S，有的可能略短一些如 30s ;具體地，該啟動(dòng)初始階段可以由系統(tǒng)程序根據(jù)該系統(tǒng)情況進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到低 壓側(cè)的壓力滿足相對(duì)穩(wěn)定的條件時(shí)或者啟動(dòng)后的時(shí)間達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間段時(shí)系統(tǒng)就判 斷啟動(dòng)初始階段結(jié)束。在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，恒定的開啟度能保證電子膨脹閥的開度能 夠處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，使得初始階段的膨脹閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下，同時(shí)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng) 也處于相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)下，從而可有效避免大的擾動(dòng)給膨脹閥及系統(tǒng)帶來的影響，并 且這一恒定開度要小于正常運(yùn)行階段的電子膨脹閥的開度，這樣有利于盡快建立高低壓端的壓力差，從而可以使系統(tǒng)更快地達(dá)到相對(duì)平衡。在啟動(dòng)初始階段結(jié)束后，電子膨脹閥的開 度控制進(jìn)入正常運(yùn)行階段進(jìn)行控制。
汽車空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于外部因素影響較大，其他外因極易導(dǎo)致汽車空調(diào) 工況發(fā)生變化，及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速及電子膨脹閥的低壓側(cè)壓力出現(xiàn)波動(dòng)。為克服相應(yīng)參數(shù)波動(dòng) 對(duì)于系統(tǒng)工作穩(wěn)定性的影響，本發(fā)明提供了第二種電子膨脹閥控制方法的實(shí)施例，具體請(qǐng) 參見圖2所示的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法的流程框圖。
如圖2所示，本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，增加了有關(guān)參數(shù)恒定的判斷步 驟。該方案按照如下步驟進(jìn)行
S0.在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)判斷所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速是否在一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持在一個(gè)轉(zhuǎn) 速區(qū)間內(nèi)。需要解釋說明的是，前述壓縮機(jī)啟動(dòng)后到低壓側(cè)壓力相對(duì)穩(wěn)定或程序設(shè)定的一 個(gè)時(shí)間段為啟動(dòng)初始階段，而啟動(dòng)時(shí)間段是指啟動(dòng)初期相應(yīng)的一個(gè)固定時(shí)間段，主要是指 壓縮機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)即啟動(dòng)初始階段的前期階段，包括壓縮機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速較大波動(dòng)的時(shí)間段 及啟動(dòng)后轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)入規(guī)律變化的另一時(shí)間段。
而本方案相比于第一實(shí)施例，所增設(shè)的步驟SO可避免壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在啟動(dòng)初始階 段的啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)因波動(dòng)導(dǎo)致控制切入點(diǎn)不準(zhǔn)確的問題出現(xiàn)，也就是說，在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi) 只有當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速維持在每個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間一定時(shí)間區(qū)間后才給予電子膨脹閥相應(yīng)的開度。比 如，該時(shí)間區(qū)間可以設(shè)定為Is或者O. 5s等等。
若步驟SO的判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S1:控制所述電子膨脹閥達(dá)到與相應(yīng)轉(zhuǎn)速 區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度。由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速受系統(tǒng)的控制，在某些因素的影響可能隨時(shí)在 變化。而本方案相比于第一實(shí)施例，所增設(shè)的步驟Si可避免壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速在啟動(dòng)初始階段因 波動(dòng)導(dǎo)致控制切入點(diǎn)不準(zhǔn)確的問題出現(xiàn)，可有效避免膨脹閥過快的動(dòng)作所造成的控制過于 頻繁等缺陷，為后續(xù)正?？刂齐A段提供了良好的基礎(chǔ)；也就是說，只有當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速維持在 每個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間一定時(shí)間長(zhǎng)度后才調(diào)整電子膨脹閥相應(yīng)的開度。比如，該第一時(shí)間長(zhǎng)度可以 設(shè)定為15s或者IOs等等。
S2.以所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的低壓側(cè)壓力滿足恒定維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件，執(zhí)行 步驟S3 ；
S3.汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行階段控制，電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方 式。同樣，在其他因素影響而導(dǎo)致電子膨脹閥的低壓側(cè)壓力不穩(wěn)定的狀況，本方案中增設(shè)的 步驟S2可避免非正常波動(dòng)對(duì)于正常過熱度控制階段工作穩(wěn)定性的影響。也就是說，當(dāng)?shù)蛪?壓力連續(xù)一段時(shí)間保持為一定壓力值時(shí)，視初始階段結(jié)束，進(jìn)入正常運(yùn)行階段。比如，該第 二時(shí)間長(zhǎng)度可以調(diào)定為10s。當(dāng)然根據(jù)系統(tǒng)情況，第二時(shí)間長(zhǎng)度也可以進(jìn)行調(diào)整。
若步驟SO的判斷結(jié)果為否，則執(zhí)行步驟S5，控制所述電子膨脹閥達(dá)到啟動(dòng)時(shí)間段 結(jié)束時(shí)刻的所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速所在轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度，或者控制所述電子膨脹閥達(dá) 到預(yù)設(shè)的初始啟動(dòng)開度。如此設(shè)置，啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)若壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)異常時(shí)，可以由程序控 制電子膨脹閥達(dá)到與該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的初始恒定開度(圖中未示出)，以保證系統(tǒng)啟動(dòng) 運(yùn)行。顯然，該初始恒定開度僅需要滿足系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行的需要即可。
另外，針對(duì)變排量壓縮機(jī)或可變轉(zhuǎn)速壓縮機(jī)，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī) 的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度，且汽車空調(diào)系統(tǒng)尚未進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段之前，即，在壓縮機(jī) 啟動(dòng)初始階段的啟動(dòng)時(shí)間段后，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可能自第一轉(zhuǎn)速區(qū)間變化至第二轉(zhuǎn)速區(qū)間。若在第二轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)維持第一時(shí)間長(zhǎng)度，則控制所述電子膨脹閥自與所述第一轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度達(dá)到與所述第二轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度，并保持調(diào)整后的恒定開度進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段。需要說明的是，本文中“第一轉(zhuǎn)速區(qū)間”及“第二轉(zhuǎn)速區(qū)間”描述僅用于區(qū)別該工況下壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，應(yīng)當(dāng)理解“第一” “第二”的使用并不限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。同時(shí)，本方案中所述“恒定開度”為調(diào)控過程中相對(duì)確定的概念，在實(shí)際控制過程中根據(jù)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化的狀況，該“恒定開度”存在調(diào)整的可能。
優(yōu)選地,還包括步驟S4:
S4.判斷是否進(jìn)入停機(jī)和保護(hù)環(huán)節(jié)，若否，則執(zhí)行步驟S3 ;若是，則停機(jī)和保護(hù)。該停機(jī)保護(hù)信號(hào)可來自于系統(tǒng)控制模塊發(fā)出信號(hào)，比如，對(duì)于采用LIN或CAN協(xié)議的汽車系統(tǒng)來說，該停機(jī)保護(hù)信號(hào)自LIN或CAN信號(hào)傳給電子膨脹閥控制程序。
前述兩個(gè)實(shí)施例中，在初始階段(步驟SI)，可以將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)區(qū)間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速確定相應(yīng)的所述電子膨脹閥的恒定開度。如圖3所示，以額定轉(zhuǎn)速為5000RPM的壓縮機(jī)為例，可將其轉(zhuǎn)速范圍劃分為四個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速處于大于ORPM小于等于1000RPM區(qū)間時(shí)，控制電子膨脹閥處于全開度的10% ;當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速處于大于1000RPM小于等于3000RPM區(qū)間時(shí)，控制電子膨脹閥處于全開度的15% ;當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速處于大于3000RPM小于等于5000RPM區(qū)間時(shí)，控制電子膨脹閥處于全開度的20%; 當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速處于大于5000RPM時(shí)，控制電子膨脹閥處于全開度的25%。
實(shí)際上，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間的劃分并非局限于圖3中所示，它可以根據(jù)壓縮機(jī)選配及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來確定，也可以通過如下方法來確定通過其他手段控制膨脹閥的開度，使得不同工況、不同轉(zhuǎn)速下的系統(tǒng)處于合適的過熱度下，擬合轉(zhuǎn)速和開度的關(guān)系，得到不同壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速下電子膨脹閥開度的的預(yù)設(shè)定值；當(dāng)然，上述實(shí)施方式中區(qū)間的劃分、電子膨脹閥的開度范圍并不是對(duì)本發(fā)明的限制，而只是提供一種思路，實(shí)際上，上述區(qū)間還可以是非等分的多個(gè)區(qū)間，另外電子膨脹閥開度也取決于該系統(tǒng)與電子膨脹閥容量的關(guān)系，如果所用的電子膨脹閥容量相對(duì)系統(tǒng)容量較大，則開度可以小一些；反之，開度要大一些。需要說明的是，只要滿足使用需要均在本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。
此外，前兩個(gè)實(shí)施例(第一實(shí)施例的步驟S2，第二實(shí)施例的步驟S3)中的電子膨脹閥進(jìn)入正常運(yùn)行階段控制，可以依據(jù)下述步驟進(jìn)行，請(qǐng)一并參見圖4和圖5，其中，圖4示出了正常運(yùn)行階段的過熱度控制邏輯關(guān)系，圖5為正常運(yùn)行階段的過熱度控制流程圖。
S31.根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速(RPM)確定所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl ;具體地，可以將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)運(yùn)行區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速確定相應(yīng)的所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量％。本步驟中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間劃分及其與電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也可以壓縮機(jī)選配及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求來確定，具體可以參考圖3的類型，故此處不再贅述。另外，本實(shí)施例中的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間區(qū)別于前面第一、二兩個(gè)實(shí)施例中壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間，兩者可以有不同的劃分方式；另外也可以相同劃分。
S32.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)際過熱度Tsh ；
S33.將所述實(shí)際過熱度Tsh與預(yù)設(shè)的過熱度閾值Tsh_set進(jìn)行比較，并根據(jù)實(shí)際過熱度Tsh獲得開度調(diào)節(jié)增量Λ s ；
S34.將所述開度預(yù)調(diào)節(jié)量SOl與所述開度調(diào)節(jié)增量Λ s累加后輸出調(diào)節(jié)開度的控制信號(hào)s至所述電子膨脹閥的控制端。
本方案所述控制方法中，可以如圖4所示依次執(zhí)行步驟S31、S32、S33 ;也可以先執(zhí) 行步驟S32、S33，然后再執(zhí)行步驟S31。
顯然，本方法實(shí)際上是將壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)作為開度的預(yù)調(diào)節(jié)的一種輸入信號(hào)， 使得開度預(yù)先達(dá)到某一狀況，從而可減少過熱度調(diào)節(jié)階段的調(diào)節(jié)幅度的波動(dòng)。具體來說，需 要說明的是，對(duì)于LIN或CAN信號(hào)的汽車系統(tǒng)而言，本方法所涉及的實(shí)時(shí)參數(shù)，可有效利用 LIN信號(hào)或者CAN信號(hào)獲取，也可以單獨(dú)進(jìn)行采集。比如，蒸發(fā)器出口或壓縮機(jī)進(jìn)口的溫度 通過熱電阻測(cè)得，壓力信號(hào)由壓力傳感器測(cè)得，這兩個(gè)信號(hào)通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓或者 電流信號(hào)后輸入控制板。然后，將溫度和壓力計(jì)算出實(shí)際過熱度與設(shè)定過熱度作對(duì)比，通過 比例(P)、比例積分(PI)或者比例積分微分(PID)等控制算法來實(shí)現(xiàn)過熱度的計(jì)算及控制， 直至系統(tǒng)實(shí)際過熱度符合設(shè)定的過熱度要求。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于現(xiàn)有技術(shù)完 全可以實(shí)現(xiàn)上述參數(shù)的獲得，故本文不再贅述。
優(yōu)選地，執(zhí)行步驟S31之前執(zhí)行步驟S30
S30.以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足在相應(yīng)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)維持第三時(shí)間長(zhǎng)度為條件，執(zhí)行 步驟S31。同樣，本方案增設(shè)的步驟S30也可避免壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速非正常波動(dòng)影響實(shí)時(shí)控制精 度。也就是說，只有當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)入該區(qū)間一定時(shí)間后才作出相應(yīng)的調(diào)整，而不是時(shí)時(shí)刻 刻在調(diào)整，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
另外作為優(yōu)先實(shí)施方式，在前面第一、第二實(shí)施例的步驟S1:電子膨脹閥的開度 根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定開度，還可以作進(jìn)一步改進(jìn)，即控制電子膨脹閥依次進(jìn)行全 開、全閉兩個(gè)動(dòng)作，并以所述電子膨脹閥在第四時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成全開及全閉為條件，再控制 電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度。這樣，一方面可以對(duì)電子膨脹閥進(jìn)行 自檢，確保系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行；另一方面可保證電子膨脹閥的開度的一致性、準(zhǔn)確性。
特別強(qiáng)調(diào)的是，對(duì)于電子膨脹閥自檢功能的實(shí)現(xiàn)，理論上只要其能夠在預(yù)定時(shí)間 范圍內(nèi)自全閉至全開或者自全開至全閉，即視為該電子膨脹閥處于無故障狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)理解， 本方案中完成全開、全閉進(jìn)行自檢判斷為優(yōu)選方案，另外，還可以采用其他信號(hào)進(jìn)行輔助判 斷，如以電子膨脹閥在第一時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)有序完成全開、全閉兩個(gè)動(dòng)作且沒有異常信號(hào)反饋 來進(jìn)行判斷等等。顯然地，基于本申請(qǐng)的核心設(shè)計(jì)構(gòu)思應(yīng)用前述兩種單行程自檢動(dòng)作均屬 于本申請(qǐng)請(qǐng)求保護(hù)的范圍。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，根據(jù)實(shí)時(shí)獲取的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度，以與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段，以便于所述電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式;在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段所述電子膨脹閥的開度不受汽車空調(diào)系統(tǒng)過熱度的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(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)轉(zhuǎn)速區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速確定相對(duì)應(yīng)的所述電子膨脹閥的恒定開度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)判斷所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速是否在一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)保持在一個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，若是，則控制所述電子膨脹閥達(dá)到與相應(yīng)轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度；若否，則控制所述電子膨脹閥達(dá)到啟動(dòng)時(shí)間段結(jié)束時(shí)刻的所述壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速所在轉(zhuǎn)速區(qū)間相對(duì)應(yīng)的恒定開度，或者控制所述電子膨脹閥達(dá)到預(yù)設(shè)的初始啟動(dòng)開度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段的啟動(dòng)時(shí)間段后，以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速自第一轉(zhuǎn)速區(qū)間變化至第二轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，且維持第一時(shí)間長(zhǎng)度為條件，控制所述電子膨脹閥自與所述第一轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度達(dá)到與所述第二轉(zhuǎn)速區(qū)間所對(duì)應(yīng)的恒定開度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，以所述汽車空調(diào)系統(tǒng)的低壓側(cè)壓力滿足恒定維持第二時(shí)間長(zhǎng)度為條件，汽車空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段，電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，所述恒定開度小于正常運(yùn)行控制階段的電子膨脹閥開度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在所述正常運(yùn)行控制階段，根據(jù)所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速確定所述電子膨脹閥的開度預(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)際過熱度Tsh，并將所述實(shí)際過熱度Tsh與預(yù)設(shè)的過熱度閾值Tsh_set進(jìn)行比較，獲得開度調(diào)節(jié)增量As ;將所述開度預(yù)調(diào)節(jié)量Stl與所述開度調(diào)節(jié)增量△ s累加后輸出調(diào)節(jié)開度的控制信號(hào)s至所述電子膨脹閥的控制端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在所述正常運(yùn)行控制階段，將所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速劃分多個(gè)運(yùn)行區(qū)間，并根據(jù)每個(gè)運(yùn)行區(qū)間的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速確定相應(yīng)的所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量S00
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在所述正常運(yùn)行控制階段，以所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足在相應(yīng)轉(zhuǎn)速運(yùn)行區(qū)間內(nèi)維持第三時(shí)間長(zhǎng)度為條件，確定所述電子膨脹閥的開度預(yù)調(diào)節(jié)量s0。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，以進(jìn)入停機(jī)和保護(hù)環(huán)節(jié)為條件，進(jìn)入停機(jī)和保護(hù)控制階段。
11.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，其特征在于，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，控制所述電子膨脹閥依次執(zhí)行全開、全閉兩個(gè)動(dòng)作，并以所述電子膨脹閥在第四時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)完成全開及全閉為條件，控制所述電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的所述恒定開度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種汽車空調(diào)系統(tǒng)電子膨脹閥的控制方法，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，根據(jù)實(shí)時(shí)采集的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制電子膨脹閥達(dá)到與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度，以與壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的恒定開度進(jìn)入正常運(yùn)行控制階段，以便于電子膨脹閥的開度轉(zhuǎn)入過熱度控制方式；在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段電子膨脹閥的開度不受汽車空調(diào)系統(tǒng)過熱度的影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在壓縮機(jī)啟動(dòng)初始階段，本發(fā)明所述電子膨脹閥控制方法根據(jù)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速將電子膨脹閥的開度保持恒定開度，該恒定的開啟度能保證電子膨脹閥的開度能夠處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，使得初始階段的膨脹閥處于穩(wěn)定工作狀態(tài)下，從而可有效避免大的擾動(dòng)給膨脹閥帶來的影響，確保系統(tǒng)的正常、高效的運(yùn)行。
文檔編號(hào)F25B49/02GK103033006SQ201110297280
公開日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