控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法

文档序号:958237 发布日期:2020-10-30 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法 (Control device, compressor, electric compressor, conveyor belt-driven compressor, air conditioning device for vehicle, and control method ) 是由 藤田胜博 山本隆英 鹈饲徹三 于 2019-01-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种无误启动地进行压缩机的保护控制的控制装置。控制装置根据设置于制冷剂回路的低压侧的压力传感器所检测出的压力值和所述压力值的经时变化来启动所述制冷剂回路所具备的压缩机的保护控制。(The invention provides a control device for protecting and controlling a compressor without false start. The control device starts protection control of a compressor provided in a refrigerant circuit on the basis of a pressure value detected by a pressure sensor provided on a low-pressure side of the refrigerant circuit and a temporal change in the pressure value.)

控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用 空调装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法。

本申请根据2018年3月28日在日本申请的日本专利申请2018-62063号主张优先权,并将其内容援用于此。

背景技术

提出有如下技术:在车辆用空调装置的压缩机的吸入侧设置压力传感器,并使用所检测出的压力值来启动压缩机的保护控制(专利文献1)。在专利文献1中记载有如下内容:若检测出压力值成为负压,则进行降低压缩机的转速的保护控制。在专利文献2中公开有一种车辆用空调装置,其控制压缩机的转速,以免压缩机的吸入制冷剂温度或吸入制冷剂压力比目标值更降低。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-13017号公报

专利文献2:国际公开第2017/002546号

发明内容

发明要解决的技术课题

但是,在车辆用空调装置的情况下,根据车辆行驶中的各种条件,即使压缩机在正常动作,吸入侧的压力也有可能成为负压。若仅根据压缩机的吸入侧的压力值或温度来启动保护控制,则该保护控制有可能成为误启动。

本发明提供一种能够解决上述课题的控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法。

用于解决技术课题的手段

根据本发明的一方式,控制装置具备:保护控制部,其根据设置于制冷剂回路的低压侧的压力传感器所检测出的压力值和所述压力值的经时变化来启动所述制冷剂回路所具备的压缩机的保护控制。

根据本发明的一方式,若所述压力值成为规定范围的负压的状态持续规定时间以上,则所述保护控制部启动所述保护控制。

根据本发明的一方式,当所述压力值以负压的状态在规定的时间内降低规定的值以上时,所述保护控制部启动所述保护控制。

根据本发明的一方式,当在所述压缩机的运行中所述压力值在规定时间以上没有变动时,所述保护控制部启动所述保护控制。

根据本发明的一方式,所述保护控制部根据与启动所述保护控制时的条件相对应的规定的恢复条件来解除所述保护控制。

根据本发明的一方式,所述保护控制部还具备:通知部,其若判定为无法解除所述保护控制,则通知无法解除所述保护控制。

根据本发明的一方式,所述保护控制部根据将所述压力值进行平均而所得的值来控制所述保护控制的启动。

根据本发明的一方式,是一种如下车辆用空调装置,其具备:压缩机;及上述中的任一项所述的控制装置,其控制所述压缩机。

根据本发明的一方式,是一种如下压缩机,其用于上述车辆用空调装置,其中,所述压缩机一体地具备构成所述控制装置的压力传感器。

根据本发明的一方式,是一种如下压缩机,其具备:压缩机构;上述中任一项所述的控制装置;及压力传感器,其设置于低压侧。

根据本发明的一方式,是一种如下电动压缩机,其一体地具备:马达;压缩机构,其由所述马达驱动;上述中的任一项所述的控制装置,其控制所述马达;及压力传感器,其设置于低压侧,所述保护控制部通过降低所述马达的转速或停止所述马达来启动所述保护控制。

根据本发明的一方式,是一种如下传送带驱动式压缩机,其一体地具备:压缩机构,其由从驱动源传递的动力驱动;上述中的任一项所述的控制装置,其控制传递驱动源的动力的离合器机构;及压力传感器,其设置于低压侧,所述保护控制部通过将所述离合器机构的接通状态切换为断开状态来启动所述保护控制。

根据本发明的一方式,是一种如下车辆用空调装置,其具备上述中任一项所述的压缩机。

根据本发明的一方式,是一种如下控制方法,其根据设置于制冷剂回路的低压侧的压力传感器所检测出的压力值和所述压力值的经时变化来启动所述制冷剂回路所具备的压缩机的保护控制。

发明效果

根据上述控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法,能够在适当的状况下无误启动地启动防止压缩机的故障的保护控制。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式中的电动式压缩机的空调装置的一例的图。

图2是表示本发明的第一实施方式中的保护控制的一例的流程图。

图3是表示具备本发明的第二实施方式中的传送带驱动式压缩机的空调装置的一例的图。

图4是表示本发明的第二实施方式中的控制电路的一例的第1图。

图5是表示本发明的第二实施方式中的控制电路的一例的第2图。

具体实施方式

<第一实施方式>

以下,参考图1~图2对根据本发明的第一实施方式的压缩机的保护控制进行说明。

图1是表示具备本发明的第一实施方式中的电动式压缩机的空调装置的一例的图。图1所示的空调装置1例如是车辆用空调装置。空调装置1具备电动压缩机10、冷凝器11、接收器12、膨胀阀13及蒸发器14。

空调装置1用于车内的制冷/供暖。电动压缩机10压缩制冷剂,并将高压的制冷剂供给到冷凝器11。制冷剂在冷凝器11中散热而冷凝。冷凝/液化的制冷剂流入接收器12中。制冷剂在接收器12中分离为气相和液相。液相的制冷剂从接收器12中流出,并由膨胀阀13减压。通过了膨胀阀13的低压的制冷剂被供给到蒸发器14。制冷剂通过在蒸发器14中与外部空气进行热交换而吸热并气化。气化的制冷剂被吸入电动压缩机10中。电动压缩机10压缩并喷出低压的制冷剂。电动压缩机10、冷凝器11、接收器12、膨胀阀13、蒸发器14和将它们进行连接的制冷剂所通过的配管形成制冷剂回路。制冷剂在制冷剂回路中反复循环上述过程,由此实施车内的制冷运行或供暖运行。

控制装置20根据来自搭载于车辆的未图示的ECU(electronic control unit:电控单元)的指令值来控制电动压缩机10的转速,并进行制冷运行或供暖运行的控制,以使车内成为所期望的温度。电动压缩机10具有在壳体106内被划分的压缩功能部分50和电源室部分51。电动压缩机10在压缩功能部分50具备压力传感器101、压缩机构102及马达103。电动压缩机10在电源室部分51具有具备逆变器(INV)105的电源单元104和控制逆变器105的控制装置20。电动压缩机10例如是涡旋压缩机。

压力传感器101被***构成压缩功能部分50的壳体106内。

压缩功能部分50成为密封制冷剂的气密空间(气密部),例如压力传感器101的***口由密封材料等密封。压力传感器101例如设置于压缩机构102的吸入侧附近,其测量压缩前的制冷剂的压力(以下,记载为低压压力值)。压力传感器101与构成电源室部分51的壳体106内的控制装置20连接,其将所测量的低压压力值输出到控制装置20。

压缩机构102包括回旋涡旋盘、固定涡旋盘及由这些所形成的压缩室。马达103旋转驱动压缩机构102。压缩机构102和马达103由曲轴连结。若马达103进行旋转,则回旋涡旋盘以曲轴为中心进行旋转,压缩室的制冷剂被压缩。压缩机构102喷出压缩后的制冷剂。

电源单元104从搭载于车内的电池输入直流功率。逆变器105将该直流功率转换为三相交流,并将交流功率供给到马达103。逆变器105根据控制装置20的指示来控制输出到马达103的电流。控制装置20根据从ECU指示的马达103的转速指令值等来控制逆变器105,控制马达103以所指示的转速动作。电动压缩机10是内置有压力传感器101和控制装置20的逆变器一体型的电动压缩机。

若继续进行制冷运行或供暖运行,则蒸发器被冷却而有可能产生起霜(结霜)。一般而言,在产生起霜的状态下,膨胀阀13的开度被控制为较小,制冷剂的循环量降低。于是,电动压缩机10的吸入侧的制冷剂压力降低,根据降低程度,有可能成为电动压缩机10发生故障的原因。此外,由于各种原因,压缩机的吸入侧的压力有可能降低。一直以来,若压缩机的吸入侧(低压)的压力值成为阈值以下或者喷出侧(高压)的压力值成为阈值以上,则进行停止压缩机或使转速减速的保护控制。在本实施方式中,在电动压缩机10中的制冷剂空间内的低压部设置压力传感器,以监控制冷剂的低压压力值。控制装置20根据该低压压力值的变化或经时变化来判定是否启动电动压缩机10的保护控制。

控制装置20例如是微型计算机等具备CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或MPU(Micro Processing Unit:微处理器)的计算机。如图所示,控制装置20具备传感器信息获取部21、保护控制部22、通知部23、存储部24及计时器25。如上所述,控制装置20具有如下功能:根据来自车辆的ECU(未图示)的指令值来控制逆变器105或膨胀阀13的开度等,并执行基于空调装置1的制冷/供暖运行或供暖运行。以下,省略电动压缩机10的保护控制以外的说明。

传感器信息获取部21获取压力传感器101所检测出的低压压力值。

保护控制部22根据低压压力值和低压压力值的经时变化来启动电动压缩机10的保护控制。例如,若低压压力值成为负压(低于大气压的压力)的状态持续规定时间以上,则保护控制部22启动保护控制。例如,当低压压力值为负压且低压压力值以规定的降低速度以上降低时,保护控制部22启动保护控制。例如,当低压压力值在规定时间以上没有变动时,保护控制部22启动保护控制。启动保护控制之后,若规定的恢复条件成立,则保护控制部22解除保护控制。

通知部23向用户通知保护控制的启动状况等。例如,通知部23将启动及解除保护控制、无法解除保护控制等通知给用户。

存储部24存储各种信息。例如,存储部24存储传感器信息获取部21所获取的低压压力值等。

计时器25测量时间。

接着,以图1的结构为前提,对第一实施方式的保护控制进行说明。

图2是表示本发明的一实施方式中的保护控制的一例的流程图。

首先,通过由用户进行的开始进行空气调节的指示操作,控制装置20开始运行电动压缩机10。于是,压力传感器101开始测量低压压力值。例如,压力传感器101以规定的时间间隔测量低压压力值。传感器信息获取部21从压力传感器101开始获取低压压力值(步骤S11)。传感器信息获取部21在其后也以规定的时间间隔获取低压压力值。控制装置20使用计时器25开始测量时间(步骤S12)。计时器25测量时间。传感器信息获取部21将所获取的低压压力值与计时器25所测量的低压压力值的获取时间建立对应关联而记录于存储部24。

接着,保护控制部22使用记录于存储部24的规定时间前的低压压力值至最新的低压压力值来判定保护控制的启动条件(步骤S13)。此时,保护控制部22从存储部24读出在规定期间内测量出的低压压力值,例如按涡旋盘每旋转一次的时间计算出平均值,并根据所计算出的平均值的经时变化来进行以下的启动条件的判定。通过涡旋盘的旋转,制冷剂压力产生脉动,计算出平均值是为了根据启动条件的判定来排除该脉动的影响。

(条件1)低压压力值成为规定范围的负压的状态持续规定时间。

例如,当低压压力值成为-0.03MPaG以下的状态维持30秒以上时,保护控制部22判定为启动保护控制。当低压压力值成为-0.03MPaG以下的状态维持30秒以上时,蒸发器14结冰的可能性高。若蒸发器14产生结冰,则膨胀阀13被闭塞,制冷剂气体无法流入电动压缩机10中或者制冷剂气体的流入量会降低。于是,成为难以向电动压缩机10供给制冷剂或润滑油的状态。若在该状态下电动压缩机10继续运行,则有可能产生电动压缩机10咬合等破损。因此,若上述“条件1”成立,则保护控制部22判定为进行电动压缩机10的保护控制。

一直以来,在压缩机的吸入侧的配管上设置压力传感器,并且存在当该压力传感器所检测出的压力成为负压时启动保护控制的控制。但是,在该控制的情况下,即使在蒸发器未结冰的状态下,也有可能临时被检测出负压,在这种情况下有可能不必要地执行保护控制。在蒸发器附近设置温度传感器,并且存在根据该温度传感器所检测出的温度来推断蒸发器的结冰并启动保护控制的控制。温度传感器通常设置于蒸发器中温度最大幅降低的部位附近,且当为了防止蒸发器的结冰而感测出0℃以上例如2℃时,通过启动保护控制来防止蒸发器的结冰。但是,例如当温度传感器位置不适当时,或根据运行条件而蒸发器的温度分布发生变化,从而发生在除温度传感器的设置部附近以外的部位温度最大幅降低等现象时、当蒸发器发生结冰且该结冰进展至温度传感器附近时,来自蒸发器的冷风不会到达温度传感器而有可能测量比实际的蒸发器温度高的温度。于是,不启动保护控制,蒸发器结冰,压缩机有可能发生故障。若为本实施方式的电动压缩机10,则由被***压缩机构102内的压力传感器101直接检测制冷剂的低压部的压力,因此能够可靠地检测低压压力值的负压,进而在确认该状态持续一定时间之后启动保护控制。由此,能够防止以往技术中有可能发生的保护控制的误启动。关于“条件1”的低压压力值,能够根据运行条件设定在-0.03~-0.04MPaG的范围内。关于条件1的持续时间,能够设定在5~30秒的范围内。

(条件2)低压压力值以负压的状态在规定的时间内减压规定的值以上。

例如,当低压压力值在5秒以内从0MPaG减压至-0.05MPaG时,保护控制部22判定为启动保护控制。当低压压力值成为负压,进而快速降低时,膨胀阀13被细小的异物堵塞等异物进入制冷剂回路中的某处而制冷剂回路被闭塞的可能性高。若在该状态下运行电动压缩机10,则有可能发生故障。因此,保护控制部22根据上述“条件2”来判定是否启动保护控制。由此,能够进行电动压缩机10的高精度的保护。

当在制冷剂回路中设置切断阀时,在起动电动压缩机10时,必须将该切断阀设为打开状态之后起动。即使在电动压缩机10因某种原因而误使切断阀在切断的状态起动的情况下,也能够根据该“条件2”来迅速启动电动压缩机10的保护控制以防止损伤。“条件2”的时间条件能够设定在5~10秒的范围内。

(条件3)在电动压缩机10的运行中低压压力值在规定时间内没有变动。

当在运行电动压缩机10时观察到低压压力值没有变化的状态时,启动保护控制。例如,即使运行电动压缩机10,其压力也与起动前的压力没有变化时,可以预想压缩机故障。在这种情况下,实施压缩机停止。一直以来,在压缩机中设置涡流式的非接触式传感器等,并且提供通过利用该传感器感测出压缩机内部的组件未运行来检测压缩机的锁定的锁定传感器。在本实施方式中,由压力传感器101进行该检测。当电动压缩机10因某种原因而被锁定时,压缩机构102不再吸入制冷剂气体。若不再吸入制冷剂气体,则压力传感器101所检测的低压压力值不会有变动。根据本实施方式的保护控制,无需设置锁定传感器,便能够通过“条件3”的判定来检测压缩机的锁定。

保护控制部22参考记录于存储部24的低压压力值的时序数据来进行上述“条件1”~“条件3”的判定。当“条件1”~“条件3”中的任一条件均不成立时(步骤S14;否),保护控制部22反复进行步骤S13的判定。电动压缩机10继续正常运行。

当“条件1”~“条件3”中的任一条件成立时(步骤S14;是),保护控制部22启动保护控制(步骤S15)。保护控制是指停止电动压缩机10或者降低电动压缩机10的转速。保护控制部22也可以根据成立的条件对逆变器105进行马达103的减速或停止的指示。例如,当“条件1”成立时,保护控制部22指示逆变器105以规定的低速转速驱动马达103。通过以低速进行旋转,能够防止低压压力值的降低。例如,当“条件2”或“条件3”成立时,保护控制部22指示逆变器105停止马达103。通过停止电动压缩机10,能够防止压缩机破损。保护控制部22将保护控制的启动开始时刻记录于存储部24。

若启动保护控制,则保护控制部22接着判定用于解除保护控制并使电动压缩机10恢复为正常的运行状态的恢复条件(步骤S16)。例如,保护控制部22根据与在步骤S14中判定为启动保护控制时的条件相对应的恢复条件来判定是否解除保护控制。例如,当根据“条件1”确定启动保护控制时,保护控制部22若从保护控制的启动开始时刻经过规定的设定时间,则判定为恢复条件成立。对于规定时间,例如在5秒~120秒的范围内设定结冰消退所需时间。例如,当根据“条件2”或“条件3”确定启动保护控制时,保护控制部22判定为永久停止(不自动恢复为正常运行)。这是因为,除非消除异物混入制冷剂回路或压缩机锁定的原因,否则无法运行电动压缩机10。关于“条件2”或“条件3”,保护控制部22也可以为了进行确认而以破损可能性低的转速起动电动压缩机10,并判定“条件2”或“条件3”是否成立。保护控制部22例如可以在“条件2”或“条件3”连续3次成立时判定为永久停止(无法解除保护控制),若因再次起动而条件不成立,则以该状态重新开始正常运行。

当恢复条件成立时(步骤S17;成立),保护控制部22解除保护控制(步骤S18),重新开始正常运行。这对应于上述例子中开始进行基于“条件1”的保护控制之后经过规定的设定时间(5秒~120秒)的情况、或开始进行基于“条件2”或“条件3”的保护控制之后为了确认而再起动时没有重现“条件2”或“条件3”的现象的情况。若重新开始正常运行,则控制装置20例如进行以基于ECU指令值的转速旋转马达103的控制。在控制装置20执行正常运行的期间,保护控制部22继续监控低压压力值并进行步骤S13的判定。

当恢复条件不成立时(步骤S17;不成立),保护控制部22待机至步骤S16的判定成立。这对应于上述例子中开始进行基于“条件1”的保护控制之后经过规定的设定时间(5秒~120秒)为止的期间。

当无法恢复时(步骤S17;无法恢复),通知部23向用户通知电动压缩机10的异常及无法起动电动压缩机10(步骤S19)。例如,可以接收来自通知部23的通知,由ECU在驾驶座的显示装置上显示电动压缩机10的异常或促使检查电动压缩机10的消息或者点亮灯。这对应于上述例子中“条件2”、“条件3”成立的情况、或即使进行用于确认的再起动也会重现“条件2”或“条件3”成立的现象的情况。

如上所述,本实施方式的电动压缩机10一体地具备检测低压侧的压力的压力传感器101、压缩机主体(压缩机构102、马达103)及控制装置20。由于具备控制装置20,因此电动压缩机10能够自主地启动保护控制。

由于设为在压缩机气密部设置压力传感器101的结构,因此与根据设置于压缩机的外部的吸入侧配管的压力传感器或设置于蒸发器附近的温度传感器的测量值来启动保护控制的情况相比,能够根据准确的制冷剂压力来进行控制,从而能够抑制误判定。由于根据将压力传感器101的测量值进行平均而所得的值来进行控制,因此能够减少由涡旋盘产生的压力值的脉动的影响。

与压力传感器101同样地,也可以在电动压缩机10的高压侧也设置压力传感器以便能够直接检测制冷剂的压力,例如若高压侧的压力成为阈值以上,则启动保护控制。

根据本实施方式,不仅根据低压压力值成为负压的变化,还根据成为负压的低压压力值的经时变化来启动保护控制。因此,防止电动压缩机10的故障,同时抑制保护控制的误启动,能够实现高效率的电动压缩机10的运行、空调装置1的运行。

<第二实施方式>

在第一实施方式中,以电动压缩机10为例说明了保护控制。在车辆用空调装置中,使用从车辆的引擎获得压缩机的驱动力的传送带驱动式的压缩机的情况较多。在第二实施方式中,对传送带驱动式压缩机10a进行说明。对与第一实施方式相同的结构标注相同的符号,并省略说明。

图3是表示具备本发明的第二实施方式中的传送带驱动式压缩机的空调装置的一例的图。图3所示的空调装置1a具备传送带驱动式压缩机10a、冷凝器11、接收器12、膨胀阀13及蒸发器14。传送带驱动式压缩机10a具备压力传感器101、压缩机构102、磁性离合器107、滑轮部108及控制磁性离合器107的控制装置20a。在这些之中,至少压力传感器101和压缩机构102容纳于壳体106内,压力传感器设置于运行时制冷剂成为低压的区域。控制部20a设置于低压侧壳体的外表面。传送带驱动式压缩机10a例如是涡旋压缩机。压缩机构102的旋转轴和磁性离合器107连结。滑轮部108通过传送带41与车辆的引擎40连结。压缩机构102和滑轮部108能够通过磁性离合器107连结和分离。

若控制装置20a将磁性离合器107设为接通状态,则磁性离合器107与滑轮部108被紧固。当磁性离合器107为接通状态时,引擎40的旋转由传送带41传递,滑轮部108及磁性离合器107及压缩机构102的旋转轴进行旋转。由此,在压缩机构102中,回旋涡旋盘进行旋转,制冷剂被压缩。即,传送带驱动式压缩机10a成为运行状态。

若控制装置20a将磁性离合器107设为断开状态,则磁性离合器107与滑轮部108被分离。当磁性离合器107为断开状态时,通过引擎40的旋转而滑轮部108空转。此时,传送带驱动式压缩机10a成为停止状态。

控制装置20a通过根据来自未图示的ECU(electronic control unit:电控单元)的指令值将磁性离合器107在接通状态与断开状态之间进行切换来控制从引擎40供给的动力向压缩机构102的传递。通过将动力从引擎40传递到压缩机构102而压缩机构102动作,从而实施制冷运行或供暖运行,以使车内成为所期望的温度。当不需要进行空气调节时,控制装置20a将磁性离合器107设为断开状态。压力传感器101被***压缩机构102的低压侧的气密部,测量低压压力值。与第一实施方式同样地,压力传感器101与控制装置20a连接并将所测量的低压压力值输出到控制装置20a。传送带驱动式压缩机10a是内置有压力传感器101和控制装置20a的一体型的传送带驱动式压缩机。

控制装置20a具备传感器信息获取部21、保护控制部22a、通知部23、存储部24及计时器25。传感器信息获取部21、通知部23、存储部24、计时器25的功能与第一实施方式相同。

保护控制部22a根据低压压力值和低压压力值的经时变化来启动传送带驱动式压缩机10a的保护控制。例如,保护控制部22a根据图2中所说明的“条件1”~“条件3”来判定保护控制的启动。当启动保护控制时,保护控制部22a将磁性离合器107设为断开状态,使传送带驱动式压缩机10a从引擎40分离。保护控制部22a通过如此停止传送带驱动式压缩机10a来进行保护控制。启动保护控制之后,若规定的恢复条件成立,则保护控制部22a解除保护控制。当解除保护控制时,保护控制部22a将磁性离合器107设为接通状态,由此将传送带驱动式压缩机10a和引擎40经由传送带41连结。与第一实施方式同样地,保护控制部22a可以根据将压力传感器101的测量值以回旋涡旋盘的旋转周期单位进行平均而所得的值等来进行控制。在图4、图5中示出包括控制装置20a、磁性离合器107、滑轮部108的离合器机构的控制电路。

图4是表示本发明的第二实施方式中的控制电路的一例的第1图。

如图4所示,车辆所具备的电池和控制装置20a及压力传感器101及开关元件120经由继电器30连接。继电器30设置于传送带驱动式压缩机10a的外部。开关元件120设置于传送带驱动式压缩机10a的内部。继电器30具备继电器开关31和继电器线圈32。若ECU使电流流向继电器线圈32,则继电器开关31成为接通状态而进行向控制装置20a及压力传感器101及开关元件120的通电。例如,开关元件120由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)构成。磁性离合器107经由开关元件120与车辆的电池连接。即,当继电器30为接通状态且开关元件120为接通状态时,磁性离合器107成为接通状态,磁性离合器107与滑轮部108被紧固,从而成为引擎40的旋转能够传递到压缩机构102的状态。

由控制装置20a控制开关元件120的接通状态和断开状态。即,控制装置20a从ECU接收指令信号,以运行传送带驱动式压缩机10a,当保护控制部22a不启动保护控制时,控制装置20a根据来自ECU的指示将开关元件120控制为接通状态。于是,向磁性离合器107通电而与滑轮部108紧固。由此,压缩机构102进行旋转而执行制冷剂的压缩。另一方面,当保护控制部22a启动保护控制时,控制装置20a将开关元件120控制为断开状态。于是,磁性离合器107从滑轮部108被分离,传送带驱动式压缩机10a成为非运行状态。由此,抑制传送带驱动式压缩机10a的负压运行,能够避免故障或破损等。

图5是表示本发明的第二实施方式中的控制电路的一例的第2图。

如图5所示,车辆所具备的电池和控制装置20a及压力传感器101及开关元件121经由继电器30连接。电池和磁性离合器107经由开关元件121及继电器30连接。继电器30设置于传送带驱动式压缩机10a的外部。开关元件121设置于传送带驱动式压缩机10a的内部。继电器30具备继电器开关31和继电器线圈32。例如,开关元件121由比图4中所例示出的IGBT更低价的MOS-FET构成。若开关元件121成为接通状态,则电流流向继电器线圈32,继电器开关31成为接通状态。若继电器开关31成为接通状态,则从电池进行向控制装置20a及压力传感器101及磁性离合器107的通电。在该状态下,磁性离合器107成为接通状态,磁性离合器107与滑轮部108被紧固,从而成为引擎40的旋转能够传递到压缩机构102的状态。

由控制装置20a控制开关元件121的接通状态和断开状态。即,控制装置20a从ECU接收指令信号,以运行传送带驱动式压缩机10a,当保护控制部22a不启动保护控制时,控制装置20a根据来自ECU的指示将开关元件121控制为接通状态。于是,继电器30成为接通状态,从电池向磁性离合器107供给电力而与滑轮部108紧固。由此,压缩机构102进行旋转而执行制冷剂的压缩。另一方面,当保护控制部22a启动保护控制时,控制装置20a将开关元件121控制为断开状态。于是,磁性离合器107从滑轮部108被分离,传送带驱动式压缩机10a成为非运行状态。由此,抑制传送带驱动式压缩机10a的负压运行,能够避免故障或破损等。

以往,一般的结构是经由继电器30连接电池和磁性离合器107,通过基于ECU的向继电器线圈32的通电来在磁性离合器107的接通状态与断开状态之间进行切换。在传送带驱动式压缩机10a中,如图4、图5所例示,在磁性离合器107与继电器30之间设置开关元件,通过保护控制部22a的判定来在开关元件的接通状态与断开状态之间进行切换即可。这种控制电路能够通过比较轻松的配线处理等来安装。

基于保护控制部22a的保护控制的启动、恢复的判定与第一实施方式的图2中所说明的处理相同。

与其他形式的压缩机相比,涡旋压缩机的高旋转时的能力(喷出量)大,用于车辆用空调装置的情况较多。若使用传送带驱动式的涡旋压缩机,则在车辆的急剧加速时等,转速急剧上升,成为高速区域中的运行。在高速区域中的运行(高旋转时)中,喷出量变大,因此吸入大量的制冷剂,即使在蒸发器未发生结冰的状态下低压压力值也有可能在短时间内成为负压以下的低压。若对涡旋压缩机进行在压缩机吸入侧的压力成为负压时启动保护控制这样的以往的控制,则存在即使在这种情况下压缩机也会频繁地停止或减速的问题。

传送带驱动式压缩机通过引擎的驱动而动作,与引擎的连结及分离由ECU控制的情况较多。由于在压缩机侧无法主动地启动保护控制,因此有可能发生在应启动保护控制的状况下无法启动等不良情况,从而导致压缩机损伤。

根据本实施方式,传送带驱动式压缩机10a设为一体地具备压力传感器101、压缩机构102、连结压缩机构102和驱动源(引擎40)的离合器机构(磁性离合器107、滑轮部108)及控制离合器机构的控制装置20a的结构,因此传送带驱动式压缩机10a能够自主地启动保护控制,能够将故障的发生防范于未然。

根据本实施方式,根据成为负压的低压压力值的经时变化来启动保护控制。因此,即使负压在车辆的急剧加速时等临时被测量,也不会误启动保护控制。根据本实施方式,能够无误动作地进行针对蒸发器的结冰、制冷剂回路的堵塞等的压缩机的低压保护控制,并且能够进行压缩机10a的锁定状态的判定,因此不需要特别的锁定检测装置。

由于设为在气密部设置压力传感器101的结构,因此能够根据准确的制冷剂压力来判定能否启动保护控制。此外,传送带驱动式压缩机10a发挥与第一实施方式的电动压缩机10相同的效果。也可以在传送带驱动式电动压缩机10a的高压侧也设置压力传感器以便能够直接检测制冷剂的压力,例如在高压侧的压力成为阈值以上时,启动保护控制。

另外,由于将包括开关元件的控制装置20a直接设置于压缩机10a的低压侧壳体106的外表面,因此也能够冷却元件的发热,从而提高可靠性。

控制装置20、20a的所有功能或一部分功能例如可以通过由LSI(Large ScaleIntegration:大规模集成电路)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit:专用集成电路)、PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑装置)、FPGA(Field-Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)、集成电路等构成的硬件来实现。控制装置20、20a的所有功能或一部分功能也可以由具备CPU等处理器的计算机构成。在该情况下,控制装置20、20a中的各处理的过程例如能够通过由控制装置20所具有的CPU等执行程序来实现。由控制装置20、20a执行的程序可以记录于计算机可读记录介质中,并且可以通过读出并执行记录于该记录介质中的程序来实现。

在上述第一实施方式及第二实施方式中公开了不经由车辆的ECU而自主地实施保护运行的例子,但也可以构成为将压力传感器101或控制装置20、20a的信息直接通知给ECU并统括进行控制。

此外,在不脱离本发明的宗旨的范围内能够将上述实施方式中的构成要件适当地替换为周知的构成要件。该发明的技术范围并不限于上述实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内能够施加各种变更。

产业上的可利用性

根据上述控制装置、压缩机、电动压缩机、传送带驱动型压缩机、车辆用空调装置及控制方法,能够在适当的状况下无误启动地启动防止压缩机的故障的保护控制。

符号说明

1、1a-空调装置,10-电动压缩机,10a-传送带驱动式压缩机,11-冷凝器,12-接收器,13-膨胀阀,14-蒸发器,20、20a-控制装置,21-传感器信息获取部,22、22a-保护控制部,23-通知部,24-存储部,25-计时器,30-继电器,31-继电器开关,32-继电器线圈,40-引擎,41-传送带,101-压力传感器,102-压缩机构,103-马达,105-逆变器,104-电源单元,106-壳体,107-磁性离合器,108-滑轮部,120、121-开关元件。

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