DE112018004928T5

DE112018004928T5 - Kompressor mit variabler Fördermenge

Info

Publication number: DE112018004928T5
Application number: DE112018004928.0T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Iwashita; Yasutane Hijikata; Masashi Higashiyama
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-06-10
Also published as: JP6711336B2; WO2019049569A1; JP2019043506A

Abstract

Ein Kompressor mit variabler Fördermenge umfasst einen Kompressionsmechanismus (12), einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus (40), der ein Ausstoßleistungsvermögen eines aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßenen Kältemittels steuert, eine Kupplung (MGC) sowie ein Steuerungsgerät (100), das einen Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus durch ein Steuern des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus und der Kupplung umschaltet. Der Kompressionsmechanismus ist mit einem Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt versehen, der ein unteres Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf ein Zwischenleistungsvermögen begrenzt, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen und kleiner als das maximale Leistungsvermögen. Das Steuerungsgerät ist imstande, den Betriebsmodus zwischen einem variablen Betriebsmodus und einem unterbrochenen Betriebsmodus umzuschalten. Der variable Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus eines Änderns des Ausstoßleistungsvermögens in einem Bereich von dem unteren Grenzleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus. Der unterbrochene Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus eines Umschaltens des Verbindungszustands zwischen einem gekoppelten Zustand und einem Trennzustand durch die Kupplung mit Unterbrechungen, während das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.

Description

Querverweis auf zugehörige Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017 - 172047 , die am 7. September 2017 eingereicht wurde, deren Inhalte hier durch Bezugnahme in ihrer Gänze einbezogen sind.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kompressor mit variabler Fördermenge, der imstande ist, das Ausstoßleistungsvermögen eines Kältemittels zu ändern.
Stand der Technik
Herkömmlicher Weise sind Kompressoren mit variablen Fördermengen, die in Fahrzeugklimaanlagen verwendet werden, imstande, das Ausstoßleistungsvermögen eines Kompressionsmechanismus zu ändern, indem der Druck in einer Steuerungsdruckkammer, die in einem Gehäuse ausgebildet ist, unter Verwendung eines ausgestoßenen Kältemittels geändert wird. Bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge neigt der Kompressionswirkungsgrad, der durch das Verhältnis der theoretischen Energie zu der gemessenen Energie angezeigt wird, dazu, sich bei einem Ausstoßleistungsvermögen nahe dem minimalen Leistungsvermögen zu verringern. Damit einhergehend wird die Leistungszahl (das heißt, COP) des Kompressors mit variabler Fördermenge einfach reduziert, wenn das Ausstoßleistungsvermögen nahe an das minimale Leistungsvermögen gelangt. Das Ausstoßleistungsvermögen bezieht sich auf das geometrische Volumen eines Betriebsraums zum Saugen und Komprimieren des Kältemittels. Beispielsweise ist in einem Kolbenkompressor das Ausstoßleistungsvermögen das Zylindervolumen zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt eines Kolbenhubs.
In dieser Hinsicht wird ein Kompressor mit variabler Fördermenge vorgeschlagen, um einen unterbrochenen Betrieb aus einem Schalten zwischen einem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, der einem bestimmten Ausstoßleistungsvermögen entspricht, und einem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, der dem minimalen Leistungsvermögen entspricht, zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durchzuführen, wenn ein Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, der dem Kompressor eingegeben wird, gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert A ist (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Somit ist der in Patendokument 1 beschriebene Kompressor entworfen, um seinen Betrieb bei einem Leistungsvermögen nahe dem minimalen Leistungsvermögen zu unterdrücken, bei dem sein Kompressionswirkungsgrad reduziert ist.
[Entgegenhaltungen]
[Patentdokumente]
Patendokument 1: JP-A-2011-173491
Zusammenfassung der Erfindung
Das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressors kann sich unabhängig von dem vorbestimmten Leistungsvermögenssteuerungssignalwert ändern. Beispielsweise kann ein Leistungsvermögenssteuerungsventil einer Saugdrucksteuerungsart, durch das der Saugdruck eines Kältemittels gesteuert wird, um bei einem Zieldruck zu sein, als ein Mittel zum Steuern des Ausstoßleistungsvermögens des Kompressors verwendet werden. In diesem Fall ändert sich das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressors, um den Saugdruck des Kältemittels aufrechtzuerhalten, wenn sich eine Wärmelast auf der Luftseite eines Verdampfers erhöht oder verringert, obwohl sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert nicht ändert.
Dementsprechend kann ein durchgehender Betrieb aus einem durchgehenden Ändern des Ausstoßleistungsvermögens bei einem kleinen Ausstoßleistungsvermögen durchgeführt werden, oder kann ein unterbrochener Betrieb aus einem unterbrochenen Ändern des Ausstoßleistungsvermögens bei einem großen Ausstoßleistungsvermögen durchgeführt werden, wenn zwischen dem durchgehenden Betrieb und dem unterbrochenen Betrieb in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert auf gleiche Weise umgeschaltet wird, wie bei der im Patentdokument 1 beschriebenen Technik. Jedoch zeigt ein System, dass zwischen dem durchgehenden Betrieb und dem unterbrochenen Betrieb in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert auf diese Weise umschaltet, wie bei Patentdokument 1, nicht notwendiger Weise einen ausgezeichneten Kompressionswirkungsgrad. Daher gibt es für diese Art von System Raum für Verbesserungen.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen Kompressor mit variabler Fördermenge bereitzustellen, der den Kompressionswirkungsgrad verbessert, indem der Betrieb bei dem minimalen Leistungsvermögen vermieden wird.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kompressor mit variabler Fördermenge, der in einer Kältekreisvorrichtung verwendet wird, die einen Verdampfer zum Kühlen von Luft, die in Richtung eines zu klimatisierenden Raums ausgeblasen wird, durch latente Verdampfungswärme eines Kältemittels umfasst, und der das Ausstoßleistungsvermögen des Kältemittels in einem Bereich von dem minimalen Leistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen ändern kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst der Kompressor mit variabler Fördermenge: einen Kompressionsmechanismus, der durch eine Kraftmaschine antreibbar ist und eingerichtet ist, das Kältemittel zu komprimieren und auszustoßen; einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus, der Eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen des aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßenen Kältemittels zu steuern; eine Kupplung, die eingerichtet ist, einen Verbindungszustand des Kompressionsmechanismus und der Kraftmaschine zwischen einem gekoppelten Zustand, in dem eine Antriebskraft der Kraftmaschine auf den Kompressionsmechanismus übertragen wird, und einem Trennzustand umzuschalten, in dem die Antriebskraft nicht auf den Kompressionsmechanismus übertragen wird; sowie ein Steuerungsgerät, das eingerichtet ist, einen Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus durch Steuern des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus und der Kupplung umzuschalten.
Der Kompressionsmechanismus ist mit einem Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt versehen, der eingerichtet ist, ein unteres Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf ein Zwischenleistungsvermögen zu begrenzen, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen und kleiner als das maximale Leistungsvermögen. Das Steuerungsgerät ist eingerichtet, um imstande zu sein, den Betriebsmodus zwischen (i) einem variablen Betriebsmodus, in dem sich eine Blastemperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft einer Zielverdampfertemperatur nähert, indem das Ausstoßleistungsvermögen in einem Bereich von dem unteren Grenzleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen unter Verwendung des Leistungsvermögesteuerungsmechanismus geändert wird, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert wird, um der gekoppelte Zustand zu sein, und (ii) einem unterbrochenen Betriebsmodus umzuschalten, in dem sich die Blastemperatur der Zielverdampfertemperatur nähert, indem der Verbindungszustand zwischen dem gekoppelten Zustand und dem Trennzustand unter Verwendung der Kupplung mit Unterbrechungen umgeschaltet wird, während das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.
Weil das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens des Kompressionsmechanismus durch den Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt auf das Zwischenleistungsvermögen begrenzt wird, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen, kann der Kompressor mit variabler Fördermenge der vorliegenden Offenbarung den Betrieb des Kompressionsmechanismus an dem minimalen Leistungsvermögen vermeiden, an dem der Kompressionswirkungsgrad gering ist.
Wenn das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens einfach auf das Zwischenleistungsvermögen begrenzt wird, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen, wird der variable Bereich der Ausstoßleistungsvermögen verringert. Daher kann beispielsweise das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft zu hoch werden.
Diesbezüglich kann der Kompressor mit variabler Fördermenge der vorliegenden Offenbarung seinen Betriebsmodus zwischen dem variablen Betriebsmodus und dem unterbrochenen Betriebsmodus umschalten, wobei er dadurch Schwierigkeiten Aufgrund eines kleinen variablen Bereichs der Ausstoßleistungsvermögen durch ein Umschalten des Betriebsmodus vermeidet. Das heißt, der Kompressor mit variabler Fördermenge der vorliegenden Offenbarung kann den Kompressionswirkungsgrad verbessern, während er das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers auf angemessene Weise zeigt.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Kältekreisvorrichtung, bei der ein Kompressor mit variabler Fördermenge einer ersten Ausführungsform verwendet wird;
2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Innenstruktur des Kompressors mit variabler Fördermenge der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Beziehung zwischen dem Ausstoßleistungsvermögen und der COP;
4 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur eines Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Steuerungsablaufsteuerung zeigt, die durch ein Steuerungsgerät der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer variablen Betriebsablaufsteuerung zeigt, die durch das Steuerungsgerät der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Betriebszustand des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus an dem maximalen Leistungsvermögen zeigt;
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Betriebszustand des Kompressors mit variabler Fördermenge an dem maximalen Leistungsvermögen zeigt;
9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Betriebszustand des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus an dem unteren Grenzleistungsvermögen zeigt;
10 ist ein schematisches Diagramm, das einen Betriebszustand eines Kompressors mit variabler Fördermenge an dem unteren Grenzleistungsvermögen zeigt;
11 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Beziehung zwischen einer Blastemperatur und dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert;
12 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Verfahrens eines Bestimmens eines unteren Grenzsignalwerts;
13 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer unterbrochenen Betriebsablaufsteuerung zeigt, die durch das Steuerungsgerät der ersten Ausführungsform ausgeführt wird;
14 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Bestimmungsschwellenwerts, der verwendet wird, wenn eine Kupplung ein- und ausgeschaltet wird;
15 zeigt Zeitdiagramme eines Beispiels von Änderungen der Blastemperatur, des Leistungsvermögenssteuerungssignalwerts, eines AN-/AUS-Zustandes der Kupplung, des Ausstoßleistungsvermögens und dergleichen, wenn der Betriebsmodus umgeschaltet wird;
16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem ein Luftzuführdurchlass geöffnet ist und ein Luftabsaugdurchlass bei einem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus einer zweiten Ausführungsform geschlossen ist;
17 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem sowohl der Luftzuführdurchlass als auch der Luftabsaugdurchlass bei dem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus der zweiten Ausführungsform geöffnet sind;
18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, bei dem der Luftzuführdurchlass geschlossen ist und der Luftabsaugdurchlass bei dem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus der zweiten Ausführungsform geöffnet ist;
19 ist ein Diagramm, das Energien eines Kompressors, der lediglich in einem variablen Betriebsmodus als ein Vergleichsbeispiel betrieben wird, eines Kompressors der ersten Ausführungsform als Beispiel 1 sowie eines Kompressors der zweiten Ausführungsform als Beispiel 2 zeigt;
20 ist ein Diagramm, das Leistungszahlen des Kompressors, der lediglich in dem variablen Betriebsmodus als ein Vergleichsbeispiel betrieben wird, des Kompressors der ersten Ausführungsform als Beispiel 1 und des Kompressors der zweiten Ausführungsform als Beispiel 2 zeigt;
21 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus einer dritten Ausführungsform zeigt;
22 ist ein schematisches Diagramm, das einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus einer vierten Ausführungsform zeigt;
23 ist ein schematisches Diagramm, das die Struktur eines Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus einer fünften Ausführungsform zeigt;
24 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer variablen Betriebsablaufsteuerung zeigt, die durch ein Steuerungsgerät der fünften Ausführungsform ausgeführt wird;
25 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Steuerungsablaufsteuerung zeigt, die durch ein Steuerungsgerät einer sechsten Ausführungsform ausgeführt wird;
26 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer variablen Betriebsablaufsteuerung zeigt, die durch das Steuerungsgerät der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird;
27 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Bestimmungsschwellenwerts oder dergleichen, der zum Umschalten des Betriebsmodus und dergleichen verwendet wird;
28 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer Übergangsbetriebsablaufsteuerung zeigt, die durch das Steuerungsgerät der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird; und
29 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf einer unterbrochenen Betriebsablaufsteuerung zeigt, die durch das Steuerungsgerät der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den nachfolgenden Ausführungsformen werden dieselben oder äquivalente Teile wie diejenigen, die in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben sind, durch dieselben Bezugszeichen durch die Figuren hindurch bezeichnet, und somit wird ihre Beschreibung weggelassen. Wenn lediglich ein Teil der Komponenten in der Ausführungsform beschrieben ist, können die Komponenten, die in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben sind, auf die anderen Teile der Komponenten angewandt werden. In den nachfolgenden Ausführungsformen können die Ausführungsformen teilweise miteinander kombiniert werden, solange wie ihre Kombination keine Schwierigkeiten bereitet, auch wenn dies nicht ausdrücklich ausgeführt wird.
(Erste Ausführungsform)
Eine vorliegende Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 bis 15 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform wird ein Beispiel eines Verwendens eines Kompressors mit variabler Fördermenge 10 (nahstehend einfach als Kompressor 10 bezeichnet) der vorliegenden Offenbarung einer Kältekreisvorrichtung 1 zum Klimatisieren des Inneren einer Fahrzeugkabine beschreiben. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Innere der Fahrzeugkabine einem zu klimatisierenden Raum.
Wie in 1 gezeigt ist, besteht die Kältekreisvorrichtung 1 aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem der Kompressor 10, ein Verflüssiger 50, ein Gas-/ Flüssigkeitsabscheider 60, ein Expansionsventil 70, ein Verdampfer 80 und dergleichen in dieser Reihenfolge durch Kältemittelleitungen oder dergleichen verbunden sind.
Der Kompressor 10 ist ein kraftmaschinenangetriebener Kompressor, bei dem ein Kompressionsmechanismus 12 zum Komprimieren eines Kältemittels durch eine Fahrzeugfahrkraftmaschine EG angetrieben wird. Der Kompressor 10 hat eine Kupplung MGC. Die Kupplung MGC stellt eine Kraftübertragungsvorrichtung PT dar, die die Kraft der Kraftmaschine EG auf den Kompressionsmechanismus 12 des Kompressors 10 zusammen mit einem Riemenmechanismus VB überträgt. Die Antriebskraft wird von der Kraftmaschine EG über die Kraftübertragungsvorrichtung PT übertragen, wobei dadurch der Kompressionsmechanismus 12 drehbar angetrieben wird.
Die Kupplung MGC schaltet den Verbindungszustand des Kompressionsmechanismus 12 und der Kraftmaschine EG zwischen einem gekoppelten Zustand eines Übertragens der Antriebskraft der Kraftmaschine EG auf den Kompressionsmechanismus 12 (das heißt, einem AN-Zustand) und einem Trennzustand eines Nicht-Übertragens der Antriebskraft der Kraftmaschine EG auf den Kompressionsmechanismus 12 (das heißt, einem AUS-Zustand). Die Kupplung MGC ist eingerichtet, die Kraftmaschine EG und den Kompressionsmechanismus 12 durch ein Bestromen zu koppeln und den gekoppelten Zustand zwischen der Kraftmaschine EG und dem Kompressionsmechanismus 12 zu lösen, wenn das Bestromen abgeschaltet wird.
Der Kompressor 10 besteht aus einem Kompressor mit außen variabler Fördermenge, der imstande ist, das Ausstoßleistungsvermögen eines Kältemittels in einem Bereich von dem minimalen Leistungsvermögen bis zu dem maximalen Leistungsvermögen basierend auf einem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic von einem Steuerungsgerät 100 zu ändern, das später erläutert wird. Die Einzelheiten des Kompressors 10 werden nachstehend beschrieben.
Der Verflüssiger 50 ist mit der Kältemittelausstoßseite des Kompressors 10 verbunden. Der Verflüssiger 50 ist zwischen der Kraftmaschine EG und einem Frontgitter (nicht gezeigt) in einem Kraftmaschinenraum (nicht gezeigt) angeordnet. Der Verflüssiger 50 ist ein Strahler, der Wärme aus einem Kältemittel abführt, dass aus dem Kompressor 10 ausgestoßen wird, indem er Wärme zwischen dem Kältemittel und der Außenluft tauscht.
Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 60 ist mit der Kältemittelauslassseite des Verflüssigers 50 verbunden. Der Gas-/Flüssigkeitsabscheider 60 ist eingerichtet, um das aus dem Verflüssiger 50 ausströmende Kältemittel in ein Gasphasenkältemittel und ein Flüssigphasenkältemittel zu teilen und das geteilte Flüssigphasenkältemittel heraus zu leiten.
Das Expansionsventil 70 ist mit der Flüssigphasenkältemittelauslassseite des Gas-/Flüssigkeitsabscheiders 60 verbunden. Das Expansionsventil ist eine Dekompressionsvorrichtung, die das Flüssigphasenkältemittel, das durch den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 60 abgeschieden wird, dekomprimiert und expandiert. Das Expansionsventil 70 besteht aus einem Wärmeausdehnungsventil und hat einen wärmeempfindlichen Abschnitt 72, der die Temperatur eines Kältemittels zwischen der Kältemittelauslassseite des Verdampfers 80 und der Kältemittelsaugseite des Kompressors 10 misst. Das Expansionsventil 70 ist eingerichtet, um einen Ventilöffnungsgrad basierend auf der Temperatur und dem Druck des in den Kompressor 10 gesaugten Kältemittels so einzustellen, dass der Überhitzungsgrad des Kältemittels, das in den Kompressor 10 gesaugt wird, zu einem vorbestimmten Wert wird.
Der Verdampfer 80 ist mit der Kältemittelauslassseite des Expansionsventils 70 verbunden. Der Verdampfer 80 ist in einem Klimaanlagenbehälter 92 einer Klimaanlageneinheit 90 angeordnet. Der Verdampfer 80 kühlt die Luft, die in den Klimaanlagenbehälter 92 strömt, das heißt, die Luft, die in die Fahrzeugkabine geblasen werden soll, durch die latente Verdampfungswärme des durch das Expansionsventil 70 dekomprimierten und expandierten Kältemittels.
Ein Gebläse 94 ist in dem Klimaanlagenbehälter 92 angeordnet. Die Außenluft oder Innenluft, die aus einem Innen-/Außenluftumschaltkasten (nicht gezeigt) eingeleitet wird, wird dem Verdampfer 80 durch das Gebläse 94 zugeführt. Die dem Verdampfer 80 zugeführte Luft tritt durch eine Heizgeräteeinheit (nicht gezeigt) nachdem sie durch den Verdampfer 80 getreten ist, und wird dann in die Fahrzeugkabine ausgeblasen. Ein Verdampfertemperatursensor 104 ist in dem Klimaanlagenbehälter 92 vorgesehen, um eine Blastemperatur TE der Luft unmittelbar nach dem Hindurchtreten durch den Verdampfer 80 zu erfassen.
Der Kompressor ist mit der Kältemittelauslassseite des Verdampfers 80 verbunden. Das in dem Verdampfer 80 verdampfte Kältemittel wird in den Kompressor 10 wieder eingesaugt. Auf diese Weise ist die Kältekreisvorrichtung 1 so eingerichtet, dass das aus dem Kompressor 10 ausgestoßene Kältemittel durch den Verflüssiger 50, den Gas-/Flüssigkeitsabscheider 60, das Expansionsventil 70, den Verdampfer 80 und den Kompressor 10 in dieser Reihenfolge zirkuliert.
Als nächstes werden Einzelheiten des Kompressors 10 in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst der Kompressor 10 den Kompressionsmechanismus 12, der das Kältemittel komprimiert und ausstößt.
Der Kompressionsmechanismus 12 umfasst einen Zylinderblock 142, ein vorderes Gehäuse 144, das an einer Stirnseite des Zylinderblocks 142 fixiert ist, sowie ein hinteres Gehäuse 146, das an der anderen Stirnseite des Zylinderblocks 142 über eine Ventilplatte 16 fixiert ist. In der vorliegenden Ausführungsform stellen der Zylinderblock 142, das vordere Gehäuse 144 und das hintere Gehäuse 146 ein Gehäuse 14 des Kompressionsmechanismus 12 dar.
Eine Steuerungsdruckkammer 18, die das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressors 10 ändert, ist in einem Bereich des Gehäuses 14 begrenzt, der durch den Zylinderblock 142 und das vordere Gehäuse 144 umschlossen ist. Eine Drehwelle 20 des Kompressionsmechanismus 12 ist in dem Gehäuse 14 angeordnet, um die Nähe der Mitte der Steuerungsdruckkammer 18 zu durchdringen.
Die Drehwelle 20 hat ihre Spitze an einer Stirnseite, die mit der Kraftübertragungsvorrichtung PT verbunden ist. Die Umfangsfläche der Drehwelle 20 auf einer Stirnseite ist durch ein erstes Radiallager 144b drehbar gehalten, dass in einer ersten Wellenbohrung 144a angeordnet ist, die in dem vorderen Gehäuse 144 ausgebildet ist. Der Teil der Drehwelle 20 auf der anderen Stirnseite ist durch ein zweites Radiallager 142b drehbar gehalten, dass in einer zweiten Wellenbohrung 142a angeordnet ist, die in dem Zylinderblock 142 ausgebildet ist. Ein Wellenabdichtungsmechanismus (nicht gezeigt) ist zwischen der Drehwelle 20 und der ersten Wellenbohrung 144a vorgesehen, um ein Auslaufen des Kältemittels aus der Steuerungsdruckkammer 18 zu verhindern.
Die Drehwelle 20 ist mit einer Vorsprungsplatte 22 in der Steuerungsdruckkammer 18 gekoppelt. Die Vorsprungsplatte 22 ist ein Drehkörper, der mit der Drehwelle 20 einstückig dreht. Die Vorsprungsplatte 22 ist durch ein Axiallager 144c gehalten, dass an einer Innenwandfläche des vorderen Gehäuses 144 vorgesehen ist.
Eine Taumelscheibe 24 ist in der Steuerungsdruckkammer 18 aufgenommen. Die Taumelscheibe 24 hat ein Durchgangsloch 242, das an ihrer Mitte ausgebildet ist. Die Drehwelle 20 ist in das Durchgangsloch 242 eingesetzt. Ein Gelenkmechanismus 26 ist zwischen der Taumelscheibe 24 und der Vorsprungsplatte 22 vorgesehen. Die Taumelscheibe 24 ist mit der Vorsprungsplatte 22 über den Gelenkmechanismus 26 gekoppelt, und dreht synchron mit der Drehwelle 20 und der Vorsprungsplatte 22. Die Taumelscheibe 24 ist eingerichtet, um ihren Neigungswinkel bezüglich der Drehwelle 20 zusammen mit ihrer Gleitbewegung in der Axialrichtung DRax der Drehwelle 20 zu ändern.
Eine Spiralfeder 25 ist um die Drehwelle 20 zwischen der Vorsprungsplatte 22 und der Taumelscheibe 24 gewickelt. Die Taumelscheibe 24 wird durch eine Drängkraft der Spiralfeder 25 gedrückt, um ihren Neigungswinkel zu verringern.
Ein zylindrisches Element 27 ist zwischen der Taumelscheibe 24 und dem Zylinderblock 142 vorgesehen. Das zylindrische Element 27 steht aus einer Innenwandfläche des Zylinderblocks 142 in Richtung der Taumelscheibe 24 vor. Das zylindrische Element 27 liegt an der Taumelscheibe 24 an, um den minimalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 zu begrenzen.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 148 ist durch den Zylinderblock 142 ausgebildet, um die Drehwelle 20 zu umgeben. In jeder Zylinderbohrung 148 ist ein einköpfiger Kolben 29 aufgenommen, um imstande zu sein, sich in der Axialrichtung DRax der Drehwelle 20 hin- und herzu bewegen.
Öffnungen einer jeden Zylinderbohrung 148 an ihren beiden Enden in der Axialrichtung sind mit der Ventilplatte 16 und dem Kolben 29 verschlossen. Eine Kompressionskammer 28, deren Rauminhalt sich in Übereinstimmung mit der Bewegung des Kolbens 29 in der Axialrichtung DRax ändert, ist in der Zylinderbohrung 148 begrenzt. Der Kolben 29 ist mit dem Außenumfang der Taumelscheibe 24 über einen Schuh 30 in Eingriff und an diesen Befestigt. Die Drehbewegung der Taumelscheibe 24, die durch die Drehung der Drehwelle 20 des Kompressionsmechanismus 12 bewirkt wird, wird in die Hin- und Herlängsbewegung des Kolbens 29 über den Schuh 30 umgewandelt.
Eine Saugkammer 32 und eine Ausstoßkammer 34 sind in Abschnitten des hinteren Gehäuses 146 begrenzt, die der Ventilplatte 16 gegenüberliegen. Die Ventilplatte 16 ist mit einer Saugöffnung 162, die die Saugkammer 32 mit der Zylinderbohrung 148 verbindet, sowie einem Saugventil 164 versehen, das die Saugöffnung 162 öffnet und schließt. Die Ventilplatte 16 ist mit einer Ausstoßöffnung 166 versehen, die die Ausstoßkammer 34 mit der Zylinderbohrung 148 verbindet, sowie einem Ausstoßventil 168, das die Ausstoßöffnung 166 öffnet und schließt.
Das hintere Gehäuse 146 ist mit einem Saugdurchlass (nicht gezeigt) versehen, der die stromabwärtige Seite des Kältemittelstroms des Verdampfers 80 mit der Saugkammer 32 in der Kältekreisvorrichtung 1 verbindet. Das hintere Gehäuse 146 ist auch mit einem Ausstoßdurchlass versehen, das die stromaufwärtige Seite des Kältemittelstroms des Verflüssigers 50 mit der Ausstoßkammer 34 verbindet.
Das in die Saugkammer 32 über den Saugdurchlass (nicht gezeigt) strömende Kältemittel wird in die Kompressionskammer 28 über die Saugöffnung 162 und das Saugventil 164 durch die Bewegung des Kolbens 29 von der Position des oberen Totpunktes in Richtung seiner Position des unteren Totpunktes gesaugt. Das in die Kompressionskammer 28 gesaugte Kältemittel wird durch die Bewegung des Kolbens 29 von der Position des unteren Totpunkts in Richtung seiner Position des oberen Totpunkts auf einen vorbestimmten Druck komprimiert, und dann in die Ausstoßkammer 34 über die Ausstoßöffnung 166 und das Ausstoßventil 168 ausgestoßen. Das in die Ausstoßkammer 34 ausgestoßene Kältemittel strömt in den Verflüssiger 50 über den Ausstoßdurchlass (nicht gezeigt).
Hier wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 basierend auf dem gegenseitigen Gleichgewicht unter dem Drehmoment aufgrund der Zentrifugalkraft der Taumelscheibe 24, dem Moment aufgrund der Trägheitskraft der Hin-und Herbewegung des Kolbens 29, dem Moment aufgrund des Drucks des Kältemittels und dergleichen bestimmt. Das Moment aufgrund des Drucks des Kältemittels ist ein Moment, das basierend auf der Korrelation zwischen dem Druck in der Kompressionskammer 28 und dem Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 erzeugt wird, der auf die Rückfläche des Kolbens 29 wirkt. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 ändert sich in Abhängigkeit von Änderungen in dem Druck der Steuerungsdruckkammer 18. Während sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 erhöht, erhöht sich das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12, wobei, während sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 verringert, sich das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 verringert.
In dem wie vorstehend eingerichteten Kompressionsmechanismus 12 ist dessen Ausstoßleistungsvermögen durch einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 gesteuert. Das heißt, das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressors 10 der vorliegenden Ausführungsform wird geändert, indem der Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 unter Verwendung des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 gesteuert wird, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 zu ändern.
Das Gehäuse 14 der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Luftzuführdurchlass 140, der die Steuerungsdruckkammer 18 mit der Ausstoßkammer 34 verbindet, und einem Luftabsaugdurchlass 141 versehen, der die Saugkammer 32 mit der Steuerungsdruckkammer 18 verbindet.
Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 hat ein Öffnungsgradeinstellventil 42, das den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 einstellt, sowie eine feste Drossel 44, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 drosselt. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 ist eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 zu ändern, indem er den Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 durch ein Einstellen des Durchlassöffnungsgrades des Luftzuführdurchlasses 140 unter Verwenden des Öffnungsgradeinstellventils 42 steuert. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 so einzustellen, dass ein Druck Ps des in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugten Kältemittels zu einem Zieldruck Pso wird. Das Öffnungsgradeinstellventil 42 ist an dem hinteren Gehäuse 146 befestigt. Die Struktur des Öffnungsgradeinstellventils 42 in dem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 wird im Einzelnen nachstehend beschrieben.
3 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern der Beziehung zwischen dem Ausstoßleistungsvermögen und der Leistungszahl (das heißt, COP) des Kompressionsmechanismus 12. Die seitliche Achse der 3 zeigt ein Ausstoßleistungsvermögen und zeigt insbesondere einen Zustand, in dem das Ausstoßleistungsvermögen zu dem minimalen Leistungsvermögen wird, als Null % an, und einen Zustand, in dem das Ausstoßleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen wird, als 100% an. Derweil zeigt die vertikale Achse der 3 eine Jahresleistungszahl des Kompressionsmechanismus unter Berücksichtigung der Bedingungen, wie etwa der Wärmelast, die aufgebracht werden kann, und der Drehzahl des Kompressors 10, sowie der Häufigkeit eines Auftretens der vorstehend beschriebenen Bedingungen.
Wie in 3 gezeigt ist, hat die Jahresleitungszahl ihren Spitzenwert bei einem Ausstoßleistungsvermögen von näherungsweise 30% und neigt dazu, sich bei Ausstoßleistungsvermögen nahe dem minimalen Leistungsvermögen zu verringern. Der Hauptgrund ist, dass das Kältemittel in der Ausstoßkammer 34 zu der Steuerungsdruckkammer 18 als ein Steuerungsgas zugeführt wird, um das Ausstoßleistungsvermögen zu ändern. Das Steuerungsgas wird aus der Ausstoßkammer 34 zu der Steuerungsdruckkammer 18 durch den Luftzuführdurchlass 140 zugeführt, strömt dann in die Saugkammer 32 durch den Luftabsaugdurchlass 141 und wird dann in der Kompressionskammer 28 wieder komprimiert. Das heißt, das Steuerungsgas zirkuliert in dem Gehäuse 14 des Kompressionsmechanismus 12. Die Arbeit, die durch ein Komprimieren des Steuerungsgases in dem Kompressionsmechanismus 12 vollbracht wird, wird zu einer zusätzlichen Kompressionsarbeit, die nicht zu dem Kühlen der Luft beiträgt.
Beim Reduzieren des Ausstoßleistungsvermögens wird die Menge an Steuerungsgas erhöht, um den Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 zu erhöhen, und das Verhältnis der Menge des Steuerungsgases zu der Menge des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels wird auch erhöht. Somit wird der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus 12 reduziert, weil die Menge an Steuerungsgas, die in dem Gehäuse 14 zirkuliert, bei einem Ausstoßleistungsvermögen nahe dem minimalen Leistungsvermögen erhöht wird. Mit der Reduktion des Kompressionswirkungsgrades wird auch die Jahresleistungszahl des Kompressionsmechanismus 12 reduziert.
Unter Berücksichtigung dieser Faktoren, begrenzt der Kompressionsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform den minimalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 unter Verwendung des zylindrischen Elements 27, sodass der Kompressionsmechanismus 12 nicht bei dem minimalen Leistungsvermögen betrieben wird, bei dem die Leistungszahl reduziert wird. In der vorliegenden Ausführungsform dient das zylindrische Element 27 als der Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt, der das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens des Kompressionsmechanismus 12 auf ein Zwischenleistungsvermögen begrenzt, das größer als das minimale Leistungsvermögen und kleiner als das maximale Leistungsvermögen ist.
Das zylindrische Element 27 der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, um den minimalen Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 so zu begrenzen, dass das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens des Kompressionsmechanismus 12 zu einem Leistungsvermögen wird, bei dem dessen Leistungszahl größer ist, als diejenige, die bei dem minimalen Leistungsvermögen festgelegt ist, wenn der Kompressionsmechanismus 12 in dem Bereich von dem minimalen Leistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen betrieben wird. Genauer gesagt, das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens ist wünschenswerter Weise in einem Bereich von 10% bis 50% des Ausstoßleistungsvermögens so festgelegt, dass der variable Bereich der Ausstoßleistungsvermögen im Wesentlichen 30% umfasst, bei dem die Jahresleistungszahl ihren Spitzenwert erreicht.
Die Struktur des Öffnungsgradeinstellventils 42 in dem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wie in 4 gezeigt ist, hat das Öffnungsgradeinstellventil 42 einen Ventilkörper 421, der den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 einstellt, einen Saugdruckempfindlichen Mechanismus 422, der eine Kraft F1 erzeugt, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, sowie einen elektromagnetischen Mechanismus 423, der ein elektromagnetische Kraft F2 erzeugt, die der Kraft F1 des saugdruckempfindlichen Mechanismus 422 entgegengesetzt ist. Das Öffnungsgradeinstellventil 42 ändert die Position des Ventilkörpers 421 indem es die Kraft F1, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, und die elektromagnetische Kraft F2 ins Gleichgewicht bringt.
Der saugdruckempfindliche Mechanismus 422 ist in einer druckempfindlichen Kammer 420a aufgenommen, die in einem Ventilgehäuse 420 ausgebildet ist, und hat einen Balg 422a, der in der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 421 elastisch ausgedehnt und zusammengezogen werden kann. Der Druck in der Saugkammer 32 wird auf die druckempfindliche Kammer 420a über einen Druckeinlassdurchlass 420b ausgeübt. Ein Abschnitt des Balgs 422a, der an einer Innenwandfläche der druckempfindlichen Kammer 420a fixiert ist, stellt ein fixiertes Ende 422b dar, während ein Abschnitt des Balgs 422a, der dem fixierten Ende 422b entgegengesetzt ist, ein bewegbares Ende 422c darstellt, das Aufgrund seines elastischen Ausdehnens und Zusammenziehens verlagerbar ist. Ein Druckstab 422d ist mit dem bewegbaren Ende 422c des Balgs 422a einstückig gekoppelt. Eine Feder (nicht gezeigt), die den Balg 422a in der Ausdehnrichtung drückt, ist in dem Balg 422a vorgesehen.
Der elektromagnetische Mechanismus 423 umfasst eine elektromagnetische Spule 423a. Ein Stößel 423b ist an einem Innenumfang der elektromagnetischen Spule 423a angeordnet, um in der Axialrichtung verlagerbar zu sein. Ein bewegbarer Eisenkern 423c ist mit einem Ende des Stößels 423b einstückig ausgebildet, und ein fixierter Eisenkern 423d ist angeordnet, um dem bewegbaren Eisenkern 423c gegenüberzuliegen. Der elektromagnetische Mechanismus 423 ist eingerichtet, um eine elektromagnetische Kraft F2 in Übereinstimmung mit einem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic (beispielsweise, einem Steuerungsstrom), der der elektromagnetischen Spule 432a zugeführt wird, zwischen dem bewegbaren Eisenkern 423c und dem fixierten Eisenkern 423d zu erzeugen.
Der Ventilkörper 421 des Stößels 423b ist an seinem Ende, das dem bewegbaren Eisenkern 423c entgegengesetzt ist, einstückig ausgebildet. Außerdem ist der Druckstab 422d mit dem Ventilkörper 421 einstückig gekoppelt. Der Stößel 423b, der Ventilkörper 421 und der Druckstab 422d in der vorliegenden Ausführungsform sind einstückig ausgebildet und daher in der Axialrichtung des Stößels 423b einstückig verlagerbar.
Wenn die elektromagnetische Kraft F2 in dem Öffnungsgradeinstellventil 42 konstant ist, wird der Balg 422a zusammengezogen, während sich der Druck in der Saugkammer 32 erhöht. Damit einhergehend wird der Ventilkörper 421 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert. Somit wird die Menge des der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittels verringert, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt.
Derweil, wenn die elektromagnetische Kraft F2 in dem Öffnungsgradeinstellventil 42 konstant ist, wird der Balg 422a ausgedehnt, während sich der Druck in der Saugkammer 32 verringert. Damit einhergehend wird der Ventilkörper 421 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht. Somit wird die Menge des der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittels erhöht, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt.
Hier wird der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 durch das Gleichgewicht unter der Kraft F1, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, der elektromagnetischen Kraft F2 und dergleichen bestimmt. Das heißt, wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert erhöht, der der elektromagnetischen Spule 423a zugeführt wird, was die elektromagnetische Kraft F2 größer als die Kraft F1 macht, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wird der Ventilkörper 421 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert. Somit wird die Menge des der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittels verringert, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend erhöht sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen erhöht wird.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic verringert, der der elektromagnetischen Spule 423a zugeführt wird, was die elektromagnetische Kraft F2 kleiner macht als die Kraft F1, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wird der Ventilkörper 421 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht. Somit wird die Menge des der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittels erhöht, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend verringert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen verringert wird.
Der vorstehend beschriebene Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 ist eingerichtet, um den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 basierend auf dem Gleichgewicht unter der Kraft F1, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, der elektromagnetische Kraft F2 und dergleichen zu bestimmen, sodass sich das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 unabhängig von dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic ändern kann.
Nachstehend wird ein Überblick über das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Das Steuerungsgerät 100, das in 1 gezeigt ist, besteht aus einem bekannten Mikrocomputer, der einen Prozessor, einen Speicher und dergleichen umfasst, sowie seinen peripheren Schaltkreisen. Der Speicher besteht aus einem nicht flüchtigen physischen Speichermedium.
Das Steuerungsgerät 100 führt eine Steuerung verschiedener Vorrichtungen einschließlich des Kompressors 10 basierend auf Sensorerfassungssignalen von einer Gruppe von Klimaanlagensensoren 101 bis 105 und Betriebssignalen von verschiedenen Klimaanlagenbetätigungsschaltern durch, die an einer Klimaanlagenbetätigungstafel 110 in der Nähe einer Instrumententafel an der Front der Fahrzeugkabine vorgesehen sind. Steuerungsprogramme für Klimaanlagensteuerungszielvorrichtungen und dergleichen sind in dem Speicher gespeichert. Das Steuerungsgerät 100 führt verschiedene Berechnungsablaufsteuerungen basierend auf Steuerungsprogrammen und dergleichen durch.
Die Gruppe von Klimaanlagensensoren umfasst einen Außenluftsensor 101, der eine Außenlufttemperatur Tam erfasst, einen Innenluftsensor 102, der eine Innenlufttemperatur Tr erfasst, einen Sonnenstrahlungssensor 103, der die Menge an Sonnenstrahlung Ts erfasst, die in das Innere der Fahrzeugkabine einfällt, den vorstehend genannten Verdampfertemperatursensor 104, einen Kompressordrehzahlsensor 105 und dergleichen. Beispielsweise kann ein Temperatursensor, der die Temperatur einer Wärmetauschlamelle des Verdampfers 80 als die Blastemperatur TE erfasst, als der Verdampfertemperatursensor 104 verwendet werden.
Der Kompressordrehzahlsensor 105 ist ein Sensor, der die Drehzahl Ne des Kompressors 10 erfasst. Der Kompressordrehzahlsensor 105 ist nicht auf einen beschränkt, der die Drehzahl Ne des Kompressors 10 unmittelbar erfasst, und kann beispielsweise einer sein, der eingerichtet ist, die Drehzahl Ne des Kompressors 10 aus der Kraftmaschinendrehzahl zu berechnen.
Verschiedene Klimaanlagenbetätigungsschalter, die an der Klimaanlagenbetätigungstafel 110 vorgesehen sind, umfassen einen Klimaanlagenschalter, der ein Betriebsbefehlssignal für den Kompressor 10 ausgibt, einen Temperaturfestlegungsschalter, der als eine Temperaturfestlegungseinrichtung zum Festlegen einer vorbestimmten Temperatur Tset der Fahrzeugkabine dient, und dergleichen.
Die Kupplung MGC, der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 und dergleichen sind mit der Ausgangsseite des Steuerungsgeräts 100 über einen Antriebsschaltkreis (nicht gezeigt) zum Antreiben verschiedener Aktoren verbunden, der ein peripherer Schaltkreis ist. Diese entsprechenden Vorrichtungen werden in Übereinstimmung mit Signalen gesteuert, die von dem Steuerungsgerät 100 ausgegeben werden.
Nachstehend wird der Betrieb des Kompressors 10 in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. In dem Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform wird das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf das Zwischenleistungsvermögen, jedoch nicht das minimale Leistungsvermögen, festgelegt, um den Betrieb des Kompressors 10 an dem minimalen Leistungsvermögen zu verhindern, an dem der Kompressionswirkungsgrad reduziert ist.
Wenn hier das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens einfach auf das Zwischenleistungsvermögen begrenzt wird, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen, wird der variable Bereich des Ausstoßleistungsvermögens klein. Dementsprechend kann beispielsweise das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft übermäßig hoch werden.
Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, um den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 zwischen dem variablen Betriebsmodus und dem unterbrochenen Betriebsmodus unter Verwendung des Steuerungsgeräts 100 umzuschalten. Der variable Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem sich das Ausstoßleistungsvermögen innerhalb des Bereichs von dem unteren Grenzleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 ändert, während die Kraftmaschine EG und der Kompressionsmechanismus 12 durch die Kupplung MGC gesteuert werden, um in dem gekoppelten Zustand zu sein. Der unterbrochene Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem die Kraftmaschine EG und der Kompressionsmechanismus 12 mit Unterbrechungen zwischen dem gekoppelten Zustand und dem Trennzustand durch die Kupplung MGC umgeschaltet werden, während das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.
Nachstehend wird die Steuerungsablaufsteuerung zum Umschalten des Betriebsmodus, die durch das Steuerungsgerät 100 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 5 und dergleichen beschrieben. Es ist zu beachten, dass jeder Steuerungsschritt der Steuerungsablaufsteuerung, die in 5 gezeigt ist, einen Funktionsrealisierungsabschnitt darstellt, der jede der verschiedenen Funktionen realisiert, die durch das Steuerungsgerät 100 auszuführen sind.
Wenn ein Klimaanlagenschalter während des Betriebs der Kraftmaschine EG eingeschaltet wird, steuert das Steuerungsgerät 100 die Kupplung MGC, um in dem AN-Zustand zu sein, und führt die Steuerungsablaufsteuerung aus, die in 5 gezeigt ist, nachdem es eine Anfangsfestlegung des Betriebsmodus auf den variablen Betriebsmodus festgelegt hat. Die Steuerungsablaufsteuerung, die in 5 gezeigt ist, wird durch das Steuerungsgerät 100 in einen vorbestimmten Zyklus ausgeführt.
Wie in 5 gezeigt ist, liest das Steuerungsgerät 100 in Schritt S10 verschiedene Signale von der Gruppe von Klimaanlagensensoren 101 bis 105 und der Klimaanlagenbetätigungstafel 110, die mit der Eingangsseite des Steuerungsgeräts verbunden sind. Danach berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S20 eine Zielluftauslasstemperatur TAO der Luft, die in die Fahrzeugkabine geblasen werden soll. Die Zielluftauslasstemperatur TAO ist eine Blastemperatur, die erforderlich ist, um das Innere der Fahrzeugkabine bei der vorbestimmten Temperatur Tset zu halten, die durch den Temperaturfestlegungsschalter festgelegt ist. Die Zielluftauslasstemperatur TAO wird basierend auf der nachfolgenden Formel F1 berechnet. $TAO = Kset \times Tset - Kr \times Tr - Kam \times Tam - Ks \times Ts + C$
Hinsichtlich der durch die vorstehend genannte Formel F1 dargestellten Symbole stellt Tset die festgelegte Temperatur dar; Tr die Innenlufttemperatur; Tam die Außenlufttemperatur; Ts die Menge an Sonnenstrahlung; und Kset, Kr, Kam und Ks Steuerungsverstärkungen. Ferner ist C eine Korrekturkonstante.
Danach berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S30 eine Zielverdampfertemperatur TEO einer Blastemperatur TE der Luft, die aus dem Verdampfer 80 geblasen wird. Genauer gesagt, berechnet das Steuerungsgerät 100 die Zielverdampfertemperatur TEO aus der Zielluftauslasstemperatur TAO die in Schritt S20 berechnet wird, unter Bezugnahme auf ein Steuerungskennfeld, das die Übereinstimmungsbeziehung zwischen der Zielluftauslasstemperatur TAO und der Zielverdampfertemperatur TEO definiert. In dem Steuerungskennfeld ist die Zielverdampfertemperatur TEO mit der Zielluftauslasstemperatur TAO so korreliert, dass während sich die Zielluftauslasstemperatur TAO erhöht, sich die Zielverdampfertemperatur TEO erhöht. Das Steuerungskennfeld ist in dem Speicher im Voraus gespeichert.
Danach berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S40 einen variablen Signalwert Ic_cal, der ein erster Kandidat des Leistungsvermögenssteuerungssignalwerts Ic ist, der an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 ausgegeben werden soll. Der variable Signalwert Ic_cal wird durch eine Regelung, wie etwa eine PI-Regelung oder eine PID-Regelung, so berechnet, dass sich die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 der Zielverdampfertemperatur TEO nähert.
Dann bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S50, ob ein aktueller Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 entweder der variable Betriebsmodus oder der unterbrochene Betriebsmodus ist. Infolge der Bestimmungsablaufsteuerung wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S60 und führt die variable Betriebsablaufsteuerung in diesem Schritt aus, wenn der Betriebsmodus der variable Betriebsmodus ist. Wenn der Betriebsmodus der unterbrochene Betriebsmodus ist, wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S70 und führt die unterbrochene Betriebsablaufsteuerung in diesem Schritt aus.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ablauf der variablen Betriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 6 beschrieben, und dann wird der Ablauf der unterbrochenen Ablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 13 beschrieben. Jeder Steuerungsschritt der in den 6 und 13 gezeigten Steuerungsablaufsteuerung stellt einen Funktionsrealisierungsabschnitt dar, der jede von verschiedenen Funktionen realisiert, die durch das Steuerungsgerät 100 ausgeführt werden sollen.
Wie in 6 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S100, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur TEO. Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, wird angenommen, dass der Verdampfer 80 in einem Zustand ist, in dem sein Kühlleistungsvermögen näherungsweise aufrechterhalten werden kann, indem der Kompressionsmechanismus 12 in den variablen Betriebsmodus betrieben wird, oder in einem Zustand, in dem sein Kühlleistungsvermögen unzureichend ist.
Wenn somit die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S110 die Kupplung MGC in den AN-Zustand bei. In Schritt S120 bestimmt das Steuerungsgerät 100, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic der variable Signalwert Ic_cal sein soll, der durch die Berechnung in Schritt S40 der 5 erlangt wird. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S130 den Kompressionsmechanismus 12 in dem variablen Betriebsmodus. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 gibt den variablen Signalwert Ic_cal als den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 aus.
Hier steuert der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 das Öffnungsgradeinstellventil 42 so, dass sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert, während das Leistungsvermögenssteuerungssignal Ic größer wird. Beispielsweise, wie in 7 gezeigt ist, wenn der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic groß ist, steuert der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 das Öffnungsgradeinstellventil 42, um einen Durchlassöffnungsgrad zu haben, bei dem der Luftzuführdurchlass 140 geschlossen ist. In diesem Fall wird die Zufuhr des Kältemittels von der Ausstoßkammer 34 zu der Steuerungsdruckkammer 18 in dem Kompressionsmechanismus 12 angehalten, sodass der Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 reduziert wird. Dementsprechend wird, wie in 8 gezeigt ist, der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 der maximale Neigungswinkel, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 auf das maximale Leistungsvermögen erhöht wird.
Wenn hingegen der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic klein ist, wie in 9 gezeigt ist, steuert der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 das Öffnungsgradeinstellventil 42, um einen Durchlassöffnungsgrad zu haben, bei dem der Luftzuführdurchlass 140 vollständig geöffnet ist. In diesem Fall wird die Zuführmenge des Kältemittels aus der Ausstoßkammer 34 zu der Steuerungsdruckkammer 18 in dem Kompressionsmechanismus 12 erhöht, sodass der Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 erhöht wird. Dementsprechend, wie in 10 gezeigt ist, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 der minimale Neigungswinkel, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 auf das untere Grenzleistungsvermögen verringert wird. Bei dem Kompressionsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform wird das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf das Zwischenleistungsvermögen durch das zylindrische Element 27 begrenzt. Somit wird in dem variablen Betriebsmodus der Kompressionsmechanismus 12 nie bei dem minimalen Leistungsvermögen betrieben, bei dem der Kompressionswirkungsgrad gering ist.
Zurückkehrend zu 6 bestimmt das Steuerungsgerät 100 bei dem Bestimmungsprozess des Schritts S100, wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, in Schritt S140, ob der variable Signalwert Ic_cal gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter unterer Grenzsignalwert Ic_min ist. Der untere Grenzsignalwert Ic_min ist ein Bestimmungsschwellenwert, um zu bestimmen, ob das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 das untere Grenzleistungsvermögen ist, basierend auf dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic.
Hier haben, wie in der vorliegenden Ausführungsform erwähnt wurde, die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 und der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic eine Korrelation untereinander, wie in 11 gezeigt ist, wenn der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 verwendet wird, um den Druck Ps des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, zu steuern, um der Zieldruck Pso zu sein. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der der Zielverdampfertemperatur TEO entspricht, basierend auf einem Steuerungskennfeld im Voraus festgelegt, das die Blastemperatur TE mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic korreliert. Dann wird ein Wert, der kleiner ist als der festgelegte Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic als der untere Grenzsignalwert Ic_min festgelegt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann sich das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 in Abhängigkeit der thermischen Last auf der Luftseite des Verdampfers 80 unabhängig von dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic ändern. Somit wird in der vorliegenden Ausführungsform der untere Grenzsignalwert Ic_min als ein variabler Schwellenwert festgelegt, der der Zielverdampfertemperatur TEO entspricht, der sich in Korrelation mit der Wärmelast auf der Luftseite des Verdampfers 80 ändert. Genauer gesagt, wie in 12 gezeigt ist, ist der untere Grenzsignalwert Ic_min ein variabler Schwellenwert, der sich verringert, während sich die Zielverdampfertemperatur TEO erhöht.
Zurückkehrend zu 6, wenn in Schritt S140 bestimmt wird, dass der variable Signalwert Ic_cal größer ist als der untere Grenzsignalwert Ic_min, wird angenommen, dass das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 nicht zu dem unteren Grenzleistungsvermögen wird. In diesem Fall wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S110 und behält dann den Betriebsmodus in dem variablen Betriebsmodus in diesem Schritt bei.
Wenn andererseits in Schritt S140 bestimmt wird, dass der variable Signalwert Ic_cal gleich wie oder niedriger als der untere Grenzsignalwert Ic_min ist, wird angenommen, dass das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 zu dem unteren Grenzleistungsvermögen wird. In diesem Fall wird auch angenommen, dass das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 dem erforderlichen notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt auch wenn das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 zu dem unteren Grenzleistungsvermögen wird. Somit wechselt das Steuerungsgerät 100 in diesem Schritt zu Schritt S150 und behält die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei. In Schritt S160 bestimmt das Steuerungsgerät 100 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der untere Grenzsignalwert Icu_min zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S170 den Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 gibt den untern Grenzsignalwert Ic_min als den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 aus.
Die variable Betriebsablaufsteuerung wurde vorstehend beschrieben. Nachgehend wird der Ablauf der unterbrochenen Betriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 13 beschrieben. Die unterbrochene Betriebsablaufsteuerung, die in 13 gezeigt ist, ist eine Ablaufsteuerung, die in Schritt S70 der 5 ausgeführt wird.
Wie in 13 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S200, ob die Kupplung MGC in dem AN-Zustand ist. Dementsprechend, wenn die Kupplung MGC bestimmt wird, um in dem AN-Zustand zu sein, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S210, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als ein vorbestimmter aus-seitiger Schwellenwert Toff. Der aus-seitige Schwellenwert Toff ist ein Bestimmungsschwellenwert, um die Kupplung MGC von dem AN-Zustand zu dem AUS-Zustand umzuschalten. Wie in 14 gezeigt ist, wird der aus-seitige Schwellenwert Toff auf eine Temperatur festgelegt, die niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, um ein häufiges Umschalten zwischen AN und AUS der Kupplung MGC zu vermeiden.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der aus-seitige Schwellenwert Toff, legt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S220 die Kupplung MGC in den AUS-Zustand fest. Somit wird der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 angehalten.
In Schritt S230 bestimmt das Steuerungsgerät 100, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert der untere Grenzsignalwert Ic_min sein soll. Daher hält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S240 Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebszustand aufrecht, und setzt einen Zeitzähler t_cnt in Schritt S250 zurück.
Hier ist der Zeitzähler t_cnt ein Zähler, der eine Zeitspanne in einem unzureichenden Leistungsvermögenszustand misst, in dem das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für das notwendige Kühlleistungsvermögen unzureichend wird, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl die Kupplung MGC in den AN-Zustand in dem unterbrochenen Betriebsmodus umgeschaltet ist.
Wenn auf diese Weise die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der aus-seitige Schwellenwert Toff, setzt das Steuerungsgerät 100 den Zeitzähler t_cnt in Schritt S250 zurück, weil diese Situation nicht der unzureichende Leistungsvermögenszustand ist.
Wenn andererseits die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als der aus-seitige Schwellenwert Toff, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S260, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO.
Dementsprechend, wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S270, ob die Zeit, die durch den Zeitzähler t_cnt gezeigt wird, gleich wie oder länger als eine vorbestimmte Bezugszeit t_set ist.
Wenn die durch den Zeitzähler t_cnt angezeigte Zeit gleich wie oder länger als die vorbestimmte Bezugszeit t_set ist, wird angenommen, dass der unzureichende Leistungsvermögenszustand des Verdampfers 80 auch durch ein Fortsetzen des unterbrochenen Betriebszustandes nicht vermieden werden kann. Somit behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S280 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei und bestimmt in Schritt S290, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert der variable Signalwert Ic_cal sein soll. Dann schaltet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S300 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 zu dem variablen Betriebsmodus um und setzt den Zeitzähler t_cnt in Schritt S250 zurück.
Wenn in Schritt S260 bestimmt wird, dass die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder niedriger als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S310. Wenn in Schritt S270 bestimmt wird, dass die Zeit, die durch den Zeitzähler t_cnt angezeigt wird, kleiner ist als die Bezugszeit t_set, wechselt das Steuerungsgerät 100 auch zu Schritt S310. Das Steuerungsgerät 100 behält die Kupplung MGC in Schritt S310 in dem AN-Zustand bei und bestimmt dann in Schritt S320, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert der untere Grenzsignalwert Ic_min sei soll. Dann behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S330 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus bei.
Wenn andererseits in dem Bestimmungsprozess des Schritts S200 bestimmt wird, dass die Kupplung MGC in dem AUS-Zustand ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S340, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als ein vorbestimmter an-seitiger Schwellenwert Ton. Der an-seitige Schwellenwert Ton ist ein Bestimmungsschwellenwert, um die Kupplung MGC von dem AUS-Zustand zu dem AN-Zustand umzuschalten. Wie in 14 gezeigt ist, ist der an-seitige Schwellenwert Ton auf eine Temperatur festgelegt, die höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, um ein häufiges Umschalten zwischen einem AN und einem AUS der Kupplung MGC zu vermeiden.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als der an-seitige Schwellenwert Ton, legt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S350 die Kupplung MGC in den AN-Zustand fest. Somit wird der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 wieder gestartet.
In Schritt S360 bestimmt das Steuerungsgerät 100, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert der untere Grenzsignalwert Ic_min sein soll. Dann behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S370 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus bei, und beginnt dann in Schritt S380 ein Zählen mit dem Zeitzähler t_cnt.
Wenn andererseits die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder niedriger als der an-seitige Schwellenwert Ton ist, legt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S390 die Kupplung MGC in den AUS-Zustand fest. Somit wird der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 in dem angehaltenen Zustand aufrechterhalten.
Schritt S400 bestimmt das Steuerungsgerät 100, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert der untere Grenzsignalwert Ic_min sein soll. Dann behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S410 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebszustand bei.
Der Kompressor 100 ist imstande den Betriebsmodus zu entweder dem variablen Betriebsmodus oder dem unterbrochenen Betriebsmodus durch die vorstehend beschriebene Steuerungsablaufsteuerung umzuschalten. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform schaltet von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus, wenn eine Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Das Steuerungsgerät 100 schaltet den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus um, wenn eine Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen nicht genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist.
15 zeigt Diagramme eines Beispiels von Änderungen der Blastemperatur TE des Verdampfers 80, des Leistungsvermögenssteuerungssignalwerts Ic, des AN-/AUS-Zustands der Kupplung MGC, des Ausstoßleistungsvermögens und dergleichen, wenn der Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus, dem unterbrochenen Betriebsmodus und dem variablen Betriebsmodus in dieser Reihenfolge umgeschaltet wird.
Wenn, wie in 15 gezeigt ist, die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 auf eine Temperatur nahe der Zielverdampfertemperatur TEO fällt, während der Kompressionsmechanismus 12 in dem variablen Betriebsmodus betrieben wird, verringert sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, und gleichzeitig verringert sich auch das Ausstoßleistungsvermögen (t0 bis t1 in 15).
Wenn sich die Blastemperatur TE auf eine Temperatur verringert, die niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur TEO und sich der variable Signalwert Ic_cal auch auf den unteren Grenzsignalwert Ic_min verringert, wird der Betriebsmodus von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus umgeschaltet (t1→t2 in 15). Somit wird der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic als der untere Grenzsignalwert Ic_min bestimmt, sodass Ausstoßleistungsvermögen zu dem unteren Grenzleistungsvermögen wird.
Nach einem Umschalten von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus wird die Kupplung MGC von dem AN-Zustand zu dem AUS-Zustand umgeschaltet, wenn die Blastemperatur TE zu einer Temperatur wird, die niedriger ist als der aus-seitige Schwellenwert Toff (von t2 zu t3 in 15). Somit wird der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 angehalten, was zu einer Erhöhung der Blastemperatur TE führt.
Dann, wenn sich die Blastemperatur TE auf eine Temperatur erhöht, die höher ist als der an-seitige Schwellenwert Ton, wird die Kupplung MGC von dem AUS-Zustand zu dem AN-Zustand umgeschaltet (t3 bis t4 in 15). Dementsprechend wird der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 wieder gestartet, sodass die Blastemperatur TE verringert wird.
Dann, wenn der Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 wieder gestartet wird, um die Blastemperatur TE wieder in einer kürzeren Zeit als der Bezugszeit t_set auf eine Temperatur zu verringern, die niedriger ist als der aus-seitige Schwellenwert Toff, wird die Kupplung MGC von dem AN-Zustand zu dem AUS-Zustand umgeschaltet (t4 bis t5 in 15).
Auf diese Weise wird während des unterbrochenen Betriebsmodus die Blastemperatur TE bei einer Temperatur nahe einer Zielverdampfertemperatur TEO aufrechterhalten, indem zwischen einem AN und AUS der Kupplung MGC umgeschaltet wird, während das Ausstoßleistungsvermögen gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.
Außerdem wird der Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 von dem unterbrochenen Betriebszustand zu dem variablen Betriebszustand umgeschaltet, wenn sich der unzureichende Leistungsvermögenszustand, in dem das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 unzureichend ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne in dem unterbrochenen Betriebszustand fortsetzt, während die Kupplung MGC in dem AN-Zustand beibehalten wird. Das heißt, wenn die Blastemperatur TE die Zielverdampfertemperatur TEO übersteigt bis die Bezugszeit t_set verstrichen ist, nach dem Umschalten der Kupplung MGC in den AN-Zustand, wird der Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus umgeschaltet (tn bis tn+1 in 15). Somit wird bestimmt, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic der variable Signalwert Ic_cal ist, während die Kupplung MGC in dem AN-Zustand beibehalten wird, sodass die Blastemperatur TE gesteuert wird, um sich der Zielverdampfertemperatur TEO zu nähern.
Weil das untere Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens des Kompressionsmechanismus 12 auf das Zwischenleistungsvermögen, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen, durch das zylindrische Element 27 als dem Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt begrenzt wird, kann der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform, der vorstehend beschrieben wurde, den Betrieb des Kompressionsmechanismus 12 an dem minimalen Leistungsvermögen meiden, an dem der Kompressionswirkungsgrad gering ist. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann den Betrieb zwischen dem variablen Betriebsmodus und dem unterbrochenen Betriebsmodus umschalten, wobei er dadurch Schwierigkeiten aufgrund eines kleinen variablen Bereichs der Ausstoßleistungsvermögen durch ein Umschalten des Betriebsmodus vermeidet. Das heißt, der Kompressor 100 der vorliegenden Ausführungsform kann den Kompressionswirkungsgrad verbessern, während er das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 auf angemessene Weise zeigt.
Genauer gesagt, das untere Grenzleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform ist auf ein Leistungsvermögen festgesetzt, bei dem die Leistungszahl des Kompressionsmechanismus 12 größer ist als diejenige, die bei dem minimalen Leistungsvermögen festgelegt ist, wenn der Kompressionsmechanismus 12 betrieben wird. Somit kann die Leistungszahl des Kompressors in dem unterbrochenen Betriebsmodus größer gemacht werden, verglichen mit dem Fall eines Betreibens des Kompressionsmechanismus bei dem minimalen Leistungsvermögen.
Das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform schaltet von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus, wenn die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft daran gehindert werden, übermäßig hoch zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 auf angemessene Weise gezeigt wird.
Die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens, die hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Bedingung, die besteht, wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger als die Zielverdampfertemperatur TEO ist und der variable Signalwert Ic_cal gleich wie oder niedriger als der untere Grenzsignalwert Ic_min ist. Der untere Grenzsignalwert Ic_min ist ein variabler Schwellenwert, der sich verringert, während sich die Zielverdampfertemperatur TEO erhöht. Wenn somit die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, das heißt, wenn das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 unzureichend ist, kann der Kompressionsmechanismus daran gehindert werden, von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus umgeschaltet zu werden.
Außerdem schaltet das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform von dem unterbrochenen Betriebszustand zu dem variablen Betriebszustand um, wenn die Bedingung des unzureichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen nicht genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, auch wenn das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft daran gehindert werden, unzureichend zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers auf angemessene Weise gezeigt wird.
Hier ist die Bedingung des unzureichenden Leistungsvermögens eine Bedingung, die besteht, wenn sich ein Zustand, in dem die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, für eine vorbestimmte Zeitspanne fortsetzt, während der Verbindungszustand durch die Kupplung MGC gesteuert wird, um ein gekoppelter Zustand zu sein. Auf diese Weise kann die vorliegende Ausführungsform die Häufigkeit eines Umschaltens des Kompressionsmechanismus von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus unterdrücken, indem die Bedingung des unzureichenden Leistungsvermögens als die Bedingung definiert wird, die besteht, wenn sich der Zustand, in dem die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, für die vorbestimmte Zeitspanne fortsetzt.
(Zweite Ausführungsform)
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf 16 bis 20 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 eingerichtet ist, die Zirkulationsmenge des Kältemittels, das durch den Luftzuführdurchlass 140, die Steuerungsdruckkammer 18 und den Luftabsaugdurchlass 141 in dem unterbrochenen Betriebsmodus zirkuliert, verglichen mit dem variablen Betriebsmodus zu verringern.
Wie in den 16 bis 18 gezeigt ist, hat der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform ein Leistungsvermögenssteuerungsventil 45, das imstande ist, sowohl den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 als auch den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 einzustellen. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 ist eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 zu ändern, indem er den Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 durch ein Einstellen des Durchlassöffnungsgrades des Luftzuführdurchlasses 140 und des Durchlassöffnungsgrades des Luftabsaugdurchlasses 141 unter Verwendung des Leistungsvermögenssteuerungsventils 45 steuert.
Das Leistungsvermögenssteuerungsventil 45 hat eine Ventilstruktur einer Dreiwegeventilart. Das Leistungsvermögenssteuerungsventil 45 hat einen Ventilkörper 451, der die Durchlassöffnungsgrade des Luftzuführdurchlasses 140 und des Luftabsaugdurchlasses 141 einstellt, einen saugdruckempfindlichen Mechanismus 452, der eine Kraft erzeugt, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, sowie einen elektromagnetischen Mechanismus 453, der eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die der Kraft des saugdruckempfindlichen Mechanismus 452 entgegengesetzt ist. Der saugdruckempfindliche Mechanismus 452 hat dieselbe Struktur wie der saugdruckempfindliche Mechanismus 422 der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Der elektromagnetische Mechanismus 453 hat dieselbe Struktur wie der elektromagnetische Mechanismus 423, der in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
Das Leistungsvermögenssteuerungsventil 45 ist eingerichtet, um den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 zu verringern, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht, sowie den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 zu erhöhen, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert. Genauer gesagt, das Leistungsvermögenssteuerungsventil 45 ist eingerichtet, um während des unterbrochenen Betriebsmodus den Luftzuführdurchlass 140 zu öffnen und den Luftabsaugdurchlass 141 zu schließen.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus 453 zugeführt wird, verringert, was die elektromagnetische Kraft kleiner macht als die Kraft, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wie beispielsweise in 16 gezeigt ist, wird der Ventilkörper 451 des Leistungsvermögenssteuerungsventils 54 zu der Position verlagert, die den Luftabsaugdurchlass 141 schließt und den Luftzuführdurchlass 140 öffnet. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel erhöht, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend verringert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen verringert wird.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus 453 zugeführt wird, von dem in 16 gezeigten Zustand erhöht, wird beispielsweise der Ventilkörper 451 des Leistungsvermögenssteuerungsventils 45 zu der Position verlagert, die sowohl den Luftzuführdurchlass 140 als auch den Luftabsaugdurchlass 141 öffnet, wie in 17 gezeigt ist.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektrischen Mechanismus 453 zugeführt wird, weiter erhöht, was die elektromagnetische Kraft größer macht, als die Kraft, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wie Beispielsweise in 18 gezeigt ist, wird der Ventilköper 451 des Leistungsvermögenssteuerungsventils 45 zu der Position verlagert, die den Luftabsaugdurchlass 141 öffnet und den Luftzuführdurchlass 140 schließt. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel verringert, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend erhöht sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen erhöht wird.
Andere Strukturen und Betriebe der folgenden Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dieselben Funktionen und Wirkungen erreichen, die durch die Konfiguration und den Betrieb gezeigt werden, die dieselben sind, wie diejenigen der ersten Ausführungsform, in derselben Weise wie die erste Ausführungsform.
Genauer gesagt, in der vorliegenden Ausführungsform ist der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 eingerichtet, das Leistungsvermögenssteuerungsventil 45 zu umfassen, das in dem unterbrochenen Betriebsmodus den Luftzuführdurchlass 140 öffnet und den Luftabsaugdurchlass 141 schließt. Somit kann die Zirkulation des Kältemittels in dem Gehäuse 14 während des unterbrochenen Betriebszustands angehalten werden, was ein weiteres Verbessern des Kompressionswirkungsgrades des Kompressors ermöglicht.
Hier ist 19 ein Diagramm, das Energien eines Kompressors, der lediglich in einem variablen Betriebsmodus als ein Vergleichsbeispiel betrieben wird, eines Kompressors 10 der ersten Ausführungsform als Beispiel 1 und eines Kompressors 10 der vorliegenden Ausführungsform als Beispiel 2 zeigt. 20 ist ein Diagramm, das die Leistungszahlen des Vergleichsbeispiels, Beispiels 1 und Beispiels 2 zeigt. Die Energie, die in 19 gezeigt ist, und die Leistungszahl, die in 20 gezeigt ist, basieren auf der Annahme des tatsächlichen Verwendens unter Berücksichtigung der Bedingungen, wie etwa der Wärmelast, die aufgebracht werden kann, und der Drehzahl des Kompressors 10, sowie der Häufigkeit des Auftretens der vorstehenden Bedingungen.
Im Beispiel 1 und Beispiel 2, anders als im Vergleichsbeispiel, kann der Kompressor 10 während des unterbrochenen Betriebsmodus angehalten werden. Somit ist, wie in 19 gezeigt ist, die Energie für den Kompressor im Beispiel 1 und Beispiel 2 kleiner als diejenige im Vergleichsbeispiel. Somit, wie in 20 gezeigt ist, ist die Leistungszahl des Kompressors im Beispiel 1 und Beispiel 2 höher als diejenige im Vergleichsbeispiel.
Im Beispiel 2 ist, anders als im Beispiel 1, während des unterbrochenen Betriebsmodus der Luftabsaugdurchlass 141 geschlossen, während der Luftzuführdurchlass 140 geöffnet ist, sodass irgendein Verlust, der das Zirkulieren des Kältemittels in dem Gehäuse 14 begleitet, in dem unterbrochenen Betriebsmodus unterdrückt wird. Somit ist, wie in 19 gezeigt ist, die Energie für den Kompressor im Beispiel 2 kleiner als diejenige im Beispiel 1. Wie in 20 gezeigt ist, ist die Leistungszahl des Kompressors im Beispiel 2 höher als diejenige im Beispiel 1.
(Dritte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 21 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 eingerichtet ist, den Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 zu steuern, indem er den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 einstellt.
Wie in 21 gezeigt ist, hat der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 eine feste Drossel 46, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 drosselt, sowie ein Öffnungsgradeinstellventil 47, das den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 einstellt. Der Leistungssteuerungsmechanismus 40 ist eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 zu ändern, indem er den Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 durch ein Einstellen des Durchlassöffnungsgrades des Luftabsaugdurchlasses 141 unter Verwendung des Öffnungsgradeinstellventils 47 steuert. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, den Durchlassöffnungsgrad des Öffnungsgradeinstellventils 47 so einzustellen, dass der Druck des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, zu dem Zieldruck wird.
Obwohl es nicht gezeigt ist, hat das Öffnungsgradeinstellventil 47 einen Ventilkörper, der den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 einstellt, einen saugdruckempfindlichen Mechanismus, der eine Kraft erzeugt, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, sowie einen elektromagnetischen Mechanismus, der eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die der Kraft des saugdruckempfindlichen Mechanismus entgegengesetzt ist. Das Öffnungsgradeinstellventil 47 ist imstande, den Luftabsaugdurchlass 141 zu schließen. Der saugdruckempfindliche Mechanismus und der elektromagnetische Mechanismus haben dieselben Strukturen wie der saugdruckempfindliche Mechanismus 422 bzw. der elektromagnetische Mechanismus 423, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus zugeführt wird, verringert, was die elektromagnetische Kraft kleiner macht als die Kraft, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wird das Öffnungsgradeinstellventil 47 beispielsweise zu der Position verlagert, in der der Ventilköper den Luftabsaugdurchlass 141 schließt. Somit wird die Menge an Kältemittel, das aus der Steuerungsdruckkammer 18 zu der Saugkammer 32 strömt, verringert, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend verringert sich die Neigung der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen verringert wird.
Wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus 453 zugeführt wird, erhöht, was die elektromagnetische Kraft größer macht als die Kraft, die dem Druck in der Saugkammer 32 entspricht, wird das Öffnungsgradeinstellventil 47 beispielsweise zu der Position verlagert, in der der Ventilkörper den Luftabsaugdurchlass 141 öffnet. Somit wird die Menge an Kältemittel, das von der Steuerungsdruckkammer 18 zu der Saugkammer 32 strömt, erhöht, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend erhöht sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen erhöht wird.
Andere Strukturen und Betriebe der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dieselben Funktionen und Wirkungen, die durch die Konfiguration und den Betrieb gezeigt werden, die dieselben sind, wie diejenigen der ersten Ausführungsform, in derselben Weise erreichen wie die erste Ausführungsform.
Genauer gesagt, der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 in der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, um das Öffnungsgradeinstellventil 47 zu umfassen, das imstande ist, den Luftabsaugdurchlass 141 zu schließen. Somit kann das Zirkulieren des Kältemittels in dem Gehäuse 14 während des unterbrochenen Betriebsmodus angehalten werden, was das weitere Verbessern des Kompressionswirkungsgrades des Kompressionsmechanismus ermöglicht.
(Vierte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass anstatt der festen Drossel 44 ein druckempfindliches Ventil 48 in dem Luftabsaugdurchlass 141 angeordnet ist.
Wie in 22 gezeigt ist, umfasst der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 zwei Ventile, nämlich das Öffnungsgradeistellventil 42 und das druckempfindliche Ventil 48. Das druckempfindliche Ventil 48 ist eingerichtet, den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 zu verringern, während sich die Druckdifferenz zwischen der Ausstoßkammer 34 und der Steuerungsdruckkammer 18 verringert. Die Druckdifferenz zwischen der Ausstoßkammer 34 und der Steuerungsdruckkammer 18 verringert sich, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht, wobei sich die Druckdifferenz dazwischen erhöht, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert. Das druckempfindliche Ventil 48 ist eingerichtet, den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 zu verringern, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht. Das druckempfindliche Ventil ist imstande, den Luftabsaugdurchlass 141 zu schlie-ßen.
Andere Strukturen und Betriebe der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dieselben Funktionen und Wirkungen, die durch die Konfiguration und den Betrieb gezeigt werden, die dieselben sind, wie diejenigen der ersten Ausführungsform, in derselben Weise erreichen wie die erste Ausführungsform.
Genauer gesagt, der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 in der vorliegenden Ausführungsform ist eingerichtet, um das druckempfindliche Ventil 48 zu umfassen, das imstande ist, den Luftabsaugdurchlass 141 zu schließen. Somit kann das Zirkulieren des Kältemittels in dem Gehäuse 14 während des unterbrochenen Betriebsmodus angehalten werden, was ein weiteres Verbessern des Kompressionswirkungsgrades des Kompressionsmechanismus ermöglicht.
(Fünfte Ausführungsform)
Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 23 und 24 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 so einstellt, dass eine Strömungsrate Gr des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels zu einer Zielströmungsrate Gro wird.
Wie in 23 gezeigt ist, hat der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 das Öffnungsgradeinstellventil 49, dass den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 einstellt, und die feste Drossel 44, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses 141 drosselt. Das Öffnungsgradeinstellventil 49 hat einen Ventilkörper 491, einen Drosselabschnitt 492, der die Auslassseite der Ausstoßkammer 34 drosselt, einen differenzdruckempfindlichen Mechanismus 493, der ein Kraft erzeugt, die einem Differenzdruck ΔP entspricht, der vor und nach dem Drosselabschnitt 492 erzeugt wird, sowie einen elektromagnetischen Mechanismus 494, der eine elektromagnetische Kraft erzeugt, die der Kraft des differenzdruckempfindlichen Mechanismus 493 entgegengesetzt ist. Der elektromagnetische Mechanismus 494 hat dieselbe Struktur wie der elektromagnetische Mechanismus 423 der ersten Ausführungsform.
Hier ist der Differenzdruck ΔP, der vor und nach dem Drosselabschnitt 492 erzeugt wird, proportional zu der Strömungsrate des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels. Daher kann durch ein Steuern des Differenzdrucks ΔP die Strömungsrate des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels gesteuert werden.
Der differenzdruckempfindliche Mechanismus 493 ist in einer Differenzdruckeinlasskammer 490a aufgenommen, die in dem Ventilgehäuse 490 ausgebildet ist, und hat einen Balg 493a, der in der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers elastisch ausgedehnt und zusammengezogen werden kann. Der Druck des Drosselabschnitts 492 auf der stromabwärtigen Seite wird auf die Differenzdruckeinlasskammer 490a über einen ersten Druckeinlassdurchlass 490b ausgeübt. Ein Abschnitt des Balgs 493a, der an der Innenwandfläche der Differenzdruckeinlasskammer 490a fixiert ist, stellt ein fixiertes Ende 493b dar, während ein Abschnitt des Balgs 422a, der dem fixierten Ende 493b entgegengesetzt ist, ein bewegbares Ende 493c darstellt, das aufgrund seines elastischen Ausdehnens und Zusammenziehens verlagerbar ist. Der Druck des Drosselabschnitts 492 auf der stromaufwärtigen Seite wirkt auf das fixierte Ende 493b des Balgs 493a über einen zweiten Druckeinlassdurchlass 490c. Ein Druckstab 493d ist mit dem bewegbaren Ende 493c des Balgs 493a einstückig gekoppelt. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist eine Feder zum drücken des Balgs 493a in der Ausdehnungsrichtung in dem Balg 493a vorgesehen.
Wenn die elektromagnetische Kraft in dem Öffnungsgradeistellventil 49 konstant ist, wird der Balg 493a zusammengezogen, während sich der Differenzdruck ΔP erhöht. Damit einhergehend wird der Ventilkörper 491 in der Richtung, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert, verlagert. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel verringert, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt.
Derweil, wenn die elektromagnetische Kraft in dem Öffnungsgradeinstellventil 49 konstant ist, wird der Balg 493a ausgedehnt, während sich der Differenzdruck ΔP verringert. Damit einhergehend wird der Ventilkörper 491 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel erhöht, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt.
Hier wird der Drosselöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 durch das Gleichgewicht unter der Kraft F1, die den Differenzdruck ΔP entspricht, der elektromagnetischen Kraft F2 und dergleichen bestimmt. Das heißt, wenn sich der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus 494 zugeführt wird, erhöht, was die elektromagnetische Kraft F2 größer macht als die Kraft F1, die dem Differenzdruck ΔP entspricht, wird der Ventilkörper 491 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 verringert. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel verringert, was zu einem reduzierten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend erhöht sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen steigt.
Wenn sich andererseits der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, der dem elektromagnetischen Mechanismus 494 zugeführt wird, verringert, was die elektromagnetische Kraft F2 kleiner macht als die Kraft F1, die dem Differenzdruck ΔP entspricht, wird der Ventilkörper 421 in der Richtung verlagert, die den Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses 140 erhöht. Somit wird die Menge an dem der Steuerungsdruckkammer 18 zugeführten Kältemittel erhöht, was zu einem erhöhten Druck in der Steuerungsdruckkammer 18 führt. Dementsprechend verringert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 24, wobei dadurch das Ausstoßleistungsvermögen verringert wird.
Nachstehend wird die variable Betriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf 24 beschrieben, die durch das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt wird. 24 spricht 6 der ersten Ausführungsform. In 24 sind dieselben Schritte wie diejenigen in 6 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie diejenigen in der ersten Ausführungsform.
Wie in 24 gezeigt ist, berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S102 die Strömungsrate Gr_cal des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels. Die Strömungsrate Gr des Kältemittels ändert sich proportional zu dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic. Daher berechnet das Steuerungsgerät 100 die Strömungsrate Gr_cal des Kältemittels basierend auf dem variablen Signalwert Ic_cal, der in Schritt S40 der 5 berechnet wird, indem es sich auf ein Steuerungskennfeld bezieht, das die Entsprechungsbeziehung zwischen dem variablen Signalwert Ic_cal und der Strömungsrate Gr_cal des Kältemittels definiert.
Danach berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S104 eine Dichte p_cal des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird. Die Dichte p_cal des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, wird durch die Temperatur und den Druck des Kältemittels bestimmt, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird. Die Temperatur und der Druck des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, hat eine Korrelation mit der Blastemperatur TE des Verdampfers 80. Somit berechnet das Steuerungsgerät 100 die Dichte p_cal des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, basierend auf der Blastemperatur TE des Verdampfers 80, indem es sich auf ein Steuerungskennfeld bezieht, dass die Entsprechungsbeziehung zwischen der Blastemperatur TE des Verdampfers 80 und der Dichte p_cal des Kältemittels definiert, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird.
Danach berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S106 ein geschätztes Ausstoßleistungsvermögen V des Kompressionsmechanismus 12 basierend auf der Strömungsrate Gr_cal des Kältemittels, der Dichte p_cal des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus 12 gesaugt wird, und der Drehzahl Ne des Kompressionsmechanismus 12.
Das Steuerungsgerät 100 bestimmt das geschätzte Leistungsvermögen V beispielsweise, indem es die nachfolgende Formel F2 verwendet. $V = Gr_cal/ (ρ_cal \times Ne \times η)$
wobei η, das in Formel F2 gezeigt ist, der volumetrische Wirkungsgrad in dem Kompressionsmechanismus 12 ist und auf einen vorbestimmten Wert festgelegt ist. Der volumetrische Wirkungsgrad η wird durch die Drehzahl Ne des Kompressionsmechanismus 12 signifikant beeinträchtigt und kann somit basierend auf der Drehzahl Ne bestimmt werden.
Danach bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S108, ob das geschätzte Leistungsvermögen V gleich wie oder kleiner als das untere Grenzleistungsvermögen V_min ist. Wenn infolgedessen das geschätzte Leistungsvermögen V des Kompressionsmechanismus 12 größer als das untere Grenzleistungsvermögen V_min wird, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S110 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei. In Schritt S120 bestimmt das Steuerungsgerät 100 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der variable Signalwert Ic_cal zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S130 den Kompressionsmechanismus 12 in dem variablen Betriebsmodus. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 gibt den variablen Signalwert Ic_cal als den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 aus.
Wenn andererseits das geschätzte Leistungsvermögen V des Kompressionsmechanismus 12 gleich wie oder kleiner als das untere Grenzleistungsvermögen V_min ist, wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S150 und behält die Kupplung MGC in dem AN-Zustand in diesem Schritt bei. In Schritt S160 bestimmt das Steuerungsgerät 100 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um kleiner zu sein, als der Grenzsignalwert Ic_min. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S170 den Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 gibt den unteren Grenzsignalwert Ic_min als den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 aus.
Die vorstehende Beschreibung erfolgte bezüglich der variablen Betriebsablaufsteuerung. Die unterbrochene Betriebsablaufsteuerung der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen dieselbe wie die unterbrochene Betriebsablaufsteuerung, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. Somit ist nachfolgend eine Beschreibung der unterbrochenen Betriebsablaufsteuerung der vorliegenden Ausführungsform ausgelassen.
Andere Strukturen und Betriebe der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dieselben Funktionen und Wirkungen, die durch die Konfiguration und den Betrieb gezeigt werden, die dieselben sind, wie diejenigen der ersten Ausführungsform, in derselben Weise erreichen wie die erste Ausführungsform.
Bei dem Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform ist der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen in Abhängigkeit des Leistungsvermögenssteuerungssignalwerts Ic so zu ändern, dass die Strömungsrate Gr des aus dem Kompressionsmechanismus 12 ausgestoßenen Kältemittels zu der Zielströmungsrate Gro wird. Das Steuerungsgerät 100 der vorliegenden Ausführungsform schaltet von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus um, wenn die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens ist eine Bedingung, die besteht, wenn das geschätzte Leistungsvermögen V, das bestimmt wird, indem das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressionsmechanismus 12 geschätzt wird, gleich wie oder kleiner als das untere Grenzleistungsvermögen V_min ist. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft daran gehindert werden, übermäßig hoch zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 auf angemessene Weise gezeigt wird.
(Sechste Ausführungsform)
Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform unter Bezugnahme auf 25 bis 29 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Übergangsbetriebsmodus als der Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 vorgesehen ist. Von den Zeichnungen entspricht 25 der 5 der ersten Ausführungsform, während 26 der 6 der ersten Ausführungsform entspricht. In 25 und 26 sind dieselben Schritte wie diejenigen, die in den 5 und 6 gezeigt sind, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, wie diejenigen der ersten Ausführungsform.
Wie in 25 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S50A, welcher von dem variablen Betriebsmodus, dem unterbrochenen Betriebsmodus und dem Übergangsbetriebsmodus der aktuelle Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 ist. Infolge der Bestimmungsablaufsteuerung wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S60 und führt die variable Betriebsablaufsteuerung in diesem Schritt aus, wenn der Betriebsmodus der variable Betriebsmodus ist. Wenn der Betriebsmodus der unterbrochene Betriebsmodus ist, wechselt das Steuerungsgerät 100 in diesem Schritt zu Schritt S70 für die unterbrochene Betriebsablaufsteuerung aus. Wenn der Betriebsmodus der Übergangsbetriebsmodus ist, wechselt das Steuerungsgerät 100 in diesem Schritt zu Schritt S80 und führt die Übergangsbetriebsablaufsteuerung aus.
Nachstehend wird der Ablauf der variablen Betriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 26 beschrieben. Wie in 26 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S100A, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als ein erster Bestimmungsschwellenwert Tth1. Wie in 27 gezeigt ist, ist der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1 auf eine Temperatur festgelegt, die niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur TEO.
Wenn somit die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1 ist, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S110 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei und bestimmt dann in Schritt S120 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der variable Signalwert Ic_cal zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S130 den Kompressionsmechanismus 12 in dem variablen Betriebsmodus.
Wenn dagegen die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1, wechselt das Steuerungsgerät 100 in diesem Schritt zu Schritt S150 und behält die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei. Dann bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S160 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der untere Grenzsignalwert Ic_min zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S180 den Kompressionsmechanismus 12 in dem Übergangsbetriebsmodus. Das heißt, das Steuerungsgerät 100 gibt den unteren Grenzsignalwert Ic_min als den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus 40 aus, während es die Kupplung MGC in dem AN-Zustand beibehält.
Als nächstes wird der Ablauf der Übergangsbetriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 28 beschrieben. Der Übergangsbetriebsmodus ist ein Betriebsmodus, bei dem der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic bei dem unteren Grenzsignalwert Ic_min beibehalten wird, während die Kupplung MGC in dem AN-Zustand beibehalten wird.
Wie in 28 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S500, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO. Dementsprechend, wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, wird angenommen, dass der Verdampfer 80 in einem unzureichenden Leistungsvermögenszustand ist, in dem das Kühlleistungsvermögen unzureichend ist. Wenn somit die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S510 Die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei und bestimmt dann in Schritt S520 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der variable Signalwert Ic_cal zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S530 den Kompressionsmechanismus 12 in den variablen Betriebsmodus.
Wenn andererseits die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder niedriger als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S540, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als ein zweiter Bestimmungsschwellenwert Tth2. Wie in 27 gezeigt ist, ist der zweite Bestimmungsschwellenwert Tth2 auf eine Temperatur festgelegt, die niedriger ist als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der zweite Bestimmungsschwellenwert Tth2, wird angenommen, dass der Verdampfer 80 in einem Zustand ist, in dem das Kühlleistungsvermögen für das notwendige Kühlleistungsvermögen übermäßig hoch ist, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist. Wenn somit die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der zweite Bestimmungsschwellenwert Tth2, schaltet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S550 die Kupplung MGC in den AUS-Zustand um und bestimmt in Schritt S560, dass der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic der untere Grenzsignalwert Ic_min ist. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S570 den Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus.
Wenn im Gegenzug die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als der zweite Bestimmungsschwellenwert Tth2 ist, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S580 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei und bestimmt in Schritt S590 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der untere Grenzsignalwert Ic_min zu sein. Dann betreibt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S600 den Kompressionsmechanismus 200 in dem Übergangsbetriebsmodus.
Nachfolgend wird der Ablauf der unterbrochenen Betriebsablaufsteuerung unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der 29 beschrieben. Wie in 29 gezeigt ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S700, ob die Kupplung MGC in dem AN-Zustand ist. Dementsprechend, wenn die Kupplung MGC bestimmt wird, um in dem AN-Zustand zu sein, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S710, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder niedriger als die Zielverdampfertemperatur TEO ist, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S720, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1 ist.
Wenn dementsprechend die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1 ist, legt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S730 die Kupplung MGC in den AUS-Zustand fest. Wenn andererseits die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als der erste Bestimmungsschwellenwert Tth1 ist, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S740 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei. Dann bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S750 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der untere Grenzsignalwert Ic_min zu sein, und behält in Schritt S760 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in dem unterbrochenen Betriebsmodus bei.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 in dem Bestimmungsprozess des Schritts S710 bestimmt wird, um höher zu sein als die Zielverdampfertemperatur TEO, berechnet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S770 einen Summenwert ΣΔE von Temperaturdifferenzen ΔE zwischen der Zielverdampfertemperatur TEO und den Blastemperaturen TE. Der Summenwert ΣΔE wird verwendet, um den unzureichenden Leistungsvermögenszustand zu erkennen, bei dem das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für das notwendige Kühlleistungsvermögen unzureichend ist, das für den Verdampfer 80 in dem unterbrochenen Betriebsmodus erforderlich ist.
Danach bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S780, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als ein vierter Bestimmungsschwellenwert Tth4 ist. Wie in 27 gezeigt ist, wird der vierte Bestimmungsschwellenwert Tth4 auf eine Temperatur festgelegt, die höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 gleich wie oder höher als der vierte Bestimmungsschwellenwert Tth4 ist, wird angenommen, dass der unzureichende Leistungsvermögenszustand des Verdampfers 80 auch nicht vermieden werden kann, indem der unterbrochene Betriebsmodus fortgesetzt wird. Somit behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S790 die Kupplung MGC in dem AN-Zustand bei und bestimmt in Schritt S800 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, um der variable Signalwert Ic_cal zu sein. Dann schaltet das Steuerungsgerät 100 in Schritt S810 den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 zu dem variablen Betriebsmodus um.
Wenn die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 bei dem Bestimmungsprozess des Schritts S780 bestimmt wird, um niedriger zu sein als der vierte Bestimmungsschwellenwert Tth4, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S820, ob der Summenwert ΣΔE gleich wie oder höher als ein Summenwertschwellenwert ist, der im Voraus festgelegt wird.
Wenn der Summenwert ΣΔE gleich wie oder höher als der Summenwertschwellenwert ist, wird angenommen, dass der unzureichende Leistungsvermögenszustand des Verdampfers 80 auch nicht durch ein Fortsetzen des unterbrochenen Betriebszustands vermieden werden kann. Somit wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S790 und schaltet dann den Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus um.
Wenn der Summenwert ΣΔE kleiner ist als der Summenwertschwellenwert, wird angenommen, dass der unzureichende Leistungsvermögenszustand des Verdampfers 80 auch nicht durch ein Fortsetzen des unterbrochenen Betriebsmodus durchgehend bewirkt werden kann. Somit wechselt das Steuerungsgerät 100 zu Schritt S740 und behält den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus in den unterbrochenen Betriebsmodus bei, während es in diesem Schritt die Kupplung MGC in den AN-Zustand festlegt.
Wenn die Kupplung MGC bei dem Bestimmungsprozess des Schritts S700 bestimmt wird, um in dem AUS-Zustand zu sein, bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S830, ob die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 höher ist als der dritte Bestimmungsschwellenwert Tth3. Wie in 27 gezeigt ist, ist der dritte Bestimmungsschwellenwert Tth3 auf eine Temperatur festgelegt, die höher ist als die Zielverdampfertemperatur TEO und niedriger als der vierte Bestimmungsschwellenwert Tth4.
Wenn dementsprechend die Blastemperatur TE des Versampfers 80 höher ist als der dritte Bestimmungsschwellenwert Tth3, setzt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S840 den Summenwert ΣΔE zurück und schaltet dann die Kupplung MGC in Schritt S850 in den AN-Zustand um. Wenn andererseits die Blastemperatur TE des Verdampfers 80 niedriger ist als der dritte Bestimmungsschwellenwert Tth3, behält das Steuerungsgerät 100 in Schritt S860 die Kupplung MGC in dem AUS-Zustand bei. Dann bestimmt das Steuerungsgerät 100 in Schritt S870 den Leistungsvermögenssteuerungssignalwert Ic, um der untere Grenzsignalwert Ic_min zu sein, und behält den Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus 12 in Schritt S880 in dem unterbrochenen Betriebsmodus bei.
Andere Strukturen und Betriebe der vorliegenden Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform. Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform kann dieselben Funktionen und Wirkungen, die durch die Konfiguration und den Betrieb gezeigt werden, die dieselben sind, wie diejenigen der ersten Ausführungsform, in derselben Weise erreichen wie die erste Ausführungsform.
Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform schaltet von dem variablen Betriebsmodus zu dem Übergangsbetriebsmodus und dann zu dem unterbrochenen Betriebsmodus in dieser Reihenfolge um, wenn die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen festgelegt ist, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein. Indem der Übergangsmodus vor einem Umschalten von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus auf diese Weise eingefügt ist, kann die Häufigkeit eines Umschaltens von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus unterdrückt werden.
Der Kompressor 10 der vorliegenden Ausführungsform schaltet von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus um, wenn die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens besteht, bei der das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers 80 für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen nicht genügt, das für den Verdampfer 80 erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens ist eine Bedingung, die besteht, wenn der Summenwert ΣΔE den vorbestimmten Summenwertschwellenwert während einer Zeitspanne übersteigt, wenn die Kupplung MGC in dem AN-Zustand ist. Somit kann die Häufigkeit eines Umschaltens von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus unterdrückt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Obwohl die repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Abwandlungen und Änderungen können beispielsweise wie nachfolgend ausgeführt erfolgen.
In den vorstehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen ist ein Raum in dem Gehäuse 14, in dem die Taumelscheibe 24 aufgenommen ist, beispielsweise die Steuerungsdruckkammer 18, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Kompressionsmechanismus 12 kann so eingerichtet sein, dass ein Raum, der durch die Drehwelle 20, die Vorsprungplatte 22, einen beweglichen Körper, der den Neigungswinkel der Taumelscheibe 24 ändert, und dergleichen, als die Steuerungsdruckkammer 18 fungiert, wie in JP-A-2016-98679 beschrieben ist.
In den vorstehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen hat der Kompressionsmechanismus 12 beispielsweise einen einköpfigen Kolben 29, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Kompressionsmechanismus 12 kann eingerichtet sein, um beispielsweise einen doppelköpfigen Kolben zu haben.
In den vorstehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen wird der Kompressor 10 der vorliegenden Offenbarung in der Kältekreisvorrichtung 1 zum Klimatisieren des Inneren der Fahrzeugkabine verwendet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Kompressor 10 der vorliegenden Offenbarung kann auch weithin in anderen Kältekreisvorrichtungen zum Kühlen des Inneren von beispielsweise eines Anhängers und dergleichen verwendet werden.
Es ist ersichtlich, dass die in den vorstehend beschriebenen entsprechenden Ausführungsformen enthaltene Elemente nicht notwendigerweise wesentlich sind, es sei denn sie werden besonders als wesentlich beschrieben, es sei denn, wo sie grundsätzlich klar als wesentlich betrachtet werden und dergleichen.
Beim Bezug auf einen bestimmten Zahlenwert einer Komponente, wie etwa die Anzahl von Komponenten, einen numerischen Wert, eine Menge und einen Bereich der Komponente in den vorstehend genannten Ausführungsformen, sollte die Komponente nicht auf den bestimmten Zahlenwert beschränkt werden, es sei denn er wurde anderweitig als wesentlich beschrieben und es sei denn, wo sie grundsätzlich klar auf den bestimmten Zahlenwert beschränkt ist.
Beim Bezug auf die Gestalt einer Komponente, die Positionsbeziehung zwischen Komponenten und dergleichen in den vorstehend genannten entsprechenden Ausführungsformen sollte die Komponente nicht auf die Gestalt, Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt werden, es sei denn, es wurde anderweitig beschrieben, und es sei denn, wo sie grundsätzlich auf die bestimmte Gestalt, Positionsbeziehung oder dergleichen beschränkt ist.
(Zusammenfassung)
Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder allen der vorstehend genannten Ausführungsformen beschrieben ist, ist ein Kompressionsmechanismus eines Kompressors mit variabler Fördermenge mit einem Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt versehen, der ein unteres Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf ein Zwischenleistungsvermögen begrenzt, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen und kleiner als das maximale Leistungsvermögen. Ein Steuerungsgerät ist eingerichtet, um imstande zu sein, den Betriebsmodus zwischen einem variablen Betriebsmodus und einem unterbrochenen Betriebsmodus umzuschalten. Der variable Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem das Ausstoßleistungsvermögen in dem Bereich von dem unteren Grenzleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen unter Verwendung des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus geändert wird, während die Kupplung gesteuert wird, um in dem gekoppelten Zustand zu sein. Der unterbrochene Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem der Verbindungszustand zwischen dem gekoppelten Zustand und dem Trennzustand durch die Kupplung mit Unterbrechungen umgeschaltet wird, während das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt ist bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge das untere Grenzleistungsvermögen auf ein Leistungsvermögen festgelegt, bei dem eine Leistungszahl des Kompressionsmechanismus größer ist als eine Leistungszahl des Kompressionsmechanismus, die bei dem minimalen Leistungsvermögen festgelegt wird, wenn der Kompressionsmechanismus in dem Bereich von dem minimalen Leistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen betrieben wird. Daher kann die Leistungszahl des Kompressionsmechanismus in dem unterbrochenen Betriebsmodus größer gemacht werden, verglichen mit dem Fall eines Betreibens des Kompressionsmechanismus an dem minimalen Leistungsvermögen.
Gemäß einem dritten Aspekt umfasst der Kompressionsmechanismus des Kompressors mit variabler Fördermenge ein Gehäuse, das mit einer Saugkammer, die das Kältemittel in eine Kompressionskammer einführt, die das Kältemittel komprimiert, einer Ausstoßkammer, die das in der Kompressionskammer komprimierte Kältemittel herausleitet, sowie einer Steuerungsdruckkammer versehen, die das Ausstoßleistungsvermögen ändert. Der Kompressionsmechanismus ist eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen zu erhöhen, während sich ein Druck in der Steuerungsdruckkammer verringert. Das Gehäuse ist ferner mit einem Luftzuführdurchlass, durch den das Kältemittel in der Ausstoßkammer zu der Steuerungsdruckkammer geleitet wird, sowie einem Luftabsaugdurchlass versehen, in dem das Kältemittel in der Steuerungsdruckkammer zu der Saugkammer geleitet wird. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ist eingerichtet, eine Zirkulationsmenge des Kältemittels, das durch den Luftzuführdurchlass, die Steuerungsdruckkammer und den Luftabsaugdurchlass in dem unterbrochenen Betriebsmodus zirkuliert, verglichen mit dem variablen Betriebsmodus zu verringern. Somit kann irgendein Verlust, der die Zirkulation des Kältemittels in dem Gehäuse begleitet, während des unterbrochenen Betriebsmodus unterdrückt werden, was ein weiteres Verbessern des Kompressionswirkungsgrades des Kompressionsmechanismus ermöglicht.
Gemäß einem vierten Aspekt ist der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus des Kompressors mit variabler Fördermenge eingerichtet, in dem unterbrochenen Betriebsmodus den Luftzuführdurchlass zu öffnen und den Luftabsaugdurchlass zu schließen. Somit kann die Zirkulation des Kältemittels in dem Gehäuse während des unterbrochenen Betriebsmodus angehalten werden, was ein weiteres Verbessern des Kompressionswirkungsgrades des Kompressionsmechanismus ermöglicht.
Gemäß einem fünften Aspekt umfasst der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus des Kompressors mit variabler Fördermenge ein Leistungsvermögenssteuerungsventil, das eingerichtet ist, um einen Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu verringern, während sich ein Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses erhöht, sowie den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu erhöhen, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses verringert. Somit wird der Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses verringert, indem der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses erhöht wird, um den Druck in der Steuerungsdruckkammer zu erhöhen, was es ermöglicht, das Ausstoßleistungsvermögen schnell zu reduzieren. Zusätzlich wird der Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses erhöht, indem der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses verringert wird, um den Druck in der Steuerungsdruckkammer zu verringern, wobei der Kompressor mit variabler Fördermenge der vorliegenden Offenbarung das Ausstoßleistungsvermögen schnell erhöhen kann.
Bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge der vorliegenden Offenbarung verringert sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses, wenn das Ausstoßleistungsvermögen verringert wird, was zu einer reduzierten Menge des durch das Gehäuse zirkulierenden Kältemittels führt, wobei dadurch das Verbessern des Kompressionswirkungsgrades ermöglicht wird.
Gemäß einem sechsten Aspekt umfasst der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus des Kompressors mit variabler Fördermenge ein Öffnungsgradeinstellventil, das eingerichtet ist, einen Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses einzustellen, sowie ein druckempfindliches Ventil, das eingerichtet ist, den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu verringern, während sich eine Druckdifferenz zwischen der Ausstoßkammer und der Steuerungsdruckkammer verringert. Somit umfasst der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus zwei Ventile. Auch mit dieser Konfiguration verringert sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses, wenn sich das Ausstoßleistungsvermögen verringert, was zu einer reduzierten Menge des durch das Gehäuse zirkulierenden Kältemittels führt, wobei dadurch das Verbessern des Kompressionswirkungsgrades ermöglicht wird.
Gemäß einem siebten Aspekt schaltet das Steuerungsgerät des Kompressors mit variabler Fördermenge von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus, wenn eine Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei dem ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft einem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt wird. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft daran gehindert werden, übermäßig hoch zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers auf angemessene Weise gezeigt wird.
Gemäß einem achten Aspekt berechnet das Steuerungsgerät des Kompressors mit variabler Fördermenge einen Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, der an dem Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ausgegeben werden soll, um eine Differenz zwischen der Blastemperatur und der Zielverdampfertemperatur zu verringern. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ist eingerichtet, das Ausstoßleistungsvermögen in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert so zu ändern, dass der Druck des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus gesaugt wird, zu einem Zieldruck wird. Die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens ist eine Bedingung, die besteht, wenn die Blastemperatur niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur und der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellenwert ist. Wenn somit die Blastemperatur gleich wie oder höher als die Zielverdampfertemperatur ist, das heißt, wenn das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers unzureichend ist, kann der Kompressionsmechanismus daran gehindert werden, von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus umgeschaltet zu werden.
Gemäß einem neunten Aspekt ist der Bestimmungsschwellenwert bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge ein variabler Schwellenwert, der sich verringert, während sich die Zielverdampfertemperatur erhöht. Das Ausstoßleistungsvermögen des Kompressors kann sich in Anhängigkeit der Wärmelast auf der Luftseite des Verdampfers ändern, unabhängig von dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert. Somit ist der Bestimmungsschwellenwert, der mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert verglichen werden soll, wünschenswerterweise ein variabler Schwellenwert, der sich in Korrelation mit der Wärmelast auf der Luftseite des Verdampfers ändert und der Zielverdampfertemperatur entspricht.
Gemäß einem zehnten Aspekt berechnet das Steuerungsgerät des Kompressors mit variabler Fördermenge einen Leistungsvermögenssteuerungssignalwert, der an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ausgegeben werden soll, um eine Differenz zwischen der Blastemperatur und der Zielverdampfertemperatur zu verringern. Der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ist eingerichtet, um das Ausstoßleistungsvermögen in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert so zu ändern, dass eine Strömungsrate des aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßenen Kältemittels zu einer Zielströmungsrate wird. Die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens ist eine Bedingung, die besteht, wenn ein geschätztes Ausstoßleistungsvermögen, das basierend auf der Strömungsrate des aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßenen Kältemittels, einer Drehzahl des Kompressionsmechanismus und der Blastemperatur geschätzt wurde, kleiner ist als das untere Grenzleistungsvermögen. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft daran gehindert werden, übermäßig hoch zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers auf angemessenen Weise gezeigt wird.
Gemäß einem elften Aspekt schaltet das Steuerungsgerät des Kompressors mit variabler Fördermenge von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus, wenn eine Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens besteht, bei der ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft dem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Somit kann das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft daran gehindert werden, unzureichend zu werden, wobei dadurch der Kompressionswirkungsgrad des Kompressionsmechanismus verbessert wird, während das Kühlleistungsvermögen des Verdampfers auf angemessene Weise gezeigt wird.
Gemäß einem zwölften Aspekt ist bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens eine Bedingung, die besteht, wenn sich ein Zustand, in dem die Blastemperatur höher ist als die Zielverdampfertemperatur für eine vorbestimmte Zeitspanne fortsetzt, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert ist, um der gekoppelte Zustand zu sein.
Hier wird die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens als diejenige Bedingung betrachtet, die besteht, wenn die Blastemperatur höher ist als die Zielverdampfertemperatur, während der Kompressionsmechanismus mit der Kraftmaschine gekoppelt ist. Jedoch kann in diesem Fall das Umschalten von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus häufig auftreten, wenn die Blastemperatur eine Temperatur nahe der Zielverdampfertemperatur erreicht.
Aus diesem Grund kann die Häufigkeit eines Umschaltens von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus unterdrückt werden, indem die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens als diejenige Bedingung definiert wird, die besteht, wenn sich der Zustand, in dem die Blastemperatur höher ist als die Zielverdampfertemperatur, für die vorbestimmte Zeitspanne fortsetzt.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt ist bei dem Kompressor mit variabler Fördermenge die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens eine Bedingung, die besteht, wenn ein Summenwert von Differenzen zwischen der Zielverdampfertemperatur und den Blastemperaturen einen vorbestimmten Summenwertschwellenwert übersteigt. Hier wird der Summenwert während einer Zeitspanne angesammelt, in der die Kupplung in dem gekoppelten Zustand in dem unterbrochenen Betriebsmodus ist. Auf diese Weise kann die Häufigkeit eines Umschaltens von dem unterbrochenen Betriebszustand zu dem variablen Betriebszustand unterdrückt werden, indem die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens als diejenige Bedingung definiert wird, die besteht, wenn der Summenwert von Differenzen zwischen der Zielverdampfertemperatur und den Blastemperaturen den vorbestimmten Summenwertschwellenwert in dem unterbrochenen Betriebsmodus übersteigt.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt ist das Steuerungsgerät des Kompressors mit variabler Fördermenge eingerichtet, um imstande zu sein, den Betriebsmodus zu einem Übergangsbetriebsmodus umzuschalten, bei dem das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert wird, um der gekoppelte Zustand zu sein. Das Steuerungsgerät schaltet den Betriebsmodus von dem variablen Betriebsmodus zu dem Übergangsbetriebsmodus und dann zu dem unterbrochenen Betriebsmodus der Reihe nach um, wenn eine Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für Luft einem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, obwohl das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist. Indem der Übergangsbetriebsmodus vor einem Schalten von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus auf diese Weise dazwischengeschaltet ist, kann die Häufigkeit eines Umschaltens von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus unterdrückt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017 [0001]
JP 172047 [0001]
JP 2011173491 A [0005]
JP 2016098679 A [0180]

Claims

Kompressor mit variabler Fördermenge, der in einer Kältekreisvorrichtung (1) verwendet wird, wobei die Kältekreisvorrichtung einen Verdampfer (80) umfasst, der eingerichtet ist, Luft, die in einen zu klimatisierenden Raum geblasen werden soll, durch eine latente Verdampfungswärme eines Kältemittels zu kühlen, wobei der Kompressor mit variabler Fördermenge eingerichtet ist, imstande zu sein, ein Ausstoßleistungsvermögen des Kältemittels in einem Bereich von einem minimalen Leistungsvermögen zu einem maximalen Leistungsvermögen zu ändern, wobei der Kompressor mit variabler Fördermenge Folgendes aufweist: einen Kompressionsmechanismus (12), der durch eine Kraftmaschine (EG) antreibbar ist, wobei der Kompressionsmechanismus eingerichtet ist, das Kältemittel zu komprimieren und auszustoßen; einen Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus (40), der eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen des Kältemittels zu steuern, das aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßen wird; eine Kupplung (MGC), die eingerichtet ist, einen Verbindungszustand des Kompressionsmechanismus und der Kraftmaschine zwischen einem gekoppelten Zustand, in dem eine Antriebskraft der Kraftmaschine auf den Kompressionsmechanismus übertragen wird, und einen Trennzustand umzuschalten, in dem die Antriebskraft auf den Kompressionsmechanismus nicht übertragen wird; und ein Steuerungsgerät (100), das eingerichtet ist, einen Betriebsmodus des Kompressionsmechanismus durch ein Steuern des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus und der Kupplung umzuschalten, wobei der Kompressionsmechanismus mit einem Leistungsvermögensbegrenzungsabschnitt (27) versehen ist, der eingerichtet ist, ein unteres Grenzleistungsvermögen des Ausstoßleistungsvermögens auf ein Zwischenleistungsvermögen zu begrenzen, das größer ist als das minimale Leistungsvermögen und kleiner als das maximale Leistungsvermögen, und das Steuerungsgerät eingerichtet ist, imstande zu sein, den Betriebsmodus zwischen (i) einem variablen Betriebsmodus, in dem sich eine Blastemperatur der aus dem Verdampfer geblasenen Luft einer Zielverdampfertemperatur nähert, indem das Ausstoßleistungsvermögen in einem Bereich von dem unteren Grenzleistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen unter Verwenden des Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus geändert wird, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert wird, um der gekoppelte Zustand zu sein, und (ii) einem unterbrochenen Betriebszustand umzuschalten, in dem sich die Blastemperatur der Zielverdampfertemperatur nähert, indem der Verbindungszustand zwischen dem gekoppelten Zustand und dem Trennzustand unter Verwendung der Kupplung mit Unterbrechungen umgeschaltet wird, während das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 1, wobei das untere Grenzleistungsvermögen auf ein Leistungsvermögen festgelegt ist, bei dem eine Leistungszahl des Kompressionsmechanismus größer ist als eine Leistungszahl des Kompressionsmechanismus, die an dem minimalen Leistungsvermögen festgelegt ist, wenn der Kompressionsmechanismus in dem Bereich von dem minimalen Leistungsvermögen zu dem maximalen Leistungsvermögen betrieben wird.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kompressionsmechanismus ein Gehäuse (14) umfasst, das mit einer Saugkammer (32), die eingerichtet ist, das Kältemittel in eine Kompressionskammer (28) zum Komprimieren des Kältemittels einzuleiten, einer Ausstoßkammer (34), die eingerichtet ist, das in der Kompressionskammer komprimierte Kältemittel herauszuleiten, sowie einer Steuerungsdruckkammer (18) versehen ist, die eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen zu ändern, wobei der Kompressionsmechanismus eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen zu erhöhen, während sich ein Druck in der Steuerungsdruckkammer verringert, das Gehäuse ferner mit einem Luftzuführdurchlass (140), durch den das Kältemittel in der Ausstoßkammer zu der Steuerungsdruckkammer geleitet wird, sowie einem Luftabsaugdurchlass (141) versehen ist, durch den das Kältemittel in der Steuerungsdruckkammer zu der Saugkammer geleitet wird, und der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus eingerichtet ist, eine Zirkulationsmenge des Kältemittels, das durch den Luftzuführdurchlass, die Steuerungsdruckkammer und den Luftabsaugdurchlass in dem unterbrochenen Betriebsmodus zirkuliert, verglichen mit dem variablen Betriebsmodus zu verringern.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 3, wobei der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus eingerichtet ist, in dem unterbrochenen Betriebszustand den Luftzuführdurchlass zu öffnen und den Luftabsaugdurchlass zu schließen.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ein Leistungsvermögenssteuerungsventil (45) umfasst, das eingerichtet ist, einen Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu verringern, während sich ein Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses erhöht, und den Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu erhöhen, während sich der Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses verringert.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ein Öffnungsgradeinstellventil (42), das eingerichtet ist, einen Durchlassöffnungsgrad des Luftzuführdurchlasses einzustellen, sowie ein druckempfindliches Ventil (48) umfasst, das eingerichtet ist, einen Durchlassöffnungsgrad des Luftabsaugdurchlasses zu verringern, während sich eine Druckdifferenz zwischen der Ausstoßkammer und der Steuerungsdruckkammer verringert.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuerungsgerät den Betriebsmodus von dem variablen Betriebsmodus zu dem unterbrochenen Betriebsmodus umschaltet, wenn eine Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für die Luft einem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, auch wenn das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 7, wobei das Steuerungsgerät einen Leistungsvermögenssteuerungssignalwert berechnet, der an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ausgegeben werden soll, um eine Differenz zwischen der Blastemperatur und der Zielverdampfertemperatur zu verringern, der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert so zu ändern, dass ein Druck des Kältemittels, das in den Kompressionsmechanismus gesaugt wird, ein vorbestimmter Zieldruck wird, und die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens eine Bedingung ist, die besteht, wenn die Blastemperatur niedriger ist als die Zielverdampfertemperatur, und wenn der Leistungsvermögenssteuerungssignalwert gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter Bestimmungsschwellenwert ist.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 8, wobei der Bestimmungsschwellenwert ein variabler Schwellenwert ist, der sich verringert, während sich die Zielverdampfertemperatur erhöht.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 7, wobei das Steuerungsgerät einen Leistungsvermögenssteuerungssignalwert berechnet, der an den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus ausgegeben werden soll, um eine Differenz zwischen der Blastemperatur und der Zielverdampfertemperatur zu verringern, der Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus eingerichtet ist, das Ausstoßleistungsvermögen in Übereinstimmung mit dem Leistungsvermögenssteuerungssignalwert so zu ändern, dass eine Strömungsrate des Kältemittels, das aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßen wird, eine vorbestimmte Zielströmungsrate wird, und die Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens eine Bedingung ist, die besteht, wenn ein geschätztes Ausstoßleistungsvermögen kleiner ist als das untere Grenzleistungsvermögen, wobei das geschätzte Ausstoßvermögen basierend auf der Strömungsrate des aus dem Kompressionsmechanismus ausgestoßenen Kältemittels, einer Drehzahl des Kompressionsmechanismus und der Blastemperatur geschätzt wird.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Steuerungsgerät von dem unterbrochenen Betriebsmodus zu dem variablen Betriebsmodus umschaltet, wenn eine Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens besteht, bei der ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers der Luft einem notwendigen Kühlleistungsvermögen nicht genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, auch wenn das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 11, wobei die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens eine Bedingung ist, die besteht, wenn sich ein Zustand, in dem die Blastemperatur höher ist als die Zielverdampfertemperatur, für eine vorbestimmte Zeitspanne fortsetzt, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert wird, um der gekoppelte Zustand zu sein.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach Anspruch 11, wobei die Bedingung eines unzureichenden Leistungsvermögens eine Bedingung ist, die besteht, wenn ein Summenwert von Temperaturdifferenzen zwischen der Zielverdampfertemperatur und den Blastemperaturen, der sich während einer Zeitspanne ansammelt, in der die Kupplung in dem unterbrochenen Betriebsmodus in dem gekoppelten Zustand ist, einen vorbestimmten Summenwertschwellenwert übersteigt.
Kompressor mit variabler Fördermenge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuerungsgerät eingerichtet ist, imstande zu sein, den Betriebsmodus zu einem Übergangsbetriebsmodus umzuschalten, in dem das Ausstoßleistungsvermögen durch den Leistungsvermögenssteuerungsmechanismus gesteuert wird, um das untere Grenzleistungsvermögen zu sein, während der Verbindungszustand durch die Kupplung gesteuert wird, um der gekoppelte Zustand zu sein, und das Steuerungsgerät den Betriebsmodus von dem variablen Betriebsmodus zu dem Übergangsbetriebsmodus und dann zu dem unterbrochenen Betriebsmodus der Reihe nach umschaltet, wenn eine Bedingung eines hinreichenden Leistungsvermögens besteht, bei der ein Kühlleistungsvermögen des Verdampfers für eine Luft einem notwendigen Kühlleistungsvermögen genügt, das für den Verdampfer erforderlich ist, auch wenn das Ausstoßleistungsvermögen auf das untere Grenzleistungsvermögen festgelegt ist.