專利名稱：空調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在車輛上以對乘客車廂進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置。
然而，如果采用從蒸發(fā)器中剛剛流出的空氣的溫度作為一個(gè)指標(biāo)來對壓縮機(jī)的排量進(jìn)行反饋控制，那么會(huì)存在下述缺點(diǎn)。也就是說，由于熱敏電阻對溫度變化具有反應(yīng)延遲，而且由于蒸發(fā)器中的致冷劑的不均勻分布，因此由蒸發(fā)器所檢測到的溫度與實(shí)際溫度不同。這很可能引起壓縮機(jī)的排量控制產(chǎn)生波動(dòng)，因此使空氣調(diào)節(jié)變得不太舒適。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其它目的，根據(jù)本發(fā)明的目的提供了一種用于對車廂內(nèi)部進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置?？照{(diào)裝置包括可變排量壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制器、檢測裝置、電流傳感器和控制器。壓縮機(jī)壓縮致冷氣體并改變排量。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。電動(dòng)機(jī)控制器使電動(dòng)機(jī)以恒定的基準(zhǔn)速度旋轉(zhuǎn)。檢測裝置檢測與空調(diào)裝置上的熱負(fù)載有關(guān)的信息。電流傳感器檢測供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的電流值。控制器根據(jù)所檢測到的熱負(fù)載信息和所檢測到的電流值來控制壓縮機(jī)?？刂破鬟€可以根據(jù)熱負(fù)載信息來計(jì)算壓縮機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來計(jì)算將供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流值；以及控制壓縮機(jī)的排量以使所檢測到的電流值與目標(biāo)電流值相匹配。
從下面的介紹并結(jié)合通過示例說明了本發(fā)明原理的附圖可以清楚本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)。
如

圖1所示，可變排量旋轉(zhuǎn)斜盤式壓縮機(jī)C(這里稱為壓縮機(jī))包括殼體11。在殼體11中形成了曲軸箱12。在殼體11的曲軸箱12中可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了驅(qū)動(dòng)軸13。驅(qū)動(dòng)軸13通過旋轉(zhuǎn)體裝置與車輛動(dòng)力源的輸出軸相連，旋轉(zhuǎn)體裝置在此實(shí)施例中為滑輪裝置PT，車輛動(dòng)力源在此實(shí)施例中為內(nèi)燃機(jī)E。
滑輪裝置PT包括由殼體11可旋轉(zhuǎn)地支撐的旋轉(zhuǎn)體80。來自發(fā)動(dòng)機(jī)E的皮帶81與旋轉(zhuǎn)體80的周邊相接合。在驅(qū)動(dòng)軸13的伸出到殼體11之外的部分上固定了輪轂82。在旋轉(zhuǎn)體80和輪轂82之間設(shè)置了傳統(tǒng)的單向離合器83。
滑輪裝置PT包括電動(dòng)機(jī)84。電動(dòng)機(jī)84位于旋轉(zhuǎn)體80的徑向內(nèi)部。電動(dòng)機(jī)84是不具有磁鐵的可切換磁阻(SR)的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)84包括定子84a和轉(zhuǎn)子84b。定子84a固定在殼體11上。轉(zhuǎn)子84b固定在輪轂82上并圍繞著定子84a。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)E不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，例如包括逆變器的驅(qū)動(dòng)電路78根據(jù)需要在來自電動(dòng)機(jī)控制器的指令下為定子84a供應(yīng)電流。在此實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)控制器為電子控制單元(ECU)72。由驅(qū)動(dòng)電路78供應(yīng)給定子84a的電流在轉(zhuǎn)子84b處產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用力，并通過輪轂82使驅(qū)動(dòng)軸13旋轉(zhuǎn)。在這種狀態(tài)下，從輪轂82到旋轉(zhuǎn)體80的動(dòng)力傳遞被單向離合器83所阻擋。因此，由電動(dòng)機(jī)84所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)作用力能夠如所希望的那樣傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)E中。
單向離合器83允許動(dòng)力從旋轉(zhuǎn)體80傳送到輪轂82中。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)E運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)E的動(dòng)力通過旋轉(zhuǎn)體80和輪轂82傳送到驅(qū)動(dòng)軸13中。
連接板14與驅(qū)動(dòng)軸13相連并位于曲軸箱12中。連接板14與驅(qū)動(dòng)軸13整體地旋轉(zhuǎn)。在曲軸箱12內(nèi)容納了旋轉(zhuǎn)斜盤15。旋轉(zhuǎn)斜盤15可沿驅(qū)動(dòng)軸13滑動(dòng)并相對于驅(qū)動(dòng)軸13傾斜。在連接板14和旋轉(zhuǎn)斜盤15之間設(shè)置了鉸鏈機(jī)構(gòu)16。鉸鏈機(jī)構(gòu)16允許旋轉(zhuǎn)斜盤15與連接板14和驅(qū)動(dòng)軸13一起旋轉(zhuǎn)，并使旋轉(zhuǎn)斜盤15相對于驅(qū)動(dòng)軸13傾斜。
殼體11具有多個(gè)氣缸11a(圖中只顯示了一個(gè))。各氣缸11a容納了一個(gè)單頭活塞17。各活塞17在相應(yīng)的氣缸11a內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各活塞17通過一對支承墊塊(shoe)18與旋轉(zhuǎn)斜盤15的周邊部分相連。支承墊塊18將與驅(qū)動(dòng)軸13一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)斜盤15的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞17的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在氣缸11a的附近或如圖1所示地在氣缸11a的后部設(shè)有閥板組件19。在各氣缸11a的后部(圖1中的右邊部分)由相應(yīng)的活塞17和閥板組件19形成了壓縮室20。在殼體11的后部形成了吸氣室21和排氣室22。
閥板組件19具有吸氣端口23、吸氣閥瓣24、排氣端口25和排氣閥瓣26。各組吸氣端口23和吸氣閥瓣24以及排氣端口25和排氣閥瓣26對應(yīng)于一個(gè)氣缸11a。當(dāng)各活塞17從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，吸氣室21中的致冷氣體通過相應(yīng)的吸氣端口23被抽入到相應(yīng)的壓縮室20中，同時(shí)吸氣閥瓣24彎曲而處于打開位置。當(dāng)活塞17從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，抽入壓縮室20中的致冷氣體被壓縮到預(yù)定壓力。然后，氣體通過相應(yīng)的排氣端口25排放到排氣室22中，同時(shí)吸氣閥瓣26彎曲而處于打開位置。
如圖1所示，在殼體11中形成有排放通道27和供給通道28。排放通道27將曲軸箱12和吸氣室21相連。供給通道28將曲軸箱12和排氣室22相連。在殼體11中設(shè)有控制閥29，以調(diào)節(jié)供給通道28。
可以調(diào)節(jié)控制閥29的開度，以控制通過供給通道28供應(yīng)給曲軸箱12的高壓氣體的流量，以及通過排放通道27排到曲軸箱12之外的氣體流量。這樣就可以調(diào)節(jié)曲軸箱12中的壓力。根據(jù)曲軸箱壓力的變化來改變活塞17位于其間的曲軸箱12內(nèi)的壓力和壓縮室20內(nèi)的壓力的差。這就改變了旋轉(zhuǎn)斜盤15的傾斜角。結(jié)果，可以控制各活塞17的沖程，即壓縮機(jī)C的排量。
例如，當(dāng)控制閥29的開度減小且曲軸箱12內(nèi)的壓力降低時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤15的傾斜角相應(yīng)地增加。這就增大了壓縮機(jī)C的排量。在圖1中，雙點(diǎn)劃線代表旋轉(zhuǎn)斜盤15的最大傾斜角。當(dāng)控制閥29的開度增大且曲軸箱12內(nèi)的壓力增加時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤15的傾斜角相應(yīng)地減小。這就降低了壓縮機(jī)C的排量。在圖1中，實(shí)線代表旋轉(zhuǎn)斜盤15的最小傾斜角。
如圖1所示，車輛空調(diào)裝置的致冷回路包括壓縮機(jī)C和外部致冷回路30。外部致冷回路30包括冷凝器31、膨脹閥32和蒸發(fā)器33。
在壓縮機(jī)C的排氣室22內(nèi)設(shè)有第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1。在致冷通道中位于第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1的下游位置處設(shè)有第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2。具體地說，第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2朝向冷凝器31與第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1間隔開一段預(yù)定距離。第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1處的壓力和第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2處的壓力的差代表了致冷回路中的致冷劑流量。也就是說，當(dāng)致冷劑的流量增加時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)P1和P2之間的壓力差ΔPd增大。相反，當(dāng)流量減小時(shí)，壓力差ΔPd減小。
第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1通過第一壓力引入通道35與控制閥29相連。第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2通過第二壓力引入通道36與控制閥29相連。
如圖1所示，控制閥29包括閥體41、壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)42和電磁促動(dòng)機(jī)構(gòu)43。閥體41可調(diào)節(jié)供給通道28的開度。壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)42與閥體41的上端相連。促動(dòng)機(jī)構(gòu)43與閥體41的下端相連。當(dāng)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥體41增大供給通道28的開度。當(dāng)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥體41減小供給通道28的開度。壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)42具有容納于壓力感應(yīng)室42a內(nèi)的波紋管42b。在壓力感應(yīng)室42a中，波紋管42b的內(nèi)部通過第一壓力引入通道35而暴露在第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1處的壓力下。在壓力感應(yīng)室42a中，波紋管42b的外部通過第二壓力引入通道36而暴露在第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2處的壓力下。
電磁促動(dòng)機(jī)構(gòu)43包括靜止芯件43a、可動(dòng)芯件43b和線圈43c?？蓜?dòng)芯件43b與閥體41相連。ECU72根據(jù)來自信息檢測裝置71的信息而發(fā)送指令給驅(qū)動(dòng)電路73。驅(qū)動(dòng)電路73又將與此信息相對應(yīng)的電流供應(yīng)給線圈43c。在靜止芯件43a和可動(dòng)芯件43b之間產(chǎn)生了向上的電磁作用力(電磁吸引力)。向上作用力的大小對應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電路73供應(yīng)給線圈43c的電流量。向上作用力通過可動(dòng)芯件43b傳遞給閥體41。通過控制所施加的電壓可以改變供應(yīng)給線圈43c的電流。所施加的電壓由脈寬調(diào)制(PWM)來控制。
在控制閥29中，當(dāng)將負(fù)載比大于最小負(fù)載比Dt(min)(Dt(min)＞0％)的電流供應(yīng)給線圈43c時(shí)，由可動(dòng)芯件43b施加在閥體41上的向上電磁作用力克服由波紋管42b根據(jù)壓力差ΔPd而施加在閥體41上的向下作用力與因波紋管42b的彈性而產(chǎn)生的向下作用力之和而起作用。這樣就確定了閥體41的位置，使得這些向上和向下的作用力平衡。
例如，如果因發(fā)動(dòng)機(jī)E的速度減小而使得致冷回路中的致冷劑流量減小，那么由波紋管42b根據(jù)壓力差ΔPd而施加在閥體41上的向下作用力也減小。因此，閥體41向上運(yùn)動(dòng)，減小供給通道28的開度，這就降低了曲軸箱12中的壓力。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤15的傾斜角增大，壓縮機(jī)C的排量增大。壓縮機(jī)C的排量增大提高了致冷回路中的致冷劑流量，這使得壓力差ΔPd增大。
相反，如果因發(fā)動(dòng)機(jī)E的速度增加而使得致冷回路中的致冷劑流量增大，那么由波紋管42b根據(jù)壓力差ΔPd而施加在閥體41上的向下作用力也增大。因此，閥體41向下運(yùn)動(dòng)，增大供給通道28的開度，這就增加了曲軸箱12中的壓力。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤15的傾斜角減小，壓縮機(jī)C的排量減小。壓縮機(jī)C的排量減小降低了致冷回路中的致冷劑流量，這使得壓力差ΔPd減小。
當(dāng)供應(yīng)給線圈43c的電流的負(fù)載比Dt增大以增加作用在閥體41上的向上電磁作用力時(shí)，閥體41向上運(yùn)動(dòng)，減小了供給通道28的開度。結(jié)果，壓縮機(jī)C的排量增加。因此，致冷回路中的致冷劑流量增大，這使得壓力差ΔPd增大。
相反，當(dāng)供應(yīng)給線圈43c的電流的負(fù)載比Dt減小以降低作用在閥體41上的向上電磁作用力時(shí)，閥體41向下運(yùn)動(dòng)，增大了供給通道28的開度。結(jié)果，壓縮機(jī)C的排量減小。因此，致冷回路中的致冷劑流量降低，這使得壓力差ΔPd減小。
如上所述，控制閥29的壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)42根據(jù)壓力差ΔPd的變化自動(dòng)地確定閥體41的位置，使得可以保持由供應(yīng)給線圈43c的電流的負(fù)載比Dt所決定的壓力差ΔPd的目標(biāo)值或期望壓力差。期望壓力差可通過調(diào)節(jié)供應(yīng)給線圈43c的電流的負(fù)載比Dt來從外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如圖1所示，外部信息檢測裝置71包括空調(diào)開關(guān)91、用于設(shè)定乘客車廂內(nèi)的所需溫度的溫度調(diào)節(jié)器92、用于檢測乘客車廂內(nèi)的溫度的車內(nèi)溫度傳感器93、用于檢測外部溫度的外部溫度傳感器94、用于檢測從蒸發(fā)器33中剛剛流出的空氣的溫度的蒸發(fā)器傳感器95、用于檢測電動(dòng)機(jī)84的轉(zhuǎn)速N(x)的轉(zhuǎn)速傳感器96，以及用于檢測供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)84的定子84a的電流值I(x)的電流傳感器97。蒸發(fā)器傳感器95為熱敏電阻。溫度調(diào)節(jié)器92、車內(nèi)溫度傳感器93和外部溫度傳感器94形成了熱負(fù)載信息檢測裝置。
如果在發(fā)動(dòng)機(jī)E運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空調(diào)開關(guān)91接通，空調(diào)裝置的ECU72根據(jù)來自溫度調(diào)節(jié)器92、車內(nèi)溫度傳感器93和外部溫度傳感器94的檢測信號(hào)來計(jì)算所需的冷卻效果(例如必要的吹風(fēng)溫度(TAO))。然后空調(diào)裝置的ECU72根據(jù)所需的冷卻效果來計(jì)算目標(biāo)氣溫。ECU72根據(jù)目標(biāo)氣溫和由蒸發(fā)器傳感器95所檢測到的檢測氣溫來確定供應(yīng)給控制閥29的線圈43c的電流的負(fù)載比Dt，并命令驅(qū)動(dòng)電路73以所計(jì)算出的負(fù)載比Dt來驅(qū)動(dòng)線圈43c。
例如，如果來自蒸發(fā)器傳感器95的檢測氣溫高于目標(biāo)氣溫，那么ECU72命令驅(qū)動(dòng)電路73增大負(fù)載比Dt。因此，控制閥29的開度降低，壓縮機(jī)C的排量增大。氣溫也因此降低。相反，如果檢測氣溫低于目標(biāo)氣溫，那么ECU72命令驅(qū)動(dòng)電路73減小負(fù)載比Dt。因此，控制閥29的開度增加，壓縮機(jī)C的排量減小。氣溫也因此升高。
另一方面，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)E未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空調(diào)開關(guān)91接通，那么空調(diào)裝置的ECU72在圖2所示流程圖的步驟(下文中稱為S)101中命令驅(qū)動(dòng)電路78促動(dòng)電動(dòng)機(jī)84。而且，ECU72促動(dòng)控制閥29，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電路73將負(fù)載比Dt降低到負(fù)載比Dt范圍內(nèi)的最小負(fù)載比Dt(min)。電動(dòng)機(jī)84以恒定的基準(zhǔn)速度N(set)旋轉(zhuǎn)。根據(jù)來自轉(zhuǎn)速傳感器96的轉(zhuǎn)速信息N(x)來對驅(qū)動(dòng)電路78進(jìn)行反饋控制，使得可保持基準(zhǔn)速度N(set)。
在步驟S102中，ECU72根據(jù)來自溫度調(diào)節(jié)器92、車內(nèi)溫度傳感器93和外部溫度傳感器94的熱負(fù)載信息來計(jì)算所需的冷卻效果。對于較大的熱負(fù)載來說，所需的冷卻效果設(shè)定得較大。對于較小的熱負(fù)載來說，所需的冷卻效果設(shè)定得較小。
在步驟S103中，假定壓縮機(jī)C的驅(qū)動(dòng)軸13的速度或電動(dòng)機(jī)84的轉(zhuǎn)速N(x)與預(yù)定的恒定基準(zhǔn)速度N(set)相等，ECU72計(jì)算用于實(shí)現(xiàn)所計(jì)算出的所需冷卻效果的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。對于較大的所需冷卻效果來說，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩設(shè)定得較大。對于較小的所需冷卻效果來說，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩設(shè)定得較小。進(jìn)行目標(biāo)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算，使得目標(biāo)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩不會(huì)超過電動(dòng)機(jī)84的最大轉(zhuǎn)矩。
電動(dòng)機(jī)84的轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩和輸入電流值之間的關(guān)系由電動(dòng)機(jī)84的特性所決定。根據(jù)此關(guān)系，ECU72在步驟S104中計(jì)算出目標(biāo)電流值I(set)。目標(biāo)電流值I(set)是在基準(zhǔn)速度N(set)下供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)84以使電動(dòng)機(jī)84輸出在步驟S103中計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩的電流值I(x)。對于較大的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來說，目標(biāo)電流值I(set)設(shè)定得較大。對于較小的目標(biāo)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩來說，目標(biāo)電流值I(set)設(shè)定得較小。
在步驟S105中，ECU72確定來自電流傳感器97的檢測電流值I(x)是否小于目標(biāo)電流值I(set)。在步驟S106中，ECU72確定所檢測到的電流值I(x)是否大于目標(biāo)電流值I(set)。如果步驟S105和步驟S106的結(jié)果均為否定，那么電動(dòng)機(jī)84正在接收到目標(biāo)電流I(set)，并且壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩等于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。也就是說，能夠充分地控制壓縮機(jī)C的排量或空調(diào)裝置的所需冷卻效果。因此，不會(huì)進(jìn)行會(huì)導(dǎo)致空調(diào)裝置的冷卻效果發(fā)生變化的負(fù)載比Dt的變化。然后ECU72前進(jìn)到步驟S102。
如果步驟S105的結(jié)果為肯定，那么壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。因此可以判斷出壓縮機(jī)C的排量或空調(diào)裝置的冷卻效果不夠。因此，在步驟S107中，ECU72將負(fù)載比Dt提高ΔD個(gè)單位，并命令驅(qū)動(dòng)電路73將負(fù)載比Dt改變到調(diào)節(jié)后的值(Dt+ΔD)。因此，控制閥29的開度稍稍降低，壓縮機(jī)C的排量稍稍增大。因此，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩稍稍增大。這就稍稍增大了驅(qū)動(dòng)電路78供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)84的電流值I(x)。
如果步驟S106的結(jié)果為肯定，那么壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩大于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。因此可以判斷出壓縮機(jī)C的排量或空調(diào)裝置的冷卻效果過大。因此，在步驟S108中，ECU72將負(fù)載比Dt降低ΔD個(gè)單位，并命令驅(qū)動(dòng)電路73將負(fù)載比Dt改變到調(diào)節(jié)后的值(Dt-ΔD)。因此，控制閥29的開度稍稍增大，壓縮機(jī)C的排量稍稍降低。因此，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩稍稍降低。這就稍稍減小了驅(qū)動(dòng)電路78供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)84的電流值I(x)。
通過這種方式可在步驟S107和/或步驟S108中調(diào)節(jié)負(fù)載比Dt。因此，即使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩偏離目標(biāo)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩，換句話說，即使空調(diào)裝置的冷卻效果偏離于所需的冷卻效果，也可逐步地優(yōu)化控制閥29的期望壓力差。另外，控制閥29可自動(dòng)地調(diào)節(jié)其開度。因此，空調(diào)裝置的冷卻效果可快速集中到所需的冷卻效果上。
此實(shí)施例提供了以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)當(dāng)電動(dòng)機(jī)84驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)C時(shí)，采用壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩作為指標(biāo)來對壓縮機(jī)C的排量進(jìn)行反饋控制。壓縮機(jī)C的排量變化與壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化密切相關(guān)。也就是說，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩能快速響應(yīng)于壓縮機(jī)C的排量變化。因此，可以有效地抑制在采用氣溫作為指標(biāo)來進(jìn)行反饋控制時(shí)將觀察到的壓縮機(jī)排量控制的波動(dòng)。因此，空氣調(diào)節(jié)能夠以對乘客來說更舒適的方式來進(jìn)行。
為了將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩保持在目標(biāo)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩，采用直接檢測供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)84的電流值I(x)來進(jìn)行反饋控制。因此，不需要用于直接檢測壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩的昂貴的轉(zhuǎn)矩傳感器。
(2)采用復(fù)合式壓縮機(jī)作為壓縮機(jī)C。因此，如果電動(dòng)機(jī)84設(shè)計(jì)成具有與發(fā)動(dòng)機(jī)E相同的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)性能，那么電動(dòng)機(jī)84的尺寸將增大，而且電動(dòng)機(jī)84無法安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)室中。因此，必須采用較小的電動(dòng)機(jī)來作為電動(dòng)機(jī)84。然而，如果采用較小的電動(dòng)機(jī)來作為電動(dòng)機(jī)84，那么過量的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩會(huì)使電動(dòng)機(jī)84脫離同步運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使電動(dòng)機(jī)84停轉(zhuǎn)。這就對空氣調(diào)節(jié)產(chǎn)生了不利的影響。在這種情況下，有效地抑制壓縮機(jī)排量控制中的波動(dòng)以防止壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩的過度增大對允許電動(dòng)機(jī)84以穩(wěn)定方式操作同時(shí)提高空氣調(diào)節(jié)的舒適度來說是有效的。
(3)電動(dòng)機(jī)84安裝在壓縮機(jī)C的滑輪裝置PT內(nèi)。換句話說，電動(dòng)機(jī)84較小并產(chǎn)生較小的動(dòng)力。因此，有效地抑制壓縮機(jī)排量控制中的波動(dòng)對允許電動(dòng)機(jī)84以穩(wěn)定方式操作同時(shí)提高空氣調(diào)節(jié)的舒適度來說是有效的。
(4)與改變目標(biāo)吸氣壓力的控制閥不同，控制閥29不采用受到蒸發(fā)器33處的熱負(fù)載大小的影響的吸氣壓力作為指標(biāo)。相反，控制閥29直接控制兩個(gè)壓力監(jiān)測點(diǎn)P1和P2之間的壓力差ΔPd，兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)均反映了致冷回路中的壓力，從而對壓縮機(jī)的排量進(jìn)行反饋控制。因此，可以通過ECU72所進(jìn)行的外部控制來快速可靠地控制壓縮機(jī)的排量，而不受蒸發(fā)器33上的熱負(fù)載的影響。因此，控制閥29可有效地抑制壓縮機(jī)排量控制中的波動(dòng)，并具有有效的設(shè)置以允許電動(dòng)機(jī)84以穩(wěn)定方式操作，同時(shí)提高空氣調(diào)節(jié)的舒適度。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)或范圍的前提下，本發(fā)明可以多種其它的特定形式來體現(xiàn)。特別是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以下述形式體現(xiàn)。
第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1和第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2可設(shè)在包括了蒸發(fā)器33和吸氣室21的吸氣壓力區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，第二壓力監(jiān)測點(diǎn)P2位于第一壓力監(jiān)測點(diǎn)P1的下游。
可采用能夠改變目標(biāo)吸氣壓力的控制閥來作為控制閥29。
控制閥29可位于排放通道27中。在這種情況下，控制閥29不調(diào)節(jié)供給通道28的開度而是調(diào)節(jié)排放通道27的開度，從而調(diào)節(jié)曲軸箱12中的壓力。
可采用搖擺型壓縮機(jī)來作為可變排量壓縮機(jī)。
可以采用SR電動(dòng)機(jī)以外的帶有磁鐵的高效緊湊型無電刷電動(dòng)機(jī)或者帶有電刷的高效直流電動(dòng)機(jī)來作為電動(dòng)機(jī)?；蛘?，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的供電電路的類型來采用不同類型的電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)。具體地說，如果電動(dòng)機(jī)的供電電路為低壓型，那么可采用直流電動(dòng)機(jī)，如果電動(dòng)機(jī)的供電電路為高壓型，那么可采用帶有磁鐵的無電刷電動(dòng)機(jī)或SR電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明還可應(yīng)用于可變排量壓縮機(jī)只由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛的空調(diào)裝置中。例如，本發(fā)明可用于電動(dòng)車輛。
在所示實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于對乘客車廂進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置。然而，本發(fā)明還可用于對例如冷藏車或冷凍車的貨廂進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)(控制其溫度)的車輛空調(diào)裝置。本發(fā)明的應(yīng)用不限于車輛。然而，本發(fā)明可應(yīng)用于對建筑物內(nèi)部進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置，例如家用空調(diào)機(jī)。
因此，此示例和實(shí)施例應(yīng)被視為是說明性的而不是限制性的，本發(fā)明并不限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附權(quán)利要求的范圍和等效設(shè)置中進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于對車廂內(nèi)部進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置，其特征在于，可變排量壓縮機(jī)(C)，其中所述壓縮機(jī)可壓縮致冷氣體并改變排量；用于驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)(84)；用于使所述電動(dòng)機(jī)(84)在恒定的基準(zhǔn)速度下旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)控制器(72)；用于檢測與所述空調(diào)裝置上的熱負(fù)載有關(guān)的信息的檢測裝置(92)；用于檢測供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的電流值的電流傳感器(97)；用于根據(jù)所檢測到的所述熱負(fù)載信息和所檢測到的所述電流值來控制所述壓縮機(jī)的控制器(72)，其中所述控制器可以根據(jù)所述熱負(fù)載信息來計(jì)算所述壓縮機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所計(jì)算出的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來計(jì)算將供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流值；和控制所述壓縮機(jī)的排量，使得所檢測到的所述電流值與所述目標(biāo)電流值相匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空調(diào)裝置，其特征在于，所述空調(diào)裝置安裝在車輛上以對所述車輛的乘客車廂進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，并且還被所述車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)(E)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)包括殼體(11)，其中所述殼體容納了旋轉(zhuǎn)體(80)，所述旋轉(zhuǎn)體由所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其中所述電動(dòng)機(jī)位于所述殼體內(nèi)的所述旋轉(zhuǎn)體的徑向內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的空調(diào)裝置，其特征在于，還設(shè)置了用于改變所述壓縮機(jī)的排量的控制閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空調(diào)裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)具有吸氣室、排氣室、曲軸箱和供給通道(28)，所述供給通道將所述排氣室(22)與所述曲軸箱(12)相連，其中所述控制閥位于所述供給通道(28)中以調(diào)節(jié)所述供給通道(28)的開度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空調(diào)裝置，其特征在于，設(shè)置了包括有所述壓縮機(jī)和外部致冷回路的致冷回路，其中所述控制閥包括壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)，所述壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)檢測沿所述致冷回路設(shè)置的兩個(gè)壓力監(jiān)測點(diǎn)之間的壓力差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)裝置，其特征在于，所述外部致冷回路(30)包括冷凝器(31)、膨脹閥(32)和蒸發(fā)器(33)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)裝置，其特征在于，所述控制閥包括用于調(diào)節(jié)所述供給通道(28)的開度的閥體(41)；和促動(dòng)機(jī)構(gòu)(43)，其中所述促動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)來自所述控制器的指令來改變施加在所述閥體上的作用力，從而改變期望壓力，在所述壓力感應(yīng)機(jī)構(gòu)(42)確定所述閥體(41)的位置時(shí)采用所述期望壓力作為基準(zhǔn)。
9.一種用于對具有發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的乘客車廂進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置，其特征在于，可變排量壓縮機(jī)(C)，其中所述壓縮機(jī)可壓縮致冷氣體并改變排量；單向離合器(83)，其中當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述單向離合器選擇性地將所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給所述壓縮機(jī)；用于在所述發(fā)動(dòng)機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)(84)；用于使所述電動(dòng)機(jī)(84)在恒定的基準(zhǔn)速度下旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)控制器(72)；用于檢測與所述空調(diào)裝置上的熱負(fù)載有關(guān)的信息的檢測裝置(92)；用于檢測供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的電流值的電流傳感器(97)；用于根據(jù)所檢測到的所述熱負(fù)載信息和所檢測到的所述電流值來控制所述壓縮機(jī)的控制器(72)，其中所述控制器可以根據(jù)所述熱負(fù)載信息來計(jì)算所述壓縮機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所計(jì)算出的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來計(jì)算將供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流值；和控制所述壓縮機(jī)的排量，使得所檢測到的所述電流值與所述目標(biāo)電流值相匹配。
10.一種用于控制可對車廂內(nèi)部進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置的方法，所述空調(diào)裝置包括可變排量壓縮機(jī)(C)和電動(dòng)機(jī)(84)，其中所述壓縮機(jī)(C)可壓縮致冷氣體并改變排量，而且所述電動(dòng)機(jī)(84)可驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)(C)，所述方法的特征在于，根據(jù)與所述空調(diào)裝置上的熱負(fù)載有關(guān)的信息來計(jì)算所需的致冷效果；根據(jù)所計(jì)算出的所述致冷效果來計(jì)算所述壓縮機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所計(jì)算出的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)矩來計(jì)算將供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流值；和控制所述壓縮機(jī)的排量，使得由電流傳感器所檢測到的電流值與所述目標(biāo)電流值相匹配。
全文摘要
一種用于對車廂內(nèi)部進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)裝置，包括壓縮機(jī)(C)和電動(dòng)機(jī)(84)。壓縮機(jī)(C)可壓縮致冷氣體并改變排量。電動(dòng)機(jī)(84)可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(C)。電動(dòng)機(jī)控制器(72)使電動(dòng)機(jī)(84)在恒定的基準(zhǔn)速度下旋轉(zhuǎn)。檢測裝置(92)檢測與空調(diào)裝置上的熱負(fù)載有關(guān)的信息。電流傳感器(97)檢測供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的電流值?？刂破?72)根據(jù)所檢測到的熱負(fù)載信息和所檢測到的電流值來控制壓縮機(jī)。控制器(72)根據(jù)熱負(fù)載信息來計(jì)算壓縮機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。根據(jù)所計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，控制器(72)可計(jì)算出將供應(yīng)給電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流值?？刂破?72)還可控制壓縮機(jī)的排量，使得所檢測到的電流值與目標(biāo)電流值相匹配。
文檔編號(hào)B60H1/22GK1421332SQ0215435
公開日2003年6月4日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者安谷屋拓, 川口真廣, 家岡升一, 大立泰治, 南和彥, 新井智晴 申請人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)