[发明专利]在高效直流系统中用于可变位移制冷剂压缩机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车空调系统，在该系统中为了获得高效率对制冷剂压缩机的能力进行控制，更具体地说，涉及一种在这样的空调系统中用于可变位移制冷剂压缩机的能力控制方法。 

背景技术

对车辆燃油效率的研究已经证明，带有以通常形式进行断续地循环的固定位移压缩机的传统空调系统能够解决每辆车每年要消耗接近25加仑汽油。如在授予Forrest等人的美国专利No.6293116中描述的那样，通过调节压缩机能力可以显著地改进空调效率，这种调节的方式是消除过度的去湿，并且使经过处理(或经过调节)的空气的串联再加热(或连续再加热series re-heating)减到最小。而通过蒸发器以传统的方式对压缩机能力进行调节使得制冷达到最大，同时在蒸发器翅片上不结冰，通过基于使用者制冷和湿度的要求调节压缩机能力使得蒸发器出口的空气温度(或制冷剂的压力)有一定程度的升高实现Forrest等人描述的效率提高。 

把Forrest等人的原理简单应用到使固定位移压缩机循环的系统上可能获得每辆车每年大约6加仑汽油的节省，与用气动控制的可变位移压缩机能够实现的汽油节省类似。然而，通过电子控制的可变位移压缩机替代固定位移压缩机可能会最急剧地提高节省量，达到每辆车每年接近13加仑汽油的节省，这是Forrest等人优选的途径。尽管如此，采用电子控制的可变位移压缩机常常会导致整个系统的成本较高，这是因为调节控制阀门和所要求的控制电子装置较贵。因此，需要一种方式，它可实现用电子控制的系统获得的燃油效率，但是成本较低。 

发明内容

本发明提供了一种改进的控制方法，为的是用气动控制的可变位移压缩机和压缩机离合器实现高效率的压缩机能力控制，该离合器可以选择性地间断接通和关断，以使经过处理的空气的串联再加热减到最小。在通过蒸发器芯(evaporator core)之后将经过处理的空气排出，利用气动控制阀门以使蒸发器冷却到刚好足以防止在蒸发器上结冰的温度的方式来减小压缩机的位移以调节压缩机的能力，并且基于所希望的空气排放温度确定出用于蒸发器出口空气温度的目标值。当蒸发器出口空气温度至少低于该目标温度一个经过校准的数值时，压缩机离合器被切断，超越气动控制阀门的控制，并且随后当蒸发器出口空气温度升高到高于该目标温度时，压缩机离合器再一次被接通。最好该目标温度有一定偏差(biased)，以防止当所希望的空气排放温度至少超过外面的空气温度一个经过校准的数值时压缩机工作，并且防止在空气被处理的空间中的相对湿度升高到所希望的水平以上。

附图说明

图1是按照本发明控制的空调系统的示意图，该系统包括带有电致动离合器(或电启动离合器)的气动控制的可变位移制冷剂压缩机，以及以微机为基础的控制器；和 

图2是按照本发明由图1所示的控制器实现的控制方法的流程图。 

具体实施方式

本发明认识到，通过将气动控制(或气压控制)的可变位移压缩机(比如在授予Skinner等人的美国专利No.4428718中示出和描述的压缩机)与压缩机离合器循环控制装置(或控制)结合起来可以在降低系统的成本方面实现在上面提到过的授予Forrest等人的美国专利No.6293116中所描述的燃油效率利益，当要求对经过处理(或经调节)的空气进行串联再加热来获得所希望的空气排放温度时这种压缩机离合器循环控制装置就开始工作。制造生产气动控制的可变位移压缩机比电控制的可变位移压缩机便宜，并且实现离合器循环控制所要求的控制电子装置比有传统电子控制的位移的装置要简单和便宜，所以降低了系统的成本。当然，通常，在空调系统的致动(或启动)过程中，不能使气动控制的可变位移压缩机断续地循环(或开启和关断)，但是我们已经发现，通过这样做使得串联加热减到最少，可以以很低的系统成本几乎能够实现通过实施Forrest等人所描述的能力控制方法可获得的最大的效率提高。据估计，与采用传统方式控制的固定位移压缩机相比，以本发明为基础的系统将获得每辆车每年近似11.5加仑汽油的燃料节省。 

本发明的控制方法原则上是在汽车环境(climate)控制系统的情况 下进行说明的，该环境控制系统自动地调节加热，通风和空调(HVAC)参数，比如空气排放温度，空气排放位置(模式)和吹风机速度。然而，应该理解的是，也可以在一种被称为手动系统中实施这种控制，在这种手动系统中，使用者用手控方式控制空气排放温度和模式，以及吹风机速度。同样，如果愿意，可以在非车辆的空调系统中实施这种控制。