(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１１）から伝わる動力により駆動され、冷媒を吸入し圧縮し吐出するコンプレッサ（２）と、
前記コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却する冷却器（３）と、
前記冷却器により冷却された冷媒を減圧する減圧器（５）と、
前記減圧器により減圧された冷媒を蒸発する蒸発器（６）と、
前記エンジンから前記コンプレッサに伝わるトルクが所定値に到達したとき、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達を遮断するトルクリミッタとを備える冷凍サイクル装置であって、
前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記コンプレッサに指令する冷媒流量変化指令手段（Ｓ２４０）と、
前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記コンプレッサに指令したとき、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定圧力未満であるか否かを判定することにより、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かを判定する第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）と、
を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記コンプレッサの吐出冷媒圧力を検出する圧力検出手段（１８）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記圧力検出手段の検出圧力に基づいて、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定圧力未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記コンプレッサは、前記冷媒吐出容量を変化可能に構成され、かつ前記冷媒吐出容量が変化することにより、前記冷媒吐出流量が変化する可変容量型コンプレッサ（２）であることを特徴とする請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記冷媒流量変化指令手段は、前記可変容量型コンプレッサに指令信号を出力し、かつ前記指令信号のデューテイ比に基づいて前記冷媒吐出容量を変化させるように前記可変容量型コンプレッサに指令することを特徴とする請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記冷媒流量変化指令手段は、前記可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量が第１の冷媒吐出容量とこの第１の冷媒吐出容量未満の第２の冷媒吐出容量とのうち、一方の冷媒吐出容量から他方の冷媒吐出容量に切り替わるように前記可変容量型コンプレッサを指令することを特徴とする請求項３または４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記冷媒吐出容量が前記第１の冷媒吐出容量になるように前記冷媒流量変化指令手段が前記可変容量型コンプレッサに指令したときの前記圧力検出手段の検出圧力の最大値と、前記冷媒吐出容量が前記第２の冷媒吐出容量になるように前記冷媒流量変化指令手段が前記可変容量型コンプレッサを指令したときの前記圧力検出手段の検出圧力の最小値とを求め、さらに前記最大値に対する前記最小値の差分を前記吐出冷媒圧力の偏差として算出する算出手段（Ｓ２４１、Ｓ２４２）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記算出手段により算出された偏差を用いて、前記偏差が所定圧力未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
前記蒸発器内の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段（１３）と、
前記蒸発器温度検出手段の検出温度が目標温度に近づくように前記可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量を制御する容量制御手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）と、
前記可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量が所定容量以上になるように前記容量制御手段が一定期間に亘って前記可変容量型コンプレッサ（２）に制御した後に、前記圧力検出手段の検出圧力が所定値未満であるか否かを判定することにより、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かを判定する第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）と、
前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されていると前記第２のリミッタ判定手段が判定したときに限り、前記第１のリミッタ判定手段が前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かについて判定することを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
前記蒸発器内の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段（１３）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記蒸発器温度検出手段の検出温度の偏差が所定温度未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項９】
前記コンプレッサを駆動するために必要な駆動トルクを推定するトルク推定手段（１４）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記トルク推定手段の推定値の偏差が所定値未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１０】
前記コンプレッサの冷媒吐出流量を検出する流量センサ（２ａ）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記流量センサの検出流量値が所定値未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置を備え、
前記コンプレッサは、走行用エンジンにより駆動されるものであり、
車室内に向けて空気を流す空気通路を形成し、この空気通路内に前記蒸発器を収納する空調ケース（７）と、
前記空調ケース内の前記蒸発器に向けて送風する送風機（１２）と、を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項１２】
乗員に向けて警告を発令する警告手段（１７ｄ）と、
前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されていると前記第１のリミッタ判定手段が判定したときに、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されている旨を前記警告手段により乗員に向けて警告する警告制御手段（Ｓ２６０）と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより駆動されるコンプレッサを備える冷凍サイクル装置、および車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用空調装置の冷凍サイクル装置において、走行用エンジンから駆動ベルトを介して伝わる動力により駆動されて冷媒を圧縮し、かつ冷媒吐出容量を１００％から略０％付近まで連続的に変化可能に構成される可変容量型コンプレッサが用いられているものがある。
【０００３】
このものにおいて、コンプレッサの吐出容量が略０％付近に減少することにより、コンプレッサが実質的に作動停止状態になる。したがって、コンプレッサは、走行用エンジンとの間を遮断するクラッチを用いていないクラッチレスに構成されている。
【０００４】
しかし、この場合、コンプレッサがロックした状態では走行用エンジンからの動力により駆動ベルトが破損する可能性がある。そこで、走行用エンジンからコンプレッサに伝わるトルクが所定値に到達したときに、走行用エンジンからコンプレッサへの動力伝達を遮断して駆動ベルトを保護するトルクリミッタを備えたプーリーが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサと、コンプレッサの回転数を検出するコンプレッサ回転センサとを用いて、エンジン回転センサからのセンサ信号とコンプレッサ回転センサからのセンサ信号に基づいてコンプレッサのロック状態を検出するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、液圧縮等による過負荷状態でのコンプレッサの回転数変化が及ぼす誤判定を防止するために、上述の２つの回転センサの他に、コンプレッサ本体温度を検出する温度センサを追加して、２つの回転センサのセンサ信号とコンプレッサ本体温度とを用いてロック状態を検出するものがある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９２８５８号公報
【特許文献２】特開昭６１−２７５０１７号公報
【特許文献３】特開平０７−２３２５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特許文献２、３に記載の技術において、コンプレッサのロック状態を検出するためには、エンジン回転センサに加えて、コンプレッサ回転センサが必要になる。したがって、この特許文献２、３の技術を用いて、走行用エンジンからコンプレッサへの動力伝達をトルクリミッタが遮断しているか否かを判定するには、一般的に車両に搭載されていないコンプレッサ回転センサが必要になる。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、コンプレッサ回転センサを用いることなく、走行用エンジンからコンプレッサへの動力伝達をトルクリミッタが遮断しているか否かを判定できる冷凍サイクル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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明では、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記コンプレッサに指令する冷媒流量変化指令手段（Ｓ２４０）と、
前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記コンプレッサに指令したとき、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定圧力未満であるか否かを判定することにより、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かを判定する第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）と、を備えることを第１の特徴とする。
【００１０】
これにより、コンプレッサ回転センサを用いることなく、エンジンからコンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かを判定することができる。
【００１１】
本発明では、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力を検出する圧力検出手段（１８）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記圧力検出手段の検出圧力に基づいて、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定圧力未満であるか否かを判定することを第２の特徴とする。
【００１２】
これにより、コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定圧力未満であるか否かについて正確に判定できるので、コンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて正確に判定できる。
【００１３】
本発明では、前記コンプレッサは、前記冷媒吐出容量を変化可能に構成され、かつ前記冷媒吐出容量が変化することにより、前記冷媒吐出流量が変化する可変容量型コンプレッサ（２）であることを第３の特徴とする。
【００１４】
本発明では、前記蒸発器内の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段（１３）と、
前記蒸発器温度検出手段の検出温度が目標温度に近づくように前記可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量を制御する容量制御手段（Ｓ１００、Ｓ１１０）と、
前記可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量が所定容量以上になるように前記容量制御手段が一定期間に亘って前記可変容量型コンプレッサ（２）に制御した後に、前記圧力検出手段の検出圧力が所定値未満であるか否かを判定することにより、前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かを判定する第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）と、
前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されていると前記第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）が判定したときに限り、前記第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）が前記エンジンから前記コンプレッサへの動力の伝達が前記トルクリミッタにより遮断されているか否かについて判定することを第４の特徴とする。
【００１５】
以上により、第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）の判定後に、第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）の判定を行う。このため、エンジンからコンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて精度良く判定することができる。
【００１６】
また、上述の第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）の判定を行うには、この判定に先立って、冷媒流量変化指令手段（Ｓ２４０）によりコンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるようにコンプレッサに指令することが必要になる。
【００１７】
したがって、第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）の判定を実施する際には、蒸発器温度検出手段の検出温度が目標温度に近づくように可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量を制御することができなくなり、蒸発器温度検出手段の検出温度が目標温度から離れてしまうことになる。
【００１８】
そこで、本発明では、エンジンからコンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されていると第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）が判定したときに限り、第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）の判定を実行することを第４の特徴とする。
【００１９】
このため、第２のリミッタ判定手段（Ｓ２３０）の判定に関係なく、第１のリミッタ判定手段（Ｓ２５０）の判定を実行する場合に比べて、上述の冷媒流量変化指令手段（Ｓ２４０）の制御を実行する機会を減らすことができるので、蒸発器温度検出手段の検出温度が目標温度に近づくように可変容量型コンプレッサ（２）の冷媒吐出容量を制御することを出来るだけ維持できるようになる。
【００２０】
本発明では、前記蒸発器内の冷媒温度を検出する蒸発器温度検出手段（１３）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記蒸発器温度検出手段の検出温度の偏差が所定温度未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを第５の特徴とする。
【００２１】
これにより、コンプレッサ回転センサを用いることなく、コンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて判定できる。
【００２２】
本発明では、前記コンプレッサを駆動するために必要な駆動トルクを推定するトルク推定手段（１４）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記トルク推定手段の推定値の偏差が所定値未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを第６の特徴とする。
【００２３】
これにより、コンプレッサ回転センサを用いることなく、コンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて判定できる。
【００２４】
本発明では、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を検出する流量センサ（２ａ）を備え、
前記第１のリミッタ判定手段は、前記コンプレッサの冷媒吐出流量を変化させるように前記冷媒流量変化指令手段が前記コンプレッサに指令したとき、前記流量センサの検出流量値が所定値未満であるか否かについて判定することにより、前記コンプレッサの吐出冷媒圧力の偏差が所定値未満であるか否かを判定することを第７の特徴とする。
【００２５】
これにより、コンプレッサ回転センサを用いることなく、コンプレッサへの動力の伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて判定できる。
【００２６】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。本実施形態では、冷凍サイクル装置を車両用空調装置１に適用している。図１は車両用空調装置１の全体構成図である。
【００２８】
車両用空調装置１は、可変容量型コンプレッサ（図１中圧縮機と記す）２、凝縮器３、気液分離器４、膨張弁５、および蒸発器６を備えている。
【００２９】
可変容量型コンプレッサ２は、当該車両のエンジンルーム内に配置され、プーリー９およびベルト１０を介して車両走行用エンジン１１から伝わる動力によって、冷媒を吸入し、圧縮し、吐出する周知の可変容量型コンプレッサである。可変容量型コンプレッサ２は、後述する電子制御装置１４からの指令信号のデューテイ比に基づいて冷媒吐出容量を略０〜１００％の範囲で変化させる電磁式の制御弁１５を備える。
【００３０】
指令信号は、電圧が印加される電圧印加時間Ｔｏｎと、電圧の印加が停止される電圧印加停止時間Ｔｏｆｆとが時間軸上で交互に配置され、かつ一定の周波数を有する信号である。デューテイ比は、一定の周波数を有する指令信号において、単位時間（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）のうち電圧印加時間Ｔｏｎの比率｛＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）｝を示している。このため、電磁式の制御弁１５は、デューテイ比に対応した指令値に実際の冷媒吐出容量を近づけるように作動することになる。
【００３１】
プーリー９は、走行用エンジン１１からのトルクが所定値に到達したとき、走行用エンジン１１から可変容量型コンプレッサ２への動力伝達を遮断するトルクリミッタを構成しており、トルクリミッタは、上述の特許文献１等に記載されて周知であるため、具体的な構成の説明を省略する。
【００３２】
凝縮器３は、エンジンルーム内に配置され、可変容量型コンプレッサ２から吐出された冷媒と送風ファン（図示せず）により送風された外気とを熱交換させて、冷媒を冷却する冷却器である。気液分離器４は、凝縮器３で冷却された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するものである。
【００３３】
膨張弁５は、気液分離器４で分離された液相冷媒を減圧膨張させるとともに、膨張弁５出口側から流出する冷媒の流量を調整する減圧器である。
【００３４】
具体的には、膨張弁５は、可変容量型コンプレッサ２と蒸発器６との間の冷媒温度を検出する感温筒５ａを有しており、可変容量型コンプレッサ２に吸入される冷媒の温度と圧力とに基づいて、可変容量型コンプレッサ２の吸入側冷媒の過熱度を検出し、この過熱度が予め設定された所定値となるように弁開度を調整する。
【００３５】
蒸発器６は、室内空調ユニットの空調ケース７内に配置されており、蒸発器６は、膨張弁５で減圧膨張された冷媒と送風ファン１２からの送風空気との間で熱交換して送風ファン１２からの送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
【００３６】
空調ケース７には、内気導入口７ａと、外気導入口７ｂと、内気導入口７ａと外気導入口７ｂとのうち一方を閉鎖する内外気切替ドア７ｃとが設けられ、内気導入口７ａから導入される内気と、外気導入口７ｂから導入される外気とのうち少なくとも一方の空気が送風ファン１２により蒸発器６に向けて送り出される。
【００３７】
この送り出された空気は蒸発器６を通過して、この通過空気の一部はヒータユニット７ｄに流入する。蒸発器６の通過空気の残りはバイパス通路７ｅに流入する。バイパス通路７ｅを通過した空気とヒータユニット７ｄを通過した空気とは混合されて吹出口から車室内に吹き出される。
【００３８】
ヒータユニット７ｄの空気上流側にはエアミックスドア７ｆが設けられ、エアミックスドア７ｆは、蒸発器６からヒータユニット７ｄに流れる空気量と蒸発器６からバイパス通路７ｅに流れる空気量との比率を調整して吹出口から車室内に吹き出す空気温度を調整する。ドア７ｃ、７ｆはそれぞれサーボモータ（図示省略）により駆動される。
【００３９】
次に、本実施形態の車両用空調装置１の電気的構成について説明する。
【００４０】
電子制御装置１４は、複数のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー等を含む周知のマイクロコンピュータ等から構成されている。なお、マイクロコンピュータが複数のＣＰＵを備える理由は、後述するようにコンピュータプログラムを並列的に実行させるためである。
【００４１】
電子制御装置１４は、蒸発器温度センサ１３、高圧センサ１８、流量センサ２ａ、空調用センサ群１６、および空調操作パネル１７の操作スイッチ群の各出力信号に基づいて、ＲＯＭに予め記憶されたコンピュータプログラムを実行して、送風ファン１２の電動モータ、電磁式の制御弁１５、およびドア７ａ、７ｆのサーボモータを制御する。
【００４２】
蒸発器温度センサ１３は、空調ケース７内のうち蒸発器６の空気吹出直後の部位に設けられている。蒸発器温度センサ１３は、蒸発器１３内の冷媒温度を検出するために、蒸発器６を通過した直後の吹出空気温度（以下、蒸発器温度Ｔｅという）を検出する。
【００４３】
高圧センサ１８は、可変容量型コンプレッサ２の冷媒下流側で、かつ膨張弁５の冷媒上流側である高圧回路部に設けられている。高圧センサ１８は、高圧回路部の冷媒の高圧側圧力（以下、吐出冷媒圧力Ｐｈという）を検出する。本実施形態の高圧センサ１８は、凝縮器３の冷媒出口側に配置されている。流量センサ２ａは、可変容量型コンプレッサ２の冷媒吐出口側に設けられ、吐出冷媒流量を検出する。
【００４４】
空調用センサ群１６は、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ、内気温Ｔｒを検出する内気センサ、および車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサから構成されている。
【００４５】
空調操作パネル１７の空調操作スイッチ群は、可変容量型コンプレッサ２の作動指令信号を出すＡ／Ｃスイッチ１７ａ、吹出モードを設定する吹出モードスイッチ１７ｂ、および車室内温度を設定する温度設定スイッチ１７ｃから構成されている。空調操作パネル１７には、発光ダイオード等から構成される警告ランプ１７ｄが設けられている。
【００４６】
次に、本実施形態の電子制御装置１４の具体的な制御処理について説明する。
【００４７】
電子制御装置１４は、冷媒吐出容量制御処理とトルクリミッタ作動判定処理とを並列に実行する。冷媒吐出容量制御処理とトルクリミッタ作動判定処理とは、メモリ中のＡ／Ｃスイッチフラグがセット状態であるとき、それぞれ、繰り返し実施される。Ａ／Ｃスイッチフラグは、Ａ／Ｃスイッチ１７ａがオンされると、セット状態になる。
【００４８】
以下、冷媒吐出容量制御処理とトルクリミッタ作動判定処理とを別々に説明する。
【００４９】
（冷媒吐出容量制御処理）
電子制御装置１４は、図２のフローチャートにしたがって、冷媒吐出容量制御処理用のコンピュータプログラムを実行する。
【００５０】
まず、ステップ１００において、蒸発器温度Ｔｅと目標温度ＴＥＯとの間の温度差ΔＴｅ（＝Ｔｅ−ＴＥＯ）を求める。次のステップ１１０で、温度差ΔＴｅ（＝Ｔｅ−ＴＥＯ）を零に近づけるように冷媒吐出容量の指令値、すなわち、指令信号のデューテイ比を決定し、この決定されたデューテイ比の指令信号を可変容量型コンプレッサ２の電磁式の制御弁１５に出力する。
【００５１】
すると、電磁式の制御弁１５は、温度差ΔＴｅ（＝Ｔｅ−ＴＥＯ）を零に近づけるように冷媒吐出容量を増加、或いは減少させる。このように温度差ΔＴｅを零に近づけるように指令信号のデューテイ比を決定するとともに、このデューテイ比に対応した指令値に実際の冷媒吐出容量を近づけるように可変容量型コンプレッサ２に指令する処理を繰り返すことになる。
【００５２】
ここで、可変容量型コンプレッサ２では、冷媒吐出容量の増加に伴って冷媒吐出流量が多くなり、冷媒吐出容量の減少に伴って冷媒吐出流量が少なくなる。この冷媒吐出流量はデューテイ比（すなわち、冷媒吐出容量の指令値）に基づいて制御される。そして、可変容量型コンプレッサ２から吐出された冷媒は、凝縮器３→気液分離器４→膨張弁５→蒸発器６→可変容量型コンプレッサ２の順に流れて循環し、蒸発器温度Ｔｅが目標温度ＴＥＯに近づくようになる。
（トルクリミッタ作動判定処理）
トルクリミッタ作動判定処理について説明する。
【００５３】
図３はトルクリミッタ作動判定処理を示すフローチャートであり、図５（ａ）は蒸発器温度Ｔｅのタイミングチャートであり、図５（ｂ）は出力デューテイ比のタイミングチャート、図５（ｃ）は吐出冷媒圧力Ｐｈのタイミングチャートである。
【００５４】
第１段階で、可変容量型コンプレッサ２に出力した指令信号のデューテイ比（以下、出力デューティ比という）が９０％以上である状態がＸ分以上継続したときの吐出冷媒圧力Ｐｈに基づいてトルクリミッタの状態を判定し、第２段階で、冷媒吐出容量を変化させるように可変容量型コンプレッサ２に指令したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの偏差に基づいてトルクリミッタの状態を判定する。
【００５５】
以下、トルクリミッタ作動判定処理の詳細について説明する。
【００５６】
電子制御装置１４は、図３のフローチャートにしたがって、トルクリミッタ作動判定処理用のコンピュータプログラムを実行する。
【００５７】
まず、図３のステップ２００において、現時刻で出力している出力デューテイ比が９０％以上であるか否かを判定する。出力デューテイ比の９０％は、冷媒吐出容量の指令値の９０％に対応している。
【００５８】
ステップ２００において、出力デューテイ比が９０％未満であるときには、ＮＯと判定して、ステップ２００の判定処理に戻る。出力デューテイ比が９０％以上であるときには、ステップ２００においてＹＥＳと判定して、ステップ２１０においてタイマーのカウントを開始する。
【００５９】
次に、ステップ２２０において、タイマーがＸ分以上カウントしたか否かを判定する。タイマーのカウント時間がＸ分未満であるとき、ＮＯと判定してステップ２２０の判定処理に戻る。その後、タイマーのカウント時間がＸ分を超えるまで、ステップ２２０の判定処理を繰り返す。
【００６０】
その後、タイマーのカウント時間がＸ分以上となると、ステップ２２０でＹＥＳと判定する。このことにより、可変容量型コンプレッサ２に対してその冷媒吐出容量が９０％以上になるように指令することをＸ分以上に亘って継続したことになる。
【００６１】
次に、ステップ２３０において、吐出冷媒圧力Ｐｈが閾値ＰｈＡ以下であるか否かを判定する。閾値ＰｈＡは、外気温の急激な変化等で誤判定が生じるのを避けるために、冷媒飽和圧力ＰＹ（図４参照）に補正値ΔＰｂを加算した値である。
【００６２】
例えば、トルクリミッタが走行用エンジン１１から可変容量型コンプレッサ２への動力伝達を維持している状態（以下、非作動状態という）である場合において、夏期で蒸発器６の熱負荷が大きいときには、蒸発器温度Ｔｅが上昇して目標温度ＴＥＯから乖離する可能性がある。
【００６３】
この場合、上述の冷媒吐出容量制御処理の実行にしたがって、出力デューテイ比が９０％以上になる状態がＸ分以上継続すれば、可変容量型コンプレッサ２の冷媒吐出容量が９０％以上の状態がＸ分以上継続することになる。このため、吐出冷媒圧力Ｐｈが閾値ＰｈＡ以上になり、ステップ２３０においてＮＯと判定して、ステップ２００に戻る。
【００６４】
また、トルクリミッタが走行用エンジン１１から可変容量型コンプレッサ２への動力伝達を遮断している状態（以下、作動状態という）になると（図５中時刻ｔ０）、蒸発器温度Ｔｅが上昇して目標温度ＴＥＯから乖離する｛図５（ａ）（時刻ｔ０−時刻ｔ２）｝。
【００６５】
この場合、上述の冷媒吐出容量制御処理の実行にしたがって、出力デューテイ比が９０％を超えて最終的には１００％になる（図５（ｂ）（時刻ｔ１−時刻ｔ２）参照）。しかし、出力デューテイ比が９０％以上になる状態がＸ分以上継続しても、可変容量型コンプレッサ２は、冷媒圧縮を行わない。このため、吐出冷媒圧力Ｐｈが閾値ＰｈＡ以下になり、ステップ２３０でＹＥＳと判定する。
【００６６】
さらに、トルクリミッタが非作動状態であっても、当該冷凍サイクル装置１内に封入された冷媒充填量が規定量よりも不足している場合には、可変容量型コンプレッサ２が、冷媒圧縮を行っても、蒸発器温度Ｔｅが上昇して目標温度ＴＥＯから乖離する可能性がある。
【００６７】
この場合、上述の冷媒吐出容量制御処理の実行にしたがって、出力デューテイ比が９０％以上になる状態がＸ分以上継続した場合でも、吐出冷媒圧力Ｐｈが閾値ＰｈＡ以下になり、ステップ２３０でＹＥＳと判定する。
【００６８】
このように、冷媒充填量が規定量よりも不足している場合にはトルクリミッタが非作動状態であっても、ステップ２３０でＹＥＳと判定してしまうため、誤判定となる。すなわち、冷媒充填量が規定量よりも不足している場合には、冷媒吐出容量制御処理を実行している限り、トルクリミッタが作動状態か否かを正確に判定できない。
【００６９】
そこで、トルクリミッタが作動状態であるか否かを精度良く判定するために、次の如く、ステップ２４０以降の処理を実施する。
【００７０】
すなわち、ステップ２４０では、可変容量型コンプレッサ２の冷媒吐出流量を変化させるために、冷媒吐出容量を０％、１００％のうち一方から他方に切り替えるように指令する。
【００７１】
具体的には、電磁式の制御弁１５に対してデューテイ比が０％である指令信号を１０秒継続して出力する低容量指令ＴＬと、電磁式の制御弁１５に対してデューテイ比が１００％である指令信号を２０秒継続して出力する高容量指令ＴＨとを交互に切り替えて出力する。
【００７２】
すなわち、低容量指令ＴＬおよび高容量指令ＴＨが、低容量指令ＴＬ（ｎ）→高容量指令ＴＨ（ｎ）→低容量指令ＴＬ（ｎ＋１）→高容量指令ＴＨ（ｎ＋１）→低容量指令ＴＬ（ｎ＋２）→高容量指令ＴＨ（ｎ＋２）…の順で切り替えて出力することになる。なおｎは回数を示す。
【００７３】
低容量指令ＴＬでは、冷媒吐出容量が０％（指令値）になるように可変容量型コンプレッサ２に指令し、高容量指令ＴＨでは、冷媒吐出容量が１００％（指令値）になるように可変容量型コンプレッサ２に指令する。
【００７４】
次のステップ２４１では、冷媒吐出容量が０％になるように可変容量型コンプレッサ２に指令したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの最小値Ｐ１を求める。さらに、冷媒吐出容量が１００％になるように可変容量型コンプレッサ２に指令したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの最大値Ｐ２を求める。
【００７５】
具体的には、低容量指令ＴＬ（ｎ）、ＴＬ（ｎ＋１）、（ｎ＋２）のうち低容量指令ＴＬ（ｎ）を代表とし、この低容量指令ＴＬ（ｎ）を出力したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの最小値Ｐ１を求める。さらに、高容量指令ＴＨ（ｎ）、ＴＨ（ｎ＋１）、（ｎ＋２）のうち高容量指令ＴＨ（ｎ）を代表とし、この高容量指令ＴＨ（ｎ）を出力したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの最大値Ｐ２を求める。
【００７６】
次のステップ２４２では、冷媒吐出容量を０％から１００％に変化させるよう可変容量型コンプレッサ２に指令したときの吐出冷媒圧力Ｐｈの偏差ΔＰを求める。具体的には、最大値Ｐ２と最小値Ｐ１との差圧ΔＰ（＝Ｐ２−Ｐ１）を偏差ΔＰとして求める。
【００７７】
次に、ステップ２５０においては、偏差ΔＰが閾値Ｂ（図６参照）未満であるか否かを判定する。
【００７８】
トルクリミッタが作動状態であるときには可変容量型コンプレッサ２が冷媒の圧縮作動を行わない。したがって、吐出冷媒圧力Ｐｈは、図５（ｃ）中（時刻ｔ２以降）のグラフａに示すように、飽和圧に近づいて一定値に収束する。このため、吐出冷媒圧力Ｐｈの偏差ΔＰは閾値Ｂ未満となり、ステップ２５０でＹＥＳと判定する。
【００７９】
この場合、ステップ２６０において、警告灯１７ｄを点滅する。これに加えて、外気だけを車室内に導入する外気モードに設定する。外気モードは、内外気切替ドア７ｃにより内気導入口７ａを全閉し、かつ外気導入口７ｂを全開して空調ケース７（すなわち、車室内）に外気だけを導入するモードである。Ａ／Ｃスイッチフラグをリセットする。このリセットに伴って、冷媒吐出容量制御処理の実行を禁止する。
【００８０】
また、上述のステップ２５０において、トルクリミッタが非作動状態であるにも関わらず、冷媒が規定充填量よりも不足している場合には、吐出冷媒圧力Ｐｈは図５（ｃ）中の時刻ｔ２以降のグラフｂに示すように、変動する。このため、偏差ΔＰが閾値Ｂ以上となり、ＮＯと判定する。
【００８１】
本実施形態では、ステップ２５０の判定で用いられる閾値Ｂは、図６（閾値Ｂと外気温との関係を示す特性図）に示すように、外気温が高い場合ほど高くなるように設定されている。
【００８２】
以上説明したように本実施形態によれば、電子制御装置１４が冷媒吐出容量を０％→１００％→０％…の順に切り替えるように可変容量型コンプレッサ２に指令したときに、吐出冷媒圧力の偏差ΔＰが所定圧力Ｂ未満であるか否かを判定することにより、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定する。これにより、コンプレッサ回転センサを用いることなく、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定できる。
【００８３】
本実施形態において、高圧センサ１８が、上述の如く、エンジンルーム内に配置されているため、高圧センサ１８により検出される吐出冷媒圧力Ｐｈが外気温の影響を受ける。ここで、冷媒の飽和圧ＰＹは、図４に示すように、外気温が高い場合ほど高くなる。
【００８４】
そこで、上述のステップ２３０（吐出冷媒圧力判定処理）の判定で用いる閾値ＰｈＡは、外気温が高い場合ほど高くなるように設定されている。これにより、ステップ２３０において吐出冷媒圧力Ｐｈが閾値ＰｈＡ以下であるか否かの判定を、外気温変化を加味して、行うことができる。
【００８５】
さらに、本実施形態では、上述の如く、ステップ２５０において圧力偏差の判定で用いられる閾値Ｂは、図６に示すように、外気温が高い場合ほど高くなるように設定されている。これにより、ステップ２５０において偏差ΔＰが閾値Ｂ未満であるか否かの判定を、外気温変化を加味して、行うことができる。
【００８６】
本実施形態では、ステップ２３０によりトルクリミッタの状態を判定した後に、ステップ２５０によりトルクリミッタの状態を判定する。したがって、走行用エンジン１１から可変容量型コンプレッサ２への動力伝達がトルクリミッタにより遮断されているか否かについて精度良く判定することができる。
【００８７】
本実施形態のステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令処理では、冷媒吐出容量を０％→１００％→０％の如く変更する。このため、ステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令処理を実行する際には、ステップ１００、１１０の冷媒吐出容量制御処理を実行することができなくなる。
【００８８】
ここで、電子制御装置１４は、吐出冷媒圧力Ｐｈに基づいてトルクリミッタが作動状態であるとして、ステップ２３０でＹＥＳと判定したときに限り、ステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令を実施する。このため、吐出冷媒圧力Ｐｈに基づいてトルクリミッタが非作動状態であると判定したときには、ステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令処理を行わないことになる。
【００８９】
したがって、ステップ２３０の判定に関係なく、ステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令を実施する場合に比べて、ステップ２４０の冷媒吐出容量変化指令処理を実行する機会を減らすることができるので、ステップ１００、１１０の冷媒吐出容量制御処理の実行を出来るだけ維持できる。これにより、車室内の空調状態を出来る限り良好に維持できる。
【００９０】
本実施形態では、電子制御装置１４は、トルクリミッタが作動状態であると判定したときには、警告灯１７ｄを点滅するので、トルクリミッタが作動状態である旨を乗員に警告することができる。
【００９１】
一般的に、停車時にて可変容量型コンプレッサ２を駆動する際には、アイドリング回転数を上げて走行用エンジンから可変容量型コンプレッサ２への動力を確保していた。例えば、トルクリミッタが作動状態に関わらず、アイドリング回転数を上げると、走行用エンジン１１が無駄に燃料を消費することになる。
【００９２】
これに対して、トルクリミッタが作動状態であると判定したときには、走行用エンジンから可変容量型コンプレッサ２への動力を確保するためにアイドリング回転数を上げることを禁止すれば、走行用エンジン１１が無駄に燃料を消費することを防止できる。
【００９３】
本実施形態では、吐出冷媒圧力の偏差ΔＰに基づいてトルクリミッタが作動状態であると判定したときには、外気モードに設定する。これにより、可変容量型コンプレッサ２の作動停止に伴って窓ガラスに曇りが生じることを防止できるので、運転者の窓ガラスを介する良好な視界を確保することができる。
（他の実施形態）
上述の実施形態では、高圧センサ１８の検出圧力Ｐｈを用いて、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定した例について説明したが、これに限らず、次の（１）、（２）、（３）のようにしてもよい。
【００９４】
（１）電子制御装置１４が蒸発器温度センサ１３の検出温度Ｔｅを用いてトルクリミッタが作動状態であるか否かを判定してもよい。
【００９５】
具体的には、低容量指令ＴＬを出力したときの検出温度Ｔｅの最小値Ｐ１を求めるとともに、高容量指令ＴＨを出力したときの検出温度Ｔｅの最大値Ｐ２を求める。最大値Ｐ２に対する最小値Ｐ１の温度差を偏差ΔＴとして算出し、偏差ΔＴが所定温度未満であるか否かを判定することにより、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定する。
【００９６】
（２）可変容量型コンプレッサ２の吐出側に流量センサを設け、電子制御装置１４がこの流量センサの検出流量を用いて、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定してもよい。
【００９７】
具体的には、低容量指令ＴＬを出力したときの検出流量の最小値Ｐ１を求めるとともに、高容量指令ＴＨを出力したときの検出流量の最大値Ｐ２を求める。最大値Ｐ２に対する最小値Ｐ１の流量を偏差ΔＲｅとして算出し、偏差ΔＲｅが所定流量未満であるか否かを判定することにより、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定する。
【００９８】
（３）電子制御装置１４が可変容量型コンプレッサ２を駆動するために必要な駆動トルクを推定し、この推定駆動トルクを用いてトルクリミッタが作動状態であるか否かを判定してもよい。
【００９９】
具体的には、低容量指令ＴＬを出力したときの推定駆動トルクの最小値Ｐ１を求めるとともに、高容量指令ＴＨを出力したときの推定駆動トルクの最大値Ｐ２を求める。最大値Ｐ２に対する最小値Ｐ１の差を偏差ΔＫとして算出し、偏差ΔＫが所定値未満であるか否かを判定することにより、トルクリミッタが作動状態であるか否かを判定する。
【０１００】
ここで、推定駆動トルクは、一般的に数式１に基づいて求めることができる。
【０１０１】
Ｔ＝Ｋ・Ｐｓ｛（Ｐｈ／Ｐｓ）m−１｝・Ｖｃ…数式１
ここで、Ｐｈ高圧センサ１８の検出圧力であり、Ｐｓは可変容量型コンプレッサ２の冷媒吸入圧力であり、この冷媒吸入圧力Ｐｓは、蒸発器温度センサ１３の検出温度Ｔｅから推定される。なお、Ｋ及びｍはそれぞれ定数である。
【０１０２】
Ｖｃは圧縮機２０の圧縮冷媒の吐出容積であり、吐出容積Ｖｃは、冷媒流量Ｇｒとの関係において次の数式２を満たす。
【０１０３】
Ｖｃ＝Ｇｒ／（Ｎｃ・Ｆ）…数式２
Ｇｒは冷凍サイクルＲｃの冷媒流量であり、可変容量型コンプレッサ２の吐出側に流量センサを設ければ、冷媒流量を求めることができる。Ｎｃは、圧縮機２０の回転速度であり、回転速度Ｎｃは、エンジン回転数センサの検出回転数にプーリー比を掛けて求めることができる。
【０１０４】
以上により、コンプレッサ回転センサを用いることなく、推定駆動トルクを用いてトルクリミッタが作動状態であるか否かを判定できる。
【０１０５】
なお、推定駆動トルクを求めるに際しては、コンプレッサ回転センサを用いなければ、どのように求めてもよい。
【０１０６】
上述の実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置を車両用空調装置１に適用した例について説明したが、これに限らず、本発明の冷凍サイクル装置をエンジン駆動式の設置型空調装置に適用してもよい。
【０１０７】
上述の実施形態では、プーリー９がトルクリミッタを構成した例について説明したが、これに限らず、トルクリミッタとしては、走行用エンジン１１からのトルクが所定値に到達したとき、走行用エンジン１１から可変容量型コンプレッサ２への動力伝達を遮断する構造であれば、どのような構造でもよく、プーリー９と無関係に構成してもよい。
【０１０８】
上述の実施形態では、低容量指令ＴＬ（ｎ）、ＴＬ（ｎ＋１）、ＴＬ（ｎ＋２）のうち代表の低容量指令ＴＬとして低容量指令ＴＬ（ｎ）を設定し、この低容量指令ＴＬ（ｎ）の吐出冷媒圧力Ｐｈの最小値Ｐ１を求め、高容量指令ＴＨ（ｎ）、ＴＨ（ｎ＋１）、ＴＨ（ｎ＋１）のうち代表の高容量指令ＴＨとして高容量指令ＴＨ（ｎ）を設定し、この高容量指令ＴＨ（ｎ）の吐出冷媒圧力Ｐｈの最大値Ｐ２を求めた例について説明したが、これに限らず、次のようにしてもよい。
【０１０９】
すなわち、低容量指令ＴＬ（ｎ）、ＴＬ（ｎ＋１）、ＴＬ（ｎ＋２）のうち代表の低容量指令ＴＬとして低容量指令ＴＬ（ｎ）以外の低容量指令を設定し、この低容量指令の吐出冷媒圧力Ｐｈの最小値Ｐ１を求め、また高容量指令ＴＨ（ｎ）、ＴＨ（ｎ＋１）、ＴＨ（ｎ＋１）のうち代表の高容量指令ＴＨとして高容量指令ＴＨ（ｎ）以外の高容量指令を設定し、この高容量指令の吐出冷媒圧力Ｐｈの最大値Ｐ２を求める。
【０１１０】
また、次のようにＰ１、Ｐ２を求めてもよい。すなわち、低容量指令ＴＬ（ｎ）、ＴＬ（ｎ＋１）、ＴＬ（ｎ＋２）のそれぞれにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｈの最小値を求め、低容量指令毎の各最小値の平均値をＰ１とする。高容量指令ＴＨ（ｎ）、ＴＨ（ｎ＋１）、ＴＨ（ｎ＋１）のそれぞれにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｈの最大値を求め、低容量指令毎の各最大値の平均値をＰ２とする。
【０１１１】
上述の実施形態では、低容量指令ＴＬでは、冷媒吐出容量の指令値（第２の冷媒吐出容量）を０％とし、高容量指令ＴＨでは、冷媒吐出容量の指令値（第１の冷媒吐出容量）を１００％とした例について説明したが、これに限らず、低容量指令ＴＬでは、冷媒吐出容量の指令値を５０％とし、高容量指令ＴＨでは、冷媒吐出容量の指令値を１００％としてもよい。
【０１１２】
上述の実施形態では、コンプレッサとして可変容量型コンプレッサ２を用いた例について説明したが、これに限らず、冷媒吐出容量が一定になる固定容量型コンプレッサを用いても良い。また、これに限らず、電動モータにより駆動され冷媒圧縮を行うもので、電動モータの回転数により冷媒吐出流量が変化する電動コンプレッサを用いてもよい。
【０１１３】
上述の実施形態では、可変容量型コンプレッサ２に対して冷媒吐出容量を制御するために指令信号のデューテイ比を用いた例について説明したが、これに限らず、指令信号の電流値を用いても良い、具体的には、可変容量型コンプレッサ２の電磁式の制御弁１５に流す指令電流を線形的に変化させると、電磁式の制御弁１５が指令電流の電流値の変化に対応して冷媒吐出流量を変化させる。
【０１１４】
上述の実施形態では、吐出冷媒圧力Ｐｈに基づいて、トルクリミッタが作動状態であるとしたときに限り、吐出冷媒圧力の偏差ΔＰに基づいてトルクリミッタが作動状態であるか否かを判定した例について説明したが、これに限らず、吐出冷媒圧力Ｐｈに基づいた判定に無関係に、吐出冷媒圧力の偏差ΔＰに基づいてトルクリミッタが作動状態であるか否かを判定してもよい。
【０１１５】
以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、ステップ２４０の処理が冷媒流量変化指令手段に相当し、ステップ２５０の処理が第１のリミッタ判定手段に相当し、高圧センサ１８が圧力検出手段に相当し、閾値ＰｈＡが所定圧力に相当し、閾値Ｂが請求項８に記載の所定値に相当し、ステップ２４１、２４２の処理が算出手段に相当し、蒸発器温度センサ１３が蒸発器温度検出手段に相当し、ステップ１００、１１０の各処理が容量制御手段を構成し、ステップ２３０が第２のリミッタ判定手段に相当し、警告ランプ１７ｄが警告手段に相当し、ステップ２６０の処理が警告制御手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の冷凍サイクル装置の一実施形態の全体構成図である。
【図２】図１の電子制御装置の制御処理の一部を示すフローチャートである。
【図３】図１の電子制御装置の制御処理の残りを示すフローチャートである。
【図４】図３の制御処理に用いられる制御マップを示すグラフである。
【図５】図１の冷凍サイクル装置の作動状態を説明するための、蒸発器温度、出力デューテイ比、吐出冷媒温度の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】図３の制御処理に用いられる制御マップを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１７】
１…車両用空調装置、２…可変容量型コンプレッサ、２ａ…流量センサ、
３…凝縮器、４…気液分離器、５…膨張弁、６…蒸発器、７…空調ケース、
７ａ…内気導入口、７ｂ…外気導入口、９…プーリー、１０…ベルト、
１２…送風ファン、１３…蒸発器温度センサ、１４…電子制御装置、
１５…電磁弁、１７ａ…Ａ／Ｃスイッチ、１８…高圧センサ。
【図１】
0004438856.tif 000002
【図２】
0004438856.tif 000003
【図３】
0004438856.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004438856.tif 000006
【図６】
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