CN101107446A - 用于控制变容积式压缩机的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于通过反馈作为控制方案一部分的曲轴箱压力来控制变容积式压缩机的容积的方法和系统。

Description

用于控制变容积式压缩机的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2005年1月14日，系列号为No.60/644,097的美国临时专利申请的优先权。

关于联邦政府资助的研究或发展的声明

根据国家标准和技术协会(NIST)授予的合作协议号为70NANB2H3003协议，本发明在美国政府的支持下完成。美国政府享有该发明的某些权利。

技术领域

本发明总体上涉及变容积式压缩机。

发明背景

授予Skinner的(Skinner’718)、发明名称为“变容积式压缩机控制阀布置”的美国专利US4,428,718描述了变容积式压缩机，常规的气动控制阀，变容积式压缩机的一般功能，和控制阀与压缩机的相互作用，该美国专利的公开内容结合在本文中作为参考。

现在参考附图，图1说明了如Skinner’718描述的变容积式冷冻剂压缩机210。该变容积式冷冻剂压缩机210为连接于自动空调系统的变角度摇摆板型，该自动空调系统包括以这样的顺序设置在压缩机排出侧和吸入侧之间的普通冷凝器212、节流管214、蒸发器216和蓄能器218。所述压缩机210包括具有汽缸盖222和密封地夹在它的另一端的曲轴箱224的汽缸体220。传动轴226在汽缸体220和曲轴箱224处通过轴承支撑于压缩机210的中间。传动轴226通过曲轴箱224延伸以便通过电磁离合器236连接于汽车发动机(未示出)，所述电磁离合器位于曲轴箱224上并且通过与离合器236上的带轮240接触的带238由发动机驱动。

所述汽缸体220具有五个轴向汽缸242(图中只说明了一个)，这些汽缸远离传动轴226的轴线并且在其周围等距离间隔。汽缸242平行于传动轴226延伸并且活塞244设置成在每个汽缸242内往复滑动。独立的活塞杆248将每个活塞244的后侧与非旋转的、环形的摇摆板250连接。

非旋转的摇摆板250在其内径264处安装在旋转驱动盘268的轴颈266上。驱动盘268在其轴颈266处通过一对枢销(未示出)可枢轴地连接于管套276，所述管套可滑动地安装于所述驱动轴226上，以便允许驱动盘268和摇摆板250相对于驱动轴226形成角度。所述驱动轴226被可驱动地连接于驱动盘268上。当与旋转驱动盘268成角度时，所述摇摆板250被防止通过导销270与其一起旋转。

摇摆板250的角度相对于驱动轴226的轴线在图1中所示的实线的大角度位置(满冲程)到零角度虚线位置(零冲程)变化，以便改变活塞244的冲程并因此在这些端值之间改变压缩机210的容积或容量。还设有开口环回位弹簧272，该弹簧位于驱动轴226上的槽内并且具有一个端部，该端部在移动至零摆动角度位置的过程中由管套276接合并由此被调节以开始回位运动。

汽缸242的工作端被阀片部件280覆盖，阀片部件在汽缸体220和汽缸盖222之间被夹紧在汽缸体220上，阀片部件包括吸入阀盘和排出阀盘。汽缸盖222具有吸入区282，其通过外部孔284连通以便从蒸发器216下游的蓄能器218接受气态的致冷剂。所述吸入区282对位于每个汽缸工作端的阀片部件280中的吸入孔286是敞开的，在吸气冲程时，致冷剂通过在这些位置与吸入阀盘整体形成的簧片阀进入每个独立的汽缸内。随后在压缩冲程时，开口于每个汽缸242工作端的排出孔288允许压缩后的致冷剂借助于排出簧片阀排入汽缸盖222中的排出区290，该排出簧片阀与排出阀片整体形成。连通压缩机的排出区290以便将压缩后的气态致冷剂转移到冷凝器212中，由此通过节流管214被转移回蒸发器216中以便完成如图1中所示的冷凝回路。

摇摆板形成角度，因此压缩机容积可以通过相对于吸入压力控制活塞244后部的曲轴箱224的密闭室278内的致冷剂气压进行控制。在这种类型的控制中，摇摆板250的角度通过活塞244的力平衡确定。当曲轴箱吸入压力差超过设定值(吸入压力控制设定值)时，作用于活塞244上的净压力在摇摆板的枢销(未示出)附近产生了足够大的转矩，摇摆板的角度减小(也就是，向图1中虚线所示的角度移动)并因此通过减小活塞244冲程的长度减小压缩机的容积。

变容积式压缩机210的一个重要部件是插入到压缩机210的汽缸盖222中的气动控制阀300。所述气动控制阀300通过感应返回到压缩机210(吸入压力)的致冷剂气体的压力状态来感应空调载荷。所述控制阀300可操作地连接于曲轴箱室278内。在压缩机210的汽缸体220和汽缸盖222中，在控制阀300和吸入区282以及排出区290和压缩机210的曲轴箱室278之间存在供气体流动的通道。控制阀300通过控制曲轴箱室278内气体的压力来控制活塞244在压缩机210内的移动，所述气体的压力作用于活塞244的后部和所述摇摆板250上。

控制阀300插入到在压缩机汽缸盖222上形成的阶梯式的，控制阀盲腔298内。控制阀腔298的盲端通过孔292与排出区290直接连通。控制阀腔孔294和295与曲轴箱室278连通。控制阀腔孔296与吸入区282连通。控制阀300被密封入控制阀腔298中以便控制阀300的特定构造与所述孔292，294，295和296对齐。

Kume等人的(Kume’667)、发明名称为“变容积式压缩机的控制阀”的美国专利NO.6,769,667描述了一种具有螺线管和吸入压力基准波纹管的利用电动/气动控制的控制阀，该专利的公开内容结合在本文中作为参考。

Booth等人的(Booth’782)、发明名称为“变容积式压缩机控制阀”的美国专利NO.6,390,782描述了一种具有螺线管和吸入压力基准波纹管的利用电动/气动控制的控制阀，该专利的公开内容结合在本文中作为参考。

根据Booth’782公开的现有技术，图2说明了一种可改变给定值控制阀(可变控制阀)10。在图2中，所述可变控制阀10用横断面视图进行说明并且具有适于与前述(见图1)Skinner’718变容积式压缩机的控制阀室298配合的形状和结构。所述可变控制阀10与压缩气体的压缩机100连接。所述可变控制阀10控制气体的量和在压缩机100中的压缩程度。在图2所示的实施例中，压缩机100中的压缩气体为致冷剂，例如在空调装置中使用的，如汽车中使用的空调装置。

所述可变控制阀10包括压缩机容积控制部分30和可变给定值控制部分80。所述压缩机容积控制部分30控制气体从压缩机100中进入和排出可变控制阀10，而可变给定值控制部分80控制压缩机容积控制部分30的操作。可变控制阀10的阀体12与很多可变控制阀的功能部件一起形成，这些将在随后描述。在图2中说明的实施例中，从所示截面图可以推断，阀体12基本为圆柱形。在三个位置处说明了位于阀体12外部的O形密封环保持槽14。当可变控制阀10被插入到压缩机100的控制阀腔中时(如参见图1)，它装配有允许不同的压力源与可变控制阀10的不同部分和孔连通的O形密封环。

压缩机容积控制部分30包括在阀体12的下端16中形成的吸入压力腔32和吸入压力通道112，所述吸入压力腔32通过在阀体12中形成的可变控制阀吸入孔34与压缩机100的吸入区120气体连通。致冷剂循环线路111借助于吸入区120和压缩机阀片126将低压气体注入压缩机100的压缩室114中。所述致冷剂循环线路111是一条将低压致冷剂气体从空调系统(未示出)的蓄能器144中返回的线路。

压缩机100进一步包括活塞116，曲轴箱室118和排出区124。简言之，压缩机100的操作如下。当活塞116移向压缩机阀片126时，压缩室114内的致冷剂气体受到活塞116冲程的压缩。压缩机阀片126允许高压气体进入排出区124。所述致冷剂循环线路111与排出区124连接。沿着活塞116的压缩室114的行程(冲程)128越大，通过压缩机阀片126的致冷剂气体的体积和压力就越大。随后，致冷剂气体从致冷剂循环管线111进入冷凝器140中，在那里的冷凝管中冷凝成液体。然后，所述液体流入蒸发器142，所述液体在蒸发器142的出口处膨胀，并且蒸发。经过盘管的气体放出从液态到气态的变化所提供的热量。冷却后的气体随后被吹入乘员室内，或者进入需要空调系统制冷的任何室内。在膨胀后，致冷剂气体处于低压状态并且通过致冷剂循环线路111返回压缩机100内。

压缩机100为变容积式压缩机，意味着活塞116的冲程根据所需要的空调系统载荷变化。例如，如果使用者需要经过蒸发器盘管的气体的附加冷却，则需要增加排入致冷剂循环线路111的致冷剂的流量。增加活塞116的冲程128以便增加所述流量。

在曲轴箱室118内对活塞116的后部施加一个压力。相对于吸入压力，曲轴箱室118内的压力越大，由于返回时(远离阀片126)施加在活塞116上的高压力，压缩行程后活塞116的回程128越短。相反地，相对于吸入压力，曲轴箱室118内的压力越低，由于作用在活塞116上的低压力，压缩行程后活塞116的回程越大。通过改变曲轴箱室118内的压力并因此改变活塞116的行程和通过致冷剂回路111的最终排出压力，来自蒸发器的空气的温度得到了控制。

压缩机容积控制部分30具有形成为在阀体12的中央的孔的中间腔40，该孔自吸入压力腔32引入。第一中间孔42在阀体12中形成并且与中间腔40连通。所述第一中间孔42通过第一曲轴箱压力通道130与曲轴箱室118气体连通。所述可变控制阀10进一步包括压敏部件、暴露于吸入压力腔32的隔膜36。设置包括吸入阀关闭部件、吸入阀球38和形成于阀体12中的阀座37的吸入压力阀以便打开和关闭吸入压力腔32和中间腔40之间的气体通道。

吸入阀球38借助于刚性部件41挤压在吸入阀座37上，所述刚性部件41可浮动地与隔膜36接触。保持于中间腔40中的偏压弹簧44将吸入阀球38推离吸入阀座37，也就是，推动吸入阀部分打开。还可以看到，所述偏压弹簧44对抗隔膜36朝向吸入阀座37的运动，并因此作为等效压力，即，附加到作用于隔膜36的压力接受区上的吸入压力的作用上的弹簧偏压压力。所述可变控制阀吸入压力阀打开和关闭吸入区120和压缩机100的曲轴箱室118之间的气体通道。

可变控制阀10的排出压力阀部分包括排出阀部件，排出阀球50，和形成于阀体12中的排出阀座52。所述排出阀球50定位于在阀体12上端18中形成的排出压力腔60中。阀嵌入部分64具有一个阶梯状通孔62，该通孔使排出阀球50与排出阀座52对齐。球定心弹簧58可用于进一步调节排出阀球50的额定位置。颗粒过滤罩74能够密封地覆盖于阀体12的端部，形成排出压力腔60。当可变控制阀10被插入到压缩机100中时，阀体12的上端18被密封于控制阀腔(例如图1中说明的腔298)的盲端。压缩机排出区124的排出压力通道110与控制阀腔298的盲端连通。排出的压缩气体因此通过过滤器74与可变控制阀排出压力腔60连通。

可变控制阀10具有贯穿阀体12形成的阶梯状中心孔70。所述中心孔70在形成排出阀座52的邻近排出腔60的上端具有大直径孔部分。中心孔70和中间腔40彼此对齐。第二中间孔56在阀体12中形成并且与中心孔70的大孔部分连通。第二中间孔56通过第二曲轴箱压力通道132与曲轴箱室118气体连通。当所述排出阀球50离开排出阀座52运动时，排出的压缩气体可通过孔70流向第二中间孔56，然后借助于第二曲轴箱压力通道132流向曲轴箱室118。

插入到中心孔70中的阀杆54与可变控制阀10的排出阀部分和吸入阀部分的运动部分连接。所述阀杆54的直径略小于中心孔70小孔部分的直径。所述阀杆54在中心孔70中自由滑动，然而基本堵塞中间腔40和排出腔60之间的气体连通。选择所述阀杆54的长度以便同时接触就座的排出阀球50和处于完全打开位置(完全没有就座的)的吸入阀球38。这种布置以部分打开-关闭的关系将吸入和排出阀部分连接。当吸入阀球38沿着阀关闭方向移动时，阀杆54推动排出阀球50沿着打开阀的方向运动。当排出阀球50沿着阀关闭方向移动时，阀杆54推动吸入阀球38沿着阀打开的方向运动。

在图2的实施例中，阀杆54没有连接到阀关闭球38，50的任何一个上。阀杆54操作打开可变控制阀的吸入阀部分和排出阀部分，但没有关闭它们。用于关闭排出阀部分的作用力为作用于排出阀球50的有效压力接受区域的排出气体压力和通过球定心弹簧50传递的一个小的弹簧力。用于关闭吸入压力阀部分的力借助于刚性部件41驱动压力感应隔膜36运动。美国专利US 6,390782的现有技术中的其他实施例对于控制阀领域的技术人员来说是显而易见的，这两种阀关闭部件连接于连接装置，如阀杆54上。如果这两种阀部件都是刚性连接，那么将存在完全打开-关闭的关系。

现在特别参考可变控制阀10的可变给定值控制部分80。所述可变给定值控制部分80包括封闭的基准腔90，该基准腔由可变控制阀隔膜36，当形成吸入压力腔32时在阀体12下端16形成的壁91，和阀端盖20界定。隔膜36通过基准阀载架81在吸入压力腔32内抵靠内部台阶93定位和密封。隔膜36包括具有暴露于吸入压力腔32中吸入压力的吸入压力接受区的第一侧43和具有暴露于基准腔90的基准压力中的基准压力接受区的第二侧39。隔膜36设置成隔绝基准腔90与吸入压力腔32、排出压力腔60、中间腔40或中心孔70的直接气体连通。

在阀体12中具有两个压力排放通道、排出排放通道68和吸入排放通道72，并且与抵靠阀体内部台阶93密封的隔膜36中的两个孔对齐。阀插入部件64具有阀插入部分排放孔69，该排放孔用于将排出腔60和排出排放通道68连通。所述排放通道，阀插入部分排放孔，以及相应的隔膜孔为基准腔90提供了吸入压力气体和排出压力气体的源头。由于这种设计使用了过滤器74来保护基准腔90中的部件和通道免受外部物质的损害，因此所描述的将来自可变控制阀排出压力腔60的排出压缩气体输送到基准腔90的特点非常重要。

包含于基准腔90中的可变控制阀部件将在图3中更详细地说明。基准腔阀装置将在图4中更详细地说明。图2-4中的相同部件采用相同的附图标记。

现在参考图2-4，基准阀载架81形成为具有可滑动地与在阀体12下端16形成的内壁91抵靠配合的外壁的厚壁圆柱体。基本阀载架81的上端抵靠隔膜36密封。两个小的盲腔(一个吸入排放腔96和一个排出排放腔98)在基准阀载架81中从被隔膜36抵靠密封的上端形成。吸入排放腔96的开口端与吸入排放通道72对齐，排出排放腔98的开口端与排出排放通道68对齐。基准腔阀装置通常用基准进入阀88和基准出口阀86表示。

参考图4，基准进入阀88包括基准进入阀关闭部件162、基准入口通孔160和基准进入阀座164。所述基准入口通孔160从圆柱形基准阀载架81的内表面贯穿至排出排放腔98形成。所述基准进入阀座164围绕入口通孔160形成，其从进入到基准腔90中的基准阀载架81出现。基准进入阀关闭部件162连接于进入阀推杆167上，该推杆为入口螺线管致动器94的一部分。当电流信号作用于入口螺线管导线85时，进入阀推杆167被推入螺线管致动器94的中间，迫使基准进入阀关闭部件162抵靠基准进入阀座164，关闭基准入口通孔160。基准入口通孔160使基准腔90与排出排放腔98连通。因此，通过施加于入口螺线管致动器94的电信号打开和关闭基准进入阀88来控制进入基准腔90的排出压缩气体的流动。

如图4中所示，入口螺线管板簧168设置用于将进入阀推杆167偏压至收缩位置。在没有电信号时，该入口螺线管板簧对基准进入阀88打开基准腔90的结构部件施加偏压力以便排出的压缩气体流动从而激励入口螺线管致动器94的线圈。所描述的基准进入阀通常是打开的。将基准进入阀88偏压至通常关闭位置的弹簧相反布置是基准进入阀装置的一个可选择的构造，这也被现有技术的美国专利No.6,390,782中的另一个实施例成功采用。

基准出口阀86包括基准出口阀关闭部件172、基准出口通孔170、和基准出口阀座174。

基准出口通孔170从圆柱形基准阀载架81的内表面贯穿至吸入排放腔96形成。所述基准出口阀座174围绕出口通孔170形成，从进入基准腔90的基准阀载架81出现。所述基准出口阀关闭部件172连接于出口阀推杆177，该推杆为出口螺线管致动器92的一部分。当电流信号作用于出口螺线管导线(outlet solenoid leads)87时，出口阀推杆177被推进螺线管致动器92的中间，推动基准出口阀关闭部件172远离基准出口阀座174，打开基准出口通孔170。基准出口通孔170将基准腔90与吸入排放腔96连通。因此，通过施加于出口螺线管致动器92的电信号关闭和打开基准出口阀86来控制流向基准腔90的吸入压缩气体的流动。

如图4中所示，出口螺线管板簧178设置用于将出口阀推杆177沿着延伸位置偏压。在没有电信号时，该出口螺线管板簧对关闭基准腔90的基准出口阀86的结构装置进行偏压以便吸入的压缩气体流动从而激励出口螺线管致动器92的线圈。因此，所描述的基准出口阀86通常被关闭。将基准出口阀86偏压至通常敞开状态的弹簧的相反布置是基准出口阀装置的一个可选择的构造，这在现有技术的美国专利No.6,390,782中的另一个实施例中得到了成功的应用。

同样应该理解，尽管在这里和图2-4中对螺线管致动器进行了讨论和描述，但是可以应用打开和关闭基准进入阀88和基准出口阀86的任何电驱动物理致动器。

可变给定值控制部分80进一步包括电控制单元82、压力传感器84、电路载架83和可变控制阀电线89。压力传感器84具有现有技术的美国专利No.6,390,782的实施例的任选功能。它是一个对作用于它的感应部分的气体压力产生相关的电信号的变换器传感器。所述压力传感器84安装于电路载架83上以便对封闭的基准腔90内的气体压力作出响应。对于现有技术的美国专利No.6,390,782的实践来说，将压力传感器84直接安装于基准腔90的内部是不必要的。只要所述传感器84的压力感应部分与基准腔90气体连通，在其他的实施例中也可以将压力传感器安装于某些其他位置。

所述电控制单元82具有现有技术的美国专利No.6,390,782中实施例的任选功能。所述控制单元82可包括控制基准腔阀装置或接收并处理由压力传感器84产生的电信号的电路。在现有技术的美国专利No.6,390,782的该选择功能的实施例中，控制单元82的电力部件借助于电路载架83与压力传感器84共同设置在一起。所选择的控制单元82的其他功能将在随后描述。

可变控制阀电线89通过端部阀盖中的密封孔从电路载架83开始传送。可变控制阀10所需要的电线数量将根据所选择的电路控制单元82的功能和所选择的压力传感器的装置特点确定。当既不采用电控制单元82也不采用基准腔压力传感器84时，可变控制阀电线89仅包括传送电信号以便激励基准腔阀装置所需要的那些。

可变给定值控制单元80控制压缩机容积控制单元30的操作。通过控制基准腔90内的压力，可变给定值控制单元80能够调节可变控制阀的吸入压力阀部分和排出压力阀部分的打开和关闭。例如，如果基准腔90内的压力逆着隔膜36施加一个小于偏压弹簧44和吸入压力腔32中压力所施加的力，那么隔膜36将会变形进入基准腔90，也就是沿着基准入口致动器94的方向。这个运动将使吸入阀球38离开吸入阀座37，因此打开从第一曲轴箱压力通道130进入吸入压力腔32的气体通道。同时，排出压力阀部分借助于将排出阀球50压在排出阀座52上的排出气体的压力被关闭。借助于开启通过可变控制阀10吸入阀部分的通道，来自曲轴箱室118的气体借助于吸入压力通道112流入吸入压力腔32并流出至压缩机100的吸入区120。随着流出曲轴箱室118的气体的排放，一个给予活塞116更大行程的较小的力作用于活塞116上。因此，流入所述系统蒸发器中的致冷剂气体增加了。

如果基准腔90内的压力逆着隔膜36施加一个大于由吸入压力腔32和偏压弹簧44所施加的力时，隔膜36将变形进入吸入压力腔32内，也就是，沿着吸入阀座37的方向。这个动作使可变控制阀吸入阀部分关闭，同时，通过借助于阀杆54将排出阀球50推离排出阀座52而打开可变控制阀部分。由于排出阀部分被打开，因此来自排出压力通道110的高压气体流经排出压力腔60，阶梯型中心孔70，第二中间部分56和第二曲轴箱压力通道132到达曲轴箱室118。曲轴箱室内的压力将增大，因此将对活塞116施加一个力。活塞116的位移因此受到限制，进入系统蒸发器的致冷剂气体的量减少了。

对于可变控制阀10的整体性能来说，偏压弹簧施加在隔膜36上的力是一个重要的设计变量。通过试验发现，如果弹簧力被调节至相当于2至20psi的吸入压力，尤其是4至10psi的吸入压力，那么将是最有利的。弹簧偏压力的这个范围允许用于在非常低的压缩机容量使用(也就是，当压缩机接近向下的满冲程(de-stroke)操作时)的情况下可变控制阀10的足够操纵范围。

基准腔90内的压力通过打开和关闭基准出口阀86和基准进入阀88进行控制。这些中的每个部件通过压力传感器84和电控制单元82可操作地控制。尤其是，基准腔90内的压力与压力传感器84气体连通。与电控制单元82连接的压力传感器84测量基准腔90内气体的压力并且将该压力传送给电控制单元82。电控制单元82接受来自压缩机控制单元146的信息和控制信号。通过压缩机控制单元146可以收到乘客舒适水平设定以及关于环境条件和车辆操作条件的其他信息。压缩机控制单元146使用存储的压缩机性能算法来计算在压缩腔116内由活塞116压缩的必要气体量从而产生所需要的条件，也就是，乘客舒适水平设定最好在环境和车辆操作参数施加的限制内取得。

计算出的压缩机冲程需要量、来自压力传感器84的压力信息和可变控制阀10部件的已知物理响应特性通过可变控制阀性能算法得到利用以便计算基准腔90内需要的压力从而满足压缩机冲程需要量。该计算出的满足压缩机控制单元确定的需要量所必须的基准压力被称为预定基准压力。借此，所述变容积式压缩机100通过确定预定基准压力和将基准腔90内的气体压力保持至该预定的压力进行控制。

可选择的是，如果没有使用压力传感器84，那么预定基准压力可以从一组储存的基于可变控制阀10的已知标准特性预先计算的，或者，另外借助于校准调整程序为可变控制阀确定的基准压力中选择。在现有技术的美国专利US 6,390,782中该可选择的实施例的情况下，该计算出的压缩机冲程需要量被用于确定(以检查表的方式)所述预定基准压力，所述预定基准压力对于取得所需要的压缩机冲程控制是最优的。

基准出口阀86和基准进入阀88由电控制单元82分别通过致动器92和94进行控制。基于电控制单元82内的计算结果，电控制单元82将通过驱动出口致动器92打开和关闭基准出口阀86，并且通过驱动入口致动器94打开和关闭基准进入阀88。例如，当基准腔90内的压力增加时，入口致动器94将使基准进入阀部件162收缩从而允许高压气体从排出压力腔60流经阀插入部分排放孔69，排出压力排放通道68和排出排放腔98进入基准腔90。同时，出口致动器92将基准出口阀86关闭，从而允许基准腔90内的压力增加。相反地，为了降低基准腔90内的压力，电控制单元82将驱动出口致动器92以便使基准出口阀部件172回缩，以打开从基准腔90流经吸入排放腔96至吸入压力排放通道76，并到达吸入压力腔32的流动，因此泄压。同时，致动器94由电控制单元82发送信号以使基准进入阀部件162延伸从而关闭流入基准腔90的排放压力。

通过将基准腔90内的压力控制至预定基准压力，电控制单元82通过致动器170和172对隔膜36的弯曲进行控制，因此控制活塞116的冲程128的变化。对于图2-4中描述的实施例，基准压力腔的压力可以借助于压力传感器84进行连续的和周期性的监控。该压力信息可在压力伺服控制算法中作为反馈信号被所述控制单元82使用，从而在选择的误差范围内将基准腔90的压力保持在预定的基准压力。

可以预料，这里描述的可变控制阀的重要益处在于能够通过牢固保持预定基准压力来保持阀控制性能。该公开的设计也使所述系统能够将预定基准压力电力操作地改变至一个不同的值，因此改变可变容积式压缩机操作的吸入压力设定值。这允许所述车辆在面对改变环境参数以便取得乘客舒适度和车辆性能的适度平衡时调节压缩机控制。基准腔内的压力对于控制的响应越大，乘客舒适度和车辆性能平衡的优点越能够充分实现。

基准压力控制系统的响应性部分依赖于排出压力气体通过进入阀88的流动和流出出口阀86到达吸入压力的特性。图5和6说明了基准进入阀88和基准出口阀86的一些重要的几何特性。

首先参考图5，进入阀关闭部件162位于使作用于进入阀部件162上的有效压力接受区域AI的排出压力气体的力远离的完全关闭的位置。图5中还说明了从排出排放腔98引导的基准入口160的直径DI。一个较大的DI值将有助于对于命令的快速响应以便通过允许排出压力的更大流量来增加基准腔的压力。获得给定的基准腔压力升高时间所需要的DI的大小依赖于基准压力腔的气体量。较大的基准腔气体量需要较大的基准入口160以便在基准腔压力升高时间上获得与较小的基准腔气体量相同的增加。

然而，较大的DI值需要相应较大的AI值，有效进入阀部件压力接受面积。反过来，这意味着来自进入阀致动器94的所需要的闭合力也较大。大的闭合力可能需要体积较大的致动器或者需要额外的动力以便保持进入阀处于关闭状态。因此，基准入口160的直径DI和压力接受面积AI的选择包括平衡这些竞争性需求。

当进入阀完全闭合时，有效进入阀部件的压力接受面积AI为暴露于排出压力的进入阀关闭部件的净的、非平衡的面积。也就是，有效接受排出压力的力的面积AI可以通过测量由排出压力作用于进入阀关闭部件的力并用排出压力除来计算。已经通过试验发现，当基准腔气体量约为2毫升的时候，有效进入阀压力接受面积AI可有效地选择为小于30,000平方微米，优选小于7500平方微米。在典型的自动车空调压缩机操作条件下，如果有效进入阀部件压力接受面积AI小于约7500平方微米，那么小于1磅的基准进入阀闭合力将是足够的。

参考图6，出口阀关闭部件172处于完全打开的位置，同时气体通过有效气体流动区域流出基准腔90。为了基准腔90和吸入排出腔96之间的给定压差，基准排出孔170的很多几何设计可选择具有相同的气体流量。选择有效的流通面积以便平衡竞争性工作特性。为了确保对降低基准腔压力的指令的快速响应，需要具有较大的出口阀86的有效流通面积，另一方面，当打开进入阀88时有助于限制基准腔内的压力快速增加至排出压力，并且使过调量的基准压力降低，这有助于具有较小的出口阀86的有效流通面积。

基准出口阀86的有效气体流通面积可以作为进入阀88的有效流通面积的比率被有利地选择。可选择的是，基准排出孔170的直径DO可以作为基准入口160的直径DI的比率被选择。通过试验和分析已经确定，DO比DI的有利比率范围为0.5至5.0，最优选的是0.7至2.0。入口与出口横截面积的相应有利比率(入口对出口面积比率)为0.25至25.0，最优选的是0.5至4.0。当入口和出口横截面积的几何形状比图5和图6所示的环形通道复杂多时，气体流通横截面积可以被分析或者通过试验测定并且入口对出口面积比率设计原则如下。

例如，通过试验发现当基准腔90的气体量大约为2毫升时，在基准入口160的直径DI是100微米时，基准出口170直径DO为100微米是一个有效的选择，即基准出口直径对基准入口直径的比率是1.0。采用这些参数值和在典型的自动空调压缩机操作条件下，基准腔压力可以控制地以每秒10psi的速度改变，或者追踪至一个预定的基准压力。

对于没有压力传感器的可控阀10的替换实施例，压缩机控制单元146可以周期性地重复计算保持冷却系统运行所需要的压缩机排量条件。基于在这些计算中量和时间行为的改变，压缩机控制单元146可以发送指令信号至可变控制阀电控制单元82以便增加或降低基准腔压力从而重新建立预定基准压力水平。本领域的技术人员可以预计，这种将基准腔内压力的伺服控制影响至预定水平的方法比使用直接测量基准腔压力实现的更省时。尽管如此，对于现有技术的美国专利US 6,390,782的低成本实施例来说，这种自由伺服方法可能是有效和恰当的。

归因于可变控制阀电控制单元82和压缩机控制单元146的功能可以通过采用可变控制阀10，压缩机100和冷却装置的整个系统中的其他计算手段实现。例如，如果整个系统是具有中央处理器的自动系统，那么选择和保持预定基准压力所需要的所有控制信息和计算能够通过自动中央处理器采集。输送向或来自压力传感器84的信号可被输送至中央处理器的输入/输出部分，并且基准入口和出口阀致动信号可从中央处理器的其他输入/输出部分传送至可变控制阀10。可选择的是，压缩机控制单元146可以实现管理可变控制阀10所需要的所有控制功能。最终，可变控制阀控制单元82可设有实现压缩机排量需求计算同时选择和保持预定基准压力所需要的电路、存储器和处理器源。

发明内容

本发明总体涉及变容积式压缩机，尤其涉及控制变容积式压缩机排量的方法和系统。在本发明的一个实施例中，变容积式压缩机的排量通过利用曲轴箱压力进行控制。

在根据附图阅读时，由于下面的详细描述，本领域的技术人员将会很清楚本发明的不同目的和优点。

附图说明

图1为现有技术的美国专利US 4,428,718中的用于汽车的变容积式压缩机的截面图。

图2为根据现有技术的美国专利US 6,390,782中优选实施例的可变设定值控制阀的截面图。

图3说明了图2中可变控制阀的可变设定值控制部分的截面。

图4说明了图2和3中的可变控制阀的基准腔阀装置的截面。

图5和图6说明了图2-4中可变控制阀的基准腔阀装置的阀座和阀部件的截面。

图7为根据本发明第一个实施例的可变设定值控制阀的截面图。

图8为根据本发明第二个实施例的可变设定值控制阀的截面图。

图9为根据本发明的利用曲轴箱压力控制变容积式压缩机排量的方法的流程图。

图10为根据本发明另一个实施例的用于变容积式压缩机气动控制布置的示意图。

图11为根据本发明的压缩机系统的示意图。

具体实施方式

再次参考附图，图7中说明了根据本发明第一个实施例的系统410。图7基本类似于图2，除了下面将描述的部分，相同的部分采用相同的附图标记。

系统410包括分隔壁412。所述分隔壁412将基准腔90分成两个独立的腔，上部腔490a和下部腔490b。所述上部腔490a由位于相对端的隔膜36和分隔壁412限定。所述下部腔490b由位于相对端的分隔壁412和端部阀盖20限定。

下部曲轴箱孔414通过第三曲轴箱压力通道416与曲轴箱室118流体连通。因此，可以操作压力传感器84测量曲轴箱室118的实际压力。在本申请中，“压力传感器”代表可以测量压力或者受压力影响的其他参数的任何传感器。所述系统410控制曲轴箱压力从而控制压缩机100的排量，例如通过下面将描述的方法。

图8类似于图7，除了说明根据本发明的第二个实施例通过利用曲轴箱室118的压力控制压缩机100排量的系统420外，相同的部件使用相同的附图标记。

所述系统420包括传感器422。所述传感器422为电压力传感器，尽管这样的传感器不是必要的。所述传感器422位于曲轴箱室118内并且能够可操作地测量实际的曲轴箱压力。然而，必须理解，所述传感器422不需要完全设置在曲轴箱室118的主腔内。例如，传感器422可以位于通道，副腔，或传感器422能够感应曲轴箱室118内压力的任何其他适合的位置。所述传感器422被如此设置以至于传感器422不会影响活塞116或者压缩机100内的其他移动部分的运动。

为了电力连通，传感器422通过传感器线424与压缩机控制单元146电力连接。在当前实施例中，所述传感器422测量曲轴箱室118内的压力并将该压力传感器信号传递至所述控制单元146。然后所述控制单元146根据接收到的压力传感器信号改变传递至可变控制阀10的控制信号从而影响在可变控制阀10的位置的改变。所述系统410因此对所测得的曲轴箱实际压力作出响应从而控制压缩机100的容积。

当前实施例已经被描述为对压缩机100的排量进行电动控制。例如，该电动控制可以通过使用计算机芯片，测量曲轴箱实际压力的压力传感器，和电致动装置获得。在这种情况下，电动控制可以通过设置曲轴箱目标压力，将曲轴箱目标压力与曲轴箱实际压力进行比较，以及根据曲轴箱实际压力偏离曲轴箱目标压力的差值来确定可变控制阀10的移动量的计算机芯片获得。一个或多个电致动装置，例如微型阀(microvalve)或螺线管操作的大尺寸阀，如基准进入阀88和/或基准出口阀86可以以一种方式被致动从而产生对于改变曲轴箱实际压力所需要的控制阀响应(也就是，如上文在本发明的背景技术中描述的内容)。对于电控制来说，在使用计算机芯片的地方，最好编制一个能够使可变控制阀在微调方法中作出响应的程序，如将在下面进一步描述的。

尽管当前实施例已经被描述为具有电控制，所述系统可以具有并且所述方法可以使用任何适合的控制方式，例如气动控制、电力-气动控制、液压控制，或其他任何适合的控制方式。

图10中示意性地说明了一种空调系统600(仅示出了部分)的气动控制单元。如图所示，隔膜或波纹管610控制适于选择性地增加曲轴箱室118内的压力，保持曲轴箱室118内的压力或者降低曲轴箱室118内压力的三通阀620的位置。在所说明的实施例中，所述波纹管的内部被控制在基准压力以便产生曲轴箱目标压力。所述基准压力可以以一种适合的方式产生，包括可变的气动压力调节器。然而，如所说明的，所述曲轴箱目标压力由具有传感器球管632的恒温器系统630产生，所述传感器球管632设置在由风扇634产生的空气调节系统的气流中。所述传感器球管632位于蒸发器216向下的出口气流中，这样，当气流的温度升高时，由于所述球管632内的流体介质升温和膨胀，球管632(从而波纹管610的内部)内的压力将会上升。相反地，当气流的温度下降时，所述球管632内的压力和因此的波纹管610内的曲轴箱目标压力也将降低。因此，在这种情况下，所述基准压力逆着曲轴箱目标压力，这是因为当需要增加冷却时，比如当球管632周围的气流温度处于这样的情况时，压缩机100的曲轴箱压力必须下降以便增加活塞的冲程并加强冷却。同样应该注意到，象很多常规的恒温器系统一样，所述恒温器系统630可提供有用于将空气调节系统600的响应调节至所述球管632位于其中的气流的给定温度，例如，使使用者能够选择来自空气调节系统600的更凉或更暖的气流。

所述波纹管610设置在与曲轴箱118流体连通的腔640内，并因此保护实际的曲轴箱压力。所述波纹管610随着对波纹管610内的基准压力和波纹管610外部的腔640内的曲轴箱实际压力的差值的响应膨胀和收缩。波纹管610的运动端机械地连接于所述阀620的运动部件650上。

所述阀620具有与压缩机100的排出部分652流体连通的入口腔622、与压缩机100的吸入部分120流体连通的出口腔654、以及与曲轴箱室118流体连通的载荷腔656。

由于波纹管610膨胀，当膨胀至高于曲轴箱实际压力的基准压力时，三通阀620向右调节，如图10中所看到的，向着压力降低的位置，其中曲轴箱室118借助于阀620的腔656和654与压缩机100的吸入流道连接，尤其是与吸入部分120连接。由于吸入部分120处的压力是空气调节系统内的最低压力，因此当曲轴箱室118如此与吸入部分120连通时，曲轴箱室118内的压力下降。

由于波纹管610收缩，当基准压力小于曲轴箱实际压力时，所述三通阀620向左调节，如图10中所示，向着压力增加的位置，其中曲轴箱室118借助于所述阀620的腔656和652与压缩机100的排出流道连接，尤其是与排出部分124连接。由于排出部分124处的压力在空气调节系统中是最高的压力，因此当曲轴箱室118连接于排出部分124时，曲轴箱室118内的压力升高。

将会很清楚的是，基准压力可被连接至所述腔640，波纹管610的外部，和与图10中所示的相反，曲轴箱室118可改为连接至波纹管610的内部。在这种情况下，对于通常如上面描述的那样工作的该可选择的实施例，所有需要作事情就是将排出部分124与腔654连接，吸入部分120与腔652连接。

另外，代替所说明的恒温器系统632，可以设计提供任何适合的产生基准压力的装置。

适于替换所述波纹管610和阀620的可替换的装置或许是三通压力致动的微型阀。可以适合的阀为美国专利US 6,694,998(’998专利)描述的先导作用式阀10，在这里通过参考结合其公开的内容。(注意：在下面的讨论中，在该公开内容中的附图标记指示先前描述的部件，除了如’998专利的附图标记的特殊标记外)。基准压力(来自恒温器系统632或来自其他任何适合的装置，包括电控制的操纵微量阀，例如’998专利的微量阀9)被引入’998专利的控制腔125，并相对于’998专利中滑动器部件240第二端276(’998专利中的)的轴面作用。’998专利的孔220与压缩机100的排出部分124连接，孔230与压缩机100的吸入部分120连接，’998专利的孔226与曲轴箱室118连接。如’998专利中描述的，’998专利的滑动器部件240将工作以便将’998专利中的孔226保持在’998专利的控制腔125中的压力，在这种情况下，为所述基准压力(在这种情况下，为所需要的曲轴箱目标压力)。

另外，尽管作为由波纹管610直接致动并且直接控制曲轴箱室118和吸入部分120以及排出部分124之间的连接的三通阀对阀620进行了说明，但是我们可以预期，也可以采用控制阀和先导作用式阀装置。所述控制阀(未示出)可以由基准压力和曲轴箱实际压力之间的差值操作以便将液体压力直接作用于先导作用式阀上。所述先导作用式阀(未示出)可通过所述控制阀的液体压力选择性地定位于连接排出部分124和曲轴箱室118的压力增加位置，连接吸入部分120和曲轴箱室118的压力降低位置，和一个压力保持位置，在该位置中曲轴箱室118与吸入部分和排出部分的流道隔离。另外，这样的控制阀和先导作用式阀通常与图10中说明的系统600的操作相似。同样可以预期，所述控制阀和可能的所述先导作用式阀可以为微量阀。当然，使用微量阀来替换图10中说明的阀620的适合性，或者如该段落所讨论的，或者在前述的段落中，依赖于安装有这些阀的特殊系统的流量要求，和这些阀自身的流量。

在电动-气动控制的情况下，基准腔(未示出)内的基准压力可以设定以便获得一个需要的曲轴箱压力，气动控制与上面描述的相似。隔膜或波纹管可以借助于隔膜或波纹管延伸或收缩的量有效测量基准压力与曲轴箱实际压力之间的差值。提供一个测量隔膜或波纹管运动的传感器(未示出)，该传感器产生一个代表基准压力与曲轴箱实际压力差值的信号。一个电致动装置，如一个或多个电致动的小尺寸阀或大尺寸阀，然后可以操作该装置来影响控制阀的响应以便改变曲轴箱实际压力，该响应至少部分基于所述传感器的信号。在另一个实施例中，所述一个或多个小尺寸阀或大尺寸阀根据所述传感器信号直接从曲轴箱室118中排放或排泄压力以便改变曲轴箱实际压力。

图9为根据本发明的通过利用曲轴箱压力控制可变容积式压缩机排量方法510的流程图。例如，所述方法510可以在图7中所示的系统410，图8中所示的系统420或者图10中所示的系统600中实现。

在根据本发明的方法510的第一个步骤512中，设定一个基准压力。所述基准压力为与期望在以预期传热量操作的压缩机100中产生的曲轴箱(预期)目标压力相关的压力。如上述讨论的，所述基准压力可以为曲轴箱目标压力(如在系统410和420中)或者在某些形式中可以为与曲轴箱目标压力相关的压力(也就是，所述基准压力为曲轴箱目标压力的函数)，例如系统600的基准压力。

在第二个步骤512中，测量曲轴箱的实际压力。该曲轴箱的实际(测量)压力可以以任何适合的方式获得，例如通过系统410中的传感器84，通过系统420中的传感器422，或者通过与隔膜或波纹管之间连接，例如系统600中的波纹管610。

在第三个步骤516中，将曲轴箱基准压力和曲轴箱实际压力进行比较。例如，所述比较可以机械地进行，例如通过穿过隔膜或波纹管的压差的作用，如波纹管610。可选择的是，比较曲轴箱目标压力和曲轴箱测量压力的计算可以通过控制单元146进行。

例如，一种比较方法为通过利用最优算法使曲轴箱目标压力和曲轴箱实际压力之间的差值最小化。任何适合的最优算法都可以使用。很多最优算法是可以利用的，但是它们通常分成三种类型：导数优化算法，模拟退火(Simulated annealing)优化算法和遗传(genetic)优化算法。在一个实施例中，使用了模拟退火算法，在那里通过在先测试建立关键的最优参数。这些参数依赖于所述特殊的系统构造。另一种比较方法可以为使用基于曲轴箱目标压力和曲轴箱实际压力差值的变量阶梯函数。例如，当差值相对大时，将采用对于目标的相对大的步长；即，将要求控制阀10的位置的相对大的改变(在应用控制阀10的实施例中)。当曲轴箱实际压力接近目标压力时，这样差值相对小，将要求一个相对小的步长。如将在下面讨论的，图9中所述方法的步骤在一个重复过程中得到重复，因此每次重复第三步516时，将要求一个较小的步长，尽管这种重复不是必须的。当曲轴箱实际压力接近曲轴箱目标压力时，将采用较小的步长使过调节和振动的趋势最小化。步长的减少量可以基于曲轴箱目标压力和曲轴箱实际压力之间的差值大小，或者基于以一定间隔减少步长的时间。可以预期，步长量可以为从零(无位置改变)到最大位置改变信号的任何值；例如，当将脉冲宽度调制信号应用于相关阀(一个或多个)以便控制曲轴箱室118压力的进入和曲轴箱室118压力的排出时，零信号将为请求最大应用间隔(无脉冲)的零压，最大信号将为请求最大应用间隔的全功率脉冲。另外，本发明预期，当曲轴箱实际压力相对接近于曲轴箱目标压力时，信号将不会改变。

从具有步骤518的所述方法510推断出，控制阀10的位置根据曲轴箱基准压力和实际压力的比较而改变，借此将控制阀10的位置改变至期望位置。例如，在系统410和420中，所述控制单元146将传送一个适当的信号给基础出口阀86和/或基准进入阀88以便至少部分基于曲轴箱目标压力和实际压力之间的比较来改变状态从而使控制阀10改变位置，借此朝曲轴箱目标压力的方向调整曲轴箱的实际压力。作为进一步的实施例，在系统600中，阀610通过穿过波纹管610作用的压差来调整位置以便使曲轴箱的压力朝着曲轴箱目标压力改变。

在本发明的一个可替换的实施例中，图9中说明的方法为连续重复过程，当可变容积式压缩机100处于工作状态时，所述方法510继续通过步骤512至518连续循环，如虚线520所指示的。

在测试中，执行图9中所述方法的控制程序使用LabVIEW计算机发展软件(可从位于德克萨斯，奥斯汀的National InstrumentCorporation获得)进行编制，并且加载在计算机控制系统上。由Delphi公司(Troy，Michigan)制造的小型变容积式压缩机与传统的自动车空气调节系统部件进行连接。在小型变容积式压缩机的曲轴箱室内设置电压力传感器。所述传感器适于监测曲轴箱室内的曲轴箱压力条件。由Microstaq有限公司(贝灵汉，华盛顿)制造的Microstaq^TM微型阀被连接至小型变容积式压缩机上以便控制曲轴箱室内的压力。利用曲轴箱的反馈，也就是，来自传感器的压力测量，控制程序指示Microstaq^TM微型阀调节曲轴箱室内的压力。通过监测曲轴箱压力条件，而不是吸入压力条件，并且利用该曲轴箱压力作为控制压缩机排量的反馈信号，在其他的输入中，取得了超过现有技术(利用吸入压力作为控制压缩机排量的信号)所取得的压缩机控制。

图11中所说明的是根据本发明压缩机系统710的示意图。所述压缩机系统710包括压缩机712。所述压缩机712为压缩机的容量由曲轴箱压力进行控制的变容积式压缩机，例如，图1中的变容积式冷冻剂压缩机210，图2中的压缩机100，或任何适合的压缩机。所述压缩机712包括由714指示的曲轴箱孔，其在压缩机712中与曲轴箱流体连通(未示出)。所述压缩机712包括由716指示的排出口和由718指示的吸入口。所述压缩机系统710包括具有与排出口716流体连通的入口722和具有与吸入口718流体连通的出口724的A/C系统720。例如，所述A/C系统720可以为图1中具有在压缩机排出口716和压缩机吸入口718之间顺序排量的普通冷凝器212，阻尼管214，蒸发器216和蓄能器218的自动车空气调节系统，图2中具有冷凝器140，蒸发器142和蓄能器144的空气调节装置，或者任何适合的空气调节系统。

压缩机系统710包括具有与曲轴箱孔714流体连通的曲轴箱接口728的控制机构726。所述控制机构726具有与排出口716流体连通的排出接口730。所述控制机构726具有与吸入口718流体连通的吸入接口732。为了以在前描述的方式控制曲轴箱压力，所述控制机构包括在曲轴箱接口728，排出接口730和吸入接口732之间提供选择性连通的阀装置。例如，所述控制机构726可包括这样的装置：

-类似于图1中控制阀300的气动控制阀；

-类似于图2中可变控制阀10和控制单元146的电动控制阀和控制单元；

-一个或多个微型阀和/或一个或多个大尺寸阀，这些阀可由压差致动，或者可由受电控制单元(未示出)控制的电力，压缩空气，或电力-压缩空气操作，其可以为直动阀或者其可以作为导阀和先导式作用阀设置；

-波纹管和阀装置，或者隔膜和阀装置，例如图10中所示的装置；或

-控制压缩机712曲轴箱内压力的任何适合的控制单元，其根据曲轴箱实际压力和与曲轴箱目标压力相关的基准压力之间的压差来操作控制机构的阀部分以控制曲轴箱压力。

与现有技术相比，本发明对压缩机的输出控制显著增强了。这通过减少系统输入(曲轴箱压力的变化)和用于给定变化的反馈(压力传感器信号)之间的时间取得的。在现有技术的压缩机控制方法中，已经使用吸入压力作为反馈基准。所述控制阀改变曲轴箱内的压力从而改变压缩机的输出。由于如对用于冲程动作以便改变吸入压力、致冷剂的可压缩性和空气调节系统的容积的压缩机活塞的需要这样的因素，我已经发现，在控制阀位置变化和由此引起的吸入压力变化之间有相对长的时间延迟。现有技术的压缩机系统也存在趋向于将压缩机驱动至特定状态的内在不稳定性，例如，作为可变控制的最小输出是打开的并且曲轴箱压力增加到最大值。这些因素使现有技术的压缩机趋向于走极端，也就是，达到最大输出或达到最小输出，同时控制阀设定的变化较小。

在本发明中，曲轴箱压力作为反馈基准被监测，由于反馈基准没有通过压缩机机构和空调致冷剂体积连通，与现有技术相比，根据曲轴箱内压力的控制阀变化的效果和由此压缩机的制冷能力被更快地确认。因此，由于曲轴箱内压力变化被迅速地确认并且可变控制阀可被调节以便使压缩机过调节最小化或消除压缩机过调节，压缩机过调节的趋势被减少了。

尽管已经描述了涉及适于在自动车空调系统中使用的压缩机的优选实施例，但是我们应当理解本发明也可用于曲轴箱压力控制压缩机容量的任何适合的压缩机和压缩机系统。

在优选实施例中已经解释和说明了本发明的操作方式和原则。然而，应当理解，本发明可用于除了特定解释和说明的装置之外的没有偏离本发明精神和范围的其他装置。

Claims (21)

1.一种用于控制变容积式压缩机的系统，包括：

用于控制变容积式压缩机的曲轴箱内压力的控制阀；

用于控制所述控制阀的控制单元，当控制所述控制阀时，所述控制单元对所述曲轴箱内的压力作出响应。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

设置在所述曲轴箱内的压力传感器，所述压力传感器与所述控制单元连接以便向所述控制单元传送压力传感器信号，所述控制单元对所述压力传感器信号作出响应以便改变所述控制阀的位置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述压力传感器为电压力传感器和机械反馈压力传感器中的一种。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述压力传感器设置在所述曲轴箱的通道或子室内。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制阀为先导作用式的大尺寸阀，所述阀的位置由所述控制单元操作的微型阀控制。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制阀打开以便升高所述曲轴箱内的压力，并且进一步包括打开阀以便降低所述曲轴箱内压力的第二控制阀，所述控制单元至少部分基于曲轴箱内的压力控制所述控制阀和所述第二控制阀。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制阀和所述第二控制阀为控制第三控制阀的位置的导阀，所述第三控制阀由此可被选择性地定位至第三控制阀使高压流体从压缩机的排出流道到所述曲轴箱以便升高曲轴箱内压力的位置，第三控制阀使流体从曲轴箱排至压缩机的吸入流道以便降低曲轴箱内压力的位置，和所述曲轴箱与所述排出流道隔离并且与所述吸入流道隔离以便保持曲轴箱内的压力恒定的位置。

8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括至少部分基于所述曲轴箱内的压力控制所述控制阀和所述第二控制阀位置的多个导阀。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元为一侧暴露于基准压力并且另一侧暴露于曲轴箱实际压力的隔膜和波纹管中的一个，所述控制阀的位置由所述波纹管和隔膜中的所述一个的运动确定，该运动响应于越过所述波纹管和隔膜中的所述一个作用的压差。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元为电控制单元、气动控制单元、电动-气动控制单元和液压控制单元中的一种。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

与所述控制单元连接的恒温器系统，可操作所述恒温器系统产生曲轴箱目标压力，其中所述控制单元作出响应以便至少部分基于所述曲轴箱目标压力控制所述控制阀。

12.一种控制具有利用曲轴箱压力控制压缩机排量大小的阀的变容积式压缩机的方法，包括步骤：

a)设定曲轴箱目标压力；

b)测量变容积式压缩机的曲轴箱压力；

c)将曲轴箱目标压力与所测量的曲轴箱压力进行比较以便确定所述曲轴箱目标压力与所述测量压力之间的差值；

d)确定所预期的控制阀位置变化以便基于曲轴箱目标压力与曲轴箱实际压力之间确定的差值控制压缩机的容积量；和

e)将控制阀的位置改变至预期位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤d)中确定的预期的位置变化通过利用基于预定的最优参数的模拟退火算法确定。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤d)中确定的预期位置变化至少部分基于步骤c)中确定的差值大小。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤d)中执行的确定通过利用导数最优化算法、模拟退火算法和遗传优化算法中的一种算法使曲轴箱目标压力和曲轴箱实际压力之间的差值最小化。

16.一种利用曲轴箱实际压力控制压缩机容积的变容积式压缩机的控制方法，包括步骤：

a)设定基准压力；

b)测量曲轴箱实际压力；

c)将基准压力和曲轴箱实际压力进行比较以便确定所述基准压力和所述曲轴箱实际压力之间的差值；和

d)改变用于控制曲轴箱压力的控制阀的位置，该控制阀的位置的改变基于所述曲轴箱实际压力和所述基准压力的比较。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基准压力为曲轴箱目标压力。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基准压力和作为反函数的曲轴箱目标压力相关。

19.一种控制具有利用曲轴箱压力控制压缩机排量大小的阀的变容积式压缩机的方法，包括步骤：

a)设定曲轴箱目标压力；

b)测量变容积式压缩机的曲轴箱压力；

c)将曲轴箱目标压力与所测量的曲轴箱压力进行比较以确定曲轴箱目标压力和测量的曲轴箱压力之间的差值；和

d)基于所述曲轴箱目标压力和所测得的曲轴箱压力之间确定的差值控制用于控制压缩机容量大小的控制阀的位置。

20.一种用于控制通过改变曲轴箱压力控制压缩机容量大小的一类变容积式压缩机的方法，包括改变信号以便控制至少部分作为所测得的曲轴箱压力的函数的压缩机容积的步骤。

21.一种控制压缩机的系统，包括：

适于设置在压缩机的曲轴箱内并且产生指示曲轴箱内压力的信号的压力传感器；和

适于至少部分基于所述信号控制压缩机操作的控制机构。

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