上述类型的空调系统在日本未审的公开公报No.7-19630公开过。当 使用冷却系统时，从压缩机排出的致冷剂通过冷凝器、膨胀阀和蒸发器回 流到压缩机内。另一方面，当使用加热系统时，从压缩机排出的致冷剂通 过蒸发器和第一旁路上的减压器回流到压缩机内。通过操作换向阀来转移 冷却系统和加热系统的作业。
当使用加热系统时，使冷凝器隔离，因此，排气压力取决于压缩机的 排出量与旁路上的减压器中的流速之间的平衡。结果，使用加热系统时压 缩机的排气压力趋向于比使用冷却系统时高。因此，在使用加热系统时， 排气压力常常上升到异常高的值。鉴于此，在上述专利公开公报No.7- 19630中公开的普通空调系统中，在连接冷却系统和加热系统的第二旁路 上安置一个卸压阀。在使用加热系统时若排气压力上升至一个异常高的值 时，上述的卸压阀就打开，将致冷剂从加热系统排放到冷凝器内。
但是，由于在使用加热系统时每当排气压力升高到一个异常高的值时 就将致冷剂从加热系统排入冷凝器内，所以加热系统中的致冷剂的量会减 少到使加热容量不足的程度。而且，在为了提高压力而损失压缩机部分所 需的功的情况下将致冷剂不经济地排入冷凝器内会导致能量效率降低。
在公开公报No.11-180138中所公开的可变排量式压缩机的情况 下，也就是说，在将带有可调吸气压力性能的可变排量式压缩机用作与冷 却系统和加热系统配套使用的压缩机的情况下，可能发生空调系统不能履 行其加热功能的情况。具体地说，与上述公开公报No.11-180138公开 的可变排量式压缩机一起使用容量控制阀会使排出量减小到降低上述的 压力调节性能的程度。因此，一旦环境温度降低至使致冷剂的饱和压力降 低到低于压力设定值的范围时，排出量不能增大，致使空调系统不能履行 其加热功能。

本发明的目的是提供一种具有一个可变排量式压缩机和选择性地与 该可变排量式压缩机配套使用的一个冷却系统和一个加热系统的空调系 统，该空调系统一方面可以总是有效地履行其加热功能另一方面又可避免 其冷却和加热功能的降低。
根据本发明的一种空调系统，它具有：一个在一方面用于压缩和排出 致冷剂而在另一方面用于通过改变控制压力来改变排出量的可变排量式 压缩机；和与上述可变排量式压缩机一起使用的一个冷却系统和一个加热 系统，该冷却系统和加热系统之一是被选择使用的；上述的空调系统还具 有一个用于根据排气压力区的压力与吸气压力区的压力之间的压力差或 上述排气压力区的压力与上述控制压力之间的压力差来控制上述的可变 排量式压缩机的排出量的容量控制装置，其中不管致冷剂在上述冷却系统 中循环流动还是在上述加热系统中循环流动，都可由上述容量控制装置来 控制上述的排出量；其特征在于，当上述的压力差大于预先设定的压力差 值时，上述的容量控制装置可通过用一电磁力将上述的排出量调低。
通过根据排气压力区的压力与吸气压力区的压力之间的压力差或排 气压力区的压力与控制压力之间的压力差来控制排出量，可将排出量向上 调节，因此，即使在温度很低的情况下，空调系统也能履行其加热功能。
附图说明
从下面结合附图对本发明最佳实施例的说明中可以更充分地理解本 发明，附图中：
图1是本发明的第一实施例的冷却系统和加热系统的循环路线图；
图2是可变排量式压缩机的侧剖视图；
图3是冷却系统和加热系统的循环路线图；
图4是容量控制阀43的剖视图；
图5是冷却和加热的控制程序的流程图；
图6是本发明的第二实施例的冷却系统和加热系统的循环路线图；
图7是容量控制阀66的剖视图；和
图8是本发明的第三实施例的可变排量式压缩机的侧剖视图。

下面参看图1～5说明一种安装在机动车辆上的本发明第一实施例的 空调系统。
图1和3示出与可变排量式压缩机25一起使用的冷却系统26和加热 系统27。冷却系统26包含：可变排量式压缩机25、流道28、电磁式三 通换向阀29、流道30、冷凝器31、止回阀32、膨胀阀33、流道34和蒸 发器35。加热系统27包含：可变排量式压缩机25、流道28、换向阀29、 流道36、节流阀37、流道34和蒸发器35。在蒸发器35的出口处设置一 个感温筒38，该感湿筒38将相应于蒸发器35出口处温度的压力传递给 膨胀阀33。根据感温筒38传来的与蒸发器35出口处的温度相对应的压 力来控制膨胀阀33的开启度。
当换向阀29处于图1所示的第一转换状态时，从可变排量式压缩机 25排出的致冷剂通过换向阀29、冷凝器31、止回阀32、膨胀阀33和蒸 发器35再循环到可变排量式压缩机25。当致冷剂以这种方式在冷却系统 26内循环流动时便在蒸发器35内进行热交换作业，以冷却车厢内部。另 一方面，当换向阀29调到图3所示的第二转换状态时，从可变排量式压 缩机25排出的致冷剂便通过换向阀29、节流阀37和蒸发器35再循环到 可变排量式压缩机25。当致冷剂这样在加热系统27内循环流动时，从可 变排量式压缩机25排出的高温致冷剂便被直接送至进行热交换作业的蒸 发器35以加热车厢内部。
图2示出可变排量式压缩机25的内部结构。在确定压力控制室121 的前壳体12和气缸体11上支承一根转轴18，该转轴18直接从车辆发动 机E获得转动驱动力而不通过离合器。在转轴18上牢牢地固定一个转动 支承件19，另外，沿转轴18的轴线可滑动地和倾斜地支承一个旋转斜盘 20，固定在该旋转斜盘20上的导销21可滑动地安装在转动支承件19内 确定的导孔191内。旋转斜盘20可沿转轴18的轴线倾斜地转动，并通过 导孔191与导销21之间的配合与转轴18成为整体。旋转斜盘20的倾斜 角度由导孔191与导销21之间的滑动关系和转轴18的滑动支承功能所控 制。
在上述旋转斜盘20的前、后分别设置一个减斜角弹簧68和一个贮能 弹簧69。减斜角弹簧68设置在转动支承件19与旋转斜盘20之间，而贮 能弹簧69则设置在旋转斜盘20与转轴18上的卡环10之间。
在气缸体11内，环绕转轴18设置多个气缸孔111(在图中仅示出1 个)，每个气缸孔111内插入一个活塞22。与转轴18一起转动的旋转斜 盘20的转动通过导瓦39而转换成活塞22的纵向往复运动，从而使活塞 22在气缸孔111内沿纵向移动。在后壳体13内确定一个吸入室131和一 个排出室132。当活塞22向后移动(在图2是从右向左移动)时，确定 吸气压力区的吸入室131内的致冷剂便通过将阀盘15上方的吸气阀151 压出而从阀盘14上方的吸气孔141流入气缸孔111。当活塞22向前移动 (在图2是从左向右移动)时，已流入气缸孔111的致冷剂便通过将阀盘 16上方的排气阀161压出而从阀盘14上方的排气孔142排入构成排气压 力区的排出室132。当排气阀161与护圈确定盘17上的护圈171相接触 时，其开启度便受到限制。排出室132通过排气管道24与流道28相连接， 而吸入室131则通过吸气管23与流道34相连接。
在排气道24内安置一个排气工作阀40，该阀40的圆柱形阀体401 受压力弹簧402沿关闭阀孔241的方向的推动，因而起到一种止回阀的作 用。当阀体401位于图2所示位置时，排出室132内的致冷剂就通过阀孔 241、旁路242、通孔403和圆柱形阀体401的内部流入流道28。当阀体 401的阀孔241关闭时，排出室132内的致冷剂就不能流入流道28内。
排出室132内的致冷剂借助于连接排出室132和控制压力室121的加 压通道411、412送入控制压力室121。在控制压力室121内的致冷剂通 过连接控制压力室121和吸入室131的卸压通道42流入吸入室131。
在加压通道411、412之间设置一个电磁式容量控制阀43，图4示出 这种容量控制阀43的内部结构。该阀43包括一个电磁线圈部分44和一 个阀部分45，电磁线圈部分44含有一个壳体46、一个安置在壳体46内 的线圈47、一个圆柱形的固定式铁芯48、一个圆柱形的可移式铁芯、和 一个沿离开固定式铁芯48的方向推动可移式铁芯49的压力弹簧50。可 移式铁芯49确定并限定一个位于压力弹簧50的容纳室461相对一侧的压 敏室462。当线圈47通入电流时，便产生电磁力，将可移式铁芯49推向 固定式铁芯48。上述的阀部分45含有一个壳体51、一个设置在壳体51 内的杆状阀体52、一个固定在壳体51上的致冷剂导入筒53和一个通过 弹簧座54沿离开致冷剂导入筒53的方向推动阀体52的压力弹簧55。
致冷剂导入筒53具有一个由阀体52打开和关闭的阀孔531，它还具 有一个导入通道532。该导入通道532与阀孔531相连通，排出室132通 过加压通道411和导入通道532与阀孔531相连通。具体地说，将排出室 132的压力(排气压力)供入阀孔531，从而通过阀孔531周围的压力将 阀体52沿打开阀孔531的方向推动。阀体52端面521的附近处于大致与 排气压力(下称Pd)相当的环境中，上述的排气压力Pd作用在端面521 上。壳体51具有与阀孔531相连接的导出通道511。通过加压室412和 导出通道511将控压室121与阀孔531相连接。
壳体51具有一个压力导入通道512，该通道512通过固定式铁芯48 的圆柱体上的插入孔481、接纳室461和可移式铁芯49上确定的通孔491 与压敏室462相连通。吸入室131通过通道56(见图2)、压力导入通道 512、固定式铁芯48圆柱体内的插入孔481、接纳室461和通孔491与压 敏室462相连通。具体地说就是将吸入室131中的压力(吸气压力)供入 到压敏室462。杆状阀体52通过固定式铁芯48圆柱体内的插入孔481到 达可移式铁芯49处。阀体52下端的小直径部分522穿过可移式铁芯49 伸入压敏室462中，压敏室462内的吸气压力(下面标写为Ps)沿关闭 阀孔531的方向推动阀体52。
作用在阀体52的端面521上的排气压力Pd和作用在阀体52的端面 523和台肩524上的吸气压力Ps彼此相对地通过阀体52。小直径部分522 的端面523的面积与台肩524的面积之总和等于端面521的面积。彼此相 对地通过阀体52排气压力Pd与吸气压力Ps之间的压力差ΔPds大致为 (端面521的面积)×(Pd-Ps)。排气压力Pd大于吸气压力Ps，因此 压力差ΔPds就沿打开阀孔531的方向推动阀体52。通过给线圈47通电(也 就是通过电磁线圈部分44的激磁)而产生的电磁力与压力差ΔPds和压力 弹簧50、55的弹簧力相加的力方向相反。电磁线圈部分44构成一种产生 用于确定压力差的驱动力的装置。采用这种装置可对阀体52施加与压力 差ΔPds方向相反的驱动力。
如图2所示，容量控制阀43的通电和断电是由控制装置59通过激励 电路58来控制的。容量控制阀43和控制装置59构成容量控制装置。对 线圈47通过导入具有可控的占空系数的脉冲式电流使之激励。电磁驱动 力取决于上述的占空系数，并且占空系数越大，电磁驱动力就越大。
当占空系数增大时，电磁驱动力也增大，从而减小能量控制阀43的 开启度。随着阀的开启度减小，从排出室132向控压室121供入的致冷剂 就较少。由于控压室121中的致冷剂通过加压通道42流入吸入室131， 故控压室121的压力(下称之为控制压力Pc)降低。因此，旋转斜盘20 的倾斜角度增大以提高排出能力。降低压力的膨胀阀33设置在流道30 上，而降低压力的节流阀37则设置在流道36上。因此，增大排出量就提 高可增大压力差Pds的排气压力Pd。减小占空系数降低电磁驱动力，以 增大容量控制阀43的阀开启度。随着阀开启度的增大，从排出室132供 入控压室121的致冷剂的量就增加，从而提高控压室121内的控制压力 Pc。因此，旋转斜盘20的倾斜角减小以减小排出量。排出量减小就降低 排气压力Pd，以降低压力差ΔPds，换言之，容量控制阀43可按照占空系 数而自动地控制压力差ΔPds。
在占空系数达到零的情况下，也就是说，当供入电流减小到零时，容 量控制阀43的开启度达到最大值，而旋转斜盘20的倾斜角减小到最小 值，当旋转斜盘的倾斜角为最小值时，排气压力Pd就低。此时，要调节 压力弹簧402的弹簧力，使排气通道24中的排气工作阀40入口处的压力 低于排气工作阀40出口处的压力与压力弹簧402的弹簧力之和。因此， 当旋转斜盘20的倾斜角达到最小值时，阀体401便关闭阀孔241，使冷 却系统26或加热系统27中的致冷剂停止循环。
决定旋转斜盘20处于最小倾斜角的控制因素是减角弹簧68和贮能弹 簧69之间的推动力的平衡，控制压力Pc在沿减小倾斜角的方向上的力矩 基本上为最大值。已经从气缸孔111排至排出室132的致冷剂通过加压通 道411、412流入控压室121。在控压室121内的致冷剂通过减压通道42 流出到吸入室131内，而在吸入室131内的致冷剂则由于被吸入气缸孔 111而排入排出室132内。具体地说，当旋转斜盘处于最小倾斜角时，便 在压缩机内通过构成排气压力区的排出室132、加压室411、412、控压室 121、卸压室42、构成吸气压力区的吸入室131和气缸孔111构成循环通 道。而且，在排出室132、控压室121和吸入室131之间确定压力差，因 此，致冷剂在上述的循环通道内流动，而且，与致冷剂一起流动的润滑剂 也在压缩机内循环流动。
换向阀29的通电/断电由控制装置59通过激励电路60来控制。控制 装置59通过信号与目标温度设定器61和室温检测器62电连接。室温检 测器62测定车厢内的温度，控制装置59检测由目标温度设定器61设定 的目标温度To和由室温检测器62测定的实测温度Tx。控制装置59的信 号也与冷却控制开关63、加热控制开关64和止动控制开关65相连接。
控制装置59执行图5的流程图所示的冷却和加热控制程序。在此情 况下，将产生设定在最大可能值的压力差ΔPdsm(包括排气压力Pd不会 增大到反常地高的值的范围裕度值)的占空系数的最大值Rm输入到并设 定在控制装置59内。
接通冷却控制开关63时，控制装置59便发出断开换向阀29的电路 的指令，使换向阀29处于图1所示的第一转换状态。然后，控制装置59 根据容量控制阀43的通电/断电而实施冷却控制作业。控制装置59以这 种方式控制容量控制阀43的通电和断电是要使测定温度Tx转变为目标 温度To。当测定温度Tx高于目标温度To时，控制装置59便通过增大占 空系数而增大压力差ΔPds。由于增大排出量可使压力差ΔPds增大，并增 加蒸发器35的热交换量。结果，车厢内的温度降低。另一方面，当实测 温度Tx低于目标温度值时，控制装置59便将占空系数减至较低值或为 零，以减小压力差ΔPds。减小压力差ΔPds是通过减小排出量达到的，从 而减少蒸发器35的热交换量，结果，车厢内的温度升高。
在冷却控制作业中当控制装置59接通停止控制开关65时，容量控制 阀43便由控制装置59断电，以停止冷却控制作业。
当接通加热控制开关64时，控制装置59便发出接通换向阀29的指 令，使换向阀59处于图3所示的第二转换状态。然后，控制装置59通过 控制容量控制阀43的通电和断电来实施加热控制作业。控制装置59是在 将占空系数固定在最大值Rm的同时控制容量控制阀43的通电和断电 的。当压力差ΔPds超过设定的压力差值ΔPdsm时，容量控制阀43的开启 度就增大，以减小旋转斜盘20的倾斜角。于是，排出量减少，排气压力 Pd降低。降低了排气压力Pd便减小了压力差ΔPds，以减小容量控制阀 43的阀开启度。另一方面，当压力差ΔPds降低到低于压力差值ΔPdsm时， 容量控制阀43的开启度就减小，同时旋转斜盘20的倾斜角增加。结果， 排出量增大，以提高排气压力Pd，该排气压力Pd的提高使压力差ΔPds 增大，并增大容量控制阀43的阀开启度。换句话说，容量控制阀43以上 述方式自动地控制阀开启度而使压力差ΔPds趋向于压力差ΔPdsm值。
在进行加热控制作业过程中，当控制装置59接通停止控制开关65 时，控制装置59便通过使容量控制阀43断电而停止加热控制作业。
实施上述的冷却和加热控制作业的控制装置59构成一种驱动力控制 装置，用以根据确定压力差的信息如实测温度Tx和目标温度To来控制 产生确定压力差的驱动力的机构的驱动力。
按照第一实施例可产生下列的作用：
(1)与控制装置59一起构成容量控制装置的容量控制阀43根据排 气压力Pd与吸气压力Ps之间的压力差ΔPds来控制可变排量式压缩机25 的排出量。无论是在使用冷却系统26(也就是说，使致冷剂在冷却系统 26中循环流动)时还是在使用加热系统27(也就是说，使致冷剂在加热 系统27中循环流动)时，都由容量控制阀43根据压力差来控制排出量。 在根据构成排气压力区的排出室132的排气压力Pd与构成吸气压力区的 吸入室131的吸气压力Ps之间的压力差ΔPds来控制排出量时，吸气压力 Ps是不受控制的，这一点与日本专利公开公报No.11-180138所述的通 过控制吸气压力来控制排出量的情况是不相同的。在通过控制吸气压力 Ps来控制排出量的情况下，假设环境温度降低到使致冷剂的饱和压力低 于设定的吸气压力的范围之下，那么排出量就不能增加，这就会导致空调 系统不能履行其加热功能。但是，根据排气压力Pd与吸气压力Ps之间的 压力差ΔPds来控制排出量时，即使在很低的温度下控制作业仍能增大排 出量，因此，本实施例的空调系统即使在很低的温度下也能积极完成加热 功能。
(2)容量控制阀43可以在排气压力Pd与吸气压力Ps之间的压力差 ΔPds超过预先设定的压力差ΔPdsm的情况下起到减小排出量的作用。吸 气压力Ps的变化比排气压力Pd的变化小，因此，就上面所述的正确设定 压力差ΔPdsm来说，预设的压力差ΔPdsm很少不比排气压力Pd与吸气压 力Ps之间的压力差ΔPds的实测值大得多的，这就可防止排气压力Pd的 反常增大。按照本实施例，不管是使用冷却系统还是使用加热系统，都可 控制排出量来防止排气压力Pd的反常升高。
(3)当进行冷却控制作业时，致冷剂仅在冷却系统26内循环流动， 而当进行加热控制作业时，致冷剂仅在加热系统27内循环流动。换言之， 由于可变排量式压缩机25的工作而提高了压力的致冷剂不会不经济地释 放到不使用的循环系统中，从而防止由于能量效率降低而可能发生的冷却 和加热功能的损坏。
(4)不管使用冷却系统26还是加热系统27，通过单一的容量控制 阀43来控制排出量的结构既可简化可变排量式压缩机25的机构，同时又 可避免该可变排量式压缩机25变得笨重。
下面说明图6和7所示的第二实施例。与第一实施例的相应零件相同 的零件分别用相同的标号表示之。
本实施例的可变排量式压缩机与第一实施例的可变排量式压缩机的 不同之处是没有通道56。在第二实施例所用的容量控制阀66中，导出通 道511通过固定式铁芯48的圆柱体内的插孔481、容纳室461和通孔491 与压敏室462相连通。将控压室121中的控制压力Pc作用到压敏室462 时可使排气压力Pd通过阀体52与控制压力Pc彼此相对。由阀体52获得 并通过阀体52彼此相对的排气压力Pd与控制压力Pc之间的压力差ΔPdc 大致为下式所给的值：(端面521的面积)×(Pd-Pc)。排气压力Pd 高于控制压力Pc，因此压力差ΔPdc沿打开阀孔531的方向推动阀体52。 线圈47通电也就是使电磁线圈部分44激磁所产生的电磁力与相应于压力 差ΔPdc与压力弹簧50-55的弹簧力之和的力相对抗。控制装置59根据 受控的占空系数给线圈47通以脉冲式激励电流来控制容量控制阀66的通 电和断电。
控制装置59与容量控制阀66构成容量控制装置，以根据排气压力 Pd与控制压力Pc之间的压力差ΔPdc来控制排出量。电磁线圈44构成一 种用于施加确定压力差的驱动力的装置，并对阀体52施加与压力差ΔPdc 方向相反的驱动力。
旋转斜盘20的倾斜角度受控于活塞22得到的吸气压力Ps与控制压 力Pc之间的压力差。吸气压力Ps与控制压力Pc之间的压力差值较小， 换句话说，压力差ΔPds与压力差ΔPds之间没有多大的差异，所以可按照 类似于根据压力差ΔPds的排出量控制的方式根据压力差ΔPdc来控制排出 量。控制装置59实施图5的流程图所示的冷却和加热控制程序，因此， 可由容量控制阀66根据压力差(不管是使用冷却系统26还是使用加热系 统27)来控制排出量。结果，在第二实施例中，用容量控制阀66根据排 气压力Pd与控制压力Pc之间的压力差ΔPdc也可获得与第一实施例同样 的效果。
下面说明图8所示的第三实施例。与第一实施例相同的零部件分别用 相同的标号表示之。
本实施例的可变排量式压缩机57与第一实施例的可变排量式压缩机 25不同之处是，转轴18通过电磁离合器67承接来自车辆发动机E的旋 转驱动力，不同之处还在于，在排气通道24中没有排气工作阀40。在根 据冷却控制开关63或加热控制开关64的接通与否而将换向阀29调到第 一转换状态或第二转换状态之后，控制装置59A就给电磁离合器67通 电，以便实行冷却控制程序或加热控制程序，这种情况与第一实施例类 似。
本实施例可产生与第一实施例同样的效果。
本发明也可按照下面所述的方法实施：
(1)当使用加热系统27时，根据确定压力差的数据如目标温度To 和测定温度Tx按照与使用冷却系统26时相同的方式控制排出量。
(2)根据从排出室132至换向阀29的排气压力区内任意位置上的排 气压力Pd与从蒸发器35至吸入室131的吸气压力区内任意位置上的吸气 压力Ps之间的压力差控制排出量。
(3)通过由容量控制阀根据压力差控制从控压室121流入吸气压力 区的致冷剂的量来控制排出量。
因此，从上面的说明可以明白，按照本发明提出了一种空调，其特征 在于，不管致冷剂在冷却系统中循环流动还是在加热系统中循环流动，都 可根据排气压力区的压力与吸气压力区的压力之间的压力差或排气压力 区的压力与控制压力之间的压力差由容量控制装置控制排出量，由此获得 的好处是：在选用冷却系统和加热系统之一与可变排量式压缩机一起工作 的空调中可以十分有效地履行其加热功能。
而且，按照本发明提供的空调中，当排气压力区的压力与吸气压力区 的压力之间的压力差或排气压力区的压力与控制压力之间的压力差超过 预定的压力差值时，可将排出量调低，从而获得的好处是，可以避免冷却 /加热功能的降低。
虽然上面结合为说明的目的选择的具体实施例说明了本发明，但是， 应当明白，熟悉本技术的人们可以在不违背本发明的基本构思和范围的情 况下进行许多的改型。