專利名稱：用于電子膨脹閥調(diào)節(jié)的控制算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制冷系統(tǒng)中的電子膨脹閥(EEV)，并且具體地涉及用于調(diào)節(jié)EEV的位置的控制算法。
背景技術(shù)：
蒸氣循環(huán)制冷系統(tǒng)通常用于提供冷卻。典型的蒸氣循環(huán)制冷系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和電子膨脹閥(EEV)。處于兩相狀態(tài)(即，液一氣態(tài)的組合)的制冷劑被提供給蒸發(fā)器，其中，蒸發(fā)器中的制冷劑通過蒸發(fā)過程中的潛熱傳遞來吸收熱量，在蒸發(fā)過程中，制冷劑被轉(zhuǎn)化為純氣態(tài)。蒸發(fā)器的輸出處所提供的經(jīng)加熱的制冷劑被壓縮機(jī)接收。為了避免對(duì)壓縮 機(jī)的過多功率需求和/或損壞，被壓縮機(jī)接收的制冷劑處于純氣態(tài)是重要的。然而，為了最小化功率消耗并且最大化與系統(tǒng)相關(guān)的性能系數(shù)，使進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑的溫度最小化是重要的。離開蒸發(fā)器的制冷劑的溫度和狀態(tài)部分地基于流過蒸發(fā)器的制冷劑流量。流過蒸發(fā)器的制冷劑流量是壓縮機(jī)速度和電子膨脹閥(EEV)的位置(即，打開/關(guān)閉)的函數(shù)。如果對(duì)于蒸發(fā)器內(nèi)所吸收的熱量而言提供了過大的制冷劑流量，則蒸發(fā)器的輸出處所提供的制冷劑將會(huì)保持處于液態(tài)。如果提供給蒸發(fā)器的制冷劑流量不足，則所有制冷劑將會(huì)蒸發(fā)并且將會(huì)繼續(xù)吸收蒸發(fā)器內(nèi)的熱量，使得蒸發(fā)器的輸出處所提供的制冷劑具有高于期望溫度的溫度。電子膨脹閥用于調(diào)節(jié)制冷劑回路中的制冷劑流量，使得離開蒸發(fā)器的制冷劑處于氣態(tài)但不高于期望溫度。

發(fā)明內(nèi)容
用第一控制環(huán)和第二控制環(huán)來控制制冷系統(tǒng)中使用的電子膨脹閥(EEV)的位置，所述第一控制環(huán)基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的過熱反饋產(chǎn)生第一 EEV步驟信號(hào)，所述第二控制環(huán)基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的壓力反饋產(chǎn)生第二 EEV位置信號(hào)。選擇所述第一 EEV步驟信號(hào)或所述第二 EEV步驟信號(hào)中的一個(gè)作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)。將所選位置信號(hào)反饋地提供到所述第一控制環(huán)和所述第二控制環(huán)二者。


圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷和控制系統(tǒng)的框圖。圖2是功能性框圖，示出了處理器單元所執(zhí)行的用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的EEV控制算法的操作。
具體實(shí)施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制冷和控制系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng)10包括制冷系統(tǒng)12和控制系統(tǒng)14。制冷系統(tǒng)12包括蒸發(fā)器16、馬達(dá)18&、18以壓縮機(jī)20&、2013、冷凝器22、電子膨脹閥(EEV) 24和EEV馬達(dá)26。在蒸發(fā)器16、壓縮機(jī)馬達(dá)18a、18b、冷凝器22和電子膨脹閥(EEV) 24之間延伸的帶箭頭線指示了在制冷系統(tǒng)12內(nèi)循環(huán)的制冷劑的流動(dòng)和方向。制冷系統(tǒng)12中的元件的構(gòu)造是示例性的，也可采用部件的其他構(gòu)造?？刂葡到y(tǒng)14包括處理單元32、壓縮機(jī)馬達(dá)控制器34a、34b以及EEV馬達(dá)控制器36。處理單元32監(jiān)視制冷系統(tǒng)12的操作，包括從壓力傳感器28和溫度傳感器30接收蒸發(fā)器16的輸出處的反饋。至少部分地基于這些值，處理單元向馬達(dá)控制器34a、34b提供控制指令以控制壓縮機(jī)馬達(dá)18a、18b的速度并且向EEV馬達(dá)控制器36提供控制指令以選擇性地定位(即，打開/關(guān)閉)EEV 24。制冷系統(tǒng)12操作，將處于兩相狀態(tài)(即，組合的液一氣態(tài))的制冷劑傳送到蒸發(fā)器16。流過蒸發(fā)器16的制冷劑通過蒸發(fā)過程中的潛熱傳遞來吸收熱量，蒸發(fā)過程將制冷劑轉(zhuǎn)化為純氣態(tài)。壓縮機(jī)20a、20b分別被馬達(dá)18a、18b驅(qū)動(dòng)到期望速度。在圖I所示的實(shí)施例中，采用了彼此并行連接的一對(duì)壓縮機(jī)。在其他實(shí)施例中，可以替代地使用單個(gè)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)20a、20b壓縮由蒸發(fā)器16提供的氣態(tài)制冷劑，并且將經(jīng)壓縮的氣態(tài)制冷劑提供到冷凝 器22。進(jìn)而，冷凝器22將氣態(tài)制冷劑冷凝回液態(tài)或混合的液一氣態(tài)，并且將經(jīng)冷凝的制冷劑提供到液池(未示出)或者直接提供到電子膨脹閥(EEV)24以便供應(yīng)到蒸發(fā)器16。EEV馬達(dá)26控制EEV 24的位置(即，打開/關(guān)閉)以調(diào)節(jié)被提供到蒸發(fā)器16的制冷劑流量。為了避免對(duì)壓縮機(jī)20a、20b的過多功率需求和/或損壞，被壓縮機(jī)20a、20b接收的制冷劑處于純氣態(tài)是重要的。然而，為了最小化功率消耗并且最大化與系統(tǒng)相關(guān)的性能系數(shù)，使進(jìn)入壓縮機(jī)20a、20b的制冷劑的溫度最小化是重要的。離開蒸發(fā)器16的制冷劑的溫度和狀態(tài)部分地取決于流過蒸發(fā)器的制冷劑流量以及進(jìn)入蒸發(fā)器的供應(yīng)空氣的溫度。流過蒸發(fā)器16的制冷劑流量是壓縮機(jī)速度和電子EEV24的位置(S卩，打開/關(guān)閉)的函數(shù)。如果對(duì)于蒸發(fā)器16內(nèi)所吸收的熱量而言提供了過大的制冷劑流量，則蒸發(fā)器16的輸出處所提供的制冷劑將會(huì)保持處于兩相狀態(tài)或液態(tài)。如果提供給蒸發(fā)器16的制冷劑流量不足，則所有制冷劑將會(huì)蒸發(fā)并且將會(huì)繼續(xù)吸收蒸發(fā)器16內(nèi)的熱量，使得蒸發(fā)器16的輸出處所提供的制冷劑具有高于期望溫度的溫度。因此，EEV 24的位置對(duì)于確保制冷系統(tǒng)12的適當(dāng)操作而言是重要的。在圖I所示的實(shí)施例中，處理單元12執(zhí)行EEV控制算法以通過選擇性地控制EEV24的位置來選擇性地控制流向蒸發(fā)器16的制冷劑流量。EEV控制算法由兩個(gè)控制環(huán)組成過熱(SH)控制環(huán)和最大操作壓力(MOP)控制環(huán),過熱控制環(huán)基于蒸發(fā)器16的輸出處的制冷劑溫度，最大操作壓力控制環(huán)基于蒸發(fā)器16的輸出處的制冷劑壓力。在正常操作期間，SH控制算法控制EEV 24的位置，使得制冷劑溫度保持在期望值(例如，高于與制冷劑相關(guān)的飽和蒸氣線18度)。MOP控制算法在必要時(shí)接管以將MOP保持成低于期望最大操作壓力(MOP)0具體地，本發(fā)明的EEV控制算法起作用以使SH控制算法和MOP控制算法之間的過渡平滑。圖2是功能性框圖，示出了處理器單元32所執(zhí)行的用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的EEV控制算法的操作。由于EEV控制算法而提供的控制指令被提供到EEV馬達(dá)控制器36，其基于所接收的控制指令命令EEV馬達(dá)24到期望位置。EEV控制算法包括過熱(SH)控制環(huán)40和最大操作壓力(MOP)控制環(huán)42。SH控制環(huán)40將蒸發(fā)器16輸出處的制冷劑的被監(jiān)視的壓力Vevap_out和溫度levap_out接收為輸入，被監(jiān)視的壓力 evap_out和溫度levap_out分別由壓力傳感器28和溫度傳感器30提供。被監(jiān)視的壓力Vevap_out和溫度levap_out被提供到SH計(jì)算器44,其響應(yīng)性地產(chǎn)生過熱值SH_m人過熱被定義為蒸發(fā)器中的給定壓力下的制冷劑沸騰時(shí)的溫度與制冷劑氣體離開蒸發(fā)器時(shí)的溫度之間的差。因此，過熱值SH_^7的計(jì)算基于蒸發(fā)器16的輸出處所監(jiān)視的壓力Vevap_out和溫度Tevap_out 二者。為了避免液體制冷劑被提供到壓縮機(jī)20a、20b,制冷劑的期望過熱應(yīng)當(dāng)大于零。通常，為了給誤差提供一些余地，過熱值被保持在大于零的值(例如18度過熱)以確保蒸發(fā)器16處的氣態(tài)輸出。在塊46處,將計(jì)算的過熱值SH_ca7與期望過熱值SH_re/比較，以計(jì)算期望過熱值和測量的或計(jì)算的過熱值之間的差或誤差SH_arr。計(jì)算的誤差SH_arr被提供到比例積分(PI)控制塊48,其基于過熱反饋計(jì)算過熱步驟輸出SILste/ ,過熱步驟輸出SILste/ 代表EEV 24的期望位置(S卩，打開/關(guān)閉的步驟)。例如，計(jì)算的過熱值SH_ca7大于過熱參考值SH_re/可導(dǎo)致EEV 24打開以增大進(jìn)入蒸發(fā)器16的制冷劑流量。相反，計(jì)算的過熱值SH_cal小于過熱參考值SH_re/可導(dǎo)致EEV 24關(guān)閉以減小進(jìn)入蒸發(fā)器16的制冷劑流量。
MOP控制環(huán)42將蒸發(fā)器16輸出處的制冷劑的被監(jiān)視的壓力Vevap_out接收為輸入。在塊50處，將被監(jiān)視的壓力Vevap_out與壓力閾值M0P_re/比較，以計(jì)算期望壓力值和測量的壓力值之間的差或誤差M0P_err。計(jì)算的誤差M0P_err被提供到PI控制塊52，其基于壓力反饋計(jì)算壓力步驟輸出MOP-Ste/ ,壓力步驟輸出MOP-Ste/ 代表EEV 24的期望位置(即，打開/關(guān)閉的步驟)。選擇器塊54分別從SH控制環(huán)40和MOP控制環(huán)42接收SH步驟輸出和MOP步驟輸出MOP.ste/ 二者，并且在各步驟輸出之間選擇代表最大數(shù)量的關(guān)閉步驟(即，EEV 24的最關(guān)閉位置)的步驟輸出，以便提供給EEV位置計(jì)算器56作為EEV參考值EEV_ref。這樣，盡管兩個(gè)控制環(huán)40、42均提供了關(guān)于EEV 24的期望位置的輸出，但僅有一個(gè)控制環(huán)有效地“控制"EEV 24的位置。盡管在任何給定時(shí)間僅有一個(gè)控制環(huán)有效地“控制"EEV24的位置，所選的最大關(guān)閉值EEV_re/作為反饋被提供到“未處于控制的”環(huán)積分器。這樣，每個(gè)PI控制塊48、52的“未處于控制”的環(huán)積分器函數(shù)輸出正在被“處于控制”的環(huán)計(jì)算(連續(xù)地重置)的相同值。在一個(gè)實(shí)施例中，與PI控制塊48、52相關(guān)的每個(gè)環(huán)積分器具有下限和上限，其確保積分器的輸出保持在所限定的極限內(nèi)。在該實(shí)施例中，被提供給“未處于控制”的環(huán)積分器的反饋被提供給環(huán)積分器的下限輸入，由此保持“未處于控制”的環(huán)的輸出非常接近“處于控制”的環(huán)的輸出。該布置的益處在于，當(dāng)控制從SH控制塊40切換到MOP控制塊42或者反過來時(shí)，其降低了被提供給EEV位置計(jì)算器56的步驟輸出EEV_re/中的顯著變化。也就是說，將“處于控制”的控制環(huán)的步驟輸出反饋地提供給“未處于控制”的控制環(huán)的效果是使得兩個(gè)控制環(huán)之間的過渡平滑(即，無波動(dòng)過渡)。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，SH控制環(huán)40中所包括的PI控制塊48采用非線性增益函數(shù)。具體地，當(dāng)計(jì)算的過熱值SH_m7降低到低于過熱參考值SH_re/，這代表液體可被提供到壓縮機(jī)20a、20b的情況，帶有潛在地極其嚴(yán)重的后果。因此，這比計(jì)算的過熱值
大于過熱參考值SH_re/的情況更加關(guān)鍵。當(dāng)計(jì)算的過熱值SH_ca7低于過熱參考值SH_re/時(shí)，采用非線性增益函數(shù)允許PI控制器48所提供的響應(yīng)更加動(dòng)態(tài)(即更快的響應(yīng)，其中，增益更大)。在其他較不關(guān)鍵的區(qū)域，可采用較小的增益值。非線性增益輸入實(shí)行了可變?cè)鲆嬉赃m應(yīng)作為過熱誤差SH_Arr的函數(shù)的蒸發(fā)器16的動(dòng)態(tài)響應(yīng)中的變化。
在另一個(gè)實(shí)施例中，PI控制器48接收前饋速度輸入以考慮壓縮機(jī)速度的變化對(duì)于制冷劑過熱的影響。例如，壓縮機(jī)速度的增大(由于增加的冷卻需求)減小了蒸發(fā)器16的輸出處的制冷劑壓力，這是由于壓縮機(jī)20a、20b的入口處的額外的抽吸造成的。結(jié)果，盡管EEV 24的位置沒有改變，但制冷劑的過熱仍然由于流過蒸發(fā)器16的顯著更高的制冷劑流量而減小。為了補(bǔ)償壓縮機(jī)速度對(duì)過熱的影響，壓縮機(jī)20a、20b的速度被前饋到PI控制器48以最小化過熱值的變化。在一個(gè)實(shí)施例中，前饋速度輸入被表示為壓縮機(jī)20a、20b的速度的變化率，其被加入PI控制器48的積分器函數(shù)的輸入。例如，壓縮機(jī)20a、20b的速度的增大導(dǎo)致正值(代表正的變化率)被加入PI控制器48的積分器輸入，這增大了增益并從而增大了 PI控制器48的響應(yīng)時(shí)間。在其他實(shí)施例中，前饋速度在PI控制器48的積分器函數(shù)的下游被提供。在這些實(shí)施例中，前饋速度輸入可被提供為速度值、變化率值等，其被用于適應(yīng)壓縮機(jī)速度的變化。基于選擇器塊54所提供的步驟輸出EEV_re/，EEV位置計(jì)算器56計(jì)算EEV命令EEY_cmd以便提供到EEV馬達(dá)控制器36。在圖2所示的實(shí)施例中，EEV位置計(jì)算器56不接 收關(guān)于EEV 24的位置的反饋。為了補(bǔ)償，EEV位置計(jì)算器56包括一種機(jī)制，用于將EEV 24預(yù)定位到特定位置(例如完全關(guān)閉)且跟蹤EEV 24的位置的所有后續(xù)變化以保持EEV 24的當(dāng)前位置。在其他實(shí)施例中，EEV 24的位置可被反饋地提供到EEV位置計(jì)算器56，由此不再需要連續(xù)地監(jiān)視/跟蹤EEV位置(但需要額外的硬件/傳感器，用于探測EEV 24的位置)。在圖2所示的實(shí)施例中，塊58將代表EEV 24的期望位置的步驟輸出EEV_re/與當(dāng)前EEV位置卿_Cal_Pos比較以計(jì)算差值其代表為了獲得EEV 24的期望位置所需的打開/關(guān)閉的步驟。在塊62，將計(jì)算的差WN_delta_st印s乘以方波(由方波發(fā)生器64提供)以產(chǎn)生EEV命令信號(hào)WlCmd，以便提供到EEV馬達(dá)控制器36。另外，將差值砂}Ldelta_sUps提供到EEV位置計(jì)算器60，EEV位置計(jì)算器60使用該差值(代表EEV 24的位置的變化)來更新EEV 24的位置估計(jì)EEV_fe7_/^s。計(jì)算的位置估計(jì)基于EEV24的初始位置(由輸入閥預(yù)位置指示)以及EEV 24的打開/關(guān)閉速率(由方波發(fā)生器64的調(diào)制率指示)的信息。這樣，縱使缺乏來自實(shí)際值的反饋，EEV位置計(jì)算器仍能夠保持對(duì)于EEV 24的位置的準(zhǔn)確估計(jì)。雖然已經(jīng)參照(一個(gè)或多個(gè))示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可作出各種變化并且可用等同物來替代其元件。另外，在不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下，可在本發(fā)明的教導(dǎo)下進(jìn)行許多修改以適應(yīng)具體情形或者材料。因此所意圖的是，本發(fā)明不限于所公開的(一個(gè)或多個(gè))具體實(shí)施例，而是本發(fā)明將會(huì)包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種控制制冷系統(tǒng)中使用的電子膨脹閥(EEV)的位置的方法，所述方法包括 在第一控制環(huán)中基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的過熱反饋產(chǎn)生第一 EEV位置信號(hào)； 在第二控制環(huán)中基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的壓力反饋產(chǎn)生第二 EEV位置信號(hào)； 選擇所述第一 EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)；以及 將所選位置信號(hào)反饋地提供到所述第一控制環(huán)和所述第二控制環(huán)二者。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，選擇所述第一EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)包括選擇所述第一 EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)中的較大者。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，產(chǎn)生所述第一EEV位置信號(hào)包括 基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的監(jiān)視的壓力和監(jiān)視的溫度計(jì)算過熱值； 將計(jì)算的過熱值與參考過熱值比較以產(chǎn)生過熱誤差值；以及 將過熱誤差值應(yīng)用到第一比例積分控制器以產(chǎn)生所述第一 EEV位置信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所選位置信號(hào)被反饋地提供以重置所述第一比例積分控制器的積分器值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一比例積分控制器采用非線性增益函數(shù)，其中，當(dāng)計(jì)算的過熱值小于參考過熱值時(shí)，所述第一比例積分控制器采用較大的增益值，并且當(dāng)計(jì)算的過熱值大于參考過熱值時(shí)，所述第一比例積分控制器采用較小的增益值。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一比例積分控制器接收關(guān)于壓縮機(jī)速度的前饋輸入，以被包括在所述第一 EEV位置信號(hào)的計(jì)算中。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，產(chǎn)生所述第二EEV步驟信號(hào)包括 將與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的監(jiān)視的壓力與最大操作壓力(MOP)參考值比較以產(chǎn)生MOP誤差值；以及 將MOP誤差值應(yīng)用到第二比例積分控制器以產(chǎn)生所述第二 EEV步驟信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所選位置信號(hào)被反饋地提供以重置所述第二比例積分控制器的積分器值。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 通過將所選位置信號(hào)與當(dāng)前閥位置信號(hào)比較來計(jì)算閥位置命令信號(hào)；以及 基于閥位置命令信號(hào)來更新當(dāng)前閥位置信號(hào)。
10.一種用于控制制冷系統(tǒng)中包括的電子膨脹閥(EEV)的位置的控制器系統(tǒng)，所述控制器系統(tǒng)包括 EEV馬達(dá)控制器，所述EEV馬達(dá)控制器命令所述EEV到期望位置；和處理單元，所述處理單元接收關(guān)于所述制冷系統(tǒng)中的監(jiān)視的壓力和溫度的反饋，所述處理單元執(zhí)行過熱(SH)控制環(huán)，所述過熱控制環(huán)基于過熱反饋計(jì)算第一 EEV位置信號(hào)，所述過熱反饋是基于所述監(jiān)視的壓力和溫度來計(jì)算的，所述處理單元執(zhí)行最大操作壓力(MOP)控制環(huán)，所述最大操作壓力控制環(huán)基于所述制冷系統(tǒng)的監(jiān)視的壓力計(jì)算第二 EEV位置信號(hào)，其中，所述處理單元選擇所述第一 EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)并且將所選位置信號(hào)作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者。
11.如權(quán)利要求10所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述處理單元選擇所述第一EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)中的較大者作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)。
12.如權(quán)利要求10所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述SH控制環(huán)將過熱反饋與期望過熱值比較以產(chǎn)生過熱誤差信號(hào)，所述SH控制環(huán)包括第一比例積分(PI)控制器，所述第一比例積分控制器基于所述過熱誤差信號(hào)和作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者的所選位置信號(hào)產(chǎn)生所述第一 EEV位置信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述第一PI控制器實(shí)行非線性增益函數(shù)，其中，當(dāng)計(jì)算的過熱值小于參考過熱值時(shí)，所述第一 PI控制器采用較大的增益值，并且當(dāng)計(jì)算的過熱值大于所述參考過熱值時(shí)，所述第一 PI控制器采用較小的增益值。
14.如權(quán)利要求12所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述第一PI控制器接收與壓縮機(jī)的速度相關(guān)的前饋速度輸入，所述壓縮機(jī)被包括作為所述制冷系統(tǒng)的一部分，其中，所述第一 PI控制器提供的所述第一 EEV位置信號(hào)考慮了壓縮機(jī)速度對(duì)所述過熱反饋的影響。
15.如權(quán)利要求10所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述MOP控制環(huán)將所述監(jiān)視的壓力與最大操作壓力(MOP)參考值比較以產(chǎn)生MOP誤差信號(hào)，所述MOP控制環(huán)包括第二比例積分(PI)控制器，所述第二比例積分控制器基于所述MOP誤差信號(hào)和作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者的所選位置信號(hào)產(chǎn)生所述第二 EEV位置信號(hào)。
16.如權(quán)利要求10所述的控制器系統(tǒng)，其中，所述處理單元還包括EEVdelta步驟計(jì)算器，其將所選位置信號(hào)與當(dāng)前閥位置信號(hào)比較以產(chǎn)生閥命令信號(hào)并且基于所產(chǎn)生的閥命令信號(hào)來更新當(dāng)前閥位置信號(hào)。
17.—種系統(tǒng),包括 蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器基于流過所述蒸發(fā)器的制冷劑的蒸發(fā)而對(duì)介質(zhì)提供冷卻； 電子膨脹閥(EEV)，所述電子膨脹閥選擇性地打開和關(guān)閉以調(diào)節(jié)流過所述蒸發(fā)器的制冷劑的流量；和 處理單元，所述處理單元通過選擇性地控制所述EEV的打開和關(guān)閉來調(diào)節(jié)流過所述蒸發(fā)器的制冷劑的流量，所述處理單元執(zhí)行過熱(SH)控制環(huán)，所述過熱控制環(huán)基于過熱反饋計(jì)算第一 EEV位置信號(hào)，所述過熱反饋是基于監(jiān)視的壓力和溫度來計(jì)算的，所述處理單元執(zhí)行最大操作壓力(MOP)控制環(huán)，所述最大操作壓力控制環(huán)基于所述監(jiān)視的壓力計(jì)算第二EEV位置信號(hào)，其中，所述處理單元選擇所述第一 EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)并且將所選位置信號(hào)作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述SH控制環(huán)將過熱反饋與期望過熱值比較以產(chǎn)生過熱誤差信號(hào)，所述SH控制環(huán)包括第一比例積分(PI)控制器，所述第一比例積分控制器基于所述過熱誤差信號(hào)和作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者的所選位置信號(hào)產(chǎn)生所述第一 EEV位置信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述第一PI控制器實(shí)行非線性增益函數(shù)，其中，當(dāng)計(jì)算的過熱值小于參考過熱值時(shí)，所述第一 PI控制器采用較大的增益值，并且當(dāng)計(jì)算的過熱值大于所述參考過熱值時(shí)，所述第一 PI控制器采用較小的增益值。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述第一PI控制器接收與壓縮機(jī)的速度相關(guān)的前饋速度輸入，所述壓縮機(jī)被包括作為所述系統(tǒng)的一部分，其中，所述第一 PI控制器提供的所述第一 EEV位置信號(hào)考慮了壓縮機(jī)速度對(duì)所述過熱反饋的影響。
21.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述MOP控制環(huán)將所述監(jiān)視的壓力與最大操作壓力(MOP)參考值比較以產(chǎn)生MOP誤差信號(hào)，所述MOP控制環(huán)包括第二比例積分(PI)控制器，所述第二比例積分控制器基于所述MOP誤差信號(hào)和作為反饋提供到所述SH控制環(huán)和所述MOP控制環(huán)二者的所選位置信號(hào)產(chǎn)生所述第二 EEV位置信號(hào)。
22.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元還包括EEVdelta步驟計(jì)算器，其將所選位置信號(hào)與當(dāng)前閥位置信號(hào)比較以產(chǎn)生閥命令信號(hào)并且基于所產(chǎn)生的閥命令信號(hào)來更新當(dāng)前閥位置信號(hào)。
23.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述處理單元選擇所述第一EEV位置信號(hào)或所述第二 EEV位置信號(hào)中的較大者作為用于控制所述EEV的位置的位置信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電子膨脹閥調(diào)節(jié)的控制算法。具體地，電子膨脹閥被用在制冷系統(tǒng)中以調(diào)節(jié)流過蒸發(fā)器的制冷劑的流量。通過第一控制環(huán)和第二控制環(huán)來控制所述電子膨脹閥的位置，所述第一控制環(huán)基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的過熱反饋產(chǎn)生第一位置信號(hào)，所述第二控制環(huán)基于與所述制冷系統(tǒng)相關(guān)的壓力反饋產(chǎn)生第二位置信號(hào)。選擇所述第一位置信號(hào)和所述第二位置信號(hào)中的較大者來控制所述電子膨脹閥值的位置，并且將所選位置信號(hào)反饋地提供到所述第一控制環(huán)和所述第二控制環(huán)二者。
文檔編號(hào)F25B49/00GK102748906SQ20121011734
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者B.R.施勒德, J.埃爾恩斯特, K.庫西, R.M.德羅伊, T.帕特爾 申請(qǐng)人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司