JP2003139369A

JP2003139369A - 可変容量圧縮機および該可変容量圧縮機を備えた空調装置、可変容量圧縮機における制御方法

Info

Publication number: JP2003139369A
Application number: JP2001337948A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 寛之吉田; Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Akira Matsubara; 亮松原; Satoshi Umemura; 聡梅村
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-14
Also published as: US6679078B2; KR20030038338A; CN1417471A; EP1308329A2; US20030094008A1; EP1308329A3

Abstract

(57)【要約】【課題】容量制御弁によって容量制御を行う可変容量
圧縮機につき、駆動室内の圧力を良好に制御するのに有
効な技術およびその関連技術を提供する。【解決手段】斜板形可変容量圧縮機１０１では、制御
手段２０３が、外気温度を圧力上昇因子として用いてＰ
ｃ上昇防止制御を行う。Ｐｃ上昇防止制御では、まず、
外気温度ｔおよび吐出圧力Ｐｄを読込み（ステップＳ１
０）、外気温度ｔに対応したＰｄ上限値Ｐｍを取得する
（ステップＳ２０）。次に、吐出圧力ＰｄとＰｄ上限値
Ｐｍとを比較し（ステップＳ３０）、吐出圧力Ｐｄが大
きい場合、容量制御弁１８１の現在の制御電流値Ｉを取
得し、この現在の制御電流値Ｉよりも低い制御電流値Ｉ
ｎを設定する（ステップＳ４０）。そして、この制御電
流値Ｉｎに基づいて容量制御弁１８１へ制御信号を出力
する（ステップＳ５０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変容量圧縮機に
係り、詳しくは可変容量圧縮機の駆動室の圧力を良好に
制御することが可能な制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空調装置の一例が特開２０００
−１１１１７６号公報に開示されている。この空調装置
は、可変容量圧縮機、冷房回路、暖房回路、容量制御
弁、制御装置等を有する。冷房回路は、圧縮機の吐出部
から吸入部へと至る経路上に設けられたコンデンサと第
１の膨張弁とエバポレータとで構成されており、圧縮機
から吐出された高圧の作動流体は、上記各装置を経由し
て圧縮機に吸入され、このサイクルを繰り返す。暖房回
路は、圧縮機の吐出部からエバポレータへと至るバイパ
ス路と、そのバイパス路上に設けられた第２の膨張弁
と、前記エバポレータとで構成されており、圧縮機から
吐出された高温・高圧の作動流体は、コンデンサへ送ら
れることなく、第２の膨張弁とエバポレータを経由して
圧縮機に吸入され、このサイクルを繰り返す。なお、か
かる暖房回路は一般にホットガスバイパスヒータと呼ば
れている。冷房回路および暖房回路の切替は切替弁の開
閉動作によっておこなわれ、この開閉動作は制御装置に
よって制御される。容量制御弁は、作動流体の吐出部と
ハウジング内の駆動室との間を連通する連通路に設けら
れている。制御装置は、作動流体の吐出圧が基準値を超
えた場合にこの容量制御弁を開けて駆動室内の圧力を高
めるように制御する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
空調装置のごとく、作動流体の吐出圧が基準値を超えた
場合に容量制御弁を開けるような制御では、例えば外気
温度が高いときや暖房回路内に残存する作動流体の量が
多いときに、駆動室内の圧力が不用意に上昇する場合が
ある。そして、駆動室内の圧力が上昇すると、駆動室と
連通するリップシール（シール手段）の耐久限界圧力を
超えるおそれがある。とりわけ、冷房回路を選択してい
る場合に比して暖房回路を使用している場合の方が、作
動流体の吐出圧が高い状態で用いられることから駆動室
内が高圧状態になり易い。このように上記従来の技術
は、外気温度のような外乱の影響を勘案して駆動室内の
圧力を好適に制御するという点では今一歩不十分なもの
であった。そこで、本発明者らは、この種の空調装置に
つき、暖房回路を使用している場合であっても、駆動室
内をリップシールの耐久性を確保し得る圧力とするのに
好適な圧力制御技術について鋭意検討した。その結果、
本発明者らは、外気温度をはじめとする駆動室の圧力変
動要因に基づいて吐出圧の上限値（吐出圧基準値）を好
適に変更することで、駆動室内をリップシールの耐久性
に応じた好適な圧力に制御することができることを見出
すことに成功した。本発明では、容量制御弁によって容
量制御を行う可変容量圧縮機につき、駆動室内の圧力を
良好に制御するのに有効な技術およびその関連技術を提
供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の可変容量圧縮機は、請求項１〜４に記載の
ように構成される。また、本発明の可変容量圧縮機を備
えた空調装置は、請求項５，６に記載の通りに構成され
る。また、本発明の可変容量圧縮機における制御方法
は、請求項７〜１０に記載の通りである。なお、これら
各請求項に記載の発明は、容量制御弁によって容量制御
を行う可変容量圧縮機において、駆動室内の圧力を変動
させる圧力変動因子に関する情報に基づいて容量制御弁
の制御を行うことで、駆動室内の圧力を良好に制御する
ことができるようにした技術である。

【０００５】請求項１に記載した可変容量圧縮機は、駆
動室、吸入部、吐出部、容量制御弁、制御手段等を有す
るものであり、作動流体を吸入部から吸入して圧縮し、
高圧化して吐出部から吐出することで空調回路に吐出冷
媒を循環させる構成である。この作動流体には主として
冷媒が用いられる。この可変容量圧縮機は、例えば、駆
動軸に取付けられる斜板を介してシリンダボア内を往復
動するピストンを有し、このピストンによって作動流体
の吸入、圧縮、吐出が行われる。また、この吐出作動流
体の吐出容量は容量制御弁を介して制御される構成とな
っており、これにより吐出容量が可変とされる。容量制
御弁を介して吐出作動流体の一部を駆動室へ導入するこ
とで、駆動軸に対する斜板の傾斜角度が変更され、ピス
トンのストローク量および作動流体の吐出容量が変更さ
れる。また、本発明の制御手段は、所定の制御時におい
て、駆動室内の圧力を変動させる圧力変動因子に関する
情報に基づいてその駆動室内の圧力が所定範囲となるよ
うに容量制御弁の制御を行う構成となっている。ここで
いう「圧力変動因子に関する情報」とは、駆動室の圧力
はもちろん、駆動室の圧力変動に関与する各種パラメー
タ、またこのパラメータを示唆する情報等を広く含む主
旨である。この圧力変動因子としては、例えば外気温
度、空調回路上の温度、圧縮機の回転数等がある。これ
により、例えば外気温度のような圧力変動因子が変化し
た場合であっても、この圧力変動因子の影響を考慮した
制御を行うことで、駆動室内の圧力が所定範囲内におい
て制御されることとなる。ここでいう「圧力範囲」と
は、所定の上限値から下限値までの間の圧力領域を示す
ものであってもよいし、所定の上限値よりも低い圧力領
域や所定の下限値よりも高い圧力領域を示すものであっ
てもよい。この圧力範囲は、例えば駆動室と連通するリ
ップシール（軸封装置）に耐久性能に基づいて定められ
る。この場合、リップシールの耐久限界圧力を超えない
圧力範囲内で、駆動室内の圧力が制御される。以上のよ
うに請求項１に記載の発明によれば、可変容量圧縮機に
つき、駆動室内の圧力を所望の範囲内に制御するのに有
効である。

【０００６】ここで、請求項１に記載の制御手段は、請
求項２に記載のように圧力変動因子に関する情報に対応
して作動流体の吐出圧基準値を定め、この吐出圧基準値
に基づいて容量制御弁の制御を行う構成であるのが好ま
しい。すなわち、本発明では、容量制御弁の制御を行う
に際し、駆動室内の圧力を所定範囲内に制御すべく定め
られた吐出圧基準値を用いる点に特徴がある。この吐出
圧基準値は、例えば圧力変動因子に関する情報に基づい
て一義的に定められるものであり、好適には圧力変動因
子に関する情報と吐出圧基準値とを関連付けるマップを
用いる。すなわち、圧力変動因子に関する情報を読み込
んで吐出圧基準値を随時更新することで、この吐出圧基
準値は圧力変動因子に関する情報に対して可変となる。
例えば、駆動室内の圧力を所定の上限値よりも低い圧力
領域に制御したい場合、このような圧力制御を可能とす
る吐出圧基準値を定める。そして、このようにして定め
られた吐出圧基準値を目安とした容量制御弁の制御を行
う。例えば、まず吐出圧基準値と実際の吐出圧力との比
較を行う。吐出圧基準値よりも実際の吐出圧力が高いと
きには、この吐出圧基準値に対応した容量制御弁の制御
電流値を求め、この制御電流値よりも低い制御電流値を
容量制御弁に入力する。これにより、駆動室内の圧力が
所望の範囲内に制御されることとなる。この吐出圧基準
値は、外気温度等の圧力変動因子に関係なく一定値に設
定されるのが一般的であり、駆動室内の圧力を好適に制
御するのには限界があるが、本発明のように吐出圧基準
値を圧力変動因子に対応して可変とすることによって、
駆動室内の圧力を所定範囲とするべく木目細かな制御が
可能となる。以上のように請求項２に記載の発明によれ
ば、可変容量圧縮機につき、圧力変動因子に関する情報
に基づいて吐出圧基準値を変更することで木目細かな制
御が可能となる。

【０００７】また、請求項１，２に記載の圧力変動因子
は、請求項３に記載のように外気温度、空調回路上の温
度、圧縮機の回転数のうちの少なくとも一つであるのが
好ましい。すなわち、制御に用いる圧力変動因子として
は、前記した圧力変動因子のうちの一つを用いてもよい
し、あるいはこれら圧力変動因子のうちの複数を用いて
もよい。例えば外気温度が高くなると、エバポレータに
空気を供給するブロワの空気供給温度が高くなる。これ
により、圧縮機の吸入部から吸入される作動流体の吸入
温度および吸入圧力が高くなり、したがって吐出圧力お
よび駆動室内圧力も高くなる。外気温度は、例えば車両
に一般に設置される温度センサを用い、この温度センサ
による検出値を読み込むことで得られる。また、例えば
空調回路上の温度が高くなると、圧縮機の吸入部から吸
入される作動流体の吸入温度および吸入圧力が高くな
り、したがって吐出圧力および駆動室内圧力も高くな
る。空調回路上の温度として、例えば、空調回路に設け
られるエバポレータの温度を用いることができる。この
場合の温度は、エバポレータに設置された温度センサに
よる検出値から得る場合であってもよいし、温度に関与
するパラメータから得る場合であってもよい。このパラ
メータとしては、例えばエバポレータに空気を供給する
ブロワの入力電圧値等がある。ブロワの入力電圧値は、
例えばユーザーが風量切替スイッチを操作したときに変
更される。また、圧縮機の回転数が高くなると、圧縮機
自体の温度が上昇し圧縮機ハウジングの温度が高くな
る。これにより、圧縮機の吸入部から吸入される作動流
体の吸入圧力が高くなり、したがって吐出圧力および駆
動室内圧力も高くなる。この圧縮機の回転数は、例えば
車両エンジンの回転数を検出し、この検出値から圧縮機
の駆動軸の回転数を算出することで得られる。これによ
り、可変容量圧縮機につき、圧力変動因子として外気温
度、空調回路上の温度、圧縮機の回転数を用いた制御が
可能となる。

【０００８】また、請求項４に記載の可変容量圧縮機で
は、駆動室と連通するシール手段が設けられている。こ
のシール手段は、駆動室と連通する箇所を圧縮機ハウジ
ング内外でシールするものである。このシール手段とし
ては、例えば、圧縮機の駆動軸のシールを行う軸封装置
いわゆるリップシールがある。本発明では、シール手段
の耐久性能に基づいて駆動室内の圧力の範囲が設定され
る構成となっている。具体的には、駆動室内の圧力がシ
ール手段の耐久限界圧力を超えないように容量制御弁が
制御される。このような構成によれば、可変容量圧縮機
につき、シール手段の保護に好適な制御が可能となる。

【０００９】請求項５に記載の発明によれば、可変容量
圧縮機を有する空調装置につき、可変容量圧縮機の駆動
室内の圧力を所望の範囲内に制御するのに有効である。

【００１０】請求項６に記載の空調装置では、空調回路
に冷房回路および暖房回路を有する。冷房回路は、圧縮
機の吐出部から吸入部へと至る経路上に配置されたコン
デンサとそのコンデンサよりも下流側に配置されたエバ
ポレータとを有するものとする。暖房回路は、圧縮機の
吐出部から前記エバポレータへと至るバイパス路と、前
記エバポレータとを有するものとする。エバポレータ
は、冷房回路と暖房回路に兼用される。本発明の制御手
段は、所定の制御時において、駆動室内の圧力を変動さ
せる圧力変動因子として外気温度、前記エバポレータの
温度、圧縮機の回転数のうちの少なくとも一つに関する
情報に基づいてその駆動室内が所定圧力となるように容
量制御弁の制御を行う。このような構成によれば、可変
容量圧縮機を有する空調装置につき、圧力変動因子とし
て外気温度、エバポレータの温度、圧縮機の回転数を用
いた制御が可能となる。

【００１１】請求項７に記載の制御方法によれば、可変
容量圧縮機につき、駆動室内の圧力を所望の範囲内に制
御するのに有効である。

【００１２】また、請求項８に記載の制御方法によれ
ば、可変容量圧縮機につき、圧力変動因子に関する情報
に基づいて吐出圧基準値を変更することで木目細かな制
御が可能となる。

【００１３】また、請求項９に記載の制御方法によれ
ば、可変容量圧縮機につき、圧力変動因子として外気温
度、空調回路上の温度、圧縮機の回転数を用いた制御が
可能となる。

【００１４】また、請求項１０に記載の制御方法によれ
ば、可変容量圧縮機につき、シール手段の保護に好適な
制御が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態を
図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態で
は、作動流体である冷媒を吸入して圧縮し、高圧化して
吐出する斜板形可変容量圧縮機を有する車両用の空調装
置について説明する。ここで、図１は、本実施の形態の
空調装置１００の構成を示す図である。図２は、空調装
置１００を構成する斜板形可変容量圧縮機１０１の部分
拡大図である。

【００１６】図１に示すように、本実施の形態における
空調装置１００は、斜板形可変容量圧縮機１０１（以
下、「圧縮機」という）と冷房回路３０８と暖房回路
（ホットガスバイパスヒータ回路）３０９と制御手段２
０３によって構成されている。この空調装置１００は、
本実施の形態では車載用の空調装置として構成されてお
り、特に図示しないものの、圧縮機１０１の駆動軸１５
１は車両エンジンに接続されて回転される。すなわち、
駆動軸１５１は、電磁クラッチ等のクラッチ機構を介し
て外部駆動源としての車両エンジンに連結されている。

【００１７】空調装置１００の冷房回路３０８は、圧縮
機１０１で圧縮された高圧の冷媒を利用して作動し、圧
縮機１０１の吐出口１４３から吸入口１３３へと至る経
路３０８ａ上に配置されたコンデンサ３０１と第１の膨
張弁３０３とエバポレータ３０５とアキュムレータ３１
５とを有する。暖房回路（ホットガスバイパスヒータ回
路）３０９も、圧縮機１０１で圧縮された高温高圧の冷
媒を利用して作動し、吐出口１４３から吐出された作動
流体をエバポレータ３０５へ導くバイパス路３１０上に
配置された第２の膨張弁３１１と上記エバポレータ３０
５とアキュムレータ３１５とを有する。すなわち暖房回
路３０９は上記冷房回路３０８の構成要素の一部を兼用
する構造とされている。

【００１８】エバポレータ３０５は、温水ヒータ（図示
省略）と並置されている。この温水ヒータ内には、エン
ジンからの冷却温水が循環している。図１中、第１の開
閉弁３０７ａと第２の開閉弁３０７ｂは、冷房回路３０
８と暖房回路３０９のいずれか一方を択一的に作動させ
るための切替用弁である。また、図１に示されるＰｄ値
検出手段２０１は、圧縮機１０１の吐出圧力を検出し、
検出値たるＰｄ値を制御手段２０３に入力する。この制
御手段２０３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏ
インターフェースを備えた制御ユニットであり、Ｐｄ値
検出手段２１０は制御手段２０３を介して容量制御弁１
８１に接続されている。

【００１９】また、空調装置１００には、エバポレータ
３０５に空気を供給することで冷媒に熱を与え、冷却さ
れた空気を車内へ供給するブロワ３２０が設けられてい
る。このブロワ３２０には遠心式ファンが用いられる。
ブロワ３２０は、車載バッテリを電源とする直流モータ
を駆動源とするものであり、この直流モータへ入力され
る入力電圧を制御することで、ブロワ３２０の送風量が
可変とされる構成となっている。

【００２０】冷房回路３０８作動時には、圧縮機１０１
で圧縮されて高圧となった冷媒がコンデンサ３０１に送
られ、そこで高温の冷媒が有する熱を外部に捨て、冷媒
は液化する。次に第１の膨張弁３０３によって冷媒は減
圧されてエバポレータ３０５に送られ、そこで外部の熱
を奪ってガス化する。ガス化した冷媒はアキュムレータ
３１５を経て再び圧縮機１０１に還流され再循環される
ことになる。暖房回路３０９作動時には、圧縮機１０１
で圧縮されて高温高圧となった冷媒は、第２の膨張弁３
１１によって減圧されてエバポレータ３０５に送られ、
そこで外部に熱を放出する。暖房回路３０９のサイクル
中、冷媒は常にガス状態で暖房回路３０９を循環する。
この暖房回路３０９は一般にホットガスバイパスヒータ
回路と呼ばれている。

【００２１】なお、本実施の形態においては、暖房回路
３０９は補助暖房装置として位置づけられている。すな
わち、暖房回路運転時にエバポレータ３０５で発せられ
る熱は、既に述べた温水ヒータに対する補助暖房用熱源
として用いられる。暖房回路３０９は、例えばエンジン
起動時、あるいは外気温が例えば−２０℃等といった低
温環境のときのように、エンジンの冷却温水では暖房用
の熱が足りない場合に、これを補うために用いられる。

【００２２】次に、冷房回路３０８および暖房回路３０
９に圧縮された作動流体（冷媒）を供給する圧縮機１０
１の構造について説明する。この圧縮機１０１は、フロ
ントハウジング１０３を有し、その内部に駆動室１１１
が形成されており、その駆動室１１１内で斜板１６１が
駆動軸１５１に支持されている。斜板１６１は駆動軸１
５１に支持されて、駆動軸１５１に対して傾斜した状態
で駆動軸１５１の回転に伴って回転する。また駆動軸１
５１に対する斜板１６１の傾斜角は可変となっており、
以後、駆動軸１５１に直交する状態に近い姿勢を「斜板
１６１が立つ」といい、図示の状態で水平に近づくこと
を「斜板１６１が寝る」という。

【００２３】斜板１６１は、その周縁部において、可動
シュー１６３を介して、ピストン１７１の頭部と連結さ
れている。ピストン１７１は、駆動軸１５１のまわりに
計６本配置されており、６個のシリンダボア１２３内に
て図示左右方向にスライド可能に挿入されている。６個
のシリンダボア１２３の円周方向の位置はフロントハウ
ジング１０３によって固定されている。図示のごとく斜
板１６１が傾斜して駆動軸１５１と共に回転すると、円
周方向については位置が固定されたピストン１７１に対
して、斜板１６１の周縁が滑っていく。斜板１６１の最
もピストン側に傾いた周縁がピストン１７１に対応して
位置しているとき（図１はその状態を示す）、ピストン
１７１はシリンダボア１２３内に最も深く挿入される。
斜板１６１の最も反ピストン側に傾いた周縁（図１の場
合図示下方に示されている周縁）がピストン１７１に対
応して位置しているとき（図１の状態から駆動軸１５１
が１８０度回転した場合に相当する）、ピストン１７１
はシリンダボア１２３内から最も大きく抜き出される。
駆動軸１５１が一回転することで各ピストン１７１は各
シリンダボア１２３内で左右方向に一往復する。

【００２４】各シリンダボア１２３の底部には吸入孔１
３７ａと吐出孔１４７ａが設けられ、吸入孔１３７ａに
対して吸入弁１３７が対応位置し、吐出孔１４７ａに対
して吐出弁１４７が対応位置している。各吸入孔１３７
ａは吸入室１３１に連通し、各吐出孔１４７ａは吐出室
１４１に連通している。斜板１６１の回転によってピス
トン１７１が図中左方向に移動する場合、作動流体は吸
入口１３３から吸入室１３１・吸入孔１３７ａ・吸入弁
１３７を介してシリンダボア１２３内に導入される。次
いで、斜板１６１の回転によってピストン１７１が図中
右方向に移動する際には、吸入された作動流体は圧縮さ
れて高圧状態とされ、吐出孔１４７ａ・吐出弁１４７・
吐出室１４１を介して吐出口１４３から吐出される。こ
の圧縮機１０１の吐出容量は、ピストン１７１のストロ
ーク量によって定められる。ピストン１７１のストロー
ク量は斜板１６１の傾斜角度によって定められる。斜板
１６１が寝ているほどピストン１７１のストローク量は
大きく、圧縮機１０１の吐出容量は大きくなる。反対
に、斜板１６１が立つほどピストン１７１のストローク
量は小さく、圧縮機１０１の吐出容量は小さくなる。

【００２５】この圧縮機１０１では、図１に示すよう
に、吸入室１３１と駆動室１１１は減圧通路１１３によ
って連通されている。また、吐出室１４１と駆動室１１
１は、圧力供給通路１１５によって連通される。この圧
力供給通路１１５の途中には容量制御弁１８１が設けら
れている。容量制御弁１８１は、弁体２１１とソレノイ
ド２１３を有する電磁弁であり、ソレノイド２１３の励
磁・非励磁を通じて、圧力供給通路１１５を開閉する。
ソレノイド２１３にはコイル（図示省略）が設けられ、
制御手段２０３に付与される駆動信号に対応してこのコ
イルに電力が供給されると、その電力供給量に応じた大
きさの電磁力がソレノイド２１３に発生する。そして、
その電磁力によって弁体２１１が操作され、圧力供給通
路１１５を開度が規定される。すなわち、本実施の形態
では、コイルへ入力される入力電流値に応じて容量制御
弁１８１の動作が制御されることとなる。

【００２６】斜板１６１の傾斜角度は、ピストン１７１
の両側の圧力差、すなわち駆動室１１１内の圧力とシリ
ンダボア１２３内の圧力の差によって決定される。この
差圧は上記した容量制御弁１８１の開閉動作によって調
整される。吐出容量を減少させる場合には、容量制御弁
１８１を開けて、吐出室１４１内の作動流体を駆動室１
１１へと導入して、駆動室１１１内の圧力を高める。す
ると、斜板１６１は立ち、ピストン１７１のストローク
量が減少して吐出容量が減少する。反対に容量を増加さ
せようとする場合には、容量制御弁１８１を閉じて、吐
出室１４１内の作動流体が駆動室１１１へ導入されない
ようにする。すると、駆動室１１１は減圧通路１１３を
介して吸入室１３１と連通しているため、駆動室１１１
内の圧力が低くなり、斜板１６１は寝てゆき、ピストン
１７１のストローク量が増大して吐出容量が増大する。

【００２７】駆動軸１５１の軸周には軸封装置１９０が
設けられている。この軸封装置１９０は、図２に示すよ
うに、駆動軸１５１の周面１５１ａに当接する第１リッ
プ１９１および第２リップ１９２、保持金具１９３，１
９４等を備えている。第１リップ１９１は例えばゴム製
で、駆動室１１１側に配置されている。第２リップ１９
２は例えばテフロン樹脂製で、第１リップ１９１と保持
金具１９４との間に配置されている。保持金具１９３，
１９４は例えばいずれも金属製で、保持金具１９３が第
１リップ１９１を保持し、保持金具１９４が第２リップ
１９２を保持するようになっている。なお、第１リップ
１９１の外周側に形成される空間部１９５は駆動室１１
１と連通しており、したがって駆動室１１１の冷媒の圧
力が空間部１９５に入り込み、第１リップ１９１に作用
することとなる。軸封装置１９０が組付けられる前の無
負荷状態においては、第１リップ１９１および第２リッ
プ１９２は、図２中の二点鎖線で示すようになってい
る。一方、軸封装置１９０が駆動軸１５１に対応して組
付けられると、第１リップ１９１および第２リップ１９
２は駆動軸１５１の周面１５１ａによって押圧され、図
２中の実線で示すようになる。この状態では、第１リッ
プ１９１および第２リップ１９２の緊迫力が駆動軸１５
１の周面１５１ａに作用しており、この緊迫力こそが圧
縮機ハウジング内外をシールするシール作用を付与し、
駆動室１１１の冷媒が駆動軸１５１の周面１５１ａに沿
って圧縮機ハウジング外へ洩れるのを阻止する。この軸
封装置１９０ないしこの軸封装置１９０を構成する第１
リップ１９１および第２リップ１９２が本発明における
シール部材に対応している。

【００２８】次に、空調装置１００において、駆動室１
１１内の圧力上昇を制御する機能が付加された制御手段
２０３による制御の詳細について説明する。なお、本実
施の形態では、制御手段２０３は、軸封装置１９０の耐
久性能を勘案したうえで、駆動室１１１内の圧力Ｐｃが
この軸封装置１９０の耐久限界圧力を超えないように容
量制御弁１８１の制御を行う構成となっている。本実施
の形態ではこの制御をＰｃ上昇防止制御と称する。

【００２９】ここで制御手段２０３による制御内容を説
明する前に、駆動室１１１内の圧力が上昇する圧力上昇
因子について図３を参照しながら説明する。ここで、図
３は駆動室１１１内の圧力が上昇する圧力上昇因子を示
す図である。図３に示すように、この圧力上昇因子（本
発明における圧力変動因子に対応している）には、例え
ば、外気温度、ブロワ３２０への入力電圧、圧縮機１０
１の回転数の３つがある。例えば使用環境の変化によっ
て外気温度が高くなると、ブロワ３２０からエバポレー
タ３０５へ供給される空気の温度が高くなる。これによ
り、圧縮機１００の吸入部１３３から吸入される冷媒の
吸入温度Ｔｓおよび吸入圧力Ｐｓが高くなり、したがっ
て吐出圧力Ｐｄおよび駆動室１１１内圧力も高くなる。
また、例えば車内へ供給される空気の風量切替スイッチ
をユーザーが操作し風量が低下する側へ設定された場
合、ブロワ３２０への入力電圧が低下し、ブロワ３２０
からエバポレータ３０５へ供給される空気の風量が少な
くなる。これにより、圧縮機１００の吸入部１３３から
吸入される冷媒の吸入温度Ｔｓおよび吸入圧力Ｐｓが高
くなり、したがって吐出圧力Ｐｄおよび駆動室１１１内
圧力も高くなる。また、例えば圧縮機１００の回転数が
高い場合、圧縮機１００自体の温度が上昇し圧縮機ハウ
ジングの温度が高くなる。これにより、圧縮機１００の
吸入部１３３から吸入される冷媒の吸入圧力Ｐｓが高く
なり、したがって吐出圧力Ｐｄおよび駆動室１１１内圧
力も高くなる。

【００３０】ここでは、制御手段２０３が、上記圧力上
昇因子のうち外気温度を圧力上昇因子として用いてＰｃ
上昇防止制御を行う場合について図４〜図６を参照しな
がら説明する。ここで、図４はＰｃ上昇防止制御のフロ
ーチャートを示す図である。図５は、外気温度とＰｄ上
限値の関係を示す図である。図６は、外気温度とＰｃの
関係を示す図である。

【００３１】図４に示すように、Ｐｃ上昇防止制御で
は、まずステップＳ１０において外気温度ｔおよび吐出
圧力Ｐｄの読込みを行う。なお、この外気温度の読込み
は、例えば車両に一般に設置される温度センサを用い、
この温度センサによる検出値を読み込むことで行われ
る。吐出圧力Ｐｄの読込みは、Ｐｄ値検出手段２０１に
よって行う。次に、ステップＳ２０において、ステップ
Ｓ１０で読み込んだ外気温度ｔに対応したＰｄ上限値Ｐ
ｍを取得する。このＰｄ上限値Ｐｍは、後述するように
外気温度ｔに対して変化するものであり、外気温度ｔを
読み込む毎に随時更新される。このＰｄ上限値Ｐｍが、
本発明における吐出圧基準値に対応している。例えば、
外気温度ｔが定まればこのＰｄ上限値Ｐｍが定まるよう
なマップを予め用意しておき、このマップからＰｄ上限
値Ｐｍを取得する。空調装置１００を冷房回路３０８か
ら暖房回路３０９に切り換えたとき、冷房回路３０８に
充填される冷媒が全て暖房回路３０９に残存する場合を
想定し、このような場合であっても駆動室１１１内圧力
Ｐｃが軸封装置１９０の耐久限界圧力を超えないように
Ｐｄ上限値Ｐｍが設定される。そして、ステップＳ３０
以降でこのＰｄ上限値Ｐｍを目安とした容量制御弁１８
１の制御を行う。

【００３２】ステップＳ３０では、ステップＳ１０で読
み込んだ吐出圧力Ｐｄと、ステップＳ２０で取得したＰ
ｄ上限値Ｐｍとの比較を行う。吐出圧力ＰｄがＰｄ上限
値Ｐｍよりも大きい場合（ステップＳ３０のＹＥＳ）
は、ステップＳ４０にすすむ。反対に、吐出圧力Ｐｄが
Ｐｄ上限値Ｐｍ以下の場合（ステップＳ３０のＮＯ）
は、Ｐｃ上昇防止制御を終了する。この場合、制御手段
２０３は、運転負荷に基づいて吐出容量を制御する通常
の容量制御を行う。ステップＳ４０では、容量制御弁１
８１の現在の制御電流値Ｉを取得し、この現在の制御電
流値Ｉよりも低い制御電流値Ｉｎ（Ｉｎ＝Ｉ−ΔＩ）を
設定する。ステップＳ５０では、この制御電流値Ｉｎに
基づいて容量制御弁１８１へ制御信号を出力することで
容量制御弁１８１を制御し、駆動室１１１内圧力Ｐｃが
Ｐｄ上限値Ｐｍを超えて上昇するのを抑制する。

【００３３】図５に示すように、Ｐｄ上限値Ｐｍを一定
値に制御するような従来制御に対し、本実施の形態のＰ
ｃ上昇防止制御ではＰｄ上限値Ｐｍが外気温度の上昇に
伴って低下するように設定される。本発明者らは、この
ような設定によって、図６に示すようなＰｃ上昇抑制効
果が得られることを検証した。すなわち、Ｐｄ上限値Ｐ
ｍを一定値に制御するような技術では、外気温度が上昇
すると駆動室１１１内の圧力Ｐｃが軸封装置１９０の耐
久性能に応じて予め定まる耐久限界圧力を超えることが
ある。これに対し、本実施の形態のＰｃ上昇防止制御で
はその耐久限界圧力を超えない領域でのＰｃ圧力制御が
可能となる。

【００３４】以上のように本実施の形態によれば、駆動
室１１１内の圧力Ｐｃを変動させる圧力変動因子である
外気温度に基づいて、その駆動室１１１内が軸封装置１
９０の耐久限界圧力を超えないように容量制御弁１８１
の制御を行うため、軸封装置１９０の保護に好適であ
る。

【００３５】なお、本発明は上記の実施の形態のみに限
定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられ
る。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実
施することもできる。

【００３６】上記実施の形態では、駆動室１１１内の圧
力上昇因子である外気温度に基づいて容量制御弁１８１
の制御を行う場合について記載したが、この圧力上昇因
子として、空調回路上の温度、圧縮機１０１の回転数、
また駆動室１１１内の圧力自体を用いることもできる。

【００３７】また、上記実施の形態では、駆動室１１１
内圧力を軸封装置１９０の耐久限界圧力を超えないよう
に設定する場合について記載したが、駆動室１１１と連
通する軸封装置１９０以外の各種部材の耐久限界圧力に
基づいて駆動室１１１内圧力を設定してもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、容量制御弁によって容
量制御を行う可変容量圧縮機につき、駆動室内の圧力を
良好に制御するのに有効な技術およびその関連技術を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の空調装置１００の構成を示す図
である。

【図２】空調装置１００を構成する斜板形可変容量圧縮
機１０１の部分拡大図である。

【図３】駆動室１１１内の圧力が上昇する圧力上昇因子
を示す図である。

【図４】Ｐｃ上昇防止制御のフローチャートを示す図で
ある。

【図５】外気温度とＰｄ上限値の関係を示す図である。

【図６】外気温度とＰｃの関係を示す図である。

【符号の説明】

１００…空調装置１０１…可変容量圧縮機１１１…駆動室１３３…吸入部１４３…吐出部１５１…駆動軸１６１…斜板１７１…ピストン１８１…容量制御弁１９０…軸封装置１９１…第１リップ１９２…第２リップ２０１…Ｐｄ値検出手段２０３…制御手段３０１…コンデンサ３０３…第１の膨張弁３０５…エバポレータ３０８…冷房回路３０９…暖房回路３１１…第２の膨張弁３２０…ブロワ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松原亮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内 (72)発明者梅村聡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内Ｆターム(参考） 3H003 AA03 AB06 AC03 BC01 3H076 AA06 BB32 CC36 3L060 AA01 AA02 CC03 CC16 DD02 DD05 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動室と、作動流体を吸入する吸入部
と、圧縮された作動流体を空調回路へ吐出する吐出部
と、圧縮された作動流体を前記吐出部から前記駆動室へ
導くことによって吐出容量を可変とする容量制御弁と、
制御手段とを有する可変容量圧縮機であって、前記制御手段は、前記駆動室内の圧力を変動させる圧力
変動因子に関する情報に基づいて前記駆動室内の圧力が
所定範囲となるように前記容量制御弁の制御を行うよう
に構成されていることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項２】請求項１に記載した可変容量圧縮機であ
って、前記制御手段は、前記圧力変動因子に関する情報に対応
して作動流体の吐出圧基準値を定め、この吐出圧基準値
に基づいて前記容量制御弁の制御を行うように構成され
ていることを特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項３】請求項１または２に記載した可変容量圧
縮機であって、前記圧力変動因子は、外気温度、前記空調回路上の温
度、圧縮機の回転数のうちの少なくとも一つであること
を特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載した可変
容量圧縮機であって、前記駆動室と連通するシール手段を有し、前記所定圧力
はこのシール手段の耐久性能に基づいて設定されること
を特徴とする可変容量圧縮機。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の可変容
量圧縮機を備えた空調装置。
【請求項６】請求項５に記載した空調装置であって、前記空調回路は、冷房回路および暖房回路を有し、前記冷房回路は、前記吐出部から前記吸入部へと至る径
路上に配置されたコンデンサとこのコンデンサよりも下
流側に配置されたエバポレータとを有し、前記暖房回路は、前記吐出部から前記エバポレータへと
至るバイパス路と、前記エバポレータとを有し、前記圧力変動因子は、外気温度、前記エバポレータの温
度、圧縮機の回転数のうちの少なくとも一つであること
を特徴とする空調装置。
【請求項７】駆動室と、作動流体を吸入する吸入部
と、圧縮された作動流体を空調回路へ吐出する吐出部
と、圧縮された作動流体を前記吐出部から前記駆動室へ
導くことによって吐出容量を可変とする容量制御弁とを
有する可変容量圧縮機において、前記駆動室内の圧力を変動させる圧力変動因子に関する
情報に基づいて前記駆動室内の圧力が所定範囲となるよ
うに前記容量制御弁の制御を行うことを特徴とする制御
方法。
【請求項８】請求項７に記載した制御方法であって、前記圧力変動因子に関する情報に対応して作動流体の吐
出圧基準値を定め、この吐出圧基準値に基づいて前記容
量制御弁の制御を行うことを特徴とする制御方法。
【請求項９】請求項７または８に記載した制御方法で
あって、前記圧力変動因子として、外気温度、前記空調回路上の
温度、圧縮機の回転数のうちの少なくとも一つを用いる
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】請求項７〜９のいずれかに記載した制
御方法であって、前記所定圧力を、前記駆動室と連通するシール手段の耐
久性能に基づいて設定することを特徴とする制御方法。