专利名称：一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法
技术领域：
本发明涉及制冷控制技术，具体涉及一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法。
背景技术：
众所周知，在汽车系统中，汽车空调是主要的能源消耗单位，随着整车节能要求的提高，汽车空调的节能也逐步被提出。特别是在电动汽车系统中，由于电池的容量有限，汽车的续航里程受到限制。因此，电动汽车空调的节能显得尤为重要。在汽车空调系统中，有效控制系统制冷剂流量，使得系统发挥最优的效能，是系统能否节能的关键所在。具体到电动汽车空调，由于压缩机可以变速调节，工况变化范围大，须使用电子膨胀阀精确调节制冷剂的流量，以适应压缩机的流量变化要求。显然，电子膨胀阀本身只是一个执行部件，需要一个合理的控制逻辑来准确调整膨胀阀的开度，使得系统达到性能优化、并可靠运行。依据汽车空调系统运行整个过程进行划分，电子膨胀阀的控制大体上包括启动、运行控制及停机等几个阶段。对于完整的控制逻辑而言，其中启动控制精度将影响过热度控制过程中流量调节的精度，也就是说，电子膨胀阀的启动控制直接影响空调系统的节能控制精度。有鉴于此，亟待针对汽车空调系统电子膨胀阀的控制提出一种合理、有效的控制方法，以适应能耗调节的技术要求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于提供一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，以为汽车空调系统的能耗调节提供良好的基础。本发明提供的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，该方法在冷启动状态下，执行下述步骤后进入运行控制阶段调节电子膨胀阀至全闭，再调节电子膨胀阀开启至小开度。优选地，所述小开度具体为所述电子膨胀阀全开度的2% 20%。优选地，所述小开度具体为所述电子膨胀阀全开度的5% 15%。优选地，调节电子膨胀阀至全开后，调节电子膨胀阀至全开；并以所述电子膨胀阀在第一时间长度内完成的全开及的全闭为条件，调节电子膨胀阀开启至小开度。优选地，热启动状态下，该控制方法直接进入运行控制阶段。优选地，在所述运行控制阶段中，根据所述压缩机的转速确定所述电子膨胀阀的开度预调节量Stl，根据蒸发器出口或者压缩机进口的制冷剂温度和压力计算实际过热度Tsh，并将所述实际过热度与预设的过热度阈值区间Tsh_set进行比较，获得开度调节增量Λ s ;将所述开度预调节量Stl与所述开度调节增量△ s累加后输出调节开度的控制信号s至所述电子膨胀阀的控制端。优选地，所述过热度阈值区间以基本过热度阈值曲线为基准形成一个封闭区间，正常过热度设定范围内的所述过热度阈值区间由基本过热度阈值曲线上下浮动一温度定值形成，低负荷区和高负荷区的过热度阈值区间均小于等于正常负荷区的过热度阈值区间；过热度为0°c时的所述过热度阈值区间设定为0°C;过热度大于20°C时的所述过热度阈值区间设定为0°C。优选地，低负荷区的过热度越低过热度阈值区间越小；高负荷区的过热度越高过热度阈值区间越小；低负荷区与正常负荷区交汇处的所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡；正常负荷区与高负荷区交汇处的所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡。优选地，将所述压缩机的转速划分多个运行区间，并以所述压缩机的转速满足在相应运行区间内维持第二时间长度为条件，根据所述压缩机的转速确定所述电子膨胀阀的开度预调节量s0。优选地，控制输出脉冲至电子膨胀阀的控制端进行调节。本发明所述汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，在汽车钥匙开启后，即冷启动状态下，首先调节电子膨胀阀至全闭，由于该控制过程以全闭状态为调节基准，可以准确计算开启脉冲数，为汽车空调系统的能耗调节提供了可靠的保障；然后再调节电子膨胀阀开启至小开度，如此设计，可以保持一个小开度的目的避免压缩机启动时系统产生过大的流量，冲击压缩机，造成压缩机过载；同时，电子膨胀阀保持一个小开度有利于汽车空调系统尽快建立高低压端的压力差，进入正常制冷、制热循环。在本发明的优选方案中，在初始化操作之前进行电子膨胀阀的自检，具体来说是以电子膨胀阀在第一时间长度内依次执行电子膨胀阀全开、全闭动作为条件，确定其处于无故障状态。也就是说，首先通过带动电子膨胀阀动作的步进电机驱动芯片动作，检测膨胀阀是否具有过热、过流、卡死等现象，并反馈信号给控制单元；从而确保系统在电子膨胀阀无硬件及信号故障的前提下完成启动控制，进入运行控制过程，保证系统的正常、高效运行。本发明提供的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法适用于不同形式的汽车空调系统，特别适用于电动汽车空调系统。
图1是本发明第一实施例所述汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法的流程框图；图2是本发明第二实施例所述汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法的流程框图；图3示出了具体实施方式
中一种运行控制阶段的流程框图；图4示出了具体实施方式
中一种运行控制阶段过热度控制方法的控制逻辑关系示意图；图5示出了一种具体实施方式
中压缩机运行区间的划分及其与开度预调节量之间的对应关系；图6为一种所述过热度阈值区间与基本过热度阈值的关系曲线示意图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，以便于为汽车空调系统的能耗调节提供良好的基础。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。
应当理解，汽车空调系统的启动控制分为两种冷启动工况和热启动工况，本方案针对不同的启动工况提供了相应的启动控制方法。不失一般性，下表中分别示明了判断冷启动和热启动的一种方式。
权利要求
1.一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，冷启动状态下，执行下述步骤后进入运行控制阶段调节电子膨胀阀至全闭，再调节电子膨胀阀开启至小开度。
2.根据权利要求1所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述小开度具体为所述电子膨胀阀全开度的2 % 20 %。
3.根据权利要求2所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述小开度具体为所述电子膨胀阀全开度的5% 15%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，调节电子膨胀阀至全开后，调节电子膨胀阀至全闭；并以所述电子膨胀阀在第一时间长度内完成全开及全闭为条件，调节电子膨胀阀开启至小开度。
5.根据权利要求1所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，热启动状态下，该控制方法直接进入运行控制阶段。
6.根据权利要求1-5其中任一项所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，在所述运行控制阶段中，根据所述压缩机的转速确定所述电子膨胀阀的开度预调节量Stl,根据蒸发器出口或者压缩机进口的制冷剂温度和压力计算实际过热度Tsh，并将所述实际过热度与预设的过热度阈值区间Tsh_set进行比较，获得开度调节增量As ;将所述开度预调节量Stl与所述开度调节增量△ s累加后输出调节开度的控制信号s至所述电子膨胀阀的控制端。
7.根据权利要求6所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，所述过热度阈值区间以基本过热度阈值曲线为基准形成一个封闭区间，正常过热度设定范围内的所述过热度阈值区间由基本过热度阈值曲线上下浮动一温度定值形成，低负荷区和高负荷区的过热度阈值区间均小于等于正常负荷区的过热度阈值区间；过热度为0°C时的所述过热度阈值区间设定为0°c ;过热度大于20°C时的所述过热度阈值区间设定为0°C。
8.根据权利要求7所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，低负荷区的过热度越低过热度阈值区间越小；高负荷区的过热度越高过热度阈值区间越小；低负荷区与正常负荷区交汇处的所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡；正常负荷区与高负荷区交汇处的所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡。
9.根据权利要求8所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，将所述压缩机的转速划分多个运行区间，并以所述压缩机的转速满足在相应运行区间内维持第二时间长度为条件，根据所述压缩机的转速确定所述电子膨胀阀的开度预调节量S(l。
10.根据上述任一权利要求所述的汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，控制输出脉冲至电子膨胀阀的控制端进行调节。
全文摘要
本发明公开一种汽车空调系统电子膨胀阀的控制方法，该方法在冷启动状态下，执行下述步骤后进入运行控制调节电子膨胀阀至全闭，再调节电子膨胀阀开启至小开度。优选地，调节电子膨胀阀至全开后，调节电子膨胀阀至全开；并以所述电子膨胀阀在第一时间长度内完成的全开及的全闭为条件，调节电子膨胀阀开启至小开度。本方法的控制过程以全闭状态为调节基准，为汽车空调系统的能耗调节提供了可靠的保障；然后再调节电子膨胀阀开启至小开度，一方面能够使得高低压平衡，避免在高压差下冷启动，压缩机扭矩过大；另一方面，保持一个小开度的目的避免压缩机启动时系统产生过大的流量，冲击压缩机，造成压缩机过载。
文档编号F25B49/02GK103033005SQ201110293288
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者张荣荣, 爱德文·约翰·斯坦科, 唐立, 席卫东 申请人:杭州三花研究院有限公司