CN1138069C - 变量压缩机的控制阀 - Google Patents

Abstract

一种于车辆空调制冷***中的变量压缩机中使用的控制阀，一阀体43响应阀腔46的位置调节供气通道28的开口量。压力感应件54根据两个压力检测点P1、P2之间的压差(PdH-PdL)移动，压力检测点P1、P2位于外部制冷回路。压力感应件54的移动影响阀体43的位置，于是改变压缩机排量，使压差(PdH-PdL)的幅度减小。螺线管60改变施加在阀体43上的力，于是改变设定压差，设定压差是作为利用压力感应件54改变阀体43位置的参考量。特别是压力感应件54独立于阀体43而单独形成，以有选择地与阀体43分开或接合，当压力感应件54根据第一和第二压力腔之间的压差移动时，压力感应件的移动影响阀体的位置，从而压缩机排量改变，以减少第一和第二压力腔之间的压差幅度，以提高压缩机排量改变的响应性和控制性。

Description

变量压缩机的控制阀

技术领域

本发明涉及一种用于车辆空调制冷***中的变量压缩机的控制阀，该压缩机的排量根据曲柄腔的压力可调。

背景技术

一般来说，车辆空调制冷回路***包括一个冷凝器，一个作为减压装置的膨胀阀，一个蒸发器和一个压缩机。压缩机吸入来自于蒸发器的制冷剂并进行压缩，然后再把压缩后的气体排到冷凝器。蒸发器吸收车辆空气中的热量传递给制冷剂。这是因为根据热力负载或冷却负载的大小，将通过蒸发器的空气热量传递给了蒸发器里流动的制冷剂，所以，在蒸发器下游或出口的冷却气体压力反映了冷却负载的大小。

在一个典型的车辆用变量斜盘压缩机中，有一个变量控制机构，以保持蒸发器的出口压力(称为吸气压力)为预定的目标值(称为设定的吸气压力)。变量控制机构使用反馈控制来控制压缩机的排量，也就是斜盘倾角，以及吸气压力是控制目标，以获得满足冷却需要的制冷剂流量。

上述典型的排量控制机构是一种控制阀，也就是我们所知的内部控制阀。斜盘倾角是通过调节斜盘腔(曲柄腔)的压力(曲柄腔压力)而决定的，这一过程是通过用一个压力敏感部件，如波纹管或膜片来感知吸气压力，同时，通过利用决定阀***置的压力敏感部件的位移来调节阀开口量的大小而实现的。

有一种简单的内部控制阀，其仅设定有单一的吸气压力，不能很好地控制空调***。这种阀被称之为设定吸气压力变量型控制阀，可以通过电控改变设定的吸气压力。例如，设定吸气压力变量型控制阀通过增加一个驱动器来改变设定的吸气压力，该驱动器是给内部控制阀施加一个可变的力以改变作用在压力敏感部件上的力。这就从外部决定了内部控制阀的设定吸气压力。这种驱动器例如可以是一个电磁线圈。

在将吸气压力的绝对值作为目标值的变量控制中，电控的吸气压力改变时，不一定要根据设定的吸气压力来改变实际的吸气压力。也就是说，实际的吸气压力是否随设定的吸气压力的变化而变化是由蒸发器中的热力负载决定的。结果，尽管电控很好地调节设定的吸气压力，但压缩机的排量改变被延迟了。即，压缩机的排量并不总是连续地、平滑地改变。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种用于变量压缩机的控制阀，该控制阀可以提高压缩机排量改变的响应性和控制性。

为了达到以上的和其他的目标，根据本发明的目的，提供一种变量压缩机中使用的控制阀。压缩机从外部制冷回路中吸入制冷剂并进行压缩，然后再把压缩了的制冷剂释放到外部制冷回路中。受吸气压力影响的区域通过排气通道连接到曲柄腔中，受排气压力影响的区域通过供气通道连接到曲柄腔中，于是，可以调节曲柄腔的压力。压缩机的排量根据曲柄腔的压力而改变。控制阀包括阀壳，阀腔，阀体，第一限位件，第一推压件，第一压力感应件，第一和第二压力检测点，第二限位件，第二推压件和控制件。阀腔在阀壳内形成并构成了供气通道或排气通道的一部分。阀体安装在阀腔里并在阀腔里移动，以调节供气通道或排气通道的开口量。当第一限位件接触到阀体时就限制了阀体的移动。第一推压件将阀体推向第一限位件。压力感应腔在阀壳里形成。压力感应件可移动地设置在压力感应腔里并将压力感应腔分为第一压力腔和第二压力腔。压力感应件响应第一和第二压力腔的压力移动。压力感应件有选择性地与阀体分开和接合。第一和第二压力检测点位于外部的制冷回路中。两个压力检测点之间的压差代表着压缩机的排量。第一压力检测点位于高压区内，第二压力检测点位于低压区内。第一压力腔受第一压力检测点的压力的影响，第二压力腔则受第二压力检测点的压力的影响。当压力感应件根据第一和第二压力腔之间的压差移动时，压力感应件的移动影响阀体的位置，于是压缩机排量改变，减小了第一和第二压力腔之间的压差幅度。当第二限应件接触到压力感应件时，限制了压力感应件的移动。第二推压件将压力感应件推向第二限位件。控制件推动阀体克服第一和第二推压件的力，使得阀体接触到压力感应件。对阀体施加的力在外部进行控制，于是改变设定的压差，该压差是由压力感应件决定的阀***置的参考值。

以下参照附图并通过实施例，对本发明的原理进行说明，本发明的其他方面和优点将变得更加明显。

本发明的其他方面和优点，通过对本发明的最优实施例并参照附图进行说明将变得很容易理解，其中：

附图说明

图1是变量斜盘压缩机的剖视图；

图2是制冷回路的路线图；

图3是控制阀的剖视图

图4(a)-(c)是解释控制阀动作的局部放大剖视图；

图5是解释各种负载施加于驱动杆上的图；

图6是解释控制控制阀过程的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图1-6说明车辆空调***制冷循环中使用的变量斜盘压缩机的控制阀。

(变量斜盘压缩机)

如图1所示，变量斜盘压缩机(此后简单地称为压缩机)包括缸体1，固定于缸体1前端的前壳体2，和通过一阀体3固定于缸体1后端部的后壳体4。

曲柄腔5由缸体1和前壳体2包围而成。驱动轴6支撑在曲柄腔5中。在曲柄腔5中，一个突出板11固定于驱动轴6上并和它一起旋转。

驱动轴6的导引端连接到外部驱动源上并可由其驱动，在本实施例中，该驱动源是通过已知的动力传递机构PT连接到汽车的发动机E上。动力传递机构PT可能是一个在外部电流的控制下容许动力接合或脱开的离合器机构(例如一电磁离合器)，其或者是一个恒定的非离合器机构(如皮带/滑轮组合)。在这个实施例中，使用了已知非离合器型的动力传递机构PT。

斜盘12或凸轮盘安装在曲柄腔5中。斜盘12由驱动轴6支撑，并可以轴向倾斜和滑动。铰接机构13位于突出板11和斜盘之间。于是，由于和突出板11的铰接以及由驱动轴6提供的支撑，斜盘12可以和突出板11以及驱动轴6同步旋转，当斜盘12在驱动轴6的轴向上滑动时可以相对于驱动轴6轴向倾斜。

在缸体上围绕着驱动轴6形成多个缸孔1a(图中只示出了一个缸孔)。单头型活塞20在每一个缸孔里往复运动。缸孔1a的后部开口由阀体3封闭，在每一个缸孔1a中都有一个压缩腔，该压缩腔的容积根据活塞20的往复运动而改变。每一个活塞20通过滑靴19连接到斜盘12的外缘上。于是，斜盘12的旋转运动通过滑靴19转换为活塞20的往复运动。

位于中部的吸气腔21和包围着吸气腔21的排气腔22在阀体3和后壳体4之间形成。在阀体3上形成与每一个缸孔1a相通的吸气孔23，用于打开或关闭吸气孔23的吸气阀24，排气孔25，用于打开或关闭排气孔25的排气阀26。吸气腔21通过吸气孔23与缸孔1a彼此连通，缸孔1a和排气腔22通过排气孔25彼此连通。

从吸气腔21来的制冷剂借助于活塞20在上死点和下死点之间的往复运动通过吸气孔23和吸气阀24进入缸孔1a中。进入缸孔1a中的制冷剂通过活塞在上死点和下死点之间的运动被压缩到一个预定的压力，然后分别通过排气腔25和排气阀26被排放到排气腔22中。

斜盘12的倾角(斜盘相对于垂直于驱动轴6轴线的平面的夹角)是由各种力矩之间的相互平衡而决定的，这些力矩包括斜盘12旋转期间由离心力引起的离心力矩，活塞20往复运动的惯性引起的力矩，气体压力引起的力矩等。气体压力引起的力矩是根据缸孔1a的内部压力和曲柄腔的内部压力(曲柄压力Pc)之间的关系而产生的，曲柄腔的压力作为控制压力，以取决于曲柄腔压力Pc增加或减少斜盘倾角。

在这个压缩机中，通过用后面将讲到的控制阀CV调节曲柄腔压力Pc，可以给斜盘12在最小倾角(如图1实线所示)和最大倾角(如图1虚线所示)之间选择一个倾角，由此可以改变由气体压力产生的力矩。

(压力控制机构)

控制曲柄腔压力Pc和斜盘12倾角的装置包括位于图1所示压缩机壳体内的排气通道27，供气通道28和控制阀CV。排气通道27将位于吸气压力(Ps)区域的吸气腔21连接到曲柄腔5。供气通道28将位于排气压力(Pd)区域的排气腔22连接到曲柄腔5，控制阀CV位于供气通道28中。

借助于调节控制阀CV的开口量，通过供气通道28进入曲柄腔5的气体流量和通过排气通道27从曲柄腔5排出的气体流量之间的平衡得到了控制。于是，控制阀CV决定了曲柄腔压力Pc。曲柄腔压力Pc和缸孔1a内部压力之间的压差根据曲柄腔压力Pc而改变，斜盘12的倾角随之改变。结果，活塞20的冲程，也就是压缩机的排量得到了控制。

(制冷循环回路)

如图1，2所示，汽车空调***(制冷循环)中的制冷循环回路包括以上提到的压缩机和外部制冷回路30。外部制冷回路30包括，如冷凝器31，作为减压机构的温控膨胀阀32和蒸发器33。膨胀阀32的开口量根据位于蒸发器33的出口侧或下游的压力敏感柱体34检测到的温度和蒸发压力(蒸发器33排出的压力)而被反馈控制。膨胀阀32根据热力负载调节进入蒸发器33的制冷剂流量，并调节外部制冷循环30的制冷剂流量。

在外部制冷循环30的下游有一个管道35，其将蒸发器33的出口连接到压缩机的吸气腔21。在外部制冷循环30的上游有一个管道36，其将压缩机的排气腔22连接到冷凝器31的入口。压缩机吸入来自外部制冷循环30下游并进入吸气腔2 1的制冷剂并将其压缩，然后把压缩了的气体排放到排气腔22，排气腔22连接外部制冷循环的上游区域。

回路或管道每单位长度的压力损失随着通过制冷循环回路流量的增加而增加。换句话说，两个压力检测点P1和P2之间的压力损失(压力差)随着制冷剂流量而改变。于是，检测两压力检测点P1和P2之间的压差(ΔPd＝PdH-PdL)就间接地检测出制冷剂循环回路中的制冷剂流量。当压缩机的排量增加时，制冷循环回路中的制冷剂流量也增加，压缩机的排量减少时，制冷剂流量也减少。于是，制冷循环回路中的制冷剂流量，也就是说，两个压力检测点之间的压差ΔPd反映了压缩机的排量。

在这个实施例中，第一压力检测点P1位于管道36最上游的排气腔22内，第二压力检测点P2位于管道36的中部并和第一压力点P1隔开一预定距离。第一压力检测点P1的压力PdH通过第一压力检测通道37以、第二压力检测点P2的压力PdL通过第二压力检测通道38被连接到控制阀CV上。

(控制阀)

如图3所示，控制阀CV包括输入侧阀部分和螺线管部分60。输入侧阀部分调节将排气腔22连接到曲柄腔5的输入通道28的开口量。螺线管部分60是一个根据外指令给驱动杆40施加力的电磁驱动器，驱动杆40设置在控制阀CV中。驱动杆40在其上端有分隔件41，连接部分42，基本上位于中央的阀体43，和作为导引杆44的基端。阀体43构成了导引杆44的一部分。

控制阀CV的阀体45包括端盖45a，形成了输入侧阀体外部轮廓的上阀体45b和构成了螺线管部分60的外部轮廓的下阀体45c。阀腔46和连接通道47位于阀体45的上阀体45b中，压力感应腔48位于上阀体45b和端盖45a之间。

在阀腔46和连接通道47中，驱动杆40可以轴向移动(图中的垂直方向)。阀腔46和连接通道47在驱动杆40的某一位置连接。连接通道47和压力感应腔48被驱动杆40的分隔件41分开。

阀腔46的底壁由固定铁心62的上端形成。径向开口51设置在包围着阀腔46的阀体45的圆周壁上。开口51通过供气通道28的上游部分将阀腔46和排气腔22连接。径向开口52也位于阀体45的圆周壁上。径向开口52通过供气通道28的下游部分将连接通道47和曲柄腔5连接。于是，开口51，阀腔46，连通通道47，开口52形成了将排气腔22和曲柄腔5在控制阀里彼此连通的供气通道28的一部分。

驱动杆40的阀体43设置在阀腔46中。连通通道47的直径大于驱动杆40连接部分42的直径，而小于导引杆44的直径。换句话说，连通通道47的面积(垂直于分隔件41的平面面积)SB大于连通部分42的面积，小于导引杆44的面积。结果，位于阀腔46和连通通道47之间交界处的一个台阶作为阀座53，连通通道47起阀孔的作用。

当驱动杆40从图3和4(a)所示的位置(最低位置)向上移动到图4(c)所示的位置(最高位置)时，阀体43坐到了阀座53上，连通通道47关闭。也就是说，驱动杆40的阀体43作为输入侧阀体控制供气通道28的开口。

压力感应件54可以在压力感应腔48内轴向移动。压力感应件54为圆柱形并有一个底部。压力感应件54沿轴向将压力感应腔48分为P1压力腔(第一压力腔)55和P2压力感应腔(第二压力腔)56(如图3，4(a)，4(b)，P2压力腔56的体积基本为0)。压力感应件54作为P1压力腔55和P2压力腔56之间的分隔件，使压力腔55和56之间不能直接连通。垂直于压力感应件54轴线的横截面积SA大于连通通道47孔的面积SB。

压力感应件54向P2压力腔56的运动因为触到了P2压力腔56的底部表面而被限制。也就是说，P2压力腔56的底部表面形成了压力感应件的调节部分49。一压力感应件推动弹簧50对压力感应件施加了一个力。该压力感应件推动弹簧50使得压力感应件54从P1压力腔55向P2压力感应腔56移动，也就是说，向着压力感应件调节部分49移动。

通过端盖45a上形成的P1开口孔57以及第一压力检测通道37，在第一压力检测点P1处，P1压力腔55和排气腔22连通。通过在阀体45的端盖45a上形成的P2开口58以及第二压力检测通道38，P2压力腔56和第二压力检测点P2连通。即，排气压力Pd作为高压PdH加到P1压力腔55上，压力检测点P2的低压PdL加到P2压力腔56上。

螺线管部分60有一个圆柱形的带底端的壳体61。固定铁心62和圆柱形壳体的顶端接合。接合后在壳体61内分隔出一个螺线管腔63。移动铁心64沿轴向安装在螺线管腔63内。在固定铁心62的中央形成了一个轴向的导引孔65。驱动杆40的导引杆44安装在导引孔65中并可沿其轴向移动。

螺线管腔63安装着驱动杆40的基部。换句话说，导引杆44的下端与螺线管腔63内的移动铁心64中央的孔接合，并由其限制而固定。于是移动铁心64和驱动杆40可以一起移动。

导引杆44的下端从移动铁心64的下表面稍微突出。驱动杆40(阀体43)的向下移动由于导引杆44的下端表面和螺线管腔63的底端表面之间的接触而被调节。即，螺线管腔63的底端表面作为阀体调节部分68，阀体调节部分68限制连通通道47的开口量。

阀体推动弹簧66安装在螺线管腔63的固定铁心62和移动铁心64之间。阀体推动弹簧66将移动铁心64和固定铁心62分开，并给驱动杆40(阀体43)施加了朝图中下部的一个力，即，朝阀体调节部分68的一个力。

如图3和4(a)所示，当驱动杆40在由阀体调节部分68调节的最低位置时，阀体43离开阀座53一个距离X1+X2，于是连通通道47开口量最大。此时，驱动杆40的分隔件41相对于压力感应腔48运动X1距离而进入连通通道47。于是，分隔件41的上端以及和压力感应件调节部分49接触的压力感应件54的下端表面彼此分开距离X1。

线圈67缠绕在铁心62和64上。根据控制器70的指令，从驱动线路71向线圈67施加了一个驱动信号。线圈67在移动铁心64和固定铁心62之间产生一个电磁引力F(电磁力)。力F的大小取决于加到线圈67上的电流大小。通过调节加到线圈67上的电压可以实现对线圈67的通电。在本实施例中，通过对市价电压的调节而实现对工作状态。

(控制阀的操作特性)

在控制阀CV中，驱动杆40的位置、即阀的开口量由以下因素决定。在此，将忽略阀腔46、连通通道47以及驱动杆40上的螺线管腔63的内部压力的影响。

首先，如图3和4(a)所示，如果线圈67不通电(Dt＝0％)，阀体推动弹簧66向下力f2是决定驱动杆40位置的主要因素。在阀体推动弹簧66的力f2的作用下，驱动杆40位于最下端，而且驱动杆40被压向阀体调节部分68。在这种状态下，例如当压缩机(控制阀CV)由于车辆的振动而振动时，如果零件的尺寸以及驱动杆40和移动铁心64的如上所述一体设置时，就能防止振动。

在这种状态下，驱动杆40的阀体43离开阀座的距离为X1+X2，并连通通道47完全打开。曲柄腔压力Pc此时最大。因为曲柄腔压力Pc和缸孔内部的压力之间的差非常大，所以斜盘12的倾角最小，压缩机的排量最小。

当驱动杆40处于最低位置时，如上所述，驱动杆40(分隔件41)和压力感应件54脱开。于是，当压力感应件54处于此位置时，由两点之间的压差ΔPd(PdH·SA-PdL(SA-SB))以及压力感应件推动弹簧50而产生的向下的力f1构成的向下的力的总负载是主要因素。在这个总负载的作用下，压力感应件54被压向压力感应件调节部分49。在这个点上，即使当压缩机(控制阀)置于振动的车辆中，通过将压力感应件54压紧在压力感应件调节部分49上，压力感应件的力f1(f1＝设定的负载F1’)也大到以足够阻止振动的程度。

在图3和4(a)所示的状态下，当线圈67在一个可变的能量比范围内以最小能量比Dt(min){Dt(min)＞0}通电，向上的电磁力变得大于向下的力f2(f2＝f2’)，驱动杆40开式向上移动。

图5表示了驱动杆40(阀体43)的位置和影响驱动杆40的各种负载之间的关系。图中表示了当线圈67的能量比Dt增加时，作用在驱动杆40上的电磁力F增加。由图可见，即使加到线圈67上的能量比Dt一样，当驱动杆40移动去关闭阀时，移动铁心64接近固定铁心62，使得作用在驱动杆40上的电磁力F增加。

加到线圈67上的通电能量比Dt是在最小能量比Dt(min)和最大能量比Dt(max)之间的范围内(如100％)连续可调的。为了简单起见，图5只示出了在Dt(min)情况下，Dt(1)-Dt(4)以及Dt(max)的情况。

从图5所示的特性曲线f1+f2以及f2的斜度可以看出，阀体推动弹簧66有一个远低于压力感应件推动弹簧50的弹性系数。由于阀体推动弹簧66的弹性系数很低，在不考虑固定铁心62和移动铁心64之间的距离(代表着阀体对弹簧的推压状态)的情况下，作用于驱动杆40上的力f2基本上和设定的负载f2′相同。

在这种状态下，当线圈67在最小能量比Dt(min)下通电时，驱动杆40从最低位置至少移动距离X1以关闭阀，分隔件41(驱动杆40)和压力感应件54接合。

当驱动杆40和压力感应件54彼此接合时，与由阀体推动弹簧66而产生的向下的力f2相反的向上的电磁力F克服两点之间的压力差ΔPd产生的向下的力。压力感应件推动弹簧50产生的向下的力f1给杆40施加了一个向下的力。

(公式1)

PdH·SA-PdL(SA-SB)＝F-f1-f2

于是，在图4(b)和图4(c)所示的阀体相对于阀座53的状态之间，阀体43的位置满足以上的公式，控制阀CV开口量是在中间开口度(图4(c)所示)和全部开口度(图4(c)所示)之间。于是，压缩机的排量在最小值到最大值之间的范围内改变。

例如，当发动机E的转数和制冷循环回路的制冷剂流量减少时，两点之间向下的压差ΔPd减少。在这一点，用电磁力F有可能使作用在驱动杆40上的向上和向下的力平衡。于是，驱动杆40的移动引起压力感应件推动弹簧50压缩。驱动杆40的阀体43处于这样的位置，压力感应件推动弹簧50产生的向下的力f1的变化，以补偿两点之间的压差ΔPd产生的力的变化。结果，连通通道47的开口量减少，曲柄腔压力Pc减少。曲柄腔的压力Pc和活塞20穿过的缸孔1a的内部压力之间的压差减少。斜盘12的倾斜度增加，压缩机排量增加。压缩机排量的增加导致制冷循环回路的制冷剂流量增加，于是两点之间的压差ΔPd增加。

当发动机E的转数增加导致制冷循环回路的制冷剂流量增加时，两点之间的压差ΔPd产生的向下的力增加。此时，有可能用电磁力F平衡作用在驱动杆40上的向上和向下的力。于是驱动杆40向下移动。压力感应件推动弹簧50伸长。驱动杆40的阀体43处于这样的位置，压力感应件推动弹簧50产生的向下的力f1的变化可以补偿由两点之间的压差ΔPd产生的向下的力的变化。结果，连通通道47的开口量增加，曲柄腔压力Pc增加。曲柄腔的压力Pc和活塞20穿过的缸孔1a的内部压力之间的压差增加。斜盘12的倾斜度因此而减小，压缩机排量减少。当压缩机排量减少时，制冷循环回路的制冷剂流量减少，于是两点之间的压差ΔPd减小。

当给线圈选择一个大的通电能量比Dt时，电磁力F增加，在这点向上和向下的力不能平衡。于是，驱动杆40向上移动，使压力感应件推动弹簧50压缩。驱动杆40的阀体43处于这样的位置，压力感应件推动弹簧50产生的向下的力f1的变化可以补偿向上的电磁力F的变化。于是，控制阀CV开口量，即连通通道47的开口量减小，压缩机排量增加。结果，制冷循环回路的制冷剂流量增加，两点之间的压差ΔPd增加。

当线圈67的通电能量比Dt减小以及电磁力F减小时，在这点，向上和向下的力不能用两点之间的压差ΔPd产生的力来平衡。于是驱动杆40向下移动，使得压力感应件推动弹簧50伸长。驱动杆40的阀体43处于这样的位置时，压力感应件推动弹簧50产生的向下的力f1的变化可以补偿向上的电磁力F的变化。连通通道47的开口量增加，压缩机排量减少。结果，制冷循环回路的制冷剂流量减少，两点之间的压差ΔPd减少。

当线圈67以大于最小值(Dt(min))的能量比Dt通电时，控制阀CV自动使驱动杆40的位移响应两点之间的压差ΔPd的变化，以保证由电磁力F决定的两点之间的压差ΔPd(设定的压差)为控制目标值。通过改变电磁力F，设定的压差可以在最小能量比(Dt(min))和最大能量比(Dt(max))之间变化。

(控制***)

如图2，3所示，汽车空调有一个控制器70，该控制器70执行对空调的整体控制。控制器70是一个类似于有CPU，ROM，RAM和I/O接口的计算机。外部信息检测器72连接到I/O接口的输入端，驱动回路71连接到I/O接口的输出端。

控制器70根据外部信息检测器72提供的各种外部信息计算出一个合适的能量比Dt，然后命令驱动回路71发出一个与计算出的能量比Dt相匹配的驱动信号。驱动回路71向控制阀CV的线圈67输出一个与得到的能量比Dt相匹配的驱动信号。控制阀CV的螺线管部分60产生的电磁力F随着驱动信号的能量比而变化。

外部信息检测器72包括各种传感器。形成外部信息检测器72的传感器包括如A/C开关73(由乘客操作的空调开关)，检测车内温度Te(t)的温度传感器74，和设定一预定温度Te(set)的温度设定器75。

以下将结合图6所示的流程图简要说明由控制器70进行工作状况控制的控制阀CV的输出流程。

当车辆的点火开关(或发动开关)接通，控制器70启动并开始工作。控制器70根据初始步骤101(此后简单地称为S101)中的初始程序执行各个初始化步骤。例如，赋予控制阀CV的能量比Dt的初始值为0(没有通电状态)。接下来，执行S102以及随后的步骤中所示的能量比的检测和计算的进行过程。

在S102中，A/C开关73的开/关状态直到开关73被接通时才能进行检测。当A/C开关73接通，S103里的控制阀CV的能量比被设定为最小的能量比Dt(min)，控制阀CV的自动控制功能(设定压差保持功能)开始。

在步骤104中，控制器70判断由压力传感器74检测到的温度值Te(t)是否大于由温度设定器75设定的温度值Te(set)。如果S104判断的结果为“不是”，就在S105里判断检测到的温度值Te(t)是否低于温度值Te(set)。当S105里的答案是“不是”时，检测到的温度值Te(t)和设定的温度值Te(set)一致，也就不需要改变能量比Dt。于是，控制器70对驱动回路71不改变能量比，继续进行S108的步骤。

当S104的答案是“是”时，预测车辆内部很热，产生一个大的热力负载。在S106中，控制器70使得能量比Dt增加一个单位量ΔD，并命令驱动回路71将能量比改变为一个修正值(Dt+ΔD)。控制阀CV的开口量稍微减小，压缩机的排量增加，蒸发器33带走热量的能力增加。于是温度Te(t)降低。

当S105的答案是“是”时，车辆内部被假设为是冷的，热力负载也小。于是，在S107里，控制器70使得能量比Dt减小一个单位量ΔD，并命令驱动回路71将能量比改变为一个修正值(Dt-ΔD)。控制阀CV的开口量稍微增加，压缩机的排量减少，蒸发器33带走热量的能力减小。于是温度Te(t)升高。

在S108里，判断A/C开关73是否断开。如果答案是“不是”，程序返回到S104。如果S108产生的判断是“是”，执行S101的步骤，并控制阀CV不通电。控制阀CV完全打开。更具体地说，供气通道28打开大于一半的长度，尽可能快地升高曲柄腔5的压力。结果，能够响应A/C开关73的切断而减少压缩机的排气量，以减少不需要的制冷剂流过制冷循环回路的过程。

特别是在一个无离合器的压缩机中，当发动机E刚启动时不需要制冷(A/C开关73处于切断状态)，压缩机的排量必须最小，以减少发动机E的能量损失。为了满足这种需要，使用控制阀CV是很重要的，它可以将开口量增加到一半以上，以减小压缩机排量。

如上所述，通过在S106和/或S107里修正能量比Dt，当检测到的温度值Te(t)偏离设定的温度值Te(set)时，逐步将能量比Dt优化，而且，伴随着阀开口量的自动调节，温度值Te(t)的有效范围是为设定的温度值Te(set)。

根据本实施例，将获得以下的优点。

(1)在这个实施例中，通过直接控制制冷循环回路上压力检测点P1和P2之间的压差ΔPd而控制控制阀CV，以获得对压缩机排量的反馈控制，而没有用到受蒸发器33热力负载大小影响的吸气压力Ps。因此，能够在外部响应性地控制压缩机的排量，蒸发器33的热力负载基本上不影响控制过程。

(2)通过使用弹簧50和66以及调节部分49和68，控制阀CV基本上是防振。因此，能够避免汽车振动时引起的移动部件40，54，60碰撞到固定件(如阀壳45及类似零件)而产生的损坏的问题。

(3)在控制阀CV中，驱动杆40(阀体43)的运动由阀体调节部分68限制，压力感应件54的运动由压力感应件调节部分49限制。这些情况发生在驱动杆40和压力感应件54分开的时候。从上面(2)所述的另一种观点来看，当线圈67不通电时，由于移动件40，54，60是分开的，所以需要设置弹簧50，66和两个调节部分49和68。

为了比较的需要，假设在一个控制阀中，驱动杆40和压力感应件54是一体的，把驱动杆40或者压力感应件54压向调节部分时，就是将另一个构件间接压向相应的调节部分。于是，提供一根弹簧和一个调节部分就足够了。

然而，如图5虚线所示，在作为对比的控制阀中只使用一根弹簧的话，弹簧需要设定一个大的负载f′(f′＝f1′+f2′)才能足以承受压向调节部分的移动件40，54，60的总重量，以防止振动。该弹簧必须有一个大的弹性系数，其特性曲线f比电磁力F的特性曲线的倾斜度大，以允许驱动杆40可以位于从半开到全开的范围内的任意位置，这从公式2(以后将讨论)可以清楚地看到。也就是，除非弹簧的特性曲线f比电磁力F的特性曲线的倾斜度大，否则弹簧就不能通过驱动杆40的位移(即通过改变弹簧的压缩量)而以相同的力的变化来平衡电磁力F的变化。这也是提供压力感应件推动弹簧50的理由。

(公式2)

PdH·SA-PdL(SA-SB)＝F-f

在作为比较的控制阀中，即使当电磁力F变得比本实施例中超过最小能量比Dt(min)的弹簧初始力f′大时，当驱动杆较大量地向上移动时克服增加的弹簧力f，得到中间开口度以开始内部的自控制功能，此时就需要将能量比Dt增加到Dt(1)。在能量比到最大能量比Dt(max)过程中，消耗了直到Dt(1)的范围的能量比采开始内部的自控制功能。于是，作为内部自控制操作标准的设定压差的变化，能够只使用在Dt(1)到Dt(max)这个固定范围内的一个能量比Dt值而实现，于是减小了设定压差波动的范围。

更具体地说，在作为比较的控制阀中，可以仅使用一根弹簧，就能避免移动件40，54，60的振动以及允许根据两点之间的压差ΔPd进行自控制。因此，通过弹簧加到驱动杆40上的力大于本实施例中的弹簧力f1+f2。结果，在最大的能量比Dt(max)时，满足公式2的两点之间的压差ΔPd变小，在这一较小值下，用最大的设定压差实现了制冷循环回路的最大的控制流量。

另一方面，在作为比较的控制阀中，假设通过两点之间压差ΔPd的感知值，即根据压差ΔPd施加到驱动杆40上的力减小，来增加其最大设定压差。例如，公式2的左侧PdH·SA-PdL(SA-SB)通过减少分离器41的横截面积而减少。然而，当能量比为最小Dt(min)时，满足公式2的两点之间的压差太大，于是增加了最小设定压差，即，控制的制冷循环回路中的流量最小。

然而，在本实施例的控制阀CV中，当线圈67不通电，移动件40，54，60分离，对每个这样的分开的移动件40，54和60而言，弹簧50和66以及调节部分49和68可以提供防振保护。为了获得内部的自控制，需要弹簧装置具有一个大的弹性系数，以使压力感应件在中间到最大开口量的一个比较窄的范围内(仅仅是在内部自控制所需要的范围内)伸长或收缩，并且使阀体推动弹簧66具有可能得到的最低的弹性系数，该阀体推动弹簧必须覆盖从完全封闭到完全打开的一个大的范围。

结果，当为了防止移动件40，54，60的振动时，作用在驱动杆40上的弹簧施加的力f1+f2的值可以被设定为小于作为对比的阀的力f，并且能够用小于作为对比阀中电磁力F的电磁力来满足公式1。因此，通过使用从一个较宽范围Dt(min)到Dt(max)中选择的能量比，能够使具有较宽范围的设定压差变化，从而，控制制冷循环回路中的制冷剂流量。

(4)直到驱动杆40(阀体43)和压力感应件54接合，通过压力感应件推动弹簧50，压力感应件54才被压向压力感应件调节部分49。换句话说，当压力感应件54不需要反映引起驱动杆40移动的两点之间的压差时是一直静止的。在作为比较的阀(全部打开-部分打开)中，压力感应件54决不做不必要的移动，从而，使压力感应件54和控制阀CV的耐用性提高。

(5)车辆空调被安装在汽车狭窄的发动机室中，于是对压缩机的形状和尺寸都有限制。这样，对控制阀CV和螺线管部分60的形状和尺寸有限制。安装在汽车上的电池被用作螺线管部分60的能源，汽车电池的电压在12到24V的范围内可调。

在以上所述的作为比较的阀中，如果能够通过螺线管部分60增加最大的电磁力F，以扩大设定压差的变化范围，就需要增加线圈67的尺寸或使用高的电压，而这是不可能的，这是因为这需要对压缩机周围的装置进行大范围的改动。换句话说，在汽车空调使用的压缩机的控制阀CV中，当一个电磁驱动器装置用作外部控制装置时，最合适的扩大压差变化范围的方法是如本实施例所述，即不需要增加控制阀CV尺寸或增高电压。

(6)压力感应件推动弹簧50，使得压力感应件54承受一个从P1压力腔55指向P2压力腔56的力。即，由压力感应件推动弹簧产生的对压力感应件54的作用力的方向与两点之间的压差ΔPd产生的作用力的方向一致。于是，当线圈67不通电时，压力感应件54由两点之间的压差ΔPd产生的作用力被压向压力感应件调节部分49。

(7)通过所谓输入侧的控制，其改变供气通道28的开口量，控制阀CV改变曲柄腔5的压力。与改变排气通道27的开口量的所谓输出侧的控制比较，所述的输入侧的控制由于使用了高压，能够非常快的改变曲柄腔5的压力，即改变压缩机的排量。所述的输入侧的控制提高了空调性能。

(8)第一和第二压力检测点P1和P2设置在压缩机的排气腔22和冷凝器31之间的制冷回路上。于是，能够防止在获得靠两点之间的压差ΔPd的压缩机排量的信息产生的干扰，对膨胀阀32的工作影响。

在不超出本发明目的范围内，对本发明可以作出改进。

显然，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神实质的范围内，本发明可以有其它的许多具体形式。特别是，本发明可以有以下的形式。

第一压力检测点P1可以位于蒸发器33和吸气腔21之间的吸气压力区域内，第二压力检测点P2可以位于同一压力区域的第一压力检测点P1的下游。这个实施例的优点类似于以上所述的实施例的优点。

第一压力检测点P1可以位于排气腔22和冷凝器31之间的排气压力区域内，第二压力检测点P2也可以位于蒸发器33和吸气腔21之间的吸气压力区域内。

排气压力区域能够位于排气腔22和冷凝器31之间，第二压力检测点P2可能位于曲柄腔5内。相反地，第一压力检测点P1可以位于曲柄腔5内，第二压力检测点P2也可以位于蒸发器33和吸气腔21之间的吸气压力区域内。也就是，压力检测点P1和P2可以形成一个顺序制冷回路，该制冷回路是制冷循环回路(外部制冷回路30(蒸发器33)→吸气腔21→缸孔1a→排气腔22→外部制冷回路30(冷凝器31))中的主要回路。更具体地说，高压区域和/或低压区域的顺序并不受限制，但是必须形成实行排量控制的制冷回路(供气通道28→曲柄腔5→排气通道27)的中间压力区域。

控制阀CV可以是所述的输出侧控制阀，该阀通过调节排气通道27、而不是调节供气通道28而调节曲柄腔压力Pc。

当螺线管部分60的电磁力F增加时，控制阀CV的开口量增加。即，当电磁力增加时，设定的压差增加。

阀体推动弹簧66被安装在阀腔46中，而不是安装在螺线管腔63中。

本发明可以应用在不稳定的变排量压缩机的控制器中。

一个带离合器机构、如电磁离合器的装置可以被用作能量传递机构PT。当发动机的负载大时，如汽车加速时，发动机所有可以利用的能量都需要被使用，以使汽车行驶。在这种情况下，为了减少发动机负载，压缩机的排量应该减少。这就预示着需要一个压缩机排量限制控制程序。通过减少压缩机的排量来执行排量限制控制程序所产生的振动要比脱开电磁离合器来执行排量限制控制程序产生的振动小，也就时说对乘客的干扰小。于是，即使压缩机有离合器，排量限制控制程序最好通过减少压缩机排量的方法来执行。因为开口量大小可以超过一半的开口量，即减少了压缩机的排量，所以本发明的控制阀CV适用于带离合器的压缩机。

以上所举的例子及所述实施例仅仅作为对本发明的解释，本发明并不仅仅局限于以上所述的细节，在所附的权利要求同等的范围内可以对本发明作出各种改动。

Claims (6)

1.一种变量压缩机中使用的控制阀，其中，压缩机从外部的制冷回路中吸入制冷剂并进行压缩，然后再把压缩了的制冷剂排放到外部制冷回路中，其中，受吸气压力影响的一个区域通过排气通道(27)连接到曲柄腔(5)，受排气压力影响的一个区域通过供气通道(28)连接到曲柄腔，从而调节曲柄腔(5)的压力，压缩机的排量根据曲柄腔的压力而改变，其中，阀腔(46)在阀壳(45)内形成并构成了供气通道(28)或排气通道(27)的一部分，阀体(43)安装在阀腔(46)中并可在阀腔内移动，以调节供气通道或排气通道的开口量，阀体(43)利用第一推压件(66)被推向第一限位件(68)，压力感应件(54)可移动地设置在阀壳(45)内形成的压力感应腔(48)中，压力感应件(54)通过第二推压件(50)被压向第二限位件(49)并将压力感应腔分为第一压力腔(55)和第二压力腔(56)，两个压力检测点(P1，P2)位于外部制冷回路中，两个压力检测点之间的压差代表着压缩机的排量，第一压力检测点(P1)位于高压区内，第二压力检测点(P2)位于低压区内，第一压力腔(55)受第一压力检测点(P1)的压力的影响，第二压力腔(56)受第二压力检测点的压力的影响，控制阀包括控制件(60)，控制件(60)克服第一推压件(66)和第二推压件(50)的力而推动阀体(43)，加到阀体(43)上的力由外部控制，从而改变设定的压差，控制阀的特征在于：

压力感应件(54)独立于阀体(43)而单独形成，可以有选择地与阀体(43)分开或接合，当压力感应件(54)根据第一和第二压力腔(55，56)之间的压差移动时，压力感应件(54)的移动影响阀体(43)的位置，从而压缩机排量改变，以减少第一和第二压力腔(55，56)之间的压差幅度。

2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：每个第一推压件和第二推压件都包括一根压缩弹簧，第一推压件的弹性系数小于第二推压件的弹性系数。

3.根据权利要求1或2所述的控制阀，其特征在于：第一推压件将压力感应件推离第一压力腔，并推向第二压力腔。

4.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：阀腔构成供气通道的一部分。

5.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于：控制件包括一个电磁驱动器，在该电磁驱动器中产生的施加到阀体上的力通过外部电流控制可以变化。

6.根据权利要求5所述的控制阀，其特征在于：电磁驱动器是电磁螺线管，其根据从外部来的能量信号对阀体施加力。

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