JP2019002340A - 気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチを駆動している動力源に対して、負荷が急激に掛るのを抑制する。【解決手段】制御装置２００は電力供給部２３０と受付部２１０と通電制御部２２０とを備え、通電制御部２２０は，受付部２１０から信号Ｓが入力されると、起動時のコンプレッサ１００の回転数Ｅ及び吐出側圧力Ｐの少なくとも一方に応じて、電磁コイル９３に印加する電圧として、（１）電磁コイル９３に相対的に高い電流を流すのに必要な相対的に高い電圧を適用する第１の制御と、（２）（１）の高い電流よりも低い電流であってアーマチュア９４をロータ９２に連結させるのに十分な電流を流すのに必要な、（１）の高い電圧よりも低い電圧を適用する第２の制御と、を切り替える。【選択図】図１

Description

本発明は、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置に関する。

車両等に搭載されている空気調和システム（以下、空調システムという。）の気体圧縮機は、車両等の動力源（エンジン等）から動力を受けて動作する。この場合、動力源からの動力の供給を断接するために、電磁クラッチが用いられる。電磁クラッチは、ロータと電磁コイルとアーマチュアとを備えている。ロータは、動力源の動力を受けて常に回転し、アーマチュアは、気体圧縮機の回転軸に連結している。

アーマチュアは、回転しているロータに対して一定のギャップを介して離れているため回転しないが、通電によって電磁コイルが磁力を発生すると、その磁力によりアーマチュアがロータに吸引されて連結する。これにより、アーマチュアはロータと一体的に回転し、アーマチュアに連結された回転軸が回転する。なお、アーマチュアにはばね部材等の弾性力が作用していて、電磁コイルへの通電が無くなるとアーマチュアを吸引する磁力が無くなり、アーマチュアはこの弾性力によってロータから離れた状態に戻される。

このように、電磁クラッチは、電磁コイルへの電圧の印加の有無により、動力源との断接が行われるが、アーマチュアがロータに接して連結したとき、動力源には、気体圧縮機の負荷が急激に掛る。動力源が例えばエンジンの場合、エンジンは車両等を駆動する駆動源であるため、気体圧縮機からの急激な負荷が作用すると、車両の駆動のための駆動力が急激に低下し、車両等の乗り心地に悪影響が生じ得る。

ここで、気体圧縮機の起動前に冷却ファンを作動させることで、気体圧縮機の起動時のトルクを低下させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、気体圧縮機の起動時のトルクが低下するため、動力源に作用する負荷を低減することができる。

特開２００２−３０７９３８号公報

しかし、上述した先行技術文献で提案されている技術は、気体圧縮機の単体で対処する技術ではない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、気体圧縮機における電磁クラッチを駆動している動力源に対して、負荷が急激に掛るのを抑制するとともに、電磁クラッチの摩耗を抑制することができる、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、電磁コイル、ロータ、及び前記電磁コイルへの通電により前記ロータに接し、前記電磁コイルへの通電を停止することにより前記ロータから離れるアーマチュアを有する、気体圧縮機における電磁クラッチの前記電磁コイルに電力を供給する電力供給部と、前記電磁コイルに前記電力を供給する起動の信号を受け付ける受付部と、前記電磁コイルに供給する電力を制御する通電制御部と、を備え、前記通電制御部は、前記受付部から前記信号が入力されると、起動時の気体圧縮機の回転数及び吐出側圧力の少なくとも一方に応じて、前記電磁コイルに印加する電圧として、（１）前記電磁コイルに相対的に高い電流を流すのに必要な相対的に高い電圧を適用する第１の制御と、（２）前記高い電流よりも低い電流であって前記アーマチュアを前記ロータに連結させるのに十分な電流を流すのに必要な、前記高い電圧よりも低い電圧を適用する第２の制御と、を切り替える、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置である。

本発明に係る気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置によれば、気体圧縮機における電磁クラッチを駆動している動力源に対して、負荷が急激に掛るのを抑制することができる。さらに、本発明に係る気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置によれば、起動時の気体圧縮機の回転数及び吐出側圧力の少なくとも一方に応じて、電磁コイルに印加する電圧として相対的に低い電圧を適用した場合に起こり得る電磁クラッチの摩耗の促進を抑制することができる。

本発明に係る気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置の一実施形態を示すブロック図である。 図１に示した制御装置によって制御される対象の気体圧縮機の一実施例であるベーンロータリ形式のコンプレッサを示す断面図である。 制御装置により第１の制御が行われたときの、時間経過に対する電磁コイルに印加された電圧と、その電圧の印加によって電磁コイルに流れた電流を示すとともに、対応する時間経過におけるクラッチ摩擦トルク（ロータのトルク）とコンプレッサトルク（アーマチュアのトルク）とを示す線図である。 制御装置により第２の制御が行われたときの、時間経過に対する電磁コイルに印加された電圧と、その電圧の印加によって電磁コイルに流れた電流を示すとともに、対応する時間経過におけるクラッチ摩擦トルク（ロータのトルク）とコンプレッサトルク（アーマチュアのトルク）とを示す線図である。 通電制御部が第１の制御と第２の制御とを切り替える、コンプレッサの回転数及びコンプレッサの吐出側圧力を示す図である。

以下、本発明に係る気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明に係る気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置の一実施形態である制御装置２００を示すブロック図である。また、図２は図１に示した制御装置２００によって制御される対象の気体圧縮機の一実施例であるベーンロータリ形式のコンプレッサ１００を示す断面図である。

＜コンプレッサ＞
図２に示したコンプレッサ１００は、車両に搭載され、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。

コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧ（気体）を圧縮し、この圧縮された冷媒ガスを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスを周囲の空気等との間で熱交換することにより冷媒ガスから放熱させて液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状の冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この冷媒の気化に伴う熱交換により蒸発器の周囲の空気を冷却する。気化した低圧の冷媒ガスＧは、コンプレッサ１００に戻って圧縮され、以下、上記行程を繰り返す。

コンプレッサ１００は、図２に示すように、低圧の冷媒ガスＧを内部に吸入し、高圧に圧縮して吐出する圧縮機構部６０と、圧縮機構部６０を内部に収容するハウジング１０と、圧縮機構部６０を駆動するための外部の動力源からの動力の供給を断接する電磁クラッチ９０と、を備えている。

ハウジング１０は、一方の端部が閉じたケース１１とケース１１の開放された端部を覆うフロントヘッド１２とを備えている。フロントヘッド１２がケース１１の端部を覆った状態で、ハウジング１０の内部に、圧縮機構部６０を収容する空間が形成される。圧縮機構部６０は、冷凍機油Ｒで潤滑された回転軸５１を有していて、この回転軸５１が回転することにより低圧の冷媒ガスＧを内部に吸入し、高圧に圧縮して外部に吐出する。

ここで、回転軸５１は、一方の端部５１ａが、ハウジング１０の外部に露出している。具体的には、図２に示した状態で、回転軸５１の左側の端部５１ａが、フロントヘッド１２の外部に露出している。

＜電磁クラッチ＞
電磁クラッチ９０は、プーリ９１とロータ９２と電磁コイル９３とアーマチュア９４とを備えた構成である。プーリ９１は、図２に示すように、周方向に沿って延びる、断面がＶ字状の溝が複数形成された外周面９１ａに環状のベルトが巻き掛けられる。このベルトは、コンプレッサ１００が搭載された車両のエンジン（動力源の一例）から動力の供給を受けるように、エンジンの回転軸等（回転軸又は回転軸と同期して回転する軸）に巻き掛けられている。

ロータ９２はラジアルベアリングを介してフロントヘッド１２に固定されていて、回転の軸心Ｏ回りに回転可能となっている。ロータ９２には、円筒状のコイル収容空間が形成されていて、このコイル収容空間に円筒状の電磁コイル９３が収容されている。ロータ９２はプーリ９１と一体化されている。したがって、プーリ９１にエンジンからの動力の供給を受けると、プーリ９１及びロータ９２は一体に軸心Ｏ回りに回転する。

電磁コイル９３はヨークを介してフロントヘッド１２に固定されていて、軸心Ｏ回りに回転することはなく、通電によって磁力を発生し、通電の停止によって磁力を消失する。アーマチュア９４は、内リング９４ｂと外リング９４ａと板バネ９４ｃとを備えている。内リング９４ｂは、フロントヘッド１２から露出した回転軸５１の端部５１ａに、ねじ７０によって締結されている。

外リング９４ａは、内リング９４ｂよりも半径方向の外方に張り出して配置されており摩擦係数の高い材料で形成されている。板バネ９４ｃは、内リング９４ｂと外リング９４ａとを連結していて、板バネ９４ｃの、軸心Ｏ方向に沿っての弾性変形で、内リング９４ｂに対して外リング９４ａが変位できるようになっている。

外リング９４ａは、ロータ９２の、軸心Ｏに直交する側壁面とわずかな隙間を介して配置されているが、電磁コイル９３への通電によって発生した磁力を受けると、板バネ９４ｃの弾性力に逆らって電磁コイル９３に吸引される。この吸引により、ロータ９２の側壁面との隙間が無くなるまで外リング９４ａが変位する（吸引完了の状態）と、外リング９４ａがロータ９２の側壁面に接触する。外リング９４ａとロータ９２の側壁面とが接触後、摩擦力（動摩擦トルク）の増大によって、アーマチュア９４は、回転するロータ９２に連れ回り始める。

外リング９４ａとロータ９２の側壁面との動摩擦トルクが増加するにしたがって、外リング９４ａとロータ９２との速度差（トルク差）は小さくなり、やがて速度差がゼロになって両者は同期した回転となる連結状態（連結完了した状態）。これにより、アーマチュア９４に回転軸５１が連結されていたコンプレッサ１００の圧縮機構部６０は駆動される。

一方、電磁コイル９３への通電を停止すると、電磁コイル９３が発していた磁力は消失し、この結果、ロータ９２の側壁面に接触していた外リング９４ａは、板バネ９４ｃの弾性力によって、ロータ９２の側壁面から離れて元の位置に戻される。これにより、アーマチュア９４は停止し、コンプレッサ１００の圧縮機構部６０も停止する。

＜制御装置＞
次に、電磁コイル９３に通電する電力を制御する制御装置２００について説明する。制御装置２００は、コンプレッサ１００とは別体の構成であるが、コンプレッサ１００の一部として構成されてもよい。制御装置２００は、図１に示すように、電磁コイル９３に電力を供給する電力供給部２３０と、電磁コイル９３に電力を供給する指示（起動）の信号Ｓを受け付ける受付部２１０と、電磁コイル９３に供給する電力を制御する通電制御部２２０と、を備えている。

ここで、電力供給部２３０は、制御装置２００がコンプレッサ１００とともに搭載されている車両の電源（車載バッテリ等）から供給された電力を中継している。受付部２１０は、車両に設けられた、空気調和装置を運転するスイッチ等に入力された運転開始の指示の信号を、電磁コイル９３に電力を供給する指示の信号Ｓとして受け付ける。

図３は、制御装置２００により第１の制御が行われたときの、時間経過に対する電磁コイル９３に印加された電圧Ｖと、その電圧の印加によって電磁コイル９３に流れた電流Ｉを示すとともに、対応する時間経過におけるクラッチ摩擦トルク（ロータ９２のトルク）とコンプレッサトルク（アーマチュア９４のトルク）とを示す線図である。また、図４は、制御装置２００により第２の制御が行われたときの、時間経過に対する電磁コイル９３に印加された電圧Ｖと、その電圧の印加によって電磁コイル９３に流れた電流Ｉを示すとともに、対応する時間経過におけるクラッチ摩擦トルク（ロータ９２のトルク）とコンプレッサトルク（アーマチュア９４のトルク）とを示す線図である。なお、図３，４ともに、クラッチ摩擦トルクを実線で示し、コンプレッサトルクを一点鎖線で示している。

アーマチュア９４の外リング９４ａがロータ９２から離れた状態（コンプレッサ１００の起動前の状態）から、電磁コイル９３に電圧Ｖ１を印加する（図３，４におけるクラッチ起動）と、電圧Ｖ１が一定であっても電磁コイル９３に流れる電流Ｉ１の電流値が時間の経過とともに増大してゆき、その後、電磁コイル９３のインダクタンス変化により、流れる電流Ｉ１の電流値は減少してゆく。そして、電磁クラッチ９０の起動から時間ｔ１の経過後に、外リング９４ａがロータ９２の側壁面に接触し始めた吸引完了の状態となる。なお、吸引完了の状態は、外リング９４ａとロータ９２の側壁面との間で滑りが生じているため、両者が連結完了した状態には至っていない。

吸引完了のときからは、アーマチュア９４をロータ９２に連結させるのに十分な電流Ｉ２が電磁コイル９３に供給され続けることで、時間ｔの経過に従って外リング９４ａとロータ９２の側壁面との間の滑りが減ってゆき、これに伴って、クラッチ摩擦トルク（ロータ９２のトルク）とコンプレッサトルク（アーマチュア９４のトルク）は上昇する。吸引完了から時間ｔ２経過後に、外リング９４ａとロータ９２の側壁面との間の滑りが無くなって、両者の回転が一致（同期）した連結完了した状態では、クラッチ摩擦トルクとコンプレッサトルクは一致する。

連結完了した後も、電磁コイル９３に電流Ｉを供給し続けることで、電磁クラッチ９０の連結状態は維持されるが、電流Ｉの供給が停止したり、電流Ｉが一定以下（アーマチュア９４をロータ９２に連結させるのに十分な電流未満）に低下すると、外リング９４ａがロータ９２の側壁面から離れて、電磁クラッチ９０は切断された状態となる。

通電制御部２２０による上述した第１の制御は、具体的には、下記（１）に示す制御である。
（１）受付部２１０から起動の信号が入力されると、コンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力（例えば、コンプレッサ１００から吐出された高圧の冷媒ガスＧの圧力）Ｐに応じて、電磁コイル９３に印加する電圧として、電磁コイル９３に相対的に高い電流Ｉ１を流すのに必要な相対的に高い電圧Ｖ１を適用する。

なお、コンプレッサ１００は、起動の瞬間の回転数Ｅはゼロであるため、電磁クラッチ９０の連結完了の状態でコンプレッサ１００の回転数と対応関係のあるエンジンの回転数が通電制御部２２０に入力されて、通電制御部２２０が、入力されたエンジンの回転数に基づいてコンプレッサ１００の回転数Ｅを算出するものとする。以下、第２の制御においても同様である。

つまり、第１の制御は、電磁コイル９３に、相対的に高い電流Ｉ１を流すための相対的に高い一定の電圧Ｖ１を、起動時から連結完了後まで継続的に印加し続けた制御である。

通電制御部２２０による上述した第２の制御は、具体的には、下記（２）に示す制御である。
（２）受付部２１０から起動の信号が入力されると、起動時のコンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐに応じて、電磁コイル９３に印加する電圧として、電磁コイル９３に相対的に低い電流であって、アーマチュア９４の外リング９４ａをロータ９２に連結させるのに十分な電流Ｉ２を流すのに必要な相対的に低い電圧Ｖ２（Ｖ１）を適用する。

第２の制御は、詳細には、電磁クラッチ９０の起動から吸引完了（時間ｔ１経過時）までは、電磁コイル９３に、相対的に高い電流Ｉ１を流すための相対的に高い一定の電圧Ｖ１を印加する。この相対的に高い電圧Ｖ１は、第１の制御における電圧Ｖ１と同じ電圧である。

その後の吸引完了から連結完了（時間ｔ２経過）までは、電磁コイル９３に、最初の高い電流Ｉ１よりも低い電流であってアーマチュア９４をロータ９２に連結させるのに十分な電流Ｉ２を流すのに必要な相対的に低い電圧Ｖ２（＜Ｖ１）を印加する。このとき、電磁コイル９３に流れる電流Ｉ２は、第１の制御において、電磁コイル９３に流れる電流Ｉ２よりも低い値となる。

したがって、第２の制御による吸引完了から連結完了までの期間において電磁コイル９３の発生する磁力は、第１の制御による吸引完了から連結完了までの期間において電磁コイル９３の発生する磁力よりも低い磁力となる。この結果、図３，４に示すように、第２の制御による吸引完了から連結完了までの時間ｔ２は、第１の制御による吸引完了から連結完了までの時間ｔ２よりも長くなる。

さらに、第２の制御では、アーマチュア９４とロータ９２とが一体に回転する連結状態となった後は、電磁コイル９３に印加する電圧Ｖを、相対的に高い電圧Ｖ３に切り替える。この電圧Ｖ３は、最初の相対的に高い電圧（第１の制御における電圧）Ｖ１と同じである。なお、連結完了の状態をその都度、正確に検出するのではなく、連結完了に至った時間ｔ２を予め実験的に求め、さらに都度の誤差等を考慮して、予め実験的に求められた時間ｔ２に誤差等を吸収しうる時間Δｔを加えた時間（ｔ２＋Δｔ）を通電制御部２２０に記憶させておき、この時間（ｔ２＋Δｔ）が経過したときに連結完了したと推定して、電磁コイル９３に印加する電圧ＶをＶ２からＶ３に切り替えるものとする。

図５は、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替える、コンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐを示す図である。通電制御部２２０には、起動時のコンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐが入力されている。そして、通電制御部２２０は、これら入力されているコンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐに応じて、図５に示す領域Ａ，Ｂ，Ｃに対応して、第１の制御と第２の制御とを切り替える。

ここで、図５に示す領域Ａは、コンプレッサ１００の通常の使用領域であり、コンプレッサ１００の動作が保証されている領域である。具体的には、コンプレッサ１００の回転数Ｅ２から回転数Ｅ３（＞Ｅ２）の範囲で、かつコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐ１から吐出側圧力Ｐ３の範囲となる領域である。回転数Ｅ３は予め設定された回転数の一例であり、吐出側圧力Ｐ３は予め設定された圧力の一例である。この領域Ａでは、通電制御部２２０は、第２の制御に切り替える。回転数Ｅ３は、エンジンの回転数に換算して例えば４０００−５０００［ｒｐｍ］である。また、吐出側圧力Ｐ３は、例えば２［ＭＰａ］である。

また、図５に示す領域Ｂは、コンプレッサ１００の作動限界の領域であり、一般的にはコンプレッサ１００の耐久試験等で使用される領域で、通常の使用状態では、瞬間的に使用されることはあっても継続的に使用されることがない、コンプレッサ１００にとって高負荷の領域にある。具体的には、コンプレッサ１００の回転数Ｅ３よりも高い回転数の範囲と、コンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐ３よりも高い吐出側圧力の範囲となる領域とである。この領域Ｂでは、通電制御部２２０は、第１の制御に切り替える。なお、領域Ｂの上限となる回転数Ｅ５は、エンジンの回転数に換算して例えば８０００−８５００［ｒｐｍ］である。また、領域Ｂの上限となる吐出側圧力Ｐ４は、例えば３−３．５［ＭＰａ］である。

また、図５に示す領域Ｃは、コンプレッサ１００の回転数が、エンジンが搭載された車両のアイドリング状態に対応したアイドリング領域であり、車両が停止している領域である。この領域Ｃは、コンプレッサ１００の回転数のみで規定される領域であり、具体的には、コンプレッサ１００の回転数Ｅ１以上回転数Ｅ２以下の範囲となる領域である。この領域Ｃでは、通電制御部２２０は、第１の制御に切り替える。なお、回転数Ｅ１から回転数Ｅ２は、エンジンの回転数に換算して例えば８００−１０００［ｒｐｍ］である。

以上のように構成された実施形態のコンプレッサ１００の電磁クラッチ９０に対する制御装置２００によれば、コンプレッサ１００の回転数Ｅ及びコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐに応じて規定される通常の使用領域（図５の領域Ａ）では、通常の使用領域以外の領域に比べて、吸引完了から連結完了までの期間、電磁コイル９３に印加する電圧Ｖ２を低い電圧に設定する（図４参照）。したがって、通常の使用領域では、通常の使用領域以外の領域に比べて、吸引完了から連結完了までの期間が長くなり、動力源となるエンジンに、コンプレッサ１００の起動時の負荷が急激に掛るのを抑制することができる。

また、実施形態のコンプレッサ１００の電磁クラッチ９０に対する制御装置２００によれば、コンプレッサ１００の起動時の回転数Ｅ及び吐出側圧力Ｐに応じて規定される作動限界の領域（図５の領域Ｂ）とコンプレッサ１００の起動時のアイドリング領域（図５の領域Ｃ）とでは、吸引完了から連結完了までの期間も、起動時に電磁コイル９３に印加した相対的に高い電圧Ｖ１を維持する（図３参照）。したがって、作動限界の領域とアイドリング領域とでは、通常の使用領域のように、吸引完了から連結完了までの期間が長くなることがない。

よって、作動限界の領域とアイドリング領域とでは、吸引完了から連結完了までの期間において電磁クラッチ９０のアーマチュア９４とロータ９２とが相対的に滑っている状態を抑制することができ、通常の使用領域よりも電磁クラッチ９０の摩耗を抑制することができる。

ここで、作動限界の領域は、コンプレッサ１００の回転数が予め設定された回転数Ｅ３よりも高い領域であったり、コンプレッサ１００の吐出側圧力が予め設定された吐出側圧力Ｐ３よりも高い領域であったりして、通常の使用領域では無いため、仮に使用されたとしても、その使用は一時的であって、通常は一定以上の時間継続して使用されることは無い。このため、作動限界の領域で、動力源となるエンジンにコンプレッサ１００の起動時の負荷が急激に掛かったとしても、負荷が急激に掛る状況が繰り返し生じる事態は無い。よって、作動限界の領域では、電磁クラッチ９０の摩耗を抑制することを優先した方が実用的である。

また、アイドリング領域は車両が停止している状態であるため、そのアイドリング領域で、動力源となるエンジンにコンプレッサ１００の起動時の負荷が急激に掛かったとしても、その急激な負荷を車両の走行状態の変化として運転者に感じさせることがない。よって、アイドリング領域では、電磁クラッチ９０の摩耗を抑制することを優先した方が実用的である。なお、アイドリング領域であることは、上述したように、通電制御部２２０が、コンプレッサ１００の回転数Ｅに基づいて判定してもよいが、車両の速度（速度ゼロ）に基づいて判定してもよい。この場合、車速センサで検出された車速の信号を通電制御部２２０に入力すればよい。

このように、本実施形態の制御装置２００は、通電制御部２２０が、回転数Ｅ及び吐出側圧力Ｐに応じて、電磁コイル９３に印加する電圧を相対的に高い電圧と相対的に低い電圧とに切り替えるため、回転数Ｅ及び吐出側圧力Ｐに対応するコンプレッサ１００の状態に応じた適切な起動を行うことができる。

なお、本実施形態の制御装置２００は、コンプレッサ１００の回転数Ｅとコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐとの両方に応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えるが、制御装置２００は、コンプレッサ１００の回転数Ｅのみに応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えてもよいし、又はコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐのみに応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えてもよい。

本実施形態の制御装置２００は、コンプレッサ１００の回転数Ｅとコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐとの両方に応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えるが、制御装置２００は、コンプレッサ１００の回転数Ｅのみに応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えてもよいし、又はコンプレッサ１００の吐出側圧力Ｐのみに応じて、通電制御部２２０が第１の制御と第２の制御とを切り替えてもよく、この場合も、上述した実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。

本実施形態の制御装置２００は、通電制御部２２０が、第２の制御で、アーマチュア９４とロータ９２との連結完了の後、電磁コイル９３に印加する電圧Ｖを、連結完了前に印加していた低い電圧Ｖ２よりも高い電圧Ｖ３（＝Ｖ１）に切り替える。したがって、電磁コイル９３は、アーマチュア９４に作用する磁力を、連結完了の前の期間の磁力よりも強くするため、エンジンにより回転しているロータ９２の回転変動等でトルク変動が生じても、アーマチュア９４とロータ９２との間で滑りが発生するのを抑制又は防止することができる。

上述した実施形態において、アーマチュア９４の吸引完了したタイミングは、電磁コイル９３に流れる電流をセンサ等で監視することにより検出することができる。すなわち、アーマチュア９４の吸引完了したタイミングでは、上述したように電磁コイル９３を流れる電流値が最小となる。したがって、この電流値が最小となるタイミングを電流センサ等何らかのセンサで検出することにより、アーマチュア９４の吸引完了したタイミングを厳密に検出することができる。

なお、電磁コイル９３を流れる電流値を監視することなく、一定の時間経過により、アーマチュア９４の吸引完了したタイミングとみなしてもよい。つまり、特定の型式のコンプレッサは、アーマチュアとロータとの隙間の寸法や、印加される電圧の第１の電圧値は常に一定であるため、予め実験等により、電磁コイルを流れる電流値が最小となるタイミングを予め実験等で求めておくことができる。

したがって、電磁コイルを流れる電流値が最小となるタイミングを、電磁クラッチの起動からの経過時間に対応づけることができる。そのように求められた、電磁クラッチの起動からの経過時間を通電制御部２２０が記憶しておき、電磁クラッチが起動してから、記憶された経過時間が経過した時点を、通電制御部２２０が備えたタイマによる時間の計測で判定することにより、センサを用いることなく、その記憶された経過時間が経過した時点を、アーマチュア９４の吸引完了したタイミングとして設定することができる。

そして、そのようにして得られたタイミングを以て、電磁コイル９３に印加する電圧の掛け方を切り替えるタイミングとすればよい。

本実施形態のコンプレッサ１００は、ベーンロータリ形式の気体圧縮機であるが、本発明に係る制御装置が制御の対象とする気体圧縮機は、電磁クラッチを備えた気体圧縮機であればよく、ベーンロータリ形式以外の形式の気体圧縮機を制御の対象とするものでもよい。したがって、ベーンロータリ形式以外の斜板式の気体圧縮機、スクロール形式の気体圧縮機等を制御の対象とする制御装置も本発明に係る制御装置が適用される。

９０ 電磁クラッチ
９２ ロータ
９３ 電磁コイル
９４ アーマチュア
１００ コンプレッサ
２００ 制御装置
２１０ 受付部
２２０ 通電制御部
２３０ 電力供給部
Ａ 領域
Ｂ 領域
Ｃ 領域
Ｅ 回転数
Ｐ 吐出側圧力
Ｓ 信号

Claims (5)

1. 電磁コイル、ロータ、及び前記電磁コイルへの通電により前記ロータに接し、前記電磁コイルへの通電を停止することにより前記ロータから離れるアーマチュアを有する、気体圧縮機における電磁クラッチの前記電磁コイルに電力を供給する電力供給部と、
   前記電磁コイルに前記電力を供給する起動の信号を受け付ける受付部と、
   前記電磁コイルに供給する電力を制御する通電制御部と、を備え、
   前記通電制御部は、前記受付部から前記信号が入力されると、起動時の気体圧縮機の回転数及び吐出側圧力の少なくとも一方に応じて、前記電磁コイルに印加する電圧として、（１）前記電磁コイルに相対的に高い電流を流すのに必要な相対的に高い電圧を適用する第１の制御と、（２）前記高い電流よりも低い電流であって前記アーマチュアを前記ロータに連結させるのに十分な電流を流すのに必要な、前記高い電圧よりも低い電圧を適用する第２の制御と、を切り替える、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置。
2. 前記第２の制御は、前記アーマチュアと前記ロータとが一体に回転する連結状態となった後は、前記電磁コイルに印加する電圧を、前記第１の制御における前記高い電圧に切り替える請求項１に記載の、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置。
3. 前記通電制御部は、前記吐出側圧力が予め設定された圧力よりも高いときは前記第１の制御を行い、前記吐出側圧力が予め設定された圧力よりも低いときは前記第２の制御を行う請求項１又は２に記載の、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置。
4. 前記通電制御部は、前記回転数が予め設定された回転数よりも高いときは前記第１の制御を行い、前記回転数が予め設定された回転数よりも低いときは前記第２の制御を行う請求項１又は２に記載の、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置。
5. 前記通電制御部は、前記回転数が、前記気体圧縮機が搭載された車両のアイドリング状態に対応した回転数の範囲では前記第１の制御を行う請求項１又は２に記載の、気体圧縮機の電磁クラッチに対する制御装置。