[发明专利]用于控制空调系统的控制阀和方法

说明书

本发明涉及一种具有制冷回路的空调系统。更具体而言，本发明涉及一种用于控制变容量压缩机的容量的方法和一种用于变容量压缩机中的控制阀。

普通的车辆空调系统的制冷回路包括：冷凝器，起减压装置作用的膨胀阀，蒸发器以及压缩机。压缩机从蒸发器中抽出制冷气体并对气体进行压缩。接着压缩机将气体排出到冷凝器中。蒸发器在回路中的致冷剂和乘客室中的空气之间进行热交换。相应于热负载和制冷负载，在蒸发器周围流动的空气中的热量被传导给流经蒸发器的致冷剂。制冷气体在蒸发器出口处的压力代表热负载的大小。

车辆的变容量斜盘式压缩机，具有用于将蒸发器的出口附近的压力(吸入压力Ps)设置为预定目标吸入压力的容量控制机构。该机构通过改变斜盘的倾角度来调节压缩机的容量，从而使致冷剂的流速与制冷负载一致。为了控制容量，采用了一种控制阀。该控制阀包括一个压力传感元件，该传感元件是波纹管或隔膜。该压力传感元件检测吸入压力Ps。随着压力传感元件的位移来调节阀开口度，这样就会改变曲柄腔中的压力或曲柄压力Pc。

用来控制单一目标吸入压力的简单控制阀不能精确地控制空气调节特性。因而现在已经引入了一种根据外部电流来改变目标吸入压力的电磁控制阀。这种电磁阀包括一种象螺线管一样的电磁致动器。这种致动器根据外部电流来改变作用在压力传感器上的力，从而调节目标吸入压力。

典型的车载压缩机是由引擎驱动的。压缩机是消耗引擎的大部分动力(或扭矩)的装置之一。因此，当引擎上的负载较大时，例如当车辆正在加速或向山上爬时，压缩机的容量就会降低到最小以减小引擎的负载。确切地说，就是控制供应给电磁控制阀的电流值以便将目标吸入压力设定为一个相对较大的值。因此，为了使实际吸入压力增加到目标吸入压力，控制阀就会运作以使得压缩机的容量最小化。

图22的曲线图示出了吸入压力Ps和压缩机的容量Vc之间的关系。这种关系由与蒸发器中的热负载相应的多条曲线来体现。因此，如果将水平值Ps1设置为目标吸入压力Pset，实际容量就会随着热负载的变化而在某一范围内(图22中的△Vc)变化。例如，当向蒸发器施加过量的热负载时，目标吸入压力Pset的增加不会降低引擎负载。也就是说，即使目标吸入压力Pset上升，压缩机容量Vc也不会下降到减小引擎负载的水平，除非蒸发器上的热负载相对地小。

吸入压力Ps代表蒸发器上的热负载。根据吸入压力Ps来控制变容量压缩机的容量的方法适于将车辆乘客室内的温度保持在一令人舒适的水平。然而，为了快速降低容量，仅仅基于吸入压力Ps的容量控制并不总是恰当的。例如，基于吸入压力Ps的容量控制并不适于上述限定控制过程的容量，其中，容量必须迅速地降低以便保证引擎动力。

因此，本发明的目的是提供一种能快速地改变压缩机容量的空调系统，具体地说，本发明的目的是为了提供一种用来控制变容量压缩机的方法和一种变容量压缩机的控制阀，改控制阀能够稳定车辆乘客室内的温度并迅速地改变压缩容量以保证引擎动力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有制冷回路的空调系统。该回路包括冷凝器，减压装置，蒸发器和变容量压缩机。该系统包括一个用来检测位于制冷回路上的两个压力监测点之间的压力差的压差检测器，以及根据压差检测器所检测到的压差来控制压缩机容量的装置。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种控制车辆空调系统的制冷回路中的变容量压缩机的容量的方法。该方法包括：从包括普通容量控制模式和特殊容量控制模式的一些模式中选择一种控制模式；改变压缩机的容量，从而使位于制冷回路中的两个压力监测点之间的压差达到一目标压差，该目标压差在选定普通容量控制模式时代表乘客室的温度；以及控制压缩机以使之在选定特殊容量控制模式时具有一预定的容量。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于变容量压缩机的控制阀。压缩机是制冷回路的一部分。压缩机包括一个曲柄腔，一容纳在曲柄腔中的驱动盘，一个将排出压力区连接到曲柄腔的供给通道，以及一个将吸入压力区连接到曲柄腔的排泄通道。驱动盘的倾角度会随着曲柄腔内的压力而变化，由此控制压缩机的容量。该控制阀包括阀壳。在该阀壳中形成有阀腔以便构成供给通道或排泄通道的一部分。可移动的阀体位于阀腔内以便调节供给通道或排泄通道的开启尺寸。压差检测器检测两个位于制冷回路中的压力监测点之间的压差。阀体的位置根据所检测到的压差所产生的力而被改变。致动器对压差检测器施加力，其中该致动器根据外部指令来改变目标压差。

根据下面与附图相结合的以实施例的方式来解释本发明的原理的说明，本发明的优点和其它方面将会变得更清楚。