CN1199674A - 用于汽车空气调节器的保护设备 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车空气调节器的保护设备,包括一个计时器,用来对旋转传感器发送的旋转信号的电平上升的周期进行计时,以在把该信号与噪声相区别情况下检测压缩机的转速。根据所得到的周期,判断压缩机的旋转是否为异常状态。根据该判断控制压缩机与汽车发动机之间的电磁离合器。该保护设备和旋转传感器一起安装在压缩机的壳体上,以便仅在发动机室中进行布线。该保护设备包括状态保持装置,用于存储压缩机旋转的异常状态。

Description

用于汽车空气调节器的保护设备

本发明涉及一种用于汽车空气调节器的保护设备，它适用于保护汽车空气调节器的压缩机，更具体地说，适用于控制把发动机的旋转传递到压缩机的电磁离合器。

在汽车空气调节器中，通常利用发动机的旋转来旋转压缩冷却剂的压缩机。在旋转轴上压缩机侧设置一个电磁离合器，以驱动和停止压缩机。更具体地说，在一个安装在发动机的旋转轴上的引带轮与另一个可旋转地安装在压缩机侧旋转轴上的引带轮之间设置一条传动带。在压缩机侧引带轮与压缩机的转子轴之间设置电磁离合器。发送一个控制信号以接通和断开电磁离合器的电流供给通路，以便控制汽车空气调节器。传动带还用来驱动辅助设备，例如交流发电机和/或液力增压器的引带轮。

在上述汽车空气调节器中，压缩机通过传动带与发动机连续地啮合，除非操作一个手动开关以断开电磁离合器。因此，当压缩机由于某种原因或其它原因进入不旋转状态时，传动带在引带轮之间滑动。滑动产生摩擦和热，使传动带断裂。因此，连接到发动机的辅助设备成为不操作。这样可能在驱动汽车中造成危险状况，或者汽车可能不能够行驶。考虑到此问题，现有技术最近提出了一种保护设备，其中检测压缩机的旋转，从而检测其不旋转状态和传动带的滑动，以便根据检测结果自动地断开电磁离合器的电流供给通路，以避免危险。

图18说明这样一种用于汽车空气调节器的常规保护设备。如所示，分隔壁107把一个发动机室和一个分隔室分开。保护设备101的主体安排靠近右分隔室内部的一个操纵台。至少各条控制信号线102的一端和一条供电线103连接到保护设备101。另一条供电线(未示出)通过金属汽车车体接地。各条信号线102的另一端连接到一个安装在汽车空气调节器的压缩机104上的旋转传感器105。供电线103连接到电磁离合器106，以便驱动电磁离合器106。设置一个连接器108以连接这些线。保护设备101通过汽车空气调节器的一个电源开关SW与一个电源连接。

在上述保护设备101中，在接通空气调节器电源开关SW时通过供电线103激励电磁离合器106，以便通过电磁离合器106使引带轮109直接与压缩机104连接。保护设备101检测压缩机104上安装的旋转传感器105发送的信号，从而判断压缩机的转速。当压缩机104根据输出信号的间隔为不旋转状态时，或当压缩机的转速等于或小于预定值时，即刻使电磁离合器106去激，以便使传动带卸去负载，以防止其断裂及对辅助设备有不利影响。

如图18所见，保护设备101安排在隔壁107右边的汽车分隔室中，而旋转传感器105安装在隔壁107左边发动机室中所安排的压缩机104上。因此，需要把信号线102和供电线103从发动机室引入汽车分隔室。这样造成复杂的布线工作。此外，由于信号线102长，所以外部噪声趋于叠加在旋转传感器105发送的信号上。特别是，最近提出的旋转传感器105变得尺寸较小，并且由较多半导体元件组成。这些因素减小了由旋转传感器105发送的输出信号的大小。因此，保护设备误动作的可能性较高。另外，用于三条线的连接器108及用于长信号线的线路造成保护设备成本增加。因此希望降低成本。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于汽车空气调节器的保护设备，其中能减小旋转传感器与该设备之间的间隔，使它们之间的布线工作能容易地进行，并且能使信号线上噪声的叠加度降低，以便能防止由于噪声所引起的电磁离合器的错误控制。

本发明提供一种用于汽车空气调节器的保护设备，它从一个安装在汽车空气调节器的压缩机上的旋转传感器接收旋转信号作为输入信号，其有一个按照压缩机转速变化的时间相关分量，从而根据该输入信号控制一个设置在压缩机与发动机之间的电磁离合器，以便使该电磁离合器激励和去激。该保护设备的特征在于具有异常旋转状态判断装置，其对供给保护设备的信号的时间相关分量的周期重复地计时，以根据计时周期与一个参考值之间的关系来判断压缩机的旋转是否处在异常状态；噪声处理装置，当输入信号的时间相关分量等于或小于一个预定值时，使异常旋转状态判断装置大体上继续计时操作，而不使计时操作返回到初始状态；供电控制装置，控制向电磁离合器的供电；异常状态处理装置，在对电磁离合器供电期间，当异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，使供电控制装置断开对电磁离合器的供电；以及起动处理装置，在压缩机起动期间，优先于异常状态处理装置根据异常旋转状态判断装置的判断进行操作，使供电控制装置继续对电磁离合器供电，直到压缩机的旋转稳定为止。该保护设备的特征在于，异常旋转状态判断装置，噪声处理装置，供电控制装置，异常状态处理装置，以及起动处理装置各包括多个元件，各元件具有比在其安装位置所经受的温度要高的耐热温度，并且该保护设备安装在汽车空气调节器的压缩机表面之上或附近。

该保护设备安装在其上安装一个旋转传感器的压缩机的表面之上或附近。因此，能仅在汽车发动机室中容易地进行保护设备与旋转传感器之间及保护设备与电磁离合器之间的布线工作。此外，由于旋转传感器与保护设备之间的间隔缩小，所以能降低噪声的叠加度。由于除上述降低噪声叠加度外还设置噪声处理装置，所以能减少由于噪声所引起的电磁离合器的错误控制。因此，能防止保护设备在没有从旋转传感器接收信号下检测噪声，以错误地判断压缩机处在异常旋转，并且因此能防止传动带断裂。另外，保护设备的各组成部件具有需要的较高耐热温度。因此，即使在把该设备安装在其温度在发动机室中显著增加的压缩机的表面之上或附近，也能防止保护设备的误动作和故障。

该保护设备的特征在于，异常状态判断装置在预计时限期间监视输入信号的电平，以检测包括上升和下降的电平变化，并且计时预定电平变化次数之间的经过时间，从而得到时间相关分量。根据所得到的时间相关分量与一个参考值之间的关系，异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转是否处在异常状态。此外，在异常旋转状态判断装置的计时操作期间，当经过时间确定为等于或小于对应于噪声所预先确定的一个值时，噪声处理装置使异常旋转状态判断装置从确定之前所经过时间的值开始继续计时操作。

该保护设备的特征在于，异常旋转状态判断装置根据检测输入信号电平上升和下降中之一起动计时操作。当在检测到所述上升和下降中之一与检测到另一次之间的经过时间确定为等于或小于一个预定值时，输入信号判断为噪声，并且噪声处理装置使异常旋转状态判断装置从该确定之前所经过时间的值开始继续计时操作。

该保护设备的特征在于，异常旋转状态判断装置包括一个主计时器，它响应输入信号起动，并且重复地发送一个大小从其初始值开始随时间逐渐变化的电压信号。异常旋转状态判断装置把主计时器发送的逐渐变化的电压信号与一个参考值比较，从而判断压缩机的旋转是否处在异常状态。噪声处理装置把主计时器的复位时间常数设为一个比噪声的期望通过时间长的初始值，从而基本上继续计时操作，不使主计时器响应具有与噪声相对应的通过时间的输入信号而复位到初始值。起动处理装置包括一个起动计时器，它连同压缩机的起动而起动。起动处理装置优先于异常状态处理装置根据异常旋转状态判断装置的判断进行的操作，使供电控制装置在起动计时器所设定的一段时间内继续对电磁离合器供电。

该保护设备的特征在于具有一个检测电路，其接收旋转传感器发送的信号。当电磁离合器断开时，用自感应电压把一个反向偏压施加在该检测电路上，以便校正检测电路的检测电平。

该保护设备的特征在于具有状态保持装置，以在异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，存储压缩机旋转的异常状态。该状态保持装置使电磁离合器保持去激，直到执行操作以使状态保持装置从存储状态释放为止。

参考附图将仅作为例子叙述本发明，其中：

图1示意说明一个压缩机及按照本发明安排在汽车发动机室中的第一实施例的保护设备；

图2是表示该保护设备中针对压缩机旋转的异常状态判断系统的示意方块图；

图3A至图3D是表示在图2各功能的信号波形和电状态的波形图；

图4A至图4C是详细表示信号波形的波形图；

图5是安装在压缩机上的旋转传感器和保护设备组件的断面图；

图6是表示在按照本发明的第二实施例的保护设备中针对压缩机旋转的异常状态判断系统的示意方块图；

图7A至图7G是表示在图6各功能的信号波形的波形图，用以说明图6所示系统的操作；

图8是表示图6系统的示意电路图；

图9A至图9D是说明图6系统所进行的噪声信号处理的波形图；

图10A至图10D是表示在图6系统中不设置噪声信号处理情况下的波形图；

图11是表示在按照本发明的第三实施例的保护设备中针对压缩机旋转的异常状态判断系统的示意方块图；

图12A至图12H是说明图11所示系统操作的信号波形图；

图13是表示在按照本发明的第四实施例的保护设备中针对压缩机旋转的异常状态判断系统的示意方块图；

图14是包括一个霍尔IC并且用于本发明保护设备的旋转传感器的断面图；

图15A和图15B分别表示交变磁场式霍尔IC和单向磁场式霍尔IC的磁响应特性；

图16是表示旋转传感器中偏置磁场的磁通密度分布的曲线图；

图17表示在旋转传感器中设置偏磁的一种方式；以及

图18是与图1类似的视图，表示常规空气调节器保护系统。

参考图1至图5，将叙述本发明的第一实施例。该实施例的保护设备1安装在汽车发动机室中所安排的压缩机2之上或附近。保护设备1包括一个控制电路，其对应于接收和处理来自一个旋转传感器的信号的信号处理装置，旋转传感器将在后文叙述。在考虑到发动机室中的温度下选择保护设备1的各组成部件。更具体地说，为了使保护设备1可以安排在其温度增加较高的压缩机2附近，各组成部件具有比在各组成部件安装位置处所经受的温度要高的预选耐热温度。旋转传感器3和温度开关4安装在压缩机2上。旋转传感器3将与保护设备1连接。旋转传感器3是包括一个霍尔元件的磁传感器，它与信号线5连接，信号线5进一步连接到保护设备1。温度开关4与供电线6连接，供电线6进一步连接到保护设备1。供电线6一端通过连接器7和空气调节器的电源开关SW与一个电源连接。供电线6另一端通过温度开关4，保护设备1的放大电路和/或继电器，以及连接线8与受保护设备1保护的电磁离合器9连接。

电磁离合器9包括一个连接到压缩机2的旋转轴的从动离合器板，以及一个连接到可旋转安装的引带轮10的主动离合器板。在电磁离合器9去激期间两个离合器板相互脱开，以便引带轮10随主动离合器板旋转。因此，引带轮10通过一条传动带(未示出)与汽车的发动机连接，以在发动机运转时候正常地旋转，尽管引带轮10的旋转没有传递到压缩机2。

在接通空气调节器电源开关SW时，在保护设备1中首先执行起动处理功能21。通过用作本发明中供电控制装置的放大电路和/或继电器对电磁离合器9供电，于是通过电磁离合器9把引带轮10的旋转传递到压缩机2的转子，以便驱动压缩机。这样，在从起动供电开始的预定时段内，起动处理功能21使电磁离合器9连续地供电，而与旋转传感器3发送的旋转信号S_r的状态无关。

当压缩机在操作中时，旋转传感器3响应转子的转动发送一个间歇波形信号，作为上述旋转信号S_r。如图3B和图4A所示，旋转信号S_r的时间相关分量例如周期按照压缩机转子的转速增大和减小。例如，当压缩机在发动机空转下为600rpm最小转速时，旋转信号S_r以至少100ms的间隔重复地发送。

当压缩机2在运行中转速异常减小或压缩机2的旋转停止时，旋转信号S_r的周期变得比压缩机最小转速下的周期要长或不变。在这个条件下，保护设备1判断压缩机发生故障，而不管发动机正在运转，致使传动带滑动，从而切断对电磁离合器的供电，以便使引带轮10与压缩机2脱开。因此，防止了由于滑动引起传动带断裂。因此，在压缩机2运转期间，当压缩机的旋转处在异常状态时，如上所述保护设备1用作压缩机2旋转的异常旋转状态判断装置，从而保护电磁离合器9。如图2所示，异常旋转状态判断装置包括信号判断功能22，计数处理功能23，以及周期判断功能24。

另一方面，压缩机2的转速在其起动的初始阶段比正常工作速度低。因此，旋转传感器3发送的旋转信号S_r表示异常状态。考虑到以上所述，在压缩机2起动的初始阶段不执行异常旋转状态判断装置。如上所述，起动处理功能21代替异常旋转状态判断装置执行。起动处理功能执行的结果是起动对电磁离合器9的供电。其后，在预定时段内继续供电，直到压缩机2达到正常工作速度，即所要求的起动时间为止，在经过起动时间后操纵异常旋转状态判断装置。

温度开关4设置在供电线6的中间，并且安装在压缩机2上。因此，当压缩机2例如由于压缩机2的冷却气体漏泄而引起过热时，温度开关4停止对电磁离合器9供电。因此，在压缩机2由于其连续过热或其它原因引起其变形而变得不旋转之前，停止对电磁离合器9供电。因此，能防止压缩机2和传动带损坏。

保护设备1安排在汽车发动机室中压缩机2之上或附近，以便电磁离合器9由保护设备1直接激励。不需要如现有技术那样从发动机室向汽车分隔室引出长信号线。此外，所使用的连接器7用于单线。因此，能使布线工作变得较容易，并且能降低组成部件的成本。此外，由于单线5缩短，所以限制了在旋转传感器3发送的输出信号上叠加外部噪声。如果噪声叠加在旋转传感器3发送的输出信号上，保护设备1趋于检测噪声而不管没有旋转传感器3发送的信号，从而错误地判断压缩机2在正常地旋转。然而，在前述实施例中可以减小上述错误判断的可能性。

参考图2至图4C，将详细地叙述保护设备1的控制方式。图2是表示保护设备1的信号处理的流程图。图3A至图4C是表示在图2各功能的信号波形和电状态的波形图。在图3A至图4C中，为了澄清叙述，旋转传感器3输出的占空率和计数器功能所得到的计数与实际值不同，因为计数达到较大值，例如在600rpm下为1000及在1000rpm下为60。然而，保护设备1的基本操作与实际设备相同。保护设备1的控制电路例如包括一个微型电子计算机。由于保护设备1安排在发动机室中压缩机的表面之上或附近，所以其各组成部件的温度有时超过100C。考虑到安排在这样高温度环境下，各组成部件具有125C的耐热温度。这些组成部件包括由Microchip Technology Inc.，U.S.A.制造的CMOS微型控制器PIC12C508-04E。这个微型控制器根据旋转传感器3发送的旋转信号的状态，控制对电磁离合器9供电的供电控制装置。为此，用适当写装置(未示出)向微型控制器写入软件，以便完成如后文将作叙述的程序。

汽车发动机的旋转正常传递到压缩机2，以便使压缩机例如在600rpm到1000rpm范围之间的转速下驱动。旋转信号S_r是间歇波信号，并且与压缩机旋转同步以6ms到100ms范围之间的周期从旋转传感器3重复地发送。

保护设备1的控制电路检测旋转信号S_r输出电平中的预定变化，即旋转信号S_r的上升或下降，从而测量旋转信号的周期，以监视压缩机2的转速。更具体地说，控制电路例如对0.1ms的监视周期T₀重复地监视旋转信号S_r电平中的变化，例如其上升或从低电平L到高电平H的变化。保护设备1从初始值例如0开始每个监视周期T₀就对计数加1，从而由总计数得到关于压缩机2转速的信息。

在上述监视之前，在图3A至图3D中T₁处紧接汽车空气调节器起动之后，即在紧接电磁离合器9啮合之后，执行如图2所示的起动处理功能21。在要求的旋转升起时段内继续起动处理功能，即直到压缩机2的旋转在图3A至图3D中T_A稳定为止，从而在预计时限T_A例如1秒内，使供电控制装置对电磁离合器9供电，而与有或没有来自旋转传感器3的输入信号S_r无关。此外，起动处理功能21使计时操作和累加操作在时限T_A内不执行。

在经过时限T_A时，保护设备1开始监视压缩机2的旋转状态。首先，程序转到信号判断功能22，以便检测旋转传感器3发送的旋转信号的高电平H和低电平L。信号判断功能22把检测电平与上次检测的旋转信号S_r的电平比较，从而检测旋转信号S_r电平中的变化，即旋转信号的上升和下降。计数处理功能23和周期判断功能24监视旋转信号S_r的输出电平中的预定变化，即上升或下降，从而测量按照压缩机2的转速变化的旋转信号S_r的周期。

将对上述操作作详细地叙述。计数处理功能23根据程序的要求时间在每个监视周期T₀执行计数操作。然而，当信号判断功能22判断旋转信号S_r从低电平L变为高电平H时，计数处理功能23紧接该判断之后中断与周期T₀同步的计数操作。继续中断直到旋转信号S_r从高电平H返回到低电平L或计数复位到计数操作的初始状态为止。保持紧接中断之前得到的计数，同时使中断状态保持不变。当旋转信号S_r从高电平H返回到低电平L时，从所保持的计数开始起动计数处理功能23。此外，在计数与周期T₀同步两次而保持不变条件下，即计数操作的中断状态继续与周期T₀出现两次同步，则复位计数处理功能23。当满足该条件时计数处理功能自复位。计数处理功能23因此对旋转信号S_r的时间相关分量，例如其上升的周期进行计数。如图4A至图4C所示，对参考周期T₀，信号判断功能22重复地监视旋转信号S_r的高电平H和低电平L中的变化。参考周期T₀设定得比旋转信号S_r的正常期望周期足够短，如上述例如为0.1ms。

如图4B和图4C所示，在信号判断功能22判断旋转信号S_r在时间t₂的电平与在监视时间t₂之前0.1ms执行上次监视时，即时间t₁时电平相同条件下，计数处理功能23使计数加1。在时间t₃，信号判断功能22判断旋转信号S_r已在时间t₂与时间t₃之间某一时限中从低电平L变为高电平H。根据该判断，计数处理功能23在时间t₃中断计数操作，保持当前计数。在旋转信号S_r保持为高电平H时候，继续中断计数操作，直到计数复位到其初始值为止，或直到为了起动计时而使计数处理功能23复位到其初始状态为止。由于旋转信号S_r在随后时间t₄保持为高电平H，所以继续中断计数操作。紧接时间t₄之后，计数处理功能23判断计数在两个时间t₃和t₄上保持相同值，从而使计数复位到初始值。当旋转信号S_r在超过周期T₀的通过时间内保持为高电平H时，复位计数处理功能23。这种复位方式意味着旋转信号S_r不是噪声，而是根据旋转传感器3的旋转检测操作发送的正式信号。

在完成复位之后的时间t₅，与监视周期T₀同步地重复上述操作，直到旋转信号S_r再从低电平L变为高电平H。旋转信号S_r在时间t₆从高电平H变为低电平L。然而，在该实施例中，信号判断功能22不根据旋转信号S_r的电平下降来复位计数处理功能23。此外，当旋转信号S_r为高电平H或低电平L时，计数处理功能23起动计数操作，并且继续计数操作，除非旋转信号S_r从低电平L变为高电平H。

如上所述，旋转信号S_r的电平上升或下降的周期因此用作时间相关分量，以判断压缩机2的转速。然而，可以代之根据旋转信号S_r的高电平H或低电平L的持续时间来判断转速。在这种情况下，计数处理功能23编程为根据旋转信号S_r的电平上升和下降两者来复位。

当压缩机2在其正常转速范围内驱动时，旋转传感器3发送的旋转信号S_r的周期在预定范围内变化。计数处理功能23的计数在达到一个用作判断异常压缩机旋转状态的标准的参考值，即一个预定上限之前被初始化。因此，周期判断功能24判断压缩机2的旋转正常。由于异常状态处理功能25根据周期判断功能24的判断不执行，所以继续对电磁离合器9供电。

当压缩机2的异常状态使其转速减小时，例如当引带轮10上的传动带滑动时，旋转信号S_r的周期变得比正常条件下的周期长。当旋转信号S_r的电平下降与上升之间的间隔或信号转换间隔超过一个预定值，增加到100ms以上时，而这个值在正常条件下不会达到，则计数处理功能23在图3A至图3D中时间T₂超过参考值S。例如，在该实施例中参考值S是1000的计数，其中监视周期设定为0.1ms。当计数处理功能23的计数超过参考值S时，保护设备1的周期判断功能24判断压缩机2的旋转处在异常状态。根据这个判断，保护设备1执行异常状态处理功能25。异常状态处理功能25停止对电磁离合器9的供电，以使引带轮与压缩机2脱开，从而防止发动机和辅助设备被损坏。

如上所述，按照本发明的保护设备1安排在压缩机2的表面之上或附近。因此，由于从旋转传感器3延伸的信号线5缩短，所以能减小在信号线5上叠加噪声的可能度。然而，仍有噪声叠加的可能性。考虑到这一点，对该实施例中的信号判断功能22和计数处理功能23各附加噪声处理功能。更具体地说，在预定时限期间监视旋转传感器3发送的旋转信号S_r有或没有电平变化，以便得到各旋转信号S_r的高电平H或低电平L的信号通过时间或持续时间，从而可以把正常转速条件下不会产生这样短时间的信号忽略为噪声。例如，如上所述每0.1ms监视旋转传感器3发送的信号的电平变化，以便能容易地把具有0.1ms以下时限的信号作为噪声处理。

参考图4A至图4C，将详细地叙述噪声处理功能。在旋转信号S_r保持为低电平L时候，当噪声叠加在信号线5上时，送给保护设备1的输入信号为明显高电平H。由于噪声的持续时间T_x比旋转信号S_r的持续时间足够短，所以通过判断噪声的持续时间能把噪声和正常旋转信号S_r区别开。在该实施例中，例如设定保护设备1的监视周期T₀，以便近似等于或大于噪声的持续时间T_x。亦即，监视周期T₀设定为0.1ms，而噪声的持续时间T_x等于或小于0.1ms。当在监视时间t_m与t_m+1之间时限中间出现持续时间小于0.1ms的噪声N_a时，噪声N_a有时不跨过监视时间t_m和t_m+1中任何一个。在这种情况下，信号判断功能22不能判断噪声的电平变化，并且因此噪声不被识别为信号。因此，不改变计数处理功能23的操作，并且继续计数或计时操作。

当图4A至图4C中出现噪声N_b的计时与保护设备1的周期T₀的监视计时t_n相符时，信号判断功能22判断信号电平已在紧接监视计时t_n之前的时间t_n-1上升。因此，中断计数处理功能23的计数操作，并且保持当前计数。在随后周期T₀之后，亦即在上个周期T₀之后0.1ms的时间t_n+1处，信号处理功能22把信号电平与时间t_n的信号电平作比较。当信号不是噪声而是正常旋转信号S_r时，信号在两个时间t_n和t_n+1保持在相同电平。结果，计数处理功能23被复位。然而，具有短持续时间的信号，例如噪声N_b，在时间t_n和t_n+1之间时限中从高电平H变为低电平L。更具体地说，信号判断功能22判断信号在时间t_n+1为低电平L，并且信号为高电平H的持续时间不超过周期T₀。根据该判断，使计数处理功能23从计数处理功能所保持的计数开始再起动计数操作，而不作复位。计数处理功能23编程为在与周期T₀同步的时间t_n+1增加计数两次，以便补偿在时间t_n中断的计数增加。因此，即使保护设备1的输入噪声中断计数操作，也不会不利地影响对旋转传感器3发送的旋转信号S_r的周期的判断。在即使噪声判断延迟计数操作进行也大体上无问题情况下，例如，当计数增1仅使异常状态判断时间增加0.1ms时，可以省略上述计数补偿。

如图4A至图4C所示，相对于上述噪声N_a和N_b具有反向电平的噪声N_c有时在高电平时段内叠加在旋转信号S_r上。在这种情况下，信号判断功能22对噪声N_c不作响应，因为它具有比监视周期T₀短的时期。此外，当噪声N_c消失时，保护设备1的输入明显地假定为与信号上升具有相同状态。当该明显上升发生在周期T₀之前时，该输入不被识别为信号。此外，由于噪声N_c的时限和噪声N_b一样近似短，所以即使在周期T₀之后发生该明显上升，保护设备1的输入也被识别为噪声。

按照该实施例，防止了根据噪声而错误地判断压缩机2的旋转在继续，并且因此充分地消除了噪声的不利影响。因此，在出现异常压缩机旋转时能在预定时段后可靠地断开对电磁离合器的供电。

在上述实施例中，监视信号输出的周期T₀设定为0.1ms，并且计数的参考值S设定为1000计数，即0.1秒。然而，根据保护设备的程序，监视周期和异常状态判断值S可以设定为不同值。此外，在检测到信号电平上升时，当保护设备1的输入信号在与周期T₀同步连续两次为高电平H时，对计数器复位。在这种情况下，根据监视周期T₀与异常状态判断值S之间的关系确定信号的高电平H的持续时间。例如，当上述微型控制器用一个提供较高速处理的微型控制器代替时，可以把监视周期T₀设定得比噪声的持续时间足够短。例如，在监视周期T₀设定为0.01ms情况下，当保护设备的输入信号在与周期T₀同步连续十次或更多次保持在高电平时，可以复位计数器。因此，0.1ms以下时限的信号可以忽略为噪声。在相同设备中，当1.0ms以下时限的信号被忽略为噪声时，计时器设计成当输入信号在与周期T₀同步100次或更多次保持在高电平时进行复位。

此外，计数处理功能2 3可以从1000初始值开始每个监视周期T₀使计数减1，而不是如上述那样增加计数。另外，可以设置一个用作第一异常状态判断值的上限和一个比第一值小的第二异常状态判断值。在这种情况下，例如，当计数在1秒内两次达到第二判断值，压缩机的旋转判断为异常，而当计数达到第一异常状态判断值时，旋转无条件地判断为异常。

在上述实施例中，包括信号处理装置的保护设备1与旋转传感器3分开，并且安排在压缩机2的表面之上或附近，如图1所示。图5说明一个第二实施例，其中保护设备和旋转传感器一起组合成一个单组件，从而可以提供一种小尺寸容易安排的保护设备。在第二实施例中保护设备组件11安装在涡管式压缩机12上。

保护设备11包括一个外壳11C，其中整体地装配一个旋转传感器11A及与图1所示类似的保护设备11B。如图5所示，外壳11C包括一个向下凸出的中空部分，其中安排旋转传感器11A。如图5所示，包括信号处理装置的保护设备11B安排在外壳11C的内上部。旋转传感器11A例如包括一个霍尔IC 13，两个用于产生磁场的磁铁14A和14B，以及两个用于调节磁通密度的铁芯15A和15B。如后文将作详细叙述，霍尔IC 13保持在磁铁14A，14B与铁芯15A，15B之间。其中安排了旋转传感器11A的外壳11C的凸出部分插入一个在压缩机12的壳体中形成的通孔12B中，以固定在其中，于是使保护设备组件11和压缩机12结合成整体。旋转传感器的霍尔IC具有连接到保护设备11B的引线端13A，以代替上述实施例中的信号线5。对霍尔IC13与保护设备11B之间的连接可以使用短连接引线。旋转传感器11A的远端与磁性材料例如铁形成的压缩机12的奥尔德姆环12A的移动通路相对。随着压缩机12的旋转，奥尔德姆环12A重复交替地靠近和离开旋转传感器11A，以改变穿过霍尔IC13的磁通密度，从而改变旋转传感器11A的输出。

保护设备组件11的保护操作按上述实施例相同方式执行。由于保护设备11B与旋转传感器11A一起整体地装配在压缩机12中，所以压缩机12产生的热直接传递到保护设备组件11B。结果，保护设备11B的温度根据其位置增加。然而，在第二实施例中，各组成部件具有比在各组成部件安装位置处所经受的温度要高的预选耐热温度。因此，能解决上述问题。

按照保护设备组件11，旋转传感器11A和保护设备11B结合成整体，以便缩短构成旋转传感器本体的霍尔IC13与保护设备11B之间的距离。因此，能降低噪声的叠加。此外，由于引线端13A用来把霍尔IC13连接到保护设备11B，所以能大体上省略连接在它们之间的信号线。这样的结果使保护设备组件11容易操纵。另外，由于保护设备11B和旋转传感器11A一起整体地安装在压缩机12上，所以在安装保护设备组件11之后能容易地操纵压缩机。例如，在装运之前当实际操作压缩机以作检查时，压缩机不需要连接到按常规是与其分立的控制电路。因此，能简化保护设备11B与检查设备之间的布线。

参考图6至图10D，将叙述第三实施例。用于第二实施例的旋转传感器可以是图5所示旋转传感器，它为普通霍尔IC或电磁感应线圈式。当汽车空气调节器电源开关接通时(在图7A至图7G时间T₁)，起动计时器31起动。起动计时器31发送一个具有预定时限T_A，例如1秒的时间信号。使判断电路32，放大电路33，以及功率放大电路34驱动1秒，以便激励电磁离合器9，其中放大电路33和功率放大电路34用作供电控制装置。结果，在起升汽车空气调节器中可靠地激励电磁离合器9，直到旋转传感器35的检测输出满足预定条件为止。此外，在与离合器啮合同时把旋转传感器35发送的检测信号S_a送给检测电路36。此外，在与离合器啮合同时还对检测电路36施加一个约0.5V的偏压。因此，即使在压缩机转速如在汽车发动机空转时那样在正常范围内较低时，这样旋转传感器35发送的检测信号S_a的电平低，也使信号S_a的电平增加到检测电路的响应电平。检测信号S_a被可靠地放大，并且由检测电路36形成其波形，以作为旋转信号S_r供给主计时器37，以使其驱动。

在旋转传感器35与电源P之间设置一个温度补偿电路38。温度补偿电路38包括一个晶体管Q2，它和用于检测电路36的晶体管Q1具有相同的温度特性，如图8所示。由于设置晶体管Q1和Q2的结果，按照晶体管Q2的发射极电流根据环境温度而定的变化，通过改变晶体管Q1的偏压，则防止了由于环境温度变化所引起的晶体管Q1的操作点的偏移。因此，能使检测电路36对检测信号S_r的检测灵敏度大体上保持在恒定值，于是能在宽温度范围内保持适当操作点。优选地晶体管Q1和Q2具有相同的产品号，批量相同。主计时器37构成一个常态CR计时器，包括一个电阻和一个电容器。当旋转信号S_r供给主计时器37时，CR电路例如响应输入信号电平上升而瞬时充电，以便主计时器37复位到其初始值，如图7A至图7G可理解。作为主计时器37输出的电压信号V_a的初始值例如为高电平H。电压信号V_a保持为高电平H，直到旋转信号S_r的电平从高电平H降到低电平L为止。

如图7A至图7G所示，由于上述原因，在起动计时器31输出的通过时间T_A内主计时器37的输出保持为高电平H。主计时器37响应旋转信号S_r电平上升复位到初始值。其后，响应旋转信号S_r电平的随后下降，主计时器37开始计时操作，其中电压信号V_a的值按照CR电路的放电时间常数随时间经过从其初始值开始逐渐下降。如图7A至图7G所示，每次将旋转信号S_r供给主计时器37时就重复上述从复位到初始值开始的计时操作。从主计时器37以时间信号发送的电压信号V_a供给判断电路32。判断电路32把电压信号V_a与在压缩机2异常旋转状态下对应于旋转信号S_r的周期所预先确定的判断值S作比较。在压缩机2处在正常条件情况下，当起动计时器31的输出停止时(图7A至图7G中时间T₂)，旋转信号S_r的大小和信号间隔在各自正常范围内。因此，主计时器37的主电压信号V_a增大和减小，保持为等于或大于判断电路32的判断值S的值。此时，通过放大电路33和功率放大电路34对电磁离合器9连续地供电。

当压缩机12出现异常状态时，旋转传感器35发送的检测信号S_a的间隔超过预计时间T₃，例如100ms。于是，主计时器37发送的逐渐减小的电压信号V_a的值降到判断电路32中设定的参考值S之下，于是断开判断电路的输出。因此，断开判断电路32的输出表示输出一个压缩机的旋转处在异常状态的判断。由于输出断开的结果，通过放大电路33和34对电磁离合器9的供电被断开。离合器9的电磁线圈的自感应瞬态流动，以在紧接电源断开之后保持离合器的啮合。因此，有时即使在断开电磁离合器9的电源之后，例如由于传动带的滑动，也从旋转传感器35发送信号S_a。当电磁离合器9的电源被断开时，还断开上述供给检测电路36的偏压。当旋转传感器35的输出信号S_a的大小达到响应值时，检测电路36发送的旋转信号S_r超过参考值S。因此，有可能判断电路32可以操作，以重新啮合电磁离合器9。因此电磁离合器9表现向前推动，其中离合器间歇地啮合。因此，不能保护传动带。

考虑到上述问题，在电磁离合器9由于自感应而处在啮合状态时，通过旋转传感器35用离合器线圈中产生的计数器电动势对检测电路36施加一个反向偏压。反向偏压的值在二极管D_i两端约为-0.5V到-1V。由于对检测电路36施加反向偏压的结果，在断开电磁离合器9电源之后旋转传感器36发送的检测信号S_a达不到响应值。因此，在对其断开电源之后能防止电磁离合器9重新啮合。此外，虽然由于自感应而出现反向偏压的时限短，但是离合器9在此时为脱开，以便压缩机2的转速快速地降低。因此，旋转传感器35的输出S_a的值降为等于或小于响应值，或压缩机停止，直到反向偏压消失为止。因此，能防止出现向前推动。

在该实施例的保护设备中，由于从旋转传感器延伸的信号线缩短，所以能降低噪声叠加。然而，仍有噪声叠加的可能性。现在例如假定一种电路布置，其中如图10A至图10D所示，主计时器37响应经过检测电路36整流并形成其波形的旋转信号S_r的电平上升，瞬时升到初始值(在T₂₁)。在所假定电路中，主计时器37的输出响应经整流的噪声也升到初始值，于是起动计时操作。在磁离合器9由于自感应而处在啮合状态时，主计时器37根据如图10A至图10D中T₂₂，T₂₃和T₂₄所示这样短时限的信号，由检测电路发送的输出N_a2复位到初始值。在这种情况下，虽然信号应该正常地减到等于或小于值S，但是主计时器37的输出电压信号V_a保持等于或大于判断值。因此，在适当计时期间不断开电磁离合器9的电流供给通路。

然而，在该实施例中，在检测电路36中设置电阻R，以便还用作主计时器37的CR电路的充电部分。设定电阻R的电阻值，以便计时器37的充电时间常数取相对大值。结果，信号V_a如图9C其波形所示缓慢地复位到初始值。换句话说，复位到初始值的时间常数对应于检测电路36的输出N_a2的通过时间或之上，该输出对应于噪声N_a1。因此，主计时器37起动计时操作，其中在完全升到初始值之前，主计时器的输出电压信号V_a开始逐渐减小。因此，即使在计时操作期间收到噪声，也不对主计时器37供给具有足够通过时间的复位信号，以大致从紧接叠加噪声之前信号V_a那样相同的电平开始继续计时操作。因此，主计时器37的计时操作大体上不受和旋转传感器35的检测信号S_a比较具有较短时限的噪声的不利影响，并且因此在旋转传感器停止发送检测信号S_a时，在接近预定时间之内可靠地停止对电磁离合器9的供电(时间T₁₄)。

在第三实施例中，温度补偿电路由和组成检测电路的晶体管具有相同温度特性的晶体管组成。然而，温度补偿电路的晶体管可以用一个二极管来替换，其具有和晶体管相同或相似的温度特性。此外，虽然在第三实施例中主计时器37的初始值为高电平H，但是初始值代之可以为低电平L，以便电压信号V_a具有逐渐增大的特性。在第三实施例中，当压缩机的旋转处在异常状态时，可以快速地中断电磁离合器9。此外，由于保护设备设有温度补偿电路，所以虽然检测电路包括半导体部件，也能防止保护设备受到环境温度的不利影响。这样能对旋转传感器的输出提供恒定灵敏度。此外，在电磁离合器脱开时，由离合器线圈中感应的自感应电流对检测电路的旋转传感器侧施加反向偏压。因此，能可靠地防止离合器的向前推动。另外，由于设置延迟装置以延迟主计时器37到初始值的复位，所以能防止由于噪声所引起的电磁离合器的错误控制。

图11至图12H表示第四实施例。在第四实施例中，保护设备设有状态保持装置，以当压缩机的旋转判断为异常状态时存储该异常状态。在根据异常状态判断而断开对电磁离合器供电之后，当空气调节器的电源开关再接通时，保持了异常状态的状态保持装置防止对电磁离合器再起动供电，直到状态保持装置被复位为止。状态保持装置优选地包括机械存储异常状态的装置，例如像闩锁继电器那样的自保持式继电器，或电子存储异常状态的装置，例如电子电路。

如图11所示，在保护设备1中与其它电子元件一起设有用作状态保持装置的自保持式继电器或闩锁继电器。如本领域所周知，闩锁继电器包括一个用作驱动部分的驱动线圈和一个用作输出部分的转接触点。正常地由转接触点执行对电磁离合器的供电。

当闩锁继电器的转接触点操作在保持状态的方向时，闩锁继电器则维持在保持状态下，直到执行手动复位操作或对驱动线圈供给复位电流以按反向转接触点为止。因此，如上所述不用特定操作闩锁继电器就不复位。在出现异常压缩机旋转状态时，判断电路根据旋转传感器发送的信号，判断压缩机的旋转处在异常状态。于是激励闩锁继电器的驱动线圈，以断开转接触点。结果，断开对电磁离合器的供电。即使在断开对空气调节器或保护设备的供电时，闩锁继电器也保持在存储状态。因此，与现有技术相反，即使在空气调节器的电源开关再接通时，也不使电磁离合器啮合。此外，由于对于状态保持无需对闩锁继电器供电，所以能可靠地保持异常状态。

将对第四实施例的保护设备的操作进行叙述。将仅叙述图6与图11之间的不同。在图11的组成中，在起动空气调节器期间，对于异常状态和图6组成那样，使起动计时器31继续对电磁离合器9供电而与判断结果无关。此外，如图6组成那样，检测电路36发送的旋转信号S_r通常由主计时器37和判断电路32监视。

在压缩机2出现异常状态时，旋转传感器35发送的输出信号S_a的间隔(图12C中t)超过预定时间(图12E中T₃)，例如100ms。于是，主计时器37发送的逐渐减小的电压信号V_a的值降到判断电路32中设定的判断值S之下。判断电路32判断出现异常状态，发送指示异常状态的输出。判断电路32的输出通过放大电路33送到状态保持装置40的驱动部分40a，作为驱动信号。结果，状态保持装置40的输出部分40b转到不同状态，即操作在这样方向，以便断开对电磁离合器9供电。例如，输出部分40b转到断开状态，从而停止对电磁离合器9供电。

在上述这些实施例中，当空气调节器的电源开关断开并且其后接通时，起动计时器发送信号。根据该信号，判断电路判断压缩机的旋转假定为正常，于是再对电磁离合器供电。

另一方面，闩锁继电器或状态保持装置40的输出部分40b连接到电磁离合器9的电流供给通路。输出部分40b用作供电控制装置。当状态保持装置40的驱动部分40a由判断电路32发送，并且然后经放大电路33放大的信号所驱动时，驱动部分40a保持为驱动状态，并且因此输出部分40b保持为断开状态。因此，继续对电磁离合器断开电源，而与起动计时器31发送的信号及旋转传感器35发送的检测信号S_a无关，直到执行预定复位操作为止。在第四实施例中，在压缩机异常状态时，由状态保持装置40的输出部分40b直接断开对电磁离合器9供电。然而，在异常状态时可以由状态保持装置40的输出部分40b代之断开从判断电路32对放大电路33发送的信号，从而可以断开对电磁离合器供电。选择地，输出部分40b可以连续地对判断电路供给信号，该信号与响应异常状态发送的信号相同。

在第四实施例中，把汽车发动机41的驱动信号供给判断电路32，以便判断电路仅在发动机运转时侯，按照主计时器37发送的电压信号V_a执行判断操作。如果不考虑发动机的操作状态，则虽然当发动机断开时压缩机必定不旋转，然而有可能会把压缩机的旋转判断为异常。例如，当在空气调节器电源开关为接通状态时交替地接通和断开发动机时，或当出现发动机故障时，作出这个错误判断。考虑到这个问题，在第四实施例中把发动机的驱动信号供给判断电路，以便按照发动机的操作状态进行适当判断。结果，在发动机起动之前，当接通空气调节器的电源开关时，不作出上述错误判断。此外，在起动发动机时驱动起动计时器31，以便当发动机接通时能把控制序列转为控制压缩机的电磁离合器。

虽然省略其叙述，然而上述组成可以适用于前述各个实施例。此外，如图13作为第五实施例所示，可以由状态保持装置50断开从起动计时器31和主计时器37到判断电路32的信号传送，并且可以继续断开信号传送，直到执行复位操作为止。或判断电路32的输入信号可以转换到如出现异常状态时那样相同的状态，并且判断电路可以保持在该状态，直到执行复位操作为止。

将详细叙述第五实施例。在图13中，同样部分用如图11相同的标号标记，并且省略对这些部分的叙述。在第五实施例中，通过状态保持装置50的输出部分50b1把主计时器37的输出供给判断电路32。当压缩机的旋转正常时，通过包括一个信号放大电路和一个功率放大电路，并且用作供电控制装置的放大电路33，从判断电路32把指示正常状态的判断信号32b送给电磁离合器9，从而驱动离合器9。此外，通过一个放大电路(未示出)把指示异常状态的判断信号32a送给状态保持装置50的驱动部分50a。因此，由于当压缩机的旋转不是判断为异常状态时不驱动状态保持装置50，所以通过状态保持装置50的输出部分50b1把电压信号V_a从主计时器37供给判断电路32。

另一方面，当压缩机的旋转判断为异常状态时，判断电路32停止发送判断信号32b，从而断开对电磁离合器9供电。同时，判断电路32把指示异常状态的判断信号32a送给状态保持装置50的驱动部分50a。于是使状态保持装置驱动，以断开输出部分50b1并接通输出部分50b2，继续保持这个状态。由于断开输出部分50b1的结果，从主计时器37供给判断电路32的电压信号V_a被中断，同时，通过输出部分50b2把与出现异常状态时相同的输入信号S_z(等于或小于判断值S的电压信号)连续地供给判断电路32。因此，在转接状态保持装置50的输出部分50b2之后，即使在起动发动机期间操作起动计时器31时，由于判断电路32不作响应，所以电磁离合器9不受驱动。

因此，在判断压缩机的旋转为异常状态时，判断电路32转接状态保持装置。其后，如果不复位状态保持装置，即使接通空气调节器的电源开关，也不对电磁离合器供电。除上述停止对离合器供电外，还可以接通一个指示压缩机异常停止的报警灯。

当状态保持装置由电子电路，例如集成到电存储装置的触发电路所组成时，需要一个正常连接到电池的电路以用作电源。电池优选地以上述电池而不是汽车电池来提供。在电子存储装置情况下，与机械存储装置比较可以更容易地设定判断异常状态的条件。更具体地说，状态保持装置设计成不受驱动，直到作出预定次数，例如三次或五次异常状态判断为止。在状态保持装置不驱动期间，即使作出异常状态判断时，也不断开对电磁离合器的供电。当异常状态判断的次数超过预定次数时，驱动状态保持装置，以断开电磁离合器的供电电路。状态保持装置保持断开状态直到复位为止。判断电路可以具有设定异常状态判断次数的功能。在这种情况下，可以使用机械状态保持装置，例如闩锁继电器。

当压缩机突然进入锁定状态时，连续地发送指示异常状态判断的信号。在这种情况下，仅计数一次异常状态判断。考虑到这种情况，设置一个“与”电路，对其供给指示异常状态判断的信号和时钟脉冲。“与”电路计数压缩机的锁定状态的持续时间。因此，即使重复地发送各自具有短周期或长周期的异常状态指示信号时，也能可靠地驱动状态保持装置。

异常状态判断次数可以与汽车空气调节器的操作时间有关地来处理。例如，现在假定一次操作意指空气调节器从起动操作开始并以随后停止操作结束的操作。当异常状态判断次数在一次操作中达到预定次数时，压缩机故障的可能性大。另一方面，当异常状态判断次数在几个月内的大量次操作中达到预定次数时，压缩机故障的可能性小。考虑到上述情况，适当设定判断电路监视异常状态判断次数的监视周期，以便能更适当地处理偶然异常状态和误动作。例如，与接通空气调节器电源开关的操作相关联地复位状态保持装置。按照这种组成，在出现由于噪声引起判断电路误动作，或由于可恢复原因引起压缩机偶然受限制状态时，通过接通空气调节器电源的操作可以使压缩机，并且因此使空气调节器再起动。此外，在出现异常状态时，其中压缩机完全受限制，则即使接通空气调节器电源开关，也在短时间内停止压缩机。由于每次接通电源开关都重复这个过程，所以能可靠地发现真实的异常状态，以便可靠地加以处理。

考虑到使用闩锁继电器，在第五实施例中，判断电路和放大电路的各个输出正常为低电平，并且在判断有异常状态时变为高电平。然而，根据状态保持装置或整个保护设备的电路布置，这些输出正常可以为高电平，并且在出现异常状态时变为低电平。

现在将参考图14至图17叙述旋转传感器11A，它与图5所示相同。如本领域所周知，霍尔IC 13处理一个集成电路中霍尔元件的输出信号，从而发送一个双态信号，得到两种状态，即低输出状态L和高输出状态H中的任何一种。图15A表示霍尔IC的特性。横坐标轴表示通过霍尔IC的霍尔元件的检测表面的磁通的一个磁通分量的密度和方向，该磁通分量与检测表面垂直横切。这个分量将称为霍尔IC的“横向磁通分量”。该磁通分量的方向在该横向磁通分量的密度变为零的点的两侧反向。纵坐标轴表示霍尔IC的输出电压。霍尔IC包括交变磁场式和单向磁场式，如图15A所示，在交变磁场式中，操作点关于磁通密度零点对称地设定，如图15B所示，在单向磁场式中，操作点稍微偏向两个磁极中任何一方。两种霍尔IC按相同方式操作。

根据霍尔IC从外部接收的磁通的大小，霍尔IC在高输出状态H与低输出状态L之间转换输出电压V_out。在图15A和图15B中，横向磁通分量的密度从左到右变化。当横向磁通分量的密度超过一个操作磁通密度B_op时，输出电压V_out从高输出状态H变为低输出状态L。此外，霍尔IC具有磁滞特性，当磁通密度减小到一个复位磁通密度B_rp或之下时，输出电压从低输出状态L变为高输出状态H。

旋转传感器11A包括霍尔IC 13和两个磁铁14A和14B，霍尔IC主要由一个用作磁电转换元件的霍尔元件组成，并且它具有上述磁滞特性，而两个磁铁14A和14B各由包含稀土金属的磁性材料制成。安排磁铁14A和14B，以便把霍尔IC的磁通检测表面夹在它们当中，并且把它们用作偏磁场产生磁铁。磁铁14A和14B的相同磁极部分，例如S磁极部分面对霍尔IC 13两侧的磁通检测表面。霍尔IC 13与各自磁铁14A和14B之间的距离由铁芯15A和15B限定。构成并安排铁芯15A和15B，以便磁铁14A和14B的磁通集中在霍尔IC上。

以下叙述磁铁14A和14B的布置的理由，其中它们相同的磁极部分面对霍尔IC，并且在它们之间使横向磁通分量大体上被否定。图16表示当安排磁铁，以便如图17所示在它们之间以距离d₀相互对置相同磁极部分时，磁铁14A与14B之间的磁通密度分布。图16横坐标轴表示相对于磁铁14A表面的垂直距离D，以及纵坐标轴表示该垂直分量的磁铁密度。例如，假定移去磁铁14B。于是，磁铁14A的磁通密度在位置D＝0为B₀，该位置为其表面，如曲线B1所示。磁铁14A的磁通密度随着其变化率减小在无限远距离处接近于零。

在该实施例中，各磁铁14A和14B表面的磁通密度大，约为2000高斯。另一方面，旋转传感器11A从压缩机的电磁线圈接收的漏磁通密度通常为几十高斯，尽管该值根据压缩机的结构或旋转传感器的安装位置变化。霍尔IC 13的检测表面13B需要安排在源自电磁离合器的单向漏磁通和源自磁铁14A和14B的磁通的合成变为零的位置处。为此，磁铁14A与检测表面13B之间的距离D因附加漏磁通而需要增大。因此，即使用一个磁铁代替两个磁铁时，尽管减少了部件的数目，然而不能减小磁传感器的尺寸。

在图16所示实施例中，用一对磁铁抵消磁场，以便对霍尔IC的检测表面施加偏磁场。因此，可以使相对于霍尔IC的检测表面的横向磁通密度接近于零，而与各磁铁的强度无关。因此，能容易地选择磁铁，并且能减小磁传感器的尺寸。

参考图16，安排磁铁14B，以便在离开磁铁14A的表面距离d0位置处相互对置磁铁14A和14B的相同磁极部分。由于这样安排的结果，组成一个磁铁14A的轴向磁通B1和磁铁14B的磁通B2合成的磁通，磁铁14A的轴向磁通B1与旋转传感器11A的检测表面13B相垂直。该合成磁通由图16中曲线B1+B2表示。亦即，合成磁通密度在磁铁14A的表面最大，并且在其中间变为零，或假定一个平衡位置。磁通的方向在平衡位置反向。合成磁通密度在磁铁14B的表面反向最大。如图16显而易见，磁通密度B对距离D的变化率比单磁铁情况下磁通密度B1或B2的变化率大。因此，能在相对小区间或距离d内得到从操作磁通密度B_op到复位磁通密度B_rp的较大变化。

按上述方式在旋转传感器11A中安排两个磁铁，以便能实现小尺寸高灵敏的传感器。此外，由于能调节霍尔IC 13的检测表面13B与各磁铁14A和14B之间的位置关系，因此能使作用在霍尔IC上的磁通分量的密度减小到零高斯或之下。这样允许使用交变磁场式霍尔IC。在该实施例中，为了叙述简单化，改变磁铁与霍尔IC之间的位置关系，以便相对于霍尔IC的位置调节合成磁通密度的零位置。然而，代之可以改变各铁芯15A和15B的形状，以便调节磁铁14A和14B的合成磁通的零位置。

旋转传感器11A从压缩机的电磁线圈接收的漏磁通密度约为60高斯。按下述方式使旋转传感器11A中的磁通分布偏移，以便否定与霍尔IC垂直横切的漏磁通分量。亦即，如图14所示，磁铁14A有一个在其背面上形成的偏移辅助铁芯。因此，从磁铁14A移向霍尔IC 13的磁通比磁铁14B的磁通强。磁通之间的平衡位置向磁铁14B侧偏移。偏移量根据安装在受保护设备上的旋转传感器11A的漏磁通的强度和方向来设定。例如，可以通过改变铁芯15A和15B的形状或磁铁14A和14B的强度，而不是设置辅助铁芯42，来改变偏移量。如图14所示，为了一起合为整体，这些部件适应在非磁性材料制成的外壳43中，并且由填充物44例如合成树脂所固定。从霍尔IC 13中引出多条引线45，以便输入和输出控制信号和检测信号。电连接到各条引线45的端13A向外延伸。

如上所述，可以减小旋转传感器与保护设备之间的间隔，并且能仅在压缩机周围容易地进行它们之间的布线工作。因此，能减小在线路上叠加噪声，并且即使在线路上叠加噪声时，也能防止由于噪声所引起的电磁离合器的误动作。此外，即使在高环境温度条件下也能使保护操作稳定。

以上叙述及附图仅仅说明本发明的原理，不要把它们作为限定意义。对本领域技术人员来说，各种各样的改变和变更将是显而易见的。所有这些改变和变更都看作属于附加权利要求所限定的本发明的范围之内。

Claims (19)

1.一种用于汽车空气调节器的保护设备，它从一个安装在汽车空气调节器的压缩机上的旋转传感器接收旋转信号作为输入信号，其具有按照压缩机转速变化的时间相关分量，从而根据该输入信号来控制一个设置在压缩机与发动机之间的电磁离合器，以便使该电磁离合器激励和去激，其特征在于具有：

异常旋转状态判断装置，对供给保护设备的信号的时间相关分量的周期重复地计时，以根据计时周期与一个参考值之间的关系，判断压缩机的旋转是否处在异常状态；

噪声处理装置，当输入信号的时间相关分量等于或小于一个预定值时，使异常旋转状态判断装置大体上继续计时操作，而不使计时操作返回到初始值；

供电控制装置，控制对电磁离合器的供电；

异常状态处理装置，在对电磁离合器供电期间，当异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，使供电控制装置断开对电磁离合器的供电；以及

起动处理装置，在压缩机起动期间，优先于异常状态处理装置根据异常旋转状态判断装置的判断进行的操作，使电源控制装置继续对电磁离合器供电，直到压缩机的旋转稳定为止；

异常旋转状态判断装置，噪声处理装置，供电控制装置，异常状态处理装置，以及起动处理装置各自包括多个元件，各元件具有比在其安装位置所经受的温度要高的耐热温度；以及

该保护设备安装在汽车空气调节器的压缩机的表面之上或附近。

2.按照权利要求1的保护设备，其特征在于异常状态检测装置在预定时限期间监视输入信号的电平，以检测包括上升和下降的电平变化，并且计时预定电平变化次数之间的经过时间，从而得到时间相关分量，并且其中在异常旋转状态判断装置的计时操作期间，当经过时间确定为等于或小于对应于噪声所预先确定的一个值时，噪声处理装置使异常旋转状态判断装置从判断之前所经过时间的值开始继续计时操作。

3.按照权利要求2的保护设备，其特征在于异常旋转状态判断装置根据检测输入信号电平上升和下降中之一起动计时操作，并且其中当检测到所述上升和下降中之一与检测到另一次之间的经过时间确定为等于或小于一个预定值时，噪声处理装置使异常旋转状态判断装置从确定之前所经过时间的值开始继续计时操作。

4.按照权利要求1的保护设备，其特征在于异常旋转状态判断装置包括一个主计时器，它响应输入信号起动，并且重复地发送一个大小从其初始值开始随时间逐渐变化的电压信号，异常旋转状态判断装置把该主计时器发送的逐渐变化的电压信号与一个参考值比较，从而判断压缩机的旋转是否处在异常状态，其中噪声处理装置把主计时器的复位时间常数设为一个比噪声的期望通过时间长的初始值，从而大体上继续计时操作，不使主计时器响应具有与噪声相对应的通过时间的输入信号而复位到初始值，其中起动处理装置包括一个起动计时器，它连同压缩机的起动而起动，起动处理装置优先于异常状态处理装置根据异常旋转状态判断装置的判断进行的操作，使供电控制装置在该起动计时器所设定的一段时间内继续对电磁离合器供电。

5.按照权利要求4的保护设备，其特征还在于具有一个从旋转传感器接收信号的检测电路，以及一个适应该检测电路的灵敏度由于环境温度的变化而发生改变的温度补偿电路。

6.按照权利要求4的保护设备，其特征还在于具有一个从旋转传感器接收信号的检测电路，并且当电磁离合器断开时，用自感应电压对该检测电路施加一个反向偏压，以便校正检测电路的检测电平。

7.按照权利要求1的保护设备，其特征在于具有状态保持装置，当异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，用于存储压缩机旋转的异常状态，该状态保持装置使电磁离合器保持去激，直到执行操作以从存储状态释放状态保持装置为止。

8.按照权利要求4的保护设备，其特征在于具有状态保持装置，当异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，用于存储压缩机旋转的异常状态，该状态保持装置使电磁离合器保持去激，直到执行操作以从存储状态释放状态保持装置为止。

9.按照权利要求7的保护设备，其特征在于状态保持装置包括一个自保持式继电器

10.按照权利要求8的保护设备，其特征在于状态保持装置包括一个自保持式继电器。

11.按照权利要求7的保护设备，其特征在于当异常旋转状态判断装置判断在预定次数压缩机的旋转处在异常状态时，状态保持装置存储压缩机旋转的异常状态。

12.按照权利要求8的保护设备，其特征在于当异常旋转状态判断装置判断在预定次数压缩机的旋转处在异常状态时，状态保持装置存储压缩机旋转的异常状态。

13.按照权利要求1的保护设备，其特征在于把该保护设备和旋转传感器结合成一个单组件，使其固定在压缩机上。

14.按照权利要求4的保护设备，其特征在于把该保护设备和旋转传感器结合成一个单组件，使其固定在压缩机上。

15.按照权利要求1的保护设备，其特征在于旋转传感器包括一个磁电转换元件，以把施加于其上的磁通转换为对应的电信号，以及两个磁铁，产生穿过该磁电转换元件的磁通检测表面的磁通，并且其中安排磁铁，以便各磁铁的磁极中的相同一个磁极相对于磁电转换元件的磁通检测表面成对置，并且因此使磁电转换元件的磁通检测表面安排在这样一个位置，以便磁铁的合成磁通密度近似偏移为零。

16.按照权利要求4的保护设备，其特征在于旋转传感器包括一个磁电转换元件，以把施加于其上的磁通转换为对应的电信号，以及两个磁铁，产生穿过该磁电转换元件的磁通检测表面的磁通，并且其中安排磁铁，以便各磁铁的磁极中的相同一个磁极相对于磁电转换元件的磁通检测表面成对置，并且因此使磁电转换元件的磁通检测表面安排在这样一个位置，以便磁铁的合成磁通密度近似偏移为零。

17.按照权利要求15的保护设备，其特征在于设定偏移量，以便当对磁电转换元件施加外部磁场时，使磁电转换元件的磁通检测表面位置处的合成磁通密度近似为零。

18.按照权利要求16的保护设备，其特征在于设定偏移量，以便当对磁电转换元件施加外部磁场时，使磁电转换元件的磁通检测表面位置处的合成磁通密度近似为零。

19.一种用于汽车空气调节器的保护设备，它从一个安装在汽车空气调节器的压缩机上的旋转传感器接收旋转信号作为输入信号，其具有按照压缩机转速变化的时间相关分量，从而根据该输入信号来控制一个设置在压缩机与发动机之间的电磁离合器，以便使该电磁离合器激励和去激，其特征在于具有：

异常旋转状态判断装置，对输入信号的时间相关分量的周期重复地计时，以根据计时周期与一个参考值之间的关系，判断压缩机的旋转是否处在异常状态；

噪声处理装置，当输入信号的时间相关分量等于或小于一个预定值时，使异常旋转状态判断装置大体上继续计时操作，而不使计时操作返回到初始值；

供电控制装置，控制对电磁离合器的供电；

异常状态处理装置，在对电磁离合器供电期间，当异常旋转状态判断装置判断压缩机的旋转处在异常状态时，使供电控制装置断开对电磁离合器的供电；以及

起动处理装置，在压缩机起动期间，优先于异常状态处理装置根据异常旋转状态判断装置的判断进行的操作，使电源控制装置继续对电磁离合器供电，直到压缩机的旋转稳定为止；

异常旋转状态判断装置，噪声处理装置，供电控制装置，异常状态处理装置，以及起动处理装置各自包括多个元件，各元件具有比在其安装位置所经受的温度要高的耐热温度；以及

该保护设备安装在汽车空气调节器的压缩机的表面之上或附近。

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