JP3917347B2

JP3917347B2 - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP3917347B2
Application number: JP2000146167A
Authority: JP
Inventors: 健水藤; 真広川口; 太田　　雅樹; 一哉木村; 亮松原; 拓安谷屋; 和仁宮川; 康種 ▼土▲方
Original assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP2001324228A; KR20010106179A; CN1325008A; US6519960B2; EP1155888A2; US20020011074A1; BR0102026A; EP1155888A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車両用空調装置の冷媒循環回路は、凝縮器、減圧装置としての膨張弁、蒸発器及び圧縮機を備えている。圧縮機は、例えば外部駆動源としての車両エンジンの駆動によって、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。蒸発器は冷媒循環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内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。
【０００３】
車載用の圧縮機として広く採用されている容量可変型圧縮機には、蒸発器の出口圧力（吸入圧という）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、冷媒循環回路における冷媒流量が冷房負荷の大きさに見合った量となるように、吸入圧を制御指標として圧縮機の吐出容量をフィードバック制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、吸入圧の絶対値を指標とする圧縮機の吐出容量制御においては、車両エンジンの回転速度が変動し、それに応じて冷媒循環回路の冷媒流量が変動したからといって、直ちに圧縮機の吐出容量が変更されるとは限らない。例えば、蒸発器での熱負荷が高い状態では、車両エンジンの回転速度が増大し冷媒流量が増大しても、実際の吸入圧が設定吸入圧を下回るまでは圧縮機の吐出容量が減少されない。このため、車両エンジンの回転速度の増大に比例して圧縮機を稼動させるのに必要な機械仕事が増大するので、燃費が悪化してしまうという問題が発生していた。
【０００５】
本発明の目的は、容量可変型圧縮機の吐出容量制御が蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく制御目標値の維持動作を行い得る車両用空調装置を提供することにある。
【０００６】
【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、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車両用空調装置であって、前記冷媒循環回路に設定された第１圧力監視点と、前記冷媒循環回路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段と、前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段とを備え、前記第１圧力監視点又は第２圧力監視点の一方から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、前記容量可変型圧縮機は、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であり、前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２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車両用空調装置であって、前記冷媒循環回路において、蒸発器と容量可変型圧縮機の吸入圧力領域との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、前記冷媒循環回路において、蒸発器と容量可変型圧縮機の吸入圧力領域との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段とを備え、前記第１圧力監視点又は第２圧力監視点の一方から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、前記容量可変型圧縮機は、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であり、前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節するすることで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は請求項１又は２において、前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入される構成であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は請求項１又は２において、前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入される構成であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５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車両用空調装置であって、前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段とを備え、前記第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、前記容量可変型圧縮機は、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であり、前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、前記制御弁は、第１前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴としている。
【００１１】
請求項６の発明は請求項５において、前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入される構成であることを特徴としている。
【００１２】
請求項７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車両用空調装置であって、前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段とを備え、前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の全圧が監視圧力として導入される構成であり、前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、前記容量可変型圧縮機は、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であり、前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴としている。
【００１３】
請求項８の発明は請求項７において、前記第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入される構成であることを特徴としている。
【００１５】
（作用）
請求項１、２、５及び７の発明においては、冷媒循環回路を流れる冷媒の流量が多くなるほど、圧力損失の増大等を要因として、同冷媒循環回路に沿って設定された二つの圧力監視点間の差圧（二点間差圧）は大きくなる。従って、この二点間差圧は、冷媒循環回路における冷媒流量と正の相関を示す。つまり、蒸発器での熱負荷の大きさに影響される吸入圧そのものを、圧縮機制御手段による容量可変型圧縮機の吐出容量制御における直接の指標とすることなく、冷媒循環回路の冷媒流量が反映される二つの圧力監視点間の差圧を直接の制御対象として容量可変型圧縮機の吐出容量のフィードバック制御を実現している。
【００１６】
よって、例えば車両用空調装置にあっては、蒸発器での熱負荷状況にほとんど影響されることなく、車両エンジンの回転速度の変動による冷媒流量の変動によって、容量可変型圧縮機の応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少制御を行なうことができる。特に、エンジンの回転速度が上昇した場合に、制御目標である設定差圧を維持すべく速やかに容量可変型圧縮機の吐出容量を減少できることは、同エンジンの省燃費につながる。
【００１７】
ここで、一般的に流体の「圧力」と言った場合、同流体の「静圧」のことを指す。つまり、「前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧」から想到するのは、第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の静圧差である。そこで、差圧検出手段が、各圧力監視点を流れる冷媒の静圧差を検出する構成を比較例とする。この比較例において、圧縮機制御手段の構成を変更することなく冷媒流量と二点間差圧との関係を変更すること、つまり同じ冷媒流量でも差圧検出手段が検出する差圧を異ならせるようにする空調装置の設計変更について考えてみる。従来においては、差圧検出手段が二つの圧力監視点間の静圧差を検出するという既成概念的な束縛がある以上、冷媒流量と二点間差圧との関係を変更するには、二つの圧力監視点間の距離を変更する等の手法しか選択肢がなかった。
【００１８】
しかし、本発明においては「圧力」を広義に捉え、圧力監視点の監視圧力に同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映させることを新たに提案している。流動冷媒の速度項である動圧は、圧力項である静圧とは、当然ながら冷媒流量の変化に対して異なる変動傾向を示す。従って、少なくとも一方の圧力監視点においてその監視圧力に動圧を反映させることで、比較例とは冷媒流量と二点間差圧との関係を異ならせることができる。つまり、「圧力」を静圧と狭義に解釈する場合よりも、冷媒流量と二点間差圧との関係を比較例から変更する手法の選択肢が増え、空調装置の設計の自由度が大きくなる。
また、請求項１、２、５及び７の発明においては、設定差圧を設定差圧変更手段によって変更可能である。従って、設定差圧変更手段を有しない場合、言い換えれば単一の設定差圧しか持ち得ない単純な圧縮機制御手段と比較し、細やかな空調制御要求に対応することができる。さらに、二点間差圧を制御弁内において機械的に検出し、この検出差圧を制御弁の弁開度制御に直接反映させている。従って、二点間差圧の検出のための高価な圧力センサ等の電気的構成を必要としない。
【００１９】
例えば、請求項３及び６の発明においては、第１圧力監視点の静圧を同圧力監視点の監視圧力とし、第２圧力監視点の静圧に動圧成分を加えたものを同圧力監視点の監視圧力としている。従って、比較例と比べて、冷媒流量が増加するほどより高い監視圧力を第２圧力監視点から差圧検出手段に導入することができる。その結果、冷媒流量の増大減少に対して、差圧検出手段が検出する二点間差圧の増大減少を比較例よりも小さく抑えることができる。
【００２０】
また、請求項４及び８の発明においては、第１圧力監視点の静圧に動圧成分を加えたものを同圧力監視点の監視圧力とし、第２圧力監視点の静圧を同圧力監視点の監視圧力としている。従って、比較例と比べて、冷媒流量が増加するほどより高い監視圧力を第１圧力監視点から差圧検出手段に導入することができる。その結果、冷媒流量の増大減少に対して、差圧検出手段が検出する二点間差圧の増大減少を比較例よりも大きくすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用空調装置に具体化した第１〜第３実施形態について説明する。なお、第２及び第３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、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００２４】
○第１実施形態
（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。
【００２５】
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。クランク室５内には駆動軸６が回転可能に支持されている。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。
【００２６】
前記駆動軸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両のエンジン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。なお、本件では、クラッチレスタイプの動力伝達機構ＰＴが採用されているものとする。
【００２７】
前記クランク室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１３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。
【００２８】
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。
【００２９】
前記弁形成体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。
【００３０】
そして、前記吸入室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に吐出される。
【００３１】
前記斜板１２の傾斜角度（駆動軸６の軸線に直交する平面との間でなす角度）は、この斜板１２の回転時の遠心力に起因する回転運動のモーメント、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１ａの内圧と、ピストン２０の背圧にあたる制御圧としてのクランク室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に応じて傾斜角度減少方向にも傾斜角度増大方向にも作用する。
【００３２】
この圧縮機では、後述する制御弁ＣＶ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１２の傾斜角度を最小傾斜角度（図１において実線で示す状態）と最大傾斜角度（図１において二点鎖線で示す状態）との間の任意の角度に設定可能としている。
【００３３】
（クランク室の圧力制御機構）
斜板１２の傾斜角度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によって構成される。抽気通路２７は吸入圧力（Ｐｓ）領域である吸入室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が設けられている。
【００３４】
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とシリンダボア１ａ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。
【００３５】
（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とから構成される。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器３１、減圧装置としての温度式膨張弁３２及び蒸発器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。
【００３６】
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。冷媒循環回路の車両に対するレイアウトの都合上、流通管３６はその途中に９０°屈曲した屈曲部３６ａを有している。圧縮機は外部冷媒回路３０の下流域から吸入室２１に導入された冷媒ガスを吸入して圧縮し、この圧縮したガスを外部冷媒回路３０の上流域とつながる吐出室２２に吐出する。
【００３７】
さて、冷媒循環回路を流れる冷媒の流量が多くなるほど、回路又は配管の単位長さ当りの圧力損失も大きくなる。つまり、冷媒循環回路に沿って設定された二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の圧力損失（差圧）は同回路における冷媒流量と正の相関を示す。故に、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の差圧（二点間差圧ΔＰｄ）を把握することは、冷媒循環回路における冷媒流量を間接的に検出することに他ならない。
【００３８】
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圧力監視点Ｐ１を定めると共に、そこから所定距離だけ離れた流通管３６の途中に下流側の第２圧力監視点Ｐ２を定めている。第１圧力監視点Ｐ１での冷媒ガスの監視圧力ＰｄＨを第１検圧通路３７を介して、又、第２圧力監視点Ｐ２での冷媒ガスの監視圧力ＰｄＬを第２検圧通路３８を介してそれぞれ制御弁ＣＶに導入している。
【００３９】
前記流通管３６において両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間には、二点間差圧拡大手段としての固定絞り３９が配設されている。固定絞り３９は、両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２をそれ程離して設定しなくとも、二点間差圧ΔＰｄ（＝ＰｄＨ−ＰｄＬ）を明確化（拡大）する役目をなしている。このように、固定絞り３９を両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間に備えることで、特に第２圧力監視点Ｐ２を圧縮機（吐出室２２）寄りに設定することができ、ひいてはこの第２圧力監視点Ｐ２と圧縮機に備えられている制御弁ＣＶとの間の第２検圧通路３８を短くすることができる。
【００４０】
前記のように第１圧力監視点Ｐ１を吐出室２２内に設定することで、制御弁ＣＶには吐出室２２内の冷媒ガスの静圧が、同圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨとして制御弁ＣＶに導入されることとなる。つまり、容積の大きな吐出室２２内においては冷媒ガスの流れが緩慢で全圧に占める動圧の割合は低く、しかも吐出室２２内においては各シリンダボア１ａから吐出される冷媒ガスの複数の流れが錯綜している。従って、同吐出室２２に対して第１検圧通路３７を如何様に接続しても、監視圧力ＰｄＨに冷媒ガスの動圧が反映されることはほとんどないのである。なお、吐出室２２に対する第１検圧通路３７の接続は、例えば図１において点線で示すように、吐出ポート２５付近及び流通管３６との接続部分付近を避けるような態様が、監視圧力ＰｄＨから動圧影響をほぼ排除する点において好適である。
【００４１】
他方、図２の拡大円中には第２圧力監視点Ｐ２が詳細に示されている。すなわち、第２検圧通路３８の直線状をなす配管は流通管３６の屈曲部３６ａに挿着され、同通路３８の流通管３６内での開口３８ａは、流通管３６の屈曲前の中心軸線位置において、冷媒ガスの流れに正対して配置されている。従って、第２圧力監視点Ｐ２を流れる冷媒ガスの全圧言い換えれば静圧に全動圧成分を加えたものが、同圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬとして制御弁ＣＶに導入されることとなる。
【００４２】
さて、冷媒循環回路を流れる冷媒の流量が少ない状態では、第２圧力監視点Ｐ２を流れる冷媒ガスの全圧のほとんどを、圧力項である静圧が占めることとなる。しかし、冷媒流量が多くなるほど言い換えれば冷媒ガスの流速が速くなるほど、速度項である動圧が静圧よりも大きく上昇し、全圧に占める動圧の割合が多くなってゆく。つまり、第２圧力監視点Ｐ２の静圧を監視圧力ＰｄＬとする比較例（第１圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨも静圧）と比べて、冷媒流量が増加するほどより高い監視圧力ＰｄＬを制御弁ＣＶに導入することができる。
【００４３】
図４のグラフは、冷媒循環回路における冷媒流量と二点間差圧ΔＰｄとの関係を示している。同グラフにおいて各特性線を比較すれば明らかなように、冷媒流量の増加により二点間差圧ΔＰｄが増大する傾向に本実施形態及び比較例に違いはないが、この二点間差圧ΔＰｄの増大度合が比較例よりも本実施形態の方が低くなっていることがわかる。言い換えれば、同じ二点間差圧ΔＰｄが示す冷媒流量が、比較例よりも本実施形態の方が多くなり、この傾向は二点間差圧ΔＰｄが増大すればするほど顕著に現われてくる。
【００４４】
（制御弁）
図３に示すように制御弁ＣＶ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とをつなく給気通路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４０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。
【００４５】
前記制御弁ＣＶ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６０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、同上半部本体４５ｂとその上部に外嵌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。
【００４６】
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。
【００４７】
前記弁室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。
【００４８】
前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体部４３が配置される。連通路４７の内径は、作動ロッド４０の連結部４２の径よりも大きく且つガイドロッド部４４の径よりも小さい。つまり、連通路４７の口径面積（隔壁部４１の軸直交断面積）ＳＢは、連結部４２の断面積より大きくガイドロッド部４４の断面積より小さい。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。
【００４９】
前記作動ロッド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入れ側弁体として機能する。
【００５０】
前記感圧室４８内には、感圧部材５４が軸方向に移動可能に設けられている。この感圧部材５４は有底円筒状をなすと共に、その底壁部で感圧室４８を軸方向に二分し、同感圧室４８をＰ１圧力室５５とＰ２圧力室５６とに区画する。感圧部材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、感圧部材５４の軸直交断面積をＳＡとすると、その断面積ＳＡは連通路４７の口径面積ＳＢよりも大きい。
【００５１】
Ｐ１圧力室５５内には、コイルバネよりなる感圧部材付勢バネ５０が収容されている。この感圧部材付勢バネ５０は、感圧部材５４をＰ１圧力室５５側からＰ２圧力室５６に向けて付勢する。
【００５２】
前記Ｐ１圧力室５５は、キャップ４５ａに形成されたＰ１ポート５７及び第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と連通する。Ｐ２圧力室５６は、バルブハウジング４５の上半部本体４５ａに形成されたＰ２ポート５８及び第２検圧通路３８を介して第２圧力監視点Ｐ２と連通する。つまり、Ｐ１圧力室５５には第１圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨが導かれ、Ｐ２圧力室５６には第２圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬが導かれている。
【００５３】
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６５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド４０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。
【００５４】
前記ソレノイド室６３は作動ロッド４０の基端部の収容領域でもある。すなわち、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とは常時一体となって上下動する。
【００５５】
前記ソレノイド室６３において固定鉄心６２と可動鉄心６４との間には、コイルバネよりなる弁体付勢バネ６６が収容されている。この弁体付勢バネ６６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、作動ロッド４０（弁体部４３）を図面下方に向けて付勢する。
【００５６】
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には制御装置７０の指令に基づき駆動回路７１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吸引力（電磁付勢力）Ｆを可動鉄心６４と固定鉄心６２との間に発生させる。なお、コイル６７への通電制御は、コイル６７への印加電圧を調整することでなされる。本実施形態において印加電圧の調整には、デューティ制御が採用されている。
【００５７】
（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。なお、弁室４６、連通路４７及びソレノイド室６３の内圧が作動ロッド４０の位置決めに及ぼす影響は無視するものとする。
【００５８】
まず、図３に示すように、コイル６７への通電がない場合（Ｄｔ＝０％）には、作動ロッド４０の配置には感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２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、クランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａ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。
【００５９】
前記コイル６７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）（＞０）の通電がなされると、上向きの電磁付勢力Ｆが感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２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ｆ２によって減勢された上向き電磁付勢力Ｆが、感圧部材付勢バネ５０の下向き付勢力ｆ１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。従って、
（数式）
ＰｄＨ・ＳＡ−ＰｄＬ（ＳＡ−ＳＢ）＝Ｆ−ｆ１−ｆ２
を満たすように、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。
【００６０】
例えば、エンジンＥの回転速度が減少して冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、下向きの二点間差圧ΔＰｄが減少してその時点での電磁付勢力Ｆでは作動ロッド４０に作用する上下付勢力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド４０が上動して感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６が蓄力され、この両バネ５０，６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２の増加分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの減少分を補償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、連通路４７の開度が減少し、クランク圧Ｐｃが低下傾向となり、このクランク圧Ｐｃとシリンダボア１ａ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。圧縮機の吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒流量も増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。
【００６１】
逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷媒循環回路の冷媒流量が増大すると、下向きの二点間差圧ΔＰｄが増大してその時点での電磁付勢力Ｆでは作動ロッド４０に作用する上下付勢力の均衡が図れなくなる。従って、作動ロッド４０が下動して感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６の蓄力も減り、この両バネ５０，６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２の減少分が下向きの二点間差圧ΔＰｄの増大分を補償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、連通路４７の開度が増加し、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１ａ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。圧縮機の吐出容量が減少すれば冷媒循環回路における冷媒流量も減少し、二点間差圧ΔＰｄは減少する。
【００６２】
また、例えば、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔを大きくして電磁付勢力Ｆを大きくすると、その時点での二点間差圧ΔＰｄでは上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が上動して感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６が蓄力され、この両バネ５０，６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２の増加分が上向きの電磁付勢力Ｆの増加分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。従って、制御弁ＣＶの開度、つまり連通路４７の開度が減少し、圧縮機の吐出容量が増大される。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が増大し、二点間差圧ΔＰｄも増大する。
【００６３】
逆に、コイル６７への通電デューティ比Ｄｔを小さくして電磁付勢力Ｆを小さくすれば、その時点での二点間差圧ΔＰｄでは上下付勢力の均衡が図れないため、作動ロッド４０が下動して感圧部材付勢バネ５０及び弁体付勢バネ６６の蓄力も減り、この両バネ５０，６６の下向き付勢力ｆ１＋ｆ２の減少分が上向きの電磁付勢力Ｆの減少分を補償する位置に作動ロッド４０の弁体部４３が位置決めされる。従って、連通路４７の開度が増加し、圧縮機の吐出容量が減少する。その結果、冷媒循環回路における冷媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰｄも減少する。
【００６４】
以上のように制御弁ＣＶは、電磁付勢力Ｆ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、電磁付勢力Ｆを変更することで、最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）の時の最小値と最大デューティ比Ｄｔ（ｍａｘ）（例えば１００％）の時の最大値との間で変更される。
【００６５】
（制御体系）
図２及び図３に示すように、車両用空調装置は同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７２が接続され、Ｉ／Ｏの出力端子には駆動回路７１が接続されている。
【００６６】
前記制御装置７０は、外部情報検知手段７２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７１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７１は、命じられたデューティ比Ｄｔの駆動信号を制御弁ＣＶのコイル６７に出力する。コイル６７に供給される駆動信号のデューティ比Ｄｔに応じて、制御弁ＣＶのソレノイド部６０の電磁付勢力Ｆが変化する。
【００６７】
前記外部情報検知手段７２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７２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）７３、車室内温度Ｔｅ（ｔ）を検出するための温度センサ７４、車室内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７５があげられる。
【００６８】
次に、図５のフローチャートを参照して制御装置７０による制御弁ＣＶへのデューティ制御の概要を簡単に説明する。
車両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、ステップ１０１（以下単に「Ｓ１０１」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ＣＶのデューティ比Ｄｔに初期値として「０」を与える（無通電状態）。その後、処理はＳ１０２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。
【００６９】
Ｓ１０２では、Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＮされるまで同スイッチ７３のＯＮ／ＯＦＦ状況が監視される。Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＮされると、Ｓ１０３において制御弁ＣＶのデューティ比Ｄｔを最小デューティ比Ｄｔ（ｍｉｎ）とし、同制御弁ＣＶの内部自律制御機能（設定差圧維持機能）を起動する。
【００７０】
Ｓ１０４において制御装置７０は、温度センサ７４の検出温度Ｔｅ（ｔ）が温度設定器７５による設定温度Ｔｅ（ｓｅｔ）より大であるか否かを判定する。Ｓ１０４判定がＮＯの場合、Ｓ１０５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。Ｓ１０５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７１にデューティ比Ｄｔの変更指令を発することなく、処理はＳ１０８に移行される。
【００７１】
Ｓ１０４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、Ｓ１０６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７１に指令する。従って、制御弁ＣＶの弁開度が若干減少し、圧縮機の吐出容量が増大して蒸発器３３での除熱能力が高まり、温度Ｔｅ（ｔ）は低下傾向となる。
【００７２】
Ｓ１０５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、Ｓ１０７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７１に指令する。従って、制御弁ＣＶの弁開度が若干増加し、圧縮機の吐出容量が減少して蒸発器３３での除熱能力が低まり、温度Ｔｅ（ｔ）は上昇傾向となる。
【００７３】
Ｓ１０８においては、Ａ／Ｃスイッチ７３がＯＦＦされたか否かが判定される。Ｓ１０８判定がＮＯなら処理はＳ１０４に移行される。逆にＳ１０８判定がＹＥＳなら処理はＳ１０１に移行され、制御弁ＣＶは無通電状態とされる。
【００７４】
以上のように、Ｓ１０６及び／又はＳ１０７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ＣＶ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。
【００７５】
上記構成の本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、蒸発器３３での熱負荷の大きさに影響される吸入圧Ｐｓそのものを制御弁ＣＶの弁開度制御における直接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ΔＰｄを直接の制御対象として圧縮機の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３３での熱負荷状況にほとんど影響されることなく、エンジンＥの回転速度の変動及び制御装置７０による外部制御によって、応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少制御を行なうことができる。特に、エンジンＥの回転速度が上昇した場合に、速やかに圧縮機の吐出容量を減少できることは、同エンジンＥの省燃費につながる。
【００７６】
（２）制御弁ＣＶ（コイル６７）を制御するデューティ比Ｄｔを変更することで、同制御弁ＣＶの弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成である。従って、電磁構成（ソレノイド部６０等）を備えない言い換えれば単一の設定差圧しか持ち得ない制御弁ＣＶと比較して、図５のフローチャートで示したように細やかな空調制御要求に対応することができる。
【００７７】
（３）比較例（両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２共に静圧を監視圧力ＰｄＨ，ＰｄＬとする例）において、冷媒流量と二点間差圧ΔＰｄとの関係を変更するには、二つの圧力監視点Ｐ１，Ｐ２間の距離を変更するか、或いは固定絞り３９の絞り量を変更するしかない。しかし、本実施形態においては、第２圧力監視点Ｐ２を流れる冷媒ガスの静圧に動圧成分を加えたものを、同圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬとして制御弁ＣＶに導入することで、冷媒流量と二点間差圧ΔＰｄとの関係を比較例と異ならせることができた。つまり、本実施形態においては、監視圧力ＰｄＬに動圧を反映させるという、冷媒流量と二点間差圧ΔＰｄとの関係を比較例から変更可能な新たな選択肢を提案しており、空調装置の設計の自由度が大きくなった。
【００７８】
（４）デューティ比Ｄｔが最大の時に、前記数式を満たす二点間差圧ΔＰｄが、制御弁ＣＶの最大設定差圧つまり制御可能な冷媒循環回路の最大冷媒流量となる（図４参照）。上述したように、同じ二点間差圧ΔＰｄでは、比較例よりも本実施形態の方が、冷媒循環回路をより多くの冷媒が流れていることとなる。つまり、本実施形態においては、冷媒循環回路の制御可能な最大冷媒流量を比較例よりも高く設定することができる。
【００７９】
ここで、前記比較例において、制御可能な最大冷媒流量を引き上げるために、例えば固定絞り３９の絞り量を小さくし、冷媒流量が多くなっても二点間差圧ΔＰｄがそれほど大きくならないようにすることが考えられる。ところが、固定絞り３９の絞り量を小さくすると、冷媒流量が少ない時に同流量が変化しても二点間差圧ΔＰｄがほとんど変化しないことになる。このため、冷媒流量を少流量域で制御しようとすると、極狭い範囲でデューティ比Ｄｔを調節しなくてはならなくなり、精度の高い流量制御を行い得ないのである。
【００８０】
以上のように、本実施形態によれば、少流量域における冷媒流量の制御性を良好に維持しつつ、制御可能な最大冷媒流量を高めることができる。
（５）車両用空調装置の圧縮機は、一般的に車両の狭いエンジンンルームに配置されるため、その体格が制限されている。従って、制御弁ＣＶの体格ひいてはソレノイド部６０（コイル６７）の体格も制限されることとなる。また、一般的に、ソレノイド部６０の作動電源としては、エンジン制御等のために車両に装備されているバッテリが用いられており、この車両バッテリの電圧は例えば１２〜２４ｖで規定されている。
【００８１】
つまり、前記比較例において制御可能な最大冷媒流量を引き上げるために、ソレノイド部６０が発生し得る最大電磁付勢力Ｆ（最大設定差圧）を大きくしようとしても、コイル６７の大型化及び作動電源の高電圧化の何れの側からのアプローチも、既存周辺構成の大きな変更をともなうためほぼ不可能である。言い換えれば、車両用空調装置に用いられる圧縮機の制御弁ＣＶにおいて、設定差圧変更手段として電磁アクチュエータ構成を採用した場合、制御可能な最大冷媒流量を引き上げる手法として最も適しているのは、コイル６７（制御弁ＣＶ）の大型化及び作動電源の高電圧化を伴わない本実施形態によるものなのである。
【００８２】
（６）第２圧力監視点Ｐ２の全圧が、同圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬとして制御弁ＣＶに導入されている。従って、大流量域における冷媒流量の増大によっても、二点間差圧ΔＰｄの増大傾向をより効果的に抑えることができ、前記効果（４）を奏するのにより有効となる。
【００８３】
（７）制御弁ＣＶ内において二点間差圧ΔＰｄを機械的に検出し、同検出差圧ΔＰｄを作動ロッド４０（弁体部４３）の位置決めに直接反映させている。従って、二点間差圧ΔＰｄを電気的に検出する高価な圧力センサ等を必要としない。二点間差圧ΔＰｄを電気的に検出しないことは、デューティ比Ｄｔの算出パラメータを少なくして、制御装置７０の演算負荷を軽減することにつながる。
【００８４】
（８）流通管３６の屈曲部３６ａは、冷媒循環回路の車両に対するレイアウトの都合上存在する構成である。そして、この屈曲部３６ａに第２圧力監視点Ｐ２が設定されており、さらには同屈曲部３６ａの９０°屈曲した形状を利用することで、第２検圧通路３８の直線状配管によってもその開口３８ａを冷媒ガスの流れに正対させること、ひいては第２圧力監視点Ｐ２の全圧を制御弁ＣＶに導入することができた。例えば、流通管３６に屈曲部３６ａが存在しない場合、後述する第３実施形態の第１圧力監視点Ｐ１のように、第２検圧通路３８の配管をＬ字形状に屈曲して流通管３６内に配置しなければ、開口３８ａを冷媒ガスの流れに正対させることができず、この配管の屈曲加工が必要となり加工手間が増えるのである。
【００８５】
○第２実施形態
図６においては第２実施形態を示す。本実施形態においては第１圧力監視点Ｐ１が、吐出室２２と固定絞り３９との間の流通管３６上に設定されている。第１検圧通路３７の配管は流通管３６に直交するようにして接続されており、従って同第１検圧通路３７の流通管３６内での開口３７ａは、同流通管３６の内壁面において冷媒ガスの流れに対して垂直方向に向かって配置されている。よって、第１圧力監視点Ｐ１を通過する冷媒ガスの静圧が、同圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨとして制御弁ＣＶ（Ｐ１圧力室５５）に導入されることとなる。
【００８６】
本実施形態によれば、吐出室２２内よりも冷媒ガスの流速が速い流通管３６上に第１圧力監視点Ｐ１を設定することで、吐出室２２内と全圧はほぼ同じであっても同全圧に占める動圧の割合が大きくなり、第１実施形態よりも低い監視圧力（静圧）ＰｄＨを制御弁ＣＶに導入することができる。従って、図４のグラフにおいて「第２実施形態」の特性線で示すように、大流量域における冷媒流量の増大によっても、二点間差圧ΔＰｄの増大傾向をさらに抑えることができ、制御可能な冷媒循環回路の最大冷媒流量をさらに高く設定することができる。
【００８７】
○第３実施形態
図７においては第３実施形態を示す。本実施形態においては、冷媒循環回路の制御可能な最大流量を高く設定することよりも、冷媒流量の制御性向上に重きを置いた構成となっている。
【００８８】
すなわち、第１圧力監視点Ｐ１は、吐出室２２と固定絞り３９との間の流通管３６上に設定されている。第１検圧通路３７の配管は、流通管３６内に配置される先端部が９０°屈曲されて全体としてＬ字形状をなし、同検圧通路３７の流通管３６内での開口３７ａは同流通管３６の中心軸線位置において冷媒ガスの流れに正対されている。従って、第１圧力監視点Ｐ１を通過する冷媒ガスの全圧が、同圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨとして制御弁ＣＶ（Ｐ１圧力室５５）に導入されることとなる。このため、静圧を監視圧力ＰｄＨとする比較例と比べて、冷媒流量が増加するほどより高い監視圧力ＰｄＨを制御弁ＣＶに導入することができる。
【００８９】
他方、第２検圧通路３８の配管は流通管３６に直交するようにして装着され、同配管の流通管３６内での開口３８ａは、同流通管３６の内壁面において冷媒ガスの流れに対して垂直方向に向かって配置されている。従って、第２圧力監視点Ｐ２を通過する冷媒ガスの静圧が、同圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬとして制御弁ＣＶ（Ｐ２圧力室５６）に導入されることとなる（比較例と同様）。
【００９０】
よって、図４のグラフに「第３実施形態」の特性線で示すように、特に中間流量域及び大流量域での冷媒流量の増大減少によって、比較例よりも二点間差圧ΔＰｄを大きく増大減少させることができ、広い範囲のデューティ比Ｄｔを用いて精度の高い流量制御を行い得る。
【００９１】
ここで、比較例において冷媒流量の制御性を高めるために、例えば固定絞り３９の絞り量を大きくし、冷媒流量の変化に対して二点間差圧ΔＰｄがより大きく変動されるようにすることが考えられる。ところが、固定絞り３９の絞り量を大きくすることは、冷媒循環回路における同固定絞り３９での圧力損失が増大することでもあり、空調装置の効率悪化ひいてはエンジンＥの燃費悪化につながってしまうのである。
【００９２】
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。
・監視圧力ＰｄＨ、ＰｄＬに動圧を反映させることは、上記各実施形態のように全圧を制御弁ＣＶに導入することに限定されるものではなく、例えばピトー管等を用いて動圧のみを制御弁ＣＶに導入する構成であってもよいし、図８に示すように圧力監視点Ｐ１（Ｐ２）において、検圧通路３７（３８）の配管を流通管３６に対して傾斜して接続することで、動圧を傾斜角θに対応する分だけ弱めた動圧成分と静圧とを制御弁ＣＶに導入する構成であっても良い。
【００９３】
・第１圧力監視点Ｐ１及び第２圧力監視点Ｐ２の両方の監視圧力ＰｄＨ，ＰｄＬに、各圧力監視点Ｐ１、Ｐ２を流れる冷媒ガスの動圧を反映させること。この場合、例えば図８に示すような手法を両圧力監視点Ｐ１，Ｐ２において用い、さらには各圧力監視点Ｐ１，Ｐ２毎に動圧の反映度合（傾斜角θ）を適宜調節すれば、冷媒流量と二点間差圧ΔＰｄとの関係を、比較例に対して最大冷媒流量重視側及び流量制御性重視側のいずれにも異ならせることは可能である。
【００９４】
・図９に示すように、第１圧力監視点Ｐ１及び第２圧力監視点Ｐ２を、流通管３６の途中において至極接近させて設定する。同図の拡大円中に示すように、この圧力監視点Ｐ１，Ｐ２にピトー管８０を配置する。そして、同ピトー管８０において、冷媒ガスの流れに正対して開口（３７ａ）する全圧管８０ａを、第１検圧通路３７として制御弁ＣＶのＰ１圧力室５５に連通させるとともに、冷媒ガスの流れに対して垂直方向に向かって開口（３８ａ）する静圧管８０ｂを、第２検圧通路３８としてＰ２圧力室５６に連通させること。このように構成すれば、第１圧力監視点Ｐ１の監視圧力ＰｄＨ（全圧）と第２圧力監視点Ｐ２の監視圧力ＰｄＬ（静圧）との差ΔＰｄは、同圧力監視点Ｐ１，Ｐ２付近を流れる冷媒ガスの動圧（＝全圧−静圧）を表すこととなる。速度項である動圧は、冷媒流速即ち冷媒流量と正の相関を示すことから、上記各実施形態や比較例等と同様な制御弁ＣＶによる冷媒流量制御を、固定絞り３９を用いずして行なうことが可能となる。つまり、「圧力」を静圧と狭義に解釈する場合よりも、空調装置の設計の自由度が大きくなる。
【００９５】
・制御弁ＣＶから内部自律機能を削除して電磁弁構成のみとする。第１圧力監視点Ｐ１及び第２圧力監視点Ｐ２にそれぞれ圧力センサを配設する。制御装置７０は、外部情報検知手段７２からのみならず各圧力センサからの検出値も考慮してデューティ比Ｄｔを算出することで、二点間差圧ΔＰｄを反映した制御弁ＣＶの電気制御を行なう。このようにすれば、制御弁ＣＶの構成の簡素化及び小型化を図ることができる。
【００９６】
・図２に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との間の吸入圧力領域（図面においては流通管３５上）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。
【００９７】
・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を用いた空調装置において具体化すること。
【００９８】
・動力伝達機構ＰＴとして、電磁クラッチ等のクラッチ機構を備えたものを採用すること。
【００９９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、容量可変型圧縮機の吐出容量制御が蒸発器での熱負荷状況に影響されることなく制御目標値（設定差圧）の維持動作を行い得る。また、圧力監視点の監視圧力に同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映させるという、冷媒流量と二点間差圧との関係を比較例（両圧力監視点共に静圧を監視圧力とする例）から変更可能な新たな手法を提案しており、空調装置の設計の自由度が大きくなる。
【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】冷媒循環回路の概要を示す回路図。
【図３】制御弁の断面図。
【図４】冷媒流量と二点間差圧との関係を示すグラフ。
【図５】制御弁の制御を説明するフローチャート。
【図６】第２実施形態を示す冷媒循環回路の部分回路図。
【図７】第３実施形態を示す冷媒循環回路の部分回路図。
【図８】別例を示す圧力監視点の要部拡大断面図。
【図９】別例を示す冷媒循環回路の部分回路図。
【符号の説明】
３０…容量可変型圧縮機とともに冷媒循環回路を構成する外部冷媒回路、３１…凝縮器、３２…減圧装置としての膨張弁、３３…蒸発器、７０…設定差圧変更手段を構成する制御装置、ＣＶ…差圧検出手段、圧縮機制御手段及び設定差圧変更手段を構成する制御弁、ＰｄＨ…第１圧力監視点の監視圧力、ＰｄＬ…第２圧力監視点の監視圧力、ΔＰｄ…二点間差圧、Ｐ１…第１圧力監視点、Ｐ２…第２圧力監視点。

Claims

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車両用空調装置であって、
前記冷媒循環回路に設定された第１圧力監視点と、
前記冷媒循環回路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、
前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段と、
前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段と
を備え、
前記第１圧力監視点又は第２圧力監視点の一方から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、
前記容量可変型圧縮機は、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であり、
前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、
前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、
前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴とする車両用空調装置。
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車両用空調装置であって、
前記冷媒循環回路において、蒸発器と容量可変型圧縮機の吸入圧力領域との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、
前記冷媒循環回路において、蒸発器と容量可変型圧縮機の吸入圧力領域との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、
前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段と
を備え、
前記第１圧力監視点又は第２圧力監視点の一方から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、
前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、
前記容量可変型圧縮機は、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であり、
前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、
前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、
前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴とする車両用空調装置。
前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入される構成である請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入される構成である請求項１又は２に記載の車両用空調装置。
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、
前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、
前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、
前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段と
を備え、
前記第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の動圧を反映した監視圧力が導入される構成であり、
前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、
前記容量可変型圧縮機は、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であり、
前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、
前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、
前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴とする車両用空調装置。
前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入されるとともに、第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧に動圧成分を加えたものが監視圧力として導入される構成である請求項５に記載の車両用空調装置。
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車両用空調装置であって、
前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定された第１圧力監視点と、
前記冷媒循環回路において、容量可変型圧縮機の吐出圧力領域と凝縮器との間の冷媒通路に設定され、第１圧力監視点よりも下流側の第２圧力監視点であって、前記第１圧力監視点との間の差圧が同回路における冷媒流量と正の相関を示す第２圧力監視点と、
前記第１圧力監視点と第２圧力監視点との間の差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段が検出した差圧に基づいて、同差圧が制御目標である設定差圧に近づくように容量可変型圧縮機の吐出容量を制御する圧縮機制御手段と
を備え、
前記第１圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の全圧が監視圧力として導入される構成であり、
前記設定差圧を変更可能な設定差圧変更手段を備え、
前記容量可変型圧縮機は、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であり、
前記圧縮機制御手段はクランク室の内圧を調節するための制御弁を備え、
前記制御弁は、第１圧力監視点と第２圧力監視点との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、同差圧検出手段の検出差圧に基づいて自律的に弁開度調節可能な構成であり、
前記設定差圧変更手段は制御弁に接続される電磁アクチュエータを備え、同電磁アクチュエータは差圧検出手段が検出した差圧に基づく力に対抗する、電磁付勢力に基づく力を車室内温度を検出するための温度センサ及び車室内の設定温度を設定するための温度設定器から提供される外部情報に基づく電気制御によって調節することで、制御弁の弁開度調節動作の基準となる設定差圧を変更可能な構成であることを特徴とする車両用空調装置。
前記第２圧力監視点から差圧検出手段へは、同圧力監視点を流れる冷媒の静圧が監視圧力として導入される構成である請求項７に記載の車両用空調装置。