JP5260918B2 - Capacity control system for variable capacity 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容量制御システムに関する。 The present invention relates to a capacity 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。
吐出容量の制御には吸入室の圧力(吸入圧力)を制御対象とする吸入圧力制御があり、吸入圧力制御を実行するための容量制御弁には、ソレノイドとともに、吸入圧力を感知するための感圧器を内蔵するものがある(例えば特許文献1参照)。このような容量制御弁を用いた可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力の目標である目標吸入圧力がソレノイドの電磁力即ち通電量によって決定され、吸入圧力は、目標吸入圧力に近付くように感圧器によって機械的にフィードバック制御される。
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.
There is a suction pressure control for controlling the pressure of the suction chamber (suction pressure) as a control of the discharge capacity, and the capacity control valve for executing the suction pressure control has a solenoid and a feeling for sensing the suction pressure. Some have a built-in pressure device (see, for example, Patent Document 1). In the capacity control system of the variable capacity compressor using such a capacity control valve, the target suction pressure that is the target of the suction pressure is determined by the electromagnetic force of the solenoid, that is, the energization amount, so that the suction pressure approaches the target suction pressure. It is mechanically feedback controlled by a pressure sensor.
より詳しくは、感圧器は、例えばベローズ若しくはダイアフラムを用いて構成される。ベローズを用いた感圧器の場合、真空又は大気圧に保たれたベローズの内側に圧縮コイルばねが配置され、ベローズの一端には、外側から吸入圧力が作用する。従って、感圧器のベローズは、吸入圧力の減少に伴い伸張しようとする。
容量制御弁の弁体は、ソレノイドの電磁力とともに、感圧器のベローズが伸張しようとして発生する押圧力が作用するよう配置されている。そして、吸入圧力がソレノイドの通電量に対応して定まる目標吸入圧力に収束するよう、ベローズが伸縮することにより容量制御弁の開度が変化する。
The valve body of the displacement control valve is arranged so that a pressing force generated when the bellows of the pressure sensor is extended acts together with the electromagnetic force of the solenoid. Then, the opening of the capacity control valve changes as the bellows expands and contracts so that the suction pressure converges to the target suction pressure determined in accordance with the energization amount of the solenoid.
吸入圧力制御方式の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまで、特に可変容量圧縮機の起動直後で車室等の冷房状態が目標値に到達していない場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作する。これに関連して、この種の容量制御システムには以下のような問題がある。
吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるためには、容量制御弁のソレノイドの通電量が操作される。例えば、吸入圧力を低下させるときには、ソレノイドの通電量は目標吸入圧力に基づいて決定される値まで瞬時に増大され、これにより可変容量圧縮機の吐出容量が増大させられる。すなわち、吸入圧力を制御対象とする容量制御システムは、ソレノイドの通電量と目標吸入圧力との間に存する相関関係に基づいて成立している。
According to the capacity control system of the variable capacity compressor of the suction pressure control method, the cooling state of the passenger compartment or the like has reached the target value until the suction pressure reaches the target suction pressure, particularly immediately after the variable capacity compressor is started. If not, the variable capacity compressor operates at maximum discharge capacity. In this connection, this type of capacity control system has the following problems.
In order to make the suction pressure reach the target suction pressure, the energization amount of the solenoid of the capacity control valve is operated. For example, when lowering the suction pressure, the energization amount of the solenoid is instantaneously increased to a value determined based on the target suction pressure, thereby increasing the discharge capacity of the variable capacity compressor. That is, the capacity control system that controls the suction pressure is established based on the correlation existing between the energization amount of the solenoid and the target suction pressure.
しかしながら、この一方で、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があり、吐出容量が最大吐出容量になる通電量(以下、最大容量通電量という)を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはない。つまり、最大吐出容量に到達すると、吐出容量と通電量との間には相関が無くなり、通電量の超過分は無駄になる。 However, on the other hand, the variable capacity compressor has a mechanically determined maximum discharge capacity, and even if the solenoid is energized exceeding the energization amount (hereinafter referred to as the maximum capacity energization amount) at which the discharge capacity becomes the maximum discharge capacity, The discharge capacity does not increase beyond the maximum discharge capacity. That is, when the maximum discharge capacity is reached, there is no correlation between the discharge capacity and the energization amount, and the excess of the energization amount is wasted.
従来の容量制御システムでは、最大容量通電量を考慮することなく、目標吸入圧力との相関関係に基づいてソレノイドの通電量が決定されている。それ故、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまでの間、ソレノイドに供給される通電量が最大容量通電量を超過し、容量制御弁の消費電力に無駄が発生していた。
また、車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるためであっても、可変容量圧縮機の起動直後から可変容量圧縮機を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
In the conventional capacity control system, the energization amount of the solenoid is determined based on the correlation with the target suction pressure without considering the maximum capacity energization amount. Therefore, until the suction pressure reaches the target suction pressure, the energization amount supplied to the solenoid exceeds the maximum capacity energization amount, and the power consumption of the capacity control valve is wasted.
Also, depending on the operating conditions of the vehicle or the air conditioning system, there is a case where it is not necessary to operate the variable capacity compressor at the maximum discharge capacity immediately after starting the variable capacity compressor, even in order to bring the suction pressure close to the target suction pressure. is there.
例えば、車両が高速走行をしているような場合、可変容量圧縮機の回転数が非常に高くなり、可変容量圧縮機の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器の能力によって制約を受ける。それ故、可変容量圧縮機の能力が増大したとしても、可変容量圧縮機の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機で動力が無駄に消費されるという問題がある。 For example, when the vehicle is traveling at a high speed, the rotational speed of the variable capacity compressor becomes very high, and the capacity of the variable capacity compressor increases. However, the capacity of the air conditioning system is limited by the overall configuration of the air conditioning system, in particular by the capacity of the evaporator. Therefore, even if the capacity of the variable capacity compressor is increased, the capacity of the variable capacity compressor cannot be fully utilized. Therefore, in such a case, when the variable capacity compressor operates at the maximum discharge capacity, there is a problem that power is wasted in the variable capacity compressor.
更に、可変容量圧縮機の回転数が非常に高く、かつ、空調システムの蒸発器にかかる熱負荷が非常に大きい場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機にかかる負荷が過大となり、可変容量圧縮機の故障を招く虞がある。
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的の1つは、容量制御弁の消費電力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
Furthermore, if the variable capacity compressor has a very high rotational speed and the heat load on the evaporator of the air conditioning system is very large, the load on the variable capacity compressor will be affected when the variable capacity compressor operates at the maximum discharge capacity. May become excessive, leading to a failure of the variable capacity compressor.
The present invention has been made based on the above-described circumstances, and one of its purposes is to provide a capacity control system for a variable capacity compressor in which the power consumption of the capacity control valve is reduced.
また、本発明の目的の1つは、可変容量圧縮機の消費動力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
更に、本発明の目的の1つは、可変容量圧縮機の信頼性が確保される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a capacity control system for a variable capacity compressor in which the power consumption of the variable capacity compressor is reduced.
Another object of the present invention is to provide a capacity control system for a variable capacity compressor that ensures the reliability of the variable capacity compressor.
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量圧縮機に適用され、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるために制御圧力を調整する容量制御システムにおいて、1つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、前記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、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、前記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、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力に基づいて、前記容量制御弁のソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備し、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さく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1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the present invention is applied to a variable capacity compressor inserted together with a radiator, an expander and an evaporator in a circulation path through which a refrigerant circulates to constitute a refrigeration cycle of an air conditioning system. In a capacity control system that adjusts the control pressure to bring the suction pressure closer to the target suction pressure, based on the external information detection means for detecting one or more external information and the external information detected by the external information detection means The target suction pressure setting means for setting the target suction pressure, a displacement control valve for adjusting the control pressure having a solenoid, and the external information detected by the external information detection means, A suction pressure estimating means for calculating an estimated suction pressure that is an estimated value of the suction pressure when the discharge capacity of the variable capacity compressor is assumed to be maximum; Based on the target suction pressure set by the pressure setting means and the estimated suction pressure calculated by the suction pressure estimation means, the control current supplied to the solenoid of the capacity control valve or a parameter related to the control current is adjusted. Control current adjusting means, and when the target suction pressure is lower than the estimated suction pressure, the control current adjusting means or the control current necessary for causing the suction pressure to reach the target suction pressure. A capacity control system for a variable capacity compressor is provided in which a control current supplied to the solenoid or a parameter related to the control current is made smaller than a parameter related to a current .
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする(請求項2)。 Good Mashiku, the control current adjusting means includes threshold setting means for setting a threshold value based on the said target suction pressure, when the threshold value is lower than the estimated suction pressure, the suction pressure reaches the threshold value compared to the parameters associated with the control current or the control current required for to reduce the parameters related to the control current or the control current supplied to the solenoid (claim 2).
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする(請求項3)。 Preferably, the control current adjusting means includes a threshold setting means for setting a threshold with the target suction pressure as a reference, and an index setting means for setting an index with the estimated suction pressure as a reference. Is lower than the control current required for the suction pressure to reach the threshold value or a parameter related to the control current, the control current supplied to the solenoid or the parameter related to the control current is reduced ( Claim 3 ).
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する(請求項4)。
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、前記指標は、前記推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である(請求項5)。
Preferably, the threshold value is one of an upper limit value and a lower limit value of a variation range of the target suction pressure, and a difference between the target suction pressure and the threshold value changes according to the magnitude of the target suction pressure ( Claim 4 ).
Preferably, the threshold is the lower limit of the variation range of the target suction pressure, the indicator is an upper limit value of the variation range of the estimated suction pressure (claim 5).
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力若しくは前記閾値が前記推定吸入圧力若しくは前記閾値よりも低いときに、前記吸入圧力が前記推定吸入圧力若しくは前記指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする(請求項6)。 Preferably, the control current adjusting means is a control necessary for the suction pressure to reach the estimated suction pressure or the indicator when the target suction pressure or the threshold is lower than the estimated suction pressure or the threshold. current or so that the following parameters associated with the control current, to reduce the parameters related to the control current or the control current supplied to the solenoid (claim 6).
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記可変容量圧縮機の回転数に関連を有する物理量を検知する回転数検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する(請求項7)。 Preferably, the external information detection means includes a rotation speed detection means for detecting a physical quantity related to the rotation speed of the variable capacity compressor, and the control current adjustment means is detected by the rotation speed detection means. when the physical quantity is a predetermined value or more, the variable discharge capacity of the capacity compressor to limit the parameters related to the control current or the control current supplied to the solenoid so as to be smaller than the maximum (claim 7) .
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する(請求項8)。 Preferably, the external information detecting means includes a thermal load detecting means for detecting a thermal load of the evaporator, and the control current adjusting means is configured to detect a heat load of the evaporator detected by the thermal load detecting means. The control current supplied to the solenoid or a parameter related to the control current is limited so that the discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than the maximum when the value is equal to or greater than a predetermined value (Claim 8 ).
好ましくは、前記吸入圧力推定手段は、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報を、当該外部情報と前記推定吸入圧力との間の関係を示す実験式に代入して前記推定吸入圧力を演算する(請求項9)。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する(請求項10)。
Preferably, the suction pressure estimation means calculates the estimated suction pressure by substituting the external information detected by the external information detection means into an empirical formula indicating the relationship between the external information and the estimated suction pressure. (Claim 9 ).
Preferably, the external information detection means detects a discharge pressure detection means for detecting a discharge pressure which is a pressure of the refrigerant in any part of a discharge pressure region of the refrigeration cycle, and detects a thermal load of the evaporator. A thermal load detection means for detecting the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and a rotation speed detection for detecting a physical quantity corresponding to the rotation speed of the variable capacity compressor. The suction pressure estimating means is detected by the discharge pressure detected by the discharge pressure detecting means, the thermal load of the evaporator detected by the thermal load detecting means, and detected by the superheat degree detecting means. Using an empirical formula showing the relationship between the suction pressure and the physical quantity related to the degree of superheat of the refrigerant, the physical quantity related to the rotational speed of the variable capacity compressor detected by the rotational speed detection means, It calculates the estimated suction pressure (Claim 10).
好ましくは、前記膨張器は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を調整する温度自動膨張弁であり、前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する(請求項11)。 Preferably, the expander is a temperature automatic expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant based on the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator, and the superheat degree detection means is provided at the outlet of the evaporator. Means for detecting the temperature of the refrigerant or a physical quantity related to the temperature, and expander inlet pressure detection means for detecting the pressure of the refrigerant at the inlet of the expander, and the superheat degree detection means, The degree of superheat is detected based on the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator or a physical quantity related to the temperature and the pressure of the refrigerant at the inlet of the expander (claim 11 ).
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記熱負荷検知手段は、外気温度を検知するための外気温度センサと、前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段とを少なくとも含む(請求項12)。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度の目標である蒸発器目標出口空気温度を設定する蒸発器目標出口温度設定手段を含み、前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づくように前記目標吸入圧力を設定する(請求項13)。
Preferably, the air conditioning system is applied to a vehicle, and the thermal load detecting means includes an outside air temperature sensor for detecting an outside air temperature, and an evaporator for detecting a voltage applied to a fan for the evaporator. comprising at least a fan voltage detection means (claim 12).
Preferably, the external information detecting means includes an evaporator target outlet temperature setting means for setting an evaporator target outlet air temperature which is a target of the temperature of the air flow immediately after passing through the evaporator, and the target suction pressure estimation The means sets the target suction pressure so that the temperature of the air flow immediately after passing through the evaporator approaches the evaporator target outlet air temperature set by the evaporator target outlet temperature setting means (claim 13 ).
好ましくは、前記容量制御弁は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力を吐出圧力としたときに、前記吐出圧力を受けるとともに、前記吐出圧力と対抗する方向にて前記吸入圧力及び制御圧力のうち一方と前記ソレノイドの電磁力とを受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉して前記制御圧力を変化させることにより前記可変容量圧縮機の容量を調整可能であり、前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する(請求項14)。 Preferably, the capacity control valve receives the discharge pressure and counters the discharge pressure when the pressure of the refrigerant in any part of the discharge pressure region of the refrigeration cycle is the discharge pressure. The variable capacity compression has a valve body capable of opening and closing a valve hole in response to one of the suction pressure and the control pressure and electromagnetic force of the solenoid, and changing the control pressure by opening and closing the valve hole The external information detecting means includes a discharge pressure detecting means for detecting the discharge pressure, and the control current adjusting means includes a discharge pressure detected by the discharge pressure detecting means. based on said target suction pressure, the suction pressure is computed parameters relating to the control current or the control current required to reach the target suction pressure (claim 4).
好ましくは、前記可変容量圧縮機は、内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが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運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている(請求項15)。 Preferably, the variable capacity compressor is rotatably supported within the housing in which a discharge chamber, a crank chamber, a suction chamber, and a cylinder bore are defined, a piston disposed in the cylinder bore, and the housing. A drive shaft, a conversion mechanism including a variable tilt swash plate element that converts rotation of the drive shaft into reciprocating motion of the piston, an air supply passage communicating the discharge chamber and the crank chamber, and the suction chamber; and a bleed passage for communicating the crank chamber, the displacement control valve is interposed in one of the air supply passage and the bleed passage (claim 15).
本発明の請求項1の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、外部情報に基づいて、可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する。そして、制御電流調整手段が、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する。制御電流調整手段が、目標吸入圧力にのみ基づくのではなく、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整することにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減される。この結果として、この容量制御システムによれば、容量制御弁における消費電力が削減される。
詳しくは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
In the capacity control system for a variable capacity compressor according to
Specifically, when the target suction pressure is lower than the estimated suction pressure, the control current adjusting means supplies the solenoid with the control current necessary for reaching the target suction pressure or a parameter related to the control current. The control current to be performed or a parameter related to the control current is reduced. As a result, when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, excessive control current supplied to the solenoid is reduced, and power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項2の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。 In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 2 , when the threshold value is lower than the estimated suction pressure, the control current adjusting means is related to the control current required for the suction pressure to reach the threshold value or the control current. The control current supplied to the solenoid or a parameter related to the control current is made smaller than the parameter. The threshold value is set in consideration of variations in the target suction pressure, for example. As a result, when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, excessive control current supplied to the solenoid is reduced, and power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項3の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定され、指標は、例えば推定吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。 In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 3 , when the threshold value is lower than the index, the control current adjusting means sets the control current necessary for the suction pressure to reach the threshold value or a parameter related to the control current. In comparison, the control current supplied to the solenoid or a parameter related to the control current is reduced. The threshold value is set in consideration of, for example, variation in target suction pressure, and the index is set in consideration of, for example, variation in estimated suction pressure. Thereby, when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, the excessive control current supplied to the solenoid is reliably reduced, and the power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項4の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、目標吸入圧力と閾値との差は、目標吸入圧力の大小に応じて変化する。この容量制御システムでは、閾値が指標に比べて低いときに、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力と閾値との差が目標吸入圧力の大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上する。この結果として、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。 In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 4 , the threshold value is one of an upper limit value and a lower limit value of a variation range of the target suction pressure, and a difference between the target suction pressure and the threshold value is a magnitude of the target suction pressure. It changes according to. In this capacity control system, when the threshold value is lower than the index, it is substantially determined that the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, and the difference between the target suction pressure and the threshold value is the target suction pressure. The accuracy of the determination is improved by changing according to the size of. As a result, when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, excessive control current supplied to the solenoid is more reliably reduced, and power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項5の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、指標は、推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
請求項6の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力若しくは閾値が推定吸入圧力若しくは指標よりも低いときに、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに過剰な制御電流が供給されるのが防止され、容量制御弁における消費電力が一層削減される。
In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 5 , the threshold value is a lower limit value of the variation range of the target suction pressure, and the index is an upper limit value of the variation range of the estimated suction pressure. Thereby, when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, the excessive control current supplied to the solenoid is more reliably reduced, and the power consumption in the capacity control valve is reduced.
In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 6 , the control current adjusting means controls necessary to reach the estimated suction pressure or index when the target suction pressure or threshold value is lower than the estimated suction pressure or index. The control current supplied to the solenoid or the parameter related to the control current is reduced so as to be equal to or lower than the current or the parameter related to the control current. This prevents excessive control current from being supplied to the solenoid when the variable capacity compressor is operating at the maximum discharge capacity, further reducing power consumption in the capacity control valve.
また、制御電流調整手段が、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくすることによって、最大吐出容量を基準とした吐出容量制御状態にて、可変容量圧縮機を確実に動作させることが可能となる。この結果として、この容量制御システムによれば、可変容量圧縮機の消費動力が削減されるとともに、可変容量圧縮機の信頼性が確保される。 In addition, the control current supplied to the solenoid or the parameter related to the control current is set so that the control current adjusting means is equal to or less than the control current necessary for reaching the estimated suction pressure or the index or the parameter related to the control current. By reducing the value, the variable capacity compressor can be reliably operated in the discharge capacity control state based on the maximum discharge capacity. As a result, according to this capacity control system, the power consumption of the variable capacity compressor is reduced, and the reliability of the variable capacity compressor is ensured.
請求項7の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、可変容量圧縮機の回転数が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。 In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 7 , when the rotational speed of the variable capacity compressor is high, the discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than the maximum, so that the load on the variable capacity compressor is reduced. It is reduced. As a result, failure of the variable capacity compressor is prevented, and the reliability of the variable capacity compressor is improved. Further, since the discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than the maximum, the power consumption of the variable capacity compressor is reduced.
請求項8の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器の熱負荷が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。 In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 8 , when the heat load of the evaporator is high, the discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than the maximum, thereby reducing the burden on the variable capacity compressor. The As a result, failure of the variable capacity compressor is prevented, and the reliability of the variable capacity compressor is improved. Further, since the discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than the maximum, the power consumption of the variable capacity compressor is reduced.
請求項9の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、外部情報を実験式に代入して推定吸入圧力を演算することにより、推定吸入圧力が正確に演算される。この結果として、容量制御弁の消費電力が的確に削減される。
請求項10の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、吐出圧力、蒸発器の熱負荷、蒸発器の出口での冷媒の過熱度及び可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量に基づいて推定吸入圧力を演算することにより、吸入圧力が精度良く推定される。この結果として、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
In the capacity control system of the variable capacity compressor according to the ninth aspect , the estimated suction pressure is accurately calculated by calculating the estimated suction pressure by substituting external information into the empirical formula. As a result, the power consumption of the capacity control valve is accurately reduced.
In the capacity control system for a variable capacity compressor according to
請求項11の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、過熱度検知手段が、蒸発器の出口での冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と、膨張器の入口での冷媒の圧力に基づいて過熱度を検知することで、過熱度が正確に検知される。この結果として、吸入圧力の推定精度が一層高くなり、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。 12. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 11 , wherein the superheat degree detection means is based on the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator or a physical quantity related to the temperature and the pressure of the refrigerant at the inlet of the expander. By detecting the superheat degree, the superheat degree is accurately detected. As a result, the estimation accuracy of the suction pressure is further increased, the excessive control current supplied to the solenoid is surely reduced, and the power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項12の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、熱負荷検知手段が、外気温度及び蒸発器ファンの電圧に少なくとも基づいて熱負荷を精度良く検知する。この結果として、吸入圧力推定手段によって、吸入圧力が精度良く推定される。
一方、外気温度センサ及び蒸発器ファン電圧検知手段は、いずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。この結果として、この容量制御システムによれば、簡単な構成にて、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
The variable displacement compressor capacity control system of
On the other hand, the outside air temperature sensor and the evaporator fan voltage detection means are not special means, and the configuration of the air conditioning system does not become complicated. As a result, according to this capacity control system, an excessive control current supplied to the solenoid is reliably reduced with a simple configuration, and power consumption in the capacity control valve is reduced.
請求項13の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口空気温度に近付き、空調システムにより空調される車室等の温度制御の精度が向上する。
請求項14の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、弁体に作用する吐出圧力に対し、吸入圧力若しくは制御圧力とソレノイドの電磁力とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力の制御範囲が広い。この結果として、可変容量圧縮機の起動直後から、容量制御弁の消費電力が有効に削減される。
In the capacity control system of the variable capacity compressor according to claim 13 , the temperature of the air flow immediately after passing through the evaporator approaches the evaporator target outlet air temperature, and the temperature control accuracy of the passenger compartment that is air-conditioned by the air conditioning system is high. improves.
In the capacity control system of the variable capacity compressor according to the fourteenth aspect , the suction pressure or the control pressure and the electromagnetic force of the solenoid act against the discharge pressure acting on the valve body. wide. As a result, the power consumption of the capacity control valve is effectively reduced immediately after starting the variable capacity compressor.
請求項15の可変容量圧縮機の容量制御システムが適用された可変容量圧縮機は、往復動型であり、斜板要素の最小傾角で規定されるピストンのストロークを非常に小さく設定できる。このため最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、往復動型の可変容量圧縮機に本発明に係る容量制御システムを適用することにより、可変容量圧縮機の吐出容量の可変範囲が広く且つ容量制御弁の消費電力が削減された空調システムが提供される。
The variable capacity compressor to which the capacity control system of the variable capacity compressor of claim 15 is applied is a reciprocating type, and the stroke of the piston defined by the minimum inclination angle of the swash plate element can be set very small. For this reason, the minimum discharge capacity is very small, and the mechanical variable range of the discharge capacity is wide. Therefore, by applying the capacity control system according to the present invention to a reciprocating variable displacement compressor, an air conditioning system in which the variable displacement range of the variable displacement compressor is wide and the power consumption of the displacement control valve is reduced. Provided.
以下、本発明の第1実施形態の可変容量圧縮機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、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 capacity control system A of the variable capacity compressor according to 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。気化した冷媒は、蒸発器18の出口において過熱度を有するが、過熱度は膨張器16によって所定値に略保たれる。
より詳しくは、図2に示したように、膨張器16は円筒状のケーシング180を有し、ケーシング180の一端側には入口ポート180aが形成されている。また、ケーシング180の中央部には出口ポート180bが形成され、入口ポート180aと出口ポート180bとは、ケーシング180の内部に設けられた弁孔182を通じて連通している。弁孔182は入口ポート180a側にて弁体184によって開閉され、弁体184には、閉弁方向に圧縮コイルばね185の付勢力fs1が作用している。
The
More specifically, as shown in FIG. 2, the
また、ケーシング180の他端側には凹所180cが形成され、凹所180cと第2ポート180bとの間は、弁孔182と同軸上を延びる挿通孔186を通じて連通している。挿通孔186には伝達ロッド188が挿通され、伝達ロッド188の一端は弁体184に連結されている。伝達ロッド188の他端には、フランジ付きのエンドキャップ190が固定され、エンドキャップ190には、凹所180c内に配置された圧縮コイルばね192の付勢力fs2が閉弁方向に作用している。
A
また、ケーシング180の他端には、ダイアフラム194を介して円錐形状のカバー196が固定されている。ダイアフラム194は可撓性を有する金属製の薄板からなり、ダイアフラム194及びカバー196によって区画された気密な空間内には、充填剤197が気液混合状態で充填されている。
ダイアフラム194の中央部にはエンドキャップ190が当接し、感温部の内部の圧力Ptが上昇することにより、弁体184が開弁方向に付勢される。
Further, a
The
また、ケーシング180の他端側には、均圧路180dが形成され、均圧路180dは、ケーシング180の他端とダイアフラム194との間の隙間と、カバー196の外部とを連通する。
膨張器16は、ブロック198内に固定され、ブロック198には入口側流路198a、出口側流路198b及び感温路198cが形成されている。入口側流路198aを通じて、膨張器16の入口ポート180aと放熱器14とが連通し、出口側流路198bを通じて、膨張器16の出口ポート180bと蒸発器18とが連通する。
Further, a
The
感温路198cを通じて、蒸発器18と圧縮機100とが連通しているが、膨張器16のカバー196は、感温路198c内に位置している。従って、感温路198c内を流れる冷媒がカバー196の外面に接することにより、カバー196内の充填剤197の温度は、感温路198cを流れる冷媒の温度と等しくなる。また、均圧路180dを通じて、ダイアフラム194の外面には、感温路198cを流れる冷媒の圧力、つまり蒸発器18の出口での冷媒の圧力Peが作用する。
Although the
上述した膨張器16は温度自動膨張弁であり、ダイアフラム194、カバー196及び充填剤197が感温部を構成している。膨張器16は、感温部にて蒸発器18の出口での冷媒の温度を感知し、蒸発器18の出口での冷媒の過熱度SHが所定値になるように、自身を通過する冷媒の流量を調整する。
ここで、図3の直線C1は、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pinが所定の一定値であるときの、蒸発器18の出口における冷媒の温度と圧力Peとの関係(過熱度特性)を示しており、膨張器16の構造によって定まる。曲線C2は、冷媒(R134a)の飽和温度と飽和圧力との関係を示しており、横軸方向での直線C1と曲線C2との差が、蒸発器18の出口における冷媒の過熱度SHに対応する。
The above-described
Here, the straight line C1 in FIG. 3 shows the relationship between the refrigerant temperature and the pressure Pe at the outlet of the evaporator 18 (superheat characteristic) when the refrigerant pressure Pin at the inlet of the
一方、図4は、膨張器16の感温部の温度が一定であるとした場合における、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pinと蒸発器18の出口での冷媒の過熱度SHとの関係を示す。図4から、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pinが変化するのに伴い、蒸発器18の出口での冷媒の過熱度SHが変化することがわかる。
なお、膨張器16において、弁体184に作用する開弁方向の力をFoとし、閉弁方向に作用する力をFcとすると、Fo及びFcは、式(1)、(2)でそれぞれ表される。そして、膨張器16の開弁条件は、式(3)にて示される。
On the other hand, FIG. 4 shows the relationship between the refrigerant pressure Pin at the inlet of the
In the
Fo=(Pt−Pe)・Sd−(Pout−Pe)・Ser−fs2 ・・・(1)
Fc=fs1+(Pin−Pout)・Sev ・・・(2)
Fo>Fc ・・・(3)
但し、式(1),(2)中、Poutは膨張器16の出口での冷媒の圧力、Sdはダイアフラム194の有効面積、Sevは弁体184のシール面積、Serは伝達ロッド188の断面積である。また、Ptは、前述したように感温部の内部の圧力である。
Fo = (Pt−Pe) · Sd− (Pout−Pe) · Ser−fs2 (1)
Fc = fs1 + (Pin−Pout) · Sev (2)
Fo> Fc (3)
In Equations (1) and (2), Pout is the refrigerant pressure at the outlet of the
再び図1を参照すると、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。
Referring to FIG. 1 again, 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
より詳しくは、図5に示すように、容量制御弁200は、弁ユニットとソレノイドユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング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. 5, 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、円柱状の弁体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との間には強制解放ばね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が伸張するように、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が伸張した場合、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円筒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、同心上に円筒状の固定コア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。
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248が区画され、コア収容空間248には可動コア246が配置されている。可動コア246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。
On the other hand, the solenoid unit has a
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246と一体に固定されている。従って、弁体210は、可動コア246に連動して閉弁方向に移動する。可動コア246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246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ソレノイド254が配置されている。ソレノイドハウジング240、固定コア242及び可動コア246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。
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248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。
A
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。この結果として、図6及び式(4)に示すように、ソレノイド254に供給する電流(制御電流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。
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
なお、式(4)中のF(I)は、ソレノイド254に通電することによって可動コア246に作用する電磁力であり、Sbは、ベローズの有効面積である。また、fs3は圧縮コイルばね252の付勢力であり、fs4は、感圧器228の圧縮コイルばね236の付勢力である。
ソレノイド254には圧縮機100の外部に設けられた制御装置400Aが接続され、制御装置400Aからソレノイド254に制御電流Iが供給されると、可動コア246に電磁力F(I)が作用する。電磁力F(I)によって、可動コア246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。
In Formula (4), F (I) is an electromagnetic force that acts on the
A
図7は、制御装置400A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、蒸発器目標温度設定手段401及び蒸発器出口空気温度検知手段としての蒸発器温度センサ402を含む。
FIG. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of the capacity control system A including the
The capacity control system A has external information detection means for detecting one or more external information, and the external information detection means is an evaporator temperature sensor as an evaporator target temperature setting means 401 and an evaporator outlet air temperature detection means. 402.
蒸発器目標温度設定手段401は、車室内温度設定を含む種々の外部情報に基づいて、圧縮機100の吐出容量制御の目標となる蒸発器18の出口での空気温度Teの目標値(蒸発器目標出口空気温度Tes)を設定し、そして、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400Aに入力する。蒸発器目標温度設定手段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。
The evaporator target temperature setting means 401 is a target value (evaporator) of the air temperature Te at the outlet 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(図1参照)、蒸発器18を通過した直後の空気温度Teを検知する。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400Aに入力される。
また、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、吐出室142の冷媒の圧力である吐出圧力Pdを検知するための手段である。圧力センサ403は、放熱器14の入口側に装着され(図1参照)、当該部位における冷媒の圧力(以下、検知圧力Phという)を検知し、制御装置400Aに入力する。
The
Further, the external information detection means includes discharge pressure detection means, and the discharge pressure detection means has a
なお、吐出圧力Pd及び検知圧力Phは、冷凍サイクル10の吐出圧力領域の圧力という一般的な意味においては、いずれも吐出圧力である。冷凍サイクル10の吐出圧力領域とは、吐出室142から放熱器14の入口までの領域をさす。また、冷凍サイクル10の高圧領域とは、吐出室142から膨張器16の入口までの領域をさす。圧力センサ403は、高圧領域のいずれかの部位で冷媒の圧力を検知することができればよい。
The discharge pressure Pd and the detection pressure Ph are discharge pressures in the general sense of the pressure in the discharge pressure region of the
これに対し、冷凍サイクル10の吸入圧力領域とは、蒸発器18の出口から吸入室140に亘る領域をさす。また、吐出圧力領域及び高圧領域には、圧縮工程にあるシリンダボア101aも含まれ、吸入圧力領域には、吸入工程にあるシリンダボア101aも含まれる。
更に、外部情報検知手段は、外気温度センサ404及び車内温度センサ405を含む。外気温度センサ404は、車両のエアーインテーク部に配置され、車両用空調システムの空気回路に導入される外気の温度Taを検知する。車内温度センサ405は、車室内に設置されて車室内の空気の温度Ttを検知する。
On the other hand, the suction pressure region of the
Further, the external information detection means includes an outside
また更に、外部情報検知手段は、蒸発器ファン電圧検知手段406及び内外気切換ドア位置検出手段407を含む。蒸発器ファン電圧検知手段406は、蒸発器ファンのファンモータに印加される電圧Vfを検知する。蒸発器ファンは、車両用空調システムの空気回路において、蒸発器18を通過する空気流を生成し、電圧Vfは、蒸発器ファンによる送風量の指標となる。
Furthermore, the external information detection means includes an evaporator fan voltage detection means 406 and an inside / outside air switching door position detection means 407. The evaporator fan voltage detection means 406 detects the voltage Vf applied to the fan motor of the evaporator fan. The evaporator fan generates an air flow passing through the
内外気切換ドア位置検出手段407は、内外気切換ドアの位置を検知する。車両用空調システムは、内外気切換ドアの位置に応じて、空気回路における通風経路が変更されるが、内外気切換ドア位置検出手段407によって、通風経路の状態Asが検知される。換言すれば、内外気切換ドア位置検出手段407によって、車両用空調システムが外気導入モード及び内気循環モードのうちいずれで動作しているかが検知される。 The inside / outside air switching door position detecting means 407 detects the position of the inside / outside air switching door. In the vehicle air conditioning system, the ventilation path in the air circuit is changed according to the position of the inside / outside air switching door, but the inside / outside air switching door position detecting means 407 detects the state As of the ventilation path. In other words, the inside / outside air switching door position detecting means 407 detects whether the vehicle air conditioning system is operating in the outside air introduction mode or the inside air circulation mode.
内外気切換ドア位置検知手段407は、例えば、位置検出スイッチを用いて構成することができる。
また、外部情報検知手段は、圧縮機100の回転数Ncnを検知するための圧縮機回転数検知手段を含む。圧縮機回転数検知手段は、エンジン114の回転数を検知するエンジン回転数センサ408を有し、エンジン回転数センサ408によって検知されたエンジン114の回転数に、所定のプーリー比を乗じることにより、圧縮機100の回転数Ncnを検知することができる。
The inside / outside air switching door position detection means 407 can be configured using, for example, a position detection switch.
Further, the external information detection means includes a compressor rotation speed detection means for detecting the rotation speed Ncn of the
圧縮機回転数検知手段の構成は特に限定されず、圧縮機100の回転数Ncnに関連する物理量に基づいて、圧縮機100の回転数Ncnを検知可能であればよい。例えば、車速とギヤ位置とから回転数Ncnを検知してもよい。また、スロットル開度(アクセル開度)を含む情報に基づいて回転数Ncnを検知してもよい。なお、圧縮機100の回転数Ncnに関連する物理量には、圧縮機100の回転数自体も含まれる。
The configuration of the compressor rotation speed detection means is not particularly limited as long as the rotation speed Ncn of the
制御装置400Aは、例えば、独立したECU(電子制御ユニット)によって構成されるが、エアコン用ECU又はエンジン114の動作を制御するエンジン用ECUに含ませてもよい。また、蒸発器目標温度設定手段401を制御装置400Aに含ませてもよい。
制御装置400Aは、圧力補正手段410、過熱度演算手段412及び吸入圧力推定手段414を有する。
400 A of control apparatuses are comprised by independent ECU (electronic control unit), for example, However, You may include in ECU for engines which controls operation | movement of the ECU for air conditioners or the
The
圧力補正手段410は、圧力センサ403とともに吐出圧力検知手段を構成しており、圧力センサ403によって検知された検知圧力Phを補正することにより、吐出圧力Pdを演算により求める。そして、圧力補正手段410は、演算した吐出圧力Pdを吸入圧力推定手段414に入力する。
このように検知圧力Phを補正するのは、吐出室142と放熱器14の入口との間では、同じ吐出圧力領域であっても、特に熱負荷が大きいときには、冷媒の圧力に差が生じるためである。吐出圧力Pdは、検知圧力Phを変数とする関数Pd=f(Ph)によって演算することができる。関数f(Ph)は予め求めておくことができる。
The pressure correction means 410 constitutes a discharge pressure detection means together with the
The reason why the detection pressure Ph is corrected in this manner is that the refrigerant pressure differs between the
過熱度演算手段412は、蒸発器18の出口での冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量と、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pin若しくは当該圧力Pinに関連する物理量に基づいて、冷媒の過熱度SHを演算する。具体的には、前者の物理量として蒸発器18の熱負荷Qや冷媒の循環量、後者の物理量として圧力センサ403によって検知された検知圧力Phを用いることができる。
The superheat degree calculation means 412 is based on the refrigerant temperature at the outlet of the
蒸発器18の熱負荷Qは、後述するように、例えば、外気温度Ta、車室内温度Tt、蒸発器ファンの電圧Vf及び通風経路の状態As等に基づいて演算することができる。
膨張器16の入口での冷媒の圧力Pin若しくは当該圧力Pinに関連する物理量に基づいて過熱度SHを演算するのは、図4に示したように、蒸発器18の出口における冷媒の過熱度SHが、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pinに依存して変化するためである。
As will be described later, the thermal load Q of the
The superheat degree SH is calculated based on the refrigerant pressure Pin at the inlet of the
つまり、蒸発器18の出口での冷媒の過熱度SHは、検知圧力Ph及び熱負荷Qを変数とする関数SH=g(Ph,Q)によって演算することができ、圧力センサ403及び過熱度演算手段412は、過熱度検知手段を構成している。関数g(Ph,Q)は予め求めておくことができる。
なお、過熱度SHが図4に示したように膨張器16の入口での圧力Pinに対して依存性を有するのは、膨張器16が前述した式(1)〜(3)の関係に基づいて動作することによる。膨張器16の入口圧力Pin、即ち、冷凍サイクル10の高圧領域の圧力が変化すると、弁体184を閉じる方向の力Fcが変化し、過熱度SHが変化してしまうのである。
In other words, the superheat degree SH of the refrigerant at the outlet of the
Note that the degree of superheat SH depends on the pressure Pin at the inlet of the
そして、過熱度演算手段412は、演算により検知した過熱度SHを吸入圧力推定手段414に入力する。
なお、過熱度検知手段として、蒸発器18の出口での冷媒の温度を検知するセンサを用いてもよい。
吸入圧力推定手段414は、圧縮機100が機械的に決定される最大吐出容量で動作していると仮定して、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、吸入圧力Psの推定値である推定吸入圧力Pseを演算する。
Then, the superheat degree calculating means 412 inputs the superheat degree SH detected by the calculation to the suction pressure estimating means 414.
A sensor that detects the temperature of the refrigerant at the outlet of the
The suction pressure estimating means 414 assumes that the
具体的には、吸入圧力推定手段414は、外部情報検知手段によって検知された外部情報を実験式に代入することにより、推定吸入圧力Pseを演算する。実験式は、外部情報と吸入圧力Psとの関係を示すものであり、予め実験によって求めておくことができる。実験式は、マップであってもよい。
実験式は、好ましくは、吐出圧力Pdと、膨張器16の入口での冷媒の過冷度SCと、蒸発器18の熱負荷Qと、蒸発器18の出口での冷媒の過熱度SHと、圧縮機100の回転数Ncnと、吸入圧力Psとの関係を示すものである。これら吐出圧力Pd、過冷度SC、熱負荷Q、過熱度SH及び回転数Ncnと、吸入圧力Psとの関係を示す実験式によれば、吸入圧力Psを正確に推定することができる。例えば、実験式はPse=h(Pd,SC,Q,SH,Ncn)で示される。
Specifically, the suction pressure estimation means 414 calculates the estimated suction pressure Pse by substituting the external information detected by the external information detection means into the empirical formula. The empirical formula shows the relationship between the external information and the suction pressure Ps, and can be obtained in advance by experiments. The empirical formula may be a map.
The empirical formula is preferably the discharge pressure Pd, the refrigerant supercooling degree SC at the inlet of the
実験式は、式中に変数として含まれる量をそれぞれと関連を有する他の量にて置換することによって、書き換えることができる。
例えば、蒸発器18の熱負荷Qは、外気温度Ta、車室内温度Tt、蒸発器ファンの電圧Vf及び通風経路の状態Asを変数とする関数Q=i(Ta,Tt,Vf,As)にて演算することができる。すなわち、通風系路の状態Asが外気導入モードである場合には、外気温度Ta及び電圧Vfを変数として熱負荷Qを演算することができる。一方、通風系路の状態Asが内気循環モードである場合には、車室内温度Tt及び電圧Vfを変数として熱負荷Qを演算することができる。
The empirical formula can be rewritten by replacing the quantities included as variables in the formula with other quantities that are related to each.
For example, the heat load Q of the
このため、実験式:Pse=j(Pd,SC,Ta,Tt,Vf,As,SH,Ncn)によっても、推定吸入圧力Pseを演算することができる。
なお、外気及び車室内の湿度が判れば、蒸発器18の熱負荷Qの演算精度が向上するため、外部情報検知手段に、外気湿度センサ及び車室内湿度センサを更に含ませ、外気及び車室内の湿度に更に基づいて熱負荷Qを検知しても良い。
Therefore, the estimated suction pressure Pse can also be calculated by the empirical formula: Pse = j (Pd, SC, Ta, Tt, Vf, As, SH, Ncn).
If the outside air and the humidity in the vehicle interior are known, the calculation accuracy of the heat load Q of the
また、外気導入モードにおいて、車速Vsが所定値以上の場合、蒸発器18の送風量に車速Vsの影響が及ぶ。このため、外部情報検知手段に車速センサを更に含ませ、外気温度Ta、車室内温度Tt、電圧Vf及び車速Vsを変数として含む関数Q=k(Ta,Tt,Vf,Vs,As)によって熱負荷Qを演算してもよい。
また、膨張器16の入口の冷媒の過冷度SCは、温度自動膨張弁である膨張器16を使用した冷凍サイクル10では大きく変化しない。このため、例えば、適当な概算値を予め設定しておき、この概算値を他の既知の変数である吐出圧力Pd、外気温度Ta、電圧Vf及び通風経路の状態As等で補正すれば、十分な精度で過冷度SCを演算することができる。
Further, in the outside air introduction mode, when the vehicle speed Vs is equal to or higher than a predetermined value, the air volume of the
Further, the supercooling degree SC of the refrigerant at the inlet of the
従って、実験式:Pse=l(Pd,Ta,Tt,Vf,As,SH,Ncn)によっても、推定吸入圧力Pseを演算することができる。
以上をまとめると、吸入圧力推定手段414は、実験式:Pse=h(Pd,SC,Q,SH,Ncn)のみならず、その変形である実験式:Pse=l(Pd,Ta,Tt,Vf,As,SH,Ncn)等によっても、推定吸入圧力Pseを演算することができる。
Therefore, the estimated suction pressure Pse can also be calculated by the empirical formula: Pse = 1 (Pd, Ta, Tt, Vf, As, SH, Ncn).
In summary, the suction pressure estimation means 414 has not only the empirical formula: Pse = h (Pd, SC, Q, SH, Ncn) but also a modified empirical formula: Pse = 1 (Pd, Ta, Tt, Vf, As, SH, Ncn) or the like can also be used to calculate the estimated suction pressure Pse.
そこで、本実施形態では、外部情報検知手段、吐出圧力検知手段、過熱度検知手段及び圧縮機回転数検知手段によって検知された、吐出圧力Pd、外気温度Ta、車室内温度Tt、蒸発器ファンの電圧Vf、過熱度SH及び圧縮機100の回転数Ncnを、予め求めておいた実験式:Pse=l(Pd,Ta,Tt,Vf,As,SH,Ncn)に代入することにより、推定吸入圧力Pseを演算する。この場合、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機100が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Psの推定値をほぼ正確に推定することができる。
Therefore, in the present embodiment, the discharge pressure Pd, the outside air temperature Ta, the vehicle interior temperature Tt, the evaporator fan detected by the external information detection means, the discharge pressure detection means, the superheat degree detection means, and the compressor rotation speed detection means. By substituting the voltage Vf, the superheat degree SH, and the rotation speed Ncn of the
なお、前述したようにPd=f(Ph)であり且つSH=g(Ph,Q)であるため、実験式:Pse=m(Ph,Ta,Tt,Vf,As,Ncn)によっても、推定吸入圧力Pseを演算することができる。この場合も、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機100が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Psの推定値をほぼ正確に推定することができる。
As described above, since Pd = f (Ph) and SH = g (Ph, Q), the estimation is also made by the empirical formula: Pse = m (Ph, Ta, Tt, Vf, As, Ncn). The suction pressure Pse can be calculated. Also in this case, the estimated value of the suction pressure Ps in a state where the
また、制御装置400Aは、目標吸入圧力設定手段420、制御信号制限手段422及びソレノイド駆動手段424を有する。
目標吸入圧力設定手段420は目標吸入圧力Pssを設定する。目標吸入圧力Pssは、制御目標となる吸入圧力Psの目標値である。
本実施形態では、目標吸入圧力設定手段420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ΔTに基づいて、目標吸入圧力Pssを設定する。すなわち、目標吸入圧力設定手段420は、蒸発器出口空気温度Teが蒸発器目標出口空気温度Tesに近付くように、目標吸入圧力Pssを設定する。
Further, the
The target suction pressure setting means 420 sets the target suction pressure Pss. The target suction pressure Pss is a target value of the suction pressure Ps that is a control target.
In this embodiment, the target suction pressure setting means 420 includes the evaporator outlet air temperature Te actually detected by the
つまり、目標吸入圧力設定手段420にとって、蒸発器温度センサ402及び蒸発器目標温度設定手段401は、外部情報としての蒸発器出口空気温度Te及びその目標値である蒸発器目標出口空気温度Tesをそれぞれ提供する外部情報検知手段である。
なお、目標吸入圧力Pssを設定すれば、図6及び式(4)に示したように制御電流Iが定まることから、目標吸入圧力設定手段420が目標吸入圧力Pssを設定することには、制御電流I若しくは制御電流Iに関連するパラメータとしてのデューティ比を設定することが含まれる。
That is, for the target suction pressure setting means 420, the
If the target suction pressure Pss is set, the control current I is determined as shown in FIG. 6 and the equation (4), so that the target suction pressure setting means 420 does not control the target suction pressure Pss. Setting the duty ratio as a parameter related to the current I or the control current I is included.
例えば、目標吸入圧力設定手段420は、PI制御又はPID制御に則して制御電流Iを演算することができる。演算された制御電流Iは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、目標吸入圧力設定手段420は、演算された制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号(吐出容量制御信号)を生成し、制御信号制限手段422に入力する。 For example, the target suction pressure setting means 420 can calculate the control current I in accordance with PI control or PID control. The calculated control current I may be limited within a predetermined upper and lower limit range. Then, the target suction pressure setting means 420 generates a signal (discharge capacity control signal) corresponding to the calculated control current I or a duty ratio as a parameter related to the control current I and inputs it to the control signal limiting means 422. To do.
制御信号制限手段422には、吐出容量制御信号とともに、吸入圧力推定手段414によって演算された推定吸入圧力Pseも入力される。制御信号制限手段422は、吐出容量制御信号及び推定吸入圧力Pseに基づいて、必要に応じて吐出容量制御信号に所定の制限を加える。そして、制御信号制限手段422は、吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段424に入力する。
The estimated suction pressure Pse calculated by the suction pressure estimating means 414 is input to the control signal limiting means 422 together with the discharge capacity control signal. The control
具体的には、制御信号制限手段422は閾値設定手段を含み、閾値設定手段は、目標吸入圧力設定手段420で演算された目標吸入圧力Pss若しくは制御電流Iを基準として、閾値を設定する。閾値は、目標吸入圧力Pssそのものであってもよいが、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、閾値は、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の上限値PssH又は下限PssLであってもよい。目標吸入圧力Pssのばらつきは、容量制御弁200の生産時における部品寸法公差等により発生する。
Specifically, the control
なお、上限値PssH又は下限値PssLと目標吸入圧力Pssとの差は、図6に示したように、制御電流Iの大小に基づいて変化させてもよい。
また、制御信号制限手段422は指標設定手段を含み、指標設定手段は、吸入圧力推定手段414で演算された推定吸入圧力Pseを基準として指標を設定する。指標は、推定吸入圧力Pseそのものであってもよいが、推定吸入圧力Pseのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、指標は、推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の上限値PseH又は下限値PseLであってもよい。
The difference between the upper limit value PssH or the lower limit value PssL and the target suction pressure Pss may be changed based on the magnitude of the control current I as shown in FIG.
Further, the control
それから、制御信号制限手段422は比較手段を含み、比較手段は閾値と指標とを比較する。制御信号制限手段422は、比較の結果として閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド254に供給される制御電流I若しくは当該制御電流のデューティ比が、閾値に対応する制御電流I若しくは当該制御電流Iのデューティ比よりも小さくなるよう吐出容量制御信号を変更する。そして、制御信号制限手段422は、変更した吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段424に入力する。
Then, the control
なお、閾値に対応する制御電流Iとは、制御電流Iをソレノイド254に供給したときに、感圧器228によるフィードバック制御における吸入圧力Psの基準値が閾値と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Psが閾値に到達するために必要な電流である。
好ましくは、図6に示したように、制御信号制限手段422は、閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド254に供給される制御電流I若しくは当該制御電流Iのデューティ比が、指標に対応する制御電流Ii若しくはデューティ比になるよう、吐出容量制御信号を変更する。
The control current I corresponding to the threshold is a current at which the reference value of the suction pressure Ps in the feedback control by the
Preferably, as shown in FIG. 6, when the threshold value is smaller than the index, the control
閾値の場合と同様に、指標に対応する制御電流Iiは、制御電流Iをソレノイド254に供給したときに、感圧器228によるフィードバック制御における吸入圧力Psの基準値が指標と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Psが指標に到達するのに必要な電流である。
一方、制御信号制限手段422は、閾値が指標に等しいかそれよりも大きい場合には、吐出容量制御信号を変更せずに、目標吸入圧力設定手段420から入力された吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段424に入力する。
As in the case of the threshold value, the control current Ii corresponding to the index is a current at which the reference value of the suction pressure Ps in the feedback control by the
On the other hand, when the threshold value is equal to or larger than the index, the control
ソレノイド駆動手段424は、吐出容量制御信号に基づき、ソレノイド254に制御電流Iを供給し、容量制御弁200を駆動する。つまり、制御信号制限手段422及びソレノイド駆動手段424は制御電流調整手段を構成し、制御電流調整手段は、目標吸入圧力設定手段420によって設定された目標吸入圧力Pss及び吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力Pseに基づいて、容量制御弁200のソレノイド254に供給される制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータを調整する。
The
図8は、ソレノイド駆動手段424の構成を示す。
ソレノイド駆動手段424は、スイッチング素子430を有し、スイッチング素子430は、電源450とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁200のソレノイド254と直列に介挿されている。スイッチング素子430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430の動作によって、所定の駆動周波数(例えば400〜500Hz)のPWM(パルス幅変調)にてソレノイド254に制御電流Iが供給される。
FIG. 8 shows the configuration of the solenoid driving means 424.
The solenoid driving means 424 includes a
なお、フライホイール回路を形成すべく、ソレノイド254と並列にダイオード432が接続される。
スイッチング素子430には、制御信号発生手段434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436が介挿され、電流センサ436は、ソレノイド254を流れる制御電流Iを検知する。電流センサ436は、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
A predetermined drive signal is input to the
A
電流センサ436は、制御電流比較判定手段438に検知した制御電流Iを入力し、制御電流比較判定手段438は、制御信号制限手段422から吐出容量制御信号として入力された制御電流Iと、電流センサ436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438は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Iが入力された制御電流Iに近付くように、制御信号発生手段434が発生する駆動信号を変更する。
The
すなわち、ソレノイド駆動手段424は、所定の駆動周波数(例えば400〜500Hz)のPWM(パルス幅変調)にてデューティ比を変更することで、ソレノイド254に供給される制御電流Iを調整する。そして、ソレノイド駆動手段424は、ソレノイド254に流れる制御電流Iを検知して、検知した制御電流Iが制御信号制限手段422から入力された制御電流Iに近付くようにフィードバック制御する。
That is, the solenoid driving means 424 adjusts the control current I supplied to the
なお、ソレノイド駆動手段424がデューティ比で制御電流Iを調整する場合、制御信号制限手段422は、制御電流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く、この場合、制御信号制限手段422によって生成される吐出容量制御信号は、ソレノイド駆動手段424に所定のデューティ比で制御電流Iを供給させるための信号である。 When the solenoid driving means 424 adjusts the control current I with the duty ratio, the control signal limiting means 422 may calculate the duty ratio as a parameter related to the control current I. In this case, the control signal limiting means The discharge capacity control signal generated by 422 is a signal for causing the solenoid driving means 424 to supply the control current I at a predetermined duty ratio.
つまり、吐出容量制御信号は、制御電流Iに対応する信号であってもよいし、制御電流Iと関連のあるデューティ比等のパラメータに対応する信号であってもよい。
以下、上述した車両用空調システムの動作(使用方法)を説明する。
図9は、制御装置400Aが実行するプログラムのメインルーチンを示している。メインルーチンは、例えば車両のエンジンキーがオン状態になると起動され、オフ状態になると停止される。
That is, the discharge capacity control signal may be a signal corresponding to the control current I or a signal corresponding to a parameter such as a duty ratio related to the control current I.
Hereinafter, the operation (usage method) of the above-described vehicle air conditioning system will be described.
FIG. 9 shows a main routine of a program executed by the
メインルーチンでは、起動すると先ず、初期条件が設定される(S10)。具体的には、ソレノイド254に供給される制御電流Iが、初期値I0に設定される。初期値I0が供給されている間、容量制御弁200は開いた状態にあり、圧縮機100の容量は、機械的に決定される最小容量になる。初期値I0はゼロであってもよい。
なお、圧縮機100の容量が最小であるとき、逆止弁170の前後の圧力差は所定値よりも低く、圧縮機100は冷凍サイクル10に冷媒を吐出することができない。このため、最小の吐出容量でシリンダボア101aから吐出室142に吐出された冷媒は、吐出室142から給気経路160を経てクランク室105に流入し、次いで、クランク室105から抽気通路162を経て吸入室140に戻る。つまり、圧縮機100の容量が最小であるとき、冷媒は圧縮機100の内部を循環する。
In the main routine, first, initial conditions are set (S10). Specifically, the control current I supplied to the
When the capacity of the
S10の後、車両用空調システムのエアコンスイッチ(A/C)がオンであるか否かが判定される(S12)。即ち、乗員が、車室の冷房又は除湿を要求しているか否かが判定される。エアコンスイッチがオフの場合(Noの場合)、メインルーチンはS10に戻る。エアコンスイッチがオンの場合(Yesの場合)、サブルーチンである吸入圧力制御ルーチンS14が実行される。 After S10, it is determined whether or not the air conditioner switch (A / C) of the vehicle air conditioning system is on (S12). That is, it is determined whether or not the occupant is requesting cooling or dehumidification of the passenger compartment. When the air conditioner switch is off (in the case of No), the main routine returns to S10. When the air conditioner switch is on (Yes), a suction pressure control routine S14, which is a subroutine, is executed.
図10は、吸入圧力制御ルーチンS14の詳細を示すフローチャートである。
吸入圧力制御ルーチンS14では、圧縮機100の吐出容量制御の目標となる蒸発器目標出口空気温度Tesが設定され読み込まれる(S100)とともに、蒸発器温度センサ402によって検知された蒸発器出口空気温度Teが読み込まれる(S102)。
それから、蒸発器目標出口空気温度Tesと、実際の蒸発器出口空気温度Teとの偏差ΔTが演算される(S104)。演算された偏差ΔTに基づいて、例えばPI制御のための所定の演算式により制御電流Iが演算される(S106)。
FIG. 10 is a flowchart showing details of the suction pressure control routine S14.
In the suction pressure control routine S14, the evaporator target outlet air temperature Tes which is the target of the discharge capacity control of the
Then, a deviation ΔT between the evaporator target outlet air temperature Tes and the actual evaporator outlet air temperature Te is calculated (S104). Based on the calculated deviation ΔT, the control current I is calculated by, for example, a predetermined calculation formula for PI control (S106).
なお、S106の演算式中、制御電流Iが含まれているが、制御電流Iの初期値はI0である。また、吸入圧力制御ルーチンS14を1回実行するごとに、S104で偏差ΔTが演算され、S106の演算式中の偏差ΔTの添字nは、偏差ΔTが今回のS104で演算されたものであることを示す。同様に添字n−1は、偏差ΔTが前回のS104で演算されたものであることを示す。 Incidentally, in the equation of S106, but it contains the control current I, the initial value of the control current I is I 0. Each time the suction pressure control routine S14 is executed once, the deviation ΔT is calculated in S104, and the subscript n of the deviation ΔT in the calculation formula of S106 is that the deviation ΔT is calculated in this S104. Indicates. Similarly, the subscript n-1 indicates that the deviation ΔT has been calculated in the previous S104.
ここで、前述したように、制御電流Iが決まれば、目標吸入圧力Pssを一義的に決定可能であることから、S106で制御電流Iを演算することは、目標吸入圧力Pssを設定することに相当する。
この後、演算された制御電流Iは、予め設定された下限値I1以上であるか否か比較判定される(S108)。S108の判定結果がNoであれば、下限値I1が制御電流Iとして読み込まれる(S110)。S108の判定結果がYesであれば、演算された制御電流Iは、予め設定された上限値I2以下であるか否か比較判定される(S112)。S112の判定結果がNoであれば、上限値I2が制御電流Iとして読み込まれる(S114)。
Here, as described above, if the control current I is determined, the target suction pressure Pss can be uniquely determined. Therefore, calculating the control current I in S106 sets the target suction pressure Pss. Equivalent to.
Thereafter, it is determined whether or not the calculated control current I is equal to or greater than a preset lower limit I1 (S108). If the determination result in S108 is No, the lower limit I1 is read as the control current I (S110). If the determination result in S108 is Yes, it is compared and determined whether or not the calculated control current I is equal to or less than a preset upper limit value I2 (S112). If the determination result in S112 is No, the upper limit value I2 is read as the control current I (S114).
従って、S106で演算された制御電流Iは、下限値I1以上で且つ上限値I2以下であればそのまま維持され、それ以外の場合には、下限値I1又は上限値I2で置換される。
一方、吸入圧力制御ルーチンS14では、S106で設定された目標吸入圧力Pssに基づいて閾値が設定される(S116)。本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の下限値PssLが閾値として設定される。
Accordingly, the control current I calculated in S106 is maintained as it is if it is not less than the lower limit value I1 and not more than the upper limit value I2, and is otherwise replaced with the lower limit value I1 or the upper limit value I2.
On the other hand, in the suction pressure control routine S14, a threshold is set based on the target suction pressure Pss set in S106 (S116). In the present embodiment, for example, the lower limit value PssL of the variation range of the target suction pressure Pss is set as the threshold value.
また、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、圧縮機100が最大容量で作動していると仮定したときの、吸入圧力Psの推定値である推定吸入圧力Pseが演算される(S118)。そして、演算された推定吸入圧力Pseに基づいて、指標が設定される。本実施形態では、例えば、推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の上限値PseHが指標として設定される(S120)。
Further, based on the external information detected by the external information detection means, an estimated suction pressure Pse that is an estimated value of the suction pressure Ps when the
この後、閾値が指標以上であるか否か比較判定される(S122)。S122の判定の結果がYesの場合、S106で演算された制御電流I、又は、下限値I1若しくは上限値I2で置換された制御電流Iが出力される(S124)。
S122の判定の結果がNoの場合、S120で設定された指標に対応する制御電流Iiが演算され、演算された制御電流Iiが制御電流Iとして読み込まれる(S126)。そして、S126で読み込まれた制御電流IがS124で出力される。ソレノイド駆動手段は、S124で出力された制御電流Iに近付くように、ソレノイド254に実際に供給される制御電流Iを調整する。
Thereafter, it is determined whether or not the threshold value is equal to or greater than the index (S122). If the determination result in S122 is Yes, the control current I calculated in S106 or the control current I replaced with the lower limit value I1 or the upper limit value I2 is output (S124).
If the determination result in S122 is No, the control current Ii corresponding to the index set in S120 is calculated, and the calculated control current Ii is read as the control current I (S126). Then, the control current I read in S126 is output in S124. The solenoid driving unit adjusts the control current I actually supplied to the
かくして、エアコンスイッチがオン状態の場合、容量制御弁200のソレノイドユニット254に対し、初期値I0よりも大きな制御電流Iが供給される。制御電流Iによって発生した電磁力F(I)は、制御電流Iに対応した弁開度にて容量制御弁200を閉じる。これによって、吐出室142とクランク室105との間の給気通路160が断続的若しくは連続的に遮断され、クランク圧力Pcが低下する。特に、エアコンスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた直後、換言すれば、圧縮機100の起動直後には、給気通路160は略連続的に遮断され、クランク圧力Pcが吸入圧力Psまで低下する。
Thus, when the air conditioner switch is on, a control current I larger than the initial value I 0 is supplied to the
制御圧力としてのクランク圧力Pcの低下に伴い、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。特に、エアコンスイッチがオン状態に切り替えられた直後には、圧縮機100の吐出容量は最大になる。この結果として、吐出室142の圧力が高まり、逆止弁170の前後差圧が所定値を超えると、逆止弁170が開弁して圧縮機100から冷媒が吐出される。
As the crank pressure Pc as the control pressure decreases, the inclination angle of the
上述した容量制御システムAによれば、吸入圧力Psの目標値が目標吸入圧力Pssに設定されていても、S122の判定結果において閾値が指標よりも低ければ、指標に対応する制御電流Iiが制御電流Iとしてソレノイド254に供給される。図6の制御電流Iと目標吸入圧力Pssとの関係を参照すれば、ソレノイド254に制御電流Iiが供給されることで、吸入圧力Psが指標に近付く。
According to the capacity control system A described above, even if the target value of the suction pressure Ps is set to the target suction pressure Pss, if the threshold value is lower than the index in the determination result of S122, the control current Ii corresponding to the index is controlled. The current I is supplied to the
そして、吸入圧力Psは、吸入圧力制御ルーチンS14が繰り返される間に徐々に低下するため、推定吸入圧力Pse及び指標も徐々に小さくなる。最終的には、S122の判定結果において、閾値が指標以上になる。
閾値が指標以上になると、目標吸入圧力Pssに対応する制御電流Iがソレノイド254に供給される。ソレノイド254に制御電流Iが供給されることで、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付く。そして、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くと、感圧器228が伸縮することによって、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに維持される。そしてこの結果として、蒸発器出口空気温度Teが蒸発器目標出口空気温度Tesに近付くように吐出容量が制御されるため、車室の温度が高精度にて制御され、車室の快適性が確保される。
Since the suction pressure Ps gradually decreases while the suction pressure control routine S14 is repeated, the estimated suction pressure Pse and the index gradually decrease. Finally, in the determination result of S122, the threshold value is equal to or greater than the index.
When the threshold value is equal to or greater than the index, the control current I corresponding to the target suction pressure Pss is supplied to the
上述した容量制御システムAでは、制御電流調整手段を構成する制御信号制限手段422は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力Psが閾値に到達するために必要な制御電流I若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイド254に供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。
具体的には、容量制御システムAでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いときに、吸入圧力Psが指標に到達するのに必要な制御電流Iiまで、ソレノイド254に供給される制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータを小さくする。これにより、図6を参照すると、ΔIだけ制御電流Iが削減される。この結果として、容量制御システムAでは、圧縮機100が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド254に過剰な制御電流Iが供給されるのが防止され、容量制御弁200における消費電力が削減される。
In the capacity control system A described above, the control signal limiting means 422 constituting the control current adjusting means has the control current I or the control current required for the suction pressure Ps to reach the threshold when the threshold is lower than the index. The control current supplied to the
Specifically, in the capacity control system A, when the threshold value is lower than the index, the control current adjusting means controls the
従来の容量制御システムにおいて、ソレノイドに過剰な制御電流Iが供給されていたのは、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があることを考慮せずに、目標吸入圧力Pssのみに基づいて制御電流Iを決定していたからである。すなわち、吐出容量が最大吐出容量になる最大容量通電量を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはないことが考慮されていなかったのである。 In the conventional capacity control system, the excessive control current I is supplied to the solenoid only by the target suction pressure Pss without considering that the variable capacity compressor has a mechanically determined maximum discharge capacity. This is because the control current I has been determined based on this. That is, it has not been considered that even if the solenoid is energized exceeding the maximum capacity energization amount at which the discharge capacity becomes the maximum discharge capacity, the discharge capacity does not increase beyond the maximum discharge capacity.
これに対し、容量制御システムAでは、目標吸入圧力Pss及び推定吸入圧力Pseに基づいて制御電流Iを調整することによって、最大容量通電量を超えて制御電流Iを供給することを防止し、これにより容量制御弁200における消費電力の削減を図っているのである。
また、容量制御システムAでは、吸入圧力推定手段414が、吐出圧力検知手段で検知された吐出圧力Pdと、過熱度検知手段で検知された過熱度SHと、外気温度センサ404で検知された外気温度Taと、車内温度センサ405で検知された車室内温度Ttと、蒸発器ファン電圧検知手段406で検知された電圧Vfと、内外気切換ドア位置検知手段407で検知された通風系路の状態Asと、エンジン回転数センサ408で検知された圧縮機回転数Ncnに基づいて推定吸入圧力Pseを演算することにより、吸入圧力Psが精度良く推定される。
On the other hand, the capacity control system A prevents the supply of the control current I beyond the maximum capacity energization amount by adjusting the control current I based on the target suction pressure Pss and the estimated suction pressure Pse. Thus, power consumption in the
Further, in the capacity control system A, the suction pressure estimation means 414 has the discharge pressure Pd detected by the discharge pressure detection means, the superheat degree SH detected by the superheat degree detection means, and the outside air detected by the outside
一方、吐出圧力検知手段、外気温度センサ404、車内温度センサ405、蒸発器ファン電圧検知手段406、内外気切換ドア位置検知手段407及びエンジン回転数センサ408はいずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。
これらの結果として、容量制御システムAによれば、簡単な構成にて、ソレノイド254に供給される過剰な制御電流Iが確実に削減され、容量制御弁200における消費電力が削減される。
On the other hand, the discharge pressure detecting means, the outside
As a result, according to the capacity control system A, the excessive control current I supplied to the
なお、容量制御システムAでは、過熱度検知手段が、膨張器16の入口での冷媒の圧力Pinに基づいて過熱度SHを演算することによって、過熱度SHひいては推定吸入圧力Pseの推定精度が一層高くなる。これにより、簡単な構成にて、ソレノイド254に供給される過剰な制御電流Iが確実に削減され、容量制御弁200における消費電力が削減される。
In the capacity control system A, the superheat degree detection means calculates the superheat degree SH based on the refrigerant pressure Pin at the inlet of the
容量制御システムAが適用された圧縮機100は、往復動型であり、斜板107の最小傾角で規定されるピストン130のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。このため、圧縮機100に容量制御システムAをすれば、圧縮機100の吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
The
以下、本発明の第2実施形態の容量制御システムBについて説明する。
容量制御システムBは、容量制御弁200に代えて、図11に示された容量制御弁300を用いて圧縮機100の吐出容量を制御する。
より詳しくは、容量制御弁300は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング301を有し、弁ハウジング301の一端には入口ポート(弁孔301a)が形成されている。弁孔301aは、給気通路160の上流側部分を介して吐出室142と連通し、且つ、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。
The capacity control system B according to the second embodiment of the present invention will be described below.
The capacity control system B controls the discharge capacity of the
More specifically, the
弁室303内には、円柱状の弁体304が収容されている。弁体304は、弁室303内を弁ハウジング301の軸線方向に移動可能であり、弁ハウジング301の端面に当接することで弁孔301aを閉塞可能である。すなわち、弁ハウジング301の端面は弁座として機能する。
また、弁ハウジング301の外周面には出口ポート301bが形成され、出口ポート301bは、給気通路160の下流側部分を介してクランク室105と連通する。出口ポート301bも弁室303に開口しており、弁孔301a、弁室303及び出口ポート301bを通じて、吐出室142とクランク室105とは連通可能である。
A
Further, an
駆動ユニットは円筒状のソレノイドハウジング310を有し、ソレノイドハウジング310は弁ハウジング301の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドハウジング310の開口端は、エンドキャップ312によって閉塞され、ソレノイドハウジング310内には、ボビン314に巻回されたソレノイド316が収容されている。
またソレノイドハウジング310内には、同心上に円筒状の固定コア318が収容され、固定コア318は、弁ハウジング301からエンドキャップ312に向けてソレノイド316の中央まで延びている。固定コア318のエンドキャップ312側はスリーブ320によって囲まれ、スリーブ320は、エンドキャップ312側に閉塞端を有する。
The drive unit has a
Further, a concentric cylindrical fixed
固定コア318は、中央に挿通孔318aを有し、挿通孔318aの一端は弁室303に開口している。また、固定コア318とスリーブ320の閉塞端との間には、円筒状の可動コア322を収容する可動コア収容空間324が規定され、挿通孔318aの他端は、可動コア収容空間324に開口している。
挿通孔318aには、ソレノイドロッド326が摺動可能に挿通され、ソレノイドロッド326の一端に弁体304が一体且つ同軸的に連結されている。ソレノイドロッド326の他端は可動コア収容空間324内に突出し、ソレノイドロッド326の他端部は、可動コア322に形成された貫通孔に嵌合され、ソレノイドロッド326と可動コア322とは一体化されている。また、可動コア322の段差面と固定コア318の端面との間には、開放ばね328が配置され、可動コア322と固定コア318との間には所定の隙間が確保されている。
The fixed
A
可動コア322、固定コア318、ソレノイドハウジング310及びエンドキャップ312は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ320は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
ソレノイドハウジング310には感圧ポート310aが形成され、感圧ポート310aには、感圧通路166を介して吸入室140が接続されている。固定コア318の外周面には、軸線方向に延びる感圧溝318bが形成され、感圧ポート310aと感圧溝318bとは互いに連通している。従って、感圧ポート310a及び感圧溝318bを通じて、吸入室140と可動コア収容空間324とが連通し、ソレノイドロッド326を介して、弁体304の背面側には、閉弁方向に吸入室140の圧力、則ち吸入圧力Psが作用する。
The
A pressure-
ソレノイド316には、圧縮機100の外部に設けられた制御装置400Bが接続され、制御装置400Bから制御電流Iが供給されると、ソレノイド316は電磁力G(I)を発生する。ソレノイド316の電磁力G(I)は、可動コア322を固定コア318に向けて吸引し、弁体304に対して閉弁方向に作用する。
容量制御弁300にあっては、好ましくは、弁体304が弁孔301aを閉じた時に吐出室142の圧力、則ち吐出圧力Pdが作用する弁体304の受圧面積(シール面積Svと呼ぶ)と、吸入圧力Psが作用する弁体304の面積、即ちソレノイドロッド326の断面積とが同等に形成される。
A
In the
この場合、弁体304には、開閉方向にクランク室105の圧力、則ちクランク圧力Pcは、実質的にほとんど作用しない。従って、弁体304に作用する力は、吐出圧力Pdと、吸入圧力Psと、ソレノイド316の電磁力G(I)と、開放ばね328の付勢力fs5であり、吐出圧力Pd及び開放ばね328の付勢力fs5は開弁方向、それ以外の吸入圧力Ps及びソレノイド316の電磁力G(I)は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用する。
In this case, the pressure of the
この関係は、式(5)で示され、式(5)を変形すると式(6)となる。これらの式(5)、(6)から、吐出圧力Pdと、電磁力G(I)即ち制御電流Iが決まれば、吸入圧力Psが決まることがわかる。 This relationship is expressed by equation (5), and equation (6) is obtained by transforming equation (5). From these equations (5) and (6), it is understood that the suction pressure Ps is determined if the discharge pressure Pd and the electromagnetic force G (I), that is, the control current I are determined.
このような関係に基づけば、図12に示したように、吸入圧力Psの目標値として目標吸入圧力Pssを予め決定し、変動する吐出圧力Pdの情報がわかれば、発生させるべき電磁力G(I)つまり制御電流Iを演算できる。そして、ソレノイド316に供給される制御電流Iをこの演算された制御電流Iに等しくなるよう調整すれば、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くように弁体304が動作し、クランク圧力Pcが調整される。すなわち、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くように吐出容量が制御される。
Based on such a relationship, as shown in FIG. 12, if the target suction pressure Pss is determined in advance as the target value of the suction pressure Ps and information on the changing discharge pressure Pd is known, the electromagnetic force G ( I) That is, the control current I can be calculated. When the control current I supplied to the
このように吸入圧力Psを目標吸入圧力Pssに近付けるような制御では、図12を参照すれば、吐出圧力Pdの高低に応じて、目標吸入圧力Pssの設定範囲、換言すれば吸入圧力Psの制御範囲を高低スライド可能である。すなわち、任意の吐出圧力Pd1のときの吸入圧力Psの制御範囲は、吐出圧力Pd1よりも低い吐出圧力Pd2のときの吸入圧力Psの制御範囲よりも高圧側にスライドさせられる。 In the control that brings the suction pressure Ps closer to the target suction pressure Pss as described above, referring to FIG. 12, the set range of the target suction pressure Pss, that is, the control of the suction pressure Ps according to the level of the discharge pressure Pd. The range can be slid up and down. That is, the control range of the suction pressure Ps at the arbitrary discharge pressure Pd1 is slid to the higher side than the control range of the suction pressure Ps at the discharge pressure Pd2 lower than the discharge pressure Pd1.
また式(6)から、シール面積Svを小さく設定すれば、小さな電磁力G(I)で、任意の吐出圧力Pdにおける目標吸入圧力Pssの制御範囲を拡大可能であることがわかる。上記目標吸入圧力Pssの制御範囲のスライドと、この制御範囲の拡大との相乗効果を発揮させれば、目標吸入圧力Pssの制御範囲が大幅に拡大される。
なお、ソレノイド316への通電量を増加させると、吸入圧力Psを低下させることができる。一方、ソレノイド316への通電量をゼロとすれば、開放ばね328の付勢力fs5により弁体304が離間して弁孔301aが強制開放される。これにより吐出室142からクランク室105に冷媒が導入され、吐出容量は最小に維持される。
Further, from the equation (6), it can be seen that if the seal area Sv is set small, the control range of the target suction pressure Pss at an arbitrary discharge pressure Pd can be expanded with a small electromagnetic force G (I). If the synergistic effect of the slide of the control range of the target suction pressure Pss and the expansion of the control range is exhibited, the control range of the target suction pressure Pss is greatly expanded.
In addition, if the energization amount to the
図13は、制御装置400Bを含む容量制御システムB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Bは、目標吸入圧力設定手段420に代えて、目標吸入圧力設定手段426及び制御信号演算手段428を有する点において、容量制御システムAとは異なる。よって、以下では、目標吸入圧力設定手段426及び制御信号演算手段428について説明する。
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a capacity control system B including the
The capacity control system B is different from the capacity control system A in that it has a target suction pressure setting means 426 and a control signal calculation means 428 instead of the target suction pressure setting means 420. Therefore, hereinafter, the target suction
目標吸入圧力設定手段426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ΔTに基づいて、制御目標となる吸入圧力Psの目標値である目標吸入圧力Pssを設定する。
容量制御システムAの目標吸入圧力設定手段420は、制御電流Iも設定したが、容量制御システムBの目標吸入圧力設定手段426は、目標吸入圧力Pssを設定するのみである。そして、設定された目標吸入圧力Pssは、制御信号演算手段428に入力される。
The target suction pressure setting means 426 sets a deviation ΔT between the evaporator outlet air temperature Te actually detected by the
The target suction pressure setting means 420 of the capacity control system A also sets the control current I, but the target suction pressure setting means 426 of the capacity control system B only sets the target suction pressure Pss. Then, the set target suction pressure Pss is input to the control signal calculation means 428.
制御信号設定手段428は、目標吸入圧力設定手段420によって設定された目標吸入圧力Pssと、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Pdとに基づいて、ソレノイド316に供給されるべき制御電流Iを演算する。演算された制御電流Iは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、制御信号設定手段428は、演算された制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号(吐出容量制御信号)を生成し、制御信号制限手段422に入力する。
The control signal setting means 428 generates a control current I to be supplied to the
以下、上述した容量制御システムBの動作(使用方法)を説明する。
制御装置400Bが実行するメインルーチンは、制御装置400Aが実行するメインルーチンと略同じである。図9を参照すると、制御装置400Bが実行するメインルーチンの初期条件設定S16では、ソレノイド316に供給される制御電流Iが、圧縮機100の吐出容量が最小容量となる初期値I0に設定される。
The operation (usage method) of the capacity control system B described above will be described below.
The main routine executed by the
ただし、制御装置400Bが実行する吸入圧力制御ルーチンS18は、制御装置400Aが実行する吸入圧力制御ルーチンS14とは相違する。このためS16では、更に、フラグF1がゼロに設定されるとともに、タイマがゼロにリセットされる。また、S16では、目標吸入圧力Pssが初期値Pss0に設定される。初期値Pss0は、例えば、外気温度Taに応じて次式により設定される。
However, the suction pressure control routine S18 executed by the
Pss0=K1・Ta+K2 (K1,K2は定数)
図14は、容量制御システムBが実行する吸入圧力制御ルーチンS18の詳細を示すフローチャートである。
吸入圧力制御ルーチンS18では、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Pdが読み込まれる(S150)。
Pss 0 = K1 ・ Ta + K2 (K1 and K2 are constants)
FIG. 14 is a flowchart showing details of the suction pressure control routine S18 executed by the capacity control system B.
In the suction pressure control routine S18, the discharge pressure Pd detected by the discharge pressure detecting means is read (S150).
また、吸入圧力制御ルーチンS18では、フラグF1が0であるか否かが判定される(S152)。初期条件ではフラグF1は0であるので判定結果はYesとなり、タイマがスタートさせられて経過時間tの計測が開始され(S154)、フラグF1が1に設定される(S156)。
それから、目標吸入圧力設定ルーチンS158で制御目標となる目標吸入圧力Pssが設定される。この後、S158で設定された目標吸入圧力Pssと、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Pdとから所定の演算式により、ソレノイド316へ通電される制御電流Iが演算される(S160)。例えば図14に示したように、制御電流Iは、吐出圧力Pdと目標吸入圧力Pssとの差に比例定数b1を乗じた値に定数b2を足した値として演算される。
In the suction pressure control routine S18, it is determined whether or not the flag F1 is 0 (S152). Since the flag F1 is 0 under the initial condition, the determination result is Yes, the timer is started, the measurement of the elapsed time t is started (S154), and the flag F1 is set to 1 (S156).
Then, a target suction pressure Pss that is a control target is set in the target suction pressure setting routine S158. Thereafter, the control current I energized to the
S160で演算された制御電流Iは、予め設定された下限値I3以上であるか否か比較判定される(S162)。S162の判定の結果、演算された制御電流Iが下限値I3よりも小さい場合(Noの場合)、下限値I3が制御電流Iとして読み込まれる(S164)。
一方、S162の判定の結果、演算された制御電流Iが下限値I3以上であれば(Yesの場合)、演算された制御電流Iは、予め設定された下限値I3より大きい上限値I4以下であるか否か比較判定される(S166)。S166の判定の結果、制御電流Iが上限値I4を超えていれば(Noの場合)、上限値I4が制御電流Iとして読み込まれる(S168)。
It is compared and determined whether or not the control current I calculated in S160 is equal to or greater than a preset lower limit I3 (S162). As a result of the determination in S162, when the calculated control current I is smaller than the lower limit value I3 (in the case of No), the lower limit value I3 is read as the control current I (S164).
On the other hand, as a result of the determination in S162, if the calculated control current I is equal to or greater than the lower limit value I3 (in the case of Yes), the calculated control current I is equal to or less than the upper limit value I4 that is greater than the preset lower limit value I3. Whether or not there is a comparison is determined (S166). As a result of the determination in S166, if the control current I exceeds the upper limit value I4 (in the case of No), the upper limit value I4 is read as the control current I (S168).
以下、閾値の設定(S170)、推定吸入圧力Pseの演算(S172)、指標の設定(S174)、閾値と指標との比較判定(S176)、指標に対応する制御電流Iiでの制御電流Iの置換(S180)及び制御電流Iの出力(S178)は、容量制御システムAのメインルーチンにおけるS112〜S126の場合と略同じである。
ただし、S170の閾値の設定では、S158で設定された目標吸入圧力Pssに基づいて閾値が設定され、本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の下限値PssLが閾値として設定される。
Hereinafter, setting of the threshold (S170), calculation of the estimated suction pressure Pse (S172), setting of the index (S174), comparison determination between the threshold and the index (S176), the control current I at the control current Ii corresponding to the index The replacement (S180) and the output of the control current I (S178) are substantially the same as those in S112 to S126 in the main routine of the capacity control system A.
However, in the setting of the threshold value in S170, the threshold value is set based on the target suction pressure Pss set in S158, and in this embodiment, for example, the lower limit value PssL of the variation range of the target suction pressure Pss is set as the threshold value. .
また、S180において、指標に対応する制御電流Iiで制御電流Iを置換するときには、S160の場合と同様に、次式:
Ii=b1・(Pd-PseH)+b2 (b1,b2定数)
に基づいて制御電流Iiが演算される。そして、演算された制御電流Iiで制御電流Iが置換される。
In S180, when the control current I is replaced with the control current Ii corresponding to the index, as in S160, the following formula:
Ii = b1 ・ (Pd-PseH) + b2 (b1, b2 constant)
Based on the control current Ii is calculated. Then, the control current I is replaced with the calculated control current Ii.
S178の後、プログラムは吸入圧力制御ルーチンS18からメインルーチンに戻り、S12の判定結果がYesであれば、2回目の吸入圧力制御ルーチンS18が実行される。
2回目の吸入圧力制御ルーチンS18では、前回のS156でフラグF1が1に設定されたためS152の判定結果がNoとなり、タイマにより計測された経過時間tが所定時間t1に到達したか否かが判定される(S182)。S182の判定の結果、タイマのスタートから所定時間t1経過していなければ(Yesの場合)、前回のS158で設定された目標吸入圧力Pssと今回のS150で読み込まれた吐出圧力Pdから制御電流Iが演算される(S160)。この後、初回と同様にS178を経由し、制御装置400Bはメインルーチンに戻る。
After S178, the program returns from the suction pressure control routine S18 to the main routine, and if the determination result in S12 is Yes, the second suction pressure control routine S18 is executed.
In the second suction pressure control routine S18, since the flag F1 was set to 1 in the previous S156, the determination result in S152 is No, and it is determined whether the elapsed time t measured by the timer has reached the predetermined time t1. (S182). As a result of the determination in S182, if the predetermined time t1 has not elapsed since the start of the timer (in the case of Yes), the control current I is calculated from the target suction pressure Pss set in the previous S158 and the discharge pressure Pd read in the current S150. Is calculated (S160). Thereafter, the
一方、タイマの経過時間tが所定時間t1を超えると、S182の判定結果がNoとなり、タイマがリセットされ(S184)、フラグF1が0に設定される(S186)。つまり目標吸入圧力Pssは所定時間t1毎に更新される。この更新時間としての所定時間t1は、例えば5秒に設定される。
つまり制御装置400Bでは、常時読込まれる吐出圧力Pdと、所定時間t1ごとに更新される目標吸入圧力Pssとに基づいて、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssを維持するように制御電流Iが演算される。そして、閾値が指標よりも小さければ、ソレノイド316には、吐出圧力Pd及び目標吸入圧力Pssに基づいて演算された制御電流Iではなく、吐出圧力Pd及び指標に基づいて演算された制御電流Iiが供給される。
On the other hand, when the elapsed time t of the timer exceeds the predetermined time t1, the determination result in S182 is No, the timer is reset (S184), and the flag F1 is set to 0 (S186). That is, the target suction pressure Pss is updated every predetermined time t1. The predetermined time t1 as the update time is set to 5 seconds, for example.
That is, in the
図15は、図14中の目標吸入圧力設定ルーチンS158の詳細を示すフローチャートである。
目標吸入圧力設定ルーチンS158における、蒸発器目標出口空気温度Tesの設定読込み(S200)、蒸発器出口空気温度の読込み(S202)及び偏差ΔTの演算(S204)は、容量制御システムAの吸入圧力制御ルーチンS14におけるS100、S102及びS104とそれぞれ同じである。
FIG. 15 is a flowchart showing details of the target suction pressure setting routine S158 in FIG.
The setting reading of the evaporator target outlet air temperature Tes (S200), the reading of the evaporator outlet air temperature (S202), and the calculation of the deviation ΔT (S204) in the target suction pressure setting routine S158 are the suction pressure control of the capacity control system A. This is the same as S100, S102, and S104 in routine S14.
そして、演算された偏差ΔTに基づいて、例えばPI制御のための所定の演算式により目標吸入圧力Pssが演算される(S206)。
なお、S206の演算式中、目標吸入圧力Pssが含まれているが、目標吸入圧力Pssの初期値はPss0である。
また、目標吸入圧力設定ルーチンS158を1回実行するごとに、S204で偏差ΔTが演算され、S206の演算式中の偏差ΔTの添字nは、偏差ΔTが今回のS204で演算されたものであることを示す。同様に添字n−1は、偏差ΔTが前回のS204で演算されたものであることを示す。
Then, based on the calculated deviation ΔT, for example, the target suction pressure Pss is calculated by a predetermined calculation formula for PI control (S206).
Incidentally, in the equation of S206, but contains the target suction pressure Pss, the initial value of the target suction pressure Pss is Pss 0.
Each time the target suction pressure setting routine S158 is executed once, the deviation ΔT is calculated in S204, and the subscript n of the deviation ΔT in the calculation formula of S206 is obtained by calculating the deviation ΔT in the current S204. It shows that. Similarly, the subscript n-1 indicates that the deviation ΔT has been calculated in the previous S204.
この後、演算された目標吸入圧力Pssは、予め設定された下限値Ps1以上であるか否か比較判定される(S208)。S208の判定の結果がNoであれば、下限値Ps1が目標吸入圧力Pssとして読み込まれる(S210)。
一方、S208の判定の結果がYesであれば、演算されたPssは、予め設定されたPs1より大きい上限値Ps2以下であるか否か比較判定される(S212)。S212の判定結果がNoであれば、上限値Ps2が目標吸入圧力Pssとして読み込まれる(S214)。
Thereafter, it is compared and determined whether or not the calculated target suction pressure Pss is equal to or higher than a preset lower limit value Ps1 (S208). If the result of the determination in S208 is No, the lower limit value Ps1 is read as the target suction pressure Pss (S210).
On the other hand, if the determination result in S208 is Yes, it is determined whether or not the calculated Pss is equal to or less than the upper limit value Ps2 that is greater than the preset Ps1 (S212). If the determination result in S212 is No, the upper limit value Ps2 is read as the target suction pressure Pss (S214).
従って、S208及びS212の判定の結果、Ps1≦Pss≦Ps2であれば、S203で演算された目標吸入圧力Pssがそのまま目標吸入圧力Pssとして設定される。
上述した容量制御システムBにおいても、閾値が指標よりも小さいときに、ソレノイド316に供給される制御電流Iを指標に対応する制御電流Iiまで小さくすることにより、容量制御弁300の消費電力が削減される。
Therefore, if Ps1 ≦ Pss ≦ Ps2 as a result of the determination in S208 and S212, the target suction pressure Pss calculated in S203 is set as the target suction pressure Pss as it is.
Also in the capacity control system B described above, when the threshold value is smaller than the index, the power consumption of the
また、容量制御システムBでは、容量制御弁300が、吸入圧力Psを機械的にフィードバック制御するための感圧器228を有さない、簡単な構造を有する。このため圧縮機100における容量制御弁300の装着スペースの確保が容易になるとともに取付け姿勢の自由度が高くなる。
一方、この容量制御システムBでは、感圧器228を有さない容量制御弁300を用いても、目標吸入圧力設定手段426が目標吸入圧力Pssを設定し、目標吸入圧力Pss及び吐出圧力Pdに基づいて制御電流Iを演算することにより、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに近付くように吐出容量が制御される。
In the capacity control system B, the
On the other hand, in this capacity control system B, even if the
更に、この容量制御システムBでは、弁体304に作用する吐出圧力Pdに対し、吸入圧力Psとソレノイド316の電磁力G(I)とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力Psの制御範囲が広い。この結果として、この容量制御システムBを備えた空調システムによれば、エアコンスイッチがオンにされた直後から、換言すれば、圧縮機100の起動直後から、容量制御弁300の消費電力が有効に削減される。
Furthermore, in this capacity control system B, the suction pressure Ps and the electromagnetic force G (I) of the
一方、圧縮機100は、往復動型であり、斜板107の最小傾角で規定されるピストン130のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、圧縮機100に容量制御システムBを適用した場合、目標吸入圧力Pssを設定することにより吸入圧力Psの制御範囲を拡大した効果が十分に発揮され、吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
On the other hand, the
本発明は、上述した第1実施形態及び第2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。
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、圧力センサ403が吐出圧力領域にて冷媒の圧力を検知したけれども、圧力センサ403を配置する部位は特に限定されず、冷凍サイクル10の高圧領域の何れかの部位に配置してもよい。すなわち、高圧領域の冷媒の圧力に基づいて、推定吸入圧力Pse及び過熱度SHをそれぞれ演算してもよい。なお、高圧領域とは、吐出圧力領域に放熱器14から膨張器16の入口までの領域を加えた領域である。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications are possible.
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、S122の判定結果において閾値が指標よりも低いときに、制御電流Iiを制御電流Iとして出力したけれども、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiに等しくなるまで小さくしなくても、目標吸入圧力Pssに到達するのに必要な制御電流Iよりも小さくすればよい。制御電流Iを小さくした分だけ容量制御弁200,300の消費電力が削減されるからである。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, when the threshold value is lower than the index in the determination result of S122, the control current Ii is output as the control current I, but is supplied to the
ただし、消費動力をより一層削減するためには、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiに等しくなるまで小さくするか、若しくは、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiよりも小さくするのが好ましい。
その上、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiに等しくなるまで小さくした場合、従来、最大吐出容量で動作していた領域において、圧縮機100が、指標をフィードバック制御の基準とした吐出容量制御状態で確実に動作するため、圧縮機100の消費動力が削減されるとともに信頼性が確保される。
However, in order to further reduce the power consumption, the control current I supplied to the
In addition, when the control current I supplied to the
また特に、圧縮機100の回転数Ncnが所定値以上であるときに、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiよりも小さくすれば、吸入圧力Psが目標吸入圧力Pssに到達するまでの時間を増大することなく、圧縮機100の吐出容量を最大吐出容量よりも小さくすることによって、圧縮機100での消費動力が削減される。これは以下の理由による。
In particular, when the rotational speed Ncn of the
車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力Psを目標吸入圧力Pssに近付けるためであっても、圧縮機100の起動直後から圧縮機100を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
例えば、車両が高速走行をしているような場合、圧縮機100の回転数Ncnが非常に高くなり、圧縮機100の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器18の能力によって制約を受ける。それ故、圧縮機100の能力が増大したとしても、圧縮機100の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、圧縮機100が最大吐出容量で動作すると、圧縮機100で動力が無駄に消費される。
Depending on the operating conditions of the vehicle or the air conditioning system, there is a case where it is not necessary to operate the
For example, when the vehicle is traveling at a high speed, the rotational speed Ncn of the
そこで、圧縮機100の回転数Ncnが所定値以上であるときに、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiよりも小さくすれば、蒸発器18の能力に合わせて圧縮機100の能力が抑制され、圧縮機100の消費動力を節約することができる。
また特に、圧縮機100の回転数Ncnが所定値以上であり且つ蒸発器18の熱負荷Qが所定値以上であるときに、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを制御電流Iiよりも小さくすれば、圧縮機100での消費動力の削減効果が大であるのみならず、圧縮機100の機械的負荷が軽減される。この結果として、圧縮機100の信頼性も確保される。
Therefore, if the control current I supplied to the
In particular, when the rotational speed Ncn of the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、閾値として、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の下限値PssLが設定されていたけれども、閾値は、目標吸入圧力Pssに基づいて設定されていればよい。従って、閾値として、目標吸入圧力Pss自体若しくは目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の上限値PssHを設定してもよい。
また、指標として、推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の上限値PseHが設定されていたけれども、指標は、推定吸入圧力Pseに基づいて設定されていればよい。従って、指標として、推定吸入圧力Pse自体若しくは推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の下限値PseLを設定してもよい。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the lower limit value PssL of the variation range of the target suction pressure Pss is set as the threshold value. However, the threshold value is set based on the target suction pressure Pss. Just do it. Therefore, the target suction pressure Pss itself or the upper limit value PssH of the variation range of the target suction pressure Pss may be set as the threshold value.
Moreover, although the upper limit value PseH of the variation range of the estimated suction pressure Pse is set as an index, the index only needs to be set based on the estimated suction pressure Pse. Therefore, the estimated suction pressure Pse itself or the lower limit value PseL of the variation range of the estimated suction pressure Pse may be set as an index.
そして、閾値として、目標吸入圧力Pss、そのばらつき範囲の下限値PssL及び上限値PssHから選択された1つを用いることができ、指標として、推定吸入圧力Pse、そのばらつき範囲の下限値PseL及び上限値PseHから選択された1つを用いることができることから、閾値と指標との組み合わせは9通りある。これらの組み合わせから、閾値と指標との組み合わせを適宜選択することができる。 Then, as the threshold value, one selected from the target suction pressure Pss, the lower limit value PssL and the upper limit value PssH of the variation range can be used, and the estimated suction pressure Pse, the lower limit value PseL and the upper limit of the variation range can be used as indices. Since one selected from the value PseH can be used, there are nine combinations of thresholds and indices. From these combinations, a combination of a threshold and an index can be selected as appropriate.
なお、第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bのように、閾値として目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の下限値PssLを設定し、指標として推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の上限値PseHを設定した場合、最大容量通電量を超える制御電流Iがソレノイド254,316に供給されるのが確実に防止される。これは以下の理由による。
下限値PssLは、容量制御弁200,300の生産時における部品寸法公差等により発生する目標吸入圧力Pssのばらつきの範囲の下限値であることから、下限値PssLは、目標吸入圧力Pssに対応する制御電流Iをソレノイド254,316に供給したときに吸入圧力Psが到達しうる最小値である。
As in the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the lower limit value PssL of the variation range of the target suction pressure Pss is set as a threshold value, and the upper limit value PseH of the variation range of the estimated suction pressure Pse is used as an index. Is reliably prevented from being supplied to the
Since the lower limit value PssL is the lower limit value of the range of variation in the target suction pressure Pss generated due to the component size tolerance during production of the
一方、上限値PseHは、推定吸入圧力Pseの推定精度により発生する推定吸入圧力Pseのばらつき範囲の上限値であることから、推定吸入圧力Pseを推定している時点において、上限値PseHは、現実の吸入圧力Psがとりうる最大値である。
従って、閾値としての下限値PssLが指標としての上限値PseHよりも低ければ(PssL<PseH)、目標吸入圧力Pssに対応する制御電流Iをソレノイド254,316に供給したときに吸入圧力Psが到達可能な圧力が、推定時点の現実の吸入圧力Psよりも低い可能性がある。このため、PssL<PseHの場合には、圧縮機100が最大吐出容量で作動している可能性があり、圧縮機100が最大吐出容量で作動していれば、ソレノイド254,316に供給される制御電流Iを目標吸入圧力Pssに対応する制御電流Iよりも小さくすることにより、過剰な制御電流Iを削減することができる。
On the other hand, since the upper limit value PseH is the upper limit value of the variation range of the estimated suction pressure Pse generated by the estimation accuracy of the estimated suction pressure Pse, the upper limit value PseH is the actual value when the estimated suction pressure Pse is estimated. Is the maximum value that can be taken.
Therefore, if the lower limit value PssL as the threshold is lower than the upper limit value PseH as an index (PssL <PseH), the suction pressure Ps reaches when the control current I corresponding to the target suction pressure Pss is supplied to the
従って、PssL<PseHの場合に制御電流Iを小さくすれば、目標吸入圧力Pss及び推定吸入圧力Pseにばらつきがあったとしても、最大容量通電量を超える制御電流Iがソレノイド254,316に供給されるのが確実に防止される。
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、閾値として、目標吸入圧力Pssのばらつき範囲の上限値PssH又は下限値PssLを設定することができるが、目標吸入圧力Pssと閾値との差は、目標吸入圧力Pssの大小に応じて変化させるのが好ましい。具体的には、目標吸入圧力Pssが大きいほど、目標吸入圧力Pssと閾値との差が大きくなるのが好ましい。容量制御システムA,Bでは、閾値が指標に比べて低いときに、圧縮機100が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力Pssと閾値との差が目標吸入圧力Pssの大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上するからである。そしてこの結果として、圧縮機100が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド254,316に供給される過剰な制御電流Iが一層確実に削減され、容量制御弁200,300における消費電力が削減される。
Therefore, if the control current I is reduced when PssL <PseH, the control current I exceeding the maximum capacity energization amount is supplied to the
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the upper limit value PssH or the lower limit value PssL of the variation range of the target suction pressure Pss can be set as the threshold value. The difference is preferably changed according to the target suction pressure Pss. Specifically, it is preferable that the difference between the target suction pressure Pss and the threshold value increases as the target suction pressure Pss increases. In the capacity control systems A and B, when the threshold value is lower than the index, it is substantially determined that the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、蒸発器18の熱負荷Qを検知するための熱負荷検知手段の構成は特に限定されない。熱負荷検知手段は、外気温度Ta、外気湿度、日射量、蒸発器ファンの送風量及び当該送風量に関連する蒸発器ファンの電圧Vf、内外気切換ドア位置、車内温度設定、吹き出し口位置、エアミックスドア位置、車室内温度Tt、車室内湿度、空気回路における蒸発器18の入口での空気の温度及び湿度、車室内各部表面温度、冷凍サイクル10の高圧領域及び低圧領域での冷媒の温度、並びに、車両の乗員数等よりなる群から選択された1種以上を用いて、熱負荷Qを検知することができる。ただし、熱負荷Qを精度良く検知するために、熱負荷検知手段は、外気温度センサ404と蒸発器ファン電圧検知手段406とを少なくとも有するのが好ましい。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the configuration of the thermal load detection means for detecting the thermal load Q of the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、吐出容量制御信号が、制御電流Iを調整するためのデューティ比に対応する場合には、ソレノイド駆動手段424は、電流センサ436を有していなくてもよい。
なおこの場合、容量制御システムAでは、目標吸入圧力Pssとスイッチング素子430を駆動するデューティ比との相関を予め求めておけばよい。蒸発器目標温度設定手段401によって設定された蒸発器目標出口空気温度Tesと蒸発器温度センサ402によって検知された蒸発器出口空気温度Teとの偏差ΔTが決まると、当該相関に基づいて、デューティ比を演算することができる。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, when the discharge capacity control signal corresponds to the duty ratio for adjusting the control current I, the solenoid driving means 424 has the
In this case, in the capacity control system A, a correlation between the target suction pressure Pss and the duty ratio for driving the
また、容量制御システムBでは、制御電流Iとデューティ比との相関を予め求めておけば、S160、S180において、当該相関に基づいて直接デューティ比を演算することができる。
第2実施形態の容量制御システムBでは、吸入圧力制御ルーチンS18のS160及びS180において、制御電流Iの演算式としてI=α・Pd−β・Pss+γ(ただしα、β、γは定数)を用いても良いし、演算式に(Pd−Pss)nの項を含ませて非線形としても良い。
In the capacity control system B, if the correlation between the control current I and the duty ratio is obtained in advance, the duty ratio can be directly calculated based on the correlation in S160 and S180.
In the capacity control system B of the second embodiment, in S160 and S180 of the suction pressure control routine S18, I = α · Pd−β · Pss + γ (where α, β, and γ are constants) is used as an arithmetic expression for the control current I. The term (Pd−Pss) n may be included in the arithmetic expression to make it non-linear.
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、蒸発器温度センサ402を使用しないで、設定された蒸発器目標出口空気温度Tesと、外部情報に基づいて、目標吸入圧力Pssを設定してもよい。
目標吸入圧力Pssの設定に用いられる外部情報としては、蒸発器18の熱負荷Qを検知するために用いられる外部情報と同じものを用いることができ、更には、圧縮機100や車両の運転状態に関する情報を用いることができる。車両の運転状態に関する情報とは、例えば、エンジン114の回転数、車速、加速度等である。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the target suction pressure Pss is set based on the set evaporator target outlet air temperature Tes and external information without using the
As the external information used for setting the target suction pressure Pss, the same external information used for detecting the thermal load Q of the
第1実施形態の容量制御システムAにおいては、容量制御弁200の弁体210に対し、開閉方向にて、吐出圧力Pd及びクランク圧力Pcが作用していなかったが、吐出圧力Pd又はクランク圧力Pcが開弁方向又は閉弁方向にて弁体に作用する容量制御弁を用いてもよい。
第2実施形態の容量制御システムBにおいては、容量制御弁300の弁体304に対して、吐出圧力Pd及び吸入圧力Psが相互に対抗するように作用するが、吐出圧力Pdと吸入圧力Psとが対抗しているときに、更にクランク圧力Pcが作用してもよい。
In the capacity control system A of the first embodiment, the discharge pressure Pd and the crank pressure Pc are not acting on the
In the capacity control system B of the second embodiment, the discharge pressure Pd and the suction pressure Ps act against the
第2実施形態の容量制御システムBにおいては、容量制御弁300のために、機械的に吸入圧力Psをフィードバック制御する感圧器は不要である。ただし、弁体304に対し、吐出圧力Pd、吸入圧力Ps又は電磁力G(I)を作用させるために、ベローズやダイアフラムを用いてもよい。
例えば、一端が開口し、他端が閉塞した小型のベローズを用いた場合、ベローズの閉塞端を、弁孔301aとは反対側の弁体304の一端に固定する。ソレノイドロッド326先端側の部分は、ベローズの開口端を通じてベローズの内側に挿入され、ソレノイドロッド325の先端をベローズの閉塞端の内面に連結する。これにより、ソレノイドロッド326が弁体304を電磁力G(I)にて付勢可能にする。そして、ベローズの内側の圧力は吸入圧力Psに等しくなるようにし、弁体304に吸入圧力Psを作用させる。
In the capacity control system B of the second embodiment, a pressure sensor that mechanically feedback-controls the suction pressure Ps is not necessary for the
For example, when a small bellows having one end opened and the other end closed is used, the closed end of the bellows is fixed to one end of the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bが適用された圧縮機100は、クラッチレス圧縮機であったが、容量制御システムA,Bは、電磁クラッチを装着した圧縮機にも適用可能である。圧縮機100は斜板式の往復動圧縮機であったけれども、揺動板式の往復動圧縮機であってもよい。揺動板式の圧縮機は、揺動板を揺動させるための要素を有し、斜板107及びこの要素をまとめて斜板要素という。圧縮機100は、電動モータで駆動されるものであってもよい。
The
更に、容量制御システムA,Bは、スクロール式やベーン式の可変容量圧縮機にも適用可能である。すなわち、弁体にソレノイドの電磁力が作用する容量制御弁を用いて、吐出容量を変化させるための制御圧力を容量制御弁の弁開度によって変化させることができれば、あらゆる可変容量圧縮機に適用可能である。
なお、制御圧力とは、往復動圧縮機の場合には、クランク室の圧力(クランク圧力Pc)である。
Further, the capacity control systems A and B can be applied to a scroll type or vane type variable capacity compressor. In other words, if the control pressure for changing the discharge capacity can be changed by the valve opening of the capacity control valve using the capacity control valve in which the electromagnetic force of the solenoid acts on the valve body, it can be applied to any variable capacity compressor. Is possible.
The control pressure is the crank chamber pressure (crank pressure Pc) in the case of a reciprocating compressor.
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bが適用された圧縮機100では、抽気通路162の流量を規制してクランク圧力Pcを昇圧するために、抽気通路162に絞り要素として固定オリフィス103cを配置したが、絞り要素として、流量可変の絞りを用いてもよく、また、弁を配置して弁開度を調整してもよい。
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、容量制御弁200,300は、吐出室142とクランク室105との間を繋ぐ給気通路160に配置されていたけれども、圧縮機100が斜板式又は揺動板式の場合、給気通路160に容量制御弁300を配置せずに、クランク室105と吸入室140との間を繋ぐ抽気通路162に容量制御弁を配置してもよい。即ち、給気通路160の開度を制御する入口制御に限定されず、抽気通路162の開度を制御する出口制御であってもよい。
In the
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bに用いられた容量制御弁200,300によれば、制御電流Iが小さくなるほど吸入圧力Psが低下したけれども、制御電流Iが大きくなるほど吸入圧力Psが低下するように動作する容量制御弁を用いてもよい。この場合、目標吸入圧力Pss若しくは閾値が推定吸入圧力Pse若しくは指標よりも低いときに、吐出容量が最大吐出容量以下になるよう、制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータが大きくされる。従って、かかる容量制御弁を用いた場合には、目標吸入圧力Pss及び推定吸入圧力Pseに基づいて、制御電流I若しくは当該制御電流Iに関連するパラメータを調整したとしても、容量制御弁の消費電力の削減効果は得られないものの、吐出容量を最大吐出容量以下にすることにより、圧縮機100の信頼性が確保される。
According to the
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bでは、膨張器16として、温度自動膨張弁を用いたけれども、膨張器16はこれに限定されず、オリフィスや電子膨張弁でもよい。
第1及び第2実施形態の容量制御システムA,Bが適用される冷凍サイクル10では、冷媒はR134aや二酸化炭素に限定されず、その他の新冷媒を使用してもよい。つまり、容量制御システムA,Bは、従来の空調システムにも適用可能である。
In the capacity control systems A and B of the first and second embodiments, the temperature automatic expansion valve is used as the
In the
最後に、本発明に係る可変容量圧縮機の容量制御システムは、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 capacity control system of 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.
254 ソレノイド
401 蒸発器目標温度設定手段(外部情報検知手段)
402 蒸発器温度センサ(外部情報検知手段)
403 圧力センサ(外部情報検知手段)
404 外気温度センサ(外部情報検知手段)
405 車内温度センサ(外部情報検知手段)
406 蒸発器ファン電圧検知手段(外部情報検知手段)
407 内外気切換ドア位置検知手段(外部情報検知手段)
408 エンジン回転数センサ(外部情報検知手段)
414 吸入圧力推定手段
420 目標吸入圧力設定手段
422 制御信号制限手段(制御電流調整手段)
424 ソレノイド駆動手段(制御電流調整手段)
254 Solenoid 401 Evaporator target temperature setting means (external information detection means)
402 Evaporator temperature sensor (external information detection means)
403 Pressure sensor (external information detection means)
404 Outside air temperature sensor (external information detection means)
405 In-vehicle temperature sensor (external information detection means)
406 Evaporator fan voltage detection means (external information detection means)
407 Inside / outside air switching door position detecting means (external information detecting means)
408 Engine speed sensor (external information detection means)
414 Suction pressure estimating means 420 Target suction pressure setting means 422 Control signal limiting means (control current adjusting means)
424 Solenoid driving means (control current adjusting means)
Claims (15)
1つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
前記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、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、
前記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、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、
前記目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力に基づいて、前記容量制御弁のソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備し、
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。 Applied to variable capacity compressors inserted together with radiators, expanders and evaporators in the circulation path where refrigerant circulates to form the refrigeration cycle of the air conditioning system, and adjust the control pressure to bring the suction pressure closer to the target suction pressure In the capacity control system to
External information detection means for detecting one or more external information;
Target suction pressure setting means for setting the target suction pressure based on external information detected by the external information detection means;
A displacement control valve having a solenoid for adjusting the control pressure;
Suction pressure estimating means for calculating an estimated suction pressure that is an estimated value of the suction pressure when it is assumed that the discharge capacity of the variable capacity compressor is maximum based on the external information detected by the external information detecting means. When,
Based on the target suction pressure set by the target suction pressure setting means and the estimated suction pressure calculated by the suction pressure estimation means, a control current supplied to the solenoid of the capacity control valve or a parameter related to the control current and a control current adjusting means for adjusting,
The control current adjusting means is
When the target suction pressure is lower than the estimated suction pressure, a control current supplied to the solenoid is compared with a control current necessary for causing the suction pressure to reach the target suction pressure or a parameter related to the control current. Alternatively, a capacity control system for a variable capacity compressor, wherein a parameter related to the control current is reduced .
1つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
前記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、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、
前記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、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、
前記目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力に基づいて、前記容量制御弁のソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備し、
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、
前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。 Applied to variable capacity compressors inserted together with radiators, expanders and evaporators in the circulation path where refrigerant circulates to form the refrigeration cycle of the air conditioning system, and adjust the control pressure to bring the suction pressure closer to the target suction pressure In the capacity control system to
External information detection means for detecting one or more external information;
Target suction pressure setting means for setting the target suction pressure based on external information detected by the external information detection means;
A displacement control valve having a solenoid for adjusting the control pressure;
Suction pressure estimating means for calculating an estimated suction pressure that is an estimated value of the suction pressure when it is assumed that the discharge capacity of the variable capacity compressor is maximum based on the external information detected by the external information detecting means. When,
Based on the target suction pressure set by the target suction pressure setting means and the estimated suction pressure calculated by the suction pressure estimation means, a control current supplied to the solenoid of the capacity control valve or a parameter related to the control current And a control current adjusting means for adjusting
The control current adjusting means is
Including a threshold setting means for setting a threshold based on the target suction pressure;
When the threshold value is lower than the estimated suction pressure, the control current or the control current supplied to the solenoid is compared with the control current necessary for the suction pressure to reach the threshold value or a parameter related to the control current. variable displacement compressor capacity control system you wherein reducing the parameters related to.
1つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
前記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、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、
前記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、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、
前記目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力に基づいて、前記容量制御弁のソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備し、
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、
前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、
前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。 Applied to variable capacity compressors inserted together with radiators, expanders and evaporators in the circulation path where refrigerant circulates to form the refrigeration cycle of the air conditioning system, and adjust the control pressure to bring the suction pressure closer to the target suction pressure In the capacity control system to
External information detection means for detecting one or more external information;
Target suction pressure setting means for setting the target suction pressure based on external information detected by the external information detection means;
A displacement control valve having a solenoid for adjusting the control pressure;
Suction pressure estimating means for calculating an estimated suction pressure that is an estimated value of the suction pressure when it is assumed that the discharge capacity of the variable capacity compressor is maximum based on the external information detected by the external information detecting means. When,
Based on the target suction pressure set by the target suction pressure setting means and the estimated suction pressure calculated by the suction pressure estimation means, a control current supplied to the solenoid of the capacity control valve or a parameter related to the control current And a control current adjusting means for adjusting
The control current adjusting means is
Threshold setting means for setting a threshold based on the target suction pressure;
Index setting means for setting an index based on the estimated suction pressure,
When the threshold value is lower than the index, the control current supplied to the solenoid or the control current is related to the control current required for the suction pressure to reach the threshold or the parameter related to the control current. variable displacement compressor capacity control system characterized in that to reduce the parameters to be.
前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する
ことを特徴とする請求項3に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The threshold is one of an upper limit value and a lower limit value of the variation range of the target suction pressure,
4. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 3 , wherein a difference between the target suction pressure and the threshold value changes in accordance with a magnitude of the target suction pressure.
前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
ことを特徴とする請求項6に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The external information detection means has a rotation speed detection means for detecting a physical quantity related to the rotation speed of the variable capacity compressor,
The control current adjusting means is a control current supplied to the solenoid so that a discharge capacity of the variable capacity compressor becomes smaller than a maximum when a physical quantity detected by the rotation speed detecting means is a predetermined value or more. 7. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 6 , wherein a parameter related to the control current is limited.
前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
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。 The external information detection means has a heat load detection means for detecting a heat load of the evaporator,
The control current adjusting means is arranged so that when the heat load of the evaporator detected by the heat load detecting means is equal to or greater than a predetermined value, the discharge capacity of the variable capacity compressor is made smaller than the maximum. 8. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 7 , wherein a control current to be supplied or a parameter related to the control current is limited.
前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、
前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、
前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、
前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、
前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する
ことを特徴とする請求項9に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The external information detecting means is
A discharge pressure detecting means for detecting a discharge pressure which is a pressure of the refrigerant in any part of a discharge pressure region of the refrigeration cycle;
Thermal load detection means for detecting the thermal load of the evaporator;
Superheat degree detection means for detecting the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
A rotational speed detection means for detecting a physical quantity corresponding to the rotational speed of the variable capacity compressor,
The suction pressure estimating means includes the discharge pressure detected by the discharge pressure detecting means, the heat load of the evaporator detected by the thermal load detecting means, and the refrigerant detected by the superheat degree detecting means. The estimated suction pressure is calculated using an empirical formula indicating a relationship between a superheat degree, a physical quantity related to the rotational speed of the variable capacity compressor detected by the rotational speed detection means, and the suction pressure. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 9 .
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する
ことを特徴とする請求項10に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The expander is a temperature automatic expansion valve that adjusts the flow rate of the refrigerant based on the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator;
The superheat degree detecting means includes means for detecting the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator or a physical quantity related to the temperature, and an expander inlet for detecting the pressure of the refrigerant at the inlet of the expander. Pressure sensing means,
The superheat degree detection means detects the superheat degree based on the temperature of the refrigerant at the outlet of the evaporator or a physical quantity related to the temperature and the pressure of the refrigerant at the inlet of the expander. The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 10 , wherein the capacity control system is a variable capacity compressor.
前記熱負荷検知手段は、
外気温度を検知するための外気温度センサと、
前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段と
を少なくとも含む
ことを特徴とする請求項10に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The air conditioning system is applied to a vehicle,
The thermal load detecting means is
An outside temperature sensor for detecting the outside temperature;
The capacity control system for a variable capacity compressor according to claim 10 , further comprising at least an evaporator fan voltage detecting means for detecting a voltage applied to a fan for the evaporator.
前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づくように前記目標吸入圧力を設定する
ことを特徴とする請求項1乃至12の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The external information detection means includes an evaporator target outlet temperature setting means for setting an evaporator target outlet air temperature that is a target of the temperature of the air flow immediately after passing through the evaporator,
The target suction pressure estimating means sets the target suction pressure so that the temperature of the air flow immediately after passing through the evaporator approaches the evaporator target outlet air temperature set by the evaporator target outlet temperature setting means. The capacity control system of a variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 12 .
前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、
前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する
ことを特徴とする請求項1乃至13の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The capacity control valve receives the discharge pressure when the pressure of the refrigerant in any part of the discharge pressure region of the refrigeration cycle is a discharge pressure, and the suction pressure in a direction opposite to the discharge pressure. And a valve body capable of opening and closing a valve hole in response to one of the control pressures and the electromagnetic force of the solenoid, and changing the control pressure by opening and closing the valve hole to change the capacity of the variable capacity compressor Is adjustable,
The external information detection means includes discharge pressure detection means for detecting the discharge pressure,
The control current adjusting means is configured to obtain a control current necessary for the suction pressure to reach the target suction pressure or the control current based on the discharge pressure detected by the discharge pressure detection means and the target suction pressure. The related parameter is calculated, The capacity control system of the variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 13 .
内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが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運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、
前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、
前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、
前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている
ことを特徴とする請求項1乃至14の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。 The variable capacity compressor is:
A housing in which a discharge chamber, a crank 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 swash plate element that converts rotation of the drive shaft into reciprocating motion of the piston;
An air supply passage communicating the discharge chamber and the crank chamber;
A bleed passage for communicating the suction chamber and the crank chamber;
Said displacement control valve, the air supply passage and a displacement control system for a variable capacity compressor according to any one of claims 1 to 14, characterized in that it is inserted in one of the bleed passage.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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