特許 7612357 特定装置、及び特定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-27

(45)【発行日】2025-01-14

(54)【発明の名称】特定装置、及び特定方法

(51)【国際特許分類】

   F25B 49/02 20060101AFI20250106BHJP

【ＦＩ】

F25B49/02 A

F25B49/02 510C

F25B49/02 510F

F25B49/02 520H

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020143705

(22)【出願日】2020-08-27

(65)【公開番号】P2022038963

(43)【公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-06-21

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100125151

【弁理士】

【氏名又は名称】新畠 弘之

(72)【発明者】

【氏名】小山 泰平

(72)【発明者】

【氏名】橋詰 尚志

(72)【発明者】

【氏名】殿城 賢三

(72)【発明者】

【氏名】岩田 宜之

(72)【発明者】

【氏名】小熊 信

【審査官】奈須 リサ

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－２９７９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３３０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５１３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０５００６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８１８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０６４７９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／２３４８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／２２０７６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－３５１６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１０５１６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平６－１１７７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４９／００－４９／０４

Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを有する冷凍サイクル装置における前記圧縮機が吸引する冷媒の第１圧力及び第１温度、及び、前記凝縮器から流出する前記冷媒の第２圧力及び第２温度のみの情報を取得する取得部と、
前記第１圧力の所定値に対する第１圧力増減状態と、前記第１温度の所定値に対する第１温度増減状態と、前記第２圧力の所定値に対する第２圧力増減状態、前記第２温度の所定値に対する第２温度増減状態と、の組み合わせに応じて、モルエル線図を生成することなく、前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、及び前記蒸発器の少なくともいずれかの箇所に不具合が発生したか、又は前記少なくともいずれかの箇所に前記不具合が発生するかを特定する特定部と、
を備える、特定装置。

【請求項2】

前記特定部は、前記冷凍サイクル装置の冷房能力が、前記不具合の発生段階の数値範囲である場合に、前記不具合の発生個所を特定し、前記不具合の発生予兆段階の数値範囲である場合に、前記不具合が発生する箇所を特定する、請求項１に記載の特定装置。

【請求項3】

前記特定部は、前記冷凍サイクル装置の循環冷媒量と前記第２圧力と、前記第２温度から算出される物理量に基づき、前記冷房能力を推定する、請求項２に記載の特定装置。

【請求項4】

前記第１圧力増減状態は、所定の時間間隔で測定された前記第１圧力の第１圧力差分値であり、
前記第１温度増減状態は、所定の時間間隔で測定された前記第１温度の第１温度差分値であり、
前記第２圧力増減状態は、所定の時間間隔で測定された前記第２圧力の第２圧力差分値であり、
前記第２温度増減状態は、所定の時間間隔で測定された前記第２温度の第２温度差分値である、請求項３に記載の特定装置。

【請求項5】

前記特定部は、前記第１圧力差分値の減少の程度と、第１温度差分値減少の程度と、前記第２圧力差分値の増加の程度と、第２温度差分値の減少の程度と、の組み合わせに応じて前記不具合の発生個所又は前記不具合が発生する箇所を特定する、請求項４に記載の特定装置。

【請求項6】

前記第１圧力差分値、前記第２圧力差分値、前記第１温度差分値、及び前記第２温度差分値の基準データを不具合発生個所毎に記憶する記憶部を更に備え、
前記特定部は、前記記憶部に記憶される基準データとの比較により、前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、及び前記蒸発器における前記不具合の発生個所又は前記不具合が発生する箇所を特定する、請求項４に記載の特定装置。

【請求項7】

前記取得部は、前記圧縮機から流出する前記冷媒の第３圧力、及び前記圧縮機から流出する前記冷媒の第３温度を取得しており、
前記記憶部は、所定の時間間隔で測定された前記第３圧力の第３圧力差分値、及び所定の時間間隔で測定された前記第３温度の第３温度差分値の基準データを更に記憶しており、
前記特定部は、前記特定部は、前記第３圧力差分値と、前記第３温度差分値と、前記基準データの比較に更に応じて、前記不具合の発生個所又は前記不具合が発生する箇所を特定する、請求項６に記載の特定装置。

【請求項8】

前記記憶部は、外気温に対応した複数の前記基準データを有し、
前記特定部は、前記外気温に応じて用いる前記基準データを変更する、請求項７に記載の特定装置。

【請求項9】

前記特定部は、前記基準データと、前記第１圧力差分値、前記第２圧力差分値、前記第１温度差分値、前記第２温度差分値、前記第３圧力差分値、及び前記第３温度差分値との比較は所定時間ごとに実施され、
前記記憶部は、前記所定時間ごとの比較に関するデータを記憶する、請求項８に記載の特定装置。

【請求項10】

前記冷凍サイクル装置の前記冷房能力が、前記不具合の発生段階の数値範囲である場合に、前記特定部は、前記第１圧力増減状態、前記第１温度増減状態、前記第２圧力増減状態、及び前記第２温度増減状態のそれぞれに関する値に基づき、不具合箇所の特定を行う第１識別器により前記特定を行う、請求項３に記載の特定装置。

【請求項11】

前記冷凍サイクル装置の前記冷房能力が、前記不具合の予兆段階の数値範囲である場合に、前記特定部は、前記第１圧力増減状態、前記第１温度増減状態、前記第２圧力増減状態、及び前記第２温度増減状態のそれぞれに関する値に基づき、前記不具合が発生する箇所の特定を行う第２識別器を更に有する、請求項１０に記載の特定装置。

【請求項12】

圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを有する冷凍サイクル装置における前記圧縮機が吸引する冷媒の第１圧力及び第１温度、及び、前記凝縮器から流出する冷媒の第２圧力及び第２温度のみの情報を取得する取得工程と、
前記第１圧力の所定値に対する第１圧力増減状態と、前記第１温度の所定値に対する第１温度増減状態と、前記第２圧力の所定値に対する第２圧力増減状態と、前記第２温度の所定値に対する第２温度増減状態と、の組み合わせに応じて、モルエル線図を生成することなく、前記圧縮機、前記凝縮器、前記減圧装置、及び前記蒸発器の少なくともいずれかの箇所に不具合が発生したか、又は前記少なくともいずれかの箇所に前記不具合が発生するかを特定する特定工程と、
を備える、特定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、特定装置、及び特定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍サイクル装置では一般に、熱交換器への塵埃の付着による通風量の低下、配管内、特にキャピラリ―チューブを使った減圧装置の場合は、その内部への付着物による詰まりの発生、冷媒の漏れ等の不具合が生じる。ところが、不具合が発生しても、不具合の発生個所の特定が困難であり、不具合発生個所の特定に時間を要してしまう恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－８３８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、冷凍サイクル装置の不具合の発生個所又は不具合が発生する箇所を特定可能な特定装置、及び特定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本実施形態に係る特定装置は、取得部と、特定部と、を備える。取得部は、圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを有する冷凍サイクル装置における圧縮機が吸引する冷媒の第１圧力及び第１温度と、凝縮器から流出する冷媒の第２圧力及び第２温度と、を取得する。特定部は、第１圧力の所定値に対する第１圧力増減状態と、第１温度の所定値に対する第１温度増減状態と、第２圧力の所定値に対する第２圧力増減状態と、第２温度の所定値に対する第２温度増減状態と、に基づき、冷凍サイクル装置における不具合の発生個所又は不具合が発生する箇所を特定する。

【発明の効果】

【0006】

冷凍サイクル装置の不具合の発生個所又は不具合が発生する箇所を特定できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムの構成を示すブロック図。

【図2】冷凍サイクル装置の冷凍サイクル例を示すＰｈ線図。

【図3】不具合条件に対応した基準データを示す図。

【図4】状態監視の処理例を示すフローチャート。

【図5】第２実施形態に係る冷凍サイクルシステムの構成を示すブロック図。

【図6】第２実施形態に係る不具合条件に対応した基準データを示す図。

【図7】第３実施形態に係る不具合条件に対応した基準データを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態に係る特定装置、及び特定方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。

【0009】

（第１実施形態）

【0010】

図１は、本実施形態に係る冷凍サイクルシステム１の構成を示すブロック図である。図１を用いて、冷凍サイクルシステム１の構成例を説明する。図１に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクルシステム１は、冷凍サイクル装置１０の不具合の発生個所又は不具合が発生する箇所を特定可能なシステムである。この冷凍サイクルシステム１は、冷凍サイクル装置１０と、特定装置２０とを、備えて構成されている。なお、本実施形態に係る不具合が発生する箇所は、まだ不具合までには到っていないが、将来的に不具合が生じる可能性が高い箇所を意味する。

【0011】

冷凍サイクル装置１０は、例えば蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行う冷凍機である。冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１と、凝縮器１２と、減圧装置１３と、蒸発器１４と、測定器Ｓａと、測定器Ｓｂとを有する。圧縮機１１と、凝縮器１２と、減圧装置１３と、蒸発器１４とは冷媒配管（以下では冷媒配管を配管と呼ぶ場合がある）で接続され、冷媒回路を構成する。これらは主要構成部品であり、これ以外にも図示しないドライヤやアキュムレータや弁なども配管接続内に構成される。

【0012】

圧縮機１１は、例えば、インバータ圧縮機等で構成され、ガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１１が１回転で吐出する排除容積は、圧縮機ごとに決まっている。このため、回転周波数によって単位時間あたりに排出される容積が算出できる。

【0013】

凝縮器１２は、例えば、伝熱管と多数のフィンとにより構成される熱交換器であり、圧縮機１１と減圧装置１３とに冷媒配管により接続される。車両用ではプレートフィン型の熱交換器が一般に用いられる。この凝縮器１２は、配管内の冷媒と装置外の空気との熱交換を行う。これにより、凝縮器１２は、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒と、空気または水などの熱媒体とを熱交換させて、高温高圧の冷媒を凝縮液化させる。

【0014】

減圧装置１３は、例えばキャピラリーチューブで構成され、凝縮器１２と蒸発器１４とに、冷媒配管により接続される。この減圧装置１３は、凝縮器１２によって凝縮された冷媒を減圧して膨張させる。より詳細には、減圧装置１３は、凝縮器１２によって凝縮液化された冷媒配管内の冷媒を蒸発しやすいように減圧し、二相状態にする。特に車両用ではキャピラリ―チューブが用いられることが多いが、これに限定されない。例えば、減圧弁や膨張弁などを用いてもよい。

【0015】

蒸発器１４は、例えば、クロスフィン式の熱交換器であり、減圧装置１３と圧縮機１１とに冷媒配管により接続される。この蒸発器１４は、冷媒配管内の冷媒と装置外の空気との熱交換を行い、配管内の冷媒を蒸発させる。冷房運転の場合、冷却された空気が車両内に供給され、車両内の空気を冷却する。なお、冷媒には特に限定はなく、非共沸混合冷媒や単一冷媒などを適宜選択してよい。

【0016】

測定器Ｓａは、例えば圧力センサと、熱電対とで構成される。この測定器Ｓａは、圧縮機１１が吸引する冷媒の第１圧力、及び第１温度を測定する。
測定器Ｓｂは、例えば圧力センサと、熱電対とで構成される。この測定器Ｓｂは、凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力、及び第２温度を測定する。

【0017】

特定装置２０は、冷凍サイクル装置１０の具合発生個所を特定する装置であり、取得部２２と、記憶部２４と、特定部２６とを有している。特定装置２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有しており、記憶部２４に記憶されるプログラムを実行することにより各機能を実現する。なお、取得部２２、記憶部（基準データベース）２４、及び特定部２６のそれぞれは、回路で構成してもよい。また、特定装置２０は、は車両内の制御装置に搭載してもよいし、車両外のデータセンターなどに配置して、通信によって判定するシステムとしてもよい。

【0018】

取得部２２は、測定器Ｓａと測定器Ｓｂとに接続され、圧縮機１１が吸引する冷媒の第１圧力及び第１温度と、凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力及び第２温度と、を取得する。

【0019】

記憶部２４は、例えば、ロジック回路におけるレジスタやＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。この記憶部は、特定装置２０の機能を実現するプログラム、基準データなどを記憶する。なお、記憶部２４に記憶される基準データの詳細は図３を用いて後述する。

【0020】

特定部２６は、取得部２２が取得したデータを用いて、第１圧力の所定値に対する第１圧力増減状態と、第１温度の所定値に対する第１温度増減状態と、第２圧力の所定値に対する第２圧力増減状態と、第２温度の所定値に対する第２温度増減状態と、に基づき、冷媒回路流路における不具合発生個所、又は不具合が発生する箇所を特定する。より具体的には、この特定部２６は、第１圧力増減状態と、第１温度増減状態と、第２圧力増減状態と、第２温度増減状態と、の組み合わせに応じて、圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器における不具合発生個所、又は不具合が発生する箇所を特定する。

【0021】

ここで、第１圧力増減状態は、例えば所定の時間間隔毎に測定された第１圧力の第１圧力差分値である。この第１圧力差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第１圧力と、現在の第１圧力との差分である。或いは、この第１圧力差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第１圧力と、現在の第１圧力との差分として計算しても良い。

【0022】

同様に、第１温度増減状態は、所定の時間間隔で測定された第１温度の第１温度差分値である。この第１温度差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第１温度と、現在の第１温度との差分である。或いは、この第１温度差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第１温度と、現在の第１温度との差分として計算しても良い。

【0023】

同様に、第２圧力増減状態は、所定の時間間隔毎に測定された第２圧力の第２圧力差分値である。この第２圧力差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第２圧力と、現在の第２圧力との差分である。或いは、この第２圧力差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第２圧力と、現在の第２圧力との差分として計算しても良い。

【0024】

同様に、第２温度増減状態は、所定の時間間隔で測定された第２温度の第２温度差分値である。この第２温度差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第２温度と、現在の第２温度との差分である。或いは、この第２温度差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第２温度と、現在の第２温度との差分として計算しても良い。なお、特定部２６の詳細な処理も後述する。

【0025】

ここで、図２に基づき、冷凍サイクル装置１０の動作例を説明する。図２は、冷凍サイクル装置１０の冷凍サイクル例を示すＰｈ線図である。縦軸は圧力を示し、横軸は比エンタルピーを示す。また、ｓ１～ｓ４は、図１のｓ１～ｓ４における圧力と温度を示している。すなわち、ｓ１は、測定器Ｓａに測定された第１圧力と第１温度とを示し、ｓ３は、測定器Ｓｂに測定された第２圧力と第２温度とを示している。

【0026】

冷凍サイクル装置１０では、低温低圧のガス状態（ｓ１）の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温高圧の冷媒（ｓ２）となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒（ｓ２）は、凝縮器１２へ流入する。

【0027】

次に、凝縮器１２へ流入した高温高圧の冷媒（ｓ２）は、室外空気等に対して放熱し、凝縮されて高圧の液冷媒（ｓ３）となる。次に、凝縮器１２を流出した高圧の液冷媒は、減圧装置１３に流入し、減圧され液体と気体が混合した低圧の冷媒（ｓ４）に変換される。

【0028】

蒸発器１４に流入した冷媒（ｓ４）は、等温のまま液冷媒が蒸発し、全て低温低圧のガス状態（ｓ１）に変換する。この際に、蒸発器１４で例えば車両内の空気が熱を奪われ冷却される。そして蒸発器１４から流出したガス冷媒（ｓ１）は、圧縮機１１へ吸入され、再び圧縮される。

【0029】

次に、図３に基づき、記憶部２４に記憶される基準データを説明する。図３は、不具合条件に対応した基準データを示す図である。不具合条件は、不具合の箇所を示す。

【0030】

データベース欄の数字の１から１５は不具合条件を示している。例えば、１は不具合条件１であり、２は不具合条件２であり、３は不具合条件３であり、４は不具合条件４であり、５は不具合条件１と２が同時に発生している不具合条件５を示し、６は不具合条件１と３が同時に発生している不具合条件６を示している。６と同様に、７～１５も同時に発生している複数の不具合条件を示している。

【0031】

例えば、不具合条件には、凝縮器や蒸発器の塵埃による風量低下や、キャピラリーチューブの詰まりや、冷媒漏れのような現象が挙げられる。

【0032】

表中の流出圧力、流出温度が凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力と第２温度に対応し、吸引圧力、吸引温度が圧縮機１１に吸引される冷媒の第１圧力と第１温度、に対応し、冷媒循環量が、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路を流れる冷媒の循環量に対応している。

【0033】

すなわち、左欄から順に、凝縮器１２から流出する冷媒の流出圧力の増減状態である第２圧力増減状態と、凝縮器１２から流出する冷媒の流出温度の増減状態である第２温度増減状態と、圧縮機１１に吸引される冷媒の吸引圧力の増減状態である第１圧力増減状態と、圧縮機１１に吸引される冷媒の吸引温度の増減状態である第１温度増減状態と、冷凍サイクル装置１０の冷媒循環量の増減状態を矢印で示している。

【0034】

表中の矢印は、定常状態、或いは、定常とみなせる程度まで安定した準定常状態からの変化の程度を示している。大幅に変化するものは垂直矢印、中程度の変化は斜め矢印により示している。より具体的には、予備実験、或いはシミュレーションにより予め取得した実験データにより、第１圧力増減状態を示す第１圧力差分値、第１温度増減状態を示す第１温度差分値、第２圧力増減状態を示す第２圧力差分値、第２温度増減状態を示す第２温度差分値、及び冷媒循環量の差分値それぞれを、例えば増加を３段階、減少を３段階に分け各値の範囲を設定する。例えば、第１圧力差分値が０以上１００未満であれば第１増加範囲、１００以上２００未満であれば第２増加範囲、２００以上であれば第３増加範囲、０未満－１００以上であれば第１減少範囲、－１００未満－２００以上であれば第２減少範囲、－２００未満であれば第３減少範囲に分類する。

【0035】

すなわち、図３では、第１圧力差分値が、第２増加範囲に対応すれば斜め４５度上向きの矢印、第３増加範囲に対応すれば９０度上向きの矢印、第２減少範囲に対応すれば斜め４５度下向きの矢印、第３減少範囲に対応すれば９０度下向きの矢印で示す。第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値、及び冷媒循環量の差分値も同様に６段階に分類されるが、数値の設定範囲が各測定値に応じて異なる。なお、本実施形態では、各差分値を６段階で分類しているがこれに限定されない。例えば、１２段階、２４段階などに分類してもよい。このように、第１圧力差分値、第２圧力差分値、第１温度差分値、及び第２温度差分値の基準データを不具合発生個所毎に対応させ、記憶部２４に記憶する。

【0036】

ここで、冷媒循環量ｑ_ｍｒは、特定部２６により（１）式で計算される。

【数1】

ｑ_ｍｒ［ｋｇ／ｓ］は冷媒循環量、Ｖ［ｍ^３／ｓ］は圧縮機の単位時間の排出容積、η_ｖ［－］は圧縮機の体積効率、ν［ｍ^３／ｋｇ］は圧縮機への吸入冷媒の比体積を表している。比体積νは圧縮機吸入温度と圧力から求められるため、冷媒循環量が算出される。体積効率η_ｖは一般的に０．８～１．０程度の値をとる。この冷媒循環量と冷房能力には概ね相関があるため、あらかじめシミュレーションや実験によって、冷房能力を正常時から異常時まで状態を変化させ、各状態に対応する冷媒循環量を求める。これにより、冷媒循環量と冷房能力を対応させることが可能となる。例えば、冷媒循環量と冷房能力との関係をデータベース化したり、（２）式で示すように関数化したり、しておくことにより、冷媒循環量に対応する冷房能力Ｑを推定することが可能となる。例えば０から１００などの数値範囲で冷房能力Ｑを冷媒循環量ｑ_ｍｒに対応付けることが可能である。０から１００などの数値範囲は、任意の範囲に設定可能である。
また、特定部２６は、取得部２２が取得した第２圧力、及び第２温度を更に用いて冷凍サイクル装置１０の冷房能力を演算することもできる。特定部２６は、凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力と第２温度、圧縮機１１へ吸入する冷媒の第１圧力と第１温度を用いて、冷媒の比エンタルピーをそれぞれ求める。これにより、状態ｓ１と状態ｓ３のエンタルピー差を算出可能である。より詳細には、特定部２６は、（１）式で示した冷媒循環量ｑ_ｍｒの算出結果と、このエンタルピー差の算出結果とを乗算することにより、冷房能力を算出する。これにより、より精度よく冷房能力を推定できる。

【数2】

【0037】

ここで、例えば冷房能力Ｑが１００から９０の範囲であれば異常なしに対応し、９０から８０の範囲では、不具合が発生する可能性が高い不具合の予兆段階に対応し、８０未満であれば、不具合が発生している不具合段階に対応する。例えば、図３では、９０から８０の範囲は、斜め下４５度向きの矢印に対応し、８０未満の範囲は、９０度下向きの矢印に対応する。このように、特定部２６は、冷凍サイクル装置１０の冷凍サイクル装置１０の冷媒循環量を演算し、冷凍サイクル装置１０の冷房能力を推定する。すなわち、特定部２６は、冷凍サイクル装置１０の冷媒循環量を演算し、不具合なし、不具合の予兆段階、不具合段階として推定することが可能である。

【0038】

ここで、図３を参照しつつ、特定部２６の詳細な処理例を説明する。
図３に示すように、特定部２６は、第１圧力差分値の減少の程度と、第１温度差分値減少の程度と、第２圧力差分値の増加の程度と、第２温度差分値の減少の程度と、の組み合わせに応じて不具合発生個所を特定する。例えば、第１圧力差分値の減少の程度が第２減少範囲であり、第１温度差分値の減少の程度が第３減少範囲であり、第２圧力差分値の増加の程度が第２増加範囲であり、第２温度差分値の増加の程度が第３減少範囲であれば、不具合条件１に対応すると判定し、例えば圧縮機１１に不具合があると特定する。このように、特定部２６は、記憶部２４に記憶される基準データとの比較により、圧縮機１１、凝縮器１２、減圧装置１３、及び蒸発器１４における不具合発生個所を特定する。

【0039】

図４は、状態監視の処理例を示すフローチャートである。ここでは、運転の開始後や、運転中のある一定間隔などで、定常状態、定常とみなせる程度まで安定した準定常状態になった後の冷凍サイクル装置１０の監視例を説明する。なお、冷凍サイクル装置１０自体は、インバータ制御する方式でもよく、その場合は、最大性能運転時が継続するタイミングを定常状態と判定する。或いは、判定前の数分間を定常運転し、準定常状態になった状態と判定する。

【0040】

まず、取得部２２は、圧縮機１１の周波数、圧縮機１１へ吸引される冷媒の第１圧力、第１温度、凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力、第２温度を取得する（ステップＳ１００）。

【0041】

次に、特定部２６は、（１）、（２）式に従い、冷凍サイクル装置１０の冷房能力を推定演算する（ステップＳ１０２）。続けて、記憶部（基準データベース）２４に記憶される、不具合なし（例えば１００～９０）、不具合の予兆段階（例えば９０～８０）、不具合段階（例えば８０～０）の数値範囲と推定演算結果を比較する（ステップＳ１０４）。

【0042】

次に、特定部２６は、不具合なし（例えば１００～９０）の数値範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。不具合なし（例えば１００～９０）の数値範囲である場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、特定部２６は、ステップＳ１００で取得した状態情報を記憶部２４に記憶する（ステップＳ１０８）。

【0043】

一方で、不具合なし（例えば１００～９０）の数値範囲でない場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、特定部２６は、基準値（８０）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0044】

特定部２６は、基準値（８０）以下である場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）。特定部２６は、第１圧力、第１温度、第２圧力、第２温度を用いて、第１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値を演算し、基準データ（図３）のいずれの不具合条件に対応するかを判定し、特定した不具合箇所を不図示の表示装置に出力する（ステップＳ１１２）。

【0045】

一方で、基準値（８０）以上である場合（ステップＳ１１０のＮｏ）。特定部２６は、第１圧力、第１温度、第２圧力、第２温度を用いて、第１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値を演算し、基準データ（図３）のいずれの不具合条件に対応するかを判定し、特定した不具合箇所を予兆（推定）出力する。

【0046】

本実施形態によれば、特定部２６が、圧縮機１１へ吸引される冷媒の第１圧力、第１温度、凝縮器１２から流出する冷媒の第２圧力、第２温度の差分値を演算し、それぞれの増減状態の組み合わせに基づき、冷凍サイクル装置１０における不具合発生個所又は不具合発生の予測箇所を特定することした。これにより、不具合が発生してからメンテナンスとなっていた対応が予め不具合の進行箇所を予兆し、定期メンテナンス時に不具合進行箇所のメンテナンスが可能となり、車両に搭載されている場合には、運転への影響を無くすことができる。また、不具合判定となった際にも、不具合箇所が特定されているため、メンテナンス時間の大幅な短縮が可能となり、車両の運転への影響を最小限に抑えることが可能となる。

【0047】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る冷凍サイクルシステムは、圧縮機１１から流出する冷媒の圧力と温度を加えて冷凍サイクル装置１０の不具合状態をより精度よく推定する点で第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムと相違する。また、特定部２６が、教師有り学習した識別器２６０、２６２により不具合発生個所又は不具合が発生する箇所を特定することが可能である点で第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムと相違する。以下では、第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムと相違する点について説明する。

【0048】

図５は、第２実施形態に係る冷凍サイクルシステム１の構成を示すブロック図である。図５に示すように、冷凍サイクル装置１０は、測定器Ｓｃを更に備える。

【0049】

測定器Ｓｃは、例えば圧力センサと、熱電対とで構成される。この測定器Ｓｃは、圧縮機１１から流出する冷媒の第３圧力、及び第３温度を測定する。

【0050】

特定部２６は、第１識別器２６０、第２識別器２６２を更に有する。第１識別器２６０、第２識別器２６２の詳細は後述する。

【0051】

取得部２２は、圧縮機１１から流出する冷媒の第３圧力、及び第３温度を測定器Ｓｃから更に取得する。
特定部２６は、取得部２２が取得した第３圧力、及び第３温度を更に用いて実施例１の方法に加えて、冷凍サイクル装置１０の冷房能力を演算する。これにより、より精度よく冷房能力を推定できる。

【0052】

図６は、第２実施形態に係る不具合条件に対応した基準データを示す図である。図６に示すように、不具合条件の判定に、圧縮機１１から流出する冷媒の流出圧力の増減状態である第３圧力増減状態と、圧縮機１１から流出する冷媒の流出温度の増減状態である第３温度増減状態が追加されている。

【0053】

第３圧力増減状態は、所定の時間間隔毎に測定された第３圧力の第３圧力差分値である。この第３圧力差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第３圧力と、現在の第３圧力との差分である。或いは、この第３圧力差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第２圧力と、現在の第２圧力との差分として計算しても良い。

【0054】

同様に、第３温度増減状態は、所定の時間間隔で測定された第３温度の第３温度差分値である。この第３温度差分値は、例えば、正常時における基準レベルの第３温度と、現在の第３温度との差分である。或いは、この第３温度差分値を、所定の時間前、例えば３０秒前の第２温度と、現在の第３温度との差分として計算しても良い。

【0055】

特定部２６は、これら第３圧力差分値、及び第３温度差分値も演算する。特定部２６は、これら第３圧力差分値、及び第３温度差分値も用いて、不具合条件を判定し、不具合の箇所を特定する。これにより、基準データベースの比較対照が増えることから、不具合進行箇所の特定精度や、不具合発生箇所の特定精度をより高めることが可能となる。

【0056】

ここで、第１識別器２６０、第２識別器２６２の詳細を説明する。第１識別器２６０、及び第２識別器２６２は、例えばニューラルネットを教師あり学習した識別器である。例えば、教師信号を図６に示す不具合条件１～１５とし、学習データを教師信号に対応する第１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値、第３圧力差分値、及び第３温度差分値とする。これらのデータを教師ありの学習データとして第１識別器２６０、及び第２識別器２６２それぞれを学習する。なお、学習には、１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値、第３圧力差分値、及び第３温度差分値それぞれの正規化データを用いてもよい。

【0057】

この際に、第１識別器２６０の学習には、冷凍サイクル装置１０の冷房能力が不具合段階のデータを用いる。一方で、第２識別器２６２の学習には、冷凍サイクル装置１０の冷房能力が不具合の予兆段階のデータを用いる。

【0058】

これにより、未学習の第１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値、第３圧力差分値、第３温度差分値が第１識別器２６０に入力されると、不具合条件１～１５のいずれかが出力される。この場合、冷凍サイクル装置１０の冷房能力が不具合段階であれば、第１識別器２６０を用いる。これにより、より高精度に、不具合条件１～１５のいずれかに識別可能である。

【0059】

一方で、冷凍サイクル装置１０の冷房能力が不具合の予兆段階であれば、第２識別器２６２を用いる。これにより、より高精度に、不具合の予兆段階の不具合条件１～１５のいずれかに識別可能である。

【0060】

また、特定部２６は、冷房能力が不具合の予兆段階である場合に、状態情報、例えば第１圧力差分値、第１温度差分値、第２圧力差分値、第２温度差分値、第３圧力差分値、及び第３温度差分値を記憶部２４に記憶する。これにより、前回の特定部２６による判定から不具合の程度がどの程度進行しているかを判定し、不具合の進行程度を出力することができる。

【0061】

より具体的には、特定部２６は、冷房能力の差分を演算し、差分値がより大きく減少している場合に、不具合がより進行していると判定する。例えば、不具合が進行し、その進行が早い場合は、次のメンテナンスで部品の取り換えや清掃を実施し、進行が遅い場合は、次々回の定期メンテナンスまで活用するなど、適切なタイミングでメンテナンスを実施でき、メンテナンス作業を省力化できる。

【0062】

また、記憶部２４は、状態監視データを定期的に記憶部２４に記憶する。これにより、データが蓄積される。それら蓄積されたデータは車両外部にある基準データベースと比較判定することが可能である。このため、データが蓄積されるに従い、不具合の進行具合と冷房能力の関係などの統計処理や、ニューラルネットなどの機械学習の処理の精度が向上する。これにより、車両が運行される路線ごとの特徴などを考慮した状態監視システムを構成することが可能となる。

【0063】

以上のように、本実施形態によれば、特定部２６は、第３圧力差分値、及び第３温度差分値も用いて、冷凍サイクル装置１０の冷房能力を演算することとした。これにより、より高精度に冷房能力を算出できる。

【0064】

また、特定部２６は、第３圧力差分値、及び第３温度差分値も用いて、不具合の箇所を特定することとした。これにより、基準データベースの比較対照が増えることから、不具合進行箇所の特定精度や、不具合発生箇所の特定精度をより高めることが可能となる。

【0065】

また、第１識別器２６０、第２識別器２６２を用いることにより、基準データを用いることなく、不具合が発生する箇所（不具合進行箇所）の特定や、不具合発生箇所の特定が可能となる。

【0066】

（第３実施形態）
第３実施形態に係る冷凍サイクルシステム１は、外部温度に応じた基準データを備える点で第１実施形態に係る冷凍サイクルシステム１と相違する。以下では、第１実施形態に係る冷凍サイクルシステムと相違する点について説明する。

【0067】

図７は、第３実施形態に係る不具合条件に対応した基準データを示す図である。図７に示すように、温度条件別、例えば外気温度別に基準データを用意することとした。これにより、特定部２６は、温度条件にあった基準データを用いることが可能となり、特定精度がより向上する。これにより、運転中のどのタイミングにおいても状態監視を実施可能となる。このため、より迅速かつ高精度に不具合判定、不具合が発生する箇所判定（不具合発生個所の推定）を行うことが可能となる。

【0068】

本実施形態による特定装置２０におけるデータ処理方法の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。また、データ処理方法の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

【0069】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法及びプログラムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法及びプログラムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0070】

１：冷凍サイクルシステム、１０：冷凍サイクル装置、１１：圧縮機、１２：凝縮器１２：減圧装置、１４：蒸発器、２０：特定装置、２２：取得部、２４：記憶部、２６：特定部、２６０：第１識別器、２６２：第２識別器、Ｓａ～Ｓｃ：測定器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】