JP2004340072A - 容量可変型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容量可変型圧縮機における良好な潤滑を可能とする制御装置を提供する。
【解決手段】エアコンＥＣＵは、外部冷媒回路と圧縮機とからなる冷媒循環回路の熱負荷情報を検出する情報検出手段からの熱負荷情報に基づいて制御弁の制御信号の目標値（デューティ比Ｄｔ）を決定しこの目標値を指令値として出力可能である。そしてエアコンＥＣＵは、圧縮機の負荷情報に基づき該圧縮機が高負荷な状態にあると判断したとき、前記目標値が出力される期間Ｔｃにおいて所定期間Ｔａだけ、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側の中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）に変更する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機において制御弁の開度を制御するための制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧縮室から外部冷媒回路に向かう吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油を分離する構造を有する容量可変型圧縮機としては、例えば、特許文献１に示すようなものが存在する。即ち、この容量可変型圧縮機は、圧縮室から外部冷媒回路に向かう吐出冷媒ガスの通路となる吐出通路上に、前記ガス中に含まれる潤滑油を分離するための分離室を備えている。クランク機構を収容するクランク室と分離室とは油戻し通路を介して連通されている。
【０００３】
この油戻し通路上には、外部からの制御信号によって該通路の開度を変更可能な制御弁が設けられている。この制御弁は、所謂入れ側制御による吐出容量の変更制御に関与されている。即ち、この容量可変型圧縮機においては、通路構成を簡略化するために、油戻し通路を利用して前述の吐出容量制御が行われるように構成されており、前記制御弁を介して分離室からクランク室への冷媒ガス供給が行われるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２１８３号公報（第４−６頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような入れ側制御を採用した構成においては、吐出容量を最大とする際に、制御弁が閉じた状態とされるため、油戻し通路を介した分離室からクランク室への潤滑油の供給が行われなくなる。特に、吐出容量が最大とされた状態では、圧縮機が熱的に厳しい状態となりがちであり、かえって潤滑要求が増すというジレンマがある。
【０００６】
本発明の目的は、容量可変型圧縮機における良好な潤滑を可能とする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、外部冷媒回路と圧縮機とからなる冷媒循環回路の熱負荷情報を検出する情報検出手段からの熱負荷情報に基づいて制御弁の制御信号の目標値を決定しこの目標値を指令値として制御弁側に出力可能な指令出力手段を備えている。また、前記圧縮機の負荷情報に基づき該圧縮機が高負荷な状態にあると判断したとき、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する指令値変更手段を備えている。
【０００８】
この発明によれば、圧縮機が高負荷な状態にあるとされた場合に、指令値変更手段によって指令値が前記目標値よりも吐出容量減少側に変更されることで、制御弁の開度が増大側に変更され、潤滑油の供給量が増大され得るようになる。よって、圧縮機が熱的に厳しい状態となって潤滑要求が増しがちな高負荷な状況において、良好な潤滑を行うことができる。
【０００９】
請求項２の発明は請求項１において、前記指令値変更手段は、前記目標値が前記制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値であるときに、前記目標値が出力される期間において一時的に前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する。
【００１０】
この発明によれば、前記熱負荷情報に基づいて決定された制御弁の制御信号の目標値が、前記制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値であるとき、言い換えれば、油戻し通路の開度が比較的小さくなりがちな状態とされた場合、指令値変更手段によって、指令値が一時的に吐出容量減少側に変更される。この指令値変更により、一時的に制御弁の開度が増大側に変更されるため、その分だけ、クランク室への潤滑油の供給量を増大させることができる。よって、「制御弁の制御信号の目標値が前記制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値である」といった、圧縮機が高負荷な状態において、良好な潤滑を行うことができる。
【００１１】
また、前述の指令値の吐出容量減少側への変更は、前記目標値が出力される期間において一時的なものとされている。よって、この変更が行われることに起因する過大な吐出容量の変更を極力回避することができる。
【００１２】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記指令値変更手段は、前記圧縮機の発熱情報に基づき該圧縮機の発熱量が所定より高い状態にあると判断したとき、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する。
【００１３】
この発明によれば、前記圧縮機の発熱量が所定より高い状態にあると判断された場合に、指令値変更手段によって指令値が前記目標値よりも吐出容量減少側に変更されることで、制御弁の開度が増大側に変更され、潤滑油の供給量が増大され得るようになる。よって、「圧縮機の発熱量が所定より高い状態にある」といった、圧縮機が高負荷な状態において、良好な潤滑を行うことができる。
【００１４】
請求項４の発明は請求項３において、前記指令値変更手段による前記指令値の吐出容量減少側への変更は、指令出力手段により前記目標値が出力される期間において一時的に行われる。
【００１５】
この発明によれば、指令値変更手段による前記指令値の吐出容量減少側への変更が行われることに起因する過大な吐出容量の変更を極力回避することができる。
【００１６】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記指令値変更手段は、分離室に潤滑油が溜まった状態にあるか否かを判断するとともに、潤滑油が溜まった状態にあると判断した場合に、前記指令値の吐出容量減少側への変更を許容する。
【００１７】
例えば、容量可変型圧縮機の起動直後など、分離室に潤滑油が溜まっていない状態において指令値変更手段による前記指令値の吐出容量減少側への変更が行われると、油戻し通路を介して吐出通路の冷媒ガスが過大にクランク室に導入されるという状況が生じる虞がある。この場合、クランク室への冷媒ガス導入によって該クランク室の圧力が過大に増大されることとなるため、吐出容量を増大側に維持することが困難となったり、外部冷媒回路に導出されるべき冷媒ガスが過大にクランク室に漏出する状態であることから、前記圧縮機の圧縮効率が低下するという問題が生じる。
【００１８】
本発明では、前記指令値変更手段が、分離室に潤滑油が溜まった状態にあるか否かを判断し、潤滑油が溜まった状態にあると判断した場合に、前記指令値の吐出容量減少側への変更を許容するため、分離室からクランク室への過大な冷媒ガス導入を防止でき、前述の問題は解消され得る。即ち、吐出容量を増大側に維持することや、圧縮機の圧縮効率の低下を防止することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、車両用空調装置における冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機の制御装置に具体化した第１及び第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一部材又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２０】
（第１実施形態）
（容量可変型圧縮機）
図１に示すように、容量可変型圧縮機（以下単に圧縮機とする）Ｃのハウジング１１内には、クランク室１２が区画されている。クランク室１２内には、回転軸１３が回転可能に配設されている。回転軸１３は、動力伝達機構ＰＴを介して、車両の走行駆動源たるエンジン（内燃機関）Ｅに作動連結され、該エンジンＥから動力供給を受けて回転駆動される。
【００２１】
前記動力伝達機構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、本実施形態では、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。
【００２２】
前記クランク室１２において回転軸１３上には、ラグプレート１４が一体回転可能に固定されている。クランク室１２内には斜板１５が収容されている。斜板１５は、回転軸１３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１６は、ラグプレート１４と斜板１５との間に介在されている。従って、斜板１５は、ヒンジ機構１６を介することで、ラグプレート１４及び回転軸１３と同期回転可能であるとともに、回転軸１３に対して傾動可能となっている。
【００２３】
前記ハウジング１１内には複数（図面には一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが形成されており、各シリンダボア１１ａ内には片頭型のピストン１７が往復動可能に収容されている。各ピストン１７は、シュー１８を介して斜板１５の外周部に係留されている。従って、回転軸１３の回転にともなう斜板１５の回転運動が、シュー１８を介してピストン１７の往復運動に変換される。
【００２４】
前記シリンダボア１１ａ内の後方（図面右方）側には、ピストン１７と、ハウジング１１に内装された弁・ポート形成体１９とで囲まれて圧縮室２０が区画されている。ハウジング１１の後方側の内部には、吸入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成されている。
【００２５】
そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピストン１７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１９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２０に吸入される。圧縮室２０に吸入された冷媒ガスは、ピストン１７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・ポート形成体１９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】
本実施形態においては、ラグプレート１４、斜板１５、ヒンジ機構１６、及び、シュー１８は、回転軸１３の回転をピストン１７往復動に変換するためのクランク機構を構成する。
【００２７】
（潤滑油分離構造）
前記ハウジング１１内において吐出室２２の後方には、該吐出室２２と区画され円筒内周面状の内周面を有する分離室８０が形成されている。吐出室２２と分離室８０とは、該分離室８０に対して前記内周面の接線位置で接続された上流側連通路８１を介して連通されている。
【００２８】
前記分離室８０の前方には、外部冷媒回路３０と接続される下流側連通路８２と分離室８０とを区画する略有底円筒状の区画部材８３が設けられている。分離室８０は区画部材８３の内部空間８３ａと連通され、下流側連通路８２は、区画部材８３の外周側に形成された環状の外側空間８４と連通されている。区画部材８３の内部空間８３ａと外側空間８４とは、区画部材８３の周壁に設けられた孔８３ｂを介して連通されている。
【００２９】
前記圧縮室２０から吐出室２２に吐出された吐出冷媒ガスは、上流側連通路８１を介して分離室８０に導入されるとともに、分離室８０において該分離室８０の内周面に沿って旋回される。よって、吐出冷媒ガスに含まれているミスト状の潤滑油が、遠心力の作用によって分離される。潤滑油が分離された吐出冷媒ガスは、内部空間８３ａ、孔８３ｂ、外側空間８４、及び、下流側連通路８２を介して外部冷媒回路３０に排出される。分離室８０で分離された潤滑油は、分離室８０とクランク室１２とを連通する油戻し通路８５を介して、クランク室１２に供給され得るようになっている。
【００３０】
前記クランク室１２に供給された潤滑油は、例えば、ピストン１７とシュー１８との連結部分や、シュー１８と斜板１５との連結部分等の各摺動部分に供給され、潤滑及び冷却作用を奏する。なお本実施形態において、吐出室２２、上流側連通路８１、分離室８０、内部空間８３ａ、孔８３ｂ、外側空間８４、及び、下流側連通路８２は、圧縮室２０から外部冷媒回路３０に向かう吐出冷媒ガスの通路となる吐出通路を構成する。
【００３１】
（圧縮機の容量制御構造）
前記ハウジング１１内には、圧縮機Ｃの容量制御に関与する抽気通路２７が設けられている。抽気通路２７はクランク室１２と吸入室２１とを連通する。そして本実施形態において、上流側連通路８１、分離室８０、及び、油戻し通路８５は、前記容量制御に関与し吐出室２２とクランク室１２とを連通する給気通路を構成する。ハウジング１１内において油戻し通路８５上には制御弁ＣＶが配設されている。
【００３２】
本実施形態では、前記制御弁ＣＶの開度を調節することで、前記給気通路を介したクランク室１２への高圧な吐出冷媒ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室１２からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１２の内圧が決定される。クランク室１２の内圧変更に応じて、ピストン１７を介してのクランク室１２の内圧と圧縮室２０の内圧との差が変更され、斜板１５の傾斜角度が変更される結果、ピストン１７のストロークすなわち圧縮機Ｃの吐出容量が調節される。
【００３３】
例えば、前記制御弁ＣＶの開度が減少されるとクランク室１２の内圧が低下されることで斜板１５の傾斜角度が増大し、圧縮機Ｃの吐出容量が増大される。このとき、制御弁ＣＶの開度が減少されることで油戻し通路８５の開度は減少し、該油戻し通路８５を介した分離室８０からクランク室１２への潤滑油の供給量は減少傾向となる。逆に、制御弁ＣＶの開度が増大されるとクランク室１２の内圧が上昇されることで斜板１５の傾斜角度が減少し、圧縮機Ｃの吐出容量が減少される。このとき、制御弁ＣＶの開度が増大されることで油戻し通路８５の開度は増大し、該油戻し通路８５を介した分離室８０からクランク室１２への潤滑油の供給量は増大傾向となる。
【００３４】
（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Ｃ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、凝縮器３１、膨張弁３２及び蒸発器３３を備えている。
【００３５】
前記吐出室２２内には第１圧力監視点Ｐ１が設定されている。第１圧力監視点Ｐ１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には、第２圧力監視点Ｐ２が設定されている。この第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨと第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬとの差には、冷媒循環回路の冷媒流量が反映されている。第１圧力監視点Ｐ１と制御弁ＣＶとは第１検圧通路３５を介して連通されている。第２圧力監視点Ｐ２と制御弁ＣＶとは第２検圧通路３６（図２参照）を介して連通されている。
【００３６】
（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４１内には、弁室４２、連通路４３及び感圧室４４が区画されている。弁室４２及び連通路４３内には、作動ロッド４５が軸方向（図面では上下方向）に移動可能に配設されている。連通路４３と感圧室４４とは、連通路４３に挿入された作動ロッド４５の上端部によって遮断されている。弁室４２は、油戻し通路８５の上流部を介して分離室８０と連通されている。連通路４３は、油戻し通路８５の下流部を介してクランク室１２と連通されている。弁室４２及び連通路４３は、油戻し通路８５の一部、即ち、給気通路の一部を構成する。
【００３７】
前記弁室４２内には、作動ロッド４５の中間部に形成された弁体部４６が配置されている。弁室４２と連通路４３との境界に位置する段差は弁座４７をなしており、連通路４３は一種の弁孔をなしている。そして、作動ロッド４５が図２の位置（最下動位置）から弁体部４６が弁座４７に着座する最上動位置へ上動すると、連通路４３が遮断される。つまり作動ロッド４５の弁体部４６は、油戻し通路８５即ち給気通路の開度を調節可能な弁体として機能する。
【００３８】
前記感圧室４４内には、ベローズよりなる感圧部材４８が収容配置されている。感圧部材４８の上端部はバルブハウジング４１に固定されている。感圧部材４８の下端部には作動ロッド４５の上端部が嵌入されている。感圧室４４内は、有底円筒状をなす感圧部材４８によって、この感圧部材４８の内空間である第１圧力室４９と、感圧部材４８の外空間である第２圧力室５０とに区画されている。第１圧力室４９には、第１検圧通路３５を介して第１圧力監視点Ｐ１の圧力ＰｄＨが導かれている。第２圧力室５０には、第２検圧通路３６を介して第２圧力監視点Ｐ２の圧力ＰｄＬが導かれている。
【００３９】
前記バルブハウジング４１の下方側には、電磁アクチュエータ部５１が設けられている。電磁アクチュエータ部５１は、バルブハウジング４１内の中心部に有底円筒状の収容筒５２を備えている。収容筒５２において上方側の開口には、センタポスト（固定子）５３が嵌入固定されている。このセンタポスト５３の嵌入により、収容筒５２内の最下部にはプランジャ室５４が区画されている。
【００４０】
前記プランジャ室５４内には、プランジャ（可動子）５６が軸方向に移動可能に収容されている。センタポスト５３の中心には軸方向に延びるガイド孔５７が貫通形成され、このガイド孔５７内には、作動ロッド４５の下端側が軸方向に移動可能に配置されている。作動ロッド４５の下端は、プランジャ室５４内においてプランジャ５６の上端面に当接されている。
【００４１】
前記プランジャ室５４において収容筒５２の内底面とプランジャ５６との間には、コイルバネよりなるプランジャ付勢バネ６０が収容されている。このプランジャ付勢バネ６０は、プランジャ５６を作動ロッド４５側に向けて付勢する。また、作動ロッド４５は、感圧部材４８自身が有するバネ性（以下ベローズバネと呼ぶ）に基づいて、プランジャ５６側に向けて付勢されている。従って、プランジャ５６と作動ロッド４５とは常時一体となって上下動する。なお、ベローズバネは、プランジャ付勢バネ６０よりもバネ力の大きなものが用いられている。
【００４２】
前記収容筒５２の外周側には、センタポスト５３及びプランジャ５６を跨ぐ範囲にコイル６１が巻回配置されている。このコイル６１には、情報検出手段７７からの情報に応じた、エアコンＥＣＵ７２（空調装置制御用のコンピュータ）の指令（制御信号）に基づき、駆動回路７８から電力が供給される。駆動回路７８からコイル６１への電力供給量に応じた大きさの電磁力（電磁吸引力）が、プランジャ５６とセンタポスト５３との間に発生し、この電磁力はプランジャ５６を介して作動ロッド４５に伝達される。なお、このコイル６１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。
【００４３】
（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４５（弁体部４６）の配置位置つまり弁開度が決まる。
【００４４】
まず、図２に示すように、コイル６１への通電がない場合（デューティ比Ｄｔ＝０％）は、作動ロッド４５の配置には、ベローズバネ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４５は最下動位置に配置され、弁体部４６は連通路４３を全開とする。このため、クランク室１２の内圧は、その時おかれた状況下において取り得る最大値となり、このクランク室１２の内圧と圧縮室２０の内圧とのピストン１７を介した差は大きくて、斜板１５は傾斜角度を最小として圧縮機Ｃの吐出容量は最小となっている。
【００４５】
次に、コイル６１に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）（＞０％）以上の通電がなされると、プランジャ付勢バネ６０に加勢された上向きの電磁力が、ベローズバネによる下向き付勢力を凌駕し、作動ロッド４５が上動を開始する。この状態では、プランジャ付勢バネ６０の上向きの付勢力によって加勢された上向き電磁力が、ベローズバネの下向き付勢力によって加勢された二点間差圧ΔＰｄ（＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）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４５の弁体部４６が弁座４７に対して位置決めされ、圧縮機Ｃの吐出容量が調節される。
【００４６】
つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル６１への通電デューティ比Ｄｔ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の変動に応じて内部自律的に作動ロッド４５（弁体部４６）を位置決めする構成となっている。
【００４７】
また、前記コイル６１への電力供給量が最大とされた場合（デューティ比Ｄｔが最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）とされた場合）は、作動ロッド４５の配置にはコイル６１の上向きの電磁力の作用が支配的となり、弁体部４６は連通路４３を全閉とし、圧縮機Ｃの吐出容量は最大となる。
【００４８】
（空調制御）
図２に示すように、前記情報検出手段７７には、エアコンスイッチ９０、温度設定器９１、及び、温度センサ９２が備えられている。エアコンスイッチ９０は空調装置のオンオフ切替えスイッチであり、エアコンＥＣＵ７２に対し空調装置のオンオフ設定状況に関する情報を提供する。温度設定器９１は乗員が車室内の温度を設定するためのものであり、エアコンＥＣＵ７２に対し設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に関する情報を提供する。温度センサ９２は蒸発器３３の近傍に設けられたセンサであり、検出した温度Ｔｅ（ｔ）を室温情報としてエアコンＥＣＵ７２に提供する。
【００４９】
特に、前記温度設定器９１及び温度センサ９２が、冷媒循環回路の熱負荷情報としての設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）及び温度Ｔｅ（ｔ）を検出する、情報検出手段をなしている。エアコンＥＣＵ７２は、情報検出手段７７からの検出情報に基づいて、制御弁ＣＶのデューティ比Ｄｔの調節言い換えれば制御弁ＣＶの設定差圧の調節を行う。なお、エアコンＥＣＵ７２は、指令出力手段及び指令値変更手段を備えた制御装置を構成する。
【００５０】
さて、前記エアコンＥＣＵ７２は、予め設定されたプログラムに基づいて、図３のフローチャートに示す処理を行う。即ちエアコンＥＣＵ７２は、エアコンスイッチ９０がオン状態とされると、Ｓ１０１においてデューティ比Ｄｔの算出処理を行う。このＤｔ算出処理においては、情報検出手段７７からの熱負荷情報に基づいて算出された冷媒循環回路の必要冷媒流量から、目標となるデューティ比Ｄｔが算出される。
【００５１】
Ｓ１０２においては、エアコンスイッチ９０がオフ状態からオン状態に切り替わった時点からの経過時間Ｔｐが、所定の時間Ｔｓを超えたか否かが判定される。このＳ１０２判定がＹＥＳの場合、エアコンスイッチ９０がオフ状態からオン状態に切り替えられた時点から、分離室８０に十分な量の潤滑油が溜まるのに必要な時間が経過したと判断され、Ｓ１０３に移行される。Ｓ１０３においては、Ｓ１０１で算出されたデューティ比Ｄｔが、デューティ比可変範囲の最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）と等しいか否かが判定される。
【００５２】
なお本実施形態においては、Ｓ１０１でのデューティ比Ｄｔの算出値が圧縮機Ｃの負荷情報に相当するとともに、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）が、エアコンＥＣＵ７２から駆動回路７８に出力される制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値に相当する。
【００５３】
Ｓ１０３判定がＹＥＳの場合、Ｓ１０１で算出されたデューティ比Ｄｔが最も圧縮機Ｃの大吐出容量側にあって（最大吐出容量状態）高負荷な状態であり、油戻し通路８５が全閉状態とされて分離室８０からクランク室１２への潤滑油供給が行われない状態であると判断され、Ｓ１０４に移行される。
【００５４】
Ｓ１０４においては、Ｓ１０１でのデューティ比Ｄｔの算出値が指令値として駆動回路７８に対して出力される期間Ｔｃにおいて、所定期間Ｔａだけ駆動回路７８への指令値を前記算出値よりも吐出容量減少側に変更する指令値変更制御が行われる。つまりＳ１０４においては、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）が指令値として出力される期間Ｔｃのうち所定期間Ｔａだけ駆動回路７８への指令値が最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）よりも小さい値とされる。本実施形態において、この所定期間Ｔａだけ出力される指令値は、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）の半分の値である中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）とされている。
【００５５】
これによれば、油戻し通路８５が全閉状態とされ潤滑油供給が行われない状態とされる、前記算出値が最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）とされた場合であっても、駆動回路７８への指令値が中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）とされる期間Ｔａにおいては潤滑油の供給量が増大し得る。
【００５６】
なお本実施形態においては、中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）への指令値変更が行われる期間Ｔａは期間Ｔｃに対して、圧縮機Ｃの前述の容量制御において吐出容量の変更に影響が出ない程度の短い期間に設定されている。この期間Ｔａは実験等によって求められている。前述の容量制御においては、制御弁ＣＶの開度の変化に対する斜板１５の傾角の変化の追従レスポンスに或る程度の限界が存在するため、駆動回路７８への指令値に変動が生じても、この変動が或る期間以下の短いものであれば、容量制御に影響を生じさせないようにし得る。前記期間Ｔａの設定は、この特性を利用して行われるものである。
【００５７】
他方Ｓ１０２判定及びＳ１０３判定の一方がＮＯの場合は、Ｓ１０５に移行され、Ｓ１０１におけるデューティ比Ｄｔの算出値が、指令値ＤｔＲとして駆動回路７８に一定期間Ｔｃ出力される。
【００５８】
例えばＳ１０２判定がＮＯの場合は、例え分離室８０に潤滑油が十分に溜まっていなくとも、指令値ＤｔＲが駆動回路７８に対して一定期間Ｔｃ出力されることとなる。この場合、仮に指令値ＤｔＲが最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）とされた場合には、油戻し通路８５は全閉状態となるため、分離室８０に潤滑油が十分に溜まっていなくとも、分離室８０からクランク室１２への冷媒ガスの漏出は生じない。つまり、前述のガス漏出によって最大吐出容量状態の維持が困難となったり、圧縮効率が低下したりするといった悪影響は生じない。
【００５９】
逆に指令値ＤｔＲが最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）よりも小さな値とされた場合は、前記容量制御において分離室８０からクランク室１２への冷媒ガス導入量の増大が要求された状態であると考えられる。そのため、分離室８０における潤滑油の貯留状態に拘らず、クランク室１２へは、該クランク室１２の内圧上昇のために分離室８０からの更なる冷媒ガス導入が必要となる。これは、例えばＳ１０３判定がＮＯの場合にも同様である。
【００６０】
前記Ｓ１０４及びＳ１０５の処理が終了されると、処理はＳ１０１に移行される。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６１】
（１）本実施形態では、情報検出手段７７からの熱負荷情報に基づいて算出されたデューティ比Ｄｔが、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）と等しいとき、言い換えれば、油戻し通路８５が全閉状態のとき、駆動回路７８への指令値が所定期間Ｔａだけ中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）に変更される。この指令値変更により、駆動回路７８に対して指令値が出力される期間Ｔｃにおいて所定期間Ｔａだけ油戻し通路８５の開度が増大側に変更されるため、その分、潤滑油の供給量を増大させることができる。よって、デューティ比Ｄｔが最大とされ（圧縮機Ｃが高負荷な状態にあるとされ）、熱的に厳しくなりがちで潤滑要求が増す状況において、良好な潤滑を行うことができる。
【００６２】
（２）前述の指令値の変更は、期間Ｔｃにおいて一時的なものとされている。よって、この変更が行われることに起因する過大な吐出容量の変更を極力回避することができる。
【００６３】
（３）エアコンＥＣＵ７２は、分離室８０に潤滑油が溜まった状態にあるか否かを判断するとともに、潤滑油が溜まった状態にあると判断した場合に、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）から中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）への前記指令値の変更を許容する。
【００６４】
例えば、圧縮機Ｃの起動（エアコンスイッチ９０のオフ状態からオン状態への切替え時）直後などには、冷媒ガスの吐出が開始されたばかりで分離室８０に潤滑油が十分に溜まっていない場合がある。そしてこの状態においてエアコンＥＣＵ７２による前記指令値変更が行われると、油戻し通路８５を介して分離室８０の冷媒ガスが過大にクランク室１２に導入されるという状況が生じる虞がある。この場合、クランク室１２への冷媒ガス導入によって該クランク室１２の圧力が過大に増大されることとなる。そのため例えば、吐出容量を最大状態に維持することが困難となったり、外部冷媒回路３０に導出されるべき冷媒ガスが過大にクランク室１２に漏出する状態であることから、圧縮機Ｃの圧縮効率が低下するという問題が生じる。
【００６５】
本実施形態では、前記エアコンＥＣＵ７２が、分離室８０に潤滑油が溜まった状態にあるか否かを判断し、潤滑油が溜まった状態にあると判断した場合に前記指令値変更を許容するため、分離室８０からクランク室１２への過大な冷媒ガス導入を防止しつつ潤滑油を供給でき、前述の問題は解消され得る。即ち、吐出容量を最大状態に維持することや、圧縮機Ｃの圧縮効率の低下を防止することが可能となる。
【００６６】
（４）エアコンＥＣＵ７２による中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）への指令値変更が行われる所定期間Ｔａは、前記容量制御における吐出容量の変更に影響しない程度の長さに設定されている。これによれば、前記指令値変更が行われることに起因する過大な吐出容量の変更が回避され、容量制御が安定して行われることとなる。
【００６７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、エアコンＥＣＵ７２によるデューティ比Ｄｔの算出値が最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）と等しいとき、前記指令値変更を行うようにした。これに対して本実施形態では、圧縮機Ｃの発熱情報に基づき圧縮機Ｃの発熱量が所定よりも高い状態にあると判断したとき、前記指令値変更を行うようにしている。
【００６８】
即ち図２に示すように本実施形態においてエアコンＥＣＵ７２には、前述の情報検出手段７７からの情報に加えて、ハウジング温度センサ９５からの情報が提供されるようになっている。ハウジング温度センサ９５は圧縮機Ｃのハウジング１１に設けられたセンサであり、ハウジング１１の温度を測定し、検出した温度Ｈ（ｔ）を圧縮機Ｃの発熱情報（本実施形態の負荷情報）としてエアコンＥＣＵ７２に提供する。
【００６９】
そして前記エアコンＥＣＵ７２は、予め設定されたプログラムに基づいて、図４のフローチャートに示す処理を行う。即ちエアコンＥＣＵ７２は、エアコンスイッチ９０がオン状態とされると、Ｓ２０１において前記第１実施形態のＳ１０１と同様のＤｔ算出処理を行う。
【００７０】
Ｓ２０２においては、ハウジング温度センサ９５からの情報に基づき、ハウジング１１の温度Ｈ（ｔ）が、予め設定された所定温度Ｈ（ｓｅｔ）よりも高いか否かが判定される。Ｓ２０２判定がＹＥＳの場合、圧縮機Ｃの発熱量が所定よりも高く高負荷な状態であり、潤滑要求が高い状態にあると判断され、処理はＳ２０３に移行される。
【００７１】
Ｓ２０３においては、Ｓ２０１におけるデューティ比Ｄｔの算出値が指令値として駆動回路７８に対して出力される期間Ｔｃにおいて、所定期間Ｔｂだけ駆動回路７８への指令値を前記算出値よりも吐出容量減少側に変更する指令値変更制御が行われる。つまり、ハウジング１１の温度Ｈ（ｔ）が所定温度Ｈ（ｓｅｔ）よりも高い場合には、Ｓ２０１でのデューティ比Ｄｔの算出値が指令値ＤｔＲとして出力される期間Ｔｃのうち所定期間Ｔｂだけ駆動回路７８への指令値が前記指令値ＤｔＲよりも小さい値とされる。本実施形態において、この所定期間Ｔｂだけ出力される指令値は、デューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）とされている。
【００７２】
これによれば、圧縮機Ｃの発熱量が所定よりも高く、潤滑要求が高いと判断される状態において、潤滑油の供給量をより増大させることができる。
なお本実施形態においては、最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）への指令値変更が行われる期間Ｔｂは期間Ｔｃに対して、圧縮機Ｃの前述の容量制御において吐出容量の変更に影響が出ない程度の短い期間に設定されている。
【００７３】
他方Ｓ２０２判定がＮＯの場合は、Ｓ２０４に移行され、Ｓ２０１におけるデューティ比Ｄｔの算出値が、指令値ＤｔＲとして駆動回路７８に一定期間Ｔｃ出力される。
【００７４】
前記Ｓ２０３及びＳ２０４の処理が終了されると、処理はＳ２０１に移行される。
本実施形態では、上記の（２），（４）と同様の効果の他に、以下のような効果を得ることができる。
【００７５】
（５）本実施形態では、ハウジング温度センサ９５からの発熱情報に基づき圧縮機Ｃの発熱量が所定より高い状態にあると判断された場合に、駆動回路７８への指令値が所定期間Ｔｂだけ最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）に変更される。この指令値変更により、駆動回路７８に対して指令値が出力される期間Ｔｃにおいて所定期間Ｔｂだけ油戻し通路８５の開度が最大状態に変更されるため、その分、潤滑油の供給量を増大させることができる。よって、圧縮機Ｃが熱的に厳しい状態となって潤滑要求が増しがちな状況において、良好な潤滑を行うことができる。
【００７６】
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。
○ 前記第１実施形態においてエアコンＥＣＵ７２は、エアコンスイッチ９０がオフ状態からオン状態に切り替わった時点からの経過時間Ｔｐが、所定の時間Ｔｓを超えたか否かを判定することで、分離室８０に潤滑油が溜まったか否かを判断したが、これに限定されない。例えば、エンジンＥと圧縮機Ｃとを作動連結する動力伝達機構ＰＴが、外部からの指令によって前記両者間の動力伝達を断接可能な電磁クラッチ機構を有する場合、この電磁クラッチ機構が動力伝達を遮断した状態から接続した状態に切り替えられた時点からの経過時間が所定時間を超えたか否かを判定してもよい。
【００７７】
○ 前記第１実施形態においてエアコンＥＣＵ７２は、エアコンスイッチ９０がオフ状態からオン状態に切り替わった時点からの経過時間Ｔｐに基づいて分離室８０に潤滑油が溜まったか否かを判断したが、これに限定されない。例えば、分離室８０に貯留された潤滑油量を検出可能なセンサを設け、このセンサからの検出情報に基づいて判断するようにしてもよい。
【００７８】
○ 前記第１実施形態において、分離室８０に潤滑油が溜まったか否かを判断するステップ（Ｓ１０２）を省略してもよい。
○ 前記第１実施形態においてエアコンＥＣＵ７２は、前述の指令値変更において駆動回路７８への指令値を最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）の半分の値である中間デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ／２）に変更したが、これに限定されない。最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）（Ｓ１０１における算出値）よりも吐出容量減少側の値であれば、必ずしも最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）の半分の値でなくてもよい。
【００７９】
○ 前記第１実施形態では、エアコンＥＣＵ７２から駆動回路７８に出力される制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値を、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）としたが、これに限定されない。前記限度値を、最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）よりも小さい値を最小値とし最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）を最大値とする領域（幅）を有した値としてもよい。
【００８０】
○ 例えば、前記第２実施形態のフローチャートにおいて、分離室８０に潤滑油が溜まったか否かを判断するステップ（第１実施形態のＳ１０２と同様のステップ）を設けてもよい。この場合、このステップの判定がＹＥＳであるとき、Ｓ２０３処理を許容するようにする。
【００８１】
○ 前記第２実施形態においてエアコンＥＣＵ７２は、ハウジング１１の温度Ｈ（ｔ）を発熱情報としてこれに基づいて前述の指令値変更を行うか否かを判定したが、これに限定されない。例えば、クランク室１２の温度や、吐出冷媒ガスの温度などを発熱情報として前述の判定の基準に利用するようにしてもよい。
【００８２】
○ 前記第２実施形態における発熱情報に代えて、吐出冷媒ガスの圧力や、回転軸１３の回転速度などを圧縮機Ｃの負荷情報としてもよい。
○ 前記第２実施形態においてエアコンＥＣＵ７２は、前述の指令値変更において駆動回路７８への指令値を最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）に変更したが、これに限定されない。Ｓ２０１における算出値よりも吐出容量減少側の値であれば、必ずしも最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）でなくてもよい。
【００８３】
○ 前記第１及び第２実施形態では、駆動回路７８への指令値が変更される期間Ｔａ，Ｔｂを、前記容量制御における吐出容量の変更に影響しない程度の長さとしたが、これに限定されない。
【００８４】
○ 前記実施形態では、図３及び図４のフローチャートのルーチン１サイクルあたりの指令値出力期間（期間Ｔｃ）のうちの一部の期間Ｔａ，Ｔｂだけ、駆動回路７８への指令値を吐出容量減少側に変更したが、これに限定されない。例えば、第１実施形態において、Ｓ１０３におけるＹＥＳの判定が所定回数繰り返されたとき、次に実行されるルーチン１サイクル分の期間Ｔｃに亘って指令値が吐出容量減少側に変更されるようにしてもよい。この場合、Ｓ１０３におけるＹＥＳの判定の繰り返し回数が所定回数に満たないときは、継続的に最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）が出力されるようにする。
【００８５】
また、例えば、第２実施形態においては、Ｓ２０２におけるＹＥＳの判定が所定回数繰り返されたとき、次に実行されるルーチン１サイクル分の期間Ｔｃに亘って指令値が吐出容量減少側に変更されるようにしてもよい。この場合、Ｓ２０２におけるＹＥＳの判定の繰り返し回数が所定回数に満たないときは、継続的に指令値ＤｔＲが出力されるようにする。
【００８６】
なお、これらの場合、「エアコンＥＣＵ７２により前記目標値が出力される期間」は、期間Ｔｃ複数回分の長さとなる。
○ 前記第２実施形態において、Ｓ２０２判定がＹＥＳの場合、該Ｓ２０２判定がＮＯとなるまで継続的に、Ｓ２０１における算出値よりも吐出容量減少側に変更された指令値を駆動回路７８に出力し続けるようにしてもよい。
【００８７】
○ エアコンＥＣＵ７２に、図３に示すフローチャートの処理と、図４に示すフローチャートの処理とを並行して行わせるようにしてもよい。
○ 前記実施形態では、デューティ比Ｄｔの増大に伴い開度が減少する制御弁ＣＶを用いたが、デューティ比Ｄｔの増大に伴い開度が増大する制御弁を備えた圧縮機の制御装置に本発明を適用してもよい。
【００８８】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記指令値変更手段による前記指令値の吐出容量減少側への変更が行われる期間は、吐出容量の変更に影響しない程度の長さに設定されている請求項２又は４に記載の容量可変型圧縮機の制御装置。
【００８９】
（２）前記指令値変更手段は、前記回転軸の回転速度が所定より高い状態にあると判断したとき、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する請求項１〜５及び技術的思想（１）のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御装置。
【００９０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によれば、容量可変型圧縮機における良好な潤滑が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の容量可変型圧縮機の断面図。
【図２】同じく制御弁の断面図。
【図３】同じく空調制御のフローチャート。
【図４】第２実施形態の空調制御のフローチャート。
【符号の説明】
１２…クランク室、１３…回転軸、１４…クランク機構を構成するラグプレート、１５…同じく斜板、１６…同じくヒンジ機構、１７…ピストン、１８…クランク機構を構成するシュー、２０…圧縮室、２２…吐出通路を構成する吐出室、３０…外部冷媒回路、７２…指令出力手段及び指令値変更手段を備えた制御装置を構成するエアコンＥＣＵ、７７…情報検出手段、８０…吐出通路を構成する分離室、８１…同じく上流側連通路、８２…同じく下流側連通路、８３ａ…同じく区画部材の内部空間、８３ｂ…同じく孔、８４…外側空間、８５…油戻し通路、Ｃ…容量可変型圧縮機、ＣＶ…制御弁、ＤｔＲ…指令値、Ｔｃ…目標値が出力される期間。

Claims (5)

1. 外部冷媒回路とで冷媒循環回路を構成する容量可変型圧縮機であって、ピストンの往復動に伴い冷媒の圧縮が行われる圧縮室と、回転軸の回転をピストンの往復動に変換するためのクランク機構を収容するクランク室と、圧縮室から外部冷媒回路に向かう吐出冷媒ガスの通路となる吐出通路上に設けられ前記ガス中に含まれる潤滑油を分離するための分離室と、分離室とクランク室とを連通する油戻し通路と、該通路上に設けられ該通路の開度を外部からの制御信号に基づいて変更可能な制御弁とを備え、該制御弁の開度調節に基づくクランク室の圧力制御により吐出容量を変更可能に構成された容量可変型圧縮機において、
   前記冷媒循環回路の熱負荷情報を検出する情報検出手段からの熱負荷情報に基づいて制御弁の制御信号の目標値を決定しこの目標値を指令値として制御弁側に出力可能な指令出力手段と、
   前記圧縮機の負荷情報に基づき該圧縮機が高負荷な状態にあると判断したとき、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する指令値変更手段と
   を備えたことを特徴とする容量可変型圧縮機の制御装置。
2. 前記指令値変更手段は、前記目標値が前記制御信号の可変範囲において大吐出容量側の限度値であるときに、前記目標値が出力される期間において一時的に前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する請求項１に記載の容量可変型圧縮機の制御装置。
3. 前記指令値変更手段は、前記圧縮機の発熱情報に基づき該圧縮機の発熱量が所定より高い状態にあると判断したとき、前記指令値を前記目標値よりも吐出容量減少側に変更する請求項１又は２に記載の容量可変型圧縮機の制御装置。
4. 前記指令値変更手段による前記指令値の吐出容量減少側への変更は、指令出力手段により前記目標値が出力される期間において一時的に行われる請求項３に記載の容量可変型圧縮機の制御装置。
5. 前記指令値変更手段は、分離室に潤滑油が溜まった状態にあるか否かを判断するとともに、潤滑油が溜まった状態にあると判断した場合に、前記指令値の吐出容量減少側への変更を許容する請求項１〜４のいずれかに記載の容量可変型圧縮機の制御装置。

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