JP2001063353A - 可変容量型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出容量の変更にともなう車両のドライバビ
リティの悪化を防止することが可能な可変容量型圧縮機
の制御装置を提供すること。 【解決手段】 オン・オフスイッチ４０は、車両バッテ
リ等の電源Ｇと容量制御弁３１のコイル５１との間の給
電経路上に配設され、電源Ｇからコイル５１への電流の
入力を許容するオン位置と、電流の入力を許容しないオ
フ位置との間で切換配置可能である。制御コンピュータ
３７は、エアコンスイッチ３８のオン操作時及びオフ操
作時、加速カット制御の開始時及び終了時のそれぞれに
おいて、コイル５１に対する入力電流値を変更する際に
は、オン・オフスイッチ４０をオン位置とオフ位置とに
交互に切換動作させるスイッチング制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両空調装置に用
いられ、車両エンジンの駆動によって冷媒ガスの圧縮を
行い、さらにはクランク室の圧力を変更することで吐出
容量を変更可能な可変容量型圧縮機に関し、特にその吐
出容量を制御するための制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機（以下単に圧
縮機とする）の制御装置としては、例えば、吸入圧力領
域とカムプレートを収容するクランク室とを連通する制
御通路を備え、クランク室の圧力を調節することにより
カムプレートの傾斜角を変更して、吐出容量を調節する
構成のものが知られている。クランク室には、吐出圧力
領域に接続する給気通路からや、ブローバイガス等によ
って高圧冷媒ガスが供給されている。クランク室の圧力
調節は、制御コンピュータによって、制御通路の途中に
設けられた容量制御弁の開度が変更されることで、クラ
ンク室から吸入圧力領域への冷媒ガスの排出量が変更さ
れて行われる。

【０００３】前記容量制御弁としては、制御通路を開閉
する弁体と、吸入冷媒ガスの圧力（以下実吸入圧力とす
る）に応じて弁体を動作させる感圧機構と、制御コンピ
ュータからの入力電流値に基づいて弁体への付与荷重を
変更することで、感圧機構の動作の基準となる吸入圧力
（以下設定吸入圧力とする）を変更する電気駆動部とを
備えたものが存在する。

【０００４】前記感圧機構は、実吸入圧力が設定吸入圧
力を上回ると、制御通路を開放する方向に弁体を動作さ
せる。従って、圧縮機は、クランク室から吸入圧力領域
への冷媒ガスの排出量が増大し、クランク室の圧力が低
下して吐出容量が増大される。また、感圧機構は、実吸
入圧力が設定吸入圧力を下回ると、制御通路を閉塞する
方向に弁体を動作させる。従って、圧縮機は、クランク
室から吸入圧力領域への冷媒ガスの排出量が減少し、ク
ランク室の圧力が上昇して吐出容量が減少される。

【０００５】前記電気駆動部は、例えば、制御コンピュ
ータからの入力電流値が大きくなると、設定吸入圧力を
低い側に変更する。従って、感圧機構は、より低い実吸
入圧力を維持すべく弁体を動作させて制御通路を開閉す
る。逆に、電気駆動部は、制御コンピュータからの入力
電流値が小さくなると、設定吸入圧力を高い側に変更
し、入力電流値がゼロとなると設定吸入圧力を最高値と
する。従って、感圧機構は、より高い実吸入圧力を維持
すべく弁体を動作させて制御通路を開閉する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記制御装置に
おいては、車両の急加速時等の車両エンジンの高負荷時
に、圧縮機の吐出容量を最小として車両エンジンの負荷
を軽減する、「加速カット制御」と呼ばれる非常時の容
量制御が行われるようになっている。すなわち、前記制
御コンピュータは、車両が急加速状態に移行する場合
に、容量制御弁の電気駆動部への入力電流値を冷房負荷
に応じた値からゼロに低下させて、設定吸入圧力を最高
値に設定することで、吐出容量を最小に誘導して、圧縮
機の圧縮動作の反作用として生じる負荷トルクを小さく
するようにしている。

【０００７】前記制御装置による加速カット制御は、そ
の開始から一定時間経過した後に終了され、この終了後
は冷房負荷に応じた通常の容量制御に移行される。つま
り、制御コンピュータは、電気駆動部への入力電流値を
ゼロから冷房負荷に応じた値に増大させることで、設定
吸入圧力を最高値から冷房負荷に応じた値にまで低下さ
せる。

【０００８】ところが、通常の容量制御から加速カット
制御へ移行する際、設定吸入圧力を冷房負荷に応じた値
から最高値へ急激に増大させると、その変化に追い付く
ことができない実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく下回
る状況が生まれ、感圧機構は制御通路を急激に全閉して
しまうこととなる。従って、クランク室の圧力が急激に
上昇され、圧縮機の吐出容量が急激に減少される。その
結果、圧縮機の負荷トルクが急激に低下されて車両エン
ジンが大きく増速し、車両のドライバビリティを悪化さ
せていた。

【０００９】また、加速カット制御から通常の容量制御
へ移行する際、設定吸入圧力を最高値から冷房負荷に応
じた値へ急激に低下させると、その変化に追い付くこと
ができない実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく上回る状
況が生まれ、感圧機構は制御通路を急激に全開してしま
うこととなる。従って、クランク室の圧力が急激に低下
され、圧縮機の吐出容量が急激に増大される。その結
果、圧縮機の負荷トルクが急激に増大されて車両エンジ
ンが大きく減速し、車両のドライバビリティを悪化させ
ていた。

【００１０】本発明は、上記従来技術に存在する問題点
に着目してなされたものであって、その目的は、吐出容
量の変更にともなう車両のドライバビリティの悪化を防
止することが可能な可変容量型圧縮機の制御装置を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、車両空調装置に用いられ、車両
エンジンの駆動によって冷媒ガスの圧縮を行い、さらに
はクランク室の圧力を変更することで吐出容量を変更可
能な可変容量型圧縮機に適用され、前記クランク室の圧
力を開度調節により変更可能な弁体と、前記弁体への付
与荷重を入力電流値に基づいて調節する電気駆動部と、
前記電気駆動部に対する入力電流値の変更を指令する入
力電流値変更指令手段と、前記入力電流値変更指令手段
の変更指令に基づいて、電気駆動部に対する入力電流値
を変更する入力電流値変更制御手段とを備えた制御装置
において、前記電気駆動部と電源との間の給電経路上に
配設され、電源から電気駆動部への電流の入力を許容す
るオン位置と、電流の入力を許容しないオフ位置との間
で切換配置可能なオン・オフスイッチと、前記入力電流
値変更指令手段の変更指令に基づいて、オン・オフスイ
ッチをオン位置とオフ位置とに交互に切換動作させるス
イッチング制御を行なうスイッチング制御手段とを備え
たことを特徴とした可変容量型圧縮機の制御装置であ
る。

【００１２】この構成においては、オン・オフスイッチ
がスイッチング制御されると、入力電流値変更制御手段
が示唆する電気駆動部への入力電流値が或る値に維持さ
れたままでも、実際の電気駆動部への入力電流値は、オ
ン・オフスイッチのオン時には或る値、オフ時にはゼロ
へと交互に変更されることとなる。従って、弁体は、ク
ランク室の圧力を低下させる開度調節と、クランク室の
圧力を上昇させる開度調節とを交互に繰り返すこととな
る。その結果、圧縮機の吐出容量は、小さい増減を繰り
返しつつも、全体として見れば徐々に変更されてゆくこ
ととなる。よって、車両エンジンが大きく変速すること
を防止でき、車両のドライバビリティの悪化を防止する
ことができる。

【００１３】請求項２の発明では、前記電気駆動部に対
する入力電流値の目標値を決定する入力電流値目標決定
手段を備え、前記入力電流値変更制御手段は、入力電流
値変更指令手段により電気駆動部に対する入力電流値の
変更が指令されてから、この入力電流値を入力電流値目
標決定手段によって決定された目標値へ変更するまでの
間において、電気駆動部に対する入力電流値をゼロより
も高い値とする過渡時制御を行なうことを特徴としてい
る。

【００１４】つまり、オン・オフスイッチがスイッチン
グ制御される際に、入力電流値変更制御手段が示唆する
電気駆動部に対する入力電流値をゼロとしてしまうと、
実際に電気駆動部へ入力される電流値は、オン・オフス
イッチのオン・オフに関わらずゼロとなってしまい、ス
イッチング制御の意味がない。

【００１５】請求項３の発明では、前記入力電流値変更
制御手段は、入力電流値変更指令手段により電気駆動部
に対する入力電流値の変更が指令されてから、この入力
電流値を入力電流値目標決定手段によって決定された目
標値へ増大させるまでの間において、電気駆動部に対す
る入力電流値を目標値よりも高い値とする過渡時制御を
行なうことを特徴としている。

【００１６】この構成によれば、入力電流値変更制御手
段は、電気駆動部に対する入力電流値の変更が指令され
てから、この入力電流値を目標値へ増大させるまでの間
において、電気駆動部に対する入力電流値を目標値より
も高い値とする過渡時制御を行なう。従って、スイッチ
ング制御時においてオン・オフスイッチがオン状態の
時、クランク室の圧力を大きく変更するように弁体を動
作させることができる。その結果、オン・オフスイッチ
の一回のオン・オフで、圧縮機の吐出容量を大きく変動
させることができ、例えば、電気駆動部に対する入力電
流値の増大が吐出容量の増大を誘導する構成では、車両
のドライバビリティの悪化を防止できることと、冷房フ
ィーリングの悪化を防止できる（速やかに吐出容量を増
大させて車室温度を低下させる）こととの兼ね合いに優
れる制御を行なうことが可能となる。

【００１７】請求項４〜請求項６の発明は、出願時点で
判明している入力電流値変更指令手段により変更指令が
発せられる状況を具体的に述べたものである。すなわ
ち、請求項４の発明では、前記入力電流値変更指令手段
は、車両空調装置の起動及び停止を行なうエアコンスイ
ッチを備え、このエアコンスイッチの操作に基づいて電
気駆動部に対する入力電流値の変更を指令することを特
徴としている。また、請求項５の発明では、前記入力電
流値変更指令手段は、車両のアクセル開度を検出するア
クセル開度センサを備え、このアクセル開度センサから
のアクセル開度に基づいて電気駆動部に対する入力電流
値の変更を指令することを特徴としている。さらに、請
求項６の発明では、前記入力電流値変更指令手段は、ア
クセル開度センサからのアクセル開度に基づいて変更指
令が出されてからの経過時間を計測するタイマを備え、
このタイマからの経過時間に基づいて電気駆動部に対す
る入力電流値の変更を再度指令することを特徴としてい
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について説明する。先ず、可変容量型圧縮機（以
下、単に圧縮機とする）の構成について説明する。

【００１９】図１に示すように、フロントハウジング１
１はシリンダブロック１２の前端に接合固定されてい
る。リヤハウジング１３は、シリンダブロック１２の後
端に弁・ポート形成体１４を介して接合固定されてい
る。クランク室１５は、フロントハウジング１１とシリ
ンダブロック１２とで囲まれて区画形成されている。

【００２０】駆動軸１６は、前記クランク室１５を通る
ようにフロントハウジング１１とシリンダブロック１２
との間で回転可能に架設支持されている。駆動軸１６
は、外部駆動源としての車両エンジンＥｇに、電磁クラ
ッチ等のクラッチ機構Ｃを介して連結されている。従っ
て、駆動軸１６は、車両エンジンＥｇの稼動時におい
て、クラッチ機構Ｃの接続により回転駆動される。

【００２１】回転支持体１７は、前記クランク室１５に
おいて駆動軸１６に止着されている。カムプレートとし
ての斜板１８は、駆動軸１６に対してその軸線Ｌ方向へ
スライド移動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒ
ンジ機構１９は回転支持体１７と斜板１８との間に介在
されている。斜板１８は、回転支持体１７との間でのヒ
ンジ機構１９の介在により、駆動軸１６の軸線Ｌに対し
て傾動可能でかつ駆動軸１６と一体回転可能となってい
る。斜板１８は、その半径中心部が回転支持体１７側に
移動すると傾斜角が増大され、逆にシリンダブロック１
２側に移動すると傾斜角が減少される。最小傾斜角規定
部２０は、駆動軸１６において斜板１８とシリンダブロ
ック１２との間に設けられている。斜板１８の最大傾斜
角は回転支持体１７との当接により規定される。斜板１
８のゼロではない最小傾斜角は、最小傾斜角規定部２０
との当接により規定される。

【００２２】シリンダボア２１は前記シリンダブロック
１２に貫設形成されている。片頭型のピストン２２はシ
リンダボア２１に収容されている。ピストン２２は、シ
ュー２３を介して斜板１８の外周部に係留されており、
斜板１８の回転運動によりシリンダボア２１内で前後往
復運動される。

【００２３】吸入圧力領域を構成する吸入室２４、及び
吐出圧力領域を構成する吐出室２５は、リヤハウジング
１３にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート２６、
吸入弁２７、吐出ポート２８及び吐出弁２９は、それぞ
れ弁・ポート形成体１４に形成されている。そして、吸
入室２４の冷媒ガスは、ピストン２２が上死点から下死
点に移動することで、吸入ポート２６及び吸入弁２７を
介してシリンダボア２１に吸入される。シリンダボア２
１に吸入された冷媒ガスは、ピストン２２が下死点から
上死点に移動することで、所定の圧力にまで圧縮された
後、吐出ポート２８及び吐出弁２９を介して吐出室２５
へ吐出される。

【００２４】上記構成の圧縮機においてその吸入室２４
と吐出室２５とは、外部冷媒回路６１を介して接続され
ている。外部冷媒回路６１は、その冷媒流路上に凝縮器
６２、膨張弁６３及び蒸発器６４を備えている。この外
部冷媒回路６１と圧縮機とによって、車両空調装置の冷
凍回路が構成されている。

【００２５】次に、前記圧縮機の吐出容量を制御するた
めの制御装置について説明する。図１に示すように、制
御通路３０はクランク室１５と吸入室２４とを連通す
る。容量制御弁３１は制御通路３０上に配設されてい
る。給気通路３２は吐出室２５とクランク室１５とを連
通する。吐出室２５の高圧冷媒ガスは、給気通路３２を
介してクランク室１５に供給される。また、クランク室
１５には、シリンダボア２１とピストン２２との間から
のブローバイガスによっても、高圧冷媒ガスが供給され
る。

【００２６】図４に示すように、車両空調装置の起動及
び停止を行なうためのエアコンスイッチ３８、車両の車
室の温度を設定するための車室温度設定器３３、車室の
温度を検出するための車室温度センサ３４、車両エンジ
ンＥｇ（図１）のアクセル開度を検出するためのアクセ
ル開度センサ３５、前記クラッチ機構Ｃ、及び前記容量
制御弁３１（詳しくは後述するコイル５１）は、それぞ
れ制御コンピュータ３７に接続されている。制御コンピ
ュータ３７は、駆動回路３６を介して容量制御弁３１に
接続されている。駆動回路３６は変圧器からなり、容量
制御弁３１に対する印加電圧を変更することで、容量制
御弁３１に入力される電流値を変更可能である。オン・
オフスイッチ４０は、車両バッテリ等の電源Ｇと容量制
御弁３１との間の給電経路上に配設され、電源Ｇから容
量制御弁３１への電流の入力を許容するオン位置と、電
流の入力を許容しないオフ位置との間で切換配置可能で
ある。タイマ３９は制御コンピュータ３７に内蔵されて
いる。

【００２７】次に、前記容量制御弁３１の構成について
説明する。図２及び図３に示すように、容量制御弁３１
は、バルブハウジング４１と電気駆動部としてのソレノ
イド部４２とを中央付近において接合することで構成さ
れている。感圧室を兼ねる弁室４３は、バルブハウジン
グ４１の先端部に区画形成されている。弁体４４は、弁
室４３においてバルブハウジング４１の軸線方向前後
（図面の上下方向）に往復動可能に収容されている。弁
孔４５は、弁室４３において弁体４４と対向するように
開口されている。弁孔４５は、バルブハウジング４１の
軸線方向に延びるように形成されている。弁室４３は、
前記制御通路３０の下流側を介して吸入室２４に連通さ
れている。

【００２８】感圧部材としてのベローズ４６は、前記弁
室４３に収容されている。ベローズ４６は、上端部が弁
室４３内の上面に固定されるとともに下端部が弁体４４
に作動連結され、バルブハウジング４１の軸線方向前後
に伸縮可能となっている。設定バネ４７はベローズ４６
内に配置されている。設定バネ４７はベローズ４６の初
期長さを設定するためのものである。前記弁室４３、ベ
ローズ４６、及び設定バネ４７が感圧機構を構成してい
る。

【００２９】プランジャ室４８は前記ソレノイド部４２
に形成され、その上方開口部には固定吸引子４９が嵌合
固定されている。プランジャ５０は、プランジャ室４８
においてバルブハウジング４１の軸線方向前後に往復動
可能に収容されている。円筒状のコイル５１は、プラン
ジャ室４８の外周側において、固定吸引子４９及びプラ
ンジャ５０を跨ぐように配置されている。前記駆動回路
３６（図４）はコイル５１に接続されている。追従バネ
５２は、プランジャ５０とプランジャ室４８の底面との
間に介装され、プランジャ５０を固定吸引子４９側に向
けて付勢する。

【００３０】ロッドガイド孔５３は固定吸引子４９に貫
設されている。ロッド５４は、ロッドガイド孔５３に摺
動可能に挿通されている。ロッド５４の下端部はプラン
ジャ５０に固定されるとともに、上端部は追従バネ５２
の付勢力によって弁体４４に当接されている。従って、
プランジャ５０と弁体４４とは、ロッド５４を介して作
動連結されており、弁体４４には追従バネ５２によって
弁孔４５を開放する方向の付勢力が作用されている。

【００３１】ポート５５は、前記バルブハウジング４１
において弁室４３とプランジャ室４８との間に、弁孔４
５と直交して形成されている。ポート５５は、制御通路
３０の上流側を介してクランク室１５に連通されてい
る。前記弁室４３、弁孔４５及びポート５５は、制御通
路３０の一部を構成する。

【００３２】次に、前記制御装置の作用について説明す
る。前記車両エンジンＥｇの稼動時に、エアコンスイッ
チ３８がオン状態であることと、車室温度センサ３４か
らの検出温度が車室温度設定器３３の設定温度以上であ
ることとの条件下で、制御コンピュータ３７によりクラ
ッチ機構Ｃが接続されて圧縮機が起動する。この状態に
おいて容量制御弁３１のベローズ４６は、弁室４３の吸
入冷媒ガスの圧力（以下実吸入圧力とする）に応じて伸
縮しようとし、この伸縮により弁体４４には弁孔４５を
開放又は閉塞する方向の付勢力が作用される。

【００３３】一方で前記制御コンピュータ３７は、車室
温度設定器３３からの設定温度、車室温度センサ３４か
らの検出温度、及びアクセル開度センサ３５から得られ
るアクセル開度等の外部情報に基づいて入力電流値を決
定するとともに、この入力電流値を駆動回路３６へ指令
する。駆動回路３６は、指令された入力電流値を容量制
御弁３１のコイル５１に対して出力する。駆動回路３６
からコイル５１に電流が入力されると、固定吸引子４９
とプランジャ５０との間にはコイル５１への入力電流値
に応じた吸引力（電磁力）が生じる。この吸引力は、弁
孔４５を開放する方向の付勢力として、ロッド５４を介
して弁体４４に作用される。

【００３４】前記弁室４３に収容された弁体４４には、
弁室４３の実吸入圧力が弁孔４５を閉塞する方向に作用
されるとともに、ポート５５のクランク室１５圧力が弁
孔４５を開放する方向に作用されている。つまり、クラ
ンク室１５圧力と実吸入圧力との差が、弁体４４に対し
て弁孔４５を開放する方向の付勢力として作用されてい
る。

【００３５】前記容量制御弁３１は、上述した、ベロー
ズ４６からの付勢力、固定吸引子４９とプランジャ５０
との間の吸引力に基づく付勢力、追従バネ５２の付勢
力、及び実吸入圧力とクランク室１５圧力との差に基づ
く付勢力のバランスにより、弁孔４５の開度が決定され
る。

【００３６】例えば、冷房負荷が大きい場合には、車室
温度センサ３４からの検出温度と車室温度設定器３３の
設定温度との差が大きくなる。制御コンピュータ３７
は、検出温度と設定温度との大きな差に基づいて、ベロ
ーズ４６の伸縮動作の基準となる吸入圧力（以下設定吸
入圧力とする）を低くするように、容量制御弁３１のコ
イル５１に対する入力電流値を制御する。すなわち、制
御コンピュータ３７は、駆動回路３６に対して、この温
度差が大きいほどコイル５１への入力電流値を大きくし
て、固定吸引子４９とプランジャ５０との間の吸引力を
強くするように指令する。従って、ソレノイド部４２
は、弁体４４に作用させる弁孔４５を開放する方向への
付勢力を大きくする。その結果、ベローズ４６は、より
低い実吸入圧力を維持すべく弁体４４を動作させて弁孔
４５を開閉する。

【００３７】弁孔４５の開度が大きくなれば、クランク
室１５から制御通路３０を経由して吸入室２４へ排出さ
れる冷媒ガス量が多くなり、クランク室１５の圧力が低
下する。また、冷房負荷が大きい状態では、実吸入圧力
も高くて、クランク室１５の圧力とシリンダボア２１の
圧力とのピストン２２を介した差が小さくなる。このた
め、斜板１８の傾斜角が大きくなって、圧縮機の吐出容
量が大きくなる。弁体４４が弁孔４５を全開した状態と
なると、クランク室１５の圧力が吸入室２４の実吸入圧
力とほぼ同一となり、斜板１８の傾斜角が最大となって
圧縮機の吐出容量は最大となる（図２に示す状態）。

【００３８】逆に、冷房負荷が小さい場合には、前記車
室温度センサ３４からの検出温度と車室温度設定器３３
の設定温度との差は小さくなる。制御コンピュータ３７
は、検出温度と設定温度との小さな差に基づいて、設定
吸入圧力を高くするように容量制御弁３１のコイル５１
に対する入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピ
ュータ３７は駆動回路３６に対して、この温度差が小さ
いほど容量制御弁３１のコイル５１への入力電流値を小
さくして、固定吸引子４９とプランジャ５０との間の吸
引力を弱くするように指令する。従って、ソレノイド部
４２は、弁体４４に作用させる弁孔４５を開放する方向
への付勢力を小さくする。その結果、ベローズ４６は、
より高い実吸入圧力を維持すべく弁体４４を動作させて
弁孔４５を開閉する。

【００３９】前記弁孔４５の開度が小さくなれば、クラ
ンク室１５から制御通路３０を経由して吸入室２４へ排
出される冷媒ガス量が少なくなり、クランク室１５の圧
力が上昇する。また、冷房負荷が小さい状態では、吸入
室２４の実吸入圧力が低くて、クランク室１５の圧力と
シリンダボア２１の圧力とのピストン２２を介した差が
大きくなる。このため、斜板１８の傾斜角が小さくなっ
て、圧縮機の吐出容量が小さくなる。弁体４４が弁孔４
５を完全に閉塞した状態となると、クランク室１５から
吸入室２４へ冷媒ガスが排出されなくなり、クランク室
１５の圧力が大きく上昇して斜板１８の傾斜角が最小と
なって、圧縮機の吐出容量が最小となる（図３に示す状
態）。

【００４０】前記エアコンスイッチ３８がオフ操作され
るか、車室温度センサ３４からの検出温度が車室温度設
定器３３の設定温度を下回ると、クラッチ機構Ｃが開放
されて圧縮機の運転が停止される。

【００４１】さて、前記制御装置による圧縮機の容量制
御としては、上述した冷房負荷に基づく通常時制御以外
にも、車両の急加速時において車両エンジンＥｇの負荷
を軽減するための加速カット制御、つまり、非常時制御
も行われるようになっている。この加速カット制御が、
単に車両の急加速時において車両エンジンＥｇの負荷を
軽減するのみの目的なら、前記クラッチ機構Ｃを開放し
て圧縮機を停止させればよいのであるが、車両の乗員に
ついて少しでも考慮するなら、この加速カット制御中に
おいても最小限の冷房能力は確保したい。

【００４２】すなわち、前記制御コンピュータ３７は、
アクセル開度センサ３５により検出されたアクセル開度
が設定値以上となると、車両が急加速状態へ移行するも
のと判断し、容量制御弁３１のコイル５１への入力電流
値を、冷房負荷に応じた値からゼロに低下させるよう駆
動回路３６へ指令する。従って、容量制御弁３１の設定
吸入圧力が、冷房負荷に応じた値から最高値にまで増大
され、実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく下回る状況が
生み出される。その結果、ベローズ４６は、実吸入圧力
と設定吸入圧力との大きな差を解消しようと、弁体４４
を動作させて弁孔４５を全閉する。よって、クランク室
１５の圧力が上昇して圧縮機の吐出容量が最小に誘導さ
れ、冷媒ガスの圧縮動作の反作用として生じる負荷トル
クが最小となって、車両エンジンＥｇの負荷を軽減する
ことができる。これは車両の鋭い加速状態を得ることに
つながる。

【００４３】前記制御コンピュータ３７は、タイマ３９
が加速カット制御の開始から所定時間を計測した後には
その制御を終了させ、冷房負荷に応じた通常時制御に移
行する。つまり、制御コンピュータ３７は、容量制御弁
３１のコイル５１への入力電流値を、ゼロから冷房負荷
に応じた目標値に増大させることで、設定吸入圧力を最
高値から冷房負荷に応じた値にまで低下させる。

【００４４】次に、前記制御装置の特徴的な作用につい
て説明する。図５のタイムチャートに示すように、前記
制御コンピュータ３７は、エアコンスイッチ３８のオン
操作及びオフ操作に伴う、容量制御弁３１のコイル５１
に対する入力電流値の変更の際には、オン・オフスイッ
チ４０のスイッチング制御を行なう。また、制御コンピ
ュータ３７は、加速カット制御の開始及び終了に伴う、
容量制御弁３１のコイル５１に対する入力電流値の変更
の際にも、オン・オフスイッチ４０のスイッチング制御
を行なう。

【００４５】（エアコンスイッチ３８のオン操作時）図
５（ａ）に示すように、入力電流値変更指令手段として
のエアコンスイッチ３８がオフ状態からオン操作される
と、制御コンピュータ３７においては容量制御弁３１の
コイル５１に対する入力電流値の変更指令Ｓ１が出され
る。図５（ｂ）に示すように、入力電流値目標決定手段
としての制御コンピュータ３７は、このエアコンスイッ
チ３８のオン操作に基づく変更指令Ｓ１に応答して、車
室温度センサ３４からの検出温度と車室温度設定器３３
の設定温度（検出温度≧設定温度）とに基づいて、コイ
ル５１に対する入力電流値の目標値を決定する。入力電
流値変更制御手段としての制御コンピュータ３７は、コ
イル５１に対する入力電流値を目標値とするように、同
じく入力電流値変更制御手段としての駆動回路３６へ指
令する。この時、制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ
１が出されてから時間をおいて、コイル５１への入力電
流値を目標値へ変更するように駆動回路３６へ指令する
とともに、この入力電流値の目標値への変更までの過渡
期においては、コイル５１に対する入力電流値を最大値
とするように駆動回路３６へ指令する過渡時制御を行な
う。

【００４６】ここで、図５（ｃ）に示すように、スイッ
チング制御手段としての制御コンピュータ３７は、変更
指令Ｓ１に応答して、オン・オフスイッチ４０をオン位
置とオフ位置とに交互に複数回切換動作させるスイッチ
ング制御を行なう。従って、上述した過渡時制御によっ
て、駆動回路３６が示唆するコイル５１への入力電流値
は最大値に維持されるものの（図５（ｂ））、実際のコ
イル５１への入力電流値は、オン・オフスイッチ４０が
オン状態の時には最大値、オフ状態の時にはゼロへと交
互に変更されることとなる（図５（ｄ））。その結果、
図５（ｅ）に示すように、設定吸入圧力が最高値と最低
値とに交互に切り換えられることとなり、実吸入圧力が
設定吸入圧力を大きく上回る状況（オン・オフスイッチ
４０がオン状態の時）と、実吸入圧力が設定吸入圧力を
大きく下回る状況（オン・オフスイッチ４０がオフ状態
の時）とが、短時間で交互に生じることとなる。

【００４７】前記制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ
１が出されてからタイマ３９が所定時間の経過を計測し
た後には、過渡時制御を終了して駆動回路３６が示唆す
るコイル５１に対する入力電流値を、最大値から冷房負
荷に基づく目標値へ変更するとともに、スイッチング制
御をオン・オフスイッチ４０のオン状態にて終了させ
る。従って、駆動回路３６が示唆する目標値の電流が、
そのまま（ゼロと目標値との間の変動なしに）コイル５
１に対して入力されることとなり、設定吸入圧力が冷房
負荷に応じた値に変更される。

【００４８】以上のような、エアコンスイッチ３８のオ
ン操作に基づく制御コンピュータ３７の制御によって、
圧縮機は図５（ｆ）に示すような吐出容量の増大特性を
示す。すなわち、上述したオン・オフスイッチ４０のス
イッチング制御時において、実吸入圧力が設定吸入圧力
を大きく上回る状況（オン・オフスイッチ４０がオン状
態の時）では、ベローズ４６が弁体４４によって弁孔４
５を全開させ、従って、圧縮機の吐出容量は急激に上昇
されることとなる。逆に、実吸入圧力が設定吸入圧力を
大きく下回る状況（オン・オフスイッチ４０がオフ状態
の時）では、ベローズ４６が弁体４４によって弁孔４５
を全閉させ、従って、圧縮機の吐出容量は急減に低下さ
れることとなる。つまり、スイッチング制御時における
オン・オフスイッチ４０のオン時間及びオフ時間は、そ
れぞれ圧縮機の吐出容量が反応できる程度の長さに予め
設定されている（後述する加速カット制御の開始時及び
終了時、並びにエアコンスイッチ３８のオフ操作時にお
いても同様に設定されている）。

【００４９】従って、変更指令Ｓ１が出されてから最初
のオン・オフスイッチ４０のオン状態により、圧縮機の
吐出容量は最小から急激に増大されるものの、その次に
もたらされるオン・オフスイッチ４０のオフ状態によ
り、圧縮機の吐出容量は急遽減少に転じることとなる。
しかし、その次のオン・オフスイッチ４０のオン状態
は、圧縮機の吐出容量が最小にまで減少しないうちにも
たらされ（つまりオン・オフスイッチ４０のオフ時間は
その程度の長さである）、結果として圧縮機の吐出容量
は、最初のオン・オフスイッチ４０のオン状態の時より
も上昇されることとなる。これが繰り返されることで、
オン・オフスイッチ４０のオン・オフにともなう圧縮機
の吐出容量の変動領域が、徐々に最小吐出容量から離れ
てゆくこととなる。つまり、圧縮機の吐出容量は、小さ
い増減を繰り返しつつも、全体として見れば徐々に増大
されてゆくこととなる。従って、エアコンスイッチ３８
のオン操作時において、車両エンジンＥｇが大きく減速
することを防止でき、車両のドライバビリティの悪化を
防止することができる。

【００５０】（加速カット制御開始時）図５（ａ）に示
すように、入力電流値変更指令手段としてのアクセル開
度センサ３５からのアクセル開度が所定値以上となる
と、制御コンピュータ３７においては、加速カット制御
を開始すべく、容量制御弁３１のコイル５１に対する入
力電流値の変更指令Ｓ２が出される。図５（ｂ）に示す
ように、制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ２に応答
してコイル５１に対する入力電流値の目標値をゼロに決
定する。制御コンピュータ３７は、コイル５１に対する
入力電流値を目標値ゼロとするように駆動回路３６へ指
令する。この時、制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ
２が出されてから時間をおいて、コイル５１への入力電
流値を目標値ゼロへ変更するとともに、この目標値ゼロ
への変更までの過渡期においては、コイル５１に対する
入力電流値をゼロではない値とするように（本実施形態
においては冷房負荷に応じた値を維持するように）駆動
回路３６へ指令する過渡時制御を行なう。

【００５１】ここで、図５（ｃ）に示すように、前記制
御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ２に応答してオン・
オフスイッチ４０のスイッチング制御を行なう。従っ
て、上述した過渡時制御によって、駆動回路３６が示唆
するコイル５１への入力電流値は冷房負荷に応じた値に
維持されるものの（図５（ｂ））、実際のコイル５１へ
の入力電流値は、オン・オフスイッチ４０がオン状態の
時には冷房負荷に応じた値、オフ状態の時にはゼロへと
交互に変更されることとなる（図５（ｄ））。その結
果、図５（ｅ）に示すように、設定吸入圧力が冷房負荷
に応じた値と最高値とに交互に切り換えられることとな
り、実吸入圧力が設定吸入圧力を上回る状況（オン・オ
フスイッチ４０がオン状態の時）と、実吸入圧力が設定
吸入圧力を大きく下回る状況（オン・オフスイッチ４０
がオフ状態の時）とが交互に生じることとなる。

【００５２】前記制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ
２が出されてからタイマ３９が所定時間の経過を計測し
た後には、過渡時制御を終了して駆動回路３６が示唆す
るコイル５１に対する入力電流値を、冷房負荷に応じた
値から目標値ゼロへ変更するとともに、オン・オフスイ
ッチ４０のスイッチング制御を終了させる。

【００５３】以上のような、加速カット制御の開始時に
おける制御コンピュータ３７の制御によって、圧縮機は
図５（ｆ）に示すような吐出容量の減少特性を示す。す
なわち、変更指令Ｓ２が出されてから最初のオン・オフ
スイッチ４０のオフ状態により、圧縮機の吐出容量は急
激に減少されるものの、その次にもたらされるオン・オ
フスイッチ４０のオン状態により圧縮機の吐出容量は急
遽増大に転じることとなる。しかし、次のオン・オフス
イッチ４０のオフ状態は、圧縮機の吐出容量が加速カッ
ト制御の開始直前の容量にまで増大しないうちにもたら
され（つまりオン・オフスイッチ４０のオン時間はその
程度の長さである）、結果として圧縮機の吐出容量は、
最初のオン・オフスイッチ４０のオフ状態の時よりも減
少されることとなる。

【００５４】これが繰り返されることで、オン・オフス
イッチ４０のオン・オフにともなう圧縮機の吐出容量の
変動領域が、徐々に最小吐出容量へ近づいてゆくことと
なる。つまり、圧縮機の吐出容量は、小さい変動を繰り
返しつつも全体としては徐々に減少されてゆくこととな
る。従って、加速カット制御の開始時において、車両エ
ンジンＥｇが大きく増速することを防止でき、車両のド
ライバビリティの悪化を防止することができる。

【００５５】（加速カット制御終了時）図５（ａ）に示
すように、入力電流値変更指令手段としてのタイマ３９
が、上述した変更指令Ｓ２が出されてから所定時間の経
過を計測すると、制御コンピュータ３７においては、加
速カット制御を終了すべく、容量制御弁３１のコイル５
１に対する入力電流値の変更指令Ｓ３が出される。図５
（ｂ）に示すように、制御コンピュータ３７は、変更指
令Ｓ３に応答してコイル５１に対する入力電流値の目標
値を冷房負荷に応じた値に決定する。制御コンピュータ
３７は、コイル５１に対する入力電流値を目標値とする
ように駆動回路３６へ指令する。この時、制御コンピュ
ータ３７は、変更指令Ｓ３が出されてから時間をおいて
コイル５１への入力電流値を目標値へ変更するととも
に、この入力電流値の目標値への変更までの過渡期にお
いては、コイル５１に対する入力電流値を最大値とする
ように駆動回路３６へ指令する過渡時制御を行なう。

【００５６】ここで、図５（ｃ）に示すように、前記制
御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ３に応答して、上述
したエアコンスイッチ３８のオン操作時と同様に、オン
・オフスイッチ４０のスイッチング制御を行なう。そし
て、制御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ３が出されて
からタイマ３９が所定時間の経過を計測した後には、過
渡時制御を終了して駆動回路３６が示唆するコイル５１
に対する入力電流値を、最大値から冷房負荷に基づく目
標値へ変更するとともに、スイッチング制御をオン・オ
フスイッチ４０のオン状態にて終了させる。

【００５７】以上のような、加速カット制御の終了時に
おける制御コンピュータ３７の制御によって、圧縮機は
エアコンスイッチ３８のオン操作時と同様な吐出容量の
増大特性を示す（図５（ｆ））。従って、加速カット制
御の終了時において、車両エンジンＥｇが大きく減速す
ることを防止でき、車両のドライバビリティの悪化を防
止することができる。

【００５８】（エアコンスイッチのオフ操作時）図５
（ａ）に示すように、入力電流値変更指令手段としての
エアコンスイッチ３８がオン状態からオフ操作される
と、制御コンピュータ３７においては容量制御弁３１の
コイル５１に対する入力電流値の変更指令Ｓ４が出され
る。図５（ｂ）に示すように、制御コンピュータ３７
は、このエアコンスイッチ３８のオフ操作に基づく変更
指令Ｓ４に応答して、コイル５１に対する入力電流値の
目標値をゼロに決定する。制御コンピュータ３７は、コ
イル５１に対する入力電流値を目標値ゼロとするように
駆動回路３６へ指令する。この時、制御コンピュータ３
７は、変更指令Ｓ４が出されてから時間をおいて、コイ
ル５１への入力電流値を目標値ゼロへ変更するととも
に、この入力電流値の目標値ゼロへの変更までの過渡期
においては、コイル５１に対する入力電流値を冷房負荷
に応じた値に維持するように駆動回路３６へ指令する過
渡時制御を行なう。また、制御コンピュータ３７は、変
更指令Ｓ４が出されてから、コイル５１に対する入力電
流値を目標値ゼロとするように駆動回路３６へ指令する
まで、クラッチ機構Ｃの解離を遅らせる。

【００５９】ここで、図５（ｃ）に示すように、前記制
御コンピュータ３７は、変更指令Ｓ４に応答して、上述
した加速カット制御の開始時と同様に、オン・オフスイ
ッチ４０のスイッチング制御を行なう。そして、制御コ
ンピュータ３７は、変更指令Ｓ４が出されてからタイマ
３９が所定時間の経過を計測した後には、過渡時制御を
終了して駆動回路３６が示唆するコイル５１に対する入
力電流値を、冷房負荷に応じた値から目標値ゼロへ変更
するとともに、給電スイッチ４０のスイッチング制御を
終了し、さらにはクラッチ機構Ｃを解離して圧縮機を停
止させる。

【００６０】以上のような、エアコンスイッチ３８のオ
フ操作に基づく制御コンピュータ３７の制御によって、
圧縮機は加速カット制御の開始時と同様な吐出容量の減
少特性を示す（図５（ｆ））。従って、エアコンスイッ
チ３８のオフ操作時において、車両エンジンＥｇが大き
く増速することを防止でき、車両のドライバビリティの
悪化を防止することができる。

【００６１】上記構成の本実施形態においては次のよう
な効果を奏する。 （１）制御コンピュータ３７は、エアコンスイッチ３８
のオン操作時及びオフ操作時、加速カット制御の開始時
及び終了時のそれぞれにおいて、容量制御弁３１のコイ
ル５１に対する入力電流値の変更の際には、オン・オフ
スイッチ４０のスイッチング制御を行なう。従って、例
えば、駆動回路３６が示唆するコイル５１に対する入力
電流値を徐々に変更する等の面倒な制御を行なわなくと
も、圧縮機の吐出容量を徐々に変更させて、上述した効
果（車両のドライバビリティの悪化防止）を得ることが
できる。

【００６２】（２）制御コンピュータ３７は、エアコン
スイッチ３８のオン操作時及び加速カット制御の終了時
において、容量制御弁３１のコイル５１に対する入力電
流値の変更指令Ｓ１，Ｓ３が出されてから、この入力電
流値を目標値へ増大させるまでの間において、コイル５
１に対する入力電流値を最大値（目標値よりも高い値）
とする過渡時制御を行なう。従って、スイッチング制御
時においてオン・オフスイッチ４０がオン状態の時、実
吸入圧力が設定吸入圧力を大きく上回る状況を生じさせ
ることができ、ベローズ４６は弁体４４によって弁孔４
５を全開させる。その結果、オン・オフスイッチ４０が
オフ状態の時、実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく下回
る状況が生じて、ベローズ４６が弁体４４によって弁孔
４５を全閉させることと併せて、オン・オフスイッチ４
０の一回のオン・オフで、圧縮機の吐出容量を大きく変
動させることができる。よって、車両のドライバビリテ
ィの悪化を防止できることと、冷房フィーリングの悪化
を防止できる（速やかに吐出容量を増大させて車室温度
を低下させる）こととの兼ね合いに優れる制御を行なう
ことが可能となる。

【００６３】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、例えば、以下の態様でも実施できる。 ○上記実施形態において、容量制御弁３１のコイル５１
に対する入力電流値の変更指令Ｓ１〜Ｓ４は、エアコン
スイッチ３８のオン操作時及びオフ操作時や、加速カッ
ト制御の開始時及び終了時の特殊な状況下で出され、こ
の変更指令Ｓ１〜Ｓ４に基づいてオン・オフスイッチ４
０のスイッチング制御が行われていた。しかし、これに
限定されるものではなく、通常の容量制御時において、
冷房負荷の変動により設定吸入圧力を変更する際にも、
上記と同様な変更指令が出されるようにして、オン・オ
フスイッチ４０のスイッチング制御が行われるようにし
てもよい。この場合、入力電流値の変更量が所定値以上
の場合にのみ、つまり、吐出容量が大きく変更されるよ
うな状況下でのみ変更指令が出されるようにしてもよ
い。

【００６４】○上記実施形態の容量制御弁３１とは、コ
イル５１への入力電流値の大小に対する設定吸入圧力の
大小の関係が逆となる構成の容量制御弁を用いること。
つまり、この容量制御弁は、コイル５１への入力電流値
が大きくなると設定吸入圧力を高くし、逆にコイル５１
への入力電流値が小さくなると設定吸入圧力を低くする
構成である。

【００６５】○給気通路３２のみの開度が容量制御弁に
よって調節されることで、吐出容量を変更するタイプの
可変容量型圧縮機の制御装置において具体化すること。 ○制御通路３０及び給気通路３２の両方の開度が容量制
御弁によって調節されることで、吐出容量を変更するタ
イプの可変容量型圧縮機の制御装置において具体化する
こと。

【００６６】○制御コンピュータ３７による加速カット
制御開始の基準、つまり変更指令Ｓ２を出す基準を、ア
クセル開度センサ３５により検出されたアクセル開度の
単位時間あたりの変化量が所定値以上となった場合とす
ること。

【００６７】○容量制御弁３１に用いられる感圧部材を
ダイヤフラムに変更すること。 ○容量制御弁３１において、弁体４４を駆動する手段を
ソレノイド部４２（電気駆動部）のみとすること。

【００６８】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、吐出容量の
変更にともなう車両のドライバビリティの悪化を防止す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量型圧縮機の縦断面図。

【図２】 最大吐出容量状態を示す要部拡大断面図。

【図３】 最小吐出容量状態を示す要部拡大断面図。

【図４】 制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図５】 制御装置の動作特性を説明するタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１５…クランク室、３５…入力電流値変更指令手段とし
てのアクセル開度センサ、３６…入力電流値変更制御手
段としての駆動回路、３７…入力電流値変更指令手段、
入力電流値変更制御手段、スイッチング制御手段として
の制御コンピュータ、３８…入力電流値変更指令手段と
してのエアコンスイッチ、３９…同じくタイマ、４０…
オン・オフスイッチ、４２…電気駆動部としてのソレノ
イド部、４４…弁体、５１…ソレノイド部を構成するコ
イル、Ｅｇ…車両エンジン、Ｇ…電源、Ｓ１〜Ｓ４…変
更指令。

フロントページの続き (72)発明者 水藤 健 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 安谷屋 拓 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA13 AA27 BA28 BA31 CA21 CA28 DA25 EA33 EA38 3H076 AA06 BB32 BB43 CC12 CC20 CC41 CC84

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両空調装置に用いられ、車両エンジン
   の駆動によって冷媒ガスの圧縮を行い、さらにはクラン
   ク室の圧力を変更することで吐出容量を変更可能な可変
   容量型圧縮機に適用され、 前記クランク室の圧力を開度調節により変更可能な弁体
   と、 前記弁体への付与荷重を入力電流値に基づいて調節する
   電気駆動部と、 前記電気駆動部に対する入力電流値の変更を指令する入
   力電流値変更指令手段と、 前記入力電流値変更指令手段の変更指令に基づいて、電
   気駆動部に対する入力電流値を変更する入力電流値変更
   制御手段とを備えた制御装置において、 前記電気駆動部と電源との間の給電経路上に配設され、
   電源から電気駆動部への電流の入力を許容するオン位置
   と、電流の入力を許容しないオフ位置との間で切換配置
   可能なオン・オフスイッチと、 前記入力電流値変更指令手段の変更指令に基づいて、オ
   ン・オフスイッチをオン位置とオフ位置とに交互に切換
   動作させるスイッチング制御を行なうスイッチング制御
   手段とを備えた可変容量型圧縮機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記電気駆動部に対する入力電流値の目
   標値を決定する入力電流値目標決定手段を備え、 前記入力電流値変更制御手段は、入力電流値変更指令手
   段により電気駆動部に対する入力電流値の変更が指令さ
   れてから、この入力電流値を入力電流値目標決定手段に
   よって決定された目標値へ変更するまでの間において、
   電気駆動部に対する入力電流値をゼロよりも高い値とす
   る過渡時制御を行なう請求項１に記載の可変容量型圧縮
   機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記入力電流値変更制御手段は、入力電
   流値変更指令手段により電気駆動部に対する入力電流値
   の変更が指令されてから、この入力電流値を入力電流値
   目標決定手段によって決定された目標値へ増大させるま
   での間において、電気駆動部に対する入力電流値を目標
   値よりも高い値とする過渡時制御を行なう請求項２に記
   載の可変容量型圧縮機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記入力電流値変更指令手段は、車両空
   調装置の起動及び停止を行なうエアコンスイッチを備
   え、このエアコンスイッチの操作に基づいて電気駆動部
   に対する入力電流値の変更を指令する請求項１〜３のい
   ずれかに記載の可変容量型圧縮機の制御装置。
5. 【請求項５】 前記入力電流値変更指令手段は、車両の
   アクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、こ
   のアクセル開度センサからのアクセル開度に基づいて電
   気駆動部に対する入力電流値の変更を指令する請求項１
   〜４のいずれかに記載の可変容量型圧縮機の制御装置。
6. 【請求項６】 前記入力電流値変更指令手段は、アクセ
   ル開度センサからのアクセル開度に基づいて変更指令が
   出されてからの経過時間を計測するタイマを備え、この
   タイマからの経過時間に基づいて電気駆動部に対する入
   力電流値の変更を再度指令する請求項５に記載の可変容
   量型圧縮機の制御装置。