CN101784796A - 可变容量压缩机的容量控制系统及显示装置 - Google Patents

Abstract

可变容量压缩机的容量控制系统具有：基于来自外部信息检测单元的外部信息，将吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力的目标吸入压力设定单元；基于外部信息来推定在可变容量压缩机以最大排出容量动作的状态下的吸入压力的吸入压力推定单元；以及基于由吸入压力推定单元推定出的吸入压力和由目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力，判定可变容量压缩机是以最大排出容量状态运转，还是以排出容量控制状态运转的排出容量判定单元。

Description

可变容量压缩机的容量控制系统及显示装置

技术领域

本发明涉及一种应用于空调系统中的可变容量压缩机的容量控制系统及显示装置。

背景技术

例如被用于车用空调系统中的往复运动型可变容量压缩机包括外壳，外壳内部划分形成有排出室、吸入室、曲柄室以及缸膛(cylinder bore)。在曲柄室内延伸的驱动轴上能倾斜运动地连结有斜板。包括斜板在内的变换机构将驱动轴的旋转变换成配置于缸膛内的活塞的往复运动。活塞的往复运动执行从吸入室向缸膛内吸入工作流体的吸入工序、吸入后的工作流体的压缩工序以及压缩后的工作流体向排出室排出的排出工序。

活塞的冲程长、即压缩机的排出容量可以通过使曲柄室的压力(控制压力)变化而可变，为控制排出容量，在连通排出室与曲柄室的供气通路中配置有容量控制阀，在连通曲柄室与吸入室的抽气通路中配置有节流阀。

在排出容量的控制中有吸入压力控制。为了执行吸入压力控制，在有的容量控制阀中内置有用于感知吸入室的压力(吸入压力)的感压部件。在使用这样的容量控制阀的可变容量压缩机中，吸入压力被感压部件以机械方式进行反馈控制(吸入压力控制)，以接近设定吸入压力。

更详细地说，感压部件例如由波纹管或者隔膜构成。在使用波纹管的感压部件的情况下，在保持为真空或者大气压的波纹管的内侧配置压缩螺旋弹簧，吸入压力从外侧作用在波纹管的一端。因此，作为感压部件的波纹管会随着吸入压力的减少而伸长。

容量控制阀的阀芯被配置为作用有螺线管的电磁力、以及作为感压部件的波纹管欲伸长而产生的按压力。而且，在向螺线管的通电量为一定的情况下，容量控制阀的开度变化，使得吸入压力稳定于与通电量对应而决定的设定吸入压力。

而且，文献1(日本专利特开平10-38717号公报)公开了检测吸入压力控制中的可变容量压缩机的转矩的方法。根据文献1，根据对容量控制阀的螺线管的通电量与外部气体温度来计算可变容量压缩机的转矩。计算出的可变容量压缩机的转矩被用于车辆的发动机转速控制。

此处，在吸入压力控制中，基于设定吸入压力来决定向容量控制阀的螺线管的通电量(容量控制信号)。在实际的吸入压力与设定吸入压力相比高一定量时，若提供决定的通电量，则可变容量压缩机的排出容量有时会成为最大值。

该最大值是被变换机构的斜板的倾斜度到达极限这样的机械限制决定的。若排出容量成为最大值，则当然即使调整向螺线管的通电量，也无法使排出容量进一步增大。尽管如此，以往超过排出容量成为最大的通电量(最大容量通电量)，向螺线管进行通电。这是由于没有考虑到排出容量的最大值有机械限制，在仅考虑设定吸入压力的情况下决定向螺线管的通电量而造成的。

超过最大容量通电量向螺线管通电时，向螺线管的通电量与可变容量压缩机的转矩的相关消失。若这样相关消失，则文献1的可变容量压缩机的转矩检测方法无法准确计算转矩。

作为结果，例如在车辆怠速运行时，发动机转速的控制有可能变得不稳定，产生发动机熄火。

此外，若不能对可变容量压缩机的转矩进行准确计算，则难以达到将可变容量压缩机用于空调系统的当初的目的。该目的是指，作为地球温室化对策的一环，削减空调系统和车辆的消耗动力，实现节能。

发明内容

本发明的第一目的在于提供，可以判定可变容量压缩机是处于以最大排出容量状态运转、还是以排出容量控制状态运转这样的可变容量压缩机的运转状态的，可变容量压缩机的容量控制系统。

本发明的第二目的在于提供，包含可变容量压缩机以最大排出容量状态运转的情况，始终可以高精度地计算可变容量压缩机的驱动负载的可变容量压缩机的容量控制系统。

本发明的第三目的在于提供，能以更简单的构造进行吸入压力控制的可变容量压缩机的容量控制系统。

本发明的第四目的在于提供，对用户可以使其视觉地识别由计算得到的驱动负载，结果可以有助于提高对空调系统的环境意识的显示装置。

为达到所述目的，根据第一发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，所述可变容量压缩机为构成空调系统的制冷循环而与散热器、膨胀器及蒸发器一起夹插于供制冷剂循环的循环路，且容量基于控制压力的变化而变化，以所述制冷循环的排出压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为排出压力，并且以所述制冷循环的吸入压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为吸入压力，包括：容量控制阀，所述容量控制阀可以通过使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量；外部信息检测单元，所述外部信息检测单元用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息；以及目标吸入压力设定单元，所述目标吸入压力设定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力，使所述控制压力变化来调整从所述可变容量压缩机排出的制冷剂的排出容量，以使所述吸入压力区域的压力成为所述目标吸入压力，所述可变容量压缩机的容量控制系统的特征在于，包括：吸入压力推定单元，所述吸入压力推定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，推定在所述可变容量压缩机以最大排出容量动作的状态下的所述吸入压力区域的压力；以及排出容量判定单元，所述排出容量判定单元基于由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力和由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力，判定所述可变容量压缩机是以最大排出容量动作，还是所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作。

根据第二发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述排出容量判定单元对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力进行比较，在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力高于由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力时，判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作；在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力低于由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力时，判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作。

根据第三发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，在所述目标吸入压力设定单元中，将所述目标吸入压力作为基准来设定阈值，在所述排出容量判定单元中，对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力和由所述目标吸入压力设定单元设定好的阈值进行比较，在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力高于由所述目标吸入压力设定单元设定好的阈值时，判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作；在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力低于由所述目标吸入压力设定单元设定好的阈值时，判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作。

根据第四发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，在所述目标吸入压力设定单元中，将所述目标吸入压力作为基准来设定上限阈值及下限阈值，在所述排出容量判定单元中，对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力和由所述目标吸入压力设定单元设定好的所述阈值进行比较，在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力高于由所述目标吸入压力设定单元设定好的上限阈值时，判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作；在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力低于由所述目标吸入压力设定单元设定好的下限阈值时，判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作。

根据第五发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力处于所述上限阈值与所述下限阈值之间的状况下，在所述目标吸入压力为设定于所述上限阈值与所述下限阈值之间的判定值以上时，所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作；在所述目标吸入压力不到所述判定值时，所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作。

根据第六发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，根据外部信息使所述判定值可变更，所述外部信息由检测车速的作为所述外部信息检测单元的车速检测单元和/或检测相当于所述可变容量压缩机的转速的物理量的作为所述外部信息检测单元的转速检测单元检测。

根据第七发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，根据外部信息使所述判定值可变更，所述外部信息由作为所述外部信息检测单元的热负载检测单元检测。

根据第八发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述吸入压力推定单元基于外部信息来推定所述吸入压力区域的压力，所述外部信息由计算所述可变容量压缩机的排出压力区域的压力的作为所述外部信息检测单元的排出压力计算单元、所述热负载检测单元、所述转速检测单元检测。

根据第九发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述排出压力计算单元基于外部信息来计算所述排出压力区域的压力，所述外部信息由检测从所述可变容量压缩机的排出压力区域到制冷循环的膨胀器的高压区域的压力的压力检测单元检测。

根据第十发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，包括作为所述膨胀器的温度自动膨胀阀，并且包括基于由所述压力检测单元检测出的外部信息来计算所述蒸发器的出口区域的过热度的过热度计算单元，所述吸入压力推定单元基于由所述过热度计算单元计算的外部信息来推定所述吸入压力区域的压力。

根据第十一发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，包括从所述蒸发器的出口区域检测所述可变容量压缩机的吸入压力区域的过热度的作为所述外部信息检测单元的过热度检测单元，所述吸入压力推定单元基于由所述过热度检测单元检测出的外部信息来推定所述吸入压力区域的压力。

根据第十二发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，由所述目标吸入压力设定单元设定的阈值、上限阈值或者下限阈值与成为阈值、上限阈值或者下限阈值的基准的所述目标吸入压力的压力差，基于该目标吸入压力而变化。

根据第十三发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，包括计算所述可变容量压缩机的驱动负载的驱动负载计算单元，在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第一驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载；在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第二驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

根据第十四发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述驱动负载计算单元的第一驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力、由所述吸入压力推定单元推定的所述吸入压力区域的压力作为变量。

根据第十五发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述驱动负载计算单元的第二驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定的所述目标吸入压力作为变量。

根据第十六发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述驱动负载计算单元的第二驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力与由所述目标吸入压力设定单元设定的所述目标吸入压力的压力差作为变量。

根据第十七发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，所述可变容量压缩机为构成空调系统的制冷循环而与散热器、膨胀器及蒸发器一起夹插于供制冷剂循环的循环路，容量基于控制压力的变化而变化，包括：容量控制阀，所述容量控制阀以所述制冷循环的排出压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为排出压力，并且以所述制冷循环的吸入压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为吸入压力时，具有受到所述排出压力并且在与所述排出压力相对的方向受到所述吸入压力及螺线管的电磁力、可使阀孔打开关闭的阀芯，可以通过使所述阀孔打开关闭并使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量；外部信息检测单元，所述外部信息检测单元用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息；以及目标吸入压力设定单元，所述目标吸入压力设定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力，基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息来调整所述容量控制阀的开度，使所述控制压力变化，据此调整从所述可变容量压缩机排出的制冷剂的排出容量，所述可变容量压缩机的容量控制系统的特征在于，包括：排出压力计算单元，所述排出压力计算单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息来计算所述可变容量压缩机的排出压力区域的压力；控制信号计算单元，所述控制信号计算单元基于由所述排出压力计算单元计算出的所述排出压力区域的压力及由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力来计算排出容量控制信号；螺线管驱动单元，所述螺线管驱动单元基于由所述控制信号计算单元计算出的排出容量控制信号来向所述容量控制阀的螺线管提供电流；排出容量判定单元，所述排出容量判定单元判定所述可变容量压缩机的排出容量；以及驱动负载计算单元，所述驱动负载计算单元计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

根据第十八发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述驱动负载计算单元，在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以最大排出容量动作时，以第一驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载；在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作时，以第二驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

根据第十九发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述驱动负载计算单元将由计算得到的所述可变容量压缩机的驱动负载输出至车辆侧发动机控制装置。

根据第二十发明，提供一种可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，所述可变容量压缩机包括：外壳，所述外壳在内部划分形成有排出室、曲柄室、吸入室及缸膛；活塞，所述活塞配设在所述缸膛；驱动轴，所述驱动轴可旋转地被支承在所述外壳内；变换机构，所述变换机构包含将所述驱动轴的旋转变换为所述活塞的往复运动的倾斜角度可变的斜板构件；供气通路，所述供气通路将所述排出室和所述曲柄室连通；以及抽气通路，所述抽气通路将所述吸入室和所述曲柄室连通，所述容量控制阀夹插于所述供气通路及所述抽气通路中的一方。

根据第二十一发明，提供一种显示装置，用于可变容量压缩机的容量控制系统，所述显示装置的特征在于，在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作时，可作为视觉信息识别地显示省动力工作状态。

根据第二十二发明，提供一种显示装置，用于空调系统的制冷循环，所述制冷循环通过在供制冷剂循环的循环路中配置散热器、膨胀器及蒸发器，并且配置容量基于控制压力的变化而变化的可变容量压缩机而成，所述显示装置的特征在于，用于可变容量压缩机的容量控制系统，所述容量控制系统包括：可通过使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量的容量控制阀；用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息的外部信息检测单元；基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力的目标吸入压力设定单元；以及计算所述可变容量压缩机的驱动负载的驱动负载计算单元，将来自所述驱动负载计算单元的驱动负载信号可作为视觉信息识别地显示。

根据第二十三发明，提供一种显示装置，其特征在于，所述可变容量压缩机的容量控制系统包括判定可变容量压缩机的排出容量的排出容量判定单元。

根据第二十四发明，提供一种显示装置，其特征在于，所述排出容量判定单元判定是所述可变容量压缩机以最大排出容量动作的状态，或者是所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作的状态。

根据第二十五发明，提供一种显示装置，其特征在于，在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作时，可作为视觉信息识别地显示节能工作状态。

根据第一发明及第二发明的可变容量压缩机的容量控制系统，可以判定可变容量压缩机是以最大排出容量状态运转，还是以排出容量控制状态运转。可以将该信息例如活用于使车辆的发动机的转速稳定的控制等，可以对地球温室化对策的一环即节能作出贡献。

在第三发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，目标吸入压力设定单元设定以目标吸入压力为基准的阈值。据此，可以设定能可靠地判定可变容量压缩机的运转状态的区域。

在第四发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，目标吸入压力设定单元设定以目标吸入压力为基准的上限阈值及下限阈值。据此，可以设定能可靠地判定可变容量压缩机是以最大排出容量状态运转还是以排出容量控制状态运转的区域。

在第五～第七发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，即使在无法可靠地判定可变容量压缩机是以最大排出容量状态运转还是以排出容量控制状态运转的区域，也能实现判定精度的提高。

在第八～第十二发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，可以更加可靠地判定可变容量压缩机是以最大排出容量状态运转还是以排出容量控制状态运转。

在第十三～第十六发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，可以提高以吸入压力作为控制对象的可变容量压缩机的驱动负载的计算精度。

根据第十七和第十八发明的可变容量压缩机的容量控制系统，能以更简单的构造进行吸入压力控制，此外还能提高可变容量压缩机的驱动负载的计算精度。

在第十九发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，计算精度提高的可变容量压缩机的驱动负载信号输入至车辆侧发动机控制装置。结果，该可变容量压缩机的容量控制系统对发动机控制的稳定化作出较大贡献。

在第二十发明的可变容量压缩机的容量控制系统中，可变容量压缩机是往复运动型。由斜板构件的最小倾斜角度规定的该可变容量压缩机的活塞的冲程可以设定得非常小，可以使可变容量压缩机的最小排出容量非常小。因此，可以拓宽可变容量压缩机的排出容量的机械的可变范围。作为其结果，根据该容量控制系统，可以充分发挥通过设定目标吸入压力来扩大吸入压力的控制范围的效果。

根据第二十一～第二十五发明的显示装置，在使用空调时，促进可变容量压缩机的节能，且能提高用户对空调系统的环境意识。

附图说明

本发明可以根据以下的详细说明及附图充分理解，但附图只是一个例子而并非限定本发明。

图1是以可变容量压缩机的纵截面表示一实施方式所涉及的车用空调系统的制冷循环的概略结构的说明图。

图2是表示图1的可变容量压缩机的容量控制阀的连接状态的截面说明图。

图3是表示图1的容量控制阀的控制电流与目标吸入压力的关系的图表。

图4是表示在包含图1的可变容量压缩机的制冷循环中使用的温度自动膨胀阀的截面说明图。

图5是表示图4的温度自动膨胀阀的过热度特性的图表。

图6是表示一实施方式的容量控制系统的概略结构的框图。

图7是表示过热度相对于图4的温度自动膨胀阀的入口压力的变化特性的图表。

图8是表示在一实施方式的容量控制系统的驱动负载计算中使用的外部信息的框图。

图9是以可变容量压缩机的纵截面表示其他实施方式所涉及的车用空调系统的制冷循环的概略结构的说明图。

图10是表示图9的可变容量压缩机的容量控制阀的连接状态的截面说明图。

图11是表示图9的容量控制阀的控制电流与目标吸入压力的关系的图表。

图12是表示其他实施方式的容量控制系统的概略结构的框图。

图13是表示图12的容量控制系统执行的吸入压力控制程序的流程图。

图14是图13的吸入压力控制程序所包含的目标吸入压力设定程序的流程图。

标号说明

100：可变容量压缩机

101：外壳

101a：缸膛

105：曲柄室

106：驱动轴

130：活塞

140：吸入室

142：排出室

200、300：容量控制阀

202、301a：阀孔

204、304：阀芯

215、315：螺线管单元(螺线管)

350、400：控制装置

351、420：目标吸入压力设定单元

352：控制信号计算单元

401：蒸发器目标温度设定单元(外部信息检测单元)

402：温度传感器(蒸发器温度检测单元；外部信息检测单元)

403：压力传感器(排出压力检测单元；外部信息检测单元)

404：外部气体温度传感器(外部信息检测单元)

405：车内温度传感器(外部信息检测单元)

406：蒸发器风扇电压检测单元(外部信息检测单元)

408：发动机转速传感器(压缩机转速检测单元；外部信息检测单元)

410：控制电流计算单元

411：螺线管驱动单元

421：排出压力计算单元

422：过热度计算单元

423：吸入压力推定单元

424：排出容量判定单元

425：驱动负载计算单元

460：显示装置

具体实施方式

下面，基于附图详细说明本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统。

图1～图8表示本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统的一实施方式。在本实施方式中，表示将本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统A用于车用空调系统的制冷循环的情况。

如图1所示，车用空调系统的制冷循环10包括作为工作流体的制冷剂循环的循环路12。在该循环路12，沿着制冷剂的流动方向依次配置有可变容量压缩机100、散热器(冷凝器)14、膨胀器(温度自动膨胀阀)16以及蒸发器18。若可变容量压缩机100工作并执行由吸入制冷剂的工序、压缩吸入的制冷剂的工序以及排出压缩的制冷剂的工序构成的一系列处理，则制冷剂在循环路12循环。

蒸发器18也构成车用空调系统的空气回路的一部分，通过蒸发器18的气流被蒸发器18内的制冷剂夺走汽化热，从而被冷却。

可变容量压缩机100例如是斜板式的无离合器压缩机，包括具有多个缸膛101a的缸体101。在该缸体101的一端连结有前壳102，在缸体101的另一端通过阀板103连结有后壳(缸盖)104。

被缸体101及前壳102包围的内部形成作为曲柄室105，驱动轴106纵贯该曲柄室105内地配置。驱动轴106贯穿同样配置在曲柄室105内的环状的斜板107。斜板107通过连结部109与固定于驱动轴106的转子108用铰链结合。因此，斜板107能在沿驱动轴106移动的同时进行倾斜运动。

在驱动轴106的位于转子108与斜板107之间的部分处安装有将斜板107向最小倾斜角度作用的螺旋弹簧110。另一方面，在夹着斜板107的相反侧的部分、即驱动轴106的位于斜板107与缸体101之间的部分处安装有将斜板107向最大倾斜角度作用的螺旋弹簧111。

驱动轴106的前壳102侧的端部贯穿于在前壳102朝向外侧而形成的凸起部102a，向外部突出。在该驱动轴106的端部连结有作为动力传递装置的皮带轮112。皮带轮112通过滚珠轴承113被凸起部102a自由旋转地支承，在皮带轮112与作为外部驱动源的发动机114之间环绕布设有皮带115。

凸起部102a的内侧配置有轴封装置116，轴封装置116将前壳102的内部与外部切断。驱动轴106在径向及推力方向上被轴承117、118、119、120自由旋转地支承。来自发动机114的动力被传递到皮带轮112时，驱动轴106能与皮带轮112的旋转同步进行旋转。

缸膛101a内配置有活塞130，活塞130上一体形成有朝曲柄室105内突出的尾部。在形成于尾部的凹处130a配置有一对滑履132，这些滑履132相对斜板107外周部以夹住的状态滑动接触。因此，通过滑履132，活塞130与斜板107之间相互连动，通过驱动轴106的旋转，活塞130在缸膛101a内往复运动。

在后壳104划分形成有吸入室140及排出室142。吸入室140可以通过设于阀板103的吸入孔103a与缸膛101a连通。排出室142可以通过设于阀板103的排出孔103b与缸膛101a连通。吸入孔103a及排出孔103b分别被未图示的吸入阀及排出阀打开、关闭。

在缸体101的侧部设有消音器(muffler)150。消音器壳152通过未图示的密封构件与一体形成于缸体101的消音器底座101b接合。消音器壳152及消音器底座101b形成消音器空间154。消音器空间154通过贯穿后壳104、阀板103及消音器底座101b的排出通路156与排出室142连通。

消音器壳152形成有排出端口152a，在消音器空间154内，止回阀180配置成将排出通路156与排出端口152a之间切断。

具体地说，止回阀180根据排出通路156侧的压力与消音器空间154侧的压力之间的压力差来打开、关闭。止回阀180当压力差比规定值小时进行关闭动作，而当压力差比规定值大时进行打开动作。

因此，排出室142能通过排出通路156、消音器空间154及排出端口152a与循环路12的往路部分连通，消音器空间154被止回阀180切断、连通。另一方面，吸入室140通过形成于后壳104的吸入端口104a与循环路12的回路部分连通。

该可变容量压缩机100的容量控制阀(电磁控制阀)200收容在后壳104。容量控制阀200配置在供气通路160。供气通路160从后壳104经由阀板103延伸到缸体101而形成，以连通排出室142与曲柄室105之间。

另一方面，吸入室140通过抽气通路162与曲柄室105连通。抽气通路162由驱动轴106与轴承119、120之间的间隙、空间164以及形成于阀板103的固定孔口103c构成。

此外，吸入室140经由形成于后壳104的感压通路166，独立于供气通路160地连接于容量控制阀200。

更详细地说，如图2所示，容量控制阀200具有阀单元以及使阀单元进行打开关闭动作的驱动单元。阀单元具有圆筒状的阀壳201，在该阀壳201的图示下端部侧形成有阀孔202。该阀孔202通过出口端口201b及供气通路160的下游侧部分与曲柄室105连通，且朝形成于阀壳201的图示下端部的阀室203开口。

阀室203内收容有圆柱状阀芯204。该阀芯204能在阀室203内沿阀壳201的轴线方向移动，通过与阀壳201端面抵接便能闭塞阀孔202。即，阀壳201的端面起到阀座的作用。

另外，在阀壳201的外周面形成有入口端口201a。该入口端口201a通过供气通路160的上游侧部分与排出室142连通。该入口端口201a也朝阀室203开口，经由阀室203、阀孔202及出口端口201b，排出室142与曲柄室105能连通。

并且，在阀壳201的图示上端部侧配置有感压室206，该感压室206通过感压端口207及感压通路166与吸入室140连通。

阀芯204具有在阀芯主体一体且同轴形成的、向感压室206内突出的感压杆204a。该感压杆204a被阀壳201可滑动地支承。

感压室206是通过用帽208闭塞形成于阀壳201的凹部201d而形成的。在感压室206收容有波纹管212，波纹管212的内部维持为真空。另外，在波纹管212的内部配置有弹簧210。波纹管212作为受到吸入室140的压力的感压部件起作用。

波纹管212的图示下端部与阀芯204的感压杆204a抵接。波纹管212的图示上端部被引导件211支承，引导件211被帽208可滑动地支承。在帽208与引导件211之间配置有强制开放弹簧213，强制开放弹簧213将波纹管212始终向开阀方向按压。调整帽208向阀壳201的凹部201d的压入量，使得容量控制阀200进行规定动作。

另一方面，驱动单元是连结在阀壳201的图示下端侧的螺线管单元215。驱动单元包括：与阀壳201同轴连结的圆筒状的螺线管外壳221、将螺线管外壳221的与阀壳201相反侧的开口端闭塞的端盖222。

在螺线管外壳221的轴心上配置有套筒223。套筒223构成有底的圆筒状，在阀壳201侧具有开口端。在从套筒223的开口端到中央的部分收容有固定铁心224。在端盖222侧的套筒223的闭塞端与固定铁心224之间形成铁心收容空间225，铁心226可沿轴向移动地收容在铁心收容空间225。在固定铁心224与可动铁心226之间设有规定间隙。

在位于固定铁心224的轴心的插通孔224a配置有螺线管杆227。阀室203侧的螺线管杆227的端部与阀芯204一体连结。螺线管杆227的另一端向铁心收容空间225突出，嵌合固定在形成于可动铁心226的贯穿孔。据此，可动铁心226与螺线管杆227一体地动作。在可动铁心226与套筒223的闭塞端之间，配置有始终将可动铁心226及螺线管杆227向闭阀方向按压的弹簧230。

在螺线管外壳221内的套筒223的周围配置有卷绕于线轴228的线圈229。线轴228及线圈229利用铸模成形被树脂覆盖。螺线管外壳221、端盖222、固定铁心224及可动铁心226都由磁性材料形成，构成磁路。套筒223由非磁性材料的不锈钢类材料形成。

铁心收容空间225通过形成于阀壳201的连通孔201c与阀壳201的感压室206连通。即，铁心收容空间225通过感压室206及连通孔201c，与吸入室140连通。因此，在阀芯204的图示上端面，曲柄室105的压力作为开阀方向的力作用；另一方面，在阀芯204的图示下端面，吸入室140的吸入压力作为闭阀方向的力作用。

另外，在容量控制阀200中，可以将阀孔202的面积、被形成于固定铁心224的支承孔224b支承的阀芯204的截面积设定得相同。此时阀芯204的打开关闭动作与连通于排出室142的阀室203内的排出压力不相关。即，该容量控制阀200的吸入压力控制特性不受排出压力的影响。因此，如图3所示，可以基于对螺线管单元215的通电量来唯一地决定成为控制对象的吸入压力。

在螺线管单元215连接有设置于可变容量压缩机100外部的控制装置400。螺线管单元215若从控制装置400提供控制电流I，则产生电磁力F(I)。该螺线管单元215的电磁力F(I)将可动铁心226朝向固定铁心224吸引，使阀芯204进行闭阀工作。

在车用空调系统的制冷循环10中，在发动机工作状态下不使空气调节器工作时，不对可变容量压缩机100的容量控制阀200的螺线管单元215提供电流。此时，阀芯204由于弹簧213的弹力而从阀孔202强制离开，容量控制阀200成为开阀状态。因此，可变容量压缩机100排出容量成为最小。

此时，由于对止回阀180始终赋予关闭方向的力，因此切断从压缩机100向循环路12的往路部分提供制冷剂。其结果是，以最小的排出容量向排出室142排出的制冷剂经过夹插有容量控制阀200的供气通路160而流入曲柄室105，接下来，通过抽气通路162从曲柄室105返回吸入室140。即，在不使空气调节器工作时，少量的制冷剂在压缩机100的内部循环。

另一方面，在使空气调节器工作时，对螺线管单元215提供电流。据此，阀芯204克服弹簧213的弹力而与阀孔202抵接，容量控制阀200成为闭阀状态。这意味着切断供气通路160。作为其结果，曲柄室105内的压力下降，与吸入压力相同。

据此，由于斜板107的倾斜角度增加，活塞130的冲程增大，因此排出室142的压力提高。若止回阀180的前后差压超过规定值，则止回阀180开阀，压缩的制冷剂提供至循环路12的往路部分。

而且，在这样的可变容量压缩机100的工作中，控制装置400对容量控制阀200的螺线管单元215提供控制电流I，产生电磁力F(I)。这是为了控制可变容量压缩机100的排出容量以维持图3所示的规定的吸入压力。

图4表示作为膨胀器的温度自动膨胀阀16。膨胀阀16的开度以机械方式进行反馈控制，使得蒸发器18的出口区域的过热度成为规定值。膨胀阀16的控制特性例如为图5所示的过热度特性。

图5的直线C1表示在膨胀器16入口的制冷剂的压力Pin为规定的一定值时蒸发器18出口的制冷剂的温度与压力Pe的关系(过热度特性)，是由膨胀器16的构造决定的。曲线C2表示制冷剂(R134a)的饱和温度与饱和压力的关系，膨胀阀16具有直线C1与曲线C2交叉的构造。图5中，在横轴方向上的直线C1与曲线C2之差与蒸发器18出口的制冷剂的过热度SH对应。

图6是表示包括控制装置400在内的容量控制系统A的概略结构的框图。

容量控制系统A具有检测1个以上外部信息的外部信息检测单元。外部信息检测单元包含蒸发器目标温度设定单元401及作为蒸发器温度检测单元的温度传感器402。

蒸发器目标温度设定单元401基于包含车厢内温度设定的各种外部信息，设定蒸发器目标出口空气温度Tes，而且，将设定的蒸发器目标出口空气温度Tes作为1个外部信息输入至控制装置400。蒸发器目标出口空气温度Tes是成为压缩机100的排出容量控制的目标的在蒸发器18的出口的空气温度Te的目标值。蒸发器目标温度设定单元401能用例如控制空调系统整体的动作的空气调节器用ECU的一部分构成。

温度传感器402设置于空气回路中蒸发器18的出口处，检测刚通过蒸发器18后的空气的温度Te(参照图1)。检测出的空气温度Te作为1个外部信息输入至控制装置400。

另外，外部信息检测单元包含排出压力计算单元，排出压力计算单元具有构成其一部分的压力传感器403。排出压力计算单元是用于检测作用在阀芯204上的排出压力Pd的单元。压力传感器403安装在散热器14的入口侧，检测该部位的制冷剂的压力，输入至控制装置400(参照图1)。

并且，外部信息检测单元包含外部气体温度传感器404及车内温度传感器405。外部气体温度传感器404设置在用于将车辆外部的外部气体吸入空气回路的车辆的进气部，检测外部气体温度Ta。车内温度传感器405设置在车厢内，检测车厢内温度Tt。

并且，外部信息检测单元包含蒸发器风扇电压检测单元406及内外气体切换门位置检测单元407。蒸发器风扇电压检测单元406检测成为蒸发器风扇的送风状态的指标的、对风扇电动机施加的电压Vf。内外气体切换门位置检测单元407检测通风路径的状态As，即检测是外部气体导入模式还是内部气体循环模式。

并且，外部信息检测单元包含用于检测压缩机100的转速Nc的压缩机转速检测单元。压缩机转速检测单元具有检测发动机114的转速的发动机转速传感器408，通过将由发动机转速传感器408检测出的发动机114的转速乘以规定的皮带轮比，可以检测出压缩机100的转速Nc。

对压缩机转速检测单元的结构没有特别限定，只要能基于与压缩机100的转速相关的物理量检测出压缩机100的转速即可。另外，与压缩机100的转速相关的物理量也包括压缩机100的转速本身。

另外，制冷循环10的排出压力区域是指从排出室142到放热器14的入口的区域；制冷循环10的吸入压力区域是指从蒸发器18的出口到吸入室140的区域。此外，排出压力区域还包括压缩工序中的缸膛101a，吸入压力区域还包括吸入工序中的缸膛101a。

此处，控制装置400例如由独立的ECU(电子控制单元)构成，但还可以包括有空气调节器用ECU或控制发动机114的动作的发动机用ECU。另外，也可以将蒸发器目标温度设定单元401包含在控制装置400。

另外，控制装置400具有控制电流计算单元410及螺线管驱动单元411作为排出容量控制部。

控制电流计算单元410计算由蒸发器目标温度设定单元401设定好的蒸发器目标出口空气温度Tes、与由蒸发器温度传感器402检测出的实际的蒸发器出口空气温度Te的偏差，例如利用PI控制(或者PID控制)计算控制电流I，以使该偏差缩小。

另外，螺线管驱动单元411基于由控制电流计算单元410计算出的通电量向螺线管单元215提供控制电流I，驱动容量控制阀200。控制电流I可以通过规定驱动频率(例如400～500Hz)的PWM(脉宽调制)变更占空比来进行调整。而且，螺线管驱动单元411检测流过螺线管单元215的控制电流I，对控制电流I进行反馈控制，使得上述检测出的控制电流I成为由控制电流计算单元410计算出的通电量。

这样，控制装置400的排出容量控制部控制排出容量，使得由蒸发器温度传感器402检测出的实际的蒸发器出口空气温度Te，接近由蒸发器目标温度设定单元401设定好的蒸发器目标出口空气温度Tes。

并且，控制装置400具有：目标吸入压力设定单元420、排出压力计算单元421、过热度计算单元422、吸入压力推定单元423、排出容量判定单元424及驱动负载计算单元425。

目标吸入压力设定单元420根据由控制电流计算单元410计算出的控制电流I，基于图3所示的特性，设定阈值(上限阈值PssH及下限阈值PssL)。容量控制阀200的吸入压力控制特性由于生产时的器件尺寸公差等而会具有偏差。考虑到该偏差，阈值可以将与控制电流I对应决定的目标吸入压力Pss设定作为基准。另外，上限阈值PssH及下限阈值PssL与作为基准的目标吸入压力Pss的范围，基于控制电流I而变化。

排出压力计算单元421基于由压力传感器403检测出的压力Ph，计算可变容量压缩机100的排出压区域的压力Pd。压力传感器403的设置位置与可变容量压缩机100的排出压区域位置不同，在热负载较大的运转区域中，有时在压力Ph与压力Pd之间会有压力差。考虑到该压力差，根据压力Ph来计算压力Pd。即，可变容量压缩机100的排出压区域的压力Pd可以利用将由压力传感器403检测出的压力Ph作为变量的函数f1(Ph)来计算，而该函数f1(Ph)可以预先求出。

过热度计算单元422计算在蒸发器18的出口区域的制冷剂的过热度SH。具体地说，基于由压力传感器403检测出的压力Ph来计算过热度SH。过热度SH也可以利用将由压力传感器403检测出的压力Ph作为变量的函数f2(Ph)来计算。这是由于图4所示的温度自动膨胀阀16以式(1)～(3)的关系进行动作的缘故。根据式(2)，若温度自动膨胀阀16的入口压力Pin、即高压区域的压力Ph变化，则相对膨胀阀16的阀芯501向关闭方向作用的力Fb变化。式(3)是膨胀阀16的开阀条件，若力Fb变化则膨胀阀16开阀或者闭阀，如图7所示，过热度SH变化。

Fd＝(Pn-Pe)·Sd-(Pout-Pe)·Sr-F1···(1)

Fb＝F2+(Pin-Pout)·Sb···(2)

Fd＞Fb···(3)

其中，Fd是向阀芯501的开阀方向作用的力，Fb是向阀芯501的闭阀方向作用的力，Pn是感温部505的内部压力，Pe是蒸发器18的出口压力，Pin是温度自动膨胀阀16的入口压力，Pout是温度自动膨胀阀16的出口压力，F1、F2分别是弹簧508、503的按压力，Sd是隔膜506的有效面积，Sb是阀芯501的密封面积，Sr是传递杆507的截面积。

吸入压力推定单元423利用将由排出压力计算单元421计算的压力Pd、由过热度计算单元422计算的过热度SH、由外部气体温度传感器404检测的外部气体温度Ta、由车内温度传感器405检测的车厢内温度Tt、由蒸发器风扇电压检测单元406检测的电压Vf、由内外气体切换门位置检测单元407检测的通风路径的状态As、由发动机转速传感器408检测的压缩机转速Nc作为变量的函数f3(Pd，SH，Ta，Tt，Vf，As，Nc)，通过计算推定吸入压力Ps。此时，由于Pd＝f1(Ph)且SH＝f2(Ph)，因此吸入压力Ps可以利用将Pd、Ta、Tt、Vf、As、Nc作为变量的函数f4(Ph，Ta，Tt，Vf，As，Nc)来计算。

另外，也可以使用从蒸发器18的出口区域直接检测可变容量压缩机100的吸入压力区域的制冷剂的过热度SH的过热度检测单元，以代替过热度计算单元422。

接下来，说明利用吸入压力推定单元423进行的吸入压力Ps的推定的考虑方法。

在可变容量压缩机100以最大排出容量运转的状态下，若可以知道排出压力区域的压力Pd、蒸发器18的热负载Q、膨胀阀16入口的过冷度、蒸发器18出口的过热度SH和可变容量压缩机100的转速Nc、以及可变容量压缩机100的容积效率η，则可以大致准确推定可变容量压缩机100的吸入压力区域的压力Ps。

此处，蒸发器18的热负载Q，在通风路径的状态As是外部气体导入模式时，可以根据将Ta、Vf作为变量的函数f4(Ta，Vf)来计算；另一方面，在通风路径的状态As是内部气体循环模式时，可以根据将Tt、Vf作为变量的函数f5(Tt，Vf)来计算。

另外，膨胀阀16入口的过冷度SC，在使用温度自动膨胀阀16的制冷循环10中不会大幅变化。因此，例如也可以将过冷度SC决定为某固定值。该值可以由其他已知的变量Pd、Ta、Vf、As等校正。

并且，可变容量压缩机100的容积效率η可以基于其他已知的变量，例如Pd、Q、Nc、SH的函数f6(Pd，SH，Q，Nc)来计算。函数f6可以事先根据各种运转条件来生成映射，基于映射来进行决定。

这样，使用已有的传感器，在可变容量压缩机100以最大排出容量运转的状态下，可以大致准确推定吸入压力区域的压力。另外，若可以知道外部气体及车厢内的湿度，则可以提高热负载的推定精度。因此，也可以分别使用外部气体湿度传感器及车厢内湿度传感器作为热负载检测单元。

此外，在外部气体导入模式下，也可以根据以Ta、Vf、Vs作为变量的函数f7(Ta，Vf，Vs)来计算蒸发器18的热负载Q。Vs是车速。这是因为在车速Vs为规定值以上的情况下，车速Vs会给蒸发器18的送风量带来影响。

排出容量判定单元424对由目标吸入压力设定单元420设定好的上限阈值PssH、由吸入压力推定单元423设定好的吸入压力区域的压力Ps进行比较。若Ps＞PssH，则排出容量判定单元424判定可变容量压缩机100处于以最大排出容量运转的状态。

另一方面，排出容量判定单元424对由目标吸入压力设定单元420设定好的下限阈值PssL、由吸入压力推定单元423设定好的吸入压力区域的压力Ps进行比较。若Ps＜PssL，则排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100处于以被控制的排出容量运转的状态，换言之，处于以小于最大排出容量的排出容量运转的状态。

在PssL≤Ps≤PssH时，排出容量判定单元424对判定值PsV与目标吸入压力Pss进行比较。判定值PsV可以任意设定在上限阈值PssH与下限阈值PssL之间。若Pss≥PsV，则排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100处于以最大排出容量运转的状态。若Pss＜PsV，则排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100处于以被控制的排出容量运转的状态。

另外，判定值PsV也可以基于车速Vs或者压缩机转速Nc而变更。例如，可以在低速区域中将判定值PsV设定得较高，即设定为接近上限阈值PssH的值。另外，判定值PsV也可以基于外部气体温度Ta而变更。例如，在外部气体温度Ta较高的区域内可以将判定值PsV设定得较高。并且，也可以基于车速Vs或者压缩机转速Nc、外部气体温度Ta来变更判定值PsV。

在由排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100处于以最大排出容量运转的状态时，驱动负载计算单元425使用第一驱动负载计算式Tr1计算作为可变容量压缩机100的驱动负载的转矩。在由排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100以被控制的排出容量动作时，驱动负载计算单元425使用第二驱动负载计算式Tr2计算作为可变容量压缩机100的驱动负载的转矩。

在驱动负载计算单元425的驱动负载计算中，如图8所示，使用由目标吸入压力设定单元420设定好的目标吸入压力Pss、由排出压力计算单元421计算出的压力Pd、由过热度计算单元422计算出的过热度SH、由吸入压力推定单元423推定出的吸入压力区域的压力Ps、由外部气体温度传感器404检测出的外部气体温度Ta、由蒸发器风扇电压检测单元406检测出的电压Vf、以及由发动机转速传感器408检测出的压缩机转速Nc这样的外部信息。

第一驱动负载计算式Tr1包含由排出压力计算单元421计算出的排出压力区域的压力Pd、由吸入压力推定单元423推定出的吸入压力区域的压力Ps作为变量，如式(4)所示。式(4)中，n是多变指数(在R134a制冷剂时为1.03)，η是容积效率，Vc是可变容量压缩机100的最大排出容量，Tloss是机械损失。

数学式1

$\mathrm{Tr}1=\frac{n}{n-1}\·\mathrm{\η}\·\mathrm{Vc}\·\mathrm{Ps}\·\{{\left(\frac{\mathrm{Pd}}{\mathrm{Ps}}\right)}^{\frac{n-1}{n}}-1\}+\mathrm{Tloss}...\left(4\right)$

第二驱动负载计算式Tr2包含由排出压力计算单元421计算出的排出压力区域的压力Pd、由目标吸入压力设定单元420设定好的目标吸入压力Pss、以及排出压力区域的压力Pd与目标吸入压力Pss的压力差作为变量，如式(5)所示。

数学式2

$\mathrm{Tr}2=\frac{n}{n-1}\·\frac{\{k1\·{(\mathrm{Pd}-\mathrm{Pss})}^2+k2\·(\mathrm{Pd}-\mathrm{Pss})+k3\}\·\mathrm{Pss}}{\mathrm{Nc}}\·\{{\left(\frac{\mathrm{Pd}}{\mathrm{Pss}}\right)}^{\frac{n-1}{n}}-1\}+\mathrm{Tloss}...\left(5\right)$

在式(5)中，大括号包围的包含将排出压力区域的压力Pd与目标吸入压力Pss的压力差作为变量的二次多项式，相当于制冷剂循环重量。k1、k2、k3是系数。

作为由式(4)或者式(5)计算出的可变容量压缩机100的驱动负载的转矩，输出至发动机114即发动机用ECU，为了使发动机控制最合适而被利用。

另外，作为由式(4)、(5)计算出的可变容量压缩机100的驱动负载的转矩，输出至车厢内的空调装置的控制面板内、配置有速度仪表等的仪表面板内、或者设置在导航系统内的显示装置460。

显示装置460在从第二驱动负载计算式Tr2输入驱动负载信号时，即由排出容量判定单元424判定为可变容量压缩机100以被控制的排出容量动作时，例如显示”ECO”字符等节能标记。显示装置460对用户例如可使其视觉地识别出容量控制阀200及可变容量压缩机100在以节能状态工作。

另外，排出容量判定单元424也可以基于来自检测循环路12的制冷剂流量的流量传感器的信号、来自检测循环路12的2个压力监视点间的压力差的差压传感器的信号、或者提供给包括检测2个压力监视点间的压力差的机械式差压检测单元的容量控制阀的排出容量控制信号，判定可变容量压缩机100的运转状态。

图9～图14表示本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统的其他实施方式。在本实施方式中，表示将本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统A用于车用空调系统的制冷循环的情况。

图9表示本实施方式的容量控制系统A所使用的斜板式的可变容量压缩机100。该无离合器型的可变容量压缩机100包括与之前的实施方式的可变容量压缩机100的容量控制阀200构造不同的容量控制阀300。另外，由于压缩机100的主体的构造与之前的实施方式的可变容量压缩机100相同，因此省略其说明。

如图10所示，该容量控制阀300由阀单元和使阀单元进行打开关闭工作的驱动单元构成。阀单元具有圆筒状的阀壳301，阀壳301的一端形成有兼作入口端口的阀孔301a。该阀孔301a通过供气通路160的上游侧部分与排出室142连通，且朝在阀壳301内部划分出的阀室303开口。

阀室303内收容有圆柱状的阀芯304。阀芯304能在阀室303内沿阀壳301的轴线方向移动，通过与阀壳301的端面抵接便能闭塞阀孔301a。即，阀壳301的端面起到阀座的作用。

此外，阀壳301外周面形成有出口端口301b，出口端口301b通过供气通路160的下游侧部分与曲柄室105连通。出口端口301b也朝阀室303开口，经由阀孔301a、阀室303及出口端口301b，排出室142与曲柄室105能连通。

另一方面，驱动单元是螺线管单元315，螺线管单元315与阀壳301的另一端侧连结。螺线管单元315包括：与阀壳301同轴连结的圆筒状的螺线管外壳310、将螺线管外壳310的与阀壳301相反侧的开口端闭塞的端盖312。

在该螺线管外壳310的轴心上，配置有成为在阀壳301侧开口的有底圆筒状的套筒320。在从套筒320的开口端到中央的部分收容有固定铁心318。在套筒320的端盖312侧的闭塞端与固定铁心318之间形成铁心收容空间324，铁心322可沿轴向移动地收容在铁心收容空间324。

在固定铁心318的位于轴心的插通孔318a可滑动地设置有螺线管杆326。向阀室303突出的螺线管杆326的一端与阀芯304一体连结，向铁心收容空间324突出的螺线管杆326的另一端与形成于可动铁心322的贯穿孔嵌合固定。据此，可动铁心322与螺线管杆326一体地动作。

可动铁心322的中央台阶与固定铁心318的端面之间配置有开放弹簧328，固定铁心318与可动铁心322之间确保有规定的间隙。

在螺线管外壳310内的套筒320的周围配置有被树脂制的覆盖件314覆盖的线圈316。螺线管外壳310、端盖312、固定铁心318及可动铁心322都由磁性材料形成，构成磁路。套筒320由非磁性材料的不锈钢类材料形成。

螺线管外壳310形成有感压端口310a，感压端口310a通过感压通路166与吸入室140连通。固定铁心318的外周面形成有沿轴心方向延伸的感压槽318b，感压口310a与感压槽318b相互连通。

通过感压端口310a及感压槽318b使吸入室140与可动铁心收容空间324连通，据此吸入室140的压力(以下称为吸入压力Ps)通过螺线管杆326作为闭阀方向的力在阀芯304的背面侧作用。

在该螺线管单元315连接有设置于可变容量压缩机100外部的控制装置350。若从控制装置350向螺线管单元315提供控制电流I，则螺线管单元315产生电磁力F(I)。该螺线管单元315的电磁力F(I)将可动铁心322朝向固定铁心318吸引，使阀芯304进行闭阀工作。

在该容量控制阀300中，在阀芯304的一端侧有排出室142的压力(以下称为排出压力Pd)作用，在螺线管杆326的与阀芯304相反的一侧有吸入室140的压力(以下称为吸入压力Ps)作用。因此，阀芯304作为感压部件起作用。

此处，也可以将阀芯304关闭阀孔301a时阀芯304的受压面积(称为密封面积Sv)、被固定铁心318的插通孔318a支承的螺线管杆326的截面积形成得相同。此时，阀芯304在开方向及闭方向的任意方向均未作用有曲柄室105的压力(以下称为曲柄压力)。

因此，若从弹簧328始终赋予给阀芯304的开阀方向的力为fs，则该状况下作用在阀芯304上的力如式(6)所示，将该式(6)变形成为式(7)。

Sv·(Pd-Ps)+fs-F(I)＝0···(6)

Ps＝-(1/Sv)·F(I)+Pd+(fs/Sv)···(7)

从式(7)可以知道，若排出压力Pd、电磁力F(I)、即控制电流I决定，则可以决定吸入压力Ps。

即，如果预先设定作为控制对象的目标吸入压力Pss，且知道变动的排出压力Pd的信息，则可以计算电磁力F(I)即控制电流I。若基于该计算值调整向螺线管单元315的通电量，则能以维持目标吸入压力Pss的方式使阀芯304动作并调整曲柄压力Pc。即，可以进行排出容量控制。

在这样将吸入压力Ps维持在目标吸入压力Pss的控制中，如式(7)及图11所示，根据排出压力Pd的高低，可以将吸入压力Ps控制在从Pdmin到Pdmax的范围。即，可以使吸入压力控制范围向高压侧滑动，据此，即使在热负载较高的区域也可以进行排出容量控制。

另外，从式(7)可以知道，若将密封面积Sv设定得较小，则能以较小的电磁力F(I)扩大任意的排出压力Pd的吸入压力Ps的控制范围，可以发挥所述吸入压力Ps的控制范围的滑动、与该控制范围的放大的乘数效应，可以大幅扩大吸入压力Ps的控制范围。

另外，若向螺线管单元315的通电量为零，则由于从弹簧328始终赋予给阀芯304的力，阀芯304向开阀方向动作，阀孔301a开放。据此，排出气体被导入曲柄室105且排出容量维持在最小。

图12是表示包括控制装置350在内的容量控制系统A的概略结构的框图。在包括该控制装置350的容量控制系统A中，由于其大部分结构与之前的实施方式的容量控制系统A重复，因此，此处仅对与之前的实施方式的容量控制系统A不同的部分进行说明。

包括控制装置350的容量控制系统A所包含的目标吸入压力设定单元351基于由蒸发器目标温度设定单元401设定好的蒸发器目标出口空气温度Tes与由蒸发器温度传感器402实际检测出的蒸发器出口空气温度Te的偏差，设定作为控制目标的目标吸入压力Pss。

同样，包括控制装置350的容量控制系统A所包含的控制信号计算单元352利用规定的计算式，根据目标吸入压力Pss、由排出压力计算单元421计算出的排出压力Pd，计算向螺线管315的通电量。

以下，对上述容量控制系统A的动作(使用方法)进行说明。

图13是表示控制装置350的吸入压力控制动作、即控制装置350执行的程序的流程图。

该程序例如在车辆的发动机钥匙成为打开状态时起动，首先设定初始条件(S100)。

接下来，读入由排出压力计算单元421计算出的排出压力Pd(S101)。

然后，判定标记F1是否为0(S102)。由于初始条件中F1＝0，因此S102的判定结果为“是”。因此，计时器启动(S103)，标记F1设定为1(S104)。

接下来，在目标吸入压力设定程序S105中，设定作为控制对象的目标吸入压力Pss。之后，基于该目标吸入压力Pss和由排出压力计算单元421计算出的排出压力Pd，计算向螺线管单元315的通电量、即控制电流I(S106)。控制电流I使用式(6)计算。另外，向式(6)中的Ps代入目标吸入压力Pss。

比较判定通过该计算得到的控制电流I是否在预先设定好的下限值I1以上(S107)。若判定结果为“否”，则读入下限值I1作为控制电流I(S108)，该控制电流I作为控制电流输出至螺线管单元315(S109)。

另一方面，若S107的判定结果为“是”，则比较判定通过计算得到的控制电流I是否在预先设定好的上限值I2以下(S110)。上限值I2比下限值I1大。若判定结果为“否”，则读入上限值I2作为控制电流I(S111)，该控制电流I作为控制电流输出至螺线管单元315(S109)。

因此，若S107和S110的判定的结果为I1≤I≤I2，则原样输出在S106中计算出的控制电流I。

另外，在第二次的流程中，由于F1＝1，因此S102的判定结果为“否”，判定计时器的经过时间是否到达规定时间t1(S112)。若判定结果为“是”，即计时器的经过时间未到达规定时间t1，则基于上次设定好的目标吸入压Pss与这次的排出压力Pd，计算向螺线管单元315的控制电流I(S106)。在S106以后，与第一次相同，进行S107～S111的处理。

另一方面，若S112的判定结果为“否”，即计时器的经过时间到达规定时间t1，则将计时器复位(S113)，使标记F1成为0(S114)。

即，在控制装置350的吸入压力控制中，读入为始终维持目标吸入压Pss的排出压力Pd，与该变动的排出压力Pd相应地调整向螺线管单元315的控制电流I。目标吸入压Pss每隔规定时间t1更新。

接下来，使用图14，说明目标吸入压力设定程序S105。

首先，蒸发器目标温度设定单元401设定作为可变容量压缩机100的排出容量控制的目标的蒸发器出口空气温度Tes，读入蒸发器出口空气温度Tes(S200)。

接下来，读入由温度传感器402检测出的蒸发器出口空气温度Te(S201)，计算蒸发器目标出口空气温度Tes与实际的蒸发器出口空气温度Te的偏差ΔT(S202)。

然后，基于计算得到的偏差ΔT，利用规定的计算式、例如PI控制用的规定的计算式来计算目标吸入压力Pss(S203)。

比较判定通过该计算得到的目标吸入压力Pss是否在预先设定好的下限值Ps1以上(S204)。若判定结果为“否”，则下限值Ps1作为目标吸入压力Pss被读入(S205)。若S204的判定结果为“是”，则比较判定通过计算得到的目标吸入压力Pss是否为预先设定好的上限值Ps2以下(S206)。上限值Ps2比下限值Ps1大。若判定结果为“否”，则上限值Ps2作为目标吸入压力Pss被读入(S207)。若S204和S206的判定的结果为Ps1≤Pss≤Ps2，则在S203中的计算值原样作为目标吸入压力Pss被读入。

这样，在包含本实施方式所涉及的控制装置350的空调控制中，基于偏差ΔT设定目标吸入压力Pss，控制排出容量使得蒸发器出口空气温度Te接近蒸发器目标出口空气温度Tes。另外，蒸发器目标出口空气温度Tes根据车厢内的空调状态而适当变更。

另外，如果知道外部气体湿度、制冷循环10的高压区域的压力或者相当于其的温度、制冷循环10的低压区域的压力或者相当于其的温度、日照量、空调装置的各种设定(蒸发器送风量设定、内外气体切换门位置设定、车内温度设定、吹出口位置设定、混风门位置设定)、车内湿度、蒸发器入口空气温度及湿度、车厢内各部表面温度等，则可以提高热负载的推定精度。因此，比较理想的是使用外部气体湿度传感器和车厢内湿度传感器等热负载检测单元。

在上述的实施方式中，通过对由吸入压力推定单元423推定出的吸入压力Ps、将目标吸入压力Pss作为基准而设定的上限阈值PssH及下限阈值PssL进行比较，判定可变容量压缩机100是处于以最大排出容量运转的状态；还是以被控制的排出容量运转的状态；但也可以通过对推定出的吸入压力Ps与目标吸入压力Pss进行比较来判定运转状态。另外，设定将目标吸入压力Pss作为基准的2个上限阈值PssH及下限阈值PssL，但也可以仅设定1个阈值，基于推定出的吸入压力Ps和设定好的阈值来判定运转状态。即，也可以基于由吸入压力推定单元423推定出的吸入压力Ps与目标吸入压力Pss来判定运转状态。

在上述的实施方式中，表示的是可变容量压缩机100是无离合器压缩机的情况，但也可以是安装有电磁离合器的可变容量压缩机。

另外，在上述的实施方式中，表示的是可变容量压缩机100是斜板式的往复运动压缩机的情况，但也可以使用摆动板式的可变容量压缩机，也可以使用内置有电动机的封闭式可变容量压缩机。

并且，在上述的实施方式的可变容量压缩机100中，作为为提高曲柄室105内的压力而限制流量的抽气通路162的节流阀构件，采用形成于阀板103的固定孔口103c，但节流阀构件不限于此。作为节流阀构件，例如也可以采用可变的节流阀或阀来限制流量。

并且，在上述容量控制系统A中，容量控制阀200、300被配置于连接排出室142与曲柄室105之间的供气通路160，但在可变容量压缩机100为斜板式或者摆动板式的情况下，也可以不将容量控制阀200(300)配置于供气通路160，而将容量控制阀200、300配置于连接曲柄室105与吸入室140之间的抽气通路162中。即，不限定于控制供气通路160开度的入口控制，还可以是控制抽气通路162开度的出口控制。

并且，上述容量控制系统A也可以适用于涡旋式或叶片式的可变容量压缩机。即，使用阀芯受排出压力、吸入压力及螺线管的电磁力作用的容量控制阀，若用于使排出容量变化的控制压力(在往复式压缩机时为曲柄室的压力)能根据容量控制阀的阀开度而变化，则可以将容量控制系统A适用在所有可变容量压缩机。

并且，本发明所涉及的可变容量压缩机的容量控制系统A除车用空调系统以外还可以适用于室内用空调系统的制冷循环等各种制冷循环。容量控制系统A不仅可以适用于将R134a或二氧化碳作为制冷剂的制冷循环，可以适用于使用R134a或二氧化碳以外的新制冷剂的制冷循环。

Claims (25)

1.一种可变容量压缩机的容量控制系统，所述可变容量压缩机为构成空调系统的制冷循环而与散热器、膨胀器及蒸发器一起夹插于供制冷剂循环的循环路，容量基于控制压力的变化而变化，

是以所述制冷循环的排出压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为排出压力，并且以所述制冷循环的吸入压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为吸入压力，

包括：容量控制阀，所述容量控制阀可以通过使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量；

外部信息检测单元，所述外部信息检测单元用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息；以及

目标吸入压力设定单元，所述目标吸入压力设定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力，

使所述控制压力变化来调整从所述可变容量压缩机排出的制冷剂的排出容量，以使所述吸入压力区域的压力成为所述目标吸入压力，

所述可变容量压缩机的容量控制系统的特征在于，

包括：吸入压力推定单元，所述吸入压力推定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，推定在所述可变容量压缩机以最大排出容量动作的状态下的所述吸入压力区域的压力；以及

排出容量判定单元，所述排出容量判定单元基于由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力和由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力，判定所述可变容量压缩机是在以最大排出容量动作，还是所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作。

2.如权利要求1所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述排出容量判定单元对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力进行比较，

在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力高于由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力时，判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作；

在由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力低于由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力时，判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作。

3.如权利要求1所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述目标吸入压力设定单元将所述目标吸入压力作为基准来设定阈值，

所述排出容量判定单元对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定好的阈值进行比较，

在所述吸入压力区域的压力高于所述阈值时，判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作；

在所述吸入压力区域的压力低于所述阈值时，判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作。

4.如权利要求1所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述目标吸入压力设定单元将所述目标吸入压力作为基准来设定上限阈值及下限阈值，

所述排出容量判定单元对由所述吸入压力推定单元推定出的所述吸入压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定好的所述上限阈值及下限阈值进行比较，

在所述吸入压力区域的压力高于所述上限阈值时，判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作；

在所述吸入压力区域的压力低于所述下限阈值时，判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作。

5.如权利要求4所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

在所述吸入压力区域的压力处于所述上限阈值与所述下限阈值之间的状况下，

在所述吸入压力区域的压力为设定于所述上限阈值与所述下限阈值之间的判定值以上时，所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作；

在所述吸入压力区域的压力不到所述判定值时，所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作。

6.如权利要求5所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

根据外部信息使所述判定值可变更，所述外部信息由检测车速的作为所述外部信息检测单元的车速检测单元和/或检测相当于所述可变容量压缩机的转速的物理量的作为所述外部信息检测单元的转速检测单元检测。

7.如权利要求5所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

根据外部信息使所述判定值可变更，所述外部信息由作为所述外部信息检测单元的热负载检测单元检测。

8.如权利要求1至7中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述吸入压力推定单元基于外部信息来推定所述吸入压力区域的压力，所述外部信息由计算所述可变容量压缩机的排出压力区域的压力的作为所述外部信息检测单元的排出压力计算单元、作为所述外部信息检测单元的热负载检测单元、检测相当于所述可变容量压缩机的转速的物理量的作为所述外部信息检测单元的所述转速检测单元检测。

9.如权利要求8所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述排出压力计算单元基于外部信息来计算所述排出压力区域的压力，所述外部信息由检测从所述可变容量压缩机的排出压力区域到制冷循环的膨胀器的高压区域的压力的压力检测单元检测。

10.如权利要求9所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

包括作为所述膨胀器的温度自动膨胀阀，并且包括基于由所述压力检测单元检测出的外部信息来计算所述蒸发器的出口区域的过热度的过热度计算单元，所述吸入压力推定单元基于由所述过热度计算单元计算出的外部信息来推定所述吸入压力区域的压力。

11.如权利要求8或9所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

包括从所述蒸发器的出口区域检测所述可变容量压缩机的吸入压力区域的过热度的作为所述外部信息检测单元的过热度检测单元，所述吸入压力推定单元基于由所述过热度检测单元检测出的外部信息来推定所述吸入压力区域的压力。

12.如权利要求3至11中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

由所述目标吸入压力设定单元设定好的阈值、上限阈值或者下限阈值与成为阈值、上限阈值或者下限阈值的基准的所述目标吸入压力的压力差，基于该目标吸入压力而变化。

13.如权利要求1至12中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

包括计算所述可变容量压缩机的驱动负载的驱动负载计算单元，在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第一驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载；在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第二驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

14.如权利要求13所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述驱动负载计算单元的第一驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力、由所述吸入压力推定单元推定的所述吸入压力区域的压力作为变量。

15.如权利要求13或者14所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述驱动负载计算单元的第二驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力、由所述目标吸入压力设定单元设定的所述目标吸入压力作为变量。

16.如权利要求13至15中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述驱动负载计算单元的第二驱动负载计算式包含由所述排出压力计算单元计算的所述排出压力区域的压力与由所述目标吸入压力设定单元设定的所述目标吸入压力的压力差作为变量。

17.一种可变容量压缩机的容量控制系统，所述可变容量压缩机为构成空调系统的制冷循环而与散热器、膨胀器及蒸发器一起夹插于供制冷剂循环的循环路，容量基于控制压力的变化而变化，

包括：容量控制阀，所述容量控制阀以所述制冷循环的排出压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为排出压力，并且以所述制冷循环的吸入压力区域的任意部位的所述制冷剂的压力为吸入压力时，具有受到所述排出压力并且在与所述排出压力相对的方向受到所述吸入压力及螺线管的电磁力、可使阀孔打开关闭的阀芯，可以通过使所述阀孔打开关闭并使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量；

外部信息检测单元，所述外部信息检测单元用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息；以及

目标吸入压力设定单元，所述目标吸入压力设定单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力，

基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息来调整所述容量控制阀的开度，使所述控制压力变化，据此调整从所述可变容量压缩机排出的制冷剂的排出容量，

所述可变容量压缩机的容量控制系统的特征在于，包括：

排出压力计算单元，所述排出压力计算单元基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息来计算所述可变容量压缩机的排出压力区域的压力；

控制信号计算单元，所述控制信号计算单元基于由所述排出压力计算单元计算出的所述排出压力区域的压力及由所述目标吸入压力设定单元设定好的目标吸入压力来计算排出容量控制信号；

螺线管驱动单元，所述螺线管驱动单元基于由所述控制信号计算单元计算出的排出容量控制信号来向所述容量控制阀的螺线管提供电流；

排出容量判定单元，所述排出容量判定单元判定所述可变容量压缩机的排出容量；以及

驱动负载计算单元，所述驱动负载计算单元计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

18.如权利要求17所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以最大排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第一驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载；在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作时，所述驱动负载计算单元以第二驱动负载计算式计算所述可变容量压缩机的驱动负载。

19.如权利要求13至18中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述驱动负载计算单元将由计算得到的所述可变容量压缩机的驱动负载输出至车辆侧发动机控制装置。

20.如权利要求1至19中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，其特征在于，

所述可变容量压缩机包括：

外壳，所述外壳在内部划分形成有排出室、曲柄室、吸入室及缸膛；

活塞，所述活塞配设在所述缸膛；

驱动轴，所述驱动轴可旋转地被支承在所述外壳内；

变换机构，所述变换机构包含将所述驱动轴的旋转变换为所述活塞的往复运动的倾斜角度可变的斜板构件；

供气通路，所述供气通路将所述排出室和所述曲柄室连通；以及

抽气通路，所述抽气通路将所述吸入室和所述曲柄室连通，

所述容量控制阀夹插于所述供气通路及所述抽气通路中的一方。

21.一种显示装置，用于权利要求1至12中任一项所述的可变容量压缩机的容量控制系统，所述显示装置的特征在于，

在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作时，可作为视觉信息识别地显示节能工作状态。

22.一种显示装置，用于空调系统的制冷循环，所述制冷循环通过在供制冷剂循环的循环路中配置散热器、膨胀器及蒸发器，并且配置容量基于控制压力的变化而变化的可变容量压缩机而成，所述显示装置的特征在于，用于可变容量压缩机的容量控制系统，

所述容量控制系统包括：可通过使所述控制压力变化来调整所述可变容量压缩机的容量的容量控制阀；用于检测与所述制冷循环相关的1个以上的外部信息的外部信息检测单元；基于由所述外部信息检测单元检测出的外部信息，将所述吸入压力区域的压力作为控制对象来设定目标吸入压力的目标吸入压力设定单元；以及计算所述可变容量压缩机的驱动负载的驱动负载计算单元，

将来自所述驱动负载计算单元的驱动负载信号可作为视觉信息识别地显示。

23.如权利要求22所述的显示装置，其特征在于，

所述可变容量压缩机的容量控制系统包括判定可变容量压缩机的排出容量的排出容量判定单元。

24.如权利要求23所述的显示装置，其特征在于，

所述排出容量判定单元判定是所述可变容量压缩机以最大排出容量动作的状态，或者是所述可变容量压缩机以被控制的排出容量动作的状态。

25.如权利要求23或24所述的显示装置，其特征在于，

在所述排出容量判定单元判定为所述可变容量压缩机在以被控制的排出容量动作时，可作为视觉信息识别地显示节能工作状态。

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