[发明专利]车用热泵系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车用热泵系统以及一种控制该车用热泵系统的方法，更具体地说，涉及一种车用车泵系统以及控制该热泵系统的方法，在热泵模式下，如果压缩机的转数小于压缩机的最大转数的上限，则仅可变地控制压缩机，并且当压缩机的转数达到压缩机的最大转数的上限的时候仅运行电加热器，以满足在热泵模式下的目标排出温度，并且在最大制热模式下不只是按照压缩机的最大转数运行压缩机，而是根据条件区分压缩机的最大转数的上限。

背景技术

通常，车用空调包括用于冷却车辆内部的冷却系统以及用于加热车辆内部的加热系统。在制冷剂循环的蒸发器侧，冷却系统通过将流过蒸发器外侧的空气与蒸发器内侧流动的制冷剂进行热交换而将空气转化为冷空气，以冷却车辆内部。在冷却水循环的加热器芯侧，加热系统通过将流过加热器芯外侧的空气与在加热器芯内侧流动的冷却水进行热交换而将空气转化为热空气，以加热车辆内部。

与此同时，与车用空调不同，已经采用了一种可以使用一个制冷剂循环通过变换制冷剂的流动方向来选择性地实施制冷和制热的热泵系统。例如，热泵系统包括两个热交换器，一个是安装在空调壳体内部的内部热交换器，以与吹送到车辆内部的空气进行热交换，另一个是外部热交换器，用于在空调壳体外部进行热交换，并且包括方向可调整的阀，用于改变制冷剂的流动方向。因此，根据通过方向可调整的阀来改变的制冷剂的流动方向，当运行制冷模式时内部热交换器用作用于冷却的热交换器，并且当运行制热模式时内部热交换器用作用于加热的热交换器。

已经提出了各种车用热泵系统，图1示出了车用热泵系统的说明性示例。

如图1所示出的，车用热泵系统包括：压缩机30，用于压缩和排放制冷剂；高压侧热交换器32，用于辐射从压缩机30排放的制冷剂的热量；平行地安装的第一膨胀阀34和第一旁通阀36，以使经过高压侧热交换器32的制冷剂选择性地通过；外部热交换器48，用于使流过第一膨胀阀34或第一旁通阀36的制冷剂进行热交换；低压侧热交换器60，用于使流经外部热交换器48的制冷剂蒸发；蓄液器62，将流经低压侧热交换器60的制冷剂分成气相制冷剂和液相制冷剂；内部热交换器50，将供应到低压侧热交换器60的制冷剂与返回到压缩机30的制冷剂进行热交换；第二膨胀阀56，使提供到低压侧热交换器60的制冷剂选择性地膨胀；第二旁通阀58，与第二膨胀阀56平行地安装，以选择性地连接外部热交换器48的出口侧和蓄液器62的入口侧。

在图1中，标号10指示空调壳体，其中，高压侧热交换器32和低压侧热交换器60安装在空调壳体中，标号12指示用于控制冷空气和热空气的混合量的调温门，标号20指示安装于空调壳体的入口处的吹风机。

同时，为了确保加热性能，电加热器(未示出)安装在空调壳体10内部。

根据具有上述结构的热泵系统，当运行热泵模式(制热模式)时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56关闭，第一膨胀阀34和第二旁通阀58打开。此外，调温门12如图1所示地操作。因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序流经高压侧热交换器32、第一膨胀阀34、外部热交换器48、内部热交换器50的高压侧52、第二旁通阀58、蓄液器62以及内部热交换器50的低压侧54，然后返回到压缩机30。即，高压侧热交换器32用作加热器，外部热交换器48用作蒸发器。

当运行空调模式(制冷模式)时，第一旁通阀36和第二膨胀阀56打开，第一膨胀阀34和第二旁通阀58关闭。此外，调温门12关闭高压侧热交换器32的通道。因此，从压缩机30排放的制冷剂按顺序流经高压侧热交换器32、第一旁通阀36、外部热交换器48、内部热交换器50的高压侧52、第二膨胀阀56、低压侧热交换器60、蓄液器62以及内部热交换器50的低压侧54，然后返回到压缩机30。即，低压侧热交换器60用作蒸发器，由调温门12关闭的高压侧热交换器32与热泵模式中相同用作加热器。

然而，为了满足目标排出温度，传统车用热泵系统同时可变地控制压缩机30的转数以及电加热器的产热率，因此，传统车用热泵系统具有的问题在于：由于同时可变地控制压缩机30的转数以及电加热器的产热率，空气排出温度在车辆内部的集中性变差或者变得不稳定。

另外，传统车用热泵系统具有其他的问题在于：由于在最大制热模式下压缩机30只是以最大转速运行，因此压缩机30的运转噪声增加，并且这引起乘客的不适。

发明内容