專利名稱：變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可根據(jù)作用在變?nèi)輽C(jī)構(gòu)上的控制壓力而改變其容量的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的控制閥。
汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)通常包括冷凝器、作為減壓裝置的膨脹閥、蒸發(fā)器和壓縮機(jī)。壓縮機(jī)從蒸發(fā)器抽取制冷氣體，壓縮制冷氣體并將其排入冷凝器。蒸發(fā)器接收乘車室空氣的熱量，并加熱在制冷回路中流動(dòng)的制冷氣體。根據(jù)熱負(fù)載和冷卻負(fù)載的量，流經(jīng)蒸發(fā)器的空氣熱量就傳遞給在蒸發(fā)器中流動(dòng)的制冷劑。這樣，蒸發(fā)器出口或下游側(cè)的制冷氣體壓力就反映了空調(diào)負(fù)載的大小。
通常用于汽車的變?nèi)菪北P式壓縮機(jī)包括用于控制蒸發(fā)器出口壓力(稱為吸入壓力Ps)并將其保持在所需目標(biāo)值(稱為預(yù)設(shè)吸入壓力)的容量控制機(jī)構(gòu)。容量控制機(jī)構(gòu)對(duì)排量也就是旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角進(jìn)行反饋控制，將吸入壓力Ps作為控制指數(shù)來獲得與冷卻負(fù)載量對(duì)應(yīng)的制冷劑流量。這種容量控制機(jī)構(gòu)通常被稱為內(nèi)部控制閥。通過在內(nèi)部控制閥中利用如波紋管、隔膜或類似件這樣的壓力檢測(cè)元件來檢測(cè)吸入壓力Ps并利用壓力檢測(cè)元件的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)使閥體定位，就可控制旋轉(zhuǎn)斜盤腔(也稱為曲柄腔)中的壓力(曲柄壓力Pc)，從而確定旋轉(zhuǎn)斜盤的傾角。
另外，由于僅有單個(gè)預(yù)設(shè)吸入壓力的簡(jiǎn)單內(nèi)部控制閥不能滿足精密的空調(diào)控制的需求，因此，就有了利用外部電子控制來改變預(yù)設(shè)吸入壓力的控制閥。這種控制閥通過使用一個(gè)如電磁螺線管或類似件這樣的致動(dòng)器將力作用于閥體上來實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)吸入壓力的改變。
用于汽車的壓縮機(jī)通常由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。壓縮機(jī)通常消耗由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多個(gè)輔機(jī)的大部分發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力(或力矩)。因此，毫無疑問壓縮機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)很大的負(fù)載。因此，通常的汽車空調(diào)具有這樣的程序在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力用于其它目的(例如汽車加速或上坡)時(shí)，通過使壓縮機(jī)排量達(dá)到最小從而減小發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載。在使用包括上述吸入壓力變換閥的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)空調(diào)中，通過將控制閥的預(yù)設(shè)吸入壓力變?yōu)橐桓哂谡ｎA(yù)設(shè)吸入壓力的值，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)際容量的降低。
對(duì)具有預(yù)設(shè)吸入壓力變換閥的變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的工作過程進(jìn)行了詳細(xì)描述。因此，可以看出，只要包含了吸入壓力Ps變換反饋控制，就不必實(shí)現(xiàn)預(yù)定的容量降低(也就是發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的降低)。

圖14所示圖線定性地顯示了壓縮機(jī)吸入壓力Ps與排量Vc之間的關(guān)系。從此圖線中可得出，吸入壓力Ps與排量Vc之間的曲線(特性線)不是一種。根據(jù)蒸發(fā)器中的熱負(fù)荷量的不同存在多條曲線。這樣，即使將某一壓力Psl給定作為反饋控制目標(biāo)值的預(yù)設(shè)吸入壓力Pset，通過在由控制閥工作產(chǎn)生的實(shí)際排量Vc的狀態(tài)產(chǎn)生恒定的變化量(圖線中的ΔVc)。例如，當(dāng)蒸發(fā)器中的熱負(fù)荷很高時(shí)，即使預(yù)設(shè)吸入壓力Pset充分地增大，實(shí)際排量Vc也不能降低到足以減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的程度。
另外，只要上述容量限制控制是暫時(shí)的，就必須使壓縮機(jī)排量Vc恢復(fù)到容量限制過程之前所有的排量Vc。當(dāng)容量非?？焖俚鼗謴?fù)時(shí)，汽車乘客就會(huì)感覺到令人不適的沖擊或噪聲。因此，最好排量Vc能逐漸地恢復(fù)到正常。
圖15所示圖線顯示了容量限制控制過程前后的整個(gè)時(shí)間內(nèi)，與負(fù)載力矩相關(guān)的壓縮機(jī)容量Vc的各個(gè)圖線。圖中實(shí)線所示的圖線表示基本理想的線性恢復(fù)過程。相反，只要控制過程是基于吸入壓力Ps的，通過單單控制(也就是簡(jiǎn)單地恢復(fù)到電磁螺線管先前的激勵(lì)量)預(yù)設(shè)吸入壓力Pset就不能實(shí)現(xiàn)圖15中實(shí)線所示的平滑線性恢復(fù)圖線。因此，容量Vc就沿圖15中虛線所示的兩條恢復(fù)圖線中的一條突然增大。
其中一條圖線是排量Vc立刻上升，而另一條圖線是在經(jīng)過一段相當(dāng)長(zhǎng)的延遲后排量Vc立刻上升。這些圖線是壓縮機(jī)吸入壓力Ps和排量Vc的不確定關(guān)系所產(chǎn)生的現(xiàn)象。因此，在試圖獲得一種更理想的降低容量后的容量恢復(fù)圖線方面，按照傳統(tǒng)的吸入壓力Ps控制則存在限制。
根據(jù)反映蒸發(fā)器熱負(fù)荷的吸入壓力Ps來控制變?nèi)菔綁嚎s機(jī)排量Vc的技術(shù)是一種實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和保持乘車室溫度最初目的的適用技術(shù)。但是，為了使排量迅速降低并沿可避免沖擊和噪聲的圖線恢復(fù)到最初的排量Vc，就不能根據(jù)吸入壓力Ps來進(jìn)行控制。
本發(fā)明的目的是提供一種變?nèi)菔綁嚎s機(jī)的控制閥，其能夠控制壓縮機(jī)的排量以穩(wěn)定和保持乘車室溫度，并夠迅速改變排量使容量恢復(fù)到正常。具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種可在最小排量附近準(zhǔn)確控制容量并在較寬的范圍內(nèi)直接控制排量的控制閥。
為實(shí)現(xiàn)上述的以及其它的目的，根據(jù)本發(fā)明的目的，提供一種用于制冷裝置的控制閥。該裝置具有壓縮機(jī)和外部制冷劑回路，所述壓縮機(jī)包括一容量控制機(jī)構(gòu)，所述外部制冷劑回路與壓縮機(jī)相連從而與壓縮機(jī)一起構(gòu)成制冷回路。通過控制作用于變?nèi)輽C(jī)構(gòu)上的控制壓力，控制閥使壓縮機(jī)排量發(fā)生變化。所述閥包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的內(nèi)部通道、設(shè)置在閥腔中用于控制內(nèi)部通道開口度的活動(dòng)閥體、第一壓力檢測(cè)裝置和第二壓力檢測(cè)裝置。所述內(nèi)部通道包括一閥腔。第一壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)位于制冷回路上的兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)之間的壓力差。該壓力差為初階壓力。第一壓力檢測(cè)裝置將初階壓力所產(chǎn)生的力傳給閥體。第二壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)不同于初階壓力的二階壓力，并將二階壓力所產(chǎn)生的力作用于閥體。初階壓力和二階壓力所產(chǎn)生的合力使閥體定位于閥腔中，從而控制內(nèi)部通道的開口度。
控制閥是一種用于控制控制壓力從而通過對(duì)閥內(nèi)通道的開口度進(jìn)行控制，而實(shí)現(xiàn)對(duì)變?nèi)菔綁嚎s機(jī)排量控制的閥機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的控制閥中，初階和二階壓力可影響閥體在閥腔中的位置。初階壓力是制冷劑循環(huán)回路中兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)之間的壓力差。壓力差反映了回路中制冷劑的流量，也就是從壓縮機(jī)排出的制冷劑的排泄量，并作為預(yù)測(cè)壓縮機(jī)排量的指數(shù)。因此，通過使用第一壓力檢測(cè)裝置沿初階壓力(兩個(gè)點(diǎn)之間的壓力差)所確定的特定方向壓閥體，初階壓力就可在壓縮機(jī)排量的反饋控制過程中作為對(duì)閥開口度進(jìn)行控制的驅(qū)動(dòng)力。因此，與壓縮機(jī)負(fù)載力矩有關(guān)的排量就可直接得到控制，并可克服傳統(tǒng)的吸入壓力檢測(cè)式控制閥的缺點(diǎn)。然而，如果壓縮機(jī)的容量控制，僅通過使用初階壓力就可成功地實(shí)現(xiàn)，那么就不存在問題。但這是很困難的。在實(shí)際的制冷劑循環(huán)回路中，兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)之間的壓力差與實(shí)際制冷劑流量之間不一定存在比例關(guān)系。這種關(guān)系通常是非線性的關(guān)系(見圖5)，具體地說，在小流量區(qū)域，壓力差的變化相對(duì)于流量的變化是很小的。因此，在壓縮機(jī)必須是較小排量的情況下，即使閥體僅根據(jù)初階壓力來進(jìn)行定位，要得到精確和穩(wěn)定的控制也是很困難的。因此，在本發(fā)明的控制閥中，除了第一壓力檢測(cè)裝置以外，還使用了第二壓力檢測(cè)裝置，不同于初階壓力的二階壓力可使閥體運(yùn)動(dòng)，且僅使用初階壓力所產(chǎn)生的缺陷也得以減輕。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用第一和第二壓力檢測(cè)裝置，閥體可根據(jù)初階壓力和二階壓力的組合而定位在閥腔中。特別是，當(dāng)制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量較小且初階壓力也較小時(shí)，二階壓力就對(duì)閥體的定位有較強(qiáng)的影響。另外，當(dāng)制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量相對(duì)較大時(shí)，初階壓力就對(duì)閥體的定位有較強(qiáng)的影響。在任何情況下，初階壓力和二階壓力的合力作用于閥體來對(duì)閥的開口度進(jìn)行控制，并不受制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量的影響。因此，基本上在制冷劑流量的整個(gè)范圍內(nèi)，閥開口度的控制能力得到提高，并可在較寬的范圍內(nèi)對(duì)壓縮機(jī)排量進(jìn)行直接控制。如果使用這種控制閥，就可在正常狀態(tài)下，對(duì)用于穩(wěn)定和保持乘車室溫度的壓縮機(jī)容量進(jìn)行控制，并且在異常狀態(tài)下可使壓縮機(jī)容量迅速改變并恢復(fù)。
下面，通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的描述，可以對(duì)本發(fā)明以及本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更好地理解。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例變?nèi)菪北P式壓縮機(jī)的橫截面圖；圖2是圖1所示壓縮機(jī)制冷劑循環(huán)回路基本元件的線路圖；圖3是圖1所示壓縮機(jī)控制閥的橫截面圖；圖4是圖3所示控制閥工作桿位置的橫截面圖；圖5是圖1所示壓縮機(jī)定位器的特性圖；圖6是圖3所示控制閥的特性圖；圖7是帶有定位器和控制閥的制冷劑循環(huán)回路的特性圖；圖8是圖1所示壓縮機(jī)容量控制主程序流程圖；圖9是常規(guī)控制程序的流程圖；圖10是加速過程的控制程序流程圖；圖11是第二實(shí)施例制冷劑循環(huán)回路基本元件的線路圖；圖12是圖11所示控制閥的橫截面圖；圖13是圖12所示控制閥工作桿位置的橫截面圖；圖14是現(xiàn)有技術(shù)中吸入壓力與排量之間的關(guān)系圖；圖15是在容量限制控制前后排量的時(shí)間變化圖。
第一實(shí)施例下面，結(jié)合附圖1-10對(duì)汽車空調(diào)的變?nèi)菪北P式壓縮機(jī)控制閥的第一實(shí)施例進(jìn)行描述。
如圖1所示，變?nèi)菪北P式壓縮機(jī)(后面簡(jiǎn)稱為壓縮機(jī))包括缸體1、與缸體前端相連的前端蓋2和通過閥板3與缸體1后端相連的后端蓋4。這些部件通過多個(gè)貫通螺栓10(圖中僅示出一個(gè))相互連接而構(gòu)成壓縮機(jī)的外殼。在缸體1和前端蓋2所包圍的區(qū)域中，曲柄腔5被稱為控制壓力區(qū)。在曲柄腔5中，驅(qū)動(dòng)軸6由一對(duì)徑向軸承8A、8B可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著。彈簧7和后止推軸承9B，設(shè)置在位于缸體1中部形成的承接凹部?jī)?nèi)。另外，在曲柄腔5中，凸耳板11整體可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在驅(qū)動(dòng)軸6上。前止推軸承9A位于凸耳板11和前端蓋2的內(nèi)壁面之間。連接在一起的驅(qū)動(dòng)軸6和凸耳板11，在推動(dòng)方向上通過后止推軸承9B和前止推軸承9A進(jìn)行定位，彈簧7向前偏壓后止推軸承9B。
驅(qū)動(dòng)軸6的前端部分通過動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)PT與外驅(qū)動(dòng)源相連，在該實(shí)施例中，外驅(qū)動(dòng)源是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)PT可以是在外部電氣控制下可進(jìn)行接合和脫開的離合機(jī)構(gòu)(例如，電磁離合器)，或者可以是一種不可離合的機(jī)構(gòu)(例如，皮帶輪機(jī)構(gòu))。該實(shí)施例采用的是不可離合的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)PT。
如圖1所示，旋轉(zhuǎn)斜盤12位于曲柄腔5中。驅(qū)動(dòng)軸6穿過位于旋轉(zhuǎn)斜盤12中部的孔。旋轉(zhuǎn)斜盤12通過鉸鏈機(jī)構(gòu)13與凸耳板11和驅(qū)動(dòng)軸6相連。鉸鏈機(jī)構(gòu)13包括兩個(gè)從凸耳板11后表面伸出的支承臂14(圖中僅示出一個(gè))和兩個(gè)從旋轉(zhuǎn)斜盤12的前表面伸出的導(dǎo)銷15(圖中僅示出一個(gè))。在旋轉(zhuǎn)斜盤12和驅(qū)動(dòng)軸6之間，通過支承臂14與導(dǎo)銷15的接合，旋轉(zhuǎn)斜盤12可與凸耳板11和驅(qū)動(dòng)軸6一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸6傾斜，同時(shí)可沿驅(qū)動(dòng)軸6的軸向滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)斜盤12具有配重部分12a，配重部分相對(duì)于鉸鏈機(jī)構(gòu)位于驅(qū)動(dòng)軸6的相反側(cè)。
彈簧16在凸耳板11和旋轉(zhuǎn)斜盤12之間環(huán)繞著驅(qū)動(dòng)軸6。彈簧16沿缸體1的方向推旋轉(zhuǎn)斜盤12。另外，回位彈簧17環(huán)繞驅(qū)動(dòng)軸6設(shè)置在固定于驅(qū)動(dòng)軸6的擋圈18與旋轉(zhuǎn)斜盤12之間。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤12傾斜較大時(shí)(圖中虛線所示)，回位彈簧17不能對(duì)旋轉(zhuǎn)斜盤12施加力。但是，當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤12傾斜較小時(shí)(圖中實(shí)線所示)，回位彈簧17在擋圈18與旋轉(zhuǎn)斜盤12之間壓縮，從而沿離開缸體1的方向(沿增大傾斜的方向)推旋轉(zhuǎn)斜盤12。所設(shè)定的彈簧17的自然長(zhǎng)度和擋圈18的位置可使得在壓縮機(jī)工作過程中旋轉(zhuǎn)斜盤12達(dá)到最小傾角θmin(例如，1-5□角)時(shí)回位彈簧17不被壓縮到極限。
在缸體1中，圍繞驅(qū)動(dòng)軸6設(shè)有多個(gè)缸孔1a(圖中僅示出了一個(gè))。每個(gè)缸孔1a的后端用閥板3封閉。單頭活塞20設(shè)置在每個(gè)缸孔1a中，每個(gè)缸孔1a確定一個(gè)壓縮腔，壓縮腔的容積隨著活塞20的運(yùn)動(dòng)而變化。每個(gè)活塞20的前端部分通過一對(duì)滑靴19固定在旋轉(zhuǎn)斜盤12的周邊，每個(gè)活塞20通過相應(yīng)的滑靴19與旋轉(zhuǎn)斜盤12相連。因此，旋轉(zhuǎn)斜盤12與驅(qū)動(dòng)軸6一起轉(zhuǎn)動(dòng)就將旋轉(zhuǎn)斜盤12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞20的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且活塞行程與傾角θ相對(duì)應(yīng)。
另外，吸入腔21和排泄腔22位于閥板3與后端蓋4之間，且排泄腔22環(huán)繞著吸入腔21。閥板3是由構(gòu)成吸入閥的板、開口板、構(gòu)成排泄閥的板和擋板組成的疊層板。對(duì)于每個(gè)缸孔1a而言，閥板3包括吸入口23、開關(guān)吸入口23的吸入閥24、排泄口25和開關(guān)排泄口25的排泄閥26。
吸入腔21通過吸入口23與每個(gè)缸孔1a相連，每個(gè)缸孔1a通過排泄口25與排泄腔22相連。每個(gè)活塞20從頂部死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到底部死點(diǎn)，就將從蒸發(fā)器33出口引入到吸入腔21(吸入壓力Ps區(qū))的制冷氣體，經(jīng)吸入口23和吸入閥24抽入到缸孔1a中。每個(gè)活塞20從底部死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到頂部死點(diǎn)，就可將抽入缸孔1a的制冷氣體壓縮到預(yù)定的壓力，并經(jīng)排泄口25和排泄閥26排泄到排泄腔22(排泄壓力Pd區(qū))中。然后，排泄腔22中的高壓制冷氣體被送入到冷凝器31中。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)E動(dòng)力源使驅(qū)動(dòng)軸6在壓縮機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)斜盤12就開始轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)斜盤12的傾角θ是由垂直于驅(qū)動(dòng)軸6的平面與旋轉(zhuǎn)斜盤12所形成的夾角。隨著旋轉(zhuǎn)斜盤12的轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)活塞20以相應(yīng)于傾角θ的行程而往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且制冷氣體重復(fù)地進(jìn)行吸入、壓縮和排泄。
旋轉(zhuǎn)斜盤12的傾角θ由各種力矩之間的平衡來確定，例如旋轉(zhuǎn)斜盤12轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的離心力矩、彈簧16(和回位彈簧17)的力矩、每個(gè)活塞20的慣性力矩以及氣體壓力力矩。氣體壓力力矩是由缸孔內(nèi)部壓力與曲柄腔5的內(nèi)部壓力(曲柄壓力Pc)之間的相互關(guān)系而產(chǎn)生的力矩。曲柄壓力Pc是對(duì)應(yīng)于活塞背壓的控制壓力。氣體壓力力矩根據(jù)曲柄壓力Pc，不僅作用在減小旋轉(zhuǎn)斜盤12傾角的方向，而且作用在增大旋轉(zhuǎn)斜盤12傾角的方向上。
在該壓縮機(jī)中，通過使用后面將描述的控制閥，控制曲柄壓力Pc來適當(dāng)?shù)馗淖儦怏w壓力力矩，就可將旋轉(zhuǎn)斜盤12的傾角θ設(shè)定在最小傾角θmin與最大傾角θmax之間。通過使旋轉(zhuǎn)斜盤12的配重部分12a貼靠在凸耳板11的限制部分11a上就可限制最大傾角θmax。另外，最小傾角θmin通過彈簧16和回位彈簧17之間的力的平衡來確定。
與旋轉(zhuǎn)斜盤12的傾角控制有關(guān)的用于控制曲柄壓力Pc的曲柄壓力控制機(jī)構(gòu)，包括圖1所示壓縮機(jī)外殼中的排泄通道27、供應(yīng)通道28、38和控制閥。排泄通道27將吸入腔21與曲柄腔5相連接。另外，供應(yīng)通道28、38將高壓區(qū)壓力檢測(cè)點(diǎn)P2與曲柄腔5相連接?？刂崎y位于供應(yīng)通道28、38之間。供應(yīng)通道28、38包括第二壓力檢測(cè)通道38和連接通道28，第二壓力檢測(cè)通38將壓力檢測(cè)點(diǎn)P2與控制閥相連接，連接通道28將控制閥與曲柄腔5相連接。通過控制控制閥的開口度就可控制經(jīng)供應(yīng)通道28、38進(jìn)入曲柄腔5的高壓排泄氣體流量與經(jīng)排泄通道27從曲柄腔5流出的氣體流量之間的平衡。因此，控制閥可控制曲柄壓力Pc。根據(jù)曲柄壓力Pc與缸孔1a內(nèi)部壓力之間差值的變化，旋轉(zhuǎn)斜盤12的傾角θ就相應(yīng)地進(jìn)行變化。因此，活塞20的行程和排量是可控制的。
(制冷劑循環(huán)回路)如圖1和2所示，汽車空調(diào)制冷回路包括壓縮機(jī)和外部制冷劑回路30。外部制冷劑回路30包括冷凝器31、用作減壓裝置的溫度膨脹閥32和蒸發(fā)器33。膨脹閥32的開口度根據(jù)設(shè)置在蒸發(fā)器33外側(cè)或下游側(cè)的溫度檢測(cè)管所檢測(cè)到的溫度和蒸發(fā)壓力(蒸發(fā)器33的出口壓力)來進(jìn)行反饋控制。膨脹閥32根據(jù)熱負(fù)載將液態(tài)制冷劑輸送給蒸發(fā)器33，從而來控制外部制冷劑回路30中的制冷劑流量。
外部制冷劑回路30的下游部分設(shè)有制冷劑流動(dòng)管35，該流動(dòng)管將蒸發(fā)器33的出口與壓縮機(jī)的吸入腔相連接。外部制冷劑回路30的上游部分設(shè)有制冷劑流動(dòng)管36，該流動(dòng)管將壓縮機(jī)的排泄腔22與冷凝器31的入口相連接。壓縮機(jī)將從外部制冷劑回路30下游部分抽取的制冷氣體抽入吸入腔21，壓縮制冷氣體并將壓縮氣體排到與外部制冷劑回路30的上游部分相連的排泄腔22中。冷凝器31和壓縮機(jī)的排泄腔22形成高壓區(qū)。高壓區(qū)包括冷凝器31與排泄腔22之間的通道。蒸發(fā)器33和壓縮機(jī)的吸入腔21形成低壓區(qū)。低壓區(qū)包括蒸發(fā)器33和吸入腔21之間的通道。
制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q越大，每單位長(zhǎng)度回路的壓力損失就越大。也就是，沿制冷劑循環(huán)回路間隔設(shè)置的兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的壓力損失(壓力差)與回路中制冷劑流量成正比。因此，檢測(cè)兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的壓力差(PdH-PdL=初階壓力ΔPX)可以間接檢測(cè)到制冷劑循環(huán)回路中制冷劑的流量Q。在該實(shí)施例中，壓力檢測(cè)點(diǎn)P1是高壓上游檢測(cè)點(diǎn)，其位于管道36最上游區(qū)域處的排泄腔22中。壓力檢測(cè)點(diǎn)P2是低壓下游檢測(cè)點(diǎn)，其位于管道36的中部位置處，并與點(diǎn)P1間隔預(yù)定的距離。壓力檢測(cè)點(diǎn)P1處的氣壓PdH與壓力檢測(cè)點(diǎn)P2處的氣壓PdL，分別通過第一壓力檢測(cè)通道37和第二壓力檢測(cè)通道38作用于控制閥。
用于增大兩點(diǎn)之間壓力差的固定節(jié)流器39，位于壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間。即使兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的距離不大，固定節(jié)流器39也可增大P1和P2之間的初階壓力差ΔPX。因此，通過在壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間設(shè)置固定節(jié)流器39，壓力檢測(cè)點(diǎn)P2可設(shè)置得更靠近壓縮機(jī)，且可縮短壓力檢測(cè)點(diǎn)P2與控制閥之間的第二壓力檢測(cè)通道38部分的長(zhǎng)度。即使由于固定節(jié)流器39的緣故壓力檢測(cè)點(diǎn)P2處的壓力PdL低于PdH，其也比曲柄壓力Pc要高得多。
圖5是固定節(jié)流器39的特性圖。該圖表明初階壓力差ΔPX與單位時(shí)間流過固定節(jié)流器39的流量Q之間的關(guān)系是非線性的。初階壓力差ΔPX越大，制冷劑流量Q的變化量就越小，初階壓力差ΔPX小，制冷劑流量Q的變化量就越大。因此，如果僅根據(jù)初階壓力差ΔPX來控制制冷劑流量Q，就必須在初階壓力差ΔPX較小的圖線區(qū)域，很小地改變初階壓力差ΔPX。
(控制閥)如圖3所示，控制閥具有處于上部的閥部分和處于下部的螺線管部分100。閥部分控制連接壓力檢測(cè)點(diǎn)P2和曲柄腔5的供應(yīng)通道28、38的開口度(節(jié)流量)。螺線管部分100是一種使控制閥的工作桿40根據(jù)外部控制信號(hào)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的電磁致動(dòng)器。工作桿40包括位于桿末端的連接部分42、位于桿40肩部的閥體部分43和引導(dǎo)部分44。當(dāng)連接部分42和引導(dǎo)部分44(和閥體部分43)的直徑分別為d1和d2時(shí)，就存在d1＜d2的關(guān)系。連接部分42的橫截面面積SB為π(d1／2)2，導(dǎo)桿部分44(和閥體部分43)的橫截面面積SD為π(d2／2)2。
閥殼45包括蓋45a、上體45b和下體45c，上體45b構(gòu)成閥部分的外周邊，下體45c構(gòu)成螺線管部分100的外周邊。蓋45a固定在上體45b上。閥腔46和連接通道47位于閥殼45的上體45b中，壓力檢測(cè)腔48位于上體45b與蓋45a之間。工作桿40沿軸向(圖3的豎直方向)在閥腔46、連接通道47和壓力檢測(cè)腔48內(nèi)運(yùn)動(dòng)。閥腔46和連接通道47彼此相連，并根據(jù)工作桿40的位置而被堵住。另外，連接通道47和壓力檢測(cè)腔48(第二壓力腔56)始終彼此相連。
閥腔46的底壁由固定的鐵芯62的上端面構(gòu)成。圍繞閥腔46的閥殼45的周壁包括沿徑向延伸的出口51。出口51通過位于供應(yīng)通道28、38下游部分的連接通道28而將閥腔46與曲柄腔5相連接。圍繞第二壓力腔56的閥殼45的周壁包括沿徑向延伸的入口52。入口52通過第二壓力腔56和第二壓力檢測(cè)通道38將連接通道47與壓力檢測(cè)點(diǎn)P2相連接。因此，出口51、閥腔46、連接通道47、第二壓力腔56和入口52位于控制閥中，構(gòu)成將壓力檢測(cè)點(diǎn)P2與曲柄腔5相連接的供應(yīng)通道28、38的一部分。
工作桿40的閥體部分43位于閥腔46中。連接通道47的內(nèi)徑d3大于工作桿40的連接部分42的直徑d1，并小于導(dǎo)桿部分44的直徑d2。連接通道47的橫截面面積(孔徑面積)SC為π(d3／2)2?？讖矫娣eSC大于連接部分42的橫截面面積SB而小于導(dǎo)桿部分44的橫截面面積SD。因此，在閥腔46和連接通道47之間的交界處形成一個(gè)臺(tái)階，該臺(tái)階可用作閥座53，連接通道47作為閥孔。當(dāng)工作桿40從圖3所示位置向上運(yùn)動(dòng)到閥體部分43坐于閥座53上的最上端位置時(shí)，連接通道47就被堵住或封閉住。也就是說，工作桿40的閥體部分43是控制供應(yīng)通道28、38開口度的閥體。
活動(dòng)件54位于壓力檢測(cè)腔48中，其可用作第一壓力檢測(cè)裝置?；顒?dòng)件54是杯形的，并將壓力檢測(cè)腔48分成兩個(gè)部分。壓力檢測(cè)腔48被分為作為高壓腔的第一壓力腔55和作為低壓腔的第二壓力腔56?；顒?dòng)件54的底部將第一壓力腔55和第二壓力腔56分隔開，不讓氣體在壓力腔55、56之間流動(dòng)?；顒?dòng)件54底壁的橫截面面積SA大于連接通道47的孔徑面積SC。
第一壓力腔55通過蓋45a上的口55a和第一壓力檢測(cè)通道37始終與作為上游壓力檢測(cè)點(diǎn)P1的排泄腔22相連。另外，第二壓力腔56通過入口52和第二壓力檢測(cè)通道38始終與下游壓力檢測(cè)點(diǎn)P2相連。也就是說，第一壓力腔55承受壓力PdH，第二壓力腔56承受供應(yīng)管中壓力檢測(cè)點(diǎn)P2處的壓力PdL。因此，活動(dòng)件54底壁的上、下表面分別承受壓力PdH和PdL。
工作桿40連接部分42的末端位于第二壓力腔56中。連接部分42的末端與活動(dòng)件54相連?；匚粡椈?7位于第一壓力腔55中?；匚粡椈?7向第二壓力腔56推活動(dòng)件54。
控制閥的螺線管部分100包括杯形接收筒61。固定的鐵芯62固定在接收筒61的上部，在接收筒61中確定一個(gè)螺線管腔63?；顒?dòng)鐵芯64位于螺線管腔63中。在固定鐵芯62的中心設(shè)有軸向?qū)Э?5，導(dǎo)桿44裝在導(dǎo)孔65中。在導(dǎo)孔65的內(nèi)壁與導(dǎo)桿部分44之間存在小的間隙(未示出)。閥腔46和螺線管腔63通過間隙彼此相連。因此，螺線管腔63和閥腔46承受曲柄壓力Pc。
螺線管腔63還容納工作桿40的基端。導(dǎo)桿部分44的下端位于螺線管腔63中，其裝入到位于活動(dòng)鐵芯64中心的孔中并通過卷邊固定在鐵芯64上。因此，活動(dòng)鐵芯64和工作桿40可沿軸向整體運(yùn)動(dòng)。緩沖彈簧66位于螺線管腔63中。向上推動(dòng)活動(dòng)鐵芯64和工作桿40的緩沖彈簧66，推活動(dòng)鐵芯64，使其靠近固定鐵芯62。緩沖彈簧66比回位彈簧57的彈性力小。因此，回位彈簧57可用作初始裝置，使活動(dòng)彈性64和工作桿40回到最低位置處(螺線管不受激勵(lì)時(shí)的初始位置)。
線圈67圍繞固定鐵芯62和活動(dòng)鐵芯64纏繞。根據(jù)控制裝置70發(fā)出的指令，激勵(lì)電路72將激勵(lì)信號(hào)傳送給線圈67。線圈67產(chǎn)生大小與所供電能的量相適應(yīng)的電磁力F。然后，活動(dòng)鐵芯64在電磁力F作用下被拉向固定鐵芯62，且工作桿40向上運(yùn)動(dòng)。
通過控制作用于線圈67的電壓就可對(duì)線圈進(jìn)行激勵(lì)控制。對(duì)作用電壓的控制通?？赏ㄟ^改變電壓值本身或PWM過程來進(jìn)行。PWM過程就是一種通過作用恒定周期的脈沖電壓并改變脈沖的時(shí)間來控制平均電壓的過程。作用的電壓等于脈沖電壓值乘以脈沖寬度與脈沖周期的商。脈沖寬度與脈沖周期的商被稱為功效系數(shù)，且PWM作用電壓控制也被稱為功效控制。當(dāng)使用PWM過程時(shí)，流經(jīng)線圈的電流是脈沖電流，并期望電流的這種變化成為高頻振蕩，且有效地減小滯后。另外，在作用的電壓中，測(cè)量線圈電流并將測(cè)量的電流作為反饋數(shù)據(jù)通常也可用來控制線圈的電流。在該實(shí)施例中，采用的是功效控制。由于控制閥結(jié)構(gòu)的緣故，較小的功效系數(shù)可增大閥的開口度，而較大的功效系數(shù)可減小閥的開口度。
(控制閥的工作狀態(tài)和特性)圖3所示控制閥的開口度，是根據(jù)工作桿40的位置來確定的。通過分析作用于工作桿40的各種力，就可很清楚地了解控制閥的工作狀態(tài)和特性。
如圖4所示，回位彈簧57作用的向下的力f1和作用于活動(dòng)件54的初階壓力差ΔPX(PdH-PdL)產(chǎn)生的向下的力作用在工作桿40連接部分42的上端表面。盡管活動(dòng)件54底壁上表面的壓力承受面面積為SA，但活動(dòng)件54底壁下表面的壓力承受面面積為(SA-SB)。如果作用于連接部分42的合力ΣF1相加，并將向下的方向作為正方向，那么ΣF1可用方程式(1)來表示ΣF1=PdH·SA-PdL(SA-SB)+f1…(1)另外，緩沖彈簧66的向上的力f2和向上的電磁力F作用在工作桿40的導(dǎo)桿部分44(包括閥體部分43)上。作用于閥體部分43、導(dǎo)桿部分44和活動(dòng)鐵芯64承受面上的壓力可作如下簡(jiǎn)化。首先，閥體部分43的上端表面43a通過一個(gè)對(duì)應(yīng)于連接通道47內(nèi)周面的假想圓柱(由兩條虛線表示)而分為內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分。假定排泄壓力PdL向下作用在內(nèi)側(cè)部分(表面面積為SC-SB)上，而曲柄壓力Pc向下作用在外側(cè)部分(表面面積為SD-SC)上。
另外，考慮到活動(dòng)鐵芯64上、下表面處的壓力平衡，傳遞到螺線管腔63的曲柄壓力Pc作用在對(duì)應(yīng)于導(dǎo)桿部分44橫截面面積SD的表面上，從而向上壓導(dǎo)桿部分44的下端表面。如果將作用在閥體部分43和導(dǎo)桿部分44的合力ΣF2相加，將向上的方向作為正向，ΣF2可由下述方程(2)表示。
ΣF2=F+f2-PdL(SC-SB)-Pc(SD-SC)+Pc·SD=F+f2+Pc·SC-PdL(SC-SB)…(2)在計(jì)算上述方程(2)過程中，-Pc·SD由+Pc·SD消去，而保留Pc·SC項(xiàng)。假設(shè)作用于導(dǎo)桿部分44(包括閥體部分43)上、下表面43a、44a的曲柄壓力Pc只作用在導(dǎo)桿部分44的一個(gè)表面(下表面44a)上，導(dǎo)桿部分44上與曲柄壓力Pc相對(duì)應(yīng)的有效壓力承受面面積可由SD-(SD-SC)=SC表示。也就是，盡管導(dǎo)桿部分44的橫截面面積為SD，但就考慮曲柄壓力Pc而言，導(dǎo)桿部分44的有效壓力承受面面積與連接通道47的孔徑面積SC相同。如上所述，在本申請(qǐng)文件中，當(dāng)同一種壓力作用在一個(gè)物件如桿或類似件的兩端時(shí)，在假設(shè)壓力只共同作用在該物件的一個(gè)端部的情況下，實(shí)際壓力承受面面積被特定地稱為對(duì)應(yīng)于壓力的“有效壓力承受面面積”。
由于工作桿40通過連接部分42和導(dǎo)桿部分44相連而成為一個(gè)整體件，因此，其位置由力平衡式ΣF1=ΣF2確定。根據(jù)ΣF1=ΣF2可推得下述方程式(3)。
F-f1+f2=(PdH-PdL)SA+(PdL-Pc)SC…(3)在上述方程(3)中，f1、f2、SA和SC是在機(jī)械設(shè)計(jì)階段原始確定的固定參數(shù)，電磁力F是根據(jù)供應(yīng)給線圈67的電能量進(jìn)行變化的可變參數(shù)，而排泄壓力PdL和曲柄壓力Pc是根據(jù)壓縮機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行變化的可變參數(shù)。
由方程(3)中可得出，圖3的控制閥控制閥的開口度，從而在由初階壓力差ΔPX(PdH-PdL)和二階壓力差ΔPY(PdL-Pc)與其各自壓力承受面面積之積所得的氣體壓力載荷與電磁力F和激發(fā)力f1、f2的合力之間達(dá)到平衡。這樣，承受壓力PdL和Pc的工作桿40(兩個(gè)上、下端部表面43a、44a)就構(gòu)成第二壓力檢測(cè)裝置。
圖6是控制閥的特性圖，其符合上述方程(3)，并在吸入壓力Ps和曲柄壓力Pc保持常量的情況下，通過計(jì)算機(jī)模擬初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY獲得。參量為功效系數(shù)Dt。
如果功效系數(shù)Dt為常量，流經(jīng)線圈67的平均電流就是常量，且電磁力F也基本上恒定。也就是說，可以認(rèn)為圖6的特性曲線是在假定方程(3)左側(cè)大致恒定的情況下計(jì)算而得的。如上所述，方程(3)的右側(cè)是基于初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY的總的氣體壓力載荷。保持該載荷恒定，如果二階壓力差ΔPY增大，初階壓力差ΔPX就必須減小。因此，特性曲線向右傾斜。如果不能保持這種平衡，閥的開口度就增大或減小，且曲柄壓力Pc就發(fā)生變化，并控制壓縮機(jī)排量。
根據(jù)該實(shí)施例中具有的這種工作特性的控制閥，閥的開口度是如下所述進(jìn)行確定的。首先，當(dāng)線圈67不存在激勵(lì)(Dt=0％)時(shí)，如圖3所示，回位彈簧57的作用(具體是，力f1-f2)占據(jù)優(yōu)勢(shì)，工作桿40運(yùn)動(dòng)到最低位置。此時(shí)，工作桿40的閥體部分43與閥座間隔最大，閥完全打開。
另外，當(dāng)最小的功效系數(shù)Dt(min)作用于線圈67時(shí)，至少向上的電磁力F大于回位彈簧57的向下的力f1。螺線管部分100產(chǎn)生的向上的力F和緩沖彈簧66的向上的力f2抵抗回位彈簧57的向下的力f1和基于初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY的向下壓力。因此，工作桿40的閥體部分43相對(duì)于閥座53定位，從而滿足方程(3)，并確定了控制閥的開口度。根據(jù)這樣所確定的閥開口度，就確定了經(jīng)供應(yīng)通道28、38進(jìn)入曲柄腔5的氣體供應(yīng)量，而且，根據(jù)經(jīng)排泄通道27從曲柄腔5排出的氣體排泄量來控制曲柄壓力Pc。
圖5-7表示出計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果。圖7表示了二階壓力差ΔPY與制冷劑循環(huán)回路的制冷劑流量Q之間的關(guān)系特性曲線。圖6表示了二階壓力差ΔPY相對(duì)于初階壓力差ΔPX的控制閥特性曲線。圖5表示了初階壓力差ΔPX相對(duì)于制冷劑流量Q的固定節(jié)流器39的特性曲線。功效系數(shù)Dt在Dt(min)與DT(max)之間任意變化。但是，圖6和7僅示出了在有限情況“Dt(min)、Dt(1)、…、Dt(4)、DT(max)”下的特性曲線。
如圖7所示，如果在控制閥線圈67激勵(lì)遵循一定功效系數(shù)Dt時(shí)二階壓力差ΔPY增大，制冷劑流量Q就變小。特別是，在一定特性曲線二階壓力差ΔPY相對(duì)較小的區(qū)域，制冷劑流量Q相對(duì)于二階壓力差ΔPY變化的變化量較小。也就是說，為滿足方程(3)平衡，初階壓力差ΔPX的相對(duì)價(jià)值增大，而二階壓力差ΔPY的運(yùn)動(dòng)相對(duì)價(jià)值降低。但是，當(dāng)二階壓力差ΔPY增大時(shí)，制冷劑流量Q相對(duì)于二階壓力差ΔPY變化的變化率增大。也就是說，為滿足方程(3)平衡，初階壓力差ΔPX的相對(duì)價(jià)值降低，而二階壓力差ΔPY的運(yùn)動(dòng)相對(duì)價(jià)值增大。
在圖7中，傾斜直線103表示在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)E處于怠速狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在很低水平的一種狀態(tài))和在冷卻負(fù)載大致穩(wěn)定在中度狀態(tài)的制冷劑循環(huán)回路特性。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)E處于怠速狀態(tài)過程中排量達(dá)到最大，壓縮機(jī)的工作負(fù)載也就是制冷氣體向外部制冷劑回路30的排泄量也很小，且制冷劑循環(huán)回路中的制冷劑流量Q僅達(dá)到較小的量Q1。因此，如圖5所示，當(dāng)制冷劑流量Q被控制在最小排量0到最大排量Q1附近的小而窄的范圍內(nèi)以保持直線103所示的特性時(shí)，由于固定節(jié)流器39的特性線是非線性的，因此需要將初階壓力差ΔPX控制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)。
另外，如圖7所示，直線103大致呈直角地穿過在功效系數(shù)范圍為Dt(2)到Dt(max)下對(duì)控制閥線圈67進(jìn)行激勵(lì)時(shí)所得到的各個(gè)特性曲線。這樣，從Dt(2)到Dt(max)的功效系數(shù)Dt可用于控制初階壓力差ΔPX。因此，如果進(jìn)行功效系數(shù)控制，就可高精度地將初階壓力差ΔPX控制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)。這樣，即使控制范圍內(nèi)的制冷劑流量Q的值處于小而窄的范圍，也可高精度地控制制冷劑流量Q。也就是說，基本上在制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量的整個(gè)范圍內(nèi)，閥開口度的可控制性得到提高。
(控制系統(tǒng))如圖2和3所示，汽車空調(diào)具有總控制裝置70?？刂蒲b置70是一個(gè)包括CPU、ROM、RAM和I／O接口的控制單元。檢測(cè)裝置71與I／O輸入端相連來檢測(cè)外部信息，激勵(lì)電路72與I／O輸出端相連?？刂蒲b置70根據(jù)檢測(cè)裝置71所提供的至少好幾個(gè)外部信息來計(jì)算出適當(dāng)?shù)墓π禂?shù)Dt，并將功效系數(shù)Dt下的激勵(lì)信號(hào)輸出給激勵(lì)電路72。激勵(lì)電路72將所接收到的具有功效系數(shù)Dt的激勵(lì)信號(hào)輸出到線圈67。根據(jù)提供給線圈67的激勵(lì)信號(hào)的功效系數(shù)Dt，來改變控制閥螺線管部分100的電磁力F。
檢測(cè)裝置71的傳感器包括A／C開關(guān)(汽車乘客所操縱的空調(diào)接通／關(guān)閉開關(guān))、用于檢測(cè)乘車室溫度Te(t)的溫度傳感器、用于設(shè)定乘車室所需溫度Te(set)的溫度設(shè)定器以及用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)E入口通道處節(jié)流閥加速角或開口度的加速開口度傳感器。節(jié)流閥的位置也可用于反映司機(jī)踩壓加速踏板的程度。
下面將結(jié)合附圖8-10描述控制裝置70對(duì)控制閥所進(jìn)行的功效控制。
圖8的流程圖顯示了空調(diào)控制程序的主程序。當(dāng)汽車點(diǎn)火開關(guān)(或啟動(dòng)開關(guān))接通時(shí)，控制裝置70獲得動(dòng)力并開始工作?？刂蒲b置70根據(jù)圖8所示步驟S41(后面將只稱為“S41”，并且同樣地應(yīng)用于其它步驟)中的初始程序來進(jìn)行各種初始設(shè)置。例如，對(duì)控制閥的功效系數(shù)Dt設(shè)置初始值或臨時(shí)值。此后進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、處理S42中所示的功效系數(shù)和后續(xù)過程。
在S42中，直到A／C開關(guān)接通，才能監(jiān)測(cè)到開關(guān)的接通／關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)A／C開關(guān)接通時(shí)，就進(jìn)入異常狀態(tài)確定程序(S43)。在S43中，根據(jù)外部信息來確定汽車是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，也就是是否處于異常行駛狀態(tài)。在該申請(qǐng)文件中，“異常行駛狀態(tài)”是指在上坡或行駛加速(當(dāng)司機(jī)需要極快地進(jìn)行加速時(shí))時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)E處于高負(fù)載情況的狀態(tài)。在任何情況下，將檢測(cè)裝置71所顯示的加速開口度與所需要的確定值進(jìn)行比較，就可確定出高負(fù)載狀態(tài)或汽車加速狀態(tài)。在該實(shí)施例中，將只對(duì)汽車加速的異常狀態(tài)進(jìn)行詳細(xì)描述。
當(dāng)沒有顯示異常狀態(tài)時(shí)，S43的輸出為否。在此情況下，汽車被認(rèn)為是處于穩(wěn)定狀態(tài)，也就是正常行駛狀態(tài)。在該申請(qǐng)文件中，“正常行駛狀態(tài)”是指汽車不處于異常行駛狀態(tài)下的行駛狀態(tài)，并且是汽車在普通行駛情況下的狀態(tài)。
圖9的正?？刂瞥绦騌F5表示在正常行駛狀態(tài)過程中進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)的步驟。在S51中，控制裝置70判斷溫度傳感器所檢測(cè)的溫度Te(t)是否大于溫度設(shè)定器所預(yù)先設(shè)定的溫度Te(set)。當(dāng)S51輸出為否時(shí)，就在S52中判斷檢測(cè)溫度Te(t)是否小于預(yù)先設(shè)定的溫度Te(set)。當(dāng)S52的輸出還是否時(shí)，所檢測(cè)的溫度Te(t)與預(yù)先設(shè)定的溫度Te(set)相同。因此，不必改變功效系數(shù)Dt，而這會(huì)導(dǎo)致空調(diào)能力改變。這樣，在不改變功效系數(shù)Dt的情況下，控制裝置70離開程序RF5。
當(dāng)S51的輸出為是時(shí)，表明乘車室較熱且熱負(fù)荷較大。因此，在S53中，控制裝置70將功效系數(shù)Dt增大一個(gè)ΔD單位，從而使功效系數(shù)Dt變?yōu)樾拚?Dt+ΔD)，并指示給激勵(lì)電路72。然后，螺線管部分100的電磁力F曾大。由于此時(shí)初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY使作用于工作桿的各個(gè)力產(chǎn)生不平衡，工作桿40就向上運(yùn)動(dòng)，從而回位彈簧57就施加更大的力。這樣，向上的電磁力F抵消了回位彈簧57的更大的向下的力f1，且工作桿40的閥體部分43又重新回到滿足方程(3)的位置上。
因此，控制閥的開口度(也就是供應(yīng)通道28、38的開口度)減小，且曲柄壓力Pc降低。曲柄壓力Pc與通過活塞20的缸孔內(nèi)部壓力之間的差值減小，旋轉(zhuǎn)斜盤12運(yùn)動(dòng)從而增大其傾角。因此，壓縮機(jī)排量增大，負(fù)載力矩也增大。如果壓縮機(jī)排量增大，蒸發(fā)器排出的熱量也增大，溫度Te(t)降低，且壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的壓力差增大。
當(dāng)S52輸出是是時(shí)，乘車室較冷，且熱負(fù)荷較小。因此，在S54中，控制裝置70將功效系數(shù)Dt減小一個(gè)ΔD單位，從而使功效系數(shù)Dt變?yōu)樾拚?Dt-ΔD)，并指示給激勵(lì)電路72。然后，螺線管部分100的電磁力F略微減小。由于此時(shí)初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY使作用于工作桿40的各個(gè)力產(chǎn)生不平衡，工作桿40就向下運(yùn)動(dòng)，從而回位彈簧57所施加的力減小。這樣，減小的向上電磁力F抵消了回位彈簧57減小的向下力f1，且閥體部分43重新定位，方程(3)又重新得到滿足。
因此，控制閥的開口度也就是供應(yīng)通道28、38的開口度增大，曲柄壓力Pc增大，曲柄壓力Pc與缸孔內(nèi)部壓力之間的差值增大，旋轉(zhuǎn)斜盤12運(yùn)動(dòng)從而減小其傾角。因此，壓縮機(jī)排量降低，負(fù)載力矩也減小。如果壓縮機(jī)排量降低，蒸發(fā)器排出的熱量也降低，溫度Te(t)增大，且壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的壓力差減小。
如上所述，通過在S53或S54中對(duì)功效系數(shù)Dt進(jìn)行修正，即使所檢測(cè)的溫度Te(t)與預(yù)先設(shè)定的溫度Te(set)不同，功效系數(shù)Dt也逐步得到優(yōu)化。而且，通過控制控制閥的開口度，溫度Te(t)就可保持在預(yù)先設(shè)定的溫度Te(set)附近。
如果S43的輸出是是，控制裝置70就執(zhí)行圖10中加速控制程序RF8所示的一系列步驟。首先，在S81(預(yù)備步驟)中，將當(dāng)前的功效系數(shù)Dt存儲(chǔ)為返回目標(biāo)值DtR。DtR是S87中功效系數(shù)返回控制的目標(biāo)值。在S82中，當(dāng)前檢測(cè)的溫度Te(t)存儲(chǔ)為容量限制控制起始溫度Te(INI)。
然后，控制裝置70啟動(dòng)內(nèi)部定時(shí)器工作，并在S84中將功效系數(shù)Dt的設(shè)置改為0％，從而停止線圈67的激勵(lì)。這樣，通過回位彈簧57的作用使控制閥的開口度達(dá)到最大(完全打開)，且曲柄壓力Pc增大。然后，在S85中，判斷定時(shí)器所測(cè)量的耗用時(shí)間是否超過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間ST。只要S85的輸出為否，功效系數(shù)Dt就保持為0％。換句話說，至少直到從定時(shí)器開始計(jì)時(shí)起的耗用時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)定時(shí)間ST，控制閥保持完全打開狀態(tài)，且壓縮機(jī)的排量和負(fù)載力矩可靠地減至最小。這樣，至少在時(shí)間過程ST中，可可靠地降低(最小化)加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載。由于加速通常是暫時(shí)的，因此預(yù)先設(shè)定的時(shí)間ST可以很短。
在經(jīng)過時(shí)間ST后，在S86中判斷檢測(cè)溫度Te(t)容量限制是否大于控制開始時(shí)所檢測(cè)的附帶有許用溫度增量β和溫度Te(INI)。這是判斷經(jīng)過耗用時(shí)間ST后溫度Te(t)增量是否已超過許用溫度增量β，其目的是判斷是否必須立刻恢復(fù)冷卻能力。當(dāng)S86輸出為是時(shí)，乘車室溫度已明顯升高。因此，就執(zhí)行S87中的功效系數(shù)恢復(fù)控制程序?；謴?fù)控制程序主要是通過使功效系數(shù)Dt逐漸地回到返回目標(biāo)值DtR，從而避免由于旋轉(zhuǎn)斜盤傾角的快速變化所產(chǎn)生的沖擊。
根據(jù)S87所示的圖線，S86判定為是時(shí)的時(shí)間為t4，且功效系數(shù)Dt達(dá)到返回目標(biāo)值DtR的時(shí)間為t5。對(duì)于預(yù)定時(shí)間段(t5-t4)Dt恢復(fù)是線性的。在S86的判定過程中，對(duì)應(yīng)于總的預(yù)設(shè)時(shí)間ST的時(shí)間段t4-t3和輸出為否的過程中的時(shí)間段是重復(fù)出現(xiàn)的。當(dāng)功效系數(shù)達(dá)到返回目標(biāo)值DtR時(shí)，子程序RF8完成，程序返回到主程序。
本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)在該實(shí)施例中，通過將制冷劑循環(huán)回路中兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)P1、P2之間的初階壓力差ΔPX和壓力PdL、Pc之間的二階壓力差ΔPY，而不是吸入壓力Ps作為直接控制目標(biāo)來進(jìn)行壓縮機(jī)排量的反饋控制。吸入壓力Ps受蒸發(fā)器33中熱負(fù)載量的影響，在制冷劑循環(huán)回路中，不用其作為控制閥開口度控制的直接指數(shù)。這樣，在不受蒸發(fā)器33熱負(fù)載狀態(tài)影響的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)E功效占優(yōu)時(shí)，通過異常狀態(tài)過程的外部控制信號(hào)可立刻減小排量。因此，在汽車加速過程中，該實(shí)施例具有可靠和穩(wěn)定的容量限制控制。
而且，在正常狀態(tài)中，將初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY作為指數(shù)，功效系數(shù)Dt可根據(jù)檢測(cè)溫度Te(t)和預(yù)設(shè)溫度Te(set)自動(dòng)地進(jìn)行修正(圖9中的S51-S54)，且壓縮機(jī)排量可通過控制控制閥的開口度來進(jìn)行控制。這樣，在該實(shí)施例中，控制排量從而使檢測(cè)溫度與預(yù)設(shè)溫度之間的差值減小，就可完全實(shí)現(xiàn)空調(diào)的這一主要目的。也就是，根據(jù)該實(shí)施例，用于穩(wěn)定和控制正常狀態(tài)過程中乘車室溫度的壓縮機(jī)排量控制和異常狀態(tài)過程中排量的快速變化是可以相互協(xié)調(diào)一致的。
當(dāng)初階壓力差ΔPX根據(jù)制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q的變化而增大或減小時(shí)，活動(dòng)件54將初階壓力差ΔPX所產(chǎn)生的力傳給工作桿40，這樣，從壓縮機(jī)排出的制冷氣體排泄量補(bǔ)償了初階壓力差ΔPX的變化。因此，即使制冷劑循環(huán)回路中的制冷劑流量Q通過各種因素而改變，也可通過控制曲柄壓力Pc，也就是控制排量，從而將流量變化考慮在內(nèi)。
用于確定二階壓力差ΔPY的高壓PdL是冷凝器31和壓縮機(jī)排泄腔22高壓區(qū)檢測(cè)點(diǎn)P2處的壓力。高壓區(qū)包括管道36或通道。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，二階壓力差ΔPY是一種比較高的壓力。這樣，即使對(duì)應(yīng)于二階壓力差ΔPY的工作桿40壓力承受面43a、44a的面積減小，二階壓力差ΔPY所產(chǎn)生的力也可用于使工作桿40(閥體部分43)定位。因此，設(shè)計(jì)工作桿40(閥體部分43)的自由度增大，且易于小型化。
另外，當(dāng)制冷劑循環(huán)回路中的制冷劑流量Q較小時(shí)，由于圖5所示的壓力差流量的非線性特性，初階壓力差ΔPX就變得很小。這樣，初階壓力差ΔPX不能影響工作桿40(閥體部分43)的定位。但是，即使在流量Q較小時(shí)，二階壓力差ΔPY也可影響工作桿40(閥體部分43)。因此，初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY聯(lián)合使工作桿40(閥體部分43)所獲得的定位是穩(wěn)定的，且閥開口度的穩(wěn)定性和可控性得到提高。
設(shè)置用于工作桿二階壓力差ΔPY的壓力傳感裝置，這樣，作用于工作桿40二階壓力差ΔPY的力可降低壓縮機(jī)的排量(增大曲柄壓力Pc)。因此，由于制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q較小，甚至當(dāng)初階壓力差ΔPX不能以足夠的力沿降低排量的方向推動(dòng)工作桿40時(shí)，工作桿40也可通過使二階壓力差ΔPY沿上述減小壓縮機(jī)排量的方向相反地增大到初階壓力差ΔPX的減小量而推動(dòng)。因此，即使當(dāng)制冷劑流量Q較小時(shí)，也能可靠地控制壓縮機(jī)的排量。
二階壓力差ΔPY由包括冷凝器31和排泄腔22的高壓區(qū)的壓力(該實(shí)施例中是PdL)和曲柄壓力Pc確定。由于曲柄壓力Pc比高壓區(qū)的壓力小得多，因此，二階壓力差ΔPY是很大的。
檢測(cè)壓力PdL和Pc的第二壓力傳感裝置由工作桿40(閥體部分43)構(gòu)成。而不必設(shè)置僅作為第二傳感裝置的部件。這樣，控制閥的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，控制閥也可做到小型化。
兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)P1、P2設(shè)置在包括冷凝器31和排泄腔22在內(nèi)的高壓區(qū)。外部熱負(fù)載對(duì)高壓區(qū)影響極小。因此，流經(jīng)制冷劑循環(huán)回路的制冷劑流量也就是壓縮機(jī)的排量，可準(zhǔn)確地通過檢測(cè)點(diǎn)P1、P2反映出來。
控制閥中的通道由出口51、閥腔46、連接通道47、壓力檢測(cè)腔48(第二壓力腔56)和入口52構(gòu)成，并形成供應(yīng)通道28、38的一部分。壓力檢測(cè)點(diǎn)P2處的壓力高于曲柄壓力Pc。這樣，從壓力檢測(cè)點(diǎn)P2到曲柄腔5的制冷劑流量，可直接通過控制位于壓力檢測(cè)點(diǎn)P2與曲柄腔5之間的控制閥的開口度來進(jìn)行控制。
壓力檢測(cè)通道38位于供應(yīng)通道28、38的上游部分。因此，與將制冷氣體從排泄腔22引導(dǎo)到閥腔46的流動(dòng)通道不依賴于壓力檢測(cè)通道38的情況相比，不必設(shè)置流動(dòng)通道和連接流動(dòng)通道到閥腔46的控制閥接口，從而減少了加工步驟，并易于使控制閥小型化。
螺線管部分100產(chǎn)生電磁力F來抵抗初階壓力差ΔPX作用于工作桿40的力，并根據(jù)電磁力F來設(shè)定制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量的目標(biāo)值(預(yù)設(shè)壓力差TPD)。由于螺線管部分100產(chǎn)生的電磁力F抵抗初階壓力差ΔPX的壓力，工作桿40基本上是根據(jù)由二階壓力差ΔPY進(jìn)行補(bǔ)充的初階壓力差ΔPX與螺線管部分100作用的電磁力F之間的平衡關(guān)系來進(jìn)行定位(也就是閥開口度的控制)。
即使初階壓力差ΔPX由二階壓力差ΔPY進(jìn)行補(bǔ)償，初階壓力差ΔPX和二階壓力差ΔPY所產(chǎn)生的合力變化，也可清楚地反映出制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q的變化。因此，工作桿40運(yùn)動(dòng)到所述合力與電磁力F達(dá)到平衡的位置之后，當(dāng)閥的開口度穩(wěn)定時(shí)，壓縮機(jī)曲柄壓力Pc穩(wěn)定，排量固定，且制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q基本上恒定。這樣，作用電磁力F的螺線管部分100就可用作根據(jù)電磁力F來設(shè)定制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q目標(biāo)值(預(yù)設(shè)壓力差TPD)的流量預(yù)設(shè)裝置，而所述電磁力F可抵抗由至少是初階壓力差ΔPX作用在工作桿40上的壓力。
在該實(shí)施例的控制閥中，控制線圈67的激勵(lì)可適當(dāng)?shù)馗淖冸姶帕。因此，可從外部改變制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q的目標(biāo)值(預(yù)設(shè)壓力差TPD)。只要螺線管部分100的電磁力F不變，該實(shí)施例的控制閥就會(huì)象一個(gè)定流量閥一樣地進(jìn)行工作。但是，在通過控制線圈67的激勵(lì)來改變制冷劑循環(huán)回路中制冷劑流量Q的目標(biāo)值(預(yù)設(shè)壓力差TPD)的意義上，該實(shí)施例的控制閥可用作一種外部控制式流量控制閥(或排量控制閥)。另外，在忽略蒸發(fā)器33中的熱負(fù)載狀態(tài)的情況下，在異常情況的過程中，流量(排量)的這種外部控制特性可在很短的時(shí)間使快速改變壓縮機(jī)排量(和載荷力矩)的容量發(fā)生變化。因此，根據(jù)該控制閥，用于在正常狀態(tài)下穩(wěn)定和保持乘車室溫度和用于在異常情況下快速地改變排量的壓縮機(jī)排量控制是相互協(xié)調(diào)一致的。
如果二階壓力差ΔPY與制冷劑流量Q的關(guān)系特性曲線是圖7所示的線104，那么通過功效系數(shù)Dt的外部控制，制冷劑流量Q(和壓縮機(jī)排量Vc)就可基本上沿線104進(jìn)行變化。因此，排量Vc的返回圖線就很容易地變?yōu)閳D15實(shí)線所示的平滑直線圖線，這樣就可避免了沖擊和噪聲。
當(dāng)線圈67解除激勵(lì)時(shí)，回位彈簧57使工作桿40(閥體部分43)沿壓縮機(jī)排量減小的方向(打開閥的方向)運(yùn)動(dòng)。因此，即使螺線管部分100操作失誤或者失效，工作桿40也可在回位彈簧57的作用下定位，且曲柄壓力Pc作用來降低排量，也就是使壓縮機(jī)負(fù)載力矩達(dá)到最小。另外，由于通過解除線圈67的激勵(lì)就可使壓縮機(jī)排量達(dá)到最小，因此，該實(shí)施例的控制閥最好是用于無離合式壓縮機(jī)。
(第二實(shí)施例)在第二實(shí)施例中，改變了第一實(shí)施例中的控制閥和供應(yīng)通道，第二實(shí)施例的其它部件與第一實(shí)施例相同。因此，與第一實(shí)施例相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示，并略去了重復(fù)多余的描述。
如圖12所示，控制閥CV的閥部分控制供應(yīng)通道28的開口度(節(jié)流量)，供應(yīng)通道28連接壓力檢測(cè)點(diǎn)P1和曲柄腔5。螺線管部分100的工作桿40包括位于其上端的壓力差承受部分41、連接部分42、閥體部分43和位于其底端的導(dǎo)桿部分44。如果壓力差承受部分41、連接部分42和導(dǎo)桿部分44(包括閥體部分43)的橫截面面積分別為SC(d3)、SB(d1)和SD(d2)，則存在SB(d1)＜SC(d3)＜SD(d2)的關(guān)系。
隔板(閥殼45的一部分)位于連接通道47與壓力檢測(cè)腔48之間。工作桿40在隔板中導(dǎo)孔49的內(nèi)徑與工作桿壓力差承受部分41的直徑d3相匹配。連接通道47和導(dǎo)孔49位于同一軸線上。連接通道47的內(nèi)徑d4也與工作桿壓力差承受部分41的直徑d3相匹配。因此，連接通道47的橫截面面積SE和導(dǎo)孔49的橫截面面積(壓力差承受部分41的橫截面面積)SC相等。壓力檢測(cè)腔48中活動(dòng)件54底壁的橫截面面積SA大于導(dǎo)孔49的橫截面面積SC(SC＜SA)。
徑向入口50位于閥殼45連接通道47的周壁上。入口50通過供應(yīng)通道28的上游部分將連接通道47與壓力檢測(cè)點(diǎn)P1(排泄腔22)相連接(見圖11)。閥殼45的閥腔46周壁上的出口51通過供應(yīng)通道28的下游部分將閥腔46與曲柄腔5相連接。因此，入口50、連接通道47、閥腔46和出口51構(gòu)成連接壓力檢測(cè)點(diǎn)P1(排泄腔22)和曲柄腔5的供應(yīng)通道28的一部分。
第一壓力腔55始終通過P1口55a和位于蓋45a上的第一壓力檢測(cè)通道37與壓力檢測(cè)點(diǎn)P1(排泄腔22)相連。另外，第二壓力腔56始終通過口55b和位于壓力檢測(cè)腔48周壁上的第二壓力檢測(cè)通道38與壓力檢測(cè)點(diǎn)P2相連。
彈簧69位于固定鐵芯62和活動(dòng)鐵芯64之間。彈簧69作用于活動(dòng)鐵芯64，從而使活動(dòng)鐵芯64與固定鐵芯62間隔開，也就是使活動(dòng)鐵芯64和工作桿40向下運(yùn)動(dòng)。彈簧69和緩沖彈簧57可用作在螺線管解除激勵(lì)時(shí)使活動(dòng)鐵芯64和工作桿40返回到最低位置(初始位置)的初始化裝置。
如圖12所示，緩沖彈簧57的向下力和作用于活動(dòng)件54底壁上、下表面的力所產(chǎn)生的向下力作用在工作桿壓力差承受部分41的上端。當(dāng)活動(dòng)件54底壁上表面的壓力承受面積為SA時(shí)，活動(dòng)件54底壁下表面的壓力承受面積為(SA-SC)。氣體壓力PdH所承受的向上力作用在壓力差承受部分41的下端表面(壓力承受面積為SC-SB)。
如圖13所示，下面簡(jiǎn)要地對(duì)作用于閥體部分43、導(dǎo)桿部分44和活動(dòng)鐵芯64所有承受表面的壓力進(jìn)行說明。首先，在閥體部分43的上端，氣體壓力PdH向下作用于與連接通道47內(nèi)周面具有相同內(nèi)徑的圓形內(nèi)部(表面面積為SE-SB)，曲柄壓力Pc向下作用于其外部(表面面積為SD-SE)。另外，彈簧69的向下力f2減小了作用于導(dǎo)桿部分44(包括閥體部分43)的向上電磁力。當(dāng)作用于工作桿40和活動(dòng)件54的力相加時(shí)，假設(shè)向下的方向?yàn)檎较?，那么力由方?4)來表示PdH·SA-PdL(SA-SC)+f1-PdH(SC-SB)+PdH(SE-SB)
+Pc(SD-SE)-Pc·SD-F+f2=0…(4)當(dāng)上述方程(4)求和時(shí)，就得到方程(5)(PdH-PdL)(SA-SC)+(PdH-Pc)SE=F-f1-f2…(5)從上述方程(5)顯然可知，在圖12所示的控制閥CV中，對(duì)閥的開口度進(jìn)行控制，這樣，初階壓力差ΔPX(PdH-PdL)和二階壓力差ΔPY(PdH-Pc)分別與各自壓力承受表面面積之積而得的氣體壓力載荷與電磁力F和彈簧57、69的作用力f1、f2的總載荷之間達(dá)到平衡。這樣，檢測(cè)壓力PdH、Pc的工作桿40(閥體部分43)形成第二壓力檢測(cè)裝置。
當(dāng)不對(duì)線圈67進(jìn)行激勵(lì)(Dt=0)時(shí)，彈簧69占據(jù)優(yōu)勢(shì)，工作桿40向圖12所示的最下部位置運(yùn)動(dòng)。然后，供應(yīng)通道28完全打開。另外，如果功效系數(shù)達(dá)到最小，這樣，至少向上的電磁力F大于彈簧57、69的向下力(f1+f2)。
在控制閥CV中，工作桿40定位就使方程(5)達(dá)到滿足，并確定了供應(yīng)通道28的開口度。當(dāng)初階壓力差ΔPX(PdH-PdL)增大且供應(yīng)通道28的開口度較大時(shí)，從壓力檢測(cè)點(diǎn)P1流到曲柄腔5的制冷劑流量就增大。這就減小了壓力檢測(cè)點(diǎn)P1的壓力，且減小了初階壓力差ΔPX(PdH-PdL)的增大趨勢(shì)。也就是說，當(dāng)使制冷劑流量保持恒定的控制過程進(jìn)行時(shí)，就減小或消除了使流量產(chǎn)生變化的振蕩。因此，由振蕩產(chǎn)生的曲柄壓力Pc偏差所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)斜盤12的振動(dòng)和噪聲得到減小或消除。
(其它變型方式)如圖2中圓圈所包圍的點(diǎn)所示，壓力檢測(cè)點(diǎn)P1(PsH)和P2(PsL)可設(shè)置在蒸發(fā)器33與吸入腔21之間的流動(dòng)通道35處或吸入腔21中。
通過控制排泄通道27的開口度而不是供應(yīng)通道28、38的開口度，控制閥可用作控制曲柄壓力Pc的閥。
通過控制供應(yīng)通道28、38和排泄通道27兩者的開口度，控制閥可用作控制曲柄壓力Pc的三通閥。
控制閥可用于擺動(dòng)盤式變?nèi)輭嚎s機(jī)。
在第一和第二實(shí)施例的控制閥中，曲柄壓力Pc作用于螺線管腔63，且二階壓力差ΔPY由PdL(或PdH)和曲柄壓力Pc獲得。另外，通過使用包括蒸發(fā)器33和吸入腔21在內(nèi)的作用于螺線管腔63的低壓區(qū)壓力(例如ps)，從PdL(或PdH)和壓力Ps可獲得二階壓力差ΔPY。
在第二實(shí)施例中，第一壓力腔55中的制冷劑可導(dǎo)入到入口50。在此情況下，經(jīng)設(shè)置在閥殼45外部或內(nèi)部的通道使第一壓力腔55與入口50相連，就可省去供應(yīng)通道28的上游部分。
在第二實(shí)施例中，連接通道47的橫截面面積SE和導(dǎo)孔的橫截面面積SC設(shè)為不同值。
顯然，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思或范圍的情況下，本發(fā)明還具有多種其它的具體實(shí)施方式
。因此，上述的例子和實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是示意性的而不是限制性的，本發(fā)明并不局限于這些所給的具體實(shí)施方式
，在權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)可作出修改。
權(quán)利要求
1．一種用于制冷裝置的控制閥，所述制冷裝置具有壓縮機(jī)和外部制冷劑回路(30)，所述壓縮機(jī)包括容量控制機(jī)構(gòu)(12)，所述外部制冷劑回路與壓縮機(jī)相連從而與壓縮機(jī)一起構(gòu)成制冷回路，其中，通過控制作用于容量控制機(jī)構(gòu)上的控制壓力，控制閥使壓縮機(jī)排量發(fā)生變化，其特征在于外殼(45)；設(shè)置在外殼內(nèi)的內(nèi)部通道，所述內(nèi)部通道包括閥腔(46)；設(shè)置在閥腔中用于控制內(nèi)部通道開口度的活動(dòng)閥體(43)；第一壓力檢測(cè)裝置(54)，第一壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)位于制冷回路上的兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)之間的壓力差，其中，該壓力差為初階壓力，第一壓力檢測(cè)裝置將對(duì)應(yīng)于初階壓力的力傳給閥體；以及第二壓力檢測(cè)裝置(40)，第二壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)不同于初階壓力的二階壓力，并將對(duì)應(yīng)于二階壓力的力作用于閥體，其中，通過對(duì)應(yīng)于初階壓力和二階壓力的力的組合使閥體(43)在閥腔(46)中定位，從而控制內(nèi)部通道的開口度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于第一壓力檢測(cè)裝置作用于閥體，這樣，當(dāng)初階壓力由于制冷回路中制冷劑流量變化而產(chǎn)生變化時(shí)，初階壓力的變化可由壓縮機(jī)排出的制冷劑排泄量抵銷。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于制冷回路包括冷凝器和蒸發(fā)器，壓縮機(jī)包括吸入腔和排泄腔，冷凝器和壓縮機(jī)的排泄腔構(gòu)成高壓區(qū)，高壓區(qū)包括冷凝器與排泄腔之間的通道，蒸發(fā)器和壓縮機(jī)的吸入腔構(gòu)成低壓區(qū)，低壓區(qū)包括蒸發(fā)器與吸入腔之間的通道，二階壓力是基于來自高壓區(qū)的壓力。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制閥，其特征在于第二壓力檢測(cè)裝置是根據(jù)二階壓力起作用從而來降低壓縮機(jī)的排量。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制閥，其特征在于二階壓力是來自高壓區(qū)的壓力與來自低壓區(qū)的壓力之間的壓力差，或者是來自高壓區(qū)的壓力與控制壓力之間的壓力差。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制閥，其特征在于閥體是第二壓力檢測(cè)裝置。
7．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制閥，其特征在于兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)位于高壓區(qū)。
8．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制閥，其特征在于壓縮機(jī)具有控制壓力區(qū)和供應(yīng)通道，控制壓力區(qū)的壓力控制變?nèi)輽C(jī)構(gòu)，供應(yīng)通道用于將控制壓力區(qū)與高壓區(qū)相連接，且內(nèi)部通道包含在供應(yīng)通道中。
9．根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制閥，其中，內(nèi)部通道包含在供應(yīng)通道中，供應(yīng)通道，兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)中的一個(gè)與控制壓力區(qū)相連接。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制閥，其特征在于內(nèi)部通道包含在供應(yīng)通道中，用于將兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)中的低壓檢測(cè)點(diǎn)與控制壓力區(qū)相連接，其中，高壓腔和低壓腔由第一壓力檢測(cè)裝置確定，制冷劑經(jīng)兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)而分別流入腔中，低壓腔位于內(nèi)部通道中，流入低壓腔的制冷劑經(jīng)內(nèi)部通道流向控制壓力區(qū)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制閥，其特征在于內(nèi)部通道包含在供應(yīng)通道中，用于將兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)中的高壓檢測(cè)點(diǎn)與控制壓力區(qū)相連接，其中，高壓腔和低壓腔由第一壓力檢測(cè)裝置確定，制冷劑經(jīng)兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)而分別流入腔中，低壓腔的壓力與內(nèi)部通道壓力無關(guān)。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其還包括流量設(shè)定裝置，該流量設(shè)定裝置可設(shè)定制冷回路中制冷劑流量的目標(biāo)值。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制閥，其特征在于流量設(shè)定裝置包括電磁致動(dòng)器，該電磁致動(dòng)器具有可變的輸出力，其中，輸出力通過外部電子控制來進(jìn)行改變。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制閥，其特征在于當(dāng)電磁致動(dòng)器解除激勵(lì)時(shí)，將閥體定位，從而降低壓縮機(jī)的排量。
15．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于壓縮機(jī)是旋轉(zhuǎn)斜盤式或擺動(dòng)式壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)中，活塞行程根據(jù)控制壓力進(jìn)行變化。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其特征在于第一壓力檢測(cè)裝置包括設(shè)置在外殼中的活動(dòng)件，該活動(dòng)件在外殼中確定了第一和第二壓力腔，其中，壓力腔分別暴露于壓力檢測(cè)點(diǎn)處的壓力。
17．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制閥，其還包括工作桿，該工作桿用于將閥體與第一壓力檢測(cè)裝置相連接，其中，第二壓力檢測(cè)裝置包括形成于工作桿上的壓力承受面，二階壓力作用于該壓力承受面。
全文摘要
一種用于制冷裝置的控制閥,所述制冷裝置具有壓縮機(jī)和外部制冷劑回路,所述壓縮機(jī)包括變?nèi)輽C(jī)構(gòu),所述外部制冷劑回路與壓縮機(jī)相連并形成制冷回路。通過控制作用于容量控制機(jī)構(gòu)上的控制壓力來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的排量。所述控制閥包括外殼和內(nèi)部通道。內(nèi)部通道包括位于外殼內(nèi)的閥腔。閥體位于閥腔中并可控制內(nèi)部通道的開口度。第一壓力檢測(cè)裝置用于檢測(cè)制冷回路上兩個(gè)壓力檢測(cè)點(diǎn)之間的壓力差,也就是初階壓力,并將初階壓力所產(chǎn)生的力傳給閥體。
文檔編號(hào)F04B27/18GK1290815SQ0013386
公開日2001年4月11日 申請(qǐng)日期2000年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月4日
發(fā)明者木村一哉, 水藤健, 安谷屋拓, 川口真廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)制作所