一种电子膨胀阀的控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310455096.6

申请日:

2013.09.28

公开号:

CN104515252A

公开日:

2015.04.15

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

专利申请权的转移IPC(主分类):F24F 11/00登记生效日:20170508变更事项:申请人变更前权利人:杭州三花研究院有限公司变更后权利人:浙江三花汽车零部件有限公司变更事项:地址变更前权利人:310018 浙江省杭州市经济技术开发区12号大街290-2号变更后权利人:310018 浙江省杭州经济技术开发区12号大街301号|||实质审查的生效IPC(主分类):F24F 11/00申请日:20130928|||公开

IPC分类号:

F24F11/00

主分类号:

F24F11/00

申请人:

杭州三花研究院有限公司

发明人:

程小波; 其他发明人请求不公开姓名

地址:

310018浙江省杭州市经济技术开发区12号大街290-2号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种电子膨胀阀的控制方法,所述电子膨胀阀应用于车辆空调系统,所述空调系统包括空调控制器和电子膨胀阀,所述空调系统能够根据自身存储的预先设定的针对电子膨胀阀的控制程序以及初始化触发信号发出初始化控制信号,控制电子膨胀阀完成初始化动作;所述初始化动作是进行电子膨胀阀全开度的确认动作,确认电子膨胀阀能够进行全开度的运行;所述电子膨胀阀的初始化运行动作能够消除在电子膨胀阀在运行中可能产生的失步,避免长时间运行后失步累加而影响正常工作时的控制效果,从而保证空调系统的稳定运行。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电子膨胀阀的控制方法,所述电子膨胀阀应用于车辆空调系统中, 所述空调系统能够根据自身存储器存储的预先设定的针对电子膨胀阀的控制 程序和或车辆的控制信息或初始化触发信号发出初始化控制信号,使电子膨 胀阀完成初始化动作;所述初始化动作包括进行电子膨胀阀全开度的开关确 认动作、运行到预定的开度动作,确认电子膨胀阀能够进行全开度的运行。

2.  根据权利要求1所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于:所述初 始化控制信号包括初始化动作控制信号;所述初始化动作控制信号包括使电 子膨胀阀从当前开度运行到0开度再运行到100%开度然后运行到一设定开 度或从当前开度运行到100%开度再运行到0开度然后运行到一设定开度。

3.  根据权利要求2所述的应用电子膨胀阀的空调系统的控制方法,其特 征在于:所述初始化控制信号还包括初始化动作速度控制信号,所述电子膨 胀阀在初始化动作时的动作速度大于等于所述电子膨胀阀在流量调节时的动 作速度的最大值。

4.  根据权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述初始化触发信号在空调系统上电时产生,当传感器检测到空调系统电源 正负极电动势差大于空调系统正常工作的最小电压时,所述空调系统发出初 始化控制信号。

5.  根据权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述初始化触发信号在车辆的车钥匙刚转到ACC位置时产生或在空调关机 时产生,当所述车辆的车钥匙从ON位置转到ACC位置后或空调系统关机后, 蓄电池继续为空调系统供电,空调系统采集到车辆系统的车钥匙处于ACC 位置信号或空调系统关机信号后发出初始化控制信号,电子膨胀阀执行初始 化动作,执行完毕发送反馈信号控制空调系统断电。

6.  根据权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述初始化触发信号在车辆的车钥匙刚转到ACC位置时产生或空调关机时 产生,当所述车辆的车钥匙从ON位置转到ACC位置后或空调系统关机后, 通过设置一延迟程序使蓄电池继续为空调系统供电一设定时间t2,空调系统 采集到车辆系统的车钥匙处于ACC位置信号或空调系统关机信号后发出初 始化控制信号,电子膨胀阀执行初始化动作;其中所述设定时间t2大于所述 电子膨胀阀初始化动作时间。

7.  根据权利要求1-3任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述初始化触发信号为电子膨胀阀故障信号,当电子膨胀阀反馈到空调系统 的信息出现异常时,空调控制器对异常信息进行解析,发出初始化控制信号。

8.  根据权利要求1-7任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述空调系统包括空调控制器、电子膨胀阀,所述空调系统还包括控制电子 膨胀阀动作的电控部分,所述电控部分与所述空调控制器通过车辆系统中的 LIN/CAN总线进行通讯,所述电控部分集成于所述电子膨胀阀上或单独设置; 所述空调控制器将初始化控制信号编译后发送至所述LIN/CAN总线上,所 述电控部分解析LIN/CAN总线上的控制信号,控制电子膨胀阀动作。

9.  根据权利要求1-7任一项所述的电子膨胀阀的控制方法,其特征在于: 所述空调系统包括空调控制器、电子膨胀阀,还包括控制电子膨胀阀动作的 电控部分,所述电控部分集成于所述空调控制器上,所述空调控制器与所述 控制电子膨胀阀的电控部分直接通讯;所述空调控制器包括汽车空调中心处 理模块和步进驱动控制模块;所述汽车空调中心处理模块负责初始化触发信 号的采集,发出初始化控制信号,并将信号转化为步进驱动控制模块的步进 驱动量值和驱动方向信号,步进驱动控制模块使得电子膨胀阀线圈的电流值 满足控制信号的要求,使电子膨胀阀执行动作。

说明书

说明书一种电子膨胀阀的控制方法
【技术领域】
本发明涉及一种电子膨胀阀的控制方法,具体涉及一种应用于车辆空调 系统中的电子膨胀阀的控制方法。
【背景技术】
电子膨胀阀作为一种新型的节流元件已广泛应用在家用空调领域。电子 膨胀阀可以根据系统的要求灵活改变空调系统的制冷剂流量,实现对过热度 的有效控制,从而实现系统的效能的提高。电子膨胀阀是一种由步进电机驱 动阀芯运动、通过针形阀芯开启度,调整阀口的大小,从而调整制冷剂流量 的机构。
在家用空调系统中,控制器有规律地发出电压脉冲序列给电子膨胀阀步 进电机的线圈,使得步进电机的各相线圈按一定规律进行通电和不通电,达 到有规律地控制线圈定子各个爪级磁性的变化,进而控制转子的转动,转子 的转动带动阀针的上下移动,达到流量调节的目的。在家用空调系统等非移 动式空调系统中,空调系统所处环境相对较稳定,电子膨胀阀以固定速度进 行流量调节。
但在车用空调系统等移动式空调系统中,空调系统所处环境复杂多变, 需要空调系统以更为智能灵活的方式来应对环境变化对空调系统带来的影响。 如何正确地控制电子膨胀阀,使之在不同的工况条件下执行不同的动作速度 来适应剧烈变化的工况,对于提高如车用空调等移动式空调系统的性能最优 化显得尤为重要。
在车用空调环境,至少以下工况有调节电子膨胀阀动作速度的需求:
比如当过热度骤增或者骤降等负荷急剧变化时,或者压缩机、风机工况 发生较大改变时,希望电子膨胀阀以较快的动作速度调节制冷剂的流量,以 达到快速稳定系统工况的目的;
又比如当空调系统启动时,希望电子膨胀阀以较快的动作速度定位到预 设固定开度;
又比如当空调系统停止运行时,希望电子膨胀阀以较快的动作速度关闭 节流口以利于避免高低压平衡;
而当过热度出现震荡时,希望电子膨胀阀在过热度调节时降低动作速度; 在负荷比较低的情况下,或者压缩机控制和膨胀阀控制出现相互影响时,系 统容易出现过热度振荡,此时希望通过降低电子膨胀阀的动作速度,以利于 振荡的减小和消除。
为了保证车用空调系统的稳定、快速运行,首先需要确认电子膨胀阀能 够在全开度运行,消除在电子膨胀阀运行中可能产生的失步。
因此,有必要对现有的技术进行改进,以解决以上技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种电子膨胀阀的控制方法,所述空调系统能够 控制电子膨胀阀在执行动作前进行全开度确认,能够消除电子膨胀阀在运行 时产生失步的问题,能够保证空调系统运行的稳定性。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种电子膨胀阀的控制方 法,所述电子膨胀阀应用于车辆空调系统中,所述空调系统能够根据自身存 储器存储的预先设定的针对电子膨胀阀的控制程序和或车辆的控制信息或初 始化触发信号发出初始化控制信号,使电子膨胀阀完成初始化动作;所述初 始化动作包括进行电子膨胀阀全开度的开关确认动作、运行到预定的开度动 作,确认电子膨胀阀能够进行全开度的运行。
所述初始化控制信号包括初始化动作控制信号;所述初始化动作控制信 号包括使电子膨胀阀从当前开度运行到0开度再运行到100%开度然后运行 到一设定开度或从当前开度运行到100%开度再运行到0开度然后运行到一 设定开度。
所述初始化控制信号还包括初始化动作速度控制信号,所述电子膨胀阀 在初始化动作时的动作速度大于等于所述电子膨胀阀在流量调节时的动作速 度的最大值。
所述初始化触发信号在空调系统上电时产生,当传感器检测到空调系统 电源正负极电动势差大于空调系统正常工作的最小电压时,所述空调系统发 出初始化控制信号。
所述初始化触发信号在车辆的车钥匙刚转到ACC位置时产生或在空调 关机时产生,当所述车辆的车钥匙从ON位置转到ACC位置后或空调系统关 机后,蓄电池继续为空调系统供电,空调系统采集到车辆系统的车钥匙处于 ACC位置信号或空调系统关机信号后发出初始化控制信号,电子膨胀阀执行 初始化动作,执行完毕发送反馈信号控制空调系统断电。
所述初始化触发信号在车辆的车钥匙刚转到ACC位置时产生或空调关 机时产生,当所述车辆的车钥匙从ON位置转到ACC位置后或空调系统关机 后,通过设置一延迟程序使蓄电池继续为空调系统供电一设定时间t2,空调 系统采集到车辆系统的车钥匙处于ACC位置信号或空调系统关机信号后发 出初始化控制信号,电子膨胀阀执行初始化动作;其中所述设定时间t2大于 所述电子膨胀阀初始化动作时间。
所述初始化触发信号为电子膨胀阀故障信号,当电子膨胀阀反馈到空调 系统的信息出现异常时,空调控制器对异常信息进行解析,发出初始化控制 信号。
所述空调系统包括空调控制器、电子膨胀阀,所述空调系统还包括控制 电子膨胀阀动作的电控部分,所述电控部分与所述空调控制器通过车辆系统 中的LIN/CAN总线进行通讯,所述电控部分集成于所述电子膨胀阀上或单 独设置;所述空调控制器将初始化控制信号编译后发送至所述LIN/CAN总 线上,所述电控部分解析LIN/CAN总线上的控制信号,控制电子膨胀阀动 作。
所述空调系统包括空调控制器、电子膨胀阀,还包括控制电子膨胀阀动 作的电控部分,所述电控部分集成于所述空调控制器上,所述空调控制器与 所述控制电子膨胀阀的电控部分直接通讯;所述空调控制器包括汽车空调中 心处理模块和步进驱动控制模块;所述汽车空调中心处理模块负责初始化触 发信号的采集,发出初始化控制信号,并将信号转化为步进驱动控制模块的 步进驱动量值和驱动方向信号,步进驱动控制模块使得电子膨胀阀线圈的电 流值满足控制信号的要求,使电子膨胀阀执行动作。
与现有技术相比,本发明的空调系统能够发出控制信号,使电子膨胀阀 进行初始化动作,确认电子膨胀阀能够进行全开度的运行;能够消除在电子 膨胀阀在运行中可能产生的失步,避免长时间运行后失步累加而影响正常工 作时的控制效果,从而保证空调系统的稳定运行。这样可以保证空调系统运 行的稳定性。
【附图说明】
图1是本发明空调系统的第一实施方式的示意框图;
图2是本发明空调系统的第二实施方式的示意框图;
图3是本发明实施方式中预调节第一预调节输入量与预调节目标位置关 系示意图;
图4是本发明实施方式中预调节时,第一预调节输入量的变化量与预调 节动作速度关系示意图;
图5是本发明实施方式中预调节时,第二预调节输入量与预调节目标位 置关系示意图;
图6是本发明实施方式中预调节第二预调节输入量的变化量与预调节动 作速度关系示意图;
图7是本发明实施方式中负反馈调节时,当前开度与负反馈调节速度基 数的关系示意图;
图8是本发明实施方式中负反馈调节时,当前开度与目标开度的差值的 绝对值与负反馈调节速度增量的关系示意图;
图9是本发明空调系统控制电子膨胀阀动作的控制流程示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,具体以一种汽车空 调系统为例进行具体说明:
如图1至图2所示,本发明公开了一种空调系统100,空调系统100包 括空调控制器1和电子膨胀阀2,空调系统100还包括用于控制电子膨胀阀 动作的电控部分4,电控部分4可以单独设置或集成在空调控制器1或电子 膨胀阀2上。
本发明第一实施方式,如图1所示,空调系统100包括空调控制器1和 电子膨胀阀2,空调系统100还包括用于控制电子膨胀阀2动作的电控部分4, 电控部分4和空调控制器1通过汽车的LIN/CAN总线3进行通讯,电控部 分4集成在电子膨胀阀2上。
空调控制器1包括汽车空调中心处理模块11和第一信号收发模块12; 汽车空调中心处理模块11负责接收空调系统控制面板输入信号或传感器信 号;第一信号收发模块12,负责将汽车空调中心处理模块11发出的信号编 译后发送到LIN/CAN总线以及接收LIN/CAN总线3上的反馈信号解析后发 送给汽车空调中心处理模块11;
电控部分4包括第二信号收发模块41、中心处理模块42、步进驱动控制 模块43;
第二信号收发模块41,负责解析LIN/CAN总线3的控制信号,并发送 给中心处理模块42;同时将电子膨胀阀2的反馈信号编译后发送到 LIN/CAN3总线上;第二信号收发模块41接收LIN/CAN总线3上的控制信 号组成的帧(frame),对组成帧的数字信号的电压电平转换后发给中心处理 模块42,中心处理模块42负责对帧的含义进行解析。
中心处理模块42首先对帧头中的帧标识符进行判断,当判断的结果为该 帧信息为指向电子膨胀阀2的命令帧,则中心处理模块42进一步接收帧响应 段并对其中控制信号进行解析;
当解析的结果为要求电子膨胀阀2从一个开度走到一个新的开度时,中 心处理模块42根据当前开度和新开度信息计算得到提供给步进驱动控制模 块43的步进量值和电机的驱动方向;
步进驱动控制模块43接收到步进值和电机驱动方向信号,使得流经电子 膨胀阀A相线圈和B相线圈的电流变化满足所述步进量值和步进电机驱动方 向的要求,同样A相线圈和B相线圈的电流值反馈到中心处理模块42。
电子膨胀阀2包括步进电机和阀体,步进电机根据线圈的电流值控制阀 体动作。
在第一实施方式中,空调系统可以通过以下两种方式中其中一种对电子 膨胀阀动作控制:
第一种方式:电子膨胀阀动作控制信号由空调控制器1发出,具体有空 调控制器1汽车空调中心处理模块11发出,并对控制信号赋予不同的优先级, 优先级越高的控制信号越先被电子膨胀阀执行;
空调控制器1的汽车空调中心处理模块11负责接收空调系统控制面板输 入信号或传感器信号并结合自身存储器中存储的控制程序和/或自身存储器 中存储的反馈信号经过运算得到运行速度控制信号和开度控制信号,并将所 述运行速度控制信号和运行开度控制信号发送给第一信号收发模块12;第一 信号收发模块12编译控制信号并发送到LIN/CAN总线3上;电控部分4的 第二信号收发模块自LIN/CAN总线3上接收控制信号并解析,并将解析的 控制信号发送给中心处理模块42,中心处理模块42将控制信号转换为将控 制信号计算得到提供给步进驱动控制模块43的步进量值和电机的驱动方向; 步进驱动控制模块43接收到运行速度和目标开度控制信号,使得流经电子膨 胀阀A相线圈和B相线圈的电流变化满足所述步进量值和步进电机驱动方向 的要求,同样A相线圈和B相线圈的电流值反馈到中心处理模块42;
第二种方式:电子膨胀阀动作控制信号由电控部分4的中心处理模块42 发出,并对控制信号赋予不同的优先级,优先级越高的控制信号越先被电子 膨胀阀执行;
空调控制器1的汽车空调中心处理模块11负责接收空调系统控制面板输 入信号或传感器信号,经过第一信号收发模块11编译后发送到LIN/CAN总 线3,第二信号收发模块41接收LIN/CAN总线3的信号解析后发给中心处 理模块42,中心处理模块42接收信号并解析后结合自身存储器中存储的控 制程序和/或自身存储器中存储的反馈信号经过运算得到电子膨胀阀运行速 度控制信号和运行开度控制信号,并将控制信号根据当前开度和新开度信息 计算得到提供给步进驱动控制模块43的步进量值和电机的驱动方向,控制电 子膨胀阀2动作。
本发明第二种实施方式,如图2所示,空调系统100包括空调控制器1 和电子膨胀阀2,空调系统100还包括用于控制电子膨胀阀动作的电控部分4, 电控部分4集成在空调控制器1上。
空调控制器1包括汽车空调中心处理模块11和步进驱动控制模块41; 其中步进驱动控制模块的功能与第一实施方式中相应的模块功能相同;汽车 空调中心处理模块1的功能包括第一实施方式中的汽车空调中心处理模块原 有的功能以及中心处理模块的功能。
本实施方式中,空调系统通过以下方式控制电子膨胀阀动作:汽车空调 中心处理模块11负责接收空调系统控制面板输入信号或传感器信号并结合 自身存储器中存储的控制程序和/或自身存储器中存储的反馈信号经过运算 得到运行速度控制信号和开度控制信号,并将控制信号根据当前开度和新开 度信息计算得到提供给步进驱动控制模块43的步进量值和电机的驱动方向; 步进驱动控制模块43接收到运行速度和目标开度控制信号,使得流经电子膨 胀阀A相线圈和B相线圈的电流变化满足所述步进量值和步进电机驱动方向 的要求,同样A相线圈和B相线圈的电流值反馈到汽车空调中心处理模块11。
与第一种实施方式相比,本实施方式的空调系统100控制电子膨胀阀的 电控部分集成于空调控制器1上,这样电子膨胀阀和空调控制器1之间直接 通讯,不需要通过LIN/CAN总线,省去了信号收发模块,同时将中心处理 模块整合到汽车空调中心处理模块上,使空调系统更加紧凑。
本发明的空调系统能够发出控制信号,使电子膨胀阀完成以下动作:
初始化动作:空调系统能够根据自身存储器存储的预先设定的针对电子 膨胀阀的控制程序和或车辆的控制信息或初始化触发信号,发出初始化控制 信号,使电子膨胀阀完成初始化动作;所述初始化动作包括进行电子膨胀阀 全开度的开关确认动作、运行到预定的开度动作,确认电子膨胀阀能够进行 全开度的运行;电子膨胀阀的初始化运行动作能够消除在电子膨胀阀在运行 中可能产生的失步,避免长时间运行后失步累加而影响正常工作时的控制效 果,从而保证空调系统的稳定运行以及快速反应能力。
初始化控制信号包括初始化动作和初始化的动作速度控制信号;所述初 始化动作控制信号包括使电子膨胀阀从当前开度运行到0开度再运行到100% 开度然后运行到一设定开度或从当前开度运行到100%开度再运行到0开度 然后运行到一设定开度;所述空调系统发出的初始化的动作速度大于等于电 子膨胀阀在流量调节时的动作速度的最大值,通常所述初始化动作速度为以 固定值,根据空调系统的性能进行标定;在实际使用中,为了防止电子膨胀 国内阀在运行过程中失步,通常电子膨胀阀运行的脉冲数超过电子膨胀阀从 0-100%的运行开度的脉冲数;例如:电子膨胀阀从0开度到100%开度时需 要的是500个脉冲,电子膨胀阀的初始化动作是从当前开度正向运行600个 脉冲,然后反向运行600个脉冲,最后正向运行一定脉冲到设定开度;或者 从当前开度反向运行600个脉冲,然后正向运行600个脉冲,最后反向运行 一定脉冲到设定开度。
所述初始化触发信号在空调系统的上电时产生、空调关机时产生或车辆 的钥匙刚转到ACC位置时产生;
所述初始化触发信号在所述空调系统上电时产生,车辆控制系统通过判 断空调系统电源正负极的电势差是否大于空调系统正常工作时最小电压,如 果是,则表示有上电信号,如果否,则表示无上电信号;如果有上电信号, 空调系统能够根据自身存储器存储的预先设定的针对电子膨胀阀的控制程序 和上电信号,发出初始化控制信号,使电子膨胀阀完成初始化动作;当所述 初始化触发信号为空调系统的上电信号时,能够在电子膨胀阀进行流量调节 前对电子膨胀阀的运行状态进行确认,保证系统的正常运行。
所述初始化触发信号在所述空调系统关机时产生,当触发空调系统的关 机开关时,蓄电池继续为空调系统供电,空调系统采集到空调系统的关机信 号发出初始化控制信号,电子膨胀阀执行初始化动作,执行完毕发送反馈信 号控制空调系统断电;通过设置一延迟程序使蓄电池继续为空调系统供电一 设定时间t2,空调系统采集到车辆系统的空调系统关机信号后发出初始化控 制信号,电子膨胀阀执行初始化动作;其中所述设定时间t2大于所述电子膨 胀阀初始化动作时间;对于空调系统关机后执行的初始化运行不但能够确认 电子膨胀阀全开度的运行状况,保证空调系统运行的稳定性;而且避免在上 电时的等待时间,提高空调系统的快速反应能力。
所述初始化触发信号为车辆的车钥匙刚转到ACC位置时产生,当车辆 的钥匙从ON位置转到ACC位置时,产生初始化触发信号;蓄电池继续为空 调系统供电,空调系统采集到车辆系统的车钥匙处于ACC位置信号发出初 始化控制信号,电子膨胀阀执行初始化动作,执行完毕发送反馈信号控制空 调系统断电;或者通过设置一延迟程序使蓄电池继续为空调系统供电一设定 时间t2,空调系统采集到车辆系统的车钥匙处于ACC位置信号或空调系统 关机信号后发出初始化控制信号,电子膨胀阀执行初始化动作;其中所述设 定时间t2大于所述电子膨胀阀初始化动作时间。
当然所述初始化触发信号也可以为电子膨胀阀故障信号或电子膨胀阀的 目标开度为0或100%时的开度信号;使电子膨胀阀可以在需要的时候进行 初始化确认;所述初始化运行是进行电子膨胀阀全开度的确认,确认电子膨 胀阀能够进行全开度的运行,所以希望动作越块越好,这样可以节省时间; 因此空调系统发送最大的运行速度控制信号给电子膨胀阀。
预调节动作:当所述空调系统根据自身存储的程序判断采集的信号含有 预调节触发信号并且触发信号有效时,发送预调节目标开度控制信号和预调 节动作速度控制信号给电子膨胀阀;所述预调节触发信号为与压缩机转速或 排量或蒸发器风机转速有关的预调节输入量,预调节输入量越大对应的预调 节目标开度越大,预调节输入量的变化量越大预调节动作速度越大;所述预 调节输入量分为若干区间,每个区间对应一个预调节目标开度,所述预调节 输入量变化量分为若干区间,每个区间对应一个预调节速度;所述预调节触 发信号位于其中一个区间,当在空调系统两个控制工作循环内预调节信号发 生区间变化并在新的区间保持一设定时间t1时,预调节触发信号才有效,空 调系统发出与新区间对应的预调节目标开度控制信号和预调节动作速度控制 信号,电子膨胀阀执行动作;其中所述空调系统的一个控制工作循环是指空 调系统从采集信号到发出控制信号的时间段,所述设定时间t1为空调系统控 制工作循环的整数倍。
如图3-图4所示,一种预调节功能实施方式,控制预调节目标位置的变 量预调节输入量,控制预调节动作速度的变量为预调节输入量的变化量,通 过L0~L7和L0’~L7’将预调节输入量和预调节输入量的变化量分为6个区 间,其预调节目标位置值和调节速度分别对应于R1~R6和Sr1~Sr6,其中图 3为预调节目标位置值和预调节输入量的关系,图4为预调节速度和预调节 输入量的变化量的关系。其中L0~L7、L0’~L7’、R1~R6、Sr1~Sr6均需要 根据经验和系统实验结果进行标定,且区间个数不局限于图示6个,可以根 据系统的实际情况进行相应的调整,以预调节输入量为压缩机转速为例,此 处给出L0~L7的一种可能情况为0/1000/2000/3000/4000/5000/6000转/秒;对 应的R1~R6为50/90/120/140/150/160步;对应的Sr1~Sr6为 50/70/90/110/130/150。所述预调节功能特点为先判断是否含有预调节触发信 号,主要功能是在预调节触发信号发生区间变化,且在新的区间内保持一设 定时间长度t1,才进行预调节输出(即该预调节方式为间断性的),防止由 于瞬时的工况变化(如猛踩油门后紧接着刹车、调整蒸发器风机转速后有立 马调回)而产生不必要的预调节,以提高系统的稳定性。
如图5-图6所示,另一种预调节功能实施方式,与第一实施方式中的区 间预调节不同,本实施例为连续预调节,具体为分段函数。说明如下:分段 函数预调节指根据几个临界点如图示L1、L2、L3和L1’、L2’、L3’作为分段 函数的临界点,以预调节输入量和预调节输入量的变化量为变量,在各个区 间内采用与所在区间系统调节需求相对应的函数进行预调节,并输出与所在 区间对应的预调节开度En及相应调节速度Sen;其中预调节开度En和相应 调节速度Sen分别为预调节采集信号的函数,所述函数可能为一次或多次函 数,由经验和系统实验确定该函数关系。连续性预调节可以根据系统需求可 以以分段函数形式,也可以为多次函数,特点是预调节和负反馈调节均持续 进行。
预调节运行功能是在电子膨胀阀进入精确控制前预先快速地进行一个基 于经验和实验数据得出的估算调节,目的是缩短空调控制系统对电子膨胀阀 控制时间,使空调系统快速达到平衡,并快速满足空调系统所需要的制冷量。
对于车辆空调系统而言,预调节触发信号一般来自传感器和/或LIN/CAN 总线。
负反馈动作:空调系统根据电子膨胀阀的当前位置以及采集的空调系统 中制冷系统中的蒸发器出口的温度和压力信号确定电子膨胀阀的运行开度和 运行速度;所述电子膨胀阀的负反馈运行速度包括负反馈调节速度基数和负 反馈调节速度增量两部分;如图7所示,所述电子膨胀阀负反馈调节速度基 数以电子膨胀阀反馈的当前开度为变量,通过M0-M6将反馈当前开度分为7 个区间,对应7个调节速度基数S1-S7,其具体开度区间的定义和对应具体 调节速度的值需根据不同系统进行标定,此处M0~M6分别为: 0/30/50/70/90/150/300步,S1~S7分别为10/15/20/30/40/60/80。当电子膨胀阀 当前处于小开度区间时,即此时空调系统处于低负荷运行状态,此时制冷剂 流量较小,故制冷系统对开度的变化敏感,此时需要采用尽可能低的速度控 制电子膨胀阀动作,防止因为电子膨胀阀动作速度过快而引起的制冷系统过 热度震荡,同时调节频率过快也会使电子膨胀阀动作频繁,影响其使用寿命; 但是随着电子膨胀阀当前开度的增加,即系统运行的负荷越来越高,此时需 要逐步增加电子膨胀阀的动作速度,以确保在过热度稳定的前提下尽可能快 地达到系统所需要的开度。
如图8所示,以目标开度和当前开度的差值的绝对值为变量的二次函数 作为计算速度调节增量的一种方案;
负反馈调节过程进一步将电子膨胀阀开度调节到接近目标值的更小区间 甚至正好达到目标值。
快速关断动作:当空调控制器1采集到快速关断触发信号后结合自身设 定的程序,或者电控部分收到空调控制器采集的快速关断触发信号后结合预 先设定的电子膨胀阀动作的控制程序,发出全关控制信号和最大的运行速度 控制信号,使电子膨胀阀以最快的速度关闭制冷剂流通管道;快速关断触发 信号包括车辆碰撞信号;所述空调控制器1直接从车辆的LIN/CAN总线上 读取车辆的碰撞触发信号,所述车辆的碰撞触发信号可以为控制安全气囊的 传感器信号;车辆碰撞时,控制电子膨胀阀快速关断能够防止车辆碰撞后导 致制冷剂大量进入驾驶室内;有些车辆在采集到车辆膨胀信号后电源会自动 切断,为了保证电子膨胀阀的运行可能增加一与电子膨胀阀连接的附加电源。
所述快速关断控制信号的优先级大于所述初始化控制信号的优先级,所 述初始化控制信号的优先级大于所述预调节控制信号的优先级,所述预调节 控制信号的优先级大于所述负反馈调节控制信号的优先级;快速关断控制信 号最先被电子膨胀阀执行,提高车辆的安全性。
如图9所示,本发明还公开了一种空调系统控制方法,一种空调系统控 制方法,所述空调系统包括空调控制器1、电子膨胀阀2以及用于控制电子 膨胀阀的电控部分4,所述空调系统能够实现电子膨胀阀动作控制,所述空 调控制器或所述电控部分根据预先设定的程序以及采集到的输入信号,发出 不同的动作控制信号,使电子膨胀阀以不同的动作速度进行动作;所述空调 系统运行过程包括以下步骤:
S1:预设控制程序:所述空调控制器或所述电控部分存储预先设定的控 制程序;
S2:控制信号形成:空调控制器或所述电控部分结合自身存储的预设的 程序和采集到的触发信号,发出运行速度控制信号和预定开度控制信号,控 制电子膨胀阀动作,所述控制信号别赋予不同的优先级;优先级越高越先被 电子膨胀阀执行;
S3:动作信号形成并执行:所述控制信号经所述电控部分转化为电子膨 胀阀能够执行的动作信号,使得电子膨胀阀以所述运行速度运行到所述预定 开度调节制冷剂流量。
所述预先设定的电子膨胀阀控制程序包括初始化控制程序、预调节控制 程序、负反馈调节控制程序以及快速关断控制程序;
其中所述步骤S2包括以下子步骤:
S21:上电检测:空调控制器判断空调电源正负极电势差是否大于空调 系统最小工作电压,如果是,表示空调有上电信号,转到步骤S22和S23; 如果否,表示空调无上电信号,转到步骤S00;
S22:初始化控制:空调控制器或电控部分结合初始化控制程序,发出 初始化命令和初始化运行速度控制信号;
S23:快速关断信号读取:空调控制器从车辆的LIN/CAN总线上读取车 辆状态相关信号,转到步骤S24;
S24:快速关断控制:空调控制器或电控部分结合初始化控制程序判断 是否有碰撞信号,如果是,发出全关信号和最大的运行速度;如果否,转到 步骤S25;
S25:空调系统开启检测:空调控制器判断压缩机的是否开启,如果是, 转入步骤S26,如果否,转入步骤S20;
S26:输入信号采集:空调控制器从传感器和车辆的LIN/CAN总线读取 输入信号;转入步骤S27;
S27:预调节控制:根据预调节控制程序判断空调控制器读取的信号是 否包括预调节触发信号,如果是转入步骤S28;如果否,转入步骤S29;
S28:空调控制器或电控部分计算生成预调节开度和预调节调节速度, 并发出预调节开度控制信号和预调节动作速度信号;
S29:负反馈调节控制:空调控制器根据电子膨胀阀反馈的当前位置和 蒸发器出口的温度、压力信号进行负反馈调节,空调控制器或电控部分发出 负反馈调节量和对应的动作速度,然后转入步骤S20;
S20:断电判断:空调控制器判断空调系统电源的电动势是否小于空调 系统电源的最小工作电动势,如果是,转入步骤S00;如果否,转入步骤S23;
S00:结束。
当然所述初始化控制也可以在断电判断前,即在车辆钥匙处于关闭状态 时发送电子膨胀阀进行初始化的控制信号,待电子膨胀阀执行完初始化命令 时发送反馈信号控制空调系统断电。
需要说明的是:以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述 的技术方案,尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明, 但是,本领域的普通技术人员应当理解,所属技术领域的技术人员仍然可以 对本发明进行修改或者等同替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术 方案及其改进,均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

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一种电子膨胀阀的控制方法,所述电子膨胀阀应用于车辆空调系统,所述空调系统包括空调控制器和电子膨胀阀,所述空调系统能够根据自身存储的预先设定的针对电子膨胀阀的控制程序以及初始化触发信号发出初始化控制信号,控制电子膨胀阀完成初始化动作;所述初始化动作是进行电子膨胀阀全开度的确认动作,确认电子膨胀阀能够进行全开度的运行;所述电子膨胀阀的初始化运行动作能够消除在电子膨胀阀在运行中可能产生的失步,避免长时间。

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