(57)【要約】【課題】圧縮機の異常摩耗を防ぐことの可能な空調ＥＣＵを提供する。【解決手段】空調ＥＣＵ１は、エンジン１１から電磁クラッチ１２を介して伝わるトルクにより駆動する圧縮機５を有する冷凍サイクル４を備えた空調装置２を制御するものである。この空調ＥＣＵ１は、エンジン１１が駆動し、冷凍サイクル４が作動していない場合、電磁クラッチ１２を所定時間ｔ１オンオフする錆取運転を実行する。また、空調ＥＣＵ１は、エンジン１１が駆動し、冷凍サイクル４が作動しておらず、錆取運転による電磁クラッチ１２の断続回数ａが所定回数ａ１より多い場合、電磁クラッチ１２を錆取運転よりも長時間ｔ２オンするオイル回収運転を実行する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１１）から電磁クラッチ（１２）を介して伝わるトルクにより駆動する圧縮機（５）を有する冷凍サイクル（４）を備えた空調装置（２）を駆動制御する空調制御装置であって、
前記エンジンが駆動し、前記冷凍サイクルが作動していない場合、前記電磁クラッチを所定時間（ｔ１）オンオフする錆取運転（Ｓ４０）を実行し、
前記エンジンが駆動し、前記冷凍サイクルが作動しておらず、前記錆取運転による前記電磁クラッチの断続回数（ａ）が所定回数（ａ１）より多い場合、前記電磁クラッチを前記錆取運転よりも長時間（ｔ２）オンするオイル回収運転（Ｓ８０）を実行する、空調制御装置。
【請求項２】
前記オイル回収運転を実行する際に前記電磁クラッチをオンする時間は、前記圧縮機から前記冷凍サイクルの冷媒回路に排出されたオイルを、前記冷凍サイクルの冷媒回路を循環して前記圧縮機の内部に回収することが可能な時間に設定されている、請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項３】
前記圧縮機は、可変容量型の圧縮機であり、
前記空調制御装置は、
前記オイル回収運転を実行する際、前記圧縮機から吐き出される冷媒の吐出量が０より大きくなるように制御する、請求項１または２に記載の空調制御装置。
【請求項４】
前記空調制御装置は、前記オイル回収運転を実行する際、前記空調装置から車室内に空調風を送風するための送風機（２３）の駆動を停止する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の空調制御装置。
【請求項５】
前記空調制御装置は、前記オイル回収運転を実行する際、前記圧縮機における冷媒の吐出容量、および、前記電磁クラッチをオンする時間を、前記エンジンの回転数に応じて変える、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調制御装置。
【請求項６】
前記空調制御装置は、前記オイル回収運転を実行する際、前記エンジンの回転数が高いほど、前記圧縮機における冷媒の吐出容量を少なくする、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の空調制御装置。
【請求項７】
前記空調制御装置は、前記オイル回収運転を実行する際、前記エンジンの回転数が高いほど、前記電磁クラッチをオンする時間を短くする、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の空調装置を制御する空調制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンから電磁クラッチを介して伝わるトルクにより駆動する圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた車両用の空調装置が知られている。空調装置が備える各構成は、空調制御装置により駆動制御される。
【０００３】
特許文献１に記載の空調制御装置は、エンジンが駆動し、且つ、冷凍サイクルが作動していない場合、電磁クラッチを所定時間断続的にオンオフする制御を行うものである。これにより、この空調制御装置は、冬季等、冷凍サイクルが作動されない期間に、電磁クラッチの摩擦面に錆が蓄積することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１００６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、冷凍サイクルが作動していない場合、圧縮機の内部に液冷媒が溜まった状態になっていることがある。その状態で、特許文献１に記載の空調制御装置のように、電磁クラッチをオンオフする制御を行うと、圧縮機の内部のオイルが液冷媒と一緒に冷媒回路に排出されてしまう。そして、その制御が複数回繰り返されると、圧縮機の内部のオイルが殆ど無くなってしまう。その後、春季等に圧縮機が高容量高回転で運転された場合、圧縮機の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こし、圧縮機がロックすることが懸念される。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、圧縮機の異常摩耗を防ぐことの可能な空調制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エンジン（１１）から電磁クラッチ（１２）を介して伝わるトルクにより駆動する圧縮機（５）を有する冷凍サイクル（４）を備えた空調装置（２）を駆動制御する空調制御装置であって、
エンジンが駆動し、冷凍サイクルが作動していない場合、電磁クラッチを所定時間（ｔ１）オンオフする錆取運転（Ｓ４０）を実行し、
エンジンが駆動し、冷凍サイクルが作動しておらず、錆取運転による電磁クラッチの断続回数（ａ）が所定回数（ａ１）より多い場合、電磁クラッチを錆取運転よりも長時間（ｔ２）オンするオイル回収運転（Ｓ８０）を実行する。
【０００８】
これによれば、錆取運転による電磁クラッチの断続回数が所定回数より多くなると、オイル回収運転が実行される。オイル回収運転では、電磁クラッチが錆取運転よりも長時間オンされることで、錆取運転の際に冷媒回路に排出されたオイルが、冷凍サイクルの冷媒回路を循環して再び圧縮機の内部に回収される。そのため、圧縮機の内部にオイルが殆ど無い状態になることが防がれる。したがって、この空調制御装置は、錆取運転が複数回行われた後に、圧縮機が高容量高回転で運転された場合でも、圧縮機の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こすことを防ぐことができる。
【０００９】
ここで、圧縮機が可変容量型の場合、冷凍サイクルが作動していない場合とは、電磁クラッチがオフされている場合、または、圧縮機から吐き出される冷媒の吐出量が０となるように制御されている場合をいう。一方、冷凍サイクルが作動している場合とは、電磁クラッチがオンされてエンジンから圧縮機にトルクが伝達され、且つ、圧縮機から吐き出される冷媒の吐出量が０より大きくなるように制御されている場合をいう。
【００１０】
なお、圧縮機が固定容量式の場合、冷凍サイクルが作動していない場合とは、電磁クラッチがオフされている場合をいう。一方、冷凍サイクルが作動している場合とは、電磁クラッチがオンされてエンジンから圧縮機にトルクが伝達されている場合をいう。
【００１１】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る空調制御装置が制御対象とする空調装置の模式図である。
【図２】ＨＶＡＣユニットの模式図である。
【図３】図１のIII部分において、圧縮機と電磁クラッチを示す模式図である。
【図４】圧縮機および制御弁の断面と電磁クラッチの外観を示す図である。
【図５】空調制御装置が実行する錆取運転を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】電磁クラッチをオンしたときの圧縮機内の冷媒と冷媒回路の冷媒との圧力差の変動を示すグラフである。
【図７】空調制御装置が実行するオイル回収運転を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】第１実施形態に係る空調制御装置が実行する制御処理のフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係る空調制御装置が実行する制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の空調制御装置１（以下、「空調ＥＣＵ１」という）は、車両用の空調装置２の各構成の作動を制御する。空調ＥＣＵ１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を備えた周知のマイクロコンピュータによって構成されている。
【００１５】
図１に示すように、空調ＥＣＵ１には、乗員が操作する操作パネル３０に設けられた各スイッチから信号が入力される。操作パネル３０には、冷凍サイクル４を作動させるためのエアコンスイッチ３１等が設けられている。また、空調ＥＣＵ１には、車両走行用のエンジン１１を駆動するためのエンジン制御装置３２（以下、「エンジンＥＣＵ３２」という）からエンジンに関する情報が伝送される。空調ＥＣＵ１は、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて、各種制御処理および演算処理を行い、出力ポートに接続された空調装置２の各構成の駆動を制御する。なお、空調ＥＣＵ１の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成されている。
【００１６】
空調装置２は、ＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）ユニット３と、そのＨＶＡＣユニット３に設けられる蒸発器８に低温の冷媒を供給するための冷凍サイクル４を備えている。
【００１７】
冷凍サイクル４は、圧縮機５、凝縮器６、膨張弁７および蒸発器８などを備えている。これら構成部品は、配管９によって環状に接続され、冷媒が循環する冷媒回路を構成している。
【００１８】
圧縮機５は、可変容量型の圧縮機である。この圧縮機５は、冷媒の吐出容量が、空調ＥＣＵ１から制御弁１０への通電量に応じて変えることが可能に構成されている。圧縮機５は、エンジン１１から電磁クラッチ１２を介して伝わるトルクにより駆動する。そして、圧縮機５は、蒸発器８側の冷媒配管９ａから吸引した冷媒を圧縮し、凝縮器６側の冷媒配管９ｂに吐き出す。圧縮機５から吐き出された高圧の気相冷媒は凝縮器６に流入する。凝縮器６は、その高圧の気相冷媒と外気とを熱交換させる熱交換器である。凝縮器６を流れる気相冷媒は、外気に放熱して凝縮する。
【００１９】
凝縮器６で凝縮された液相冷媒は、膨張弁７を通過する際に減圧され、霧状の気液二相状態となる。膨張弁７は、オリフィスまたはノズルのような固定絞り、或いは、適宜の可変絞り等により構成される。膨張弁７により減圧された低圧の冷媒は、蒸発器８に流入する。
【００２０】
図２に示すように、蒸発器８は、ＨＶＡＣユニット３が備える空調ケース２１内の通風路２２に設置されている。その通風路２２には、車室内に空調風を送風するための送風機２３が設置されている。蒸発器８は、膨張弁７により減圧された低圧の気液二相冷媒と、送風機２３により送風されて通風路２２を流れる空気とを熱交換させる熱交換器である。蒸発器８を流れる気液二相冷媒は、通風路２２を流れる空気から吸熱して蒸発する。通風路２２を流れる空気は、蒸発器８によって冷却された後、ヒータコア２４により温度調整され、所定の吹出開口部２５、２６、２７を経由して車室内に吹き出される。なお、蒸発器８とヒータコア２４との間に設けられる温度調整ドア２８は、ヒータコア２４を通過する風と、ヒータコア２４を迂回する風との風量比を調整する。蒸発器８から流出した冷媒は、圧縮機５に吸い込まれる。
【００２１】
上述したように、圧縮機５は、エンジン１１から電磁クラッチ１２を介して伝わるトルクにより駆動する。図１および図３に示すように、電磁クラッチ１２は、圧縮機５のシャフト５１の先端部に設けられるアーマチュア１３と、圧縮機５のシャフト５１の径方向外側に設けられるロータ１４により構成されている。アーマチュア１３とロータ１４はいずれも鉄などの強磁性材料により形成されている。
【００２２】
ロータ１４は、圧縮機５のシャフト５１に対し相対回転可能に設けられている。ロータ１４の内側には、電磁コイル１５が設けられている。この電磁コイル１５は、空調ＥＣＵ１により通電が制御される。また、ロータ１４の径方向外側に従動側プーリ１６が固定されている。
【００２３】
圧縮機５のシャフト５１の外側に設けられたロータ１４に固定された従動側プーリ１６と、エンジン１１の駆動軸に固定された駆動側プーリ１７とに、動力伝達用のベルト１８が掛け渡されている。そのため、エンジン１１が駆動すると、エンジン１１の回転が駆動側プーリ１７からベルト１８を介して従動側プーリ１６とロータ１４に伝達され、その従動側プーリ１６とロータ１４が回転する。
【００２４】
ロータ１４の内側に設けられた電磁コイル１５に通電されると、電磁コイル１５に磁界が発生しロータ１４とアーマチュア１３に磁束が流れ、ロータ１４の摩擦面１４１にアーマチュア１３が磁気吸引力により引き寄せられる。これにより、アーマチュア１３の摩擦面１３１とロータ１４の摩擦面１４１とが接続されると、エンジン１１のトルクは、駆動側プーリ１７、ベルト１８、従動側プーリ１６、ロータ１４、アーマチュア１３、圧縮機５のシャフト５１の順に伝達される。これにより、圧縮機５は、エンジン１１から電磁クラッチ１２を介して伝わるトルクにより駆動する。
【００２５】
次に、圧縮機５の構成について説明する。
【００２６】
図４に示すように、圧縮機５は、その外殻を形成するハウジング５２を備えている。ハウジング５２は、上ハウジング５２１と下ハウジング５２２などを有している。圧縮機５のシャフト５１は、ハウジング５２に対して回転可能に設けられている。シャフト５１には、ラグプレート５３が固定されている。ラグプレート５３は、シャフト５１と共に回転する。ラグプレート５３には、斜板５４が接続されている。斜板５４は、ラグプレート５３のうちシャフト５１の軸線５５から径方向に離れた位置に設けられた支持部５６を支点として、ラグプレート５３に対し搖動可能に支持されている。そのため、斜板５４は、シャフト５１の軸線５５に対する傾斜角度が変更可能に設けられている。シャフト５１は、斜板５４の中央に設けられた穴５７を挿通している。なお、斜板５４の中央に設けられた穴５７は、シャフト５１の軸線５５に対して斜板５４が傾斜角度を変更可能なように、シャフト５１の外径よりも大きく形成されている。なお、以下の説明では、ハウジング５２内で斜板５４が設けられる空間を斜板室５８と呼ぶ。
【００２７】
斜板５４の径方向外側の端部には、球面状のシュー５９を介して複数のピストン６０が接続されている。複数のピストン６０はそれぞれ、ハウジング５２に形成された複数のシリンダ６１に収容されている。ピストン６０の端面とシリンダ６１の内壁によって囲まれた空間が、冷媒を圧縮するための圧縮室６２となる。ハウジング５２の底板５２３には、圧縮室６２へ冷媒が吸入される図示しない吸入口と、圧縮室６２で圧縮された冷媒が吐き出される図示しない吐出口が設けられている。なお、吸入口と吐出口にはそれぞれ、ピストン６０の往復運動に応じて吸入口と吐出口とをそれぞれ開閉する図示しない吸入弁と吐出弁が設けられている。
【００２８】
吸入口は、冷凍サイクル４の蒸発器８側の配管９ａから冷媒が供給される吸入ポート６３に連通している。吐出口は、吐出ポート６４に連通している。吐出ポート６４は、逆止弁７０を介して、冷凍サイクル４の凝縮器６側の配管９ｂに連通している。
【００２９】
逆止弁７０は、流路内に設けられた弁座７１に着座および離座可能に設けられた弁体７２と、その弁体７２を弁座７１に付勢する付勢部材７３などを備えている。逆止弁７０は、冷凍サイクル４の凝縮器６側の配管９ｂの冷媒圧力が弁体７２に作用する力と、付勢部材７３の付勢力との和よりも、吐出ポート６４の冷媒圧力が弁体７２に作用する力が大きくなると開弁するように構成されている。
【００３０】
シャフト５１の軸線５５に対して斜板５４が傾斜した状態（すなわち、シャフト５１の軸線５５に対して斜板５４が垂直以外の状態）となると、複数のピストン６０がそれぞれ複数のシリンダ６１の内部を往復運動する。すると、冷凍サイクル４の蒸発器８側の配管９ａから吸入ポート６３および吸入口を介して圧縮室６２に冷媒が吸入される。そして、圧縮室６２で圧縮された冷媒は、吐出口から吐出ポート６４および逆止弁７０を介して、冷凍サイクル４の凝縮器６側の配管９ｂに吐き出される。
【００３１】
この圧縮機５は、斜板５４の傾斜角度を変化させることによって、ピストン６０の往復運動のストローク量を変えることで、吐出容量を変化させることができる。なお、吐出容量とは、ピストンストロークの上死点と下死点との間に形成される圧縮室６２の容積である。
【００３２】
斜板５４の傾斜角度は、ピストン６０の前後に作用する圧力、すなわちハウジング５２内に形成された斜板室５８の冷媒圧力と、圧縮室６２の冷媒圧力との釣り合いによって変化させることができる。斜板室５８の冷媒圧力は、空調ＥＣＵ１から制御弁１０への通電量により調整される。
【００３３】
制御弁１０は、流路形成部材４１の内側に設けられたプランジャ４２と、そのプランジャ４２を軸方向に往復移動させるためのソレノイド４３を有する電磁弁である。流路形成部材４１には、第１流路４４および第２流路４５が設けられている。流路形成部材４１の第１流路４４は、所定の流路４８を通じて吐出ポート６４に連通している。また、流路形成部材４１の第２流路４５は、図示しない流路を通じて斜板室５８に連通している。流路形成部材４１には、第１流路４４と第２流路４５との間に弁座４６が形成されている。プランジャ４２の軸方向の途中に設けられた弁部４７は、その弁座４６に着座および離座可能である。
【００３４】
制御弁１０は、空調ＥＣＵ１から制御弁１０が有するソレノイド４３への通電量により、プランジャ４２の軸方向の位置が変化する。空調ＥＣＵ１からソレノイド４３への通電が停止されると、プランジャ４２の弁部４７が弁座４６から離座する。このときの弁開度は最大となる。これにより、第１流路４４と第２流路４５との間を冷媒が流れ、斜板室５８の冷媒圧力と、吐出ポート６４の冷媒圧力と、圧縮室６２の冷媒圧力とが同じになる。この状態でシャフト５１が回転すると、シャフト５１の軸線５５に対して斜板５４が略垂直の状態となり、ピストン６０の往復運動のストローク量が０、圧縮機５の吐出容量も０になる。
【００３５】
一方、空調ＥＣＵ１から制御弁１０への通電量が大きくなるほど、プランジャ４２の弁部４７と弁座４６との間の流路面積が小さくなる。したがって、空調ＥＣＵ１から制御弁１０への通電量が大きくなるほど、弁開度は小さくなり、斜板室５８と吐出ポート６４との間の冷媒の流通は遮断されてゆく。なお、斜板室５８は、図示しない流路を通じて吸入ポート６３に連通している。そのため、弁開度が小さくなるに従い、斜板室５８の冷媒圧力は、吐出ポート６４の冷媒圧力より小さくなる。そのため、制御弁１０への通電量が大きくなるほど、シャフト５１の軸線５５に対する斜板５４の傾斜角度が大きくなり、ピストン６０の往復運動のストローク量が大きくなることで、圧縮機５の吐出容量が大きくなる。図４は、圧縮機５の吐出容量が最大の状態を示している。
【００３６】
なお、図示していないが、可変容量型の圧縮機５は、電磁クラッチ１２をオフからオンにしたときに容量復帰できるようにするため、停止状態のときにピストン６０が小容量のストロークを持つように構成されている。すなわち、圧縮機５は、停止状態のとき、シャフト５１の軸線５５に対して斜板５４が僅かに傾斜した状態となっている。その理由は、仮に、圧縮機５が停止状態のときにピストン６０のストロークが０となるように構成した場合、電磁クラッチ１２をオンにして圧縮機５を回転させても、ストロークが０なので冷媒が圧縮されない。その場合、制御弁１０に通電して吐出ポート６４と斜板室５８との間の通路を閉鎖しても、吐出ポート６４および圧縮室６２と、斜板室５８との圧力差がつかず、容量復帰することができない。
【００３７】
これに対し、圧縮機５が停止状態のときにピストン６０が小容量のストロークを持つように構成すれば、電磁クラッチ１２をオンにして圧縮機５を回転させると、ピストン６０の僅かな往復移動により冷媒が圧縮される。そのため、制御弁１０に通電して吐出ポート６４と斜板室５８との間の通路を閉鎖すれば、圧縮室６２および吐出ポート６４と斜板室５８との圧力差をつけることができるので、圧縮機５の吐出容量を上げていくことが可能である。
【００３８】
以上、本実施形態の空調ＥＣＵ１が制御する空調装置２の構成について説明した。次に、本実施形態の空調ＥＣＵ１の制御処理について説明する。
【００３９】
上述した空調装置２が備える電磁クラッチ１２は、冬季等、冷凍サイクル４が作動されない期間に電磁クラッチ１２の摩擦面１３１、１４１に錆が蓄積することがある。その錆の堆積量が多くなると、電磁クラッチ１２の摩擦面１３１、１４１における磁気抵抗が大きくなり、アーマチャとロータ１４との吸着力が低下する。そのため、エンジン１１のトルクを電磁クラッチ１２を介して圧縮機５に伝えることが困難になるおそれがある。そのため、本実施形態の空調ＥＣＵ１は、電磁クラッチ１２の摩擦面１３１、１４１に錆が蓄積することを防ぐための錆取運転を実行する。この錆取運転は、冷凍サイクル４が作動していない場合、電磁クラッチ１２をオンオフすることにより、電磁クラッチ１２の摩擦面１３１、１４１に錆が蓄積することを抑制するものである。
【００４０】
図５に示すように、錆取運転では、空調ＥＣＵ１から電磁クラッチ１２が備える電磁コイル１５に対し、所定時間ｔ１の通電を行う。この錆取運転は、エンジン１１の始動後、エンジン１１の回転数が所定の回転数よりも高くなった状態で行われる。錆取運転が実行される所定時間ｔ１は、電磁クラッチ１２がオンするのに必要な時間であり、且つ、燃費悪化を抑えるためになるべく短い時間（例えば、１秒間）であることが望ましい。また、錆取運転では、空調ＥＣＵ１から圧縮機５の吐出容量を制御する制御弁１０への通電量を０とする。これにより、圧縮機５の動力を極力少なくすることにより、燃費悪化をさらに抑えることができる。なお、図５では、錆取運転において、電磁クラッチ１２のオンオフを１回行っているが、電磁クラッチ１２のオンオフの回数はこれに限らず、複数回行ってもよい。
【００４１】
ところで、冷凍サイクル４が作動していない場合、圧縮機５の内部に液冷媒が溜まった状態になっていることがある。例えば、夜間等に車両が十分に冷えた翌朝に、圧縮機５が各構成部材の熱容量が大きいために冷えたままの状態にあり、インストルメントパネルの内側の蒸発器８が先に暖まる場合、圧縮機５の内部に液冷媒が溜まる状態になりやすい。また、上述したように、可変容量型の圧縮機５では、電磁クラッチ１２がオフの状態のときに、ピストン６０が小容量のストロークを持っている。そのため、電磁クラッチ１２をオフの状態からオンの状態にすると、制御弁１０への通電量が０でも、ピストン６０が小容量のストロークで冷媒を圧縮し、圧縮機５から冷媒回路内へ冷媒が排出されることがある。
【００４２】
図６のグラフは、エンジン１１が駆動し、且つ、圧縮機５の吐出容量を制御する制御弁１０への通電量を０とした状態で、電磁クラッチ１２をオフからオンとしたときの実験結果を示したものである。図６の縦軸は、圧縮機５の吐出ポート６４の冷媒圧力と、冷凍サイクル４の凝縮器６側の配管９ｂの冷媒圧力との差圧（以下、「圧縮機５と冷媒配管９ｂとの差圧」という）を示している。図６の横軸は、時間経過を示している。
【００４３】
図６のグラフでは、時刻Ａで電磁クラッチ１２をオフからオンとし、時刻Ａ以降も継続して電磁クラッチ１２をオンの状態にしている。このグラフでは、時刻Ｂで、圧縮機５と冷媒配管９ｂとの差圧は、圧縮機５の吐出ポート６４と冷凍サイクル４の凝縮器６側の配管９ｂとの間に設けられた逆止弁７０の開弁圧より大きくなる。これは、圧縮機５は、電磁クラッチ１２がオフの状態のときに、ピストン６０が小容量のストロークを持っているので、電磁クラッチ１２をオフの状態からオンの状態にすると、制御弁１０への通電量が０でも、ピストン６０が小容量のストロークで冷媒を圧縮するからである。圧縮機５と冷媒配管９ｂとの差圧が逆止弁７０の開弁圧より大きくなると、圧縮機５から冷媒配管９ｂへ冷媒が瞬間的に排出される。
【００４４】
その後、斜板５４は、その慣性力等によりシャフト５１の軸線５５に対して略垂直の状態になる。そのため、圧縮機５と冷媒配管９ｂとの差圧は、時刻Ｃで、その逆止弁７０の開弁圧より小さくなる。そして、時刻Ｄ以降、斜板５４は、その慣性力等によりシャフト５１の軸線５５に対して略垂直の状態になる。そのため、圧縮機５と冷媒配管９ｂとの差圧は、逆止弁７０の開弁圧より小さくなるので、圧縮機５から冷媒回路内へ冷媒が排出されない。
【００４５】
図６のグラフに示したように、圧縮機５は、電磁クラッチ１２をオフの状態からオンの状態にすると、制御弁１０への通電量が０でも、冷媒を冷媒回路内へ排出することがある。そのため、圧縮機５の内部に液冷媒が溜まった状態で、電磁クラッチ１２をオンオフする制御を行うと、圧縮機５の内部のオイルが液冷媒と一緒に冷媒回路に排出されてしまう。そして、その制御が複数回繰り返されると、圧縮機５の内部のオイルが殆ど無くなってしまう。その後、春季等に圧縮機５が高容量高回転で運転された場合、圧縮機５の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こすと、圧縮機５がロックすることが懸念される。
【００４６】
そこで、本実施形態の空調ＥＣＵ１は、圧縮機５内のオイルが殆ど無くなってしまう前に、冷媒回路から圧縮機５内に回収するためのオイル回収運転を実行するものである。
【００４７】
図７に示すように、オイル回収運転では、空調ＥＣＵ１から電磁クラッチ１２が備える電磁コイル１５に対し、所定時間ｔ２の通電を行う。オイル回収運転を実行する所定時間ｔ２は、冷媒回路に排出されたオイルが圧縮機５の内部に戻るのに十分な時間（例えば２分間）に設定される。また、オイル回収運転では、制御弁１０にも通電し、圧縮機５を所定の吐出容量で駆動する。これにより、圧縮機５から冷媒回路へ排出されたオイルを、冷媒回路から再び圧縮機５の内部に回収することが可能である。したがって、圧縮機５の内部の部品が貧潤滑によって異常摩耗を起こすことを防ぐと共に、圧縮機５のロックを防ぐことができる。
【００４８】
なお、オイル回収運転の頻度は、燃費悪化を抑えるために、なるべく少ないほうが良い。例えば、錆取運転により電磁クラッチ１２のオンオフを２５〜５０回行った場合、オイル回収運転を１回行うようにする。また、オイル回収運転を実行する時に制御弁１０に通電する電流は、燃費悪化を抑えるために、なるべく抑制したほうが良い。オイル回収運転を実行する時の制御弁１０に通電する電流の大きさと、オイル回収運転が実行される所定時間ｔ２は、燃費悪化を抑えるため、エンジン回転数によって変えてもよい。
【００４９】
続いて、上述した本実施形態の空調ＥＣＵ１の制御処理について、図８のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００５０】
この処理は、エンジン１１の始動と同時、または、エンジン１１の始動後に開始される。ステップＳ１０で空調ＥＣＵ１は、冷凍サイクル４が作動を停止しているか否かを判定する。冷凍サイクル４が作動を停止しているとは、電磁クラッチ１２がオフされている場合、または、圧縮機５から吐き出される冷媒の吐出量が０となるように制御弁１０への通電が停止されている場合をいう。一方、冷凍サイクル４が作動しているとは、電磁クラッチ１２がオンされてエンジン１１から圧縮機５にトルクが伝達され、且つ、圧縮機５から吐き出される冷媒の吐出量が０より大きくなるように制御弁１０に通電されている場合をいう。
【００５１】
なお、空調ＥＣＵ１は、例えば、乗員が操作する操作パネル３０に設けられたエアコンスイッチ３１から入力される信号に基づき、冷凍サイクル４が作動を停止しているか否かを判定してもよい。或いは、空調ＥＣＵ１は、例えば、電磁クラッチ１２への通電、および、制御弁１０への通電に基づき、冷凍サイクル４が作動を停止しているか否かを判定してもよい。空調ＥＣＵ１は、電磁クラッチ１２への通電が停止されているか、または、制御弁１０への通電が停止されている場合、冷凍サイクル４が作動を停止していると判定する。
【００５２】
ステップＳ１０で空調ＥＣＵ１は、冷凍サイクル４が作動を停止していると判定した場合、処理をステップＳ２０に移行する。
【００５３】
ステップＳ２０で空調ＥＣＵ１は、エンジン１１の回転数Ｎが、予めメモリに記憶された所定の回転数Ｎ１より大きいか否かを判定する。空調ＥＣＵ１は、エンジンＥＣＵ３２から伝送される情報に基づき、エンジン１１の回転数Ｎを検出することが可能である。また、所定の回転数Ｎ１は、錆取運転を実行することの可能な回転数である。所定の回転数Ｎ１は、例えばアイドリング時の回転数より高い値に設定されている。空調ＥＣＵ１は、エンジン１１の回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１より小さいと判定した場合、ステップＳ１０からの処理を繰り返し実行する。一方、空調ＥＣＵ１は、エンジン１１の回転数Ｎが所定の回転数Ｎ１より大きいと判定した場合、処理をステップＳ３０に移行する。
【００５４】
ステップＳ３０で空調ＥＣＵ１は、錆取運転により電磁クラッチ１２がオンオフされた回数ａ（以下、「断続回数ａ」という）が、予めメモリに記憶された所定の回数ａ１より少ないか否かを判定する。所定の回数ａ１は、錆取運転により圧縮機５の内部のオイルが冷媒回路に排出された後に圧縮機５が高容量高回転で運転された場合でも、圧縮機５の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こすことの無い回数に設定される。この所定の回数ａ１は、予め実験などにより設定され、空調ＥＣＵ１に記憶されている。空調ＥＣＵ１は、断続回数ａが所定の回数ａ１より多いと判定した場合、処理をステップＳ８０に移行する。そのステップＳ８０の処理については後述する。一方、空調ＥＣＵ１は、断続回数ａが所定の回数ａ１より少ないと判定した場合、処理をステップＳ４０に移行する。
【００５５】
ステップＳ４０で空調ＥＣＵ１は、錆取運転を実行する。錆取運転では、空調ＥＣＵ１から電磁クラッチ１２が備える電磁コイル１５に対し、所定時間ｔ１（例えば、１秒間）通電を行った後、通電を停止する。また、錆取運転では、空調ＥＣＵ１から圧縮機５の吐出容量を制御する制御弁１０への通電量を０とする。なお、本実施形態では、錆取運転において、電磁クラッチ１２のオンオフを１回行うものとする。その後、空調ＥＣＵ１は、処理をステップＳ５０に移行する。
【００５６】
ステップＳ５０で、空調ＥＣＵ１は、ステップＳ４０の錆取運転で行った電磁クラッチ１２のオンオフの回数を断続回数ａに加算して記憶する。本実施形態の場合、ステップＳ４０の錆取運転で行った電磁クラッチ１２のオンオフの回数は１回であるので、空調ＥＣＵ１は、断続回数ａに１を加算して記憶する。その後、空調ＥＣＵ１は、処理をステップＳ６０に移行する。
【００５７】
ステップＳ６０で、空調ＥＣＵ１は、ステップＳ１０と同様に、冷凍サイクル４が作動を停止しているか否かを判定する。ステップＳ１０で空調ＥＣＵ１は、冷凍サイクル４が作動を停止していることを判定した場合、処理をステップＳ７０に移行する。
【００５８】
ステップＳ７０で空調ＥＣＵ１は、エンジン１１が停止したか否かを判定する。空調ＥＣＵ１は、エンジン１１が継続して運転されていると判定した場合、ステップＳ６０からの処理を繰り返し実行する。一方、空調ＥＣＵ１は、エンジン１１が停止したと判定した場合、処理を終了する。
【００５９】
上述したように、空調ＥＣＵ１は、ステップＳ３０の処理で、断続回数ａが所定の回数ａ１より多いと判定した場合、処理をステップＳ８０に移行する。
【００６０】
ステップＳ８０で空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転を実行する。オイル回収運転では、空調ＥＣＵ１から電磁クラッチ１２が備える電磁コイル１５に対し、所定時間ｔ２（例えば２分間）通電を行った後、通電を停止する。この所定時間ｔ２は、車両用空調装置２に固有のものであり、冷媒回路に排出されたオイルが圧縮機５の内部に戻るのに十分な時間に設定される。そして、この所定時間ｔ２は、予め実験などにより設定され、空調ＥＣＵ１に記憶されている。
【００６１】
なお、オイル回収運転による燃費悪化を抑えるため、オイル回収運転が実行される所定時間ｔ２は、エンジン回転数によって変えてもよい。すなわち、空調ＥＣＵ１は、エンジン回転数が高いほど、所定時間ｔ２を短くしてもよい。そのエンジン回転数と所定時間ｔ２との関係は、予め空調ＥＣＵ１に記憶しておくことが可能である。
【００６２】
また、オイル回収運転では、空調ＥＣＵ１から圧縮機５の吐出容量を制御する制御弁１０に通電を行い、圧縮機５を所定の吐出容量で駆動する。これにより、圧縮機５から冷媒回路へ排出されたオイルを、冷媒回路から再び圧縮機５の内部に回収することが可能である。
【００６３】
なお、オイル回収運転による燃費悪化を抑えるため、空調ＥＣＵ１から制御弁１０に通電する電流の大きさは、エンジン回転数によって変えてもよい。すなわち、空調ＥＣＵ１は、エンジン回転数が高いほど、制御弁１０に通電する電流を小さくしてもよい。制御弁１０に通電する電流を小さくすれば、圧縮機５の圧縮室６２で圧縮される冷媒の容量が小さくなるので、圧縮機５の所定回転に対する冷媒の吐出量も少なくなる。そのエンジン回転数と制御弁１０に通電する電流の大きさとの関係は、予め空調ＥＣＵ１に記憶しておくことが可能である。
【００６４】
空調ＥＣＵ１は、ステップＳ８０でオイル回収運転を実行した後、処理をステップＳ９０に移行する。また、空調ＥＣＵ１は、上述したステップＳ１０とステップＳ６０の処理で、冷凍サイクル４が作動していることを判定した場合にも、処理をステップＳ９０に移行する。ステップＳ９０で空調ＥＣＵ１は、断続回数ａをリセットし、断続回数ａを０として記憶する。その後、空調ＥＣＵ１は、処理を終了する。
【００６５】
以上説明した第１実施形態の空調ＥＣＵ１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１は、冷凍サイクル４が作動しておらず、錆取運転による電磁クラッチ１２の断続回数ａが所定回数ａ１より多い場合、オイル回収運転を実行する。オイル回収運転では、電磁クラッチ１２が錆取運転よりも長時間オンされる。これにより、オイル回収運転が実行されると、錆取運転の際に冷媒回路に排出されたオイルが、冷凍サイクル４の冷媒回路を循環して再び圧縮機５の内部に回収される。そのため、圧縮機５の内部にオイルが殆ど無い状態になることが防がれる。したがって、この空調ＥＣＵ１は、錆取運転が複数回行われた後に、圧縮機５が高容量高回転で運転された場合でも、圧縮機５の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こすことを防ぐことができる。
【００６６】
（２）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１がオイル回収運転を実行する際に電磁クラッチ１２をオンする時間は、冷凍サイクル４の冷媒回路のオイルを圧縮機５の内部に回収することが可能な時間に設定されている。これにより、オイル回収運転による燃料消費量を抑制することができる。
【００６７】
（３）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転を実行する際、圧縮機５から吐き出される冷媒の吐出量が０より大きくなるように制御する。これにより、可変容量型の圧縮機５において、オイル回収運転を実行する際、錆取運転の際に冷媒回路に排出されたオイルを、冷媒回路を循環させて再び圧縮機５に回収することが可能である。
【００６８】
（４）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転を実行する際、圧縮機５における冷媒の吐出容量、および、電磁クラッチ１２をオンする時間を、エンジン回転数に応じて変えることが可能である。これにより、空調ＥＣＵ１は、エンジン回転数が高いほど、圧縮機５における冷媒の吐出容量を少なくし、又は、電磁クラッチ１２をオンする時間を短くすることで、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【００６９】
（５）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転を実行する際、エンジン回転数が高いほど、圧縮機５における冷媒の吐出容量を少なくすることが可能である。エンジン回転数が高いほど、圧縮機５の回転数も高くなるので、冷媒の吐出容量を少なくしても、冷媒回路から圧縮機５にオイルを回収することが可能である。したがって、この空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【００７０】
（６）第１実施形態では、空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転を実行する際、エンジン回転数が高いほど、電磁クラッチ１２をオンする時間を短くすることが可能である。エンジン回転数が高いほど、圧縮機５の回転数も高くなるので、一定時間に対する圧縮機５の冷媒吐出量も増加する。そのため、エンジン回転数が高いほど、電磁クラッチ１２をオンする時間を短くしても、冷媒回路から圧縮機５にオイルを回収することが可能である。したがって、この空調ＥＣＵ１は、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【００７１】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対してオイル回収運転の一部を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７２】
第２実施形態の空調ＥＣＵ１の制御処理を、図９のフローチャートに示す。第２実施形態でも、ステップＳ１０〜Ｓ７０、Ｓ９０の処理は、上述した第１実施形態で説明した処理と同じである。
【００７３】
また、第２実施形態でも、ステップＳ８０でオイル回収運転が実行される際、第１実施形態と同様に、空調ＥＣＵ１から電磁クラッチ１２が備える電磁コイル１５に対し、所定時間ｔ２の通電が行われた後、通電が停止される。そして、空調ＥＣＵ１から圧縮機５の吐出容量を制御する制御弁１０に通電が行われ、圧縮機５が所定の吐出容量で駆動される。
【００７４】
ところで、オイル回収運転が実行されると、冷凍サイクル４を冷媒が循環する。そのため、オイル回収運転が実行されているときに、ＨＶＡＣユニット３によって車室内の暖房が行われていると、ＨＶＡＣユニット３の吹出開口部２５、２６、２７から車室内に冷風が吹き出すことが懸念される。
【００７５】
そこで、第２実施形態では、空調ＥＣＵ１は、ステップＳ８０でオイル回収運転を実行する際、ＨＶＡＣユニット３に設けられた送風機２３の駆動を停止する。これにより、オイル回収運転を実行する際、車室内に冷風が吹き出すことが防がれる。そのため、この空調ＥＣＵ１は、乗員の意図しない冷風の吹き出しにより乗員に不快感が生じることを防ぐことができる。
【００７６】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【００７７】
（１）上記各実施形態では、空調ＥＣＵ１が駆動制御する圧縮機５は、斜板式の可変容量型のものについて説明した。これに対し、他の実施形態では、圧縮機５は、吸入した冷媒の一部を吸入側へ戻すバイパス式の可変容量型のものや、ピストン６０の往復運動時間を変える変速方式の可変容量型のものであってもよい。
【００７８】
（２）また、他の実施形態では、空調ＥＣＵ１が駆動制御する圧縮機５は、固定容量型のものであってもよい。
【００７９】
（３）上記各実施形態では、空調ＥＣＵ１は、錆取運転を実行する際、電磁クラッチ１２のオンオフを１回行うものとして説明した。これに対し、他の実施形態では、空調ＥＣＵ１は、錆取運転を実行する際、電磁クラッチ１２のオンオフを複数回行ってもよい。すなわち、図５のタイミングチャート、または、図８及び図９のフローチャートのステップＳ４０において、空調ＥＣＵ１は、錆取運転を実行する際、電磁クラッチ１２のオンオフを複数回行ってもよい。その場合、ステップＳ５０で、空調ＥＣＵ１は、１回の錆取運転で行った電磁クラッチ１２のオンオフの回数を断続回数ａに加算して記憶するものとする。
【００８０】
（４）また、他の実施形態では、１回の錆取運転で電磁クラッチ１２をオンオフする回数が決まっている場合、空調ＥＣＵ１は、電磁クラッチ１２をオンオフした回数をカウントすることに代えて、錆取運転を実行した回数をカウントしてもよい。そして、空調ＥＣＵ１は、そのカウントした回数に基づいてオイル回収運転を実行するか否かを判定してもよい。
【００８１】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、空調制御装置は、エンジンから電磁クラッチを介して伝わるトルクにより駆動する圧縮機を有する冷凍サイクルを備えた空調装置を制御するものである。この空調制御装置は、エンジンが駆動し、冷凍サイクルが作動していない場合、電磁クラッチを所定時間オンオフする錆取運転を実行する。また、空調制御装置は、エンジンが駆動し、冷凍サイクルが作動しておらず、錆取運転による電磁クラッチの断続回数が所定回数より多い場合、電磁クラッチを錆取運転よりも長時間オンするオイル回収運転を実行する。
【００８２】
第２の観点によれば、オイル回収運転を実行する際に電磁クラッチをオンする時間は、圧縮機から冷凍サイクルの冷媒回路に排出されたオイルを、冷凍サイクルの冷媒回路を循環して圧縮機の内部に回収することが可能な時間に設定されている。これによれば、オイル回収運転が実行されると、錆取運転の際に冷媒回路に排出されたオイルが、冷凍サイクルの冷媒回路を循環して再び圧縮機の内部に回収される。そのため、圧縮機の内部にオイルが殆ど無い状態になることが防がれる。したがって、この空調制御装置は、圧縮機の内部の部品が貧潤滑のために異常摩耗を起こすことを防ぐことができる。また、オイル回収運転を実行する時間を適切に設定することで、オイル回収運転による燃料消費量を抑制することができる。
【００８３】
第３の観点によれば、圧縮機は、可変容量型の圧縮機である。空調制御装置は、オイル回収運転を実行する際、圧縮機から吐き出される冷媒の吐出量が０より大きくなるように制御する。これによれば、可変容量型の圧縮機において、オイル回収運転を実行する際、錆取運転の際に冷媒回路に排出されたオイルを、冷凍サイクルの冷媒回路を循環させて再び圧縮機に回収することが可能である。
【００８４】
第４の観点によれば、空調制御装置は、オイル回収運転を実行する際、空調装置から車室内に空調風を送風するための送風機の駆動を停止する。これによれば、例えば冬季に車室内の暖房が行われている最中にオイル回収運転を実行する際、空調装置から車室内に冷風が吹き出すことが防がれる。そのため、この空調制御装置は、乗員の意図しない冷風の吹き出しにより乗員に不快感が生じることを防ぐことができる。
【００８５】
第５の観点によれば、空調制御装置は、オイル回収運転を実行する際、圧縮機における冷媒の吐出容量、および、電磁クラッチをオンする時間を、エンジン回転数に応じて変える。これによれば、空調制御装置は、エンジン回転数が高いほど、圧縮機における冷媒の吐出容量少なくし、又は、電磁クラッチをオンする時間を短くすることで、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【００８６】
第６の観点によれば、空調制御装置は、オイル回収運転を実行する際、エンジン回転数が高いほど、圧縮機における冷媒の吐出容量を少なくする。これによれば、エンジン回転数が高いほど、圧縮機の回転数も高くなるので、冷媒の吐出容量を少なくしても、冷媒回路から圧縮機にオイルを回収することが可能である。したがって、この空調ＥＣＵは、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【００８７】
第７の観点によれば、空調制御装置は、オイル回収運転を実行する際、エンジン回転数が高いほど、電磁クラッチをオンする時間を短くする。これによれば、エンジン回転数が高いほど、圧縮機の回転数も高くなるので、一定時間に対する圧縮機の冷媒吐出量も増加する。そのため、エンジン回転数が高いほど、電磁クラッチをオンする時間を短くしても、冷媒回路から圧縮機にオイルを回収することが可能である。したがって、この空調ＥＣＵは、オイル回収運転による燃料消費量を低減することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１    空調制御装置
２    空調装置
４    冷凍サイクル
５    圧縮機
１１  エンジン
１２  電磁クラッチ
【図１】
2019156001.tif 000003
【図２】
2019156001.tif 000004
【図３】
2019156001.tif 000005
【図４】
2019156001.tif 000006
【図５】
2019156001.tif 000007
【図６】
2019156001.tif 000008
【図７】
2019156001.tif 000009
【図８】
2019156001.tif 000010
【図９】
2019156001.tif 000011