[發明專利]車輛空調系統過熱度控制方法及車輛空調系統

有效

• 申請號: 201310303954.5
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103423836B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 唐立
• 申請（專利權）人: 杭州三花研究院有限公司
• 主分類號: B60H1/32
• 分類號: B60H1/32;B60H1/00;F24F11/00;F25B41/06
• 代理公司: 北京摯誠信奉知識產權代理有限公司11338
• 代理人: 張習義

本申請為申請日為2012年04月24日、申請號為201210122508.x、發明名稱為《車輛空調系統過熱度控制方法及車輛空調系統》的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種車輛空調系統過熱度控制方法及車輛空調系統，尤其涉及一種通過壓縮機和/或蒸發器風機的前反饋信息、以及實際過熱度、預設過熱度來控制電子膨脹閥的開度的車輛空調系統過熱度控制方法及車輛空調系統，屬于汽車空調技術領域。

背景技術

汽車空調系統主要包括壓縮機、冷凝器、節流元件和蒸發器，從壓縮機出來的高溫高壓制冷劑氣體，經冷凝器冷凝后變為制冷劑液體，制冷劑液體經節流元件節流降壓后進入蒸發器，在蒸發器內與蒸發器外的空氣進行熱交換，變為制冷劑氣體又回到壓縮機，從而完成一個制冷循環，而經蒸發器冷卻后的空氣進入車室，若車室內的溫度低于或高于車室內設定溫度，則通過控制調節節流元件的開度控制過熱度。

傳統的發動機汽車空調系統的壓縮機和發動機直接使用皮帶相連，無法控制壓縮機的轉速，隨著節能環保的混合動力和電動汽車的逐漸普及，越來越多的車型采用電動壓縮機取代傳統的皮帶輪驅動壓縮機作為空調制冷循環的動力。而現有的汽車空調系統主要使用熱力膨脹閥作為節流元件，熱力膨脹閥在應用于電動壓縮機系統時，存在以下問題：

由于熱力膨脹閥閥針的動作是由閥上溫包對應飽和壓力和管路內壓力差值驅動，完全由機械力決定，所以無法快速正確應對壓縮機或者蒸發器風機的工況快速變化；無法根據系統各參數決策相應開度，過熱度控制不夠穩定，而影響出風溫度的舒適性；目前的新能源車多數需要空調系統不只用于冷卻車廂，還需要冷卻電池和變頻器，這種雙蒸發器的空調系統使用熱力膨脹閥時，由于熱力膨脹閥在系統運行時無法關死，使得空調系統在只有蒸發器或換熱器工作時，另一側仍有流量通過，影響效率，同時，大量液體聚集在未工作一側的低壓管路內，導致系統充注量提高，系統需使用相對較大的集液器，提高成本。

在采用電動壓縮機的空調系統中使用電子膨脹閥取代熱力膨脹閥作為節流元件，具有如下優勢：

電子膨脹閥可以根據空調系統中的各參數進行調節，并根據不同工況即時調整相應控制策略，達到提高制冷系統效率、節能環保的目的；電子膨脹閥的控制過熱度相比熱力膨脹閥更為平穩，從而使出風溫度更為穩定，提高舒適度。

目前的家用商用空調上是采用電子膨脹閥作為節流元件，由于家用商用空調工況較穩定，制冷系統負荷變化很小，其通常是僅使用過熱度作為PID輸入參數來控制電子膨脹閥的開度，以控制制冷量。

然而，汽車空調與家用商用空調不同，汽車空調工況變化非常快，單純使用過熱度調節電子膨脹閥開度會存在響應速度慢、容易過調等問題。

發明內容

為了解決上述現有技術中所存在的問題，本發明提供了一種車輛空調系統過熱度控制方法及車輛空調系統，采用電子膨脹閥作為節流元件，除了采用實際過熱度作為輸入參數來調節電子膨脹閥的開度之外，還通過影響實際過熱度變化的前反饋信息來控制電子膨脹閥的開度，響應速度快、控制過熱度更平穩。

本發明所提供的技術方案為：

一種車輛空調系統過熱度控制方法，包括：

實時獲取實際過熱度、預設過熱度以及影響實際過熱度變化的前反饋信息；

根據獲取的實際過熱度、預設過熱度以及前反饋信息實時調整電子膨脹閥的開度，以控制車輛空調系統的過熱度。

進一步的，所述前反饋信息包括：

壓縮機的轉速或排量變化量；和/或，所述蒸發器風機的轉速變化量。

進一步的，所述“根據實際過熱度、預設過熱度以及前反饋信息實時調整電子膨脹閥的開度，以控制車輛空調系統的過熱度”的具體控制方法為：

比較獲取的實際過熱度與預設過熱度，得到一過熱度差值，并根據所述過熱度差值獲取對應的第一電子膨脹閥開度調節量；

根據壓縮機的轉速或排量變化信息、和/或所述蒸發器風機的轉速變化信息獲取對應的第二電子膨脹閥開度調節量；以及，

根據第一電子膨脹閥開度調節量和第二電子膨脹閥開度調節量對電子膨脹閥的開度進行調整。

進一步的，所述第一電子膨脹閥開度調節量V_out1通過以下計算得到：

式中，e為實際過熱度和預設過熱度的過熱度差值，K_p為比例系數，K_d為微分系數，K_i為積分系數；

第二電子膨脹閥開度調節量V_out2通過以下計算得到：

或者或者