DE102007000186A1

DE102007000186A1 - Durchflussmesser für einen Verdichter mit variabler Verdrängung

Info

Publication number: DE102007000186A1
Application number: DE102007000186A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Kariya Inoue; Akinobu Kariya Kanai
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2007-10-11
Also published as: US7493829B2; US20070227266A1; JP2007263097A

Abstract

Ein Durchflussmesser für einen Verdichter mit variabler Verdrängung hat einen beweglichen Körper, der betätigbar ist, um durch einen Differenzdruck bewegt zu werden, einen Magnet, der in dem beweglichen Körper vorgesehen ist, einen magnetischen Sensor zum Erfassen einer Änderung einer magnetischen Flussdichte des Magnets, einen Durchflussdurchgang für Kühlmittelgas, das von der Zylinderbohrung ausgegeben wird, um hierdurch zu strömen, eine gedichtete Kammer, die senkrecht mit dem Durchflussdurchgang verbunden ist und darin den beweglichen Körper aufnimmt, ein Vorspannelement zum Vorspannen des beweglichen Körpers in den Durchflussdurchgang, einen Zwischenraum, der zwischen einem beweglichen Körper und einer inneren Wandfläche des Durchflussdurchgangs ausgebildet ist, einen Umgehungsdurchgang, der geöffnet und geschlossen wird, wenn der bewegliche Körper in eine axiale Richtung des beweglichen Körpers bewegt wird, und einen Verbindungsdurchgang zum Einführen des Kühlmittelgases in einem stromabwärtigen Durchflussdurchgang des Durchflussdurchgangs, der stromabwärtig des beweglichen Körpers angeordnet ist, in die gedichtete Kammer.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Durchflussmesser, der magnetisch betätigbar ist, um einen Körper zu erfassen, der im Ansprechen auf eine Änderung einer Durchflussrate eines Kühlmittelgases, das in einem Verdichter mit variabler Verdrängung ausgegeben wird, beweglich ist.
Die japanische Patentanmeldungsdruckschrift Nr. 2002-332962 offenbart einen Verdichter mit variabler Verdrängung (nachstehend lediglich als Verdichter bezeichnet), in dem der Neigungswinkel einer Taumelscheibe durch Einstellen des Öffnungsgrades eines Steuerventils variiert wird, womit der Hub des Verdichters verändert wird. In der vorliegenden Spezifikation bezieht sich der Hub des Verdichters auf die Durchflussrate oder das Volumen eines Kühlmittelgases, das je Drehung des Verdichters abgegeben wird.
In einem herkömmlichen Verdichter wird jedoch ein Durchflussratenänderungsbefehl lediglich hinsichtlich des Steuerns und Änderns des Hubs gesendet und ein gegenwärtiger Hub kann nicht bekannt sein. Wenn der Hub geändert wird, wird die Leistung des Verdichters variiert, aber er wird durch einen berechneten Wert auf der Grundlage eines Durchflussratenbefehlswerts abgeschätzt.
Somit ist der gegenwärtige Hub von dem berechneten Wert verschieden, bis der Hub den Befehlswert erreicht, nachdem der Durchflussratenänderungsbefehl gesendet worden ist. Insbesondere wird, wenn der Verdichter bei einem Start eines Fahrzeugmotors gestartet wird, der vorstehende Unterschied erhöht. Somit erfordert es eine längere Zeit, bis die Fahrzeuginnentemperatur ein gewünschtes Niveau erreicht, und eine größere Last wirkt auf den Fahrzeugmotor. Und zwar ist in dieser Situation eine geeignete Steuerung schwerlich auszuführen.
Falls die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das in den Verdichter abgegeben wird, genau erfasst wird, kann der gegenwärtige Hub und die gegenwärtige Leistung des Verdichters bekannt sein, was sehr nützlich ist. Für den vorstehenden Zweck kann ein elektrischer Durchflussmesser, der in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsdruckschrift Nr. 60-152926 (Bezug nehmend auf 2) offenbart ist, zum Erfassen der Durchflussrate des Kühlmittelgases verwendet werden.
Der elektrische Durchflussmesser der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsdruckschrift Nr. 60-152926 hat einen Ventilsitz, der in der horizontalen Trennwand eines Gehäuses ausgebildet ist und ein Ventilloch hat. Der Raum über der horizontalen Trennwand ist durch eine Antriebsplatte, die integral mit einer beweglichen Membran ist, in zwei Räume geteilt. Ein Ventilkörper ist mit der Antriebsplatte verbunden und durch eine Feder in die Richtung vorgespannt, die verursacht, dass der Ventilkörper in das Ventilloch eingeführt wird. Der Raum zwischen der horizontalen Trennwand und der Antriebsplatte ist in Fluidverbindung mit einem Fluiddurchgang, durch den Fluid mit hohem Druck strömt. Teil eines Niedrigdruckfluids, das durch das Ventilloch gelangt ist, wird zu dem Raum über der Antriebsplatte durch einen Verbindungsdurchgang zugeführt.
Somit ist der Ventilkörper in dem Ventilloch durch den Differenzdruck zwischen dem Druck des Hochdruckfluids in den Räumen unter der Antriebsplatte und dem Druck des Niedrigdruckfluids in dem Raum über der Antriebsplatte vertikal beweglich, um hierdurch den Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper zu verändern, womit eine variable Drossel ausgebildet wird. Der Hub des Ventilkörpers durch den vorstehenden Differenzdruck wird durch einen Messfühler erfasst, der ein elektrisches Signal korrespondierend zu der Durchflussrate aussendet.
Der elektrische Durchflussmesser der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsdruckschrift Nr. 60-152926 hat jedoch den Ventilsitz und den Ventilkörper, die zusammen wirken, um eine variable Drossel auszubilden, die bewegliche Membran und die Antriebsplatte zum Stützen des Ventilkörpers und eine Einrichtung zum Definieren der Räume für das Hochdruck- und das Niedrigdruckfluid. Der elektrische Durchflussmesser ist in den Abmessungen unvermeidlich groß ausgeführt. Somit ist es schwierig, den elektrischen Durchflussmesser an einen Verdichter zu montieren, der in einem begrenzten Raum eines Fahrzeugs eingebaut ist.
Hinsichtlich lediglich einer Verkleinerung der Vorrichtung kann das vorstehende Problem der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsdruckschrift Nr. 60-152926 durch Vorsehen eines variablen Drosselmechanismus gelöst werden, der durch eine Kombination eines Durchflussdurchgangs für ein Kühlmittelgas und einen beweglichen Körper, wie beispielsweise einem Kolben oder dergleichen, ausgebildet ist, so dass ein Differenzdruck zwischen zwei Punkten zum Bewegen des beweglichen Körpers erzeugt wird.
Auf die vorstehende Weise des Verschiebens des beweglichen Körpers hat jedoch der Durchflussdurchgang des Kühlmittelgases einen Spalt, der zwischen dem Gleitabschnitt des beweglichen Körpers und der Innenfläche des Durchflusskanals ausgebildet ist. Somit tritt das Fluid, obschon abhängig von einer Einstellung, leicht durch den Spalt des Gleitabschnitts aus. Insbesondere kann der Differenzdruck in einem Bereich mit niedriger Durchflussrate des Verdichters, unmittelbar nachdem der Verdichter gestartet worden ist, nicht groß genug sein. Somit wird der Differenzdruck nicht auf eine lineare Weise geändert.
Der Durchmesser des Durchflussdurchgangs des Kühlmittelgases kann so stark wie möglich zum Abschwächen des Einflusses des Fluids, das austritt, reduziert werden, um hierdurch den Differenzdruck zwischen den zwei Punkten zu erhöhen und den Differenzdruck auf eine lineare Weise in dem Bereich mit niedriger Durchflussrate zu ändern. Da jedoch der Durchfluss des Fluids im Wesentlichen in dem Bereich mit niedriger Durchflussrate gedrosselt ist, wird der Differenzdruck jenseits beschränkt oder er wird auf eine nicht lineare Weise in einem Bereich mit hoher Durchflussrate des Verdichters verändert. Somit kann der herkömmliche Durchflussmesser, wenn er verkleinert ist, die Durchflussrate nicht genau erfassen.
Wenn der Durchmesser des Durchflussdurchgangs in dem Verdichter zum Verstärken des Drosseleffekts reduziert wird, wird der Widerstand gegen den Durchfluss des Fluids vergrößert, was zu einer Reduzierung der Kühleffizienz des Verdichters führt. Die Reduzierung der Kühleffizienz durch den erhöhten Fluidwiderstand kann insbesondere während eines Betriebs mit hoher Last nicht übersehen werden, der eine hohe Durchflussrate für eine große Kühlkapazität erfordert. Andererseits muss, wenn der Durchmesser des Durchflussdurchgangs in dem Verdichter zum Sicherstellen einer ausreichenden Kühlkapazität bei der hohen Durchflussrate erhöht ist, der bewegliche Körper mit einem Durchmesser, der größer als der des Durchflussdurchgangs ist, zum Einrichten eines geschlossenen Zustands des Durchflussdurchgangs ausgeführt werden, und der Durchflussmesser ist dementsprechend in den Abmessungen groß ausgeführt.
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Durchflussmesser gerichtet, der eine einfache Struktur zur Verwendung in einem Verdichter hat, eine Durchflussrate in einem weiten Bereich von einem Bereich mit niedriger Durchflussrate zu einem Bereich mit hoher Durchflussrate genau erfasst und verhindert, dass eine Kühleffizienz in dem Bereich mit hoher Durchflussrate gesenkt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Aspekt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sieht einen Durchflussmesser für einen Verdichter mit variabler Verdrängung vor, der ein Gehäuse, das eine Vielzahl von Zylinderbohrungen hat, eine Antriebswelle, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, Kolben, die in den Zylinderbohrungen angeordnet sind, und eine Taumelscheibe hat, die an der Antriebswelle vorgesehen ist. Die Kolben werden durch die Taumelscheibe angetrieben und ein Neigungswinkel der Taumelscheibe wird durch Steuern eines Hubs des Verdichters gesteuert. Der Durchflussmesser hat einen beweglichen Körper, der betätigbar ist, um durch einen Differenzdruck bewegt zu werden, einen Magnet, der in dem beweglichen Körper vorgesehen ist, einen magnetischen Sensor zum Erfassen einer Änderung einer magnetischen Flussdichte des Magnets, einen Durchflussdurchgang für Kühlmittelgas, das von den Zylinderbohrungen ausgegeben wird, um hierdurch durchzufließen, eine gedichtete Kammer, die senkrecht mit dem Durchflussdurchgang verbunden ist und darin den beweglichen Körper aufgenommen hat, ein Vorspannelement zum Vorspannen des beweglichen Körpers in den Durchflussdurchgang, einen Zwischenraum, der zwischen einem beweglichen Körper und einer inneren Wandfläche des Durchflussdurchgangs ausgebildet ist, einen Umgehungsdurchgang, der geöffnet und geschlossen wird, wenn der bewegliche Körper sich in eine axiale Richtung des beweglichen Körpers bewegt, und einen Verbindungsdurchgang zum Einführen des Kühlmittelgases in einem stromabwärtigen Durchflussdurchgang des Durchflussdurchgangs, der stromabwärtig des beweglichen Körpers angeordnet ist, in die gedichtete Kammer.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang genommen mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angesehen werden, sind insbesondere in den anhängenden Ansprüchen ausgeführt. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine Längsschnittansicht eines Verdichters mit variablem Hub eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 1 ist;
3 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Durchflussmessers des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit niedriger Durchflussrate ist;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 3 ist;
5 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Durchflussmessers des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit dazwischen liegender Durchflussrate ist;
6 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Durchflussmessers des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit hoher Durchflussrate ist;
7 ein Diagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Differenzdruck und einer Durchflussrate zeigt;
8 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Durchflussmessers eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist;
9 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Durchflussmessers eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels ist;
10A eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Durchflussmessers eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit niedriger Durchflussrate ist;
10B eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Durchflussmessers des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit dazwischenliegender Durchflussrate ist; und
10C eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Durchflussmessers des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels in einem Bereich mit hoher Durchflussrate ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nachstehende ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessers für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 8 beschrieben. Bezug nehmend auf 1, die den Verdichter mit variabler Verdrängung zeigt, der den Durchflussmesser des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels hat, hat der Verdichter ein Gehäuse 1, in dem eine Kurbelkammer 2 definiert ist, und eine Antriebswelle 3, die drehbar in der Kurbelkammer 2 angeordnet ist. Die Antriebswelle 3 ist wirkend mit einem Motor 4, der in einem Fahrzeug montiert ist, zur Drehung mit dem Motor 4 verbunden.
Eine Ansatzplatte 5 ist an der Antriebswelle 3 zur Drehung hiermit in der Kurbelkammer 2 fixiert. Eine Taumelscheibe 6 ist in der Kurbelkammer 2 untergebracht. Die Taumelscheibe 6 ist an der Antriebswelle 3 mit einem Neigungswinkel vorgesehen und abgestützt, so dass die Taumelscheibe 6 relativ zu der Achse der Antriebswelle 3 neigbar und ferner relativ zu der Antriebswelle 3 verschiebbar ist. Ein Gelenkmechanismus 7 ist zwischen der Ansatzplatte 5 und der Taumelscheibe 6 angeordnet, der der Taumelscheibe 6 erlaubt, mit der Ansatzplatte 5 und der Antriebswelle 3 zu drehen und sich relativ zu der Achse der Antriebswelle 3 zu neigen. Der Neigungswinkel der Taumelscheibe 6 wird durch eine Hubsteuervorrichtung 21 gesteuert, die nachstehend beschrieben ist.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 8 sind in dem Gehäuse 1 ausgebildet (nur eines ist in 1 gezeigt). Ein einköpfiger Kolben 9 ist reziprokierend in jeder der Zylinderbohrungen 8 angeordnet. Jeder Kolben 9 ist durch ein Paar Schuhe 10 mit dem äußeren Umfangsabschnitt der Taumelscheibe 6 in Eingriff. Somit wird die Drehung der Taumelscheibe 6 durch die Drehung der Antriebswelle 3 in eine reziprokierende Bewegung der Kolben 9 durch die Schuhe 10 umgewandelt.
Verdichtungskammern 12 sind in den Zylinderbohrungen 8 an ihrer Rückseite (der rechten Seite in 1) durch die Kolben 9 und eine Ventilanschlussbaugruppe 11, die in dem Gehäuse 1 vorgesehen ist, definiert. Eine Saugkammer 13 als ein formendes Teil eines Saugdruckbereichs des Verdichters und eines Ausgabekammer 14 als ein formendes Teil eines Ausgabedruckbereichs des Verdichters sind in dem Gehäuse 1 an der Rückseite definiert.
Wenn sich der Kolben 9 von seinem oberen Totpunkt zu seinem unteren Totpunkt bewegt, wird Kühlmittelgas in der Saugkammer 13 durch einen Sauganschluss 15 und ein Saugventil 16, das in der Ventilanschlussbaugruppe 11 ausgebildet ist, in die Verdichtungskammer 12 gezogen. Wenn der Kolben 9 sich von seinem unteren Totpunkt zu seinem oberen Totpunkt bewegt, wird das Kühlmittel, das in die Verdichtungskammer 12 gezogen wurde, auf einen vorgegebenen Druck verdichtet und durch einen Ausgabeanschluss 17 und ein Ausgabeventil 18, die in der Ventilanschlussbaugruppe 11 ausgebildet sind, in die Ausgabekammer 14 ausgegeben.
Ein Ablassdurchgang 19 und ein Zufuhrdurchgang 20 sind in dem Gehäuse 1 vorgesehen. Der Ablassdurchgang 19 verbindet die Kurbelkammer 2 mit der Saugkammer 13, während der Zufuhrdurchgang 20 die Ausgabekammer 14 mit der Kurbelkammer 2 verbindet. Die Hubsteuervorrichtung 21, die ein Steuerventil 22 hat, ist in dem Zufuhrdurchgang 20 in dem Gehäuse 1 angeordnet.
Das Steuerventil 22 ist durch einen ersten druckeinführenden Durchgang 23 mit der Ausgabekammer 14 und durch einen zweiten druckeinführenden Durchgang (nicht gezeigt) mit einem externen Kühlmittelkreislauf 24 verbunden, der nachstehend in Einzelheiten beschrieben ist. Der Öffnungsgrad des Steuerventils 22 wird auf der Grundlage eines Steuersignals und eines Differenzdrucks zwischen zwei Punkten in den vorstehenden druckeinführenden Durchgängen eingestellt.
Der Druck in der Kurbelkammer 2 hängt von dem Gleichgewicht zwischen der Menge an Kühlmittelgas unter hohem Druck, das von der Ausgabekammer 14 durch den Zufuhrdurchgang 20 in die Kurbelkammer 2 eingeführt wird, und der Menge des Kühlmittelgases, das von der Kurbelkammer 2 durch den Ablassdurchgang 19 in die Saugkammer 13 strömt, ab, welches Gleichgewicht durch Einstellen des Öffnungsgrads des Steuerventils 22 der Hubsteuervorrichtung 21 gesteuert wird. Der Unterschied zwischen dem Druck in der Verdichtungskammer 12 und dem Druck in der Kurbelkammer 2 quer zu dem Kolben 9 wird im Ansprechen auf eine Änderung des Drucks in der Kurbelkammer 2 geändert, wodurch der Neigungswinkel der Taumelscheibe 6 relativ zu der Antriebswelle 3 variiert wird. Somit ändert der Verdichter den Hub des Kolbens 9 und daher seine Verdrängung.
Wenn der Druck in der Kurbelkammer 2 fällt, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 6 erhöht, um hierdurch den Hub des Verdichters zu erhöhen. Die Taumelscheibe 6, die durch die Zweipunktstrichlinie in 1 gekennzeichnet ist, ist mit ihrem maximalen Neigungswinkel in Kontakt mit der Ansatzplatte 5 geneigt. Andererseits, wenn der Druck in der Kurbelkammer 2 steigt, wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 6 verringert, um hierdurch den Hub des Verdichters zu reduzieren. Die Taumelscheibe 6, die durch die durchgezogene Linie in 1 gekennzeichnet ist, ist um ihren minimalen Neigungswinkel geneigt.
Der Kühlmittelkreislauf (oder Kühlkreislauf) einer Fahrzeugluftbehandlung hat den vorstehend beschriebenen Verdichter und den externen Kühlmittelkreislauf 24, der die Ausgabekammer 14 mit der Saugkammer 13 verbindet. Kohlenstoffdioxid oder Chlorfluorkohlenstoff wird als Kühlmittel verwendet. Der externe Kühlmittelkreislauf 24 hat einen Verflüssiger 25, einen Aufnahmetank 26, ein Expansionsventil 27 und einen Verdampfer 28, die in dieser Reihenfolge von der Ausgabekammer 14 zu der Saugkammer 13 hin gesehen angeordnet sind. Ein Drucksensor 29 ist in dem Kühlmitteldurchgang angeordnet, der den Verflüssiger 25 mit dem Aufnahmetank 26 verbinden und ist angepasst, um elektrische Erfassungssignale durch eine Verbindungsleitung 30, eine Dateneingabeeinrichtung 31 und eine Verbindungsleitung 32 zu einem Verstärker 33 auszusenden. Der Verstärker 33 überträgt ein Hubänderungsbefehlssignal durch eine Verbindungsleitung 34 zu der Hubsteuervorrichtung 21 zum Steuern der Hubsteuervorrichtung 21.
Ein Durchflussmesser 35, der in Einzelheiten in 2 bis 6 gezeigt ist, ist an der oberen Fläche des Gehäuses 1 vorgesehen. Insbesondere ist ein Teil des Durchflussmessers 35 in einem Flansch 36 vorgesehen, der ein Teil des Gehäuses 1 ist. Der Flansch 36 ist an einen Zylinderblock 37 des Gehäuses 1 fixiert und eine Dichtung 38 ist zwischen dem Flansch 36 und dem Zylinderblock 37 zwischen geordnet, wie in 2 gezeigt ist.
Bezug nehmend auf 2 sind eine Hochdruckkammer 39 und ein Durchflussdurchgang 40, die in Verbindung miteinander sind, in dem Flansch 36 ausgebildet. Eine zylindrische gedichtete Kammer 41 ist in dem Flansch 36 ausgebildet, die sich in senkrechter Beziehung zu dem Durchflussdurchgang 40 zur Verbindung hiermit erstreckt. Ein zylindrischer beweglicher Körper oder ein Ventilkolben 42 ist in der gedichteten Kammer 41 untergebracht, um in die axiale Richtung des Ventilkolbens 42 verschiebbar zu sein.
Bezug nehmend auf 3 hat der Ventilkolben 42 an seinem oberen Abschnitt einen verringerten Abschnitt oder einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44. Eine Schraubenfeder 45 ist in dem Zwischenraum, der zwischen dem oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 des Ventilkolbens 42 und der inneren Wand der gedichteten Kammer 41 ausgebildet ist, zum Vorspannen des Ventilkolbens 42 nach abwärts vorgesehen, wie in 3 zu sehen ist. Die Schraubenfeder 45 hat eine vorgegebene Federkonstante, so dass der Ventilkolben 42 an jeglicher vorgegebener Position angeordnet ist, wenn der Ventilkolben 42 einen Differenzdruck empfängt, der nachstehend beschrieben ist. Ein Magnet 46 ist in dem oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 des Ventilkolbens 42 eingebettet.
Bezug nehmend auf 4 ist ein winziger Zwischenraum 50 zwischen dem unteren Abschnitt mit großem Durchmesser 43 des Ventilkolbens 42 und der inneren Wandfläche 40b der gedichteten Kammer 41 mit einer derartigen Breite ausgebildet, die eine Gleitbewegung des Ventilkolbens 42 erlaubt. Ein Vorsprung 48 (3) ist an der unteren Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 ausgebildet. Der Vorsprung 48 ist mit der inneren Wandfläche 40a des Durchflussdurchgangs 40 in Kontakt gebracht, wenn der Ventilkolben 42 vollständig in den Durchflussdurchgang 48 vorgespannt wird. Somit ist immer ein Zwischenraum 49 zwischen dem Ventilkolben 42 und der inneren Wandfläche 40a des Durchflussdurchgangs 40 vorgesehen. Der Zwischenraum 49 ist ein Teil des Durchflussdurchgangs der vorliegenden Erfindung, durch den Kühlmittelgas strömt. Die untere Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 dient als eine Druckaufnahmefläche.
Bezug nehmend auf 3 sind Durchflussdurchgänge 40c und 40d stromaufwärts und stromabwärts des beweglichen Körpers 52 jeweils in dem Durchflussdurchgang 40 angeordnet und ein Umgehungsdurchgang 52 ist durch Trennwände 51 über dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40c und 40d definiert. Der Umgehungsdurchgang 52 ist durch die äußere Umfangsfläche des unteren Abschnitts mit großem Durchmesser 43 des Ventilkolbens 42 geschlossen, wenn er in seiner vollständig vorgespannten Position platziert ist. Der Umgehungsdurchgang 52 ist geschlossen gehalten, bis sich die untere Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 hinter den Trennwänden 51 aufwärts bewegt.
Der stromabwärtige Durchflussdurchgang 40d und der Umgehungsdurchgang 52, der stromabwärtig des Ventilkolbens 42 angeordnet ist, sind miteinander an einer Niedrigdruckkammer 53 verbunden, die in dem Flansch 36 definiert ist, wie in 3 gezeigt ist. Die Niedrigdruckkammer 53 verzweigt in einen Hauptdurchgang 54, der mit dem externen Kühlmittelkreislauf verbunden ist, der in 1 gezeigt ist, und einen Verbindungsdurchgang 55, der mit der gedichteten Kammer 41 benachbart zu dem oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 des Ventilkolbens 42 verbunden ist.
Wiederum Bezug nehmend auf die 1 und 2 ist die Ausgabekammer 14 durch Ausgabedurchgänge 56a bis 56c mit der Hochdruckkammer 39 in dem Flansch 36 verbunden, so dass Kühlmittelgas mit hohem Druck, das in die Ausgabekammer 14 ausgegeben wird, zu der Hochdruckkammer 39 zugeführt wird und eine kleine Menge an Kühlmittelgas von der Hochdruckkammer 39 durch den stromaufwärtigen Durchflussdurchgang 40c und den Zwischenraum 49 unter einem reduzierten Druck zu der Niedrigdruckkammer 53 strömt. Der Ventilkolben 42 in der gedichteten Kammer 41 wird dann durch den Differenzdruck zwischen dem Druck des Hochdruckfluids in dem Durchflussdurchgang 40, der auf die unteren Endfläche 47 des unteren Abschnitts mit großem Durchmesser 43 wirkt, und dem Druck des Niedrigdruckfluids, das von der Niedrigdruckkammer 53 in die gedichtete Kammer 41 eingeführt wird und auf den oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 wirkt, in 3 vertikal bewegt. Wenn der Hub des Verdichters durch die Hubsteuervorrichtung 21 geändert wird, wird die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das von der Ausgabekammer 14 ausgegeben wird, variiert, wodurch der Differenzdruck verändert wird, der auf den Ventilkolben 42 wirkt. Somit wird der Ventilkolben 42 im Ansprechen auf eine Änderung des Differenzdrucks aufwärts oder abwärts in 3 bewegt. Zum Beispiel wird, wenn der Hub des Verdichters erhöht wird, die Durchflussrate und daher der Differenzdruck erhöht und der Ventilkolben 42 wird dementsprechend in 3 aufwärts bewegt.
Ein magnetischer Sensor 57 ist außerhalb des Flansches 36 in zugewandter Beziehung zu dem Magnet 46 des Ventilkolbens 42 vorgesehen. Der magnetische Sensor 57 ist mit einem vorgegebenen Zwischenraum von dem Flansch 36 beabstandet, um zu verhindern, dass Wärme des Gehäuses 1 direkt auf den magnetischen Sensor 57 übertragen wird. Der magnetische Sensor 57 ist durch eine Verbindungsleitung 58 mit dem Verstärker 33 verbunden. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 59 Löcher zum Aufnehmen von Fixierbolzen.
Nachstehend ist der Betrieb des Durchflussmessers 35 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf 3 und 5 bis 7 beschrieben.
Zunächst wird auf das Diagramm von 7 Bezug genommen. Im Allgemeinen variiert, wenn eine feste Drossel zum Erzeugen eines Differenzdrucks zwischen zwei Punkten verwendet wird, die Beziehung zwischen Durchflussrate und Differenzdruck auf eine nicht lineare Weise, wie durch die gestrichelte Linie M in dem Diagramm von 7 aufgezeigt ist. Wie aus der gestrichelten Linie M offensichtlich ist, ist die Änderung des Differenzdrucks in einem Bereich mit niedriger Durchflussrate klein und daher gibt es eine Tendenz, dass der Differenzdruck schwerlich genau erfasst wird, während die Änderung des Differenzdrucks in einem Bereich mit hoher Durchflussrate so groß ist, dass der Durchflussmesser zum erfolgreichen Erfassen des Differenzdrucks in der Größe groß gemacht sein muss. Im Allgemeinen löst ein Verwenden einer variablen Drossel die vorstehenden Probleme der fixierten Drossel und der Differenzdruck kann auf eine Weise ähnlich zu einer linearen Weise, die durch die durchgezogene gerade Linie N aufgezeigt ist, geändert werden.
Wenn die variable Drossel verwendet wird, muss jedoch der Öffnungsgrad der variablen Drossel zum Erhöhen der Änderung des Differenzdrucks in dem Bereich mit niedriger Durchflussrate groß gesetzt werden und zum Verringern der Änderung des Differenzdrucks in dem Bereich mit hoher Durchflussrate klein gesetzt werden. Der Durchflussmesser der japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsdruckschrift Nr. 60-152926 oder jeglicher anderer Durchflussmesser, der die herkömmliche variable Drossel verwendet, muss groß gemacht werden, um eine grundsätzliche Bewegung des Ventilkörpers, sogar in dem Bereich mit hoher Durchflussrate sicherzustellen, um die Charakteristiken in den Bereichen mit hoher und mit niedriger Durchflussrate zu erfüllen. Der Durchflussmesser 35 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann die Eigenschaften in beiden, den Bereichen mit hoher und mit niedriger Durchflussrate, erfüllen.
In 3, die einen Zustand zeigt, in dem der Hub des Verdichters Null ist oder die Durchflussrate Null ist, gibt es daher keinen Durchfluss von Kühlmittelgas, wobei der Ventilkolben 42 vollständig in den Durchflussdurchgang 40 durch die Schraubenfeder 45 vorgespannt ist und sein Vorsprung 48 mit der inneren Wandfläche 40a des Durchflussdurchgangs 40 mit dem dazwischen ausgebildeten Zwischenraum 49 in Kontakt ist. Der Umgehungsdurchgang 52 ist dann durch den Ventilkolben 42 geschlossen und der stromaufwärtige Durchflussdurchgang 40c ist durch den Zwischenraum 49 mit dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d in Verbindung.
Wenn eine kleine Menge an Kühlmittelgas von dem Verdichter abgegeben wird, strömt das Kühlmittelgas von der Hochdruckkammer 39 durch den Zwischenraum 49 in die Niedrigdruckkammer 53 mit einem Druck, der auf ein vorgegebenes Niveau reduziert ist. Das Kühlmittelgas mit hohem Druck in dem stromaufwärtigen Durchflussdurchgang 40c wirkt auf die untere Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 als die Druckaufnahmefläche, um hierdurch den Ventilkolben 42 aufwärts vorzuspannen.
Ein Teil des Kühlmittelgases mit niedrigem Druck in der Niedrigdruckkammer 53 strömt durch den Verbindungsdurchgang 55 in die gedichtete Kammer 41 über den oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 des Ventilkolbens 42. Der Ventilkolben 42 wird zu einer derartigen Position aufwärts bewegt, wo der Differenzdruck zwischen dem Druck, der auf die unteren Endfläche 47 wirkt, und dem Druck, der auf den oberen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 44 wirkt, mit der Vorspannkraft der Feder 45 in Gleichgewicht ist. Somit ist der Zwischenraum 49 zwischen der unteren Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 und der inneren Wandfläche 40a des Durchflussdurchgangs 40 erhöht, um hierdurch die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das von dem stromaufwärtigen Durchflussdurchgang 40c zu dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d strömt, zu erhöhen. Dementsprechend ist die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das in den stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d strömt, mit einer Erhöhung des Hubs des Verdichters erhöht. Daher kann der Differenzdruck auf eine ähnliche Weise zu der linearen Weise der durchgezogenen Linie N in 7 geändert werden.
Wenn die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das von dem Verdichter ausgegeben wird, weiter erhöht wird und der Verdichter in dem Bereich mit hoher Durchflussrate betrieben wird, wird der Differenzdruck weiter erhöht. Somit wird der Ventilkolben 42 zu einer Position jenseits der Trennwände 51 aufwärts bewegt, wie in 6 gezeigt ist, um hierdurch den Umgehungsdurchgang 52 zu öffnen. Dementsprechend strömt eine große Menge an Kühlmittelgas von der Hochdruckkammer 39 durch den Durchflussdurchgang 40 und dem Umgehungsdurchgang 52 in die Niedrigdruckkammer 53.
Der Öffnungsgrad des Umgehungsdurchgangs 52 wird mit der Aufwärtsbewegung des Ventilkolbens 42 erhöht. Somit ist die Menge des Kühlmittelgases, das in die Niedrigdruckkammer 53 strömt, signifikant erhöht. Als ein Ergebnis ist die Änderung des Differenzdrucks in dem Bereich mit hoher Durchflussrate reduziert und die Änderung des Differenzdrucks kann sich der durchgezogenen Linie N in 7 über den gesamten Bereich von dem Bereich mit niedriger Durchflussrate zu dem Bereich mit hoher Durchflussrate des Verdichters annähern.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird der Differenzdruck auf eine lineare Weise wie die durchgezogene Linie N von 7 geändert und daher bewegt sich der Ventilkolben 42 im Ansprechen auf eine derartige Änderung des Differenzdrucks. Somit wird der Abstand zwischen dem beweglichen Magnet 46 und dem stationären magnetischen Sensor 57 auf eine lineare Weise geändert, wenn der Magnet 46 von dem Zustand von 3 zu dem Zustand von 5 oder 6 bewegt wird, mit dem Ergebnis, dass der magnetische Sensor 57 die Änderung der magnetischen Flussdichte des Magnets 46 genau erfasst. Da der Datenwert der Erfassung durch den magnetischen Sensor 57 genau ist, ist der Datenwert hinsichtlich der Durchflussrate, der durch den Verstärker 33 berechnet wird, hoch zuverlässig.
Zusätzlich zu dem Datenwert hinsichtlich der Durchflussrate des Kühlmittelgases, der von dem magnetischen Sensor 57 gesendet wird, wird verschiedene Information, wie beispielsweise eine Fahrzeuginnentemperatur, die von der Dateneingabeeinrichtung 31 geliefert wird, einem Scheibenverhältnis des Verdichters und einem Datenwert des Drucks des Kühlmittelgases, das von dem Drucksensor 29 übertragen wird, zu dem Verstärker 33 eingegeben. Ferner wird Information der Fahrzeugmotordrehzahl von einer Fahrzeugmotorsteuerung 60 durch eine Verbindungsleitung 61 zu dem Verstärker 33 eingegeben.
Der Verstärker 33 berechnet den gegenwärtigen Hub des Verdichters auf der Grundlage des Datenwerts der Durchflussrate des Kühlmittelgases, der durch den magnetischen Sensor 57 bereitgestellt wird, und führt eine Rückkopplungssteuerung der Hubsteuervorrichtung 21 aus. Somit kann der Hub des Verdichters geeignet gesteuert werden.
Zusätzlich kann ein Drehmoment des Verdichters in Echtzeit auf der Grundlage des Datenwerts der Durchflussrate des Kühlmittelgases, der durch den magnetischen Sensor 57 bereitgestellt wird, berechnet werden. Somit kann der Hub des Verdichters im Ansprechen auf die Fahrzeugmotordrehzahl gesteuert werden und das berechnete Drehmoment des Verdichters kann zum Steuern der Fahrzeugmotordrehzahl durch Rückkopplung zu der Fahrzeugmotorsteuerung 60 verwendet werden.
Das vorstehend beschriebene erste bevorzugte Ausführungsbeispiel bietet die nachstehenden vorteilhaften Wirkungen.

(1) Der Durchflussmesser 35 des Ausführungsbeispiels hat dahingehend einen einfachen Aufbau, dass der Ventilkolben 42 zwischen dem Durchflussdurchgang 40 für das Kühlmittelgas und der gedichteten Kammer 41, die senkrecht hiermit verbunden ist, beweglich ist und dass der Umgehungsdurchgang 52 benachbart zu dem Durchflussdurchgang 40 vorgesehen ist. Daher ist der Durchflussmesser 35 kompakt gemacht.
(2) Die Öffnungsgrade des Durchflussdurchgangs 40 und des Umgehungsdurchgangs 52 sind folgerichtig unter Verwendung des Ventilkolbens 42 erhöht. Durch die Synergiewirkungen von beiden, den Durchgängen 40 und 52, kann der Differenzdruck auf eine lineare Weise in dem Bereich von dem Bereich mit der niedrigen Durchflussrate zu dem Bereich mit der hohen Durchflussrate geändert werden und der Hub des Verdichters wird in Echtzeit erfasst. Daher können der Hub des Verdichters und die Fahrzeugmotordrehzahl insbesondere beim Starten der Fahrzeugmaschine genau gesteuert werden.
(3) Eine Kühlkapazität zum Kühlen des Fahrzeuginneren muss in dem Bereich mit der hohen Durchflussrate des Verdichters maximiert werden. In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel hilft der Umgehungsdurchgang 52 die Durchflussrate des Kühlmittelgases zu erhöhen, womit sichergestellt wird, dass ein ausreichendes Volumen an Kühlmittelgas für eine maximale Kühlkapazität vorgesehen wird.
(4) Wenn der Ventilkolben 42 in dem Durchflussdurchgang 40 bewegt wird, wird der Ventilkolben 42 durch die Trennwände 51 geführt, die benachbart zu dem stromaufwärtigen und den stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40c und 40d angeordnet sind, so dass die Vertikalbewegung des Ventilkolbens 42 stabilisiert ist.
(5) Da der Ventilkolben 42 senkrecht zu dem Durchflussdurchgang 40 angeordnet ist, kann die Durchflussrate nur auf der Grundlage des Differenzdrucks zwischen dem statischen Druck, der auf die untere Endfläche 47 des Ventilkolbens 42 wirkt, und dem statischen Druck in der gedichteten Kammer 41 ohne Einfluss des dynamischen Drucks des Fluids erfasst werden. Verglichen mit der herkömmlichen Erfassungsvorrichtung, in der ein Ventilkolben mit seiner unteren Endfläche, die dem Durchfluss des Fluids zugewandt ist, angeordnet ist, kann der Durchflussmesser 35 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen breiteren Durchflussratenbereich als die herkömmliche Vorrichtung erfassen, falls die Hublängen der Ventilkolben die gleichen sind. Mit anderen Worten kann, wenn der Durchflussratenerfassungsbereich der gleiche ist, die Hublänge des Ventilkolbens 42 kürzer sein und der Durchflussmesser 35 kann dementsprechend kleiner ausgeführt werden.
(6) Der Durchmesser des Ventilkolbens 42 muss größer als der des Durchflussdurchgangs 40 und des Umgehungsdurchgangs 52 zum Verhindern eines Austritts von Kühlmittelgas sein. Da der Umgehungsdurchgang 52 unabhängig von dem Durchflussdurchgang 40 ausgebildet ist, können jedoch die Durchmesser des Durchflussdurchgangs 40 und des Umgehungsdurchgangs 52 klein gesetzt sein. Somit kann der Durchmesser des Ventilkolbens 42 klein gesetzt werden und der Durchflussmesser 35 ist dementsprechend klein ausgeführt.

Nachstehend ist ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessers für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass der Umgehungsdurchgang 52 modifiziert ist. Die gleichen Bezugszeichen sind verwendet, um diese Bestandteile oder Elemente, die zu den Gegenstücken des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels korrespondieren, zu bezeichnen und deren Beschreibung ist nicht wiederholt.
In dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Trennwand 62 in dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d stromabwärtig des Ventilkolbens 42 vorgesehen, um hierdurch einen Umgehungsdurchgang 63 oberhalb und parallel zu dem stromabwärtigen Durchgang 40d auszubilden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Trennwand 51, die benachbart zu dem stromaufwärtigen Durchflussdurchgang 40c in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, entfernt und ein Raum 64, der ein Teil des Durchflussdurchgangs 40 ist, ist stromaufwärts des Ventilkolbens 42 vorgesehen. Indem der Umgehungsdurchgang 63 so ausgebildet ist, werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels erhalten.
Nachstehend ist ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Durchflussmessers für einen Verdichter mit variabler Verdrängung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dahingehen, dass der Umgehungsdurchgang 52 modifiziert ist. Die gleichen Bezugszeichen sind verwendet, um diese Bestandteile oder Elemente, die zu den Gegenstücken des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels korrespondieren, zu bezeichnen und deren Beschreibung ist nicht wiederholt.
In dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zwei Trennwände 65 und 66 in dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d stromabwärts des Ventilkolbens 42 beabstandet in die axiale Richtung des Ventilkolbens 42 oder in die vertikale Richtung in 9 vorgesehen, wodurch ein Umgehungsdurchgang 67 zwischen der Trennwand 65 und dem Flansch 36 und ein anderer Umgehungsdurchgang 68 zwischen den Trennwänden 65 und 66 ausgebildet ist. Die Umgehungsdurchgänge 67 und 68, die in die axiale Richtung des Ventilkolbens 42 beabstandet sind, sind folgerichtig geöffnet, wenn der Ventilkolben 42 in 9 aufwärts bewegt wird. Somit findet die Erhöhung der Durchflussrate des Kühlmittelgases, das in die Niedrigdruckkammer 53 strömt, verglichen mit dem Fall des ersten und des zweiten Ausführungsbeispiels moderat statt, in denen ein Umgehungsdurchgang ausgebildet ist, und daher ist die Änderung des Differenzdrucks leicht einstellbar. Es wird angemerkt, dass die Zahl der Umgehungsdurchgänge nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder mehr Umgehungsdurchgänge vorgesehen werden können. Das Vorsehen einer derartigen Vielzahl von Umgehungsdurchgängen erlaubt, dass die Änderung einer Erhöhung der Kühlmittelgasdurchflussrate in die Niedrigdruckkammer auf verschiedenen Wegen gesetzt werden kann. Dies trägt dazu bei, die Änderung des Differenzdrucks näher an eine lineare Änderung in dem Bereich mit hoher Durchflussrate des Verdichters auszuführen.
Nachstehend ist ein viertes bevorzugtes Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 10A bis 10B beschrieben. Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass der Umgehungsdurchgang 52 modifiziert ist. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um diese Bestandteile oder Elemente zu bezeichnen, die zu den Gegenstücken des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels korrespondieren, und deren Beschreibung ist nicht wiederholt.
Das vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel ist dahingehend im Wesentlichen das gleiche wie das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel, dass Trennwände 51 in dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Durchgang 40c und 40d des Durchflussdurchgangs 40 vorgesehen sind und der Umgehungsdurchgang 52 ausgebildet ist. In dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine ringförmige Nut 69 mit einer vorgegebenen Tiefe in der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts mit geringerem Durchmesser 43 des Ventilkolbens 42 ausgebildet. Wenn der Ventilkolben 42 vollständig in den Durchflussdurchgang 40 vorgespannt wird, ist die Nut 69 an einer Position gelegen, wo sie durch die Trennwände 51 geschlossen ist. Somit wird die Nut 69 durch die Trennwände 51 geöffnet und geschlossen, wenn sich der Ventilkolben 42 vertikal bewegt.
Der Betrieb des Durchflussmessers 35 der vier bevorzugten Ausführungsbeispiele ist wie nachstehend. Nachdem der Verdichter gestartet worden ist, sind der stromaufwärtige und der stromabwärtige Durchgang 40c und 40d miteinander durch den kleinen Zwischenraum 49 in dem Bereich mit niedriger Durchflussrate verbunden, wie in 10A gezeigt ist. Dann wird Ventilkolben 42 durch den Differenzdruck aufwärts bewegt, der gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 45 wirkt.
Wenn die Durchflussrate des Kühlmittelgases erhöht wird, um einen Bereich mit dazwischen liegender Durchflussrate zu erreichen, wird der Ventilkolben 42 durch den Differenzdruck aufwärts bewegt und seine Nut 69 wird von den Trennwänden 51 gelöst. Wie in 10B gezeigt ist, ist der Umgehungsdurchgang 52 mit dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Durchgang 40c, 40d durch die Nut 69 verbunden und die Durchflussrate des Kühlmittelgases, das in die Niedrigdruckkammer 53 strömt, ist durch die Menge erhöht, die durch die Größe der Nut 69 bestimmt ist.
Die vorstehende Erhöhung der Durchflussrate kann wie gewünscht durch Bestimmen der Tiefe und der Breite der Nut 69 auf der Grundlage der Beziehung zwischen der Durchflussrate und des Differenzdrucks gesetzt werden, wie in 7 gezeigt ist. Somit kann die am besten geeignete Durchflussrate in dem Bereich mit dazwischen liegender Durchflussrate sichergestellt werden. In dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Durchflussrate des Kühlmittelgases daher erhöht werden, ohne die Differenzdruckerfassungsempfindlichkeit zu verschlechtern, mit dem Ergebnis, dass eine Kühlkapazität, die in dem Bereich mit dazwischen liegender Durchflussrate erforderlich ist, verbessert werden kann. Eine derartige Verbesserung der Kühlkapazität verbessert die Kühlwirksamkeit, um das Fahrzeuginnere schnell zu kühlen, und reduziert die Leistung des Verdichters, was erheblich zu einer Energieeinsparung beiträgt.
Wenn die Durchflussrate des Kühlmittelgases weiter erhöht ist und der Differenzdruck größer wird, wird der Ventilkolben 42 aufwärts bewegt, bis der Umgehungsdurchgang 52 vollständig geöffnet ist, wie in 10C gezeigt ist, und eine große Menge an Kühlmittelgas strömt durch den Durchflussdurchgang 40 und den Umgehungsdurchgang 52 in die Niedrigdruckkammer 53. Als ein Ergebnis werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie die der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele erhalten.
Es wird angemerkt, dass die Betriebsposition der Nut 69 relativ zu dem Umgehungsdurchgang 52 durch den Abstand bestimmt ist, um den der Ventilkolben 42 sich von seiner vollständig vorgespannten Position bewegt. Durch Setzen der Position der Nut 69 hinsichtlich des gewünschten Öffnungsgrades des Zwischenraums 49 und der Zeitgebung der Öffnung der Nut 69, kann die Zeitgebung des Erhöhens der Durchflussrate für den Bereich mit dazwischen liegender Durchflussrate wie gewünscht in dem Bereich von dem Bereich mit der dazwischen liegenden Durchflussrate zu dem Bereich mit der hohen Durchflussrate gesetzt werden. Obwohl nur eine Nut 69 in dem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, kann eine Vielzahl von Nuten in der äußeren Umfangsfläche des Ventilkolbens 42 ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste bis vierte bevorzugte Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, begrenzt, sondern kann in vielen alternativen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, wie nachstehend beispielhaft dargestellt ist.

(1) Der Umgehungsdurchgang, der in dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann zumindest benachbart zu dem stromabwärtigen Durchflussdurchgang 40d als die Druck empfangende Fläche zum Erhalten der gleichen vorteilhaften Wirkung wie bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.
(2) Der Magnet 46, der in dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, kann in der unteren Endfläche 47 des Abschnitts mit geringerem Durchmesser 43 des Ventilkolbens 42 eingebettet sein und der magnetische Sensor 57 kann an jeglicher Position unterhalb des Magnet 46 vorgesehen sein, wie in den Zeichnungen gezeigt ist.
(3) Die Anordnung der gedichteten Kammer 41, der Ventilkolben 42, die Schraubenfeder 45, der Durchflussdurchgang 40, der Umgehungsdurchgang 52 und der Verbindungsdurchgang 55, wie in 3 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist, können umgekehrt werden und der Magnet 4 kann in der unteren Endfläche 47 des Abschnitts mit großem Durchmesser 43 des Ventilkolbens 42 eingebettet werden.
(4) Der magnetische Sensor 57 ist mit einem vorgegebenen Zwischenraum von dem Flansch 36 in dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, beabstandet. Alternativ kann der magnetische Sensor 37 in Kontakt mit dem Flansch 36 vorgesehen sein.
(5) Obwohl die gedichtete Kammer 41 und der Ventilkolben 42 in dem ersten bis vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, zylindrisch sind, können die gedichtete Kammer 41 und der Kolben 42 eine Polygonform haben.
(6) Ein Vorspannelement oder eine Einrichtung zum Vorspannen des Ventilkolbens 42 ist nicht auf die Schraubenfeder 45 begrenzt, sondern kann durch einen Balg oder dergleichen vorgesehen sein.
(7) In dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Steuerventil 22 der Hubsteuervorrichtung 21 als ein Durchflusssteuerventil beschrieben worden, das einen Differenzdruck zwischen zwei Punkten verwendet. In der vorliegenden Erfindung kann ein Drehmoment des Verdichters auf der Grundlage der Durchflussrate berechnet werden, die durch den magnetischen Sensor 57 erfasst wird. Somit kann das Steuerventil 22 durch ein Steuerventil ersetzt werden, das durch den ersten druckeinführenden Durchgang 23 mit der Saugkammer 13 verbunden ist und betätigbar ist, um in Ansprechen auf einen Saugdruck des Verdichters zu steuern.
(8) In dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel ist die gedichtete Kammer 41 des Durchflussmessers 35 in dem Flansch 36 ausgebildet, der ein Teil des Gehäuses 1 ist.

Alternativ kann ein gedichteter Mantel außerhalb des Gehäuses 1 zum darin Ausbilden der gedichteten Kammer 41 vorgesehen sein.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die darin gegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche modifiziert werden.
Ein Durchflussmesser für einen Verdichter mit variabler Verdrängung hat einen beweglichen Körper, der betätigbar ist, um durch einen Differenzdruck bewegt zu werden, einen Magnet, der in dem beweglichen Körper vorgesehen ist, einen magnetischen Sensor zum Erfassen einer Änderung einer magnetischen Flussdichte des Magnets, einen Durchflussdurchgang für Kühlmittelgas, das von den Zylinderbohrung ausgegeben wird, um hierdurch zu strömen, eine gedichtete Kammer, die senkrecht mit dem Durchflussdurchgang verbunden ist und darin den beweglichen Körper aufnimmt, ein Vorspannelement zum Vorspannen des beweglichen Körpers in den Durchflussdurchgang, einen Zwischenraum, der zwischen einem beweglichen Körper und einer inneren Wandfläche des Durchflussdurchgangs ausgebildet ist, einen Umgehungsdurchgang, der geöffnet und geschlossen wird, wenn der bewegliche Körper in eine axiale Richtung des beweglichen Körpers bewegt wird, und einen Verbindungsdurchgang zum Einführen des Kühlmittelgases in einem stromabwärtigen Durchflussdurchgang des Durchflussdurchgangs, der stromabwärtig des beweglichen Körpers angeordnet ist, in die gedichtete Kammer.

Claims

Durchflussmesser (35) für einen Verdichter mit variabler Verdrängung, der ein Gehäuse (1), das eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (8) aufweist, eine Antriebswelle (3), die in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist, Kolben (9), die in den Zylinderbohrungen (8) angeordnet sind und eine Taumelscheibe (6) hat, die an der Antriebswelle (3) vorgesehen ist, wobei die Kolben (9) durch die Taumelscheibe (6) angetrieben werden und ein Neigungswinkel der Taumelscheibe (6) zum Steuern einer Verdrängung des Verdichters gesteuert wird, wobei der Durchflussmesser (35): einen beweglichen Körper (42), der betätigbar ist, um sich durch einen Differenzdruck zu bewegen; einen Magnet (46), der in dem beweglichen Körper (42) vorgesehen ist; einen magnetischen Sensor (57) zum Erfassen einer Änderung der magnetischen Flussdichte des Magnets (46); und einen Durchflussdurchgang (40) für Kühlmittelgas hat, das von den Zylinderbohrungen (8) ausgegeben wird, um hierdurch durchzuströmen; dadurch gekennzeichnet, dass eine gedichtete Kammer (41) senkrecht zu dem Durchflussdurchgang (40) angeschlossen ist und darin den beweglichen Körper (42) aufgenommen hat, ein Vorspannelement (45) zum Vorspannen des beweglichen Körpers (42) in den Durchflussdurchgang (40) vorgesehen ist, ein Zwischenraum (49) zwischen einem beweglichen Körper (42) und einer inneren Wandfläche (40a) des Durchflussdurchgangs (40) ausgebildet ist, ein Umgehungsdurchgang (52, 63, 67, 68) geöffnet und geschlossen wird, wenn der bewegliche Körper (42) in eine axiale Richtung des beweglichen Körpers (42) bewegt wird, und ein Verbindungsdurchgang (55) zum Einführen des Kühlmittelgases in einem stromabwärtigen Durchflussdurchgang (40d) des Durchflussdurchgangs (40), der stromabwärtig des beweglichen Körpers (42) gelegen ist, in die gedichtete Kammer (41) vorgesehen ist.
Durchflussmesser (35) nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl der Umgehungsdurchgänge (52, 63, 67, 68) vorgesehen sind und in die axiale Richtung des beweglichen Körpers (42) beabstandet sind.
Durchflussmesser (35) nach Anspruch 1, wobei eine ringförmige Nut (69) an einer äußeren Umfangsfläche des beweglichen Körpers (42) ausgebildet ist und durch eine Trennwand (51) geöffnet und geschlossen wird, die den Umgehungsdurchgang (52, 63, 67, 68) definiert.
Durchflussmesser (35) nach Anspruch 3, wobei eine Position der Nut (69) in der äußeren Umfangsfläche des beweglichen Körpers (42) so gesetzt ist, dass die Nut (69) durch die Trennwand (51) geschlossen wird, wenn der bewegliche Körper (52) vollständig in den Durchflussdurchgang (40) vorgespannt wird.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Vorsprung (48) an einer unteren Endfläche (47) des beweglichen Körpers (42) ausgebildet ist, wobei der Vorsprung (48) mit der inneren Wandfläche (40a) des Durchflussdurchgangs (40) in Kontakt gebracht ist, wenn der bewegliche Körper (42) vollständig in den Durchflussdurchgang (40) vorgespannt ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse (1) einen Flansch (36) zum Ausbilden der gedichteten Kammer (41) hat.
Durchflussmesser (35) nach Anspruch 6, wobei der magnetische Sensor (57) um einen vorgegebenen Zwischenraum von dem Flansch (36) beabstandet ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der bewegliche Körper (42) zylindrisch ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der bewegliche Körper (42) ein Ventilkolben (42) ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der bewegliche Körper (42) senkrecht zu dem Durchflussdurchgang (40) angeordnet ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Differenzdruck durch einen Druck in der gedichteten Kammer (41) und einen Druck in dem Durchflussdurchgang (40) erzeugt ist.
Durchflussmesser (35) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Vorspannelement (45) eine Schraubenfeder (45) ist, die in der gedichteten Kammer (41) angeordnet ist.