[发明专利]一种电子膨胀阀及车用空调系统

说明书

本发明提供一种电子膨胀阀及车用空调系统，通过采集步进电机的当前运行工况，来选择与当前运行工况相对应的励磁电流值，将选择的励磁电流值施加给步进电机的线圈，从而驱动步进电子的转子旋转。由于步进电机的运行工况不同时，所需要的励磁电流值也有所不同，例如，工况差时，需要的励磁电流值较大，而工况好时，需要的励磁电流值较小。本发明这种控制方法施加给步进电机的励磁电流值是根据步进电机的运行工况进行动态调整的，而不是像现有技术那样施加给步进电机一个固定不变的励磁电流值。因此，本发明提供的电子膨胀阀，提供给步进电机的励磁电流值更合适，而不是一个固定不变的较大的励磁电流值，从而可以节省电能，降低功耗。

技术领域

本发明涉及汽车空调系统技术领域，特别涉及一种电子膨胀阀及车用空调系统。

背景技术

膨胀阀用于控制中的制冷系统，通过对制冷剂流量的调节达到对系统过热度的控制作用。

电子膨胀阀（EXV）是基于电信号控制，相比热力膨胀阀，电子膨胀阀作为电驱动部件，需要消耗电能，因此希望在满足系统工况使用的前提下，尽可能地减低其本身的功耗。

下面介绍现有技术中电子膨胀阀的工作方式。

空调系统中的电子膨胀阀包括电控部分和机械部分，其中电控部分通过驱动模块生成驱动脉冲，控制机械部分如步进电机的转动。

现有技术中，对电子膨胀阀的步进电机的驱动控制，一般采用恒压方式或者恒流方式。

恒压方式，是指采用一个固定的电压来驱动步进电机，在步进电机线圈上产生正比于该电压的电流信号。

恒流方式，是指采用脉宽调制（PWM，Pulse Width Modulation）技术对电压信号进行调制。在PWM的导通时间内，电压施加在步进电机的线圈上，在线圈上产生持续增大的电流信号，当电流信号达到预设值时，PWM的导通时间结束。对于恒流方式，还有一种细分恒流方式，例如四、八、十六细分，可以产生微步。相比普通的恒流方式，细分恒流控制使得电流波形更加可控。

但是，现有技术中对电子膨胀阀的控制不论采用恒压方式还是恒流方式，对于被控的步进电机来说，均相当于在步进电机的线圈上施加了一定规律的电流脉冲，即励磁电流，从而产生吸引步进电机的转子转动的力矩。

对于恒流方式，由于采用一个固定电压值来驱动步进电机，因此，在步进电机的线圈上产生的电流值也随之固定，该电流值与固定电压值成正比。

对于恒流方式，无论是采用细分方式，还是未采用细分方式，一旦预设的电流值确定，那么施加在线圈上的电流波形也随之确定，即线圈上的等效电流值固定。

下面不再区分电流值和等效电流值，统一称为等效电流值。

从力矩角度来讲，吸引步进电机的转子转动的力矩大小主要取决于线圈等效电流值的大小、步进电机的结构以及步进电机的材料等。但是，当步进电机装配完成后，步进电机的结构以及步进电机的材料已经固定，因此，其力矩大小仅取决于施加在线圈上的等效电流值的大小。如果提供给步进电机线圈的等效电流值固定，那么该等效电流值的最小值取决于装配该步进电机的部件实际使用时对电流的最大要求，即按照部件要求的最大电流来设置等效电流值。

对于采用步进电机的电子膨胀阀应用于复杂工况的空调系统如车用空调系统时，空调系统在不同工况下对电子膨胀阀的力矩要求相差很大，工况差时所需要的力矩会是工况好时所需要力矩的数倍。因此，为了满足最差工况时大力矩的要求，需要设置一个较高的等效电流值。但是，对于工况好时，实际上并不需要这么大的电流，否则会浪费电能，增加功耗。而且，一般情况下，工况最差的所占的时间也很短，这样，按照最差工况来设置等效电流值，对于产品周期越长，则浪费越严重。而且，一直使用较高的等效电流值工作，会降低产品的寿命。