CN111801496B - 压缩机的控制装置、用于该控制装置的电子控制阀以及包括该电子控制阀的电子压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制压缩机的操作的控制装置、用于该控制装置的电子控制阀以及包括该电子控制阀的压缩机。提供的是一种压缩机的控制装置，该控制装置包括：活塞，该活塞通过斜盘往复运动；曲轴箱，该曲轴箱用于容纳斜盘，其中，该斜盘安装成使得该斜盘相对于旋转轴的倾斜角度是可变的；排出室，经压缩的工作流体从该排出室排出；吸入室，该吸入室用于吸入待压缩的工作流体；第一连通通道，该第一连通通道用于将吸入室与曲轴箱连接；第二连通通道，该第二连通通道用于将排出室与曲轴箱连接；以及控制阀，该控制阀用于选择性地打开和关闭第一连通通道和第二连通通道，压缩机的控制装置还包括：吸入压力传感器，该吸入压力传感器用于测量吸入室的压力；阀控制单元，该阀控制单元用于基于由吸入压力传感器测得的值以及预设定的温度来确定目标吸入压力；以及阀操作单元，该阀操作单元用于控制控制阀的打开以实现由阀控制单元确定的目标吸入压力。

Description

压缩机的控制装置、用于该控制装置的电子控制阀以及包括该电子控制阀的电子压缩机

技术领域

本公开涉及用于控制压缩机的操作的控制装置、用于该控制装置的电子控制阀以及包括该控制装置和该电子控制阀的压缩机。

背景技术

通常，在车辆空调系统中设置有用于提供加热和冷却的制冷剂压缩循环装置。制冷剂压缩循环装置配备有压缩并循环制冷剂的压缩机。可变排量斜盘型压缩机被广泛使用。

可变排量斜盘型压缩机构造成使得活塞的冲程能够根据相对于壳体以可调角度旋转的斜盘的倾斜角度来调节。斜盘的倾斜角度可以通过曲轴箱中的压力与吸入室中的压力之间的差异来调节。即，当排出室中的高压制冷剂被引入到曲轴箱以增大曲轴箱的压力时，斜盘被布置成垂直于主轴线，由此减小了活塞的冲程。反之，当曲轴箱中的压力减小时，斜盘被布置成倾斜的并且活塞的冲程增大，以增加制冷剂的排出流量。

曲轴箱始终与吸入室连通，并且斜盘型压缩机设置有控制阀，该控制阀用于将曲轴箱与排出室连接以控制来自排出室的高压制冷剂的流量。根据控制阀的操作方法，控制阀分为机械控制阀和电子控制阀。机械控制阀在无外部控制的情况下通过吸入室、曲轴箱和排出室中的压力差异来操作。机械控制阀与所谓的“内部控制型可变压缩机”一起工作并且将蒸发器的出口温度控制成保持在1℃至2℃处。因此，存在下述缺点：温度控制的宽度较小并且需要用于开/关压缩机的单独的离合器。

另一方面，电子控制阀与所谓的“外部控制型可变压缩机”一起使用，并且电子控制阀中包括操作杆，该操作杆由电子致动器比如螺线管等驱动。操作杆根据螺线管的开/关来移动阀体，并且由此，不仅排出室、曲轴箱和吸入室可以选择性地连通，而且排出室、曲轴箱和吸入室的开度可以调节。因此，外部控制型可变压缩机可以将蒸发器的出口温度调节在1℃至12℃的范围内，使得既可以根据冷却载荷优化操作从而降低能耗，又可以在无离合器的情况下操作从而降低制造成本。

在此，在车辆空调系统中设置有用于控制电子控制阀的控制单元。控制单元考虑外部环境条件和由用户设定的室内温度来控制阀的开度，并由此改变活塞的冲程，使得室内空间可以保持在设定温度处。

近来，研究正致力于降低与诸如环境法规的加强、电动车辆的里程的限制等之类的问题相关的安装在车辆上的空调系统的功耗、特别是压缩机的功耗。

发明内容

技术问题

本发明的实施方式旨在克服现有技术的上述缺点并且旨在提供一种用于压缩机的控制装置，该控制装置可以根据压缩机的操作状态更精确地控制压缩机的操作。

本发明的实施方式是提供一种能够在上述控制装置中使用的电子控制阀。

本发明的实施方式是提供一种包括上述电子控制阀的压缩机。

技术方案

一个实施方式是一种压缩机的控制装置，该控制装置包括：活塞，该活塞通过斜盘往复运动；曲轴箱，该曲轴箱用于接纳斜盘，该斜盘安装成使得该斜盘相对于旋转轴的倾斜角度是可变的；排出室，经压缩的工作流体从该排出室排出；吸入室，该吸入室用于吸入待压缩的工作流体；第一连通通道，该第一连通通道用于将吸入室与曲轴箱连接；第二连通通道，该第二连通通道用于将排出室与曲轴箱连接；以及控制阀，该控制阀选择性地打开和关闭第一连通通道和第二连通通道。压缩机的控制装置包括：吸入压力传感器，该吸入压力传感器用于测量吸入室的压力；阀控制单元，该阀控制单元用于通过将由吸入压力传感器测得的吸入压力值与目标吸入压力进行比较来控制控制阀内的第一连通通道和第二连通通道的开度；以及阀驱动单元，该阀驱动单元用于操作致动器，该致动器将控制阀的阀体移动至来自阀控制单元的确定位置以实现目标吸入压力。

另一实施方式是一种控制阀，该控制阀包括：外壳，其中，在该外壳内形成有空间部分并且在该外壳的一个侧端部上设置有电子致动器；阀体，该阀体安装成在外壳内移动；第一通孔，第一通孔与外壳的空间部分以及供控制阀安装的压缩机的吸入室连通；第四通孔，第四通孔与外壳的空间部分以及供控制阀安装的压缩机的排出室连通；以及第二通孔和第三通孔，第二通孔和第三通孔与外壳的空间部分以及供控制阀安装的压缩机的曲轴箱连通。第二通孔和第三通孔在阀体沿着该阀体的纵向方向移动的同时选择性地打开和关闭。

另一实施方式是一种压缩机，该压缩机包括：上述控制阀；后部壳体，控制阀接纳在该后部壳体中，并且在该后部壳体中分别形成有吸入室和排出室；缸壳体，该缸壳体包括径向地形成在该缸壳体中的多个缸孔，并且该缸壳体联接至后部壳体；以及前部壳体，该前部壳体联接至缸壳体并且包括曲轴箱，其中，在该曲轴箱中布置有斜盘。将曲轴箱与吸入室连通的第一连通通道由缸壳体、后部壳体、第二通孔和第一通孔来限定。将曲轴箱与排出室连通的第二连通通道由缸壳体、后部壳体、第四通孔和第三通孔来限定。

有利效果

与斜盘的倾斜角度通过在始终将曲轴箱与吸入室连通的同时打开和关闭排出室与曲轴箱之间的流路来控制的现有技术相比，根据本发明的特征，通过凭借选择性地打开和关闭曲轴箱与吸入室之间的流路以及排出室与曲轴箱之间的流路来控制斜盘的倾斜角度，可以增加经压缩制冷剂的排出量，由此提高压缩机的效率。也就是说，由于直接控制吸入压力，因此即使曲轴箱的压力在压缩过程期间因制冷剂泄漏而增大，这也可以通过操作控制阀来克服。因此，可以去除或最小化孔口流路，该孔口流路是常的效率劣化的原因。

附图说明

图1是示出了应用了根据本发明的电子控制阀的实施方式的斜盘型压缩机的内部结构的横截面图；

图2是图1中示出的控制阀的放大横截面图；

图3是图2的阀体的一部分的放大横截面图；

图4是示出了在图2中示出的实施方式中第一连通通道被完全打开的状态的横截面图；

图5是示出了在图2中示出的实施方式中第一连通通道和第二连通通道的打开和关闭程度根据阀体的运动而变化的曲线图；

图6是示出了在图1中示出的实施方式中在使斜盘的倾斜角度增大的过程中吸入压力的变化和阀开度的变化的曲线图；

图7是示出了在图1中示出的实施方式中在使斜盘的倾斜角度减小的过程中吸入压力的变化和阀开度的变化的曲线图；

图8是示意地示出了用于控制图1中示出的压缩机的操作的控制装置的实施方式的构型的框图；

图9是示意地示出了用于控制图1中示出的压缩机的操作的控制装置的另一实施方式的构型的框图；以及

图10是示出了对图8中示出的控制装置中的吸入压力控制的过程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的电子控制阀的实施方式和根据本发明的包括该电子控制阀的斜盘型压缩机。

如图1中所示，中心孔11形成为穿过根据本发明的实施方式的斜盘型压缩机(在下文中称为“压缩机”)的缸壳体10的中央部。多个缸孔13形成为径向地包围中心孔11并穿过缸。活塞15安装成能够在缸孔13内移动，并且压缩位于缸孔13中的制冷剂。

同时，在缸壳体10的一个端部上安装有前部壳体20。前部壳体20与缸壳体10配合以在前部壳体20中形成曲轴箱21。

在缸壳体10的另一端部上、即在与供前部壳体20安装的侧部相反的侧部上安装有后部壳体30。吸入室31以与缸孔13选择性地连通的方式形成在后部壳体30中。在此，吸入室31用于将待压缩的制冷剂传输至缸孔13的内部。

在后部壳体30中形成有排出室33。排出室33形成在与后部壳体30的面向缸壳体10的表面的外部相对应的区域中。排出室33是在缸孔13中经压缩的制冷剂排出并暂时停留的位置。在后部壳体30的一个侧部上设置有控制阀100。控制阀100用于通过控制曲轴箱21与吸入室31之间的流路的开度以及排出室33与曲轴箱21之间的流路的开度来控制下面描述的斜盘48的角度。

另一方面，旋转轴40以可旋转的方式安装成穿过缸壳体10的中心孔11和前部壳体20的轴孔23。旋转轴40通过从发动机传递的驱动力而旋转。旋转轴40通过轴承42以可旋转的方式安装在缸壳体10中以及前部壳体20中。

另外，在曲轴箱21中设置有转子44。旋转轴40穿过转子44的中央部并且与转子44一体地旋转。在此，转子44固定地安装在旋转轴40上且呈大致盘状形状，并且铰接臂(未示出)从转子44的一个侧部突出。

斜盘48以铰接至转子44并一起旋转的方式安装在旋转轴40上。斜盘48安装成根据压缩机的排出量而具有相对于旋转轴40可变的角度。即，斜盘48处于和旋转轴40的纵向方向正交的状态与相对于旋转轴40以预定角度倾斜的状态之间。斜盘48的边缘通过滑靴(未示出)连接至活塞15。即，斜盘48的边缘通过滑靴连接至活塞15的连接部分17，使得活塞15通过斜盘48的旋转而在缸孔13中线性地往复运动。

同时，在转子44与斜盘48之间设置有提供弹性力的防倾斜弹簧(未示出)。防倾斜弹簧安装成包围旋转轴40的外表面，并且防倾斜弹簧在斜盘48的倾斜角度减小的方向上提供弹性力。斜盘限位件(stopper)58形成为从斜盘48的一个侧部突出。斜盘限位件58用于限制斜盘48相对于旋转轴40倾斜的程度。

此外，在旋转轴40的一个侧端部上安装有带轮组件60。带轮组件60安装成通过带从另一动力源比如车辆的发动机接收旋转力。另外，在带轮组件60上安装有离合器组件62。离合器组件62包括安装在带轮组件60内的线圈和芯62a、以及安装在带轮组件60的外部的盘状件62b。

在此，由于可以采用任何类型的公知的离合器组件，因此将省略对离合器组件的详细描述。在任何情况下，在离合器组件62中，盘状件62根据施加至线圈和芯62a的电流而都紧密接触，使得传递至带轮的旋转力由此也传递至旋转轴40。施加的电流越大，盘状件紧密接触的程度就越大，使得传递的旋转力被无损失地传递至旋转轴。如果电流较低，则传递的力的仅一部分被传递至旋转轴。因此，施加至旋转轴的驱动压缩机的转矩或力可以根据电流被施加的程度来控制。

当未向离合器施加电流时，仅带轮旋转并且旋转轴不旋转。因此，可以防止不必要的压缩机操作，这有助于提高效率。另外，当斜盘的倾斜角度增大并因此活塞的冲程增大时，所需的转矩也增大。当斜盘的倾斜角度减小并因此活塞的冲程减小时，所需的转矩也减小。因此，可以通过根据斜盘的倾斜角度适当地控制传递的转矩来使压缩机所消耗的力最小化。这导致了车辆的整体效率的提高。

同时，控制阀100接纳在形成于后部壳体30中的阀接纳部分34内。在阀接纳部分34中形成有第一内部流路至第四内部流路。第一内部流路至第四内部流路35a、35b、35c和35d分别连接至控制阀的稍后描述的第一通孔至第四通孔。

在此，第一通孔110c形成为将控制阀的内部与压缩机的吸入室连通。第二通孔110a1和第三通孔110a2形成为将控制阀的内部与压缩机的曲轴箱连通。第四通孔110b形成为将控制阀的内部与压缩机的排出室连通。另外，第一内部流路35a与吸入室31连通。第四内部流路35d与排出室33连通。第二内部流路35b和第三内部流路35c连接至曲轴箱21，并且第二内部流路35b和第三内部流路35c直到第二内部流路35b和第三内部流路35c到达曲轴箱才彼此连接。

通向曲轴箱21—第二内部流路35b—第二通孔—控制阀外壳—第一通孔—第一内部流路35a—吸入室31的通道被定义为第一连通通道P1。通向排出室33—第四内部流路35d—第四通孔—控制阀外壳—第三通孔—第三内部流路35c—曲轴箱21的通道被定义为第二连通通道P2。第一连通通道P1和第二连通通道P2各自由图1中的箭头指示，并且制冷剂由于吸入室、曲轴箱与排出室之间的压力差异而始终沿由箭头指示的方向流动。多个O形环布置在控制阀的外周表面上并且阻止制冷剂在控制阀外壳与阀接纳部分34的内壁之间的泄漏。

在图1中，第二内部流路和第三内部流路直到第二内部流路和第三内部流路到达曲轴箱才彼此重叠。然而，在一些情况下，可以考虑的是，第二内部流路和第三内部流路在后部壳体内或在缸壳体内一体化成一个内部流路并然后延伸至曲轴箱。

当第一连通通道打开时，曲轴箱和吸入室彼此连通，然后曲轴箱的压力减小，由此增大了斜盘的倾斜角度。因此，增大了活塞的冲程。相反，当第二连通通道打开时，曲轴箱和排出室彼此连通，然后曲轴箱的压力增大，由此减小了斜盘的倾斜角度。因此，减小了活塞的冲程。

将参照图2和图3详细描述控制阀100。参照图2，控制阀100包括筒形的外壳110，该外壳110的直径朝向图2的底部减小。在外壳110的外周表面上形成有多个凹槽。前述的O形环102各自配装到各凹槽中。如上所述，O形环安装成防止制冷剂泄漏到控制阀的外壳与阀接纳部分34的内壁之间的间隙中。

在外壳110内形成有空间部分。根据阀的操作状态，位于吸入室、曲轴箱和排出室中的制冷剂被选择性地引入到空间部分中。具体地，与曲轴箱21连通的第二通孔110a1和第三通孔110a2大致布置在外壳110的中央部中。与吸入室31连通的第一通孔110c布置在第二通孔110a1和第三通孔110a2上方。与排出室33连通的第四通孔110b布置在外壳110的最下端部处。

在此，多个第一通孔至第三通孔径向地布置在外壳110的侧部上，并且第四通孔与第一通孔至第三通孔的不同之处在于，第四通孔形成在外壳110的下端部分中。这种形式提供了能够减小外壳110的长度的优点。当空间不太受限时，第四通孔可以以与其他通孔的形式相同的形式布置。过滤器112安装在第四通孔110b中以阻止保持在排出室内的异物与制冷剂一起被引入。

在外壳110上安装有电磁致动器(未示出)。该电磁致动器产生根据通过连接器108施加的电流的大小而变化的电磁力。该电磁力使随后描述的阀体移动。然而，本发明中的电子致动器的形式不必限于所说明的形式。还可以考虑利用能够通过施加电压来控制运动的任何器件例如压电元件等或通过施加旋转磁场来控制运动的器件例如步进致动器的示例。另外，还设置了弹性器件，该弹性器件与电磁致动器一起向参照图2的阀体施加向上的力。该弹性器件的操作将在稍后描述。

阀体120具有大致筒形的形状，该阀体120布置成能够与外壳110的内表面接触地上下移动。另外，在阀体120的底表面上形成有直径较小的针状部122。阀体120面向前述的第二通孔110a1并且根据在面向前述的第二通孔110a1时的面向位置来控制第二通孔的开度。针状部122面向第三通孔110a2并且根据在面向第三通孔110a2时的面向位置来控制第三通孔的开度。

在针状部122的最下端部上形成有渐缩表面122a。因此，随着针状部的渐缩表面122a向上靠近第三通孔，第三通孔的开度在继关闭之后开始打开时以相对慢的速度增大，并且随着运动的进行而更快速地增大。这不仅防止了在控制开度的早期阶段因开度的快速增大而产生的脉动，而且允许对开度进行更精确的控制。同样，在阀体120的上表面上也形成有渐缩表面124。因此，也可以更精确地控制第二通孔的开度。

在此，无论阀体120的位置如何，第一通孔和第四通孔始终保持处于打开状态。然而，第二通孔和第三通孔的开度根据阀体120的位置而变化。这将在稍后描述。

另一方面，阀体120在未向电磁致动器施加电流的状态下通过前述弹性装置的弹性力而处于参照图2已经尽可能向上移动的状态。在此状态下，曲轴箱21的内部压力Pc与排出室33的排出压力Pd几乎相同。当向电磁致动器施加电流时，阀体120向下移动，使得第二通孔和第三通孔的开度改变。

具体地，随着阀体从最上端部向下端部移动，第二通孔的开度增大，并且第三通孔的开度减小。因此，第一连通通道被进一步打开，并且第二连通通道被关闭。在此，外壳110的内部空间形成为具有不同的内径以便与针状部和阀体的直径相匹配，由此具有阶梯状部分。因此，如图2中所示，在阀体120与阶梯状部分之间形成有空间104，并且一部分制冷剂和油被捕获在该空间104中。这一部分制冷剂和油用作阻碍阀体移动的阻力，使得响应性降低并且致动器需要具有更大的操作力。

因此，如图3中所示，还形成有下述内部流路：该内部流路具有形成在阀体120的下部部分中的入口127(参见图2和图3)和形成在阀体的侧部上的出口126。该内部流路用于将收集于空间104中的制冷剂和油传输至外壳中的另一空间，由此通过将收集于空间104中的制冷剂和油传输至外壳中的另一空间来减小与阀体的运动相关联的阻力。该内部流路可以进一步形成在外壳110中。

如上所述，图4示出了向控制阀施加电流并且阀体下降由此打开第二通孔且关闭第三通孔的状态。在图4的状态下，第一连通通道P1被打开以增大活塞的冲程。即，当阀体120自顶部移动至底部时，第三通孔被关闭并且第二通孔被打开。参照图5，水平轴线表示阀体的移动距离，并且垂直轴线表示第一连通通道和第二连通通道的开度。

曲线图的左侧区域示出了第二连通通道P2随着阀体向下移动而逐渐关闭。该曲线图的右侧区域示出了第一连通通道P1随着阀体向下移动而逐渐打开。在靠近原点的区域中，出现第一连通通道的打开和关闭与第二连通通道的打开和关闭颠倒的部分。应当指出的是，不存在两个连通通道同时打开的部分。

如果存在两个连通通道同时打开的部分，则从排出室引入到曲轴箱中的制冷剂实际上流动到吸入室中而没有对斜盘的倾斜角度的调节作出贡献，从而使得损失大大增加。因此，在本实施方式中，这种损失可以通过消除第一连通通道和第二连通通道同时打开的部分而被最小化。

另外，在本实施方式中，控制阀在标记为“控制部分”的部分中操作，而不是在图5中所示的所有部分中被利用。大多数控制部分布置在控制P1的打开和关闭的部分中。控制阀和压缩机的控制方法将在稍后描述。

图6是示出了在使活塞的冲程增大的过程中吸入压力的变化和阀开度的变化的曲线图。当因用户的选择或其他原因而增加冷却载荷时，活塞的冲程应当如上面所描述的那样增大。为此，控制单元确定吸入压力——在该吸入压力处，可以获得相应的冲程——并将该吸入压力设定为目标吸入压力。替代性地，设定的吸入压力值可以通过包括于车辆空调器中的更高级的控制单元来减小并且被传送至压缩机控制单元。

关于目标吸入压力值的信息也可以通过一占空比(duty cycle)的PWM电压信号、由PWM占空比产生的电流、或数字总线比如LIN或CAN通信来传送。此外，这是说明性的并且不一定意在为限制性的。

设定的吸入压力值在图6中由虚线指示。在当控制开始时的时间点处、即当设定值变为更低的值时，根据控制单元的指令向电磁致动器施加电流或增大电流，并且因此，第一连通通道的开度瞬时增大。

因此，所测得的吸入压力减小。然而，由于物理限制，测量值实际上不能跟随设定的值，而是以一定程度的时间延迟跟随设定值。另外，吸入压力由于制冷剂的流动特性而会暂时低于目标值，并且阀体反复地上下移动。最后，吸入压力收敛至目标值。

图7是示出了在使活塞的冲程减小的过程中吸入压力的变化和阀开度的变化的曲线图。当因用户的选择或其他原因而减少冷却载荷时，活塞的冲程应当如上面所描述的那样减小。为此，控制单元确定吸入压力——在该吸入压力处，可以获得相应的冲程——并将该吸入压力设定为目标吸入压力。替代性地，设定的吸入压力值可以通过包括于车辆空调器中的更高级的控制单元来增大并且被传送至压缩机控制单元。设定的吸入压力值在图7中由虚线指示。在当控制开始时的时间点处、即当设定值变为更高的值时，根据控制单元的指令将向电磁致动器施加的电流减小或中断，并且因此，第一连通通道被关闭并且第二连通通道被打开。在图7中，阀开度曲线的负值部分指的是第一连通通道被关闭且第二连通通道被打开。

然而，如果保持上述状态，则曲轴箱的压力变得与排出压力相等，并且因此，压缩机的操作停止。因此，当吸入压力达到目标值时，再次向致动器施加电流或增大电流以得到适当的开度。即使在此情况下，阀的开度也表现出在基于目标值重复地增大和减小时最终收敛至目标值的行为。

在过去，形成有单独的孔口流路以便减轻在压缩过程期间由于制冷剂在缸与活塞之间泄漏而导致的曲轴箱的压力升高，该孔口流路已经作用为效率劣化的原因。然而，在本实施方式中，由于可以按照期望的那样控制吸入压力，因此可以将上面描述的孔口流路去掉或最小化，以使效率的降低最小化。

另外，由于控制部分主要偏重于控制第一连通通道的开度，所以用于将排出压力诱导至曲轴箱的部分被最小化。换言之，由于用于调节斜盘的倾斜角度的已被压缩的制冷剂的量被最小化，因此可以预期效率的额外增加。

图8是示意性示出了车辆空调器的具有上述用于控制压缩机的控制装置的控制系统的框图。参照图8，空调器的控制单元200包括：设定温度输入单元201，该设定温度输入单元201由用户设定期望温度；外部空气温度传感器202，该外部空气温度传感器202测量外部空气的温度；蒸发器出口温度传感器203，该蒸发器出口温度传感器203设置在空调器中并在冷却循环期间测量蒸发器的出口温度；内部空气温度传感器204，该内部空气温度传感器204测量车辆的室内温度；以及日射传感器205，该日射传感器205通过直射的阳光来测量载荷。控制单元200基于由上述部件测量或输入的因素来控制空调器的操作。

另外，控制单元200还包括空调器门驱动单元210，该空调器门驱动单元210控制致动器马达222以便操作设置在空调器系统220内的温度控制门。因此，控制单元200基于上述输入值和各种测量值来控制设置在空调器中的温度控制门并且将车辆内部的温度保持在输入设定温度处。另外，控制单元200配置成经由有线和无线通信器件进行通信，以便发送和接收来自安装在车辆中的发动机控制单元300的信号。

发动机控制单元300连接至发动机310并且连接有踏板传感器312，该踏板传感器312测量加速器踏板被压下的程度。发动机控制单元300根据由踏板传感器测量并产生的信号来控制发动机的操作。在此过程期间由发动机产生的热可以用于通过冷却剂循环回路(未示出)控制室内温度。

另一方面，如上面所描述的用于控制压缩机的压缩机控制装置400可以与空调器控制单元200分开地设置。压缩机控制装置400构造成连接至空调器控制单元200和发动机控制单元300以便与彼此发送和接收信号。压缩机控制装置400基于由各个控制单元提供的测量值来控制压缩机的操作。

具体地，压缩机控制单元400包括：阀控制单元410，用于控制通过压缩机排出的制冷剂的吸入压力；离合器控制单元420，用于控制设置在压缩机中的离合器的操作；压缩机转矩管理单元430，用于控制通过离合器传递至压缩机的转矩；以及异常检测单元440，用于检查压缩机的操作状态。

此外，压缩机控制单元400还包括：阀驱动单元450，用于控制控制阀；以及离合器驱动单元460，用于基于由上述部件提供的信号来操作离合器。阀驱动单元450通过控制施加至设置在控制阀中的电磁致动器的电流来控制第一连通通道和第二连通通道的开度。离合器驱动单元460控制施加至设置在离合器组件中的线圈的电流使得电磁力可以在离合器组件中保持多达传递至压缩机的旋转轴40的转矩。

在此，阀驱动单元和离合器驱动单元考虑从设置在控制装置400中的各种控制单元和管理单元传送的各条信息来控制压缩机的操作。控制单元和管理单元中的每一者均基于通过使用设置在压缩机中的吸入压力传感器401和排出压力传感器402以及压缩机的速度和冲程传感器403而测得的值来控制压缩机的操作。

在此，通过传感器测得的值包括吸入压力和排出压力两者。然而，如上所述，吸入压力用于控制活塞的冲程。即，活塞的冲程是通过根据测得的吸入压力与目标吸入压力之间的差异改变第一连通通道的开度来控制的。

另外，压缩机控制装置可以安装在压缩机的壳体中，并且所设置的传感器中的每个传感器也可以直接安装在压缩机上。压缩机控制装置可以通过设置在车辆中的通信器件例如CAN或LIN总线等而连接至控制单元200或发动机控制单元300。

在一些情况下，如图9中所示，可以认为的是，阀控制单元410、压缩机转矩管理单元430、异常检测单元440和阀驱动单元450’形成空调器控制单元200的一部分，并且仅吸入压力传感器和冲程传感器布置在压缩机中。另外，在图8中所示的实施方式中，可以考虑必要时添加或排除离合器控制单元、压缩机转矩管理单元和异常检测单元的示例。

如上所述，阀控制单元410基于测得的吸入压力与目标吸入压力之间的差异来确定排出量、即活塞的冲程。阀驱动单元根据所确定的冲程来控制设置在控制阀中的电磁致动器的操作。在该过程期间，目标吸入压力由空调器控制单元200来确定并且基于传送至压缩机控制单元400的包括设定温度、外部空气温度等的信息来计算。图10是示出了通过阀控制单元来控制吸入压力的过程的流程图。

参照图10，控制开始于空调器控制单元，通过该空调器控制单元来测量内部空气温度Tp。在对测得的Tp是否与预定的设定温度Ts相同进行判定之后，如果测得的Tp与预定的设定温度Ts相同，则在经过预定时间之后再次测量内部空气温度。如果测得的Tp与Ts不相同，则确定需要对内部空气温度进行控制。

在此，对Tp与Ts之间的差异的原因进行判定。如果确定用户输入是原因，则将输入温度设定为新的Ts。如果即使不存在用户输入设定温度与室内空气温度之间仍存在差异，则确定差异是由外部原因引起的。

然后，对Tp和Ts进行比较。如果Tp大于Ts，则需要进行冷却。因此，将目标吸入压力Ps重设定为更低的值。如果Tp低于Ts，则需要减少压缩机的制冷剂排出量，这是因为过度地执行了冷却。因此，在此情况下，将目标Ps重设定为更高的值。

将由此重设定的目标Ps与实际Ps进行比较。当目标Ps大于实际测得的Ps时，必须将Ps控制成更高。因此，将控制阀控制成减小第一连通通道的开度。具体地，将阀体朝向图2的顶部移动。如果目标Ps小于实际的Ps，则必须将Ps控制成更低。因此，将控制阀控制成增大第一连通通道的开度。具体地，将阀体朝向图2的底部移动。

在对控制阀进行控制之后，再次测量实际的Ps并检查该Ps是否达到目标值。如果该Ps与目标值之间仍然存在差异，则重复该过程。如果Ps和目标值相同，则终止控制。

压缩机转矩管理单元基于吸入压力、排出压力、压缩机的操作速度和活塞的冲程信息来计算当前的压缩机转矩。在此情况下，可以通过以下等式来计算转矩。

将由此计算出的转矩值传送至发动机控制单元以针对压缩机转矩精确地控制发动机载荷。另外，可以使用该转矩值来控制离合器。即，由于可以基于该转矩值来控制向离合器施加的电流，因此根据压缩机转矩来控制离合器功耗。可以通过凭借压缩机转矩计算精确地控制发动机载荷来提高发动机效率，并且可以通过根据压缩机转矩控制向离合器施加的电流来降低离合器功耗。

同时，可以通过外部命令或以预定频率来操作异常检测单元，并且异常检测单元与转矩计算单元一样基于诸如吸入压力、排出压力、压缩机的操作速度和活塞的冲程等值来检测压缩机是否异常。在此，可以将所生成的数据传送至发动机控制单元并且在发动机的操作中使用。

基于各个数据，可以检查设置在压缩机中的离合器或控制阀中是否存在异常。当作为检查的结果检测出问题时，异常检测单元将相应部件的异常传送至发动机控制单元或车辆的另一控制单元，使得用户可以采取适当的动作。

尽管已经通过示例的方式在上文描述了本发明的优选实施方式，但是本发明的范围不限于这些特定实施方式，而是可以在权利要求书中所述的范围内进行适当改变。例如，吸入压力传感器401可以布置在下述各项中的任一者中：压缩机的吸入室；蒸发器的出口端部；以及位于蒸发器与压缩机之间的制冷剂管。另外，目标吸入压力不仅可以由用于车辆空调器的控制单元200来确定，而且可以由压缩机控制单元400来确定。

另外，上述实施方式中描述的致动器不限于螺线管致动器。致动器可以例如由步进致动器、直流致动器或压电致动器来代替。

Claims (8)

1.一种控制阀，包括：

外壳，其中，在所述外壳内形成有空间部分并且在所述外壳的一个侧端部上设置有电子致动器；

阀体，所述阀体安装成在所述外壳内移动；

第一通孔，所述第一通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的压缩机的吸入室连通；

第二通孔和第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的所述压缩机的曲轴箱连通；以及

第四通孔，所述第四通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的所述压缩机的排出室连通，

其中，所述第二通孔和所述第三通孔在所述阀体沿着所述阀体的纵向方向移动的同时选择性地打开和关闭，

其中，所述空间部分包括大直径部分和小直径部分，所述大直径部分具有相对大的内径，所述小直径部分具有相对小的内径，并且其中，相对邻近于所述第一通孔布置的所述第二通孔布置在所述大直径部分中，

其中，所述阀体包括阶梯状部分，所述阶梯状部分面向所述大直径部分与所述小直径部分之间的界面，并且其中，还形成有内部流路，所述内部流路从所述阶梯状部分延伸至所述阀体的外表面。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其中，所述第一通孔和所述第四通孔不论所述阀体的位置如何都保持处于打开状态。

3.根据权利要求2所述的控制阀，还包括至少一个过滤器，所述至少一个过滤器安装在所述第一通孔和所述第四通孔中的至少任一者中。

4.根据权利要求1所述的控制阀，其中，相对邻近于所述第四通孔布置的所述第三通孔布置在所述小直径部分中。

5.根据权利要求1所述的控制阀，其中，当所述第三通孔被至少部分地打开时，所述第二通孔保持处于完全关闭状态。

6.一种控制阀，包括：

外壳，其中，在所述外壳内形成有空间部分并且在所述外壳的一个侧端部上设置有电子致动器；

阀体，所述阀体安装成在所述外壳内移动；

第一通孔，所述第一通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的压缩机的吸入室连通；

第二通孔和第三通孔，所述第二通孔和所述第三通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的所述压缩机的曲轴箱连通；以及

第四通孔，所述第四通孔与所述外壳的所述空间部分以及供所述阀体安装的所述压缩机的排出室连通，

其中，所述第二通孔和所述第三通孔在所述阀体沿着所述阀体的纵向方向移动的同时选择性地打开和关闭，

其中，所述空间部分包括大直径部分和小直径部分，所述大直径部分具有相对大的内径，所述小直径部分具有相对小的内径，并且其中，相对邻近于所述第一通孔布置的所述第二通孔布置在所述大直径部分中，

其中，所述阀体在面向所述第二通孔或所述第三通孔的表面上包括渐缩表面。

7.一种压缩机，包括：

根据权利要求1至6中的任一项所述的控制阀；

后部壳体，所述控制阀接纳在所述后部壳体中，并且在所述后部壳体中分别形成有吸入室和排出室；

缸壳体，所述缸壳体包括径向地形成在所述缸壳体中的多个缸孔，并且所述缸壳体联接至所述后部壳体；以及

前部壳体，所述前部壳体联接至所述缸壳体并且包括曲轴箱，其中，在所述曲轴箱中布置有斜盘，

其中，将所述吸入室与所述曲轴箱连通的第一连通通道由所述缸壳体、所述后部壳体、第二通孔和第一通孔来限定，

并且，将所述排出室与所述曲轴箱连通的第二连通通道由所述缸壳体、所述后部壳体、第四通孔和第三通孔来限定。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述第一连通通道和所述第二连通通道分开地形成并且不具有重叠部分。

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