CN1395042A - 可变排量压缩机的排量控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于控制可变排量压缩机的排量的排量控制器，它不要求发动机ECU预先设定压缩机的负载扭矩，从而不需要为各类压缩机准备负载扭矩设定图。排量控制器包括设在压缩机内的控制阀，可根据指令信号来改变压缩机的排量。第一计算机与控制阀相连。第一计算机提供指令信号给控制阀，从而将压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

Description

可变排量压缩机的排量控制器

技术领域

本发明涉及一种车辆空调机内的可变排量压缩机的排量控制器。

背景技术

典型的车辆空调机的制冷回路(制冷循环)包括冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机。

安装在车辆内的可变排量压缩机包括排量控制机构。排量控制机构用于将蒸发器出口处的压力(或压缩机的相关吸气压力)保持在预定的目标值(目标压力)。此外，排量控制机构利用蒸发器的出口压力(或相关的吸气压力)作为控制系数来反馈控制压缩机的排量，或位于压缩机内的旋转斜盘的角度。这样就可根据冷却负载来调节从压缩机排出的制冷剂量。压缩机由空调机ECU控制。

典型的排量控制机构包括被称为内部控制阀的排量控制阀。内部控制阀利用压力感应件如波纹管或膜片来检测蒸发器的出口压力或吸气压力。压力感应件的运动用于定位阀体和调节阀的开度。这就调节了容纳有旋转斜盘的曲轴箱的压力，并决定了旋转斜盘的角度。

内部控制阀的目标压力是稳定的。这阻碍了为减少动力消耗而进行的复杂的排量控制。因此，日本公开特许公报NO.10-278567中介绍了另一种排量控制机构，其包括由外部装置发出的电信号来控制的外部控制阀。

车辆压缩机一般由发动机输出的动力来驱动。压缩机是消耗大量发动机动力的装置之一。因此，应对车辆空调机进行编程，使得在必须引导动力来驱动车辆时，例如在车辆加速或爬坡时，可以临时性地减小压缩机排量，从而减小施加给发动机的负载。在这种情况下，在装有外部控制阀的压缩机内，调节控制阀的开度以减小压缩机的排量，并且降低施加给发动机的压缩机负载。

然而，即使在排量相同时(尤其当排量为100％或最大时)，压缩机消耗的动力(也就是压缩机产生的负载扭矩)可根据不同的条件如压缩机的吸气压力和排气压力而相差两倍或更大。因此，为了在压缩机的负载扭矩因某些情况而增大时防止发动机熄火，压缩机的驱动轴必须以大于预定值的速度被恒定地驱动。这就增加了动力消耗。为了降低动力消耗，控制发动机的发动机电子控制单元(ECU)根据压缩机的操作状态对压缩机的负载扭矩进行预先设定。然后将负载扭矩或驱动压缩机所必需的扭矩加到驱动车辆所必需的扭矩上。随后，发动机ECU控制发动机，使得扭矩之和等于发动机的输出扭矩。

发动机ECU根据通过试验得到的扭矩预定图来预先设定压缩机的负载扭矩。然而，压缩机的负载扭矩根据与压缩机相连的外部制冷回路的结构而变化。由于不同空调***之间的扭矩预定图不同，因此制作此扭矩预定图的工作很繁重。此外，由于必须不断地反馈压缩机的负载扭矩以得到高效的动力消耗，因此发动机的控制很复杂。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于控制可变排量压缩机的排量的控制器，它不需要发动机ECU预先设定压缩机的负载扭矩，因此不需要为每一种车辆制备负载扭矩预定图。

为达到上述目的，本发明提供了一种用于控制可变排量压缩机的排量的排量控制器。该压缩机包括具有来自驱动源的动力的驱动轴，以及可变排量机构。驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气操作。排量控制器包括设于压缩机内的控制阀，以根据指令信号来改变压缩机排量。在控制阀上连接了第一计算机。第一计算机提供指令信号给控制阀，以将压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

本发明的另一方面是具有可变排量压缩机的车辆空调机，此压缩机包括具有来自驱动源的动力的驱动轴，以及可变排量机构。驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气操作。排量控制器控制压缩机的排量。排量控制器包括设于压缩机内的控制阀，以根据指令信号来改变压缩机排量。在控制阀上连接了第一计算机。第一计算机提供指令信号给控制阀，以将压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

本发明的另一方面是可与提供扭矩目标信号的信号线路选择性地相连的连接器，用于调节可变排量压缩机的扭矩。该压缩机包括控制阀，以根据指令信号来改变压缩机的排量。连接器包括第一计算机，可提供指令信号给控制阀，以将压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

本发明的另一方面是可控制可变排量压缩机的可变排量控制***，此压缩机包括具有来自驱动源的动力的驱动轴，以及可变排量机构。驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气操作。***包括设在压缩机内以根据指令信号来改变压缩机排量的控制阀，以及与控制阀相连的第一计算机。第一计算机提供指令信号给控制阀，以将压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。***还包括第一计算机，用于产生代表了压缩机目标扭矩的目标扭矩信号。

从下面的介绍并结合以示例方式说明了本发明原理的附图，可以清楚本发明的其它方面和优点。

附图说明

参考对现有的优选实施例的下述介绍并结合附图，可以最佳地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1是显示了根据本发明第一实施例的可变排量压缩机的剖视图；

图2是显示了图1所示压缩机的控制阀的剖视图；

图3是控制***的框图；

图4是显示了结合有压缩机ECU的连接器的示意图；

图5是表示空调控制程序的主程序的流程图；和

图6是表示根据本发明第二实施例的框图。

具体实施方式

现在，将介绍根据本发明第一和第二实施例的用于控制汽车空调机所用的可变排量旋转斜盘式压缩机的排量的控制器。为避免重复，在所有实施例中相同或相似的部件均采用相同的标号。第一实施例[压缩机]

参考图1，可变排量旋转斜盘式压缩机CP具有壳体11。在壳体11内形成了曲轴箱(控制箱)12。在曲轴箱12内可旋转地设置了驱动轴13。驱动轴13通过动力传递机构PT与发动机Eg相连，并由发动机Eg所发出的动力来驱动旋转。

动力传递机构PT可以是离合器机构(如电磁离合器)，其根据由外部装置执行的电子控制来选择性地使压缩机CP与发动机Eg连接和分离。或者，动力传递机构PT也可以是动力可持续地传递给压缩机CP的无离合器机构(例如传动带和滑轮的组合)。在优选实施例中，动力传递机构PT是无离合器的。

在曲轴箱12内的驱动轴13上固定了连接板14，其可与驱动轴13一起旋转。在曲轴箱12内设置了旋转斜盘15。旋转斜盘15被支撑成在沿驱动轴13移动时发生倾斜。在连接板14和旋转斜盘15之间设置了铰链机构16。铰链机构16使旋转斜盘15在与连接板14和驱动轴13一起旋转时相对于驱动轴13倾斜。连接板14、旋转斜盘15和铰链机构16形成了可变排量机构。

在壳体11中形成了多个气缸11a(在图1中只显示了一个)。活塞17在各气缸11a内往复运动。各活塞17通过一对支承垫块18与旋转斜盘15的周边部分相接合。当驱动轴13旋转时，支承垫块18将旋转斜盘15的旋转运动转换为活塞17的往复运动。

在气缸11a的后部(图1中右边)设有阀板19。在各气缸11a内在相关的活塞17和阀板19之间形成了压缩室20。在壳体11的后部形成了吸气室21和排气室22。

当各活塞17从其上止点位置运动到其下止点位置时，制冷气体从吸气室21通过阀板19上的吸气口23和吸气阀24被抽入到相关的压缩室20中。当活塞17从下止点位置运动到上止点位置时，抽入压缩室20中的制冷气体被压缩到预定压力。然后，制冷气体通过阀板19上的排气口25和排气阀26被排放到排气室22中。[压缩机的排量控制机构]

如图1所示，在壳体11中设有排放通道27和供气通道28。排放通道27将曲轴箱12和吸气室21相连。供气通道28将排气室22和曲轴箱12相连。在壳体11内的供气通道28中设有控制阀CV。

可以改变控制阀CV的开度，以调节通过供气通道28排放到曲轴箱12内的高压排放气体的量，气体通过排放通道27从曲轴箱12中排出。换句话说，控制阀CV控制排放到曲轴箱12中的气体量与从曲轴箱12中排出的气体量之间的平衡，以确定曲轴箱12内的压力。可改变曲轴箱12的压力来调节作用在活塞17上的曲轴箱12的压力和压缩室20的压力之间的压力差。这就改变了旋转斜盘15的倾斜度，改变了活塞17的冲程，并改变了压缩机CP的排量。

例如，当曲轴箱12的压力降低时，旋转斜盘15的倾斜度增加，压缩机CP的排量增加。当曲轴箱12的压力增大而旋转斜盘15的倾斜度减小时，压缩机CP的排量减小。[制冷回路]

参考图1，车辆空调机的制冷回路(制冷循环)由压缩机CP和外部制冷回路30形成。外部制冷回路30包括冷凝器31、膨胀阀32和蒸发器33。

在排气室22内设有第一压力监测点P1。在制冷回路内的第一压力监测点P1与冷凝器31之间设有第二压力监测点P2。在第一和第二压力监测点P1、P2之间设有固定的节流阀34。第一压力监测点P1和控制阀CV通过第一压力检测通道35相连。第二压力监测点P2和控制阀CV通过第二压力检测通道36相连(图2)。[控制阀]

如图2所示，控制阀CV具有阀套41，其中设有阀室42、连通通道43和压力感应室44。在阀室42和连通通道43中设有可沿其轴向移动的阀杆45。阀杆45的顶部***到连通通道43中，将连通通道43和压力感应室44分开。阀室42通过供气通道28与排气室22相连。连通通道43通过供气通道28与曲轴箱12相连。阀室42和连通通道43形成供气通道28的一部分。

在阀室42中设有阀体46，其形成在阀杆45的中部。在阀室42和连通通道43之间的边界上形成了阀座47。连通通道43起阀孔的作用。当阀杆45从图2所示状态(最底位置)向上移动到阀体46容纳于阀座47中的最上位置时，连通通道43被关闭。换句话说，阀杆45的阀体46用于调节供气通道28的开度。

在压力感应室44中设有压力感应件或波纹管48。波纹管48的顶部固定在阀套41上。波纹管48的底部(可移动端)固定在阀杆45的顶部。在压力感应室44中，波纹管48的内部空间形成了第一压力室49，波纹管48的外部空间形成了第二压力室50。第一压力监测点P1处的压力PdH通过第一压力检测通道35与第一压力室49连通，第二压力监测点P2处的压力PdL通过第二压力检测通道36与第二压力室50连通。波纹管48和压力感应室44形成了压力差检测机构。

在阀套41的下部设有电磁促动元件(压力差调节促动元件)51。具有封闭底端的圆柱形套筒52沿电磁促动元件51的中心延伸。在套筒52内安装了固定芯部53。在套筒52内固定芯部53的下方形成了柱塞室54。

在柱塞室54中夹持了柱塞(可动芯部)56。沿固定芯部53的中心轴向地延伸了引导孔57。可轴向移动的阀杆45的下部设置在引导孔57中。阀杆45的底端位于柱塞室54中。

在柱塞室54中夹持了柱塞弹簧60，以将柱塞56推向固定芯部53。波纹管48的弹力将阀杆45推向柱塞56。因此，柱塞弹簧60的向上推力以及由波纹管48的弹性所产生的向下推力导致阀杆45与柱塞56相接合。结果，柱塞56和阀杆45总是整体地向上和向下运动。

在套筒52外周表面上围绕着固定芯部53和柱塞56缠绕有线圈61。在压缩机ECU 73中(图3)，计算机67指示驱动器66发送驱动信号给线圈61。这为线圈61提供了来自电池(电源)65的电流。线圈61根据所提供的电流量在固定芯部53和柱塞56之间产生电磁力。

压缩机ECU 73的计算机67根据由外部指令装置所产生的扭矩设定信号而通过驱动器66发送指令信号或提供电流给线圈61。可以调节施加在线圈61上的电压来控制提供给线圈61的电流量。可进行脉冲宽度控制(脉宽调制)来调节所施加的电压。[控制阀的功能特点]

现在将介绍控制阀CV内的阀杆45(阀体46)的定位。

如图2的状态所示，当没有给线圈61提供电流(负载比＝0％)时，控制阀CV内占主导的力是波纹管48的向下推力。因此，阀杆45位于其最底位置，阀体46完全地打开了连通通道43。结果，曲轴箱12的压力增大到当前条件下可能的最大值。这就增加了作用在活塞17上的曲轴箱12和压缩室20之间的压力差。在这种情况下，旋转斜盘15处于最小倾斜位置，而且压缩机CP的排量最小。

负载比可以在预定的范围内变化。当为控制阀CV的线圈61提供了处于最小负载比(＞0％)或更大的电流时，在柱塞弹簧60的力中加上了向上推力。因此，向上推力克服波纹管48的向下推力，使阀杆45向上移动。在这种情况下，加上了柱塞弹簧60的力的向上推力与向下推力相反，向下推力由第一和第二压力监测点之间的压力差ΔPd(PdH-PdL)所产生并加上了波纹管48的作用力。阀杆45的阀体46相对于阀座47定位在使上、下推力平衡的位置。

例如，当发动机速度减小且制冷回路中的制冷剂流量减小时，由压力差ΔPd产生的向下推力也减小。这就破坏了向上和向下推力之间的平衡，这个平衡是由来自电磁力的向上推力所获得的。因此，阀杆45(阀体46)向上移动，连通通道43的开度减小，曲轴箱12的压力也减小。这使得旋转斜盘15向最大倾斜位置移动，并增加了压缩机CP的排量。压缩机CP的排量增加提高了制冷回路中的制冷剂流量。结果，压力差ΔPd增大。

另一方面，当发动机速度增大时，制冷回路中的制冷剂的流量增加了由压力差ΔPd产生的向下推力。这就破坏了向上和向下推力之间的平衡，这个平衡是由来自电磁力的向上推力所获得的。因此，阀杆45(阀体46)向下移动，连通通道43的开度增大，曲轴箱12的压力也增大。这使得旋转斜盘15向最小倾斜位置移动，并减小了压缩机CP的排量。压缩机CP的排量减小降低了制冷回路中的制冷剂流量。结果，压力差ΔPd减小。

另外，例如当线圈61的负载比Dt增大以增加由电磁力产生的向上推力时，这就破坏了由压力差ΔPd产生的力所形成的向上和向下推力之间的平衡。因此，阀杆45(阀体46)向上移动，连通通道43的开度减小，压缩机CP的排量增大。结果，制冷回路中的制冷剂的流量增大。这使压力差ΔPd增加。

当线圈61的负载比减小以减小由电磁力产生的向上偏压力时，这就破坏了由压力差ΔPd产生的力所形成的向上和向下推力之间的平衡。因此，阀杆45(阀体46)向下移动，连通通道43的开度增大，压缩机CP的排量减小。结果，制冷回路中的制冷剂流量降低。这使压力差ΔPd减小。

因此，当压力差ΔPd波动时控制阀CV自动地定位阀杆45(阀体46)，从而将压力差ΔPd保持在由线圈61的负载比所决定的目标值(目标压力差)。可以通过控制线圈61的负载比的外部装置来调节目标压力差。[控制***]

如图3所示，在车辆内安装了可控制发动机Eg的输出的发动机电子控制单元(ECU)71，可控制除控制阀CV之外的空调控制元件的空调(A/C)ECU 72，以及控制控制阀CV的压缩机ECU 73。ECU71-73的每一个都是具有CPU、ROM、RAM和输入/输出(I/O)装置的类似于计算机的电子控制单元。如上所述，压缩机ECU 73包括用作压缩机计算机的计算机67，以及用作驱动电路的驱动器66。

用作信号线的线性总线74(干线74a和支线74b)将ECU71-73相互连接，并可在ECU71-73之间进行通信。这种车辆用局域网的标准包括CAN和RS-485。在此优选实施例中采用CAN。

ECU 71的I/O装置具有输入终端，其与检测车辆的行驶速度的车辆速度传感器101、检测发动机Eg的速度Ne的发动机速度传感器102、检测加速踏板(未示出)的下压量的加速踏板下压传感器103以及检测发动机Eg的吸气压力的吸气压力传感器104相连接。ECU 71的I/O装置具有输出终端，其与无级变速传动105、节气门106和燃油喷嘴107相连接。

A/C ECU 72的I/O装置具有输入终端，其与A/C开关75、温度设定装置76、温度传感器77、吸气压力传感器69以及排气压力传感器78相连接。A/C开关75由车辆乘客操作，以起动或关闭空调机。温度设定装置76由车辆乘客操作，以设定所需要的温度。温度传感器77检测乘客车厢的温度。吸气压力传感器69检测压缩机CP的吸气压力Ps。排气压力传感器78检测压缩机CP的排气压力Pd。

为了将乘客车厢的温度保持为温度设定装置76所设定的温度，A/C ECU 72通过输出控制指令给相关的驱动器79来调节空调机的气流温度、气流量以及气流模式。驱动器79包括驱动外部/内部空气开关门的伺服电机、吹风电机以及空气混合门驱动伺服电机。除了控制阀CV之外，驱动器79也用作空调控制元件。

参考图4A和4B，线性总线74的支线74b与压缩机ECU 73相连。在支线74b的终端上连接了母连接器80。通向电池65的电池电力线81和通向控制阀CV的线圈61的线圈电力线与母连接器80相连。可与母连接器80可分离地装配在一起的公连接器83包括母连接器80可装入的合成树脂的安装部分84，以及可装入母连接器80的母端子80a中的公端子85。公连接器83与压缩机ECU 73，或计算机67和驱动器66结合在一起。

从公连接器83的安装部分84上整体地延伸出板状基体86。形成压缩机ECU 73的电子装置91-97和与公端子85相连的底板87均固定在基体86上。在基体86上连接了可覆盖底板87的覆盖板88。因此，整个公连接器83用作容纳压缩机ECU 73的盒体。

公连接器83具有从基体86的侧边延伸出的凸台86a。紧固件例如螺钉穿过凸台86a并固定在车辆的车身Bd上，从而将公连接器83与车身Bd固定在一起。公连接器83(压缩机ECU 73)最好设置在乘客车厢、车尾行李箱或相对较冷的区域内，此较冷的区域与发动机室内的变热的设备如压缩机CP和发电机Eg相隔开。

参考图4A，计算机67包括具有ROM和RAM的CPU 91、振荡器92、恒压集成电路(IC)93。驱动器66包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS-FET)94和运算放大器95。在底板87上还设有CAN驱动器96以及二极管97，二极管可在公连接器83反向连接到母连接器80上时保护电路。在底板87上设成有树脂模制件，以提高电子装置91-96的防水性、耐热性、抗震性和电绝缘性。

压缩机ECU 73将来自发动机ECU 71和A/C ECU 72的不同类型的信息(Ne，Ps，Pd)的值赋于预先存储的公式(公式1)中，从而计算出目标压力差(指定的负载比Dt)。目标压力差或控制阀CV的功能状态对应于排气流量Qd，可将压缩机CP内的驱动轴13的负载扭矩Tr调节到外部指令装置所提供的目标扭矩Trs。压缩机ECU 73发送指令信号给控制阀CV，从而获得目标压力差。

施加在驱动轴13上的压缩机CP的负载扭矩Tr由公式1表示。公式1中的变量为影响负载扭矩Tr的压缩机CP压力(即吸气压力Ps和排气压力Pd)、驱动轴13的转速Nc和排气流量Qd。

公式1 $\mathrm{Tr}=\frac{60}{2\mathrm{\π}\×N_c}\×[\frac{n}{n-1}\mathrm{Pd}\×\mathrm{Qd}\×\{1-{\left(\frac{\mathrm{Pd}}{\mathrm{Ps}}\right)}^{\frac{1-n}{n}}\left\}\right]+\mathrm{Tloss}$

在此公式中，Tr代表负载扭矩，Tloss代表耗损扭矩，n代表比热比(对R134a来说为1.03)，Nc代表驱动轴转速(转/分钟)，Qd代表排放气体的气体流量，Ps代表吸气压力，Pd代表排气压力。

另外，Qd由以下公式求出。

驱动轴13的转速Nc取决于预先存储的发动机速度Ne和动力传递机构PT的齿轮传动比。压力差ΔPd取决于控制阀CV的线圈61的输入电流值，或者压力差ΔPd是负载比Dt的函数，而且排放气体的比重ρd近似于排气压力Pd。另外，公式1的损失扭矩Tloss取决于压缩机CP的结构。

A/C ECU 72根据A/C开关75的开/关状态、温度设定装置76所设定的温度和温度传感器77所检测到的温度来计算压缩机CP的所需排量(每单位时间内所需的从压缩机CP排放到外部制冷回路30中的制冷剂量)，或者所需的排气流量。另外，A/C ECU 72计算与压缩机CP的所需排量相一致的压缩机CP的负载扭矩Tr。

发动机ECU 71为A/C ECU 72提供显示了车辆是否处于异常状态或异常驾驶模式的信息。异常驾驶模式是指在发动机Eg上施加大负载例如在爬坡时的状态，车辆加速(至少在司机突然加速时)时的状态，或者是发动机Eg起动时的状态。当接收到来自发动机ECU71的显示了车辆处于异常驾驶模式的信息时，A/C ECU 72发送信号给压缩机ECU 73(计算机67)，并指示压缩机ECU 73将最小扭矩值设定为目标扭矩Trs。当没有接收到这样的信号时，A/C ECU 72指示压缩机ECU 73(计算机67)根据所需的排量来设定目标扭矩Trs。在优选实施例中，A/C ECU 72用作外部指令装置，将扭矩设定信号输出给压缩机ECU 73。

现在将介绍上述控制器的操作。

图5所示的流程图表示了空调控制程序的主程序。当车辆的点火开关(起动开关)接通时，A/C ECU 72开始运行程序。在步骤S1中，A/C ECU 72进行各种初始化。然后，A/C ECU 72前进到步骤S2。

在步骤2中，A/C开关75的状态受到监控直到A/C开关75接通为止。当A/C开关75接通后，A/C ECU 72前进到步骤S3。在步骤S3中，A/C ECU 72根据发动机ECU 71发送出的信号来判断车辆是否处于异常驾驶模式。

当车辆处于异常驾驶模式时，A/C ECU 72前进到步骤S4以执行异常状态控制。在异常驾驶模式下，A/C ECU 72指示压缩机ECU 73将最小扭矩值设定为目标扭矩Trs。

在步骤S3中，如果车辆没有处于异常驾驶模式，A/C ECU 72前进到步骤S5以执行正常控制。在正常控制下，A/C ECU 72根据温度设定装置76所设定的温度和温度传感器77所检测到的温度来计算压缩机CP的所需排量，从而计算出压缩机CP的相应扭矩值Tr。A/C ECU 72将计算出的扭矩值Tr设定为目标扭矩Trs，并将目标扭矩Trs的信号提供给发动机ECU 71。

压缩机ECU 73的计算机67计算控制阀的目标压力差ΔPd，其对应于与A/C ECU 72发出的目标扭矩Trs的信号相关的排气流量Qd。另外，计算机67计算提供给控制阀的线圈61的电流的负载比Dt，其最适合达到目标压力差ΔPd。然后，压缩机ECU 73指示驱动器66输出与计算出的负载比Dt一致的电流。这就将控制阀CV的目标压力差调节到最佳值，并在目标扭矩Trs下操作压缩机CP。

发动机ECU 71根据加速踏板下压传感器103检测到的加速踏板下压量、发动机速度传感器102检测到的发动机速度Ne以及由A/CECU 72输入的压缩机CP的目标扭矩Trs的信号来计算出目标发动机输出扭矩Trk。发动机ECU 71控制发动机Eg，以得到所计算出的目标发动机输出扭矩Trk。

根据所计算出的目标输出扭矩Trk，发动机ECU 71确定目标节气门的开度，并将目标节气门开度发送给节气门106。节气门106调节节气门(未示出)的开度，以达到目标节气门开度。这就调节了发动机Eg的吸气量。

发动机ECU 71根据进气压力传感器104发送的吸气压力信息和空气燃料的化学计量比来计算目标燃料喷射量。在吸气冲程中，燃油喷嘴107将与目标燃料喷射量相对应的燃料量喷射到发动机Eg的燃烧室中。

发动机ECU 71根据输出扭矩Trk来确定发动机速度Ne的目标值。然后发动机ECU 71从发动机速度Ne的目标值和由车辆速度传感器101所检测到的车辆速度中得到目标齿轮传动比，并将目标齿轮传动比发送给无级变速传动105。例如，无级变速传动105调节主动轮和从动轮的滑轮比(有效直径比)，以得到目标齿轮传动比。这就将发动机速度Ne调节到目标值。因此，发动机Eg被驱动，使得发动机的输出扭矩Trk和发动机速度Ne使燃料的消耗最优。

现在将介绍第一实施例的优点。

(1)压缩机ECU 73根据由A/C ECU 72所确定的目标扭矩Trs来控制压缩机CP。因此，当发动机ECU 71根据压缩机CP的扭矩数据来控制发动机Eg时，发动机ECU 71不采用扭矩预定图来设定压缩机的负载扭矩Tr，而要用A/C ECU 72发送出的扭矩数据作为目标扭矩Trs。这有助于对发动机Eg的控制。另外，不必为各类车辆(也就是各类空调机)准备用于设定压缩机的负载扭矩的扭矩预定图。因此，压缩机CP容易适用于任何类型的车辆。

(2)压缩机ECU 73根据公式1来计算控制阀CV的目标压力差，公式1利用压缩机CP的排气压力Pd、驱动轴13的转速Nc和排气流量Qd作为变量来计算负载扭矩Tr。可以控制提供给控制阀CV的电流，从而达到目标压力差。因此，即使空调机的外部制冷回路30的结构改变，也可以精确地预先确定负载扭矩Tr。

(3)控制阀CV中包括了压力差检测机构(波纹管48)，其可机械地检测固定的节流阀34的两侧的压力差ΔPd。控制阀CV根据压力差检测机构所检测到的压力差ΔPd来自动地调节其开度。另外，根据提供给电磁促动元件51(线圈61)的电流量来控制目标压力差，目标压力差用作自动阀开度调节的指标。因此，在压缩机ECU 73中，计算机67可容易地从驱动器66的指令信号中识别排气流量Qd。因此，即使没有检测到用于检测流量Qd的传感器，也可以精确地预先确定负载扭矩Tr。

(4)A/C ECU 72也用作外部指令装置，其发送目标扭矩Trs给压缩机ECU 73。因此，不必为外部指令装置提供空间。

(5)采用与扭矩相关的信号来控制压缩机CP。因此，来自发动机ECU 71和压缩机ECU 73的信号不必转换成扭矩值。这有助于控制发动机Eg和压缩机CP。

(6)压缩机ECU 73的计算机67与趋于变热的压缩机CP分隔开。因此，计算机67几乎不受压缩机CP的热量的影响。这就提高了计算过程的可靠性，即使没有设置专门的耐热元件或绝热元件时也是如此。

(7)压缩机ECU 73的计算机67结合于与线性总线74的支线74b相连的连接器83内。与计算机67位于另一盒体内的情况相比，这节省了空间。

(8)压缩机ECU 73的驱动器66同计算机67一起结合于连接器83内。与只有驱动器66容纳于另一盒体内的情况相比，这节省了空间。

在现有技术中，控制阀CV由发动机ECU 71和A/C ECU 72控制。然而在第一实施例中，采用压缩机ECU 73来专门控制控制阀CV并达到由外部装置设定的目标扭矩Trs。因此，压缩机ECU 73的结构较紧凑。这有助于将压缩机ECU 73结合于连接器83内。

(9)在压缩机ECU 73中，组成计算机67的电子装置91-93和组成驱动器66的电子装置94，95与同一底板87相连。因此，底板87的印制和电子装置91-97与底板87的粘合可在同一操作中进行。这样不需要设置用于连接计算机67和驱动器66的信号传输线。

(10)连接器80，83使得从电池65延伸到驱动器66的电力线81和从驱动器66延伸到控制阀CV的线圈61的电力线82在与压缩机ECU 73的计算机67连接的同时连接到线性总线74的支线74b上。因此，在装配车辆时，驱动器66和计算机67可以容易地接上电线。

(11)包括有线性总线74的局域网将ECU71-73相互连接，并且使ECU71-73之间可相互通信。因此，这有助于ECU71-73之间的信息共享。第二实施例

现在将参考图6介绍第二实施例。在第二实施例中，母连接器80位于发动机ECU 71或A/C ECU 72内。连接器80的母端子80a(图4A)通过ECU 71或ECU 72而与线性总线74的支线74b相连。位于压缩机ECU 73内的公连接器83(公端子85)装入母连接器80(母端子80a)内。这就将线性总线74的支线74b与压缩机ECU 73相连。

将电池65与压缩机ECU 73的驱动器66相连的电力线81以及将驱动器66与控制阀CV的线圈61相连的电力线82直接地从底板87延伸出公连接器83之外。

除了第一实施例的优点(1)到(9)和(11)之外，第二实施例还具有以下优点。压缩机ECU 73通过发动机ECU 71或A/C ECU 72与线性总线74相连。因此，不需要专门用于压缩机ECU 73的支线74b。这就简化了车辆内的网络(线性总线74)的结构。另外，由于发动机ECU 71或A/C ECU 72支撑了压缩机ECU 73，无须在车辆的车身Bd上专门为压缩机ECU 73提供空间。

本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神实质和范围的前提下，本发明可以许多其它的具体形式来实现。特别是，应该理解本发明可以下述形式实现。

在上述实施例中，ECU71-73通过相同的通信线路(线性总线74)而相互连接。但是，可使用不同的通信线路与各ECU 71-73相连。这就防止了由公共线路内的通信问题而造成的信息传递的延误，并增加了控制发动机Eg、压缩机CP等的精确性。

可以存储原有的目标扭矩Trs，而不必只要在A/C ECU 72发送目标扭矩Trs的信号给压缩机ECU 73时就从头开始计算目标扭矩Trs的值。在这种情况下，可在存储值上加上或减去一个预定值。然后将所得到的值作为目标扭矩Trs发送给压缩机ECU 73。当压缩机CP的排量不够时，在原有的存储值上加上预定值，从而更新目标扭矩Trs。当压缩机CP的排量超量时，从原有的目标值中减去预定值，从而更新目标扭矩Trs。这就简化了目标扭矩Trs的计算。

可以省去A/C ECU 72，发动机ECU 71可以包括发动机ECU 71的功能。在这种情况下，发动机ECU 71用作外部指令装置，而且压缩机ECU 73根据由发动机ECU 71所确定的目标扭矩Trs来控制控制阀CV。这就简化了发送信号以控制空调机的网络的结构。

发送给压缩机ECU 73的目标扭矩Trs不一定要通过CPU根据条件比如目标温度和乘客车厢温度来计算。例如，当采用人工空调机时，可根据用于设定冷却条件的旋钮的操作以步进式或连续方式改变目标扭矩Trs。发送给压缩机ECU 73的基于目标扭矩Trs的信号也可发送给发动机ECU 71。发动机ECU 71利用目标扭矩Trs来计算目标发动机输出扭矩Trk。

在异常驾驶模式中，发动机ECU 71指示压缩机ECU 73采用预定值作为目标扭矩Trs。这就使得发动机ECU 71可根据压缩机CP的操作条件来有效地控制发动机Eg。

发动机ECU 71可用来确定目标扭矩Trs。发动机ECU 71根据车辆现有条件来计算所需的扭矩。然后，根据A/C ECU 72计算出的压缩机CP所需的扭矩值，发动机ECU 71确定压缩机CP的目标扭矩Trs，此目标扭矩决定车辆状态的优先状态。然后发动机ECU 71将目标扭矩Trs通知给压缩机ECU73。即使车辆处于异常驾驶模式，例如当车辆加速或爬坡时，发动机ECU 71也不必在最小排量状态下操作压缩机CP。因此，如果有剩余量(surplus margin)，可将剩余量内的最大扭矩设定为压缩机CP的目标扭矩。这就将使得车辆的驾驶状态为优先状态，并能有效地操作空调机。

用于确定目标扭矩Trs的外部指令装置(计算机)可设在压缩机ECU 73内，以确定是否根据压缩机CP所需的扭矩来优先使用发动机ECU 71或A/C ECU 72。

压缩机ECU 73可设有用于检测各种与压缩机CP相关的压力(例如吸气压力Ps和排气压力Pd)的传感器，以及用于检测驱动轴13的转速Nc的传感器。

可设置扭矩传感器来检测压缩机CP的负载扭矩Tr，并且压缩机ECU 73可以控制压缩机CP的排量，使得所检测到的扭矩Tr与目标扭矩Trs相匹配。这样就不需要计算负载扭矩Tr，并减少了压缩机ECU73所要进行的计算工作量。另外，也可以省去吸气压力传感器69和排气压力传感器78。

在上述实施例中，连接器83(端子85)可以是母连接器，连接器80(端子80a)可以是公连接器。

可以不采用两条电力线81，82都与线性总线74的支线74b相连的方式，而是将两条线81，82中的一条与支线74b相连，而两条线中的另一条直接与底板87相连，

在第一实施例中，可省去掉连接器80，83，线74b，81和82可直接与底板87相连。

可从连接器83去掉压缩机ECU 73。例如，压缩机ECU 73的电路底板87和电子装置91-97可设在单独的盒体中，即容纳发动机ECU71的电路底板的盒体或容纳A/C ECU 72的电路底板的盒体。发动机ECU 71和A/C ECU 72通常设在相对较冷的区域例如乘客车厢内。

在压缩机ECU 73中，计算机67可设在连接器83内，驱动器66可安装在不同的位置。在这种情况下，驱动器66的电路底板可容纳在单独的盒体中并固定在车辆车身Bd上。驱动器66的电路底板还可设在容纳发动机ECU 71的电路底板的盒体内，或者是容纳A/CECU 72的电路底板的盒体内。或者，驱动器66可设在压缩机CP的壳体11或控制阀CV的阀套41内。

连通通道43可通过供气通道28的上游部分而与排气室22相连，阀室42可通过供气通道28的下游部分而与曲轴箱12相连。换句话说，供气通道28中的阀室42与连通通道43之间的上游和下游的关系可与上述实施例中的相反。这可以减小连通通道43(排气压力Pd中的空气)与相邻于连通通道43的第二压力室(排气压力Pd中的空气)之间的压力差。另外，还可以抑制压力泄漏，并且高精度地控制排量。

控制阀CV可设置成通过调节排放通道27的开度来调节曲轴箱12的压力。

控制阀CV可以是不具备自动阀开度调节功能的电磁阀。

本领域的技术人员应该清楚，在不脱离本发明的精神实质和范围的前提下，本发明可以许多其它的具体形式来实现。

Claims (25)

1.一种用于控制可变排量压缩机的排量的排量控制器，其特征在于，所述压缩机包括具有来自驱动源的动力的驱动轴和可变排量机构，所述驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气，所述排量控制器包括：

设在所述压缩机内的控制阀，可根据指令信号来改变所述压缩机的排量；和

与所述控制阀相连的第一计算机，所述第一计算机提供所述指令信号给所述控制阀，从而将所述压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

2.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述排量控制器还包括选择性地与信号线相连以提供目标扭矩信号的连接器，所述第一计算机设在所述连接器内。

3.根据权利要求2所述的排量控制器，其特征在于，所述控制阀包括电磁促动元件，所述排量控制器还包括驱动电路，所述驱动电路与所述电磁促动元件和所述第一计算机相连，以接收所述指令信号并将驱动信号提供给所述电磁促动元件，所述驱动电路和所述第一计算机均设在所述连接器内。

4.根据权利要求3所述的排量控制器，其特征在于，所述连接器选择性地与所述驱动电路的电力线和/或从所述驱动电路延伸至所述电磁促动元件的电力线相连。

5.根据权利要求2所述的排量控制器，其特征在于，所述连接器包括安装部分、与所述安装部分形成一体的基体，以及设有所述第一计算机的底板。

6.根据权利要求5所述的排量控制器，其特征在于，所述连接器包括设在所述基体上以覆盖所述底板的覆盖板。

7.根据权利要求6所述的排量控制器，其特征在于，所述第一计算机和所述驱动电路包括安装在所述底板上的电子装置。

8.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述第一计算机与所述可变排量压缩机分隔开。

9.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述第一计算机为所述可变排量压缩机所独有。

10.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述排量控制器还包括：

用于所述空调机中以产生所述扭矩目标信号的第二计算机，所述第二计算机通过局域网与所述第一计算机相连。

11.根据权利要求10所述的排量控制器，其特征在于，所述第二计算机产生所述扭矩目标信号并控制所述空调机。

12.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述第一计算机根据所述压缩机的排气压力、所述驱动轴的转速和排气流量来计算所述控制阀的开度，并产生代表了所计算出的开度的指令信号，从而将所述压缩机的扭矩调节到与所述目标扭矩信号一致的目标扭矩。

13.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述压缩机用于所述空调机中，所述空调机包括与所述压缩机相连的制冷回路，所述控制阀包括：

用于检测所述制冷回路中的两个压力监测点之间的压力差的压力差检测装置；

用于根据所检测到的压力差和来自所述第一计算机的指令信号来改变所述压力差的压力差改变装置。

14.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述压缩机用于所述车辆空调机中，所述驱动源是车辆的驱动源，所述控制器还包括：

用于产生所述扭矩目标信号并控制所述车辆驱动源的第二计算机。

15.根据权利要求1所述的排量控制器，其特征在于，所述压缩机包括控制室，可以调节所述控制室的压力来改变所述压缩机的排量，所述控制阀根据所述指令信号来调节其开度，以调节所述控制室的压力并改变所述压缩机的排量。

16.一种车辆空调机，其包括：

可变排量压缩机，其包括具有来自驱动源的动力的驱动轴和可变排量机构，所述驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气；和

用于控制所述压缩机的排量的排量控制器，所述排量控制器包括：

设于所述压缩机内的控制阀，可根据指令信号来改变所述压缩机的排量；和

与所述控制阀相连的第一计算机，所述第一计算机提供所述指令信号给所述控制阀，从而将所述压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

17.一种选择性地与可提供扭矩目标信号的信号线相连的连接器，可调节可变排量压缩机的扭矩，其特征在于，所述压缩机包括控制阀，可根据指令信号来改变所述压缩机的排量，所述连接器包括：

第一计算机，其提供所述指令信号给所述控制阀，以将所述压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩。

18.根据权利要求17所述的连接器，其特征在于，所述控制阀包括电磁促动元件，所述连接器还包括驱动电路，其与所述电磁促动元件和所述第一计算机相连以接收所述指令信号，并提供驱动信号给所述电磁促动元件。

19.一种用于控制可变排量压缩机的可变排量控制***，所述压缩机包括具有来自驱动源的动力的驱动轴和可变排量机构，所述驱动轴旋转以进行气体的吸气、压缩和排气，所述***包括：

设在所述压缩机内以根据指令信号来改变所述压缩机排量的控制阀；

与所述控制阀相连的第一计算机，所述第一计算机提供所述指令信号给所述控制阀，从而将所述压缩机的扭矩调节到与扭矩目标信号相一致的目标扭矩；和

可产生代表了所述压缩机的目标扭矩的目标扭矩信号的第一计算机。

20.根据权利要求19所述的控制***，其特征在于，所述压缩机用在可设定车辆内乘客车厢的温度并检测所述乘客车厢的温度的空调机中，第二计算机根据设定温度和空调机所检测到的温度来产生所述目标扭矩信号。

21.根据权利要求19所述的控制***，其特征在于，所述压缩机用于所述车辆空调机中，所述第二计算机控制所述空调机，所述驱动源是车辆的驱动源，所述控制***还包括：

与所述第二计算机相连的第三计算机，可根据所述目标扭矩信号来控制所述车辆驱动源。

22.根据权利要求21所述的控制***，其特征在于，所述第三计算机确定所述车辆是否处于异常驾驶模式，当所述第三计算机确定所述车辆不处于异常驾驶模式时，所述第二计算机产生所述目标扭矩信号。

23.根据权利要求21所述的控制***，其特征在于，所述第三计算机确定所述车辆是否处于异常驾驶模式，当所述第三计算机确定所述车辆处于异常驾驶模式时，所述第二计算机产生代表最小扭矩的目标扭矩信号。

24.根据权利要求19所述的控制***，其特征在于，所述第一计算机与所述可变排量压缩机分隔开。

25.根据权利要求19所述的控制***，其特征在于，所述第一计算机为所述可变排量压缩机所独有。

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