WO2010082598A1 - 車両用空調システム - Google Patents

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WO2010082598A1
WO2010082598A1 PCT/JP2010/050328 JP2010050328W WO2010082598A1 WO 2010082598 A1 WO2010082598 A1 WO 2010082598A1 JP 2010050328 W JP2010050328 W JP 2010050328W WO 2010082598 A1 WO2010082598 A1 WO 2010082598A1
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WO
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change
compressor
rotation speed
vehicle
variable capacity
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/050328
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English (en)
French (fr)
Inventor
石関徹也
樋口輝夫
天田訓正
Original Assignee
サンデン株式会社
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Publication date
Priority claimed from JP2009006435A external-priority patent/JP2010163022A/ja
Priority claimed from JP2009006434A external-priority patent/JP5324929B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3205—Control means therefor
    • B60H1/3216—Control means therefor for improving a change in operation duty of a compressor in a vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3236—Cooling devices information from a variable is obtained
    • B60H2001/3238—Cooling devices information from a variable is obtained related to the operation of the compressor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H2001/3269—Cooling devices output of a control signal
    • B60H2001/327—Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit
    • B60H2001/3275—Cooling devices output of a control signal related to a compressing unit to control the volume of a compressor

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle air conditioning system.
  • the vehicle air conditioning system has a system (refrigeration cycle system) for executing a refrigeration cycle.
  • the refrigeration cycle system has a circulation path through which refrigerant as a working fluid circulates, and a compressor, a radiator (condenser), an expander (expansion valve), and an evaporator are sequentially inserted in the circulation path.
  • the power (driving torque) of the compressor is transmitted from the engine via a belt. For this reason, from the viewpoint of vehicle control, the compressor becomes a load, and particularly when the outside air temperature is high, the drivability of the vehicle including acceleration performance and the fuel efficiency are affected.
  • a change in the rotational speed of the engine causes a change in the rotational speed of the compressor, destabilizes the refrigeration cycle, and causes variations in the cabin temperature.
  • the compressor is turned off when it is determined that the vehicle is in an accelerated state.
  • the capacity is reduced when it is determined that the compressor is in the accelerated state.
  • variable capacity compressor for example, a piston type externally controlled variable capacity compressor is widely used.
  • This type of variable capacity compressor is provided with a capacity control valve, and the drive current supplied to the capacity control valve is controlled by an external control device.
  • the control device adjusts the drive current so that the suction pressure in the refrigeration cycle system or a pressure difference between two predetermined points (for example, a pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure) approaches a target value.
  • the opening of the capacity control valve changes according to the drive current, the pressure in the crank chamber of the compressor is increased or decreased, thereby changing the discharge capacity.
  • Patent Document 2 discloses a refrigeration cycle control method characterized by a method of calculating a driving torque of a compressor.
  • a differential pressure is obtained from a first electric signal that determines the differential pressure between the refrigerant high-pressure side pressure and the refrigerant low-pressure side pressure of the variable capacity compressor, and a second electric signal that determines the refrigerant flow rate of the electronic expansion valve.
  • the refrigerant flow rate is estimated.
  • the driving torque of the compressor is calculated from these estimated values and the engine speed. Thereby, it is thought that the drive torque of a compressor is estimated correctly.
  • the first electric signal and the second electric signal are controlled so that the driving torque of the compressor is reduced when the vehicle is accelerated.
  • the first electric signal and the second electric signal are controlled after the vehicle starts to accelerate.
  • the power of the compressor cannot be reduced rapidly.
  • the discharge capacity is actually changed after changing the drive current of the capacity control valve. Since there is a time difference until the change occurs, the control becomes unstable, and a so-called hunting phenomenon occurs in which the refrigerant circulation amount and the differential pressure do not converge to the target values.
  • an object of the present invention is to stably operate by preventing overshoot of the driving torque of the compressor when the rotational speed of the variable capacity compressor is changed.
  • an object of the present invention is to provide a vehicular air conditioning system that improves the drivability, fuel consumption, and passenger compartment comfort of a vehicle.
  • variable capacity compressor a variable capacity compressor, a radiator, an expander, and an evaporator, which are sequentially inserted in a circulation path through which a refrigerant provided in the vehicle circulates,
  • a capacity control valve for adjusting the discharge capacity of the variable capacity compressor, and adjusting the opening of the capacity control valve by adjusting the drive current supplied to the capacity control valve,
  • the variable capacity compressor Capacity control means for controlling the discharge capacity, rotational speed change prediction means for predicting a change in rotational speed of the variable capacity compressor, and change in rotational speed of the variable capacity compressor predicted by the rotational speed change prediction means Is exceeded by the power of the engine of the vehicle corresponding to the direction of change of the predicted rotational speed before the change of the predicted rotational speed of the variable capacity compressor starts.
  • the variable volume Vehicle air conditioner characterized in that it comprises a control means for controlling the driving torque of the compressor is provided (claim 1).
  • the change in the rotation speed of the variable capacity compressor predicted by the rotation speed change prediction means exceeds a threshold
  • the change in the rotation speed of the variable capacity compressor that is predicted is started.
  • the drive current is changed by the capacity control means so that the discharge capacity of the variable capacity compressor changes corresponding to the predicted change direction of the rotational speed (Claim 2).
  • the capacity control unit is configured to determine a start time of a change in the rotation speed of the compressor predicted by the rotation speed increase prediction unit and a discharge capacity of the variable capacity compressor after changing the drive current.
  • the drive current is changed so that the discharge capacity of the variable capacity compressor changes at a change time corresponding to the response time required until the change starts.
  • the change time is earlier than the response time from the start time of the change in the rotation speed of the compressor.
  • the opening of the expansion valve can be controlled from the outside, and includes opening control means for changing the opening of the expansion valve, the control means being predicted by the rotation speed change prediction means.
  • the control means being predicted by the rotation speed change prediction means.
  • the opening degree control means exceeds the threshold value.
  • the opening degree of the expansion valve is changed from when the rotational speed change predicting means predicts the change in rotational speed of the variable capacity compressor to when the response time elapses.
  • the capacity control means adjusts the drive current to be equal to a value determined in accordance with a target value of the suction pressure of the working fluid sucked into the compressor, and the capacity control valve A pressure sensor is provided that detects the suction pressure and adjusts the opening of the capacity control valve so that the suction pressure approaches the target value.
  • the rotation speed change predicting means predicts a change in the rotation speed of the variable capacity compressor based on at least one of an accelerator opening degree of the vehicle and a change amount of the accelerator opening degree.
  • the power of the engine of the vehicle corresponding to the predicted change direction of the rotational speed before the change of the rotational speed of the variable capacity compressor starts.
  • the control means for controlling the driving torque of the variable capacity compressor operated by the compressor the driving torque of the compressor is optimally controlled, and overshooting of the driving torque of the compressor is prevented.
  • the operation of the vehicle air-conditioning system becomes stable, and vehicle drivability, fuel consumption, and passenger compartment comfort are improved.
  • the control means is configured to predict the variable capacity compression when the change in the rotational speed of the variable capacity compressor predicted by the rotational speed change prediction means exceeds a threshold value.
  • the drive current is changed by the capacity control means so that the discharge capacity of the variable capacity compressor changes corresponding to the predicted direction of change in the rotational speed.
  • the opening degree of the capacity control valve is changed, and the flow rate (circulation amount) of the working fluid in the circulation path is adjusted. That is, the flow rate of the working fluid is appropriately adjusted according to the increase / decrease in the rotation speed.
  • the driving torque of the compressor is optimally controlled, and overshooting of the driving torque of the compressor is prevented.
  • the drive torque of the compressor is overshooted by changing the drive current of the capacity control valve at the change time corresponding to the start time of the change in the rotational speed and the response time. It is surely prevented.
  • the overshoot of the compressor drive torque is obtained by changing the drive current of the capacity control valve before the response time from the start time of the change in the rotational speed. Is reliably prevented.
  • the opening of the expansion valve can be controlled from the outside, and the opening control means for changing the opening of the expansion valve is provided.
  • the change in the rotational speed of the variable capacity compressor predicted by the speed change predicting means exceeds a threshold, the predicted rotational speed before the change in the predicted rotational speed of the variable capacity compressor starts.
  • the flow rate (circulation amount) of the working fluid in the circulation path is adjusted by changing the opening degree of the expansion valve by the opening degree control means in correspondence with the change direction of. That is, the flow rate of the working fluid is appropriately adjusted according to the increase / decrease in the rotation speed.
  • the expansion valve when the predicted change in the rotational speed of the variable capacity compressor exceeds the threshold value, the expansion valve must be opened before the discharge capacity of the variable capacity compressor is changed.
  • the degree is adjusted. That is, the opening degree of the expansion valve is controlled in preference to the control of the discharge capacity of the variable capacity compressor. Since the time required to change the circulating amount of the working fluid after changing the opening of the expansion valve is shorter than the response time of the discharge capacity of the variable capacity compressor, give priority to the control of the opening of the expansion valve. Thus, the circulation amount of the working fluid is accurately adjusted in a timely manner, and the operation of the vehicle air conditioning system is further stabilized.
  • the pressure sensor detects a change in the suction pressure and changes the opening degree of the capacity control valve. .
  • the rotational speed change is reliably predicted by the rotational speed change predicting means. As a result, an overshoot of the driving torque of the compressor is surely prevented.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle to which a vehicle air conditioning system according to a first embodiment is applied. It is a figure which shows the input-output relationship of the signal in the vehicle of FIG. As an Example, it is a graph which shows the time-dependent change of discharge pressure, suction pressure, crank pressure, drive current, and compressor drive torque. As a comparative example, it is a graph which shows the time-dependent change of discharge pressure, suction pressure, crank pressure, drive current, and compressor drive torque. It is a figure which shows schematic structure of the vehicle to which the vehicle air conditioning system of 2nd Embodiment was applied. It is a figure which shows schematic structure of the refrigerating-cycle system applied to the vehicle air conditioning system of FIG.
  • FIG. 1 shows an outline of a vehicle to which the vehicle air conditioning system of the first embodiment is applied.
  • the interior of the passenger compartment 10 can be cooled at a desired set temperature.
  • the vehicle air conditioning system includes a refrigeration cycle system 12 that executes a refrigeration cycle, and the refrigeration cycle system 12 includes a circulation path 14 that circulates a refrigerant as a working fluid.
  • the circulation path 14 extends from the engine room 16 through the partition wall 17 to the equipment space 18.
  • the equipment space 18 is partitioned by an instrument panel 20 in the front portion of the vehicle compartment 10.
  • a compressor 22, a radiator (condenser) 24, a receiver / dryer 25, and an expansion valve 26 are sequentially inserted in the circulation path 14 extending in the engine room 16 in the direction in which the refrigerant flows.
  • An evaporator 28 is inserted in a portion of the circulation path 14 extending in the equipment space 18.
  • the receiver / dryer 25 may be omitted.
  • the compressor 22 is mechanically connected to the engine 29 via, for example, a pulley and a belt, and is operated by power supplied from the engine 29.
  • the compressor 22 is preferably a piston-type variable displacement compressor and incorporates a displacement control valve.
  • An air conditioner control device (A / C control device) 32 is electrically connected to the solenoid 30 of the capacity control valve, and the air conditioner control device 32 adjusts the current amount of the drive current supplied to the solenoid 30.
  • the discharge capacity of the compressor 22 is adjusted.
  • the air conditioner control device 32 can be configured by an electric circuit such as an ECU (electronic control device).
  • a Ps control method for controlling the pressure (suction pressure) of the refrigerant sucked by the compressor 22 or a difference between the pressure (discharge pressure) of the refrigerant discharged by the compressor 22 and the suction pressure for example, a Ps control method for controlling the pressure (suction pressure) of the refrigerant sucked by the compressor 22 or a difference between the pressure (discharge pressure) of the refrigerant discharged by the compressor 22 and the suction pressure.
  • a differential pressure control method for controlling (Pd ⁇ Ps differential pressure) can be employed.
  • a condenser fan 33 is disposed in the vicinity of the condenser 24, and the refrigerant passing through the condenser 24 is cooled by wind from the front of the vehicle due to traveling of the vehicle, wind from the condenser fan 33, or both.
  • the expansion valve 26 expands the refrigerant that passes through the expansion valve 26.
  • the expansion valve 26 is, for example, a temperature-sensitive expansion valve.
  • the opening degree of the expansion valve 26 autonomously changes so that the degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the evaporator 28 becomes constant.
  • the evaporator 28 is disposed in the air conditioning unit housing 34, and a blower fan 36 and a heater core (not shown) are also disposed in the air conditioning unit housing 34.
  • an inside / outside air switching damper 38 is disposed at the inlet of the air conditioning unit housing 34, and an outlet switching damper (not shown) is disposed at the outlet of the air conditioning unit housing 34.
  • the refrigerant passing through the evaporator 28 is heated by the wind from the blower fan 36 and evaporates.
  • the wind from the blower fan 36 is cooled by the evaporator 28 to become cool air, and the cool air is blown into the vehicle interior 10 to cool the vehicle interior 10.
  • the refrigeration cycle system 12 includes an outside air temperature sensor 42, an evaporator outlet air temperature sensor 44, and a condenser fan voltage sensor 45 as a sensor group for detecting various information.
  • the outside air temperature sensor 42, the evaporator outlet air temperature sensor 44, and the condenser fan voltage sensor 45 are electrically connected to the air conditioner control device 32, respectively.
  • the vehicle control system that controls the operation of the entire vehicle includes a vehicle control device (engine control device) 50, and the vehicle control device 50 can also be configured by an electronic circuit such as an ECU.
  • the vehicle control device 50 appropriately controls the engine 29 mainly based on input by an occupant via an accelerator pedal 52 disposed in the passenger compartment 10, a brake pedal (not shown), a shift lever, and the like.
  • the vehicle control system preferably includes an accelerator opening sensor 54, which detects the amount of depression of the accelerator pedal 52 by the occupant.
  • FIG. 2 shows signal input / output among the solenoid 30 of the capacity control valve, the air conditioner control device 32, the vehicle control device 50, and the sensor group.
  • the amount of depression of the accelerator pedal 52 detected by the accelerator opening sensor 54 is input to the vehicle control device 50.
  • the vehicle control device 50 appropriately controls the amount of fuel supplied to the engine 29 (air-fuel ratio), ignition timing, and the like based on the depression amount of the accelerator pedal 52 and the change thereof.
  • the vehicle control device 50 determines that the occupant is instructing acceleration when the amount of depression greatly changes in the increasing direction, and increases the amount of fuel and the ignition timing according to the degree of the instruction. Advance the angle. Conversely, when the amount of depression changes greatly in the decreasing direction, it is determined that the occupant is instructing deceleration, and the amount of fuel is reduced and the ignition timing is retarded according to the degree of the instruction.
  • the vehicle control device 50 outputs signals of the vehicle speed and the rotational speed of the engine 29, and these signals are input to the air conditioner control device 32.
  • the air conditioner control device 32 receives a set temperature of the passenger compartment via the operation panel, and is detected by the outside air temperature sensor 42, the evaporator outlet air temperature sensor 44, and the condenser fan voltage sensor 45, respectively. The outside air temperature, the evaporator outlet air temperature, and the condenser fan voltage are input. Based on these input information, the air conditioner control device 32 sets a target value of the drive current supplied to the solenoid 30 of the capacity control valve, and adjusts the drive current so that the actual value approaches this target value. To do. Thereby, the discharge capacity of the variable capacity compressor 22 is adjusted to a predetermined value.
  • the depression amount of the accelerator pedal 52 detected by the accelerator opening sensor 54 is also input to the air conditioner control device 32 continuously or intermittently.
  • the air conditioner control device 32 changes the rotation speed of the engine 29, in other words, changes in the rotation speed of the compressor 22, based on the change in the amount of depression of the accelerator pedal 52 that has been input. Detect before.
  • the air conditioner control device 32 determines that the predicted change in the rotational speed of the compressor 22 has started.
  • the target value of the drive current is changed so that the discharge capacity changes in accordance with the change direction and the change amount of the rotation speed, and the drive current is adjusted so that the actual value approaches the changed target value.
  • the air conditioner control device 32 predicts that the amount of change in the rotational speed of the compressor 22 will increase beyond the upper limit threshold, the air conditioner control device 32 changes the target value of the drive current so as to reduce the discharge capacity, and When it is predicted that the amount of change in the rotation speed will decrease beyond the lower limit threshold, the target value of the drive current is changed so that the discharge capacity is increased.
  • the air conditioner control device 32 adjusts the actual drive current based on the target value changed for a predetermined period, and then adjusts the drive current again based on the target value set based on the input information. To do.
  • the air conditioner control device 32 described above predicts the change in the rotational speed of the compressor 22, compares the predicted result with the threshold value, and sets the target value of the drive current before the change in the rotational speed of the compressor 22 based on the comparison result. It can be configured by programming to change and adjust the drive current. In a normal capacity control valve, the target value of the drive current is changed in the increasing direction in order to increase the discharge capacity, but the reverse is also possible depending on the type of capacity control valve.
  • FIG. 3 shows, as an example, the rotational speed of the compressor 22, the driving torque, the pressure in the discharge chamber of the compressor 22 (discharge pressure), and the pressure in the suction chamber of the compressor 22 (intake pressure) in the bench test.
  • 4 shows the change over time in the crank chamber pressure (crank pressure) of the compressor 22 and the drive current supplied to the solenoid 30.
  • the driving current before the rotational speed of the compressor 22 starts to increase, the driving current is changed to be small.
  • the driving current is changed to be smaller before the response time ⁇ of the compressor 22 from the time when the rotational speed of the compressor 22 starts to increase.
  • the response time ⁇ is the time required from when the actual value of the drive current is changed until the discharge capacity of the variable capacity compressor 22 starts to change.
  • the response time ⁇ varies depending on the specifications of the compressor 22, but is, for example, in the range of 200 ms or more and 300 ms or less in the piston type oscillating plate compressor or swash plate compressor.
  • FIG. 4 shows the result of the bench test when the drive current is reduced simultaneously with the start time of the increase in the rotational speed of the compressor 22 as a comparative example.
  • the drive current supplied to the solenoid 30 of the capacity control valve is changed before the response time ⁇ from the start time of the change in the rotational speed of the compressor 22.
  • overshooting of the drive torque of the compressor 22 is reliably prevented.
  • FIG. 5 shows an outline of a vehicle to which the vehicle air conditioning system of the second embodiment is applied, and this vehicle air conditioning system can cool the interior of the passenger compartment 10 at a desired set temperature as in the case of the first embodiment.
  • the compressor 100 according to the second embodiment which is arranged in place of the compressor 22 according to the first embodiment, is mechanically connected to the engine 29 and is operated by power supplied from the engine 29.
  • the compressor 100 is preferably a piston-type (reciprocating type) variable displacement compressor, and has a built-in displacement control valve 200 as shown in FIG.
  • the compressor 100 is, for example, a swash plate type clutchless compressor.
  • the compressor 100 includes a cylinder block 101, and the cylinder block 101 is formed with a plurality of cylinder bores 101a.
  • a front housing (crankcase) 102 is connected to one end of the cylinder block 101, and a rear housing (cylinder head) 104 is connected to the other end of the cylinder block 101 via a valve plate 103.
  • the cylinder block 101 and the front housing 102 define a crank chamber 105, and a drive shaft 106 extends longitudinally through the crank chamber 105.
  • the drive shaft 106 passes through an annular swash plate 107 disposed in the crank chamber 105, and the swash plate 107 is hinged to a rotor 108 fixed to the drive shaft 106 via a connecting portion 109. Accordingly, the swash plate 107 can tilt while moving along the drive shaft 106.
  • a coil spring 110 that urges the swash plate 107 toward the minimum inclination angle is attached to a portion of the drive shaft 106 that extends between the rotor 108 and the swash plate 107.
  • a coil spring that biases the swash plate 107 toward the maximum inclination angle at a portion of the drive shaft 106 opposite to the swash plate 107, that is, a portion of the drive shaft 106 extending between the swash plate 107 and the cylinder block 101. 111 is attached.
  • the drive shaft 106 passes through a boss portion 102a that protrudes to the outside of the front housing 102, and an outer end of the drive shaft 106 is connected to a pulley 112 as a power transmission device.
  • the pulley 112 is rotatably supported by a boss portion 102a via a ball bearing 113, and a belt 115 is wound around the pulley of the engine 29 as an external drive source.
  • a shaft seal device 116 is disposed inside the boss portion 102 a, and the shaft seal device 116 blocks the inside and the outside of the front housing 102.
  • the drive shaft 106 is rotatably supported by bearings 117, 118, 119, and 120 in the radial direction and the thrust direction. Power from the engine 29 is transmitted to the pulley 112, and can rotate in synchronization with the rotation of the pulley 112.
  • a piston 130 is disposed in the cylinder bore 101a, and a tail portion protruding into the crank chamber 105 is formed integrally with the piston 130.
  • a pair of shoes 132 is disposed in a recess 130a formed in the tail portion, and the shoes 132 are in sliding contact with the outer peripheral portion of the swash plate 107 so as to be sandwiched therebetween. Therefore, the piston 130 and the swash plate 107 are interlocked with each other via the shoe 132, and the piston 130 reciprocates in the cylinder bore 101a by the rotation of the drive shaft 106.
  • a suction chamber 140 and a discharge chamber 142 are defined in the rear housing 104, and the suction chamber 140 can communicate with the cylinder bore 101a via a suction hole 103a provided in the valve plate 103.
  • the discharge chamber 142 can communicate with the cylinder bore 101 a through a discharge hole 103 b provided in the valve plate 103.
  • the suction hole 103a and the discharge hole 103b are opened and closed by a suction valve and a discharge valve (not shown), respectively.
  • a muffler 150 is provided outside the cylinder block 101, and the muffler casing 152 is joined to a muffler base 101b formed integrally with the cylinder block 101 via a seal member (not shown).
  • the muffler casing 152 and the muffler base 101b define a muffler space 154, and the muffler space 154 communicates with the discharge chamber 142 via a discharge passage 156 that passes through the rear housing 104, the valve plate 103, and the muffler base 101b.
  • a discharge port 152a is formed in the muffler casing 152, and a check valve 170 is disposed in the muffler space 154 so as to block between the discharge passage 156 and the discharge port 152a.
  • the check valve 170 opens and closes according to the pressure difference between the pressure on the discharge passage 156 side and the pressure on the muffler space 154 side. Specifically, the closing operation is performed when the pressure difference is smaller than a predetermined value, and the opening operation is performed when the pressure difference is larger than the predetermined value.
  • the discharge chamber 142 can communicate with the forward portion of the circulation path 14 via the discharge passage 156, the muffler space 154, and the discharge port 152a, and the muffler space 154 is intermittently connected by the check valve 170.
  • the suction chamber 140 communicates with the return path portion of the circulation path 14 via a suction port 104 a formed in the rear housing 104.
  • a capacity control valve (electromagnetic control valve) 200 is accommodated in the rear housing 104, and the capacity control valve 200 is inserted in the air supply passage 160.
  • the air supply passage 160 extends from the rear housing 104 to the cylinder block 101 through the valve plate 103 so as to communicate between the discharge chamber 142 and the crank chamber 105.
  • the suction chamber 140 communicates with the crank chamber 105 via the extraction passage 162.
  • the extraction passage 162 includes a clearance between the drive shaft 106 and the bearings 119 and 120, a space 164, and a fixed orifice 103 c formed in the valve plate 103.
  • the suction chamber 140 is connected to the capacity control valve 200 independently of the air supply passage 160 through a pressure sensitive passage 166 formed in the rear housing 104.
  • the capacity control valve 200 includes a valve unit and a solenoid unit.
  • the valve unit has a substantially cylindrical valve housing 202, and a valve hole 204 is formed inside the valve housing 202.
  • the valve hole 204 extends in the axial direction of the valve housing 202, and one end of the valve hole 204 is connected to the outlet port 206.
  • the outlet port 206 passes through the valve housing 202 in the radial direction, and the valve hole 204 communicates with the crank chamber 105 via the outlet port 206 and the downstream portion of the air supply passage 160.
  • the valve chamber 208 is defined on the solenoid unit side of the valve housing 202, and the other end of the valve hole 204 opens at the end wall of the valve chamber 208.
  • a substantially cylindrical valve body 210 is accommodated in the valve chamber 208, and the valve body 210 can move in the axial direction of the valve housing 202 in the valve chamber 208. When one end of the valve body 210 abuts against the end wall of the valve chamber 208, the valve body 210 can close the valve hole 204, and the end wall of the valve chamber 208 functions as a valve seat.
  • an inlet port 212 is formed in the valve housing 202, and the inlet port 212 also penetrates the valve housing 202 in the radial direction.
  • the inlet port 212 communicates with the discharge chamber 142 through the upstream portion of the air supply passage 160.
  • the inlet port 212 opens at the peripheral wall of the valve chamber 208, and the discharge chamber 142 and the crank chamber 105 can communicate with each other through the inlet port 212, the valve chamber 208, the valve hole 204, and the outlet port 206.
  • a pressure sensitive chamber 214 is defined in the valve housing 202 on the side opposite to the solenoid unit, and a pressure sensitive port 216 is formed on the peripheral wall of the pressure sensitive chamber 214.
  • the pressure sensing chamber 214 communicates with the suction chamber 140 through the pressure sensing port 216 and the pressure sensing passage 166.
  • An axial hole 218 is provided between the pressure sensitive chamber 214 and the valve hole 204, and the axial hole 218 extends coaxially with the valve hole 204.
  • a pressure sensitive rod 220 is integrally and coaxially connected to the other end of the valve body 210.
  • the pressure sensitive rod 220 extends through the valve hole 204 and the axial hole 218, and the tip of the pressure sensitive rod 220 protrudes into the pressure sensitive chamber 214.
  • the pressure-sensitive rod 220 has a large-diameter portion on the distal end side, and the large-diameter portion of the pressure-sensitive rod 220 is slidably supported by the inner peripheral surface of the axial hole 218. Therefore, the airtightness between the pressure sensitive chamber 214 and the valve hole 204 is ensured by the large diameter portion of the pressure sensitive rod 220.
  • the end wall of the pressure sensitive chamber 214 is formed by a cap 222 that is press-fitted into the end of the valve housing 202, and the cap 222 has a stepped bottomed cylindrical shape.
  • a cylindrical portion of the support member 224 is slidably fitted to the small diameter portion of the cap 222, and a forced release spring 226 is disposed between the bottom wall of the cap 222 and the support member 224.
  • a pressure sensor 228 is accommodated in the pressure sensing chamber 214, and one end of the pressure sensor 228 is fixed to the support member 224. Therefore, the cap 222 supports the pressure sensor 228 via the support member 224.
  • the pressure sensor 228 has a bellows 230, and the bellows 230 can expand and contract in the axial direction of the valve housing 202. Both ends of the bellows 230 are hermetically closed by caps 232 and 234, and the inside of the bellows 230 is kept in a vacuum state (depressurized state).
  • a compression coil spring 236 is disposed inside the bellows 230, and the compression coil spring 236 biases the caps 232 and 234 away from each other so that the bellows 230 extends.
  • the cap 234 of the pressure sensor 228 can be brought into contact with the pressure sensing rod 220 via the adapter 238.
  • the pressure sensing rod 228 extends through the pressure sensing rod 220.
  • the valve body 210 is urged in the valve opening direction. Note that the amount of press-fitting of the cap 222 to the valve housing 202 is adjusted so that the displacement control valve 200 performs a predetermined operation.
  • the solenoid unit has a substantially cylindrical solenoid housing 240 coaxially connected to the valve housing 202, and a substantially cylindrical fixed core 242 is concentrically disposed in the solenoid housing 240.
  • One end portion of the fixed core 242 is fitted to the end portion of the valve housing 202 to partition the valve chamber 208 and supports the valve body 210 slidably.
  • a bottomed sleeve 244 is fitted into a portion extending from the center portion of the fixed core 242 to the other end portion.
  • a core housing space 246 is defined between the bottom wall of the sleeve 244 and the other end of the fixed core 242, and a movable core 248 is disposed in the core housing space 246.
  • the movable core 248 is slidably supported by the sleeve 244 and can reciprocate in the axial direction of the solenoid housing 240.
  • a solenoid rod 250 extending in the fixed core 242 contacts the other end of the valve body 210, and the other end of the solenoid rod 250 is fixed integrally with the movable core 248. Therefore, the valve body 210 moves in the valve closing direction in conjunction with the movable core 248.
  • a compression coil spring 252 is disposed between the movable core 248 and the bottom wall of the sleeve 244, and the compression coil spring 252 constantly urges the valve body 210 in the valve closing direction via the movable core 248 and the solenoid rod 250. To do.
  • a cylindrical coil (solenoid coil) 254 wound around the bobbin 253 is disposed, and the bobbin 253 and the coil 254 are surrounded by an integrally molded resin member 255.
  • the solenoid housing 240, the fixed core 242 and the movable core 248 are all formed of a magnetic material to constitute a magnetic circuit, while the sleeve 244 is formed of a nonmagnetic stainless steel material.
  • a radial hole 256 is formed at the base of the distal end portion of the fixed core 242, and a communication hole 258 that connects the radial hole 256 and the pressure sensing chamber 214 is formed in the valve housing 202.
  • the inner diameter of the central portion and the other end portion of the fixed core 242 is larger than the outer diameters of the valve body 210 and the solenoid rod 250, and the central portion of the fixed core 242 is between the pressure sensing chamber 214 and the core housing space 246. And the inside of the other end part, it communicates via the radial hole 256 and the communication hole 258.
  • crank pressure Pc acts on one end surface of the valve body 210 as a force in the valve opening direction
  • suction pressure Ps acts on the other end surface of the valve body 210.
  • the air conditioner control device (A / C control device) 32 is electrically connected to the solenoid 254 of the capacity control valve 200, and the air conditioner control device 32 is connected to the solenoid 254.
  • the discharge capacity of the compressor 100 is adjusted by adjusting the amount of the drive current I supplied.
  • the air conditioner control device 32 can be configured by an electric circuit such as an ECU (electronic control device).
  • a Ps control system that controls the pressure (suction pressure) Ps of the refrigerant sucked by the compressor 100 is employed as the discharge capacity control system, as in the first embodiment.
  • a differential pressure control system that controls the difference (Pd-Ps differential pressure) between the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 100 (discharge pressure) and the suction pressure can be employed according to the type of the capacity control valve.
  • FIG. 8 shows the relationship between the drive current I supplied to the capacity control valve 200 and the suction pressure Ps.
  • the target value Pss of the suction pressure Ps is set from various information, and the drive current I having a magnitude corresponding to the target value Pss is supplied to the solenoid 254.
  • the opening degree of the capacity control valve 200 is set so that the suction pressure Ps approaches the target value Pss.
  • a pressure sensor 228 that detects the suction pressure Ps extends in accordance with the suction pressure Ps to finely adjust the opening, and compensates for fluctuations in the suction pressure Ps.
  • a condenser fan 33 is disposed in the vicinity of the condenser 24, and passes through the condenser 24 by wind from the front of the vehicle due to traveling of the vehicle, wind from the condenser fan 33, or both.
  • the refrigerant to be cooled is cooled.
  • the expansion valve 26 expands the refrigerant that passes through the expansion valve 26.
  • the expansion valve 26 is, for example, an electronic expansion valve. The opening degree of the expansion valve 26 is variable and is adjusted by the air conditioner control device 32.
  • the evaporator 28 is disposed in the air conditioning unit housing 34, and a blower fan 36 and a heater core (not shown) are also disposed in the air conditioning unit housing 34.
  • a blower fan 36 and a heater core (not shown) are also disposed in the air conditioning unit housing 34.
  • an inside / outside air switching damper 38 is disposed at the inlet of the air conditioning unit housing 34
  • an outlet switching damper (not shown) is disposed at the outlet of the air conditioning unit housing 34.
  • the refrigerant passing through the evaporator 28 is heated by the wind from the blower fan 36 and evaporates.
  • the wind from the blower fan 36 is cooled by the evaporator 28 to become cool air, and the cool air is blown into the vehicle interior 10 to cool the vehicle interior 10.
  • the refrigeration cycle system 12 includes, as a sensor group for detecting various information, in addition to the outside air temperature sensor 42, the evaporator outlet air temperature sensor 44, and the condenser fan voltage sensor 45 in the case of the first embodiment, an evaporator inlet refrigerant.
  • a temperature sensor 46 and an evaporator outlet refrigerant temperature sensor 48 are provided.
  • the outside air temperature sensor 42, the evaporator outlet air temperature sensor 44, the condenser fan voltage sensor 45, the evaporator inlet refrigerant temperature sensor 46, and the evaporator outlet refrigerant temperature sensor 48 are electrically connected to the air conditioner control device 32, respectively. ing.
  • the vehicle control system that controls the operation of the entire vehicle includes a vehicle control device (engine control device) 50, and the vehicle control device 50 can also be configured by an electronic circuit such as an ECU.
  • the vehicle control device 50 appropriately controls the engine 29 mainly based on input by an occupant via an accelerator pedal 52 disposed in the passenger compartment 10, a brake pedal (not shown), a shift lever, and the like.
  • the vehicle control system preferably includes an accelerator opening sensor 54, which detects the amount of depression of the accelerator pedal 52 by the occupant.
  • FIG. 9 shows signal input / output among the solenoid 254, the air conditioner control device 32, the vehicle control device 50, and the sensor group of the capacity control valve 200 described above.
  • the amount of depression of the accelerator pedal 52 detected by the accelerator opening sensor 54 is input to the vehicle control device 50.
  • the vehicle control device 50 appropriately controls the amount of fuel supplied to the engine 29 (air-fuel ratio), ignition timing, and the like based on the depression amount of the accelerator pedal 52 and the change thereof.
  • the vehicle control device 50 determines that the occupant is instructing acceleration when the amount of depression greatly changes in the increasing direction, and increases the amount of fuel and the ignition timing according to the degree of the instruction. Advance the angle. Conversely, when the amount of depression changes greatly in the decreasing direction, it is determined that the occupant is instructing deceleration, and the amount of fuel is reduced and the ignition timing is retarded according to the degree of the instruction.
  • the vehicle control device 50 outputs signals of the vehicle speed and the rotational speed of the engine 29, and these signals are input to the air conditioner control device 32.
  • the air conditioner control device 32 is supplied with a set temperature of the passenger compartment 10 via the operation panel, and is also provided with an outside air temperature sensor 42, an evaporator outlet air temperature sensor 44, and a condenser fan voltage sensor 45, respectively. The detected outside air temperature, evaporator outlet air temperature, and condenser fan voltage are input.
  • the air conditioner control device 32 sets a target value of the drive current supplied to the solenoid 254 of the capacity control valve 200, and sets the drive current so that the actual value approaches this target value. adjust. Thereby, the discharge capacity of the variable capacity compressor 100 is adjusted to a predetermined value.
  • the air conditioner control device 32 receives the evaporator inlet refrigerant temperature and the evaporator outlet refrigerant temperature detected by the evaporator inlet refrigerant temperature sensor 46 and the evaporator outlet refrigerant temperature sensor 48, respectively. Detects the superheat degree of the refrigerant at the outlet of the evaporator 28 based on the input information. Normally, the air conditioner control device 32 adjusts the opening degree of the expansion valve 26 so that the detected degree of superheat becomes a predetermined value.
  • the predetermined value can be determined in advance. For example, the predetermined value is determined so as to maximize the coefficient of performance of the refrigeration cycle.
  • the opening degree of the expansion valve 26 can be adjusted, for example, by adjusting the control current supplied to the solenoid of the expansion valve 26.
  • the adjustment can be performed by PWM control that modulates the pulse width of the control current. Can do.
  • the depression amount of the accelerator pedal 52 detected by the accelerator opening sensor 54 is also input to the air conditioner control device 32 continuously or intermittently.
  • the air conditioner control device 32 changes the rotation speed of the engine 29, in other words, changes in the rotation speed of the compressor 100, based on the input change in the amount of depression of the accelerator pedal 52. Detect before.
  • the air conditioner control device 32 determines that the predicted rotational speed change of the compressor 100 has started. Further, the opening degree of the expansion valve 26 is changed so that the flow rate (circulation amount) of the refrigerant in the circulation path 14 changes in accordance with the change direction and change amount of the rotational speed. Specifically, when the air conditioner control device 32 predicts that the amount of change in the rotational speed of the compressor 100 will increase beyond the upper limit threshold, the air conditioner control device 32 changes the opening of the expansion valve 26 in the reduction direction so that the amount of circulation decreases. When it is predicted that the amount of change in the rotational speed of the engine 29 will fall below the lower limit threshold, the opening of the expansion valve 26 is changed in the increasing direction so that the circulation amount increases.
  • the air conditioner control device 32 changes the opening degree of the expansion valve 26 for a predetermined period, and then again sets the opening degree of the expansion valve 26 so that the degree of superheat calculated based on the input information becomes a predetermined value. adjust.
  • the air conditioner control device 32 described above predicts a change in the rotation speed of the compressor 100, compares the predicted result with a threshold value, and opens the opening of the expansion valve 26 before the change in the rotation speed of the compressor 100 based on the comparison result. It can be configured by programming to make changes.
  • the flow rate (circulation amount) of the working fluid in the circulation path 14 is changed by changing the opening degree of the expansion valve 26 before the change in the rotational speed of the engine 29 starts. Is adjusted. That is, the flow rate of the refrigerant is appropriately adjusted according to the increase / decrease in the rotational speed. Thereby, the overshoot of the driving torque of the compressor 100 is prevented. As a result, the operation of the vehicle air conditioning system becomes stable, and the drivability, fuel consumption, and comfort of the passenger compartment 10 of the vehicle are improved.
  • the pressure sensor 228 of the capacity control valve 200 detects the change in the suction pressure Ps, and the capacity control is performed.
  • the opening degree of the valve 200 is changed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
  • the discharge capacity of the compressor 22 when the increase and decrease in the rotational speed of the compressor 22 are predicted, the discharge capacity of the compressor 22 is decreased and increased, respectively, but at least the increase in the rotational speed of the compressor 22 occurs.
  • the discharge capacity When it is predicted that the threshold value will be exceeded, the discharge capacity may be reduced.
  • the drive current when the discharge capacity is decreased, the drive current may be changed so that the minimum discharge capacity is always obtained.
  • the drive current is changed before the response time ⁇ from the start time of the predicted change in the rotational speed of the compressor 22, but the drive current is changed before the start time. It only has to be done. Further, the timing for changing the drive current can be set based on the start timing of the change in the rotation speed and the response time ⁇ .
  • the amount of change in the rotational speed of the compressor 22 is predicted based on the amount of depression of the accelerator pedal 52 (accelerator opening). A change in the rotational speed of the compressor 22 may be predicted based on one or more of the depression speeds. In this case, the depression amount and the depression speed may be detected by the accelerator opening sensor 54.
  • the change in the rotation speed of the compressor 22 may be predicted by other means.
  • the vehicle air conditioning system only needs to have a means for predicting the rotational speed of the compressor 22 (circuit).
  • the opening degree of the expansion valve 26 is decreased and increased, respectively, but at least the increase in the rotational speed of the compressor 100 is caused. What is necessary is just to reduce the opening degree of the expansion valve 26, when it is predicted that it will exceed a threshold value.
  • the opening degree may be set to a minimum opening degree that is not 0 at any time.
  • the opening degree of the expansion valve 26 is changed before the predicted start time of the change in the rotational speed of the compressor 100, preferably, the capacity control valve 200 is calculated from the start time.
  • the opening degree of the expansion valve 26 is changed before the response time ⁇ elapses.
  • the response time ⁇ is the time required from when the drive current supplied to the capacity control valve 200 is changed until the discharge capacity of the compressor 100 changes.
  • the opening of the expansion valve 26 when the predicted change in the rotational speed of the variable capacity compressor 100 exceeds a threshold value, the opening of the expansion valve 26 must be set before the discharge capacity of the variable capacity compressor 100 is changed. Adjusted. That is, the opening degree of the expansion valve 26 is controlled in preference to the control of the discharge capacity of the variable capacity compressor 100. Since the time required from the change of the opening degree of the expansion valve 26 to the change of the circulation amount of the refrigerant is shorter than the response time ⁇ of the capacity control valve 200, priority is given to the control of the opening degree of the expansion valve 26. The circulation amount of the refrigerant is accurately adjusted in a timely manner, and the operation of the vehicle air conditioning system is further stabilized.
  • the amount of change in the rotational speed of the compressor 100 is predicted based on the amount of depression of the accelerator pedal 52 (accelerator opening).
  • a change in the rotational speed of the compressor 100 may be predicted based on one or more of the depression speeds.
  • the depression amount and the depression speed may be detected by the accelerator opening sensor 54.
  • the opening degree of the expansion valve 26 can be changed before the rotation speed of the engine 29 or the compressor 100 is changed, the change of the rotation speed of the compressor 100 is predicted by other means. May be. In other words, the vehicle air conditioning system only needs to have a means for predicting the rotational speed of the compressor 100 (circuit).

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Abstract

　車両用空調システムは、容量制御弁(200)に供給される駆動電流を調整して容量制御弁(200)の開度を調整し、これにより可変容量圧縮機(22,100)の吐出容量を制御する容量制御手段と、可変容量圧縮機(22,100)の回転速度の変化を予知する回転速度変化予知手段と、回転速度変化予知手段によって予知された可変容量圧縮機(22,100)の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された可変容量圧縮機(22,100)の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、車両のエンジンの動力によって作動させられる可変容量圧縮機(22,100)の駆動トルクを制御する制御手段とを備える。

Description

車両用空調システム
　本発明は車両用空調システムに関する。
　車両用空調システムは、冷凍サイクルを実行するシステム（冷凍サイクルシステム）を有する。冷凍サイクルシステムは、作動流体としての冷媒が循環する循環路を有し、循環路には、圧縮機、放熱器（凝縮器）、膨張器（膨張弁）及び蒸発器が順次介挿される。
　圧縮機の動力（駆動トルク）は、エンジンからベルトを介して伝達される。このため、車両の制御という観点からみれば、圧縮機は負荷となり、特に外気温度が高いときに、加速性能を含む車両のドライバビリティや、燃費に影響を及ぼす。
　一方、車両用空調システムの制御という観点からみれば、エンジンの回転速度の変化は、圧縮機の回転速度の変化をもたらし、冷凍サイクルを不安定にし、車室温度のばらつきをもたらす。
　そこで、例えば特許文献１が開示する車両用空気調和装置においては、車両が加速状態であると判定された時に、コンプレッサがオフにされる。あるいは、コンプレッサが可変容量である場合、加速状態であると判定された時に、その容量が小にされる。これにより、車両加速時には加速が優先させられ、加速性能が確保されるものと考えられる。
　ところで可変容量の圧縮機としては、例えば、ピストンタイプの外部制御式の可変容量圧縮機が広く利用されている。
　この種の可変容量圧縮機には、容量制御弁が備え付けられ、容量制御弁に供給される駆動電流は、外部の制御装置によって制御される。制御装置は、冷凍サイクルシステムにおける吸入圧力、若しくは、所定の２点間の圧力差（例えば、吐出圧力と吸入圧力との圧力差）が目標値に近付くように駆動電流を調整する。駆動電流に応じて容量制御弁の開度が変化するのに伴い、圧縮機のクランク室の圧力が増減され、これによって吐出容量が変化する。
　一方、特許文献２は、圧縮機の駆動トルクを演算する方法に特徴を有する冷凍サイクルの制御方法を開示している。この制御方法では、可変容量圧縮機の冷媒高圧側圧力と冷媒低圧側圧力との差圧を決める第１の電気信号と、電子膨張弁の冷媒流量を決める第２の電気信号とから、差圧及び冷媒流量が推定される。そして、推定したこれらの値及びエンジンの回転数から、圧縮機の駆動トルクが演算される。これにより、圧縮機の駆動トルクが正確に推定されると考えられている。
　その上で、特許文献２の制御方法では、自動車の加速走行時に、圧縮機の駆動トルクが小さくなるように第１の電気信号及び第２の電気信号が制御される。
特許第２６１２３３４号公報 特開２００４－３４９４３号公報
　特許文献１が開示する車両用空気調和装置においては、車両が加速し始めてから、則ち、圧縮機の回転速度が上昇し始めてから、制御装置がコンプレッサをオフにするか又はその吐出容量を小さくする。このため、例えば、ＡＴ車における急加速時の自動シフトダウンなど、エンジン回転速度が急激に変化するような場合には、圧縮機の動力を迅速に低減することができない。特にピストンタイプの可変容量圧縮機を用いているときには、容量制御弁の駆動電流を変更してから、実際に吐出容量が変化するまでに時間差があることから、なおさら圧縮機の動力を迅速に低減することができない。
　このように、圧縮機の吐出容量の変化がエンジンの回転速度変化に追い付かない場合、圧縮機の動力のオーバーシュートが発生する。このオーバーシュートは、車両のドライバビリティの悪化を招き、また、省燃費化のための細やかなエンジン制御に悪影響を及ぼす。
　更に、圧縮機の吐出容量の変化がエンジンの回転速度変化に追い付かない場合、感温式の膨張弁を用いていれば、蒸発器の圧力低下により膨張弁の開度が変化し、冷凍サイクルシステム全体のバランスが変化する。この結果として、冷凍サイクルシステムが不安定になり、車室の快適性が損なわれる虞がある。
　一方、特許文献２が開示する方法においても、車両が加速し始めてから、第１の電気信号及び第２の電気信号が制御される。このため、特許文献１の場合と同様に、エンジン回転速度が急激に変化するような場合には、圧縮機の動力を迅速に低減することができない。
　また、第１の電気信号及び第２の電気信号を同時に制御した場合、特にピストンタイプの可変容量圧縮機を用いているときには、容量制御弁の駆動電流を変更してから、実際に吐出容量が変化するまでに時間差があることから、制御が不安定になり、冷媒循環量及び差圧が目標値に収束しない、いわゆるハンチング現象が生じてしまう。
　本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、可変容量圧縮機の回転速度が変化したときに、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが防止されて安定に動作し、この結果として、車両のドライバビリティ、燃費及び車室の快適性の向上をもたらす車両用空調システムを提供することにある。
　上記の目的を達成するべく、本発明の一態様によれば、車両に設けられた冷媒が循環する循環路に順次介挿された、可変容量圧縮機、放熱器、膨張器及び蒸発器と、前記可変容量圧縮機の吐出容量を調整するための容量制御弁と、容量制御弁に供給される駆動電流を調整して前記容量制御弁の開度を調整し、これにより前記可変容量圧縮機の吐出容量を制御する容量制御手段と、前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を予知する回転速度変化予知手段と、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、前記車両のエンジンの動力によって作動させられる前記可変容量圧縮機の駆動トルクを制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用空調システムが提供される（請求項１）。
　好ましくは、前記制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するように、前記容量制御手段により前記駆動電流を変更する（請求項２）。
　好ましくは、前記容量制御手段は、前記回転速度上昇予知手段によって予知された前記圧縮機の回転速度の変化の開始時期、及び、前記駆動電流を変更してから前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化し始めるまでに要する応答時間に応じた変更時期に、前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するように前記駆動電流を変更する（請求項３）。
　好ましくは、前記変更時期は、前記圧縮機の回転速度の変化の開始時期から起算して前記応答時間よりも前である（請求項４）。
　好ましくは、前記膨張弁はその開度を外部から制御可能であって、前記膨張弁の開度を変更する開度制御手段を備え、前記制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、前記開度制御手段により前記膨張弁の開度を変更する（請求項５）。
　好ましくは、前記容量制御手段が前記駆動電流を変更してから前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するまでに要する時間を応答時間としたとき、前記開度制御手段は、前記閾値を超える前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を前記回転速度変化予知手段が予知したときから起算して前記応答時間が経過するまでの間に、前記膨張弁の開度を変更する（請求項６）。
　好ましくは、前記容量制御手段は、前記圧縮機に吸入される前記作動流体の吸入圧力の目標値に対応して定まる値に等しくなるよう、前記駆動電流を調整し、前記容量制御弁は、前記吸入圧力を検知して、前記吸入圧力が前記目標値に近付くように前記容量制御弁の開度を調整する感圧器を有する（請求項７）。
　好ましくは、回転速度変化予知手段は、車両のアクセル開度及びアクセル開度の変化量のうち少なくとも一方に基づいて、前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を予知する（請求項８）。
　本発明の請求項１の車両用空調システムによれば、可変容量圧縮機の回転速度の変化が開始するよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、車両のエンジンの動力によって作動させられる可変容量圧縮機の駆動トルクを制御する制御手段を備えることで、圧縮機の駆動トルクが最適に制御され、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが防止される。この結果として、車両用空調システムの動作が安定になり、車両のドライバビリティ、燃費及び車室の快適性が向上する。
　請求項２の車両用空調システムによれば、制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するように、前記容量制御手段により前記駆動電流を変更することで、容量制御弁の開度が変更され、循環路における作動流体の流量（循環量）が調整される。つまり、回転速度の増減に対応して作動流体の流量が適当に調整される。これにより、圧縮機の駆動トルクが最適に制御され、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが防止される。
　請求項３の車両用空調システムによれば、回転速度の変化の開始時期及び応答時間に応じた変更時期に、容量制御弁の駆動電流を変更することで、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが確実に防止される。
　請求項４の車両用空調システムによれば、回転速度の変化の開始時期から起算して応答時間よりも前に、容量制御弁の駆動電流を変更することで、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが確実に防止される。
　請求項５の車両用空調システムによれば、膨張弁はその開度を外部から制御可能であって、前記膨張弁の開度を変更する開度制御手段を備え、前記制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、前記開度制御手段により前記膨張弁の開度を変更することで、循環路における作動流体の流量（循環量）が調整される。つまり、回転速度の増減に対応して作動流体の流量が適当に調整される。これにより、圧縮機の駆動トルクが最適に制御され、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが防止される。
　請求項６の車両用空調システムによれば、予知された可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、可変容量圧縮機の吐出容量が変更される前に、必ず膨張弁の開度が調整される。すなわち、可変容量圧縮機の吐出容量の制御に優先して、膨張弁の開度が制御される。膨張弁の開度を変更してから作動流体の循環量が変化するまでに要する時間は、可変容量圧縮機の吐出容量の応答時間よりも短いため、膨張弁の開度の制御を優先させることで、作動流体の循環量が時宜を得て的確に調整され、車両用空調システムの動作が一層安定になる。
　請求項７の車両用空調システムによれば、膨張弁の開度調整によって作動流体の循環量が変更されると、感圧器が吸入圧力の変化を検知し、容量制御弁の開度を変更する。この結果として、特に容量制御手段が駆動電流を変更しなくても、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが的確に防止される。
　請求項８の車両用空調システムによれば、回転速度変化予知手段によって、回転速度の変化が確実に予知される。この結果として、圧縮機の駆動トルクのオーバーシュートが確実に防止される。
第１実施形態の車両用空調システムが適用された車両の概略構成を示す図である。 図１の車両における信号の入出力関係を示す図である。 実施例として、吐出圧力、吸入圧力、クランク圧力、駆動電流、及び、圧縮機駆動トルクの経時変化を示すグラフである。 比較例として、吐出圧力、吸入圧力、クランク圧力、駆動電流、及び、圧縮機駆動トルクの経時変化を示すグラフである。 第２実施形態の車両用空調システムが適用された車両の概略構成を示す図である。 図５の車両用空調システムに適用された冷凍サイクルシステムの概略構成を、圧縮機の縦断面とともに示す図である。 図６の圧縮機における容量制御弁の接続状態を、容量制御弁の断面とともに示す図である。 図５の車両用空調システムにおける、容量制御弁の駆動電流と吸入圧力との関係を示すグラフである。 図５の車両における信号の入出力関係を示す図である。
　図１は、第１実施形態の車両用空調システムを適用した車両の概略を示し、この車両用空調システムによれば車室１０内を所望の設定温度にて冷房可能である。
　車両用空調システムは冷凍サイクルを実行する冷凍サイクルシステム１２を備え、冷凍サイクルシステム１２は、作動流体としての冷媒を循環させる循環路１４を有する。
　循環路１４は、エンジンルーム１６から隔壁１７を貫通して機器スペース１８に渡っている。機器スペース１８は、車室１０の前方部分にインストルメントパネル２０により区画されている。エンジンルーム１６内を延びる循環路１４の部分には、圧縮機２２、放熱器（凝縮器）２４、レシーバ・ドライヤ２５及び膨張弁２６が、冷媒が流れる方向にて順次介挿される。機器スペース１８内を延びる循環路１４の部分には、蒸発器２８が介挿されている。なお、レシーバ・ドライヤ２５は省略してもよい。
　圧縮機２２は、例えばプーリ及びベルトを介して、エンジン２９と機械的に連結され、エンジン２９から供給される動力によって作動させられる。圧縮機２２は、好ましくはピストンタイプの可変容量圧縮機であり、容量制御弁を内蔵している。
　容量制御弁のソレノイド３０には、エアコン制御装置（Ａ／Ｃ制御装置）３２が電気的に接続され、エアコン制御装置３２は、ソレノイド３０に供給される駆動電流の電流量を調整することによって、圧縮機２２の吐出容量を調整する。エアコン制御装置３２は、例えば、ＥＣＵ（電子制御装置）等の電気回路によって構成することができる。
　吐出容量の制御方式としては、例えば、圧縮機２２が吸入する冷媒の圧力（吸入圧力）を制御するＰｓ制御方式か、圧縮機２２が吐出する冷媒の圧力（吐出圧力）と吸入圧力との差（Ｐｄ－Ｐｓ差圧）を制御する差圧制御方式を採用することができる。
　凝縮器２４の近傍にはコンデンサファン３３が配置され、車両の走行による車両前方からの風、コンデンサファン３３からの風、又は、これらの両方によって、凝縮器２４を通過する冷媒は冷却される。
　膨張弁２６は自身を通過する冷媒を膨張させる。膨張弁２６は、例えば感温式の膨張弁であり、この場合、膨張弁２６の開度は、蒸発器２８の出口での冷媒の過熱度が一定になるように自律的に変化する。
　蒸発器２８は、空調ユニットハウジング３４内に配置され、空調ユニットハウジング３４内には、ブロワファン３６及びヒータコア（図示せず）も配置されている。また、空調ユニットハウジング３４の入口には、内外気切換ダンパ３８が配置され、空調ユニットハウジング３４の出口には、吹出口切換ダンパ（図示せず）が配置されている。
　蒸発器２８を通過する冷媒は、ブロワファン３６からの風によって加熱され、蒸発する。この一方で、ブロワファン３６からの風は、蒸発器２８によって冷却されて冷風になり、この冷風が車室１０内に吹き出すことで、車室１０が冷房される。
　また、冷凍サイクルシステム１２は、種々の情報を検知するセンサ群として、外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４及びコンデンサファン電圧センサ４５を有する。外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４及びコンデンサファン電圧センサ４５は、それぞれエアコン制御装置３２と電気的に接続されている。
　一方、車両全体の動作を制御する車両制御システムは、車両制御装置（エンジン制御装置）５０を備え、車両制御装置５０も、ＥＣＵ等の電子回路によって構成することができる。車両制御装置５０は、主に、車室１０に配置されたアクセルペダル５２、図示しないブレーキペダル、及び、シフトレバー等を介した乗員による入力に基づいて、エンジン２９を適当に制御する。
　車両制御システムは、好ましくは、アクセル開度センサ５４を備え、アクセル開度センサ５４は、乗員によるアクセルペダル５２の踏み込み量を検知する。
　図２は、上述した容量制御弁のソレノイド３０、エアコン制御装置３２、車両制御装置５０及びセンサ群の間における、信号の入出力を示している。
　車両制御装置５０には、アクセル開度センサ５４によって検知された、アクセルペダル５２の踏み込み量が入力される。そして、車両制御装置５０は、アクセルペダル５２の踏み込み量及びその変化に基づいて、エンジン２９に供給される燃料の量（空燃比）及び点火時期等を適切に制御する。
　具体的には、車両制御装置５０は、踏み込み量が増大方向に大きく変化したとき、乗員が加速を指示していると判断し、その指示の程度に応じて、燃料の量を増やすとともに点火時期を進角させる。逆に、踏み込み量が減少方向に大きく変化したとき、乗員が減速を指示していると判断し、その指示の程度に応じて、燃料の量を減らすとともに点火時期を遅角させる。
　一方、車両制御装置５０は、車速及びエンジン２９の回転速度の信号を出力し、これらの信号は、エアコン制御装置３２に入力される。
　また、エアコン制御装置３２には、操作パネルを介して、車室の設定温度等が入力されるとともに、外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４及びコンデンサファン電圧センサ４５によってそれぞれ検知された、外気温度、蒸発器出口空気温度及びコンデンサファン電圧が入力される。これらの入力された情報に基づいて、エアコン制御装置３２は、容量制御弁のソレノイド３０に供給される駆動電流の目標値を設定し、この目標値に実際の値が近付くように駆動電流を調整する。これにより、可変容量圧縮機２２の吐出容量が所定の値に調整される。
　更に、エアコン制御装置３２にも、アクセル開度センサ５４によって検知された、アクセルペダル５２の踏み込み量が連続的若しくは間欠的に入力される。エアコン制御装置３２は、入力されたアクセルペダル５２の踏み込み量の変化に基づいて、エンジン２９の回転速度の変化、換言すれば、圧縮機２２の回転速度の変化を、それが実際に変化するよりも前に検知する。
　そして、予知した圧縮機２２の回転速度の変化量（回転加速度）が、予め設定された閾値を超えたとき、エアコン制御装置３２は、予知した圧縮機２２の回転速度の変化が始まるよりも前に、回転速度の変化方向及び変化量に対応して吐出容量が変化するように駆動電流の目標値を変更し、且つ、変更した目標値に実際の値が近付くように駆動電流を調整する。
　具体的には、エアコン制御装置３２は、圧縮機２２の回転速度の変化量が上限閾値を超えて上昇すると予知したときには、吐出容量が小さくなるように駆動電流の目標値を変更し、エンジン２９の回転速度の変化量が下限閾値を超えて下降すると予知したときには、吐出容量が大きくなるように駆動電流の目標値を変更する。
　そして、エアコン制御装置３２は、所定期間だけ変更された目標値に基づいて実際の駆動電流を調整した後、再び、入力された情報に基づいて設定された目標値そのものに基づいて駆動電流を調整する。
　上述したエアコン制御装置３２は、圧縮機２２の回転速度の変化の予知、予知した結果と閾値との比較、並びに、比較結果に基づいた圧縮機２２の回転速度変化前の駆動電流の目標値の変更及び駆動電流の調整を行うようプログラムすることにより、構成することができる。
　なお、通常の容量制御弁にあっては、吐出容量を大きくするために、駆動電流の目標値が増大方向に変更されるが、容量制御弁の種類によっては、その逆も有り得る。
　ここで図３は、実施例として、台上試験における、圧縮機２２の回転速度、駆動トルク、圧縮機２２の吐出室の圧力（吐出圧力）、圧縮機２２の吸入室の圧力（吸入圧力）、圧縮機２２のクランク室の圧力（クランク圧力）、及び、ソレノイド３０に供給される駆動電流の経時変化を示している。
　この実施例では、圧縮機２２の回転速度が上昇し始める前に、駆動電流が小さくなるよう変更されている。好ましくは、圧縮機２２の回転速度が上昇し始める時点から起算して、圧縮機２２の応答時間τよりも前に、駆動電流が小さくなるよう変更される。
　応答時間τとは、駆動電流の実際の値を変更してから可変容量圧縮機２２の吐出容量が変化し始めるまでに要する時間である。応答時間τは、圧縮機２２の仕様によって異なるが、ピストンタイプの揺動板式圧縮機又は斜板式圧縮機では、例えば、２００ｍｓ以上３００ｍｓ以下の範囲にある。
　一方、図４は、比較例として、圧縮機２２の回転速度の上昇の開始時期と同時に駆動電流が小さくされた場合の台上試験の結果を示している。
　図３と図４との比較から、圧縮機２２の回転速度が上昇し始める前に、駆動電流を小さくすることにより、圧縮機２２の回転速度の上昇による圧縮機２２の駆動トルクのオーバーシュートが防止されることがわかる。
　かくして上述した車両用空調システムによれば、エンジン２９の回転速度の変化が開始するよりも前に、容量制御弁のソレノイド３０に供給される駆動電流を変更することで、圧縮機２２の駆動トルクのオーバーシュートが防止される。この結果として、車両のドライバビリティ、燃費及び車室の快適性が向上する。
　また、上述した車両用空調システムによれば、圧縮機２２の回転速度の変化の開始時期から起算して応答時間τよりも前に、容量制御弁のソレノイド３０に供給される駆動電流を変更することで、圧縮機２２の駆動トルクのオーバーシュートが確実に防止される。
　次に第２実施形態について説明する。
　図５は、第２実施形態の車両用空調システムを適用した車両の概略を示し、この車両用空調システムは第１実施形態の場合と同様に車室１０内を所望の設定温度にて冷房可能であり、第１実施形態の説明と重複する箇所は同符号を付して説明を省略する。
　第１実施形態の圧縮機２２に代わって配される第２実施形態の圧縮機１００は、エンジン２９と機械的に連結され、エンジン２９から供給される動力によって作動させられる。圧縮機１００は、好ましくはピストンタイプ（往復動式）の可変容量圧縮機であり、図６に示したように、容量制御弁２００を内蔵している。
　より詳しくは、圧縮機１００は、例えば斜板式のクラッチレス圧縮機である。圧縮機１００はシリンダーブロック１０１を備え、シリンダーブロック１０１には、複数のシリンダボア１０１ａが形成されている。シリンダーブロック１０１の一端にはフロントハウジング（クランクケース）１０２が連結され、シリンダーブロック１０１の他端には、バルブプレート１０３を介してリアハウジング（シリンダヘッド）１０４が連結されている。
　シリンダーブロック１０１及びフロントハウジング１０２はクランク室１０５を規定し、クランク室１０５内を縦断して駆動軸１０６が延びている。駆動軸１０６は、クランク室１０５内に配置された環形状の斜板１０７を貫通し、斜板１０７は、駆動軸１０６に固定されたロータ１０８と連結部１０９を介してヒンジ結合されている。従って、斜板１０７は、駆動軸１０６に沿って移動しながら傾動可能である。
　ロータ１０８と斜板１０７との間を延びる駆動軸１０６の部分には、斜板１０７を最小傾角に向けて付勢するコイルばね１１０が装着されている。斜板１０７を挟んで反対側の駆動軸１０６の部分、即ち斜板１０７とシリンダーブロック１０１との間を延びる駆動軸１０６の部分には、斜板１０７を最大傾角に向けて付勢するコイルばね１１１が装着されている。
　駆動軸１０６は、フロントハウジング１０２の外側に突出したボス部１０２ａ内を貫通し、駆動軸１０６の外端は、動力伝達装置としてのプーリ１１２に連結されている。プーリ１１２は、ボール軸受１１３を介してボス部１０２ａによって回転自在に支持され、外部駆動源としてのエンジン２９のプーリとの間にベルト１１５が架け回される。
　ボス部１０２ａの内側には軸封装置１１６が配置され、軸封装置１１６は、フロントハウジング１０２の内部と外部とを遮断している。駆動軸１０６はラジアル方向及びスラスト方向にベアリング１１７，１１８，１１９，１２０によって回転自在に支持され、エンジン２９からの動力がプーリ１１２に伝達され、プーリ１１２の回転と同期して回転可能である。
　シリンダボア１０１ａ内にはピストン１３０が配置され、ピストン１３０には、クランク室１０５内に突出したテール部が一体に形成されている。テール部に形成された凹所１３０ａ内には一対のシュー１３２が配置され、シュー１３２は斜板１０７の外周部に対し挟み込むように摺接している。従って、シュー１３２を介して、ピストン１３０と斜板１０７とは互いに連動し、駆動軸１０６の回転によりピストン１３０がシリンダボア１０１ａ内を往復動する。
　リアハウジング１０４の内部には、吸入室１４０及び吐出室１４２が区画形成され、吸入室１４０は、バルブプレート１０３に設けられた吸入孔１０３ａを介してシリンダボア１０１ａと連通可能である。吐出室１４２は、バルブプレート１０３に設けられた吐出孔１０３ｂを介してシリンダボア１０１ａと連通可能である。なお、吸入孔１０３ａ及び吐出孔１０３ｂは、図示しない吸入弁及び吐出弁によってそれぞれ開閉される。
　シリンダーブロック１０１の外側にはマフラ１５０が設けられ、マフラケーシング１５２は、シリンダーブロック１０１に一体に形成されたマフラベース１０１ｂに図示しないシール部材を介して接合されている。マフラケーシング１５２及びマフラベース１０１ｂはマフラ空間１５４を規定し、マフラ空間１５４は、リアハウジング１０４、バルブプレート１０３及びマフラベース１０１ｂを貫通する吐出通路１５６を介して吐出室１４２と連通している。
　マフラケーシング１５２には吐出ポート１５２ａが形成され、マフラ空間１５４には、吐出通路１５６と吐出ポート１５２ａとの間を遮るように逆止弁１７０が配置されている。逆止弁１７０は、吐出通路１５６側の圧力とマフラ空間１５４側の圧力との圧力差に応じて開閉する。具体的には、圧力差が所定値より小さい場合閉作動し、圧力差が所定値より大きい場合開作動する。
　したがって吐出室１４２は、吐出通路１５６、マフラ空間１５４及び吐出ポート１５２ａを介して循環路１４の往路部分と連通可能であり、マフラ空間１５４は逆止弁１７０によって断続される。一方、吸入室１４０は、リアハウジング１０４に形成された吸入ポート１０４ａを介して循環路１４の復路部分と連通している。
　リアハウジング１０４には、容量制御弁（電磁制御弁）２００が収容され、容量制御弁２００は給気通路１６０に介挿されている。給気通路１６０は、吐出室１４２とクランク室１０５との間を連通するようにリアハウジング１０４からバルブプレート１０３を経てシリンダーブロック１０１にまで亘っている。
　一方、吸入室１４０は、クランク室１０５と抽気通路１６２を介して連通している。抽気通路１６２は、駆動軸１０６とベアリング１１９，１２０との隙間、空間１６４及びバルブプレート１０３に形成された固定オリフィス１０３ｃからなる。
　また、吸入室１４０は、リアハウジング１０４に形成された感圧通路１６６を通じて、給気通路１６０とは独立して容量制御弁２００に接続されている。
　容量制御弁２００は、図７に示すように、弁ユニットとソレノイドユニットとからなる。弁ユニットは、略円筒形状の弁ハウジング２０２を有し、弁ハウジング２０２の内部には弁孔２０４が形成されている。弁孔２０４は、弁ハウジング２０２の軸線方向に延び、弁孔２０４の一端は出口ポート２０６に繋がっている。出口ポート２０６は、弁ハウジング２０２を径方向に貫通しており、弁孔２０４は出口ポート２０６及び給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。
　弁ハウジング２０２のソレノイドユニット側には弁室２０８が区画され、弁孔２０４の他端は弁室２０８の端壁にて開口している。弁室２０８内には、略円柱形状の弁体２１０が収容され、弁体２１０は、弁室２０８内を弁ハウジング２０２の軸線方向に移動可能である。弁体２１０の一端が弁室２０８の端壁に当接することにより、弁体２１０は弁孔２０４を閉塞可能であり、弁室２０８の端壁は弁座として機能する。
　また、弁ハウジング２０２には入口ポート２１２が形成され、入口ポート２１２も弁ハウジング２０２を径方向に貫通している。入口ポート２１２は、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通している。入口ポート２１２は、弁室２０８の周壁にて開口しており、入口ポート２１２、弁室２０８、弁孔２０４及び出口ポート２０６を通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能となっている。
　更に、弁ハウジング２０２には、ソレノイドユニットと反対側に感圧室２１４が区画され、感圧室２１４の周壁には感圧ポート２１６が形成されている。感圧ポート２１６及び感圧通路１６６を通じて、感圧室２１４は吸入室１４０と連通している。また、感圧室２１４と弁孔２０４との間には軸方向孔２１８が設けられ、軸方向孔２１８は、弁孔２０４と同軸上を延びている。
　弁体２１０の他端には、感圧ロッド２２０が一体且つ同軸に連結されている。感圧ロッド２２０は、弁孔２０４及び軸方向孔２１８内を延び、感圧ロッド２２０の先端部は、感圧室２１４内に突出している。感圧ロッド２２０は先端側に大径部を有しており、感圧ロッド２２０の大径部は、軸方向孔２１８の内周面によって摺動可能に支持されている。従って、感圧ロッド２２０の大径部によって、感圧室２１４と弁孔２０４との間の気密性が確保されている。
　感圧室２１４の端壁は、弁ハウジング２０２の端部に圧入されたキャップ２２２により形成され、キャップ２２２は段付きの有底円筒状をなす。キャップ２２２の小径部には、支持部材２２４の筒部が摺動自在に嵌合され、キャップ２２２の底壁と支持部材２２４との間には強制開放ばね２２６が配置されている。
　感圧室２１４内には感圧器２２８が収容され、感圧器２２８の一端が支持部材２２４に固定されている。従って、キャップ２２２は、支持部材２２４を介して感圧器２２８を支持している。
　感圧器２２８はベローズ２３０を有し、ベローズ２３０は、弁ハウジング２０２の軸線方向に伸縮可能である。ベローズ２３０の両端はキャップ２３２，２３４によって気密に閉塞され、ベローズ２３０の内部は、真空状態（減圧状態）に保たれている。また、ベローズ２３０の内部には、圧縮コイルばね２３６が配置され、圧縮コイルばね２３６は、ベローズ２３０が伸長するように、キャップ２３２，２３４を相互に離間する方向に付勢している。
　感圧器２２８のキャップ２３４は、アダプタ２３８を介して感圧ロッド２２０に当接可能であり、感圧室２１４内の圧力が低下して感圧器２２８が伸長した場合、感圧ロッド２２０を介して弁体２１０が開弁方向に付勢される。
　なお、弁ハウジング２０２に対するキャップ２２２の圧入量は、容量制御弁２００が所定の動作をするように調整される。
　一方、ソレノイドユニットは、弁ハウジング２０２に同軸的に連結された略円筒形状のソレノイドハウジング２４０を有し、ソレノイドハウジング２４０内には、略円筒形状の固定コア２４２が同心上に配置されている。固定コア２４２の一端部は、弁ハウジング２０２の端部に嵌合して弁室２０８を区画するとともに、弁体２１０を摺動自在に支持している。
　固定コア２４２の中央部から他端部に亘る部分には、有底のスリーブ２４４が嵌合されている。スリーブ２４４の底壁と固定コア２４２の他端との間には、コア収容空間２４６が区画され、コア収容空間２４６には可動コア２４８が配置されている。可動コア２４８は、スリーブ２４４によって摺動自在に支持され、ソレノイドハウジング２４０の軸線方向に往復動可能である。
　弁体２１０の他端には、固定コア２４２内を延びるソレノイドロッド２５０の一端が当接し、ソレノイドロッド２５０の他端部は、可動コア２４８と一体に固定されている。従って、弁体２１０は、可動コア２４８に連動して閉弁方向に移動する。可動コア２４８とスリーブ２４４の底壁との間には、圧縮コイルばね２５２が配置され、圧縮コイルばね２５２は、可動コア２４８及びソレノイドロッド２５０を介して弁体２１０を閉弁方向に常時付勢する。
　スリーブ２４４の周囲には、ボビン２５３に巻回された状態で円筒形のコイル（ソレノイドコイル）２５４が配置され、ボビン２５３及びコイル２５４は、一体に成型された樹脂部材２５５によって囲まれている。ソレノイドハウジング２４０、固定コア２４２及び可動コア２４８はいずれも磁性材料で形成されて磁気回路を構成し、一方、スリーブ２４４は非磁性のステンレス系材料で形成されている。
　ここで、固定コア２４２の先端部の根元には、径方向孔２５６が形成され、弁ハウジング２０２には、径方向孔２５６と感圧室２１４とを連通する連通孔２５８が形成されている。また、固定コア２４２の中央部及び他端部の内径は、弁体２１０及びソレノイドロッド２５０の外径よりも大きく、感圧室２１４とコア収容空間２４６との間は、固定コア２４２の中央部及び他端部の内側、径方向孔２５６及び連通孔２５８を介して連通している。
　従って、弁体２１０の一端面には、クランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）が開弁方向の力として作用し、一方、弁体２１０の他端面には吸入室１４０の圧力（吸入圧力Ｐｓ）が閉弁方向の力として作用する。
　容量制御弁２００のソレノイド２５４には、第１実施形態のソレノイド３０の場合と同様に、エアコン制御装置（Ａ／Ｃ制御装置）３２が電気的に接続され、エアコン制御装置３２は、ソレノイド２５４に供給される駆動電流Ｉの電流量を調整することによって、圧縮機１００の吐出容量を調整する。エアコン制御装置３２は、例えば、ＥＣＵ（電子制御装置）等の電気回路によって構成することができる。
　容量制御弁２００を採用した場合、吐出容量の制御方式としては、第１実施形態の場合と同様に、圧縮機１００が吸入する冷媒の圧力（吸入圧力）Ｐｓを制御するＰｓ制御方式が採用される。なお、容量制御弁の種類に応じて、圧縮機１００が吐出する冷媒の圧力（吐出圧力）と吸入圧力との差（Ｐｄ－Ｐｓ差圧）を制御する差圧制御方式を採用することもできる。
　図８は、容量制御弁２００に供給される駆動電流Ｉと吸入圧力Ｐｓとの関係を示している。Ｐｓ制御方式では、種々の情報から吸入圧力Ｐｓの目標値Ｐｓｓが設定され、目標値Ｐｓｓに対応する大きさの駆動電流Ｉがソレノイド２５４に供給される。これにより、容量制御弁２００の開度は、吸入圧力Ｐｓが目標値Ｐｓｓに近付くように設定される。この一方で、吸入圧力Ｐｓを検知する感圧器２２８が、吸入圧力Ｐｓに応じて伸長して開度を微調整し、吸入圧力Ｐｓの変動を補償する。
　再び図５を参照すると、凝縮器２４の近傍にはコンデンサファン３３が配置され、車両の走行による車両前方からの風、コンデンサファン３３からの風、又は、これらの両方によって、凝縮器２４を通過する冷媒は冷却される。
　膨張弁２６は自身を通過する冷媒を膨張させる。膨張弁２６は、例えば電子式膨張弁である。膨張弁２６の開度は可変であり、エアコン制御装置３２によって調整される。
　蒸発器２８は、空調ユニットハウジング３４内に配置され、空調ユニットハウジング３４内には、ブロワファン３６及びヒータコア（図示せず）も配置されている。また、空調ユニットハウジング３４の入口には、内外気切換ダンパ３８が配置され、空調ユニットハウジング３４の出口には、吹出口切換ダンパ（図示せず）が配置されている。
　蒸発器２８を通過する冷媒は、ブロワファン３６からの風によって加熱され、蒸発する。この一方で、ブロワファン３６からの風は、蒸発器２８によって冷却されて冷風になり、この冷風が車室１０内に吹き出すことで、車室１０が冷房される。
　また、冷凍サイクルシステム１２は、種々の情報を検知するセンサ群として、第１実施形態の場合の外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４、コンデンサファン電圧センサ４５に加え、蒸発器入口冷媒温度センサ４６、及び、蒸発器出口冷媒温度センサ４８を有する。これら外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４、コンデンサファン電圧センサ４５、蒸発器入口冷媒温度センサ４６、及び、蒸発器出口冷媒温度センサ４８は、それぞれエアコン制御装置３２と電気的に接続されている。
　一方、車両全体の動作を制御する車両制御システムは、車両制御装置（エンジン制御装置）５０を備え、車両制御装置５０も、ＥＣＵ等の電子回路によって構成することができる。車両制御装置５０は、主に、車室１０に配置されたアクセルペダル５２、図示しないブレーキペダル、及び、シフトレバー等を介した乗員による入力に基づいて、エンジン２９を適当に制御する。
　車両制御システムは、好ましくは、アクセル開度センサ５４を備え、アクセル開度センサ５４は、乗員によるアクセルペダル５２の踏み込み量を検知する。
　図９は、上述した容量制御弁２００のソレノイド２５４、エアコン制御装置３２、車両制御装置５０及びセンサ群の間における、信号の入出力を示している。
　車両制御装置５０には、アクセル開度センサ５４によって検知された、アクセルペダル５２の踏み込み量が入力される。そして、車両制御装置５０は、アクセルペダル５２の踏み込み量及びその変化に基づいて、エンジン２９に供給される燃料の量（空燃比）及び点火時期等を適切に制御する。
　具体的には、車両制御装置５０は、踏み込み量が増大方向に大きく変化したとき、乗員が加速を指示していると判断し、その指示の程度に応じて、燃料の量を増やすとともに点火時期を進角させる。逆に、踏み込み量が減少方向に大きく変化したとき、乗員が減速を指示していると判断し、その指示の程度に応じて、燃料の量を減らすとともに点火時期を遅角させる。
　一方、車両制御装置５０は、車速及びエンジン２９の回転速度の信号を出力し、これらの信号は、エアコン制御装置３２に入力される。
　また、エアコン制御装置３２には、操作パネルを介して、車室１０の設定温度等が入力されるとともに、外気温度センサ４２、蒸発器出口空気温度センサ４４、及び、コンデンサファン電圧センサ４５によってそれぞれ検知された、外気温度、蒸発器出口空気温度、及び、コンデンサファン電圧が入力される。これらの入力された情報に基づいて、エアコン制御装置３２は、容量制御弁２００のソレノイド２５４に供給される駆動電流の目標値を設定し、この目標値に実際の値が近付くように駆動電流を調整する。これにより、可変容量圧縮機１００の吐出容量が所定の値に調整される。
　一方、エアコン制御装置３２には、蒸発器入口冷媒温度センサ４６、及び、蒸発器出口冷媒温度センサ４８によってそれぞれ検知された蒸発器入口冷媒温度及び蒸発器出口冷媒温度が入力され、エアコン制御装置３２は、これらの入力された情報に基づいて、蒸発器２８の出口での冷媒の過熱度を検知する。そして通常、エアコン制御装置３２は、検知した過熱度が所定の値になるように、膨張弁２６の開度を調整する。所定の値は、予め決定することが可能であり、例えば冷凍サイクルの成績係数が最大になるように決定される。
　なお、膨張弁２６の開度調整は、例えば、膨張弁２６のソレノイドに供給される制御電流を調整することにより実施可能であり、例えば、制御電流のパルス幅を変調するＰＷＭ制御によって調整することができる。
　更に、エアコン制御装置３２にも、アクセル開度センサ５４によって検知された、アクセルペダル５２の踏み込み量が連続的若しくは間欠的に入力される。エアコン制御装置３２は、入力されたアクセルペダル５２の踏み込み量の変化に基づいて、エンジン２９の回転速度の変化、換言すれば、圧縮機１００の回転速度の変化を、それが実際に変化するよりも前に検知する。
　そして、予知した圧縮機１００の回転速度の変化量（回転加速度）が、予め設定された閾値を超えたとき、エアコン制御装置３２は、予知した圧縮機１００の回転速度の変化が始まるよりも前に、回転速度の変化方向及び変化量に対応して、循環路１４における冷媒の流量（循環量）が変化するように膨張弁２６の開度を変更する。
　具体的には、エアコン制御装置３２は、圧縮機１００の回転速度の変化量が上限閾値を超えて上昇すると予知したときには、循環量が少なくなるように膨張弁２６の開度を縮小方向に変更し、エンジン２９の回転速度の変化量が下限閾値を超えて下降すると予知したときには、循環量が増えるように膨張弁２６の開度を増大方向に変更する。
　そして、エアコン制御装置３２は、所定期間だけ膨張弁２６の開度を変更した後、再び、入力された情報に基づいて演算された過熱度が所定の値になるよう膨張弁２６の開度を調整する。
　上述したエアコン制御装置３２は、圧縮機１００の回転速度の変化の予知、予知した結果と閾値との比較、並びに、比較結果に基づいた圧縮機１００の回転速度変化前の膨張弁２６の開度変更を行うようプログラムすることにより、構成することができる。
　かくして上述した車両用空調システムによれば、エンジン２９の回転速度の変化が開始するよりも前に、膨張弁２６の開度を変更することで、循環路１４における作動流体の流量（循環量）が調整される。つまり、回転速度の増減に対応して冷媒の流量が適当に調整される。これにより、圧縮機１００の駆動トルクのオーバーシュートが防止される。この結果として、車両用空調システムの動作が安定になり、車両のドライバビリティ、燃費及び車室１０の快適性が向上する。
　また、上述した車両用空調システムによれば、膨張弁２６の開度調整によって冷媒の循環量が変更されると、容量制御弁２００の感圧器２２８が吸入圧力Ｐｓの変化を検知し、容量制御弁２００の開度を変更する。この結果として、特にエアコン制御装置３２が駆動電流を変更しなくても、圧縮機１００の駆動トルクのオーバーシュートが的確に防止される。
　本発明は、上述した各実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
　例えば、第１実施形態では、圧縮機２２の回転速度の上昇及び下降が予知されたときに、圧縮機２２の吐出容量をそれぞれ減少及び増大させたが、少なくとも圧縮機２２の回転速度の上昇が閾値を超えると予知された場合に、吐出容量を減少させればよい。また、構成を簡単にするために、吐出容量を減少させるときに、いつでも最小の吐出容量になるように駆動電流を変更してもよい。
　第１実施形態では、予知された圧縮機２２の回転速度の変化の開始時期から起算して応答時間τよりも前に、駆動電流が変更されたけれども、開始時期よりも前に駆動電流が変更されればよい。また、駆動電流を変更する時期は、回転速度の変化の開始時期及び応答時間τに基づいて設定することができる。
　第１実施形態では、アクセルペダル５２の踏み込み量（アクセル開度）に基づいて、圧縮機２２の回転速度の変化量を予知したけれども、アクセルペダル５２の踏み込み量、踏み込み量の変化量、及び、踏み込み速度のうち１つ以上に基づいて、圧縮機２２の回転速度の変化を予知してもよい。この場合、アクセル開度センサ５４によって踏み込み量及び踏み込み速度を検知するようにすればよい。
　また、エンジン２９又は圧縮機２２の回転速度が変化するよりも前に、駆動信号を変更させることが可能であれば、他の手段によって圧縮機２２の回転速度の変化を予知してもよい。則ち、車両用空調システムは、圧縮機２２の回転速度の予知手段（回路）を有していればよい。
　一方、第２実施形態では、圧縮機１００の回転速度の上昇及び下降が予知されたときに、膨張弁２６の開度をそれぞれ減少及び増大させたが、少なくとも圧縮機１００の回転速度の上昇が閾値を超えると予知された場合に、膨張弁２６の開度を減少させればよい。また、構成を簡単にするために、膨張弁２６の開度を減少させるときに、いつでも、０ではない最小の開度にしてもよい。
　第２実施形態では、予知された圧縮機１００の回転速度の変化の開始時期よりも前に膨張弁２６の開度が変更されたけれども、好ましくは、開始時期から起算して容量制御弁２００の応答時間τが経過するよりも前に、膨張弁２６の開度が変更される。応答時間τとは、容量制御弁２００に供給される駆動電流を変更してから圧縮機１００の吐出容量が変化するまでに要する時間である。
　この好ましい態様によれば、予知された可変容量圧縮機１００の回転速度の変化が閾値を超えたとき、可変容量圧縮機１００の吐出容量が変更される前に、必ず膨張弁２６の開度が調整される。すなわち、可変容量圧縮機１００の吐出容量の制御に優先して、膨張弁２６の開度が制御される。膨張弁２６の開度を変更してから冷媒の循環量が変化するまでに要する時間は、容量制御弁２００の応答時間τよりも短いため、膨張弁２６の開度の制御を優先させることで、冷媒の循環量が時宜を得て的確に調整され、車両用空調システムの動作が一層安定になる。
　第２実施形態では、アクセルペダル５２の踏み込み量（アクセル開度）に基づいて、圧縮機１００の回転速度の変化量を予知したけれども、アクセルペダル５２の踏み込み量、踏み込み量の変化量、及び、踏み込み速度のうち１つ以上に基づいて、圧縮機１００の回転速度の変化を予知してもよい。この場合、アクセル開度センサ５４によって踏み込み量及び踏み込み速度を検知するようにすればよい。
　また、エンジン２９又は圧縮機１００の回転速度が変化するよりも前に、膨張弁２６の開度を変更することが可能であれば、他の手段によって圧縮機１００の回転速度の変化を予知してもよい。則ち、車両用空調システムは、圧縮機１００の回転速度の予知手段（回路）を有していればよい。
　　２２　　可変容量圧縮機
　　２６　　膨張弁
　　３２　　エアコン制御装置（制御手段、容量制御手段、回転速度変化予知手段）
　１００　　可変容量圧縮機
　２００　　容量制御弁
　２２８　　感圧器

Claims (8)

  1. 　車両に設けられた冷媒が循環する循環路に順次介挿された、可変容量圧縮機、放熱器、膨張器及び蒸発器と、
    　前記可変容量圧縮機の吐出容量を調整するための容量制御弁と、
    　容量制御弁に供給される駆動電流を調整して前記容量制御弁の開度を調整し、これにより前記可変容量圧縮機の吐出容量を制御する容量制御手段と、
    　前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を予知する回転速度変化予知手段と、
    　前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、前記車両のエンジンの動力によって作動させられる前記可変容量圧縮機の駆動トルクを制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする車両用空調システム。
  2. 　前記制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するように、前記容量制御手段により前記駆動電流を変更する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
  3. 　前記容量制御手段は、前記回転速度上昇予知手段によって予知された前記圧縮機の回転速度の変化の開始時期、及び、前記駆動電流を変更してから前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化し始めるまでに要する応答時間に応じた変更時期に、前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するように前記駆動電流を変更する
    ことを特徴とする請求項２に記載の車両用空調システム。
  4. 　前記変更時期は、前記圧縮機の回転速度の変化の開始時期から起算して前記応答時間よりも前であることを特徴とする請求項３に記載の車両用空調システム。
  5. 　前記膨張弁はその開度を外部から制御可能であって、
    　前記膨張弁の開度を変更する開度制御手段を備え、
    　前記制御手段は、前記回転速度変化予知手段によって予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が閾値を超えたとき、予知された前記可変容量圧縮機の回転速度の変化が始まるよりも前に、予知された回転速度の変化方向に対応して、前記開度制御手段により前記膨張弁の開度を変更する
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調システム。
  6. 　前記容量制御手段が前記駆動電流を変更してから前記可変容量圧縮機の吐出容量が変化するまでに要する時間を応答時間としたとき、
    　前記開度制御手段は、前記閾値を超える前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を前記回転速度変化予知手段が予知したときから起算して前記応答時間が経過するまでの間に、前記膨張弁の開度を変更する
    ことを特徴とする請求項５に記載の車両用空調システム。
  7. 　前記容量制御手段は、前記圧縮機に吸入される前記作動流体の吸入圧力の目標値に対応して定まる値に等しくなるよう、前記駆動電流を調整し、
    　前記容量制御弁は、前記吸入圧力を検知して、前記吸入圧力が前記目標値に近付くように前記容量制御弁の開度を調整する感圧器を有する
    ことを特徴とする請求項６に記載の車両用空調システム。
  8. 　前記回転速度変化予知手段は、車両のアクセル開度及びアクセル開度の変化量のうち少なくとも一方に基づいて、前記可変容量圧縮機の回転速度の変化を予知することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の車両用空調システム。
     
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