(57)【要約】【課題】可変容量コンプレッサの故障を診断する。【解決手段】空調制御装置３０は、ベルトＶの異常スベリが発生したと判定したときに、可変容量コンプレッサ１１の電磁式容量制御弁１１ｂを制御して可変容量コンプレッサ１１の吐出容量を下げて５０％としても、スベリ率Ｓ≧８０％を維持すると、可変容量コンプレッサ１１がロック状態であると推定する。これに伴い、警報装置３９の発光ダイオードを点灯して、可変容量コンプレッサ１１がロック状態である旨を乗員に知らせることができる。【選択図】図１
2007211645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト（Ｖ）を介してエンジンにより駆動され圧縮し、吐出容量を可変可能である可変容量コンプレッサ（１１）の故障を診断する可変容量コンプレッサの故障診断装置であって、
前記ベルトに異常なスベリが発生しているか否かを判定する異常スベリ判定手段（１３０、１４０）と、
前記ベルトに異常なスベリが発生していると前記異常スベリ判定手段が判定したとき、前記吐出容量を下げるように前記可変容量コンプレッサを制御する容量制御手段（１５０）と、
前記容量制御手段が前記可変容量コンプレッサの吐出容量を下げた状態で、前記ベルトのスベリ率が一定レベル以上であるか否かを判定することにより、前記可変容量コンプレッサがロック状態であるか否かを判定するロック状態判定手段（１６０）と、
を備えたことを特徴とする可変容量コンプレッサの故障診断装置。
【請求項２】
前記可変容量コンプレッサがロック状態であると前記ロック状態判定手段が判定したとき、前記可変容量コンプレッサがロック状態である旨を使用者に知らせる第１の通知手段（３９、１７０）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量コンプレッサの故障診断装置。
【請求項３】
前記ロック状態判定手段は、前記ベルトのスベリ率が一定レベル未満であるとき、前記ベルトの緩み、或いは前記ベルトの損傷が生じていると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量コンプレッサの故障診断装置。
【請求項４】
前記ロック状態判定手段が前記ベルトの緩み、或いは前記ベルトの損傷が生じていると判定したとき、前記ベルトの緩み、或いは前記ベルトの損傷が生じている旨を使用者に知らせる第２の通知手段（３９、１８０）を備えていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量コンプレッサの故障診断装置。
【請求項５】
前記異常スベリ判定手段は、前記ベルトのスベリ率が一定以上である状態が所定時間以上継続したとき、前記ベルトに異常なスベリが発生していると判定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の可変容量コンプレッサの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量コンプレッサの故障を診断する可変容量コンプレッサの故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行用エンジンによってベルトを介して駆動され、冷媒を圧縮する可変容量コンプレッサと、可変容量コンプレッサから吐出される高圧冷媒を冷却するコンデンサと、このコンデンサから排出される冷媒を減圧する膨張弁と、この膨張弁により減圧された冷媒を気化させて空気を冷却するエバポレータとを備える車両用冷凍サイクル装置がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述の車両用冷凍サイクル装置では、可変容量コンプレッサがロック状態になると、ベルトが破断するといった問題が生じる。
【０００４】
また、可変容量コンプレッサがロック状態になったときに限り、可変容量コンプレッサ側の駆動プーリの一部が破断することによりベルトの破断を避けるようにすることも考えられるが、可変容量コンプレッサの通常運転時には駆動プーリの一部が破断しないようにすることが必要であるため、駆動プーリの強度の設定が極めて難しい。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、可変容量コンプレッサがロック状態であることを診断する可変容量コンプレッサの故障診断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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、ベルト（Ｖ）を介してエンジンにより駆動され圧縮し、吐出容量を可変可能である可変容量コンプレッサ（１１）の故障を診断する可変容量コンプレッサの故障診断装置であって、ベルトに異常なスベリが発生しているか否かを判定する異常スベリ判定手段（１３０、１４０）と、ベルトに異常なスベリが発生していると異常スベリ判定手段が判定したとき、吐出容量を下げるように可変容量コンプレッサを制御する容量制御手段（１５０）と、容量制御手段が前記可変容量コンプレッサの吐出容量を下げた状態で、ベルトのスベリ率が一定レベル以上であるか否かを判定することにより、可変容量コンプレッサがロック状態であるか否かを判定するロック状態判定手段（１６０）と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
以上により、可変容量コンプレッサがロック状態であることを診断することができる。
【０００８】
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】
【０００９】
図１は本発明の可変容量コンプレッサの故障診断装置が適用された車両用空調装置の概要を示すもので、車両用空調装置は車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）内側部等に配設される室内空調ユニット１を備えている。この室内空調ユニット１はケース２を有し、このケース２内に車室内へ向かって空気が送風される空気通路２ａを構成する。このケース２内の空気通路２ａの最上流部に内気導入口３および外気導入口４を有する内外気切替箱５を配置している。この内外気切替箱５内に内外気切替ドア６を回転自在に配置している。この内外気切替ドア６はサーボモータ７によって駆動されるもので、内気導入口３および外気導入口４のうち一方を開放し他方の導入口を閉鎖する。
【００１０】
内外気切替箱５の下流側通路には車室内に向かって空気を送風する電動式の送風機８を配置している。この送風機８は、遠心式の送風ファン８ａをモータ８ｂにより駆動するようになっている。送風機８の下流側通路には送風空気を冷却する冷房用熱交換器をなすエバポレータ９を配置している。このエバポレータ９は、冷凍サイクル装置１０を構成する要素の一つである。エバポレータ９に流入した低圧の冷媒は送風機８によって送風された送風空気から吸熱して蒸発し、送風空気を冷却することができる。
【００１１】
ここで、冷凍サイクル装置１０は周知のものであり、エバポレータ９、可変容量コンプレッサ１１、コンデンサ１２、気液分離器（レシーバ）１３、膨張弁１４によって構成される。
【００１２】
可変容量コンプレッサ１１は、プーリ１１ａおよびベルトＶを介して車両エンジンＥの回転動力が伝達されて回転駆動されて、冷媒を吸入、圧縮および吐出するものである。可変容量コンプレッサ１１は、外部からの制御信号により吐出容量を連続的に可変制御できる周知のコンプレッサである。
【００１３】
コンデンサ１２は、可変容量コンプレッサ１１から吐出された高圧冷媒を冷却し、気液分離器１３は、コンデンサ１２により冷却された冷却のうち液相冷媒と気相冷媒とに分離し、膨張弁１４は、気液分離器１３により分離された気相冷媒を減圧する。
【００１４】
一方、室内空調ユニット１において、エバポレータ９の下流側通路にはケース２内を流れる空気を加熱するヒータコア１５を配置している。このヒータコア１５は車両エンジン冷却水を熱源として、エバポレータ９通過後の空気（冷風）を加熱する暖房用熱交換器である。ケース２内部においてヒータコア１５の側方部位にはバイパス通路１６が形成され、このバイパス通路１６をヒータコア１５のバイパス空気が流れる。
【００１５】
エバポレータ９とヒータコア１５との間にエアミックスドア１７を回転自在に配置してある。このエアミックスドア１７はサーボモータ１８により駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能になっている。
【００１６】
このエアミックスドア１７の開度によりヒータコア１５を通る空気量（温風量）と、バイパス通路１６を通過してヒータコア１５をバイパスする空気量（冷風量）との割合を調節し、これにより、車室内に吹き出す空気の温度を調整するようになっている。
【００１７】
ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスＷに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１９、乗員の顔部に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口２０、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口２１の計３種類の吹出口が設けられている。これら吹出口１９〜２１の上流部にはデフロスタドア２２、フェイスドア２３およびフットドア２４が回転自在に配置されている。これらのドア２２〜２４は、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータ２５によって開閉操作される。
【００１８】
空調制御装置３０は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、センサ群３１〜３７からセンサ検出信号が入力され、また、車室内前部の計器盤付近に配置されて可変容量コンプレッサ１１をオン／オフするＡＣスイッチ等を有する空調操作パネル３８から操作信号が入力される。
【００１９】
センサ群としては、外気温Ｔａｍを検出する外気センサ３１、内気温Ｔｒを検出する内気センサ３２、車室内に入射する日射量Ｔｓを検出する日射センサ３３、エバポレータ９の空気吹出部に配置されてエバポレータ吹出空気温度Ｔｅを検出するエバポレータ温度センサ３４、ヒータコア１５に流入するエンジン冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ３５、可変容量コンプレッサ回転数Ｎｃを検出する可変容量コンプレッサ回転センサ３６、走行用エンジンの回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ３７等が設けられる。
【００２０】
空調制御装置３０の出力側には、可変容量コンプレッサ１１の電磁式容量制御弁１１ｂ、各機器の電気駆動手段をなすサーボモータ７、１８、２５、送風機８のモータ８ｂ、およびコンデンサ冷却ファン１２ａのモータ１２ｂ、警報機３９が接続され、これらの機器の作動が空調制御装置３０の出力信号により制御される。警報機３９は、互いに異なる発光色の第１、第２の発光ダイオードを有しており、第１、第２の発光ダイオードは、車室内のインストルメントパネルに設けられているものであって、可変容量コンプレッサ１１のロック状態、或いはベルトＶの緩みあるいは損傷などの異常状態が生じたことを乗員（すなわち、使用者）に伝える。
【００２１】
次に、本実施形態の作動について説明する。空調制御装置３０は、空調操作パネル３８のＡＣスイッチがオンされた状態で、空調制御処理とコンプレッサ診断処理とを交互に実施する。空調制御処理は、車室内の空気温度を調整するために、センサ３１〜３５の検出信号に基づき、可変容量コンプレッサ１１の電磁式容量制御弁１１ｂ、および電動モータ７、１８、２５、８ｂ、１２ｂを制御する周知のものである。また、コンプレッサ診断処理は、回転センサ３６、３７の検出信号に基づき、可変容量コンプレッサ１１を診断するものである。以下、コンプレッサ診断処理について図２を参照して説明する。
【００２２】
空調制御装置３０は、図２のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。まず、回転センサ３６、３７の検出信号に基づいてベルトＶのスベリ率Ｓを算出する（ステップ１００）。スベリ率Ｓは、可変容量コンプレッサ回転数をＮｃ、走行用エンジンの回転数をＮｅとしたとき、Ｓ＝〈｛（Ｎｅ−Ｎｃ）／Ｎｅ｝×１００〉で示される数式から求められる。
【００２３】
次に、スベリ率Ｓが８０％以上であるか否かについて説明する（ステップ１１０）。ここで、Ｎｅ＝Ｎｃであるとき（図３（ａ）参照）、スベリ率Ｓ＝０％（図３（ｂ）参照）となってステップ１１０でＮＯと判定する。一方、Ｎｅ＞Ｎｃになり（図４（ａ）参照）、スベリ率Ｓ≧８０％（図４（ｂ）参照）となると、ステップ１１０でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップ１２０に移行してタイマの計時を開始させる。その後、タイマが一定時間（例えば３ｓｅｃ）以上計時したか否かについて判定する（ステップ１３０）。ここで、タイマが一定時間以上計時していないとしてＮＯと判定すると、次のステップ１４０に移行してスベリ率Ｓ≧８０％であるか否かについて判定する。
【００２４】
ここで、スベリ率Ｓ≧８０％であるとしてＹＥＳと判定すると、ステップ１３０に戻る。その後、タイマが一定時間以上計時するまで、スベリ率Ｓ≧８０％である状態が継続されると、ステップ１３０の判定処理およびステップ１４０の判定処理を繰り返す。その後、タイマが一定時間（例えば３ｓｅｃ）以上計時すると（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）、ステップ１３０でＹＥＳと判定する。このことにより、ベルトＶの異常スベリが発生したと判定することになる。
【００２５】
次に、ステップ１５０に移行して、可変容量コンプレッサ１１の電磁式容量制御弁１１ｂを制御して可変容量コンプレッサ１１の吐出容量を下げて５０％とする（図６参照）。なお、本実施形態では、通常、可変容量コンプレッサ１１の吐出容量が５０％よりも高い状態のときにロックなどの故障が生じることを前提としている。
【００２６】
その後、ステップ１６０に進んで、スベリ率Ｓ≧８０％であるか否かについて判定する。このとき、スベリ率Ｓ≧８０％であると、ステップ１６０でＹＥＳと判定する。このことにより、可変容量コンプレッサ１１がロック状態であると判定することになる。これに伴い、警報装置３９の第１の発光ダイオードを点灯して、可変容量コンプレッサ１１がロック状態である旨を乗員に知らせる（ステップ１７０）。また、スベリ率Ｓ＜８０％であるときには、ステップ１６０でＮＯと判定されることになる。このことにより、ベルトＶの緩み、或いはベルトＶの損傷が生じたと判定することになる。この場合には、警報装置３９の第２の発光ダイオードを点灯して、ベルトＶの緩み、或いは損傷した旨を乗員に知らせる（ステップ１８０）。なお、タイマが一定時間以上計時する以前に、スベリ率Ｓ＜８０％になったときには、ステップ１４０でＮＯとなる。この場合、可変容量コンプレッサ１１およびベルトＶが正常であると判定することになる。
【００２７】
以上説明した本実施形態によれば、空調制御装置３０は、ベルトＶの異常スベリが発生したと判定したときに、可変容量コンプレッサ１１の電磁式容量制御弁１１ｂを制御して可変容量コンプレッサ１１の吐出容量を下げて５０％としても、スベリ率Ｓ≧８０％を維持すると、可変容量コンプレッサ１１がロック状態であると推定する。これに伴い、警報装置３９の発光ダイオードの点灯により可変容量コンプレッサ１１がロック状態である旨を乗員に知らせることができる。
【００２８】
また、上述の実施形態において、走行用エンジンおよび可変容量コンプレッサ１１の間を遮断、或いは切断するクラッチを追加して、可変容量コンプレッサ１１がロック状態であると推定したときには、クラッチを制御して走行用エンジンおよび可変容量コンプレッサ１１の間を遮断するクラッチ制御手段を空調制御装置３０に設けるようにしてもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態において、警報機３９において発光ダイオードの点灯により、可変容量コンプレッサ１１のロック状態、或いはベルトＶの緩みあるいは損傷などの異常状態を使用者に知らせるようにした例について説明したが、これに限らず、警報機３９によって警報音を発生して異常状態を使用者に知らせるようにしてもよい。
【００３０】
また、上述の実施形態において、可変容量コンプレッサ１１として冷媒を圧縮するものについて説明したが、これに限らず、冷媒以外の空気、油などを圧縮する可変容量コンプレッサを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の車両用空調装置の本実施形態の概略概要を示す模式図である。
【図２】図１の空調制御装置の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】ベルトのスベリを説明するための図である。
【図４】ベルトのスベリを説明するための図である。
【図５】図１の可変容量コンプレッサの作動を説明するための図である。
【図６】図１の可変容量コンプレッサの作動を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１…可変容量コンプレッサ、１１ｂ…電磁式容量制御弁、
３０…空調制御装置、Ｖ…ベルト、Ｓ…スベリ率、３９…警報装置。
【図１】
2007211645.tif 000003
【図２】
2007211645.tif 000004
【図３】
2007211645.tif 000005
【図４】
2007211645.tif 000006
【図５】
2007211645.tif 000007
【図６】
2007211645.tif 000008