热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置与流程

本发明涉及空调控制技术领域，具体涉及一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置。

背景技术：

为了满足客户的舒适性和车辆除霜除雾的需求，目前绝大部分汽车都配置了空调系统。空调系统由制冷系统和采暖系统组成。传统燃油车使用发动机作为动力源，制冷采用发动机上的12V空调压缩机实现，采暖使用发动机冷却系统的余热实现。而纯电动车由于没有发动机，只使用驱动电机作为动力源，因此其空调系统属于一种电动空调系统，即制冷采用的是一个独立的320V高压的电动压缩机实现，采暖使用的是一个独立布置于空调主机内的320V高压的PTC加热实现。

纯电动汽车的电动压缩机一般功率2.5kW以上，COP值，即制冷效率1.8左右；PTC一般功率2.5kW-3.5kW，COP值小于1，约为0.9左右。相比较制冷，采暖系统效率低的多。炎热环境下使用纯电动车，如开启电动压缩机实现制冷功能，整车续驶里程约下降15％-20％；而寒冷环境下使用纯电动车，如开启PTC实现采暖功能，由于其能耗更大，效率更低，则会导致整车续驶里程下降达30％以上。因此，开发更加节能高效的热泵空调系统已成为纯电动汽车的发展趋势，国际整车企业如尼桑、宝马、现代、特斯拉等，已经开始在纯电动汽车产品上应用热泵空调系统。

热泵空调系统主要由车外换热器1’，四通换向阀2’、PTC辅助加热3’、空调主机4’、车内换热器5’、鼓风机6’、电子膨胀阀7’、电动压缩机8’、热泵控制器9’组成，其中为了强化-10℃以下的寒带地区采暖效果，部分热泵空调系统配置PTC辅助加热装置3’，即当温度低于-10℃时，车内换热器5’工作的同时PTC辅助加热装置3’也在工作。热泵空调系统管道内流动的是冷媒，目前主要使用R134a型冷媒。热泵空调系统的工作是由热泵控制器9’控制的并且在热泵空调系统制冷或制热时热泵控制器9’均可以控制鼓风机6’一直处于工作中。热泵空调系统组成结构如图1所示。

热泵空调系统制冷具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体，四通换向阀2’切换冷媒流向至车外换热器1’，经车外空气与冷媒之间的热交换，冷媒降温成为低温高压的液体，流经电子膨胀阀7’，冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入空调主机4’的车内换热器5’内；冷媒与车内气体热交换，车内气体温度下降，冷媒转化为高温低压的气体，再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环，调节车内温度在凉爽舒适的范围内。以上运行过程由图1中热泵控制器9’控制。

热泵空调系统采暖具体工作流程为:电动压缩机8’将高温低压的气态冷媒压缩成高温高压的液体，四通换向阀2’切换冷媒流向至车内换热器5’，经车内空气与冷媒之间的热交换，车内气体温度升高，冷媒降温成为低温高压的液体，流经电子膨胀阀7’，冷媒膨胀为低温低压的液珠并被推动流入车外换热器1’内；冷媒与车外气体热交换，冷媒吸收车外气体的热量，转化为高温低压的气体，再经四通换向阀2’流向电动压缩机。按此方式不断循环，调节车内温度在温暖舒适的范围内。所述四通换向阀2’、所述电子膨胀阀7’以及所述电动压缩机8’的运行由热泵控制器9’控制。

从上述原理分析中可以看出，电子膨胀阀是热泵空调系统核心部件之一，集成了电磁阀与膨胀阀的功能，一方面可以受控实现电磁阀开关的开关功能，另一方面可以受控调整阀体开度实现膨胀阀调节流量的功能。电子膨胀阀必须具备双向导通和膨胀功能，且膨胀开度必须精确、迅速调节，以满足热泵空调流量迅速变化、快速调节车内温度的要求。

现有技术中，热泵空调系统中电子膨胀阀控制一般由热泵控制器获取电动压缩机压力并直接使用查表法得到电子膨胀阀的开度，最终形成开度控制表，但一旦生成开度控制表，调节比较简易，但不容易控制精细，适应性差；而实际的热泵空调系统往往具有很强的非线性、时变性和滞后性，因此，现有技术中，电子膨胀阀的直接查表法不具备自适应能力。

技术实现要素：

本发明提供了一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置，以提高热泵空调系统的控制精度与稳定性，并节约系统能耗。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法，应用于纯电动汽车，包括：

获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度；

由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度，计算得到实际过热度；

获取空调面板发出的制热或制冷状态，并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度；

将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差；

根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。

优选地，所述电子膨胀阀包括：阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机，所述方法还包括：

所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度，并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数，然后将所述目标工作步数发送给阀内步进电机，以控制所述阀内步进电机的工作。

优选地，所述方法还包括：

所述阀体控制器通过霍尔传感器获取所述阀内步进电机的运行步数；

根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。

优选地，所述由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度，计算得到实际过热度包括：

由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度；

将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差，得到所述实际过热度。

优选地，所述根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度包括：

利用所述过热偏差通过PID计算得到目标调节开度；

将上一时刻电子膨胀阀开度与所述目标调节开度之和作为当前电子膨胀阀开度。

优选地，所述方法还包括：

获取车外环境温度；

在制冷状态时，根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速；

在制热状态时，根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。

一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置，应用于纯电动汽车，所述热泵空调系统包括：车外换热器、四通换向阀、电动压缩机、车内换热器、热泵控制器；所述四通换向阀通过管路分别与所述车外换热器、所述电动压缩机以及所述车内换热器连接；所述控制装置包括：压力传感器、第一温度传感器以及连接在所述车内换热器与所述车外换热器之间的电子膨胀阀；所述热泵控制器分别与空调面板、所述压力传感器、所述第一温度传感器、所述电子膨胀阀、所述四通换向阀以及所述电动压缩机电连接；所述压力传感器安装在所述电动压缩机吸气端，用于采集电动压缩机吸气端压力；所述第一温度传感器安装在所述车内换热器出口处，用于采集车内换热器出口温度；所述热泵控制器由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度计算得到实际过热度，获取空调面板发出的制热或制冷状态，并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度，将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差，根据所述过热度偏差确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给所述电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。

优选地，所述电子膨胀阀包括：阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机；所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度，并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数，所述阀体控制器将所述目标工作步数发送给阀内步进电机，以控制所述阀内步进电机的工作；

所述电子膨胀阀还包括：连接在所述阀内步进电机与所述阀体控制器之间的霍尔传感器；所述霍尔传感器用于采集所述阀内步进电机的运行步数；所述阀体控制器获取所述阀内步进电机的运行步数，并根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。

优选地，所述热泵控制器在获取到所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度后，由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度，并将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差得到实际过热度。

优选地，所述热泵控制器在得到过热度偏差后，利用所述过热偏差通过PID计算得到目标调节开度，并将上一时刻电子膨胀阀开度与所述目标调节开度之和作为当前电子膨胀阀开度。

优选地，所述装置还包括：

安装在车外、与所述热泵控制器电连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集车外环境温度；

所述热泵控制器在制冷状态时，根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速；

所述热泵控制器在制热状态时，根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置，热泵控制器获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度，由所述电动压缩机吸气端压力与所述电动压缩机吸气端温度计算得到实际过热度，获取空调面板发出的制热或制冷状态；根据所述制热或制冷状态设置目标过热度；将所述实际过热度与所述目标过热度做差，得到过热度偏差；根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。通过本发明，提高了热泵空调系统的控制精度与稳定性，并减少了系统能耗。

附图说明

图1是现有技术中热泵空调系统的结构示意图。

图2是本发明实施例热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法的一种流程图。

图3是本发明实施例热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法的另一种流程图。

图4是本发明实施例中开度曲线图。

附图中标记：

1’、车外换热器 2’、四通换向阀 3’、PTC辅助加热 4’、空调主机 5’、车内换热器 6’、鼓风机 7’、电子膨胀阀 8’、电动压缩机 9’、热泵控制器

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

如图2所示是本发明实施例热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法的一种流程图，包括以下步骤：

步骤100：开始。

步骤101：获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度。

需要说明的是，由于适用于热泵空调系统，热泵空调系统是针对纯电动汽车的，因此本发明实施例提供的方法应用于纯电动汽车。

进一步，电动压缩机吸气端压力可以由安装在所述电动压缩机吸气端的压力传感器采集得到；车内换热器出口温度可以由安装在所述车内换热器出口处的第一温度传感器采集得到。

本发明实施例控制主要由热泵控制器根据电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度以及空调控制面板发出的制热或制冷状态计算电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀中阀体控制器实现对阀门步进电机的控制；所述电子膨胀阀包括：阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机。

步骤102：由所述车内换热器出口温度与所述电动压缩机吸气端温度，计算得到实际过热度。

具体地，所述由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度，计算得到实际过热度包括：

由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度；将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差，得到所述实际过热度。

需要说明的是，本发明实施例中，查表的表格为饱和温度压力表，饱和温度压力表表示：在饱和温度T(℃)下对应的压力值P(MPa)，热泵控制器根据流通在热泵空调系统中不同的冷媒得到不同的饱和温度压力表；比如，当热泵空调系统中流通的是R134a冷媒时，则饱和温度压力表如表1所示。当然，流通在热泵空调系统的冷媒也可以如CO2的其他冷媒。

表1

步骤103：获取空调面板发出的制热或制冷状态。

需要说明的是，空调面板为操作人员输入装置，所述空调面板上部具有控制热泵空调系统的控制按键，比如，制冷键、制热键；热泵控制器根据所述空调面板的按键确定当前操作人员对热泵控制系统的操作。

步骤104：根据所述制热或制冷状态设置目标过热度。

具体地，当处于制冷状态时，可以设置目标过热温度为第一目标温度，所述第一目标温度可以根据热泵空调系统的硬件性能确定，比如，第一目标温度为5℃；当处于制热状态时，可以设置目标过热温度为第二目标温度，所述第二目标温度可以根据热泵空调系统的硬件性能确定，比如，第二目标温度为10℃。

步骤105：将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差。

步骤106：根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制电子膨胀阀的工作。具体地，所述根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度包括：

利用所述过热偏差e通过PID计算得到目标调节开度CTS；将上一时刻电子膨胀阀开度K_n-1与所述目标调节开度CTS之和作为当前电子膨胀阀开度K_n，即K_n＝CTS+K_n-1；n≥0。

所述由所述过热偏差e通过PID计算得到目标调节开度CTS；具体地，包括：CTS＝A_n+B_n+C_n；A_n＝P*e；B_n＝I*e+B_n-1；C_n＝D*e/(t_n-t_n-1)；n≥1；其中，P、I、D是调节参数，它们是依据稳定时间、响应速度、静态误差等因素等开发经验标定确定，比如，P为0.48，I为0.12，D为0.01。进一步，当CTS＞0时，表示电子膨胀阀的开度调大；当CTS＜0时，表示电子膨胀阀的开度调小；当电子膨胀阀初始时处于关闭状态，即CTS＝0，即A₀＝0，B₀＝0，C₀＝0。

步骤107：退出。

本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法，根据电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度，计算得到实际过热度；根据空调面板发出的制冷或制热状态，设置目标过热度；将所述实际过热度与所述目标过度做差得到过热度偏差，从而根据所述过热度偏差计算得到电子膨胀阀开度并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制器电子膨胀阀的工作。通过本发明，使热泵空调系统制冷剂的流量能够直接满足压缩机功率的匹配需求，可节约能耗；使热泵空调系统具有快速反应能力，使电子膨胀阀在很短的时间内迅速接近目标控制值；提高了热泵空调系统的控制精度和稳定性。

进一步，为了热泵空调系统运行更加可靠，本发明实施例中还可以通过霍尔传感器对阀内步进电机的工作情况进行监测，以确定电子膨胀阀调节是否故障。

具体地，如图3所示是本发明实施例热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法的另一种流程图，包括以下步骤：

步骤200：开始。

步骤201：获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度。

步骤202：由所述车内换热器出口温度与所述电动压缩机吸气端温度，计算得到实际过热度。

步骤203：获取空调面板发出的制热或制冷状态。

步骤204：根据所述制热或制冷状态设置目标过热度。

步骤205：将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差。

步骤206：根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给阀体控制器。

具体地，所述电子膨胀阀包括：阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机。

步骤207：阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数。

具体地，所述阀体控制器由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数包括：

将所述电子膨胀阀开度代入开度曲线方程，通过计算得到阀内步进电机的目标工作步数；

如图4所示为本发明实施例的开度曲线图，由开度曲线图得到的开度曲线方程为：K_n＝K₀*(F_n-F₀)；n≥0；其中，K_n表示当前电子膨胀阀开度；F_n表示阀内步进电机的目标工作步数；F₀表示步进电机动作起始步数；K₀表示为开度系数，为设定值。

需要说明的是，F₀、K₀由根据不同型号的电子膨胀阀通过标定确定，比如F₀为32，K₀为0.223，而Fn≥32。

步骤208：阀体控制器将所述目标工作步数发送给阀内步进电机，以控制所述阀内步进电机的工作。

步骤209：阀体控制器通过霍尔传感器获取所述阀内步进电机的运行步数，根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。

需要说明的是，本发明实施例中，在电子膨胀阀中增加霍尔传感器，可以检测阀内步进电机转数，阀内步进电机每运行一步，所述霍尔传感器则记一个运行步数，并将此运行步数上报给所述阀体控制器；所述阀体控制器根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。比如，阀体控制器检测到在设定时间内阀内步进电机的步数未发生变化，或者设定时间内阀内步进电机未工作到预期的步数，则阀体控制器判断阀内步进电机故障即电子膨胀阀调节故障。设定时间可由不同的电子膨胀阀通过标定确定，比如设定时间为5s。

步骤210：退出。

本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法，在电子膨胀阀内部增加霍尔传感器，通过所述霍尔传感器实时监测阀内步进电机的运行步数，根据所述运行步数，确定电子膨胀阀是否故障，从而进一步保证了热泵空调系统运行的可靠性。

进一步，本发明提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法，热泵控制器在控制电子膨胀阀工作时，还可以进一步通过调节电动压缩机转速实现对热泵空调系统精确控制。具体地，本发明实施例热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法的第三种流程图，包括以下步骤：

步骤300：开始。

步骤301：获取电动压缩机吸气端压力、车外环境温度与车内换热器出口温度。

需要说明的是，车外环境温度可以由安装在车外的第二温度传感器采集得到。热泵控制器从所述第二温度传感器获取车外环境温度。

步骤302：由所述车内换热器出口温度与所述电动压缩机吸气端温度，计算得到实际过热度。

步骤303：获取空调面板发出的制热或制冷状态。

步骤304：根据所述制热或制冷状态设置目标过热度。

步骤305：将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差。

步骤306：根据所述过热度偏差，确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。

步骤307：在制冷状态时，根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速。

具体地，在制冷状态时，检测车内换热器出口温度是否大于零；如果是，则根据所述过热度偏差向所述电动压缩机所述转速值；否则，控制所述电动压缩机转速为第一转速值。需要说明的是，所述第一转速值由电动压缩机的基本特性确定，比如，第一转速值为1000rpm。

进一步，在制冷状态时，根据所述过热度偏差e向所述电动压缩机所述转速值包括：如果所述过热度偏差e大于第一温度值或小于第二温度值，其中第一温度值大于第二温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₁+转速系数z*过热度偏差e；如果所述过热度偏差e大于等于第二温度值且小于等于第一温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₁。

需要说明的是，第一温度值、第二温度值、第一初始转速N₀₁及转速系数z根据热泵控制系统的硬件结构通过标定确定，比如第一温度值为2℃，第二温度值为-2℃，第一初始转速N₀₁为3000rpm，转速系数z为300rpm/℃。

步骤308：在制热状态时，根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。

具体地，在制热状态时，检测车外环境温度是否在第一温度区间范围内；如果是，则根据所述过热度偏差向所述电动压缩机所述转速值；否则，控制所述电动压缩机转速为0。需要说明的是，第一温度区间为热泵空调系统可以制热的温度范围，比如，第一温度区间为(-10℃，20℃)；当车外环境温度大于20℃时，需要关闭热泵空调系统；当车外环境温度小于-10℃时，需要PTC或加热系统进行加热。

进一步，在制热状态时，根据所述过热度偏差向所述电动压缩机所述转速值包括：如果所述过热度偏差e大于第一温度值或小于第二温度值，其中第一温度值大于第二温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第二初始转速N₀₂+转速系数z*过热度偏差e；如果所述过热度偏差e大于等于第二温度值且小于等于第一温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₂。

需要说明的是，第一温度值、第二温度值、第二初始转速N₀₁及转速系数z根据热泵控制系统的硬件结构通过标定确定，比如第一温度值为2℃，第二温度值为-2℃，第二初始转速N₀₂为5000rpm，转速系数z为300rpm/℃。

本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法，在对电子膨胀阀的开度进行控制的基础上，根据车外环境温度、内换热器出口温度以及过热度偏差对电动压缩机转速进行精确的控制，从而进一步提高了热泵空调系统的控制精度与稳定性，并减少了系统能耗。

相应地，本发明实施例还提供了一种热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置，所述装置应用于纯电动汽车，所述热泵空调系统包括：车外换热器、四通换向阀、电动压缩机、车内换热器、热泵控制器；所述四通换向阀通过管路分别与所述车外换热器、所述电动压缩机以及所述车内换热器连接；所述装置包括：压力传感器、第一温度传感器以及连接在所述车内换热器与所述车外换热器之间的电子膨胀阀；所述热泵控制器分别与空调面板、所述压力传感器、所述第一温度传感器、所述电子膨胀阀、所述四通换向阀以及所述电动压缩机电连接；所述压力传感器安装在所述电动压缩机吸气端，用于采集电动压缩机吸气端压力；所述第一温度传感器安装在所述车内换热器出口处，用于采集车内换热器出口温度；所述热泵控制器由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度计算得到实际过热度，获取空调面板发出的制热或制冷状态，并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度，将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差，根据所述过热度偏差确定当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给所述电子膨胀阀以控制所述电子膨胀阀的工作。

需要说明的是，空调面板为操作人员输入装置，所述空调面板上部具有控制热泵空调系统的控制按键，比如，制冷键、制热键；热泵控制器根据所述空调面板的按键确定当前操作人员对热泵控制系统的操作。具体地，当处于制冷状态时，热泵控制器可以设置目标过热温度为第一目标温度，所述第一目标温度可以根据热泵空调系统的硬件性能确定，比如，第一目标温度为5℃；当处于制热状态时，热泵控制器可以设置目标过热温度为第二目标温度，所述第二目标温度可以根据热泵空调系统的硬件性能确定，比如，第二目标温度为10℃。

本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置，热泵控制器由所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度计算得到实际过热度，获取空调面板发出的制热或制冷状态，并根据所述制热或制冷状态设置目标过热度，将所述实际过热度与所述目标过热度做差得到过热度偏差，由所述过热度偏差得到电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给所述电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。通过本发明，使热泵空调系统制冷剂的流量能够直接满足压缩机功率的匹配需求，可节约能耗；使热泵空调系统具有快速反应能力，使电子膨胀阀在很短的时间内迅速接近目标控制值；提高了热泵空调系统的控制精度和稳定性。

具体地，所述电子膨胀阀包括：阀体控制器以及与所述阀体控制器电连接的阀内步进电机；所述阀体控制器获取所述电子膨胀阀开度，并由所述电子膨胀阀开度计算得到阀内步进电机的目标工作步数，所述阀体控制器将所述目标工作步数发送给阀内步进电机，以控制所述阀内步进电机的工作。

在本发明装置的另一个实施例中，所述电子膨胀阀还可以包括：连接在所述阀内步进电机与所述阀体控制器之间的霍尔传感器；所述霍尔传感器用于采集所述阀内步进电机的运行步数；所述阀体控制器获取所述阀内步进电机的运行步数，并根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。

具体地，阀内步进电机每运行一步，所述霍尔传感器则记一个运行步数，并将此运行步数上报给所述阀体控制器；所述阀体控制器根据所述运行步数，确定电子膨胀阀调节是否故障。比如，阀体控制器检测到在设定时间内阀内步进电机的步数未发生变化，或者设定时间内阀内步进电机未工作到预期的步数，则阀体控制器判断阀内步进电机故障即电子膨胀阀调节故障。设定时间可由不同的电子膨胀阀通过标定确定，比如设定时间为5s。

在本发明装置的另一个实施例中，所述热泵控制器在获取到所述电动压缩机吸气端压力与所述车内换热器出口温度后，由所述得到电动压缩机吸气端压力通过查表得到电动压缩机吸气端温度，并将所述电动压缩机吸气端温度与所述车内换热器出口温度做差得到实际过热度。

具体地，查表的表格为饱和温度压力表，饱和温度压力表表示：在饱和温度T(℃)下对应的压力值P(MPa)，热泵控制器根据流通在热泵空调系统中不同的冷媒得到不同的饱和温度压力表；比如，当热泵空调系统中流通的是R134a冷媒时，则饱和温度压力表如表1所示。当然，流通在热泵空调系统的冷媒也可以如CO2的其他冷媒。

进一步，在本发明装置的另一个实施例中，所述热泵控制器在得到过热度偏差后，利用所述过热偏差e通过PID计算得到目标调节开度CTS，并将上一时刻电子膨胀阀开度K_n-1与所述目标调节开度CTS之和作为当前电子膨胀阀开度K_n，即K_n＝CTS+K_n-1；n≥0。所述由所述过热偏差e通过PID计算得到目标调节开度CTS；具体地，包括：CTS＝A_n+B_n+C_n；A_n＝P*e；B_n＝I*e+B_n-1；C_n＝D*e/(t_n-t_n-1)；n≥1；其中，P、I、D是调节参数，它们是依据稳定时间、响应速度、静态误差等因素等开发经验标定确定，比如，P为0.48，I为0.12，D为0.01。进一步，当CTS＞0时，表示电子膨胀阀的开度调大；当CTS＜0时，表示电子膨胀阀的开度调小；当电子膨胀阀初始时处于关闭状态，即CTS＝0，即A₀＝0，B₀＝0，C₀＝0。

在本发明装置的另一个实施例中，所述阀体控制器在获取到所述电子膨胀阀开度后，将所述电子膨胀阀开度代入开度曲线方程，通过计算得到阀内步进电机的目标工作步数。

如图4所示为本发明实施例的开度曲线图，由开度曲线图得到的所述开度曲线方程为：K_n＝K₀*(F_n-F₀)，n≥0；其中，K_n表示当前电子膨胀阀开度；F_n表示阀内步进电机的目标工作步数；F₀表示步进电机动作起始步数；K₀表示为开度系数，为设定值。

需要说明的是，F₀、K₀由根据不同型号的电子膨胀阀通过标定确定，比如F₀为32，K₀为0.223，而Fn≥32。

本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制装置，通过在电子膨胀阀中增加霍尔传感器，以通过所述霍尔传感器实时监测阀内步进电机的运行步数，根据所述运行步数，确定电子膨胀阀是否故障，从而进一步保证了热泵空调系统运行的可靠性。

本发明装置实施例的另一个实施例中，还可以包括：安装在车外、与所述热泵控制器电连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集车外环境温度；所述热泵控制器在制冷状态时，根据所述车内换热器出口温度与所述过热度偏差控制电动压缩机转速；所述热泵控制器在制热状态时，根据所述车外环境温度与所述过热度偏差控制所述电动压缩机转速。

具体地，所述热泵控制器在制冷状态时，检测车内换热器出口温度是否大于零；如果是，则根据所述过热度偏差向所述电动压缩机所述转速值；否则，控制所述电动压缩机转速为第一转速值。需要说明的是，所述第一转速值由电动压缩机的基本特性确定，比如，第一转速值为1000rpm。

进一步，所述热泵控制器在制冷状态时，如果检测到所述过热度偏差e大于第一温度值或小于第二温度值，其中第一温度值大于第二温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₁+转速系数z*过热度偏差e；如果检测到所述过热度偏差e大于等于第二温度值且小于等于第一温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₁。

需要说明的是，第一温度值、第二温度值、第一初始转速N₀₁及转速系数z根据热泵控制系统的硬件结构通过标定确定，比如第一温度值为2℃，第二温度值为-2℃，第一初始转速N₀₁为3000rpm，转速系数z为300rpm/℃。

具体地，所述热泵控制器在制热状态时，检测车外环境温度是否在第一温度区间范围内；如果是，则根据所述过热度偏差向所述电动压缩机所述转速值；否则，控制所述电动压缩机转速为0。需要说明的是，第一温度区间为热泵空调系统可以制热的温度范围，比如，第一温度区间为(-10℃，20℃)；当车外环境温度大于20℃时，需要关闭热泵空调系统；当车外环境温度小于-10℃时，需要PTC或加热系统进行加热。

进一步，所述热泵控制器在制热状态时，如果检测到所述过热度偏差e大于第一温度值或小于第二温度值，其中第一温度值大于第二温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第二初始转速N₀₂+转速系数z*过热度偏差e；如果检测到所述过热度偏差e大于等于第二温度值且小于等于第一温度值，则控制所述电动压缩机的转速为第一初始转速N₀₂。

需要说明的是，第一温度值、第二温度值、第二初始转速N₀₁及转速系数z根据热泵控制系统的硬件结构通过标定确定，比如第一温度值为2℃，第二温度值为-2℃，第二初始转速N₀₂为5000rpm，转速系数z为300rpm/℃。

综上所述，本发明实施例提供的热泵空调系统中电子膨胀阀控制方法及装置，热泵控制器获取电动压缩机吸气端压力与车内换热器出口温度，由所述电动压缩机吸气端压力与所述电动压缩机吸气端温度计算得到实际过热度，获取空调面板发出的制热或制冷状态；根据所述制热或制冷状态设置目标过热度；将所述实际过热度与所述目标过热度做差，得到过热度偏差；由所述过热度偏差，得到当前电子膨胀阀开度，并将所述电子膨胀阀开度发送给电子膨胀阀，以控制所述电子膨胀阀的工作。进一步，在控制所述电子膨胀阀工作的基础上，热泵控制器根据车外环境温度、内换热器出口温度以及过热度偏差对电动压缩机转速进行精确的控制，从而进一步提高了热泵空调系统的控制精度与稳定性，并减少了系统能耗。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。