(57)【要約】【課題】可変容量型圧縮機の温度上昇を抑制しつつ、動力のロスを最小限に止める可変容量型圧縮機の制御装置及び可変容量型圧縮機の制御方法を提供する。【解決手段】制御装置は、冷媒のクランク室１０６への流出入量に応じたクランク室１０６内の圧力変化に即して、クランク室１０６内に設けられた斜板１０９の傾角を変え、その傾角に応じた往復動作する複数のピストン１１３による冷媒の吐出容量を変えることが可能な可変容量型圧縮機１０に対して、クランク室１０６の周囲に取り付けられた温度センサ１５によって検知された温度を取得し、その温度が上昇するにつれて、クランク室１０６内の圧力低下度合いが大きくなるように、クランク室１０６内に冷媒を出し入れするための、吐出室１３１とクランク室１０６とを連通する連通路１３４及びクランク室１０６と吸入室１３２とを連通する連通路１１４のいずれか一方に設けられた制御弁１２２の弁開度を調節する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室（１０６）内に収容された、回転軸（１０１）と一体に回転しかつ前記回転軸（１０１）に対し傾角可変である斜板（１０９）と、
前記回転軸（１０１）の周りに配列され、前記斜板（１０９）の傾角に応じた往復動作する複数のピストン（１１３）と、
前記クランク室（１０６）内に冷媒を出し入れするための、吐出室（１３１）とクランク室（１０６）とを連通する第１の連通路（１３４）及びクランク室（１０６）と吸入室（１３２）とを連通する第２の連通路（１１４）と、
前記第１及び第２の連通路（１１４、１３４）のいずれか一方に設けられた電磁弁（１２２）とを有し、
前記電磁弁（１２２）を制御して冷媒の前記クランク室（１０６）への流出入量に応じた前記クランク室（１０６）内の圧力変化に即して、前記斜板（１０９）の傾角を変えて、それによって冷媒の吐出容量を変えることができる可変容量型圧縮機（１０）の制御装置であって、
前記クランク室（１０６）の周囲に取り付けられた温度センサ（１５）によって検知された温度を取得し、該温度が上昇するにつれて、前記クランク室（１０６）内の圧力低下度合いが大きくなるように前記制御弁（１２２）の弁開度を調節することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記電磁弁（１２２）は、前記第１の連通路（１３４）に設けられ、
前記温度センサ（１５）によって検知された温度が上昇するにつれて、前記制御弁（１２２）の弁開度が小さくなるよう制御する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記電磁弁（１２２）は、前記第２の連通路（１１４）に設けられ、
前記温度センサ（１５）によって検知された温度が上昇するにつれて、前記制御弁（１２２）の弁開度が大きくなるよう制御する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記可変容量型圧縮機（１０）は、エンジン（４）から伝達された回転動力により前記回転軸（１０１）を回転させ、
前記制御装置は、前記温度センサ（１５）により検知された温度が所定温度よりも高くなったときに前記制御弁（１２２）の弁開度を調節するとともに、前記制御弁（１２２）の弁開度を示す信号を前記エンジン（４）を制御するエンジン制御装置（５）へ送信する、請求項１〜３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
クランク室（１０６）内に収容された、回転軸（１０１）と一体に回転しかつ前記回転軸（１０１）に対し傾角可変である斜板（１０９）と、
前記回転軸（１０１）の周りに配列され、前記斜板（１０９）の傾角に応じた往復動作する複数のピストン（１１３）と、
前記クランク室（１０６）内に冷媒を出し入れするための、吐出室（１３１）とクランク室（１０６）とを連通する第１の連通路（１３４）及びクランク室（１０６）と吸入室（１３２）とを連通する第２の連通路（１１４）と、
前記第１及び第２の連通路（１１４、１３４）のいずれか一方に設けられた電磁弁（１２２）とを有し、前記電磁弁（１２２）を制御して冷媒の前記クランク室（１０６）への流出入量に応じた前記クランク室（１０６）内の圧力変化に即して、前記斜板（１０９）の傾角を変えて、それによって冷媒の吐出容量を変えることができる可変容量型圧縮機（１０）の制御方法であって、
前記クランク室（１０６）の周囲に取り付けられた温度センサ（１５）によって検知された温度を取得するステップと、
該温度が上昇するにつれて、前記クランク室（１０６）内の圧力低下度合いが大きくなるように前記制御弁（１２２）の弁開度を調節するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記可変容量型圧縮機（１０）は、エンジン（４）から伝達された回転動力により前記回転軸（１０１）を回転させ、
前記弁開度を調節するステップは、前記温度センサ（１５）により検知された温度が所定温度よりも高くなったときに前記制御弁（１２２）の弁開度を調節し、
前記温度センサ（１５）により検知された温度が所定温度よりも高くなったときに前記制御弁（１２２）の弁開度を示す信号を、前記エンジン（４）を制御するエンジン制御装置（５）へ送信するステップをさらに含む、請求項５に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量型圧縮機の制御装置及び可変容量型圧縮機の制御方法に関する。特に、可変容量型圧縮機のクランク室内の圧力を調整する制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用空調装置などに利用されるヒートポンプの構成部品として、クランク室内に斜板を有する可変容量型圧縮機が広く採用されている。このような可変容量型圧縮機では、耐久性を向上させるために、潤滑油がクランク室内に貯留できるような構成となっている。
しかし、潤滑油がクランク室内に過剰に溜まると、クランク室内の圧力が過剰に上昇する。そのため、斜板が回転してクランク室内の潤滑油を攪拌する際に、その攪拌抵抗によって潤滑油が熱せられ、圧縮機自体が高温となってしまう。圧縮機が高温になると、シャフト周囲に設けられる冷媒漏れ防止用のリップシールや、シャフトの軸受けに用いられるベアリングなどの劣化を早め、圧縮機自体の耐久性及び信頼性が低下する。このような問題は、吸入室からクランク室への冷媒の流入が少ない、低容量運転時において特に生じやすい。そこで、クランク室内の温度上昇を検知して、クランク室と吐出室を連結する圧力供給通路を閉じることにより、クランク室内の圧力を低下させ、圧縮機が高温となることを防止する可変容量型圧縮機が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２３９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された可変容量型圧縮機は、圧力供給通路の弁孔に、バイメタルによって支持されるボール弁を設けている。そして、クランク室内が高温になると、そのバイメタルの撓み変形によってボール弁が弁孔を塞ぐ。そのため、クランク室内が高温になると吐出室からクランク室への冷媒の供給が停止されてクランク室内の圧力が低下し、それに伴って斜板の傾斜が増大して、圧縮機が高容量運転を行うようになる。その結果、クランク室内の潤滑油が排出され、攪拌抵抗による圧縮機の温度上昇が抑制される。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された可変容量型圧縮機では、圧力供給路の開度は、バイメタルの変形量に依存した機械的な制御となっており、圧縮機の温度に応じた適切な容量に制御することは困難であった。特に、クランク室内の温度上昇に伴ってボール弁が弁孔を塞いでしまうと、吐出室からクランク室への圧力供給がなされなくなるので、ボール弁が弁孔を塞ぐよりも高い温度では、圧縮機は、常に最大容量での運転を行うこととなり、動力のロスが大きくなる。
【０００６】
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、可変容量型圧縮機の温度上昇を抑制しつつ、動力のロスを最小限に止める可変容量型圧縮機の制御装置及び可変容量型圧縮機の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の形態によれば、本発明の一つの実施形態に係る可変容量型圧縮機の制御装置が提供される。係る制御装置により制御される可変容量型圧縮機（１０）は、クランク室（１０６）内に収容された、回転軸（１０１）と一体に回転しかつ回転軸（１０１）に対し傾角可変である斜板（１０９）と、回転軸（１０１）の周りに配列され、斜板（１０９）の傾角に応じた往復動作する複数のピストン（１１３）と、クランク室（１０６）内に冷媒を出し入れするための、吐出室（１３１）とクランク室（１０６）とを連通する第１の連通路（１３４）及びクランク室（１０６）と吸入室（１３２）とを連通する第２の連通路（１１４）と、第１及び第２の連通路（１１４、１３４）のいずれか一方に設けられた電磁弁（１２２）とを有し、電磁弁（１２２）を制御して冷媒のクランク室（１０６）への流出入量に応じたクランク室（１０６）内の圧力変化に即して、斜板（１０９）の傾角を変えて、それによって冷媒の吐出容量を変えることが可能なものである。そして係る制御装置は、クランク室（１０６）の周囲に取り付けられた温度センサ（１５）によって検知された温度を取得し、その温度が上昇するにつれて、クランク室（１０６）内の圧力低下度合いが大きくなるように制御弁（１２２）の弁開度を調節する。
本発明に係る制御装置は、クランク室内の温度に応じた適切な運転容量で圧縮機を運転させることにより、クランク室内の潤滑油の過剰な貯留を防止して、クランク室内の温度上昇を抑制するとともに、動力ロスを最小限に抑えることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載のように、電磁弁（１２２）は吐出室（１３１）とクランク室（１０６）とを連通する第１の連通路（１３４）に設けられる。この場合において、本発明に係る制御装置は、温度センサ（１５）によって検知された温度が上昇するにつれて、制御弁（１２２）の弁開度が小さくなるよう制御することが好ましい。
【０００９】
あるいは、請求項３に記載のように、電磁弁（１２２）は、クランク室（１０６）と吸入室（１３２）とを連通する第２の連通路（１１４）に設けられる。この場合において、本発明に係る制御装置は、温度センサ（１５）によって検知された温度が上昇するにつれて、制御弁（１２２）の弁開度が大きくなるよう制御することが好ましい。
【００１０】
さらに、請求項４に記載のように、可変容量型圧縮機（１０）は、エンジン（４）から伝達された回転動力により回転軸（１０１）を回転させるものであり、本発明に係る制御装置は、温度センサ（１５）により検知された温度が所定温度よりも高くなったときに制御弁（１２２）の弁開度を調節するとともに、制御弁（１２２）の弁開度を示す信号をエンジン（４）を制御するエンジン制御装置（５）へ送信することが好ましい。
本発明に係る制御装置は、係る構成を有することにより、クランク室内の温度低下のために圧縮機の運転容量が増加したことに伴う回転トルクの増加分を相殺するように、エンジン制御装置が燃料噴射量を補正することを可能にする。
【００１１】
また、請求項５に記載の形態によれば、本発明の他の実施形態に係る可変容量型圧縮機の制御方法が提供される。係る制御方法は、可変容量型圧縮機（１０）のクランク室（１０６）の周囲に取り付けられた温度センサ（１５）によって検知された温度を取得するステップと、取得された温度が上昇するにつれて、クランク室（１０６）内の圧力低下度合いが大きくなるように、クランク室（１０６）内に冷媒を出し入れするための、吐出室（１３１）とクランク室（１０６）とを連通する第１の連通路（１３４）及びクランク室（１０６）と吸入室（１３２）とを連通する第２の連通路（１１４）のいずれか一方に設けられた制御弁（１２２）の弁開度を調節するステップとを含む。
【００１２】
さらに請求項６に記載のように、可変容量型圧縮機（１０）は、エンジン（４）から伝達された回転動力により回転軸（１０１）を回転させるものであり、弁開度を調節するステップは、温度センサにより検知された温度が所定温度よりも高くなったときに制御弁（１２２）の弁開度を調節し、温度センサ（１５）により検知された温度が所定温度よりも高くなったときに制御弁（１２２）の弁開度を示す信号をエンジン（４）を制御するエンジン制御装置（５）へ送信するステップをさらに含むことが好ましい。
【００１３】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態に係る、可変容量型圧縮機の制御装置について詳細に説明する。本発明の一実施形態に係る制御装置により制御される可変容量型圧縮機は、車載空調装置のヒートポンプユニットに組み込まれ、制御装置からの制御信号にしたがって運転容量を変更するものである。そして可変容量型圧縮機は、クランク室と吐出室とをつなぐ連通路に電磁弁を有し、この電磁弁の弁開度を調整することによって、クランク室内の圧力が調節され、それに伴って運転容量が調節される。そして、制御装置は、クランク室内の温度が上昇するにつれて、電磁弁の弁開度が徐々に小さくなるように制御することで、クランク室の温度に応じた適切な運転容量で圧縮機を運転して、クランク室内の潤滑油の過剰貯留を防止して圧縮機の温度上昇を抑制するとともに、動力ロスを最小限に抑えることを図る。
【００１５】
図１に、本発明に係る制御装置により制御される可変容量型圧縮機１０（以下、単に圧縮機１０という）の概略断面図を示す。図１に示すように、圧縮機１０のシリンダ１２０の前端にはフロントハウジング１１１が接合されており、シリンダ１２０の後端にはリヤハウジング１２１がプレート１１５を介して接合固定されている。クランク室１０６を形成するフロントハウジング１１１とシリンダ１２０とにはシャフト１０１が軸受ａ１０３と軸受ｃ１０５とによって回転可能に支持されている。クランク室１０６から外部へ突出するシャフト１０１は、プーリ２１及びベルト２２（図２を参照）を介して外部駆動源、例えば車両エンジン４（図２を参照）から駆動力を得る。
【００１６】
シャフト１０１には、ラグプレート１０７が止着されていると共に、斜板１０９がシャフト１０１の軸方向へスライド可能かつ傾動可能に支持されている。なお、シャフト１０１に斜板１０９を挟んでスプリングａ１３５とスプリングｂ１３６が装着されている。斜板１０９にはリンク機構部１１０が設けられていて、ラグプレート１０７に設けられたヒンジ部１０８とスライド可能に連結している。したがって、斜板１０９は、リンク機構部１１０とヒンジ部１０８との連係により、シャフト１０１の軸方向に傾動可能かつシャフト１０１と一体的に回転可能となっている。斜板１０９の傾動は、リンク機構部１１０とヒンジ部１０８とのスライドガイド関係、及びシャフト１０１のスライド支持作用により案内される。
【００１７】
斜板１０９の半径中心部がラグプレート１０７側へ移動すると、斜板１０９の傾角θが増大する。斜板１０９の最大傾角はラグプレート１０７と斜板１０９との当接によって規制される。斜板１０９の半径中心部がシリンダ１２０側へ移動すると、斜板１０９の傾角θが減少する。斜板１０９の最小傾角は、斜板１０９とシャフト１０１上のサークリップとの当接によって規制される。なお、図１で示す斜板１０９の位置は、斜板傾角θが最大となる位置である。
【００１８】
シリンダ１２０に穿設された複数のボア１１９内にはピストン１１３が収容されている。斜板１０９の回転運動はシュー１１２を介してピストン１１３の前後往復運動に変換され、ピストン１１３がボア１１９内を往復動する。
【００１９】
リヤハウジング１２１内には吸入室１３２及び吐出室１３１とが区画形成されている。プレート１１５には、吸入室１３２に向いた吸入弁１１８と、吐出室１３１に向いた吐出弁１１７とが設けられている。吸入圧領域となる吸入室１３２内の冷媒ガスはピストン１１３の復動動作により吸入弁１１８を押し退けてボア１１９内に流入する。ボア１１９内に流入した冷媒ガスはピストン１１３の往動動作により吐出弁１１７を押し退けて、吐出圧領域となる吐出室１３１へと吐出される。この吐出弁１１７は開度規制されるようになっている。
【００２０】
ラグプレート１０７とフロントハウジング１１１との間には軸受ｂ１０４が介在されている。この軸受ｂ１０４は、ボア１１９からピストン１１３、シュー１１２、斜板１０９、リンク機構部１１０及びヒンジ部１０８を介してラグプレート１０７に作用する吐出反力を受け止める。
シャフト１０１とフロントハウジング１１１との間に介在された軸封装置１０２は、クランク室１０６からのシャフト１０１の周面に沿った冷媒漏れを防止する。なお、軸封装置１０２は、リップシール等を有する。
【００２１】
吸入室１３２へ冷媒ガスを導入する低圧側配管と、吐出室１３１から冷媒ガスを排出する高圧側配管とは、ヒートポンプ回路２（図２を参照）によって接続されている。
【００２２】
吐出室１３１と高圧側配管間には、逆止弁１３３が設けられていて、吐出室１３１内が所要の圧力に達したときに逆止弁１３３が開弁して、冷媒ガスがヒートポンプ回路２に流出し、吐出室１３２内が所要の圧力に達しないときは、逆止弁１３３は閉弁したままで冷媒ガスがヒートポンプ回路２に流出しない。
【００２３】
吐出室１３１とクランク室１０６とは圧力導入通路１３４で接続されている。又、クランク室１０６と吸入室１３２とは、オリフィス１１６を介して冷媒通路１１４で接続されている。圧力導入通路１３４は、吐出室１３１内の冷媒をクランク室１０６へ送る。クランク室１０６内の冷媒は冷媒通路１１４を介して吸入室１３２へ流出する。
【００２４】
圧力導入通路１３４上には電磁弁１２２が介在している。電磁弁１２２内のベローズ１３０には、吸入室１３２内の冷媒ガス圧が吸入圧導入孔１２９を通って作用している。吸入室１３２内の冷媒ガス圧は熱負荷を反映している。ベローズ１３０には、弁部１２６を有したロッド１２４が接続されており、この弁部１２６によって、吐出圧導入孔１２７と吐出圧排出孔１２８と間の導通又は非導通が行われる。ベローズ１３０内のばね力は、弁部１２６を開いて吐出圧導入孔１２７と吐出圧排出孔１２８とを導通する方向にロッド１２４に作用する。電磁弁１２２のコイル１２３による電磁駆動力は、弁部１２６を閉じて吐出圧導入孔１２７と吐出圧排出孔１２８とを非導通にする方向にプランジャ１２５によってロッド１２４に作用する。コイル１２３は、制御装置３の励消磁制御を受ける。制御装置３は、後述するように、車両の室内の温度を検出する温度センサ（図示せず）によって得られる検出室温及び操作パネル（図示せず）によって設定された目標室温に基づいて、冷房強度を調整するために電磁弁１２２の励消磁を制御する。
【００２５】
電磁弁１２２の弁部１２６が開いているときは、吐出室１３１内の冷媒は、吐出圧導入孔１２７と吐出圧排出孔１２８及び圧力導入通路１３４を経由して、クランク室１０６に送られる。コイル１２３に対する供給電流値が高められると弁開度が減少し、吐出室１３１からクランク室１０６への冷媒供給量が減る。クランク室１０６内の冷媒は冷媒通路１１４を介して吸入室１３２へ流出しているため、クランク室１０６内の圧力が下がる。従って、斜板１０９の傾角θが増大して吐出容量が増える。吐出容量の増大は吸入圧の低下をもたらす。供給電流値が下げられると弁開度が増大し、吐出室１３１からクランク室１０６への冷媒供給量が増える。従って、クランク室１０６内の圧力が上がり、斜板１０９の傾角θが減少して吐出容量が減る。吐出容量の減少は吸入圧の増加をもたらす。
【００２６】
圧縮機１０の運転容量を減少させる場合、制御装置３からの電気信号を変化させると、プランジャ１２５にかかる力が変化し、弁部１２６が開く。この弁部１２６は、吐出室１３１と導通する吐出圧導入孔１２７と圧力排出孔１２８を備えている。圧力排出孔１２８は、クランク室１０６に冷媒圧力を送る圧力導入通路１３４を介し、クランク室１０６につながっている。電気信号が変化し、例えば、コイル１２３が最小容量にするための電気信号を得ると、弁部１２６を開くことで吐出圧力は弁部１２６を経て圧力排出孔１２８へ導入される。さらに吐出圧力は圧力導入通路１３４を経てクランク室１０６内に流入し、クランク室１０６内の圧力は上昇する。クランク室１０６内の圧力が上昇すると、ピストン１１３の前後の差圧が変化し、斜板１０９は最小容量の状態に相当する傾きとなり、最小容量運転となる。この状態では、当然斜板１０９は微小容量で運転されるため、少ない圧縮仕事を実施する。即ち、吸入室１３２とクランク室１０６内の冷媒を吸入し、ボア１１９で圧縮して吐出室１３１に排出される。このときの吐出圧力は、逆止弁１３３の開弁圧よりも低い値となるように設定されているため、ヒートポンプ回路２へ冷媒が吐出されることはない。この逆止弁１３１で塞がれた冷媒は、電磁弁１２２の弁部１２６へと導入されるが、このとき、弁部１２６が開いているため、この導かれた吐出冷媒は、圧力導入通路１３４を経てクランク室１０６へと導かれる。更にクランク室１０６内の冷媒は、冷媒通路１１４を経て再度ボア１１９に吸入される。
この最小容量の状態での圧縮機１０の摺動部の潤滑は、圧縮機１０に残存する潤滑油が上記冷媒の流れで圧送されて行われる。
【００２７】
逆に、圧縮機１０の運転容量を増加させる場合、圧縮機１０は、リヤハウジング１２１に設置されている電磁弁１２２のコイル１２３に制御装置３から電気信号を受け、プランジャ１２５が作動することでロッド１２４で構成された弁部１２６の開度が小さくなる。特に、運転容量が最大となる場合、弁部１２６は閉塞する。この状態でエンジン等の外部駆動源から動力を受けた圧縮機１０が回転すると、リヤハウジング１２１に設置された吸入室１３２より冷媒を吸入する。このとき、クランク室１０６内部の冷媒もシャフト１０１に設けられた冷媒通路１１４を通り、プレート２１５に形成されたオリフィス１１６を介して、シリンダ１２０に形成されたボア１１９内に吸入され、複数のピストン１１３により圧縮される。この現象により、クランク室１０６内の圧力は圧下し、圧縮機１０の容量は大きくなり、大きな圧縮仕事を実施する。この状態での運転においては、圧縮機１０は、ヒートポンプ回路２からの冷媒や潤滑油を吸入するため、充分な潤滑を確保できる。例えば、主な摺動部位であるピストン１１３とボア１１９との摺動部は、ヒートポンプ回路２から吸入する冷媒内に含有された潤滑油からの潤滑が確保され、斜板１０９とシュー１１２との摺動部は、ピストン１１３の圧縮において発生するブローバイガス内に含有された潤滑油がボア１１９内からクランク室１０６内に流入するため、斜板１０９は比較的充分な潤滑状態を得ることができる。また、余分な潤滑油は、冷媒とともに吐出室１３１へ排出されるので、クランク室１０６内に潤滑油が過剰に貯留されることが防止される。
【００２８】
フロントハウジング１１１の外周には、そのフロントハウジング１１１を挟んでクランク室１０６の外側に、温度センサ１５が取り付けられる。温度センサ１５は、フロントハウジング１１１の温度を検出して、制御装置３へ送信する。このフロントハウジング１１１の温度は、クランク室１０６内の温度を表すものとして利用される。なお、温度センサ１５の取り付け位置はフロントハウジング１１１の外周に限られず、クランク室１０６内の温度を直接的、または間接的に検知できる何れかの位置に取り付けられればよい。
【００２９】
図２に、本発明の一実施形態に係る制御装置３により制御される車載空調装置１の概略構成図を示す。車載空調装置１は、ヒートポンプ回路２を有する。ヒートポンプ回路２は、圧縮機１０、コンデンサ１１、レシーバ１２、膨張弁１３及びエバポレータ１４を有する。そして、圧縮機１０は、エンジン４により駆動されてシャフト１０１を回転させることにより、冷媒を圧縮して高圧ガスにする。コンデンサ１１は、圧縮機１０より送られてきた高温、高圧の冷媒ガスを冷却し、液化させる。レシーバ１２は、液化された冷媒ガスを貯蔵する。また、冷却性能の低下を防ぐため、液化された冷媒に含まれるガス状の気泡を取り除き、完全に液化された冷媒のみを膨張弁１３へ送る。膨張弁１３は、液化された冷媒を断熱膨張させて低温、低圧化し、エバポレータ１４へ送る。エバポレータ１４は、低温、低圧化された冷媒と、ブロアファン（図示せず）などによってエバポレータ１４に送り込まれた空気との間で熱交換を行ってその空気を冷却する。冷却された空気は、車内へ吹き出され、車内を冷房する。一方エバポレータ１４における熱交換により暖められた冷媒は、再度圧縮機１０へ流入する。
【００３０】
制御装置（空調ＥＣＵ）３は、組み込み型のマイクロプロセッサ、メモリ、通信回路及びその周辺回路により構成される。そして制御装置３は、マイクロプロセッサ上で動作するプログラム、目標室温、検知室温などに従って、圧縮機１０を含む、空調装置の各部の動作を制御する。また制御装置３は、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）のような車載ネットワークを通じて、エンジン４を制御するエンジンＥＣＵ５と相互に通信可能となっている。
【００３１】
さらに、制御装置３は、クランク室１０６内に潤滑油が過剰に貯留されないように、温度センサ１５により検知された温度に基づいて、吐出室１３１とクランク室１０６とを接続する圧力導入通路１３４に設けられた電磁弁１２２の弁開度を調整する。
図３に、温度センサ１５により検知されたフロントハウジング１１１の温度（クランク室１０６内の温度の推定値に相当）と電磁弁１２２の弁開度の関係を示す。図３において、横軸ははフロントハウジング１１１の温度TF/Hを表し、縦軸は電磁弁１２２の弁開度Goを表す。そして特性関数３０１は、温度TF/Hと電磁弁１２２の弁開度Goの関係を表す。
【００３２】
最初に、温度TF/Hが上昇するときの制御装置３による電磁弁１２２の弁開度の制御について説明する。温度TF/Hが上昇し、所定の動作温度TON（例えば、120℃）になると、制御装置３は、電磁弁１２２のコイル１２３に制御電流を供給する。これにより、制御装置３は、電磁弁１２２の弁開度Goを所定の値Go1にまで狭め、吐出室１３１からクランク室１０６内へ供給される吐出圧力を減少させて、クランク室内の圧力低下を図る。その後、温度TF/Hがさらに上昇するにつれて、制御装置３は、コイル１２３に供給する制御電流も増加させ、電磁弁１２２の開度Goを徐々に狭くして、吐出室１３１からクランク室１０６内へ供給される吐出圧力をさらに減少させる。そして温度TF/Hが上限温度Tmax（例えば、180℃）に到達すると、電磁弁１２２の弁開度Goを最小値Gminに設定する。このとき、上記のように、吐出室１３１からクランク室１０６内へ供給される吐出圧力はほぼゼロとなり、圧縮機１０は最大容量で運転される。なお、温度TF/Hが動作温度TONから上限温度Tmaxの間となっている場合、制御装置３は、電磁弁１２２の弁開度Goを温度TF/Hの関数（すなわち、Go = f(TF/H)）として制御する。そのため、制御装置３は、温度TF/Hに応じて電磁弁１２２の弁開度を最小値または最大値の何れか一方に限られず、中間段階の適切な値に設定できるので、弁開度を過度に狭くして運転容量が大きくなり過ぎることによる、動力ロスを最小限に抑えることができる。
なお、関数f(TF/H)は、温度TF/Hの増加にしたがって弁開度Goが減少する単調減少関数であることが制御の簡便さから好ましい。ただし、関数f(TF/H)は、図３に示すような線形関数である必要はなく、２次以上の高次関数、指数関数、対数関数あるいは折線状の関数もしくはステップ状の関数であってもよい。関数f(TF/H)として、本発明が適用される可変容量型圧縮機の構造に応じて、適切なものを選択すればよい。
【００３３】
次に、温度TF/Hが上限温度Tmaxから低下するときの制御装置３による電磁弁１２２の弁開度の制御について説明する。温度TF/Hが上限温度Tmaxから動作温度TONまで低下する間は、制御装置３は、上記の関数Go = f(TF/H)にしたがって弁開度を決定する。その後、温度TF/Hが動作温度TONよりも低下したものの、温度TF/Hが動作停止温度TOFF以上のときには、制御装置３は、弁開度Goを所定の値Go1のまま維持する。そして温度TF/Hがさらに低下し、動作停止温度TOFF未満となったとき、制御装置３は、電磁弁１２２のコイル１２３に流す制御電流をゼロとし、弁開度Goを最大値Gmaxに設定する。このとき、上記のように、吐出室１３１からクランク室１０６内へ供給される吐出圧力は最大となり、圧縮機１０は最小容量で運転される。なお、動作停止温度TOFFは、動作温度TONをよりも例えば10℃〜15℃低い温度に設定される。これにより、温度TF/Hが動作温度TONの近辺の値となるときに、電磁弁１２２のコイル１２３への制御電流の供給／停止が短期間に繰り返される不安定な動作となることを防止する。
なお、制御装置３は、圧縮機１０を含むヒートポンプ回路を空調運転させている場合には、特性関数３０１よりも、その空調運転からの要求にしたがって弁開度Goを決定する。この場合には、空調運転によってクランク室１０６内の圧力が十分に低下するためである。
【００３４】
図４に示すフローチャートを参照しつつ、制御装置３による、圧縮機１０の温度上昇を抑制するための車載空調装置全体の制御について説明する。なお、上記のように、圧縮機１０の温度上昇が問題となるのは、特に車載空調装置が空調運転を停止しているときであるため、以下の説明では、車載空調装置が空調運転を停止しているときを開始点として説明する。
【００３５】
最初に、制御装置３は、温度センサ１５により検知されたフロントハウジング温度TF/Hが動作温度TONより高いか否か判定する（ステップＳ１０１）。そして温度TF/Hが動作温度TON以下の場合、制御装置３は、車載空調装置が空調運転を開始させる旨の信号を、車載空調装置の操作パネル（図示せず）から受け取ったか否か調べる（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、空調運転を開始させる旨の信号を受け取っている場合、制御装置３は、車載空調装置に通常の空調運転動作をさせる（ステップＳ１０８）。そして圧縮機１０の電磁弁１２２の弁開度も、その空調運転動作にしたがって決定される。
一方、ステップＳ１０２において、制御装置３は、空調運転を開始させる旨の信号を受け取っていない場合、制御をステップＳ１０１へ戻す。
【００３６】
また、ステップＳ１０１において、フロントハウジング温度TF/Hが動作温度TONより高い場合、制御装置３は、圧縮機１０のクランク室１０６内の圧力を低下させて、クランク室１０６内の温度を低下させるために、上記の図３に示した特性関数３０１にしたがって電磁弁１２２の弁開度を調整する（ステップＳ１０３）。このとき、圧縮機１０の運転容量はその弁開度に応じて決定され、さらにその運転容量にしたがって冷媒がヒートポンプ回路内を循環することになるので、車載空調装置の空調運転が実行される。
さらに、制御装置３は、電磁弁１２２の弁開度を示す信号、あるいは運転容量を示す信号を、車載ネットワークを介してエンジンＥＣＵ５へ送信する（ステップＳ１０４）。エンジンＥＣＵ５は、電磁弁１２２の弁開度を示す信号、あるいは運転容量を示す信号を受信すると、その信号に基づいて、圧縮機１０の回転トルクの増加分を補正するための燃料噴射量を決定する。なお、電磁弁１２２の弁開度あるいは圧縮機１０の運転容量と、適切な燃料噴射量の補正量との関係は、予めシミュレーションまたは実験などにより求められる。そしてその関係を表すルックアップテーブルを予め作成し、エンジンＥＣＵ５の不揮発性メモリに記憶しておく。これにより、エンジンＥＣＵ５は、弁開度などを示す信号を制御装置３から受信すると、そのルックアップテーブルを参照することにより、燃料噴射量の適切な補正量を決定することができる。そしてエンジンＥＣＵ５は、車載空調装置に空調運転させない時の燃料噴射量にその補正量を加えた補正燃料噴射量にしたがってエンジンを制御する。
【００３７】
その後、制御装置３は、フロントハウジング温度TF/Hが動作停止温度TOFFよりも低下したたか否か判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、フロントハウジング温度TF/Hが動作停止温度TOFFよりも低下した場合、制御装置３は、電磁弁１２２のコイル１２３に供給する制御電流をゼロとし、電磁弁１２２の弁開度を最大にする（ステップＳ１０６）。これに伴い、圧縮機１０の運転容量も最小値となるので、車載空調装置の空調運転は停止される。また制御装置３は、電磁弁１２２の弁開度が最大であることを示す信号、あるいは圧縮機１０の運転容量が最小であること示す信号を、車載ネットワークを介してエンジンＥＣＵ５へ送信する。エンジンＥＣＵ５は、それら信号を受信すると、エンジンＥＣＵ５は、補正により増加した燃料噴射量を元に戻し、通常の燃料噴射量にしたがってエンジンを制御する。その後、制御装置３は、制御をステップＳ１０１へ戻す。
【００３８】
一方、ステップＳ１０５において、依然としてフロントハウジング温度TF/Hが動作停止温度TOFF以上である場合、制御装置３は、車載空調装置が空調運転を開始させる旨の信号を、車載空調装置の操作パネルから受け取ったか否か調べる（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７において、空調運転を開始させる旨の信号を受け取っている場合、制御装置３は、車載空調装置に通常の空調運転動作をさせる（ステップＳ１０８）。そして圧縮機１０の電磁弁１２２の弁開度も、その空調運転動作にしたがって決定される。
また、ステップＳ１０７において、制御装置３は、空調運転を開始させる旨の信号を受け取っていない場合、制御をステップＳ１０３へ戻す。
【００３９】
最後に、ステップＳ１０８において、制御装置３は、車載空調装置の操作パネルから空調運転を停止する旨の信号を受け取ると、車載空調装置の空調運転を停止する（ステップＳ１０９）。その後、制御装置３は、制御をステップＳ１０１へ戻す。
以後、制御装置３は、エンジンのイグニッションキーがオフとなるまで、上記の動作を繰り返す。
【００４０】
以上説明してきたように、本発明に係る可変容量型圧縮機の制御装置は、クランク室周囲に設置された温度センサにより検知された温度に基づいて、クランク室内の圧力を調整するための電磁弁の弁開度を最小値から最大値の間で連続的あるいは複数段階的に調節するので、クランク室内の温度上昇を抑制しつつ、動力ロスを最小限に止めることができる。
【００４１】
なお、上述してきた実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る制御装置により制御される可変容量型圧縮機の構造は、上記の実施形態のものに限られない。本発明は、クランク室内の温度を直接的あるいは間接的に検知できる位置に温度センサを取り付けることができるともに、クランク室内の圧力調整が可能な圧縮機であれば、好適に適用することができる。例えば、本発明に係る制御装置により制御される、別の実施形態の可変容量型圧縮機は、吸入室とクランク室をつなぐ冷媒通路上に電磁弁を有し、その電磁弁の弁開度を調節することによってクランク室内の圧力が調整されるものでもよい。この場合、クランク室内の圧力よりも、吸入室内の圧力の方が通常低いので、本発明に係る制御装置は、クランク室内の温度が上昇するにつれて、電磁弁の弁開度が徐々に大きくなるよう電磁弁を制御する。
【００４２】
以上のように、当業者は、本発明の範囲内で、実施される形態に合わせて様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置により制御される可変容量型圧縮機の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る制御装置により制御される車載空調装置の概略構成図を示す。
【図３】可変容量型圧縮機のフロントハウジング温度と、吐出室とクランク室を接続する圧力導入通路に設けられた電磁弁の開度の関係を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る制御装置による、車載空調装置の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１    車載空調装置
２    ヒートポンプ回路
３    制御装置
４    エンジン
５    エンジンＥＣＵ
１０    可変容量型圧縮機
１５    温度センサ
１０６    クランク室
１１１    フロントハウジング
１１４    冷媒通路
１２２    電磁弁
１２３    コイル
１３１    吐出室
１３２    吸入室
１３４    圧力導入通路
【図１】
2010007555.tif 000003
【図２】
2010007555.tif 000004
【図３】
2010007555.tif 000005
【図４】
2010007555.tif 000006