| 【発明の名称】 |
空調装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】木村 一哉
【氏名】廣瀬 達也
【氏名】太田 雅樹
【氏名】川口 真広
【氏名】横町 尚也
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| 【要約】 |
【課題】可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置における暖房機能が常に有効に働くようにする。
【解決手段】電磁式の容量制御弁４３は、吐出室１３２の吐出圧Ｐｄと、吸入室１３１の吸入圧Ｐｓとの差圧に感応して可変容量型圧縮機２５の吐出容量を制御する。容量制御弁４３は制御装置５９の励消磁制御を受ける。冷房指令スイッチ６３をＯＮ操作すると、制御装置５９は切り換え弁２９を消磁状態にし、容量制御弁４３による吐出容量制御を伴った冷房制御が遂行される。暖房指令スイッチ６４をＯＮ操作すると、制御装置５９は切り換え弁２９を励磁状態にし、容量制御弁４３による吐出容量制御を伴った暖房制御が遂行される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】冷媒を圧縮して吐出すると共に、制御圧を変更して吐出容量を変更する可変容量型圧縮機、及び前記可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とを備え、前記冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置において、吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧、又は前記吐出圧領域の圧力と前記制御圧との差圧に基づいて前記可変容量型圧縮機における吐出容量を制御する容量制御手段を備え、前記冷房回路で冷媒を循環させる際の前記吐出容量、及び前記暖房回路で冷媒を循環させる際の前記吐出容量のいずれも前記容量制御手段によって制御するようにした空調装置。
【請求項２】前記容量制御手段は、前記差圧が予め設定された差圧を上回ると前記吐出容量を減らすように制御する請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】前記可変容量型圧縮機は、回転軸と一体的に回転するように、かつ前記回転軸に対して傾角可変に制御圧室に収容された斜板、及び前記回転軸の周りに配列されると共に、前記斜板の傾角に応じた往復動作を行なう複数のピストンを備え、前記ピストンの往動動作によってシリンダボアから吐出室へ前記冷媒を吐出すると共に、前記ピストンの復動動作によって吸入室から前記シリンダボアへ前記冷媒を吸入し、前記吐出室から圧力供給通路を介して前記制御圧室へ冷媒を供給すると共に、前記制御圧室から放圧通路を介して前記吸入室へ冷媒を放出して前記制御圧室内の圧力を制御し、前記制御圧室内の圧力の制御に基づいて前記斜板の傾角を制御する圧縮機であり、前記容量制御手段は、前記圧力供給通路における冷媒の流量、又は前記放圧通路における冷媒の流量、又は前記圧力供給通路及び前記放圧通路の両方の冷媒の流量を制御する請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項４】前記容量制御手段は、前記差圧に基づいて前記吐出容量を制御する請求項３に記載の空調装置。
【請求項５】前記容量制御手段は、前記差圧に感応して弁開度を調節する差圧感応型の容量制御弁を含む請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】前記差圧感応型の容量制御弁は、前記差圧を加えられる弁体と、前記差圧を規定するために前記差圧に対抗するように前記弁体に駆動力を加える差圧規定用駆動力付与手段とを備えている請求項５に記載の空調装置。
【請求項７】前記容量制御手段は、差圧規定用情報に基づいて前記差圧規定用駆動力付与手段の駆動力を制御する駆動力制御手段を備えている請求項６に記載の空調装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒を圧縮して吐出すると共に、制御圧を変更して吐出容量を変更する可変容量型圧縮機、及び前記可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とを備え、前記冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の空調装置が特開平７−１９６３０号公報に開示されている。冷房回路を使用しているときには、圧縮機から吐出された冷媒は、コンデンサ（凝縮器）、膨張弁及びエバポレータを経由して圧縮機に還流する。暖房回路を使用しているときには、圧縮機から吐出された冷媒は、第１バイパス流路上の減圧装置及びエバポレータを経由して圧縮機に還流する。冷房回路と暖房回路との使用の切り換えは、切り換え弁の開閉動作によって行われる。
【０００３】暖房回路の使用時にはコンデンサが切り離されるため、吐出圧は圧縮機の吐出量とバイパス上の減圧装置の流量とのバランスで決まる。このため、冷房回路の使用時における圧縮機の吐出圧よりも高い状態になり易い。そのため、暖房回路の使用時には吐出圧が異常高圧になり易い。そこで、特開平７−１９６３０号公報の従来装置では、冷房回路と暖房回路とを連絡する第２バイパス流路上に圧力リリーフ弁が介在されている。暖房回路の使用時に吐出圧が異常高圧になった場合には、圧力リリーフ弁が開いて冷媒が暖房回路側からコンデンサ側へ放出されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、暖房回路の使用時に吐出圧が異常高圧になる度に冷媒が暖房回路側からコンデンサ側へ放出されてしまい、暖房回路側の冷媒が減少して暖房能力が不足する。又、このような冷媒の放出は、圧縮機に仕事をさせて高圧に昇圧した冷媒をコンデンサ側へ無駄に放出することになり、エネルギー効率も悪い。
【０００５】冷房回路及び暖房回路に共有される圧縮機として特開平１１−１８０１３８号公報に開示されるような可変容量型圧縮機、即ち吸入圧の設定圧を調整可能な可変容量型圧縮機を用いた場合、空調装置が暖房機能を果たせなくなる状況が発生するおそれがある。即ち、特開平１１−１８０１３８号公報に開示される可変容量型圧縮機に用いられる容量制御弁は、前記設定圧を下げるほど吐出容量を減らすように働く。そのため、冷媒の飽和圧力が前記設定圧の範囲を越えて低下するほどに外気温が低下したときには、吐出容量を増大することができず、空調装置が暖房機能を果たせなくなる。
【０００６】本発明は、可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置における暖房機能が常に有効に、かつ効率的に働くようにすることを第１の目的とし、冷暖房機能の低下を回避することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、冷媒を圧縮して吐出すると共に、制御圧を変更して吐出容量を変更する可変容量型圧縮機、及び前記可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とを備え、前記冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置を対象とし、請求項１の発明では、吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧、又は前記吐出圧領域の圧力と前記制御圧との差圧に基づいて前記可変容量型圧縮機における吐出容量を制御する容量制御手段を備えた空調装置を構成し、前記冷房回路で冷媒を循環させる際の前記吐出容量、及び前記暖房回路で冷媒を循環させる際の前記吐出容量のいずれも前記容量制御手段によって制御するようにした。
【０００８】吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧、又は前記吐出圧領域の圧力と前記制御圧との差圧に基づく吐出容量の制御は、極低温時においても吐出容量を増大する制御を可能とする。従って、空調装置は、極低温時においても暖房機能を果たす。
【０００９】請求項２の発明では、請求項１において、前記差圧が予め設定された差圧を上回ると前記吐出容量を減らすように制御する前記容量制御手段を構成した。吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧は、吐出圧の上昇に伴って大きくなる。容量制御手段が吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なう場合、前記吐出圧領域の圧力と前記吸入圧領域の圧力との差圧が予め設定された差圧を上回ると前記容量制御手段が前記吐出容量を減らすように制御する。従って、吐出圧の異常昇圧が防止される。
【００１０】吐出圧領域の圧力と制御圧との差圧は、吐出圧の上昇に伴って大きくなる。容量制御手段が吐出圧領域の圧力と制御圧との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なう場合、前記吐出圧領域の圧力と前記制御圧との差圧が予め設定された差圧を上回ると前記容量制御手段が前記吐出容量を減らすように制御する。従って、吐出圧の異常昇圧が防止される。
【００１１】請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項において、前記可変容量型圧縮機は、回転軸と一体的に回転するように、かつ前記回転軸に対して傾角可変に制御圧室に収容された斜板、及び前記回転軸の周りに配列されると共に、前記斜板の傾角に応じた往復動作を行なう複数のピストンを備え、前記ピストンの往動動作によってシリンダボアから吐出室へ前記冷媒を吐出すると共に、前記ピストンの復動動作によって吸入室から前記シリンダボアへ前記冷媒を吸入し、前記吐出室から圧力供給通路を介して前記制御圧室へ冷媒を供給すると共に、前記制御圧室から放圧通路を介して前記吸入室へ冷媒を放出して前記制御圧室内の圧力を制御し、前記制御圧室内の圧力の制御に基づいて前記斜板の傾角を制御する圧縮機とし、前記圧力供給通路における冷媒の流量、又は前記放圧通路における冷媒の流量、又は前記圧力供給通路及び前記放圧通路の両方の冷媒の流量を制御する前記容量制御手段を構成した。
【００１２】容量制御手段は、圧力供給通路における冷媒の流量、又は放圧通路における冷媒の流量、又は圧力供給通路及び放圧通路の両方の冷媒の流量を制御して制御圧室内の圧力を制御する。吐出容量を増大する場合には制御圧室内の圧力の降圧が行われ、吐出容量を低減する場合には制御圧室内の圧力の昇圧が行われる。
【００１３】請求項４の発明では、請求項３において、前記差圧に基づいて前記吐出容量を制御する前記容量制御手段を構成した。容量制御手段が吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、容量制御手段は、吐出室内の圧力と吸入室内の圧力との差圧に基づいて、圧力供給通路における冷媒の流量、又は放圧通路における冷媒の流量を制御して制御圧室内の圧力を制御する。容量制御手段が吐出圧領域の圧力と制御圧との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、容量制御手段は、吐出室内の圧力と制御圧室内の圧力との差圧に基づいて、圧力供給通路における冷媒の流量、又は放圧通路における冷媒の流量を制御して制御圧室内の圧力を制御する。
【００１４】請求項５の発明では、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記差圧に感応して弁開度を調節する差圧感応型の容量制御弁を含む前記容量制御手段を構成した。
【００１５】差圧感応型の容量制御手段が吐出室内の圧力と吸入室内の圧力との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、差圧感応型の容量制御弁は、吐出室内の圧力と吸入室内の圧力との差圧に感応して、圧力供給通路における冷媒の流量、又は放圧通路における冷媒の流量を制御する。差圧感応型の容量制御手段が吐出室内の圧力と制御圧室内の圧力との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、差圧感応型の容量制御弁は、吐出室内の圧力と制御圧室内の圧力との差圧に感応して、圧力供給通路における冷媒の流量、又は放圧通路における冷媒の流量を制御する。
【００１６】請求項６の発明では、請求項５において、前記差圧を加えられる弁体と、前記差圧を規定するために前記差圧に対抗するように前記弁体に駆動力を加える差圧規定用駆動力付与手段とを備えた前記差圧感応型の容量制御弁を構成した。
【００１７】差圧感応型の容量制御手段が吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、差圧規定用駆動力付与手段によって弁体に加えられる駆動力と、吐出圧領域の吐出圧と吸入圧領域の圧力との差圧とが弁体を介して対抗し、前記差圧が前記駆動力に対応した差圧となるように弁開度が自律的に制御される。差圧感応型の容量制御手段が吐出圧領域の圧力と制御圧との差圧に基づいて吐出容量の制御を行なうものである場合、差圧規定用駆動力付与手段によって弁体に加えられる駆動力と、吐出圧領域の吐出圧と制御圧との差圧とが弁体を介して対抗し、前記差圧が前記駆動力に対応した差圧となるように弁開度が自律的に制御される。
【００１８】請求項７の発明では、請求項６において、差圧規定用情報に基づいて前記差圧規定用駆動力付与手段の駆動力を制御する駆動力制御手段を備えた前記容量制御手段を構成した。
【００１９】駆動力制御手段は、差圧規定用情報に基づいて差圧規定用駆動力付与手段の駆動力を決定し、差圧規定用駆動力付与手段は、駆動力制御手段によって決定された駆動力を弁体に加える。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、車両に搭載された空調装置に本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００２１】図１及び図３は、可変容量型圧縮機２５を共有する冷房回路２６及び暖房回路２７を示す。冷房回路２６は、可変容量型圧縮機２５、流路２８、電磁三方弁型の切り換え弁２９、流路３０、凝縮器３１、逆止弁３２、膨張弁３３、流路３４及び蒸発器３５からなる。暖房回路２７は、可変容量型圧縮機２５、流路２８、切り換え弁２９、流路３６、絞り３７、流路３４及び蒸発器３５からなる。蒸発器３５の出口側には感温筒３８が設置されている。感温筒３８は蒸発器３５の出口側の温度に応じた圧力を膨張弁３３に伝える。膨張弁３３の弁開度は、蒸発器３５の出口側の温度に応じて感温筒３８から伝えられる圧力に基づいて制御される。
【００２２】切り換え弁２９が図１に示す第１の切り換え状態にある場合、可変容量型圧縮機２５から吐出される冷媒は、切り換え弁２９、凝縮器３１、逆止弁３２、膨張弁３３及び蒸発器３５を経由して可変容量型圧縮機２５に還流する。このように冷媒が冷房回路２６を循環する場合には、蒸発器３５では車両の室内を冷やす熱交換作用が行われる。切り換え弁２９が図３に示す第２の切り換え状態にある場合、可変容量型圧縮機２５から吐出される冷媒は、切り換え弁２９、絞り３７及び蒸発器３５を経由して可変容量型圧縮機２５に還流する。このように冷媒が暖房回路２７を循環する場合には、可変容量型圧縮機２５から吐出された高温の冷媒が直接蒸発器３５へ送られ、蒸発器３５では車両の室内を温める熱交換作用が行われる。
【００２３】図２は可変容量型圧縮機２５の内部構造を示す。制御圧室１２１を形成するフロントハウジング１２とシリンダブロック１１とには回転軸１８が支持されている。回転軸１８は、車両エンジンＥからクラッチを介することなく直接回転駆動力を得る。回転軸１８には回転支持体１９が止着されていると共に、斜板２０が回転軸１８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。斜板２０に止着されたガイドピン２１は、回転支持体１９に形成されたガイド孔１９１にスライド可能に嵌入されている。斜板２０は、ガイド孔１９１とガイドピン２１との連係により回転軸１８の軸方向へ傾動可能かつ回転軸１８と一体的に回転可能である。斜板２０の傾動は、ガイド孔１９１とガイドピン２１とのスライドガイド関係、及び回転軸１８のスライド支持作用により案内される。
【００２４】斜板２０の前後には傾角減少ばね６８と容量復帰ばね６９とが配置されている。傾角減少ばね６８は回転支持体１９と斜板２０との間に配置されており、容量復帰ばね６９は斜板２０と回転軸１８上のサークリップ１０との間に配置されている。
【００２５】シリンダブロック１１において回転軸１８の周りには複数のシリンダボア１１１（図では１つのみ示す）が配列されている。各シリンダボア１１１にはピストン２２が収容されている。回転軸１８と一体的に回転する斜板２０の回転運動は、シュー３９を介してピストン２２の前後往復運動に変換され、ピストン２２がシリンダボア１１１内を前後動する。リヤハウジング１３内には吸入室１３１及び吐出室１３２が区画形成されている。吸入圧領域となる吸入室１３１内の冷媒は、ピストン２２の復動動作（図２において右側から左側への移動）によりバルブプレート１４上の吸入ポート１４１から弁形成プレート１５上の吸入弁１５１を押し退けてシリンダボア１１１内へ流入する。シリンダボア１１１内へ流入した冷媒は、ピストン２２の往動動作（図２において左側から右側への移動）によりバルブプレート１４上の吐出ポート１４２から弁形成プレート１６上の吐出弁１６１を押し退けて吐出圧領域となる吐出室１３２へ吐出される。吐出弁１６１はリテーナ形成プレート１７上のリテーナ１７１に当接して開度規制される。吐出室１３２は、吐出通路２４を介して流路２８に接続しており、吸入室１３１は、吸入通路２３を介して流路３４に接続している。
【００２６】吐出通路２４上には吐出開閉弁４０が介在されている。吐出開閉弁４０の筒形状の弁体４０１は、弁孔２４１を閉じる方向へ圧縮ばね４０２によって付勢されており、逆止弁として作用する。弁体４０１が図２に示す位置にあるときには、吐出室１３２内の冷媒が弁孔２４１、迂回路２４２、通口４０３及び弁体４０１の筒内を経由して流路２８へ流出する。弁体４０１が弁孔２４１を閉じているときには、吐出室１３２内の冷媒が流路２８へ流出することはない。
【００２７】吐出室１３２と制御圧室１２１とを接続する圧力供給通路４１１，４１２は、吐出室１３２内の冷媒を制御圧室１２１へ送る。制御圧室１２１内の冷媒は、制御圧室１２１と吸入室１３１とを接続する放圧通路４２を介して吸入室１３１へ流出する。
【００２８】圧力供給通路４１１，４１２間には電磁式の容量制御弁４３が介在されている。図４は容量制御弁４３の内部構造を示す。容量制御弁４３は、ソレノイド部４４とバルブ部４５とからなる。ソレノイド部４４は、ハウジング４６と、ハウジング４６に収容されたコイル４７と、筒状の固定鉄芯４８と、筒状の可動鉄芯４９と、固定鉄芯４８から離間する方向へ可動鉄芯４９を付勢する圧縮ばね５０とからなる。可動鉄芯４９は、圧縮ばね５０の収容室４６１とは反対側に感圧室４６２を区画形成している。コイル４７へ通電を行なうと、可動鉄芯４９を固定鉄芯４８側へ付勢する電磁力が発生する。バルブ部４５は、ハウジング５１と、ハウジング５１内に収容されたロッド形状の弁体５２と、ハウジング５１に止着された冷媒導入筒５３と、冷媒導入筒５３から離間する方向へばね座５４を介して弁体５２を付勢する圧縮ばね５５とからなる。
【００２９】冷媒導入筒５３には弁孔５３１が形成されており、弁体５２は弁孔５３１を開閉する。冷媒導入筒５３には導入路５３２が形成されている。導入路５３２は弁孔５３１に連通している。吐出室１３２は、圧力供給通路４１１及び導入路５３２を介して弁孔５３１に連通している。即ち、弁孔５３１には吐出室１３２内の圧力（吐出圧）が波及し、弁体５２は弁孔５３１付近の圧力によって弁孔５３１を開く方向へ付勢される。弁体５２の端面５２１付近は、実質的に吐出圧（以下、Ｐｄと表す）相当の雰囲気であり、端面５２１には吐出圧Ｐｄが加わっている。ハウジング５１には導出路５１１が形成されている。導出路５１１は弁孔５３１に接続している。制御圧室１２１は、圧力供給通路４１２及び導出路５１１を介して弁孔５３１に接続している。
【００３０】ハウジング５１には圧力導入路５１２が形成されている。圧力導入路５１２は、固定鉄芯４８の筒内の挿通孔４８１、収容室４６１、可動鉄芯４９に形成された通口４９１を介して感圧室４６２に連通している。吸入室１３１は、通路５６（図２に図示）、圧力導入路５１２、固定鉄芯４８の筒内の挿通孔４８１、収容室４６１及び通口４９１を介して感圧室４６２に連通している。即ち、感圧室４６２には吸入室１３１内の圧力（吸入圧）が波及する。ロッド形状の弁体５２は、固定鉄芯４８の筒内の挿通孔４８１を貫通して可動鉄芯４９まで到達している。弁体５２の下端の小径部５２２は可動鉄芯４９を貫通して感圧室４６２に突出している。感圧室４６２内の吸入圧（以下、Ｐｓと表す）は、弁孔５３１を閉じる方向へ弁体５２を付勢する。
【００３１】弁体５２の端面５２１に加わる吐出圧Ｐｄと、弁体５２の端面５２３と弁体５２の段差面５２４とに加わる吸入圧Ｐｓとは、弁体５２を介して対抗する。小径部５２２の端面５２３の面積と、段差面５２４の面積との和は、端面５２１の面積と等しくしてある。従って、弁体５２を介して対抗する吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとによる弁体５２を介した差圧ΔＰdsは、実質的にΔＰds＝（端面５２１の面積）×（Ｐｄ−Ｐｓ）となる。吐出圧Ｐｄは吸入圧Ｐｓよりも大きいため、差圧ΔＰdsは、弁孔５３１を開く方向へ弁体５２を付勢する。コイル４７への通電、即ちソレノイド部４４の励磁によって生じる電磁力は、差圧ΔＰdsと圧縮ばね５０，５５のばね力との和の力に対抗する。ソレノイド部４４は、差圧ΔＰdsに対抗するように弁体５２に駆動力を加える差圧規定用駆動力付与手段となる。
【００３２】図２に示すように、容量制御弁４３は、駆動回路５８を介して制御装置５９の励消磁制御を受ける。容量制御弁４３及び制御装置５９は容量制御手段を構成する。コイル４７への通電は、デューティ比制御に基づくパルス状の駆動電流の供給による。前記電磁駆動力はデューティ比によって決定され、デューティ比が大きいほど前記電磁駆動力が大きくなる。
【００３３】デューティ比が増大されると電磁駆動力が大きくなり、容量制御弁４３における弁開度が減少する。弁開度が減少すると、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が減る。制御圧室１２１内の冷媒は放圧通路４２を介して吸入室１３１へ流出しているため、制御圧室１２１内の圧力（以下、制御圧Ｐｃと表す）が降圧する。従って、斜板２０の傾角が増大して吐出容量が増える。流路３０上には減圧作用をもたらす膨張弁３３があり、流路３６上には減圧作用をもたらす絞り３７がある。そのため、吐出容量が増えると吐出圧Ｐｄが昇圧し、差圧ΔＰdsが大きくなる。デューティ比が低減されると電磁駆動力が小さくなり、容量制御弁４３における弁開度が増大する。弁開度が増大すると、吐出室１３２から制御圧室１２１への冷媒供給量が増え、制御圧室１２１内の制御圧Ｐｃが昇圧する。従って、斜板２０の傾角が減少して吐出容量が減る。吐出容量が減ると吐出圧Ｐｄが降圧し、差圧ΔＰdsが小さくなる。即ち、容量制御弁４３は、デューティ比に応じた差圧ΔＰdsを自律的にもたらす制御を行なう。
【００３４】デューティ比が零、即ち供給電流が零になると容量制御弁４３における弁開度が最大となり、斜板２０の傾角が最小となる。斜板傾角が最小状態における吐出圧Ｐｄは低く、このときの吐出通路２４における吐出開閉弁４０の上流側の圧力が吐出開閉弁４０の下流側の圧力と圧縮ばね４０２のばね力との和を下回るように圧縮ばね４０２のばね力が設定してある。従って、斜板２０の傾角が最小になったときには弁体４０１が弁孔２４１を閉じ、冷房回路２６又は暖房回路２７における冷媒循環が停止する。
【００３５】斜板２０の最小傾角は、制御圧Ｐｃによるモーメントが傾角減少方向にほぼ最大化した状態のもとでの傾角減少ばね６８と容量復帰ばね６９との付勢力バランスを支配的要因として決定される。シリンダボア１１１から吐出室１３２へ吐出された冷媒は、圧力供給通路４１１，４１２を通って制御圧室１２１へ流入する。制御圧室１２１内の冷媒は放圧通路４２を通って吸入室１３１へ流出し、吸入室１３１内の冷媒はシリンダボア１１１内へ吸入されて吐出室１３２へ吐出される。即ち、斜板傾角が最小状態では、吐出圧領域である吐出室１３２、圧力供給通路４１１，４１２、制御圧室１２１、放圧通路４２、吸入圧領域である吸入室１３１、シリンダボア１１１を経由する循環通路が圧縮機内にできている。そして、吐出室１３２、制御圧室１２１及び吸入室１３１の間では圧力差が生じている。従って、冷媒が前記循環通路を循環し、冷媒と共に流動する潤滑油が圧縮機内を潤滑する。
【００３６】切り換え弁２９は駆動回路６０を介して制御装置５９の励消磁制御を受ける。制御装置５９には目標温度設定器６１及び室温検出器６２が信号接続されている。室温検出器６２は、車両の車室内の温度を検出する。制御装置５９は、目標温度設定器６１によって設定された目標温度Ｔｏ、及び室温検出器６２によって検出された検出温度Ｔｘを把握する。又、制御装置５９には冷房指令スイッチ６３、暖房指令スイッチ６４及び停止指令スイッチ６５が信号接続されている。
【００３７】制御装置５９は図５にフローチャートで示す冷暖房制御プログラムを遂行する。この場合、吐出圧Ｐｄが異常高圧とならない範囲で安全を見込んで可及的に大きく設定した差圧ΔＰdsｍをもたらすデューティ比の最大値Ｒｍが制御装置５９に入力設定されている。
【００３８】冷房指令スイッチ６３をＯＮ操作すると、制御装置５９は切り換え弁２９の消磁を指令し、切り換え弁２９は図１に示す第１の切り換え状態に保持される。次いで、制御装置５９は、容量制御弁４３の励消磁制御に基づく冷房制御を遂行する。制御装置５９は、検出温度Ｔｘを目標温度Ｔｏに収束させるように容量制御弁４３を励消磁制御する。検出温度Ｔｘが目標温度Ｔｏを上回る場合には、制御装置５９はデューティ比を増大して差圧ΔＰdsを増やす。差圧ΔＰdsの増大は吐出容量の増大によってもたらされ、蒸発器３５における熱交換量が増える。従って、車両の車室内の温度が下がる。検出温度Ｔｘが目標温度Ｔｏを下回る場合には、制御装置５９はデューティ比を減少、あるいは零にして差圧ΔＰdsを減らす。差圧ΔＰdsの減少は吐出容量の減少によってもたらされ、蒸発器３５における熱交換量が減る。従って、車両の車室内の温度が上がる。
【００３９】制御装置５９が冷房制御遂行中に停止指令スイッチ６５をＯＮ操作すると、制御装置５９は、容量制御弁４３への通電を停止して冷房制御を停止する。暖房指令スイッチ６４をＯＮ操作すると、制御装置５９は切り換え弁２９の励磁を指令し、切り換え弁２９は図３に示す第２の切り換え状態に保持される。次いで、制御装置５９は、容量制御弁４３の励消磁制御に基づく暖房制御を遂行する。制御装置５９は、デューティ比を最大値Ｒｍに固定した状態で容量制御弁４３を励消磁制御する。差圧ΔＰdsが設定された差圧ΔＰdsｍを上回ると容量制御弁４３の弁開度が増大し、斜板２０の傾角が減少する。従って、吐出容量が減り、吐出圧Ｐｄが降圧する。吐出圧Ｐｄの降圧は差圧ΔＰdsの低減をもたらし、容量制御弁４３における弁開度が小さくなる。差圧ΔＰdsが設定された差圧ΔＰdsｍを下回ると容量制御弁４３の弁開度が減少し、斜板２０の傾角が増大する。従って、吐出容量が増え、吐出圧Ｐｄが昇圧する。吐出圧Ｐｄの昇圧は差圧ΔＰdsの増大をもたらし、容量制御弁４３における弁開度が大きくなる。即ち、容量制御弁４３は、差圧ΔＰdsが差圧ΔＰdsｍに収束するように自律的に弁開度を制御する。
【００４０】制御装置５９が暖房制御遂行中に停止指令スイッチ６５をＯＮ層操作すると、制御装置５９は、容量制御弁４３への通電を停止して暖房制御を停止する。以上のような冷暖房制御を行なう制御装置５９は、検出温度Ｔｘ、目標温度Ｔｏ等の差圧規定用情報に基づいて前記差圧規定用駆動力付与手段の駆動力を制御する駆動力制御手段となる。
【００４１】第１の実施の形態では以下の効果が得られる。
（１-1）制御装置５９と共に容量制御手段を構成する容量制御弁４３は、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧ΔＰdsに感応して可変容量型圧縮機２５における吐出容量を制御する。冷房回路２６の使用時、即ち冷房回路２６で冷媒を循環させる際の吐出容量、及び暖房回路２７の使用時、即ち暖房回路２７で冷媒を循環させる際の吐出容量のいずれも、差圧感応型の容量制御弁４３によって制御される。吐出圧領域である吐出室１３２内の吐出圧Ｐｄと、吸入圧領域である吸入室１３１内の吸入圧Ｐｓとの差圧ΔＰdsに基づく吐出容量の制御は、特開平１１−１８０１３８号公報に開示されるような吸入圧Ｐｓの制御による吐出容量の制御とは異なって吸入圧Ｐｓを制御する形式ではない。吸入圧Ｐｓの制御によって吐出容量を制御する形式では、冷媒の飽和圧力が設定吸入圧の範囲を越えて低下するほどに外気温が低下したときには吐出容量を増大することができず、空調装置が暖房機能を果たせなくなる。吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧ΔＰdsに基づく吐出容量の制御は、極低温時においても吐出容量を増大する制御を可能とする。従って、本実施の形態における空調装置は、極低温時においても暖房機能を確実に果たす。
【００４２】（１-2）容量制御弁４３は、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧ΔＰdsが予め設定された差圧ΔＰdsｍを上回ると吐出容量を減らすように働く。吸入圧Ｐｓの圧力変動は、吐出圧Ｐｄの圧力変動に比べて小さい。従って、差圧ΔＰdsｍを前記したように適正設定すれば、吐出圧Ｐｄと吸入圧Ｐｓとの差圧ΔＰdsが予め設定された差圧ΔＰdsｍを大きく上回ることはなく、吐出圧Ｐｄの異常昇圧が防止される。本実施の形態では、冷房回路２６の使用時及び暖房回路２７の使用時のいずれにおいても、吐出圧Ｐｄの異常昇圧を防止する吐出容量制御が行われる。
【００４３】（１-3）冷房制御を行なっているときには、冷媒は冷房回路２６のみを循環し、暖房制御を行なっているときには、冷媒は暖房回路２７のみを循環する。即ち、可変容量型圧縮機２５に仕事をさせて高圧に昇圧した冷媒を不使用の回路側へ無駄に放出することはなく、エネルギー効率の低下による冷暖房機能の低下は防止される。
【００４４】（１-4）冷房回路２６の使用時及び暖房回路２７の使用時のいずれにおいても単一の容量制御弁４３によって吐出容量制御を行なう構成は、可変容量型圧縮機２５の機構の簡素化をもたらすと共に、可変容量型圧縮機２５の大型化の回避に寄与する。
【００４５】次に、図６及び図７の第２の実施に形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。この実施の形態における可変容量型圧縮機２５は、通路５６がないことが第１の実施に形態における可変容量型圧縮機２５と異なる。第２の実施の形態に用いられる容量制御弁６６では、導出路５１１が固定鉄芯４８の筒内の挿通孔４８１、収容室４６１及び通口４９１を介して感圧室４６２に連通している。感圧室４６２には制御圧室１２１内の制御圧Ｐｃが波及しており、吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとが弁体５２を介して対抗する。弁体５２を介して対抗する吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとによる弁体５２を介した差圧ΔＰdcは、実質的にΔＰdc＝（端面５２１の面積）×（Ｐｄ−Ｐｃ）となる。吐出圧Ｐｄは制御圧Ｐｃよりも大きいため、差圧ΔＰdcは、弁孔５３１を開く方向へ弁体５２を付勢する。コイル４７への通電、即ちソレノイド部４４の励磁によって生じる電磁力は、差圧ΔＰdcと圧縮ばね５０，５５のばね力との和の力に対抗する。制御装置５９は、デューティ比制御に基づくパルス状の駆動電流をコイル４７に供給することによって容量制御弁６６を励消磁制御する。
【００４６】制御装置５９及び容量制御弁６６は、吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとの差圧ΔＰdcに基づいて吐出容量を制御する容量制御手段を構成する。ソレノイド部４４は、差圧ΔＰdcに対抗するように弁体５２に駆動力を加える差圧規定用駆動力付与手段を構成する。
【００４７】斜板２０の傾角制御は、吸入圧Ｐｓと制御圧Ｐｃとのピストン２２を介した差圧に基づいて行われているが、吸入圧Ｐｓの圧力値と制御圧Ｐｃの圧力値との差は小さい。即ち、差圧ΔＰdcと差圧ΔＰdsとに大差はなく、差圧ΔＰdcに基づく吐出容量制御は、差圧ΔＰdsに基づく吐出容量制御と同様に行える。制御装置５９は、図５のフローチャートで示す冷暖房制御プログラムを遂行し、冷房回路２６の使用時の吐出容量、及び暖房回路２７の使用時の吐出容量のいずれも、差圧感応型の容量制御弁６６によって制御される。従って、吐出圧Ｐｄと制御圧Ｐｃとの差圧ΔＰdcに感応する容量制御弁６６を用いた第２の実施の形態では第１の実施の形態と同じ効果が得られる。
【００４８】次に、図８の第３の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。この実施の形態の可変容量型圧縮機５７は、回転軸１８が電磁クラッチ６７を介して車両エンジンＥから回転駆動力を得ること、及び吐出通路２４上に吐出開閉弁４０がないことが第１の実施に形態における可変容量型圧縮機２５と異なる。制御装置５９Ａは、冷房指令スイッチ６３又は暖房指令スイッチ６４のＯＮ操作に基づいて切り換え弁２９を第１の切り換え状態又は第２の切り換え状態にした後、電磁クラッチ６７を励磁してから第１の実施の形態と同様の冷暖房制御プログラムを遂行する。
【００４９】この実施の形態においても第１の実施の形態と同じ効果が得られる。本発明では以下のような実施の形態も可能である。
（１）暖房回路２７の使用時において、冷房回路２６の使用時の吐出容量制御と同様に、目標温度Ｔｏ、検出温度Ｔｘ等の差圧規定用情報に基づいて吐出容量の制御を行なうこと。
（２）吐出室１３２から切り換え弁２９に至る吐出圧領域の任意位置における吐出圧Ｐｄと、蒸発器３５から吸入室１３１に至る吸入圧領域の任意位置における吸入圧Ｐｓとの差圧に基づいて吐出容量を制御すること。
（３）制御圧室１２１から吸入圧領域へ流出する冷媒量を差圧感応型の容量制御弁によって制御して吐出容量を制御すること。
【００５０】
【発明の効果】以上詳述したように、吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧、又は前記吐出圧領域の圧力と制御圧との差圧に基づいて吐出容量を制御する容量制御手段によって、冷房回路で冷媒を循環させる際の吐出容量、及び暖房回路で冷媒を循環させる際の吐出容量のいずれも制御するようにした発明では、可変容量型圧縮機を共有する冷房回路と暖房回路とのうちのいずれか一方を選択して使用する空調装置における暖房機能が常に有効に働くという優れた効果を奏する。
【００５１】吐出圧領域の圧力と吸入圧領域の圧力との差圧、又は前記吐出圧領域の圧力と前記制御圧との差圧が予め設定された差圧を上回ると吐出容量を減らすように制御する発明では、冷暖房機能の低下を回避し得るという優れた効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２１８
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２７日（１９９９．１２．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８７５５
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２６６６（Ｐ２００１−１８２６６６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６９６９４ |
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