JP2002303276A - 容量可変型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容量可変型圧縮機の耐久性を向上させることが
可能な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、容量可変型圧縮
機が最小吐出容量状態において、発熱状態検出手段７６
〜７７から提供される情報が圧縮機の発熱状態の悪化を
示す場合には、容量可変型圧縮機を最小吐出容量状態か
ら離脱させる保護制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用空調
装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）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】この種の圧縮機としては、車両のエンジ
ンとの間の動力伝達経路上にクラッチ機構を備えないク
ラッチレスタイプが存在する。このクラッチレス圧縮機
としては一般的に容量可変型が用いられている。このク
ラッチレス圧縮機は、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であるとともに、冷房不要（エア
コンスイッチオフ等）に対しては吐出容量を最小化して
対応する。

【０００３】前記クラッチレス圧縮機においては、冷房
不要時のエンジンの負荷を軽減するために、最小吐出容
量がゼロ近くに設定されている。従って、最小吐出容量
時には冷媒循環回路の冷媒流量が少なくなり、冷媒とと
もに圧縮機へ帰還する潤滑油の量が少なくなってしま
う。このため、従来においては、圧縮機の吐出容量が最
小化されると、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→クランク室→吸入室→圧縮室
→（吐出室）を経由する内部冷媒循環回路が形成される
ようになっている。よって、この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ととなり、各摺動部分
の潤滑状態が良好に維持される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、冬場や夜間
等においては、空調装置をオンオフするエアコンスイッ
チのオフ状態、つまりクラッチレス圧縮機の最小吐出容
量状態（内部冷媒循環）が長時間続くことがある。圧縮
機の内部冷媒循環が長時間続くと、この循環冷媒及び潤
滑油の温度が内部での熱篭りにより過大に上昇して、圧
縮機の構成部品が熱的に厳しくなる問題があった。

【０００５】特に冷媒として二酸化炭素を用いた場合に
は、冷媒圧力がフロン冷媒を用いた場合よりも遥かに高
くなる。従って、最小吐出容量状態において圧縮機内部
の温度がフロン冷媒の場合よりも過大に上昇しがちであ
る。

【０００６】本発明の目的は、容量可変型圧縮機の耐久
性を向上させることが可能な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】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、クランク圧制御手段と、発熱状態
検出手段と、保護制御手段とを備えている。クランク圧
制御手段は、クランク室の圧力を変更可能である。発熱
状態検出手段は、容量可変型圧縮機の発熱状態を表わす
物理量及び／又は同圧縮機の発熱状態に影響を与える物
理量を検出する。保護制御手段は、容量可変型圧縮機が
最小吐出容量状態において、発熱状態検出手段からの検
出情報が発熱状態の悪化を示す場合には、容量可変型圧
縮機の最小吐出容量状態からの離脱をクランク圧制御手
段に指令する。

【０００８】この構成においては、最小吐出容量状態に
ある容量可変型圧縮機の発熱状態が、悪化された及び／
又は悪化されようとする場合には、圧縮機を最小吐出容
量状態から離脱させる（保護制御）。従って、外部冷媒
回路を経由した冷媒循環が開始されて、内部に保持して
いた高温な冷媒及び潤滑油の外部への排出、及び外部冷
媒回路からの比較的低温な冷媒及び潤滑油の導入が行わ
れる。その結果、圧縮機内部の熱篭りが防止され、同圧
縮機の構成部品を熱的に厳しい状況から解放することが
できる。よって、圧縮機の耐久性の向上を図ることがで
き、フロン冷媒よりも遥かに高圧となる二酸化炭素を冷
媒として採用することも容易となる。

【０００９】請求項２の発明は請求項１において、前記
クランク圧制御手段は、容量可変型圧縮機のクランク室
と冷媒循環回路（冷凍サイクル）の吐出圧力領域とを接
続する給気通路、又はクランク室と冷媒循環回路の吸入
圧力領域とを接続する抽気通路の開度を調節可能な制御
弁を備えている。制御弁は、感圧機構と設定差圧変更手
段とを備えている。感圧機構は、冷媒循環回路に設定さ
れた二つの圧力監視点間の圧力差を検出可能であって、
この二つの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。設定差圧変更手段は、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、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を変更
可能である。

【００１０】この構成においては、前記二点間差圧には
冷媒循環回路の冷媒流量が反映されているため、外部か
ら設定差圧変更手段を制御することは、冷媒流量を直接
的に制御することに他ならない。従って、保護制御時に
おいて、圧縮機内部の冷却に必要な量の冷媒流量を確実
に実現することができ、この冷却動作を効率良く行い得
る。

【００１１】請求項３の発明は請求項１又は２におい
て、前記発熱状態検出手段は、駆動軸の回転速度又はそ
れと相関を有する物理量を検出する回転速度センサを備
えている。前記保護制御手段は、回転速度センサからの
回転速度情報が基準回転速度以上の場合に、容量可変型
圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱をクランク圧制御
手段に指令する。

【００１２】この構成においては、圧縮機の発熱状態に
影響を与える因子である駆動軸の回転速度を把握するこ
とで、発熱状態の悪化を予測して先手を打った保護制御
の介入が可能となる。

【００１３】請求項４の発明は請求項３において、前記
保護制御手段は、基準回転速度以上の状態が所定時間以
上継続された場合に、容量可変型圧縮機の最小吐出容量
状態からの離脱を指令することを特徴としている。

【００１４】この構成においては、例えば、短時間だけ
駆動軸の回転速度が基準回転速度以上となるような、圧
縮機の発熱状態にほとんど悪影響を与えない状況での保
護制御の介入を排除することができる。

【００１５】請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか
において、前記発熱状態検出手段は、容量可変型圧縮機
内部の冷媒温度及び／又はそれと相関を有する物理量を
検出する冷媒温度センサを備えている。前記保護制御手
段は、冷媒温度センサからの冷媒温度情報が基準冷媒温
度以上の場合に、容量可変型圧縮機の最小吐出容量状態
からの離脱をクランク圧制御手段に指令する。

【００１６】この構成においては、圧縮機の発熱状態を
直接的に把握することとなり、的確な保護制御の介入を
行い得る。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は車両用空調装置に用い
られ、同圧縮機の外部駆動源としては車両の走行駆動源
が利用されていることを特徴としている。

【００１７】この構成においては、走行駆動源によって
駆動軸が回転駆動される。請求項７の発明は請求項６に
おいて、前記容量可変型圧縮機の駆動軸は、走行駆動源
に対してクラッチ機構を介することなく直結されている
ことを特徴としている。

【００１８】この構成においては、走行駆動源の稼動時
には駆動軸が常時回転駆動される。

【００１９】

【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。

【００２０】（容量可変型斜板式圧縮機）図１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。

【００２１】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、斜板収容室であるクラン
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直結され
ている。従って、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。

【００２２】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（図面には一つのみ示す）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】（クランク圧制御手段）前記クランク室５
の圧力（クランク圧Ｐｃ）を制御するためのクランク圧
制御手段は、図１に示す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。なお、制御弁ＣＶがその開度を小さくすれば
圧縮機の吐出容量は増大し、逆に開度を大きくすれば吐
出容量は減少されることとなる。

【００２８】（冷媒循環回路）図１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とから構成されるととも
に、冷媒としては二酸化炭素が用いられている。外部冷
媒回路３０は、凝縮器３１、膨張弁３２及び蒸発器３３
を備えている。

【００２９】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３１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。同遮断弁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、吐出圧力センサ（図示しな
い）の検出値に応じて後述する制御コンピュータ７０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、同遮断弁６９は、斜板１２の最小傾斜角度に機械的
に連動して冷媒通路を遮断するタイプであってもよい。

【００３０】第１圧力監視点Ｐ１は吐出室２２内に設定
されている。第２圧力監視点Ｐ２は、第１圧力監視点Ｐ
１から凝縮器３１側（下流側）へ所定距離だけ離れた冷
媒通路の途中（遮断弁６９よりも吐出室２２寄り）に設
定されている。同冷媒通路において両圧力監視点Ｐ１，
Ｐ２間には固定絞り６８が配設されている。

【００３１】（制御弁）図２に示すように、前記制御弁
ＣＶのバルブハウジング４５内には、弁室４６、連通路
４７及び感圧室４８が区画されている。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に挿入された作動ロッド４０の上端部によって遮
断されている。

【００３２】前記弁室４６は、給気通路２８の上流部を
介して吐出室２２と連通されている。連通路４７は、給
気通路２８の下流部を介してクランク室５に連通されて
いる。弁室４６及び連通路４７は給気通路２８の一部を
構成する。

【００３３】前記弁室４６内には、作動ロッド４０の中
間部に形成された弁体部４３が配置されている。弁室４
６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２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。

【００３４】前記感圧室４８内には、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に固定されている。従っ
て、感圧室４８内は、有底円筒状をなす感圧部材５４に
よって、同感圧部材５４の内空間である第１圧力室５５
と、同感圧部材５４の外空間である第２圧力室５６とに
区画されている。感圧部材５４の下端部には作動ロッド
４０の上端部が嵌入されている。

【００３５】前記第１圧力室５５は、第１検圧通路３７
を介して第１圧力監視点Ｐ１である吐出室２２と連通さ
れている。また、第２圧力室５６は、第２検圧通路３８
を介して第２圧力監視点Ｐ２と連通されている。つま
り、第１圧力室５５には第１圧力監視点Ｐ１の監視圧力
ＰｄＨが導かれ、第２圧力室５６には第２圧力監視点Ｐ
２の監視圧力ＰｄＬが導かれている。前記感圧室４８、
感圧部材５４、第１及び第２圧力室５５，５６等によっ
て感圧機構が構成されている。

【００３６】前記バルブハウジング４５の下方側には、
設定差圧変更手段としてのソレノイド部６０が配設され
ている。同ソレノイド部６０は、バルブハウジング４５
の最下方にソレノイド室６３を備えている。同ソレノイ
ド室６３内には、上部に固定鉄心６２が固定配置される
とともに、同固定鉄心６２の下方側には可動鉄心６４が
上下方向へ移動可能に収容されている。固定鉄心６２に
は、作動ロッド４０の下端側が摺動可能に挿通支持され
ている。作動ロッド４０の下端部は、ソレノイド室６３
内において可動鉄心６４に嵌合固定されている。ソレノ
イド室６３において固定鉄心６２と可動鉄心６４との間
には、弁体付勢バネ６６が収容されている。同弁体付勢
バネ６６は、可動鉄心６４を介して作動ロッド４０（弁
体部４３）を図面下方に向けて付勢する。

【００３７】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、外部情報検出手
段７２からの外部情報に応じた制御コンピュータ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６
２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、この印加電圧の調整に
はＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採用されている。

【００３８】前記外部情報検出手段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
出するための車室温度センサ７５、外気温度を検出する
ための外気温度センサ７６、圧縮機のハウジング１，
２，４の温度を検出するためのハウジング温度センサ７
７、圧縮内部を流通される流体（冷媒及び潤滑油）の温
度を検出するための冷媒温度センサ７８、及び、駆動軸
６の回転速度と一義的な関係にあるエンジンＥの出力軸
の回転速度を検出するための回転速度センサ７９からな
っている。

【００３９】本実施形態においては、前記制御コンピュ
ータ７０が保護制御手段をなすとともに、前記外部情報
検出手段７２において、外気温度センサ７６、ハウジン
グ温度センサ７７、冷媒温度センサ７８及び回転速度セ
ンサ７９が発熱状態検出手段をなしている。

【００４０】圧縮機内部の冷媒温度が上昇すればハウジ
ング温度も上昇し、逆に冷媒温度が低下すればハウジン
グ温度も低下する。つまり、ハウジング温度は圧縮機内
部の冷媒温度と相関を有する物理量であり、共に圧縮機
の発熱状態を表わす物理量である。従って、ハウジング
温度センサ７７は、もう一つの冷媒温度センサとして捉
えることもできる。また、外気温度或いはエンジンＥ
（駆動軸６）の回転速度が上昇すれば圧縮機内部の冷媒
温度も上昇し、逆に外気温度或いはエンジンＥの回転速
度が低下すれば冷媒温度も低下する。つまり、外気温度
及びエンジンＥの回転速度は、圧縮機内部の冷媒温度つ
まり圧縮機の発熱状態に影響を与える物理量である。

【００４１】（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。

【００４２】まず、図２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５４自身が有するバネ性（以
下ベローズバネ５４と呼ぶ）に基づく下向き付勢力、及
び弁体付勢バネ６６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。

【００４３】前記制御コンピュータ７０は、エアコンス
イッチ７３がオフ状態の場合や、同スイッチ７３がオン
状態であっても冷房負荷が無い（例えば車室温度が設定
温度よりも遥かに低い）場合には、コイル６７への通電
デューティ比を０％として圧縮機の吐出容量を最小化す
る。圧縮機の吐出容量が最小では、遮断弁６９において
吐出室２２側の圧力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。また、斜板１２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、
吸入冷媒ガスの圧縮、及び圧縮室２９から吐出室２２へ
の冷媒ガスの吐出は行われる。

【００４４】従って、前記圧縮機の内部には、吐出室２
２→給気通路２８→クランク室５→抽気通路２７→吸入
室２１→圧縮室２９→（吐出室２２）よりなる循環回路
が形成され、同内部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（例えば斜板１
２とシュー１９との間）の潤滑は良好に維持される。

【００４５】なお、前記「斜板１２の最小傾斜角度がゼ
ロではない」旨の記載は、あくまで斜板１２の傾斜角度
が安定化した状態について述べているものである。つま
り、圧縮機の吐出容量が最小へ移行する過渡状態におい
ては、圧縮機の構造上、斜板１２の傾斜角度がゼロ或い
は駆動軸６に対する傾斜方向が反転する現象が生じるこ
ともある。

【００４６】次に、エアコンスイッチ７３のオン状態に
て冷房負荷が生じる等して、前記制御弁ＣＶのコイル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ベロ
ーズバネ５４及び弁体付勢バネ６６による下向き付勢力
を凌駕し、作動ロッド４０が上動を開始する。この状態
では、弁体付勢バネ６６の下向きの付勢力によって減勢
された上向き電磁付勢力が、ベローズバネ５４の下向き
付勢力によって加勢された二点間差圧ΔＰｄに基づく下
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て、圧縮機の吐出容量が調節され
る。

【００４７】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二点間差圧ΔＰ
ｄ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の変動に応じて内部自律的に作動ロッド４
０を位置決めする構成となっている。また、この設定差
圧は、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。

【００４８】（本実施形態の特徴点）前述したように前
記制御コンピュータ７０は、エアコンスイッチ７３がオ
フ又は冷房負荷が無い等の場合には、通常は、制御弁Ｃ
Ｖのコイル６７への通電デューティ比を０％とする。従
って、圧縮機は、吐出容量が最小で内部冷媒循環が行わ
れることとなる。このような状況において制御コンピュ
ータ７０は、図３のフローチャートに示す演算処理を行
う。

【００４９】すなわち、ステップ（以下単にＳとする）
１０１において、発熱状態検出手段７６〜７９からの検
出情報に基づいて、圧縮機の発熱状態Ｎが悪化状態（Ｎ
≧Ｎｓｔ）にあるか否かを判定する。圧縮機の発熱状態
が悪化状態にあるとは、外気温度が予め設定された基準
外気温度以上であること、ハウジング温度が予め設定さ
れた基準ハウジング温度以上であること、冷媒温度が予
め設定された基準冷媒温度以上であること、エンジンＥ
の回転速度が予め設定された基準回転速度以上でかつこ
の状態が所定時間以上継続された状態にあることの少な
くとも一つが満たされる状態を指す。

【００５０】前記Ｓ１０１判定がＮｏであるなら、Ｓ１
０２処理においてコイル６７への通電デューティ比が、
エアコンスイッチ７３のオフ又は冷房負荷無し等に応じ
た０％に維持される。つまり、圧縮機の最小吐出容量状
態が維持され、内部冷媒循環が継続される。

【００５１】逆に、前記Ｓ１０１判定がＹｅｓであるな
ら、Ｓ１０３処理においてコイル６７への通電デューテ
ィ比が、エアコンスイッチ７３のオフ或いは冷房負荷無
し等を無視して、０％からデューティ比可変範囲の例え
ば中間付近の値に変更される（保護制御）。従って、圧
縮機が最小吐出容量状態から離脱され、外部冷媒回路３
０を経由した冷媒循環が開始されて、内部に保持してい
た高温な冷媒及び潤滑油の外部への排出、及び外部冷媒
回路３０からの比較的低温な冷媒及び潤滑油の導入が行
われる。よって、圧縮機内部での熱篭り状態が解消さ
れ、同圧縮機の構成部品を熱的に厳しい状況から解放す
ることができる。また、圧縮機の吐出容量の増大によ
り、同圧縮機内部を流通する潤滑油量の増大も期待で
き、各摺動部分の潤滑も良好となる。

【００５２】本実施形態においては次のような効果を奏
する。 （１）最小吐出容量状態にある圧縮機の発熱状態が悪化
された場合には、同圧縮機を最小吐出容量状態から離脱
させるようにした。従って、上述したように、圧縮機の
構成部品を熱的に厳しい状況から解放することができる
し、各摺動部分の潤滑も良好となる。よって、圧縮機の
耐久性の向上を図ることができ、フロン冷媒よりも遥か
に高圧となる二酸化炭素を冷媒として採用することも容
易となる。

【００５３】（２）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二点間差圧ΔＰｄの制
御目標を維持するように、この二点間差圧ΔＰｄ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、この設定差圧は、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。この二点間差圧ΔＰｄには冷媒循環回路
の冷媒流量が反映されているため、コイル６７への通電
デューティ比を調節することは、冷媒流量を直接的に制
御することに他ならない。従って、保護制御において制
御弁ＣＶを所定のデューティ比で駆動すれば、圧縮機内
部の冷却に必要な量の冷媒流量を確実に実現することが
でき、この冷却動作を効率良く行い得る。

【００５４】（３）制御コンピュータ７０は、圧縮機の
発熱状態を判定するにあたり、外気温度及びエンジンＥ
の回転速度を参照している。このように、圧縮機の発熱
状態に影響を与える因子である外気温度及びエンジンＥ
の回転速度を把握することで、この発熱状態の悪化を予
測して先手を打った保護制御の介入が可能となる。これ
は、圧縮機の耐久性のさらなる向上につながる。

【００５５】（４）制御コンピュータ７０は、エンジン
Ｅの基準回転速度以上での運転が所定時間以上継続され
た場合に保護制御を行う。従って、例えば、車両の加速
時のように、エンジンＥの回転速度が短時間だけ基準回
転速度を上回るような、発熱状態にほとんど悪影響を与
えない状況での保護制御の介入を避けることができ、こ
の保護制御（圧縮機の負荷トルクが増大する）がエンジ
ンＥの制御つまり車両の走行に悪影響を与えることを極
力抑制することが可能となる。

【００５６】（５）制御コンピュータ７０は、圧縮機の
発熱状態を判定するにあたり、ハウジング温度及び冷媒
温度を参照している。このように、圧縮機の発熱状態を
直接的に把握することで、保護制御を的確に介入させる
ことが可能となる。

【００５７】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。 ・上記実施形態においては、外気温度が予め設定された
基準外気温度以上であること、ハウジング温度が予め設
定された基準ハウジング温度以上であること、冷媒温度
が予め設定された基準冷媒温度以上であること、エンジ
ンＥの回転速度が予め設定された基準回転速度以上でか
つこの状態が所定時間以上継続された状態にあることの
一つでも満たされたなら保護制御が介入されることとな
っていた。これを変更し、これら条件のうちの少なくと
も二つ又は三つ或いは四つが満たされた場合にのみ、保
護制御が介入されるように構成すること。

【００５８】・保護制御時において制御弁ＣＶを駆動す
るデューティ比を、発熱状態の悪化の度合いに応じて変
更すること。例えば、エンジンＥの回転速度が高いほ
ど、制御弁ＣＶを駆動するデューティ比を増大させて、
外部循環する冷媒流量を増大させること。

【００５９】・図１において「別例」として示すよう
に、第１圧力監視点Ｐ１を蒸発器３３と吸入室２１とを
含む両者の間の吸入圧力領域（図面においては冷媒通路
の途中）に設定するとともに、第２圧力監視点Ｐ２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
（図面においては吸入室２１内）に設定すること。

【００６０】・例えば、第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２
２と凝縮器３１とを含む両者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５に設
定すること。つまり、圧力監視点は、上記実施形態のよ
うに、冷媒循環回路の主回路である冷凍サイクル（外部
冷媒回路３０（蒸発器３３）→吸入室２１→圧縮室２９
→吐出室２２→外部冷媒回路３０（凝縮器３１））へ設
定すること、さらに詳述すれば冷凍サイクルの高圧領域
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２８→クランク室５→
抽気通路２７）を構成する、中間圧領域としてのクラン
ク室５に設定しても良い。

【００６１】・制御弁ＣＶの感圧構造を、吸入圧力Ｐｓ
又はクランク圧Ｐｃ或いは吐出圧力Ｐｄのいずれかの絶
対値により動作される構成とすること。例えば、上記実
施形態において圧力監視点をＰ１のみとし、第２圧力室
５６を真空とするか或いは大気に開放すること。

【００６２】・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。 ・ワッブル式の容量可変型圧縮機の制御装置において具
体化すること。

【００６３】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。 （１）前記二つの圧力監視点は、冷媒循環回路の吐出圧
力領域にそれぞれ設定されている請求項２に記載の制御
弁。

【００６４】（２）前記二つの圧力監視点は、冷媒循環
回路の吸入圧力領域にそれぞれ設定されている請求項２
に記載の制御弁。 （３）前記二つの圧力監視点は、一つが冷媒循環回路の
吐出圧力領域に設定されているとともに、もう一つが冷
媒循環回路の中間圧領域に設定されている請求項２に記
載の制御弁。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、圧
縮機の耐久性の向上を図ることができ、フロン冷媒より
も遥かに高圧となる二酸化炭素を冷媒として採用するこ
とも容易となる。

【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】 制御弁の断面図。

【図３】 制御コンピュータによる処理を説明するフロ
ーチャート。

【符号の説明】

５…クランク室、６…駆動軸、２１…吸入室、２２…吐
出室、２７…クランク圧制御手段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…保護制御手段としての制御コンピュータ、
７６…発熱状態検出手段を構成する外気温度センサ、７
７…同じくハウジング温度センサ、７８…同じく冷媒温
度センサ、７９…同じく回転速度センサ、Ｅ…外部駆動
源としてのエンジン、ＣＶ…クランク圧制御手段を構成
する制御弁。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA12 AA27 BA02 BA14 BA31 BA43 CA01 CA11 CA24 DA25 DA43 DA47 EA04 EA13 EA14 EA16 EA17 EA26 EA38 EA42 3H076 AA06 BB03 BB26 BB28 BB32 BB43 CC12 CC16 CC20 CC28 CC31 CC46 CC84 CC85

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部駆動源によって駆動軸が回転駆動さ
   れることで二酸化炭素よりなる冷媒の圧縮を行なうとと
   もに、クランク室の圧力を調節することで吐出容量を変
   更可能であって、最小吐出容量状態では外部冷媒回路を
   経由した冷媒循環が停止されるとともに、吐出室からク
   ランク室及び吸入室を経由して圧縮室に至る内部冷媒循
   環回路が形成される構成の容量可変型圧縮機を制御する
   ための制御装置において、 前記クランク室の圧力を変更可能なクランク圧制御手段
   と、 前記容量可変型圧縮機の発熱状態を表わす物理量及び／
   又は同圧縮機の発熱状態に影響を与える物理量を検出す
   る発熱状態検出手段と、 前記容量可変型圧縮機が最小吐出容量状態において、発
   熱状態検出手段からの検出情報が発熱状態の悪化を示す
   場合には、容量可変型圧縮機の最小吐出容量状態からの
   離脱をクランク圧制御手段に指令する保護制御手段とを
   備えた制御装置。
2. 【請求項２】 前記クランク圧制御手段は、容量可変型
   圧縮機のクランク室と冷媒循環回路の吐出圧力領域とを
   接続する給気通路、又はクランク室と冷媒循環回路の吸
   入圧力領域とを接続する抽気通路の開度を調節可能な制
   御弁を備え、 前記制御弁は、 前記冷媒循環回路に設定された二つの圧力監視点間の圧
   力差を検出可能であって、この二つの圧力監視点間の圧
   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
   基準となる設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段とを
   備えている請求項１に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記発熱状態検出手段は駆動軸の回転速
   度又はそれと相関を有する物理量を検出する回転速度セ
   ンサを備え、前記保護制御手段は、回転速度センサから
   の回転速度情報が基準回転速度以上の場合に、容量可変
   型圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱をクランク圧制
   御手段に指令する請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 【請求項４】 前記保護制御手段は、基準回転速度以上
   の状態が所定時間以上継続された場合に、容量可変型圧
   縮機の最小吐出容量状態からの離脱を指令する請求項３
   に記載の制御装置。
5. 【請求項５】 前記発熱状態検出手段は容量可変型圧縮
   機内部の冷媒温度及び／又はそれと相関を有する物理量
   を検出する冷媒温度センサを備え、前記保護制御手段
   は、冷媒温度センサからの冷媒温度情報が基準冷媒温度
   以上の場合に、容量可変型圧縮機の最小吐出容量状態か
   らの離脱をクランク圧制御手段に指令する請求項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は車両用空調装置
   に用いられ、同圧縮機の外部駆動源としては車両の走行
   駆動源が利用されている請求項１〜５のいずれかに記載
   の制御装置。
7. 【請求項７】 前記容量可変型圧縮機の駆動軸は、走行
   駆動源に対してクラッチ機構を介することなく直結され
   ている請求項６に記載の制御装置。