JP3780784B2 - 空調装置および容量可変型圧縮機の制御弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凝縮器、減圧装置、蒸発器及び容量可変型圧縮機からなる冷媒循環回路を備えた空調装置に関する。特に容量可変型圧縮機に用いられる制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車輌用空調装置の冷房回路は、凝縮器（コンデンサ）、減圧装置としての膨張弁、蒸発器（エバポレータ）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。蒸発器は冷房回路を流れる冷媒と車室内空気との熱交換を行う。熱負荷又は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。車載用の圧縮機として広く採用されている容量可変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容量制御弁である。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Ｐｃ）を調節して斜板角度を決めている。
【０００３】
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車載用圧縮機は一般に車輌エンジンから動力供給を受けて駆動される。圧縮機はエンジン動力（又はトルク）を最も消費する補機の一つであり、エンジンにとって大きな負荷であることは間違いない。それ故、車輌用空調装置は、車輌の加速時や登坂走行時などエンジン動力を車輌の前進駆動に極力振り向けたい非常時には、圧縮機の吐出容量を最小化することで圧縮機に由来するエンジン負荷を低減するような制御（一時的な負荷低減措置としてのカット制御）を行うようにプログラムされている。前述の設定吸入圧可変弁付き容量可変型圧縮機を用いた空調装置では、制御弁の設定吸入圧を通常の設定吸入圧よりも高い値に変更することで現吸入圧を新設定圧に比して低い値とすることにより、圧縮機の吐出容量を最小化する方向に誘導して実質的なカット制御を実現している。
【０００５】
ところが、設定吸入圧可変弁付きの容量可変型圧縮機の動作を詳細に解析したところ、吸入圧Ｐｓを指標としたフィードバック制御を介在させる限り、目論見通りのカット制御（つまりエンジン負荷低減）が常に実現するわけではないということが判明した。
【０００６】
図１７のグラフは、吸入圧Ｐｓと圧縮機の吐出容量Ｖｃとの相関関係を概念的に表したものである。このグラフから分かるように、吸入圧Ｐｓと吐出容量Ｖｃとの相関曲線（特性線）は一種類ではなく、蒸発器での熱負荷の大きさに応じて複数の相関曲線が存在する。このため、ある圧力Ｐｓ１をフィードバック制御の目標値たる設定吸入圧Ｐｓｅｔとして与えたとしても、熱負荷の状況によって制御弁の自律動作によって実現される実際の吐出容量には一定幅（グラフではΔＶｃ）のばらつきが生じてしまう。例えば、蒸発器の熱負荷が過大な場合には、設定吸入圧Ｐｓｅｔを十分に高くしたつもりでも、実際の吐出容量Ｖｃはエンジンの負荷を低減するところまで落ちきらないという事態が生じ得る。つまり吸入圧Ｐｓに依拠した制御では、単に設定吸入圧Ｐｓｅｔを高い値に設定変更しても、蒸発器での熱負荷の変化が追従してこなければ、即座に吐出容量を落とせないというジレンマがある。
【０００７】
蒸発器での熱負荷を反映する吸入圧Ｐｓに基づいて容量可変型圧縮機の吐出容量を調節する制御手法は、車外の寒暖の変化にかかわらず人間の快適感を左右する室温の安定維持を図るという空調装置本来の目的を達成する上では極めて妥当な制御手法であった。しかし、上記カット制御にみられるように、空調装置本来の目的を一時的に放棄してでも、駆動源（エンジン）の事情を最優先して緊急避難的に迅速な吐出容量ダウンを実現するには、吸入圧Ｐｓに依拠した制御では十分に対応できないというのが実状である。
【０００８】
本発明の目的は、蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく、必要時には外部制御によって圧縮機の吐出容量を迅速に変更することができる空調装置を提供することにある。特に、室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出容量制御と、緊急避難的な吐出容量の迅速な変更とを両立させることができる容量可変型圧縮機の制御方法および容量可変型圧縮機の制御弁を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、凝縮器、減圧装置、蒸発器及び容量可変型圧縮機からなる冷媒循環回路を備えた空調装置であって、前記圧縮機の冷媒吐出容量を推し量る指標として、前記冷媒循環回路における圧縮機と凝縮器との間に設定された第１の圧力監視点と、蒸発器と圧縮機との間に設定された第２の圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧以外の種々の外部情報を検知する外部情報検知手段と、前記外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて制御目標値たる設定差圧を決定すると共に、その設定差圧に前記差圧検出手段によって検出された差圧が近づくように前記圧縮機の吐出容量をフィードバック制御する吐出容量制御手段とを備え、前記容量可変型圧縮機は、シリンダボア内にピストンを往復動可能に収容する往復ピストン式圧縮機であって、該ピストンと作動連結されたカムプレートを収容するクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能なタイプであり、前記吐出容量制御手段は、前記第１及び第２の圧力監視点間の差圧を機械的に検出する前記差圧検出手段を内蔵しその検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能であり且つその自律的な弁開度調節動作の目標となる設定差圧を外部からの制御によって変更可能な前記クランク室の内圧を調節するための制御弁と、前記外部情報検知手段と電気的に接続されて前記制御弁の設定差圧を可変設定する制御装置とから構成され、当該空調装置は更に、前記制御装置による設定差圧の設定変更に起因して圧縮機の吐出容量が低減されるときに、第１の圧力監視点と第２の圧力監視点との間の差圧の迅速低下を促進する差圧低下促進手段を備えてなることを要旨とする。
【００１１】
本件の空調装置では、冷媒循環回路における圧縮機と凝縮器との間に設定された第１の圧力監視点と、蒸発器と圧縮機との間に設定された第２の圧力監視点との間の差圧を圧縮機の冷媒吐出容量を推し量る指標となる直接の制御指標（又は制御パラメータ）としている。吐出容量制御手段は、外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて制御目標値たる設定差圧を決定する。そして、吐出容量制御手段は、差圧検出手段によって逐次検出される第１及び第２の圧力監視点間の差圧が、設定差圧に近づくように圧縮機の吐出容量をフィードバック制御する。つまり、このフィードバック制御では、蒸発器における熱負荷状況を如実に反映する物理量（例えば吸入圧Ｐｓ）を直接の制御指標とせず、検出差圧を設定差圧にほぼ一致させるという観点のみで、圧縮機の負荷トルクと相関性を持つ吐出容量の制御が行われる。それ故、必要時（非常時）には、蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく圧縮機の吐出容量（ひいては負荷トルク）を短時間に急変させる緊急避難的な容量変更も可能となる。他方、通常時には、外部情報に基づき蒸発器での熱負荷状況を勘案しながら設定差圧を適宜変更することにより圧縮機の吐出容量を時間と共に最適化し、室温の安定維持を図るという空調装置本来の目的を達成することができる。即ち、冷媒循環回路における圧縮機と凝縮器との間に設定された第１の圧力監視点と、蒸発器と圧縮機との間に設定された第２の圧力監視点との間の差圧に基づくフィードバック制御によれば、通常時において室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出容量制御と、非常時における緊急避難的な吐出容量の迅速な変更とを両立させることが可能となる。
【００１３】
請求項１は、前記第１及び第２の圧力監視点間の差圧を機械的に検出する差圧検出手段を用いた場合における吐出容量制御手段の好ましい構成を限定したものである。この構成によれば、クランク室の内圧は、差圧を機械的に検出する差圧検出手段を内蔵した制御弁の自律的な弁開度調節動作によって決定される。つまり制御弁は前記第１及び第２の圧力監視点間の差圧が設定差圧どおりの差圧を実現するようにクランク室の内圧を誘導し、結果的に圧縮機の吐出容量を設定差圧に整合させる。この限りにおいて当該制御弁は、設定差圧に対応した圧縮機の吐出容量制御を自己完結的に実現する自律的な機械要素と言える。制御装置は、かかる制御弁に対して外部情報を参照しながら設定差圧の変更を指令するに過ぎない。設定差圧を外部からの制御で変更できるという意味で、当該制御弁は他律的な性格をも併せ持つ。また、圧縮機の吐出容量を低減するために制御装置によって設定差圧の設定変更がなされるときでも、差圧低下促進手段の作用により、差圧検出手段によって検出される実際の二点間差圧が、設定差圧の変更に対し比較的レスポンス良く追従することが可能となる。従って、特に圧縮機の吐出容量が低い場合において、設定差圧の設定変更に基づく吐出容量の可変調節性や容量変更の応答性が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空調装置において、前記第１の圧力監視点は該圧縮機の吐出室に設定され、第２の圧力監視点は該圧縮機の吸入室に設定されていることを要旨とする。請求項２は、前記第１及び第２の圧力監視点の好ましい設定様態を限定したものである。この設定様態によれば、前記差圧検出手段を内蔵した制御弁（請求項３参照）を圧縮機に組み込むことが容易になる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の空調装置において、前記吐出容量制御手段は、外部情報に基づいて通常時又は非常時の判定を行う機能を備え、非常時には前記フィードバック制御を中断して圧縮機の吐出容量を強制的に所定容量に制御することを要旨とする。請求項３は、非常時における吐出容量制御の好ましい態様を限定したものである。請求項３中の「所定容量」とは、好ましくは圧縮機の負荷トルクを最小又は最大にする最小又は最大の吐出容量である。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置において、前記第１の圧力監視点は圧縮機の吐出室に設定されており、前記差圧低下促進手段は、該吐出室と前記凝縮器との間に配設された逆止弁を含むことを要旨とする。請求項４によれば、かかる逆止弁は、吐出室から凝縮器へ向かう流れのみを許容することから、吐出室の内圧が凝縮器側の圧力よりも低くなることを許容する。故に、逆止弁と凝縮器との間の高圧領域がどれほどの圧力や体積を持とうとも、それらに影響されることなく吐出室の圧力が低下可能となる。よって、圧縮機の吐出容量が低下し又は事実上ゼロとなった場合に、逆止弁が存在しない場合に比して、吐出室の内圧が迅速に低下する。従って、前述のように吐出容量の可変調節性や容量変更の応答性が向上する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置において、前記第２の圧力監視点は圧縮機の吸入室に設定されており、前記差圧低下促進手段は、該吸入室と前記蒸発器との間に配設された逆止弁を含むことを要旨とする。請求項５によれば、かかる逆止弁は、蒸発器から吸入室へ向かう流れのみを許容することから、吸入室の内圧が蒸発器側の圧力よりも高くなることを許容する。故に、逆止弁と蒸発器との間の領域がどれほど低圧でありどれほどの体積を持とうとも、それらに影響されることなく吸入室の圧力が上昇可能となる。よって、圧縮機の吐出容量が低下し又は事実上ゼロとなった場合に、逆止弁が存在しない場合に比して、吸入室の内圧が迅速に上昇する。従って、前述のように吐出容量の可変調節性や容量変更の応答性が向上する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、カムプレートを収容するクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機に用いられる制御弁であって、前記圧縮機の吐出室、クランク室及び吸入室を経由する内部通路の一部を構成すべくバルブハウジング内に区画された弁室と、前記弁室内に移動可能に設けられ該弁室内での位置に応じて前記内部通路の開度を調節する弁体と、前記圧縮機の吐出室と吸入室との間の差圧を検出すると共に、その差圧に基づく荷重を前記弁体に及ぼして弁室内での弁体の位置決めに関与する差圧検出手段と、少なくとも前記差圧検出手段に対し作動連結可能に設けられ、当該差圧検出手段による弁体の位置決め動作の目標となる設定差圧を外部からの制御により変更可能とする設定差圧変更アクチュエータとを備えてなることを要旨とする。
【００２０】
請求項６の制御弁では、差圧検出手段によって検出される前記圧縮機の吐出室と吸入室との間の差圧に基づく力が弁体に及ぼされて弁室内での弁体の位置決めが行われ、内部通路の開度が内部自律的に調節される。内部通路の開度調節の結果、圧縮機のクランク室内圧が制御され圧縮機の吐出容量が調節（又は変更）される。そのときの吐出容量は、差圧検出手段によって検出される差圧が設定差圧変更アクチュエータを介して外部的に設定される設定差圧をほぼ実現するものとして決まる。つまり、設定差圧変更アクチュエータによって設定差圧が変更されない限り、この制御弁は、前記圧縮機の吐出室と吸入室との間の差圧が設定差圧どおりの差圧を実現するようにクランク室の内圧を誘導し圧縮機の吐出容量を設定差圧に整合させる、いわば自己完結的な内部制御方式の定容量弁として機能する。他方、設定差圧変更アクチュエータを介して外部から設定差圧を変更すれば、それに応じて圧縮機の吐出容量を変化させる。その意味でこの制御弁は、外部制御によって圧縮機の吐出容量を任意調節可能な外部制御方式の容量可変弁として機能する。かかる制御弁を用いれば、通常時において室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出容量制御と、非常時における緊急避難的な吐出容量の迅速な変更とを両立させることが可能となる。
【００２１】
請求項７及び８は、請求項６の制御弁に内蔵される差圧検出手段の好ましい構成を限定したものである。請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記差圧検出手段は、前記バルブハウジング内に区画された感圧室と、前記感圧室内を二つの圧力室に区画すると共に該バルブハウジングの軸方向に変位可能な状態で前記弁体と作動連結された区画部材を備えており、前記二つの圧力室にはそれぞれ前記圧縮機の吐出室及び吸入室の圧力が導かれることを要旨とする。請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の容量可変型圧縮機の制御弁において、前記弁体と前記差圧検出手段とは作動ロッドに一体化されており、その作動ロッドの一端で吸入室の圧力を受圧し他端で吐出室の圧力を受圧することを要旨とする。請求項８によれば、弁体と一体化された作動ロッドそのものが、吐出室と吸入室との間の差圧を検出する。そのため、該差圧を検出するための区画部材などを別個に設ける必要がない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明を車輌用空調装置に具体化したいくつかの実施形態を説明する。
（第１実施形態：図１〜図１０参照）
図１に示すように容量可変型斜板式圧縮機は、シリンダブロック１と、その前端に接合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を介して接合されたリヤハウジング４とを備えている。これら１，２，３及び４は、複数本の通しボルト１０（一本のみ図示）により相互に接合固定されて該圧縮機のハウジングを構成する。シリンダブロック１とフロントハウジング２とに囲まれた領域にはクランク室５が区画されている。クランク室５内には駆動軸６が前後一対のラジアル軸受け８Ａ，８Ｂによって回転可能に支持されている。シリンダブロック１の中央に形成された収容凹部内には、前方付勢バネ７及び後側スラスト軸受け９Ｂが配設されている。他方、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、ラグプレート１１とフロントハウジング２の内壁面との間には前側スラスト軸受け９Ａが配設されている。一体化された駆動軸６及びラグプレート１１は、バネ７で前方付勢された後側スラスト軸受け９Ｂと前側スラスト軸受け９Ａとによってスラスト方向（駆動軸軸線方向）に位置決めされている。
【００２３】
駆動軸６の前端部は、動力伝達機構ＰＴを介して外部駆動源としての車輌エンジンＥ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。尚、本実施形態では、クラッチレスタイプの動力伝達機構が採用されている。
【００２４】
図１に示すように、クランク室５内にはカムプレートたる斜板１２が収容されている。斜板１２の中央部には挿通孔が貫設され、この挿通孔内に駆動軸６が配置されている。斜板１２は、連結案内機構としてのヒンジ機構１３を介してラグプレート１１及び駆動軸６に作動連結されている。ヒンジ機構１３は、ラグプレート１１のリヤ面から突設された二つの支持アーム１４（一つのみ図示）と、斜板１２のフロント面から突設された二本のガイドピン１５（一本のみ図示）とから構成されている。支持アーム１４とガイドピン１５との連係および斜板１２の中央挿通孔内での駆動軸６との接触により、斜板１２はラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転可能であると共に駆動軸６の軸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。なお、斜板１２は、駆動軸６を挟んで前記ヒンジ機構１３と反対側にカウンタウェイト部１２ａを有している。
【００２５】
ラグプレート１１と斜板１２との間において駆動軸６の周囲には傾角減少バネ１６が設けられている。このバネ１６は斜板１２をシリンダブロック１に接近する方向（即ち傾角減少方向）に付勢する。又、駆動軸６に固着された規制リング１８と斜板１２との間において駆動軸６の周囲には復帰バネ１７が設けられている。この復帰バネ１７は、斜板１２が大傾角状態（二点鎖線で示す）にあるときには駆動軸６に単に巻装されるのみで斜板その他の部材に対していかなる付勢作用も及ぼさないが、斜板１２が小傾角状態（実線で示す）に移行すると、前記規制リング１８と斜板１２との間で圧縮されて斜板１２をシリンダブロック１から離間する方向（即ち傾角増大方向）に付勢する。なお、斜板１２が圧縮機運転時に最小傾角θｍｉｎ（例えば１〜５°の範囲の角度）に達したときも、復帰バネ１７が縮みきらないようにバネ１７の自然長及び規制リング１８の位置が設定されている。
【００２６】
シリンダブロック１には、駆動軸６を取り囲んで複数のシリンダボア１ａ（一つのみ図示）が形成され、各シリンダボア１ａのリヤ側端は前記弁形成体３で閉塞されている。各シリンダボア１ａには片頭型のピストン２０が往復動可能に収容されており、各ボア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が区画されている。各ピストン２０の前端部は一対のシュー１９を介して斜板１２の外周部に係留され、これらのシュー１９を介して各ピストン２０は斜板１２に作動連結されている。このため、斜板１２が駆動軸６と同期回転することで、斜板１２の回転運動がその傾角θに対応するストロークでのピストン２０の往復直線運動に変換される。
【００２７】
更に弁形成体３とリヤハウジング４との間には、中心域に位置する吸入室２１と、それを取り囲む吐出室２２とが区画形成されている。弁形成体３は、吸入弁形成板、ポート形成板、吐出弁形成板およびリテーナ形成板を重合してなるものである。この弁形成体３には各シリンダボア１ａに対応して、吸入ポート２３及び同ポート２３を開閉する吸入弁２４、並びに、吐出ポート２５及び同ポート２５を開閉する吐出弁２６が形成されている。吸入ポート２３を介して吸入室２１と各シリンダボア１ａとが連通され、吐出ポート２５を介して各シリンダボア１ａと吐出室２２とが連通される。そして、蒸発器３３の出口から吸入室２１（吸入圧Ｐｓの領域）に導かれた冷媒ガスは、各ピストン２０の上死点位置から下死点側への往動により吸入ポート２３及び吸入弁２４を介してシリンダボア１ａに吸入される。シリンダボア１ａ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復動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出室２２（吐出圧Ｐｄの領域）に吐出される。吐出室２２の高圧冷媒は逆止弁９２を経由して凝縮器３１に導かれる。
【００２８】
この圧縮機では、エンジンＥからの動力供給により駆動軸６が回転されると、それに伴い所定角度θに傾斜した斜板１２が回転する。その時の角度θは傾角と呼ばれ、一般に駆動軸６に直交する仮想平面と斜板１２とがなす角度として把握される。斜板の回転に伴って各ピストン２０が傾角θに対応したストロークで往復動され、前述のように各シリンダボア１ａでは、冷媒ガスの吸入、圧縮及び吐出が順次繰り返される。
【００２９】
斜板１２の傾角θは、斜板回転時の遠心力に起因する回転運動のモーメント、傾角減少バネ１６（及び復帰バネ１７）の付勢作用に起因するバネ力によるモーメント、ピストン２０の往復慣性力によるモーメント、ガス圧によるモーメント等の各種モーメントの相互バランスに基づいて決定される。ガス圧によるモーメントとは、シリンダボア内圧と、ピストン背圧にあたるクランク室５の内圧（クランク圧Ｐｃ）との相互関係に基づいて発生するモーメントであり、クランク圧Ｐｃに応じて傾角減少方向にも傾角増大方向にも作用する。この圧縮機では、後述する制御弁を用いてクランク圧Ｐｃを調節し前記ガス圧によるモーメントを適宜変更することにより、斜板の傾角θを最小傾角θｍｉｎと最大傾角θｍａｘとの間の任意の角度に設定可能としている。なお、最大傾角θｍａｘは、斜板１２のカウンタウェイト部１２ａがラグプレート１１の規制部１１ａに当接することで規制される。他方、最小傾角θｍｉｎは、前記ガス圧によるモーメントが傾角減少方向にほぼ最大化した状態のもとでの傾角減少バネ１６と復帰バネ１７との付勢力バランスを支配的要因として決定される。
【００３０】
斜板１２の傾角制御に関与するクランク圧Ｐｃを制御するためのクランク圧制御機構は、図１及び図２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並びに制御弁によって構成される。抽気通路２７は吸入室２１とクランク室５とを接続する。給気通路２８は吐出室２２とクランク室５とを接続し、その途中には制御弁が設けられている。制御弁の弁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とシリンダボア１ａの内圧との差が変更され、斜板の傾角θが変更される結果、ピストンのストロークすなわち吐出容量が調節される。なお、前記給気通路２８および抽気通路２７によって、内部通路が構成される。
【００３１】
（冷媒循環回路）
図１及び図２に示すように、車輌用空調装置の冷房回路（即ち冷媒循環回路）は上述した圧縮機（逆止弁９２を含む）と外部冷媒回路３０とから構成される。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器（コンデンサ）３１、減圧装置としての温度式膨張弁３２及び蒸発器（エバポレータ）３３を備えている。膨張弁３２の開度は、蒸発器３３の出口側又は下流側に設けられた感温筒３４の検知温度および蒸発圧力（蒸発器３３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３２は、熱負荷に見合った液冷媒を蒸発器３３に供給して外部冷媒回路３０における冷媒流量を調節する。外部冷媒回路３０の下流域には、蒸発器３３の出口と圧縮機の吸入室２１とをつなぐ冷媒ガスの流通管３５が設けられている。外部冷媒回路３０の上流域には、圧縮機の吐出室２２と凝縮器３１の入口とをつなぐ冷媒の流通管３６が設けられている。圧縮機は外部冷媒回路３０の下流域から吸入室２１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３０の上流域と繋がる吐出室２２に吐出する。
【００３２】
定性的に吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの圧力差は冷媒循環量を増やせば大きくなり、逆に少なくすれば小さくなる。本実施形態では、流通管３６の最上流域に当たる吐出室２２内に上流側の第１の圧力監視点Ｐ１を定めると共に、流通管３５の最下流域に当たる吸入室２１内に下流側の第２の圧力監視点Ｐ２を定めている。即ち、圧縮機と凝縮器３１との間の一点と、蒸発器３３と圧縮機との間の一点とを二つの圧力監視点としている。そして、前記二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２は、圧縮機内部の冷媒循環経路に設定されている。圧力監視点Ｐ１でのガス圧Ｐｄを第１の検圧通路３７を介して、又、圧力監視点Ｐ２でのガス圧Ｐｓを第２の検圧通路３８を介してそれぞれ制御弁に導いている。その差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）は、圧縮機の吐出容量を推し量る指標として、制御弁によって圧縮機吐出容量のフィードバック制御に利用される。
【００３３】
（容量制御弁）
図３に示す容量制御弁は、冷媒循環回路における前記差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を機械的に検出し、その検出差圧を自己の弁開度調節の機械的入力として直接利用する。
【００３４】
図３に示すように制御弁は、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占めるソレノイド部とを備えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５とを繋ぐ給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。ソレノイド部は、制御弁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を構成し、これは、設定差圧変更アクチュエータ１００として機能する。作動ロッド４０は、先端部たる差圧受承部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からなる棒状部材である。弁体部４３はガイドロッド部４４の一部にあたる。差圧受承部４１、連結部４２並びにガイドロッド部４４（及び弁体部４３）の直径をそれぞれｄ１，ｄ２及びｄ３とすると、ｄ２＜ｄ１＜ｄ３の関係が成立している。そして、円周率をπとすると、差圧受承部４１の軸直交断面積ＳＢはπ（ｄ１／２）²であり、連結部４２の軸直交断面積ＳＣはπ（ｄ２／２）²であり、ガイドロッド部４４（及び弁体部４３）の軸直交断面積ＳＤはπ（ｄ３／２）²である。
【００３５】
制御弁のバルブハウジング４５は、キャップ４５ａと、入れ側弁部の主な外郭を構成する上半部本体４５ｂと、ソレノイド部の主な外郭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、該上半部本体４５ｂとその上部に挿入固定されたキャップ４５ａとの間には感圧室４８が区画されている。
【００３６】
弁室４６、連通路４７及び感圧室４８内には、作動ロッド４０が軸方向（図では垂直方向）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。これに対し連通路４７と感圧室４８とは、それらの境界に存在する隔壁（バルブハウジング４５の一部）によって圧力的に隔絶されている。又、その隔壁に形成された作動ロッド４０用のガイド孔４９の内径も作動ロッドの差圧受承部４１の径ｄ１に一致する。なお、連通路４７とガイド孔４９とは相互延長の関係にあり、連通路４７の内径も作動ロッドの差圧受承部４１の径ｄ１に一致する。つまり、連通路４７とガイド孔４９は共に、前記ＳＢの軸直交断面積（口径面積）を持つ。
【００３７】
弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の上端面によって提供される。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、制御弁内において吐出室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。
【００３８】
弁室４６内には作動ロッドの弁体部４３が配置される。連通路４７の内径ｄ１は、作動ロッドの連結部４２の径ｄ２よりも大きく且つガイドロッド部４４の径ｄ３よりも小さい。このため、弁室４６と連通路４７との境界に位置する段差は弁座５３として機能し、連通路４７は一種の弁孔となる。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されると、連通路４７が遮断される。つまり作動ロッドの弁体部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。
【００３９】
感圧室４８内には、区画部材としての可動スプール５４が軸方向に移動可能に設けられている。可動スプール５４は有底円筒形状をなし、その底壁部は、感圧室４８を軸方向に二分し、該感圧室４８をＰ１圧力室（第１圧力室）５５とＰ２圧力室（第２圧力室）５６とに区画する。可動スプール５４はＰ１圧力室５５とＰ２圧力室５６との間の圧力隔壁の役目を果たし、両圧力室５５，５６の直接連通を許容しない。なお、可動スプール５４の底壁部の軸直交断面積をＳＡとすると、その断面積ＳＡは連通路４７又はガイド孔４９の口径面積ＳＢよりも明らかに大きい（ＳＢ＜ＳＡ）。
【００４０】
Ｐ１圧力室５５は、キャップ４５ａに形成されたＰ１ポート５５ａ及び第１の検圧通路３７を介して上流側の圧力監視点Ｐ１たる吐出室２２と常時連通する。他方、Ｐ２圧力室５６は、バルブハウジング４５の上半部本体４５ｂに形成されたＰ２ポート５６ａ及び第２の検圧通路３８を介して下流側の圧力監視点Ｐ２たる吸入室２１と常時連通する。即ち、Ｐ１圧力室５５には吐出圧Ｐｄが導かれ、Ｐ２圧力室５６には、吸入圧Ｐｓが導かれている。故に、可動スプール５４の上面及び下面はそれぞれ圧力Ｐｄ，Ｐｓに曝される受圧面となる。Ｐ２圧力室５６内には作動ロッドの差圧受承部４１の先端が進入しており、その差圧受承部４１の先端面には可動スプール５４が結合している。なお、感圧室４８、可動スプール５４、Ｐ１圧力室５５及びＰ２圧力室５６は、差圧検出手段を構成する。更にＰ１圧力室５５には、戻しバネ５７が配設されている。この戻しバネ５７は、可動スプール５４をＰ１圧力室５５からＰ２圧力室５６に向けて付勢する。
【００４１】
制御弁のソレノイド部（設定差圧変更アクチュエータ１００）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には、プランジャとしての可動鉄心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６５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッドのガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置されている。なお、ガイド孔６５の内壁面と前記ガイドロッド部４４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４６とソレノイド室６３とが連通している。つまり、ソレノイド室６３には弁室４６と同じ吐出圧Ｐｄが及んでいる。
【００４２】
ソレノイド室６３は作動ロッド４０の基端部の収容領域でもある。即ち、ガイドロッド部４４の下端は、ソレノイド室６３内にあって可動鉄心６４の中心に貫設された孔に嵌合されると共にかしめにより嵌着固定されている。従って、可動鉄心６４と作動ロッド４０とは一体となって上下動する。ソレノイド室６３には緩衝バネ６６が収容され、該緩衝バネ６６は可動鉄心６４を固定鉄心６２に接近させる方向に作用して可動鉄心６４及び作動ロッド４０を上方に付勢する。この緩衝バネ６６は戻しバネ５７よりもバネ力が弱いものが用いられ、このため戻しバネ５７は、可動鉄心６４及び作動ロッド４０を最下動位置（非通電時における初期位置）に戻すための初期化手段として機能する。
【００４３】
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には制御装置７０の指令に基づき駆動回路７２から駆動信号が供給され、コイル６７は、その電力供給量に応じた大きさの電磁力Ｆを発生する。そして、その電磁力Ｆによって可動鉄心６４が固定鉄心６２に向かって吸引され作動ロッド４０が上動する。なお、コイル６７への通電制御は、アナログ的な電流値制御、又は、通電時のデューティ比Ｄｔを適宜変化させるデューティ制御のいずれでもよい。本実施形態ではデューティ制御を採用する。制御弁の構造上、デューティ比Ｄｔを小さくすると弁開度が大きくなり、デューティ比Ｄｔを大きくすると弁開度が小さくなる傾向にある。
【００４４】
図３の容量制御弁の弁開度は、弁体部４３を含む作動ロッド４０の配置如何によって決まる。作動ロッド４０の各部に作用する種々の力を総合的に考察することで、この制御弁の動作条件や特性が明らかとなる。図４は、制御弁の各部の面積や、作用する圧力を模式的に示す。
【００４５】
図４に示すように、作動ロッド４０の差圧受承部４１の上端面には、戻しバネ５７の下向き付勢力ｆ２によって加勢された可動スプール５４の上下差圧に基づく下向き押圧力が作用する。但し、可動スプール５４の上面の受圧面積はＳＡであるが、可動スプール５４の下面の受圧面積は（ＳＡ−ＳＢ）である。また、差圧受承部４１の下端面（受圧面積：ＳＢ−ＳＣ）には、クランク圧Ｐｃによる上向き押圧力が作用する。下向き方向を正方向として差圧受承部４１に作用する全ての力ΣＦ１を整理すると、ΣＦ１は次の数１式のように表される。
【００４６】
（数１式）
ΣＦ１＝Ｐｄ・ＳＡ−Ｐｓ・（ＳＡ−ＳＢ）−Ｐｃ・（ＳＢ−ＳＣ）＋ｆ２
他方、作動ロッド４０のガイドロッド部４４（弁体部４３を含む）には、緩衝バネ６６の上向き付勢力ｆ１によって加勢された上向きの電磁付勢力Ｆが作用する。ここで、弁体部４３、ガイドロッド部４４及び可動鉄心６４の全露出面に作用する圧力を単純化して考察すると、まず弁体部４３の上端面は、連通路４７の内周面から垂下させた仮想円筒面（二本の垂直破線で示す）によって内側部分と外側部分とに分けられ、前記内側部分（面積：ＳＢ−ＳＣ）にはクランク圧Ｐｃが下向きに作用し、前記外側部分（面積：ＳＤ−ＳＢ）には吐出圧Ｐｄが下向きに作用するものとみなすことができる。他方、ソレノイド室６３に及んでいる吐出圧Ｐｄは、可動鉄心６４の上下面での圧力相殺を考慮すれば、ガイドロッド部４４の軸直交断面積ＳＤに相当する面積でもってガイドロッド部４４の下端面４４ａを上向きに押している。上向き方向を正方向として弁体部４３及びガイドロッド部４４に作用する全ての力ΣＦ２を整理すると、ΣＦ２は次の数２式のように表される。
【００４７】

尚、上記数２式を整理する過程で、＋Ｐｄ・ＳＤと、−Ｐｄ・ＳＤとが相殺されてＰｄ・ＳＢ項のみが残った。つまりこの計算過程は、ガイドロッド部４４（弁体部４３を含む）の上下面に作用している吐出圧Ｐｄの影響を、該Ｐｄがガイドロッド部４４の一面（下面）にのみ集約的に作用するものと仮定して考察するときに、弁体部４３を含むガイドロッド部４４の吐出圧Ｐｄに関する有効受圧面積がＳＤ−（ＳＤ−ＳＢ）＝ＳＢと表現できることを意味している。つまり吐出圧Ｐｄに関する限り、ガイドロッド部４４の有効受圧面積は、ガイドロッド部４４の軸直交断面積ＳＤにかかわらず連通路４７の口径面積ＳＢに一致する。このように本明細書では、ロッド等の部材の両端に同種の圧力が作用している場合に、その圧力が部材の一方の端部にのみ集約的に作用するものと仮定して考察することを許容するような実質的な受圧面積のことを特に、その圧力に関する「有効受圧面積」と呼ぶことにする。
【００４８】
さて、作動ロッド４０は差圧受承部４１とガイドロッド部４４とを連結部４２で連結してなる一体物であるから、その配置はΣＦ１＝ΣＦ２の力学的均衡を充足する位置に決まる。このΣＦ１＝ΣＦ２の等式を整理する過程で、左右両辺のＰｃ（ＳＢ−ＳＣ）項が相殺される。前記等式を整理すると、次の数３式及び数４式のようになる。
【００４９】
（数３式）
Ｐｄ・ＳＡ−Ｐｓ・（ＳＡ−ＳＢ）−Ｐｄ・ＳＢ＝Ｆ＋ｆ１−ｆ２
（数４式）
Ｐｄ−Ｐｓ＝（Ｆ＋ｆ１−ｆ２）／（ＳＡ−ＳＢ）
数４式において、ｆ１，ｆ２，ＳＡ，ＳＢは機械設計の段階で一義的に決まる確定的なパラメータである。また、吐出圧Ｐｄ及び吸入圧Ｐｓは圧縮機の運転状況に応じて変化する可変パラメータであり、電磁付勢力Ｆはコイル６７への電力供給量に応じて変化する可変パラメータである。この数４式から次の二つのことが言える。第１に、図３の容量制御弁は、その弁開度調節動作の基準となる二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の設定値（以後、設定差圧ＴＰＤと呼ぶ）を、コイル６７へのデューティ制御によって外部から一義的に決定することが可能な構造となっている。つまり制御弁は、外部制御によって設定差圧ＴＰＤを変更することが可能な設定差圧可変型の制御弁である。
【００５０】
第２に、作動ロッド４０の配置を決定する力学関係式（数４式）中には、二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）以外の圧力パラメータ（例えばＰｃを含む項）が含まれず、従ってクランク圧Ｐｃの絶対値が作動ロッド４０の位置決めに影響を及ぼすことがない。換言すれば、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）以外の圧力パラメータは作動ロッド４０の変位動作の阻害又は拘束要因とはなり得ず、容量制御弁は、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）と、電磁付勢力Ｆ及びバネ力ｆ１，ｆ２との力学的バランスのみに基づいて円滑に作動し得る。
【００５１】
このような動作特性を有する容量制御弁によれば、個々の状況下でおよそ次のようにして弁開度が決まる。まず、コイル６７への通電がない場合（Ｄｔがゼロ）には、戻しバネ５７の作用が支配的となり作動ロッド４０は図３に示す最下動位置に配置される。このとき、作動ロッドの弁体部４３が弁座５３から最も離れて入れ側弁部は全開状態となる。他方、コイル６７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティの通電があれば、少なくとも上向きの電磁付勢力Ｆとバネ力ｆ１との和が戻しバネ５７の下向き付勢力ｆ２を凌駕する。そして、該電磁付勢力Ｆとバネ６６，５７の付勢力との合力（Ｆ＋ｆ１−ｆ２）が、二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）に基づく下向き押圧力に対向し、その結果、前記数４式を満たすように作動ロッドの弁体部４３が弁座５３に対して位置決めされ、制御弁の弁開度が決定される。こうして決まった弁開度に応じて、給気通路２８を介してのクランク室５へのガス供給量が決まり、前記抽気通路２７を介してのクランク室５からのガス放出量との関係でクランク圧Ｐｃが調節される。つまり制御弁の弁開度を調節するということはクランク圧Ｐｃを調節することにほかならない。
【００５２】
なお、電磁付勢力Ｆが変化しない限り、図３の制御弁はそのときの電磁付勢力Ｆに応じた設定差圧ＴＰＤと二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）がほぼ一致するように作動するだけであるが、外部制御によって電磁付勢力Ｆを変化させ設定差圧ＴＰＤを適宜変更することで、二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を変更することができる。二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）は冷媒循環量に略比例するので本構成によって冷媒循環量を制御することができる。
【００５３】
（逆止弁）
図１，図２及び図５に示すように、前記圧縮機の吐出室２２と外部冷媒回路３０の凝縮器３１側の流通管３６とは連通されている。詳しくは、該吐出室２２と流通管３６とは、図５に示すように、リヤハウジング４に設けられた吐出通路９０を介して連通されている。
【００５４】
図５及び図６に示すように、収容室９１は、リヤハウジング４において吐出通路９０の途中から流通管３６側を拡径するようにして形成されている。これにより、収容室９１の奥側には、吐出通路９０において吐出室２２側の部位との径差により、位置決め用段差９１ａが形成されている。また、前記収容室９１よりも流通管３６側には、リヤハウジング４の外側に突出するように収容筒９７が設けられている。この収容筒９７の内径は、収容室９１の内径よりも更に大きく形成されている。収容室９１及び収容筒９７は、吐出通路９０の一部を構成している。
【００５５】
差圧低下促進手段としての逆止弁９２は、蓋付き有底円筒状をなすケース９６内に、弁孔９３ａを有する弁座９３、弁座９３に接離することで弁孔９３ａを開閉する弁体９４、及び弁孔９３ａを閉塞する方向に弁体９４を付勢する付勢バネ９５を備えてなる。逆止弁９２は前記収容室９１において、ケース９６の先端が位置決め用段差９１ａに当接する位置まで圧入されて固定されている。逆止弁９２は、弁体９４を収容するケース９６の内空間が、弁孔９３ａを介して吐出通路９０に連通されるとともに、ケース９６の周面に貫設された複数の連通孔９６ａを介して収容筒９７内に連通されている。つまり、逆止弁９２において、弁孔９３ａ、ケース９６の内空間及び連通孔９６ａは、吐出通路９０の一部を構成する。導圧孔９６ｂは、弁孔９３ａと反対側でケース９６の内空間を収容筒９７に連通させ、弁体９４の背圧として流通管３６即ち凝縮器３１側の圧力を導入している。
【００５６】
そして、前記逆止弁９２の弁体９４は、その前後の圧力差（つまり、前端面に作用する吐出室２２の圧力Ｐｄと背圧たる凝縮器３１側の圧力Ｐｄ’との差）に基づく荷重と、付勢バネ９５のバネ荷重とのバランスによって弁座９３に接離動作される。この接離動作により、弁体９４は弁孔９３ａ（吸入通路９０）を開放又は閉塞する。
【００５７】
逆止弁９２は、圧縮機の吐出容量がある程度大きいために吐出室２２の圧力Ｐｄが高くなって前記Ｐｄ−Ｐｄ’差圧による荷重が付勢バネ９５荷重を上回る限り、弁孔９３ａ（吐出通路９０）を開状態として圧縮機と外部冷媒回路３０との間の冷媒循環を許容する（図５参照）。これに対し、圧縮機の吐出容量が小さくなって圧力Ｐｄが充分に高まりきらない場合には（例えばθｍｉｎに対応する最小容量時）、付勢バネ９５の荷重がＰｄ−Ｐｄ’差圧による荷重を凌駕し、弁孔９３ａを閉状態として圧縮機と外部冷媒回路３０との間の冷媒循環が阻止される（図６参照）。勿論、Ｐｄ’がＰｄを上回るような場合には、逆止弁９２は凝縮器３１側から吐出室２２への逆流を阻止する。
【００５８】
なお、圧縮機が最小容量で運転される際、逆止弁９２は閉じてしまうが、それが故に吐出室２２に吐き出されたガスが後述するように制御弁及びクランク室５を経由して吸入室２１に戻されるという圧縮機内での冷媒ガスの内部循環が、小容量運転時にも確保される。
【００５９】
（制御体系）
図２及び図３に示すように、車輌用空調装置は該空調装置の制御全般を司る制御装置７０を備えている。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、内蔵タイマ及びＩ／Ｏインターフェイスを備えたコンピュータ類似の制御ユニットであり、Ｉ／Ｏの入力端子には外部情報検知手段７１が接続され、Ｉ／Ｏの出力端子には駆動回路７２が接続されている。少なくとも制御装置７０は、外部情報検知手段７１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を演算し、駆動回路７２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７２は、命じられたデューティ比Ｄｔの駆動信号を制御弁のコイル６７に出力する。コイル６７に提供される駆動信号のデューティ比Ｄｔに応じて、前記制御弁のソレノイド部（設定差圧変更アクチュエータ１００）の電磁付勢力Ｆが変化する。なお、少なくとも制御弁及び制御装置７０によって吐出容量制御手段が構成される。
【００６０】
前記外部情報検知手段７１は各種センサ類を包括する機能実現手段である。外部情報検知手段７１を構成するセンサ類としては、例えば、Ａ／Ｃスイッチ（乗員が操作する空調装置のＯＮ／ＯＦＦスイッチ）、車室内温度（又はそれと相関する蒸発器からの吹き出し空気の温度）Ｔｅ（ｔ）を検出するための温度センサ、車室内温度（又はそれと相関する蒸発器からの吹き出し空気の温度）の好ましい設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）を設定するための温度設定器、エンジンＥの吸気管路に設けられたスロットル弁の角度又は開度を検知するためのアクセル開度センサがあげられる。なお、スロットル弁角度又は開度は、車輌の操縦者によるアクセルペダルの踏込量を反映した情報として利用される。
【００６１】
次に、図７〜図９のフローチャートを参照して制御装置７０による制御弁へのデューティ制御の概要を簡単に説明する。
図７のフローチャートは、空調制御プログラムの幹となるメインルーチンを示す。車輌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、制御装置７０は電力を供給され演算処理を開始する。制御装置７０は、図７のステップＳ７１（以下単に「Ｓ７１」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、制御弁のデューティ比Ｄｔに初期値又は暫定値を与える。その後、処理はＳ７２以下に示された状態監視及びデューティ比の内部演算処理へと進む。
【００６２】
Ｓ７２では、Ａ／ＣスイッチがＯＮされるまで該スイッチのＯＮ／ＯＦＦ状況が監視される。Ａ／ＣスイッチがＯＮされると、処理は非常時判定ルーチン（Ｓ７３）へ進む。Ｓ７３では、車輌が非定常的な状態つまり非常時運転モードにあるか否かを外部情報に基づいて判断する。ここで言う「非常時運転モード」とは、例えば、追い越し加速のような車輌の加速時（少なくとも操縦者が急加速を欲している場合）を指す。外部情報検知手段７１から提供される検出アクセル開度を所定の判定値と比較することで、そのような車輌加速状態にあることを合理的に推定することができる。本実施形態では説明の簡素化のため、非常時判定の項目は車輌の加速時のみとする。
【００６３】
非常時判定ルーチンでの監視項目のいずれにも該当しない場合には、Ｓ７３判定がＮＯとなる。その場合には、車輌が定常的な状態つまり通常運転モードにあるとみなされる。ここで言う「通常運転モード」とは、プログラム的には非常時判定ルーチンの監視項目に該当しない排他的な条件充足状態を意味し、つまるところ、車輌が平均的な運転状況で使用されていると合理的に推定できる状態を指す。
【００６４】
図８の通常制御ルーチンＲＦ８は、通常運転モードでの空調能力に関する手順を示す。Ｓ８１において制御装置７０は、温度センサの検出温度Ｔｅ（ｔ）が温度設定器による設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より大であるか否かを判定する。Ｓ８１判定がＮＯの場合、Ｓ８２において前記検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より小であるか否かを判定する。Ｓ８２判定もＮＯの場合には、検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に一致していることになるため、冷房能力の変化につながるデューティ比Ｄｔの変更の必要はない。それ故、制御装置７０は駆動回路７２にデューティ比Ｄｔの変更指令を発することなく、該ルーチンＲＦ８を離脱する。
【００６５】
Ｓ８１判定がＹＥＳの場合、車室内は暑く熱負荷が大きいと予測されるため、Ｓ８３において制御装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ増大させ、その修正値（Ｄｔ＋ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７２に指令する。すると、設定差圧変更アクチュエータ１００の電磁力Ｆが若干強まり、その時点での差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）では上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が上動して戻しバネ５７が蓄力され、この戻しバネ５７の下向き付勢力ｆ２の増加分が上向きの電磁付勢力Ｆの増加分を補償して再び数４式が成立する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。その結果、制御弁の開度（つまり給気通路２８の開度）が若干減少し、クランク圧Ｐｃが低下傾向となり、クランク圧Ｐｃとシリンダボア内圧とのピストン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、圧縮機の状態は吐出容量が増大し負荷トルクも増大する方向に移行する。圧縮機の吐出容量が増大すれば、蒸発器３３での除熱能力も高まり温度Ｔｅ（ｔ）も低下傾向に向かうはずであり、又、圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧は増加する。
【００６６】
他方、Ｓ８２判定がＹＥＳの場合、車室内は寒く熱負荷が小さいと予測されるため、Ｓ８４において制御装置７０はデューティ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ減少させ、その修正値（Ｄｔ−ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７２に指令する。すると、設定差圧変更アクチュエータ１００の電磁力Ｆが若干弱まり、その時点での差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）では上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が下動して戻しバネ５７の蓄力も減り、この戻しバネ５７の下向き付勢力ｆ２の減少分が上向きの電磁付勢力Ｆの減少分を補償して再び数４式が成立する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。その結果、制御弁の開度（つまり給気通路２８の開度）が若干増加し、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、圧縮機の状態は吐出容量が減少し負荷トルクも減少する方向に移行する。圧縮機の吐出容量が減少すれば、蒸発器３３での除熱能力も低まり温度Ｔｅ（ｔ）も増加傾向に向かうはずであり、又、圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧は減少する。
【００６７】
このようにＳ８３及び／又はＳ８４でのデューティ比Ｄｔの修正処理を経ることで、検出温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）からずれていてもデューティ比Ｄｔが次第に最適化され、更に制御弁での内部自律的な弁開度調節も相俟って温度Ｔｅ（ｔ）が設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）付近に収束する。
【００６８】
図７のメインルーチンのＳ７３判定でＹＥＳの場合、制御装置７０は図９の加速時制御ルーチンＲＦ９に示す一連の処理を実行する。まずＳ９１（準備ステップ）において、現在のデューティ比Ｄｔを復帰目標値ＤｔＲとして記憶する。ＤｔＲは、後述するＳ９７でのデューティ比Ｄｔの戻し制御における目標値である。Ｓ９２において、その時の検出温度Ｔｅ（ｔ）を加速カット開始時の温度Ｔｅ（ＩＮＩ）として記憶する。そして制御装置７０は、Ｓ９３で内蔵タイマの計測動作をスタートさせ、Ｓ９４でデューティ比Ｄｔをゼロに設定変更してコイル６７への通電停止即ち加速カットを駆動回路７２に指令する。これにより、制御弁の開度は戻しバネ５７の作用で一義的に最大（全開）となり、クランク圧Ｐｃが増大する。Ｓ９５において、タイマによって計測された経過時間が予め定められた設定時間ＳＴを超えたか否かを判定する。Ｓ９５判定がＮＯである限り、デューティ比Ｄｔはゼロに維持される。換言すれば、タイマースタートからの経過時間が少なくとも設定時間ＳＴを超えるまで制御弁の開度は全開に保たれ、圧縮機の吐出容量及び負荷トルクが確実に最小化される。そして、加速時におけるエンジン負荷の低減（極小化）を少なくとも時間ＳＴだけは確実に達成する。一般に車輌の加速は一時的なものであるため設定時間ＳＴは短くてよい。
【００６９】
時間ＳＴの経過後、Ｓ９６において、そのときの検出温度Ｔｅ（ｔ）が、前記加速カット開始時温度Ｔｅ（ＩＮＩ）に許容増加温度βを加えた温度値よりも大きいか否かを判定する。この判定は、少なくとも時間ＳＴの経過により許容増加温度βを超えて温度Ｔｅ（ｔ）が増大したか否かを調べるものであり、冷房能力の復帰が直ちに必要であるか否かを判断することを目的とする。Ｓ９６判定がＹＥＳの場合には室温上昇の兆候がみられることを意味するので、その場合には、Ｓ９７においてデューティ比Ｄｔの戻し制御が行われる。この戻し制御の趣旨は、予め定められた復帰パターンに従ってデューティ比Ｄｔを徐々に復帰目標値ＤｔＲに戻すことで斜板１２の傾斜角度の急変による衝撃を回避することにある。Ｓ９７の枠内に示したグラフによれば、Ｓ９６の判定がＹＥＳになったときが時点ｔ４であり、デューティ比Ｄｔが復帰目標値ＤｔＲに到達したときが時点ｔ５である。所定時間（ｔ５−ｔ４）をかけて直線的パターンのＤｔ復帰が実施される。尚、時間隔（ｔ４−ｔ３）は、前記設定時間ＳＴとＳ９６判定でＮＯを繰り返す時間との和に相当する。デューテイ比Ｄｔが目標値ＤｔＲに到達すると、サブルーチンＲＦ９の処理が終了し、処理がメインルーチンに戻される。
【００７０】
図１０は、加速カットの際のデューティ比Ｄｔ、圧力Ｐｄ及びＰｓ、並びに、圧縮機の負荷トルク（又は吐出容量）の経時的な相関関係を概念的に示す。
図１０に示すように、上述の加速カットにおいてデューティ比Ｄｔがゼロに設定変更されると（時点ｔ３）、前記制御弁の弁開度が最大化され、圧縮機の吐出容量（即ち圧縮機の負荷トルク）が急激に減少する。これ以後、圧力監視点Ｐ１たる吐出室２２内のガス圧Ｐｄは、図１０（ｂ）において実線１１１で示すように、前記吐出容量の減少と、給気通路２８及び制御弁を介したクランク室５への高圧ガスの流出とにより速やかに低下する。このＰｄ低下により、前記逆止弁９２が吐出室２２と外部冷媒回路３０との連通を遮断するため、前記吐出室２２内のガス圧Ｐｄの低下はかなり早い。また、図１０（ｂ）において実線１１２で示すように、圧力監視点Ｐ２たる吸入室２１内のガス圧Ｐｓは、圧縮機の吐出容量の最小化によるシリンダボア１ａへのガス吸入量の低下と、抽気通路２７を介したクランク室５からの高圧ガスの流入により上昇傾向をたどる。つまり、加速カット区間（ｔ３〜ｔ４）では、ガス圧ＰｄおよびＰｓは前記逆止弁９２の作用によって急速に接近し、Ｐｄ−Ｐｓの差が速やかに最小化する。
【００７１】
ここで本発明における逆止弁９２の役割を理解するため、比較例として、前記圧縮機の吐出室２２と凝縮器３１側の流通管３６との間に前記逆止弁９２が設けられていない場合について説明する。この場合、凝縮器３１側と吐出室２２とは、前記外部冷媒回路３０において常に連通される。つまり、吐出室２２内の圧力が低下するためには、外部冷媒回路３０における凝縮器３１側も含めた大容量領域の圧力も同時に低下する必要がある。そのため、図１０（ｂ）において二点鎖線１１３で示すように、前記逆止弁９２が設けられていない場合の吐出室２２においては、Ｄｔをゼロに変更した後もＰｄは極めて緩慢にしか低下せず、Ｐｄ−Ｐｓの差は開いたままとなる。これは、２つの圧力監視点間の差圧と圧縮機の吐出容量との相関性に、許容できない「齟齬」が生じることを意味する。
【００７２】
前記圧縮機においては前述の数４式を満たすように制御弁の弁開度が決定され、この弁開度に基づいて吐出容量が調節される。加速カット時においては、デューティ比Ｄｔはゼロに設定されるため、設定差圧変更アクチュエータ１００の電磁付勢力ＦはＦ＝０となる。従って、この場合の圧力監視点Ｐ１及びＰ２間の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）は、次の数５式の値（理論値）を示すべきである。なお、ｆ１とｆ２との差を小さくすることでＤｔ＝０のときの設定差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を限りなくゼロに近づけることができる。
【００７３】
（数５式）
Ｐｄ−Ｐｓ＝（ｆ１−ｆ２）／（ＳＡ−ＳＢ）
本件において、デューティ比Ｄｔを変えることで圧縮機の吐出容量を適宜変更する、つまりＤｔの微少変更で吐出容量の微調節を実現するためには、Ｄｔに応じて可変設定される設定差圧ＴＰＤと、可動スプール５４によって検知される実際のＰｄ−Ｐｓ差圧との間にほぼリアルタイムの緊密な関係が保たれることが必須となる。換言すれば、制御の目標値たる設定差圧ＴＰＤの設定変更に対して実差圧の変化が、ある程度の速さで追従してこなければ、デューティ比Ｄｔの制御に基づく吐出容量の連続的な可変制御は成り立たないか、又は二値的なＯＮ／ＯＦＦ制御に陥ってしまい揺動斜板式圧縮機の特徴が生かせない。
【００７４】
この点、本実施形態では、吐出室２２と流通管３６との境界域たる通路９０に逆止弁９２を設けることで、図１０（ｂ）の実線１１１のように加速カット時点ｔ３以後、迅速にＰｄが下がり、実際のＰｄ−Ｐｓ差圧がＤｔ＝０のときの設定差圧（数５式）に迅速に近づくいていく。このため、可動スプール５４が検知する実差圧と、Ｄｔ＝０が維持される加速カット区間での設定差圧との間に、看過できないほど大きな齟齬が生じる期間はたいへん短く（少なくともｔ４−ｔ３の時間差よりも小）、その意味で、実差圧が設定差圧にほぼ追いつくまでのタイムラグは、フィードバック制御での追従性の許容範囲内にある。
【００７５】
これに対し、逆止弁を設けない比較例の場合には、図１０（ｂ）の二点鎖線１１３のように加速カット時点ｔ３以後、Ｐｄの低下が極めて緩慢で、実際のＰｄ−Ｐｓ差圧がＤｔ＝０のときの設定差圧（数５式）にまでなかなか落ちきらない。少なくとも、Ｄｔの戻し制御が始まる時点ｔ４に到っても、可動スプール５４が検知する実差圧は、時点ｔ４（Ｄｔ＝０）でのあるべき設定差圧（数５式）よりも遥かに大きいままとなる。即ち、Ｄｔの戻し制御が開始される最初の時点（ｔ４）において既に、実差圧と設定差圧との間に看過できない大きな齟齬が生じてしまっており、前記数４のバランス式に依拠せんとする制御の大前提が崩れている。このため、図１０（ｃ）の二点鎖線１１４に示すように、Ｄｔの戻し制御の過程でＤｔがある程度加算されてそのときの設定差圧と、可動スプール５４が検知する実差圧とが一致するまでの間（例えば、ｔ４からｔ６までの区間）、Ｄｔの加算にもかかわらず制御弁が全開のままとなり吐出容量が最小に維持される。そして、設定差圧と実差圧とが現に一致した以後にはじめて、設定差圧ＴＰＤの可変設定と実差圧の変化とが許容できる追従性で整合し、制御弁の通電制御に基づく吐出容量の連続可変制御が実質化される。
【００７６】
つまり、逆止弁９２が存在しないと、加速カット状態（Ｄｔ＝０）からＤｔを復帰目標値ＤｔＲに戻す過程で、圧縮機の吐出容量又は負荷トルクを徐々に立ち上げていくというパターン（図１０（ｃ）の実線１１５のパターン）での制御が極めて困難になる。仮に図１０（ｃ）の二点鎖線１１４のような急峻な立上げパターンに陥った場合には、吐出容量（又は負荷トルク）の急立上げの瞬間に乗員に衝撃や異音を感じさせる結果となり、あまり好ましくない。緩やかな直線的パターンでのＤｔ戻し制御の目的はそもそも、衝撃や異音を誘発させないことにある。
【００７７】
上記実施形態では、逆止弁９２を設けることにより、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を急速に低下（Ｐｄ及びＰｓを均等化）させ、理想的な戻し制御を実現可能にする（図１０（ｃ）の実線１１５参照）。
【００７８】
（効果）第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
○ 本実施形態では、圧縮機の吐出室２２と外部冷媒回路３０の凝縮器３１との間に逆止弁９２を設けた。これにより、前記二点間の差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を迅速に最小化する（即ち、前記数５式の状態にする）ことができる。従って、Ｓ９７におけるデューティ比の戻し制御を、予め設定された復帰パターンに忠実な理想的なものにすることができる。
【００７９】
〇 本実施形態では、室内又は蒸発器での熱負荷の大きさに影響される吸入圧Ｐｓを容量制御弁の弁開度制御（つまりは圧縮機の吐出容量制御）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（Ｐｄ−Ｐｓ）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、蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく、エンジン側の事情を優先すべき非常時には外部制御によって即座に吐出容量を減少（又は増大）させることができる。それ故に、加速時等におけるカット制御の応答性やカット制御の信頼性及び安定性に優れている。
【００８０】
〇 通常時においても、検出温度Ｔｅ（ｔ）及び設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）に基づく目標差圧（設定差圧）ＴＰＤの自動修正（図８のＳ８１〜Ｓ８４）を伴う、二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）を指標とした吐出容量のフィードバック制御により、人間の快適感を満たすという空調装置本来の目的を十分に達成することができる。つまり本実施形態によれば、通常時における室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出容量制御と、非常時における緊急避難的な吐出容量の迅速な変更とを両立させることができる。
【００８１】
○ 逆止弁９２は、クラッチレスタイプの圧縮機が最小傾角状態即ち最小吐出容量状態となった場合には、吐出室２２と外部冷媒回路３０との連通を遮断し、最小吐出運転時でも圧縮機内での冷媒ガスの内部循環を維持させる。即ち逆止弁９２の閉弁時には、各ボア１ａから吐出室２２に吐出されたガスは、行き場を求めて全開状態の制御弁及び給気通路２８を介してクランク室５に向かう。更にクランク室５からは抽気通路２７を介して吸入室２１に向かう流れが生じる。つまり、最小吐出容量時には逆止弁９２の閉弁により、シリンダボア１ａ→吐出室２２→（給気通路２８）→クランク室５→（抽気通路２７）→吸入室２１→シリンダボア１ａという内部循環流れが自然に生じる。この冷媒ガスの内部循環により、潤滑オイルのミスト化促進と摺動部位への搬送が確保され、常時運転が宿命のクラッチレス圧縮機にあって、オイル切れによる内部機構の焼付きが未然に回避される。即ち本実施形態においては、逆止弁９２は、必要時にＰｄ−Ｐｓ差圧を迅速に低下させる手段、吐出室２２への逆流を防止する手段および最小吐出運転時において冷媒ガス及び潤滑オイルの内部循環を確保する手段という少なくとも三つの役目を担う。
【００８２】
（第２実施形態：図１１〜図１２参照）
この第２実施形態の空調装置は、前記第１実施形態において容量制御弁の構成を変更し、それに伴い前記検圧通路３７を省いたものであり、その他の点では第１実施形態の空調装置と同一の構成になっている。従って、以下では図１１に示す容量制御弁についてのみ説明することとし、第１実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付すことにして重複した説明を省略する。
【００８３】
図１１に示すように、バルブハウジング４５内には、作動ロッド４０が軸方向に移動可能に収容されている。作動ロッド４０は、先端部たる弁体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなる棒状部材である。弁体部４３とガイドロッド部４４とは同径であり同じ軸直交断面積ＳＦを有する。
【００８４】
バルブハウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６が設けられている。弁室４６の上方にはアッパーポート８０が設けられている。このアッパーポート８０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。アッパーポート８０はその内径が前記弁体部４３の外径よりもやや小さくなるように形成されており、その口径面積はＳＧである。弁室４６とアッパーポート８０との境界に位置する段差は弁座８１として機能する。作動ロッド４０が図１１の位置（最下動位置）から弁体部４３が弁座８１に着座する最上動位置へ上動されると、アッパーポート８０が弁体部４３により遮断される。
【００８５】
一方、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センターポート８２が設けられ、このセンターポート８２は給気通路２８の下流部を介して弁室４６をクランク室５に連通させる。従って、作動ロッドの弁体部４３は、弁室４６内での位置に応じて給気通路２８の開度を任意調節可能な弁体として機能する。また、弁室４６は、給気通路２８の一部を構成している。
【００８６】
ソレノイド部の固定鉄心６２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ロアーポート８３が設けられている。また、収容筒６１の内壁面と固定鉄心６２との間にはスリット８４が形成されている。前記ロアーポート８３とスリット８４とは連通しており、検圧通路３８を介してソレノイド室６３を吸入室２１に連通させる。つまり、ソレノイド室６３には吸入圧Ｐｓが及んでいる。
【００８７】
なお、本第２実施形態の制御弁においては、弁体部４３の上面が吐出圧Ｐｄに、そして、ソレノイド室６３内においてガイドロッド部４４が吸入圧Ｐｓにさらされ、弁室４６及びソレノイド室６３は固定鉄心６２によって圧力的に隔絶されている。つまり、図１１の作動ロッド４０は、図３における作動ロッド４０と可動スプール５４の両方の役目を担う存在であり、弁室４６、ガイド孔６５、ソレノイド室６３、作動ロッド４０及び可動鉄心６４は、差圧検出手段を構成している。
【００８８】
ソレノイド室６３には戻しが収容され、該戻しバネ８５は可動鉄心６４を固定鉄心６２から離間させる方向に作用して可動鉄心６４及び作動ロッド４０を下方に付勢する。この戻しバネ８５は、可動鉄心６４及び作動ロッド４０を最下動位置（非通電時における初期位置）に戻すための初期化手段として機能する。
【００８９】
図１１の容量制御弁の動作条件や特性は、作動ロッド４０の各部に作用する種々の力を考察することで明らかとなる。
図１２に示すように、作動ロッド４０の弁体部４３上端面には、アッパーポート８０の内周面から垂下させた仮想円筒面（二本の垂直破線で示す）によって内側部分と外側部分とに分けられ、前記内側部分（面積：ＳＧ）には吐出圧Ｐｄが下向きに作用し、前記外側部分（面積：ＳＦ−ＳＧ）にはクランク圧Ｐｃが下向きに作用するものとみなすことができる。
【００９０】
他方、ガイドロッド部４４には、戻しバネ８５の下向き付勢力ｆ３によって減殺された上向きの電磁付勢力Ｆが作用する。また、ソレノイド室６３に及んでいる吸入圧Ｐｓは、可動鉄心６４の上下面での圧力相殺を考慮すれば、ガイドロッド部４４の軸直交断面積ＳＦに相当する面積でもってガイドロッド部４４を上向きに押している。
【００９１】
作動ロッド４０は弁体部４３とガイドロッド部４４とを有する一体物であるから、弁体部４３及びガイドロッド部４４に作用する全ての力の総和は０（ゼロ）になるはずである。この力の総和は、下向き方向を正方向として整理すると、次の数６式及び数７式のように表される。
【００９２】
（数６式）
Ｐｄ・ＳＧ＋Ｐｃ・（ＳＦ−ＳＧ）＋ｆ３−Ｐｓ・ＳＦ−Ｆ＝０
（数７式）
（Ｐｄ−Ｐｓ）・ＳＧ＋（Ｐｃ−Ｐｓ）・（ＳＦ−ＳＧ）＝Ｆ−ｆ３
上記の数７式において、差圧（Ｐｃ−Ｐｓ）は差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）に対して、事実上無視できるほどの極小値であり、面積（ＳＦ−ＳＧ）は面積ＳＧに対し同様に無視できるほどの極小値である。従って、更に上記の数７式を整理すると、次に示す数８式のように表される。
【００９３】
（数８式）
Ｐｄ−Ｐｓ≒（Ｆ−ｆ３）／ＳＧ
数８式において、ｆ３，ＳＧは機械設計の段階で一義的に決まる確定的なパラメータである。また、吐出圧Ｐｄ及び吸入圧Ｐｓは圧縮機の運転状況に応じて変化する可変パラメータであり、電磁付勢力Ｆはコイル６７への電力供給量に応じて変化する可変パラメータである。
【００９４】
この数８式から次の二つのことが言える。第１に、図１１の容量制御弁は、その弁開度調節動作の基準（即ち、制御目標値）となる二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の設定値（設定差圧ＴＰＤ）を、コイル６７へのデューティ制御によって外部から一義的に決定することが可能な構造となっている。つまり制御弁は、外部制御によって設定差圧ＴＰＤを変更することが可能な設定差圧可変型の制御弁である。第２に、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）以外の圧力パラメータは作動ロッド４０の変位動作の大きな拘束要因とはなり得ず、容量制御弁は、ほぼ、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）と、電磁付勢力Ｆ及びバネ力ｆ３との力学的バランスに基づいて円滑に作動し得る。
【００９５】
このような構造によれば、第１実施形態における容量制御弁に見られるような可動スプール５４などを省くことができ、制御弁の小型化が可能となる。なお、第２実施形態の空調装置も、前記第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することは言うまでもない。
【００９６】
（第２実施形態の別例）
図１１及び図１２において、アッパーポート８０の内径を弁体部４３の外径に等しくなるように拡径してもよい。つまり、弁体部４３がアッパーポート８０内に進入することで閉弁状態が実現される構造としてもよい。この場合、アッパーポート８０の口径面積ＳＧはＳＦに等しいものとなる。従って、ＳＧ＝ＳＦとして数６式を整理すると、次に示す数９式及び数１０式が導かれる。
【００９７】
（数９式）
Ｐｄ・ＳＦ＋ｆ３−Ｐｓ・ＳＦ−Ｆ＝０
（数１０式）
Ｐｄ−Ｐｓ＝（Ｆ−ｆ３）／ＳＦ
この場合においても、二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）の設定値（設定差圧ＴＰＤ）を、コイル６７へのデューティ制御によって外部から一義的に決定することが可能な構造となっている。つまり制御弁は、外部制御によって設定差圧ＴＰＤを変更することが可能な設定差圧可変型の制御弁である。また、この容量制御弁は、前記二点間差圧（Ｐｄ−Ｐｓ）と、電磁付勢力Ｆ及びバネ力ｆ３との力学的バランスのみに基づいて円滑に作動し得る。
【００９８】
（変更例）
本発明の趣旨から逸脱しない範囲で、例えば、以下の様態でも実施できる。
○ 図１３及び図１５に示すように、逆止弁９２を、圧縮機の吸入室２１と、外部冷媒回路３０の蒸発器３３との間に設けてもよい。
【００９９】
図１５に示すように、吸入室２１と外部冷媒回路３０の蒸発器３３側の流通管３５とは、リヤハウジング４に設けられた吸入通路９０ａを介して連通されている。収容室９１は、リヤハウジング４において吸入通路９０ａの途中から吸入室２１までを拡径するようにして形成され、この収容室９１の奥側には、位置決め用段差９１ａが形成されている。
【０１００】
逆止弁９２は前記収容室９１において、ケース９６の先端が位置決め用段差９１ａに当接する位置まで圧入されている。逆止弁９２は、ケース９６の内空間が、弁孔９３ａを介して吸入通路９０ａに連通されるとともに、ケース９６の周面に貫設された複数の連通孔９６ａを介して吸入室２１に連通されている。導圧孔９６ｂは、弁孔９３ａと反対側でケース９６の内空間を吸入室２１に連通させ、弁体９４の背圧として吸入室２１の圧力を導入している。
【０１０１】
そして、前記逆止弁９２の弁体９４は、その前後の圧力差（つまり、前端面に作用する蒸発器３３側の圧力Ｐｓ’と背圧たる吸入室２１の圧力Ｐｓとの差）に基づく荷重と、付勢バネ９５のバネ荷重とのバランスによって弁座９３に対し接離動作し、弁孔９３ａ（即ち吸入通路９０ａ）を開放又は閉塞する。
【０１０２】
逆止弁９２は、蒸発器３３の圧力Ｐｓ’が高く前記Ｐｓ’とＰｓとの差圧による荷重が付勢バネ９５荷重を上回る限り、弁孔９３ａ（吸入通路９０ａ）を開状態として圧縮機と外部冷媒回路３０との間の冷媒循環を許容する。一方、圧力Ｐｓ’が充分に高まりきらない場合や、ＰｓがＰｓ’を上回るような場合には、弁孔９３ａを閉状態として圧縮機と外部冷媒回路３０との間の冷媒循環が阻止される。
【０１０３】
なお、前記吐出室２２に吐き出されたガスが制御弁及びクランク室５を経由して吸入室２１に戻されるという圧縮機内での冷媒ガスの内部循環は、図５，６における逆止弁９２の場合と同様に、小容量運転時にも確保される。
【０１０４】
加速時制御ルーチンＲＦ９における加速カットにおいてデューティ比Ｄｔがゼロに設定変更されると、前記制御弁の弁開度が最大化され、クランク圧Ｐｃは急上昇する。加速カット下においては、圧縮機と外部冷媒回路３０との間での冷媒循環も最小化され、しかも、吸入室２１にはクランク室５の冷媒ガスが、常時連通の抽気通路２７を介して流入され続けていることから、吸入通路９０ａにおいて吸入室２１側の圧力が蒸発器３３側の圧力以上となる。このとき、逆止弁９２が吸入通路９０ａを閉塞し、吸入室２１側から蒸発器３３側への冷媒ガスの逆流が規制される。このようにして逆止弁９２により外部冷媒回路３０から遮断された吸入室２１の圧力は、クランク室５からの冷媒ガスの供給により比較的速やかに上昇される（図１６（ｂ）における実線１１６）。また、吐出室２２内のガス圧Ｐｄは、冷媒循環の減少と、給気通路２８を介したクランク室５への高圧ガスの流出により低下傾向をたどる（図１６（ｂ）における実線１１７）。即ち、ガス圧ＰｄおよびＰｓはこの逆止弁９２の作用によって急速に接近し、Ｐｄ−Ｐｓの差が速やかに最小化する。従って、第１実施形態の場合と同様、Ｓ９７におけるデューティ比の戻し制御を、予め設定された復帰パターンに忠実な理想的なものにすることができる。
【０１０５】
○ 図１４に示すように、冷媒循環回路において逆止弁９２を、外部冷媒回路３０の凝縮器３１と圧縮機の吐出室２２との間と、圧縮機の吸入室２１と外部冷媒回路３０の蒸発器３３との間との２箇所に設けてもよい。このような構成によれば、Ｐｄ−Ｐｓの差を更に迅速に最小化することができる。従って、Ｓ９７におけるデューティ比の戻し制御を、予め設定された復帰パターンに対して更に忠実なものにすることができる。
【０１０６】
○ 前記実施形態では、圧縮機の給気通路２８の途中に制御弁を設け、該制御弁の弁開度を調節することでクランク圧Ｐｃを変更するようにしたが、抽気通路２７の途中に制御弁を設けてもよい。この場合においても、クランク室５から吸入室２１への冷媒ガスの流入量を調節可能な制御弁を用いることで、クランク圧Ｐｃを変更し、圧縮機の吐出容量を調節することができる。
【０１０７】
○ 冷媒循環回路において、減圧装置として温度式膨張弁３２の代わりに弁開度の調整機能のない固定絞り（オリフィスチューブ）を用いてもよい。
○ 前記実施形態では、追い越し加速のような車輌の加速時において、圧縮機の吐出容量を強制的に所定容量に制御するようにしたが、登坂走行のようなエンジンＥが高負荷状態にある場合などに制御するようにしてもよい。
【０１０８】
（前記各請求項に記載した以外の技術的思想のポイント）
○ 「差圧以外の種々の外部情報」は、少なくとも蒸発器での熱負荷状況に関する物理量を含むこと。
【０１０９】
○ 前記外部情報検知手段は少なくとも、室内温度と相関性のある温度情報を得るための温度センサと、所望温度を設定するための温度設定器とを備えており、前記吐出容量制御手段は、前記温度センサの検出温度と前記温度設定器の設定温度との比較結果に基づいて前記設定差圧を決定すること。
【０１１０】
○ 前記外部情報検知手段は少なくとも、車輌のアクセル開度を検知するアクセル開度センサを備え、前記吐出容量制御手段は、少なくとも前記アクセル開度センサの検知アクセル開度に基づいて車輌が加速状態の非常時にあるか否かを判定すると共に、加速時には前記フィードバック制御を中断して圧縮機の吐出容量を強制的に最小化すること。
【０１１１】
○ 前記吐出容量制御手段は、非常時において一旦最小化された吐出容量を、予め定められた復帰パターンに従って最小化する前の吐出容量に復帰させる圧縮機吐出容量の戻し制御を行うこと。
【０１１２】
○ 前記設定差圧変更アクチュエータは、外部からの通電制御により電磁付勢力を変化させるソレノイド部を有すること。
○ 前記ソレノイド部への非通電時には、クランク室の内圧が増大する方向に前記弁体を位置決めする初期化手段を更に備えてなること。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく、必要時には外部制御によって圧縮機の吐出容量を迅速に変更することができる。特に本発明によれば、室温の安定維持を図るための圧縮機の吐出容量制御と、緊急避難的な吐出容量の迅速な変更とを両立させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】容量可変型斜板式圧縮機の一例の断面図。
【図２】第１実施形態に従う冷媒循環回路の概要を示す回路図。
【図３】第１実施形態に従う容量制御弁の断面図。
【図４】図３の制御弁の構造特性を説明するための概略断面図。
【図５】図１のＸ１−Ｘ１線断面図。
【図６】閉塞状態にある逆止弁の拡大断面図。
【図７】容量制御のメインルーチンのフローチャート。
【図８】通常制御ルーチンのフローチャート。
【図９】加速時制御ルーチンのフローチャート。
【図１０】加速カットの際の動作特性を示すタイムチャート。
【図１１】第２実施形態に従う容量制御弁の断面図。
【図１２】図１１の制御弁の構造特性を説明するための概略断面図。
【図１３】別例の冷媒循環回路の概要を示す回路図。
【図１４】別例の冷媒循環回路の概要を示す回路図。
【図１５】別例の吸入通路を開放した状態にある逆止弁周辺の断面図。
【図１６】加速カットの際の動作特性を示すタイムチャート。
【図１７】従来技術での吸入圧と吐出容量の関係を概念的に示すグラフ。
【符号の説明】
１ａ…シリンダボア、５…クランク室、１２…斜板（カムプレート）、２０…ピストン、２１…吸入室、２２…吐出室、２７…抽気通路、２８…給気通路（２７及び２８は内部通路を構成する）、３１…凝縮器、３２…膨張弁（減圧装置）、３３…蒸発器、、４０…作動ロッド（第２実施形態において差圧検出手段を構成する）、４３…弁体部（弁体）、４５…バルブハウジング、４６…弁室（第２実施形態では差圧検出手段を構成する）、４８…感圧室、５４…可動スプール（区画部材）、５５…Ｐ１圧力室、５６…Ｐ２圧力室（４８，５４，５５及び５６は差圧検出手段を構成する）、６３…ソレノイド室、６４…可動鉄心、６５…ガイド孔（６３，６４及び６５は第２実施形態において差圧検出手段を構成する）、７０…制御装置（吐出容量制御手段を構成する）、７１…外部情報検知手段、９２…逆止弁（差圧低下促進手段）、１００…設定差圧変更アクチュエータ、Ｐ１，Ｐ２…第１，第２の圧力監視点、Ｐｃ…クランク圧（クランク室の内圧）、Ｐｄ…吐出圧（圧力監視点Ｐ１における圧力）、Ｐｓ…吸入圧（圧力監視点Ｐ２における圧力）、ＴＰＤ…設定差圧。

Claims (8)

1. 凝縮器、減圧装置、蒸発器及び容量可変型圧縮機からなる冷媒循環回路を備えた空調装置であって、
   前記圧縮機の冷媒吐出容量を推し量る指標として、前記冷媒循環回路における圧縮機と凝縮器との間に設定された第１の圧力監視点と、蒸発器と圧縮機との間に設定された第２の圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
   前記差圧以外の種々の外部情報を検知する外部情報検知手段と、
   前記外部情報検知手段から提供される外部情報に基づいて制御目標値たる設定差圧を決定すると共に、その設定差圧に前記差圧検出手段によって検出された差圧が近づくように前記圧縮機の吐出容量をフィードバック制御する吐出容量制御手段と
   を備え、
   前記容量可変型圧縮機は、シリンダボア内にピストンを往復動可能に収容する往復ピストン式圧縮機であって、該ピストンと作動連結されたカムプレートを収容するクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能なタイプであり、
   前記吐出容量制御手段は、
   前記第１及び第２の圧力監視点間の差圧を機械的に検出する前記差圧検出手段を内蔵しその検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能であり且つその自律的な弁開度調節動作の目標となる設定差圧を外部からの制御によって変更可能な前記クランク室の内圧を調節するための制御弁と、
   前記外部情報検知手段と電気的に接続されて前記制御弁の設定差圧を可変設定する制御装置とから構成され、
   当該空調装置は更に、前記制御装置による設定差圧の設定変更に起因して圧縮機の吐出容量が低減されるときに、第１の圧力監視点と第２の圧力監視点との間の差圧の迅速低下を促進する差圧低下促進手段を備えてなることを特徴とする空調装置。
2. 前記第１の圧力監視点は該圧縮機の吐出室に設定され、第２の圧力監視点は該圧縮機の吸入室に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記吐出容量制御手段は、外部情報に基づいて通常時又は非常時の判定を行う機能を備え、非常時には前記フィードバック制御を中断して圧縮機の吐出容量を強制的に所定容量に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の空調装置。
4. 前記第１の圧力監視点は圧縮機の吐出室に設定されており、前記差圧低下促進手段は、該吐出室と前記凝縮器との間に配設された逆止弁を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置。
5. 前記第２の圧力監視点は圧縮機の吸入室に設定されており、前記差圧低下促進手段は、該吸入室と前記蒸発器との間に配設された逆止弁を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置。
6. カムプレートを収容するクランク室の内圧を制御することで吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機に用いられる制御弁であって、
   前記圧縮機の吐出室、クランク室及び吸入室を経由する内部通路の一部を構成すべくバルブハウジング内に区画された弁室と、
   前記弁室内に移動可能に設けられ該弁室内での位置に応じて前記内部通路の開度を調節する弁体と、
   前記圧縮機の吐出室と吸入室との間の差圧を検出すると共に、その差圧に基づく荷重を前記弁体に及ぼして弁室内での弁体の位置決めに関与する差圧検出手段と、
   少なくとも前記差圧検出手段に対し作動連結可能に設けられ、当該差圧検出手段による弁体の位置決め動作の目標となる設定差圧を外部からの制御により変更可能とする設定差圧変更アクチュエータと
   を備えてなることを特徴とする容量可変型圧縮機の制御弁。
7. 前記差圧検出手段は、前記バルブハウジング内に区画された感圧室と、前記感圧室内を二つの圧力室に区画すると共に該バルブハウジングの軸方向に変位可能な状態で前記弁体と作動連結された区画部材を備えており、前記二つの圧力室にはそれぞ れ前記圧縮機の吐出室及び吸入室の圧力が導かれることを特徴とする請求項６に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。
8. 前記弁体と前記差圧検出手段とは作動ロッドに一体化されており、その作動ロッドの一端で吸入室の圧力を受圧し他端で吐出室の圧力を受圧することを特徴とする請求項６に記載の容量可変型圧縮機の制御弁。

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