JP4742256B2

JP4742256B2 - Motor failure diagnosis device for hybrid compressor

Info

Publication number: JP4742256B2
Application number: JP2001279557A
Authority: JP
Inventors: 幸男平井
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2002221162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッドコンプレッサの駆動源の１つであるモータの故障を診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アイドルストップ車などのように、車両が停止している場合に、アイドリング運転を行わずにエンジンを停止する車両においては、エンジンの停止中にエアコンを稼動させておきたい要請があると、冷凍サイクルのコンプレッサをエンジンとは別に設けられたモータによって駆動させ、これにより、エンジンの停止中の冷力を確保するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような構成においては、モータのコイルが断線するなどしてモータに故障が生じると、走行用エンジンの停止に伴ってコンプレッサの稼動が停止してしまうことになるので、空調状態が悪化するという不都合が生じる。このため、モータの故障を診断する手段が必要となるが、モータの故障を診断するために、モータのコイルの温度を検出する温度検出器などを新たに設けてモータのコイルの断線や短絡状態を検出する構成にあっては、構造の複雑化、部品点数やコストの増大を招く不都合があると共に、モータ自体が大型化して車載性が悪くなるという不都合がある。
【０００４】
そこで、この発明においては、昨今のハイブリッドコンプレッサが、エンジンによって圧縮部が駆動されている場合に、エンジンからの動力によってモータを回転し得るような構成となっていることに鑑み、モータの既存の構成を利用して故障診断を行うことができるようにし、もって、モータの故障診断のために新たに検出器を設けることを不要にしたハイブリッドコンプレッサのモータ故障診断装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明は、エンジンとモータとの２系統による駆動形式を有し、前記エンジンによって圧縮部を駆動する場合と前記モータによって前記圧縮部を駆動する場合とが切り替えられると共に、前記エンジンによって前記圧縮部が駆動されている場合に該エンジンからの動力によって前記モータの回転を許容するようにしているハイブリッドコンプレッサを備え、このハイブリッドコンプレッサに用いられる前記モータの故障を診断するモータ故障診断装置において、前記エンジンからの動力によって前記モータが回転されている場合に該モータの発電電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段によって検出された発電電圧を利用して前記モータの故障を診断する故障診断手段とを具備することを特徴としている（請求項１）。
【０００６】
したがって、ハイブリッドコンプレッサがエンジンによって駆動されている状態でエンジンからの動力によってモータが回転されると、モータから発電電圧が生じ、このモータの発電電圧が電圧検出手段によって検出され、故障診断手段によって、この検出された発電電圧を利用してモータの故障が診断されることとなる。このため、モータの発電電圧を利用してモータの故障が診断されるので、故障診断を行うためだけに格別の検出器を設ける必要がなくなる。
【０００７】
故障診断手段の具体的構成としては、モータの回転速度から見込まれる発電電圧と電圧検出手段によって検出されたモータの実際の発電電圧とを比較し、その差が所定の範囲外であれば故障と診断するようにしてもよい（請求項２）。このような構成は、特に、ＤＣブラシレスモータのように、回転速度制御を行うために等に設けられたホールセンサ有する構成において、ホールセンサからの出力信号を利用してモータの回転速度を認識し得る構成において有用である。
【０００８】
また、モータが三相モータである場合には、故障診断手段として、各相から出力される発電電圧の実効値の差が所定の範囲外であれば故障と診断するようにしてもよい（請求項３）。
【０００９】
尚、ハイブリッドコンプレッサの圧縮部とモータとは、動力が常に伝達される形式のものであっても、クラッチを介して動力が伝達される形式のものであってもよい（請求項４，５）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により説明する。図１において、車両に搭載される空調装置の構成例が示され、ハイブリッドコンプレッサ１は、圧縮部２と、圧縮部２を駆動する駆動源の１つであるモータ３とを有して構成されている。
【００１１】
このハイブリッドコンプレッサ１の圧縮部２は、冷媒を凝縮液化するコンデンサ４と、このコンデンサ４によって凝縮液化された冷媒を溜めると共に気相冷媒と液相冷媒とに分離し、液相冷媒のみを下流側へ送るレシーバタンク５と、このレシーバタンク５から送られる液相冷媒を減圧して低温低圧の気液混合冷媒にする膨張弁６と、この膨張弁６から送られる低温低圧の気液混合冷媒を蒸発気化するエバポレータ７とともに配管接続されて冷凍サイクルを構成している。
【００１２】
また、ハイブリッドコンプレッサ１は、走行用エンジン８のプーリ９とベルト１０を介して接続されるプーリ１１、及び、このプーリ１１と圧縮部２の駆動軸との連結を断続する電磁クラッチ１２とを有し、走行用エンジン８からの動力が電磁クラッチ１２を介して供給されるようになっている。
【００１３】
これに対して、モータ３は、圧縮部２の駆動軸に一体に設けられているもので、このモータ３への給電を制御することで圧縮部２に対して動力を供給できるようになっており、給電されていない状態においては、圧縮部２が走行用エンジン８によって駆動されると、これに伴って回転するようになっている。
【００１４】
ここで、モータ３は、例えばブラシレスＤＣモータからなり、三相巻線を備え、この三相巻線への給電を三相ブリッジ回路１３で制御することによって駆動されるようになっており、内部にロータの位置を検出するための図示しない磁電変換素子（ホールセンサ）を有しているそれ自体周知のものである。
【００１５】
尚、モータ３は、その駆動軸にプーリを設け、このプーリと圧縮部２に設けられたプーリとをベルトを介して連結し、圧縮部２をベルト駆動するものであってもよい。また、１４は、三相ブリッジ回路１３とモータ３との結線上に設けられたリレーであり、三相ブリッジ回路１３や前記電磁クラッチ１２と共にコントロールユニット１５により制御されるようになっている。
【００１６】
コントロールユニット１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等を備えると共に、電磁クラッチ１２のＯＮ／ＯＦＦ制御、三相ブリッジ回路１３への通電分配制御、リレー１４のＯＮ／ＯＦＦ制御などを行う制御回路を有して構成され、モータ３に設けられたホールセンサからの信号や各相の巻線から発生する電圧が入力され、メモリに与えられた所定のプログラムにしたがって電磁クラッチ１２やリレー１４のオンオフ、モータ３への通電制御等を行うようになっている。
【００１７】
図２において、アイドルストップ車に適したコントロールユニット１５によるハイブリッドコンプレッサ１の制御動作例がフローチャートとして示され、以下、このフローチャートに基づいてハイブリッドコンプレッサ１の制御動作例を説明する。コントロールユニット１５は、イグニッションスイッチを投入して冷凍サイクルを稼動できる状態にある場合に、図２で示される処理を他の処理と共に繰り返し行うようにしているもので、ステップ５０において、エアコンスイッチが投入された状態にあるか否か、即ち、車両に搭載された冷凍サイクルを稼動する要請があるか否かを判定し、このステップ５０において、冷凍サイクルの稼動要請がない（エアコンスイッチが投入されていない状態である）と判定された場合には、電磁クラッチ１２をＯＦＦにしてハイブリッドコンプレッサ１の停止状態（ＯＦＦ状態）を形成する。即ち、既にハイブリッドコンプレッサ１が停止している場合であれば、停止状態を維持するようにし、また、いままでハイブリッドコンプレッサ１が稼動していた場合であれば、停止させるようにしている。
【００１８】
これに対して、ステップ５０において、エアコンスイッチが投入されて冷凍サイクルの稼動要請があると判定された場合には、アイドル状態で走行用エンジン８が停止するアイドルストップ状態であるか否かを判定する（ステップ５４）。この判定は、例えば、前記エンジン回転速度センサからの出力によってエンジン回転速度が零であるか否かによって判定される。
【００１９】
ステップ５４において、アイドルストップ状態でないと判定された場合、即ち、走行用エンジン８が駆動していると判定された場合には、ステップ５６へ進み、モータ３から発電される電圧が異常であるか否かを判定し、正常であると判定された場合には、ステップ５８へ進んで、電磁クラッチ１２をＯＮにして走行用エンジン８によって圧縮部２を駆動させる。また、ステップ５６において、モータ３から発電される電圧が異常であると判定された場合には、ステップ６０へ進んでエラーフラグを立て（フラグを１に設定し）、ステップ６２において、エラー信号を出力して図示しない表示器にエラー表示を行う。
【００２０】
これに対して、ステップ５４において、アイドルストップ状態であると判定された場合、即ち、走行用エンジン８が停止状態であると判定された場合には、ステップ６４へ進み、異常信号が出力されているか否かをエラーフラグが立っているか（フラグが１であるか）否かを判定することによって確認する。
【００２１】
このステップ６４において、異常信号が出力されていないと判定された場合には、圧縮部２の駆動源を走行用エンジン８からモータ３に切り替えるべく、ステップ６６へ進み、リレー１４をＯＮにして三相ブリッジ回路１３からモータ３への給電を開始すると共に、電磁クラッチ１２をＯＦＦにして走行用エンジン８から圧縮部２への動力の伝達を遮断する。
【００２２】
これに対して、ステップ６４において、異常信号が出力されていると判定された場合には、ステップ６８へ進み、エラー信号を出力して図示しない表示器にエラー表示を行い、次のステップ７０において、リレー１４をＯＦＦにすると共に、走行用エンジン８を起動させた上で電磁クラッチ１２をＯＮにして走行用エンジン８からの動力によってハイブリッドコンプレッサ１を駆動させる。すなわち、モータ駆動への移行を断念すると共に走行用エンジン８による圧縮部２の駆動を維持して冷力の確保を図るようにしている。
【００２３】
図３において、前記ステップ５６の電圧異常判定処理の具体的な構成例が示されている。この例においては、リレー１４をＯＦＦにして三相ブリッジ回路１３とモータ３との接続を断ち（ステップ７２）、ホールセンサからの信号をコントロールユニット１５に入力すると共に（ステップ７４）、圧縮部２が走行用エンジン８によって駆動している場合に、これに伴ってモータ３が回転することによって生じる発電電圧をコントロールユニット１５に入力する（ステップ７６）。その後、ホールセンサからの信号に基づいてモータ３の回転速度Ｎを算出し（ステップ７８）、図４に示されるような予め実験などによって得られたモータ３の回転速度Ｎと発電電圧Ｖ₀との関係を示すデータに基き、ステップ７８で算出されたモータ３の回転速度Ｎに対して見込まれる発電電圧Ｖ₀を算出し、その上でこの発電電圧Ｖ₀とステップ７６で読み込まれた実際の発電電圧Ｖとの差（｜Ｖ₀−Ｖ｜）を算出する（ステップ８０）。そして、この回転速度Ｎから見込まれる発電電圧Ｖ₀と実際の発電電圧Ｖとの差（｜Ｖ₀−Ｖ｜）が所定の範囲α内であるか否か判定し、所定範囲内であれば正常と判定し、ＶがＶ₀からαよりも大きくずれている場合には、異常と判定するようにしている（ステップ８２）。
【００２４】
したがって、上述の構成においては、走行用エンジン８によってハイブリッドコンプレッサ１が駆動される場合には、リレー１４がＯＦＦとなって三相ブリッジ回路１３からモータ３への給電はなされないが、走行用エンジン８からの動力によってモータ３が回転されているので、モータ３から発生する電圧を利用することでモータ３の故障診断を行うことが可能となる。このため、この例においては、モータ３の故障を検出するために、モータ３の発電電圧と、モータ３に設けられている既存のホールセンサからの信号だけで、故障を診断することができるので、故障診断を行うために、新たなセンサを設ける必要がなく、構造の複雑化を回避することができると共に、部品点数やコストの増大を避けることができ、また、モータ自体が大型化して車載性が悪くなる不都合を避けることが可能となる。
【００２５】
図５において、ハイブリッドコンプレッサの他の構成例が示され、この例においては、走行用エンジン８とモータ３とが、コントロールユニット１５によりオンオフ制御される連結クラッチ１６を介して動力が伝達されるようになっている点で図１に示される構成と異なっている。また、三相ブリッジ回路１３とモータ３との結線上に図１に示されるようなリレー１４を設けるようにしてもよいが、この例においては、リレーを省略した構成となっている。尚、他の構成は図１と同様であるので、同一箇所に同一番号を付して説明を省略する。
【００２６】
このような構成において、イグニッションスイッチが入されて冷凍サイクルを稼動できる状態にある場合に、コントロールユニット１５は、図６で示される制御ルーチンを他の処理と共に繰り返し行うようになっている。即ち、ステップ９０においてエアコンスイッチが投入された状態にあるか否を判定し、このステップ９０において、エアコンスイッチが投入されていない状態であると判定された場合には、電磁クラッチ１２をＯＦＦにしてコンプレッサの停止状態を形成する（ステップ９２）。
【００２７】
これに対して、ステップ９０において、エアコンスイッチが投入されて冷凍サイクルの稼動要請があると判定された場合には、アイドル状態で走行用エンジン８が停止するアイドルストップ状態であるか否かを判定する（ステップ９４）。このステップ９４において、アイドルストップ状態でないと判定された場合、即ち、走行用エンジン８が駆動していると判定された場合には、ステップ９６へ進み、モータ３から発電される電圧が異常であるか否かを判定し、正常であると判定された場合には、ステップ９８へ進んで、電磁クラッチ１２をＯＮにすると共に連結クラッチ１６をＯＦＦにして走行用エンジン８によって圧縮部２を駆動させる。また、ステップ９６において、モータ３から発電される電圧が異常であると判定された場合には、ステップ１００へ進んでエラーフラグを立て（フラグを１に設定し）、ステップ１０２において、エラー信号を出力して図示しない表示器にエラー表示を行う。
【００２８】
これに対して、ステップ９４において、アイドルストップ状態であると判定された場合、即ち、走行用エンジン８が停止状態であると判定された場合には、ステップ１０４へ進み、異常信号が出力されているか否かをエラーフラグが立っているか（フラグが１であるか）否かを判定することによって確認する。
【００２９】
このステップ１０４において、異常信号が出力されていないと判定された場合には、駆動源を走行用エンジン８からモータ３に切り替えるべく、ステップ１０６へ進み、連結クラッチ１６をＯＮにすると共に三相ブリッジ回路１３からモータ３への給電を開始し、同時に電磁クラッチ１２をＯＦＦにして走行用エンジン８から圧縮部２への動力の伝達を遮断する。
【００３０】
また、ステップ１０４において、異常信号が出力されていると判定された場合には、ステップ１０８において、エラー信号を出力して図示しない表示器にエラー表示を行い、ステップ１１０において、走行用エンジン８を起動させた上で電磁クラッチ１２をＯＮにすると共に連結クラッチ１６をＯＦＦにして走行用エンジン８からの動力によってハイブリッドコンプレッサを駆動させる。すなわち、モータ駆動への移行を断念すると共に走行用エンジン８による圧縮部２の駆動を維持して冷力の確保を図るようにしている。
【００３１】
図７において、前記ステップ９６の電圧異常判定処理の具体的な構成例が示されている。図５に示されるハイブリッドコンプレッサ１においては、圧縮部２が走行用エンジン８の動力によって駆動される場合に、連結クラッチ１６をＯＦＦにしてモータ３と圧縮部２との間の連結状態を解消するようにしているが、故障診断の要請が有る場合には、一時的に連結クラッチ１６をＯＮにし（ステップ１１２、１１４）、ホールセンサからの信号を入力すると共に（ステップ１１６）、走行用エンジン８からの動力によってモータ３が回転することによって生じる発電電圧をコントロールユニット１５に入力する（ステップ１１８）。その後、ホールセンサからの信号に基づいてモータ３の回転速度Ｎを算出し（ステップ１２０）、図４に示すような予め実験によって得られたモータ３の回転速度Ｎと発電電圧Ｖ₀との関係に基き、ステップ１２０で算出された回転速度Ｎに対して見込まれる発電電圧Ｖ₀を算出し、その上でこの発電電圧Ｖ₀とステップ１１８で読み込まれた実際の発電電圧Ｖとの差（｜Ｖ₀−Ｖ｜）を算出する（ステップ１２２）。そして、この回転速度から見込まれる発電電圧Ｖ₀と実際の発電電圧Ｖとの差（｜Ｖ₀−Ｖ｜）が所定の範囲α内であるか否か判定し、所定範囲内であれば正常と判定し、ＶがＶ₀からαよりも大きくずれている場合には、異常と判定するようにしている（ステップ１２４）。
【００３２】
以上の構成においては、モータ３の回転速度Ｎとの関係で見込まれる発電電圧と実際に検出された発電電圧とを比較し、その差が所定の範囲外であれば故障と診断する構成であったが、ホールセンサなどのロータの回転状態を検知し得る既存のセンサを有していない三相モータを用いる場合には、ステップ５６の電圧異常判定処理を図８に示すように行ない、また、ステップ９６の電圧異常判定処理を図９に示すように行うようにしてもよい。
【００３３】
即ち、図１に示されるハイブリッドコンプレッサ１の構成においては、電圧異常判定処理を、図８に示すように、リレー１４をＯＦＦにして三相ブリッジ回路１３とモータ３との接続を断ち（ステップ１３０）、モータ３が走行用エンジン８の動力によって回転した場合に生じる発電電圧をコントロールユニット１５に入力する（ステップ１３２）。そして、各相電圧の実効値の差を算出し（ステップ１３４）、それぞれの相電圧差（｜Ｖ_u−Ｖ_v｜、｜Ｖ_v−Ｖ_w｜、｜Ｖ_w−Ｖ_u｜）が所定の範囲β内であれば正常とし、いずれか１つの相電圧差がβよりも大きくなっている場合には、異常と判定するようにするとよい（ステップ１３６）。
【００３４】
また、図５に示されるハイブリッドコンプレッサ１の構成においては、電圧異常判定処理を、図９に示すように、故障診断の要請が有る場合において一時的に連結クラッチ１６をＯＮにし（ステップ１４０，１４２）、モータ３が走行用エンジン８の動力によって回転した場合に生じる発電電圧をコントロールユニット１５に入力する（ステップ１４４）。そして、各相電圧の実効値の差を算出し（ステップ１４６）、それぞれの相電圧差（｜Ｖ_u−Ｖ_v｜、｜Ｖ_v−Ｖ_w｜、｜Ｖ_w−Ｖ_u｜）が所定の範囲β内であれば正常とし、いずれか１つの相電圧差がβよりも大きくなっている場合には、異常と判定するようにするとよい（ステップ１４８）。
【００３５】
したがって、このような構成においては、モータ３から発生する電圧のみを利用してモータ３の故障診断を行うことが可能となるので、モータ３の故障診断を行うのにセンサからの信号を何ら必要としないので、一層の構造の簡素化を図ることができると共に、部品点数やコストの増大を避けることができ、また、モータ自体が大型化して車載性が悪くなる不都合を避けることが可能となる。
【００３６】
尚、上述の構成においては、コントロールユニット１５として特にマイコンを利用した構成例を示したが、コンパレータなどの電子部品を組み合わせて構成された制御回路により同様の処理を行わせるようにしても良い。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、エンジンとモータとの２系統による駆動形式を有し、エンジンによって駆動される場合とモータによって駆動される場合とが切り替えられると共に、エンジンによって駆動されている場合に該エンジンからの動力によってモータの回転を許容するようにしているハイブリッドコンプレッサにおいて、エンジンからの動力によってモータが回転している場合に該モータの発電電圧を検出し、この検出された発電電圧を利用してモータの故障を診断するようにしたので、故障診断を行うためだけに格別の検出器を設けることが不要となり、構造の簡素化、部品点数やコストの低減、モータの小型化を図ることが可能となる。
【００３８】
特に、故障診断手段として、モータの回転速度から見込まれる発電電圧と実際に検出されたモータの発電電圧とを比較し、その差が所定の範囲外であれば故障と診断する構成においては、ＤＣブラシレスモータに設けられるホールセンサなどのように、モータの回転速度を把握するために既存のセンサを利用するだけで済み、また、モータが三相モータである場合に、故障診断手段として、各相から出力される発電電圧の実効値の差が所定の範囲外であれば故障と診断する構成においては、各相の出力電圧の比較のみで故障診断を行うことが可能となり、構成の簡素化を一層図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るハイブリッドコンプレッサの故障診断装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１のコントロールユニット１５による制御動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図２で示すステップ５６の具体例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、モータ回転速度と発電電圧との関係を示す特性線図である。
【図５】図５は、構成の異なるハイブリッドコンプレッサに用いられる故障診断装置の構成例を示す図である。
【図６】図６は、図５のコントロールユニット１５による制御動作例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図６で示すステップ９６の具体例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、図２で示すステップ５６の他の具体例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、図６で示すステップ９６の他の具体例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１コンプレッサ
３モータ
８走行用エンジン
１２電磁クラッチ
１６連結クラッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for diagnosing a failure of a motor that is one of drive sources of a hybrid compressor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when the vehicle is stopped, such as an idle stop vehicle, in a vehicle that stops the engine without performing idling operation, when there is a request to operate the air conditioner while the engine is stopped, The compressor of the refrigeration cycle is driven by a motor provided separately from the engine, thereby ensuring the cooling power while the engine is stopped.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above configuration, if the motor malfunctions due to, for example, disconnection of the motor coil, the operation of the compressor is stopped along with the stop of the traveling engine. The inconvenience of worsening occurs. For this reason, a means for diagnosing motor failure is required, but in order to diagnose motor failure, a temperature detector that detects the temperature of the motor coil is newly provided, and the motor coil is disconnected or short-circuited. In this configuration, there are inconveniences that the structure is complicated, the number of parts and the cost are increased, and the motor itself is enlarged and the in-vehicle performance is deteriorated.
[0004]
Therefore, in the present invention, in view of the fact that the recent hybrid compressor is configured to be able to rotate the motor by the power from the engine when the compression unit is driven by the engine, It is an object of the present invention to provide a motor failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor that makes it possible to perform a failure diagnosis using the configuration and thus eliminates the need to newly provide a detector for the motor failure diagnosis. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a drive system with two systems of an engine and a motor, and the case where the compression unit is driven by the engine and the case where the compression unit is driven by the motor are switched. And a hybrid compressor configured to allow rotation of the motor by power from the engine when the compression unit is driven by the engine, and diagnoses a failure of the motor used in the hybrid compressor. In the motor failure diagnosis device, when the motor is rotated by power from the engine, voltage detection means for detecting a power generation voltage of the motor, and the motor using the power generation voltage detected by the voltage detection means And a failure diagnosis means for diagnosing the failure of That (claim 1).
[0006]
Therefore, when the motor is rotated by the power from the engine while the hybrid compressor is driven by the engine, a power generation voltage is generated from the motor, and the power generation voltage of the motor is detected by the voltage detection means. The detected power generation voltage is used to diagnose a motor failure. For this reason, since the motor failure is diagnosed using the generated voltage of the motor, it is not necessary to provide a special detector only for performing the failure diagnosis.
[0007]
As a specific configuration of the failure diagnosing means, the generated voltage estimated from the rotation speed of the motor is compared with the actual generated voltage of the motor detected by the voltage detecting means, and if the difference is outside the predetermined range, the failure is determined. A diagnosis may be made (claim 2). Such a configuration recognizes the rotation speed of the motor by using an output signal from the hall sensor particularly in a configuration having a hall sensor provided for performing rotation speed control, such as a DC brushless motor. Useful in the resulting configuration.
[0008]
Further, when the motor is a three-phase motor, the failure diagnosis means may diagnose a failure if the difference in the effective value of the generated voltage output from each phase is outside a predetermined range. Item 3).
[0009]
Note that the compression section and the motor of the hybrid compressor may be of a type in which power is always transmitted, or may be of a type in which power is transmitted via a clutch (claims 4 and 5). .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of an air conditioner mounted on a vehicle. A hybrid compressor 1 includes a compression unit 2 and a motor 3 that is one of drive sources that drive the compression unit 2. ing.
[0011]
The compressor 2 of the hybrid compressor 1 includes a condenser 4 that condenses and liquefies the refrigerant, stores the refrigerant condensed and liquefied by the condenser 4, and separates the refrigerant into a gas phase refrigerant and a liquid phase refrigerant. A receiver tank 5 to be sent to the tank, an expansion valve 6 that depressurizes the liquid-phase refrigerant sent from the receiver tank 5 to a low-temperature low-pressure gas-liquid mixed refrigerant, and a low-temperature low-pressure gas-liquid mixed refrigerant sent from the expansion valve 6 A refrigeration cycle is configured by pipe connection with an evaporator 7 that evaporates and vaporizes.
[0012]
The hybrid compressor 1 includes a pulley 11 connected to the pulley 9 of the traveling engine 8 via a belt 10 and an electromagnetic clutch 12 that intermittently connects the pulley 11 and the drive shaft of the compression unit 2. The power from the traveling engine 8 is supplied via the electromagnetic clutch 12.
[0013]
On the other hand, the motor 3 is provided integrally with the drive shaft of the compression unit 2, and power can be supplied to the compression unit 2 by controlling power supply to the motor 3. In a state where power is not supplied, when the compression unit 2 is driven by the traveling engine 8, the compressor 2 is rotated accordingly.
[0014]
Here, the motor 3 is composed of, for example, a brushless DC motor, and includes a three-phase winding, and is driven by controlling power feeding to the three-phase winding by the three-phase bridge circuit 13. It is known per se having a magnetoelectric conversion element (hall sensor) (not shown) for detecting the position of the rotor.
[0015]
The motor 3 may be configured such that a pulley is provided on the drive shaft, the pulley and the pulley provided in the compression unit 2 are connected via a belt, and the compression unit 2 is driven by a belt. Reference numeral 14 denotes a relay provided on the connection between the three-phase bridge circuit 13 and the motor 3 and is controlled by the control unit 15 together with the three-phase bridge circuit 13 and the electromagnetic clutch 12.
[0016]
The control unit 15 includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), an input / output port (I / O), and the like, as well as ON / OFF control of the electromagnetic clutch 12. A control circuit that performs energization distribution control to the phase bridge circuit 13, ON / OFF control of the relay 14, and the like, and a voltage generated from a signal from a hall sensor provided in the motor 3 and a winding of each phase Is input, and the electromagnetic clutch 12 and the relay 14 are turned on / off, the energization of the motor 3 is controlled in accordance with a predetermined program given to the memory.
[0017]
In FIG. 2, an example of the control operation of the hybrid compressor 1 by the control unit 15 suitable for an idle stop vehicle is shown as a flowchart. Hereinafter, an example of the control operation of the hybrid compressor 1 will be described based on this flowchart. The control unit 15 repeats the process shown in FIG. 2 together with other processes when the ignition switch is turned on and the refrigeration cycle can be operated. In step 50, the air conditioner switch is turned on. In step 50, there is no request for operating the refrigeration cycle (the air conditioner switch is turned on). If it is determined that the hybrid clutch 1 is in a stopped state (OFF state), the electromagnetic clutch 12 is turned off. That is, if the hybrid compressor 1 has already been stopped, the stopped state is maintained, and if the hybrid compressor 1 has been operating until now, the hybrid compressor 1 is stopped.
[0018]
On the other hand, if it is determined in step 50 that the air conditioner switch is turned on and there is a request for operating the refrigeration cycle, it is determined whether or not it is in an idle stop state in which the traveling engine 8 stops in an idle state. (Step 54). This determination is made based on, for example, whether or not the engine rotation speed is zero based on the output from the engine rotation speed sensor.
[0019]
If it is determined in step 54 that the engine is not in the idling stop state, that is, if it is determined that the traveling engine 8 is being driven, the process proceeds to step 56 and is the voltage generated from the motor 3 abnormal? If it is determined that it is normal, the routine proceeds to step 58 where the electromagnetic clutch 12 is turned on and the compressor 8 is driven by the traveling engine 8. If it is determined in step 56 that the voltage generated from the motor 3 is abnormal, the process proceeds to step 60 where an error flag is set (the flag is set to 1). In step 62, an error signal is output. Output and display an error on a display (not shown).
[0020]
On the other hand, if it is determined in step 54 that the engine is in the idling stop state, that is, if it is determined that the traveling engine 8 is in the stopped state, the process proceeds to step 64 and an abnormal signal is output. It is confirmed by determining whether or not an error flag is set (whether or not the flag is 1).
[0021]
If it is determined in step 64 that an abnormal signal has not been output, the process proceeds to step 66 in order to switch the driving source of the compression unit 2 from the traveling engine 8 to the motor 3, and the relay 14 is turned on and the three are switched. Power supply to the motor 3 from the phase bridge circuit 13 is started, and the electromagnetic clutch 12 is turned off to interrupt transmission of power from the traveling engine 8 to the compressor 2.
[0022]
On the other hand, if it is determined in step 64 that an abnormal signal has been output, the process proceeds to step 68 to output an error signal and display an error on a display (not shown). The relay 14 is turned off and the traveling engine 8 is started, and then the electromagnetic clutch 12 is turned on to drive the hybrid compressor 1 with the power from the traveling engine 8. That is, the shift to the motor drive is abandoned and the driving of the compression unit 2 by the traveling engine 8 is maintained to ensure the cooling power.
[0023]
FIG. 3 shows a specific configuration example of the voltage abnormality determination process in step 56. In this example, the relay 14 is turned OFF to disconnect the connection between the three-phase bridge circuit 13 and the motor 3 (step 72), and a signal from the hall sensor is input to the control unit 15 (step 74). Is driven by the traveling engine 8, the generated voltage generated by the rotation of the motor 3 is input to the control unit 15 (step 76). Thereafter, the rotational speed N of the motor 3 is calculated based on the signal from the hall sensor (step 78), and the rotational speed N of the motor 3 and the generated voltage V ₀ obtained by an experiment or the like as shown in FIG. Based on the data indicating the relationship, the power generation voltage V ₀ expected for the rotational speed N of the motor 3 calculated in step 78 is calculated, and then the power generation voltage V ₀ and the actual power read in step 76 are calculated. A difference (| V ₀ −V |) from the generated voltage V is calculated (step 80). Then, it is determined whether or not the difference (| V ₀ −V |) between the generated voltage V ₀ estimated from the rotational speed N and the actual generated voltage V is within a predetermined range α. When it is determined to be normal, and V is greatly deviated from V ₀ by α, it is determined to be abnormal (step 82).
[0024]
Therefore, in the above-described configuration, when the hybrid compressor 1 is driven by the traveling engine 8, the relay 14 is turned OFF and power is not supplied from the three-phase bridge circuit 13 to the motor 3, but the traveling engine Since the motor 3 is rotated by the power from 8, the failure diagnosis of the motor 3 can be performed by using the voltage generated from the motor 3. For this reason, in this example, in order to detect the failure of the motor 3, the failure can be diagnosed only by the generated voltage of the motor 3 and the signal from the existing hall sensor provided in the motor 3. , It is not necessary to provide a new sensor for fault diagnosis, avoiding the complexity of the structure, avoiding the increase in the number of parts and cost, and increasing the size of the motor itself It is possible to avoid inconveniences that deteriorate the performance.
[0025]
FIG. 5 shows another configuration example of the hybrid compressor. In this example, power is transmitted to the traveling engine 8 and the motor 3 via a coupling clutch 16 that is on / off controlled by the control unit 15. This is different from the configuration shown in FIG. Further, the relay 14 as shown in FIG. 1 may be provided on the connection between the three-phase bridge circuit 13 and the motor 3, but in this example, the relay is omitted. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0026]
In such a configuration, when the ignition switch is turned on and the refrigeration cycle can be operated, the control unit 15 repeatedly performs the control routine shown in FIG. 6 together with other processes. That is, it is determined in step 90 whether or not the air conditioner switch is turned on. If it is determined in step 90 that the air conditioner switch is not turned on, the electromagnetic clutch 12 is turned off. A compressor stop state is formed (step 92).
[0027]
On the other hand, if it is determined in step 90 that the air conditioner switch is turned on and there is a request for operating the refrigeration cycle, it is determined whether or not it is in an idle stop state in which the traveling engine 8 stops in the idle state. (Step 94). If it is determined in step 94 that the engine is not in the idle stop state, that is, if it is determined that the traveling engine 8 is being driven, the process proceeds to step 96 where the voltage generated from the motor 3 is abnormal. If it is determined that it is normal, the routine proceeds to step 98 where the electromagnetic clutch 12 is turned on and the coupling clutch 16 is turned off to drive the compression unit 2 by the traveling engine 8. . If it is determined in step 96 that the voltage generated from the motor 3 is abnormal, the process proceeds to step 100 where an error flag is set (the flag is set to 1). Output and display an error on a display (not shown).
[0028]
On the other hand, if it is determined in step 94 that the engine is in the idle stop state, that is, if it is determined that the traveling engine 8 is in the stopped state, the process proceeds to step 104 and an abnormal signal is output. It is confirmed by determining whether or not an error flag is set (whether or not the flag is 1).
[0029]
If it is determined in step 104 that an abnormal signal has not been output, the process proceeds to step 106 to switch the drive source from the traveling engine 8 to the motor 3, and the connection clutch 16 is turned on and the three-phase bridge is switched. Power supply from the circuit 13 to the motor 3 is started, and at the same time, the electromagnetic clutch 12 is turned off to interrupt transmission of power from the traveling engine 8 to the compression unit 2.
[0030]
If it is determined in step 104 that an abnormal signal has been output, an error signal is output in step 108 and an error is displayed on a display (not shown). In step 110, the traveling engine 8 is turned on. After being activated, the electromagnetic clutch 12 is turned on and the coupling clutch 16 is turned off to drive the hybrid compressor with the power from the traveling engine 8. That is, the shift to the motor drive is abandoned and the driving of the compression unit 2 by the traveling engine 8 is maintained to ensure the cooling power.
[0031]
FIG. 7 shows a specific configuration example of the voltage abnormality determination process in step 96. In the hybrid compressor 1 shown in FIG. 5, when the compression unit 2 is driven by the power of the traveling engine 8, the connection clutch 16 is turned off to cancel the connection state between the motor 3 and the compression unit 2. However, if there is a request for failure diagnosis, the coupling clutch 16 is temporarily turned on (steps 112 and 114), a signal from the hall sensor is input (step 116), and the traveling engine 8 is operated. The power generation voltage generated by the rotation of the motor 3 by the power from is input to the control unit 15 (step 118). Thereafter, the rotational speed N of the motor 3 is calculated based on the signal from the hall sensor (step 120), and the relationship between the rotational speed N of the motor 3 and the generated voltage V ₀ obtained in advance by experiments as shown in FIG. Based on this, the power generation voltage V ₀ expected for the rotational speed N calculated in step 120 is calculated, and then the difference between the power generation voltage V ₀ and the actual power generation voltage V read in step 118 (| V ₀ −V |) is calculated (step 122). Then, it is determined whether or not the difference (| V ₀ −V |) between the power generation voltage V ₀ expected from the rotation speed and the actual power generation voltage V is within a predetermined range α. If V deviates from V ₀ by more than α, it is determined that there is an abnormality (step 124).
[0032]
In the above configuration, the generated voltage estimated in relation to the rotational speed N of the motor 3 is compared with the actually detected generated voltage, and if the difference is outside the predetermined range, a failure is diagnosed. However, when using a three-phase motor that does not have an existing sensor that can detect the rotational state of the rotor, such as a Hall sensor, the voltage abnormality determination process in step 56 is performed as shown in FIG. The voltage abnormality determination process in step 96 may be performed as shown in FIG.
[0033]
That is, in the configuration of the hybrid compressor 1 shown in FIG. 1, in the voltage abnormality determination process, as shown in FIG. 8, the relay 14 is turned OFF and the connection between the three-phase bridge circuit 13 and the motor 3 is disconnected (step 130). ) The generated voltage generated when the motor 3 is rotated by the power of the traveling engine 8 is input to the control unit 15 (step 132). Then, to calculate the difference between the effective value of the phase voltage (step 134), the respective phase voltage difference _{_{(| V u -V v |,}} | V v -V w |, | V w -V u |) is given If any one of the phase voltage differences is larger than β, it is good to determine that it is abnormal (step 136).
[0034]
In the configuration of the hybrid compressor 1 shown in FIG. 5, in the voltage abnormality determination process, as shown in FIG. 9, the connection clutch 16 is temporarily turned on when there is a request for failure diagnosis (steps 140 and 142). ), The generated voltage generated when the motor 3 is rotated by the power of the traveling engine 8 is input to the control unit 15 (step 144). Then, to calculate the difference between the effective value of the phase voltage (step 146), the respective phase voltage difference _{_{(| V u -V v |,}} | V v -V w |, | V w -V u |) is given If any one of the phase voltage differences is larger than β, it is good to determine that it is abnormal (step 148).
[0035]
Therefore, in such a configuration, it becomes possible to perform a failure diagnosis of the motor 3 using only the voltage generated from the motor 3, so that no signal from the sensor is required to perform the failure diagnosis of the motor 3. Therefore, it is possible to further simplify the structure, to avoid an increase in the number of parts and cost, and to avoid the disadvantage that the motor itself becomes large and the in-vehicle property is deteriorated. .
[0036]
In the above-described configuration, a configuration example using a microcomputer as the control unit 15 is shown. However, a similar process may be performed by a control circuit configured by combining electronic components such as a comparator.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, there are two types of drive systems, that is, the engine and the motor, and the case of being driven by the engine and the case of being driven by the motor are switched and the drive by the engine is performed. In a hybrid compressor that allows rotation of the motor by the power from the engine when the motor is rotating, the power generation voltage of the motor is detected when the motor is rotating by the power from the engine. Since the motor failure is diagnosed using voltage, it is not necessary to provide a special detector just for failure diagnosis, simplifying the structure, reducing the number of parts and costs, and downsizing the motor Can be achieved.
[0038]
In particular, as a failure diagnosis means, in a configuration in which a power generation voltage expected from the rotation speed of the motor is compared with a motor detection voltage actually detected, and if the difference is outside a predetermined range, a failure is diagnosed, DC If the motor is a three-phase motor, it is only necessary to use an existing sensor such as a hall sensor provided in a brushless motor to grasp the rotational speed of the motor. In the configuration in which a failure diagnosis is made if the difference in the effective value of the generated voltage output from the device is outside the predetermined range, the failure diagnosis can be performed only by comparing the output voltage of each phase, which simplifies the configuration. It is possible to make further efforts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a control operation by the control unit 15 of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a specific example of step 56 shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a motor rotation speed and a generated voltage.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a failure diagnosis device used for a hybrid compressor having a different configuration.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control operation by the control unit 15 of FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a specific example of step 96 shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a flowchart showing another specific example of step 56 shown in FIG. 2;
FIG. 9 is a flowchart showing another specific example of step 96 shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1 Compressor 3 Motor 8 Driving Engine 12 Electromagnetic Clutch 16 Linked Clutch

Claims

It has a drive system with two systems of an engine and a motor, and the case where the compression unit is driven by the engine and the case where the compression unit is driven by the motor are switched, and the compression unit is driven by the engine A motor failure diagnosis device comprising a hybrid compressor configured to allow rotation of the motor by power from the engine when diagnosing, and diagnosing a failure of the motor used in the hybrid compressor;
Voltage detection means for detecting a power generation voltage of the motor when the motor is rotated by power from the engine;
A motor failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor, comprising failure diagnosis means for diagnosing a failure of the motor using the generated voltage detected by the voltage detection means.

The failure diagnosis means compares the generated voltage estimated from the rotation speed of the motor with the actual generated voltage of the motor detected by the voltage detection means, and diagnoses a failure if the difference is outside a predetermined range. The motor failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor according to claim 1, wherein:

When the motor is a three-phase motor, the failure diagnosis means diagnoses a failure if the difference in effective value of the phase voltage output from each phase is outside a predetermined range. The motor failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor according to claim 1.

4. The motor failure diagnosis apparatus for a hybrid compressor according to claim 1, 2, or 3, wherein power is always transmitted between the compression section of the hybrid compressor and the motor.

4. The motor failure diagnosis device for a hybrid compressor according to claim 1, 2, or 3, wherein power is transmitted to the compression section and the motor of the hybrid compressor via a clutch.