(57)【要約】【課題】コンプレッサへの実際のオイルの戻り量を測定することなく、コンプレッサのロックを防止することである。【解決手段】コンプレッサ１２の回転数を検出する検出工程Ｓ２と；出工程で検出した回転数におけるオイル戻り時間ｙとロック発生時間ｘとを比較し、ロック発生時間とオイル戻り時間との長短に応じて、コンプレッサの作動、不作動を判定する判定工程Ｓ３と；から成り、ロックの発生をソフト的に判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサの回転数を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した回転数におけるオイル戻り時間とロック発生時間とを比較し、該ロック発生時間と該オイル戻り時間との長短に応じて、前記コンプレッサの作動、不作動を判定する判定工程と、
から成ることを特徴とするコンプレッサのロック防止方法。
【請求項２】
前記判定工程において、エアコンのスイッチのオン時、前記コンプレッサの第１回転数での前記ロック発生時間が前記オイル戻り時間よりも短いとき、前記コンプレッサを不作動とする請求項１に記載のロック防止方法。
【請求項３】
前記オイル戻り時間は、前記コンプレッサの回転数の増加につれて漸減する請求項２に記載のコンプレッサのロック防止方法。
【請求項４】
前記ロック発生時間は、前記コンプレッサの回転数の増加につれて、前記オイル戻り時間よりも急激に減少する請求項２に記載のコンプレッサのロック防止方法。
【請求項５】
前記判定工程において、前記スイッチの再度のオン時、前記コンプレッサの第２回転数での前記ロック発生時間が前記オイル戻り時間よりも長いとき、該コンプレッサを作動させる請求項１に記載のコンプレッサのロック防止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑油の不足によるコンプレッサのロック（焼付き）を防止するコンプレッサロック防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等の冷凍サイクルでは、コンプレッサ（圧縮機）の金属部品間の摩擦を軽減するために、冷媒とともに潤滑油（オイル）を循環させている。凝縮器における冷媒の凝縮等の原因で、潤滑油が凝縮器からコンプレッサに十分に戻ってこないときや戻りが遅いとき等は、コンプレッサの金属部品の焼付き（ロック）が発生することがある。
【０００３】
コンプレッサのロックを防止するため、従来例（特許文献１参照）では、オイル戻り量検出装置によりコンプレッサへのオイル戻り量を検出している。オイル戻り量検出装置は、コンプレッサの低圧側パイプ内に配置したオイルセンサと、オイルセンサからの出力により静電容量の変化を検出する静電容量検出器とを含む。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３０６４７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来例において、オイル戻り量が所定値以下になったときはコンプレッサの作動を停止し、これによりコンプレッサのロックが防止される。しかし、従来例はオイル戻り量に基づきロックの発生を判断するもので、オイルセンサ及び静電容量検出器等、オイル戻り量を判断するための各種素子を含み、高価である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、オイルの戻り量を判断する各種素子を使用することなく、それ故安価にコンプレッサのロックを防止する方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、エアコンのスイッチがオンされても、コンプレッサにオイルがないときはロックが発生するおそれが高いので、コンプレッサを作動させないことを思い付き、コンプレッサの回転数に対するオイル戻り時間とロック発生時間との関係に注目して本発明を完成した。
【０００８】
本発明によるコンプレッサのロック防止方法は、請求項１に記載したように、コンプレッサの回転数を検出する検出工程と；検出工程で検出した回転数におけるオイル戻り時間とロック発生時間とを比較し、ロック発生時間とオイル戻り時間との長短に応じて、コンプレッサの作動、不作動を判定する判定工程と；から成ることを特徴とする。
【０００９】
このロック防止方法において、判定工程は、検出工程で検出したコンプレッサの回転数におけるオイル戻り時間とロック発生時間との長短に応じて、コンプレッサの作動、不作動をソフト的に判定する。そして、ロック発生のおそれが高いときはコンプレッサを作動させない。
【００１０】
請求項２のロック防止方法は、請求項１の判定工程において、エアコンのスイッチのオン時、コンプレッサの第１回転数でのロック発生時間がオイル戻り時間よりも短いとき、コンプレッサを不作動とする。請求項３のロック防止方法は、請求項２において、オイル戻り時間は、コンプレッサの回転数の増加につれて漸減する。
【００１１】
請求項４のロック防止方法は、請求項２において、ロック発生時間は、コンプレッサの回転数の増加につれて、オイル戻り時間よりも急激に減少する。請求項５のロック防止方法は、請求項１の判定工程において、スイッチの再度のオン時、コンプレッサの第２回転数でのロック発生時間がオイル戻り時間よりも長いとき、コンプレッサを作動させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜冷凍サイクル＞
本発明は、車両や家電の冷凍サイクルに適用できる。車両の場合、前方又は後方に空調装置（エアコン装置）が配置されたシングルタイプでも、前方及び後方に空調装置（エアコン装置）が配置されたデュアルタイプでも良い。
＜検出工程＞
検出工程では、回転センサ等によりコンプレッサの回転数を検出する。検出した回転数毎に、次述する判定工程によりロックの発生のおそれを判定するためである。
＜判定工程＞
▲１▼判定工程では、検出した回転数におけるオイル戻り時間とロック発生時間とを比較し、両者の長短に応じてコンプレッサの作動、不作動を判定する。特に、エアコンのスイッチのオン時、及び再度のオン時の回転数でのオイル戻り時間とロック発生時間との長短に応じてロックの発生のおそれを判定する。たとえ車両が走行中でありエンジンが回転していても、マグネットクラッチがオフ（コンプレッサとつながっていない状態）ならば、ロックは問題にならないからである。
▲２▼ここで、「オイル戻り時間」とは、オイルが冷凍サイクルを一周する時間のことである。コンプレッサの２つ以上の異なる回転数に対して、オイルをコンプレッサから最も遠い位置において、コンプレッサに戻る一周に要する時間をそれぞれ計測し、これらの時間を近似曲線で結んで求めた。オイル戻り時間は、コンプレッサの回転数が低いときは長く、回転数が高くなるにつれて短くなることが分かった。
【００１３】
その理由は以下のように考えられる。先ず、コンプレッサでオイルが不足するのは、例えば長時間放置され車両の冷凍サイクルを構成する凝縮器等の温度は昼間は上がり、夜間は下がる。加熱と冷却との繰り返しにより凝縮器内の冷媒とともに潤滑油の大部分がコンプレッサより排出され、コンプレッサ内に潤滑油がほとんどなくなる。オイルをコンプレッサに戻すにはコンプレッサを作動させることが必要である。コンプレッサの回転数が大きいほど、冷媒及びオイルの循環速度が速くなり、オイル戻り時間が短くなる。
▲３▼一方、「ロック発生時間」とは、冷凍サイクル内のオイルをすべて排出し、冷媒のみの状態にて冷凍サイクルを作動させ、回転数毎に数点（４から５点）にてコンプレッサがロックするまでの時間を近似曲線にて結んで求めた（ｙ曲線）。コンプレッサを構成する各部品の精度、組付精度に応じてｙ１からｙ２間での幅を持つ。なお、ｙ曲線は各コンプレッサの開発時の評価にて予め解っている場合が多い。
【００１４】
ロック発生時間は、コンプレッサの回転数が低いときはロック発生時間が長く（ロックが発生し難く）、高くなるにつれてロック発生時間が短く（ロックが発生し易く）なることが分かった。これは、コンプレッサの回転数の増加につれてコンプレッサを構成する金属部品同士の接触が活発になるためと考えられる。
【００１５】
また、ロック発生時間の減少割合はオイル戻り時間のそれよりも急激であることが分かった。これは、冷凍サイクル内の冷媒の循環経路が長いことに起因していると推察される。循環経路が長い冷凍サイクルでは、オイル戻り時間が長くなり（ｘ線が当初の予想より高い位置にある）、急激な降下に対応していないためと考えられる。
【００１６】
その結果、オイル戻り時間を示す曲線と、ロック発生時間を示す曲線とはコンプレッサの第３回転数で交差することになる。
▲４▼コンプレッサの第１回転数（上記第３回転数よりも大きい）でロック発生時間がオイル戻り時間よりも短いとき、コンプレッサを作動させない（不作動とする）。これは、かかる状況でコンプレッサを作動させるとロックが発生する、又はその可能性が極めて高いからである。
【００１７】
第３回転数よりも小さい第２回転数で、ロック発生時間がオイル戻り時間よりも長いときコンプレッサを作動させる。これは、かかる状況でコンプレッサを作動させてもロックは発生しない、又はその可能性が極めて低いからである。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に車両のデュアルエアコンシステムを示す。冷媒の循環通路１０上に、冷媒の循環方向に沿ってコンプレッサ１２、コンデンサ１４及びレシーバ１６、フロントエバポレータ１８及びリヤーエバポレータ２０が配置されている。よく知られているように、コンプレッサ１２はコンプレッサ本体１３ａとマグネットクラッチ１３ｂとを含み、冷温、低圧のガス冷媒を吸入、圧縮し、高温、高圧のガス冷媒をコンデンサ１４に送り出す。
【００１９】
コンデンサ１４はコンプレッサ本体１３ａから送り込まれた高温、高圧のガス冷媒を周囲の空気で冷却し、凝縮液化させる。レシーバ１６は、コンデンサ１４で液化した冷媒を、気液分離し液冷媒のみを下流側に送る。並列に配置されたフロントエバポレータ１８及びリヤエバポレータ２０は何れも、コンデンサ１４で液化され、膨張弁（不図示）で低温低圧の状態になった液冷媒を蒸発させ、周囲の空気から熱を奪って冷却する。
【００２０】
コンプレッサ１２の近傍にはその回転数を読み取る回転センサ３０が配置されている（車両に設定されている回転センサを使用しても良い）。読みとった回転数は後述する判定回路３３に入力される。判定回路は所定条件が満たされないときマグネットクラッチ１３ｂをオンしてコンプレッサ１２を不作動とする（但し、コンプレッサ本体１３ａは回転している）と共に、その旨をインジケータ（不図示）で乗員に知らせる。
【００２１】
判定回路３３について図２を基に説明する。判定回路３３のＥＣＵ３６には図２に示すコンプレッサ本体１３ａの回転数に対するオイル戻り時間及びロック発生時間の関係を示すマップが格納されている。オイル戻り時間を示す曲線ｘはコンプレッサ本体１３ａの回転数ａに対するオイル戻り時間と、回転数ｂに対するオイル戻り時間とを実測し、近似化して求めた。これから判るように、オイル戻り時間はコンプレッサ本体１３ａの回転数が低いときは長く、高いときは短く、その間で緩やかに減少している。
【００２２】
コンプレッサ本体１３ａの回転数とロック発生時間との関係を示す曲線ｙがメモリされている。この曲線ｙは冷凍サイクルにおいて、冷凍サイクル内にオイルがなく冷媒のみの状態にてコンプレッサ１２を作動させて、ロックが発生までの時間を計測して求めた。これから判るように、ロック発生時間はコンプレッサ本体１３ａの回転数が低いとき程発生し易く、高くなるにつれて発生し難くなり、その間で急激に減少している。
【００２３】
曲線ｙの減少率が曲線ｘの減少率よりも大きい結果、曲線ｘと曲線ｙとがコンプレッサの回転数ｃで交差している。コンプレッサ本体１３ａの回転数がｃよりも小さいとき即ち曲線ｙが曲線ｘよりも上方にあるとき、ロックは発生しない。これに対して、曲線ｘが曲線ｙよりも上方になると、ロックが発生する。
（作動）
図３を参照しつつ、この実施例の作動を作動を説明する。Ｓ１で乗員がエアコンのスイッチを入れると、Ｓ２において回転センサ３０で検出したコンプレッサの回転数を判定回路３３で読み込む。Ｓ３で読み込んだ回転数と回転数ｃとを比較する。例えば車両が登坂中でエンジン回転数が高く、読み込んだ回転数（例えばｄ１）が回転数ｃよりも高いときは、Ｓ４でクラッチオンすると共に、インジケータでその旨を乗員に知らせる。
【００２４】
乗員は一旦エアコンのスイッチを切り、しばらくたった後再度スイッチをオンする。その間にもコンプレッサ本体１３ａは回転しており、循環通路１０内を循環している冷媒によりオイルがコンプレッサ本体１３ａに戻される。よって、例えば、車両が平坦地を走行中に再度スイッチがオンされ、そのとき回転センサ３０で読みとるコンプレッサ本体１３ａの回転数（例えばｄ２）が回転数ｃよりも小さければ、Ｓ５においてクラッチをオフする。その結果、コンプレッサ１２が作動してエアコンが作用するようになる。
【００２５】
なお、スイッチがオンされた状態でコンプレッサ本体１３ａの回転数が上記ｄ１に達しても、コンプレッサ１２は不作動としない。この場合は、コンプレッサ１２は作動し、冷媒とともにオイルが循環通路１０内を循環しており、ロックの心配はほとんどないからである。
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。先ず、コンプレッサ１２におけるオイルの存否を測定することなく、ロックの発生のおそれを判定し、ロックを防止することができる。コンプレッサ本体１３ａの回転数に対するオイル戻り時間及びロック発生時間に基づき、回転センサ３０と判定回路３３とでロックの発生のおそれをソフト的に判定するからである。よって、オイルの存否、及び戻り量を測定する素子は不要となる。
【００２６】
第２に、長期間にわたって高い信頼度でロックの発生を判定できる。図２に示したマップのオイル戻り時間を示す曲線ｘも、ロック発生時間を示す曲線ｙは実験を通して容易に求めることができる。一旦求めれば毎回の判定に繰り返し使用でき、長期間にわたってコンプレッサ１２のロックの発生のおそれを正確に判定し、ロックを防止できる。しかも、ロック発生時間ｙとして最も厳しい条件の曲線ｙ１を使用しているので、判定の信頼度が向上する。
【００２７】
第３に、デュアルエアコンシステムにおいてフロントエバポレータ１８を含むフロントエアコン及びリヤエバポレータ２０を含むリヤエアコンを作動させるコンプレッサ１２のロックを防止できる。オイル戻り時間示す曲線ｘを比較的長く設定したからである。なお、シングルエアコンシステムの場合、図２に曲線ｘａで示すように、オイル戻り時間を比較的短く設定すれば良い。
【００２８】
最後に、エンジンの始動後どのタイミングでエアコンのスイッチがオンされても、エアコンの作動、不作動を的確に判定できる。また、初めのスイッチのオンから再度のスイッチのオンまでの時間の長短に関係なく、所定条件を満たせば、コンプレッサ１２が作動する。よって、乗員はコンプレッサ即ちエンジンの回転数を下げれば、エアコンを効かせることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明のコンプレッサのロック防止方法によれば、オイル戻り時間とロック発生時間とに基づき、コンプレッサの各回転数毎にロックの発生のおそれを判定し、ロックを防止することができる。また、ロックの発生を判定回路によりソフト的に判定するので、オイルの戻り量を検出する素子等は不要となる。
【００３０】
請求項２のロック防止方法によれば、ロック発生時間がオイル戻り時間よりも短いときはコンプレッサを作動させないので、ロックの発生がより確実に防止される。
【００３１】
請求項３及び４のロック防止方法によれば、コンプレッサの回転数に対して減少割合の異なるロック発生時間及びオイル戻り時間を利用して、ロックの発生を容易に判定することができる。
【００３２】
請求項５のロック防止方法によれば、コンプレッサの回転数との関係でロックの発生のおそれがないときはコンプレッサを作動させるので、乗員が長時間エアコンが効かない状態に置かれる心配はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される冷凍サイクルの全体説明図である。
【図２】本発明の実施例の判定回路に格納されたマップの説明図である。
【図３】実施例の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０：循環通路                  １２：コンプレッサ
１３ａ：コンプレッサ本体                １３ｂ：マグネットクラッチ
１４：コンデンサ                １８，２０：エバポレータ
３０：回転センサ                ３３：判定回路
３６：ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004332546.tif 000005