(57)【要約】【課題】別途センサを必要とせず可燃性冷媒の漏洩を検知可能な、車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】冷房用冷凍サイクル２３と、暖房用ヒートポンプサイクル３３と、強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有し、冷房用冷凍サイクル２３及び暖房用ヒートポンプサイクル３３を流れる冷媒と、外気温を検知する外気温度センサ４４と、冷媒の圧力を検知する圧力センサ４９と、外気温と圧力とに基づき冷媒の密度である冷媒密度を算出し、冷媒密度が、冷媒の封入量、冷房用冷凍サイクル２３内と暖房用ヒートポンプサイクル３３内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定する制御装置と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、切替え手段、車室外凝縮器、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車室内蒸発器がこの順に接続されている冷房用冷媒回路と、
前記圧縮機、前記切替え手段、車室内凝縮器、第２減圧手段、車室外蒸発器がこの順に接続されている暖房用冷媒回路と、
強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有し、前記冷房用冷媒回路及び前記暖房用冷媒回路を流れる冷媒と、
外気温を検知する外気温度センサと、
前記冷媒の圧力を検知する圧力センサと、
前記外気温と前記圧力とに基づき前記冷媒の密度である冷媒密度を算出し、前記冷媒密度が、前記冷媒の封入量、前記冷房用冷媒回路内と前記暖房用冷媒回路内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び前記冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定する制御装置と、を備える車両用空調システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記冷媒密度が前記所定の閾値を下回ると判定されると警告を報知する報知部を備える請求項１に記載の車両用空調システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記冷媒密度が前記所定の閾値を下回ると判定されると車両のドアを外部側から開放不可とする請求項１に記載の車両用空調システム。
【請求項４】
圧縮機、切替え手段、車室外凝縮器、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車室内蒸発器がこの順に接続されている冷房用冷媒回路と、
前記圧縮機、前記切替え手段、車室内凝縮器、第２減圧手段、車室外蒸発器がこの順に接続されている暖房用冷媒回路と、
強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有し、前記冷房用冷媒回路及び前記暖房用冷媒回路を流れる冷媒と、
外気温を検知する外気温度センサと、
前記冷媒の圧力を検知する圧力センサと、を有する車両用空調システムの制御方法であって、
前記外気温と前記圧力とに基づき前記冷媒の密度である冷媒密度を算出する工程と、
前記冷媒密度が、前記冷媒の封入量、前記冷房用冷媒回路内と前記暖房用冷媒回路内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び前記冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定する工程と、
を備える車両用空調システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化対策として、車両用空調システムにおける冷媒に、地球温暖化係数（ＧＷＰ、Ｇｌｏｂａｌ  ｗａｒｍｉｎｇ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）の低い二酸化炭素やプロパンなどを用いることが検討されている。しかし、プロパン等の冷媒は可燃性を有している。可燃性の冷媒が漏れ、引火すると、燃焼や爆発の虞がある。
そこで、車両用空調システムに可燃性の冷媒を用いる場合には、冷媒の漏洩を検知することが検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ケーシング内にリークした可燃性冷媒量を検知する可燃性冷媒検知センサが設けられ、冷媒リーク量を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７８４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、可燃性冷媒検知センサを別途設ける必要があるため、コスト及び設置スペースを必要とするという問題があった。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、別途センサを必要とせず可燃性冷媒の漏洩を検知可能な、車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法は以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る車両用空調システムは、圧縮機、切替え手段、車室外凝縮器、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車室内蒸発器がこの順に接続されている冷房用冷媒回路と、前記圧縮機、前記切替え手段、車室内凝縮器、第２減圧手段、車室外蒸発器がこの順に接続されている暖房用冷媒回路と、強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有し、前記冷房用冷媒回路及び前記暖房用冷媒回路を流れる冷媒と、外気温を検知する外気温度センサと、前記冷媒の圧力を検知する圧力センサと、前記外気温と前記圧力とに基づき前記冷媒の密度である冷媒密度を算出し、前記冷媒密度が、前記冷媒の封入量、前記冷房用冷媒回路内と前記暖房用冷媒回路内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び前記冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定する制御装置と、を備える。
【０００８】
強燃性を有し、かつ常温付近にて爆発範囲を有する冷媒は、車両用空調システムから漏れ出すし、冷媒の空間に対する組成（空気に対する割合）が爆発限界に到達すると着火により爆発する虞がある。
本態様では、強燃性を有する冷媒の冷媒密度を検知し、冷媒密度が爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定することから、冷媒の漏洩量が爆発限界に近付いているかどうかを検知することができる。そのため、強燃性を有する冷媒を車両用空調システムに用いた場合であっても、爆発に対する安全性を確保することができる。
また、外気温および圧力に基づき冷媒密度を算出することから、冷媒の漏洩を計測するためのセンサ類を新たに設置する必要が無く、その分のコストを抑えることができる。センサ類を設置するための場所の確保も必要ない。
また、冷媒密度が、冷媒の封入量、冷房用冷媒回路内と暖房用冷媒回路内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定することから、システムが設置された空間の容積を一意に決定できる車両用空調システムにおいて冷媒密度が爆発限界に基づく値に近付いているか否かを判断することができる。
ここで、強燃性とは、ＩＳＯ８１７（冷媒の呼称と安全等級）にて区分された冷媒の燃焼性等級のうちＣＬＡＳＳ３で表される燃焼性の高い等級であり、代表的な冷媒としては、Ｒ２９０（プロパン）、Ｒ６００ａ（イソブタン）などが挙げられる。
また爆発範囲とは、爆発下限と爆発上限との間の範囲である。通常爆発範囲は常温常圧での可燃性物質の濃度で表され、例えばプロパンの爆発範囲は、爆発下限が２．１％、爆発上限が９．５％である。
また爆発限界とは、前述の爆発下限または爆発上限を示し、本態様の場合は主に爆発下限を示す。
【０００９】
上記態様では、前記制御装置は、前記冷媒密度が前記所定の閾値を下回ると判定されると警告を報知する報知部を備えるとしてもよい。
【００１０】
本態様によれば、冷媒密度が所定の閾値を下回ると判定されると警告を報知するため、車両のユーザや車両近傍にいる人々に冷媒の漏洩が爆発限界に近付いており爆発の虞があることや、対処が必要であることを知らせることができる。
報知部は、音声やアラーム音、視覚表示を含むいずれの報知装置であってもよい。また、報知部は、ネットワークを通じてユーザの携帯端末に通知を行ってもよいし、該携帯端末を経由して緊急通報を行ってもよい。また報知部は、ネットワークを通じてカーディーラー、整備工場及び車両メーカー等に通知を行ってもよい。
【００１１】
上記態様では、前記制御装置は、前記冷媒密度が所定の閾値を下回ると判定されると前記車両のドアを外部側から開放不可とするとしてもよい。
【００１２】
本態様によれば、冷媒密度が所定の閾値を下回ると判定されると車両のドアを外部側から開放不可とするため、閉じたドアを開放する際の金属などの接触に起因する火花（スパーク）や静電気等によって車両室内に漏洩した冷媒に着火し爆発することを未然に防ぐことができる。
【００１３】
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る車両用空調システムの制御方法は、圧縮機、切替え手段、車室外凝縮器、第１減圧手段、ＨＶＡＣユニット内に設けられている車室内蒸発器がこの順に接続されている冷房用冷媒回路と、前記圧縮機、前記切替え手段、車室内凝縮器、第２減圧手段、車室外蒸発器がこの順に接続されている暖房用冷媒回路と、強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有し、前記冷房用冷媒回路及び前記暖房用冷媒回路を流れる冷媒と、外気温を検知する外気温度センサと、前記冷媒の圧力を検知する圧力センサと、を有する車両用空調システムの制御方法であって、前記外気温と前記圧力とに基づき前記冷媒の密度である冷媒密度を算出する工程と、前記冷媒密度が、前記冷媒の封入量、前記冷房用冷媒回路内と前記暖房用冷媒回路内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び前記冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、冷媒の圧力と温度とから、強燃性の冷媒の冷媒密度を算出し、冷媒密度が所定の閾値を下回るかどうかを判定するので、別途漏洩量センサ等を設置することなく漏洩した冷媒が爆発限界に近付いているか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】幾つかの実施形態に係る車両空調システムの一態様を示す冷媒回路図である。
【図２】幾つかの実施形態に係る車両空調システムの冷房時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図３】幾つかの実施形態に係る車両空調システムの暖房時の冷媒流れを示す冷媒回路図である。
【図４】幾つかの実施形態に係る車両空調システムの制御装置のブロック図である。
【図５】幾つかの実施形態に係る車両空調システムにおける判定の一態様を示すフローチャートである。
【図６】プロパンの一態様を示すモリエルチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本開示の幾つかの実施形態に係る車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法の各実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本開示の幾つかの実施形態に係る車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法の一態様の冷媒回路図が示されている。
本実施形態に係る車両用空調システム１は、ＨＶＡＣユニット（Ｈｅａｔｉｎｇ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｉｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２と、冷暖房が可能なヒートポンプサイクル３とを備えている。
【００１７】
ＨＶＡＣユニット２は、内外気切替えダンパ４により車室内からの内気または外気を切替え導入し、下流側に圧送するブロア５と、ブロア５に連なる空気流路６中に上流側から下流側にかけて順次配設されている車室内蒸発器７および車室内凝縮器８を備えている。このＨＶＡＣユニット２は、車室側のインストルメントパネル内に設置され、車室内蒸発器７および車室内凝縮器８を介して温調された空気を、車室内に向けて開口されている複数のデフ吹出し口９、フェイス吹出し口１０、フット吹出し口１１のいずれかから、吹出しモード切替えダンパ１２，１３，１４により選択的に切替えられる吹出しモードに従って車室内に吹出し、車室内を設定温度に空調するものである。
【００１８】
冷暖房可能なヒートポンプサイクル３は、冷媒を圧縮する圧縮機１５と、冷媒の流れ方向を切替える切替え手段（三方切替え弁）１６と、車室外凝縮器１７と、レシーバ１８と、開閉弁機能付き第１減圧手段（電磁弁付き温度式自動膨張弁）（第１減圧手段）１９と、車室内蒸発器７と、逆止弁２０と、アキュームレータ２１とを順次冷媒配管２２により接続して構成される閉サイクルの冷房用冷凍サイクル（冷房用冷媒回路）２３を備えている（図２参照）。車室外凝縮器１７には、外気を通風する車室外ファン２４が付設されている。なお、切替え手段１６は、２個の電磁弁を組み合わせた構成により代替してもよい。
【００１９】
冷暖房用のヒートポンプサイクル３には、上記冷房用冷凍サイクル２３に対して、圧縮機１５からの吐出配管（吐出回路）２２Ａに切替え手段１６を介してＨＶＡＣユニット２内に設けられている車室内凝縮器８が接続され、その冷媒出口が車室外凝縮器１７の出口側液冷媒配管２２Ｂに接続されている。また、車室外凝縮器１７の出口側液冷媒配管２２Ｂには、第２開閉弁（電磁弁）２５および第２減圧手段（膨張弁）２６（以下、両者を総称して開閉弁機能付き第２減圧手段２６とも云う。）を介して車室外蒸発器２７が接続され、その冷媒出口が逆止弁２８を介してアキュームレータ２１に接続されている。
【００２０】
これにより、圧縮機１５と、切替え手段１６と、車室内凝縮器８と、出口側液冷媒配管２２Ｂと、開閉弁機能付き第２減圧手段２６（第２開閉弁２５および第２減圧手段２６）と、車室外蒸発器２７と、逆止弁２８と、アキュームレータ２１とがこの順に冷媒配管２２を介して接続される閉サイクルの暖房用ヒートポンプサイクル（暖房用冷媒回路）３３が構成可能とされている（図３参照）。
【００２１】
次に、車両用空調システム１の運転時の冷媒流れを、図２及び図３を用いて説明する。なお、各図において、運転時の冷媒流れが太線で表示されている。
［冷房運転］
冷房運転時、圧縮機１５で圧縮された冷媒は、図２に示されるように、吐出配管２２Ａから切替え手段１６を介して車室外凝縮器１７に循環され、車室外ファン２４により通風される外気と熱交換されて凝縮される。この液冷媒は、レシーバ１８内に貯留された後、出口側液冷媒配管２２Ｂ、開閉弁機能付き第１減圧手段１９を経て減圧され、ＨＶＡＣユニット２内の車室内蒸発器７に供給される。
【００２２】
車室内蒸発器７に供給された冷媒は、ここでブロア５から送風されてくる内気または外気と熱交換されて蒸発され、逆止弁２０、アキュームレータ２１を経て圧縮機１５に吸入されることにより再圧縮される。以下、同様のサイクルが繰り返される。車室内蒸発器７で冷媒と熱交換されることにより冷却された内気または外気は、吹出しモード切替えダンパ１２ないし１４により切替えられる吹出しモードに応じて、デフ吹出し口９、フェイス吹出し口１０、フット吹出し口１１のいずれかから車室内に吹出され、車室内の冷房に供されることになる。
【００２３】
なお、この冷房運転時、開閉弁機能付き第２減圧手段２６の第２開閉弁２５は、閉とされている。
【００２４】
［暖房運転］
暖房運転時、図３に示されるように、圧縮機１５で圧縮された冷媒は、吐出配管２２Ａから切替え手段１６を介して車室内凝縮器８に導入され、ここで、ブロア５から送風されてくる内気または外気と熱交換されて放熱される。これによって加熱された空気は、吹出しモードに応じて、デフ吹出し口９、フェイス吹出し口１０およびフット吹出し口１１のいずれかから車室内に吹出され、車室内の暖房に供されることになる。なお、通常の暖房運転は、窓の曇りを防止するため、外気導入モードで行われる。
【００２５】
車室内凝縮器８で放熱され、凝縮液化された冷媒は、出口側液冷媒配管２２Ｂ、開閉弁機能付き第２減圧手段２６（この場合、第２開閉弁２５は開）を経て減圧され、車室外蒸発器２７に供給される。この気液二相冷媒は、車室外蒸発器２７で車室外ファン２４により通風される外気と熱交換され、外気から吸熱して蒸発された後、逆止弁２８、アキュームレータ２１を経て圧縮機１５に吸入され、再圧縮される。以下、同様のサイクルが繰り返される。この暖房用ヒートポンプサイクル３３によってヒートポンプ暖房が行なわれることになる。
【００２６】
このように、既存の冷房用冷凍サイクル２３を利用し、その吐出配管２２Ａに対して切替え手段１６を介して暖房用の車室内凝縮器８を接続するとともに、開閉弁機能付き第２減圧手段２６（第２開閉弁２５と第２減圧手段２６）を介して暖房用の車室外蒸発器２７を接続することによって、一部の回路部分および機器類を共用化して暖房用ヒートポンプサイクル３３を構成することができる。
なお、この暖房運転時、開閉弁機能付き第１減圧手段１９の電磁弁は、閉とされている。
【００２７】
以上の運転は、図４に示されている制御装置４０により制御される。この制御装置４０は、車両側の上位制御装置である車両制御装置４１に接続され、車両側からの情報が入力される構成とされるとともに、コントロールパネル４２を備えており、以下のセンサ群からの検出信号と、車両制御装置４１およびコントロールパネル４２からの入力情報とに基づいて、車両用空調システム１の運転制御を行うものである。
【００２８】
制御装置４０には、外気温度センサ４４、吐出配管２２Ａに設置されている圧力センサ４９等からの検出信号が入力されるようになっている。
【００２９】
制御装置４０は、上記センサ群からの検出信号と、コントロールパネル４２および車両制御装置４１からの入力情報に基づき、予め設定されているプログラムに従って所要の演算、処理等を行い、報知部５５等を制御するなど、車両用空調システム１の運転を制御する機能を担うものである。
【００３０】
制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３１】
車両用空調システム１において可燃性冷媒、特にＩＳＯ８１７（冷媒の呼称と安全等級）にて区分された冷媒の燃焼性等級のうちＣＬＡＳＳ３で表される燃焼性の高い等級である強燃性とされる冷媒が用いられる場合、安全性に対する対策として漏洩を検知する必要がある。
【００３２】
強燃性の冷媒としては、代表例としてＲ２９０（プロパン）、Ｒ６００ａ（イソブタン）などが挙げられる。本実施形態では、Ｒ２９０（プロパン）が冷媒として用いられるものとする。
【００３３】
プロパンは、常温付近にて爆発範囲を有する。プロパンは、空気に対する割合が２．１％〜９．５％の範囲であるときに爆発（または燃焼）する。この割合の下限（２．１％）を爆発下限、上限（９．５％）を爆発上限という。また２．１％〜９．５％の爆発下限と爆発上限との間の範囲を爆発範囲という。
イソブタンの爆発範囲は、１．８％〜８．４％である。
【００３４】
強燃性を有し、かつ、常温付近にて爆発範囲を有する冷媒が車両室内に漏洩すると、その漏洩量により車両室内の冷媒の割合が爆発範囲となる場合がある。その場合、何らかの着火により爆発を起こす虞がある。よって、車両室内の冷媒の割合が爆発範囲に入る前に、冷媒の割合が爆発範囲に近付いているか否かを判定するものとする。
本実施形態では、制御装置４０は、車両用空調システム１に従来より設置されている外気温度センサ４４、吐出配管２２Ａに設置されている圧力センサ４９からの検出信号を用いて強燃性冷媒の漏洩を検知するものとする。
【００３５】
以下に、本実施形態の制御装置４０による車両用空調システム１の制御を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
図５は、幾つかの実施形態に係る車両用空調システムにおける判定の一態様を示すフローチャートである。
判定の制御がスタートすると、制御装置４０は外気温度センサ４４により検知される外気温、及び圧力センサ４９により検知される冷媒の圧力を取得する（Ｓ５０１）。
【００３６】
次に、制御装置４０は、取得された外気温から、冷媒の飽和圧力を算出する（Ｓ５０２）。
図６は、プロパンの一態様を示すモリエルチャートである。図６のモリエルチャートに示されるように、例えば外気温が４０℃の場合のプロパンの飽和圧力は、１３２０ｋＰａである。
【００３７】
次に、圧力センサ４９が検知したプロパンの圧力に安全係数を加えた値が、ステップＳ５０２で算出されたプロパンの飽和圧力を下回るか否かを判定する（Ｓ５０３）。
プロパンの圧力に安全係数を加えた値がプロパンの飽和圧力を下回ると判定された場合は、ステップＳ５０４へ遷移する。一方、プロパンの圧力に安全係数を加えた値がプロパンの飽和圧力以上であると判定された場合は、ステップＳ５０１へ戻り、再度外気温および圧力が検知される。
【００３８】
車両用空調システム１において、空調システムが運転されていないとき、すなわち圧縮機１５が運転されておらず、かつ、正規に冷媒が封入されて冷媒が漏洩していない状態では気液二相の状態となっている。気液二相であり液面が存在する場合は、図６のモリエルチャートに示されるように外気温に対して圧力は一定である。液面が存在する場合は、冷媒が漏洩すると液面が低下するが飽和圧力は変化しない。よって、外気温と圧力から冷媒の漏洩量を正確に検知することは困難である。また、圧縮機１５が運転されている場合もシステム中の圧力が一定にならないため同様に漏洩量を正確に検知することは困難である。
【００３９】
一方、圧縮機１５が運転されていない場合に冷媒が一定量以上漏洩し液層が無くなると、飽和状態ではなくなり、図６のモリエルチャートに示されるように冷媒の圧力は外気温に対して等温線に沿って低下する。
すなわち、ステップＳ５０３において、プロパンの圧力に安全係数を加えた値がプロパンの飽和圧力を下回る場合は、冷媒が一定量以上漏洩し、冷媒の圧力が低下していることを示す。よって、その漏洩が爆発限界に近付いているか否かの判定を行う必要がある。
【００４０】
プロパンの圧力に安全係数を加えた値がプロパンの飽和圧力を下回ると判定された場合、制御装置４０は冷媒密度を算出する（Ｓ５０４）。
冷媒密度は、外気温および圧力に基づき図６のモリエルチャートから算出される。例えば、外気温が１５．６５℃、圧力が１０１．３ｋＰａの場合のプロパンの冷媒密度は、１．８９５４［ｋｇ／ｍ３］である。
図６のモリエルチャートに示されるように、圧力が下がると、冷媒密度も低下する。
【００４１】
次に、ステップＳ５０４で算出された冷媒密度が、所定の閾値を下回るか否かを判定する（Ｓ５０５）。
所定の閾値は、爆発限界に基づく冷媒密度の許容値を示す値（許容密度）であるとする。冷媒密度が許容密度を下回ると、爆発限界に近付いていることを示す。
許容密度は、以下の式（１）で表される。
［数１］
（冷媒封入量−爆発限界×車両室内の大気重量）／（冷房用冷凍サイクル２３内と暖房用ヒートポンプサイクル３３内の総容積）・・・（１）
【００４２】
（１）式において、冷媒封入量は、車両用空調システム１製造時に封入された冷媒の量［ｋｇ］、爆発限界は、冷媒（プロパン）の爆発下限の濃度［２．１％］、車両室内の大気重量は、全ての窓やドアなどを閉じた場合の車両用空調システム１が載置された車両室内部の容積に標準状態の大気の密度（大気の標準密度）をかけた車両室内の大気の重量［ｋｇ］、冷房用冷凍サイクル２３内と暖房用ヒートポンプサイクル３３内の総容積は、冷媒が充填される圧縮機１５、各熱交換器（車室内蒸発器７、車室内凝縮器８、車室外凝縮器１７及び車室外蒸発器２７）、各冷媒配管などの冷房用冷凍サイクル２３内と暖房用ヒートポンプサイクル３３内の総容積［ｍ３］である。
爆発限界に近付いていることを判定するため、許容密度は、式（１）で算出された値に安全係数を加えるとしてもよい。
【００４３】
ステップＳ５０５において、冷媒密度が許容密度を下回ると判定された場合は、ステップＳ５０６へ遷移する。
一方、ステップＳ５０５において、冷媒密度が許容密度以上であると判定された場合は、ステップＳ５０８へ遷移する。
【００４４】
ステップＳ５０５において、冷媒密度が許容密度を下回ると判定されると、制御装置４０は、車両用空調システム１において冷媒が一定量以上漏洩し、かつ、爆発の可能性があると判定する（Ｓ５０６）。
この場合、冷媒が一定量以上漏洩し、さらにその量が爆発限界に近付いているため、爆発を回避する対応をとる（Ｓ５０７）。
例えば、制御装置４０は、報知部５５が警告を報知するよう制御する。この場合、報知部５５は、車両のユーザや車両近傍にいる人々に対し冷媒の漏洩が爆発限界に近付いており爆発の虞があることや対処が必要であることを知らせるため、音声やアラーム音の報知、ディスプレイへの文字表示、ランプの点灯などのいずれかまたは複数の報知を行う。また報知部５５は、ネットワークを通じて車両のユーザの携帯端末に通知を行ってもよいし、該携帯端末を経由して緊急通報を行ってもよい。また、報知部５５は、ネットワークを通じてカーディーラー、整備工場及び車両メーカー等に通知を行ってもよい。
これにより、車両のユーザや車両近傍にいる人々に対し、爆発の可能性や、対処が必要であることを知らせることができる。
【００４５】
また別の爆発回避対応として、制御装置４０は、車両のドアを外部側から開放不可とするように制御してもよい。
これにより、車両の閉じたドアを開放する際の金属などの接触に起因する火花（スパーク）や静電気等によって、車両室内に漏洩した冷媒に着火し爆発することを未然に防ぐことができる。
【００４６】
また別の爆発回避対応として、制御装置４０は、車両の強制換気を行うように制御してもよい。この場合、制御装置４０は、車室外ファン２４による外気の通風や、内外気切替えダンパ４による切替えを行うよう制御し、冷媒回路から車両室内に漏洩した冷媒を車両の外へ強制的に換気する。
これにより、車両室内に漏洩した冷媒を車両の外へ排出し、車両室内の冷媒の割合を爆発範囲外の値とするため、冷媒の爆発を回避することができる。
【００４７】
また別の爆発回避対応として、制御装置４０は、車両用空調システム１の運転や車両の運転を禁止するよう制御してもよい。
これにより、車両用空調システム１の起動や車両のエンジン起動に伴う発火を防ぎ、冷媒の爆発を回避することができる。
【００４８】
一方、ステップＳ５０５において、冷媒密度が許容密度以上であると判定されると、制御装置４０は、車両用空調システム１において冷媒が一定量以上漏洩していると判定する（Ｓ５０８）。
この場合、冷媒が一定量以上漏洩しているため、警告を報知する（Ｓ５０９）。報知部５５は、車両のユーザや車両近傍にいる人々に対し、冷媒が漏洩しておりこのままでは爆発の虞があることや対処が必要であることを知らせる音声やアラーム音の報知、ディスプレイへの文字表示、ランプの点灯などのいずれかまたは複数の報知を行う。また報知部５５は、ネットワークを通じて車両のユーザの携帯端末に通知を行ってもよいし、該携帯端末を経由して通報を行ってもよい。また、報知部５５は、ネットワークを通じてカーディーラー、整備工場及び車両メーカー等に通知を行ってもよい。
【００４９】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る車両用空調システムおよび車両用空調システムの制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。
強燃性を有し、かつ常温付近にて爆発範囲を有する冷媒は、車両用空調システム１から漏れ出し、冷媒の空間に対する組成が爆発限界に到達すると、着火により爆発する虞がある。
本態様では、強燃性を有する冷媒の冷媒密度を検知し、冷媒密度が所定の閾値を下回るか否かを判定することから、冷媒の漏洩量が爆発限界に近付いているかどうかを検知することができる。そのため、強燃性を有する冷媒を車両用空調システム１に用いた場合であっても、爆発に対する安全性を確保することができる。
また、外気温および圧力に基づき冷媒密度を算出することから、冷媒の漏洩を計測するためのセンサ類を新たに設置する必要が無く、その分のコストを抑えることができる。センサ類を設置するための場所の確保も必要ない。
また、冷媒密度が、冷媒の封入量、冷房用冷凍サイクル２３内と暖房用ヒートポンプサイクル３３内の総容積、車両室内の容積、大気の標準密度及び冷媒の爆発限界に基づく所定の閾値を下回るか否かを判定することから、システムが設置された空間の容積を一意に決定できる車両用空調システム１において冷媒密度が爆発限界に基づく値に近付いているか否かを判断することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  車両用空調システム
２  ＨＶＡＣユニット
３  ヒートポンプサイクル
２３  冷房用冷凍サイクル（冷房用冷媒回路）
３３  暖房用ヒートポンプサイクル（暖房用冷媒回路）
４０  制御装置
４４  外気温度センサ
４９  圧力センサ
５５  報知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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