JP2010038062A - Control system of variable displacement compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調システムに適用される可変容量圧縮機の制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for a variable capacity compressor applied to an air conditioning system.
例えば車両用空調システムに用いられる往復動型の可変容量圧縮機は、ハウジングを備え、ハウジングの内部には吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成される。クランク室内を延びる駆動軸には斜板が傾動可能に連結され、斜板を含む変換機構は、駆動軸の回転をシリンダボア内に配置されたピストンの往復運動に変換する。ピストンの往復運動は、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入、吸入した作動流体の圧縮及び圧縮された作動流体の吐出室への吐出工程を実行する。 For example, a reciprocating variable displacement compressor used in a vehicle air conditioning system includes a housing, and a discharge chamber, a suction chamber, a crank chamber, and a cylinder bore are defined in the housing. A swash plate is tiltably connected to a drive shaft extending in the crank chamber, and a conversion mechanism including the swash plate converts the rotation of the drive shaft into a reciprocating motion of a piston disposed in the cylinder bore. The reciprocating motion of the piston performs the steps of sucking the working fluid from the suction chamber into the cylinder bore, compressing the sucked working fluid, and discharging the compressed working fluid into the discharge chamber.
ピストンのストローク長、即ち圧縮機の吐出容量は、クランク室の圧力(制御圧力)を変化させることにより可変となり、吐出容量を制御するために、吐出室とクランク室とを連通する給気通路には容量制御弁が配置され、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路には絞りが配置される。
例えば特許文献1が開示する容量制御弁は、吸入圧力を感知するための感圧部材を内蔵し、この容量制御弁を用いた可変容量圧縮機では、吸入圧力を感知して吐出容量をフィードバック制御する。具体的には、感圧部材は、例えばベローズにより構成され、吸入圧力が低下すると吐出容量を減少すべく伸長し、給気通路の開度を増大させる。
The stroke length of the piston, that is, the discharge capacity of the compressor, becomes variable by changing the pressure (control pressure) of the crank chamber, and in order to control the discharge capacity, an air supply passage that connects the discharge chamber and the crank chamber is used. A capacity control valve is disposed, and a throttle is disposed in a bleed passage that connects the crank chamber and the suction chamber.
For example, the capacity control valve disclosed in
また、特許文献2が開示する可変容量圧縮機の容量制御方法では、2つの圧力監視点の圧力差が目標値に近付くように容量制御が行われる。
更に、特許文献3が開示する容量制御装置は、吐出室の圧力(吐出圧力)と吸入室の圧力との間の圧力差(差圧)が目標値に近付くように、吐出容量をフィードバック制御する。すなわち、特許文献3の制御装置は、差圧を制御対象として容量制御弁のコイルへの通電量を変化させ、これに伴い吐出容量が変化する。例えば、この制御装置は、差圧が縮小しようとすれば、吐出容量を増大させて差圧を所定値に近付けるように動作する。
Further, in the capacity control method of the variable capacity compressor disclosed in Patent Document 2, capacity control is performed so that the pressure difference between the two pressure monitoring points approaches the target value.
Furthermore, the capacity control device disclosed in Patent Document 3 feedback-controls the discharge capacity so that the pressure difference (differential pressure) between the pressure in the discharge chamber (discharge pressure) and the pressure in the suction chamber approaches the target value. . That is, the control device of Patent Document 3 changes the energization amount to the coil of the capacity control valve using the differential pressure as a control target, and the discharge capacity changes accordingly. For example, if the differential pressure is to be reduced, this control device operates to increase the discharge capacity and bring the differential pressure closer to a predetermined value.
特許文献3の容量制御装置が実行する差圧制御も、特許文献2が開示する容量制御方法と同様に、2つの圧力監視点の圧力差を目標値に近付けるものに属すると考えられる。従って、可変容量圧縮機の容量制御装置は、特許文献1に代表されるように吸入圧力を制御対象とする吸入圧力制御方式のものと、特許文献2及び3に代表されるように差圧を制御対象とする差圧制御方式のものとに大別される。
Similarly to the capacity control method disclosed in Patent Document 2, the differential pressure control executed by the capacity control device of Patent Document 3 is considered to belong to the one that brings the pressure difference between the two pressure monitoring points closer to the target value. Therefore, the capacity control device of the variable capacity compressor has a suction pressure control system that controls the suction pressure as represented by
特許文献1乃至3に開示されている技術を使用する場合、可変容量圧縮機に専用の制御装置が必要となる。可変容量圧縮機用の制御装置は、通常、空調システムの制御装置と一体に設けられる。
空調システムの制御装置は、センサ等によって検知した外部情報に基づいて、制御量の目標値を設定する。可変容量圧縮機用の制御装置は、制御量が目標値に近付くよう、コイルを流れる駆動電流を調整する。
The control device of the air conditioning system sets a target value for the control amount based on external information detected by a sensor or the like. The control device for the variable capacity compressor adjusts the drive current flowing through the coil so that the control amount approaches the target value.
可変容量圧縮機及び容量制御弁の各々には、製造上のばらつきがある。このため、空調システムの制御装置から同じ目標値(制御指令値)が可変容量圧縮機用の制御装置に入力されても、制御量がばらつく結果となる。つまり、特許文献1では吸入圧力制御特性、特許文献2及び3では差圧制御特性がばらつく結果となる。
そして、ばらつきが大きければ、可変容量圧縮機毎に制御範囲が大きく変化してしまう虞がある。これにより操作量である駆動電流の上限側または下限側において、狙いとする制御量が得られなくなる虞があった。
Each of the variable capacity compressor and the capacity control valve has manufacturing variations. For this reason, even if the same target value (control command value) is input from the control device of the air conditioning system to the control device for the variable capacity compressor, the control amount varies. That is, in
If the variation is large, the control range may change greatly for each variable capacity compressor. As a result, the target control amount may not be obtained on the upper limit side or lower limit side of the drive current that is the operation amount.
また通常、同一仕様の容量制御弁の制御特性を代表する基準となる制御特性が決められており、これは駆動電流の関数として、可変容量圧縮機用の制御装置の制御プログラムに反映されている。製造上のばらつきによって容量制御弁への入力(駆動電流)と出力(吸入圧力、差圧等)との関係が大きくずれると、通常の制御プログラムでは制御精度が悪化するという問題があった。 Also, a control characteristic that is a standard representing a control characteristic of a capacity control valve of the same specification is usually determined, and this is reflected as a function of drive current in a control program of a control device for a variable capacity compressor. . If the relationship between the input (drive current) to the capacity control valve and the output (suction pressure, differential pressure, etc.) greatly deviates due to manufacturing variations, there is a problem that the control accuracy is deteriorated in a normal control program.
前述のような問題は、制御対象としての可変容量圧縮機及び容量制御弁と、可変容量圧縮機の制御装置とが分離されていることに起因している。すなわち、可変容量圧縮機の制御装置が空調システムの制御装置に設けられ、可変容量圧縮機の制御装置が、可変容量圧縮機又は容量制御弁毎に最適化されていないことに起因している。
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的は、簡単な構成にて可変容量圧縮機又は容量制御弁の特性のばらつきに合わせて最適化され、容量制御弁を介して可変容量圧縮機を的確に制御するシステムを提供することにある。
The problems as described above are caused by the fact that the variable capacity compressor and the capacity control valve as control targets are separated from the control apparatus for the variable capacity compressor. That is, the control device for the variable capacity compressor is provided in the control device for the air conditioning system, and the control device for the variable capacity compressor is not optimized for each variable capacity compressor or capacity control valve.
The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and the object thereof is optimized in accordance with the variation in the characteristics of the variable capacity compressor or the capacity control valve with a simple configuration, and the variable capacity is set via the capacity control valve. An object is to provide a system for accurately controlling a compressor.
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、作動流体の圧力及びソレノイドユニットからの荷重が印加される弁体を有する電磁制御弁を介して、可変容量圧縮機の吐出容量制御に適用される可変容量圧縮機の制御システムにおいて、少なくとも1つの外部情報に基づいて、制御量の目標値を設定する第1制御装置と、前記制御量の目標値に基づいて標準的な操作量を演算する第2制御装置と、前記第1制御装置とは別体に設けられた第3制御装置であって、前記可変容量圧縮機及び容量制御弁のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて前記標準的な操作量を補正し、当該補正された操作量に基づいて前記ソレノイドユニットのコイルに供給される駆動電流を調整する第3制御装置とを備えることを特徴とする可変容量圧縮機の制御システムが提供される(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the present invention is applied to discharge capacity control of a variable capacity compressor through an electromagnetic control valve having a valve body to which a pressure of a working fluid and a load from a solenoid unit are applied. In a control system for a variable displacement compressor, a first control device that sets a target value of a control amount based on at least one external information, and a standard operation amount is calculated based on the target value of the control amount A third control device provided separately from the second control device and the first control device, wherein the standard control unit is based on a variation in characteristics of at least one of the variable capacity compressor and the capacity control valve. And a third control device for correcting a drive current supplied to the coil of the solenoid unit based on the corrected operation amount, and controlling the variable capacity compressor Stem is provided (claim 1).
好ましくは、前記操作量は、前記駆動電流の電流値である(請求項2)。
好ましくは、前記第2制御装置は、前記制御量の目標値と、少なくとも1つの外部情報とに基づいて前記標準的な操作量を演算し、前記第2制御装置と前記第3制御装置とは一体に設けられて1つの制御ユニットを構成する(請求項3)。
好ましくは、前記制御ユニットは、前記特性のばらつきを補正するための補正量を決定する際に補正用の操作量に関する信号を外部から前記第3制御装置に入力するための入力部を有する(請求項4)。
Preferably, the manipulated variable is a current value of the drive current.
Preferably, the second control device calculates the standard operation amount based on a target value of the control amount and at least one external information, and the second control device and the third control device are A single control unit is provided as a single unit.
Preferably, the control unit includes an input unit for inputting a signal related to an operation amount for correction to the third control device from the outside when determining a correction amount for correcting the variation in characteristics. Item 4).
好ましくは、前記特性のばらつきとは、前記可変容量圧縮機又は容量制御弁の個体差に基づく、前記操作量と前記作動流体の圧力との関係のばらつきである(請求項5)。
好ましくは、前記第1制御装置は補正量決定手段を有し、前記補正量決定手段は、外部からの操作によって前記特性のばらつきを補正するための補正量を決定し、且つ、決定した補正量を前記第3制御装置に入力する補正量決定手段を有する(請求項6)。
Preferably, the variation in characteristics is a variation in the relationship between the operation amount and the pressure of the working fluid based on individual differences of the variable capacity compressor or the capacity control valve.
Preferably, the first control device includes a correction amount determination unit, and the correction amount determination unit determines a correction amount for correcting the variation in the characteristics by an external operation, and the determined correction amount Is provided to the third control device. (Claim 6)
好ましくは、前記第3制御装置は、前記可変容量圧縮機及び容量制御弁のうち一方に固定される(請求項7)。 Preferably, the third control device is fixed to one of the variable capacity compressor and the capacity control valve.
本発明の請求項1の可変容量圧縮機の制御システムでは、制御量の目標値を設定する第1制御装置と駆動電流を調整する第3制御装置とが別体に設けられ、第3制御装置が、可変容量圧縮機及び容量制御弁のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて、第2制御装置によって演算された標準的な操作量を補正する。このように、標準的な操作量を補正する機能を第3制御装置に付与することにより、特性のばらつきに合わせて第3制御装置が最適化される。この最適化は、第1制御装置と第3制御装置とが別体であるため容易である。そして、第3制御装置が最適化されたことによって、この制御システムによれば、容量制御弁を介して可変容量圧縮機の吐出容量が的確に制御される。 In the variable capacity compressor control system according to the first aspect of the present invention, the first control device for setting the target value of the control amount and the third control device for adjusting the drive current are provided separately, and the third control device. However, the standard operation amount calculated by the second control device is corrected based on the variation in the characteristics of at least one of the variable displacement compressor and the displacement control valve. As described above, by providing the third control device with a function of correcting the standard operation amount, the third control device is optimized in accordance with the variation in characteristics. This optimization is easy because the first control device and the third control device are separate. Then, by optimizing the third control device, according to this control system, the discharge capacity of the variable capacity compressor is accurately controlled via the capacity control valve.
請求項2の可変容量圧縮機の制御システムでは、操作量としての駆動電流の電流値を補正することにより、より簡易な構成で、可変容量圧縮機の吐出容量が的確に制御される。
請求項3の可変容量圧縮機の制御システムでは、第2制御装置が、制御量の目標値及び外部情報に基づいて標準的な操作量を演算する。このため、第1制御装置によって設定される制御量の種類によらず、第3制御装置によって駆動電流が的確に調整される。
In the control system for the variable capacity compressor according to the second aspect, the discharge capacity of the variable capacity compressor is accurately controlled with a simpler configuration by correcting the current value of the drive current as the operation amount.
In the control system for the variable capacity compressor according to the third aspect, the second control device calculates a standard operation amount based on the target value of the control amount and external information. For this reason, the drive current is accurately adjusted by the third control device regardless of the type of control amount set by the first control device.
そして、第1制御装置のために、種々の物理量の中から適当な制御量を選択して設定することができることに加え、第2制御装置と第3制御装置とを一体にしたことで、第1制御装置の汎用性若しくは共通性が高くなる。
請求項4の可変容量圧縮機の制御システムでは、補正用の操作量を外部から制御ユニットに入力できるので、補正量の決定が容易である。
In addition to being able to select and set an appropriate control amount from various physical quantities for the first control device, the second control device and the third control device are integrated, The versatility or commonality of one control device is increased.
In the control system for the variable capacity compressor according to the fourth aspect, the operation amount for correction can be input from the outside to the control unit, so that the correction amount can be easily determined.
請求項5の可変容量圧縮機の制御システムでは、可変容量圧縮機又は容量制御弁の個体差に基づく操作量と作動流体の圧力との関係のばらつきに基づいて操作量が補正される。可変容量圧縮機又は容量制御弁の個体差に基づく操作量と作動流体の圧力との関係のばらつきは、制御の精度に与える影響が大であり、この制御システムによれば、制御精度が確実に高くなる。つまり、この制御システムによれば、制御量をその目標値に対して高精度にて近付けられる。 In the control system for the variable displacement compressor according to the fifth aspect, the operation amount is corrected based on the variation in the relationship between the operation amount based on the individual difference of the variable displacement compressor or the displacement control valve and the pressure of the working fluid. Variations in the relationship between the manipulated variable and the pressure of the working fluid based on individual differences in variable displacement compressors or displacement control valves have a large effect on control accuracy. This control system ensures reliable control accuracy. Get higher. That is, according to this control system, the control amount can be brought close to the target value with high accuracy.
請求項6の可変容量圧縮機の制御システムでは、第1制御装置の補正量決定手段を用いることで、補正量の決定及決定された補正量の第3制御装置への入力が可能である。このため、制御システムを例えば車両に組み付けた後でも、補正量の決定及び入力が容易である。更に、可変容量圧縮機の故障を判断することも容易になる。
請求項7の可変容量圧縮機の制御システムでは、第3制御装置が可変容量圧縮機又は容量制御弁に固定される。この固定作業を工場で行えば、第3制御装置の最適化作業も工場で容易に行うことができ、多数の第3制御装置を短時間で最適化可能となる。
In the control system for the variable capacity compressor according to the sixth aspect, by using the correction amount determining means of the first control device, it is possible to determine the correction amount and to input the determined correction amount to the third control device. For this reason, it is easy to determine and input the correction amount even after the control system is assembled to the vehicle, for example. Furthermore, it becomes easy to determine the failure of the variable capacity compressor.
In the variable displacement compressor control system according to the seventh aspect, the third control device is fixed to the variable displacement compressor or the displacement control valve. If this fixing operation is performed at the factory, the optimization operation of the third control device can be easily performed at the factory, and a large number of third control devices can be optimized in a short time.
以下、本発明の第1実施形態の可変容量圧縮機の制御システムAについて説明する。
図1は、制御システムAが適用された車両用空調システムの冷凍サイクル10を示し、冷凍サイクル10は、作動流体としての冷媒が循環する循環路12を備える。循環路12には、冷媒の流動方向でみて、圧縮機100、放熱器(凝縮器又はガスクーラ)14、膨張器16及び蒸発器18が順次介挿され、圧縮機100が作動すると、圧縮機100の吐出容量に応じて循環路12を冷媒が循環する。
Hereinafter, the control system A of the variable capacity compressor of the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a
すなわち、圧縮機100は、冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行う。
放熱器14は、圧縮機100から吐出された冷媒を冷却する機能を有し、冷却された冷媒は、膨張器16を通過することによって膨張させられる。膨張した冷媒は蒸発器18内で気化し、気化した冷媒は圧縮機100に吸入される。
That is, the
The
蒸発器18は、車両用空調システムの空気回路の一部も構成しており、蒸発器18を通過する空気流は、蒸発器18内の冷媒によって気化熱を奪われることによって冷却される。冷却された空気流が車室内に流入することにより、車室が冷房又は除湿される。
制御システムAが適用される圧縮機100は可変容量圧縮機であり、例えば斜板式のクラッチレス圧縮機である。圧縮機100はシリンダーブロック101を備え、シリンダーブロック101には、複数のシリンダボア101aが形成されている。シリンダーブロック101の一端にはフロントハウジング102が連結され、シリンダーブロック101の他端には、バルブプレート103を介してリアハウジング(シリンダヘッド)104が連結されている。
The
The
シリンダーブロック101及びフロントハウジング102はクランク室105を規定し、クランク室105内を縦断して駆動軸106が延びている。駆動軸106は、クランク室105内に配置された環状の斜板107を貫通し、斜板107は、駆動軸106に固定されたロータ108と連結部109を介してヒンジ結合されている。従って、斜板107は、駆動軸106に沿って移動しながら傾動可能である。
The
ロータ108と斜板107との間を延びる駆動軸106の部分には、斜板107を最小傾角に向けて付勢するコイルばね110が装着され、斜板107を挟んで反対側の部分、即ち斜板107とシリンダーブロック101との間を延びる駆動軸106の部分には、斜板107を最大傾角に向けて付勢するコイルばね111が装着されている。
駆動軸106は、フロントハウジング102の外側に突出したボス部102a内を貫通し、駆動軸106の外端には、動力伝達装置としてのプーリ112に連結されている。プーリ112は、ボール軸受113を介してボス部102aによって回転自在に支持され、外部駆動源としてのエンジン114のプーリとの間にベルト115が架け回される。
A portion of the
The
ボス部102aの内側には軸封装置116が配置され、フロントハウジング102の内部と外部とを遮断している。駆動軸106はラジアル方向及びスラスト方向にベアリング117,118,119,120によって回転自在に支持され、エンジン114からの動力がプーリ112に伝達され、プーリ112の回転と同期して回転可能である。
シリンダボア101a内にはピストン130が配置され、ピストン130には、クランク室105内に突出したテール部が一体に形成されている。テール部に形成された凹所130a内には一対のシュー132が配置され、シュー132は斜板107の外周部に対し挟み込むように摺接している。従って、シュー132を介して、ピストン130と斜板107とは互いに連動し、駆動軸106の回転によりピストン130がシリンダボア101a内を往復動する。
A
A
リアハウジング104の内部には、吸入室140及び吐出室142が区画形成され、吸入室140は、バルブプレート103に設けられた吸入孔103aを介してシリンダボア101aと連通可能である。吐出室142は、バルブプレート103に設けられた吐出孔103bを介してシリンダボア101aと連通している。なお、吸入孔103a及び吐出孔103bは、図示しない吸入弁及び吐出弁によってそれぞれ開閉される。
A
シリンダーブロック101の外側にはマフラ150が設けられ、マフラケーシング152は、シリンダーブロック101に一体に形成されたマフラベース101bに図示しないシール部材を介して接合されている。マフラケーシング152及びマフラベース101bはマフラ空間154を規定し、マフラ空間154は、リアハウジング104、バルブプレート103及びマフラベース101bを貫通する吐出通路156を介して吐出室142と連通している。
A
マフラケーシング152には吐出ポート152aが形成され、マフラ空間154には、吐出通路156と吐出ポート152aとの間を遮るように逆止弁170が配置されている。具体的には、逆止弁170は、吐出通路156側の圧力とマフラ空間154側の圧力との圧力差に応じて開閉し、圧力差が所定値より小さい場合閉作動し、圧力差が所定値より大きい場合開作動する。
A
したがって吐出室142は、吐出通路156、マフラ空間154及び吐出ポート152aを介して循環路12の往路部分と連通可能であり、マフラ空間154は逆止弁170によって断続される。一方、吸入室140は、リアハウジング104に形成された吸入ポート104aを介して循環路12の復路部分と連通している。
リアハウジング104には、容量制御弁(電磁制御弁)200が収容され、容量制御弁200は給気通路160に介挿されている。給気通路160は、吐出室142とクランク室105との間を連通するようにリアハウジング104からバルブプレート103を経てシリンダーブロック101にまで亘っている。
Accordingly, the
A capacity control valve (electromagnetic control valve) 200 is accommodated in the
一方、吸入室140は、クランク室105と抽気通路162を介して連通している。抽気通路162は、駆動軸106とベアリング119,120との隙間、空間164及びバルブプレート103に形成された固定オリフィス103cからなる。
また、吸入室140は、リアハウジング104に形成された感圧通路166を通じて、給気通路160とは独立して容量制御弁200に接続されている。
On the other hand, the
The
容量制御弁200は、吐出室142とクランク室105とを連通する給気通路160の開度を開整し、クランク室105への冷媒導入量を制御する。一方、クランク室105内の冷媒は抽気通路162を介して吸入室に流れる。
したがって容量制御弁200を介してクランク室105への冷媒導入量を調整してクランク室105内の圧力を変化させることにより、吐出容量を制御することができる。
The
Therefore, the discharge capacity can be controlled by adjusting the amount of refrigerant introduced into the
より詳しくは、図2に示すように、容量制御弁200は、弁ユニットと駆動ユニット(ソレノイドユニット)とからなる。弁ユニットは、円筒形状の弁ハウジング202を有し、弁ハウジング202の内部には弁孔204が形成されている。弁孔204は、弁ハウジング202の軸線方向に延び、弁孔204の一端は出口ポート206に繋がっている。出口ポート206は、弁ハウジング202を径方向に貫通しており、弁孔204は出口ポート206及び給気通路160の下流側部分を介してクランク室105と連通している。
More specifically, as shown in FIG. 2, the
弁ハウジング202のソレノイドユニット側には弁室208が区画され、弁孔204の他端は弁室208の端壁にて開口している。弁室208内には、略円柱形状の弁体210が収容され、弁体210は、弁室208内を弁ハウジング202の軸線方向に移動可能である。弁体210の一端が弁室208の端壁に当接することにより、弁体210は弁孔204を閉塞可能であり、弁室208の端壁は弁座として機能する。
A
また、弁ハウジング202には入口ポート212が形成され、入口ポート212も弁ハウジング202を径方向に貫通している。入口ポート212は、給気通路160の上流側部分を介して吐出室142と連通している。入口ポート212は、弁室208の周壁にて開口しており、入口ポート212、弁室208、弁孔204及び出口ポート206を通じて、吐出室142とクランク室105とは連通可能となっている。
An
更に、弁ハウジング202には、ソレノイドユニットと反対側に感圧室214が区画され、感圧室214の周壁には感圧ポート216が形成されている。感圧ポート216及び感圧通路166を通じて、感圧室214は吸入室140と連通している。また、感圧室214と弁孔204との間には軸方向孔218が設けられ、軸方向孔218は、弁孔204と同軸上を延びている。
Furthermore, a pressure
弁体210の他端には、感圧ロッド220が一体且つ同軸に連結されている。感圧ロッド220は、弁孔204及び軸方向孔218内を延び、感圧ロッド220の先端部は、感圧室214内に突出している。感圧ロッド220は先端側に大径部を有しており、感圧ロッド220の大径部は、軸方向孔218の内周面によって摺動可能に支持されている。従って、感圧ロッド220の大径部によって、感圧室214と弁孔204との間の気密性が確保されている。
A pressure
感圧室214の端壁は、弁ハウジング202の端部に圧入されたキャップ222により形成され、キャップ222は段付きの有底円筒状をなす。キャップ222の小径部には、支持部材224の筒部が摺動自在に嵌合され、キャップ222の底壁と支持部材224との間には強制開放ばね226が配置されている。
感圧室214内には感圧器228が収容され、感圧器228の一端が支持部材224に固定されている。従って、キャップ222は、支持部材224を介して感圧器228を支持している。
The end wall of the pressure
A
感圧器228はベローズ230を有し、ベローズ230は、弁ハウジング202の軸線方向に伸縮可能である。ベローズ230の両端はキャップ232,234によって気密に閉塞され、ベローズ230の内部は、真空状態(減圧状態)に保たれている。また、ベローズ230の内部には、圧縮コイルばね236が配置され、圧縮コイルばね236は、ベローズ230が伸長するように、キャップ232,234を相互に離間する方向に付勢している。
The
感圧器228のキャップ234は、アダプタ238を介して感圧ロッド220に当接可能であり、感圧室214内の圧力が低下して感圧器228が伸長した場合、感圧ロッド220を介して弁体210が開弁方向に付勢される。
なお、弁ハウジング202に対するキャップ222の圧入量は、容量制御弁200が所定の動作をするように調整される。
The
Note that the amount of press-fitting of the
一方、ソレノイドユニットは、弁ハウジング202に同軸的に連結された略円筒形状のソレノイドハウジング240を有し、ソレノイドハウジング240内には、同心上に略円筒形状の固定コア242が配置されている。固定コア242の一端部は、弁ハウジング202の端部に嵌合して弁室208を区画するとともに、弁体210を摺動自在に支持している。
On the other hand, the solenoid unit includes a substantially
固定コア242の中央部から他端部に亘る部分には、有底のスリーブ244が嵌合されている。スリーブ244の底壁と固定コア242の他端との間には、コア収容空間246が区画され、コア収容空間246には可動コア248が配置されている。可動コア248は、スリーブ244によって摺動自在に支持され、ソレノイドハウジング240の軸線方向に往復動可能である。
A bottomed
弁体210の他端には、固定コア242内を延びるソレノイドロッド250の一端が当接し、ソレノイドロッド250の他端部は、可動コア248と一体に固定されている。従って、弁体210は、可動コア248に連動して閉弁方向に移動する。可動コア248とスリーブ244の底壁との間には、圧縮コイルばね252が配置され、圧縮コイルばね252は、可動コア248及びソレノイドロッド250を介して弁体210を閉弁方向に常時付勢する。
One end of a
スリーブ244の周囲には、ボビン253に巻回された状態で円筒形のコイル(ソレノイドコイル)254が配置され、ボビン253及びコイル254は、一体に成型された樹脂部材255によって囲まれている。ソレノイドハウジング240、固定コア242及び可動コア248はいずれも磁性材料で形成されて磁気回路を構成し、一方、スリーブ244は非磁性のステンレス系材料で形成されている。
A cylindrical coil (solenoid coil) 254 wound around the
ここで、固定コア242の先端部の根元には、径方向孔256が形成され、弁ハウジング202には、径方向孔256と感圧室214とを連通する連通孔258が形成されている。また、固定コア242の中央部及び他端部の内径は、弁体210及びソレノイドロッド250の外径よりも大きく、感圧室214とコア収容空間246との間は、固定コア242の中央部及び他端部の内側、径方向孔256及び連通孔258を介して連通している。
Here, a
従って、弁体210の一端面には、クランク室105の圧力(クランク圧力Pc)が開弁方向の力として作用し、一方、弁体210の他端面には吸入室140の圧力(吸入圧力Ps)が閉弁方向の力として作用する。
なお、弁孔204の面積と、固定コア242の先端部に支持される弁体210の部分の断面積とを同等に設定することによって、弁体210の開閉動作には、弁室208内の圧力、換言すれば、吐出室142の圧力(吐出圧力Pd)は関与しない。この場合、容量制御弁200の吸入圧力制御特性は、吐出圧力Pdの影響を受けない。
Accordingly, the pressure of the crank chamber 105 (crank pressure Pc) acts on one end surface of the
Note that by setting the area of the
また、弁孔204の面積と、軸方向孔218と摺動する感圧ロッド220の部分の段面積とを同等に設定することによって、弁体210の開閉動作には、弁孔204内の圧力、換言すれば、クランク室105の圧力(クランク圧力Pc)は関与しない。
これらの結果として、容量制御弁200の吸入圧力制御特性は、吐出圧力Pd及びクランク圧力Pcの影響を実質的に受けない。このため、図3、式(1)及び式(2)に示すように、コイル254に供給する電流(駆動電流I)に基づいて、制御対象となる吸入圧力Psの目標値(目標吸入圧力Pss)が一義的に決定される。
Further, by setting the area of the
As a result, the suction pressure control characteristic of the
なお、式(1)中のF(I)は、コイル254に通電することによって可動コア248に作用する電磁力であり、Sbは、ベローズ230の有効面積である。また、fs1は圧縮コイルばね252の付勢力であり、fs2は、感圧器228の圧縮コイルばね236の付勢力である。F(I)=A・I(ただし、Aは定数である。)と表すことができ、この関係を考慮して式(1)を変形すると式(2)が得られる。
In Formula (1), F (I) is an electromagnetic force acting on the
コイル254に外部から駆動電流Iが供給されると、可動コア248に電磁力F(I)が作用する。電磁力F(I)によって、可動コア248は固定コア242に向けて吸引され、これにより弁体210が閉弁方向に付勢される。
車両用空調システムの冷凍サイクル10において、エンジン作動状態でエアコンを作動させない場合には、容量制御弁200のコイル254に対して駆動電流Iが供給されない。これにより、弁体210が強制開放ばね226の弾性力によって弁座から強制的に離間させられて、容量制御弁200は開弁状態となり、そして、圧縮機100の吐出容量は最小となる。
When drive current I is supplied to
In the
このとき、逆止弁170には常時閉じる方向の力が付与されているので、圧縮機100から循環路12への冷媒の流れは遮断される。この結果、最小の吐出容量で吐出室142に吐出された冷媒は圧縮機100の内部を循環する。すなわち、吐出室142の冷媒は、給気通路160を経てクランク室105に流入し、次いで、抽気通路162を介して吸入室140に戻る。
At this time, since the
一方、エアコンを作動させた場合には、コイル254に対して駆動電流Iが供給されて、図2に示すように、弁体210が圧縮コイルばね236の弾性力に抗して弁座に当接する。これにより容量制御弁200は閉弁状態となり、給気通路160が遮断されることから、クランク圧力Pcが低下して吸入圧力Psと同等になる。
これにより、斜板107の傾角が増してピストン130のストロークが増大する。これにより吐出室142の圧力が高まって逆止弁170の前後差圧が所定値を越えると、逆止弁170が開弁して圧縮冷媒が循環路12に供給される。
On the other hand, when the air conditioner is operated, the drive current I is supplied to the
Thereby, the inclination angle of the
そして、このような可変容量圧縮機100の作動中において、可変容量圧縮機100の制御システムAは、容量制御弁200のコイル254に供給される駆動電流Iを調整して、可変容量圧縮機100の吐出容量を制御する。
図4は、可変容量圧縮機100の吐出容量を容量制御弁200を介して制御する制御システムAの概略構成を示したブロック図である。
During the operation of the
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system A that controls the discharge capacity of the
制御システムAは、第1制御装置400A、第2制御装置400B、及び、第3制御装置400Cを有し、少なくとも第1制御装置400Aと第3制御装置400Cとは別体である。別体であるとは、第1制御装置400A及び第3制御装置400Cは物理的又は機械的に別体であることを意味する。
第1制御装置400A、第2制御装置400B及び第3制御装置400Cは、それぞれECU(電子制御装置)によって構成することができる。なお、第2制御装置400Bは、第1制御装置400Aおよび第3制御装置のうちいずれか一方と一体であってもよい。
The control system A includes a
The
例えば1つのECUに、第1制御装置400A及び第2制御装置400Bの機能をもたせ、他の1つのECUに第3制御装置400Cの機能をもたせてもよい。あるいは、1つのECUに第1制御装置400Aの機能をもたせ、他の1つのECUに第2制御装置400B及び第3制御装置400Cの機能をもたせてもよい。
このように、1つのECUに第1乃至第3制御装置400A,B,Cのうち2つの機能をもたせたECUのことを、本明細書では制御ユニットともいう。制御システムAにおいては、第1制御装置400A及び第2制御装置400Bが制御ユニット400U1を構成している。
For example, one ECU may have the functions of the
As described above, an ECU in which one ECU has two functions among the first to
なお、第1制御装置400Aは、空調システム全体を制御するエアコン用ECUと一体に構成することができるため、エアコン用ECUとも称される。これに対して、第3制御装置400Cは、専ら圧縮機100の制御に供されるため、圧縮機用ECUとも称される。
第1制御装置400Aは、少なくとも1つの外部情報に基づいて、制御システムAの制御量の目標値を設定する。第2制御装置400Bは、制御量の目標値に基づいて、標準的な操作量を演算する。第3制御装置400Cは、可変容量圧縮機100及び容量制御弁200のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて、標準的な操作量を補正し、そして、補正した操作量に基づいて、コイル254に供給される駆動電流Iを調整する。
The
400 A of 1st control apparatuses set the target value of the controlled variable of the control system A based on at least 1 external information. The
第1制御装置400Aには、1つ以上の外部情報が入力される。例えば、第1制御装置には、エアコンスイッチ401、車内温度目標設定手段402、蒸発器出口空気温度を検知する蒸発器温度センサ403、外気温度センサ404、日射センサ405、車内温度センサ406、高圧側の冷媒圧力を検知する圧力センサ407、蒸発器ファン電圧検知手段408、内外気ドア位置検知手段409、エンジン回転数センサ410、アクセル開度センサ411等からの信号が入力される。
One or more pieces of external information are input to the
第1制御装置400Aは蒸発器目標温度設定手段420を有する。蒸発器目標温度設定手段420は、エアコンスイッチ401がオンにされると、車内温度目標設定手段402で設定された車内温度目標値を含む少なくとも1つの外部情報に基づいて、空気回路における蒸発器18の出口での空気の温度(蒸発器出口空気温度Te)の目標値(蒸発器目標出口空気温度Tes)を設定する。蒸発器出口空気温度Teは、制御システムAの制御対象(制御量)であり、蒸発器温度センサ403は制御量を検知する手段(制御量検知手段)である。
The
第2制御装置400Bは、駆動電流演算手段421を有し、駆動電流演算手段421は、蒸発器温度目標設定手段420で設定された蒸発器目標出口空気温度Teに蒸発器温度センサ403で検知された蒸発器出口空気温度Teが近づくように標準的な操作量を演算する。操作量は、例えば、容量制御弁200のコイル254に供給される駆動電流Iの電流値である。演算された標準的な操作量は、第2制御装置400Bから制御指令値として出力され、第3制御装置400Cの電流調整手段440に入力される。
The
尚、駆動電流演算手段421は、フィードバック制御及びフィードフォワード制御のいずれで標準的な操作量を演算してもよい。フィードバック制御の場合、上述したように、蒸発器目標出口空気温度Tesと蒸発器出口空気温度Teとの差ΔTが縮小するように操作量を演算することができる。フィードフォワード制御の場合、前述の複数の外部情報及び蒸発器目標出口空気温度Tesを変数とする関数に基づいて標準的な操作量を演算することができる。
The drive
図5に示すように、第3制御装置400Cは電流調整手段440を構成する制御回路を有する。電流調整手段440には、接続端子441が一体に設けられ、接続端子441は、第2制御装置400Bすなわち制御ユニット400U1と第3制御装置400Cとの物理的及び電気的接続に供される。また、電流調整手段440には、接続端子442が一体に設けられ、接続端子442は、第3制御回路400Cとコイル254との電気的な接続に供される。電流調整手段440は樹脂からなるパッケージ443中に埋め込まれ、接続端子441は、先端側を除いて樹脂に埋め込まれている。接続端子441と接続端子442とは着脱自在に接続される。
As shown in FIG. 5, the third control device 400 </ b> C has a control circuit that constitutes the current adjusting means 440. The current adjusting means 440 is integrally provided with a
つまり、制御ユニットU1は、第3制御装置400Cとリード線によって電気的に接続される。このリード線の両端にも接続端子が設けられ、リード線は、接続端子を介して、制御ユニットU1及び第3制御装置400Cに着脱自在に電気的に接続される。
一方、接続端子442は、リード線444の一端が接続されてから、樹脂に埋め込まれている。リード線444を介して、第3制御装置400Cは容量制御弁200と一体的に構成されている。
That is, the control unit U1 is electrically connected to the
On the other hand, the
第3制御装置400Cは、コイル254とリード線444で接続されているので、自由に配置できる。例えば、可変容量圧縮機100には装着せず、制御ユニット400U1と第3制御装置400Cとの間を接続するリード線の接続端子に接続されながら、振動や熱影響を受け難い位置に第3制御装置400Cを保持してもよい。このようにすれば第3制御装置400Cの信頼性が確保される。
Since the
図6は、第3制御装置400Cの電流調整手段440の構成を示す。電流調整手段440は、スイッチング素子450を有し、スイッチング素子450は、電源451とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁200のコイル254と直列に介挿されている。スイッチング素子450は、電源ラインを電気的に断続可能であり、スイッチング素子450の動作によって、所定の駆動周波数のPWM(パルス幅変調方式)にてコイル254に駆動電流Iが供給される。
FIG. 6 shows the configuration of the current adjusting means 440 of the
なお、フライホイール回路を形成すべく、コイル254と並列にダイオード452が接続される。
スイッチング素子450には、ソレノイド駆動手段453から所定のパルス信号が入力される。パルス信号のキャリア周波数は例えば400Hzであり、このパルス信号のパルス幅を変更することによって、PWMにおけるデューティ比が変更される。
In order to form a flywheel circuit, a
A predetermined pulse signal is input to the
また、電源ラインには、電流検知手段454として例えば電流計が介挿され、電流検知手段454は、コイル254を流れる駆動電流Iを検知する。
電流検知手段454は、ソレノイド駆動手段453に検知した駆動電流Iを入力する。ソレノイド駆動手段453には、補正手段455によって補正された操作量としての駆動電流Iが入力されており、ソレノイド駆動手段453は、電流検知手段454によって検知された駆動電流Iと補正手段455から入力された駆動電流Iとを比較する。そして、ソレノイド駆動手段453は、比較結果に基づいて、検知された駆動電流Iが入力された駆動電流Iに近付くように、ソレノイド駆動手段453が発生する制御信号を変更する。
In addition, for example, an ammeter is inserted in the power supply line as the
The
なお、電流調整手段440がデューティ比で駆動電流Iを調整する場合、駆動電流演算手段421は、駆動電流Iと関連を有するパラメータとしてデューティ比を演算してもよい。この場合、駆動電流演算手段421によって演算される操作量は、スイッチング素子450に入力されるパルス信号のデューティ比である。
つまり、操作量は、駆動電流Iの電流値であってもよいし、駆動電流Iと関連のあるデューティ比等の物理量であってもよい。
When the
That is, the operation amount may be a current value of the drive current I or a physical amount such as a duty ratio related to the drive current I.
前述の補正手段455は、駆動電流演算手段421で演算された操作量を、可変容量圧縮機100及び容量制御弁200のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて補正する。そして、補正手段455は、補正した操作量をソレノイド駆動手段453に入力する。
より詳しくは、コイル254を流れる駆動電流Iと吸入圧力Psとの関係、則ち吸入圧力制御特性には、図3の破線A1,B1に示すようにばらつきがある。破線A1は、同一の仕様の可変容量圧縮機100及び容量制御弁200を用いたときの、ばらつきの上限を示し、破線B1は、ばらつきの下限である。
The
More specifically, the relationship between the drive current I flowing through the
図3の符号S1を付した直線は、仕様の基準となる吸入圧力制御特性(基準特性)を示し、第2制御装置400Bは、この基準特性に基づいて標準的な操作量を演算する。そして、補正手段455は、特性のばらつきを考慮して、実際の吸入圧力Psが、目標吸入圧力Pssにより近付くよう、換言すれば、制御量がその目標値により近づくように、操作量を補正する。
The straight line denoted by reference numeral S1 in FIG. 3 indicates the suction pressure control characteristic (reference characteristic) that serves as a reference for the specification, and the
例えば、基準特性を表す関係式は、式(2)を考慮すれば、以下の式(3)のように表すことができる。また、ばらつきを含む実際の特性を表す関係式は、式(2)を考慮すれば、以下の式(4)のように表すことができる。
Pss=−a1・Iset+b1・・・(3)
Pss=−a2・Ic+b2・・・(4)
ただし、式(3)及び式(4)中、a1、b1、a2、b2は定数である。また、Isetは、基準特性に基づいて、目標吸入圧力Pssから決定される駆動電流Iの基準値であり、Icは、特性のばらつきを考慮して演算される駆動電流Iの補正値である。
For example, the relational expression representing the reference characteristic can be expressed as the following expression (3) in consideration of the expression (2). Further, a relational expression representing actual characteristics including variation can be expressed as the following expression (4) in consideration of the expression (2).
Pss = −a1 · Iset + b1 (3)
Pss = −a2 · Ic + b2 (4)
However, in Formula (3) and Formula (4), a1, b1, a2, and b2 are constants. Further, Iset is a reference value of the drive current I determined from the target suction pressure Pss based on the reference characteristic, and Ic is a correction value of the drive current I calculated in consideration of characteristic variation.
操作量を補正する際、式(3)の右辺と式(4)の右辺とが等しくなるように、式(4)の駆動電流Iを決定する必要がある。これを式で表すと以下の式(5)のようになる。
Pss=−a1・Iset+b1=−a2・Ic+b2・・・(5)
従って、駆動電流Iの補正値Icは、次式により求められる。
Ic=(a1/a2)・Iset+(b2−b1)/a2・・・(6)
尚、式(3)の定数a1及びb1は、仕様に応じてあらかじめ決めることができるが、式(4)の定数a2及びb2は、容量制御弁200の実際の個別の特性から決定される。
When correcting the manipulated variable, it is necessary to determine the drive current I in Expression (4) so that the right side of Expression (3) and the right side of Expression (4) are equal. This is expressed by the following equation (5).
Pss = −a1 · Iset + b1 = −a2 · Ic + b2 (5)
Therefore, the correction value Ic of the drive current I is obtained by the following equation.
Ic = (a1 / a2) .Iset + (b2-b1) / a2 (6)
Although the constants a1 and b1 in the equation (3) can be determined in advance according to the specifications, the constants a2 and b2 in the equation (4) are determined from actual individual characteristics of the
具体的には、定数a2及びb2は、大きさの異なる2つの駆動電流Iset1及びIset2がそれぞれ容量制御弁200のコイル254に供給されているときに、実際の吸入圧力Ps1及びPs2を測定し、これらの駆動電流Iset1,Iset2及び吸入圧力Ps1,Ps2から決定することができる。
そして、補正手段455に、定数a1及びb1とともに、定数a2及びb2を補正信号として入力しておけば、補正手段455は、式(6)に従って、駆動電流Iの基準値Isetから補正値Icを演算することができる。
Specifically, the constants a2 and b2 measure the actual suction pressures Ps1 and Ps2 when two drive currents Iset1 and Iset2 having different magnitudes are supplied to the
If the constants a2 and b2 as well as the constants a1 and b1 are input to the
上述した可変容量圧縮機100の制御システムAでは、制御量の目標値を設定する第1制御装置400Aと駆動電流Iを調整する第3制御装置400Cとが別体に設けられ、第3制御装置400Cが、可変容量圧縮機100及び容量制御弁200のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて、第2制御装置400Bによって演算された標準的な操作量を補正する。このように、標準的な操作量を補正する機能を第3制御装置400Cに付与することにより、特性のばらつきに合わせて第3制御装置400Cが最適化される。
In the control system A of the
この最適化は、第1制御装置400Aと第3制御装置400Cとが別体であるため容易である。そして、第3制御装置400Cが最適化されたことによって、この制御システムAによれば、容量制御弁200を介して可変容量圧縮機100の吐出容量が的確に制御される。
上述した可変容量圧縮機100の制御システムAでは、操作量としての駆動電流Iの電流値を補正することにより、より簡易な構成で、可変容量圧縮機100の吐出容量が的確に制御される。
This optimization is easy because the
In the control system A of the
上述した可変容量圧縮機100の制御システムAでは、第2制御装置400Bが、制御量の目標値及び外部情報に基づいて標準的な操作量を演算する。このため、第1制御装置400Aによって設定される制御量の種類によらず、第3制御装置400Cによって駆動電流Iが的確に調整される。
上述した可変容量圧縮機100の制御システムAでは、可変容量圧縮機100又は容量制御弁200の個体差に基づく操作量と作動流体の圧力との関係のばらつきに基づいて操作量が補正される。可変容量圧縮機100又は容量制御弁200の個体差に基づく操作量と作動流体の圧力との関係のばらつきは、制御の精度に与える影響が大であり、この制御システムAによれば、制御精度が確実に高くなる。つまり、この制御システムAによれば、制御量をその目標値に対して高精度にて近付けられる。
In the control system A of the
In the control system A of the
より詳しくは、従来技術では、可変容量圧縮機100及び容量制御弁200の制御特性にばらつきがあるため、駆動電流Iの下限側または上限側で吸入圧力Psを目標吸入圧力Pssに近付けられず、実質的な制御範囲が狭まるという問題があった。これに対し、容量制御システムAでは、コイル254を実際に流れる駆動電流Iと吸入圧力Psとに基づいて操作量を補正するので、実質的な制御範囲が狭まることはない。このため、仕様により設定された吸入圧力制御範囲の全域に渡り、吸入圧力Psを目標吸入圧力Pssに近付けられる。
More specifically, in the prior art, since the control characteristics of the
本発明は、上述した第1実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
図7は、第2実施形態に係る可変容量圧縮機の制御システムBの概略構成を示している。制御システムBでは、第1制御装置400Aと第2制御装置400Bとは別体であり、第2制御装置400Bと第3制御装置400Cが一体をなし、制御ユニット400U2を構成している。つまり、制御ユニット400U2は、駆動電流演算手段421及び電流調整手段440を含む。この場合、駆動電流演算手段421及び電流調整手段440は、同一の基板上に形成することができる。
The present invention is not limited to the first embodiment described above, and various modifications are possible.
FIG. 7 shows a schematic configuration of a control system B of the variable capacity compressor according to the second embodiment. In the control system B, the
制御システムBの補正手段460は、制御システムAの補正手段455と同様に、標準的な操作量を補正するものである。
ただし、補正手段460に対し、外部から補正用の駆動電流Iset1,Iset2の電流値をそれぞれ入力できるように、制御ユニット400U2は、補正用の駆動電流Iset1,Iset2の電流値が入力される入力部470を有する。
Similar to the
However, the control unit 400U2 has an input unit to which the current values of the correction drive currents Iset1 and Iset2 are input so that the correction drive currents Iset1 and Iset2 can be input to the
補正手段460は、入力された電流値をソレノイド駆動手段453に出力し、これにより、補正用の駆動電流Iset1,Iset2がコイル254に順次供給される。補正用に供給された駆動電流Iset1,Iset2とそのときの吸入圧力Psとから補正量が決定され、補正手段460に補正量に関する補正信号が入力される。補正量は、補正手段460の記憶部462に記憶され、補正手段460は、記憶された補正量を参照して操作量を補正する。
The correcting
上述した可変容量圧縮機100の制御システムBでは、標準的な操作量とは別に、補正量を決定するための補正用の操作量に係る信号を制御ユニット400U2に入力できるので、補正量の決定が容易である。
そして、第1制御装置400Aのために、種々の物理量の中から適当な制御量を選択して設定することができることに加え、第2制御装置400Bと第3制御装置400Cとを一体にしたことで、第1制御装置400Aの汎用性若しくは共通性が高くなる。
In the control system B of the
In addition to being able to select and set an appropriate control amount from various physical quantities for the
より詳しくは、第2実施形態においては、制御量は蒸発器出口空気温度Teに限定されず、制御量を圧縮機100のトルク値若しくは冷凍サイクル10の冷媒循環量としても良い。この場合、可変容量圧縮機100のトルク値若しくは冷媒循環量の目標値が目標値設定手段によって設定され、トルク値又は冷媒循環量がその目標値に近付くように駆動電流Iが調整される。制御量が蒸発器出口空気温度Teの場合、制御システムが行う制御を空調制御と称し、トルク値である場合にはトルク制御と称する。
More specifically, in the second embodiment, the control amount is not limited to the evaporator outlet air temperature Te, and the control amount may be the torque value of the
また制御量は、冷凍サイクル10の高圧側の冷媒圧力や冷媒温度あるいは圧縮機100の温度としても良い。この場合、冷凍サイクル10の高圧側の冷媒圧力や冷媒温度あるいは圧縮機100の温度がその目標値に近付くように駆動電流Iが調整される。制御量が冷凍サイクル10の高圧側の冷媒圧力や冷媒温度あるいは圧縮機100の温度である場合、制御システムが行う制御を保護制御と称する。
The control amount may be the refrigerant pressure or refrigerant temperature on the high-pressure side of the
なお、制御量の種類によらず、目標値に基づいて標準的な操作量が演算され、標準的な操作量が補正され、そして、補正された操作量に基づいて駆動電流が調整される。
また、上述した可変容量圧縮機100の制御システムBでは、第1制御装置400Aを介して補正用の駆動電流の電流値を第3制御装置400Cに入力可能である。このため、制御システムBを例えば車両に組み付けた後でも、第3制御装置400Cに対して特性のばらつきに関する信号、すなわち、操作量を補正するための信号(補正信号)の入力が容易である。更に、補正信号を変更しながら、制御量若しくは駆動電流I等の変化を測定することで、可変容量圧縮機100の故障を判断することも容易になる。
Regardless of the type of control amount, the standard operation amount is calculated based on the target value, the standard operation amount is corrected, and the drive current is adjusted based on the corrected operation amount.
Further, in the control system B of the
上述した可変容量圧縮機100の制御システムAでは、第3制御装置400Cが可変容量圧縮機100又は容量制御弁200に固定される。この固定作業を工場で行えば、第3制御装置400Cの最適化作業も工場で容易に行うことができ、多数の第3制御装置400Cを短時間で最適化可能となる。
第2実施形態において、駆動電流演算手段421によって演算された標準的な操作量をモニタする操作量モニタ手段を設けても良い。操作量モニタ手段で演算された標準的な操作量をモニタすれば、外部から補正用の駆動電流Iの電流値を入力しなくても補正が可能となる。
In the control system A of the
In the second embodiment, an operation amount monitoring unit that monitors a standard operation amount calculated by the drive
第1実施形態及び第2実施形態において、補正量を決定するための操作を第1制御装置400Aを介して実行できるようにしてもよい。即ち、図8に示した第3実施形態の制御システムのように、第1制御装置400Aに補正量決定手段472を設けても良い。第1制御装置400Aの補正量決定手段472は、外部からコントロールパネル474を用いて操作される。補正量決定手段472は、コントロールパネル474からの指示を受けて補正量を決定し、決定した補正量を補正手段460に入力する。この場合、制御システムを車両に装着した後でも、補正量の決定や、可変容量圧縮機100の故障判定を容易に実行可能になる。
In the first embodiment and the second embodiment, an operation for determining the correction amount may be performed via the
第1実施形態及び第2実施形態では、第3制御装置400C又は制御ユニット400U2と容量制御弁200のコイル254は別々に樹脂成型されていたが、第3制御装置400C又は制御ユニット400U2と容量制御弁200のコイル254とを一体に樹脂成型してもよい。ただし、第1制御装置400Aと第3制御装置400Cとが分離されていればよく、第3制御装置400Cは、容量制御弁200と一体でなくても良い。
In the first embodiment and the second embodiment, the
第1実施形態及び第2実施形態では、例えば図9に示すように、第3制御装置400C又は制御ユニットU2の両端の接続端子441及び接続端子442に対して、外部の接続端子を脱着自在に接続できるようにしてもよい。この場合、第1制御装置400Aと可変容量圧縮機100の中間的な位置に、第3制御装置400C又は制御ユニットU2を配置しても良い。
In the first embodiment and the second embodiment, for example, as shown in FIG. 9, external connection terminals can be attached to and detached from the
第1実施形態及び第2実施形態では、吸入圧力Psを制御する容量制御弁200でなく、例えば図10に示す容量制御弁300に置き換えてもよい。容量制御弁300を用いた場合、コイル316に供給される駆動電流Iを調整することによって、図11に示したように、吸入圧力Psと吐出室142の圧力(吐出圧力Pd)との差圧(Pd−Ps差圧)が制御される。なお、図11中、符号S2を付した直線は、標準的な特性を表し、破線A2,B2はばらつき範囲の上限及び下限をそれぞれ示している。
In the first embodiment and the second embodiment, instead of the
更に、冷凍サイクル10の吐出圧力領域の2点間の差圧や吸入圧力領域の2点間の差圧を制御する容量制御弁に置き換えてもよい。
また、吐出室142とクランク室105とを連通する給気通路162を開閉制御する容量制御弁ではなく、吸入室140とクランク室105とを連通する抽気通路162を開閉制御する容量制御弁を用いても良い。
Furthermore, a displacement control valve that controls the differential pressure between two points in the discharge pressure region of the
In addition, instead of a capacity control valve that controls opening and closing of the
第1実施形態及び第2実施形態の可変容量圧縮機100はクラッチレス圧縮機であったが、プーリに代えて電磁クラッチを装着した電磁クラッチ付き圧縮機を用いてもよい。また圧縮機構は、斜板式に限定されず、揺動板式、ベーン式又はスクロール式であってもよい。更に、電動モーターによって駆動される電動タイプの可変容量圧縮機を用いてもよい。
Although the
最後に、本発明に係る可変容量圧縮機の制御システムは、車両用空調システム以外の室内用空調システム等、空調システム全般に適用可能である。 Finally, the control system for the variable capacity compressor according to the present invention is applicable to air conditioning systems in general, such as indoor air conditioning systems other than vehicle air conditioning systems.
A 制御システム
100 可変容量圧縮機
200 容量制御弁
254 コイル
400A 第1制御装置
400B 第2制御装置
400C 第3制御装置
A
Claims (7)
少なくとも1つの外部情報に基づいて、制御量の目標値を設定する第1制御装置と、
前記制御量の目標値に基づいて標準的な操作量を演算する第2制御装置と、
前記第1制御装置とは別体に設けられた第3制御装置であって、前記可変容量圧縮機及び容量制御弁のうち少なくとも一方の特性のばらつきに基づいて前記標準的な操作量を補正し、当該補正された操作量に基づいて前記ソレノイドユニットのコイルに供給される駆動電流を調整する第3制御装置と
を備えることを特徴とする可変容量圧縮機の制御システム。 In a variable capacity compressor control system applied to discharge capacity control of a variable capacity compressor through an electromagnetic control valve having a valve body to which a pressure of a working fluid and a load from a solenoid unit are applied,
A first control device that sets a target value of a control amount based on at least one external information;
A second control device that calculates a standard operation amount based on a target value of the control amount;
A third control device provided separately from the first control device, wherein the standard operation amount is corrected based on variation in characteristics of at least one of the variable capacity compressor and the capacity control valve. And a third control device for adjusting a drive current supplied to the coil of the solenoid unit based on the corrected operation amount.
前記第2制御装置と前記第3制御装置とは一体に設けられて1つの制御ユニットを構成する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の可変容量圧縮機の制御システム。 The second control device calculates the standard operation amount based on a target value of the control amount and at least one external information,
The control system for a variable capacity compressor according to claim 1 or 2, wherein the second control device and the third control device are integrally provided to constitute one control unit.
前記補正量決定手段は、外部からの操作によって前記特性のばらつきを補正するための補正量を決定し、且つ、決定した補正量を前記第3制御装置に入力する補正量決定手段を有する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の可変容量圧縮機の制御システム。 The first control device has correction amount determination means,
The correction amount determining means includes a correction amount determining means for determining a correction amount for correcting the variation in the characteristics by an external operation and inputting the determined correction amount to the third control device. The control system for a variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 5.
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