(57)【要約】【課題】コンポーネント仕様変更や公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くしながら、ワインドアップを防止するフルストローク制御設定値を精度良く取得することができる可変容量コンプレッサの制御装置を提供すること。【解決手段】エバポレータ１２を有する冷凍サイクルの構成要素として設けられ、吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧、あるいは、吐出側圧力Pdとクランク室圧力Pcの差圧を、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサ８の制御装置において、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、デューティ電流値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点でのデューティ電流値に基づき、吐出容量が飽和するフルストロークデューティ設定値を演算するフルストローク制御設定値演算モジュール（図４）を設けた。【選択図】図４
2009008063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エバポレータを有する冷凍サイクルの構成要素として設けられ、吐出側圧力と吸入側圧力の差圧、あるいは、吐出側圧力とクランク室圧力の差圧を、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量アクチュエータへの容量制御出力値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点での容量制御出力値に基づき、吐出容量が飽和するフルストローク制御設定値を演算するフルストローク制御設定値演算モジュールを設けたことを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記フルストローク制御設定値演算モジュールは、
前記可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に基づいて吸入側圧力またはクランク室圧力の第１圧力推定値を求める第１圧力推定手段と、
前記吐出容量の飽和影響情報に基づいて実吸入側圧力または実クランク室圧力に相当する第２圧力推定値を求める第２圧力推定手段と、
前記可変容量コンプレッサが低い回転数状態で設定時間継続しているか否かを判断するコンプレッサ安定作動条件判断手段と、
コンプレッサ安定作動条件の成立により、前記可変容量アクチュエータへの容量制御出力値が上昇するとき、前記第１圧力推定値と前記第２圧力推定値を比較する圧力推定値比較手段と、
前記圧力推定値比較手段により第１圧力推定値と第２圧力推定値の圧力差が設定圧力差以上となったとき、第１圧力推定値と実第１圧力に差が出始める時点に遡り、その時点での容量制御出力値を、その時点の環境条件下において吐出容量が飽和するフルストローク制御値として設定するフルストローク制御値設定手段と、
を備えたことを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサの駆動回転数を検出するコンプレッサ回転数検出手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
外気温度とコンプレッサ回転数に対するフルストローク制御設定値の関係を表すフルストローク制御設定値特性を設定するフルストローク制御設定値特性設定手段と、を設け、
前記フルストローク制御設定値演算モジュールは、前記フルストローク制御値設定手段により設定されたフルストローク制御値と、前記外気温度検出手段からの外気温度検出値と、前記コンプレッサ回転数検出手段からのコンプレッサ回転数検出値を用い、前記フルストローク制御設定値特性におけるコンプレッサ回転数ゼロ時のフルストローク制御設定値である定数を書き換える定数書き換え手段を有することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記フルストローク制御設定値演算モジュールは、外気温度検出値をAMB、コンプレッサ回転数Ncに対するフルストローク制御設定値特性の定数をＣとしたとき、
フルストローク制御設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Nc＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式により、外気温度検出値AMBとコンプレッサ回転数Ncによりフルストローク制御設定値を演算するフルストローク制御設定値演算手段を有し、
前記可変容量コンプレッサは、前記フルストローク制御設定値演算手段により決められたフルストローク制御設定値を上限値として吐出容量制御を行うことを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量コンプレッサの吐出側圧力を検出する吐出側圧力検出手段と、
前記エバポレータの直後の温度を検出するエバポレータ直後温度検出手段と、を設け、
前記第１圧力推定手段は、容量制御出力値と、容量制御出力値に対する差圧の関係を示す差圧特性を用いて吐出側圧力と吸入側圧力の差圧を求め、吐出側圧力検出値から差圧を差し引くことで第１吸入側圧力推定値を算出し、
前記第２圧力推定手段は、エバポレータ直後温度検出値と、エバポレータ直後温度に対する吸入側圧力の関係を示す吸入側圧力特性を用いて第２吸入側圧力推定値を算出することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記圧力推定値比較手段は、圧力推定値差と比較する設定圧力値を、前記エバポレータ直後温度検出手段の時定数による応答遅れによる誤差分を超える値に設定し、
前記フルストローク制御値設定手段は、第１吸入側圧力推定値と実吸入側圧力に差が生じ始めるフルストロークポイントまでの遡り設定時間を、前記エバポレータ直後温度検出手段の時定数による応答遅れ分を加味した時間に設定することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項７】
請求項２乃至請求項６の何れか１項に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記コンプレッサ安定作動条件判断手段は、フルストローク制御設定値の演算が開始されてから、コンプレッサ安定作動条件が成立であるとの判断を一度経験すると、それ以降からフルストローク制御設定値の演算が終了するまでは、コンプレッサ安定作動条件が不成立であると判断することを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載された可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記エバポレータは、車両用空調装置の空調ケースに内蔵され、
前記エバポレータおよび可変容量コンプレッサを有する冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いたCO2冷凍サイクルであることを特徴とする可変容量コンプレッサの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調装置等に適用され、吐出側圧力と吸入側圧力の差圧、あるいは、吐出側圧力とクランク室圧力の差圧を、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量コンプレッサにおいて、可変容量アクチュエータへ出力する容量制御出力値（例えば、デューティ電流値）を上昇し続けると、ある時点で吐出容量が飽和するフルストロークとなり、それ以上の容量制御出力値の上昇は、過動力や動力推定に障害になることが既に知られている。
【０００３】
この吐出容量の飽和による行き過ぎ現象は「ワインドアップ現象」と呼ばれ、このワインドアップ現象を回避する案として、環境情報（外気温度、内気温度、車速、送風量、日射量、原動機回転数等）と、エバポレータ目標温度と、制御入力と吐出容量が飽和するときの関係を予め取得した相関式（マップ）を用い、吐出容量が飽和するフルストローク制御値を推定し、このフルストローク制御値を可変容量コンプレッサの吐出容量制御に使用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１８８２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の可変容量コンプレッサの制御装置にあっては、台上試験によってフルストローク制御値を、様々な環境情報等に応じてマップ化する必要があるため、下記に列挙する問題を有する。
(1)コンプレッサの吐出容量や冷凍サイクル中の膨張弁等の構成仕様が変更されると、再度、マップ化をやり直す必要がある。例えば、他の車種へ適用しようとしても、構成仕様が変更されると、マップ化を新たにやり直さない限り適用できない。
(2)製品毎の公差や劣化度合いを加味することができなく、公差バラツキや経年劣化によってフルストローク制御値に誤差が発生する。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コンポーネント仕様変更や公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くしながら、ワインドアップを防止するフルストローク制御設定値を精度良く取得することができる可変容量コンプレッサの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、エバポレータを有する冷凍サイクルの構成要素として設けられ、吐出側圧力と吸入側圧力の差圧、あるいは、吐出側圧力とクランク室圧力の差圧を、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサの制御装置において、
前記可変容量アクチュエータへの容量制御出力値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点での容量制御出力値に基づき、吐出容量が飽和するフルストローク制御設定値を演算するフルストローク制御設定値演算モジュールを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置では、フルストローク制御設定値演算モジュールにおいて、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点での容量制御出力値に基づき、吐出容量が飽和するフルストローク制御設定値が演算される。
すなわち、差圧制御型の可変容量コンプレッサは、吐出容量が飽和するまで可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧に保ち、吐出容量が飽和すると容量制御出力値と差圧の比例関係が失われる。したがって、容量制御出力値の上昇過程で差圧を監視したとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、既にフルストローク値を超えていることを意味する。このため、差圧保持機能を失った時点に遡ると、その時点での容量制御出力値は、吐出容量が飽和するフルストローク制御設定値であると推定することができる。
このように、容量制御出力値の上昇過程で差圧を監視することによりフルストローク制御設定値を演算するものであり、フルストローク制御設定値を得るためのマップを予め用意する必要がないものである。このため、仕様変更による再マップ化の必要がないと共に、演算されたフルストローク制御設定値は、製品の公差バラツキや経年劣化にも対応したものとなる。
この結果、コンポーネント仕様変更や公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くしながら、ワインドアップを防止するフルストローク制御設定値を精度良く取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置を示す全体システム図である。
実施例１の可変容量コンプレッサを構成要素とするCO2冷凍サイクルは、図１に示すように、可変容量コンプレッサ８と、コンデンサ９と、リキッドタンク１０と、温度式自動膨脹弁１１と、エバポレータ１２と、を備えている。
【００１０】
前記可変容量コンプレッサ８は、エンジン７の回転側との連結をオン・オフできるA/Cクラッチ（図示せず）を有する。A/Cクラッチのオフ時には、エンジン７の回転側との連結が切断され、可変容量コンプレッサ８の駆動が停止される。A/Cクラッチのオン時には、エンジン７の回転により可変容量コンプレッサ８が駆動され、エバポレータ１２から送られてくる低温低圧の気化冷媒を高温高圧の気化冷媒としてコンデンサ９に送る。
また、可変容量コンプレッサ８は、コントロールバルブ１３（可変容量アクチュエータ）を有する。コントロールバルブ１３は、空調コントロールユニット１４と情報交換するエンジンコントロールユニット１５からの外部制御信号であるデューティ電流値によって、冷媒の吐出容量を可変に制御する。なお、可変容量コンプレッサ８の構成についての詳しい説明は後述する。
【００１１】
前記コンデンサ９は、図外のラジエータの前面あるいは後面に配置されている。コンデンサ９は、走行風や電動ファン１６の風によって、高温高圧の気化冷媒を凝縮点まで冷却して高圧中温の液化冷媒とする。そして、高圧中温の液化冷媒をリキッドタンク１０に送る。
【００１２】
前記リキッドタンク１０は、高圧中温の液化冷媒に含まれる水分やゴミを取り除き、冷媒が円滑に供給できるように溜める。そして、このように溜められた液化冷媒を温度式自動膨脹弁１１に送る。
【００１３】
前記温度式自動膨脹弁１１は、高圧中温の液化冷媒を急激に膨脹させ、低圧低温の霧状の液化冷媒としてエバポレータ１２に送る。
【００１４】
前記エバポレータ１２は、霧状の液化冷媒を、ブロワファン１７により車室内へと送られる送風の熱を奪うことによって蒸発させ、低圧低温の気化冷媒とする。そして、低圧低温の気化冷媒を可変容量コンプレッサ８に送る。なお、エバポレータ１２は、インストルメントパネル内に配置される空調ユニット１８（車両用空調装置）に内蔵される。
【００１５】
前記電動ファン１６は、ファンモータ１９の駆動力によって回転される。ファンモータ１９は、エンジンコントロールユニット１５からのモータ駆動電圧をＰＷＭモジュール２０でＰＷＭ（パルス幅変調）された信号によって駆動される。
【００１６】
前記ブロワファン１７は、回転駆動により内気及び／又は外気を吸い込み、この吸い込んだ送風をエバポレータ１２に送り、熱交換により冷風を車室内に吹き出す。なお、ブロワファン１７のファンモータは、空調コントロールユニット１４からの駆動制御信号によって駆動される。
【００１７】
実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置の制御系は、図１に示すように、空調コントロールユニット１４と、エンジンコントロールユニット１５と、双方向通信線２１と、車室内温度センサ６２と、外気温度センサ６３（外気温度検出手段）と、日射センサ６４と、エバ出口空気温度センサ６５（エバポレータ直後温度検出手段）と、高圧圧力センサ６６（吐出側圧力検出手段）と、エンジン回転数センサ６７（コンプレッサ回転数検出手段）と、を備えている。
【００１８】
前記空調コントロールユニット１４は、双方向通信線２１を介してエンジンコントロールユニット１５に接続されている。この空調コントロールユニット１４には、車室内温度センサ６２、外気温度センサ６３、日射センサ６４、エバ出口空気温度センサ６５等からのセンサ情報が入力される。空調コントロールユニット１４は、これらセンサ類等からの入力情報に基づいて、ブロワファン１７のファンモータ制御やエアミックスドアや各モードドア等のドア開度制御等を行う。
【００１９】
前記エンジンコントロールユニット１５は、双方向通信線２１を介して空調コントロールユニット１４に接続されている。このエンジンコントロールユニット１５には、高圧圧力センサ６６、エンジン回転数センサ６７等からのセンサ情報が入力される。エンジンコントロールユニット１５は、空調コントロールユニット１４に接続されたセンサ類や高圧圧力センサ６６等から入力情報に基づいて、可変容量コンプレッサ８の容量制御、電動ファン１６の電動ファン制御、エンジン制御、A/Cクラッチ制御等を行う。
【００２０】
ここで、エンジンコントロールユニット１５で行われる可変容量コンプレッサ８の容量制御は、例えば、次のように行われる。各種センサからの検出値と温度調整ダイアルにより乗員が設定した目標室内温度に基づき、空調ユニット１８から車室内に吹き出される送風の目標吹き出し温度、目標吹き出し風量等を演算する。この時、エバポレータ目標温度（＝目標出口空気温度）を求め、更に、エバポレータ目標温度とエバポレータ直後温度検出値の差により可変容量コンプレッサ８のデューティ比を算出する。コントロールバルブ１３は、この算出されたデューティ比を持つデューティ電流値（容量制御出力値）により、Pd−Ps差圧をデューティ電流値に比例した差圧に保ちながら、可変容量コンプレッサ８の吐出容量を制御する。
【００２１】
図２は実施例１の制御装置に適用された可変容量コンプレッサの一例を示す概略断面図である。図３は実施例１の制御装置に適用された可変容量コンプレッサのコントロールバルブを示す断面図である。
【００２２】
可変容量コンプレッサ８は、図２に示すように、複数のシリンダ室２２が形成されたハウジング２３と、このハウジング２３の中心位置に配置され、プーリ２４の回転によって回転される回転軸２５と、この回転軸２５に図外の斜板駆動機構を介して連結された斜板２６と、クランク室２７内に配置された斜板２６の回転に応じてシリンダ室２２内を往復ストロークする複数のピストン２８と、前記ハウジング２３の端面に固定されたバルブケース２９の内部に設定されたコントロールバルブ１３と、を備えている。前記コントロールバルブ１３は、外部から印加されるデューティ電流値によって吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧（Pd−Ps）をコントロールする。これによりピストン背圧に作用するクランク室圧力Pcを変化させ、この圧力変化により斜板２６の傾斜角θを変更し、ピストン２８の往復ストローク量を変化させることによってCO2冷媒の吐出容量を制御する。
【００２３】
前記コントロールバルブ１３は、図３に示すように、バルブボディ３０と、第１シャフト３１と、第２シャフト３２と、コイル３３と、プランジャ３４と、セットスプリング３５と、を備えている。そして、前記バルブボディ３０には、吐出側圧力ポート３６と、クランク室圧力ポート３７と、吸入側圧力ポート３８を有し、前記第１シャフト３１と吐出側圧力ポート３６の間に、開口面積によりクランク室圧力Pcを変化させるバルブシート３９が形成されている。
すなわち、第１シャフト３１には、図３の下方向に吐出側圧力Pdによる力（Pd・A）と、セットスプリング３５によるバネ力Fkが作用する。また、図３の上方向に吸入側圧力Psによる力（Ps・A）と、プランジャ３４及び第２シャフト３２を介して電磁力Fcが作用する。なお、Aは第１シャフト３１の受圧面積である。
したがって、釣り合い式、
（Pd・A）＋Fk＝（Ps・A）＋Fc
が成立し、これを書き換えると、
（Pd−Ps）・A＝Fc−Fk    …(1)
となり、コイル３３に印加するデューティ電流値として一定値を与えると、上記(1)式において、電磁力Fcとバネ力Fkと受圧面積Aが一定値になることにより、吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧（Pd−Ps）が一定に保たれる。そして、コイル３３に印加するデューティ電流値として変化する値を与えると、上記(1)式から明らかなように、電磁力Fcとバネ力Fkが変化し、デューティ電流値に比例して差圧（Pd−Ps）がコントロールされる。例えば、電磁力Fcの値を大きくすると、バルブシート３９の開口面積が狭くなり、クランク室圧力Pcを低下させることで、斜板２６の傾斜角θが大きくなり、CO2冷媒の吐出容量は増大する。つまり、コイル３３に印加するデューティ電流値により、差圧（Pd−Ps）を感じて斜板２６の傾斜角θをコントロールすることになる。
【００２４】
図４は実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置のエンジンコントロールユニット１５において実行されるフルストロークデューティ設定値演算処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（フルストローク制御設定値演算モジュール）。なお、この演算処理は、イグニッションスイッチONで開始し、イグニッションスイッチOFFで終了する。
【００２５】
ステップＳ１では、各種センサ値を検出し、ステップＳ２へ移行する。
ここで、「各種センサ値」とは、例えば、高圧圧力センサ６６からの吐出側圧力Pd、外気温度センサ６３からの外気温度AMB、エンジン回転数センサ６７からのエンジン回転数Ne（＝コンプレッサ回転数Nc）、エバ出口空気温度センサ６５からのエバポレータ直後温度INT等である。
【００２６】
ステップＳ２では、ステップＳ１での各種センサ値検出に続き、各種センサ検出値と温度調整ダイアルにより乗員が設定した目標室内温度に基づき、空調ユニット１８から車室内に吹き出される送風の目標吹き出し温度、目標吹き出し風量等を演算すると共に、エバポレータ目標温度を計算する。そして、エバポレータ目標温度とエバポレータ直後温度INTの差により可変容量コンプレッサ８のデューティ比を算出し、コントロールバルブ１３（ＥＣＶ）のコイル３３に対し、この算出されたデューティ比を持つデューティ電流値を出力し、ステップＳ３へ移行する。
ここで、デューティ電流値は、例えば、上昇を１％/秒とし、下降は0.1％/秒とする。また、後述するステップＳ６にてアイドル安定状態との判断された時にのみ、フルストロークデューティ設定値による制限を外し、それ以外の場合には、フルストロークデューティ設定値により制限する。
【００２７】
ステップＳ３では、ステップＳ２でのエバポレータ目標温度の計算およびデューティ制御に続き、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値に基づいて吸入側圧力の第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)を算出し、ステップＳ３へ移行する（第１圧力推定手段）。
ここで、「第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)」は、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値と、デューティ電流値に対する差圧（Pd−Ps）の関係を示す差圧特性（図５）を用いて吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧（Pd−Ps）を求める。そして、吐出側圧力Pdの検出値から差圧（Pd−Ps）を差し引くことで算出される。
【００２８】
ステップＳ４では、ステップＳ３での第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)の算出に続き、吐出容量の飽和影響情報に基づいて実吸入側圧力に相当する第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を算出し、ステップＳ５へ移行する（第２圧力推定手段）。
ここで、「第２吸入側圧力推定値Ps(INT)」は、エバポレータ直後温度INTの検出値と、エバポレータ直後温度INTに対する吸入側圧力Psの関係を示す吸入側圧力特性を用いて算出される。なお、エバポレータ直後温度INTに対する吸入側圧力Psの関係は、図１０に示すように、エバポレータ直後温度INTの値が吸入側圧力Psに沿ったものとなる比例特性（吸入側圧力特性）を示す。このため、エバポレータ直後温度INTに、圧力変換係数を掛け合わせることで、第２吸入側圧力推定値Ps(INT)が算出される。
【００２９】
ステップＳ５では、ステップＳ４での第２吸入側圧力推定値Ps(INT)の算出に続き、アイドル安定状態の経験の有無をあらわすIDLFLGが、IDLFLG＝０か否かを判断し、YESの場合（アイドル安定状態の経験無）にはステップＳ６へ移行し、NOの場合（アイドル安定状態の経験有）にはステップＳ１１へ移行する。
【００３０】
ステップＳ６では、ステップＳ５でのIDLFLG＝０との判断に続き、アイドル安定状態である否かを判断し、YESの場合（アイドル安定状態）にはステップＳ７へ移行し、NOの場合（アイドル安定状態以外の状態）にはステップＳ１１へ移行する（コンプレッサ安定作動条件判断手段）。
ここで、「アイドル安定状態」は、エンジン回転数がアイドル回転数域であり、かつ、アイドル回転数域でのエンジン回転状態が設定時間（例えば、１分間）を継続したときをもって判断する。このアイドル回転数域は、エンジン回転数（＝コンプレッサ回転）が最も低い状態にあるため、可変容量コンプレッサ８がフルストロークになりやすい条件（＝吐出容量を最大にしたい条件）である。また、１分程度の継続を安定判断とする。
【００３１】
ステップＳ７では、ステップＳ６でのアイドル安定状態であるとの判断に続き、アイドル安定状態の経験の有無をあらわすIDLFLGを、IDLFLG＝１（アイドル安定状態となった経験有）に書き換え、ステップＳ８へ移行する。
【００３２】
ステップＳ８では、ステップＳ７でのIDLFLG＝１への書き換えに続き、第２吸入側圧力推定値Ps(INT)から第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)を差し引いた値が、設定圧力値αMPa以上であるか否かを判断し、YESの場合（Ps(INT)−Ps(ECV)≧αMPa）はステップＳ９へ移行し、NOの場合（Ps(INT)−Ps(ECV)＜αMPa）はステップＳ１１へ移行する（圧力推定値比較手段）。
ここで、「設定圧力値αMPa」は、エバ出口空気温度センサ６５の時定数による応答遅れによる誤差分を超える値（例えば、１MPa）に設定される（図７参照）。その理由は、エバ出口空気温度センサ６５は、センサの持つ時定数により応答遅れがあり、その遅れは４℃〜５℃のズレ（圧力に換算すると0.5MPa〜0.6MPa）となり、小さい値であると精度が出ず、誤差が大きくなってしまうことによる。
【００３３】
ステップＳ９では、ステップＳ８でのPs(INT)−Ps(ECV)≧αMPaであるとの判断に続き、ステップＳ８での判断時点から遡り設定時間ｔ（秒）前のデューティ電流値を読み込み、ステップＳ１０へ移行する（フルストローク制御値設定手段）。
ここで、「遡り設定時間ｔ」は、Ps(INT)−Ps(ECV)≧αMPaであるとの判断時点から第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と実吸入側圧力Psに差が生じ始めるフルストロークポイントまでの遡り時間であり、Ps(ECV)を、エバ出口空気温度センサ６５の時定数による応答遅れ分（例えば、約３秒）を加味した時間（例えば、５秒）に設定する（図７参照）。
また、「遡り設定時間ｔ前のデューティ電流値」は、その時点の環境条件下（外気温度やコンプレッサ回転数等）において可変容量コンプレッサ８の吐出容量が飽和するフルストロークデューティ設定値の意味を持つ。
【００３４】
ステップＳ１０では、ステップＳ９での遡り設定時間ｔ前のデューティ電流値の読み込みに続き、ｔ秒前のデューティ電流値と、外気温度AMBの検出値と、エンジン回転数Neの検出値と、定数Ａと、定数Ｂを用いた、
定数Ｃ＝（ｔ秒前のデューティ電流値）−（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne
の式により、フルストロークデューティ設定値特性におけるコンプレッサ回転数ゼロ時のフルストロークデューティ設定値である定数Ｃを算出し、既に記憶設定されている定数Ｃのメモリ値を書き換え、ステップＳ１２へ移行する（定数書き換え手段）。
ここで、エンジン回転数Ne（＝コンプレッサ回転数）に対するフルストロークデューティ設定値の関係を表すフルストロークデューティ設定値特性は、図８に示すように、定数Ｃのみを書き換え補正の対象とする形で予めメモリに設定されている（フルストローク制御設定値特性設定手段）。
【００３５】
ステップＳ１１では、ステップ５でのNOの判断、または、ステップＳ６でのNOの判断、または、ステップＳ８でのNOの判断に続き、フルストロークデューティ設定値特性におけるコンプレッサ回転数ゼロ時のフルストロークデューティ設定値である定数Ｃを書き換えることなく、ステップＳ１２へ移行する。
【００３６】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０での定数Ｃに書き換え、あるいは、ステップＳ１１での定数Ｃの書き換え無しに続き、そのとき設定されている定数Ｃと、そのときの外気温度AMBの検出値と、そのときのエンジン回転数Neを用い、
フルストロークデューティ設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式により、フルストロークデューティ設定値を演算し、リターンへ移行する（フルストローク制御設定値演算手段）。
すなわち、可変容量コンプレッサ８は、ステップＳ１２により決められたフルストロークデューティ設定値を上限値として吐出容量制御を行う。
【００３７】
次に、本発明に至る経緯を説明する。
二酸化炭素（CO2）を冷媒として利用することの歴史は古く、主に船舶用として活用されていた。空調用自然冷媒としてのCO2は、可燃性・毒性といった問題がなく、しかも、オゾン破壊係数はゼロであり、地球温暖化係数も１という極めて環境に優しいという特長を持った冷媒である。また、CO2は化学合成の副産物として生成されるため、経済的な冷媒でもある。
【００３８】
しかし、CO2冷媒を冷凍サイクルに適用した場合、従来のエアコン用冷媒に比べ３倍という高い動作圧（9MPa：メガパスカル≒90気圧）を必要とするため、高圧下での高効率なコンプレッサの開発が重要な課題となっている。
【００３９】
さらに、コンプレッサとして可変容量コンプレッサを用いた場合、可変容量アクチュエータへ出力する容量制御出力値（例えば、デューティ電流値）を上昇し続けると、ある時点で吐出容量が飽和するフルストロークとなり、それ以上の容量制御出力値の上昇は、過動力や動力推定に障害になることが既に知られている。
【００４０】
この吐出容量の飽和による行き過ぎ現象はワインドアップと呼ばれ、例えば、エンジン駆動による差圧制御型の可変容量コンプレッサにおいて、図９に示すように、フルストローク以上のデューティ電流値で固定した場合、エンジン回転数が上昇すると、吐出側圧力Pdが高くなり、吸入側圧力Psが低下して差圧（Pd−Ps）が一定にならず拡大するし、動力（Compressor power）も上昇する。この場合、冷却効率（Cooling performance）が低下するばかりでなく、吐出側圧力Pdが高くなる。つまり、CO2冷媒を用いた冷凍サイクルの場合、吐出側圧力Pdが高くなることで、高圧による必要動作圧よりさらに高圧に耐え得る圧力対策が必要となる。
【００４１】
これに対し、従来提案されているワインドアップ回避案は、いずれをみても台上試験によって予め作成されたマップを用い、フルストロークデューティ設定値を予測するものである。このため、コンプレッサの吐出容量や冷凍サイクル中の膨張弁等の構成仕様が変更されると、再度、マップ化をやり直す必要があるし、公差バラツキや経年劣化によってフルストローク制御値に誤差が発生する、といった問題がある。例えば、他の車種へ適用しようとしても、構成仕様が変更されると、マップ化を新たにやり直さない限り適用できなかった。
【００４２】
すなわち、容易に他車種への適用が可能な簡単な手法により、精度の高いフルストロークデューティ設定値を確定することができ、確実にワインドアップを回避できるシステムの開発が要求されている。
【００４３】
本発明者は、上記要求に対し、差圧制御型の可変容量コンプレッサの場合、吐出容量が飽和すると可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧の比例関係が失われる点に着目した。この着目点にしたがって、容量制御出力値の上昇過程で差圧を監視したとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認すると、確認時点から差圧保持機能を失った時点（フルストロークポイント）に遡り、フルストロークポイントでの容量制御出力値をフルストローク制御設定値として用いる構成を採用した。この構成を採用することによって、演算処理過程で各システムに適合する最適マップを構築することが可能となり、コンポーネント仕様変更や公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くしながら、ワインドアップを防止するフルストローク制御設定値を精度良く取得することができる。
【００４４】
次に、作用を説明する。
以下、実施例１の可変容量コンプレッサ８の制御装置における作用を、「アイドル安定状態ではないときのフルストロークデューティ設定値演算作用」、「アイドル安定状態の判断時におけるフルストロークデューティ設定値演算作用」、「アイドル安定状態を経験した後のフルストロークデューティ設定値演算作用」、「フルストロークポイントを求める方法について」、「フルストロークデューティ設定値の演算式について」、「フルストロークデューティ設定値の算出メリットについて」に分けて説明する。
【００４５】
［アイドル安定状態ではないときのフルストロークデューティ設定値演算作用］
アイドル安定状態ではないときには、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れが繰り返される。
すなわち、定数Ｃを書き換えることなく（ステップＳ１１）、ステップＳ１２にて、そのとき設定されている定数Ｃと、そのときの外気温度AMBの検出値と、そのときのエンジン回転数Neを用い、
フルストロークデューティ設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式を用いて、フルストロークデューティ設定値が演算される。
【００４６】
そして、ステップＳ２でのデューティ制御では、フルストロークデューティ設定値を上限値とする制御が行われる。つまり、算出デューティ電流値がフルストロークデューティ設定値以下の場合には、算出デューティ電流値を出力し、算出デューティ電流値がフルストロークデューティ設定値を超えると、算出デューティ電流値に代えてフルストロークデューティ設定値を出力する制御が行われる。
【００４７】
［アイドル安定状態の判断時におけるフルストロークデューティ設定値演算作用］
アイドル安定状態であるとの判断時には、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進み、ステップＳ８において、Ps(INT)−Ps(ECV)＜αMPaと判断される間は、ステップＳ８からステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れとなる。
【００４８】
その後、ステップＳ８において、Ps(INT)−Ps(ECV)≧αMPaという条件が成立すると、ステップＳ８からステップＳ９→ステップＳ１０へ進み、ステップＳ１０において、ｔ秒前のデューティ電流値と、外気温度AMBの検出値と、エンジン回転数Neの検出値と、定数Ａと、定数Ｂを用いた、
定数Ｃ＝（ｔ秒前のデューティ電流値）−（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne
の式により、フルストロークデューティ設定値特性におけるコンプレッサ回転数ゼロ時のフルストロークデューティ設定値である定数Ｃが算出され、既に記憶設定されている定数Ｃのメモリ値が書き換えられる。
【００４９】
そして、ステップＳ１０からステップＳ１２へ進み、書き換えられた定数Ｃと、そのときの外気温度AMBの検出値と、そのときのエンジン回転数Neを用い、
フルストロークデューティ設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式を用いて、フルストロークデューティ設定値が演算される。
【００５０】
［アイドル安定状態を経験した後のフルストロークデューティ設定値演算作用］
アイドル安定状態を経験すると、ステップＳ７において、アイドル安定状態の経験の有無をあらわすIDLFLGが、IDLFLG＝１（アイドル安定状態となった経験有）に書き換えられる。したがって、アイドル安定状態を経験した後は、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ１１→ステップＳ１２へと進む流れが繰り返される。
すなわち、今回の演算処理にて既に書き換えられた定数Ｃと、そのときの外気温度AMBの検出値と、そのときのエンジン回転数Neを用い、
フルストロークデューティ設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式を用いて、フルストロークデューティ設定値が演算される。
【００５１】
このように、ステップＳ６でのアイドル安定状態であるとのYES判断を一度でも通過すると、それ以降は、ステップＳ５によりアイドル安定状態を判断することなく、定数の書き換えをしないステップＳ１１へ進むようにしている。これは、１回の電源ON→OFFの間でのフルストロークを超えるデューティ電流値の出力を、最大限１回に抑えることで、定数Ｃの書き換えを確保しながらも、ワインドアップ現象を有効に回避するためである。
【００５２】
［フルストロークポイントを求める方法について］
まず、差圧制御型の可変容量コンプレッサ８は、吐出容量が飽和することがない場合、図５に示すように、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値（Duty Current）の出力に比例して増加する差圧（Pd−Ps）を保つ。また、例えば、吐出側圧力Pdが一定の場合であって吐出容量が飽和する場合、吐出容量が飽和するまではコントロールバルブ１３へのデューティ電流値を上げてゆくと吸入側圧力Psがこれに比例して低下し、デューティ電流値と差圧（Pd−Ps）の比例関係が保たれる。しかし、吐出容量が飽和するフルストロークポイント以降は、吸入側圧力Psが低下することなく、吐出側圧力Pdに沿った横這いの特性を示すことで、デューティ電流値と差圧（Pd−Ps）の比例関係が失われる。
【００５３】
したがって、デューティ電流値の上昇過程で差圧（Pd−Ps）を監視したとき、デューティ電流値に比例した差圧（Pd−Ps）が保たれなくなったことを確認したら、デューティ電流値は既にフルストローク値を超えていることを意味する。このため、差圧保持機能を失った時点（フルストロークポイント）に遡ると、フルストロークポイントでのデューティ電流値は、吐出容量が飽和するフルストロークデューティ設定値であると推定することができることになる。
【００５４】
しかし、既存システムには、吐出側圧力Pdを検出する高圧圧力センサ６６は設けてあるものの、吸入側圧力Psを検出するセンサは設定されていない。そこで、実施例１では、エアコンを起動させた後、コントロールバルブ１３（ＥＣＶ）へのデューティ電流値を上昇させてゆく過程の中で、フルストロークポイントを、既設のセンサを用いて簡易的に検出する方法を採用した。すなわち、実施例１では、コントロールバルブ１３（ＥＣＶ）へのデューティ電流値に基づく第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と、エバポレータ直後温度INTに基づく第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を用いるようにした。
【００５５】
コントロールバルブ１３へのデューティ電流値が上昇するとき、第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)は、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値に応じ求められるため、吐出容量の飽和にかかわらず、デューティ電流値の上昇に比例して低下する特性を示す。
一方、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値が上昇するとき、第２吸入側圧力推定値Ps(INT)は、エバポレータ１２の直後温度情報に基づいて求められるため、吐出容量が飽和するとフルストロークポイント以降は一定値を維持する特性を示す。
つまり、フルストロークポイントを境にして、第２吸入側圧力推定値Ps(INT)と第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)に差が生じ、その差はデューティ電流値の上昇にしたがって拡大するため、第２吸入側圧力推定値Ps(INT)から第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)を差し引いた値が、設定圧力値αMPa以上であるとの判断により、既にデューティ電流値がフルストローク値を超えていることを判断するようにした。
【００５６】
但し、デューティ電流値の上昇速度と、エバ出口空気温度センサ６５からのエバポレータ直後温度INTの低下速度との間には、エバ出口空気温度センサ６５の時定数によって応答遅れがあり、これを無視するとフルストロークポイントの検出誤差となる。このため、エバ出口空気温度センサ６５の時定数影響を考慮し、設定圧力差αMPaと設定時間ｔをどのように決定したかについて、図６及び図７を用いて説明する。
【００５７】
・時定数１秒のエバ出口空気温度センサ６５、エバポレータ直後温度INTの変化が３℃/秒の場合
この場合には、図６に示すように、エバ出口空気温度センサ６５の遅れは、１〜２℃のズレ（圧力に換算すると0.2〜0.3MPa）となり、誤差が非常に小さいため、判定しやすい。よって、Ps(INT)−Ps(ECV)＝0.5MPa程度の判定値を設定することで、フルストロークポイントが判定できる。なお、0.5MPaであればワインドアップしにくい。
【００５８】
・時定数３秒のエバ出口空気温度センサ６５、エバポレータ直後温度INTの変化が１℃/秒の場合
この場合には、図７に示すように、エバ出口空気温度センサ６５の遅れは、４〜５℃のズレ（圧力に換算すると0.5〜0.6MPa）となり、誤差が大きくなってしまうため、精度が出ない。よって、Ps(INT)−Ps(ECV)＝１MPa程度の判定値とし、時定数分を加味した時間（例えば、５秒前）を設定することで、フルストロークポイントが判定できる。なお、１MPaであればワインドアップするため、１MPaの差が付いたら直ちにデューティ電流値をフルストロークデューティ設定値に戻す。
【００５９】
［フルストロークデューティ設定値の演算式について］
台上試験結果から求めたフルストロークデューティをプロットすると、図８に示すように、コンプレッサ回転数と外気温度に依存する特性を示すことがわかる。
この特性は、コンプレッサ回転数に比例し、傾きは外気温度に比例しているので、数式化すると、下記のようになる。
傾き＝0.0006×外気温度＋0.0023
切片＝40（％）
よって、フルストロークデューティ設定値は、
フルストロークデューティ設定値＝（0.0006×AMB＋0.0023）×エンジン回転数＋40
＝（Ａ×AMB＋Ｂ）×エンジン回転数＋Ｃ
の式となる。
【００６０】
この数式は、コンプレッサ吐出容量と膨張弁特性によって変動するが、この場合、狙い圧力制御に応じて定数Ａと定数Ｂの値による傾きを変更するだけで、定数Ｃを実施例１の書き換え処理により決めるという僅かな補正により使うことができる。また、コンプレッサ吐出容量と膨張弁特性の変動が無い場合には、定数Ａと定数Ｂの値による傾きはそのままで、定数Ｃを本発明の書き換え処理により決めるという僅かな補正により使うことができる。その理由は、CO2の物性上の狙い圧力は不変であり、コンプレッサ吐出圧力と膨張弁の狙い圧力制御は理論的に求められ、それを狙いとしてコントロールしているからである。
【００６１】
いずれの場合も、上記数式の切片である定数Ｃの値を僅かに補正する書き換え処理によって、容易に他車種への適用が可能になると共に、製品毎の公差バラツキや経年劣化の度合いに応じた特性とすることができる。
【００６２】
［フルストロークデューティ設定値の算出メリットについて］
フルストロークデューティ設定値を算出しない場合、フルストローク以上のデューティ電流値で固定した状態でエンジン回転数が上昇すると、図９に示すように、デューティ電流値を固定しているにもかかわらず、吐出側圧力Pdが上昇し、吸入側圧力Psが下降し、差圧が一定とならずに拡大する。このように差圧が変動することで動力（Compressor power）が上昇し、冷却効率（Cooling performance）が低下する。
【００６３】
これに対し、フルストロークデューティ設定値を算出した場合、フルストローク以下のデューティ電流値で固定することができる。フルストローク以下のデューティ電流値で固定した状態では、図１０に示すように、コンプレッサ回転数（＝エンジン回転数）が段階的に上昇したとしても、吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧（Pd−Ps）を回転数変動にかかわらず一定に保つことができる。さらに、冷媒流量（＝吐出流量）やコンプレッサ動力も一定に保つことができる。このことは、コンプレッサ回転数が変動してもコンプレッサ動力やトルクを推定しやすくなる。
さらに、コンプレッサ回転数が変動してもエバポレータ直後温度を一定に保つことができ、特に、デューティ電流値をフルストロークデューティ設定値と一致するように設定できれば、性能も最大限発揮することができる。
【００６４】
次に、効果を説明する。
実施例１の可変容量コンプレッサ８の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６５】
(1) エバポレータ１２を有する冷凍サイクルの構成要素として設けられ、吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧、あるいは、吐出側圧力Pdとクランク室圧力Pcの差圧を、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサ８の制御装置において、前記コントロールバルブ１３へのデューティ電流値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、デューティ電流値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点でのデューティ電流値に基づき、吐出容量が飽和するフルストロークデューティ設定値を演算するフルストローク制御設定値演算モジュール（図４）を設けたため、コンポーネント仕様変更や公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くしながら、ワインドアップを防止するフルストロークデューティ設定値を精度良く取得することができる。
【００６６】
(2) 前記フルストローク制御設定値演算モジュール（図４）は、前記コントロールバルブ１３へのデューティ電流値に基づいて吸入側圧力Psの第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)を求める第１吸入側圧力推定手段（ステップＳ３）と、前記吐出容量の飽和影響情報に基づいて実吸入側圧力に相当する第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を求める第２吸入側圧力推定手段（ステップＳ４）と、前記可変容量コンプレッサ８が低い回転数状態で設定時間継続しているか否かを判断するコンプレッサ安定作動条件判断手段（ステップＳ６）と、コンプレッサ安定作動条件の成立により、前記コントロールバルブ１３へのデューティ電流値が上昇するとき、前記第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と前記第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を比較する圧力推定値比較手段（ステップＳ８）と、前記圧力推定値比較手段により第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と第２吸入側圧力推定値Ps(INT)の圧力差が設定圧力差αMPa以上となったとき、第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と実吸入側圧力Psに差が出始める時点に遡り、その時点でのデューティ電流値を、その時点の環境条件下において吐出容量が飽和するフルストロークデューティ値として設定するフルストロークデューティ値設定手段（ステップＳ９）と、を備えたため、差圧（Pd−Ps）を直接監視するのではなく、２つの第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を用い、両圧力推定値の圧力差を監視することで、コントロールバルブ１３へのデューティ電流値がフルストローク以上の値となったことを容易に確認することができる。
【００６７】
(3) 前記可変容量コンプレッサ８の駆動回転数を検出するエンジン回転数センサ６７と、外気温度を検出する外気温度センサ６３と、外気温度AMBとエンジン回転数に対するフルストロークデューティ設定値の関係を表すフルストロークデューティ設定値特性を設定するフルストロークデューティ設定値特性設定手段（ステップＳ１２）と、を設け、前記フルストローク制御設定値演算モジュール（図４）は、前記フルストロークデューティ値設定手段（ステップＳ９）により設定されたフルストロークデューティ値と、前記外気温度センサ６３からの外気温度AMBの検出値と、前記エンジン回転数センサ６７からのエンジン回転数の検出値を用い、前記フルストロークデューティ設定値特性におけるエンジン回転数ゼロ時のフルストロークデューティ設定値である定数Ｃを書き換える定数書き換え手段（ステップＳ１０）を有するため、定数Ｃを書き換えるという僅かな補正処理により、公差バラツキや経年劣化等による誤差を無くした最適なフルストロークデューティ設定値特性を構築することができる。
【００６８】
(4) 前記フルストローク制御設定値演算モジュール（図４）は、外気温度検出値をAMB、エンジン回転数Neに対するフルストローク制御設定値特性の定数をＣとしたとき、
フルストロークデューティ設定値＝（Ａ＊AMB＋Ｂ）＊Ne＋Ｃ    但し、Ａ，Ｂは定数
の式により、外気温度検出値AMBとエンジン回転数Neによりフルストロークデューティ設定値を演算するフルストロークデューティ設定値演算手段（ステップＳ１２）を有し、前記可変容量コンプレッサ８は、前記フルストロークデューティ設定値演算手段（ステップＳ１２）により決められたフルストロークデューティ設定値を上限値として吐出容量制御を行う（ステップＳ２）ため、吐出容量制御の際にワインドアップ現象となるのが確実に回避され、過動力防止や動力推定の障害防止を図ることができる。
【００６９】
(5) 前記可変容量コンプレッサ８の吐出側圧力Pdを検出する高圧圧力センサ６６と、前記エバポレータ１２の直後の温度を検出するエバ出口空気温度センサ６５と、を設け、前記第１吸入側圧力推定手段（ステップＳ３）は、デューティ電流値と、デューティ電流値に対する差圧（Pd−Ps）の関係を示す差圧特性を用いて吐出側圧力Pdと吸入側圧力Psの差圧（Pd−Ps）を求め、吐出側圧力Pdの検出値から差圧（Pd−Ps）を差し引くことで第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)を算出し、前記第２吸入側圧力推定手段（ステップＳ４）は、エバポレータ直後温度INTの検出値と、エバポレータ直後温度INTに対する吸入側圧力の関係を示す吸入側圧力特性を用いて第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を算出するため、冷凍サイクルに既存のエバ出口空気温度センサ６５と高圧圧力センサ６６を用いることで低コスト化を達成しながら、演算情報である第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と第２吸入側圧力推定値Ps(INT)を算出することができる。
【００７０】
(6) 前記圧力推定値比較手段（ステップＳ８）は、圧力推定値差（Ps(INT)−Ps(ECV)）と比較する設定圧力値αMPaを、前記エバ出口空気温度センサ６５の時定数による応答遅れによる誤差分を超える値に設定し、前記フルストロークデューティ値設定手段（ステップＳ９）は、第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と実吸入側圧力Psに差が生じ始めるフルストロークポイントまでの遡り設定時間tを、前記エバ出口空気温度センサ６５の時定数による応答遅れ分を加味した時間に設定するため、時点数による応答遅れを持つエバ出口空気温度センサ６５を用いながら、応答遅れを考慮したフルストロークポイントでの精度の高いフルストロークデューティ値を設定することができる。
【００７１】
(7) 前記コンプレッサ安定作動条件判断手段（ステップＳ６）は、フルストロークデューティ設定値の演算が開始されてから、コンプレッサ安定作動条件が成立であるとの判断を一度経験すると（ステップＳ７）、それ以降からフルストロークデューティ設定値の演算が終了するまでは、コンプレッサ安定作動条件が不成立であると判断する（ステップＳ５）ため、定数Ｃの書き換え動作を電源ONからOFFまでの間で最大限１回限り許可することで、フルストロークを超えるデューティ電流値の出力頻度を最小に抑えることができる。
【００７２】
(8) 前記エバポレータ１２は、車両用の空調ユニット１８に内蔵され、前記エバポレータ１２および可変容量コンプレッサ８を有する冷凍サイクルは、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いたCO2冷凍サイクルであるため、高圧下での高効率なコンプレッサの開発が重要な課題となっているCO2冷凍サイクルによる空調システムにおいて、圧力や効率の面で障害となるワインドアップ現象を確実に回避するフルストローク制御値情報を取得することができる。
【００７３】
以上、本発明の可変容量コンプレッサの制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００７４】
実施例１では、吸入側圧力推定値差（Ps(INT)−Ps(ECV)）を比較し、容量制御出力値に比例した差圧を保たれなくなったことを確認する例を示したが、第１吸入側圧力推定値Ps(ECV)と実吸入側圧力Psを用い、圧力差（Ps−Ps(ECV)）を比較し、容量制御出力値に比例した差圧を保たれなくなったことを確認する例としても良い。また、（Pd−Pc）差圧制御型の可変容量コンプレッサの場合、クランク室圧力推定値差（Pc(INT)−Pc(ECV)）を比較、あるいは、圧力差（Pc−Pc(ECV)）を比較し、容量制御出力値に比例した差圧を保たれなくなったことを確認する例としても良い。
【００７５】
さらに、容量制御出力値の上昇に対する実吸入側圧力Psや実クランク室圧力Pcの変化特性を監視し、フルストロークポイントを境に傾きが変わることで容量制御出力値に比例した差圧を保たれなくなったことを確認し、傾きの変曲点となるフルストロークポイントの時点でのデューティ電流値を求めるようにしても良い。
【００７６】
要するに、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値をフルストローク以上になるまで上昇させていったとき、容量制御出力値に比例した差圧が保たれなくなったことを確認したら、差圧保持機能を失った時点に遡り、その時点での容量制御出力値に基づき、吐出容量が飽和するフルストローク制御設定値を演算するフルストローク制御設定値演算モジュールを設けたものであれば、実施例１に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
実施例１では、（Pd−Ps）差圧制御型の可変容量コンプレッサへの適用例を示したが、（Pd−Pc）差圧制御型の可変容量コンプレッサへも適用することができる。また、CO2冷凍サイクルへの適用例を示したが、冷媒としてCO2冷媒以外の冷媒を用いたものにも勿論適用することができる。さらに、車両用空調装置への適用例を示したが、家庭用空調装置や事業所用空調装置等にも適用することができる。要するに、エバポレータを有する冷凍サイクルの構成要素として設けられ、吐出側圧力と吸入側圧力の差圧、あるいは、吐出側圧力とクランク室圧力の差圧を、可変容量アクチュエータへの容量制御出力値に比例した差圧に保つ機能を有する可変容量コンプレッサの制御装置であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の制御装置に適用された可変容量コンプレッサの一例を示す概略断面図である。
【図３】実施例１の制御装置に適用された可変容量コンプレッサのコントロールバルブを示す断面図である。
【図４】実施例１の可変容量コンプレッサの制御装置のエンジンコントロールユニットにおいて実行されるフルストロークデューティ設定値演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例１の可変容量コンプレッサにおけるデューティ電流値に対する差圧の関係を示す差圧ＥＣＶ特性の一例を示す図である。
【図６】時定数１秒のエバ出口空気温度センサであってエバポレータ直後温度INTの変化が３℃/秒の場合、エアコン起動後においてフルストロークを超えるデューティ電流値を与えた際のPs(INT)・Ps(実)・Ps(ECV)の各特性変化を示すタイムチャート図である。
【図７】時定数３秒のエバ出口空気温度センサであってエバポレータ直後温度INTの変化が１℃/秒の場合、エアコン起動後においてフルストロークを超えるデューティ電流値を与えた際のPs(INT)・Ps(実)・Ps(ECV)の各特性変化を示すタイムチャート図である。
【図８】実施例１の可変容量コンプレッサにおいて外気温度毎のエンジン回転数[rpm]に対するフルストロークデューティ[%]の関係特性を示す図である。
【図９】実施例１の可変容量コンプレッサにおいてフルストローク以上のデューティ値により固定した状態でエンジン回転数が上昇したときの吐出側圧力Pd・動力（Compressor power）・冷却効率（Cooling performance）・吸入側圧力Psの各特性を示す図である。
【図１０】実施例１の可変容量コンプレッサにおいてフルストローク丁度もしくはそれ以下のデューティ値により固定した状態でコンプレッサ回転数が変動したときの冷媒流量・吐出側圧力Pd・エバ直温度・吸入側圧力Ps・コンプレッサ動力の各特性を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
８  可変容量コンプレッサ
９  コンデンサ
１０  リキッドタンク
１１  温度式自動膨脹弁
１２  エバポレータ
１３  コントロールバルブ（可変容量アクチュエータ）
１４  空調コントロールユニット
１５  エンジンコントロールユニット
１６  電動ファン
１９  ファンモータ
６３  外気温度センサ（外気温度検出手段）
６４  日射センサ
６５  エバ出口空気温度センサ（エバポレータ直後温度検出手段）
６６  高圧圧力センサ（吐出側圧力検出手段）
６７  エンジン回転数センサ（コンプレッサ回転数検出手段）
【図１】
2009008063.tif 000003
【図２】
2009008063.tif 000004
【図３】
2009008063.tif 000005
【図４】
2009008063.tif 000006
【図５】
2009008063.tif 000007
【図６】
2009008063.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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