(57)【要約】【課題】車両衝突後の安全性を向上させる。【解決手段】車両に搭載されており、内蔵された電動モータによって駆動される圧縮機１１と、圧縮機１１に設けられ、圧縮機１１を駆動制御する制御回路５５と、圧縮機１１に設けられ、車両の衝突を検知する加速度センサ５８と、を備える。制御回路５５は、加速度センサ５８で車両の衝突を検知した場合、以降は圧縮機１１の駆動を制限する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されており、内蔵された電動モータによって駆動される圧縮機と、
前記圧縮機に設けられ、前記圧縮機を駆動制御する制御部と、
前記圧縮機に設けられ、車両の衝突を検知する検知部と、を備え、
前記制御部は、
前記検知部で車両の衝突を検知した場合、以降は前記圧縮機の駆動を制限することを特徴とする車両用電動圧縮機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記検知部で車両の衝突を検知した場合、以降は前記圧縮機を停止させることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動圧縮機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記検知部で車両の衝突を検知した場合、以降は前記圧縮機を減速させることを特徴とする請求項１に記載の車両用電動圧縮機。
【請求項４】
前記検知部は、
前記圧縮機に所定値以上の加速度が作用したときに、車両の衝突として検知することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用電動圧縮機。
【請求項５】
前記制御部は、
ハウジングに収容された制御回路であり、
前記検知部は、
前記制御回路が実装された基板に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、カーエアコンの冷媒サイクルに組み込まれ、電動モータによって駆動される電動圧縮機がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０５５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両が衝突した場合、その後の電動圧縮機に安全保護の対策がなされていないと、電動圧縮機の駆動が継続されたり停止が遅れたりすることが考えられる。
本発明の課題は、車両衝突後の安全性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る車両用電動圧縮機は、
車両に搭載されており、内蔵された電動モータによって駆動される圧縮機と、
圧縮機に設けられ、圧縮機を駆動制御する制御部と、
圧縮機に設けられ、車両の衝突を検知する検知部と、を備え、
制御部は、
検知部で車両の衝突を検知した場合、以降は圧縮機の駆動を制限する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両の衝突を検知した場合、以降は圧縮機の駆動を制限するので、車両衝突後の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。
【図２】制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【０００９】
《一実施形態》
《構成》
以下の説明では、互いに直交する三方向を、便宜的に、前後方向、左右方向、上下方向とする。
図１は、圧縮機における前後方向及び上下方向に沿った断面図である。
圧縮機１１は、例えばカーエアコンの冷媒回路で用いられる電動型のスクロール圧縮機であり、冷媒（熱媒体）を吸入し、圧縮してから排出する。
【００１０】
圧縮機１１は、前後方向に沿って前側から順に並んだ、フロントハウジング１２と、センタハウジング１３と、リアハウジング１４と、によって気密性を保つように一体化されている。フロントハウジング１２の上部には、冷媒を吸入する吸入口（図示省略）が形成され、リアハウジング１４の上部には、圧縮された冷媒を排出する排出口１６が形成されている。
フロントハウジング１２は、吸入口（図示省略）に連通した吸入室２１を備え、この吸入室２１に電動モータ２２が収容されている。電動モータ２２の回転軸２３は、前側がフロントハウジング１２によって回転自在に支持され、後側がセンタハウジング１３によって回転自在に支持されている。
【００１１】
センタハウジング１３には、固定スクロール２４と、可動スクロール２５と、が収容されている。
円板状の固定スクロール２４は、センタハウジング１３の後側を閉塞するように固定され、前面に渦巻き状の固定側ラップ２６が形成されている。円板状の可動スクロール２５は、固定スクロール２４よりも前側に配置され、後面に渦巻き状の可動側ラップ２７が形成されている。固定スクロール２４の前面と可動スクロール２５の後面とが対向し、固定側ラップ２６と可動側ラップ２７とが噛み合っている。固定側ラップ２６の先端は、図示しないチップシールを介して可動スクロール２５の後面に摺動可能に接触し、可動側ラップ２７の先端は、図示しないチップシールを介して固定スクロール２４の前面に摺動可能に接触している。固定スクロール２４の前面、固定側ラップ２６、可動スクロール２５の後面、及び可動側ラップ２７で囲まれた区画によって、冷媒を圧縮するための圧力室２８が形成されている。前後方向から見ると、圧力室２８は、三日月状の密閉空間となる。
【００１２】
可動スクロール２５の前側には、背圧室２９が形成されている。背圧室２９には、後述する高圧のオイルが供給されることにより、可動スクロール２５を固定スクロール２４へ押し付け、圧力室２８の密閉性を高めている。
可動スクロール２５の前面には、ボス３１が形成され、回転軸２３の後端には、偏心させたクランク端部３２が形成され、クランク端部３２がボス３１に回転自在の状態で嵌め込まれている。回転軸２３の回転運動は、クランク端部３２によって旋回運動として可動スクロール２５に伝達される。可動スクロール２５は、例えばボールカップリングを介して自転が阻止され、且つ固定スクロール２４に対する公転が許容されている。
【００１３】
固定スクロール２４の中央には、前後方向に貫通した吐出孔３３が形成され、固定スクロール２４の後面には、吐出孔３３の後端側を開閉可能な吐出弁３４が設けられている。吐出弁３４は、弾性変形可能な板材であり、上端側がボルト３５を介して固定スクロール２４の後面に締結された状態で、下端側で吐出孔３３の後端側を塞いでいる。
固定スクロール２４に対して可動スクロール２５が公転すると、圧力室２８は、前後方向から見て、スクロール中心に向かって変位してゆき、且つ容積が縮小してゆく。圧力室２８は、スクロール外側にあるときに吸入室２１と連通して冷媒を吸入し、スクロール中心にあるときに吐出孔３３と連通して圧縮した冷媒を吐出する。吐出弁３４は、吐出圧を受けるときに、弾性変形によって下端側が後方に撓むことで冷媒を吐出させる。
【００１４】
次に、オイル分離構造について説明する。
固定スクロール２４の後面には、オイルを含んだ冷媒が吐出弁３４から吐出されて衝突する位置に、その衝突によって冷媒とオイルとを分離させるバッフル３６が形成されている。固定スクロール２４を吐出側の正面から見ると、バッフル３６は、吐出弁３４の下端側を囲むように上側が開いたＵ字状に形成されている。
リアハウジング１４は、固定スクロール２４の吐出側を覆い、冷媒とオイルとを分離させる分離室４１と、分離したオイルを貯留する貯留室４２と、を形成している。分離室４１は、吐出孔３３に連通し、排出口１６に連通している。分離室４１と貯留室４２とは連続した区画であるが、リアハウジング１４の内周面には、バッフル３６の下端に向かって突出した遮蔽部４３が形成されている。バッフル３６と遮蔽部との間には、隙間４４があり、分離されたオイルは、バッフル３６における内周面の下部から、隙間４４を介して下方の貯留室４２へと滴下する。一方、遮蔽部４３は、バッフル３６から飛び散った冷媒が貯留室４２へと流れ込み、オイルを巻き上げることを防いでいる。
【００１５】
リアハウジング１４には、貯留室４２の底部に連通するオイル戻し流路４５が形成されている。センタハウジング１３には、一方がオイル戻し流路４５に連通し、他方が背圧室２９に連通するオイル戻し流路４６が形成されている。したがって、貯留室４２に貯留されたオイルは、分離室４１の吐出圧を受けて、オイル戻し流路４５、オイル戻し流路４６を順に経て背圧室２９に供給される。これにより、可動スクロール２５に背圧を与え、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。また、回転軸２３の内方には、前後方向に沿って延び背圧室２９に連通するオイル戻し流路４７が形成されている。したがって、背圧室２９に供給されたオイルは、さらにオイル戻し流路４７を経て、回転軸２３の前端側へ供給される。これにより、軸受を含む各摺動部の潤滑が行なわれる。
【００１６】
次に、制御系について説明する。
フロントハウジング１２（ハウジング）の前端側には、インバータ収容室５１が形成され、フロントカバー５２によって閉塞されている。インバータ収容室５１には、電動モータ２２の駆動制御を行なうインバータ５３が収容されている。インバータ５３は、基板５４と、制御回路５５（制御部）と、スイッチング素子５６と、電子部品５７と、加速度センサ５８（検知部）と、を備える。
基板５４は、インバータ収容室５１内で、フロントハウジング１２に例えばねじ止めによって支持されている。
【００１７】
制御回路５５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む。
スイッチング素子５６は、例えばＩＰＭ（Intelligent Power Module）によって構成された駆動回路である。
電子部品５７は、コイル、コンデンサ等の部品である。
加速度センサ５８は、三軸方向の加速度を検出する。例えば、固定電極に対する可動電極の位置変位を静電容量の変化として検出し、加減速度と方向に比例した電圧信号に変換して出力する。なお、加速を正の値として処理し、減速を負の値として処理する。
【００１８】
次に、制御回路５５で実行される制御処理について説明する。
図２は、制御処理の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、車両側のメインコントローラから駆動指令があるか否かを判定する。車両側のメインコントローラから駆動指令があるときにはステップＳ１０２に移行する。一方、車両側のメインコントローラから駆動指令がないときには、そのままメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１０２では、車両の衝突検知状態を表す衝突フラグがＦｃ＝０にリセットされているか否かを判定する。衝突フラグは、初期設定でＦｃ＝０にリセットされており、この状態を維持しているときには、車両の衝突は検知されていないと判断してステップＳ１０３に移行する。一方、衝突フラグがＦｃ＝１にセットされているときには、車両の衝突が検知されていると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。
【００１９】
ステップＳ１０３では、メインコントローラからの駆動指令に応じて電動モータ２２を駆動制御する。インバータ５３は、駆動指令に応じて、圧縮機１１のオンオフ、及びオン時の回転速度を制御する。
ステップＳ１０４では、加速度センサ５８で検出した加速度ａを読込む。
ステップＳ１０５では、加速度ａの絶対値が所定値ａ１以上であるか否かを判定する。加速度ａの絶対値が所定値ａ１以上であるときには、車両が衝突したと判断してステップＳ１０６に移行する。一方、加速度ａの絶対値が所定値ａ１未満であるときには、衝突は生じていないと判断して所定のメインプログラムに復帰する。
【００２０】
所定値ａ１は、車両が例えば２５［ｋｍ／ｈ］以上の速度で障害物に衝突するときのような衝撃を検知する値であり、例えば１５０〜５００［ｍ／ｓ２］の範囲、つまり１５〜５１［Ｇ］の範囲で設定されている。加速度センサ５８に作用する加速度ａは、車体の構造や車種によっても異なり、クラッシャブルゾーンの大きい車両は衝突エネルギーを吸収しやすいが、クラッシャブルゾーンを十分に確保できない車両は衝突エネルギーを吸収しにくい。したがって、車体の構造や車種に応じて、所定値ａ１を調整することが望ましい。
ステップＳ１０６では、衝突フラグをＦｃ＝１にセットする。
ステップＳ１０７では、圧縮機１１の駆動を停止させてから所定のメインプログラムに復帰する。
【００２１】
《作用》
次に、一実施形態の主要な作用効果について説明する。
車両が衝突した場合、その後の圧縮機１１に安全保護の対策がなされていないと、車両側のメインコントローラからの駆動指令を受けて、圧縮機１１の駆動が継続されたり停止が遅れたりすることが考えられる。
そこで本実施形態では、加速度センサ５８の検出値に応じて車両の衝突を検知したときに（Ｓ１０５で“Yes”）、圧縮機１１の駆動を停止し（Ｓ１０７）、以降も駆動を停止した状態を維持する（Ｓ１０１で“No”）。これにより、圧縮機１１の駆動が継続されたり停止が遅れたりすることを防止できる。すなわち、車両側のメインコントローラから駆動指令が入力されるとしても、電動モータ２２に通電されることがないため、車両衝突後の安全性が向上する。
【００２２】
加速度センサ５８は、制御回路５５が実装された基板５４に設けられているため、フロントハウジング１２、センタハウジング１３、リアハウジング１４等に設ける場合と比較して、省スペース化を実現できる。また、フロントハウジング１２、センタハウジング１３、リアハウジング１４等を設計し直す必要がなく、既存の圧縮機１１に容易に追加することができる。また、衝突発生時の衝撃を受け、基板５４に異常が生じたことを加速度センサ５８で直ちに検知することができるため、異常検知精度が向上する。
【００２３】
また、フロントハウジング１２、センタハウジング１３、リアハウジング１４等、剛性の高い筐体に加速度センサ５８を取り付けると、衝突発生時の衝撃が直接的に作用するため、加速度が大きくなりやすい。一方、インバータ５３のように、筐体内に収容される基板５４に加速度センサ５８を取り付けると、衝突発生時の衝撃が間接的に作用するため、加速度も大きくなりにくい。したがって、加速度センサ５８を基板５４に取り付けると、筐体に取り付けるよりも、計測可能な最大加速度を小さくすることができ、より安価なセンサで実現することができる。
【００２４】
基板５４は、インバータ収容室５１内で、フロントハウジング１２に対して例えばねじ止めによって支持されている。したがって、基板５４の支持点近傍に加速度センサ５８を設ければ、衝突発生時の衝撃がそれだけ速く加速度センサ５８に作用するため、応答性が向上する。一方、基板５４の支持点から離れた位置に加速度センサ５８を設ければ、面直角方向の衝撃に対して基板５４に撓みが生じることで、衝撃エネルギーが吸収される。したがって、計測可能な最大加速度を小さくすることができ、より安価なセンサで実現することができる。
【００２５】
《変形例》
一実施形態では、車両の衝突を検知した場合、以降の圧縮機１１の駆動を停止しているが、これに限定されるものではない。圧縮機１１の駆動を完全に停止しなくとも、駆動を制限するだけでもよい。
図３は、変形例を示すフローチャートである。
ここでは、ステップＳ２０１の処理を新たに追加したことを除いては、前述した図２の処理と同様であるため、共通部分については説明を省略する。
【００２６】
ステップＳ１０２で、衝突フラグがＦｃ＝１にセットされているときには、車両の衝突が検知されていると判断してステップＳ２０１に移行する。
ステップＳ２０１では、メインコントローラからの駆動指令に応じて電動モータ２２を駆動制御してから所定のメインプログラムに復帰する。但し、インバータ５３は、駆動指令を減少補正することにより、圧縮機１１の回転速度を減速させる。
このように、圧縮機１１の駆動を制限するだけでも、電動モータ２２への通電電流が低減されるため、空調機能を残しつつも安全性が向上する。
【００２７】
一実施形態では、車両の衝突を検知した場合、以降の圧縮機１１の駆動を制限しているが、復帰条件を追加してもよい。例えば、外部装置により異常診断を実施し、外部装置から異常がない旨の信号が制御回路５５に入力された場合に、衝突フラグがＦｃ＝０にリセットされる処理を追加することで、圧縮機１１を駆動可能な状態に復旧させてもよい。これにより、空調システムの信頼性が向上する。
一実施形態では、スクロール型の圧縮機１１を採用しているが、これに限定されるものではない。車両に搭載されるものであり、且つ内蔵された電動モータ２２によって駆動される圧縮機１１であれば、他の如何なる形態の圧縮機にも適用することができる。
【００２８】
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。
【符号の説明】
【００２９】
１１…圧縮機、１２…フロントハウジング、１３…センタハウジング、１４…リアハウジング、１６…排出口、２１…吸入室、２２…電動モータ、２３…回転軸、２４…固定スクロール、２５…可動スクロール、２６…固定側ラップ、２７…可動側ラップ、２８…圧力室、２９…背圧室、３１…ボス、３２…クランク端部、３３…吐出孔、３４…吐出弁、３５…ボルト、３６…バッフル、４１…分離室、４２…貯留室、４３…遮蔽部、４４…隙間、４５…オイル戻し流路、４６…オイル戻し流路、４７…オイル戻し流路、５１…インバータ収容室、５２…フロントカバー、５３…インバータ、５４…基板、５５…制御回路、５６…スイッチング素子、５７…電子部品、５８…加速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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