JPS58210390A - 車輌用冷却装置におけるコンプレツサの故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車輌用冷房装置のコンプレッサの故障検出装置
、特に、コンプレッサの回転数とコンプレッサを駆動す
るエンジン等の駆動源の回転数とによってコンプレッサ
の故障を検出するようにした装置に関するものである。

冷凍車用冷凍サイクルまたは車室内の空調を制御する冷
凍サイクル等の冷却装置は、コンプレッサ等より構成さ
れておシ、このコンプレッサはべルトや電磁クラッチ等
を介して工、ンジン等の駆動源よシ伝達される駆動力に
よって運−転されてｂる。

上記コンプレッサはその摺動部の潤滑不良等に、よシ焼
付事故が発生したシ、或いは部品の破損等によって運転
不能となシ停止することがある。この状態でコンプレッ
サを運転すると駆動源に大きな負荷がかかってしまい、
上記ベルト等を破損してしまうばかシでなく、コンプレ
ッサが修理不能に陥る恐れがある。

そこで、コンプレッサに回転センサを取付け、この回転
センサによってコンプレッサの回転速度を検出し、この
回転速度が設定値よシ低下した場合にコンプレッサを駆
動する電磁クラッチの入力をしゃ断して、コンプレッサ
の運転を停止するようにしたものが公知である。

しかしながら、このようにコンプレッサに対して回転セ
ンサを取付けることとすれば、この回転センサを取付け
るための特別な装置が必要となる。

また回転センサのコストが比較的高いので装置全体のコ
ストが高くなるという欠点を有していた。

また、この回転センサを取付けるだめにコンプレッサの
外壁面に穴を設けた場合には冷媒漏れが発生する恐れも
あった。

本発明の目的は、コンプレッサの回転数を、このコンプ
レッサによって構成される冷凍サイクルにおける冷媒圧
力を検出する圧力センサによって検出し、この検出値と
駆動源の回転数との比較によって電磁クラッチを制御す
るようにして、上記欠点を除去するものであり、以下実
施例を用いて詳細に説明する。

第１図、第２図は本発明による車輌用冷却装置における
コンプレッサの故障検出装置の一実施例を示すブロック
図であり、同図においてＡは車輌用冷却装置であり、電
磁クラッチ２によって制御されるコンプレッサ１、コン
デンサ３、受液器４、膨張弁５、エバポレータ６から構
成され、上記エバポレータ６は例えば空気調和装置のダ
クト７内に収納され、導入された内外気Ｒを冷却するこ
とができる。上記コンプレッサ１の高圧側配管には冷媒
の圧力番検出する圧力センサ１０が設けられており、こ
の圧力センサ１０の出力信号は第２図に示すように、コ
ンプレッサ回転数検出部１１、吐出圧力検出部１２に供
給される。、、圧力センサ１０の信号はコンプレッサｌ
の回転に同期して脈動する信号を含む。コンプレッサ回
転数検出部１１はこの脈動の信号の周期に対応する信号
ＶＮＣを出力する、出力信号ＶＮＣはコンプレッサの回
転数ＮＣの増加に伴ない大きくなり、この出力信号ｖＮ
Ｃは増幅器１３により増幅されて、差動増幅器１４の一
方の入力側に供給される。１５はエンジン回転数検出部
であり、例えばエンジン回転数計からの出力信号を検出
したシ、或いはエンジンの回転軸またはこれに連動する
回転部に設けたタコジェネレータからの出力信号を検出
するもので、このエンジン回転数検出部１５からの出力
信号ＶＮＥはエンジンの回転数ＮＨの増加に伴ない大き
くなり、この出力信号ＶＮＥは上記差動増幅器１４の他
方の入力側に供給される。この場合、エンジンの駆動力
は図示しないベルト等を介して電磁クラッチ２に伝達さ
れ、電磁クラッチ２が励磁されると、その駆動力がコン
プレッサ１に伝達され、コンプレッサ１が駆動される。

コンプレッサ１に何等故障が発生しておらず、上記ベル
トが電磁クラッチ２に設けたプーリに対しスリップして
いない時及び電磁クラッチ２自体にすベシが発生してい
ない時の所定のエンジン回転数ＮＥにおける出力信号Ｖ
ＮＥと、この時のコンプレッサの所定の回転数Ｎｃにお
ける出力信号ＶＮＣとが等しくなるように増幅器１３を
調整して、上記出力信号ＶＮＣのゲイン調整を行ない、
上記出力信号ＶＮＣを得るように予じめ設定しておくも
のとする。上記差動増幅器１４は上記信号ＶＮＥとＶＮ
Ｃとの差を演算し、その出力は比較器１６に供給され、
比較器１６では増幅器１４からの出力信号と、予じめ設
定された基準信号Ｖｒｅｆ、とを比較する。基準信号Ｖ
ｒｅｆ。

よシも増幅器１４からの出力信号が大きくなると、比較
器１６の出力はＬレベルからＨレベルに反転し、この信
号はオア回路１７を介してタイマ１８に入力される。タ
イマ１８は例えば単安定マルチパイプレークまたはカウ
ンタ等から構成される装ので、上記オア回路１７からの
Ｈ，ｖベルの出力信号に基づいてリセットされ、設定時
間Ｔの間だけＬレベルの出力信号を出力するもので、こ
の信号はアンド回路１９に供給される。アンド回路１９
はこのＬレベルの信号が入力されて−いる時間Ｔに渡っ
てゲートを閉じる。また上記タイマ１８からの出力信号
はカウンタ２１の入力側に供給される。

カウンタ２１はタイマ１８の出力信号の立下りの数をカ
ウントし、このカウント値が設定値に達すると出力端子
２１ａからフリップフロップ２２をセットするだめの信
号を出力し、とのフリップフロップ２２の出力端子２２
ａからのＬレベルの信号はアンド回路１９の入力側に供
給される。アンド回路１９は上記フリップフロップ２２
の出力端子２２ａからの出力信号と上記タイマ１８から
の出力信号とコンプレッサ制御回路２３からの出力信号
とがすべてＨレベルとなった時に、Ｈレベルの信号を電
磁クラッチ２に供給して、この電磁クラッチ２を励磁し
、エンジンの駆動力がコンプレッサ１に伝達されるよう
にする。上記コンプレッサ制御回路２３は車輌用空気調
和装置の制御盤に設けられた温度設定器からの設定温度
信号と、車室内温度を検出する内気センサからの車室内
温度信号とを比較演算し、車室内温度が設定温度よシも
高いときにアンド回路１９を介して電磁クラッチ２を励
磁するためにＨレベルの信号を出力する。カウンタ２１
、はコンプレッサ制御回路２３の出力信号の立上りまだ
は立下りでリセットされるとともに、本装置の電源を開
閉するエアコンスイッチ（図示せず）の投入によっても
リセットされる。

フリップフロップ２２はエアコンスイッチの投入によシ
リセットされる。

上記吐出圧力検出部１２は圧力センサ１０からの信号の
大きさの平均値を検出し、この吐出圧力検出部１２から
の信号は比較器２４に供給され、比較器２４は上記検出
部１２からの出力信号と予じめ設定された基準信号Ｖｒ
ｅｆ、とを比較し、冷媒の圧力Ｐが基準値すよシも大き
くなると比較器２４からＨレベルの信号か出力され、こ
の信号はオア回路１７を介してタイマ１８に入力される
。

次に以上の構成による車輌用冷却装置のコンプレッサの
故障検出装置の動作を説明する。

マス、図示し々いエアコンスイッチをオンするとカウン
タ２１、フリップフロップ２２がリセットされる。従っ
てこの時フリップフロップ２２の出力端子２２ａの出力
信号はＨレベルで、かつタイマー１８の出力信号はＨレ
ベルとなっており、これによりアンド回路１９のゲート
が開かれるので、電磁クラッチ２１は上記制御回路２３
からの出力信号によって制御される。即ち、車室内温度
が設定温度よりも高い場合には、制御回路２３の出力信
号がＨレベルとなるので電磁フランチ２が励磁され、ま
た車室内温度が設定温度よりも低いと、その出力がＬレ
ベルと々るので、電磁クラッチ２は消勢される。電磁ク
ラッチ２が励磁されることによりエンジンの駆動力がコ
ンプレッサ１に伝達サレ、コンプレッサ１が運転される
。

コンプレッサ１の回転に伴ないその回転数に比例する信
号ＶＮＣがコンプレッサ回転数検出部１１から出力され
、この信号ＶＮＣは増幅器１３で増幅されて、ｖＮＣと
なって差動増幅器１４の一方の入力側に供給される。差
動増幅器１４の他方の入力側にはエンジンの回転数に相
当する信号ＶＮＥが供給されており、この増幅器１４の
出力は上記信号ＶＮＣとＶＮＥとの差に相当するもので
、この信号は比較器１６の一方の入力側に供給される。

ここでコンプレッサが故障し、ベルト又は電磁クラッチ
２がスリップしてＶＮ　Ｅ−ＶＮ’Ｃ≧■ｒｅｆ、とな
ると比較器１６の出力がＨレベルと々る。この信号はオ
ア回路１７、タイマ１８に供給され、タイマ１８はこの
時点で計時動作を始めて設定時間Ｔに渡ってＬレベルの
信号を出力し、これによシアンド回路１９のゲートが閉
じられるので、電磁クラッチ２の入力がしゃ断される。

上記設定時間Ｔが経過するとタイマ１８の出力信号は、
Ｈレベルに復旧するためにアンド回路１９のゲートは開
かれ、電磁クラッチ２は再度励磁され、この時点でベル
トのスリップが無くなるとカウンタ２１、フリップフロ
ップ２２はコンプレッサ鯖御回路２３の出力信号の立上
シ又は立下シでリセットされる。一方べルトがスリップ
するような状態が継続するような場合には比較器１６か
ら再びＨレベルの信号が出力される。しだがって、上記
スリップが継続している間タイマー１８からはＨレベル
とＬレベルとを交互にくり返すパルスが出力され、カウ
ンタ２１ではこのパルスをカウントしこのカウント値が
設定値に達するとフリップフロップ２２のセット入力端
子にセット信号が供給され、るので、フリップフロップ
２２はこれによシセットされ、出力端子２２ａからの信
号はＬレベルに反転したまま保持され、アンド回路１９
のゲートは閉じられ続けることになる。このため、コン
プレッサ１の動作の停止状態はエアコンスイッチがオフ
するまで継続される。

尚カウンタ２１、フリップフロップ２２はコンプレッサ
制御回路２３の出力信号の立上シ又は立下りでもリセッ
トされるが、上記のようにベルトのスリップが継続する
ような状態では、コンプレッサ制御回路２３の出力信号
は通常Ｈレベルの信号が維持されるため、コンプレッサ
制御回路２３の出力信号ではカウンタ２１、フリップフ
ロップ２２はリセットされない。

次に冷凍サイクルの目詰り等の故障によって冷媒圧力Ｐ
が設定値すよりも高くなると、比較器２４の出力信号が
Ｈレベルとなるので、タイマー１８の出力が設定時間Ｔ
に渡ってＬレベルとなり、コンプレッサ１は一旦停止さ
れる。このコンプレッサ１を一旦停止し再度駆動した後
も冷媒圧力Ｐが設定値すよりも高ければ、コンプレッサ
の停止駆動がくり返され、この断続動作がカウンタ２１
の設定値に達すると、コンプレッサは上記と同様な動作
に基づいて停止状態にランチされる。

次に本発明をマイクロコンピュータ等のディジタル計算
機により構成した場合の作動を第３図のフローチャート
に従って説明する。

エアコンスイッチが投入されると、カウンタ等をリセッ
トしくステップＳ１）、エンジン回転ｅＮＥに対するデ
ータＤＮＥ、コンプレッサ回転数Ｎｃに対するデータｐ
ＮＣ，冷媒圧力Ｐに対するデータＤｐを演算する（ステ
ップＳ２　、Ｓ３．　Ｓ４）。次に、コンプレッサ１に
何等故障が発生しておちず、ベルトが電磁クラッチ２に
設けたプーリに対してスリップしてい々い時及び電磁ク
ラッチ２自体にすべりが発生していない時の所定のエン
ジン回転数ＮＨにおけるデータＤＮＥと、この時のコン
プレッサ１の所定の回転数ＮｃにおけるデータＤＮＣと
が等しくなるようにゲイン調整を行なうため、ステップ
Ｓ５でコンプレッサ回転数データＤＮＣに所定の値２を
乗じ補正データＢＮｃを得る。ステップ５６ｆｆｉはベ
ルトのスリップの度合を演算し、−次の作業を選択する
ために、上記エンジン回転数データＤＮＥと補正コンプ
レッサ回転数データＤＮＣとの差を演算し、その演算結
果によシ次の作業を選択している。

ステップＳ６で、データＤＮＥとＤＮＣとの差が所定値
ａ未満のとき、す々わちベルトのスリップが所定値に達
していないと判断されたときはステップＳ７へ行き、ス
テップＳ７で冷媒圧力データＤｐが所定値すと比較され
、所定値すに達していない場合はステップＳ８を介して
ステップＳ２へ戻る。

以上が通常の故障検出ループで、異常が無い場合は常に
このループを回シ監視している。

ステップＳ６ｔたはステップＳ７で、ベルトのスリップ
が所定値以上である、または冷媒圧力が所定値以上であ
ると判断された場合には、ステップＳ９へ行き、ステッ
プＳ９で電磁クラッチ２のオフ信号を出力する。次に電
磁クラッチ２をオフしている時間を定めるタイマとして
作用するステップＳ・１０、Ｓ１１、Ｓ１２へ行き、所
定時間経過した後、ステップＳ１３を介してステップ８
１４へ行く。尚第３図内のＣＴＲ、、ＣＴＲ、は図示し
ない第１カウンタ、第２カウンタのカウント数を示して
いる。ステップＳ１３では、上記ステップＳ６まだは／
およびステップＳ７で検出された異常により電磁クラッ
チ２がオフされた回数をカウントし、ステップ８１４で
その回数が所定回数ｄ以上かどうかを判断し、次のステ
ップを選択する。上記回数が所定回数ｄに達していなか
ったな′らば、ステップＳ１５で電磁クラッチ２のオン
信号を出力し、ステップＳ２へ戻る。この時点でもし異
常が解消されていたならば、上述の故障検出ループを回
シ、ステップＳ８でカウンタ２をリセットする。また、
異常が継続されていたならば、ステップＳ９以降の作業
を行ない、ステップ８１４で上述の判断を行なう。ここ
で所定回数ｄに達した場合は、ステップ８１６へ行き、
電磁クラッチのオフ信号を出力してループは停止する。

したがってこの場合は、エアコンスイッチを切り再度投
入しなければ電磁クラッチ２はオフしたままである。し
たがって、車輌の運転者が異常を検知して処置を施こす
ことができる時間的余裕が生じる。

以上説明したように本発明による一車輌用冷却装置のコ
ンプレッサの故障検出装置によれば、圧力センサによっ
て実質的にコンプレッサの回転数を検出することができ
るので、従来のような回転センサをコンプレッサに取付
けるだめの特別な装置が必要とならず、構造を簡単なも
のとすることができ、かつコストを低くすることができ
、しかもコンプレッサの外壁面に穴を設けることによる
冷媒漏れの危険性を除去することができる。しかも圧力
センサは車輌用冷却装置Ａのサイクルにおけるコンプレ
ッサの回転に応じて冷媒圧力が変動するような個所であ
ればどこに設けても良く、従って圧力センサの取付けの
裕度を増すことができ、保守の面からも有利となる。

また、本発明によれば、ベルトがスリップするような条
件が継続した場合、コンプレッサを完全に停止状態にラ
ンチし、わずかな時間だけスリップしたような場合はコ
ンプレッサが停止されても設定時間Ｔを経過した後に再
度運転される。従って、例えばエンジンのアイドリンク
状態から急激に回転数を上昇するような場合、または急
激に加速を行なうような場合にわずかな時間スリップが
生じてもコンプレッサが停止状態にラッチされることが
なく、誤動作を防止することができる。

尚、本発明は空調装置を構成する冷却装置について適用
するとして説明したが、本発明はこれに限定されず、冷
凍車の冷凍サイクルを構成する冷−脚装置についても本
発明を同様に適用できることはもちろんである。

以上説明したように本発明による車輌用冷却装置のコン
プレッサの故障検出装置によれば、コンプレッサを含む
冷却装置における冷媒の圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサの出力信号に基づいてコンプレッサの回
転数を検出するコンプレッサ回転数検出手段と、エンジ
ン回転数検出手段と、上記コンプレッサ回転数検出手段
の出力信号２とエンジン回転数検出手段からの出力信号
との差と、設定値とを比較して、上記両信号の差が設定
値よシも大きくなった時に電磁クラッチをオフとする比
較制御手段とから構成したので、従来のような回転セン
サが不用となり、装置全体のコストを軽減することがで
き、かつ冷媒漏れ等の危険性を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明による車輌用冷却装置における
コンプレッサの故障検出装置の一実施例を示すブロック
図、第３図は本発明によるコンプレッサの故障検出装置
をマイクロコンピュータで構成した場合の動作を説明す
るためのフローチャートである。 １・・・コンプレッサ、？・・・電磁クラッチ、１０・
・・圧力センサ、１１・・・コンプレッサ回転数検出部
、１２・・・吐出圧力検出部、１４・・・差動増幅器、
１５・・・エンジン回転数検出部、１８・・・タイマ、
２１・・・カウンタ、２２・・・フリップフロップ、２
３・・・コンプレッサ制御回路。 特　許　出　願　人　　ヂーゼル機器株式会社代理人　
　弁理士　宮　園　純　−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　コンプレッサを含む冷却装置の冷媒の圧力を
   検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に基
   づいてコンプレッサの回転数を検出する１話 コンプレッサ回転数検出手段とごインプレノサの駆動源
   の回転数検出手段と、上記コンプレッサ回転数検出手段
   からの出力信号とコンプレッサ駆動源回転数検出手段の
   出力信号との差が設定値より大きくなったときにコンプ
   レッサを所定時間停止する信号を出力する比較制御手段
   とから構成したことを特徴とす乞車輌用冷却装置におけ
   るコンプレッサの故障検出装置。
2. （２）　　コンプレッサを含む冷却装置の冷媒の圧力を
   検出する圧力センサと、この圧力センサの出力信号に基
   づいてコンプレッサの回転数を検出するコンプレッサ回
   転数検出手段と、上記コンプレッサの駆動源の回転数検
   出手段と、上記コンプレッサ回転数検出手段からの出力
   信号とコンプレッサ駆動源回転数検出手段の出力信号と
   の差が設定値より大きくなったときにコンプレッサを所
   定時間停止する信号を出力する比較制御手段と、上記比
   較制御手段によシコンプレソサを停止する停止信号が解
   除される毎に、これをカウントし、このカウント値が設
   定値に達しだときにコンプレッサを停止状態に保持する
   カウント制御手段とから構成１〜たことを特徴とする車
   輌用冷却装置におけるコンプレッサの故障検出装置。