JP2001030748A - 可変容量型圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常時制御から通常時制御へ移行する際、吐
出容量の急激な増大を阻止しつつ、吐出容量の最小から
の離脱の遅延も防止することが可能な可変容量型圧縮機
の制御装置を提供すること。 【解決手段】 制御コンピュータは、加速カット制御か
ら通常時制御へ移行する際、容量制御弁のコイルに対す
る入力電流値を、ゼロから冷房負荷に応じた入力電流値
目標ａ３にまで所定時間Ｔかけて変更する。制御コンピ
ュータは、この所定時間Ｔ中の或る時間帯ｔ１，ｔ２に
おいては、入力電流値目標ａ３までの単純増大直線Ｈ上
の同一時間の点よりも、設定吸入圧力を低くする値ａ
１，ａ２の電流を、コイルに対して入力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両空調装置に用
いられ、車両エンジンの駆動によって冷媒ガスの圧縮を
行い、さらにはクランク室の圧力を変更することで吐出
容量を変更可能な可変容量型圧縮機に関し、特にその吐
出容量を制御するための制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型圧縮機（以下圧縮機
とする）の制御装置としては、例えば、吸入圧力領域と
カムプレートを収容するクランク室とを連通する制御通
路を備え、クランク室の圧力を調節することによりカム
プレートの傾斜角を変更して、吐出容量を調節する構成
のものが知られている。クランク室には、吐出圧力領域
に接続する給気通路からや、ブローバイガス等によって
高圧冷媒ガスが供給されている。クランク室の圧力調節
は、制御コンピュータによって、制御通路の途中に設け
られた容量制御弁の開度が変更されることで、クランク
室から吸入圧力領域への冷媒ガスの排出量が変更されて
行われる。

【０００３】前記容量制御弁としては、制御通路を開閉
する弁体と、吸入冷媒ガスの圧力（以下実吸入圧力とす
る）に応じて弁体を動作させる感圧部と、制御コンピュ
ータからの入力電流値に基づいて弁体への付与荷重を変
更することで、感圧部の動作の基準となる設定吸入圧力
を変更する電気駆動部とを備えたものが存在する。

【０００４】前記感圧部は、実吸入圧力が設定吸入圧力
を上回ると、制御通路を開放する方向に弁体を動作させ
る。従って、圧縮機は、クランク室から吸入圧力領域へ
の冷媒ガスの排出量が増大し、クランク室の圧力が低下
して吐出容量が増大される。また、感圧部は、実吸入圧
力が設定吸入圧力を下回ると、制御通路を閉塞する方向
に弁体を動作させる。従って、圧縮機は、クランク室か
ら吸入圧力領域への冷媒ガスの排出量が減少し、クラン
ク室の圧力が上昇して吐出容量が減少される。

【０００５】前記電気駆動部は、例えば、制御コンピュ
ータからの入力電流値が大きくなると、設定吸入圧力を
低い側に変更する。従って、感圧部は、より低い実吸入
圧力を維持すべく弁体を動作させて制御通路を開閉す
る。逆に、電気駆動部は、制御コンピュータからの入力
電流値が小さくなると、設定吸入圧力を高い側に変更
し、入力電流値がゼロとなると設定吸入圧力を最高値と
する。従って、感圧部は、より高い実吸入圧力を維持す
べく弁体を動作させて制御通路を開閉する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記制御装置に
おいては、車両の急加速時等の車両エンジンの高負荷時
に、圧縮機の吐出容量を最小として車両エンジンの負荷
を軽減する、「加速カット制御」と呼ばれる非常時の容
量制御が行われるようになっている。すなわち、図６の
タイムチャートに示すように、前記制御コンピュータ
は、車両が急加速状態に移行する場合に、容量制御弁の
電気駆動部への入力電流値をゼロとして（図６
（ａ））、設定吸入圧力を最高値に設定することで（図
６（ｂ））、吐出容量を最小に誘導して、圧縮機の圧縮
動作の反作用として生じる負荷トルクを小さくするよう
にしている（図６（ｃ））。

【０００７】前記制御装置による加速カット制御は、そ
の開始から一定時間Ｓ（秒）経過した後に終了され、こ
の終了後は冷房負荷に応じた通常の容量制御に移行され
る。つまり、制御コンピュータは、電気駆動部への入力
電流値をゼロから冷房負荷に応じた入力電流値目標ａ３
に増大させることで（図６（ａ））、設定吸入圧力を最
高値から冷房負荷に応じた設定吸入圧力目標にまで低下
させる（図６（ｂ））。

【０００８】しかし、設定吸入圧力を、最高値から設定
吸入圧力目標へ急激に低下させると、実吸入圧力が設定
吸入圧力を大きく上回る状況が生まれ、感圧部は制御通
路を急激に開放してしまうこととなる。従って、クラン
ク室の圧力が急激に低下され、圧縮機の吐出容量が急激
に増大される。その結果、圧縮機の負荷トルクが急激に
増大されて車両エンジンが大きく減速し、車両のドライ
バビリティを悪化させていた。

【０００９】そこで、図６に示すように、前記制御コン
ピュータは、加速カット制御が終了された後には、電気
駆動部への入力電流値をゼロから入力電流値目標ａ３に
まで所定時間Ｔ（秒）かけて単純に増大させてゆく（図
６（ａ）において単純変更（増大）直線Ｈとして示
す）。つまり、設定吸入圧力を、最高値から設定吸入圧
力目標にまで所定時間Ｔかけて単純に低下させるように
している（図６（ｂ））。従って、圧縮機の吐出容量、
つまりは圧縮機の負荷トルクは徐々に増大するはずであ
り（図６（ｃ）において二点鎖線で示す）、車両のドラ
イバビリティの悪化を防止することができる。

【００１０】ところが、図６（ｂ）に示すように、前記
加速カット制御の開始によって、設定吸入圧力は最高値
にまで急激に高められており、従って加速カット制御中
においては実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく下回る状
況となり、この関係は加速カット制御が終了した時点に
おいてもそれほど解消されていない。しかも、加速カッ
ト制御が終了されてから、設定吸入圧力の設定吸入圧力
目標までの変更は、所定時間Ｔかけて緩慢になされてい
る。従って、実吸入圧力が設定吸入圧力を上回る状況と
なるのは、つまり、感圧部がクランク室の圧力を下げる
側に弁体を動作させるのは、加速カット制御の終了から
大きく遅れてであった。

【００１１】さらに、前記加速カット制御中において
は、吐出容量を最小とすべく感圧部が弁体により制御通
路を完全に閉止しており、クランク室の圧力は、給気通
路やブローバイによる高圧冷媒ガス供給の継続によって
過大に上昇されることとなる。従って、加速カットが終
了され、さらには実吸入圧力が設定吸入圧力を上回っ
て、感圧部が弁体を動作させて制御通路を開放したとし
ても、圧縮機が最小吐出容量状態から離脱し得る圧力に
までクランク室の圧力が低下するのには時間がかかる。

【００１２】以上のように、上記構成の制御装置におい
ては、圧縮機の最小負荷トルク状態（最小吐出容量状
態）からの離脱が加速カット制御の終了から遅れて行わ
れることとなり（図６（ｃ））、例えば、車室の温度が
加速カット制御前よりも大きく上昇して、乗員に不快感
を与える等の冷房フィーリングの悪化の問題を生じてい
た。

【００１３】本発明は、上記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、その目的は、非常時
制御から通常時制御へ移行する際、吐出容量の急激な増
大を阻止しつつ、吐出容量の最小からの離脱の遅延も防
止することが可能な可変容量型圧縮機の制御装置を提供
することにある。

【００１４】

【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の発明では、車両空調装置に用いられ、車両
エンジンの駆動によって冷媒ガスの圧縮を行い、さらに
はクランク室の圧力を変更することで吐出容量を変更可
能な可変容量型圧縮機の吐出容量の制御装置であって、
前記クランク室の圧力を開度調節により変更可能な弁体
と、入力電流値に基づいて弁体への付与荷重を調節する
電気駆動部とを備えた容量制御弁と、種々の外部情報を
検出する外部情報検出手段と、前記外部情報検出手段に
より検出された外部情報に基づいて通常時制御又は非常
時制御のいずれか一方を選択し、通常時制御が選択され
た場合には外部情報に基づく値の電流を電気駆動部へ入
力するとともに、非常時制御が選択された場合には吐出
容量を最小に誘導する値の電流を電気駆動部へ入力する
制御手段とを備えた可変容量型圧縮機の制御装置におい
て、前記制御手段は、非常時制御から通常時制御へ移行
する際、電気駆動部に対する入力電流値を、外部情報に
応じた入力電流値目標にまで所定時間かけて変更し、こ
の所定時間中の或る時間帯においては、入力電流値目標
までの単純変更直線上の同一時間の点よりも、クランク
室の圧力を低くする側に弁体への付与荷重を調節する値
の電流を、電気駆動部に対して入力するようにしたこと
を特徴とする可変容量型圧縮機の制御装置。

【００１５】この構成において前記制御手段は、非常時
制御から通常時制御へ移行する際、電気駆動部に対する
入力電流値を、外部情報に応じた入力電流値目標にまで
所定時間かけて変更する。従って、圧縮機の吐出容量は
徐々に増大され、その負荷トルクも徐々に増大されるこ
ととなり、車両の乗員に与える減速感を軽減することが
できる。

【００１６】さて、前記非常時制御、つまり圧縮機の最
小負荷トルク状態（最小吐出容量状態）が継続される
と、弁体はクランク室の圧力を高める開度で一定時間固
定されるため、クランク室の圧力が過大に上昇する。従
って、非常時制御から通常時制御へ移行する際、電気駆
動部に対する入力電流値を、外部情報に応じた入力電流
値目標までの単純変更直線に従って緩やかに変更する
と、圧縮機が最小吐出容量状態から離脱するまでに時間
がかかる。つまり、非常時制御中にクランク室の圧力が
過大となるため、弁体がクランク室の圧力を低下させる
ように動作したとしても、クランク室の圧力が圧縮機を
最小吐出容量状態から離脱させ得る値に低下するまでに
は時間がかかる。

【００１７】しかし、本発明においては、非常時制御か
ら通常時制御へ移行する所定時間中の或る時間帯におい
ては、電気駆動部に対する入力電流値を、入力電流値目
標までの単純変更直線よりも、クランク室の圧力を低く
する側に弁体への付与荷重を調節する値の電流を電気駆
動部に対して入力するようにしている。従って、非常時
制御中に過大となったクランク室の圧力は速やかに低下
されることとなり、非常時制御の終了後、圧縮機は最小
吐出容量状態から速やかに離脱される。

【００１８】請求項２の発明では、前記容量制御弁は、
吸入冷媒ガスの圧力に応じて弁体を動作させる感圧部を
備え、前記電気駆動部は、入力電流値に応じて感圧部の
動作の基準となる設定吸入圧力を変更することを特徴と
している。

【００１９】この構成において前記制御手段は、非常時
制御から通常時制御へ移行する際、電気駆動部に対する
入力電流値を、外部情報に応じた入力電流値目標にまで
所定時間かけて変更する。つまり、制御手段は、非常時
制御から通常時制御へ移行する際、設定吸入圧力を、最
高値から外部情報に応じた設定吸入圧力目標にまで所定
時間かけて低下させる。従って、圧縮機の吐出容量は徐
々に増大され、その負荷トルクも徐々に増大されること
となり、車両の乗員に与える減速感を軽減することがで
きる。

【００２０】さて、非常時制御から通常時制御へ移行す
る際、設定吸入圧力を、外部情報に応じた設定吸入圧力
目標までの単純低下直線に従って緩やかに低下させる
と、実吸入圧力が設定吸入圧力を上回るまでに時間がか
かり、つまりは感圧部がクランク室の圧力を低くする側
に弁体を動作させるまでに時間がかかる。従って、圧縮
機が最小吐出容量状態から離脱するまでにはさらに時間
がかかる。

【００２１】しかし、本発明においては、非常時制御か
ら通常時制御へ移行する所定時間中の或る時間帯におい
ては、設定吸入圧力を、設定吸入圧力目標までの単純低
下直線よりも低く設定するようにしている。従って、実
吸入圧力が設定吸入圧力を上回る状況を速やかに生み出
すことができ、圧縮機は最小吐出容量状態から速やかに
離脱される。

【００２２】請求項３の発明では、前記制御手段は、非
常時制御が終了されるとほぼ同時に、入力電流値目標ま
での単純変更直線上の同一時間の点よりも、クランク室
の圧力を低くする側に弁体への付与荷重を調節する値の
電流を電気駆動部に対して入力することを特徴としてい
る。

【００２３】この構成においては、非常時制御中に過大
となったクランク室の圧力は、非常時制御から通常時制
御へ移行する際にさらに速やかに低下されるし、実吸入
圧力が設定吸入圧力を上回る状況をさらに速やかに生み
出すことができ、圧縮機の吐出容量は最小からさらに速
やかに離脱される。

【００２４】請求項４の発明では、前記外部情報検出手
段は、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度セン
サを備え、前記制御手段は、少なくともアクセル開度セ
ンサにより検出されたアクセル開度に基づいて通常時制
御又は非常時制御の選択を行なうことを特徴としてい
る。

【００２５】この構成においては、例えば、アクセル開
度センサにより検出されたアクセル開度が設定値以上と
なると、制御手段は非常時制御を選択することとなる。
請求項５の発明では、前記外部情報検出手段は、車室温
度又は車室温度を反映する温度を検出する車室温度セン
サと、車室の温度を設定するための車室温度設定器とを
備え、前記制御手段は、通常時制御の際には、少なくと
も車室温度センサにより検出された検出温度と、車室温
度設定器により設定された設定温度とを参照して入力電
流値を決定することを特徴としている。

【００２６】この構成において制御手段は、例えば、検
出温度と設定温度（検出温度＞設定温度）との大きな差
に基づいて、設定吸入圧力を低くするように、電気駆動
部に対する入力電流値を決定する。逆に、制御手段は、
検出温度と設定温度との小さな差に基づいて、設定吸入
圧力を高くするように、電気駆動部に対する入力電流値
を決定する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について説明する。先ず、可変容量型圧縮機（以
下、単に圧縮機と呼ぶ）の構成について説明する。

【００２８】図１に示すように、フロントハウジング１
１はシリンダブロック１２の前端に接合固定されてい
る。リヤハウジング１３は、シリンダブロック１２の後
端に弁・ポート形成体１４を介して接合固定されてい
る。クランク室１５は、フロントハウジング１１とシリ
ンダブロック１２とで囲まれて区画形成されている。

【００２９】駆動軸１６は、前記クランク室１５を通る
ようにフロントハウジング１１とシリンダブロック１２
との間で回転可能に架設支持されている。駆動軸１６
は、外部駆動源としての車両エンジンＥｇに、電磁クラ
ッチ等のクラッチ機構Ｃを介して連結されている。従っ
て、駆動軸１６は、車両エンジンＥｇの稼動時におい
て、クラッチ機構Ｃの接続により回転駆動される。

【００３０】回転支持体１７は、前記クランク室１５に
おいて駆動軸１６に止着されている。カムプレートとし
ての斜板１８は、駆動軸１６に対してその軸線Ｌ方向へ
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１９は回転支持体１７と斜板１８との間に介在
されている。斜板１８は、回転支持体１７との間でのヒ
ンジ機構１９の介在により、駆動軸１６の軸線Ｌに対し
て傾動可能でかつ駆動軸１６と一体回転可能となってい
る。斜板１８は、その半径中心部が回転支持体１７側に
移動すると傾斜角が増大され、逆にシリンダブロック１
２側に移動すると傾斜角が減少される。最小傾斜角規定
部２０は、駆動軸１６において斜板１８とシリンダブロ
ック１２との間に設けられている。斜板１８の最大傾斜
角は回転支持体１７との当接により規定される。斜板１
８のゼロではない最小傾斜角は、最小傾斜角規定部２０
との当接により規定される。

【００３１】シリンダボア２１は前記シリンダブロック
１２に貫設形成されている。片頭型のピストン２２はシ
リンダボア２１に収容されている。ピストン２２は、シ
ュー２３を介して斜板１８の外周部に係留されており、
斜板１８の回転運動によりシリンダボア２１内で前後往
復運動される。

【００３２】吸入圧力領域を構成する吸入室２４、及び
吐出圧力領域を構成する吐出室２５は、リヤハウジング
１３にぞれぞれ区画形成されている。吸入ポート２６、
吸入弁２７、吐出ポート２８及び吐出弁２９は、それぞ
れ弁・ポート形成体１４に形成されている。そして、吸
入室２４の冷媒ガスは、ピストン２２が上死点から下死
点に移動することで、吸入ポート２６及び吸入弁２７を
介してシリンダボア２１に吸入される。シリンダボア２
１に吸入された冷媒ガスは、ピストン２２が下死点から
上死点に移動することで、所定の圧力にまで圧縮された
後、吐出ポート２８及び吐出弁２９を介して吐出室２５
へ吐出される。

【００３３】上記構成の圧縮機においてその吸入室２４
と吐出室２５とは、外部冷媒回路６１を介して接続され
ている。外部冷媒回路６１は、その冷媒流路上に凝縮器
６２、膨張弁６３及び蒸発器６４を備えている。この圧
縮機と外部冷媒回路６１とによって、車両空調装置の冷
凍回路が構成されている。

【００３４】次に、前記圧縮機の吐出容量を制御するた
めの制御装置について説明する。図１に示すように、制
御通路３０はクランク室１５と吸入室２４とを連通す
る。容量制御弁３１は、制御通路３０上に介在されてい
る。給気通路３２は吐出室２５とクランク室１５とを連
通する。吐出室２５の高圧冷媒ガスは、給気通路３２を
介してクランク室１５に供給される。また、クランク室
１５には、シリンダボア２１とピストン２２との間から
のブローバイガスによっても、高圧冷媒ガスが供給され
る。

【００３５】車両の車室の温度を設定するための車室温
度設定器３３、車室の温度を直接的（この場合は車室に
配置される）又は間接的（この場合は例えば蒸発器６４
近傍に配置される）に検出するための車室温度センサ３
４、車両エンジンＥｇのアクセル開度を検出するための
アクセル開度センサ３５、前記クラッチ機構Ｃ、及び前
記容量制御弁３１は、それぞれ制御コンピュータＸに接
続されている。制御コンピュータＸは、駆動回路３６を
介して容量制御弁３１に接続されている。前記車室温度
設定器３３、車室温度センサ３４及びアクセル開度セン
サ３５が、外部情報検出手段を構成している。

【００３６】次に、前記容量制御弁３１の構成について
説明する。図２及び図３に示すように、容量制御弁３１
は、バルブハウジング４１と電気駆動部としてのソレノ
イド部４２とを中央付近において接合することで構成さ
れている。感圧室を兼ねる弁室４３は、バルブハウジン
グ４１の先端部に区画形成されている。弁体４４は、弁
室４３においてバルブハウジング４１の軸線方向前後
（図面の上下方向）に往復動可能に収容されている。弁
孔４５は、弁室４３において弁体４４と対向するように
開口されている。弁孔４５は、バルブハウジング４１の
軸線方向に延びるように形成されている。弁室４３は、
前記制御通路３０の下流側を介して吸入室２４に連通さ
れている。

【００３７】感圧部材としてのベローズ４６は、前記弁
室４３に収容されている。ベローズ４６は、上端部が弁
室４３内の上面に固定されるとともに下端部が弁体４４
に作動連結され、バルブハウジング４１の軸線方向前後
に伸縮可能となっている。設定バネ４７はベローズ４６
内に配置されている。設定バネ４７はベローズ４６の初
期長さを設定するためのものである。前記弁室４３、ベ
ローズ４６、及び設定バネ４７が感圧部を構成してい
る。

【００３８】プランジャ室４８は前記ソレノイド部４２
に形成され、その上方開口部には固定吸引子４９が嵌合
固定されている。プランジャ５０は、プランジャ室４８
においてバルブハウジング４１の軸線方向前後に往復動
可能に収容されている。円筒状のコイル５１は、プラン
ジャ室４８の外周側において、固定吸引子４９及びプラ
ンジャ５０を跨ぐように配置されている。前記駆動回路
３６はコイル５１に接続されている。追従バネ５２は、
プランジャ５０とプランジャ室４８の底面との間に介装
され、プランジャ５０を固定吸引子４９側に向けて付勢
する。

【００３９】ロッドガイド孔５３は固定吸引子４９に貫
設されている。ロッド５４は、ロッドガイド孔５３に摺
動可能に挿通されている。ロッド５４の下端部はプラン
ジャ５０に固定されるとともに、上端部は追従バネ５２
の付勢力によって弁体４４に当接されている。従って、
プランジャ５０と弁体４４とは、ロッド５４を介して作
動連結されており、弁体４４には追従バネ５２によって
弁孔４５を開放する方向の付勢力が作用されている。

【００４０】ポート５５は、前記バルブハウジング４１
において弁室４３とプランジャ室４８との間に、弁孔４
５と直交して形成されている。ポート５５は、制御通路
３０の上流側を介してクランク室１５に連通されてい
る。前記弁室４３、弁孔４５及びポート５５は、制御通
路３０の一部を構成する。

【００４１】次に、前記制御装置の作用について説明す
る。前記車両エンジンＥｇの起動時に、車両空調装置の
図示しない作動スイッチのオン状態のもとで、車室温度
センサ３４からの検出温度が車室温度設定器３３の設定
温度以上となると、制御コンピュータＸによりクラッチ
機構Ｃが接続されて圧縮機が起動される。この状態で容
量制御弁３１のベローズ４６は、弁室４３の吸入冷媒ガ
スの圧力（以下実吸入圧力とする）に応じて伸縮しよう
とし、この伸縮により弁体４４には弁孔４５を開放又は
閉塞する方向の付勢力が作用される。

【００４２】前記クラッチ機構Ｃが接続された状態で、
制御コンピュータＸは、車室温度設定器３３からの設定
温度、車室温度センサ３４からの検出温度、及びアクセ
ル開度センサ３５から得られるアクセル開度等の外部情
報に基づいて入力電流値を決定し、この入力電流値を駆
動回路３６に指令する。駆動回路３６は、指令された入
力電流値を容量制御弁３１のコイル５１に対して出力す
る。駆動回路３６からコイル５１に電流が入力される
と、固定吸引子４９とプランジャ５０との間にはコイル
５１への入力電流値に応じた吸引力（電磁力）が生じ
る。この吸引力は、弁孔４５を開放する方向の付勢力と
して、ロッド５４を介して弁体４４に作用される。

【００４３】前記弁室４３に収容された弁体４４には、
弁室４３の実吸入圧力が弁孔４５を閉塞する方向に作用
されるとともに、ポート５５のクランク室１５圧力が弁
孔４５を開放する方向に作用されている。つまり、クラ
ンク室１５圧力と実吸入圧力との差が、弁体４４に対し
て弁孔４５を開放する方向の付勢力として作用されてい
る。

【００４４】前記容量制御弁３１は、上述した、ベロー
ズ４６からの付勢力、固定吸引子４９とプランジャ５０
との間の吸引力に基づく付勢力、追従バネ５２の付勢
力、及び実吸入圧力とクランク室１５圧力との差に基づ
く付勢力のバランスにより、弁孔４５の開度が決定され
る。

【００４５】例えば、冷房負荷が大きい場合には、車室
温度センサ３４からの検出温度と車室温度設定器３３の
設定温度との差が大きくなる。制御コンピュータＸは、
検出温度と設定温度との大きな差に基づいて、ベローズ
４６の伸縮動作の基準となる吸入圧力（以下設定吸入圧
力とする）を低くするように、容量制御弁３１のコイル
５１に対する入力電流値を制御する。すなわち、制御コ
ンピュータＸは、駆動回路３６に対して、この温度差が
大きいほどコイル５１への入力電流値を大きくして、固
定吸引子４９とプランジャ５０との間の吸引力を強くす
るように指令する。従って、ソレノイド部４２は、弁体
４４に作用させる弁孔４５を開放する方向への付勢力を
大きくする。その結果、ベローズ４６は、より低い実吸
入圧力を維持すべく弁体４４を動作させて弁孔４５を開
閉する。

【００４６】弁孔４５の開度が大きくなれば、クランク
室１５から制御通路３０を経由して吸入室２４へ排出さ
れる冷媒ガス量が多くなり、クランク室１５の圧力が低
下する。また、冷房負荷が大きい状態では、実吸入圧力
も高くて、クランク室１５の圧力とシリンダボア２１の
圧力とのピストン２２を介した差が小さくなる。このた
め、斜板１８の傾斜角が大きくなって、圧縮機の吐出容
量が大きくなる。弁体４４が弁孔４５を全開した状態と
なると、クランク室１５の圧力が吸入室２４の実吸入圧
力とほぼ同一となり、斜板１８の傾斜角が最大となって
圧縮機の吐出容量は最大となる（図２に示す状態）。

【００４７】逆に、冷房負荷が小さい場合には、車室温
度センサ３４からの検出温度と車室温度設定器３３の設
定温度との差は小さくなる。制御コンピュータＸは、検
出温度と設定温度との小さな差に基づいて、設定吸入圧
力を高くするように容量制御弁３１のコイル５１に対す
る入力電流値を制御する。すなわち、制御コンピュータ
Ｘは駆動回路３６に対して、この温度差が小さいほど容
量制御弁３１のコイル５１への入力電流値を小さくし
て、固定吸引子４９とプランジャ５０との間の吸引力を
弱くするように指令する。従って、ソレノイド部４２
は、弁体４４に作用させる弁孔４５を開放する方向への
付勢力を小さくする。その結果、ベローズ４６は、より
高い実吸入圧力を維持すべく弁体４４を動作させて弁孔
４５を開閉する。

【００４８】弁孔４５の開度が小さくなれば、クランク
室１５から制御通路３０を経由して吸入室２４へ排出さ
れる冷媒ガス量が少なくなり、クランク室１５の圧力が
上昇する。また、冷房負荷が小さい状態では、吸入室２
４の実吸入圧力が低くて、クランク室１５の圧力とシリ
ンダボア２１の圧力とのピストン２２を介した差が大き
くなる。このため、斜板１８の傾斜角が小さくなって、
圧縮機の吐出容量が小さくなる。弁体４４が弁孔４５を
完全に閉塞した状態となると、クランク室１５から吸入
室２４へ冷媒ガスが排出されなくなり、クランク室１５
の圧力が大きく上昇して斜板１８の傾斜角が最小とな
り、圧縮機の吐出容量が最小となる（図３に示す状
態）。

【００４９】さて、図４のタイムチャートに示すよう
に、前記制御装置による圧縮機の容量制御としては、上
述した冷房負荷に基づく通常時制御以外にも、車両の急
加速時において車両エンジンＥｇの負荷を軽減するため
の加速カット制御、つまり、非常時制御も行われるよう
になっている。この加速カット制御が、単に車両の急加
速時において車両エンジンＥｇの負荷を軽減するのみの
目的なら、前記クラッチ機構Ｃを開放して圧縮機を停止
させればよいのであるが、車両の乗員について少しでも
考慮するなら、この加速カット制御中においても最小限
の冷房能力は確保したい。

【００５０】すなわち、図４（ａ）に示すように、前記
制御コンピュータＸは、アクセル開度センサ３５により
検出されたアクセル開度が設定値以上となると、車両が
急加速状態へ移行するものと判断し、駆動回路３６に対
して容量制御弁３１のコイル５１への入力電流値を、冷
房負荷に応じた値からゼロに低下させるように指令す
る。従って、図４（ｂ）に示すように、容量制御弁３１
の設定吸入圧力が、冷房負荷に応じた値から最高値にま
で増大され、実吸入圧力が設定吸入圧力を大きく下回る
状況が生み出される。その結果、ベローズ４６は、実吸
入圧力と設定吸入圧力との大きな差を解消しようと、弁
体４４を動作させて弁孔４５を全閉する。よって、図４
（ｃ）に示すように、クランク室１５の圧力が上昇して
圧縮機の吐出容量が最小に誘導され、冷媒ガスの圧縮動
作の反作用として生じる負荷トルクが最小となって、車
両エンジンＥｇの負荷を軽減することができる。これは
車両の鋭い加速状態を得ることにつながる。

【００５１】前記制御コンピュータＸは、加速カット制
御の開始から一定時間Ｓ（秒：例えば１秒）経過した後
にはその制御を終了させ、冷房負荷に応じた通常時制御
に移行する。つまり、制御コンピュータＸは、容量制御
弁３１のコイル５１への入力電流値を、ゼロから冷房負
荷に応じた入力電流値目標ａ３に増大させることで（図
４（ａ））、設定吸入圧力を、最高値から冷房負荷に応
じた設定吸入圧力目標にまで低下させる（図４
（ｂ））。この時、制御コンピュータＸは、コイル５１
への入力電流値を、ゼロから入力電流値目標ａ３にまで
所定時間Ｔかけて増大させる。つまり、設定吸入圧力
を、最高値から設定吸入圧力目標にまで所定時間Ｔかけ
て低下させるようにしている。

【００５２】さて、従来技術において詳述したように、
加速カット制御から通常時制御へ移行する際、容量制御
弁３１のコイル５１への入力電流値を、ゼロから入力電
流値目標ａ３にまで所定時間Ｔかけて単純に増大させる
だけでは、圧縮機の最小吐出容量状態からの離脱が、加
速カット制御の終了から大きく遅れる問題が生じる。

【００５３】従って、本実施形態においては、非常時制
御から通常時制御へ移行する所定時間Ｔ中の或る時間帯
（第１の時間帯ｔ１及び第２の時間帯ｔ２）において
は、入力電流値目標ａ３までの単純増大直線Ｈ上の同一
時間の点よりも、高い値ａ１，ａ２の電流をコイル５１
に対して入力するようにしている（図４（ａ））。つま
り、この時間帯ｔ１，ｔ２においては、設定吸入圧力
が、設定吸入圧力目標までの単純低下直線上の同一時間
の点よりも低い値に設定されることとなる（図４
（ｂ））。

【００５４】さらに詳述すれば、図４（ａ）に示すよう
に、加速カット制御が終了されると同時に第１の時間帯
ｔ１へ移行され、コイル５１への入力電流値が第１の値
ａ１にまで急激に高められて、この第１の値ａ１の電流
をコイル５１へ入力する状態が「ｔ１」秒間継続され
る。従って、図４（ｂ）に示すように、加速カットが終
了されるとほぼ同時に、実吸入圧力を設定吸入圧力に対
して大きく上回らせる状況を生じさせることができ、こ
の状況下においてベローズ４６は、弁孔４５を大きく開
放する側に弁体４４を動作させることとなる。その結
果、図４（ｃ）に示すように、クランク室１５の圧力は
速やかに低下され、加速カット制御の終了からほとんど
遅れることなく、圧縮機は最小負荷トルク状態（最小吐
出容量状態）から離脱される。つまり、第１の値ａ１
は、加速カット制御の終了時点における実吸入圧力に対
し、それを大きく下回る設定吸入圧力を実現できる値で
ある。

【００５５】図４（ａ）に示すように、加速カット制御
の終了から「ｔ１」秒経過されると同時に、第１の時間
帯ｔ１から第２の時間帯ｔ２へ移行され、容量制御弁３
１のコイル５１への入力電流値が、第１の値ａ１から第
２の値ａ２（単純増大直線Ｈ上における同一時間の点よ
りは高い）に急激に低められて、この第２の値ａ２の電
流をコイル５１へ入力する状態が「ｔ２」秒間継続され
る。従って、図４（ｂ）に示すように、実吸入圧力が設
定吸入圧力に対して大きく上回る状況が短時間で解消さ
れ、ベローズ４６は弁体４４を動作させて弁孔４５の開
度を小さくする。その結果、図４（ｃ）に示すように、
クランク室１５の圧力が過大に低下することが抑制さ
れ、最小吐出容量状態から応答性良く離脱した圧縮機
が、そのままの勢いで吐出容量を急激に増大させてゆく
傾向が抑制される。

【００５６】加速カット制御の終了から「ｔ１＋ｔ２」
秒経過されると、入力電流値の単純増大直線Ｈ上におけ
る同一時間の点も、第２の値ａ２をとることとなる。加
速カット制御の終了から「ｔ１＋ｔ２」秒経過されてそ
れ以降の時間帯ｔ３（＝Ｔ−ｔ１−ｔ２）は、単純増大
直線Ｈ上の同一時間の点と同じ値の電流が入力される。
従って、時間帯ｔ３においては、実吸入圧力が設定吸入
圧力にほぼ収束することとなり（図４（ｂ））、圧縮機
の負荷トルクの増大軌跡を、所望の単純増大直線（二点
鎖線）にほぼ収束させることができる（図４（ｃ））。

【００５７】上記構成の本実施形態においては次のよう
な効果を奏する。 （１）制御コンピュータＸは、加速カット制御から通常
時制御へ移行する際、容量制御弁３１のコイル５１に対
する入力電流値を、入力電流値目標ａ３にまで所定時間
Ｔかけて変更する。従って、圧縮機の吐出容量、つまり
は圧縮機の負荷トルクが徐々に増大され、車両エンジン
Ｅｇが大きく減速することを防止できて、車両のドライ
バビリティを悪化させることはない。

【００５８】また、制御コンピュータＸは、所定時間Ｔ
中の或る時間帯ｔ１、ｔ２においては、入力電流値目標
ａ３までの単純増大直線Ｈ上の同一時間の点よりも、ク
ランク室１５の圧力を低くする側に弁体４４への付与荷
重を調節する値ａ１，ａ２の電流を、容量制御弁３１の
コイル５１に対して入力する。従って、クランク室１５
の圧力は速やかに低下され、加速カット制御の終了から
ほとんど遅れることなく、圧縮機は最小吐出容量状態か
ら離脱される。その結果、通常制御時において加速カッ
ト制御が介在されることでの、車両空調装置の冷房フィ
ーリングの悪化を抑制することができる。

【００５９】つまり、本実施形態の制御装置によれば、
加速カット制御から通常時制御へ移行する際、車両エン
ジンＥｇが大きく減速することを防止できることと、車
両空調装置の冷房フィーリングの悪化を抑制できること
との兼ね合いに優れる容量制御を行なうことが可能とな
る。

【００６０】（２）容量制御弁３１は、ベローズ４６が
実吸入圧力に応じて弁体４４を動作させて弁孔４５を開
閉し、ソレノイド部４２から弁体４４への付勢力の変更
によっては、ベローズ４６の動作の基準となる設定吸入
圧力が変更される構成である。つまり、容量制御弁３１
は、コイル５１への入力電流値によって弁孔４５の開度
が一義的に決定されない構成である。従って、従来技術
において述べたような、加速カット制御の終了後におけ
る弁体４４の動作遅れの問題を生じることとなる。つま
り、このような容量制御弁３１を備えた制御装置におい
て具体化した本実施形態においては、その効果を奏する
のに特に有効となる。

【００６１】（３）制御コンピュータＸは、加速カット
制御が終了されると同時に第１の時間帯ｔ１へ移行され
る。従って、クランク室１５の圧力をさらに速やかに低
下させることができ、加速カット制御の終了からほとん
ど遅れることなく、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱
させることができる。

【００６２】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲
で、例えば、以下の態様でも実施できる。 ○図５に示すように、所定時間Ｔ中の全ての時間帯にお
いて、入力電流値目標ａ３までの単純増大直線Ｈ上の同
一時間の点よりも高い値の電流を、容量制御弁３１（図
２）のコイル５１に対して入力するようにすること。こ
のようにしても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

【００６３】○上記実施形態の容量制御弁３１とは、コ
イル５１への入力電流値の大小に対する設定吸入圧力の
大小の関係が逆となる構成の容量制御弁を用いること。
つまり、この容量制御弁は、コイル５１への入力電流値
が大きくなると設定吸入圧力を高くし、逆にコイル５１
への入力電流値が小さくなると設定吸入圧力を低くする
構成である。

【００６４】○制御コンピュータＸによる加速カット制
御の選択基準を、アクセル開度センサ３５により検出さ
れたアクセル開度の単位時間あたりの変化量が設定値以
上となった場合とすること。

【００６５】○容量制御弁３１に用いられる感圧部材を
ダイヤフラムに変更すること。 ○容量制御弁３１において、弁体４４を駆動する手段を
ソレノイド部４２（電気駆動部）のみとすること。

【００６６】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、非常時制御
から通常時制御へ移行する際、車両エンジンが大きく減
速することを防止できることと、車両空調装置の冷房フ
ィーリングの悪化を抑制することとの兼ね合いに優れる
容量制御を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 可変容量型圧縮機の縦断面図。

【図２】 最大吐出容量状態を示す要部拡大断面図。

【図３】 最小吐出容量状態を示す要部拡大断面図。

【図４】 制御装置の動作特性を説明するタイムチャー
ト。

【図５】 別例を示すタイムチャート。

【図６】 従来の制御装置の動作特性を説明するタイム
チャート。

【符号の説明】

１５…クランク室、３１…容量制御弁、３３…外部情報
検出手段を構成する車室温度設定器、３４…同じく車室
温度センサ、３５…同じくアクセル開度センサ、４２…
電気駆動部としてのソレノイド部、４４…弁体、Ｅｇ…
車両エンジン、Ｘ…制御手段としての制御コンピュー
タ、Ｈ…単純変更（増大）直線、Ｔ…所定時間、ａ３…
外部情報に応じた入力電流値目標、ｔ１…或る時間帯と
しての第１の時間帯、ｔ２…同じく第２の時間帯。

フロントページの続き (72)発明者 園部 正法 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 日高 茂之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA10 AA12 AA27 BA02 BA12 BA37 CA24 CA28 DA25 EA16 EA33 EA35 EA38 EA42 EA44 3H076 AA06 BB32 BB43 CC12 CC20 CC41 CC84 CC91

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両空調装置に用いられ、車両エンジン
   の駆動によって冷媒ガスの圧縮を行い、さらにはクラン
   ク室の圧力を変更することで吐出容量を変更可能な可変
   容量型圧縮機の吐出容量の制御装置であって、 前記クランク室の圧力を開度調節により変更可能な弁体
   と、入力電流値に基づいて弁体への付与荷重を調節する
   電気駆動部とを備えた容量制御弁と、 種々の外部情報を検出する外部情報検出手段と、 前記外部情報検出手段により検出された外部情報に基づ
   いて通常時制御又は非常時制御のいずれか一方を選択
   し、通常時制御が選択された場合には外部情報に基づく
   値の電流を電気駆動部へ入力するとともに、非常時制御
   が選択された場合には吐出容量を最小に誘導する値の電
   流を電気駆動部へ入力する制御手段とを備えた可変容量
   型圧縮機の制御装置において、 前記制御手段は、非常時制御から通常時制御へ移行する
   際、電気駆動部に対する入力電流値を、外部情報に応じ
   た入力電流値目標にまで所定時間かけて変更し、この所
   定時間中の或る時間帯においては、入力電流値目標まで
   の単純変更直線上の同一時間の点よりも、クランク室の
   圧力を低くする側に弁体への付与荷重を調節する値の電
   流を、電気駆動部に対して入力するようにした可変容量
   型圧縮機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記容量制御弁は、吸入冷媒ガスの圧力
   に応じて弁体を動作させる感圧部を備え、前記電気駆動
   部は、入力電流値に応じて感圧部の動作の基準となる設
   定吸入圧力を変更する構成である請求項１に記載の可変
   容量型圧縮機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、非常時制御が終了され
   るとほぼ同時に、入力電流値目標までの単純変更直線上
   の同一時間の点よりも、クランク室の圧力を低くする側
   に弁体への付与荷重を調節する値の電流を電気駆動部に
   対して入力する請求項１又は２に記載の可変容量型圧縮
   機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記外部情報検出手段は、車両のアクセ
   ル開度を検出するアクセル開度センサを備え、前記制御
   手段は、少なくともアクセル開度センサにより検出され
   たアクセル開度に基づいて通常時制御又は非常時制御の
   選択を行なう請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量
   型圧縮機の制御装置。
5. 【請求項５】 前記外部情報検出手段は、車室温度又は
   車室温度を反映する温度を検出する車室温度センサと、
   車室の温度を設定するための車室温度設定器とを備え、
   前記制御手段は、通常時制御の際には、少なくとも車室
   温度センサにより検出された検出温度と、車室温度設定
   器により設定された設定温度とを参照して電気駆動部へ
   の入力電流値を決定する請求項１〜４のいずれかに記載
   の可変容量型圧縮機の制御装置。