制冷装置的制作方法

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制冷装置的制作方法

本发明涉及一种具有使用电子膨胀阀的制冷剂回路的制冷装置。



背景技术:

一直以来,在这种制冷装置,例如对汽车(车辆)的车室内进行空气调节的车用空气调节装置中,使用电子膨胀阀来作为在制冷剂回路中循环的制冷剂的节流元件。所述电子膨胀阀是通过向线圈通电预定次数的脉冲,来对阀开度进行调节的阀,但是因通电而使线圈自身发热,因此,会使线圈的温度上升(例如,参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2012-176660号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

图13是表示向电子膨胀阀的线圈通电的通电率(%)与线圈温度(℃)间的关系的图。在图13中,横轴是向电子膨胀阀的线圈通电的通电率,纵轴是线圈的温度(线圈温度)。此外,TcoilHiLim是线圈的耐热温度,一般来说为+150℃左右。另外,由于设置有电子膨胀阀的汽车的发动机舱为最高+120℃左右的高温环境,因此,测定时的电子膨胀阀的周围温度设定为最差环境的(例如)+120℃。

从该图可知,线圈温度伴随着通电率的增大以一次函数上升。接着,当通电率上升至40%时,线圈温度会超过耐热温度TcoinHiLim。一旦电子膨胀阀的线圈超过耐热温度,则会发生烧损等,因此,会导致严重损害电子膨胀阀的耐久性的结果。因而,当采用耐热性高的电子膨胀阀时,今后会存在部件成本显著上升这样的问题。

本发明为解决上述现有的技术问题而作,其目的在于提供一种能廉价地改善在制冷回路中使用的电子膨胀阀的耐久性的制冷装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的制冷装置包括具有电子膨胀阀的制冷剂回路,其特征是,包括控制元件,该控制元件对向电子膨胀阀的线圈的通电进行控制,所述控制元件执行对所述电子膨胀阀的动作进行限制的动作限制控制,以使所述电子膨胀阀的线圈的温度不超过规定值。

技术方案2的发明的制冷装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件在动作限制控制中,通过延长电子膨胀阀的控制周期且将所述电子膨胀阀的动作量抑制在规定的限制值以内,来对通电率进行限制。

技术方案3的发明的制冷装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件在线圈的温度上升至规定值的情况下,执行动作限制控制。

技术方案4的发明的制冷装置是在上述发明的基础上,其特征是,控制元件基于向电子膨胀阀的线圈通电的通电状况以及所述电子膨胀阀的周围温度或是由所述周围温度假定的最高温度,来对线圈的温度进行推断。

技术方案5的发明的制冷装置是在技术方案2的发明的基础上,其特征是,控制元件在电子膨胀阀的周围温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机冷却水的温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机润滑油温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机吸入空气温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的车速较慢且外部气体温度较高的条件中的任一个条件、或是几个条件的组合、抑或是全部条件满足的情况下,执行动作限制控制。

技术方案6的发明的制冷装置是在技术方案3至技术方案5的发明的基础上,其特征是,控制元件在执行动作限制控制时,电子膨胀阀的动作量相对于限制值有富余的情况下,解除动作限制控制,或是增大限制值。

技术方案7的发明的制冷装置是在技术方案3至技术方案5的发明的基础上,其特征是,控制元件在执行动作限制控制时,对限制值与电子膨胀阀的动作量之差进行累加,并且在所述累加的累加值扩大的情况下,解除动作限制控制,或是增大限制值。

技术方案8的发明的制冷装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在动作状态的过渡期内不执行动作限制控制。

技术方案9的发明的制冷装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在将电子膨胀阀的阀开度恢复至初始位置时不执行动作限制控制。

技术方案10的发明的制冷装置是在上述各发明的基础上,其特征是,控制元件在通过制冷剂回路进行制热的模式和/或进行除湿制热的模式下,不执行动作限制控制。

发明效果

根据本发明,由于在包括具有电子膨胀阀的制冷剂回路的制冷装置中,包括控制元件,该控制元件对向电子膨胀阀的线圈的通电进行控制,所述控制元件执行对所述电子膨胀阀的动作进行限制的动作限制控制,以使所述电子膨胀阀的线圈的温度不超过规定值,因此,能将因伴随着通电的自身发热而使电子膨胀阀的线圈的温度超过其耐热温度的不良情况防范于未然,并能实现耐久性的提高。

这种情况尤其在使用环境最差的车用空气调节装置所使用的电子膨胀阀中起到显著的效果。此外,由于无需改变为耐热性较高的电子膨胀阀,因此,还能防止生产成本上升的不良情况。

在这种情况下,只要像技术方案2的发明那样,控制元件在动作限制控制中,通过使电子膨胀阀的控制周期变长且将所述电子膨胀阀的动作量抑制在规定的限制值以内,来对通电率进行限制,则能准确且有效地抑制电子膨胀阀的线圈温度的上升。

此外,只要像技术方案3的发明那样,控制元件在线圈的温度上升至规定值的情况下执行动作限制控制,则通过将该规定值设定在电子膨胀阀的线圈的耐热温度以下,从而能可靠地避免线圈的温度超过耐热温度的不良情况。

在这种情况下,只要像技术方案4那样,控制元件基于向电子膨胀阀的线圈通电的通电状况以及所述电子膨胀阀的周围温度或由所述周围温度假想的最高温度来对线圈的温度进行推断,则在能检测出电子膨胀阀的周围温度的情况下,将在所述周围温度与自身发热量相加后的温度推断作为线圈的温度。另一方面,在无法检测出周围温度的情况下,将假想为周围温度的最高温度与自身发热量相加后的温度推断作为线圈的温度,能在任何情况下均无需设置用于对电子膨胀阀的温度进行检测的特殊的传感器,能实现电子膨胀阀的保护,并能提高电子膨胀阀的耐久性。

另一方面,也像技术方案5的发明那样,使控制元件在电子膨胀阀的周围温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机冷却水的温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机润滑油温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的发动机吸入空气温度较高的条件、进行汽车的车室内空气调节时的车速较慢且外部气体温度较高的条件中的任一个、或是几个的组合、抑或是全部满足的情况下,执行动作限制控制。由于以上条件均为电子膨胀阀的线圈的温度容易上升的条件,因此,通过满足上述条件来执行动作限制控制,也能有效地实现动作膨胀阀的保护。

此外,根据技术方案6的发明,由于在技术方案3至技术方案5的发明的基础上,在控制元件执行动作限制控制时电子膨胀阀的动作量相对于限制值有富余的情况下,解除动作限制控制,或是增大限制值,因此,在动作限制控制中电子膨胀阀的动作量相对于限制值有充分的富余时,解除或是增大限制值,避免不必要的动作限制,从而能将响应性的恶化控制在必要最小限度。

此外,根据技术方案7的发明,由于在技术方案3至技术方案5的发明的基础上,在控制元件执行动作限制控制时,对限制值与电子膨胀阀的动作量之差进行累加,并且在所述累加的累加值扩大的情况下,解除动作限制控制,或是增大限制值,因此,在动作控制过程中电子膨胀阀的动作量相对于限制值充分变小时解除或增大限制值,避免不必要的动作限制,从而能将响应性的恶化控制在必要最小限度。

在以上的发明中,只要像技术方案8的发明那样,控制元件在动作状态的过渡期内不执行动作限制控制,则能在运转开始初期及改变设定时等过渡期,使电子膨胀阀迅速地动作,并能确保控制性。

此外,只要像技术方案9的发明那样,控制元件在使电子膨胀阀的阀开度恢复至初始位置时不执行动作限制控制,则能迅速地进行电子膨胀阀的所谓的初始化,并确保控制性。

此外,只要像技术方案10的发明那样,控制元件在通过制冷剂回路进行制热的模式和/或进行除湿制热的模式下,不执行动作限制控制,则在电子膨胀阀的线圈的周围温度较低的环境下,不执行动作限制控制,以确保控制性。

附图说明

图1是作为适用本发明的制冷装置的一实施方式的车用空气调节装置的结构图。

图2是图1的车用空气调节装置的控制器的电路的框图。

图3是与图2的控制器的制热模式下的室外膨胀阀(电子膨胀阀)控制相关的控制框图。

图4是与图2的控制器的除湿制热模式下的室外膨胀阀控制相关的控制框图。

图5是与图2的控制器的除湿制冷模式或制冷模式下的室外膨胀阀控制相关的控制框图。

图6是表示图1的室外膨胀阀的通电率与可启动时间之间的关系的图。

图7是表示图1的室外膨胀阀的通电率与限制值间的关系的图。

图8是与图2的控制器的室外膨胀阀的线圈温度推断相关的控制框图。

图9是与图2的控制器的动作限制控制相关的控制框图(实施例1)。

图10是与图2的控制器的动作限制控制相关的另一实施例的控制框图(实施例2)。

图11是与图2的控制器的动作限制控制相关的又一实施例的控制框图(实施例3)。

图12是与图2的控制器的动作限制控制相关的再一实施例的控制框图(实施例4)。

图13是表示电子膨胀阀的线圈的通电率与线圈的温度间的关系的图。

具体实施方式

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行详细说明。

(实施例1)

图1是作为本发明的制冷装置的一实施例的车用空气调节装置1的结构图。此时,适用本发明的实施例的车辆为不包括发动机(内燃机)的电动汽车(EV),而通过充电至蓄电池的电力对行驶用的电动机进行驱动来行驶的车辆(均未图示),本发明的车用空气调节装置1也可设置成通过蓄电池的电力进行驱动。

即,实施例的车用空气调节装置1在无法由发动机废热进行制热的电动车中,通过使用制冷剂回路的加热泵运转来进行制热,然后选择性地执行除湿制热及除湿制冷、制冷等各运转模式。另外,作为车辆,不局限于电动汽车,本发明在同时使用发动机和行驶用的电动机的所谓混合动力汽车中也有效。另外,本发明还能适用于通过发动机行驶的通常的汽车中,可以想到若考虑了发动机舱的温度环境,则以下所说明的本发明对于这些包括发动机的汽车来说尤为有效。

实施例的车用空气调节装置1是进行电动汽车的车室内的空气调节(制热、制冷、除湿及换气)的装置,通过制冷剂配管13依次连接有电动式的压缩机2、散热器4、室外膨胀阀(ECCV)6、室外热交换器7、室内膨胀阀8、吸热器9、蒸发能力控制阀11和致动器12等,以构成制冷剂回路R,其中,所述压缩机2对制冷剂进行压缩并升压;所述散热器4设置在供车室内空气通气循环的HVAC元件10的空气流通管路3内并使从压缩机2排出的高温高压的制冷剂散热至车室内;所述室外膨胀阀(ECCV)6在制热时使制冷剂减压膨胀,并由电子膨胀阀构成;所述室外热交换器7在制冷时起到散热器的作用,在制热时起到蒸发器的作用,并在制冷剂与外部气体之间进行热交换;所述室内膨胀阀8使制冷剂减压膨胀,并由电子膨胀阀构成;所述吸热器9设置在空气流通管路3内并在制冷时及除湿制热时使制冷剂从车室内外吸热;所述蒸发能力控制阀11对吸热器9中的蒸发能力进行调节。

另外,压缩机2、室外膨胀阀6、室外热交换器7设置于车室外的发动机舱。此外,在室外热交换器7上设置有用于在车辆停止时使外部气体与制冷剂进行热交换的室外送风机15。在此,虽然在电动汽车的情况不存在发动机,但是在本发明中将供除了行驶用的电动机之外的各设备设置的车室外空间称为发动机舱。此外,在通常的汽车、混合动力汽车的情况下,发动机舱是供发动机设置的空间,这点是自不待言的。

此外,室外热交换器7在制冷剂下游侧依次具有集管部14和过冷却部16,从室外热交换器7流出的制冷剂配管13A经过在制冷时打开的电磁阀(开闭阀)17而与集管部14连接,过冷却部16的出口经过止回阀18而与室内膨胀阀8连接。另外,集管部14及过冷却部16在结构上构成室外热交换器7的一部分,止回阀18将室内膨胀阀8一侧设为正向。

此外,止回阀18和室内膨胀阀8之间的制冷剂配管13B设置成与从位于吸热器9的出口侧的蒸发能力控制阀11伸出的制冷剂配管13C发生热交换的关系,由制冷剂配管13B和制冷剂配管13C构成内部热交换器19。藉此,设置成经过制冷剂配管13B流入室内膨胀阀8的制冷剂从吸热器9流出,并被经过蒸发能力控制阀11的低温的制冷剂冷却(过冷却)的结构。

此外,从室外热交换器7伸出的制冷剂配管13A发生分岔,上述分岔后的制冷剂配管13D经过在制热时打开的电磁阀(开闭阀)21而与位于内部热交换器19的下游侧的制冷剂配管13C连通连接。另外,散热器4的出口侧的制冷剂配管13E在室外膨胀阀6前方发生分岔,上述分岔后的制冷剂配管13F经由在除湿时打开的电磁阀(开闭阀)22而与位于止回阀18的下游侧的制冷剂配管13B连通连接。

此外,在吸热器9的空气上游侧的空气流通管路3上形成有内部气体吸入口和外部气体吸入口的各吸入口(在图1中用吸入口25来代表性地示出),在上述吸入口25中设置有吸入切换挡板26(日文:吸込切換ダンパ)26,该吸入切换挡板26能将导入空气流通管路3内的空气切换成车室内的空气即内部气体(内部气体循环模式)和车室外的空气即外部气体(外部气体导入模式)。另外,在上述吸入切换挡板26的空气下游侧设置有用于将导入的内部气体或外部气体输送至空气流通管路3的室内送风机(鼓风扇)27。

此外,在图1中,符号23表示设置在实施例的车用空气调节装置1中的作为辅助加热元件的热介质循环回路。上述热介质循环回路23包括:循环泵30,该循环泵30构成循环元件;热介质加热电加热器35;以及热介质—空气热交换器40,该热介质—空气热交换器40相对于空气流通管路3的空气流动被设置在位于散热器4的空气上游侧的空气流通管路3内。另外,作为在上述热介质循环回路23内循环的热介质,例如采用水、HFO-1234yf这样的制冷剂、冷却液等。

此外,构成为当循环泵30运转,并对热介质加热电加热器35通电而发热时,被上述热介质加热电加热器35加热后的热介质在热介质-空气热交换器40中循环。即,上述热交换器循环回路23的热介质-空气热交换器40是所谓的加热芯,并对车室内的制热进行补充。通过采用上述热介质循环回路23,从而提高乘坐者的电安全性。

此外,在位于热介质-空气热交换器40及散热器4的空气上游侧的空气流通管路3内设置有空气混合挡板28,该空气混合挡板28对内部空气或外部空气向散热器4的流通程度进行调节。另外,在位于散热器4的空气下游侧的空气流通管路3上形成有吹脚(日文:フット)、自然风(日文:ベント)、前挡风除雾(日文:デフ)的各吹出口(在图1中代表性地用吹出口29示出),在上述吹出口29上设置有对空气从上述各吹出口的吹出进行切换控制的吹出口切换挡板31。

接着,在图2中,符号32是由微型计算机构成的作为控制元件的控制器(ECU),上述控制器32的输入端与外部气体温度传感器33、发动机舱温度传感器34、HVAC吸入温度传感器36、内部气体温度传感器37、内部气体湿度传感器38、室内CO2浓度传感器39、吹出温度传感器41、排出压力传感器42、排出温度传感器43、吸入压力传感器44、散热器温度传感器46、散热器压力传感器47、吸热器温度传感器48、吸热器压力传感器49、例如光传感器式的日照传感器51、车速传感器52、空调操作部53、室外热交换器温度传感器54、室外热交换器压力传感器56的各输出端连接,其中,上述外部气体温度传感器33对车辆的外部气体温度进行检测;上述发动机舱温度传感器34对室外膨胀阀6的周围温度、即上述发动机舱的温度进行检测;上述HVAC吸入温度传感器36对从吸入口25吸入空气流通管路3的温度进行检测;上述内部气体温度传感器37对车室内的空气(内部气体)的温度进行检测;上述内部气体湿度传感器38对车室内的空气的湿度进行检测;上述室内CO2浓度传感器39对车室内的二氧化碳浓度进行检测;上述吹出温度传感器41对从吹出口29吹出至车室内的空气的温度进行检测;上述排出压力传感器42对压缩机2的排出制冷剂压力进行检测;上述排出温度传感器43对压缩机2的排出制冷剂温度进行检测;上述吸入压力传感器44对压缩机2的吸入制冷剂压力进行检测;上述散热器温度传感器46对散热器4的温度(散热器4自身的温度、或在散热器4中加热后的空气的温度)进行检测;上述散热器压力传感器47对散热器4的制冷剂压力(散热器4内或从散热器4流出后的制冷剂的压力)进行检测;上述吸热器温度传感器48对吸热器9的温度(吸热器9自身或在吸热器9中进行冷却后的空气的温度)进行检测;上述吸热器压力传感器49对吸热器9的制冷剂压力(吸热器9内或从吸热器9流出的制冷剂的压力)进行检测;上述日照传感器51用于对照向车室内的日照量进行检测;上述车速传感器52用于对车辆的移动速度(车速)进行检测;上述空调操作部53用于对温度及运转模式的切换进行设定;上述室外热交换器温度传感器54对室外热交换器7的温度进行检测;上述室外热交换器压力传感器56对室外热交换器7的制冷剂压力进行检测。

此外,在控制器32的输入端还与热介质加热电加热器温度传感器50和热介质-空气热交换器温度传感器55的各输出端连接,其中,上述热介质加热电加热器温度传感器50对热介质循环回路23的热介质加热电加热器34的温度进行检测,上述热介质-空气热交换器温度传感器55对热介质-空气热交换器40的温度进行检测。

另一方面,控制器32的输出端与上述压缩机2、室外送风机15、室内送风机(鼓风扇)27、吸入切换挡板26、空气混合挡板28、吸入口切换挡板31、室外膨胀阀6、室内膨胀阀8、各电磁阀22、17、21、循环泵30、热介质加热电加热器35、蒸发能力控制阀11连接此外,控制器32基于各传感器的输出和在空调操作部53中输入的设定,对上述构件进行控制。

根据以上结构,接着对实施例的车用空气调节装置1的动作进行说明。在实施例中,控制器32粗分的话能切换执行制热模式(通过制冷剂回路R进行制热的模式)、除湿制热模式(通过制冷剂回路R进行除湿制热的模式)、内部循环模式、除湿制冷模式和制冷模式的各运转模式。首先,对各运转模式中的制冷剂的流动进行说明。

(1)制热模式

当通过控制器32或通过对空调操作部53的手动操作选择制热模式时,控制器32将电磁阀21打开,将电磁阀17、电磁阀22关闭。接着,使压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合挡板28设置成使从室内送风机27吹出的空气通风至热介质-空气热交换器40及散热器4的状态。藉此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于空气流通管路3内的空气通风至散热器4,因此,空气流通管路3内的空气在被热介质-空气热交换器40加热之后(热介质循环回路23工作时),被散热器4内的高温制冷剂加热。另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。

在散热器4内液化后的制冷剂经过制冷剂配管13E到达室外膨胀阀6,并在此被减压之后,流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂发生蒸发,通过行驶或是从利用室外送风机15送来的外部气体中吸取热量(热泵)。接着,从室外热交换器7中流出的低温的制冷剂经过制冷剂配管13D及电磁阀21,而从制冷剂配管13C流入储罐12,然后在进行气液分离后,气体制冷剂被吸入压缩机2,并且反复进行上述循环。由于在热介质-空气热交换器40及散热器4中加热后的空气从吹出口29吹出,藉此,进行车室内的制热。

控制器32基于排出压力传感器42或散热器压力传感器47所检测出的制冷剂回路R的高压压力,对压缩机2的转速进行控制,并且基于散热器温度传感器46所检测出的散热器4的温度(散热器温度TCI),对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,并对散热器4的出口的制冷剂的过冷却度SC进行控制。

图3是对制热模式下的室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVsc进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部61基于散热器4的出口的过冷却度SC的目标值即目标过冷却度TGSC、由SC运算部62根据散热器温度TCI及饱和温度TsatuPci运算出的过冷却度SC、目标散热器温度TCO、流入空气流通管路3的空气的质量风量Ga、外部气体温度Tam,来对室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVscff进行运算。

此外,F/B操作量运算部63基于目标过冷却度TGSC和过冷却度SC对室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVscfb进行运算。上述由F/B操作量运算部63运算出的F/B操作量TGECCVscfb通过ECCV动作限制部64施加由后述的室外膨胀阀6的动作限制控制进行的动作限制,成为限制F/B操作量TGECCVscfbLim,并从上述ECCV动作限制部64输出。此外,通过加法器66将F/F操作量运算部61运算出的F/F操作量TGECCVscff与从ECCV动作限制部64输出的限制F/B操作量TGECCVscfbLim相加,并通过极限设定部67设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为室外膨胀阀目标开度TGECCVsc。在制热模式下,控制器32基于上述室外膨胀阀目标开度TGECCVsc,对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(2)除湿制热模式

接着,在除湿制热模式下,控制器32在上述制热模式的状态下将电磁阀22打开。藉此,经过散热器4在制冷剂配管13E中流动的冷凝制冷剂的一部分被分流,经过电磁阀22并从制冷剂配管13F及13B经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9而发生蒸发。由于利用此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着在吸热器9上,因此,空气被冷却,且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过蒸发能力控制阀11、内部热交换器19并通过制冷剂配管13C与来自制冷剂配管13D的制冷剂合流后,经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复进行上述循环。在吸热器9中除湿后的空气由于在经过散热器4的过程中被再加热,藉此,进行车室内的除湿制热。

控制器32基于排出压力传感器42或散热器压力传感器47所检测出的制冷剂回路R的高压压力来对压缩机2的转速进行控制,并且基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度(吸热器温度Te)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

图4是对除湿制热模式下的室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVte进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部61在此时基于吸热器9的目标吸热器温度TEO、目标散热器温度TCO、质量风量Ga和外部气体温度Tam,对室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVteff进行运算。

此外,F/B操作量运算部63在此时基于目标吸热器温度TEO和吸热器温度Te,对室外膨胀阀目标开度F/B操作量TGECCVtefb进行运算。上述由F/B操作量运算部63运算出的F/B操作量TGECCVtefb通过ECCV动作限制部64同样地被施加由室外膨胀阀6的动作限制控制进行的动作限制,成为此时的限制F/B操作量TGECCVtefbLim,并从上述ECCV动作限制部64输出。此外,通过加法器66将F/F操作量运算部61运算出的F/F操作量TGECCVteff与从ECCV动作限制部64输出的限制F/B操作量TGECCVtefbLim相加,并通过极限设定部67设定了此时的控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为此时的室外膨胀阀目标开度TGECCVte。在除湿制热模式下,控制器32基于上述室外膨胀阀目标开度TGECCVte,对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(3)内部循环模式

接着,在内部循环模式下,控制器32在上述除湿制热模式的状态下将室外膨胀阀6关闭(全闭)。即,由于上述内部循环模式能称为通过除湿制热模式下的室外膨胀阀6的控制将上述室外膨胀阀6设为全闭的状态,因此,内部循环模式还能理解为除湿制热模式的一部分。

但是,由于通过室外膨胀阀6关闭,因此,阻止制冷剂向室外交换器7流入,因此,经过散热器4在制冷剂配管13E中流通的冷凝制冷剂经过电磁阀22全部流动到制冷剂配管13F。此外,在制冷剂配管13F中流动的制冷剂从制冷剂配管13B开始,经过内部热交换器19流入室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压之后,流入吸热器9并蒸发。由于从室内送风机27吹出的空气中的水分通过此时的吸热作用凝结并附着在吸热器9上,因此,空气被冷却,且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后在制冷剂配管13C中流动,经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复进行上述循环。由于在吸热器9中除湿后的空气在通过散热器4的过程中被再次加热,由此进行车室内的除湿制热,但是由于在上述内部循环模式下,使制冷剂在处于室内侧的空气流通管路3内的散热器4(散热)与吸热器9(吸热)之间循环,因此,不从外部气体汲取热,而发挥与压缩机2的消耗动力相当的制热能力。由于制冷剂全部在发挥除湿作用的吸热器9中流动,因此,当与上述除湿制热模式进行比较时,除湿能力较高,但是制热能力降低。

此外,控制器32基于吸热器9的温度或前述的制冷剂回路R的高压压力对压缩机2的转速进行控制。此时,控制器32选择根据利用吸热器9的温度Te进行运算和利用高压压力PCI进行的运算中的任一个获得的压缩机目标转速较低的一个,来对压缩机2进行控制。

(4)除湿制冷模式

接着,在除湿制冷模式下,控制器32将电磁阀17打开,并将电磁阀21、电磁阀22关闭。接着,使压缩机2及各送风机15、27运转,空气混合挡板28设置成使从室内送风机27吹出的空气通风至热介质-空气热交换器40及散热器4的状态。藉此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于在散热器4中通有空气流通管路3内的空气,因此,空气流通管路3内的空气被散热器4内的高温制冷剂加热(热介质循环回路40停止),另一方面,散热器4内的制冷剂被空气夺取热量而被冷却并冷凝液化。

从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流动至室外膨胀阀6,经过以稍许打开的方式控制的室外膨胀阀6而流入室外热交换器7。流入室外热交换器7的制冷剂然后通过行驶或是利用室外送风机15送来的外部气体进行空气冷却,并散热冷凝。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入接收容器部14、过冷却部16。在此,制冷剂被冷却。

从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂经过止回阀18流入制冷剂配管13B,并经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9而发生蒸发。由于利用此时的吸热作用使从室内送风机27吹出的空气中的水分凝结并附着在吸热器9上,因此,空气被冷却,且被除湿。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流动至储罐12,并经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却且除湿后的空气在经过散热器4的过程中被再加热(散热能力比制热时低),藉此,进行车室内的除湿制冷。

控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度来对压缩机2的转速进行控制,并且基于上述制冷剂回路R的高压压力(散热器压力PCI)来对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,并对散热器4的制冷剂压力(后述的散热器压力PCI)进行控制。

接着,图5是对除湿制冷模式下的室外膨胀阀6的目标开度(室外膨胀阀目标开度)TGECCVpc进行确定的控制器32的控制框图。控制器32的F/F操作量运算部61在此时基于外部气体温度Tam、质量风量Ga、目标散热器温度TCO、目标散热器压力PCO、目标吸热器温度TEO,对此时的室外膨胀阀目标开度的F/F操作量TGECCVpcff进行运算。

此外,F/B操作量运算部63在此时基于目标散热器压力PCO和散热器压力PCI,对室外膨胀阀目标开度的F/B操作量TGECCVpcfb进行运算。上述由F/B操作量运算部63运算出的F/B操作量TGECCVpcfb通过ECCV动作限制部64同样地被施加由室外膨胀阀6的动作限制控制进行的动作限制,成为此时的限制F/B操作量TGECCVpcfbLim,并从上述ECCV动作限制部64输出。此外,通过加法器66将由F/F操作量运算部61运算出的F/F操作量TGECCVscff与从ECCV动作限制部64输出的限制F/B操作量TGECCVscfbLim相加,并通过极限设定部67设定了控制上限值和控制下限值的极限之后,确定作为此时的室外膨胀阀目标开度TGECCVpc。在除湿制冷模式(后述的制冷模式亦是如此)下,控制器32基于上述室外膨胀阀目标开度TGECCVpc,对室外膨胀阀6的阀开度进行控制。

(5)制冷模式

接着,在制冷模式下,控制器32在上述除湿制冷模式的状态下将室外膨胀阀6设为全开(使阀开度设为控制上限),空气混合挡板28设为空气不通至散热器4的状态。藉此,从压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂流入散热器4。由于在散热器4中没有通有空气流通管路3内的空气,因此,在此制冷剂仅是流过散热器4,从散热器4流出的制冷剂经过制冷剂配管13E流动至室外膨胀阀6。

由于此时室外膨胀阀6为全开,因此,制冷剂就这样流入室外热交换器7,然后通过行驶或是利用由室外送风机15送来的外部气体进行空气冷却,并冷凝液化。从室外热交换器7流出的制冷剂从制冷剂配管13A经过电磁阀17依次流入集管部14、过冷却部16。在此,制冷剂被过冷却。

从室外热交换器7的过冷却部16流出的制冷剂经过止回阀18流入制冷剂配管13B,并经由内部热交换器19流动至室内膨胀阀8。制冷剂在室内膨胀阀8中被减压后,流入吸热器9而发生蒸发。从室内送风机27吹出的空气通过此时的吸热作用而被冷却。

在吸热器9中蒸发后的制冷剂在经过蒸发能力控制阀11、内部热交换器19后经由制冷剂配管13C流动至储罐12,并经过储罐12被吸入至压缩机2,并且反复进行上述循环。在吸热器9中冷却、除湿后的空气不流过散热器4,而是从吹出口29吹出至车室内,藉此进行车室内的制冷。在该制冷模式下,控制器32基于吸热器温度传感器48所检测出的吸热器9的温度Te来对压缩机2的转速进行控制。此外,控制器32根据外部气体温度或目标吹出温度来选择上述各运转模式,并进行切换。

(6)室外膨胀阀6的动作限制控制

如上所述,在各运转模式下,控制器32对室外膨胀阀6的阀开度进行控制,接着,参照图6~图9、图13,对由控制器32进行的室外膨胀阀6的动作限制控制进行说明。如前述的图13的情况那样,当将室外膨胀阀6的耐热温度TcoilHiLim设为+150℃,将设置有室外膨胀阀6的发动机舱的温度(室外膨胀阀6周围的温度)设为最高+120℃时,室外膨胀阀6的线圈温度在上升至通电率为40%的时间点,超过TcoilHiLim。

因而,当将考虑了安全率的耐热温度TcoilHiLim2设为例如+145℃时,线圈温度在通电率为30%~35%的时间点成为线圈耐热温度TcoilHiLim2。因而,可知为了避免由室外膨胀阀6的线圈自身发热引起的损伤,必须将向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率抑制在30%~35%。

另一方面,一般的电子膨胀阀为了保持其开度(当前的脉冲数、位置),在动作前后需要500毫秒的通电(励磁)。上述情况示于图6。在上述图的最上层中示出了电子膨胀阀的控制周期为1秒,从上数第二层为2秒,从上数第三层为3秒,从上数第四层为4秒,最下层为5秒。动作前后的仅500秒通电(励磁)的最低通电率在控制周期为1秒的情况下为75%,在2秒的情况下为50%,在3秒的情况下为33%(实际上为33.33%),在4秒的情况下为25%,在5秒的情况下为20%。

因此,在将通电率控制为35%的情况下,在控制周期为1秒和2秒的情况下无法进行用于电子膨胀阀动作的通电(励磁),在控制周期为3秒的情况下能动作0.05秒((35%—33.33%)×3秒),在控制周期为4秒的情况下能动作0.4秒,在控制周期为5秒的情况下能动作0.75秒。在将通电率抑制在30%的情况下,在控制周期为1秒、2秒和3秒的情况下均无法进行用于电子膨胀阀动作的通电(励磁),在控制周期为4秒的情况下能动作0.2秒,在控制周期为5秒的情况下能动作0.5秒。

另一方面,由于用于使一般的电子膨胀阀动作的一次脉冲(PLS)为1000/90毫秒(11.11毫秒),因此,用于将通电率抑制在35%以下的每次动作的最大脉冲数,如图7所示那样,在控制周期为3秒的情况下为4.5次脉冲(0.05÷0.01111),在4秒的情况下为36次脉冲,在5秒的情况下为67.5次脉冲。此外,用于将通电率抑制在30%以下的最大脉冲数在控制周期为4秒的情况下为18次脉冲(0.2÷0.01111),在5秒的情况下为45次脉冲。

因而,在以下的实施例中,将室外膨胀阀6的通常控制的控制周期设为1秒,将每次动作的最大脉冲数设为500次脉冲(无限制),而将室外膨胀阀6的动作限制控制的控制周期限制为比通常控制的控制周期长的4秒,且将每次动作的最大脉冲数限制为通电率35%时的36次脉冲(限制值)。即,在实施例中,室外膨胀阀6的动作限制控制时,控制器32将室外膨胀阀6的控制周期延长至4秒,并将其动作量抑制(限制)在36次脉冲(限制值)以内,从而以将室外膨胀阀6的通电率限制(减小)至35%以下,且使室外膨胀阀6的线圈的温度不超过考虑了安全率的耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的方式进行控制。

(7)室外膨胀阀6的实际的动作限制控制的一个示例

接着,参照图8、图9,对控制器32的ECCV动作限制部64执行的室外膨胀阀6的动作限制控制的一个示例进行说明。在该示例中,推断室外膨胀阀6的线圈的温度,并执行动作限制控制。图8是与室外膨胀阀6的线圈温度推断相关的控制器32的控制框图,图9是与使用了线圈温度推断的动作限制控制相关的控制框图。在图8中,控制器32通过利用减法器69从当前的室外膨胀阀6的开度(当前的脉冲数、位置)中减去前次值(控制一个周期前的开度),从而计算出本次的动作量(脉冲的变化量),并将其输入至绝对值运算部71以对动作量的绝对值进行计算。

接着,从通电率映射部72中的1秒至4秒间的控制周期的动作量(脉冲)与线圈的通电率间的关系(如图中的左下方所示),对本次向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率(线圈通电率Recoil)进行计算。接着,从上述线圈通电率Recoil,通过线圈温度变化的传递函数部73对线圈的温度上升(线圈温度上升△Tcoil)进行计算。在线圈温度变化的传递函数部73中,通过根据各通电率(100%、60%、30%等)下的向线圈通电的通电时间与线圈温度上升间的关系(图的中央下方所示的线圈温度响应),对温度从动作开始最初上升的温度上升量进行累加,从而对线圈温度上升△Tcoil进行计算。

接着,通过利用加法器74将上述线圈温度上升△Tcoil与发动机舱温度传感器34所检测出的室外膨胀阀6周围的温度(线圈温度Tcoillamb)相加,从而对推断线圈温度Tcoilest进行计算。即,控制器32根据本次的室外膨胀阀6的动作量求导出通电率(向室外膨胀阀6的线圈通电的通电状况),并根据该通电率,使用传递函数对从动作开始最初的温度上升量进行累加,从而对截至目前的线圈温度的上升量进行计算,并通过将上述线圈温度的上升量与周围温度相加,从而对当前的室外膨胀阀6的线圈的温度进行推断(Tcoilest)。

另外,在实施例中,使用发动机舱温度传感器34对室外膨胀阀6的线圈周围温度进行检测,但是在没有设置上述温度传感器的情况下,通过加法器74将在发动机舱中假想的最差值、即最高温度(例如+120℃)与线圈温度上升△Tcoil相加,来对推断线圈温度Tcoilest进行计算。

接着,控制器32基于推断出的室外膨胀阀6的推断线圈温度Tcoilest,并根据图9的框图对室外膨胀阀6的动作限制控制的执行及解除进行判断。首先,在室外膨胀阀6的推断线圈温度Tcoilest上升至耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的情况下,控制器32通过图9的动作限制控制切换条件部76将室外膨胀阀动作限制标记fECCVRedown设置为“1”。此外,在室外膨胀阀6的推断线圈温度Tcoilest降低至比耐热温度TcoilHiLim2低规定的滞后量HYS(例如5度)的值(TcoilHiLim2-HYS)的情况下,动作限制控制切换条件部76将室外膨胀阀动作限制标记fECCVRedown重设为“0”。接着,上述室外膨胀阀动作限制标记fECCVRedown输入至与门(日文:ANDゲート)77。

在上述与门77中还输入有稳定判断部78的输出。在制热或除湿制热模式时,目标散热器压力PCO与散热器压力PCI之差(PCO-PCI)的绝对值为规定值(例如0.2MPaG)以下的情况下,在除湿制冷模式时,目标吸热器温度TEO与吸热器温度Te之差(TEO-Te)的绝对值为规定值(例如3度)以下的情况下,上述稳定判断部78输出“1”,除此之外的情况则输出“0”。即,在车用空气调节装置1的运转状态在各模式下为稳定状态时,稳定判断部78输出“1”,在过渡期(运转开始初期或设定改变时等)输出“0”。

此外,与门77的输出作为室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim被输入至切换部79。即,仅在室外膨胀阀动作限制标记fECCVREdown为“1”且稳定判断部78的输出为“1”的情况下,室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“1”,在除此之外的条件下为“0”。

在切换部79中,输入有动作限制控制时的条件收纳部81和通常控制时的条件收纳部82,在室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“1”时,选择条件收纳部81的控制条件,在室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“0”时,选择条件收纳部82的控制条件,并从切换部79输出。在动作限制控制时的条件收纳部81中,收纳有室外膨胀阀动作限制执行标记fECCBmoveLim=1、室外膨胀阀控制周期INTIECCV=4秒、室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim=36次脉冲的控制条件,在通常控制时的条件收纳部82中,收纳有室外膨胀阀动作限制执行标记fECCBmoveLim=0、室外膨胀阀控制周期INTIECCV=1秒、室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim=500次脉冲(无限制)的控制条件。

即,在本实施例中,控制器32在车用空气调节装置1的运转状态为过渡期时、或是室外膨胀阀6的推断线圈温度Tcoilest比耐热温度TcoilHiLim2低的情况下,执行将室外膨胀阀6的控制周期设为1秒,将最大动作量设为500次脉冲(无限制)的通常控制。

另一方面,在车用空气调节装置1的运转状态为稳定状态时,且室外膨胀阀6的推断温度Tcoilest上升至耐热温度TcoilHiLim2的情况下,控制器32执行将室外膨胀阀6的控制周期延长至4秒,并将最大动作量也抑制在36次脉冲的限制值以内的动作限制控制。从前述的ECCV动作限制部64输出有由所述室外膨胀阀6的动作限制控制施加了动作限制后的限制F/B操作量TGECCVscfbLim。藉此,以将向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率抑制在35%以下(规定值以下),线圈的温度不超过耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的方式进行控制。

这样,由于控制器32执行对室外膨胀阀6的动作进行限制的动作限制控制,以使室外膨胀阀6的线圈的温度不超过规定值(耐热温度TcoilHiLim2),因此,能将因伴随着通电的自身发热而使室外膨胀阀6的线圈的温度超过其耐热温度(TcoilHiLim)的不良情况防患于未然,实现耐久性的提高。

尤其在使用环境最差的车用空气调节装置1所使用的室外膨胀阀6中,起到显著的效果。此外,由于无需改变为耐热性高的电子膨胀阀,因此,能防止生产成本上升的不良情况。

在这种情况下,由于控制器32通过在动作限制控制中,延长室外膨胀阀6的控制周期,且将室外膨胀阀6的动作量抑制在规定的限制值以内,来对通电率进行限制,因此,能准确且有效地抑制室外膨胀阀6的线圈温度的上升。在本实施例的情况下,由于控制器32在将室外膨胀阀6的线圈的温度上升至规定值(耐热温度TcoilHiLim2)的情况下执行动作限制控制,因此,能可靠地避免线圈的温度超过耐热温度(TcoilHiLim)的不良情况。

由于此时的控制器32基于向室外膨胀阀6的线圈通电的通电状况、该室外膨胀阀6的周围温度或根据该周围温度假想的最高温度,对线圈的温度(Tcoilest)进行推断,因此,在能对室外膨胀阀6的周围温度进行检测的情况下,能够将上述周围温度与自身发热量相加后的温度推断作为线圈的温度。另一方面,在无法检测周围温度的情况下,能将推断为周围温度的最高温度与自身发热量相加后的温度推断作为线圈的温度,在任何情况下,均无需设置用于对室外膨胀阀6的线圈温度进行检测的特殊的传感器,实现室外膨胀阀6的保护,提高室外膨胀阀6的耐久性。

此外,由于控制器32在车用空气调节装置1的动作状态的过渡期不执行动作限制控制,因此,能在运转开始初期及改变设定时等过渡期内迅速地使室外膨胀阀6动作,并能确保控制性。另外,在图3~图5的控制框图中,通过ECCV动作限制部64仅对F/B操作量运算部63所输出的室外膨胀阀目标开度的F/B操作量施加动作限制。这是因与上述同样的理由,不应该对在条件变化或设定变化时发生变化的F/F操作量运算部61的F/F操作量施加动作限制的缘故。

(实施例2)

(8)室外膨胀阀6的实际的动作限制控制的另一示例

接着,参照图10,对控制器32的ECCV动作限制部64执行的室外膨胀阀6的动作限制控制的另一示例进行说明。在本实施例中,在室外膨胀阀6的动作量相对于限制值有富余的情况下,解除动作限制控制。图10是与这种情况下的动作限制控制相关的控制框图。另外,在图10中,用与上述实施例的图8、图9相同的符号示出的构件起到相同或同样的功能。

在图10中,控制器32通过利用减法器69从当前的室外膨胀阀6的开度(当前的脉冲数、位置)中减去前次值(在一个周期的控制前的开度),从而计算出本次的动作量(脉冲的变化量),并将其输入至绝对值运算部71以对动作量的绝对值MOVEECCV进行计算。接着,控制器32通过控制富余度判断部83将计算出的动作量的绝对值MOVEECCV与室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim-(减去)富余度(例如10次脉冲)进行比较,并对动作量的决定值MOVEECCV≤(室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim-(减去)富余度)的状况是否连续地持续室外膨胀阀控制周期INTLECCV×(乘以)规定值(例如10次)的情况进行判断。

而且,在动作量的绝对值MOVEECCV为比室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim小了富余度部分的值的状况下,连续持续室外膨胀阀控制周期INTLECCV的预定次数(10次)的情况下,限制富余度判断部83判断为室外膨胀阀6的动作量相对于限制值具有充分的富余,输出“1”,并输入至与门84。在该与门84中还输入有比较器86的输出。在上述比较器86上输入有一个周期前的电子膨胀阀动作限制执行标记fECCVmoveLimz和“1”,在一个周期前的电子膨胀阀电子限制执行标记fECCVmoveLimz为“1”的情况下,输出“1”。

接着,与门84的输出被输入至非门(日文:NOTゲート)87,非门87的输出被输入至与门88。在上述与门88中,还输入有前述的稳定判断部78的输出,与门88的输出被输入至切换部89。上述切换部89根据比较器91的输出,在将与门88的输出作为室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim输出与将“0”作为室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim输出之间进行切换。接着,切换部79的输出根据切换部89的输出进行与前述实施例相同的切换。

在比较器91中,输入有线圈周围温度Tcoilamb和规定值(例如+110℃),在线圈周围温度Tcoilamb上升至规定值(+110℃)以上的情况下,比较器91的输出为“1”,选择与门88的输出,在比较器91的输出为“0”时,选择“0”。

即,在本实施例中,控制器32在车用空气调节装置1的运转状态为过渡期时、或是室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb比规定值(+110℃)低的情况下,执行将室外膨胀阀6的控制周期设为1秒,将最大动作量设为500次脉冲(无限制)的通常控制。

另一方面,在车用空气调节装置1的运转状态为稳定状态时,且室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb上升至规定值(+110℃)以上的情况下,控制器32执行将室外膨胀阀6的控制周期延长至4秒,并将最大动作量也抑制在36次脉冲的限制值以内的动作限制控制。从前述的ECCV动作限制部64输出有由上述室外膨胀阀6的动作限制控制施加了动作限制后的限制F/B操作量TGECCVscfbLim。藉此,以将向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率抑制在35%以下(规定值以下),且使线圈的温度不超过耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的方式进行控制。

另一方面,在执行上述动作限制控制时,即一个周期前的电子膨胀阀动作限制执行标记fECCVmoveLimz为“1”时,限制富余度判断部83判断为室外膨胀阀6的动作量相对于限制值有充分的富余的情况下,即使室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb为规定值(+110℃)以上,也将室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim重置(为“0”),解除动作限制控制而恢复至通常控制。

这样,在本实施例中,由于在控制器32执行室外膨胀阀6的动作限制控制时,室外膨胀阀6的动作量相对于限制值有富余的情况下,解除动作限制控制,因此,在动作限制控制中室外膨胀阀6的动作量相对于限制值有充分的富余时,能解除动作限制控制,避免不必要的动作限制,并将室外膨胀阀6的响应性的恶化抑制在必要最小限度。

另外,在本实施例中,在室外膨胀阀6的动作量相对于限制值有富余的情况下解除动作限制控制,但并不限定于此,也可以将动作限制控制中的室外膨胀阀6的限制值(ECCVmoveLim)扩大为比36次脉冲大的值(例如72次脉冲)。

(实施例3)

(9)室外膨胀阀6的实际的动作限制控制的又一示例

接着,参照图11,对控制器32的ECCV动作限制部64执行的室外膨胀阀6的动作限制控制的又一实施例进行说明。在本实施例中,在限制值与室外膨胀阀6的动作量之差的累加值扩大的情况下,解除动作限制控制。图11是与这种情况下的动作限制控制相关的控制框图。另外,在图11中,用与所述各实施例的图8~图10相同符号示出的构件,起到相同或同样的功能。

在图11中,控制器32通过利用减法器69从当前的室外膨胀阀6的开度(当前的脉冲数、位置)中减去前次值(一个周期的控制前的开度),从而计算出本次的动作量(脉冲的变化量),并将其输入至绝对值运算部71,以对动作量的绝对值MOVEECCV进行计算。接着,控制器32通过利用减法器93对室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim与计算出的动作量的绝对值MOVEECCV间的差(ECCVmoveLim-MOVEECCV)进行计算,并利用加法器94将上述差(ECCVmoveLim-MOVEECCV)与前次值(一个周期前的值:1/Z)相加,从而对差(ECCVmoveLim-MOVEECCV)进行累加。

此外,通过比较器96,对上述差的累加值与规定值(室外膨胀阀6的最大动作幅度500次脉冲或是控制幅度300次脉冲)进行比较。而且,上述比较器96在累加值为规定值以上的情况下,输出“1”,在小于规定值的情况下输出“0”。上述比较器96的输出被输入至非门97,非门97的输出被输入至与门98。在上述与门98中,还输入有室外膨胀阀动作限制执行标记fECCVmoveLim=“1”。

此外,上述与门98的输出被输入至与门88。在上述与门88中,还输入有前述的稳定判断部78的输出,与门88的输出被输入至切换部89。上述切换部89根据比较器91的输出,在将与门88的输出作为室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim输出与将“0”作为室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim输出之间进行切换。此外,切换部79的输出根据切换部89的输出进行与前述实施例相同的切换。

在比较器91上同样地输入有线圈周围温度Tcoilamb和规定值(例如+110℃),在线圈周围温度Tcoilamb上升至规定值(+110℃)以上的情况下,比较器91的输出为“1”,选择与门88的输出,在门91的输出为“0”时选择“0”。

即,在本实施例中,控制器32也在车用空气调节装置1的运转状态为过渡期时、或是室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb比规定值(+110℃)低的情况下,执行将室外膨胀阀6的控制周期设为1秒,将最大动作量设为500次脉冲(无限制)的通常控制。

此外,同样地,在车用空气调节装置1的运转状态为稳定状态时,且室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb上升至规定值(+110℃)以上的情况下,控制器32执行将室外膨胀阀6的控制周期延长至4秒,并将最大动作量也抑制在36次脉冲的限制值以内的动作限制控制。从前述的ECCV动作限制部64输出有由上述室外膨胀阀6的动作限制控制施加了动作限制后的限制F/B操作量TGECCVscfbLim。藉此,以将向室外膨胀阀6通电的线圈的通电率抑制在35%以下(规定值以下),并使线圈的温度不超过耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的方式进行控制。

另一方面,由于在执行上述动作限制控制时,即电子膨胀阀动作限制执行标记fECCVmoveLim为“1”时,室外膨胀阀6的动作量的绝对值MOVEECCV与室外膨胀阀限制值ECCVmoveLim之差(ECCVmoveLim-MOVEECCV)的累加值扩大至规定值(例如所述最大动作幅度)以上的情况下,非门97的输出为“0”,因此,即使室外膨胀阀6的线圈周围温度Tcoilamb为规定值(+110℃)以上,也将室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim重置(为“0”),解除动作限制控制而恢复至通常控制。

这样,由于在本实施例中,控制器32在执行室外膨胀阀6的动作限制控制时,对室外膨胀阀6的动作量与限制值之差进行累加,并且该累加值扩大的情况下,解除动作限制控制,因此,在动作限制控制中室外膨胀阀6的动作量相对于限制值充分小时进行解除,从而能避免不必要的动作限制,并将响应性的恶化抑制在必要最小限度。

另外,在本实施例中,在室外膨胀阀6的动作量与限制值之差的累加值扩大的情况下解除动作限制控制,但并不限定于此,也可以将动作限制控制中的室外膨胀阀6的限制值(ECCVmoveLim)扩大为比36次脉冲大的值(例如72次脉冲)。

(实施例4)

(10)室外膨胀阀6的实际的动作限制控制的再一示例

接着,参照图12,对控制器32的ECCV动作限制部64执行的室外膨胀阀6的动作限制控制的再一实施例进行说明。在本实施例中,符号99是线圈周围温度判断部,对发动机舱温度传感器34所检测出的室外膨胀阀6的线圈的线圈周围温度Tcoilamb为规定值(例如,+110℃)以上的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。

符号101、符号102、符号105是具有发动机的通常的汽车或混合动力汽车的情况,符号101是发动机冷却水温度判断部,符号102是发动机润滑油温度判断部,符号105是发动机吸入空气温度判断部。发动机冷却水温度判断部101对发动机冷却水温度为规定值(例如,+100℃)以上的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。此外,发动机润滑油温度判断部102对发动机润滑油温度为规定值(例如,+110℃)以上的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。此外,发动机吸入空气温度判断部105对发动机吸入空气温度为规定值(例如,+80℃)以上的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。

符号103是外部气体温度判断部,符号104是车速判断部,它们的输出被输入至与门106。外部气体温度判断部103对外部温度传感器33所检测出的外部气体温度Tam为规定值(例如,+30℃)以上的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。车速判断部104对车速传感器52所检测出的车速为规定值(例如,10km/h)以下的状态是否持续规定时间进行判断,在满足相关条件的情况下输出“1”。

此外,上述线圈周围温度判断部99、发动机冷却水温度判断部101、发动机润滑油温度判断部102、发动机吸入空气温度判断部105及与门106的输出被输入至或门(日文:ORゲート)107,该或门107的输出作为前述的室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim输出。此外,所述或门107的输出(室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim)被输入至前述同样的切换部79。

即,在线圈周围温度Tcoilamb为规定值(+110℃)以上的状态持续规定时间的条件、发动机冷却水温度为规定值(+100℃)以上的状态持续规定时间的条件、发动机润滑油温度为规定值(+110℃)以上的状态持续规定时间的条件、发动机吸入空气温度为规定值(+80℃)以上的状态持续规定时间的条件、外部气体温度Tam为规定值(+30℃)以上的状态持续规定时间且车速为规定值(10km/h)以下的状态持续规定时间的条件中的任一条件满足的情况下,或者是满足其中几个条件的组合满足的情况下,抑或是所有条件均满足的情况下,或门107的输出、即室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“1”,除此之外的情况为“0”。

由于在本实施例的情况下,在上述切换部79中输入有动作限制控制时的条件收纳部81和通常控制时的条件收纳部82,在室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“1”时,选择条件收纳部81的控制条件,在室外膨胀阀动作限制控制要求标记fREQECCVmoveLim为“0”时,选择条件收纳部82的控制条件,并从切换部79输出,因此,在上述各条件全部不成立的情况下,控制器32执行将室外膨胀阀6的控制周期设为1秒,将最大动作量设为500次脉冲(无限制)的通常控制。另一方面,在上述各条件中的任一条件、或是几个条件的组合、抑或是全部条件均满足的情况下,控制器32执行将室外膨胀阀6的控制周期延长至4秒,将最大动作量也抑制在36次脉冲的限制值以内的动作限制控制。

在本实施例的情况下,从前述的ECCV动作限制部64输出有由上述室外膨胀阀6的动作限制控制施加了动作限制后的限制F/B操作量TGECCVscfbLim。藉此,以将向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率抑制在35%以下(规定值以下),且使线圈的温度不超过耐热温度TcoilHiLim2(规定值)的方式进行的控制。

这样,控制器32将室外膨胀阀6的周围温度较高的条件、发动机冷却水的温度较高的条件、发动机润滑油温度较高的条件、发动机吸入空气温度较高的条件、车速较慢且外部气体温度较高的条件均作为室外膨胀阀6的线圈温度容易上升的条件。因而,即使像本实施例这样,在这些条件中的任一个、或是几个的组合、抑或是全部满足的情况下执行动作限制控制,也能有效地实现室外膨胀阀6的保护。

另外,也可以在使室外膨胀阀6的阀开度恢复至初始位置时不执行上述的室外膨胀阀6的动作限制控制。藉此,能迅速地进行室外膨胀阀6的所谓的初始化,并确保控制性。此外,也可以在制热模式和/或除湿制热模式下,不执行上述的室外膨胀阀6的动作限制控制。这是由于进行制热模式或除湿制热模式的环境是作为室外膨胀阀6的线圈的周围温度的外部气体温度较低的环境,因而认为无需对向室外膨胀阀6的线圈通电的通电率进行限制。藉此,能确保制热模式或除湿制热模式下的控制性。

另外,虽然在上述实施例中,将本发明适用于切换执行制热模式、除湿制热模式、内部循环模式、除湿制冷模式、制冷模式的各运转模式的车用空气调节装置1中,但并不限定于此,也可以在除了将室外膨胀阀6设为全开的制冷模式以外的模式下执行,或者还可以仅在任一个运转模式、或是两个或三个模式的组合中适用。

另外,在上述实施例中说明的制冷剂回路的结构及各数值并不限定于此,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行改变。此外,在实施例中,将本发明适用于车用空气调节装置中,但是并不限定于此,本发明在包括具有电子膨胀阀的制冷剂回路的各种制冷装置中也有效。

符号说明

1 空气调节装置(制冷装置)

2 压缩机

3 空气流通管路

4 散热器

6 室外膨胀阀(电子膨胀阀)

7 室外热交换器

8 室内膨胀阀

9 吸热器

32 控制器(控制元件)

33 外部气体温度传感器

34 发动机舱温度传感器

52 车速传感器

R 制冷剂回路。

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