(57)【要約】【課題】構成を複雑にすることなく検知精度を向上することが可能な冷媒量検知方法、冷媒量検知装置、およびその冷媒量検知装置を備える空調装置を提供すること。【解決手段】圧縮機が停止して冷凍サイクル内の冷媒が均一圧力となったときに、ステップ１３０、１４０において圧縮機温度および外気温から冷媒が気相であることを確認し、ステップ１５０において圧縮機温度と外気温とがほぼ一致して冷凍サイクル内の冷媒が均一温度になったと判断したら、ステップ１７０において検出した均一圧力、均一温度に基づいて冷媒量を算出する。冷凍サイクルの区画毎に温度センサを設ける必要がないので、システム構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒の放熱を行なう放熱器（１２）と、前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１３）と、前記減圧手段（１３）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）とが環状に配管接続され、所定内容積を有する冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を検知する冷媒量検知方法であって、
前記圧縮機（１１）を停止して前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力にする均圧ステップ（１１０、２４０）と、
前記均圧ステップ（１１０、２４０）を実行して前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力としたときに、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する均一温度検出ステップ（１５０、２７０）と、
前記均一温度検出ステップ（１５０、２７０）で前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、前記均一圧力、前記均一温度、および前記所定内容積に基づいて、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を算出する冷媒量算出ステップ（１７０）とを備えることを特徴とする冷媒量検知方法。
【請求項２】
前記均一温度が、前記冷凍サイクル（１０）の所望性能に応じて定まる所定冷媒量および前記所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上である場合に、前記冷媒量算出ステップ（１７０）を実行することを特徴とする請求項１に記載の冷媒量検知方法。
【請求項３】
前記圧縮機（１１）は室外に配置されており、
前記均一温度検出ステップ（１５０）では、前記圧縮機（１１）内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以下となった場合に、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒量検知方法。
【請求項４】
前記均一温度検出ステップ（２７０）では、前記圧縮機（１１）を停止した後、前記圧縮機（１１）運転時の前記冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して、前記低圧側領域（１４）の冷媒温度と前記圧縮機（１１）運転時の前記冷凍サイクル（１０）の高圧側領域（２１ａ）の冷媒温度との差が所定値以下となった場合に、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒量検知方法。
【請求項５】
前記均一温度検出ステップ（２７０）では、前記蒸発器（１４）内の冷媒温度もしくはその関連温度を前記低圧側領域の冷媒温度として採用することを特徴とする請求項４に記載の冷媒量検知方法。
【請求項６】
前記均一温度検出ステップ（２７０）では、前記圧縮機（１１）の冷媒吐出部（２１ａ）の冷媒温度もしくはその関連温度を前記高圧側領域の冷媒温度として採用することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の冷媒量検知方法。
【請求項７】
前記蒸発器（１４）は室（９０）内に配置されるとともに暖房用熱交換器（５１）が並設されており、
前記均一温度検出ステップ（２７０）では、前記暖房用熱交換器（５１）により前記室（９０）内を暖房して前記蒸発器（１４）を加熱することで、前記低圧側領域を加熱することを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の冷媒量検知方法。
【請求項８】
前記均一温度検出ステップ（２７０）では、前記低圧側領域（１４）を加熱して、前記低圧側領域の冷媒温度を、前記冷凍サイクルの所望性能に応じて定まる所定冷媒量および前記所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上とし、前記低圧側領域の冷媒温度と前記高圧側領域の冷媒温度との差を前記所定値以下とすることを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の冷媒量検知方法。
【請求項９】
前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の冷媒量検知方法。
【請求項１０】
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、前記圧縮機（１１）から吐出された冷媒の放熱を行なう放熱器（１２）と、前記放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１３）と、前記減圧手段（１３）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）とが環状に配管接続され、所定内容積を有する冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置であって、
前記圧縮機（１１）を停止して前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力にする均圧手段（１１０、２４０）と、
前記均圧手段（１１０、２４０）により前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力としたときに、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する均一温度検出手段（１５０、２７０）と、
前記均一温度検出手段（１５０、２７０）が前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、前記均一圧力、前記均一温度、および前記所定内容積に基づいて、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を算出する冷媒量算出手段（１７０）とを備えることを特徴とする冷媒量検知装置。
【請求項１１】
前記冷媒量算出手段（１７０）は、前記均一温度が、前記冷凍サイクル（１０）の所望性能に応じて定まる所定冷媒量および前記所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上である場合に、前記冷媒量を算出することを特徴とする請求項１０に記載の冷媒量検知装置。
【請求項１２】
前記圧縮機（１１）は室外に配置されており、
前記均一温度検出手段（１５０）は、前記圧縮機（１１）内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以下となった場合に、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の冷媒量検知装置。
【請求項１３】
前記均一温度検出手段（２７０）は、前記圧縮機（１１）が停止された後、前記圧縮機（１１）運転時の前記冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して、前記低圧側領域（１４）の冷媒温度と前記圧縮機（１１）運転時の前記冷凍サイクル（１０）の高圧側領域（２１ａ）の冷媒温度との差が所定値以下となった場合に、前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の冷媒量検知装置。
【請求項１４】
前記均一温度検出手段（２７０）は、前記蒸発器（１４）内の冷媒温度もしくはその関連温度を前記低圧側領域の冷媒温度として採用することを特徴とする請求項１３に記載の冷媒量検知装置。
【請求項１５】
前記均一温度検出手段（２７０）は、前記圧縮機（１１）の冷媒吐出部（２１ａ）の冷媒温度もしくはその関連温度を前記高圧側領域の冷媒温度として採用することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の冷媒量検知装置。
【請求項１６】
前記蒸発器（１４）は室（９０）内に配置されるとともに暖房用熱交換器（５１）が並設されており、
前記均一温度検出手段（２７０）は、前記暖房用熱交換器（５１）により前記室（９０）内を暖房して前記蒸発器（１４）を加熱することで、前記低圧側領域を加熱することを特徴とする請求項１３ないし請求項１５のいずれかに記載の冷媒量検知装置。
【請求項１７】
前記均一温度検出手段（２７０）は、前記低圧側領域（１４）を加熱して、前記低圧側領域の冷媒温度を、前記冷凍サイクルの所望性能に応じて定まる所定冷媒量および前記所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上とし、前記低圧側領域の冷媒温度と前記高圧側領域の冷媒温度との差を前記所定値以下とすることを特徴とする請求項１３ないし請求項１６のいずれかに記載の冷媒量検知装置。
【請求項１８】
前記冷凍サイクル（１０）内の冷媒は二酸化炭素であることを特徴とする請求項９ないし請求項１５のいずれかに記載の冷媒量検知装置。
【請求項１９】
請求項１０ないし請求項１８のいずれかに記載の冷媒量検知装置を備え、
前記冷凍サイクル（１０）は、前記蒸発器（１１）において室内に吹き出す空調風を冷却することを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル中の冷媒量を検知する冷媒量検知方法、冷媒量検知装置、およびその冷媒量検知装置を備える空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記特許文献１に開示された冷媒量検知方法がある。この冷媒量検知方法によれば、圧縮機が稼動していないときに外気温度と蒸発器のフィン温度との平均温度に基づいて冷凍サイクル内の冷媒量を算出することが示されている。また、冷凍サイクルを多数の区画に分割し、圧縮機が稼動していないときに区画毎の温度を検出して、区画毎の検出温度に基づいて冷凍サイクル内の冷媒量を算出することも示されている。
【特許文献１】特開２００１−２７４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術の前者の冷媒量検知方法では、冷凍サイクル内における冷媒の区画間温度差が大きい場合には、冷媒量を精度よく検知できないという問題がある。また、後者の冷媒量検知方法では、冷凍サイクルを分割した区画毎に温度センサを設ける必要があるため、冷媒量検知のための構成が複雑になるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、構成を複雑にすることなく検知精度を向上することが可能な冷媒量検知方法、冷媒量検知装置、およびその冷媒量検知装置を備える空調装置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】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の冷媒検知方法では、
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された冷媒の放熱を行なう放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１３）と、減圧手段（１３）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）とが環状に配管接続され、所定内容積を有する冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を検知する冷媒量検知方法であって、
圧縮機（１１）を停止して冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力にする均圧ステップ（１１０、２４０）と、
均圧ステップ（１１０、２４０）を実行して冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力としたときに、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する均一温度検出ステップ（１５０、２７０）と、
均一温度検出ステップ（１５０、２７０）で冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、冷凍サイクル（１０）内の冷媒の均一圧力、均一温度、および冷凍サイクル（１０）の所定内容積に基づいて、冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を算出する冷媒量算出ステップ（１７０）とを備えることを特徴としている。
【０００６】
これによると、均一温度検出ステップ（１５０、２７０）で冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、この均一な冷媒温度に基づいて冷媒量を精度よく検知することができる。また、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であるときの冷媒温度に基づいて冷媒量を算出するので、冷凍サイクル（１０）の区画毎に温度検出手段を設ける必要がない。したがって、構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することができる。
【０００７】
なお、ここで、冷凍サイクル内の冷媒温度が実質的に均一温度であるとは、厳密な意味での均一温度ではなく、冷媒量を算出する際に、期待される算出精度（所望の算出精度）が得られる程度のバラツキを許容する均一温度であると定義することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明の冷媒検知方法では、均一温度検出ステップ（１５０、２７０）で検出した均一な冷媒温度が、冷凍サイクル（１０）の所望性能に応じて定まる所定冷媒量および冷凍サイクル（１０）の所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上である場合に、冷媒量算出ステップ（１７０）を実行することを特徴としている。
【０００９】
これによると、冷凍サイクル（１０）内の冷媒が確実に気相冷媒であるときに冷媒量算出ステップ（１７０）を実行して、冷媒量を極めて精度よく検知することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明の冷媒検知方法では、圧縮機（１１）は室外に配置されており、均一温度検出ステップ（１５０）では、圧縮機（１１）内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以下となった場合に、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴としている。
【００１１】
一般的に、冷凍サイクル（１０）を構成する要素のうち圧縮機（１１）の熱容量が最も大きく、室外に配置された圧縮機（１１）が停止している状態では、外気温が変動すると、冷凍サイクル（１０）を構成する要素のうち圧縮機（１１）の温度追従性が最も悪い。したがって、圧縮機（１１）内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以下となった場合に、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると容易に検出することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明の冷媒検知方法では、均一温度検出ステップ（２７０）では、圧縮機（１１）を停止した後、圧縮機（１１）運転時の冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して、低圧側領域（１４）の冷媒温度と高圧側領域（２１ａ）の冷媒温度との差が所定値以下となった場合に、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴としている。
【００１３】
一般的に、圧縮機（１１）を運転状態から停止状態とした場合には、高圧側領域は高温側から、低圧側領域は低温側から、それぞれ雰囲気温度に向かって収束し、比較的長時間かかって冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が均一になる。これに対し、請求項４に記載の発明では、圧縮機（１１）を停止した後、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して速やかに高圧側領域の温度と一致させることができるので、極めて短時間で冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明の冷媒検知方法のように、均一温度検出ステップ（２７０）では、蒸発器（１４）内の冷媒温度もしくはその関連温度を、低圧側領域の冷媒温度を代表する温度として採用することができる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明の冷媒検知方法のように、均一温度検出ステップ（２７０）では、圧縮機（１１）の冷媒吐出部（２１ａ）の冷媒温度もしくはその関連温度を高圧側領域の冷媒温度を代表する温度として採用することができる。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明の冷媒検知方法では、蒸発器（１４）は室（９０）内に配置されるとともに暖房用熱交換器（５１）が並設されており、均一温度検出ステップ（２７０）では、暖房用熱交換器（５１）により室（９０）内を暖房して蒸発器（１４）を加熱することで、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域を加熱することを特徴としている。
【００１７】
これによると、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域を加熱する専用の加熱手段を設けることなく、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域を加熱することが可能である。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明の冷媒検知方法では、均一温度検出ステップ（２７０）では、冷凍サイクルの低圧側領域（１４）を加熱して、低圧側領域の冷媒温度を、冷凍サイクルの所望性能に応じて定まる所定冷媒量および冷凍サイクルの所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上とし、冷凍サイクルの低圧側領域の冷媒温度と高圧側領域の冷媒温度との差を所定値以下とすることを特徴としている。
【００１９】
これによると、冷凍サイクルの低圧側領域（１４）を加熱して、冷凍サイクル（１０）内の冷媒が確実に気相冷媒である温度において、低圧側領域の温度と高圧側領域の温度とを一致させることができる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明の冷媒検知方法では、冷凍サイクル（１０）内の冷媒は二酸化炭素であることを特徴としている。
【００２１】
二酸化炭素冷媒の臨界温度は比較的低いため、圧縮機（１１）を停止した後に冷凍サイクル（１０）内の冷媒が気相状態となり易い。したがって、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル（１０）に本発明を適用すれば、極めて容易に、構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することが可能である。
【００２２】
また、請求項１０に記載の発明の冷媒検知装置では、
冷媒を吸入圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、圧縮機（１１）から吐出された冷媒の放熱を行なう放熱器（１２）と、放熱器（１２）から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧手段（１３）と、減圧手段（１３）から流出した冷媒を蒸発させる蒸発器（１４）とが環状に配管接続され、所定内容積を有する冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を検知する冷媒量検知装置であって、
圧縮機（１１）を停止して冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力にする均圧手段（１１０、２４０）と、
均圧手段（１１０、２４０）により冷凍サイクル（１０）内の冷媒を均一圧力としたときに、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する均一温度検出手段（１５０、２７０）と、
均一温度検出手段（１５０、２７０）が冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、冷凍サイクル（１０）内の冷媒の均一圧力、均一温度、および冷凍サイクル（１０）の所定内容積に基づいて、冷凍サイクル（１０）内の冷媒量を算出する冷媒量算出手段（１７０）とを備えることを特徴としている。
【００２３】
これによると、請求項１に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。したがって、構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することができる。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明の冷媒検知装置では、冷媒量算出手段（１７０）は、冷凍サイクル（１０）内の均一な冷媒温度が、冷凍サイクル（１０）の所望性能に応じて定まる所定冷媒量および冷凍サイクル（１０）の所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上である場合に、冷媒量を算出することを特徴としている。
【００２５】
これによると、請求項２に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００２６】
また、請求項１２に記載の発明の冷媒検知装置では、圧縮機（１１）は室外に配置されており、均一温度検出手段（１５０）は、圧縮機（１１）内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以下となった場合に、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴としている。
【００２７】
これによると、請求項３に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００２８】
また、請求項１３に記載の発明の冷媒検知装置では、均一温度検出手段（２７０）は、圧縮機（１１）が停止された後、圧縮機（１１）運転時の冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して、低圧側領域（１４）の冷媒温度と圧縮機（１１）運転時の冷凍サイクル（１０）の高圧側領域（２１ａ）の冷媒温度との差が所定値以下となった場合に、冷凍サイクル（１０）内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することを特徴としている。
【００２９】
これによると、請求項４に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００３０】
また、請求項１４に記載の発明の冷媒検知装置のように、均一温度検出手段（２７０）は、蒸発器（１４）内の冷媒温度もしくはその関連温度を低圧側領域の冷媒温度として採用することができる。
【００３１】
また、請求項１５に記載の発明の冷媒検知装置のように、均一温度検出手段（２７０）は、圧縮機（１１）の冷媒吐出部（２１ａ）の冷媒温度もしくはその関連温度を高圧側領域の冷媒温度として採用することができる。
【００３２】
また、請求項１６に記載の発明の冷媒検知装置では、蒸発器（１４）は室（９０）内に配置されるとともに暖房用熱交換器（５１）が並設されており、均一温度検出手段（２７０）は、暖房用熱交換器（５１）により室（９０）内を暖房して蒸発器（１４）を加熱することで、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域を加熱することを特徴としている。
【００３３】
これによると、請求項７に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００３４】
また、請求項１７に記載の発明の冷媒検知装置では、均一温度検出手段（２７０）は、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域（１４）を加熱して、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域の冷媒温度を、冷凍サイクルの所望性能に応じて定まる所定冷媒量および、冷凍サイクルの所定内容積に基づく冷媒の等比容積線と冷媒の飽和蒸気線との交点における冷媒温度（Ｔ１）以上とし、冷凍サイクル（１０）の低圧側領域の冷媒温度と高圧側領域の冷媒温度との差を所定値以下とすることを特徴としている。
【００３５】
これによると、請求項８に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００３６】
また、請求項１８に記載の発明の冷媒検知装置では、冷凍サイクル（１０）内の冷媒は二酸化炭素であることを特徴としている。
【００３７】
これによると、請求項９に記載の冷媒検知方法を行なうことができる。
【００３８】
また、請求項１９に記載の発明の空調装置では、請求項１０ないし請求項１８のいずれかに記載の冷媒量検知装置を備え、冷凍サイクル（１０）は、蒸発器（１１）において室内に吹き出す空調風を冷却することを特徴としている。
【００３９】
これによると、室内の空調性能に影響する冷凍サイクル中の冷媒量を、構成を複雑にすることなく精度よく検知できる空調装置とすることができる。
【００４０】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００４２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における冷媒量検知装置を備える冷凍サイクル（冷凍サイクル装置）１０の概略構成を示す模式図である。また、図２は、制御装置１００が実行する冷媒量検知制御動作を示すフローチャートである。
【００４３】
図１に示すように、冷凍サイクル１０は車両用空調装置１に適用されて、車室９０内の冷房（空調）を行うものであり、冷凍サイクル１０内を循環する冷媒としては二酸化炭素（ＣＯ２）を用いており、高圧側圧力が臨界圧力よりも高い状態で使用される場合を有している。
【００４４】
冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、放熱器（室外熱交換器）１２、減圧手段としての膨張弁１３、蒸発器（室内熱交換器）１４、アキュムレータ１５が冷媒配管２０により環状に順次接続されて形成されている。そして、放熱器１２および膨張弁１３の間を流れる高圧側冷媒（高温冷媒）と、アキュムレータ１５および圧縮機１１の間を流れる低圧側冷媒（低温冷媒）との間で熱交換する内部熱交換器１６が配設されている。
【００４５】
上記冷凍サイクル１０を構成する各機器（符号１１〜１６を付した機器）のうち、蒸発器１４は空調ダクト５０内に収容されて、図示しない送風ユニットと共に車室９０内（インストルメントパネル内）に配設され、他の機器（符号１１〜１３、１５、１６を付した機器）は車両のエンジンルーム内（車室９０外）に配設されている。
【００４６】
圧縮機１１は、冷媒を高温高圧に圧縮して放熱器１２側へ吐出する流体機械である。圧縮機１１は、図示しない車両走行用エンジンもしくは一体的に設けられた図示しない電動モータにより駆動されるようになっている。
【００４７】
放熱器１２は、車両のエンジンルームの前方（例えばグリルの後方）に配置されて、圧縮機１１から吐出された冷媒とエンジンルーム内に流入する外気との間で熱交換することで冷媒を冷却する熱交換器である。
【００４８】
膨張弁１３は、放熱器１２（内部熱交換器１６）から流出される冷媒を減圧する（低温低圧にする）減圧手段である。この膨張弁１３は、放熱器１２から流出される冷媒の温度に応じて膨張弁１３の弁開度が調整される機械式膨張弁としている。具体的には、放熱器１２から流出される冷媒の温度を検出し、より最適効率に近い冷媒圧力になるように高圧側圧力を制御している。
【００４９】
蒸発器１４は、空調ダクト５０内で空気流路全体を横切るように配設されて、膨張弁１３で減圧された冷媒と空調ダクト５０内を流通する空調空気との間で熱交換することで空調空気を冷却する熱交換器である。
【００５０】
アキュムレータ１５は、蒸発器１４から流出された冷媒を受け入れ、冷媒を気液分離して液冷媒を溜め、ガス冷媒および底部付近の少量の液冷媒（潤滑オイルが溶け込んでいる液冷媒）を、内部熱交換器１６を介して圧縮機１１側へ吸入させる受液器である。
【００５１】
内部熱交換器１６は、放熱器１２から流出される高温冷媒を冷却し、また蒸発器１４（アキュムレータ１５）から流出される低温冷媒を過熱して、冷房能力を高めるための熱交換器である。
【００５２】
冷媒配管２０は、高圧側配管２１と低圧側配管２２とからなり、高圧側配管２１は、圧縮機１１の冷媒吐出側から膨張弁１３の冷媒流入側までを接続し、低圧側配管２２は、膨張弁１３の冷媒流出側から圧縮機１１の冷媒吸入側までを接続している。
【００５３】
したがって、圧縮機１１の冷媒吐出部（圧縮後の冷媒が流れる部位）、放熱器１２内部、内部熱交換器１６の高圧側冷媒流通部、減圧弁１３の弁体より上流側部、および高圧側配管２１内が、圧縮機１１が運転された際の冷凍サイクル１０の高圧側領域となる。一方、減圧弁１３の弁体より下流側部、蒸発器１４内部、内部熱交換器１６の低圧側冷媒流通部、圧縮機１１の冷媒吸入部（圧縮前の冷媒が流れる部位）、および低圧側配管２２内が、圧縮機１１が運転された際の冷凍サイクル１０の低圧側領域となる。
【００５４】
高圧側配管２１および低圧側配管２２には、それぞれ内部に冷媒を充填する際に充填口となるチャージバルブ１８、１９が設けられている。
【００５５】
なお、空調ダクト５０内には、蒸発器１４に加えて暖房用熱交換器としてのヒータコア５１が配設されている。ヒータコア５１は蒸発器１４に対して空調空気流れ下流側に配置されている。ヒータコア５１は、図示しないエンジンとの間で循環される温水を加熱源として自身を流通する空調空気を加熱する熱交換器である。
【００５６】
図１では詳細図示を省略しているが、空調ダクト１０内で蒸発器１４により冷却された空調空気のヒータコア５１による再加熱量は、エアミックス方式もしくはリヒート方式等により調節されるようになっている。
【００５７】
高圧側配管２１のうち圧縮機１１下流側直後の吐出配管２１ａには、圧縮機１１から圧縮吐出される冷媒の温度と圧力を検出するための温度圧力検出手段（吐出冷媒温度圧力検出手段）である吐出温度・圧力センサ３１が配設されている。そして、吐出温度・圧力センサ３１は吐出配管２１ａ内の冷媒温度情報および冷媒圧力情報を、後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００５８】
また、圧縮機１１の内部を吐出冷媒が流れる部位の壁面（ハウジング）には、圧縮機１１の温度（壁面温度）を検出するための温度検出手段（圧縮機温度検出手段）である圧縮機温度センサ３２が配設されている。そして、圧縮機温度センサ３２は圧縮機１１の壁面温度情報を、後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００５９】
また、蒸発器１４の図示を省略しているフィンには、蒸発器１４のフィン温度を検出するための温度検出手段（蒸発器フィン温度検出手段、蒸発器温度検出手段）である蒸発器フィン温度センサ３３が配設されている。そして、蒸発器フィン温度センサ３３は蒸発器１４のフィン温度情報を、後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００６０】
また、車室９０外のエンジンルームの熱気の影響を受け難い部位（例えば前方バンパ付近）には、車室９０外の空気の温度（外気温度）を検出するための温度検出手段（外気温検出手段）である外気温センサ３４が配設されている。そして、外気温センサ３４は外気温度情報を、後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００６１】
また、車室９０内の例えばインストルメントパネル内には、車室９０内の空気の温度（内気温度）を検出するための温度検出手段（内気温検出手段）である内気温センサ３５が配設されている。そして、内気温センサ３５は内気温度情報を、後述する制御装置１００に出力するようになっている。
【００６２】
制御手段としての制御装置１００は、マイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、予め設定されたプログラムに従って、前述した各センサ３１〜３５等からの温度情報や圧力情報、および図示しない操作パネルからの信号等を入力し、圧縮機１１の作動および吐出量制御、風量制御、内外気切替制御、吹出温度制御、吹出モード制御等を行なうようになっている。
【００６３】
図示しない操作パネルのエアコンスイッチがオンされているときには、制御装置１００は、圧縮機１１を駆動して冷凍サイクル１０内に冷媒を循環し、放熱器１２で外気に放熱を行なうとともに、蒸発器１４で空調ダクト５０内を流れる空気から吸熱するようになっている。
【００６４】
次に、上記構成に基づき制御装置１００が冷凍サイクル１０内の冷媒量の検知制御を行なう際の作動について説明する。制御装置１００は本実施形態における冷媒量検知装置でもある。
【００６５】
図２に示すように、制御装置１００は、まず、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態となったか否かを監視している（ステップ１１０）。イグニッションスイッチがオフされると、圧縮機１１の作動が停止して冷凍サイクル１０内の冷媒の圧力がサイクル中で均一化するので、ステップ１１０では圧縮機１１が停止状態となり冷媒の均圧状態が形成されたか否かを監視していることになる。
【００６６】
イグニッションスイッチがオフされたことを検出したら、次に、圧縮機温度センサ３２からの信号および外気温センサ３４からの信号に基づいて圧縮機温度Ｔｃｏｍｐおよび外気温度Ｔａｍｂを検出する（ステップ１２０）。
【００６７】
ステップ１２０で圧縮機温度Ｔｃｏｍｐおよび外気温度Ｔａｍｂを検出したら、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐが予め設定された温度Ｔ１以上であるか否か判断する（ステップ１３０）。圧縮機温度Ｔｃｏｍｐが温度Ｔ１以上である場合には、外気温度Ｔａｍｂが温度Ｔ１以上であるか否か判断する（ステップ１４０）。
【００６８】
ステップ１４０において外気温度Ｔａｍｂが温度Ｔ１以上であると判断した場合には、ステップ１５０へ進み、ステップ１３０、１４０のいずれかで、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐもしくは外気温度Ｔａｍｂが温度Ｔ１未満であると判断した場合には、ステップ１２０へリターンする。
【００６９】
ここで、予め設定された温度Ｔ１について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の冷凍サイクル１０に採用されている冷媒である二酸化炭素の圧力−エンタルピー線図（ｐ−ｈ線図）を示している。
【００７０】
図３に示すように、圧力−エンタルピー線図上において、冷凍サイクル１０の内容積を規定冷媒封入量で除した値である比容積が等しい線、すなわち等比容積線は破線で示されたような線となる。
【００７１】
ここで冷凍サイクル１０に封入する冷媒の規定量とは、例えば若干の冷媒漏れ等があったとしても所定期間冷凍サイクルの冷却性能を保証する等の冷凍サイクル１０の所望性能に応じて定めた冷凍サイクル１０に封入される所定冷媒量である。したがって、冷媒漏れを考慮する必要がない場合には、規定冷媒量は冷凍サイクルの冷却性能を保証する下限量であってもよいし、下限量より若干多目の量であってもよい。また、冷媒漏れを考慮する場合には、封入後の漏れがあっても冷却性能を保証する期間にわたって性能が維持できる冷媒封入量とすることができる。
【００７２】
図３に示すように、破線で示した等比容積線と太い実線で示した飽和蒸気線との交点における冷媒温度（交点を通る冷媒等温線の温度）が温度Ｔ１である。
【００７３】
図３において、温度Ｔ１より高い温度の等温線は、飽和蒸気線より図示右上側（気相領域）を通る。したがって、図２に示すステップ１３０、１４０では、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐおよび外気温度Ｔａｍｂが、規定冷媒量を封入した冷凍サイクル１０内において冷媒が気相状態である温度であるか否かを判断していることになる。
【００７４】
ステップ１４０において外気温度Ｔａｍｂが温度Ｔ１以上であると判断した場合には、ステップ１５０において、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの差の絶対値が３℃以下であるか否か判断する。すなわち、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの差が３℃以内であるか否か判断する。
【００７５】
圧縮機１１は、冷凍サイクル１０の構成部品の中で最も熱容量の大きな部品である。したがって、図４に圧縮機１１停止後の主要構成部品の温度変化の例を示すように、圧縮機１１の温度変動が最も緩やかであり、外気温変動に対して遅れて変動する。そして、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとがほぼ一致しているときには、他の構成部品の温度も外気温度Ｔａｍｂとほぼ一致している。
【００７６】
すなわち、ステップ１５０では、冷凍サイクル１０を構成する部品がほぼ均一温度であるか否かを判断していることになる。換言すれば、ステップ１５０では、冷凍サイクル１０内の冷媒がほぼ均一温度であるか否かを判断していることになる。
【００７７】
なお、ステップ１５０で圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの乖離度合いの判断を行なうので、図２に示したステップ１３０、１４０はいずれかを省略することも可能である。
【００７８】
ちなみに、図４において、蒸発器１４の温度変化が外気温の温度変化より大きいのは、車室９０内への日射等の影響により内気温度が外気温度より大きく変化することによる。
【００７９】
ステップ１５０において、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの差が３℃より大きいと判断した場合には、ステップ１２０へリターンする。圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの差が３℃以内であると判断した場合には、吐出温度・圧力センサ３１からの信号に基づいて吐出配管２１ａ内の冷媒圧力Ｐｄを検出する（ステップ１６０）。
【００８０】
このとき、既に冷凍サイクル１０内の冷媒圧力は均圧（均一圧力）となっているので、ステップ１６０で検出した冷媒圧力Ｐｄは、均圧化された冷凍サイクル１０内の冷媒圧力である。
【００８１】
ステップ１６０を実行したら、ステップ１２０で検出した圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの平均温度、ステップ１６０で検出した冷媒圧力Ｐｄ、および冷凍サイクル１０の内容積に基づいて、冷凍サイクル１０内の冷媒量Ｒｅｆｃを算出する（ステップ１７０）。すなわち、冷凍サイクル１０内の冷媒の均一な圧力、均一な温度、および冷凍サイクル１０の内容積に基づいて、冷凍サイクル１０内の冷媒量Ｒｅｆｃを算出する。
【００８２】
ステップ１７０で冷媒量Ｒｅｆｃの算出に採用する冷媒温度は、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの平均温度ではなく、圧縮機温度Ｔｃｏｍｐおよび外気温度Ｔａｍｂのいずれかとしてもかまわない。
【００８３】
ステップ１７０で冷凍サイクル１０内の冷媒量Ｒｅｆｃを算出したら、現在の冷媒量Ｒｅｆｃが冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍより少ないか否か判断する（ステップ１８０）。ここで、冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍは、冷凍サイクル１０が冷却性能を発揮できる最低限の冷媒量である。
【００８４】
ステップ１８０において冷媒量Ｒｅｆｃが冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍより少ないと判断した場合には、告知手段である図示しない空調操作パネルの警告灯を点灯し、ユーザ等に冷媒量が不足していることを警告し（ステップ１９０）、冷媒検知制御を終了する。ステップ１８０において現在の冷媒量Ｒｅｆｃが冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍ以上であると判断した場合には、ステップ１９０をパスして冷媒検知制御を終了する。
【００８５】
ここで、ステップ１１０が冷凍サイクル１０内の冷媒を均一圧力にする（具体的には均一圧力状態であることを検出する）本実施形態における均圧ステップであり、本実施形態における均圧手段に相当する。また、ステップ１５０が冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する本実施形態における均一温度検出ステップであり、本実施形態における均一温度検出手段に相当する。また、ステップ１７０が冷凍サイクル１０内の冷媒の均一圧力、均一温度、および冷凍サイクル１０の所定内容積に基づいて、冷凍サイクル１０内の冷媒量を算出する本実施形態における冷媒量算出ステップであり、本実施形態における冷媒量算出手段に相当する。
【００８６】
ここで、冷凍サイクル内の冷媒温度が実質的に均一温度であるとは、厳密な意味での均一温度である必要はなく、冷媒量を算出する際に、期待される算出精度（所望の算出精度）が得られる程度のバラツキを許容する均一温度であることをいう。
【００８７】
上述の構成および作動によれば、冷凍サイクル１０内の冷媒を均一圧力とし（均一圧力を検出し）、冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、この均一な冷媒圧力および冷媒温度に基づいて冷媒量を精度よく検知することができる。また、圧縮機温度センサ３２および外気温センサ３４の検出値に基づいて冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出できるので、冷凍サイクル１０の区画毎に温度センサを設ける必要がない。したがって、システム構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することができる。
【００８８】
また、外気温度は車両用空調装置１の通常空調運転制御時にも必要な情報であるため、外気温センサ３４は冷媒量検知のために専用に設けるものではないので、構成を一層簡素化することができる。
【００８９】
また、冷凍サイクル１０を構成する部品のうち最も熱容量が大きく外気温に対して温度変化の追従性が低い圧縮機１１の壁部温度と、外気温との一致度合いに基づいて、冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出できるので、検出が極めて容易である。
【００９０】
また、ステップ１３０、１４０の判断を行なって、冷凍サイクル１０内の冷媒が確実に気相冷媒であるときに冷媒量算出を行なうので、冷凍サイクル１０内の冷媒量を極めて精度よく検知することができる。
【００９１】
また、本実施形態の冷凍サイクル１０内の冷媒は二酸化炭素であり、二酸化炭素冷媒の臨界温度は約３１℃と比較的低いため、圧縮機１１を停止した後に冷凍サイクル１０内の冷媒が気相状態となり易い。したがって、本発明を適用して、極めて容易に冷凍サイクル１０内の冷媒量の検知を行なうことができる。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５および図６に基づいて説明する。
【００９３】
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、冷凍サイクル内冷媒の均一温度を検出する際に、冷凍サイクルの低圧側領域を加熱して積極的に冷媒の均一温度状態を形成する点が異なる。
【００９４】
なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００９５】
図５に、制御装置１００が実行する本実施形態における冷媒量検知制御動作のフローチャートを示す。
【００９６】
本実施形態では、冷媒量の検知は空調装置１が停止した状態（圧縮機１１が非稼働状態）から開始される。例えば、サービスマン等が図示しない操作パネルのスイッチを同時に複数組み合わせて押すような所謂裏技スイッチ操作等を行なった場合に、本実施形態の冷媒量検知制御動作が開始される。
【００９７】
制御装置１００は、まず、空調装置１をオンする（ステップ２１０）。すなわち、図示しない車両のエンジンが始動され、圧縮機１１の作動が開始される。
【００９８】
次に、ヒータコア５１に流れ込むエンジン冷却水温Ｔｗの検出を行ない（ステップ２２０）、冷却水温Ｔｗが８０℃以上となったことを確認したら（ステップ２３０）、圧縮機１１を停止する（ステップ２４０）。
【００９９】
ステップ２４０を実行したら、吐出温度・圧力センサ３１からの信号および蒸発器フィン温度センサ３３からの信号に基づいて圧縮機１１の吐出部温度Ｔｄおよび蒸発器１４のフィン温度Ｔｅｆｉｎを検出する（ステップ２５０）。
【０１００】
ステップ２５０で圧縮機１１の吐出部温度Ｔｄおよび蒸発器１４のフィン温度Ｔｅｆｉｎを検出したら、吐出部温度Ｔｄが予め設定された温度Ｔ１以上であるか否か判断する（ステップ２６０）。ここで、温度Ｔ１は、第１の実施形態で説明した温度Ｔ１と同等のものである。
【０１０１】
ステップ２６０において吐出部温度Ｔｄが温度Ｔ１以上であると判断した場合には、ステップ２７０へ進み、吐出部温度Ｔｄが温度Ｔ１未満であると判断した場合には、ステップ２１０へリターンする。
【０１０２】
ここでは、吐出部温度Ｔｄが温度Ｔ１以上であるか否か判断しているが、第１の実施形態のように、蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎが温度Ｔ１以上であるか否かも判断するものであってもよい。
【０１０３】
ステップ２６０において吐出部温度Ｔｄが温度Ｔ１以上であると判断した場合には、ステップ２７０において、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差の絶対値が３℃以下であるか否か判断する。すなわち、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が３℃以内であるか否か判断する。
【０１０４】
ステップ２７０において吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が３℃以内であると判断した場合には、ステップ１６０へ進む。一方、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が３℃より大きいと判断した場合には、冷凍サイクル１０を作動させず車室９０内を暖房するように空調装置１を運転する（ステップ２８０）。
【０１０５】
具体的には、図示しない送風機を作動させてヒータコア５１において内部を流れる８０℃以上の冷却水と空調ダクト５０内を流通する空気とを熱交換して車室９０内を暖房する。このとき、空調装置１は、内気循環モードを形成するとともに、最大暖房状態およびフット吹出モードを形成する。これにより、車室９０内は速やかに暖房され、内気循環モードにより空調ダクト５０内へ還流する暖かい空気によって蒸発器１４が加熱される。
【０１０６】
ステップ２８０の暖房運転を行ないつつ、ステップ２５０へリターンし、ステップ２７０において吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が３℃以内であると判断するまで暖房運転を継続する。
【０１０７】
図６は、上述の暖房運転を行なった場合の吐出部温度Ｔｄおよび蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎの変化の一例を示すグラフである。図６に示すように、ステップ２４０が実行される前は圧縮機１１が作動しており、冷凍サイクル１０の高圧側領域に属する吐出部（吐出配管２１ａ内）の温度Ｔｄは比較的高温であり、冷凍サイクル１０の低圧側領域に属する蒸発器１４のフィン温度Ｔｅｆｉｎは比較的低温である。
【０１０８】
この状態からステップ２４０を実行して圧縮機１１の作動を停止すると、高圧側領域である吐出部温度Ｔｄは外気温度に向かって収束していき、低圧側領域である蒸発器１４のフィン温度Ｒｅｆｉｎは車室内温度（内気温度）に向かって収束していく。
【０１０９】
このとき、暖房運転を行なわなければ、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとは近似した温度に収束していくことになるが、ステップ２８０を実行して車室９０内の暖房運転を行なうと、蒸発器１４のフィン温度Ｒｅｆｉｎは暖房加熱された車室内温度に向かって収束していく。
【０１１０】
したがって、ステップ２８０の暖房運転が行なわれると、図６に示すように、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとは比較的速やかにクロスする（一致する）。また、比較的高温でクロスさせることができ、クロス時の温度を容易に前述の温度Ｔ１以上とすることができる。
【０１１１】
すなわち、ステップ２７０で「ＮＯ」と判定された場合であっても、ステップ２８０の暖房運転を行なうことにより、ステップ２６０、２７０においていずれも「ＹＥＳ」と判定する状態を容易に形成することができる。
【０１１２】
ステップ２７０において吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が３℃以内であると判断した場合には、第１の実施形態と同様に、ステップ１６０、１７０、１８０を順次行なっていく。ただし、ステップ１７０で冷媒量Ｒｅｆｃの算出に採用する冷媒温度は、吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの平均温度、あるいは吐出部温度Ｔｄおよび蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎのいずれかとすることができる。
【０１１３】
ステップ１８０において冷媒量Ｒｅｆｃが冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍより少ないと判断した場合には、告知手段である図示しない空調操作パネルのパターン表示部に「ＮＧ」の表示を行なってサービスマン等に冷媒量が不足していることを警告し（ステップ２９０）、冷媒検知制御を終了する。ステップ１８０において現在の冷媒量Ｒｅｆｃが冷媒量下限判断値Ｒｅｆｄｌｉｍ以上であると判断した場合には、空調操作パネルのパターン表示部に「ＯＫ」の表示を行なってサービスマン等に冷媒量が不足していないことを告知し（ステップ３００）、冷媒検知制御を終了する。
【０１１４】
ここで、ステップ２４０が冷凍サイクル１０内の冷媒を均一圧力にする本実施形態における均圧ステップであり、本実施形態における均圧手段に相当する。また、ステップ２７０が冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出する本実施形態における均一温度検出ステップであり、本実施形態における均一温度検出手段に相当する。また、ステップ１７０が冷凍サイクル１０内の冷媒の均一圧力、均一温度、および冷凍サイクル１０の所定内容積に基づいて、冷凍サイクル１０内の冷媒量を算出する本実施形態における冷媒量算出ステップであり、本実施形態における冷媒量算出手段に相当する。
【０１１５】
ここでも、第１の実施形態と同様に、冷凍サイクル内の冷媒温度が実質的に均一温度であるとは、厳密な意味での均一温度である必要はなく、冷媒量を算出する際に、期待される算出精度（所望の算出精度）が得られる程度のバラツキを許容する均一温度であることをいう。
【０１１６】
上述の構成および作動によれば、冷凍サイクル１０内の冷媒を均一圧力とし、冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出したときに、この均一な冷媒圧力および冷媒温度に基づいて冷媒量を精度よく検知することができる。また、吐出温度・圧力センサ３１および蒸発器フィン温度センサ３３の検出値に基づいて冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出できるので、冷凍サイクル１０の区画毎に温度センサを設ける必要がない。したがって、システム構成を複雑にすることなく冷媒量の検知精度を向上することができる。
【０１１７】
また、圧縮機の吐出部温度・圧力および蒸発器フィン温度は車両用空調装置１の通常空調運転制御時にも必要な情報であるため、吐出温度・圧力センサ３１および蒸発器フィン温度センサ３３は冷媒量検知のために専用に設けるものではないので、構成を一層簡素化することができる。
【０１１８】
また、圧縮機１１を停止した後、冷凍サイクル１０の低圧側領域である蒸発器１４を加熱して速やかに高圧側領域の温度と一致させることができるので、極めて短時間で冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出することができる。
【０１１９】
また、蒸発器１４の加熱は、ヒータコア５１により車室９０内を内気循環モードで暖房することで行なっているので、蒸発器１４を加熱する専用の加熱手段を設ける必要がない。
【０１２０】
また、ステップ２６０の判断を行なって、冷凍サイクル１０内の冷媒が確実に気相冷媒であるときに冷媒量算出を行なうので、冷凍サイクル１０内の冷媒量を極めて精度よく検知することができる。さらに、ステップ２８０で暖房運転を行なうことで低圧側を加熱し、確実に冷媒が気相となるＴ１以上の温度で冷凍サイクル１０内の冷媒を均一温度とすることができる。
【０１２１】
また、本実施形態の冷凍サイクル１０内の冷媒は二酸化炭素であり、二酸化炭素冷媒の臨界温度は約３１℃と比較的低いため、圧縮機１１を停止した後に冷凍サイクル１０内の冷媒が気相状態となり易い。したがって、本発明を適用して、極めて容易に冷凍サイクル１０内の冷媒量の検知を行なうことができる。
【０１２２】
（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、ステップ１５０において圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとの差が所定値以内となったときに冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出していたが、冷媒の均一温度の検出は圧縮機温度Ｔｃｏｍｐと外気温度Ｔａｍｂとに基づくものに限定されず、圧縮機１１内の冷媒温度もしくはその関連温度と外気温度もしくはその関連温度との差が所定値以内となった場合に、冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出するものであればよい。
【０１２３】
上記第１の実施形態における圧縮機温度Ｔｃｏｍｐは、圧縮機１１内の冷媒温度の関連温度であり、圧縮機１１内の冷媒温度を直接検出するものであってもよい。また、例えば、圧縮機内の冷媒温度の関連温度として、吐出配管２１ａ内の冷媒温度、もしくは吐出配管２１ａの温度等を採用するものであってもよい。
【０１２４】
なお、圧縮機内の冷媒温度の関連温度とは、圧縮機内の冷媒温度が変化したときに大きな遅れなくこの冷媒温度に追従する温度とすることができ、関連温度の定義は以下においても同様である。
【０１２５】
また、外気温度の関連温度としては、例えば、蒸発器１４のフィン温度、蒸発器１４を通過した空気温度（所謂エバポレータ後温度）、内気温度等を採用することができる。
【０１２６】
また、上記第２の実施形態では、ステップ２７０において吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとの差が所定値以内となったときに冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であることを検出していたが、冷媒の均一温度の検出は吐出部温度Ｔｄと蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎとに基づくものに限定されず、冷凍サイクル１０の低圧側領域の冷媒温度と高圧側領域の冷媒温度との差が所定値以内となった場合に、冷凍サイクル１０内の冷媒温度が実質的に均一温度であると検出するものであればよい。
【０１２７】
冷凍サイクル１０の低圧側領域の冷媒温度（もしくはその関連温度）としては、蒸発器１４内の冷媒温度もしくはその関連温度を採用することができ、蒸発器１４内の冷媒温度を直接検出するものであってもよい。また、蒸発器１４内冷媒温度の関連温度としては、上記第２の実施形態で採用した蒸発器フィン温度以外に、例えば、蒸発器１４の空気流れ上流側と下流側との温度差、蒸発器１４に接続する低圧側配管２２の温度、もしくは内気温度等を採用することができる。
【０１２８】
冷凍サイクル１０の高圧側領域の冷媒温度（もしくはその関連温度）としては、圧縮機１１の冷媒吐出部の冷媒温度もしくはその関連温度を採用することができ、圧縮機１１内の圧縮直後の冷媒吐出部の冷媒温度を直接検出するものであってもよい。また、圧縮機１１冷媒吐出部の冷媒温度の関連温度としては、上記第２の実施形態で採用した吐出配管２１ａ内の冷媒温度以外に、例えば、圧縮機１１の冷媒吐出部の壁面温度（圧縮機ハウジングのうち圧縮後の冷媒が内部を流れる部位の壁面温度）、もしくは吐出配管２１の温度等を採用することができる。
【０１２９】
また、上記第２の実施形態では、ステップ２８０において蒸発器１４を加熱する加熱手段はヒータコア５１であったが、加熱手段はこれに限定されるものではなく、例えば、ヒータコア５１以外にＰＴＣヒータ等の予備ヒータ備える空調装置においてはこの予備ヒータを加熱手段としてもかまわない。また、蒸発器１４を加熱するために専用のＰＴＣヒータ等の加熱手段を配設するものであってもかまわない。
【０１３０】
また、上記各実施形態では、冷凍サイクル１０内の冷媒が全て気相状態である場合に冷媒量の算出を行なっていたが、所望の算出精度によっては若干液相冷媒が存在する気液二相冷媒状態で冷媒量の算出を行なってもかまわない。具体的には、ステップ１３０、１４０、２６０で用いた比較温度をＴ１より若干低い温度としてもかまわない。
【０１３１】
また、上記各実施形態では、冷媒量の充足、不足を告知する告知手段（警告手段）は操作パネルの警告灯や表示部であったが、これに限定するものではない。例えば、コンビネーションメータ内の警告灯や表示部であってもよいし、サービスマン等がサービスツールを用いて冷媒量検知を行なう場合にはサービスツールの表示部であってもよい。また、告知手段は表示手段に限らず、音を発生する発音手段であってもかまわない。
【０１３２】
また、上記各実施形態では、車両用空調装置１の制御装置１００が冷媒量検知を行なうものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、専用の検知制御装置を設けて冷媒量検知を行なうものであってもよいし、検知を行なう際にのみサービスツール等を接続して冷媒量検知を行なうものであってもよい。
【０１３３】
また、上記各実施形態で用いた３℃等の実数値は例示であって、冷凍サイクルの諸性能や所望の検知精度等に応じて適宜設定可能なものである。
【０１３４】
また、上記各実施形態では、冷媒は二酸化炭素であったが、これに限定されるものではない。例えば、エチレン、エタン、酸化窒素等であってもかまわない。  また、上記各実施形態では、冷凍サイクル１０は、高圧側領域において冷媒を臨界圧以上とする所謂超臨界冷凍サイクルであったが、これに限定されるものではない。
【０１３５】
また、上記各実施形態では、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクル内の冷媒量を検知するものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、定置式空調装置の冷凍サイクルや冷凍装置の冷凍サイクル等の冷媒量検知に本発明を適用しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における冷媒量検知装置を備える冷凍サイクル１０の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態において制御装置１００が実行する冷媒量検知制御動作を示すフローチャートである。
【図３】温度Ｔ１を説明するための冷媒の圧力−エンタルピー線図である。
【図４】冷凍サイクル１０の主要構成部品の温度変化の例を示すグラフである。
【図５】第２の実施形態において制御装置１００が実行する冷媒量検知制御動作を示すフローチャートである。
【図６】吐出部温度Ｔｄおよび蒸発器フィン温度Ｔｅｆｉｎの変化の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３７】
１  車両用空調装置
１０  冷凍サイクル
１１  圧縮機
１２  放熱器
１３  膨張弁（減圧手段）
１４  蒸発器
２０  冷媒配管
２１  高圧側配管
２１ａ  吐出配管
２２  低圧側配管
３１  吐出温度・圧力センサ
３２  圧縮機温度センサ
３３  蒸発器フィン温度センサ
３４  外気温センサ
５１  ヒータコア（暖房用熱交換器、加熱手段）
９０  車室
１００  制御装置（制御手段）
【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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