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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verstellbaren Kompressor,
der in einem Kältekreislauf
angewendet wird, der bei Temperaturen von sowohl oberhalb als auch
unterhalb der kritischen Temperatur des Kältemittels Wärmeaustausch
ausführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Steuerung eines verstellbaren Kompressors,
der seine Verstellung auf der Basis der Differenz zwischen einem Steuerdruck
in einer Steuerkammer und einem Saugdruck in einer Saugdruckzone ändert.
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Ein
in einem Kältekreislauf
angewendeter verstellbarer Kompressor hat im Allgemeinen ein Gehäuse, in
dem eine Steuerkammer und eine drehbare Antriebswelle untergebracht
sind. Zylinderbohrungen erstrecken sich durch einen Zylinderblock,
welcher einen Teil des Gehäuses
bildet. Ein Kolben ist zwecks Hin- und Herbewegung in jeder Zylinderbohrung
aufgenommen. Auf der Antriebswelle in der Steuerkammer ist eine
Taumelscheibe schrägstellbar gelagert.
Die Taumelscheibe wandelt die Drehung der Antriebswelle in eine
Hin- und Herbewegung
der Kolben um. Diese zieht das Kältemittelgas
aus einer Saugkammer in die zugehörige Zylinderbohrung, komprimiert
das Kältemittel-Gas
und lässt
dann das komprimierte Kältemittegas
in eine Auslasskammer aus. Die Neigung der Taumelscheibe wird in Übereinstimmung
mit der Differenz zwischen dem Druck der Zylinderbohrungen und dem
Druck der Steuerkammer verändert.
In anderen Worten ausgedrückt;
die Taumelscheibenneigung wird in Übereinstimmung mit der Differenz
zwischen dem Saugdruck und dem Steuerdruck geändert. Die Neigung der Taumelscheibe
ist geringer, wenn die Druck differenz größer ist. D. h., die Neigung
der Taumelscheibe nimmt ab, wenn der Steuerdruck relativ zu dem
Saugdruck höher wird.
Eine Verringerung in der Neigung der Taumelscheibe verkürzt den
Hub der Kolben und verringert die Verstellung des Kompressors. Ein
solcher Kompressor ist aus dem Dokument EP-A-0 814 262 bekannt.
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Ein
typischer Kältekreislauf,
der den vorhergehend genannten Kompressor aufweist, enthält ferner
einen Verflüssiger,
ein Expansionsventil und einen Verdampfer. Der Kompressor komprimiert
das von dem Verdampfer gesandte gasförmige Kältemittel. Der Verflüssiger nimmt
gasförmiges
Kältemittel mit
hohem Druck, hoher Temperatur von dem Kompressor entgegen. Der Verflüssiger kühlt dann
das Kältemittel
durch die Ausführung
von Wärmeaustausch
mit der Außenluft
ab, wodurch das Kältemittel verflüssigt wird.
Das Expansionsventil nimmt das verflüssigte Kältemittel von dem Verflüssiger auf
und dehnt das Kältemittel
in Nebel geringer Temperatur und geringen Drucks aus. Der Verdampfer
vergast den Kältemittelnebel
durch Ausführung
von Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
und der Luft, die in den Fahrgastraum zu bringen ist.
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In
einem typischen Kältekreislauf
wird Chlorfluorkohlenwasserstoff als das Kältemittel verwendet. Die ungeprüfte japanische
Patentveröffentlichung beschreibt
jedoch einen Kompressor, bei dem Kohlendioxid (CO2)
als das Kältemittel
verwendet wird. Die kritische Temperatur von Kohlendioxid beträgt 31 Grad
Celsius, was ungefähr
20 Grad niedriger als die von Chlorfluorkohlenwasserstoff ist. In
einem Kältekreislauf,
in welchem Chlorfluorkohlenwasserstoff als das Kältemittel genutzt wird, kühlt der
Verflüssiger das
Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittel
auf Temperaturen unterhalb der kritischen Temperatur des Chlorfluorkohlenwasserstoffs
ab. In einem Kältekreislauf,
in welchem Kohlendioxid als das Kältemittel verwendet wird, kann
jedoch das Kohlendioxid insbesondere im Sommer, wenn die Außentemperatur hoch
ist, in einen Temperaturbereich abgekühlt werden, der höher als
die kritische Temperatur des Kohlendioxids ist.
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Ein
Kältekreislauf,
bei welchem Chlorfluorkohlenwasserstoff als das Kältemittel
verwendet wird, enthält
ein Expansionsventil vom Temperaturtyp. Wenn die Geschwindigkeit
der Kompressorantriebswelle ansteigt, während die auf den Kreis aufgebrachte
thermische Belastung konstant bleibt, erhöht der Kompressor die Menge
an aus diesem ausgelassenen Kältemittel.
Dies erhöht
die Strömungsgeschwindigkeit
des Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittels in dem Kreis und
verhindert, dass der Verdampfer einen ausreichenden Wärmeaustausch
durchführt.
Demgemäß nimmt
der Grad der Überhitzung
des Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittels an dem Auslass des
Verdampfers ab. Das Expansionsventil vom Temperaturtyp reduziert
die Strömungsgeschwindigkeit
des dem Verdampfer zugeführten
Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittels
in Übereinstimmung
mit einer Abnahme des Grads der Überhitzung.
Die Reduzierung der Chlorfluorkohlenwasserstoff-Strömungsgeschwindigkeit
gestattet, dass der Verdampfer einen ausreichenden Wärmeaustausch
durchführt.
Im Ergebnis wird der Grad der Überhitzung
auf einem geeigneten Niveau gehalten. Folglich wird der Druck des
von dem Verdampfer zu dem Kompressor zugeführten Kältemittels herabgesetzt. D.
h., der Saugdruck wird herabgesetzt. Eine Abnahme des Saugdrucks
resultiert in einer größeren Differenz
zwischen dem Saugdruck und dem Steuerdruck, was wiederum die Kompressorverstellung
verringert. Die Verringerung der Verstellung erhält die Kälteleistung des Kältekreislaufs
aufrecht. Die Abnahme des Saugdrucks verringert außerdem die
Verdampfungstemperatur des Chlorfluorkohlenwasserstoff-Kältemittels.
Folglich kann der Kompressor auf optimale Weise in Übereinstimmung
mit Schwankungen in seinem Saugdruck durch Bezugnahme auf die Temperatur
oder den Druck des Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers gesteuert werden.
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Bei
einem Kältekreislauf,
in dem Kohlendioxid als das Kältemittel
genutzt wird, kann der Verflüssiger
das Kohlendioxid-Kältemittel
in einen Temperaturbereich oberhalb der kritischen Temperatur von Kohlendioxid
abkühlen.
Dies zeigt, dass sich der Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger in Übereinstimmung
mit der auf den Kältekreislauf
aufgebrachten thermischen Belastung ändert, selbst wenn die Temperatur
des Kältemittels
in dem Verflüssiger dieselbe
ist. Daher enthält
ein Kältekreislauf
des Kohlendioxidtyps ein Expansionsventil des Drucktyps. Das Expansionsventil
vom Drucktyp steuert die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in Übereinstimmung
mit der Temperatur und dem Druck des Kältemittels in dem Verflüssiger,
oder der Temperatur und dem Druck des von dem Kompressor ausgelassenen
Kältemittels.
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Ein
Anstieg in der Geschwindigkeit der Kompressorantriebswelle bei auf
dem Kältekreislauf
wirkender konstanter thermischer Belastung erhöht zum Beispiel den Druck des
Kältemittels,
das aus dem Kompressor ausgelassen wird, oder den Auslassdruck.
Ein Expansionsventil vom Drucktyp erhöht jedoch die Strömungsgeschwindigkeit
des dem Verdampfer zugeführten
Kohlendioxid-Kältemittels, wenn
der Auslassdruck ansteigt, was verhindert, dass der Saugdruck des
Kompressors schnell fällt. Daher
wird die Verstellung des Kompressors nicht sofort verringert. Demgemäß wird die
Kälteleistung des
Kreislaufs nicht unverzüglich
eingestellt. Ferner wird die Verdampfungstemperatur des Kohlendioxid-Kältemittels
in dem Verdampfer nicht schnell herabgesetzt. Deshalb ist es schwierig,
auf optimale Weise den Kompressor in Übereinstimmung mit Schwankungen
des Saugdrucks unter Bezugnahme auf die Temperatur und den Druck
des Kohlendioxid-Kältemittels
an dem Auslass des Verdampfers zu steuern. Somit führt die
Anwendung eines Expansionsventils vom Drucktyp in einem Kohlendioxid-Kältekreislauf
zu einer zunehmenden unnötigen
Betätigung
des Kompressors, wodurch der Energieverbrauch des Kompressors und
die auf den Kompressor wirkende Belastung erhöht werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Energieverbrauch und
die Belastung in einem verstellbaren Kompressor zu reduzieren, der
in einem Kältekreislauf
verwendet wird, der oberhalb und unterhalb der kritischen Temperatur des
Kältemittels
Wärmeaustausch
ausführt.
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Zur
Lösung
der vorhergehend genannten und anderer Aufgaben und in Übereinstimmung
mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung ist ein verstellbarer Kompressor
vorgesehen. Der Kompressor wird in einem Kältekreislauf verwendet, der
den Wärmeaustausch
bei Temperaturen oberhalb und unterhalb der kritischen Temperatur
des Kältemittels
ausführt.
Der Kompressor enthält
eine Saugdruckzone, eine Auslassdruckzone, eine Steuerkammer und
ein Steuerventil. Der Druck der Saugdruckzone ist der Druck des
Kältemittels,
das aus einem Kältekreislauf in
den Kompressor gezogen wird. Der Druck der Auslassdruckzone ist
der Druck des Kältemittels,
das aus dem Kompressor in den Kältekreislauf
ausgelassen wird. Der Druck der Steuerkammer ist ein Steuerdruck.
Das Steuerventil steuert die Differenz zwischen dem Steuerdruck
in der Steuerkammer und dem Saugdruck in der Saugdruckzone, wodurch
die Kompressorverschiebung gesteuert wird, welche die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf
repräsentiert.
Das Steuerventil steuert mindestens eine der Strömungsgeschwindigkeiten, die
Strömungsgeschwindigkeit
des aus der Auslassdruckzone in die Steuerkammer zugeführten Kältemittels
und/oder die Strömungsgeschwindigkeit
des von der Steuerkammer in die Saugdruckzone freigegebenen Kältemittels,
wodurch die Differenz zwischen dem Steuerdruck und dem Saugdruck
gesteuert wird. Der Kompressor enthält ferner eine Einrichtung
zur Beschaffung von Informationen, die zur Steuerung der Kompressorverstellung von
außerhalb des
Kältekreislaufes
erforderlich sind; eine Einrichtung zur Einstellung eines Sollwerts
der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf
in Übereinstimmung
mit der Information und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des
Steuerventils derart, dass der Sollwert gesucht wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch in einem Verfahren zur Steuerung
eines verstellbaren Kompressors verkörpert, der in einem Kältekreislauf
zur Anwendung kommt, der bei Temperaturen oberhalb und unterhalb
der kritischen Temperatur des Kältemittels
Wärmeaustausch
ausführt.
Der Kompressor enthält
eine Saugdruckzone, deren Druck der Druck des Kältemittels ist, das aus einem
Kältekreislauf
in den Kompressor gezogen wird, eine Auslassdruckzone, deren Druck
der Druck des Kältemittels
ist, das aus dem Kompressor in den Kältekreislauf ausgelassen wird,
und eine Steuerkammer, deren Druck ein Steuerdruck ist. Das Verfahren
enthält
die Schritte der Steuerung der Differenz zwischen dem Steuerdruck
in der Steuerkammer und dem Saugdruck in der Saugdruckzone unter
Nutzung eines Steuerventils, wodurch die Kompressorverstellung gesteuert wird,
welche die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf
repräsentiert,
der Beschaffung von Informationen, die zur Steuerung der Kompressorverstellung
von außerhalb
des Kältekreislaufes
erforderlich sind, der Einstellung eines Sollwerts der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf
in Übereinstimmung
mit der Information von außerhalb
des Kältekreislaufes und
der Steuerung des Steuerventils derart, dass der Sollwert gesucht
wird.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich, die anhand
von Beispielen die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung in Verbindung mit ihren Aufgaben und Vorteilen ist unter
Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen am besten verständlich.
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1 ist
eine Schnittansicht, die einen Kompressor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie 2-2 in 1;
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3 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie 3-3 in 1;
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4 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, welche
das Verstellungs-Steuerventil gemäß 1 zeigt;
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5 ist
ein Mollier-Diagramm;
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6 ist
eine grafische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Außentemperatur
und einem vorläufigen
Sollwert des Auslassdrucks zeigt;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Programm zur Steuerung des Kompressors
gemäß 1 veranschaulicht;
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8 ist
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht,
die einen Kompressor gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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9 ist
ein Ablaufplan, der ein Programm zur Steuerung des Kompressors gemäß 8 veranschaulicht;
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10 ist
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht,
die einen Kompressor gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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11 ist
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht,
die den Kompressor gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
veranschaulicht;
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12 ist
ein Ablaufplan, das ein Programm zur Steuerung des Kompressors gemäß 10 veranschaulicht
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13 ist
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht,
die einen Kompressor gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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14 ist
eine vergrößerte Teil-Schnittansicht,
die einen Kompressor gemäß einem
fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
verstellbarer Kompressor gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 7 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, sind ein vorderes Gehäuse 12 und
ein hinteres Gehäuse 13 an
einem Zylinderblock 11 befestigt. Der Zylinderblock 11 und
das vordere Gehäuse 12 lagern
mittels Radiallagern 15, 16 auf drehbare Weise
eine Antriebswelle 14. Die Antriebswelle 14 ist
mittels einer elektromagnetischen Kupplung (nicht gezeigt) mit einer
externen Antriebsquelle wie zum Beispiel einem Fahrzeugmotor wirkverbunden.
Die Kupplung überträgt die Leistung
des Motors auf selektive Weise zu der Antriebswelle 14.
Eine Steuerkammer 121 ist vor dem Zylinderblock 11 in
dem vorderen Gehäuse 12 definiert.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein scheibenartiger
Rotor 17 an der Antriebswelle 14 in der Steuerkammer 121 befestigt.
Ein Haltearm 171, der ein Paar Führungsbohrungen 171 hat,
erstreckt sich von dem Umfangsabschnitt des Rotors 17 aus. Eine
Taumelscheibe 18 ist auf der Antriebswelle 14 in der
Steuerkammer 121 gelagert. Die Taumelscheibe 18 kann
bezüglich
der Antriebswelle 14 geneigt werden und entlang dieser
gleiten. Ein Paar Führungsarme 181 sind
an der Taumelscheibe 18 angebracht. Ein Führungsstift 19 ist
an dem distalen Ende jedes Führungsarms 181 gesichert.
Jeder Führungsstift 19 ist
in Eingriff mit der zugehörigen
Führungsbohrung 172 und
gleitet innerhalb von dieser. Der Eingriff zwischen den Führungsbohrungen 172 und
den zugehörigen
Führungsstiften 19 führt die
Neigung der Taumelscheibe 18 und dreht die Taumelscheibe 18 einstückig mit
der Antriebswelle 14.
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Zylinderbohrungen 111 erstrecken
sich durch den Zylinderblock 11. In jeder Zylinderbohrung 111 ist
ein Kolben 20 untergebracht. Jeder Kolben 20 definiert
eine Kompressionskammer 112 in der zugehörigen Zylinderbohrung 111.
Der Kolben 20 ist durch ein Paar Gleitstücke 21 mit
der Taumelscheibe 18 gekoppelt. Die Drehung der Taumelscheibe 18 wird
mittels der Gleitstücke 21 in
eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 20 in der Zylinderbohrung 111 umgewandelt.
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Wie
in 1 und 3 gezeigt ist, sind in dem hinteren
Gehäuse 13 eine
Saugkammer 131 und eine Auslasskammer 132 definiert.
Eine Abteilplatte 22 und ein Paar von Ventilplatten 23, 24 sind zwischen
dem Zylinderblock 11 und dem hinteren Gehäuse 13 angeordnet.
Eine Saugöffnung 221 und eine
Auslassöffnung 222 sind
für jede
Zylinderbohrung 111 in der Abteilplatte 22 vorgesehen.
Eine Saugklappe 231 ist für jede Saugöffnung 221 in der Ventilplatte 23 vorgesehen,
um die Saugöffnung 221 zu öffnen und
zu schließen.
Eine Auslassklappe 241 ist für jede Auslassöffnung 222 in
der Ventilplatte 24 vorgesehen, um die Auslassöffnung 222 zu öffnen und
zu schließen.
Ein Halter 37 begrenzt den Öffnungsgrad der Auslassklappe 241.
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Wenn
sich jeder Kolben 20 aus seiner oberen Totpunkt-Position
in seine untere Totpunkt-Position bewegt, wird das Kältemittelgas
durch die entsprechende Saugöffnung 221 aus
der Saugkammer 131 gezogen, wodurch die Saugklappe 231 geöffnet wird,
um in die zugehörige
Kompressionskammer 112 einzutreten. Wenn sich der Kolben 20 aus
der unteren Totpunkt-Position in die obere Totpunkt-Position bewegt, öffnet das
in der Kompressionskammer 112 komprimierte Kältemittelgas
die entsprechende Auslassklappe 241 und strömt durch
die zugehörige Auslassöffnung 222 in
die Auslasskammer 132.
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Der
Kompressor bildet einen Teil des Kältekreislaufs 38.
Der Kältekreislauf 38 enthält einen
Verflüssiger 39,
ein Expansionsventil 40 vom Drucktyp und einen Verdampfer 41.
Der Verflüssiger 39 nimmt gasförmiges Kältemittel
unter hohem Druck, mit hoher Temperatur aus der Auslasskammer 132 des Kompressors
entgegen. Der Verflüssiger 39 kühlt dann
das Kältemittel
durch Transformieren von Wärme
an die Außenluft
ab, wodurch das Kältemittel
verflüssigt
wird. Das Expansionsventil 40 nimmt das verflüssigte Kältemittel
aus dem Verflüssiger 39 entgegen
und expandiert das Kältemittel
zu Nebel mit geringer Temperatur und geringem Druck. Der Verdampfer 41 vergast
den Kältemittelnebel
durch Ausführung
von Wärmeaustausch
zwischen dem Kältemittel
und Luft, die in den Fahrgastraum zu leiten ist. Das vergaste Kältemittel
wird in die Saugkammer 131 des Kompressors gezogen. Das
Expansionsventil 40 stellt die Strömungsgeschwindigkeit des in
den Verdampfer 41 gebrachten Kältemittels in Übereinstimmung
mit dem Druck des Kältemittels,
das aus der Auslasskammer 132 ausgelassen wird, oder dem Auslassdruck
Pd des Kompressors ein.
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5 ist
ein Mollier-Diagramm für
das Kohlendioxid-Kältemittel.
Die horizontale Achse repräsentiert
die Enthalpie und die vertikale Achse repräsentiert den Druck. Die Linie
E1 repräsentiert
eine Linie für
gesättigte
Flüssigkeit
und eine Linie für
gesättigten
Dampf. Die Linie E2 repräsentiert
eine Linie für die
kritische Temperatur von Kohlendioxid. Die Linie D1 repräsentiert
die Verdampfungsphase in dem Verdampfer 41. Die Linie D2
repräsentiert
die Kompressionsphase, oder den Kompressionshub des Kompressors.
Die Linie D3 repräsentiert
die Verflüssigungsphase,
welche in dem Verflüssiger 39 auftritt. Die
Linie D4 repräsentiert
die Expansionsphase, welche durch das Expansionsventil 40 bewirkt
wird. In dem Beispiel gemäß 5 ist
die Außentemperatur Te,
welche durch die Linie E3 repräsentiert
wird, höher
als die durch die Linie E2 der kritischen Temperatur repräsentierte
kritische Temperatur. Deshalb wird die Verflüssigung des Kohlendioxid-Kältemittels
in einem überkritischen
Bereich, d. h. bei Temperaturen höher als die kritische Temperatur
ausgeführt.
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Die
Neigung der Taumelscheibe 18 verändert sich in Abhängigkeit
von der Differenz zwischen dem Druck der Steuerkammer 121 und
dem Druck der Kompressionskammern 112. Insbesondere bestimmt
die Differenz zwischen dem Druck der Steuerkammer 121 (Steuerdruck
Pc) und dem Druck der Saugkammer 131 (Saugdruck Ps) oder
die Druckdifferenz Pc-Ps die Neigung der Taumelscheibe 18.
Bei diesem Kompressor wird der Steuerdruck Pc auf einem Wert gehalten,
der höher
als der Saugdruck Ps (Pc>Ps)
ist. Ein Anstieg in der Druckdifferenz Pc-Ps verringert die Neigung
der Taumelscheibe 18. Dies verkürzt den Hub jedes Kolbens 20 und
verringert die Verstellung des Kompressors. Andererseits vergrößert eine
Verringerung in der Druckdifferenz Pc-Ps die Neigung der Taumelscheibe 18.
Dies verlängert den
Hub jedes Kolbens 20 und vergrößert die Verstellung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Verstellungs-Steuerventil 25 in
dem hinteren Gehäuse 13 angeordnet,
um die Strömung
des Kältemittelgases aus
der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 zu
steuern. Das Kältemittelgas
in der Steuerkammer 121 strömt durch einen Druckbegrenzungsdurchgang 113,
welcher eine Drosselklappe hat, und erreicht dann die Saugkammer 131.
Der Druck in der Steuerkammer 121 oder der Steuerdruck
Pc wird durch zwei Faktoren bestimmt. Der erste Faktor ist die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittelgases, das
aus der Steuerkammer 121 und in die Saugkammer 131 durch
den Begrenzungsdurchgang 113 gebracht wird. Der zweite
Faktor ist die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittelgases,
das aus der Auslasskammer 132 mittels des Steuerventils 25 in
die Steuerkammer gebracht wird.
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Wie
in 4 gezeigt ist, hat das Verstellungs-Steuerventil 25 einen
Solenoid 26 und einen Ventilmechanismus 27. Das
Solenoid 26 enthält
eine Spule 261, einen feststehenden Stahlkern 262,
einen beweglichen Stahlkern 263, eine Antriebsstange 264,
welche an dem beweglichen Kern 263 gesichert ist, und eine
Rücksprungfeder 265.
Der Ventilmechanismus 27 enthält eine Ummantelung 28,
eine in der Ummantelung definierte Ventilkammer 281, einen
in der Ventilkammer 281 untergebrachten Ventilkörper 29 und
eine Haltefeder 30 zum Halten des Ventilkörpers 29.
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Wenn
die Spule 261 mit elektrischem Strom versorgt wird, wird
zwischen dem beweglichen Kern 263 und dem feststehenden
Kern 262 eine elektromagnetische Anziehungskraft erzeugt.
Somit drückt der
Antriebsstab 264, welcher an dem beweglichen Kern befestigt
ist, den Ventilkörper 29 in
eine das Ventilloch 282 schließende Richtung. Die Rücksprungfeder 265 drückt den
beweglichen Kern 263 weg von dem feststehenden Kern 262.
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Die
Ummantelung 28 enthält
eine Öffnung 283.
Die Ventilkammer 281 ist durch die Öffnung 283 und einen
Durchgang 31 mit der Steuerkammer 121 verbunden.
Das Ventilloch 282 ist durch einen Durchgang 32 mit
der Auslasskammer verbunden. Wenn der Ventilkörper 29 das Ventilloch 282 öffnet, wird das
unter hohem Druck stehende Kältemittelgas
in der Auslasskammer 132 durch einen Überdruckdurchgang in die Steuerkammer 121 gesandt,
welcher durch den Durchgang 32, das Ventilloch 282,
die Ventilkammer 281 und die Öffnung 283 ausgebildet wird.
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Eine
resultierende Kraft (Fo+F2) der Kraft Fo des Solenoids 26 und
der Druckkraft F2 der Haltefeder 30 drückt den Ventilkörper 29 in
die das Ventilloch 282 schließende Richtung. Eine resultierende
Kraft (Pd1+F1) der Kraft Pd1 des Auslassdrucks Pd, die auf den Ventilkörper 29 wirkt,
und der Druckkraft F1 der Rücksprungfeder 265 wirkt
gegen die resultierende Kraft Fo+F2. D. h., die resultierende Kraft
Pd1+F1 drückt
das Ventil 29 in die das Ventilloch 282 öffnende
Richtung. Wenn folglich die Kraft Pd1 des auf den Ventilkörper 29 wirkenden
Auslassdrucks Pd größer als
die Kraft Fo+F2–F1
ist, öffnet
der Ventilkörper 29 das
Ventilloch 282 und gestattet, dass das unter hohem Druck
stehende Kältemittel
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 fließt. Wenn andererseits
die Kraft Pd1 kleiner als die Kraft Fo+F2-F1 ist, schließt der Ventilkörper 29 das
Ventilloch 282 und stoppt die Strömung des unter hohem Druck
stehenden Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121.
Auf diese Weise steuert das Steuerventil 25 die Strömung des
Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121.
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Wenn
der dem Solenoid 26 zugeführte Strom bei einem konstanten
Wert aufrechterhalten wird, d. h., wenn die Kraft Fo des Solenoids 26 konstant
ist, bewegt sich der Ventilkörper 29 in Übereinstimmung mit
Schwankungen der Kraft Pd1, welche die Kraft des Auslassdrucks Pd
ist, die auf den Ventilkörper 29 wirkt.
Insbesondere erhöht
ein Anstieg des Auslassdrucks Pd oder ein Anstieg in der Kraft Pd1
die geöffnete
Fläche
des Ventillochs 282, wodurch die Menge an aus der Auslasskammer 132 in
die Steuerkammer 121 fließenden Kältemittels vergrößert wird.
Dies erhöht
den Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121, wodurch die
Differenz zwischen dem Steuerdruck Pc und dem Saugdruck Ps erhöht wird.
Folglich nimmt die Neigung der Taumelscheibe 18 ab, welche
die Verstellung des Kompressors derart reduziert, dass der Auslassdruck
Pd abnimmt.
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Wenn
der Auslassdruck Pd abnimmt, d. h. wenn die Kraft Pd1 abnimmt, verringert
der Ventilkörper 29 die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs 282, wodurch die Menge an unter hohem Druck
stehenden Kältemittels
reduziert wird, das aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 gelangt.
Dies verringert den Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 und
daher verringert sich die Differenz zwischen dem Steuerdruck Pc
und dem Saugdruck Ps. Infolgedessen vergrößert sich die Neigung der Taumelscheibe 18,
welche die Verstellung des Kompressors derart erhöht, dass
der Auslassdruck Pd zunimmt.
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Auf
diese Weise dient das Steuerventil 25 dazu, den Auslassdruck
Pd herabzusetzen, wenn der Druck Pd ansteigt, und dient dazu, den
Druck Pd zu erhöhen,
wenn der Druck Pd abnimmt. In anderen Worten ausgedrückt, das
Steuerventil 25 richtet den Druck Pd auf einen vorbestimmten
oder einen Sollwert aus.
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Das
Steuerventil 25 ändert
den vorbestimmten Wert, auf welchen der Auslassdruck Pd gerichtet ist,
oder den Wert des Soll-Auslassdrucks, in Übereinstimmung mit dem Wert
des dem Solenoid 26 zugeführten Stroms. Zum Beispiel
verstärkt
ein Anstieg in dem Wert des dem Solenoid 26 zugeführten Stroms
die Kraft Fo des Solenoids 26, das den Ventilkörper 29 in
die Schließrichtung
drückt.
Dies verkleinert die geöffnete
Fläche
des Ventillochs 282 und setzt den Steuerdruck Pc der Steuerkammer 121 herab.
Im Ergebnis wird die Kompressor verstellung vergrößert und der Auslassdruck Pd
wird erhöht.
Das Steuerventil 25 dient dazu, den vergrößerten Auslassdruck
Pd zu suchen bzw. nach diesem zu streben. Auf diese Weise sucht
das Steuerventil 25 einen höheren Auslassdruck Pb, wenn
der Wert des dem Solenoid 26 zugeführten Strom ansteigt. D. h.,
das Steuerventil 25 dient dazu, den Soll-Auslassdruck in Übereinstimmung
mit dem Wert des dem Solenoid 26 zugeführten Stroms zu ändern.
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Eine
in 4 veranschaulichte Steuereinrichtung 33 steuert
den elektrischen Strom zu dem Solenoid 26 des Steuerventils 25.
Die Steuereinrichtung 33 ist zum Beispiel durch einen Computer 33 gebildet
und enthält
eine Einstelleinrichtung 331 zum Einstellen eines Soll-Auslassdrucks
und eine Zuführungseinrichtung 332 zur
Zuführung
von Strom zu dem Solenoid 26. Die Zuführungseinrichtung 332 steuert
den Wert des Stroms zu dem Solenoid 26 in Übereinstimmung
mit dem durch die Einstelleinrichtung 331 eingestellten
Soll-Auslassdruck.
Die Einstelleinrichtung 331 stellt einen soll-Auslassdruck
auf der Basis von Informationen von einem Außentemperatursensor 34,
welcher die Außentemperatur
erfasst, einem Fach- bzw. Raumtemperatursensor 35, welcher
die Temperatur in dem Fahrgastraum erfasst, und einem Temperaturregler 36 ein.
Der Treiber stellt mit dem Temperaturregler 36 eine Soll-Raumtemperatur
ein. Die Zuführungseinrichtung 332 steuert
den Strom zu dem Solenoid 26 derart, dass der eingestellte
Soll-Auslassdruck erzielt wird.
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Die
Steuereinrichtung 33 führt
ein Programm gemäß 7 zur
Steuerung des Kompressors aus. Die Einstelleinrichtung 331 der
Steuereinrichtung 33 bildet in jedem vorbestimmten Intervall
Momentwerte der durch den Außentemperatursensor 34 erfassten Außentemperatur
Te und der durch den Raumtemperatursensor 35 erfassten
Raumtemperatur Ts. Auf den Empfang der im Schritt 101 gebildeten
Momentwerte der Außentemperatur
Te hin bewegt sich die Einstelleinrichtung 331 zum Schritt 102.
Im Schritt 102 bestimmt die Einstellein richtung 331 auf
vorläufige
Weise einen Soll-Auslassdruck Pdx. Der vorläufige Soll-Auslassdruck Pdx
ist der Minimalwert des Auslassdrucks Pd. Die Linie E4 in 5 ist
ein Datenverzeichnis, das den vorläufigen Soll-Auslassdruck Pdx
repräsentiert.
Die Linie H in 6 repräsentiert die Beziehung zwischen
der Außentemperatur
Te und dem vorläufigen
Soll-Auslassdruck Pdx. Die Einstelleinrichtung 331 bestimmt
den vorläufigen Soll-Auslassdruck
Pdx unter Nutzung der verzeichneten Daten gemäß 5 und 6.
Wie in 6 gezeigt ist, steigt der vorläufige Soll-Auslassdruck Pdx,
wenn die Außentemperatur
Te ansteigt, welche die auf den Kältekreislauf 38 wirkende
thermische Belastung anzeigt.
-
Im
Schritt 103 liest die Einstelleinrichtung 331 die
als Momentwerte gebildete Raumtemperatur Ts. In einem nachfolgenden
Schritt 104 beurteilt die Einstelleinrichtung 331,
ob die Raumtemperatur Ts niedriger als der niedrigste Wert eines
zulässigen
Bereichs ist. Der zulässige
Bereich wird auf der Basis einer Soll-Raumtemperatur To bestimmt,
die durch den Temperaturregler 36 eingestellt wird. Der
zulässige Bereich
erstreckt sich insbesondere von einer Temperatur, die um einen vorbestimmten
Wert ΔT
geringer als die Solltemperatur To ist, bis zu einer Temperatur,
die um den Wert ΔT
höher als
die Solltemperatur ist. D. h., der zulässige Bereich ist zwischen
den Temperaturen To–ΔT und To+ΔT. Wenn die
Raumtemperatur Ts in dem Schritt 104 geringer als der niedrigste
Wert (To–ΔT) in dem
zulässigen
Bereich ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 331, dass
die auf den Kältekreislauf 38 aufgebrachte
thermische Belastung für
die aktuelle Kälteleistung
des Kreislaufs 38 relativ gering ist.
-
Im
Schritt 105 verringert die Einstelleinrichtung 331 den
Wert des vorläufigen
Soll-Auslassdrucks Pdx in Übereinstimmung
mit der Differenz zwischen der Raumtemperatur Ts und dem niedrigsten
Wert (To–ΔT) in dem
zulässigen
Bereich. Im Schritt 108 stellt die Einstelleinrichtung 331 den
vorläu figen
Soll-Auslassdruck Pdx als einen Soll-Auslassdruck Pdo ein.
-
Wenn
im Schritt 104 die Raumtemperatur Ts größer als der niedrigste Wert
(To–ΔT) des zulässigen Bereichs
ist, bewegt sich die Einstelleinrichtung 331 zum Schritt 106.
Im Schritt 106 beurteilt die Einstelleinrichtung 331,
ob die Raumtemperatur Ts höher
als der höchste
Wert (To+ΔT)
in dem zulässigen Bereich
ist. Wenn die Raumtemperatur Ts höher als der höchste Wert
(To+ΔT)
in dem zulässigen
Bereich ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 331, dass
die auf den Kältekreislauf 38 aufgebrachte
thermische Belastung für
die aktuelle Kälteleistung
des Kreislaufs 38 relativ groß ist und bewegt sich zu Schritt 107.
-
Im
Schritt 107 erhöht
die Einstelleinrichtung 331 den vorläufigen Soll-Auslassdruck Pdx
in Übereinstimmung
mit der Differenz zwischen der Raumtemperatur Ts und dem höchsten Wert
(To+ΔT)
in dem zulässigen
Bereich. In einem nachfolgenden Schritt 108 stellt die
Einstelleinrichtung 331 den erhöhten Wert Pdx als den Soll-Auslassdruck
Pdo ein.
-
Wenn
die Raumtemperatur Ts im Schritt 106 gleich dem höchsten oder
geringer als der höchste Wert
(To+ΔT)
in dem zulässigen
Bereich ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 331, dass
die Raumtemperatur Ts in dem zulässigen
Bereich ist, oder dass die aktuelle Kälteleistung des Kreislaufs 38 ausreichend
ist. In diesem Fall bewegt sich die Einstelleinrichtung 331 zu
Schritt 108, ohne den vorläufigen Soll-Auslassdruck Pdx zu ändern. Im Schritt 108 stellt
die Einstelleinrichtung 331 den vorläufigen Solldruck Pdx als den
Soll-Auslassdruck Pdo ein.
-
Im
Schritt 109 steuert die Zuführungseinrichtung 332 der
Steuereinrichtung 33 den dem Solenoid 26 zugeführten Strom
auf der Basis des in den vorhergehenden Schritten eingestellten
Soll-Auslassdrucks Pdo. Wenn der Soll-Auslassdruck Pdo erhöht ist,
erhöht
die Zuführungseinrichtung 332 den
dem Solenoid 26 zugeführten
Stromwert. Wenn der Solldruck Pdo verringert ist, verringert die
Zuführungseinrichtung 332 den
dem Solenoid 26 zugeführten Stromwert.
Das Solenoid 26 erzeugt eine Druckkraft in Übereinstimmung
mit dem zugeführten
Stromwert. Daher dient das Steuerventil 25 dazu, den Soll-Auslassdruck
Pdo zu suchen, welcher durch den zugeführten Stromwert bestimmt wird.
-
Ein
Abfall in der auf den Kreislauf 38 aufgebrachten thermischen
Belastung setzt den Soll-Auslassdruck Pdo herab. Das Steuerventil 25 dient
daher zur Verringerung der Kompressorverstellung. Andererseits vergrößert ein
Anstieg in der thermischen Belastung den Soll-Auslassdruck Pdo.
Das Steuerventil 25 dient somit der Vergrößerung der
Kompressorverstellung.
-
Wie
vorhergehend beschrieben ist, stellt die Einstelleinrichtung 331 der
Steuereinrichtung 33 den Soll-Auslassdruck Pdo auf der
Basis der Außentemperatur
Te, welche durch den Außentemperatursensor 34 erfasst
wird, der Raumtemperatur Ts, die durch den Raumtemperatursensor 35 erfasst
wird, und der Soll-Raumtemperatur To ein, die durch den Temperaturregler 36 eingestellt
wird. In anderen Worten erklärt,
der Sensor 331 ermittelt die thermische Belastung und die
Kälteleistung
der Kreislaufs 38 auf der Basis der Informationen von außerhalb
des Kreislaufs 38. Die Einstelleinrichtung 331 stellt
dann schnell den Soll-Auslassdruck Pdo in Übereinstimmung mit der ermittelten
thermischen Belastung und der Kälteleistung
ein. Die Zuführungseinrichtung 332 der
Steuereinrichtung 33 steuert den dem Steuerventil 25 zugeführten Strom
auf der Basis des Soll-Auslassdrucks Pdo. Das Steuerventil 25 steuert
die Strömung
des Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121,
d. h., das Steuerventil 25 steuert die Differenz zwischen
dem Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 und dem Saugdruck
Ps, wodurch die Kompressorverstellung gesteuert wird.
-
Der
Auslassdruck Pd des Kältemittels
ist eine Funktion der Kompressorverstellung, oder eine Funktion
der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kreislauf 38. Daher stellt die Steuereinrichtung 33 die
Soll-Strömungsgeschwindigkeit des
Kältemittels
in dem Kältekreislauf 38 in Übereinstimmung
mit der thermischen Belastung und der Kälteleistung des Kreislaufs 38 ein.
Die Steuereinrichtung 33 steuert dann den dem Steuerventil 25 zugeführten Strom,
wodurch die Soll-Strömungsgeschwindigkeit
erzielt wird.
-
Die
Geschwindigkeit der Antriebswelle 14 ist eine Funktion
der Geschwindigkeit des Fahrzeugmotors. Schwankungen der Motorgeschwindigkeit
bewirken Schwankungen in der Geschwindigkeit der Antriebswelle 14.
Dies wiederum bewirkt Schwankungen in der Kompressorverstellung
oder im Auslassdruck Pd. Gemäß der Erfindung
wird der Soll-Auslassdruck Pdo jedoch in Übereinstimmung mit Informationen
bestimmt, die von außerhalb
des Kreislaufs 38 ermittelt werden, und der Auslassdruck Pd,
welcher der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf 38 entspricht,
sucht schnell den Soll-Auslassdruck Pdo. Dies reduziert den unnötigen Betrieb
des Kompressors, wodurch der Energieverbrauch des Kompressors und
die auf den Kompressor wirkende Belastung optimiert werden.
-
Wenn
die thermische Belastung zunimmt, erhöht der Kältekreislauf 38 die
Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kreislauf 38, um seine Kälteleistung zu verstärken. Wenn
die thermische Belastung abnimmt, verringert der Kältekreislauf 38 die
Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kreislauf 38, um seine Kälteleistung herabzusetzen.
Deshalb ist die auf der Basis der Außentemperatur Te, der Raumtemperatur
Ts und der Solltemperatur To ermittelte thermische Belastung eine
geeignete Information zur schnellen Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kreislauf 38.
-
Die
Einstelleinrichtung 331 stellt den vorläufigen Soll-Auslassdruck Pdx auf der Basis der Außentemperatur
Te ein. Die Einstelleinrichtung 331 beurteilt auf der Basis
der aktuellen Raumtemperatur Ts und der Soll-Raumtemperatur To,
ob die aktuelle Raumtemperatur Ts in dem zulässigen Bereich ist. Wenn die
Temperatur Ts außerhalb
des zulässigen Bereichs
ist, stelle die Einstelleinrichtung 331 den vorläufigen Soll-Auslassdruck
Pdx ein, um den Soll-Auslassdruck Pdo zu erzielen. Auf diese Weise wird
der Solldruck Pdo für
den aktuellen Status optimiert und der Kompressor wird optimal gesteuert.
-
Das
Expansionsventil 40 vom Drucktyp steuert die Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in Übereinstimmung
mit dem Auslassdruck Pd, wodurch Schwankungen des Auslassdrucks
Pd aufgrund von Geschwindigkeitsschwankungen der Antriebswelle 14 unterdrückt werden.
Somit dient das Expansionsventil 40 dazu, dass der Sollwert
des Auslassdrucks Pd noch schneller gesucht wird.
-
Da
sich die Außentemperatur
und die Raumtemperatur nicht plötzlich ändern, ist
es nicht erforderlich, dass die Steuereinrichtung 33 Daten
schnell bearbeitet. Deshalb ist das Steuerungssystem gemäß 1–7 nicht
teuer konstruiert.
-
Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben. Ähnliche
oder gleiche Bezugszeichen sind den Komponenten gegeben, die den entsprechenden
Komponenten des Ausführungsbeispiels
gemäß 1–7 ähnlich sind
oder gleichen.
-
Wie
in 8 gezeigt ist, enthält ein Steuerventil 42 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel einen
Solenoid 43 und einen Ventilmechanismus 44. Das
Solenoid 43 enthält
eine Spule 431, einen feststehenden Stahlkern 432,
einen beweglichen Stahlkern 433, eine Antriebsstange 434,
welche an dem beweglichen Kern 433 gesichert ist, und eine
Rück sprungfeder 435.
Der Ventilmechanismus 44 enthält eine Ummantelung 45,
eine in der Ummantelung 45 definierte Ventilkammer 451,
einen in der Ventilkammer 451 untergebrachten Ventilkörper 46,
eine Haltefeder 47 zum Halten des Ventilkörpers 46,
eine in der Ummantelung 45 definierte druckempfindliche
Kammer 452, einen in der druckempfindlichen Kammer 452 befindlichen
Faltenbalg 48 und eine Feder 49. Der Faltenbalg 48 enthält eine
druckempfindliche Platte 481, welche mit der Antriebsstange 434 gekoppelt
ist. Die Feder 49 drückt
die Platte 481 in eine den Faltenbalg 48 ausdehnende
Richtung.
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Der
Saugdruck Ps in der Saugkammer 131 steht mittels eines
Durchgangs 50 und einer Öffnung 455 mit der
druckempfindlichen Kammer 452 in Verbindung. Die Platte 481 des
Faltenbalgs 48 nimmt eine Kraft Ps1 des Saugdrucks Ps in
der druckempfindlichen Kammer 452 auf. Die Druckkraft der
Feder 49 wirkt gegen die Kraft Ps1. Der bewegliche Kern 433 wird
mittels einer Kraft entsprechend dem Wert des der Spule 431 zugeführten Stroms
in Richtung auf den feststehenden Kern 432 gedrückt. D.
h., die Druckkraft des Solenoids 43 wirkt gegen die Druckkraft
der Feder 49. Die Rücksprungfeder 435 drückt den
beweglichen Kern 433 von dem feststehenden Kern 432 weg.
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Die
Ummantelung 45 enthält Öffnungen 453, 454 und 455.
Ein Ventilloch 456 ist mittels der Öffnung 453 und des
Durchgangs 31 mit der Steuerkammer 121 verbunden.
Die Ventilkammer 451 ist mittels der Öffnung 454 und des
Durchgangs 32 mit der Auslasskammer 132 verbunden.
Die druckempfindliche Kammer 452 ist mittels der Öffnung 455 und des
Durchgangs 50 mit der Saugkammer 131 verbunden.
Wenn der Ventilkörper 29 das
Ventilloch 456 öffnet,
strömt
das unter hohem Druck stehende Kältemittel
aus der Auslasskammer 132 durch einen Überdruckdurchgang, welcher
durch den Durchgang 32 gebildet wird, die Öffnung 454,
die Ventilkammer 451, das Ventilloch 456, die Öffnung 453 und
den Durchgang 31 in die Steuerkammer 121.
-
Eine
resultierende Kraft (Fo+F5+Ps1) der Kraft Fo des Solenoids 43,
der Druckkraft F5 der Haltefeder 47 und der Kraft Ps1 des
auf den Faltenbalg 48 wirkenden Saugdrucks Ps drückt den
Ventilkörper 46 in
eine das Ventilloch 456 schließende Richtung. Eine resultierende
Kraft (F3+F4) der Kraft F3 der Rücksprungfeder 435 und
der Kraft F4 der Feder 49 wirkt entgegen der resultierenden
Kraft Fo+F5+Ps1. D. h., die resultierende Kraft F3+F4 drückt das
Ventil 46 in eine das Ventilloch 456 öffnende
Richtung. Daher öffnet
der Ventilkörper 46,
wenn die Kraft Ps1 des Saugdrucks Ps, die auf den Faltenbalg 48 wirkt,
geringer als die Kraft F3+F4–Fo–F5 ist,
das Ventilloch 456 und gestattet, dass das Kältemittel
hohen Drucks aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 strömt. Wenn
andererseits die Kraft Ps1 größer als
die Kraft F3+F4–Fo–F5 ist,
schließt
der Ventilkörper 46 das
Ventilloch 456 und stoppt die Strömung des Kältemittels hohen Drucks aus
der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121.
Auf diese Weise steuert das Steuerventil 42 die Strömung des
Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121.
-
Wenn
der dem Solenoid 43 zugeführte Strom auf einem konstanten
Wert gehalten wird, d. h., wenn die Kraft Fo des Solenoids 43 konstant
ist, bewegt sich der Faltenbalg 48 in Übereinstimmung mit Schwankungen
der Kraft Ps1, welche die Kraft des Saugdrucks Ps ist, der auf den
Faltenbalg 48 wirkt. Insbesondere, wenn der Saugdruck Ps
sinkt, oder wenn die Kraft Ps1 abgeschwächt wird, vergrößert der
Ventilkörper 46 die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs 456, wodurch die Menge an Kältemittel
vergrößert wird,
das von der Auslasskammer 132 zu der Steuerkammer 121 strömt. Dies
vergrößert den
Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121, wodurch die Differenz
zwischen dem Steuerdruck Pc und dem Saugdruck Ps vergrößert wird.
Infolgedessen nimmt die Neigung der Taumelscheibe 18 ab,
was die Verstellung des Kompressors derart reduziert, dass der Saugdruck
Ps zunimmt.
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Wenn
der Saugdruck Ps zunimmt, d. h., wenn die Kraft Ps1 verstärkt wird,
verringert der Ventilkörper 46 die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs 456, wodurch die Menge an Kältemittel
reduziert wird, das aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 strömt. Dies
setzt den Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 herab
und verringert somit die Differenz zwischen dem Steuerdruck Pc und
dem Saugdruck Ps. In der Folge nimmt die Neigung der Taumelscheibe 18 zu,
welche die Verstellung des Kompressors derart vergrößert, dass
der Saugdruck Ps herabgesetzt wird.
-
Auf
diese Weise dient das Steuerventil 42 dazu, den Saugdruck
Ps zu verstärken,
wenn der Druck Ps abnimmt, und dient dazu, den Druck Ps zu verringern,
wenn der Druck Ps ansteigt. In anderen Worten ausgedrückt, das
Steuerventil 42 leitet den Druck Ps in Richtung auf einen
vorbestimmten oder Sollwert.
-
Das
Steuerventil 42 ändert
den vorbestimmten Wert, auf welchen der Saugdruck Ps ausgerichtet werden
soll, oder den Wert des Soll-Saugdrucks in Übereinstimmung mit dem Wert
des dem Solenoid 43 zugeführten Stroms. Ein Anstieg in
dem Wert des dem Solenoid 43 zugeführten Stroms verstärkt zum Beispiel
die Kraft Fo des Solenoids 43, die den Ventilkörper 46 in
die Schließrichtung
drückt.
Dies verringert die geöffnete
Fläche
des Ventillochs 456 und setzt den Steuerdruck Pc der Steuerkammer 121 herab.
Im Ergebnis nimmt die Kompressorverstellung zu und der Saugdruck
Ps wird allmählich
verringert. Das Steuerventil 42 dient dazu, nach dem abgesenkten Saugdruck
Ps zu streben. Auf diese Weise sucht das Steuerventil 42 nach
einem geringeren Saugdruck Ps, wenn der Wert des dem Solenoid 43 zugeführten Stroms
ansteigt. D. h., das Steuerventil 42 dient dazu, den Soll- Saugdruck in Übereinstimmung
mit dem Wert des dem Solenoid 43 zugeführten Stroms zu ändern.
-
Die
Steuereinrichtung 51 steuert den dem Solenoid 43 zugeführten Strom
in dem Steuerventil 42. Die Steuereinrichtung 51 enthält eine
Einstelleinrichtung 511 zum Einstellen des Soll-Saugdrucks
und eine Zuführungseinrichtung 512 zur
Zuführung
eines Stroms zum Solenoid 43. Die Einstelleinrichtung 511 stellt
den Soll-Saugdruck auf der Basis von Informationen von dem Raum-Temperatursensor 35 und dem
Temperaturregler 36 ein. Die Zuführungseinrichtung 512 steuert
den dem Solenoid 43 zugeführten Strom derart, dass der
eingestellte Soll-Saugdruck erzielt wird.
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Die
Steuereinrichtung 51 führt
ein Programm gemäß 9 zur
Steuerung des Kompressors durch. Im Schritt 201 bestimmt
die Einstelleinrichtung 511 der Steuereinrichtung 51 auf
vorläufige
Weise den Wert des Soll-Saugdrucks Psx auf der Basis der Soll-Raumtemperatur
To, die mittels des Temperaturreglers 36 eingestellt wird.
-
Im
Schritt 202 liest die Einstelleinrichtung 511 die
als Momentwerte gebildete Raumtemperatur Ts. Auf die gleiche Weise
wie im Schritt 104 gemäß 7 beurteilt
die Einstelleinrichtung 511, ob die Raumtemperatur Ts niedriger
als der niedrigste Wert des Werts (To–ΔT) des zulässigen Bereichs ist, welcher
auf der Basis der Soll-Raumtemperatur To bestimmt wird. Wenn die
Raumtemperatur Ts geringer als der niedrigste Wert (To–ΔT) in dem
zulässigen Bereich
ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 511, dass die auf
den Kältekreislauf 38 aufgebrachte
thermische Belastung für
die aktuelle Kälteleistung
des Kreislaufs 38 relativ klein ist.
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Im
Schritt 204 vergrößert die
Einstelleinrichtung 511 den Wert des vorläufigen Soll-Saugdrucks Psx
in Übereinstimmung
mit der Differenz zwischen der Raumtemperatur Ts und dem niedrigsten
Wert in dem zulässigen
Bereich (To–ΔT). Im Schritt 207 stellt die
Einstelleinrichtung 511 den vorläufigen Solldruck Psx als einen
Soll-Saugdruck Pso ein.
-
Wenn
im Schritt 203 die Raumtemperatur Ts größer als der niedrigste Wert
(To–ΔT) des zulässigen Bereichs
ist, bewegt sich die Einstelleinrichtung 511 zum Schritt 205.
Auf die gleiche Weise wie im Schritt 106 gemäß 7 beurteilt
die Einstelleinrichtung 511, ob die Raumtemperatur Ts im
Schritt 205 höher
als der höchste
Wert (To+ΔT)
des zulässigen Bereichs
ist. Wenn die Raumtemperatur Ts höher als der höchste Wert
(To+ΔT)
des zulässigen
Bereichs ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 511, dass
die auf den Kältekreislauf 38 aufgebrachte
thermische Belastung für
die aktuelle Kälteleistung
des Kreislaufs 38 relativ groß ist und bewegt sich zu Schritt 206.
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Im
Schritt 206 verringert die Einstelleinrichtung 511 den
vorläufigen
Soll-Saugdruck Psx in Übereinstimmung
mit der Differenz zwischen der Raumtemperatur Ts und dem höchsten Wert
(To+ΔT) in
dem zulässigen
Bereich. In einem nachfolgenden Schritt 207 stellt die
Einstelleinrichtung 511 den verringerten Wert Psx als den
Soll-Saugdruck Pso ein.
-
Wenn
die Raumtemperatur Ts im Schritt 205 gleich dem höchsten oder
geringer als der höchste Wert
(To+ΔT)
ist, beurteilt die Einstelleinrichtung 511, dass die Raumtemperatur
Ts in dem zulässigen
Bereich ist, oder dass die aktuelle Kälteleistung des Kreislaufs 38 ausreichend
ist. In diesem Fall bewegt sich die Einstelleinrichtung 511 zum
Schritt 207, ohne den vorläufigen Soll-Saugdruck Psx zu ändern. Im Schritt 207 stellt
die Einstelleinrichtung 511 den vorläufigen Solldruck Psx als den
Soll-Auslassdruck Pso ein.
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Im
Schritt 208 steuert die Zuführungseinrichtung 512 der
Steuereinrichtung 51 den dem Solenoid 43 zugeführten Strom
auf der Basis des in den vorhergehenden Schritten eingestellten
Soll-Saugdrucks Pdo. Wenn der Soll-Saugdruck Pso ansteigt, verringert
die Zuführungseinrichtung 512 den
dem Solenoid 43 zugeführten
Stromwert. Wenn der Solldruck Pso verringert wird, erhöht die Zuführungseinrichtung 512 den
dem Solenoid 43 zugeführten Stromwert.
Das Solenoid 43 erzeugt eine Druckkraft in Übereinstimmung
mit dem zugeführten
Strom. Daher dient das Steuerventil 42 dazu, den Soll-Saugdruck Pso zu
suchen, welcher durch den Wert des zugeführten Stroms bestimmt wird.
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Ein
Abfall in der auf den Kreislauf 38 aufgebrachten thermischen
Belastung erhöht
den Soll-Saugdruck Pso. Das Steuerventil 42 dient daher zur
Vergrößerung der
Kompressorverstellung. Andererseits verringert ein Anstieg in der
thermischen Belastung den Soll-Saugdruck Pso. Das Steuerventil 42 dient
somit der Vergrößerung der
Kompressorverstellung.
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Wie
vorhergehend beschrieben ist, stellt die Einstelleinrichtung 511 der
Steuereinrichtung 51 den Soll-Saugdruck Pso auf der Basis
der Raumtemperatur Ts, die durch den Raumtemperatursensor 35 erfasst
wird, und der Soll-Raumtemperatur
To ein, die durch den Temperaturregler 36 eingestellt wird.
In anderen Worten, der Sensor 511 ermittelt die thermische
Belastung und die Kälteleistung
der Kreislaufs 38 auf der Basis der Informationen von außerhalb des
Kreislaufs 38. Die Einstelleinrichtung 511 stellt dann
schnell den Soll-Saugdruck Pso in Übereinstimmung mit der ermittelten
thermischen Belastung und der Kälteleistung
ein. Die Zuführungseinrichtung 512 der
Steuereinrichtung 51 steuert den dem Steuerventil 42 zugeführten Strom
auf der Basis des Soll-Saugdrucks Pso. Das Steuerventil 42 steuert
die Strömung
des Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121,
d. h. das Steuerventil 42 steuert die Differenz zwischen
dem Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 und dem Saugdruck
Ps derart, dass der Soll-Saugdruck Pso erzielt wird. Die Kompressorverstellung
wird demgemäß gesteuert.
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Der
Saugdruck Ps des in den Kompressor gezogenen Kältemittels ist eine Funktion
der Kompressorverstellung oder eine Funktion der Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kreislauf 38. Daher stellt die Steuereinrichtung 51 eine Soll-Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
in dem Kältekreislauf 38 in Übereinstimmung
mit der thermischen Belastung und der Kälteleistung des Kreislaufs 38 ein.
Die Steuereinrichtung 51 steuert dann den dem Steuerventil 42 zugeführten Strom, wodurch
die Soll-Strömungsgeschwindigkeit
erzielt wird.
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Schwankungen
der Motorgeschwindigkeit bewirken Schwankungen der Geschwindigkeit
der Antriebswelle 14. Dies wiederum bewirkt Schwankungen
in der Kompressorverstellung oder im Saugdruck Pd. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
gemäß 8 und 9 strebt
jedoch der Saugdruck Ps, welcher der Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels
in dem Kältekreislauf 38 entspricht,
schnell den Soll-Saugdruck Pso an, welcher in Übereinstimmung mit Informationen
bestimmt wird, die von außerhalb des
Kreislaufs 38 ermittelt werden. Deshalb wird, wie in dem
Ausführungsbeispiel
gemäß 1–7,
im Ausführungsbeispiel
gemäß 8 und 9 der
unnötige
Betrieb des Kompressors reduziert, wodurch der Energieverbrauch
des Kompressors und die auf den Kompressor wirkende Belastung reduziert
werden. Der Kompressor gemäß 8 und 9 teilt die
anderen Vorteile mit dem Kompressor gemäß 1–7.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 10–12 beschrieben.
Jenen Komponenten, die den entsprechenden Komponenten des Ausführungsbeispiels
gemäß 1–7 ähnlich sind oder
gleichen, sind ähnliche
oder gleiche Bezugszeichen gegeben.
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Wie
in 10 gezeigt ist, hat der Kompressor gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
zwei Steuerventile 25, 62. Das erste Steuerventil 25 hat die
gleiche Konstruktion und Funktion wie das Steuerventil 25 gemäß 4 und
steuert die Strömungsgeschwindigkeit
des aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 zugeführten Kältemittels. Deshalb
sind jenen Komponenten, welche den entsprechenden Komponenten des
Steuerventils 25 gemäß 4 gleichen,
die gleichen Bezugszeichen gegeben. Das zweite Steuerventil 62 steuert
die Strömungsgeschwindigkeit
des von dem Steuerventil 121 zu der Saugkammer 131 freigegebenen
Kältemittels. Folglich
wird der Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 durch das
erste Steuerventil 25, welches der Steuerkammer 121 Kältemittel
zuführt,
und das zweite Steuerventil 42 gesteuert, welches Kältemittel
aus der Steuerkammer 121 freigibt.
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Wie
in 10 veranschaulicht ist, enthält das zweite Steuerventil 62 einen
Solenoid 63 und einen Ventilmechanismus 64. Das
Solenoid 63 enthält eine
Spule 631, einen feststehenden Stahlkern 632, einen
beweglichen Stahlkern 633, eine Antriebsstange 634,
welche an dem beweglichen Kern 633 befestigt ist, und eine
Rücksprungfeder 635.
Der Ventilmechanismus 64 enthält eine Ummantelung 65,
eine in der Ummantelung 65 definierte Ventilkammer 651, einen
in der Ventilkammer 651 untergebrachten Ventilkörper 66,
einen in der Ventilkammer 651 befindlichen Faltenbalg 68 und
eine Feder 69. Der Ventilkörper 66 ist mit der
Antriebsstange 634 gekoppelt. Der Faltenbalg 68 enthält eine
druckempfindliche Platte 681, welche mit der Antriebsstange 634 gekoppelt
ist. Die Feder 69 drückt
die Platte 681 in eine den Faltenbalg 68 ausdehnende
Richtung.
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Die
Ventilkammer 651 ist mittels eines Durchgangs 67 mit
einer Steuerkammer 121 verbunden. Die Ventilkammer 651 ist
mittels einer Öffnung 652 und
eines Durchgangs 70 auch mit der Saugkammer 131 verbunden.
Wenn der Ventilkörper 66 das
Ventilloch 653 öffnet,
wie in 11 veranschaulicht ist, strömt das Kältemittel
aus der Steuerkammer 121 mittels des Durchgangs 67,
des Ventillochs 653, der Ventilkammer 651, der Öffnung 652 und
des Durchgangs 70 in die Saugkammer 131.
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Der
Saugdruck Ps in der Saugkammer 131 steht mittels des Durchgangs 70 und
der Öffnung 652 mit
der Ventilkammer 651 in Verbindung. Eine Kraft Ps1 des
Saugdrucks Ps in der Ventilkammer 651 wirkt auf die druckempfindliche
Platte 681. Die Druckkraft der Feder 69 wirkt
gegen die Kraft Ps1. Der bewegliche Kern 633 wird mittels
einer Kraft entsprechend dem aktuellen Wert des der Spule 631 zugeführten Stroms
in Richtung auf den feststehenden Kern 632 gedrückt. D.
h., die Druckkraft des Solenoids 63 wirkt gegen die Kraft
der Feder 69. Die Rücksprungfeder 635 drückt den
beweglichen Kern 633 von dem feststehenden Kern 632 weg.
-
Eine
resultierende Kraft (Fo+Ps1) der Kraft Fo des Solenoids 63 und
der Kraft Ps1 des auf den Faltenbalg 68 wirkenden Saugdrucks
Ps drückt
den Ventilkörper 66 in
die das Ventilloch 653 öffnende Richtung.
Eine resultierende Kraft (F6+F7) der Kraft F6 der Rücksprungfeder 635 und
der Kraft F7 der Feder 69 wirkt entgegen der resultierenden
Kraft Fo+Ps1. D. h., die resultierende Kraft F6+F7 drückt den
Ventilkörper 66 in
die das Ventilloch 653 schließende Richtung. Folglich schließt der Ventilkörper 66,
wenn die Kraft Ps1 des Saugdrucks Ps, die auf den Faltenbalg 68 wirkt,
kleiner als die Kraft F6+F7–Fo
ist, das Ventilloch 653 und stoppt die Strömung des
Kältemittels
aus der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131.
Wenn andererseits die auf den Faltenbalg 68 wirkende Kraft
Ps1 der Saugkammer Ps größer als
die Kraft F6+F7–Fo
ist, öffnet
der Ventilkörper 66 das
Ventilloch 653 und gestattet, dass das Kältemittel
aus der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131 strömt. Auf
diese Weise steuert das zweite Steuerventil 62 die Strömung des
Kältemittels
aus der Steuerkammer 121 in die Steuerkammer 131.
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Wenn
der dem Solenoid 63 zugeführte Strom auf einem konstanten
Wert gehalten wird, d. h., wenn die Kraft Fo des Solenoids 63 konstant
ist, bewegt sich der Ventilkörper 66 in Übereinstimmung
mit Schwankungen der Kraft Ps1, welche die Kraft des Saugdrucks
Ps ist, der auf den Faltenbalg 68 wirkt. Insbesondere bewirkt
ein Abfall im Saugdruck Ps oder ein Abfall der Kraft Ps1, dass der
Ventilkörper 66 die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs vergrößert. Demgemäß wird die
Menge an Kältemittel
vermindert, das von der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131 strömt. Dies
vergrößert den
Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121, wodurch die Differenz
zwischen dem Steuerdruck Pc und dem Saugdruck Ps vergrößert wird.
Infolgedessen nimmt die Neigung der Taumelscheibe 18 ab,
was die Verstellung des Kompressors derart reduziert, dass der Saugdruck Ps
allmählich
zunimmt.
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Wenn
der Saugdruck Ps zunimmt, d. h., wenn die Kraft Ps1 ansteigt, vergrößert der
Ventilkörper 66 die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs 663, wodurch die Menge an Kältemittel
aus der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131 reduziert
wird. Dies setzt den Steuerdruck Pc in der Steuerkammer 121 herab
und verringert somit die Differenz zwischen dem Steuerdruck Pc und
dem Saugdruck Ps. In der Folge nimmt die Neigung der Taumelscheibe 18 zu, welche
die Verstellung des Kompressors derart vergrößert, dass der Saugdruck Ps
allmählich
herabgesetzt wird.
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Auf
diese Weise dient das zweite Steuerventil 62 dazu, den
Saugdruck Ps zu erhöhen,
wenn der Druck Ps abnimmt, und setzt den Druck Ps herab, wenn der
Druck Ps ansteigt. In anderen Worten ausgedrückt, das Steuerventil 62 dient
dazu, den Saugdruck Ps in Richtung auf einen vorbestimmten oder Sollwert
auszurichten.
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Das
Steuerventil 62 ändert
den vorbestimmten Wert, auf welchen der Saugdruck Ps ausgerichtet werden
soll, oder den Wert des Soll-Saugdrucks in Übereinstimmung mit dem Wert des
dem Solenoid 63 zugeführten
Stroms. Ein Anstieg in dem Wert des dem Solenoid 63 zugeführten Stroms
verstärkt
zum Beispiel die Kraft Fo des Solenoids 63, die den Ventilkörper 66 in
die Öffnungsrichtung
drückt.
Dies vergrößert die
geöffnete
Fläche
des Ventillochs 653 und verringert den Steuerdruck Pc der
Steuerkammer 121. Im Ergebnis nimmt die Kompressorverstellung zu
und der Saugdruck Ps wird allmählich
verringert. Das Steuerventil 62 dient dazu, nach dem abgesenkten
Saugdruck Ps zu streben. Auf diese Weise sucht das Steuerventil 62 nach
einem geringeren Saugdruck Ps, wenn der Wert des dem Solenoid 63 zugeführten Stroms
ansteigt. Demgemäß dient
das Steuerventil 62 dazu, den Soll-Saugdruck in Übereinstimmung mit dem Wert
des dem Solenoid 63 zugeführten Stroms zu ändern.
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Eine
in 10 veranschaulichte Steuereinrichtung 73 steuert
den den Solenoiden 26, 63 zugeführten Strom
der Steuerventile 25, 62. Die Steuereinrichtung 73 enthält eine
erste Einstelleinrichtung 731 zum Einstellen eines Soll-Auslassdrucks
und eine erste Zuführungseinrichtung 733 zur
Zuführung eines
Stroms zu dem Solenoid 26. Die erste Zuführungseinrichtung 733 steuert
den Wert des Stroms zu dem Solenoid 26 in Übereinstimmung
mit dem durch die erste Einstelleinrichtung 731 eingestellten Soll-Auslassdruck.
Die Steuereinrichtung 73 enthält ferner eine zweite Einstelleinrichtung 732 zum
Einstellen eines Soll-Saugdrucks und eine zweite Zuführungseinrichtung 732 zur
Zuführung
eines Stroms zu dem Solenoid 63. Die zweite Zuführungseinrichtung 734 steuert
den Wert des Stroms zu dem Solenoid 63 in Übereinstimmung
mit dem durch die zweite Einstelleinrichtung 732 eingestellten
Soll-Saugdruck.
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Die
Steuereinrichtung 73 führt
ein Programm gemäß 12 zur
Steuerung des Kompressors durch. Die erste Einstelleinrichtung 731 bildet
in jedem vorbestimmten Intervall Momentwerte der durch den Außentemperatursensor 34 erfassten
Außentemperatur
Te und der durch den Raumtemperatursensor 35 erfassten
Raumtemperatur Ts. Die zweite Einstelleinrichtung 732 bildet
in jedem vorbestimmten Intervall Momentwerte der durch den Raumtemperatursensor 35 erfassten
Raumtemperatur Ts.
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Wie
in 12 gezeigt ist, liest die erste Einstelleinrichtung 731 die
als Momentwerte gebildete Raumtemperatur Ts im Schritt 301 ein.
Im Schritt 302 stellt die erste Einstelleinrichtung 731 einen
Soll-Auslassdruck Pdo auf der Basis der Außentemperatur Te, der Raumtemperatur
Ts und einer Soll-Raumtemperatur To ein, die durch den Temperaturregler 36 eingestellt
werden. In einem nachfolgenden Schritt 303 steuert die
erste Zuführungseinrichtung 733 den dem
Solenoid 26 des ersten Steuerventils 25 zugeführten Strom
in Übereinstimmung
mit dem Soll-Auslassdruck Pdo. Der Soll-Auslassdruck Pdo und der dem
Solenoid 26 zugeführte
Strom werden mittels der gleichen Routine wie zum Beispiel der in 7 gezeigten
Routine bestimmt.
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Die
zweite Einstelleinrichtung 732 liest die als Momentwerte
gebildete Raumtemperatur Ts im Schritt 301 ein. Im Schritt 304 stellt
die zweite Einstelleinrichtung 732 einen Soll-Saugdruck
Pso auf der Basis der Raumtemperatur Ts und der Soll-Raumtemperatur
To ein. In einem nachfolgenden Schritt 305 steuert die
zweite Zuführungseinrichtung 734 den
dem Solenoid 63 des zweiten Steuerventils 62 zugeführten Strom
in Übereinstimmung
mit dem Soll-Saugdruck Pso. Der Soll-Auslassdruck Pso und der dem
Solenoid 63 zugeführte
Strom werden mittels der gleichen Routine wie zum Beispiel der in 9 gezeigten
Routine bestimmt.
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Auf
diese Weise dient das erste Steuerventil 25 dazu, den durch
den diesem zugeführten
Strom bestimmten Soll-Auslassdruck Pdo zu suchen, und das zweite
Steuerventil 62 dient dazu, den durch den diesem zugeführten Strom
bestimmten Soll-Saugdruck Pso zu suchen.
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Die
Raumtemperatur wird vorzugsweise so fein wie möglich gesteuert. Das zweite
Steuerventil 62, welches den Saugdruck Ps steuert, ermöglicht eine
feine Steuerung der Raumtemperatur, aber ist nicht zur Einstellung
der Kompressorverstellung geeignet, wenn es große Schwankungen der Drehgeschwindigkeit
der Kompressorantriebswelle 14 gibt. Andererseits ist das
erste Steuerventil 25, welches den Auslassdruck Pd steuert,
zur Steuerung der Kompressorverstellung geeignet, wenn die Geschwindigkeit
der Kompressorantriebswelle 14 stark schwankt. Das Steuerventil 25 ist
jedoch nicht zur feinen Steuerung der Raumtemperatur geeignet. In dem
Ausführungsbeispiel
gemäß 10–12 werden
die zwei Steuerventile 25, 62 zur Steuerung des
Auslassdrucks Pd bzw. des Saugdrucks Ps verwendet. D. h., das erste
Steuerventil 25 steuert den Auslassdruck, welcher durch
Geschwindigkeitsschwankungen der Kompressorantriebswelle 14 beeinflusst
wird, wohingegen das zweite Steuerventil 62 den Saugdruck
steuert, welcher durch Schwankungen der Raumtemperatur beeinflusst
wird. Diese Konstruktion reduziert den Energieverbrauch und ermöglicht eine
zufriedenstellende Kühlung.
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Der
Kompressor gemäß 10–12 teilt die
anderen Vorteile mit den Kompressoren gemäß 1–9.
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Ein
viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
Das dritte Ausführungsbeispiel ist
eine Modifikation des Kompressors gemäß 10–12.
Jenen Komponenten, die den entsprechenden Komponenten des Kompressors
gemäß 10 ähnlich sind
oder gleichen, sind ähnliche oder
die gleichen Bezugszeichen gegeben.
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Wie
in 13 veranschaulicht ist, hat der Kompressor gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
ein zweites Steuerventil 81, das sich von dem gemäß 10 unterscheidet.
D. h., das zweite Steuerventil 81 enthält eine druckempfind liche Kammer 811.
Der Saugdruck Ps in der Saugkammer 131 steht mit der druckempfindlichen
Kammer 811 in Verbindung. Die Kraft des Saugdrucks in der
Kammer 811 wirkt gegen die Kraft einer Feder 82 durch
eine Membran 812. Die Kraft der Feder 82 kann
durch die Änderung
der Axialposition einer Schraube 83 justiert werden. Die
Membran 812 wird in Übereinstimmung mit
der Differenz zwischen dem Saugdruck Ps in der druckempfindlichen
Kammer 811 und der Kraft der Feder 82 verstellt.
Die Verstellung der Membran 813 wird zu einem Ventilkörper 814 übertragen.
Der Ventilkörper 814 wiederum ändert die
geöffnete
Fläche eines
Ventillochs 815, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels
aus der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131 gesteuert
wird. Infolgedessen wird der Saugdruck Ps auf einen Sollwert ausgerichtet.
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Das
zweite Steuerventil 81 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
funktioniert im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie das Steuerventil 62 gemäß 10.
Der Unterschied besteht darin, dass der Soll-Saugdruck durch Justieren
der Kraft der Feder 82 und nicht durch ein Solenoid eingestellt
wird. Das erste Steuerventil 25 wird auf die gleiche Weise
wie bei dem Kompressor gemäß 10–12 mittels einer
Steuereinrichtung 84 gesteuert, welche die erste Einstelleinrichtung 331 und
die erste Zuführungseinrichtung 333 enthält.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 14 ein fünftes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Kompressor gemäß 14 hat
ein erstes und ein zweites Steuerventil. Das erste Steuerventil
ist gleich dem ersten Steuerventil gemäß 10 und
das zweite Steuerventil ist gleich dem Steuerventil 42 gemäß 8.
Deshalb sind, was die Steuerventile betrifft, jenen Komponenten, die
den entsprechenden Komponenten des Steuerventils 25 gemäß 10 und
des Steuerventils 42 gemäß 8 ähnlich sind
oder gleichen, ähnliche oder
die gleichen Bezugszeichen gegeben.
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Das
erste Steuerventil 25 steuert die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121,
wodurch der Auslassdruck auf einem Sollwert gehalten wird. Das zweite
Steuerventil 42 steuert die Strömungsgeschwindigkeit des Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121,
wodurch der Saugdruck auf einem Sollwert gehalten wird. D. h. das
erste und das zweite Steuerventil 25, 42 gemäß 14 steuern
beide die Strömungsgeschwindigkeit des
Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121.
Das zweite Steuerventil 42 ist mittels eines Durchgangs 32' mit der Auslasskammer 132 verbunden.
Das zweite Steuerventil 42 ist mittels eines Durchgangs 31' mit der Steuerkammer 121 verbunden.
Das Kältemittel
wird aus der Steuerkammer 121 mittels des Durchgangs 113 zu
der Saugkammer 131 freigegeben (siehe 1).
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Eine
Steuereinrichtung 95 enthält eine erste Einstelleinrichtung 951 zum
Einstellen eines Soll-Auslassdrucks und eine erste Zuführungseinrichtung 953 zur
Zuführung
eines Stroms zu dem Solenoid 26 des ersten Steuerventils 25.
Die erste Zuführungseinrichtung 953 steuert
den Wert des Stroms zu dem Solenoid 26 in Übereinstimmung
mit dem durch die erste Einstelleinrichtung 951 eingestellten
Soll-Auslassdruck. Die Steuereinrichtung 95 enthält außerdem eine
zweite Einstelleinrichtung 952 zum Einstellen eines Soll-Saugdrucks
und eine zweite Zuführungseinrichtung 954 zur
Zuführung
eines Stroms zu dem Solenoid 43 des zweiten Steuerventils 42.
Die zweite Zuführungseinrichtung 954 steuert den
Wert des Stroms zu dem Solenoid 43 in Übereinstimmung mit dem durch
die zweite Einstelleinrichtung 952 eingestellten Soll-Saugdruck.
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Die
erste Einstelleinrichtung 951 stellt einen Soll-Auslassdruck
Pdo auf der Basis der Außentemperatur
Te ein, die durch den Außentemperatursensor 34 erfasst
wird. Die erste Zuführungseinrichtung 953 steuert
den dem Solenoid 26 des ersten Steuerventils 25 zugeführten Strom
auf der Basis des Soll-Auslassdrucks Pdo.
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Die
zweite Einstelleinrichtung 952 bestimmt einen Soll-Saugdruck Pso auf
der Basis der Raumtemperatur Ts, die durch den Raumtemperatursensor 35 erfasst
wird, und einer Soll-Raumtemperatur To, die durch den Temperaturregler 36 eingestellt
wird. Die zweite Zuführungseinrichtung 954 steuert
den dem Solenoid 43 des zweiten Steuerventils 42 zugeführten Strom
auf der Basis des Soll-Saugdrucks Pso. Der Soll-Saugdruck Pso und
der dem Solenoid 43 zugeführte Strom werden in der gleichen
Routine, zum Beispiel der in 9 gezeigten
Routine bestimmt.
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Auf
diese Weise dient das erste Steuerventil 25 dazu, den durch
einen diesem zugeführten
Strom bestimmten Soll-Auslassdruck Pdo zu erzielen, und das zweite
Steuerventil 42 dient dazu, den durch einen diesem zugeführten Strom
bestimmten Soll-Saugdruck zu erzielen.
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Der
Kompressor gemäß 14 hat
im Wesentlichen die gleichen Vorteile wie der Kompressor gemäß 10–12.
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Für Fachleute
ist es offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in vielen
anderen speziellen Formen verkörpert
sein kann, ohne sich vom Geltungsbereich der Erfindung zu entfernen.
Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel gemäß Vorbeschreibung verkörpert sein.
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Die
Intervalle zum Bilden der Außentemperatur
als Momentwert können
länger
als die Intervalle zum Bilden der Raumtemperatur als Momentwert sein.
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Die
Strömungsgeschwindigkeit
des Kältemittels
aus der Auslasskammer 132 in die Steuerkammer 121 kann
auf einem konstanten Niveau gehalten werden, und nur die Strömungsgeschwindigkeit
des aus der Steuerkammer 121 in die Saugkammer 131 freigegebenen
Kältemittels
kann durch ein Steuerventil gesteuert werden, das dazu dient, den
Auslassdruck oder den Saugdruck auf einem Sollwert zu halten.
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Die
Steuerventile können
elektromagnetische Ventile sein, die auf einfache Weise selektiv öffnen und
schließen.
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Deshalb
sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als veranschaulichend
und nicht einschränkend
zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die darin angegebenen
Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche modifiziert
werden.