可変容量圧縮機の容量制御システム
【課題】容量制御弁の消費電力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムの提供。
【解決手段】可変容量圧縮機の容量制御システム(A)は、目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段(420)と、ソレノイド(254)を有し、制御圧力を調整するための容量制御弁と、外部情報検知手段(403,404,405,406,407,408)によって検知された外部情報に基づいて、可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段(414)と、目標吸入圧力設定手段(420)によって設定された目標吸入圧力及び吸入圧力推定手段(414)によって演算された推定吸入圧力に基づいて、容量制御弁のソレノイド(254)に供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段(422,424)とを具備する。
【解決手段】可変容量圧縮機の容量制御システム(A)は、目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段(420)と、ソレノイド(254)を有し、制御圧力を調整するための容量制御弁と、外部情報検知手段(403,404,405,406,407,408)によって検知された外部情報に基づいて、可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段(414)と、目標吸入圧力設定手段(420)によって設定された目標吸入圧力及び吸入圧力推定手段(414)によって演算された推定吸入圧力に基づいて、容量制御弁のソレノイド(254)に供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段(422,424)とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに適用される可変容量圧縮機の容量制御システムに関する。
【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、ハウジングを備え、ハウジングの内部には吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成される。クランク室内を延びる駆動軸には斜板が傾動可能に連結され、斜板を含む変換機構は、駆動軸の回転をシリンダボア内に配置されたピストンの往復運動に変換する。ピストンの往復運動は、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入、吸入した作動流体の圧縮及び圧縮された作動流体の吐出室への吐出工程を実行する。
【０００３】
ピストンのストローク長、即ち圧縮機の吐出容量は、クランク室の圧力（制御圧力）を変化させることにより可変となり、吐出容量を制御するために、吐出室とクランク室とを連通する給気通路には容量制御弁が配置され、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路には絞りが配置される。
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10-2284号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸入圧力制御方式の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまで、特に可変容量圧縮機の起動直後で車室等の冷房状態が目標値に到達していない場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作する。これに関連して、この種の容量制御システムには以下のような問題がある。
吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるためには、容量制御弁のソレノイドの通電量が操作される。例えば、吸入圧力を低下させるときには、ソレノイドの通電量は目標吸入圧力に基づいて決定される値まで瞬時に増大され、これにより可変容量圧縮機の吐出容量が増大させられる。すなわち、吸入圧力を制御対象とする容量制御システムは、ソレノイドの通電量と目標吸入圧力との間に存する相関関係に基づいて成立している。
【０００６】
しかしながら、この一方で、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があり、吐出容量が最大吐出容量になる通電量（以下、最大容量通電量という）を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはない。つまり、最大吐出容量に到達すると、吐出容量と通電量との間には相関が無くなり、通電量の超過分は無駄になる。
【０００７】
従来の容量制御システムでは、最大容量通電量を考慮することなく、目標吸入圧力との相関関係に基づいてソレノイドの通電量が決定されている。それ故、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまでの間、ソレノイドに供給される通電量が最大容量通電量を超過し、容量制御弁の消費電力に無駄が発生していた。
また、車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるためであっても、可変容量圧縮機の起動直後から可変容量圧縮機を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
【０００８】
例えば、車両が高速走行をしているような場合、可変容量圧縮機の回転数が非常に高くなり、可変容量圧縮機の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器の能力によって制約を受ける。それ故、可変容量圧縮機の能力が増大したとしても、可変容量圧縮機の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機で動力が無駄に消費されるという問題がある。
【０００９】
更に、可変容量圧縮機の回転数が非常に高く、かつ、空調システムの蒸発器にかかる熱負荷が非常に大きい場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機にかかる負荷が過大となり、可変容量圧縮機の故障を招く虞がある。
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的の1つは、容量制御弁の消費電力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の目的の１つは、可変容量圧縮機の消費動力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
更に、本発明の目的の１つは、可変容量圧縮機の信頼性が確保される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量圧縮機に適用され、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるために制御圧力を調整する容量制御システムにおいて、１つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、前記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及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定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される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される（請求項１）。
【００１２】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項２）。
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項３）。
【００１３】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項４）。
【００１４】
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する（請求項５）。
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、前記指標は、前記推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である（請求項６）。
【００１５】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力若しくは前記閾値が前記推定吸入圧力若しくは前記閾値よりも低いときに、前記吸入圧力が前記推定吸入圧力若しくは前記指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項７）。
【００１６】
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記可変容量圧縮機の回転数に関連を有する物理量を検知する回転数検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する（請求項８）。
【００１７】
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する（請求項９）。
【００１８】
好ましくは、前記吸入圧力推定手段は、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報を、当該外部情報と前記推定吸入圧力との間の関係を示す実験式に代入して前記推定吸入圧力を演算する（請求項１０）。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する（請求項１１）。
【００１９】
好ましくは、前記膨張器は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を調整する温度自動膨張弁であり、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する（請求項１２）。
【００２０】
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記熱負荷検知手段は、外気温度を検知するための外気温度センサと、前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段とを少なくとも含む（請求項１３）。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度の目標である蒸発器目標出口空気温度を設定する蒸発器目標出口温度設定手段を含み、前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づくように前記目標吸入圧力を設定する（請求項１４）。
【００２１】
好ましくは、前記容量制御弁は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力を吐出圧力としたときに、前記吐出圧力を受けるとともに、前記吐出圧力と対抗する方向にて前記吸入圧力及び制御圧力のうち一方と前記ソレノイドの電磁力とを受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉して前記制御圧力を変化させることにより前記可変容量圧縮機の容量を調整可能であり、前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する（請求項１５）。
【００２２】
好ましくは、前記可変容量圧縮機は、内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている（請求項１６）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、外部情報に基づいて、可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する。そして、制御電流調整手段が、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する。制御電流調整手段が、目標吸入圧力にのみ基づくのではなく、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整することにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減される。この結果として、この容量制御システムによれば、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２４】
請求項２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２５】
請求項３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２６】
請求項４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定され、指標は、例えば推定吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２７】
請求項５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、目標吸入圧力と閾値との差は、目標吸入圧力の大小に応じて変化する。この容量制御システムでは、閾値が指標に比べて低いときに、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力と閾値との差が目標吸入圧力の大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上する。この結果として、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２８】
請求項６の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、指標は、推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
請求項７の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力若しくは閾値が推定吸入圧力若しくは指標よりも低いときに、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに過剰な制御電流が供給されるのが防止され、容量制御弁における消費電力が一層削減される。
【００２９】
また、制御電流調整手段が、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくすることによって、最大吐出容量を基準とした吐出容量制御状態にて、可変容量圧縮機を確実に動作させることが可能となる。この結果として、この容量制御システムによれば、可変容量圧縮機の消費動力が削減されるとともに、可変容量圧縮機の信頼性が確保される。
【００３０】
請求項８の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、可変容量圧縮機の回転数が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。
【００３１】
請求項９の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器の熱負荷が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。
【００３２】
請求項１０の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、外部情報を実験式に代入して推定吸入圧力を演算することにより、推定吸入圧力が正確に演算される。この結果として、容量制御弁の消費電力が的確に削減される。
請求項１１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、吐出圧力、蒸発器の熱負荷、蒸発器の出口での冷媒の過熱度及び可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量に基づいて推定吸入圧力を演算することにより、吸入圧力が精度良く推定される。この結果として、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３３】
請求項１２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、過熱度検知手段が、蒸発器の出口での冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と、膨張器の入口での冷媒の圧力に基づいて過熱度を検知することで、過熱度が正確に検知される。この結果として、吸入圧力の推定精度が一層高くなり、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３４】
請求項１３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、熱負荷検知手段が、外気温度及びに及び蒸発器ファンの電圧に少なくとも基づいて熱負荷を精度良く検知する。この結果として、吸入圧力推定手段によって、吸入圧力が精度良く推定される。
一方、外気温度センサ及び蒸発器ファン電圧検知手段は、いずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。この結果として、この容量制御システムによれば、簡単な構成にて、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３５】
請求項１４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口空気温度に近付き、空調システムにより空調される車室等の温度制御の精度が向上する。
請求項１５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、弁体に作用する吐出圧力に対し、吸入圧力若しくは制御圧力とソレノイドの電磁力とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力の制御範囲が広い。この結果として、可変容量圧縮機の起動直後から、容量制御弁の消費電力が有効に削減される。
【００３６】
請求項１６の可変容量圧縮機の容量制御システムが適用された可変容量圧縮機は、往復動型であり、斜板要素の最小傾角で規定されるピストンのストロークを非常に小さく設定できる。このため最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、往復動型の可変容量圧縮機に本発明に係る容量制御システムを適用することにより、可変容量圧縮機の吐出容量の可変範囲が広く且つ容量制御弁の消費電力が削減された空調システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の第１実施形態の可変容量圧縮機の容量制御システムＡについて説明する。
図１は、容量制御システムＡが適用された車両用空調システムの冷凍サイクル１０を示し、冷凍サイクル１０は、作動流体としての冷媒が循環する循環路１２を備える。循環路１２には、冷媒の流動方向でみて、圧縮機１００、放熱器（凝縮器又はガスクーラ）１４、膨張器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。
【００３８】
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。
放熱器１４は、圧縮機１００から吐出された冷媒を冷却する機能を有し、冷却された冷媒は、膨張器１６を通過することによって膨張させられる。膨張した冷媒は蒸発器１８内で気化し、気化した冷媒は圧縮機１００に吸入される。
【００３９】
蒸発器１８は、車両用空調システムの空気回路の一部も構成しており、蒸発器１８を通過する空気流は、蒸発器１８内の冷媒によって気化熱を奪われることによって冷却される。気化した冷媒は、蒸発器１８の出口において過熱度を有するが、過熱度は膨張器１６によって所定値に略保たれる。
より詳しくは、図２に示したように、膨張器１６は円筒状のケーシング１８０を有し、ケーシング１８０の一端側には入口ポート１８０ａが形成されている。また、ケーシング１８０の中央部には出口ポート１８０ｂが形成され、入口ポート１８０ａと出口ポート１８０ｂとは、ケーシング１８０の内部に設けられた弁孔１８２を通じて連通している。弁孔１８２は入口ポート１８０ａ側にて弁体１８４によって開閉され、弁体１８４には、閉弁方向に圧縮コイルばね１８５の付勢力ｆｓ１が作用している。
【００４０】
また、ケーシング１８０の他端側には凹所１８０ｃが形成され、凹所１８０ｃと第２ポート１８０ｂとの間は、弁孔１８２と同軸上を延びる挿通孔１８６を通じて連通している。挿通孔１８６には伝達ロッド１８８が挿通され、伝達ロッド１８８の一端は弁体１８４に連結されている。伝達ロッド１８８の他端には、フランジ付きのエンドキャップ１９０が固定され、エンドキャップ１９０には、凹所１８０ｃ内に配置された圧縮コイルばね１９２の付勢力ｆｓ２が閉弁方向に作用している。
【００４１】
また、ケーシング１８０の他端には、ダイアフラム１９４を介して円錐形状のカバー１９６が固定されている。ダイアフラム１９４は可撓性を有する金属製の薄板からなり、ダイアフラム１９４及びカバー１９６によって区画された気密な空間内には、充填剤１９７が気液混合状態で充填されている。
ダイアフラム１９４の中央部にはエンドキャップ１９０が当接し、感温部の内部の圧力Ｐｔが上昇することにより、弁体１８４が開弁方向に付勢される。
【００４２】
また、ケーシング１８０の他端側には、均圧路１８０ｄが形成され、均圧路１８０ｄは、ケーシング１８０の他端とダイアフラム１９４との間の隙間と、カバー１９６の外部とを連通する。
膨張器１６は、ブロック１９８内に固定され、ブロック１９８には入口側流路１９８ａ、出口側流路１９８ｂ及び感温路１９８ｃが形成されている。入口側流路１９８ａを通じて、膨張器１６の入口ポート１８０ａと放熱器１４とが連通し、出口側流路１９８ｂを通じて、膨張器１６の出口ポート１８０ｂと蒸発器１８とが連通する。
【００４３】
感温路１９８ｃを通じて、蒸発器１８と圧縮機１００とが連通しているが、膨張器１６のカバー１９６は、感温路１９８ｃ内に位置している。従って、感温路１９８ｃ内を流れる冷媒がカバー１９６の外面に接することにより、カバー１９６内の充填剤１９７の温度は、感温路１９８ｃを流れる冷媒の温度と等しくなる。また、均圧路１８０ｄを通じて、ダイアフラム１９４の外面には、感温路１９８ｃを流れる冷媒の圧力、つまり蒸発器１８の出口での冷媒の圧力Ｐｅが作用する。
【００４４】
上述した膨張器１６は温度自動膨張弁であり、ダイアフラム１９４、カバー１９６及び充填剤１９７が感温部を構成している。膨張器１６は、感温部にて蒸発器１８の出口での冷媒の温度を感知し、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨが所定値になるように、自身を通過する冷媒の流量を調整する。
ここで、図３の直線Ｃ１は、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎが所定の一定値であるときの、蒸発器１８の出口における冷媒の温度と圧力Ｐｅとの関係（過熱度特性）を示しており、膨張器１６の構造によって定まる。曲線Ｃ２は、冷媒（Ｒ１３４ａ）の飽和温度と飽和圧力との関係を示しており、横軸方向での直線Ｃ１と曲線Ｃ２との差が、蒸発器１８の出口における冷媒の過熱度ＳＨに対応する。
【００４５】
一方、図４は、膨張器１６の感温部の温度が一定であるとした場合における、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎと蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨとの関係を示す。図４から、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎが変化するのに伴い、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨが変化することがわかる。
なお、膨張器１６において、弁体１８４に作用する開弁方向の力をＦｏとし、閉弁方向に作用する力をＦｃとすると、Ｆｏ及びＦｃは、式（１）、（２）でそれぞれ表される。そして、膨張器１６の開弁条件は、式（３）にて示される。
【００４６】
Ｆｏ＝（Ｐｔ−Ｐｅ）・Ｓｄ−（Ｐｏｕｔ−Ｐｅ）・Ｓｅｒ−ｆｓ２ ・・・（１）
Ｆｃ＝ｆｓ１＋（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）・Ｓｅｖ ・・・（２）
Ｆｏ＞Ｆｃ ・・・（３）
但し、式（１），（２）中、Ｐｏｕｔは膨張器１６の出口での冷媒の圧力、Ｓｄはダイアフラム１９４の有効面積、Ｓｅｖは弁体１８４のシール面積、Ｓｅｒは伝達ロッド１８８の断面積である。また、Ｐｔは、前述したように感温部の内部の圧力である。
【００４７】
再び図１を参照すると、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
リアハウジング１０４の内部には、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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１７０が配置されている。具体的には、逆止弁１７０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。
【００５４】
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１７０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）２００が収容され、容量制御弁２００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。
【００５５】
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２００に接続されている。
【００５６】
より詳しくは、図５に示すように、容量制御弁２００は、弁ユニットとソレノイドユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング２０２を有し、弁ハウジング２０２の内部には弁孔２０４が形成されている。弁孔２０４は、弁ハウジング２０２の軸線方向に延び、弁孔２０４の一端は出口ポート２０６に繋がっている。出口ポート２０６は、弁ハウジング２０２を径方向に貫通しており、弁孔２０４は出口ポート２０６及び給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。
【００５７】
弁ハウジング２０２のソレノイドユニット側には弁室２０８が区画され、弁孔２０４の他端は弁室２０８の端壁にて開口している。弁室２０８内には、円柱状の弁体２１０が収容され、弁体２１０は、弁室２０８内を弁ハウジング２０２の軸線方向に移動可能である。弁体２１０の一端が弁室２０８の端壁に当接することにより、弁体２１０は弁孔２０４を閉塞可能であり、弁室２０８の端壁は弁座として機能する。
【００５８】
また、弁ハウジング２０２には入口ポート２１２が形成され、入口ポート２１２も弁ハウジング２０２を径方向に貫通している。入口ポート２１２は、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通している。入口ポート２１２は、弁室２０８の周壁にて開口しており、入口ポート２１２、弁室２０８、弁孔２０４及び出口ポート２０６を通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能となっている。
【００５９】
更に、弁ハウジング２０２には、ソレノイドユニットと反対側に感圧室２１４が区画され、感圧室２１４の周壁には感圧ポート２１６が形成されている。感圧ポート２１６及び感圧通路１６６を通じて、感圧室２１４は吸入室１４０と連通している。また、感圧室２１４と弁孔２０４との間には軸方向孔２１８が設けられ、軸方向孔２１８は、弁孔２０４と同軸上を延びている。
【００６０】
弁体２１０の他端には、感圧ロッド２２０が一体且つ同軸に連結されている。感圧ロッド２２０は、弁孔２０４及び軸方向孔２１８内を延び、感圧ロッド２２０の先端部は、感圧室２１４内に突出している。感圧ロッド２２０は先端側に大径部を有しており、感圧ロッド２２０の大径部は、軸方向孔２１８の内周面によって摺動可能に支持されている。従って、感圧ロッド２２０の大径部によって、感圧室２１４と弁孔２０４との間の気密性が確保されている。
【００６１】
感圧室２１４の端壁は、弁ハウジング２０２の端部に圧入されたキャップ２２２により形成され、キャップ２２２は段付きの有底円筒状をなす。キャップ２２２の小径部には、支持部材２２４の筒部が摺動自在に嵌合され、キャップ２２２の底壁と支持部材２２４との間には強制解放ばね２２６が配置されている。
感圧室２１４内には感圧器２２８が収容され、感圧器２２８の一端が支持部材２２４に固定されている。従って、キャップ２２２は、支持部材２２４を介して感圧器２２８を支持している。
【００６２】
感圧器２２８はベローズ２３０を有し、ベローズ２３０は、弁ハウジング２０２の軸線方向に伸縮可能である。ベローズ２３０の両端はキャップ２３２，２３４によって気密に閉塞され、ベローズ２３０の内部は、真空状態（減圧状態）に保たれている。また、ベローズ２３０の内部には、圧縮コイルばね２３６が配置され、圧縮コイルばね２３６は、ベローズ２３０が伸張するように、キャップ２３２，２３４を相互に離間する方向に付勢している。
【００６３】
感圧器２２８のキャップ２３４は、アダプタ２３８を介して感圧ロッド２２０に当接可能であり、感圧室２１４内の圧力が低下して感圧器２２８が伸張した場合、感圧ロッド２２０を介して弁体２１０が開弁方向に付勢される。
なお、弁ハウジング２０２に対するキャップ２２２の圧入量は、容量制御弁２００が所定の動作をするように調整される。
【００６４】
一方、ソレノイドユニットは、弁ハウジング２０２に同軸的に連結された円筒状のソレノイドハウジング２４０を有し、ソレノイドハウジング２４０内には、同心上に円筒状の固定コア２４２が配置されている。固定コア２４２の一端部は、弁ハウジング２０２の端部に嵌合して弁室２０８を区画するとともに、弁体２１０を摺動自在に支持している。
固定コア２４２の中央部から他端部に亘る部分には、有底のスリーブ２４４が嵌合されている。スリーブ２４４の底壁と固定コア２４２の他端との間には、コア収容空間２４８が区画され、コア収容空間２４８には可動コア２４６が配置されている。可動コア２４６は、スリーブ２４４によって摺動自在に支持され、ソレノイドハウジング２４０の軸線方向に往復動可能である。
【００６５】
弁体２１０の他端には、固定コア２４２内を延びるソレノイドロッド２５０の一端が当接し、ソレノイドロッド２５０の他端部は、可動コア２４６と一体に固定されている。従って、弁体２１０は、可動コア２４６に連動して閉弁方向に移動する。可動コア２４６とスリーブ２４４の底壁との間には、圧縮コイルばね２５２が配置され、圧縮コイルばね２５２は、可動コア２４６及びソレノイドロッド２５０を介して弁体２１０を閉弁方向に常時付勢する。
【００６６】
スリーブ２４４の周囲には、ボビン２５３に巻回された状態でソレノイド２５４が配置されている。ソレノイドハウジング２４０、固定コア２４２及び可動コア２４６はいずれも磁性材料で形成されて磁気回路を構成し、一方、スリーブ２４４は非磁性のステンレス系材料で形成されている。
ここで、固定コア２４２の先端部の根元には、径方向孔２５６が形成され、弁ハウジング２０２には、径方向孔２５６と感圧室２１４とを連通する連通孔２５８が形成されている。また、固定コア２４２の中央部及び他端部の内径は、弁体２１０及びソレノイドロッド２５０の外径よりも大きく、感圧室２１４とコア収容空間２４８との間は、固定コア２４２の中央部及び他端部の内側、径方向孔２５６及び連通孔２５８を介して連通している。
【００６７】
従って、弁体２１０の一端面には、クランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）が開弁方向の力として作用し、一方、弁体２１０の他端面には吸入室１４０の圧力（吸入圧力Ｐｓ）が閉弁方向の力として作用する。
なお、弁孔２０４の面積と、固定コア２４２の先端部に支持される弁体２１０の部分の断面積とを同等に設定することによって、弁体２１０の開閉動作には、弁室２０８内の圧力、換言すれば、吐出室１４２の圧力（吐出圧力Ｐｄ）は関与しない。この場合、容量制御弁２００の吸入圧力制御特性は、吐出圧力Ｐｄの影響を受けない。この結果として、図６及び式（４）に示すように、ソレノイド２５４に供給する電流（制御電流Ｉ）に基づいて、制御対象となる吸入圧力Ｐｓの目標値（目標吸入圧力Ｐｓｓ）が一義的に決定される。
【００６８】
【数１】
【００６９】
なお、式（４）中のＦ（Ｉ）は、ソレノイド２５４に通電することによって可動コア２４６に作用する電磁力であり、Ｓｂは、ベローズの有効面積である。また、ｆｓ３は圧縮コイルばね２５２の付勢力であり、ｆｓ４は、感圧器２２８の圧縮コイルばね２３６の付勢力である。
ソレノイド２５４には圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００Ａが接続され、制御装置４００Ａからソレノイド２５４に制御電流Ｉが供給されると、可動コア２４６に電磁力Ｆ（Ｉ）が作用する。電磁力Ｆ（Ｉ）によって、可動コア２４６は固定コア２４２に向けて吸引され、これにより弁体２１０が閉弁方向に付勢される。
【００７０】
図７は、制御装置４００Ａを含む容量制御システムＡの概略構成を示したブロック図である。
容量制御システムＡは、１つ以上の外部情報を検知する外部情報検知手段を有し、外部情報検知手段は、蒸発器目標温度設定手段４０１及び蒸発器出口空気温度検知手段としての蒸発器温度センサ４０２を含む。
【００７１】
蒸発器目標温度設定手段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４００Ａに入力する。蒸発器目標温度設定手段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。
【００７２】
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（図１参照）、蒸発器１８を通過した直後の空気温度Ｔｅを検知する。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４００Ａに入力される。
また、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、吐出室１４２の冷媒の圧力である吐出圧力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（図１参照）、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４００Ａに入力する。
【００７３】
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。また、冷凍サイクル１０の高圧領域とは、吐出室１４２から膨張器１６の入口までの領域をさす。圧力センサ４０３は、高圧領域のいずれかの部位で冷媒の圧力を検知することができればよい。
【００７４】
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、吐出圧力領域及び高圧領域には、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。
更に、外部情報検知手段は、外気温度センサ４０４及び車内温度センサ４０５を含む。外気温度センサ４０４は、車両のエアーインテーク部に配置され、車両用空調システムの空気回路に導入される外気の温度Ｔａを検知する。車内温度センサ４０５は、車室内に設置されて車室内の空気の温度Ｔｔを検知する。
【００７５】
また更に、外部情報検知手段は、蒸発器ファン電圧検知手段４０６及び内外気切換ドア位置検出手段４０７を含む。蒸発器ファン電圧検知手段４０６は、蒸発器ファンのファンモータに印加される電圧Ｖｆを検知する。蒸発器ファンは、車両用空調システムの空気回路において、蒸発器１８を通過する空気流を生成し、電圧Ｖｆは、蒸発器ファンによる送風量の指標となる。
【００７６】
内外気切換ドア位置検出手段４０７は、内外気切換ドアの位置を検知する。車両用空調システムは、内外気切換ドアの位置に応じて、空気回路における通風経路が変更されるが、内外気切換ドア位置検出手段４０７によって、通風経路の状態Ａｓが検知される。換言すれば、内外気切換ドア位置検出手段４０７によって、車両用空調システムが外気導入モード及び内気循環モードのうちいずれで動作しているかが検知される。
【００７７】
内外気切換ドア位置検知手段４０７は、例えば、位置検出スイッチを用いて構成することができる。
また、外部情報検知手段は、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知するための圧縮機回転数検知手段を含む。圧縮機回転数検知手段は、エンジン１１４の回転数を検知するエンジン回転数センサ４０８を有し、エンジン回転数センサ４０８によって検知されたエンジン１１４の回転数に、所定のプーリー比を乗じることにより、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知することができる。
【００７８】
圧縮機回転数検知手段の構成は特に限定されず、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎに関連する物理量に基づいて、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知可能であればよい。例えば、車速とギヤ位置とから回転数Ｎｃｎを検知してもよい。また、スロットル開度（アクセル開度）を含む情報に基づいて回転数Ｎｃｎを検知してもよい。なお、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎに関連する物理量には、圧縮機１００の回転数自体も含まれる。
【００７９】
制御装置４００Ａは、例えば、独立したＥＣＵ（電子制御ユニット）によって構成されるが、エアコン用ＥＣＵ又はエンジン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、蒸発器目標温度設定手段４０１を制御装置４００Ａに含ませてもよい。
制御装置４００Ａは、圧力補正手段４１０、過熱度演算手段４１２及び吸入圧力推定手段４１４を有する。
【００８０】
圧力補正手段４１０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４１０は、演算した吐出圧力Ｐｄを吸入圧力推定手段４１４に入力する。
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Ｐｄ＝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。
【００８１】
過熱度演算手段４１２は、蒸発器１８の出口での冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量と、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎ若しくは当該圧力Ｐｉｎに関連する物理量に基づいて、冷媒の過熱度ＳＨを演算する。具体的には、前者の物理量として蒸発器１８の熱負荷Ｑや冷媒の循環量、後者の物理量として圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを用いることができる。
【００８２】
蒸発器１８の熱負荷Ｑは、後述するように、例えば、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓ等に基づいて演算することができる。
膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎ若しくは当該圧力Ｐｉｎに関連する物理量に基づいて過熱度ＳＨを演算するのは、図４に示したように、蒸発器１８の出口における冷媒の過熱度ＳＨが、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎに依存して変化するためである。
【００８３】
つまり、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨは、検知圧力Ｐｈ及び熱負荷Ｑを変数とする関数ＳＨ＝ｇ（Ｐｈ，Ｑ）によって演算することができ、圧力センサ４０３及び過熱度演算手段４１２は、過熱度検知手段を構成している。関数ｇ（Ｐｈ，Ｑ）は予め求めておくことができる。
なお、過熱度ＳＨが図４に示したように膨張器１６の入口での圧力Ｐｉｎに対して依存性を有するのは、膨張器１６が前述した式（１）〜（３）の関係に基づいて動作することによる。膨張器１６の入口圧力Ｐｉｎ、即ち、冷凍サイクル１０の高圧領域の圧力が変化すると、弁体１８４を閉じる方向の力Ｆｃが変化し、過熱度ＳＨが変化してしまうのである。
【００８４】
そして、過熱度演算手段４１２は、演算により検知した過熱度ＳＨを吸入圧力推定手段４１４に入力する。
なお、過熱度検知手段として、蒸発器１８の出口での冷媒の温度を検知するセンサを用いてもよい。
吸入圧力推定手段４１４は、圧縮機１００が機械的に決定される最大吐出容量で動作していると仮定して、外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、吸入圧力Ｐｓの推定値である推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。
【００８５】
具体的には、吸入圧力推定手段４１４は、外部情報検知手段によって検知された外部情報を実験式に代入することにより、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。実験式は、外部情報と吸入圧力Ｐｓとの関係を示すものであり、予め実験によって求めておくことができる。実験式は、マップであってもよい。
実験式は、好ましくは、吐出圧力Ｐｄと、膨張器１６の入口での冷媒の過冷度ＳＣと、蒸発器１８の熱負荷Ｑと、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨと、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎと、吸入圧力Ｐｓとの関係を示すものである。これら吐出圧力Ｐｄ、過冷度ＳＣ、熱負荷Ｑ、過熱度ＳＨ及び回転数Ｎｃｎと、吸入圧力Ｐｓとの関係を示す実験式によれば、吸入圧力Ｐｓを正確に推定することができる。例えば、実験式はＰｓｅ＝ｈ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｑ，ＳＨ，Ｎｃｎ）で示される。
【００８６】
実験式は、式中に変数として含まれる量をそれぞれと関連を有する他の量にて置換することによって、書き換えることができる。
例えば、蒸発器１８の熱負荷Ｑは、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓを変数とする関数Ｑ＝ｉ（Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ）にて演算することができる。すなわち、通風系路の状態Ａｓが外気導入モードである場合には、外気温度Ｔａ及び電圧Ｖｆを変数として熱負荷Ｑを演算することができる。一方、通風系路の状態Ａｓが内気循環モードである場合には、車室内温度Ｔｔ及び電圧Ｖｆを変数として熱負荷Ｑを演算することができる。
【００８７】
このため、実験式：Ｐｓｅ＝ｊ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
なお、外気及び車室内の湿度が判れば、蒸発器１８の熱負荷Ｑの演算精度が向上するため、外部情報検知手段に、外気湿度センサ及び車室内湿度センサを更に含ませ、外気及び車室内の湿度に更に基づいて熱負荷Ｑを検知しても良い。
【００８８】
また、外気導入モードにおいて、車速Ｖｓが所定値以上の場合、蒸発器１８の送風量に車速Ｖｓの影響が及ぶ。このため、外部情報検知手段に車速センサを更に含ませ、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、電圧Ｖｆ及び車速Ｖｓを変数として含む関数Ｑ＝ｋ（Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ｖｓ，Ａｓ）によって熱負荷Ｑを演算してもよい。
また、膨張器１６の入口の冷媒の過冷度ＳＣは、温度自動膨張弁である膨張器１６を使用した冷凍サイクル１０では大きく変化しない。このため、例えば、適当な概算値を予め設定しておき、この概算値を他の既知の変数である吐出圧力Ｐｄ、外気温度Ｔａ、電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓ等で補正すれば、十分な精度で過冷度ＳＣを演算することができる。
【００８９】
従って、実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
以上をまとめると、吸入圧力推定手段４１４は、実験式：Ｐｓｅ＝ｈ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｑ，ＳＨ，Ｎｃｎ）のみならず、その変形である実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）等によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
【００９０】
そこで、本実施形態では、外部情報検知手段、吐出圧力検知手段、過熱度検知手段及び圧縮機回転数検知手段によって検知された、吐出圧力Ｐｄ、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ、過熱度ＳＨ及び圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを、予め求めておいた実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）に代入することにより、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。この場合、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機１００が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Ｐｓの推定値をほぼ正確に推定することができる。
【００９１】
なお、前述したようにＰｄ＝ｆ（Ｐｈ）であり且つＳＨ＝ｇ（Ｐｈ，Ｑ）であるため、実験式：Ｐｓｅ＝ｍ（Ｐｈ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。この場合も、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機１００が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Ｐｓの推定値をほぼ正確に推定することができる。
【００９２】
また、制御装置４００Ａは、目標吸入圧力設定手段４２０、制御信号制限手段４２２及びソレノイド駆動手段４２４を有する。
目標吸入圧力設定手段４２０は目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。目標吸入圧力Ｐｓｓは、制御目標となる吸入圧力Ｐｓの目標値である。
本実施形態では、目標吸入圧力設定手段４２０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、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。すなわち、目標吸入圧力設定手段４２０は、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、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。
【００９３】
つまり、目標吸入圧力設定手段４２０にとって、蒸発器温度センサ４０２及び蒸発器目標温度設定手段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。
なお、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定すれば、図６及び式（４）に示したように制御電流Ｉが定まることから、目標吸入圧力設定手段４２０が目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することには、制御電流Ｉ若しくは制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比を設定することが含まれる。
【００９４】
例えば、目標吸入圧力設定手段４２０は、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御に則して制御電流Ｉを演算することができる。演算された制御電流Ｉは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、目標吸入圧力設定手段４２０は、演算された制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号（吐出容量制御信号）を生成し、制御信号制限手段４２２に入力する。
【００９５】
制御信号制限手段４２２には、吐出容量制御信号とともに、吸入圧力推定手段４１４によって演算された推定吸入圧力Ｐｓｅも入力される。制御信号制限手段４２２は、吐出容量制御信号及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、必要に応じて吐出容量制御信号に所定の制限を加える。そして、制御信号制限手段４２２は、吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【００９６】
具体的には、制御信号制限手段４２２は閾値設定手段を含み、閾値設定手段は、目標吸入圧力設定手段４２０で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓ若しくは制御電流Ｉを基準として、閾値を設定する。閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓそのものであってもよいが、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨ又は下限ＰｓｓＬであってもよい。目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつきは、容量制御弁２００の生産時における部品寸法公差等により発生する。
【００９７】
なお、上限値ＰｓｓＨ又は下限値ＰｓｓＬと目標吸入圧力Ｐｓｓとの差は、図６に示したように、制御電流Ｉの大小に基づいて変化させてもよい。
また、制御信号制限手段４２２は指標設定手段を含み、指標設定手段は、吸入圧力推定手段４１４で演算された推定吸入圧力Ｐｓｅを基準として指標を設定する。指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅそのものであってもよいが、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨ又は下限値ＰｓｅＬであってもよい。
【００９８】
それから、制御信号制限手段４２２は比較手段を含み、比較手段は閾値と指標とを比較する。制御信号制限手段４２２は、比較の結果として閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド２５４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流のデューティ比が、閾値に対応する制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉのデューティ比よりも小さくなるよう吐出容量制御信号を変更する。そして、制御信号制限手段４２２は、変更した吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【００９９】
なお、閾値に対応する制御電流Ｉとは、制御電流Ｉをソレノイド２５４に供給したときに、感圧器２２８によるフィードバック制御における吸入圧力Ｐｓの基準値が閾値と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Ｐｓが閾値に到達するために必要な電流である。
好ましくは、図６に示したように、制御信号制限手段４２２は、閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド２５４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉのデューティ比が、指標に対応する制御電流Ｉｉ若しくはデューティ比になるよう、吐出容量制御信号を変更する。
【０１００】
閾値の場合と同様に、指標に対応する制御電流Ｉｉは、制御電流Ｉをソレノイド２５４に供給したときに、感圧器２２８によるフィードバック制御における吸入圧力Ｐｓの基準値が指標と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Ｐｓが指標に到達するのに必要な電流である。
一方、制御信号制限手段４２２は、閾値が指標に等しいかそれよりも大きい場合には、吐出容量制御信号を変更せずに、目標吸入圧力設定手段４２０から入力された吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【０１０１】
ソレノイド駆動手段４２４は、吐出容量制御信号に基づき、ソレノイド２５４に制御電流Ｉを供給し、容量制御弁２００を駆動する。つまり、制御信号制限手段４２２及びソレノイド駆動手段４２４は制御電流調整手段を構成し、制御電流調整手段は、目標吸入圧力設定手段４２０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓ及び吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、容量制御弁２００のソレノイド２５４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。
【０１０２】
図８は、ソレノイド駆動手段４２４の構成を示す。
ソレノイド駆動手段４２４は、スイッチング素子４３０を有し、スイッチング素子４３０は、電源４５０とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁２００のソレノイド２５４と直列に介挿されている。スイッチング素子４３０は、電源ラインを電気的に断続可能であり、スイッチング素子４３０の動作によって、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２５４に制御電流Ｉが供給される。
【０１０３】
なお、フライホイール回路を形成すべく、ソレノイド２５４と並列にダイオード４３２が接続される。
スイッチング素子４３０には、制御信号発生手段４３４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４３６が介挿され、電流センサ４３６は、ソレノイド２５４を流れる制御電流Ｉを検知する。電流センサ４３６は、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。
【０１０４】
電流センサ４３６は、制御電流比較判定手段４３８に検知した制御電流Ｉを入力し、制御電流比較判定手段４３８は、制御信号制限手段４２２から吐出容量制御信号として入力された制御電流Iと、電流センサ４３６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４３８は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Ｉが入力された制御電流Iに近付くように、制御信号発生手段４３４が発生する駆動信号を変更する。
【０１０５】
すなわち、ソレノイド駆動手段４２４は、所定の駆動周波数(例えば４００〜５００Ｈｚ)のＰＷＭ（パルス幅変調）にてデューティ比を変更することで、ソレノイド２５４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４２４は、ソレノイド２５４に流れる制御電流Ｉを検知して、検知した制御電流Ｉが制御信号制限手段４２２から入力された制御電流Iに近付くようにフィードバック制御する。
【０１０６】
なお、ソレノイド駆動手段４２４がデューティ比で制御電流Ｉを調整する場合、制御信号制限手段４２２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、制御信号制限手段４２２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４２４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。
【０１０７】
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、上述した車両用空調システムの動作（使用方法）を説明する。
図９は、制御装置４００Ａが実行するプログラムのメインルーチンを示している。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。
【０１０８】
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、ソレノイド２５４に供給される制御電流Iが、初期値I０に設定される。初期値I０が供給されている間、容量制御弁２００は開いた状態にあり、圧縮機１００の容量は、機械的に決定される最小容量になる。初期値I０はゼロであってもよい。
なお、圧縮機１００の容量が最小であるとき、逆止弁１７０の前後の圧力差は所定値よりも低く、圧縮機１００は冷凍サイクル１０に冷媒を吐出することができない。このため、最小の吐出容量でシリンダボア１０１ａから吐出室１４２に吐出された冷媒は、吐出室１４２から給気経路１６０を経てクランク室１０５に流入し、次いで、クランク室１０５から抽気通路１６２を経て吸入室１４０に戻る。つまり、圧縮機１００の容量が最小であるとき、冷媒は圧縮機１００の内部を循環する。
【０１０９】
Ｓ１０の後、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（Ｓ１２）。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フの場合（Ｎｏの場合）、メインルーチンはＳ１０に戻る。エアコンスイッチがオンの場合（Ｙｅｓの場合）、サブルーチンである吸入圧力制御ルーチンＳ１４が実行される。
【０１１０】
図１０は、吸入圧力制御ルーチンＳ１４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Ｓ１４では、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（Ｓ１００）とともに、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が読み込まれる（Ｓ１０２）。
それから、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（Ｓ１０４）。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制御電流Ｉが演算される（Ｓ１０６）。
【０１１１】
なお、Ｓ１０６の演算式中、制御電流Ｉが含まれているが、制御電流Ｉの初期値はＩ０である。また、吸入圧力制御ルーチンＳ１４を１回実行するごとに、Ｓ１０４で偏差ΔＴが演算され、Ｓ１０６の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ１０４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Ｓ１０４で演算されたものであることを示す。
【０１１２】
ここで、前述したように、制御電流Ｉが決まれば、目標吸入圧力Ｐｓｓを一義的に決定可能であることから、Ｓ１０６で制御電流Ｉを演算することは、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することに相当する。
この後、演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ１以上であるか否か比較判定される（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の判定結果がＮｏであれば、下限値Ｉ１が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１１０）。Ｓ１０８の判定結果がＹｅｓであれば、演算された制御電流Ｉは、予め設定された上限値Ｉ２以下であるか否か比較判定される（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の判定結果がＮｏであれば、上限値Ｉ２が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１１４）。
【０１１３】
従って、Ｓ１０６で演算された制御電流Ｉは、下限値Ｉ１以上で且つ上限値Ｉ２以下であればそのまま維持され、それ以外の場合には、下限値Ｉ１又は上限値Ｉ２で置換される。
一方、吸入圧力制御ルーチンＳ１４では、Ｓ１０６で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて閾値が設定される（Ｓ１１６）。本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが閾値として設定される。
【０１１４】
また、外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、圧縮機１００が最大容量で作動していると仮定したときの、吸入圧力Ｐｓの推定値である推定吸入圧力Ｐｓｅが演算される（Ｓ１１８）。そして、演算された推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、指標が設定される。本実施形態では、例えば、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨが指標として設定される（Ｓ１２０）。
【０１１５】
この後、閾値が指標以上であるか否か比較判定される（Ｓ１２２）。Ｓ１２２の判定の結果がＹｅｓの場合、Ｓ１０６で演算された制御電流Ｉ、又は、下限値Ｉ１若しくは上限値Ｉ２で置換された制御電流Ｉが出力される（Ｓ１２４）。
Ｓ１２２の判定の結果がＮｏの場合、Ｓ１２０で設定された指標に対応する制御電流Ｉｉが演算され、演算された制御電流Ｉｉが制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１２６）。そして、Ｓ１２６で読み込まれた制御電流ＩがＳ１２４で出力される。ソレノイド駆動手段は、Ｓ１２４で出力された制御電流Ｉに近付くように、ソレノイド２５４に実際に供給される制御電流Ｉを調整する。
【０１１６】
かくして、エアコンスイッチがオン状態の場合、容量制御弁２００のソレノイドユニット２５４に対し、初期値Ｉ０よりも大きな制御電流Ｉが供給される。制御電流Ｉによって発生した電磁力Ｆ（Ｉ）は、制御電流Ｉに対応した弁開度にて容量制御弁２００を閉じる。これによって、吐出室１４２とクランク室１０５との間の給気通路１６０が断続的若しくは連続的に遮断され、クランク圧力Ｐｃが低下する。特に、エアコンスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた直後、換言すれば、圧縮機１００の起動直後には、給気通路１６０は略連続的に遮断され、クランク圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓまで低下する。
【０１１７】
制御圧力としてのクランク圧力Ｐｃの低下に伴い、斜板１０７の傾角が増してピストン１３０のストロークが増大する。特に、エアコンスイッチがオン状態に切り替えられた直後には、圧縮機１００の吐出容量は最大になる。この結果として、吐出室１４２の圧力が高まり、逆止弁１７０の前後差圧が所定値を超えると、逆止弁１７０が開弁して圧縮機１００から冷媒が吐出される。
【０１１８】
上述した容量制御システムＡによれば、吸入圧力Ｐｓの目標値が目標吸入圧力Ｐｓｓに設定されていても、Ｓ１２２の判定結果において閾値が指標よりも低ければ、指標に対応する制御電流Ｉｉが制御電流Ｉとしてソレノイド２５４に供給される。図６の制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓとの関係を参照すれば、ソレノイド２５４に制御電流Ｉｉが供給されることで、吸入圧力Ｐｓが指標に近付く。
【０１１９】
そして、吸入圧力Ｐｓは、吸入圧力制御ルーチンＳ１４が繰り返される間に徐々に低下するため、推定吸入圧力Ｐｓｅ及び指標も徐々に小さくなる。最終的には、Ｓ１２２の判定結果において、閾値が指標以上になる。
閾値が指標以上になると、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉがソレノイド２５４に供給される。ソレノイド２５４に制御電流Ｉが供給されることで、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付く。そして、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くと、感圧器２２８が伸縮することによって、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに維持される。そしてこの結果として、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ため、車室の温度が高精度にて制御され、車室の快適性が確保される。
【０１２０】
上述した容量制御システムＡでは、制御電流調整手段を構成する制御信号制限手段４２２は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力Ｐｓが閾値に到達するために必要な制御電流Ｉ若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイド２５４に供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。
具体的には、容量制御システムＡでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いときに、吸入圧力Ｐｓが指標に到達するのに必要な制御電流Ｉｉまで、ソレノイド２５４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小さくする。これにより、図６を参照すると、ΔＩだけ制御電流Ｉが削減される。この結果として、容量制御システムＡでは、圧縮機１００が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド２５４に過剰な制御電流Ｉが供給されるのが防止され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２１】
従来の容量制御システムにおいて、ソレノイドに過剰な制御電流Iが供給されていたのは、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があることを考慮せずに、目標吸入圧力Ｐｓｓのみに基づいて制御電流Ｉを決定していたからである。すなわち、吐出容量が最大吐出容量になる最大容量通電量を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはないことが考慮されていなかったのである。
【０１２２】
これに対し、容量制御システムＡでは、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて制御電流Ｉを調整することによって、最大容量通電量を超えて制御電流Ｉを供給することを防止し、これにより容量制御弁２００における消費電力の削減を図っているのである。
また、容量制御システムＡでは、吸入圧力推定手段４１４が、吐出圧力検知手段で検知された吐出圧力Ｐｄと、過熱度検知手段で検知された過熱度ＳＨと、外気温度センサ４０４で検知された外気温度Ｔａと、車内温度センサ４０５で検知された車室内温度Ｔｔと、蒸発器ファン電圧検知手段４０６で検知された電圧Ｖｆと、内外気切換ドア位置検知手段４０７で検知された通風系路の状態Ａｓと、エンジン回転数センサ４０８で検知された圧縮機回転数Ｎｃｎに基づいて推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することにより、吸入圧力Ｐｓが精度良く推定される。
【０１２３】
一方、吐出圧力検知手段、外気温度センサ４０４、車内温度センサ４０５、蒸発器ファン電圧検知手段４０６、内外気切換ドア位置検知手段４０７及びエンジン回転数センサ４０８はいずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。
これらの結果として、容量制御システムＡによれば、簡単な構成にて、ソレノイド２５４に供給される過剰な制御電流Ｉが確実に削減され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２４】
なお、容量制御システムＡでは、過熱度検知手段が、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎに基づいて過熱度ＳＨを演算することによって、過熱度ＳＨひいては推定吸入圧力Ｐｓｅの推定精度が一層高くなる。これにより、簡単な構成にて、ソレノイド２５４に供給される過剰な制御電流Ｉが確実に削減され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２５】
容量制御システムＡが適用された圧縮機１００は、往復動型であり、斜板１０７の最小傾角で規定されるピストン１３０のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。このため、圧縮機１００に容量制御システムＡをすれば、圧縮機１００の吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
【０１２６】
以下、本発明の第２実施形態の容量制御システムＢについて説明する。
容量制御システムＢは、容量制御弁２００に代えて、図１１に示された容量制御弁３００を用いて圧縮機１００の吐出容量を制御する。
より詳しくは、容量制御弁３００は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング３０１を有し、弁ハウジング３０１の一端には入口ポート（弁孔３０１ａ）が形成されている。弁孔３０１ａは、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通し、且つ、弁ハウジング３０１の内部に区画された弁室３０３に開口している。
【０１２７】
弁室３０３内には、円柱状の弁体３０４が収容されている。弁体３０４は、弁室３０３内を弁ハウジング３０１の軸線方向に移動可能であり、弁ハウジング３０１の端面に当接することで弁孔３０１ａを閉塞可能である。すなわち、弁ハウジング３０１の端面は弁座として機能する。
また、弁ハウジング３０１の外周面には出口ポート３０１ｂが形成され、出口ポート３０１ｂは、給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通する。出口ポート３０１ｂも弁室３０３に開口しており、弁孔３０１ａ、弁室３０３及び出口ポート３０１ｂを通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能である。
【０１２８】
駆動ユニットは円筒状のソレノイドハウジング３１０を有し、ソレノイドハウジング３１０は弁ハウジング３０１の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドハウジング３１０の開口端は、エンドキャップ３１２によって閉塞され、ソレノイドハウジング３１０内には、ボビン３１４に巻回されたソレノイド３１６が収容されている。
またソレノイドハウジング３１０内には、同心上に円筒状の固定コア３１８が収容され、固定コア３１８は、弁ハウジング３０１からエンドキャップ３１２に向けてソレノイド３１６の中央まで延びている。固定コア３１８のエンドキャップ３１２側はスリーブ３２０によって囲まれ、スリーブ３２０は、エンドキャップ３１２側に閉塞端を有する。
【０１２９】
固定コア３１８は、中央に挿通孔３１８ａを有し、挿通孔３１８ａの一端は弁室３０３に開口している。また、固定コア３１８とスリーブ３２０の閉塞端との間には、円筒状の可動コア３２２を収容する可動コア収容空間３２４が規定され、挿通孔３１８ａの他端は、可動コア収容空間３２４に開口している。
挿通孔３１８ａには、ソレノイドロッド３２６が摺動可能に挿通され、ソレノイドロッド３２６の一端に弁体３０４が一体且つ同軸的に連結されている。ソレノイドロッド３２６の他端は可動コア収容空間３２４内に突出し、ソレノイドロッド３２６の他端部は、可動コア３２２に形成された貫通孔に嵌合され、ソレノイドロッド３２６と可動コア３２２とは一体化されている。また、可動コア３２２の段差面と固定コア３１８の端面との間には、開放ばね３２８が配置され、可動コア３２２と固定コア３１８との間には所定の隙間が確保されている。
【０１３０】
可動コア３２２、固定コア３１８、ソレノイドハウジング３１０及びエンドキャップ３１２は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３２０は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
ソレノイドハウジング３１０には感圧ポート３１０ａが形成され、感圧ポート３１０ａには、感圧通路１６６を介して吸入室１４０が接続されている。固定コア３１８の外周面には、軸線方向に延びる感圧溝３１８ｂが形成され、感圧ポート３１０ａと感圧溝３１８ｂとは互いに連通している。従って、感圧ポート３１０ａ及び感圧溝３１８ｂを通じて、吸入室１４０と可動コア収容空間３２４とが連通し、ソレノイドロッド３２６を介して、弁体３０４の背面側には、閉弁方向に吸入室１４０の圧力、則ち吸入圧力Ｐｓが作用する。
【０１３１】
ソレノイド３１６には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００Ｂが接続され、制御装置４００Ｂから制御電流Ｉが供給されると、ソレノイド３１６は電磁力Ｇ（Ｉ）を発生する。ソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）は、可動コア３２２を固定コア３１８に向けて吸引し、弁体３０４に対して閉弁方向に作用する。
容量制御弁３００にあっては、好ましくは、弁体３０４が弁孔３０１ａを閉じた時に吐出室１４２の圧力、則ち吐出圧力Ｐｄが作用する弁体３０４の受圧面積（シール面積Ｓｖと呼ぶ）と、吸入圧力Ｐｓが作用する弁体３０４の面積、即ちソレノイドロッド３２６の断面積とが同等に形成される。
【０１３２】
この場合、弁体３０４には、開閉方向にクランク室１０５の圧力、則ちクランク圧力Ｐｃは、実質的にほとんど作用しない。従って、弁体３０４に作用する力は、吐出圧力Ｐｄと、吸入圧力Ｐｓと、ソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）と、開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５であり、吐出圧力Ｐｄ及び開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５は開弁方向、それ以外の吸入圧力Ｐｓ及びソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用する。
【０１３３】
この関係は、式（５）で示され、式（５）を変形すると式（６）となる。これらの式（５）、（６）から、吐出圧力Ｐｄと、電磁力Ｇ（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。
【０１３４】
【数２】
【０１３５】
このような関係に基づけば、図１２に示したように、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Ｇ（Ｉ）つまり制御電流Ｉを演算できる。そして、ソレノイド３１６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３０４が動作し、クランク圧力Ｐｃが調整される。すなわち、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【０１３６】
このように吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるような制御では、図１２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、任意の吐出圧力Ｐｄ１のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲は、吐出圧力Ｐｄ１よりも低い吐出圧力Ｐｄ２のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲よりも高圧側にスライドさせられる。
【０１３７】
また式（６）から、シール面積Ｓｖを小さく設定すれば、小さな電磁力Ｇ（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。
なお、ソレノイド３１６への通電量を増加させると、吸入圧力Ｐｓを低下させることができる。一方、ソレノイド３１６への通電量をゼロとすれば、開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５により弁体３０４が離間して弁孔３０１ａが強制開放される。これにより吐出室１４２からクランク室１０５に冷媒が導入され、吐出容量は最小に維持される。
【０１３８】
図１３は、制御装置４００Ｂを含む容量制御システムＢ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Ｂは、目標吸入圧力設定手段４２０に代えて、目標吸入圧力設定手段４２６及び制御信号演算手段４２８を有する点において、容量制御システムＡとは異なる。よって、以下では、目標吸入圧力設定手段４２６及び制御信号演算手段４２８について説明する。
【０１３９】
目標吸入圧力設定手段４２６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。
容量制御システムＡの目標吸入圧力設定手段４２０は、制御電流Ｉも設定したが、容量制御システムＢの目標吸入圧力設定手段４２６は、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定するのみである。そして、設定された目標吸入圧力Ｐｓｓは、制御信号演算手段４２８に入力される。
【０１４０】
制御信号設定手段４２８は、目標吸入圧力設定手段４２０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とに基づいて、ソレノイド３１６に供給されるべき制御電流Ｉを演算する。演算された制御電流Ｉは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、制御信号設定手段４２８は、演算された制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号（吐出容量制御信号）を生成し、制御信号制限手段４２２に入力する。
【０１４１】
以下、上述した容量制御システムＢの動作（使用方法）を説明する。
制御装置４００Ｂが実行するメインルーチンは、制御装置４００Ａが実行するメインルーチンと略同じである。図９を参照すると、制御装置４００Ｂが実行するメインルーチンの初期条件設定Ｓ１６では、ソレノイド３１６に供給される制御電流Iが、圧縮機１００の吐出容量が最小容量となる初期値Ｉ０に設定される。
【０１４２】
ただし、制御装置４００Ｂが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１８は、制御装置４００Ａが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１４とは相違する。このためＳ１６では、更に、フラグＦ１がゼロに設定されるとともに、タイマがゼロにリセットされる。また、Ｓ１６では、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Ｔａに応じて次式により設定される。
【０１４３】
Pss0=K1・Ta＋K2 （K1,K2は定数）
図１４は、容量制御システムＢが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１８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Ｓ１８では、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Ｐｄが読み込まれる（Ｓ１５０）。
【０１４４】
また、吸入圧力制御ルーチンＳ１８では、フラグＦ１が０であるか否かが判定される（Ｓ１５２）。初期条件ではフラグＦ１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（Ｓ１５４）、フラグＦ１が１に設定される（Ｓ１５６）。
それから、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１５８で制御目標となる目標吸入圧力Ｐｓｓが設定される。この後、Ｓ１５８で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３１６へ通電される制御電流Ｉが演算される（Ｓ１６０）。例えば図１４に示したように、制御電流Ｉは、吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓとの差に比例定数ｂ１を乗じた値に定数ｂ２を足した値として演算される。
【０１４５】
Ｓ１６０で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ３以上であるか否か比較判定される（Ｓ１６２）。Ｓ１６２の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３よりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ３が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１６４）。
一方、Ｓ１６２の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３以上であれば（Ｙｅｓの場合）、演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ３より大きい上限値Ｉ４以下であるか否か比較判定される（Ｓ１６６）。Ｓ１６６の判定の結果、制御電流Ｉが上限値Ｉ４を超えていれば（Ｎｏの場合）、上限値Ｉ４が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１６８）。
【０１４６】
以下、閾値の設定（Ｓ１７０）、推定吸入圧力Ｐｓｅの演算（Ｓ１７２）、指標の設定（Ｓ１７４）、閾値と指標との比較判定（Ｓ１７６）、指標に対応する制御電流Ｉｉでの制御電流Ｉの置換（Ｓ１８０）及び制御電流Ｉの出力（Ｓ１７８）は、容量制御システムＡのメインルーチンにおけるＳ１１２〜Ｓ１２６の場合と略同じである。
ただし、Ｓ１７０の閾値の設定では、Ｓ１５８で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて閾値が設定され、本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが閾値として設定される。
【０１４７】
また、Ｓ１８０において、指標に対応する制御電流Ｉｉで制御電流Ｉを置換するときには、Ｓ１６０の場合と同様に、次式：
Ii=b1・(Pd-PseH)+b2 （b1,b2定数）
に基づいて制御電流Iiが演算される。そして、演算された制御電流Ｉｉで制御電流Ｉが置換される。
【０１４８】
Ｓ１７８の後、プログラムは吸入圧力制御ルーチンＳ１８からメインルーチンに戻り、Ｓ１２の判定結果がＹｅｓであれば、２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１８が実行される。
２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１８では、前回のＳ１５６でフラグＦ１が１に設定されたためＳ１５２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（Ｓ１８２）。Ｓ１８２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）、前回のＳ１５８で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓと今回のＳ１５０で読み込まれた吐出圧力Ｐｄから制御電流Ｉが演算される（Ｓ１６０）。この後、初回と同様にＳ１７８を経由し、制御装置４００Ｂはメインルーチンに戻る。
【０１４９】
一方、タイマの経過時間ｔが所定時間ｔ１を超えると、Ｓ１８２の判定結果がＮｏとなり、タイマがリセットされ（Ｓ１８４）、フラグＦ１が０に設定される（Ｓ１８６）。つまり目標吸入圧力Ｐｓｓは所定時間ｔ１毎に更新される。この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。
つまり制御装置４００Ｂでは、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を維持するように制御電流Ｉが演算される。そして、閾値が指標よりも小さければ、ソレノイド３１６には、吐出圧力Ｐｄ及び目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて演算された制御電流Ｉではなく、吐出圧力Ｐｄ及び指標に基づいて演算された制御電流Ｉｉが供給される。
【０１５０】
図１５は、図１４中の目標吸入圧力設定ルーチンＳ１５８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Ｓ１５８における、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓの設定読込み（Ｓ２００）、蒸発器出口空気温度の読込み（Ｓ２０２）及び偏差ΔＴの演算（Ｓ２０４）は、容量制御システムＡの吸入圧力制御ルーチンＳ１４におけるＳ１００、Ｓ１０２及びＳ１０４とそれぞれ同じである。
【０１５１】
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（Ｓ２０６）。
なお、Ｓ２０６の演算式中、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Ｓ１５８を１回実行するごとに、Ｓ２０４で偏差ΔＴが演算され、Ｓ２０６の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ２０４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Ｓ２０４で演算されたものであることを示す。
【０１５２】
この後、演算された目標吸入圧力Ｐｓｓは、予め設定された下限値Ｐｓ１以上であるか否か比較判定される（Ｓ２０８）。Ｓ２０８の判定の結果がＮｏであれば、下限値Ｐｓ１が目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれる（Ｓ２１０）。
一方、Ｓ２０８の判定の結果がＹｅｓであれば、演算されたＰｓｓは、予め設定されたＰｓ１より大きい上限値Ｐｓ２以下であるか否か比較判定される（Ｓ２１２）。Ｓ２１２の判定結果がＮｏであれば、上限値Ｐｓ２が目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれる（Ｓ２１４）。
【０１５３】
従って、Ｓ２０８及びＳ２１２の判定の結果、Ｐｓ１≦Ｐｓｓ≦Ｐｓ２であれば、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓがそのまま目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される。
上述した容量制御システムＢにおいても、閾値が指標よりも小さいときに、ソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉを指標に対応する制御電流Ｉｉまで小さくすることにより、容量制御弁３００の消費電力が削減される。
【０１５４】
また、容量制御システムＢでは、容量制御弁３００が、吸入圧力Ｐｓを機械的にフィードバック制御するための感圧器２２８を有さない、簡単な構造を有する。このため圧縮機１００における容量制御弁３００の装着スペースの確保が容易になるとともに取付け姿勢の自由度が高くなる。
一方、この容量制御システムＢでは、感圧器２２８を有さない容量制御弁３００を用いても、目標吸入圧力設定手段４２６が目標吸入圧力Ｐｓｓを設定し、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び吐出圧力Ｐｄに基づいて制御電流Ｉを演算することにより、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。
【０１５５】
更に、この容量制御システムＢでは、弁体３０４に作用する吐出圧力Ｐｄに対し、吸入圧力Ｐｓとソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が広い。この結果として、この容量制御システムＢを備えた空調システムによれば、エアコンスイッチがオンにされた直後から、換言すれば、圧縮機１００の起動直後から、容量制御弁３００の消費電力が有効に削減される。
【０１５６】
一方、圧縮機１００は、往復動型であり、斜板１０７の最小傾角で規定されるピストン１３０のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、圧縮機１００に容量制御システムＢを適用した場合、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することにより吸入圧力Ｐｓの制御範囲を拡大した効果が十分に発揮され、吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
【０１５７】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２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及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、圧力センサ４０３が吐出圧力領域にて冷媒の圧力を検知したけれども、圧力センサ４０３を配置する部位は特に限定されず、冷凍サイクル１０の高圧領域の何れかの部位に配置してもよい。すなわち、高圧領域の冷媒の圧力に基づいて、推定吸入圧力Ｐｓｅ及び過熱度ＳＨをそれぞれ演算してもよい。なお、高圧領域とは、吐出圧力領域に放熱器１４から膨張器１６の入口までの領域を加えた領域である。
【０１５８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、Ｓ１２２の判定結果において閾値が指標よりも低いときに、制御電流Ｉｉを制御電流Ｉとして出力したけれども、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくしなくても、目標吸入圧力Ｐｓｓに到達するのに必要な制御電流Ｉよりも小さくすればよい。制御電流Ｉを小さくした分だけ容量制御弁２００，３００の消費電力が削減されるからである。
【０１５９】
ただし、消費動力をより一層削減するためには、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくするか、若しくは、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくするのが好ましい。
その上、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくした場合、従来、最大吐出容量で動作していた領域において、圧縮機１００が、指標をフィードバック制御の基準とした吐出容量制御状態で確実に動作するため、圧縮機１００の消費動力が削減されるとともに信頼性が確保される。
【０１６０】
また特に、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに到達するまでの時間を増大することなく、圧縮機１００の吐出容量を最大吐出容量よりも小さくすることによって、圧縮機１００での消費動力が削減される。これは以下の理由による。
【０１６１】
車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるためであっても、圧縮機１００の起動直後から圧縮機１００を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
例えば、車両が高速走行をしているような場合、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが非常に高くなり、圧縮機１００の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器１８の能力によって制約を受ける。それ故、圧縮機１００の能力が増大したとしても、圧縮機１００の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、圧縮機１００が最大吐出容量で動作すると、圧縮機１００で動力が無駄に消費される。
【０１６２】
そこで、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、蒸発器１８の能力に合わせて圧縮機１００の能力が抑制され、圧縮機１００の消費動力を節約することができる。
また特に、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であり且つ蒸発器１８の熱負荷Ｑが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、圧縮機１００での消費動力の削減効果が大であるのみならず、圧縮機１００の機械的負荷が軽減される。この結果として、圧縮機１００の信頼性も確保される。
【０１６３】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが設定されていたけれども、閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて設定されていればよい。従って、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓ自体若しくは目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨを設定してもよい。
また、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨが設定されていたけれども、指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて設定されていればよい。従って、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅ自体若しくは推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の下限値ＰｓｅＬを設定してもよい。
【０１６４】
そして、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓ、そのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬ及び上限値ＰｓｓＨから選択された１つを用いることができ、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅ、そのばらつき範囲の下限値ＰｓｅＬ及び上限値ＰｓｅＨから選択された１つを用いることができることから、閾値と指標との組み合わせは９通りある。これらの組み合わせから、閾値と指標との組み合わせを適宜選択することができる。
【０１６５】
なお、第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂのように、閾値として目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬを設定し、指標として推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨを設定した場合、最大容量通電量を超える制御電流Ｉがソレノイド２５４，３１６に供給されるのが確実に防止される。これは以下の理由による。
下限値ＰｓｓＬは、容量制御弁２００，３００の生産時における部品寸法公差等により発生する目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつきの範囲の下限値であることから、下限値ＰｓｓＬは、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉをソレノイド２５４，３１６に供給したときに吸入圧力Ｐｓが到達しうる最小値である。
【０１６６】
一方、上限値ＰｓｅＨは、推定吸入圧力Ｐｓｅの推定精度により発生する推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値であることから、推定吸入圧力Ｐｓｅを推定している時点において、上限値ＰｓｅＨは、現実の吸入圧力Ｐｓがとりうる最大値である。
従って、閾値としての下限値ＰｓｓＬが指標としての上限値ＰｓｅＨよりも低ければ（ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨ）、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉをソレノイド２５４，３１６に供給したときに吸入圧力Ｐｓが到達可能な圧力が、推定時点の現実の吸入圧力Ｐｓよりも低い可能性がある。このため、ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨの場合には、圧縮機１００が最大吐出容量で作動している可能性があり、圧縮機１００が最大吐出容量で作動していれば、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Iを目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉよりも小さくすることにより、過剰な制御電流Ｉを削減することができる。
【０１６７】
従って、ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨの場合に制御電流Ｉを小さくすれば、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅにばらつきがあったとしても、最大容量通電量を超える制御電流Ｉがソレノイド２５４，３１６に供給されるのが確実に防止される。
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨ又は下限値ＰｓｓＬを設定することができるが、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差は、目標吸入圧力Ｐｓｓの大小に応じて変化させるのが好ましい。具体的には、目標吸入圧力Ｐｓｓが大きいほど、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差が大きくなるのが好ましい。容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値が指標に比べて低いときに、圧縮機１００が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差が目標吸入圧力Ｐｓｓの大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上するからである。そしてこの結果として、圧縮機１００が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される過剰な制御電流Ｉが一層確実に削減され、容量制御弁２００，３００における消費電力が削減される。
【０１６８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、蒸発器１８の熱負荷Ｑを検知するための熱負荷検知手段の構成は特に限定されない。熱負荷検知手段は、外気温度Ｔａ、外気湿度、日射量、蒸発器ファンの送風量及び当該送風量に関連する蒸発器ファンの電圧Ｖｆ、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Ｔｔ、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、車室内各部表面温度、冷凍サイクル１０の高圧領域及び低圧領域での冷媒の温度、並びに、車両の乗員数等よりなる群から選択された１種以上を用いて、熱負荷Ｑを検知することができる。ただし、熱負荷Ｑを精度良く検知するために、熱負荷検知手段は、外気温度センサ４０４と蒸発器ファン電圧検知手段４０６とを少なくとも有するのが好ましい。
【０１６９】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、吐出容量制御信号が、制御電流Ｉを調整するためのデューティ比に対応する場合には、ソレノイド駆動手段４２４は、電流センサ４３６を有していなくてもよい。
なおこの場合、容量制御システムＡでは、目標吸入圧力Ｐｓｓとスイッチング素子４３０を駆動するデューティ比との相関を予め求めておけばよい。蒸発器目標温度設定手段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が決まると、当該相関に基づいて、デューティ比を演算することができる。
【０１７０】
また、容量制御システムＢでは、制御電流Ｉとデューティ比との相関を予め求めておけば、Ｓ１６０、Ｓ１８０において、当該相関に基づいて直接デューティ比を演算することができる。
第２実施形態の容量制御システムＢでは、吸入圧力制御ルーチンＳ１８のＳ１６０及びＳ１８０において、制御電流Ｉの演算式としてＩ＝α・Ｐｄ−β・Ｐｓｓ＋γ（ただしα、β、γは定数）を用いても良いし、演算式に（Ｐｄ−Ｐｓｓ）ｎの項を含ませて非線形としても良い。
【０１７１】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、蒸発器温度センサ４０２を使用しないで、設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、外部情報に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
目標吸入圧力Ｐｓｓの設定に用いられる外部情報としては、蒸発器１８の熱負荷Ｑを検知するために用いられる外部情報と同じものを用いることができ、更には、圧縮機１００や車両の運転状態に関する情報を用いることができる。車両の運転状態に関する情報とは、例えば、エンジン１１４の回転数、車速、加速度等である。
【０１７２】
第１実施形態の容量制御システムＡにおいては、容量制御弁２００の弁体２１０に対し、開閉方向にて、吐出圧力Ｐｄ及びクランク圧力Ｐｃが作用していなかったが、吐出圧力Ｐｄ又はクランク圧力Ｐｃが開弁方向又は閉弁方向にて弁体に作用する容量制御弁を用いてもよい。
第２実施形態の容量制御システムＢにおいては、容量制御弁３００の弁体３０４に対して、吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力Ｐｓが相互に対抗するように作用するが、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとが対抗しているときに、更にクランク圧力Ｐｃが作用してもよい。
【０１７３】
第２実施形態の容量制御システムＢにおいては、容量制御弁３００のために、機械的に吸入圧力Ｐｓをフィードバック制御する感圧器は不要である。ただし、弁体３０４に対し、吐出圧力Ｐｄ、吸入圧力Ｐｓ又は電磁力Ｇ（Ｉ）を作用させるために、ベローズやダイアフラムを用いてもよい。
例えば、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３０１ａとは反対側の弁体３０４の一端に固定する。ソレノイドロッド３２６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３２５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３２６が弁体３０４を電磁力Ｇ（Ｉ）にて付勢可能にする。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３０４に吸入圧力Ｐｓを作用させる。
【０１７４】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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。
【０１７５】
更に、容量制御システムＡ，Ｂは、スクロール式やベーン式の可変容量圧縮機にも適用可能である。すなわち、弁体にソレノイドの電磁力が作用する容量制御弁を用いて、吐出容量を変化させるための制御圧力を容量制御弁の弁開度によって変化させることができれば、あらゆる可変容量圧縮機に適用可能である。
なお、制御圧力とは、往復動圧縮機の場合には、クランク室の圧力（クランク圧力Ｐｃ）である。
【０１７６】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、容量制御弁２００，３００は、吐出室１４２とクランク室１０５との間を繋ぐ給気通路１６０に配置されていたけれども、圧縮機１００が斜板式又は揺動板式の場合、給気通路１６０に容量制御弁３００を配置せずに、クランク室１０５と吸入室１４０との間を繋ぐ抽気通路１６２に容量制御弁を配置してもよい。即ち、給気通路１６０の開度を制御する入口制御に限定されず、抽気通路１６２の開度を制御する出口制御であってもよい。
【０１７７】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂに用いられた容量制御弁２００，３００によれば、制御電流Ｉが小さくなるほど吸入圧力Ｐｓが低下したけれども、制御電流Ｉが大きくなるほど吸入圧力Ｐｓが低下するように動作する容量制御弁を用いてもよい。この場合、目標吸入圧力Ｐｓｓ若しくは閾値が推定吸入圧力Ｐｓｅ若しくは指標よりも低いときに、吐出容量が最大吐出容量以下になるよう、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が大きくされる。従って、かかる容量制御弁を用いた場合には、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、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したとしても、容量制御弁の消費電力の削減効果は得られないものの、吐出容量を最大吐出容量以下にすることにより、圧縮機１００の信頼性が確保される。
【０１７８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、膨張器１６として、温度自動膨張弁を用いたけれども、膨張器１６はこれに限定されず、オリフィスや電子膨張弁でもよい。
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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は、従来の空調システムにも適用可能である。
【０１７９】
最後に、本発明に係る可変容量圧縮機の容量制御システムは、車両用空調システム以外の室内用空調システム等、空調システム全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】第１実施形態の容量制御システムを適用した車両用空調システムの冷凍サイクル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の冷凍サイクルに用いられた膨張器の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図１の冷凍サイクルにおける過熱度特性を示すためのグラフであり、Ｃ１は膨張器の入口での冷媒の圧力が一定の場合の蒸発器の出口での冷媒の温度と圧力との関係を示し、Ｃ２は膨張器の充填剤の飽和温度と飽和圧力との関係を示す。
【図４】図１の冷凍サイクルにおける、蒸発器の出口での冷媒の過熱度と膨張器の入口での冷媒の圧力との関係を示すグラフである。
【図５】図１の冷凍サイクルに用いられた容量制御弁の概略構成を、圧縮機における容量制御弁の接続状態とともに説明するための図である。
【図６】図１の冷凍サイクルにおける、容量制御弁の制御電流と目標吸入圧力との関係、並びに、閾値及び指標を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図８】図７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９】図７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１０】図９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１１】第２実施形態の容量制御システムに用いられる容量制御弁の概略構成を、圧縮機における容量制御弁の接続状態とともに説明するための図である。
【図１２】図１１の容量制御弁における、制御電流、目標吸入圧力及び吐出圧力の関係を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の容量制御システムが実行する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１５】図１４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。
【符号の説明】
【０１８１】
２５４ ソレノイド
４０１ 蒸発器目標温度設定手段（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（外部情報検知手段）
４０４ 外気温度センサ（外部情報検知手段）
４０５ 車内温度センサ（外部情報検知手段）
４０６ 蒸発器ファン電圧検知手段（外部情報検知手段）
４０７ 内外気切換ドア位置検知手段（外部情報検知手段）
４０８ エンジン回転数センサ（外部情報検知手段）
４１４ 吸入圧力推定手段
４２０ 目標吸入圧力設定手段
４２２ 制御信号制限手段（制御電流調整手段）
４２４ ソレノイド駆動手段（制御電流調整手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに適用される可変容量圧縮機の容量制御システムに関する。
【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、ハウジングを備え、ハウジングの内部には吐出室、吸入室、クランク室及びシリンダボアが区画形成される。クランク室内を延びる駆動軸には斜板が傾動可能に連結され、斜板を含む変換機構は、駆動軸の回転をシリンダボア内に配置されたピストンの往復運動に変換する。ピストンの往復運動は、吸入室からシリンダボア内への作動流体の吸入、吸入した作動流体の圧縮及び圧縮された作動流体の吐出室への吐出工程を実行する。
【０００３】
ピストンのストローク長、即ち圧縮機の吐出容量は、クランク室の圧力（制御圧力）を変化させることにより可変となり、吐出容量を制御するために、吐出室とクランク室とを連通する給気通路には容量制御弁が配置され、クランク室と吸入室とを連通する抽気通路には絞りが配置される。
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10-2284号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
吸入圧力制御方式の可変容量圧縮機の容量制御システムによれば、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまで、特に可変容量圧縮機の起動直後で車室等の冷房状態が目標値に到達していない場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作する。これに関連して、この種の容量制御システムには以下のような問題がある。
吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるためには、容量制御弁のソレノイドの通電量が操作される。例えば、吸入圧力を低下させるときには、ソレノイドの通電量は目標吸入圧力に基づいて決定される値まで瞬時に増大され、これにより可変容量圧縮機の吐出容量が増大させられる。すなわち、吸入圧力を制御対象とする容量制御システムは、ソレノイドの通電量と目標吸入圧力との間に存する相関関係に基づいて成立している。
【０００６】
しかしながら、この一方で、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があり、吐出容量が最大吐出容量になる通電量（以下、最大容量通電量という）を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはない。つまり、最大吐出容量に到達すると、吐出容量と通電量との間には相関が無くなり、通電量の超過分は無駄になる。
【０００７】
従来の容量制御システムでは、最大容量通電量を考慮することなく、目標吸入圧力との相関関係に基づいてソレノイドの通電量が決定されている。それ故、吸入圧力が目標吸入圧力に到達するまでの間、ソレノイドに供給される通電量が最大容量通電量を超過し、容量制御弁の消費電力に無駄が発生していた。
また、車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるためであっても、可変容量圧縮機の起動直後から可変容量圧縮機を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
【０００８】
例えば、車両が高速走行をしているような場合、可変容量圧縮機の回転数が非常に高くなり、可変容量圧縮機の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器の能力によって制約を受ける。それ故、可変容量圧縮機の能力が増大したとしても、可変容量圧縮機の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機で動力が無駄に消費されるという問題がある。
【０００９】
更に、可変容量圧縮機の回転数が非常に高く、かつ、空調システムの蒸発器にかかる熱負荷が非常に大きい場合、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作すると、可変容量圧縮機にかかる負荷が過大となり、可変容量圧縮機の故障を招く虞がある。
本発明は上述した事情に基づいてなされたもので、その目的の1つは、容量制御弁の消費電力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の目的の１つは、可変容量圧縮機の消費動力が削減される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
更に、本発明の目的の１つは、可変容量圧縮機の信頼性が確保される可変容量圧縮機の容量制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するべく、本発明によれば、空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量圧縮機に適用され、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるために制御圧力を調整する容量制御システムにおいて、１つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、前記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及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定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される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段とを具備することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システムが提供される（請求項１）。
【００１２】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項２）。
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項３）。
【００１３】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項４）。
【００１４】
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する（請求項５）。
好ましくは、前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、前記指標は、前記推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である（請求項６）。
【００１５】
好ましくは、前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力若しくは前記閾値が前記推定吸入圧力若しくは前記閾値よりも低いときに、前記吸入圧力が前記推定吸入圧力若しくは前記指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする（請求項７）。
【００１６】
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記可変容量圧縮機の回転数に関連を有する物理量を検知する回転数検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する（請求項８）。
【００１７】
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を有し、前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する（請求項９）。
【００１８】
好ましくは、前記吸入圧力推定手段は、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報を、当該外部情報と前記推定吸入圧力との間の関係を示す実験式に代入して前記推定吸入圧力を演算する（請求項１０）。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する（請求項１１）。
【００１９】
好ましくは、前記膨張器は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を調整する温度自動膨張弁であり、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する（請求項１２）。
【００２０】
好ましくは、前記空調システムは車両に適用され、前記熱負荷検知手段は、外気温度を検知するための外気温度センサと、前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段とを少なくとも含む（請求項１３）。
好ましくは、前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度の目標である蒸発器目標出口空気温度を設定する蒸発器目標出口温度設定手段を含み、前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づくように前記目標吸入圧力を設定する（請求項１４）。
【００２１】
好ましくは、前記容量制御弁は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力を吐出圧力としたときに、前記吐出圧力を受けるとともに、前記吐出圧力と対抗する方向にて前記吸入圧力及び制御圧力のうち一方と前記ソレノイドの電磁力とを受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉して前記制御圧力を変化させることにより前記可変容量圧縮機の容量を調整可能であり、前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する（請求項１５）。
【００２２】
好ましくは、前記可変容量圧縮機は、内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、前記シリンダボアに配設されたピストンと、前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている（請求項１６）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の請求項１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、外部情報に基づいて、可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する。そして、制御電流調整手段が、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する。制御電流調整手段が、目標吸入圧力にのみ基づくのではなく、目標吸入圧力及び推定吸入圧力に基づいて制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整することにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減される。この結果として、この容量制御システムによれば、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２４】
請求項２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力を目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２５】
請求項３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が推定吸入圧力よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２６】
請求項４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力が閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。閾値は、例えば目標吸入圧力のばらつきを考慮して設定され、指標は、例えば推定吸入圧力のばらつきを考慮して設定される。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２７】
請求項５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、目標吸入圧力と閾値との差は、目標吸入圧力の大小に応じて変化する。この容量制御システムでは、閾値が指標に比べて低いときに、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力と閾値との差が目標吸入圧力の大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上する。この結果として、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００２８】
請求項６の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、指標は、推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値である。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が一層確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
請求項７の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、制御電流調整手段は、目標吸入圧力若しくは閾値が推定吸入圧力若しくは指標よりも低いときに、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。これにより、可変容量圧縮機が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイドに過剰な制御電流が供給されるのが防止され、容量制御弁における消費電力が一層削減される。
【００２９】
また、制御電流調整手段が、推定吸入圧力若しくは指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくすることによって、最大吐出容量を基準とした吐出容量制御状態にて、可変容量圧縮機を確実に動作させることが可能となる。この結果として、この容量制御システムによれば、可変容量圧縮機の消費動力が削減されるとともに、可変容量圧縮機の信頼性が確保される。
【００３０】
請求項８の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、可変容量圧縮機の回転数が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。
【００３１】
請求項９の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器の熱負荷が高いときに、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機にかかる負担が軽減される。この結果として、可変容量圧縮機の故障が防止され、可変容量圧縮機の信頼性が向上する。また、可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなることで、可変容量圧縮機の消費動力が削減される。
【００３２】
請求項１０の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、外部情報を実験式に代入して推定吸入圧力を演算することにより、推定吸入圧力が正確に演算される。この結果として、容量制御弁の消費電力が的確に削減される。
請求項１１の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、吸入圧力推定手段が、吐出圧力、蒸発器の熱負荷、蒸発器の出口での冷媒の過熱度及び可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量に基づいて推定吸入圧力を演算することにより、吸入圧力が精度良く推定される。この結果として、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３３】
請求項１２の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、過熱度検知手段が、蒸発器の出口での冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と、膨張器の入口での冷媒の圧力に基づいて過熱度を検知することで、過熱度が正確に検知される。この結果として、吸入圧力の推定精度が一層高くなり、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３４】
請求項１３の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、熱負荷検知手段が、外気温度及びに及び蒸発器ファンの電圧に少なくとも基づいて熱負荷を精度良く検知する。この結果として、吸入圧力推定手段によって、吸入圧力が精度良く推定される。
一方、外気温度センサ及び蒸発器ファン電圧検知手段は、いずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。この結果として、この容量制御システムによれば、簡単な構成にて、ソレノイドに供給される過剰な制御電流が確実に削減され、容量制御弁における消費電力が削減される。
【００３５】
請求項１４の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口空気温度に近付き、空調システムにより空調される車室等の温度制御の精度が向上する。
請求項１５の可変容量圧縮機の容量制御システムでは、弁体に作用する吐出圧力に対し、吸入圧力若しくは制御圧力とソレノイドの電磁力とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力の制御範囲が広い。この結果として、可変容量圧縮機の起動直後から、容量制御弁の消費電力が有効に削減される。
【００３６】
請求項１６の可変容量圧縮機の容量制御システムが適用された可変容量圧縮機は、往復動型であり、斜板要素の最小傾角で規定されるピストンのストロークを非常に小さく設定できる。このため最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、往復動型の可変容量圧縮機に本発明に係る容量制御システムを適用することにより、可変容量圧縮機の吐出容量の可変範囲が広く且つ容量制御弁の消費電力が削減された空調システムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の第１実施形態の可変容量圧縮機の容量制御システムＡについて説明する。
図１は、容量制御システムＡが適用された車両用空調システムの冷凍サイクル１０を示し、冷凍サイクル１０は、作動流体としての冷媒が循環する循環路１２を備える。循環路１２には、冷媒の流動方向でみて、圧縮機１００、放熱器（凝縮器又はガスクーラ）１４、膨張器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。
【００３８】
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。
放熱器１４は、圧縮機１００から吐出された冷媒を冷却する機能を有し、冷却された冷媒は、膨張器１６を通過することによって膨張させられる。膨張した冷媒は蒸発器１８内で気化し、気化した冷媒は圧縮機１００に吸入される。
【００３９】
蒸発器１８は、車両用空調システムの空気回路の一部も構成しており、蒸発器１８を通過する空気流は、蒸発器１８内の冷媒によって気化熱を奪われることによって冷却される。気化した冷媒は、蒸発器１８の出口において過熱度を有するが、過熱度は膨張器１６によって所定値に略保たれる。
より詳しくは、図２に示したように、膨張器１６は円筒状のケーシング１８０を有し、ケーシング１８０の一端側には入口ポート１８０ａが形成されている。また、ケーシング１８０の中央部には出口ポート１８０ｂが形成され、入口ポート１８０ａと出口ポート１８０ｂとは、ケーシング１８０の内部に設けられた弁孔１８２を通じて連通している。弁孔１８２は入口ポート１８０ａ側にて弁体１８４によって開閉され、弁体１８４には、閉弁方向に圧縮コイルばね１８５の付勢力ｆｓ１が作用している。
【００４０】
また、ケーシング１８０の他端側には凹所１８０ｃが形成され、凹所１８０ｃと第２ポート１８０ｂとの間は、弁孔１８２と同軸上を延びる挿通孔１８６を通じて連通している。挿通孔１８６には伝達ロッド１８８が挿通され、伝達ロッド１８８の一端は弁体１８４に連結されている。伝達ロッド１８８の他端には、フランジ付きのエンドキャップ１９０が固定され、エンドキャップ１９０には、凹所１８０ｃ内に配置された圧縮コイルばね１９２の付勢力ｆｓ２が閉弁方向に作用している。
【００４１】
また、ケーシング１８０の他端には、ダイアフラム１９４を介して円錐形状のカバー１９６が固定されている。ダイアフラム１９４は可撓性を有する金属製の薄板からなり、ダイアフラム１９４及びカバー１９６によって区画された気密な空間内には、充填剤１９７が気液混合状態で充填されている。
ダイアフラム１９４の中央部にはエンドキャップ１９０が当接し、感温部の内部の圧力Ｐｔが上昇することにより、弁体１８４が開弁方向に付勢される。
【００４２】
また、ケーシング１８０の他端側には、均圧路１８０ｄが形成され、均圧路１８０ｄは、ケーシング１８０の他端とダイアフラム１９４との間の隙間と、カバー１９６の外部とを連通する。
膨張器１６は、ブロック１９８内に固定され、ブロック１９８には入口側流路１９８ａ、出口側流路１９８ｂ及び感温路１９８ｃが形成されている。入口側流路１９８ａを通じて、膨張器１６の入口ポート１８０ａと放熱器１４とが連通し、出口側流路１９８ｂを通じて、膨張器１６の出口ポート１８０ｂと蒸発器１８とが連通する。
【００４３】
感温路１９８ｃを通じて、蒸発器１８と圧縮機１００とが連通しているが、膨張器１６のカバー１９６は、感温路１９８ｃ内に位置している。従って、感温路１９８ｃ内を流れる冷媒がカバー１９６の外面に接することにより、カバー１９６内の充填剤１９７の温度は、感温路１９８ｃを流れる冷媒の温度と等しくなる。また、均圧路１８０ｄを通じて、ダイアフラム１９４の外面には、感温路１９８ｃを流れる冷媒の圧力、つまり蒸発器１８の出口での冷媒の圧力Ｐｅが作用する。
【００４４】
上述した膨張器１６は温度自動膨張弁であり、ダイアフラム１９４、カバー１９６及び充填剤１９７が感温部を構成している。膨張器１６は、感温部にて蒸発器１８の出口での冷媒の温度を感知し、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨが所定値になるように、自身を通過する冷媒の流量を調整する。
ここで、図３の直線Ｃ１は、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎが所定の一定値であるときの、蒸発器１８の出口における冷媒の温度と圧力Ｐｅとの関係（過熱度特性）を示しており、膨張器１６の構造によって定まる。曲線Ｃ２は、冷媒（Ｒ１３４ａ）の飽和温度と飽和圧力との関係を示しており、横軸方向での直線Ｃ１と曲線Ｃ２との差が、蒸発器１８の出口における冷媒の過熱度ＳＨに対応する。
【００４５】
一方、図４は、膨張器１６の感温部の温度が一定であるとした場合における、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎと蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨとの関係を示す。図４から、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎが変化するのに伴い、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨが変化することがわかる。
なお、膨張器１６において、弁体１８４に作用する開弁方向の力をＦｏとし、閉弁方向に作用する力をＦｃとすると、Ｆｏ及びＦｃは、式（１）、（２）でそれぞれ表される。そして、膨張器１６の開弁条件は、式（３）にて示される。
【００４６】
Ｆｏ＝（Ｐｔ−Ｐｅ）・Ｓｄ−（Ｐｏｕｔ−Ｐｅ）・Ｓｅｒ−ｆｓ２ ・・・（１）
Ｆｃ＝ｆｓ１＋（Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ）・Ｓｅｖ ・・・（２）
Ｆｏ＞Ｆｃ ・・・（３）
但し、式（１），（２）中、Ｐｏｕｔは膨張器１６の出口での冷媒の圧力、Ｓｄはダイアフラム１９４の有効面積、Ｓｅｖは弁体１８４のシール面積、Ｓｅｒは伝達ロッド１８８の断面積である。また、Ｐｔは、前述したように感温部の内部の圧力である。
【００４７】
再び図１を参照すると、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
リアハウジング１０４の内部には、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。
【００５２】
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。
【００５３】
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１７０が配置されている。具体的には、逆止弁１７０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。
【００５４】
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１７０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）２００が収容され、容量制御弁２００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。
【００５５】
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２００に接続されている。
【００５６】
より詳しくは、図５に示すように、容量制御弁２００は、弁ユニットとソレノイドユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング２０２を有し、弁ハウジング２０２の内部には弁孔２０４が形成されている。弁孔２０４は、弁ハウジング２０２の軸線方向に延び、弁孔２０４の一端は出口ポート２０６に繋がっている。出口ポート２０６は、弁ハウジング２０２を径方向に貫通しており、弁孔２０４は出口ポート２０６及び給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通している。
【００５７】
弁ハウジング２０２のソレノイドユニット側には弁室２０８が区画され、弁孔２０４の他端は弁室２０８の端壁にて開口している。弁室２０８内には、円柱状の弁体２１０が収容され、弁体２１０は、弁室２０８内を弁ハウジング２０２の軸線方向に移動可能である。弁体２１０の一端が弁室２０８の端壁に当接することにより、弁体２１０は弁孔２０４を閉塞可能であり、弁室２０８の端壁は弁座として機能する。
【００５８】
また、弁ハウジング２０２には入口ポート２１２が形成され、入口ポート２１２も弁ハウジング２０２を径方向に貫通している。入口ポート２１２は、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通している。入口ポート２１２は、弁室２０８の周壁にて開口しており、入口ポート２１２、弁室２０８、弁孔２０４及び出口ポート２０６を通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能となっている。
【００５９】
更に、弁ハウジング２０２には、ソレノイドユニットと反対側に感圧室２１４が区画され、感圧室２１４の周壁には感圧ポート２１６が形成されている。感圧ポート２１６及び感圧通路１６６を通じて、感圧室２１４は吸入室１４０と連通している。また、感圧室２１４と弁孔２０４との間には軸方向孔２１８が設けられ、軸方向孔２１８は、弁孔２０４と同軸上を延びている。
【００６０】
弁体２１０の他端には、感圧ロッド２２０が一体且つ同軸に連結されている。感圧ロッド２２０は、弁孔２０４及び軸方向孔２１８内を延び、感圧ロッド２２０の先端部は、感圧室２１４内に突出している。感圧ロッド２２０は先端側に大径部を有しており、感圧ロッド２２０の大径部は、軸方向孔２１８の内周面によって摺動可能に支持されている。従って、感圧ロッド２２０の大径部によって、感圧室２１４と弁孔２０４との間の気密性が確保されている。
【００６１】
感圧室２１４の端壁は、弁ハウジング２０２の端部に圧入されたキャップ２２２により形成され、キャップ２２２は段付きの有底円筒状をなす。キャップ２２２の小径部には、支持部材２２４の筒部が摺動自在に嵌合され、キャップ２２２の底壁と支持部材２２４との間には強制解放ばね２２６が配置されている。
感圧室２１４内には感圧器２２８が収容され、感圧器２２８の一端が支持部材２２４に固定されている。従って、キャップ２２２は、支持部材２２４を介して感圧器２２８を支持している。
【００６２】
感圧器２２８はベローズ２３０を有し、ベローズ２３０は、弁ハウジング２０２の軸線方向に伸縮可能である。ベローズ２３０の両端はキャップ２３２，２３４によって気密に閉塞され、ベローズ２３０の内部は、真空状態（減圧状態）に保たれている。また、ベローズ２３０の内部には、圧縮コイルばね２３６が配置され、圧縮コイルばね２３６は、ベローズ２３０が伸張するように、キャップ２３２，２３４を相互に離間する方向に付勢している。
【００６３】
感圧器２２８のキャップ２３４は、アダプタ２３８を介して感圧ロッド２２０に当接可能であり、感圧室２１４内の圧力が低下して感圧器２２８が伸張した場合、感圧ロッド２２０を介して弁体２１０が開弁方向に付勢される。
なお、弁ハウジング２０２に対するキャップ２２２の圧入量は、容量制御弁２００が所定の動作をするように調整される。
【００６４】
一方、ソレノイドユニットは、弁ハウジング２０２に同軸的に連結された円筒状のソレノイドハウジング２４０を有し、ソレノイドハウジング２４０内には、同心上に円筒状の固定コア２４２が配置されている。固定コア２４２の一端部は、弁ハウジング２０２の端部に嵌合して弁室２０８を区画するとともに、弁体２１０を摺動自在に支持している。
固定コア２４２の中央部から他端部に亘る部分には、有底のスリーブ２４４が嵌合されている。スリーブ２４４の底壁と固定コア２４２の他端との間には、コア収容空間２４８が区画され、コア収容空間２４８には可動コア２４６が配置されている。可動コア２４６は、スリーブ２４４によって摺動自在に支持され、ソレノイドハウジング２４０の軸線方向に往復動可能である。
【００６５】
弁体２１０の他端には、固定コア２４２内を延びるソレノイドロッド２５０の一端が当接し、ソレノイドロッド２５０の他端部は、可動コア２４６と一体に固定されている。従って、弁体２１０は、可動コア２４６に連動して閉弁方向に移動する。可動コア２４６とスリーブ２４４の底壁との間には、圧縮コイルばね２５２が配置され、圧縮コイルばね２５２は、可動コア２４６及びソレノイドロッド２５０を介して弁体２１０を閉弁方向に常時付勢する。
【００６６】
スリーブ２４４の周囲には、ボビン２５３に巻回された状態でソレノイド２５４が配置されている。ソレノイドハウジング２４０、固定コア２４２及び可動コア２４６はいずれも磁性材料で形成されて磁気回路を構成し、一方、スリーブ２４４は非磁性のステンレス系材料で形成されている。
ここで、固定コア２４２の先端部の根元には、径方向孔２５６が形成され、弁ハウジング２０２には、径方向孔２５６と感圧室２１４とを連通する連通孔２５８が形成されている。また、固定コア２４２の中央部及び他端部の内径は、弁体２１０及びソレノイドロッド２５０の外径よりも大きく、感圧室２１４とコア収容空間２４８との間は、固定コア２４２の中央部及び他端部の内側、径方向孔２５６及び連通孔２５８を介して連通している。
【００６７】
従って、弁体２１０の一端面には、クランク室１０５の圧力（クランク圧力Ｐｃ）が開弁方向の力として作用し、一方、弁体２１０の他端面には吸入室１４０の圧力（吸入圧力Ｐｓ）が閉弁方向の力として作用する。
なお、弁孔２０４の面積と、固定コア２４２の先端部に支持される弁体２１０の部分の断面積とを同等に設定することによって、弁体２１０の開閉動作には、弁室２０８内の圧力、換言すれば、吐出室１４２の圧力（吐出圧力Ｐｄ）は関与しない。この場合、容量制御弁２００の吸入圧力制御特性は、吐出圧力Ｐｄの影響を受けない。この結果として、図６及び式（４）に示すように、ソレノイド２５４に供給する電流（制御電流Ｉ）に基づいて、制御対象となる吸入圧力Ｐｓの目標値（目標吸入圧力Ｐｓｓ）が一義的に決定される。
【００６８】
【数１】
【００６９】
なお、式（４）中のＦ（Ｉ）は、ソレノイド２５４に通電することによって可動コア２４６に作用する電磁力であり、Ｓｂは、ベローズの有効面積である。また、ｆｓ３は圧縮コイルばね２５２の付勢力であり、ｆｓ４は、感圧器２２８の圧縮コイルばね２３６の付勢力である。
ソレノイド２５４には圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００Ａが接続され、制御装置４００Ａからソレノイド２５４に制御電流Ｉが供給されると、可動コア２４６に電磁力Ｆ（Ｉ）が作用する。電磁力Ｆ（Ｉ）によって、可動コア２４６は固定コア２４２に向けて吸引され、これにより弁体２１０が閉弁方向に付勢される。
【００７０】
図７は、制御装置４００Ａを含む容量制御システムＡの概略構成を示したブロック図である。
容量制御システムＡは、１つ以上の外部情報を検知する外部情報検知手段を有し、外部情報検知手段は、蒸発器目標温度設定手段４０１及び蒸発器出口空気温度検知手段としての蒸発器温度センサ４０２を含む。
【００７１】
蒸発器目標温度設定手段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４００Ａに入力する。蒸発器目標温度設定手段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。
【００７２】
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（図１参照）、蒸発器１８を通過した直後の空気温度Ｔｅを検知する。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４００Ａに入力される。
また、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、吐出室１４２の冷媒の圧力である吐出圧力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（図１参照）、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４００Ａに入力する。
【００７３】
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。また、冷凍サイクル１０の高圧領域とは、吐出室１４２から膨張器１６の入口までの領域をさす。圧力センサ４０３は、高圧領域のいずれかの部位で冷媒の圧力を検知することができればよい。
【００７４】
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、吐出圧力領域及び高圧領域には、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。
更に、外部情報検知手段は、外気温度センサ４０４及び車内温度センサ４０５を含む。外気温度センサ４０４は、車両のエアーインテーク部に配置され、車両用空調システムの空気回路に導入される外気の温度Ｔａを検知する。車内温度センサ４０５は、車室内に設置されて車室内の空気の温度Ｔｔを検知する。
【００７５】
また更に、外部情報検知手段は、蒸発器ファン電圧検知手段４０６及び内外気切換ドア位置検出手段４０７を含む。蒸発器ファン電圧検知手段４０６は、蒸発器ファンのファンモータに印加される電圧Ｖｆを検知する。蒸発器ファンは、車両用空調システムの空気回路において、蒸発器１８を通過する空気流を生成し、電圧Ｖｆは、蒸発器ファンによる送風量の指標となる。
【００７６】
内外気切換ドア位置検出手段４０７は、内外気切換ドアの位置を検知する。車両用空調システムは、内外気切換ドアの位置に応じて、空気回路における通風経路が変更されるが、内外気切換ドア位置検出手段４０７によって、通風経路の状態Ａｓが検知される。換言すれば、内外気切換ドア位置検出手段４０７によって、車両用空調システムが外気導入モード及び内気循環モードのうちいずれで動作しているかが検知される。
【００７７】
内外気切換ドア位置検知手段４０７は、例えば、位置検出スイッチを用いて構成することができる。
また、外部情報検知手段は、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知するための圧縮機回転数検知手段を含む。圧縮機回転数検知手段は、エンジン１１４の回転数を検知するエンジン回転数センサ４０８を有し、エンジン回転数センサ４０８によって検知されたエンジン１１４の回転数に、所定のプーリー比を乗じることにより、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知することができる。
【００７８】
圧縮機回転数検知手段の構成は特に限定されず、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎに関連する物理量に基づいて、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを検知可能であればよい。例えば、車速とギヤ位置とから回転数Ｎｃｎを検知してもよい。また、スロットル開度（アクセル開度）を含む情報に基づいて回転数Ｎｃｎを検知してもよい。なお、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎに関連する物理量には、圧縮機１００の回転数自体も含まれる。
【００７９】
制御装置４００Ａは、例えば、独立したＥＣＵ（電子制御ユニット）によって構成されるが、エアコン用ＥＣＵ又はエンジン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、蒸発器目標温度設定手段４０１を制御装置４００Ａに含ませてもよい。
制御装置４００Ａは、圧力補正手段４１０、過熱度演算手段４１２及び吸入圧力推定手段４１４を有する。
【００８０】
圧力補正手段４１０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４１０は、演算した吐出圧力Ｐｄを吸入圧力推定手段４１４に入力する。
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Ｐｄ＝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。
【００８１】
過熱度演算手段４１２は、蒸発器１８の出口での冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量と、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎ若しくは当該圧力Ｐｉｎに関連する物理量に基づいて、冷媒の過熱度ＳＨを演算する。具体的には、前者の物理量として蒸発器１８の熱負荷Ｑや冷媒の循環量、後者の物理量として圧力センサ４０３によって検知された検知圧力Ｐｈを用いることができる。
【００８２】
蒸発器１８の熱負荷Ｑは、後述するように、例えば、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓ等に基づいて演算することができる。
膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎ若しくは当該圧力Ｐｉｎに関連する物理量に基づいて過熱度ＳＨを演算するのは、図４に示したように、蒸発器１８の出口における冷媒の過熱度ＳＨが、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎに依存して変化するためである。
【００８３】
つまり、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨは、検知圧力Ｐｈ及び熱負荷Ｑを変数とする関数ＳＨ＝ｇ（Ｐｈ，Ｑ）によって演算することができ、圧力センサ４０３及び過熱度演算手段４１２は、過熱度検知手段を構成している。関数ｇ（Ｐｈ，Ｑ）は予め求めておくことができる。
なお、過熱度ＳＨが図４に示したように膨張器１６の入口での圧力Ｐｉｎに対して依存性を有するのは、膨張器１６が前述した式（１）〜（３）の関係に基づいて動作することによる。膨張器１６の入口圧力Ｐｉｎ、即ち、冷凍サイクル１０の高圧領域の圧力が変化すると、弁体１８４を閉じる方向の力Ｆｃが変化し、過熱度ＳＨが変化してしまうのである。
【００８４】
そして、過熱度演算手段４１２は、演算により検知した過熱度ＳＨを吸入圧力推定手段４１４に入力する。
なお、過熱度検知手段として、蒸発器１８の出口での冷媒の温度を検知するセンサを用いてもよい。
吸入圧力推定手段４１４は、圧縮機１００が機械的に決定される最大吐出容量で動作していると仮定して、外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、吸入圧力Ｐｓの推定値である推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。
【００８５】
具体的には、吸入圧力推定手段４１４は、外部情報検知手段によって検知された外部情報を実験式に代入することにより、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。実験式は、外部情報と吸入圧力Ｐｓとの関係を示すものであり、予め実験によって求めておくことができる。実験式は、マップであってもよい。
実験式は、好ましくは、吐出圧力Ｐｄと、膨張器１６の入口での冷媒の過冷度ＳＣと、蒸発器１８の熱負荷Ｑと、蒸発器１８の出口での冷媒の過熱度ＳＨと、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎと、吸入圧力Ｐｓとの関係を示すものである。これら吐出圧力Ｐｄ、過冷度ＳＣ、熱負荷Ｑ、過熱度ＳＨ及び回転数Ｎｃｎと、吸入圧力Ｐｓとの関係を示す実験式によれば、吸入圧力Ｐｓを正確に推定することができる。例えば、実験式はＰｓｅ＝ｈ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｑ，ＳＨ，Ｎｃｎ）で示される。
【００８６】
実験式は、式中に変数として含まれる量をそれぞれと関連を有する他の量にて置換することによって、書き換えることができる。
例えば、蒸発器１８の熱負荷Ｑは、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓを変数とする関数Ｑ＝ｉ（Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ）にて演算することができる。すなわち、通風系路の状態Ａｓが外気導入モードである場合には、外気温度Ｔａ及び電圧Ｖｆを変数として熱負荷Ｑを演算することができる。一方、通風系路の状態Ａｓが内気循環モードである場合には、車室内温度Ｔｔ及び電圧Ｖｆを変数として熱負荷Ｑを演算することができる。
【００８７】
このため、実験式：Ｐｓｅ＝ｊ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
なお、外気及び車室内の湿度が判れば、蒸発器１８の熱負荷Ｑの演算精度が向上するため、外部情報検知手段に、外気湿度センサ及び車室内湿度センサを更に含ませ、外気及び車室内の湿度に更に基づいて熱負荷Ｑを検知しても良い。
【００８８】
また、外気導入モードにおいて、車速Ｖｓが所定値以上の場合、蒸発器１８の送風量に車速Ｖｓの影響が及ぶ。このため、外部情報検知手段に車速センサを更に含ませ、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、電圧Ｖｆ及び車速Ｖｓを変数として含む関数Ｑ＝ｋ（Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ｖｓ，Ａｓ）によって熱負荷Ｑを演算してもよい。
また、膨張器１６の入口の冷媒の過冷度ＳＣは、温度自動膨張弁である膨張器１６を使用した冷凍サイクル１０では大きく変化しない。このため、例えば、適当な概算値を予め設定しておき、この概算値を他の既知の変数である吐出圧力Ｐｄ、外気温度Ｔａ、電圧Ｖｆ及び通風経路の状態Ａｓ等で補正すれば、十分な精度で過冷度ＳＣを演算することができる。
【００８９】
従って、実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
以上をまとめると、吸入圧力推定手段４１４は、実験式：Ｐｓｅ＝ｈ（Ｐｄ，ＳＣ，Ｑ，ＳＨ，Ｎｃｎ）のみならず、その変形である実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）等によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。
【００９０】
そこで、本実施形態では、外部情報検知手段、吐出圧力検知手段、過熱度検知手段及び圧縮機回転数検知手段によって検知された、吐出圧力Ｐｄ、外気温度Ｔａ、車室内温度Ｔｔ、蒸発器ファンの電圧Ｖｆ、過熱度ＳＨ及び圧縮機１００の回転数Ｎｃｎを、予め求めておいた実験式：Ｐｓｅ＝ｌ（Ｐｄ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，ＳＨ，Ｎｃｎ）に代入することにより、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算する。この場合、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機１００が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Ｐｓの推定値をほぼ正確に推定することができる。
【００９１】
なお、前述したようにＰｄ＝ｆ（Ｐｈ）であり且つＳＨ＝ｇ（Ｐｈ，Ｑ）であるため、実験式：Ｐｓｅ＝ｍ（Ｐｈ，Ｔａ，Ｔｔ，Ｖｆ，Ａｓ，Ｎｃｎ）によっても、推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することができる。この場合も、既存のセンサを外部情報検知手段として用いながら、圧縮機１００が最大吐出容量で運転されている状態における吸入圧力Ｐｓの推定値をほぼ正確に推定することができる。
【００９２】
また、制御装置４００Ａは、目標吸入圧力設定手段４２０、制御信号制限手段４２２及びソレノイド駆動手段４２４を有する。
目標吸入圧力設定手段４２０は目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。目標吸入圧力Ｐｓｓは、制御目標となる吸入圧力Ｐｓの目標値である。
本実施形態では、目標吸入圧力設定手段４２０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、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。すなわち、目標吸入圧力設定手段４２０は、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、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定する。
【００９３】
つまり、目標吸入圧力設定手段４２０にとって、蒸発器温度センサ４０２及び蒸発器目標温度設定手段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。
なお、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定すれば、図６及び式（４）に示したように制御電流Ｉが定まることから、目標吸入圧力設定手段４２０が目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することには、制御電流Ｉ若しくは制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比を設定することが含まれる。
【００９４】
例えば、目標吸入圧力設定手段４２０は、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御に則して制御電流Ｉを演算することができる。演算された制御電流Ｉは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、目標吸入圧力設定手段４２０は、演算された制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号（吐出容量制御信号）を生成し、制御信号制限手段４２２に入力する。
【００９５】
制御信号制限手段４２２には、吐出容量制御信号とともに、吸入圧力推定手段４１４によって演算された推定吸入圧力Ｐｓｅも入力される。制御信号制限手段４２２は、吐出容量制御信号及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、必要に応じて吐出容量制御信号に所定の制限を加える。そして、制御信号制限手段４２２は、吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【００９６】
具体的には、制御信号制限手段４２２は閾値設定手段を含み、閾値設定手段は、目標吸入圧力設定手段４２０で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓ若しくは制御電流Ｉを基準として、閾値を設定する。閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓそのものであってもよいが、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨ又は下限ＰｓｓＬであってもよい。目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつきは、容量制御弁２００の生産時における部品寸法公差等により発生する。
【００９７】
なお、上限値ＰｓｓＨ又は下限値ＰｓｓＬと目標吸入圧力Ｐｓｓとの差は、図６に示したように、制御電流Ｉの大小に基づいて変化させてもよい。
また、制御信号制限手段４２２は指標設定手段を含み、指標設定手段は、吸入圧力推定手段４１４で演算された推定吸入圧力Ｐｓｅを基準として指標を設定する。指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅそのものであってもよいが、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲を考慮して設定することができる。例えば、指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨ又は下限値ＰｓｅＬであってもよい。
【００９８】
それから、制御信号制限手段４２２は比較手段を含み、比較手段は閾値と指標とを比較する。制御信号制限手段４２２は、比較の結果として閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド２５４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流のデューティ比が、閾値に対応する制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉのデューティ比よりも小さくなるよう吐出容量制御信号を変更する。そして、制御信号制限手段４２２は、変更した吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【００９９】
なお、閾値に対応する制御電流Ｉとは、制御電流Ｉをソレノイド２５４に供給したときに、感圧器２２８によるフィードバック制御における吸入圧力Ｐｓの基準値が閾値と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Ｐｓが閾値に到達するために必要な電流である。
好ましくは、図６に示したように、制御信号制限手段４２２は、閾値が指標よりも小さい場合には、ソレノイド２５４に供給される制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉのデューティ比が、指標に対応する制御電流Ｉｉ若しくはデューティ比になるよう、吐出容量制御信号を変更する。
【０１００】
閾値の場合と同様に、指標に対応する制御電流Ｉｉは、制御電流Ｉをソレノイド２５４に供給したときに、感圧器２２８によるフィードバック制御における吸入圧力Ｐｓの基準値が指標と等しくなる電流であり、換言すれば、吸入圧力Ｐｓが指標に到達するのに必要な電流である。
一方、制御信号制限手段４２２は、閾値が指標に等しいかそれよりも大きい場合には、吐出容量制御信号を変更せずに、目標吸入圧力設定手段４２０から入力された吐出容量制御信号をソレノイド駆動手段４２４に入力する。
【０１０１】
ソレノイド駆動手段４２４は、吐出容量制御信号に基づき、ソレノイド２５４に制御電流Ｉを供給し、容量制御弁２００を駆動する。つまり、制御信号制限手段４２２及びソレノイド駆動手段４２４は制御電流調整手段を構成し、制御電流調整手段は、目標吸入圧力設定手段４２０によって設定された目標吸入圧力Ｐｓｓ及び吸入圧力推定手段によって演算された推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、容量制御弁２００のソレノイド２５４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。
【０１０２】
図８は、ソレノイド駆動手段４２４の構成を示す。
ソレノイド駆動手段４２４は、スイッチング素子４３０を有し、スイッチング素子４３０は、電源４５０とアースとの間を延びる電源ラインに、容量制御弁２００のソレノイド２５４と直列に介挿されている。スイッチング素子４３０は、電源ラインを電気的に断続可能であり、スイッチング素子４３０の動作によって、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２５４に制御電流Ｉが供給される。
【０１０３】
なお、フライホイール回路を形成すべく、ソレノイド２５４と並列にダイオード４３２が接続される。
スイッチング素子４３０には、制御信号発生手段４３４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４３６が介挿され、電流センサ４３６は、ソレノイド２５４を流れる制御電流Ｉを検知する。電流センサ４３６は、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。
【０１０４】
電流センサ４３６は、制御電流比較判定手段４３８に検知した制御電流Ｉを入力し、制御電流比較判定手段４３８は、制御信号制限手段４２２から吐出容量制御信号として入力された制御電流Iと、電流センサ４３６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４３８は、比較結果に基づいて、検知された制御電流Ｉが入力された制御電流Iに近付くように、制御信号発生手段４３４が発生する駆動信号を変更する。
【０１０５】
すなわち、ソレノイド駆動手段４２４は、所定の駆動周波数(例えば４００〜５００Ｈｚ)のＰＷＭ（パルス幅変調）にてデューティ比を変更することで、ソレノイド２５４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４２４は、ソレノイド２５４に流れる制御電流Ｉを検知して、検知した制御電流Ｉが制御信号制限手段４２２から入力された制御電流Iに近付くようにフィードバック制御する。
【０１０６】
なお、ソレノイド駆動手段４２４がデューティ比で制御電流Ｉを調整する場合、制御信号制限手段４２２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、制御信号制限手段４２２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４２４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。
【０１０７】
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、上述した車両用空調システムの動作（使用方法）を説明する。
図９は、制御装置４００Ａが実行するプログラムのメインルーチンを示している。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。
【０１０８】
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、ソレノイド２５４に供給される制御電流Iが、初期値I０に設定される。初期値I０が供給されている間、容量制御弁２００は開いた状態にあり、圧縮機１００の容量は、機械的に決定される最小容量になる。初期値I０はゼロであってもよい。
なお、圧縮機１００の容量が最小であるとき、逆止弁１７０の前後の圧力差は所定値よりも低く、圧縮機１００は冷凍サイクル１０に冷媒を吐出することができない。このため、最小の吐出容量でシリンダボア１０１ａから吐出室１４２に吐出された冷媒は、吐出室１４２から給気経路１６０を経てクランク室１０５に流入し、次いで、クランク室１０５から抽気通路１６２を経て吸入室１４０に戻る。つまり、圧縮機１００の容量が最小であるとき、冷媒は圧縮機１００の内部を循環する。
【０１０９】
Ｓ１０の後、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（Ｓ１２）。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フの場合（Ｎｏの場合）、メインルーチンはＳ１０に戻る。エアコンスイッチがオンの場合（Ｙｅｓの場合）、サブルーチンである吸入圧力制御ルーチンＳ１４が実行される。
【０１１０】
図１０は、吸入圧力制御ルーチンＳ１４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Ｓ１４では、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（Ｓ１００）とともに、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が読み込まれる（Ｓ１０２）。
それから、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（Ｓ１０４）。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制御電流Ｉが演算される（Ｓ１０６）。
【０１１１】
なお、Ｓ１０６の演算式中、制御電流Ｉが含まれているが、制御電流Ｉの初期値はＩ０である。また、吸入圧力制御ルーチンＳ１４を１回実行するごとに、Ｓ１０４で偏差ΔＴが演算され、Ｓ１０６の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ１０４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Ｓ１０４で演算されたものであることを示す。
【０１１２】
ここで、前述したように、制御電流Ｉが決まれば、目標吸入圧力Ｐｓｓを一義的に決定可能であることから、Ｓ１０６で制御電流Ｉを演算することは、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することに相当する。
この後、演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ１以上であるか否か比較判定される（Ｓ１０８）。Ｓ１０８の判定結果がＮｏであれば、下限値Ｉ１が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１１０）。Ｓ１０８の判定結果がＹｅｓであれば、演算された制御電流Ｉは、予め設定された上限値Ｉ２以下であるか否か比較判定される（Ｓ１１２）。Ｓ１１２の判定結果がＮｏであれば、上限値Ｉ２が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１１４）。
【０１１３】
従って、Ｓ１０６で演算された制御電流Ｉは、下限値Ｉ１以上で且つ上限値Ｉ２以下であればそのまま維持され、それ以外の場合には、下限値Ｉ１又は上限値Ｉ２で置換される。
一方、吸入圧力制御ルーチンＳ１４では、Ｓ１０６で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて閾値が設定される（Ｓ１１６）。本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが閾値として設定される。
【０１１４】
また、外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、圧縮機１００が最大容量で作動していると仮定したときの、吸入圧力Ｐｓの推定値である推定吸入圧力Ｐｓｅが演算される（Ｓ１１８）。そして、演算された推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、指標が設定される。本実施形態では、例えば、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨが指標として設定される（Ｓ１２０）。
【０１１５】
この後、閾値が指標以上であるか否か比較判定される（Ｓ１２２）。Ｓ１２２の判定の結果がＹｅｓの場合、Ｓ１０６で演算された制御電流Ｉ、又は、下限値Ｉ１若しくは上限値Ｉ２で置換された制御電流Ｉが出力される（Ｓ１２４）。
Ｓ１２２の判定の結果がＮｏの場合、Ｓ１２０で設定された指標に対応する制御電流Ｉｉが演算され、演算された制御電流Ｉｉが制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１２６）。そして、Ｓ１２６で読み込まれた制御電流ＩがＳ１２４で出力される。ソレノイド駆動手段は、Ｓ１２４で出力された制御電流Ｉに近付くように、ソレノイド２５４に実際に供給される制御電流Ｉを調整する。
【０１１６】
かくして、エアコンスイッチがオン状態の場合、容量制御弁２００のソレノイドユニット２５４に対し、初期値Ｉ０よりも大きな制御電流Ｉが供給される。制御電流Ｉによって発生した電磁力Ｆ（Ｉ）は、制御電流Ｉに対応した弁開度にて容量制御弁２００を閉じる。これによって、吐出室１４２とクランク室１０５との間の給気通路１６０が断続的若しくは連続的に遮断され、クランク圧力Ｐｃが低下する。特に、エアコンスイッチがオフ状態からオン状態に切り替えられた直後、換言すれば、圧縮機１００の起動直後には、給気通路１６０は略連続的に遮断され、クランク圧力Ｐｃが吸入圧力Ｐｓまで低下する。
【０１１７】
制御圧力としてのクランク圧力Ｐｃの低下に伴い、斜板１０７の傾角が増してピストン１３０のストロークが増大する。特に、エアコンスイッチがオン状態に切り替えられた直後には、圧縮機１００の吐出容量は最大になる。この結果として、吐出室１４２の圧力が高まり、逆止弁１７０の前後差圧が所定値を超えると、逆止弁１７０が開弁して圧縮機１００から冷媒が吐出される。
【０１１８】
上述した容量制御システムＡによれば、吸入圧力Ｐｓの目標値が目標吸入圧力Ｐｓｓに設定されていても、Ｓ１２２の判定結果において閾値が指標よりも低ければ、指標に対応する制御電流Ｉｉが制御電流Ｉとしてソレノイド２５４に供給される。図６の制御電流Ｉと目標吸入圧力Ｐｓｓとの関係を参照すれば、ソレノイド２５４に制御電流Ｉｉが供給されることで、吸入圧力Ｐｓが指標に近付く。
【０１１９】
そして、吸入圧力Ｐｓは、吸入圧力制御ルーチンＳ１４が繰り返される間に徐々に低下するため、推定吸入圧力Ｐｓｅ及び指標も徐々に小さくなる。最終的には、Ｓ１２２の判定結果において、閾値が指標以上になる。
閾値が指標以上になると、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉがソレノイド２５４に供給される。ソレノイド２５４に制御電流Ｉが供給されることで、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付く。そして、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くと、感圧器２２８が伸縮することによって、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに維持される。そしてこの結果として、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ため、車室の温度が高精度にて制御され、車室の快適性が確保される。
【０１２０】
上述した容量制御システムＡでは、制御電流調整手段を構成する制御信号制限手段４２２は、閾値が指標よりも低いとき、吸入圧力Ｐｓが閾値に到達するために必要な制御電流Ｉ若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、ソレノイド２５４に供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする。
具体的には、容量制御システムＡでは、制御電流調整手段は、閾値が指標よりも低いときに、吸入圧力Ｐｓが指標に到達するのに必要な制御電流Ｉｉまで、ソレノイド２５４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小さくする。これにより、図６を参照すると、ΔＩだけ制御電流Ｉが削減される。この結果として、容量制御システムＡでは、圧縮機１００が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド２５４に過剰な制御電流Ｉが供給されるのが防止され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２１】
従来の容量制御システムにおいて、ソレノイドに過剰な制御電流Iが供給されていたのは、可変容量圧縮機には機械的に定まる最大吐出容量があることを考慮せずに、目標吸入圧力Ｐｓｓのみに基づいて制御電流Ｉを決定していたからである。すなわち、吐出容量が最大吐出容量になる最大容量通電量を超えてソレノイドに通電したとしても、最大吐出容量を超えて吐出容量が増大することはないことが考慮されていなかったのである。
【０１２２】
これに対し、容量制御システムＡでは、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて制御電流Ｉを調整することによって、最大容量通電量を超えて制御電流Ｉを供給することを防止し、これにより容量制御弁２００における消費電力の削減を図っているのである。
また、容量制御システムＡでは、吸入圧力推定手段４１４が、吐出圧力検知手段で検知された吐出圧力Ｐｄと、過熱度検知手段で検知された過熱度ＳＨと、外気温度センサ４０４で検知された外気温度Ｔａと、車内温度センサ４０５で検知された車室内温度Ｔｔと、蒸発器ファン電圧検知手段４０６で検知された電圧Ｖｆと、内外気切換ドア位置検知手段４０７で検知された通風系路の状態Ａｓと、エンジン回転数センサ４０８で検知された圧縮機回転数Ｎｃｎに基づいて推定吸入圧力Ｐｓｅを演算することにより、吸入圧力Ｐｓが精度良く推定される。
【０１２３】
一方、吐出圧力検知手段、外気温度センサ４０４、車内温度センサ４０５、蒸発器ファン電圧検知手段４０６、内外気切換ドア位置検知手段４０７及びエンジン回転数センサ４０８はいずれも特殊な手段ではなく、空調システムの構成が複雑になることはない。
これらの結果として、容量制御システムＡによれば、簡単な構成にて、ソレノイド２５４に供給される過剰な制御電流Ｉが確実に削減され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２４】
なお、容量制御システムＡでは、過熱度検知手段が、膨張器１６の入口での冷媒の圧力Ｐｉｎに基づいて過熱度ＳＨを演算することによって、過熱度ＳＨひいては推定吸入圧力Ｐｓｅの推定精度が一層高くなる。これにより、簡単な構成にて、ソレノイド２５４に供給される過剰な制御電流Ｉが確実に削減され、容量制御弁２００における消費電力が削減される。
【０１２５】
容量制御システムＡが適用された圧縮機１００は、往復動型であり、斜板１０７の最小傾角で規定されるピストン１３０のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。このため、圧縮機１００に容量制御システムＡをすれば、圧縮機１００の吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
【０１２６】
以下、本発明の第２実施形態の容量制御システムＢについて説明する。
容量制御システムＢは、容量制御弁２００に代えて、図１１に示された容量制御弁３００を用いて圧縮機１００の吐出容量を制御する。
より詳しくは、容量制御弁３００は、弁ユニットと弁ユニットを開閉作動させる駆動ユニットとからなる。弁ユニットは、円筒状の弁ハウジング３０１を有し、弁ハウジング３０１の一端には入口ポート（弁孔３０１ａ）が形成されている。弁孔３０１ａは、給気通路１６０の上流側部分を介して吐出室１４２と連通し、且つ、弁ハウジング３０１の内部に区画された弁室３０３に開口している。
【０１２７】
弁室３０３内には、円柱状の弁体３０４が収容されている。弁体３０４は、弁室３０３内を弁ハウジング３０１の軸線方向に移動可能であり、弁ハウジング３０１の端面に当接することで弁孔３０１ａを閉塞可能である。すなわち、弁ハウジング３０１の端面は弁座として機能する。
また、弁ハウジング３０１の外周面には出口ポート３０１ｂが形成され、出口ポート３０１ｂは、給気通路１６０の下流側部分を介してクランク室１０５と連通する。出口ポート３０１ｂも弁室３０３に開口しており、弁孔３０１ａ、弁室３０３及び出口ポート３０１ｂを通じて、吐出室１４２とクランク室１０５とは連通可能である。
【０１２８】
駆動ユニットは円筒状のソレノイドハウジング３１０を有し、ソレノイドハウジング３１０は弁ハウジング３０１の他端に同軸的に連結されている。ソレノイドハウジング３１０の開口端は、エンドキャップ３１２によって閉塞され、ソレノイドハウジング３１０内には、ボビン３１４に巻回されたソレノイド３１６が収容されている。
またソレノイドハウジング３１０内には、同心上に円筒状の固定コア３１８が収容され、固定コア３１８は、弁ハウジング３０１からエンドキャップ３１２に向けてソレノイド３１６の中央まで延びている。固定コア３１８のエンドキャップ３１２側はスリーブ３２０によって囲まれ、スリーブ３２０は、エンドキャップ３１２側に閉塞端を有する。
【０１２９】
固定コア３１８は、中央に挿通孔３１８ａを有し、挿通孔３１８ａの一端は弁室３０３に開口している。また、固定コア３１８とスリーブ３２０の閉塞端との間には、円筒状の可動コア３２２を収容する可動コア収容空間３２４が規定され、挿通孔３１８ａの他端は、可動コア収容空間３２４に開口している。
挿通孔３１８ａには、ソレノイドロッド３２６が摺動可能に挿通され、ソレノイドロッド３２６の一端に弁体３０４が一体且つ同軸的に連結されている。ソレノイドロッド３２６の他端は可動コア収容空間３２４内に突出し、ソレノイドロッド３２６の他端部は、可動コア３２２に形成された貫通孔に嵌合され、ソレノイドロッド３２６と可動コア３２２とは一体化されている。また、可動コア３２２の段差面と固定コア３１８の端面との間には、開放ばね３２８が配置され、可動コア３２２と固定コア３１８との間には所定の隙間が確保されている。
【０１３０】
可動コア３２２、固定コア３１８、ソレノイドハウジング３１０及びエンドキャップ３１２は磁性材料で形成され、磁気回路を構成する。スリーブ３２０は非磁性材料のステンレス系材料で形成されている。
ソレノイドハウジング３１０には感圧ポート３１０ａが形成され、感圧ポート３１０ａには、感圧通路１６６を介して吸入室１４０が接続されている。固定コア３１８の外周面には、軸線方向に延びる感圧溝３１８ｂが形成され、感圧ポート３１０ａと感圧溝３１８ｂとは互いに連通している。従って、感圧ポート３１０ａ及び感圧溝３１８ｂを通じて、吸入室１４０と可動コア収容空間３２４とが連通し、ソレノイドロッド３２６を介して、弁体３０４の背面側には、閉弁方向に吸入室１４０の圧力、則ち吸入圧力Ｐｓが作用する。
【０１３１】
ソレノイド３１６には、圧縮機１００の外部に設けられた制御装置４００Ｂが接続され、制御装置４００Ｂから制御電流Ｉが供給されると、ソレノイド３１６は電磁力Ｇ（Ｉ）を発生する。ソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）は、可動コア３２２を固定コア３１８に向けて吸引し、弁体３０４に対して閉弁方向に作用する。
容量制御弁３００にあっては、好ましくは、弁体３０４が弁孔３０１ａを閉じた時に吐出室１４２の圧力、則ち吐出圧力Ｐｄが作用する弁体３０４の受圧面積（シール面積Ｓｖと呼ぶ）と、吸入圧力Ｐｓが作用する弁体３０４の面積、即ちソレノイドロッド３２６の断面積とが同等に形成される。
【０１３２】
この場合、弁体３０４には、開閉方向にクランク室１０５の圧力、則ちクランク圧力Ｐｃは、実質的にほとんど作用しない。従って、弁体３０４に作用する力は、吐出圧力Ｐｄと、吸入圧力Ｐｓと、ソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）と、開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５であり、吐出圧力Ｐｄ及び開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５は開弁方向、それ以外の吸入圧力Ｐｓ及びソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）は、開弁方向とは対抗する閉弁方向に作用する。
【０１３３】
この関係は、式（５）で示され、式（５）を変形すると式（６）となる。これらの式（５）、（６）から、吐出圧力Ｐｄと、電磁力Ｇ（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。
【０１３４】
【数２】
【０１３５】
このような関係に基づけば、図１２に示したように、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Ｇ（Ｉ）つまり制御電流Ｉを演算できる。そして、ソレノイド３１６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３０４が動作し、クランク圧力Ｐｃが調整される。すなわち、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに近付くように吐出容量が制御される。
【０１３６】
このように吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるような制御では、図１２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、任意の吐出圧力Ｐｄ１のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲は、吐出圧力Ｐｄ１よりも低い吐出圧力Ｐｄ２のときの吸入圧力Ｐｓの制御範囲よりも高圧側にスライドさせられる。
【０１３７】
また式（６）から、シール面積Ｓｖを小さく設定すれば、小さな電磁力Ｇ（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。
なお、ソレノイド３１６への通電量を増加させると、吸入圧力Ｐｓを低下させることができる。一方、ソレノイド３１６への通電量をゼロとすれば、開放ばね３２８の付勢力ｆｓ５により弁体３０４が離間して弁孔３０１ａが強制開放される。これにより吐出室１４２からクランク室１０５に冷媒が導入され、吐出容量は最小に維持される。
【０１３８】
図１３は、制御装置４００Ｂを含む容量制御システムＢ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Ｂは、目標吸入圧力設定手段４２０に代えて、目標吸入圧力設定手段４２６及び制御信号演算手段４２８を有する点において、容量制御システムＡとは異なる。よって、以下では、目標吸入圧力設定手段４２６及び制御信号演算手段４２８について説明する。
【０１３９】
目標吸入圧力設定手段４２６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。
容量制御システムＡの目標吸入圧力設定手段４２０は、制御電流Ｉも設定したが、容量制御システムＢの目標吸入圧力設定手段４２６は、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定するのみである。そして、設定された目標吸入圧力Ｐｓｓは、制御信号演算手段４２８に入力される。
【０１４０】
制御信号設定手段４２８は、目標吸入圧力設定手段４２０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とに基づいて、ソレノイド３１６に供給されるべき制御電流Ｉを演算する。演算された制御電流Ｉは、予め定められた上下限の範囲内に制限されていてもよい。そして、制御信号設定手段４２８は、演算された制御電流Ｉ若しくは当該制御電流Ｉに関連するパラメータとしてのデューティ比に対応する信号（吐出容量制御信号）を生成し、制御信号制限手段４２２に入力する。
【０１４１】
以下、上述した容量制御システムＢの動作（使用方法）を説明する。
制御装置４００Ｂが実行するメインルーチンは、制御装置４００Ａが実行するメインルーチンと略同じである。図９を参照すると、制御装置４００Ｂが実行するメインルーチンの初期条件設定Ｓ１６では、ソレノイド３１６に供給される制御電流Iが、圧縮機１００の吐出容量が最小容量となる初期値Ｉ０に設定される。
【０１４２】
ただし、制御装置４００Ｂが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１８は、制御装置４００Ａが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１４とは相違する。このためＳ１６では、更に、フラグＦ１がゼロに設定されるとともに、タイマがゼロにリセットされる。また、Ｓ１６では、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Ｔａに応じて次式により設定される。
【０１４３】
Pss0=K1・Ta＋K2 （K1,K2は定数）
図１４は、容量制御システムＢが実行する吸入圧力制御ルーチンＳ１８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Ｓ１８では、吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力Ｐｄが読み込まれる（Ｓ１５０）。
【０１４４】
また、吸入圧力制御ルーチンＳ１８では、フラグＦ１が０であるか否かが判定される（Ｓ１５２）。初期条件ではフラグＦ１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（Ｓ１５４）、フラグＦ１が１に設定される（Ｓ１５６）。
それから、目標吸入圧力設定ルーチンＳ１５８で制御目標となる目標吸入圧力Ｐｓｓが設定される。この後、Ｓ１５８で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３１６へ通電される制御電流Ｉが演算される（Ｓ１６０）。例えば図１４に示したように、制御電流Ｉは、吐出圧力Ｐｄと目標吸入圧力Ｐｓｓとの差に比例定数ｂ１を乗じた値に定数ｂ２を足した値として演算される。
【０１４５】
Ｓ１６０で演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ３以上であるか否か比較判定される（Ｓ１６２）。Ｓ１６２の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３よりも小さい場合（Ｎｏの場合）、下限値Ｉ３が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１６４）。
一方、Ｓ１６２の判定の結果、演算された制御電流Ｉが下限値Ｉ３以上であれば（Ｙｅｓの場合）、演算された制御電流Ｉは、予め設定された下限値Ｉ３より大きい上限値Ｉ４以下であるか否か比較判定される（Ｓ１６６）。Ｓ１６６の判定の結果、制御電流Ｉが上限値Ｉ４を超えていれば（Ｎｏの場合）、上限値Ｉ４が制御電流Ｉとして読み込まれる（Ｓ１６８）。
【０１４６】
以下、閾値の設定（Ｓ１７０）、推定吸入圧力Ｐｓｅの演算（Ｓ１７２）、指標の設定（Ｓ１７４）、閾値と指標との比較判定（Ｓ１７６）、指標に対応する制御電流Ｉｉでの制御電流Ｉの置換（Ｓ１８０）及び制御電流Ｉの出力（Ｓ１７８）は、容量制御システムＡのメインルーチンにおけるＳ１１２〜Ｓ１２６の場合と略同じである。
ただし、Ｓ１７０の閾値の設定では、Ｓ１５８で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて閾値が設定され、本実施形態では、例えば、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが閾値として設定される。
【０１４７】
また、Ｓ１８０において、指標に対応する制御電流Ｉｉで制御電流Ｉを置換するときには、Ｓ１６０の場合と同様に、次式：
Ii=b1・(Pd-PseH)+b2 （b1,b2定数）
に基づいて制御電流Iiが演算される。そして、演算された制御電流Ｉｉで制御電流Ｉが置換される。
【０１４８】
Ｓ１７８の後、プログラムは吸入圧力制御ルーチンＳ１８からメインルーチンに戻り、Ｓ１２の判定結果がＹｅｓであれば、２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１８が実行される。
２回目の吸入圧力制御ルーチンＳ１８では、前回のＳ１５６でフラグＦ１が１に設定されたためＳ１５２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（Ｓ１８２）。Ｓ１８２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）、前回のＳ１５８で設定された目標吸入圧力Ｐｓｓと今回のＳ１５０で読み込まれた吐出圧力Ｐｄから制御電流Ｉが演算される（Ｓ１６０）。この後、初回と同様にＳ１７８を経由し、制御装置４００Ｂはメインルーチンに戻る。
【０１４９】
一方、タイマの経過時間ｔが所定時間ｔ１を超えると、Ｓ１８２の判定結果がＮｏとなり、タイマがリセットされ（Ｓ１８４）、フラグＦ１が０に設定される（Ｓ１８６）。つまり目標吸入圧力Ｐｓｓは所定時間ｔ１毎に更新される。この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。
つまり制御装置４００Ｂでは、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を維持するように制御電流Ｉが演算される。そして、閾値が指標よりも小さければ、ソレノイド３１６には、吐出圧力Ｐｄ及び目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて演算された制御電流Ｉではなく、吐出圧力Ｐｄ及び指標に基づいて演算された制御電流Ｉｉが供給される。
【０１５０】
図１５は、図１４中の目標吸入圧力設定ルーチンＳ１５８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Ｓ１５８における、蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓの設定読込み（Ｓ２００）、蒸発器出口空気温度の読込み（Ｓ２０２）及び偏差ΔＴの演算（Ｓ２０４）は、容量制御システムＡの吸入圧力制御ルーチンＳ１４におけるＳ１００、Ｓ１０２及びＳ１０４とそれぞれ同じである。
【０１５１】
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（Ｓ２０６）。
なお、Ｓ２０６の演算式中、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Ｓ１５８を１回実行するごとに、Ｓ２０４で偏差ΔＴが演算され、Ｓ２０６の演算式中の偏差ΔＴの添字ｎは、偏差ΔＴが今回のＳ２０４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Ｓ２０４で演算されたものであることを示す。
【０１５２】
この後、演算された目標吸入圧力Ｐｓｓは、予め設定された下限値Ｐｓ１以上であるか否か比較判定される（Ｓ２０８）。Ｓ２０８の判定の結果がＮｏであれば、下限値Ｐｓ１が目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれる（Ｓ２１０）。
一方、Ｓ２０８の判定の結果がＹｅｓであれば、演算されたＰｓｓは、予め設定されたＰｓ１より大きい上限値Ｐｓ２以下であるか否か比較判定される（Ｓ２１２）。Ｓ２１２の判定結果がＮｏであれば、上限値Ｐｓ２が目標吸入圧力Ｐｓｓとして読み込まれる（Ｓ２１４）。
【０１５３】
従って、Ｓ２０８及びＳ２１２の判定の結果、Ｐｓ１≦Ｐｓｓ≦Ｐｓ２であれば、Ｓ２０３で演算された目標吸入圧力Ｐｓｓがそのまま目標吸入圧力Ｐｓｓとして設定される。
上述した容量制御システムＢにおいても、閾値が指標よりも小さいときに、ソレノイド３１６に供給される制御電流Ｉを指標に対応する制御電流Ｉｉまで小さくすることにより、容量制御弁３００の消費電力が削減される。
【０１５４】
また、容量制御システムＢでは、容量制御弁３００が、吸入圧力Ｐｓを機械的にフィードバック制御するための感圧器２２８を有さない、簡単な構造を有する。このため圧縮機１００における容量制御弁３００の装着スペースの確保が容易になるとともに取付け姿勢の自由度が高くなる。
一方、この容量制御システムＢでは、感圧器２２８を有さない容量制御弁３００を用いても、目標吸入圧力設定手段４２６が目標吸入圧力Ｐｓｓを設定し、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び吐出圧力Ｐｄに基づいて制御電流Ｉを演算することにより、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。
【０１５５】
更に、この容量制御システムＢでは、弁体３０４に作用する吐出圧力Ｐｄに対し、吸入圧力Ｐｓとソレノイド３１６の電磁力Ｇ（Ｉ）とが対抗する方向に作用するため、吸入圧力Ｐｓの制御範囲が広い。この結果として、この容量制御システムＢを備えた空調システムによれば、エアコンスイッチがオンにされた直後から、換言すれば、圧縮機１００の起動直後から、容量制御弁３００の消費電力が有効に削減される。
【０１５６】
一方、圧縮機１００は、往復動型であり、斜板１０７の最小傾角で規定されるピストン１３０のストロークを非常に小さく設定できる。このため、最小吐出容量が非常に小さく、吐出容量の機械的な可変範囲が広い。従って、圧縮機１００に容量制御システムＢを適用した場合、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定することにより吸入圧力Ｐｓの制御範囲を拡大した効果が十分に発揮され、吐出容量の可変範囲が広く且つ消費電力が削減された空調システムを提供することができる。
【０１５７】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２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及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、圧力センサ４０３が吐出圧力領域にて冷媒の圧力を検知したけれども、圧力センサ４０３を配置する部位は特に限定されず、冷凍サイクル１０の高圧領域の何れかの部位に配置してもよい。すなわち、高圧領域の冷媒の圧力に基づいて、推定吸入圧力Ｐｓｅ及び過熱度ＳＨをそれぞれ演算してもよい。なお、高圧領域とは、吐出圧力領域に放熱器１４から膨張器１６の入口までの領域を加えた領域である。
【０１５８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、Ｓ１２２の判定結果において閾値が指標よりも低いときに、制御電流Ｉｉを制御電流Ｉとして出力したけれども、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくしなくても、目標吸入圧力Ｐｓｓに到達するのに必要な制御電流Ｉよりも小さくすればよい。制御電流Ｉを小さくした分だけ容量制御弁２００，３００の消費電力が削減されるからである。
【０１５９】
ただし、消費動力をより一層削減するためには、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくするか、若しくは、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくするのが好ましい。
その上、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉに等しくなるまで小さくした場合、従来、最大吐出容量で動作していた領域において、圧縮機１００が、指標をフィードバック制御の基準とした吐出容量制御状態で確実に動作するため、圧縮機１００の消費動力が削減されるとともに信頼性が確保される。
【０１６０】
また特に、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、吸入圧力Ｐｓが目標吸入圧力Ｐｓｓに到達するまでの時間を増大することなく、圧縮機１００の吐出容量を最大吐出容量よりも小さくすることによって、圧縮機１００での消費動力が削減される。これは以下の理由による。
【０１６１】
車両若しくは空調システムの運転状況によっては、吸入圧力Ｐｓを目標吸入圧力Ｐｓｓに近付けるためであっても、圧縮機１００の起動直後から圧縮機１００を最大吐出容量で動作させる必要がない場合がある。
例えば、車両が高速走行をしているような場合、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが非常に高くなり、圧縮機１００の能力も増大する。しかしながら、空調システムの能力は、空調システム全体の構成によって、特に蒸発器１８の能力によって制約を受ける。それ故、圧縮機１００の能力が増大したとしても、圧縮機１００の能力を十分に活用することができない。従ってこのような場合、圧縮機１００が最大吐出容量で動作すると、圧縮機１００で動力が無駄に消費される。
【０１６２】
そこで、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、蒸発器１８の能力に合わせて圧縮機１００の能力が抑制され、圧縮機１００の消費動力を節約することができる。
また特に、圧縮機１００の回転数Ｎｃｎが所定値以上であり且つ蒸発器１８の熱負荷Ｑが所定値以上であるときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Ｉを制御電流Ｉｉよりも小さくすれば、圧縮機１００での消費動力の削減効果が大であるのみならず、圧縮機１００の機械的負荷が軽減される。この結果として、圧縮機１００の信頼性も確保される。
【０１６３】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬが設定されていたけれども、閾値は、目標吸入圧力Ｐｓｓに基づいて設定されていればよい。従って、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓ自体若しくは目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨを設定してもよい。
また、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨが設定されていたけれども、指標は、推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて設定されていればよい。従って、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅ自体若しくは推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の下限値ＰｓｅＬを設定してもよい。
【０１６４】
そして、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓ、そのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬ及び上限値ＰｓｓＨから選択された１つを用いることができ、指標として、推定吸入圧力Ｐｓｅ、そのばらつき範囲の下限値ＰｓｅＬ及び上限値ＰｓｅＨから選択された１つを用いることができることから、閾値と指標との組み合わせは９通りある。これらの組み合わせから、閾値と指標との組み合わせを適宜選択することができる。
【０１６５】
なお、第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂのように、閾値として目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の下限値ＰｓｓＬを設定し、指標として推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値ＰｓｅＨを設定した場合、最大容量通電量を超える制御電流Ｉがソレノイド２５４，３１６に供給されるのが確実に防止される。これは以下の理由による。
下限値ＰｓｓＬは、容量制御弁２００，３００の生産時における部品寸法公差等により発生する目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつきの範囲の下限値であることから、下限値ＰｓｓＬは、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉをソレノイド２５４，３１６に供給したときに吸入圧力Ｐｓが到達しうる最小値である。
【０１６６】
一方、上限値ＰｓｅＨは、推定吸入圧力Ｐｓｅの推定精度により発生する推定吸入圧力Ｐｓｅのばらつき範囲の上限値であることから、推定吸入圧力Ｐｓｅを推定している時点において、上限値ＰｓｅＨは、現実の吸入圧力Ｐｓがとりうる最大値である。
従って、閾値としての下限値ＰｓｓＬが指標としての上限値ＰｓｅＨよりも低ければ（ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨ）、目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉをソレノイド２５４，３１６に供給したときに吸入圧力Ｐｓが到達可能な圧力が、推定時点の現実の吸入圧力Ｐｓよりも低い可能性がある。このため、ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨの場合には、圧縮機１００が最大吐出容量で作動している可能性があり、圧縮機１００が最大吐出容量で作動していれば、ソレノイド２５４，３１６に供給される制御電流Iを目標吸入圧力Ｐｓｓに対応する制御電流Ｉよりも小さくすることにより、過剰な制御電流Ｉを削減することができる。
【０１６７】
従って、ＰｓｓＬ＜ＰｓｅＨの場合に制御電流Ｉを小さくすれば、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅにばらつきがあったとしても、最大容量通電量を超える制御電流Ｉがソレノイド２５４，３１６に供給されるのが確実に防止される。
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値として、目標吸入圧力Ｐｓｓのばらつき範囲の上限値ＰｓｓＨ又は下限値ＰｓｓＬを設定することができるが、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差は、目標吸入圧力Ｐｓｓの大小に応じて変化させるのが好ましい。具体的には、目標吸入圧力Ｐｓｓが大きいほど、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差が大きくなるのが好ましい。容量制御システムＡ，Ｂでは、閾値が指標に比べて低いときに、圧縮機１００が最大吐出容量で動作していると実質的に判定しており、目標吸入圧力Ｐｓｓと閾値との差が目標吸入圧力Ｐｓｓの大小に応じて変化することにより、当該判定精度が向上するからである。そしてこの結果として、圧縮機１００が最大吐出容量で動作しているときに、ソレノイド２５４，３１６に供給される過剰な制御電流Ｉが一層確実に削減され、容量制御弁２００，３００における消費電力が削減される。
【０１６８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、蒸発器１８の熱負荷Ｑを検知するための熱負荷検知手段の構成は特に限定されない。熱負荷検知手段は、外気温度Ｔａ、外気湿度、日射量、蒸発器ファンの送風量及び当該送風量に関連する蒸発器ファンの電圧Ｖｆ、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Ｔｔ、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、車室内各部表面温度、冷凍サイクル１０の高圧領域及び低圧領域での冷媒の温度、並びに、車両の乗員数等よりなる群から選択された１種以上を用いて、熱負荷Ｑを検知することができる。ただし、熱負荷Ｑを精度良く検知するために、熱負荷検知手段は、外気温度センサ４０４と蒸発器ファン電圧検知手段４０６とを少なくとも有するのが好ましい。
【０１６９】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、吐出容量制御信号が、制御電流Ｉを調整するためのデューティ比に対応する場合には、ソレノイド駆動手段４２４は、電流センサ４３６を有していなくてもよい。
なおこの場合、容量制御システムＡでは、目標吸入圧力Ｐｓｓとスイッチング素子４３０を駆動するデューティ比との相関を予め求めておけばよい。蒸発器目標温度設定手段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が決まると、当該相関に基づいて、デューティ比を演算することができる。
【０１７０】
また、容量制御システムＢでは、制御電流Ｉとデューティ比との相関を予め求めておけば、Ｓ１６０、Ｓ１８０において、当該相関に基づいて直接デューティ比を演算することができる。
第２実施形態の容量制御システムＢでは、吸入圧力制御ルーチンＳ１８のＳ１６０及びＳ１８０において、制御電流Ｉの演算式としてＩ＝α・Ｐｄ−β・Ｐｓｓ＋γ（ただしα、β、γは定数）を用いても良いし、演算式に（Ｐｄ−Ｐｓｓ）ｎの項を含ませて非線形としても良い。
【０１７１】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、蒸発器温度センサ４０２を使用しないで、設定された蒸発器目標出口空気温度Ｔｅｓと、外部情報に基づいて、目標吸入圧力Ｐｓｓを設定してもよい。
目標吸入圧力Ｐｓｓの設定に用いられる外部情報としては、蒸発器１８の熱負荷Ｑを検知するために用いられる外部情報と同じものを用いることができ、更には、圧縮機１００や車両の運転状態に関する情報を用いることができる。車両の運転状態に関する情報とは、例えば、エンジン１１４の回転数、車速、加速度等である。
【０１７２】
第１実施形態の容量制御システムＡにおいては、容量制御弁２００の弁体２１０に対し、開閉方向にて、吐出圧力Ｐｄ及びクランク圧力Ｐｃが作用していなかったが、吐出圧力Ｐｄ又はクランク圧力Ｐｃが開弁方向又は閉弁方向にて弁体に作用する容量制御弁を用いてもよい。
第２実施形態の容量制御システムＢにおいては、容量制御弁３００の弁体３０４に対して、吐出圧力Ｐｄ及び吸入圧力Ｐｓが相互に対抗するように作用するが、吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとが対抗しているときに、更にクランク圧力Ｐｃが作用してもよい。
【０１７３】
第２実施形態の容量制御システムＢにおいては、容量制御弁３００のために、機械的に吸入圧力Ｐｓをフィードバック制御する感圧器は不要である。ただし、弁体３０４に対し、吐出圧力Ｐｄ、吸入圧力Ｐｓ又は電磁力Ｇ（Ｉ）を作用させるために、ベローズやダイアフラムを用いてもよい。
例えば、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３０１ａとは反対側の弁体３０４の一端に固定する。ソレノイドロッド３２６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３２５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３２６が弁体３０４を電磁力Ｇ（Ｉ）にて付勢可能にする。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３０４に吸入圧力Ｐｓを作用させる。
【０１７４】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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。
【０１７５】
更に、容量制御システムＡ，Ｂは、スクロール式やベーン式の可変容量圧縮機にも適用可能である。すなわち、弁体にソレノイドの電磁力が作用する容量制御弁を用いて、吐出容量を変化させるための制御圧力を容量制御弁の弁開度によって変化させることができれば、あらゆる可変容量圧縮機に適用可能である。
なお、制御圧力とは、往復動圧縮機の場合には、クランク室の圧力（クランク圧力Ｐｃ）である。
【０１７６】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、容量制御弁２００，３００は、吐出室１４２とクランク室１０５との間を繋ぐ給気通路１６０に配置されていたけれども、圧縮機１００が斜板式又は揺動板式の場合、給気通路１６０に容量制御弁３００を配置せずに、クランク室１０５と吸入室１４０との間を繋ぐ抽気通路１６２に容量制御弁を配置してもよい。即ち、給気通路１６０の開度を制御する入口制御に限定されず、抽気通路１６２の開度を制御する出口制御であってもよい。
【０１７７】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂに用いられた容量制御弁２００，３００によれば、制御電流Ｉが小さくなるほど吸入圧力Ｐｓが低下したけれども、制御電流Ｉが大きくなるほど吸入圧力Ｐｓが低下するように動作する容量制御弁を用いてもよい。この場合、目標吸入圧力Ｐｓｓ若しくは閾値が推定吸入圧力Ｐｓｅ若しくは指標よりも低いときに、吐出容量が最大吐出容量以下になるよう、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が大きくされる。従って、かかる容量制御弁を用いた場合には、目標吸入圧力Ｐｓｓ及び推定吸入圧力Ｐｓｅに基づいて、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したとしても、容量制御弁の消費電力の削減効果は得られないものの、吐出容量を最大吐出容量以下にすることにより、圧縮機１００の信頼性が確保される。
【０１７８】
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂでは、膨張器１６として、温度自動膨張弁を用いたけれども、膨張器１６はこれに限定されず、オリフィスや電子膨張弁でもよい。
第１及び第２実施形態の容量制御システムＡ，Ｂ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は、従来の空調システムにも適用可能である。
【０１７９】
最後に、本発明に係る可変容量圧縮機の容量制御システムは、車両用空調システム以外の室内用空調システム等、空調システム全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】第１実施形態の容量制御システムを適用した車両用空調システムの冷凍サイクル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の冷凍サイクルに用いられた膨張器の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】図１の冷凍サイクルにおける過熱度特性を示すためのグラフであり、Ｃ１は膨張器の入口での冷媒の圧力が一定の場合の蒸発器の出口での冷媒の温度と圧力との関係を示し、Ｃ２は膨張器の充填剤の飽和温度と飽和圧力との関係を示す。
【図４】図１の冷凍サイクルにおける、蒸発器の出口での冷媒の過熱度と膨張器の入口での冷媒の圧力との関係を示すグラフである。
【図５】図１の冷凍サイクルに用いられた容量制御弁の概略構成を、圧縮機における容量制御弁の接続状態とともに説明するための図である。
【図６】図１の冷凍サイクルにおける、容量制御弁の制御電流と目標吸入圧力との関係、並びに、閾値及び指標を示すグラフである。
【図７】第１実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図８】図７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９】図７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１０】図９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１１】第２実施形態の容量制御システムに用いられる容量制御弁の概略構成を、圧縮機における容量制御弁の接続状態とともに説明するための図である。
【図１２】図１１の容量制御弁における、制御電流、目標吸入圧力及び吐出圧力の関係を示すグラフである。
【図１３】第２実施形態の容量制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の容量制御システムが実行する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１５】図１４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。
【符号の説明】
【０１８１】
２５４ ソレノイド
４０１ 蒸発器目標温度設定手段（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（外部情報検知手段）
４０４ 外気温度センサ（外部情報検知手段）
４０５ 車内温度センサ（外部情報検知手段）
４０６ 蒸発器ファン電圧検知手段（外部情報検知手段）
４０７ 内外気切換ドア位置検知手段（外部情報検知手段）
４０８ エンジン回転数センサ（外部情報検知手段）
４１４ 吸入圧力推定手段
４２０ 目標吸入圧力設定手段
４２２ 制御信号制限手段（制御電流調整手段）
４２４ ソレノイド駆動手段（制御電流調整手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量圧縮機に適用され、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるために制御圧力を調整する容量制御システムにおいて、
１つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、
前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、
前記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及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定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される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段と
を具備することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項２】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項３】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、
前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項４】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、
前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、
前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項５】
前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、
前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する
ことを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項６】
前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、前記指標は、前記推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値であることを特徴とする請求項４又は５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項７】
前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力若しくは前記閾値が前記推定吸入圧力若しくは前記閾値よりも低いときに、前記吸入圧力が前記推定吸入圧力若しくは前記指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくすることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項８】
前記外部情報検知手段は、前記可変容量圧縮機の回転数に関連を有する物理量を検知する回転数検知手段を有し、
前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
ことを特徴とする請求項７に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項９】
前記外部情報検知手段は、前記蒸発器の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を有し、
前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
ことを特徴とする請求項８に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１０】
前記吸入圧力推定手段は、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報を、当該外部情報と前記推定吸入圧力との間の関係を示す実験式に代入して前記推定吸入圧力を演算することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１１】
前記外部情報検知手段は、
前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、
前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、
前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、
前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、
前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する
ことを特徴とする請求項１０に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１２】
前記膨張器は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を調整する温度自動膨張弁であり、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する
ことを特徴とする請求項１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１３】
前記空調システムは車両に適用され、
前記熱負荷検知手段は、
外気温度を検知するための外気温度センサと、
前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段と
を少なくとも含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１４】
前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度の目標である蒸発器目標出口空気温度を設定する蒸発器目標出口温度設定手段を含み、
前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づく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１乃至１３の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１５】
前記容量制御弁は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力を吐出圧力としたときに、前記吐出圧力を受けるとともに、前記吐出圧力と対抗する方向にて前記吸入圧力及び制御圧力のうち一方と前記ソレノイドの電磁力とを受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉して前記制御圧力を変化させることにより前記可変容量圧縮機の容量を調整可能であり、
前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、
前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する
ことを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１６】
前記可変容量圧縮機は、
内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、
前記シリンダボアに配設されたピストンと、
前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、
前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、
前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、
前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている
ことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１】
空調システムの冷凍サイクルを構成すべく冷媒が循環する循環路に放熱器、膨張器及び蒸発器とともに介挿される可変容量圧縮機に適用され、吸入圧力を目標吸入圧力に近付けるために制御圧力を調整する容量制御システムにおいて、
１つ以上の外部情報を検知するための外部情報検知手段と、
前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記目標吸入圧力を設定する目標吸入圧力設定手段と、
ソレノイドを有し、前記制御圧力を調整するための容量制御弁と、
前記外部情報検知手段によって検知された外部情報に基づいて、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大であると仮定したときの前記吸入圧力の推定値である推定吸入圧力を演算する吸入圧力推定手段と、
前記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及び前記吸入圧力推定手段によって演算された推定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される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを調整する制御電流調整手段と
を具備することを特徴とする可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項２】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力を前記目標吸入圧力に到達させるために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項３】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段を含み、
前記閾値が前記推定吸入圧力よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項４】
前記制御電流調整手段は、
前記目標吸入圧力を基準として閾値を設定する閾値設定手段と、
前記推定吸入圧力を基準として指標を設定する指標設定手段とを含み、
前記閾値が前記指標よりも低いとき、前記吸入圧力が前記閾値に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータに比べ、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくする
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項５】
前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の上限値及び下限値のうち一方であり、
前記目標吸入圧力と前記閾値との差は、前記目標吸入圧力の大小に応じて変化する
ことを特徴とする請求項４に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項６】
前記閾値は、前記目標吸入圧力のばらつき範囲の下限値であり、前記指標は、前記推定吸入圧力のばらつき範囲の上限値であることを特徴とする請求項４又は５に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項７】
前記制御電流調整手段は、前記目標吸入圧力若しくは前記閾値が前記推定吸入圧力若しくは前記閾値よりも低いときに、前記吸入圧力が前記推定吸入圧力若しくは前記指標に到達するのに必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータ以下になるよう、前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを小さくすることを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項８】
前記外部情報検知手段は、前記可変容量圧縮機の回転数に関連を有する物理量を検知する回転数検知手段を有し、
前記制御電流調整手段は、前記回転数検知手段によって検知された物理量が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
ことを特徴とする請求項７に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項９】
前記外部情報検知手段は、前記蒸発器の熱負荷を検知する熱負荷検知手段を有し、
前記制御電流調整手段は、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷が所定値以上であるときに、前記可変容量圧縮機の吐出容量が最大よりも小さくなるように前記ソレノイドに供給される制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを制限する
ことを特徴とする請求項８に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１０】
前記吸入圧力推定手段は、前記外部情報検知手段によって検知された外部情報を、当該外部情報と前記推定吸入圧力との間の関係を示す実験式に代入して前記推定吸入圧力を演算することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１１】
前記外部情報検知手段は、
前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力である吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段と、
前記蒸発器の熱負荷を検知するための熱負荷検知手段と、
前記蒸発器の出口での前記冷媒の過熱度を検知するための過熱度検知手段と、
前記可変容量圧縮機の回転数に相当する物理量を検知する回転数検知手段とを含み、
前記吸入圧力推定手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された前記吐出圧力と、前記熱負荷検知手段によって検知された前記蒸発器の熱負荷と、前記過熱度検知手段によって検知された前記冷媒の過熱度と、前記回転数検知手段によって検知された前記可変容量圧縮機の回転数に関連する物理量と、前記吸入圧力との関係を示す実験式を用いて前記推定吸入圧力を演算する
ことを特徴とする請求項１０に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１２】
前記膨張器は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度に基づいて前記冷媒の流量を調整する温度自動膨張弁であり、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しくは当該温度に関連する物理量を検知する手段と、前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力を検知するための膨張器入口圧力検知手段とを含み、
前記過熱度検知手段は、前記蒸発器の出口での前記冷媒の温度若しく当該温度に関連する物理量と前記膨張器の入口での前記冷媒の圧力に基づいて、前記過熱度を検知する
ことを特徴とする請求項１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１３】
前記空調システムは車両に適用され、
前記熱負荷検知手段は、
外気温度を検知するための外気温度センサと、
前記蒸発器のためのファンに印加される電圧を検知するための蒸発器ファン電圧検知手段と
を少なくとも含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１４】
前記外部情報検知手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度の目標である蒸発器目標出口空気温度を設定する蒸発器目標出口温度設定手段を含み、
前記目標吸入圧力推定手段は、前記蒸発器を通過した直後の空気流の温度が蒸発器目標出口温度設定手段によって設定された蒸発器目標出口空気温度に近づく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１乃至１３の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１５】
前記容量制御弁は、前記冷凍サイクルの吐出圧力領域の何れかの部位における前記冷媒の圧力を吐出圧力としたときに、前記吐出圧力を受けるとともに、前記吐出圧力と対抗する方向にて前記吸入圧力及び制御圧力のうち一方と前記ソレノイドの電磁力とを受けて弁孔を開閉可能な弁体を有し、前記弁孔を開閉して前記制御圧力を変化させることにより前記可変容量圧縮機の容量を調整可能であり、
前記外部情報検知手段は、前記吐出圧力を検知するための吐出圧力検知手段を含み、
前記制御電流調整手段は、前記吐出圧力検知手段によって検知された吐出圧力と前記目標吸入圧力とに基づいて、前記吸入圧力が前記目標吸入圧力に到達するために必要な制御電流若しくは当該制御電流に関連するパラメータを演算する
ことを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の可変容量圧縮機の容量制御システム。
【請求項１６】
前記可変容量圧縮機は、
内部に吐出室、クランク室、吸入室及びシリンダボアが区画形成されたハウジングと、
前記シリンダボアに配設されたピストンと、
前記ハウジング内に回転可能に支持された駆動軸と、
前記駆動軸の回転を前記ピストンの往復運動に変換する傾角可変の斜板要素を含む変換機構と、
前記吐出室と前記クランク室とを連通する給気通路と、
前記吸入室と前記クランク室とを連通する抽気通路とを備え、
前記容量制御弁は、前記給気通路及び前記抽気通路のうち一方に介挿されている
ことを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の可変容量圧縮機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】
【公開番号】特開２００９−６２８２２（Ｐ２００９−６２８２２Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２８９３６（Ｐ２００７−２２８９３６）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【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３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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