CN102472544A - 制冷循环 - Google Patents

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Abstract

提供一种制冷循环，该制冷循环在制冷回路内配置有节流孔，且在利用两个压力传感器检测该节流孔前后的压差时，能以软件方式适当且容易地吸收压力传感器之间的特性差，能高精度地求出实际压差，从而可高精度地推定出制冷剂流量或高精度地推定出压缩机扭矩。该制冷循环在制冷剂回路内具备节流孔，且在节流孔前后分别设置有压力传感器，该制冷循环的特征在于，关于表示各压力传感器的检测压力-传感器输出的关系的输出特性，根据制冷剂停止流动的状态中的两个压力传感器的输出，求出与任一个压力传感器的输出特性相对的另一个压力传感器的输出特性的特性差。

Description

制冷循环
技术领域
本发明涉及制冷循环，尤其涉及包括节流孔和配置在节流孔前后的两个压力传感器、且能高精度地推定制冷剂流量或压缩机扭矩等的、用于车用空调装置等的优选的制冷循环。
背景技术
举例而言，在依次包括按照压缩机、冷凝器、减压/膨胀机构、以及蒸发器的制冷循环、例如车用空调装置的制冷循环中，在制冷剂回路中的制冷剂流动方向的前后位置上分别设置压力传感器，求出利用两个压力传感器所检测到的检测压力的压差。此外，为了高效地在短区间中保持明确的压差，通常，设置节流阀(节流孔)是有效的(例如，专利文献1[0004]段)。如果能高精度地求出该压差，则可高精度地推定与压差的相关性较高的制冷剂流量，而且，还能通过使用制冷剂流量来高精度地推定压缩机的驱动用扭矩。如果能高精度且实时地推定压缩机扭矩，则还可反映到作为压缩机驱动源的车辆引擎的控制等(例如，引擎燃料喷射控制)中，从而能对节省车辆耗油量等作出贡献。
如上所述，在节流孔的制冷剂流动方向的前后位置上分别设置压力传感器，并求出两个压力传感器所检测到的检测压力的压差，从而可根据预先掌握的压差与制冷剂流量之间的关系，推定出此时的制冷剂流量，然而为了高精度地进行这一推定，有必要高精度地求出压差。而且，为了高精度地求出压差，至少有必要使两个压力传感器的压力检测特性相同，或要明确地掌握两个压力传感器的压力检测特性之差。由于各压力传感器本身对于检测压力—传感器输出的关系具有良好的再现性等，因此当用一个压力传感器检测某一位置的压力的情况下，并不是很有问题。然而，设置多个压力传感器的情况下，由于压力传感器的制作误差等，关于表示检测压力—传感器输出的关系的输出特性，有时在各压力传感器之间会产生微小的偏差。由于如上所述的节流孔前后的压差与由各压力传感器所检测到的检测压力的绝对值相比是远小于该绝对值的值，因此如果传感器之间的输出特性存在微小的差异，则对于所求出的压差的精度产生较大的误差的可能性较高。如果所求出的压差中产生较大的误差，则不能指望高精度地推定出制冷剂流量或压缩机扭矩。
专利文献1：日本专利特开平6-281300号公报
发明内容
因此，本发明的课题是提供一种制冷循环，该制冷循环在制冷回路内配置有节流孔，且在利用两个压力传感器检测节流孔前后的压差时，以软件方式(soft)适当且容易地吸收各压力传感器之间的特性差，能高精度地求出实际压差，从而可高精度地推定出制冷剂流量或高精度地推定出压缩机扭矩。
为了解决上述问题，本发明所涉及的制冷循环在制冷剂回路内具备节流孔，且在该节流孔的制冷剂流动方向的前后位置上分别设置有压力传感器，其特征在于，关于表示各压力传感器的检测压力—传感器输出的关系的输出特性，根据制冷剂停止流动的状态下的两个压力传感器的输出，求出与任一个压力传感器的输出特性相对的另一个压力传感器的输出特性的特性差。
在这种本发明所涉及的制冷循环中，由于在认为两个压力传感器实质上处于检测相同压力的状态下的、制冷剂停止流动的状态下，求出了配置在节流孔前后的各压力传感器之间的输出特性差，因此能高精度地求出伴随各压力传感器的制作误差等而产生的输出特性差，能在进行实际检测或控制之前高精度地掌握输出特性差，从而能根据需要，以软件方式进行压力传感器之间的校正。由于能高精度地执行这种软件方式的校正而不用以机械方式对压力传感器本身进行改进，因此能极容易地进行校正。而且，如果能正确进行压力传感器之间的校正，则能高精度地求出实际压差。
例如，利用如下的结构来实现该校正。即，采用以下结构：具有输入来自上述压力传感器的输出的压力运算单元，在该压力运算单元中，基于求出的上述特性差，以任一个压力传感器的输出特性作为基准，对另一个压力传感器的输出特性进行校正。通过这样，能以软件方式使两个压力传感器的输出特性相一致，即使压差较小，也能高精度地求出压差。即，在制冷剂流动状态下，可利用上述经校正的压力传感器的输出特性，根据两个压力传感器的输出计算出上述节流孔的制冷剂流动方向的前后位置上的压差。
此外，如果预先利用试验等求出制冷剂流量与节流孔前后压差之间的关系，则可根据上述所计算出的压差，参照预先求出的制冷剂流量与节流孔前后压差之间的关系，来高精度地计算出此时的制冷剂流量。
此外，如果预先利用试验等求出制冷剂流量与制冷循环内的压缩机的扭矩之间的关系，则可根据上述所计算出的制冷剂流量，参照预先求出的制冷剂流量与制冷循环内的压缩机的扭矩之间的关系，来高精度地计算出此时的压缩机扭矩。
如果能这样高精度地推定出压缩机扭矩，则通过将上述所计算出的压缩机扭矩的信号发送给压缩机的驱动源的控制装置，还能实现对该驱动源的最佳控制。当压缩机的驱动源是车辆的发动机(引擎)的情况下，通过高精度且实时地推定出压缩机扭矩，例如能将其反映到引擎的燃料喷射控制中，从而能对节省车辆耗油量等作出贡献。
例如，如下所述，能利用具有校正项的预先设定的运算式，对上述压力传感器的输出特性进行校正。或者，可利用预先设定了多个输出特性的映射，对上述压力传感器的输出特性进行校正。
优选为在从制冷循环停止后经过规定时间后、求出上述压力传感器的输出特性的特性差。如果从制冷循环停止后经过了规定时间，则成为稳定的制冷剂停止流动的状态，因此能以较高精度求出输出特性差。
这种本发明所涉及的制冷循环特别适用于从车辆发动机的驱动控制等方面而言需要压缩机驱动扭矩的正确信息的车用空调装置。此外，由于能求出上述压力传感器的输出特性差，能以软件方式进行压力传感器之间的校正，且能便宜地进行制冷循环而不需要空间，因此适用于对节省空间、降低成本的要求较高的车用空调装置。
根据本发明所涉及的制冷循环，当在制冷回路内配置节流孔、并利用两个压力传感器检测节流孔前后的压差时，能以软件方式适当且容易地处理并吸收各压力传感器之间的输出特性差，能高精度并正确地求出实际压差。因而，能基于高精度地求出的压差，高精度地推定出制冷剂流量，进而能高精度地推定出压缩机扭矩。其结果为，通过应用本发明所涉及的制冷循环，能力图实现高精度控制、作为整个制冷循环的节省空间化、以及降低成本，并能力图实现最佳实施方式的车用空调装置等。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的制冷循环的简要结构图。
图2是表示图1的制冷循环中的节流孔和压力传感器部分的一个示例的放大剖视图。
图3是表示对与图1的制冷循环中的一个压力传感器的输出特性相对的另一个压力传感器的输出特性的偏差进行校正的一个示例的特性图。
图4是表示图1的制冷循环的P-h曲线图的示例的特性图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的优选实施方式进行说明。
图1表示本发明的一个实施方式所涉及的制冷循环的简要结构。在图中，标号1表示整个制冷循环，该制冷循环1具备：对制冷剂进行压缩的压缩机2；对所压缩的制冷剂进行冷凝的冷凝器3；使来自冷凝器3的制冷剂减压/膨胀的、作为减压/膨胀机构的膨胀阀4；以及使来自膨胀阀4的制冷剂蒸发的蒸发器5。在本实施方式中，在制冷循环1的制冷剂回路中的冷凝器3与膨胀阀4之间的制冷剂通路6上，设置有对制冷剂流进行节流的节流孔7，在该节流孔7的制冷剂流动方向前后的位置上，分别设置有用来检测制冷剂的压力的第一压力传感器8和第二压力传感器9。例如，如图2所示那样配置设置在该制冷剂通路6上的节流孔7、第一压力传感器8和第二压力传感器9。这些还可作为一体化单元来构成。
来自上述第一压力传感器8和第二压力传感器9的检测压力的输出被送到压力运算单元10。各压力传感器8、9具有例如如图3所示那样的、表示检测压力(P)与传感器输出(V)之间的关系的输出特性，然而由于各压力传感器8、9的制作误差等，因此在与检测压力(P)相对的、第一压力传感器8的输出V1与第二压力传感器9的输出V2之间，存在微小的偏差。如上所述，当求出由两个传感器所测得的检测压力的压差的情况下，该微小的偏差有时会成为较大的偏差量。在压力运算单元10中，关于表示各压力传感器8、9的检测压力—传感器输出的关系的输出特性，根据制冷剂停止流动的状态下的两个压力传感器的输出，优选为根据制冷循环1停止后经过规定时间(在稳定成制冷剂停止流动的状态之前所需的时间)后的两个压力传感器的输出，来求出两个传感器的输出特性的特性差。接着，基于所求出的特性差，进行修正运算，使得以任一个压力传感器的输出特性为基准，对另一个压力传感器的输出特性进行校正。在图3所示的示例中，例如关于基准压力Pa，以软件方式进行将第二压力传感器9的输出V2的特性调整为第一压力传感器8的输出V1的特性的校正。由于基于制冷剂停止流动的状态下的两个压力传感器8、9的输出，即基于使利用两个压力传感器8、9所检测的压力基本为相同压力(等压)的状态下的两个压力传感器8、9的输出，来进行该校正，因此，能以高精度进行校正。由此，能以软件方式使两个压力传感器8、9的输出特性相一致(例如，能以软件方式使零点等的基准点相一致)，经由利用了被设成一致的输出特性的压力检测，即使在制冷剂流动的状态下实际的压力检测中压差较小的情况下，也能高精度且正确地求出压差。
例如，能利用如下的具有与上述输出特性差相对应的修正项(H)的、预先设定的运算式，来对这种压力传感器9的输出特性进行校正。
Pa＝A×V1+B＝A×V2+B+H
式中，B是常量。
或者，尽管省略了图示，也可利用预先设定了多个输出特性的映射，对上述压力传感器9的输出特性进行校正。
如果如上所述地高精度地计算出节流孔7的前后位置上的压差，则利用试验等预先求出制冷剂流量与节流孔前后压差之间的关系并存储该关系，从而能根据如上所述那样计算出的压差，利用制冷剂流量推定单元11，参照该预先求出的制冷剂流量与节流孔前后压差之间的关系，来高精度地计算出此时的制冷剂流量。
此外，预先利用试验等求出制冷剂流量与制冷循环1内的压缩机2的扭矩之间的关系并存储该关系，从而能根据上述所计算出的制冷剂流量，利用压缩机扭矩推定单元12，参照该预先求出的制冷剂流量与制冷循环1内的压缩机2的扭矩之间的关系，来高精度地计算出此时的压缩机扭矩。
而且，如果能像这样高精度地推定出压缩机扭矩，则如上所述，也能通过将所推定出的压缩机扭矩的信号发送给压缩机的驱动源(例如，车辆引擎)的控制装置，来实现对该驱动源的最佳控制。尤其是当压缩机的驱动源是车辆的发动机(引擎)的情况下，通过高精度且实时地推定出压缩机扭矩，例如能将其适当地反映到引擎的燃料喷射控制中，从而能对节省车辆耗油量作出贡献。
另外，关于设置上述节流孔7的位置、以及所设置的节流孔7造成压力损耗的特性，能从制冷循环1的动作特性方面力图实现最优化。例如，能以如图4(A)、(B)所示那样的P-h曲线图来表示制冷循环1的动作特性。即，利用设置在制冷剂通路6上的节流孔7，能强制保持节流孔前后的压差，能用第一压力传感器8和第二压力传感器9来检测例如制冷剂流量推定所必需的压差。而且，能利用制冷剂流量推定单元11推定出与该压差的相关性较高的制冷剂流量，进而能利用压缩机扭矩推定单元12推定出压缩机扭矩。此时，节流孔前后压差的稳定的高精度的检测能带来高精度的制冷剂流量推定、以及高精度的压缩机扭矩推定。为了在稳定的状态下、高精度地检测出节流孔前后压差，优选在制冷剂没有相变、或者相变极少的状态下进行检测。例如，如图4(A)所示，优选为设定成在相同的液相状态下因节流孔而产生压差ΔP。然而，例如如图4(B)所示，即使横跨相变状态而产生压差ΔP，尽管精度可能有所下降，但也能进行精度足够高的制冷剂流量推定、及压缩机扭矩推定。
工业上的实用性
本发明所涉及的制冷循环可应用于要求利用节流孔和配置在节流孔前后的压力传感器来求出节流孔前后压差的所有制冷循环，由于能以软件方式便宜地进行压力传感器的校正，因此尤其适用于降低成本要求较高的车用空调装置。
标号说明
1制冷循环
2压缩机
3冷凝器
4作为减压/膨胀机构的膨胀阀
5蒸发器
6制冷剂通路
7节流孔
8第一压力传感器
9第二压力传感器
10压力运算单元
11制冷剂流量推定单元
12压缩机扭矩推定单元

Claims (10)

1.一种制冷循环，该制冷循环在制冷剂回路内具备节流孔，且在该节流孔的制冷剂流动方向的前后位置上分别设置有压力传感器，其特征在于，
关于表示各压力传感器的检测压力-传感器输出的关系的输出特性，根据制冷剂停止流动的状态中的两个压力传感器的输出，求出与任一个压力传感器的输出特性相对的另一个压力传感器的输出特性的特性差。
2.如权利要求1所述的制冷循环，其特征在于，
具有输入来自所述压力传感器的输出的压力运算单元，在该压力运算单元中，基于所求出的所述特性差，以任一个压力传感器的输出特性作为基准，对另一个压力传感器的输出特性进行校正。
3.如权利要求2所述的制冷循环，其特征在于，
在制冷剂流动状态下，利用所述经校正的压力传感器的输出特性，根据两个压力传感器的输出计算出所述节流孔的制冷剂流动方向的前后位置上的压差。
4.如权利要求3所述的制冷循环，其特征在于，
根据所述所计算出的压差，参照预先求出的制冷剂流量与节流孔前后压差之间的关系，来计算出此时的制冷剂流量。
5.如权利要求4所述的制冷循环，其特征在于，
根据所述所计算出的制冷剂流量，参照预先求出的制冷剂流量与制冷剂循环内的压缩机的扭矩之间的关系，来计算出此时的压缩机扭矩。
6.如权利要求5所述的制冷循环，其特征在于，
将所述所计算出的压缩机扭矩的信号发送给压缩机的驱动源的控制装置。
7.如权利要求2～6的任一项所述的制冷循环，其特征在于，
利用具有修正项的预先设定的运算式，对所述压力传感器的输出特性进行校正。
8.如权利要求2～6的任一项所述的制冷循环，其特征在于，
利用预先设定了多个输出特性的映射，对所述压力传感器的输出特性进行校正。
9.如权利要求1～8的任一项所述的制冷循环，其特征在于，
在制冷循环停止后经过规定时间后，求出所述压力传感器的输出特性的特性差。
10.如权利要求1～9的任一项所述的制冷循环，其特征在于，
将所述制冷循环用于车用空调装置。
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