DE60106658T2

DE60106658T2 - Gefrierkreis aufweisendes Gerät

Info

Publication number: DE60106658T2
Application number: DE60106658T
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Kariya-shi Takano; Satoshi Kariya-shi Izawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-03-14
Also published as: JP4096491B2; DE60106658D1; EP1134516B1; JP2001260645A; EP1134516A3; US6526771B2; US20010022090A1; EP1134516A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gefrier- bzw. Kühlkreis-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
EP-A-0 894 651 beschreibt eine derartige Gefrier- bzw. Kühlvorrichtung, welche zwischen einer Kühlbetriebsart und einer Heizbetriebsart umschaltet, wobei ein Kältemittel niedrigen Drucks in einem Verdampfer zum Kühlen von Luft während der Kühlbetriebsart verdampft und ein gasförmiges Kältemittel von einer Abgabeseite eines Kompressors in den Verdampfer zum Heizen des Verdampfers zum Heizen während der Heizbetriebsart eingeleitet wird. Der Kompressor ist ein Kompressor mit variabler Verdrängung, welcher dahingehend gesteuert wird, das Abgabevolumen zwischen zwei vorbestimmten Werten zu variieren.
In der Fahrzeugklimaanlage der bekannten Technik wird während des Heizens im Winter Heißwasser (z.B. das Motorkühlwasser) in einen Wärmetauscher zum Heizen zirkuliert, in welchem die klimatisierte Luft mit dem Heißwasser erhitzt wird. Wenn die Temperatur des Heißwassers niedrig ist, kann ein ordnungsgemäßes Heizen durch die in das Abteil geblasene Luft fehlschlagen. Gemäß der ungeprüften, veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 11-101514 wärmt eine Gefrier- bzw. Kühlkreisvorrichtung mit dem Heißgas-Heizer. Wenn die Temperatur des Heißwassers hier niedriger als eine vorbestimmte Temperatur während des Motorstarts ist, wird gasförmiges Kältemittel (oder Heißgas), welches von dem Kompressor abgegeben wird, in den Verdampfer eingeleitet, während es einen Kondensor im Sinne eines Bypass umgeht, um Wärme in dem Verdampfer von dem gasförmigen Kältemittel auf die klimatisierte Luft freizugeben.
In der Heizbetriebsart des Heißgas-Heizers steigt jedoch der Hoch/Niedrig-Druck des Gefrier- bzw. Kühlkreises höher als der von der Kühlbetriebsart. Wenn die Heizfähigkeit und der Hochdruck durch Unterbrechungs-Kompressorbetrieb ge steuert wird, bewirkt mechanischer Stoß unbequeme Schwingungen und reduziert die Haltbarkeit der elektromagnetischen Kupplung des Kompressors. Deshalb schlug der Stand der Technik die Verwendung eines Kompressors mit variabler Verdrängung vor.
Dieser Kompressor hält den Verdampfer während des Kühlens auf einer vorbestimmten Temperatur (z.B. 0 °C). Deshalb wird, wenn die Verdampfertemperatur ansteigt, die Verdrängung vergrößert, um den Einlassdruck zu senken. Wenn die Verdampfertemperatur fällt, wird die Verdrängung reduziert, um den Ansaugdruck zu erhöhen.
Während der Heizbetriebsart wird die Verdampfertemperatur durch Anheben des Abgabedrucks erhöht, um die Heizfähigkeit zu vergrößern. Deshalb muss die Verdrängung durch Anheben des Abgabedrucks reduziert werden, und die Verdrängung muss durch Senken des Abgabedrucks vergrößert werden.
Somit müssen die Verdrängungssteuerungen während des Kühlens und während des Heizens unterschiedlich sein. Ein Verdrängungssteuerungs-Ventilmechanismus und der Kühl/Heiz-Umschaltventilmechanismus werden deshalb dem Verdrängungssteuerungs-Ventilmechanismus für die Kühlbetriebsart mit dem gewöhnlichen Kompressor mit variabler Verdrängung hinzugefügt. Die Hinzufügung, diese zwei Ventilmechanismen, erhöhen zwangsläufig die Kosten des Kompressors mit variabler Verdrängung.
Dieses Problem wird durch die in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Um sich an diese und andere Nachteile zu wenden, stellt die vorliegende Erfindung eine Gefrier- bzw. Kühlkreisvorrichtung mit einer Heißgas-Heizerfunktion bereit, bei welcher Kühlen und Heizen mit der Flussrate von in dem Kreis zirkulierendem Kältemittel korreliert ist. Während des Gefrier- bzw. Kühlkreislaufs ist darüber hinaus ein Abschnitt, in welchem Kältemittel sowohl während des Heizens als auch während des Kühlens strömt. In diesem Abschnitt wird die Kältemittelströmungsrate durch ein Strömungsraten-Erfassungsmittel erfasst, welches für Kühl- und Heizbetriebe geteilt ist.
Gemäß einem Aspekt ist die Gefrier- bzw. Kühlkreisvorrichtung vorgesehen, welche zwischen einer Kühlbetriebsart und einer Heizbetriebsart umschaltet, wo Niedrigdruck-Kältemittel in einem Verdampfer (18) zum Kühlen von Luft verdampft wird und Heißgas-Kältemittel von der Abgabeseite eines Kompressors (10) direkt in den Verdampfer (18) zum Freigeben von Wärme in den Verdampfer (18) eingeleitet wird. Die Vorrichtung verwendet einen Kompressor (10) von der Art mit variabler Verdrängung. Die Verdrängung des Kompressors (10) wird derart gesteuert, dass die Kältemittelströmungsrate in dem Kreis eine vorbestimmte Zielströmungsrate während des Kühlens und des Heizens aufweist.
Demgemäß kann die Verdrängung des Kompressors (10) dahingehend gesteuert werden, dass die vorbestimmte Ziel-Kältemittelströmungsrate während des Kühlens oder Heizens eingestellt wird. Deshalb kann die Verdrängung durch den Steuermechanismus gesteuert werden, welcher zwischen den Kühl- und Heizbetriebsarten geteilt wird.
Bei einem anderen Aspekt bestimmt ein Zielströmungsraten-Bestimmungsmittel (S130, S200) Zielströmungsraten während Heiz- und Kühlbetriebsarten. Ein Strömungsraten-Bestimmungsmittel (35, S150, S220) erfasst Kältemittelströmungsraten während Heiz- und Kühlbetriebsarten. Ein Verdrängungssteuerungsmittel (S160, S230) steuert die Verdrängung des Kompressors (10), so dass die Kältemittelströmungsrate, wie sie durch das Strömungsraten-Erfassungsmittel (35, S150, S220) erfasst wird, die Zielströmungsrate sein kann.
Bei einem anderen Aspekt schaltet ein Ventilmittel (13, 21) die Kältemitteldurchtritte derart, dass das gasförmige Kältemittel auf der Abgabeseite des Kompressors (10) direkt zu der Seite des Verdampfers (18) in der Heizbetriebsart und zu der Seite eines Kondensors (14) in der Kühlbetriebsart eingeleitet wird. Das Strö mungsraten-Erfassungsmittel (35) ist zwischen der Abgabeseite des Kompressors (10) und dem Ventilmittel (13, 21) angeordnet. Dann kann die Kältemittelströmungsrate auf der Abgabeseite des Kompressors (10) durch das Strömungsraten-Erfassungsmittel (35) erfasst werden, welches zwischen den Heiz- und Kühlbetriebsarten geteilt wird.
Bei einem anderen Aspekt enthält das Strömungsraten-Erfassungsmittel einen Drosselabschnitt (35a), welcher auf der Abgabeseite des Kompressors (10) angeordnet ist, ein Differentialdruck-Erfassungsmittel (35), welches den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (35a) erfasst, und ein Strömungsraten-Berechnungsmittel (S150, S220), welches die Kältemittelströmungsrate auf der Grundlage des erfassten Differentialdrucks berechnet.
Als ein Ergebnis kann die Kältemittelströmungsrate auf der Grundlage des Differentialdrucks entlang der Drossel auf der Abgabeseite des Kompressors (10) berechnet werden. Insbesondere ist der Drosselabschnitt (35a) auf der Kompressor-Abgabeseite angeordnet, so dass der Differentialdruck, welcher für die Berechnung der Strömungsrate nötig ist, selbst dann erzielt werden kann, wenn die Drosselung des Durchtritts kleiner ist als dann, wenn der Drosselabschnitt (35a) auf der Seite des Kreises mit niedrigerem Druck ist.
Nach einem anderen Aspekt wird die vorbestimmte Zielströmungsrate derart bestimmt, dass die Temperatur des Verdampfers (18) die Zieltemperatur ist.
Demgemäß wird die Kühlung durch Steuern der Verdrängung des Kompressors (10) derart gesteuert, dass die Temperatur des Verdampfers (18) die Zieltemperatur während der Kühlbetriebsart ist.
Nach einem anderen Aspekt wird während der Heizbetriebsart die vorbestimmte Zielströmungsrate derart bestimmt, dass die Hochdruckseite des Kreises der Zieldruck ist. Somit kann die Heizfähigkeit durch Steuern der Verdrängung des Kom pressors (10) gesteuert werden derart, dass der Kreishochdruck der Zieldruck während der Heizbetriebsart ist.
Nach einem anderen Aspekt enthält der Kompressor (10) mit variabler Verdrängung einen Verdrängungssteuermechanismus (110) und weist einen Drosselabschnitt (112) auf, welcher auf der Abgabeseite des Kompressors (10) angeordnet ist; einen auf den Differentialdruck ansprechenden Mechanismusabschnitt (120), welcher in dem Verdrängungssteuermechanismus (110) zum Variieren der Verdrängung des Kompressors (10) in Übereinstimmung mit dem Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112) und dem Zieldifferentialdruck angeordnet ist; einen Zieldifferentialdruck-Einstellabschnitt (130), welcher in dem Verdrängungssteuermechanismus (110) zum Einstellen des Zieldifferentialdrucks durch Verursachen einer Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112) angeordnet ist; Kühlzeit-Zieldifferentialdruck-Bestimmungsmittel (S165) zum Bestimmen des Zieldifferentialdrucks bei der Kühlbetriebsart durch Variieren der Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112), und Heizzeit-Zieldifferentialdruck-Bestimmungsmittel (S235) zum Bestimmen des Zieldifferentialdrucks bei der Heizbetriebsart durch Variieren der Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112).
Als ein Ergebnis kann die Kompressorverdrängung direkt mechanisch in Übereinstimmung mit dem Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts auf der Kompressor-Abgabeseite und dem Zieldifferentialdruck durch den auf den Differentialdruck ansprechenden mechanischen Abschnitt (120) des Verdrängungssteuermechanismus (110) variiert werden. Der Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts auf der Kompressor-Abgabeseite variiert in Übereinstimmung mit der Kältemittelströmungsrate, so dass die Kältemittelströmungsrate durch die Verdrängungssteuerung in Übereinstimmung mit der Änderung des Differentialdrucks geändert werden kann. Die Verdrängung wird mechanisch direkt ansprechend auf die Änderung des Differentialdrucks variiert. Darüber hinaus ist es möglich, das Ansprechverhalten der Verdrängungssteuerung auf die Änderung hinsichtlich der Kompressorgeschwindigkeit zu verbessern.
Daher werden die Zieldifferentialdrücke jeweils in Übereinstimmung mit Kühlen und Heizen durch das Kühlzeit-Zieldifferentialdruck-Bestimmungsmittel (S165) und das Heizzeit-Zieldifferentialdruck-Bestimmungsmittel (S235) bestimmt. Darüber hinaus kann die Kompressorverdrängung dahingehend gesteuert werden, die Fähigkeiten (oder die Kältemittelströmungsraten) zu erzielen, welche zum Kühlen und Heizen nötig sind. Deshalb reicht es hin, den Verdrängungssteuermechanismus (110) vorzusehen, welcher für Kühlen und Heizen geteilt ist. Nach einem anderen Aspekt wird der Drosselabschnitt (112) in dem Kompressor (10) aufgebaut. Nach einem anderen Aspekt wird während der Kühlbetriebsart der Zieldifferentialdruck derart bestimmt, dass die Temperatur des Verdampfers (18) die Zieltemperatur ist. Als ein Ergebnis wird die Verdrängung des Kompressors (10) dahingehend gesteuert, die Temperatur des Verdampfers (18) auf die Zieltemperatur während der Kühlbetriebsart zu steuern.
Nach einem anderen Aspekt wird während der Heizbetriebsart der Zieldifferentialdruck derart bestimmt, dass der Kreishochdruck der Zieldruck ist. Demzufolge wird die Verdrängung des Kompressors (10) dahingehend gesteuert, den Kreishochdruck auf den Zieldruck während der Heizbetriebsart zu steuern.
Nach einem anderen Aspekt wird die Zieltemperatur des Verdampfers (18) in Übereinstimmung mit der Information variiert, welche die Kühlbelastung anzeigt. Dann kann die Temperatur des Verdampfers (18) durch Vergrößern der Kühllast gesenkt werden und durch Reduzieren der Kühllast angehoben werden.
Nach einem anderen Aspekt wird der Zieldruck des Kreishochdrucks in Übereinstimmung mit der Heizlast variiert. Dann kann der Zieldruck des Kreishochdrucks durch Vergrößern der Heizlast angehoben und durch Reduzieren der Heizlast gesenkt werden.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche nachfolgend angegeben wird. In den Zeichnungen zeigt
1 eine schematische Ansicht, welche eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Längsschnittdiagramm eines Kompressors der ersten Ausführungsform;
3 ein Längsschnittdiagramm eines Verdrängungssteuerventilmechanismus für den Kompressor der ersten Ausführungsform;
4 ein Elektriksteuer-Blockdiagramm für die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Querschnittsdiagramm eines Differentialdrucksensorabschnitts der ersten Ausführungsform;
6 ein Flussdiagramm, welches die Heiz- und Kühlfähigkeitssteuerungen der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Diagramm eines Einbau-Drosselabschnitts in einem Kompressor einer zweiten Ausführungsform;
8 eine schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform;
9 eine Längsquerschnittsansicht eines Verdrängungssteuerventilmechanismus des Kompressors der zweiten Ausführungsform;
10 ein Betriebskennliniendiagramm des Verdrängungssteuerventilmechanismus der zweiten Ausführungsform; und
11 ein Flussdiagramm, welches die Heiz- und Kühlfähigkeitssteuerungen der zweiten Ausführungsform zeigt.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche auf eine Gefrier- bzw. Kühlkreisvorrichtung in einer Fahrzeugklimaanlage angewandt ist. Ein Kompressor 10 wird über eine elektromagnetische Kupplung 11 durch einen Fahrzeugmotor 12 wassergekühlter Art angetrieben, und ist durch einen Taumelscheibenkompressor mit variabler Verdrängung aufgebaut.
Der Kompressor 10 ist an seiner Abgabeseite über ein Kühl-Elektromagnetventil (oder erstes Ventilmittel) 13 an einem Kondensor 14 angeschlossen, welcher auf seiner Ausgangsseite an einem Sammler 15 zum Abscheiden des gasförmigen und flüssigen Kältemittels angeschlossen ist, um das flüssige Kältemittel zu bevorraten. Zu dem Kondensor 14 wird Kühlluft (oder Umgebungsluft) durch einen Kühllüfter 14a elektrischer Art geblasen.
Des Weiteren ist der Sammler 15 an seiner Ausgangsseite an einem Expansionsventil vom Temperaturtyp (oder einer ersten Druckreduzierungseinheit) 16 angeschlossen. Dieses Expansionsventil 16 vom Temperaturtyp ist an seiner Ausgangsseite über ein Absperrventil 17 an dem Eingang eines Verdampfers 18 angeschlossen. Dieser Verdampfer 18 ist an seiner Ausgangsseite über einen Akkumulator 19 an der Einlassseite des Kompressors 10 angeschlossen.
Das Expansionsventil 16 vom Temperaturtyp stellt die Ventilöffnung (oder Kältemittelströmungsrate) ein, wie in der Technik wohlbekannt ist, so dass der Grad des Überheizens des Kältemittels an dem Ausgang des Verdampfers 18 bei einem vorbestimmten Wert während des Betriebs des gewöhnlichen Gefrier- bzw. Kühlkreises (während der Kühlbetriebsart) gehalten werden kann. Der Akkumulator 19 scheidet Gas und Flüssigkeit des Kältemittels ab und bevorratet das flüssige Kältemittel, so dass das gasförmige Kältemittel und eine kleine Menge von flüssigem Kältemittel (in welchem Öl gelöst ist) in der Umgebung des Bodenabschnitts in die Seite des Kompressors 10 gesaugt werden kann.
Zwischen der Abgabeseite des Kompressors 10 und der Eingangsseite des Verdampfers 18 ist andererseits ein Heißgas-Bypass-Durchtritt 20 zum Umgehen des Kondensors 14 dazwischen angeordnet. Dieser Bypass-Durchtritt 20 ist mit einem Heiz-Elektromagnetventil (oder zweitem Ventilmittel) 21 und einer Drossel (oder zweiten Druckreduzierungseinheit) 21a in Reihe vorgesehen. Diese Drossel 21a kann aus einer festen Drossel, wie einer Öffnung oder einem Kapillarrohr aufgebaut sein.
Der Verdampfer 18 ist in einem Luftklimatisierungsgehäuse 22 der Fahrzeugluftklimatisierungsanlage angeordnet und tauscht Wärme mit Luft (z.B. Abteil- oder Umgebungsluft), welche durch ein elektrisches Luftklimatisierungsgebläse 23 geblasen wird. Während der Kühlbetriebsart kühlt Niedrigdruck-Kältemittel in dem Verdampfer 18 ausgeblasene Luft durch Absorbieren von Wärme aus der ausgeblasenen Luft durch Verdampfen von Kältemittel. Während des Heizens strömt andererseits das Hochtemperatur-Kältemittelgas (d.h. Heißgas) von der Abgabeseite des Kompressors 10 von dem Heißgas-Bypass-Durchtritt 20 direkt in den Verdampfer 18 und setzt Wärme in die Luft frei, so dass der Verdampfer 18 als ein Radiator wirkt.
In dem Luftklimatisierungsgehäuse 22 ist auf der luftstromabwärtigen Seite des Verdampfers 18 ein Wärmetauscher 24 vom Heißwassertyp zum Heizen der ausgeblasenen Luft unter Verwendung des Heißwassers (oder Motorkühlwassers) von dem Fahrzeugmotor 12 als eine Wärmequelle. Die klimatisierte Luft wird in das Abteil von der (nicht gezeigten) Ausblasöffnung ausgeblasen, welche stromabwärts des Wärmetauschers 24 angeordnet ist. Dieser Wärmetauscher 24 ist mit einem Heißwasserventil 25 in seinem Heißwasserkreis versehen, welches Heißwasserströmung steuert. Während der Heizbetriebsart wirkt der Verdampfer 18 als eine Hilfsheizeinrichtung, und der Wärmetauscher 24 vom Heißwassertyp wirkt als eine Hauptheizeinrichtung.
2 zeigt einen detaillierteren Aufbau des Kompressors 10 des Typs von variabler Verdrängung, mit einem wohlbekannten variablen Verdrängungsmechanismus, bei welchem die Leistung des Fahrzeugmotors 12 über die elektromagnetische Kupplung 11 auf die Spindel 102 übertragen wird. Mit einer bezüglich der Spindel 102 geneigten Taumelscheibe 103 stehen eine Mehrzahl von (z.B. sechs in dieser Ausführungsform) Kolben 105 über Schuhe 104 in Verbindung.
Durch Drehen der Taumelscheibe 103 integral mit der Spindel 102 laufen deshalb die Mehrzahl von Kolben 105 hintereinander über die Schuhe 104 hin und her, um die Volumina der Arbeitskammern Vc zu expandieren und zu kontrahieren, um das Kältemittel anzusaugen und zu komprimieren.
Wenn die Abgabe des Kompressors 10 variiert, variiert darüber hinaus der Druck in einer Taumelscheibenkammer (oder einer Steuerdruckkammer) 106, welche die Taumelscheibe 103 aufnimmt, den Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103, wodurch der Hub der Kolben 105 variiert wird. Insbesondere erhöht sich mit dem Absenken des Neigungswinkels θ der Hub der Kolben dahingehend, die Verdrängung zu erhöhen. So wie der Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 ansteigt, sinkt der Kolbenhub dahingehend, die Verdrängung zu reduzieren. Hier steht die Taumelscheibenkammer 106 mit der Einlassseite des Kompressors 10 über Durchtrittsmittel mit Drosselmitteln wie einer Öffnung in Verbindung.
Andererseits sammelt eine erste Abgabekammer 107 das Kältemittel und gewinnt dieses wieder, sowie dieses von den Arbeitskammern Vc der jeweiligen Kolben 105 abgegeben wird, und glättet die Abgabe-Pulsationen. Eine zweite Abgabekammer 108 führt das Kältemittel in die erste Abgabekammer 107 in eine Abgabeöffnung 109 hinein.
Andererseits baut ein Verdrängungssteuerventil 110 vom Elektromagnettyp einen Verdrängungssteuermechanismus zum Steuern des Drucks in der Taumelscheibenkammer (oder Steuerdruckkammer) 106 auf, und ist auf einer Seite eines hin teren Gehäuses 111 des Kompressors 110 angeordnet. Ein spezifisches Beispiel des Steuerventils 110 ist in 3 gezeigt. Das Steuerventil 110 steuert den Kommunikationsverbindungszustand (oder die Öffnung) eines Steuerdruckdurchtritts 140 zum Einleiten des Abgabedrucks des Kompressors 10 in die Taumelscheibenkammer 106 mit seinem Ventilelement 131.
Dieses Ventilelement 131 ist integral mit einem Schieber (oder beweglichem Eisenkern) 132 aufgebaut, auf welchen eine elektromagnetische Anziehungskraft wirkt, welche durch eine Erregerspule 133 induziert wird. Insbesondere ist der Schieber 132 dahingehend angeordnet, einem stationären Magnetpolteil (oder stationärem Eisenkern) 134 über einen vorbestimmten Abstand gegenüberzuliegen, so dass dieser in der Axialrichtung (nach rechts in 3) zu dem stationären Magnetpolteil 134 durch die elektromagnetische Anziehungskraft der Erregerspule 133 verschoben wird. Durch diese axiale Verschiebung des Schiebers 132 bewegt sich das Ventilteil 131 zu einer geschlossenen Position hin. Mit dem Führungsende des Ventilteils 131 ist integral eine Führungsstange 131a zum Führen der Axialbewegung des Ventilteils 131 ausgebildet.
Zwischen dem Schieber 132 und dem stationären Magnetpolteil 134 erzeugt andererseits eine Schraubenfeder 135 eine elastische Kraft, welche der elektromagnetischen Kraft entgegengesetzt ist. Hier ist die Verschiebung des Schiebers 132 so klein, dass die elastische Kraft der Schraubenfeder 135 als ein im Allgemeinen unabhängig von der Verschiebung des Schiebers 132 als konstanter Wert angenommen werden kann.
In dieser Ausführungsform ist ein Betriebsverhältnis Dt, d.h. das Unterbrechungsverhältnis des der Erregerspule 133 zugeführten elektrischen Stroms, dahingehend gesteuert, dass eine elektromagnetische Anziehungskraft (d.h. die Kraft in der Richtung zu der Nähe des Ventilteils 131), im Wesentlichen proportional zu dem Betriebsverhältnis Dt, auf den Schieber 132 wirkt. Das Betriebsverhältnis Dt des Stroms durch die Erregerspule 133 wird durch eine später beschriebene Steuereinheit 26 (1 und 4) gesteuert.
Da das Verdrängungssteuerventil 110 vom Elektromagnettyp in dieser Weise aufgebaut ist, wird das Ventilteil 131 nach rechts in 3 verschoben, um den Querschnittsbereich der Öffnung des Steuerdruckdurchtritts 140 zu reduzieren. Wenn das Betriebsverhältnis Dt dahingehend vergrößert wird, die Ventilschließkraft des Ventilteils 131 zu verfestigen, sinkt der Druck in der Taumelscheibenkammer 106, um den Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 zu reduzieren, um die Verdrängung zu erhöhen.
Wenn das Betriebsverhältnis Dt reduziert wird, um die Ventilschließkraft zu schwächen, wird das Ventilteil 131 dagegen nach links in 3 durch die Schraubenfeder 135 verschoben, um den Querschnittsbereich der Öffnung des Steuerdruckdurchtritts 140 zu erhöhen. Als ein Ergebnis steigt der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 dahingehend, den Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 zu vergrößern, so dass die Verdrängung absinkt.
In 1 enthält die elektrische Luftklimatisierungs-Elektroniksteuereinheit (die "ECU") 26 einen Mikrocomputer und periphere Schaltkreise. Gemäß dieser Programmierung führt die ECU 26 arithmetische Vorgänge für Eingangssignale aus, um die elektromagnetische Kupplung 11, die zwei elektromagnetischen Ventile 13 und 21, das elektromagnetische Verdrängungssteuerventil 110 und andere elektrische Einrichtungen (14a, 23, 25 und so weiter) zu steuern.
Als nächstes ist 4 ein Elektriksteuerblockdiagramm der ersten Ausführungsform, welches die ECU 26 enthält. Erfassungssignale werden der ECU 26 von einer Gruppe von Sensoren eingegeben. Solche Sensoren enthalten einen Abteiltemperatursensor 30 zum Erfassen der Innentemperatur in dem Abteil; einen Umgebungstemperatursensor 31 zum Erfassen der Umgebungstemperatur; einen Sonnenstrahlungssensor 32 zum Erfassen von Sonnenstrahlung in das Abteil; einen Temperatursensor 33 des Verdampfers 18; einen Wassertemperatursensor 34 des Fahrzeugmotors 12; einen Differentialdrucksensor 35 für die Abgabeseite des Kompressors 10 des Gefrier- bzw. Kühlkreises; und so weiter.
Hier ist der Temperatursensor 33 des Verdampfers 18 unmittelbar stromabwärts des Luftstroms des Verdampfers 18 angeordnet, wie in 1 gezeigt, um die Lufttemperatur von dem Verdampfer 18 zu erfassen. Der Differentialdrucksensor 35 ist andererseits zwischen der Abgabeseite des Kompressors 10 und der stromaufwärtigen Seite der zwei elektromagnetischen Ventile 13 und 21 angeordnet, wie in 1 gezeigt.
Der Differentialdrucksensor 35 wird genauer beschrieben. Zwischen der Abgabeseite des Kompressors 10 und der stromaufwärtigen Seite der zwei elektromagnetische Ventile 13 und 21 ist, wie in 5 gezeigt, ein feste Drossel 35a wie eine Öffnung angeordnet, und Kältemitteldrücke P1 und P2 entlang der Drossel 35a werden in zwei Druckkammern 35b und 35c des Differentialdrucksensors 35 eingeleitet. Ein Halbleiterdehnungsmesser 35e ist an einem Diaphragma 35d angefügt, welches die Druckkammern 35b und 35c abteilt.
Des Weiteren wird der Diaphragma-Abschnitt 35d in Antwort auf den Differentialdruck, ΔP (= P1 – P2) entlang der Drossel 35a der Druckkammern 35b und 35c deformiert. Als ein Ergebnis ändert sich die Dehnung des Halbleiterdehnungsmessers 35e, um den elektrischen Widerstand des Halbleiterdehnungsmessers 35e zu variieren. Die Änderung der Spannung wird in die ECU 26 auf der Grundlage des elektrischen Widerstands eingegeben.
Der vorstehend genannte Differentialdrucksensor 35 erfasst eine Kältemittelströmungsrate, so dass die Kältemittelströmungsrate aus der nachfolgenden Formel 1 auf der Grundlage des Differentialdrucks ΔP (= P1 – P2) entlang der Drossel 35a berechnet werden kann.
[Formel 1] Strömungsrate Gr = C · A · (2 · g · ρH · ΔP)1/2,wobei:
C: der Strömungskoeffizient der Drossel 35a ist;
A: der Öffnungsbereich der Drossel 35a ist;
g: die Gravitationsbeschleunigung ist;
ρ_H: die Einlass-Kältemitteldichte der Drossel 35a ist.
Andererseits werden Steuersignale von einer Gruppe von Steuerschaltern 41 bis 45 eines Luftklimatisierungssteuer-Panels 40, wie es in der Umgebung des Instrumenten-Panels angeordnet ist, in die ECU 26 eingegeben. Diese Steuerschaltergruppe enthält den Heißgasschalter (oder Hilfsheizschalter) 41 zum Ausgeben eines Antriebssignals für die Heizbetriebsart durch den Heißgas-Bypass; den Betriebsart-Änderungsschalter 42 zum Ändern der Ausblasbetriebsarten (d.h. der Gesichts-, Zweiniveau-, Fuß- und Defroster-Betriebsarten); den Temperatureinstellschalter 43 zum Ausgeben eines Einstellsignals der Abteiltemperatur; den Luftklimatisierungsschalter 44 zum Ausgeben des Laufbetriebssignals für die Kühlbetriebsart; den Luftströmungs-Änderungsschalter 45 zum Ändern der Luftströmung des Gebläses 23; und so weiter.
Der Betrieb der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. Zunächst werden die Betriebsvorgänge des Gefrier- bzw. Kühlkreises zusammengefasst. Wenn der Luftklimatisierungsschalter 44 eingeschaltet ist, um das Laufbetriebssignal für die Kühlbetriebsart auszugeben, wird das Kühl-Elektromagnetventil 13 durch die ECU 26 geöffnet, und das Heiz-Elektromagnetventil 21 geschlossen. Die elektromagnetische Kupplung 11 wird dahingehend verwendet, dass der Fahrzeugmotor den Kompressor 10 antreibt.
Als ein Ergebnis strömt von dem Kompressor 10 abgegebenes gasförmiges Kältemittel durch das Kühl-Elektromagnetventil 13 in dem offenen Zustand in den Kondensator 14, wo es gekühlt und kondensiert wird. Dann wird das kondensierte flüssige Kältemittel durch einen Aufnehmer 15 in Gas und Flüssigkeit abgeschieden, so dass nur das flüssige Kältemittel in einem Gas/Flüssigkeits-Zweiphasenzustand bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck evakuiert wird. Dies wird durch ein Expansionsventil 16 vom Temperaturtyp ausgeführt.
Als nächstes strömt das Niedrigdruck-Kältemittel durch das Absperrventil 17 in den Verdampfer 18 und wird durch Absorbieren von Wärme von Luft verdampft, welche aus dem Gebläse 23 ausgeblasen wird. Die Luft, welche in dem Verdampfer 18 gekühlt wird, wird in das Abteil zum Kühlen eingeblasen. Das gasförmige Kältemittel, welches somit in dem Verdampfer 18 verdampft, wird durch den Akkumulator 19 in den Kompressor 10 angesogen und komprimiert.
Im Winter ist jedoch der Heißgasschalter 41 eingeschaltet, um das Laufbetriebssignal für die Heizbetriebsart auszugeben. Dann wird das Kühl-Elektromagnetventil 13 durch die ECU 26 geschlossen, so dass das Heiz-Elektromagnetventil 21 den Heißgas-Bypass-Durchtritt 20 öffnet, wodurch die Heizbetriebsart eingestellt wird.
Als ein Ergebnis wird die elektromagnetische Kupplung 11 angewandt. Wenn der Kompressor 10 durch den Fahrzeugmotor 12 angetrieben wird, wird das Hochtemperatur-Abgabegas-Kältemittel (oder das überheizte Gaskältemittel) des Kompressors 10 durch das Heiz-Elektromagnetventil 21 in dem offenen Zustand durch die Drossel 21a in seinem Druck reduziert und strömt in den Verdampfer 18. Während dieser Zeit verhindert das Absperrventil 17, dass das Gaskältemittel aus dem Heißgas-Bypass-Durchtritt 20 zu dem Expansionsventil 16 vom Temperaturtyp strömt. Und das überheizte gasförmige Kältemittel, nachdem dieses im Druck durch die Drossel 21a reduziert wurde, gibt seine Wärme auf die ausgeblasene Luft über den Verdampfer 18 zum Heizen ab. Hier entspricht die von dem gasförmigen Kältemittel freigegebene Wärme der Arbeitsbelastung des Kompressors 10. Wenn zu dieser Zeit die Heißwassertemperatur des Motors 12 auf ein bestimmtes Ausmaß angestiegen ist, kann die ausgeblasene Luft des Weiteren in dem Wärmetauscher vom Heißwassertyp zum Heizen 24 durch Zuführen des Heißwassers zu dem Wärmetauscher 24 durch das Heißwasserventil 25 geheizt werden.
Das gasförmige Kältemittel, welches seine Wärme in dem Verdampfer 18 freigesetzt hat, wird zu dem Akkumulator 19 angesaugt und durch den Kompressor 10 komprimiert. Während des Heizens im Winter wird Umgebungsluft in gewöhnlicher Weise in das Luftklimatisierungsgehäuse 22 eingeleitet, um einen Beschlag der Windschutzscheibe zu beseitigen.
In 6 wird die Kühlfähigkeitssteuerung in der ersten Ausführungsform und Heizfähigkeitssteuerung durch die Heißgasheizerfunktion beschrieben. Die Steuerroutine von 6 wird beispielsweise durch Drehen des (nicht gezeigten) Zündschalters des Fahrzeugmotors 12 auf EIN gestartet. Bei Schritt S100 werden Signale von den jeweiligen Sensoren 30 bis 35 und den Steuerschaltern 41 bis 45 des Luftklimatisierungssteuer-Panels 40 gelesen. Als nächstes wird in Schritt S110 bestimmt, ob der Luftklimatisierungsschalter 44 EIN ist oder nicht. Wenn der Luftklimatisierungsschalter 44 EIN ist (das heißt, wenn ein Betriebslaufsignal für die Kühlbetriebsart ausgegeben wird), schreitet die Routine zu Schritt S120 fort, wo bestimmt wird, ob oder ob nicht die Umgebungstemperatur Tam bei einem ersten vorbestimmten Wert (z.B. 0 °C) oder höher ist. Wenn diese niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist, ist kein Kühlen erforderlich, und die Routine schreitet zu einem später beschriebenen Schritt S170 fort. Wenn die Umgebungstemperatur Tam den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, schreitet die Routine zu Schritt S130 fort, wo eine Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) während des Kühlens bestimmt wird.
Diese Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) wird derart bestimmt, dass die Temperatur Te des Verdampfers 18 eine vorbestimmte Zieltemperatur TEO (z.B. 0 °C) ist. Speziell wird die Kältemittelströmungsrate Gro (1) durch die Rückkopplungssteuerung (z.B. die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung) bestimmt, welche auf der Verdampfertemperatur Te basiert, welche durch den Temperatursensor 33 erfasst wird und auf der Information (z.B. der Einlasslufttemperatur des Verdampfers oder der Ansaugströmungsrate des Verdampfers), welche die Kühlbelastung anzeigt. Deshalb wird die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) erhöht, wenn die tatsächliche Verdampfertemperatur Te höher als die Zieltemperatur TEO, wie während einer Übergangszeit nachdem die Kühlung beginnt ist, aber wird gesenkt, wenn die tatsächliche Verdampfertemperatur Te in der Umgebung der Zieltemperatur TEO, wie während stetigem Kühlen ist.
Als nächstes schreitet die Routine zu Schritt S140, wo der Gefrier- bzw. Kühlkreis auf den Kühlbetriebszustand eingestellt wird. Hier wird die elektromagnetische Kupplung 11 auf EIN geschaltet; das Kühl-Elektromagnetventil 13 wird geöffnet; und das Heiz-Elektromagnetventil 21 wird geschlossen. Als nächstes schreitet die Routine fort zu Schritt S150, wo die tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr durch die vorstehend genannte Formel 1 auf der Grundlage des Differentialdrucks ΔP berechnet wird, wie er durch den Differentialdrucksensor 35 erfasst wird, dies entlang der Drossel 35a auf der Kompressor-Abgabeseite.
Als nächstes schreitet die Routine fort zu Schritt S160, wo die Verdrängung des Kompressors 10 durch Bestimmen des Betriebsverhältnisses Dt des elektrischen Stroms durch die Erregerspule 133 des Verdrängungssteuerventils 110 vom Elektromagnettyp auf der Grundlage der vorstehend genannten tatsächlichen Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr wie berechnet, und der Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) gesteuert.
Wenn jedoch das Kühlen beginnt, wird das Betriebsverhältnis Dt stets maximiert, um den maximalen Strom (z.B. 1A) der Erregerspule 133 des Verdrängungssteuerventils 110 vom Elektromagnettyp zuzuführen, so dass das Ventilteil 131 auf die maximal rechte Stellung in 3 verschoben wird. Hierdurch wird der Steuerdruckdurchtritt 140 vollständig geschlossen. Als ein Ergebnis ist der Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 durch die Reduzierung von Druck in der Taumelscheibenkammer 106 minimiert, so dass die Verdrängung des Kompressors 10 maximiert ist. Wenn das Kühlen beginnt, kann deshalb der Kompressor 10 mit der maximalen Verdrängung betrieben werden, so dass die Fähigkeit des Kompressors 10 maximiert ist, um die Verdampfertemperatur schnell zu senken.
Der Kompressor 10 wird nur für eine vorbestimmte Zeitperiode von dem Kühlbeginn an bei maximaler Verdrängung betrieben. Nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, wird das Betriebsverhältnis Dt dahingehend bestimmt, die Verdrängung des Kompressors 10 derart zu steuern, dass die vorstehend genannte tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) ist. Durch Rückkopplungssteuerung (z.B. die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung) auf der Grundlage der tatsächlichen Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr wird genauer ein Betriebsverhältnis Dt zum Erzielen einer Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) bestimmt. Wenn die tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) übersteigt, wenn die Kompressorgeschwindigkeit (oder die Motorgeschwindigkeit) ansteigt, wird beispielsweise das Betriebsverhältnis Dt reduziert, um die Öffnung des Steuerdruckdurchtritts 140 zu vergrößern. Deshalb wird der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 dahingehend angehoben, den Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 zu erhöhen, wodurch die Verdrängung des Kompressors 10 reduziert wird.
Mit dieser Kompressorverdrängungssteuerung wird die Kompressorabgabe-Kältemittelströmungsrate Gr bei der Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (1) gehalten, um die Kühlung dahingehend zu steuern, die Verdampfertemperatur bei der Zieltemperatur TEO zu halten. Wenn Schritt S110 feststellt, dass der Luftklimatisierungsschalter 44 AUS ist und Schritt S120 feststellt, dass die Umgebungstemperatur Tam niedriger als der erste vorbestimmte Wert (z.B. 0 °C) ist, schreitet dahingegen die Routine zu Schritt S170 fort, wo festgestellt wird, ob der Heißgasschalter 44 EIN ist oder nicht.
Wenn der Heißgasschalter 44 EIN ist (das heißt, wenn das Betriebslaufsignal der Heißgas-Heizbetriebsart ausgegeben wird), schreitet die Routine fort zu Schritt S180, wo bestimmt wird, ob die Umgebungstemperatur Tam bei dem zweiten vorbestimmten Wert (z.B. 10 °C) oder niedriger ist oder nicht. Wenn die Umgebungstemperatur Tam bei dem zweiten vorbestimmten Wert (z.B. 10 °C) oder niedriger ist, bestimmt Schritt S190, ob oder ob nicht die Motorwassertemperatur Tw bei einem vorbestimmten Wert (z.B. 80 °C) oder niedriger ist.
Wenn sowohl die Umgebungstemperatur Tam und die Motorwassertemperatur Tw bei den vorbestimmten Werten oder niedriger ist, wird die Heißgas-Heizbetriebsart erfordert. Bei Schritt S200 wird deshalb die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) bestimmt.
Während der Heißgas-Heizbetriebsart hängt die Heizfähigkeit von einem Gefrier- bzw. Kühlkreis-Hochdruck PH ab. Deshalb wird die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) während des Heizens dahingehend bestimmt, dass der Gefrier- bzw. Kühlkreis-Hochdruck PH ein vorbestimmter Zieldruck (z.B. 20 kg/cm² G) ist. Dieser Zieldruck wird unter Berücksichtigung, dass die Kreiskomponenten vor Beschädigung durch anormales Ansteigen des Hochdrucks PH geschützt werden, bestimmt.
Während des Heizens durch den Heißgasheizer wird das gasförmige Abgabe-Kältemittel von dem Kompressor 10 durch die feste Drossel 21a dekomprimiert und direkt in den Verdampfer 18 eingeleitet, so dass die Abgabe-Kältemittelströmungsrate (d.h. der Differentialdruck ΔP0 des Kompressors 10 und der Hochdruck PH) ein im Allgemeinen Eins-zu-Eins-Entsprechungsverhältnis aufweisen. Deshalb kann die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) während des Heizens ein voreingestellter Druck sein, muss aber nicht durch die Rückkopplungssteuerung bestimmt werden. Als nächstes wird in Schritt S200 die Heißgas-Heizbetriebsart durch EIN-Schalten der elektromagnetischen Kupplung 11 eingestellt, indem das Kühl-Elektromagnetventil 13 geschlossen und das Heiz-Elektromagnetventil 21 geöffnet wird. Als nächstes wird in Schritt S220 die tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr durch die vorstehende Formel 1 auf der Grundlage des Differentialdrucks ΔP berechnet, wie er durch den Differentialdrucksensor 35 entlang der Drossel 35a auf der Kompressorabgabeseite erfasst wurde. Als nächstes wird in Schritt S230 die Verdrängung des Kompressors 10 durch Bestimmung des Betriebsverhältnisses Dt des elektrischen Stroms der Erregerspule 133 des Verdrängungssteuerventils 110 vom Elektromagnettyp auf der Grundlage der tatsächlichen Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr, wie berechnet, und der Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) gesteuert.
Bei dem Start des Heizens wird das Betriebsverhältnis Dt stets maximiert, ähnlich wie beim Kühlen, um den maximalen Strom (z.B. 1A) zu der Erregerspule 133 des Verdrängungssteuerventils 110 vom Elektromagnettyp zuzuführen, so dass das Ventilteil 131 auf die maximal rechte Seite von 3 verschoben wird, um den Steuerdruckdurchtritt 140 vollständig zu schließen. Als ein Ergebnis wird der Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 durch die Reduzierung des Drucks in der Taumelscheibenkammer 106 minimiert, so dass die Verdrängung des Kompressors 10 maximiert wird. Bei dem Start des Heizens wird deshalb der Kompressor 10 mit maximaler Verdrängung betrieben, so dass die Wärmefreigabe des Verdampfers 18 schnell angehoben wird.
Nur für eine vorbestimmte Zeitperiode von dem Start des Heizens an wird der Kompressor 10 mit der maximalen Verdrängung betrieben. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitperiode wird das Betriebsverhältnis Dt dahingehend bestimmt, die Verdrängung des Kompressors 10 derart zu steuern, dass die vorstehend genannte tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) ist. Durch die Rückkopplungssteuerung (z.B. die PI-Steuerung oder die PID-Steuerung) auf der Grundlage der tatsächlichen Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr wird das Betriebsverhältnis Dt zum Erzielen der Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) bestimmt.
Wenn die tatsächliche Abgabe-Kältemittelströmungsrate Gr die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro übersteigt, so wie die Kompressorgeschwindigkeit (oder die Motorgeschwindigkeit) ansteigt, wird das Betriebsverhältnis Dt beispielsweise reduziert, um die Öffnung des Steuerdruckdurchtritts 140 zu vergrößern. Deshalb wird der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 dahingehend angehoben, den Neigungswinkel θ der Taumelscheibe 103 zu erhöhen, wodurch die Verdrängung des Kompressors 10 reduziert wird. Demgemäß wird die Kompressorabgabe-Kältemittelströmungsrate Gr bei der Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro selbst während Heizens gehalten, um den Gefrier- bzw. Kühlkreis-Hochdruck PH bei einem vorbestimmten Wert zu halten. Deshalb wird das Kühlen und Heizen durch Steuern der Verdrängung des Kompressors 10 derart gesteuert, dass die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate erhalten werden kann, indem das Verdrängungssteuerventil 110 vom Elektromagnettyp gemeinsam zwischen Kühl- und Heizbetriebsarten verwendet wird.
Hier wird in der vorstehenden Ausführungsform die Zielabgabe-Kältemittelströmungsrate Gro (2) während des Heizens derart bestimmt, dass der Gefrier- bzw. Kühlkreis-Hochdruck PH den vorbestimmten Zieldruck (z.B. 20 kg/cm² G) annehmen kann. Jedoch muss dieser Zieldruck nicht auf dem festen Wert fixiert sein, sondern kann mit der Information (z.B. der Umgebungstemperatur oder der Abteiltemperatur) variieren, welche die Heizbelastung anzeigt. Insbesondere wird der Zieldruck erhöht, wenn die Heizbelastung ansteigt, wird jedoch gesenkt, wenn die Heizbelastung sinkt. Somit kann Heizen gemäß der Heizbelastung gesteuert werden.
(Zweite Ausführungsform)
In der soweit beschriebenen ersten Ausführungsform ist zwischen der Abgabeseite des Kompressors 10 und der stromaufwärtigen Seite der zwei elektromagnetischen Ventile 13 und 21 die feste Drossel 35a, wie eine Öffnung, angeordnet. Der entlang diesen vorliegende Differentialdruck ΔP wird durch den Differentialdrucksensor 35 erfasst, und die Kältemittelströmungsrate auf der Abgabeseite des Kompressors 10 wird auf der Grundlage des Differentialdrucks ΔP erfasst, wodurch die Verdrängung des Kompressors 10 gesteuert wird. In der zweiten Ausführungsform wird andererseits ein Drosselabschnitt in dem Kompressor 10 aufgebaut, um die Verdrängung durch den Differentialdruck zu steuern, welcher durch den eingebauten Drosselabschnitt bewirkt wird.
In der zweiten Ausführungsform kommuniziert die erste Abgabekammer 107 zum Sammeln und Wiedergewinnen des abgegebenen Kältemittels von den jeweiligen Arbeitskammern Vc von 2 und die zweite Abgabekammer 108 zum Einleiten des Kältemittels in die erste Abgabekammer 107 zu der Abgabeöffnung 109 über einen Drosselkommunikationsdurchtritt (oder Drosselabschnitt) 112 mit einem vorbestimmten Drossellochdurchmesser. Deshalb tritt, wenn Kältemittel durch den Drosselkommunikationsdurchtritt 112 durchtritt, ein Druckverlust auf, so dass der Druck in der zweiten Abgabekammer 108 niedriger als in der ersten Druckkammer 107 ist. Demgemäß arbeitet der Drosselkommunikationsdurchtritt 112 ähnlich der festen Drossel 35a der ersten Ausführungsform, so dass die Kältemittelströmungsrate von dem Differentialdruck ΔP entlang diesem Drosselkommunikationsdurchtritt 112 erhalten werden kann.
In der zweiten Ausführungsform ist andererseits, da der Drosselabschnitt in den Kompressor 10 eingebaut ist, der Differentialdrucksensor 35 der ersten Ausführungsform durch einen Drucksensor 350 (8) ersetzt, welcher auf der Abgabeseite des Kompressors 10 zum Erfassen des Hochdrucks auf der Abgabeseite des Kompressors 10 angeordnet ist.
9 zeigt ein spezielles Beispiel des Verdrängungssteuerventils 110 elektromagnetischer Art gemäß der zweiten Ausführungsform. Dieses Steuerventil 110 ist aus einem ersten Steuerabschnitt 120, welche den Differentialdruck ΔP zwischen der ersten Abgabekammer 107 und der zweiten Abgabekammer 108, in dem Kompressor 10 auf einen vorbestimmten Differentialdruck ("Zieldifferentialdruck") ΔP steuert; und einem zweiten Steuerabschnitt 130 aufgebaut, welcher den ersten Steuerabschnitt 120 dahingehend reguliert, den Zieldifferentialdruck ΔP0 einzustellen.
Der erste Steuerabschnitt 120 weist eine erste Steuerkammer 121 auf, in welche der Druck in der ersten Abgabekammer 107 eingeleitet wird, und eine zweite Steuerkammer 122 auf, in welche der Druck in der zweiten Abgabekammer 108 eingeleitet wird. Des Weiteren sind diese Steuerkammern 121 und 122 durch ein bewegliches Unterteilungsteil 123 unterteilt, und eine erste Steuerkammer 121 weist eine Schraubenfeder 124 auf, welche eine elastische Kraft zeigt, welche das Unterteilungsteil 123 in der Richtung schiebt, welche das Volumen der ersten Steuerkammer 121 vergrößert.
Auf einer Schubstange 125, welche integral mit dem Unterteilungsteil 123 ausgebildet wird, wirkt eine Kraft von einer Druckdifferenz (d.h. dem vorstehend genannten Differentialdruck ΔP) zwischen den zwei Steuerkammern 121 und 122 und der elastischen Kraft der Schraubenfeder 124. Diese Kraft (die "Ventilöffnungskraft") ist nach links in 9 gerichtet, um das Volumen der ersten Steuerkammer 121 zu vergrößern, weil der Druck in der ersten Steuerkammer 121 höher als in der zweiten Steuerkammer 122 ist. Hier ist die Bewegung der Schubstange 125 so klein, dass die Kraft der Schraubenfeder 124, welche auf das Unterteilungsteil 123 (oder die Schubstange 125) wirkt, ein allgemein konstanter Wert ist.
Andererseits übt der zweite Steuerabschnitt 130 eine Kraft (die "Ventilschließkraft") gegen die Ventilöffnungskraft auf das Ventilteil 131 aus. Das Ventilteil 131 steuert den Kommunikations-Verbindungszustand (oder die Öffnung) des Steuerdruckdurchtritts 140 zum Einleiten des Abgabedrucks (oder des Drucks der zweiten Abgabekammer 108) des Kompressors 10 in die Taumelscheibenkammer 106. Der Schieber (oder der bewegliche Eisenkern) 132, die Erregerspule 133, das stationäre Magnetpolteil (oder der stationäre Eisenkern) 134 und die Schraubenfeder (oder das elastische Teil) 135 können gleich wie das Verdrängungssteuerventil 110 elektromagnetischer Art der ersten Ausführungsform sein.
Durch Steuerung des Betriebsverhältnisses durch die ECU 26 der Erregerspule 133 zugeführten elektrischen Stroms kann die Ventilschließkraft allgemein proportional zu dem Betriebsverhältnis sein. Wenn das Betriebsverhältnis vergrößert wird, um die Ventilschließkraft zu erhöhen, wird das Ventilteil 131 nach rechts in 9 bewegt, um den Steuerdruckdurchtritt 140 zu drosseln, so dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 gesenkt wird, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu erhöhen. Wenn das Betriebsverhältnis reduziert wird, um die Ventilschließkraft zu reduzieren, bewegt sich das Ventilteil 131 nach links in 9, um den Steuerdruckdurchtritt 140 zu öffnen, so dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 ansteigt, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu reduzieren.
Wenn die Geschwindigkeit des Motors ansteigt, um die Geschwindigkeit des Kompressors 10 zu erhöhen, wird die Abgabe-Kältemittelströmungsrate des Kompressors 10 entsprechend erhöht. Mit dieser Anhebung steigt jedoch der Differentialdruck ΔP zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 121 und 122, um die Ventilöffnungskraft zu vergrößern. Deshalb bewegen sich die Schubstange 125 und das Ventilteil 131 nach links in 9 und öffnen den Steuerdruckdurchtritt 140, wobei die Verdrängung des Kompressors 10 reduziert wird.
Wenn sich die Geschwindigkeit des Motors verlangsamt, wobei die Geschwindigkeit des Kompressors 10 reduziert wird, wird die Abgabe-Kältemittelströmungsrate des Kompressors 10 gesenkt. Mit dieser Reduzierung der Strömungsrate sinkt der Differentialdruck ΔP zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 121 und 122, um die Ventilöffnungskraft zu senken. Deshalb bewegen sich die Schubstange 125 und das Ventilteil 131 nach rechts in 9, um den Steuerdruckdurchtritt 140 derart zu drosseln, dass die Verdrängung des Kompressors 10 ansteigt.
Zu dieser Zeit positionieren sich die Schubstange 125 und das Ventilteil 131 dort, wo die Ventilschließkraft und die Ventilöffnungskraft im Gleichgewicht stehen. Da die Kräfte durch die Schraubenfedern 124 und 135 konstant sind, implizieren die Bewegungen der Schubstange 125 und des Ventilteils 131 zu der Gleichgewichtsstellung zwischen der Ventilschließkraft und der Ventilöffnungskraft, dass die Verdrängung des Kompressors 10 mechanisch geändert wird, bis der Differentialdruck ΔP zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 121 und 122 den vorbestimmten Differentialdruck annehmen. Insbesondere wird der Differentialdruck ΔP0 durch die Ventilschließkraft bestimmt.
Somit wird der Differentialdruck ΔP zwischen den ersten und zweiten Steuerkammern 121 und 122, die Verdrängung des Kompressors 10 direkt mechanisch und in Antwort auf abrupte Fluktuationen der Geschwindigkeit des Motors (oder Kompressors 10) variiert. Speziell kann die elektrische Verdrängungssteuerung des Kompressors 10 der ersten Ausführungsform nicht die verschiedenen Antwortverzögerungen vermeiden, welche elektrische Steuerungen begleiten. Gemäß der zweiten Ausführungsform wird jedoch die Verdrängung direkt durch die mechanischen Betriebsvorgänge variiert, welche den Differentialdruck ΔP verwenden, so dass das Ansprechverhalten der Verdrängungsvariation von der Abgabe-Kältemittelströmungsrate verbessert werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Zieldifferentialdruck ΔP0, wie er durch die Ventilschließkraft (oder die elektromagnetische Anziehung) bestimmt wird, durch die Betriebsverhältnissteuerung variiert werden. Unabhängig von einer Änderung der Motorgeschwindigkeit (oder des Kompressors 10) kann die Verdrängung durch die Änderung des Zieldifferentialdrucks ΔP0 variiert werden, um die von dem Kompressor 10 abgegebene Kältemittelströmungsrate zu variieren.
In der zweiten Ausführungsform wird deshalb die Bestimmung des Betriebsverhältnisses der Erregerspule 133 zum Bestimmen des Zieldifferentialdrucks ΔP0 vorgesehen und demgemäß zum Bestimmen der Steuerzielströmungsrate. Deshalb ist der Zieldifferentialdruck ΔP0 (d.h. die Steuerzielströmungsrate) proportional zu dem Betriebsverhältnis (d.h. dem durchschnittlichen Strom für die Erregerspule), wie in 10 gezeigt. Als nächstes zeigt 11 eine Kühlsteuerung durch die zweite Ausführungsform und eine Heizsteuerung durch die Heißgas-Heizerfunktion. In 11 sind die Betriebsvorgänge der gleichen Schritte S100 bis S120, S140, S170 bis S190 und S210 wie die von 6 identisch zu denen der ersten Ausführungsform, so dass deren Beschreibung weggelassen wird.
Schritt S135 bestimmt die Zielverdampfertemperatur TEO während des Kühlens. Diese Zielverdampfertemperatur TEO wird beispielsweise bei einem vorbestimmten Wert 0 °C bestimmt, kann aber gemäß der Information (z.B. der Zielausblastemperatur TAO, welche nötig ist, um das Innere des Abteils auf einem voreingestellten Wert Tset, oder der Umgebungstemperatur Tam, zu halten) variiert werden, welche die Kühllast anzeigt.
Bei Schritt S165 wird der Zieldifferentialdruck ΔP0 während des Kühlens bestimmt. Speziell wird das Betriebsverhältnis derart bestimmt, dass die tatsächliche Verdampfertemperatur Te, welche durch den Temperatursensor 33 erfasst wird, auf die Zielverdampfertemperatur TEO gesetzt werden kann, wodurch der Zieldifferentialdruck ΔP0 für die Kompressorverdrängungssteuerung bestimmt wird. Wenn die tatsächliche Verdampfertemperatur Te die Zielverdampfertemperatur TEO von Schritt S135 übersteigt, wird das Betriebsverhältnis in dem Verdrängungssteuerungsventil 110 elektromagnetischer Art erhöht, um die Ventilschließkraft und demgemäß den Zieldifferentialdruck ΔP0 anzuheben, wie in 10 gezeigt. In dem Steuerventil 110 bewegt sich deshalb das Ventilteil 131 nach rechts in 9, um den Steuerdruckdurchtritt 140 zu drosseln, so dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 abfällt, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu vergrößern.
Wenn die tatsächliche Verdampfertemperatur Te durch die Zielverdampfertemperatur TEO von Schritt S135 dahingegen überschritten wird, wird das Betriebsverhältnis in dem Verdrängungssteuerventil 110 elektromagnetischer Art reduziert, um die Ventilschließkraft und demgemäß den Zieldifferentialdruck ΔP0 zu reduzieren, wie in 10 gezeigt ist. Deshalb bewegt sich das Ventilteil 131 nach rechts in 9, um den Steuerdruckdurchtritt 140 derart zu öffnen, dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 ansteigt, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu reduzieren.
Somit wird der Zieldifferentialdruck ΔP0 so variabel vorgesehen, dass die tatsächliche Verdampfertemperatur Te auf die Zielverdampfertemperatur TEO eingestellt werden kann, und die Verdrängung wird direkt mechanisch gesteuert, um die Kältemittelströmungsrate derart zu steuern, dass der Differentialdruck ΔP entlang des Drosselkommunikationsdurchtritts 112 in dem Kompressor 10 den vorstehend genannten Zieldifferentialdruck ΔP0 annimmt.
Während der Heißgas-Heizbetriebsart wird andererseits in Schritt S205 ein Zielhochdruck PH0 dahingehend bestimmt, dass dieser der vorbestimmte Druck (z.B. 20 kg/cm² G) ist. Bei Schritt S235 wird darüber hinaus der Zieldifferentialdruck ΔP0 während des Heizens bestimmt. Speziell wird der Zieldifferentialdruck ΔP0 während des Heizens bestimmt, indem das Betriebsverhältnis derart bestimmt wird, dass der tatsächliche Hochdruck PH, welcher durch den Drucksensor 350 zu erfassen ist, auf den Zielhochdruck PH0 eingestellt werden kann.
Wenn der tatsächliche Hochdruck PH durch den Zielhochdruck PH0 überstiegen wird, wird das Betriebsverhältnis in dem Verdrängungssteuerventil 110 elektromagnetischer Art erhöht, um die Ventilschließkraft zu vergrößern, wodurch der Zieldifferentialdruck ΔP0 vergrößert wird, wie in 10 gezeigt ist. In dem Steuerventil 110 wird deshalb das Ventilteil 131 nach rechts in 9 bewegt, um den Steuerdruckdurchtritt 140 zu drosseln, so dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 abfällt, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu vergrößern.
Wenn der tatsächliche Hochdruck PH den Zielhochdruck PH0 übersteigt, wird dahingegen das Betriebsverhältnis des Verdrängungssteuerventils 110 elektromagnetischer Art reduziert, um die Ventilschließkraft zu schwächen, wodurch der Zieldifferentialdruck ΔP0 gesenkt wird, wie in 10 gezeigt ist. Deshalb wird das Ventilteil 131 nach links in 9 bewegt, um den Steuerdruckdurchtritt 140 zu öffnen, so dass der Druck in der Taumelscheibenkammer 106 ansteigt, um die Verdrängung des Kompressors 10 zu reduzieren.
Somit wird der Zieldifferentialdruck ΔP0 derart variabel vorgesehen, dass der tatsächliche Hochdruck PH auf den Zielhochdruck PH0 eingestellt werden kann, und die Verdrängung wird direkt mechanisch gesteuert, um die Kältemittelströmungsrate derart zu steuern, dass der Differentialdruck ΔP0 entlang des Drosselkommunikationsdurchtritts 112 auf den vorstehend genannten Zieldifferentialdruck ΔP0 eingestellt wird.
Aus der bisher ausgeführten Beschreibung können, wie in der zweiten Ausführungsform, die Kühl- und Heizfähigkeiten gesteuert werden, wie in der ersten Ausführungsform, durch Steuern der Verdrängung des Kompressors 10 unter Verwendung des Verdrängungssteuerventils 110 gemeinsam zwischen der Kühlbetriebsart und der Heizbetriebsart.
(Andere Ausführungsformen)
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden.

(1) Die Steuerung der Leistungszufuhr zu der Erregerspule 133 des Verdrängungsventils 110 elektromagnetischer Art sollte nicht auf die Betriebsverhältnissteuerung beschränkt sein, sondern kann natürlich derart ausgeführt werden, dass die Leistungszufuhr direkt in analoger Weise gesteuert wird.
(2) Der Kompressor 10 kann durch einen von der Art variabler Verdrängung sein, welcher kein Taumelscheibentyp-Kompressor ist.
(3) Die erste Ausführungsform wurde für den Fall beschrieben, wo der Differentialdrucksensor 35 die Kältemittelströmungsrate erfasst. Die Kältemittelströmungsrate kann jedoch unter Verwendung eines anderen Verhältnisses erfasst werden, in welchem der Kühlgrad eines exothermen Drahtes, welcher in dem Kältemitteldurchtritt angeordnet ist, mit der Kältemittelströmungsrate derart variiert, dass der elektrische Widerstand des exothermen Drahtes variiert.
(4) Die Erfassungseinheit der Kältemittelströmungsrate kann auf der Seite niedrigeren Drucks (d.h. zwischen dem Einlassabschnitt des Verdampfers und der Saugseite des Kompressors) des Kreises angeordnet werden. Wo die Erfassungseinheit der Kältemittelströmungsrate somit auf der Seite des niedrigeren Drucks des Kreises angeordnet ist, ist es bevorzugt, die Kältemittelströmungsraten-Erfassungseinheit mit einem kleinen Druckverlust, wie in (3), auszuwählen.
(5) In den Gefrier- bzw. Kühlkreisläufen von 1 und 8 ist der Kreislauf durch Kombinieren des Aufnehmers 15 und des Expansionsventils 16 vom Temperaturtyp während der Kühlbetriebsart aufgebaut. Jedoch kann der Kreislaufaufbau durch Eliminieren des Aufnehmers 15 und durch Verwenden einer festen Drossel anstelle des Expansionsventils 16 vom Temperaturtyp modifiziert werden.
(6) In den Gefrier- bzw. Kühlkreisen von 1 und 8 können die zwei Kühl- und Heiz-Elektromagnetventile 13 und 21 durch eine Ventileinrichtung ersetzt werden, in welcher Funktionen zum gegenseitigen Austausch einer Mehrzahl von Durchtritten integriert sind.
(7) 4 wurde für den Fall beschrieben, in welchem das Luftklimatisierungssteuer-Panel 40 mit einem ausgezeichneten Schalter als dem Heißgasschalter 41 versehen ist, um manuell durch den Passagier betätigt zu werden. Jedoch kann dieser manuell gesteuerte ausgezeichnete Schalter 41 durch ein anderes Schaltmittel ersetzt werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug mit einem manuellen Heizschalter für Leerlaufanhebung des Fahrzeugmotors 12 versehen ist, kann die Heizbetriebsart durch den Heißgas-Bypass im Zusammenschluss mit der EIN-Stellung des manuellen Motorheizschalters gestartet werden.

Während die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sich auf Beispiele der Verwendung der vorliegenden Erfindung beziehen, ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert wird, auf andere Verwendungen, Modifikationen und Variationen derselben angewandt werden kann, und nicht auf die hier bereitgestellten Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Kühlkreis-Vorrichtung, welche zwischen einer Kühlbetriebsart und einer Heizbetriebsart umschaltet, wobei ein Niedrigdruck-Kältemittel in einem Verdampfer (18) zum Kühlen von Luft während der Kühlbetriebsart verdampft wird, und ein Gaskältemittel von einer Abgabeseite eines Kompressors (10) in den Verdampfer (18) zum Heizen von Luft während der Heizbetriebsart eingeleitet wird, wobei der Kompressor (10) ein Kompressor mit variabler Verdrängung ist; und wobei die Verdrängung des Kompressors (10) derart gesteuert wird, dass die Kältemittel-Strömungsrate in einem Kreislauf, welcher Kältemittel für die Kühlbetriebsart und die Heizbetriebsart zirkuliert, eine vorbestimmte Ziel-Strömungsrate während der Kühlbetriebsart oder der Heizbetriebsart erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkreis-Vorrichtung umfasst: Ziel-Strömungsraten-Bestimmungsmittel (S130, S200) zur Bestimmung von Ziel-Strömungsraten von Kältemittel in dem Kreis während der Heiz- und Kühlbetriebsarten; Strömungsraten-Erfassungsmittel (35, S150, S220) zum Erfassen der Kältemittelströmungsraten während der Heizbetriebsart und während der Kühlbetriebsart; und Verdrängungs-Steuermittel (S160, S230) zur Steuerung der Verdrängung des Kompressors (10) derart, dass die Kältemittel-Strömungsrate, die durch das Strömungsraten-Erfassungsmittel (35, S150, S220) erfasst wurde, die Ziel-Strömungsrate ist.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, des weiteren umfassend ein Ventilmittel (13, 21) zum Umschalten von Kältemittel-Durchtritten derart, dass Gaskältemittel auf der Abgabeseite des Kompressors (10) in den Verdampfer (18) während der Heizbetriebsart und in einen Kondensor (14) während der Kühlbetriebsart eingeleitet wird; und das Strömungsraten-Erfassungsmittel (35) zwischen der Abgabeseite des Kompressors (10) und dem Ventilmittel (13, 21) angeordnet ist.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Strömungsraten-Erfassungsmittel einen Drosselabschnitt (35a) auf der Abgabeseite des Kompressors (10) enthält; ein Differentialdruck-Erfassungsmittel (35) zum Erfassen des Differentialdrucks entlang des Drosselabschnitts (35a); und ein Strömungsraten-Berechnungsmittel (S150, S220) zum Berechnen einer Kältemittel-Strömungsrate auf der Grundlage des Differentialdrucks enthält.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kühlbetriebsart und die vorbestimmte Ziel-Strömungsrate derart bestimmt werden, dass eine Temperatur des Verdampfers (18) auf die Zieltemperatur eingestellt wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorbestimmte Ziel-Strömungsrate derart bestimmt wird, dass ein Kreis-Hochdruck auf den Zieldruck während der Heizbetriebsart eingestellt wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Heißgas-Heizer ein Gaskältemittel von einer Abgabeseite eines Kompressors (10) in den Verdampfer (18) während der Heizbetriebsart einleitet, und wobei der Kompressor (10) einen Verdrängungs-Steuermechanismus (110) zur Steuerung der Verdrängung des Kompressors (10) enthält; wobei die Vorrichtung des weiteren umfasst: einen Drosselabschnitt (112), welcher auf der Abgabeseite des Kompressors (10) angeordnet ist, einen auf Differentialdruck ansprechenden Mechanismusabschnitt (120), der in dem Verdrängungs-Steuermechanismus (110) zur Variation der Verdrängung des Kompressors (10) gemäß einem Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112) und dem Ziel-Differentialdruck angeordnet ist; einen Ziel-Differentialdruck einstellenden Abschnitt (130), welcher in dem Verdrängungs-Steuermechanismus (110) zum Einstellen des Ziel-Differentialdrucks durch Bereitstellung einer Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112) angeordnet ist; Kühlzeit-Ziel-Differentialdruck-Bestimmungsmittel (S165) zum Bestimmen des Ziel-Differentialdrucks während der Kühlbetriebsart durch Variation von Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112); und Heizzeit-Ziel-Differentialdruck-Bestimmungsmittel (S235) zum Bestimmen des Ziel-Differentialdrucks während der Heizbetriebsart durch Variation der Kraft gegen den Differentialdruck entlang des Drosselabschnitts (112).
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der Drosselabschnitt (112) in dem Kompressor (10) positioniert ist.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei der Ziel-Differentialdruck derart bestimmt wird, dass eine Temperatur des Verdampfers (18) auf die Zieltemperatur während der Kühlbetriebsart eingestellt wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Ziel-Differentialdruck derart bestimmt wird, dass der Kreis-Hochdruck auf den Zieldruck während der Heizbetriebsart eingestellt wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 8, wobei die Zieltemperatur des Verdampfers (18) entsprechend der Kühlbelastung variiert wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 9, wobei der Zieldruck des Kreis-Hochdrucks gemäß der Heizbelastung variiert wird.
Kühlkreis-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, des weiteren umfassend: einen Temperatur-Steuerungsschaltkreis mit einem Kompressor (10) mit variabler Verschiebung, einen Kondensor, und einen Verdampfer, wobei der Temperatur-Steuerschaltkreis einen Kältemitteldurchtritt zwischen dem Kompressor, dem Kondensor und dem Verdampfer enthält; ein Ventil, welches entlang des Kältemitteldurchtritts positioniert ist, wobei das Ventil während der Kühlbetriebsart Kältemittel von dem Kompressor zu dem Verdampfer durch den Kondensor abzweigt, das Ventil während der Heizbetriebsart Kältemittel von dem Kompressor zu dem Verdampfer abzweigt und an dem Kondensor vorbeileitet; einen Strömungsratensensor (35, S150, S220), der entlang des Kältemitteldurchtritts positioniert ist, welcher eine Kältemittel-Strömungsrate in dem Kühldurchtritt während der Heizbetriebsart und der Kühlbetriebsart erfasst; und ein Steuergerät, welches eine erste Ziel-Strömungsrate des Kältemittels durch den Temperatur-Steuerschaltkreis während der Heizbetriebsart bestimmt und eine zweite Ziel-Strömungsrate durch den Temperatur-Steuerschaltkreis während der Kühlbetriebsart bestimmt, wobei das Steuergerät mit dem Kompressor elektrisch kommuniziert und auf den Strömungsratensensor anspricht, um eine Verdrängung des Kompressors einzustellen, um die erste Ziel-Strömungsrate und die zweite Ziel-Strömungsrate durch den Temperatur-Steuerschaltkreis zu erzielen.
Eine Temperatur-einstellende Vorrichtung wie in Anspruch 12 beansprucht, wobei die erste Ziel-Strömungsrate und die zweite Ziel-Strömungsrate unterschiedlich sind.