JP2002147351A - 容量可変型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高吐出圧力対応時において、容量可変型圧縮
機内部の摺動部分が潤滑不良に陥ることのない制御装置
を提供すること。 【解決手段】 制御コンピュータ７０は、吐出圧力Ｐｄ
が所定値以上となると、冷房負荷を無視し、制御弁ＣＶ
に対して圧縮機の吐出容量を最小化することを指令す
る。圧縮機の吐出容量が最小となると、外部冷媒回路を
経由した冷媒循環が停止されるとともに、吐出室２２、
クランク室５、吸入室２１及び圧縮室２９を経由した内
部冷媒循環が行われ、同冷媒とともに潤滑油が循環され
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容量可変型圧縮機の吐出
容量を制御するための制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の容量可変型圧縮機（以下圧縮機
とする）においては、ピストンが連結されたカムプレー
トを収容するクランク室の圧力を調節することで、カム
プレートの傾斜角度を変更して吐出容量を最小と最大と
の間で変更可能な構成を備えたものが存在する。このク
ランク室の圧力調節は、制御コンピュータからの指令信
号に基づいて弁開度調節される制御弁によって行われ
る。

【０００３】近年、前記圧縮機の駆動軸と、その外部駆
動源である車両のエンジンとの間の動力伝達経路上に電
磁クラッチ等のクラッチ機構を備えない、所謂クラッチ
レスタイプの圧縮機が実用化されている。同圧縮機にお
いては、高価かつ重量物である電磁クラッチを備えない
ことで安価提供及び軽量化が可能であるし、電磁クラッ
チのオンオフショックを伴わないためドライバビリティ
の悪化を防止することができる等の様々な利点がある。

【０００４】前記クラッチレスタイプの圧縮機は、その
吐出容量の最小化に連動して、外部冷媒回路を経由した
冷媒循環を停止させる外部冷媒循環停止手段を有してい
る。そして、冷房不要時等において制御コンピュータ
は、容量可変型圧縮機の吐出容量を最小化する指令信号
を制御弁に対して出力する。従って、外部冷媒循環停止
手段によって外部冷媒回路を経由した冷媒循環が停止さ
れて不必要な冷房が行われることを防止できるし、圧縮
機の最小吐出容量によって、吐出室、クランク室、吸入
室及び圧縮室を経由した内部冷媒循環回路を冷媒と共に
循環する潤滑油によって、各摺動部分の潤滑を確保する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記冷媒循環回
路において吐出圧力が過大に上昇すると、外部冷媒回路
の配管に過大な負荷がかかる等の問題を生じる。従っ
て、制御コンピュータは、吐出圧力センサからの吐出圧
力情報が所定値以上となった場合には、同吐出圧力が所
定値未満となるまで、制御弁に対して指令する指令信号
を圧縮機の吐出容量が減少される側に徐々に小さくして
ゆく保護制御を行うようになっている（例えば特開昭５
９−１１２１５６号公報の技術）。

【０００６】ところが、過大に上昇した吐出圧力が、何
らかの理由により圧縮機の吐出容量の減少によっても速
やかに低下して来ない場合には、同圧縮機の吐出容量が
最小近く（最小ではない）にまで小さくされてしまう場
合がある。クラッチレスタイプの圧縮機は、冷房停止時
におけるエンジンの動力損失を軽減するために、所謂ク
ラッチ付きの圧縮機と比較して最小吐出容量が遥かに小
さく（ゼロ近傍に）設定されている。従って、圧縮機の
吐出容量が最小に近いと外部冷媒回路からの帰還冷媒の
量が僅かとなり、特に、同帰還冷媒に含まれる潤滑油に
潤滑を期待しているピストンとシリンダボアとの摺動部
分等の潤滑が厳しくなる問題を生じていた。

【０００７】本発明の目的は、高吐出圧力対応時におい
て、容量可変型圧縮機内部の摺動部分を潤滑不良に陥ら
せることのない制御装置を提供することにある。

【０００８】

【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の発明は、クランク室の圧力を変化させるた
めの弁開度を指令信号に基づいて制御可能な制御弁と、
前記冷媒循環回路の吐出圧力領域の圧力を検知可能な吐
出圧力検知手段と、前記吐出圧力検知手段からの吐出圧
力情報が所定値以上となった場合には、容量可変型圧縮
機の吐出容量を最小化する指令信号を制御弁に対して出
力する制御手段とを備えたことを特徴とする制御装置で
ある。

【０００９】この構成においては、吐出圧力が過大とな
ると容量可変型圧縮機の吐出容量が直ちに最小化され
る。容量可変型圧縮機の吐出容量が最小では、ピストン
がストロークしないか（最小吐出容量がゼロ容量に設定
されている場合）、或いは外部冷媒回路を経由した冷媒
循環言い換えれば容量可変型圧縮機から外部への冷媒つ
まり潤滑油の排出が停止されるとともに、内部に保持さ
れた潤滑油の内部循環が行われるため（最小吐出容量が
ゼロ容量設定ではない場合）、ピストンとシリンダボア
との間等の摺動部分が潤滑不良に陥ることがない。

【００１０】請求項２の発明は請求項１において、前記
所定値を第１所定値とし、制御手段は吐出圧力が第１所
定値未満の状態から同第１所定値以上となった場合に
は、吐出圧力が第１所定値未満の第２所定値以下となる
まで最小化指令信号の出力を継続することを特徴として
いる。

【００１１】この構成においては、制御手段が最小化指
令信号を出力する吐出圧力のしきい値（第１所定値）
と、同制御手段が最小化指令信号の出力を停止する吐出
圧力のしきい値（第２所定値）とがそれぞれ異なるよう
にするヒステリシスな特性とされている。従って、単一
しきい値のみが設定されている場合に発生しがちな、最
小化指令信号の出力／停止の瞬間多発を回避し、圧縮機
の吐出容量制御を安定したものとすることができる。

【００１２】請求項３の発明は請求項１又は２におい
て、前記容量可変型圧縮機の最小吐出容量はゼロ容量で
はなく、同容量可変型圧縮機にはその最小吐出容量に連
動することで外部冷媒回路を経由した冷媒の循環を停止
させる外部冷媒循環停止手段が備えられていることを特
徴としている。

【００１３】例えば、カムプレートの最小傾斜角度をゼ
ロに設定することで、容量可変型圧縮機の最小吐出容量
をゼロ容量に設定したとする。この場合、カムプレート
の傾斜角度がゼロとなってピストンがストロークしなく
なると、言い換えれば冷媒ガスの圧縮が行われなくなる
と、クランク室の圧力と圧縮室の圧力との間に差をつけ
ることができなくなり、カムプレートの傾斜角度をゼロ
から離脱（増大）させることが不可能となる。従って、
このような場合には、クランク圧制御機構とは別個に容
量制御手段を必要とし、容量制御構成が複雑となってし
まう。

【００１４】しかし、本発明においては最小吐出容量が
ゼロ容量に設定されていないため、クランク室の圧力の
制御で吐出容量を最小状態から離脱（増大）させること
ができる。従って、容量制御構成としてはクランク圧制
御機構のみでよく、同容量制御構成を簡単とすることが
できる。また、外部冷媒循環停止手段を備えているた
め、容量可変型圧縮機の吐出容量を最小化すれば、同最
小吐出容量がゼロ容量ではなくとも不必要な冷房が行わ
れることを防止できる。

【００１５】請求項４の発明は請求項１〜３のいずれか
において、前記制御弁は、前記冷媒循環回路に設定され
た圧力監視点の圧力を検知可能であって、同圧力監視点
の圧力変動に基づいて感圧部材が変位することで、同圧
力変動を打ち消す側に容量可変型圧縮機の吐出容量が変
更されるように弁体を動作させる感圧機構と、前記感圧
部材に付与する力を外部からの制御によって変更するこ
とで、同感圧部材による弁体の位置決め動作の基準とな
る設定圧力を変更可能な設定圧力変更手段とを備えてい
ることを特徴としている。

【００１６】この構成においては、設定圧力変更手段を
備えないものつまり単一の設定圧力しか有しないものと
比較して、きめ細やかな空調制御を行い得る。請求項５
の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記容量可
変型圧縮機には、吐出室とクランク室とを接続する給気
通路及びクランク室と吸入室とを接続する抽気通路が備
えられ、制御弁は給気通路の開度を調節することでクラ
ンク室の圧力を調節する構成であることを特徴としてい
る。

【００１７】この構成においては、容量可変型圧縮機の
吐出容量を最小化するにあたり、制御弁は給気通路の開
度を大きくする。従って、同給気通路を内部冷媒循環用
の通路の一部として利用することができ、容量可変型圧
縮機の構成の簡素化を図り得る。

【００１８】請求項６の発明は請求項１〜５のいずれか
において、前記容量可変型圧縮機の駆動軸は外部駆動源
に直結されて、同外部駆動源の稼動時には常時回転駆動
されることを特徴としている。

【００１９】この構成においては、外部駆動源との間の
動力伝達経路上に、高価かつ重量物である電磁クラッチ
等のクラッチ機構を備えないことで、容量可変型圧縮機
の安価提供及び軽量化が可能である。また、この容量可
変型圧縮機においては、外部駆動源の稼動時には常時駆
動されることとなる。このため、冷房停止時における外
部駆動源の動力損失を軽減するために、所謂クラッチ付
きの圧縮機と比較して最小吐出容量を遥かに小さく（ゼ
ロ近傍に）設定せざるを得なく（最小吐出容量がゼロ容
量設定ではない場合）、最小吐出容量付近において外部
冷媒回路からの帰還冷媒が少なくなる問題を生じ易い。
従って、このようなクラッチレスタイプの容量可変型圧
縮機において請求項１の発明を適用することは、その効
果を奏するのに特に有効となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置が
備える容量可変型斜板式圧縮機の制御装置において具体
化した一実施形態について説明する。

【００２１】（容量可変型斜板式圧縮機）図１及び図２
に示すように容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機
とする）は、シリンダブロック１と、その前端に接合固
定されたフロントハウジング２と、シリンダブロック１
の後端に弁形成体３を介して接合固定されたリヤハウジ
ング４とを備えている。

【００２２】前記シリンダブロック１とフロントハウジ
ング２とで囲まれた領域にはクランク室５が区画されて
いる。同クランク室５内には駆動軸６が回転可能に配設
されている。同駆動軸６は、外部駆動源としての車両の
走行駆動源であるエンジンＥに、電磁クラッチ等のクラ
ッチ機構を介することなく、プーリ７及びベルト８等か
らなる動力伝達機構を介して直結されている。従って、
同駆動軸６は、エンジンＥの稼動時においては同エンジ
ンＥによって常時回転駆動される。このように、本実施
形態の圧縮機においては、エンジンＥとの間の動力伝達
経路上に高価かつ重量物である電磁クラッチを備えない
ことで安価提供及び軽量化が可能であるし、電磁クラッ
チのオンオフショックを伴わないためドライバビリティ
の悪化を防止することができる。

【００２３】前記クランク室５において駆動軸６上に
は、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されてい
る。クランク室５内にはカムプレートとしての斜板１２
が収容されている。斜板１２は、駆動軸６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１
３は、ラグプレート１１と斜板１２との間に介在されて
いる。従って、斜板１２は、ヒンジ機構１３を介したラ
グプレート１１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸６の
支持により、ラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転
可能であるとともに、駆動軸６の軸線方向へのスライド
移動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となってい
る。

【００２４】複数のシリンダボア１ａは、前記シリンダ
ブロック１において駆動軸６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２０は、各シリンダ
ボア１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア
１ａの前後開口は、弁形成体３及びピストン２０によっ
て閉塞されており、このシリンダボア１ａ内にはピスト
ン２０の往復動に応じて体積変化する圧縮室２９が区画
されている。各ピストン２０は、シュー１９を介して斜
板１２の外周部に係留されている。従って、駆動軸６の
回転にともなう斜板１２の回転運動が、シュー１９を介
してピストン２０の往復直線運動に変換される。

【００２５】前記弁形成体３とリヤハウジング４との間
には、吸入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成さ
れている。そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピスト
ン２０の上死点位置から下死点側への移動により、弁形
成体３に形成された吸入ポート２３及び吸入弁２４を介
して圧縮室２９に吸入される。圧縮室２９に吸入された
冷媒ガスは、ピストン２０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、弁形成体３に
形成された吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出
室２２に吐出される。

【００２６】（クランク圧制御機構）図３に示すよう
に、前記斜板１２の傾斜角度制御に関与する、クランク
室５の圧力（クランク圧Ｐｃ）を制御するためのクラン
ク圧制御機構は、圧縮機ハウジング内に設けられた抽気
通路２７、及び給気通路２８並びに制御弁ＣＶによって
構成されている。抽気通路２７はクランク室５と吸入圧
力（Ｐｓ）領域である吸入室２１とを接続する。給気通
路２８は吐出圧力（Ｐｄ）領域である吐出室２２とクラ
ンク室５とを接続し、その途中には制御弁ＣＶが配設さ
れている。

【００２７】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室５への高圧な
吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室５
から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２０を介してのクランク圧Ｐｃと圧縮室２９の内
圧との差が変更され、斜板１２の傾斜角度（駆動軸６に
直交する仮想平面との間でなす角度）が変更される結
果、ピストン２０のストロークすなわち吐出容量が調節
される。

【００２８】例えば、前記制御弁ＣＶの開度が小さくさ
れると、クランク圧Ｐｃが低下され、同クランク圧Ｐｃ
と圧縮室２９の内圧とのピストン２０を介した差も小さ
くなって斜板１２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。図１は、斜板１２の傾動がラ
グプレート１１に当接規制された最大傾斜角度状態、つ
まり圧縮機の最大吐出容量状態を示している。

【００２９】逆に、制御弁ＣＶの開度が大きくされる
と、クランク圧Ｐｃが上昇され、同クランク圧Ｐｃと圧
縮室２９の内圧とのピストン２０を介した差も大きくな
って斜板１２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。図２は、斜板１２の傾動が駆動軸
６上に備えられた最小傾斜角度規制部１４に規制された
最小傾斜角度状態、つまり圧縮機の最小吐出容量状態を
示している。なお、同斜板１２の最小傾斜角度はゼロ近
傍（例えば２〜５°）に設定されている。

【００３０】（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３０とから構成され
ている。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器３１、減圧
装置としての膨張弁３２及び蒸発器３３を備えている。

【００３１】外部冷媒循環停止手段としての遮断弁６９
は、圧縮機の吐出室２２と外部冷媒回路３０の凝縮器３
１との間の冷媒通路上に配設されている。同遮断弁６９
は、吐出室２２側の圧力Ｐｄが所定値よりも低くなると
冷媒通路を遮断して、外部冷媒回路３０を経由する冷媒
の循環を停止させる。

【００３２】前記遮断弁６９は、その前後の圧力差を機
械的に検知して動作する差圧弁タイプであってもよい
し、吐出圧力Ｐｄに応じて後述する制御コンピュータ７
０により給電制御される電磁弁タイプであってもよい。
また、後述するが、吐出圧力Ｐｄが所定値よりも低くな
る状態は、圧縮機の吐出容量の最小化によってもたらさ
れるため、遮断弁６９は斜板１２の最小傾斜角度に機械
的に連動されるタイプであってもその役目を十分に果た
すことができる。

【００３３】（制御弁）図３に示すように前記制御弁Ｃ
Ｖは、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占め
る、設定圧力変更手段としてのソレノイド部６０とを備
えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５と
を接続する給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。
ソレノイド部６０は、制御弁ＣＶ内に配設された作動ロ
ッド４０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４
０は、先端部たる隔壁部４１、連結部４２、略中央の弁
体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなって
いる。

【００３４】前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４５
は、栓体４５ａと、入れ側弁部の主な外殻を構成する上
半部本体４５ｂと、ソレノイド部６０の主な外殻を構成
する下半部本体４５ｃとから構成されている。バルブハ
ウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連
通路４７が区画され、同上半部本体４５ｂとその上部に
圧入された栓体４５ａとの間には感圧室４８が区画され
ている。

【００３５】前記弁室４６及び連通路４７内には、作動
ロッド４０が軸方向（図面では垂直方向）に移動可能に
配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動ロッド
４０の配置次第で連通可能となる。これに対して連通路
４７と感圧室４８とは、同連通路４７に嵌入された作動
ロッド４０の隔壁部４１によって遮断されている。

【００３６】前記弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の
上端面によって形成されている。弁室４６を取り囲むバ
ルブハウジング４５の周壁には半径方向に延びるポート
５１が設けられ、このポート５１は給気通路２８の上流
部を介して弁室４６を吐出室２２に連通させる。連通路
４７を取り囲むバルブハウジング４５の周壁にも半径方
向に延びるポート５２が設けられ、このポート５２は給
気通路２８の下流部を介して連通路４７をクランク室５
に連通させる。従って、ポート５１、弁室４６、連通路
４７及びポート５２は制御弁内通路として、吐出室２２
とクランク室５とを連通させる給気通路２８の一部を構
成する。

【００３７】前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体
部４３が配置されている。弁体付勢バネ５６は弁室４６
に収容され、弁体部４３を下方に向けて付勢する。弁室
４６と連通路４７との境界に位置する段差は弁座５３を
なしており、連通路４７は一種の弁孔をなしている。そ
して、作動ロッド４０が図３の位置（最下動位置）から
弁体部４３が弁座５３に着座する最上動位置へ上動する
と、連通路４７が遮断される。つまり、作動ロッド４０
の弁体部４３は、給気通路２８の開度を任意調節可能な
弁体として機能する。

【００３８】前記感圧室４８内には、感圧機構を構成す
る、ベローズよりなる感圧部材５４が収容配置されてい
る。同感圧部材５４の上端部は、バルブハウジング４５
の栓体４５ａに固定されている。感圧部材５４の外底壁
部にはロッド受け５４ａが凹設されており、同ロッド受
け５４ａには作動ロッド４０の隔壁部４１の先端が挿入
されている。感圧部材付勢バネ５５は感圧部材５４内に
収容され、同感圧部材５４を下方へ伸長するように付勢
する。感圧部材５４は、感圧部材付勢バネ５５の下向き
の付勢力によって、ロッド受け５４ａを介して隔壁部４
１に対して押さえ付けられている。

【００３９】前記感圧室４８は、バルブハウジング４５
の上半部本体４５ｂに形成された検圧ポート５７及び検
圧通路３７を介して、圧力監視点としての吸入室２１と
連通されている。つまり、感圧室４８には、吸入室２１
の圧力Ｐｓが導入されている。

【００４０】前記ソレノイド部６０は、有底円筒状の収
容筒６１を備えている。収容筒６１の上部には固定鉄心
６２が嵌合され、この嵌合により収容筒６１内にはソレ
ノイド室６３が区画されている。ソレノイド室６３内に
は、可動鉄心６４が軸方向に移動可能に収容されてい
る。固定鉄心６２の中心には軸方向に延びるガイド孔６
５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド４
０のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置され
ている。

【００４１】可動鉄心付勢バネ６６はソレノイド室６３
に収容され、可動鉄心６４を固定鉄心６２に向けて付勢
する。従って、ガイドロッド部４４と可動鉄心６４と
は、弁体付勢バネ５６の下向き付勢力と可動鉄心付勢バ
ネ６６の上向き付勢力とによって当接係合されている。
従って、可動鉄心６４と作動ロッド４０とは常時一体と
なって上下動する。

【００４２】前記固定鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲
には、これら鉄心６２，６４を跨ぐ範囲にコイル６７が
巻回されている。このコイル６７には、外部情報検知手
段７２からの外部情報に応じた、制御手段としての制御
コンピュータ７０の指令に基づき、駆動回路７１から駆
動信号（指令信号）が供給される。同コイル６７は、そ
の電力供給量に応じた大きさの電磁吸引力（電磁付勢
力）を可動鉄心６４と固定鉄心６２との間に発生させ
る。同コイル６７への通電制御は印加電圧を調整するこ
とでなされ、同印加電圧の調整にはＰＷＭ（パルス幅変
調）制御が採用されている。

【００４３】前記外部情報検知手段７２は、空調装置の
オンオフスイッチであるエアコンスイッチ７３、車室の
温度を設定するための温度設定器７４、車室の温度を検
出するための温度センサ７５、及び吐出室２２の圧力Ｐ
ｄを検知するための吐出圧力センサ７７を備えている。

【００４４】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして作動ロッド４０の配置位置つま
り弁開度が決まる。

【００４５】まず、図３に示すように、コイル６７への
通電がない場合（デューティ比＝０％）は、作動ロッド
４０の配置には、感圧部材付勢バネ５５及び弁体付勢バ
ネ５６の下向き付勢力の作用が支配的となる。従って、
作動ロッド４０は最下動位置に配置され、弁体部４３は
連通路４７を全開とする。従って、クランク圧Ｐｃは、
その時おかれた状況下において取り得る最大値となり、
同クランク圧Ｐｃと圧縮室２９の内圧とのピストン２０
を介した差は大きくて、斜板１２は傾斜角度を最小とし
て圧縮機の吐出容量は最小となっている。

【００４６】前記制御コンピュータ７０は、エアコンス
イッチ７３がオフ状態にある等の冷房不要又は車両の急
加速状態への移行等の冷房不許可（所謂加速カット要
求）を検知すると、制御弁ＣＶに対して圧縮機の吐出容
量を最小化するための最小化指令信号を出力する。つま
り、コイル６７への通電デューティ比を０％とすること
を駆動回路７１に指令する。

【００４７】従って、図２に示すように圧縮機の吐出容
量が最小化され、この最小吐出容量では遮断弁６９にお
いて吐出室２２側の圧力Ｐｄが所定値よりも低くなり、
よって同遮断弁６９が閉じられて、外部冷媒回路３０を
経由した冷媒の循環が停止される。つまり、遮断弁６９
は、圧縮機の吐出容量の最小化に連動して、外部冷媒回
路３０を経由した冷媒循環を停止させる。また、斜板１
２の最小傾斜角度はゼロではないため、圧縮機の吐出容
量が最小化されても、吸入室２１から圧縮室２９への冷
媒ガスの吸入、及び吸入冷媒ガスの圧縮、並びに圧縮室
２９から吐出室２２への冷媒ガスの吐出は行われる。

【００４８】従って、前記圧縮機の内部には、圧縮室２
９→吐出室２２→給気通路２８→クランク室５→抽気通
路２７→吸入室２１→（圧縮室２９）よりなる循環回路
が形成され、同内部冷媒循環回路を冷媒とともに潤滑油
が循環される。このため、外部冷媒回路３０からの潤滑
油を含む冷媒の帰還がなくとも、各摺動部分（例えばピ
ストン２０とシリンダボア１ａとの間）の潤滑は良好に
維持される。

【００４９】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル６
７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比（＞
０％）の通電がなされると、上向きの電磁付勢力が感圧
部材付勢バネ５５及び弁体付勢バネ５６による下向き付
勢力を上回り、作動ロッド４０が上動を開始する。この
状態では、可動鉄心付勢バネ６６の上向きの付勢力によ
って加勢された上向き電磁付勢力が、感圧室４８内の吸
入圧Ｐｓに基づく感圧部材５４の上向き付勢力によって
減勢された、感圧部材付勢バネ５５及び弁体付勢バネ５
６の下向き押圧力に対抗する。そして、これら上下付勢
力が均衡する位置に、作動ロッド４０の弁体部４３が弁
座５３に対して位置決めされる。

【００５０】つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル６７へ
の通電デューティ比によって決定された吸入圧Ｐｓの制
御目標（設定吸入圧力）を維持するように、この吸入圧
Ｐｓの変動に応じて内部自律的に作動ロッド４０を位置
決めする構成となっている。また、この設定吸入圧力
は、コイル６７への通電デューティ比を調節することで
外部から変更可能となっている。

【００５１】（本実施形態の特徴点）図４のグラフに示
すように前記制御コンピュータ７０は、吐出圧力センサ
７７からの吐出圧力Ｐｄ情報が第１所定値Ｌ１よりも下
回った状態から同所定値Ｌ１以上となると、冷房負荷
（設定温度情報や検出温度情報等）を無視し、駆動回路
７１に対してコイル６７への通電デューティ比を０％と
することを指令する（最小化指令）。従って、圧縮機の
吐出容量が直ちに最小化され、吐出圧力Ｐｄは速やかに
低下傾向へ移行する。よって、外部冷媒回路３０の配管
等に、高吐出圧力Ｐｄに基づく過大な負荷がかかること
を防止できる。

【００５２】前記制御コンピュータ７０は、圧縮機の吐
出容量の最小化を指令する直前に駆動回路７１へ指令し
ていたデューティ比を、吐出容量復帰時の目標値（復帰
用デューティ比）として記憶する。そして、制御コンピ
ュータ７０は、吐出圧力Ｐｄが第１所定値Ｌ１未満であ
る第２所定値Ｌ２以下にまで低下してくると、記憶して
おいた復帰用デューティ比でのコイル６７の通電を駆動
回路７１に指令し、従って冷房負荷に応じた圧縮機の吐
出容量制御が再開されることとなる。

【００５３】本実施形態においては次のような効果を奏
する。 （１）前記制御コンピュータ７０は、吐出圧力Ｐｄが過
大に高くなると、圧縮機の吐出容量を直ちに最小化す
る。従って、遮断弁６９によって外部冷媒回路３０を経
由した冷媒循環が停止されるとともに、同圧縮機内部に
はゼロではない最小吐出容量によって内部冷媒循環回路
が形成されることとなる。よって、圧縮機外部に潤滑油
が排出されることがなく、内部冷媒循環に伴う潤沢な潤
滑油循環によって、ピストン２０とシリンダボア１ａと
の間等の摺動部分の好適な潤滑を確実に維持することが
できる。

【００５４】（２）前記制御コンピュータ７０が最小化
指令信号を出力する吐出圧力Ｐｄのしきい値（第１所定
値Ｌ１）と、同制御コンピュータ７０が最小化指令信号
の出力を停止する吐出圧力Ｐｄのしきい値（第２所定値
Ｌ２）とがそれぞれ異なるようにするヒステリシスな特
性とされている。従って、単一しきい値のみが設定され
ている場合に発生しがちな最小化指令信号の出力／停止
の瞬間多発を回避し、圧縮機の吐出容量制御を安定した
ものとすることができる。

【００５５】（３）例えば、前記圧縮機において斜板１
２の傾斜角度をゼロに設定することで、最小吐出容量を
ゼロ容量に設定したとする。この場合、斜板１２の傾斜
角度がゼロとなってピストン２０がストロークしなくな
ると、言い換えれば冷媒ガスの圧縮が行われなくなる
と、クランク室５の圧力Ｐｃと圧縮室２９の圧力との間
に差をつけることができなくなり、斜板１２の傾斜角度
をゼロから離脱（増大）させることが不可能となる。従
って、このような場合には、クランク圧制御機構とは別
個の容量制御手段を必要とし、容量制御構成が複雑とな
ってしまう。

【００５６】しかし、本実施形態においては最小吐出容
量がゼロ容量に設定されていないため、クランク圧Ｐｃ
の制御によって吐出容量を最小状態から離脱（増大）さ
せることができる。従って、容量制御構成としてはクラ
ンク圧制御機構のみでよく、同容量制御構成を簡単とす
ることができる。

【００５７】（４）前記制御弁ＣＶは、感圧部材５４に
よる弁体部４３の位置決め動作の基準となる設定吸入圧
力を外部から変更可能なソレノイド部６０を備えてい
る。従って、ソレノイド部６０を備えないものつまり単
一の設定吸入圧力しか有しないものと比較して、きめ細
やかな空調制御を行い得る。

【００５８】（５）前記制御弁ＣＶは、給気通路２８の
開度を調節することでクランク圧Ｐｃを調節する所謂入
れ側制御弁である。従って、同制御弁ＣＶは、圧縮機の
吐出容量を最小化するにあたり給気通路２８の開度を全
開とする。よって、同給気通路２８を内部冷媒循環用の
通路の一部として利用することができ、圧縮機の構成の
簡素化を図り得る。

【００５９】（６）前記駆動軸６は、エンジンＥに直結
されて同エンジンＥの稼動時には常時回転駆動される。
従って、本実施形態の圧縮機においては、冷房停止時に
おけるエンジンＥの動力損失を軽減するために、所謂ク
ラッチ付きの圧縮機と比較して最小吐出容量を遥かに小
さく（ゼロ近傍に）設定せざるを得ず、最小吐出容量付
近において外部冷媒回路３０からの帰還冷媒が少なくな
る問題を生じ易い。言い換えれば、クラッチレス圧縮機
において本発明を具体化することは、その効果を奏する
のに特に有効となる。

【００６０】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。 ・制御弁ＣＶは上記実施形態の態様の所謂設定吸入圧力
可変弁に限定されるものではなく、例えば、設定吐出圧
力可変弁としてもよい。同設定吐出圧力可変弁は、設定
圧力変更手段によって決定された吐出圧力Ｐｄの制御目
標（設定吐出圧力）を維持するように、この吐出圧力Ｐ
ｄの変動に応じて内部自律的に弁体を位置決めする構成
を有している。

【００６１】・冷媒循環回路において圧力監視点を、第
１圧力監視点（例えば吐出圧力領域）と同第１圧力監視
点よりも低圧側の第２圧力監視点（例えば吐出圧力領
域）の二点に設定する。制御弁の感圧機構を、第１圧力
監視点と第２圧力監視点との圧力差を検知可能とすると
ともに、両圧力監視点間の圧力差の変動に基づいて感圧
部材が変位することで、同圧力差の変動を打ち消す側に
容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を
動作させる構成とする。従って、設定圧力変更手段が感
圧部材に付与する力を外部からの制御によって変更する
ことで、同感圧部材による弁体の位置決め動作の基準と
なる設定差圧が変更されることとなる。

【００６２】・制御弁ＣＶから内部自律構成（感圧機
構）を削除し、単なる電磁弁構成とすること。 ・制御弁ＣＶを、給気通路２８ではなく抽気通路２７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。

【００６３】・斜板１２の最小傾斜角度をゼロに設定
し、圧縮機の最小吐出容量がゼロ容量となるようにする
こと。このようにすれば、圧縮機の最小吐出容量状態で
はピストン２０がストロークしなくなるため、駆動軸６
が回転されても不必要な冷房（言い換えれば外部冷媒回
路３０への冷媒の吐出）が行われることはないし、ピス
トン２０とシリンダボア１ａとの間の潤滑の問題はなく
なる。従って、遮断弁６９を削除することができる。

【００６４】・駆動軸６の回転速度を検出するための回
転速度センサを外部情報検知手段７２に備える。そし
て、制御コンピュータ７０が、駆動軸６の回転速度に応
じて少なくとも第１所定値Ｌ１を変更するように構成す
ること。つまり、同じ吐出圧力Ｐｄでも駆動軸６の回転
速度つまりピストン２０の移動速度が高ければ、同ピス
トン２０とシリンダボア１ａとの間の潤滑が厳しくなる
ため、この場合には制御コンピュータ７０は第１所定値
Ｌ１を低めに変更する。逆に、同制御コンピュータ７０
は、駆動軸６の回転速度が低ければ第１所定値Ｌ１を高
めに変更する。この構成によれば、空調装置の保護と冷
房要求を満たすこととを高次元でバランスさせることが
できる。

【００６５】・上記実施形態において遮断弁６９は圧縮
機の吐出側を遮断する構成であったが、吸入側を遮断す
る構成であってもよい。 ・ワッブルタイプの容量可変型圧縮機の制御装置に具体
化すること。

【００６６】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、前記容量可変型圧縮機の駆動軸の回
転速度を検知可能な回転速度検知手段を備え、制御手段
は回転速度検知手段からの回転速度情報に応じて、最小
化指令信号を出力するしきい値吐出圧力を変更する請求
項１〜６のいずれかに記載の制御装置。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、高
吐出圧力対応時において、容量可変型圧縮機内部の摺動
部分が潤滑不良に陥ることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 容量可変型斜板式圧縮機の断面図。

【図２】 最小吐出容量状態にある容量可変型斜板式圧
縮機の断面図。

【図３】 制御弁の断面図。

【図４】 制御コンピュータの動作を説明するグラフ。

【符号の説明】

５…クランク室、６…駆動軸、１２…カムプレートとし
ての斜板、２０…ピストン、２１…吸入室、２２…吐出
室、２７…内部冷媒循環回路を構成する抽気通路、２８
…同じく給気通路、２９…圧縮室、３０…外部冷媒回
路、７０…制御手段としての制御コンピュータ、７７…
吐出圧力検知手段としての吐出圧力センサ、Ｅ…外部駆
動源としての車両のエンジン、ＣＶ…制御弁。

フロントページの続き (72)発明者 奥野 卓也 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 AA12 AA27 BA12 BA37 BA44 CA02 CA03 CA13 CA29 DA25 DA43 DA47 EA13 EA33 EA38 EA42 3H076 AA06 BB17 BB32 CC05 CC12 CC20 CC61 CC84 CC85

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部冷媒回路と共に空調装置の冷媒循環
   回路を構成し、ピストンが連結されたカムプレートを収
   容するクランク室の圧力を調節することで、カムプレー
   トの傾斜角度を変更して吐出容量を最小と最大との間で
   変更可能であって、最小吐出容量がゼロ容量に設定され
   ているか、或いは最小吐出容量がゼロ容量に設定されて
   いない場合には、同最小吐出容量時において外部冷媒回
   路を経由した冷媒循環が停止されるとともに吐出室、ク
   ランク室、吸入室及び圧縮室を経由した内部冷媒循環が
   行われる構成を有した容量可変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、 前記クランク室の圧力を変化させるための弁開度を指令
   信号に基づいて制御可能な制御弁と、 前記冷媒循環回路の吐出圧力領域の圧力を検知可能な吐
   出圧力検知手段と、 前記吐出圧力検知手段からの吐出圧力情報が所定値以上
   となった場合には、容量可変型圧縮機の吐出容量を最小
   化する指令信号を制御弁に対して出力する制御手段とを
   備えた制御装置。
2. 【請求項２】 前記所定値を第１所定値とし、制御手段
   は吐出圧力が第１所定値未満の状態から同第１所定値以
   上となった場合には、吐出圧力が第１所定値未満の第２
   所定値以下となるまで最小化指令信号の出力を継続する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記容量可変型圧縮機の最小吐出容量は
   ゼロ容量ではなく、同容量可変型圧縮機にはその最小吐
   出容量に連動することで外部冷媒回路を経由した冷媒の
   循環を停止させる外部冷媒循環停止手段が備えられてい
   る請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御弁は、 前記冷媒循環回路に設定された圧力監視点の圧力を検知
   可能であって、同圧力監視点の圧力変動に基づいて感圧
   部材が変位することで、同圧力変動を打ち消す側に容量
   可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体を動作
   させる感圧機構と、 前記感圧部材に付与する力を外部からの制御によって変
   更することで、同感圧部材による弁体の位置決め動作の
   基準となる設定圧力を変更可能な設定圧力変更手段とを
   備えている請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
5. 【請求項５】 前記容量可変型圧縮機には、吐出室とク
   ランク室とを接続する給気通路及びクランク室と吸入室
   とを接続する抽気通路が備えられ、制御弁は給気通路の
   開度を調節することでクランク室の圧力を調節する構成
   である請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
6. 【請求項６】 前記容量可変型圧縮機の駆動軸は外部駆
   動源に直結されて、同外部駆動源の稼動時には常時回転
   駆動される請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。