JP2009007945A - 可変容量圧縮機の容量制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】種々の条件に基づいて吸入圧力制御又は差圧制御を選択的に実行する、簡素な構成の可変容量圧縮機の容量制御システムを提供する。
【解決手段】可変容量圧縮機の吐出容量制御システム(A)は制御対象設定手段(402A)を有する。制御対象設定手段(402A)は、外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて２つ以上の制御モードのうちから１つの制御モードを選択し、選択した制御モードに則して制御対象を設定する。制御対象設定手段(402A)は、外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて、制御モードの１つである第１制御モードでは、吸入圧力領域及びクランク室のうち一方の圧力の目標圧力を制御対象として設定し、制御モードの１つである第２制御モードでは、吸入圧力領域及びクランク室の圧力のうち一方の圧力と吐出圧力領域の圧力との差の目標である目標作動圧力差を制御対象として設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、空調システムに適用される可変容量圧縮機の容量制御システムに関する。

例えば車両用空調システムに用いられる往復動型の可変容量圧縮機は、ハウジングを備え、ハウジングの内部には吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成される。クランク室内を延びる駆動軸には斜板が傾動可能に連結され、斜板を含む変換機構は、駆動軸の回転をシリンダボア内に配置されたピストンの往復運動に変換する。ピストンの往復運動は、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入、吸入した作動流体の圧縮及び圧縮された作動流体の吐出室への吐出工程を実行する。

ピストンのストローク長、即ち圧縮機の吐出容量は、クランク室の圧力（制御圧力）を変化させることにより可変となり、吐出容量を制御するために、吐出室とクランク室とを連通する給気通路には容量制御弁が配置され、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路には絞りが配置される。
例えば特許文献１が開示する容量制御弁は、吸入圧力を感知するための感圧部材を内蔵し、この容量制御弁を用いた可変容量圧縮機では、吸入圧力を感知して吐出容量をフィードバック制御する。具体的には、感圧部材は、例えばベローズにより構成され、吸入圧力が低下すると吐出容量を減少すべく伸張し、給気通路の開度を増大させる。

また、特許文献２が開示する可変容量圧縮機の容量制御方法では、２つの圧力監視点の圧力差が目標値に近付くように容量制御が行われる。
更に、特許文献３が開示する容量制御装置は、吐出室の圧力（吐出圧力）と吸入室の圧力との間の圧力差（差圧）が目標値に近付くように、吐出容量をフィードバック制御する。すなわち、特許文献３の制御装置は、差圧を制御対象として容量制御弁への通電量を変化させ、これに伴い吐出容量が変化する。例えば、この制御装置は、差圧が縮小しようとすれば、吐出容量を増大させて差圧を所定値に近付けるように動作する。

特許文献３の容量制御装置が実行する差圧制御も、特許文献２が開示する容量制御方法と同様に、２つの圧力監視点の圧力差を目標値に近付けるものに属すると考えられる。従って、可変容量圧縮機の容量制御装置は、特許文献１に代表されるように吸入圧力を制御対象とする吸入圧力制御方式のものと、特許文献２及び３に代表されるように差圧を制御対象とする差圧制御方式のものとに大別される。
特開平9-268973号公報 特開2001-107854号公報 特開2001-132650号公報

吸入圧力を制御対象とする吸入圧力制御方式は、空調システムに適した吐出容量制御方法であり、現在最も広く利用されている。吸入圧力制御方式において吐出容量を減少させる場合、制御対象となる吸入圧力の目標値が、より高い値に変更される。例えば、冷凍サイクルにかかる熱負荷が大きく、且つ、圧縮機の回転数が低い場合には、十分に吐出容量を減少させられないことがある。更に、実際の吸入圧力が吸入圧力の制御範囲の上限を超えている場合には、吐出容量を全く制御不能となることもある。

また、吸入圧力を制御対象とする場合、容量制御弁が、吸入圧力を感知するベローズやダイアフラム等の感圧部材を内蔵することが必要となり、容量制御弁の構造が複雑化する。その上、感圧部材の寸法には制限があり、吸入圧力の制御範囲の上限を高くしようとすると、ソレノイドを大型化しなければならない。
一方、車両用の空調システムにおいては、可変容量圧縮機の駆動は、車両のエンジンにとって大きな負荷となっている。このため、例えば車両の加速時や登坂時等においては、吐出容量を一時的に減少させて圧縮機の駆動負荷を低減することが行われている。すなわち、ある程度の空調能力を確保しながら、エンジンの動力を走行動力に極力振り向けることが行われている。このような場合に熱負荷が大きいと、吸入圧力制御方式では、吸入圧力が制御不能となって圧縮機の作動を停止しなければならなくなり、車室の空調状態の犠牲が大きくなる。

このような吸入圧力制御方式の欠点を解消すべく考え出されたのが、特許文献２及び３に代表される差圧制御方式であり、差圧制御方式によれば、熱負荷によらず、吐出容量が外部制御により迅速に変更される。しかしながら、差圧制御方式には以下のような欠点がある。
２つの圧力監視点の圧力差が目標値となるように吐出容量をフィードバック制御する場合、圧力差が縮小しようとすれば、圧力差を所定値に近付けるように吐出容量が増大される。このような制御動作から、冷媒の循環路において冷媒循環量が適正量から不足した状態で差圧制御方式の容量制御が行われると、圧力監視点間の圧力差は、冷媒循環量が適正であるときに比べて縮小してしまうため、圧力差を目標値に維持すべく吐出容量が増大されてしまう。そして、圧力差のフィードバック制御では、冷媒量が不足して冷媒循環量不足の状態で可変容量圧縮機を運転し、差圧が目標値に到達しなければ、吐出容量が加速的に増大し、圧縮機は最終的には最大容量で動作し続ける。このような動作は、圧縮機の破損を招く虞がある。

冷媒量不足への対応という観点では、吸入圧力制御方式の方が優れている。冷媒量不足になると、吸入圧力が所定値より低下しようとするが、吸入圧力制御方式によれば、吸入圧力を所定値に維持すべく、吐出容量が減少させられ、最終的には最小容量に移行するからである。つまり、吸入圧力制御方式は、フェールセーフ機能を併せ持っているからである。

以上のように、吸入圧力制御方式及び差圧制御方式ともに長所短所があり、総合的にみてどちらが良いとは必ずしもいえない。理想的には、通常時には空調の快適性を重視して吸入圧力制御方式で吐出容量を制御し、車両の加速時、登坂時等の過渡的な制御が要求されるときには、差圧制御方式で吐出容量を制御するのがよいが、このような制御を実行可能な容量制御装置は存在しない。

本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的の一つは、種々の条件に基づいて吸入圧力制御又は差圧制御を選択的に実行する、簡素な構成の可変容量圧縮機の容量制御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、本発明によれば、空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量型圧縮機であって、吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前記冷凍サイクルの吸入圧力領域及び前記クランク室のうち少なくとも一方の圧力、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の圧力、及び、ソレノイドの電磁力を受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉することにより前記クランク室の圧力を変化させる容量制御弁とを備える可変容量圧縮機の容量制御システムにおいて、１つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて制御対象を設定する制御対象設定手段と、前記制御対象設定手段で設定された制御対象に基づいて吐出容量制御信号を演算する制御信号演算手段と、前記制御信号演算手段により演算された吐出容量制御信号に基づいて前記ソレノイドに電流を供給するソレノイド駆動手段とを具備し、前記制御対象設定手段は、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて２つ以上の制御モードのうちから１つの制御モードを選択し、選択した制御モードに則して前記制御対象を設定し、前記制御モードの１つである第１制御モードでは、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて、前記吸入圧力領域及びクランク室のうち一方の圧力の目標圧力を前記制御対象として設定し、前記制御モードの１つである第２制御モードでは、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて、前記吸入圧力領域及びクランク室の圧力のうち一方の圧力と前記吐出圧力領域の圧力との差の目標である目標作動圧力差を前記制御対象として設定することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される（請求項１）。

好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力領域の圧力を検知する吐出圧力検知手段を含み、前記制御信号演算手段は、前記制御対象設定手段が前記第１制御モードを実行したときに、前記吐出圧力検知手段により検知された前記吐出圧力領域の圧力及び前記目標圧力に基づいて前記吐出容量制御信号を演算する（請求項２）。
好ましくは、前記制御信号演算手段は、前記吐出圧力領域の圧力と前記目標圧力との差に基づいて前記吐出容量制御信号を演算する（請求項３）。

好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度を検知する蒸発器出口空気温度検知手段と、前記蒸発器を通過した直後の空気流の目標温度を設定する蒸発器目標出口空気温度設定手段とを含み、前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを実行するとき、前記蒸発器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記蒸発器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標圧力を設定する（請求項４）。

好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記可変容量型圧縮機の目標トルクを設定する目標トルク設定手段を含み、前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記可変容量型圧縮機のトルクが前記目標トルク設定手段により設定された目標トルクに近付くように前記目標作動圧力差を設定する（請求項５）。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わることを検知するエアコンスイッチ検知手段を含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エアコンスイッチ検知手段によって、前記空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わるのを検知したときという条件である（請求項６）。

好ましくは、前記第２制御モードは、前記第２制御モードの実行開始から所定時間維持される（請求項７）。
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記外部情報検知手段は、前記車両のアイドリング状態を検知するアイドリング検知手段を含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記アイドリング検知手段によって、前記車両がアイドリング状態にあることを検知したときという条件である（請求項８）。

好ましくは、前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを解除して前記第２制御モードに移行する直前に前記目標圧力を記憶し、前記第２制御モードが解除されて前記第１制御モードに再び移行したときに、記憶されていた前記目標圧力を初期値として新たに目標圧力を設定する（請求項９）。
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記外部情報検知手段は、前記車両のエンジンの負荷を検知するエンジン負荷検知手段を含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エンジン負荷検知手段により検知された前記エンジンの負荷が所定値以上になるという条件である（請求項１０）。

好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記外部情報検知手段は、前記車両のエンジンの負荷を検知するエンジン負荷検知手段と、前記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段とを含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エンジン負荷検知手段により検知された前記エンジンの負荷及び前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷の両方が所定値以上になるという条件である（請求項１１）。

好ましくは、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件は、前記第１制御モードを実行中に前記ソレノイドに供給されている電流量が、前記第２制御モードを実行したとするならば前記ソレノイドに供給される電流量よりも大きいという限定事項を更に含む（請求項１２）。
好ましくは、前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを解除して前記第２制御モードに移行する直前に前記目標圧力を記憶し、前記第２制御モードが解除されて前記第１制御モードに再び移行したときに、記憶されていた前記目標圧力を初期値として新たに目標圧力を設定する（請求項１３）。

好ましくは、前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記蒸発器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記蒸発器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標作動圧力差を設定する（請求項１４）。
好ましくは、前記目標作動圧力差に基づいて前記ソレノイドに供給される電流は、予め定められた上限値以下に制限される（請求項１５）。

好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記外部情報検知手段は、前記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷が所定値以上であるという条件である（請求項１６）。
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記外部情報検知手段は、記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段と、前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷及び前記回転数検知手段により検知された物理量の両方が所定値以上であるという条件である（請求項１７）。

好ましくは、前記空調システムは、前記冷凍サイクルと切り換え可能に設けられたホットガスヒータサイクルを更に備え、
前記可変容量圧縮機は、前記空調システムの冷凍サイクルのみならず前記ホットガスヒータサイクルの一部を構成し、
前記外部情報検知手段は、前記冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルのうち何れのサイクルが作動しているかを検知するサイクル検知手段を含み、前記制御対象設定手段は、前記ホットガスヒータサイクルの作動中、前記第２制御モードを実行する（請求項１８）。

好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記ホットガスヒータサイクルの一部を構成する空気加熱用熱交換器を通過した直後の空気流の温度を検知する熱交換器出口空気温度検知手段と、前記空気加熱用熱交換器を通過した直後の空気流の目標温度を設定する熱交換器目標出口空気温度設定手段とを含み、前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記熱交換器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記熱交換器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標作動圧力差を設定する（請求項１９）。

好ましくは、前記吐出圧力検知手段は、前記冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルに共通に含まれる前記循環路の吐出圧力領域の部分にて前記冷媒の圧力を検知する（請求項２０）。
好ましくは、前記制御対象設定手段は、前記制御モードの１つである第３制御モードを実行したときに、前記吐出圧力領域の圧力の目標である目標吐出圧力を設定し、前記吐出圧力検知手段により検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記目標吐出圧力に近付くように前記目標作動圧力差を設定する（請求項２１）。

発明の請求項１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御対象設定手段が外部情報に基づいて第１制御モード及び第２制御モードを選択的に実行可能であり、第１制御モードにより吸入圧力制御を、第２制御モードにより差圧制御を実行可能である。従ってこの容量制御システムによれば、状況に応じて吐出容量の最適化が可能であり、例えば、通常時には吸入圧力制御により吐出容量制御をし、車両の加速時や登坂時等の過渡的な制御が必要なときには差圧制御により吐出容量を制御することができる。

請求項２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御対象設定手段が第１制御モードを実行したときには、制御信号演算手段が吐出圧力領域の圧力と目標圧力とに基づいて吐出容量制御信号を演算するため、簡単な構成の容量制御弁を用いても、吸入圧力制御を実行可能である。
なお、吐出圧力検知手段は、可変容量圧縮機及び空調システムの保護のため従来から必須の構成であり、本発明のために新たに追加するものではない。このため、この容量制御システムを適用することにより空調システムの構成が複雑になることはない。

請求項３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吐出圧力領域の圧力と、目標圧力との差に基づいて吐出容量制御信号が演算されることにより吸入圧力領域の圧力又はクランク室の圧力が目標圧力に近付くように、吐出容量が確実に制御される。
請求項４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が目標温度に近付くように吐出容量がフィードバック制御される。このため、この容量制御システムを適用した空調システムにより空調が行われる例えば車室の温度の制御精度が向上する。

請求項５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、可変容量圧縮機のトルク（駆動負荷）を目標トルクに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性や車両の走行性能の確保という観点から容量制御を行うことが可能である。
請求項６の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わったときに、可変容量圧縮機のトルクを目標トルクに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性が確保される。

請求項７の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、第２制御モードが所定時間維持されることにより、エンジン制御の安定性が確保される。
請求項８の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、車両がアイドリング状態にあるとき、可変容量圧縮機のトルクを目標トルクに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性が確保される。

請求項９の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、記憶していた目標圧力に基づいて新たに目標圧力を設定することにより、空調システムにより空調される車室等の空調状態が、第２制御モードの解除後、先の第１制御モードでの空調状態まで迅速に回復する。
請求項１０の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、エンジンの負荷が所定値以上にあるとき、可変容量圧縮機のトルクを目標トルクに近付けることが可能となり、車両の走行性能が確保される。

請求項１１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、第２制御モードの実行条件をエンジンの負荷及び車両の内外の熱負荷が所定値以上にあるときに限定することで、不必要な第２制御モードの実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。
請求項１２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、第２制御モードの実行条件に、第１制御モードによりソレノイドに供給される電流が、第２制御モードを実行したとするならばソレノイドに供給される電流よりも大きいという限定を付加することで、不必要な第２制御モードの実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。

請求項１３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、記憶していた目標圧力に基づいて新たに目標圧力を設定することにより、空調システムにより空調される車室等の空調状態が、第２制御モードの解除後、先の第１制御モードでの空調状態まで迅速に回復する。
請求項１４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、例えば外気温度が高いときに、制御対象設定手段が第１制御モードではなく第２制御モードを実行し、当該第２制御モードにて、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が目標温度に近付くように作動圧力差を設定する。これにより、外気温度が高く吸入圧力制御では容量制御が不可能になるような場合でも、差圧制御による容量制御によって、空調システムより空調される車室等の空調状態が快適に保たれる。

請求項１５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、ソレノイドに供給される電流を上限値以下に制限することにより、この上限値に対応して可変容量圧縮機のトルクを制限することができる。
請求項１６の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、車両の内外の熱負荷が所定値以上であるときに、制御対象設定手段が第１制御モードではなく第２制御モードを実行し、当該第２制御モードにて、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が目標温度に近付くように作動圧力差を設定する。これにより、熱負荷が高く吸入圧力制御では容量制御が不可能になるような場合でも、差圧制御による容量制御によって、空調システムより空調される車室等の空調状態が快適に保たれる。

請求項１７の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、車両の内外の熱負荷及び可変容量圧縮機の回転数が所定値以上であるときに、制御対象設定手段が第１制御モードではなく第２制御モードを実行し、当該第２制御モードにて、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が目標温度に近付くように作動圧力差を設定する。これにより、熱負荷が高く吸入圧力制御では容量制御が不可能になるような場合でも、差圧制御による容量制御によって、空調システムより空調される車室等の空調状態が快適に保たれる。一方、第２制御モードの実行条件を車両の内外の熱負荷及び可変容量圧縮機の回転数が所定値以上にあるときに限定することで、不必要な第２制御モードの実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。

請求項１８の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御対象設定手段が、前記ホットガスヒータサイクルの作動中、第２制御モードを実行する。第２制御モードは、吸入圧力を制御対象としていないため、空調システムに暖房運転をさせるような低温環境下でも、吐出容量が最適に制御され、空調システムにより空調される車室等が快適に保たれる。
請求項１９の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、空気加熱用熱交換器を通過した直後の空気流の温度が目標温度に近付くように吐出容量がフィードバック制御される。このため、この容量制御システムを適用した空調システムにより空調が行われる例えば車室の温度の制御精度が向上する。

請求項２０の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吐出圧力検知手段を、冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルに共通に含まれる循環路の吐出圧力領域の部分に配置することにより、吐出圧力検知手段が、冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルのうち何れが作動しているときでも機能する。
請求項２１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吐出圧力領域の圧力が異常に上昇するのが防止され、可変容量圧縮機及び空調システムの信頼性が確保される。

以下、第１実施形態の可変容量圧縮機の容量制御システムＡについて説明する。
図１は、容量制御システムＡが適用された車両用空調システムの冷凍サイクル１０を示し、冷凍サイクル１０は、作動流体としての冷媒が循環する循環路１２を備える。循環路１２には、冷媒の流動方向でみて、圧縮機１００、放熱器（凝縮器）１４、膨張器（膨張弁）１６及び蒸発器１８が順次介挿され、圧縮機１００が作動すると、循環路１２を冷媒が循環する。すなわち、圧縮機１００は、冷媒の吸入工程、吸入した冷媒の圧縮工程及び圧縮した冷媒の吐出工程からなる一連のプロセスを行う。

蒸発器１８は、車両用空調システムの空気回路の一部も構成しており、蒸発器１８を通過する空気流は、蒸発器１８内の冷媒によって気化熱を奪われることにより、冷却される。
第１実施形態の容量制御システムＡが適用される圧縮機１００は可変容量圧縮機であり、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、斜板１０７を挟んで反対側の部分、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の外端には、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１１４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、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１１４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と連通している。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２００が配置されている。具体的には、逆止弁２００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し、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１２の往路部分と連通可能であり、マフラ空間１５４は逆止弁２００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１２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）３００が収容され、容量制御弁３００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３００に接続されている。

より詳しくは、図２に示したように、容量制御弁３００は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング３０１を有し、弁ハウジング３０１の一端には入口ポート（弁孔３０１ａ）が形成されている。弁孔３０１ａは、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通し、且つ、弁ハウジング３０１の内部に区画された弁室３０３に開口している。

弁室３０３内には、円柱状の弁体３０４が収容されている。弁体３０４は、弁室３０３内を弁ハウジング３０１の軸線方向に移動可能であり、弁ハウジング３０１の端面に当接することで弁孔３０１ａを閉塞可能である。すなわち、弁ハウジング３０１の端面は弁座として機能する。
また、弁ハウジング３０１の外周面には出口ポート３０１ｂが形成され、出口ポート３０１ｂは、給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通する。出口ポート３０１ｂも弁室３０３に開口しており、弁孔３０１ａ、弁室３０３及び出口ポート３０１ｂを通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能である。

駆動ユニットは円筒状のソレノイドハウジング３１０を有し、ソレノイドハウジング３１０は弁ハウジング３０１の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドハウジング３１０の開口端は、エンドキャップ３１２によって閉塞され、ソレノイドハウジング３１０内には、ボビン３１４に巻回されたソレノイド３１６が収容されている。
またソレノイドハウジング３１０内には、同心上に円筒状の固定コア３１８が収容され、固定コア３１８は、弁ハウジング３０１からエンドキャップ３１２に向けてソレノイド３１６の中央まで延びている。固定コア３１８のエンドキャップ３１２側はスリーブ３２０によって囲まれ、スリーブ３２０は、エンドキャップ３１２側に閉塞端を有する。

固定コア３１８は、中央に挿通孔３１８ａを有し、挿通孔３１８ａの一端は弁室３０３に開口している。また、固定コア３１８とスリーブ３２０の閉塞端との間には、円筒状の可動コア３２２を収容する可動コア収容空間３２４が規定され、挿通孔３１８ａの他端は、可動コア収容空間３２４に開口している。
挿通孔３１８ａには、ソレノイドロッド３２６が摺動可能に挿通され、ソレノイドロッド３２６の一端に弁体３０４が一体且つ同軸的に連結されている。ソレノイドロッド３２６の他端は可動コア収容空間３２４内に突出し、ソレノイドロッド３２６の他端部は、可動コア３２２に形成された貫通孔に嵌合され、ソレノイドロッド３２６と可動コア３２２とは一体化されている。また、可動コア３２２の段差面と固定コア３１８の端面との間には、開放ばね３２８が配置され、可動コア３２２と固定コア３１８との間には所定の隙間が確保されている。

可動コア３２２、固定コア３１８、ソレノイドハウジング３１０及びエンドキャップ３１２は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３２０は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
ソレノイドハウジング３１０には感圧ポート３１０ａが形成され、感圧ポート３１０ａには、感圧通路１６６を介して吸入室１４０が接続されている。固定コア３１８の外周面には、軸線方向に延びる感圧溝３１８ｂが形成され、感圧ポート３１０ａと感圧溝３１８ｂとは互いに連通している。従って、感圧ポート３１０ａ及び感圧溝３１８ｂを通じて、吸入室１４０と可動コア収容空間３２４とが連通し、ソレノイドロッド３２６を介して、弁体３０４の背面側には、閉弁方向に吸入室１４０の圧力（以下、吸入圧力Ｐｓと呼ぶ）が作用する。

容量制御弁３００にあっては、好ましくは、弁体３０４が弁孔３０１ａを閉じた時に吐出室１４２の圧力（以下、吐出圧力Ｐｄと呼ぶ）が作用する弁体３０４の受圧面積（シール面積Ｓｖと呼ぶ）と、吸入圧力Ｐｓが作用する弁体３０４の面積、即ちソレノイドロッド３２６の断面積とが同等に形成される。この場合、弁体３０４には、開閉方向にクランク室１０５の圧力（以下、クランク圧力Ｐｃと呼ぶ）は作用しない。

ソレノイド３１６には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００Ａが接続され、制御装置４００Ａから制御電流Ｉが供給されると、ソレノイド３１６は電磁力Ｆ（Ｉ）を発生する。ソレノイド３１６の電磁力Ｆ（Ｉ）は、可動コア３２２を固定コア３１８に向けて吸引し、弁体３０４に対して閉弁方向に作用する。
図３は、制御装置４００Ａを含む容量制御システムＡの概略構成を示したブロック図である。

容量制御システムＡは１つ以上の外部情報を検知する外部情報検知手段を有し、外部情報検知手段は、吐出圧力検知手段５００及び目標吐出圧力設定手段５０２を含む。
吐出圧力検知手段５００は、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域の何れかの部位にて冷媒の圧力（吐出圧力Ｐｄ）を検知する手段である。例えば、吐出圧力検知手段５００としての圧力センサ５００ａは、放熱器１４の入口側に装着され、当該部位における冷媒の圧力を吐出圧力Ｐｄとして検知し、制御装置４００Ａに入力する（図１参照）。

目標吐出圧力設定手段５０２は、吐出圧力Ｐｄの目標値である目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２を設定し、制御装置４００Ａに入力する。目標吐出圧力設定手段５０２は、例えば、空調システム全体の動作を制御するエアコン用ＥＣＵの一部により構成することができる。
なお、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域とは、吐出室１４２から放熱器１４の入口までの領域をさす。これに対し、冷凍サイクル１０の吸入圧力領域とは、蒸発器１８の出口から吸入室１４０に亘る領域をさす。また、吐出圧力領域には、圧縮工程にあるシリンダボア１０１ａも含まれ、吸入圧力領域には、吸入工程にあるシリンダボア１０１ａも含まれる。

また、外部情報検知手段は、蒸発器出口空気温度検知手段５１０及び蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２を含む。
蒸発器出口空気温度検知手段５１０は、車両用空調システムの空気回路における蒸発器１８の出口での空気流の温度Ｔｅｏを検知して制御装置４００Ａに入力する手段であり、温度センサ５１０ａによって構成される。温度センサ５１０ａは、空気回路における蒸発器１８の出口に設置され、蒸発器１８を通過した直後の空気温度Ｔｅｏを検知する（図１参照）。

蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２は、車室内温度設定を含む種々の外部情報に基づいて、圧縮機１００の吐出容量制御の目標となる蒸発器１８の出口での空気温度Ｔｅｏの目標値（蒸発器目標出口空気温度）Ｔｓｅｔを設定して制御装置４００Ａに入力する手段である。
目標吐出圧力設定手段５０２及び蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２は、例えば、空調システム全体の動作を制御するエアコン用ＥＣＵの一部により構成することができる。

更に、外部情報検知手段は、目標トルク設定手段５２０を含み、目標トルク設定手段５２０は目標トルクＴｒｓｅｔを設定して制御装置４００Ａに入力する。目標トルクＴｒｓｅｔは、作動中の圧縮機１００の駆動負荷であるトルクＴｒの目標値であり、エンジン１１４を制御するためのエンジン用ＥＣＵ又はエアコン用ＥＣＵからの指令に基づいて設定される。目標トルク設定手段５２０は、例えば、エンジン用ＥＣＵ又はエアコン用ＥＣＵの一部により構成することができる。

また更に、外部情報検知手段は、エアコン（Ａ／Ｃ）スイッチセンサ５３０、アクセル開度センサ５３２、及び、エンジン回転数センサ５３４を含む。
エアコン（Ａ／Ｃ）スイッチセンサ５３０は、空調システム（冷凍サイクル１０）の電源スイッチがオン状態であるかオフ状態であるかを検知して制御装置４００Ａに入力する。アクセル開度センサ５３２は車両のアクセル開度を検知して制御装置４００Ａに入力する。エンジン回転数センサ５３４は、エンジン１１４の回転数を検知して制御装置４００Ａに入力する。

制御装置４００Ａは、例えば、独立したＥＣＵ（電子制御ユニット）によって構成されるが、エアコン用ＥＣＵ又はエンジン用ＥＣＵに含ませてもよい。また、目標吐出圧力設定手段５０２、蒸発器出口空気温度検知手段５１０、蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２、及び、目標トルク設定手段５２０を制御装置４００Ａに含ませてもよい。
制御装置４００Ａは、制御対象設定手段４０２Ａ、制御信号演算手段４０４及びソレノイド駆動手段４０６を有する。

制御対象設定手段４０２Ａは、２つ以上の制御モードに基づいて制御対象を設定可能であり、外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて１つの制御モードを選択し、選択した制御モードに則して制御対象を設定する。本実施形態では、制御対象設定手段４０２Ａは、第１制御モード、第２制御モード及び第３制御モードを実行可能である。
制御信号演算手段４０４は、制御対象設定手段４０２Ａで設定された制御対象に基づいて、所定の演算式により、吐出容量制御信号を演算する。吐出容量制御信号は、ソレノイド駆動手段４０６により容量制御弁３００のソレノイド３１６に供給される電流（制御電流Ｉ）を調整するための信号であり、例えば、ソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉの電流値そのものに対応する信号である。ただし、ソレノイド駆動手段４０６における制御電流Ｉの調整が、所定の駆動周波数（例えば４００〜５００Ｈｚ）のＰＷＭ（パルス幅変調）にてデューティ比を変更することにより行われる場合には、吐出容量制御信号は、デューティ比に対応する信号であってもよい。

ソレノイド駆動手段４０６は、制御信号演算手段４０４で演算された制御電流Ｉ又はデューティ比にて容量制御弁３００のソレノイド３１６に電流を供給する。なお、ソレノイド駆動手段４０６は、ＰＭＷにてデューティ比を変更する場合には、ソレノイド３１６に流れる電流を検出して、これが制御信号演算手段４０４で演算された制御電流Ｉの電流値となるようにフィードバック制御する。

より詳しくは、制御対象設定手段４０２Ａにおける制御モードの選択は、外部情報として、例えば、吐出圧力Ｐｄ、車両の運転状況、車両の内外の熱負荷、又は、これらのうち複数に基づいて行われる。
第１制御モードの制御対象は吸入圧力Ｐｓであり、第１制御モードでは、吸入圧力Ｐｓの目標値である目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが設定される。具体的には、第１制御モードでは、蒸発器出口空気温度検知手段５１０によって実際に検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅｏと、蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２によって設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔとの偏差ΔＴに基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが設定される。

第２制御モードの制御対象は、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（作動圧力差ΔＰｗ）であり、第２制御モードでは、作動圧力差ΔＰｗの目標値である目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔが設定される。具体的には、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔは、可変容量圧縮機１００のトルクＴｒの目標値である目標トルクＴｒｓｅｔに基づいて演算される。
第３制御モードの制御対象は吐出圧力Ｐｄであり、第３制御モードでは、吐出圧力Ｐｄの目標値である目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２が設定される。

すなわち容量制御システムＡは、制御対象設定手段４０２Ａが第１制御モードを実行するとき吐出容量を吸入圧力制御方式にて制御し、第２制御モードを実行するときには吐出容量を差圧制御方式にて制御する。
以下、上述した容量制御システムＡの動作（使用方法）を説明する。
図４は制御装置４００Ａが実行するメインルーチンを示したフローチャートである。メインルーチンは、例えば車両のエンジンキーがオン状態になると起動され、オフ状態になると停止される。

このメインルーチンでは、起動すると先ず、初期条件が設定される（Ｓ１０）。具体的には、フラグＦ１,Ｆ２,Ｆ３,フラグＮ及び経過時間ｔａ,ｔｂがゼロに設定される。また、容量制御弁３００のソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉは、圧縮機１００の吐出容量が最小容量となるＩ_０に設定される。Ｉ_０はゼロであってもよい。
次に、車両用空調システムのエアコンスイッチ（Ａ／Ｃ）がオンであるか否かが判定される（Ｓ１１）。即ち、乗員が、車室の冷房又は除湿を要求しているか否かが判定される。エアコンスイッチがオンの場合（Ｙｅｓの場合）、吐出圧力検知手段５００により検知された吐出圧力Ｐｄが読み込まれる（Ｓ１２）。

それから、読み込んだ吐出圧力Ｐｄと予め設定されている吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ1とが比較判定される（Ｓ１３）。この判定結果で、吐出圧力Ｐｄが吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１以下である場合（Ｙｅｓの場合）、フラグＦ１が０であるか否かが判定される（Ｓ１４）。
初期条件ではフラグＦ１が０であるので判定結果はＹｅｓとなる。よって次に、フラグＮが０であるか否かが判定される（Ｓ２０）。フラグＮの初期値は０であるため、判定結果はＹｅｓとなり、フラグＮが１に設定されるとともに（Ｓ２１）、タイマがスタートさせられて経過時間ｔａが計測される（Ｓ２２）。この後、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。

差圧制御ルーチンＳ２３の実行後にはＳ１１に戻り、Ｓ１１、Ｓ１３及びＳ１４の判定結果がＹｅｓであれば、Ｓ２０に至る。Ｓ２０では、先にフラグＮが１に設定されたため、その判定結果がＮｏとなり、経過時間ｔａが０であるか否かが判定される（Ｓ２４）。Ｓ２２でタイマがスタートさせられたため、経過時間ｔａは０ではなく、その判定結果はＮｏとなる。

それから、経過時間ｔａが予め設定された所定の時間ｔａ１以下であるか否であるか判定され（Ｓ２５）、その判定結果がＹｅｓの場合、再び差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。すなわち、エアコンスイッチがオンの状態になってから所定時間ｔａ１の間、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。
一方、経過時間ｔａが所定時間ｔａ１を超えてＳ２５の判定結果がＮｏの場合、即ちタイマがタイムアップした場合、タイマが停止されて経過時間ｔａが０に設定され（Ｓ２６）、アクセル開度がＡｃｃとして読み込まれる（Ｓ２７）。この後、アクセル開度Ａｃｃが０であるか否かが判定され（Ｓ２８）、その判定結果がＹｅｓの場合、エンジン回転数がＮｃとして読み込まれる（Ｓ２９）。

それから、エンジン回転数Ｎｃが所定の回転数Ｎ１以下であるか否かが判定され（Ｓ３０）、その判定結果がＹｅｓの場合、フラグＦ２及び経過時間ｔｂがそれぞれ０に設定されてから（Ｓ３１）、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。ここで、回転数Ｎ１は、アイドリング回転数と同等かそれよりも若干大きな値に設定されており、車両がアイドリング状態にあるときに、Ｓ３０での判定（アイドリング判定）結果がＹｅｓとなる。従って、車両がアイドリング状態にあるとき、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。

一方、Ｓ３０の判定結果がＮｏの場合、即ち、車両がアイドリング状態でない場合には、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１以下であるか否かが判定される（Ｓ３２）。この判定結果がＮｏの場合、フラグＦ２が０であるか否かが判定される（Ｓ３３）。判定結果がＹｅｓの場合、フラグＦ２が１に設定され（Ｓ３４）、タイマがスタートさせられて経過時間ｔｂが計測される（Ｓ３５）。

Ｓ３５でのタイマのスタート後、経過時間ｔｂは、所定の時間ｔｂ１以下であるか否かが判定され（Ｓ３６）、その判定結果がＹｅｓの場合、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。
この差圧制御ルーチンＳ２３の実行後、Ｓ１１等を経て再びＳ３２の判定が実行され、Ｓ３２の判定結果がＹｅｓの場合には、フラグＦ２がゼロであるか否かが判定される（Ｓ３７）。先のＳ３４において、フラグＦ２は１に設定されているため、Ｓ３７の判定結果はＮｏとなり、再びＳ３６の判定が実行される。すなわち、経過時間ｔｂが時間ｔｂ１を超えてタイムアップするまで、差圧制御ルーチンＳ２３が実行される。

一方、経過時間ｔｂが時間ｔｂ１を超えると、Ｓ３６の判定結果がＮｏとなり、タイマが停止されて経過時間ｔｂが０に設定される（Ｓ３８）とともに、フラグＦ２が０に設定される（Ｓ３９）。そして、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。吸入圧力制御ルーチンＳ４０は、Ｓ３７の判定結果がＹｅｓの場合にも実行される。
なお、Ｓ３３の判定結果がＮｏの場合には、Ｓ３４及びＳ３５をスキップしてＳ３６が実行される。

一方、Ｓ１３の判定結果がＮｏの場合、すなわち、吐出圧力Ｐｄが吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１を超えている場合、フラグＦ１が１に設定されるとともに、フラグＦ２,Ｆ３及び経過時間ｔａ,ｔｂが０に設定される（Ｓ４２）。そしてこの後、吐出圧力制御ルーチン（保護制御）Ｓ４３が実行される。つまり、吐出圧力Ｐｄが吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１を超えている場合、吐出圧力制御ルーチンＳ４３が、吸入圧力制御ルーチンＳ４０や差圧制御ルーチンＳ２３に優先して実行される。

なお、エアコンスイッチがオフにされＳ１１の判定結果がＮｏになると、フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｎ、経過時間ｔａ，ｔｂ及び制御電流Ｉがリセットされる（Ｓ１８）。
上述したように、第１実施形態の容量制御システムＡは、吸入圧力制御ルーチンＳ４０、差圧制御ルーチンＳ２３及び吐出圧力制御ルーチンＳ４３のうち何れか一つを選択的に実行可能である。

図５は、図４中の吸入圧力制御ルーチンＳ４０の詳細を示すフローチャートである。吸入圧力制御ルーチンＳ４０では、まず、フラグＦ３が０であるか否かが判定される（Ｓ１００）。初期条件ではフラグＦ３は０であるので判定結果はＹｅｓとなり、タイマがスタートさせられて経過時間ｔｃが計測され（Ｓ１０１）、フラグＦ３が１に設定される（Ｓ１０２）。

それから、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３にて、制御目標となる目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが設定される。この後、Ｓ１０３で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔと、吐出圧力検知手段５００で検知された吐出圧力Ｐｄとから所定の演算式により、ソレノイド３１６へ通電される制御電流Ｉが演算される（Ｓ１０４）。例えば図５に示したように、制御電流Ｉは、吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとの差に比例定数ａ１を乗じた値に定数ａ２を足した値として演算される。

Ｓ１０４で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ１と比較判定される（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ１よりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ１が制御電流値Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０６）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ１０７）。
一方、Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ１以上であれば（Ｙｅｓの場合）、予め設定された下限値Ｉ１より大きい上限値Ｉ２と演算された制御電流Ｉが比較判定される（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の判定の結果、制御電流値Ｉが上限値Ｉ２を超えていれば（Ｎｏの場合）、上限値Ｉ２が制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０９）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ１０７）。

従って、Ｓ１０５及びＳ１０６の判定の結果、Ｉ１≦Ｉ≦Ｉ２であれば、Ｓ１０４で演算された制御電流Ｉがそのままソレノイド３１６に出力される（Ｓ１０７）。
Ｓ１０７の後、制御装置４００Ａは吸入圧力制御ルーチンＳ４０からメインルーチンに戻り、Ｓ１２で、吐出圧力検知手段５００によって再び検知された吐出圧力Ｐｄが読み込まれる。それから、Ｓ１３及びＳ１４の判定結果がＹｅｓであれば、２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。

２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ４０では、前回のＳ１０２でフラグＦ３が１に設定されたためＳ１００の判定結果がＮｏとなり、タイマにより計測された経過時間ｔｃが所定時間ｔｃ１に到達したか否かが判定される（Ｓ１１０）。Ｓ１１０の判定の結果、タイマのスタートから所定時間ｔｃ１経過していなければ（Ｙｅｓの場合）、前回のＳ１０３で設定された目標吸入圧力ＰｓｓｅｔとＳ１２で再び読み込まれた吐出圧力Ｐｄから制御電流Ｉが演算される（Ｓ１０４）。この後、初回と同様にＳ１０７を経由し、制御装置４００Ａはメインルーチンに戻る。

一方、タイマの経過時間ｔｃが所定時間ｔｃ１を超えると、Ｓ１１０の判定結果がＮｏとなり、タイマがリセットされ（Ｓ１１１）、フラグＦ３が０に設定される（Ｓ１１２）。つまり目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔは所定時間ｔｃ１毎に更新される。この更新時間としての所定時間ｔｃ１は、例えば５秒に設定される。
つまり吸入圧力制御ルーチンＳ４０は、常時吐出圧力Ｐｄを読込み、変動する吐出圧力Ｐｄに応じて制御電流Ｉを演算・調整するものであり、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔは所定時間ｔｃ１ごとに間欠的に更新される。

図６は、図５中の目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３の詳細を示すフローチャートであり、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３は、制御対象設定手段４０２Ａの第１制御モードに対応する。
具体的には、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３では、まず圧縮機１００の吐出容量制御の目標となる蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔが設定され読み込まれる（Ｓ２００）。次に、蒸発器出口空気温度検知手段５１０により検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅｏが読み込まれ（Ｓ２０１）、蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔと、蒸発器出口空気温度検知手段５１０で検知された実際の蒸発器出口空気温度Ｔｅｏとの偏差ΔＴが演算される（Ｓ２０２）。そして、演算された偏差ΔＴに基づいて、例えばＰＩ制御のための所定の演算式により目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが演算される（Ｓ２０３）。

なお、Ｓ２０３の演算式中、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが含まれているが、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの初期値は、例えば、外気温度Ｔａｍｂに応じて次式により設定される。
Psset=K1・Tamb＋K2 （K1,K2は定数）
また、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３を１回実行するごとに、Ｓ２０２で偏差ΔＴが演算され、Ｓ２０３の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ２０２で演算されたものであることを示す。同様に添字ｎ−１は、偏差ΔＴが前回のＳ２０２で演算されたものであることを示す。

この後、演算された目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔと予め設定された下限値Ｐｓ１とが比較判定される（Ｓ２０４）。Ｓ２０４の判定の結果がＮｏであれば下限値Ｐｓ１が目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとして読み込まれる（Ｓ２０５）。
一方、Ｓ２０４の判定の結果がＹｅｓであれば、予め設定されたＰｓ１より大きい上限値Ｐｓ２とＰｓｓｅｔが比較判定され（Ｓ２０６）、Ｓ２０６の判定結果がＮｏであれば、上限値Ｐｓ２が目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとして読み込まれる（Ｓ２０７）。

従って、Ｓ２０４及びＳ２０６の判定の結果、Ｐｓ１≦Ｐｓｓｅｔ≦Ｐｓ２であれば、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔがそのまま目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとして読み込まれる。
図７は、図４中の差圧制御ルーチンＳ２３を示し、差圧制御ルーチンＳ２３では、制御対象設定手段４０２Ａが、第２制御モードを実行して目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを設定する。目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔは、作動圧力差ΔＰｗの目標であり、作動圧力差ΔＰｗとは、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差（Ｐｄ−Ｐｓ）である。

具体的には、制御対象設定手段４０２Ａは、目標トルク設定手段５２０で設定された目標トルクＴｒｓｅｔを読み込み（Ｓ３００）、そして、目標トルクＴｒｓｅｔに基づいて、所定の演算式により目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを演算する（Ｓ３０１）。具体的な演算式は、ΔＰｗｓｅｔ＝ｃ１・（Ｔｒｓｅｔ−ｃ２）^０．５＋ｃ３であり、演算式中のｃ１、ｃ２、ｃ３はそれぞれ定数である。つまり、トルクＴｒは作動圧力差ΔＰｗと相関があり、目標トルクＴｒｓｅｔから、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを設定することができる。

この後、設定された目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔに基づいて、所定の演算式により、ソレノイド３１６へ通電される制御電流Ｉが演算される（Ｓ３０２）。例えば制御電流Ｉは、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔに比例定数ａ１を乗じた値に定数ａ２を足した値として演算される。
Ｓ３０２で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ３と比較判定される（Ｓ３０３）。Ｓ３０３の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３よりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ３が制御電流値Ｉとして読み込まれ（Ｓ３０４）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ３０５）。

一方、Ｓ３０３の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３以上であれば（Ｙｅｓの場合）、予め設定された下限値Ｉ３より大きい上限値Ｉ４と演算された制御電流Ｉが比較判定される（Ｓ３０６）。Ｓ３０６の判定の結果、制御電流値Ｉが上限値Ｉ４を超えていれば（Ｎｏの場合）、上限値Ｉ４が制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ３０７）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ３０５）。

従って、Ｓ３０３及びＳ３０６の判定の結果、Ｉ３≦Ｉ≦Ｉ４であれば、Ｓ３０２で演算された制御電流Ｉがそのままソレノイド３１６に出力される（Ｓ３０５）。
上述した差圧制御ルーチンＳ２３によれば、目標トルクＴｒｓｅｔに基づいて目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔが設定され、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔに基づいて制御電流Ｉが演算される。これにより、差圧制御ルーチンＳ２３では、圧縮機１００のトルクＴｒが目標トルクＴｒｓｅｔに近付くように吐出容量が制御される。

すなわち、差圧制御ルーチンＳ２３は、車両の運転状態等に応じて圧縮機１００のトルクＴｒを調整するものであり、ある程度の空調能力を確保しながら、車両の走行性能の確保することやエンジン制御の安定化に寄与する。
そして、容量制御システムＡは、例えば、車両用空調システムの起動時、車両のアイドリング時又は加速時に差圧制御ルーチンＳ２３を選択して実行することができ、目標トルク設定手段５２０は、それぞれの場合において異なる目標トルクＴｒｓｅｔを設定してもよい。換言すれば、目標トルク設定手段５２０は、起動モード、アイドリングモード及び加速モードのうち、何れか１つのモードに基づいて目標トルクＴｒｓｅｔを設定することができる。

より詳しくは、空調システムを起動にしたときに選択される起動モードの場合、図８の左側のグラフに示したように、目標トルクＴｒｓｅｔは、エアコンスイッチをオンにした時（ｔ＝ｔａ０）に起動初期目標トルクＴｒｓ０に設定され、時間の経過とともに、起動後目標トルクＴｒｓ１まで徐々に増大される。
なお、起動後目標トルクＴｒｓ１は、起動初期目標トルクＴｒｓ０よりも大きい値に設定されるが、図８の右側のグラフに示したように、外気温度が低いほど起動後目標トルクＴｒｓ１を低く設定し、外気温度が高いほど起動後目標トルクＴｒｓ１を高く設定してもよい。

このような起動モードは、圧縮機１００の起動時のトルクＴｒが調整され、エンジン制御の安定化に寄与する。
車両のアイドリング時に選択されるアイドリングモードの場合、目標トルクＴｒｓｅｔは、アイドリング目標トルクＴｒｓ２に設定される。アイドリング目標トルクＴｒｓ２も、図９に示したように、外気温度が低いほど低く設定し、外気温度が高いほど高く設定してもよい。

アイドリングモードは、車両がアイドリング状態にあるときのエンジン回転数の安定化に寄与する。
なお、車両がアイドリングしていると判定される場合は、メインルーチンのＳ２８でアクセル開度Ａｃｃが０であり、Ｓ３０でエンジン回転数Ｎｃが所定の回転数Ｎ１以下であると判定された場合であるが、車両が渋滞時に低速で走行しているようなときも、アイドリング状態にあると判定するようにしてもよい。

車両がアイドリング状態にあるか否かを判定する手段としては、アクセル開度センサ５３２、エンジン回転数センサ５３４の他にも、圧縮機１００の回転数センサ、車速センサ、車両停止信号センサ、ギアシフト位置センサ等を適宜組み合わせて用いることができる。
車両の加速時に選択される加速モードの場合、目標トルクＴｒｓｅｔを一定の値に設定してもよいが、図１０に示したように、アクセル開度Ａｃｃに応じて可変としてもよい。すなわち、第１加速目標トルクＴｒｓ３と第２加速目標トルクＴｒｓ４との間の値に設定してもよい。そしてこの場合、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１を超えている範囲では、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど目標トルクＴｒｓｅｔを低く設定してもよい。

なお、図１０中の加速判定がＹｅｓである場合とは、メインルーチンのＳ３２でアクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１よりも大きい場合であり、Ｎｏの場合とは、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１以下である場合である。加速モードは、加速判定の結果が一度Ｙｅｓになると、Ｓ３６で経過時間ｔｂがタイムアップするまで実行される。このため、加速判定がＮｏの場合であっても、目標トルクＴｒｓｅｔが第２加速目標トルクＴｒｓ４に設定されることがあり得る。

このような加速モードは、車両の加速時、圧縮機１００のトルクＴｒを低減してエンジン１１４の負荷を低減し、もって車両の加速性能の向上に寄与する。また、加速モードを加速終了から所定時間ｔｂ１維持することは、エンジン制御の安定化に大きく寄与する。
なお、アクセルの開度及びエンジン１１４の回転数のうち少なくとも一方が所定値以上であるときに加速モードを実行するようにしてもよい。エンジン回転数が所定の回転数を超えたときに加速モードを実行するようにすれば、車両の高速性能が確保される。

図１１は、エアコンスイッチをオンにしてから一定時間経過するまでの目標トルクＴｒｓｅｔの変動の一例を示す図であり、エアコンスイッチがオンになったとき、差圧制御ルーチンＳ２３の起動モードが実行される。従って、目標トルクＴｒｓｅｔは、起動初期目標トルクＴｒｓ０に設定される。
時間ｔａ１が経過したとき、車両がアイドリングしていれば、差圧制御ルーチンＳ２３のアイドリングモードが実行される。従って、目標トルクＴｒｓｅｔは、アイドリング目標トルクＴｒｓ２に設定され、その後、時間ｔａ１をかけて、起動後目標トルクＴｒｓ１に設定される。

アイドリング状態から車両が加速し、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１を超えると、差圧制御ルーチンＳ２３の加速モードが実行される。従って、目標トルクＴｒｓｅｔは、第１加速目標トルクＴｒｓ３に設定される。
この後、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１以下になっても、時間ｔｂ１が経過するまで、加速モードが実行される。なお、加速モードでの目標トルクＴｒｓｅｔが、図１０に示すようにアクセル開度Ａｃｃに対応して変化するように設定されている場合、アクセル開度Ａｃｃが所定の開度Ａｃｃｓ１以下になってから時間ｔｂ１が経過するまでの間、目標トルクＴｒｓｅｔは、第２加速目標トルクＴｒｓ４に設定される。

時間ｔｂ１が経過したときに後に、車両が一定速度で走行していると、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。なお、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行されている間は、目標トルクＴｒｓｅｔは設定されないため、図１１中の一点鎖線は、圧縮機１００の実際のトルクＴｒの変動を概略的に示している。実際のトルクＴｒは、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３のＳ２０３でＰＩ制御にて徐々に補正されるのに伴い適当な値まで徐々に増加し、その後、適当な値を維持する。

それから、車両が停止して再びアイドリング状態になると、吸入圧力制御ルーチンＳ４０から差圧制御ルーチンＳ２３に切り替わり、差圧制御ルーチンＳ２３のアイドリングモードが実行される。この切り替わる直前に、制御対象設定手段は、吸入圧力制御ルーチンＳ４０で最後に設定された目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを記憶するのが好ましい。
そして、車両がアイドリング状態からゆっくり加速して定速走行すると、２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。この２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ４０においては、Ｓ２０３の目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの初期値として、前回の空調制御ルーチンＳ４０で最後に設定され記憶された目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを用いるのが好ましい。これにより、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が中断しても、中断後に再び吸入圧力制御ルーチンＳ４０を実行するときに、短時間で最適な目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが得られ、車室の快適性が維持されるからである。

このように目標トルクＴｒｓｅｔは、吐出容量制御の目標ではあるが、圧縮機１００の駆動負荷としてのトルクＴｒや動力に基づいて設定され、エンジン１１４側の要求に基づいて設定することができる。
図１２は、図４中の吐出圧力制御ルーチンＳ４３の詳細を示すフローチャートである。
吐出圧力制御ルーチンＳ４３では、まず、目標吐出圧力設定手段５０２により設定された目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２が読込まれる（Ｓ４００）。なお、目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２は、吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１よりも小である（Ｐｄｓｅｔ２＜Ｐｄｓｅｔ１）。

次に、目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２と吐出圧力検知手段５００で検知された吐出圧力Ｐｄとの偏差ΔＰが演算される（Ｓ４０１）。この偏差ΔＰに基づいて、例えばＰＩＤ制御のための所定の演算式により、ソレノイド３１６へ通電される制御電流Ｉが演算される（Ｓ４０２）。
なお、吐出圧力制御ルーチンＳ４３を１回実行するごとに、Ｓ４０１で偏差ΔＰが演算され、Ｓ４０２の演算式中の偏差ΔＰの添字ｎは、偏差ΔＰが今回のＳ４０１で演算されたものであることを示す。同様に添字ｎ−１は、偏差ΔＰが前回のＳ４０１で演算されたものであることを示し、添字ｎ−２は、偏差ΔＰが前々回のＳ４０１で演算されたものであることを示す。

Ｓ４０２で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ５と比較判定される（Ｓ４０３）。Ｓ４０３の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ５よりも小であれば（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ５が制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ４０４）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ４０５）。一方、Ｓ４０３の判定の結果がＹｅｓであれば、予め設定された下限値Ｉ５より大きい閾値Ｉｓｅｔと演算された制御電流Ｉとが比較判定され（Ｓ４０６）、Ｓ４０６の判定の結果、演算された制御電流Ｉが閾値Ｉｓｅｔ以下であれば（Ｙｅｓの場合）、演算された制御電流Ｉがそのままソレノイド３１６に出力される（Ｓ４０５）。

また、Ｓ４０６の判定結果がＮｏであれば、閾値Ｉｓｅｔ以上の上限値Ｉ６と演算された制御電流Ｉが比較判定され（Ｓ４０７）、Ｓ４０７の判定の結果、制御電流Ｉが上限値Ｉ６以下であれば（Ｙｅｓの場合）、フラグＦ１が０に設定された後（Ｓ４０８）、制御電流Ｉがそのままソレノイド３１６に出力される（Ｓ４０５）。
Ｓ４０７の判定の結果がＮｏであれば、上限値Ｉ６が制御電流Ｉとして読み込まれてから（Ｓ４０９）、フラグＦ１が０に設定された後（Ｓ４０８）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ４０５）。

以上説明したように、吐出圧力制御ルーチンＳ４３は、目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２と、吐出圧力検知手段５００で検知された吐出圧力Ｐｄとの偏差ΔＰを演算し、その偏差ΔＰに基づいて、制御電流Ｉを補正して、吐出圧力Ｐｄが目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２に近付くよう吐出容量を制御するものである。
なお、吐出圧力制御ルーチンＳ４３の解除条件は閾値Ｉｓｅｔで決定され、例えばＩｓｅｔ＝Ｉ６とすれば、吐出圧力制御ルーチンＳ４３から吸入圧力制御ルーチンＳ４０に切り替わった直後に再び吐出圧力制御ルーチンＳ４３に移行するケースの発生を最も少なくできる。

上述した第１実施形態の容量制御システムＡによれば、制御対象設定手段４０２Ａが外部情報に基づいて第１制御モード、第２制御モード及び第３制御モードのうち何れかを選択的に実行可能である。そして、容量制御システムＡは、第１制御モードにより吸入圧力制御を、第２制御モードにより差圧制御を、第３制御モードにより吐出圧力制御を実行可能である。

従ってこの容量制御システムＡによれば、状況に応じて制御方式を切り換えることにより、吐出容量の最適化が可能である。
具体的には、容量制御システムＡでは、通常時には、車室の快適性を重視した空調を行うべく吸入圧力制御を実行することにより吐出容量制御をし、車両の加速時や登坂時等の過渡的な制御が必要なときには、可変容量圧縮機１００のトルク制御を重視した差圧制御により吐出容量を制御することができる。一方、吐出圧力制御を実行することにより、吐出圧力領域の圧力である吐出圧力Ｐｄが異常に上昇するのが防止され、可変容量圧縮機１００及び空調システムの信頼性が確保される。

容量制御システムＡによれば、制御対象設定手段４０２Ａが第１制御モードを実行したときには、制御信号演算手段４０４が吐出圧力領域の圧力である吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとに基づいて吐出容量制御信号を演算するため、簡単な構成の容量制御弁３００を用いても、吸入圧力制御を実行可能である。
なお、吐出圧力検知手段５００は、可変容量圧縮機１００及び空調システムの保護のため従来から必須の構成であり、本発明のために新たに追加するものではない。このため、この容量制御システムＡを適用することにより空調システムの構成が複雑になることはない。

容量制御システムＡによれば、吐出圧力Ｐｄと、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔとの差に基づいて吐出容量制御信号が演算されることにより吸入圧力領域の圧力である吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに近付くように、吐出容量が確実に制御される。
容量制御システムＡによれば、吸入圧力制御により、蒸発器１８を通過した直後の空気流の温度Ｔｅｏが蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔに近付くように吐出容量がフィードバック制御される。このため、この容量制御システムＡを適用した空調システムにより空調が行われる例えば車室の温度の制御精度が向上する。

容量制御システムＡによれば、差圧制御により、可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを目標トルクＴｒｓｅｔに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性や車両の走行性能の確保という観点から容量制御を行うことが可能である。
容量制御システムＡによれば、差圧制御により、空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わったときに、可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを目標トルクＴｒｓｅｔに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性が確保される。

容量制御システムＡによれば、第２制御モード即ち差圧制御が所定時間ｔｂ１だけ維持されることにより、エンジン制御の安定性が確保される。
容量制御システムＡによれば、車両がアイドリング状態にあるとき、可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを目標トルクＴｒｓｅｔに近付けることが可能となり、エンジン制御の安定性が確保される。

容量制御システムＡによれば、記憶していた目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに基づいて新たに目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを設定することにより、空調システムにより空調される車室等の空調状態が、第２制御モードの解除後、先の第１制御モードでの空調状態まで迅速に回復する。
容量制御システムＡでは、上限値Ｐｓ２及び下限値Ｐｓ１により目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの設定範囲を制限することにより、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが適正な範囲に設定される。特に、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに下限値Ｐｓ１を設けることにより、冷媒不足時の吐出容量制御点が決定される。すなわち、冷媒不足時でも、吐出容量が最大になるのが確実に防止され、圧縮機１００の破損が防止される。

容量制御システムＡによれば、差圧制御ルーチンＳ２３の実行中、制御電流Ｉを上限値Ｉ４以下に制限することにより、この上限値Ｉ４に対応して可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを制限することができる。
容量制御システムＡは、吸入圧力制御ルーチンＳ４０の実行中、吸入圧力Ｐｓを制御対象としている。このため、冷媒不足により吸入圧力Ｐｓが低下したときには、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを維持するよう、吐出容量が減少させられ、最終的には最小容量に移行する。この結果として、容量制御弁３００が従来のベローズ等により構成される感圧部材を有しない簡素な構造であっても、冷媒不足時に吐出容量が最大容量になることが回避され、圧縮機１００が保護される。

容量制御システムＡでは、１つの容量制御弁３００により、吸入圧力制御及び差圧制御を実行可能である。
容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓを制御対象としても、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が広い。これは以下の理由による。
容量制御弁３００において、弁体３０４に作用する力は、吐出圧力Ｐｄと、吸入圧力Ｐｓと、ソレノイド３１６の電磁力Ｆ（Ｉ）と、開放ばね３２８の付勢力ｆｓであり、吐出圧力Ｐｄ及び開放ばね３２８の付勢力ｆｓは開弁方向、それ以外の吸入圧力Ｐｓ及びソレノイド３１６の電磁力Ｆ（Ｉ）は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用する。

この関係は、式（１）で示され、式（１）を変形すると式（２）となる。これらの式（１）、（２）から、吐出圧力Ｐｄと、電磁力Ｆ（Ｉ）即ち制御電流Ｉが決まれば、吸入圧力Ｐｓが決まることがわかる。

このような関係に基づけば、図１３に示したように、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを予め決定し、変動する吐出圧力Ｐｄの情報がわかれば、発生させるべき電磁力Ｆ（Ｉ）つまり制御電流Ｉの値を演算できる。そして、ソレノイド３１６への通電量をこの演算された制御電流Ｉに基づいて調整すれば、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに近付くように弁体３０４が動作し、クランク圧力Ｐｃが調整される。すなわち、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを近付くように吐出容量が制御される。

このように吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに近付けるような制御では、図１３を参照すれば、吐出圧力Ｐｄの高低に応じて、吸入圧力Ｐｓの制御範囲を高低スライド可能である。すなわち、任意の吐出圧力Ｐｄ１のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲は、吐出圧力Ｐｄ１よりも低い吐出圧力Ｐｄ２のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲よりも高圧側にスライドさせられる。

また式（１）、（２）から、シール面積Ｓｖを小さく設定すれば、小さな電磁力Ｆ（Ｉ）で、任意の吐出圧力Ｐｄにおける目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの制御範囲を拡大可能であることがわかる。上記目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの制御範囲のスライドと、この制御範囲の拡大との相乗効果を発揮させれば、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの制御範囲が大幅に拡大される。

なお、ソレノイド３１６への通電量を増加させると、吸入圧力Ｐｓを低下させることができる。一方、ソレノイド３１６への通電量をゼロとすれば、開放ばね３２８の付勢力ｆｓにより弁体３０４が離間して弁孔３０１ａが強制開放される。これにより吐出室１４２からクランク室１０５に冷媒が導入され、吐出容量は最小に維持される。
このように容量制御システムＡの吸入圧力Ｐｓの制御範囲が広いため、車両用空調システムの運転状況に対応して吸入圧力Ｐｓが広い範囲に亘って変化したとしても、吐出容量が確実に制御される。例えば、熱負荷が高い場合であっても、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔ及び吐出圧力Ｐｄに基づいて適当な制御電流Ｉが演算され、吐出容量制御が確実に制御される。

また、上述した容量制御システムＡによれば、容量制御弁３００の吐出圧力Ｐｄのシール面積（受圧面積）Ｓｖを小さくできるため、吐出圧力Ｐｄが高くなっても、ソレノイド３１６の大型化を招くことなく、吸入圧力Ｐｓの制御範囲を広くすることができる。
一方、容量制御システムＡでは、式（１）、（２）及び図１４からわかるように、シール面積Ｓｖを小さく設定することにより、差圧制御における作動圧力差ΔＰｗ（＝Ｐｄ―Ｐｓ）の制御範囲も広くすることができる。

容量制御システムＡでは、容量制御弁３００において吐出圧力Ｐｄが作用する弁体３０４の受圧面積を小さくでき、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が広い。このため、この容量制御システムによれば、二酸化炭素を冷媒とする空調システムに使用されて吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力Ｐｓが高くても、ソレノイド３１６の大型化を招くことなく、吐出容量制御が確実に実行される。

一方、上述した容量制御システムＡでは、制御信号演算手段４０４が、吐出圧力Ｐｄが予め定められた吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１を超えているとき、吐出圧力Ｐｄが吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１よりも低い目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２になるようにソレノイド３１６への制御電流Ｉを演算する。この結果として、吐出圧力Ｐｄが異常に上昇することが回避され、空調システムの安全性が確保される。

以下、第２実施形態の容量制御システムＢについて説明する。
図１５は、第２実施形態の容量制御システムＢの概略を示す。容量制御システムＢは、外部情報検知手段として、車両の内外の熱負荷を検知する手段を有し、具体的には、外気温度センサ５３６を更に有する。
図１６は、容量制御システムＢが実行するメインルーチンの一部を示す。図１３中に示されていない容量制御システムＢのメインルーチンの部分は、対応する容量制御システムＡのメインルーチンの部分と同一である。

容量制御システムＢのメインルーチンでは、吸入圧力制御ルーチンＳ４０の直前に、外気温度センサ５３６により検知された車外の気温（外気温度Ｔｏｕｔ）が所定の上限値Ｔ１以下であるか否かが判定される（Ｓ５０）。外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１以下である場合（Ｙｅｓの場合）、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。
一方、外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１よりも高く、Ｓ５０の判定結果がＮｏの場合、差圧制御ルーチンＳ５１が実行される。第１実施形態の差圧制御ルーチンＳ２３がトルク制御を主な目的とするのに対し、第２実施形態の差圧制御ルーチンＳ５１は、車室の快適性を重視した空調を主な目的としている。

具体的には、図１７は、差圧制御ルーチンＳ５１の詳細を示し、差圧制御ルーチンＳ５１のＳ５００〜Ｓ５０２は、吸入圧力制御ルーチンＳ４０のＳ２００〜Ｓ２０２と同一である。差圧制御ルーチンＳ５１では、Ｓ５０２で演算された偏差ΔＴに基づいて、所定の演算式により、制御電流Ｉが演算される（Ｓ５０３）。
なお、差圧制御ルーチンＳ５１を１回実行するごとに、Ｓ５０２で偏差ΔＴが演算され、Ｓ５０３の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ５０２で演算されたものであることを示す。同様に添字ｎ−１は、偏差ΔＴが前回のＳ５０２で演算されたものであることを示す。

Ｓ５０３で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ７と比較判定される（Ｓ５０４）。Ｓ５０４の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ７よりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ７が制御電流値Ｉとして読み込まれ（Ｓ５０５）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ５０６）。
一方、Ｓ５０４の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ７以上であれば（Ｙｅｓの場合）、予め設定された下限値Ｉ７より大きい上限値Ｉ８と演算された制御電流Ｉが比較判定される（Ｓ５０７）。Ｓ５０７の判定の結果、制御電流値Ｉが上限値Ｉ８を超えていれば（Ｎｏの場合）、上限値Ｉ２が制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ５０８）、制御電流Ｉがソレノイド３１６に出力される（Ｓ５０６）。

従って、Ｓ５０４及びＳ５０７の判定の結果、Ｉ７≦Ｉ≦Ｉ８であれば、Ｓ５０３で演算された制御電流Ｉがそのままソレノイド３１６に出力される（Ｓ５０６）。
ここで、差圧制御ルーチンＳ５１中には、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔが明示されていないが、Ｓ５０３で制御電流Ｉに基づいて新しい制御電流Ｉを設定していることから、差圧制御ルーチンＳ５１は、実質的に、目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを設定し、作動圧力差ΔＰｗが目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔに近付くように制御している。このため、差圧制御ルーチンＳ５１は差圧制御方式であり、差圧制御ルーチンＳ５１では、制御対象設定手段４０２Ｂは第２制御モードを実行しているといえる。

第２実施形態の容量制御システムＢによれば、車両の内外の熱負荷が所定値以上であるときとして、外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１よりも高いときに、制御対象設定手段４０２Ａが第１制御モードではなく第２制御モードを実行する。そして、当該第２制御モードにて、蒸発器１８を通過した直後の空気流の温度Ｔｅｏが蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔに近付くように目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを設定する。これにより、吸入圧力制御では容量制御が不可能になるような、熱負荷としての外気温度Ｔｏｕｔが高く蒸発器１８の熱負荷が大きい場合でも、差圧制御による容量制御によって、空調システムより空調される車室の空調状態が快適に保たれる。

容量制御システムＢによれば、制御電流Ｉの上限値Ｉ８を設けることにより、外気温度Ｔｏｕｔが非常に高く、蒸発器１８の熱負荷が大きいときや、冷媒循環量が不足しているときでも、可変容量圧縮機１００が最大吐出容量で連続的に作動するのが防止され、可変容量圧縮機１００の信頼性が確保される。
なお、容量制御システムＢは、図１８に一部を示したメインルーチンを実行してもよい。

この場合、外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１よりも高くなると、Ｓ５０の判定結果がＮｏとなり、フラグＦ４が１に設定され（Ｓ５２）されてから、差圧制御ルーチンＳ５１が実行される。なお、フラグＦ４は、このメインルーチンのために新規に設定されるフラグである。
差圧制御ルーチンＳ５１の実行後、次回のＳ５０で外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１以下と判定された場合（Ｙｅｓの場合）、外気温度Ｔｏｕｔが、上限値Ｔ１よりも低い閾値Ｔ２以下であるか否かが判定される（Ｓ５３）。外気温度Ｔｏｕｔが閾値Ｔ２よりも大きい場合、判定結果がＮｏとなり、フラグＦ４が０であるか否かが判定される（Ｓ５４）。先にフラグＦ４が１に設定されているため、Ｓ５４の判定結果はＮｏとなり、再び差圧制御ルーチンＳ５１が実行される。

一方、Ｓ５３において、外気温度Ｔｏｕｔが閾値Ｔ２よりも小さい場合、判定結果がＹｅｓとなり、フラグＦ４が０に設定されてから（Ｓ５５）、吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。
つまり、図１８に一部を示したメインルーチンでは、吸入圧力制御ルーチンＳ４０から差圧制御ルーチンＳ５１へは、外気温度Ｔｏｕｔが上限値Ｔ１を超えたときに移行する。一方、差圧制御ルーチンＳ５１から吸入圧力制御ルーチンＳ４０へは、外気温度Ｔｏｕｔが閾値Ｔ２以下になったときに移行する。

なお、図１９は、上述した外気温度Ｔｏｕｔの判定に基づくスイッチ動作を説明する図であり、判定結果がＹＥＳ（ＯＮ）の場合、差圧制御ルーチンＳ５１が実行され、ＮＯ（ＯＦＦ）の場合吸入圧力制御ルーチンＳ４０が実行される。
また、容量制御システムＢは、エンジン回転数Ｎｃが高いときに、差圧制御ルーチンＳ２３ではなく、差圧制御ルーチンＳ５１を実行しても良い。

以下、第３実施形態の可変容量圧縮機の容量制御システムＣについて説明する。
図２０は、容量制御システムＣを適用した車両用空調システムの概略構成を示す。車両用空調システムは冷凍サイクル２０を有し、冷凍サイクル２０の循環路１２には、冷媒が流動する方向でみて、可変容量圧縮機１００、第１開閉弁２１、放熱器１４、レシーバ２２、逆止弁２３、膨張器１６、蒸発器１８及びアキュムレータ２４が順次介挿されている。なお、膨張器１６は、冷媒を膨張させるだけでなく、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度によって冷媒の循環量を調節可能である。

また、車両用空調システムは、ホットガスヒータサイクル２６を有し、ホットガスヒータサイクル２６は、可変容量圧縮機１００から吐出された冷媒（ホットガス）が循環するホットガス循環路２８を有する。具体的には、ホットガス循環路２８は、循環路１２に接続されたバイパス路２９を含み、循環路１２の一部及びバイパス路２９により構成される。

バイパス路２９は、可変容量圧縮機１００と第１開閉弁２１との間を延びる循環路１２の部分と、膨張器１６と蒸発器１８との間を延びる循環路１２の部分とを繋いでおり、バイパス路２９には、第２開閉弁３０及び固定絞り３１が介挿されている。
従って、ホットガス循環路２８には、ホットガスが流動する方向でみて、可変容量圧縮機１００、第２開閉弁３０、固定絞り３１、蒸発器１８及びアキュムレータ２４が順次介挿されている。

第１開閉弁２１及び第２開閉弁３０の開閉作動は、例えばエアコン用ＥＣＵにより制御される。第１開閉弁２１が開弁状態にあり、第２開閉弁３０が閉弁状態にあるとき、冷凍サイクル２０が作動し、車室を冷房又は除湿可能である。つまり、冷凍サイクル２０の作動中は、蒸発器１８内で低温の気液二相の冷媒が蒸発し、蒸発器１８は、空気を冷却する空気冷却用熱交換器として機能する。

一方、第１開閉弁２１が閉弁状態にあり、第２開閉弁３０が開弁状態にあるとき、ホットガスヒータサイクル２６が作動し、車室を暖房可能である。つまり、ホットガスヒータサイクル２６の作動中は、蒸発器１８内を高温のガス冷媒が流れ、蒸発器１８は、空気を加熱する空気加熱用熱交換器（補助暖房用装置）として機能する。
容量制御システムＣは、図１５に示した容量制御システムＢの構成に加えて、サイクル検知手段を更に有し、サイクル検知手段は、冷凍サイクル２０及びホットガスヒータサイクル２６のうち何れが作動しているかを検知する。サイクル検知手段は、例えばエアコン用ＥＣＵに内蔵される。

なお、吐出圧力検知手段５００としての圧力センサ５００ａは、可変容量圧縮機１００よりも下流であって、第１開閉弁２１及び第２開閉弁よりも上流に設けられている。換言すれば、圧力センサ５００ａは、冷凍サイクル２０及びホットガスヒータサイクル２６に共通に含まれる循環路１２の吐出圧力領域の部分に設けられている。
第３実施形態の可変容量圧縮機の容量制御システムＣは、冷凍サイクル２０が作動しているときは、容量制御システムＡ又はＢと同様に、図４、図１６又は図１８に示したメインルーチンに則して可変容量圧縮機１００の吐出容量を制御する。

一方、容量制御システムＣは、ホットガスヒータサイクル２６が作動しているときには、図１７の差圧制御ルーチンＳ５１に則して可変容量圧縮機１００の吐出容量を制御する。差圧制御ルーチンＳ５１によれば、蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔが、蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔに近付くように吐出容量が制御される。
なお当然のことながら、ホットガスヒータサイクル２６が作動しているときの蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔは、冷凍サイクル２０が作動しているときの蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔよりも高く設定される。

第３実施形態の容量制御システムＣによれば、ホットガスヒータサイクル２６の作動中、差圧制御方式により吐出容量を制御することで、吸入圧力を制御対象としていないため、空調システムに暖房運転をさせるような低温環境下でも、吐出容量が最適に制御され、空調システムにより空調される車室等が快適に保たれる。
容量制御システムＣでは、空気加熱用熱交換器（蒸発器１８）を通過した直後の空気流の温度Ｔｅｏが蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔに近付くように吐出容量がフィードバック制御される。このため、容量制御システムＣを適用した空調システムにより空調が行われる車室の温度の制御精度が向上する。

容量制御システムＣでは、吐出圧力検知手段５００を、冷凍サイクル２０及びホットガスヒータサイクル２６に共通に含まれる循環路１２の吐出圧力領域の部分に配置したことにより、吐出圧力検知手段５００は、冷凍サイクル２０及びホットガスヒータサイクル２６のうち何れが作動しているときでも機能する。つまり、容量制御システムＣでは、ホットガスヒータサイクル２６の作動中、吐出圧力検知手段５００により、吐出圧力領域の異常な圧力上昇を監視することができ、更には、吐出圧力制御ルーチンＳ４３を実行可能である。

本発明は、上記した第１乃至第３実施形態に限定されることはなく、種々の変更が可能である。
例えば、第１乃至第３実施形態では、メインルーチンにおいてのみ、吸入圧力制御ルーチンＳ４０から差圧制御ルーチンＳ２３への切り替えを判断したが、その他の条件で切り替えてもよい。

例えば、エンジン１１４の負荷が所定値以上にあるときに、吸入圧力制御ルーチンＳ４０から差圧制御ルーチンＳ２３へ切り替えてもよい。この場合、エンジン１１４の負荷が所定値以上になると、可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを目標トルクＴｒｓｅｔに近付けることが可能となり、車両の走行性能が確保される。
また、エンジン１１４の負荷及び車両の内外の熱負荷の両方が所定値以上であるときに、吸入圧力制御ルーチンＳ４０から差圧制御ルーチンＳ２３へ切り替えてもよい。これにより、不必要な差圧制御ルーチンＳ２３の実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。

あるいは、差圧制御ルーチンＳ２３を実行する追加の条件として、差圧制御ルーチンＳ２３のＳ３１３で出力される制御電流Ｉが、吸入圧力制御ルーチンＳ４０のＳ１０７で出力される制御電流Ｉよりも小さいときのみ、差圧制御ルーチンＳ２３を実行するようにしてもよい。これにより、不必要な差圧制御ルーチンＳ２３の実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。

第２実施形態では、車両の内外の熱負荷にのみ基づいて、吸入圧力制御Ｓ４０から差圧制御ルーチンＳ５１への切り替えを判断したが、その他の条件で切り替えても良い。
例えば、車両の内外の熱負荷及び可変容量圧縮機１００の回転数に相当する物理量が所定値以上であるときに、差圧制御ルーチンＳ５１を実行するようにしてもよい。これにより、熱負荷が高く吸入圧力制御では容量制御が不可能になるような場合でも、差圧制御による容量制御によって、空調システムより空調される車室の空調状態が快適に保たれる。一方、差圧制御ルーチンＳ５１の実行条件を車両の内外の熱負荷及び可変容量圧縮機１００の回転数が所定値以上にあるときに限定することで、不必要な差圧制御ルーチンＳ５１の実行が防止され、車室の空調状態が快適に保たれる。

なお、可変容量圧縮機１００の回転数に相当する物理量には、可変容量圧縮機１００の回転数自体も含まれる。
第１乃至第３実施形態では、外部情報検知手段の構成は特に限定されず、吐出圧力検知手段、蒸発器出口空気温度検知手段５１０、蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２、目標トルク設定手段５２０、エアコンスイッチセンサ５３０、アクセル開度センサ５３２、エンジン回転数センサ５３４及び外気温度センサ５２６の他にも、外気湿度センサ、日射量センサ、蒸発器１８用ファンの送風量センサ、内外気切換ドア位置センサ、吹き出し口位置センサ、エアミックスドア位置センサ、車室内温度センサ、車室内湿度センサ、蒸発器入口空気温度センサ、蒸発器入口空気湿度センサ、蒸発器の冷却状態を表す温度センサ若しくは湿度センサ、可変容量圧縮機１００の回転数センサ、車速センサ、スロットル開度センサ、ギアシフト位置センサ等を適宜用いることができる。

第１乃至第３実施形態では、蒸発器出口空気温度検知手段５１０としての温度センサ５１０ａを用いずに、他の外部情報検知手段により得られる１つ又は複数の外部情報と目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔ又は目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔとの関係を予めマップ化しておき、当該１つ又は複数の外部情報とマップに基づいて目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔ又は目標作動圧力差ΔＰｗｓｅｔを設定してもよい。

第１乃至第３実施形態において、車両がアイドリング状態にあるか否かの判定は、アクセル開度、スロットル開度、エンジン回転数Ｎｃ、可変容量圧縮機１００の回転数、車速、及び、ギアシフト位置から選択された１つ又は複数の外部情報に基づいて判定してもよい。
第２実施形態において、車室の内外の熱負荷は、外気温度Ｔｏｕｔ、外気湿度、吐出圧力Ｐｄ、日射量、エアコンスイッチのＯＮ／ＯＦＦ、蒸発器１８用ファンの送風量、内外気切換ドア位置、吹き出し口位置、エアミックスドア位置、車室内温度、車室内湿度、蒸発器入口空気温度、及び、蒸発器入口空気湿度、蒸発器の冷却状態を表す温度若しくは湿度から選択された１つ又は複数の外部情報に基づいて判定してもよい。

第１乃至第３実施形態では、容量制御弁３００の弁体３０４には、吐出室１４２での冷媒の圧力である吐出圧力Ｐｄが作用していたが、吐出圧力Ｐｄに代えて、冷凍サイクル１０，２０の高圧領域のいずれかの部位での冷媒の圧力（高圧圧力）が作用するようにしてもよい。
また、容量制御弁３００の弁体３０４には、吸入室１４０での冷媒の圧力である吸入圧力Ｐｓが作用していたが、吸入圧力Ｐｓに代えて、冷凍サイクル１０，２０の吸入圧力領域のいずれかの部位での冷媒の圧力（低圧圧力）が作用するようにしてもよい。

ただし、冷凍サイクル１０，２０の構成を簡単にするために、容量制御弁３００は圧縮機１００に内蔵されるのが好ましい。このため通常は、容量制御弁３００の弁体３０４には、吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力Ｐｓをそれぞれ作用させる。
なお、冷凍サイクル１０，２０の高圧領域とは、吐出室１４２から膨張器１６の入口までの領域をさす。また、高圧領域には、圧縮工程にあるシリンダボア１０１ａも含まれる。

一方、第１乃至第３実施形態では、吐出圧力検知手段５００により、放熱器１４の入口側での冷媒の圧力を吐出圧力Ｐｄとして検知したが、吐出圧力検知手段５００は、吐出圧力Ｐｄに代えて、冷凍サイクル１０，２０の高圧領域のいずれかの部位での冷媒の圧力（高圧圧力）を検知してもよい。つまり、吐出圧力検知手段５００は、高圧圧力検知手段であってもよい。このため、これらの容量制御システムＡ，Ｂでは、構成の自由度が高い。

ここで、容量制御システムＡ〜Ｃにあっては、目標吸入圧力ＰｓｓｅｔをＰＩ制御又はＰＩＤ制御によって変化させることで、吐出圧力検知手段５００により検知される圧力と、容量制御弁３００の弁体３０４に作用する圧力との間に偏差があったとしても、容量制御が的確に実行される。
また、吐出圧力検知手段５００は、高圧圧力を検知した後、高圧圧力に基づいて吐出圧力Ｐｄを演算により間接的に検知してもよい。例えば、第１乃至第３実施形態では、圧力センサ５００ａの位置と容量制御弁３００の位置が異なるため、圧力センサ５００ａで検知した吐出圧力Ｐｄと弁体３０４が受圧している吐出圧力Ｐｄとの間に差が生じる。これを補正するために、圧力センサ５００ａで検知した吐出圧力Ｐｄの読込値に補正係数をかけ、この補正係数をかけた値を用いて制御電流Ｉを演算してもよい。

更に、吐出圧力検知手段５００は、高圧圧力を間接的に検知してもよい。例えば、吐出圧力検知手段５００は、高圧領域のいずれかの部位にて冷媒の温度を検知する温度センサを含み、高圧領域での冷媒の温度に基づいて高圧圧力を演算により検知してもよい。このように吐出圧力検知手段５００の構成を限定しないことで、容量制御システムの構成の自由度が高くなる。

また、吐出圧力検知手段５００は、車両の内外の熱負荷、圧縮機１００の回転数に対応する物理量、放熱器１４及び車両のラジエータのうち少なくとも一方のために動作するファンに供給される電圧、並びに、車両の速度に基づいて吐出圧力Ｐｄを演算してもよい。
この場合には、吐出圧力検知手段５００は、熱負荷を検知する熱負荷センサと、圧縮機１００の回転数に対応する物理量を検知する回転数センサと、放熱器１４及び車両のラジエータのうち少なくとも一方のために動作するファンに供給される電圧を検知するファン電圧センサと、車両の速度を検知する車速センサとを含む。この場合、高圧圧力を間接的に検知することにより、空調システムの構成の自由度が高くなる。

あるいは、吐出圧力検知手段５００は、車両の内外の熱負荷、圧縮機１００の回転数に対応する物理量、放熱器１４及び車両のラジエータのうち少なくとも一方のために動作するファンに供給される電圧、車両の速度、並びに、制御対象設定手段４０２Ａ，Ｂにより設定された目標圧力Ｐｓｓｅｔに基づいて高圧圧力を検知してもよい。この場合も、高圧圧力を間接的に検知することにより、空調システムの構成の自由度が高くなる。

第１乃至第３実施形態では、制御対象設定手段４０２Ａ，Ｂは、吸入圧力Ｐｓの目標値として目標吸入圧力Ｐｓを設定したけれども、冷凍サイクル１０，２０の吸入圧力領域のいずれかの部位での冷媒の圧力（低圧圧力）の目標値を設定してもよい。このため、この容量制御システムＡ〜Ｃでは、構成の自由度が高い。
なお、吐出圧力検知手段５００は、冷凍サイクル１０，２０の吐出圧力領域のいずれかの部位における冷媒の圧力を検知するのが好ましく、吐出室１４２における冷媒の圧力を直接的又は間接的に検知するのがより好ましい。そして、制御対象設定手段４０２Ａ，Ｂは、吸入室１４０における冷媒の圧力の目標値を設定するのが好ましい。この場合、高圧領域における冷媒の圧力のばらつきに関係なく、容量制御弁３００の弁体３０４が実際に受圧する吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとを正確に反映して、ソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉが調整され、吸入圧力Ｐｓの制御精度が向上する。

第１乃至第３実施形態において、制御装置４００Ａ，Ｂは、必ずしも吐出圧力制御ルーチンＳ４３を実行する必要がないが、可変容量圧縮機１００を保護するために、吐出圧力制御ルーチンＳ４３を実行可能であるのが好ましい。
また、制御装置４００Ａ，Ｂのメインルーチンに、例えば車両の加速時やエンジン回転数Ｎｃが所定値よりも高いときに、吐出圧力制御ルーチンＳ４３に優先して、吐出容量を最小とする緊急避難的な制御を付加しても良い。

第１乃至第３実施形態において、制御装置４００Ａ，Ｂのメインルーチンに、エンジン１１４の負荷調整を行うべく、制御電流Ｉに基づいて可変容量圧縮機１００のトルクＴｒを推定し、推定したトルクＴｒをエンジン用ＥＣＵに出力するステップを付加してもよい。この場合、エンジン用ＥＣＵは、推定された可変容量圧縮機１００のトルクＴｒに基づいてエンジン１１４の出力制御を行うことができる。

第１乃至第３実施形態では、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの下限値Ｐｓ１及び上限値Ｐｓ２を熱負荷検知手段、車両運転状態検知手段又は圧縮機運転状態検知手段等の外部情報検知手段の出力値に応じて可変としても良い。このように下限値Ｐｓ１及び上限値Ｐｓ２を外部情報に基づいてそれぞれ変更することで、外部情報に見合った適切な目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔが設定される。

また、制御電流Ｉの下限値Ｉ１，Ｉ３，Ｉ５及び上限値Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６を熱負荷検知手段や運転状態検知手段等の外部情報検知手段の出力値に応じて可変としても良い。
更に、吐出圧力制御ルーチンＳ４３に移行するか否かを判定する吐出圧力上限値Ｐｄｓｅｔ１や吐出圧力制御ルーチンＳ４３での目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２を熱負荷検知手段や運転状態検知手段等の外部情報検知手段の出力値に応じて可変としても良い。

第１乃至第３実施形態では、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３では、蒸発器目標出口空気温度設定手段５１２で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｓｅｔと、蒸発器出口空気温度検知手段５１０で検知された実際の蒸発器出口空気温度Ｔｅｏとの偏差ΔＴに基づいて、所定の演算式により目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを演算したが、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの設定方法はこれに限定されない。

第１乃至第３実施形態では、各演算式は実施例に限定されない。例えば、図５の吸入圧力制御ルーチンＳ４０での制御電流演算式（Ｓ１０４）を、ａ・Ｐｄ−ｂ・Ｐｓｓｅｔ＋ｃ（ただしａ、ｂ、ｃは定数）としても良いし、（Ｐｄ−Ｐｓｓｅｔ）^ｎの項を含めて非線形としても良い。
図６の目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３のＳ２０３では、蒸発器出口空気温度Ｔｅｏが蒸発器出口空気温度の目標値Ｔｓｅｔに近付くように、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを演算するものであれば、どのような演算式であっても良い。

図７のトルク制御ルーチンＳ２３のＳ３０１の演算式には、変数として圧縮機１００の回転数や熱負荷情報を加えてもよく、各定数ｃ１，ｃ２，ｃ３を圧縮機１００の回転数や熱負荷情報に基づいて変化させても良い。
図１２の吐出圧力制御ルーチンＳ４３のＳ４０２では、吐出圧力Ｐｄが目標吐出圧力Ｐｄｓｅｔ２に近付くように制御電流Ｉを演算するものであれば、どのような演算式であっても良い。

図１７の差圧制御ルーチンＳ５１のＳ５０２では、蒸発器出口空気温度Ｔｅｏが蒸発器出口空気温度の目標値Ｔｓｅｔに近付くように目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔを演算するものであれば、どのような演算式であっても良い。
第１乃至第３実施形態では、ソレノイド駆動手段４０６でソレノイド３１６に流す電流量を検出したが、ソレノイド駆動手段４０６でソレノイド３１６に流す電流量を検出しなくてもよい。この場合、制御信号演算手段４０４で、吐出容量制御信号として直接デューティ比を演算し、ソレノイド駆動手段４０６は、制御信号演算手段４０４で演算されたデューティ比にてソレノイド３１６に通電すればよい。

第１乃至第３実施形態では、制御装置４００Ａ，ＢはＥＣＵにより構成されていたが、このＥＣＵはエアコン用ＥＣＵやエンジン用ＥＣＵと一体に設けられていてもよい。
第１乃至第３実施形態では、容量制御弁３００の感圧ポート３１０ａには吸入室１４０が連通し、可動コア収容空間３２４の圧力は吸入圧力Ｐｓとされていたが、感圧ポート３１０ａにクランク室１０５を連通させ、可動コア収容空間３２４の圧力をクランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）と一致させても良い。

この場合、クランク圧力Ｐｃが弁体３０４に作用し、制御装置４００Ａ，Ｂの制御対象設定手段４０２Ａ，Ｂは、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔに代えて、クランク圧力Ｐｃの目標値（目標クランク圧力Ｐｃｓｅｔ）を設定する。そして、制御装置４００Ａ，Ｂの制御信号演算手段４０４は、吐出圧力Ｐｄと目標クランク圧力Ｐｃｓｅｔとの差に基づいて、制御電流Ｉを演算する。

ここでクランク圧力Ｐｃは、圧縮機１００の容量を変化させる制御圧力であり、本発明によれば、吐出圧力Ｐｄ（高圧圧力）と、吸入圧力Ｐｓ（低圧圧力）又は制御圧力のうち一方の目標値とに基づいて、容量制御弁３００のソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉを調整することができる。
第１乃至第３実施形態では、圧縮機１００はクラッチレス圧縮機であったが、電磁クラッチを装着した可変容量圧縮機であってもよい。また、圧縮機１００は斜板式の往復動圧縮機であったけれども、揺動板式の往復動圧縮機であってもよく、更には、電動モータで駆動される可変容量圧縮機であってもよい。

第１乃至第３実施形態では、抽気通路１６２の流量を規制してクランク圧力Ｐｃを昇圧するために、抽気通路１６２に固定オリフィス１０３ｃを配置したが、固定オリフィス１０３ｃに代えて、流量可変の絞りを用いてもよく、また、弁を配置して弁開度を調整してもよい。
また、容量制御弁３００の弁体３０４には、吐出圧力Ｐｄに対し、吸入圧力Ｐｓ又はクランク圧力Ｐｃが対抗するように作用するが、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとが対抗しているときに、更にクランク圧力Ｐｃが作用してもよく、吐出圧力Ｐｄとクランク圧力Ｐｃとが対抗しているときに、更に吸入圧力Ｐｓが作用してもよい。また、容量制御弁３００にベローズやダイアフラム等を適用し、ベローズやダイアフラム等に対し、両側から吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓ又はクランク圧力Ｐｃとが作用するようにしてもよい。

更に、容量制御弁３００は、吐出室１４２とクランク室１０５との間を繋ぐ給気通路１６０に配置されていたけれども、給気通路１６０に容量制御弁３００を配置せずに、クランク室１０５と吸入室１４０との間を繋ぐ抽気通路１６２に容量制御弁を配置してもよい。即ち、給気通路１６０の開度を制御する入口制御に限定されず、抽気通路１６２の開度を制御する出口制御であってもよい。

上述した第１乃至第３実施形態では、冷媒はＲ１３４ａや二酸化炭素に限定されず、空調システムは、その他の新冷媒を使用してもよい。なお、容量制御弁３００において、シール面積Ｓｖを小さくすることにより、冷媒として二酸化炭素を用いても、目標吸入圧力Ｐｓｓｅｔの制御範囲を広くすることができる。
最後に、本発明の可変容量圧縮機の容量制御システムは、車両用空調システム以外の室内用空調システムの冷凍サイクルや、冷凍・冷蔵庫等の冷凍装置の冷凍サイクル等、冷凍サイクル全般に適用可能である。

第１実施形態の容量制御システムＡを適用した車両用空調システムの冷凍サイクルの概略構成を可変容量縮機の縦断面とともに示す図である。 図１の可変容量圧縮機における容量制御弁の接続状態を説明するための図である。 第１実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。 図３の容量制御システムが実行するメインルーチンを示す制御フローチャートである。 図４のメインルーチンに含まれる吸入圧力制御ルーチンの制御フローチャートである。 図５の吸入圧力制御ルーチンに含まれる目標吸入圧力設定ルーチンの制御フローチャートである。 図４のメインルーチンに含まれる差圧制御ルーチンの制御フローチャートである。 図７の差圧制御ルーチンで読み込まれる目標トルクの起動モードでの設定方法について説明する図である。 図７の差圧制御ルーチンで読み込まれる目標トルクのアイドリングモードでの設定方法について説明する図である。 図７の差圧制御ルーチンで読み込まれる目標トルクの加速モードでの設定方法について説明する図である。 車両のエンジン起動から所定時間に渡る図３の容量制御システムの動作を説明する図である。 図４のメインルーチンに含まれる吐出圧力制御ルーチンの制御フローチャートである。 制御電流と目標吸入圧力と吐出圧力の関係を示すグラフである。 制御電流と作動圧力差（Ｐｄ−Ｐｓ）との関係を示すグラフである。 第２実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。 図１５の容量制御システムが実行するメインルーチンの一部を示す制御フローチャートである。 図１６のメインルーチンに含まれる差圧制御ルーチン（空調制御用）の制御フローチャートである。 図１５の容量制御システムが実行する他のメインルーチンの一部を示す制御フローチャートである。 図１８の制御フローチャートにおける外気温度の判定に基づくスイッチ動作の説明図である。 第３実施形態の容量制御システムを適用した車両用空調システムの冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルの概略構成を示す図である。

符号の説明

316 ソレノイド
500 吐出圧力検知手段
510 蒸発器出口空気温度検知手段
512 蒸発器目標出口空気温度設定手段
402A 制御対象設定手段
404 制御信号演算手段
406 ソレノイド駆動手段

Claims (21)

1. 空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量型圧縮機であって、吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前記冷凍サイクルの吸入圧力領域及び前記クランク室のうち少なくとも一方の圧力、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の圧力、及び、ソレノイドの電磁力を受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉することにより前記クランク室の圧力を変化させる容量制御弁とを備える可変容量圧縮機の容量制御システムにおいて、
   １つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
   前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて制御対象を設定する制御対象設定手段と、
   前記制御対象設定手段で設定された制御対象に基づいて吐出容量制御信号を演算する制御信号演算手段と、
   前記制御信号演算手段により演算された吐出容量制御信号に基づいて前記ソレノイドに電流を供給するソレノイド駆動手段とを具備し、
   前記制御対象設定手段は、
   前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて２つ以上の制御モードのうちから１つの制御モードを選択し、選択した制御モードに則して前記制御対象を設定し、
   前記制御モードの１つである第１制御モードでは、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて、前記吸入圧力領域及びクランク室のうち一方の圧力の目標圧力を前記制御対象として設定し、
   前記制御モードの１つである第２制御モードでは、前記外部情報検知手段により検知された外部情報に基づいて、前記吸入圧力領域及びクランク室の圧力のうち一方の圧力と前記吐出圧力領域の圧力との差の目標である目標作動圧力差を前記制御対象として設定する
   ことを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。
2. 前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力領域の圧力を検知する吐出圧力検知手段を含み、
   前記制御信号演算手段は、前記制御対象設定手段が前記第１制御モードを実行したときに、前記吐出圧力検知手段により検知された前記吐出圧力領域の圧力及び前記目標圧力に基づいて前記吐出容量制御信号を演算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
3. 前記制御信号演算手段は、前記吐出圧力領域の圧力と前記目標圧力との差に基づいて前記吐出容量制御信号を演算することを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
4. 前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度を検知する蒸発器出口空気温度検知手段と、前記蒸発器を通過した直後の空気流の目標温度を設定する蒸発器目標出口空気温度設定手段とを含み、
   前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを実行するとき、前記蒸発器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記蒸発器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標圧力を設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
5. 前記外部情報検知手段は、前記可変容量型圧縮機の目標トルクを設定する目標トルク設定手段を含み、
   前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記可変容量型圧縮機のトルクが前記目標トルク設定手段により設定された目標トルクに近付くように前記目標作動圧力差を設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
6. 前記外部情報検知手段は、前記空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わることを検知するエアコンスイッチ検知手段を含み、
   前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エアコンスイッチ検知手段によって、前記空調システムが非作動状態から作動状態に切り替わるのを検知したときという条件である
   ことを特徴とする請求項５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
7. 前記第２制御モードは、前記第２制御モードの実行開始から所定時間維持されることを特徴とする請求項６に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
8. 前記空調システムは車両に適用され、
   前記外部情報検知手段は、前記車両のアイドリング状態を検知するアイドリング検知手段を含み、
   前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記アイドリング検知手段によって、前記車両がアイドリング状態にあることを検知したときという条件である
   ことを特徴とする請求項５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
9. 前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを解除して前記第２制御モードに移行する直前に前記目標圧力を記憶し、前記第２制御モードが解除されて前記第１制御モードに再び移行したときに、記憶されていた前記目標圧力を初期値として新たに目標圧力を設定することを特徴とする請求項８に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
10. 前記空調システムは車両に適用され、
    前記外部情報検知手段は、前記車両のエンジンの負荷を検知するエンジン負荷検知手段を含み、
    前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エンジン負荷検知手段により検知された前記エンジンの負荷が所定値以上になるという条件である
    ことを特徴とする請求項５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
11. 前記空調システムは車両に適用され、
    前記外部情報検知手段は、前記車両のエンジンの負荷を検知するエンジン負荷検知手段と、前記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段とを含み、
    前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記エンジン負荷検知手段により検知された前記エンジンの負荷及び前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷の両方が所定値以上になるという条件である
    ことを特徴とする請求項５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
12. 前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件は、前記第１制御モードを実行中に前記ソレノイドに供給されている電流量が、前記第２制御モードを実行したとするならば前記ソレノイドに供給される電流量よりも大きいという限定事項を更に含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
13. 前記制御対象設定手段は、前記第１制御モードを解除して前記第２制御モードに移行する直前に前記目標圧力を記憶し、前記第２制御モードが解除されて前記第１制御モードに再び移行したときに、記憶されていた前記目標圧力を初期値として新たに目標圧力を設定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
14. 前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記蒸発器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記蒸発器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標作動圧力差を設定することを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
15. 前記目標作動圧力差に基づいて前記ソレノイドに供給される電流は、予め定められた上限値以下に制限されることを特徴とする請求項１４に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
16. 前記空調システムは車両に適用され、
    前記外部情報検知手段は、前記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を含み、
    前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷が所定値以上であるという条件である
    ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
17. 前記空調システムは車両に適用され、
    前記外部情報検知手段は、記車両の内外の熱負荷を検知する熱負荷検知手段と、前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、
    前記制御対象設定手段が前記第２制御モードを実行する条件の１つは、前記熱負荷検知手段により検知された熱負荷及び前記回転数検知手段により検知された物理量の両方が所定値以上であるという条件である
    ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
18. 前記空調システムは、前記冷凍サイクルと切り換え可能に設けられたホットガスヒータサイクルを更に備え、
    前記可変容量圧縮機は、前記空調システムの冷凍サイクルのみならず前記ホットガスヒータサイクルの一部を構成し、
    前記外部情報検知手段は、前記冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルのうち何れのサイクルが作動しているかを検知するサイクル検知手段を含み、
    前記制御対象設定手段は、前記ホットガスヒータサイクルの作動中、前記第２制御モードを実行する
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
19. 前記外部情報検知手段は、前記ホットガスヒータサイクルの一部を構成する空気加熱用熱交換器を通過した直後の空気流の温度を検知する熱交換器出口空気温度検知手段と、前記空気加熱用熱交換器を通過した直後の空気流の目標温度を設定する熱交換器目標出口空気温度設定手段とを含み、
    前記制御対象設定手段は、前記第２制御モードを実行するとき、前記熱交換器出口空気温度検知手段により検知された前記空気流の温度が前記熱交換器目標出口空気温度設定手段により設定された前記目標温度に近付くように前記目標作動圧力差を設定する
    ことを特徴とする請求項１８に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
20. 前記吐出圧力検知手段は、前記冷凍サイクル及びホットガスヒータサイクルに共通に含まれる前記循環路の吐出圧力領域の部分にて前記冷媒の圧力を検知することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
21. 前記制御対象設定手段は、前記制御モードの１つである第３制御モードを実行したときに、前記吐出圧力領域の圧力の目標である目標吐出圧力を設定し、前記吐出圧力検知手段により検知された前記吐出圧力領域の圧力が前記目標吐出圧力に近付くように前記目標作動圧力差を設定することを特徴とする請求項１乃至２０の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。

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