CN106322867B - 制冷剂控制装置、该制冷剂控制装置的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种制冷剂控制装置、制冷剂控制装置的控制系统及制冷剂控制装置的控制方法，其中制冷剂控制装置包括第一、第二部件且连接有控制部件，该控制部件包括中心处理模块、第一驱动控制模块、第二控制模块，或者中心处理模块可由外部设置，所述中心处理模块解析得到或计算得到分别针对两个阀部件的控制信号，第一驱动控制模块根据控制信号提供给第一线圈组件满足信号要求的电流；第二控制模块根据控制信号可提供给第二线圈组件满足信号要求的电流，该控制部件可实现对第一、第二部件的控制信号传输，有利于提升控制性能。

Description

制冷剂控制装置、该制冷剂控制装置的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种制冷剂控制装置、该制冷剂控制装置的控制系统及控制方法，具体涉及一种对制冷剂进行控制的制冷剂控制装置、该制冷剂控制装置的控制系统及控制方法。

背景技术

现有汽车空调系统中，可选择采用较为环保的二氧化碳作为汽车空调制冷冷媒。然而，二氧化碳与其他冷媒存在着很多不同之处，具体地，二氧化碳系统效率十分依赖于系统制冷剂的高压压力和气冷器出口温度，二氧化碳系统的最优流量控制也是按照气冷器出口温度和压力而定，由于二氧化碳系统的流量控制比较复杂，传统的机械式膨胀阀或者节流管难于达到最优的流量控制，此时可使用电子膨胀阀作为制冷剂控制装置，通过压力传感器和温度传感器采集气冷器出口的压力和温度，由控制器进行运算后制冷系统流量，因此电子膨胀阀是较优的二氧化碳系统节流元件。

所述电子膨胀阀通查安装在储液器和蒸发器之间，是空调制冷系统的高压与低压的分界点，对来自贮液器的高压液态制冷剂进行节流减压，以调节和控制进入蒸发器中的液态制冷剂量，使之适应制冷负荷的变化，所述电子膨胀阀驱动控制原理是汽车空调系统的主控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算，向驱动板发出调节指令，由驱动板向电子膨胀阀输出电信号，然后通过线圈驱动电子膨胀阀的转子部件转动，实现第一阀芯上下动作，调节电子膨胀阀阀口节流面积，从而实现对制冷剂流量的控制。实际应用中系统中电子膨胀阀结合电磁阀，两者配合使用，该电磁阀一般装于空调系统的高压管路上，该电磁阀通过其线圈通电或断电即可实现阀口开关，以应对汽车意外突发的断电状况。以上电子膨胀阀、电磁阀带有各自独立的线圈，这两个线圈再通过各自的转接头连接到车身线束，目前电磁阀通过连接电源线和接地线连接到车身线束，汽车主控制器无法对电磁阀进行寻址，不便于进行故障诊断功能。

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可提升控制性能的制冷剂控制装置、该制冷剂控制装置的控制系统及控制方法。

为实现上述目的，本发明制冷剂控制装置采用如下技术方案：一种制冷剂控制装置，包括第一部件及第二部件，所述第一部件具有第一线圈组件、受该第一线圈组件控制而动作的第一阀芯以及与所述第一阀芯相配合的第一阀口，第一阀芯相对该第一阀口动作，进而控制第一阀口的开度，所述第二部件具有第二线圈组件、受该第二线圈组件控制而截断或打开制冷剂通道的第二阀芯；所述制冷剂控制装置连接有控制部件，所述控制部件与第一部件、第二部件电性连接，以控制第一部件及第二部件动作，该控制部件包括第一驱动控制模块、第二控制模块；

所述控制部件设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收并解析来自外部主控制器的控制信息、将解析后的针对第一部件的第一控制信号发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的针对第二部件的第二控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

或者外部主控制器设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对第一部件的第一控制信号，并发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的针对第二部件的第二控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

所述第一驱动控制模块与第一线圈组件电性连接，该第一驱动控制模块负责接收第一控制信号，并提供给所述第一线圈组件满足该第一控制信号要求的电流；所述第二控制模块负责接收第二控制信号，并提供给所述第二线圈组件满足所述第二控制信号要求的电流。

本发明还公开了一种制冷剂控制装置的控制系统，所述控制系统包括用于为制冷剂控制装置提供控制信号的中心处理模块，通过该中心处理模块所提供的控制信号可实现对制冷剂控制装置的第一部件、第二部件动作的控制，该控制系统还包括对应第一部件设置的第一驱动控制模块、对应第二部件设置的第二控制模块；

所述中心处理模块负责接收并解析来自外部主控制器的控制信息、将解析后的用于控制第一部件的控制信号发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的用于控制第二部件的控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

或者所述中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号、然后运算产生对第一部件、第二部件的控制信号、将运算产生的针对第一部件的控制信号发送给步进驱动控制模块、记录或存储当前第一部件的开度信息、将产生的针对第二部件的控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

所述步进驱动控制模块负责接收所述中心处理模块过来对第一部件控制的控制信号，并提供给所述第一部件的线圈满足所述中心处理模块过来对第一部件控制的控制信号要求的电流；针对第二部件的控制信号可控制第二部件通电或断电，使得第一部件进行节流时第二部件处于打开状态，在突发状况下使得第二部件关闭以截断制冷剂流通。

本发明还公开一种制冷剂控制装置的控制方法，所述制冷剂控制装置应用于车辆空调系统中，所述制冷剂控制装置能够根据预先设定的控制程序进行动作，通过设置控制部件将来自外部主控制器的控制程序对应输入制冷剂控制装置的第一部件、第二部件，所述控制程序包括：所述制冷剂控制装置在车辆发生故障失电而导致工作过程中突然失电时，通过第一、第二部件其中一个作为开关阀可截断制冷剂流通。

与现有技术相比，本发明通过控制部件对接制冷剂控制装置的第一、第二部件，该控制部件的第一驱动控制模块与第一部件进行信号传输、第二控制模块与第二部件进行信号传输，从而该控制部件可实现对第一、第二部件的控制信号传输，有利于提升控制性能。

附图说明

图1是本发明制冷剂控制装置的立体组合示意图，并示意出该制冷剂控制装置所应用的制冷剂系统连接关系示意图；

图2是图1所示制冷剂控制装置沿A-A线的侧面剖视示意图；

图3是图2所示制冷剂控制装置的部分剖视示意图；

图4是图1所示制冷剂控制装置组装过程中的立体分解示意图；

图5是图4所示制冷剂控制装置组装过程中的剖视示意图；

图6是图2所示制冷剂控制装置的控制部件与第一部件线圈及第二线圈组件的剖视分解示意图；

图7是图2所示制冷剂控制装置的局部放大示意图；

图8是本发明控制系统一种实施方式的示意图；

图9是本发明控制系统另一种实施方式的示意图；

图10是本发明控制系统再一种实施方式的示意图；

图11是本发明控制系统再一实施方式的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，本实施方式揭示了一种制冷剂控制装置及制冷剂控制装置的控制系统及控制方法，该制冷剂控制装置可应用于汽车空调系统等制冷系统中，如图1所示以二氧化碳为制冷剂的汽车空调系统。所述制冷剂控制装置包括座体1、共用该座体的第一部件与第二部件，本实施方式中制冷剂控制装置为制冷剂控制装置100，用于对制冷剂进行节流降压，所述制冷剂控制装置100连接有控制部件4，该控制部件与第一部件2、第二部件3分别电性连接，以控制第一部件2及第二部件3的动作。

所述制冷系统包括通过管路连接的制冷剂控制装置100、压缩机200、冷却装置300、蒸发装置400、中间换热器500以及气液分离器600，中间换热器500可以根据需要选择性设置，其具有第一流道及第二流道；所述制冷系统内制冷剂经由压缩机200、冷却装置300、中间换热器500的第二流道流入制冷剂控制装置100，自制冷剂控制装置100流出的制冷剂流经蒸发装置400、气液分离器600以及中间换热器500的第一流道回到压缩机200，具体地所述冷却装置300的出口通过中间换热器与制冷剂控制装置100入口连通，制冷剂控制装置100的出口与蒸发装置400的入口连通，蒸发装置400的出口通过上述气液分离器、中间换热器的第一流道与压缩机200的进口连通，压缩机200的出口与冷却装置300的入口连通，当然在其他实施方式中也可根据实际需要不使用气液分离器、中间换热器，即冷却装置300的出口直接与制冷剂控制装置100的制冷剂入口102连通，蒸发装置400的出口直接与压缩机200的进口连通。所述制冷剂控制装置100用来调节制冷系统的制冷剂流量或者截断制冷剂流通，该制冷剂控制装置100两侧的制冷剂管路分别为高压管路、低压管路；所述中间换热器500对制冷剂控制装置两侧的高压、低压管路内制冷剂进行补充换热，可提高系统换热效率，在高低压管路上中间换热器分成对应的两部分进行换热，互不流通；所述气液分离器600可分离蒸发装置400后的气态制冷剂，使该气态制冷剂回到压缩机。

所述制冷剂控制装置具有一体成型的座体1，座体1包括上述第一座体部和第二座体部；第一部件2及第二部件3共用该座体1，其中用带箭头的折线表示座体1中制冷剂的流通路径；通过将第一、第二座体部一体设置，能够减小控制装置的体积、轻量化，并且制造、安装方便。本实施方式中所述第一部件为具有节流功能的电子节流阀，如电子膨胀阀2等，第二部件为电子开关阀，如电磁阀3等，其他实施方式中也可为其他类型的控制制冷剂流量的节流阀或开关阀或节流开关阀。所述座体形成有制冷剂入口101、制冷剂出口102以及设置在制冷剂入口与出口之间的制冷剂通道103，所述第一部件2对应制冷剂控制装置3的出口，第二部件3对应制冷剂控制装置100的入口，沿该制冷剂通道所述第一部件2与第二部件3呈串联布置，具体地制冷剂依次通过第二部件、第一部件，第二部件设置于高压侧制冷剂管路，可在突发状况下快速关闭以截断制冷剂，防止制冷剂继续向制冷剂流路的下游流动；在第二部件打开时所述第一部件可调节制冷剂流量，对制冷剂进行节流降压。

所述第一部件2具有与座体1相组装的阀体部分201、第一线圈组件21，该阀体部分包括转子22、第一阀芯23、阀座24、螺纹传动机构25、套管26及转接件27，其中所述阀座24以螺纹连接方式与座体1相固定，所述座体1具有收容该阀座的第一安装腔104，该阀座24下端形成与第一阀芯相配合的第一阀口241，当然在别的实施方式中第一阀口241也可以直接设置于座体1上，所述第一阀芯23与第一阀口241之间基本保持同轴即可；所述转接件27与阀座24通过过盈配合而固定，另外也可以是其他固定方式；所述螺纹传动机构25包括固定部分及可动部分，该固定部分、可动部分其中一个为螺母251，另一个为螺杆252，具体地所述固定部分(如螺母251)通过过盈配合而与转接件27相固定，在精度要求不太高的场合也可不设置转接件27，该螺母251与阀座24相固定；所述转子22与螺纹传动机构的可动部分(如螺杆252)组装固定或者一体成型固定，螺杆252作为可动部分与第一阀芯23相组装。所述套管26与阀座24直接或间接组装固定，具体可通过焊接直接固定或者设置固定件29连接固定套管与阀座。所述转子上固定连接有限位件28，套管26上固定连接有止动杆261，且止动杆上组装有导引件262，所述第一线圈组件21通电，转子22受该第一线圈组件的电磁力控制而进行转动，在螺纹的作用下从而使得第一阀芯上下动作，当限位件28随转子22动作到上限时，导引件262限制限位件28继续动作，可限制第一阀芯继续向上运动。

组装时，所述螺纹传动机构的固定部分与阀座24组装；另外，所述转子、螺纹传动机构的可动部分及第一阀芯23组装，形成装配组件，或者将转子、螺纹传动机构的可动部分先固定形成一体件，再与第一阀芯23组装，形成装配组件；再通过螺纹传动机构的固定部分与可动部分相连接，使得所述装配组件与阀座24相组装，然后固定套管26与阀座24，最后一起安装于所述座体1；所述套管26与阀座24具体可通过焊接相固定并实现连接部位的密封。其他实施方式中可将所述螺纹传动机构的固定部分、阀座24与座体先组装固定，再通过螺纹传动机构上述装配组件与阀座24实现组装即可，然后安装套管26与阀座24相固定，从而完成第一部件的阀体部分201的组装固定，其中所述阀座与螺纹传动机构的固定部分之间可通过转接件间接组装在一起；所述座体1与第一部件的阀座24之间密封设置如通过设置密封圈，可提升阀座与座体之间密封性。

所述第二部件3具有安装到座体1的阀体部分301、与该阀体部分组装的第二线圈组件31，第二线圈组件31也可以与座体组装固定；其中第二部件的阀体部分301包括第二阀座32、第二阀芯33及阀套34，所述座体1具有收容该第二阀座32的第二安装腔105、与第二阀芯相对应的第二阀口106，具体地所述第二阀座32具有位于中心部位的安装孔321、自安装孔内侧凸伸设置的止位部322，第二阀芯33设置于阀套34与第二阀座32所形成的安装空间，通过阀套34抵接止位部322，在装配时可相对定位阀套34，安装后阀套与第二阀座通过焊接等方式固定设置；所述第二阀芯33穿过安装孔且凸出于第二阀座设置；所述第二阀座32通过螺纹连接方式与座体1相固定，连同将第二阀芯33、与第二阀座固定的阀套34等一起与座体1固定；所述阀套34的一端还设置有固定部35，该固定部与阀套34固定设置如通过焊接固定；固定部与第二阀芯可以采用磁性材料如软磁性材料加工而成，在第二线圈组件31通电时第二阀芯33受到电磁力的影响向固定部方向动作，使固定部35朝内的一端与第二阀芯33相抵接，第二线圈组件31套设于阀套34且借助螺纹固定件36与固定部35相固定，从而完成第二部件3的组装，另外第二线圈组件31也可以是与座体组装固定；所述座体1与第二阀座32之间密封设置，第二线圈组件31与阀体部分301之间也可以相对密封设置以防水防尘等。本实例第二部件3为常闭直动式，固定部35与第二阀芯33之间设置有复位弹簧37，第二阀芯33动作时复位弹簧37弹性变形，当第二线圈组件31通电时，电磁力使得第二阀芯33克服复位弹簧37的作用力，压缩复位弹簧37收缩，第二阀芯33离开第二阀口106，打开制冷剂通道；当第二线圈组件31失电时，电磁力消失，复位弹簧37复位，第二阀芯33抵压第二阀口106，截断制冷剂流通；所述常闭直动式的第二部件3的第二阀芯33能够在第二线圈组件31失电的时候快速响应，切断制冷剂回路，安全系数高；当然其他实施方式中也可以采用先导式第二部件，以便在重新开启时能克服更高的压力差，或者采用常开第二部件，第二线圈组件通电时关闭制冷剂通道、断电时打开制冷剂通道，在所述制冷剂装置正常工作时节省能耗、降低电器件散热量。

所述第一部件2与第二部件3沿制冷剂通道呈串联布置，其中第二部件3靠近制冷剂入口101设置，具体地第二阀芯设置在靠近制冷剂入口的制冷剂通道处，通过第二阀芯离开或靠近第二阀口，可打开或截断制冷剂通道。所述第一部件2靠近制冷剂出口102设置，具体地第一阀口241设置在靠近制冷剂出口处的制冷剂通道上，第一阀芯相对第一阀口241动作，进而控制第一阀口241的开度。

所述制冷剂流通通道103包括入口腔1031、连通腔1032、出口腔1033；座体还包括第一阀口安装腔1034；其中入口腔1031和连通腔1032通过第二安装腔105连通，连通腔1032和出口腔1033通过第一安装腔104、第一阀口安装腔1034连通，即所述第一安装腔104与连通腔1032以及第一阀口安装腔1034连通，第二安装腔105与入口腔1031和连通腔1032连通；第一阀口安装腔1034与出口腔1033连通。

当第一阀芯23与第一阀口241之间完全打开时，第一阀口241处的制冷剂流通通道的流通面积小于入口腔1031处的流通面积和连通腔1032处的流通面积的任意一个，这样在座体制冷剂流通通道内的制冷剂只有在第一阀口241处产生节流作用，这样便于流量控制。本实施例中，第一安装腔104和第二安装腔105的轴线相垂直设置，连通腔1032连通第一安装腔104和第二安装腔105；这样的布置能够使制冷剂控制装置的结构尽可能紧凑，减小制冷剂控制装置100的体积，便于制冷剂控制装置100装配到系统中；当然第一安装腔104和第二安装腔105也可以平行布置，同样能够到达本发明的效果。

请参阅图4至图8所示，所述控制部件4包括绝缘外壳41、电路基板42、第一驱动控制模块、第二控制模块，其中绝缘外壳41包括绝缘底座411、绝缘盖体412，两者相互组装固定，或者也可通过一体成型而形成一体结构的绝缘外壳，所述绝缘外壳41具有收容电路基板42的容纳腔410，电路基板42固定设置于绝缘外壳内，所述第一驱动控制模块401为针对第一线圈组件设置的步进驱动控制模块，第二控制模块402为针对第二线圈组件设置的电子继电器，所述步进驱动模块401与第二控制模块402集成设置于所述电路基板42。所述控制部件4形成有第一端口413、第二端口414、第三端口415，第一端口413与第一线圈组件21相互对接，第二端口414与第二线圈组件31相互对接，该第二线圈组件形成对接端口311，该对接端口用于与第二端口414相配合插接。所述电路基板42分别与第一线圈组件21、第二线圈组件31电性连接，在控制部件4通电工作时，使得所述第一驱动控制模块与第一线圈组件21进行电信号传输、第二控制模块402与第二线圈组件31进行电信号传输。组装过程中，所述座体1、第一部件的阀体部分201以及第二部件3先组装形成第一装配件；所述第一线圈组件21与控制部件4组装固定或通过一体成型结合组装方式固定，形成第二装配件；接着组装上述第一装配件与第二装配件，组装后使得第一线圈组件21套装到套管26外，且所述控制部件4与第二部件3也实现组装配合，所述控制部件的第二端口414与第二部件的对接端口311相插接配合，所述第一部件、第二部件沿制冷剂通道呈串联布置；最后通过螺钉6将组装的第一装配件及第二装配件进行固定，所述螺钉6穿过第一部件线圈连接的扣耳211，再拧入座体1对应设置的固定孔11，完成第一、第二装配件的相互固定。

具体地，所述第一线圈组件21固定连接有第一导电端子431，第一导电端子插接电路基板42时，可使得第一驱动控制模块401与上述第一线圈组件21实现电性连接。所述第二线圈组件31固定连接有第二导电端子432，所述第二端口414设置有上述对接导电端子433，对接导电端子433以焊接方式或以其他方式与电路基板42固定连接，所述对接导电端子与第二导电端子相互接触时，可使得第二控制模块402与第二线圈组件31实现电性连接；所述第三端口415处设置有第三导电端子434，且该第三导电端子434与电路基板42固定连接，可使得控制部件4与外部主控制器5实现电性连接；当然也可用导电线缆(未图示)代替上述导电端子，该导电线缆电性连接在电路基板与第一线圈组件之间、和/或者电路基板与第二线圈组件之间。

所述控制部件4用于连接到汽车空调系统的外部主控制器5，该外部主控制器5可为制冷剂控制装置主控制器或者车辆主控制器，制冷剂控制装置100的控制程序可存储于制冷剂控制装置主控制器或者车辆主控制器中。如图8所示实施方式，所述控制部件4还设置中心处理模块403，该中心处理模块403也设置在电路基板上，所述中心处理模块负责接收并解析来自外部主控制器5的控制信息、将解析后的针对第一部件2的第一控制信号S1发送给第一驱动控制模块401、记录或存储第一部件2的当前开度信息、将解析后的针对第二部件3的第二控制信号S2发送给第二控制模块402、记录或存储第二部件的当前位置状态，如果制冷剂控制装置出现故障，外部主控制器可根据记录或储存信息对第一部件、第二部件进行寻址，便于进行故障诊断；进一步，所述第一驱动控制模块401接收第一控制信号S1，并根据该第一控制信号S1传输电流给所述第一线圈组件21，从而控制第一阀芯23动作，所述第二控制模块402接收第二控制信号S2，并根据该第二控制信号传输或不传输电流给所述第二线圈组件31，从而控制第二阀芯33动作。如图8所示另一种实施方式，也可通过外部主控制器5设置中心处理模块501，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对第一部件2的第一控制信号S1，并发送给控制部件4的第一驱动控制模块401、记录或存储第一部件2的当前开度信息、将解析后的针对第二部件3的第二控制信号S2发送给第二控制模块402、记录或存储第二部件当前位置状态；进一步，所述第一驱动控制模块401接收第一控制信号S1，并根据该第一控制信号S1传输电流给所述第一线圈组件21，从而控制第一阀芯23动作，所述第二控制模块402接收第二控制信号S2，并根据该第二控制信号传输或不传输电流给所述第二线圈组件31，从而控制第二阀芯33动作。

本发明还涉及上述制冷剂控制装置100的控制系统，该控制系统包括对应第一部件2设置的第一驱动控制模块401、对应第二部件设置的第二控制模块402、用于为制冷剂控制装置100提供控制信号的中心处理模块403，通过该中心处理模块所提供的控制信号可实现对第一部件2、第二部件3动作的控制。具体地所述第一驱动控制模块可采用驱动控制模块401，所述中心处理模块403负责接收并解析来自外部主控制器的控制信息、将解析后的用于控制第一部件的控制信号发送给步进驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的用于控制第二部件的控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；当然其他实施方式中所述中心处理模块也可由外部控制器提供，此时该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号、然后运算产生对第一部件、第二部件的控制信号，然后运算产生针对第一部件的控制信号；所述步进驱动控制模块401负责接收所述中心处理模块过来对第一部件控制的控制信号，并提供给所述第一部件的线圈满足所述中心处理模块过来对第一部件控制的控制信号要求的电流,如通电信号或断电信号，其中通电信号具体还可以为高压电控制信号、低压电控制信号等；针对第二部件的控制信号可控制第二部件通电或断电，使得第一部件进行节流时第二部件处于打开状态，在突发状况下使得第二部件关闭以截断制冷剂流通。

具体地所述第二控制模块可采用继电器或电子继电器模块或场效应模块，所述中心处理模块403电性连接第二控制模块，控制部件4包括电性连接在第二控制模块与第二线圈组件之间的被控输出电路，在第二控制信号的控制下所述第二控制模块使得被控输出电路打开或关闭，从而通过控制继电器可使得第二部件3通电或断电。所述第二控制模块的输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，电路基板所对应的被控输出电路导通或断开，本实施方式中第二控制模块的电压输入量为0时，被控输出电路断开，第二线圈组件断电，当电压输入量为5v时，被控输出电路导通，第二线圈组件通电。

如图9所示，所述被控输出电路分别在高压电、低压电下通电，所述第二部件3在高压电输入时上电工作、所述第二部件3在低压电输入时维持工作；所述第二控制模块402包括第一电子继电器4021、第二电子继电器4022，该第一电子继电器、第二电子继电器电性连接第二线圈组件31，所述第二电子继电器4022的输出电路通过设置二极管4023连接到第一电子继电器4021的输出电路上，该二极管4023使得电流正向导通、反向截止，保证电流正常输入第二线圈组件31；所述控制部件还包括电源模块4024，所述高压电输入该电源模块4024，该电源模块4024输出低压电，所述高压电输入第一电子继电器，通过该第一电子继电器给第二线圈组件输入高压电，自电源模块4024输出的所述低压电分别输入中心处理模块403、第二电子继电器，通过该第二电子继电器4022给第二线圈组件提供低压电源，所述中心处理模块控制第一电子继电器4021及第二电子继电器4022的开或关。所述第二部件3通电时，针对第二部件3的控制信号可控制第二部件3在输入高压电时开启，或者可控制第二部件在输入低压电时保持打开状态，以降低第二部件维持开启状态的能耗，也可减少控制部件内元器件通电所产生的热量，防止控制部件内温度过高；所述高压电为直流电，如12伏直流电，直流电通过设置电源模块将高压电转换为低压电，该低压电为电路基板上的数字电路提供电源，如5伏电流。

如图10所示其他实施方式，所述控制部件4也可单独设置驱动模块4010，此时第一驱动控制模块401负责接收第一控制信号S1，而驱动模块4010按照该第一控制信号S1要求传输电流给第一线圈组件21，从而控制第一阀芯动作。所述第一线圈组件21包括A相线圈、B相线圈，所述第一驱动控制模块接收到的第一控制信号S1包括控制第一部件的步进量信息和电机驱动方向信息，该第一驱动控制模块提供给所述A相、B相线圈的电流变化满足所述步进量和电机驱动方向的要求，同样A相线圈和B相线圈的电流值经第一驱动控制模块401传递到所述中心处理模块403。

当制冷剂控制装置的控制程序存储于车辆主控制器中时，所述制冷剂控制装置和车辆主控制器之间的通讯通过串行网络连接，如本地互联网络(Local InterconnectNetwork,LIN)信号实现连接。所述制冷系统包括上述制冷剂控制装置100以及控制部件4，该制冷系统可应用于汽车空调系统，如图7所示实施方式控制部件4通过LIN线连接LIN总线进行通讯，传输信号为LIN信号，当然也可以通过其他方式如脉冲宽度调制(PulseWidthModulation,PMW)方式进行信号连接。所述控制部件还包括LIN信号收发模块404，所述LIN信号收发模块设置于所述电路基板，该电路基板具有导电电路(未图示)，所述电路基板的电路电性连接中心处理模块403与LIN信号收发模块，以实现中心处理模块与LIN信号收发模块之间的信号传输；该电路基板的导电电路电性连接所述中心处理模块403与第一驱动控制模块401，以实现两者之间信号传输；该电路基板的电路电性连接所述中心处理模块403与第二控制模块402，以实现两者之间信号传输。所述LIN信号收发模块接收LIN总线过来的数字信号的电压电平转换后发送给所述中心处理模块403、并接收与传送所述中心处理模块403发送过来的信号。所述LIN信号收发模块401通过LIN线接收LIN总线上的信号包括针对所述第一部件及第二部件的控制信号S1、S2，该控制信号包括所述第一部件所要到达的开度信号、第二部件开启或关闭信号；所述中心处理模块403将控制所述第一部件动作的信息提供给所述第一驱动控制模块401，所述中心处理模块403根据第二部件当前状态和新的要到达的状态，将第二部件是否动作的控制信息提供给第二控制模块402，第二控制模块通过通电或断电，控制第二部件开启或者关闭。

如图11所示另一实施方式，汽车空调系统的主控制器中心处理模块501实现上述制冷系统中心处理模块403的功能，用于控制制冷剂控制装置100。所述外部主控制器5作为汽车空调控制的中心，还包含其他与实施汽车空调控制有关的各种模块，在此仅示意性地说明与本发明相关的部分，所述汽车空调系统还包括输入处理器701、通信接口702、驱动器703，其中输入处理器701用于接收从空调控制面板上输入的各种开关控制信号和或空调系统管路中布置的各种传感器检测到的信号，对接收的各种开关控制信号和或传感器信号进行处理或转换后输出给所述外部主控制器中心处理模块501；通信接口702用于接收车上其他模块发出的信号，如发动机转速信号、风机转速信号，并传送给所述主控制器中心处理模块501；所述中心处理模块501根据输入处理器处理后输入的开关控制信号和或传感器信号，及经通信接口输入的信号，再结合自身存储器中存储的控制程序及信息，运算后得出所述第一部件所要到达的开度信息、第二部件所要达到的位置；所述中心处理模块501向驱动器703输出对应控制信号以实现风门、风机模块的动作控制。

如上所述本发明第一部件2、第二部件3均通过控制部件4与外部主控制器5进行通讯，可减少制冷剂控制装置的外接接口，简化周边线路布置、减小体积，从而简化整体结构；由于外部主控制器可根据中心处理模块记录或储存信息对第一部件、第二部件进行寻址，制冷剂控制装置发生故障时可进行故障诊断。所述制冷剂控制装置100及其制冷系统的基本工作原理是外部主控制器5对汽车空调控制系统输入信息、传感器采集信息及车身控制模块等信息等进行计算，向控制部件4发出控制指令，通过控制部件4向第一部件2及第二部件3输入电信号，在电信号作用下，第一线圈组件21驱动转子转动，实现第一阀芯23动作，调节第一阀芯与第一阀口之间的间隙，从而实现对制冷剂流量的调节，所述第二控制模块在电信号作用下使得第二线圈组件通电或断电，从而控制第二部件的第二阀芯动作。

本发明还涉及制冷剂控制装置100的控制方法，该制冷剂控制装置及其控制方法应用于车辆空调系统中，通过预先设定的控制程序控制制冷剂控制装置100动作，且通过设置控制部件4将该控制程序对应输入制冷剂控制装置的第一、第二部件，达到对制冷剂控制装置100的结构的优化；所述控制方法以车辆发生故障导致制冷剂控制装置100突然失电、和制冷剂控制装置100正常失电以及制冷剂控制装置正常启动等情况下进行说明：

当车辆发生故障而导致工作过程中突然失电时，第一、第二部件其中一个作为开关阀可截断制冷剂流通，具体地第二部件3作为开关阀，如可采用电磁阀，可导致制冷剂控制装置100突然失电的情况下，第二部件3失电，第二阀芯33在复位弹簧37的驱动下关闭制冷剂流道，高低压制冷剂在第二阀芯处被隔断，实现关闭制冷剂流通的功能；这种情况下，如果第二部件3为线圈驱动力较小的直动式，在系统压力未平衡到第二部件开启所能克服的压力差之前，第二部件3自身无再次打开能力。当车辆发生事故时，如果第二部件3未失电，也可以通过第一部件2自身的快速关闭功能来实现阀门的关闭，截断制冷剂流通通道。

在正常工作，关闭车辆发动机时，或者车辆运行中，根据车辆空调系统输入的开关控制信号关闭空调系统时，通过控制部件4将失电程序输入第一部件2和第二部件3；具体地，钥匙关闭发动机时，通过车辆电池，仍维持给第一线圈组件21和第二线圈组件31供电；这个过程中，第一阀芯23从正常工作情况至最大开度，将高压压力释放；当高低压达到平衡，或者达到第二部件3开启所能克服的压力差后，第一部件2和第二部件3失电，此时第二部件3处于关闭状态，第一部件2处于初始化程序要求的状态。

在正常启动时，首先给第二部件3的第二线圈组件31上电，然后，给第一部件2上电。这样，第二部件3在处于零压差状态下开启，只需要克服很小的复位弹簧力即可，第二线圈组件31可以设计得很小，大大减少第二部件3的能耗。第一部件2可以通过压力传感器采集制冷剂的压力，进而由外部主控制器进行运算后，将控制开度信息通过控制部件输入，以控制制冷剂流量。

具体地，在制冷剂控制装置100正常失电以及制冷剂控制装置100正常启动时，所述预先设定的控制程序还包括：

S1、关机控制过程；

S2、开机控制过程；

其中S1包括如下子程序：

S11、车辆钥匙拔出或者处于熄火位置时，车辆发动机关闭；或者车辆运行中，根据车辆空调系统输入的开关控制信号关闭空调系统；

S12、所述控制部件4通过车辆电源持续被供电，所述第二部件3作为

电子开关阀且处于开启状态，同时将所述第一部件2作为电子节流阀且开度调至最大；

S13、当所述第二部件3两端的制冷剂的高低压达到平衡时或当第二部件能克服的压力差时，控制所述控制部件4断电，使得第一、第二部件对应线圈组件失电；

其中S2包括如下子程序：

S21、车辆钥匙上电，发动机启动；或者车辆运行中，根据车辆空调系统输入的开关控制信号开启空调系统；

S22、控制所述制冷剂控制装置动作的外部主控制器5上电，所述外部主控制器5通过控制部件4首先控制第二部件3的电子线圈组件上电，允许制冷剂流通；

S23、所述外部主控制器通过控制部件4向第一部件2发出上电信号，且控制该第一部件2电子线圈上电进行工作，车辆空调系统正常运行。

上述外部主控制器通过控制部件控制第二部件上电的控制过程S22进一步包括所述控制部件的中心处理模块控制第一、第二电子继电器开或关；

其中上电启动时，所述中心处理模块控制第一电子继电器开，第二电子继电器关，使得第二部件通高压电启动，打开制冷剂流通；

上电后间隔预定时间，中心处理模块控制第一电子继电器关，第二电子继电器开，使得第二部件通低压电维持打开状态。

当然，上述控制程序可以设置在制冷剂控制装置的主控制器或者车辆主控制器，当控制程序存储于制冷剂控制装置的主控制器中时，车辆主控制器只需要发送正常关闭和开启的请求信号给制冷剂控制装置的主控制器，再通过控制部件输入第一、第二部件；当控制程序设置在车辆主控制器中时，车辆主控制器需要发送上述具体动作步骤程序给控制部件。这种请求信号的发送可以通过LIN信号来实现。所述控制部件根据上述控制程序控制所述制冷剂控制装置的第一、第二部件动作。当车辆处于事故状态时，流量阀的动作与控制程序的位置无关，只要常闭第二部件3断电，即可以实现自动关闭功能。

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。

Claims (18)

1.一种制冷剂控制装置，包括第一部件及第二部件，所述第一部件具有第一线圈组件、受该第一线圈组件控制而动作的第一阀芯以及与所述第一阀芯相配合的第一阀口，第一阀芯相对该第一阀口动作，进而控制第一阀口的开度，所述第二部件具有第二线圈组件、受该第二线圈组件控制而截断或打开制冷剂通道的第二阀芯；

其特征在于：所述制冷剂控制装置连接有控制部件，所述控制部件包括绝缘外壳、电路基板，该电路基板固定设置于绝缘外壳内，所述控制部件与第一部件、第二部件电性连接，以控制第一部件及第二部件动作，该控制部件包括第一驱动控制模块、第二控制模块；所述第一驱动控制模块与所述第二控制模块均位于控制部件的电路基板，所述控制部件的绝缘外壳同时形成有第一端口、第二端口，该第一端口与所述第一线圈组件相互对接，且所述第二端口与所述第二线圈组件相互对接；

所述制冷剂控制装置包括第一导电端子或第一导电线缆、第二导电端子或第二导电线缆，其中该第一导电端子或第一导电线缆至少部分位于所述第一端口，所述第二导电端子或第二导电线缆至少部分位于所述第二端口，所述第一驱动控制模块的电信号通过该第一端口传输，从而所述第一驱动控制模块与第一线圈组件电性连接，所述第二控制模块的电信号通过该第二端口传输，从而该第二控制模块与第二线圈组件电连接，所述控制部件还包括第三端口，该第三端口处设置有第三导电端子，且该第三导电端子与所述电路基板固定连接，可使得所述控制部件与外部主控制器电性连接；

所述控制部件设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收并解析来自外部主控制器的控制信息、将解析后的针对第一部件的第一控制信号发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的针对第二部件的第二控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

或者外部主控制器设置中心处理模块，该中心处理模块负责接收输入信号和/或传感器信号，经运算产生针对第一部件的第一控制信号，并发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的针对第二部件的第二控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

所述第一驱动控制模块负责接收第一控制信号，并提供给所述第一线圈组件满足该第一控制信号要求的电流；所述第二控制模块负责接收第二控制信号，并提供给所述第二线圈组件满足所述第二控制信号要求的电流。

2.根据权利要求1所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述中心处理模块设置于所述电路基板，且所述电路基板分别与第一线圈组件、第二线圈组件电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述控制部件包括电性连接在中心处理模块、第二线圈组件之间的被控输出电路，在第二控制信号的控制下所述第二控制模块使得被控输出电路打开或关闭，所述被控输出电路分别在高压电、低压电下通电，所述第二部件在高压电输入时上电工作、所述第二部件在低压电输入时维持工作。

4.根据权利要求3所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述第二控制模块包括第一电子继电器、第二电子继电器，该第一电子继电器、第二电子继电器电性连接第二线圈组件，所述第二电子继电器通过二极管连接到第一电子继电器的输出电路上，所述高压电输入第一电子继电器，通过该第一电子继电器的高压电输入第二线圈组件，所述控制部件还包括电源模块，所述高压电输入该电源模块，所述电源模块输出低压电，自电源模块输出的所述低压电分别输入中心处理模块、第二电子继电器，通过该第二电子继电器给第二线圈组件提供低压电，所述中心处理模块控制第一电子继电器及第二电子继电器的开或关。

5.根据权利要求2所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述电路基板与第一线圈组件之间通过设置所述第一导电端子或所述第一导电线缆电性连接，所述第一导电端子或所述第一导电线缆负责传输上述第一驱动控制模块提供给所述第一线圈组件的电流，所述第二部件连接有第二导电端子或所述第二导电线缆，该第二导电端子或所述第二导电线缆负责传输所述控制部件的第二控制模块提供给所述第二线圈组件的电流。

6.根据权利要求5所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述电路基板连接有对接导电端子，通过所述对接导电端子与上述第二导电端子或第二导电线缆电性连接，所述第二控制模块与第二部件实现电信号传输。

7.根据权利要求2或5或6所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述控制部件的电路基板与上述外部主控制器通过设置第三导电端子电性连接，所述第三导电端子在所述外部主控制器与所述控制部件之间进行信号传输。

8.根据权利要求1或2或5或6所述的制冷剂控制装置，其特征在于：所述第一线圈组件包括A相线圈、B相线圈，所述第一驱动控制模块接收到的第一控制信号包括控制第一部件的步进量信息和电机驱动方向信息，该第一驱动控制模块提供给所述A相线圈和B相线圈的电流变化满足所述步进量和电机驱动方向的要求，同样A相线圈和B相线圈的电流值经第一驱动控制模块传递到所述中心处理模块。

9.一种制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述控制系统包括用于为制冷剂控制装置提供控制信号的中心处理模块，通过该中心处理模块所提供的控制信号可实现对制冷剂控制装置的第一部件、第二部件动作的控制，该控制系统还包括对应第一部件的第一线圈组件设置的第一驱动控制模块、对应第二部件的第二线圈组件设置的第二控制模块；控制部件包括绝缘外壳、电路基板，该电路基板固定设置于绝缘外壳内，所述第一驱动控制模块与所述第二控制模块均位于控制部件的电路基板；所述控制部件的绝缘外壳同时形成有第一端口、第二端口，该第一端口与所述第一线圈组件相互对接，且所述第二端口与所述第二线圈组件相互对接；

所述控制系统包括第一导电端子或第一导电线缆、第二导电端子或第二导电线缆，其中该第一导电端子或第一导电线缆至少部分位于所述第一端口，所述第二导电端子或第二导电线缆至少部分位于所述第二端口，所述第一驱动控制模块的电信号通过该第一端口传输，从而所述第一驱动控制模块与第一线圈组件电性连接，所述第二控制模块的电信号通过该第二端口传输，从而该第二控制模块与第二线圈组件电连接，所述控制系统还包括第三端口，该第三端口处设置有第三导电端子，且该第三导电端子与所述电路基板固定连接，可使得所述控制部件与外部主控制器电性连接；

所述中心处理模块与第三端口处的导电端子电性连接，负责接收并解析来自外部主控制器的控制信息、将解析后的用于控制第一部件的控制信号发送给第一驱动控制模块、记录或存储第一部件的当前开度信息、将解析后的用于控制第二部件的控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

或者所述中心处理模块与第三端口处的导电端子电性连接，负责接收输入信号和/或传感器信号、然后运算产生对第一部件、第二部件的控制信号、将运算产生的针对第一部件的控制信号发送给步进驱动控制模块、记录或存储当前第一部件的开度信息、将产生的针对第二部件的控制信号发送给第二控制模块、记录或存储第二部件当前位置状态；

所述步进驱动控制模块负责接收所述中心处理模块发送过来对第一部件控制的控制信号，并提供给所述第一部件的第一线圈组件满足所述中心处理模块发送过来对第一部件控制的控制信号要求的电流；针对第二部件的控制信号可控制第二部件通电或断电，使得第一部件进行节流时第二部件处于打开状态，在突发状况下使得第二部件关闭以截断制冷剂流通。

10.根据权利要求9所述的制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述控制系统的第二控制模块为电子继电器，所述中心处理模块通过电性连接该电子继电器，使得第二部件通电或断电，第二部件通电时，针对第二部件的控制信号可控制第二部件在输入高压电时开启，或者可控制第二部件在输入低压电时保持打开状态，以降低第二部件维持开启状态的能耗，所述高压电为直流电，通过设置电源模块将高压电转换为低压电。

11.根据权利要求9或10所述的制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述中心处理模块通过串行通讯信号方式连接所述外部主控制器，所述控制部件还包括信号收发模块，所述控制部件设置有电路基板，所述中心处理模块、第一驱动控制模块、第二控制模块以及信号收发模块设置于该电路基板，所述电路基板具有电路，该电路基板的电路电性连接所述中心处理模块与第一驱动控制模块，以实现该中心处理模块与第一驱动控制模块之间的信号传输，所述电路基板的电路电性连接所述中心处理模块与第二控制模块，以实现中心处理模块与该第二控制模块之间的信号传输，所述电路基板的电路电性连接中心处理模块与信号收发模块，以实现中心处理模块与信号收发模块之间的信号传输。

12.根据权利要求9或10所述的制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述控制系统应用于汽车空调系统，所述中心处理模块与所述外部主控制器之间通过本地互联网络(Local Interconnect Network,LIN)进行信号传输，所述控制系统还包括LIN信号收发模块，所述LIN信号收发模块通过LIN线连接到LIN总线，所述LIN信号收发模块接收LIN总线发送过来的数字信号的电压电平转换后发送给所述中心处理模块、并接收与传送所述中心处理模块发送过来的信号。

13.根据权利要求12所述的制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述LIN信号收发模块通过LIN线接收LIN总线上的信号包括针对所述第一部件及第二部件的控制信号，控制信号包括所述第一部件所要到达的开度信号、第二部件开启或关闭信号；所述中心处理模块对控制信号的含义进行解析；所述中心处理模块根据第一部件当前开度和新的要到达的开度信息，计算得到需要提供给第一驱动控制模块的步进量值、电机的驱动方向或旋转方向信息，并把控制所述第一部件动作的信息提供给所述第一驱动控制模块，所述中心处理模块根据第二部件当前状态和新的要到达的状态，判断第二部件是否需要动作，并把控制第二部件是否动作的信息提供给第二控制模块，第二控制模块通过通电或断电，控制第二部件开启或者关闭。

14.根据权利要求9或10所述的制冷剂控制装置的控制系统，其特征在于：所述控制系统应用于汽车空调系统，所述汽车空调系统中心处理模块设置有上述空调系统中心处理模块的功能，所述汽车空调系统还包括输入处理器，该输入处理器接收空调系统输入的开关控制信号和/或接收空调系统管路中所布置的传感器检测到的信号、将接收到的所述开关控制信号和/或传感器信号进行处理或转换并输出给汽车空调系统中心处理模块。

15.一种制冷剂控制装置的控制方法，所述制冷剂控制装置为权利要求1-8中任一项所述的制冷剂控制装置，所述制冷剂控制装置应用于车辆空调系统中，其特征在于：所述制冷剂控制装置能够根据预先设定的控制程序进行动作，通过设置控制部件将来自外部主控制器的控制程序对应输入制冷剂控制装置的第一部件、第二部件，所述控制程序包括：所述制冷剂控制装置在车辆发生故障失电而导致工作过程中突然失电时，通过第一、第二部件其中一个作为开关阀可截断制冷剂流通。

16.根据权利要求15所述的制冷剂控制装置的控制方法，其特征在于：所述预先设定的控制程序还包括：

S1、关机控制过程；

S2、开机控制过程；

其中S1包括如下子程序：

S11、车辆钥匙拔出或者处于熄火位置时，车辆发动机关闭；或者车辆运行中，根据车辆空调系统输入的开关控制信号关闭空调系统；

S12、所述控制部件通过车辆电源持续被供电，所述第二部件作为开关阀且处于开启状态，同时将所述第一部件作为节流阀且开度调至最大；

S13、当所述第二部件两端的制冷剂的高低压达到平衡时或当第二部件能克服的压力差时，控制部件断电，使得所述第一部件的第一线圈组件、所述第二部件的第二线圈组件失电；

其中S2包括如下子程序：

S21、车辆钥匙上电，发动机启动；或者车辆运行中，根据车辆空调系统输入的开关控制信号开启空调系统；

S22、控制所述制冷剂控制装置动作的外部主控制器上电，所述外部主控制器通过控制部件首先控制第二部件上电，允许制冷剂流通；

S23、所述外部主控制器通过控制部件向第一部件发出上电信号，且控制该第一部件工作，车辆空调系统正常运行。

17.根据权利要求16所述的制冷剂控制装置的控制方法，其特征在于：所述外部主控制器通过控制部件控制第二部件上电的控制过程包括：所述控制部件的中心处理模块控制第一、第二电子继电器；

其中上电启动时，所述中心处理模块控制第一电子继电器开，第二电子继电器关，使得第二部件通高压电启动，打开制冷剂流通；

上电后间隔预定时间，中心处理模块控制第一电子继电器关，第二电子继电器开，使得第二部件通低压电维持打开状态。

18.根据权利要求15或16或17所述的制冷剂控制装置的控制方法，其特征在于：所述制冷剂控制装置的控制程序存储于外部主控制器，所述外部主控制器可为制冷剂控制装置的主控制器或者车辆主控制器，当控制程序存储于车辆主控制器中时，所述制冷剂控制装置的主控制器和车辆主控制器之间通过本地互联网络(Local Interconnect Network,LIN)进行信号通讯，所述控制部件根据控制程序控制所述制冷剂控制装置的第一、第二部件动作。