特許 7565015 車両用空調装置の制御方法および車両用空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】車両用空調装置の制御方法および車両用空調装置

(51)【国際特許分類】

   B60H 1/32 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

B60H1/32 625B

B60H1/32 623K

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021084040

(22)【出願日】2021-05-18

(65)【公開番号】P2022177635

(43)【公開日】2022-12-01

【審査請求日】2024-03-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】竹尾 勝哉

【審査官】葛原 怜士郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１０１５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１３１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１８２３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１９０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０１２５５０９９（ＣＮ，Ｙ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｈ １／００－ ３／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動機の動力がクラッチ部を介して伝達されるコンプレッサを備えた車両用空調装置の制御方法において、
前記駆動機の回転数を検出するとともに、該回転数に対応した前記コンプレッサの圧縮圧力を検出し、
該検出した前記駆動機の回転数の変化と前記コンプレッサの圧縮圧力の変化とを基に、前記クラッチ部で固着が発生しているか否かを判定し、
前記クラッチ部の固着発生を判定した場合、前記コンプレッサを停止させる指示が与えられた後であっても、前記駆動機で発生するトルクが、前記コンプレッサの前記クラッチ部が遮断された状態に対応して設定される基準トルクよりも大きくなるように、前記駆動機の回転数を制御することを特徴とする車両用空調装置の制御方法。

【請求項2】

前記クラッチ部で固着が発生しているか否かの判定は、前記コンプレッサを停止させる指示が与えられた後に、前記駆動機の回転数の増加に従い前記コンプレッサの圧縮圧力が上昇する場合、または、前記駆動機の回転数の減少に従い前記コンプレッサの圧縮圧力が低下する場合に、前記クラッチ部で固着が発生していると判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の制御方法。

【請求項3】

前記クラッチ部で固着が発生しているか否かの判定は、
前記コンプレッサを停止させる指示が与えられた後の時刻ｔ１に検出した前記駆動機の回転数をＮｅ（ｔ１）とし、
前記時刻ｔ１に検出した前記コンプレッサの圧縮圧力をＰｄ（ｔ１）とし、
前記時刻ｔ１から所定時間Δｔが経過した後の時刻ｔ２に検出した前記駆動機の回転数をＮｅ（ｔ２）とし、
前記時刻ｔ２に検出した前記コンプレッサの圧縮圧力をＰｄ（ｔ２）として、次式の関係、
（Ｐｄ（ｔ２）－Ｐｄ（ｔ１））／（Ｎｅ（ｔ２）－Ｎｅ（ｔ１））＞０
を満たした場合に、前記クラッチ部が固着していると判定することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置の制御方法。

【請求項4】

前記クラッチ部の固着発生を判定した後に、所定の時間間隔で、前記クラッチ部の固着が解消されているか否かを判定し、
前記クラッチ部の固着が解消されていると判定するまでの間、前記駆動機で発生するトルクが徐々に増加するように、前記駆動機の回転数を制御することを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の車両用空調装置の制御方法。

【請求項5】

駆動機の動力がクラッチ部を介して伝達されるコンプレッサを備えた車両用空調装置において、
前記駆動機の回転数を検出するとともに、該回転数に対応した前記コンプレッサの圧縮圧力を検出する検出部と、
前記検出部で検出される前記駆動機の回転数の変化と前記コンプレッサの圧縮圧力の変化とを基に、前記クラッチ部で固着が発生しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により前記クラッチ部の固着発生が判定された場合、前記コンプレッサを停止させる指示が与えられた後であっても、前記駆動機で発生するトルクが、前記コンプレッサの前記クラッチ部が遮断された状態に対応して設定される基準トルクよりも大きくなるように、前記駆動機の回転数を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用空調装置の制御方法および車両用空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両に用いられる空調装置には、エンジンやモータ等の駆動機の動力がクラッチを介して伝達されるコンプレッサが備えられている。このような車両用空調装置では、クラッチのオンオフや駆動機の回転数などを制御することによりコンプレッサの駆動状態が調整される。また、クラッチの固着によるコンプレッサの故障を診断する技術も知られている。

【0003】

例えば、特許文献１に開示されているコンプレッサの故障診断方法では、エンジン回転数を検出し、コンプレッサの作動中に第１のエンジン回転数の低下状態を検出したときに、コンプレッサの作動を停止し、このコンプレッサの作動停止から第１所定時間の経過後に、コンプレッサを再作動する。そして、このコンプレッサの再作動から第２所定時間内に、第２のエンジン回転数の低下状態を検出したときに、コンプレッサの故障を判定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－４６７２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記のような車両用空調装置の制御に関連した従来技術については、クラッチの固着によるコンプレッサの故障を判定することまでは可能であるが、当該故障からの復帰が期されていないという課題がある。コンプレッサの故障判定にとどまりクラッチが固着した状態で空調装置の制御が継続された場合、エンジンやモータなどの駆動機が過負荷状態になって停止（エンスト等）してしまう虞があり、改善の余地があった。

【0006】

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、クラッチの固着によるコンプレッサの故障を判定可能であり、かつ、該クラッチの固着の解消を図ることで駆動機の停止を防ぐことができる、車両用空調装置の制御方法および車両用空調装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するため本発明の一態様は、駆動機の動力がクラッチ部を介して伝達されるコンプレッサを備えた車両用空調装置の制御方法を提供する。この制御方法は、前記駆動機の回転数を検出するとともに、該回転数に対応した前記コンプレッサの圧縮圧力を検出し、該検出した前記駆動機の回転数の変化と前記コンプレッサの圧縮圧力の変化とを基に、前記クラッチ部で固着が発生しているか否かを判定し、前記クラッチ部の固着発生を判定した場合、前記コンプレッサを停止させる指示が与えられた後であっても、前記駆動機で発生するトルクが、前記コンプレッサの前記クラッチ部が遮断された状態に対応して設定される基準トルクよりも大きくなるように、前記駆動機の回転数を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る車両用空調装置の制御方法によれば、クラッチ部の固着を簡易に判定することができ、駆動機の過負荷状態による停止に陥る前に、起動機で発生するトルクを増大させることができる。これにより、クラッチ部の固着を解消してコンプレッサの異常状態が続くことを回避することができ、駆動機の停止を防ぐことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の概略構成を示す概念図である。

【図2】上記実施形態におけるコンプレッサの一例を示す斜視図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線断面図（電磁クラッチの切断状態）である。

【図4】図２のＡ－Ａ線断面図（電磁クラッチの接続状態）である。

【図5】上記実施形態における制御動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用空調装置の概略構成を示す概念図である。
図１において、車両用空調装置１は、例えば、自動車等の車両におけるエンジンやモータ等のパワーユニットが搭載されるパワーユニット搭載ルームＥ内にコンプレッサ３を備えている。以下では、パワーユニットとしてエンジン２が搭載されている車両の一例を説明する。コンプレッサ３は、エンジン２から伝達される動力によって作動し、内部に封入されている冷媒を圧縮して吐出する。

【0011】

エンジン２からコンプレッサ３への動力の伝達は、ベルト４および電磁クラッチ５を介して行われる。ベルト４は、エンジン２に設けられたプーリ２ａと、コンプレッサ３に設けられたプーリ３ａとに架け渡されている。電磁クラッチ５は、コンプレッサ３側に設けられており、コンプレッサ３の駆動時にプーリ３ａと電気的に接続され、エンジン２からの動力をコンプレッサ３に伝達する。電磁クラッチ５の状態（接続または切断）は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２１から出力される制御信号に従って制御される。本実施形態では、エンジン２が本発明の「駆動機」に相当し、電磁クラッチ５が本発明の「クラッチ部」に相当し、電子制御ユニット２１が本発明の「判定部」および「制御部」に相当する。

【0012】

コンプレッサ３で圧縮された冷媒は、吐出側ホース６を通してコンデンサ７に送られる。コンデンサ７は、コンプレッサ３で圧縮された冷媒（気体）を冷却して液化させる。コンデンサ７には、ファン８によって外気が引き込まれており、冷媒の冷却が外気を利用して行われる。コンデンサ７で冷却された冷媒（液体）は、液パイプ９の中を通ってカーエアコン（ＨＶＡＣ）１０に送られる。

【0013】

カーエアコン１０は、車室Ｒ側に配置されており、膨張弁１１とエバポレータ１２とを有している。膨張弁１１は、コンデンサ７で液化された冷媒を小さなノズル穴から噴射し、気化し易い霧状となった冷媒をエバポレータ１２内へ送る。エバポレータ１２では、霧状の冷媒が周囲の熱を奪って気化する。これによりエバポレータ１２が冷やされ、エバポレータ１２の周辺に図示を省略したブロワファン等からの風を送ることで冷風が生成される。エバポレータ１２で気化された冷媒は、膨張弁１１および吸入側ホース１３を経由してコンプレッサ３に戻され、再び圧縮される。

【0014】

図２は、上記コンプレッサ３の一例を示す斜視図である。また、図３および図４は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図３には、電磁クラッチ５を切断したときのコンプレッサ３の状態が示され、図４には、電磁クラッチ５を接続したときのコンプレッサ３の状態が示されている。図２～図４に示すように、コンプレッサ３の軸方向の一端部には、ベルト４を掛けるプーリ３ａが設けられている。プーリ３ａは、ベアリング３ｂにより回転自由に支持されており、ベルト４を介して伝達されるエンジン２からの動力を受ける。プーリ３ａには、電磁クラッチ５およびハブ３ｃを介してシャフト３ｄが接続される。

【0015】

電磁クラッチ５は、図３および図４に示すように、コンプレッサ３のプーリ３ａに対して軸方向外側に配置されるアーマチュア５ａを有している。アーマチュア５ａは、板バネやゴム等の弾性部材３ｅによりハブ３ｃと嵌合しており、プーリ３ａ側へ移動可能に構成されている。ハブ３ｃには、シャフト３ｄの軸方向の一端部がボルト３ｆで締結されている。図示を省略するが、シャフト３ｄの他端部には斜板およびピストンが接続されており、シャフト３ｄの回転によりピストンが軸方向に移動することでシリンダ内の冷媒が圧縮される。

【0016】

アーマチュア５ａのプーリ３ａを挟んだ反対側には、電磁コイル５ｂが配置されている。電磁コイル５ｂには、図示しないバッテリー等の車両電源からの電力がリレー５ｃおよび温度ヒューズ５ｄを介して供給される。リレー５ｃは、コイル部および接点部を有し、電子制御ユニット２１からの制御信号に従って、コイル部に繋がる端子Ｔ１への印加電圧が制御されることにより、接点部が開閉動作する。接点部に繋がる端子Ｔ２には車両電源の出力電圧が印加されており、接点部が閉成してリレー５ｃがオン状態になると、当該電圧が温度ヒューズ５ｄを介して電磁コイル５ｂに印加されて、電磁コイル５ｂが通電状態になる。

【0017】

電磁コイル５ｂの通電時には、該電磁コイル５ｂで発生する磁力によって、アーマチュア５ａが電磁コイル５ｂ側に引き寄せられ、プーリ３ａの軸方向外側に位置する端面にアーマチュア５ａが当接して吸着される。図４の太線は、電磁コイル５ｂの通電時におけるアーマチュア５ａとプーリ３ａとの吸着面Ｆを示している。プーリ３ａに吸着したアーマチュア５ａは、エンジン２のプーリ２ａからベルト４、コンプレッサ３のプーリ３ａの順に伝達された動力により回転する。このアーマチュア５ａの回転により、弾性部材３ｅおよびハブ３ｃを介してアーマチュア５ａに接続するシャフト３ｄも回転して、冷媒の圧縮が行われる。

【0018】

リレー５ｃがオフ状態になるか、または温度ヒューズ５ｄが作動して、電磁コイル５ｂが非通電状態になると、アーマチュア５ａのプーリ３ａへの吸着が解除される。電磁コイル５ｂの非通電状態において、アーマチュア５ａとプーリ３ａとの間には、図３に示すようにエアギャップＧが形成される。このエアギャップＧは、例えば０．５ｍｍ程度である。

【0019】

ただし、電磁クラッチ５の固着が発生している場合には、電子制御ユニット２１からの制御信号に従ってリレー５ｃの端子Ｔ１に電圧が印加されていない状態であっても、アーマチュア５ａがプーリ３ａに吸着し続ける。この場合、アーマチュア５ａとプーリ３ａとの間のエアギャップＧは形成されなくなる。本実施形態における電磁クラッチ５の固着とは、アーマチュア５ａおよびプーリ３ａの金属面同士が面荒れによって凝着している状態（アーマチュア５ａとプーリ３ａの固着）と、リレー５ｃにおけるコイル部の端子Ｔ１に電圧が印加されていないのに接点部が閉成している状態（リレー５ｃの接点部の固着）とを含んでいる。本実施形態による車両用空調装置１では、このような電磁クラッチ５の固着の解消を図る制御が電子制御ユニット２１によって実行される。

【0020】

電子制御ユニット２１は、電磁クラッチ５を介してコンプレッサ３を作動（オン）または停止（オフ）させる制御を行うとともに、コンプレッサ３の駆動状態に応じてエンジン２の回転数を調整する制御を行うことが可能である。具体的に、電子制御ユニット２１は、ＣＰＵ等のプロセッサ、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ等の揮発性メモリ、外部機器との入出力インターフェース、およびこれらを相互に通信可能に接続するバスを有する周知のマイクロコンピュータを備えている。電子制御ユニット２１は、車両の図示を省略したイグニッションスイッチがオンされて車両電源に接続されることにより起動される。電子制御ユニット２１には、圧力センサ（ＰＳ）２２および回転数センサ（ＲＳ）２３等から出力される各信号がそれぞれ入力される。

【0021】

圧力センサ２２は、コンプレッサ３で圧縮された冷媒の圧力を計測する。本実施形態において圧力センサ２２は、例えば、コンプレッサ３の吐出側で液パイプ９上に配置されている。圧力センサ２２は、コンデンサ７を通過し液パイプ９内を膨張弁１１に向けて流れる冷媒の圧力を計測して、その計測結果を示す信号を電子制御ユニット２１に出力する。なお圧力センサ２２の配置は上記一例に限定されない。

【0022】

回転数センサ２３は、例えば、角度検出デバイス等を用いてエンジン２側のプーリ２ａのクランク角度を計測し、その計測値からエンジン２の回転数を測定する。回転数センサ２３は、測定したエンジン２の回転数を示す信号を電子制御ユニット２１に出力する。なお、本実施形態では、圧力センサ２２および回転数センサ２３が本発明の「検出部」に相当する。

【0023】

次に、本実施形態による車両用空調装置１の制御動作について、図５に示すフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
上述したような構成の車両用空調装置１では、図５のステップＳ１０において、車両のイグニッションスイッチがオンされることで、電子制御ユニット２１等の各部が起動されるとともに、エンジン２が始動して車両の走行機能がオン状態になる。

【0024】

そして、ステップＳ２０では、車室Ｒ内の計器盤周辺に配置された空調操作パネルのエアコンスイッチ（図示省略）がオンされると、該エアコンスイッチから電子制御ユニット２１にコンプレッサ３を作動させる指示が与えられる。なお、オートエアコンの機能が有効とされている場合には、エアコン設定温度と車室内温度との関係に応じて、コンプレッサ３を作動（または停止）させる指示が自動的に電子制御ユニット２１へ与えられる。

【0025】

コンプレッサ３を作動させる指示を受けた電子制御ユニット２１は、電磁クラッチ５を接続してコンプレッサ３を作動させる制御を行うとともに、コンプレッサ３の作動に伴う負荷の増加に応じてエンジン２の回転数を上昇させる制御を行う。これにより、カーエアコン１０の冷房機能が始動してエアコン制御がオンになる。

【0026】

続くステップＳ３０では、電子制御ユニット２１が、回転数センサ２３からの出力信号によって示されるエンジン２の回転数を検出するとともに、圧力センサ２２からの出力信号によって示されるコンプレッサ３の圧縮圧力を検出する。この電子制御ユニット２１によるエンジン２の回転数およびコンプレッサ３の圧縮圧力の検出は、エアコン制御がオン状態にある間、所定の周期ｐで繰り返し実行される。これにより、電子制御ユニット２１において、エンジン２の回転数に対応したコンプレッサ３の圧縮圧力の時間的な変化に関するデータが取得され記憶される。

【0027】

次のステップＳ４０では、電子制御ユニット２１において、コンプレッサ３を停止させる指示が与えられたか否かの判定が行われる。コンプレッサ３の停止指示は、前述したエアコンスイッチをオフに切り替える操作が行われた時、或いは、オートエアコンの機能が有効とされている場合に車室内温度がエアコン設定温度を下回るなどして冷房を中断する時に与えられる。コンプレッサ３の停止指示が電子制御ユニット２１に与えられると（ＹＥＳ）、次のステップＳ５０に進む。

【0028】

ステップＳ５０では、電子制御ユニット２１が、電磁クラッチ５を切断してコンプレッサ３を停止させる制御を行う。具体的には、リレー５ｃのコイル部に繋がる端子Ｔ１への印加電圧をオフにする制御信号が電子制御ユニット２１から電磁クラッチ５に出力される。この制御信号を受けた電磁クラッチ５では、リレー５ｃの接点部が開成して電磁コイル５ｂが非通電状態となり、アーマチュア５ａのプーリ３ａへの吸着が解除される。このとき、前述した電磁クラッチ５の固着、すなわち、アーマチュア５ａとプーリ３ａの固着、或いはリレー５ｃの接点部の固着が発生していると、リレー５ｃのコイル部の端子Ｔ１に電圧が印加されていないにも拘らず、アーマチュア５ａがプーリ３ａに吸着し続けて電磁クラッチ５が切断されない異常状態となる。

【0029】

そこで、続くステップＳ６０では、電子制御ユニット２１が、回転数センサ２３からの出力信号を用いて検出したエンジン２の回転数の変化と、圧力センサ２２からの出力信号を用いて検出したコンプレッサ３の圧縮圧力の変化とを基に、電磁クラッチ５で固着が発生しているか否かを判定する。

【0030】

この電磁クラッチ５における固着発生の有無の判定は、コンプレッサ３を停止させる指示が与えられた後に（上記ステップＳ４０のＹＥＳ以降）、エンジン２の回転数の増加に従いコンプレッサ３の圧縮圧力が上昇する場合、または、エンジン２の回転数の減少に従いコンプレッサ３の圧縮圧力が低下する場合に、電磁クラッチ５で固着が発生していると判定し、それ以外の場合は、電磁クラッチ５で固着が発生していないと判定する。つまり、コンプレッサ３の停止指示後において、電磁クラッチ５が正常な状態にあれば、エンジン２からの動力がコンプレッサ３に伝達されなくなるので、エンジン２の回転数の変化（増減）に連動することなく、コンプレッサ３の圧縮圧力が変化するか若しくは一定になる。一方、電磁クラッチ５で固着が発生していれば、コンプレッサ３の停止指示以降も、エンジン２からの動力がコンプレッサ３に伝達され続けるため、エンジン２の回転数の変化に連動してコンプレッサ３の圧縮圧力も変化する。電子制御ユニット２１は、上記のようなエンジン２の回転数およびコンプレッサ３の圧縮圧力の時間的な変化の関係に着目して、電磁クラッチ５で固着が発生しているか否かを判定している。

【0031】

具体的に、本実施形態における電子制御ユニット２１は、例えば、以下に示すような関係式を用いて電磁クラッチ５で固着が発生しているか否かを判定している。すなわち、ここでは、コンプレッサ３を停止させる指示が与えられた後の時刻ｔ１に検出されるエンジン２の回転数をＮｅ（ｔ１）とし、該時刻ｔ１に検出されるコンプレッサ３の圧縮圧力をＰｄ（ｔ１）とする。また、上記時刻ｔ１から所定時間Δｔが経過した後の時刻ｔ２に検出されるエンジン２の回転数をＮｅ（ｔ２）とし、該時刻ｔ２に検出されるコンプレッサ３の圧縮圧力をＰｄ（ｔ２）とする。なお、所定時間Δｔは、回転数および圧縮圧力の検出周期ｐに対応させて設定される（Δｔ∝ｐ）。そして、これらのパラメータＮｅ（ｔ１）、Ｐｄ（ｔ１）、Ｎｅ（ｔ２）およびＰｄ（ｔ２）を用いて表される次の（１）式の関係を満たす場合に、電子制御ユニット２１は、電磁クラッチ５で固着が発生していることを判定する。
（Ｐｄ（ｔ２）－Ｐｄ（ｔ１））／（Ｎｅ（ｔ２）－Ｎｅ（ｔ１））＞０ …（１）

【0032】

つまり、電子制御ユニット２１は、上記（１）式の左辺の値、すなわち、所定時間Δｔにおけるエンジン２の回転数の変化量に対するコンプレッサ３の圧縮圧力の変化量の割合が０よりも大きくなっているとき、電磁クラッチ５の固着発生を判定している。具体的に説明すると、所定時間Δｔでエンジン２の回転数が増加している場合、その変化量（Ｎｅ（ｔ２）－Ｎｅ（ｔ１））は正の値となる。このとき、電磁クラッチ５で固着が発生していると、エンジン２の回転数が増加に連動してコンプレッサ３の圧縮圧力も上昇し、その変化量（Ｐｄ（ｔ２）－Ｐｄ（ｔ１））も正の値となる。したがって、電磁クラッチ５で固着が発生している場合、上記（１）式の左辺の値は０よりも大きくなる。一方、電磁クラッチ５が正常な状態にあれば、エンジン２の回転数が増加してもコンプレッサ３の圧縮圧力は上昇しないため、圧縮圧力の変化量は０または負の値となる。したがって、電磁クラッチ５で固着が発生していない場合、上記（１）式の左辺の値は０以下となる。

【0033】

また、所定時間Δｔでエンジン２の回転数が減少している場合、その変化量（Ｎｅ（ｔ２）－Ｎｅ（ｔ１））は負の値となる。このとき、電磁クラッチ５で固着が発生していると、エンジン２の回転数が減少に連動してコンプレッサ３の圧縮圧力も低下し、その変化量（Ｐｄ（ｔ２）－Ｐｄ（ｔ１））も負の値となる。したがって、電磁クラッチ５で固着が発生している場合、上記（１）式の左辺の値は０よりも大きくなる。一方、電磁クラッチ５が正常な状態にあれば、エンジン２の回転数が減少してもコンプレッサ３の圧縮圧力は低下しないため、圧縮圧力の変化量は０または正の値となる。したがって、電磁クラッチ５で固着が発生していない場合、上記（１）式の左辺の値は０以下となる。

【0034】

上記のようにして電子制御ユニット２１において電磁クラッチ５の固着発生が判定された場合には（ステップＳ６０のＹＥＳ）、次のステップＳ７０に進む。一方、電磁クラッチ５で固着が発生していないことが判定された場合には（ステップＳ６０のＮＯ）、ステップＳ１００に移る。

【0035】

ステップＳ７０では、電子制御ユニット２１により、エンジン２で発生するトルクが、コンプレッサ３の電磁クラッチ５が遮断された状態に対応して設定される基準トルクよりも大きくなるように、エンジン２の回転数が制御される。通常、コンプレッサ３の停止指示に従って電磁クラッチ５が切断されると、コンプレッサ３の停止に伴ってエンジン２にかかる負荷が軽減されるため、エンジン２で発生するトルクが予め設定した基準トルクとなるようにエンジン２の回転数を減少させる制御が行われる。しかし、電磁クラッチ５で固着が発生している状況下において、上記のようなコンプレッサ３の電磁クラッチ５が遮断された状態に対応したエンジン２の制御により回転数が減少すると、エンジン２が過負荷状態になってエンストが発生する可能性がある。

【0036】

そこで、本実施形態による電子制御ユニット２１では、エンストの発生を回避しつつ、電磁クラッチ５の固着の解消を図るために、コンプレッサ３の停止指示が与えられた後であっても、エンジン２において基準トルクよりも大きなトルクが発生するようにエンジン２の回転数を制御する制御信号が生成される。なお、エンジン２の回転数は、当該エンジン２の性能を表すトルクカーブ等を参照して設定することが可能である。本実施形態では、コンプレッサ３の停止指示後も、それ以前のコンプレッサ３の作動時と同様のトルクが発生するようにエンジン２の回転数が制御されるようにしている。

【0037】

電子制御ユニット２１からの制御信号に従ってエンジン２の回転数が調整され、基準トルクよりも大きなトルクがエンジン２で発生するようになると、当該トルクがベルト４を介してコンプレッサ３のプーリ３ａに伝達され、アーマチュア５ａとプーリ３ａの吸着面Ｆで滑りを発生させる力が作用する。特に、本実施形態では、コンプレッサ３の作動時と同様なトルクがエンジン２で発生するようにエンジン２の回転数が制御されているので、吸着面Ｆでの滑りが発生しやすくなっている。このような吸着面Ｆでの滑りが継続することによって、アーマチュア５ａとプーリ３ａとの固着（凝着）が発生している場合には、該固着を剥がすことが可能になる。また、リレー５ｃの接点部の固着が発生している場合には、吸着面Ｆでの滑りによって熱が発生し、その熱によって温度ヒューズ５ｄが作動して電磁コイル５ｂへの通電を遮断することが可能になる。

【0038】

次のステップＳ８０では、電子制御ユニット２１が、所定の時間間隔で、電磁クラッチ５の固着が解消されているか否かを判定する。この電子制御ユニット２１による電磁クラッチ５の固着解消の判定は、エンジン２の回転数およびコンプレッサ３の圧縮圧力の時間的な変化が、前述した（１）式の関係を満たさなくなることによって行われる。つまり、（１）式における左辺の値（所定時間Δｔにおけるエンジン２の回転数の変化量に対するコンプレッサ３の圧縮圧力の変化量の割合）が０以下になっているときに、電磁クラッチ５の固着が解消されていることを判定する。換言すると、エンジン２の回転数の変化（増減）に連動することなく、コンプレッサ３の圧縮圧力が変化するか若しくは一定になる場合に、電磁クラッチ５の固着解消が判定される。

【0039】

上記ステップＳ８０で電磁クラッチ５の固着が解消されていないと判定された場合には（ＮＯ）、次のステップＳ９０に進む。ステップＳ９０では、電子制御ユニット２１により、エンジン２で発生するトルクが更に増加するようにエンジン２の回転数が制御され、ステップＳ８０に戻る。このステップＳ９０によるエンジン２の回転数の制御は、ステップＳ８０で電磁クラッチ５の固着解消が判定されるまで繰り返し行われる。つまり、電磁クラッチ５の固着解消が判定されるまでの間、エンジン２で発生するトルクが徐々に増加するように、エンジン２の回転数が電子制御ユニット２１により制御される。

【0040】

そして、電磁クラッチ５の固着解消が判定されるようになると（ステップＳ８０のＹＥＳ）、ステップＳ１００において、電子制御ユニット２１により、エンジン２で発生するトルクが前述した基準トルクとなるようにエンジン２の回転数が制御され、前述したステップＳ２０に戻る。

【0041】

なお、電磁クラッチ５の固着が判定されている間、当該車両の乗員にエアコンの異常を知らせる警告が、車室Ｒ内の計器盤やその周辺に配置されたモニタ等に表示されるようにするのがよい。また、電磁クラッチ５の固着判定が一定時間継続した場合には、電磁クラッチ５の故障が判定され、乗員にエアコンの故障を知らせる警告や、販売店等での調査を促す警告などが表示されるようにしてもよい。

【0042】

上記のようなステップＳ１０～Ｓ１００の一連の処理が電子制御ユニット２１により実行されることによって、本実施形態の車両用空調装置１は、簡易な構成で電磁クラッチ５の固着を判定することができ、エンジン２の過負荷状態による停止（エンスト）に陥る前に、エンジン２で発生するトルクを増大させることができる。このようなエンジン２のトルク増大によって、アーマチュア５ａとプーリ３ａの吸着面Ｆで滑りが生じやすくなる。この吸着面Ｆでの滑りにより、アーマチュア５ａとプーリ３ａとの固着（凝着）が発生している場合には、該固着を剥がして電磁クラッチ５を切断することが可能になる。また、リレー５ｃの接点部の固着が発生している場合には、温度ヒューズ５ｄを作動させ電磁コイル５ｂへの通電を遮断して電磁クラッチ５を切断することが可能になる。したがって、本実施形態の車両用空調装置１によれば、電磁クラッチ５の固着によるコンプレッサ３の異常状態が続くことを回避することができ、エンストが発生するのを防ぐことが可能になる。

【0043】

また、本実施形態の車両用空調装置１では、電子制御ユニット２１において、コンプレッサ３の停止指示後に、エンジン２の回転数の増加に従いコンプレッサ３の圧縮圧力が上昇する場合、または、エンジン２の回転数の減少に従いコンプレッサ３の圧縮圧力が低下する場合に、電磁クラッチ５で固着が発生していることが判定される。これにより、電磁クラッチ５における固着発生の有無を正確に判別することができる。特に、上述した（１）式の関係を用いて判定を行うようにすれば、固着発生の有無をより正確に判別することができるようになり、エンジン２の回転数を的確に制御することが可能になる。よって、電磁クラッチ５の固着に起因したエンストの発生を効果的に防止することができる。

【0044】

さらに、本実施形態の車両用空調装置１では、電磁クラッチ５の固着発生を判定した後に、所定の時間間隔で、電磁クラッチ５の固着が解消されているか否かを判定し、電磁クラッチ５の固着が解消されていると判定するまでの間、エンジン２で発生するトルクが徐々に増加するように、エンジン２の回転数が制御される。これにより、アーマチュア５ａとプーリ３ａとの固着（凝着）を確実に剥がす、或いは、温度ヒューズ５ｄを確実に作動させて電磁コイル５ｂへの通電を遮断して、電磁クラッチ５を切断することが可能になる。よって、電磁クラッチ５の固着に起因したエンストの発生を更に効果的に防止することができる。

【0045】

以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、コンプレッサ３の駆動機としてエンジン２が用いられる一例を説明したが、モータ等を駆動機とすることも勿論可能である。

【0046】

また、既述の実施形態では、電磁クラッチ５（クラッチ部）の構成として、リレー５ｃおよび温度ヒューズ５ｄを介して電磁コイル５ｂを通電状態とし、該電磁コイル５ｂで発生する磁力によりアーマチュア５ａをコンプレッサ３のプーリ３ａに吸着させる一例を示したが、クラッチ部の構成は上記一例に限定されず、駆動機からコンプレッサへの動力の伝達に使用可能な任意のクラッチに対して本発明は有効である。

【0047】

さらに、既述の実施形態では、電子制御ユニット２１がコンプレッサ３のオンオフとエンジン２の回転数とを制御する一例を説明したが、車両用空調装置１に備えられた多様な空調機能が電子制御ユニット２１により制御されるようにしてもよい。例えば、オートエアコンの機能が有効とされている場合に、吹き出し温度やファン段数、内気循環の切替えなどを電子制御ユニット２１により自動制御することで、より快適な空調制御を実現することが可能になる。

【符号の説明】

【0048】

１…車両用空調装置
２…エンジン
２ａ…プーリ
３…コンプレッサ
３ａ…プーリ
３ｂ…ベアリング
３ｃ…ハブ
３ｄ…シャフト
４…ベルト
５…電磁クラッチ
５ａ…アーマチュア
５ｂ…電磁コイル
５ｃ…リレー
５ｄ…温度ヒューズ
６…吐出側ホース
７…コンデンサ
８…ファン
９…液パイプ
１０…カーエアコン（ＨＶＡＣ）
１１…膨張弁
１２…エバポレータ
１３…吸入側ホース
２１…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２２…圧力センサ（ＰＳ）
２３…回転数センサ（ＲＳ）
Ｅ…パワーユニット搭載ルーム
Ｆ…吸着面
Ｇ…ギャップ
Ｒ…車室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】