專利名稱：可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制裝置及可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在制冷循環(huán)中的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的 控制裝置及其控制方法。
背景技術(shù)：
空調(diào)裝置的制冷循環(huán)具備壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥以及蒸 發(fā)器。在以往的制冷循環(huán)中，為了控制從空調(diào)裝置吹出的冷風(fēng) 溫度，也就是說，為了控制蒸發(fā)器下風(fēng)溫度(蒸發(fā)器出口側(cè)空氣 溫度)，使用P S壓敏式容量控制閥來控制可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的排出 量。在使用這種PS壓敏式容量控制閥的情況下，當(dāng)制冷循環(huán)內(nèi)
的壓力發(fā)生變動時，可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的排出量改變，使得Ps、 即被壓縮機(jī)吸入的制冷劑的壓力收斂到固定的值。此外，Ps的
意思是制冷循環(huán)的低壓側(cè)壓力、即被壓縮機(jī)吸入的制冷劑的壓
力，Pd的意思是制冷循環(huán)的高壓側(cè)壓力、即壓縮機(jī)所排出的制 冷劑的壓力，Pc的意思是壓縮機(jī)的曲軸(crank)箱內(nèi)的壓力。
在此，可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩依賴于壓縮機(jī)的排出壓 力Pd與壓縮機(jī)的吸入壓力Ps之間的壓差。因此，在使用了上述 Ps壓敏式容量控制閥的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)中，很難正確地估計壓 縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
例如，在其它裝置與壓縮機(jī)共用驅(qū)動源的情況下，最好能 夠正確地估計壓縮^/L的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。作為一例，在利用車輛發(fā)動 機(jī)的輸出來驅(qū)動壓縮機(jī)的情況下，由于壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩成為 車輛發(fā)動機(jī)的負(fù)荷，因此最好正確地估計壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩并 在車輛發(fā)動機(jī)的控制中利用該驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
因此，提出如下一種技術(shù)設(shè)為使用感應(yīng)壓縮機(jī)的排出壓
4力Pd與吸入壓力Ps之間的壓差(Pd-Ps壓差)的Pd-Ps壓差壓敏式容量控制閥來控制可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)發(fā)送到該P(yáng) d - P s壓差壓敏式容量控制閥的控制信號來預(yù)測壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(例如，參照日本特開2004-175290號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
但是，當(dāng)使用Pd-Ps壓差壓敏式容量控制閥時，在可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)中無法直接控制吸入壓力Ps。因此，難以控制蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度。因此，蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度的控制依賴于由溫度傳感器和控制放大器構(gòu)成的電子電路。
在這種情況下，存在如下問題即使在可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)處于全沖程(full stroke)狀態(tài)的情況下，如果蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度未達(dá)到目標(biāo)值，則導(dǎo)致發(fā)出向容量控制閥增加電流的信號這種情況致使超過需要的過多的電流流動。
用于解決問題的方案
本發(fā)明的第 一 方面是一種可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)的控制裝置，該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)的控制裝置使用感應(yīng)制冷循環(huán)(7a)內(nèi)的高壓側(cè)壓力(Pd)與低壓側(cè)壓力(Ps)之間的壓差的容量控制閥(13)控制壓縮容量，具備目標(biāo)值算出單元(61)，其根據(jù)目標(biāo)溫度(TMeva)和實測溫度(Teva)來算出容量控制閥(13)的目標(biāo)占空比值(Dtl)或者目標(biāo)控制電流值(Isoll);上限轉(zhuǎn)矩算出單元(62)，其根據(jù)高壓側(cè)壓力(Pd)算出假設(shè)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)處于全沖程狀態(tài)時的壓縮機(jī)(8)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)作為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2);轉(zhuǎn)矩估計單元(63),其根據(jù)實際控制電流(Isolc)來算出壓縮機(jī)(8)的估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq 1);以及輸出值決定單元(64)，其中，上述輸出值決定單元(64)在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trql)未達(dá)
5到上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值(Trq2)的情況下，將由上述目標(biāo)值算出單元(61)算出的上述目標(biāo)占空比值(Dtl)或者目標(biāo)控制電流值(Isoll)作為輸出占空比值(Dtc)或者輸出控制電流值(Isolc),在
情況下，將根據(jù)上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)算出的占空比值(Dt2)或者控制電流值(Isol2)作為輸出占空比值(Dtc)或者輸出控制電流值(Isolc)。
本發(fā)明的第二方面是一種可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)的控制方法，該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)的控制方法使用感應(yīng)制冷循環(huán)(7a)內(nèi)的高壓側(cè)壓力(Pd)與低壓側(cè)壓力(Ps)之間的壓差的容量控制閥(13)控制壓縮容量，根據(jù)目標(biāo)溫度(TMeva)和實測溫度(Teva)來算出容量控制閥(13)的目標(biāo)占空比值(Dtl)或者目標(biāo)控制電流值(Isol 1),根據(jù)高壓側(cè)壓力(Pd)算出假設(shè)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)處于全沖程狀態(tài)時的壓縮機(jī)(8)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)作為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2),根據(jù)實際控制電流(Isolc)來算出壓縮機(jī)(8)的估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trql),在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trql)未達(dá)到上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值(Trq2)的情況下，將上述目標(biāo)占空比值(Dtl)或者上述目標(biāo)控制電流值(Isol 1 )作為輸出占空比值(Dtc)或者輸出控制電流值(Isolc),在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trql)為上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值(Trq2)以上的情況下，將根據(jù)上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)算出的占空比值(Dt2)或者控制電流值(Isol2)作為輸出占空比值(Dtc)或者輸出控制電流值(Isolc)。


圖l是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的車輛用空調(diào)裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是圖l的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的截面圖。
6圖3是用于說明圖2的可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的容量控制的框圖。
圖4是表示壓縮機(jī)控制部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是表示由壓縮機(jī)控制部進(jìn)行控制的容量控制閥的控制
方法的流程圖。
圖6是在求出目標(biāo)占空比值中使用的圖的 一例。
圖7是在求出估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值中使用的圖的 一 例。
圖8是在求出上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值中使用的圖的 一例。
圖9是表示圖3的容量控制閥的控制電流與Pd-Ps壓差之間
的關(guān)系的圖。
圖IO是表示本發(fā)明的發(fā)明人實施后的實驗結(jié)果的圖。
具體實施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實施方式。在附圖的記載中對相同部分附加相同附圖標(biāo)記。
參照圖l說明本發(fā)明的實施方式所涉及的車輛用空調(diào)裝置6的整體結(jié)構(gòu)。車輛的發(fā)動機(jī)l具有用于噴射燃料的燃料噴射器(fuel injector)2。燃料噴射器2通過調(diào)整其開度來改變提供給發(fā)動機(jī)l的氣缸的空氣供給量(燃料供給量)，將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)橐?guī)定的轉(zhuǎn)速。通過冷卻水配管連接發(fā)動機(jī)1與散熱器4。通過散熱器4釋放發(fā)動機(jī)1的熱量。
主要由發(fā)動機(jī)控制單元3控制發(fā)動機(jī)1。將發(fā)動機(jī)控制傳感器組2 0的傳感器檢測數(shù)據(jù)輸入到發(fā)動機(jī)控制單元3 。發(fā)動機(jī)控制傳感器組20包括車速傳感器20a、發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)傳感器20b、油門開度傳感器20c以及空轉(zhuǎn)開關(guān)(idle switch)20d。發(fā)動機(jī)控制單元3具備發(fā)動機(jī)控制器3a,該發(fā)動機(jī)控制器3a根據(jù)這些傳感器檢測數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)控制指令來控制發(fā)動機(jī)1以及燃料噴射器2。另外，發(fā)動機(jī)控制單元3具備控制可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8的A/C離合器43的接通/斷開的離合器控制器3b。
車輛用空調(diào)裝置6具備制冷循環(huán)7a、以及內(nèi)置有制冷循環(huán)7a的蒸發(fā)器12并吹出調(diào)整溫度后的風(fēng)的空調(diào)單元7b。制冷循環(huán)7a具備可變?nèi)萘繅嚎s才幾8、冷凝器(Condenser)9、儲液罐IO、溫度感應(yīng)式自動膨脹閥11、蒸發(fā)器12以及連接它們的制冷劑配管。
可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8具有接通/斷開與作為驅(qū)動源的車輛發(fā)動機(jī)l之間的連接的A/C離合器43(參照圖2)。在A/C離合器43斷開時，不將發(fā)動才幾1的驅(qū)動力傳遞給壓縮才幾8，從而壓縮機(jī)8停止。在A/C離合器43接通時，將發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動力傳遞給壓縮機(jī)8，從而驅(qū)動壓縮才幾8。當(dāng)驅(qū)動壓縮機(jī)8時，壓縮才幾8將從上游的蒸發(fā)器12流到壓縮機(jī)8的低溫低壓的汽化制冷劑壓縮，并將壓縮后的高溫高壓的汽化制冷劑發(fā)送到下游的冷凝器9。
冷凝器9配置在散熱器4的車輛前側(cè)(上風(fēng)側(cè))，使流動風(fēng)、來自電風(fēng)扇15的風(fēng)通過冷凝器9。從壓縮機(jī)8流入到冷凝器9的高溫高壓的汽化制冷劑由通過冷凝器9的風(fēng)被冷卻到凝結(jié)點，成為高壓中溫的液化制冷劑，流向冷凝器9的下游的儲液罐10。
儲液罐10將流入的高壓中溫的液化制冷劑進(jìn)行氣液分離，并且去除包含在制冷劑中的水分、雜質(zhì)。在儲液罐10中從氣相制冷劑中分離出的液相制冷劑流向儲液罐10的下游的溫度式自動膨脹閥11。
溫度式自動膨脹閥11使從儲液罐10流入的高壓中溫的液化制冷劑迅速膨脹而變?yōu)榈蛪旱蜏氐撵F狀的液化制冷劑。該霧狀液化制冷劑流向膨脹閥11下游的蒸發(fā)器12 。
蒸發(fā)器12配置在設(shè)置于車廂內(nèi)的空調(diào)單元7b的送風(fēng)通道內(nèi)，冷卻在送風(fēng)通道內(nèi)流動的空氣。從膨脹閥11流到蒸發(fā)器12的霧狀的液化制冷劑奪走通過蒸發(fā)器12的空氣的熱量并在蒸發(fā)器12內(nèi)蒸發(fā)。由此，通過蒸發(fā)器12的空氣被冷卻。然后，在蒸發(fā)器12中流通并成為氣相的低溫低壓的制冷劑流向下游的壓縮機(jī)8。
空調(diào)單元7b被配置在車廂內(nèi)，將在內(nèi)部調(diào)節(jié)溫度后的風(fēng)吹到車廂內(nèi)?？照{(diào)單元7b具備殼體39，其在內(nèi)部形成送風(fēng)通道39a;進(jìn)氣部40，其設(shè)置在送風(fēng)通道39a的上游端部，將空氣取入到送風(fēng)通道39a內(nèi)；電風(fēng)扇16,其設(shè)置在進(jìn)氣部40的下游側(cè)；蒸發(fā)器12,其設(shè)置在電風(fēng)扇16的下游；以及排氣門(未圖示)，其調(diào)整送風(fēng)通道39a的下游端部的排氣口 39b的開度。
進(jìn)氣部40具備內(nèi)部氣體吸入口40a,其取入車廂內(nèi)的空氣；外部氣體吸入口40b，其取入車廂外的空氣；以及進(jìn)氣門40c,其調(diào)整這兩個吸入口40a、 40b的開度。
利用風(fēng)扇馬達(dá)19使電風(fēng)扇16旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電風(fēng)扇16旋轉(zhuǎn)時，從進(jìn)氣部40將內(nèi)部氣體和/或外部氣體吸入到送風(fēng)通道內(nèi)，將所吸入的空氣送到蒸發(fā)器12,然后，通過排氣口 39b將在蒸發(fā)器12中冷卻了的空氣吹出到車廂內(nèi)。
接著，參照圖2和圖3說明可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8。如圖2所示，可變?nèi)萘繅嚎s才幾8具備外殼(housing)22,其在內(nèi)部具備以軸線為中心在圓周方向上等間距地設(shè)置多個的缸筒(cylinderbore)51、設(shè)置在缸筒51的上止點側(cè)的吸入室50和排出室49及設(shè)置在缸筒51的下止點側(cè)的曲軸箱48;活塞27，其往復(fù)運(yùn)動自如地嵌合配置在缸筒51內(nèi)；旋轉(zhuǎn)軸24，其被軸支撐在外殼22內(nèi)，在曲軸箱48內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如；A/C離合器43，其使從作為驅(qū)動源的發(fā)動機(jī)1傳遞給旋轉(zhuǎn)軸2 4的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力斷續(xù)；以及轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)26(26a、 26b、 26c、 26d、 26e)，其被安裝在旋轉(zhuǎn)軸24上，將旋轉(zhuǎn)軸2 4的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為活塞2 7的往復(fù)運(yùn)動。
例如，轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)26具備轉(zhuǎn)子26a，其被固定在旋轉(zhuǎn)軸24上，與旋轉(zhuǎn)軸24—體地旋轉(zhuǎn)；套筒26b,其在旋轉(zhuǎn)軸24的軸方向上滑動自如；輪轂26c，其安裝在套筒26b上，自由改變相對于旋轉(zhuǎn)軸24的傾斜角，并且連接在轉(zhuǎn)子26a上，由此與旋轉(zhuǎn)軸24一體地旋轉(zhuǎn)，并且自由改變相對于旋轉(zhuǎn)軸24的傾斜角；斜板26d,其被安裝在輪穀26c上，由此自由改變相對于旋轉(zhuǎn)軸24的傾斜角；以及活塞桿27e,其連接斜板26d與活塞27。
當(dāng)離合器43接通而旋轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)時，活塞27在缸筒51內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。由此，將制冷劑從壓縮機(jī)外(壓縮機(jī)的上游)通過未圖示的吸入口吸入到壓縮機(jī)8內(nèi)的吸入室50中，并且從吸入室50吸入到缸筒51內(nèi)，在缸筒51內(nèi)進(jìn)行壓縮。該壓縮后的制冷劑從缸筒51排出到排出室49，并且從排出室49通過未圖示的排出口排出到壓縮機(jī)8外(壓縮機(jī)8的下游)。
當(dāng)斜板26d的傾斜角發(fā)生變化時，活塞沖程發(fā)生變化，從壓縮機(jī)8排出的制冷劑量、即壓縮機(jī)8的排出容量發(fā)生變化。
為了能夠控制排出容量，而在壓縮機(jī)8中設(shè)置容量控制機(jī)構(gòu)。容量控制機(jī)構(gòu)具備使排出室49與曲軸箱48連通的壓力導(dǎo)入通道54、 ^吏曲軸箱48與吸入室50連通的壓力導(dǎo)出通道55、以及改變壓力導(dǎo)入通道54的通道面積的容量控制閥13。
當(dāng)改變?nèi)萘靠刂崎y13的開度時，通過壓力導(dǎo)入通道54從排出室49流入到曲軸箱48的高壓制冷劑的流量發(fā)生變化，由此，曲軸箱48的壓力發(fā)生變化。于是，活塞27的上止點側(cè)的壓力(即，吸入室50的壓力Ps)、與活塞27的下止點側(cè)的壓力(即，曲軸箱48的壓力Pc)之間的壓力差發(fā)生變化。由此，隨著斜板26d的傾斜角的變化，活塞沖程發(fā)生變化，壓縮機(jī)8的排出容量改變。具體地說，當(dāng)壓差Pc-Ps(活塞27的上止點側(cè)的壓力與活塞27的下止點側(cè)的壓力之間的壓力差)變大時，活塞沖程變小，另 一方面，當(dāng)壓差Pc-Ps變小時，活塞沖程變大。這樣，當(dāng)活塞沖程變小時，從可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8排出的制冷劑量減少，因此在制冷循環(huán)7a
10中循環(huán)的制冷劑量減少，蒸發(fā)器12的冷卻能力下降(蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度上升)。相反地，當(dāng)活塞沖程變大時，從可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8排出的制冷劑量增加，因此在制冷循環(huán)7a中循環(huán)的制冷劑量增加，蒸發(fā)器12的冷卻能力上升(蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度下降)。
如圖3所示，容量控制閥13具有在內(nèi)部形成壓力導(dǎo)入通道54的一部分的閥體(valve case)30、以及被支撐在閥體30內(nèi)、在閥體30內(nèi)滑動自如的柱塞(plunger)31。柱塞31 —體地具有用于開關(guān)壓力導(dǎo)入通道54的閥芯31a、以及作為電》茲致動器的電》茲線圏35的可動鐵心35a。當(dāng)使電磁線圈35產(chǎn)生電磁力時，柱塞31滑動移動，由閥芯31a引起的壓力導(dǎo)入通道54的開度與該柱塞31的滑動量對應(yīng)地進(jìn)行變化。固定彈簧33、 34的彈力從柱塞31的軸方向兩側(cè)對其產(chǎn)生作用。由此，閥芯31a的調(diào)定壓力主要由固定彈簧33、 34決定，并根據(jù)電磁線圈35的電磁力的強(qiáng)度而發(fā)生變化。
該容量控制閥13是Pd-Ps壓差壓敏式容量控制閥13。如圖3所示，高壓側(cè)壓力Pd與低壓側(cè)壓力Ps之間的壓差沿柱塞31軸方向作用于閥芯31a上。因此，當(dāng)高壓側(cè)壓力Pd與低壓側(cè)壓力Ps之間的壓差改變時，閥芯31a的位置移動來抵消上述調(diào)定壓力。在本實施方式中，低壓側(cè)壓力Ps沿閉閥方向(靠近閥座的方向)作用于閥芯31a，相反地，高壓側(cè)壓力Pd沿開閥方向(遠(yuǎn)離閥座的方向)作用于閥芯31a。由此，當(dāng)高壓側(cè)壓力Pd與〗氐壓側(cè)壓力Ps之間的壓差變大時，閥芯31a向開閥方向移動，另一方面，當(dāng)高壓側(cè)壓力Pd與低壓側(cè)壓力Ps之間的壓差變小時，岡芯31a向閉閥方向移動，在高壓側(cè)壓力Pd與低壓側(cè)壓力Ps之間的壓差、和調(diào)定壓力平衡的位置閥芯31a穩(wěn)定。
如上述那樣，當(dāng)對電磁線圈35通電而使該電磁線圏35產(chǎn)生
ii電f茲力時，上述調(diào)定壓力改變。在本實施方式中，當(dāng)使電i茲線
圈35產(chǎn)生電i茲力時，沿閉閥方向施力于閥芯31a,因此當(dāng)增大電磁線圏35的電磁力時，上述調(diào)定壓力變大。也就是說，如果增大對電磁線圈的通電量(控制脈沖信號的占空比值)來增大電磁線圏35的電》茲力，則調(diào)定壓力變大。相反地，如果減小對電^茲線圏35的通電量(控制脈沖信號的占空比值)來減小電磁線圈35的電磁力，則調(diào)定壓力變小。當(dāng)調(diào)定壓力變大時，在壓縮機(jī)的排出壓力P d與吸入壓力P s之間的壓差較大的狀態(tài)下，壓縮機(jī)內(nèi)以及制冷循環(huán)內(nèi)穩(wěn)定。相反地，當(dāng)調(diào)定壓力變小時，在高壓側(cè)壓力Pd與低壓側(cè)壓力Ps之間的壓差較小的狀態(tài)下，壓縮機(jī)內(nèi)以及制冷循環(huán)內(nèi)穩(wěn)定。
從后述的空調(diào)控制單元14的壓縮機(jī)控制部14 b對電磁線圈3 5進(jìn)行由作為外部控制信號的控制脈沖信號控制的通電，與控制脈沖信號的占空比值成比例的電磁力作用于柱塞31 。由此，閥芯31a的調(diào)定壓力改變，閥芯31a的提升量(開度)改變。當(dāng)閥芯31a的提升量(開度)改變時，如上述那樣通過壓力導(dǎo)入通道54而從排出室49流向曲軸箱48的高壓制冷劑的流量改變，因此壓差Pc-Ps(活塞27的上止點側(cè)的壓力與活塞27的下止點側(cè)的壓力之間的壓力差)改變，斜板26d的傾斜角改變，從而活塞沖程改變。
上述車輛用空調(diào)裝置6主要由作為其控制部的空調(diào)控制單元14控制，部分由發(fā)動機(jī)控制單元3控制。
如圖l所示，空調(diào)控制單元14通過雙向通信線與發(fā)動機(jī)控制單元3連接。將空調(diào)控制傳感器組21的傳感器檢測數(shù)據(jù)輸入到空調(diào)控制單元14?？照{(diào)控制傳感器組21是通常設(shè)置在車輛用空調(diào)裝置6中的已設(shè)置好的傳感器，具備空調(diào)開關(guān)21a、模式開關(guān)21b、壓差開關(guān)(differential switch)21c、自動開關(guān)21d、 FRE開關(guān)
1221e、 REC開關(guān)21f、溫度調(diào)整開關(guān)21g、關(guān)閉開關(guān)21h、檢測車廂內(nèi)的溫度的作為內(nèi)部氣體溫度才全測部件的內(nèi)部氣體溫度傳感器21i、檢測車廂外的溫度的作為外部氣體溫度檢測部件的外部氣體溫度傳感器21j、日照傳感器21k、作為蒸發(fā)器12出口側(cè)空氣溫度檢測部件的蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度傳感器211、水溫傳感器21m、以及檢測壓縮機(jī)8的排出側(cè)制冷劑壓力的制冷劑壓力傳感器21n等。
空調(diào)控制單元14根據(jù)傳感器檢測數(shù)據(jù)、空調(diào)控制指令來控制壓縮才幾8、風(fēng)扇馬達(dá)17、 19、進(jìn)氣門40c等。因此，如圖l所示，空調(diào)控制單元14內(nèi)置壓縮^U空制部14b、風(fēng)扇馬達(dá)控制部14e以及進(jìn)氣控制部14f。
風(fēng)扇馬達(dá)控制部14e根據(jù)乘客通過溫度調(diào)整開關(guān)21g設(shè)定的目標(biāo)室內(nèi)溫度、和空調(diào)控制傳感器組21的各種傳感器的檢測值來算出從空調(diào)單元7b吹出的目標(biāo)吹出風(fēng)量。根據(jù)該算出值，風(fēng)扇馬達(dá)控制部14e通過PWM模塊18(脈寬調(diào)制模塊)來控制電風(fēng)扇15的風(fēng)扇馬達(dá)17,從而控制電風(fēng)扇15的送風(fēng)量，另外，控制電風(fēng)扇16的風(fēng)扇馬達(dá)17來控制電風(fēng)扇16的送風(fēng)量。此外，也可以由發(fā)動機(jī)控制單元3直接或者間接地控制風(fēng)扇馬達(dá)17 。
當(dāng)按下FRE開關(guān)21e或者根據(jù)其它控制信號而成為外部氣體吸入模式(FREESH模式)時，進(jìn)氣控制部14f驅(qū)動門驅(qū)動部41,在進(jìn)氣門40c內(nèi)關(guān)閉內(nèi)部氣體吸入口40a并打開外部氣體吸入口40b,外部氣體被吸入到空調(diào)單元7b的送風(fēng)通道內(nèi)。另夕卜，當(dāng)按下REC開關(guān)21f或者根據(jù)其它控制信號而成為內(nèi)部氣體吸入模式(RECIRCULATION模式)時，進(jìn)氣控制部14f驅(qū)動門驅(qū)動部41,在進(jìn)氣門40c內(nèi)打開內(nèi)部氣體吸入口 40a并關(guān)閉外部氣體吸入口40b,內(nèi)部氣體被吸入到空調(diào)單元7b的送風(fēng)通道內(nèi)。
壓縮機(jī)控制部14 b根據(jù)乘客通過溫度調(diào)整開關(guān)21 g設(shè)定的
13目標(biāo)室內(nèi)溫度來設(shè)定目標(biāo)蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度TMeva，算出 占空比值使得實際蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度Teva接近該目標(biāo)蒸發(fā) 器出口側(cè)空氣溫度TMeva，并輸出到容量控制閥13。由此，控 制壓縮機(jī)8的制冷劑的排出容量。
接著，參照圖4和圖5，說明由壓縮機(jī)控制部14b(可變?nèi)萘?壓縮機(jī)的控制裝置)控制壓縮機(jī)8的容量控制閥13的方法。
如圖4所示，壓縮機(jī)控制部14b具備目標(biāo)值算出部61、上限 轉(zhuǎn)矩算出部6 2 、轉(zhuǎn)矩估計部6 3以及輸出值決定部6 4 。
在此，目標(biāo)值算出部61(目標(biāo)值算出單元)根據(jù)目標(biāo)溫度(目 標(biāo)蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度TMeva)和實測溫度(實際蒸發(fā)器出口 側(cè)空氣溫度Teva)來算出容量控制閥13的目標(biāo)占空比值Dtl和目 標(biāo)控制電流值Isol 1 。上限轉(zhuǎn)矩算出部62(上限轉(zhuǎn)矩算出單元)根 據(jù)作為變量的高壓側(cè)壓力Pd來算出假設(shè)為處于全沖程狀態(tài)(壓 縮容量為最大的狀態(tài))時的壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tr q 2 (上限驅(qū)動 轉(zhuǎn)矩Trq2)。轉(zhuǎn)矩估計部63 (轉(zhuǎn)矩估計單元)根據(jù)作為變量的實際 控制電流值Isolc來估計壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq 1 。輸出值決定部 64(輸出值決定單元)在估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql未達(dá)到上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 Trq2的情況下(Trq2 ^ Trq 1),將上述目標(biāo)占空比值Dt 1作為輸出 占空比值Dtc ，在估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq 1為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值Trq2以上 的情況下，根據(jù)上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2算出占空比值Dt2，并將 該算出占空比值Dt2作為輸出占空比值Dtc。
接著，參照圖5具體說明壓縮機(jī)控制部14 b的控制流程。
如圖5所示，在步驟S01中，壓縮機(jī)控制部14b檢測實際蒸 發(fā)器出口側(cè)空氣溫度Teva、高壓側(cè)壓力Pd以及實際控制電流值 Isolc,并且^f艮據(jù)乘客通過溫度調(diào)整開關(guān)21gi殳定的目標(biāo)室內(nèi)溫度 來設(shè)定目標(biāo)蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度TMeva。此外，實際控制電 流值Isolc是當(dāng)時流過容量控制岡13的實際的控制電流值Isolc、或者是前次輸出的輸出控制電流值Isolc。
接著，在步驟S02中，根據(jù)實際蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度Teva 和目標(biāo)蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度TMeva來算出容量控制閥 13(ECV)的目標(biāo)占空比值Dtl,使得實際蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度 Teva接近目標(biāo)蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度TMeva。例如，根據(jù)圖6 所示的圖，根據(jù)實際蒸發(fā)器出口側(cè)空氣溫度Teva和目標(biāo)蒸發(fā)器 出口側(cè)空氣溫度TMeva的溫度差(TMeva-TMeva)算出比例常數(shù) kh,根據(jù)該比例常數(shù)kh算出目標(biāo)占空比值Dtl。接著，在步驟 S03中，根據(jù)施加到ECV的基準(zhǔn)電壓(例如12V),將在步驟S02 中算出的算出占空比值Dtl換算成電流值，由此算出目標(biāo)控制電 流值Isoll。由目標(biāo)值算出部61執(zhí)行以上的步驟S01 S03。由該 目標(biāo)值算出部61算出的目標(biāo)控制電流Isoll是假定的控制電流 Isoll,在接下來的步驟中判斷是否實際輸出到容量控制閥13。
在步驟S04中，轉(zhuǎn)矩估計部63根據(jù)在步驟S01中讀入的實際 控制電流值Isolc(在該例子中是當(dāng)前流過容量控制閥13的控制 電流值)來估計壓縮初^8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql。此外，在估計轉(zhuǎn)矩Trql 的算出中，預(yù)先將流過容量控制閥13的實際控制電流值Isolc與 壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2之間的相關(guān)關(guān)系圖形化，例如使用如圖 7所示的圖算出驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql。此外，在圖7所示的圖中，除了 實際控制電流值Isolc之外，壓縮機(jī)8的外部氣體溫度Tout也成為 變量。接著，在步驟S05中，上限轉(zhuǎn)矩算出部62根據(jù)在步驟S01 中讀入的高壓側(cè)壓力Pd(即，當(dāng)前的高壓側(cè)壓力Pd)來算出假設(shè) 為壓縮機(jī)8處于全沖程狀態(tài)的情況下的壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 Trq2(上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2)。該驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2是壓縮機(jī)8的上限轉(zhuǎn) 矩Trq2,是判斷估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql是否超過上限值的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。 例如，在該上限轉(zhuǎn)矩Trq2的算出中，預(yù)先將處于全沖程狀態(tài)的 壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tr q 2與此時的高壓側(cè)壓力P d之間的相關(guān)關(guān)
15系圖形化，使用例如圖8所示的圖來算出該上限轉(zhuǎn)矩Trq2。
接著，在步驟S06中，輸出值決定部64判斷估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩 Trql是否大于上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2。在大于的情況下(在步驟S06 中，在"是"的情況下)進(jìn)入步驟S09，在不大于的情況下(在步驟 S06中，在"否"的情況下)進(jìn)入步驟S07。
在步驟S06中，在判斷為估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql小于上限驅(qū)動 轉(zhuǎn)矩Trq2的情況下，能夠估計為壓縮機(jī)8處于全沖程以外的普通 的動作狀態(tài)，因此直接采用在上述步驟04中算出的目標(biāo)控制電 流值Isoll作為輸出控制電流值Isolc。也就是說，在步驟S07中， 輸出值決定部64將估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql作為輸出值Trqc輸出到發(fā) 動機(jī)控制單元，在步驟S08中，將在上述步驟04中算出的目標(biāo) 控制電流值Isoll決定為輸出控制電流值Isolc。另一方面，在步 驟S 06中判斷為估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq 1大于上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2的情 況下，能夠估計為壓縮機(jī)8在全沖程狀態(tài)下進(jìn)行動作，在上述步 驟04中算出的目標(biāo)控制電流值Isoll過大，因此不采用目標(biāo)控制 電流值Isoll。也就是說，在步驟S09中，輸出值決定部64將上 限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2作為輸出值Trqc輸出到發(fā)動機(jī)控制單元，在步 驟S10中，根據(jù)該上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq 2算出全沖程狀態(tài)下的控制電 流Iso12,在步驟S10中采用該算出控制電流Isol2作為輸出控制 電流值Isolc。此外，在算出控制電流Isol2的算出中，使用在上 述步驟S05中使用的函數(shù)(在本例中是圖8的圖)，進(jìn)行逆運(yùn)算， 根據(jù)上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2算出控制電流Isol。
最后，在步驟S12中，根據(jù)輸出控制電流值Isolc，算出容 量控制閥13的輸出占空比值Dtc,并輸出到容量控制閥13。
此外，如圖9所示，圖3的容量控制閥13的控制電流Isol與 Pd-Ps壓差之間成比例關(guān)系。另外，圖2的活塞27的前后壓力差 與壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq之間也成比例關(guān)系。因此，在壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq與控制電流Isol之間也成比例關(guān)系。從本發(fā)明的 發(fā)明人實施的實驗結(jié)果(參照圖10)可知，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tr q與控制電 流Isol之間與轉(zhuǎn)速(rpm)等無關(guān)地也大致成比例關(guān)系。因而，在 步驟S04中，轉(zhuǎn)矩估計部63能夠根據(jù)控制電流Isol來估計壓縮機(jī) 8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql。
利用上述結(jié)構(gòu)，根據(jù)本實施方式，能夠使用Pd-Ps壓差壓 敏式容量控制閥13算出比較正確的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq(步驟S07、 S09)。由此，在將車輛發(fā)動機(jī)1作為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)8的驅(qū)動源 的情況下，能夠與壓縮機(jī)8的驅(qū)動負(fù)荷(驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)對應(yīng)地，高精 確度地控制吸入空氣量(燃料供給量)。
另外，根據(jù)本實施方式，通過比較估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trql、與 假設(shè)為處于全沖程狀態(tài)的情況下的壓縮機(jī)8的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T r q 2 (上 限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Trq2),來判斷壓縮機(jī)8是處于全沖程狀態(tài)、還是處 于容量可變狀態(tài)。并且，如果處于全沖程狀態(tài)，則不增加容量 控制閥13的控制電流Isol。由此，在全沖程狀態(tài)下，即使蒸發(fā) 器出口側(cè)空氣溫度未達(dá)到規(guī)定的溫度也不增加容量控制閥13的 占空比值，也就是說，不會進(jìn)一步上升控制電流Isol,從而能 夠避免提供超過需要的電流。
參照上述的一個實施方式說明了本發(fā)明的技術(shù)思想，但是 本發(fā)明并不限定于上述實施方式。關(guān)于本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員來說，根據(jù)該公開明顯可知各種替代實施方式、實施例 以及運(yùn)用技術(shù)。即，應(yīng)該理解本發(fā)明包括在此沒有記載的各種 實施方式等。因而，根據(jù)該公開，本發(fā)明僅由適當(dāng)?shù)臋?quán)利要求 書所涉及的發(fā)明特定事項限定。
1權(quán)利要求
1. 一種可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制裝置，使用感應(yīng)制冷循環(huán)內(nèi)的高壓側(cè)壓力與低壓側(cè)壓力之間的壓差的容量控制閥控制壓縮容量，該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制裝置具備目標(biāo)值算出單元，其根據(jù)目標(biāo)溫度和實測溫度來算出容量控制閥的目標(biāo)占空比值或者目標(biāo)控制電流值；上限轉(zhuǎn)矩算出單元，其根據(jù)高壓側(cè)壓力算出假設(shè)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)處于全沖程狀態(tài)時的壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩估計單元，其根據(jù)實際控制電流來算出壓縮機(jī)的估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；以及輸出值決定單元，其在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩未達(dá)到上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值的情況下，將由上述目標(biāo)值算出單元算出的上述目標(biāo)占空比值或者目標(biāo)控制電流值作為輸出占空比值或者輸出控制電流值，在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值以上的情況下，將根據(jù)上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩算出的占空比值或者控制電流值作為輸出占空比值或者輸出控制電流值。
2. —種可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制方法，^使用感應(yīng)制冷循環(huán)內(nèi) 的高壓側(cè)壓力與低壓側(cè)壓力之間的壓差的容量控制閥控制壓縮 容量，該可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)的控制方法包括以下步驟根據(jù)目標(biāo)溫度和實測溫度來算出容量控制閥的目標(biāo)占空比值或者目標(biāo)控制電流值，根據(jù)高壓側(cè)壓力算出假設(shè)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)處于全沖程狀態(tài)時的壓縮機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，根據(jù)實際控制電流來算出壓縮機(jī)的估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩未達(dá)到上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值的情況下，將上述目標(biāo)占空比值或者上述目標(biāo)控制電流值作為輸出占空比值或者輸出控制電流值，在上述估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值以上的情況下，將根據(jù)上述上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩算出的占 空比值或者控制電流值作為輸出占空比值或者輸出控制電流 值。
全文摘要
一種可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)的控制方法，使用感應(yīng)制冷循環(huán)(7a)內(nèi)的高壓側(cè)壓力(Pd)與低壓側(cè)壓力(Ps)之間的壓差的容量控制閥(13)控制壓縮容量，根據(jù)目標(biāo)蒸發(fā)器吹出溫度(TMeva)和實際蒸發(fā)器吹出溫度(Teva)算出容量控制閥(13)的目標(biāo)占空比值(Dt1)，根據(jù)高壓側(cè)壓力(Pd)算出假設(shè)為可變?nèi)萘繅嚎s機(jī)(8)處于全沖程狀態(tài)時的壓縮機(jī)(8)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)并作為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)，根據(jù)實際控制電流值(Isolc)算出壓縮機(jī)(8)的估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq1)，在估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq1)未達(dá)到上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值(Trq2)的情況下，將上述目標(biāo)占空比值(Dt1)作為輸出占空比值(Dtc)，在估計驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq1)為上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩值(Trq2)以上的情況下，將根據(jù)上限驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(Trq2)算出的占空比值(Dt2)作為輸出占空比值(Dtc)。
文檔編號F04B49/06GK101501334SQ200780029600
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者高橋榮二 申請人:康奈可關(guān)精株式會社