JP5235569B2 - Capacity control valve, variable capacity compressor and capacity control system of variable capacity compressor - Google Patents
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Description
本発明は、容量制御弁、可変容量圧縮機及び可変容量圧縮機の容量制御システムに係わり、特に、車両用空調システムに好適な容量制御弁、可変容量圧縮機及び可変容量圧縮機の容量制御システムに関する。 The present invention relates to a capacity control valve, a variable capacity compressor, and a capacity control system for a variable capacity compressor, and more particularly to a capacity control valve, a variable capacity compressor, and a capacity control system for a variable capacity compressor that are suitable for a vehicle air conditioning system. About.
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、クランク室、吸入室及びシリンダボアが内部に区画形成されている。シリンダボアにはピストンが配置され、ハウジング内には駆動軸が回転可能に支持されている。
駆動軸はエンジンを動力源として回転し、変換機構が駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する。ピストンの往復運動に伴い、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が順次行われる。
For example, a reciprocating variable displacement compressor used in a vehicle air conditioning system includes a housing, and a discharge chamber, a crank chamber, a suction chamber, and a cylinder bore are defined in the housing. A piston is disposed in the cylinder bore, and a drive shaft is rotatably supported in the housing.
The drive shaft rotates using the engine as a power source, and a conversion mechanism converts the rotation of the drive shaft into a reciprocating motion of the piston. As the piston reciprocates, the working fluid is sucked into the cylinder bore from the suction chamber, the sucked working fluid is compressed, and the compressed working fluid is discharged into the discharge chamber.
往復動型の可変容量圧縮機において、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(制御圧力室)の圧力(制御圧カ)を変化させることで可変となっている。吐出容量を制御するための容量制御弁は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に配置されている。一方、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ている。 In a reciprocating variable displacement compressor, the stroke length of the piston, that is, the discharge capacity of the compressor is variable by changing the pressure (control pressure) in the crank chamber (control pressure chamber). A capacity control valve for controlling the discharge capacity is disposed in an air supply passage communicating the discharge chamber and the crank chamber. On the other hand, a throttle is disposed in the bleed passage that connects the crank chamber and the suction chamber.
容量制御弁は制御装置によって制御され、制御装置は、吐出室の圧力(吐出圧力)と吸入室の圧カ(吸入圧力)との間の圧力差(差圧)を目標値に近付ける差圧制御方式により、吐出容量をフィードバック制御する(例えば特許文献1参照)。
前述のような可変容量圧縮機においては、冷房負荷が小さいとき、制御目標としての差圧が小さく設定される。しかしながら、差圧を小さくしていくと、クランク室への吐出室の作動流体(吐出ガス)の供給量が減少し、吐出容量を安定に制御できなくなる場合があった。これにより可変容量圧縮機の駆動トルクが変動し、エンジン回転数制御に悪影響がでる虞があった。こればかりでなく、吐出容量が狙いより小さくならず、吸入圧力が低下して蒸発器が凍結する虞もあった。 In the variable capacity compressor as described above, when the cooling load is small, the differential pressure as the control target is set small. However, when the differential pressure is reduced, the supply amount of the working fluid (discharge gas) in the discharge chamber to the crank chamber decreases, and the discharge capacity may not be stably controlled. As a result, the drive torque of the variable capacity compressor fluctuates, which may adversely affect engine speed control. In addition to this, the discharge capacity does not become smaller than the target, and there is a risk that the suction pressure will drop and the evaporator will freeze.
一方、例えば冷凍回路における冷媒の充填量が不足した状態を想定する。この想定の場合、充填量が適正であるときに比べて差圧が低下してしまう。差圧制御方式によれば、差圧が低下しようとすれば、制御装置は差圧を所定値に維持するべく吐出容量を増大させる。
かかる差圧制御方式では、差圧が目標値に到達するまで、吐出容量が増大される。しかしながら、冷媒の充填量が不足して循環量が不足している場合、差圧が目標値に到達せず、吐出容量は加速的に増大され、最終的には最大容量にされる。このため上記想定の場合、差圧制御方式は、圧縮機の破損を加速させてしまうという欠点を有している。
On the other hand, for example, it is assumed that the refrigerant charging amount in the refrigeration circuit is insufficient. In this case, the differential pressure is lower than when the filling amount is appropriate. According to the differential pressure control method, if the differential pressure is to decrease, the control device increases the discharge capacity so as to maintain the differential pressure at a predetermined value.
In such a differential pressure control method, the discharge capacity is increased until the differential pressure reaches the target value. However, when the refrigerant charge amount is insufficient and the circulation amount is insufficient, the differential pressure does not reach the target value, and the discharge capacity is increased at an accelerated rate, and finally reaches the maximum capacity. For this reason, in the case of the above assumption, the differential pressure control method has a drawback of accelerating the breakage of the compressor.
本発明の目的は、冷房負荷が小さいときでも吐出容量が安定に制御され、かつ冷媒量が不足した状態でも圧縮機の破損リスクが低減される、容量制御弁、可変容量圧縮機及び容量制御システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a capacity control valve, a variable capacity compressor, and a capacity control system in which the discharge capacity is stably controlled even when the cooling load is small and the risk of damage to the compressor is reduced even when the refrigerant amount is insufficient. Is to provide.
上述した課題を解決するため、本発明の一態様によれば、可変容量圧縮機の吐出圧力領域と制御圧力室とを連通する連通路に配置され、前記可変容量圧縮機の吐出容量を制御すべく前記制御圧力室の圧力を調整するための容量制御弁であって、ソレノイドユニットと、前記可変容量圧縮機の吐出圧力領域の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入圧力領域の圧力及び前記ソレノイドユニットの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、前記吐出圧力領域の圧力が作用する感圧器であって、前記吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも低いとき前記弁体に連結されて前記吐出圧力領域の圧力に応じた開弁方向の付勢力を前記弁体に付与し、前記吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも大きいとき前記弁体から分離される感圧器とを備えることを特徴とする容量制御弁が提供される(請求項1)。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, the variable displacement compressor is disposed in a communication path that communicates a discharge pressure region and a control pressure chamber, and controls the discharge capacity of the variable displacement compressor. Therefore, a displacement control valve for adjusting the pressure of the control pressure chamber, wherein the pressure in the discharge pressure region of the solenoid unit and the variable displacement compressor acts in the valve opening direction, and the variable displacement compressor A valve body in which the pressure in the suction pressure region and the electromagnetic force of the solenoid unit act in a valve closing direction opposite to the valve opening direction, and a pressure sensor in which the pressure in the discharge pressure region acts, When the pressure is lower than a set pressure, the valve body is connected to the valve body to apply an urging force in the valve opening direction corresponding to the pressure in the discharge pressure area to the valve body, and the pressure in the discharge pressure area is larger than the set pressure. When the valve body Capacity control valve, characterized in that it comprises a pressure sensitive unit which is released is provided (claim 1).
好ましい態様では、前記弁体において前記吐出圧力領域の圧力が作用する第1圧力受圧面積は、前記弁体において前記可変容量圧縮機の吸入圧力領域の圧力が作用する第2圧力受圧面積に比べて等しいか若しくは大きい(請求項2)。
好ましい態様では、前記感圧器と前記弁体とでは前記吐出圧力領域の圧力が対抗する方向に作用するように、前記感圧器は配置されている(請求項3)。
In a preferred embodiment, the first pressure receiving area where the pressure in the discharge pressure region acts on the valve body is larger than the second pressure receiving area where the pressure in the suction pressure region of the variable capacity compressor acts on the valve body. Equal or larger (claim 2).
In a preferred aspect, the pressure sensor is arranged so that the pressure sensor and the valve body act in a direction in which the pressure in the discharge pressure region opposes (Claim 3).
好ましい態様では、前記第1圧力受圧面積は、前記感圧器において前記吐出圧力領域の圧力が作用する第3圧力受圧面積とほぼ同等に設定されている(請求項4)。
好ましい態様では、前記感圧器は、前記連通路における、前記吐出圧力領域と前記容量制御弁の弁孔との間を延びる領域に配置されている(請求項5)。
また、本発明の一態様によれば、前記吐出圧力領域としての吐出室、前記制御圧力室としてのクランク室、吸入室、及びシリンダボアが内部に区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復連動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前述の何れかの容量制御弁とを備えることを特徴とする可変容量圧縮機が提供される(請求項6)。
In a preferred aspect, the first pressure receiving area is set to be substantially equal to a third pressure receiving area at which the pressure in the discharge pressure region acts on the pressure sensor.
In a preferred aspect, the pressure sensor is arranged in a region extending between the discharge pressure region and the valve hole of the displacement control valve in the communication passage.
Further, according to one aspect of the present invention, a discharge chamber as the discharge pressure region, a crank chamber as the control pressure chamber, a suction chamber, and a housing in which a cylinder bore is partitioned and disposed in the cylinder bore A piston, a drive shaft rotatably supported in the housing, a conversion mechanism including a variable tilting swash plate element that converts the rotation of the drive shaft into a reciprocating interlock of the piston, and any of the aforementioned capacities There is provided a variable capacity compressor comprising a control valve (Claim 6).
更に、本発明の一態様によれば、前述の何れかの容量制御弁と、外部情報を検知する外部情報検知手段と、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて制御目標値を設定する制御目標設定手段と、前記制御目標設定手段で設定された制御目標値に基づいて前記ソレノイドユニットに供給される電流を調整する電流調整手段とを具備し、前記制御圧力室の圧力を調整することにより可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機の容量制御システムにおいて、前記外部情報検知手段は前記吐出圧力領域の圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、前記吐出圧力検知手段で検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記設定圧力よりも低いとき、前記制御目標設定手段は、前記制御目標値として前記吸入圧力領域の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定し、且つ、前記電流調整手段は前記目標吸入圧力に基づいて前記ソレノイドユニットに供給される電流を調整することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される(請求項7)。 Furthermore, according to one aspect of the present invention, a control target value is set based on any of the capacity control valves described above, external information detection means for detecting external information, and external information detected by the external information detection means. A control target setting means for setting; and a current adjusting means for adjusting a current supplied to the solenoid unit based on a control target value set by the control target setting means, and adjusting the pressure of the control pressure chamber. In the capacity control system of the variable capacity compressor for controlling the discharge capacity of the variable capacity compressor, the external information detection means includes a discharge pressure detection means for detecting the pressure in the discharge pressure region, and the discharge pressure When the pressure in the discharge pressure region detected by the detection unit is lower than the set pressure, the control target setting unit sets the control target value to the pressure in the suction pressure region. A capacity control system for a variable capacity compressor, wherein a target suction pressure which is a standard value is set, and the current adjusting means adjusts a current supplied to the solenoid unit based on the target suction pressure. (Claim 7).
好ましい態様では、前記吐出圧力検知手段で検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記設定圧力よりも高いとき、前記制御目標設定手段は、前記吸入圧力領域の圧力の目標値である目標吸入圧力を前記制御目標値として設定し、且つ、前記電流調整手段は前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力領域の圧力及び前記目標吸入圧力に基づいて前記ソレノイドユニットに供給される電流を調整する(請求項8)。 In a preferred aspect, when the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detection unit is higher than the set pressure, the control target setting unit sets a target suction pressure that is a target value of the pressure in the suction pressure region. The control target value is set, and the current adjusting means adjusts the current supplied to the solenoid unit based on the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detecting means and the target suction pressure (claim). Item 8).
好ましい態様では、前記吐出圧力検知手段で検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記設定圧力よりも高いとき、前記制御目標設定手段は、前記ソレノイドユニットに供給される電流の目標値を前記制御目標値として設定し、前記電流調整手段は前記電流の目標値に近付くように前記ソレノイドユニットに供給される電流を調整する(請求項9)。 In a preferred aspect, when the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detection means is higher than the set pressure, the control target setting means sets the target value of the current supplied to the solenoid unit to the control target. The current adjusting means adjusts the current supplied to the solenoid unit so as to approach the target value of the current.
本発明の請求項1の容量制御弁を可変容量圧縮機に適用した場合、吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも低い制御範囲では、差圧制御方式に代えて、吸入圧力領域の圧力を目標に近付ける吸入圧力制御方式により吐出容量を制御可能である。これにより、冷房負荷が小さいときでも吐出容量が安定に制御され、且つ、冷媒量が不足した状態でも圧縮機の破損リスクが低減される。 When the displacement control valve according to claim 1 of the present invention is applied to a variable displacement compressor, in the control range where the pressure in the discharge pressure region is lower than the set pressure, the pressure in the suction pressure region is targeted instead of the differential pressure control method. The discharge capacity can be controlled by a suction pressure control system approaching the pressure. As a result, the discharge capacity is stably controlled even when the cooling load is small, and the risk of breakage of the compressor is reduced even when the refrigerant amount is insufficient.
請求項2の容量制御弁によれば、弁体の過度な開放動作が抑制され、弁体の開閉動作が安定する。
請求項3の容量制御弁によれば、弁体に作用する吐出圧力領域の圧力の影響が低減され、吸入圧力制御精度が向上する。
請求項4の容量制御弁によれば、弁体に作用する吐出圧力領域の圧力の影響が実質的に排除され、吸入圧力制御精度が更に向上する。
According to the capacity control valve of the second aspect, the excessive opening operation of the valve body is suppressed, and the opening / closing operation of the valve body is stabilized.
According to the capacity control valve of the third aspect, the influence of the pressure in the discharge pressure region acting on the valve body is reduced, and the suction pressure control accuracy is improved.
According to the capacity control valve of the fourth aspect, the influence of the pressure in the discharge pressure region acting on the valve body is substantially eliminated, and the suction pressure control accuracy is further improved.
請求項5の容量制御弁は簡素な構造を有する。
請求項6の可変容量圧縮機では、最小のピストンストロークが斜板の最小傾角で規定される。この種の圧縮機では、ピストンストロークを非常に小さく設定可能であり、これにより最小吐出容量が小さくされ、吐出容量の制御範囲が広くなる。本発明によれば、最小吐出容量でも容量制御が安定に行われるため、広い制御範囲が有効に利用される。
The capacity control valve of claim 5 has a simple structure.
In the variable displacement compressor according to the sixth aspect, the minimum piston stroke is defined by the minimum inclination angle of the swash plate. In this type of compressor, the piston stroke can be set very small, thereby reducing the minimum discharge capacity and widening the control range of the discharge capacity. According to the present invention, since the volume control is stably performed even with the minimum discharge capacity, a wide control range is effectively used.
本発明の請求項7の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも低い制御範囲では、差圧制御方式に代えて、吸入圧力領域の圧力を目標に近付ける吸入圧力制御方式により吐出容量が制御される。これにより、冷房負荷が小さいときでも吐出容量が安定に制御され、且つ、冷媒量が不足した状態でも圧縮機の破損リスクが低減される。 According to the capacity control system of the variable capacity compressor of claim 7 of the present invention, in the control range in which the pressure in the discharge pressure region is lower than the set pressure, the pressure in the suction pressure region is targeted instead of the differential pressure control method. The discharge capacity is controlled by the approaching suction pressure control method. As a result, the discharge capacity is stably controlled even when the cooling load is small, and the risk of breakage of the compressor is reduced even when the refrigerant amount is insufficient.
請求項8の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも高い制御範囲でも、吸入圧力領域の圧力を目標に近付ける吸入圧力制御方式により吐出容量が制御される。つまり、吐出圧力領域の圧力の高低にかかわらず、吸入圧力制御方式により、吐出容量が制御される。この容量制御システムを空調システムの冷凍サイクルに適用した場合、吸入圧力領域の圧力は、蒸発器の温度との相関が強いため、空調システムによる室温の制御精度が向上する。 According to the capacity control system of the variable capacity compressor of claim 8, even when the pressure in the discharge pressure region is higher than the set pressure, the discharge capacity is controlled by the suction pressure control system that brings the pressure in the suction pressure region closer to the target. The That is, the discharge capacity is controlled by the suction pressure control method regardless of the pressure in the discharge pressure region. When this capacity control system is applied to a refrigeration cycle of an air conditioning system, the pressure in the suction pressure region has a strong correlation with the temperature of the evaporator, so that the control accuracy of the room temperature by the air conditioning system is improved.
請求項9の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも高い制御範囲では、差圧制御方式により吐出容量が制御される。差圧制御方式によれば、圧縮機のトルク推定が容易であり、吐出圧力領域の圧力が比較的高い領域(中高負荷領域)では、圧縮機のトルク制御を安定に行うことができる。 According to the capacity control system of the variable capacity compressor of the ninth aspect, the discharge capacity is controlled by the differential pressure control method in the control range where the pressure in the discharge pressure region is higher than the set pressure. According to the differential pressure control method, it is easy to estimate the torque of the compressor, and the torque control of the compressor can be stably performed in a region where the pressure in the discharge pressure region is relatively high (medium / high load region).
以下、本発明の一実施形態に係る可変容量圧縮機のための容量制御システムAについて説明する。
図1は、容量制御システムAが適用された車両用空調システムの冷凍サイクル10を示しており、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)14、膨張器(膨張弁)16及び蒸発器18が順次介挿されている。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。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。
Hereinafter, a capacity control system A for a variable capacity compressor according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a
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いる。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で冷却される。
容量制御システム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内に配置された環形状の斜板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
ボス部102aの内側には軸封装置116が配置され、軸封装置116は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ている。エンジン114からの動力がプーリ112に伝達されると、駆動軸106はプーリ112の回転と同期して回転可能である。
A
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(制御圧力室)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
リアハウジング104には、吸入室(吸入圧力領域)140及び吐出室(吐出圧力領域)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 suction chamber (suction pressure region) 140 and a discharge chamber (discharge pressure region) 142 are defined in the
シリンダーブロック101の外側にはマフラ150が設けられている。シリンダーブロック101にはマフラベース101bが一体に形成され、マフラケーシング152は、図示しないシール部材を介してマフラベース101bに接合されている。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、バルブプレ一ト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200が配置されている。具体的には、逆止弁200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200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)300が収容され、容量制御弁300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。
Therefore, the
A capacity control valve (electromagnetic control valve) 300 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300に接続されている。
On the other hand, the
より詳しくは、図2に示したように、容量制御弁300は、弁ユニット300Aと弁ユニット300Aを開閉作動させるソレノイドユニット300Bとからなる。弁ユニット300Aは、略円筒形状の弁ハウジング301を有し、弁ハウジング301のほぼ中央部には弁孔301aが形成されている。弁孔301aは、弁ハウジング301の軸線方向に延び、弁孔301aの一端は、弁ハウジング301内に区画された第1感圧室302に開口している。
More specifically, as shown in FIG. 2, the
第1感圧室302の周壁を形成する弁ハウジング301の部分には、連通孔301bが形成されている。連通孔301b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。従って、弁孔301aは、第1感圧室302、連通孔301b及び給気通路160の上流側部分を介して吐出室142と連通している。
弁孔301aの他端は、弁ハウジング301の内部に区画された弁室303に開口している。また弁室303には、弁ハウジング301を径方向に貫通する出口ポート301cが開口している。従って、弁室303は、出ロポート301c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。
A
The other end of the
弁室303には、弁孔301aとは反対側にて挿通孔304の一端が開口し、挿通孔304は、弁孔301aと同様に、弁ハウジング301の軸線上を延びている。挿通孔304の他端は、第2感圧室305に開口し、第2感圧室305には、弁ハウジング301を径方向に貫通する感圧ポート301dが開口している。従って、第2感圧室305は、感圧ポート301d及び感圧路166を通じて吸入室140と連通している。
One end of an
弁ハウジング301内には、円柱形状の弁体306が配置されている。図3に拡大して示したように、弁体306の背面には、円柱形状の摺動部307の一端側が一体且つ同軸に連なり、摺動部307は、挿通孔304によって摺動自在に支持されている。
摺動部307の反対側には、一体且つ同軸に軸部308の一端側が連なり、軸部308は、第2感圧室305内に位置している。軸部308の反対側には、軸部308よりも大径の半球形状の頭部309が一体に形成されている。挿通孔304が開口した第2感圧室305の端壁と頭部309との間には、円錐コイルばねからなる開放ばね310が配置され、開放ばね310は、弁孔301aから離間する方向(開弁方向)に弁体306を付勢している。
A
One end side of the
一方、弁体306の前面には、伝達ロッド311の基端側が同軸且つ一体に連結され、伝達ロッド311は弁孔301aを貫通している。伝達ロッド311の外径は、弁孔301aの内径よりも小さく、伝達ロッド311の先端は第1感圧室302内に到達している。
再び図2を参照すると、ソレノイドユニット300Bは略円筒形状のソレノイドハウジング320を有し、ソレノイドハウジング320は弁ハウジング301の他端と圧入により同軸的に連結されている。ソレノイドハウジング320の開口端は、エンドキャップ322によって閉塞され、ソレノイドハウジング320内には、樹脂部材324によって覆われた円筒形状のコイル(ソレノイドコイル)326が収容されている。
On the other hand, the base end side of the
Referring to FIG. 2 again, the
またソレノイドハウジング320内には、同心上に略円筒形状の固定コア328が収容され、固定コア328は、弁ハウジング301からエンドキャップ322に向けてコイル326の中央まで延びている。固定コア328のエンドキャップ322側は筒形状の筒状部材330によって囲まれ、筒状部材330は、エンドキャップ322側に閉塞端を有する。筒状部材330の内側には、支持部材332が、筒状部材330の閉塞端に密着して配置され、固定3ア318と支持部材332との間には、略円筒形状の可動コア334を収容する可動コア収容空間335が規定されている。
In the
ここで、固定コア328は中央孔328aを有し、中央孔328aの一端は、可動コア収容空間335に開口している。中央孔328aにはソレノイドロッド336が挿通され、ソレノイドロッド336は固定コア328の両端から突出している。可動コア収容空間335を縦断するソレノイドロッド336の部分には、可動コア334が一体に固定されている。ソレノイドロッド336は支持部材332にまで到達しており、支持部材332側のソレノイドロッド336の端部は、支持部材332の円筒形状の有底孔によって摺動自在に支持されている。
Here, the fixed
可動コア334、固定コア328、ソレノイドハウジング320及びエンドキャップ322は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。筒状部材330は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
可動コア334と支持部材332との間には圧縮コイルばね338が配置され、圧縮コイルばね338は、支持部材332から離間する方向(閉弁方向)に可動コア334を付勢する。
The
A
ただし、可動動コア324と固定コア328との間には所定の隙間が確保されている。また、可動コア334の外径は、筒状部材330の内径よりも小さく、可動コア334と筒状部材330との間には隙間が確保されている。
一方、中央孔328aの他端は第2感圧室305に開口し、再び図3を参照すると、感圧室側305内に突出した固定コア328の突出端部において、中央孔328aの内径は縮小されている。第2感圧室305側のソレノイドロッド336の端部は、固定コア328の突出端部、すなわち中央孔328aの縮径部によって摺動自在に支持されている。そして、第2感圧室305内に突出したソレノイドロッド336の端部は、頭部309に当接している。
However, a predetermined gap is secured between the movable moving
On the other hand, the other end of the
固定コア328の突出端部の根元には連通孔339が形成され、第2感圧室305は、連通孔339及び中央孔328aを通じて可動コア収容空間335と連通している。従って、ソレノイドロッド336全体が吸入室140の圧力、即ち吸入圧力Psにさらされているため、第2感圧室305と弁室303とを区画している摺動部307の断面積で規定される領域にて、弁体306に対して閉弁方向に吸入圧力Psが作用する。
A
そして、コイル326には、圧縮機100の外部に設けられた制御装置400が接続され(図2参照)、制御装置400からコイル326に制御電流Iが供給されると、ソレノイドユニット300Bは電磁カF(I)を発生する。ソレノイドユニット300Bの電磁力F(I)は、可動コア334を固定コア328に向けて吸引し、ソレノイドロッド336を介して、弁体306に対し閉弁方向に作用する。
A
図4に拡大して示したように、第1感圧室302には感圧器340が配置され、感圧器340は円板形状のベース341を有する。ベース341は弁ハウジング301の周壁の開口端に対して圧入され、これにより気密に嵌合させられる。
ベース341の内面の中央からは、円柱形状のストッパ342が一体に突出し、ストッパ342の周囲にはベローズ343が配置されている。ベローズ343の一端はベース341に気密に固定され、またベローズ343の他端はキャップ344に気密に固定されている。そして、ベローズ343の内部は真空(減圧状態)に保持されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, a
A
キャップ344は、円筒部344aと、円筒部344aの一端に連なるフランジ部344bと、円筒部344aの他端を閉塞する端壁部344cとからなる。ベース341とキャップ344のフランジ部344bとの間には圧縮コイルばね345が配置され、圧縮コイルばね345はベローズ343の周囲を囲んでいる。
圧縮コイルばね345及びベローズ343は、弁ハウジング301の軸線方向、則ち、開弁方向又は閉弁方向に伸縮可能である。したがって感圧器340は、第1感圧室302の圧カ(吐出圧力領域の圧力)に応じて開弁方向又は閉弁方向に変位するが、感圧器340の伸縮量には限界があり、キャップ344の端壁部344cがストッパ342に当接することにより、感圧器340の収縮は制限されている。
The
The
キャップ344の円筒部344a及び端壁部344cは、感圧器340の端面からストッパ342に向けて凹んだ凹部を形成しており、伝達ロッド311の先端は、感圧器340のキャップ344の凹部内に到達している。キャップ344の端壁部344cは、感圧器340の伸縮量に対応して、伝達ロッド311の先端に対して接離可能である。
図4は、感圧器340が伸長して、伝達ロッド311の先端が、キャップ344の端壁部344cに対し当接した状態を示しており、この状態では、感圧器340と弁体306との間が伝達ロッド311を介して連結されている。
The
FIG. 4 shows a state where the
一方、図5は、図4に比べて感圧器340が収縮して、伝達ロッド311の先端がキャップ344の端壁部344cから離間した状態を示している。この状態では、感圧器340と弁体306とは相互に離間している。伝達ロッド311の先端は、感圧器340が最も収縮したときでもキャップ344の凹部から抜けることはない。キャップ344の凹部は、キャップ344の端壁部344cが伝達ロッド311の先端に対して接離する際にガイドとして機能する。
On the other hand, FIG. 5 shows a state in which the
従って、吐出室142則ち吐出圧力領域の圧力(以下、吐出圧力Pdという)が低下するのに連れて、感圧器340が伸長し、感圧器340のキャップ344が弁体306に向けて移動する。そして、キャップ344の端壁部344cが伝達ロッド311の先端に当接した後、更に感圧器340が伸長しようとすると、伝達ロッド311を介して弁体306が開弁方向に押圧される。
Therefore, as the pressure in the
なお、バルブハウジング301に対する感圧器340のベース341の圧入量は、容量制御弁300が所望の動作をするように調整される。
ここで、容量制御弁300の弁体306に作用する力は、場合に応じて以下の通りである。
場合A:感圧器340が収縮して感圧器340が伝達ロッド311の先端から離間している場合
この場合、弁体306には感圧器340からの押圧力は作用しない。弁体306には、吐出圧力Pd、クランク室105の圧力(クランク圧力Pc)、吸入室140則ち吸入圧力領域の圧力(吸入圧力Ps)、開放ばね310の付勢力fs1、圧縮コイルばね338の付勢力fs2、及び、ソレノイドユニット300Bの電磁力F(I)が作用する。
The amount of press-fitting of the
Here, the force acting on the
Case A:
第1感圧室305及び弁孔301aを通じて吐出圧力Pdが開弁方向に作用する弁体306の圧力受圧面積(第1圧力受圧面積)をSv、摺動部307の断面積で規定され、第2感圧室305内の吸入圧力Psが閉弁方向に作用する弁体306の圧力受圧面積(第2圧力受圧面積)をSrとすると、好ましくは、第1圧力受圧面積Svは、第2圧力受圧面積Srより僅かに大きく設定される。これにより(Sv-Sr)の面積にて、弁体306に対してクランク圧力Pcが僅かに閉弁方向に作用する。この結果、弁体306の過度な開放動作が抑制され、弁体306の開閉動作が安定化する。
The pressure receiving area (first pressure receiving area) of the
従って、弁体306には開弁方向に吐出圧力Pdが作用し、これと対抗する閉弁方向には吸入圧力Ps及びクランク圧力Pcが作用している。
場合Aにおいて、弁体306に作用する力は以下の式(1)で表すことができ、Pc=Ps+αとして式(1)を変形すると式(2)が得られる。Pc=Ps+α、すなわち、クランク圧力Pcと吸入圧力Psとの差αが略一定の範囲に入ることは、経験的に知られている。式(2)を変形して左辺をPd−Psとすれば、式(3)が得られる。そして、電磁力F(I)が制御電流Iに比例するようにソレノイドユニット300Bを設計しておけば、F(I)=A・I(Aは係数)として式(3)を変形することにより式(4)が得られる。
Accordingly, the discharge pressure Pd acts on the
In the case A, the force acting on the
なお、Sv>Srであり、且つ、fs1>fs2である。 Note that Sv> Sr and fs1> fs2.
式(3)は、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとの差圧(Pd−Ps差圧)をソレノイドユニット300Bで発生する電磁力F(I)、つまりソレノイドユニット300Bのコイル326に供給される電流(制御電流)Iで調整可能であることを示している。電磁力F(I)は制御電流Iに比例しており、且つ、電磁力F(I)は弁体306に対して閉弁方向に作用する。このため、図6に示すように、制御電流Iを増加させるに従い、Pd−Ps差圧が大きくなる。つまり、制御電流Iを調整することで、Pd−Ps差圧を任意の値に設定可能である。
Equation (3) is an electromagnetic force F (I) generated in the
制御装置400は、外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて制御電流Iの目標値を設定する。目標値にて制御電流Iがコイル326に供給されることで、Pd−Ps差圧がその目標差圧ΔPsetに近付くように容量制御弁300の弁開度が調整される。すなわち、場合Aでは、Pd−Ps差圧がフィードバック制御される。
尚、開放ばね310の付勢力fs1は圧縮コイルばね338の付勢力fs2より大きく設定されているため、制御電流Iを零とすると、開放ばね310の付勢力により弁体306は弁孔301aを開放する。これにより吐出室142の冷媒(吐出ガス)がクランク室105に導入され、吐出容量は最小に維持される。
Since the biasing force fs1 of the
場合B:感圧器340が伸長して感圧器340が伝達ロッド311の先端に当接している場合
この場合、弁体306には感圧器340から開弁方向に押圧力が作用する。このため、弁体306に作用する力は、以下の式(5)に示すように、式(1)の左辺に感圧器340からの押圧力として(fs3−Pd・Sb)を付加したものになる。fs3は、圧縮コイルばね345の付勢力であり、Sbは、ベローズ343の有効面積、則ち、感圧器340に対して吐出圧力Pdが収縮方向に作用する圧力受圧面積(第3圧力受圧面積)である。
Case B: When the
Pc=Ps+α及びSv=Sbとして式(5)を変形すると式(6)が得られる。式(6)を変形して左辺をPsとすれば、式(7)が得られる。そして、F(I)=A・I(Aは係数)として式(7)を変形することにより式(8)が得られる。 When formula (5) is modified with Pc = Ps + α and Sv = Sb, formula (6) is obtained. If Expression (6) is transformed and the left side is Ps, Expression (7) is obtained. Then, Expression (8) is obtained by modifying Expression (7) as F (I) = A · I (A is a coefficient).
感圧器340が伝達ロッド311の先端に当接している場合Bでは、弁体306に対して吐出圧力Pdが直接作用する方向と、ベローズ343に対して吐出圧力Pdが作用する方向とが相互に逆向きである。その上で、第1圧力受圧面積Svと第3圧力受圧面積Sbとがほぼ同等に設定されているため(Sv=Sb)、逆向き(対抗方向)の吐出圧力Pdが相殺され、弁体306に対する吐出圧力Pdの影響は実質的に排除されている。なお、第1圧力受圧面積Svと第3圧力受圧面積Sbとがほぼ同等である場合とは、第1圧力受圧面積Svと第3圧力受圧面積Sbとが等しい場合は勿論、第1圧力受圧面積Svと第3圧力受圧面積Sbとの間に、設計上の第1圧力受圧面積Sv及び第3圧力受圧面積Sbの狙いが同程度とみなせる程度の差異がある場合を含む(例えば、第1圧力受圧面積Svと第3圧力受圧面積Sbをそれぞれ規定するための部品寸法の製造上のばらつきによって生じる差異が存在する場合を含む。)。
When the
したがって式(8)は、吸入圧力Psをソレノイドユニット300Bで発生する電磁力F(I)つまり制御電流Iで調整可能であることを示している。制御電流Iを増加させると電磁力F(I)は弁体306に対し閉弁方向に作用する。このため、図7に示すように電流Iを増加させるに従い、吸入圧力Psを低下させることができる。
制御装置400は、外部情報検知手段からの外部情報に基づいて、吸入圧力Psの目標値である目標吸入圧力Pssを設定する。目標吸入圧力Pssを設定するということは、制御電流Iの目標値を設定することに等しい。目標値にて制御電流Iがソレノイドユニット300Bのコイル326に供給されることで、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くように容量制御弁300の弁開度が調整される。
Therefore, Expression (8) indicates that the suction pressure Ps can be adjusted by the electromagnetic force F (I) generated by the
The
つまり容量制御システムAは、感圧器340が収縮して感圧器340が伝達ロッド311の先端に対して離間している場合Aでは、Pd−Ps差圧をフィードバック制御する差圧制御方式で吐出容量を制御する。一方、容量制御システムAは、感圧器340が伸長して感圧器340が伝達ロッド311の先端に当接している場合Bでは、吸入圧力Psをフィードバック制御する吸入圧力制御方式で吐出容量を制御する。
In other words, the capacity control system A uses the differential pressure control method that feedback-controls the Pd-Ps differential pressure when the
尚、感圧器340の圧縮コイルばね345の付勢力fs3と、感圧器340に作用する吐出圧力Pdとが釣り合っている状態は、式:fs3−Pd・Sb=0で表される。感圧器340は、自身が釣り合い状態にあり、且つ、弁体306が弁孔301aを閉塞する閉弁位置にあるとき、伝達ロッド311の先端と押し合うこと無く単に接触するように設置されている。
A state where the biasing force fs3 of the
釣り合い状態での吐出圧力Pdを感圧器340の設定圧力Pdsとすると、Pds=fs3/Sbとなる。設定圧力Pdsを考慮すれば、釣り合い状態からの感圧器340の伸縮及び感圧器340と伝達ロッド311の先端との接離は、以下の条件で決定される。
吐出圧力Pdが設定圧力Pdsよりも大きいとき(Pd>Pds)には、感圧器340が収縮して感圧器340が伝達ロッド311の先端に対して離間する。つまり、感圧器340と弁体306とが分離する。
If the discharge pressure Pd in the balanced state is the set pressure Pds of the
When the discharge pressure Pd is larger than the set pressure Pds (Pd> Pds), the
吐出圧力Pdが設定圧力Pds以下であるとき(Pd≦Pds)には、感圧器340が伸長して感圧器340が伝達ロッド311の先端に当接する。つまり、感圧器340と弁体306とが連結される。
したがって吐出圧力Pdが設定圧力Pdsに比べて等しいか若しくは低くなれば、容量制御システムAは容量制御弁300を介して吸入圧力制御方式を採用する。これにより、冷房負荷が小さいときでも吐出容量が安定に制御され、かつ冷媒量が不足した状態でも圧縮機100の破損リスクが低減される。
When the discharge pressure Pd is equal to or lower than the set pressure Pds (Pd ≦ Pds), the
Therefore, if the discharge pressure Pd is equal to or lower than the set pressure Pds, the capacity control system A adopts the suction pressure control system via the
図8は、制御装置400を含む容量制御システムAの概略構成を示したブロック図である。容量制御システムAは、1つ以上の外部情報を検知する外部情報検知手段を有し、外部情報検知手段は、蒸発器目標出口空気温度設定手段401及び蒸発器温度センサ402を有する。
蒸発器目標出口空気温度設定手段401は、車室内温度設定を含む種々の外部情報に基づいて蒸発器目標出口空気温度Tesを設定する。蒸発器目標出口空気温度Tesは、圧縮機100の吐出容量制御の最終的な目標であり、蒸発器18の出口での空気温度Teの目標値である。そして、蒸発器目標出口空気温度設定手段401は、設定した蒸発器目標出口空気温度Tesを外部情報の1つとして制御装置400に入力する。蒸発器目標出口空気温度設定手段401は、例えば、空調システム全体の動作を制御するエアコン用ECUの一部により構成することができる。つまり、蒸発器目標出口空気温度設定手段401は、車両用空調システムの制御量のための目標値を設定するものであってもよい。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the capacity control system A including the
The evaporator target outlet air temperature setting means 401 sets the evaporator target outlet air temperature Tes based on various external information including the vehicle compartment temperature setting. The evaporator target outlet air temperature Tes is a final target of the discharge capacity control of the
蒸発器温度センサ402は、空気回路における蒸発器18の出口に設置され、蒸発器18を通過した直後の空気温度Teを検知する(図1参照)。検知された空気温度Teは、外部情報の1つとして制御装置400に入力される。
更に、外部情報検知手段は吐出圧力検知手段を含み、吐出圧力検知手段は、その一部を構成する圧力センサ403を有する。吐出圧力検知手段は、吐出圧力Pdを検知するための手段である。圧力センサ403は、例えば放熱器14の入口側に装着され、当該部位における冷媒の圧力を検知し、制御装置400に入力する(図1参照)。尚圧力センサ403の設置部位と吐出室142との間に圧力差がある場合は、圧力センサ403の検知圧力を圧力差分だけ補正して吐出圧力Pdを検知することができる。
The
Further, the external information detecting means includes a discharge pressure detecting means, and the discharge pressure detecting means has a
制御装置400は、制御目標設定手段410及び電流調整手設411を有する。
制御目標設定手段410は、蒸発器温度センサ402によって実際に検知された蒸発器出口空気温度Teと、蒸発器目標出口空気温度設定手段401によって設定された蒸発器目標出口空気温度Tesとの偏差△Tに基づいて、制御電流Iの目標を制御目標として設定する。具体的には偏差△Tに基づいてPI制御あるいはPID制御にて制御電流Iの目標を設定する。
The
The control target setting means 410 is a deviation Δ between the evaporator outlet air temperature Te actually detected by the
尚、吐出圧力Pdが感圧器340の設定圧力Pdsを超えている場合には、容量制御弁300は感圧器340が伝達ロッド311から離間しているため、制御電流Iの目標を設定することはPd−Ps差圧の目標として目標差圧ΔPsetを設定していることになる。
この場合、例えば、図6に示したように、予め設定されている目標差圧ΔPの上限ΔPmaxと下限ΔPminとの間の範囲内に目標差圧ΔPsetが設定される。そして、目標差圧ΔPsetに基づいて制御電流Iの目標が設定される。
When the discharge pressure Pd exceeds the set pressure Pds of the
In this case, for example, as shown in FIG. 6, the target differential pressure ΔPset is set within a range between a preset upper limit ΔPmax and lower limit ΔPmin of the target differential pressure ΔP. Then, the target of the control current I is set based on the target differential pressure ΔPset.
なお、制御電流Iの目標は、予め設定されている下限IL1と上限IH1との間の範囲内で設定される。
また、吐出圧力Pdが感圧器340の設定圧力Pdsに比べて等しいか若しくは低い場合には、容量制御弁300は感圧器340が伝達ロッド311に当接している状態のため、制御電流Iの目標を設定することは、吸入圧力Psの目標として目標吸入圧力Pssを設定していることになる。
The target of the control current I is set within a range between a preset lower limit IL1 and upper limit IH1.
When the discharge pressure Pd is equal to or lower than the set pressure Pds of the
例えば、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧カPdが感圧器340の設定圧力Pdsに比べて等しいか若しくは低い場合には、図7に示したように、予め設定されている目標吸入圧力Pssの上限PssHと下限PssLにそれぞれ対応する制御電流Iの下限IL2と上限IH2との間の範囲の中で制御電流Iの目標が設定される。
尚、上限PssHは感圧器340の設定圧力Pds(=fs3/Sb)に対して所定値だけ低い値に設定することができ、下限PssLは空調能力及び冷媒不足時の保護の観点から設定することができる。
For example, when the discharge pressure Pd detected by the discharge pressure detection means is equal to or lower than the set pressure Pds of the
The upper limit PssH can be set to a value lower than the set pressure Pds (= fs3 / Sb) of the
電流調整手段411は制御目標設定手段410で設定された制御電流Iの目標に基づいてコイル326に制御電流Iを供給し、容量制御弁300を駆動する。
図9は、電流調整手段411の概略構成を例示している。電流調整手段411は、スイッチング素子420を有し、スイッチング素子420は、電源430とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁300のコイル326と直列に介挿されている。スイッチング素子420は、電源ラインを断続可能であり、スイッチング素子420の動作により、所定の駆動周波数(例えば400〜500Hz)のPWM(パルス幅変調)にてコイル326に制御電流Iが供給される。なお、フライホイール回路を形成すべく、コイル326と並列にダイオード421が接続される。
The
FIG. 9 illustrates a schematic configuration of the
スイッチング素子420には、制御信号発生手段422から所定の駆動信号が入力され、この信号に対応して、PWMにおけるデューティ比が変更される。
また、電源ラインには、電流センサ423が介挿され、電流センサ423は、コイル326を流れる制御電流Iを検知する。電流センサ423については、制御電流Iを検知することができればその設置箇所は特に限定されず、制御電流Iに相当する物理量を検知可能であれば電流計に限られず、電圧計であってもよい。
A predetermined drive signal is input to the
In addition, a
電流センサ423は、制御電流比較判定手段424に検知した制御電流Iを入力し、制御電流比較判定手段424は、制御目標設定手段410によって設定された制御電流Iの目標と、電流センサ423によって検知された制御電流Iとを比較する。そして、制御電流比較判定手段424は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Iが制御電流Iの目標に近付くように、制御信号発生手段422が発生する駆動信号を変更する。
The
本発明は上記した一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。
容量制御弁に関しては、例えば以下の変形が可能である。
感圧器340は、ベローズ343の同囲に圧縮コイルばね345を配置したものであるが、ベローズの内部に圧縮コイルばねが配置されている感圧器を用いても良い。
伝達ロッドは弁体と別体の部品で構成されていても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For the capacity control valve, for example, the following modifications are possible.
The
The transmission rod may be composed of a separate part from the valve body.
ベローズ343の代わりに、ダイアフラムを用いた感圧器を使用しても良い。
弁体306の第1圧力受圧面積Svと、感圧器340の圧力受圧面積、則ちベローズ343の有効面積Sbとをほぼ同等に設定せずに、Sb>Sv又はSb<Svのように設定して、吐出圧力Pdを弁体306に意図的に作用させても良い。
開放ばね310の付勢力fs1は圧縮コイルばね338の付勢力fs2より大きく設定されていたが(fs1>fs2)、fs1<fs2としても良い。
Instead of the
The first pressure receiving area Sv of the
The biasing force fs1 of the
第1実施形態においては、感圧器340の設定圧力Pdsは、吐出圧力Pdの可変範囲内において、比較的低い値であることが想定されているが、圧縮コイルばね345の付勢力を大きくして設定圧力Pdsを高くしてもよい。設定圧力Pdsを高くすることにより吸入圧力制御方式での制御範囲を拡大可能である。設定圧力Pdsは設計条件により適宜選択することができる。
In the first embodiment, the set pressure Pds of the
可変容量圧縮機に関しては、例えば以下の変形が可能である。
第1実施形態の圧縮機100は、斜板式のクラッチレス圧縮機であったが、クラッチ機構を有する圧縮機を用いても良い。また、制御圧力室の圧力を調整して吐出容量を制御可能であれば、斜板式に限定されず、揺動板式、スクロール式、ベーン式等の可変容量圧縮機を用いても良い。更に、電動モーターで駆動する圧縮機を用いても良い。
For the variable capacity compressor, for example, the following modifications are possible.
Although the
冷凍サイクル10で用いられる冷媒も特に限定されることはない。
容量制御システムに関しては、例えば以下の変形が可能である。
吐出圧力Pdが感圧器340の設定圧力Pdsを超えている場合には、容量制御弁300と感圧器340とが分離しているため、制御目標設定手段410がPd−Ps差圧の目標である目標差圧ΔPsetを設定し、制御電流Iの目標を設定したが、制御目標設定手段410は、制御目標値として、Pd−Ps差圧以外の物理量の目標を設定してもよい。
The refrigerant used in the
For the capacity control system, for example, the following modifications are possible.
When the discharge pressure Pd exceeds the set pressure Pds of the
例えば、制御目標設定手段410は、容量制御弁300と感圧器340とが分離しているときに、吸入圧力Psの目標値である目標吸入圧力Pssを設定し、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くように制御電流Iを調整してもよい。
具体的には、前述の式(4)を変形すれば、以下の式(9)となる。式(9)の右辺に吐出圧力Pdを含む項があるが、吐出圧力Pdは圧力センサ403により検知可能である。したがって式(9)は、図10を参照すれば、吐出圧力Pdを検知できれば吸入圧力Psを制御できることを示している。式(9)を変形した上で、吸入圧力Psに目標吸入圧力Pssを代入すれば式(10)が得られる。なお、式(10)において、Sv>Sr且つfs1>fs2である。
For example, when the
Specifically, if the above-described equation (4) is modified, the following equation (9) is obtained. Although there is a term including the discharge pressure Pd on the right side of the equation (9), the discharge pressure Pd can be detected by the
この場合、制御目標設定手段410は、蒸発器温度センサ402によって実際に検知された蒸発器出口空気温度Teと、蒸発器目標出口空気温度設定手段401によって設定された蒸発器目標出口空気温度Tesとの偏差△Tに基づいて、制御目標としての目標吸入圧力Pssを設定することができる。そして、目標吸入圧力Pssと圧力センサ403で検知された吐出圧力Pdとから式(10)に基づいて制御電流Iの目標を演算し、電流調整手段411は制御目標設定手段410で演算された制御電流Iの目標に近付くよう、コイル326に制御電流Iを供給するようにしても良い。目標吸入圧力Pssを一定としても吐出圧力Pdが変動すれば制御電流Iの目標は式(10)に基づいて変化するため、この場合の制御電流Iは制御目標値ではない。
In this case, the control target setting means 410 includes the evaporator outlet air temperature Te actually detected by the
この方式によれば、感圧器340が伝達ロッド311から離間していても、吸入圧力Psを制御目標として制御可能である。このため、吐出圧力Pdの高低にかかわらず吸入圧力Psを制御できる。なお、この方式によれば、感圧器340を実質的に利用せずに吸入圧力Psを制御しているため、従来に比べて、吸入圧力Psの制御範囲が広い。
According to this method, even if the
140 吸入室(吸入圧力領域)
142 吐出室(吐出圧力領域)
300B ソレノイドユニット
306 弁体
340 感圧器
140 Suction chamber (suction pressure range)
142 Discharge chamber (Discharge pressure area)
Claims (9)
ソレノイドユニットと、
前記可変容量圧縮機の吐出圧力領域の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入圧力領域の圧力及び前記ソレノイドユニットの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、
前記吐出圧力領域の圧力が作用する感圧器であって、前記吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも低いとき前記弁体に連結されて前記吐出圧力領域の圧力に応じた開弁方向の付勢力を前記弁体に付与し、前記吐出圧力領域の圧力が設定圧力よりも大きいとき前記弁体から分離される感圧器と
を備えることを特徴とする容量制御弁。 The displacement control valve is disposed in a communication path that connects the discharge pressure region of the variable capacity compressor and the control pressure chamber, and is a capacity control valve for adjusting the pressure of the control pressure chamber to control the discharge capacity of the variable capacity compressor. And
A solenoid unit;
The valve closing direction in which the pressure in the discharge pressure region of the variable capacity compressor acts in the valve opening direction, and the pressure in the suction pressure region of the variable capacity compressor and the electromagnetic force of the solenoid unit oppose the valve opening direction. A valve element that acts on
A pressure sensor in which the pressure in the discharge pressure region acts, and when the pressure in the discharge pressure region is lower than a set pressure, the pressure sensor is connected to the valve body and biased in the valve opening direction according to the pressure in the discharge pressure region And a pressure sensor that is separated from the valve body when the pressure in the discharge pressure region is larger than a set pressure.
前記シリンダボアに配設されたピストンと、
前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復連動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、
請求項1乃至5の何れか一項に記載の容量制御弁と
を備えることを特徴とする可変容量圧縮機。 A housing in which a discharge chamber as the discharge pressure region, a crank chamber as the control pressure chamber, a suction chamber, and a cylinder bore are defined;
A piston disposed in the cylinder bore;
A drive shaft rotatably supported in the housing;
A conversion mechanism including a variable tilt angle swash plate element that converts rotation of the drive shaft into reciprocating interlocking of the piston;
A variable displacement compressor comprising the displacement control valve according to any one of claims 1 to 5.
前記外部情報検知手段は前記吐出圧力領域の圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、
前記吐出圧力検知手段で検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記設定圧力よりも低いとき、前記制御目標設定手段は、前記制御目標値として前記吸入圧力領域の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定し、且つ、前記電流調整手段は前記目標吸入圧力に基づいて前記ソレノイドユニットに供給される電流を調整する
ことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。 The capacity control valve according to any one of claims 1 to 5, an external information detection means for detecting external information, and a control target value based on the external information detected by the external information detection means. A control target setting unit; and a current adjusting unit that adjusts a current supplied to the solenoid unit based on a control target value set by the control target setting unit, and adjusting a pressure of the control pressure chamber. In the capacity control system of the variable capacity compressor that controls the discharge capacity of the variable capacity compressor by
The external information detection means includes discharge pressure detection means for detecting the pressure in the discharge pressure region,
When the pressure in the discharge pressure area detected by the discharge pressure detection means is lower than the set pressure, the control target setting means is a target suction pressure that is a target value of the pressure in the suction pressure area as the control target value. And the current adjusting means adjusts the current supplied to the solenoid unit based on the target suction pressure.
ことを特徴とする請求項7に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 When the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detection unit is higher than the set pressure, the control target setting unit sets a target suction pressure, which is a target value of the pressure in the suction pressure region, to the control target value. And the current adjusting means adjusts the current supplied to the solenoid unit based on the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detecting means and the target suction pressure. Item 8. The capacity control system for a variable capacity compressor according to Item 7.
ことを特徴とする請求項7に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 When the pressure in the discharge pressure region detected by the discharge pressure detection means is higher than the set pressure, the control target setting means sets a target value of the current supplied to the solenoid unit as the control target value. 8. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 7, wherein the current adjusting means adjusts a current supplied to the solenoid unit so as to approach a target value of the current.
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