JP2004060644A

JP2004060644A - 圧縮機装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP2004060644A
Application number: JP2003151391A
Authority: JP
Inventors: Michiyasu Nosaka; 野坂　倫保
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-02-26
Also published as: DE10325095A1; US20030226368A1; DE10325095B4; US6848262B2

Abstract

【課題】大容量のものでも低出力エンジンでのストールを防止して、低出力エンジンから高出力エンジンに至るまで同一仕様での標準化を可能とする圧縮機装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構５、３７を備える圧縮機１００と、冷凍サイクル装置２００の熱負荷に応じた電気信号量を供給して吐出容量可変機構５、３７を作動させ、圧縮機１００の吐出容量を可変させる制御装置３００とを有する圧縮機装置において、車両エンジン１の回転数が第１所定回転数Ａ以下となった時に、制御装置３００によって、電気信号量の第１上限値を第１変更最大値α１％から最大値１００％の間に規制して、吐出容量可変機構５、３７に電気信号を供給する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両用冷凍サイクル装置に配設される斜板式の可変容量型圧縮機に適用して好適な圧縮機装置およびその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可変容量型の圧縮機装置として、例えば、特許文献１に示されるものが知られている。この圧縮機装置は、車両用の冷凍サイクル装置内の冷媒を圧縮するもので、圧縮機ハウジング内の制御圧室に斜板が設けられ、この斜板にピストンが連結される斜板式の圧縮機と、制御圧室内の圧力を調節する圧力制御弁と、冷凍サイクル装置の熱負荷に応じて圧力制御弁に電流を供給することでその弁開度を可変する制御装置とから成っている。尚、圧縮機は車両エンジンの駆動力を受けて作動する。
【０００３】
そして、制御装置から圧力制御弁に供給される電流値に応じて圧力制御弁の弁開度が可変される。それに伴って制御圧室内の圧力が調節され、この圧力に応じて斜板の傾斜角度、更にはピストンのストロークが可変され、圧縮機としての吐出容量を可変可能としている。具体的に吐出容量を大きくする場合では、制御装置から供給される電流値を大きくすることで弁開度を小さくし、制御圧室内の圧力を下げ、斜板の傾斜を大きくし、ピストンのストロークを大きくすることで対応している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３２４７５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は、冷凍サイクル装置の熱負荷に応じて圧縮機の吐出容量を増減させるので、例えば車両エンジンが低出力のものであって、特にアイドリングのような低出力（低トルク）で作動している際に、吐出容量が最大側に可変されて圧縮機の作動トルクがエンジントルクを上回ると、エンジンがストール（停止）してしまう場合がある。しかも、従来技術に記載の圧力制御弁は吸入圧とのバランスにより開度が調整されることから、電磁弁への電流値とは関係なく、吸入圧により吐出容量が可変されるため、圧力制御弁により一義的に吐出容量を制御することが困難である。
【０００６】
この制御は圧縮機の吸入圧力を外部からの電気的信号により可変調節する方法であり、設定圧力に到達するまで圧縮機は大容量で運転され、設定圧力付近になると圧縮機容量は次第に容量が小さい側に可変容量運転となる。
【０００７】
つまり、圧縮機の運転容量は圧縮機の吸入圧力で左右され、蒸発器での熱負荷が高い状態では、圧縮機の圧力制御弁へのエアコン・オン信号（電流信号）が微小でも、実際の吸入圧力がその電気信号に対する設定吸入圧力を大きく上回っている状態だと圧縮機の運転容量は最大となって、圧縮機の駆動トルクは成り行きとなってしまう。この現象は、特に低出力のエンジン等の場合、大容量の圧縮機を使用するとエンジンがストール（停止）してしまうという事態が発生する。
【０００８】
よって、エンジンの出力に応じた体格の圧縮機を品揃えして、それぞれのエンジンに対応する必要が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、大容量のものでも低出力エンジンでのストールを防止して、低出力エンジンから高出力エンジンに至るまで同一仕様での標準化を可能とする圧縮機装置およびその制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、車両エンジン（１Ａ）の駆動力を受けて作動して冷凍サイクル装置（２００）内の冷媒を圧縮すると共に、一回転当たりの吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構（５、３７）を備える圧縮機（１００）と、冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じた電気信号量を供給して吐出容量可変機構（５、３７）を作動させ、吐出容量を相対的に可変すると共に、電気信号量を最大値（１００％）側にして吐出容量を増加させる最大値側モード、あるいは電気信号量を最小値（０％）側にして吐出容量を増加させる最小値側モードによって圧縮機（１００）の吐出容量を可変させる制御装置（３００）とを有する圧縮機装置において、車両エンジン（１Ａ）の回転数が第１所定回転数（Ａ）以下となった時に、制御装置（３００）によって、最大値側モードでは電気信号量の第１上限値を最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）から最大値（１００％）の間に規制して、あるいは最小値側モードでは電気信号量の第１下限値を最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）から最小値（０％）の間に規制して、吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
これにより、冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じて圧縮機（１００）の吐出容量が増加される際に、使用可能とする電気信号の第１上限値あるいは第１下限値が規制され、可変される吐出容量を圧縮機（１００）自身が有する最大吐出容量よりも小さい吐出容量に抑えることができるので、圧縮機（１００）の作動トルクを下げて、第１所定回転数（Ａ）以下となるような低出力時におけるエンジンストール（停止）を防止できる。
【００１３】
よって、高出力エンジンに対応可能な最大吐出容量を有する圧縮機（１００）をベースにして、各種車両のエンジン（１Ａ）毎の出力に応じて第１変更最大値（α１％）あるいは第１変更最小値（β１％）を設定することにより、低出力エンジンから高出力エンジンに至るまで同一の圧縮機（１００）での対応が可能となり圧縮機（１００）の標準化を図ることができる。
【００１４】
尚、エンジン回転数が第１所定回転数（Ａ）を上回る領域では、車両エンジン（１Ａ）の出力も十分に得られて、電気信号量を本来の最大値（１００％）を上限値として、あるいは最小値（０％）を下限値として制御することで最大吐出容量を確保して、十分な冷房性能を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、第１上限値は、車両エンジン（１Ａ）の最小回転数から第１所定回転数（Ａ）に向けて第１変更最大値（α１％）から最大値（１００％）まで増加するように設定され、また、第１下限値は、最小回転数から第１所定回転数（Ａ）に向けて第１変更最小値（β１％）から最小値（０％）まで減少するように設定されるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
これにより、車両エンジン（１Ａ）の回転数が第１所定回転数（Ａ）に近づくにつれて、即ち、エンジン出力が増加していくにつれて、圧縮機（１００）の吐出能力を本来の最大吐出能力に近づけていくことになるので、車両エンジン（１Ａ）のストールを防止しつつ、冷房性能を確保していくことができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明では、車両エンジン（１Ａ）の回転数が、第１所定回転数（Ａ）よりも高い側に設定される第２所定回転数（Ｂ）以上となった時に、制御装置（３００）によって、最大値側モードでは電気信号量の第２上限値を最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第２変更最大値（α２％）から最大値（１００％）の間に規制して、あるいは最小値側モードでは電気信号量の第２下限値を最小値（０％）よりも大きい側に設定される第２変更最小値（β２％）から最小値（０％）の間に規制して、吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
車両エンジン（１Ａ）が高回転で作動している時は、この回転数に伴って圧縮機（１００）の吐出量（吐出容量×回転数）も増加していき、逆に冷房の効き過ぎ、あるいは、圧縮機（１００）の作動トルク分が車両エンジン（１Ａ）の動力性能低下（加速性の低下等）に繋がる。
【００１９】
ここでは、車両エンジン（１Ａ）の第２所定回転数（Ｂ）以上の領域で、使用可能とする電気信号量を第２変更最大値（α２％）あるいは第２変更最小値（β２％）によって、圧縮機（１００）自身が有する最大吐出容量よりも小さい吐出容量に留めることができるので、冷房性能の適正化および、車両エンジン（１Ａ）の動力性能低下を防止できる。
【００２０】
請求項４に記載の発明では、第２上限値は、車両エンジン（１Ａ）の最大回転数から第２所定回転数（Ｂ）に向けて第２変更最大値（α２％）から最大値（１００％）まで増加するように設定され、また、第２下限値は、最大回転数から第２所定回転数（Ｂ）に向けて第２変更最小値（β２％）から最小値（０％）まで減少するように設定されるようにしたことを特徴としている。
【００２１】
これにより、車両エンジン（１Ａ）の回転数が第２所定回転数（Ｂ）より高くなるにつれて、即ち、エンジン出力が増加していくにつれて、圧縮機（１００）の吐出能力を本来の最大吐出能力よりも小さい値になるようにしていくことができるので、車両エンジン（１Ａ）の動力性能を確保しつつ、冷房性能の適正化を図ることができる。
【００２２】
尚、請求項５に記載の発明のように、第１上限値および第１下限値、あるいは第２上限値および第２下限値の増加あるいは減少特性は、階段状に設定してやると制御のプログラミングが容易になる。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、制御装置（３００）によって、最大値側モードでは電気信号量の上限値を最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）に規制して、あるいは最小値側モードでは電気信号量の下限値を最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）に規制して、吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴としている。
【００２４】
これにより、大容量の圧縮機（１００）をベースにして、第１変更最大値（α１％）あるいは第１変更最小値（β１％）の設定に応じて、あたかも基本容量の異なる圧縮機（１００）を使い分けるかのような対応が可能となり、各種出力の異なる車両エンジン（１Ａ）に対して同一仕様の圧縮機（１００）で対応して標準化を図ることができる。
【００２５】
上記請求項１〜請求項６に記載の発明においては、請求項７に記載の発明のように、吐出容量可変機構（５、３７）は、圧縮機（１００）の制御圧室（２６）内に設けられる斜板（５）と、制御装置（３００）から供給される電気信号量に応じて弁開度が可変され、制御圧室（２６）内の圧力を調整することで斜板（５）の傾斜角度を可変する圧力制御弁（３７）とから成り、圧縮機（１００）は、斜板（５）の傾斜角度に応じて斜板（５）に連結されるにピストン（６）のストロークが可変される斜板式の可変容量型圧縮機（１００）を用いて好適である。
【００２６】
請求項８に記載の発明は、圧力制御弁（３７）が、この圧力制御弁（３７）に供給される電気信号量と圧縮機（１００）の吐出側の複数箇所の圧力差とにより制御されることにより、吸入圧の変動による影響を受けることなく吐出容量を確実に制御することが可能となる。
【００２７】
請求項９〜請求項１１に記載の発明は、圧縮機（１００）の吐出容量の制御方法に関するものであり、その技術的意義は上記請求項１、請求項３、請求項６に記載の圧縮機装置と本質的に同じである。
【００２８】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図６に示し、まず、具体的な構成について図１〜図３を用いて説明する。
【００３０】
圧縮機装置１００Ａは、図１に示すように、圧縮機１００と制御装置３００とから成る。圧縮機１００は、車両用の冷凍サイクル装置２００内に配設され、車両エンジン（以下、エンジン）１Ａの駆動力を受けて作動し、冷凍サイクル内の冷媒を高温高圧に圧縮する。
【００３１】
尚、冷凍サイクル装置２００は、周知のように、上記圧縮機１００に加えて、圧縮された冷媒を液化凝縮する凝縮器２１０、凝縮された冷媒を気液分離する受液器２２０、受液器２２０から流出する液冷媒を断熱膨張させる膨張弁２３０、膨張した冷媒を蒸発させ、その蒸発潜熱により送風ファン２４１から送風される空気を冷却する蒸発器２４０が冷媒配管２５０によって順次接続されたものである。
【００３２】
圧縮機１００は、図２に示すように、吐出量として１回転当りの吐出容量が図１中の制御装置３００によって可変されるものであり、ここではいわゆる斜板式の可変容量型圧縮機としている。
【００３３】
フロントハウジング１の後端側に、複数のシリンダボア１０をもつミドルハウジング２が接合され、更にその後端側にリアハウジング３がバルブプレート８を介して接合され、これらはスルーボルト９によって相互に固定されている。
【００３４】
フロントハウジング１とミドルハウジング２とによって形成される斜板室２６内には、軸心方向に延在するシャフト４が収容されると共に、シャフトシール１９によりシールされ、このシャフト４は、ニードル軸受け１１および１２によって回転可能に軸支されている。
【００３５】
プーリ１１０は、フロントハウジング１に固定されるプーリ軸受け１１１に回転可能に支持され、ゴム製の緩衝材１１３を介してシャフト４に固定されたハブ１１２に接続されている。プーリ１１０は、図１に示すようにエンジン１Ａのクランクプーリ１１Ａとベルト１２Ａを介して接続されており、エンジン１Ａの駆動力を受けて回転駆動し、シャフト４を回転させる。
【００３６】
ミドルハウジング２にはシャフト４を取り囲む位置に複数のシリンダボア１０が穿設されており、各シリンダボア１０にはピストン６がそれぞれ嵌挿されている。
【００３７】
斜板室２６内において、シャフト４にはロータ３４が固定されており、フロントハウジング１との間に設けられたスラスト軸受け１３を介してシャフト４と共に回転可能としている。ロータ３４の後方にはガイド孔３５内にシャフト４を貫通させた斜板５が設けられている。斜板５は圧縮機１００における吐出容量可変機構を構成するものである。ガイド孔３５は、斜板５がシャフト４に対して垂直に近い位置から、本図に示されるような最大傾斜位置まで傾斜できるような形状とされている。
【００３８】
シャフト４の軸方向荷重を支持するためにスラスト軸受け１３、１４およびスプリング１４０が設けられており、且つロータ３４と斜板５との間にスプリング１８が設けられ斜板５のガタ付きを防止している。また斜板５の外周部には連結機構として球面形状を成す複数のシュー７が当接されており、これらの各シュー７の外周面は各ピストン６の球支承面と係合している。このようにして、斜板５に各シュー７を介して連結される各ピストン６は、各シリンダボア１０内を往復運動可能に収納されている。
【００３９】
斜板５の前面にはヒンジ機構Ｋを構成する一対のブラケット５０がシャフト４を挟んで突設されており、ブラケット５０にはガイドピン５１の一端が固着され、ガイドピン５１の他端には球部５２が固着されている。また、ロータ３４の上部には一対の支持アーム３４０がガイドピン５１と対向するようにシャフト４の後方に向けて突出している。支持アーム３４０の先端部には、アーム孔３４１が貫設され、ガイドピン５１の球部５２が回動且つ摺動可能に挿入されている。そしてガイドピン５１がアーム孔３４１内を回動および摺動することにより斜板５の傾斜角度が変わる。
【００４０】
リアハウジング３内は吸入室２３及び吐出室２２とに区画されている。バルブプレート８には、各シリンダボア１０に対応して吸入孔２５及び吐出孔２４が開口形成されており、バルブプレート８と各ピストン６との間に形成される圧縮室が吸入孔２５及び吐出孔２４を介して吸入室２３および吐出室２２に連通される。各吸入孔２５には各ピストン６の往復運動に応じて吸入孔２５を開閉する吸入弁１５が設けられており、また各吐出孔２４には各ピストン６の往復運動に応じて吐出孔２４を弁止板１７に規制されつつ開閉する吐出弁１６が設けられている。
【００４１】
更に、リアハウジング３には吸入ポート２１が設けられており、吸入室２３を冷凍サイクル装置２００の蒸発器２４０と接続している。また同様にミドルハウジング２には吐出ポート２０が設けられており、吐出室２２を冷凍サイクル装置２００の凝縮器２１０に接続している。
【００４２】
圧縮機１００の吐出室２２と吐出ポート２０との間の通路上には、遮断弁２２１が配設されている。この遮断弁２２１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、冷媒の循環を停止させる機能を持つ。尚、遮断弁２２１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良いし、吐出圧力センサ（図示せず）の検出値に応じて制御装置３００により制御される電磁弁タイプであっても良い。また、同遮断弁２２１は、斜板５の最小傾斜角度に機械的に連動して遮断するタイプであっても良い。
【００４３】
リアハウジング３には斜板室２６の圧力を調整するための、圧力制御弁３７が設置されている。圧力制御弁３７は斜板５と共に吐出容量可変機構を構成するものであり、内部にはボディ３７８に設けられたコイル３７０に電気信号として電流が供給されることによって長手方向に摺動し開口部３７１を開閉する弁体３７２が設けられている。弁体３７２は、コイル３７０に供給される電気信号量が大きくなる程、開口部３７１を閉じる側に摺動する。
【００４４】
圧力制御弁３７の弁体３７２を制御する圧力として、吐出室２２内の第１圧力Ｐ１と、例えば第１圧力Ｐ１から凝縮器２１０側（下流側）の冷媒通路の途中の例えば吐出ポート２０における第２圧力Ｐ２が用いられる。また、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２との差圧と、冷媒流量は相対的な関係となる。
【００４５】
図３に示すように、第１圧力Ｐ１である吐出室２２と圧力制御弁３７とは第１冷媒検圧通路４０１を介して連通されている。第２圧力Ｐ２である吐出ポート２０と圧力制御弁３７とは冷媒検圧通路４０２を介して連通されている。また、圧力制御弁３７には、弁室３７３、連通孔３７４および感圧室３７５が区画設置されている。弁室３７３および連通孔３７４内には、弁体３７２が上下方向に移動可能に配設されている構造である。弁体３７２の先端は、感圧室３７５の内部に設置された感圧体３７６と連結されており、感圧室３７５と連通孔３７４とは、弁体３７２とケース３７９によって仕切られている。また、連通孔３７４と弁室３７３とは、開口部３７１の開閉によって仕切られる構造である。
【００４６】
吐出室２２の吐出圧（第１圧力）Ｐ１は、第１冷媒検圧通路４０１を介して感圧体３７６内に導かれる。吐出ポート２０内の内圧（第２圧力）Ｐ２は、冷媒検圧通路４０２を介して、感圧体３７６が収納されている感圧室３７５に導かれる。また、吐出室２２から導かれる吐出圧Ｐ１は、圧力孔３８２により連通孔３７４へ導入され、圧力孔３８３より連通路４０３を介して斜板室２６へ導入される。
【００４７】
圧縮機１００を運転し、圧力制御弁３７のコイル３７０に電気信号を流すと、コア３７７には吸引力が発生し、弁体３７２を移動させる。弁体３７２は開口部３７１を閉じる動きとなることで、第１冷媒検圧通路４０１から導入される吐出圧Ｐ１は、斜板室２６に流入しない。斜板室２６は、連通路４０４（図２）を介して、吸入室２３に繋がっているため、圧縮機１００が運転されることで斜板室２６の圧力は減圧され、斜板５が傾斜し、圧縮機１００の吐出容量は大きい側に可変する。
【００４８】
この吐出容量の増大により、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２の差圧は大きくなるが、第１圧力Ｐ１は感圧体３７６内部に導入されており、また第２圧力Ｐ２は感圧室３７５内部、即ち感圧体３７６の外部に導入されているため、感圧体３７６の内外差圧が大きくなり感圧体３７６は長手方向へ延びることになる。この感圧体３７６は、弁体３７２と略一体構造となっているため、弁体３７２に発生する吸引力とバランスされる。
【００４９】
このように圧力制御弁３７は、吸入圧力を用いて制御されないため、温度上昇等により吸入圧力が変動するような場合でも、その変動に影響されることなく制御することが可能となる。尚、このような圧力制御弁の構成及び制御は、例えば特開２００２−２７６５５７号公報に示されている。
【００５０】
図１に戻って、制御装置３００は、上記圧縮機１００の吐出容量を制御するものであり、エンジン回転数、Ａ／Ｃ要求、設定温度、室内温度等の信号が入力される。ここでは、冷凍サイクル装置２００の熱負荷を室内温度と設定温度との差として捉えており、この差が大きい程、熱負荷は大きいものとしている。そして、制御装置３００は、Ａ／Ｃ要求がある場合にこの熱負荷を演算し、熱負荷に応じた電気信号量（電流値）を決定して上記圧力制御弁３７のコイル３７０に電気信号を供給するようにしている。
【００５１】
また、本発明の特徴部として、制御装置３００は、エンジン回転数が第１所定回転数Ａ以下の時には、圧力制御弁３７に供給する電気信号量の上限値（第１上限値）を第１変更最大値α１％から最大値１００％の間に規制するようにしている（詳細後述）。
【００５２】
次に、以上の構成に基づく圧縮機装置１００Ａの作動について、図４〜図６を用いて説明する。圧縮機１００の作動は、エンジン１Ａの駆動力を受けてシャフト４および斜板５が回転駆動され、斜板５に連結されたピストン６は、シリンダボア１０内を往復運動し、吸入室２３から吸入される冷媒を圧縮して吐出室２２から吐出する。
【００５３】
制御装置３００による圧縮機１００の吐出容量の可変制御について説明すると、熱負荷が大きい場合においては、制御装置３００は圧力制御弁３７のコイル３７０に供給する電気信号量を大きくする。すると弁体３７２は、コイル３７０の磁力によって開口部３７１側に摺動し、開口面積を小さくしていく。開口面積が小さくなると斜板室２６と吐出室２２との連通度合いが小さくなり、吐出室２２から斜板室２６に供給される吐出圧Ｐ１が減少し、また、斜板室２６から吸入室２３に圧力が抜けることで、斜板室２６内の圧力が減少する。よって、シリンダボア１０内と斜板室２６内の圧力のバランスから、斜板５の傾斜角度が大きい側（図２の状態）に可変され、ピストン６のストロークが大きくなり吐出容量を増加させる。熱負荷が小さい場合においては、上記の逆となり、コイル３７０に供給する電気信号量を小さくして吐出容量を減少させる。
【００５４】
上記の電気信号量と吐出容量との関係は、図４の右側の座標に示されるものとなる。即ち、電気信号量を最大値側にして供給することで吐出容量を増加させる関係（最大側モード）となり、電気信号量を最大の１００％にした時に吐出容量が１００％となる。尚、吐出容量が増加するに従って、圧縮機１００の作動トルクは、図４の左側座標に示すように増加していく。
【００５５】
図６のフローチャートは、制御装置３００による圧縮機１００の吐出容量制御のフロー（特徴部）を示すものである。まず、ステップＳ１０においてＡ／Ｃ要求信号からＡ／Ｃの要求があると判定すると、ステップＳ２０で室内温度と設定温度から冷凍サイクル装置２００の熱負荷を演算し、熱負荷に対応する電気信号量を決定する。尚、ステップＳ１０で否と判定すれば、スタートに戻る。
【００５６】
そして、ステップＳ３０でエンジン回転数が第１所定回転数Ａ以下にあるか否かを判定する。尚、第１所定回転数Ａは、圧縮機１００が最大吐出容量に可変されている場合でも、エンジン１Ａが圧縮機１００を作動させうる出力（エンジントルク）を発生するエンジン回転数として設定している。
【００５７】
ステップＳ３０で否、即ちエンジン回転数が第１所定回転数Ａより高く、十分な出力を発生している場合は、ステップＳ４０で電気信号量を最大値の１００％まで使用可能として（図５の右側領域）、圧縮機１００の吐出容量を最大１００％まで可変可能（１００％容量運転）としている。
【００５８】
一方、ステップＳ３０でエンジン回転数が第１所定回転数Ａ以下と判定されると、図５の左側の領域に示すように、使用可能とする電気信号量の上限値（第１上限値）を第１変更最大値としてのα１％から最大値の１００％の間に規制して、吐出容量を可変するようにしている。（α１は１００よりも小さい値である。）ここでは、使用可能とする電気信号量をエンジン回転数が最小となるアイドリング回転数においてα１％とし、第１所定回転数Ａにおいて本来の１００％となるようにしてこの間を直線的に変化させている。
【００５９】
上記のように電気信号量の上限値を規制することによって、可変される吐出容量の最大値も図４に示すように、１００％からＶ１％側に規制されることになり（中間容量運転）、圧縮機作動トルクで見れば、その最大値はＴ０からＴ１側に抑えられることになる。
【００６０】
これにより、冷凍サイクル装置２００の熱負荷に応じて圧縮機１００の吐出容量が増加される際に、使用可能とする電気信号量の上限値が規制され、可変される吐出容量を圧縮機１００自身が有する最大吐出容量よりも小さい吐出容量に抑えることができるので、圧縮機１００の作動トルクを下げて、第１所定回転数Ａ以下となるような低出力時におけるエンジンストールを防止できる。
【００６１】
よって、高出力エンジンに対応可能な最大吐出容量を有する圧縮機１００をベースにして、各種車両のエンジン１Ａ毎の出力に応じて第１変更最大値α１％を設定することにより、低出力エンジンから高出力エンジンに至るまで同一の圧縮機１００での対応が可能となり圧縮機１００の標準化を図ることができる。
【００６２】
尚、エンジン回転数が第１所定回転数Ａを上回る領域では、エンジン１Ａの出力も十分に得られるので、電気信号量を本来の最大値１００％を上限値として制御することで最大吐出容量を確保して、十分な冷房性能を得ることができる。
【００６３】
また、第１変更最大値α１の値をエンジン１Ａの回転数が最小となるアイドリング回転数から第１所定回転数Ａに向けて、直線的に増加するように設定しているので、エンジン回転数が第１所定回転数Ａに近づくにつれて、即ち、エンジン出力が増加していくにつれて、圧縮機１００の吐出能力を本来の最大吐出能力に近づけていくことになるので、エンジン１Ａのストールを防止しつつ、冷房性能を確保していくことができる。
【００６４】
また、圧力制御弁３７への電気信号量と吐出容量は、上記のような構成から、一義的に決定されるため、吐出容量を電気信号量により確実にコントロールすることができ、確実な吐出容量制御を実現することができる。
【００６５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して第１所定回転数Ａ以下で規制される電気信号量の上限値（α１％〜１００％）の増加特性を階段状に設定したものであり、これにより、制御のプログラミングを容易にすることができる。
【００６６】
尚、上記増加特性は、図８に示すように、エンジン１Ａの出力特性に応じてアイドリング回転数から第１所定回転数Ａの間で一定にしたり、図９に示すように、曲線で示されるようにしても良い。
【００６７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図１０、図１１に示す。第３実施形態は、上記第１実施形態に対して、図１０に示すように、エンジン回転数が、第１所定回転数Ａよりも高い側に設定される第２所定回転数Ｂ以上となった時に、使用可能とする電気信号量の上限値（第２上限値）を第２変更最大値としてのα２％から１００％に規制するようにしたものである。
【００６８】
α２は１００よりも小さい値であり、ここでは、使用可能とする電気信号量を最大回転数においてα２％とし、第２所定回転数Ｂにおいて本来の最大値１００％となるようにして、この間を直線的に変化させている。また、第２所定回転数Ｂは、高回転時において圧縮機１００の作動トルクの影響を回避してエンジン出力を重視させる回転数領域の閾値として設定している。
【００６９】
制御装置３００による具体的な制御は、図１１に示すフローチャートに基づくものとしている。即ち、上記第１実施形態で説明したフローチャートに対してステップＳ３５およびステップＳ６０を追加している。
【００７０】
即ち、ステップＳ３０で、エンジン回転数が第１所定回転数Ａ以下でないと判定した場合に、ステップＳ３５で、更にエンジン回転数の判定を行い、第２所定回転数Ｂ以上である（ステップＳ３５で否）と判定すると、使用可能とする電気信号量の上限値をα２％から１００％に規制して、吐出容量の可変を行なう。
【００７１】
エンジン１Ａが高回転で作動している時は、この回転数に伴って圧縮機１００の吐出量（吐出容量×回転数）も増加していき、逆に冷房の効き過ぎ、あるいは、圧縮機１００の作動トルク分がエンジン１Ａの動力性能低下（加速性の低下等）に繋がる。
【００７２】
ここでは、エンジン１Ａの第２所定回転数Ｂ以上の領域で、使用可能とする電気信号量をα２％から１００％に規制することにより、圧縮機１００自身が有する最大吐出容量よりも小さい吐出容量に留めることができるので、冷房性能の適正化および、エンジン１の動力性能低下を防止できる。
【００７３】
そして、エンジン１Ａの回転数が第２所定回転数Ｂより高くなるにつれて、即ち、エンジン出力が増加していくにつれて、圧縮機１００の吐出能力を本来の最大吐出能力よりも小さい値になるようにしていくことができるので、エンジン１Ａの動力性能を確保しつつ、冷房性能の適正化を図ることができる。
【００７４】
尚、第２所定回転数Ｂ以上で規制される上限値の変化特性は、最大回転数から第２所定回転数Ｂに向けて、上記第２実施形態と同様に階段状に変化するものとしたり、一定値としたり、曲線で示されるもの等としても良い。
【００７５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１２に示す。第４実施形態は、エンジン１Ａの回転数に関わらず、使用可能とする電気信号量の上限値を１００％よりも小さい側に設定される第１変更最大値α１％に規制して、吐出容量の可変制御を行なうようにしたものである。
【００７６】
この第４実施形態は、圧縮機１００の本来の最大吐出容量をあえてα１／１００％に留めて使用することを意味している。
【００７７】
これにより、大容量の圧縮機１００をベースにして、第１変更最大値α１％の設定に応じて、あたかも基本容量の異なる圧縮機１００を使い分けるかのような対応が可能となり、各種出力の異なるエンジン１Ａに対して同一仕様の圧縮機１００で対応して標準化を図ることができる。
【００７８】
（その他の実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、図４で示すように、電気信号量を大きくするに従って吐出容量を増加させるもの（最大側モード）として説明したが、図１３に示すように、電気信号量を大きくするに従って吐出容量を減少させるもの（最小側モード）への適用も可能である。
【００７９】
この場合では、図１４に示すように、第１所定回転数Ａ以下の領域では使用可能とする電気信号量の第１下限値を最小値０％から第１変更最小値β１％の間に規制し、また、第２所定回転数Ｂ以上の領域では使用可能とする電気信号量の第２下限値を最小値０％から第２変更最小値β２％の間に規制し、吐出容量の制御を行なえば良い。
【００８０】
また、圧縮機１００は、斜板式の可変容量型のものに限らず、圧縮室側と吸入室側とをバイパスするバイパス流路が設けられ、このバイパス流路を開閉する制御弁の弁開度を制御装置によって制御するようにしたものに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の圧縮機装置を冷凍サイクル装置に適用した場合の全体構成を示す模式図である。
【図２】圧縮機の詳細を示す断面図である。
【図３】圧力制御弁の詳細を示す断面図である。
【図４】電気信号量に対する圧縮機吐出容量、および圧縮機吐出容量に対する圧縮機作動トルクの関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量を示すグラフである。
【図６】圧縮機の制御を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量を示すグラフである。
【図８】第２実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量の変形例１を示すグラフである。
【図９】第２実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量の変形例２を示すグラフである。
【図１０】第３実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量を示すグラフである。
【図１１】第３実施形態における圧縮機の制御を示すフローチャートである。
【図１２】第４実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量を示すグラフである。
【図１３】その他の実施形態における電気信号量に対する圧縮機吐出容量の関係を示すグラフである。
【図１４】その他の実施形態におけるエンジン回転数に対する使用可能電気信号量を示すグラフである。
【符号の説明】
１Ａ　車両エンジン
５　斜板（吐出容量可変機構）
６　ピストン
２６　斜板室（制御圧室）
３７　圧力制御弁（吐出容量可変機構）
１００　圧縮機
１００Ａ　圧縮機装置
２００　冷凍サイクル装置
３００　制御装置

Claims

車両エンジン（１Ａ）の駆動力を受けて作動して冷凍サイクル装置（２００）内の冷媒を圧縮すると共に、一回転当たりの吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構（５、３７）を備える圧縮機（１００）と、
前記冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じた電気信号量を供給して前記吐出容量可変機構（５、３７）を作動させ、前記吐出容量を相対的に可変すると共に、前記電気信号量を最大値（１００％）側にして前記吐出容量を増加させる最大値側モード、あるいは前記電気信号量を最小値（０％）側にして前記吐出容量を増加させる最小値側モードによって前記圧縮機（１００）の吐出容量を可変させる制御装置（３００）とを有する圧縮機装置において、
前記制御装置（３００）は、前記車両エンジン（１Ａ）の回転数が第１所定回転数（Ａ）以下となった時に、前記最大値側モードでは前記電気信号量の第１上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）から前記最大値（１００％）の間に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の第１下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）から前記最小値（０％）の間に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする圧縮機装置。
前記第１上限値は、前記車両エンジン（１Ａ）の最小回転数から前記第１所定回転数（Ａ）に向けて前記第１変更最大値（α１％）から前記最大値（１００％）まで増加するように設定され、
また、前記第１下限値は、前記最小回転数から前記第１所定回転数（Ａ）に向けて前記第１変更最小値（β１％）から前記最小値（０％）まで減少するように設定されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機装置。
前記制御装置（３００）は、前記車両エンジン（１Ａ）の回転数が、前記第１所定回転数（Ａ）よりも高い側に設定される第２所定回転数（Ｂ）以上となった時に、前記最大値側モードでは前記電気信号量の第２上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第２変更最大値（α２％）から前記最大値（１００％）の間に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の第２下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第２変更最小値（β２％）から前記最小値（０％）の間に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の圧縮機装置。
前記第２上限値は、前記車両エンジン（１Ａ）の最大回転数から前記第２所定回転数（Ｂ）に向けて前記第２変更最大値（α２％）から前記最大値（１００％）まで増加するように設定され、
また、前記第２下限値は、前記最大回転数から前記第２所定回転数（Ｂ）に向けて前記第２変更最小値（β２％）から前記最小値（０％）まで減少するように設定されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機装置。
前記第１上限値および前記第１下限値、あるいは前記第２上限値および前記第２下限値の増加あるいは減少特性は、階段状に設定されるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項４のいずれかに記載の圧縮機装置。
車両エンジン（１Ａ）の駆動力を受けて作動して冷凍サイクル装置（２００）内の冷媒を圧縮すると共に、一回転当たりの吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構（５、３７）を備える圧縮機（１００）と、
前記冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じた電気信号量を供給して前記吐出容量可変機構（５、３７）を作動させ、前記吐出容量を相対的に可変すると共に、前記電気信号量を最大値（１００％）側にして前記吐出容量を増加させる最大値側モード、あるいは前記電気信号量を最小値（０％）側にして前記吐出容量を増加させる最小値側モードによって前記圧縮機（１００）の吐出容量を可変させる制御装置（３００）とを有する圧縮機装置において、
前記制御装置（３００）は、前記最大値側モードでは前記電気信号量の上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする圧縮機装置。
前記吐出容量可変機構（５、３７）は、前記圧縮機（１００）の制御圧室（２６）内に設けられる斜板（５）と、
前記制御装置（３００）から供給される前記電気信号量に応じて弁開度が可変され、前記制御圧室（２６）内の圧力を調整することで前記斜板（５）の傾斜角度を可変する圧力制御弁（３７）とから成り、
前記圧縮機（１００）は、前記斜板（５）の傾斜角度に応じて前記斜板（５）に連結されるにピストン（６）のストロークが可変される斜板式の可変容量型圧縮機（１００）としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の圧縮機装置。
前記圧力制御弁（３７）は、前記圧力制御弁（３７）に供給される電気信号量と前記圧縮機（１００）の吐出側の複数箇所の圧力差とにより制御され、前記制御圧室（２６）内の圧力が調整されることを特徴とする請求項７記載の圧縮機装置。
車両エンジン（１Ａ）の駆動力を受けて作動して冷凍サイクル装置（２００）内の冷媒を圧縮すると共に、一回転当たりの吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構（５、３７）を備える圧縮機（１００）に対して、前記冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じた電気信号量を供給して前記吐出容量可変機構（５、３７）を作動させ、前記吐出容量を相対的に可変すると共に、前記電気信号量を最大値（１００％）側にして前記吐出容量を増加させる最大値側モード、あるいは前記電気信号量を最小値（０％）側にして前記吐出容量を増加させる最小値側モードによって前記圧縮機（１００）の吐出容量を可変させる圧縮機装置の制御方法において、
前記車両エンジン（１Ａ）の回転数が第１所定回転数（Ａ）以下となった時に、前記最大値側モードでは前記電気信号量の第１上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）から前記最大値（１００％）の間に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の第１下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）から前記最小値（０％）の間に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする圧縮機装置の制御方法。
前記車両エンジン（１Ａ）の回転数が、前記第１所定回転数よりも高い側に設定される第２所定回転数（Ｂ）以上となった時に、前記最大値側モードでは前記電気信号量の第２上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第２変更最大値（α２％）から前記最大値（１００％）の間に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の第２下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第２変更最小値（β２％）から前記最小値（０％）の間に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の圧縮機装置の制御方法。
車両エンジン（１Ａ）の駆動力を受けて作動して冷凍サイクル装置（２００）内の冷媒を圧縮すると共に、一回転当たりの吐出容量を可変可能とする吐出容量可変機構（５，３７）を備える圧縮機（１００）に対して、前記冷凍サイクル装置（２００）の熱負荷に応じた電気信号量を供給して前記吐出容量可変機構（５、３７）を作動させ、前記吐出容量を相対的に可変すると共に、前記電気信号量を最大値（１００％）側にして前記吐出容量を増加させる最大値側モード、あるいは前記電気信号量を最小値（０％）側にして前記吐出容量を増加させる最小値側モードによって前記圧縮機（１００）の吐出容量を可変させる圧縮機装置の制御方法において、
前記最大値側モードでは前記電気信号量の上限値を前記最大値（１００％）よりも小さい側に設定される第１変更最大値（α１％）に規制して、あるいは前記最小値側モードでは前記電気信号量の下限値を前記最小値（０％）よりも大きい側に設定される第１変更最小値（β１％）に規制して、前記吐出容量可変機構（５、３７）に電気信号を供給するようにしたことを特徴とする圧縮機装置の制御方法。