可変容量圧縮機のための容量制御システム
【課題】吸入圧力制御の制御範囲が拡大された可変容量圧縮機のための容量制御システムを提供する。
【解決手段】可変容量圧縮機のための容量制御システム(A)は、容量制御弁(300)と制御装置(400)とを具備する。容量制御弁は、吐出圧力が開弁方向に作用し、且つ、吸入圧力及びソレノイドの電磁力が閉弁方向に作用する弁体と、弁体と断続可能に連結される感圧器とを有する。制御装置(400)は、検知された吐出圧力及び目標吸入圧力設定手段(410)によって設定された目標吸入圧力に基づいてソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段(412,413)を有する。弁体と感圧器とが連結されている状態及び弁体と感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、目標吸入圧力設定手段(410)は目標吸入圧力を設定し、電流調整手段(412,413)は電流を調整する。
【解決手段】可変容量圧縮機のための容量制御システム(A)は、容量制御弁(300)と制御装置(400)とを具備する。容量制御弁は、吐出圧力が開弁方向に作用し、且つ、吸入圧力及びソレノイドの電磁力が閉弁方向に作用する弁体と、弁体と断続可能に連結される感圧器とを有する。制御装置(400)は、検知された吐出圧力及び目標吸入圧力設定手段(410)によって設定された目標吸入圧力に基づいてソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段(412,413)を有する。弁体と感圧器とが連結されている状態及び弁体と感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、目標吸入圧力設定手段(410)は目標吸入圧力を設定し、電流調整手段(412,413)は電流を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機のための容量制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが内部に区画形成されたハウジングと、このハウジングのシリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持されてエンジンを動力源として回転する駆動軸と、この駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構を備えており、このピストンが駆動軸の回転力を得て往復運動することで、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入が成されると共に、この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が成されるようになっている。
【０００３】
この往復動型の可変容量圧縮機において、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）を変化させることで可変となっており、吐出容量を制御する容量制御弁は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に配置され、一方、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ている。
吐出容量の制御には吸入室の圧力（吸入圧力）を制御対象とする吸入圧力制御があり、吸入圧力制御を実行するための容量制御弁には、ソレノイドとともに、吸入圧力を感知するための感圧器を内蔵するものがある（例えば特許文献１参照）。このような容量制御弁を用いた可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力の目標である目標吸入圧力がソレノイドの電磁力即ち通電量によって決定され、吸入圧力は、目標吸入圧力に近付くように感圧器によって機械的にフィードバック制御される。
【０００４】
より詳しくは、感圧器は、例えばベローズ若しくはダイアフラムを用いて構成される。ベローズを用いた感圧器の場合、真空又は大気圧に保たれたベローズの内側に圧縮コイルばねが配置され、ベローズの一端には、外側から吸入圧力が作用する。従って、感圧器のベローズは、吸入圧力の減少に伴い伸張しようとする。
容量制御弁の弁体は、ソレノイドの電磁力とともに、感圧器のベローズが伸張しようとして発生する押圧力が作用するよう配置されている。そして、吸入圧力がソレノイドの通電量に対応して定まる目標吸入圧力に収束するよう、ベローズが伸縮することにより容量制御弁の開度が変化する。
【特許文献１】特開平１１−１０７９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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ときには、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。しかしながら、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、吸入圧力がすでに高くなっているため、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。
【０００６】
このような問題は、ベローズを有する感圧器を内蔵した容量制御弁を用いた場合、吸入圧力の制御範囲の上限が低いことに起因している。具体的には、特許文献１の図２は、冷媒がＲ１３４ａのときの吸入室の圧力とソレノイドに供給される電流との関係を示し、吸入圧力の制御範囲の上限は、0.3〜0.4MPaの範囲にある。熱負荷が大きい場合でも吐出容量制御を可能とするためには、この上限を高くして吸入圧力の制御範囲を大幅に拡大する必要がある。
【０００７】
吸入圧力の制御範囲を拡大する手段としては、ソレノイドにより発生する電磁力を大きくすればよいが、制御範囲を大幅に拡大するにはソレノイドの大型化は避けられず、設計的に合理的な手段とはいえない。
制御範囲を拡大する別の手段として、ベローズを小型化し、吸入圧力を感知するベローズの感圧面積（有効面積）を小さくすることも考えられる。しかしながら、真空又は大気圧となっているベローズの内部には、コイルばねとともに、ベローズの伸縮量を規制するストッパを設ける必要があるため、ベローズの小型化には限界がある。
【０００８】
また、吸入圧力を感知するために、ベローズに代えてダイアフラムを感圧器に使用したとしても、ダイアフラムの感圧面積を小さくすると、その寿命を確保すべくダイアフラムの変位量、即ち弁ストロークも小さくしなければならない。このため、ダイアフラムを用いた感圧器の小型化にも限界がある。
本発明は、上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、吸入圧力制御の制御範囲が拡大された可変容量圧縮機のための容量制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、制御圧力を調整するための容量制御弁と前記容量制御弁を作動させるための制御装置とを具備し、前記制御圧力を調整することにより可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機のための容量制御システムにおいて、前記容量制御弁は、ソレノイドと、前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力及び前記ソレノイドの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、前記弁体と断続可能に連結され、前記吸入室の圧力が動作切換圧力よりも低下するのに連れて大きくなる押圧力を前記開弁方向にて前記弁体に作用させる感圧器とを有し、前記制御装置は、前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出室の圧力及び前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力に基づいて前記容量制御弁のソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段とを有し、前記弁体と前記感圧器とが連結されている状態、及び、前記弁体と前記感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、前記目標吸入圧力設定手段は前記目標吸入圧力を設定し、前記電流調整手段は前記ソレノイドに供給される電流を調整することを特徴とする可変容量圧縮機のための容量制御システムが提供される（請求項１）。
【００１０】
好ましくは、前記電流調整手段は、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力以上であるときには第１演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算し、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力よりも低いときには、前記第１演算式とは異なる第２演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算する（請求項２）。
【００１１】
好ましくは、前記第１演算式は、前記弁体と前記感圧器とが切り離された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定され、
前記第２演算式は、前記弁体と前記感圧器とが連結された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定されている（請求項３）。
好ましくは、前記目標吸入圧力設定手段は、前記動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように前記目標吸入圧力を設定する（請求項４）。
【００１２】
好ましくは、空調システムにおける制御量と目標値との偏差を検知する外部情報検知手段を更に備え、前記目標吸入圧力設定手段は、前記空調システムにおける制御量と目標値との偏差に基づいて前記目標吸入圧力の候補値を繰り返し演算し、且つ、演算された前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲にある場合、前記目標値に前記制御量が近付くように前記目標吸入圧力の候補値を前記所定の範囲よりも大若しくは小となるように変更して前記目標吸入圧力を設定し、前記空調システムの目標値は、前記目標吸入圧力設定手段によって演算される前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに変更される（請求項５）。
【００１３】
好ましくは、前記可変容量圧縮機は、吐出室、クランク室、吸入室、及びシリンダボアが内部に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を備え、前記制御圧力が前記クランク室の圧力である（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１の可変容量圧縮機のための容量システムでは、弁体に対して、吐出室の圧力（吐出圧力）と、吸入室の圧力（吸入圧力）及びソレノイドの電磁力とが対抗するように作用し、且つ、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と、目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力とに基づいて、電流調整手段がソレノイドに供給する電流を調整することによって、吸入圧力を制御対象としながら、吸入圧力の制御範囲が大幅に拡大される。
【００１５】
そして、この容量制御システムでは、吐出圧力と目標吸入圧力とに基づいてソレノイドに供給する電流を調整することによって、弁体と感圧器とが切り離された状態及び弁体と感圧器とが連結されている状態の両方の状態において、吸入圧力の制御が実行される。すなわち、従来の容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されると、もはや吸入圧力の制御が実行不可能であったが、この容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されたとしても、吸入圧力の制御が継続される。このため、この容量制御システムでは、感圧器を用いているにもかかわらず、吸入圧力の制御範囲が大幅に拡大される。
【００１６】
請求項２の可変容量圧縮機のための容量制御システムでは、電流調整手段が、弁体と感圧器との間の断続に対応して第１演算式又は第２演算式に基づいて適切な電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
請求項３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、第１演算式が、弁体と感圧器とが切り離された状態での容量制御弁の動作を反映するよう決定され、第２演算式が、弁体と感圧器とが連結された状態での容量制御弁の動作を反映するよう決定されることにより、電流調整手段が適切な電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
【００１７】
請求項４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように目標吸入圧力を設定することによって、容量制御弁ごとに動作切換圧力がばらついていたとしても、電流調整手段が、弁体と感圧器との間の断続に確実に対応して電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
【００１８】
請求項５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、目標吸入圧力設定手段の演算手段によって演算される電流の候補値が、動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに、目標値変更手段が空調システムの目標値を変更する。これによって、空調システムの制御量が目標値の上下で変動することが回避され、制御量が目標値に近付く。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力制御の安定性が確保される。
【００１９】
請求項６の可変容量圧縮機の容量制御システムが適用される可変容量圧縮機は、斜板要素の最小傾角で規定される最小のピストンストロークが非常に小さく、吐出容量の可変範囲が広い。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御範囲を拡大したことと、可変容量圧縮機の吐出容量の可変範囲が広いこととが相まって、吸入圧力の制御範囲が有効に拡大される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る可変容量圧縮機のため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を示しており、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、圧縮機１００の吐出容量に応じて循環路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。
【００２１】
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で冷却される。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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のプーリとの間にベルト１１５が架け回される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、略円筒形状のバルブハウジング３０２を有し、バルブハウジング３０２は、弁ユニット側に弁室３０４を有する。弁室３０４は、同軸上に連なるそれぞれ円柱状の第１の空間３０６と第２の空間３０８とからなり、第１の空間３０６は第２の空間３０８よりも大径である。
【００３１】
第１の空間３０６は、第２の空間３０８よりも駆動ユニット側に位置付けられてバルブハウジング３０２の端に位置し、駆動ユニットに向けて開口している。第１の空間３０６とは反対側の第２の空間３０８の端部を区画するバルブハウジング３０２の区画壁には、弁孔３１０の一端が開口し、弁孔３１０も第１の空間３０６及び第２の空間３０８と同軸上を延びている。
【００３２】
弁室３０４内には、円柱形状の弁体３１２が同心上に配置され、弁体３１２は、第１の空間３０６から第２の空間３０８に亘っている。弁体３１２は、相互に同軸且つ一体に形成されたそれぞれ円柱形状の軸部３１３と大径端部３１４とからなる。軸部３１３の外径は、弁孔３１０の内径に等しく、且つ、大径端部３１４の外径よりも小である。
また、弁室３０４内には環状の支持部材３１５が固定され、支持部材３１５は第２の空間３０８を区画するバルブハウジング３０２の周壁の部分に圧入されている。弁体３１２は支持部材３１５を摺動自在に貫通しており、支持部材３１５によって弁体３１２の軸部３１３は往復動可能に支持されている。
【００３３】
支持部材３１５は弁室３０４内を２つの領域に区画している。２つの領域のうち一方は、流動領域３１６であり、流動領域３１６を区画する弁ハウジング３０２の周壁の部分には、第１ポート３１８が形成されている。出口ポートとしての第１ポート３１８には、給気通路１６０の下流側部分が接続され、流動領域３１６は、第１ポート３１８及び給気通路１６０の下流側部分を通じてクランク室１０５と連通している。
【００３４】
２つの領域のうち他方は感圧領域３２０であり、感圧領域３２０を区画する弁ハウジング３０２の周壁の部分には、感圧ポート３２２が形成されている。感圧ポート３２２には、感圧通路１６６が接続され、感圧領域３２０は、感圧ポート３２２及び感圧通路１６６を通じて吸入室１４０と連通している。
ここで、流動領域３１６内の大径端部３１４の端面は、バルブハウジング３０２の区画壁に当接して弁孔３１０を閉塞可能であり、従って、バルブハウジング３０２の区画壁は弁座としての機能を有する。
【００３５】
一方、感圧領域３２０内の軸部３１３の端部には、スナップリング３２４が嵌合され、スナップリング３２４と支持部材３１５との間には、円錐コイルばねからなる開放ばね３２６が配置されている。開放ばね３２６は、その小径側がスナップリング３２４に当接し、その大径側が支持部材３１５に当接することにより、開弁方向に弁体３１２を付勢している。
【００３６】
弁室３０４とは反対側の弁孔３１０の他端部を区画するバルブハウジング３０２の周壁の部分には、第２ポート３２８が形成され、入口ポートとしての第２ポート３２８には、給気通路１６０の上流側部分が接続されている。従って、弁孔３１０は、第２ポート３２８及び給気通路１６０の上流側部分を通じて、吐出室１４２と連通している。
また、弁孔３１０の他端部には同軸に挿通孔３３０が連なり、挿通孔３３０は弁孔３１０よりも小径である。挿通孔３３０は、バルブハウジング３０２の先端側に区画された感圧室３３２に開口している。弁体３１２の大径端部３１４の端面には、伝達ロッド３３４が同軸且つ一体に連結され、伝達ロッド３３４の先端は、感圧室３３２内に到達している。伝達ロッド３３４は、大径端部３１４及び弁孔３１０よりも小径であり、挿通孔３３０を摺動自在に貫通している。
【００３７】
一方、バルブハウジング３０２には、内部流路３３６が設けられ、内部流路３３６は、感圧室３３２と感圧領域３２０との間を延びている。従って、感圧室３３２の圧力は、感圧領域３２０の領域、すなわち吸入室１４０の圧力と等しくなる。
感圧室３３２の内部には、感圧器３３８が収容されている。感圧器３３８は、円板形状のベース３４０を有し、ベース３４０は、バルブハウジング３０２の周壁の開口端に対して圧入され、これにより気密に嵌合される。ベース３４０の内面の中央からは、円柱形状のストッパ３４２が一体に突出し、ストッパ３４２の周囲には、圧縮コイルばね３４４の一端が嵌められている。
【００３８】
また、ベース３４０の内面上には、ベローズ３４６の一端が気密に固定され、ベローズ３４６は、ストッパ３４２及び圧縮コイルばね３４４を囲んでいる。圧縮コイルばね３４４及びベローズ３４６は、バルブハウジング３０２の軸線方向、則ち、開弁方向又は閉弁方向に伸縮可能である。
ベローズ３４６の他端にはキャップ３４８が配置され、キャップ３４８は、円筒部と、円筒部の一端に連なるフランジ部と、円筒部の他端を閉塞する端壁部３５０とからなる。キャップ３４８のフランジ部は、ベローズ３４６に気密に固定されて感圧器３３８の端面を形成し、一方、キャップ３４８の円筒部及び端壁部３５０は、感圧器３３８の端面からストッパ３４２に向けて凹んだ凹部を形成している。
【００３９】
感圧器３３８の内部は真空（減圧状態）にされ、感圧器３３８は、周囲の圧力、即ち感圧室３３２の圧力に応じて伸縮する。感圧器３３８の伸縮に伴い、キャップ３４８は、弁体３１２に対し接離するように開弁方向又は閉弁方向に変位する。ただし、感圧器３３８の伸縮量には限界があり、キャップ３４８の端壁部３５０がストッパ３４２に当接することにより、感圧器３３８の収縮は制限される。
【００４０】
伝達ロッド３３４の先端は、感圧器３３８のキャップ３４８の凹部内に到達しており、キャップ３４８の端壁部３５０は、感圧器３３８の伸縮量に対応して、伝達ロッド３３４の先端に対して接離可能である。図３は、感圧器３３８が収縮して、伝達ロッド３３４の先端がキャップ３４８の端壁部３５０から離間した状態を示しており、この状態では、感圧器３３８と弁体３１２との間は切断されている。
【００４１】
一方、図４は、図３に比べて感圧器３３８が伸張して、伝達ロッド３３４の先端が、キャップ３４８の端壁部３５０に対し当接した状態を示しており、この状態では、感圧器３３８と弁体３１２との間が伝達ロッド３３４を介して連結されている。このように、吸入室１４０の圧力（以下、吸入圧力Ｐｓという）が低下して感圧器３３８のキャップ３４８が弁体３１２に向けて変位し、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に当接すると、伝達ロッド３３４を介して弁体３１２が開弁方向に押圧される。
【００４２】
伝達ロッド３３４の先端は、感圧器３３８が最も収縮したときでもキャップ３４８の円筒部から抜けることはなく、キャップ３４８の円筒部は、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に対して接離する際にガイドとして機能する。
なお、感圧器３３８のベース３４０の圧入量は、容量制御弁３００が所望の動作をするように調整される。
【００４３】
再び図２を参照すると、駆動ユニットは略円筒形状のソレノイドハウジング３６０を有し、ソレノイドハウジング３６０はバルブハウジング３０２の他端に同軸的に連結されている。弁ユニットとは反対側のソレノイドハウジング３６０の開口端には、環状のエンドキャップ３６２が嵌合され、ソレノイドハウジング３６０内には、樹脂材料で表面を固められたソレノイド３６４が収容されている。
【００４４】
またソレノイドハウジング３６０内には、同心上に略円筒形状の固定コア３６６が収容され、固定コア３６６は、バルブハウジング３０２の端からエンドキャップ３６２に向けてソレノイド３６４の中央まで延びている。固定コア３６６は、バルブハウジング３０２と協働して弁室３０４を区画しており、固定コア３６６の中央を貫通する貫通孔３６８が弁室３０４に開口している。なお、弁室３０４の感圧領域３２０内に突出した固定コア３６６の突出部３７０において、貫通孔３６８の内径は縮小されている。
【００４５】
固定コア３６６のエンドキャップ３６２側には外側からスリーブ３７２が嵌合され、スリーブ３７２はエンドキャップ３６２側に閉塞端を有する。固定コア３６６とスリーブ３７２の閉塞端との間には、略円筒形状の可動コア３７４を収容する可動コア収容空間３７６が規定されている。
固定コア３６６の貫通孔３６８には、ソレノイドロッド３７８が挿通され、ソレノイドロッド３７８は固定コア３６６の突出部３７０によって摺動可能に支持されている。ソレノイドロッド３７８の一端は、弁体３１２の端面に当接し、ソレノイドロッド３７８の他端は、可動コア収容空間３７６内に突出している。ソレノイドロッド３７８の他端部は、可動コア３７４の嵌合孔に嵌合され、ソレノイドロッド３７８と可動コア３７４とは一体化されている。
【００４６】
また、可動コア３７４と、スリーブ３７２の閉塞端との間には、スペーサ３８０が配置され、スペーサ３８０と可動コア３７４との間には、可動コア３７４を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね３８２が配置されている。ただし、可動コア３７４と固定コア３６６との間には所定の隙間が確保されている。
固定コア３６６の突出部３７０には、径方向孔３８４が形成され、径方向孔３８４及び貫通孔３６８を通じて、弁室３０４の感圧領域３２０と可動コア収容空間３７６とが連通している。従って、感圧領域３２０に面する弁体３１２の他方の端面には、弁体３１２の横断面積と等しい面積にて、吸入圧力Ｐｓが作用する。
【００４７】
可動コア３７４、固定コア３６６、ソレノイドハウジング３６０及びエンドキャップ３６２は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３７２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３６４には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００が接続され、制御装置４００から制御電流Ｉが供給されると、ソレノイド３６４は電磁力Ｆ（Ｉ）を発生する。ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）は、可動コア３７４を固定コア３６６に向けて吸引し、ソレノイドロッド３７８を介し弁体３１２に対して閉弁方向に作用する。
【００４８】
上述した容量制御弁３００にあっては、弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁孔３１０を閉じるために必要なシール面積Ｓｖは弁孔３１０の開口面積と等しい。
ただし、容量制御弁３００では、弁体３１２の一方の端面に伝達ロッド３３４が連なっている。このため、弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁体３１２の一方の端面において吐出室１４２の圧力（以下、吐出圧力Ｐｄという）が作用する領域を第１受圧面３９０と呼ぶこととすると、第１受圧面３９０は環状である。そして、第１受圧面３９０の面積は、伝達ロッド３３４の横断面積をＳｒ２とすると、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【００４９】
そして、感圧室３３２内において、キャップ３４８の端壁部３５０から伝達ロッド３３４の先端が離間しているときには、伝達ロッド３３４の先端面に対して、吸入圧力Ｐｓが開弁方向に作用する。
一方、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に当接しているときには、感圧器３３８の圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３が伝達ロッド３３４を介して弁体３１２に伝達されるが、付勢力ｆｓ３は、吸入圧力Ｐｓによって減殺される。このときの減殺量は、吸入圧力Ｐｓと有効面積Ｓｂとの積（Ｐｓ・Ｓｂ）で表される。有効面積Ｓｂとは、ベローズ３４６において、吸入圧力Ｐｓが収縮方向に作用する領域の面積であり、有効面積Ｓｂはシール面積Ｓｖよりも大きい。
【００５０】
従って、弁体３１２には、付勢力ｆｓ３に基づく押圧力が伝達ロッド３３４を介して開弁方向に作用するが、この押圧力は、吸入圧力Ｐｓが所定値から低くなるのにつれて大きくなる。
感圧領域３２０に位置づけられた弁体３１２の軸部３１３の端面に対しては、閉弁方向に吸入圧力Ｐｓが作用する。このとき、軸部３１３の端面における、吸入圧力Ｐｓが閉弁方向に作用する領域を第２受圧面３９２と呼ぶこととすると、第２受圧面３９２の面積（以下、感圧面積Ｓｒ１ともいう）は、シール面積Ｓｖと等しい。
【００５１】
この場合、弁体３１２に作用する力は、吐出圧力Ｐｄ、クランク室１０５の圧力（以下クランク圧力Ｐｃという）、吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２、及び、圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３である。
これらの力の関係は、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されている状態にあるときには以下の式（１）で示される。Ｓｒ１＝Ｓｖであることを利用して式（１）を変形すると式（２）となる。そして、式（２）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（３）及び式（４）が得られる。
【００５２】
式（３）及び式（４）から、吐出圧力Ｐｄ及び開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向にて作用することがわかる。
【００５３】
【数１】
一方、以下の式（５）は、伝達ロッド３３４の先端が感圧器３３８のキャップ３４８の端壁部３５０に対し当接しているときに、弁体３１２に作用する力の関係を表す。Ｓｒ１＝Ｓｖであることを利用して式（５）を変形すると式（６）となる。そして、式（６）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（７）及び式（８）が得られる。
【００５４】
式（７）及び式（８）から、吐出圧力Ｐｄ、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向にて作用することがわかる。
【００５５】
【数２】
そして、式（３）及び式（７）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、吸入圧力Ｐｓの目標値として目標吸入圧力Ｐｓｓ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を演算できる。そして、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉをこの演算された制御電流Ｉに等しくなるよう調整すれば、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように弁体３１２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Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【００５６】
ここで、図５は、容量制御弁３００を用いた場合における、目標吸入圧力Ｐｓｓと、吐出圧力Ｐｄと、制御電流Ｉとの関係を示している。目標吸入圧力Ｐｓｓが低下するに連れて、制御電流Ｉが増加するが、吐出圧力Ｐｄの大きさにかかわらず、目標吸入圧力Ｐｓｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低くなると、目標吸入圧力Ｐｓｓの減少量に対する制御電流Ｉの増加量の割合が大きくなる。
【００５７】
これは、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂ以上であるときには、感圧器３３８と弁体３１２との間が切断されており、弁体３１２に作用する力の関係が式（１）〜（４）で示されるのに対し、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低くなると、感圧器３３８と弁体３１２との間が連結され、弁体３１２に作用する力の関係が式（５）〜（８）で示されることに対応している。
【００５８】
ここで、動作切換圧力Ｐｓｂは、式（１）と式（５）に基づいて、Ｐｓｂ＝ｆｓ３／Ｓｂで示され、吐出圧力Ｐｄの高低に係わらず一定である。
吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるような制御では、図５を参照すれば、吐出圧力Ｐｄの高低に応じて、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定範囲、換言すれば吸入圧力Ｐｓの制御範囲を高低スライド可能である。すなわち、吐出圧力Ｐｄｍａｘのときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲は、吐出圧力Ｐｄｍｉｎよりも低い吐出圧力Ｐｄｍｉｎ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。
【００５９】
また式（３）から、シール面積Ｓｖと伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２との差、即ち第１受圧面３９０の面積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Ｐｓｓ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Ｐｓｓ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Ｐｓｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【００６０】
なお、ソレノイド３６４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３６４への通電量をゼロとすれば、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１は、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２よりも大きいため、弁体３１２が弁孔３１０から離間して弁孔３１０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。
【００６１】
図６は、制御装置４００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、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１及び蒸発器温度センサ４０２を有する。
【００６２】
蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１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の吐出容量制御の最終的な目標となる蒸発器１８の出口での空気温度Ｔｅの目標値（蒸発器目標出口空気温度）Ｔｅｓを設定し、そして、設定した蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを外部情報の１つとして制御装置４００に入力する。蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１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。つまり、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１は、車両用空調システムの制御量のための目標値を設定するものであってもよい。
【００６３】
蒸発器温度センサ４０２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Ｔｅを検知する（図１参照）。検知された空気温度Ｔｅは、外部情報の１つとして制御装置４００に入力される。
更に、外部情報検知手段は吐出圧力検知手段を含み、吐出圧力検知手段は、その一部を構成する圧力センサ４０３を有する。吐出圧力検知手段は、弁体３１２に作用する吐出圧力Ｐｄを検知するための手段である。圧力センサ４０３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（以下、検知圧力Ｐｈという）を検知し、制御装置４００に入力する（図１参照）。
【００６４】
なお、吐出圧力Ｐｄ及び検知圧力Ｐｈは、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域の圧力という一般的な意味においては、いずれも吐出圧力である。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。
【００６５】
制御装置４００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１１４の動作を制御するエンジン用ＥＣＵに含ませてもよい。また、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１を制御装置４００に含ませてもよい。
制御装置４００は、目標吸入圧力設定手段４１０、圧力補正手段４１１、制御信号演算手段４１２及びソレノイド駆動手段４１３を有する。
【００６６】
目標吸入圧力設定手段４１０は、蒸発器温度センサ４０２によって実際に検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅと、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１によって設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓとの偏差ΔＴに基づいて、制御目標となる吸入圧力Ｐｓの目標値である目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。
つまり、目標吸入圧力設定手段４１０にとって、蒸発器温度センサ４０２及び蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１は、外部情報としての蒸発器出口空気温度Ｔｅ及びその目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓをそれぞれ提供する外部情報検知手段である。
【００６７】
そして、目標吸入圧力設定手段４１０は、設定した目標吸入圧力Ｐｓｓを制御信号演算手段４１２に入力する。
圧力補正手段４１１は、圧力センサ４０３とともに吐出圧力検知手段を構成しており、圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを補正することにより、吐出圧力Ｐｄを演算により求める。そして、圧力補正手段４１１は、演算した吐出圧力Ｐｄを制御信号演算手段４１２に入力する。
【００６８】
このように検知圧力Ｐｈを補正するのは、吐出室１４２と放熱器１４の入口との間では、同じ吐出圧力領域であっても、特に熱負荷が大きいときには、冷媒の圧力に差が生じるためである。吐出圧力Ｐｄは、検知圧力Ｐｈを変数とする関数ｆ（Ｐｈ）によって演算することができる。関数ｆ（Ｐｈ）は予め求めておくことができる。
従って、圧力センサ４０３の設置位置は、放熱器１４の入口側に限定されず、冷凍サイクル１０の高圧領域のいずれかの部位に設置してもよい。この場合も、圧力センサ４０３によって検知された圧力を補正することにより、圧力補正手段４１１が吐出圧力Ｐｄを演算により求める。
【００６９】
なお、冷凍サイクル１０の高圧領域とは、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域に、更に膨張器１６の入口までの領域を加えた領域である。
制御信号演算手段４１２は、目標吸入圧力設定手段４１０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓと、吐出圧力検知手段によって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３６４に供給されるべき制御電流Ｉを演算する。
【００７０】
制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉが、予め定められた下限値Ｉｍｉｎよりも小さいときには、演算された制御電流Ｉを下限値Ｉｍｉｎで置き換える。また、制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉが可変の上限値Ｉｍａｘよりも大きいときには、演算された制御電流Ｉを可変上限値Ｉｍａｘで置き換える。これらの場合を除き、制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉをそのまま制御電流Ｉとして設定する。
【００７１】
そして、制御信号演算手段４１２は、設定された制御電流Ｉを吐出容量制御信号としてソレノイド駆動手段４１３に入力する。
ソレノイド駆動手段４１３は、吐出容量制御信号に基づき、制御信号演算手段４１２で設定された制御電流Ｉに等しくなるよう、ソレノイド３６４に制御電流Ｉを供給し、容量制御弁３００を駆動する。つまり、制御信号演算手段４１２及びソレノイド駆動手段４１３は、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Ｐｄ及び目標吸入圧力設定手段４１０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて、容量制御弁３００のソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータを調整する制御電流調整手段を構成する。
【００７２】
図７は、ソレノイド駆動手段４１３の構成を具体的に示している。
ソレノイド駆動手段４１３は、スイッチング素子４２０を有し、スイッチング素子４２０は、電源４３０とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁３００のソレノイド３６４と直列に介挿されている。スイッチング素子４２０は、電源ラインを断続可能であり、スイッチング素子４２０の動作により、所定の駆動周波数(例えば４００〜５００Ｈｚ)のＰＷＭ（パルス幅変調）にてソレノイド３６４に制御電流Ｉが供給される。
【００７３】
なお、フライホイール回路を形成すべく、ソレノイド３６４と並列にダイオード４２１が接続される。
スイッチング素子４２０には、制御信号発生手段４２２から所定の駆動信号が入力され、この信号に対応して、ＰＷＭにおけるデューティ比が変更される。
また、電源ラインには、電流センサ４２３が介挿され、電流センサ４２３は、ソレノイド３６４を流れる制御電流Ｉを検知する。電流センサ４２３については、制御電流Ｉを検知することができればその設置箇所は特に限定されず、制御電流Ｉに相当する物理量を検知可能であれば電流計に限られず、電圧計であってもよい。
【００７４】
電流センサ４２３は、制御電流比較判定手段４２４に検知した制御電流Ｉを入力し、制御電流比較判定手段４２４は、制御信号演算手段４１２によって設定された制御電流Ｉと、電流センサ４２３によって検知された制御電流Ｉとを比較する。そして、制御電流比較判定手段４２４は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Ｉが制御電流Ｉに近付くように、制御信号発生手段４２２が発生する駆動信号を変更する。
【００７５】
すなわち、ソレノイド駆動手段４１３は、所定の駆動周波数のＰＷＭにてデューティ比を変更することで、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉを調整する。そして、ソレノイド駆動手段４１３は、ソレノイド３６４に流れる制御電流Ｉを検知して、検知した制御電流Ｉが制御信号演算手段４１２で演算された制御電流Ｉに近付くようにフィードバック制御する。
【００７６】
なお、ソレノイド駆動手段４１３がデューティ比で制御電流Ｉを調整する場合、制御信号演算手段４１２は、制御電流Ｉと関連を有するパラメータとしてデューティ比を演算してもよく、この場合、制御信号演算手段４１２によって生成される吐出容量制御信号は、ソレノイド駆動手段４１３に所定のデューティ比で制御電流Ｉを供給させるための信号である。
【００７７】
つまり、吐出容量制御信号は、制御電流Ｉに対応する信号であってもよいし、制御電流Ｉと関連のあるデューティ比等のパラメータに対応する信号であってもよい。
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８は制御装置４００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。
【００７８】
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がゼロに、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが初期値Ｉｍａｘｉに、目標吸入圧力Ｐｓｓが初期値Ｐｓｓ０に設定される。初期値Ｐｓｓ０は、例えば、外気温度Ｔａｍｂに応じて次式により設定される。
Ｐｓｓ０=Ｋ１・Ｔａｍｂ＋Ｋ２ （Ｋ１，Ｋ２は定数）
また、Ｓ１０では、制御電流Ｉが、圧縮機１００の吐出容量が最小容量となるＩ０に設定される。Ｉ０はゼロであってもよい。
【００７９】
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）、圧力補正手段４１１は、圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを読み込み（Ｓ１２）、吐出圧力Ｐｄを演算する（Ｓ１３）。
【００８０】
演算された吐出圧力Ｐｄは、予め設定された上限圧力ＰｄＨよりも小さいか否か比較判定される（Ｓ１４）。
Ｓ１４の判定結果がＹｅｓの場合、フラグＦ１が０であるか否かが判定される（Ｓ１５）。初期条件ではＦ１＝０であるので、Ｓ１５の判定結果はＹｅｓとなる。従って、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行された後、Ｓ１１が再び実行される。
【００８１】
Ｓ１４の判定結果がＮｏの場合、フラグＦ１が１に設定され（Ｓ１７）、制御電流上限値減少ルーチンＳ１８を経て、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
フラグＦ１が１に設定されている間は、Ｓ１５の判定結果がＮｏになり、制御電流上限値増大ルーチンＳ１９を経て、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。なお、フラグＦ１を０に設定するステップは、制御電流上限値増大ルーチンＳ１９に含まれている。
【００８２】
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、Ｓ１０が実行され、フラグＦ１，Ｆ２、可変上限値Ｉｍａｘ、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び制御電流Ｉが初期値にそれぞれリセットされる。
かくして上述したメインルーチンでは、吸入圧力制御を実行している間、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨを超えないようにソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが制限される。そして、可変上限値Ｉｍａｘが制限された後は、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨを超えないように、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが増大される。
【００８３】
図９は、図８中の吸入圧力制御ルーチンＳ１６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Ｓ１６では、まず、フラグＦ２が０であるか否かが判定される（Ｓ１００）。初期条件ではフラグＦ２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ｔの計測が開始され（Ｓ１０１）、フラグＦ２が１に設定される（Ｓ１０２）。
【００８４】
それから、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３で制御目標となる目標吸入圧力Ｐｓｓが設定された後、制御電流演算ルーチンＳ１０４にて、所定の演算式に基づいて制御電流Ｉの候補値が演算される。
制御電流演算ルーチンＳ１０４で演算された制御電流Ｉの候補値は、予め設定された下限値Ｉｍｉｎ以上であるか否か比較判定される（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉｍｉｎよりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉｍｉｎが制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０６）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ１０７）。
【００８５】
一方、Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉの候補値が下限値Ｉｍｉｎ以上であれば（Ｙｅｓの場合）、演算された制御電流Ｉの候補値は、可変上限値Ｉｍａｘ以下であるか否か比較判定される（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の判定の結果、制御電流Ｉが可変上限値Ｉｍａｘを超えていれば（Ｎｏの場合）、可変上限値Ｉｍａｘが制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０９）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ１０７）。
【００８６】
すなわち、Ｓ１０７では、演算された制御電流Ｉの候補値がＩｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉｍａｘの関係を満たしていれば、制御電流演算ルーチンＳ１０４にて演算された制御電流Ｉの候補値がそのまま制御電流Ｉとして出力され、それ以外の場合には、下限値Ｉｍｉｎ若しくは可変上限値Ｉｍａｘが制御電流Ｉとして出力される。
２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１６では、前回のＳ１０２でフラグＦ２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ｔが所定時間ｔ１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ｔ１経過していなければ（Ｙｅｓの場合）、制御電流演算ルーチンＳ１０４等を経て、プログラムはメインルーチンに戻る。
【００８７】
一方、タイマの経過時間ｔが所定時間ｔ１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Ｆ２が０に設定される（Ｓ１１２）。この後、制御電流演算ルーチンＳ１０４等を経て、プログラムはメインルーチンに戻るけれども、次に吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行されるときには、Ｓ１００の判定結果がＹｅｓとなるので、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３が実行される。
【００８８】
つまり、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３は所定時間ｔ１毎に実行され、それによって目標吸入圧力Ｐｓｓは所定時間ｔ１毎に更新される。更新時間としての所定時間ｔ１は、例えば５秒に設定される。そして制御装置４００では、メインルーチンのＳ１３で常時読込まれる吐出圧力Ｐｄと、所定時間ｔ１ごとに更新される目標吸入圧力Ｐｓｓとに基づいて、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように制御電流Ｉが演算される。換言すれば、目標吸入圧力Ｐｓｓが変更されなくても、吐出圧力Ｐｄが変化すれば制御電流Ｉが変更され、これにより吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【００８９】
図１０は、図９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る。
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Ｔｅｓが設定され読み込まれるとともに（Ｓ２００）、蒸発器温度センサ４０２によって検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅが読み込まれ（Ｓ２０１）てから、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、実際の蒸発器出口空気温度Ｔｅ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Ｐｓｓが演算される（Ｓ２０３）。
【００９０】
なお、Ｓ２０３の演算式中、左側に目標吸入圧力Ｐｓｓが含まれているが、目標吸入圧力Ｐｓｓの初期値はＰｓｓ０である。
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。
【００９１】
この後、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓは、予め設定されている下限閾値Ｐ１以下であるか否か、又は、予め設定されている上限閾値Ｐ２以上であるか否か比較判定される（Ｓ２０４）。Ｓ２０４の判定結果がＹｅｓの場合には、Ｓ２０３で演算されたＰｓｓが下限値ＰｓＬ以下であるか否か比較判定される（Ｓ２０５）。
ここで、下限閾値Ｐ１及び上限閾値Ｐ２は、動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきを考慮して設定され、例えば、下限閾値Ｐ１は、容量制御弁３００の動作切換圧力Ｐｓｂのばらつき範囲の下限値であり、上限閾値Ｐ２は、動作切換圧力Ｐｓｂのばらつき範囲の上限値である。このため、下限閾値Ｐ１、上限閾値Ｐ２及び動作切換圧力Ｐｓｂは、Ｐ１＜Ｐｓｂ＜Ｐ２で示される関係を満足する。動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきは、容量制御弁３００の製造上のばらつきにより発生するものである。
【００９２】
Ｓ２０４の判定結果がＮｏの場合には、蒸発器出口空気温度Ｔｅが、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓよりも高いか否か比較判定される（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の判定結果がＹｅｓの場合、即ち、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓよりも高い場合、下限閾値Ｐ１が目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される（Ｓ２０７）。一方、Ｓ２０６の判定結果がＮｏの場合、上限閾値Ｐ２が目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される（Ｓ２０８）。
【００９３】
これにより、Ｓ２０５において下限値ＰｓＬと比較される目標吸入圧力Ｐｓｓは、下限閾値Ｐ１以下若しくは上限閾値Ｐ２以上となり、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲には、目標吸入圧力Ｐｓｓは設定されない。
これは、感圧器３３８の動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきにより、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲では、容量制御弁３００によって、感圧器３３８が弁体３１２に連結されている状態と、非連結である状態とが有り得るため、目標吸入圧力Ｐｓｓを決定したとしても、制御電流Ｉを一義的に決定不可能であることによる。
【００９４】
そこで、この目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３では、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力ＰｓｓがＰ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲にある場合、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓが現実の蒸発器出口空気温度Ｔｅよりも低いときには、吐出容量を増大する必要があると判断して、目標吸入圧力Ｐｓｓを下限閾値Ｐ１に設定する。一方、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓが現実の蒸発器出口空気温度Ｔｅ以上であるときには、吐出容量を減少させる必要があると判断して、目標吸入圧力Ｐｓｓを上限閾値Ｐ２に設定する。
【００９５】
これにより、目標吸入圧力ＰｓｓがＰ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲に設定されることを回避し、Ｐｓｓ≦Ｐ１の範囲に設定されれば、感圧器３３８と弁体３１２とが確実に連結されているものとして、或いは、Ｐ２≦Ｐｓｓの範囲に設定されれば、感圧器３３８と弁体３１２とが確実に非連結であるとして、目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて制御電流Ｉが一義的に決定される。
【００９６】
Ｓ２０５の判定結果がＹｅｓであれば、下限値ＰｓＬが目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれてから（Ｓ２０９）、プログラムは、吸入圧力制御ルーチンＳ１６に戻り、制御電流演算ルーチンＳ１０４が実行される。このときの制御電流演算ルーチンＳ１０４では、目標吸入圧力Ｐｓｓとしての下限値ＰｓＬと吐出圧力Ｐｄとに基づいて制御電流Ｉが演算される。
【００９７】
一方、Ｓ２０５の判定結果がＮｏの場合、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓが維持されたまま、制御電流演算ルーチンＳ１０４が実行される。このときの制御電流演算ルーチンＳ１０４では、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとに基づいて制御電流Ｉが演算される。
このように、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３によれば、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、蒸発器温度センサ４０２によって検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅとの偏差ΔＴに基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓが設定される。従って、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３によれば、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓに近付くように吐出容量が制御される。この結果として、車室内が所定の空調状態に維持され、車室の快適性が確保される。なお、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓは、空調の設定や熱負荷条件等によって変更される。
【００９８】
図１１は、図９中の制御電流演算ルーチンＳ１０４のフローチャートを示している。
制御電流演算ルーチンＳ１０４では、まず、目標吸入圧力Ｐｓｓが、下限閾値Ｐ１以下であるか否か比較判定される（Ｓ２２０）。Ｓ２２０の判定結果がＮｏの場合、制御電流Iが所定の演算式に基づいて演算される（Ｓ２２１）。Ｓ２２１で用いられる演算式は、前述の式（４）に相当し、Ｓ２２１では、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されている状態であることを前提として、制御電流Ｉが演算される。
【００９９】
一方、Ｓ２２０の判定結果がＹｅｓの場合、Ｓ２２１とは異なる演算式に基づいて制御電流Ｉが演算される（Ｓ２２２）。Ｓ２２２で用いられる演算式は、前述の式（８）に相当し、Ｓ２２２では、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されている状態であることを前提として、制御電流Ｉが演算される。
かくして、容量制御システムＡにおいては、容量制御弁３００の吸入圧力制御特性が、目標吸入圧力Ｐｓｓが下限閾値Ｐ１以下であるか上限閾値Ｐ２以上であるかに応じて変更され、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定を通じて選択された吸入圧力制御特性に応じて制御電流Ｉが演算される。
【０１００】
図１２は、図８中の制御電流上限値減少ルーチンＳ１８の詳細を示すフローチャートである。
制御電流上限値減少ルーチンＳ１８では、まず、現在設定されている制御電流Ｉが読み込まれる（Ｓ２３０）。それから、読み込まれた制御電流Ｉから所定値ΔＩ１を減算することにより、変更値Ｉａ１が演算される（Ｓ２３１）。
【０１０１】
演算された変更値Ｉａ１は、予め設定された制御電流Ｉの下限値Ｉｍｉｎよりも大きいか否か比較判定される（Ｓ２３２）。Ｓ２３２の判定結果がＹｅｓの場合、つまり演算された変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎよりも大きい場合、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、変更値Ｉａ１に書き換えられて更新され（Ｓ２３３）、それから吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
【０１０２】
Ｓ２３２の判定結果がＮｏの場合、制御電流Ｉとして０が読み込まれてから（Ｓ２３４）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ２３５）。つまり、Ｓ２３１で演算された変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎ以下の場合、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉがゼロになる。そして、Ｓ２３５の後、メインルーチン、つまり吐出容量制御が停止される（Ｓ２３６）。
【０１０３】
上述した制御電流上限値減少ルーチンＳ１８によれば、メインルーチンのＳ１４で吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上であると判定された場合、現在の制御電流Ｉを低減させることにより変更値Ｉａ１を演算し、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘを変更値Ｉａ１に更新するため、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上にならないよう吐出容量が減少される。
一方、変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎ以下となった場合は、車両、空調システム又は圧縮機１００に何らかの異常が発生したものとして、圧縮機１００が停止される。
【０１０４】
図１３は、図８中の制御電流上限値増大ルーチンＳ１９の詳細を示すフローチャートである。
制御電流上限値増大ルーチンＳ１９では、まず、現在設定されている制御電流Ｉが読み込まれる（Ｓ２５０）。それから、読み込まれた制御電流Ｉに所定値ΔＩ１を加算することにより、変更値Ｉａ２が演算される（Ｓ２５１）。
【０１０５】
演算された変更値Ｉａ２は、可変上限値Ｉｍａｘの初期値Ｉｍａｘｉ以上であるか否か比較判定される（Ｓ２５２）。Ｓ２５２の判定結果がＹｅｓの場合、つまり演算された変更値Ｉａ２が初期値Ｉｍａｘｉ以上である場合、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、初期値Ｉｍａｘｉに書き換えられて更新されるとともに（Ｓ２５３）、フラグＦ１が０に設定され（Ｓ２５４）、それから、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
【０１０６】
Ｓ２５２の判定結果がＮｏの場合には、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、演算された変更値Ｉａ２に書き換えられて更新されてから（Ｓ２５５）、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
つまり、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上に一度なると、メインルーチンのＳ１７で状態値としてのフラグＦ１が１に設定され、その後吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨより低下した場合、Ｓ１５により当該制御電流上限値増大ルーチンＳ１９が実行される。制御電流上限値増大ルーチンＳ１９では、現在の制御電流Ｉを増加させることにより変更値Ｉａ２を演算し、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘを変更値Ｉａ２に更新し、更新は、可変上限値Ｉｍａｘがその初期値Ｉｍａｘｉ以上になるまで継続される。これにより、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上にならない程度で可変上限値Ｉｍａｘが増加され、これにより本来の空調制御に使用可能な制御電流Ｉの範囲が拡大される。
【０１０７】
上述した可変容量圧縮機１００のための容量制御弁３００では、吐出圧力Ｐｄに対し、吸入圧力Ｐｓ及びソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）が対抗するように弁体３１２に作用する。かかる容量制御弁３００を用いた可変容量圧縮機１００のための容量制御システムＡの場合、吸入圧力Ｐｓの目標値である目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとに基づいて、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉを調整することにより、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定範囲、換言すれば、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【０１０８】
そして、この容量制御システムＡでは、吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓとに基づいて制御電流Ｉを調整することによって、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態及び弁体３１２と感圧器３３８とが連結されている状態の両方の状態において、吸入圧力Ｐｓの制御が実行される。従来の容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されると、もはや吸入圧力Ｐｓの制御が実行不可能であったが、この容量制御システムＡでは、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されていても、吸入圧力Ｐｓの制御が継続される。このため、容量制御システムＡでは、感圧器３３８を用いているにもかかわらず、吸入圧力Ｐｓｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【０１０９】
上述した容量制御システムＡでは、電流調整手段が、弁体３１２と感圧器３３８との間の断続に対応して式（４）又は式（８）に基づいて適切な制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
上述した容量制御システムＡでは、式（４）が、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態での容量制御弁３００の動作を反映するよう決定され、式（８）が、弁体３１２と感圧器３３８とが連結された状態での容量制御弁３００の動作を反映するよう決定されることにより、電流調整手段が適切な制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
【０１１０】
上述した容量制御システムＡでは、動作切換圧力Ｐｓｂを含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように目標吸入圧力を設定することによって、容量制御弁３００ごとに動作切換圧力Ｐｓｂがばらついていたとしても、電流調整手段が、弁体３１２と感圧器３３８との間の断続に確実に対応して制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
【０１１１】
上述した容量制御システムＡの容量制御弁３００では、弁体３１２の軸線方向に相互に離間した支持部材３１５及び挿通孔３３０の壁面によって、弁体３１２及び伝達ロッド３３４をそれぞれ支持することによって、弁体３１２が安定に支持される。
そして、容量制御弁３００では、弁体３１２及び伝達ロッド３３４が弁室３０４及び挿通孔３３０の壁面に対して傾いたときに、弁体３１２及び伝達ロッド３３４と支持部材３１５及び挿通孔３３０の壁面とがそれぞれ１箇所で当接する２点支持構造としているため、弁体３１２に対して横力が作用してもかじりが防止され、弁体３１２の円滑な移動が確保される。
【０１１２】
上述した容量制御システムＡの容量制御弁３００では、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、前述の式（６）に示したように、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積が、ベローズ３４６の有効面積Ｓｂとシール面積Ｓｖとの和から伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。一方、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されているとき、前述の式（２）に示したように、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積が、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【０１１３】
従って、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積は、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されているときに比べて有効面積Ｓｂの分だけ大幅に増大する。この結果として、この容量制御システムＡでは、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、弁体３１２に作用する吸入圧力Ｐｓの荷重が大幅に増大して、吸入圧力Ｐｓに対する感度が向上し、吸入圧力Ｐｓの制御精度が向上する。
【０１１４】
また上述した容量制御弁３００では、式（３）と式（７）とを比較すると、式（７）におけるＩの係数（−Ａ／（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２））及びＰｄの係数（（Ｓｖ−Ｓｒ２）／（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２））の絶対値が、式（３）におけるＩの係数（−Ａ／（Ｓｖ−Ｓｒ２））及びＰｄの係数（＝１）の絶対値よりもそれぞれ小さい。なぜならば、Ｓｒ２＜Ｓｖ＝Ｓｒ１＜Ｓｂの関係が成立しているからである。
【０１１５】
この場合、図５に示したように、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されることにより、非連結のときに比べて、制御電流Ｉ又は吐出圧力Ｐｄの変化量に対する目標吸入圧力Ｐｓｓの変化量の割合が格段に小さくなり、吸入圧力Ｐｓの制御精度が高くなる。
以下、本発明の第２実施形態に係る可変容量圧縮機のための容量制御システムＢについて説明する。図１を参照すると、容量制御システムＢは、容量制御弁３００に代えて、容量制御弁５００を有する。図１４は、容量制御弁５００の構成を示しているが、容量制御弁５００において、容量制御弁３００と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
容量制御弁５００は、容量制御弁３００では弁体３１２と一体であった伝達ロッド３３４に代えて、弁体３１２とは別体の伝達ロッド５０２を有する。伝達ロッド５０２の一端部はキャップ３４８の円筒部に圧入されており、伝達ロッド５０２の他端部が、感圧器３３８の伸縮に対応して弁体３１２の端面に接離する。すなわち、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低下すると、感圧器３３８が伸張して伝達ロッド５０２が弁体３１２の端面に当接し、伝達ロッド５０２を介して弁体３１２と感圧器３３８との間が連結される。
【０１１７】
容量制御システムＢも、容量制御システムＡと同様に図８のメインルーチンを実行するけれども、その制御電流演算ルーチンＳ１０４におけるステップＳ２２１の演算式は、上述した式（４）とは異なる。これは、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態にあるときに、弁体３１２の端面に対し、シール面積Ｓｖに相当する領域にて吐出圧力Ｐｄが作用するからである。
【０１１８】
弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁体３１２の端面において吐出圧力Ｐｄが作用する領域を第１受圧面５０４と呼ぶこととすると、第１受圧面５４０は円形状である。この場合、動作切換圧力Ｐｓｂは、伝達ロッド５０２の横断面積もＳｒ２であるとすると、以下の式（９）及び式（１０）に基づいて求めることができる。
【０１１９】
【数３】
【０１２０】
式（１０）から、動作切換圧力Ｐｓｂは吐出圧力Ｐｄに応じて変化し、図１５に示したように、吐出圧力Ｐｄが高くなるにつれて、小さくなることがわかる。また、動作切換圧力Ｐｓｂは、伝達ロッド５０２の横断面積Ｓｒ２に応じて変化し、伝達ロッド５０２の外径を調整することによって、動作切換圧力Ｐｓｂを調整可能である。
第２実施形態からは、伝達ロッド５０２が弁体３１２と別体であってもよいことがわかる。
【０１２１】
以下、本発明の第３実施形態に係る可変容量圧縮機のための容量制御システムＣについて説明する。図１を参照すると、容量制御システムＣは、容量制御弁３００に代えて、容量制御弁６００を有する。図１６は、容量制御弁６００の構成を示しているが、容量制御弁６００において、容量制御弁３００と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
容量制御弁６００のバルブハウジング６０２は、弁室６０４の形状において、容量制御弁３００のバルブハウジング３０２とは異なっている。
具体的には、弁ハウジング６０２の内部には、第１の空間６０６、第２の空間６０８及び第３の空間６１０が駆動ユニット側からこの順序で形成され、第１の空間６０６、第２の空間６０８及び第３の空間６１０は、いずれも円柱形状を有し、同軸上に直列に配置されて弁室６０２を形成している。第１の空間６０６の外径は、第２の空間６０８の外径よりも大きく、第２の空間６０８の外径は、第３の空間６１０の外径よりも大きい。弁孔３１０は、弁室６０４の第３の空間６１０に開口している。
【０１２３】
弁室６０４内に配置された弁体６１２は、相互に同軸に連結されたそれぞれ円柱形状の小径部６１４及び大径部６１６を有し、小径部６１４は、第２の空間６０８及び第３の空間６１０内に配置されている。小径部６１４の外径は、弁孔３１０の内径よりも大きく、小径部６１４は、弁孔３１０が開口したバルブハウジング３０２の区画壁に当接することにより弁孔３１０の一端を閉塞可能である。
【０１２４】
大径部６１６の外径は、小径部６１４の外径よりも大であり、且つ、第２の空間６０８の直径に略等しい。大径部６１６は、第１の空間６０６内に部分的に突出しているけれども、大径部６１６の少なくとも一部は、第２の空間６０８を囲むバルブハウジング３０２の周壁の領域に対して摺動自在に嵌合している。このため、大径部６１６の一部によって、弁室６０４の内部は、流動領域６１８と感圧領域６２０とに気密に仕切られている。
【０１２５】
そして、第２の空間６０８と第３の空間６１０との境界には、環状の段差面が形成されており、この段差面と、弁体６１２の大径部６１６との間には、圧縮コイルばねからなる開放ばね６２２が配置されている。開放ばね６２２は、弁体６１２を開弁方向に付勢している。
弁体６１２の小径部６１４の端面には、伝達ロッド３３４が一体に連結されており、容量制御弁６００にあっても、弁体６１２と感圧器３３８とが断続可能に連結されている。
【０１２６】
ここで、容量制御弁６００の第１ポート３１８には、給気通路１６０の上流側部分が接続され、流動領域６１８は、吐出室１４２と連通している。一方、容量制御弁６００の第２ポート３２８には、給気通路１６０の下流側部分が接続され、弁孔３１０は、クランク室１０５と連通している。
上述した容量制御弁６００にあっては、弁体６１２の小径部６１４が弁孔３１０を閉じた時に、弁孔３１０を閉じるために必要なシール面積Ｓｖは、容量制御弁３００の場合と同じく、弁孔３１０の開口面積と等しい。
【０１２７】
容量制御弁６００では、小径部６１４の端面に伝達ロッド３３４が連なっている。このため、小径部６１４が弁孔３１０を閉じた時に、小径部６１４の端面においてクランク圧力Ｐｃが作用する領域を第１受圧面６２４と呼ぶこととすると、第１受圧面６２４は環状である。そして、第１受圧面６２４の面積は、伝達ロッド３３４の横断面積をＳｒ２とすると、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【０１２８】
一方、弁体６１２の大径部６１６については、感圧領域６２０に面する大径部６１６の端面に対して、閉弁方向に吸入圧力Ｐｓが作用する。このとき、大径部６１６の端面における、吸入圧力Ｐｓが閉弁方向に作用する領域を第２受圧面６２６と呼ぶこととすると、第２受圧面６２６の面積（以下、感圧面積Ｓｒ３ともいう）は、大径部６１６の横断面積に実質的に等しい。
【０１２９】
更に、流動領域６１８に面する弁体６１２には、開弁方向に吐出圧力Ｐｄが作用する。吐出圧力Ｐｄが作用する面積は、感圧面積Ｓｒ３からシール面積Ｓｖを差し引いた値（Ｓｒ３−Ｓｖ）である。
なお、大径部６１６の外径は弁孔３１０の内径よりも大きいため、容量制御弁６００にあっては、感圧面積Ｓｒ３がシール面積Ｓｖよりも大に形成されている（Ｓｒ３＞Ｓｖ）。
【０１３０】
この場合、弁体６１２に作用する力は、吐出圧力Ｐｄ、クランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）、吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３３６の電磁力Ｆ（Ｉ）、開放ばね６２２の付勢力ｆｓ１、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３である。なお、説明の便宜上、開放ばね６２２の付勢力を開放ばね３２６と同じくｆｓ１と表した。
【０１３１】
これらの力の関係は、以下の式（１１）及び式（１５）で示され、式（１１）は、弁体６１２と感圧器３３８とが切り離されているときの力の関係を表しており、式（１５）は、弁体６１２と感圧器３３８とが連結されているときの力の関係を表している。
Ｐｃ＝Ｐｓ＋αとして式（１１）及び式（１５）をそれぞれ変形すると式（１２）及び式（１６）となる。Ｐｃ＝Ｐｓ＋α、すなわち、クランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差αが略一定の範囲に入ることは、経験的に知られている。
【０１３２】
そして、式（１２）及び式（１６）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（１３）、式（１４）、式（１７）及び式（１８）が得られる。
【０１３３】
【数４】
【０１３４】
式（１３）及び式（１７）から、吐出圧力Ｐｄ、開放ばね６２２の付勢力ｆｓ１及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３３６の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用することがわかる。
そして、式（１３）及び式（１７）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。
【０１３５】
つまり、第３実施形態から、弁室６１４の感圧領域６１８に吐出圧力Ｐｄを供給し、弁孔３１０にクランク圧力Ｐｃを供給してもよいことがわかる。
本発明は、上述した第１乃至第３実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
第１実施形態の容量制御システムＡの容量制御弁３００では、第１受圧面積Ｓｒ１とシール面積Ｓｖとを等しくすることにより（Ｓｒ１＝Ｓｖ）、弁体３１２に対して開弁方向又は閉弁方向にクランク圧力Ｐｃが作用しないようにしたけれども、第１受圧面積Ｓｒ１とシール面積Ｓｖとを異ならせることにより（Ｓｒ１≠Ｓｖ）、弁体３１２に対して開弁方向又は閉弁方向にクランク圧力Ｐｃが作用するようにしてもよい。
【０１３６】
第１施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃの容量制御弁３００，５００，６００においては、感圧室３３２と吸入室１４０とを、内部流路３３６を介して連通させたけれども、これらを直接連通させてもよい。
第１施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃの容量制御弁３００，５００，６００においては、吸入圧力Ｐｓがソレノイドロッド３７８を介して弁体３１２，６１２に作用するように、弁室３０４，６０４内を流動領域３１６，６１８と感圧領域３２０，６２０とに仕切ったけれども、流動領域３１６，６１８と感圧領域３２０，６２０とを仕切る仕切り手段は特に限定されない。
【０１３７】
仕切り手段として、例えばベローズやダイアフラムを用いてもよく、一端が開口し、他端が閉塞した小型のベローズを用いた場合、ベローズの閉塞端を、弁孔３１０とは反対側の弁体３１２，６１２の一端に固定する。ソレノイドロッド３７８の先端側の部分は、ベローズの開口端を通じてベローズの内側に挿入され、ソレノイドロッド３７８の先端をベローズの閉塞端の内面に連結する。これにより、ソレノイドロッド３７８が電磁力Ｆ（Ｉ）にて弁体３１２，６１２を付勢可能にする。そして、ベローズの内側の圧力は吸入圧力Ｐｓに等しくなるようにし、弁体３１２に吸入圧力Ｐｓを作用させる。
【０１３８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用された圧縮機１００は、クラッチレス圧縮機であったが、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、電磁クラッチを装着した圧縮機にも適用可能である。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い。揺動板式の圧縮機は、揺動板を揺動させるための要素を有し、斜板１０７及びこの要素をまとめて斜板要素という。圧縮機１００は、電動モータで駆動されるものであってもよい。
【０１３９】
なお、可変容量圧縮機１００が斜板式や揺動板式の往復動圧縮機である場合、斜板要素の最小傾角で規定される最小のピストンストロークが非常に小さく、吐出容量の可変範囲が広い。この結果として、第１乃至第３実施形態に係る容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、吸入圧力Ｐｓの制御範囲を拡大したことと、可変容量圧縮機１００の吐出容量の可変範囲が広いこととが相まって、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が有効に拡大される。
【０１４０】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用された圧縮機１００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に絞り要素として固定オリフィス１０３ｃを配置したが、絞り要素として、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。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用される冷凍サイクル１０では、冷媒はＲ１３４ａや二酸化炭素に限定されず、その他の新冷媒を使用してもよい。つまり、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、従来の空調システムのみならず新規な空調システムにも適用可能である。
【０１４１】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、外部情報検知手段として、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１と蒸発器温度センサ４０２とを有し、空調システムの目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと制御量である蒸発器出口空気温度Ｔｅに基づいて目標吸入圧力Ｐｓｓを演算したけれども、目標吸入圧力Ｐｓｓを演算するための外部情報検知手段はこれに限定されない。
【０１４２】
すなわち、以下に示す熱負荷に関する情報、圧縮機１００の運転状態に関する情報、及び、車両の運転状態に関する情報のうちから選択された１つ若しくは複数の情報を外部情報検知手段によって検知し、当該外部情報に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
＜熱負荷＞
外気温度、外気湿度、日射量、空調システム各種設定（蒸発器ファンの送風量、内外気切換ドア位置、車内温度設定、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、空気回路における蒸発器１８の入口での空気の温度及び湿度等。
＜圧縮機及び車両の運転状態＞
エンジン回転数、圧縮機回転数、車速、アクセル開度（スロットル開度）、ギアシフト位置、ブレーキ踏み込み量、ラジエータ冷却水温度、エンジンオイル温度、圧縮機１００の吐出圧力Ｐｄ、圧縮機１００の各部温度、圧縮機１００の振動、圧縮機１００の目標トルク等。
【０１４３】
具体的には、例えば、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと熱負荷に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。あるいは、吐出圧力Ｐｄ又は圧縮機１００のトルクが目標値に近付くように、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
更に、圧縮機１００及び車両の運転状態に関する外部情報に基づいて目標吸入圧力Ｐｓｓを設定し、圧縮機１００の機械的負荷を調整しても良い。
【０１４４】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、Ｓ２０２において偏差ΔＴがゼロに近付き、目標吸入圧力Ｐｓｓが下限閾値Ｐ１と上限閾値Ｐ２に交互に繰り返し設定されるような場合には、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを変更するような指令信号を、制御装置４００を構成するＥＣＵからエアコン用ＥＣＵに出力させてもよい。これにより、目標吸入圧力Ｐｓｓが、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲外で収束するようになり、蒸発器出口空気温度Ｔｅの変動が抑制される。
【０１４５】
換言すれば、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、目標吸入圧力設定手段４１０が、演算される制御電流Ｉの候補値が、動作切換圧力Ｐｓｂを含む所定の範囲内に繰り返し入るときに、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１が、車両用空調システムの目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを変更するようにしてもよい。これによって車両用空調システムの制御量である蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓの上下で変動することが回避され、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓに近付く。この結果として、これらの容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、吸入圧力制御の安定性が確保される。
【０１４６】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、時間ｔ１ごとに目標吸入圧力Ｐｓｓを更新することとし、時間ｔ１を５秒に設定したけれども、１秒＜ｔ１＜１０秒の範囲を目安として時間ｔ１を設定することができる。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、制御電流Ｉを更新（演算）する時間をｔ２とすれば、０．１秒＜ｔ２＜１秒の範囲を目安として時間ｔ２を設定することができる。
【０１４７】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，ＣのＳ２０３では、設定された目標に対して現在値が近付くように目標吸入圧力Ｐｓｓを設定するものであれば、どのような演算式を用いてもよい。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉとしたけれども、Ｆ（Ｉ）＝ａ１・Ｉ＋ａ２としてもよく、非線形としても良い。
【０１４８】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、制御装置４００のソレノイド駆動手段４１３は、制御電流Ｉを検知するための検知手段を有していなくてもよい。この場合、制御電流Ｉとデューティ比との相関を予め求めておき、当該相関に基づいて、制御電流演算ルーチンＳ１０４のＳ２２１及びＳ２２２において、直接デューティ比を演算すればよい。
【０１４９】
第１乃至第３実施形態に係る容量制御弁３００，５００，６００では、感圧器３３８が真空の領域と吸入圧力Ｐｓの領域とを区画する部材としてベローズ３４６を有していたけれども、ベローズ３４６の代わりにダイアフラムを用いても良い。
最後に、第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、車両用空調システム以外の空調システムにも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】第１実施形態に係る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２】図１の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。
【図３】図２の容量制御弁において、弁体と感圧器とが切り離されている状態にあるときの感圧室近傍を拡大して示した図である。
【図４】図２の容量制御弁において、弁体と感圧器とが連結されている状態にあるときの感圧室近傍を拡大して示した図である。
【図５】図２の容量制御弁における制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【図６】図１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７】図６の容量制御システムにおける、ソレノイド駆動手段の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図６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９】図８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１０】図９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１１】図９の吸入圧力制御ルーチンに含まれる制御電流演算ルーチンの制御フローチャートである。
【図１２】図８のメインルーチンに含まれる制御電流上限値減少ルーチンの制御フローチャートである。
【図１３】図８のメインルーチンに含まれる制御電流上限値増大ルーチンの制御フローチャートである。
【図１４】図１の圧縮機における第２実施形態に係る容量制御弁の接続状態を説明するための図である。
【図１５】図１４の容量制御弁における制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【図１６】図１の圧縮機における第３実施形態に係る容量制御弁の接続状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５１】
３００ 容量制御弁
３１２ 弁体
３３８ 感圧器
３６４ ソレノイド
４００ 制御装置
４０１ 蒸発器目標出口空気温度設定手段（外部情報検知手段）
４０２ 蒸発器温度センサ（外部情報検知手段）
４０３ 圧力センサ（吐出圧力検知手段）
４１０ 目標吸入圧力設定手段
４１２ 制御信号演算手段（電流調整手段）
４１３ ソレノイド駆動手段（電流調整手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量圧縮機のための容量制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが内部に区画形成されたハウジングと、このハウジングのシリンダボアに配設されたピストンと、ハウジング内に回転可能に支持されてエンジンを動力源として回転する駆動軸と、この駆動軸の回転をピストンの往復運動に変換する変換機構を備えており、このピストンが駆動軸の回転力を得て往復運動することで、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入が成されると共に、この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が成されるようになっている。
【０００３】
この往復動型の可変容量圧縮機において、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）を変化させることで可変となっており、吐出容量を制御する容量制御弁は、吐出室とクランク室とを連通する給気通路に配置され、一方、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ている。
吐出容量の制御には吸入室の圧力（吸入圧力）を制御対象とする吸入圧力制御があり、吸入圧力制御を実行するための容量制御弁には、ソレノイドとともに、吸入圧力を感知するための感圧器を内蔵するものがある（例えば特許文献１参照）。このような容量制御弁を用いた可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力の目標である目標吸入圧力がソレノイドの電磁力即ち通電量によって決定され、吸入圧力は、目標吸入圧力に近付くように感圧器によって機械的にフィードバック制御される。
【０００４】
より詳しくは、感圧器は、例えばベローズ若しくはダイアフラムを用いて構成される。ベローズを用いた感圧器の場合、真空又は大気圧に保たれたベローズの内側に圧縮コイルばねが配置され、ベローズの一端には、外側から吸入圧力が作用する。従って、感圧器のベローズは、吸入圧力の減少に伴い伸張しようとする。
容量制御弁の弁体は、ソレノイドの電磁力とともに、感圧器のベローズが伸張しようとして発生する押圧力が作用するよう配置されている。そして、吸入圧力がソレノイドの通電量に対応して定まる目標吸入圧力に収束するよう、ベローズが伸縮することにより容量制御弁の開度が変化する。
【特許文献１】特開平１１−１０７９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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ときには、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。しかしながら、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、吸入圧力がすでに高くなっているため、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。
【０００６】
このような問題は、ベローズを有する感圧器を内蔵した容量制御弁を用いた場合、吸入圧力の制御範囲の上限が低いことに起因している。具体的には、特許文献１の図２は、冷媒がＲ１３４ａのときの吸入室の圧力とソレノイドに供給される電流との関係を示し、吸入圧力の制御範囲の上限は、0.3〜0.4MPaの範囲にある。熱負荷が大きい場合でも吐出容量制御を可能とするためには、この上限を高くして吸入圧力の制御範囲を大幅に拡大する必要がある。
【０００７】
吸入圧力の制御範囲を拡大する手段としては、ソレノイドにより発生する電磁力を大きくすればよいが、制御範囲を大幅に拡大するにはソレノイドの大型化は避けられず、設計的に合理的な手段とはいえない。
制御範囲を拡大する別の手段として、ベローズを小型化し、吸入圧力を感知するベローズの感圧面積（有効面積）を小さくすることも考えられる。しかしながら、真空又は大気圧となっているベローズの内部には、コイルばねとともに、ベローズの伸縮量を規制するストッパを設ける必要があるため、ベローズの小型化には限界がある。
【０００８】
また、吸入圧力を感知するために、ベローズに代えてダイアフラムを感圧器に使用したとしても、ダイアフラムの感圧面積を小さくすると、その寿命を確保すべくダイアフラムの変位量、即ち弁ストロークも小さくしなければならない。このため、ダイアフラムを用いた感圧器の小型化にも限界がある。
本発明は、上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、吸入圧力制御の制御範囲が拡大された可変容量圧縮機のための容量制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、制御圧力を調整するための容量制御弁と前記容量制御弁を作動させるための制御装置とを具備し、前記制御圧力を調整することにより可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機のための容量制御システムにおいて、前記容量制御弁は、ソレノイドと、前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力及び前記ソレノイドの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、前記弁体と断続可能に連結され、前記吸入室の圧力が動作切換圧力よりも低下するのに連れて大きくなる押圧力を前記開弁方向にて前記弁体に作用させる感圧器とを有し、前記制御装置は、前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出室の圧力及び前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力に基づいて前記容量制御弁のソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段とを有し、前記弁体と前記感圧器とが連結されている状態、及び、前記弁体と前記感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、前記目標吸入圧力設定手段は前記目標吸入圧力を設定し、前記電流調整手段は前記ソレノイドに供給される電流を調整することを特徴とする可変容量圧縮機のための容量制御システムが提供される（請求項１）。
【００１０】
好ましくは、前記電流調整手段は、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力以上であるときには第１演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算し、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力よりも低いときには、前記第１演算式とは異なる第２演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算する（請求項２）。
【００１１】
好ましくは、前記第１演算式は、前記弁体と前記感圧器とが切り離された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定され、
前記第２演算式は、前記弁体と前記感圧器とが連結された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定されている（請求項３）。
好ましくは、前記目標吸入圧力設定手段は、前記動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように前記目標吸入圧力を設定する（請求項４）。
【００１２】
好ましくは、空調システムにおける制御量と目標値との偏差を検知する外部情報検知手段を更に備え、前記目標吸入圧力設定手段は、前記空調システムにおける制御量と目標値との偏差に基づいて前記目標吸入圧力の候補値を繰り返し演算し、且つ、演算された前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲にある場合、前記目標値に前記制御量が近付くように前記目標吸入圧力の候補値を前記所定の範囲よりも大若しくは小となるように変更して前記目標吸入圧力を設定し、前記空調システムの目標値は、前記目標吸入圧力設定手段によって演算される前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに変更される（請求項５）。
【００１３】
好ましくは、前記可変容量圧縮機は、吐出室、クランク室、吸入室、及びシリンダボアが内部に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を備え、前記制御圧力が前記クランク室の圧力である（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１の可変容量圧縮機のための容量システムでは、弁体に対して、吐出室の圧力（吐出圧力）と、吸入室の圧力（吸入圧力）及びソレノイドの電磁力とが対抗するように作用し、且つ、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と、目標吸入圧力設定手段によって設定された目標吸入圧力とに基づいて、電流調整手段がソレノイドに供給する電流を調整することによって、吸入圧力を制御対象としながら、吸入圧力の制御範囲が大幅に拡大される。
【００１５】
そして、この容量制御システムでは、吐出圧力と目標吸入圧力とに基づいてソレノイドに供給する電流を調整することによって、弁体と感圧器とが切り離された状態及び弁体と感圧器とが連結されている状態の両方の状態において、吸入圧力の制御が実行される。すなわち、従来の容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されると、もはや吸入圧力の制御が実行不可能であったが、この容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されたとしても、吸入圧力の制御が継続される。このため、この容量制御システムでは、感圧器を用いているにもかかわらず、吸入圧力の制御範囲が大幅に拡大される。
【００１６】
請求項２の可変容量圧縮機のための容量制御システムでは、電流調整手段が、弁体と感圧器との間の断続に対応して第１演算式又は第２演算式に基づいて適切な電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
請求項３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、第１演算式が、弁体と感圧器とが切り離された状態での容量制御弁の動作を反映するよう決定され、第２演算式が、弁体と感圧器とが連結された状態での容量制御弁の動作を反映するよう決定されることにより、電流調整手段が適切な電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
【００１７】
請求項４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように目標吸入圧力を設定することによって、容量制御弁ごとに動作切換圧力がばらついていたとしても、電流調整手段が、弁体と感圧器との間の断続に確実に対応して電流を演算する。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御精度が良好に保たれる。
【００１８】
請求項５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、目標吸入圧力設定手段の演算手段によって演算される電流の候補値が、動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに、目標値変更手段が空調システムの目標値を変更する。これによって、空調システムの制御量が目標値の上下で変動することが回避され、制御量が目標値に近付く。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力制御の安定性が確保される。
【００１９】
請求項６の可変容量圧縮機の容量制御システムが適用される可変容量圧縮機は、斜板要素の最小傾角で規定される最小のピストンストロークが非常に小さく、吐出容量の可変範囲が広い。この結果として、この容量制御システムでは、吸入圧力の制御範囲を拡大したことと、可変容量圧縮機の吐出容量の可変範囲が広いこととが相まって、吸入圧力の制御範囲が有効に拡大される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る可変容量圧縮機のため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を示しており、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、圧縮機１００の吐出容量に応じて循環路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。
【００２１】
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で冷却される。
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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のプーリとの間にベルト１１５が架け回される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、略円筒形状のバルブハウジング３０２を有し、バルブハウジング３０２は、弁ユニット側に弁室３０４を有する。弁室３０４は、同軸上に連なるそれぞれ円柱状の第１の空間３０６と第２の空間３０８とからなり、第１の空間３０６は第２の空間３０８よりも大径である。
【００３１】
第１の空間３０６は、第２の空間３０８よりも駆動ユニット側に位置付けられてバルブハウジング３０２の端に位置し、駆動ユニットに向けて開口している。第１の空間３０６とは反対側の第２の空間３０８の端部を区画するバルブハウジング３０２の区画壁には、弁孔３１０の一端が開口し、弁孔３１０も第１の空間３０６及び第２の空間３０８と同軸上を延びている。
【００３２】
弁室３０４内には、円柱形状の弁体３１２が同心上に配置され、弁体３１２は、第１の空間３０６から第２の空間３０８に亘っている。弁体３１２は、相互に同軸且つ一体に形成されたそれぞれ円柱形状の軸部３１３と大径端部３１４とからなる。軸部３１３の外径は、弁孔３１０の内径に等しく、且つ、大径端部３１４の外径よりも小である。
また、弁室３０４内には環状の支持部材３１５が固定され、支持部材３１５は第２の空間３０８を区画するバルブハウジング３０２の周壁の部分に圧入されている。弁体３１２は支持部材３１５を摺動自在に貫通しており、支持部材３１５によって弁体３１２の軸部３１３は往復動可能に支持されている。
【００３３】
支持部材３１５は弁室３０４内を２つの領域に区画している。２つの領域のうち一方は、流動領域３１６であり、流動領域３１６を区画する弁ハウジング３０２の周壁の部分には、第１ポート３１８が形成されている。出口ポートとしての第１ポート３１８には、給気通路１６０の下流側部分が接続され、流動領域３１６は、第１ポート３１８及び給気通路１６０の下流側部分を通じてクランク室１０５と連通している。
【００３４】
２つの領域のうち他方は感圧領域３２０であり、感圧領域３２０を区画する弁ハウジング３０２の周壁の部分には、感圧ポート３２２が形成されている。感圧ポート３２２には、感圧通路１６６が接続され、感圧領域３２０は、感圧ポート３２２及び感圧通路１６６を通じて吸入室１４０と連通している。
ここで、流動領域３１６内の大径端部３１４の端面は、バルブハウジング３０２の区画壁に当接して弁孔３１０を閉塞可能であり、従って、バルブハウジング３０２の区画壁は弁座としての機能を有する。
【００３５】
一方、感圧領域３２０内の軸部３１３の端部には、スナップリング３２４が嵌合され、スナップリング３２４と支持部材３１５との間には、円錐コイルばねからなる開放ばね３２６が配置されている。開放ばね３２６は、その小径側がスナップリング３２４に当接し、その大径側が支持部材３１５に当接することにより、開弁方向に弁体３１２を付勢している。
【００３６】
弁室３０４とは反対側の弁孔３１０の他端部を区画するバルブハウジング３０２の周壁の部分には、第２ポート３２８が形成され、入口ポートとしての第２ポート３２８には、給気通路１６０の上流側部分が接続されている。従って、弁孔３１０は、第２ポート３２８及び給気通路１６０の上流側部分を通じて、吐出室１４２と連通している。
また、弁孔３１０の他端部には同軸に挿通孔３３０が連なり、挿通孔３３０は弁孔３１０よりも小径である。挿通孔３３０は、バルブハウジング３０２の先端側に区画された感圧室３３２に開口している。弁体３１２の大径端部３１４の端面には、伝達ロッド３３４が同軸且つ一体に連結され、伝達ロッド３３４の先端は、感圧室３３２内に到達している。伝達ロッド３３４は、大径端部３１４及び弁孔３１０よりも小径であり、挿通孔３３０を摺動自在に貫通している。
【００３７】
一方、バルブハウジング３０２には、内部流路３３６が設けられ、内部流路３３６は、感圧室３３２と感圧領域３２０との間を延びている。従って、感圧室３３２の圧力は、感圧領域３２０の領域、すなわち吸入室１４０の圧力と等しくなる。
感圧室３３２の内部には、感圧器３３８が収容されている。感圧器３３８は、円板形状のベース３４０を有し、ベース３４０は、バルブハウジング３０２の周壁の開口端に対して圧入され、これにより気密に嵌合される。ベース３４０の内面の中央からは、円柱形状のストッパ３４２が一体に突出し、ストッパ３４２の周囲には、圧縮コイルばね３４４の一端が嵌められている。
【００３８】
また、ベース３４０の内面上には、ベローズ３４６の一端が気密に固定され、ベローズ３４６は、ストッパ３４２及び圧縮コイルばね３４４を囲んでいる。圧縮コイルばね３４４及びベローズ３４６は、バルブハウジング３０２の軸線方向、則ち、開弁方向又は閉弁方向に伸縮可能である。
ベローズ３４６の他端にはキャップ３４８が配置され、キャップ３４８は、円筒部と、円筒部の一端に連なるフランジ部と、円筒部の他端を閉塞する端壁部３５０とからなる。キャップ３４８のフランジ部は、ベローズ３４６に気密に固定されて感圧器３３８の端面を形成し、一方、キャップ３４８の円筒部及び端壁部３５０は、感圧器３３８の端面からストッパ３４２に向けて凹んだ凹部を形成している。
【００３９】
感圧器３３８の内部は真空（減圧状態）にされ、感圧器３３８は、周囲の圧力、即ち感圧室３３２の圧力に応じて伸縮する。感圧器３３８の伸縮に伴い、キャップ３４８は、弁体３１２に対し接離するように開弁方向又は閉弁方向に変位する。ただし、感圧器３３８の伸縮量には限界があり、キャップ３４８の端壁部３５０がストッパ３４２に当接することにより、感圧器３３８の収縮は制限される。
【００４０】
伝達ロッド３３４の先端は、感圧器３３８のキャップ３４８の凹部内に到達しており、キャップ３４８の端壁部３５０は、感圧器３３８の伸縮量に対応して、伝達ロッド３３４の先端に対して接離可能である。図３は、感圧器３３８が収縮して、伝達ロッド３３４の先端がキャップ３４８の端壁部３５０から離間した状態を示しており、この状態では、感圧器３３８と弁体３１２との間は切断されている。
【００４１】
一方、図４は、図３に比べて感圧器３３８が伸張して、伝達ロッド３３４の先端が、キャップ３４８の端壁部３５０に対し当接した状態を示しており、この状態では、感圧器３３８と弁体３１２との間が伝達ロッド３３４を介して連結されている。このように、吸入室１４０の圧力（以下、吸入圧力Ｐｓという）が低下して感圧器３３８のキャップ３４８が弁体３１２に向けて変位し、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に当接すると、伝達ロッド３３４を介して弁体３１２が開弁方向に押圧される。
【００４２】
伝達ロッド３３４の先端は、感圧器３３８が最も収縮したときでもキャップ３４８の円筒部から抜けることはなく、キャップ３４８の円筒部は、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に対して接離する際にガイドとして機能する。
なお、感圧器３３８のベース３４０の圧入量は、容量制御弁３００が所望の動作をするように調整される。
【００４３】
再び図２を参照すると、駆動ユニットは略円筒形状のソレノイドハウジング３６０を有し、ソレノイドハウジング３６０はバルブハウジング３０２の他端に同軸的に連結されている。弁ユニットとは反対側のソレノイドハウジング３６０の開口端には、環状のエンドキャップ３６２が嵌合され、ソレノイドハウジング３６０内には、樹脂材料で表面を固められたソレノイド３６４が収容されている。
【００４４】
またソレノイドハウジング３６０内には、同心上に略円筒形状の固定コア３６６が収容され、固定コア３６６は、バルブハウジング３０２の端からエンドキャップ３６２に向けてソレノイド３６４の中央まで延びている。固定コア３６６は、バルブハウジング３０２と協働して弁室３０４を区画しており、固定コア３６６の中央を貫通する貫通孔３６８が弁室３０４に開口している。なお、弁室３０４の感圧領域３２０内に突出した固定コア３６６の突出部３７０において、貫通孔３６８の内径は縮小されている。
【００４５】
固定コア３６６のエンドキャップ３６２側には外側からスリーブ３７２が嵌合され、スリーブ３７２はエンドキャップ３６２側に閉塞端を有する。固定コア３６６とスリーブ３７２の閉塞端との間には、略円筒形状の可動コア３７４を収容する可動コア収容空間３７６が規定されている。
固定コア３６６の貫通孔３６８には、ソレノイドロッド３７８が挿通され、ソレノイドロッド３７８は固定コア３６６の突出部３７０によって摺動可能に支持されている。ソレノイドロッド３７８の一端は、弁体３１２の端面に当接し、ソレノイドロッド３７８の他端は、可動コア収容空間３７６内に突出している。ソレノイドロッド３７８の他端部は、可動コア３７４の嵌合孔に嵌合され、ソレノイドロッド３７８と可動コア３７４とは一体化されている。
【００４６】
また、可動コア３７４と、スリーブ３７２の閉塞端との間には、スペーサ３８０が配置され、スペーサ３８０と可動コア３７４との間には、可動コア３７４を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね３８２が配置されている。ただし、可動コア３７４と固定コア３６６との間には所定の隙間が確保されている。
固定コア３６６の突出部３７０には、径方向孔３８４が形成され、径方向孔３８４及び貫通孔３６８を通じて、弁室３０４の感圧領域３２０と可動コア収容空間３７６とが連通している。従って、感圧領域３２０に面する弁体３１２の他方の端面には、弁体３１２の横断面積と等しい面積にて、吸入圧力Ｐｓが作用する。
【００４７】
可動コア３７４、固定コア３６６、ソレノイドハウジング３６０及びエンドキャップ３６２は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３７２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３６４には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００が接続され、制御装置４００から制御電流Ｉが供給されると、ソレノイド３６４は電磁力Ｆ（Ｉ）を発生する。ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）は、可動コア３７４を固定コア３６６に向けて吸引し、ソレノイドロッド３７８を介し弁体３１２に対して閉弁方向に作用する。
【００４８】
上述した容量制御弁３００にあっては、弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁孔３１０を閉じるために必要なシール面積Ｓｖは弁孔３１０の開口面積と等しい。
ただし、容量制御弁３００では、弁体３１２の一方の端面に伝達ロッド３３４が連なっている。このため、弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁体３１２の一方の端面において吐出室１４２の圧力（以下、吐出圧力Ｐｄという）が作用する領域を第１受圧面３９０と呼ぶこととすると、第１受圧面３９０は環状である。そして、第１受圧面３９０の面積は、伝達ロッド３３４の横断面積をＳｒ２とすると、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【００４９】
そして、感圧室３３２内において、キャップ３４８の端壁部３５０から伝達ロッド３３４の先端が離間しているときには、伝達ロッド３３４の先端面に対して、吸入圧力Ｐｓが開弁方向に作用する。
一方、キャップ３４８の端壁部３５０が伝達ロッド３３４の先端に当接しているときには、感圧器３３８の圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３が伝達ロッド３３４を介して弁体３１２に伝達されるが、付勢力ｆｓ３は、吸入圧力Ｐｓによって減殺される。このときの減殺量は、吸入圧力Ｐｓと有効面積Ｓｂとの積（Ｐｓ・Ｓｂ）で表される。有効面積Ｓｂとは、ベローズ３４６において、吸入圧力Ｐｓが収縮方向に作用する領域の面積であり、有効面積Ｓｂはシール面積Ｓｖよりも大きい。
【００５０】
従って、弁体３１２には、付勢力ｆｓ３に基づく押圧力が伝達ロッド３３４を介して開弁方向に作用するが、この押圧力は、吸入圧力Ｐｓが所定値から低くなるのにつれて大きくなる。
感圧領域３２０に位置づけられた弁体３１２の軸部３１３の端面に対しては、閉弁方向に吸入圧力Ｐｓが作用する。このとき、軸部３１３の端面における、吸入圧力Ｐｓが閉弁方向に作用する領域を第２受圧面３９２と呼ぶこととすると、第２受圧面３９２の面積（以下、感圧面積Ｓｒ１ともいう）は、シール面積Ｓｖと等しい。
【００５１】
この場合、弁体３１２に作用する力は、吐出圧力Ｐｄ、クランク室１０５の圧力（以下クランク圧力Ｐｃという）、吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２、及び、圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３である。
これらの力の関係は、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されている状態にあるときには以下の式（１）で示される。Ｓｒ１＝Ｓｖであることを利用して式（１）を変形すると式（２）となる。そして、式（２）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（３）及び式（４）が得られる。
【００５２】
式（３）及び式（４）から、吐出圧力Ｐｄ及び開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向にて作用することがわかる。
【００５３】
【数１】
一方、以下の式（５）は、伝達ロッド３３４の先端が感圧器３３８のキャップ３４８の端壁部３５０に対し当接しているときに、弁体３１２に作用する力の関係を表す。Ｓｒ１＝Ｓｖであることを利用して式（５）を変形すると式（６）となる。そして、式（６）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（７）及び式（８）が得られる。
【００５４】
式（７）及び式（８）から、吐出圧力Ｐｄ、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向にて作用することがわかる。
【００５５】
【数２】
そして、式（３）及び式（７）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、吸入圧力Ｐｓの目標値として目標吸入圧力Ｐｓｓ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を演算できる。そして、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉをこの演算された制御電流Ｉに等しくなるよう調整すれば、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように弁体３１２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Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【００５６】
ここで、図５は、容量制御弁３００を用いた場合における、目標吸入圧力Ｐｓｓと、吐出圧力Ｐｄと、制御電流Ｉとの関係を示している。目標吸入圧力Ｐｓｓが低下するに連れて、制御電流Ｉが増加するが、吐出圧力Ｐｄの大きさにかかわらず、目標吸入圧力Ｐｓｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低くなると、目標吸入圧力Ｐｓｓの減少量に対する制御電流Ｉの増加量の割合が大きくなる。
【００５７】
これは、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂ以上であるときには、感圧器３３８と弁体３１２との間が切断されており、弁体３１２に作用する力の関係が式（１）〜（４）で示されるのに対し、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低くなると、感圧器３３８と弁体３１２との間が連結され、弁体３１２に作用する力の関係が式（５）〜（８）で示されることに対応している。
【００５８】
ここで、動作切換圧力Ｐｓｂは、式（１）と式（５）に基づいて、Ｐｓｂ＝ｆｓ３／Ｓｂで示され、吐出圧力Ｐｄの高低に係わらず一定である。
吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるような制御では、図５を参照すれば、吐出圧力Ｐｄの高低に応じて、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定範囲、換言すれば吸入圧力Ｐｓの制御範囲を高低スライド可能である。すなわち、吐出圧力Ｐｄｍａｘのときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲は、吐出圧力Ｐｄｍｉｎよりも低い吐出圧力Ｐｄｍｉｎ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。
【００５９】
また式（３）から、シール面積Ｓｖと伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２との差、即ち第１受圧面３９０の面積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Ｐｓｓ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Ｐｓｓ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Ｐｓｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【００６０】
なお、ソレノイド３６４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３６４への通電量をゼロとすれば、開放ばね３２６の付勢力ｆｓ１は、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２よりも大きいため、弁体３１２が弁孔３１０から離間して弁孔３１０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。
【００６１】
図６は、制御装置４００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、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１及び蒸発器温度センサ４０２を有する。
【００６２】
蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１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の吐出容量制御の最終的な目標となる蒸発器１８の出口での空気温度Ｔｅの目標値（蒸発器目標出口空気温度）Ｔｅｓを設定し、そして、設定した蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを外部情報の１つとして制御装置４００に入力する。蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１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。つまり、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１は、車両用空調システムの制御量のための目標値を設定するものであってもよい。
【００６３】
蒸発器温度センサ４０２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Ｔｅを検知する（図１参照）。検知された空気温度Ｔｅは、外部情報の１つとして制御装置４００に入力される。
更に、外部情報検知手段は吐出圧力検知手段を含み、吐出圧力検知手段は、その一部を構成する圧力センサ４０３を有する。吐出圧力検知手段は、弁体３１２に作用する吐出圧力Ｐｄを検知するための手段である。圧力センサ４０３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（以下、検知圧力Ｐｈという）を検知し、制御装置４００に入力する（図１参照）。
【００６４】
なお、吐出圧力Ｐｄ及び検知圧力Ｐｈは、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域の圧力という一般的な意味においては、いずれも吐出圧力である。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。
【００６５】
制御装置４００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１１４の動作を制御するエンジン用ＥＣＵに含ませてもよい。また、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１を制御装置４００に含ませてもよい。
制御装置４００は、目標吸入圧力設定手段４１０、圧力補正手段４１１、制御信号演算手段４１２及びソレノイド駆動手段４１３を有する。
【００６６】
目標吸入圧力設定手段４１０は、蒸発器温度センサ４０２によって実際に検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅと、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１によって設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓとの偏差ΔＴに基づいて、制御目標となる吸入圧力Ｐｓの目標値である目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。
つまり、目標吸入圧力設定手段４１０にとって、蒸発器温度センサ４０２及び蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１は、外部情報としての蒸発器出口空気温度Ｔｅ及びその目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓをそれぞれ提供する外部情報検知手段である。
【００６７】
そして、目標吸入圧力設定手段４１０は、設定した目標吸入圧力Ｐｓｓを制御信号演算手段４１２に入力する。
圧力補正手段４１１は、圧力センサ４０３とともに吐出圧力検知手段を構成しており、圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを補正することにより、吐出圧力Ｐｄを演算により求める。そして、圧力補正手段４１１は、演算した吐出圧力Ｐｄを制御信号演算手段４１２に入力する。
【００６８】
このように検知圧力Ｐｈを補正するのは、吐出室１４２と放熱器１４の入口との間では、同じ吐出圧力領域であっても、特に熱負荷が大きいときには、冷媒の圧力に差が生じるためである。吐出圧力Ｐｄは、検知圧力Ｐｈを変数とする関数ｆ（Ｐｈ）によって演算することができる。関数ｆ（Ｐｈ）は予め求めておくことができる。
従って、圧力センサ４０３の設置位置は、放熱器１４の入口側に限定されず、冷凍サイクル１０の高圧領域のいずれかの部位に設置してもよい。この場合も、圧力センサ４０３によって検知された圧力を補正することにより、圧力補正手段４１１が吐出圧力Ｐｄを演算により求める。
【００６９】
なお、冷凍サイクル１０の高圧領域とは、冷凍サイクル１０の吐出圧力領域に、更に膨張器１６の入口までの領域を加えた領域である。
制御信号演算手段４１２は、目標吸入圧力設定手段４１０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓと、吐出圧力検知手段によって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３６４に供給されるべき制御電流Ｉを演算する。
【００７０】
制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉが、予め定められた下限値Ｉｍｉｎよりも小さいときには、演算された制御電流Ｉを下限値Ｉｍｉｎで置き換える。また、制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉが可変の上限値Ｉｍａｘよりも大きいときには、演算された制御電流Ｉを可変上限値Ｉｍａｘで置き換える。これらの場合を除き、制御信号演算手段４１２は、演算された制御電流Ｉをそのまま制御電流Ｉとして設定する。
【００７１】
そして、制御信号演算手段４１２は、設定された制御電流Ｉを吐出容量制御信号としてソレノイド駆動手段４１３に入力する。
ソレノイド駆動手段４１３は、吐出容量制御信号に基づき、制御信号演算手段４１２で設定された制御電流Ｉに等しくなるよう、ソレノイド３６４に制御電流Ｉを供給し、容量制御弁３００を駆動する。つまり、制御信号演算手段４１２及びソレノイド駆動手段４１３は、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Ｐｄ及び目標吸入圧力設定手段４１０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて、容量制御弁３００のソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータを調整する制御電流調整手段を構成する。
【００７２】
図７は、ソレノイド駆動手段４１３の構成を具体的に示している。
ソレノイド駆動手段４１３は、スイッチング素子４２０を有し、スイッチング素子４２０は、電源４３０とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁３００のソレノイド３６４と直列に介挿されている。スイッチング素子４２０は、電源ラインを断続可能であり、スイッチング素子４２０の動作により、所定の駆動周波数(例えば４００〜５００Ｈｚ)のＰＷＭ（パルス幅変調）にてソレノイド３６４に制御電流Ｉが供給される。
【００７３】
なお、フライホイール回路を形成すべく、ソレノイド３６４と並列にダイオード４２１が接続される。
スイッチング素子４２０には、制御信号発生手段４２２から所定の駆動信号が入力され、この信号に対応して、ＰＷＭにおけるデューティ比が変更される。
また、電源ラインには、電流センサ４２３が介挿され、電流センサ４２３は、ソレノイド３６４を流れる制御電流Ｉを検知する。電流センサ４２３については、制御電流Ｉを検知することができればその設置箇所は特に限定されず、制御電流Ｉに相当する物理量を検知可能であれば電流計に限られず、電圧計であってもよい。
【００７４】
電流センサ４２３は、制御電流比較判定手段４２４に検知した制御電流Ｉを入力し、制御電流比較判定手段４２４は、制御信号演算手段４１２によって設定された制御電流Ｉと、電流センサ４２３によって検知された制御電流Ｉとを比較する。そして、制御電流比較判定手段４２４は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Ｉが制御電流Ｉに近付くように、制御信号発生手段４２２が発生する駆動信号を変更する。
【００７５】
すなわち、ソレノイド駆動手段４１３は、所定の駆動周波数のＰＷＭにてデューティ比を変更することで、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉを調整する。そして、ソレノイド駆動手段４１３は、ソレノイド３６４に流れる制御電流Ｉを検知して、検知した制御電流Ｉが制御信号演算手段４１２で演算された制御電流Ｉに近付くようにフィードバック制御する。
【００７６】
なお、ソレノイド駆動手段４１３がデューティ比で制御電流Ｉを調整する場合、制御信号演算手段４１２は、制御電流Ｉと関連を有するパラメータとしてデューティ比を演算してもよく、この場合、制御信号演算手段４１２によって生成される吐出容量制御信号は、ソレノイド駆動手段４１３に所定のデューティ比で制御電流Ｉを供給させるための信号である。
【００７７】
つまり、吐出容量制御信号は、制御電流Ｉに対応する信号であってもよいし、制御電流Ｉと関連のあるデューティ比等のパラメータに対応する信号であってもよい。
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８は制御装置４００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。
【００７８】
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がゼロに、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが初期値Ｉｍａｘｉに、目標吸入圧力Ｐｓｓが初期値Ｐｓｓ０に設定される。初期値Ｐｓｓ０は、例えば、外気温度Ｔａｍｂに応じて次式により設定される。
Ｐｓｓ０=Ｋ１・Ｔａｍｂ＋Ｋ２ （Ｋ１，Ｋ２は定数）
また、Ｓ１０では、制御電流Ｉが、圧縮機１００の吐出容量が最小容量となるＩ０に設定される。Ｉ０はゼロであってもよい。
【００７９】
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）、圧力補正手段４１１は、圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを読み込み（Ｓ１２）、吐出圧力Ｐｄを演算する（Ｓ１３）。
【００８０】
演算された吐出圧力Ｐｄは、予め設定された上限圧力ＰｄＨよりも小さいか否か比較判定される（Ｓ１４）。
Ｓ１４の判定結果がＹｅｓの場合、フラグＦ１が０であるか否かが判定される（Ｓ１５）。初期条件ではＦ１＝０であるので、Ｓ１５の判定結果はＹｅｓとなる。従って、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行された後、Ｓ１１が再び実行される。
【００８１】
Ｓ１４の判定結果がＮｏの場合、フラグＦ１が１に設定され（Ｓ１７）、制御電流上限値減少ルーチンＳ１８を経て、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
フラグＦ１が１に設定されている間は、Ｓ１５の判定結果がＮｏになり、制御電流上限値増大ルーチンＳ１９を経て、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。なお、フラグＦ１を０に設定するステップは、制御電流上限値増大ルーチンＳ１９に含まれている。
【００８２】
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、Ｓ１０が実行され、フラグＦ１，Ｆ２、可変上限値Ｉｍａｘ、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び制御電流Ｉが初期値にそれぞれリセットされる。
かくして上述したメインルーチンでは、吸入圧力制御を実行している間、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨを超えないようにソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが制限される。そして、可変上限値Ｉｍａｘが制限された後は、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨを超えないように、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘが増大される。
【００８３】
図９は、図８中の吸入圧力制御ルーチンＳ１６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Ｓ１６では、まず、フラグＦ２が０であるか否かが判定される（Ｓ１００）。初期条件ではフラグＦ２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ｔの計測が開始され（Ｓ１０１）、フラグＦ２が１に設定される（Ｓ１０２）。
【００８４】
それから、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３で制御目標となる目標吸入圧力Ｐｓｓが設定された後、制御電流演算ルーチンＳ１０４にて、所定の演算式に基づいて制御電流Ｉの候補値が演算される。
制御電流演算ルーチンＳ１０４で演算された制御電流Ｉの候補値は、予め設定された下限値Ｉｍｉｎ以上であるか否か比較判定される（Ｓ１０５）。Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉｍｉｎよりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉｍｉｎが制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０６）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ１０７）。
【００８５】
一方、Ｓ１０５の判定の結果、演算された制御電流Ｉの候補値が下限値Ｉｍｉｎ以上であれば（Ｙｅｓの場合）、演算された制御電流Ｉの候補値は、可変上限値Ｉｍａｘ以下であるか否か比較判定される（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の判定の結果、制御電流Ｉが可変上限値Ｉｍａｘを超えていれば（Ｎｏの場合）、可変上限値Ｉｍａｘが制御電流Ｉとして読み込まれ（Ｓ１０９）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ１０７）。
【００８６】
すなわち、Ｓ１０７では、演算された制御電流Ｉの候補値がＩｍｉｎ≦Ｉ≦Ｉｍａｘの関係を満たしていれば、制御電流演算ルーチンＳ１０４にて演算された制御電流Ｉの候補値がそのまま制御電流Ｉとして出力され、それ以外の場合には、下限値Ｉｍｉｎ若しくは可変上限値Ｉｍａｘが制御電流Ｉとして出力される。
２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１６では、前回のＳ１０２でフラグＦ２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ｔが所定時間ｔ１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ｔ１経過していなければ（Ｙｅｓの場合）、制御電流演算ルーチンＳ１０４等を経て、プログラムはメインルーチンに戻る。
【００８７】
一方、タイマの経過時間ｔが所定時間ｔ１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Ｆ２が０に設定される（Ｓ１１２）。この後、制御電流演算ルーチンＳ１０４等を経て、プログラムはメインルーチンに戻るけれども、次に吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行されるときには、Ｓ１００の判定結果がＹｅｓとなるので、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３が実行される。
【００８８】
つまり、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３は所定時間ｔ１毎に実行され、それによって目標吸入圧力Ｐｓｓは所定時間ｔ１毎に更新される。更新時間としての所定時間ｔ１は、例えば５秒に設定される。そして制御装置４００では、メインルーチンのＳ１３で常時読込まれる吐出圧力Ｐｄと、所定時間ｔ１ごとに更新される目標吸入圧力Ｐｓｓとに基づいて、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように制御電流Ｉが演算される。換言すれば、目標吸入圧力Ｐｓｓが変更されなくても、吐出圧力Ｐｄが変化すれば制御電流Ｉが変更され、これにより吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【００８９】
図１０は、図９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る。
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Ｔｅｓが設定され読み込まれるとともに（Ｓ２００）、蒸発器温度センサ４０２によって検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅが読み込まれ（Ｓ２０１）てから、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、実際の蒸発器出口空気温度Ｔｅ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Ｐｓｓが演算される（Ｓ２０３）。
【００９０】
なお、Ｓ２０３の演算式中、左側に目標吸入圧力Ｐｓｓが含まれているが、目標吸入圧力Ｐｓｓの初期値はＰｓｓ０である。
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。
【００９１】
この後、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓは、予め設定されている下限閾値Ｐ１以下であるか否か、又は、予め設定されている上限閾値Ｐ２以上であるか否か比較判定される（Ｓ２０４）。Ｓ２０４の判定結果がＹｅｓの場合には、Ｓ２０３で演算されたＰｓｓが下限値ＰｓＬ以下であるか否か比較判定される（Ｓ２０５）。
ここで、下限閾値Ｐ１及び上限閾値Ｐ２は、動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきを考慮して設定され、例えば、下限閾値Ｐ１は、容量制御弁３００の動作切換圧力Ｐｓｂのばらつき範囲の下限値であり、上限閾値Ｐ２は、動作切換圧力Ｐｓｂのばらつき範囲の上限値である。このため、下限閾値Ｐ１、上限閾値Ｐ２及び動作切換圧力Ｐｓｂは、Ｐ１＜Ｐｓｂ＜Ｐ２で示される関係を満足する。動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきは、容量制御弁３００の製造上のばらつきにより発生するものである。
【００９２】
Ｓ２０４の判定結果がＮｏの場合には、蒸発器出口空気温度Ｔｅが、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓよりも高いか否か比較判定される（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の判定結果がＹｅｓの場合、即ち、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓよりも高い場合、下限閾値Ｐ１が目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される（Ｓ２０７）。一方、Ｓ２０６の判定結果がＮｏの場合、上限閾値Ｐ２が目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される（Ｓ２０８）。
【００９３】
これにより、Ｓ２０５において下限値ＰｓＬと比較される目標吸入圧力Ｐｓｓは、下限閾値Ｐ１以下若しくは上限閾値Ｐ２以上となり、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲には、目標吸入圧力Ｐｓｓは設定されない。
これは、感圧器３３８の動作切換圧力Ｐｓｂのばらつきにより、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲では、容量制御弁３００によって、感圧器３３８が弁体３１２に連結されている状態と、非連結である状態とが有り得るため、目標吸入圧力Ｐｓｓを決定したとしても、制御電流Ｉを一義的に決定不可能であることによる。
【００９４】
そこで、この目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３では、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力ＰｓｓがＰ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲にある場合、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓが現実の蒸発器出口空気温度Ｔｅよりも低いときには、吐出容量を増大する必要があると判断して、目標吸入圧力Ｐｓｓを下限閾値Ｐ１に設定する。一方、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓが現実の蒸発器出口空気温度Ｔｅ以上であるときには、吐出容量を減少させる必要があると判断して、目標吸入圧力Ｐｓｓを上限閾値Ｐ２に設定する。
【００９５】
これにより、目標吸入圧力ＰｓｓがＰ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲に設定されることを回避し、Ｐｓｓ≦Ｐ１の範囲に設定されれば、感圧器３３８と弁体３１２とが確実に連結されているものとして、或いは、Ｐ２≦Ｐｓｓの範囲に設定されれば、感圧器３３８と弁体３１２とが確実に非連結であるとして、目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて制御電流Ｉが一義的に決定される。
【００９６】
Ｓ２０５の判定結果がＹｅｓであれば、下限値ＰｓＬが目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれてから（Ｓ２０９）、プログラムは、吸入圧力制御ルーチンＳ１６に戻り、制御電流演算ルーチンＳ１０４が実行される。このときの制御電流演算ルーチンＳ１０４では、目標吸入圧力Ｐｓｓとしての下限値ＰｓＬと吐出圧力Ｐｄとに基づいて制御電流Ｉが演算される。
【００９７】
一方、Ｓ２０５の判定結果がＮｏの場合、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓが維持されたまま、制御電流演算ルーチンＳ１０４が実行される。このときの制御電流演算ルーチンＳ１０４では、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとに基づいて制御電流Ｉが演算される。
このように、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３によれば、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、蒸発器温度センサ４０２によって検知された蒸発器出口空気温度Ｔｅとの偏差ΔＴに基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓが設定される。従って、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１０３によれば、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓに近付くように吐出容量が制御される。この結果として、車室内が所定の空調状態に維持され、車室の快適性が確保される。なお、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓは、空調の設定や熱負荷条件等によって変更される。
【００９８】
図１１は、図９中の制御電流演算ルーチンＳ１０４のフローチャートを示している。
制御電流演算ルーチンＳ１０４では、まず、目標吸入圧力Ｐｓｓが、下限閾値Ｐ１以下であるか否か比較判定される（Ｓ２２０）。Ｓ２２０の判定結果がＮｏの場合、制御電流Iが所定の演算式に基づいて演算される（Ｓ２２１）。Ｓ２２１で用いられる演算式は、前述の式（４）に相当し、Ｓ２２１では、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されている状態であることを前提として、制御電流Ｉが演算される。
【００９９】
一方、Ｓ２２０の判定結果がＹｅｓの場合、Ｓ２２１とは異なる演算式に基づいて制御電流Ｉが演算される（Ｓ２２２）。Ｓ２２２で用いられる演算式は、前述の式（８）に相当し、Ｓ２２２では、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されている状態であることを前提として、制御電流Ｉが演算される。
かくして、容量制御システムＡにおいては、容量制御弁３００の吸入圧力制御特性が、目標吸入圧力Ｐｓｓが下限閾値Ｐ１以下であるか上限閾値Ｐ２以上であるかに応じて変更され、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定を通じて選択された吸入圧力制御特性に応じて制御電流Ｉが演算される。
【０１００】
図１２は、図８中の制御電流上限値減少ルーチンＳ１８の詳細を示すフローチャートである。
制御電流上限値減少ルーチンＳ１８では、まず、現在設定されている制御電流Ｉが読み込まれる（Ｓ２３０）。それから、読み込まれた制御電流Ｉから所定値ΔＩ１を減算することにより、変更値Ｉａ１が演算される（Ｓ２３１）。
【０１０１】
演算された変更値Ｉａ１は、予め設定された制御電流Ｉの下限値Ｉｍｉｎよりも大きいか否か比較判定される（Ｓ２３２）。Ｓ２３２の判定結果がＹｅｓの場合、つまり演算された変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎよりも大きい場合、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、変更値Ｉａ１に書き換えられて更新され（Ｓ２３３）、それから吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
【０１０２】
Ｓ２３２の判定結果がＮｏの場合、制御電流Ｉとして０が読み込まれてから（Ｓ２３４）、制御電流Ｉが出力される（Ｓ２３５）。つまり、Ｓ２３１で演算された変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎ以下の場合、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉがゼロになる。そして、Ｓ２３５の後、メインルーチン、つまり吐出容量制御が停止される（Ｓ２３６）。
【０１０３】
上述した制御電流上限値減少ルーチンＳ１８によれば、メインルーチンのＳ１４で吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上であると判定された場合、現在の制御電流Ｉを低減させることにより変更値Ｉａ１を演算し、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘを変更値Ｉａ１に更新するため、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上にならないよう吐出容量が減少される。
一方、変更値Ｉａ１が下限値Ｉｍｉｎ以下となった場合は、車両、空調システム又は圧縮機１００に何らかの異常が発生したものとして、圧縮機１００が停止される。
【０１０４】
図１３は、図８中の制御電流上限値増大ルーチンＳ１９の詳細を示すフローチャートである。
制御電流上限値増大ルーチンＳ１９では、まず、現在設定されている制御電流Ｉが読み込まれる（Ｓ２５０）。それから、読み込まれた制御電流Ｉに所定値ΔＩ１を加算することにより、変更値Ｉａ２が演算される（Ｓ２５１）。
【０１０５】
演算された変更値Ｉａ２は、可変上限値Ｉｍａｘの初期値Ｉｍａｘｉ以上であるか否か比較判定される（Ｓ２５２）。Ｓ２５２の判定結果がＹｅｓの場合、つまり演算された変更値Ｉａ２が初期値Ｉｍａｘｉ以上である場合、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、初期値Ｉｍａｘｉに書き換えられて更新されるとともに（Ｓ２５３）、フラグＦ１が０に設定され（Ｓ２５４）、それから、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
【０１０６】
Ｓ２５２の判定結果がＮｏの場合には、現在の可変上限値Ｉｍａｘが、演算された変更値Ｉａ２に書き換えられて更新されてから（Ｓ２５５）、吸入圧力制御ルーチンＳ１６が実行される。
つまり、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上に一度なると、メインルーチンのＳ１７で状態値としてのフラグＦ１が１に設定され、その後吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨより低下した場合、Ｓ１５により当該制御電流上限値増大ルーチンＳ１９が実行される。制御電流上限値増大ルーチンＳ１９では、現在の制御電流Ｉを増加させることにより変更値Ｉａ２を演算し、制御電流Ｉの可変上限値Ｉｍａｘを変更値Ｉａ２に更新し、更新は、可変上限値Ｉｍａｘがその初期値Ｉｍａｘｉ以上になるまで継続される。これにより、吐出圧力Ｐｄが上限圧力ＰｄＨ以上にならない程度で可変上限値Ｉｍａｘが増加され、これにより本来の空調制御に使用可能な制御電流Ｉの範囲が拡大される。
【０１０７】
上述した可変容量圧縮機１００のための容量制御弁３００では、吐出圧力Ｐｄに対し、吸入圧力Ｐｓ及びソレノイド３６４の電磁力Ｆ（Ｉ）が対抗するように弁体３１２に作用する。かかる容量制御弁３００を用いた可変容量圧縮機１００のための容量制御システムＡの場合、吸入圧力Ｐｓの目標値である目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとに基づいて、ソレノイド３６４に供給される制御電流Ｉを調整することにより、目標吸入圧力Ｐｓｓの設定範囲、換言すれば、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【０１０８】
そして、この容量制御システムＡでは、吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓとに基づいて制御電流Ｉを調整することによって、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態及び弁体３１２と感圧器３３８とが連結されている状態の両方の状態において、吸入圧力Ｐｓの制御が実行される。従来の容量制御システムでは、弁体と感圧器とが切り離されると、もはや吸入圧力Ｐｓの制御が実行不可能であったが、この容量制御システムＡでは、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されていても、吸入圧力Ｐｓの制御が継続される。このため、容量制御システムＡでは、感圧器３３８を用いているにもかかわらず、吸入圧力Ｐｓｓの制御範囲が大幅に拡大される。
【０１０９】
上述した容量制御システムＡでは、電流調整手段が、弁体３１２と感圧器３３８との間の断続に対応して式（４）又は式（８）に基づいて適切な制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
上述した容量制御システムＡでは、式（４）が、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態での容量制御弁３００の動作を反映するよう決定され、式（８）が、弁体３１２と感圧器３３８とが連結された状態での容量制御弁３００の動作を反映するよう決定されることにより、電流調整手段が適切な制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
【０１１０】
上述した容量制御システムＡでは、動作切換圧力Ｐｓｂを含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように目標吸入圧力を設定することによって、容量制御弁３００ごとに動作切換圧力Ｐｓｂがばらついていたとしても、電流調整手段が、弁体３１２と感圧器３３８との間の断続に確実に対応して制御電流Ｉを演算する。この結果として、この容量制御システムＡでは、吸入圧力Ｐｓの制御精度が良好に保たれる。
【０１１１】
上述した容量制御システムＡの容量制御弁３００では、弁体３１２の軸線方向に相互に離間した支持部材３１５及び挿通孔３３０の壁面によって、弁体３１２及び伝達ロッド３３４をそれぞれ支持することによって、弁体３１２が安定に支持される。
そして、容量制御弁３００では、弁体３１２及び伝達ロッド３３４が弁室３０４及び挿通孔３３０の壁面に対して傾いたときに、弁体３１２及び伝達ロッド３３４と支持部材３１５及び挿通孔３３０の壁面とがそれぞれ１箇所で当接する２点支持構造としているため、弁体３１２に対して横力が作用してもかじりが防止され、弁体３１２の円滑な移動が確保される。
【０１１２】
上述した容量制御システムＡの容量制御弁３００では、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、前述の式（６）に示したように、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積が、ベローズ３４６の有効面積Ｓｂとシール面積Ｓｖとの和から伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。一方、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されているとき、前述の式（２）に示したように、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積が、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【０１１３】
従って、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、吸入圧力Ｐｓが作用する領域の面積は、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離されているときに比べて有効面積Ｓｂの分だけ大幅に増大する。この結果として、この容量制御システムＡでは、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されているとき、弁体３１２に作用する吸入圧力Ｐｓの荷重が大幅に増大して、吸入圧力Ｐｓに対する感度が向上し、吸入圧力Ｐｓの制御精度が向上する。
【０１１４】
また上述した容量制御弁３００では、式（３）と式（７）とを比較すると、式（７）におけるＩの係数（−Ａ／（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２））及びＰｄの係数（（Ｓｖ−Ｓｒ２）／（Ｓｂ＋Ｓｖ−Ｓｒ２））の絶対値が、式（３）におけるＩの係数（−Ａ／（Ｓｖ−Ｓｒ２））及びＰｄの係数（＝１）の絶対値よりもそれぞれ小さい。なぜならば、Ｓｒ２＜Ｓｖ＝Ｓｒ１＜Ｓｂの関係が成立しているからである。
【０１１５】
この場合、図５に示したように、弁体３１２と感圧器３３８とが連結されることにより、非連結のときに比べて、制御電流Ｉ又は吐出圧力Ｐｄの変化量に対する目標吸入圧力Ｐｓｓの変化量の割合が格段に小さくなり、吸入圧力Ｐｓの制御精度が高くなる。
以下、本発明の第２実施形態に係る可変容量圧縮機のための容量制御システムＢについて説明する。図１を参照すると、容量制御システムＢは、容量制御弁３００に代えて、容量制御弁５００を有する。図１４は、容量制御弁５００の構成を示しているが、容量制御弁５００において、容量制御弁３００と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１６】
容量制御弁５００は、容量制御弁３００では弁体３１２と一体であった伝達ロッド３３４に代えて、弁体３１２とは別体の伝達ロッド５０２を有する。伝達ロッド５０２の一端部はキャップ３４８の円筒部に圧入されており、伝達ロッド５０２の他端部が、感圧器３３８の伸縮に対応して弁体３１２の端面に接離する。すなわち、吸入圧力Ｐｓが動作切換圧力Ｐｓｂよりも低下すると、感圧器３３８が伸張して伝達ロッド５０２が弁体３１２の端面に当接し、伝達ロッド５０２を介して弁体３１２と感圧器３３８との間が連結される。
【０１１７】
容量制御システムＢも、容量制御システムＡと同様に図８のメインルーチンを実行するけれども、その制御電流演算ルーチンＳ１０４におけるステップＳ２２１の演算式は、上述した式（４）とは異なる。これは、弁体３１２と感圧器３３８とが切り離された状態にあるときに、弁体３１２の端面に対し、シール面積Ｓｖに相当する領域にて吐出圧力Ｐｄが作用するからである。
【０１１８】
弁体３１２が弁孔３１０を閉じた時に、弁体３１２の端面において吐出圧力Ｐｄが作用する領域を第１受圧面５０４と呼ぶこととすると、第１受圧面５４０は円形状である。この場合、動作切換圧力Ｐｓｂは、伝達ロッド５０２の横断面積もＳｒ２であるとすると、以下の式（９）及び式（１０）に基づいて求めることができる。
【０１１９】
【数３】
【０１２０】
式（１０）から、動作切換圧力Ｐｓｂは吐出圧力Ｐｄに応じて変化し、図１５に示したように、吐出圧力Ｐｄが高くなるにつれて、小さくなることがわかる。また、動作切換圧力Ｐｓｂは、伝達ロッド５０２の横断面積Ｓｒ２に応じて変化し、伝達ロッド５０２の外径を調整することによって、動作切換圧力Ｐｓｂを調整可能である。
第２実施形態からは、伝達ロッド５０２が弁体３１２と別体であってもよいことがわかる。
【０１２１】
以下、本発明の第３実施形態に係る可変容量圧縮機のための容量制御システムＣについて説明する。図１を参照すると、容量制御システムＣは、容量制御弁３００に代えて、容量制御弁６００を有する。図１６は、容量制御弁６００の構成を示しているが、容量制御弁６００において、容量制御弁３００と同じ構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１２２】
容量制御弁６００のバルブハウジング６０２は、弁室６０４の形状において、容量制御弁３００のバルブハウジング３０２とは異なっている。
具体的には、弁ハウジング６０２の内部には、第１の空間６０６、第２の空間６０８及び第３の空間６１０が駆動ユニット側からこの順序で形成され、第１の空間６０６、第２の空間６０８及び第３の空間６１０は、いずれも円柱形状を有し、同軸上に直列に配置されて弁室６０２を形成している。第１の空間６０６の外径は、第２の空間６０８の外径よりも大きく、第２の空間６０８の外径は、第３の空間６１０の外径よりも大きい。弁孔３１０は、弁室６０４の第３の空間６１０に開口している。
【０１２３】
弁室６０４内に配置された弁体６１２は、相互に同軸に連結されたそれぞれ円柱形状の小径部６１４及び大径部６１６を有し、小径部６１４は、第２の空間６０８及び第３の空間６１０内に配置されている。小径部６１４の外径は、弁孔３１０の内径よりも大きく、小径部６１４は、弁孔３１０が開口したバルブハウジング３０２の区画壁に当接することにより弁孔３１０の一端を閉塞可能である。
【０１２４】
大径部６１６の外径は、小径部６１４の外径よりも大であり、且つ、第２の空間６０８の直径に略等しい。大径部６１６は、第１の空間６０６内に部分的に突出しているけれども、大径部６１６の少なくとも一部は、第２の空間６０８を囲むバルブハウジング３０２の周壁の領域に対して摺動自在に嵌合している。このため、大径部６１６の一部によって、弁室６０４の内部は、流動領域６１８と感圧領域６２０とに気密に仕切られている。
【０１２５】
そして、第２の空間６０８と第３の空間６１０との境界には、環状の段差面が形成されており、この段差面と、弁体６１２の大径部６１６との間には、圧縮コイルばねからなる開放ばね６２２が配置されている。開放ばね６２２は、弁体６１２を開弁方向に付勢している。
弁体６１２の小径部６１４の端面には、伝達ロッド３３４が一体に連結されており、容量制御弁６００にあっても、弁体６１２と感圧器３３８とが断続可能に連結されている。
【０１２６】
ここで、容量制御弁６００の第１ポート３１８には、給気通路１６０の上流側部分が接続され、流動領域６１８は、吐出室１４２と連通している。一方、容量制御弁６００の第２ポート３２８には、給気通路１６０の下流側部分が接続され、弁孔３１０は、クランク室１０５と連通している。
上述した容量制御弁６００にあっては、弁体６１２の小径部６１４が弁孔３１０を閉じた時に、弁孔３１０を閉じるために必要なシール面積Ｓｖは、容量制御弁３００の場合と同じく、弁孔３１０の開口面積と等しい。
【０１２７】
容量制御弁６００では、小径部６１４の端面に伝達ロッド３３４が連なっている。このため、小径部６１４が弁孔３１０を閉じた時に、小径部６１４の端面においてクランク圧力Ｐｃが作用する領域を第１受圧面６２４と呼ぶこととすると、第１受圧面６２４は環状である。そして、第１受圧面６２４の面積は、伝達ロッド３３４の横断面積をＳｒ２とすると、シール面積Ｓｖから伝達ロッド３３４の横断面積Ｓｒ２を差し引いた値（Ｓｖ−Ｓｒ２）となる。
【０１２８】
一方、弁体６１２の大径部６１６については、感圧領域６２０に面する大径部６１６の端面に対して、閉弁方向に吸入圧力Ｐｓが作用する。このとき、大径部６１６の端面における、吸入圧力Ｐｓが閉弁方向に作用する領域を第２受圧面６２６と呼ぶこととすると、第２受圧面６２６の面積（以下、感圧面積Ｓｒ３ともいう）は、大径部６１６の横断面積に実質的に等しい。
【０１２９】
更に、流動領域６１８に面する弁体６１２には、開弁方向に吐出圧力Ｐｄが作用する。吐出圧力Ｐｄが作用する面積は、感圧面積Ｓｒ３からシール面積Ｓｖを差し引いた値（Ｓｒ３−Ｓｖ）である。
なお、大径部６１６の外径は弁孔３１０の内径よりも大きいため、容量制御弁６００にあっては、感圧面積Ｓｒ３がシール面積Ｓｖよりも大に形成されている（Ｓｒ３＞Ｓｖ）。
【０１３０】
この場合、弁体６１２に作用する力は、吐出圧力Ｐｄ、クランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）、吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３３６の電磁力Ｆ（Ｉ）、開放ばね６２２の付勢力ｆｓ１、圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３である。なお、説明の便宜上、開放ばね６２２の付勢力を開放ばね３２６と同じくｆｓ１と表した。
【０１３１】
これらの力の関係は、以下の式（１１）及び式（１５）で示され、式（１１）は、弁体６１２と感圧器３３８とが切り離されているときの力の関係を表しており、式（１５）は、弁体６１２と感圧器３３８とが連結されているときの力の関係を表している。
Ｐｃ＝Ｐｓ＋αとして式（１１）及び式（１５）をそれぞれ変形すると式（１２）及び式（１６）となる。Ｐｃ＝Ｐｓ＋α、すなわち、クランク圧力Ｐｃと吸入圧力Ｐｓとの差αが略一定の範囲に入ることは、経験的に知られている。
【０１３２】
そして、式（１２）及び式（１６）において、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉ（ただしＡは定数である。）とすると、式（１３）、式（１４）、式（１７）及び式（１８）が得られる。
【０１３３】
【数４】
【０１３４】
式（１３）及び式（１７）から、吐出圧力Ｐｄ、開放ばね６２２の付勢力ｆｓ１及び圧縮コイルばね３４４の付勢力ｆｓ３は開弁方向、これら以外の吸入圧力Ｐｓ、ソレノイド３３６の電磁力Ｆ（Ｉ）及び圧縮コイルばね３８２の付勢力ｆｓ２は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用することがわかる。
そして、式（１３）及び式（１７）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。
【０１３５】
つまり、第３実施形態から、弁室６１４の感圧領域６１８に吐出圧力Ｐｄを供給し、弁孔３１０にクランク圧力Ｐｃを供給してもよいことがわかる。
本発明は、上述した第１乃至第３実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。
第１実施形態の容量制御システムＡの容量制御弁３００では、第１受圧面積Ｓｒ１とシール面積Ｓｖとを等しくすることにより（Ｓｒ１＝Ｓｖ）、弁体３１２に対して開弁方向又は閉弁方向にクランク圧力Ｐｃが作用しないようにしたけれども、第１受圧面積Ｓｒ１とシール面積Ｓｖとを異ならせることにより（Ｓｒ１≠Ｓｖ）、弁体３１２に対して開弁方向又は閉弁方向にクランク圧力Ｐｃが作用するようにしてもよい。
【０１３６】
第１施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃの容量制御弁３００，５００，６００においては、感圧室３３２と吸入室１４０とを、内部流路３３６を介して連通させたけれども、これらを直接連通させてもよい。
第１施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃの容量制御弁３００，５００，６００においては、吸入圧力Ｐｓがソレノイドロッド３７８を介して弁体３１２，６１２に作用するように、弁室３０４，６０４内を流動領域３１６，６１８と感圧領域３２０，６２０とに仕切ったけれども、流動領域３１６，６１８と感圧領域３２０，６２０とを仕切る仕切り手段は特に限定されない。
【０１３７】
仕切り手段として、例えばベローズやダイアフラムを用いてもよく、一端が開口し、他端が閉塞した小型のベローズを用いた場合、ベローズの閉塞端を、弁孔３１０とは反対側の弁体３１２，６１２の一端に固定する。ソレノイドロッド３７８の先端側の部分は、ベローズの開口端を通じてベローズの内側に挿入され、ソレノイドロッド３７８の先端をベローズの閉塞端の内面に連結する。これにより、ソレノイドロッド３７８が電磁力Ｆ（Ｉ）にて弁体３１２，６１２を付勢可能にする。そして、ベローズの内側の圧力は吸入圧力Ｐｓに等しくなるようにし、弁体３１２に吸入圧力Ｐｓを作用させる。
【０１３８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用された圧縮機１００は、クラッチレス圧縮機であったが、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、電磁クラッチを装着した圧縮機にも適用可能である。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い。揺動板式の圧縮機は、揺動板を揺動させるための要素を有し、斜板１０７及びこの要素をまとめて斜板要素という。圧縮機１００は、電動モータで駆動されるものであってもよい。
【０１３９】
なお、可変容量圧縮機１００が斜板式や揺動板式の往復動圧縮機である場合、斜板要素の最小傾角で規定される最小のピストンストロークが非常に小さく、吐出容量の可変範囲が広い。この結果として、第１乃至第３実施形態に係る容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、吸入圧力Ｐｓの制御範囲を拡大したことと、可変容量圧縮機１００の吐出容量の可変範囲が広いこととが相まって、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が有効に拡大される。
【０１４０】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用された圧縮機１００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に絞り要素として固定オリフィス１０３ｃを配置したが、絞り要素として、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。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃが適用される冷凍サイクル１０では、冷媒はＲ１３４ａや二酸化炭素に限定されず、その他の新冷媒を使用してもよい。つまり、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、従来の空調システムのみならず新規な空調システムにも適用可能である。
【０１４１】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、外部情報検知手段として、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１と蒸発器温度センサ４０２とを有し、空調システムの目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと制御量である蒸発器出口空気温度Ｔｅに基づいて目標吸入圧力Ｐｓｓを演算したけれども、目標吸入圧力Ｐｓｓを演算するための外部情報検知手段はこれに限定されない。
【０１４２】
すなわち、以下に示す熱負荷に関する情報、圧縮機１００の運転状態に関する情報、及び、車両の運転状態に関する情報のうちから選択された１つ若しくは複数の情報を外部情報検知手段によって検知し、当該外部情報に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
＜熱負荷＞
外気温度、外気湿度、日射量、空調システム各種設定（蒸発器ファンの送風量、内外気切換ドア位置、車内温度設定、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、空気回路における蒸発器１８の入口での空気の温度及び湿度等。
＜圧縮機及び車両の運転状態＞
エンジン回転数、圧縮機回転数、車速、アクセル開度（スロットル開度）、ギアシフト位置、ブレーキ踏み込み量、ラジエータ冷却水温度、エンジンオイル温度、圧縮機１００の吐出圧力Ｐｄ、圧縮機１００の各部温度、圧縮機１００の振動、圧縮機１００の目標トルク等。
【０１４３】
具体的には、例えば、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと熱負荷に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。あるいは、吐出圧力Ｐｄ又は圧縮機１００のトルクが目標値に近付くように、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
更に、圧縮機１００及び車両の運転状態に関する外部情報に基づいて目標吸入圧力Ｐｓｓを設定し、圧縮機１００の機械的負荷を調整しても良い。
【０１４４】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、Ｓ２０２において偏差ΔＴがゼロに近付き、目標吸入圧力Ｐｓｓが下限閾値Ｐ１と上限閾値Ｐ２に交互に繰り返し設定されるような場合には、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１で設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを変更するような指令信号を、制御装置４００を構成するＥＣＵからエアコン用ＥＣＵに出力させてもよい。これにより、目標吸入圧力Ｐｓｓが、Ｐ１＜Ｐｓｓ＜Ｐ２の範囲外で収束するようになり、蒸発器出口空気温度Ｔｅの変動が抑制される。
【０１４５】
換言すれば、容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、目標吸入圧力設定手段４１０が、演算される制御電流Ｉの候補値が、動作切換圧力Ｐｓｂを含む所定の範囲内に繰り返し入るときに、蒸発器目標出口空気温度設定手段４０１が、車両用空調システムの目標値である蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓを変更するようにしてもよい。これによって車両用空調システムの制御量である蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓの上下で変動することが回避され、蒸発器出口空気温度Ｔｅが蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓに近付く。この結果として、これらの容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、吸入圧力制御の安定性が確保される。
【０１４６】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、時間ｔ１ごとに目標吸入圧力Ｐｓｓを更新することとし、時間ｔ１を５秒に設定したけれども、１秒＜ｔ１＜１０秒の範囲を目安として時間ｔ１を設定することができる。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、制御電流Ｉを更新（演算）する時間をｔ２とすれば、０．１秒＜ｔ２＜１秒の範囲を目安として時間ｔ２を設定することができる。
【０１４７】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，ＣのＳ２０３では、設定された目標に対して現在値が近付くように目標吸入圧力Ｐｓｓを設定するものであれば、どのような演算式を用いてもよい。
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、Ｆ（Ｉ）＝Ａ・Ｉとしたけれども、Ｆ（Ｉ）＝ａ１・Ｉ＋ａ２としてもよく、非線形としても良い。
【０１４８】
第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃでは、制御装置４００のソレノイド駆動手段４１３は、制御電流Ｉを検知するための検知手段を有していなくてもよい。この場合、制御電流Ｉとデューティ比との相関を予め求めておき、当該相関に基づいて、制御電流演算ルーチンＳ１０４のＳ２２１及びＳ２２２において、直接デューティ比を演算すればよい。
【０１４９】
第１乃至第３実施形態に係る容量制御弁３００，５００，６００では、感圧器３３８が真空の領域と吸入圧力Ｐｓの領域とを区画する部材としてベローズ３４６を有していたけれども、ベローズ３４６の代わりにダイアフラムを用いても良い。
最後に、第１乃至第３実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ，Ｃは、車両用空調システム以外の空調システムにも適用可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】第１実施形態に係る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２】図１の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。
【図３】図２の容量制御弁において、弁体と感圧器とが切り離されている状態にあるときの感圧室近傍を拡大して示した図である。
【図４】図２の容量制御弁において、弁体と感圧器とが連結されている状態にあるときの感圧室近傍を拡大して示した図である。
【図５】図２の容量制御弁における制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【図６】図１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７】図６の容量制御システムにおける、ソレノイド駆動手段の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図８】図６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９】図８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１０】図９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１１】図９の吸入圧力制御ルーチンに含まれる制御電流演算ルーチンの制御フローチャートである。
【図１２】図８のメインルーチンに含まれる制御電流上限値減少ルーチンの制御フローチャートである。
【図１３】図８のメインルーチンに含まれる制御電流上限値増大ルーチンの制御フローチャートである。
【図１４】図１の圧縮機における第２実施形態に係る容量制御弁の接続状態を説明するための図である。
【図１５】図１４の容量制御弁における制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓと吐出圧力Ｐｄとの関係を示すグラフである。
【図１６】図１の圧縮機における第３実施形態に係る容量制御弁の接続状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５１】
３００ 容量制御弁
３１２ 弁体
３３８ 感圧器
３６４ ソレノイド
４００ 制御装置
４０１ 蒸発器目標出口空気温度設定手段（外部情報検知手段）
４０２ 蒸発器温度センサ（外部情報検知手段）
４０３ 圧力センサ（吐出圧力検知手段）
４１０ 目標吸入圧力設定手段
４１２ 制御信号演算手段（電流調整手段）
４１３ ソレノイド駆動手段（電流調整手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御圧力を調整するための容量制御弁と前記容量制御弁を作動させるための制御装置とを具備し、前記制御圧力を調整することにより可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機のための容量制御システムにおいて、
前記容量制御弁は、
ソレノイドと、
前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力及び前記ソレノイドの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、
前記弁体と断続可能に連結され、前記吸入室の圧力が動作切換圧力よりも低下するのに連れて大きくなる押圧力を前記開弁方向にて前記弁体に作用させる感圧器と
を有し、
前記制御装置は、
前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、
前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出室の圧力及び前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力に基づいて前記容量制御弁のソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段と
を有し、
前記弁体と前記感圧器とが連結されている状態、及び、前記弁体と前記感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、前記目標吸入圧力設定手段は前記目標吸入圧力を設定し、前記電流調整手段は前記ソレノイドに供給される電流を調整する
ことを特徴とする可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項２】
前記電流調整手段は、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力以上であるときには第１演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算し、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力よりも低いときには、前記第１演算式とは異なる第２演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流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ための容量制御システム。
【請求項３】
前記第１演算式は、前記弁体と前記感圧器とが切り離された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定され、
前記第２演算式は、前記弁体と前記感圧器とが連結された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項４】
前記目標吸入圧力設定手段は、前記動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように前記目標吸入圧力を設定することを特徴とする請求項３に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項５】
空調システムにおける制御量と目標値との偏差を検知する外部情報検知手段を更に備え、
前記目標吸入圧力設定手段は、前記空調システムにおける制御量と目標値との偏差に基づいて前記目標吸入圧力の候補値を繰り返し演算し、且つ、演算された前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲にある場合、前記目標値に前記制御量が近付くように前記目標吸入圧力の候補値を前記所定の範囲よりも大若しくは小となるように変更して前記目標吸入圧力を設定し、
前記空調システムの目標値は、前記目標吸入圧力設定手段によって演算される前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに変更される
ことを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項６】
前記可変容量圧縮機は、
吐出室、クランク室、吸入室、及びシリンダボアが内部に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を備え、
前記制御圧力が前記クランク室の圧力である
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項１】
制御圧力を調整するための容量制御弁と前記容量制御弁を作動させるための制御装置とを具備し、前記制御圧力を調整することにより可変容量圧縮機の吐出容量を制御する可変容量圧縮機のための容量制御システムにおいて、
前記容量制御弁は、
ソレノイドと、
前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力が開弁方向に作用し、且つ、前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力及び前記ソレノイドの電磁力が前記開弁方向と対抗する閉弁方向に作用する弁体と、
前記弁体と断続可能に連結され、前記吸入室の圧力が動作切換圧力よりも低下するのに連れて大きくなる押圧力を前記開弁方向にて前記弁体に作用させる感圧器と
を有し、
前記制御装置は、
前記可変容量圧縮機の吐出室の圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、
前記可変容量圧縮機の吸入室の圧力の目標値である目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出室の圧力及び前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力に基づいて前記容量制御弁のソレノイドに供給する電流を調整する電流調整手段と
を有し、
前記弁体と前記感圧器とが連結されている状態、及び、前記弁体と前記感圧器とが切り離されている状態の両方の状態において、前記目標吸入圧力設定手段は前記目標吸入圧力を設定し、前記電流調整手段は前記ソレノイドに供給される電流を調整する
ことを特徴とする可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項２】
前記電流調整手段は、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力以上であるときには第１演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流を演算し、前記目標吸入圧力設定手段によって設定された前記目標吸入圧力が前記動作切換圧力よりも低いときには、前記第１演算式とは異なる第２演算式に基づいて前記ソレノイドに供給されるべき電流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ための容量制御システム。
【請求項３】
前記第１演算式は、前記弁体と前記感圧器とが切り離された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定され、
前記第２演算式は、前記弁体と前記感圧器とが連結された状態での前記容量制御弁の動作を反映するよう決定されている
ことを特徴とする請求項２に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項４】
前記目標吸入圧力設定手段は、前記動作切換圧力を含む所定の範囲よりも大若しくは小となるように前記目標吸入圧力を設定することを特徴とする請求項３に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項５】
空調システムにおける制御量と目標値との偏差を検知する外部情報検知手段を更に備え、
前記目標吸入圧力設定手段は、前記空調システムにおける制御量と目標値との偏差に基づいて前記目標吸入圧力の候補値を繰り返し演算し、且つ、演算された前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲にある場合、前記目標値に前記制御量が近付くように前記目標吸入圧力の候補値を前記所定の範囲よりも大若しくは小となるように変更して前記目標吸入圧力を設定し、
前記空調システムの目標値は、前記目標吸入圧力設定手段によって演算される前記目標吸入圧力の候補値が前記動作切換圧力を含む所定の範囲内に繰り返し入るときに変更される
ことを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【請求項６】
前記可変容量圧縮機は、
吐出室、クランク室、吸入室、及びシリンダボアが内部に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を備え、
前記制御圧力が前記クランク室の圧力である
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の可変容量圧縮機のための容量制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−７９５３３（Ｐ２００９−７９５３３Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９１１２（Ｐ２００７−２４９１１２）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]