JPS6012262B2 - 車両空気調和装置用故障検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両空気調和装置における故障検出装置に関す
るものである。

車両用空調装置としては電車用が最も需要が多く、各種
機器配置の構成上第１図のように車両１の屋根上に搭載
されているのが一般的である。

そのため、空調装置４は第２図のようにカバーにより密
閉化されており、点検困難なうえ車両１屋根上には高圧
架線３が通っており、空調装置４の点検は通常３〜４年
に一度の車両自体の検査時に実施されている。第３図は
屋根上据付形車両用空調装置の機器配置の一例を示した
平面図である。

電動圧縮機５により吐出された高温、高圧の冷煤ガスは
、凝縮器６‘こおいて凝縮器ファン９により車外の空気
と熱交換され凝縮される。ここで凝縮された冷媒液はキ
ャピラリーチューブ７で膨張されて冷却器８に流れこみ
、冷却器８において冷却器ファン１川こより車両の空気
と熱交換し、冷媒液は蒸発して低０温、低圧の袷煤ガス
となり電動圧縮機５に戻る。上記電動圧縮機５は全密閉
形であり、電動機と圧縮機が直結されて一つの箱の中に
納まってお‐りト分解点検は不可能である。この電動圧
縮器５の故障の要因としては次のことがあげられる。タ
‘１｝ 冷媒漏洩による電動機焼損■ 車両側電源異常
による電動機焼損 ｛３｝ 圧縮機の機械的ロックによる電動機焼損｛４１
弁等の故障による圧縮不良したがって、これらの要因
を早く発見して電動０圧縮機５の故障を未然に防止する
ことが不可欠である。

上述の３〜４年に一度の定期検査時に脚、冷凍サイクル
が全密閉式のため電気式漏洩検知器を使用して各冷凍配
管および機器に接触させて冷嬢ガスの漏洩を検知する袷
煤漏洩点検しかできない。

また、車両に搭載して空調装置を運転している時は全く
点検不可能であり、故障個所を正しく検出できないとい
った問題がある。本発明はこのような問題を解決するた
め、車両用空調装置に故障検出装置を組み込み、空調装
置に与える外乱による故障を未然に防止するとともに故
障を検出、判定および記録しそれに対して適切な処置を
指示することを目的としたものである。

この故障検出装置については、まず車両用空調装置の主
要故障の内容と検出方法について検討する必要がある。

電源異常は、車両側から供聯合される空調装置への電源
の電圧異常「周波数異常および三相電圧不平衡による不
平衡電流等により電動機焼損が発生する。この検出方法
としては、三相電圧、周波数おび三相電流で検出する。
冷煤漏洩は、冷凍サイクル中の冷煤ガスが漏洩すると全
密閉形電動圧縮機の冷却減少により電動機が過熱焼損す
る。この検出方法としては、電動機仕事量と袷媒量との
相関関係を把握して電流で検出する。圧縮機異常は「圧
縮機の機械部分（例えば軸受、弁、配管等）の劣化によ
り圧縮不良等が発生するが、分解調査が不可能なためこ
の検出方法としてはその性能を圧力および温度で検出す
る。

電動機異常は「電動機の巻線の絶縁が劣化するものであ
り、電動機巻線抵抗の推移および絶縁抵抗で検出する。
本発明は、以上の故障を検出し、ディジタルスイッチに
より設定された許容値とマイクロプロセッサーによる処
理装置により比較し判定するものであり、その結果を表
示および記録して車両および空調装置に指示するように
したものである。

以下ｔ本発明を第４，５図に基づいて詳細に説明する。
第４図は故障検出の過程図であり、車両１より空調装置
４｝こは電源および制御指令が出され、空調装置４はそ
れに基づき運転される。従来はこの過程に故障検出の過
程はないが、本発明ではこの車両１と空調装置４との間
の過程に故障検出装置１ １を設置して車両亀および空
調装置４の故障を検出し、それに基づき判定および指令
を出すものである。第５図は故障検出装置１１の一実施
例の構成図である。

１２は三相電源の線間電圧を検出する電圧変換センサー
であり、三相の各線間電圧を検出してその交流値を直流
値に変換させる。量３は三相電流を検出する電流変換セ
ンサーであり、三相の各相亀流を検出してその交流値を
直流値に変換させる。１４は電源周波数を検出し「直流
値に変０換させる周波数変換センサーである。

１５は電動圧縮機の吸込側および吐出側の冷煤圧力を直
流値で検出し増幅させる機能を持った圧力変換センサー
、１６は冷煤温度を熱電対を利用して検出し、その直流
値を線形化させる機能を特５つた温度変換センサーであ
る。

１７は電動機巻線抵抗の検出を定電流発生装置を利用し
て電圧降下法により検出する抵抗変換センサー、１８は
電気機器の絶縁抵抗を検出する絶縁抵抗変換センサーで
ある。

亀９は上記各種センサー１２〜１８の入力データをマイ
クロプロセッサー２２の指令により切換える入力デー夕
切換器であり「デ−夕はアナログ量をディジタル量に変
換する変換器２０および結合装置である入力インターフ
ェイス２１を介しマイクロプロセッサ−２２と接続して
いる。

マイクロプロセッサー２２は本装置の制御、演算処理お
よび外部指令を実施するものである。２３は本装置を作
動させるための操作スィッチト２亀‘ま空調装置の種別
ト電圧区分等の条件を入力させるためのディジタルスイ
ッチを利用した条件設定スイッチであり、両スイッチ２
３および２４はいずれも入力インターフェイス２１を介
してマイクロプ。

セッサー２２に接続されている。２６，２７，２８はマ
イクロプロセッサー２２によるデータ謎取「指示および
判定結果を出力インターフェイス２５を通して出力する
もので、２６ままディジタルデータ表示器、２７はプリ
ントアウトするためのディジタルプリンター、２８はデ
ータを記憶させるためのカセットコ−ダーである。

２９，３０は故障を検出した結果をマイクロプロセッサ
ー２２より空調装置４および車両１１こ指示する制御指
令を出すためのディジタル／アナログ変換器およびアナ
ログ増中器である。

本発明の装置はち久上の各部品により構成され、多機種
の空調装置に共通して使用でき、例えば車両側電源が故
障して電圧が異常に上昇または下降した場合、空調装置
の電動機が焼損するという不具合が発生するが、本装置
では電圧変換センサー１２で異常電圧の検出および電流
変換センサー１３で電流値増加の検出を行い、それをマ
イクロプロセッサー２２で判定してアナログ増幅器３０
を経て車両１および空調装置４に指令を出し、空調装置
４を停止させる。

この装置の機能を要約すると、各種データは入力データ
切換器１９により空調装置運転時は各センサー１２〜量
６のデータを入力し、停止時には各センサー１７，１８
のデータを入力する。

このデータをマイクロプロセッサー２２は条件設定スイ
ッチ２４で条件設定されたデータと比較判定し、そのデ
ータおよび判定結果をディジタルデータ表示器２６、デ
ィジタルプリンター２７およびカセットコーダ一２８に
データ出力するとともに、空調装置４および車両１に故
障の指令および電源等不具合等の外乱の場合は空調装置
を保護する指令を出す。以上述べたように、本発明によ
れば故障部位を検出して空調装置に与える外乱による故
障を未然に防止することができ、もって空調装置の信頼
性の向上を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は屋根上凝付形空調装置を搭載した車両を示す側
面図、第２図はその空調装置外観の平面図、第３図はそ
の内部機器配置の平面図、第４図は空調装置故障検出の
過程図、第５図は本発明による故障検出装置の構成図で
ある。 １・・…・車両、４・・・・・・空調装置、１１・・・
・・・故障検出装置、１２……電圧変換センサー、亀３
ｉ・・・・・・電流変換センサー、１４……周波数変換
センサー、１５・…・，圧力変換センサー、１６・・・
・・・温度変換センサー、１７・・…’抵抗変換センサ
ー、１８；・・・・・・絶縁抵抗センサー、１９…・・
・入力データ切換器、２０・・・…変換器、２１……入
力ィンターフ．ヱィス、２２……マイクロプロセッサ−
、２３……操作スイッチも ２４・・・・・・条件設定
スイッチ、２５…・・・出力インターフェイス、２６…
…デイジタルデー夕表示器、２７・・・・・・ディジタ
ルプリンター、２８……カセットコーダ一、２９……デ
ィジタルノアナログ変換器、３０……アナログ増中器。 ぞｉ函グ２図 ナ３図 ゲ４函 汐タ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源異常、圧縮機異常および電動機異常を検出する
   各センサーと、空調装置の種別や電圧区分等の条件を入
   力させるための条件設定スイツチと、上記各センサーの
   出力を入力データ切換器を介して入力し、また条件設定
   スイツチと接続し、これらを比較判定して外部に指令す
   るマイクロプロセツサーと、マイクロプロセツサーによ
   る判定結果を表示および記録すると共に判定結果により
   車両および空調装置に制御指令を出す装置とよりなるこ
   とを特徴とする車両空気調和装置用故障検出装置。