CN1945146A - 控制空调可变容量压缩机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制空调的可变容量压缩机的方法，包括以下步骤：由用户设置车的目标室内温度；使用安装在车的预定位置上的传感器感应和输入车室内温度、车室外温度和太阳辐射；使用目标室内温度、车室内温度、车室外温度和太阳辐射的数据计算通风孔的目标排出温度；根据目标排出温度计算目标蒸发器温度和鼓风机电压；根据目标蒸发器温度计算控制负载；计算目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率；确定控制负载、目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率是否出现突然变化的条件；以及当确定出现突然变化的条件时，设置控制负载变化率的最大值为大于基本回转速率(S0)的加速回转速率(Sc)，而当没有出现突然变化的条件时，设置控制负载变化率的最大值为基本回转速率(S0)。

Description

控制空调可变容量压缩机的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制空调可变容量压缩机的方法，尤其涉及根据空调环境的控制负载的大小或变化，通过改变控制负载变化率即回转速率的最大值，来增进温度收敛和响应特性的控制空调可变容量压缩机的方法。
背景技术
通常，用于空调的可变容量压缩机使用压力控制阀来调节制冷剂的排出量，但是可以采用使用电力而非机械结构的压力控制阀的ECV(电子控制阀)。由于旋转斜盘的斜度根据ECV的负载而改变，采用了ECV的可变容量回转速率根据旋转斜盘的倾度确定压缩机制冷剂的排出量。因此，提供给蒸发器的制冷剂量根据ECV的负载发生改变，意味着ECV的负载是确定蒸发器温度的主要因素。ECV的负载是ECV开启时指示时间周期百分比的值，。因此，当负载变高时，根据时间的压缩机的制冷剂排出量增加，而当负载变低时减少。
如图1所示，采用了可变容量压缩机的空调通常包括：空调箱体210；安装在空调箱体210入口侧的鼓风机220；安装在空调箱体210内部的蒸发器200，其用于使用从压缩机100排出的制冷剂冷却空气；安装在空调箱体210内部用于接收由引动机(E)加热的冷却水的加热器芯230；用于控制经过蒸发器200的冷空气通道和热空气通道的打开和关闭水平的温度控制门240；用于压缩和排出从蒸发器200返回的制冷剂的压缩机100；用于冷凝和排出由压缩机100提供的制冷剂的冷凝器170；用于气—液分离来自冷凝器170的制冷剂的接收器干燥器180；用于节流由接收器干燥器180提供的制冷剂且将其送到蒸发器200的膨胀阀190。
图中，未作解释的参考数字212、214和216指通风孔，212d、214d和216d标志用于控制每一通风孔212、214和216的打开和关闭量的门。
同时，控制单元300控制以下设备的驱动输出，例如用于间歇将发动机(E)的驱动力传输到压缩机100的电磁离合器146，通过调整旋转斜盘144的倾斜角控制压缩机100的排出量的ECV160，以及用于控制温度控制门240的打开和关闭水平的致动器310。即，控制单元300在电磁离合器146上施加电流或中断电流，控制致动器310的输出电压，这样温度控制门240向指向加热器芯230的流动通道或者远离加热器芯230的流动通道转动，控制ECV 160的负载，也就是，在ECV 160开启的时间周期内，通过改变相对于驱动轴的旋转斜盘144的倾斜角来增加或者减少压缩机100的排出量。
未作解释的参考数字320指蒸发器温度传感器，330指室外温度传感器，340指室内温度传感器，350指太阳辐射传感器，360指冷却水温度传感器。由上述传感器感应的信号被输入到控制单元300，由用户设置的温度，鼓风机电压等也被输入到控制单元300。
目标蒸发器的温度是根据用户输入的设定汽车温度、由安装在汽车预定位置上的传感器330、340、和350感应和输入的室内温度、室外温度以及太阳辐射来计算的。当计算了目标蒸发器温度，通过蒸发器温度传感器320测量的蒸发器温度和目标蒸发器温度来计算ECV的目标负载。
当计算了目标负载，负载以预定的回转速率从当前的负载变为目标负载，这时，回转速率被设为不超过基本回转速率(S0)。在此，回转速率指负载的变化率。
基本回转速率(S0)被确定为一个值来阻止压缩机振荡，也就是由于压缩机引进制冷剂容量的突然变化而产生的颠簸，并且即使压缩机的制冷剂容量发生变化，所述值使由于制冷剂流动而引起的冲击最小化。
根据传统的压缩机控制方法，通过使用由蒸发器温度传感器测量的真实的蒸发器温度、控制ECV的负载、作为变量的目标蒸发器温度计算目标负载，计算的负载控制压缩机的ECV。控制ECV之后，蒸发器温度被再一次测量，上述的计算目标负载的过程被再次重复。
即使用户突然操作鼓风机转换开关或者改变设置温度，传统压缩机控制方法由于负载变化率没有超过基本回转速率，蒸发器温度的收敛和响应特性会受到损坏。
换句话说，传统压缩机控制方法以ECV 160的负载变化率的方式控制，也就是回转速率不超过基本回转速率(S0)，也不考虑外部条件的改变。因此，即使环境突然发生变化，ECV负载也缓慢改变，这样在蒸发器温度发生过度的过高和过低现象，直到负载达到目标负载，因此，蒸发器温度达到稳定的状态需花费很长时间。因此，传统的压缩机控制方法存在的问题是，由于用户对空调的操作而引起的蒸发器温度收敛和响应特性受到损坏。
发明内容
因此，为解决上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于控制空调可变容量压缩机的方法，当由用户输入的设置温度或者鼓风机电压突然发生变化时，其通过改变回转速率的最大值迅速消除干扰，阻止蒸发器温度的过度过高和过低，因此改善了蒸发器温度的收敛和响应特性。
为了实现上述目的，根据本发明的实施例，提供了一种用于控制空调可变容量压缩机的方法，包括以下步骤：由用户设置车的目标室内温度；使用安装在车的预定位置的传感器感应和输入车的室内温度、车室外温度和太阳辐射；使用目标室内温度、车室内温度、车室外温度和太阳辐射的数据计算通风孔的目标排出温度；根据目标排出温度计算目标蒸发器温度和鼓风机的电压；根据目标蒸发器温度计算控制负载；计算目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率；确定控制负载、目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率是否出现突然的变化条件；当确定出现突然变化条件时，设置控制负载变化率的最大值为大于基本回转速率(S0)的加速回转速率(Sc)，而当没有出现突然变化条件时，设置控制负载变化率的最大值为基本回转速率(S0)。
另外，突然变化条件满足下列条件之一，即控制负载达到最大值或最小值，目标蒸发器温度变化率大于一个预定值(a)以及鼓风机电压变化率大于一个预定值(b)。
而且，用于控制可变容量压缩机的方法进一步包括，当用户改变鼓风机的等级时，在设置鼓风机电压后回到计算控制负载的步骤。
另外，加速回转速率(Sc)满足下面的公式，40％/分钟(min.)≤Sc≤60％/分钟(min.)。
附图说明
本发明上述以及其它目的、特征和优点将结合附图，参考本发明的优选实施例进行详细描述，其中：
图1是应用了可变容量压缩机的空调的结构图；
图2是在用于控制空调可变容量压缩机的传统方法中，蒸发器温度变化的图，此时，鼓风机的电压突然从4V变化到12V以及从12V变化到4V，回转率的最大值设置为基本回转率(S0)以改变负载；
图3是根据可变容量压缩机的负载变化制冷剂流动率图；
图4是表示根据本发明的控制空调可变容量压缩机的方法的流程图；
图5是表示根据本发明另一实施例的控制空调可变容量压缩机的方法的流程图；
图6是表示在鼓风机电压突然从12V变化到7V的情况下，比较控制负载变化率的最大值由基本回转率(S0)控制时与控制负载变化率的最大值由加速回转率(Sc)控制时的蒸发器的温度变化的图；以及
图7是表示在鼓风机电压突然从4V变化到12V以及从12V变化到4V的情况下，控制负载变化率的最大值由加速回转率(Sc)控制时产生的蒸发器的温度变化的图。
具体实施方式
结合附图参考本发明的优选实施例将对本发明进行详细的描述。
图4和5流程图示出了根据本发明用于控制空调可变容量压缩机的方法，图6是表示在鼓风机电压突然从12V变化到7V的情况下，比较控制负载变化率的最大值由基本回转率(S0)控制时与控制负载变化率的最大值由加速回转率(Sc)控制时的蒸发器的温度变化的图；以及图7是表示在鼓风机电压突然从4V变化到12V以及从12V变化到4V的情况下，控制负载变化率的最大值由加速回转率(Sc)控制时产生的蒸发器的温度变化的图。
如图4所示，根据本发明的用于控制空调可变容量压缩机的方法包括以下步骤：由用户设置车的目标室内温度(S10)；使用安装在车的预定位置的传感器感应和输入车室内温度、车室外温度以及太阳辐射(S20)；使用目标室内温度、车室内温度、车室外温度和太阳辐射的数据计算通风孔的目标排出温度(S30)；根据目标排出温度计算目标蒸发器温度和鼓风机电压(S40)；根据目标蒸发器温度计算控制负载(S50)；计算目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率(S60)；确定控制负载，目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率(S70)是否出现突然变化的条件；当确定出现突然变化的条件时，设置控制负载变化率的最大值为大于基本回转速率(S0)的加速回转速率(Sc)，而当没出现突然变化条件时，设置控制负载变化率的最大值为基本回转速率(S0)(S80)。
如图5所示，假如用户改变鼓风机的等级，控制方法可以进一步包括，在设置鼓风机电压(S90)之后返回到计算控制负载的步骤(S90)。
在此，突然变化条件意味着满足下列条件之一，即控制负载达到最大值或最小值，目标蒸发器温度变化率大于一个预定值(a)以及鼓风机电压变化率大于一个预定值((b)。
在这种情况下，目标蒸发器温度变化率中的预定值(a)满足下面的公式，3℃≤|a|≤7℃，，鼓风机电压变化率中的预定值(b)满足下面的公式，3V≤|b|≤7V。另外，加速回转速率(Sc)满足下面的公式，40％/分钟≤Sc≤60％/分钟。
同时，图6示出了当鼓风机电压较高或者室外温度为非常高时，在目标负载为最大的状态，根据控制负载变化率的最大值，鼓风机电压、控制负载、以及蒸发器温度的变化。在图6中，实线表示控制负载变化率的最大值由基本回转速率(S0)控制的情况，虚线示出了当控制负载变化率的最大值由加速回转速率(Sc)控制的情况。
通常，当鼓风机电压较高或者室外温度非常高时，蒸发器并不执行充分的热交换。因此，即使计算了空调，也很难以达到目标蒸发器温度，由于由蒸发器温度传感器测量的蒸发器温度很高，目标负载被设为最大值。
在上述的情况下，当鼓风机电压从12V减少到7V时，鼓风机的等级降低以执行充分的热量交换。因此，由蒸发器温度传感器测量的蒸发器温度降低，以较低的值计算目标负载。
在此，当负载变化率的最大值由基本回转速率(S0)控制时，产生了过低现象。基本回转速率(S0)是一负载变化率，其被设置为对由于在压缩机引进制冷剂而产生的制冷剂流动的冲击最小化的负载变化率，，且最小化压缩机的振荡，其被设为20％/分钟(min.)。
另一方面，如果负载变化率的最大值由加速回转速率(Sc)控制，就不会产生过低现象，并且可获得稳定的蒸发器温度。在此，加速回转速率(Sc)被设为50％/分钟(min.)。
根据本发明的用于控制空调的变化的方法，通过改变负载变化率对空调的控制提供了一种良好的响应特性。
首先，蒸发器温度传感器320、室外温度传感器330、室内温度传感器340、太阳辐射传感器350、冷却水温度传感器360的感应值被输入到控制单元300，然后由用户设置的设定温度和鼓风机电压被输入到控制单元300。考虑具体的车，有不同的鼓风机电压，但是大部分车提供最低等级电压约3V和最高等级约12V。
根据用户输入的车的设置温度，以及由传感器330、340和350输入的车室内温度、车室外温度以及太阳辐射计算目标蒸发器温度。当计算目标蒸发器温度时，根据当前的蒸发器温度和目标蒸发器温度计算ECV的目标负载。
当计算了目标负载，在确定是否出现突然变化条件后设定控制负载变化率。即，如果目标蒸发器温度变化率大于预定值(a)，如果鼓风机电压变化率大于预定值(b)，或者如果负载是最大值或者最小值，控制负载变化率被设为大于基本回转速率(S0)的加速回转速率(Sc)，基本回转速率的设定用于阻止制冷剂流动产生的冲击。当然，假如不出现突然条件的变化，控制负载变化率的最大值被设为基本回转速率(S0)。当确定了控制负载变化率，负载从当前的负载变为目标负载。
即使鼓风机电压发生了很大变化，目标蒸发器温度发生了很大变化，或者负载达到最大值或者最小值，当控制负载变化率的最大值被设为基本回转速率(S0)，当负载变为目标负载时会发生蒸发器温度的过度过高和过低现象。另一方面，当控制负载变化率的最大值由加速回转速率(Sc)控制时，可以获得稳定的目标蒸发器温度。
也就是，如图2所示，假如鼓风机电压突然从4V变为12V或者从12V变为4V，当控制负载变化率的最大值由基本回转速率(Sc)控制改变负载时，蒸发器温度可能会产生过度的过高或者过低现象。另一方面，如图7所示，假如控制负载变化率的最大值由加速回转速率(Sc)控制，当负载发生改变时蒸发器温度不会产生过度过高或者过低现象，因此，可以获得更稳定的蒸发器温度。
同时，当用户改变鼓风机的，控制负载会在鼓风机电压被设定之后再被次计算。因此，空调可以根据用户操作被控制。
在此，控制负载的最大值指的是即使负载增加，制冷剂的流动率也改变很小，控制负载的最小值指的是即使负载减少，制冷的流动率也改变很小。如上所述，当确定了回转速率，负载以控制负载变化率不超过设置的回转速率的最大值的方式改变，以对目标负载进行控制。
如上所述，当用户突然改变鼓风机电压，当空调环境，例如，设置的温度突然发生了变化，或者当ECV的负载达到最大值或最小值，根据本发明的用于空调中控制可变容量压缩机的方法以比基本回转速率更大的加速回转速率，控制ECV的负载变化率的最大值，以阻止制冷剂流动的冲击，压缩机的振荡，以及过度的过高或过低现象，从而改善了温度的收敛和响应特性。
本发明的描述参考了特定的说明性实施例，但本发明不限于所述实施例，其由附属权利要求所限定。应当理解，本领域技术人员可以在不偏离本发明的范围和实质的情况下可以做出变化或改进。

Claims (6)

1、一种用于控制空调的可变容量压缩机的方法包括以下步骤：
由用户设置车的目标室内温度；
使用安装在车的预定位置上的传感器感应和输入车室内温度、车室外温度和太阳辐射；
使用目标室内温度、车室内温度，车室外温度和太阳辐射的数据计算通风孔的目标排出温度；
根据目标排出温度计算目标蒸发器温度和鼓风机电压；
根据目标蒸发器温度计算控制负载；
计算目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率；
确定控制负载、目标蒸发器温度变化率和鼓风机电压变化率是否出现突然变化的条件；以及
当确定出现突然变化的条件时，设置控制负载变化率的最大值为大于基本回转速率(SO)的加速回转速率(Sc)，而当没有出现突然变化的条件时，设置控制负载变化率的最大值为基本回转速率(SO)。
2、根据权利要求1所述的用于控制可变容量压缩机的方法，其中突然变化条件满足下列条件之一，即控制负载达到最大值或最小值，目标蒸发器温度变化率大于一个预定值(a)以及鼓风机电压变化率大于一个预定值(b)。
3.根据权利要求2所述的用于控制可变容量压缩机的方法，其中在目标蒸发器温度变化率中的预定值(a)满足以下公式：
            3℃≤|a|≤7℃。
4、根据权利要求2所述的用于控制可变容量压缩机的方法，其中鼓风机电压变化率中的预定值(b)满足以下公式：
            3V≤|b|≤7V。
5、根据权利要求1所述的用于控制可变容量压缩机的方法，进一步包括当用户改变鼓风机等级时设置鼓风机电压后回到计算控制负载的步骤。
6、根据权利要求1所述的用于控制可变容量压缩机的方法，其中加速回转速率(Sc)满足以下公式：
         40％/分钟≤Sc≤60％/分钟。
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