JP2001213153A - 可変容量型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出容量の制御性や応答性を向上させること
ができる可変容量型圧縮機の制御装置を提供すること。 【解決手段】 制御弁４６は、冷媒循環回路の冷凍サイ
クルに設定された二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧
（ＰｄＨ−ＰｄＬ）に感応する作動ロッド５３を備え、
ソレノイド部５２からの電磁力Ｆによって決定される二
点間差圧（ＰｄＨ−ＰｄＬ）の目標値を維持するよう
に、作動ロッド５３の弁部５６により給気通路４２，４
４の開度を内部自律的に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置の冷媒循環回路を構成する可変容量型圧縮機の吐出
容量を制御するための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両用空調装置の冷媒循環回路
（冷凍サイクル）は、凝縮器、減圧装置としての膨張
弁、蒸発器及び圧縮機を備えている。圧縮機は蒸発器か
らの冷媒ガスを吸入して圧縮し、その圧縮ガスを凝縮器
に向けて吐出する。蒸発器は冷媒循環回路を流れる冷媒
と車室内へ向かう空気との熱交換を行う。冷房負荷の大
きさに応じて、蒸発器周辺を通過する空気の熱量が蒸発
器内を流れる冷媒に伝達されるため、蒸発器の出口又は
下流側での冷媒ガス圧力は冷房負荷の大きさを反映す
る。

【０００３】車載用の圧縮機として広く採用されている
可変容量型斜板式圧縮機には、蒸発器の出口圧力（吸入
圧Ｐｓという）を所定の目標値（設定吸入圧という）に
維持すべく動作する容量制御機構が組み込まれている。
容量制御機構は、冷房負荷の大きさに見合った冷媒流量
となるように吸入圧Ｐｓを制御指標として圧縮機の吐出
容量つまり斜板角度をフィードバック制御する。かかる
容量制御機構の典型例は、内部制御弁と呼ばれる制御弁
である。内部制御弁ではベローズやダイヤフラム等の感
圧部材で吸入圧Ｐｓを感知し、感圧部材の変位動作を弁
体の位置決めに利用して弁開度調節を行うことにより、
斜板室（クランク室ともいう）の圧力（クランク圧）を
調節して斜板角度を決めている。

【０００４】また、単一の設定吸入圧しか持ち得ない単
純な内部制御弁では細やかな空調制御要求に対応できな
いため、外部からの電気制御によって設定吸入圧を変更
可能な設定吸入圧可変型制御弁も存在する。設定吸入圧
可変型制御弁は例えば、前述の内部制御弁に電磁ソレノ
イド等の電気的に付勢力調節可能なアクチュエータを付
加し、内部制御弁の設定吸入圧を決めている感圧部材に
作用する機械的バネ力を外部制御によって増減変更する
ことにより、設定吸入圧の変更を実現するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、吸入圧の絶
対値を指標とする吐出容量制御においては、電気制御に
よって設定吸入圧を変更したからといって、直ちに現実
の吸入圧が設定吸入圧通りの圧力に達するとは限らな
い。即ち、設定吸入圧の設定変更に対して現実の吸入圧
が応答性よく追従するか否かは、蒸発器での熱負荷状況
に影響され易いからである。このため、電気制御によっ
て設定吸入圧をきめ細かく逐次調節しているにもかかわ
らず、圧縮機の吐出容量変化が遅れがちになったり、吐
出容量が連続的かつ滑らかに変化せず急変するという事
態が時として生じていた。

【０００６】本発明の目的は、吐出容量の制御性や応答
性を向上させることができる可変容量型圧縮機の制御装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、空調
装置の冷媒循環回路を構成する可変容量型圧縮機の吐出
容量を制御するための制御装置において、前記冷媒循環
回路に設定された、可変容量型圧縮機の吐出容量が反映
される二つの圧力監視点間の差圧を検出する差圧検出手
段と、前記空調装置の冷媒循環回路を構成する蒸発器の
冷却状態を温度情報として検出する蒸発器温度検出手段
と、前記蒸発器温度検出手段からの検出温度と、この蒸
発器温度の制御目標である目標温度とに基づいて、二つ
の圧力監視点間の差圧の制御目標となる設定差圧を算出
する設定差圧算出手段と、前記蒸発器温度検出手段から
の検出温度が、目標温度と比較して高めに設定されたし
きい値温度よりも高い状態から低い状態へと下降した場
合には、二つの圧力監視点間の差圧に制限値を設定し、
検出温度がしきい値温度よりも低い状態から高い状態へ
と上昇した場合には制限値の設定を解除する制限値設定
手段と、前記設定差圧算出手段により算出された設定差
圧と制限値設定手段により設定された制限値とを比較
し、設定差圧の示唆する可変容量型圧縮機の吐出容量が
制限値の示唆する吐出容量以下であれば設定差圧をその
まま取り扱い、設定差圧の示唆する吐出容量が制限値の
示唆する吐出容量を上回るなら、制限値を新たな設定差
圧として取り扱う設定差圧決定手段と、前記設定差圧決
定手段からの設定差圧に差圧検出手段が検出した差圧が
近づくように可変容量型圧縮機の吐出容量を制御する圧
縮機制御手段とを備えたことを特徴とする可変容量型圧
縮機の制御装置である。

【０００８】この構成においては、可変容量型圧縮機の
吐出容量制御に影響を及ぼす圧力要因として、可変容量
型圧縮機の吐出容量が反映される、冷媒循環回路におけ
る二つの圧力監視点間の差圧を利用している。従って、
設定差圧決定手段により決定された設定差圧に基づい
て、この設定差圧を維持するように圧縮機の吐出容量を
制御する圧縮機制御手段を採用することで、圧縮機の吐
出容量を直接的に制御することが可能となり、従来の吸
入圧感応型制御弁が内在していた問題、つまり吐出容量
の制御性及び応答性が蒸発器での熱負荷状況に影響され
る問題を解消することができる。

【０００９】また、本発明においては、蒸発器温度がし
きい値温度を上回る状況では、この蒸発器温度が目標温
度を大きく上回って冷房負荷は大きいと判断し、二つの
圧力監視点間の差圧に制限値を設定しない。従って、冷
媒循環回路（冷凍サイクル）に大流量の冷媒を流すこと
ができ、高冷房負荷にも十分に対応することができる。
しかし、蒸発器温度がしきい値温度を下回る状況となれ
ば、この蒸発器温度と目標温度との差は小さくよって冷
房負荷は生じていないか或いは生じていたとしても小さ
いと判断し、二つの圧力監視点間の差圧に制限値を設定
する。従って、例えば、外部駆動源が可変容量型圧縮機
を高速度で駆動したとしても、冷媒循環回路（冷凍サイ
クル）の冷媒流量が大流量となることはなく、圧縮機の
運転状態が不必要に低効率及び高負荷の領域に入り込む
ことが規制される。

【００１０】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記しきい値温度には各々異なる上限温度と下限温
度が設定され、前記制限値設定手段は、蒸発器温度検出
手段からの検出温度が下限温度よりも高い状態から低い
状態へ下降した場合には二つの圧力監視点間の差圧に制
限値を設定し、検出温度が上限温度よりも低い状態から
高い状態へ上昇した場合には制限値の設定を解除するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】この構成においては、しきい値温度に下限
および上限温度を設け、二つの圧力監視点間の差圧に制
限値が設定される時の温度と、この制限値の設定が解除
される時の温度をそれぞれ異なるようにするというヒス
テリシス特性を持たせた。これにより、単一しきい値温
度のみが設定されている場合に発生しがちなチャタリン
グを回避し、圧縮機に無理のない安定した吐出容量制御
を可能とする。なお、チャタリングとは、蒸発器温度と
単一しきい値温度との比較における両者の大小関係逆転
の頻発による、制限値の設定／解除の瞬間多発をいう。

【００１２】請求項３の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、現時点で判明している温度検出手段の一つの配
置例を限定したものである。すなわち、前記蒸発器温度
検出手段は、蒸発器の近傍に配設され、蒸発器を通過し
た空気の温度を検出することを特徴としている。

【００１３】請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか
の発明において、前記蒸発器温度の目標温度を調節可能
な温度設定手段を備えていることを特徴とするものであ
る。この構成においては、温度設定手段によって蒸発器
の冷却状態を変更することができ、例えば温度設定手段
を備えずに、予め固定された蒸発器温度を維持する構成
と比較して、可変容量型圧縮機の省動力化や空調の快適
性向上（例えば室内へ吹き出される空気の温度変動が抑
制される）を図ることができる。つまり、この比較例の
場合、冷房要求の度合が最も大きい場合（最も低い室温
が要求されている場合）を想定して、それに応えるべく
蒸発器温度の目標温度を低く固定しておかなくてはなら
ず、従って冷房要求の度合が小さい場合には不必要に蒸
発器が冷却されることになるからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、車両用空調装置の冷媒循
環回路を構成する可変容量型斜板式圧縮機の制御装置に
ついて図１〜図５を参照して説明する。

【００１５】（可変容量型斜板式圧縮機）図１に示すよ
うに可変容量型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）
は、シリンダブロック１１と、その前端に接合固定され
たフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の
後端に弁・ポート形成体１３を介して接合固定されたリ
ヤハウジング１４とを備えている。クランク室１５は、
シリンダブロック１１とフロントハウジング１２とで囲
まれた領域に区画されている。駆動軸１６は、クランク
室１５を挿通するようにして、シリンダブロック１１及
びフロントハウジング１２によって回転可能に支持され
ている。ラグプレート１７は、クランク室１５において
駆動軸１６に一体回転可能に固定されている。

【００１６】前記駆動軸１６の前端部は動力伝達機構Ｐ
Ｔを介して、外部駆動源としての車両エンジンＥｇに作
動連結されている。動力伝達機構ＰＴは、外部からの電
気制御によって動力の伝達／遮断を選択可能なクラッチ
機構（例えば電磁クラッチ）であってもよく、又は、そ
のようなクラッチ機構を持たない常時伝達型のクラッチ
レス機構（例えばベルト／プーリの組合せ）であっても
よい。なお、本件では、クラッチレスタイプの動力伝達
機構ＰＴが採用されているものとする。

【００１７】カムプレートとしての斜板１８は前記クラ
ンク室１５に収容されている。斜板１８は、駆動軸１６
に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、ラグプレート１７と斜板１８との間
に介在されている。従って、斜板１８は、ヒンジ機構１
９を介したラグプレート１７との間でのヒンジ連結、及
び駆動軸１６の支持により、ラグプレート１７及び駆動
軸１６と同期回転可能であると共に駆動軸１６の軸線方
向へのスライド移動を伴いながら駆動軸１６に対し傾動
可能となっている。

【００１８】複数（図面には一つのみ示す）のシリンダ
ボア２０は、前記シリンダブロック１１において駆動軸
１６を取り囲むようにして貫設形成されている。片頭型
のピストン２１は、各シリンダボア２０に往復動可能に
収容されている。シリンダボア２０の前後開口は、弁・
ポート形成体１３及びピストン２１によって閉塞されて
おり、このシリンダボア２０内にはピストン２１の往復
動に応じて体積変化する圧縮室が区画されている。ピス
トン２１はシュー２８を介して斜板１８の外周部に係留
されている。従って、駆動軸１６の回転に伴う斜板１８
の回転運動が、シュー２８を介してピストン２１の往復
運動に変換される。

【００１９】吸入圧力（Ｐｓ）領域を構成する吸入室２
２及び吐出圧力（Ｐｄ）領域を構成する吐出室２３は、
前記弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４とで囲
まれた領域にそれぞれ区画されている。そして、吸入室
２２の冷媒ガスは、ピストン２１の上死点位置から下死
点側への移動により、弁・ポート形成体１３の吸入ポー
ト２４及び吸入弁２５を介してシリンダボア２０（圧縮
室）へ吸入される。シリンダボア２０に吸入された冷媒
ガスは、ピストン２１の下死点位置から上死点側への移
動により所定の圧力にまで圧縮された後に、弁・ポート
形成体１３の吐出ポート２６及び吐出弁２７を介して吐
出室２３へ吐出される。

【００２０】前記斜板１８の傾斜角度（駆動軸１６に直
交する仮想平面との間でなす角度）は、シリンダボア２
０（圧縮室）の内圧と、ピストン２１の背圧であるクラ
ンク室１５の内圧（クランク圧Ｐｃ）との関係を変更す
ることで調節可能である。本実施形態においては、クラ
ンク圧Ｐｃを積極的に変更することで斜板１８の傾斜角
度を調節する。

【００２１】（冷媒循環回路）図１及び図２に示すよう
に、車両用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）
は、上述した圧縮機と外部冷媒回路３５とから構成され
る。外部冷媒回路３５は、凝縮器３６、減圧装置として
の温度式膨張弁３７及び蒸発器３８を備えている。膨張
弁３７の開度は、蒸発器３８の出口側又は下流側に設け
られた感温筒３７ａの検知温度および蒸発圧力（蒸発器
３８の出口圧力）に基づいてフィードバック制御され
る。膨張弁３７は、熱負荷に見合った液冷媒を蒸発器３
８に供給して外部冷媒回路３５における冷媒流量を調節
する。流通管３９は、外部冷媒回路３５の下流域におい
て、蒸発器３８の出口と圧縮機の吸入室２２とを接続し
ている。流通管４０は、外部冷媒回路３５の上流域にお
いて、圧縮機の吐出室２３と凝縮器３６の入口とを接続
している。圧縮機は外部冷媒回路３５の下流域から吸入
室２２に導かれた冷媒ガスを吸入して圧縮し、圧縮した
ガスを外部冷媒回路３５の上流域へとつながる吐出室２
３に吐出する。

【００２２】さて、冷媒循環回路を流れる冷媒の流量が
大きくなるほど、回路又は配管の単位長さ当りの圧力損
失も大きくなる。つまり、冷媒循環回路に沿って設定さ
れた第１圧力監視点Ｐ１と第２圧力監視点Ｐ２との間の
圧力損失（差圧）は、この冷媒循環回路における冷媒流
量と正の相関を示す。従って、この第１圧力監視点Ｐ１
のガス圧力（Ｐ１圧力）ＰｄＨと第２圧力監視点Ｐ２の
ガス圧力（Ｐ２圧力）ＰｄＬとの差（二点間差圧（Ｐｄ
Ｈ−ＰｄＬ））を把握することは、冷媒循環回路におけ
る冷媒流量を間接的に検出することに他ならない。本実
施形態では、流通管４０の最上流域に当たる吐出室２３
内に上流側（高圧側）の第１圧力監視点Ｐ１を定めると
共に、そこから所定距離だけ離れた流通管４０の途中
に、下流側（低圧側）の第２圧力監視点Ｐ２を定めてい
る。

【００２３】なお、前記冷媒循環回路における冷媒流量
は、圧縮機において駆動軸１６の単位回転あたりの冷媒
ガス吐出量（吐出容量）と、駆動軸１６の回転速度との
積で表すことができる。駆動軸１６の回転速度は、車両
エンジンＥｇ（その出力軸）の回転速度と動力伝達機構
ＰＴのプーリ比とから算出することができる。つまり、
車両エンジンＥｇの回転速度が一定の条件下では、圧縮
機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒流
量も増大し、圧縮機の吐出容量が減少すれば冷媒流量も
減少する。逆に、圧縮機の吐出容量が一定の条件下で
は、車両エンジンＥｇの回転速度が増大すれば冷媒循環
回路における冷媒流量も増大し、車両エンジンＥｇの回
転速度が減少すれば冷媒流量も減少する。

【００２４】前記流通管４０において両圧力監視点Ｐ
１，Ｐ２間には、二点間差圧拡大手段としての固定絞り
４３が配設されている。固定絞り４３は、両圧力監視点
Ｐ１，Ｐ２をそれ程離して設定しなくとも、二点間差圧
（ＰｄＨ−ＰｄＬ）を明確化（拡大）する役目をなして
いる。このように、固定絞り４３を両圧力監視点Ｐ１，
Ｐ２間に備えることで、特に第２圧力監視点Ｐ２を圧縮
機（吐出室２３）寄りに設定することができ、ひいては
この第２圧力監視点Ｐ２と圧縮機に備えられている制御
弁４６との間の後記第２検圧通路４２を短くすることが
できる。

【００２５】（制御装置を構成するクランク室の圧力制
御機構）図１及び図２に示すように、圧縮機のクランク
圧Ｐｃを制御するためのクランク圧制御機構は、抽気通
路３１、第１検圧通路４１、第２検圧通路４２、及びク
ランク通路４４並びに制御弁４６によって構成されてい
る。抽気通路３１はクランク室１５と吸入室２２とを連
通する。第１検圧通路４１は、冷媒循環回路の第１圧力
監視点Ｐ１と制御弁４６とを連通する。第２検圧通路４
２は、冷媒循環回路の第２圧力監視点Ｐ２と制御弁４６
とを連通する。クランク通路４４は制御弁４６とクラン
ク室１５とを連通する。

【００２６】そして、制御弁４６の開度を調節すること
で、第２検圧通路４２及びクランク通路４４（所謂給気
通路）を介した第２圧力監視点Ｐ２からクランク室１５
への高圧な吐出ガスの導入量と、抽気通路３１を介した
クランク室１５から吸入室２２へのガス導出量とのバラ
ンスが制御され、クランク圧Ｐｃが決定される。クラン
ク圧Ｐｃの変更に応じて、ピストン２１を介してのクラ
ンク圧Ｐｃとシリンダボア２０の内圧との差が変更さ
れ、斜板１８の傾斜角度が変更される。斜板１８の傾斜
角度の変更に応じて、ピストン２１のストロークすなわ
ち吐出容量が調節される。

【００２７】（制御弁）図３に示すように圧縮機制御手
段を構成する制御弁４６は、その上半部を占める入れ側
弁部５１と、下半部を占める電気駆動部としてのソレノ
イド部５２とを備えている。入れ側弁部５１は、第２圧
力監視点Ｐ２とクランク室１５とを接続する給気通路４
２，４４の開度（絞り量）を調節する。ソレノイド部５
２は、制御弁４６内に配設された作動ロッド５３を、外
部からの通電制御に基づき付勢制御するための一種の電
磁アクチュエータである。作動ロッド５３はその図面上
端部から下端部に向かって、区画部５４、連結部５５、
弁体としての弁部５６及びガイドロッド部５７を同順に
備えている。弁部５６はガイドロッド部５７の一部にあ
たる。

【００２８】前記制御弁４６のバルブハウジング５８
は、栓体５８ａと、入れ側弁部５１の主な外郭を構成す
る上半部本体５８ｂと、ソレノイド部５２の主な外郭を
構成する下半部本体５８ｃとから構成されている。弁室
５９及び連通路６０は、バルブハウジング５８の上半部
本体５８ｂ内に区画されている。高圧室６５は、上半部
本体５８ｂとその上部に螺入された栓体５８ａとの間に
区画されている。作動ロッド５３は、弁室５９、連通路
６０及び高圧室６５内に、バルブハウジング５８の軸線
方向（図面上下方向）へ移動可能に配設されている。弁
室５９及び連通路６０は作動ロッド５３の配置次第で連
通可能となる。

【００２９】前記弁室５９の底壁は、ソレノイド部５２
を構成する固定鉄心７０の上端面によって提供されてい
る。第１ポート６２は、弁室５９を取り囲むバルブハウ
ジング５８の周壁において、その半径方向に延びるよう
にして設けられている。第１ポート６２は、第２検圧通
路４２を介して弁室５９を第２圧力監視点Ｐ２に連通さ
せる。従って、第２圧力監視点Ｐ２のＰ２圧力ＰｄＬ
が、第２検圧通路４２及び第１ポート６２を介して弁室
５９に導入されている。第２ポート６３は、連通路６０
を取り囲むバルブハウジング５８の周壁において、その
半径方向に延びるようにして設けられている。第２ポー
ト６３は、クランク通路４４を介して連通路６０をクラ
ンク室１５に連通させる。従って、弁室５９及び連通路
６０は、第２圧力監視点Ｐ２の圧力をクランク室１５に
供給するための制御弁内給気通路を構成する。

【００３０】前記作動ロッド５３の弁部５６は弁室５９
内に配置されている。連通路６０の口径は、ガス流通が
妨げられないように、それに挿通される作動ロッド５３
の連結部５５より大きくされている。弁室５９と連通路
６０との境界に位置する段差は弁座６４として機能し、
連通路６０は一種の弁孔となっている。作動ロッド５３
が図面の位置（最下動位置）から弁部５６が弁座６４に
着座する最上動位置へ上動されると、連通路６０が遮断
される。つまり作動ロッド５３の弁部５６は、給気通路
４２，４４の開度を任意調節可能な入れ側弁体として機
能する。

【００３１】前記作動ロッド５３の区画部５４は高圧室
６５に挿入されている。この区画部５４は高圧室６５と
連通路６０との間の圧力隔壁の役目を果たし、両者６
０，６５の直接連通を許容しない。

【００３２】第３ポート６７は、前記高圧室６５を取り
囲むバルブハウジング５８の周壁に設けられている。高
圧室６５は、第３ポート６７及び第１検圧通路４１を介
して、第１圧力監視点Ｐ１である吐出室２３と常時連通
されている。従って、Ｐ１圧力ＰｄＨが第１検圧通路４
１及び第３ポート６７を介して高圧室６５に導入されて
いる。戻しバネ６８は高圧室６５に収容されている。こ
の戻しバネ６８は、区画部５４（作動ロッド５３）を高
圧室６５から弁室５９に向けて付勢する。

【００３３】前記ソレノイド部５２は有底円筒状の収容
筒６９を備えている。固定鉄心７０は収容筒６９の上部
に嵌合され、この嵌合により収容筒６９内にはプランジ
ャ室７１が区画されている。プランジャ（可動鉄心）７
２は、プランジャ室７１内にバルブハウジング５８の軸
線方向へ移動可能に収容されている。ガイド孔７３は固
定鉄心７０に形成され、このガイド孔７３内には作動ロ
ッド５３のガイドロッド部５７が、バルブハウジング５
８の軸線方向に移動可能に配置されている。ガイド孔７
３の内壁面とガイドロッド部５７との間には若干の隙間
（図示略）が確保されており、この隙間を介して弁室５
９とプランジャ室７１とは常時連通されている。つま
り、プランジャ室７１には弁室５９の圧力、つまり第２
圧力監視点Ｐ２のＰ２圧力ＰｄＬが導入されている。

【００３４】前記作動ロッド５３のガイドロッド部５７
はその下端部がプランジャ室７１内に延出され、この延
出部分にはプランジャ７２が嵌合固定されている。従っ
て、プランジャ７２と作動ロッド５３とは一体となって
上下動する。緩衝バネ７４はプランジャ室７１に収容さ
れている。この緩衝バネ７４の付勢力は、プランジャ７
２を固定鉄心７０に近接させる方向に作用してプランジ
ャ７２及び作動ロッド５３を図面上方に付勢する。この
緩衝バネ７４は戻しバネ６８よりもバネ力が弱いものが
用いられている。

【００３５】コイル７５は、固定鉄心７０及びプランジ
ャ７２の周囲において、これらを跨ぐ範囲に巻回されて
いる。このコイル７５には制御コンピュータ８１の指令
に基づき駆動回路８２から駆動信号が供給され、コイル
７５はその電力供給量に応じた大きさの電磁力Ｆを固定
鉄心７０とプランジャ７２との間に発生させる。そし
て、その電磁力Ｆによってプランジャ７２が固定鉄心７
０に向かって吸引されて作動ロッド５３が上動する。な
お、コイル７５への通電制御は、このコイル７５への印
加電圧を調整することでなされる。本実施形態において
コイル７５への印加電圧の調整には、デューティ制御が
採用されている。

【００３６】さて、図３の制御弁４６において作動ロッ
ド５３には、区画部５４が受承する高圧室６５のＰ１圧
力ＰｄＨが戻しバネ６８の付勢力ｆ１によって加勢され
て下向きに作用されている。また、作動ロッド５３に
は、プランジャ室７１に及んでいるＰ２圧力ＰｄＬがガ
イドロッド部５７に上向きに作用されている。このよう
に、制御弁４６は差圧検出手段（高圧室６５、プランジ
ャ室７１及び作動ロッド５３）を内蔵しており、二点間
差圧ΔＰｄ＝（ＰｄＨ−ＰｄＬ）を弁部５６の位置決め
に反映させる構成となっている。一方、固定鉄心７０と
プランジャ７２との間に発生する電磁付勢力Ｆは、緩衝
バネ７４の付勢力ｆ２によって加勢されて作動ロッド５
３に対し上向きに作用されている。つまり、制御弁４６
の開度調節つまり連通路６０の開度調節は、二点間差圧
ΔＰｄの変動に基づいて内部自律的に行われるととも
に、電磁付勢力Ｆを変更することで外部制御的にも行わ
れる。

【００３７】すなわち、電磁付勢力Ｆが一定であると仮
定した場合、例えば車両エンジンＥｇの回転速度が減少
して冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二
点間差圧ΔＰｄが減少してその時点での電磁付勢力Ｆで
は作動ロッド５３に作用する上下付勢力の均衡が図れな
くなる。従って、作動ロッド５３が上動して戻しバネ６
８が蓄力され、この戻しバネ６８の下向き付勢力ｆ１の
増加分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの減少分を補償する
位置に作動ロッド５３の弁部５６が位置決めされる。そ
の結果、連通路６０の開度が減少し、クランク圧Ｐｃが
低下傾向となり、このクランク圧Ｐｃとシリンダボア２
０の内圧とのピストン２１を介した差も小さくなって斜
板１８が傾斜角度増大方向に傾動し、圧縮機の吐出容量
は増大される。圧縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環
回路における冷媒流量も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増
加する。

【００３８】逆に、車両エンジンＥｇの回転速度が増大
して冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二
点間差圧ΔＰｄが増大してその時点での電磁付勢力Ｆで
は作動ロッド５３に作用する上下付勢力の均衡が図れな
くなる。従って、作動ロッド５３が下動して戻しバネ６
８の蓄力も減り、この戻しバネ６８の下向き付勢力ｆ１
の減少分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの増大分を補償す
る位置に作動ロッド５３の弁部５６が位置決めされる。
その結果、連通路６０の開度が増加し、クランク圧Ｐｃ
が増大傾向となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア２０
の内圧とのピストン２１を介した差も大きくなって斜板
１８が傾斜角度減少方向に傾動し、圧縮機の吐出容量は
減少される。圧縮機の吐出容量が減少すれば冷媒循環回
路における冷媒流量も減少し、二点間差圧ΔＰｄは減少
する。

【００３９】また、例えば、コイル７５へのデューティ
比Ｄｔを大きくして電磁付勢力Ｆを大きくすると、その
時点での二点間差圧ΔＰｄでは上下付勢力の均衡が図れ
ないため、作動ロッド５３が上動して戻しバネ６８が蓄
力され、この戻しバネ６８の下向き付勢力ｆ１の増加分
が上向きの電磁付勢力Ｆの増加分を補償する位置に作動
ロッド５３の弁部５６が位置決めされる。従って、制御
弁４６の開度、つまり連通路６０の開度が減少し、圧縮
機の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循環回路に
おける冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも増大す
る。

【００４０】逆に、デューティ比Ｄｔを小さくして電磁
付勢力Ｆを小さくすれば、その時点での二点間差圧ΔＰ
ｄでは上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド５
３が下動して戻しバネ６８の蓄力も減り、この戻しバネ
６８の下向き付勢力ｆ１の減少分が上向きの電磁付勢力
Ｆの減少分を補償する位置に作動ロッド５３の弁部５６
が位置決めされる。従って、連通路６０の開度が増加
し、圧縮機の吐出容量が減少する。その結果、冷媒循環
回路における冷媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減
少する。

【００４１】つまり、図３の制御弁４６は、電磁付勢力
Ｆによって決定された二点間差圧ΔＰｄの制御目標（設
定差圧）を維持するように、この二点間差圧ΔＰｄに応
じて内部自律的に作動ロッド５３を位置決めする構成と
なっている。

【００４２】（制御体系）図２及び図３に示すように、
車両用空調装置はその制御全般を司る制御コンピュータ
８１を備えている。制御コンピュータ８１は、ＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインターフェイスを備えてい
る。Ａ／Ｃスイッチ（乗員が操作する空調装置のＯＮ／
ＯＦＦスイッチ）８３、車室内温度を検出するための内
気温度センサ８４、乗員が車室の温度を設定するための
温度設定器８５、蒸発器温度検出手段としての蒸発器後
温度センサ８６は、制御コンピュータ８１のＩ／Ｏの入
力端子に接続されている。蒸発器後温度センサ８６は、
蒸発器８６の空気吹き出し側の近傍に設けられており、
蒸発器８６を通過することで冷却された空気の温度（以
下蒸発器後温度とする）を検出する。駆動回路８２は制
御コンピュータ８１のＩ／Ｏの出力端子に接続されてい
る。

【００４３】前記制御コンピュータ８１は、各検知手段
８３〜８６から提供される各種の外部情報に基づいて適
切なデューティ比Ｄｔ（設定差圧）を演算し、駆動回路
８２に対しそのデューティ比Ｄｔでの駆動信号の出力を
指令する。駆動回路８２は、命じられたデューティ比Ｄ
ｔの駆動信号を制御弁４６のコイル７５に出力する。コ
イル７５に提供される駆動信号のデューティ比Ｄｔに応
じて、制御弁４６のソレノイド部５２の電磁付勢力Ｆが
変化する。

【００４４】次に、図４のフローチャートを参照して、
制御コンピュータ８１による制御弁４６へのデューティ
制御の概要を簡単に説明する。車両のイグニションスイ
ッチ（又はスタートスイッチ）がＯＮされると、制御コ
ンピュータ８１は電力を供給されて演算処理を開始す
る。制御コンピュータ８１は、ステップ１０１（以下単
に「Ｓ１０１」という、他のステップも以下同様）にお
いて初導プログラムに従い各種の初期設定を行う。例え
ば、駆動回路８２へ指令するデューティ比Ｄｔに初期値
として０％を与えるとともに、デューティ比Ｄｔの上限
値ＤｔＭａｘを１００％に設定する。デューティ比Ｄｔ
の上限値ＤｔＭａｘを１００％に設定することで、電磁
付勢力Ｆの大きさつまり制御弁４６における弁開度調節
動作の基準となる設定差圧を、この制御弁４６の構成上
設定し得る最大値までの間で変更することが許容され
る。なお、上限値ＤｔＭａｘは、後述のように１００％
とこの１００％未満の値である例えば４０〜６０％（本
実施形態においては５０％）との間で適宜切り替えられ
る。上限値ＤｔＭａｘが５０％に設定されることは、設
定差圧に最大値までの間で制限値（上限値）を設定する
こと、つまり空調装置の冷房能力の発揮に制限が加えら
れることを意味する。

【００４５】Ｓ１０２では、Ａ／Ｃスイッチ８３がＯＮ
されるまでこのスイッチ８３のＯＮ／ＯＦＦ状況が監視
される。Ａ／Ｃスイッチ８３がＯＮされると、Ｓ１０３
において制御コンピュータ８１は、内気温度センサ８４
からの車室温度情報や温度設定器８５からの設定温度情
報に基づいて蒸発器３８の冷却状態を決定する。つまり
蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）の目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を、
例えば３〜１２℃の範囲で算出する。従って、内気温度
センサ８４及び温度設定器８５は制御コンピュータ８１
とともに、目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を設定するための温
度設定手段をなしている。

【００４６】Ｓ１０４において制御コンピュータ８１
は、蒸発器後温度センサ８６の検出温度Ｔｅ（ｔ）が目
標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より大であるか否かを判定する。
Ｓ１０４判定がＮＯの場合、Ｓ１０５において検出温度
Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より小であるか否
かを判定する。Ｓ１０５判定もＮＯの場合には、検出温
度Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に一致している
ことになるため、デューティ比Ｄｔはそのまま維持され
る。

【００４７】Ｓ１０４判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０６に
おいて制御コンピュータ８１はデューティ比Ｄｔを単位
量ΔＤだけ増大させる。この「Ｄｔ＋ΔＤ」の駆動信号
が、駆動回路８２から制御弁４６のコイル７５に出力さ
れたと仮定すると、上述したように冷媒循環回路におけ
る冷媒流量が増大して蒸発器３８の冷却状態が強まり、
従って蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）は低下される。Ｓ１０５
判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０７において制御コンピュー
タ８１はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ減少させ
る。この「Ｄｔ−ΔＤ」の駆動信号が、駆動回路８２か
ら制御弁４６のコイル７５に出力されたと仮定すると、
上述したように冷媒循環回路における冷媒流量が減少し
て蒸発器３８の冷却状態が弱まり、従って蒸発器後温度
Ｔｅ（ｔ）は上昇される。

【００４８】上記のようにして冷房負荷の有無に応じて
デューティ比Ｄｔが修正された後、制御コンピュータ８
１は、蒸発器後温度センサ８６からの検出温度Ｔｅ
（ｔ）と予め設定されたしきい値温度（例えば１５−１
６℃）との大小関係を判定し、この大小関係に応じて駆
動回路８２へ指令するデューティ比Ｄｔの上限値ＤｔＭ
ａｘの再設定を行なう。しきい値温度（１５−１６℃）
は、目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）の設定範囲（３〜１２℃）
よりも高めに設定されている。

【００４９】すなわち、Ｓ１０８において制御コンピュ
ータ８１は、現在設定されている上限値ＤｔＭａｘが１
００％であるかそれとも５０％であるかを判定する。Ｓ
１０８判定で上限値ＤｔＭａｘが１００％であると判定
された場合、Ｓ１０９において蒸発器後温度センサ８６
からの検出温度Ｔｅ（ｔ）が、しきい値温度（１５−１
６℃）の下限温度（１５℃）以下であるか否かを判定す
る。Ｓ１０９判定がＮＯの場合、上限値は１００％に維
持される。逆に、Ｓ１０９判定がＹＥＳの場合、Ｓ１１
０において上限値ＤｔＭａｘは、１００％から５０％に
設定変更される。

【００５０】一方、Ｓ１０８判定で上限値ＤｔＭａｘが
５０％であると判定された場合、Ｓ１１１において蒸発
器後温度センサ８６からの検出温度Ｔｅ（ｔ）が、しき
い値温度（１５−１６℃）の上限温度（１６℃）以上で
あるか否かを判定する。Ｓ１１１判定がＮＯの場合、上
限値ＤｔＭａｘは５０％に維持される。逆に、Ｓ１１１
判定がＹＥＳの場合、Ｓ１１２において上限値ＤｔＭａ
ｘは、５０％から１００％に設定変更される。

【００５１】図５は、上述したＳ１０８〜Ｓ１１２処理
をグラフで示したものである。すなわち、制御コンピュ
ータ８１は、蒸発器後温度センサ８６からの検出温度Ｔ
ｅ（ｔ）がしきい値（１５−１６℃）の下限温度（１５
℃）よりも高い状態から低い状態へ下降した場合、デュ
ーティ比Ｄｔの上限値ＤｔＭａｘを１００％から５０％
に設定変更することで設定差圧に上限値を設定する。逆
に、検出温度Ｔｅ（ｔ）がしきい値（１５−１６℃）の
上限温度（１６℃）よりも低い状態から高い状態へ上昇
した場合、デューティ比Ｄｔの上限値ＤｔＭａｘを５０
％から１００％に設定変更することで設定差圧の上限値
設定を解除する。

【００５２】つまり、制御コンピュータ８１は、蒸発器
後温度センサ８６の検出温度Ｔｅ（ｔ）と目標温度Ｔｅ
（ｓｅｔ）との比較によって冷房負荷の有無を判定する
のみならず、目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）よりも高めに設定
されたしきい値温度（１５−１６℃）と検出温度Ｔｅ
（ｔ）との比較によって、冷房負荷の度合をも判定して
いる。そして、検出温度Ｔｅ（ｔ）がしきい値温度（１
５−１６℃）を下回っている場合には、冷房負荷が生じ
ていないか或いは生じていたとしても小さくて空調装置
の冷房能力をそれ程要しないと判断し、この冷房能力に
上限を設定するのである。逆に、検出温度Ｔｅ（ｔ）が
しきい値温度（１５−１６℃）を上回っている場合に
は、冷房負荷が大きくて空調装置は冷房能力を最大限に
発揮する必要があると判断し、この冷房能力の上限設定
を解除するのである。

【００５３】Ｓ１１３において制御コンピュータ８１
は、Ｓ１０４〜Ｓ１０７の処理で算出したデューティ比
Ｄｔが、０％を下回っているか否かを判定する。Ｓ１１
３判定がＹＥＳの場合、Ｓ１１４において制御コンピュ
ータ８１はデューティ比Ｄｔを０％に修正する。一方、
Ｓ１１３判定がＮＯの場合、Ｓ１１５において制御コン
ピュータ８１は、Ｓ１０４〜Ｓ１０７の処理で算出した
デューティ比Ｄｔが、Ｓ１０８〜Ｓ１１２の処理で再設
定した上限値ＤｔＭａｘを上回っているか否かを判定す
る。Ｓ１１５判定がＮＯの場合、Ｓ１１６において制御
コンピュータ８１はＳ１０４〜Ｓ１０７の処理で算出し
たデューティ比Ｄｔをそのまま駆動回路８２へ指令す
る。一方、Ｓ１１５判定がＹＥＳの場合、Ｓ１１７にお
いて制御コンピュータ８１は上限値ＤｔＭａｘを新たな
デューティ比Ｄｔとして駆動回路８２へ指令する。

【００５４】上述したＳ１１５判定は、上限値ＤｔＭａ
ｘが５０％に設定されている場合には、Ｓ１０４〜Ｓ１
０７の処理にて算出された設定差圧が上限値を上回って
いないかを監視していることになる。しかし、このＳ１
１５判定は、上限値ＤｔＭａｘが１００％に設定されて
いる場合には、単にデューティ比Ｄｔが、駆動回路８２
から出力される駆動信号の実制御範囲（０〜１００％）
を上回って算出されていないかどうかを監視しているに
すぎない。例えば、１００％を上回るデューティ比Ｄｔ
が駆動回路８２に指令されたとしても、当然ながら設定
差圧は１００％の時と同じ最大値に設定されることにな
る。それにも関わらず１００％を上回るデューティ比Ｄ
ｔの算出を許容しないのは、例えば駆動回路８２に指令
するデューティ比Ｄｔが１００％を上回った状態でこの
デューティ比Ｄｔを減少させようとすると、デューティ
比Ｄｔが１００％を下回るまでは設定差圧が最大値に維
持され続けてしまう応答性悪化の問題が生じるからであ
る。これは、デューティ比Ｄｔが０％を下回って算出さ
れた場合についても同様なことが言える。このため、Ｓ
１１３及びＳ１１４処理が備えられている。

【００５５】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）本実施形態では、蒸発器３８での熱負荷状況に影
響される吸入圧Ｐｓそのものを制御弁４６の開度制御に
おける直接の指標とすることなく、冷媒循環回路におけ
る二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧ΔＰｄ＝ＰｄＨ
−ＰｄＬを直接の制御対象として圧縮機吐出容量のフィ
ードバック制御を実現している。このため、蒸発器３８
での熱負荷状況に影響されることなく、外部制御によっ
て応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少制御を行
うことができる。

【００５６】（２）圧縮機の運転効率は、フリクション
の増大等の要因からピストン速度が増大すれば悪化する
傾向にある。このピストン速度には、車両エンジンＥｇ
の回転速度と一義的な関係にある駆動軸１６の回転速度
（ピストン２１の一往復にかかる時間が決定される）、
及び吐出容量（ピストン２１のストロークが決定され
る）が関係する。圧縮機は車両エンジンＥｇに補機とし
て駆動されている立場から、自己都合を理由に車両エン
ジンＥｇの回転速度を変化させることはできない。従っ
て、圧縮機を効率良く使用するためには、ひいては車両
エンジンＥｇの運転効率を向上させてその燃料消費量を
減少させるためには、車両エンジンＥｇの回転速度が高
速度領域においては、吐出容量が最大に制御されないよ
うにする必要がある。このことは、圧縮機を高負荷状態
に陥らせない圧縮機保護の観点からも重要である。その
ためには、圧縮機が最大吐出容量でかつ、車両エンジン
Ｅｇの回転速度が高速度領域よりも低い領域でもたらさ
れる二点間差圧ΔＰｄ＝ＰｄＨ−ＰｄＬを、デューティ
比Ｄｔが１００％の時にもたらされる設定差圧の最大値
として制御弁４６を設計する必要がある。このようにす
れば、車両エンジンＥｇの回転速度が高速度領域に入り
込むと、吐出容量が最大では二点間差圧ΔＰｄが必ず設
定差圧の最大値を上回ることとなり、圧縮機は内部自律
的に吐出容量を最大から減少させることになる。

【００５７】ところが、車室内が暑くて、蒸発器後温度
Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）をはるかに上回っ
ている可能性がある冷房初期においては、車両エンジン
Ｅｇの回転速度に関わらずその時点での最大限の冷房能
力を発揮できることが空調装置に要求される。よって、
空調装置としては、高効率及び低負荷運転よりも高冷房
負荷に対応できることに主眼をおいた設計の制御弁４６
を採用することとなる。つまり、圧縮機が最大吐出容量
でかつ、車両エンジンＥｇの回転速度が高速度領域でも
たらされる二点間差圧ΔＰｄを、設定差圧の最大値とし
て制御弁４６を設計するのである。このようにすれば、
吐出容量が最大であっても、車両エンジンＥｇの回転速
度がよほど高くない限り（現実的には、圧縮機の効率悪
化から車両エンジンＥｇの回転速度が高速度領域に入り
込むと冷媒流量が頭打ちとなり、「車両エンジンＥｇの
回転速度がいくら高くなっても」と言い換えることがで
きる）、二点間差圧ΔＰｄ＝ＰｄＨ−ＰｄＬが設定差圧
の最大値を上回ることはない。このため、圧縮機は、デ
ューティ比Ｄｔが１００％とされたなら必ず吐出容量を
最大とする。よって、空調装置は、車両エンジンＥｇの
回転速度に関わらずその時点での最大限の冷房能力を発
揮でき、高冷房負荷にも十分に対応できる。

【００５８】本実施形態の車両用空調装置は、上述した
ような冷房初期等の高冷房負荷に主眼をおいた制御弁４
６の設計のため、Ｓ１０８〜Ｓ１１７の処理を備えてい
ないと仮定すると次のような問題が発生する。蒸発器後
温度Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に向けて、例
えばしきい値温度（１５−１６℃）程度にまで低下され
たとする。蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）がしきい値温度（１
５−１６℃）を下回れば、冷房負荷は小さくなっている
と言うことができ、それ以降蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）を
目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）にまで低下させるのに、その時
点での最大限の冷房能力を必ずしも発揮する必要はな
い。

【００５９】ところが、Ｓ１０８〜Ｓ１１２の処理を備
えていないということは、デューティ比Ｄｔの１００％
までの使用を常に許容する構成ということである。この
ため、蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ（ｓｅ
ｔ）の極近傍にまで低下して冷房負荷が小さい状態であ
っても、この蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔｅ
（ｓｅｔ）を下回って冷房負荷が無くなったと判断され
るまでは、デューティ比Ｄｔが１００％に設定され続け
てしまう危惧がある。デューティ比Ｄｔが１００％に設
定されてしまうと、上述した制御弁４６の特性から、車
両エンジンＥｇの回転速度が高速度領域に入り込んで
も、圧縮機の吐出容量は最大に維持されて車両用空調装
置は最大限の冷房能力を発揮し続ける。つまり、圧縮機
は不必要に低効率及び高負荷状態に陥っていることにな
る。

【００６０】しかし、Ｓ１０８〜Ｓ１１２の処理を備え
た本実施形態においては、蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）がし
きい値温度（１５−１６℃）を下回れば冷房負荷は小さ
いものと判断し、蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）が目標温度Ｔ
ｅ（ｓｅｔ）にまで到達していなくとも、デューティ比
Ｄｔの使用を５０％までとしている。従って、蒸発器後
温度Ｔｅ（ｔ）がしきい値温度（１５−１６℃）を下回
った状態では、設定差圧が上限値（デューティ比Ｄｔ＝
５０％に対応）を上回って設定されることはなく、仮に
設定差圧が上限値に設定されたとしても、車両エンジン
Ｅｇの回転速度が高速度領域に入り込むと、吐出容量が
最大では二点間差圧ΔＰｄが設定差圧の上限値を必ず上
回ることとなり（そのように上限値５０％は設定されて
いる）、圧縮機の吐出容量は内部自律的に確実に減少さ
れる。このように、圧縮機が不必要に低効率及び高負荷
状態に陥ることはなく、ひいては車両エンジンＥｇの運
転効率を向上させてその燃料消費量を減少させることが
できるし、圧縮機の保護にもなってその長期耐用を達成
することができる。また、車両エンジンＥｇの回転速度
が高速度領域において、言い換えれば車両エンジンＥｇ
の高負荷状態において圧縮機の吐出容量（負荷トルク）
が最大とされないことは、車両エンジンＥｇの圧縮機駆
動負荷を軽減して車両の高速走行性能や加速性能を向上
させることや、車両エンジンＥｇの発熱量を抑えてそれ
を冷却するための冷却装置（特に熱交換器）を小型化す
ることにもつながる。

【００６１】（３）本実施形態では、しきい値温度（１
５−１６℃）に下限および上限温度を設け、デューティ
比Ｄｔの上限値ＤｔＭａｘが１００％から５０％に設定
変更される時の蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）と、上限値Ｄｔ
Ｍａｘが５０％から１００％に設定変更される時の蒸発
器後温度Ｔｅ（ｔ）をそれぞれ異なるようにするという
ヒステリシス特性を持たせた。これにより、単一しきい
値温度のみが設定されている場合に発生しがちなチャタ
リングを回避し、圧縮機に無理のない安定した吐出容量
制御を可能とする。なお、チャタリングとは、蒸発器後
温度Ｔｅ（ｔ）と単一しきい値温度との比較における両
者の大小関係逆転の頻発による、上限値ＤｔＭａｘの設
定変更の瞬間多発をいう。

【００６２】（４）制御コンピュータ８１は、内気温度
センサ８４からの車室温度や温度設定器８５からの設定
温度に基づいて蒸発器後温度Ｔｅ（ｔ）の目標温度Ｔｅ
（ｓｅｔ）を調節する。つまり、空調装置は、冷房要求
の度合に応じて蒸発器３８の冷却状態を変更可能な構成
であり、例えば内気温度センサ８４や温度設定器８５を
備えずに、予め固定された目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を維
持する構成と比較して、圧縮機の省動力化や空調の快適
性向上（例えば車室内へ吹き出される空気の温度変動が
抑制される）を図ることができる。つまり、この比較例
の場合、冷房要求の度合が最も大きい場合（乗員が最も
低い車室温度を要求している場合）を想定して、それに
応えるべく目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を低く固定しておか
なくてはならず、従って冷房要求の度合が小さい場合に
は不必要に蒸発器３８が冷却されることになるからであ
る。なお、この比較例の場合、冷房要求の度合が小さけ
れば、蒸発器３８を通過して冷却された空気は、例えば
車両エンジンＥｇの稼動時の発熱を利用した図示しない
ヒータによって適度に温度上昇（リヒート）させられた
後に車室へ吹き出されることになる。

【００６３】（５）圧縮機は、クランク室１５の内圧Ｐ
ｃを制御することでピストン２１のストロークを変更可
能に構成された斜板式の可変容量型圧縮機であり、本実
施形態の制御装置はこの斜板式の可変容量型圧縮機の容
量制御に最も適している。

【００６４】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。 ○しきい値温度を単一の温度としても良い。 ○蒸発器３８の冷却状態として、この蒸発器３８の表面
の温度を直接検出するように構成しても良い。

【００６５】○内気温度センサ８４や温度設定器８５を
備えずに、目標温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を固定値とするこ
と。 ○第１圧力監視点Ｐ１を蒸発器３８と吸入室２２との間
の吸入圧力領域に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ
２を同じ吸入圧力領域において第１圧力監視点Ｐ１の下
流側に設定すること。

【００６６】○第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２３と凝縮
器３６との間の吐出圧力領域に設定するとともに、第２
圧力監視点Ｐ２を蒸発器３８と吸入室２２との間の吸入
圧力領域に設定すること。

【００６７】○第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２３と凝縮
器３６との間の吐出圧力領域に設定するとともに、第２
圧力監視点Ｐ２をクランク室１５に設定すること。或い
は、第１圧力監視点Ｐ１をクランク室１５に設定すると
ともに、第２圧力監視点Ｐ２を蒸発器３８と吸入室２２
との間の吸入圧力領域に設定すること。つまり、圧力監
視点Ｐ１，Ｐ２は上記実施形態のように、冷媒循環回路
の所謂主回路（外部冷媒回路３５（蒸発器３８）→吸入
室２２→シリンダボア２０→吐出室２３→外部冷媒回路
３５（凝縮器３６））へ設定すること、言い換えれば高
圧領域及び／又は低圧領域に設定することに限定される
ものではなく、冷媒循環回路の副回路として位置付けら
れる、容量制御用の冷媒回路（給気通路４２，４４→ク
ランク室１５→抽気通路３１）を構成する中間圧領域と
してのクランク室１５に設定しても良い。なお、後者の
別例の場合には、圧縮機の吐出容量が増大すると二点間
差圧ΔＰｄ＝Ｐｃ−Ｐｓが減少する構成である（上記実
施形態とは逆である）。従って、蒸発器後温度Ｔｅ
（ｔ）がしきい値温度（１５−１６℃）を下回るなら、
二つの圧力監視点間の差圧ΔＰｄに制限値としての下限
値を設定することになる。そして、設定差圧決定手段８
１は、設定差圧算出手段により算出された設定差圧と制
限値設定手段により設定された下限値とを比較し、設定
差圧が下限値以上であれば設定差圧を、設定差圧が下限
値を下回るなら下限値を新たな設定差圧として取り扱う
こととなる。

【００６８】○例えば、制御弁を電気弁駆動構成のみと
し、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２の圧力ＰｄＨ，ＰｄＬ
をそれぞれ圧力センサにより検出すること。この場合、
各圧力監視点Ｐ１，Ｐ２の圧力ＰｄＨ，ＰｄＬを検出す
る圧力センサが差圧検出手段を構成する。

【００６９】○制御弁を、給気通路４２，４４ではなく
抽気通路３１の開度調節によりクランク圧Ｐｃを調節す
る、所謂抜き側制御弁としても良い。 ○制御弁を、給気通路４２，４４及び抽気通路３１の両
方の開度調節によりクランク圧Ｐｃを調節する三方弁構
成としても良い。

【００７０】○動力伝達機構ＰＴとして、電磁クラッチ
等のクラッチ機構を備えたものを採用すること。 ○ワッブル式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。

【００７１】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載すると、圧縮機は、クランク室の内圧を制御
することでピストンのストロークを変更可能に構成され
た斜板式又はワッブル式の可変容量型圧縮機である請求
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。

【００７２】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、従来の吸入
圧感応型制御弁が内在していた問題、つまり吐出容量の
制御性及び応答性が蒸発器での熱負荷状況に影響される
問題を解消することができる。

【００７３】また、圧縮機の運転状態が、低効率及び高
負荷の領域に不必要に入り込むことを規制することがで
き、圧縮機の外部駆動源の運転効率を向上させることが
できるし、圧縮機の保護にもなってその長期耐用を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】 冷媒循環回路の概要を示す回路図。

【図３】 制御弁の断面図。

【図４】 制御弁制御の概要を説明するフローチャー
ト。

【図５】 蒸発器後温度とデューティ比の上限値との関
係を示すグラフ。

【符号の説明】

３５…可変容量型圧縮機とともに空調装置の冷媒循環回
路を構成する外部冷媒回路、３８…蒸発器、４６…圧縮
機制御手段を構成する制御弁、５３…差圧検出手段を構
成する作動ロッド、８１…設定差圧算出手段、制限値設
定手段、設定差圧決定手段及び圧縮機制御手段を構成す
る制御コンピュータ、８６…蒸発器温度検出手段として
の蒸発器後温度センサ、Ｐ１…第１圧力監視点、Ｐ２…
第２圧力監視点。

フロントページの続き (72)発明者 太田 雅樹 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 木村 一哉 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 (72)発明者 松原 亮 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 AA27 BA13 CA05 DA15 EA13 EA43 3H076 AA06 BB33 BB43 CC41 CC84 CC95

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調装置の冷媒循環回路を構成する可変
   容量型圧縮機の吐出容量を制御するための制御装置にお
   いて、 前記冷媒循環回路に設定された、可変容量型圧縮機の吐
   出容量が反映される二つの圧力監視点間の差圧を検出す
   る差圧検出手段と、 前記空調装置の冷媒循環回路を構成する蒸発器の冷却状
   態を温度情報として検出する蒸発器温度検出手段と、 前記蒸発器温度検出手段からの検出温度と、この蒸発器
   温度の制御目標である目標温度とに基づいて、二つの圧
   力監視点間の差圧の制御目標となる設定差圧を算出する
   設定差圧算出手段と、 前記蒸発器温度検出手段からの検出温度が、目標温度と
   比較して高めに設定されたしきい値温度よりも高い状態
   から低い状態へと下降した場合には、二つの圧力監視点
   間の差圧に制限値を設定し、検出温度がしきい値温度よ
   りも低い状態から高い状態へと上昇した場合には制限値
   の設定を解除する制限値設定手段と、 前記設定差圧算出手段により算出された設定差圧と制限
   値設定手段により設定された制限値とを比較し、設定差
   圧の示唆する可変容量型圧縮機の吐出容量が制限値の示
   唆する吐出容量以下であれば設定差圧をそのまま取り扱
   い、設定差圧の示唆する吐出容量が制限値の示唆する吐
   出容量を上回るなら、制限値を新たな設定差圧として取
   り扱う設定差圧決定手段と、 前記設定差圧決定手段からの設定差圧に差圧検出手段が
   検出した差圧が近づくように可変容量型圧縮機の吐出容
   量を制御する圧縮機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】 前記しきい値温度には各々異なる上限温
   度と下限温度が設定され、 前記制限値設定手段は、蒸発器温度検出手段からの検出
   温度が下限温度よりも高い状態から低い状態へ下降した
   場合には二つの圧力監視点間の差圧に制限値を設定し、
   検出温度が上限温度よりも低い状態から高い状態へ上昇
   した場合には制限値の設定を解除するものである請求項
   １に記載の可変容量型圧縮機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記蒸発器温度検出手段は、蒸発器の近
   傍に配設され、蒸発器を通過した空気の温度を検出する
   請求項１又は２に記載の可変容量型圧縮機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記蒸発器温度の目標温度を調節可能な
   温度設定手段を備えている請求項１〜３のいずれかに記
   載の可変容量型圧縮機の制御装置。