JP2002211237A - 車両空調装置用圧縮機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の走行に関するエネルギー効率を低下さ
せることなく、車両空調装置用圧縮機の耐久性を向上さ
せることが可能な制御装置を提供すること。 【解決手段】 制御コンピュータ７０は、エアコンスイ
ッチ７３がオフ状態において車両が逆入力状態となる
と、圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の走行輪を駆
動する走行駆動源によって駆動される車両空調装置用圧
縮機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の車両空調装置用圧縮機（以下単
に圧縮機とする）としては、車両のエンジンとの間の動
力伝達経路上にクラッチ機構を備えたクラッチ付きタイ
プと、動力伝達経路上にクラッチ機構を備えないクラッ
チレスタイプとが存在する。

【０００３】前記クラッチ付き圧縮機においては、クラ
ッチ機構が接続されることでエンジンからの動力が伝達
されて冷媒ガスの圧縮を行い、クラッチ機構が遮断され
ることで冷媒ガスの圧縮が停止されるようになってい
る。一方、クラッチレス圧縮機としては一般的に容量可
変型が用いられており、同圧縮機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であるとともに、冷
房不要に対しては吐出容量を最小化して対応するように
なっている。

【０００４】特に、クラッチレス圧縮機においては、冷
房不要時のエンジンの負荷を軽減するために、最小吐出
容量がゼロ近くに設定されている。従って、最小吐出容
量時には冷媒循環回路（冷凍サイクル）の冷媒流量が少
なくなり、同冷媒とともに圧縮機へ帰還する潤滑油の量
が少なくなってしまう。このため、圧縮機の吐出容量が
最小化されると、外部冷媒回路を経由した冷媒循環を停
止させるとともに、吐出室→クランク室→吸入室→圧縮
室→（吐出室）を経由する内部冷媒循環回路を形成し、
この冷媒とともに循環される潤滑油によって、各摺動部
分の潤滑状態を良好に維持するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、冬場や夜間
等においては、空調装置をオンオフするエアコンスイッ
チのオフ状態、つまり圧縮機の機能停止状態（クラッチ
付きタイプの場合はクラッチ機構がオフ状態、クラッチ
レスタイプの場合には最小吐出容量状態）が長期間続く
ことがあり、その場合には次のような問題を発生してい
た。

【０００６】すなわち、クラッチ付き圧縮機の場合に
は、次回の起動時において内部の潤滑油が、長期停止中
に内部に停留した多量の液冷媒とともに外部冷媒回路へ
一気に排出されてしまい（所謂液洗い現象）、摺動部分
の潤滑状態が厳しくなる問題があった。また、クラッチ
レス圧縮機の場合には、内部冷媒循環が長時間続くと、
この循環冷媒及び潤滑油の温度が内部の熱篭りにより過
大に上昇して、同圧縮機の構成部品が熱的に厳しくなる
問題があった。

【０００７】前記のような圧縮機の耐久性の問題を解決
するために、エアコンスイッチがオフ状態であっても、
定期的にクラッチ機構を接続して圧縮機を起動すること
で内部に液冷媒を停留され難くしたり（クラッチ付き圧
縮機の場合）、或いは定期的に最小吐出容量状態から離
脱させて内部の冷媒及び潤滑油を外部へ排出すること
で、内部の熱篭りを防止すること（クラッチレス圧縮機
の場合）が考えられる。

【０００８】しかし、エアコンスイッチがオフ状態（冷
房不要）であるにもかかわらず、圧縮機を起動させるこ
と或いは圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させるこ
と、つまり圧縮機の単位時間当たりの冷媒吐出量を増大
させることは、エンジンの負荷を増大させて車両の走行
燃費（走行に関するエネルギー効率）の悪化につながっ
てしまう。

【０００９】本発明の目的は、車両の走行に関するエネ
ルギー効率を低下させることなく、車両空調装置用圧縮
機の耐久性を向上させることが可能な制御装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【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の発明は、車両の運転状態を検知する車両状
態検知手段と、前記車両状態検知手段からの運転情報に
基づいて、車両が走行輪から走行駆動源への逆入力状態
にあるか否かを判定する逆入力状態判定手段と、前記車
両の逆入力時において、圧縮機の単位時間当たりの冷媒
吐出量を増大させる逆入力時制御手段とを備えたことを
特徴としている。

【００１１】この構成においては、車両の逆入力時、つ
まり走行輪から走行駆動源ひいては圧縮機へ動力が伝達
される時に、圧縮機の冷媒吐出量を増大させるようにし
たため、同冷媒吐出量の増大による圧縮機の負荷トルク
の増大よっても、走行駆動源のエネルギー消費量が増え
ることはない。

【００１２】請求項２の発明は請求項１において、前記
車両空調装置用圧縮機は吐出容量可変型であって、前記
逆入力時制御手段は、圧縮機の吐出容量を増大させるこ
とで単位時間当たりの冷媒吐出量を増大させる構成であ
ることを特徴としている。

【００１３】この構成においては、車両の逆入力時に圧
縮機の吐出容量を増大させるようにしたため、同吐出容
量の増大による圧縮機の負荷トルクの増大によっても、
走行駆動源のエネルギー消費量が増えることはない。

【００１４】請求項３の発明は請求項２において、前記
逆入力時制御手段は、圧縮機の最小吐出容量状態におい
て車両が逆入力状態となると、同圧縮機を最小吐出容量
状態から離脱させることで単位時間当たりの冷媒吐出量
を増大させる構成であることを特徴としている。

【００１５】この構成においては、車両の逆入力時に圧
縮機を最小吐出容量状態から離脱させるようにしたた
め、同最小吐出容量状態からの離脱による圧縮機の負荷
トルクの増大によっても、走行駆動源のエネルギー消費
量が増えることはない。

【００１６】請求項４の発明は請求項３において、前記
車両空調装置用圧縮機はクランク室の圧力を調節するこ
とで吐出容量を変更可能であるとともに最小吐出容量が
ゼロではない容量に設定されており、同最小吐出容量状
態では外部冷媒回路を経由した冷媒循環が停止されると
ともに、吐出室からクランク室及び吸入室を経由して圧
縮室に至る圧縮機内部の冷媒循環回路が形成される構成
であることを特徴としている。

【００１７】この構成においては、冷房不要時には圧縮
機の吐出容量を最小化すればよく、同圧縮機と走行駆動
源とを電磁クラッチ等のクラッチ機構を介することなく
直結する構成を採用することが容易となる。また、圧縮
機の最小吐出容量状態では、内部冷媒循環回路を冷媒と
ともに潤滑油が循環され、各摺動部分の潤滑状態を良好
に維持することが可能となる。従って、最小吐出容量状
態において外部冷媒回路から圧縮機へ帰還する潤滑油の
量が少なくなってしまうことによる問題を解消すること
ができ、最小吐出容量をゼロ容量近傍に設定することが
可能となる。最小吐出容量をゼロ容量近傍に設定すれ
ば、冷房不要時における走行駆動源の負荷を軽減するこ
とができ、走行駆動源のエネルギー消費量を抑えること
ができる。さらに、逆入力時制御手段によって圧縮機が
最小吐出容量状態から離脱されると、内部に停留してい
た冷媒及び潤滑油の外部冷媒回路への排出、及び外部冷
媒回路からの低温の冷媒及び潤滑油の導入が開始される
こととなる。従って、上記のような内部冷媒循環構成を
採用した場合に生じがちな圧縮機内部の熱篭りが防止さ
れ、圧縮機の構成部品が熱的に厳しくなることを防止で
きる。

【００１８】請求項５の発明は請求項１〜４のいずれか
において、前記車両空調装置用圧縮機は、走行駆動源に
対してクラッチ機構を介することなく直結されているこ
とを特徴としている。

【００１９】この構成においては、圧縮機と走行駆動源
との間の動力伝達経路上に高価かつ重量物である電磁ク
ラッチを備えないことで安価提供及び軽量化が可能であ
るし、電磁クラッチのオンオフショックを伴わないため
ドライバビリティの悪化を防止することができる。

【００２０】請求項６の発明は請求項１において、前記
車両空調装置用圧縮機は走行駆動源に対してクラッチ機
構を介して作動連結されており、前記逆入力時制御手段
は、クラッチ機構が遮断された状態において車両が逆入
力状態となると、同クラッチ機構を接続することで圧縮
機を起動させて単位時間当たりの冷媒吐出量をゼロから
増大させる構成であることを特徴としている。

【００２１】この構成においては、車両の逆入力時に、
停止状態にある圧縮機を起動させるようにしたため、同
圧縮機の起動によっても走行駆動源のエネルギー消費量
が増えることはない。また、圧縮機の長期に渡る停止が
防止され、多量の液冷媒が内部に停留されることを防止
でき、摺動部分の潤滑状態を良好に維持することが可能
となる請求項７の発明は請求項１〜６のいずれかにおい
て、前記逆入力時制御手段は、車両空調装置をオンオフ
するエアコンスイッチがオフ状態での車両の逆入力時に
のみ、圧縮機の単位時間当たりの冷媒吐出量を増大させ
ることを特徴としている。

【００２２】この構成においては、車両が逆入力状態に
あること以外にも、エアコンスイッチがオフ状態にある
ことを、圧縮機の冷媒吐出量を増大させるための条件と
している。従って、不必要な冷媒吐出量の増大が行われ
ることを極力抑制することが可能となる。つまり例え
ば、エアコンスイッチがオン状態でのクラッチ機構の遮
断状態（クラッチ付き圧縮機の場合）又は最小吐出容量
状態（クラッチレス圧縮機の場合）は、空調の過程にお
いてもたらされたものであってそう長くは続かない。従
って、この状態で、車両の逆入力に応じて圧縮機の冷媒
吐出量を増大させることには、圧縮機の耐久性を向上さ
せる点においてあまり意味がないのである。

【００２３】請求項８の発明は請求項１〜７のいずれか
において、車両状態検知手段及び逆入力状態判定手段の
好適な態様を限定するものである。すなわち、前記車両
状態検知手段は、車両のアクセル開度を検知するための
アクセル開度センサを備え、前記逆入力状態判定手段は
アクセル開度センサからのアクセル開度情報を、車両が
逆入力状態にあるか否かの判断材料の一つとしている。

【００２４】請求項９の発明は請求項１〜８のいずれか
において、車両状態検知手段及び逆入力状態判定手段の
好適な態様を限定するものである。すなわち、前記車両
状態検知手段は、走行駆動源の回転速度を検知するため
の回転速度センサを備え、前記逆入力状態判定手段は回
転速度センサからの回転速度情報を、車両が逆入力状態
にあるか否かの判断材料の一つとしている。

【００２５】請求項１０の発明は請求項１〜９のいずれ
かにおいて、前記車両空調装置においては、冷媒として
二酸化炭素が用いられていることを特徴としている。こ
の構成においては、二酸化炭素冷媒は、冷媒圧力がフロ
ン冷媒を用いた場合よりも高くなる。従って、例えば圧
縮機の最小吐出容量状態において内部の温度がフロン冷
媒の場合よりも上昇しがちであり、このような車両空調
装置において上述した逆入力時の制御を行うことは、圧
縮機の耐久性を高める点において特に有効となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車両用空調装置が
備える容量可変型斜板式圧縮機の制御装置において具体
化した第１及び第２実施形態について説明する。なお、
第２実施形態においては第１実施形態との相違点につい
てのみ説明し、同一部材又は相当部材には同じ番号を付
して説明を省略する。

【００２７】○第１実施形態 （容量可変型斜板式圧縮機）図１及び図２に示すように
容量可変型斜板式圧縮機（以下単に圧縮機とする）は、
シリンダブロック１と、その前端に接合固定されたフロ
ントハウジング２と、シリンダブロック１の後端に弁形
成体３を介して接合固定されたリヤハウジング４とを備
えている。

【００２８】前記シリンダブロック１とフロントハウジ
ング２とで囲まれた領域にはクランク室５が区画されて
いる。同クランク室５内には駆動軸６が回転可能に配設
されている。同駆動軸６は、車両の走行駆動源つまり車
両の走行輪Ｗを回転駆動するエンジン（内燃機関）Ｅの
出力軸に、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介すること
なく、プーリ７及びベルト８等からなる動力伝達機構を
介して直結されている。従って、同駆動軸６は、エンジ
ンＥの稼動時においては同エンジンＥによって常時回転
駆動される。

【００２９】このように、本実施形態の圧縮機において
は、エンジンＥとの間の動力伝達経路上に高価かつ重量
物である電磁クラッチを備えないことで安価提供及び軽
量化が可能であるし、電磁クラッチのオンオフショック
を伴わないためドライバビリティの悪化を防止すること
ができる。

【００３０】前記クランク室５において駆動軸６上に
は、ラグプレート１１が一体回転可能に固定されてい
る。クランク室５内にはカムプレートとしての斜板１２
が収容されている。斜板１２は、駆動軸６にスライド移
動可能でかつ傾動可能に支持されている。ヒンジ機構１
３は、ラグプレート１１と斜板１２との間に介在されて
いる。従って、斜板１２は、ヒンジ機構１３を介したラ
グプレート１１との間でのヒンジ連結、及び駆動軸６の
支持により、ラグプレート１１及び駆動軸６と同期回転
可能であるとともに、駆動軸６の軸線方向へのスライド
移動を伴いながら駆動軸６に対し傾動可能となってい
る。

【００３１】複数のシリンダボア１ａは、前記シリンダ
ブロック１において駆動軸６を取り囲むようにして貫設
形成されている。片頭型のピストン２０は、各シリンダ
ボア１ａに往復動可能に収容されている。シリンダボア
１ａの前後開口は、弁形成体３及びピストン２０によっ
て閉塞されており、このシリンダボア１ａ内にはピスト
ン２０の往復動に応じて体積変化する圧縮室２９が区画
されている。各ピストン２０は、シュー１９を介して斜
板１２の外周部に係留されている。従って、駆動軸６の
回転にともなう斜板１２の回転運動が、シュー１９を介
してピストン２０の往復直線運動に変換される。

【００３２】前記弁形成体３とリヤハウジング４との間
には、吸入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成さ
れている。そして、吸入室２１の冷媒ガスは、各ピスト
ン２０の上死点位置から下死点側への移動により、弁形
成体３に形成された吸入ポート２３及び吸入弁２４を介
して圧縮室２９に吸入される。圧縮室２９に吸入された
冷媒ガスは、ピストン２０の下死点位置から上死点側へ
の移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁形成体３に
形成された吐出ポート２５及び吐出弁２６を介して吐出
室２２に吐出される。

【００３３】（クランク圧制御機構）図３に示すよう
に、前記斜板１２の傾斜角度制御に関与する、クランク
室５の圧力（クランク圧Ｐｃ）を制御するためのクラン
ク圧制御機構は、圧縮機ハウジング内に設けられた抽気
通路２７、及び給気通路２８並びに制御弁ＣＶによって
構成されている。抽気通路２７はクランク室５と吸入圧
力（Ｐｓ）領域である吸入室２１とを接続する。給気通
路２８は吐出圧力（Ｐｄ）領域である吐出室２２とクラ
ンク室５とを接続し、その途中には制御弁ＣＶが配設さ
れている。

【００３４】そして、前記制御弁ＣＶの開度を調節する
ことで、給気通路２８を介したクランク室５への高圧な
吐出ガスの導入量と抽気通路２７を介したクランク室５
からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク圧
Ｐｃが決定される。クランク圧Ｐｃの変更に応じて、ピ
ストン２０を介してのクランク圧Ｐｃと圧縮室２９の内
圧との差が変更され、斜板１２の傾斜角度（駆動軸６に
直交する仮想平面との間でなす角度）が変更される結
果、ピストン２０のストロークすなわち吐出容量（駆動
軸６の単位回転当たりの冷媒吐出量）が調節される。

【００３５】例えば、前記制御弁ＣＶの開度が小さくさ
れると、クランク圧Ｐｃが低下され、同クランク圧Ｐｃ
と圧縮室２９の内圧とのピストン２０を介した差も小さ
くなって斜板１２が傾斜角度増大方向に傾動し、圧縮機
の吐出容量は増大される。図１は、斜板１２の傾動がラ
グプレート１１に当接規制された最大傾斜角度状態、つ
まり圧縮機の最大吐出容量状態を示している。

【００３６】逆に、制御弁ＣＶの開度が大きくされる
と、クランク圧Ｐｃが上昇され、同クランク圧Ｐｃと圧
縮室２９の内圧とのピストン２０を介した差も大きくな
って斜板１２が傾斜角度減少方向に傾動し、圧縮機の吐
出容量は減少される。図２は、斜板１２の傾動が駆動軸
６上に備えられた最小傾斜角度規制部１４に規制された
最小傾斜角度状態、つまり圧縮機の最小吐出容量状態を
示している。なお、同斜板１２の最小傾斜角度はゼロ近
傍（例えば２〜５°）に設定されている。

【００３７】（冷媒循環回路）図１及び図２に示すよう
に、車両用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）
は、上述した圧縮機と外部冷媒回路３０とから構成され
ている。外部冷媒回路３０は例えば、凝縮器３１、減圧
装置としての膨張弁３２及び蒸発器３３を備えている。
冷媒としては二酸化炭素が用いられている。

【００３８】外部冷媒循環停止手段としての遮断弁６９
は、圧縮機の吐出室２２と外部冷媒回路３０の凝縮器３
１との間の冷媒通路上に配設されている。同遮断弁６９
は、吐出室２２側の圧力Ｐｄが所定値よりも低くなると
冷媒通路を遮断して、外部冷媒回路３０を経由する冷媒
の循環を停止させる。

【００３９】前記遮断弁６９は、その前後の圧力差を機
械的に検知して動作する差圧弁タイプであってもよい
し、吐出圧力Ｐｄに応じて後述する制御コンピュータ７
０により給電制御される電磁弁タイプであってもよい。
また、後述するが、吐出圧力Ｐｄが所定値よりも低くな
る状態は、圧縮機の吐出容量の最小化によってもたらさ
れるため、遮断弁６９は斜板１２の最小傾斜角度に機械
的に連動されるタイプであってもその役目を十分に果た
すことができる。

【００４０】（制御弁）図３に示すように前記制御弁Ｃ
Ｖは、その上半部を占める入れ側弁部と、下半部を占め
る、設定圧力変更手段としてのソレノイド部６０とを備
えている。入れ側弁部は、吐出室２２とクランク室５と
を接続する給気通路２８の開度（絞り量）を調節する。
ソレノイド部６０は、制御弁ＣＶ内に配設された作動ロ
ッド４０を、外部からの通電制御に基づき付勢制御する
ための一種の電磁アクチュエータである。作動ロッド４
０は、先端部たる隔壁部４１、連結部４２、略中央の弁
体部４３及び基端部たるガイドロッド部４４からなって
いる。

【００４１】前記制御弁ＣＶのバルブハウジング４５
は、栓体４５ａと、入れ側弁部の主な外殻を構成する上
半部本体４５ｂと、ソレノイド部６０の主な外殻を構成
する下半部本体４５ｃとから構成されている。バルブハ
ウジング４５の上半部本体４５ｂ内には弁室４６及び連
通路４７が区画され、同上半部本体４５ｂとその上部に
圧入された栓体４５ａとの間には感圧室４８が区画され
ている。

【００４２】前記弁室４６及び連通路４７内には、作動
ロッド４０が軸方向（図面では垂直方向）に移動可能に
配設されている。弁室４６及び連通路４７は作動ロッド
４０の配置次第で連通可能となる。これに対して連通路
４７と感圧室４８とは、同連通路４７に嵌入された作動
ロッド４０の隔壁部４１によって遮断されている。

【００４３】前記弁室４６の底壁は後記固定鉄心６２の
上端面によって形成されている。弁室４６を取り囲むバ
ルブハウジング４５の周壁には半径方向に延びるポート
５１が設けられ、このポート５１は給気通路２８の上流
部を介して弁室４６を吐出室２２に連通させる。連通路
４７を取り囲むバルブハウジング４５の周壁にも半径方
向に延びるポート５２が設けられ、このポート５２は給
気通路２８の下流部を介して連通路４７をクランク室５
に連通させる。従って、ポート５１、弁室４６、連通路
４７及びポート５２は制御弁内通路として、吐出室２２
とクランク室５とを連通させる給気通路２８の一部を構
成する。

【００４４】前記弁室４６内には作動ロッド４０の弁体
部４３が配置されている。弁体付勢バネ５６は弁室４６
に収容され、弁体部４３を下方に向けて付勢する。弁室
４６と連通路４７との境界に位置する段差は弁座５３を
なしており、連通路４７は一種の弁孔をなしている。そ
して、作動ロッド４０が図３の位置（最下動位置）から
弁体部４３が弁座５３に着座する最上動位置へ上動する
と、連通路４７が遮断される。つまり、作動ロッド４０
の弁体部４３は、給気通路２８の開度を任意調節可能な
弁体として機能する。

【００４５】前記感圧室４８内には、ベローズよりなる
感圧部材５４が収容配置されている。同感圧部材５４の
上端部は、バルブハウジング４５の栓体４５ａに固定さ
れている。感圧部材付勢バネ５５は感圧部材５４内に収
容され、同感圧部材５４を下方へ伸長するように付勢す
る。感圧部材５４は、感圧部材付勢バネ５５の下向きの
付勢力によって隔壁部４１に対して押さえ付けられてい
る。

【００４６】前記感圧室４８は、バルブハウジング４５
の上半部本体４５ｂに形成された検圧ポート５７及び検
圧通路３７を介して、吸入室２１と連通されている。つ
まり、感圧室４８には、吸入室２１の圧力Ｐｓが導入さ
れている。

【００４７】前記ソレノイド部６０は、有底円筒状の収
容筒６１を備えている。収容筒６１の上部には固定鉄心
６２が嵌合され、この嵌合により収容筒６１内にはソレ
ノイド室６３が区画されている。ソレノイド室６３内に
は、可動鉄心６４が軸方向に移動可能に収容されてい
る。固定鉄心６２の中心には軸方向に延びるガイド孔６
５が形成され、そのガイド孔６５内には、作動ロッド４
０のガイドロッド部４４が軸方向に移動可能に配置され
ている。

【００４８】可動鉄心付勢バネ６６はソレノイド室６３
に収容され、可動鉄心６４を固定鉄心６２に向けて付勢
する。従って、ガイドロッド部４４と可動鉄心６４と
は、弁体付勢バネ５６の下向き付勢力と可動鉄心付勢バ
ネ６６の上向き付勢力とによって当接係合されている。
従って、可動鉄心６４と作動ロッド４０とは常時一体と
なって上下動する。

【００４９】前記固定鉄心６２及び可動鉄心６４の周囲
には、これら鉄心６２，６４を跨ぐ範囲にコイル６７が
巻回されている。このコイル６７には、外部情報検知手
段７２からの外部情報に応じた制御コンピュータ７０の
指令に基づき、駆動回路７１から駆動信号が供給され
る。同コイル６７は、その電力供給量に応じた大きさの
電磁吸引力（電磁付勢力）を可動鉄心６４と固定鉄心６
２との間に発生させる。同コイル６７への通電制御は印
加電圧を調整することでなされ、同印加電圧の調整には
ＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採用されている。

【００５０】前記外部情報検知手段７２は、空調装置の
オンオフスイッチであるエアコンスイッチ７３、車室の
温度を設定するための温度設定器７４、車室の温度を検
出するための温度センサ７５、図示しないアクセルペダ
ルの踏み込み量（アクセル開度）Ａｃｃを検出するため
のアクセル開度センサ７６、及びエンジンＥの出力軸の
回転速度Ｎｅを検出するための回転速度センサ７７から
なっている。

【００５１】本実施形態においては、前記制御コンピュ
ータ７０が、逆入力状態判定手段及び逆入力時制御手段
をなしている。また、アクセル開度センサ７６及び回転
速度センサ７７が、車両の運転状態を検知する車両状態
検知手段をなしている。

【００５２】（制御弁の動作特性）前記制御弁ＣＶにお
いては、次のようにして作動ロッド４０の配置位置つま
り弁開度が決まる。

【００５３】まず、図３に示すように、コイル６７への
通電がない場合（デューティ比＝０％）は、作動ロッド
４０の配置には、感圧部材付勢バネ５５及び弁体付勢バ
ネ５６の下向き付勢力の作用が支配的となる。従って、
作動ロッド４０は最下動位置に配置され、弁体部４３は
連通路４７を全開とする。従って、クランク圧Ｐｃは、
その時おかれた状況下において取り得る最大値となり、
同クランク圧Ｐｃと圧縮室２９の内圧とのピストン２０
を介した差は大きくて、斜板１２は傾斜角度を最小とし
て圧縮機の吐出容量は最小となっている。

【００５４】前記制御コンピュータ７０は、エアコンス
イッチ７３がオフ状態にある等の冷房不要又は車両の急
加速状態への移行等の冷房不許可（所謂加速カット要
求）を検知すると、制御弁ＣＶに対して圧縮機の吐出容
量を最小化するための最小化指令信号を出力する。つま
り、コイル６７への通電デューティ比を０％とすること
を駆動回路７１に指令する。

【００５５】従って、図２に示すように圧縮機の吐出容
量が最小化され、この最小吐出容量状態では遮断弁６９
において吐出室２２側の圧力Ｐｄが所定値よりも低くな
り、よって同遮断弁６９が閉じられて、外部冷媒回路３
０を経由した冷媒の循環が停止される。つまり、遮断弁
６９は、圧縮機の吐出容量の最小化に連動して、外部冷
媒回路３０を経由した冷媒循環を停止させる。また、斜
板１２の最小傾斜角度はゼロではないため、圧縮機の吐
出容量が最小化されても、吸入室２１から圧縮室２９へ
の冷媒ガスの吸入、及び吸入冷媒ガスの圧縮、並びに圧
縮室２９から吐出室２２への冷媒ガスの吐出は継続され
る。

【００５６】従って、前記圧縮機の内部には、吐出室２
２→給気通路２８→クランク室５→抽気通路２７→吸入
室２１→圧縮室２９→（吐出室２２）よりなる循環回路
が形成され、同内部冷媒循環回路を冷媒とともに潤滑油
が循環される。このため、外部冷媒回路３０からの潤滑
油を含む冷媒の帰還がなくとも、各摺動部分（例えばピ
ストン２０とシリンダボア１ａとの間）の潤滑は良好に
維持される。

【００５７】次に、前記制御弁ＣＶにおいて、コイル６
７に対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比（＞
０％）の通電がなされると、上向きの電磁付勢力が感圧
部材付勢バネ５５及び弁体付勢バネ５６による下向き付
勢力を上回り、作動ロッド４０が上動を開始する。この
状態では、可動鉄心付勢バネ６６の上向きの付勢力によ
って加勢された上向き電磁付勢力が、感圧室４８内の吸
入圧Ｐｓに基づく感圧部材５４の上向き付勢力によって
減勢された、感圧部材付勢バネ５５及び弁体付勢バネ５
６の下向き押圧力に対抗する。そして、これら上下付勢
力が均衡する位置に、作動ロッド４０の弁体部４３が弁
座５３に対して位置決めされる。

【００５８】つまり、前記制御弁ＣＶは、コイル６７へ
の通電デューティ比によって決定された吸入圧Ｐｓの制
御目標（設定吸入圧力）を維持するように、この吸入圧
Ｐｓの変動に応じて内部自律的に作動ロッド４０を位置
決めする構成となっている。また、この設定吸入圧力
は、コイル６７への通電デューティ比を調節することで
外部から変更可能となっている。

【００５９】（本実施形態の特徴点）図４のフローチャ
ートに示すように、前記制御コンピュータ７０は、エア
コンスイッチ７３がオフ状態の場合であっても、車両が
逆入力状態となれば、圧縮機を最小吐出容量状態から離
脱させる制御を行う。なお、車両の逆入力状態とは、例
えば減速時や下り坂走行により、走行輪Ｗからエンジン
Ｅひいては圧縮機へ動力が伝達される状態を指す。

【００６０】さて、前記制御コンピュータ７０は、エア
コンスイッチ７３がオフ状態となると、圧縮機の吐出容
量を最小化するとともに、図４のフローチャートに従う
演算処理を開始する。ステップ（以下Ｓと略す）１０１
においては、回転速度センサ７７からのエンジンＥの回
転速度情報Ｎｅが、予め記憶しておいた設定値Ｎｓｅｔ
を上回っているか否かが比較判定される。

【００６１】前記Ｓ１０１判定がＮｏであるなら、エン
ジンＥにより駆動される圧縮機（駆動軸６）の回転速度
は比較的低いため、内部循環する冷媒及び潤滑油の温度
上昇は比較的少ないと推定できる。従って、圧縮機の構
成部品の熱的環境はそれ程厳しくないと判断され、処理
はＳ１０２へと移行されて、駆動回路７１へ指令する制
御弁ＣＶのコイル６７への通電デューティ比が０％に維
持される。

【００６２】前記Ｓ１０１判定がＹｅｓ、つまり圧縮機
の回転速度が高く構成部品の熱的環境が厳しいと判断さ
れると、処理はＳ１０３に移行される。Ｓ１０３におい
ては、アクセル開度センサ７６からのアクセル開度情報
Ａｃｃがゼロであるか否かを判定する。このＳ１０３判
定がＮｏであるなら、車両は定常走行又は登坂走行して
いると推定され、従って逆入力状態にはないと判断され
て、前述したＳ１０２にてデューティ比＝０％が維持さ
れる。

【００６３】一方、前記Ｓ１０３判定がＹｅｓ、つまり
エンジンＥの回転速度Ｎｅが設定値Ｎｓｅｔを上回って
いてなおかつアクセル開度Ａｃｃがゼロであると、車両
が減速状態又は下り坂走行していると推定され、同車両
が逆入力状態にあると判断される。従って、Ｓ１０４に
おいて、駆動回路７１へ指令するコイル６７への通電デ
ューティ比が、０％から上述したデューティ比可変範囲
内の例えば同範囲の中間値に増大される。

【００６４】このため、圧縮機が最小吐出容量状態から
離脱され、外部冷媒回路３０を経由した冷媒循環が開始
されて、内部に停留していた冷媒及び潤滑油の外部への
排出、及び外部冷媒回路３０からの比較的低温な冷媒及
び潤滑油の導入が行われる。よって、圧縮機内部の熱篭
りが防止され、構成部品を熱的に厳しい状況から解放す
ることができる。また、圧縮機の吐出容量の増大によ
り、同圧縮機内部を流通する潤滑油量の増大も期待で
き、各摺動部分の潤滑も良好となる。

【００６５】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）車両の逆入力時において、エンジンＥの燃料消費
量を増大させることなく圧縮機を最小吐出容量状態から
離脱させて、同圧縮機内部の熱篭りによる過大な温度上
昇や潤滑不良を防止するようにした。従って、エンジン
Ｅの燃費を悪化させることなく、圧縮機の耐久性を向上
させることが可能となる。また、車両の逆入力時におい
て圧縮機の負荷トルクが増大されることとなるため、所
謂エンジンブレーキが効果的に作用する。従って、車両
の減速が良好に行われるし、下り坂走行にあっては望ま
ない増速も効果的に抑え得る。

【００６６】（２）車両が逆入力状態にあること以外に
も、エアコンスイッチ７３がオフ状態にあることを、圧
縮機を最小吐出容量状態から離脱させるための条件とし
ている。従って、電力消費量や制御コンピュータ７０の
演算負荷を軽減できる。つまり、エアコンスイッチ７３
がオン状態においても、冷房負荷状況等に応じて圧縮機
の吐出容量が最小化されることがある。しかし、エアコ
ンスイッチ７３がオンされている時の圧縮機の最小吐出
容量状態は、空調の過程においてもたらされたものであ
ってそう長くは続かない。従って、この状態で、車両の
逆入力に応じて圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させ
ることにはあまり意味がないばかりでなく、頻繁なデュ
ーティ比の変更に伴う電力消費量の増大や制御コンピュ
ータ７０の演算負荷の増大等の問題が生じるのである。

【００６７】（３）エアコンスイッチ７３がオフ状態で
なおかつ車両が逆入力状態の時（厳密に言えば逆入力状
態と推定できる時）には、必ず圧縮機を最小吐出容量状
態から離脱させるようにしている。従って、圧縮機の耐
久性をさらに向上させることができるし、前記（１）で
述べた良好な減速及び良好な下り坂の走行フィールを頻
繁に得られる点においても有利となる。

【００６８】（４）空調装置においては冷媒として二酸
化炭素が用いられており、冷媒圧力がフロン冷媒を用い
た場合よりも高くなる。従って、圧縮機の最小吐出容量
状態において内部の温度がフロン冷媒の場合よりも上昇
しがちであり、このような構成の空調装置において上述
した逆入力時の制御を行うことは、圧縮機の耐久性を高
める点において特に有効となる。

【００６９】○第２実施形態 図５において模式的に示すように、本実施形態の圧縮機
は、エンジンＥとの間の動力伝達経路上に電磁クラッチ
等のクラッチ機構Ｃを備えていることと、遮断弁６９を
備えていないことが上記第１実施形態の圧縮機と大きく
異なる。そして、制御コンピュータ７０は、オン状態に
あるエアコンスイッチ７３がオフされると、クラッチ機
構Ｃを遮断することで圧縮機の運転を停止させるように
している。

【００７０】さて、前記制御コンピュータ７０は、エア
コンスイッチ７３がオフ状態においては、基本的には図
４のフローチャートと同様な演算処理を行う。同演算処
理において上記第１実施形態と異なる点は、Ｓ１０２及
びＳ１０４において二点鎖線の枠内に示す処理を行うこ
とである。すなわち、制御コンピュータ７０は、Ｓ１０
１判定でＮｏ（車両の走行速度が低い）又はＳ１０３判
定でＮｏ（車両が逆入力状態にない）と判断すると、Ｓ
１０２においてクラッチ機構Ｃの遮断状態を維持する。

【００７１】一方、制御コンピュータ７０は、Ｓ１０１
判定でＹｅｓでかつＳ１０３判定でＹｅｓ（車両が逆入
力状態にある）と判断すると、Ｓ１０４において遮断状
態にあるクラッチ機構Ｃを接続して圧縮機を起動させ、
同圧縮機の単位時間当たりの冷媒吐出量をゼロから増大
させる。従って、エアコンスイッチ７３の長期オフ状態
においても圧縮機の長期に渡る停止が防止され、多量の
液冷媒が内部に停留されることを防止でき、摺動部分の
潤滑状態を良好に維持することが可能となる。

【００７２】本実施形態においても上記第１実施形態の
（１）〜（４）と同様な効果を奏する。なお、本発明の
趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施可能であ
る。

【００７３】・車両の走行速度を検知するための車速セ
ンサを備える。そして、同車速センサからの車速情報
を、制御コンピュータ７０による車両が逆入力状態にあ
るか否かの判断材料の一つとすること。

【００７４】・車両のブレーキが作動されているか否か
を検知するためのブレーキセンサを備える。そして、同
ブレーキセンサからのブレーキ作動情報を、制御コンピ
ュータ７０による車両が逆入力状態にあるか否かの判断
材料の一つとすること。つまり、例えば前述した車速情
報が所定値以上の状態で、ブレーキが作動されているこ
とを検知すると、車両が逆入力状態であると判定する。

【００７５】・図４のフローチャートにおいてＳ１０４
処理の継続時間を計測するタイマを備える。そして、こ
の継続時間が所定時間を超えた場合には、圧縮機を最小
吐出容量状態に復帰させるか（第１実施形態の場合）、
又はクラッチ機構Ｃを遮断状態に復帰させること（第２
実施形態の場合）。このようにすれば、Ｓ１０４処理の
長時間の継続が防止され、不必要な冷房が行われること
を極力抑制することが可能となる。

【００７６】・上記各実施形態においては、エアコンス
イッチ７３がオフ状態でなおかつ車両が逆入力状態の時
には、必ず圧縮機を最小吐出容量状態から離脱（第１実
施形態）又は起動（第２実施形態）させるようにしてい
た。しかし、これに限定されるものではなく、エアコン
スイッチ７３がオフ状態において車両が逆入力状態とな
ったとしても、例えば圧縮機の最小吐出容量状態の継続
時間（第１実施形態の場合）、又はクラッチ機構Ｃの遮
断状態の継続時間（第２実施形態の場合）が短ければ最
小吐出容量状態から離脱させないようにしてもよい。す
なわち、例えば、圧縮機の最小吐出容量状態の継続時間
（第１実施形態の場合）、又はクラッチ機構Ｃの遮断状
態の継続時間（第２実施形態の場合）を計測するタイマ
を備える。そして、この継続時間が所定時間を超えた場
合にのみ、図４のフローチャートにおいて制御コンピュ
ータ７０の処理をＳ１０３（Ｙｅｓ）からＳ１０４へ移
行させ、所定時間を超えない場合には処理をＳ１０３
（Ｙｅｓ）からＳ１０２へ移行させること。

【００７７】・上記第１実施形態においては、エアコン
スイッチ７３がオフ状態でなおかつ車両が逆入力状態の
時には、必ず圧縮機を最小吐出容量状態から離脱させる
ようにしていた。しかし、これに限定されるものではな
く、エアコンスイッチ７３がオフ状態において車両が逆
入力状態となったとしても、例えば圧縮機が熱的に厳し
くなければ最小吐出容量状態から離脱させないようにし
てもよい。つまり例えば、圧縮機のハウジングの温度又
は内部の冷媒温度を検出する温度センサを備える。そし
て、この温度が所定温度を超えた場合にのみ、図４のフ
ローチャートにおいて制御コンピュータ７０の処理をＳ
１０３（Ｙｅｓ）からＳ１０４へ移行させ、所定温度を
超えない場合は処理をＳ１０３（Ｙｅｓ）からＳ１０２
へ移行させること。

【００７８】・エアコンスイッチ７３のオンオフ状態に
関係なく、車両の逆入力時には必ず圧縮機の単位時間当
たりの冷媒吐出量を増大させるようにすること。つま
り、例えば、本発明の制御装置を備えた圧縮機を車両の
制動装置として捉え、エンジンブレーキの増大を主たる
目的とすること。この場合にも、車両の走行燃費を低下
させることなく圧縮機の耐久性を向上させる目的を達成
できる点において相違はない。

【００７９】・制御弁ＣＶの構成としては上記各実施形
態の所謂設定吸入圧可変弁に限定されるものではなく、
外部から制御可能な構成であれば、設定吐出圧可変弁や
単なる電磁弁等何でもよい。

【００８０】・上記第２実施形態の容量可変型斜板式圧
縮機を、同じ斜板式又はウエーブカム式或いはスクロー
ル式等の固定容量型圧縮機に変更すること。 ・走行駆動源は電動モータであってもよい。

【００８１】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。 （１）請求項１〜１０のいずれかに記載の制御装置を制
御方法として捉えること。

【００８２】（２）請求項１〜１０のいずれかに記載の
制御装置を備えた圧縮機を車両の制動装置として捉える
こと。

【００８３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、車
両の走行に関するエネルギー効率（例えば内燃機関を走
行駆動源とするものにおいては燃費）を低下させること
なく、車両空調装置用圧縮機の耐久性を向上させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 容量可変型斜板式圧縮機（最大吐出容量）の
断面図。

【図２】 容量可変型斜板式圧縮機（最小吐出容量）の
断面図。

【図３】 制御弁の断面図。

【図４】 制御コンピュータの演算処理を説明するフロ
ーチャート。

【図５】 第２実施形態を示す模式図。

【符号の説明】

７０…逆入力状態判定手段及び逆入力時制御手段として
の制御コンピュータ、７６…車両状態検知手段としての
アクセル開度センサ、７７…同じく回転速度センサ、Ｅ
…走行駆動源としてのエンジン、Ｗ…走行輪。

フロントページの続き (72)発明者 山田 健史 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 AA13 AA27 BA19 BA32 CA21 DA10 DA25 EA33 EA38 3H076 AA06 BB26 BB33 CC12 CC20 CC84

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の走行輪を駆動するための走行駆動
   源によって駆動される車両空調装置用圧縮機の制御装置
   において、 前記車両の運転状態を検知する車両状態検知手段と、 前記車両状態検知手段からの運転情報に基づいて、車両
   が走行輪から走行駆動源への逆入力状態にあるか否かを
   判定する逆入力状態判定手段と、 前記車両の逆入力時において、圧縮機の単位時間当たり
   の冷媒吐出量を増大させる逆入力時制御手段とを備えた
   ことを特徴とする制御装置。
2. 【請求項２】 前記車両空調装置用圧縮機は吐出容量可
   変型であって、前記逆入力時制御手段は、圧縮機の吐出
   容量を増大させることで単位時間当たりの冷媒吐出量を
   増大させる構成である請求項１に記載の制御装置。
3. 【請求項３】 前記逆入力時制御手段は、圧縮機の最小
   吐出容量状態において車両が逆入力状態となると、同圧
   縮機を最小吐出容量状態から離脱させることで単位時間
   当たりの冷媒吐出量を増大させる構成である請求項２に
   記載の制御装置。
4. 【請求項４】 前記車両空調装置用圧縮機はクランク室
   の圧力を調節することで吐出容量を変更可能であるとと
   もに最小吐出容量がゼロではない容量に設定されてお
   り、同最小吐出容量状態では外部冷媒回路を経由した冷
   媒循環が停止されるとともに、吐出室からクランク室及
   び吸入室を経由して圧縮室に至る圧縮機内部の冷媒循環
   回路が形成される構成である請求項３に記載の制御装
   置。
5. 【請求項５】 前記車両空調装置用圧縮機は、走行駆動
   源に対してクラッチ機構を介することなく直結されてい
   る請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
6. 【請求項６】 前記車両空調装置用圧縮機は走行駆動源
   に対してクラッチ機構を介して作動連結されており、前
   記逆入力時制御手段は、クラッチ機構が遮断された状態
   において車両が逆入力状態となると、同クラッチ機構を
   接続することで圧縮機を起動させて単位時間当たりの冷
   媒吐出量をゼロから増大させる構成である請求項１に記
   載の制御装置。
7. 【請求項７】 前記逆入力時制御手段は、車両空調装置
   をオンオフするエアコンスイッチがオフ状態での車両の
   逆入力時にのみ、圧縮機の単位時間当たりの冷媒吐出量
   を増大させる請求項１〜６のいずれかに記載の制御装
   置。
8. 【請求項８】 前記車両状態検知手段は、車両のアクセ
   ル開度を検知するためのアクセル開度センサを備え、前
   記逆入力状態判定手段はアクセル開度センサからのアク
   セル開度情報を、車両が逆入力状態にあるか否かの判断
   材料の一つとしている請求項１〜７のいずれかに記載の
   制御装置。
9. 【請求項９】 前記車両状態検知手段は、走行駆動源の
   回転速度を検知するための回転速度センサを備え、前記
   逆入力状態判定手段は回転速度センサからの回転速度情
   報を、車両が逆入力状態にあるか否かの判断材料の一つ
   としている請求項１〜８のいずれかに記載の制御装置。
10. 【請求項１０】 前記車両空調装置においては、冷媒と
    して二酸化炭素が用いられている請求項１〜９のいずれ
    かに記載の制御装置。