車両空調用クラッチ制御装置
【課題】電磁クラッチ接続時の省電力化を図る。
【解決手段】摩擦面を介して回転体３に接続および非接続し、回転体３の回転トルクを車両空調用コンプレッサ１に伝達および非伝達する電磁クラッチ１ａと、電磁クラッチ１ａに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段６と、電磁クラッチ１ａに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段１０とを備える。制御手段１０は、電磁クラッチ１ａの接続回数Ｎが増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させる。
【解決手段】摩擦面を介して回転体３に接続および非接続し、回転体３の回転トルクを車両空調用コンプレッサ１に伝達および非伝達する電磁クラッチ１ａと、電磁クラッチ１ａに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段６と、電磁クラッチ１ａに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段１０とを備える。制御手段１０は、電磁クラッチ１ａの接続回数Ｎが増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用コンプレッサに動力を伝達する電磁クラッチを制御する車両空調用クラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサの駆動トルクの変化に応じて電磁クラッチに与える電力（クラッチ電圧）を制御して省電力化を図るようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、コンプレッサ起動時から所定時間だけクラッチ電圧を最大値に制御するとともに、熱負荷に基づきコンプレッサの駆動トルクを算出し、所定時間経過後は駆動トルクに応じてクラッチ電圧を制御する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４００２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トルク伝達に必要な静摩擦トルクはクラッチの断続回数に応じて変化する。しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、静摩擦トルクの変化を考慮せずにクラッチ電圧を制御するため、十分な省電力化を図ることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両空調用クラッチ制御装置は、摩擦面を介して回転体に接続および非接続し、回転体の回転トルクを車両空調用コンプレッサに伝達および非伝達する電磁クラッチと、電磁クラッチに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段と、電磁クラッチに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段とを備え、制御手段が、電磁クラッチの接続回数が増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電磁クラッチの接続に際し、十分な省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図６を参照して本発明による車両空調用クラッチ制御装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。コンプレッサ１は、ベルト２、プーリ３，４を介してエンジン５により駆動される。コンプレッサ１は例えば固定容量型コンプレッサであり、エンジン５の動力をコンプレッサ１に伝達／非伝達するための電磁クラッチ１ａを備える。なお、コンプレッサ１を可変容量型コンプレッサとすることもできる。
【０００８】
電磁クラッチ１ａに電力コントローラ６から電気エネルギー（クラッチ電流）が供給されると、電磁クラッチ１ａのコイルが励磁され、電磁クラッチ１ａがオンする。これにより電磁クラッチ１ａが接続状態となり、プーリ３の回転がコンプレッサ１に伝達され、コンプレッサ１が駆動する。一方、電力コントローラ６からコイルへの電力供給が停止すると、コイルが消磁され、電磁クラッチ１ａがオフする。これにより電磁クラッチ１ａが非接続状態となり、プーリ３の回転がコンプレッサ１に非伝達となって、コンプレッサ１の駆動が停止する。
【０００９】
エアコンアンプ７には、日射量を検出する日射センサ、外気温を検出する外気温センサ、室内温度を検出する室内温センサ、およびエバポレータ下流の空気温度（吸込温度）を検出する吸込温センサ等の各種センサ群８からの信号と、エアコン運転を指令するエアコンＳＷ、オートエアコン運転を指令するオートＳＷ、デフモード運転を指令するデフＳＷ、およびエアコン運転の停止を指令するオフＳＷ等の各種スイッチ群９からの信号が入力される。エアコンアンプ７は、これら空調情報に基づき、コンプレッサ１の作動の要否を判定する。すなわち冷房要求と除湿要求の有無を判定する。
【００１０】
例えばエアコンＳＷのオン時やデフＳＷのオン時にコンプレッサ１の作動が必要と判定し、オフＳＷのオン時にコンプレッサ１の作動が不要と判定する。オートＳＷのオン時には、車室内温度や設定温度の変化等に応じてコンプレッサ作動の要否を判定する。コンプレッサ１の作動が必要と判定したときは、エアコンアンプ７は制御コントローラ１０にコンプレッサオン信号を出力し、作動不要と判定したときは、コンプレッサオフ信号を出力する。
【００１１】
制御コントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。制御コントローラ１０は、エアコンアンプ７からの信号と車速を検出する車速センサ１１からの信号に基づいて後述する処理を実行し、電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、制御コントローラ１０では電磁クラッチ１ａの断続回数を記憶しておき、断続回数に応じた電気エネルギーが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６の出力を制御する。以下、この点について説明する。
【００１２】
電磁クラッチ１ａの内部には、コンプレッサ１の回転軸に連結されたアーマチュア（不図示）が軸方向に移動可能に設けられている。電力コントローラ６から電磁クラッチ１ａのコイルに電気エネルギーが供給されると、アーマチュアが電磁力によってコイルに吸引され、互いに対向するアーマチュアとプーリ３の端面同士が接触し、接触面に摩擦力が発生する。この摩擦力によってアーマチュアとプーリ３が一体に回転し、電磁クラッチ１ａがオンしてコンプレッサ１が駆動される。
【００１３】
アーマチュアとプーリ３の接触面の摩擦係数をＭ，アーマチュアの軸方向の吸引力をＦ，摩擦力が発生する接触面の有効半径をＲとすると、プーリ３とアーマチュアの摩擦面に生じるトルク、すなわち静摩擦トルクＴは、Ｔ＝Ｍ・Ｆ・Ｒとなる。
【００１４】
図２は、電磁クラッチ１ａに一定の電気エネルギーを供給して摩擦面に吸引力Ｆを与えたときの、電磁クラッチ１ａの断続回数Ｎ（オンオフ回数）と静摩擦トルクＴの関係を示す図である。図２に示すように静摩擦トルクＴは、クラッチ１ａの断続回数Ｎの増加に伴い上昇し、断続回数Ｎが所定回数Ｎ１以上になると静摩擦トルクＴは一定となる。これは、断続回数Ｎの増加に伴い、プーリ３とアーマチュアの摩擦面における馴染みが促進され、静摩擦係数Ｍが大きくなるためである。
【００１５】
図３は、クラッチ１ａに供給される電力（クラッチ電流）と静摩擦トルクＴの関係を示す図である。図中の特性ｆ１〜ｆ３はそれぞれ断続回数Ｎが０回、α回、β回のときの静摩擦トルクＴの特性である。なお、α＜βであり、βは図２のＮ１に相当する。ここで、プーリ３の回転トルクをアーマチュアに滑りなく伝達するために必要な静摩擦トルクをＴａとすると、この静摩擦トルクＴａを得るためのクラッチ電流（吸引力Ｆ）は、断続回数Ｎの増加により摩擦係数Ｍが大きくなった分、図示のように断続回数Ｎが増加するほど小さくなる。この点に着目し、本実施の形態では以下のように制御コントローラ１０により電力コントローラ６を制御する。
【００１６】
図４は、所定の静摩擦トルクＴａを得るために必要な電磁クラッチ１ａに供給する電気エネルギーＥの特性ｆ４を示す図である。断続回数Ｎがβ回以下では、断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥが徐々に減少し、断続回数Ｎがβ回を超えると電気エネルギーＥは一定値Ｅ１となる。制御コントローラ１０には、予め図４の特性ｆ４が記憶されている。なお、Ｔａは、トルクを滑りなく伝達するための必要最小トルクに所定のマージンをとった値である。
【００１７】
図５は、第１の実施の形態に係る制御コントローラ１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジンキースイッチのオンによって開始される。ステップＳ１では、メモリに記憶された断続回数Ｎを読み込み、図４の特性ｆ４に従い、クラッチ１ａの断続回数Ｎに応じた電気エネルギーＥを演算する。なお、断続回数Ｎは、電磁クラッチ１ａが新品の初期状態では０であり、クラッチが接続される度にＮに１が加算される（ステップＳ７）。
【００１８】
ステップＳ２では、エアコンアンプ７からコンプレッサオン信号が出力されたか否か、すなわち冷房要求と除湿要求の少なくともいずれかがあったか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとコンプレッサ１の作動が必要であり、ステップＳ３に進む。
【００１９】
ステップＳ３では、エアコンアンプ７に入力されるセンサ群８とスイッチ群９の信号に基づき、冷房要求と除湿要求のレベルを判定する。例えば車室内温度が設定温度よりも高いとき、外気温、日射量、設定温度、室内温度等により算出される目標吹出温度が低下したとき、エアミックスドアがフルクール状態にあるとき、吸込温度が目標吹出温度よりも高いとき、熱負荷が一定レベル以上であるとき、冷房要求が高いと判定し、他の場合は冷房要求が低いと判定する。また、デフＳＷがオンされたとき、外気温が低く、除湿優先制御を行っているときは除湿要求が高いと判定し、他の場合は除湿要求が低いと判定する。
【００２０】
ステップＳ３は、冷房除湿運転を優先するか否かの判定であり、冷房要求と除湿要求の少なくともいずれか一方のレベルが高いと判定されると、冷房除湿運転を優先する必要があるため、ステップＳ８に進む。冷房要求と除湿要求がいずれも低いと判定されると、冷房除湿運転を一時的に停止しても吹出温度の変化は小さく、乗員の空調快適性に与える影響は小さいため、冷房除湿運転を優先する必要がなく、ステップＳ４に進む。
【００２１】
ステップＳ４では、車速センサ１１により検出された車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいか否かを判定する。これはクラッチ断続時の音（クラッチ断続音）の影響を考慮した処理である。すなわち走行時は停止時よりも車内の静粛性が小さいため、クラッチの断続音を乗員はさほど気にならない。この点を考慮し、所定値Ｖ１は例えば０に設定される。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ８に進む。
【００２２】
ステップＳ５では、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回よりも少ないか否かを判定する。これは所定の静摩擦トルクＴａを発生するために必要な電気エネルギーＥが安定しているか否かの判定である。すなわち図４の特性ｆ４に示すように、断続回数Ｎがβ回以上では電気エネルギーＥが一定の最小値Ｅ１となっているため、ステップＳ５で電気エネルギーＥが安定と判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとステップＳ８に進む。
【００２３】
ステップＳ６では、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように、すなわちクラッチオン→クラッチオフ→クラッチオンの順番に電磁クラッチ１ａが切り換わるように電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、クラッチオン時には、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６を制御する。また、クラッチ１ａを一旦オフすることによって冷房除湿要求が高くならないように、クラッチオフ時間は短時間（例えば１秒程度）とする。
【００２４】
ステップＳ７では、断続回数Ｎを１回分だけインクリメントし、不揮発性のメモリにＮを記憶する。なお、コントローラ１０にはリセットスイッチ（不図示）が接続され、コンプレッサ１を交換したときなどは、リセットスイッチがオンされ、クラッチ１ａの断続回数Ｎがリセットされる。
【００２５】
一方、ステップＳ８では、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６に制御信号（クラッチオン信号）を出力する。これにより電磁クラッチ１ａが接続（オン）され、コンプレッサ１が駆動する。
【００２６】
ステップＳ９では、ステップＳ８の処理によりクラッチ１ａが接続された直後か否かを判定する。クラッチオフ→クラッチオンになった直後であればステップＳ７に進み、断続回数Ｎを１回分インクリメントする。既にクラッチオンになっているときはステップＳ７をパスし、リターンする。
【００２７】
ステップＳ２で、コンプレッサオフ信号が出力と判定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ステップＳ４と同様、車速センサ１１により検出された車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいか否かを判定する。ステップＳ１０が肯定されるとステップＳ１１に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。
【００２８】
ステップＳ１１では、ステップＳ５と同様、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回よりも少ないか否かを判定する。ステップＳ１１が肯定されるとステップＳ１２に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。
【００２９】
ステップＳ１２では、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように、すなわちクラッチオフ→クラッチオン→クラッチオフの順番に電磁クラッチ１ａが切り換わるように電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、クラッチオン時には、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６を制御する。また、クラッチオンによってクラッチの摩擦面の馴染みが十分促進されるように、クラッチオン時間は少なくともクラッチが完全に接続するのに要する時間（例えば１秒程度）とする。次いで、ステップＳ７で断続回数を１回分だけインクリメントする。
【００３０】
ステップＳ１３では、電磁クラッチ１ａへの電気エネルギーＥの供給が停止するように電力コントローラ６に制御信号（クラッチオフ信号）を出力する。これにより電磁クラッチ１ａが遮断（オフ）され、コンプレッサ１の駆動が停止する。
【００３１】
第１の実施の形態の動作をまとめると次のようになる。例えば乗員がデフＳＷをオンすると、エアコンアンプ７からコンプレッサオン信号が出力される。このとき手動で除湿運転が指令されたことにより、制御コントローラ１０は冷房除湿要求が高いと判定する。その結果、電力コントローラ１０にクラッチオン信号が出力され、電力コントローラ１０から電磁クラッチ１ａのコイルに電気エネルギーＥが供給される（ステップＳ８）。これによりプーリ３とアーマチュアの摩擦面に所定の静摩擦トルクＴａが発生し、クラッチ１ａが接続状態となってコンプレッサ１が駆動する。
【００３２】
この際、クラッチ１ａの断続回数Ｎに応じて電気エネルギーＥが演算され、断続回数Ｎが増加すると、電気エネルギーＥが減少する。これによりクラッチ１ａへの供給電力を節約することができ、省電力を図ることができる。すなわち図４の特性ｆ４に示すように断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥを減少させるので、特性ｆ６に示すように断続回数に拘わらず一定の電気エネルギーＥを供給する場合に比べ、特性ｆ４とｆ６の差分だけ省エネを達成できる。
【００３３】
一方、例えばデフＳＷがオフで、車室内温度が設定温度まで下がっているとき、コントローラ２０は冷房除湿要求が低いと判定する。このとき車両走行中であれば、車速Ｖ＞Ｖ１であり、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回より少なければ、電力コントローラ６にクラッチオン信号、クラッチオフ信号、クラッチオン信号が続けて出力され、クラッチ１ａが強制的に断続される（ステップＳ６）。
【００３４】
図６の特性ｆ７は、クラッチ１ａを強制的に断続させた場合の断続回数Ｎの増加を示す特性であり、特性ｆ８，ｆ９はそれぞれクラッチ１ａを強制的に断続させない場合の特性である。なお、特性ｆ８は固定容量コンプレッサを用いた場合の特性、特性ｆ９は可変容量コンプレッサを用いた場合の特性である。この図から明らかなように、クラッチ１ａを強制的に断続させた場合は、強制的に断続させない場合よりも短時間に断続回数Ｎがβ回まで増加する。このため、早期に電気エネルギーＥを所定値Ｅ１（図４）まで減少することができ、より一層の省エネを実現できる。
【００３５】
この場合、冷房除湿要求が高いときはクラッチ１ａの強制的な断続を行わず、冷房除湿要求が低いことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、例えば車内をフルクールで冷房しているときにコンプレッサ１が停止することはなく、乗員の空調快適性を損なわずにすむ。また、車速ＶがＶ１より大きいことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、乗員１ａはクラッチ１ａの断続音を気にしないですむ。断続回数Ｎがβ回より少ないことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、電気エネルギーＥが最小値Ｅ１となった後は強制的なクラッチ１ａの断続は行われず、必要以上にクラッチオフすることを防止できる。
【００３６】
エアコンアンプ７からコンプレッサオフ信号が出力されているときも、クラッチ１ａの強制的な断続が行われる（ステップＳ１２）。これによりクラッチ１ａの断続回数が早期にβ回以上となり、コンプレッサオン信号が出力された際の電気エネルギーＥを節約することができ、省エネを実現できる。この場合、車速ＶがＶ１より大きいことを条件としてクラッチの断続を行うので、クラッチ１ａの断続音の影響は小さい。また、断続回数Ｎがβ回より少ないことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、必要以上にクラッチオンすることを防止できる。
【００３７】
第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）電磁クラッチ１ａの断続回数Ｎが多いほど静摩擦トルクＴが大きいという現象（図２）に着目し、断続回数Ｎの増加に伴い電磁クラッチ１ａに供給する電気エネルギーＥを減少するようにしたので、電磁クラッチ１ａの制御に関し、省エネを実現できる。
（２）断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥを徐々に減少するので（図４）、電磁クラッチ１ａに供給する電力を必要最小限に抑えることができる。
【００３８】
（３）断続回数Ｎがβ回より少ないときに、クラッチ１ａを強制的に断続するようにしたので（ステップＳ６，ステップＳ１２）、断続回数Ｎが短時間でβ回まで増加し、より一層の省エネを実現できる。
（４）車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいことを条件としてクラッチ１ａを強制的に断続するので、乗員はクラッチ１ａの断続音が気にならず、断続音を耳障りに感じることがない。
（５）冷房除湿要求が高いときは、クラッチ１ａの強制的な断続を行わないので、クラッチ１ａの断続による空調快適性に与える影響は小さい。
【００３９】
−第２の実施の形態−
図７，８を参照して本発明による車両空調用クラッチ制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、クラッチオン時の静摩擦トルクをＴａとして説明したが、クラッチオンに必要な静摩擦トルクＴａはコンプレッサ１の駆動トルクに応じて変化する。この点を考慮したのが第２の実施の形態である。以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４０】
図７は、第２の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付す。制御コントローラ１０には、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２１と、コンプレッサ１の吐出圧Ｐを検出する圧力センサ２２と、電源電圧を検出する電圧センサ２３と、エアコンアンプ７と、電磁クラッチ１ａのコイルに供給されるクラッチ電流Ｉを検出する電流センサ２４からの信号がそれぞれ入力される。これらの入力信号に基づき制御コントローラ２０は後述の処理を実行し、駆動素子２５に制御信号を出力する。この制御信号に応じて駆動素子２５は、電源２６から電磁クラッチ１ａのコイルに供給する電力のパルス幅を調整し、クラッチ電流Ｉを制御する。
【００４１】
図８は、制御コントローラ２０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエアコンＳＷのオンによってエアコンアンプ７からコンプレッサ信号が入力されたときにスタートする。なお、スタート直後はクラッチの断続回数Ｎは０である。ステップＳ２１では、各センサ２１〜２４からの検出値を読み込む。
【００４２】
ステップＳ２２では、クラッチ１ａを接続するために必要な静摩擦トルク（必要トルク）Ｔａを演算する。ここで、必要トルクＴａは、コンプレッサ１の駆動トルクが大きいほど大きくなり、コンプレッサ駆動トルクは、コンプレッサ１の吐出圧Ｐが高いほど、かつ、エンジン回転数Ｎｅが高いほど大きい。そこで、コンプレッサ１の吐出圧Ｐが高いほど、かつ、エンジン回転数が高いほど必要トルクＴａが大きくなるような特性を予めコントローラ１０のメモリに設定しておき、ステップＳ２２ではこの特性に基づいて必要トルクＴａを演算する。なお、エンジン回転数Ｎｅとコンプレッサ吐出圧Ｐをパラメータとした推定式によって必要トルクＴａを算出することもできる。
【００４３】
ステップＳ２３では、必要トルクＴａを得るために必要なクラッチ電流（必要電流Ｉｎ）を算出する。この際、クラッチ１ａの断続回数Ｎを考慮し、図４の特性を用いて断続回数Ｎに応じた電気エネルギーＥから必要電流Ｉｎを算出する。ステップＳ２４では、必要電流Ｉｎとクラッチ電流の検出値Ｉとを比較し、検出値Ｉが必要電流Ｉｎとなるように駆動素子２５を制御（フィードバック制御）する。
【００４４】
ステップＳ２５では、クラッチ１ａの断続回数がβ回より少ないか否かを判定する。ステップ２５が肯定されるとステップＳ２６に進み、コンプレッサ吐出圧Ｐが所定値Ｐ１より小さいか否か、つまり熱負荷が所定値より小さいか否かを判定する。ステップ２６が肯定されると、冷房要求が低いとしてステップＳ２７に進み、図５のステップＳ６と同様、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように駆動素子２５に制御信号を出力する。次いで、ステップＳ２８で断続回数Ｎを１回分インクリメントし、リターンする。
【００４５】
第２の実施の形態では、クラッチ１ａの断続回数Ｎだけでなく、コンプレッサ１の駆動トルクを考慮してクラッチ電流を制御するようにしたので、摩擦面における静摩擦トルクＴａを過不足なく最適な値に制御することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、カウント手段としてのコントローラ１０により断続回数Ｎをカウントし（ステップＳ７）、図４の特性ｆ４に基づき断続回数Ｎの増加に伴いクラッチ電流（クラッチ電力）を徐々に小さくしたが、少なくとも電磁クラッチ１ａの接続時に前回のクラッチ接続時よりもクラッチ電流を減少させるのであれば、制御手段の構成はこれに限らない。例えば図４の特性ｆ６に示すように断続回数Ｎがα回未満では電気エネルギーを一定とし、断続回数がα回以上β回以下のときは電気エネルギーを所定量だけ減少させ、断続回数Ｎがβ回を超えると電気エネルギーを最小値Ｅ１とするようにしてもよい。これによっても電気エネルギーの特性ｆ６は特性ｆ５よりも小さいため、省エネを実現できる。
【００４７】
上記実施の形態では、電磁クラッチ１ａを交換した際に断続回数Ｎをリセットするようにしたが、電磁クラッチ１ａの交換時以外であっても、エンジンキースイッチをオンしてからオフするまでの間にクラッチ１ａの断続回数Ｎの増加に伴い静摩擦トルクＴが増加するのであれば、エンジンキースイッチをオフする度に断続回数Ｎをリセットするようにしてもよい。断続回数Ｎが所定回数βに至るまで、クラッチ電流を制御して電磁クラッチ１ａを強制的に断続するようにしたが、クラッチ断続手段はこれに限らない。
【００４８】
車速検出手段としての車速センサ１１により車速Ｖを検出し、Ｖ≦Ｖ１のときに強制的なクラッチ１ａの断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。判定手段としてのコントローラ１０により車内の冷房除湿要求レベルを判定し、冷房除湿要求レベルが所定レベル以上のときにクラッチ１ａの強制的な断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。指令手段としてのスイッチ群９（例えばデフＳＷ）の操作により除湿運転が手動で指令された際に、冷房除湿要求レベルが高いとしてクラッチ１ａの強制的な断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。オートＳＷの操作により通常のエアコン制御を行っているときは、熱負荷に応じてコンプレッサ１が自動でオンオフする。このため、クラッチ１ａを強制的に断続しても影響が小さいので、オートＳＷの操作時にクラッチ１ａの強制的な断続を行うようにしてもよい。
【００４９】
なお、電気エネルギーにより作動し、回転体としてのプーリ３の回転トルクを摩擦面を介してコンプレッサ１に伝達するのであれば、電磁クラッチの構成はいかなるもでのよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の車両空調用クラッチ制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】電磁クラッチの断続回数と静摩擦トルクの関係を示す図。
【図３】クラッチ電流と静摩擦トルクの関係を示す図。
【図４】所定の静摩擦トルクを得るために必要な電気エネルギーの特性を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係る制御コントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図６】第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置によるクラッチの断続回数の増加特性を示す図。
【図７】第２の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図８】第２の実施の形態に係る制御コントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１ コンプレッサ
１ａ 電磁クラッチ
６ 電力コントローラ
７ エアコンアンプ
８ センサ群
９ スイッチ群
１０，２０ 制御コントローラ
１１ 車速センサ
２１ 回転数センサ
２２ 圧力センサ
２５ 駆動素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調用コンプレッサに動力を伝達する電磁クラッチを制御する車両空調用クラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサの駆動トルクの変化に応じて電磁クラッチに与える電力（クラッチ電圧）を制御して省電力化を図るようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、コンプレッサ起動時から所定時間だけクラッチ電圧を最大値に制御するとともに、熱負荷に基づきコンプレッサの駆動トルクを算出し、所定時間経過後は駆動トルクに応じてクラッチ電圧を制御する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４００２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、トルク伝達に必要な静摩擦トルクはクラッチの断続回数に応じて変化する。しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、静摩擦トルクの変化を考慮せずにクラッチ電圧を制御するため、十分な省電力化を図ることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両空調用クラッチ制御装置は、摩擦面を介して回転体に接続および非接続し、回転体の回転トルクを車両空調用コンプレッサに伝達および非伝達する電磁クラッチと、電磁クラッチに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段と、電磁クラッチに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段とを備え、制御手段が、電磁クラッチの接続回数が増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電磁クラッチの接続に際し、十分な省電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
以下、図１〜図６を参照して本発明による車両空調用クラッチ制御装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。コンプレッサ１は、ベルト２、プーリ３，４を介してエンジン５により駆動される。コンプレッサ１は例えば固定容量型コンプレッサであり、エンジン５の動力をコンプレッサ１に伝達／非伝達するための電磁クラッチ１ａを備える。なお、コンプレッサ１を可変容量型コンプレッサとすることもできる。
【０００８】
電磁クラッチ１ａに電力コントローラ６から電気エネルギー（クラッチ電流）が供給されると、電磁クラッチ１ａのコイルが励磁され、電磁クラッチ１ａがオンする。これにより電磁クラッチ１ａが接続状態となり、プーリ３の回転がコンプレッサ１に伝達され、コンプレッサ１が駆動する。一方、電力コントローラ６からコイルへの電力供給が停止すると、コイルが消磁され、電磁クラッチ１ａがオフする。これにより電磁クラッチ１ａが非接続状態となり、プーリ３の回転がコンプレッサ１に非伝達となって、コンプレッサ１の駆動が停止する。
【０００９】
エアコンアンプ７には、日射量を検出する日射センサ、外気温を検出する外気温センサ、室内温度を検出する室内温センサ、およびエバポレータ下流の空気温度（吸込温度）を検出する吸込温センサ等の各種センサ群８からの信号と、エアコン運転を指令するエアコンＳＷ、オートエアコン運転を指令するオートＳＷ、デフモード運転を指令するデフＳＷ、およびエアコン運転の停止を指令するオフＳＷ等の各種スイッチ群９からの信号が入力される。エアコンアンプ７は、これら空調情報に基づき、コンプレッサ１の作動の要否を判定する。すなわち冷房要求と除湿要求の有無を判定する。
【００１０】
例えばエアコンＳＷのオン時やデフＳＷのオン時にコンプレッサ１の作動が必要と判定し、オフＳＷのオン時にコンプレッサ１の作動が不要と判定する。オートＳＷのオン時には、車室内温度や設定温度の変化等に応じてコンプレッサ作動の要否を判定する。コンプレッサ１の作動が必要と判定したときは、エアコンアンプ７は制御コントローラ１０にコンプレッサオン信号を出力し、作動不要と判定したときは、コンプレッサオフ信号を出力する。
【００１１】
制御コントローラ１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成される。制御コントローラ１０は、エアコンアンプ７からの信号と車速を検出する車速センサ１１からの信号に基づいて後述する処理を実行し、電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、制御コントローラ１０では電磁クラッチ１ａの断続回数を記憶しておき、断続回数に応じた電気エネルギーが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６の出力を制御する。以下、この点について説明する。
【００１２】
電磁クラッチ１ａの内部には、コンプレッサ１の回転軸に連結されたアーマチュア（不図示）が軸方向に移動可能に設けられている。電力コントローラ６から電磁クラッチ１ａのコイルに電気エネルギーが供給されると、アーマチュアが電磁力によってコイルに吸引され、互いに対向するアーマチュアとプーリ３の端面同士が接触し、接触面に摩擦力が発生する。この摩擦力によってアーマチュアとプーリ３が一体に回転し、電磁クラッチ１ａがオンしてコンプレッサ１が駆動される。
【００１３】
アーマチュアとプーリ３の接触面の摩擦係数をＭ，アーマチュアの軸方向の吸引力をＦ，摩擦力が発生する接触面の有効半径をＲとすると、プーリ３とアーマチュアの摩擦面に生じるトルク、すなわち静摩擦トルクＴは、Ｔ＝Ｍ・Ｆ・Ｒとなる。
【００１４】
図２は、電磁クラッチ１ａに一定の電気エネルギーを供給して摩擦面に吸引力Ｆを与えたときの、電磁クラッチ１ａの断続回数Ｎ（オンオフ回数）と静摩擦トルクＴの関係を示す図である。図２に示すように静摩擦トルクＴは、クラッチ１ａの断続回数Ｎの増加に伴い上昇し、断続回数Ｎが所定回数Ｎ１以上になると静摩擦トルクＴは一定となる。これは、断続回数Ｎの増加に伴い、プーリ３とアーマチュアの摩擦面における馴染みが促進され、静摩擦係数Ｍが大きくなるためである。
【００１５】
図３は、クラッチ１ａに供給される電力（クラッチ電流）と静摩擦トルクＴの関係を示す図である。図中の特性ｆ１〜ｆ３はそれぞれ断続回数Ｎが０回、α回、β回のときの静摩擦トルクＴの特性である。なお、α＜βであり、βは図２のＮ１に相当する。ここで、プーリ３の回転トルクをアーマチュアに滑りなく伝達するために必要な静摩擦トルクをＴａとすると、この静摩擦トルクＴａを得るためのクラッチ電流（吸引力Ｆ）は、断続回数Ｎの増加により摩擦係数Ｍが大きくなった分、図示のように断続回数Ｎが増加するほど小さくなる。この点に着目し、本実施の形態では以下のように制御コントローラ１０により電力コントローラ６を制御する。
【００１６】
図４は、所定の静摩擦トルクＴａを得るために必要な電磁クラッチ１ａに供給する電気エネルギーＥの特性ｆ４を示す図である。断続回数Ｎがβ回以下では、断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥが徐々に減少し、断続回数Ｎがβ回を超えると電気エネルギーＥは一定値Ｅ１となる。制御コントローラ１０には、予め図４の特性ｆ４が記憶されている。なお、Ｔａは、トルクを滑りなく伝達するための必要最小トルクに所定のマージンをとった値である。
【００１７】
図５は、第１の実施の形態に係る制御コントローラ１０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジンキースイッチのオンによって開始される。ステップＳ１では、メモリに記憶された断続回数Ｎを読み込み、図４の特性ｆ４に従い、クラッチ１ａの断続回数Ｎに応じた電気エネルギーＥを演算する。なお、断続回数Ｎは、電磁クラッチ１ａが新品の初期状態では０であり、クラッチが接続される度にＮに１が加算される（ステップＳ７）。
【００１８】
ステップＳ２では、エアコンアンプ７からコンプレッサオン信号が出力されたか否か、すなわち冷房要求と除湿要求の少なくともいずれかがあったか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとコンプレッサ１の作動が必要であり、ステップＳ３に進む。
【００１９】
ステップＳ３では、エアコンアンプ７に入力されるセンサ群８とスイッチ群９の信号に基づき、冷房要求と除湿要求のレベルを判定する。例えば車室内温度が設定温度よりも高いとき、外気温、日射量、設定温度、室内温度等により算出される目標吹出温度が低下したとき、エアミックスドアがフルクール状態にあるとき、吸込温度が目標吹出温度よりも高いとき、熱負荷が一定レベル以上であるとき、冷房要求が高いと判定し、他の場合は冷房要求が低いと判定する。また、デフＳＷがオンされたとき、外気温が低く、除湿優先制御を行っているときは除湿要求が高いと判定し、他の場合は除湿要求が低いと判定する。
【００２０】
ステップＳ３は、冷房除湿運転を優先するか否かの判定であり、冷房要求と除湿要求の少なくともいずれか一方のレベルが高いと判定されると、冷房除湿運転を優先する必要があるため、ステップＳ８に進む。冷房要求と除湿要求がいずれも低いと判定されると、冷房除湿運転を一時的に停止しても吹出温度の変化は小さく、乗員の空調快適性に与える影響は小さいため、冷房除湿運転を優先する必要がなく、ステップＳ４に進む。
【００２１】
ステップＳ４では、車速センサ１１により検出された車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいか否かを判定する。これはクラッチ断続時の音（クラッチ断続音）の影響を考慮した処理である。すなわち走行時は停止時よりも車内の静粛性が小さいため、クラッチの断続音を乗員はさほど気にならない。この点を考慮し、所定値Ｖ１は例えば０に設定される。ステップＳ４が肯定されるとステップＳ５に進み、否定されるとステップＳ８に進む。
【００２２】
ステップＳ５では、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回よりも少ないか否かを判定する。これは所定の静摩擦トルクＴａを発生するために必要な電気エネルギーＥが安定しているか否かの判定である。すなわち図４の特性ｆ４に示すように、断続回数Ｎがβ回以上では電気エネルギーＥが一定の最小値Ｅ１となっているため、ステップＳ５で電気エネルギーＥが安定と判定する。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとステップＳ８に進む。
【００２３】
ステップＳ６では、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように、すなわちクラッチオン→クラッチオフ→クラッチオンの順番に電磁クラッチ１ａが切り換わるように電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、クラッチオン時には、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６を制御する。また、クラッチ１ａを一旦オフすることによって冷房除湿要求が高くならないように、クラッチオフ時間は短時間（例えば１秒程度）とする。
【００２４】
ステップＳ７では、断続回数Ｎを１回分だけインクリメントし、不揮発性のメモリにＮを記憶する。なお、コントローラ１０にはリセットスイッチ（不図示）が接続され、コンプレッサ１を交換したときなどは、リセットスイッチがオンされ、クラッチ１ａの断続回数Ｎがリセットされる。
【００２５】
一方、ステップＳ８では、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６に制御信号（クラッチオン信号）を出力する。これにより電磁クラッチ１ａが接続（オン）され、コンプレッサ１が駆動する。
【００２６】
ステップＳ９では、ステップＳ８の処理によりクラッチ１ａが接続された直後か否かを判定する。クラッチオフ→クラッチオンになった直後であればステップＳ７に進み、断続回数Ｎを１回分インクリメントする。既にクラッチオンになっているときはステップＳ７をパスし、リターンする。
【００２７】
ステップＳ２で、コンプレッサオフ信号が出力と判定されるとステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ステップＳ４と同様、車速センサ１１により検出された車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいか否かを判定する。ステップＳ１０が肯定されるとステップＳ１１に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。
【００２８】
ステップＳ１１では、ステップＳ５と同様、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回よりも少ないか否かを判定する。ステップＳ１１が肯定されるとステップＳ１２に進み、否定されるとステップＳ１３に進む。
【００２９】
ステップＳ１２では、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように、すなわちクラッチオフ→クラッチオン→クラッチオフの順番に電磁クラッチ１ａが切り換わるように電力コントローラ６に制御信号を出力する。この際、クラッチオン時には、ステップＳ１で演算した電気エネルギーＥが電磁クラッチ１ａに供給されるように電力コントローラ６を制御する。また、クラッチオンによってクラッチの摩擦面の馴染みが十分促進されるように、クラッチオン時間は少なくともクラッチが完全に接続するのに要する時間（例えば１秒程度）とする。次いで、ステップＳ７で断続回数を１回分だけインクリメントする。
【００３０】
ステップＳ１３では、電磁クラッチ１ａへの電気エネルギーＥの供給が停止するように電力コントローラ６に制御信号（クラッチオフ信号）を出力する。これにより電磁クラッチ１ａが遮断（オフ）され、コンプレッサ１の駆動が停止する。
【００３１】
第１の実施の形態の動作をまとめると次のようになる。例えば乗員がデフＳＷをオンすると、エアコンアンプ７からコンプレッサオン信号が出力される。このとき手動で除湿運転が指令されたことにより、制御コントローラ１０は冷房除湿要求が高いと判定する。その結果、電力コントローラ１０にクラッチオン信号が出力され、電力コントローラ１０から電磁クラッチ１ａのコイルに電気エネルギーＥが供給される（ステップＳ８）。これによりプーリ３とアーマチュアの摩擦面に所定の静摩擦トルクＴａが発生し、クラッチ１ａが接続状態となってコンプレッサ１が駆動する。
【００３２】
この際、クラッチ１ａの断続回数Ｎに応じて電気エネルギーＥが演算され、断続回数Ｎが増加すると、電気エネルギーＥが減少する。これによりクラッチ１ａへの供給電力を節約することができ、省電力を図ることができる。すなわち図４の特性ｆ４に示すように断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥを減少させるので、特性ｆ６に示すように断続回数に拘わらず一定の電気エネルギーＥを供給する場合に比べ、特性ｆ４とｆ６の差分だけ省エネを達成できる。
【００３３】
一方、例えばデフＳＷがオフで、車室内温度が設定温度まで下がっているとき、コントローラ２０は冷房除湿要求が低いと判定する。このとき車両走行中であれば、車速Ｖ＞Ｖ１であり、クラッチ１ａの断続回数Ｎがβ回より少なければ、電力コントローラ６にクラッチオン信号、クラッチオフ信号、クラッチオン信号が続けて出力され、クラッチ１ａが強制的に断続される（ステップＳ６）。
【００３４】
図６の特性ｆ７は、クラッチ１ａを強制的に断続させた場合の断続回数Ｎの増加を示す特性であり、特性ｆ８，ｆ９はそれぞれクラッチ１ａを強制的に断続させない場合の特性である。なお、特性ｆ８は固定容量コンプレッサを用いた場合の特性、特性ｆ９は可変容量コンプレッサを用いた場合の特性である。この図から明らかなように、クラッチ１ａを強制的に断続させた場合は、強制的に断続させない場合よりも短時間に断続回数Ｎがβ回まで増加する。このため、早期に電気エネルギーＥを所定値Ｅ１（図４）まで減少することができ、より一層の省エネを実現できる。
【００３５】
この場合、冷房除湿要求が高いときはクラッチ１ａの強制的な断続を行わず、冷房除湿要求が低いことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、例えば車内をフルクールで冷房しているときにコンプレッサ１が停止することはなく、乗員の空調快適性を損なわずにすむ。また、車速ＶがＶ１より大きいことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、乗員１ａはクラッチ１ａの断続音を気にしないですむ。断続回数Ｎがβ回より少ないことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、電気エネルギーＥが最小値Ｅ１となった後は強制的なクラッチ１ａの断続は行われず、必要以上にクラッチオフすることを防止できる。
【００３６】
エアコンアンプ７からコンプレッサオフ信号が出力されているときも、クラッチ１ａの強制的な断続が行われる（ステップＳ１２）。これによりクラッチ１ａの断続回数が早期にβ回以上となり、コンプレッサオン信号が出力された際の電気エネルギーＥを節約することができ、省エネを実現できる。この場合、車速ＶがＶ１より大きいことを条件としてクラッチの断続を行うので、クラッチ１ａの断続音の影響は小さい。また、断続回数Ｎがβ回より少ないことを条件としてクラッチ１ａの断続を行うので、必要以上にクラッチオンすることを防止できる。
【００３７】
第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）電磁クラッチ１ａの断続回数Ｎが多いほど静摩擦トルクＴが大きいという現象（図２）に着目し、断続回数Ｎの増加に伴い電磁クラッチ１ａに供給する電気エネルギーＥを減少するようにしたので、電磁クラッチ１ａの制御に関し、省エネを実現できる。
（２）断続回数Ｎの増加に伴い電気エネルギーＥを徐々に減少するので（図４）、電磁クラッチ１ａに供給する電力を必要最小限に抑えることができる。
【００３８】
（３）断続回数Ｎがβ回より少ないときに、クラッチ１ａを強制的に断続するようにしたので（ステップＳ６，ステップＳ１２）、断続回数Ｎが短時間でβ回まで増加し、より一層の省エネを実現できる。
（４）車速Ｖが所定値Ｖ１より大きいことを条件としてクラッチ１ａを強制的に断続するので、乗員はクラッチ１ａの断続音が気にならず、断続音を耳障りに感じることがない。
（５）冷房除湿要求が高いときは、クラッチ１ａの強制的な断続を行わないので、クラッチ１ａの断続による空調快適性に与える影響は小さい。
【００３９】
−第２の実施の形態−
図７，８を参照して本発明による車両空調用クラッチ制御装置の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、クラッチオン時の静摩擦トルクをＴａとして説明したが、クラッチオンに必要な静摩擦トルクＴａはコンプレッサ１の駆動トルクに応じて変化する。この点を考慮したのが第２の実施の形態である。以下では第１の実施の形態との相違点を主に説明する。
【００４０】
図７は、第２の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図である。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付す。制御コントローラ１０には、エンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサ２１と、コンプレッサ１の吐出圧Ｐを検出する圧力センサ２２と、電源電圧を検出する電圧センサ２３と、エアコンアンプ７と、電磁クラッチ１ａのコイルに供給されるクラッチ電流Ｉを検出する電流センサ２４からの信号がそれぞれ入力される。これらの入力信号に基づき制御コントローラ２０は後述の処理を実行し、駆動素子２５に制御信号を出力する。この制御信号に応じて駆動素子２５は、電源２６から電磁クラッチ１ａのコイルに供給する電力のパルス幅を調整し、クラッチ電流Ｉを制御する。
【００４１】
図８は、制御コントローラ２０で実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエアコンＳＷのオンによってエアコンアンプ７からコンプレッサ信号が入力されたときにスタートする。なお、スタート直後はクラッチの断続回数Ｎは０である。ステップＳ２１では、各センサ２１〜２４からの検出値を読み込む。
【００４２】
ステップＳ２２では、クラッチ１ａを接続するために必要な静摩擦トルク（必要トルク）Ｔａを演算する。ここで、必要トルクＴａは、コンプレッサ１の駆動トルクが大きいほど大きくなり、コンプレッサ駆動トルクは、コンプレッサ１の吐出圧Ｐが高いほど、かつ、エンジン回転数Ｎｅが高いほど大きい。そこで、コンプレッサ１の吐出圧Ｐが高いほど、かつ、エンジン回転数が高いほど必要トルクＴａが大きくなるような特性を予めコントローラ１０のメモリに設定しておき、ステップＳ２２ではこの特性に基づいて必要トルクＴａを演算する。なお、エンジン回転数Ｎｅとコンプレッサ吐出圧Ｐをパラメータとした推定式によって必要トルクＴａを算出することもできる。
【００４３】
ステップＳ２３では、必要トルクＴａを得るために必要なクラッチ電流（必要電流Ｉｎ）を算出する。この際、クラッチ１ａの断続回数Ｎを考慮し、図４の特性を用いて断続回数Ｎに応じた電気エネルギーＥから必要電流Ｉｎを算出する。ステップＳ２４では、必要電流Ｉｎとクラッチ電流の検出値Ｉとを比較し、検出値Ｉが必要電流Ｉｎとなるように駆動素子２５を制御（フィードバック制御）する。
【００４４】
ステップＳ２５では、クラッチ１ａの断続回数がβ回より少ないか否かを判定する。ステップ２５が肯定されるとステップＳ２６に進み、コンプレッサ吐出圧Ｐが所定値Ｐ１より小さいか否か、つまり熱負荷が所定値より小さいか否かを判定する。ステップ２６が肯定されると、冷房要求が低いとしてステップＳ２７に進み、図５のステップＳ６と同様、電磁クラッチ１ａが１回だけ断続するように駆動素子２５に制御信号を出力する。次いで、ステップＳ２８で断続回数Ｎを１回分インクリメントし、リターンする。
【００４５】
第２の実施の形態では、クラッチ１ａの断続回数Ｎだけでなく、コンプレッサ１の駆動トルクを考慮してクラッチ電流を制御するようにしたので、摩擦面における静摩擦トルクＴａを過不足なく最適な値に制御することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、カウント手段としてのコントローラ１０により断続回数Ｎをカウントし（ステップＳ７）、図４の特性ｆ４に基づき断続回数Ｎの増加に伴いクラッチ電流（クラッチ電力）を徐々に小さくしたが、少なくとも電磁クラッチ１ａの接続時に前回のクラッチ接続時よりもクラッチ電流を減少させるのであれば、制御手段の構成はこれに限らない。例えば図４の特性ｆ６に示すように断続回数Ｎがα回未満では電気エネルギーを一定とし、断続回数がα回以上β回以下のときは電気エネルギーを所定量だけ減少させ、断続回数Ｎがβ回を超えると電気エネルギーを最小値Ｅ１とするようにしてもよい。これによっても電気エネルギーの特性ｆ６は特性ｆ５よりも小さいため、省エネを実現できる。
【００４７】
上記実施の形態では、電磁クラッチ１ａを交換した際に断続回数Ｎをリセットするようにしたが、電磁クラッチ１ａの交換時以外であっても、エンジンキースイッチをオンしてからオフするまでの間にクラッチ１ａの断続回数Ｎの増加に伴い静摩擦トルクＴが増加するのであれば、エンジンキースイッチをオフする度に断続回数Ｎをリセットするようにしてもよい。断続回数Ｎが所定回数βに至るまで、クラッチ電流を制御して電磁クラッチ１ａを強制的に断続するようにしたが、クラッチ断続手段はこれに限らない。
【００４８】
車速検出手段としての車速センサ１１により車速Ｖを検出し、Ｖ≦Ｖ１のときに強制的なクラッチ１ａの断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。判定手段としてのコントローラ１０により車内の冷房除湿要求レベルを判定し、冷房除湿要求レベルが所定レベル以上のときにクラッチ１ａの強制的な断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。指令手段としてのスイッチ群９（例えばデフＳＷ）の操作により除湿運転が手動で指令された際に、冷房除湿要求レベルが高いとしてクラッチ１ａの強制的な断続を禁止するようにしたが、禁止手段はこれに限らない。オートＳＷの操作により通常のエアコン制御を行っているときは、熱負荷に応じてコンプレッサ１が自動でオンオフする。このため、クラッチ１ａを強制的に断続しても影響が小さいので、オートＳＷの操作時にクラッチ１ａの強制的な断続を行うようにしてもよい。
【００４９】
なお、電気エネルギーにより作動し、回転体としてのプーリ３の回転トルクを摩擦面を介してコンプレッサ１に伝達するのであれば、電磁クラッチの構成はいかなるもでのよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の車両空調用クラッチ制御装置に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】電磁クラッチの断続回数と静摩擦トルクの関係を示す図。
【図３】クラッチ電流と静摩擦トルクの関係を示す図。
【図４】所定の静摩擦トルクを得るために必要な電気エネルギーの特性を示す図。
【図５】第１の実施の形態に係る制御コントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図６】第１の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置によるクラッチの断続回数の増加特性を示す図。
【図７】第２の実施の形態に係る車両空調用クラッチ制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図８】第２の実施の形態に係る制御コントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５１】
１ コンプレッサ
１ａ 電磁クラッチ
６ 電力コントローラ
７ エアコンアンプ
８ センサ群
９ スイッチ群
１０，２０ 制御コントローラ
１１ 車速センサ
２１ 回転数センサ
２２ 圧力センサ
２５ 駆動素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦面を介して回転体に接続および非接続し、前記回転体の回転トルクを車両空調用コンプレッサに伝達および非伝達する電磁クラッチと、
前記電磁クラッチに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段と、
前記電磁クラッチに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電磁クラッチの接続回数が増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記電磁クラッチの接続回数をカウントするカウント手段をさらに有し、
前記制御手段は、カウントされた接続回数が所定回数に至るまでクラッチ電力を徐々に小さくすることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記電磁クラッチの接続回数をカウントするカウント手段と、
カウントされた接続回数が所定回数に至るまで前記電磁クラッチの断続を行うクラッチ断続手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された車速が所定値以下のとき、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
空調情報に基づき車内の冷房除湿要求レベルを判定する判定手段と、
前記判定手段により冷房除湿要求レベルが所定レベル以上であると判定されると、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
空調装置の除湿運転を手動で指令する指令手段と、
前記指令手段により除湿運転が指令されると、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記コンプレッサの駆動トルクを検出するトルク検出手段を有し、
前記制御手段は、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに応じて前記電力供給手段を制御することを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項１】
摩擦面を介して回転体に接続および非接続し、前記回転体の回転トルクを車両空調用コンプレッサに伝達および非伝達する電磁クラッチと、
前記電磁クラッチに電磁クラッチ接続用のクラッチ電力を供給する電力供給手段と、
前記電磁クラッチに供給されるクラッチ電力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記電磁クラッチの接続回数が増加すると、クラッチ接続時のクラッチ電力を減少させることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記電磁クラッチの接続回数をカウントするカウント手段をさらに有し、
前記制御手段は、カウントされた接続回数が所定回数に至るまでクラッチ電力を徐々に小さくすることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記電磁クラッチの接続回数をカウントするカウント手段と、
カウントされた接続回数が所定回数に至るまで前記電磁クラッチの断続を行うクラッチ断続手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
車速を検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出された車速が所定値以下のとき、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
空調情報に基づき車内の冷房除湿要求レベルを判定する判定手段と、
前記判定手段により冷房除湿要求レベルが所定レベル以上であると判定されると、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
空調装置の除湿運転を手動で指令する指令手段と、
前記指令手段により除湿運転が指令されると、前記クラッチ断続手段による電磁クラッチの断続を禁止する禁止手段とを備えることを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両空調用クラッチ制御装置において、
前記コンプレッサの駆動トルクを検出するトルク検出手段を有し、
前記制御手段は、前記トルク検出手段により検出された駆動トルクに応じて前記電力供給手段を制御することを特徴とする車両空調用クラッチ制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−４１７１３（Ｐ２００９−４１７１３Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９４３７（Ｐ２００７−２０９４３７）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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