[发明专利]变容积式压缩机容积控制装置和方法

说明书

本发明涉及一种汽车空调制冷循环的变容积式压缩机。本发明尤其涉及一种变容积式压缩机的容积控制装置和方法。

汽车空调的传统制冷循环包括一个冷凝器，一个膨胀阀，一个蒸发器和一个压缩机。压缩机接受来自蒸发器的制冷剂蒸气。压缩机然后将该气体压缩并排到冷凝器中。蒸发器将旅客车厢内空气中的热量传递给制冷循环中的制冷剂。蒸发器出口的气态制冷剂的压力，换句话说，吸入压缩机中的气态制冷剂压力(吸气压Ps)，代表制冷循环的热负荷。

变容斜盘式压缩机广泛用于汽车空调中。这种压缩机包括一个容积控制阀，该阀运行以维持吸气压力Ps在一个预先确定的目标值(目标吸气压力)。控制阀根据吸气压力Ps改变斜盘的倾角来控制压缩机容积。控制阀包括一个阀体和一个压力传感部件，比如膜盒或膜片。压力传感部件根据吸气压力Ps驱动阀体，来调节曲轴箱的压力。因此调节旋转斜盘的倾斜度。

除上述结构之外，某些控制阀包括一个改变目标吸气压力的如电磁阀样的电磁驱动器。电磁驱动器由一个对应于外部供给电流值的力在一个方向上驱动压力传感部件或阀体。力的大小确定目标吸气压。改变目标吸气压能够允许精确控制空调系统。

这些压缩机通常由汽车发动机驱动。在汽车的辅助装置中，压缩机消耗的发动机功率最多，所以是发动机的主要负载。当发动机上的负载很大时，比如，当汽车在加速或爬坡时，所有可利用的发动机功率都需要用来驱动汽车。在这种情况下，为了减小发动机负载，压缩机容积将减到最小。这一点将在容积限制控制程序中谈到。当执行容积限制控制程序时，具有能改变目标吸气压力的控制阀的压缩机提高目标吸气压力。然后，减小压缩机容积使得实际吸气压力Ps升高接近目标吸气压力。

图8的曲线表明压缩机的吸气压力Ps和容积Vc之间的关系。其关系根据蒸发器热负荷由若干条曲线表示。这样，如果吸气压Ps是常数，则压缩机容积Vc随热负荷增加而增加。如果设定Ps1为目标吸气压力，则实际容积Vc随着热负荷在某一范围内变化(图8中的ΔVc)。如果在容积限制控制程序期间，将高热负荷加于蒸发器，目标吸气压力的增加不会将压缩机容积Vc降低到一个足以减小发动机负载的值。

这样，当根据吸气压Ps控制容积时，压缩机容积永远达不到需要的大小。

因此，本发明的一个目的是提供一种变容压缩机的容积控制装置和容积控制方法，不用考虑蒸发器的热负荷而精确控制压缩机容积。

为了实现上述目的，本发明提供一种汽车空调制冷循环的变容式压缩机的容积控制装置。压缩机由汽车驱动源驱动。该装置包括一个容积控制装置，一个第一装置，一个第二装置和一个控制器。容积控制装置根据设在制冷循环里的两个压力监控点的压差控制压缩机的容积。压差代表压缩机的容积。第一装置检测代表所需制冷循环冷却能力的外部信息。第二装置检测代表作用在驱动源上的负荷的外部信息。控制器根据第一装置探测的外部信息确定压差的目标值。容积控制机构控制压缩机容积使得压差达到目标值并判断是否根据第二装置探测的外部信息设定压差的限定值。当限定值被设定并且相应于目标值的压缩机容积大于相应于限定值的压缩机容积时，控制器将限定值作为压差的目标值限定压缩机容积。

还可以用一种控制汽车空调制冷循环的变容式压缩机容积的方法使本发明具体化。压缩机由汽车驱动电源驱动。该方法包括根据代表所需制冷循环冷却能力的外部信息，确定设在制冷循环中的两个压力监控点之间的压差的目标值，压差代表压缩机容积，控制压缩机容积使得压差达到目标值，根据代表作用在驱动电源上的负载的外部信息判断是否设置压差的限定值，并且当限定值被设定以及当相应于目标值的压缩机容积大于相应于限定值的压缩机容积时，将限定值作为压差的目标值。

下面将参照附图并通过实施例说明本发明的原理，通过描述将使本发明的其他方面和优点更明显。

通过参照附图对下面优选实施例的描述，将能更好地理解本发明极其目的和有益效果。

图1是根据本发明一个实施例的变容式斜盘压缩机的截面图；

图2是包括图1中压缩机的制冷循环流程图；

图3是图1中的控制阀的截面图；

图4是图3中的控制阀的局部截面图；

图5是控制压缩机容积的主程序流程图；

图6是正常控制程序流程图；

图7是异常控制程序流程图；及

图8是现有技术的压缩机的吸气压力Ps与容积Vc关系曲线图。