膨脹閥裝置制造方法
【專利摘要】驅(qū)動控制裝置(10)在第一模式與第二模式之間以恒定電流執(zhí)行模式切換，其中在所述第一模式下，制冷劑通路(51a)的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域中改變，在所述第二模式下，制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量高于預(yù)定值的第二流動區(qū)域中改變。通過驅(qū)動控制裝置增加模式改變時的恒定電流的值(A2)以大于當(dāng)制冷劑通路的開口度在第一模式下改變時恒定電流的值(A1)。
【專利說明】膨脹閥裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本公開基于2011年9月24日提出申請的日本專利申請N0.2011-208295，該申請的內(nèi)容通過引用在此全文并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及一種膨脹閥裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]專利文獻(xiàn)I描述了一種用于控制制冷劑的流量的電動閥(電動膨脹閥)。電動閥具有利用步進(jìn)電動機(jī)打開或關(guān)閉流體通路的閥端口的閥構(gòu)件。電動閥具有減速齒輪，并且步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)輸出通過減速齒輪被傳輸給使閥構(gòu)件移動的螺桿機(jī)構(gòu)。因此，獲得強(qiáng)大的閥控制力和高分辨率閥開口度特征。
[0005]可以從小流量控制區(qū)域到大流量控制區(qū)域通過電動膨脹閥確保高輸出和高流量控制精度。然而，例如，當(dāng)閥開口度從小流量控制區(qū)域改變到大流量控制區(qū)域時，或者當(dāng)閥開口度從大流量控制區(qū)域改變到小流量控制區(qū)域時，需要耗費(fèi)時間來使閥構(gòu)件移動。即，當(dāng)模式在其中閥開口度在小流量控制區(qū)域內(nèi)改變的模式與其中閥開口度在大流量控制區(qū)域內(nèi)改變的模式之間被切換時，需要耗費(fèi)較長時間達(dá)到設(shè)定的閥開口度。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I JP-2006-226369A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本公開的目的是提供一種可以縮短在其中閥開口度在小流量控制區(qū)域內(nèi)改變的模式與其中閥開口度在大流量控制區(qū)域內(nèi)改變的模式之間執(zhí)行模式改變的情況下達(dá)到目標(biāo)閥開口度所耗費(fèi)的時間周期的膨脹閥裝置。
[0009]根據(jù)本公開的一個示例，布置在制冷循環(huán)中以使循環(huán)通過制冷循環(huán)的制冷劑減壓和膨脹的膨脹閥裝置包括殼體、閥構(gòu)件、電動驅(qū)動裝置和驅(qū)動控制裝置。殼體限定制冷劑循環(huán)通過的制冷劑通路。閥構(gòu)件布置在殼體中以改變制冷劑通路的開口度。電動驅(qū)動裝置具有步進(jìn)電動機(jī)以通過根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度使閥構(gòu)件位移來控制制冷劑通路的開口度。驅(qū)動控制裝置以恒定電流驅(qū)動和控制步進(jìn)電動機(jī)。驅(qū)動控制裝置在第一模式與第二模式之間以恒定電流執(zhí)行模式改變，在所述第一模式中，制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域中改變，在所述第二模式中，制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量高于所述預(yù)定值的第二流動區(qū)域中改變，并且驅(qū)動控制裝置增加模式改變時的恒定電流的值以大于當(dāng)制冷劑通路的開口度在第一模式中改變時所用的恒定電流的值。
[0010]因此，即使當(dāng)從電源供應(yīng)的電壓改變時，驅(qū)動控制裝置也可以通過恒定電流穩(wěn)定地驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)。此外，當(dāng)在其中制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域中改變的第一模式與其中制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量高于所述預(yù)定值的第二流動區(qū)域中改變的第二模式之間執(zhí)行模式改變時，恒定電流驅(qū)動的電流值被增加以大于當(dāng)制冷劑通路的開口度在第一模式下改變時所使用的電流值。因此，由步進(jìn)電動機(jī)產(chǎn)生的扭矩增加以使閥構(gòu)件位移，因此可以迅速地改變閥開口度。
[0011]因此，當(dāng)在其中制冷劑通路的開口度在小流量控制區(qū)域中改變的模式與其中制冷劑通路的開口度在大流量控制區(qū)域中改變的模式之間執(zhí)行模式改變時，可以縮短達(dá)到設(shè)定的閥開口度所耗費(fèi)的時間。
[0012]進(jìn)一步地，例如，驅(qū)動控制裝置具有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)，并且閥構(gòu)件通過減速機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移。配備有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)的膨脹閥裝置可以實(shí)現(xiàn)高流動控制精度，但是在改變閥開口度時耗費(fèi)大量時間使閥構(gòu)件移動。因此，將本公開應(yīng)用于配備有減速機(jī)構(gòu)的膨脹閥裝置非常有效。
[0013]進(jìn)一步地，例如，當(dāng)驅(qū)動控制裝置的溫度高于預(yù)定值時，或當(dāng)與溫度有關(guān)的物理量的值高于預(yù)定閾值時，即使在模式改變時，驅(qū)動控制裝置也禁止電流值增加。
[0014]如果溫度變高，則驅(qū)動控制裝置的功能可能會降低。因此，當(dāng)驅(qū)動控制裝置的組件的溫度超過預(yù)定值時，或者當(dāng)與溫度有關(guān)的物理量的值高于預(yù)定閾值時，即使在模式改變時也禁止電流值增加，從而限制驅(qū)動控制裝置的溫度增加。因此，可以限制驅(qū)動控制裝置具有功能誤差。
[0015]進(jìn)一步地，例如，第一模式是其中當(dāng)需要使流動通過制冷劑通路的制冷劑減壓時制冷劑在第一流動區(qū)域中被減壓和膨脹的減壓膨脹模式，而第二模式是其中當(dāng)不需要使流動通過制冷劑通路的制冷劑減壓時閥構(gòu)件使制冷劑通路的開口度最大以使得流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量在第二流動區(qū)域變得最大的全開模式。
[0016]因此，在其中制冷劑在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的小流量區(qū)域中被減壓和膨脹的減壓膨脹模式時，通過以相對充分的精度使閥構(gòu)件位移來控制制冷劑流量。進(jìn)一步地，當(dāng)在減壓膨脹模式與其中制冷劑通路的開口度通過閥構(gòu)件被形成為最大的全開模式之間執(zhí)行模式改變時，可以迅速地執(zhí)行模式改變。
[0017]進(jìn)一步地，例如，第一模式是其中制冷劑在第一流動區(qū)域中被減壓和膨脹的第一減壓膨脹模式，而第二模式是其中制冷劑在第二流動區(qū)域中被減壓和膨脹的第二減壓膨脹模式，并且驅(qū)動控制裝置增加模式改變時的恒定電流的值以大于當(dāng)開口度在第一模式中改變時所使用的恒定電流的值和開口度在第二模式中改變時所使用的恒定電流的值兩者。
[0018]因此，在其中制冷劑在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的小流量區(qū)域中被減壓和膨脹的減壓膨脹模式時和在其中制冷劑在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量超過預(yù)定值的大流量區(qū)域中被減壓和膨脹的減壓膨脹模式時，通過以相對充分的精度使閥構(gòu)件位移來控制制冷劑流量。進(jìn)一步地，當(dāng)在小流量區(qū)域內(nèi)的減壓膨脹模式與大流量區(qū)域內(nèi)的減壓膨脹模式之間執(zhí)行模式改變時，可以迅速地執(zhí)行模式改變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是圖示根據(jù)一個實(shí)施例的膨脹閥裝置的示意圖；
[0020]圖2是圖示具有膨脹閥裝置的車輛空氣調(diào)節(jié)器的示意圖；[0021]圖3是圖示在制冷循環(huán)的每一個操作模式下閥開口度與制冷劑流量之間的關(guān)系的曲線圖；
[0022]圖4是圖示通過膨脹閥裝置的驅(qū)動控制裝置進(jìn)行的閥開口度控制的流程圖；以及
[0023]圖5是圖示膨脹閥裝置的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與生成扭矩之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1是圖示對應(yīng)于根據(jù)一個實(shí)施例的膨脹閥裝置的加熱用可變節(jié)流閥50和控制該可變節(jié)流閥50的空氣調(diào)節(jié)控制裝置10的剖視圖(部分地包括方框圖)。圖2示出了使用可變節(jié)流閥50的車用空氣調(diào)節(jié)器設(shè)備。
[0025]如圖2所示，空氣調(diào)節(jié)器設(shè)備具有對車輛的乘客室執(zhí)行空氣調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)單元
I?？諝庹{(diào)節(jié)單元I中的空氣調(diào)節(jié)部分(致動器)由空氣調(diào)節(jié)控制裝置IO(ECU)控制?？諝庹{(diào)節(jié)單元I包括具有導(dǎo)管2、離心式鼓風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器27和氣體冷卻器22的制冷循環(huán)3。導(dǎo)管2限定將調(diào)節(jié)的空氣引入到乘客室中的空氣通路。鼓風(fēng)機(jī)在導(dǎo)管2中產(chǎn)生朝向乘客室的氣流。蒸發(fā)器27冷卻流動通過導(dǎo)管2的空氣。氣體冷卻器22再加熱通過蒸發(fā)器27的空氣。
[0026]導(dǎo)管2在車輛中布置在乘客室的前側(cè)。內(nèi)部空氣入口 11和外部空氣入口 12沿空氣流動方向限定在導(dǎo)管2的上游。內(nèi)部空氣入口 11吸入乘客室內(nèi)部的空氣(以下簡稱為內(nèi)部空氣)。外部空氣入口 12吸入乘客室外部的空氣(以下簡稱為外部空氣)。內(nèi)部/外部空氣切換門4可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在內(nèi)部空氣入口 11和外部空氣入口 12的內(nèi)側(cè)。內(nèi)部/外部空氣切換門4由諸如伺服電動機(jī)的致動器13驅(qū)動，并在外部空氣引入模式(FRS)與內(nèi)部空氣循環(huán)模式(REC)之間改變空氣進(jìn)入模式。
[0027]多個空氣出口(未示出)沿空氣流動方向限定在導(dǎo)管2的下游。出口包括至少除霜器出口(DEF)、面部出口(FACE)、和腳部出口(FOOT)。除霜器出口主要將熱空氣吹向車輛的擋風(fēng)玻璃的內(nèi)表面。面部出口主要將冷空氣吹向乘客的上半身(頭部和胸部)。腳部出口主要將熱空氣吹向乘客的下半身(腳部)?？諝獬隹谕ㄟ^多個模式改變門(未示出)被選擇性地打開或關(guān)閉。模式改變門由諸如伺服電動機(jī)的致動器14驅(qū)動，因此空氣排出模式(MODE)在面部模式(FACE)、兩級模式(B / L)、腳部模式(FOOT)、腳部除霜模式(F / D)和除霜模式(DEF)之間被切換。
[0028]離心式鼓風(fēng)機(jī)具有離心式風(fēng)扇5和使風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)的鼓風(fēng)機(jī)電動機(jī)16。風(fēng)扇5可旋轉(zhuǎn)地容納在沿空氣流動方向一體形成在導(dǎo)管2的上游側(cè)的蝸殼中。電動機(jī)16的轉(zhuǎn)速基于通過鼓風(fēng)機(jī)驅(qū)動電路(未不出)施加的鼓風(fēng)電動機(jī)16的端電壓(鼓風(fēng)機(jī)控制電壓、鼓風(fēng)機(jī)電平)而改變，使得能夠控制發(fā)送到乘客室中的空氣的量。
[0029]制冷循環(huán)3具有壓縮機(jī)21、氣體冷卻器22、第一減壓器、室外熱交換器24、內(nèi)部熱交換器、第二減壓器、蒸發(fā)器27、貯存器28、和環(huán)形地連接壓縮機(jī)21、氣體冷卻器22、第一減壓器、室外熱交換器24、內(nèi)部熱交換器、第二減壓器、蒸發(fā)器27和貯存器28的制冷劑管。壓縮機(jī)21通過內(nèi)部驅(qū)動電動機(jī)(未示出)旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)21是壓縮從蒸發(fā)器27抽出的制冷劑以使其例如具有高溫和等于或高于臨界壓力的高壓并排出制冷劑的電動制冷劑壓縮機(jī)。壓縮機(jī)21當(dāng)供應(yīng)電力時被接通(ON)，而當(dāng)停止電力供應(yīng)時壓縮機(jī)21停止(OFF)。通過變換器20控制壓縮機(jī)21的轉(zhuǎn)速，使得壓縮機(jī)21具有由ECU10計算的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。[0030]氣體冷卻器22沿空氣流動方向在蒸發(fā)器27的下游布置在導(dǎo)管2中。氣體冷卻器22是通過與從壓縮機(jī)21流出的氣體制冷劑進(jìn)行熱交換加熱通過的空氣的熱交換器?？諝饣旌?A / M)門6、7可旋轉(zhuǎn)地由氣體冷卻器22的空氣進(jìn)入部和空氣排出部支撐。門6、7通過控制通過氣體冷卻器22的空氣的量和旁通(繞過)氣體冷卻器22的空氣的量來控制吹送到乘客室中的空氣的溫度。A / M門6、7由諸如伺服電動機(jī)的致動器15驅(qū)動。
[0031]第一減壓器由可變節(jié)流閥50構(gòu)成，其中氣體制冷劑從氣體冷卻器22流入到所述可變節(jié)流閥50中?？勺児?jié)流閥50是基于閥開口度對從氣體冷卻器22流出的制冷劑進(jìn)行減壓的第一減壓裝置，并且可以對應(yīng)于加熱用電動膨脹閥(EVH)。閥開口度由ECUlO進(jìn)行電氣控制。此外，可變節(jié)流閥50可以由ECUlO設(shè)置成具有全開模式，使得可以完全打開可變節(jié)流閥50的閥開口度。
[0032]室外熱交換器24在導(dǎo)管2的外部設(shè)置在當(dāng)車輛行進(jìn)時容易接收行進(jìn)風(fēng)的位置處(例如，車輛的發(fā)動機(jī)艙的前部)。在流動通過熱交換器24的內(nèi)部的制冷劑與由電動風(fēng)扇(未示出)吹送的乘客室外部的空氣(外部空氣)之間執(zhí)行熱交換。室外熱交換器24在加熱模式或除濕模式(除濕加熱模式)下作為從外部空氣吸收熱量的吸熱裝置操作，而在冷卻模式或除濕模式下作為將熱量輻射到外部空氣的散熱器操作。
[0033]內(nèi)部熱交換器是過度加熱要被吸入到壓縮機(jī)21的進(jìn)入端口中的制冷劑-制冷劑熱交換器。在從室外熱交換器24的出口流出的高溫制冷劑與從貯存器28的出口流出的低溫制冷劑之間執(zhí)行熱交換。內(nèi)部熱交換器具有兩層熱交換結(jié)構(gòu)，其中低溫側(cè)熱交換器29的表面與高溫側(cè)熱交換器25的表面緊密接觸以能夠進(jìn)行熱交換。
[0034]第二壓縮機(jī)具有用于冷卻的可變節(jié)流閥26和旁通管33。制冷劑從內(nèi)部熱交換器的高溫側(cè)熱交換器25流入到節(jié)流閥26中。從內(nèi)部熱交換器的高溫側(cè)熱交換器25流出的制冷劑由于管33繞過節(jié)流閥26和蒸發(fā)器27被發(fā)送到貯存器28。可變節(jié)流閥26是基于閥開口度對從內(nèi)部熱交換器的高溫側(cè)熱交換器25流出的制冷劑進(jìn)行減壓的第二減壓裝置。可變節(jié)流閥26是用于冷卻的電動膨脹閥(EVC)，并且由ECUlO對閥開口度進(jìn)行電動控制。電磁開/關(guān)閥34 (VH:以下被稱為加熱用電磁閥)布置在管33中。當(dāng)供應(yīng)電力(ON)時閥34打開，而當(dāng)停止電力供應(yīng)(OFF)時閥34關(guān)閉。
[0035]蒸發(fā)器27是空氣-制冷劑熱交換器(吸熱器)。通過節(jié)流閥26被減壓的制冷劑通過與由風(fēng)扇5發(fā)送的空氣進(jìn)行熱交換而被蒸發(fā)?？諝獾臒崃勘徽舭l(fā)器27吸收。蒸發(fā)器27通過貯存器28將氣體制冷劑供應(yīng)給內(nèi)部熱交換器的低溫側(cè)熱交換器29和壓縮機(jī)21。貯存器28是具有用于臨時儲存從蒸發(fā)器27流出的制冷劑的儲存室的氣體-液體分離裝置。
[0036]制冷循環(huán)3的循環(huán)回路切換部在制冷循環(huán)3的操作模式之間進(jìn)行切換，即，制冷循環(huán)3中的制冷劑的循環(huán)路線在用于冷卻模式的循環(huán)回路(冷卻循環(huán))、用于加熱模式的循環(huán)回路(加熱循環(huán))、以及用于除濕模式或除濕加熱模式的循環(huán)回路(除濕循環(huán))之間被切換。在本實(shí)施例中，可變節(jié)流閥50和電磁閥34可以對應(yīng)于循環(huán)回路切換部。
[0037]具體地，當(dāng)加熱用可變節(jié)流閥50具有全開模式時，并且當(dāng)加熱用電磁閥34關(guān)閉時，制冷循環(huán)3的操作模式被設(shè)定到冷卻循環(huán)(用于冷卻模式的循環(huán)回路)。此外，當(dāng)閥50具有其中制冷劑被減壓和膨脹以具有小流量的減壓模式時，并且當(dāng)閥34打開時，制冷循環(huán)3的操作模式被設(shè)定到加熱循環(huán)(用于加熱模式的循環(huán)回路)。此外，當(dāng)閥50具有減壓模式時，并且當(dāng)閥34被關(guān)閉時，制冷循環(huán)3的操作模式被設(shè)定到除濕循環(huán)(用于除濕模式的循環(huán)回路)中。
[0038]這里，本實(shí)施例的制冷循環(huán)3使用其主要成分由具有低臨界溫度的二氧化碳(CO2)構(gòu)成的制冷劑。制冷循環(huán)3是超臨界蒸汽壓縮式熱泵循環(huán)。從壓縮機(jī)21的排出端口排出的制冷劑具有等于或高于臨界壓力的高壓力。在超臨界蒸汽壓縮式熱泵循環(huán)中，氣體冷卻器22的入口部的制冷劑溫度(制冷劑的入口溫度)通過增加高壓側(cè)的制冷劑壓力而增加到大約120°C。即，從壓縮機(jī)21的排出端口排出的制冷劑的溫度增加到大約120°C。另外，即使制冷劑將熱量輻射到氣體冷卻器22中，流入到氣體冷卻器22中的制冷劑也不會冷凝，這是因?yàn)橹评鋭┍粔嚎s機(jī)21加壓以具有等于或高于臨界壓力的壓力。
[0039]ECUlO包括已知的微型計算機(jī)，所述微型計算機(jī)例如具有執(zhí)行控制過程和計算過程的CPU、存儲各種程序和數(shù)據(jù)的存儲器(ROM、RAM)、I / O端口和定時器功能。當(dāng)車輛的點(diǎn)火開關(guān)接通時(IG-ON)，電力被供應(yīng)給E⑶10。E⑶10基于從空氣調(diào)節(jié)器控制面板(未示出)輸入的操縱信號、從各種傳感器輸入的傳感器信號、和存儲在存儲器中的控制程序電氣地控制空氣調(diào)節(jié)單元I的每一個致動器(例如，伺服電動機(jī)13-15、鼓風(fēng)機(jī)16、可變節(jié)流閥26、50、電磁閥34、和變換器20)。
[0040]空氣調(diào)節(jié)器控制面板具有溫度設(shè)定開關(guān)、空氣調(diào)節(jié)器(A / C)開關(guān)、空氣入口設(shè)定開關(guān)(FRS / REC開關(guān))、空氣出口設(shè)定開關(guān)(模式開關(guān))、除霜器(DEF)開關(guān)、空氣量開關(guān)、自動(AUTO)開關(guān)、關(guān)閉(OFF)開關(guān)等?？諝庹{(diào)節(jié)器(A / C)開關(guān)是指令對乘客室進(jìn)行冷卻或除濕的冷卻或除濕開關(guān)?？諝庹{(diào)節(jié)器(A / C)開關(guān)是在制冷循環(huán)3的操作模式中指令冷卻模式或除濕模式的冷卻/除濕的設(shè)定部。制冷循環(huán)3的壓縮機(jī)21可以通過打開A / C開關(guān)被強(qiáng)制驅(qū)動，并且可以通過關(guān)閉A / C開關(guān)而被強(qiáng)制停止。
[0041]DEF開關(guān)是指令將空氣排出模式固定成DEF模式的DEF模式固定開關(guān)。DEF開關(guān)是除去擋風(fēng)玻璃的霧或防止擋風(fēng)玻璃起霧的防起霧開關(guān)。進(jìn)一步地，DEF開關(guān)是指令將制冷循環(huán)3的操作模式固定到除濕模式的除濕模式選擇部。除濕模式選擇部設(shè)定作為除濕優(yōu)先模式或吹送溫度優(yōu)先模式中的一個的除濕模式?？蛇x地，出了 DEF開關(guān)之外，除濕模式選擇部可以是檢測擋風(fēng)玻璃的起霧的防起霧傳感器。除濕模式選擇部可以是當(dāng)開關(guān)被接通時在沒有將空氣排出模式固定到DEF模式的情況下僅指令在乘客室中進(jìn)行除濕的除濕開關(guān)。除濕模式選擇部可以是當(dāng)開關(guān)被接通時在沒有將空氣排出模式固定到DEF模式的情況下僅命令防止擋風(fēng)玻璃起霧的防起霧開關(guān)。
[0042]自動開關(guān)是至少基于目標(biāo)吹送溫度(TAO)將制冷循環(huán)3的操作模式設(shè)定到冷卻模式、加熱模式、或除濕模式的開關(guān)。自動開關(guān)是進(jìn)行命令以自動控制空氣調(diào)節(jié)單元I的每一個致動器的自動控制開關(guān)。例如，當(dāng)模式改變開關(guān)或空氣量設(shè)定開關(guān)被操作時，用于切換空氣排出模式或用于控制鼓風(fēng)電動機(jī)的自動空氣調(diào)節(jié)控制被取消。
[0043]排出壓力傳感器40檢測從壓縮機(jī)21的排出端口排出的制冷劑的排出壓力(SP)。排出溫度傳感器41檢測從壓縮機(jī)21的排出端口排出的制冷劑的排出溫度(TD)。第一制冷劑溫度傳感器42檢測從氣體冷卻器22的出口部排出的制冷劑溫度(TCO)。第二制冷劑溫度傳感器43檢測從室外熱交換器24的出口部流出的制冷劑溫度(THO)。從傳感器40、
41、42和43輸出的傳感器信號在輸入電路處具有A / D轉(zhuǎn)換(圖2中未示出，A / D轉(zhuǎn)換是指圖1中的輸入處理器102)，并且轉(zhuǎn)換后的信號被輸入微型計算機(jī)。排出壓力傳感器40是檢測制冷循環(huán)3的高壓的高壓檢測器。排出溫度傳感器41也是檢測流入到氣體冷卻器22的入口部中的制冷劑的入口溫度的制冷劑檢測器。
[0044]外部空氣溫度傳感器44檢測作為乘客室外部的空氣溫度的外部空氣的溫度(ΤΑΜ)。溫度傳感器45 (該溫度傳感器可以對應(yīng)于本公開的除濕能力檢測器)檢測緊接蒸發(fā)器27的下游的空氣溫度(TE:以下稱為蒸發(fā)器后溫度)。內(nèi)部空氣溫度傳感器46檢測作為乘客室內(nèi)部的空氣溫度的內(nèi)部空氣的溫度(TR)。太陽能傳感器47檢測進(jìn)入到乘客室中的太陽輻射量(TS)。溫度傳感器48 (該溫度傳感器可以對應(yīng)于本公開的加熱能力檢測器)檢測緊接氣體冷卻器22的下游的空氣溫度(TGC:以下簡稱為氣體冷卻器后溫度)。從傳感器44、45、46、47和48輸出的傳感器信號在A / D轉(zhuǎn)換電路處具有A / D轉(zhuǎn)換，并且轉(zhuǎn)換后的信號被輸入到微型計算機(jī)中。
[0045]以下在下文中簡短描述空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的操作。
[0046]例如，當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于接通狀態(tài)并且當(dāng)電力被供應(yīng)給E⑶10時，E⑶10基于從空氣調(diào)節(jié)器控制面板的每一個開關(guān)(未示出)傳輸?shù)牟倏v信號、從各種傳感器傳輸?shù)膫鞲衅餍盘柡痛鎯υ诖鎯ζ髦械目刂瞥绦蜻x擇制冷循環(huán)3的操作模式。因此，空氣調(diào)節(jié)單元I的每一個致動器(伺服電動機(jī)13-15、鼓風(fēng)機(jī)16、可變節(jié)流閥26、50、電磁閥34、和變換器20)被電控制。
[0047]例如，當(dāng)自動開關(guān)被打開以執(zhí)行自動空氣調(diào)節(jié)控制時，ECUlO接收來自各種傳感器的傳感器信號和來自空氣調(diào)節(jié)器控制面板的操縱信號。所述信號為控制空氣調(diào)節(jié)單元I中的每一個空氣調(diào)節(jié)構(gòu)件(致動器)所必需的。接下來，基于預(yù)先存儲在存儲器中的計算公式計算吹入到乘客室中的調(diào)節(jié)空氣的目標(biāo)吹送溫度(TAO)。
[0048]接下來，例如基于空氣調(diào)節(jié)器(A / C)開關(guān)執(zhí)行用于確定壓縮機(jī)21是否被接通或停止的壓縮機(jī)操作判定。當(dāng)壓縮機(jī)操作判定的結(jié)果指示根據(jù)先前計算的目標(biāo)吹送溫度(TAO)壓縮機(jī)21接通時，執(zhí)行操作模式判定以確定制冷循環(huán)3的操作模式。
[0049]在操作模式判定中，比較目標(biāo)吹送溫度(TAO)與第一規(guī)定值(例如，45°C )和第二規(guī)定值(例如，15°C)。在TA0 3 α的情況下，選擇加熱循環(huán)(加熱模式)作為制冷循環(huán)3的操作模式。在TAOS β的情況下，選擇冷卻循環(huán)(冷卻模式)作為制冷循環(huán)3的操作模式。在β〈ΤΑ0〈α的情況下，選擇除濕循環(huán)(除濕模式)作為制冷循環(huán)3的操作模式。
[0050]在選擇制冷循環(huán)3的操作模式之后，確定施加到鼓風(fēng)電動機(jī)16的端電壓(鼓風(fēng)機(jī)控制電壓、鼓風(fēng)機(jī)電平)、改變空氣進(jìn)入模式(內(nèi)部空氣模式與外部空氣模式之間)的門4的開口度、改變空氣排出模式的模式切換門的開口度、和A / M門6、7的開口度(A / M開口度)，并且控制致動器以驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)和門。
[0051]設(shè)定制冷循環(huán)3的操作模式。設(shè)定和控制壓縮機(jī)21的操作狀態(tài)(轉(zhuǎn)速等)、可變節(jié)流閥50、26的開口度、和電磁閥34的打開/關(guān)閉狀態(tài)，使得制冷循環(huán)3的循環(huán)效率在每一個操作模式中都被最大化。
[0052]當(dāng)選擇冷卻模式作為制冷循環(huán)3的操作模式時，可變節(jié)流閥50具有全開模式，并且電磁閥34被關(guān)閉。從壓縮機(jī)21的出口排出的制冷劑以以下順序進(jìn)行循環(huán):氣體冷卻器22、全開閥50、室外熱交換器24、高溫側(cè)熱交換器25、閥26、蒸發(fā)器27、貯存器28、低溫側(cè)熱交換器29和壓縮機(jī)21(如由圖2的空白箭頭方向所示，在用于冷卻模式的循環(huán)回路中，冷卻循環(huán))。
[0053]此時，控制A/Μ門6、7的開口度以具有全閉狀態(tài)(最大冷卻)。從壓縮機(jī)21排出的高溫高壓制冷劑在通過氣體冷卻器22時沒有輻射熱量。因此，在蒸發(fā)器27中被冷卻的空氣流動通過導(dǎo)管2以繞過氣體冷卻器22。例如，空氣從面部出口被吹入到乘客室中，使得乘客室被冷卻以具有期望的溫度(設(shè)定溫度)。進(jìn)一步地，在內(nèi)部熱交換器中，在從室外熱交換器24流動通過高溫側(cè)熱交換器25的高溫高壓制冷劑與從貯存器28流動通過低溫側(cè)熱交換器29的低溫低壓制冷劑之間交換熱量。因此，流入到蒸發(fā)器27中的高溫高壓制冷劑被冷卻。因此，蒸發(fā)器熱焓增加，使得可以通過節(jié)省動力或電力提高制冷循環(huán)3的循環(huán)效率。
[0054]當(dāng)加熱模式被選擇作為制冷循環(huán)3的操作模式時，可變節(jié)流閥50具有減壓模式，并且電磁閥34打開。從壓縮機(jī)21的出口排出的制冷劑以以下順序進(jìn)行循環(huán):氣體冷卻器22、閥50、室外熱交換器24、高溫側(cè)熱交換器25、閥34、貯存器28、低溫側(cè)熱交換器29和壓縮機(jī)21 (如由圖2的黑箭頭方向所示，在用于加熱模式的循環(huán)回路中，加熱循環(huán))。此時，閥26可以被完全關(guān)閉。
[0055]此時，控制A/Μ門6、7的開口度以具有全開狀態(tài)(最大加熱)。從壓縮機(jī)21排出的高溫高壓制冷劑在通過氣體冷卻器22時將熱量輻射給導(dǎo)管2中的空氣?？諝鈴哪_部出口被吹入到乘客室中，使得乘客室被加熱以具有期望的溫度(設(shè)定溫度)。在內(nèi)部熱交換器中，沒有執(zhí)行熱交換，這是因?yàn)榈蜏氐蛪褐评鋭┩ㄟ^熱交換器25、29中的每一個。
[0056]當(dāng)選擇除濕模式作為制冷循環(huán)3的操作模式時，可變節(jié)流閥50具有減壓模式，并且電磁閥34被關(guān)閉。從壓縮機(jī)21的出口排出的制冷劑以以下順序進(jìn)行循環(huán):氣體冷卻器
22、閥50、室外熱交換器24、高溫側(cè)熱交換器25、閥26、蒸發(fā)器27、貯存器28、低溫側(cè)熱交換器29和壓縮機(jī)21 (如由圖2的陰影線箭頭方向所示，在用于除濕模式的循環(huán)回路中，除濕循環(huán))。
[0057]此時，空氣在蒸發(fā)器27中被冷卻并被除濕，并且空氣在氣體冷卻器22中被再加熱?？諝饫鐝腄EF出口或腳部出口被吹入到乘客室中。乘客室被除濕和加熱，以使得乘客室具有期望的溫度(設(shè)定溫度)和除去或防止擋風(fēng)玻璃起霧?？赏ㄟ^可變節(jié)流閥50、26的節(jié)流度改變從壓縮機(jī)21排出的制冷劑的排出壓力和室外熱交換器24的制冷劑壓力。因此，控制節(jié)流度，使得氣體冷卻器22的加熱能力(從氣體冷卻器流出或流入到乘客室中的空氣的溫度)或蒸發(fā)器27的除濕能力(從蒸發(fā)器流出的空氣的溫度)具有目標(biāo)值。
[0058]具體地，如果節(jié)流度被控制以使得從壓縮機(jī)21排出的制冷劑的排出壓力和室外熱交換器24的制冷劑壓力變低(閥50的開口度:小，閥26的開口度:大)，則室外熱交換器24用作(作為)吸熱裝置，使得由氣體冷卻器22輻射的熱量增加。因此，吹入到乘客室中的調(diào)節(jié)空氣的吹送溫度具有相對較高的溫度。
[0059]相比之下，如果節(jié)流度被控制以使得從壓縮機(jī)21排出的制冷劑的排出壓力和室外熱交換器24的制冷劑壓力變高(閥50的開口度:大，閥26的開口度:小)，則室外熱交換器24用作(作為)散熱器，使得由氣體冷卻器22輻射的熱量減小。因此，吹入到乘客室中的調(diào)節(jié)空氣的吹送溫度具有相對較低的溫度。
[0060]接下來，將說明加熱用可變節(jié)流閥50和控制閥50的空氣調(diào)節(jié)控制裝置10。
[0061]如圖1所示，可變節(jié)流閥50包括殼體51、閥座部件52、閥構(gòu)件53、彈簧54、電動機(jī)
55、板狀部件56、環(huán)形部件57、O環(huán)58和減速機(jī)構(gòu)59。
[0062]殼體51例如由金屬材料制成，并具有制冷劑循環(huán)通過的近似L形制冷劑通路51a。在殼體51中，由金屬材料制成的圓柱形閥座部件52設(shè)置在制冷劑通路51a的彎曲部分處，使得閥座部件52的內(nèi)部空間限定制冷劑通路51a的一部分。閥座部件52具有頂部表面，并且頂部表面的內(nèi)周邊限定閥座52a。
[0063]閥構(gòu)件53例如由金屬材料制成，并設(shè)置在殼體51的制冷劑通路51a中。閥構(gòu)件53的主體部分具有近似截錐形形狀，并且閥構(gòu)件53的下端表面的外周邊限定被定位到閥座部件52的閥座52a或與所述閥座52a分離的底座部分。閥構(gòu)件53具有從圖2中的主體部分向上延伸的軸53a。軸53a布置在在軸53a的軸線方向上延伸的殼體51的通孔部中，并且軸53a的上端被定位成從殼體51突出。
[0064]電動機(jī)55由步進(jìn)電動機(jī)構(gòu)造而成,并布置在殼體51的上側(cè)。電動機(jī)55具有外殼553，所述外殼553具有由圓筒形部分和封閉圓筒形部分的上端的半球部分構(gòu)造而成的近似拱頂形形狀。環(huán)形定子551布置在外殼553的圓筒形部分的外周側(cè),而轉(zhuǎn)子552布置在圓筒形部分的內(nèi)側(cè)。
[0065]外殼553的圓筒形部分的下端具有在徑向方向上向外延伸的凸緣部分。對應(yīng)于密封構(gòu)件的O形環(huán)58插入在凸緣部分與殼體51之間。金屬板狀部件56通過螺釘擰入到殼體51，并通過布置在外殼553的凸緣部分上方的環(huán)形部件57將凸緣部分推壓到殼體51上。因此，可以在整個外周上在殼體51與電動機(jī)55的外殼553之間實(shí)現(xiàn)密封。
[0066]定子551布置在板狀部件56的上側(cè)，并且具有由A相線圈55IA和B相線圈55IB構(gòu)造而成的兩相結(jié)構(gòu)。電動機(jī)55是被稱作兩相步進(jìn)電動機(jī)的電動機(jī)。
[0067]布置在外殼553中的轉(zhuǎn)子552由磁性材料制成。轉(zhuǎn)子552具有近似柱狀主體552a和圓筒形磁體552b。主體552a的一部分從上表面和下表面以環(huán)形凹部形狀被移除。圓筒形磁體552b由永磁體制成,并布置在主體552a的外圓周表面上。圓筒形磁體552b在轉(zhuǎn)子552的旋轉(zhuǎn)方向上以均勻間距被磁化。
[0068]凹部限定在轉(zhuǎn)子552的主體552a中，并且從下表面的中心部分向上凹。閥構(gòu)件53的軸53a的上端固定到凹部的頂部表面部中。
[0069]螺紋部分形成在轉(zhuǎn)子552的主體552a的的凹部的內(nèi)周表面上。另一方面，圓筒形外螺紋部分51b固定到殼體51，并向上突起。外螺紋形成在外螺紋部分51b的外圓周表面上。
[0070]通過組合多個齒輪構(gòu)造而成的減速機(jī)構(gòu)59布置在轉(zhuǎn)子552的主體552a的凹部的內(nèi)圓周表面與外螺紋部分5Ib的外圓周表面之間。減速機(jī)構(gòu)59可以例如由具有太陽齒輪和行星齒輪的行星齒輪機(jī)構(gòu)形成?？蛇x地，減速機(jī)構(gòu)59可以通過組合多個正齒輪構(gòu)造而成。
[0071]減速機(jī)構(gòu)59具有與形成在轉(zhuǎn)子552的主體552a的凹部的內(nèi)圓周表面中的螺紋部分哨合的輸入齒輪和與形成在外螺紋部分51b的外圓周表面中的外螺紋哨合的輸出齒輪，并且使轉(zhuǎn)子552的旋轉(zhuǎn)減速并將所述旋轉(zhuǎn)傳遞給外螺紋部分51b。
[0072]因此，轉(zhuǎn)子552的旋轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子552在軸向方向(在附圖中的上下方向上)上移動。因?yàn)樵谵D(zhuǎn)子552與外螺紋部分51b之間采用減速機(jī)構(gòu)59，因此轉(zhuǎn)子552在軸向方向上的位移量相對于轉(zhuǎn)子552的旋轉(zhuǎn)量相對較小。
[0073]當(dāng)轉(zhuǎn)子552在軸線方向上旋轉(zhuǎn)并移動時，固定到轉(zhuǎn)子552的主體552a的閥構(gòu)件53也位移，從而改變閥構(gòu)件53與閥座52a之間的開口度。
[0074]由電動機(jī)55、減速機(jī)構(gòu)59和經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)59與轉(zhuǎn)子552螺紋連接的外螺紋部分51b限定的結(jié)構(gòu)可以對應(yīng)于具有步進(jìn)電動機(jī)并通過根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度使閥構(gòu)件移動來控制制冷劑通路的開口度的電驅(qū)動裝置。
[0075]如圖1中清楚地所示，閥構(gòu)件53的軸53a具有臺階部。彈簧54插入在臺階部與轉(zhuǎn)子552的主體552a的頂部表面之間。因此，如果在閥構(gòu)件53位于閥座52a上之后轉(zhuǎn)子552向下位移，則彈簧54被壓縮，使得能夠限制過度負(fù)載施加到限定在閥構(gòu)件53與閥座52a之間的底座部。
[0076]此外，因?yàn)閺臍んw51突出的銷部件51c和從轉(zhuǎn)子552突出的銷部件552c相互接觸，因此能夠限制轉(zhuǎn)子552具有過量轉(zhuǎn)動位移。
[0077]如圖1所示，E⑶10具有空氣調(diào)節(jié)控制器101、輸入處理器102和驅(qū)動單元103。輸入處理器102處理從每一個開關(guān)或傳感器輸入的信號，并且處理后的信號被發(fā)送到空氣調(diào)節(jié)控制器101。驅(qū)動單元103將由控制器101確定的數(shù)值信息作為電信號輸出以控制每一個致動器(伺服電動機(jī)13-15、鼓風(fēng)電動機(jī)16、節(jié)流閥26、電磁閥34或變換器20)。
[0078]E⑶10還具有步進(jìn)驅(qū)動控制器111、驅(qū)動單元113、和輸入處理器112。步進(jìn)驅(qū)動控制器111接收由空氣調(diào)節(jié)控制器101確定的關(guān)于閥50的開口度的指令，并根據(jù)所述指令確定電動機(jī)55的驅(qū)動信息(例如，電流值)。具體地，例如，由步進(jìn)驅(qū)動控制器111設(shè)定閥50的電動機(jī)55的驅(qū)動方向(旋轉(zhuǎn)方向)和閥50的電動機(jī)55的驅(qū)動中的步進(jìn)數(shù)(脈沖數(shù))。驅(qū)動裝置113根據(jù)由步進(jìn)驅(qū)動控制器111確定的閥50的驅(qū)動信息通過PWM控制激勵定子551的A相線圈55IA和B相位線圈551B。A相線圈55IA和B相位線圈55IB的電流值被輸入給輸入處理器112，并且輸入處理器112相對于步進(jìn)驅(qū)動控制器111執(zhí)行反饋控制。
[0079]步進(jìn)驅(qū)動控制器111輸入由空氣調(diào)節(jié)器控制器101確定的關(guān)于閥50的開口度的指令，并根據(jù)輸入的指令和實(shí)際閥開口度確定諸如閥50的電動機(jī)55的驅(qū)動方向(旋轉(zhuǎn)方向)和步進(jìn)數(shù)(脈沖數(shù))的驅(qū)動信息。進(jìn)一步地，步進(jìn)驅(qū)動控制器111可以通過確定操作循環(huán)模式的改變來確定電流值的指示，并且可以將所述指示輸出給驅(qū)動單元113。
[0080]步進(jìn)驅(qū)動控制器111、輸入處理器112、和驅(qū)動單元113可以限定驅(qū)動和控制步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動控制裝置。
[0081]當(dāng)選擇冷卻模式作為制冷循環(huán)3的操作模式時，空氣調(diào)節(jié)器控制器101將閥開口度的指示輸出給步進(jìn)驅(qū)動控制器111。閥開口度的指示命令可變節(jié)流閥50完全打開。當(dāng)選擇加熱模式或除濕模式(除濕加熱模式)作為制冷循環(huán)3的操作模式時，空氣調(diào)節(jié)器控制器101將閥開口度的指示輸出給步進(jìn)驅(qū)動控制器111。閥開口度的指示命令可變節(jié)流閥50減壓和膨脹制冷劑，使得制冷循環(huán)3的操作效率變得更好以執(zhí)行期望的空氣調(diào)節(jié)。
[0082]圖3是圖示冷卻模式、除濕加熱模式和加熱模式中的每一個中閥開口度與制冷劑流量之間的關(guān)系的曲線圖?？勺児?jié)流閥50具有由實(shí)線和黑點(diǎn)顯示的閥開口度的指令區(qū)域。在加熱模式中，在其中制冷劑流量相對較小的小流量控制區(qū)域內(nèi)指令適當(dāng)?shù)拈y開口度。在除濕加熱模式下，在中間流量控制區(qū)域內(nèi)指令適合的閥開口度。在冷卻模式下，在大流量區(qū)域中指令最大閥開口度以具有最大流量。
[0083]接下來，說明由本實(shí)施例的由步進(jìn)驅(qū)動控制器111、輸入處理器112和驅(qū)動單元113構(gòu)成的驅(qū)動控制裝置執(zhí)行的閥50的開口度控制。圖4是圖示由驅(qū)動控制裝置進(jìn)行的閥開口度控制的概要的流程圖。
[0084]如圖4所示，驅(qū)動控制裝置輸入由空氣調(diào)節(jié)器控制器101確定的閥50的電動機(jī)55的驅(qū)動方向(打開方向)和步進(jìn)數(shù)(脈沖數(shù))以及關(guān)于操作循環(huán)模式的改變的信息(S210)。
[0085]這里，用于閥50的閥開口度指令被輸入，并且根據(jù)輸入的閥開口度指令和實(shí)際的閥開口度確定諸如閥50的電動機(jī)55的驅(qū)動方向(打開方向)和步進(jìn)數(shù)(脈沖數(shù))的驅(qū)動信息。進(jìn)一步地，可以例如根據(jù)圖3中所示的特征值確定操作循環(huán)模式的改變。
[0086]接下來，根據(jù)S210確定操作循環(huán)是否存在改變(S220)。當(dāng)在S220中確定操作循環(huán)沒有改變時，確定將由電動機(jī)55執(zhí)行的步進(jìn)數(shù)(脈沖數(shù))是否大于或等于預(yù)定值(S230)。
[0087]當(dāng)在S230中確定步進(jìn)數(shù)沒有大于或等于預(yù)定值(小于預(yù)定值)時，電流值A(chǔ)l (正常時的預(yù)定電流值)被設(shè)定為恒定電流驅(qū)動的電流值(S240)。接著，通過輸出電流值A(chǔ)l來執(zhí)行恒定電流驅(qū)動，使得電動機(jī)具有正常轉(zhuǎn)速Rl (S250)。接著，驅(qū)動控制裝置返回到S210。
[0088]當(dāng)在S220中確定操作循環(huán)沒有改變時，并且當(dāng)在S230中確定步進(jìn)數(shù)大于或等于預(yù)定值時，(即，盡管操作循環(huán)沒有改變，在確定閥開口度的改變程度較大，即大于或等于預(yù)定值的情況下)，驅(qū)動控制裝置進(jìn)行到S260。
[0089]在S260中，確定自從電流值的最后一次增加之后是否已經(jīng)過去預(yù)定時間T。從電流值的最后一次增加逝去的時間是在執(zhí)行隨后所述的S270、S280和S290之后緊接著逝去的時間。當(dāng)在S260中確定自從電流值最后一次增加之后還沒有經(jīng)過預(yù)定時間T時，驅(qū)動控制裝置進(jìn)行到S240。
[0090]當(dāng)通過執(zhí)行S270、S280、和S290增加恒定電流驅(qū)動的電流值時，驅(qū)動控制裝置(具體地，驅(qū)動控制裝置的組件)的溫度增加。作為S260中的判定值的預(yù)定時間T是用于確定在伴隨電流值的增加溫度增加之后驅(qū)動控制裝置的組件的溫度是否降低的閾值。
[0091]因此，當(dāng)在S260中確定自從電流值最后一次增加之后還沒有過去預(yù)定時間T時，確定驅(qū)動控制裝置的組件的溫度沒有充分降低。如果電流值再次增加，則可能驅(qū)動控制裝置的組件可能具有過高溫度，并且可能會產(chǎn)生功能誤差，因此禁止電流值增加。
[0092]當(dāng)在S260中確定自從電流值最后一次增加之后已經(jīng)逝去預(yù)定時間T時,作為大于電流值A(chǔ)l的電流值A(chǔ)2(高速旋轉(zhuǎn)時的預(yù)定電流值)被設(shè)定為恒定電流驅(qū)動的電流值(S270)，這是因?yàn)榧僭O(shè)驅(qū)動控制裝置的組件的溫度被充分降低。接著，根據(jù)S210中輸入的脈沖數(shù)的指令值和用于循環(huán)改變的預(yù)定允許時間計算電動機(jī)55的目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)R2(S280)。
[0093]在執(zhí)行S280之后，以電流值A(chǔ)2執(zhí)行恒定電流驅(qū)動以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)55的目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)R2 (S290)。然后，驅(qū)動控制裝置返回到S210。
[0094]因此，當(dāng)在制冷循環(huán)3的加熱模式、制冷循環(huán)3的除濕加熱模式和制冷循環(huán)3的冷卻模式的三種模式之間執(zhí)行模式改變時，本實(shí)施例的由步進(jìn)驅(qū)動控制器111、輸入處理器112和ECUlO的驅(qū)動單元113構(gòu)成的驅(qū)動控制裝置增加用于電動機(jī)55的恒定電流驅(qū)動的電流值，其中在所述加熱模式中，流動通過閥50的制冷劑通路51a的制冷劑的流量低于或等于第一預(yù)定值，在所述除濕加熱模式中，流動通過制冷劑通路51a的制冷劑的流量超過第一預(yù)定值并低于或等于第二預(yù)定值，在所述冷卻模式中，與當(dāng)在加熱模式內(nèi)實(shí)施流量控制時使用的恒定電流值和當(dāng)在除濕加熱模式內(nèi)實(shí)施流量控制時所使用的恒定電流值相比，流動通過制冷劑通路51a的制冷劑的流量在超過第二預(yù)定值的流動區(qū)域中最大。
[0095]因此，從電源供應(yīng)的電壓改變時，驅(qū)動控制裝置可以通過恒定電流驅(qū)動穩(wěn)定地驅(qū)動電動機(jī)55。
[0096]此外，當(dāng)在其中閥開口度在低于或等于第一預(yù)定值的小流量區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的加熱模式與其中閥開口度在超過第一預(yù)定值的中間流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的除濕加熱模式之間執(zhí)行模式改變時，與當(dāng)閥開口度在模式中的每一個模式中改變時所使用的恒定電流值相比，電動機(jī)55的恒定電流驅(qū)動的電流值增加。因此，當(dāng)在加熱模式與除濕加熱模式之間改變模式時，電動機(jī)55的生成扭矩增加以使閥構(gòu)件53位移，使得閥開口度可以被迅速改變。
[0097]在這種情況下，其中閥開口度在加熱模式時改變的模式對應(yīng)于其中制冷劑通路的開口度在低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域內(nèi)改變的第一模式，而其中閥開口度在除濕加熱模式時改變的模式對應(yīng)于制冷劑通路的開口度在超過所述預(yù)定值的第二流動區(qū)域內(nèi)改變的第二模式。
[0098]此外，當(dāng)在其中閥開口度在低于或等于第二預(yù)定值的小流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的加熱模式和除濕加熱模式與其中閥開口度在超過第二預(yù)定值的大流動區(qū)域內(nèi)改變以使閥開口度最大的冷卻模式之間執(zhí)行模式改變時，與當(dāng)閥開口度在加熱模式和除濕加熱模式中改變時所使用的恒定電流值相比，電動機(jī)55的恒定電流驅(qū)動的電流值增加。因此，當(dāng)在其中制冷劑被減壓和膨脹的加熱模式和除濕加熱模式與其中制冷劑在全開模式下沒有被減壓的冷卻模式之間執(zhí)行模式改變時，電動機(jī)55的生成扭矩增加以使閥構(gòu)件53移動，使得可以迅速地改變閥開口度。
[0099]在這種情況下，其中閥開口度在加熱模式和除濕加熱模式時改變的模式對應(yīng)于其中制冷劑通路的開口度在低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域內(nèi)改變的第一模式，而其中閥開口度在冷卻模式時改變的模式對應(yīng)于制冷劑通路的開口度在超過所述預(yù)定值的第二流動區(qū)域內(nèi)改變的第二模式。
[0100]如圖5所示，如果電流值被設(shè)定為恒定，例如在當(dāng)由步進(jìn)電動機(jī)構(gòu)成的電動機(jī)55由恒定電流驅(qū)動時的Al處，不能執(zhí)行高速旋轉(zhuǎn)，這是因?yàn)轫憫?yīng)于在循環(huán)切換時的高速旋轉(zhuǎn)的指令生成扭矩被減小。在本實(shí)施例中，在需要高速旋轉(zhuǎn)的循環(huán)切換時，電流值增加到A2以增加生成扭矩，使得可以實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。
[0101]因此，當(dāng)在其中閥開口度在相對較小的流動控制區(qū)域內(nèi)被改變的模式與其中閥開口度在相對較大的流動控制區(qū)域內(nèi)被改變的模式之間執(zhí)行模式改變時，可以縮短達(dá)到設(shè)定的閥開口度所耗費(fèi)的時間。此外，不需要增加電動機(jī)的尺寸。
[0102]此外，在圖4中所示的S260中，當(dāng)從電流值的最后一次增加經(jīng)過的時間相對于預(yù)定時間T縮短(在短側(cè))，從而與驅(qū)動控制裝置的組件的溫度有關(guān)的物理量的值較高時，即使在模式切換時，通過執(zhí)行S240和S250，驅(qū)動控制裝置也能夠禁止電流值的增加。
[0103]如果驅(qū)動控制裝置的組件的溫度變高，則驅(qū)動控制裝置可能會具有功能誤差。因此，當(dāng)與驅(qū)動控制裝置的組件的溫度有關(guān)的物理量的值高于閾值時，即使在模式切換時，也能夠禁止電流值的增加，從而限制驅(qū)動控制裝置的組件的溫度的增加。因此，可以限制驅(qū)動控制裝置具有功能誤差。此外，在這種情況下，雖然步進(jìn)電動機(jī)變得難以具有高速旋轉(zhuǎn)，但是由于施加到電動機(jī)55的電力可以減少，因此可以提高操作效率。
[0104]此外，在圖4中所示的S280中，驅(qū)動控制裝置由循環(huán)切換的脈沖數(shù)量的指令值和允許時間計算步進(jìn)電動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并且在S290中，驅(qū)動控制裝置通過輸出恒定電流進(jìn)行驅(qū)動以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)速。因此，在循環(huán)切換時(在模式切換時)，步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)所需的程度被增高，因此可以控制驅(qū)動控制裝置中的熱量的生成。[0105]此外，在圖4中所示的S230中，即使不是在循環(huán)切換時，即，即使在同一模式中，當(dāng)閥開口的改變程度大時，即，改變閥開口度時的脈沖數(shù)大于或等于預(yù)定值時，驅(qū)動控制裝置也允許步進(jìn)電動機(jī)在S260、S270、S280和S290中具有高速旋轉(zhuǎn)。因此，即使沒有模式切換時，也可以縮短達(dá)到設(shè)定的閥開口度所耗費(fèi)的時間。
[0106]此外,根據(jù)本實(shí)施例,加熱用可變節(jié)流閥50配備有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)59，并且閥構(gòu)件53通過減速機(jī)構(gòu)59由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移。雖然可以通過配備有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)59實(shí)現(xiàn)高流動控制精度，但是如果步進(jìn)電動機(jī)僅以普通轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，則在改變閥開口度時可能需要耗費(fèi)更多的時間使閥構(gòu)件53移動。因此，將本公開應(yīng)用于配備有減速機(jī)構(gòu)59的閥50非常有效。
[0107]雖然在參照圖2的制冷循環(huán)系統(tǒng)的說明中被省略，但是如圖1所示，高壓側(cè)制冷劑壓力傳感器40A被布置以用于檢測在閥構(gòu)件53的上游的制冷劑通路51a中的壓力，即，用于檢測在閥50對制冷循環(huán)中的制冷劑進(jìn)行減壓之前的制冷劑壓力。步進(jìn)驅(qū)動控制器111可以根據(jù)由高壓側(cè)制冷劑壓力傳感器40A檢測到的制冷劑壓力改變電動機(jī)55的恒定電流驅(qū)動的電流值。具體地，當(dāng)檢測到的制冷劑壓力變大時，恒定電流驅(qū)動的電流值可以增加。
[0108]因此，恒定電流驅(qū)動的電流值根據(jù)在制冷劑通路51a中的閥構(gòu)件53的上游的制冷劑壓力的增加而增加。在這種情況下，當(dāng)負(fù)載水平增加時，恒定電流驅(qū)動的電流值增加以增加最大生成扭矩。
[0109]如圖1所示，高壓側(cè)制冷劑壓力傳感器40A被布置以用于檢測在閥構(gòu)件53上游的制冷劑通路51a中的壓力以檢測在制冷循環(huán)中通過節(jié)流閥50減壓之前的制冷劑的壓力。然而，傳感器40A不局限于放置在節(jié)流閥50的直接上游的制冷劑管中。例如，傳感器40A可以布置在殼體51中以面對在閥構(gòu)件53的上游的制冷劑通路51a。進(jìn)一步地，排出壓力傳感器40可以作為高壓側(cè)制冷劑壓力傳感器被共用。
[0110]可以根據(jù)在制冷劑通路51a中的閥構(gòu)件53的上游側(cè)與下游側(cè)之間的壓力差的增加來增加恒定電流驅(qū)動的電流值?？蛇x地，可以根據(jù)從三個或更多個傳感器傳輸?shù)膫鞲衅餍畔⒖刂坪愣娏髦怠?br> [0111]雖然省略了詳細(xì)說明，但是冷卻用可變節(jié)流閥26可以具有與加熱用可變節(jié)流閥50相同的結(jié)構(gòu)。因此，冷卻用可變節(jié)流閥26和加熱用可變節(jié)流閥50可以被形成為通用的。
[0112]本公開不局限于以上實(shí)施例，而是可以在不背離本公開的保護(hù)范圍的情況下通過變形進(jìn)行實(shí)施。
[0113]在以上實(shí)施例中，當(dāng)在其中閥開口度在低于或等于第一預(yù)定值的小流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的加熱模式與其中閥開口度在超過第一預(yù)定值的中間流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的除濕加熱模式之間執(zhí)行模式改變時，與當(dāng)閥開口度在模式中的每一個模式中改變時(當(dāng)閥開口在低于或等于第一預(yù)定值的流動范圍內(nèi)改變時和當(dāng)閥開口在超過第一預(yù)定值的流動范圍內(nèi)改變時)所使用的電流值相比，電動機(jī)55的恒定電流驅(qū)動的電流值增加，但是本公開不局限于此。
[0114]例如，當(dāng)在其中閥開口度在低于或等于第一預(yù)定值的流動范圍內(nèi)改變的加熱模式下的電流值不同于在其中閥開口度在超過第一預(yù)定值的流動范圍內(nèi)改變的除濕加熱模式下的電流值時，所需要的僅僅是增加在模式切換時的電流值以至少大于在小流動區(qū)域內(nèi)執(zhí)行流量控制的加熱模式中的電流值。[0115]S卩，當(dāng)在其中閥開口度在低于或等于第一預(yù)定值的小流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的第一模式與其中閥開口度在超過第一預(yù)定值的中間流動區(qū)域內(nèi)改變以減壓和膨脹制冷劑的第二模式之間執(zhí)行模式改變時，所需要的僅僅是與用于在第一模式中改變制冷劑通路的開口度所用的電流值相比增加恒定電流驅(qū)動的電流值。
[0116]此外，在以上實(shí)施例中，當(dāng)與預(yù)定時間T相比從最后一次電流值增加逝去的時間較短(短時間)，因而驅(qū)動控制裝置的組件的溫度仍然較高時，即使在模式切換時，驅(qū)動控制裝置也能夠禁止電流值增加。即，逝去時間對應(yīng)于與驅(qū)動控制裝置的組件的溫度有關(guān)的物理量，但是本公開不局限于此。
[0117]當(dāng)除了逝去時間之外的與驅(qū)動控制裝置的組件的溫度有關(guān)的其它物理量的值使得驅(qū)動控制裝置的組件的溫度高于預(yù)先限定的閾值時，即使在模式切換時，也可以禁止電流值的增加。此外，可以直接檢測組件的溫度，并且即使在模式切換時，當(dāng)檢測溫度高于閾值時，也可以禁止電流值的增加。
[0118]此外，在以上實(shí)施例中，雖然省略了關(guān)于步進(jìn)電動機(jī)的步進(jìn)驅(qū)動系統(tǒng)的說明，但是步進(jìn)電動機(jī)可以具有全步進(jìn)驅(qū)動或微步進(jìn)驅(qū)動。此外，根據(jù)需要的分辨力，可以相互組合全步進(jìn)驅(qū)動和微步進(jìn)驅(qū)動。
[0119]全步進(jìn)驅(qū)動表示其中轉(zhuǎn)子552的齒(例如，圓筒形磁體552b的磁極)從與定子551的齒(例如，由每一個相位線圈磁化的磁極)相對的位置一步移動到與緊接于定子551的所述齒的齒相對的位置的驅(qū)動方法。微步進(jìn)驅(qū)動表示其中轉(zhuǎn)子552的齒從與定子551的齒相對的位置通過多個步驟逐漸移動到與緊接于定子551的所述齒的齒相對的位置的驅(qū)動方法。即，在微步進(jìn)驅(qū)動中，全步進(jìn)驅(qū)動中的一步的驅(qū)動角度被分成多步(使得，可以將轉(zhuǎn)子552的齒停止在定子551的兩個齒之間)。
[0120]此外，在以上實(shí)施例中，雖然可變節(jié)流閥50配備有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)59，并且閥構(gòu)件53通過減速機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)位移，但是本公開不局限于此。本公開應(yīng)用于未配備有減速機(jī)構(gòu)的膨脹閥裝置是有效的。
[0121]電動機(jī)55可以是除兩相步進(jìn)電動機(jī)之外的多相步進(jìn)電動機(jī)。例如，電動機(jī)55可以是五相步進(jìn)電動機(jī)。
[0122]除了超臨界蒸汽壓縮熱泵循環(huán)之外，制冷循環(huán)3可以是其中高壓側(cè)壓力等于或低于臨界壓力的蒸汽壓縮熱泵循環(huán)。
[0123]對應(yīng)于膨脹閥裝置的可變節(jié)流閥50和驅(qū)動并控制可變節(jié)流閥50的驅(qū)動控制裝置除了用于車輛空氣調(diào)節(jié)器的制冷循環(huán)之外可以應(yīng)用于固定式制冷循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種膨脹閥裝置，所述膨脹閥裝置布置在制冷循環(huán)(3)中以減壓和膨脹在制冷循環(huán)中循環(huán)的制冷劑，所述膨脹閥裝置包括: 殼體(51),所述殼體限定使制冷劑流過的制冷劑通路(51a)； 閥構(gòu)件(53)，所述閥構(gòu)件布置在殼體中以改變制冷劑通路的開口度； 電動驅(qū)動器(55)，所述電動驅(qū)動器具有步進(jìn)電動機(jī)以通過根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度使閥構(gòu)件移位來控制開口度；和 驅(qū)動控制裝置(10)，所述驅(qū)動控制裝置以恒定電流驅(qū)動和控制步進(jìn)電動機(jī)，其中驅(qū)動控制裝置在第一模式與第二模式之間以恒定電流執(zhí)行模式改變，在所述第一模式中，制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量低于或等于預(yù)定值的第一流動區(qū)域中改變，在所述第二模式中，制冷劑通路的開口度在流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量高于所述預(yù)定值的第二流動區(qū)域中改變，并且驅(qū)動控制裝置增加模式改變時的恒定電流的值(A2)以大于當(dāng)制冷劑通路的開口度在第一模式中改變時的恒定電流的值(Al)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹閥裝置，其中 所述驅(qū)動控制裝置具有使步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)減速的減速機(jī)構(gòu)(59)，并且 所述閥構(gòu)件通過減速機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)移位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膨脹閥裝置，其中 當(dāng)驅(qū)動控制裝置的溫度高于預(yù)定值時，或當(dāng)與溫度相關(guān)的物理量的值高于預(yù)定閾值時，即使在模式改變時，驅(qū)動控制裝置也能夠禁止恒定電流的值的增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的膨脹閥裝置，其中 所述第一模式是其中當(dāng)必需使流動通過制冷劑通路的制冷劑減壓時制冷劑在第一流動區(qū)域中被減壓和膨脹的減壓膨脹模式，并且 所述第二模式是其中當(dāng)不需要對流動通過制冷劑通路的制冷劑進(jìn)行減壓時閥構(gòu)件使制冷劑通路的開口度最大以使得流動通過制冷劑通路的制冷劑的流量在第二流動區(qū)域中變得最大的全開模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的膨脹閥裝置，其中 所述第一模式是其中制冷劑在第一流動區(qū)域中被減壓和膨脹的第一減壓膨脹模式， 所述第二模式是其中制冷劑在第二流動區(qū)域中被減壓和膨脹的第二減壓膨脹模式，并且 所述驅(qū)動控制裝置增加模式改變時的恒定電流的值以大于當(dāng)開口度在第一模式中改變時的恒定電流的值和當(dāng)開口度在第二模式中改變時的恒定電流的值兩者。
【文檔編號】F16K31/04GK103732964SQ201280040408
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月24日
【發(fā)明者】鈴木佑哉, 松木達(dá)廣, 竹元和明 申請人:株式會社電裝