车用空调装置

文档序号:12387 发布日期:2021-09-17 浏览:45次 >En<

阅读说明:本技术 车用空调装置 (Air conditioner for vehicle ) 是由 石関徹也 星野明洋 于 2020-01-17 设计创作,主要内容包括:缩短初始化处理所需的时间。在系统停止时,当膨胀阀(12)的开度大于阈值(th1)时(S103的判断为“是”),将阈值(th1)设定为目标开度(S104)。然后,对步进电动机(13)施加关闭至目标开度的脉冲信号(S105),从而进行面向下一次的初始化处理的提前处理。(The time required for the initialization process is shortened. When the opening degree of the expansion valve (12) is greater than the threshold value (th1) during a system stop (YES in S103), the threshold value (th1) is set to a target opening degree (S104). Then, a pulse signal for closing the stepping motor (13) to a target opening degree is applied (S105), and an advance process for the next initialization process is performed.)

车用空调装置

技术领域

本发明涉及一种车用空调装置。

背景技术

由于由步进电机驱动的电子膨胀阀大多数没有能够准确地对系统起动时的绝对角度进行检测的装置,因此,如专利文献1所示,在系统起动时,进行对全闭位置进行检测的初始化处理。即,通过在系统起动时施加使电子膨胀阀可靠地处于全闭的脉冲数来检测全闭位置。另外,也可以通过在系统起动时对全开位置进行检测来进行初始化处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2018-53908号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在对全闭位置进行检测的初始化处理的情况下,电子膨胀阀例如在接近全开的状态下停止,若想要从该接近全开的状态成为全闭,则脉冲数会变多,从而使得到完成为止的时间会变长。同样地,在对全开位置进行检测的初始化处理的情况下,电子膨胀阀例如在接近全闭的状态下停止,若想要从该接近全闭的状态成为全开,则脉冲数会变多,到完成为止的时间会变长。

本发明的技术问题是缩短初始化处理所需的时间。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的一个方式的车用空调装置包括:

膨胀阀,上述膨胀阀根据步进电动机的旋转角来使开度变化;

起动时控制部,上述起动时控制部在系统起动时对步进电动机施加使膨胀阀处于全闭的脉冲信号,从而进行用于对膨胀阀的全闭位置进行检测的初始化处理;以及

停止时控制部,上述停止时控制部在系统停止时,当膨胀阀的开度大于处于全开位置与全闭位置之间的预定的第一阈值时,设定处于全开位置与全闭位置之间且开度小于当前开度的位置的第一目标开度,并且对步进电动机施加关闭至第一目标开度的脉冲信号,从而进行面向下一次的初始化处理的提前处理。

根据本发明的另一方式的车用空调装置包括:

膨胀阀,上述膨胀阀根据步进电动机的旋转角来使开度变化;

起动时控制部,上述起动时控制部在系统起动时对步进电动机施加使膨胀阀处于全开的脉冲信号,从而进行用于对膨胀阀的全开位置进行检测的初始化处理;以及

停止时控制部,上述停止时控制部在系统停止时,当膨胀阀的开度小于处于全开位置与全闭位置之间的预定的第三阈值时,设定处于全开位置与全闭位置之间且开度大于当前开度的位置的第三目标开度,并且对步进电动机施加打开至第三目标开度的脉冲信号,从而进行面向下一次的初始化处理的提前处理。

发明效果

根据本发明,在作为初始化处理而使膨胀阀处于全闭的结构的情况下,由于在系统停止时关闭至第一目标开度,因此,能够缩短下一次的初始化处理所需的时间。同样地,在作为初始化处理而使膨胀阀处于全开的结构的情况下,由于在系统停止时打开至第三目标开度,因此,能够缩短下一次的初始化处理所需的时间。

附图说明

图1是表示车用空调装置的图。

图2是表示第一实施方式的停止时控制的流程图。

图3是表示第一实施方式的起动时控制的流程图。

图4是表示第一实施方式中的膨胀阀的开度的时序图。

图5是表示第二实施方式的停止时控制的流程图。

图6是表示第二实施方式的起动时控制的流程图。

图7是表示第二实施方式中的膨胀阀的开度的时序图。

具体实施方式

以下,基于附图,对本发明的实施方式进行说明。另外,各附图是示意性的图,存在与实际的构件不同的情况。此外,以下的实施方式对用于将本发明的技术思想具体化的装置及方法进行例示,并未将结构特定为下述的结构。即,本发明的技术思想能在权利要求书记载的技术范围内施加各种改变。

《第一实施方式》

《结构》

图1是表示车用空调装置的一部分的图。

车用空调装置11是装设于汽车的热泵系统,包括膨胀阀12、步进电动机13和控制器14。另外,对于车用空调装置11所包括的其他结构,省略说明。

膨胀阀12是通过将作为液相的高压的热介质呈雾状吹出从而减压到容易气化的低压的热介质的构件,并且是根据步进电动机13的旋转角使开度从全闭位置到全开位置发生变化的电子控制型的膨胀阀。在全开位置处设置有结构上的止动件,以防止进一步打开。

步进电动机13是由输入的脉冲信号进行驱动的构件,得到与脉冲数成比例的旋转角,并且在没有输入脉冲时维持停止位置。将膨胀阀12从全闭位置打开到全开位置、或从全开位置关闭到全闭位置所需的脉冲数例如为500个脉冲。步进电动机13根据步进角和频率来确定转速。

控制器14例如由微型计算机构成,经由未图示的驱动电路对步进电动机13施加脉冲信号。控制器14是在系统起动时进行对全闭位置进行检测的初始化处理的构件,包括停止时控制部15和起动时控制部16。

停止时控制部15在系统停止时进行面向下一次的初始化处理的提前处理。

在此,对由停止时控制部15执行的停止时控制进行说明。

图2是表示第一实施方式的停止时控制的流程图。

在系统停止时、即点火开关断开时开始停止时控制。另外,即使将点火开关断开,在经过预定的时间Ts之前对车用空调装置11供给电力。时间Ts例如为数十秒至数分钟左右,至少比在停止时控制中进行的提前处理完成的时间长。

首先,在步骤S101中,在下一次的系统起动时、即在点火开关接通时,对是否打算进行初始化处理进行判断。初始化处理不是在系统起动时的每次,而是以多次(例如两到五次)中一次的频率进行。在下一次的系统起动时不打算进行初始化处理时,由于不需要进行相对于初始化处理的提前处理,因此,转移至步骤S102。另一方面,在下一次的系统起动时打算进行初始化处理时,为了进行相对于初始化处理的提前处理,转移至步骤S103。

在步骤S102中,将膨胀阀12的当前开度、即步进电动机13的当前的旋转角存储在存储器中,之后返回至规定的主程序。基于输入到步进电动机13的脉冲信号来判断膨胀阀12的当前开度。

在步骤S103中,对膨胀阀12的当前开度是否大于预定阈值th1(第一阈值)进行判断。阈值th1是全闭位置与全开位置之间的例如中央值。在此,设为从全闭位置打开250个脉冲量的位置、或者从全开位置关闭250个脉冲量的位置。在此,当膨胀阀12的当前开度大于阈值th1时,转移至步骤S104。另一方面,当膨胀阀12的当前开度为阈值th1以下时,转移至步骤S106。

在步骤S104中,将膨胀阀12的目标开度(第一目标开度)设定为阈值th1。

接着,在步骤S105中,将用于使膨胀阀12关闭至目标开度的脉冲输出至步进电动机13,之后转移至步骤S102。即,施加使膨胀阀12沿关闭方向旋转当前开度与阈值th1之间的差的量的脉冲。步进电动机13的转速是恒定的。

在步骤S106中,对膨胀阀12的当前开度是否大于预定阈值th2(第二阈值)进行判断。阈值th2是处于阈值th1与全闭位置之间的值且能视为膨胀阀12可靠地打开的下限值。在此,作为一例,设为从全闭位置打开50个脉冲量的位置、或者从阈值th1关闭200个脉冲量的位置。在此,当膨胀阀12的当前开度大于阈值th2时,直接转移至步骤S102。另一方面,当膨胀阀12的当前开度为阈值th2以下时,转移至步骤S107。

在步骤S107中,将膨胀阀12的目标开度(第二目标开度)设定为阈值th2。

接着,在步骤S108中,将用于使膨胀阀12打开至目标开度的脉冲输出至步进电动机13,之后转移至步骤S102。即,施加沿打开方向旋转当前开度与阈值th2之间的差的量的脉冲。步进电动机13的转速是恒定的。

上述是停止时控制。

起动时控制部16在系统起动时进行初始化处理。

在此,对由起动时控制部16执行的起动时控制进行说明。

图3是表示第一实施方式的起动时控制的流程图。

在系统起动时、即点火开关接通时开始起动时控制。

首先,在步骤S111中,从存储器读取膨胀阀12的当前开度、即步进电动机13的旋转角。

接着,在步骤S112中,对在本次的系统起动时是否进行初始化处理进行判断。当不进行初始化处理时,直接返回至规定的主程序。另一方面,在进行初始化处理时,转移至步骤S113。

在步骤S113中,对用于从膨胀阀12的当前开度设为全闭的脉冲进行设定。具体而言,是用于使膨胀阀12关闭至将预定值α与当前开度相加的量的脉冲。预定值α例如可以是从几十脉冲到几百脉冲的固定值,也可以是当前开度的百分之几十左右的可变值。

接着,在步骤S114中,将用于使膨胀阀12处于全闭的脉冲输出到步进电动机13。步进电动机13的转速是恒定的。

接着,在步骤S115中,对步进电动机13停止的位置进行检测以作为膨胀阀12的全闭位置,并且返回至规定的主程序。

上述是起动时控制。

《作用》

接着,对第一实施方式的主要作用效果进行说明。

由于由步进电动机13驱动的膨胀阀12没有能够准确地对系统起动时的绝对角度进行检测的装置,因此,在使点火开关接通的系统起动时,进行对全闭位置进行检测的初始化处理。即,对用于从膨胀阀12的当前开度设为全闭的脉冲(S113)进行设定,并且输出到步进电动机13(S114)。此时,为了能够可靠地全闭,施加用于使膨胀阀12关闭至将预定值α与当前开度相加的量的脉冲。这样,通过定期地对膨胀阀12的全闭位置进行检测来提高控制精度。

另外,在使点火开关断开的系统停止时,进行面向下一次的初始化处理的提前处理。即,在系统停止时,当膨胀阀12的开度大于阈值th1时(S103的判断为“是”),将阈值th1设定为目标开度(S104)。然后,通过对步进电动机13施加关闭至目标开度的脉冲信号(S105),进行面向下一次的初始化处理的提前处理。由此,在下一次的初始化处理中,将膨胀阀12从阈值th1设为全闭即可,因此,能够缩短所需时间。

另外,在系统停止时,当膨胀阀12为阈值th1以下(S103的判断为“否”)且大于阈值th2时(S106的判断为“是”),不需要进一步关闭膨胀阀12。因此,不对步进电动机13施加脉冲信号而使膨胀阀12维持当前开度。这样,由于能不提前驱动步进电动机13以面向初始化处理,因此,能够抑制动作次数的增加。在下一次的初始化处理中,将膨胀阀12从阈值th1以下的开度设为全闭即可,因此,所需时间较短。

另外,在系统停止中,不期望将膨胀阀12设为全闭或大致全闭。这是因为若将膨胀阀12设为全闭,则会在制冷循环中形成闭回路,从而难以吸收伴随温度变化的压力变化。因此,在系统停止时,当膨胀阀12为阈值th2以下时(S106的判断为“否”),将阈值th2设定为目标开度(S107),并且将打开至目标开度的脉冲信号施加到步进电动机13(S108)。由此,在系统停止中,能够可靠地防止在制冷循环中形成闭回路。

图4是表示第一实施方式中的膨胀阀的开度的时序图。

图中的(a)是在膨胀阀12的开度大于阈值th1的状态下的系统停止的情况,用粗实线表示实施例,用粗虚线表示比较例。在此,将不进行面向初始化处理的提前处理的情况作为比较例。在比较例中,若在时间点t11处使点火开关断开,由于未进行提前处理,因此,能维持膨胀阀12的开度。若在时间点t13处使点火开关接通,则从该时间点t13开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全闭位置关闭。在时间点t15处使膨胀阀12处于全闭,通过检测该全闭位置来完成初始化处理。

另一方面,在实施例中,在时间点t11处,若使点火开关断开,则开始提前处理,并且使膨胀阀12开始朝向阈值th1关闭。若在时间点t12处膨胀阀12达到阈值th1,则完成提前处理,并且能维持膨胀阀12的开度。若在时间点t13处使点火开关接通,则从该时间点t13开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全闭位置关闭。在时间点t14处使膨胀阀12处于全闭,通过检测该全闭位置来完成初始化处理。这样,通过进行面向初始化处理的提前处理,能够将初始化处理完成的时间点从t15缩短到t14。

图中的(b)是在膨胀阀12的开度小于阈值th1且大于阈值th2的状态下的系统停止的情况。若在时间点t21处使点火开关断开,则能维持膨胀阀12的开度。若在时间点t22处使点火开关接通,则从该时间点t22开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全闭位置关闭。在时间点t23处使膨胀阀12处于全闭,通过检测该全闭位置来完成初始化处理。这样,在系统停止的时间点处,当膨胀阀12已经关闭到一定程度时,由于能不提前驱动步进电动机13以面向初始化处理,因此,能够抑制动作次数的增加。

图中的(c)是在膨胀阀12的开度小于阈值th2的状态下的系统停止的情况。若在时间点t31处使点火开关断开,则膨胀阀12开始朝向阈值th2打开。若在时间点t32处膨胀阀12达到阈值th2,则维持膨胀阀12的开度。若在时间点t33处使点火开关接通,则从该时间点t33开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全闭位置关闭。在时间点t34处使膨胀阀12处于全闭,通过检测该全闭位置来完成初始化处理。这样,在系统停止的时间点处,当膨胀阀12处于全闭或大致全闭位置时,通过打开至阈值th2,能够可靠地防止在制冷循环中形成闭回路。

另外,不是在每次系统起动时进行初始化处理,而是以多次系统起动时进行一次初始化处理的频率进行初始化处理。在车用空调装置11中,系统的起动和停止频繁地重复,若每次通过初始化处理将膨胀阀12设为全闭,则有可能会对阀座和阀芯的耐久性产生影响。因此,通过隔开一定程度的间隔进行初始化处理,能够抑制膨胀阀12的劣化。

另外,仅在下一次的系统起动时进行初始化处理时,进行面向初始化处理的提前处理。由此,能够防止不必要地进行提前处理。

《变形例》

在第一实施方式中,当膨胀阀12的开度大于阈值th1时,将阈值th1设定为目标开度,但是不限定于此。例如,也可以将小于阈值th1的值作为目标开度。此外,若能够比当前开度关闭若干程度,则也可以将大于阈值th1的值作为目标开度。即,若是小于系统停止时的开度且大于阈值th2的范围,则能够将任意的值设定为目标开度。

在第一实施方式中,当膨胀阀12大于阈值th2时,将阈值th1设定为目标开度,但是不限定于此。例如,也可以将大于阈值th2的值设定为目标开度。即,若是小于阈值th1且大于阈值th2的范围,则能够将任意的值设定为目标开度。

《第二实施方式》

《结构》

第二实施方式进行对全开位置进行检测的初始化处理。

在此,除了初始化处理中的检测的位置不同之外,装置结构和技术思想与上述第一实施方式相同,因此省略对共同部分的详细说明。

由于膨胀阀12在全开位置处设置有结构上的止动件以防止进一步打开,因此,通过对步进电动机13施加脉冲直到阀芯与止动件可靠地抵接,从而检测全开位置。

图5是表示第二实施方式的停止时控制的流程图。

首先,在步骤S201中,在下一次的系统起动时、即在点火开关接通时,对是否打算进行初始化处理进行判断。在下一次的系统起动时不打算进行初始化处理时,由于不需要进行相对于初始化处理的提前处理,因此,转移至步骤S202。另一方面,在下一次的系统起动时打算进行初始化处理时,为了进行相对于初始化处理的提前处理,转移至步骤S203。

在步骤S202中,将膨胀阀12的当前开度、即步进电动机13的当前的旋转角存储在存储器中,之后返回至规定的主程序。基于输入到步进电动机13的脉冲信号来判断膨胀阀12的当前开度。

在步骤S203中,对膨胀阀12的当前开度是否小于预定阈值th3(第三阈值)进行判断。阈值th3是全闭位置与全开位置之间的例如中央值。在此,设为从全闭位置打开250个脉冲量的位置、或者从全开位置关闭250个脉冲量的位置。在此,当膨胀阀12的当前开度小于阈值th3时,转移至步骤S204。另一方面,当膨胀阀12的当前开度为阈值th3以上时,直接转移至步骤S202。

在步骤S204中,将膨胀阀12的目标开度(第三目标开度)设定为阈值th3。

接着,在步骤S205中,将用于将膨胀阀12打开至目标开度的脉冲输出至步进电动机13,之后转移至步骤S202。即,施加沿打开方向旋转当前开度与阈值th3之间的差的量的脉冲。步进电动机13的转速是恒定的。

上述是停止时控制。

图6是表示第二实施方式的起动时控制的流程图。

首先,在步骤S211中,从存储器读取膨胀阀12的当前开度、即步进电动机13的旋转角。

接着,在步骤S212中,对在本次的系统起动时是否进行初始化处理进行判断。当不进行初始化处理时,直接返回至规定的主程序。另一方面,在进行初始化处理时,转移至步骤S213。

在步骤S213中,对用于从膨胀阀12的当前开度设为全闭的脉冲进行设定。具体而言,将从全开位置到全闭位置为止的可动范围减去当前开度后的值设为当前闭度,该脉冲是用于使膨胀阀12打开至将预定值α与当前闭度相加的量的脉冲。预定值α例如可以是从几十脉冲到几百脉冲左右的固定值,也可以是当前闭度的百分之几十左右的可变值。

接着,在步骤S214中,将用于使膨胀阀12处于全闭的脉冲输出到步进电动机13。步进电动机13的转速是恒定的。

接着,在步骤S215中,对步进电动机13停止的位置进行检测以作为膨胀阀12的全开位置,并且返回至规定的主程序。

上述是起动时控制。

《作用》

接着,对第二实施方式的主要作用效果进行说明。

由于由步进电动机13驱动的膨胀阀12没有能够准确地对系统起动时的绝对角度进行检测的装置,因此,在使点火开关接通的系统起动时,进行对全开位置进行检测的初始化处理。即,设定用于从膨胀阀12的当前开度设为全开的脉冲(S213),并且输出到步进电动机13(S214)。此时,为了能够可靠地全闭,施加用于使膨胀阀12打开至将预定值α与当前闭度相加的量的脉冲。这样,通过定期地对膨胀阀12的全开位置进行检测来提高控制精度。

另外,在使点火开关断开的系统停止时,进行面向下一次的初始化处理的提前处理。即,在系统停止时,当膨胀阀12的开度小于阈值th3时(S203的判断为“是”),将阈值th3设定为目标开度(S204)。然后,通过对步进电动机13施加打开至目标开度的脉冲信号(S205),进行面向下一次的初始化处理的提前处理。由此,在下一次的初始化处理中,将膨胀阀12从阈值th3设为全开即可,因此,能够缩短所需时间。

另外,在系统停止时,当膨胀阀12为阈值th3以上时(S203的判断为“否”),不需要进一步打开膨胀阀12。因此,不对步进电动机13施加脉冲信号而使膨胀阀12维持当前开度。这样,由于能不提前驱动步进电动机13以面向初始化处理,因此,能够抑制动作次数的增加。在下一次的初始化处理中,将膨胀阀12从阈值th3以上的开度设为全开即可,因此,所需时间较短。

另外,在对全开位置进行检测的初始化处理中,即使在系统停止中膨胀阀12处于全开位置或大致全开位置,由于在制冷循环中没有形成闭回路,因此,不会存在问题。因此,不需要相当于上述第一实施方式中的步骤S106~S108的处理。

图7是表示第二实施方式中的膨胀阀的开度的时序图。

图中的(a)是在膨胀阀12的开度小于阈值th3的状态下的系统停止的情况,用粗实线表示实施例,用粗虚线表示比较例。在此,将不进行面向初始化处理的提前处理的情况作为比较例。在比较例中,若在时间点t41处使点火开关断开,由于未进行提前处理,因此,能维持膨胀阀12的开度。若在时间点t43处使点火开关接通,则从该时间点t43开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全开位置打开。在时间点t45处使膨胀阀12处于全开,通过检测该全开位置来完成初始化处理。

另一方面,在实施例中,在时间点t41处,若使点火开关断开,则开始提前处理,并且使膨胀阀12开始朝向阈值th3打开。若在时间点t42处膨胀阀12达到阈值th3,则完成提前处理,并且维持膨胀阀12的开度。若在时间点t43处使点火开关接通,则从该时间点t43开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全开位置打开。在时间点t44处使膨胀阀12处于全开,通过检测该全开位置来完成初始化处理。这样,通过进行面向初始化处理的提前处理,能够将初始化处理完成的时间点从t45缩短到t44。

图中的(b)是在膨胀阀12的开度大于阈值th3的状态下的系统停止的情况。若在时间点t51处使点火开关断开,则维持膨胀阀12的开度。若在时间点t52处使点火开关接通,则从该时间点t52开始初始化处理,并且使膨胀阀12开始朝向全开位置打开。在时间点t53处使膨胀阀12处于全开,通过检测该全开位置来完成初始化处理。这样,在系统停止的时间点处,当膨胀阀12已经打开到一定程度时,由于能不提前驱动步进电动机13以面向初始化处理,因此,能够抑制动作次数的增加。

其他的作用效果与上述第一实施方式相同。

《变形例》

在第二实施方式中,当膨胀阀12的开度小于阈值th3时,将阈值th3设定为目标开度,但是不限定于此。例如,可以将大于阈值th3的值作为目标开度。此外,若能够比当前开度打开若干程度,则也可以将小于阈值th3的值作为目标开度。即,若是大于系统停止时的开度的范围,则能够将任意的值设定为目标开度。

以上,参照有限数量的实施方式进行了说明,但是权利范围并不限定于它们,基于上述公开的实施方式的改变对于本领域技术人员而言是显而易见的。

(符号说明)

11…车用空调装置、12…膨胀阀、13…步进电动机、14…控制器、15…停止时控制部、16…起动时控制部。

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