DE112009001913T5

DE112009001913T5 - Steuersystem für einen Verdichter mit variabler Verdrängung

Info

Publication number: DE112009001913T5
Application number: DE112009001913T
Authority: DE
Inventors: Yukihiko Taguchi
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2008-08-06
Filing date: 2009-08-05
Publication date: 2012-01-26
Also published as: JP2010038062A; DE112009001913A5; WO2010016517A1

Abstract

Ein Steuersystem (A) für einen Verdichter mit variabler Verdrängung hat eine erste Steuervorrichtung (400A) zum Festlegen eines Sollwerts für eine Steuervariable zumindest gemäß einem Teil von externen Informationen, eine zweite Steuervorrichtung (400B) zum Berechnen einer Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariable und eine dritte Steuervorrichtung (400C), die separat von der ersten Steuervorrichtung (400A) vorgesehen ist. Die dritte Steuervorrichtung (400C) korrigiert die Standardstellvariable gemäß einer charakteristischen Änderung zumindest des Verdichters (100) mit variabler Verdrängung oder eines Verdrängungssteuerventils (200), und reguliert einen Antriebsstrom, der einer Spule (254) einer Solenoideinheit zugeführt wird, gemäß der korrigierten Stellvariable.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für einen Verdichter mit variabler Verdrängung, der bei einem Klimaanlagensystem angewendet wird.
Ein reziprokierender Verdichter mit variabler Verdichtung, der zum Beispiel bei einem Fahrzeugklimaanlagensystem verwendet wird, hat ein Gehäuse mit einer Auslasskammer, einer Saugkammer, einer Kurbelkammer und Zylinderbohrungen, die darin definiert sind. Eine Antriebswelle, die sich durch die Kurbelwelle hindurch erstreckt, ist derart an eine Taumelscheibe gekoppelt, dass die Taumelscheibe relativ zu der Antriebswelle neigbar ist. Ein Wandlermechanismus einschließlich der Taumelscheibe wandelt eine Drehung der Antriebswelle zu einer reziprokierenden Bewegung von Kolben um, die in den verschiedenen Zylinderbohrungen aufgenommen sind. Die reziprokierende Bewegung von jedem Kolben bewirkt, dass eine Reihe von Prozessen stattfindet, wobei die Prozesse einen Saugprozess, bei dem ein Arbeitsfluid aus der Saugkammer in die entsprechende Zylinderbohrung eingeführt wird, einen Verdichtungsprozess, bei dem das eingeführte Arbeitsfluid verdichtet wird, und einen Auslassprozess aufweisen, bei dem das verdichtete Arbeitsfluid zu der Auslasskammer ausgelassen wird.
Die Hublänge der einzelnen Kolben, d. h. die Verdrängungskapazität des Verdichters, kann durch Ändern des Drucks (Steuerdrucks) in der Kurbelkammer verändert werden. Um die Auslassverdrängung zu steuern, ist ein Verdrängungssteuerventil in einem Zugangskanal eingefügt, der die Auslasskammer mit der Kurbelkammer verbindet, und eine Verengung ist in einem Auslaufkanal ausgebildet, der die Kurbelkammer mit der Saugkammer verbindet.
Das Verdrängungssteuerventil, das zum Beispiel in der Patentdruckschrift 1 offenbart ist, hat ein Druckfühlerelement, das darin eingebaut ist, um den Saugdruck zu erfassen. Bei dem Verdichter mit variabler Verdrängung, der dieses Verdrängungssteuerventil verwendet, wird der erfasste Saugdruck zum Durchführen einer Regelung der Auslassverdrängung verwendet. Insbesondere ist das Druckfühlerelement zum Beispiel durch einen Balg gebildet, und wenn sich der Saugdruck verringert, erweitert sich der Balg und vergrößert die Öffnung des Zugangskanals, um dadurch die Auslassverdrängung zu verringern.
Außerdem wird bei einem Verdrängungssteuerverfahren für einen Verdichter mit variabler Verdrängung, das in der Patentdruckschrift 2 offenbart ist, eine Verdrängungssteuerung derart durchgeführt, dass die Druckdifferenz zwischen zwei Drucküberwachungspunkten einem Sollwert angenähert wird.
Des Weiteren wird bei der Verdrängungssteuervorrichtung, die in der Patentdruckschrift 3 offenbart ist, eine Regelung der Auslassverdrängung derart durchgeführt, dass die Druckdifferenz (Differentialdruck) zwischen dem Druck (Auslassdruck) in der Auslasskammer und dem Druck in der Saugkammer einem Sollwert angenähert wird. Insbesondere ist die Steuervorrichtung der Patentdruckschrift 3 so konfiguriert, dass unter Verwendung des Differentialdrucks als eine Steuergröße die elektrische Stromstärke, die der Spule des Verdrängungssteuerventils zugeführt wird, geändert wird, um die Auslassverdrängung zu ändern. Wenn sich der Differentialdruck zum Beispiel verringert, wird die Steuervorrichtung zum Vergrößern der Auslassverdrängung so betätigt, dass sich der Differentialdruck einem vorbestimmten Wert annähern kann.
Wie bei dem Verdrängungssteuerverfahren, das in der Patentdruckschrift 2 offenbart ist, wird bei der Differentialdrucksteuerung, die durch die Verdrängungssteuervorrichtung der Patentdruckschrift 3 ausgeführt wird, angenommen, dass sie zu jener Steuerart gehört, bei der die Druckdifferenz zwischen zwei Drucküberwachungspunkten zum Annähern an einen Sollwert veranlasst wird. Somit können Verdrängungssteuervorrichtungen für Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß ihren Steuerschemata grob in zwei Arten klassifiziert werden, nämlich die Saugdrucksteuerart unter Verwendung des Saugdrucks als die Steuergröße, wie sie durch Patentdruckschrift 1 typisiert ist, und die Differentialdrucksteuerart unter Verwendung des Differentialdrucks als die Steuergröße, wie sie durch die Patentdruckschriften 2 und 3 typisiert ist.
Wenn jene Technik verwendet wird, die in einer der Patentdruckschriften 1 bis 3 offenbart ist, ist es erforderlich, dass eine bestimmte Steuervorrichtung ausschließlich für den Verdichter mit variabler Verdrängung vorgesehen werden soll. Eine derartige Steuervorrichtung für den Verdichter mit variabler Verdrängung ist üblicherweise in der Steuervorrichtung für das Klimaanlagensystem integriert.
Die Steuervorrichtung des Klimaanlagensystems legt einen Sollwert für eine Steuervariable bzw. Regelvariable gemäß externen Informationen fest, die von Sensoren und dergleichen erhalten werden. Dann reguliert die Steuervorrichtung des Verdichters mit variabler Verdrängung den Antriebsstrom, der durch die Spule hindurch strömt, so dass sich die Steuervariable dem Sollwert annähert.
DOKUMENTE AUS DEM STAND DER TECHNIK
Patentdruckschriften

Patentdruckschrift 1: JP 09 268 973 A
Patentdruckschrift 2: JP 2001 107854 A
Patentdruckschrift 3: JP 2001 132650 A

Im Allgemeinen unterliegen Verdichter mit variabler Verdrängung und Verdrängungssteuerventile individuellen Herstellungsabweichungen. Auch wenn ein identischer Sollwert (Steuerbefehlswert) von der Steuervorrichtung des Klimaanlagensystems in die Steuervorrichtung für den Verdichter mit variabler Verdrängung eingegeben wird, ändert sich somit schließlich die Steuervariable von Verdichter zu Verdichter. Die Saugdrucksteuercharakteristik ändert sich nämlich schließlich im Falle der Patentdruckschrift 1, und die Differentialdrucksteuercharakteristik ändert sich schließlich im Falle der Patentdruckschriften 2 und 3.
Je größer die Änderungen sind, umso größer ist das Maß, in dem sich der Steuerbereich möglicherweise von einem Verdichter mit variabler Verdrängung zu einem anderen ändern kann, mit dem Ergebnis, dass die erwartete Steuervariable nicht in der Nähe der oberen oder der unteren Grenze der Antriebsstromstärke erhalten werden kann, die eine Stellvariable ist.
Außerdem wird für Verdrängungssteuerventile derselben Spezifikation eine Referenzsteuercharakteristik üblicherweise als eine repräsentative Steuercharakteristik bestimmt, und sie wird als eine Funktion des Antriebsstroms im voraus in einem Steuerprogramm reflektiert, das durch die Steuervorrichtung für den Verdichter mit variabler Verdrängung ausgeführt wird. Mit herkömmlichen Steuerprogrammen tritt jedoch ein Problem auf, dass sich die Steuergenauigkeit verschlechtert, falls die Beziehung zwischen der Eingabe (Antriebsstrom) in das Verdrängungssteuerventil und der Abgabe (Saugdruck, Differentialdruck oder dergleichen) stark von der Referenzcharakteristik aufgrund von Herstellungsabweichungen abweicht.
Das Problem ist der Tatsache zuzuschreiben, dass der Verdichter mit variabler Verdrängung und das Verdrängungssteuerventil als gesteuerte Objekte von der Steuervorrichtung für den Verdichter mit variabler Verdrängung getrennt sind. Insbesondere tritt das vorstehend genannte Problem auf, da die Steuervorrichtung für den Verdichter mit variabler Verdrängung in der Steuervorrichtung für das Klimaanlagensystem eingebaut ist und somit nicht für die jeweiligen individuellen Verdichter mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil optimiert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend geschilderten Umstände geschaffen, und es ist ihre Aufgabe, ein Steuersystem vorzusehen, das eine einfache Konfiguration hat und noch so optimiert werden kann, dass es zu der charakteristischen Änderung eines Verdichters mit variabler Verdrängung oder eines Verdrängungssteuerventils passt und somit den Verdichter mit variabler Verdrängung durch das Verdrängungssteuerventil genau steuern kann.
Um die Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für einen Verdichter mit variabler Verdrängung vor, bei dem das Steuersystem eine Auslassverdrängung des Verdichters mit variabler Verdrängung durch ein elektromagnetisches Verdrängungssteuerventil steuert, das ein Ventilelement hat, auf das ein Druck eines Arbeitsfluids und eine Last von dessen Solenoideinheit aufgebracht werden, wobei das Steuersystem durch Folgendes gekennzeichnet ist: eine erste Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Sollwert für eine Steuervariable zumindest gemäß einem Teil von externen Informationen festlegt; eine zweite Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der gesteuerten Variable berechnet; und eine dritte Steuervorrichtung, die separat von der ersten Steuervorrichtung vorgesehen ist, wobei die dritte Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Standardstellvariable gemäß einer charakteristischen Änderung von zumindest dem Verdichter mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil korrigiert und einen Antriebsstrom, der einer Spule der Solenoideinheit zugeführt wird, gemäß der korrigierten Stellvariable reguliert (Anspruch 1).
Vorzugsweise ist die Stellvariable eine Stromstärke des Antriebsstroms (Anspruch 2).
Außerdem berechnet die zweite Steuervorrichtung vorzugsweise die Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariable und mindestens einem Teil der externen Informationen, und die zweite und dritte Steuervorrichtung sind miteinander integriert, um eine einzige Steuereinheit zu bilden (Anspruch 3).
Die Steuereinheit hat vorzugsweise ein Eingabeteil, durch das ein Signal, das die Stellvariable angibt, für eine Korrektur von der Außenseite in die dritte Steuervorrichtung eingegeben wird, wenn ein Korrekturbetrag zum Korrigieren der charakteristischen Änderung bestimmt wird (Anspruch 4).
Vorzugsweise ist die charakteristische Änderung eine Änderung der Beziehung zwischen der Stellvariable und dem Druck des Arbeitsfluids, die einer individuellen Differenz des Verdichters mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils zuzuschreiben ist (Anspruch 5).
Die erste Steuervorrichtung hat vorzugsweise eine Einrichtung zum Entscheiden einer Korrekturgröße. Die Einrichtung zum Entscheiden einer Korrekturgröße bestimmt eine Korrekturgröße zum Korrigieren der charakteristischen Änderung gemäß einem externen Betrieb und führt die bestimmte Korrekturgröße zu der dritten Steuervorrichtung zu (Anspruch 6).
Vorzugsweise ist die dritte Steuervorrichtung entweder an dem Verdichter mit variabler Verdrängung oder an dem Verdrängungssteuerventil befestigt (Anspruch 7).
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 1 sind die erste Steuervorrichtung zum Festlegen des Sollwerts der Steuervariable und die dritte Steuervorrichtung zum Regulieren des Antriebsstroms separat voneinander vorgesehen, und gemäß der charakteristischen Änderung von zumindest dem Verdichter mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil korrigiert die dritte Steuervorrichtung die Standardstellvariable, die durch die zweite Steuervorrichtung berechnet wird. Somit ist die dritte Steuervorrichtung dazu vorgesehen, die Funktion zum Korrigieren der Standardstellvariablen durchzuführen, wodurch die dritte Steuervorrichtung so optimiert werden kann, dass sie zu der charakteristischen Änderung passt. Diese Optimierung ist einfach, da die erste und die dritte Steuervorrichtung getrennt voneinander sind. Da die dritte Steuervorrichtung optimiert werden kann, kann das Steuersystem die Auslassverdrängung des Verdichters mit variabler Verdrängung genau steuern.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 2 wird die Stromstärke des Antriebsstroms als die Stellvariable korrigiert, und somit kann die Auslassverdrängung des Verdichters mit variabler Verdrängung mittels einer vereinfachten Konfiguration genau gesteuert werden.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 3 berechnet die zweite Steuervorrichtung die Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariablen und den externen Informationen. Dementsprechend kann der Antriebsstrom durch die dritte Steuervorrichtung ungeachtet der Art der Steuervariablen genau reguliert werden, die durch die erste Steuervorrichtung festgelegt wird.
Somit kann eine geeignete Steuervariable von verschiedenen Arten von physikalischen Größen ausgewählt und für die erste Steuervorrichtung festgelegt werden, und da die zweite und die dritte Steuervorrichtung miteinander integriert sind, kann die erste Steuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie einen breiteren Nutzen oder einen höheren Grad an Gemeinsamkeiten hat.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 4 wird die Stellvariable für die Korrektur von der Außenseite in die Steuereinheit eingegeben, wodurch es einfach ist, die Steuergröße zu bestimmen.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 5 wird die Stellvariable gemäß einer Änderung der Beziehung zwischen der Stellvariable und dem Druck des Arbeitsfluids korrigiert, die einer individuellen Differenz des Verdichters mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils zuzuschreiben ist. Eine derartige Änderung der Beziehung Stellvariable-zu-Arbeitsfluiddruck, die der individuellen Differenz des Verdichters mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils zuzuschreiben ist, übt einen starken Einfluss auf die Steuergenauigkeit aus, und demgemäß kann mit diesem Steuersystem die Steuergenauigkeit zuverlässig verbessert werden. Das Steuersystem kann nämlich veranlassen, dass sich die Steuervariable ihrem Sollwert mit hoher Genauigkeit annähert.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 6 bestimmt die Einrichtung zum Entscheiden einer Korrekturgröße der ersten Steuervorrichtung die Korrekturgröße und führt die bestimmte Korrekturgröße zu der dritten Steuervorrichtung zu. Auch nachdem das Steuersystem zum Beispiel in einem Motorfahrzeug installiert wurde, kann daher die Korrekturgröße bestimmt und mit Leichtigkeit eingegeben werden. Des Weiteren kann der Verdichter mit variabler Verdrängung in einfacher Weise hinsichtlich Fehlern inspiziert werden.
Bei dem Steuersystem gemäß Anspruch 7 ist die dritte Steuervorrichtung an dem Verdichter mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil befestigt. Wenn der Befestigungsvorgang in einer Fabrik durchgeführt wird, kann die Optimierung der dritten Steuervorrichtung außerdem mit Leichtigkeit in der Fabrik durchgeführt werden, wodurch eine große Stückzahl an dritten Steuervorrichtungen in einer kurzen Zeitperiode optimiert werden kann.
1 zeigt eine Längsschnittansicht eines Verdichters mit variabler Verdrängung, und sie stellt außerdem eine schematische Konfiguration eines Kühlzyklus eines Fahrzeugklimaanlagensystems dar, bei dem ein Steuersystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel angewendet wird;
2 stellt schematisch den Aufbau eines Verdrängungssteuerventils dar, das bei dem Kühlzyklus verwendet wird, der in der 1 gezeigt ist, und sie stellt außerdem dar, wie das Verdrängungssteuerventil in dem Verdichter angeschlossen wird;
3 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen einem Antriebsstrom, der dem Verdrängungssteuerventil des in der 1 gezeigten Kühlzyklus zugeführt wird, und einem Sollsaugdruck;
4 zeigt eine Blockdarstellung einer schematischen Konfiguration des Steuersystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
5 stellt schematisch den Aufbau einer dritten Steuervorrichtung bei dem Steuersystem gemäß der 4 dar;
6 zeigt eine Blockdarstellung einer schematischen Konfiguration einer Stromreguliereinrichtung der dritten Steuervorrichtung, die in der 4 gezeigt ist;
7 zeigt eine Blockdarstellung, die eine schematische Konfiguration eines Steuersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt;
8 zeigt eine Blockdarstellung, die eine schematische Konfiguration eines Steuersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt;
9 zeigt eine Abwandlung der dritten Steuervorrichtung, die in der 5 gezeigt ist;
10 stellt schematisch den Aufbau einer Abwandlung des Verdrängungssteuerventils dar, und sie zeigt außerdem, wie das Verdrängungssteuerventil in dem Verdichter angeschlossen wird; und
11 zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Antriebsstrom, der dem Verdrängungssteuerventil gemäß der 10 zugeführt wird, und einem Differentialdruck Pd – Ps.
Zuerst wird ein Steuersystem A für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die 1 zeigt einen Kühlkreislauf 10 eines Fahrzeugklimaanlagensystems, auf das das Steuersystem A angewendet wird. Der Kühlkreislauf 10 hat einen Zirkulationspfad 12, durch den ein Kühlmittel wie zum Beispiel ein Arbeitsfluid zirkuliert. Ein Verdichter 100, ein Wärmetauscher (Kondensator oder Gaskühler) 14, ein Expander 16 und ein Verdampfer 18 sind hintereinander in den Zirkulationspfad 12 in der genannten Reihenfolge eingefügt, die in der Strömungsrichtung des Kühlmittels betrachtet wird. Wenn der Verdichter 100 betrieben wird, zirkuliert das Kühlmittel durch den Zirkulationspfad 12 mit einer Durchsatzrate entsprechend der Auslassverdrängung des Verdichters 100.
Insbesondere führt der Verdichter 100 eine Reihe von Prozessen durch, einschließlich eines Prozesses zum Ansaugen des Kühlmittels, eines Prozesses zum Verdichten des angesaugten Kühlmittels und eines Prozesses zum Auslassen des verdichteten Kühlmittels.
Der Wärmetauscher 14 hat die Funktion zum Kühlen des Kühlmittels, das aus dem Verdichter 100 ausgelassen wird, und das so gekühlte Kühlmittel wird expandiert, wenn es durch den Expander 16 hindurch tritt. Das expandierte Kühlmittel wird in dem Verdampfer 18 verdampft, und das verdampfte Kühlmittel wird in den Verdichter 100 angesaugt.
Der Verdampfer 18 bildet außerdem einen Teil eines Luftkreislaufes des Fahrzeugklimaanlagensystems. Aufgrund der Verdampfungswärme des Kühlmittels in dem Verdampfer 18 wird die Luft gekühlt, die durch den Verdampfer 18 hindurch tritt. Die gekühlte Luft darf in die Fahrzeugkabine hinein strömen, wodurch das Innere der Fahrzeugkabine gekühlt oder entfeuchtet wird.
Der Verdichter 100, auf den das Steuersystem A angewendet wird, ist ein Verdichter mit variabler Verdrängung, zum Beispiel ein kupplungsloser Taumelscheibenverdichter. Der Verdichter 100 hat einen Zylinderblock 101 mit einer Vielzahl an Zylinderbohrungen 101a, die dort hindurch ausgebildet sind. Ein vorderes Gehäuse 102 ist an einem Ende des Zylinderblocks 101 angebracht, und ein hinteres Gehäuse (Zylinderkopf) 104 ist an dem anderen Ende des Zylinderblocks 101 angebracht, wobei eine Ventilplatte 103 dazwischen angeordnet ist.
Der Zylinderblock 101 und das vordere Gehäuse 102 wirken so zusammen, dass sie eine Kurbelkammer 105 definieren, und eine Antriebswelle 106 erstreckt sich durch die Kurbelkammer 105 in der Längsrichtung des Verdichters 100. Die Antriebswelle 106 durchdringt eine ringartige Taumelscheibe 107, die in der Kurbelkammer 105 angeordnet ist, und die Taumelscheibe 107 ist durch eine Kopplung 109 an einen Rotor 108 gelenkt, der an der Antriebswelle 106 befestigt ist. Dementsprechend kann die Taumelscheibe 107 relativ zu der Antriebswelle 106 geneigt werden, während sie sich entlang derselben bewegt.
Eine Schraubenfeder 110 ist um einen Abschnitt der Antriebswelle 106 angeordnet, der sich zwischen dem Rotor 108 und der Taumelscheibe 107 erstreckt, um die Taumelscheibe 107 in einer Richtung zu einem minimalen Neigungswinkel zu drücken. Eine andere Schraubenfeder 111 ist an der anderen Seite der Taumelscheibe 107 angeordnet, nämlich um einen Abschnitt der Antriebswelle 106, der sich zwischen der Taumelscheibe 107 und dem Zylinderblock 101 erstreckt, um die Taumelscheibe 107 in einer Richtung zu einem maximalen Neigungswinkel zu drücken.
Die Antriebswelle 106 durchdringt eine Nabe 102a, die von dem vorderen Gehäuse 102 nach außen vorsteht, und eine Riemenscheibe 112, die als eine Leitungsübertragungsvorrichtung dient, ist an dem äußeren Ende der Antriebswelle 106 gekoppelt. Die Riemenscheibe 112 ist an der Nabe 102a drehbar gestützt, wobei ein Kugellager 113 dazwischen ist, und ein Riemen 115 ist um die Riemenscheibe 112 und eine Riemenscheibe einer Fahrzeugkraftmaschine 114 gelegt, die als eine externe Antriebsquelle dient.
Eine Wellendichtung 116 ist im Innern der Nabe 102a angeordnet und dichtet das Innere des vorderen Gehäuses 102 von seiner Außenseite ab. Die Antriebswelle 106 ist durch Lager 117, 118, 119 und 120 sowohl in der radialen als auch in der axialen Richtung drehbar gestützt. Eine Bewegungsleistung wird von der Kraftmaschine 114 zu der Riemenscheibe 112 übertragen, und die Antriebswelle 106 ist zusammen mit der Riemenscheibe 112 drehbar.
Kolben 130 sind in den verschiedenen Zylinderbohrungen 101a aufgenommen und haben jeweils einen Ausläufer, der einstückig davon in die Kurbelkammer 105 vorsteht. Ein Paar Gleitstücke 132 ist in einer Ausnehmung 120a angeordnet, die in dem Ausläufer ausgebildet ist, und sie sind mit einem Außenumfangsabschnitt der Taumelscheibe 107 an entgegengesetzten Seiten davon in einem Gleitkontakt angeordnet. Somit sind jeder Kolben 130 und die Taumelscheibe 107 durch die Gleitstücke 132 derart miteinander gekoppelt, dass sich der Kolben 130 in der entsprechenden Zylinderbohrung 101a hin- und herbewegt, wenn sich die Antriebswelle 106 dreht.
Das hintere Gehäuse 104 hat eine Saugkammer 140 und eine Auslasskammer 142, die darin definiert sind. Die Saugkammer 140 kann mit jeder Zylinderbohrung 101a durch ein entsprechendes Saugloch 103a in Verbindung treten, das durch die Ventilplatte 103 hindurch ausgebildet ist, und die Auslasskammer 142 kann mit jeder Zylinderbohrung 101a durch ein entsprechendes Auslassloch 103b in Verbindung treten, das durch die Ventilplatte 103 hindurch ausgebildet ist. Die Saug- und Auslasslöcher 103a und 103b werden durch verschiedene Saug- und Auslassventile geöffnet und geschlossen, die nicht gezeigt sind.
Ein Schalldämpfer 150 ist außerhalb des Zylinderblocks 101 angeordnet und hat ein Schalldämpfergehäuse 152, das durch ein nicht gezeigtes Dichtelement an eine Schalldämpferbasis 101b gefügt ist, die einstückig mit dem Zylinderblock 101 ausgebildet ist. Das Schalldämpfergehäuse 152 und die Schalldämpferbasis 101b wirken zusammen, um darin einen Schalldämpferraum 154 zu definieren, und der Schalldämpferraum 154 ist mit der Auslasskammer 142 durch einen Auslasskanal 156 in Verbindung, der sich durch das hintere Gehäuse 104, die Ventilplatte 103 und die Schalldämpferbasis 101b erstreckt.
Ein Auslassanschluss 152a ist in dem Schalldämpfergehäuse 152 ausgebildet, und ein Rückschlagventil 170 ist in dem Schalldämpferraum 154 derart angeordnet, dass es die Verbindung zwischen dem Auslasskanal 156 und dem Auslassanschluss 152a blockiert. Insbesondere öffnet oder schließt sich das Rückschlagventil 170 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Druck in dem Auslasskanal 156 und dem Druck in dem Schalldämpferraum 154. Wenn die Druckdifferenz kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, wird das Rückschlagventil 170 geschlossen, und wenn die Druckdifferenz größer ist als der vorbestimmte Wert, wird das Rückschlagventil 170 geöffnet.
Dementsprechend kann die Auslasskammer 142 mit einem nach außen gehenden Bereich des Zirkulationspfades 12 durch den Auslasskanal 156, den Schalldämpferraum 154 und den Auslassanschluss 152a verbunden werden, und der Schalldämpferraum 154 kann mit der Auslasskammer 143 durch das Rückschlagventil 170 verbunden und entkoppelt werden. Die Saugkammer 140 ist andererseits mit einem Eintritts- oder Rückkehrbereich des Zirkulationspfades 12 durch einen Sauganschluss 104a in Verbindung, der durch das hintere Gehäuse 104 hindurch ausgebildet ist.
Ein Verdrängungssteuerventil (elektromagnetisches Steuerventil) 200 ist in dem hinteren Gehäuse 104 aufgenommen und in einen Zugangskanal 160 eingefügt. Der Zugangskanal 160 erstreckt sich von dem hinteren Gehäuse 104 zu dem Zylinderblock 101 durch die Ventilplatte 103, so dass die Auslasskammer 142 mit der Kurbelkammer 105 in Verbindung ist.
Andererseits ist die Saugkammer 140 mit der Kurbelkammer 105 durch einen Auslaufkanal 162 in Verbindung. Der Auslaufkanal 162 hat Spalte zwischen der Antriebswelle 106 und den Lagern 119 und 120, einen Raum 164 und eine feste Öffnung 103c, die durch die Ventilplatte 103 hindurch ausgebildet ist.
Außerdem ist die Saugkammer 104 mit dem Verdrängungssteuerventil 200 durch einen Druckfühlerkanal 166 verbunden, der in dem hinteren Gehäuse 104 unabhängig von dem Zugangskanal 160 ausgebildet ist.
Das Verdrängungssteuerventil 200 stellt die Öffnung des Zugangskanals 160 ein, die die Auslasskammer 142 mit der Kurbelkammer 105 verbindet, um die Menge des Kühlmittels zu steuern, die in die Kurbelkammer 105 eingeführt wird. Das in die Kurbelkammer 105 eingeführte Kühlmittel strömt zu der Saugkammer 140 durch den Auslaufkanal 162.
Dementsprechend kann die Verdrängungskapazität durch das Verdrängungssteuerventil 200 dadurch gesteuert werden, dass die Menge des Kühlmittels eingestellt wird, die in die Kurbelkammer 105 eingeführt wird, und dadurch wird der Druck in der Kurbelkammer 105 geändert.
Wie dies in der 2 dargestellt ist, hat das Verdrängungssteuerventil 200 insbesondere eine Ventileinheit und eine Antriebseinheit (Solenoideinheit). Die Ventileinheit hat ein zylindrisches Ventilgehäuse 202, und ein Ventilloch 204 ist in dem Ventilgehäuse 202 ausgebildet. Das Ventilloch 204 erstreckt sich in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 202 und hat ein Ende, das mit einem Auslassanschluss 206 verbunden ist. Der Auslassanschluss 206 erstreckt sich diametral durch das Ventilgehäuse 202, und das Ventilloch 204 ist mit der Kurbelkammer 105 durch den Auslassanschluss 206 und einen stromabwärtigen Bereich des Zugangskanals 160 in Verbindung.
Eine Ventilkammer 208 ist an der Seite der Solenoideinheit des Ventilgehäuses 202 definiert, und das andere Ende des Ventillochs 204 mündet in der Endwand der Ventilkammer 208. Ein im Allgemeinen säulenartiges Ventilelement 210 ist in der Ventilkammer 208 aufgenommen und innerhalb der Ventilkammer 208 in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 202 bewegbar. Das Ventilelement 210 kann das Ventilloch 204 dadurch schließen, dass es an einem Ende gegen die Endwand der Ventilkammer 208 anschlägt. Die Endwand der Ventilkammer 208 dient nämlich als ein Ventilsitz.
Außerdem ist ein Einlassanschluss 210 in dem Ventilgehäuse 202 ausgebildet und erstreckt sich diametral durch das Ventilgehäuse 212. Der Einlassanschluss 212 ist mit der Auslasskammer 142 durch einen stromaufwärtigen Bereich des Zugangskanals 160 in Verbindung. Der Einlassanschluss 212 mündet in der Umfangswand der Ventilkammer 208, und somit können die Auslasskammer 142 und die Kurbelkammer 105 durch den Einlassanschluss 212, die Ventilkammer 208, das Ventilloch 204 und den Auslassanschluss 206 miteinander in Verbindung treten.
Des Weiteren ist eine Druckfühlerkammer 214 an der Seite des Ventilgehäuses 202 gegenüber der Solenoideinheit definiert, und ein Druckfühleranschluss 216 ist durch die Umfangswand der Druckfühlerkammer 214 ausgebildet. Die Druckfühlerkammer 214 ist mit der Saugkammer 140 durch den Druckfühleranschluss 216 und den Druckfühlerkanal 166 in Verbindung. Außerdem erstreckt sich ein axiales Loch 218 zwischen der Druckfühlerkammer 214 und dem Ventilloch 204 koaxial zu dem Ventilloch 204.
Eine Druckfühlerstange 220 ist einstückig und koaxial mit dem Ende des Ventilelements 210 gekoppelt. Die Druckfühlerstange 220 erstreckt sich durch das Ventilloch 204 und das axiale Loch 218 und hat einen distalen Endabschnitt, der in die Druckfühlerkammer 214 hinein ragt. Der distale Endabschnitt der Druckfühlerstange 220 hat einen vergrößerten Durchmesser, und die Druckfühlerstange 220 ist an dem Abschnitt mit großem Durchmesser durch die Innenumfangsfläche des axialen Lochs 218 gleitbar gestützt. Somit sorgt der Abschnitt mit großem Durchmesser von der Druckfühlerstange 220 für eine Gasdichtigkeit zwischen der Druckfühlerkammer 214 und dem Ventilloch 204.
Die Druckfühlerkammer 214 hat eine Endwand, die durch eine Kappe 222 ausgebildet ist, die mittels einer Presspassung in ein offenes Ende des Ventilgehäuses 202 gepasst ist, und die Kappe 222 hat einen zylindrischen Boden mit einem Absatz. Ein Stützelement 224 hat einen zylindrischen Abschnitt, der in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser der Kappe 222 gleitbar eingepasst ist, und eine gespannte Entlastungsfeder 226 ist zwischen der Bodenwand der Kappe 222 und dem Stützelement 224 angeordnet.
Eine Druckfühlervorrichtung 228 ist in der Druckfühlerkammer 214 aufgenommen und hat ein Ende, das an dem Stützelement 224 befestigt ist. Somit stützt die Kappe 222 die Druckfühlervorrichtung 228 durch das Stützelement 224.
Die Druckfühlervorrichtung 228 hat einen Balg 230, der in der axialen Richtung des Ventilgehäuses 202 erweiterbar und zusammenziehbar ist. Die entgegengesetzten Enden des Balgs 230 werden durch jeweilige Kappen 232 und 234 gasdicht verschlossen, und das Innere des Balgs 230 wird in einem Vakuumzustand (Zustand mit reduziertem Druck) aufrechterhalten. Außerdem ist eine Schaubendruckfeder 236 in dem Inneren des Balgs 230 angeordnet und drückt die Kappen 232 und 234 in Richtungen voneinander weg, so dass sich der Balg 230 ausdehnen kann.
Die Kappe 234 der Druckfühlervorrichtung 228 kann gegen die Druckfühlerstange 220 durch einen Adapter 238 anschlagen. Wenn der Druck in der Druckfühlerkammer 214 verringert wird und sich infolge dessen die Druckfühlervorrichtung 228 ausdehnt, wird das Ventilelement 210 durch die Druckfühlerstange 220 in der Ventilöffnungsrichtung gedrückt.
Eine Größe oder eine Distanz, über die die Kappe 222 mittels einer Presspassung in das Ventilgehäuse 202 eingepasst ist, wird so eingestellt, dass das Verdrängungssteuerventil 200 einen vorbestimmten Betrieb durchführen kann.
Andererseits hat die Solenoideinheit ein im Allgemeinen zylindrisches Solenoidgehäuse 240, das koaxial an das Ventilgehäuse 202 gekoppelt ist, und ein im Allgemeinen zylindrischer fester Kern 242 ist innerhalb des Solenoidgehäuses 240 koaxial dazu angeordnet. Ein Endabschnitt des festen Kerns 242 ist in den entsprechenden Endabschnitt des Ventilgehäuses 202 gepasst, um die Ventilkammer 208 zu definieren und das Ventilelement 210 gleitbar zu stützen.
Eine Buchse 244 mit einem geschlossenen Ende ist um den festen Kern 242 so gepasst, dass sie den mittleren Abschnitt bis zu dem anderen Ende des festen Kerns 242 umschließt. Ein Kernaufnahmeraum 246 ist zwischen der Bodenwand der Buchse 244 und dem anderen Ende des festen Kerns 242 definiert, und ein bewegbarer Kern 248 ist innerhalb des Kernaufnahmeraums 246 angeordnet. Der bewegbare Kern 248 ist durch die Buchse 244 gleitbar gestützt und kann sich in der axialen Richtung des Solenoidgehäuses 240 hin- und herbewegen.
Eine Solenoidstange 250 erstreckt sich im Inneren des festen Kerns 242 und hat ein Ende, das an dem anderen Ende des Ventilelements 210 anschlägt, und das andere Ende ist sicher an dem bewegbaren Kern 248 befestigt. Somit kann sich das Ventilelement 210 in der Ventilschließrichtung zusammen mit dem bewegbaren Kern 248 bewegen. Eine Druckschraubenfeder 252 ist zwischen dem bewegbaren Kern 248 und der Bodenwand der Buchse 244 angeordnet, um das Ventilelement 210 durch den bewegbaren Kern 248 und die Solenoidstange 250 konstant in der Ventilschließrichtung zu drücken.
Eine Haspel 253, um die eine Spule (Solenoidspule) 254 mit einer im Allgemeinen zylindrischen Form gewickelt ist, ist um die Buchse 244 herum angebracht, und die Haspel 253 und die Spule 254 sind in einem gegossenen Kunststoffelement 255 eingeschlossen. Das Solenoidgehäuse 240, der feste Kern 242 und der bewegbare Kern 248 sind jeweils aus einem magnetischen Material geschaffen und bilden einen magnetischen Kreis. Andererseits besteht die Buchse 244 aus einem nicht-magnetischen Edelstahl.
Ein Radialloch 256 ist in der Basis eines distalen Endabschnitts des festen Kerns 242 ausgebildet, und ein Verbindungsloch 258 ist in dem Ventilgehäuse 202 ausgebildet, um das Radialloch 256 und die Druckfühlerkammer 214 miteinander zu verbinden. Der mittlere Abschnitt und der andere Endabschnitt des festen Kerns 242 haben einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Ventilelements 210 und der Solenoidstange 250. Somit sind die Druckfühlerkammer 214 und der Kernaufnahmeraum 246 durch jenen Raum miteinander verbunden, der im Inneren des mittleren Teils definiert ist, und zwar bis zu dem anderen Endabschnitt des festen Kerns 242, dem Radialloch 256 und dem Verbindungsloch 258.
Folglich wirkt der Druck (Kurbeldruck Pc) in der Kurbelkammer 105 auf eine Endseite des Ventilelements 210 in der Ventilöffnungsrichtung, und der Druck (Saugdruck Ps) in der Saugkammer 140 wirkt auf die andere Endseite des Ventilelements 210 in der Ventilschließrichtung.
Die Querschnittsfläche des Ventillochs 204 ist so festgelegt, dass sie gleich der Querschnittsfläche jenes Abschnitts des Ventilelements 210 ist, der durch den distalen Endabschnitt des festen Kerns 242 gestützt ist, so dass der Druck in der Ventilkammer 208, nämlich der Druck (Auslassdruck Pd) in der Auslasskammer 142 keinen Einfluss auf die Öffnungs/Schließbewegung des Ventilelements 210 hat. In diesem Fall wird die Saugdrucksteuercharakteristik des Verdrängungssteuerventils 200 durch den Auslassdruck Pd nicht beeinträchtigt.
Außerdem ist die Querschnittsfläche des Ventillochs 204 so festgelegt, dass sie gleich der Querschnittsfläche jenes Abschnitts der Druckfühlerstange 220 ist, der in einem Gleitkontakt mit dem Axialloch 218 angeordnet ist, und in diesem Fall beeinträchtigt der Druck in dem Ventilloch 204, nämlich der Druck (Kurbeldruck Pc) in der Kurbelkammer 105 die Öffnungs/Schließbewegung des Ventilelements 210 nicht.
Folglich üben der Auslassdruck Pd und der Kurbeldruck Pc im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Saugdrucksteuercharakteristik des Verdrängungssteuerventils 200 aus. Wie dies in der 3 dargestellt und durch die nachfolgenden Gleichungen (1) und (2) angegeben ist, wird somit ein Sollwert (Sollsaugdruck Pss) des Saugdrucks Ps, der das zu steuernde Objekt ist, eindeutig durch den elektrischen Strom (Antriebsstrom I) bestimmt, der der Spule 254 zugeführt wird.
In der Gleichung (1) ist F(I) die elektromagnetische Kraft, die auf den bewegbaren Kern 248 wirkt, wenn ein elektrischer Strom zu der Spule 254 zugeführt wird, Sb ist die wirksame Fläche des Balgs 230, fS1 ist die Druckkraft der Schraubendruckfeder 252 und fS2 ist die Druckkraft der Schraubendruckfeder 236 der Druckfühlervorrichtung 228. F(I) kann ausgedrückt werden als: F(I) = A·I (wobei A eine Konstante ist), und unter Berücksichtigung dieser Beziehung wird die Gleichung (1) abgewandelt, wodurch die Gleichung (2) erhalten wird.
Wenn der Antriebsstrom I der Spule 254 von der Außenseite zugeführt wird, wirkt die elektromagnetische Kraft F(I) auf den bewegbaren Kern 248. Aufgrund der elektromagnetischen Kraft F(I) wird der bewegbare Kern 248 zu dem festen Kern 242 angezogen, mit dem Ergebnis, dass das Ventilelement 210 in der Ventilschließrichtung gedrückt wird.
Bei dem Kühlkreislauf 10 des Fahrzeugklimaanlagensystems wird kein Antriebsstrom I der Spule 254 des Verdrangungssteuerventils 200 zugeführt, während die Klimaanlage gestoppt ist, wobei die Kraftmaschine weiterhin betrieben wird. Dementsprechend wird das Ventilelement 210 zwangsläufig durch die elastische Kraft der gespannten Entlastungsfeder 226 von dem Ventilsitz weg bewegt, so dass das Verdrängungssteuerventil 200 geöffnet wird. In diesem Fall ist die Auslassverdrängung des Verdichters 100 eine minimale Verdrängung.
Da das Rückschlagventil 170 konstant mit der Kraft in der Ventilschließrichtung beaufschlagt wird, wird die Strömung des Kühlmittels aus dem Verdichter 100 zu dem Zirkulationspfad 12 blockiert. Infolge dessen wird das Kühlmittel, das in die Auslasskammer 142 mit der minimalen Auslassverdrängung ausgelassen wird, innerhalb des Verdichters 100 zirkuliert. Insbesondere strömt das Kühlmittel in der Auslasskammer 142 in die Kurbelkammer 105 durch den Zugangskanal 160, und dann kehrt es zu der Saugkammer 140 durch den Auslaufkanal 162 zurück.
Wenn andererseits die Klimaanlage betrieben wird, wird der Antriebsstrom I zu der Spule 254 zugeführt, so dass das Ventilelement 210 gegen die elastische Kraft der Druckschraubenfeder 236 mit dem Ventilsitz in Kontakt gelangt, wie dies in der 2 dargestellt ist. Folglich wird das Verdrängungssteuerventil 200 geschlossen, und da der Zugangskanal 160 blockiert ist, verringert sich der Kurbeldruck Pc und wird gleich dem Saugdruck Ps.
Dementsprechend vergrößert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 107, um den Hub der Kolben 130 zu vergrößern. Der Druck in der Auslasskammer 142 steigt daher an, und wenn der Differentialdruck über dem Rückschlagventil 170 größer wird als der vorbestimmte Wert, öffnet sich das Rückschlagventil 170, wodurch das verdichtete Kühlmittel in den Zirkulationspfad 12 strömen kann.
Während der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung auf diese Art und Weise betrieben wird, reguliert das Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung den Antriebsstrom I, der der Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 zugeführt wird, um die Auslassverdrängung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung zu steuern.
Die 4 zeigt eine Blockdarstellung einer schematischen Konfiguration des Steuersystems A zum Steuern der Auslassverdrängung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung durch das Verdrängungssteuerventil 200.
Das Steuersystem A hat eine erste Steuervorrichtung 400A, eine zweite Steuervorrichtung 400B und eine dritte Steuervorrichtung 400C. Zumindest die dritte Steuervorrichtung 400C ist von der ersten Steuervorrichtung 400A getrennt. Der Begriff ”getrennt” bedeutet hierbei, dass die erste und die dritte Steuervorrichtung 400A und 400C physikalisch oder mechanisch voneinander getrennt sind.
Die erste, die zweite und die dritte Steuervorrichtung 400A, 400B und 400C können jeweils durch eine ECU (elektronische Steuereinheit) gebildet sein. Außerdem kann die zweite Steuervorrichtung 400B entweder mit der ersten oder mit der dritten Steuervorrichtung 400A und 400C integriert sein.
Zum Beispiel kann eine ECU so konfiguriert sein, dass sie sowohl als die erste als auch als die zweite Steuervorrichtung 400A und 400B dient, und eine andere ECU kann so konfiguriert sein, dass sie als die dritte Steuervorrichtung 400C dient. Alternativ kann eine ECU so konfiguriert sein, dass sie als die erste Steuervorrichtung 400A dient, und eine andere ECU kann so konfiguriert sein, dass sie sowohl als die zweite als auch als die dritte Steuervorrichtung 400B und 400C dient.
Eine derartige ECU, die so konfiguriert ist, dass sie als zwei Steuervorrichtungen von der ersten bis zu der dritten Steuervorrichtug 400A–400C dient, wird hierbei außerdem als Steuereinheit bezeichnet. Bei dem dargestellten Steuersystem A bilden die erste und die zweite Steuervorrichtung 400A und 400B eine Steuereinheit 400U1.
Die erste Steuervorrichtung 400A kann mit einer Klimaanlagen-ECU zum Steuern des gesamten Klimaanlagensystems integriert sein, und daher wird sie außerdem als eine Klimaanlagen-ECU bezeichnet. Die dritte Steuervorrichtung 400C wird andererseits ausschließlich zum Steuern des Verdichters 100 verwendet, und daher wird sie außerdem als Verdichter-ECU bezeichnet.
Zumindest gemäß einem Teil von externen Informationen legt die erste Steuervorrichtung 400A einen Sollwert für eine Steuervariable des Steuersystems A fest. Die zweite Steuervorrichtung 400B berechnet eine Standardstellvariable auf der Grundlage des Sollwerts der Steuervariablen. Die dritte Steuervorrichtung 400C korrigiert die Standardstellvariable zumindest gemäß der charakteristischen Änderung von dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil 200, und sie reguliert den Antriebsstrom I, der der Spule 254, zugeführt wird, gemäß der korrigierten Stellvariable.
In die erste Steuervorrichtung 400A werden ein Teil oder mehrere Teile von externen Informationen eingegeben. Zum Beispiel werden in die erste Steuervorrichtung 400A Signale von einem Klimaanlagenschalter 401, einer Einrichtung 402 zum Festlegen einer Sollfahrzeuginnentemperatur, einem Verdampfertemperatursensor 403 zum Erfassen der Lufttemperatur an dem Auslass des Verdampfers, einem Außenlufttemperatursensor 404, einem Sonnenstrahlungssensor 405, einem Fahrzeuginnentemperatursensor 406, einem Drucksensor 407 zum Erfassen des Kühlmitteldrucks in einem Hochdruckbereich des Kühlkreislaufes, einer Einrichtung 408 zum Erfassen einer Verdampferlüfterspannung, einer Einrichtung 409 zum Erfassen einer Position einer Innen/Außen-Luftschaltklappe, einem Kraftmaschinendrehzahlsensor 410 und einem Beschleunigungspositionssensor 411 eingegeben.
Die erste Steuervorrichtung 400A hat eine Einrichtung 420 zum Festlegen einer Sollverdampfertemperatur. Wenn der Klimaanlagenschalter 401 eingeschaltet wird, legt die Einrichtung 420 zum Festlegen der Sollverdampfertemperatur einen Sollwert (Sollverdampferauslasslufttemperatur Tes) für die Lufttemperatur (Verdampferauslasslufttemperatur Te) an dem Auslass des Verdampfers 18 fest, der den Luftkreislauf bildet, und zwar zumindest auf der Grundlage von einem Teil von externen Informationen einschließlich einer Sollfahrzeuginnentemperatur, die durch die Einrichtung 402 zum Festlegen der Sollfahrzeuginnentemperatur festgelegt wird. Die Verdampferauslasslufttemperatur Te ist eine Steuergröße (Steuervariable), die durch das Steuersystem A zu steuern ist, und der Verdampfertemperatursensor 403 ist eine Einrichtung (Steuervariablenerfassungseinrichtung) zum Erfassen der Steuervariable.
Die zweite Steuervorrichtung 400B hat eine Antriebsstromberechnungseinrichtung 421. Die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 berechnet eine Standardstellvariable derart, dass sich die durch den Verdampfertemperatursensor 403 erfasste Verdampferauslasslufttemperatur Te der Sollverdampferauslasslufttemperatur Tes annähern kann, die durch die Einrichtung 420 zum Festlegen der Sollverdampfertemperatur festgelegt wird. Die Stellvariable ist zum Beispiel eine Stromstärke des Antriebsstroms I, der der Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 zugeführt wird. Die berechnete Standardstellvariable wird von der zweiten Steuervorrichtung 400B als ein Steuerbefehlswert abgegeben, der dann in eine Stromreguliereinrichtung 440 der dritten Steuervorrichtung 400C eingegeben wird.
Die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 kann entweder eine Standardstellvariable für eine Regelung oder für eine Steuerung berechnen. Im Falle einer Regelung wird die Stellvariable so berechnet, dass eine Differenz ΔT zwischen der Sollverdampferauslasslufttemperatur Tes und der Verdampferauslasslufttemperatur Te reduziert wird, wie dies vorstehend beschrieben ist. Im Falle einer Steuerung kann andererseits die Standardstellvariable als eine Funktion von Variablen berechnet werden, die die vorstehend erwähnten vielen Teile der externen Informationen und die Sollverdampferauslasslufttemperatur Tes enthalten.
Wie dies in der 5 dargestellt ist, hat die dritte Steuervorrichtung 400C eine Steuerschaltung, die die Stromreguliereinrichtung 440 bildet. Die Stromreguliereinrichtung 440 hat einen Verbindungsanschluss 441, der einstückig damit ausgebildet ist, und der Verbindungsanschluss 441 wird zum Einrichten einer physikalischen und elektrischen Verbindung zwischen der zweiten Steuervorrichtung 400B, nämlich der Steuereinheit 400U1, und der dritten Steuervorrichtung 400C verwendet. Außerdem hat die Stromreguliereinrichtung 440 einen Verbindungsanschluss 442, der einstückig damit ausgebildet ist, und der Verbindungsanschluss 442 wird zum Einrichten einer elektrischen Verbindung zwischen der dritten Steuervorrichtung 400C und der Spule 254 verwendet. Die Stromreguliereinrichtung 440 ist in einer Packung 443 aus Kunststoff zusammen mit dem Verbindungsanschluss 441 derart eingebettet, dass ein distaler Endabschnitt des Verbindungsanschlusses 441 frei liegt.
Insbesondere ist die Steuereinheit 400U1 mit der dritten Steuervorrichtung 400C durch eine Leitung elektrisch verbunden. Die Leitung hat außerdem einen Verbindungsanschluss, der an dem jeweiligen Ende davon angebracht ist, und sie ist durch die Verbindungsanschlüsse mit der Steuereinheit 400U1 und der dritten Steuervorrichtung 400C in lösbarer Weise elektrisch verbunden.
Andererseits wird der Verbindungsanschluss 442 in Kunststoff eingebettet, nachdem ein Ende einer Leitung 444 damit verbunden wurde. Die dritte Steuervorrichtung 400C und das Verdrängungssteuerventil 200 sind durch die Leitung 444 als eine Einheit miteinander verbunden.
Die dritte Steuervorrichtung 400C ist mit der Spule 254 durch die Leitung 444 verbunden, und daher kann sie an irgendeiner gewünschten Stelle angeordnet werden. Anstelle einer Anbringung der dritten Steuervorrichtung 400C an den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung kann die dritte Steuervorrichtung 400C zum Beispiel an einer Position gehalten werden, an der die Steuervorrichtung 400C weniger durch Schwingungen und Wärme beeinträchtigt wird, wobei der Verbindungsanschluss 441 mit dem Verbindungsanschluss der Leitung verbunden ist, die die Steuereinheit 400U1 mit der dritten Steuervorrichtung 400C verbindet. Durch Anordnen der dritten Steuervorrichtung 400C an einer derart geeigneten Position ist es möglich, die Betriebszuverlässigkeit der dritten Steuervorrichtung 400C zu gewährleisten.
Die 6 zeigt die Konfiguration der Stromreguliereinrichtung 440 der dritten Steuervorrichtung 400C. Die Stromreguliereinrichtung 440 hat ein Schaltelement 450. Das Schaltelement 450 ist in einer Stromversorgungsleitung eingefügt, die zwischen einer Stromversorgung 451 und der Masse angeschlossen ist, und sie ist mit der Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 in Reihe verbunden. Das Schaltelement 450 kann die Stromversorgungsleitung elektrisch verbinden und unterbrechen, und gemäß dem Betrieb des Schaltelements 450 wird der Antriebsstrom I, der mittels PWM (Pulsbreitenmodulation) unter Verwendung einer vorbestimmten Antriebsfrequenz erhalten wird, der Spule 254 zugeführt.
Eine Diode 452 ist parallel mit der Spule 254 verbunden, um eine Flywheel-Schaltung zu bilden.
In das Schaltelement 450 wird ein vorbestimmtes Pulssignal von einer Solenoidantriebseinrichtung 453 eingegeben. Das Pulssignal hat eine Trägerfrequenz zum Beispiel von 400 Hz, und das Pulsdauerverhältnis der PWM wird durch Ändern der Pulsbreite des Pulssignals geändert.
Zum Beispiel wird ein Amperemeter, der als eine Stromerfassungseinrichtung 454 dient, in die Stromversorgungsleitung eingefügt. Die Stromerfassungseinrichtung 454 erfasst den Antriebsstrom I, der durch die Spule 254 strömt.
Die Stromerfassungseinrichtung 454 führt den erfassten Wert des Antriebsstroms I zu der Solenoidantriebseinrichtung 453 zu. In die Solenoidantriebseinrichtung 453 wird der Antriebsstrom I mit der Stellvariable eingegeben, die durch eine Korrektureinrichtung 455 korrigiert wird, und sie vergleicht den Antriebsstrom I, die von der Korrektureinrichtung 455 eingegeben wird, mit dem Antriebsstrom I, der durch die Stromerfassungseinrichtung 454 erfasst wird. Gemäß dem Vergleichsergebnis ändert die Solenoidantriebseinrichtung 453 ein dadurch erzeugtes Steuersignal, so dass sich der erfasste Antriebsstrom I dem eingegebenen Antriebsstrom I annähert.
Wenn der Antriebsstrom I mittels des Pulsdauerverhältnisses in der Stromreguliereinrichtung 440 eingestellt wird, kann die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 so konfiguriert sein, dass sie das Pulsdauerverhältnis als einen Parameter berechnet, der sich auf den Antriebsstrom I bezieht. In diesem Fall berechnet die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 als die Stellvariable das Pulsdauerverhältnis des Pulssignals, das in das Schaltelement 450 einzugeben ist.
Die Stellvariable kann nämlich entweder eine Stromstärke des Antriebsstroms I oder eine physikalische Größe sein, die sich auf den Antriebsstrom I bezieht, wie zum Beispiel das Pulsdauerverhältnis.
Zumindest gemäß der charakteristischen Änderung von dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil 200 korrigiert die Korrektureinrichtung 455 die Stellvariable, die durch die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 berechnet wird. Dann führt die Korrektureinrichtung 455 die korrigierte Stellvariable zu der Solenoidantriebseinrichtung 453 zu.
Insbesondere ist die Beziehung zwischen dem Antriebsstrom I, der durch die Spule 254 hindurch strömt und dem Saugdruck Ps, nämlich die Saugdrucksteuercharakteristik, einer Änderung ausgesetzt, wie dies durch gestrichelte Linien A1 und B1 in der 3 gezeigt ist. Die gestrichelten Linien A1 und B1 geben die obere und die untere Grenze der Änderung an, die jeweils in jenem Fall beobachtet werden, wenn Verdichter 100 mit variabler Verdrängung mit einer identischen Spezifikation und Verdrängungssteuerventile 200 mit identischer Spezifikation verwendet werden.
In der 3 gibt eine Gerade S1 eine Saugdrucksteuercharakteristik (Referenzcharakteristik) einer Referenzspezifikation an, und die zweite Steuervorrichtung 400B berechnet die Standardstellvariable auf der Grundlage der Referenzcharakteristik. Dann korrigiert die Korrektureinrichtung 455 die Stellvariable unter Berücksichtigung der charakteristischen Änderung derart, dass sich der tatsächliche Saugdruck Ps dem Sollsaugdruck Pss annähert, und anders gesagt nähert sich die Steuervariable ihrem Sollwert an.
Die Referenzcharakteristik kann so ausgedrückt werden, wie dies durch die nachfolgende Beziehungsgleichung (3) angegeben ist, zum Beispiel auf der Grundlage der Gleichung (2). Außerdem kann eine Änderung, die die tatsächliche Charakteristik enthält, so ausgedrückt werden, wie dies durch die Beziehungsgleichung (4) nachfolgend angegeben ist, und zwar auf der Grundlage der Gleichung (2). Pss = –a1·Iset + b1 (3) Pss = –a2·Ic + b2 (4)
In den Gleichungen (3) und (4) sind a1, b1, a2 und b2 Konstanten. Außerdem ist Iset ein Referenzwert des Antriebsstroms I, der aus dem Sollsaugdruck Pss auf der Grundlage der Referenzcharakteristik bestimmt wird, und Ic ist ein Korrekturwert des Antriebsstroms I, der unter Berücksichtigung der charakteristischen Änderung berechnet wird.
Um die Stellvariable zu korrigieren, muss der Antriebsstrom I in der Gleichung (4) so bestimmt werden, dass die rechte Seite der Gleichung (3) und die rechte Seite der Gleichung (4) einander gleich sind. Dies kann so ausgedrückt werden, wie dies durch die folgende Gleichung (5) angegeben wird: Pss = –a1·Iset + b1 = –a2·Ic + b2 (5)
Dementsprechend kann der Korrekturwert Ic des Antriebsstroms I aus der folgenden Gleichung hergeleitet werden: Ic = (a1/a2)·Iset + (b2 – b1)/a2 (6)
Die Konstanten a1 und b1 in der Gleichung (3) können gemäß der Spezifikation im Voraus bestimmt werden. Andererseits werden die Konstanten a2 und b2 in der Gleichung (4) gemäß einer tatsächlichen Charakteristik des individuellen Verdrängungssteuerventils 200 bestimmt.
Um die Konstanten a2 und b2 zu bestimmen, wird insbesondere ein tatsächlicher Saugdruck Ps1 gemessen, während ein Antriebsstrom Iset1 der Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 zugeführt wird, und dann wird ein tatsächlicher Saugdruck Ps2 gemessen, während sich ein Antriebsstrom Iset2 von dem Antriebsstrom Iset1 unterscheidet, der der Spule 254 zugeführt wird. Die Konstanten a2 und b2 können aus den Antriebsströmen Iset1 und Iset2 und den Saugdrücken Ps1 und Ps2 bestimmt werden.
Die Konstanten a2 und b2 werden zusammen mit den Konstanten a1 und b1 in die Korrektureinrichtung 455 als ein Korrektursignal eingegeben, so dass die Korrektureinrichtung 455 den Korrekturwert Ic unter Verwendung des Referenzwerts Iset des Antriebsstroms I gemäß der Gleichung (6) berechnen kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung sind die erste Steuervorrichtung 400A zum Festlegen des Sollwerts der Steuervariable und die dritte Steuervorrichtung 400C zum Regulieren des Antriebsstroms I separat voneinander vorgesehen, und gemäß der charakteristischen Änderung von zumindest dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil 200 korrigiert die dritte Steuervorrichtung 400C die Standardstellvariable, die durch die zweite Steuervorrichtung 400B berechnet wird. Da die Funktion zum Korrigieren der Standardstellvariablen durch die dritte Steuervorrichtung 400C durchgeführt wird, kann die dritte Steuervorrichtung 400C somit so optimiert werden, dass sie zu der charakteristischen Änderung passt.
Die Optimierung ist einfach, da die erste und die dritte Steuervorrichtung 400A und 400C separat voneinander vorgesehen sind. Da die dritte Steuervorrichtung 400C so optimiert werden kann, kann das Steuersystem A die Verdrängungskapazität des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung durch das Verdrängungssteuerventil 200 genau steuern.
Bei dem Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung wird die Stromstärke des Antriebsstroms I als die Stellvariable korrigiert, wodurch die Auslassverdrängung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung unter Verwendung einer vereinfachten Konfiguration genau gesteuert werden kann.
Außerdem berechnet bei dem Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung die zweite Steuervorrichtung 400B die Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariable und den externen Informationen. Dementsprechend kann der Antriebsstrom I durch die dritte Steuervorrichtung 400C ungeachtet der Art der Steuervariable genau reguliert werden, die durch die erste Steuervorrichtung 400A festgelegt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung wird des Weiteren die Stellvariable gemäß einer Änderung der Beziehung zwischen der Stellvariablen und dem Druck des Arbeitsfluids korrigiert, die der individuelle Differenz des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils 200 zuzuschreiben ist. Eine derartige Änderung der Beziehung Stellvariable-zu-Arbeitsfluiddruck, die der individuellen Differenz des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils 200 zuzuschreiben ist, übt einen starken Einfluss auf die Steuergenauigkeit aus. Daher kann bei dem Steuersystem A die Steuergenauigkeit zuverlässig verbessert werden. Anders gesagt kann das Steuersystem A bewirken, dass sich die Steuervariable mit hoher Genauigkeit an ihren Sollwert annähert.
Bei den herkömmlichen Techniken kann sich der Saugdruck Ps insbesondere nicht an den Sollsaugdruck Pss in der Nähe der oberen oder der unteren Grenze des Antriebsstroms I annähern, da die Steuercharakteristika des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung und des Verdrängungssteuerventils 200 Änderungen ausgesetzt sind, die zu dem Problem führen, dass sich der virtuelle Steuerbereich verkleinert. Mit dem Verdrängungssteuersystem A wird andererseits die Stellvariable auf der Grundlage des Antriebsstroms I, der tatsächlich durch die Spule 254 strömt, und des Saugdrucks Ps korrigiert, so dass der virtuelle Steuerbereich überhaupt nicht verkleinert wird. Der Saugdruck Ps kann daher veranlasst werden, sich dem Sollsaugdruck Pss aber den gesamten Saugdrucksteuerbereich anzunähern, der gemäß der Spezifikation festgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel beschränkt, und sie kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden.
Die 7 zeigt eine schematische Konfiguration eines Steuersystems B für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem Steuersystem B sind die erste und die zweite Steuervorrichtung 400A und 400B voneinander getrennt, und die zweite Steuervorrichtung 400B ist mit einer dritten Steuervorrichtung 400C integriert, um eine Steuereinheit 400U2 zu bilden. Die Steuereinheit 400U2 hat nämlich die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 und die Stromreguliereinrichtung 440. In diesem Fall können die Antriebsstromberechungseinrichtung 421 und die Stromreguliereinrichtung 440 auf einem identischen Substrat ausgebildet sein.
Bei dem Steuersystem B korrigiert die Korrektureinrichtung 460 die Standardstellvariable wie die Korrektureinrichtung 455 des Steuersystems A.
Damit die Stromstärken der Korrekturantriebsströme Iset1 und Iset2 von der Außenseite in die Korrektureinrichtung 460 eingegeben werden können, hat die Steuereinheit 400U2 jedoch einen Eingabeteil 470 für den Eingang der Stromstärken der Korrekturantriebsströme Iset1 und Iset2.
Die Korrektureinrichtung 460 gibt die Stromstärke, die in ihr eingegeben wird, zu der Solenoidantriebseinrichtung 453 ab, und somit wird der Korrekturantriebsstrom Iset1, Iset2 zu der Spule 254 zugeführt. Eine Korrekturgröße wird aus den Antriebsströmen Iset1 und Iset2 bestimmt, die zum Zwecke einer Korrektur zugeführt wird, und die Saugdrücke Ps, die dann gemessen werden, während die jeweiligen Antriebsströme Iset1 und Iset2 zugeführt werden, und ein Korrektursignal, das die Korrekturgröße angibt, werden in die Korrektureinrichtung 460 eingegeben. Die Korrekturgröße wird in einem Speicher 462 der Korrektureinrichtung 460 gespeichert, und die Korrektureinrichtung 460 korrigiert die Stellvariable durch Auslesen der gespeicherten Korrekturgröße.
Bei diesem Steuersystem B für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung können Korrekturstellvariablen zum Bestimmen der Korrekturgröße in die Steuereinheit 400U2 getrennt von der Standardstellvariable eingegeben werden, so dass die Korrekturgröße einfach bestimmt werden kann.
Außerdem kann eine geeignete Steuervariable aus verschiedenen Arten von physikalischen Größen ausgewählt und in der ersten Steuervorrichtung 400A festgelegt werden. Da zusätzlich die zweite Steuervorrichtung 400B mit der dritten Steuervorrichtung 400C integriert ist, kann die erste Steuervorrichtung 400A so konfiguriert sein, dass sie einen breiteren Nutzen oder eine erweiterte Gemeinsamkeit hat.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist insbesondere die Steuervariable nicht auf die Verdampferauslasslufttemperatur Te begrenzt, und sie kann der Drehmomentenwert des Verdichters 100 oder die Kühlmittelzirkulationsmenge des Kühlkreislaufes 10 sein. In diesem Fall wird ein Sollwert für den Drehmomentenwert des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung oder für die Kühlmittelzirkulationsmenge durch eine Sollwertfestlegungseinrichtung festgelegt, und der Antriebsstrom I wird so reguliert, dass sich der Drehmomentenwert oder die Kühlmittelzirkulationsmenge ihren Sollwerten annähern. Wenn die Steuervariable die Verdampferauslasslufttemperatur Te ist, wird die durch das Steuersystem ausgeführte Steuerung als Klimaanlagensteuerung bezeichnet, und wenn die Steuervariable der Drehmomentenwert ist, wird die durch das Steuersystem ausgeführte Steuerung als Drehmomentensteuerung bezeichnet.
Außerdem kann die Steuervariable der Kühlmitteldruck oder die Temperatur in dem Hochdruckbereich des Kühlkreislaufes 10 sein, oder sie kann die Temperatur des Verdichters 100 sein. In diesem Fall wird der Antriebsstrom I so reguliert, dass sich der Kühlmitteldruck oder die Temperatur in dem Hochdruckbereich des Kühlkreislaufes 10 oder die Temperatur des Verdichters 100 ihren Sollwerten annähern können. Wenn, die Steuervariable der Kühlmitteldruck oder die Temperatur in dem Hochdruckbereich des Kühlkreislaufes 10 oder die Temperatur des Verdichters 100 ist, wird die durch das Steuersystem ausgeführte Steuerung als Schutzsteuerung bezeichnet.
Es spielt keine Rolle, welche Art der Steuervariable das Steuersystem verwendet, die Standardstellvariable wird aus dem Sollwert berechnet und dann korrigiert, und der Antriebsstrom wird gemäß der korrigierten Stellvariablen reguliert.
Bei dem vorstehend beschriebenen Steuersystem B für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung können die Stromstärken der Korrekturantriebsströme in die dritte Steuervorrichtung 400C durch die erste Steuervorrichtung 400A eingegeben werden. Auch nachdem das Steuersystem B in dem Fahrzeug eingebaut wurde, kann somit zum Beispiel das Signal bezüglich der charakteristischen Änderung, d. h. das Signal (Korrektursignal) zum Korrigieren der Stellvariablen einfach in die dritte Steuervorrichtung 400C eingegeben werden. Durch Messen der Änderung der Steuervariable oder des Antriebsstroms I oder dergleichen, während das Korrektursignal geändert wird, ist es des Weiteren möglich, in einfacher Weise den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung auf Fehler zu überprüfen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Steuersystem A für den Verdichter 100 mit variabler Verdrängung ist die dritte Steuervorrichtung 400C an dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungsteuerventils 200 befestigt. Wenn der Befestigungsvorgang in einer Fabrik durchgeführt wird, kann somit die Optimierung der dritten Steuervorrichtung 400C in der Fabrik ebenfalls einfach durchgeführt werden, und eine große Stückzahl an dritten Steuervorrichtungen 400C kann in einer kurzen Zeitperiode optimiert werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann eine Einrichtung zum Überwachen der Stellvariablen zum Überwachen der Standardstellvariablen vorgesehen sein, die durch die Antriebsstromberechnungseinrichtung 421 berechnet wird. Durch Überwachen der berechneten Standardstellvariable unter Verwendung der Einrichtung zum Überwachen der Stellvariable ist es möglich, den Antriebsstrom I zu korrigieren, ohne dass ein Bedarf besteht, die Stromstärken der Korrekturantriebsströme von der Außenseite einzugeben.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel kann des Weiteren der Betrieb zum Bestimmen der Korrekturgröße durch die erste Steuervorrichtung 400A durchgeführt werden. Wie dies in der 8 gezeigt ist, die ein Steuersystem gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt, kann insbesondere die erste Steuervorrichtung 400A mit einer Einrichtung 472 zum Entscheiden einer Korrekturgröße vorgesehen sein. Die Einrichtung 472 zum Entscheiden einer Korrekturgröße der ersten Steuervorrichtung 400A wird von der Außenseite unter Verwendung einer Steuerkonsole 474 betätigt. Beim Aufnehmen eines Befehls von der Steuerkonsole 474 bestimmt die Einrichtung 472 zum Entscheiden der Korrekturgröße eine Korrekturgröße und führt die bestimmte Korrekturgröße zu der Korrektureinrichtung 460 zu. In diesem Fall können die Bestimmung der Korrekturgröße und die Fehlerüberprüfung des Verdichters 100 mit variabler Verdrängung einfach durchgeführt werden, auch nachdem das Steuersystem in dem Fahrzeug eingebaut wurde.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die dritte Steuervorrichtung 400C oder die Steuereinheit 400U2 sowie die Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 individuell in einem Kunststoff als separate Einheiten eingebettet. Alternativ können die dritte Steuervorrichtung 400C oder die Steuereinheit 400U2 sowie die Spule 254 des Verdrängungssteuerventils 200 gemeinsam in einem Kunststoff eingebettet werden, um eine einzige Einheit zu bilden. Da die erste Steuervorrichtung 400A nur von der dritten Steuervorrichtung 400C getrennt sein muss, können die dritte Steuervorrichtung 400C und das Verdrängungssteuerventil 200 selbstverständlich getrennt voneinander sein.
Außerdem kann bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die dritte Steuervorrichtung 400C oder die Steuereinheit 400U2 so konfiguriert sein, wie es in der 9 dargestellt ist, zum Beispiel derart, dass die externen Verbindungsanschlüsse lösbar mit den jeweiligen gegenüberliegenden Verbindungsanschlüssen 441 und 442 der dritten Steuervorrichtung 400C oder der Steuereinheit 400U2 verbunden werden können. In diesem Fall kann die dritte Steuervorrichtung 400C oder die Steuereinheit 400U2 an einer mittleren Stelle zwischen der ersten Steuervorrichtung 400A und dem Verdichter 100 mit variabler Verdrängung angeordnet sein.
Bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann außerdem das Verdrängungssteuerventil 200, das den Saugdruck Ps steuert, durch ein Verdrängungssteuerventil 300 ausgetauscht werden, das zum Beispiel in der 10 dargestellt ist. Wenn das Verdrängungssteuerventil 300 verwendet wird, wird der Differentialdruck (Differentialdruck Pd – Ps) zwischen dem Saugdruck Ps und dem Druck Auslassdruck Pd) in der Auslasskammer 142 durch Regulieren des Antriebsstroms I gesteuert, der der Spule 316 zugeführt wird, wie dies in der 11 dargestellt ist. In der 11 gibt eine Gerade S2 eine Standardcharakteristik an, und gestrichelte Linien A2 und B2 geben die obere bzw. untere Grenze eines Änderungsbereichs an.
Des Weiteren kann stattdessen ein Verdrängungssteuerventil verwendet werden, das so konfiguriert ist, dass es den Differentialdruck zwischen zwei Punkten in dem Auslassdruckbereich oder dem Saugdruckbereich des Kühlmittelkreislaufs 10 steuert.
Außerdem kann ein Verdrängungssteuerventil, das so konfiguriert ist, dass es das Öffnen/Schließen des Auslaufkanals 162 steuert, der die Saugkammer 140 mit der Kurbelkammer 105 verbindet, anstelle des Verdrängungssteuerventils verwendet werden, das so konfiguriert ist, dass es das Öffnen/Schließen des Zugangskanals 160 steuert, der die Auslasskammer 142 mit der Kurbelkammer 105 verbindet.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein kupplungsloser Verdichter als der Verdichter 100 mit variabler Verdrängung verwendet, aber ein Verdichter, der mit einer elektromagnetischen Kupplung anstelle der Riemenscheibe ausgestattet ist, kann stattdessen verwendet werden. Außerdem ist der Verdichtungsmechanismus nicht auf die Taumelscheibenbauart beschränkt und kann eine Wobbelplattenbauart, eine Flügelbauart oder eine Schneckenbauart sein. Des Weiteren kann stattdessen ein Verdichter mit variabler Verdrängung verwendet werden, der durch einen Elektromotor angetrieben wird.
Das Steuersystem für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Allgemeinen auf Klimaanlagensysteme angewendet werden, wie zum Beispiel Raumklimaanlagensysteme neben Fahrzeugklimaanlagensystemen.
Bezugszeichenliste

A: Steuersystem
100: Verdichter mit variabler Verdrängung
200: Verdrängungssteuerventil
254: Spule
400A: erste Steuervorrichtung
400B: zweite Steuervorrichtung
400C: dritte Steuervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 09268973 A [0010]
JP 2001107854 A [0010]
JP 2001132650 A [0010]

Claims

Steuersystem für einen Verdichter mit variabler Verdrängung, wobei das Steuersystem eine Auslassverdrängung des Verdichters mit variabler Verdrängung durch ein elektromagnetisches Verdrängungssteuerventil steuert, das ein Ventilelement hat, auf das ein Druck eines Arbeitsfluids und eine Last von dessen Solenoideinheit aufgebracht wird, gekennzeichnet durch: eine erste Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Sollwert für eine Steuervariable zumindest gemäß einem Teil von externen Informationen festlegt; eine zweite Steuervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariablen berechnet; und eine dritte Steuervorrichtung, die separat von der ersten Steuervorrichtung vorgesehen ist, wobei die dritte Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie die Standardstellvariable gemäß einer charakteristischen Änderung zumindest des Verdichters mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils korrigiert und einen Antriebsstrom, der einer Spule der Solenoideinheit zugeführt wird, gemäß der korrigierten Stellvariable reguliert.
Steuersystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvariable eine Stromstärke des Antriebsstroms ist.
Steuersystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die zweite Steuervorrichtung die Standardstellvariable gemäß dem Sollwert der Steuervariable und zumindest einem Teil der externen Informationen berechnet, und die zweite und die dritte Steuervorrichtung miteinander integriert sind, um eine einzige Steuereinheit zu bilden.
Steuersystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit ein Eingabeteil hat, durch das ein Signal, das eine Stellvariable zur Korrektur angibt, von der Außenseite in die dritte Steuervorrichtung eingegeben wird, wenn eine Korrekturgröße zum Korrigieren der charakteristischen Änderung bestimmt wird.
Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Änderung eine Änderung einer Beziehung zwischen der Stellvariable und dem Druck des Arbeitsfluids ist, die einer individuellen Differenz des Verdichters mit variabler Verdrängung oder des Verdrängungssteuerventils zuzuschreiben ist.
Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass: die erste Steuervorrichtung eine Einrichtung zum Entscheiden einer Korrekturgröße hat, und die Einrichtung zum Entscheiden der Korrekturgröße eine Korrekturgröße zum Korrigieren der charakteristischen Änderung gemäß einem externen Betrieb bestimmt und die bestimmte Korrekturgröße der dritten Steuervorrichtung zuführt.
Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Steuervorrichtung entweder an dem Verdichter mit variabler Verdrängung oder dem Verdrängungssteuerventil befestigt ist.