DE10257447A1

DE10257447A1 - Durchflussratenerfassungsvorrichtung und Verdrängungsvorrichtung für einen Verdichter mit veränderlicher Verdrängung

Info

Publication number: DE10257447A1
Application number: DE2002157447
Authority: DE
Inventors: Satoshi Umemura; Tatsuya Hirose; Ryo Matsubara; Yuji Hashimoto; Hiroyuki Yoshida
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2003176779A; DE10257447B4; JP4055410B2

Abstract

Eine Durchflussratenerfassungsvorrichtung erfasst eine Durchflussrate eines Fluids zwischen zwei Drucküberwachungspunkten in einem Durchgang. Der Durchgang hat eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Fluids. Die Durchflussratenerfassungsvorrichtung hat eine Drossel und eine Druckdifferentialerfassungsvorrichtung. Die Drossel ist in dem Durchgang angeordnet. Die Drossel hat ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes. Die Querschnittsfläche wird durch Verändern eines elastischen Verformungsbetrags des Drosselventils gemäß einer Veränderung der Durchflussrate des Fluids eingestellt. Die Druckdifferentialerfassungsvorrichtung erfasst das Druckdifferential zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang. Die zwei Drucküberwachungspunkte sind an verschiedenen Seiten voneinander relativ zu der Drossel angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchflussratenerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Durchflussrate eines Fluids und insbesondere eine Verdrängungssteuerungsvorrichtung zum Steuern einer Verdrängung eines Verdichters mit variabler Verdrängung auf der Grundlage einer Durchflussrate eines Kühlmittels.

Die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001- 107854 offenbart eine Verdrängungssteuerungsvorrichtung für einen Verdichter mit variabler Verdrängung. Die Verdrängungssteuerungsvorrichtung hat eine feststehende Drossel in einem Kühlmitteldurchgang in einem Kühlmittelkreislauf und ein Steuerventil, das einen Öffnungsgrad eines Ventilkörpers zum Variieren einer Verdrängung des Verdichters variiert.

Das Steuerventil hat ein Drucksensorelement zum mechanischen Erfassen eines Druckdifferentials zwischen beiden Seiten der feststehenden Drossel in dem Kühlmitteldurchgang und ein elektromagnetisches Stellglied. Das Drucksensorelement bewegt sich gemäß einer Veränderung des Druckdifferentials zwischen beiden Seiten der feststehenden Drossel. Dadurch betreibt das Drucksensorelement den Ventilkörper so, dass die Verdrängung des Verdichters variiert wird, um die Veränderung des Druckdifferentials aufzuheben. Das elektromagnetische Stellglied variiert eine Größe einer Kraft heteronom, die auf den Ventilkörper aufgebracht wird, um ein Zieldruckdifferential zwischen beiden Seiten der feststehenden Drossel zum Positionieren des Ventilkörpers durch das Drucksensorelement einzustellen.

Das Druckdifferential wird in einer Durchflussrate eines Kühlmittels wiedergespiegelt. Wenn sich die Durchflussrate des Kühlmittels erhöht, wird das Druckdifferential groß. Wenn die Durchflussrate des Kühlmittels sich verringert, wird das Druckdifferential klein. Wenn daher beispielsweise das elektromagnetische Stellglied so gesetzt wird, dass ein Zieldruckdifferential groß wird, wird clie Verdrängung des Verdichters selbständig beziehungsweise unabhängig durch das Drucksensorelement so gesteuert, dass eine große Durchflussrate des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf aufrecht erhalten wird. Wenn dagegen das elektromagnetische Stellglied so gesetzt ist, dass das Zieldruckdifferential klein wird, wird die Verdrängung des Verdichters selbständig beziehungsweise unabhängig durch das Drucksensorelement so gesteuert, dass eine kleine Durchflussrate des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf aufrecht erhalten wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik wird jedoch als eine Drossel zum Erfassen der Durchflussrate des Kühlmittels eine feststehende Drossel angenommen. Eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Kühlmittels oder ein Drosseldurchmesser der feststehenden Drossel ist konstant. Daher ist die Steuerbarkeit der Verdrängung des Verdichters bei einer geringen Durchflussrate des Kühlmittels nicht sonderlich kompatibel mit der Beschränkung des Druckverlustes des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf bei der hohen Durchflussrate des Kühlmittels.

Das heißt, dass wenn beispielsweise die Querschnittsfläche der feststehenden Drossel relativ groß ist, das Druckdifferential zwischen beiden Seiten der feststehenden Drossel bei der geringen Durchflussrate des Kühlmittels nicht geeignet differenziert wird. Dadurch wird die Veränderung des Druckdifferentials zu der Veränderung der Durchflussrate des Kühlmittels klein. Wenn daher das Zieldruckdifferential bei der geringen Durchflussrate des Kühlmittels variiert wird, erfordert die Kraft des elektromagnetischen Stellglieds, die auf den Ventilkörper aufgebracht wird, eine feine Veränderung. Dadurch verschlechtert sich die Steuerbarkeit der Verdrängung des Verdichters.

Wenn dagegen die Querschnittsfläche der feststehenden Drossel relativ klein ist, wird der Druckverlust des Kühlmittels bei der großen Durchflussrate des Kühlmittels aufgrund der feststehenden Drossel extrem groß. Daher verschlechtert sich die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Durchflussratenerfassungsvorrichtung und eine Verdrängungssteuerungsvorrichtung für einen Verdichter mitvariabler Verdrängung gerichtet, wobei eine Unterscheidung des. Druckdifferentials zwischen beiden Seiten einer Drossel bei einer geringen Durchflussrate eines Kühlmittels in hohem Maße mit einer Beschränkung des Druckverlusts des Kühlmittels bei einer großen Durchflussrate des Kühlmittels vereinbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst eine Durchflussratenerfassungsvorrichtung eine Durchflussrate eines Fluids zwischen zwei Drucküberwachungspunkten in einem Durchgang. Der Durchgang hat eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Fluids. Die Durchflussratenerfassungsvorrichtung hat eine Drossel und eine Druckdifferentialerfassungseinrichtung. Die Drossel ist in dem Durchgang angeordnet. Die Drossel hat ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes. Die Querschnittsfläche wird durch Variieren eines Betrags einer elastischen Verformung des Drosselventils gemäß einer Veränderung der Durchflussrate des Fluids eingestellt. Die Druckdifferentialerfassungseinrichtung erfasst das Druckdifferential zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang. Die zwei Drucküberwachungspunkte sind an verschiedenen Seiten voneinander relativ zu der Drossel angeordnet.

Des weiteren hat die vorliegende Erfindung das folgende Merkmal. Eine Verdrängungssteuerungsvorrichtung steuert eine Ausstoßmenge eines Kühlmittels in einem Durchgang in einem Kühlmittelkreislauf eines Verdichters mit variabler Verdrängung. Der Durchgang hat zwei Drucküberwachungspunkte und eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Kühlmittels. Der Verdichter bildet einen Kühlmittelkreislauf für eine Klimaanlage. Die Verdrängungssteuerungsvorrichtung hat eine Drossel, eine Druckdifferentialerfassungseinrichtung, einen Verdichterregler und eine Zieldruckdifferentialeinstellvorrichtung. Die Drossel ist in dem Durchgang angeordnet. Die Drossel hat ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes. Die Querschnittsfläche wird durch Variieren eines elastischen Verformungsbetrags des Drosselventils gemäß einer Veränderung der Durchflussrate des Kühlmittels eingestellt. Die Druckdifferentialerfassungseinrichtung erfasst das Druckdifferential zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang. Die zwei Drucküberwachungspunkte sind an verschiedenen Seiten zueinander relativ zu der Drossel angeordnet. Der Verdichterregler regelt beziehungsweise steuert die Ausstoßmenge des Kühlmittels in dem Verdichter, um die Veränderung des Druckdifferentials auf der Grundlage der Änderung des Druckdifferentials aufzuheben, das durch die Druckdifferentialerfassungseinrichtung erfasst wird. Die Zieldruckdifferentialeinstellvorrichtung variiert ein Zieldruckdifferential.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neu gehalten werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen vorgestellt. Die Erfindung gemeinsam mit der Aufgabe und ihren Vorteilen kann am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht, die einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine teilweise vergrößerte Längsschnittansicht, die ein Steuerventil CV, ein Rückschlagventil und eine Drossel gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 ist eine Grafik, die eine Charakteristik einer Durchflussrate eines Kühlmittels zu einem Druckdifferential zwischen zwei Punkten gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Drossel darstellt, die entlang der Linie I-I in Fig. 1 vorgenommen ist.
Fig. 5A ist eine Querschnittsansicht, die eine Drossel gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 5B ist Längsschnittansicht, die die Drossel in Fig. 5A darstellt;
Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht, die eine Drossel gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Drossel gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8A ist eine Längsschnittsansicht, die eine Drossel gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8B ist eine Querschnittsansicht, die die Drossel in Fig. 5A darstellt;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Drossel gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10A ist eine Längsschnittansicht, die eine Drossel gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 10B ist eine perspektivische Ansicht, die eine Drossel in Fig. 10A darstellt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nimmt eine Verdrängungssteuerungsvorrichtung eines Taumelscheibenverdichters mit variabler Verdrängung zur Verwendung bei einer Fahrzeugklimaanlage an.
Der Taumelscheibenverdichter mit variabler Verdrängung (im Folgenden als Verdichter bezeichnet) wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Es ist anzumerken, dass eine linke Seite von Fig. 1 eine vordere Seite und eine rechte Seite davon eine Rückseite ist. Der Verdichter hat ein Gehäuse 11, um eine Kurbelkammer 12 zu definieren. Eine Antriebswelle 13 ist für eine Rotation in der Kurbelkammer 12 durch das Gehäuse 11 gestützt. Die Antriebswelle 13 ist betriebsfähig mit einem Verbrennungsmotor E, der als eine Antriebsquelle für ein Fahrzeug dient, über einen Leistungsübertragungsmechanismus PT verbunden, um eine Leistung von dem Verbrennungsmotor E aufzunehmen.
Unter weitergehender Bezugnahme auf Fig. 1 verbindet der Leistungsübertragungsmechanismus PT der kupplungslosen Bauart durchgehend die Antriebswelle 13 mit dem Verbrennungsmotor E. Beispielsweise wird ein Riemen und eine Riemenscheibe zum Übertragen der Leistung verwendet.
Eine Schleppplatte 14 ist fest an der Antriebswelle 13 montiert, um sich einstückig in der Kurbelkammer 12 zu drehen. Eine Taumelscheibe 15 ist durch die Antriebswelle 13 gestützt, um in der Lage zu sein, zu gleiten und sich relativ zu einer Achse der Antriebswelle 13 in der Kurbelkammer 12 zu neigen. Ein Gelenkmechanismus 16 ist zwischen die Schleppplatte 14 und die Taumelscheibe 15 zwischengesetzt. Somit dreht sich die Taumelscheibe 15 synchron mit der Schleppplatte 14 und der Antriebswelle 13 durch den Gelenkmechanismus 16, während eine Neigung relativ zu der Achse der Antriebswelle 13 gestattet wird.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 11a ist in dem Gehäuse 11 ausgebildet, obwohl nur eine Zylinderbohrung in Fig. 1 dargestellt ist. Ein einseitig wirkender Kolben 17 ist aufgenommen, um sich in einem jeden von den Zylinderbohrungen 11a hin- und herzubewegen. Der Kolben 17 steht im Eingriff mit dem äußeren Umfang der Taumelscheibe 15 durch ein Paar Gleitstücke 18. Somit wird eine Drehbewegung der Antriebswelle 13 in eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 17 durch die Taumelscheibe 15 und die Gleitstücke 18 umgewandelt.
Eine Ventilplattenbaugruppe 19 ist mit dem Gehäuse 11 an der Rückseite der Zylinderbohrungen 11a vorgesehen (oder an der rechten Seite von Fig. 1). Eine Verdichtungskammer 20 ist in jeder Zylinderbohrung 11a zwischen dem Kolben 20 und der Ventilplattenbaugruppe 19 definiert. Eine Ansaugkammer 21 und eine Ausstoßkammer 22 sind an der Rückseite der Ventilplattenbaugruppe 19 in dem Gehäuse 11 definiert.
Wenn sich der Kolben 17 von einem oberen Totpunkt in Richtung eines unteren Totpunkts bewegt, wird ein Kühlmittelgas, wie zum Beispiel R134a, in der Ansaugkammer 21 in die damit verknüpfte Verdichtungskammer 20 durch den entsprechenden Ansauganschluss 23 angesaugt, der an der Ventilplattenbaugruppe 19 ausgebildet ist, während es das entsprechende Ansaugventil 24 wegschiebt, das ebenso an der Ventilplattenbaugruppe 19 ausgebildet ist. Wenn sich andererseits der Kolben 17 von dem unteren Totpunkt in Richtung auf den oberen Totpunkt bewegt, wird das in die Verdichtungskammer 20 gezogene Kühlmittelgas auf einen vorbestimmten Druckwert verdichtet. Das Kühlmittelgas, das in der Verdichtungskammer 20 verdichtet ist, wird zu der Ausstoßkammer 22 durch den entsprechenden Ausstoßanschluss 25 ausgestoßen, der an der Ventilplattenbaugruppe 19 ausgebildet ist, während es das entsprechende Ausstoßventil 26 wegschiebt, das ebenso an der Ventilplattenbaugruppe 19 ausgebildet ist.
Ein Verdrängungsveränderungsaufbau zur Verwendung bei dem Verdichter wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Ein Auslaufdurchgang 27 und ein Zufuhrdurchgang 28 sind in dem Gehäuse 11 ausgebildet. Der Auslaufdurchgang 27 verbindet die Kurbelkammer 12 mit der Ansaugkammer 21. Der Zufuhrdurchgang verbindet die Ausstoßkammer 22 mit der Kurbelkammer 12 durch ein Steuerventil CV in dem Gehäuse 11. Das Steuerventil CV hat eine Druckdifferentialerfassungseinrichtung, einen Verdichtungsregler und eine Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung.
Durch Einstellen eines Öffnungsgrades des Steuerventils CV strömt das Kühlmittelgas in der Ausstoßkammer 22 in die Kurbelkammer 12 durch den Zufuhrdurchgang 28. Gleichzeitig strömt das Kühlmittelgas in der Kurbelkammer 12 in die Ansaugkammer 21 durch den Auslaufdurchgang 27. Das heißt, dass der Druck in der Kurbelkammer 12 sich gemäß dem Betrag des Kühlmittelgases, das in die Kurbelkammer 12 und aus dieser hinaus strömt, verändert. Das Druckdifferential zwischen der Kurbelkammer 12 und den Zylinderbohrungen 11a, das auf die Kolben 17 aufgebracht wird, verändert sich gemäß dem Druck in der Kurbelkammer 12. Zu diesem Zeitpunkt werden eine Hublänge des Kolbens 17 und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 verändert. Demgemäß wird eine Verdrängung des Verdichters eingestellt.
Wenn sich beispielsweise der Druck in der Kurbelkammer 12 verringert, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 relativ zu einer Ebene senkrecht zu der Achse der Antriebswelle 13 vergrößert. Dadurch wird die Verdrängung des Verdichters vergrößert. Wie durch eine Zweipunkt-Linie in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein maximaler Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 durch den Kontakt zwischen der Taumelscheibe 15 und der Schleppplatte 14 reguliert. Wenn andererseits der Druck in der Kurbelkammer 12 sich vergrößert, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 verringert. Dadurch wird die Verdrängung des Verdichters verringert. Wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 1 angedeutet ist, wird ein minimaler Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 durch eine Feder 29 reguliert, die an der Antriebswelle 13 montiert ist. Der minimale Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 ist so gesetzt, dass er nicht Null beträgt.
Ein Kühlmittelkreislauf (oder ein Kühlkreis) zur Verwendung bei einer Fahrzeugklimaanlage wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben. Der Kühlmittelkreislauf hat den vorstehend genannten Verdichter und einen externen Kühlmittelkreislauf 30. Der externe Kühlmittelkreislauf 30 hat einen Kondensator 31, ein Expansionsventil 32 und einen Verdampfer 33. Der Verdichter ist mit dem Kondensator 31 durch ein Rohr verbunden. In dem Gehäuse 11 des Verdichters ist ein Ausstoßdurchgang 34 zum Verbinden der Ausstoßkammer 22 mit dem Rohr ausgebildet. Der Ausstoßdurchgang 34 hat ein Einbauloch 34a an der Seite der Ausstoßkammer 22 und ein Aufnahmeloch 34b an der Seite des Kondensators 31. Das Einbauloch 34a und das Aufnahmeloch 34b sind so ausgebildet, dass der Innendurchmesser des Einbaulochs 34a kleiner als derjenige des Aufnahmelochs 34b ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist ein Rückschlagventil 35 in dem Aufnahmeloch 34b des Ausstoßdurchgangs 34 aufgenommen. Das Rückschlagventil 35 hat eine zylindrische Einfassung 36, einen Ventilkörper 37 und eine Feder 38. In der Einfassung 36 sind ein Ventilloch 36a, ein Ventil 36b und ein Verbindungsloch 36c ausgebildet. Der Ventilkörper 37 ist in der Einfassung 36 aufgenommen, um in der Lage zu sein, den Ventilsitz 36b zu berühren. Die Feder 38 ist ebenso in der Einfassung 36 aufgenommen, während sie den Ventilkörper 37 gegen den Ventilsitz 36a vorspannt. Ein Flansch 36d der Einfassung 36, der an dem linken Ende der Einfassung 36 positioniert ist, die in Fig. 2 gezeigt wird, ist in das Einbauloch 34a des Ausstoßdurchgangs 34 pressgepasst.
Unter weitergehender Bezugnahme auf Fig. 2 bilden das Ventilloch 36a des Rückschlagventils 35, ein Raum in der Einfassung 36 und das Verbindungsloch 36c einen Teil des Ausstoßdurchgangs 34. Die Last, die auf der Grundlage des Druckdifferentials zwischen dem Druck an der Seite der Ausstoßkammer 22 in der Einfassung 36, der auf eine Abdichtungsfläche 37a aufgebracht wird, die zu dem Ventilsitz 36b weist, und dem Druck erzeugt wird, der auf eine Rückseite der Abdichtungsfläche 37a an der Seite des Kondensators 31 in der Einfassung 36 aufgebracht wird, sowie eine Vorspannkraft einer Feder 38 werden auf den Ventilkörper 37 aufgebracht. Der Ventilkörper 37 ist relativ zu dem Ventilsitz 36b gemäß dem Gleichgewicht zwischen der Last und der Vorspannkraft positioniert. Wenn beispielsweise der Druck an der Seite der Ausstoßkammer 22 in der Einfassung 36 relativ hoch ist, öffnet der Ventilkörper 37 das Ventilloch 36a, wobei dadurch eine Kühlmittelzirkulation durch den externen Kühlmittelkreislauf 30 gestattet wird. Wenn dagegen die Verdrängung des Verdichters im Wesentlichen minimal ist und wenn der Druck an der Seite der Ausstoßkammer 22 in der Einfassung 36 relativ niedrig ist, schließt der Ventilkörper 37 das Ventilloch 36a, wobei dadurch die Kühlmittelzirkulation durch den externen Kühlmittelkreislauf 30 blockiert wird.
Das Rückschlagventil 35 verhindert hauptsächlich, dass das Kühlmittel zurückströmt oder von der Seite des Kondensators 31 zu der Seite der Ausstoßkammer 22 in dem externen Kühlmittelkreislauf 30 strömt. Da jedoch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Leistungsübertragungsmechanismus PT der kupplungslosen Bauart durchgehend die Antriebswelle 13 mit dem Verbrennungsmotor E verbindet, öffnet und schließt das Rückschlagventil 35 den Kühlmittelschaltkreis auch gemäß der Verdrängung des Verdichters.
In der Ausstoßkammer 22 ist ein erster Überwachungspunkt P1 angeordnet. Ein zweiter Überwachungspunkt P2 ist an der Seite des Kondensators 31 oder stromabwärts relativ zu dem ersten Überwachungspunkt P1 in dem externen Kühlmittelkreislauf 30 angeordnet, um einen vorbestimmten Abstand zwischen dem ersten Überwachungspunkt P1 und dem zweiten Überwachungspunkt P2 zu haben, und liegt ebenso stromaufwärts relativ zu der Öffnungs- und Schließposition des Ventilkörpers 37 in dem Ausstoßdurchgang 34. Anders gesagt sind sowohl der erste Überwachungspunkt P1 als auch der zweite Überwachungspunkt P2 in einem Ausstoßdruckbereich des Kühlmittelkreislaufs angeordnet.
Eine Drossel 50 ist zwischen dem ersten Überwachungspunkt P1 und dem zweiten Überwachungspunkt P2 in dem Ausstoßdurchgang 34 zwischengesetzt. Daher ist das Druckdifferential ΔPd zwischen dem Druck PdH an dem ersten Überwachungspunkt P1 und der Druck PdL an dem zweiten Überwachungspunkt P2, der durch die Drossel 50 aufgebracht wird, auf einer Durchflussrate Q des ausgestoßenen Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf basiert. Der erste Überwachungspunkt P1 steht in Verbindung mit dem Steuerventil CV durch einen ersten Druckerfassungsdurchgang 39. Der zweite Überwachungspunkt P2 steht mit dem Steuerventil CV durch einen zweiten Druckerfassungsdurchgang 40 in Verbindung.
Das Steuerventil CV wird nachstehend genau unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Das Steuerventil CV hat einen Ventilkörper 41, einen Drucksensormechanismus 42 und ein elektromagnetisches Stellglied 43 in dem Ventilgehäuse 44. Der Ventilkörper 41 funktioniert als der Verdichterregler zum Einstellen eines Öffnungsgrads des Zufuhrdurchgangs 28. Der Drucksensormechanismus 42 ist betriebsfähig mit der Oberseite des Ventilkörpers 41 verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, um als eine Druckdifferentialerfassungseinrichtung zu dienen. Das elektromagnetische Stellglied 43 ist betriebsfähig mit der Unterseite des Ventilkörpers 41 verbunden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, um als die Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung zu dienen. In dem Ventilgehäuse 44 ist ein Ventilloch 44a zum Bilden eines Teils des Zufuhrdurchgangs 28 ausgebildet. Ebenso bildet das Ventilgehäuse 44 einen Ventilsitz 44b daran an einem Öffnungsende des Ventillochs 44a aus. Wenn sich der Ventilkörper 41 in Fig. 2 nach unten bewegt und den Ventilsitz 44b verlässt, vergrößert sich ein Öffnungsgrad des Ventillochs 44a. Wenn sich dagegen der Ventilkörper 41 nach oben in Fig. 2 bewegt und den Ventilsitz 44b erreicht, verringert sich der Öffnungsgrad des Ventillochs 44a.
Der Drucksensormechanismus 42 hat eine Drucksensorkammer 42a, die nach oben in dem Ventilgehäuse 44 ausgebildet ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, und einen Balg 421, der als ein Drucksensorelement dient, der in der Drucksensorkammer 42a aufgenommen ist. In der Drucksensorkammer 42a wird der Druck PdH an dem ersten Drucküberwachungspunkt P1 in den Innenraum des Balgs 42b durch den ersten Druckerfassungsdurchgang 39 eingeführt. In der Drucksensorkammer 42a wird der Druck PdL an dem zweiten Drucküberwachungspunkt P2 dem Außenbereich des Balgs 42b durch den zweiten Druckerfassungsdurchgang 42 eingeführt.
Das elektromagnetische Stellglied 43 hat einen stationären Kern 43a, einen bewegbaren Kern 43b und eine Spule 43c. Der Ventilkörper 41 ist betriebsfähig mit dem bewegbaren Kern 43b verbunden. Ein Antriebsschaltkreis 72 führt der Spule 43c Elektrizität gemäß einer Kühllast auf der Grundlage einer Anweisung einer Klimaanlagen-ECU 71 als ein Regelungscomputer beziehungsweise Steuerungscomputer zu. Eine elektromagnetische Kraft wird zwischen dem feststehenden Kern 43a und dem bewegbaren Kern 43b gemäß der Größe der Elektrizität erzeugt, die von dem Antriebsschaltkreis 72 der Spule 43c zugeführt wird. Dadurch wird der bewegbare Kern 43b zu dem stationären Kern 43a angezogen. Somit wird die elektromagnetische Kraft auf den Ventilkörper 41 durch den bewegbaren Kern 43b übertragen. Die Größe der Elektrizität, die der Spule 43c zugeführt wird, wird durch Einstellen einer auf die Spule 43c aufgebrachten Spannung gesteuert. Eine Pulsbreitenmodulationssteuerung oder eine PBM- Steuerung wird angenommen, um die aufgebrachte Spannung einzustellen.
Ein charakteristischer Betrieb des vorstehend beschriebenen Steuerventils CV wird nachstehend beschrieben.
Wenn zunächst die Elektrizität der Spule 43c nicht zugeführt wird oder wenn ein Einschaltdauerverhältnis Dt im Wesentlichen 0% beträgt, ist der Ventilkörper 41 an der am weitesten unten liegenden Position, die in Fig. 2 gezeigt ist, durch eine nach unten vorspannende Kraft auf der Grundlage einer Elastizität des Balgs 42b angeordnet. Dadurch wird der Öffnungsgrad des Ventillochs 44a ein maximaler Öffnungsgrad. Daher wird der Druck in der Kurbelkammer 12 ebenso ein maximaler Wert des Drucks in der Kurbelkammer 12 unter dieser Bedingung. Das Druckdifferential zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 12 und dem Druck in den Verdichtungskammern 20, der auf die Kolben 17 aufgebracht wird, ist relativ groß. Zu diesem Zeitpunkt wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 ein minimaler Neigungswinkel relativ zu der Ebene senkrecht zu einer Achse der Antriebswelle 13. Das heißt, dass die Verdrängung des Verdichters ein minimaler Wert wird.
Da zu diesem Zeitpunkt der Ausstoßdruck gesenkt ist, neigt das Rückschlagventil 35 dazu, geschlossen zu werden. Wenn das Rückschlagventil 35 geschlossen ist, wird die Kühlmittelzirkulation durch den externen Kühlmittelkreislauf 30 angehalten. Auch wenn daher die Kühlmittelverdichtung des Verdichters fortgesetzt wird, wird eine Klimatisierung nicht durchgeführt.
Wenn zweitens eine Elektrizität der Spule 43c in dem Steuerventil CV zugeführt wird, wenn anders gesagt das Einschaltdauerverhältnis Dt größer als das minimale Einschaltdauerverhältnis Dt(min) oder 0% in einem variablen Bereich des Einschaltdauerverhältnisses Dt ist, wird eine nach oben weisende elektromagnetische Kraft auf den bewegbaren Kern 43b aufgebracht, um den Ventilkörper 41 zu betätigen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Presskraft, die auf der Grundlage des Druckdifferentials ΔPd erzeugt wird, auf den Balg 42b zum Betätigen des Ventilkörpers 41 nach unten aufgebracht. Ebenso spannt eine Vorspannkraft, die auf der Grundlage der Elastizität des Balgs 42b erzeugt wird, den Ventilkörper 41 nach unten vor. Der Ventilkörper 41 ist auf der Grundlage des Gleichgewichts zwischen der nach oben weisenden Kraft und der nach unten weisenden Kraft positioniert.
Wenn beispielsweise die Drehzahl des Verbrennungsmotors E sich verringert und sich die Durchflussrate des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf verringert, verringert sich die Presskraft des Balgs 42b auf den Ventilkörper 41, die auf der Grundlage des Druckdifferentials ΔPd erzeugt wird. Daher bewegt sich der Ventilkörper 41 in Fig. 2 nach oben. Dadurch verringert sich der Öffnungsgrad des Ventillochs 41a und neigt der Druck in der Kurbelkammer 12 dazu, abgesenkt zu werden. Zu diesem Zeitpunkt vergrößert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 und vergrößert sich die Verdrängung des Verdichters. Wenn sich die Verdrängung des Verdichters vergrößert, vergrößert sich ebenso die Durchflussrate des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf und vergrößert sich das Druckdifferential ΔPd.
Wenn dagegen die Drehzahl des Verbrennungsmotors E sich erhöht und die Durchflussrate Q des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf sich erhöht, erhöht sich die Presskraft des Balgs 42b auf den Ventilkörper 41, die auf der Grundlage des Druckdifferentials ΔPd erzeugt wird. Daher bewegt sich der Ventilkörper 41 nach unten in Fig. 2. Dadurch vergrößert sich der Öffnungsgrad des Ventillochs 44a und neigt der Druck in der Kurbelkammer 12 zum Ansteigen. Zu diesem Zeitpunkt verringert sich der Neigungswinkel der Taumelscheibe 15 und verringert sich die Verdrängung des Verdichters. Wenn sich die Verdrängung des Verdichters verringert, verringert sich ebenso die Durchflussrate Q des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf und verringert sich das Druckdifferential ΔPd.
Wenn ebenso beispielsweise die elektromagnetische Kraft, die auf den Ventilkörper 41 aufgebracht wird, durch Erhöhen des Einschaltdauerverhältnisses Dt der der Spule 43c zugeführten Elektrizität erhöht wird, bewegt sich der Ventilkörper 41 nach oben in Fig. 2 und verringert sich der Öffnungsgrad des Ventillochs 44a. Dadurch erhöht sich clie Verdrängung des Verdichters. Somit steigt die Durchflussrate Q des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf an und steigt ebenso das Druckdifferential ΔPd an.
Wenn dagegen die elektromagnetische Kraft, die auf den Ventilkörper 41 aufgebracht ist, durch Verringern des Einschaltdauerverhältnisses Dt der Elektrizität, die auf die Spule 43c aufgebracht ist, verringert wird, bewegt sich der Ventilkörper 41 in Fig. 2 nach unten und vergrößert sich der Öffnungsgrad des Ventillochs 44a. Dadurch verringert sich die Verdrängung des Verdichters. Somit verringert sich die Durchflussrate Q des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf und verringert sich das Druckdifferential ΔPd ebenso.
Das heißt, dass der Drucksensormechanismus 42 autonom beziehungsweise unabhängig den Ventilkörper 41 gemäß der Veränderung des Druckdifferentials ΔPd derart positioniert, dass das Steuerventil CV ein Zieldruckdifferential aufrecht erhält, das durch das Einschaltdauerverhältnis Dt der Elektrizität, die der Spule 43c zugeführt wird, oder das Zieldruckdifferential ermitteln. Ebenso wird das Zieldruckdifferential heteronom durch Einstellen des Einschaltdauerverhältnisses Dt der der Spule 43c zugeführten Elektrizität variiert.
Eine Drossel 50 wird nun nachstehend genau beschrieben. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist, hat die Drossel 50 einen ringförmigen Flansch 50a und eine Vielzahl von Drosselventilen 50b. Jedes Drosselventil 50b hat die Gestalt eines Blattes und das Blatt des Drosselventils 50b erstreckt sich radial von dem inneren Umfang des Flanschs 50a in Richtung nach innen von der Drossel 50. Der Flansch 50a und das Drosselventil 50b sind einstückig durch Stanzen ausgebildet. Dadurch ist die Drossel 50 im Ganzen flach. In dem Einbauloch 34a des Ausstoßdurchgangs 34 ist eine Stufe beziehungsweise ein Absatz ausgebildet, so dass der Innendurchmesser der Seite der Ausstoßkammer 22 kleiner als derjenige der Seite des Rückschlagventils 35 ist. Eine Wandfläche des Absatzes, der nach außen von dem Verdichter oder der Seite des Rückschlagventils 35 weist, ist ein Eingriffsabschnitt 51. Die Drossel 50 ist fest an dem Flansch 50a zwischen dem Eingriffsabschnitt 51 und dem Flansch 36d des Rückschlagventils 35 schichtweise bedeckt, die zueinander weisen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Drossel 50 drei Drosselventile 50b. Jedes Drosselventil 50b hat einen viereckigen Abschnitt, der den Flansch 50a verbindet, und einen dreieckigen Abschnitt, der sich radial mit dem Inneren des viereckigen Abschnitts verbindet. Jedes Drosselventils 50b richtet seinen Schenkel (Vertex) des dreieckigen Abschnitts zu der Mitte des ringförmigen Flanschs 50a und ist mit gleichwinkligen Intervallen um die Mitte des ringförmigen Flanschs 50a angeordnet. Eine Öffnung 50c ist zwischen den entfernten Enden des Drosselventils 50b ausgebildet, die in einer Umfangsrichtung des Flanschs 50a aneinander angrenzend sind, und an der Mitte des ringförmigen Flanschs 50a, die durch das entfernte Ende des Drosselventils 50b umgeben sind. Die Öffnung 50c in der Gestalt eines Y funktioniert als ein Loch der Drossel 50 und verbindet durchgehend die Vorderseite und die Rückseite der Drossel 50 in dem Ausstoßdurchgang 34 zu jeder Zeit.
Das Drosselventil 50b ist dem Kühlmittel ausgesetzt, das in dem Ausstoßdurchgang 34 von der Ausstoßkammer 24 in Richtung auf das Rückschlagventil 35 strömt. Wenn das Drosselventil 50b die Energie des strömenden Kühlmittels aufnimmt, wird das Drosselventil 50b elastisch in Richtung auf die Seite des Rückschlagventils 35 derart verformt, dass ein Verbindungsabschnitt zwischen dem Flansch 50a und dem Drosselventil 50b als ein Hebel wirkt. Der Betrag der elastischen Verformung des Drosselventils 50b wird gemäß der Größe der Energie des strömenden Kühlmittels oder der Durchflussrate Q des Kühlmittels variiert. Eine Querschnittsfläche des Lochs der Drossel 50 zum Hindurchleiten des Kühlmittels wird gemäß dem Betrag der Verformung des Drosselventils 50b variiert. Das heißt, dass ein Grad der Beschränkung des Kühlmittels, das durch die Drossel 50 gedrosselt wird, variiert wird.
Wenn beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Durchflussrate Q des Kühlmittels sich vergrößert, vergrößert sich der Betrag der Verformung des Drosselventils 50b. Dadurch vergrößert sich die Querschnittsfläche des Lochs der Drossel 50.
Daher verringert sich unter einer großen Durchflussrate des Kühlmittels der Grad der Beschränkung des Kühlmittels, das durch die Drossel 50 gedrosselt wird. Dadurch wird ein Druckverhältnis des ersten Überwachungspunkts P1 zu dem zweiten Überwachungspunkt P2 gering. Wenn sich dagegen die Durchflussrate Q des Kühlmittels verringert, verringert sich der Betrag der Verformung des Drosselventils 50b. Dadurch verringert sich die Querschnittsfläche des Lochs der Drossel 50. Daher vergrößert sich unter einer geringen Durchflussrate des Kühlmittels der Grad der Beschränkung des Kühlmittels, das durch die Drossel 50 gedrosselt wird. Dadurch wird ein Druckverhältnis des ersten Überwachungspunkts P1 zu dem zweiten Überwachungspunkt P2 groß.
Wie durch eine Grafik in Fig. 3 angedeutet ist, deutet eine durchgezogene Linie eine Charakteristik der Durchflussrate des Kühlmittels zu dem Druckdifferential zwischen den zwei Punkten gemäß der Drossel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels an. In der Grafik deutet eine Zweipunkt-Strich-Linie eine Charakteristik der Durchflussrate des Kühlmittels zu dem Druckdifferential zwischen den zwei Punkten gemäß einer fixierten Drossel nach dem Stand der Technik zum Vergleich an. Es ist anzumerken, dass die Querschnittsfläche gemäß der fixierten Drossel nach dem Stand der Technik zum Vergleich gesetzt ist, so dass sie dem mittleren Wert in einem variablen Bereich der Querschnittsfläche gemäß der Drossel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels gleich ist.
Wenn die durchgezogene Linie gemäß der Drossel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der Zweipunkt-Linie gemäß der fixierten Drossel nach dem Stand der Technik in Fig. 3 verglichen wird, wird unter einer großen Durchflussrate des Kühlmittels das Verhältnis der Veränderung der Kühlmitteldurchflussrate Q zu der Veränderung des Druckdifferentials ΔPd zwischen den zwei Punkten gemäß der Drossel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels größer als dasjenige gemäß der fixierten Drossel nach dem Stand der Technik. Wenn daher das Kühlmittel durch die Drossel 50 strömt, wird der Druckverlust in dem Kühlmittelkreislauf verringert. Das hält die Leistungsfähigkeit der Klimaanlage davor ab, sich zu verschlechtern. Dagegen wird unter einer geringen Durchflussrate des Kühlmittels das Verhältnis der Veränderung der Kühlmitteldurchflussrate Q zu der Veränderung des Druckdifferentials ΔPd gemäß der Drossel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kleiner als dasjenige gemäß der feststehenden Drossel nach dem Stand der Technik. Wenn daher die Durchflussrate des Kühlmittels relativ klein ist und das Zieldruckdifferential variiert wird, benötigt die Kraft des elektromagnetischen Stellglieds 43, die auf den Ventilkörper 41 aufgebracht wird, keine feine Veränderung. Dadurch wird die Verdrängung des Verdichters ausreichend durch die Klimaanlagen- ECU 71 gesteuert.
Bei dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung werden die folgenden vorteilhaften Wirkungen erzielt.

1. Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Drossel 50, die die Querschnittsfläche gemäß der Kühlmitteldurchflussrate Q verändert, angenommen, um das Druckdifferential ΔPd zwischen den zwei Punkten zu erfassen. Daher ist die ausreichende Steuerbarkeit der Verdrängung des Verdichters unter einer geringen Durchflussrate des Kühlmittels in hohem Maße mit der Beschränkung des Druckverlustes des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf unter einer großen Durchflussrate des Kühlmittels vereinbar.
2. Das Drosselventil 50b der Drossel 50 liegt in der Gestalt eines Blattes vor. Das Drosselventil 50b in der Gestalt des Blattes ist elastisch. Daher wird im Vergleich mit einem Drosselventil der Schieberbauart, das ein weiteren Element erfordert, wie zum Beispiel eine Feder, die Anzahl von Teilen zum Bilden der Drossel 50 verringert und der Aufbau der Drossel 50 vereinfacht.
3. Die Drossel 50 im Ganzen ist flach. Die flache Drossel 50 ist hervorragend hinsichtlich der Effizienz zum Belegen eines Raums und trägt zu einem kompakten Verdichter bei.
4. Die Drossel 50 hat eine Vielzahl von Drosselventilen 50b. Auch wenn daher der Betrag der Verformung jedes Drosselventils 50b, das auf der Grundlage der Kühlmitteldurchflussrate Q verändert wird, relativ gering ist, ermöglicht eine Vielzahl von Drosselventilen 50b im Ganzen eine Vergrößerung der Querschnittsfläche. Dadurch wird ein Raum zum Gestatten der Verformung des Drosselventils 50b verringert und die Drossel 50, die hinsichtlich der Effizienz zum Belegen eines Raums hervorragend ist, erhalten.
5. Eine Vielzahl von Drosselventilen 50b wird einstückig ausgebildet. Daher wird die Drossel 50 einfach an dem Ausstoßdurchgang 34 eingebaut.
6. Die Drossel 50 ist fixiert zwischen dem Rückschlagventil 35, der an dem Gehäuse 11 angebracht ist, und dem Eingriffsabschnitt 51 des Gehäuses 11 schichtweise bedeckt. Anders gesagt wird die Drossel 50 in dem Ausstoßdurchgang 34 oder in dem Gehäuse 11 durch Einsetzen eines Teils des Rückschlagventils 35 gehalten. Daher wird beispielsweise im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Drossel 50 in dem Ausstoßdurchgang 34 ohne Verwenden des Rückschlagventils 35 gehalten wird, die Anzahl von Teilen verringert und der Aufbau der Drossel 50 vereinfacht.

Bei der vorliegenden Erfindung werden die folgenden alternativen Ausführungsbeispiele ebenso in die Praxis umgesetzt. Bei dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel verbindet der Leistungsübertragungsmechanismus Pt die Antriebswelle 13 durchgehend mit dem Verbrennungsmotor E. In alternativen Ausführungsbeispielen zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedoch der Leistungsübertragungsmechanismus Pt ein Kupplungsmechanismus, wie zum Beispiel ein elektromagnetischer Mechanismus, der alternativ die Leistung unter einer externen elektrischen Steuerung verbindet oder trennt.
Bei dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Drosselventile 50b der Drossel 50 einstückig ausgebildet. In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen sind jedoch die Drosselventile 50b jeweils einzeln ausgebildet. Beispielsweise hat, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, die Drossel 50 ein erstes Drosselelement 50A und ein zweites Drosselelement 50B. Das erste Drosselelement 50A und das zweite Drosselelement 50B haben jeweils den Flansch 50a und ein einzelnes Drosselventil 50b.
Wenn der Außendurchmesser der Drossel, wenn er wie obenstehend abgebildet ist, beschränkt ist, wie beispielsweise durch eine Zweipunkt-Linie angedeutet, die in Fig. 5A gezeigt ist, erfordert ein Verbindungsabschnitt H, dessen Breite relativ eng ist, keine maschinelle Bearbeitung um eine Vielzahl von Drosselventilen 50b einstückig auszubilden. Dadurch wird das Drosselventil 50 einfach hergestellt. Wenn Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, ist der Außendurchmesser der Drossel 50 beschränkt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kühlmitteldurchgang oder der Ausstoßdurchgang 34 mit einem kleineren Durchmesser im Vergleich mit dem Fall ausgebildet, bei dem R134a als Kühlmittel verwendet wird.
Auch wenn die Drossel 50 eine Vielzahl von einem ersten Drosselelement 50A und einem zweiten Drosselelement 50B hat, erfordern das erste Drosselelement 50A und das zweite Drosselelement 50B eine sichere Positionierung in dem Ausstoßdurchgang 34. Daher wird, wie in Fig. 5B gezeigt ist, ein Einschnitt 51c in dem Eingriffsabschnitt 51 zum Anpassen des Flanschs 50a des ersten Drosselelements 50A und des zweiten Drosselelements 50B ausgebildet. Dadurch wird die Drossel 50 in dem Einschnitt 51c positioniert.
Des weiteren kann das erste Drosselelement 50A und das zweite Drosselelement 50B wie folgt positioniert werden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, haben das erste Drosselelement 50A und das zweite Drosselelement 50B jeweils einen gebogenen Abschnitt 50d, der im Wesentlichen in Richtung auf die Ausstoßkammer 22 gebogen ist, an dem äußeren Umfang jedes Flanschs 50a. Ebenso ist eine Vertiefung 51d an dem Eingriffsabschnitt 51 ausgebildet. Dadurch wird der Vorsprung des gebogenen Abschnitts 50d an dem Einschnitt der Vertiefung 51d in Eingriff gebracht. Das heißt, dass, wenn das erste Drosselelement 50A und das zweite Drosselelement 50B in dem Ausstoßdurchgang 34 positioniert sind, wie in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist, der Flansch 50a im Ganzen im Wesentlichen mit dem Einschnitt 51c des Eingriffsabschnitts 51 im Eingriff stehen kann und ebenso, wie in Fig. 6 gezeigt ist, ein Teil des Flanschs 50A mit dem Eingriffsabschnitt 51 im Eingriff stehen kann.
In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen, wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat die Drossel 50 eine Vielzahl von Drosselventilen 50b oder sechs Drosselventile. Jedes Drosselventil 50b liegt in der Gestalt eines Dreiecks vor. Jedes Drosselventil 50b hat den Schenkel eines Dreiecks in Richtung auf die Mitte des ringförmigen Elements 50a und ist mit gleichwinkligen Intervallen um die Mitte angeordnet.
In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen, wie in den Fig. 8A und 8B gezeigt ist, wird ein einzelnes Drosselventil 50b der Drossel 50 verwendet. Da ein Verbindungsabschnitt, der das Drosselventil 50b mit dem Flansch 50a verbindet, relativ eng ist, wird das Drosselventil 50b einfach verformt. Ebenso wird die Gestalt der Drossel 50 aufgrund des einzelnen Drosselventils 50b einfach. Dadurch wird die Drossel 50 einfach hergestellt.
Das Ventilloch 50a ist im Wesentlichen an der Mitte des Eingriffsabschnitts 51 gesetzt, während der Ventilsitz 51b an dem Umfang der Öffnung des Ventillochs 51a gesetzt ist. Während der Verdichter den Betrieb anhält, befindet sich das Drosselventil 50b daher an dem Ventilsitz 51b und ist der Ausstoßdurchgang 34 von der Verbindung unterbrochen. Wenn der Verdichter den Betrieb startet, verlässt das Drosselventil 50b den Ventilsitz 51b durch die Strömung des Kühlmittels und wird der Ausstoßdurchgang 34 geöffnet. Wenn sich der Betrag der Verformung des Drosselventils 50b gemäß der Kühlmitteldurchflussrate verändert, wird die Querschnittsfläche zwischen dem Drosselventil 50b und dem Ventilsitz 51b verändert.
Es ist anzumerken, dass ein Elastizitätskoeffizient des Drosselventils 50b so gesetzt ist, dass, wenn der Verdichter sich in einem Zustand minimaler Verdrängung befindet, das Drosselventil 50b den Ventilsitz 51b nicht verlässt. Dadurch funktioniert die Drossel 50 ebenso als das Rückschlagventil 35. Für diesen Fall wird der Aufbau des Verdichters durch Beseitigen des Rückschlagventils 35 vereinfacht.
In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen, wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist die Breite des Verbindungsabschnitts, der das Drosselventil 50b mit dem Flansch 50a verbindet, außer dem engen Verbindungsabschnitt nicht verringert, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Für diesen Fall ist die Gestalt des Drosselventils 50b vereinfacht und wird die Herstellung der Drossel 50 einfach.
In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen, wie in den Fig. 10A und 10B gezeigt ist, ist ein Eingriffselement 56, das einzeln von dem Gehäuse 1ausgebildet ist, anstelle des Eingriffsabschnitts 51 des Gehäuses 11 angenommen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Eingriffsabschnitt 51 von der Innenseite des Einbaulochs 34a in dem Ausstoßdurchgang 34 beseitigt, während das Eingriffselement 56, das von dem Gehäuse 11 getrennt ausgebildet ist, fest an die Seite der Ausstoßkammer 22 in dem Einbauloch 34a pressgepasst ist. Ein Durchgangsloch 56a, das die Ausstoßkammer 22 mit dem Ausstoßdurchgang 34 verbindet, ist im Wesentlichen an der Mitte des Eingriffselements 56 gebohrt.
Ein Einschnitt 57 ist an der Innenumfangsfläche des Einbaulochs 34a an der Seite der Ausstoßkammer 22 ausgebildet. Ein Vorsprung 56b ist an dem äußeren Umfang des Eingriffselements 56 zum Passen in den Einschnitt 57 des Einbaulochs 34a ausgebildet. Ein ringförmiger Abstandhalter 55 ist zwischen die Drossel 50 und den Flansch 36d des Rückschlagventils 35 zwischengesetzt. Der Abstandhalter 55 hat einen Vorsprung 55a, der in den Einschnitt 57 des Einbaulochs 34a gepasst ist. Ein Einschnitt 55b ist an der Endfläche des Vorsprungs 55 an einer Seite des Eingriffselements 56 zum Halten der Drossel 50 ausgebildet.
Die Drossel 50 hat im Ganzen eine rechteckige Gestalt und hat ein einzelnes Drosselventil 50b. Der Flansch 50a der Drossel 50 ist in den Einschnitt 55b des Abstandhalters 55 gepasst und ist in dem Einbauloch 34a positioniert. Das heißt, dass die Drossel 50 zwischen dem Vorsprung 56b als ein Eingriffsabschnitt des Eingriffselements 56 und dem Vorsprung 55a des Abstandhalters 55 schichtweise bedeckt ist.
Somit ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Position, an der die Drossel 50 zwischen dem Rückschlagventil 35 (oder dem Flansch 36d) und dem Eingriffsabschnitt (oder dem Vorsprung 56b) schichtweise bedeckt ist, nach außen im Vergleich mit der Position des vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels versetzt. Daher ist ein Abschnitt, an dem die Drossel 50 elastisch verformt wird, verlängert. Anders gesagt verringert sich die Steifigkeit der Drossel 50. Daher wird der Grad der Beschränkung des Kühlmittels, das durch die Drossel 50 gedrosselt wird, durch sicheres Variieren des Drosselventils 50b gemäß der Veränderung der Durchflussrate Q des Kühlmittels variiert. Dadurch wird die ausreichende Steuerbarkeit der Verdrängung des Verdichters unter der geringen Durchflussrate des Kühlmittels weitergehend in hohem Maße mit der Beschränkung des Druckverlusts des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf unter der hohen Durchflussrate des Kühlmittels vereinbar.
In dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Eingriffsabschnitt 51 einstückig mit dem Gehäuse 11 ausgebildet. In zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen ist jedoch ein Eingriffselement, wie zum Beispiel eine kreisförmige Klammer oder ein Ring zum Presspassen in dem Ausstoßdurchgang 34 eingebaut. Das Eingriffselement ist als der Eingriffsabschnitt des Gehäuses 11 angenommen.
In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen ist der Ort der Drossel 50 nicht in dem Gehäuse 50 des Verdichters beschränkt. Die Drossel 50 ist in einem Rohr oder einem Kühlmitteldurchgang einer Vorrichtung in dem externen Kühlmittelkreis angeordnet.
In dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Druckdifferential ΔPd zwischen den zwei Punkten mechanisch durch den Drucksensormechanismus 240 des Steuerventils CV erfasst. In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen wird jedoch das Druckdifferential ΔPd durch einen Sensor elektrisch erfasst. Für diesen Fall Vergleich die Klimaanlagen-ECU 71 das Druckdifferential ΔPd, das durch den Sensor erfasst ist, mit dem Zieldruckdifferential, das gemäß einer Kühllast berechnet wird. Dadurch wird das elektromagnetische Stellglied 43 des Steuerventils CV derart rückführgeregelt, dass das Druckdifferential ΔPd das Zieldruckdifferential wird. Somit wird der Drucksensormechanismus 42 des Steuerventils CV beseitigt und ein einfaches elektromagnetisches Ventil angenommen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Druckdifferentialerfassungseinrichtung der Sensor, ist der Verdichterregler das Steuerventil CV und die Klimaanlagen-ECU 71, und ist die Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung die Klimaanlagen-ECU 71.
In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen ist der erste Überwachungspunkt P1 in einem Ansaugdruckbereich zwischen dem Verdampfer 33 und der Ansaugkammer 21 einschließlich des Verdampfers 33 und der Ansaugkammer 21 angeordnet. Zusätzlich ist der zweite Überwachungspunkt P2 stromabwärts relativ von dem ersten Überwachungspunkt P1 in dem Ansaugdruckbereich angeordnet.
In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen wird die Kurbelkammer 12 durch Verändern des Öffnungsgrads des Auslaufdurchgangs 27 anstelle des Veränderns des Öffnungsgrads des Zufuhrdurchgangs 28 eingestellt. D. h., dass das Steuerventil CV an der Seite des Ablassens des Drucks in der Kurbelkammer 12 angeordnet wird.
In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen wird als der Verdichter mit veränderlicher Verdrängung ein Schrägschreibenverdichter verwendet.
In den zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel alternativen Ausführungsbeispielen wird eine Durchflussratenerfassungsvorrichtung verwendet, die eine andere als die Verdrängungssteuerungsvorrichtung des Verdichters ist. Bspw. erfasst eine Durchflussratenerfassungseinrichtung eine Durchflussrate eines Öldruckkreislaufs oder eines Wasserkreislaufs.
Die vorliegenden Beispiele und bevorzugten Ausführungsbeispiele sind als darstellend und nicht beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die hier angegebenen Details beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche abgewandelt werden.
Somit erfasst die Durchflussratenerfassungsvorrichtung eine Durchflussrate eines Fluids zwischen zwei Drucküberwachungspunkten in einem Durchgang. Der Durchgang hat eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Fluids. Die Durchflussratenerfassungsvorrichtung hat eine Drossel und eine Druckdifferentialerfassungsvorrichtung. Die Drossel ist in dem Durchgang angeordnet. Die Drossel hat ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes. Die Querschnittsfläche wird durch Verändern eines elastischen Verformungsbetrags des Drosselventils gemäß einer Veränderung der Durchflussrate des Fluids eingestellt. Die Druckdifferentialerfassungsvorrichtung erfasst das Druckdifferential zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang. Die zwei Drucküberwachungspunkte sind an verschiedenen Seiten voneinander relativ zu der Drossel angeordnet.

Claims

1. Durchflussratenerfassungsvorrichtung, die eine Durchflussrate eines Fluids zwischen zwei Drucküberwachungspunkten in einem Durchgang erfasst, wobei der Durchgang eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Fluids hat, wobei die Durchflussratenerfassungsvorrichtung eine Drossel, die in dem Durchgang angeordnet ist, und eine Druckdifferentialerfassungsvorrichtung zum Erfassen des Druckdifferentials zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang hat, wobei die zwei Drucküberwachungspunkte an verschiedenen Seiten voneinander relativ zu der Drossel liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes hat und die Querschnittsfläche durch Verändern eines elastischen Verformungsbetrags des Drosselventils gemäß der Veränderung der Durchflussrate des Fluids eingestellt wird.

2. Durchflussratenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche sich vergrößert, wenn sich der elastische Verformungsbetrag des Drosselventils gemäß einer Erhöhung der Durchflussrate des Fluids vergrößert, während sich die Querschnittsfläche verringert, wenn sich der elastische Verformungsbetrag des Drosselventils gemäß der Verringerung der Durchflussrate des Fluids verringert.

3. Durchflussratenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel einen ringförmigen Flansch und ein Drosselventil hat, das sich von einem inneren Umfang des Flansches nach innen von dem Flansch erstreckt, wobei die Drossel im Ganzen flach ist.

4. Durchflussratenerfassungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel eine Vielzahl von Drosselventilen aufweist.

5. Durchflussratenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselventile einstückig ausgebildet sind.

6. Durchflussratenerfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Drosselventile einzeln ausgebildet ist.

7. Verdrängungssteuerungsvorrichtung zum Steuern einer Ausstoßmenge eines Kühlmittels in einem Durchgang in einem Kühlmittelkreislauf eines Verdichters mit veränderlicher Verdrängung, wobei der Durchgang zwei Drucküberwachungspunkte und eine Querschnittsfläche zum Hindurchleiten des Kühlmittels hat, wobei der Verdichter den Kühlmittelkreislauf für eine Klimaanlage bildet, wobei die Verdrängungssteuerungsvorrichtung eine Drossel, eine Druckdifferentialerfassungsvorrichtung, einen Verdichterregler und eine Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung aufweist, wobei die Drossel in dem Durchgang angeordnet ist, wobei die Druckdifferentialerfassungsvorrichtung das Druckdifferential zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten in dem Durchgang erfasst, wobei die zwei Drucküberwachungspunkte an verschiedenen Seiten voneinander relativ zu der Drossel liegen, wobei der Verdichterregler die Ausstoßmenge des Kühlmittels des Verdichters steuert, um die Abweichung des Druckdifferentials auf der Grundlage der Veränderung des Druckdifferentials, das durch die Druckdifferentialerfassungsvorrichtung erfasst wird, aufzuheben, wobei die Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung das Zieldruckdifferential verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel ein Drosselventil in der Gestalt eines Blattes hat und die Querschnittsfläche durch Verändern eines elastischen Verformungsbetrags des Drosselventils gemäß einer Veränderung der Durchflussrate des Kühlmittels eingestellt wird.

8. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferentialerfassungsvorrichtung ein Drucksensorelement zum mechanischen Erfassen des Druckdifferentials zwischen den zwei Drucküberwachungspunkten hat, wobei der Verdichterregler einen Ventilkörper hat, der einen Öffnungsgrad des Durchgangs zum Verändern einer Verdrängung des Verdichters verändert, wobei die Zieldruckdifferentialeinstelleinrichtung ein elektromagnetisches Stellglied zum Verändern einer Größe einer Kraft hat, die auf den Ventilkörper aufgebracht wird, wobei der Ventilkörper betätigt wird, so dass die Verdrängung des Verdichters variiert wird, um die Veränderung des Druckdifferentials gemäß einer Bewegung des Drucksensorelements auf der Grundlage der Veränderung des Druckdifferentials aufzuheben, wobei das elektromagnetische Stellglied eine Größe einer Kraft, die auf den Ventilkörper aufgebracht wird, zum Einstellen eines Zieldruckdifferentials verändert.

9. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel einen ringförmigen Flansch und ein Drosselventil hat, das sich von dem inneren Umfang des Flansches nach innen von dem Flansch erstreckt, wobei die Drossel im Ganzen flach ist.

10. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang ein Ausstoßdurchgang ist, der eine Ausstoßkammer mit dem Kühlmittelkreislauf verbindet.

11. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil, das in dem Durchgang zum Verhindern angeordnet ist, dass das Kühlmittel in eine Ausstoßkammer von dem Kühlmittelkreislauf strömt; und einen Eingriffsabschnitt, der in dem Durchgang ausgebildet ist, wobei die Drossel fest zwischen dem Rückschlagventil und dem Eingriffsabschnitt schichtweise bedeckt ist.

12. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel und das Rückschlagventil in einem Gehäuse des Verdichters eingebaut sind.

13. Verdrängungssteuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel verhindert, dass das Kühlmittel in eine Ausstoßkammer von dem Kühlmittelkreislauf strömt.