JP3906796B2 - 容量可変型の圧縮機の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置の冷媒循環回路(冷凍サイクル)を構成し、駆動軸が回転駆動されることで冷媒圧縮を行うとともに吐出容量を変更可能な構成を備えた容量可変型の圧縮機の吐出容量を調節するための制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の制御装置としては、感圧弁に電磁アクチェータが備えられた、所謂外部制御弁と呼ばれるものが存在する(例えば特許文献1参照。)。
【0003】
即ち、前記外部制御弁は、弁体と、感圧部材と、電磁アクチェータとからなっている。弁体は、容量可変型斜板式圧縮機(以下単に圧縮機とする)の吐出室と斜板収容室たるクランク室とを接続する給気通路の開度を調節可能である。感圧部材は、冷媒循環回路の吐出圧領域に設定された二つの圧力監視点間の圧力差(二点間差圧)を機械的に検知可能である。この二点間差圧には、冷媒循環回路における冷媒流量が反映されている。感圧部材は、二点間差圧の変動つまり冷媒流量の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させる。
【0004】
前記電磁アクチェータは、弁体に付与する弁閉方向への電磁付勢力(詳しくは感圧部材が弁体に付与する弁開方向への付勢力に対抗する付勢力)を、外部からの電力供給量に基づいて変更することで、感圧部材による弁体の位置決め動作の基準となる二点間差圧の設定値(設定差圧)を変更可能である。即ち、例えば、電磁アクチェータは、外部からの電力供給量が大きくなると、弁体に付与する電磁付勢力を大きくし、設定差圧を大きくする。逆に、電磁アクチェータは、外部からの電力供給量が小さくなると弁体に付与する電磁付勢力を小さくし、設定差圧を小さくする。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−173556号公報(第7−11頁、第3図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
さて、冷媒循環回路の冷媒流量は、圧縮機の吐出容量や、該圧縮機を駆動する車両のエンジンの回転速度と正の相関性を有している。通常、設定差圧の最大値つまり電磁アクチェータが弁体に付与する電磁付勢力の最大値は、圧縮機が最大吐出容量でかつエンジンが常用回転速度域にある状態で実現可能な冷媒流量に設定されている。従って、この最大設定差圧に対応する冷媒流量は、圧縮機の吐出容量が最大であったとしても、エンジンがアイドリングに近い低回転速度域にある状態では、実現は不可能である。
【0007】
ところが、従来は、設定差圧(電磁アクチェータへの電力供給量)の算出にエンジンの回転速度を反映させていないため、エンジンが低回転速度域の状態では実現不可能な冷媒流量(二点間差圧)が、電磁アクチェータに対して指令されることがある。従って、例えば、クールダウン時においては、電磁アクチェータに指令される設定差圧と、現時点で実現し得る二点間差圧とに前者が大となる大きな開きが生じることとなっていた。
【0008】
そしてこの状態から、車両の急加速等により圧縮機の回転速度が急上昇して冷媒循環回路の冷媒流量が増大傾向となったとしても、該冷媒流量が電磁アクチェータに指令される設定差圧に対応した量に増加するまで、弁体は全閉状態から離脱することができなかった。よって、回転速度の急上昇の開始から、圧縮機の吐出容量が最大から離脱するまでに時間がかかり、圧縮機の吐出圧が過大に上昇して、該圧縮機や冷媒循環回路の配管等に不具合が生じる問題があった。
【0009】
このような問題は、感圧部材が冷媒循環回路の二点間差圧に感応する構成の制御弁においてのみ生じる訳ではなく、感圧部材が冷媒循環回路の少なくとも一種の圧力を検知して動作する構成の制御弁であれば同様な問題を生じる。つまり、例えば、感圧部材が冷媒循環回路の吸入圧領域の圧力に感応する、所謂設定吸入圧可変型の制御弁においても、クールダウン時には、電磁アクチェータに指令される設定吸入圧が、現在のエンジンの低回転速度では実現不可能な至極低い値に設定されることがあるのである。
【0010】
なお、前述した吐出圧の過大な上昇を解決するために、吐出圧領域にリリーフ弁を配設したり、車両の急加速をアクセルペダル等から検知して圧縮機の吐出容量を低下させる等の手法を採用する場合がある。しかし、前者の場合、専用のリリーフ弁が必要で部品点数が多くなるし、後者の場合、車両の急加速直前の吐出圧が高めであると、急加速を検知してからの外部制御では間に合わずに、吐出圧が過大に上昇してしまう問題があった。
【0011】
本発明の目的は、容量可変型の圧縮機の回転速度が急上昇した場合において、該圧縮機の吐出容量を最大から速やかに減少させて、吐出圧の過大な上昇を防止することが可能な容量可変型の圧縮機の制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明の制御装置は、弁体と感圧手段と動作基準変更手段とからなる制御弁と、圧力検知手段と、制限値算出手段と、制御手段とを備えている。
【0013】
前記感圧手段は、冷媒循環回路の複数種の圧力のうち少なくとも一種の圧力を機械的に検知可能であって、該冷媒循環回路の圧力変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させる。動作基準変更手段は、弁体に付与する付勢力を外部からの指令に基づいて変更することで、感圧手段による弁体の位置決め動作の基準を変更可能である。
【0014】
前記圧力検知手段は、感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力及び/又は感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力と相関性を有する物理量を電気的に検知する。制限値算出手段は、圧力検知手段からの検知情報に基づいて、前記感圧手段が弁体に付与する付勢力に対して圧縮機の吐出容量が最大とされるように前記動作基準変更手段が弁体に付与する最小の付勢力としての制限値を算出する。そして、制御手段は、弁体に付与する付勢力が制限値を吐出容量増大側へ越えないように動作基準変更手段を制御する。
【0015】
つまり、本発明においては、感圧手段が機械的に検知する冷媒循環回路の圧力を把握することで、圧縮機の吐出容量を最大とし得る動作基準変更手段の付勢力の領域と、吐出容量を最大とし得ない動作基準変更手段の付勢力の領域との境界を随時把握するようにしている。そして、この把握した境界に基づいて該境界又は該境界近傍の制限値を随時算出し、弁体に付与する付勢力が前記境界を最大吐出容量側へ大きく越えないように動作基準変更手段を制御している。
【0016】
従って、例えば、クールダウン等により、前記動作基準変更手段が制限値の付勢力を弁体に付与した状態であっても、圧縮機(駆動軸)の回転速度が急上昇して、感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力が多少でも変動すれば、該圧力変動前の動作基準変更手段の付勢力(制限値)は、新しい圧力環境下においては、吐出容量を最大とし得ない領域に入り込むこととなる。このため、感圧手段は弁体を吐出容量の減少側に速やかに移動させ、よって、圧縮機は最大吐出容量状態から速やかに離脱されて、該離脱の遅れに起因した吐出圧の過大な上昇を抑制することができる。
【0017】
つまり、従来技術においては、前記境界を把握していないため、該境界を最大吐出容量側へ大きく越える付勢力を動作基準変更手段(電磁アクチェータ)が弁体に付与する場合があり、この場合には、圧縮機の回転速度の急上昇によって、吐出圧が過大に上昇することとなっていたのである。
【0018】
請求項2の発明は請求項1において、前記制御手段は、前記制限値を複数記憶可能であり、記憶されている複数の制限値のうちの最古値を、弁体に付与する付勢力の変更限度として動作基準変更手段を制御する。
【0019】
従って、例えば、駆動軸の回転速度が上昇傾向にあるときには、制限値算出手段によって算出された制限値は、今現在、感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力に対応した制限値と比較して、吐出容量の減少側にずれた値となる。よって、駆動軸の回転速度が急上昇した場合、弁体の吐出容量減少側への動作をより早い時期から開始させることができ、吐出圧の過大な上昇をより効果的に抑制することができる。
【0020】
請求項3の発明は請求項1又は2において、前記動作基準変更手段は電磁アクチェータよりなり、該電磁アクチェータは、制御手段によって制御される外部からの電力供給量に応じて弁体に付与する電磁付勢力を変更可能である。制御弁は、電磁アクチェータの電磁付勢力が増大すると、圧縮機の吐出容量を増大する側に弁体の開度が変更される構成である。
【0021】
つまり、電磁アクチェータの電磁付勢力と圧縮機の吐出容量とは、正の相関性を有している。従って、電磁アクチェータの電磁付勢力が制限値を吐出容量増大側へ越えないように制御されることは、該電磁アクチェータに供給される電力量を制限することにもなる。よって、電磁アクチェータの電力消費量を削減することができる。
【0022】
請求項4の発明は請求項1〜3のいずれかにおいて、前記感圧手段は、冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視点間の圧力差を検知可能である。感圧手段は、二つの圧力監視点間の圧力差の変動に基づいて、該圧力差の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させる。圧力検知手段は、二つの圧力監視点間の圧力差と相関性を有する駆動軸の回転速度を検知する。制限値算出手段は、圧力検知手段からの回転速度情報に基づいて制限値を算出する。制限値を算出するために回転速度情報を用いる構成においては、例えば、駆動軸を回転駆動するための駆動源に関する回転速度情報を用いて駆動軸の回転速度を把握することが可能となる。つまりこの場合、駆動軸の回転速度を検知するためのセンサ類等を特段に設ける必要がなくなる。
【0023】
請求項5の発明は請求項1〜4のいずれかにおいて、前記感圧手段は吸入圧及び吐出圧を検知して弁体を動作させる。圧力検知手段は、感圧手段が検知する前記吸入圧及び前記吐出圧に関する検知情報を、制限値算出手段に提供する。従って、制限値の算出精度を向上させることができ、該制限値を、圧縮機の吐出容量を最大とし得る動作基準変更手段の付勢力の領域と、吐出容量を最大とし得ない動作基準変更手段の付勢力の領域との境界にできるだけ寄せて設定することができる。これは、駆動軸の回転速度が急上昇した場合、弁体の吐出容量減少側への動作をより早い時期から開始させることにつながり、吐出圧の過大な上昇をより効果的に抑制することができる。
【0024】
請求項6は請求項1〜5のいずれかにおいて、前記冷媒循環回路の冷媒として、二酸化炭素が用いられている。
二酸化炭素冷媒を用いた場合、冷媒の臨界温度を超えた超臨界域で冷媒を冷却する場合を含む熱交換を行うこととなる。このような冷媒を使用した場合は、吐出圧がフロンを用いた場合の圧力よりも10倍以上となり、圧縮機や冷媒循環回路の配管等への負荷が至極大きなものとなる。また、このような構成においては、フロン冷媒を用いた場合と比較して、駆動軸の回転速度が圧縮機の吐出圧に直接的な影響を与え易くなる。したがって、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、二酸化炭素を冷媒循環回路の冷媒として用いた場合には、その発明の効果がより有効なものになると言える。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両用空調装置に用いられる容量可変型の圧縮機の制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
【0026】
先ず、車両用空調装置について説明する。
図1に示すように、車両用空調装置の冷媒循環回路(冷凍サイクル)は、容量可変型の圧縮機CPと外部冷媒回路1とを備えている。外部冷媒回路1は例えば、ガスクーラー2、膨張弁3、蒸発器4、同蒸発器4の出口と圧縮機CPの吸入室5とをつなぐ冷媒ガスの流通管6及び圧縮機CPの吐出室7をガスクーラー2に連通させるための通路としての流通管8を備えている。流通管8の途中には固定絞り8aが設けられている。なお本実施形態では、冷媒として二酸化炭素が採用されている。
【0027】
前記圧縮機CPは、流通管6を介して蒸発器4から吸入室5に導かれた冷媒ガスを吸入及び圧縮し、その圧縮ガスを吐出室7に吐出する。吐出室7の高圧ガスは、流通管8を介してガスクーラー2に送られる。
【0028】
次に、前記圧縮機CPについて説明する。なお、図1において左方を圧縮機CPの前方とし右方を後方とする。
前記圧縮機CPのハウジングは、シリンダブロック11と、その前端に接合固定されたフロントハウジング12と、シリンダブロック11の後端に弁・ポート形成体13を介して接合固定されたリヤハウジング14とからなっている。
【0029】
前記シリンダブロック11とフロントハウジング12とで囲まれた領域には、クランク室15が区画されている。駆動軸16は、クランク室15を挿通するようにして、シリンダブロック11及びフロントハウジング12に回転可能に支持されている。ラグプレート17は、クランク室15において駆動軸16に一体回転可能に固定されている。
【0030】
前記クランク室15には、カムプレートたる斜板18が収容されている。斜板18は、駆動軸16にスライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構19は、ラグプレート17と斜板18との間に介在されている。従って、斜板18は、ヒンジ機構19を介したラグプレート17との間でのヒンジ連結及び駆動軸16の支持により、ラグプレート17及び駆動軸16と同期回転可能であると共に駆動軸16の軸線方向へのスライド移動を伴いながら駆動軸16に対し傾動可能となっている。
【0031】
複数(図面には一つのみ示す)のシリンダボア20は、駆動軸16を取り囲むようにしてシリンダブロック11に形成されている。片頭型のピストン21は、各シリンダボア20に往復動可能に収容されている。シリンダボア20内にはピストン21の往復動に応じて体積変化する圧縮室22が区画されている。ピストン21はシュー23を介して斜板18の周縁部に係留されており、駆動軸16の回転に伴う斜板18の回転運動が、ピストン21の往復運動に変換される。
【0032】
前記駆動軸16は動力伝達機構24を介して、外部駆動源としての車両の走行駆動源であるエンジン25に作動連結されている。動力伝達機構24は、外部からの電気制御によって動力の伝達/遮断を選択可能なクラッチ機構(例えば電磁クラッチ)であってもよく、又は、そのようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチレス機構(例えばベルト/プーリの組合せ)であってもよい。なお、本実施形態では、クラッチレスタイプの動力伝達機構24が採用されている。
【0033】
前記弁・ポート形成体13とリヤハウジング14とで囲まれた領域には、吸入室5及び吐出室7がそれぞれ区画形成されている。吸入室5の冷媒ガスは、各ピストン21の上死点位置から下死点側への移動により、弁・ポート形成体13に形成された吸入ポート26及び吸入弁27を介して圧縮室22に吸入される。圧縮室22に吸入された冷媒ガスは、ピストン21の下死点位置から上死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・ポート形成体13に形成された吐出ポート28及び吐出弁29を介して吐出室7に吐出される。
【0034】
前記斜板18の傾斜角度は、圧縮室22の圧力と、ピストン21の背圧であるクランク室15の圧力(クランク圧Pc)との関係を変更することで調節可能である。本実施形態においては、クランク圧Pcを積極的に変更することで、斜板18の傾斜角度を調節するようになっている。
【0035】
即ち、前記圧縮機CPのハウジングには、抽気通路30、給気通路31及び制御弁32が設けられている。抽気通路30は、クランク室15と吸入圧領域としての吸入室5とを接続する。給気通路31は、吐出圧領域としての吐出室7とクランク室15とを連通する。給気通路31の途中には制御弁32が配設されている。
【0036】
そして、前記制御弁32の開度を調節することで、給気通路31を介したクランク室15への高圧冷媒ガスの導入量と、抽気通路30を介したクランク室15から吸入室5へのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧Pcが決定される。このクランク圧Pcの変更に伴う斜板18の傾斜角度の変更に応じて、ピストン21のストローク量即ち圧縮機CPの吐出容量が調節される。
【0037】
例えば、前記制御弁32の開度が減少してクランク圧Pcが低下されると斜板18の傾斜角度が増大し、圧縮機CPの吐出容量が増大される。逆に、制御弁32の開度が増大してクランク圧Pcが上昇されると斜板18の傾斜角度が減少し、圧縮機CPの吐出容量が減少される。図面において実線で示す斜板18は、圧縮機CPが最小吐出容量状態にある場合を示し、この状態にてクランク圧Pcは、吐出室7の圧力(第1吐出圧PdH)とほぼ同じとなっている。また、図面において二点鎖線で示す斜板18は、圧縮機CPが最大吐出容量状態にある場合を示し、この状態にてクランク圧Pcは、吸入室5の圧力(吸入圧Ps)とほぼ同じとなっている。
【0038】
次に、前記制御弁32について図2に従って詳述する。なお、図2における上側を制御弁32の上側とし、下側を制御弁32の下側とする。
前記制御弁32は、その上半部を占める入れ側弁部51と、下半部を占める、動作基準変更手段としてのソレノイド部52とを備えている。入れ側弁部51は給気通路31の開度を調節する。ソレノイド部52は、制御弁32内において上下方向にスライド移動可能に配設された円柱状の作動ロッド53を、外部からの電力供給制御に基づき付勢制御するための一種の電磁アクチェータである。
【0039】
前記入れ側弁部51内には、給気通路31の一部を構成する弁孔61、及び給気通路31の一部を構成する弁室60がそれぞれ形成されている。弁孔61は、給気通路31の上流側部分を介して吐出室7に接続されている。弁室60は、給気通路31の下流側部分を介してクランク室15に接続されている。
【0040】
前記弁室60内及び弁孔61内には、作動ロッド53が挿通されている。弁室60内には、作動ロッド53の一部に相当する弁体としての弁体部63が配置されている。弁体部63は、弁室60内での位置に応じて弁孔61の開度を調節可能である。例えば、作動ロッド53が最下位置に配置された状態(図2の状態)では、弁体部63が弁孔61を全開し、逆に作動ロッド53が最上位置に配置された状態では、弁体部63が弁孔61を全閉する。
【0041】
前記弁室60内において弁体部63の端面には、作動ロッド53の横断面積S3から弁孔61の口径面積(通過断面積)S2を差し引いた面積に、弁室60内のクランク圧Pcが下方に向かって作用されている。
【0042】
前記入れ側弁部51において弁孔61の上方側には、感圧室55が形成されている。感圧室55内には、ベローズよりなる感圧部材54が収容されており、該感圧部材54の下端には作動ロッド53の上端が嵌合されている。本実施形態においては、作動ロッド53と感圧部材54とで感圧手段が構成されている。感圧室55内は、感圧部材54によって、該感圧部材54の内空間たる高圧室56と、感圧部材54の外側の低圧室57とに区画されている。
【0043】
前記高圧室56には、第1検圧通路58を介して吐出室7の圧力(第1吐出圧PdH)が導入されている。低圧室57には、第2検圧通路59を介して、流通管8における固定絞り8aよりもガスクーラー2側の部分の圧力(第2吐出圧PdL)が導入されている。従って、前記高圧室56の第1吐出圧PdHと低圧室57の第2吐出圧PdLとの差圧(第1差圧ΔP1=PdH−PdL)は、感圧部材54を介して、下向きの付勢力として作動ロッド53(弁体部63)作用する。なお、感圧部材54の自身が有するバネ力(伸長力)f1も、作動ロッド53に対して下向きに作用する。
【0044】
前記ソレノイド部52は、有底円筒状の収容筒71を備えている。収容筒71内には、該収容筒71の上部に嵌合された固定鉄心72により、ソレノイド室73が区画されている。作動ロッド53の下半部は固定鉄心72に貫通されたガイド孔74に挿通されて、その下端部がソレノイド室73内に延出され、この延出部分に可動鉄心75が嵌合固定されている。従って、可動鉄心75と作動ロッド53とは一体となって上下動する。ソレノイド室73には付勢バネ76が収容されている。付勢バネ76のバネ力f2は、可動鉄心75を固定鉄心72から離間させる方向に作用して、作動ロッド53を下方に向けて付勢する。
【0045】
前記ガイド孔74と作動ロッド53との間には若干の隙間(図示略)が確保されており、この隙間を介して弁室60とソレノイド室73とが連通されている。従って、ソレノイド室73は、弁室60と同じ圧力雰囲気つまりクランク圧Pcの雰囲気となっている。よって、可動鉄心75には、作動ロッド53の横断面積S3に、ソレノイド室73のクランク圧Pcに基づく付勢力が、上向きに作用されている。
【0046】
前記固定鉄心72及び可動鉄心75の周囲において、両鉄心72,75を跨ぐ範囲には、コイル77が巻回されている。コイル77には、ECU81の指令に基づき駆動回路82から電力が供給される。コイル77は、その電力供給量に応じた大きさの電磁吸引力(電磁付勢力F)を、固定鉄心72と可動鉄心75との間に発生させる。この電磁付勢力Fは、作動ロッド53(弁体部63)を上方に向けて付勢する。
【0047】
前記コイル77への電力供給制御は、アナログ的な電流値制御又は通電時のデューティ比Dtを適宜変化させるデューティ制御のいずれでもよい。本実施形態ではデューティ制御を採用する。駆動回路82は、ECU81からの指令に基づき所定のデューティ比Dtの電力をコイル77に供給する。例えば、デューティ比Dtが大きくされると、ソレノイド部52が弁体部63に付与する上向きの電磁付勢力Fが大きくり、弁体部63の開度は減少傾向となる。逆に、デューティ比Dtが小さくされると電磁付勢力Fが小さくなり、弁体部63の開度は増大傾向となる。つまり、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtと、圧縮機CPの吐出容量とは、正の相関性を有している。
【0048】
以上のことから、上記構成の制御弁32は、下記数1式を満たす位置に作動ロッド53(弁体部63)を位置決めすることとなる。
(数1式)
(PdH−PdL)(S1−S2)+(PdH−Pc)S2+f1+f2=F
S1は、感圧室55内における感圧部材54の有効受圧面積である。バネ力f1,f2、有効受圧面積S1、口径面積S2は機械設計の段階で一義的に決まる確定的なパラメータであり、電磁付勢力Fはコイル77への電力供給量に応じて変化する可変パラメータである。
【0049】
前記数1式から明らかなように制御弁32は、第1差圧ΔP1(=PdH−PdL)に基づく力と第2差圧ΔP2(=PdH−Pc)に基づく力との複合作用で、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)による作動ロッド53(弁体部63)の位置決めが行われる。つまり感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)は、冷媒循環回路の複数種の圧力(Pc,PdH,PdL)を検知可能であると言える。弁体部63は、第1差圧ΔP1の変動のみならず、第2差圧ΔP2の変動によっても変位されることとなる。
【0050】
つまり、前記制御弁32においては、ソレノイド部52からの電磁付勢力Fによって決定された、第1差圧ΔP1と第2差圧ΔP2との所定の関係を維持すべく、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)によって弁体部63の位置決めが行われる。即ち、冷媒循環回路の圧力(PdH,PdL)及びクランク圧Pcの変動に伴う両差圧ΔP1,ΔP2の変動を打ち消す側に吐出容量が変更されるように、感圧手段によって弁体部63の位置決めが行われる。
【0051】
例えば、前記駆動軸16の回転速度Ncの上昇などにより冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、固定絞り8aにおける圧力損失の増大に伴い同固定絞り8aの前後の差圧である第1差圧ΔP1が大きくなる。そして更に、固定絞り8aでの抵抗により第1吐出圧PdHが上昇する。また、冷媒流量が増大すると、蒸発器4の圧力が低下することから吸入圧Psは低下傾向を示す。即ち、第1吐出圧PdHの上昇及び吸入圧Psの低下により、第2差圧ΔP2が大きくなる。このとき、数1式における左辺と右辺とのバランスは、左辺が右辺よりも大きい状態となるように崩れることとなる。
【0052】
前記制御弁32は、数1式における左辺が右辺よりも大きい状態となるようにバランスが崩れたとき、左辺と右辺とが均衡するように自律的に弁開度が増大して、クランク圧Pcを上昇させるように作用する。このクランク圧Pcの上昇により、圧縮機CPの吐出容量が減少する。この吐出容量の減少により冷媒流量が減少すると、第1吐出圧PdHは低下する。即ち、制御弁32は、第1吐出圧PdHが過大となることを自律的に防止する機能を有していると言える。
【0053】
また、前記制御弁32は、ソレノイド部52が弁体部63に付与する電磁付勢力FをECU81からの指令に基づいて変更することで、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)による弁体部63の位置決め動作の基準を変更可能である。
【0054】
なお、前記クランク室15は冷媒循環回路のメインの冷媒流路を構成していないため、厳密にはクランク圧Pcは冷媒循環回路の圧力とは言えない。しかし、上述したように、クランク圧Pcは、圧縮機CPの吐出容量が最大となった時には、吸入圧Psとほぼ等しい値となる。従って、圧縮機CPの最大吐出容量状態においては、冷媒循環回路の吸入圧Psを感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知していると言える。
【0055】
次に、前記制御弁32の制御体系について説明する。
図2に示すように、制限値算出手段及び制御手段を構成するECU81は、CPU、ROM、RAM及びI/Oインターフェイスを備えたコンピュータ類似の電子制御ユニットである。I/Oの入力端子には外部情報検知手段83が接続され、I/Oの出力端子には制御弁32の駆動回路82が接続されている。ECU81は、外部情報検知手段83から提供される各種の外部情報に基づいて適切なデューティ比Dtを演算し、駆動回路82に対してそのデューティ比Dtでのソレノイド部52の駆動を指令する。
【0056】
前記外部情報検知手段83は、吸入圧センサ84、吐出圧センサ85及び回転速度センサ86を備えている。吸入圧センサ84は、制御弁32の感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が、圧縮機CPの最大吐出容量時に機械的に検知する吸入圧Psを、電気的に検知するためのものである。吐出圧センサ85は、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が機械的に検知する第1吐出圧PdHを電気的に検知するためのものである。回転速度センサ86は、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が機械的に検知する第1差圧ΔP1と相関性を有する駆動軸16の回転速度Ncを、電気的に検知するためのものである。つまり、吸入圧センサ84、吐出圧センサ85及び回転速度センサ86は圧力検知手段をなしている。
【0057】
前記外部情報検知手段83は、温度設定器87、温度センサ88及びエアコンスイッチ89を備えている。温度設定器87は、車両の乗員が車室内の温度を設定するためのものである。温度センサ88は車室内温度を検知するためのものである。
【0058】
前記ECU81は、温度設定器87及び温度センサ88からの情報に基づいて、デューティ比Dtpを算出する。即ち、ECU81は、温度センサ88の検知温度と温度設定器87の設定温度とを比較し、この検知温度と設定温度との差を解消する方向にデューティ比Dtpを増減変更する。例えば、検知温度が設定温度よりも高い場合には、デューティ比Dtpが増大変更される。従って、ソレノイド部52の電磁付勢力Fが増大して弁体部63の開度が減少し、圧縮機CPの吐出容量が増大される。逆に、検出温度が設定温度よりも低い場合には、デューティ比Dtpが減少変更される。従って、ソレノイド部52の電磁付勢力Fが減少して弁体部63の開度が増大し、圧縮機CPの吐出容量が減少される。
【0059】
前記ECU81は、吸入圧センサ84、吐出圧センサ85及び回転速度センサ86からの検知情報(Ps,PdH,Nc)に基づいて、予め記憶された関数f(Ps,PdH,Nc)から、デューティ比Dtの吐出容量増大側への変更限度たる制限値(最大デューティ比Dtmax)を算出する。ソレノイド部52が最大デューティ比Dtmaxで駆動された場合、該最大デューティ比Dtmaxの算出に用いられた圧力(Ps,PdH)及び回転速度Ncの環境下においては、制御弁32の感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)によって圧縮機CPの吐出容量は最大とされる。
【0060】
前記ECU81は、圧縮機CPの最大吐出容量を確実に実現できることと、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtをできるだけ小さくすることとの兼ね合いで最大デューティ比Dtmaxを算出する。従って、関数f(Ps,PdH,Nc)は、各センサ84,85,86の検知誤差や車両の振動による作動ロッド53の動き等を考慮して、圧縮機CPの吐出容量を最大とし得る最小のデューティ比Dtよりも若干高めの値を最大デューティ比Dtmaxとして算出する式に設定されている。そして、前記ECU81は、最大デューティ比Dtmaxを最大値として、該最大デューティ比Dtmaxを超えないように、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtの増減変更を行う。
【0061】
つまり、前記ECU81は、制御弁32の感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知する複数種の圧力(Ps(Pc),PdH,PdL)の全種を把握する。なお、前述のようにクランク圧Pcは、圧縮機CPの吐出容量が最大となった時には、吸入圧Psとほぼ等しい値となるため、この場合において、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知する複数種の圧力は、吸入圧Ps、第1吐出圧PdH及び第2吐出圧PdLであると言える。
【0062】
そしてこれらを把握することで、圧縮機CPの吐出容量を最大とし得るソレノイド部52の電磁付勢力Fの領域と、吐出容量を最大とし得ない電磁付勢力Fの領域との境界(圧縮機CPの吐出容量を最大とし得る最小の電磁付勢力F)を随時把握するようにしている。そして、この把握した境界に基づいて、該境界近傍の電磁付勢力Fの最大値つまり最大デューティ比Dtmaxを随時算出し、ソレノイド部52の電磁付勢力Fが前記境界を最大吐出容量側へ大きく越えないようにデューティ比Dtを制御している。
【0063】
さて、前記関数f(Ps,PdH,Nc)は、上述した数1式の「Pc」に、最大吐出容量時の条件である「Ps」を代入した式をベースに、実験値から求められた近似式である。図3は、吸入圧Ps及び回転速度Ncを固定した場合における、第1吐出圧PdHと最大デューティ比Dtmaxとの関係を示す実験結果である。該図における実測値たる各プロット「◇」、「◆」、「△」、「▲」は、吸入圧Psと回転速度Ncとの異なる組み合わせの場合をそれぞれ示している。各プロット「◇」、「◆」、「△」、「▲」間における吸入圧Psの大小関係は、「▲」=「◆」<「△」<「◇」である。また、各プロット「◇」、「◆」、「△」、「▲」間における回転速度Ncの大小関係は、「◇」=「◆」<「△」=「▲」である。
【0064】
図3からは、第1吐出圧PdHが高いほど、最大デューティ比Dtmaxは高く設定される必要があること、吸入圧Psが低いほど最大デューティ比Dtmaxは高く設定される必要があること、回転速度Ncが高いほど最大デューティ比Dtmaxは高く設定される必要があることがそれぞれ読み取れる。そして、同一種のプロット群において、各プロット上及び/又はその近傍を通過する直線を各プロット群の近似式とし、各プロット群の近似式と、各プロット群間における吸入圧Ps及び/又は回転速度Ncの設定条件の違いとから、関数f(Ps,PdH,Nc)が求められている。
【0065】
そして、このようにして求められた関数f(Ps,PdH,Nc)は、例えば図4(a)及び図4(b)に示す特性曲線ような関係特性(回転速度Ncと最大デューティ比Dtmaxとの関係特性)を有している。
【0066】
図4(a)に例示する各特性曲線は、それぞれ吸入圧Psが等しく、かつ、それぞれ第1吐出圧PdHが異なるという条件下のものである。各特性曲線におけるそれぞれの第1吐出圧PdHは、上側の特性曲線ほど大きく、隣り合う特性曲線間の圧力差(第1吐出圧PdHの差)はそれぞれ等しい。つまり、同じ吸入圧Psであれば第1吐出圧PdHが高いほど同じ回転速度Ncに対する最大デューティ比Dtmaxが高くなる傾向を示している。そして、隣り合う特性曲線間において、同じ回転速度Ncに対する最大デューティ比Dtmaxの差、即ち図4(a)における上下方向の間隔の大きさは、第1吐出圧PdHの高低に拘わらずほぼ一定である。
【0067】
図4(b)に例示する各特性曲線は、それぞれ第1吐出圧PdHが等しく、かつ、それぞれ吸入圧Psが異なるという条件下のものである。各特性曲線におけるそれぞれの吸入圧Psは、下側の特性曲線ほど大きく、隣り合う特性曲線間の圧力差(吸入圧Psの差)はそれぞれ等しい。つまり、同じ第1吐出圧PdHであれば吸入圧Psが低いほど同じ回転速度Ncに対する最大デューティ比Dtmaxが高くなる傾向を示している。そして、隣り合う特性曲線間において、同じ回転速度Ncに対する最大デューティ比Dtmaxの差、即ち図4(b)における上下方向の間隔の大きさは、吸入圧Psの高低に拘わらずほぼ一定である。
【0068】
そして、図4(a)及び図4(b)の各特性曲線は、回転速度Ncが高いほど最大デューティ比Dtmaxが増大する傾向を示し、その増大傾向の大きさは、回転速度Ncが高いほど大きい。このことは、最大デューティ比Dtmaxを求めるための関数f(Ps,PdH,Nc)において、各入力パラメータ(吸入圧Ps、吐出圧PdH及び回転速度Nc)のうち、回転速度Ncの変化の影響が他の入力パラメータのそれに比較して大きいことを示していると言える。
【0069】
次に、前記ECU81による空調制御について説明する。
図5は、空調制御処理を示すフローチャートである。ECU81は、エアコンスイッチ89がONされると、予め記憶されたプログラムに従って処理を開始する。ECU81は、エアコンスイッチ89がON状態にある限り空調制御処理を繰り返し実行する。
【0070】
先ず、ステップ(以下単にSとする)101において、吸入圧センサ84、吐出圧センサ85及び回転速度センサ86からの検知情報(Ps,PdH,Nc)に基づいて、予め記憶された関数f(Ps,PdH,Nc)から、最大デューティ比Dtmaxを算出する。
【0071】
S102においては、算出された最大デューティ比Dtmaxを、RAMの最大デューティ比記憶領域に最新値として記憶する。最大デューティ比記憶領域は、最大デューティ比Dtmaxを算出順に複数(予め決められた数)記憶可能となっており、最大デューティ比Dtmaxが算出される毎に最古値は削除されて該最古値の一つ後に算出された値が新しい最古値とされる。なお、前記最大デューティ比記憶領域は、エアコンスイッチ89がOFFされるとクリアされる。また、エアコンスイッチ89のON時には最大デューティ比記憶領域がブランクであるため、最初の最大デューティ比Dtmaxの算出時に限り、該算出値が最新値から最古値までの全ての値として記憶される。
【0072】
S103において、温度設定器87からの設定温度情報及び温度センサ88からの検出温度情報に基づいて、デューティ比Dtpを算出する。S104においては、RAMの最大デューティ比記憶領域から、最大デューティ比Dtmaxの最古値、つまり所定時間前における検知情報(Ps,PdH,Nc)に基づき算出された最大デューティ比Dtmaxを読み出す。S105においては、算出したデューティ比Dtpが読み出した最大デューティ比Dtmaxよりも大きいか否かを判断する。
【0073】
前記S105判定がYESであるなら、つまりデューティ比Dtpが最大デューティ比Dtmaxよりも大であるなら、S106において最大デューティ比Dtmaxでのソレノイド部52の駆動を駆動回路82に指令する。逆に、S105判定がNOであるなら、つまりデューティ比Dtpが最大デューティ比Dtmax以下であるなら、S107においてデューティ比Dtpでのソレノイド部52の駆動を駆動回路82に指令する。
【0074】
上記構成の本実施形態において次のような作用・効果を奏する。
(1)ECU81は、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知する冷媒循環回路の複数種の圧力(Ps,PdH,PdL)の全種を把握することで、圧縮機CPの吐出容量を最大とし得る電磁付勢力Fの領域と、吐出容量を最大とし得ない電磁付勢力Fの領域との境界を随時把握するようにしている。そして、この把握した境界に基づいて、該境界近傍の電磁付勢力Fの最大値(最大デューティ比Dtmax)を随時算出し、ソレノイド部52の電磁付勢力Fが前記境界を最大吐出容量側へ大きく越えないようにしている。
【0075】
ここで、例えば、クールダウン等により、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtが最大デューティ比Dtmaxとされ、従って、該ソレノイド部52が弁体部63に付与する電磁付勢力Fが制限範囲の最大であって、圧縮機CPの吐出容量が最大であるとする。この場合、車両の急加速等により圧縮機CP(駆動軸16)の回転速度Ncが急上昇すると、冷媒循環回路の圧力(Ps,PdH,PdL)が変動し、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知する第1差圧ΔP1と第2差圧ΔP2との関係が変動される。第1差圧ΔP1と第2差圧ΔP2との関係が多少でも変動すれば、該変動前のソレノイド部52の電磁付勢力F(最大デューティ比Dtmax)は、新しい第1差圧ΔP1と第2差圧ΔP2の関係下においては、吐出容量を最大とし得ない領域に入り込むこととなる。このため、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)は、弁体部63を吐出容量の減少側に速やかに移動させ、よって、圧縮機CPは最大吐出容量状態から速やかに離脱されて、該離脱の遅れに起因した第1吐出圧PdHの過大な上昇は抑制される。
【0076】
(2)ECU81は、所定時間前における検知情報(Ps,PdH,Nc)に基づき算出された最大デューティ比Dtmaxを上限として、ソレノイド部52のデューティ比Dtを制御している。従って、例えば、駆動軸16の回転速度Ncが上昇傾向にあるときには、ECU81によって算出された最大デューティ比Dtmaxは、現時点で感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知し得る圧力(Ps,PdH,PdL)に対応した最大デューティ比Dtmaxと比較して小さい値となる。よって、駆動軸16の回転速度Ncが急上昇した場合、感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)による吐出容量減少側への弁体部63の動作をより早い時期から開始させることができ、第1吐出圧PdHの過大な上昇をより効果的に抑制することができる。
【0077】
つまり、例えば、図6(a)、図6(b)及び図6(c)は、回転速度Nc、最大デューティ比Dtmax、第1吐出圧PdH及び吸入圧Psの時間推移を示す図である。なお、図6(c)において示す特性曲線131は、第1吐出圧PdHの時間推移を示し、特性曲線132は、吸入圧Psの時間推移を示す。
【0078】
そして、本実施形態においては、時点t2で空調制御に用いられる最大デューティ比Dtmaxが、該時点t2よりも所定時間(t2−t1)だけ前の時点t1における、吸入圧Ps、第1吐出圧PdH及び回転速度Ncに基づいて算出されている。
【0079】
即ち、時点t2においては、時点t1において感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知し得る冷媒循環回路の圧力(Ps,PdH,PdL)に対応した最大デューティ比Dtmaxが上限値とされる。回転速度Ncが上昇傾向にあるときには、前記上限値とされた最大デューティ比Dtmaxは、時点t2において感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知し得る冷媒循環回路の圧力(Ps,PdH,PdL)に対応した最大デューティ比Dtmaxよりも小さい。よって、駆動軸16の回転速度Ncの上昇時には、比較的小さめの最大デューティ比Dtmaxを上限とするソレノイド部52の駆動が行われることで、弁体部63の開弁方向への変位、即ち吐出容量の減少が、車両の急加速の開始から比較的早めに開始され得るようになる。
【0080】
なお、前述同様に、時点t4で空調制御に用いられる最大デューティ比Dtmaxは、該時点t4よりも所定時間(t4−t3)(=(t2−t1))だけ前の時点t3における、吸入圧Ps、第1吐出圧PdH及び回転速度Ncに基づいて算出される。即ち、駆動軸16の回転速度Ncが低下傾向にあるときには、時点t4で空調制御に用いられる最大デューティ比Dtmaxは、該時点t4で感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)が検知し得る冷媒循環回路の圧力(Ps,PdH,PdL)に対応した最大デューティ比Dtmaxよりも大きくなる。しかし、回転速度Ncが低下傾向にあるときには、これに伴って冷媒循環回路の冷媒流量が低下傾向を示す。従って、例えば、時点t4において、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dt(最大デューティ比Dtmax)が過大で、回転速度Ncの低下から、全閉状態にある弁体部63の開弁方向への変位が遅れたとしても、これによる第1吐出圧PdHの過大な上昇は生じない。
【0081】
なお、図6(c)において示す特性曲線141は、ECU81による最大デューティ比Dtmaxを上限とした前述のソレノイド部52のデューティ比Dt制御がなされない従来の第1吐出圧PdHの時間推移を示す。この特性曲線141からは、従来の第1吐出圧PdHが本実施形態の第1吐出圧PdHに比して過大に上昇している様子がうかがえる。
【0082】
(3)制御弁32は、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtと、圧縮機CPの吐出容量とが正の相関性を有するように構成されている。従って、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtが、最大デューティ比Dtmaxを超えないように制御されることは、ソレノイド部52に供給される電力量を制限することにもなる。よって、ソレノイド部52の電力消費量を削減することができ、該ソレノイド部52の電源たる車両のバッテリの負担を軽減することができる。これは、車両の燃料消費量を削減することにつながる。
【0083】
(4)ECU81は、回転速度Nc情報に基づいて最大デューティ比Dtmaxを算出する。本実施形態では、回転速度Ncを検知するために回転速度センサ86を用いたが、最大デューティ比Dtmaxを算出するために回転速度Nc情報を用いる構成においては、例えば、エンジン25の回転速度情報を用いて駆動軸16の回転速度Ncを把握することが可能となる。つまりこの場合、駆動軸16の回転速度Ncを検知するための回転速度センサ86を特段に設けることなく回転速度Ncを把握することも可能である。
【0084】
(5)制御弁32の感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)は、複数種の圧力(Ps,PdH,PdL)を検知して弁体部63を動作させる。外部情報検知手段83は、同感圧手段が検知する全種の圧力(Ps,PdH,PdL)に関する検知情報(Ps,PdH,Nc)を、ECU81に提供する。従って、ECU81による最大デューティ比Dtmaxの算出精度を向上させることができ、該最大デューティ比Dtmaxを、圧縮機CPの吐出容量を最大とし得るソレノイド部52の電磁付勢力Fの領域と、吐出容量を最大とし得ない電磁付勢力Fの領域との境界にできるだけ寄せて設定することができる。
【0085】
これは、駆動軸16の回転速度Ncが急上昇した場合、弁体部63の吐出容量減少側への動作をより早い時期から開始させることにつながり、第1吐出圧PdHの過大な上昇をより効果的に抑制することができる。また、ソレノイド部52の電力消費量を削減することにもつながる。
【0086】
(6)車両空調装置においては、冷媒循環回路の冷媒として二酸化炭素が用いられている。二酸化炭素冷媒を用いた場合、冷媒の臨界温度を超えた超臨界域で冷媒を冷却する場合を含む熱交換を行うこととなる。従って、第1吐出圧PdHが、フロン冷媒を用いた場合の圧力よりも10倍以上となり、該第1吐出圧PdHの過大な上昇による圧縮機CPや配管等への負荷は至極大きなものとなる。また、このような構成においては、フロン冷媒を用いた場合と比較して、駆動軸16の回転速度Ncが第1吐出圧PdHに直接的な影響を与え易くなる。従って、このような態様において本発明を具体化し、第1吐出圧PdHの過大な上昇を抑制できることは、特に有効であると言える。
【0087】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記実施形態においてECU81は、所定時間前における検知情報(Ps,PdH,Nc)に基づき算出された最大デューティ比Dtmaxを上限として、ソレノイド部52のデューティ比Dtを制御している。これを変更し、空調制御処理において用いられる最大デューティ比Dtmaxを、該最大デューティ比Dtmaxの算出処理において算出される最新値とすること。この場合、算出処理において、最新値から最古値までの複数の最大デューティ比Dtmaxを記憶しておく必要がなく、RAMの記憶領域の消費量を削減することができる。
【0088】
○上記実施形態において最大デューティ比Dtmaxの算出は、関数f(Ps,PdH,Nc)を用いて行われていた。これを変更し、予め記憶された、吸入圧Ps、第1吐出圧PdH及び回転速度Ncをパラメータとしたマップデータを参照することで、最大デューティ比を算出するようにしてもよい。
【0089】
○上記実施形態において関数f(Ps,PdH,Nc)は、第1吐出圧PdHを変数としていた。これを変更し、関数f(Ps,PdH,Nc)において第1吐出圧PdHを固定値とした関数f(Ps,Nc)を、最大デューティ比Dtmaxの算出に用いること。この場合、第1吐出圧PdHの固定値は、それ以上に上昇させたくない冷媒循環回路の第1吐出圧PdHとするとよい。このようにすれば、吐出圧センサ85を削除して外部情報検知手段83(圧力感知手段)を簡素化することができる。また、関数f(Ps,Nc)を簡素化することができ、最大デューティ比Dtmaxの算出時におけるECU81の演算負荷を軽減することができる。
【0090】
○上記実施形態において駆動軸16の回転速度Ncは、専用のセンサによって検出するようにしていた。これを変更し、例えば、エンジン制御用のECUがエンジン制御に利用するエンジン25の回転速度情報をECU81へ通信するように構成し、該ECU81は、エンジン25の回転速度情報から駆動軸16の回転速度Ncを把握すること。
【0091】
○上記実施形態において、回転速度センサ86を削除するとともに、第2吐出圧PdLを検出するための圧力センサを設ける。そして、関数をf(Ps,PdH,PdL)とし、該関数f(Ps,PdH,PdL)を用いて最大デューティ比Dtmaxの算出を行うこと。このようにすれば、ECU81は、弁体部63の位置決めに関与する圧力(Ps,PdH,PdL)を直接的に把握することができ、最大デューティ比Dtmaxをより小さめに算出することが可能となる。従って、ソレノイド部52の電力消費量をさらに削減可能となる。
【0092】
○上記実施形態において制御弁32は、ソレノイド部52を駆動するデューティ比Dtと、圧縮機CPの吐出容量とが正の相関性を有するように構成されていた。これを変更し、ソレノイド部を駆動するデューティ比と、圧縮機の吐出容量とが負の相関性を有するように制御弁を構成すること。この場合、制限値算出手段は、デューティ比Dtの吐出容量増大側への変更限度たる制限値として、最小デューティ比Dtminを算出する。
【0093】
○上記実施形態において制御弁32の感圧手段(作動ロッド53、感圧部材54)は、第1差圧ΔP1及び第2差圧ΔP2を検知し、該差圧ΔP1,ΔP2の変動を打ち消す側に圧縮機CPの吐出容量が変更されるように弁体部63を動作させる構成であった。これを変更し、感圧手段を、第1差圧ΔP1及び第2差圧ΔP2の一方のみを検知して弁体を位置決めする構成とすること。
【0094】
○本発明を、制御弁として設定吸入圧力可変弁を用いた、容量可変型の圧縮機の制御装置において具体化すること。
○ワッブルタイプの容量可変型の圧縮機や、両頭ピストン式の容量可変型の圧縮機に本発明の制御装置を適用すること。
【0095】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1〜6に記載の発明によれば、容量可変型の圧縮機の回転速度が急上昇した場合において、該圧縮機の吐出容量を最大から速やかに減少させて、吐出圧の過大な上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 容量可変型の圧縮機の概要を示す断面図。
【図2】 制御弁の概要を示す断面図。
【図3】 第1吐出圧と最大デューティ比との関係を示すグラフ。
【図4】 (a)及び(b)は回転速度と最大デューティ比との関係を示すグラフ。
【図5】 空調制御処理を示すフローチャート。
【図6】 (a)、(b)及び(c)はそれぞれ同順に、回転速度、最大デューティ比、第1吐出圧及び吸入圧の時間推移を示す図。
【符号の説明】
1…外部冷媒回路、16…駆動軸、32…制御弁、52…動作基準変更手段としてのソレノイド部、53…作動ロッド、54…感圧部材(53,54は感圧手段を構成する)、63…弁体部、81…制限値算出手段及び制御手段を構成するECU、84…吸入圧センサ、85…吐出圧センサ、86…回転速度センサ(84,85,86は圧力検知手段を構成する。また、32,81,84,85,86は制御装置を構成する)、CP…圧縮機(1,CPは冷媒循環回路を構成する)、F…電磁付勢力、Nc…回転速度、PdH…第1吐出圧、PdL…第2吐出圧、Ps…吸入圧。
Claims (6)
- 空調装置の冷媒循環回路を構成し、駆動軸が回転駆動されることで冷媒圧縮を行うとともに、吐出容量を変更可能な構成を備えた容量可変型の圧縮機に用いられ、
前記冷媒循環回路の複数種の圧力のうち少なくとも一種の圧力を機械的に検知可能であって、冷媒循環回路の圧力変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させる感圧手段と、前記弁体に付与する付勢力を外部からの指令に基づいて変更することで、感圧手段による弁体の位置決め動作の基準を変更可能な動作基準変更手段とを備えた制御弁と、
前記感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力及び/又は感圧手段が検知する冷媒循環回路の圧力と相関性を有する物理量を電気的に検知するための圧力検知手段と、
前記圧力検知手段からの検知情報に基づいて、前記感圧手段が弁体に付与する付勢力に対して圧縮機の吐出容量が最大とされるように前記動作基準変更手段が弁体に付与する最小の付勢力としての制限値を算出する制限値算出手段と、
前記弁体に付与する付勢力が制限値を吐出容量増大側へ越えないように動作基準変更手段を制御する制御手段と
を備えた制御装置。 - 前記制御手段は、前記制限値を複数記憶可能であり、記憶されている複数の制限値のうちの最古値を、弁体に付与する付勢力の変更限度として動作基準変更手段を制御する請求項1に記載の容量可変型の圧縮機の制御装置。
- 前記動作基準変更手段は電磁アクチェータよりなり、該電磁アクチェータは、制御手段によって制御される外部からの電力供給量に応じて弁体に付与する電磁付勢力を変更可能であり、前記制御弁は、電磁アクチェータの電磁付勢力が増大すると、圧縮機の吐出容量を増大する側に弁体の開度が変更される構成である請求項1又は2に記載の容量可変型の圧縮機の制御装置。
- 前記感圧手段は、冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視点間の圧力差を検知可能であって、該感圧手段は、二つの圧力監視点間の圧力差の変動に基づいて、該圧力差の変動を打ち消す側に圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作させ、前記圧力検知手段は、二つの圧力監視点間の圧力差と相関性を有する駆動軸の回転速度を検知し、前記制限値算出手段は、圧力検知手段からの回転速度情報に基づいて制限値を算出する請求項1〜3のいずれかに記載の容量可変型の圧縮機の制御装置。
- 前記感圧手段は吸入圧及び吐出圧を検知して弁体を動作させ、前記圧力検知手段は、感圧手段が検知する前記吸入圧及び前記吐出圧に関する検知情報を、制限値算出手段に提供する請求項1〜4のいずれかに記載の容量可変型の圧縮機の制御装置。
- 前記冷媒循環回路の冷媒として、二酸化炭素が用いられている請求項1〜5のいずれかに記載の容量可変型の圧縮機の制御装置。
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