專利名稱：制冷劑系統(tǒng)油積聚的去除的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及具有多個蒸發(fā)器的車輛加熱、通風和空氣調節(jié)(HVAC)系統(tǒng)。
背景技術：
車輛HVAC系統(tǒng)可以具有多個蒸發(fā)器。例如，車輛可以具有前HVAC模塊、后HVAC模塊和電池組冷卻模塊，每個具有將制冷劑(包括油)引導通過其相應蒸發(fā)器的制冷劑回路。取決于在任何給定時刻該回路的具體冷卻需求，這種HVAC系統(tǒng)在每個回路中具有不同的制冷劑流率。即，如果在客艙后部沒有乘客，有時前HVAC模塊的冷卻需求高，且后HVAC模塊的需求低(或沒有)。此外，在一些車輛操作條件下，電池組冷卻負栽可以顯著小于客艙冷卻負栽，而在其它操作條件下，可以沒有客艙冷卻負載，甚至在可能需要電池組的冷卻時也是如此。在一定時間段內經歷低(或沒有)制冷劑流量的這些回路可能在該回路中有油積聚。此外，將制冷劑流通過這些多個回路供應到三個蒸發(fā)器(在一些車輛中可以隔開顯著的距離)所需要的包裝空間和線路可能通過增加一些線路中的油積聚的可能性而加重油積聚問題。 如果沒有足夠多的油返回到壓縮機，制冷劑線路中太多的油積聚增加了壓縮機磨損增加或可能的故障的可能性。可以通過增加系統(tǒng)中的油裝料來克服該問題。然而，'由于蒸發(fā)器中附加的油可能降低蒸發(fā)器效率，因而系統(tǒng)性能可能降低。而且，系統(tǒng)中的額外的油將增加HVAC系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內容
—個實施例設想一種從車輛HVAC系統(tǒng)的制冷劑線路去除油積聚的方法，所述車輛HVAC系統(tǒng)具有多個制冷劑回路，所述制冷劑回路中的每個具有蒸發(fā)器，所述方法包括步驟監(jiān)測通過所述制
4冷劑回路中的至少一個的流率；確定通過被監(jiān)測的所述至少一個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率是否在大于預定時間極限內低于預定流率；監(jiān)測緊急車輛操作的指示；以及如果檢測到緊急車輛操作的指示且通過被監(jiān)測的所述至少 一 個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率在大于預定時間極限內低于預定流率，那么開啟閥，以允許通過所述至少一個制冷劑回路的最大流量。 —個實施例設想一種車輛，所述車輛包括HVAC系統(tǒng)，所述HVAC系統(tǒng)包括第一制冷劑回路和第二制冷劑回路，所述第一制冷劑回路包括第一蒸發(fā)器、第一制冷劑膨脹裝置和第一旁通閥，所述第二制冷劑回路包括第二蒸發(fā)器和第二制冷劑膨脹裝置；和控制器，所述控制器設置成檢測緊急車輛操作的指示，且在檢測到緊急車輛操作的指示時開啟所述旁通閥。
—個實施例的益處在于當制冷劑回路中的 一些制冷劑回路以低制冷劑負載操作時去除具有多個制冷劑回路的車輛制冷劑系統(tǒng)中的油積聚。這避免了可能由于壓縮機的較低油引起的磨損問題，避免在油壓縮機中積聚時可能發(fā)生的系統(tǒng)性能降低，且允許制冷劑中的最小油裝料，從而降4氐成本。


圖1是車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的示意圖。圖2是圖1的車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的示意圖，但是示出了第二實施例。圖3是圖1的車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的示意圖，但是示出了第三實施例。圖4是圖1的車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的示意圖，但是示出了第四實施例。圖5是圖1的車輛HVAC系統(tǒng)的一部分的示意圖，但是示出了第五實施例。圖6A和6B是示出了從HVAC系統(tǒng)的制冷劑線路去除油積聚的方法的流程圖。圖7A是示出了壓縮機的制冷劑質量流量隨時間的曲線圖。
圖7B是示出了對于圖7A的壓縮機質量流量而言油積聚量隨時間的曲線圖。
具體實施例方式 參考圖1,示出了總體上以20表示的車輛。車輛20包括門22且可以包括艙口 24或者鑰匙扣26 (或其它無鑰匙進入系統(tǒng))。車輛20也包括由控制器29控制的加熱、通風和空氣調節(jié)(HVAC)系統(tǒng)28。 HVAC系統(tǒng)28包括制冷劑系統(tǒng)30，制冷劑系統(tǒng)30具有由制冷劑線路36連接的壓縮機32、冷凝器34和多個制冷劑回路，制冷劑線路36將制冷劑引導通過各個部件。該制冷劑含有油，油隨制冷劑一起流動以提供潤滑給壓縮機32。圖1所示的示例性實施例包括三個制冷劑回路前制冷劑回路38、后(也稱為輔助)制冷劑回路40和電池制冷劑回路42。前制冷劑回路包括前HVAC模塊44,前HVAC模塊44具有前膨脹裝置46和前蒸發(fā)器48。后制冷劑回路40包括后HVAC模塊50,后HVAC模塊50具有后膨脹裝置52和后蒸發(fā)器54。電池制冷劑回路42包括電池組組件56,電池組組件56具有電池膨脹裝置58和電池冷卻蒸發(fā)器60。膨脹裝置46、 52、 58是電子膨脹裝置，各具有較大的最大限流孔(相對于類似尺寸車輛中的車輛空氣調節(jié)系統(tǒng)的常規(guī)電子膨脹裝置)，從而允許在全開時增加的制冷劑質量流量(同樣，相對于類似尺寸的常規(guī)車輛空氣調節(jié)系統(tǒng))。此外，壓縮機32可以定尺寸用于增加的質量流量(相對于類似尺寸的車輛空氣調節(jié)系統(tǒng))，這可以例如通過增加壓縮機沖程、增加壓頭和增加抽吸壓力來實現(xiàn)。于是，該壓縮機32允許可變容量或者一些其它類型的速度控制，以允許對制冷劑質量流量進行控制。圖2示出了根據(jù)第二實施例的HVAC系統(tǒng)的一部分。在該實施例中，制冷劑膨脹裝置64經由制冷劑線路66連接到蒸發(fā)器68。外部旁通閥70與膨脹裝置64并聯(lián)連接。膨脹裝置64可以是熱膨脹閥或者限流孔管。外部旁通閥70可在至少全開和全閉位置之間移動，且能夠由例如增加的壓頭或者電子致動來致動。膨脹裝置64、蒸發(fā)器68和外部旁通閥70可以替代圖1所示的HVAC系統(tǒng)的膨脹裝置和蒸
6發(fā)器中的一個或多個。圖3示出了根據(jù)第三實施例的HVAC系統(tǒng)的一部分。在該實施例中，制冷劑膨脹裝置72經由制冷劑線路74連接到蒸發(fā)器76。內部旁通閥78與膨脹裝置72并聯(lián)連接。膨脹裝置72可以是熱膨脹閥或者限流孔管。內部旁通閥78可在至少全開和全閉位置之間移動，且能夠由例如增加的壓頭或者電子致動來致動。膨脹裝置72、蒸發(fā)器76和內部旁通閥78可以替代圖1所示的HVAC系統(tǒng)的膨脹裝置和蒸發(fā)器中的一個或多個。圖4示出了根據(jù)第四實施例的HVAC系統(tǒng)的一部分。在該實施例中，制冷劑膨脹裝置80經由制冷劑線路82連接到蒸發(fā)器84。膨脹裝置80可以是電子控制的熱膨脹閥。蒸發(fā)器84是制冷劑-冷卻劑熱交換器，冷卻劑線路86將冷卻劑引導通過冷卻器88。在該實施例中，采用蒸發(fā)器負栽控制，負載的增加通過增加電池組組件中的風扇速度和通過電池組組件的冷卻劑流量引起。膨脹裝置80、蒸發(fā)器84、冷卻劑線路86和冷卻器88可以替代圖1所示的HVAC系統(tǒng)的電池制冷劑回路42中的部件。圖5示出了根據(jù)第五實施例的HVAC系統(tǒng)的一部分。在該實施例中，制冷劑膨脹裝置90經由制冷劑線路92連接到蒸發(fā)器94。外部旁通閥96與蒸發(fā)器94并聯(lián)連接。膨脹裝置卯可以是電子控制的熱膨脹閥。外部旁通閥70可在至少全開和全閉位置之間移動，且能夠由例如增加的壓頭、增加的抽吸壓力或者電子致動來致動。膨脹裝置90、蒸發(fā)器94和外部旁通閥96可以替代圖1所示的HVAC系統(tǒng)的膨脹裝置和蒸發(fā)器中的一個或多個。圖6A和6B是示出了從圖1所示的HVAC系統(tǒng)28的制冷劑線路去除油積聚的方法的流程圖，且也可應用于圖2-5所示的HVAC系統(tǒng)的所述部分。所述方法通過周期性地顯著增加流率以使得足夠的流將油運送回到壓縮機32而解決通過一些制冷劑回路的制冷劑的小流率問題。 在框100，監(jiān)測通過制冷劑回路38、 40、 42的制冷劑流率。在框102,確定制冷劑系統(tǒng)操作是否自上次放油以來大于預定時間極限。如果否，繼續(xù)監(jiān)測。如果是，那么在框104確定制冷劑回路中的任何制冷劑回路是否在大于預定時間極限內具有低(或沒有)制冷劑流量。即，如果在該時間段期間制冷劑回路38、 40、 42中的一個已經以低或沒有制冷劑流量運行，那么很可能油已經開始在該具體回路中積聚。 如果在該時間段期間制冷劑回路38、 40、 42中沒有回路以低流量運行，那么繼續(xù)監(jiān)測。另一方面，如果在該時間段期間回路38、 40、 42中的至少一個已經以低或沒有制冷劑流量運行，那么在框106確定是否有檢測到的緊急車輛操作的指示。緊急車輛操作的指示可包括例如開啟車輛閉合件(例如門22或輪口 24)和/或致動鑰匙扣26 (或其它無鑰匙進入系統(tǒng))的操作。如果檢測到緊急車輛操作的指示，那么在框108開啟閥，且在框110將自動旁通閥單元(ABVU)致動至100%制冷劑質量流率。在第一實施例中，由于膨脹裝置46、 52、 58是具有大的最大限流孔尺寸的電子膨脹裝置，閥和ABVU實際上集成到同一閥中。在圖2的第二實施例中，閥是膨脹裝置64， ABVU是外部旁通閥70。在圖3的實施例中，閥是膨脹裝置72, ABVU是內部旁通閥78。在圖4的實施例中，閥是膨脹裝置80, ABVU是通過增加電池組風扇速度和通過蒸發(fā)器84的冷卻劑流量產生的效果。在圖5的實施例中，閥是膨脹裝置90, ABVU是外部旁通閥96。當在框108閥被開啟且ABVU開啟100%時，壓縮機32被操作引起通過制冷劑系統(tǒng)30的最大制冷劑質量流量。于是，該最大質量流量將具有足夠的流量來將油運送回到壓縮機32。如果在框106未檢測到緊急車輛操作的指示，那么在框116確定車輛20是否運行。如果車輛20不運行，那么在框118關閉閥且在框120停用ABVU。對于框118和120的過程，沒有制冷劑流。如果車輛運行，那么在框122確定風扇速度輸入和HVAC設置。在框124，每個回路38、 40、 42的閥都基于HVAC (和電池冷卻)條件被開啟一定百分比。而且，在框126， ABVU可以基于HVAC (和電池冷卻)條件被致動至可變位置。 圖7A是示出了對于一個制冷劑回路而言壓縮機的制冷劑質量流量隨時間的一種可能情形的曲線圖，圖7B是示出了對于圖7A的壓縮機質量流量而言可能積聚在該回路的制冷劑線路中的油隨時間的曲線圖。在壓縮機關閉200時，沒有質量流量。在壓縮機運行202時，在某些操作條件下，在具體回路中可以有相對低的壓縮機質量流量204，這允許油開始積聚208在該回路中。在上文討論的方法下適合去除油積聚時，質量流量顯著增加206預定時間且然后減少至期望水平，所述預定時間足以減少該制冷劑回路中的油積聚210 。然后，根椐需要重復這些增加和減少步驟，以確保去除制冷劑回路中的油積聚。增加和減少質量流量的步驟使用上文圖1-5的實施例的硬件來完成。雖然已經詳細描述了本發(fā)明的某些實施例，但是本發(fā)明所屬領域技術人員將認識到由所附權利要求限定的用于實施本發(fā)明的各種可替換設計和實施例。
9
權利要求
1.一種從車輛HVAC系統(tǒng)的制冷劑線路去除油積聚的方法，所述車輛HVAC系統(tǒng)具有多個制冷劑回路，所述制冷劑回路中的每個具有蒸發(fā)器，所述方法包括步驟(a)監(jiān)測通過所述制冷劑回路中的至少一個的流率；(b)確定通過被監(jiān)測的所述至少一個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率是否在大于預定時間極限內低于預定流率；(c)監(jiān)測緊急車輛操作的指示；以及(d)如果檢測到緊急車輛操作的指示且通過被監(jiān)測的所述至少一個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率在大于預定時間極限內低于預定流率，那么開啟閥，以允許通過所述至少一個制冷劑回路的最大流量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(d)還限定為所 述閥是外部旁通閥，且可致動以選擇性地允許制冷劑流繞過所述至少 一個制冷劑回路中的熱膨脹裝置。
3. 根椐權利要求1所述的方法，其中，步驟(d)還限定為所 述閥是內部旁通閥，且可致動以選擇性地允許制冷劑繞過所述至少一 個制冷劑回路中的熱膨脹裝置中的限流孔流動。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(d)還限定為所 述閥是外部旁通閥，且可致動以選擇性地允許制冷劑流旁通所述至少 一個制冷劑回路中的蒸發(fā)器。
5. 根椐權利要求1所述的方法，其中，步驟(d)還限定為所 述閥是過尺寸熱膨脹閥，且可致動開啟100%,以增加通過所述至少 一個制冷劑回路中的熱膨脹閥的制冷劑流率。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)還限定為緊 急車輛操作的指示是車輛閉合件的打開。
7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，步驟(c)還限定為緊 急車輛操作的指示是鑰匙扣上的功能的致動。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，在步驟(d)之后包括步驟 (e)如果車輛運行，那么基于車輛HVAC條件來調節(jié)所述岡，以返回空氣調節(jié)操作。
9. 一種車輛，包括HVAC系統(tǒng)，所述HVAC系統(tǒng)包括第一制冷劑回路和第二制冷劑 回路，所述第一制冷劑回路包括第一蒸發(fā)器、第一制冷劑膨脹裝置和 第一旁通閥，所述第二制冷劑回路包括第二蒸發(fā)器和第二制冷劑膨脹裝置；和控制器，所述控制器設置成檢測緊急車輛操作的指示，且在檢測 到緊急車輛操作的指示時開啟所述第一旁通閥。
10. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，其中，能由控制器檢測到的緊 急車輛操作的指示是車輛閉合件的打開。
11. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，其中，能由控制器檢測到的緊 急車輛操作的指示是鑰匙扣的致動。
12. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，其中，所述第二制冷劑回路包 括第二旁通閥，且控制器設置成在檢測到緊急車輛操作的指示時開啟 所述第二旁通閥。
13. 根據(jù)權利要求12所述的車輛，其中，所述HVAC系統(tǒng)包括 第三制冷劑回路，所述第三制冷劑回路包括第三蒸發(fā)器和第三制冷劑 膨脹裝置。
14. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，其中，所述第一旁通閥設置在 第一制冷劑回路中，與第一制冷劑膨脹裝置并聯(lián)。
15. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，其中，所述第一旁通閥設置在 第一制冷劑回路中，與第一蒸發(fā)器并聯(lián)。
16. 根據(jù)權利要求9所述的車輛，包括電池組、電池組中的冷卻 器和冷卻劑線路，所述冷卻劑線路設置成在冷卻器和第二蒸發(fā)器之間 引導冷卻劑流，其中，所述第二蒸發(fā)器是制冷劑-冷卻劑熱交換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及制冷劑系統(tǒng)油積聚的去除。公開了一種從車輛HVAC系統(tǒng)的制冷劑線路去除油積聚的方法和系統(tǒng)，所述車輛HVAC系統(tǒng)具有多個制冷劑回路，所述制冷劑回路中的每個具有蒸發(fā)器。操作所述系統(tǒng)的方法包括步驟監(jiān)測通過所述制冷劑回路中的至少一個的流率；確定通過被監(jiān)測的所述至少一個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率是否在大于預定時間極限內低于預定流率；監(jiān)測緊急車輛操作的指示；以及如果檢測到緊急車輛操作的指示且通過被監(jiān)測的所述至少一個制冷劑回路中的任何制冷劑回路的流率在大于預定時間極限內低于預定流率，那么開啟閥，以允許通過所述至少一個制冷劑回路的最大流量。
文檔編號B60H1/32GK101672557SQ200910174378
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月11日 優(yōu)先權日2008年9月12日
發(fā)明者G·A·梅杰, L·P·齊爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司