JP2005155370A - 流体機械の異常判定装置及び流体機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体機械が異常であるとの判定を早い時期において正確に行うことが可能な異常判定装置を提供することである。
【解決手段】 異常判定装置は、エアコンＥＣＵ４８と、該エアコンＥＣＵ４８に接続された異物センサとからなっている。異物センサは、圧縮機のクランク室１６内に検出部５１が配置され該クランク室１６内の異物を検出する。エアコンＥＣＵ４８は、異物センサが異物を検出した場合に、圧縮機が異常であると判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流体機械が異常であるか否かを判定するための異常判定装置、及び該異常判定装置を備えた制御装置に関する。

例えば、車両空調装置の冷媒回路を構成する冷媒圧縮機には、該冷媒圧縮機がデッドロック等の異常であるか否かを判定するとともに、該冷媒圧縮機が異常であるとの判定（異常判定）に基づいて冷媒圧縮機を制御する制御装置を備えたものが存在する（例えば特許文献１参照。）。

前記制御装置は、冷媒圧縮機が異常であるか否かを判定するために、ロックセンサと呼ばれる、冷媒圧縮機（駆動軸）の回転速度を検出するための回転速度センサを備えている。制御装置による冷媒圧縮機の異常判定は、回転速度センサが検出する冷媒圧縮機の回転速度と、該冷媒圧縮機の駆動源たる車両エンジンの回転速度との差が任意に設定された所定値以上となった場合に下される。そして、制御装置は、冷媒圧縮機の異常判定に基づいて、車両エンジンと冷媒圧縮機との間の動力伝達経路上に配設された電磁クラッチを遮断し、冷媒圧縮機のデッドロック等の異常の影響が車両エンジン側へ波及されないようにする。
実公平４−５０４６５号公報（第２頁、第１図）

ところが、前記制御装置においては、冷媒圧縮機の回転速度に基づいて該冷媒圧縮機が異常であるか否かを判定している。冷媒圧縮機の回転速度に異常を来す状況は、該冷媒圧縮機が完全にデッドロックへ移行した状況又は移行する寸前の状況、つまり異常状態が進行した末期の状況である。従って、冷媒圧縮機が異常であると判定された後の対処としては、前述したように、冷媒圧縮機と車両エンジンとの間の動力伝達を遮断する他に術はなかった。

ここで、冷媒圧縮機としては、クラッチレス圧縮機と呼ばれるタイプのものが存在する。クラッチレスタイプの冷媒圧縮機は、車両エンジンとの間の動力伝達経路上に、電磁クラッチ等の外部制御可能なクラッチ機構を備えておらず、車両エンジンの稼働時には駆動軸が常時回転されることとなる。従って、クラッチレスタイプの冷媒圧縮機に対して、前述した制御装置を適用することはできない。

このため、クラッチレスタイプの冷媒圧縮機においては、車両エンジンとの間の動力伝達経路上にトルクリミッタを配設して、デッドロック時等における過大なトルクの伝達をトルクリミッタで阻止するようになっている。トルクリミッタの具体例としては、例えば過大なトルクの作用によって動力伝達部材の一部を破断させるタイプのもの等が挙げられる。

しかし、前記トルクリミッタはリミットトルクの好適設定が難しく、冷媒圧縮機のコスト上昇につながる問題がある。即ち、トルクリミッタには、リミットトルクを超えるトルクの伝達は速やかに遮断し、なおかつリミットトルク以下であればこのリミットトルク付近でも動力伝達が遮断されないようにする絶妙な設定が必要で、該設定に多大な手間がかかるのである。

本発明の目的は、流体機械が異常であるとの判定を早い時期において正確に下すことが可能な異常判定装置、及び該異常判定装置を備えた制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明の異常判定装置は、流体機械内に検出部が配置され該流体機械内の異物を検出する異物センサと、該異物センサが異物を検出した場合に流体機械が異常であると判定する判定手段とを備えている。流体機械内における異物（流体機械を構成する部材の削り屑等）の発生は、該流体機械がデッドロック等の異常状態へ移行しようとして直ぐに現れる現象である。従って、異物の検出に基づいて流体機械が異常であるか否かを判定することで、該流体機械が異常であるとの判定を、該流体機械が異常状態へ完全に移行する前の早い時期において正確に下すことが可能となる。

請求項２に記載の発明は請求項１において、前記流体機械はピストン式圧縮機であって、異物センサの検出部はピストン式圧縮機のクランク室内に配置されている。ピストン式圧縮機においてデッドロック等の異常は、クランク室内に位置する摺動部分の潤滑不良が最たる要因である。従って、ピストン式圧縮機が異常状態へ移行しようとする際には、まず最初にクランク室内の摺動部分が異物（削り屑）を発生することとなる。よって、異物センサの検出部をクランク室に配置した本発明によれば、判定手段によるピストン式圧縮機の異常判定を、さらに早い時期において正確に下すことが可能となる。

請求項３に記載の発明は請求項１又は２において、前記異物センサの好適な一態様について言及するものである。即ち、検出部は、異物センサの検出回路を構成する第１接点と第２接点とからなっている。異物センサは、第１接点と第２接点とが異物によって導通されることで検出回路が閉じられて該異物を検出する。つまり、異物センサの検出部は、異物の導電性を利用した単純かつ明快な検出回路のスイッチ構成よりなっている。従って、異物の検出を、安価でかつ正確に行うことが可能となる。

請求項４に記載の発明は請求項３において、前記第１接点及び第２接点はそれぞれ複数のラインを有しており、第１接点のラインと第２接点のラインとは互い違いに配置されている。このようにすれば、広い範囲をカバーすることができ、異物の発生をさらに早期に検出することができる。

請求項５に記載の発明は請求項１〜４のいずれか一項において、前記異物センサは検出部を複数有している。このようにすれば、広い範囲をカバーすることができ、異物の発生をさらに早期に検出することができる。

請求項６に記載の発明は請求項５に記載の異常判定装置において、前記判定手段は、少なくとも二つの検出部が異物を検出することを条件に、流体機械が異常であると判定する。このようにすれば、例えば、一つの検出部のみが異物を検出する状況、つまり流体機械が異常であるか否かの微妙な状況における、判定手段による過敏な異常判定を防止することができる。

請求項７に記載の発明は請求項１〜６のいずれか一項において、前記流体機械のハウジングは、複数のハウジング構成体がスルーボルトによって締結固定されてなる。そして、異物センサの検出部はスルーボルトによって支持されている。このように、ハウジング構成体を締結固定するためのスルーボルトを、ハウジングにおける検出部の支持にも利用することで、異常判定装置の部品点数を低減することができる。

請求項８に記載の発明は請求項７において、前記異物センサの検出部は、円筒状をなす基板を備えている。そして、基板にスルーボルトが挿通されることで、検出部がスルーボルトによって支持されている。従って、例えば専用の固定具等を介して基板をスルーボルトに対して取り付ける場合と比較して、省スペースで検出部を配置することができる。

請求項９に記載の発明は請求項１〜８のいずれか一項において、前記異物センサは、異物を検出部へと引き寄せるための磁石部を流体機械内に備えている。従って、異物の発生をさらに早期に検出することができるし、磁石部で異物を保持できるため、該異物が検出部から離れて他で不具合を生じさせることを抑制できる。

上記目的を達成するために請求項１０に記載の発明の制御装置は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の異常判定装置を備えている。流体機械は吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機である。そして、制御装置は、判定手段によって容量可変型圧縮機が異常であると判定された場合に、容量可変型圧縮機の吐出容量を小さくする制御手段を備えている。

つまり、請求項１〜９のいずれか一項に記載の異常判定装置によれば、容量可変型圧縮機が異常であるとの判定を早い時期において正確に下すことが可能となる。従って、本発明のように、異常判定に基づいて容量可変型圧縮機の吐出容量を小さくし該容量可変型圧縮機の負荷を軽減すれば、それ以降も容量可変型圧縮機の運転が継続されたとしても、デッドロック等の異常状態へ完全に移行することはない。よって、例えば、従来においてはクラッチレスタイプの容量可変型圧縮機に必要であったトルクリミッタを削除する設計も可能となり、そのようにすれば、面倒な作業であった該トルクリミッタのリミットトルクの設定から解放される。

請求項１１に記載の発明は請求項１０において、前記容量可変型圧縮機は、吸入圧領域及び吐出圧領域に連通する制御室の内圧が電磁弁よりなる制御弁によって調節されることで吐出容量を変更可能である。制御弁は、外部から供給される駆動電流が増大することで容量可変型圧縮機の吐出容量を増大するとともに、外部から供給される駆動電流が減少することで容量可変型圧縮機の吐出容量を減少する特性を有している。そして、判定手段及び制御手段は、異物センサが異物を検出した場合に外部から制御弁へ供給される駆動電流が減少されるように、異物センサの検出部が制御弁に対して電気的に接続されていることよりなっている。

このようにすれば、異常判定時に容量可変型圧縮機の吐出容量を小さくすることを、コンピュータ等の外部の判定手段及び制御手段に依存せずに自律的に行うことが可能となる。従って、制御装置の構成の簡素化を図ることができる。

請求項１〜９の発明の異常判定装置、及び該異常判定装置を備えた請求項１０及び１１の制御装置によれば、流体機械が異常であるとの判定を早い時期において正確に行うことが可能となる。

以下、本発明を、車両用空調装置の冷媒回路を構成するピストン式容量可変型圧縮機において用いられる制御装置に具体化した第１〜第５実施形態について説明する。なお、第２〜第５実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。

○第１実施形態
先ず、流体機械としてのピストン式容量可変型圧縮機（以下単に圧縮機とする）について説明する。

図１は圧縮機の縦断面図を示し、該図において左方を圧縮機の前方とし、右方を圧縮機の後方とする。図１に示すように、圧縮機のハウジングは、ハウジング構成体としてのシリンダブロック１１と、該シリンダブロック１１の前端に接合された、同じくハウジング構成体としてのフロントハウジング１２と、シリンダブロック１１の後端に弁・ポート形成体１３を介して接合された、同じくハウジング構成体としてのリヤハウジング１４とを備えている。これら、シリンダブロック１１、フロントハウジング１２、及びリヤハウジング１４は、複数本（図面には一本のみ示す）のスルーボルト１５によって相互に締結固定されている。

前記ハウジング内において、シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、制御室としてのクランク室１６が区画形成されている。クランク室１６内ではスルーボルト１５の一部が全周に渡って露出されている。シリンダブロック１１とフロントハウジング１２との間には、クランク室１６を挿通するようにして、駆動軸１７が回転可能に支持されている。駆動軸１７には、車両の走行駆動源であるエンジンＥが、クラッチレスタイプ（常時伝達型）の動力伝達機構ＰＴを介して作動連結されている。従って、エンジンＥの稼動時においては、該エンジンＥから動力の供給を受けて駆動軸１７が常時回転される。

前記クランク室１６内において駆動軸１７には、ロータ１８が一体回転可能に固定されている。クランク室１６内には、実質的に円盤状をなすカムプレートとしての斜板１９が収容されている。斜板１９は鉄系の金属材料よりなっている。斜板１９の中央部には駆動軸１７が挿通され、該斜板１９は駆動軸１７に、一体回転可能でかつ傾動可能に支持されている。ロータ１８と斜板１９との間にはヒンジ機構２０が介在されている。

前記ヒンジ機構２０は、ロータ１８の後面に突設された二つ（紙面手前側の一方は図示されていない）のロータ側突起２０ａと、斜板１９の前面においてロータ１８側に向かって突設された斜板側突起２０ｂとからなっている。斜板側突起２０ｂは、先端側が二つのロータ側突起２０ａ間に入り込んでいる。従って、ロータ１８の回転力は、ロータ側突起２０ａ及び斜板側突起２０ｂを介して斜板１９に伝達される。

前記ロータ側突起２０ａの基部にはカム部２１が形成されている。カム部２１において斜板１９を臨む後端面にはカム面２１ａが形成されている。斜板側突起２０ｂの先端は、カム部２１のカム面２１ａに対して摺動可能に当接されている。従って、ヒンジ機構２０は、斜板側突起２０ｂの先端がカム部２１のカム面２１ａ上を駆動軸１７に対する接離方向へ移動されることで、斜板１９の傾動を案内する。

前記シリンダブロック１１において駆動軸１７の軸線Ｌ周りには、複数のシリンダボア２２が等角度間隔で前後方向（紙面左右方向）に貫通形成されている。片頭型のピストン２３は、各シリンダボア２２内に前後方向へ移動可能に収容されている。シリンダボア２２の前後開口は、弁・ポート形成体１３の前端面及びピストン２３によって閉塞されており、このシリンダボア２２内にはピストン２３の前後方向への移動に応じて容積変化する圧縮室２４が区画されている。各ピストン２３は、鉄系の金属材料よりなる一対のシュー２５を介して斜板１９の外周部に係留されている。従って、駆動軸１７の回転によって斜板１９が回転すると、該斜板１９は駆動軸１７の軸線Ｌ方向前後に揺動される。斜板１９の揺動によって、ピストン２３が前後方向に往復直線運動される。

前記ハウジング内において、弁・ポート形成体１３とリヤハウジング１４との間には、吸入圧領域としての吸入室２６及び吐出圧領域としての吐出室２７がそれぞれ区画形成されている。弁・ポート形成体１３には、圧縮室２４と吸入室２６との間に位置するように、吸入ポート２８及び吸入弁２９がそれぞれ形成されている。弁・ポート形成体１３には、圧縮室２４と吐出室２７との間に位置するように、吐出ポート３０及び吐出弁３１がそれぞれ形成されている。

前記吸入室２６の冷媒ガスは、各ピストン２３の上死点位置から下死点位置への移動により、吸入ポート２８及び吸入弁２９を介して圧縮室２４に吸入される。圧縮室２４に吸入された冷媒ガスは、ピストン２３の下死点位置から上死点位置への移動により所定の圧力にまで圧縮され、吐出ポート３０及び吐出弁３１を介して吐出室２７に吐出される。

次に、前記圧縮機の容量制御機構について説明する。
図１に示すように、前記圧縮機のハウジング内には、抽気通路３２及び給気通路３３並びに制御弁３４が設けられている。抽気通路３２はクランク室１６と吸入室２６とを接続する。給気通路３３は吐出室２７とクランク室１６とを接続する。給気通路３３の途中には制御弁３４が配設されている。

前記制御弁３４は、バルブハウジング３５内に形成された弁室３８及び弁孔３９を有している。弁室３８及び弁孔３９は、給気通路３３の制御弁内通路を構成する。弁室３８内には、弁室３８と弁孔３９との間の通過断面積を調節するための弁体４１が移動可能に収容されている。弁室３８内には、弁体４１を弁閉方向に付勢する閉鎖バネ４２が配設されている。

前記バルブハウジング３５には電磁アクチュエータ部３６が連接されている。電磁アクチュエータ部３６は、固定鉄心４３、可動鉄心４４、両鉄心を跨ぐように配置されたコイル４５、及び可動鉄心４４を固定鉄心４３から離間する方向へ付勢する開放バネ４６を備えている。開放バネ４６の付勢力は、可動鉄心４４及び該可動鉄心４４と弁体４１との間に介在されたロッド４７を介して該弁体４１に伝達され、該弁体４１に弁開方向の力として付与されている。なお、開放バネ４６は、閉鎖バネ４２のバネ力よりも遙かに大きなバネ力を有している。

前記電磁アクチュエータ部３６のコイル４５には、冷房負荷等に応じてエアコンＥＣＵ４８から弁駆動回路４９を介して駆動電流（例えば直流電流）が供給される。弁駆動回路４９からコイル４５への駆動電流の供給により、固定鉄心４３と可動鉄心４４との間には駆動電流の大きさに応じた電磁吸引力が発生する。そして、この電磁吸引力により減勢された開放バネ４６の付勢力と、該付勢力に対抗する閉鎖バネ４２の付勢力とがバランスする位置に弁体４１が位置決めされ、制御弁３４の開度が決定される。従って、弁駆動回路４９からコイル４５へ供給される駆動電流の大きさを調節することで、制御弁３４の開度を調節可能である。

前記制御弁３４の開度を調節することで、給気通路３３を介したクランク室１６への高圧な吐出ガスの導入量と、抽気通路３２を介したクランク室１６からのガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１６の内圧が決定される。クランク室１６の内圧の変更に応じて、ピストン２３を介したクランク室１６の内圧と圧縮室２４の内圧との差が変更され、斜板１９の傾斜角度が変更される結果、ピストン２３のストローク即ち圧縮機の吐出容量が調節される。

例えば、前記電磁アクチュエータ部３６のコイル４５へ供給される駆動電流が増大すると、制御弁３４の弁開度が減少する。制御弁３４の弁開度が減少すると、クランク室１６の内圧が低下される。従って、斜板１９の傾斜角度が増大してピストン２３のストロークが増大し、圧縮機の吐出容量が増大される。

逆に、前記電磁アクチュエータ部３６のコイル４５へ供給される駆動電流が減少すると、制御弁３４の弁開度が増大する。制御弁３４の弁開度が増大すると、クランク室１６の内圧が上昇される。従って、斜板１９の傾斜角度が減少してピストン２３のストロークが減少し、圧縮機の吐出容量が減少される。コイル４５へ供給される駆動電流が或る値よりも低くなると、弁体４１の位置決めが開放バネ４６により支配されて制御弁３４は全開状態となる。制御弁３４が全開状態となると圧縮機の吐出容量は最小となる。

次に、前記圧縮機が異常であるか否かを判定するための異常判定装置、及び該異常判定装置を備えた制御装置について説明する。
本実施形態において制御装置（異常判定装置）は、コンピュータ類似の電子制御ユニットたる前記エアコンＥＣＵ４８と、該エアコンＥＣＵ４８に接続された異物センサ５０とからなっている。異物センサ５０は、圧縮機のクランク室１６内に検出部５１が配置され該クランク室１６内の異物を検出する。エアコンＥＣＵ４８は、異物センサ５０が異物を検出した場合に、圧縮機が異常であると判定する。

図２には前記異物センサ５０の検出回路（電気回路）が示されている。該図に示すように、異物センサ５０の検出部５１は、絶縁性を有する基板５２上に第１接点５３及び第２接点５４がそれぞれ設けられてなる。検出部５１は、基板５２に第１接点５３及び第２接点５４をそれぞれプリントすることで製作されている。第１接点５３及び第２接点５４はそれぞれライン状をなしており、一定の間隔をおいて互いに平行となるように基板５２上で配置されている。

前記第１接点５３には直流電源５５の陽極が接続されているともに、第２接点５４には直流電源５５の陰極が抵抗５６を介して接続されている。直流電源５５は、例えば制御弁３４の駆動やエンジンＥの電力系と共用のバッテリよりなっている。抵抗５６には出力部５７が並列に接続されている。出力部５７は、異物センサ５０の検出回路が閉じられて抵抗５６に電圧が印可されると、異常検出信号をエアコンＥＣＵ４８に対して出力する構成を有している。

なお、前記出力部５７及び抵抗５６は、クランク室１６内に露出しないように図示しないケース等に収められた状態で、かつ該ケースが検出部５１（基板５２）に一体化された状態で、フロントハウジング１２に取着されている。しかし、これに限らず、出力部５７及び抵抗５６は、基板５２に直接取着されていてもよい。或いは、出力部５７及び抵抗５６は、エアコンＥＣＵ４８のＩ／Ｏに内蔵されていてもよい。

さて、例えば、前記圧縮機の高吐出容量運転等の高負荷時には、ピストン２３及びシュー２５を介して斜板１９に作用する圧縮荷重が大きくなり、特に該斜板１９とシュー２５との間の潤滑が厳しくなる。このような状態が長時間継続されると、斜板１９及び／又はシュー２５の摺動面の一部が削れはじめて、該削り屑がクランク室１６内の異物となる。この異物は、クランク室１６内の雰囲気がロータ１８や斜板１９で掻き回されること等によって、該クランク室１６内を浮動する。

前記クランク室１６内を浮動する導電性の異物は、やがては異物センサ５０の検出部５１に到達し、該検出部５１の第１接点５３と第２接点５４とを橋絡して導通することとなる。従って、異物センサ５０の検出回路が閉じられて、出力部５７からエアコンＥＣＵ４８に対して異常検出信号が出力される。エアコンＥＣＵ４８は、出力部５７から異物検出信号を受け取ると、圧縮機が異常であると判定する。このエアコンＥＣＵ４８による判定が、異常判定装置の判定手段としての処理に相当する。

前記エアコンＥＣＵ４８は、圧縮機が異常であると判定すると、冷房負荷の高低等にかかわらず、弁駆動回路４９に対して制御弁３４への駆動電流の供給停止を指令する。制御弁３４への駆動電流の供給が停止されると該制御弁３４は全開状態となり、従って圧縮機の吐出容量は最小となる。このエアコンＥＣＵ４８による圧縮機の吐出容量の最小化処理が、制御装置の制御手段としての処理に相当する。圧縮機の吐出容量が最小となれば、ピストン２３及びシュー２５を介して斜板１９に作用する圧縮荷重が小さくなって、圧縮機がデッドロック等の異常状態に完全に移行すること、つまり圧縮機の異常状態の進行を抑制することができる。

なお、図示しないが、前記エアコンＥＣＵ４８には異常表示装置（例えば警告灯）が接続されており、該エアコンＥＣＵ４８は異物センサ５０が異物を検出すると、異常表示装置にその旨表示して、ユーザーに車両用空調装置の点検を促す。

上記構成の本実施形態においては次のような効果を奏する。
（１）異物センサ５０は、圧縮機内に検出部５１が配置され該圧縮機内の異物を検出する。エアコンＥＣＵ４８は、異物センサ５０が異物を検出した場合に圧縮機が異常であると判定する。圧縮機内における異物の発生は、該圧縮機がデッドロック等の異常状態へ移行しようとして直ぐに現れる現象である。従って、異物の検出に基づいて圧縮機が異常であるか否かを判定することで、該圧縮機が異常であるとの判定を、該圧縮機が異常状態へ完全に移行する前の早い時期において正確に下すことが可能となる。

（２）異物センサ５０の検出部５１は、圧縮機のクランク室１６内に配置されている。ピストン式の圧縮機においてデッドロック等の異常は、クランク室１６内に位置する斜板１９とシュー２５との間等の摺動部分の潤滑不良が最たる要因である。従って、圧縮機が異常状態へ移行しようとする際には、まず最初にクランク室１６内の摺動部分が異物を発生することとなる。よって、異物センサ５０の検出部５１をクランク室１６に配置した本実施形態によれば、エアコンＥＣＵ４８による圧縮機の異常判定を、さらに早い時期において正確に下すことが可能となる。

（３）異物センサ５０の検出部５１は、該異物センサ５０の検出回路を構成する第１接点５３及び第２接点５４からなっている。異物センサ５０は、第１接点５３と第２接点５４とが異物によって導通されることで該異物を検出する。つまり、異物センサ５０の検出部５１は、異物の導電性を利用した単純かつ明快な検出回路のスイッチ構成よりなっている。従って、異物の検出を、安価でかつ正確に行うことが可能となる。

（４）異物センサ５０の検出部５１において第１接点５３及び第２接点５４は、それぞれライン状をなしている。従って、広い範囲をカバーすることができ、異物の発生をさらに早期に検出することができる。

（５）異物センサ５０の検出部５１は、基板５２上に第１接点５３及び第２接点５４が設けられている。従って、圧縮機の組立時等において第１接点５３及び第２接点５４の取り扱いが容易となるし、第１接点５３及び第２接点５４と圧縮機のハウジングとの間における絶縁性の確保も容易でかつ確実となる。

（６）エアコンＥＣＵ４８は、圧縮機が異常であると判定された場合に、圧縮機の吐出容量を小さくする。つまり、本実施形態においては、圧縮機が異常であるとの判定を早い時期において正確に下すことが可能となる。従って、異常判定に基づいて圧縮機の吐出容量を小さくし該圧縮機の負荷を軽減すれば、それ以降も圧縮機の運転が継続されたとしても、デッドロック等の異常状態へ完全に移行すること、つまり異常状態の進行を抑制できる。

よって、従来においてはクラッチレスタイプの圧縮機に必要であったトルクリミッタを、本実施形態においては動力伝達機構ＰＴから削除する設計も可能となり、そのようにすれば、面倒な作業であった該トルクリミッタのリミットトルクの設定から解放される。また、圧縮機の異常状態の進行つまり異物の多量発生を抑制できるため、該異物が圧縮機から外部回路へと持ち出されて該外部回路の各機器に不具合を生じさせることを防止できる。さらに、圧縮機の異常状態の進行を抑制できることは、後日にメンテナンス等で圧縮機を分解した場合において、異物の発生箇所の特定ひいては異常発生の原因の特定が容易となる。これは、圧縮機の改良にも役立つ。

○第２〜第５実施形態
図３においては第２実施形態を示す。本実施形態において異物センサ５０の第１接点５３及び第２接点５４は、それぞれ一定の間隔で平行に配置された複数本（本実施形態においては５本）のライン５３ａ，５４ａを有している。第１接点５３のライン５３ａと第２接点５４のライン５４ａとは互い違いに配置されている。このようにすれば、広い範囲をカバーすることができ、異物の発生をさらに早期に検出することができる。

図４においては第３実施形態を示す。本実施形態では、異物センサ５０において検出部５１の基板５２が円筒状をなしている。そして、該基板５２にスルーボルト１５が挿通されることで、検出部５１がスルーボルト１５によって支持されてクランク室１６に配置されている。なお、本実施形態の検出部５１には、上記第２実施形態と同様な構成のものつまり第１接点５３及び第２接点５４のそれぞれに複数のライン５３ａ、５４ａが備えられたものが用いられている。

このように、ハウジング構成体を締結するためのスルーボルト１５を、ハウジングにおける検出部５１の支持にも利用することで、制御装置の部品点数を低減することができる。また、円筒状をなす基板５２にスルーボルト１５が挿通されるため、例えば専用の固定具等を介して基板５２をスルーボルト１５に対して取り付ける場合と比較して、省スペースで検出部５１を配置することができる。

なお、前記基板５２は、予め円筒状に成形されたものであってもよいし、或いは柔軟性を有したシートによって基板５２を構成し、スルーボルト１５に取り付ける際に丸めて円筒状とするようにしてもよい。前者の場合、基板５２の形状が安定して、スルーボルト１５に対する取り付けの際の取り扱いが容易となる。後者の場合、基板５２つまり検出部５１を薄くすることができ、さらに省スペースで検出部５１を配置することができる。

図５においては第４実施形態を示す。本実施形態においては、前記異物センサ５０と、該異物センサ５０の検出部５１を制御弁３４のコイル４５に対して電気的に直接接続することとで、制御装置（異常判定装置）が構成されている。従って、エアコンＥＣＵ４８は、圧縮機の異常判定及び該異常判定に基づく圧縮機の制御に関与はしていない。即ち、検出部５１の第１接点５３は、弁駆動回路４９と制御弁３４（コイル４５）とを接続する一方の配線６０に接続されている。検出部５１の第２接点５４は、弁駆動回路４９と制御弁３４（コイル４５）とを接続する他方の配線６２に抵抗６１を介して接続されている。抵抗６１の抵抗値は、コイル４５の持つ抵抗値と比較して十分に小さく設定されている。

そして、前記検出部５１の第１接点５３と第２接点５４とが異物の橋絡によって導通されると、弁駆動回路４９からの駆動電流の多くが検出部５１を流れることとなる。従って、エアコンＥＣＵ４８が冷房負荷等に応じて弁駆動回路４９に対して指令する駆動電流（指令値）に比較して、制御弁３４のコイル４５を実際に流れる駆動電流は少なくなる。特に、本実施形態においては、検出部５１の第１接点５３と第２接点５４が異物で導通されると、制御弁３４のコイル４５には殆ど電流が流れないように、抵抗６１の抵抗値が設定されている（例えばコイル４５の抵抗値が１０Ωであるなら、抵抗６１の抵抗値を１Ωとする）。よって、異物センサ５０が異物を検出すると、制御弁３４が一義的に全開となって、圧縮機の吐出容量が最小化される。

つまり、本実施形態においては、前記異物センサ５０が異物を検出した場合に弁駆動回路４９から制御弁３４への駆動電流が減少されるように、異物センサ５０の検出部５１が制御弁３４に対して電気的に直接接続されていることが、異常判定装置の判定手段及び制御装置の制御手段をなしている。従って、異常判定時に圧縮機の吐出容量を小さくすることを、エアコンＥＣＵ４８等の外部の判定手段及び制御手段に依存せずに自律的に行うことが可能となる。

よって、上記第１実施形態の異物センサ５０から出力部５７等を削除することや、検出部５１と直流電源５５との間の専用配線を削除することができ、制御装置の構成の簡素化を図ることができる。また、本発明を既存の車両用空調装置に対して適用するにあたり、エアコンＥＣＵ４８のプログラムを変更する面倒がない。

図６においては第５実施形態を示す。本実施形態においては、第１接点５３及び第２接点５４が、それぞれ複数本（本実施形態においては３本）のライン５３ａ，５４ａを備えている。第１接点５３のライン５３ａと第２接点５４のライン５４ａとは、基板５２上において互い違いに配置されている。第２接点５４の各ライン５４ａにはそれぞれ同じ抵抗値を有する抵抗６５が接続されているとともに、各抵抗６５は一つの出力部６６を介して直流電源５５の陰極に接続されている。つまり、各抵抗６５は並列に配置されている。出力部６６は、異物センサ５０の検出回路が閉じられて電流が流れると、該電流値に応じた信号をエアコンＥＣＵ４８に対して出力する。

即ち、前記出力部６６は、第１接点５３と第２接点５４とが異物で導通されるにおいて、一つの抵抗６５を電流が流れる場合と、二つの抵抗６５を電流が流れる場合と、三つの抵抗６５を電流が流れる場合とでそれぞれ電流値が異なることに応じて、異なる信号をエアコンＥＣＵ４８に対して出力する。エアコンＥＣＵ４８は、過敏な異常判定を避けるために、二つ以上の抵抗６５を電流が流れる場合の信号を得ることで圧縮機が異常であると判定し、該圧縮機の吐出容量を最小化する。

なお、本実施形態において、圧縮機の異常判定に基づく該圧縮機の制御手法としては前記に限らず、例えばエアコンＥＣＵ４８は、二つの抵抗６５を電流が流れる場合の信号を得た場合には、冷房負荷等に応じて弁駆動回路４９に指令する駆動電流を一定量減少させて、圧縮機の吐出容量を少なめ（最小ではない）とし、三つの抵抗６５を電流が流れる場合の信号を得た場合には、圧縮機の吐出容量を最小化するようにしてもよい。このように、段階を経て圧縮機の吐出容量を減少させてゆくことで、圧縮機の吐出容量が突然最小化されて空調が停止することによるユーザの違和感を抑制することができる。

なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記各実施形態において異物センサ５０は、検出部５１を一つだけ備えていた。これを変更し、異物センサ５０に検出部５１を複数備え、各検出部５１をクランク室１６内の異なる位置に配置すること。このようにすれば、広い範囲をカバーすることができ、異物の発生をさらに早期に検出することができる。

この場合、例えば、第１〜第３実施形態の変更例にあっては、検出部５１毎に抵抗５６及び出力部５７を設けるようにしてもよいし、各検出部５１間で抵抗５６及び出力部５７を共通化してもよい。例えば、検出部５１毎に抵抗５６及び出力部５７を設けた場合には、少なくとも一つの出力部５７から異物検出信号が出力された場合に、エアコンＥＣＵ４８が圧縮機の異常と判定することとなり、特に複数の出力部５７から異物検出信号が出力された場合にのみ、エアコンＥＣＵ４８が圧縮機の異常と判定するようにすれば、過敏な異常判定を防止する調節も容易となる。

○上記各実施形態において異物センサ５０に、異物を検出部５１へと引き寄せるための磁石部をクランク室１６内に備えさせること。即ち、例えば、検出部５１の基板５２を非導電性の磁石製としたり、基板５２上において第１接点５３と第２接点５４との間に磁石を取着したりすること。このようにすれば、異物の発生を早期に検出することが可能となるし、磁石部で異物を保持できるため、該異物が検出部５１から離れて他で不具合を生じさせることを抑制できる。

○上記各実施形態において異物センサ５０は、圧縮機のクランク室１６内に検出部５１が配置されていた。これを変更し、クランク室１６内以外の例えば吸入室２６内や吐出室２７内等に検出部５１を配置してもよい。

○上記第１〜第３及び第５実施形態では、圧縮機の異常判定に基づいて、エアコンＥＣＵ４８が圧縮機の吐出容量を調節（減少）するようにしていた。これを変更し、エアコンＥＣＵ４８は、圧縮機の異常判定によっても該圧縮機の制御を行わず、異常表示装置に異常の旨を表示するのみとすること。

○上記各実施形態を変更し、異物センサ５０の検出部５１の第２接点５４と、直流電源５５の陰極とを、圧縮機のハウジングや車体等にアースして接続すること。
○本発明は、クラッチレスタイプの圧縮機に適用することに限定されるものではなく、例えば上記実施形態の動力伝達機構ＰＴとして、電磁クラッチ等の外部制御可能なクラッチ機構を備えたクラッチ付の圧縮機に適用しても良い。この場合、圧縮機の異常判定に基づいて、上記各実施形態と同様に該圧縮機の吐出容量を減少させるように構成してもよいし、クラッチ機構を遮断するように構成してもよい。

○本発明を、斜板式以外の例えばワッブル式やウェーブカム式等のピストン式圧縮機に適用すること。
○本発明を、冷媒圧縮機以外の例えば油圧ポンプやエア圧縮機等の流体機械に適用すること。

上記各実施形態又は別例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記第１接点及び前記第２接点はそれぞれライン状をなしている請求項３に記載の流体機械の異常判定装置。

（２）前記第１接点及び前記第２接点は基板上に設けられている請求項３又は４或いは技術的思想（１）に記載の流体機械の異常判定装置。

本発明の第１実施形態に従うピストン式容量可変型圧縮機の縦断面図。 本発明の第１実施形態に従う異物センサの検出回路図。 第２実施形態となる異物センサの検出部の拡大図。 第３実施形態となる異物センサの検出部の配置状態を示す図。 第４実施形態となる異物センサの検出回路図。 第５実施形態となる異物センサの検出回路図。

符号の説明

１１…ハウジング構成体としてのシリンダブロック、１２…同じくフロントハウジング、１４…同じくリヤハウジング、１５…スルーボルト、１６…クランク室、２６…吸入圧領域としての吸入室、２７…吐出圧領域としての吐出室、３４…制御弁、４８…異常判定装置の判定手段及び制御装置の制御手段たるエアコンＥＣＵ、５０…異物センサ、５１…検出部、５２…基板、５３…第１接点（ａ…ライン）、５４…第２接点（ａ…ライン）、５５…異物センサの検出回路を構成する直流電源、５６…同じく抵抗、５７…同じく出力部。

Claims (11)

1. 流体機械が異常であるか否かを判定するための異常判定装置において、
   前記流体機械内に検出部が配置され該流体機械内の異物を検出する異物センサと、該異物センサが異物を検出した場合に前記流体機械が異常であると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする流体機械の異常判定装置。
2. 前記流体機械はピストン式圧縮機であって、前記異物センサの前記検出部は前記ピストン式圧縮機のクランク室内に配置されている請求項１に記載の流体機械の異常判定装置。
3. 前記検出部は、前記異物センサの検出回路を構成する第１接点と第２接点とからなっており、前記異物センサは、前記第１接点と前記第２接点とが異物によって導通されることで前記検出回路が閉じられて該異物を検出する請求項１又は２に記載の流体機械の異常判定装置。
4. 前記第１接点及び前記第２接点はそれぞれ複数のラインを有しており、前記第１接点の前記ラインと前記第２接点の前記ラインとは互い違いに配置されている請求項３に記載の流体機械の異常判定装置。
5. 前記異物センサは前記検出部を複数有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体機械の異常判定装置。
6. 前記判定手段は、少なくとも二つの前記検出部が異物を検出することを条件に、前記流体機械が異常であると判定する請求項５に記載の流体機械の異常判定装置。
7. 前記流体機械のハウジングは、複数のハウジング構成体がスルーボルトによって締結固定されてなり、前記異物センサの前記検出部は前記スルーボルトによって支持されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の流体機械の異常判定装置。
8. 前記異物センサの前記検出部は円筒状をなす基板を備えており、該基板に前記スルーボルトが挿通されることで、前記検出部が前記スルーボルトによって支持されている請求項７に記載の流体機械の異常判定装置。
9. 前記異物センサは、異物を前記検出部へと引き寄せるための磁石部を前記流体機械内に備えている請求項１〜８のいずれか一項に記載の流体機械の異常判定装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の異常判定装置を備えた制御装置であって、前記流体機械は吐出容量を変更可能な容量可変型圧縮機よりなり、
    前記判定手段によって前記容量可変型圧縮機が異常であると判定された場合に前記容量可変型圧縮機の吐出容量を小さくする制御手段を備えた流体機械の制御装置。
11. 前記容量可変型圧縮機は、吸入圧領域及び吐出圧領域に連通する制御室の内圧が電磁弁よりなる制御弁によって調節されることで吐出容量を変更可能であって、前記制御弁は、外部から供給される駆動電流が増大することで前記容量可変型圧縮機の吐出容量を増大するとともに、外部から供給される駆動電流が減少することで前記容量可変型圧縮機の吐出容量を減少する特性を有しており、前記判定手段及び前記制御手段は、前記異物センサが異物を検出した場合に外部から前記制御弁への駆動電流が減少されるように、前記異物センサの前記検出部が前記制御弁に対して電気的に接続されていることよりなっている請求項１０に記載の流体機械の制御装置。

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