JPH01216080A - ワブル型コンプレッサの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は車両用空調装置に使用されるワブル型コンプ
レッサに係り、特にその圧縮容量を変更する駆動制御ｇ
Ｌ１２に関するものである。

（従来の技術） 従来、車両用空調装置のワブル型コンプレッサにおいて
は、加速等に伴いエンジンに対し所定値以上の負荷が加
わったとき、電磁弁の最大作動によりクランク室と吐出
室との間が全開され、吐出圧によりクランク室の圧力が
高められて、とストンの背面に高圧が付与され、ピスト
ンと連結された揺動斜板にピストンロッドを介して引張
力が作用して揺動斜板の傾斜角が小さ（されて圧縮容り
が最小化されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、この従来構成においては、エンジンの負荷が
所定値以上である間中、電磁弁が全開側へ切替え保持さ
れて圧縮容量が最小状態に保持されるようになっている
ため、クランク室内は長時間にわたり高い圧力に維持さ
れ、駆動軸上の０転駆動板に対して揺動斜板を止着する
サークリップ部、揺動斜板に対するピストンロッドのか
しめ部、あるいはピストンに対するピストンロッドのか
しめ部等の諸機構部に過大な物理的負荷が加わり、耐久
性が乏しくなるという問題点があった。

このために、この出願の出願人はエンジン負荷が所定値
以上になったとき、まず電磁弁を一時的に全開側に最大
作動量にて切替えて圧縮容量を最小にし、圧縮容量が最
小になった後は電磁弁をその最小状態が保持される程度
の作動量となるように閉鎖側へ戻すようにしたものをす
でに提案している。しかしながら、この提案においては
、電磁弁による全開時間が一定であって、冷房負荷が小
さいこと等によりクランク室内圧力が前記全開前にすで
に高くなっているときには、クランク室内圧力の高圧状
態が長く維持されて前記と同様に過大な物理的負荷の問
題がある。逆に、クランク室内圧力が低すぎる場合には
圧縮容量が最小になる以前に前記全開状態が終了してし
まい、結果的に最小圧縮容量にｊｌＪ達しなかったり、
到達するまでに時間がかかったりして、エンジン負荷が
大きくても冷房能力があまり低下されないことになり、
燃費が悪くなったりする問題があった。

この発明は、このような従来技術に存在する問題点に着
目してなされたものであって、その目的とするところは
、エンジン負荷が所定値以上であるときに圧縮容量を最
小化する場合、クランク室の高圧状態維持時間を短縮し
て、揺動斜板やピストンロッド等の連結路機構部に加わ
る過負荷を軽減し、耐久性を向上させることができると
共に、加速時等に圧縮容量を確実に最小容量にすること
が可能なワブル型コンプレッサの駆動制御装置を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明においては吐出
圧力を検出する第１検出手段と、エンジン負荷を検出す
る第２検出手段と、その第２検出手段により所定値以上
のエンジン負荷が検出された時には前記クランク室と吐
出室との間を全開状態にして圧縮容量が最小容量となる
ように前記電磁弁を制御する第１制御手段と、前記第１
検出手段による検出結果に応じて前記電磁弁による前記
全開時間を設定する設定手段と、その設定手段による設
定時間の終了後から前記第２検出手段による所定値以上
のエンジン負荷検出終了までの間はクランク室と吐出室
との間が最小圧縮容量を保持できる程度の開放度となる
ように電磁弁の作動を制御する第２制御手段とを設けた
ものである。

又、この発明においては前記第１検出手段として、吐出
圧力を検出するものに代えて、クランク室圧力を検出す
るものを使用する。

（作用） 上記のように構成された第１発明のワブル型コンプレッ
サの駆動制御装置においては、加速時、坂道登はん時の
ようにエンジン負荷が所定値以上である時には第２検出
手段がそれを検出し、それに基づいて第１制御手段の作
用により電磁弁が全開側へ切替え作動されぞ圧縮容量が
最小容量まで急速に低下される。一方、第１検出手段に
より吐出圧力が検出され、それに基づいて電磁弁の作動
による前記全開時間が設定され、その設定時間が経過す
ると、ＮＩ＆弁が最小圧縮容量を保持できる程度の作動
ｒとなるように閉鎖方向へ変位される。

又、第２発明の駆動制御装置においては、クランク室内
の圧力により前記全開時間が設定される。

（★加剰） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
説明する。はじめにワブル型コンプレッサの概略を説明
する。

第１図において、エンジンの回転により駆動軸１が回転
されると、クランク室２内の回転支持板３及び回転駆動
板４が回転されて、バー５により回転を阻止されると共
に、サークリップ６により回転駆動板４に抜止されてい
る揺動斜板７が揺動され、それに基づいて揺動斜板７と
ロッド８を介して連結されたピストン９が往復動される
。このピストン９の往復動により吸入室１０及び吸入弁
１１を介してシリンダボア１２内に冷媒ガスが吸入され
ると共に、圧縮された冷媒ガスが吐出弁１３及び吐出室
１４を介して外部空調回路に送出される。

ここで、クランク室２内の圧力が吸入室１０内の圧力よ
りも大きくなると、ピストン９の背面に作用する圧力が
上昇し、１工動斜板７は傾斜角が小さくなって立った状
態となる。このため、ビストンストロークが小さくなっ
て、圧縮容量が減少する。逆に、クランク室２内の圧力
が小さくなると、揺動斜板７の傾斜角が大きくなってビ
ストンストロークが大きくなり、圧縮容量が増加する。

この圧縮容量の増減制御を行うのが第１図の右側に示さ
れた電磁弁２０である。その電磁弁２０において、コイ
ル２１に通電が行われて励磁されると、プランジャ２２
がバネ２３のバネ力に抗して上界され、通路２４．２５
、弁孔２６を介してスプール２７に前記吐出室１４内の
吐出圧が作用してそのスプール２７がバネ２８のバネ力
に抗して下降され、吐出冷媒ガスがスプール孔２９及び
通路３０を介して前記クランク室２内に供給されると共
に、スプール２７により通路３１．３２が閉鎖され、ク
ランク室２内の圧力が高くなる。又、前記コイル２１が
消磁されると、プランジャ２２が下降して吐出室１４と
クランク室２との間の通路２４等が遮断されると共に、
スプール２７がバネ２８によって上昇され、吸入室１０
とクランク室２との間の通路３１．３２が開放されてク
ランク室２内のガス圧が抽気され、そのクランク室２内
の圧力が低下する。

次に、前記のように構成されたワブル型コンプレッサに
おける駆動制御装置の回路格成を第２図に従って説明す
る。

第１．第２のｉｌｌ　ｉｌｌ１手段を構成する中央処理
装置（ＣＰＵ）４１は設定手段としてのタイマ回路４２
を備え、このＣＰＵ４１には装置全体の動作を制御する
ための後述の第３図に示すプログラム等を格納した読出
し専用のメモリ（ＲＯＭ）４３と、演弾結果を一時的に
記憶する読出し及び書込み可能なメモリ（ＲＡＭ＞４４
とが接続されている。

前記ＣＰＵ４１には第１検出手段を構成する吐出圧セン
サ４５、第２検出手段を構成するエンジン負荷センサ４
６、車速センサ４７、クランク室圧センサ４８及びその
他のセンサ群４９が接続されている。前記吐出圧センサ
４５は吐出圧力を検出するために吐出室１４内に配置さ
れ、その検出値がＣＰＵ４１に入力される。エンジン負
荷センサ４６はポテンショメータであって、アクセルペ
ダルに接続されて踏込み量を検出し、車速センサ４７は
ロータリエンコーダであって、駆動輪の軸に対応配置さ
れて軸の回転数を検出し、ＣＰＵ４１にはエンジン負荷
センサ４６からの検出値と車速センサ４７からの検出値
とが入力される。クランク室圧センサ４８はクランク室
２内に配置されている。他のセンサ群４９は車室内温度
センサ、外気温濱センサ、熱交換層センサ等の各種ヒン
サからなり、それらのセンサ及び前記吐出圧センサ４５
、クランク室圧センサ４８からの検出データに基づいて
ＣＰＵ４１は冷房負荷を検出する。又、前記ＣＰＬＪ４
１には駆動回路５０を介して前記電磁弁２０が接続され
、この電磁弁２０に対しＣＰＵ４１から適当なデユーテ
ィ比の駆動信号が出力されて、電磁弁２０がそのデユー
ティ比に応じた作動量で励磁される。この場合、電磁弁
２ｏがデユーティ比１で励磁されるとクランク室２と吐
出室１４との間の通路が全開となる。

さて、前記のように構成されたこの実施例の装置におい
て、空調装置のスタートスイッチがオンされると、第３
図のフローチャートに示す動作がＣＰＵ４１の演算制御
のもとで開始され、まずステップ（以下ステップを単に
Ｓで表わす）１においてＲＡＭ４４に記憶されたデータ
の初期化が行ねれる。次の８２で吐出圧センサ４５によ
り吐出圧が検出されると共に、その吐出圧センサ４５、
中速センサ４７、クランク室圧センサ４８及び他のセン
サ群４９からの信号により冷房負荷が検出される。次の
８３ではエンジン負荷セン９４６によりエンジン負荷が
検出されると共に、Ｓ４でその検出されたエンジン負荷
が所定値以上であるか否かが判別され、車両が加速走行
中であったり坂道の登はん中であったりして、エンジン
に所定値以上の負荷がかかつている場合には、Ｓ５に進
んで吐出圧力に応じて、圧縮容量を最小にするまでに必
要なデユーティ比１のＮ磁弁励磁継続時１！！ＩＴ（第
４図参照）、すなわちクランク室２と吐出室との間の通
路全開時間がタイマ回路４２によって設定される。つま
り、吐出圧力が低い場合は、クランク室内圧力を高くし
て最小容量、にするまでの時間が長（かかるので、長い
全開時間Ｔが設定され、吐出圧力が高い場合には最小容
量にするまでの時間が短いので、短い全問時間Ｔが設定
される。

次の８６ではタイ′マ回路４２により全開設定時間■の
タイムカウントが行われる。

そして、Ｓ７において設定時間Ｔが経過したか否かが判
別され、設定時間Ｔが経過するまでは、Ｓ８において電
磁弁２０の駆動デユーティ比が１に設定され、次の８９
においてそのデユーティ比１で電磁弁２０が励磁作動さ
れてクランク室２の圧力が上げられ、圧縮容量がＲ激に
最小化される。

前記全開設定時間Ｔが経過すると、Ｓ７がら８１０に進
んでＭ！！弁２０の駆動デユーティ比が圧縮容量を最小
状態に保持できる程度の小さいデユーティ比Ｄ　ｒｃ　
（実施例では０．４程度）に設定変更され、Ｓ９におい
てそのデユーティ比Ｄｒｃで電磁か２０が作動されて圧
縮容量が最小状態に保持される。

そして、エンジン負荷が所定値以下になって、それが検
出されると、Ｓ４を経て８１１においてタイマ回ｒ８４
２のカウントがクリアされ、次の８１２で前記Ｓ２にお
ける検出結果に基づいて冷房負荷に応じた電磁弁２０の
駆動デユーティ比が設定され、Ｓ９でそのデユーティ比
に基づき電磁弁２０が作動されて圧縮容量が最小状態か
ら大の側へと変更される。

従って、第４図から明らかなように、コンプレッサの駆
動中にエンジン負荷が所定値以上であることが検出され
ると、まず吐出圧力に応じた設定時間Ｔだけは電磁弁２
０がデユーティ比１で駆動Ｉｌｌ　Ｉｌｌされ、クラン
ク室２内の圧力が高められて圧縮容量が急激に最小化さ
れ、最小化されるとその後は電磁弁２０が所定の小さな
デユーティ比Ｄｒｃで駆動制御され、クランク室２の圧
力が下げられた状態にて圧縮容量が最小状態に保持され
る。そのために、第４図に鎖線で示すように、電磁弁２
０がデユーティ比１で連続的に駆動制御されて、クラン
ク室の圧力が長時間にわたり高い状態に維持されていた
従来の技術とは異なり、圧縮容量が最小状態に保持され
る期間中はクランク室２の圧力が低減されることになり
、揺動斜板７やビス１−ンロッド８等の連結路機構部に
加わる物理的負荷が軽減されて耐久性が向上する。又、
第５図から明らかなように、最小容量を維持するために
電磁弁２０のデユーティ比が１でなく、それよりも小さ
い所定＠　［）　ｒｃに設定されるので、エンジン負荷
が所定値以下になって、圧縮容量を最小から最大側に変
更するために電磁弁２０のデユーティ比を変える場合、
その応答性が良好になる。

更に、圧縮容量を最小にするための電磁弁２０のデユー
ティ比１の励磁時間が吐出圧力に応じて調節設定される
ので、りうンク室２への吐出ガスの供給品が充分である
にもかかわらず、電磁弁２０がデユーティ比１の励磁状
態を維持し続けるというようなことを防止でき、クラン
ク室圧の高騰を防止して前記と同様に耐久性の問題が生
じるのを防ｌトできる。又、逆に吐出ガスの供給品が不
充分でクランク室２内の圧力が高くなる以前、すなわち
圧縮容量が最小になる以前に電磁弁２０のデユーティ比
１の励磁時間が終了して、エンジン負荷が大きいのにも
かわらず、圧縮機が大容量で作動して燃費が悪くなった
りするおそれを確実に防止でき、エンジン負荷に応じて
圧縮機の容量切換えを安全かつ効率良く行うことができ
る。

なお、この実施例においては第１検出手段として吐出圧
センサ４５を用い、冷房０荷に応じて変化する吐出圧に
応じてデユーティ比１の励磁時間を：２定するようにな
っているため、言換えればクランク室２に対する供給圧
力の高低に応じて供給全開時間が直接的に設定されるよ
うになっているため、クランク室の圧力上昇すなわち圧
縮容量最少化を可及的短時間で行うことができる。

（別の実施例） 又、この発明は前記実施例に限定されるものではない。

例えば、電磁弁２０のデユーティ比１励磁時間Ｔ設定の
ための検出データをクランク室圧センサ４８により得る
ように構成してもよい。つまり、この場合にはクランク
室圧センサ４８が第１検出手段を構成する。従って、こ
のように構成した場合には圧ツノ制御を受けるクランク
室２内の圧力そのものに応じて前記のデユーティ比１の
時間が設定される。

さらに、この発明は例えば、電磁弁２０のデユーティ比
１の励磁時間Ｔを設定するためのデータとしてクランク
室２と吸入室１０との差圧、熱交換ｍ等の他データを加
えたり、吐出圧センサ４５とクランク室圧センサ３８か
らの両データを使用したりしてもよく、又、前記実施例
とは逆に電磁弁２０が消磁された時にクランク室２内に
吐出圧力が供給されるように構成してもよい。

（発明の効果） この発明は、以上説明したように構成されているので、
エンジン負荷が所定以上であるときに圧縮容量を最小化
する場合、クランク室が高圧状態になる時間を短縮し、
揺動斜板やピストンロッド等の連結路機構部に加わる物
理的負荷を軽減して、耐久性を向上させることができる
と共に、圧縮容量の変更時の応答性を向上させることが
でき、しかもエンジン負荷に応じて確実に圧縮容量を最
小にできるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した可変容量コンプレッサの
断面図、第２図は駆動側ｉ［ｌ装置の回路構成を示すブ
ロック図、第３図は動作を説明するためのフローチャー
ト、第４図は電磁弁のデユーティ比とクランク室の圧力
と圧縮容量との変化状態を関連させて示すグラフ、第５
図は電磁弁のデユーティ比に対する圧縮容量の変化を示
すグラフである。 ２・・・クランク室、７・・・揺動斜板、９・・・ピス
トン、１０・・・吸入室、１４・・・吐出室、２０・・
・電磁弁、４１・・・第１．第２制御手段としてのＣＰ
Ｕ１４２・・・設定手段としてのタイマ回路、４５・・
・第１検出手段としての吐出圧センサ、４６・・・第２
検出手段としてのエンジン負荷センサ、４７・・・第２
検出手段としての車速センサ、４８・・・第１検出手段
としてのクランク室圧センサ。 特許出願人　　　株式会社　豊田自動織機製作所代　理
　人　　　弁理士　　恩１）博宣時間□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．クランク室と吐出室との間に電磁弁を設け、その電
   磁弁の作動量に応じてクランク室内への吐出圧力の供給
   及び供給停止を行つてクランク室内の圧力を変更し、そ
   れに基づいて、ピストンに往復運動を付与する揺動斜板
   の傾斜角を変更して圧縮容量を変化させるようにしたワ
   ブル型コンプレッサにおいて、 吐出圧力を検出する第１検出手段と、 エンジン負荷を検出する第２検出手段と、 その第２検出手段により所定値以上のエンジン負荷が検
   出された時には前記クランク室と吐出室との間を全開状
   態にして圧縮容量が最小容量となるように前記電磁弁を
   制御する第１制御手段と、前記第１検出手段による検出
   結果に応じて前記電磁弁による前記全開時間を設定する
   設定手段と、その設定手段による設定時間の終了後から
   前記第２検出手段による所定値以上のエンジン負荷検出
   終了までの間はクランク室と吐出室との間が最小圧縮容
   量を保持できる程度の開放度となるように電磁弁の作動
   を制御する第２制御手段と を設けたワブル型コンプレッサの駆動制御装置。
2. ２．第１検出手段として吐出圧力を検出するものに代え
   て、クランク室内圧力を検出するものにした請求項第１
   項記載のワブル型コンプレッサの駆動制御装置。