CN103033008A - 一种汽车空调***电子膨胀阀的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，按照如下步骤进行：A.启动控制；判断***启动状态：热启动状态下，直接执行步骤B；冷启动状态下，调节电子膨胀阀至全闭后再开启至小开度，之后执行步骤B；B.运行控制；在压缩机启动初始阶段，控制电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度，以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行阶段控制；C.停机控制。本发明能够可靠地适应汽车空调***的运行工况复杂、工况变化速度快的特点，快速、准确控制蒸发器出口或压缩机进口的过热度，有效提高***的节能效果。

Description

一种汽车空调***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***电子膨胀阀的控制方法。

背景技术

众所周知，在汽车***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***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***中，有效控制***制冷剂流量，使得***发挥最优的效能，是***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***达到性能优化、并可靠运行。

依据汽车空调***运行的整个过程进行划分，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基准精度，过热度控制阶段为影响能耗调节的关键阶段，直接影响空调***的节能控制精度，而停机控制精度将影响下一个制冷周期过热度控制过程中流量调节的精度。

有鉴于此，亟待针对汽车空调***电子膨胀阀的提出一种合理、有效的控制方法，以最大限度的满足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***电子膨胀阀的控制方法，以快速、准确控制蒸发器出口或压缩机进口的过热度，有效降低***能耗。

本发明提供的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，包括如下步骤：

A.启动控制；判断***启动状态：热启动状态下，直接执行步骤B；冷启动状态下，调节电子膨胀阀至全闭；再开启至小开度，之后执行步骤B；

B.运行控制；在压缩机启动初始阶段，控制电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度，以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行阶段控制；

C.停机控制。

优选地，步骤A中，冷启动状态下，所述小开度具体为所述电子膨胀阀全开度的2％～20％。

优选地，步骤A中，冷启动状态下，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。

优选地，步骤B中，将所述压缩机的转速划分多个转速区间，并根据每个转速区间的压缩机转速确定相对应的所述电子膨胀阀的恒定开度。

优选地，步骤B中，在压缩机启动初始阶段，在启动时间段内判断所述压缩机的转速是否在一定时间区间内保持在一个转速区间内，若是，则控制所述电子膨胀阀达到与相应转速区间相对应的恒定开度；若否，则控制所述电子膨胀阀达到启动时间段结束时刻的所述压缩机转速所在转速区间相对应的恒定开度，或者控制所述电子膨胀阀达到预设的初始启动开度。

优选地，在压缩机启动初始阶段的启动时间段后，以所述压缩机的转速自第一转速区间变化至第二转速区间内，且维持第二时间长度为条件，控制所述电子膨胀阀自与所述第一转速区间所对应的恒定开度达到与所述第二转速区间所对应的恒定开度。

优选地，步骤B中，在所述正常运行阶段控制，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，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Δs；将所述开度预调节量s₀与所述开度调节增量Δs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；过热度为0℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃；过热度大于20℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃。

优选地，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；所述低负荷区的过热度越低过热度阈值区间越小，所述高负荷区的过热度越高过热度阈值区间越小。

优选地，将所述压缩机的转速划分多个运行区间，并根据每个运行区间的压缩机转速确定相应的所述电子膨胀阀的开度预调节量s₀。

优选地，以所述压缩机的转速满足在相应运行区间内维持第三时间长度为条件，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，步骤C中，判断***停机状态：热停机状态下，调节电子膨胀阀至全闭；冷停机状态下，调节电子膨胀阀开启至小开度

优选地，步骤C中，调节电子膨胀阀开启至全开度后至全闭；并以所述电子膨胀阀在第四时间长度内完成全开及全闭为条件，调节所述电子膨胀阀开启至小开度。

优选地，步骤C中，所述小开度为电子膨胀阀全开度的10％-40％。

优选地，步骤C中，以LIN信号的信息获得热停机状态或者冷停机状态的判断结果。

本发明提供的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法包括三个主要步骤：启动控制、运行控制和停机控制。

其中，在启动控制过程中，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***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可避免压缩机启动时***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***尽快建立高低压端的压力差，进入正常制冷、制热循环。

其中，在运行控制过程中，本方法在压缩机启动初始阶段根据压缩机的转速将电子膨胀阀的开度调整至一恒定开度，并以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行控制阶段。如此设置，恒定的开启度能保证电子膨胀阀的开度能够处于较为稳定的状态，使得启动初始阶段的膨胀阀处于稳定工作状态下，从而可有效避免大的扰动给膨胀阀带来的影响，确保***的正常、高效的运行。

本发明提供的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法适用于不同形式的汽车空调***，特别适用于电动汽车空调***。

附图说明

图1是具体实施方式中所述汽车空调***电子膨胀阀的控制方法的流程框图；

图2示出了本发明冷启动状态控制的第一实施例的流程框图；

图3示出了本发明冷启动状态控制的第二实施例的流程框图；

图4示出了运行控制阶段的第一实施例的流程框图；

图5示出了运行控制阶段的第二实施例的流程框图；

图6示出了一种具体实施方式中在启动初始阶段所述压缩机转速区间的划分及其与电子膨胀阀开度之间的对应关系；

图7示出了一种具体实施方式中所述正常运行阶段的过热度控制逻辑关系示意图；

图8为一种具体实施方式中所述正常运行阶段的过热度控制流程图；

图9为一种具体实施方式中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；

图10是本发明第一实施例所述停机控制阶段的流程框图；

图11是本发明第二实施例所述停机控制阶段的流程框图；

图12是本发明第三实施例所述停机控制阶段的流程框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，以可靠地适应汽车空调***的运行工况复杂、工况变化速度快的特点，快速、准确控制蒸发器出口或压缩机进口的过热度，有效提高***的节能效果。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图1，该图示出了本实施方式所述汽车空调***电子膨胀阀的控制方法的流程框图。

如图所示，该汽车空调***电子膨胀阀的控制方法包括三个主要步骤：启动控制A、运行控制B和停机控制C，以基于汽车空调***的运行工况复杂、工况变化速度快，在不同控制阶段进行有效控制。

其中，步骤A中，首先判断***启动状态(热启动或者冷启动)，再根据不同的***启动状态执行不同的启动控制策略。应当理解，汽车空调***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。

	冷启动	热启动
			汽车钥匙打开后首次开启空调	√
空调电源被关闭后一定时间长度后重新开启	√
			空调电源被关闭后一定时间长度内重新开启		√
负荷调节引起的ON/OFF循环中的开机环节		√
			空调安全保护停机后的重新开机	√

当然，冷启动与热启动还可以通过检测汽车空调***的压力和/或温度等信号来进行判断。

请参见图2，该图示出了第一实施例所述启动控制阶段的流程框图。

如图2所示，当汽车钥匙开启后，该控制方法在冷启动状态下执行下述步骤后进入运行控制阶段：

A1.调节电子膨胀阀至全闭；

A2.调节电子膨胀阀开启至小开度。

应当理解，电子膨胀阀的开度指的是与电子膨胀阀全开时相比较所得的阀口通流面积的比例。这一比例还与该***所匹配的电子膨胀阀的容量大小相关，如果所用的电子膨胀阀容量相对较大，则开度可以小一些；反之，开度要大一些。

通常，可发出脉冲信号至电子膨胀阀的控制端，控制电子膨胀阀处于全闭或者小开度工作状态。具体控制设计时，可根据实际***配置输出相应的脉冲，比如，以一种500脉冲的电子膨胀阀来说，若设置500Step的关闭、或开启脉冲实现阀全闭或全开控制，以找到初始基准点，则可设置100Step甚至于50Step的小开度脉冲调节电子膨胀阀在冷启动完成后处于小开度工作状态。如此设置，有利于***尽快建立高低压端压力差，有效控制低压压力小范围波动，使得压缩机的负载稳定及***尽快稳定；同时，启动时对压缩机不会产生液击，控制过程更加稳定。

需要说明的是，对于LIN或CAN信号的汽车***而言，本方法可有效利用LIN信号或者CAN信号确定空调***是否处于上述三种冷启动状态；比如，空调电源被关闭后一定时间长度(比如2分钟)后重新开启，即确定处于冷启动状态；再比如，可以结合LIN或CAN信号中的高压保护、排气温度过高保护及低压过低保护信息，确定空调***处于由空调安全停机后的重新开机。当然，实际上根据不同车型配置也可以通过专用的信号采集装置获取参数信号进行逻辑判断。

另外，空调***使用一段时间后，构成该***的元器件难免会出现各类故障，对于电子膨胀阀而言，由于汽车空调***的使用环境相对恶劣，工况变化大，有时环境温度会较高甚至达到70～80℃，此状态下的电子膨胀阀自身有可能会出现个别情况下的过热、过流或者卡死等现象。为了确保空调***启动后，能够在正常过热度控制过程中确保***安全、可靠地运行，本方法可在第一实施例的基础上增加自检步骤。

请参见图3，该图是另一实施例所述启动控制阶段的流程框图。

如图3所示，本实施例与前一实施例的区别在于：在步骤A1前执行步骤A0：A0.调节电子膨胀阀至全开，并控制电子膨胀阀进行自检，以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。也就是说，步骤A3(实施例一步骤A2)前，若控制该电子膨胀阀能够在第一时间长度内有序完成全开、全闭两个动作，则可确定该电子膨胀阀处于无故障状态，可安全进行步骤A3调节电子膨胀阀开启至小开度；若否则发出报警信号或者进入停机保护状态。需要说明的是，该第一时间长度为确定的预设时间，基于不同型号的电子膨胀阀略有不同，此处为避免与本方案中其他时间长度混淆，将自检过程的预设时间表述为“第一时间长度”，显然，该表述并不构成对本申请保护范围的限制。

在工作过程中，若该小开度设置太小，则自检后高低压端压力差会相对较高；而若该小开度太大，则***高低压端建立压力的过程相对要长一些，***进入平稳运行的过程相对要长一些即***响应较慢。优选地，小开度为电子膨胀阀全开度的2％-20％。更加优选的，小开度为电子膨胀阀全开度的5％-15％。

同样，该自检步骤A0同样可以有效利用LIN总线或者CAN总线传输的参数信号。

如前所述，汽车空调***还存在热启动工况。汽车处于运行状态下，且空调***开关按钮处于关停状态，此时，若将该开关按钮切换至打开状态启动空调***，则为热启动工况。

热启动状态下，该控制方法直接进入运行控制阶段，即直接进入正常过热度控制过程。同样，对于LIN或CAN信号的汽车***而言，本方法可有效利用LIN信号或者CAN信号确定空调***是否处于热启动状态；比如，空调电源被关闭后一定时间长度(比如2分钟)内重新开启工况。或者结合LIN或CAN信号与采集到蒸发器的蒸发温度或者压力进行逻辑判断，确定空调***处于因负荷调节引起的ON/OFF循环中的开机为热启动工况。应当理解，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现上述启动状态的判断，故本文不再赘述。

其中，步骤B中，在运行控制阶段的压缩机启动初始阶段，控制电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度，以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行阶段控制；具体请参见图4，该图示出了运行控制阶段的第一实施例的流程框图。

如图4所示，在压缩机启动后，实时获取压缩机转速信号，并按照如下步骤进行：

B1.在压缩机启动初始阶段，控制所述电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度。

B2.压缩机启动初始阶段结束后，以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行阶段控制，以便于所述电子膨胀阀的开度转入过热度控制方式。即，在压缩机启动初始阶段，该电子膨胀阀的开度仅根据压缩机的转速进行调整，而不受汽车空调***过热度的影响；其中的压缩机转速信号的获取可以采用独立传感器进行采集或借用压缩自身的控制信号，而对于采用LIN或CAN协议的汽车***来说，该压缩机转速信号也可以自LIN或CAN信号传给电子膨胀阀控制程序。

本文中，在一定的压缩机转速内电子膨胀阀的恒定开度为一相对应的恒定值；且该恒定开度与压缩机的转速呈正向对应关系，即该恒定开度随着压缩机转速的增加呈增大的趋势变化，两者之间的关系可参见图6中所示的一种实施方式。

此外，压缩机启动初始阶段指的是压缩机启动后到低压侧压力相对稳定或程序设定的一个相对固定的时间段如30S-60S之间的任一时间段。实际上，有的汽车空调中的压缩机启动初始阶段相对长一些如60S，有的可能略短一些如30s；具体地，该启动初始阶段可以由***程序根据该***情况进行设置，当***检测到低压侧的压力满足相对稳定的条件时或者启动后的时间达到***设定的时间段时***就判断启动初始阶段结束。在压缩机启动初始阶段，恒定的开启度能保证电子膨胀阀的开度能够处于较为稳定的状态，使得初始阶段的膨胀阀处于稳定工作状态下，同时整个空调***也处于相对稳定的工作状态下，从而可有效避免大的扰动给膨胀阀及***带来的影响，并且这一恒定开度要小于正常运行阶段的电子膨胀阀的开度，这样有利于尽快建立高低压端的压力差，从而可以使***更快地达到相对平衡。在启动初始阶段结束后，电子膨胀阀的开度控制进入正常运行阶段进行控制。

汽车空调***运行过程中，由于外部因素影响较大，其他外因极易导致汽车空调工况发生变化，及压缩机转速及电子膨胀阀的低压侧压力出现波动。为克服相应参数波动对于***工作稳定性的影响，本发明提供了第二种电子膨胀阀控制方法的实施例，具体请参见图5所示的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法的流程框图。

如图5所示，本实施例与第一实施例的区别在于，增加了有关参数恒定的判断步骤。该方案按照如下步骤进行：

B0.在启动时间段内判断所述压缩机的转速是否在一定时间区间内保持在一个转速区间内。需要解释说明的是，前述压缩机启动后到低压侧压力相对稳定或程序设定的一个时间段为启动初始阶段，而启动时间段是指启动初期相应的一个固定时间段，主要是指压缩机刚启动时即启动初始阶段的前期阶段，包括压缩机刚启动时转速较大波动的时间段及启动后转速转入规律变化的另一时间段。

而本方案相比于第一实施例，所增设的步骤B0可避免压缩机转速在启动初始阶段的固定时间段内因波动导致控制切入点不准确的问题出现也就是说，只有当压缩机转速维持在每个转速区间一定时间区间后才给予电子膨胀阀相应的开度。比如，该时间区间可以设定为1s或者0.5s等等。

若步骤B0的判断结果为是，则执行步骤B1：控制所述电子膨胀阀达到与相应转速区间相对应的恒定开度。由于压缩机的转速受***的控制，在某些因素的影响可能随时在变化。而本方案相比于第一实施例，所增设的步骤B1可避免压缩机转速在启动初始阶段因波动导致控制切入点不准确的问题出现，可有效避免膨胀阀过快的动作所造成的控制过于频繁等缺陷，为后续正常控制阶段提供了良好的基础；也就是说，只有当压缩机转速维持在每个转速区间一定时间长度后才调整电子膨胀阀相应的开度。比如，该第一时间长度可以设定为15s或者10s等等。

B2.以所述汽车空调***的低压侧压力满足恒定维持第二时间长度为条件，执行步骤B3；

B3.汽车空调***进入正常运行阶段控制，电子膨胀阀的开度转入过热度控制方式。同样，在其他因素影响而导致电子膨胀阀的低压侧压力不稳定的状况，本方案中增设的步骤B2可避免非正常波动对于正常过热度控制阶段工作稳定性的影响。也就是说，当低压压力连续一段时间保持为一定压力值时，视初始阶段结束，进入正常运行阶段。比如，该第二时间长度可以调定为10s。当然根据***情况，第二时间长度也可以进行调整。

若步骤B0的判断结果为否，则执行步骤B5，控制所述电子膨胀阀达到启动时间段结束时刻的所述压缩机转速所在转速区间相对应的恒定开度，或者控制所述电子膨胀阀达到预设的初始启动开度。如此设置，启动时间段内若压缩机转速波动异常时，可以由程序控制电子膨胀阀达到与该压缩机转速对应的初始恒定开度(图中未示出)，以保证***启动运行。显然，该初始恒定开度仅需要满足***启动运行的需要即可。

另外，针对变排量压缩机或可变转速压缩机，控制所述电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度，且汽车空调***尚未进入正常运行控制阶段之前，即，在压缩机启动初始阶段的启动时间段后，压缩机转速可能自第一转速区间变化至第二转速区间。若在第二转速区间内维持第二时间长度，则控制所述电子膨胀阀自与所述第一转速区间所对应的恒定开度达到与所述第二转速区间所对应的恒定开度，并保持调整后的恒定开度进入正常运行控制阶段。需要说明的是，本文中“第一转速区间”及“第二转速区间”描述仅用于区别该工况下压缩机转速的变化，应当理解“第一”“第二”的使用并不限制本申请的保护范围。同时，本方案中所述“恒定开度”为调控过程中相对确定的概念，在实际控制过程中根据压缩机转速变化的状况，该“恒定开度”存在调整的可能。

优选地，还包括步骤B4：

B4.判断是否进入停机和保护环节，若否，则执行步骤B3；若是，则停机和保护。该停机保护信号可来自于***控制模块发出信号，比如，对于采用LIN或CAN协议的汽车***来说，该停机保护信号自LIN或CAN信号传给电子膨胀阀控制程序。

前述两个运行控制阶段的实施例中，在初始阶段(步骤B1)，可以将所述压缩机的转速划分多个区间，并根据每个区间的压缩机转速确定相应的所述电子膨胀阀的恒定开度。如图6所示，以额定转速为5000RPM的压缩机为例，可将其转速范围划分为四个转速区间：当压缩机转速处于大于0RPM小于等于1000RPM区间时，控制电子膨胀阀处于全开度的10％；当压缩机转速处于大于1000RPM小于等于3000RPM区间时，控制电子膨胀阀处于全开度的15％；当压缩机转速处于大于3000RPM小于等于5000RPM区间时，控制电子膨胀阀处于全开度的20％；当压缩机转速处于大于5000RPM时，控制电子膨胀阀处于全开度的25％。

实际上，压缩机转速区间的划分并非局限于图6中所示，它可以根据压缩机选配及***设计要求来确定，也可以通过如下方法来确定：通过其他手段控制膨胀阀的开度，使得不同工况、不同转速下的***处于合适的过热度下，拟合转速和开度的关系，得到不同压缩机转速下电子膨胀阀开度的的预设定值；当然，上述实施方式中区间的划分、电子膨胀阀的开度范围并不是对本发明的限制，而只是提供一种思路，实际上，上述区间还可以是非等分的多个区间，另外电子膨胀阀开度也取决于该***与电子膨胀阀容量的关系，如果所用的电子膨胀阀容量相对***容量较大，则开度可以小一些；反之，开度要大一些。需要说明的是，只要满足使用需要均在本申请请求保护的范围内。

此外，前两个运行控制阶段实施例(第一实施例的步骤B2，第二实施例的步骤B3)中的电子膨胀阀进入正常运行阶段控制，可以依据下述步骤进行，请一并参见图7和图8，其中，图7示出了正常运行阶段的过热度控制逻辑关系，图8为正常运行阶段的过热度控制流程图。

B31.根据所述压缩机的转速(RPM)确定所述电子膨胀阀的开度预调节量s₀；具体地，可以将所述压缩机的转速划分多个运行区间，并根据每个运行区间的压缩机转速确定相应的所述电子膨胀阀的开度预调节量s₀。本步骤中压缩机转速运行区间划分及其与电子膨胀阀的开度预调节量s₀之间的对应关系，也可以压缩机选配及***设计要求来确定，具体可以参考图6的类型，故此处不再赘述。另外，本实施例中的压缩机转速运行区间区别于前面第一、二两个实施例中压缩机转速区间，两者可以有不同的划分方式；另外也可以相同划分。

B32.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；

B33.将所述实际过热度Tsh与预设的过热度阈值Tsh_set进行比较，并根据实际过热度Tsh获得开度调节增量Δs；

B34.将所述开度预调节量S₀与所述开度调节增量Δs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。

本方案所述控制方法中，可以如图8所示依次执行步骤B31、B32、B33；也可以先执行步骤B32、B33，然后再执行步骤B31。

显然，本方法实际上是将压缩机的转速信号作为开度的预调节的一种输入信号，使得开度预先达到某一状况，从而可减少过热度调节阶段的调节幅度的波动。具体来说，需要说明的是，对于LIN或CAN信号的汽车***而言，本方法所涉及的实时参数，可有效利用LIN信号或者CAN信号获取，也可以单独进行采集。比如，蒸发器出口或压缩机进口的温度通过热电阻测得，压力信号由压力传感器测得，这两个信号通过转换电路转换成电压或者电流信号后输入控制板。然后，将温度和压力计算出实际过热度与设定过热度作对比，通过比例(P)、比例积分(PI)或者比例积分微分(PID)等控制算法来实现过热度的计算及控制，直至***实际过热度符合设定的过热度要求。应当理解，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现上述参数的获得，故本文不再赘述。

优选地，执行步骤B31之前执行步骤B30：

B30.以所述压缩机的转速满足在相应转速区间内维持第三时间长度为条件，执行步骤B31。同样，本方案增设的步骤B30也可避免压缩机转速非正常波动影响实时控制精度。也就是说，只有当压缩机转速进入该区间一定时间后才作出相应的调整，而不是时时刻刻在调整，以保证***的稳定性。

另外作为优先实施方式，在前面运行控制阶段第一、第二实施例的步骤B1：电子膨胀阀的开度根据压缩机的转速保持恒定开度，还可以作进一步改进，即：控制电子膨胀阀依次进行全开、全闭两个动作，并以所述电子膨胀阀在预定时间长度内完成全开及全闭为条件，再控制电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度。这样，一方面可以对电子膨胀阀进行自检，确保***安全、可靠地运行；另一方面可保证电子膨胀阀的开度的一致性、准确性。

进一步地，前述两个实施例中所述过热度阈值区间可以基本过热度阈值曲线为基准，如图9所示，该图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，图中实线表示基本过热度阈值曲线，虚线表示过热度阈值区间的边界。

如图9所示，该实施方式中，正常过热度设定范围(正常负荷区)内的所述过热度阈值区间设定为±1℃；过热度(SHset)为0℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃；过热度(SHset)大于20℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃，整体形成一个封闭区间。需要说明的是，为清楚示出过热度区域区间基于基本过热度阈值曲线形成的关系，图中过热度(SHset)大于20℃的虚线与实线之间存在微小间隙，显然，未完全封闭的图示状态并不影响该过热度阈值区间为一封闭区间的理解。另外，正常过热度设定范围内的过热度阈值区间也可以根据***配置作相应的调整，即由正常过热度设定范围内的基本过热度阈值曲线上下浮动一温度定值形成，而非局限于±1℃；比如，若汽车空调***温度控制精度要求较高，其正常过热度设定范围内的过热度阈值区间可设置为±0.5℃；再比如，若汽车空调***温度控制要求相对较低，其正常过热度设定范围内的过热度阈值区间可设置为±2℃等等。显然，该温度定值的大小并不构成对本申请保护范围的限制，只要应用本方法的核心设计构思均在本申请请求保护的范围内。

此外，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，这样，在过热度由正常负荷区经低负荷区至过热度(SHset)为0℃点的区间内，以及过热度由正常负荷区经高负荷区至过热度(SHset)大于20℃的区间内，电子膨胀阀开度调整限制相应变小，以避免电子膨胀阀在接近极限点处的开度调整精度。具体地，如图9所示，蒸发温度(Tevap)小于-1℃(低负荷区)时，所述过热度阈值区间呈线性变化；且蒸发温度(Tevap)为-1℃的位置处(低负荷区与正常负荷区交汇处)，所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡。蒸发温度(Tevap)大于15℃(高负荷区)时，所述过热度阈值区间呈线性变化；且蒸发温度(Tevap)为15℃的位置处(正常负荷区与高负荷区交汇处)，所述过热度阈值区间呈圆弧状渐变过渡。显然，优化方案中的低负荷区、正常负荷区及高负荷区三个区段均整体呈渐变的趋势变化，使得控制过程较为平稳可靠；同时，相邻两个区段交汇处均呈圆弧状渐变过渡，即低负荷区和高负荷区的边界变化曲线均大致呈半抛物线状，进一步提高控制过程的平稳可靠性。同样需要说明的是，图9中所示低负荷区、正常负荷区及高负荷区的划分仅为一示例性描述，以清楚说明本发明的核心设计，上述三个负荷区的划分也可以根据***的具体情况进行界定，在此不再赘述。

其中，步骤C中，首先判断***停机状态(热停机或者冷停机)，再根据不同的***停机状态执行不同的停机控制策略。应当理解，汽车空调***的停机控制分为两种：热停机工况和冷停机工况，本方案针对不同的停机工况提供了相应的停机控制方法。不失一般性，下表中分别示明了热停机和冷停机的判断方式。

	冷停机	热停机
			汽车关闭，钥匙拔出	√
空调电源被关闭后一定时间长度后未重新开启的停机	√
			空调电源被关闭后一定时间长度内重新开启的停机		√
负荷调节引起的ON/OFF循环中的停机环节		√
			空调安全保护停机	√

请参见图10，该图示出了第一实施例所述停机控制阶段的流程框图。

如图10所示，在热停机状态下，该控制方法执行下述步骤：

C1.调节电子膨胀阀至全闭。

通常，可发出脉冲信号至电子膨胀阀的控制端，控制电子膨胀阀处于全闭工作状态。具体控制设计时，可根据实际***配置输出相应的脉冲，当然，控制电子膨胀阀全闭的脉冲信号可以根据具体阀的参数来确定，比如，以一种500脉冲的电子膨胀阀来说，可设置500STEP的关闭脉冲实现阀全闭控制。

需要说明的是，对于LIN或CAN信号的汽车***而言，本方法可有效利用LIN信号或者CAN信号确定空调***是否处于前述两种热停机状态。比如，空调电源被关闭后一定时间长度(比如2分钟)内重新开启的停机工况；或者结合LIN或CAN信号与采集到蒸发器的蒸发温度或者压力进行逻辑判断，确定空调***处于因负荷调节引起的ON/OFF循环中的停机环节为热停机工况。

如前所述，汽车空调***还存在冷停机工况。冷停机状态下，执行下述步骤：

C2.调节电子膨胀阀开启至小开度。即，冷停机时可以将高低压泄放，并维持该开度。应当理解，电子膨胀阀的开度指的是与电子膨胀阀全开时相比较所得的阀口通流面积的比例。这一比例还与该***所匹配的电子膨胀阀的容量大小相关，如果所用的电子膨胀阀容量相对较大，则开度可以小一些；反之，开度要大一些。以一种500脉冲的电子膨胀阀来说，若设置500Step的关闭、或开启脉冲实现阀全闭或全开控制，以找到初始基准点，则可设置100Step甚至于50Step的小开度脉冲调节电子膨胀阀在冷启动完成后处于小开度工作状态。

同样，对于LIN或CAN信号的汽车***而言，本方法可有效利用LIN信号或者CAN信号确定空调***是否处于前述三种冷停机状态；比如，空调电源被关闭后一定时间长度(比如2分钟)后重新开启的停机，即确定处于冷停机状态；再比如，可以结合LIN或CAN信号中的高压保护、排气温度过高保护及低压过低保护信息，确定空调***处于由空调安全保护停机为冷停机状态。当然，实际上根据不同车型配置也可以通过专用的信号采集装置获取参数信号进行逻辑判断。应当理解，本领域技术人员基于现有技术完全可以实现上述停机状态的判断，故本文不再赘述。

另外，空调***使用一段时间后，构成该***的元器件难免会出现各类故障，对于电子膨胀阀而言，其自身同样可能由于过热、过流或者卡死等现象。为了确保空调***停机后，能够在正常过热度控制过程中确保***能够再次安全、可靠地运行，本方法可在第一实施例的基础上增加控制电子膨胀阀自检的功能。

请参见图11，该图是第二实施例所述停机控制阶段的流程框图。

如图11所示，本实施例与第一实施例的区别在于：冷停机状态下，调节电子膨胀阀开启至小开度后执行以下步骤：

C3.控制电子膨胀阀进行自检。所述电子膨胀阀自检具体为：基于LIN信号，调节电子膨胀阀开启至全开度后全闭；并以所述电子膨胀阀在第四时间长度内完成全开及全闭为条件，调节所述电子膨胀阀开启至小开度；即，完成电子膨胀阀的自检后，调节电子膨胀阀至小开度动作。也就是说，若控制该电子膨胀阀能够在确定的时间长度内有序完成全开、全闭两个动作，则可确定该电子膨胀阀处于无故障状态，可安全进行后续控制程序的启动，为下次启动响应提供了可靠保障；若否则发出报警信号或者进入停机保护状态。进一步来说，本方法将电子膨胀阀的自检设置于停机控制阶段，以便于下次启动直接进入启动控制程序，相比于在启动控制阶段设置自检控制的方案而言，本方案可节省启动时间，具有较好的***响应能力。

工作过程中，若该小开度太小，则自检后高低压端压力平衡过慢；而若该小开度太大，则自检后阀至全闭行程过长，***响应较慢。优选地，该小开度为电子膨胀阀全开度的10％-40％。同样，该自检步骤同样可以有效利用LIN总线或者CAN总线传输的参数信号。

基于在停机控制阶段控制电子膨胀阀进行自检的构思，本方法在冷停机状态下，可以如图11所示依次执行步骤C2、C3，也可以先执行步骤C3后再执行步骤C2，当然，该执行顺序应当略去步骤C3中调节所述电子膨胀阀开启至小开度这一动作。当然，也可以略去步骤C2而仅执行步骤C3。同样可以满足冷停机后调节电子膨胀阀开度至小开度，并在停机控制阶段完成电子膨胀阀的自检的功能需要。

请参见图12，该图示出了第三实施例所述停机控制阶段的流程图。

如图所示，该控制方法按照下述步骤进行：

C1.根据停机信号控制结束运行控制阶段，并根据停机信号获得停机状态的判断结果。具体可基于LIN协议完成，以LIN信号中的信息获得冷停机或热停机的判断结果。

C2.在热停机状态下调节电子膨胀阀至全闭。

C3.在冷停机状态下，调节电子膨胀阀开启至全开度后至全闭；

C4.以所述电子膨胀阀在第四时间长度内完成全开及全闭为条件执行步骤C5；即控制电子膨胀阀完成自检。

C5.调节所述电子膨胀阀开启至小开度。同样，本实施例中，该小开度优选为电子膨胀阀全开度的10％-40％。

本实施例中的自检步骤C3与第二实施例中的自检步骤原理相同，且均可有效利用LIN信号或者CAN信号完成，故本实施例不再赘述。

特别强调的是，对于电子膨胀阀自检功能的实现，理论上只要其能够在预定时间范围内自全闭至全开或者自全开至全闭，即视为该电子膨胀阀处于无故障状态。应当理解，本方案中完成全开、全闭进行自检判断为优选方案，另外，还可以采用其他信号进行辅助判断，如以电子膨胀阀在预定时间长度内有序完成全开、全闭两个动作且没有异常信号反馈来进行判断等等。显然地，基于本申请的核心设计构思应用前述两种单行程自检动作均属于本申请请求保护的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.启动控制；判断***启动状态：热启动状态下，直接执行步骤B；冷启动状态下，调节电子膨胀阀至全闭；再开启至小开度，之后执行步骤B；

B.运行控制；在压缩机启动初始阶段，控制电子膨胀阀达到与压缩机的转速相对应的恒定开度，以与压缩机的转速相对应的所述恒定开度进入正常运行阶段控制；

C.停机控制。

2.根据权利要求1所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤A中，冷启动状态下，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***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤A中，冷启动状态下，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。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤B中，将所述压缩机的转速划分多个转速区间，并根据每个转速区间的压缩机转速确定相对应的所述电子膨胀阀的恒定开度。

5.根据权利要求4所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤B中，在压缩机启动初始阶段，在启动时间段内判断所述压缩机的转速是否在一定时间区间内保持在一个转速区间内，若是，则控制所述电子膨胀阀达到与相应转速区间相对应的恒定开度；若否，则控制所述电子膨胀阀达到启动时间段结束时刻的所述压缩机转速所在转速区间相对应的恒定开度，或者控制所述电子膨胀阀达到预设的初始启动开度。

6.根据权利要求5所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，在压缩机启动初始阶段的启动时间段后，以所述压缩机的转速自第一转速区间变化至第二转速区间内，且维持第二时间长度为条件，控制所述电子膨胀阀自与所述第一转速区间所对应的恒定开度达到与所述第二转速区间所对应的恒定开度。

7.根据权利要求6所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤B中，在所述正常运行阶段控制，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，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Δs；将所述开度预调节量s₀与所述开度调节增量Δs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。

8.根据权利要求7所述的汽车空调***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；过热度为0℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃；过热度大于20℃时的所述过热度阈值区间设定为0℃。

9.根据权利要求8所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，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；所述低负荷区的过热度越低过热度阈值区间越小，所述高负荷区的过热度越高过热度阈值区间越小。

10.根据权利要求所述的汽车空调***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，并根据每个运行区间的压缩机转速确定相应的所述电子膨胀阀的开度预调节量s₀。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，以所述压缩机的转速满足在相应运行区间内维持第三时间长度为条件，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。

12.根据权利要求1所述汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤C中，判断***停机状态：热停机状态下，调节电子膨胀阀至全闭；冷停机状态下，调节电子膨胀阀开启至小开度。

13.根据权利要求12所述汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤C中，调节电子膨胀阀开启至全开度后至全闭；并以所述电子膨胀阀在第四时间长度内完成全开及全闭为条件，调节所述电子膨胀阀开启至小开度。

14.根据权利要求13所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤C中，所述小开度为电子膨胀阀全开度的10％-40％。

15.根据权利要求14所述的汽车空调***电子膨胀阀的控制方法，其特征在于，步骤C中，以LIN信号的信息获得热停机状态或者冷停机状态的判断结果。

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