(57)【要約】【課題】冷媒の漏洩を精度よく判定する。【解決手段】コントローラ１０が、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力の変化量を考慮した冷媒の圧力、温度、及び封入量の相関関係を参照して、圧力センサ８及び温度センサ９が検出した冷媒の圧力Ｐ及び温度Ｔから冷凍サイクル１内の冷媒封入量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、前記圧縮機（２）の下流側に配置され前記圧縮機（２）が吐出した冷媒を冷却する放熱器（３）と、前記放熱器（３）の下流側に配置され前記放熱器（３）にて冷却された冷媒を減圧する減圧器（４）と、前記減圧器（４）の下流側に配置され前記減圧器（４）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、前記減圧器（４）の下流側で且つ前記圧縮機（２）の上流側に配置され冷媒を貯留し気体冷媒を前記圧縮機（２）へ帰還させる気液分離器（６）とを有し、冷媒を冷却する前記放熱器（３）内の圧力が冷媒の臨界圧力を超える冷凍サイクル（１）を備える車両用空調装置であって、
冷凍サイクル（１）の停止時の冷媒の圧力（Ｐ）を検出する圧力センサ（８）と、冷凍サイクル（１）の停止時の冷媒の温度（Ｔ）を検出する温度センサ（９）と、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力の変化量を考慮した冷媒の圧力、温度、及び封入量の相関関係を参照して、圧力センサ（８）及び温度センサ（９）が検出した冷媒の圧力（Ｐ）及び温度（Ｔ）から冷凍サイクル（１）内の冷媒封入量を算出し、算出結果に基づいて冷媒洩れ量を判定するコントローラ（１０）とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用空調装置において、前記コントローラ（１０）は算出した冷媒封入量を車室内の表示装置（１１）に表示することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置において、前記コントローラ（１０）は冷凍サイクル（１）が安定状態にある時に冷媒封入量を算出することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用空調装置において、前記コントローラ（１０）は算出された冷媒封入量が前回表示装置（１１）に表示した冷媒封入量よりも多い場合、前回表示装置（１１）に表示した冷媒封入量を表示することを特徴とする車両用空調装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置において、前記コントローラ（１０）は、算出された冷媒封入量が所定範囲内にない場合、警告情報を出力することを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス等の超臨界冷媒を用いる冷凍サイクルを備える車両用空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルの始動時、圧力センサの検出値が冷凍サイクルの停止時のバランス圧から推定される所定の圧力値以下であると判定された場合、冷媒が漏洩していると判断し、圧縮機の稼働を停止する冷凍サイクルを備える車両用空調装置が知られている（特許文献１参照）。この車両用空調装置によれば、圧縮機の空運転，冷媒洩れの助長等の不具合，及びこれらを原因とする不具合の発生を防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−３２０９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、上述の冷凍サイクルには圧縮機内の摺動部品の摺動性を確保するためにオイルが封入されている。このオイルは、圧縮機内に常時溜まっていることが好ましいが、冷媒に同伴されて圧縮機外に流出して冷凍サイクルを循環する。オイルが冷凍サイクルを循環すると、冷媒の圧力特性はオイルが含まれない場合の圧力特性から変化する。従って、冷媒の漏洩を精度よく判定するためには冷媒の圧力特性に対するオイルの影響を考慮する必要がある。しかしながら、従来の車両用空調装置は、冷媒の圧力特性に対するオイルの影響を一切考慮していないために、冷媒の漏洩を精度よく判定することができない。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷媒の漏洩を精度よく判定可能な車両用空調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る車両用空調装置は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２）と、圧縮機（２）の下流側に配置され圧縮機（２）が吐出した冷媒を冷却する放熱器（３）と、放熱器（３）の下流側に配置され放熱器（３）にて冷却された冷媒を減圧する減圧器（４）と、減圧器（４）の下流側に配置され減圧器（４）にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、減圧器（４）の下流側で且つ圧縮機（２）の上流側に配置され冷媒を貯留し気体冷媒を圧縮機（２）へ帰還させる気液分離器（６）とを有し、冷媒を冷却する放熱器（３）内の圧力が冷媒の臨界圧力を超える冷凍サイクル（１）を備える車両用空調装置であって、冷凍サイクル（１）の停止時の冷媒の圧力（Ｐ）を検出する圧力センサ（８）と、冷凍サイクル（１）の停止時の冷媒の温度（Ｔ）を検出する温度センサ（９）と、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力の変化量を考慮した冷媒の圧力、温度、及び封入量の相関関係を参照して、圧力センサ（８）及び温度センサ（９）が検出した冷媒の圧力（Ｐ）及び温度（Ｔ）から冷凍サイクル（１）内の冷媒封入量を算出し、算出結果に基づいて冷媒洩れ量を判定するコントローラ（１０）とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る車両用空調装置によれば、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力の変化量を考慮した冷媒の圧力、温度、及び封入量の相関関係を参照して、圧力センサ（８）及び温度センサ（９）が検出した冷媒の圧力（Ｐ）及び温度（Ｔ）から冷凍サイクル（１）内の冷媒封入量を算出するので、冷媒の漏洩を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる車両用空調装置の構成について説明する。
【０００８】
〔車両用空調装置の構成〕
本発明の実施形態となる車両用空調装置は図１に示す冷凍サイクル１を備える。この冷凍サイクル１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２と、圧縮機２の下流側に配置され圧縮機２からの冷媒を冷却する放熱器３と、放熱器３の下流側に配置され放熱器３からの冷媒を減圧する減圧器４と、減圧器４の下流側に配置され減圧器４にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器５と、減圧器４の下流側、且つ、圧縮機２の上流側に配置され冷媒を貯留し気体冷媒を圧縮機２へ帰還させる気液分離器６と、圧縮機２の下流側、且つ、減圧器４よりも上流側の高圧の冷媒７ａと減圧器４より下流側、且つ、圧縮機２よりも上流側の低圧の冷媒７ｂとの熱交換を行う内部熱交換器７と、冷凍サイクル１内の冷媒の圧力Ｐ及び温度Ｔを検出する圧力センサ８及び温度センサ９と、各種制御処理を実行するコントローラ１０と、車室内に設けられた表示装置１１とを備える。この冷凍サイクル１では、冷媒には超臨界冷媒としての炭酸ガス（例えば二酸化炭素）が用いられ、放熱器３の圧力が冷媒の臨界圧力を超えるようになっている。
【０００９】
〔冷媒漏洩判定処理〕
本発明の実施形態となる車両用空調装置では、コントローラ１０が以下に示す冷媒漏洩判定処理を実行することにより冷媒の漏洩を精度よく判定する。以下、図２に示すフローチャートを参照して冷媒漏洩判定処理を実行する際のコントローラ１０の動作について説明する。
【００１０】
図２に示すフローチャートは、冷凍サイクル１が始動される際に開始となり、冷媒漏洩判定処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１１】
ステップＳ１の処理では、コントローラ１０が、圧力センサ８を介して冷凍サイクル１が停止している際の冷媒の圧力Ｐを検出する。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、冷媒漏洩判定処理はステップＳ２の処理に進む。
【００１２】
ステップＳ２の処理では、コントローラ１０が、温度センサ９を介して冷凍サイクル１が停止している際の冷媒の温度Ｔを検出する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、冷媒漏洩判定処理はステップＳ３の処理に進む。
【００１３】
ステップＳ３の処理では、コントローラ１０が、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力Ｐの変化量を考慮した冷媒の圧力Ｐ，温度Ｔ，及び封入量の相関関係を参照して、検出された冷媒の圧力Ｐと温度Ｔから冷凍サイクル１に封入されている冷媒量（冷媒封入量）を算出する。一般に、冷媒の圧力Ｐと冷媒封入量は、図３に示すように比例関係にあり、また冷媒の温度Ｔ及びオイルの有無に応じてその特性が変化する（以下の数式１参照）。
【数１】
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【００１４】
従って、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力Ｐの変化量を考慮した冷媒の圧力Ｐ，温度Ｔ，及び封入量の相関関係を示す上記の数式１のような数式をコントローラ１０に予め記憶させておき、検出された冷媒の圧力Ｐと温度Ｔを数式に代入することにより冷媒封入量を算出できる。なお、本実施形態では、数式を利用して冷媒封入量を算出したが、上述の相関関係をマップデータとして記憶しておき、マップデータを参照して冷媒封入量を算出してもよい。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、冷媒漏洩判定処理はステップＳ４の処理に進む。
【００１５】
ステップＳ４の処理では、コントローラ１０が、ステップＳ３の処理により算出された冷媒封入量が適切な量であるか否かを判別する。そして判別の結果、冷媒封入量が適切な量でない場合、コントローラ１０は、冷媒が漏洩している可能性があると判断し、ステップＳ５の処理として表示装置１１を介して冷媒が漏洩している可能性がある旨の警告情報を出力した後、一連の冷媒漏洩判定処理を終了する。一方、冷媒封入量が適切な量である場合には、コントローラ１０は冷媒漏洩判定処理をステップＳ６の処理に進める。
【００１６】
ステップＳ６の処理では、コントローラ１０が、ステップＳ３の処理により算出された冷媒封入量が表示装置１１に前回表示した冷媒封入量より多いか否かを判別する。そして判別の結果、ステップＳ３の処理により算出された冷媒封入量が前回表示した冷媒封入量より多くない場合、コントローラ１０は冷媒漏洩判定処理をステップＳ８の処理に進める。一方、ステップＳ３の処理により算出された冷媒封入量が前回表示した冷媒封入量より多い場合には、コントローラ１０は冷媒漏洩判定処理をステップＳ７の処理に進める。
【００１７】
ステップＳ７の処理では、コントローラ１０が、前回表示した冷媒封入量を表示装置１１に表示する。このような処理によれば、冷媒量が増えたように表示されることにより違和感や不信感を感じることを防止できる。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の冷媒漏洩判定処理は終了する。
【００１８】
ステップＳ８の処理では、コントローラ１０が、図４に示すように、ステップＳ３の処理により算出された冷媒封入量の情報１２を表示装置１１に表示する。このように冷媒封入量を表示装置１１に表示することにより冷媒を封入すべきタイミングを事前に認識することができる。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の冷媒漏洩判定処理は終了する。
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる車両用空調装置では、コントローラ１０が、冷媒内に含まれるオイルによる冷媒圧力の変化量を考慮した冷媒の圧力、温度、及び封入量の相関関係を参照して、圧力センサ８及び温度センサ９が検出した冷媒の圧力Ｐ及び温度Ｔから冷凍サイクル１内の冷媒封入量を算出するので、冷媒の漏洩を精度よく判定することができる。
【００２０】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態は冷媒温度が臨界温度以上でないと精度がよい判定をすることができないが、内気循環により冷媒を臨界温度以上の温度に積極的に上げることにより精度よい判定をすることができる。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態となる冷凍サイクルの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態となる冷媒漏洩判定処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】冷媒内のオイルの有無に伴う冷媒の圧力，温度，及び封入量の相関関係の変化を示す図である。
【図４】表示装置に表示した冷媒封入量の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２２】
１：冷凍サイクル
２：圧縮機
３：放熱器
４：減圧器
５：蒸発器
６：気液分離器
７：内部熱交換器
７ａ：高圧冷媒
７ｂ：低圧冷媒
８：圧力センサ
９：温度センサ
１０：コントローラ
１１：表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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