KR102226722B1 - 가변 용량 압축기용 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

가변 용량 압축기의 제어 정밀도 향상을 간이한 구조로 실현한다. 제어 밸브(1)는, 보디(5)에 조립된 솔레노이드(4)와, 솔레노이드(4)의 통전 제어에 참조되는 소정의 냉매 압력을 검출하는 압력 센서(8)를 구비한다. 솔레노이드(4)는, 보디(5)와 축선 방향으로 일체로 조립된 솔레노이드 보디; 솔레노이드 보디에 유지되고, 내방에 작동 공간이 형성되는 전자 코일(54); 전자 코일(54)과 동축 형태로 솔레노이드 보디에 고정된 코어(46); 작동 공간에서 축선 방향으로 변위 가능하게 지지되는 플런저(50); 및 전자 코일(54)에 연결되고, 솔레노이드 보디의 보디(5)와는 반대측으로부터 인출되는 전원 라인을 포함한다. 압력 센서(8)는, 냉매 압력을 감지하여 변위하는 감압부와, 감압부의 변위에 따른 검출 신호를 출력하는 출력 라인을 포함하고, 전자 코일(54)에 대해 보디(5)와는 반대측에 배치되어 있다.

Description

가변 용량 압축기용 제어 밸브{CONTROL VALVE FOR VARIABLE DISPLACEMENT COMPRESSOR}

본 발명은, 가변 용량 압축기의 토출 용량을 제어하는 제어 밸브에 관한 것이다.

자동차용 공조 장치는 일반적으로, 압축기, 응축기, 팽창 장치, 증발기 등을 냉동 사이클에 배치하여 구성된다. 압축기로서는 엔진의 회전수에 상관없이 일정한 냉방 능력이 유지되도록 냉매의 토출 용량을 가변할 수 있는 가변 용량 압축기("압축기"로 약칭하는 경우도 있다)가 사용되고 있다. 이 압축기는 엔진에 의해 구동되는 회전축에 장착된 요동판에 압축용 피스톤이 연결되고, 요동판의 각도를 변화시켜 피스톤의 스트로크를 변화시키는 것에 의해 냉매의 토출량을 조정한다. 요동판의 각도는 밀폐된 제어실 내에 토출 냉매의 일부를 도입하고, 피스톤의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 변화된다. 이 제어실 내의 압력(이하 "제어 압력"이라 한다)(Pc)은, 압축기의 토출실과 제어실 사이, 또는 제어실과 흡입실 사이에 마련된 제어 밸브에 의해 조정된다.

이와 같은 제어 밸브는 예를 들면 압축기 내의 소정의 2점 사이의 차압이 설정 차압이 되도록 제어하는 것, 소정의 압력이 설정 압력이 되도록 제어하는 것 등, 다양한 제어 방식의 것이 있고, 구동부로서 솔레노이드를 구비하는 것이 많다. 어느 방식의 제어 밸브도, 솔레노이드의 구동력을 밸브체에 전달하는 기구, 그 구동력에 대한 대항력을 발생시키는 스프링 등을 구비한다. 상기 설정 차압이나 설정 압력은 기계적으로는 스프링의 하중에 의해 설정되지만, 솔레노이드에 대한 공급 전류값의 변경에 의해 전기적으로 변경할 수 있다.

이와 같은 제어 밸브는 외부 제어 장치의 제어 지령에 따라 동작한다. 이 제어 장치는, 예를 들면 차량의 엔진 회전수, 차량 실내외의 온도, 증발기가 내뿜는 공기 온도 등, 각종 센서에서 검출된 소정의 외부 정보에 기초하여 상기 설정 차압이나 설정 압력을 결정한다. 그리고 이들을 유지하기 위한 구동력이 얻어지도록 제어 밸브에 대한 통전 제어를 한다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이때, 냉매 압력이 변동해도 공급 전류값에 대응한 설정 차압이나 설정 압력이 유지되도록, 밸브 기구가 자율적으로 동작한다.

일본 특허공개공보 2001-107854호 공보

이와 같은 제어의 정밀도를 높이기 위해, 예를 들면 설정 차압이나 설정 압력을 목표값으로 한 피드백 제어를 하는 것도 있다. 압축기에는 피드백 제어의 대상이 되는 압력을 검출하는 압력 센서가 배치된다. 하지만, 이와 같이 압력 센서를 추가적으로 마련하면, 압축기에 있어서 그 압력 센서를 장착하기 위한 장착 구멍의 증가, 그에 따르는 냉매의 누설 부위의 증가, 그 누설 부위를 실링하기 위한 실링 구조의 증가 등으로 연결된다. 그 결과, 압축기의 대형화나 제조 비용의 증대 등을 초래하는 문제가 있었다.

본 발명의 일 목적은, 가변 용량 압축기의 제어 정밀도 향상을 간단한 구조로 실현하는 것에 있다.

본 발명의 일 실시예는 가변 용량 압축기에 마련된 장착 구멍에 삽입되도록 하여 조립되고, 압축기가 토출하는 냉매의 토출 용량을 제어하기 위한 제어 밸브이다. 이 제어 밸브는, 냉매의 유통로와 그 유통로에 마련된 밸브 구멍을 구비하는 밸브 보디; 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체; 밸브 보디에 조립되고, 공급 전류에 상응한 축선 방향의 구동력을 밸브체에 부여하기 위한 솔레노이드; 및 솔레노이드의 통전 제어에 참조되는 소정의 냉매 압력을 검출하는 압력 센서를 구비한다.

솔레노이드는 밸브 보디와 축선 방향으로 일체로 조립된 솔레노이드 보디; 솔레노이드 보디에 유지되고, 내방에 작동 공간이 형성되는 전자 코일; 전자 코일과 동축 형태로 솔레노이드 보디에 고정된 코어; 작동 공간에서 축선 방향으로 변위 가능하게 지지되는 플런저; 및 전자 코일에 연결되고, 솔레노이드 보디의 밸브 보디와는 반대측으로부터 인출되는 전원 라인을 포함한다. 압력 센서는, 냉매 압력을 감지하여 변위하는 감압부와, 감압부의 변위에 따른 검출 신호를 출력하는 출력 라인을 포함하고, 전자 코일에 대해 밸브 보디와는 반대측에 배치되어 있다.

이 실시예에 따른 제어 밸브는 그 선단측(즉, 밸브 보디의 선단측)로부터 압축기의 장착 구멍에 삽입되는 것이기 때문에 그 후단측(즉, 솔레노이드 보디의 후단측)에 압력 센서가 일체로 마련된다. 또한, 솔레노이드의 전원 라인과 압력 센서의 출력 라인이, 솔레노이드 보디측에 집결된다. 이 때문에 압축기에는 이들의 제어 밸브 및 압력 센서를 장착하기 위해 공용의 장착 구멍을 마련하면 된다. 즉, 압축기의 제어 정밀도 향상을 간이한 구조로 실현할 수 있다.

본 발명에 의하면, 가변 용량 압축기의 제어 정밀도 향상을 간이한 구조로 실현할 수 있다.

도 1은 제1실시예에 따른 제어 밸브가 적용되는 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 제어 밸브 및 그 주변의 전기적 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 압축기를 중심으로 하여 냉동 사이클을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 제1실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 A부 확대도이다.
도 6은 제2실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 제3실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 제4실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9는 제5실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 10은 변형예에 따른 제어 밸브 및 그 주변의 전기적 구성을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시예를, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 도시한 상태를 기준으로 각 구조의 위치 관계를 표현하는 경우가 있다.

[제1실시예]

도 1은 제1실시예에 따른 제어 밸브가 적용되는 시스템을 나타내는 도면이다.

제어 밸브(1)는 차량 제어 시스템의 일부인 에어컨 시스템에 적용된다. 이 차량 제어 시스템에는 각 시스템 계통을 제어하기 위한 복수 전자 제어 장치(이하 "ECU"로 표기한다)가 차량에 탑재된 네트워크를 통해 접속되어 있다. 도시한 바와 같이, 엔진을 제어하는 엔진 ECU(101), 브레이크 장치를 제어하는 브레이크 ECU(103), 에어컨을 제어하는 에어컨 ECU(105) 등이 통신 라인(L1)을 통해 접속되어 있다. 에어컨 ECU(105)는 에어컨 시스템을 구성하는 각 기기의 제어부와 통신 라인(L2)을 통해 접속되어 있다.

본 실시예에서는 메인 네트워크의 통신 라인(L1)을 CAN 버스로 하고, 서브 네트워크의 통신 라인(L2)을 LIN 버스로 하고 있다. 즉, 메인 네트워크의 통신 프로토콜로서 CAN(Controller Area Network)이 채용되고, 서브 네트워크의 통신 프로토콜로서 LIN(Local Interconnect Network)이 채용되어 있다. 에어컨 ECU(105)는, LIN 버스에 접속된 마스터 노드로서 동작한다. 한편, 제어 밸브(1)는, LIN 버스에 접속된 슬레이브 노드로서 동작한다. 한편, 변형예에 있어서는, 메인 네트워크 및 서브 네트워크 모두에 CAN을 채용해도 좋다. 혹은, 메인 네트워크 및 서브 네트워크 중의 적어도 하나에, CAN이나 LIN 이외의 통신 프로토콜을 채용해도 좋다.

에어컨 시스템의 냉동 사이클에는, 순환하는 냉매를 압축하는 압축기(100), 압축된 냉매를 응축하는 응축기(111), 응축된 냉매를 교축 팽창시켜 안개 상태로 하여 송출하는 팽창 밸브(113), 그 안개 상태의 냉매를 증발시켜 그 증발 잠열에 의해 차량 실내의 공기를 냉각하는 증발기(115) 등이 마련되어 있다. 압축기(100)는 가변 용량 압축기이다. 제어 밸브(1)는, 솔레노이드 구동식 전자 밸브이며, 에어컨 ECU(105)의 지령에 따라 압축기(100)의 토출 용량을 제어한다.

에어컨 ECU(105)는, 엔진 회전수, 차량 실내외의 온도, 증발기(115)의 토출 공기 온도 등, 각종 센서에서 검출된 소정의 외부 정보에 기초하여 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)의 목표값(설정 압력(Pset))을 결정한다. 그리고, 그 설정 압력(Pset)을 나타내는 정보를 지령 신호로서 제어 밸브(1)에 출력한다. 제어 밸브(1)는, 그 지령 신호를 받으면, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)으로 유지되도록 솔레노이드의 통전 제어를 실행한다. 이 통전 제어는, 후술하는 피드백 제어에 의해 이루어진다. 에어컨 ECU(105)는, 또한, 차량의 가속시나 등판 주행시 등의 엔진의 고부하 상태에 있어서 엔진 ECU(101)로부터 압축기(100)의 부하 토크 저감 요구가 있으면, 그 취지를 나타내는 지령 신호를 제어 밸브(1)에 출력한다. 제어 밸브(1)는, 그 지령 신호를 받으면, 솔레노이드에 대한 통전을 차단 또는 소정의 하한값으로 억제하고, 압축기(100)를 최소 용량 운전으로 이행시킨다.

도 2는, 제어 밸브(1) 및 그 주변의 전기적 구성을 나타내는 모식도이다.

제어 밸브(1)의 제어 장치는, 회로 기판(121)에 제어부나 통신부로서 기능하는 각종 회로를 실장하여 구성된다. 이 제어 장치는, 마이크로 컴퓨터(123)를 중심으로 구성되고, 전원 회로(125), 통신 회로(127)(트랜시버), 구동 회로(129)를 포함한다. 마이크로 컴퓨터(123)는 "제어부"로서 기능하고, 통신 회로(127)는 "통신부"로서 기능한다. 회로 기판(121)에는, 흡입 압력(Ps)을 검출하기 위한 압력 센서(8)도 배치된다.

전원 회로(125)는, 에어컨 ECU(105)를 통해 공급되는 전원 전압을, 마이크로 컴퓨터(123), 통신 회로(127), 구동 회로(129) 및 압력 센서(8)에 공급한다. 솔레노이드(4)에 대한 전원 공급도 전원 회로(125)를 통해 이루어진다. 즉, 솔레노이드(4)의 전원 라인(55) 및 그라운드 라인(57)이, 구동 회로(129)를 통해 마이크로 컴퓨터(123)에 접속되어 있다. 전원 회로(125)로부터의 전력은, 마이크로 컴퓨터(123)를 통해 구동 회로(129) 나아가서는 솔레노이드(4)에 공급된다. 압력 센서(8)의 검출 신호는, 출력 라인(59)을 통해 마이크로 컴퓨터(123)에 입력된다.

마이크로 컴퓨터(123)는, 각종 연산 처리를 실행하는 CPU, 제어 프로그램 등을 저장하는 ROM, 데이터 저장이나 프로그램 실행을 위한 워크 에리어로서 이용되는 RAM, 전원 차단 후에도 기억 내용을 유지하는 비휘발성 메모리(EEPROM 등), 입출력 인터페이스 등을 구비한다.

통신 회로(127)는, LIN 트랜시버로서 구성되고, 에어컨 ECU(105)로부터의 지령 신호를 수신하여 마이크로 컴퓨터(123)에 전송한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(123)로부터의 출력 신호를 에어컨 ECU(105)를 향해 송신한다. 구동 회로(129)는, 마이크로 컴퓨터(123)로부터의 지령에 따라, 솔레노이드(4)의 전자 코일에 대해 듀티 제어된 구동 신호를 출력한다.

마이크로 컴퓨터(123)는, 통신 회로(127)를 통해 수신한 제어 지령에 따라 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키기 위한 제어량(솔레노이드(4)에 대한 공급 전류의 듀티비)을 연산하고, 이를 실현하기 위한 구동 지령(구동 펄스)을 구동 회로(129)에 출력한다. 구동 회로(129)는, 그 구동 지령에 따라, 솔레노이드(4)에 대해 듀티 제어된 구동 전류(전류 펄스)를 공급한다.

본 실시예에서는, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키기 위해 피드백 제어를 실행한다. 즉, 에어컨 ECU(105)로부터는 차량 제어 상태에 따른 최적의 설정 압력(Pset)을 나타내는 정보가 제어 지령으로서 전송된다. 마이크로 컴퓨터(123)는, 이 제어 지령을 수신하는 한편, 압력 센서(8)에 의해 검출된 실제의 흡입 압력(Ps)의 정보를 취득한다. 그리고, 검출된 흡입 압력(Ps)과 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하여 듀티비를 연산하고, 듀티 제어된 구동 신호를 출력한다.

본 실시예에서는 도시한 바와 같이, 에어컨 ECU(105)로부터 전원 라인(VCC), 그라운드 라인(GND) 및 통신 라인(L2)이 연장되어 있고, 회로 기판(121)의 전원 단자(72a), 그라운드 단자(72b), 통신 단자(72c)와 각각 접속되어 있다. 회로 기판(121) 상의 각 회로의 그라운드 라인(GND)은 그라운드 단자(72b)에 접속되어 있다.

도 3은, 압축기(100)를 중심으로 하여 냉동 사이클을 개략적으로 나타내는 도면이다.

압축기(100)는, 그 하우징 내에 냉매를 압축하기 위한 기구 이외에, 냉매의 토출 용량을 제어하는 제어 밸브(1)와, 토출 냉매의 역류를 방지하는 토출 밸브(160)를 구비한다.

압축기(100)의 하우징은, 실린더 블록(102)과, 실린더 블록(102)의 앞단측에 접합된 프론트 하우징(104)과, 실린더 블록(102)의 후단측에 접합된 리어 하우징(106)을 조립하여 구성된다. 실린더 블록(102)과 리어 하우징(106) 사이에는 밸브 플레이트(108)가 개재되어 있다. 실린더 블록(102)은, 그 축선 둘레에 복수의 실린더(110)를 구비한다. 실린더 블록(102)과 프론트 하우징(104)에 둘러싸인 공간에 크랭크실(112)이 형성되어 있다. 한편, 본 실시예에서는 크랭크실(112)이 "제어실"에 해당하지만, 변형예에 있어서는 크랭크실내 또는 크랭크실외에 별도로 마련된 압력실을 "제어실"로 해도 좋다.

리어 하우징(106)의 내부에 흡입실(114), 토출실(116) 및 장착 구멍(118)이 구획 형성되어 있다. 리어 하우징(106)에는, 또한, 증발기(115)측으로부터 흡입실(114)에 냉매를 도입하는 냉매 입구(120), 토출실(116)로부터 응축기(111)측으로 토출 냉매를 도출하는 냉매 출구(122), 흡입실(114)과 장착 구멍(118)을 연통시키는 연통로(124), 크랭크실(112)과 장착 구멍(118)을 연통시키는 연통로(126), 토출실(116)과 장착 구멍(118)을 연통시키는 연통로(128)가 마련되어 있다.

크랭크실(112)에는, 그 중심을 관통하도록 회전축(130)이 배치되어 있다. 회전축(130)은, 실린더 블록(102)에 마련된 베어링(132)과, 프론트 하우징(104)에 마련된 베어링(134)에 의해 회전 자유롭게 지지되어 있다. 회전축(130)에는 래그 플레이트(136)가 고정되어 있고, 래그 플레이트(136)에 돌출되게 마련된 지지 아암(138) 등을 통해 경사판(140)("요동판"에 해당)이 지지되어 있다.

경사판(140)은, 회전축(130)의 축선에 대해 경동 가능하게 되어 있고, 복수의 실린더(110)에 슬라이딩 자유롭게 배치된 피스톤(142)에 슈(144)를 통해 연결되어 있다. 회전축(130)은, 그 전단 부분이 프론트 하우징(104)을 관통하여 외부로 연장되어 있고, 그 선단 부분에는 브래킷(146)이 나사 결합되어 있다. 또한, 회전축(130)과 프론트 하우징(104)의 전단 부분의 틈을 외측에서 실링하도록 립씰(148)이 마련되어 있다. 립씰(148)은, 회전축(130)의 둘레면에 슬라이딩 접촉하면서, 그 둘레면에 따른 냉매 가스의 누설을 방지하고 있다.

프론트 하우징(104) 앞단 부분에는 베어링(150)이 마련되고, 풀리(152)가 회전 자유롭게 지지되어 있다. 풀리(152)는, 엔진의 구동력을 브래킷(146)을 통해 회전축(130)에 전달한다.

흡입실(114)은, 밸브 플레이트(108)에 마련된 흡입용 릴리프 밸브(154)를 통해 실린더(110)에 연통되는 한편, 냉매 입구(120)를 통해 증발기(115)의 출구에도 연통되어 있다. 토출실(116)은, 밸브 플레이트(108)에 마련된 토출용 릴리프 밸브(156)를 통해 실린더(110)에 연통되는 한편, 냉매 출구(122)를 통해 응축기(111)의 입구에도 연통되어 있다. 한편, 크랭크실(112)과 흡입실(114)을 연통하는 도시하지 않는 냉매 통로에는, 단면적이 고정된 오리피스가 배치되어 있고, 크랭크실(112)로부터 흡입실(114)로 미리 설정한 최저 유량의 냉매의 흐름을 허용하고, 압축기(100)에 있어서의 냉매의 내부 순환을 확보하고 있다.

경사판(140)의 각도는, 크랭크실(112) 내에서 그 경사판(140)을 바이어싱하는 스프링(157, 158)의 하중이나, 경사판(140)에 연결되는 피스톤(142)의 양면에 가해지는 압력에 의한 하중 등이 균형된 위치에 유지된다. 이 경사판(140)의 각도는, 크랭크실(112) 내에 토출 냉매의 일부를 도입하여 제어 압력(Pc)을 변화시키고, 피스톤(142)의 양면에 가해지는 압력의 균형을 변화시키는 것에 의해 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이 경사판(140)의 각도 변화에 의해 피스톤(142)의 스트로크를 바꾸는 것에 의해, 냉매의 토출 용량이 조정된다. 크랭크실(112) 내의 압력은, 제어 밸브(1)에 의해 제어된다.

토출 밸브(160)는, 리어 하우징(106)에 있어서의 토출실(116)과 냉매 출구(122) 사이에 배치되어 있다. 토출 밸브(160)는, 압축기(100)의 토출 냉매의 순방향의 흐름을 허용하고, 역방향의 흐름을 차단하는 "역지 밸브"로서 기능한다. 토출 밸브(160)의 상류측에는 고정 오리피스(117)가 마련되어 있다. 고정 오리피스(117)의 전후에는, 그 상류측 압력인 제1토출 압력(Pd1)과, 하류측 압력인 제2토출 압력(Pd2)의 차압(Pd1-Pd2)이 발생한다. 제1토출 압력(Pd1)은, 토출실(116)의 압력과 동일하다. 압축기(100)의 토출 유량을 일정하게 제어하는 유량 제어가 이루어지는 경우, 이 차압(Pd1-Pd2)을 제어 밸브(1)가 감지하도록 해도 좋다. 다만, 고정 오리피스(117)에 의한 압력 손실은 냉동 사이클 전체적으로 보면 사실상 무시할 수 있는 정도이며, 제1토출 압력(Pd1)과 제2토출 압력(Pd2)에는 큰 차이가 없다. 이 때문에, 이하의 설명에서는 이들을 특히 구별하지 않는 한 "토출 압력(Pd)"으로 총칭한다.

이상과 같이 구성된 압축기(100)는, 증발기(115)측으로부터 흡입실(114)에 도입된 냉매 가스를 실린더(110)에 도입하여 압축하고, 토출실(116)로부터 응축기(111)측으로 고온 고압의 냉매를 토출한다. 그 토출 냉매의 일부는, 제어 밸브(1)를 통해 크랭크실(112) 내에 도입되고, 압축기(100)의 용량 제어에 제공된다.

도 4는, 제1실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다.

제어 밸브(1)는, 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)을 설정 압력으로 유지하도록, 토출실(116)로부터 크랭크실(112)에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 Ps 제어 밸브로서 구성되어 있다. 제어 밸브(1)는, 밸브 유닛(2), 솔레노이드(4), 및 제어 유닛(6)을 조립하여 구성된다. 제어 유닛(6)은 압력 센서(8)를 포함하고, 솔레노이드(4)와 일체로 마련되어 있다.

밸브 유닛(2)은, 압축기(100)의 운전시에 토출 냉매의 일부를 크랭크실(112)에 도입하기 위한 메인 밸브와, 압축기(100)의 기동시에 크랭크실(112)의 냉매를 흡입실(114)로 풀어주기 위한 서브 밸브(이른바 블리드 밸브)를 포함한다. 솔레노이드(4)는, 메인 밸브를 개폐 방향으로 구동하여 그 개도를 조정하여, 크랭크실(112)에 도입하는 냉매 유량을 제어한다. 밸브 유닛(2)은, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(5)("밸브 보디"로서 기능한다), 보디(5)의 내부에 마련된 메인 밸브 및 서브 밸브 등을 구비하고 있다.

보디(5)에는, 그 상단측에서부터 포트(12, 14, 16)가 마련되어 있다. 포트(12)는 "흡입실 연통 포트"로서 기능하고, 흡입실(114)에 연통한다. 포트(14)는 "제어실 연통 포트"로서 기능하고, 크랭크실(112)에 연통한다. 포트(16)는 "토출실 연통 포트"로서 기능하고, 토출실(116)에 연통한다.

보디(5) 내에는, 포트(16)와 포트(14)를 연통시키는 메인 통로와, 포트(14)와 포트(12)를 연통시키는 서브 통로가 형성되어 있다. 메인 통로에 메인 밸브가 마련되고, 서브 통로에는 서브 밸브가 마련된다. 즉, 제어 밸브(1)는, 일단측에서부터 서브 밸브, 메인 밸브, 솔레노이드(4), 제어 유닛(6)이 차례로 배치된 구성을 구비한다. 메인 통로에는 메인 밸브 구멍(20)과 메인 밸브 시트(22)가 마련되어 있다. 서브 통로에는 서브 밸브 구멍(32)과 서브 밸브 시트(34)가 마련되어 있다.

포트(12)는, 보디(5)의 상부에 구획된 작동실(23)과 흡입실(114)을 연통시킨다. 포트(16)는, 토출실(116)로부터 토출 압력(Pd)의 냉매를 도입한다. 포트(16)와 메인 밸브 구멍(20) 사이에는 메인 밸브실(24)이 마련되고, 메인 밸브가 배치되어 있다. 포트(14)는, 압축기(100)의 정상 동작시에 메인 밸브를 경유하여 제어 압력(Pc)이 된 냉매를 크랭크실(112)을 향해 도출하는 한편, 압축기(100)의 기동시에는 크랭크실(112)로부터 배출된 제어 압력(Pc)의 냉매를 도입한다. 포트(14)와 메인 밸브 구멍(20) 사이에는 서브 밸브실(26)이 마련되고, 서브 밸브가 배치되어 있다. 포트(12)는, 압축기(100)의 정상 동작시에 흡입 압력(Ps)의 냉매를 도입하는 한편, 압축기(100)의 기동시에는 서브 밸브를 경유하여 흡입 압력(Ps)이 된 냉매를 흡입실(114)을 향해 도출한다.

포트(14, 16)에는, 원통 형상의 필터 부재(15, 17)가 각각 장착되어 있다. 필터 부재(15, 17)는, 보디(5)의 내부로의 이물의 침입을 억제하기 위한 메쉬를 포함한다. 메인 밸브의 밸브 개방시에는 필터 부재(17)가 포트(16)로의 이물의 침입을 규제하고, 서브 밸브의 밸브 개방시에는 필터 부재(15)가 포트(14)로의 이물의 침입을 규제한다.

메인 밸브실(24)과 서브 밸브실(26) 사이에 메인 밸브 구멍(20)이 마련되고, 그 하단 개구 단부에 메인 밸브 시트(22)가 형성되어 있다. 포트(14)와 작동실(23) 사이에는 가이드 구멍(25)이 마련되어 있다. 보디(5)의 하부(메인 밸브실(24)의 메인 밸브 구멍(20)과는 반대측)에는 가이드 구멍(27)이 마련되어 있다. 가이드 구멍(27)에는, 단차를 갖는 원통 형상의 밸브 구동체(29)가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다.

밸브 구동체(29)의 상반부가 지름이 축소되어, 메인 밸브 구멍(20)을 관통하면서 내외를 구획하는 구획부(33)로 되어 있다. 밸브 구동체(29)의 중간부에 형성된 단차부가, 메인 밸브 시트(22)에 탈착하여 메인 밸브를 개폐하는 메인 밸브체(30)로 되어 있다. 메인 밸브체(30)가 메인 밸브실(24)측에서 메인 밸브 시트(22)에 탈착하는 것에 의해 메인 밸브를 개폐하여, 토출실(116)로부터 크랭크실(112)로 흐르는 냉매 유량을 조정한다. 구획부(33)의 상부가 상방을 향해 테이퍼 형태로 지름이 확대되고, 그 상단 개구부에 서브 밸브 시트(34)가 구성되어 있다. 서브 밸브 시트(34)는, 밸브 구동체(29)와 함께 변위하는 가동 밸브 시트로서 기능한다. 한편, 본 실시예에서는, 밸브 구동체(29)와 메인 밸브체(30)를 구별하고 있지만, 밸브 구동체(29)를 "메인 밸브체"로 간주해도 좋다.

한편, 가이드 구멍(25)에는, 원통 형상의 서브 밸브체(36)가 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 서브 밸브체(36)의 내부 통로가 서브 밸브 구멍(32)으로 되어 있다. 이 내부 통로는, 서브 밸브의 개방에 의해 서브 밸브실(26)과 작동실(23)을 연통시킨다. 서브 밸브체(36)와 서브 밸브 시트(34)는 축선 방향으로 대향 배치되어 있다. 서브 밸브체(36)가 서브 밸브실(26)에서 서브 밸브 시트(34)에 탈착하는 것에 의해 서브 밸브를 개폐한다.

또한, 보디(5)의 축선을 따라 길게 형성된 작동 로드(38)가 마련되어 있다. 작동 로드(38)의 상단부는, 서브 밸브체(36)에 연결되어 있다. 작동 로드(38)의 하단부는, 솔레노이드(4)의 후술하는 플런저(50)에 연결되어 있다. 작동 로드(38)의 상반부는 밸브 구동체(29)를 관통하고, 그 상부가 지름이 축소되어 있다. 그 축경부에 서브 밸브체(36)가 고정되어 있다.

작동 로드(38)의 축선 방향 중간부에는 링 형상의 스프링 베어링(40)이 끼워져, 지지되어 있다. 밸브 구동체(29)와 스프링 베어링(40) 사이에는, 밸브 구동체(29)를 메인 밸브 및 서브 밸브의 폐쇄 방향으로 바이어싱하는 스프링(42)이 개재되어 있다. 메인 밸브의 제어시에는, 스프링(42)의 탄성력에 의해 밸브 구동체(29)와 스프링 베어링(40)이 팽팽하게 맞닿은 상태가 되어, 메인 밸브체(30)와 작동 로드(38)가 일체로 동작한다.

서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석하여 서브 밸브를 폐쇄하는 것에 의해, 크랭크실(112)로부터 흡입실(114)로의 냉매의 릴리프가 차단된다. 또한, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브를 개방하는 것에 의해, 크랭크실(112)로부터 흡입실(114)로의 냉매의 릴리프가 허용된다.

한편, 솔레노이드(4)는, 단차를 갖는 원통 형상의 코어(46)와, 코어(46)의 하단부에 조립된 저부를 갖는 원통 형상의 슬리브(48)와, 슬리브(48)에 수용되어 코어(46)와 축선 방향으로 대향 배치된 단차를 갖는 원통 형상의 플런저(50)와, 코어(46) 및 슬리브(48)에 외측으로 삽입된 원통 형상의 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취되어, 통전에 의해 자기 회로를 생성하는 전자 코일(54)과, 전자 코일(54)을 외방에서 덮도록 마련되는 원통 형상의 케이스(56)와, 케이스(56)의 하단 개구부를 밀봉하도록 마련된 단부 부재(58)와, 보빈(52)의 하방에서 단부 부재(58)에 매설된 칼라(60)를 구비한다. 칼라(60)는 자성 재료로 이루어지고, 코어(46) 및 케이스(56)와 함께 요크를 구성한다. 또한, 케이스(56) 및 단부 부재(58)가 "솔레노이드 보디"를 구성한다.

밸브 유닛(2)과 솔레노이드(4)는, 보디(5)의 하단부가 코어(46)의 상단 개구부에 압입되는 것에 의해 고정되어 있다. 코어(46)와 밸브 구동체(29) 사이에는 압력실(28)이 형성되어 있다. 한편, 코어(46)의 중앙을 축선 방향으로 관통하도록, 작동 로드(38)가 삽입되어 있다. 압력실(28)은, 밸브 구동체(29) 및 서브 밸브체(36)의 각각의 내부 통로를 통해 작동실(23)에 연통한다. 이 때문에, 압력실(28)에는 작동실(23)의 흡입 압력(Ps)이 도입된다. 이 흡입 압력(Ps)은, 작동 로드(38)와 코어(46)의 간격에 의해 형성되는 연통로(62)를 통해 슬리브(48)의 내부에도 인도된다.

코어(46)와 플런저(50) 사이에는, 양자를 서로 이격시키는 방향으로 바이어싱하는 스프링(44)("바이어싱 부재"로서 기능한다)이 개재되어 있다. 스프링(44)은, 솔레노이드(4)의 오프시에 메인 밸브를 개방시키는 이른바 오프 스프링으로서 기능한다. 작동 로드(38)는, 서브 밸브체(36) 및 플런저(50)의 각각에 대해 동축 형태로 접속되어 있다. 작동 로드(38)는, 그 상부가 서브 밸브체(36)에 압입되고, 하단부가 플런저(50)의 상부에 압입되어 있다. 이들의 작동 로드(38), 서브 밸브체(36) 및 플런저(50)는, 메인 밸브의 제어시에 있어서 밸브 구동체(29)와 일체로 변위하는 "가동 부재"를 구성한다.

작동 로드(38)는, 코어(46)와 플런저(50)의 흡인력인 솔레노이드력을, 메인 밸브체(30) 및 서브 밸브체(36)에 적절히 전달한다. 한편, 작동 로드(38)에는, 스프링(44)에 의한 하중이 솔레노이드력과 대항하도록 부하된다. 즉, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 솔레노이드력에 의해 조정된 힘이 메인 밸브체(30)에 작용하여, 메인 밸브의 개도를 적절하게 제어한다. 압축기(100)의 기동시에는, 솔레노이드력의 크기에 따라 작동 로드(38)가 스프링(44)의 바이어싱력에 저항하여 보디(5)에 대해 상대 변위하여, 메인 밸브를 폐쇄한 후에 서브 밸브체(36)를 밀어 올려 서브 밸브를 개방시킨다. 그에 의해 블리드 기능을 발휘시킨다.

슬리브(48)는 비자성 재료로 이루어지고, 단차를 갖는 원통 형상으로 되어 있다. 슬리브(48)의 상단부는 코어(46)의 하단부에 외측으로 삽입되어, 압입되어 있다. 슬리브(48)의 하부가 지름이 축소되어 있고, 압력 센서(8)에 대해 개방되어 있다.

플런저(50)의 측면에는 축선에 평행한 연통홈(66)이 마련되고, 플런저(50)의 하부에는 내외를 연통하는 연통 구멍(68)이 마련되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 도시된 바와 같이 플런저(50)가 하사점에 위치해도, 흡입 압력(Ps)이 플런저(50)와 슬리브(48)의 간격을 통해 배압실(70)에 인도되고, 나아가 압력 센서(8)에도 인도된다.

보빈(52)으로부터는 전자 코일(54)에 연결되는 전원 라인(55) 및 그라운드 라인(57)이 연장 돌출되어, 제어 유닛(6)의 회로 기판(121)(상세하게는 구동 회로(129))에 접속되어 있다. 회로 기판(121)으로부터는 상술한 전원 단자(72a), 그라운드 단자(72b) 및 통신 단자(72c)(이들을 총칭하여 "접속 단자(72)"라고도 한다)가 연장 돌출되어, 각각 단부 부재(58)를 관통하여 외부에 인출되어 있다.

단부 부재(58)는 단차를 갖는 원통 형상으로 되어 있고, 케이스(56)에 내포되는 솔레노이드(4) 내의 구조물 전체를 하방에서 덮도록 장착되어 있다. 단부 부재(58)는, 내식성을 갖는 수지재로 이루어지고, 그 수지재가 케이스(56)와 전자 코일(54)의 간격에도 개재하도록 마련되어 있다. 단부 부재(58)의 측부에 커넥터부(74)가 일체로 마련되고, 그 커넥터부(74)의 내방에 접속 단자(72)가 배치되어 있다. 단부 부재(58)의 내방에는 수용실(76)이 형성되고, 제어 유닛(6)이 수용되어 있다. 단부 부재(58)의 하단 개구부를 폐지하도록 커버 부재(78)가 장착되어 있다.

도 5는, 도 4의 A부 확대도이다.

제어 유닛(6)은, 회로 기판(121)에 압력 센서(8)나 상술한 각 회로를 실장하여 구성된다. 압력 센서(8)는, 단차를 갖는 원통 형상의 센서 보디(131)와, 센서 보디(131)의 중앙에 지지된 센서 모듈(133)을 구비한다. 센서 보디(131)는, 상측 보디(135)와 하측 보디(137)로 이루어지고, 이들의 사이에 회로 기판(121)(프린트 배선 기판)을 끼도록 조립된다. 센서 모듈(133)은, 상측 보디(135)의 내방에 마련되어 있다. 센서 보디(131) 및 회로 기판(121)에는, 센서 보디(131)의 축선을 따르는 관통로(139)가 마련되고, 그 관통로(139)를 횡단하도록 센서 모듈(133)이 배치되어 있다.

관통로(139)의 내방에 압력 공간이 형성되고, 센서 모듈(133)에 의해 제1압력실(143)과 제2압력실(145)로 구획되어 있다. 센서 모듈(133)은, 센서 소자(151)와 다이어프램(153) 사이에 보호재(155)를 충전하여 구성된 감압체(161)("감압부"로서 기능한다)를 구비한다. 다이어프램(153)은, 상측 보디(135)의 내방에 마련된 하우징(163)에 의해 지지되어 있다. 하우징(163)은, 단차를 갖는 원통 형상의 상측 하우징(165)과, 링 형상의 하측 하우징(167)으로 이루어진다. 다이어프램(153)은, 상측 하우징(165)과 하측 하우징(167) 사이에 외주 에지부가 끼워지도록 하여 지지되어 있다.

센서 소자(151)는, 압력을 감지하여 변위하는 두께가 얇은 수압부(171)와, 수압부(171)를 반경 방향 외측에서 지지하는 두께가 두꺼운 지지부(173)를 구비한다. 지지부(173)가 회로 기판(121)에 장착되어 있다. 센서 소자(151)는, 피에조 저항형 센서로서 구성되고, 수압부(171)에 스트레인 게이지 등의 복수의 저항 소자가 마련되고, 그 복수의 저항 소자에 의해 브릿지 회로가 구성되어 있다.

보호재(155)는, 불소계, 실리콘계의 고무 재료나 겔 재료로 이루어지고, 전기 절연성을 갖는다. 보호재(155)는, 센서 소자(151)의 수압부(171)를 상측에서 덮도록 충전되어, 수압부(171)의 상면에 노출하는 센서 회로를 보호한다. 다이어프램(153)이 수압하는 압력은, 보호재(155)를 통해서도 센서 소자(151)에 전달된다. 즉, 보호재(155)는, 압력을 전달하기 위한 전달재로서도 기능한다. 센서 소자(151)는, 제1압력실(143)과 제2압력실(145)의 차압에 따른 검출 신호를 출력한다. 센서 모듈(133)에 의한 검출 신호는, 출력 라인(59)을 통해 마이크로 컴퓨터(123)에 출력된다. 한편, 변형예에 있어서는, 보호재(155)(전달재)로서 오일 등의 비압축성 유체를 사용해도 좋다.

압력 센서(8)는, 슬리브(48)와 커버 부재(78) 사이에 축선 방향으로 끼워지도록 하여 지지되고, 단부 부재(58)(솔레노이드 보디)에 대해 고정된다. 슬리브(48)의 소경부와 상측 하우징(165) 사이에 O링(175)이 개재되고, 상측 하우징(165)과 상측 보디(135) 사이에 O링(177)이 개재되어 있다. 그에 의해, 배압실(70)에 도입된 냉매의 누설이 방지되어 있다.

센서 모듈(133)과 슬리브(48)에 둘러싸인 공간이 제1압력실(143)이 되고, 배압실(70)의 흡입 압력(Ps)이 감압체(161)의 상면에 부여된다. 한편, 제2압력실(145)은, 하측 보디(137)의 내방에 연통한다. 하측 보디(137)에는 내외를 연통시키는 연통 구멍(179)이 마련되어 있기 때문에, 제2압력실(145)은, 연통 구멍(179), 수용실(76), 커넥터부(74)의 내부 통로(181)를 통해 대기에 연통된다. 즉, 제2압력실(145)에는 대기압이 도입된다. 이 때문에, 압력 센서(8)는, 흡입 압력(Ps)과 대기압의 차압, 즉 흡입 압력(Ps)의 게이지압을 감지하게 된다. 한편, 변형예에 있어서는, 제2압력실(145)을 밀폐하여 진공 상태로 해도 좋다. 그에 의해, 압력 센서(8)는, 흡입 압력(Ps)의 절대압을 감지할 수 있다.

다음으로, 도 4를 참조하면서, 제어 밸브의 동작에 대해 설명한다.

본 실시예에서는, 솔레노이드(4)에 대한 통전 제어에 PWM(Pulse Width Modulation) 방식이 채용된다. PWM 제어는, 소정의 듀티비로 설정한 400Hz 정도의 펄스 전류를 공급하여 제어를 하는 것이며, 마이크로 컴퓨터(123)가 구동 회로(129)를 구동하는 것에 의해 실행된다. 구동 회로(129)는, 지정한 듀티비의 펄스 신호(펄스 전류)를 출력하는 PWM 출력부를 구비한다.

제어 밸브(1)에 있어서 솔레노이드(4)가 비통전(오프)일 때, 즉 에어컨 시스템이 동작하지 않고 있을 때에는, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않는다. 한편, 스프링(44)의 바이어싱력이, 플런저(50), 작동 로드(38) 및 서브 밸브체(36)를 통해 밸브 구동체(29)에 전달된다. 그 결과, 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(22)로부터 이격하여 메인 밸브가 전개 상태가 된다. 이 때, 서브 밸브는 폐쇄 상태를 유지한다.

한편, 에어컨 시스템의 기동시에 솔레노이드(4)의 전자 코일(54)에 기동 전류가 공급되면, 서브 밸브가 개방된다. 이 기동 전류는, 솔레노이드(4)의 정상 제어시의 전류("유지 전류"라고도 한다)보다 높다. 즉, 우선, 메인 밸브체(30)가 스프링(42)의 바이어싱력에 의해 밀어 올려져, 메인 밸브 시트(22)에 착석한다. 그에 의해, 메인 밸브가 폐쇄되어 크랭크실(112)로의 토출 냉매의 도입이 규제된다. 이 때, 솔레노이드력이 스프링(42)의 바이어싱력에 이기기 때문에, 메인 밸브의 폐쇄후에도 서브 밸브체(36)가 작동 로드(38)와 일체적으로 밀어 올려진다. 그 결과, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브가 개방되어, 블리드 기능이 효율적으로 발휘된다. 즉, 메인 밸브가 폐쇄되어 크랭크실(112)로의 토출 냉매의 도입을 규제한 후, 서브 밸브가 개방되어 크랭크실(112)의 냉매를 흡입실(114)로 신속하게 릴리프시킨다. 그 결과, 압축기를 신속하게 기동시킬 수 있다.

솔레노이드(4)의 정상 제어 시에 있어서, 상술한 피드백 제어가 실행된다. 즉, 마이크로 컴퓨터(123)는, 에어컨 ECU(105)로부터 수신한 제어 지령 정보(설정 압력(Pset)을 나타내는 정보)를 취득하는 한편, 압력 센서(8)에 의해 검출된 실제의 흡입 압력(Ps)의 정보를 취득한다. 그리고 검출된 흡입 압력(Ps)과 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하여 듀티비를 연산하고, 구동 지령을 구동 회로(129)에 출력한다. 구동 회로(129)는, 그 구동 지령에 따라, 솔레노이드(4)에 대해 듀티 제어된 구동 전류를 공급한다. 메인 밸브체(30)는, 스프링(44)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과, 밸브 폐쇄 방향의 솔레노이드력이 균형된 밸브 리프트 위치에서 정지한다. 그에 의해, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 접근시키는 또는 유지하는 제어를 고정밀도로 실현할 수 있다. 한편, 마이크로컴퓨터(123)는, 설정 압력(Pset)을 나타내는 정보를 에어컨 ECU(105)로부터 순차 수신해도 좋고, 에어컨 ECU(105)로부터 송신되지 않는 한, 그 이전에 수신한 설정 압력(Pset)을 사용해도 좋다. 마이크로 컴퓨터(123)는, 압력 센서(8)에 의한 검출 정보를 에어컨 ECU(105)에 송신해도 좋다.

이와 같은 정상 제어가 실행되고 있는 사이에 엔진의 부하가 커져, 에어컨 ECU(105)로부터 압축기(100)의 부하를 저감시키는 취지의 지령이 있은 경우, 마이크로 컴퓨터(123)는, 솔레노이드(4)에 대한 통전을 차단 또는 소정의 하한값으로 억제한다. 솔레노이드(4)에 대한 통전이 차단되면, 코어(46)와 플런저(50) 사이에 흡인력이 작용하지 않게 되기 때문에, 스프링(44)의 바이어싱력에 의해 메인 밸브체(30)가 메인 밸브 시트(22)로부터 이격하여, 메인 밸브가 전개 상태가 된다. 이 때, 기본적으로 서브 밸브체(36)는 서브 밸브 시트(34)에 착석하고 있기 때문에, 서브 밸브는 폐쇄 상태가 된다. 그에 의해, 토출실(116)로부터 포트(16)에 도입된 토출 압력(Pd)의 냉매는, 전개 상태의 메인 밸브를 통과하여, 포트(14)로부터 크랭크실(112)로 흐르게 된다. 따라서, 제어 압력(Pc)이 높아지고, 압축기(100)는 최소 용량 운전을 하게 된다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제어 밸브(1)가 선단측으로부터 압축기(100)의 장착 구멍(118)에 삽입되는 것이기 때문에, 후단측에 제어 유닛(6)이 일체로 마련된다. 또한, 제어 유닛(6)의 회로와 솔레노이드(4)의 회로가 회로 기판(121)에 집결되고, 후단측의 커넥터부(74)에 공용의 접속 단자(72)가 마련된다. 이 때문에, 압축기(100)에는, 제어 유닛(6)을 장착하기 위한 전용 장착 구멍을 별도로 마련할 필요가 없다. 그에 의해, 압축기(100)에 있어서의 냉매의 외부 누설 부위를 삭감할 수 있다. 제어 유닛(6)과 솔레노이드(4)의 커넥터부를 공용으로 했기 때문에, 제어 밸브(1)의 컴팩트화를 실현할 수 있고, 압축기(100)에 장착할 때의 커넥터의 장착 공수를 삭감할 수도 있다. 제어 유닛(6)에 통신 회로(127)를 마련했기 때문에, 제어 밸브(1)의 외부에 인출되는 단자수를 억제할 수도 있다. 그 결과, 압축기(100)의 제조 비용을 저감할 수 있다.

또한, 제어 유닛(6)이 압력 센서(8)의 출력을 사용한 피드백 제어를 실행하는 것에 의해, Ps 제어의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 에어컨 ECU(105)와 독립하여 제어 유닛(6)을 제어 밸브(1)에 마련하는 것으로 했기 때문에, 에어컨 ECU(105)와 제어 밸브(1) 사이의 전기적 외란이, 제어 유닛(6)의 제어에 주는 영향도 적다. 즉, 본 실시예에 의하면, 압축기(100)를 고정밀도로 제어하기 위한 구성을, 간이하면서도 저비용으로 실현할 수 있다.

[제2실시예]

도 6은, 제2실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 도 6에 있어서 제1실시예와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

본 실시예의 제어 밸브(201)는, 제1실시예의 제어 밸브(1)의 구성에 더하여, 흡입 압력(Ps)("피감지 압력"에 해당)을 자율적(기계적)으로 조정하기 위한 파워 엘리먼트(210)를 구비한다. 제어 밸브(201)는, 압축기(100)의 흡입 압력(Ps)을 설정 압력으로 유지하도록, 토출실(116)로부터 크랭크실(112)에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 이른바 Ps 감지 밸브로서 구성되어 있다. 제어 밸브(201)는, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(205)와 솔레노이드(4)를 축선 방향으로 일체로 조립하여 구성된다. 보디(205)의 상단 개구부를 폐쇄하도록 단부 부재(213)가 고정되어 있다. 제어 밸브(201)는, 일단측에서부터 파워 엘리먼트(210), 서브 밸브, 메인 밸브, 솔레노이드(4), 제어 유닛(6)이 차례로 배치되는 구성을 구비한다.

파워 엘리먼트(210)는, 작동실(23)에 배치되어 있다. 파워 엘리먼트(210)는, 흡입 압력(Ps)을 감지하여 변위하는 벨로우즈(245)를 포함한다. 파워 엘리먼트(210)의 내방에는, 벨로우즈(245)를 신장 방향(메인 밸브의 개방 방향)으로 바이어싱하는 스프링(246)이 배치되어 있다. 파워 엘리먼트(210)는, 벨로우즈(245)의 변위에 의해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생시킨다. 이 대항력은, 작동 로드(38) 및 서브 밸브체(36)를 통해 메인 밸브체(30)에도 전달된다.

작동 로드(38)는 서브 밸브체(36)를 관통하여, 그 선단이 파워 엘리먼트(210)와 작동 연결 가능하게 되어 있다. 작동 로드(38)에는, 파워 엘리먼트(210)의 신축 작동에 의한 구동력("감압 구동력"이라고도 한다)이 솔레노이드력과 대항하도록 부하된다. 즉, 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 솔레노이드력과 감압 구동력에 의해 조정된 힘이 메인 밸브체(30)에 작용하여, 메인 밸브의 개도를 적절하게 제어한다. 메인 밸브의 제어중이여도, 흡입 압력(Ps)이 상당히 높아지면, 작동 로드(38)가 벨로우즈(245)의 바이어싱력에 저항하여 보디(205)에 대해 상대 변위하여, 메인 밸브를 폐쇄한 후에 서브 밸브체(36)를 밀어 올려 서브 밸브를 개방시킨다. 그에 의해 블리드 기능을 발휘시킨다.

이상의 구성에 있어서, 솔레노이드(4)에 기동 전류가 공급되면, 흡입 압력(Ps)이 그 공급 전류값에 의해 정해지는 밸브 개방 압력("서브 밸브 개방 압력"이라고도 한다)보다 높으면, 서브 밸브가 개방된다. 즉, 솔레노이드력이 스프링(42)의 바이어싱력에 이겨, 서브 밸브체(36)가 일체적으로 밀어 올려진다. 그 결과, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)로부터 이격하여 서브 밸브가 개방된다. 한편, "서브 밸브 개방 압력"에 대해서는, 차량이 놓여지는 환경에 따라 설정 압력(Pset)이 변화되면, 그에 상응하여 변화한다.

솔레노이드(4)에 공급되는 전류값이 메인 밸브의 제어 전류값 범위에 있을 때에는, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)이 되도록 메인 밸브의 개도가 자율적으로 조정된다. 이 설정 압력(Pset)은, 솔레노이드(4)에 대한 공급 전류값에 따라 변화된다. 이 메인 밸브의 제어 상태에 있어서는, 서브 밸브체(36)가 서브 밸브 시트(34)에 착석하여, 서브 밸브는 폐쇄 상태를 유지한다. 한편, 흡입 압력(Ps)이 비교적 낮기 때문에 벨로우즈(245)가 신장하고, 메인 밸브체(30)가 동작하여 메인 밸브의 개도를 조정한다. 이 때, 메인 밸브체(30)는, 스프링(44)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과, 밸브 폐쇄 방향의 솔레노이드력과, 흡입 압력(Ps)에 따른 파워 엘리먼트(210)에 의한 밸브 개방 방향의 힘이 균형된 밸브 리프트 위치에서 정지한다.

그리고, 예를 들면 냉동 부하가 커져 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 높아지면, 벨로우즈(245)가 축소하여, 메인 밸브체(30)가 상대적으로 상방(밸브 폐쇄 방향)으로 변위한다. 그 결과, 메인 밸브의 밸브 개도가 작아지고, 압축기는 토출 용량을 늘리도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 저하되는 방향으로 변화된다. 반대로, 냉동 부하가 작아져 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 낮아지면, 벨로우즈(245)가 신장한다. 그 결과, 파워 엘리먼트(210)가 메인 밸브체(30)를 밸브 개방 방향으로 바이어싱하여 메인 밸브의 밸브 개도가 커지고, 압축기는 토출 용량을 줄이도록 동작한다. 그 결과, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)으로 유지된다.

이와 같은 정상 제어가 실행되고 있을 때에, 마이크로 컴퓨터(123)는, 메인 밸브의 자율적인 제어를 보정하도록 피드백 제어를 실행한다. 즉, 마이크로 컴퓨터(123)는, 검출된 흡입 압력(Ps)과 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하여(그 편차를 제로에 근접시키도록) 듀티비를 연산하고, 구동 회로(129)에 대한 구동 지령을 보정한다.

본 실시예에 의하면, Ps 감지 밸브에 대해서도 제1실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 파워 엘리먼트(210)의 작동에 의한 자율적인 제어에 의해, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 접근시키는 제어의 응답성을 향상시킬 수 있다. 압력 센서(8)의 시정수가 커지는 바와 같은 경우, 자율적인 동작에 의해 제어의 지연을 억제할 수 있다. 반대로, 이 자율적인 제어에 있어서 압력 감지에 의한 제어 응답 지연이 발생하는 경우, 피드백 제어에 의해 그 응답 지연을 억제할 수 있다. 응답 지연에 의한 제어 헌팅을 방지 또는 억제할 수도 있다. 즉, 제어 밸브(201)에 감압부와 제어부를 마련한 것에 의해, Ps 감지 밸브로서의 응답성의 향상과, Ps 제어의 정밀도 향상의 양립을 실현할 수 있다.

[제3실시예]

도 7은, 제3실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 도 7에 있어서 제1실시예와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

본 실시예의 제어 밸브(301)는, 블리드 밸브를 구비하고 있지 않고, 밸브체 및 솔레노이드의 배치 구성도 제1실시예와 상이하다. 제어 밸브(301)는, 단차를 갖는 원통 형상의 보디(305)("밸브 보디"로서 기능한다)와, 보디(305)와 축선 방향으로 조립된 솔레노이드(304)를 구비하고 있다.

보디(305)의 상단 개구부에는 포트(16)(토출실 연통 포트)가 마련되고, 측부에는 상방으로부터 포트(14)(제어실 연통 포트), 포트(12)(흡입실 연통 포트)가 마련되어 있다. 보디(305)에는, 포트(14)와 포트(16)를 연통시키는 유통로(318)와, 포트(12)와 연통하는 압력실(28)이 형성되어 있다. 유통로(318)의 중도에는 밸브 구멍(20)이 마련되고, 밸브 구멍(20)의 상류측 단부에 밸브 시트(22)가 마련되어 있다. 포트(16)에는, 저부를 갖는 원통 형상의 필터 부재(315)가 장착되어 있다.

보디(305)에 있어서 유통로(318)와 압력실(28) 사이의 격벽을 관통하도록, 가이드 구멍(327)이 마련되어 있다. 밸브 구멍(20) 및 가이드 구멍(327)은, 보디(305)의 축선을 따라 동축 형태로 형성되어 있다. 압력실(28)은, 보디(305)의 하방을 향해 크게 개구되어 있다. 가이드 구멍(327)의 외측에는 연통로(332)가 마련되어 있다. 연통로(332)는, 가이드 구멍(327)과 평행하게 연장되어, 포트(12)와 압력실(28)을 연통시키고 있다.

포트(16)와 밸브 구멍(20) 사이에 밸브실(24)이 형성되어, 그 밸브실(24)에 볼 형상의 밸브체(330)가 배치되어 있다. 밸브 시트(22)는, 밸브체(330)의 탈착을 쉽게 하도록, 밸브체(330)보다 곡률 반경이 약간 큰 오목 구면 형상으로 형성되어 있다. 밸브체(330)가 상류측에서 밸브 시트(22)에 탈착하는 것에 의해 밸브부를 개폐한다. 보디(305)의 상단부에는 스프링 베어링(340)이 고정되고, 밸브체(330)와 스프링 베어링(340) 사이에 스프링(342)이 개재되어 있다. 스프링(342)은, 밸브체(330)를 밸브 폐쇄 방향으로 바이어싱한다. 보디(305)에 있어서의 스프링 베어링(340)의 고정 위치에 의해 스프링(342)의 하중이 조정되고 있다.

밸브 구멍(20) 및 가이드 구멍(327)을 축선 방향으로 관통하도록 샤프트(338)가 마련되어 있다. 샤프트(338)는, 가이드 구멍(327)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 샤프트(338)의 상단부가 지름이 축소되어 밸브 구멍(20)을 관통하여, 밸브체(330)를 하류측에서 지지한다. 샤프트(338)의 하단부는, 압력실(28)을 횡단하여 솔레노이드(304)의 플런저(350)에 연결되어 있다.

한편, 솔레노이드(304)는, 원통 형상의 케이스(356)와, 케이스(356) 내에 수용된 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취된 전자 코일(54)과, 보빈(52)을 내방에서 지지하는 원통 형상의 슬리브(348)와, 케이스(356)의 하단 개구부를 덮도록 마련된 단부 부재(358)와, 보빈(52)의 하방에서 단부 부재(358)에 매설된 칼라(362)를 구비한다. 케이스(356) 및 단부 부재(358)가 "솔레노이드 보디"를 구성한다. 한편, "솔레노이드 보디"의 구성 요소로서, 이들의 케이스(356)나 단부 부재(358)에 대해 고정되는 부재(슬리브(48) 등)가 포함되어도 좋은 것은 물론이다. 어쨌든, 센서 보디(131)는, 솔레노이드 보디에 대해 고정되어 있다.

그리고, 전자 코일(54)의 내방에 형성되는 작동 공간(360)에 플런저(350) 및 코어(346)가 배치되어 있다. 슬리브(348)는, 비자성 재료로 이루어지고, 케이스(356)와의 사이에 전자 코일(54)을 유지한다. 슬리브(348)는, 그 상단 개구부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(357)를 구비하고, 그 플랜지부(357)가 보디(305)와 케이스(356) 사이에 끼워져 유지되어 있다. 코어(346)는, 단차를 갖는 원통 형상으로 되어 있고, 그 상반부가 슬리브(348)의 하단부에 삽입되도록 하여 고정되어 있다. 코어(346)는, 축선 방향의 관통 구멍(366)을 구비한다. 관통 구멍(366)은, 상반부가 약간 지름이 확대된 단차를 갖는 구멍으로 이루어지고, 그 대경부에 스프링(44)을 수용하고 있다.

플런저(350)는, 단차를 갖는 원주 형상으로 되어 있고, 슬리브(348)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 플런저(350)의 상반부에 샤프트(338)의 하단부가 동축 형태로 압입되어 있다. 플런저(350)는, 코어(346)에 대해 제어 유닛(6)과는 반대측에 배치되고, 코어(346)와 축선 방향으로 대향한다. 코어(346)와 플런저(350) 사이에는, 비자성 재료로 이루어지는 원판 형상의 스페이서(370)가 배치되어 있다. 스프링(44)은, 스프링(342)보다 하중이 큰 코일 스프링이고, 관통 구멍(366)에 마련된 단차부와 스페이서(370) 사이에 개재된다. 스프링(44)은, 스페이서(370)를 통해 플런저(350)를 축선 방향으로 지지하고, 플런저(350)를 코어(346)로부터 이격하는 방향으로 바이어싱한다. 보디(305)의 하단면에는, 실링용 O링(372)이 장착되어 있다.

코어(346)의 내부는, 압력 센서(8)에 대해 개방되어 있다. 플런저(350)의 측면에는 축선에 평행한 연통홈(66)이 마련되고, 코어(346)의 관통 구멍(366)에 연통되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 압력실(28)의 흡입 압력(Ps)이 압력 센서(8)에도 인도된다. 압력 센서(8)는, 코어(346)와 커버 부재(78) 사이에 축선 방향으로 끼워지도록 하여 지지되고, 단부 부재(358)(솔레노이드 보디)에 대해 고정된다. 센서 모듈(133)과 코어(346)에 둘러싸인 공간이 제1압력실(143)이 되고, 흡입 압력(Ps)이 감압체(161)의 상면에 부여된다.

이상의 구성에 있어서, 솔레노이드(304)가 비통전일 때에는, 코어(346)와 플런저(350) 사이에 흡인력이 작용하지 않는다. 한편, 스프링(44)의 하중이 스프링(342)의 하중보다 상당히 크게 설정되어 있기 때문에, 플런저(350)가 상방으로 변위하여, 샤프트(338)와 일체가 되어 밸브체(330)를 개방하도록 작동시킨다. 그 결과, 밸브부가 전개 상태가 되어, 제어 압력(Pc)이 상승하고, 압축기는 최소 용량 운전을 한다.

한편, 솔레노이드(304)에 기동 전류가 공급되면, 스프링(44)의 바이어싱력에 저항하여 코어(346)가 플런저(350)를 흡인한다. 이에 따라, 밸브체(330)가 스프링(342)에 의해 밀어 내려져 밸브 시트(22)에 착석하여, 제어 밸브(301)는 폐쇄 상태가 된다.

정상 제어로 이행하여 솔레노이드(304)에 유지 전류가 공급되면, 토출 압력(Pd)과 제어 압력(Pc)의 차압에 의한 힘(즉, 밸브체(330)에 작용하는 차압에 의한 힘), 제어 압력(Pc)과 흡입 압력(Ps)의 차압에 의한 힘(즉, 샤프트(338)에 작용하는 차압에 의한 힘)과, 스프링(342, 44)의 합력과, 솔레노이드(304)의 흡인력이 균형된다. 그에 의해, 밸브체(330)가 밀어 올려져, 밸브 시트(22)로부터 이격하여 소정의 개도로 설정된다. 그 결과, 토출 압력(Pd)의 냉매가 개도에 상응한 유량으로 제어되어 크랭크실(112)에 도입되고, 압축기(100)는, 제어 전류에 대응한 용량의 운전으로 이행한다. 마이크로 컴퓨터(123)는, 압력 센서(8)에 의해 검출된 흡입 압력(Ps)과, 에어컨 ECU(105)로부터 수신한 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하는 상술한 피드백 제어를 실행한다.

본 실시예에 의하면, 서브 밸브(블리드 밸브)를 구비하지 않는 구조에서도 제1실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

[제4실시예]

도 8은, 제4실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 도 8에 있어서 제1실시예와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

본 실시예의 제어 밸브(401)는, 압축기(100)의 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)의 차압(Pd-Ps)이 제어 목표값인 설정 차압(ΔPset)에 근접하도록 토출실(116)로부터 크랭크실(112)에 도입하는 냉매 유량을 제어하는 이른바 Pd-Ps 차압 밸브로서 구성되어 있다.

제어 밸브(1)는, 보디(405)와 솔레노이드(404)를 일체로 조립하여 구성된다. 포트(16)(토출실 연통 포트)는 보디(405)의 상단부에 마련되고, 포트(14)(제어실 연통 포트), 포트(12)(흡입실 연통 포트)는 보디(405)의 측부에 마련되어 있다.

보디(405)에 있어서 포트(16)와 포트(14)를 연통시키는 통로에는, 단차를 갖는 원통 형상의 밸브 시트 형성 부재(416)가 배치되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(416)는, 보디(405)보다 경도가 높다. 밸브 시트 형성 부재(416)는, 보디(405)의 상부에 동축 형태로 삽입되어, 고정되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(416)에는 축선을 따른 관통 구멍(495)이 마련되어 있고, 그 하반부에 의해 밸브 구멍(20)이 형성되어 있다. 보디(405)에 있어서의 밸브 시트 형성 부재(416)의 하방에는, 포트(14)에 연통하는 밸브실(24)이 형성되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(416)의 하반부는, 하방을 향해 외경이 작아지는 테이퍼 형태로 되어 있고, 밸브실(24) 내로 연장되어 있다. 밸브 시트 형성 부재(416)의 하단면에 밸브 시트(22)가 형성되어 있다. 밸브실(24)에는, 밸브 시트(22)에 하방으로부터 대향하도록 밸브체(430)가 배치되어 있다. 밸브체(430)가 밸브 시트(22)에 접리하는 것에 의해 밸브부의 개도가 조정된다.

밸브 시트 형성 부재(416)에 있어서의 관통 구멍(495)의 반경 방향 외측에는, 관통 구멍(495)과 평행한 블리드 구멍(496)이 마련되어 있다. 블리드 구멍(496)은, 밸브 폐쇄시에도 제어실로 최저한의 냉매를 유입시키는 것에 의해, 압축기에 있어서의 오일 순환을 확보하기 위한 것이다.

보디(405)의 내부 공간을 상하로 구획하도록 격벽(426)이 마련되어 있다. 격벽(426)의 상방에는 밸브실(24)이 형성되고, 하방에는 압력실(28)이 형성되어 있다. 밸브실(24)은, 포트(14)를 통해 제어실에 연통한다. 압력실(28)은, 포트(12)를 통해 흡입실(114)에 연통한다. 격벽(426)의 중앙에는 축선 방향으로 연장된 가이드부(432)가 마련되어 있다. 그 가이드부(432)를 축선을 따라 관통하도록 가이드 구멍(427)이 형성되고, 그 가이드 구멍(427)에는 길게 형성된 작동 로드(434)가 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다. 밸브체(430)는, 작동 로드(434)의 상단에 동축 형태로 마련되어 있다. 밸브체(430)와 작동 로드(434)는, 스테인리스강을 절삭 가공하는 것에 의해 일체로 성형되어 있다.

가이드부(432)는, 격벽(426)의 상면측으로 작게 돌출되고, 하면측으로 크게 돌출되어 있다. 가이드부는, 하방을 향해 외경이 작아지는 테이퍼 형태로 되어 있고, 압력실(28) 내로 연장되어 있다. 그에 의해 가이드 구멍(427)의 길이가 충분히 확보되어, 작동 로드(434)가 안정적으로 지지되어 있다. 밸브체(430)는, 작동 로드(434)와 일체로 동작하고, 그 상단면으로 밸브 시트(22)에 탈착하여 밸브부를 개폐한다. 밸브 시트 형성 부재(416)의 경도가 충분히 높기 때문에, 밸브체(430)가 반복하여 착석해도 밸브 시트(22)는 쉽게 변형하지 않고, 밸브부의 내구성이 확보되어 있다.

작동 로드(434)의 하부에는 스냅링(436)(E링)이 감합되고, 그 스냅링(436)에 의해 하방으로의 이동이 규제되도록 원판 형상의 스프링 베어링(437)이 마련되어 있다. 스프링 베어링(437)과 보디(405)(격벽426) 사이에는, 작동 로드(434)를 하방(밸브 개방 방향)으로 바이어싱하는 스프링(444)이 개재되어 있다. 스프링(444)은, 격벽(426)의 하면에서 하방의 스프링 베어링(437)을 향해 지름이 축소되는 테이퍼 스프링으로 되어 있다. 상술한 바와 같이 가이드부(432)를 테이퍼 형태로 한 것에 의해, 테이퍼 형태의 스프링(444)을 배치할 수 있게 되어 있다. 보디(405)의 하부는, 솔레노이드(404)와의 연결부를 구성한다.

보디(405)의 상단 개구부에는, 포트(16)로의 이물의 침입을 억제하는 필터 부재(445)가 마련되어 있다.

한편, 솔레노이드(404)는, 원통 형상의 코어(446)와, 코어(446)에 외측으로 삽입된 단차를 갖는 원통 형상의 슬리브(448)와, 슬리브(448)에 수용되고, 코어(446)와 축선 방향으로 대향 배치된 플런저(450)와, 슬리브(448)에 외측으로 삽입된 보빈(52)과, 보빈(52)에 권취된 전자 코일(54)과, 전자 코일(54)을 외방에서 덮도록 마련된 원통 형상의 케이스(456)와, 보빈(52)의 상방에서 코어(446)와 케이스(456) 사이에 조립된 단차를 갖는 원통 형상의 접속 부재(462)와, 케이스(456)의 하단 개구부에 장착된 단부 부재(458)를 구비한다. 슬리브(448)는 비자성 재료로 이루어지고, 그 상반부에 코어(446)를 수용하고, 하반부에 플런저(450)를 수용하고 있다. 슬리브(448)의 하부가 지름이 축소되어 있고, 압력 센서(8)에 대해 개방되어 있다.

코어(446)의 중앙을 축선 방향으로 관통하도록 관통 구멍(467)이 형성되고, 그 관통 구멍(467)을 관통하도록 샤프트(438)가 삽입되어 있다. 샤프트(438)는, 작동 로드(434)와 동축 형태로 마련되고, 작동 로드(434)를 하방에서 지지한다. 샤프트(438)의 지름은 작동 로드(434)의 지름보다 크다. 그 샤프트(438)의 하반부에 플런저(450)가 조립되어 있다. 본 실시예에 있어서, 샤프트(438)와 작동 로드(434)가, 솔레노이드력을 밸브체(430)에 전달하는 "전달 로드"를 구성한다.

플런저(450)는, 그 상부에서 샤프트(438)에 동축 형태로 지지되어 있다. 샤프트(438)의 축선 방향 중간부의 송정 위치에는 스냅링(470)(E링)이 감합되고, 그 스냅링(470)에 의해 플런저(450)의 상방으로의 이동이 규제되어 있다. 플런저(450)의 측면에는 축선에 평행한 연통홈(466)이 마련되어 있고, 플런저(450)와 슬리브(448) 사이에 냉매를 통과시키는 연통로(62)가 형성된다.

코어(446)의 상단부에는 링 형상의 축 지지 부재(472)가 압입되어 있고, 샤프트(438)의 상단부가 그 축 지지 부재(472)에 의해 축선 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 축 지지 부재(472)의 외주의 일부가 노칭되는 것에 의해, 코어(446)와 축 지지 부재(472) 사이에 연통로가 형성되어 있다. 이 연통로를 통해 흡입 압력(Ps)이 솔레노이드(404)의 내부에도 인도된다.

또한, 슬리브(448)의 하단부가 약간 지름이 축소되어 있고, 링 형상의 축 지지 부재(476)가 압입되어 있다. 이 축 지지 부재(476)는, 샤프트(438)의 하단부를 슬라이딩 가능하게 지지하고 있다. 즉, 샤프트(438)가 상방의 축 지지 부재(472)와 하방의 축 지지 부재(476)에 의해 2점 지지되는 것에 의해, 플런저(450)를 축선 방향으로 안정하게 동작할 수 있다. 축 지지 부재(476)의 외주부에 연통홈(478)이 마련되는 것에 의해, 슬리브(448)와 축 지지 부재(476) 사이에 연통로가 형성되어 있다. 솔레노이드(404)에 도입된 흡입 압력(Ps)은, 코어(446)와 샤프트(438) 사이의 연통로, 플런저(450)와 슬리브(448) 사이의 연통로, 축 지지 부재(476)와 슬리브(448) 사이의 연통로를 통해 배압실(70)에 인도된다. 배압실(70)은, 제1압력실(143)에 연통한다.

축 지지 부재(476)와 플런저(450) 사이에는, 플런저(450)를 상방, 즉 밸브 폐쇄 방향으로 바이어싱하는 스프링(442)이 개재되어 있다. 즉, 밸브체(430)는, 스프링 하중으로서, 스프링(444)에 의한 밸브 개방 방향의 힘과 스프링(442)에 의한 밸브 폐쇄 방향의 힘의 합력을 받는다. 다만, 스프링(444)의 하중이 스프링(442)의 하중보다 크기 때문에, 스프링(444, 442)에 의한 스프링 하중은, 밸브 개방 방향으로 작용하게 된다.

이상과 같은 구성에 의해, 압력실(28)의 흡입 압력(Ps)이 압력 센서(8)에도 인도된다. 압력 센서(8)는, 슬리브(448)와 커버 부재(78) 사이에 축선 방향으로 끼워지도록 하여 지지되고, 단부 부재(458)(솔레노이드 보디)에 대해 고정된다. 센서 모듈(133)과 슬리브(448)에 둘러싸인 공간이 제1압력실(143)이 되고, 흡입 압력(Ps)이 감압체(161)의 상면에 부여된다.

이상의 구성에 있어서, 작동 로드(434)의 지름이 밸브 구멍(20)의 내경보다 약간 작지만, 거의 동일한 크기를 갖기 때문에, 밸브실(24)에 있어서 밸브체(430)에 작용하는 제어 압력(Pc)의 영향은 거의 캔슬(상쇄)된다. 이 때문에, 밸브체(430)에는, 거의 밸브 구멍(20)의 크기의 수압 면적에 대해 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)의 차압(Pd-Ps)이 실질적으로 작용한다. 밸브체(430)는, 차압(Pd-Ps)이 솔레노이드(404)에 공급된 제어 전류에 의해 설정된 설정 차압(ΔPset)으로 유지되도록 동작한다.

솔레노이드(404)가 비통전일 때에는, 스프링(444, 442)의 합력에 의한 밸브 개방 방향의 하중에 의해 밸브체(430)가 밸브 시트(22)로부터 이격하여 밸브부가 전개 상태로 유지된다. 그 결과, 압축기(100)는 최소 용량 운전을 하게 된다.

한편, 솔레노이드(404)에 기동 전류가 공급되면, 플런저(450)는, 코어(446)에 최대의 흡인력으로 흡인된다. 이 때, 밸브체(430), 작동 로드(434), 샤프트(438) 및 플런저(450)가, 일체가 되어 밸브 폐쇄 방향으로 동작하고, 밸브체(430)가 밸브 시트(22)에 착석한다. 그에 의해, 압축기(100)는 최대 용량 운전을 하게 된다.

정상 제어로 이행하여 솔레노이드(404)에 유지 전류가 공급되면, 밸브체(430), 작동 로드(434), 샤프트(438) 및 플런저(450)가 일체로 동작한다. 이 때, 밸브체(430)는, 작동 로드(434)를 밸브 개방 방향으로 바이어싱하는 스프링(444)의 스프링 하중과, 플런저(450)를 밸브 폐쇄 방향으로 바이어싱하는 스프링(442)의 스프링 하중과, 플런저(450)를 밸브 폐쇄 방향으로 바이어싱하고 있는 솔레노이드(404)의 하중과, 밸브체(430)가 밸브 개방 방향으로 수압하는 토출 압력(Pd)에 의한 힘과, 밸브체(430)가 밸브 폐쇄 방향으로 수압하는 흡입 압력(Ps)에 의한 힘이 균형된 밸브 리프트 위치에서 정지한다.

이 균형이 잡힌 상태에서, 엔진의 회전수와 함께 압축기의 회전수가 상승하여 토출 용량이 늘어나면, 차압(Pd-Ps)이 커져 밸브체(430)에 밸브 개방 방향의 힘이 작용하여, 밸브체(430)는, 더욱 리프트하여 토출실(116)로부터 크랭크실(112)로 흘려보내는 냉매의 유량을 늘린다. 이에 의해, 제어 압력(Pc)이 상승하고, 압축기(100)는, 그 토출 용량을 감소시키는 방향으로 동작하여, 차압(Pd-Ps)이 설정 차압(ΔPset)이 되도록 제어된다. 엔진의 회전수가 저하된 경우에는, 그 반대의 동작이 실행되어, 차압(Pd-Ps)이 설정 차압(ΔPset)이 되도록 제어된다.

이와 같은 정상 제어가 실행되고 있을 때에, 제어 밸브(401)는, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset) 이상인 통상시에 있어서는, 차압(Pd-Ps)을 설정 차압(ΔPset)으로 유지하도록 제어하고, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 낮아지면, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키도록 제어한다. 즉, 제어 밸브(401)는, 기본적으로 차압(Pd-Ps)을 제어하는 Pd-Ps 차압 밸브로서 기능하는 한편, 흡입 압력(Ps)이 너무 저하되면 Ps 제어 밸브로서 기능하여, 과잉 냉방을 방지한다.

마이크로 컴퓨터(123)는, 검출된 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 저하된 경우, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 접근시키는 피드백 제어를 실행한다. 즉, 그 흡입 압력(Ps)과 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하여 듀티비를 연산하고, 구동 회로(129)에 대한 구동 지령을 출력한다.

본 실시예에 의하면, 압축기(100)의 소정의 2점 사이의 차압이 일정해지도록 제어하는 제어 밸브에 있어서도 제1실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제어 설정값으로부터 차압(Pd-Ps)을 추정할 수 있는 한편, 압력 센서(8)의 검출값에 기초하여 흡입 압력(Ps)을 얻을 수 있다. 이들로부터, 토출 압력(Pd)의 값을 추정할 수 있다. 이 때문에, 토출 압력(Pd)을 검출하기 위한 센서를 별도로 마련할 필요가 없어진다. 한편, 본 실시예에서는, 차압(Pd-Ps)의 제어를 메인 제어로 하고, 흡입 압력(Ps)의 제어를 보조적인 제어로 지정했다. 변형예에 있어서는, 후자의 압력 제어를 메인 제어로 해도 좋다. 즉, 마이크로 컴퓨터(123)는, 정상 제어시에 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키도록 피드백 제어를 실행해도 좋다. 그 경우, 제어 밸브(401)는, 흡입 압력(Ps)을 일정하게 유지하면서, 차압(Pd-Ps)을 그 흡입 압력(Ps)에 대해 최적의 설정 차압(ΔPset)에 근접시키도록 자율적으로 동작한다.

[제5실시예]

도 9는, 제5실시예에 따른 제어 밸브의 구성을 나타내는 단면도이다. 이하에서는 제1실시예와의 상이점을 중심으로 설명한다. 한편, 도 9에 있어서 제1실시예와 거의 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있다.

본 실시예의 제어 밸브(501)는, 압축기(100)의 토출 유량이 설정 유량이 되도록 제어하는 유량 제어 밸브이다. 제어 밸브(501)는, 보디(505)와 솔레노이드(504)를 축선 방향으로 일체로 조립하여 구성된다. 보디(505)의 상단 개구부에는 단부 부재(513)가 고정되고, 파워 엘리먼트(510)가 단부 부재(513)와 일체로 마련되어 있다.

보디(505)는 단차를 갖는 원통 형상으로 되어 있고, 그 측부에는 상방에서부터 포트(517)(토출실 하류측 연통 포트), 포트(16)(토출실 연통 포트), 포트(14)(제어실 연통 포트), 포트(12)(흡입실 연통 포트)가 마련되어 있다. 또한, 단부 부재(513)를 축선 방향으로 관통하도록 연통 구멍(520)이 마련되고, 그 상단 개구부에 포트(516)(토출실 연통 포트)가 마련되어 있다. 즉, 포트(516)는, 토출실(116)의 제1토출 압력(Pd1)을 파워 엘리먼트(510)의 내부에 도입한다.

포트(517)는, 보디(505)의 상부에 구획된 압력실(523)과, 고정 오리피스(117)의 하류측(토출 밸브(160)의 상류측)을 연통시켜, 압력실(523)에 제2토출 압력(Pd2)을 도입한다. 파워 엘리먼트(510)는, 압력실(523)에 배치되어 있다. 포트(16)와 압력실(523) 사이에는 가이드 구멍(525)(제1가이드 구멍)이 마련되어 있다. 포트(12)와 포트(14) 사이에는 가이드 구멍(527)(제2가이드 구멍)이 마련되어 있다. 이들의 가이드 구멍에는, 작동 로드(538)가 삽입되어 있다. 포트(14)와 포트(16) 사이에 밸브실(24) 및 밸브 구멍(20)이 마련되어 있다. 작동 로드(538)는, 가이드 구멍(525, 527)에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 그 상단측이 파워 엘리먼트(510)에 접속되고, 하단측이 솔레노이드(504)의 플런저(550)에 접속되어 있다. 작동 로드(538)의 중간부에 밸브체(530)가 일체로 마련되어 있다.

파워 엘리먼트(510)는, 제1토출 압력(Pd1)과 제2토출 압력(Pd2)의 차압(Pd1-Pd2)을 감지하여 변위하는 벨로우즈(545)를 포함한다. 파워 엘리먼트(510)의 내방에는, 벨로우즈(545)를 신장 방향(밸브 개방 방향)으로 바이어싱하는 스프링(542)이 배치되어 있다. 파워 엘리먼트(510)는, 벨로우즈(545)의 변위에 의해 솔레노이드력에 대항하는 힘을 발생시킨다. 이 대항력은, 작동 로드(538)를 통해 밸브체(530)에도 전달된다. 한편, 감지 대상인 차압(Pd1-Pd2)의 안정성을 고려하면, 제2토출 압력(Pd2)은, 토출 밸브(160)(역지 밸브)로부터 떨어진 위치로부터 도입하는 것이 바람직하다.

한편, 솔레노이드(504)는, 코어(546), 슬리브(548), 플런저(550), 보빈(52), 전자 코일(54), 케이스(556), 및 단부 부재(558)를 구비한다. 플런저(550)에는 작동 로드(538)의 하단부가 삽입되어, 지지되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 밸브체(530)의 외경(가이드 구멍(527)의 내경)은 밸브 구멍(20)의 내경보다 약간 크지만, 거의 동일한 크기를 갖기 때문에, 밸브체(530)에 작용하는 제어 압력(Pc)의 영향은 실질적으로 캔슬된다.

솔레노이드(504)가 비통전일 때에는, 스프링(44)의 바이어싱력에 의해 밸브체(530)가 밸브 시트(22)로부터 이격하여 밸브부가 전개 상태로 유지된다. 그 결과, 압축기(100)는 최소 용량 운전을 하게 된다.

한편, 솔레노이드(504)에 기동 전류가 공급되면, 플런저(550)는, 코어(546)에 최대의 흡인력으로 흡인된다. 이 때, 밸브체(530), 작동 로드(538) 및 플런저(550)가, 일체가 되어 밸브 폐쇄 방향으로 동작하고, 밸브체(530)가 밸브 시트(22)에 착석한다. 그에 의해, 압축기(100)는 최대 용량 운전을 하게 된다.

정상 제어로 이행하여 솔레노이드(504)에 유지 전류가 공급되면, 밸브체(530), 작동 로드(538) 및 플런저(550)가 일체로 동작한다. 이 때, 밸브체(530)는, 작동 로드(538)를 밸브 개방 방향으로 바이어싱하는 스프링(44)의 스프링 하중과, 플런저(550)를 밸브 폐쇄 방향으로 바이어싱하고 있는 솔레노이드(504)의 하중과, 밸브체(530)가 밸브 개방 방향으로 수압하는 토출 압력(Pd)에 의한 힘과, 밸브체(530)가 밸브 폐쇄 방향으로 수압하는 흡입 압력(Ps)에 의한 힘이 균형된 밸브 리프트 위치에서 정지한다.

이 균형이 잡힌 상태에서, 엔진의 회전수와 함께 압축기의 회전수가 상승하여 토출 유량이 늘어나면, 차압(Pd1-Pd2)이 커져, 벨로우즈(545)가 신장한다. 그 결과, 밸브체(530)는, 더욱 리프트하여 토출실(116)로부터 크랭크실(112)로 흘려보내는 냉매의 유량을 늘린다. 이에 의해, 제어 압력(Pc)이 상승하고, 압축기(100)의 토출 유량이 감소하고, 차압(Pd1-Pd2)이 설정 차압(ΔPdset)이 되도록 제어된다. 한편, 엔진의 회전수가 저하된 경우에는, 그 반대의 동작이 되어, 차압(Pd1-Pd2)이 설정 차압(ΔPdset)이 되도록 제어된다. 차압(Pd1-Pd2)이 일정하게 유지되면, 토출 유량도 일정해진다. 그 결과, 토출 유량이 설정 유량으로 유지된다.

이와 같은 정상 제어가 실행되고 있을 때, 제어 밸브(501)는, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset) 이상인 통상시에 있어서는, 차압(Pd1-Pd2)을 설정 차압(ΔPdset)으로 유지하도록 제어하고, 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 낮아지면, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키도록 제어한다. 즉, 제어 밸브(501)는, 기본적으로 토출 유량을 설정 유량으로 유지하는 유량 제어 밸브로서 기능하는 한편, 흡입 압력(Ps)이 너무 저하되면 Ps 제어 밸브로서 기능하여, 과잉 냉방을 방지한다.

마이크로 컴퓨터(123)는, 검출된 흡입 압력(Ps)이 설정 압력(Pset)보다 저하된 경우, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 접근시키는 피드백 제어를 실행한다. 즉, 그 흡입 압력(Ps)과 설정 압력(Pset)의 편차에 기초하여 듀티비를 연산하고, 구동 회로(129)에 대한 구동 지령을 출력한다.

본 실시예에 의하면, 압축기(100)의 토출 유량이 일정해지도록 제어하는 제어 밸브에 있어서도 제1실시예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다. 한편, 본 실시예에서는, 유량 제어를 메인 제어로 하고, 흡입 압력(Ps)의 제어를 보조적인 제어로 지정했다. 변형예에 있어서는, 후자의 흡입 압력(Ps)의 제어를 메인 제어로 해도 좋다. 즉, 마이크로 컴퓨터(123)는, 정상 제어시에 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 근접시키도록 피드백 제어를 실행해도 좋다. 그 경우, 제어 밸브(501)는, 흡입 압력(Ps)을 일정하게 유지하면서, 차압(Pd1-Pd2)을, 그 흡입 압력(Ps)에 대해 최적의 설정 차압(ΔPdset)에 근접시키도록 자율적으로 동작한다.

한편, 압력 센서(8)에 의해 흡입 압력(Ps)의 값을 검출할 수 있도록 하면, 이 흡입 압력(Ps)과 설정 유량에 기초하여 압축기(100)의 토크를 산출할 수도 있다. 이 때문에, 이와 같은 토크의 산출을 마이크로 컴퓨터(123) 혹은 에어컨 ECU(105)로 해도 좋다. 전자의 경우, 마이크로 컴퓨터(123)로부터 에어컨 ECU(105)에 토크 정보를 송신할 수 있다. 후자의 경우, 마이크로 컴퓨터(123)로부터 유량 정보 및 흡입 압력(Ps)의 정보를 에어컨 ECU(105)에 송신하고, 에어컨 ECU(105)로 토크를 산출할 수 있다. 본 실시예에 의하면, 냉매의 유량 제어에 의한 토크 제어, 흡입 압력 제어에 의한 토출 공기 온도의 제어, 압력 센서(8)의 출력에 기초하는 토크 추정 등을 할 수 있다. 이 때문에, 토크 제어에 의한 동력 절약과 공기 온도 제어에 의한 쾌적화의 양립이 가능해진다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명했지만, 본 발명은 특정의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형이 가능한 것은 물론이다.

상기 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회로 기판(121)이 통신부로서 통신 회로(127)(트랜시버)를 구비하는 구성을 예시했다. 변형예에 있어서는, 이와 같은 통신 회로(127)를 마련하지 않고, 마이크로 컴퓨터(123)와 에어컨 ECU(105) 사이에서 통신을 하는 구성으로 해도 좋다.

도 10은, 변형예에 따른 제어 밸브(701) 및 그 주변의 전기적 구성을 나타내는 모식도이다. 이 변형예에서는, 마이크로 컴퓨터(123)와 에어컨 ECU(105) 사이에서 시리얼 통신이 이루어진다. 마이크로 컴퓨터(123)와 에어컨 ECU(105) 사이에는, MOSI 라인(172c), MISO 라인(172d) 및 SCK 라인(172e)이 마련되어 있다. MOSI 라인(172c)은, 마이크로 컴퓨터(123)의 입력 포트와 에어컨 ECU(105)의 출력 포트를 연결하는 통신 라인이다. MISO 라인(172d)은, 마이크로 컴퓨터(123)의 출력 포트와 에어컨 ECU(105)의 입력 포트를 연결하는 통신 라인이다. SCK 라인(172e)은, 동기용 클럭을 에어컨 ECU(105)로부터 마이크로 컴퓨터(123)에 전달하기 위한 통신 라인이다.

이와 같은 구성에 의해, 본 변형예에서는, 회로 기판(721)으로부터 전원 단자(72a), 그라운드 단자(72b) 및 3개의 통신 단자(172c, 172d, 172e)(이들을 총칭하여 "접속 단자(172)"라고도 한다)가 연장 돌출되어, 커넥터부(74)의 내방에 배치된다.

상기 실시예에서는, 압력 센서(8)의 구조의 일례를 제시했지만, 이와 상이한 구조를 채용해도 좋은 것은 물론이다. 상기 실시예에서는, 스트레인 게이지를 사용한 압력 센서를 예시했지만, 자기 센서를 사용한 압력 센서를 채용해도 좋다. 예를 들면, 감압체와 일체로 자석을 마련하고, 그 감압체의 변위에 따른 자석의 변위에 상응한 검출 신호를 출력하는 자기 센서를 채용해도 좋다. 마이크로 컴퓨터(123)는, 이 자기 센서의 검출값에 기초하여 흡입 압력(Ps) 등을 산출해도 좋다.

상기 실시예에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어 유닛(6)에 압력 센서(8)를 일체로 마련하는 구성을 예시했다. 변형예에 있어서는, 이들을 별체로 구성하고, 솔레노이드 보디의 수용실(76) 내에 각각 조립해도 좋다.

상기 실시예에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 구동 회로(129)나 전원 회로(125)를 마이크로 컴퓨터(123)의 외측에 배치하는 구성을 예시했지만, 이들 중의 어느 하나 또는 모두를 마이크로 컴퓨터(123)의 내부에 배치해도 좋다. 도 10의 변형예에 대해서도 마찬가지이다.

상기 실시예에서는, 솔레노이드 보디에 제어부를 마련하는 구성을 예시했다. 변형예에 있어서는, 압력 센서를 솔레노이드 보디에 마련하고, 기타 회로 등을 제어 밸브의 외부에 배치해도 좋다. 기타 회로 등을 에어컨 ECU에 마련해도 좋다. 솔레노이드 보디는, 솔레노이드의 전원 라인 및 그라운드 라인에 각각 연결되는 접속 단자와, 압력 센서의 전원 라인, 그라운드 라인 및 출력 라인에 연결되는 접속 단자를 포함하는 공용의 커넥터부를 일체로 구비해도 좋다. 그리고, 압력 센서의 검출 신호를 출력 라인을 통해 에어컨 ECU에 출력해도 좋다. 제어 밸브는, 전원의 입출력 및 압력 센서의 출력만을 실행해도 좋다. 그리고, 에어컨 ECU가, 그 압력 센서의 출력에 기초하여 압력을 연산하고, 필요한 제어 전류를 제어 밸브에 공급하도록 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 압력 센서에 있어서 흡입 압력(Ps)을 감지하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 압력 센서에 있어서 제어 압력(Pc)을 감지하는 구성으로 해도 좋다. 그 경우, 제어 압력(Pc)은, 게이지압으로 해도 좋고, 절대압으로 해도 좋다. 밸브 보디 및 솔레노이드 보디 중의 적어도 하나에, 압력 센서에 제어 압력(Pc)을 도입하기 위한 통로를 형성한다. 혹은, 압력 센서에 있어서 토출 압력(Pd)과 흡입 압력(Ps)의 차압(Pd-Ps)을 감지해도 좋다. 혹은, 압력 센서에 있어서 제1토출 압력(Pd1)과 제2토출 압력(Pd2)의 차압(Pd1-Pd2)을 감지해도 좋다. 그 경우, 밸브 보디 및 솔레노이드 보디 중의 적어도 하나에, 압력 센서에 토출 압력(Pd)(제1토출 압력(Pd1), 제2토출 압력(Pd2))을 도입하기 위한 통로를 형성한다. 한편, 상기 실시예에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 토출 밸브(160)의 상류측에 고정 오리피스(117)를 마련하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는, 토출 밸브(160)의 하류측에 고정 오리피스(117)를 마련해도 좋다. 그리고, 그 고정 오리피스(117)의 상류측 압력과 하류측 압력의 차압을 감지하여 유량 제어를 해도 좋다.

상기 실시예에서는, PWM 제어에 의해 밸브 개도를 조정하도록 하여 제어를 하는 제어 밸브를 제시했다. 변형예에 있어서는, 정상 제어 중에도 밸브부를 개폐시키고, 그 개폐 타이밍(개폐 시간)을 변화시켜 제어를 하는 제어 밸브로 해도 좋다. 예를 들면 10Hz 정도로 밸브부의 개폐를 가능하게 하고, 그 밸브 개방 시간을 조정하는 제어 밸브로 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 압력 센서에 대해, 센서 소자와 다이어프램 사이에 보호재(전달재)를 충전하여 감압체(감압부)를 구성하는 예를 제시했다. 변형예에 있어서는 다이어프램을 생략하고, 센서 소자와 보호재로 감압체를 구성해도 좋다. 혹은, 다이어프램 및 보호재를 생략하고, 센서 소자만으로 감압체를 구성해도 좋다. 그러한 구성에 있어서, 전자 코일의 내방의 작동 공간이 감압체에 대해 개방되어도 좋다. 즉, 압력 센서에 있어서 차압을 받아 변형하고, 그 변형이 전기적으로 검출되어 압력값으로 환산되는 대상이 되는 부분을 "감압부"로 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 토출실로부터 제어실로 도입하는 냉매의 유량을 조정하는 것에 의해 압축기의 토출 용량을 변화시키는 이른바 "도입 제어"의 제어 밸브를 예시했다. 변형예에 있어서는, 제어실로부터 흡입실로 도출하는 냉매의 유량을 조정하는 것에 의해 압축기의 토출 용량을 변화시키는 이른바 "도출 제어"의 제어 밸브로 해도 좋다. 이 도출 제어의 제어 밸브에 압력 센서(8)를 일체로 마련하고, 흡입 압력(Ps)을 설정 압력(Pset)에 접근시키는 피드백 제어를 실행해도 좋다.

상기 실시예에서는, 전자 코일의 내방의 작동 공간을 압력 센서의 감압체에 개방하는 구성을 예시했다. 변형예에 있어서는, 그 작동 공간과 감압체를 격리해도 좋다. 그리고, 솔레노이드 보디에 별도로 마련한 포트로부터 감지 대상이 되는 압력(피감지 압력)을 도입하고, 감압체로 인도해도 좋다.

상기 실시예에서는, 전자 코일에 대해 밸브 보디와는 반대측에 제어부를 마련하는 구성을 예시했다. 변형예에 있어서는, 제어부를 밸브 보디와 솔레노이드 보디 사이, 혹은 밸브 보디의 내부에 마련해도 좋다. 이와 같은 구성에 의해도, 제어 밸브만으로 제어 정밀도의 향상을 실현하는 과제에 대해서는, 대처 가능하다.

상기 실시예에서는 언급하지 않았지만, 제어 밸브의 회로 기판에, 구동 회로의 기능을 구비한 로직 IC를 실장해도 좋다. 그리고, 에어컨 ECU로부터의 지령 신호에 기초하여 그 로직 IC가 동작하여, 솔레노이드를 제어하도록 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 에어컨 ECU로부터 마이크로 컴퓨터(123)를 향해 설정 압력(Pset)을 나타내는 정보가 제어 지령으로서 전송되는 예를 제시했다. 이 "설정 압력(Pset)을 나타내는 정보"는, 설정 압력(Pset) 자체를 나타내는 값이어도 좋고, 설정 압력(Pset)에 대응지어지는 온도 정보여도 좋다.

한편, 본 발명은 상기 실시예나 변형예에 한정되지 않고, 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 상기 실시예나 변형예에 개시되어 있는 복수의 구성 요소를 적절히 조합하는 것에 의해 다양한 발명을 형성해도 좋다. 또한, 상기 실시예나 변형예에 개시되는 전체 구성 요소에서 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 좋다.

1: 제어 밸브
4: 솔레노이드
5: 보디
6: 제어 유닛
8: 압력 센서
20: 밸브 구멍
30: 메인 밸브체
46: 코어
50: 플런저
54: 전자 코일
59: 출력 라인
72: 접속 단자
74: 커넥터부
100: 압축기
118: 장착 구멍
121: 회로 기판
133: 센서 모듈
143: 제1압력실
145: 제2압력실
151: 센서 소자
161: 감압체
201: 제어 밸브
205: 보디
210: 파워 엘리먼트
301: 제어 밸브
304: 솔레노이드
305: 보디
330: 밸브체
346: 코어
350: 플런저
360: 작동 공간
366: 관통 구멍
401: 제어 밸브
404: 솔레노이드
405: 보디
430: 밸브체
446: 코어
450: 플런저
501: 제어 밸브
504: 솔레노이드
505: 보디
510: 파워 엘리먼트
530: 밸브체
546: 코어
550: 플런저

Claims (7)

1. 가변 용량 압축기에 마련된 장착 구멍에 삽입되도록 하여 조립되고, 상기 압축기가 토출하는 냉매의 토출 용량을 제어하기 위한 제어 밸브이고,
   냉매의 유통로와, 그 유통로에 마련된 밸브 구멍을 구비하는 밸브 보디;
   상기 밸브 구멍에 접리하여 밸브부를 개폐하는 밸브체;
   상기 밸브 보디에 조립되고, 공급 전류에 상응한 축선 방향의 구동력을 상기 밸브체에 부여하기 위한 솔레노이드; 및
   상기 솔레노이드의 통전 제어에 참조되는 소정의 냉매 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고,
   상기 솔레노이드는,
   상기 밸브 보디와 축선 방향으로 일체로 조립된 솔레노이드 보디;
   상기 솔레노이드 보디에 고정되고, 내방에 작동 공간이 형성되는 전자 코일;
   상기 전자 코일과 동축 형태로 상기 솔레노이드 보디에 고정된 코어;
   상기 작동 공간에서 축선 방향으로 변위 가능하게 지지되는 플런저;
   상기 플런저의 구동을 상기 밸브체에 전달하기 위한 전달 로드; 및
   상기 전자 코일에 연결되고, 상기 솔레노이드 보디의 상기 밸브 보디와는 반대측으로부터 인출되는 전원 라인을 포함하고,
   상기 압력 센서는,
   상기 냉매 압력으로 상기 가변 용량 압축기의 흡입 압력을 감지하여 변위하는 감압부와,
   상기 감압부의 변위에 따른 검출 신호를 출력하는 출력 라인을 포함하고,
   상기 전자 코일에 대해 상기 밸브 보디와는 반대측에 배치되고,
   상기 흡입 압력이 상기 작동 공간에 도입되며,
   상기 작동 공간이 상기 감압부가 존재하는 공간과 직접 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력 센서는, 상기 솔레노이드 보디에 있어서의 상기 밸브 보디와는 반대측의 스페이스에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 압력 센서는, 상기 감압부를 둘러싸도록 형성된 센서 보디를 구비하고,
   상기 센서 보디가 상기 솔레노이드 보디에 대해 고정되고,
   상기 냉매 압력이 상기 작동 공간에 도입되고,
   상기 작동 공간이 상기 감압부에 대해 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 압력 센서의 검출 신호를 상기 출력 라인을 통해 입력하고, 외부 제어 장치로부터의 지령에 따라 상기 솔레노이드에 대한 통전 제어를 실행하는 제어부를 더 구비하고,
   상기 제어부는,
   상기 전자 코일에 대해 상기 밸브 보디와는 반대측에 배치되고,
   상기 외부 제어 장치로부터의 지령 정보와, 상기 압력 센서에 의한 검출 정보에 기초하여, 상기 냉매 압력에 관해 정해진 제어량을 목표값에 근접시키기 위한 피드백 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
5. 제4항에 있어서,
   상기 솔레노이드 보디는, 상기 외부 제어 장치와의 통신 라인에 연결되는 접속 단자와, 상기 전원 라인에 연결되는 접속 단자를 포함하는 공용의 커넥터부를 일체로 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부로서 기능하는 제어 회로와, 상기 외부 제어 장치와 통신하기 위한 통신 회로와, 상기 압력 센서가 실장된 회로 기판을 구비하고,
   상기 회로 기판이, 상기 전자 코일에 대해 상기 밸브 보디와는 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 솔레노이드 보디는, 상기 전원 라인에 연결되는 접속 단자와 상기 출력 라인에 연결되는 접속 단자를 포함하는 공용의 커넥터부를 일체로 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 용량 압축기용 제어 밸브.

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