(57)【要約】【課題】  低温外気時に特別な高精度の圧力センサを追加することなく判定することができ、過少冷媒による圧縮機のダメージを抑えることができる空調装置における冷媒不足検出方法の提供。【解決手段】  空調装置における少なくとも２箇所以上の温度差により、冷媒の過少を判定するようにし、室内熱交換器１３に作用する空調風が有る場合は、温度差を検出する２箇所の温度として室内放熱器２出口冷媒温度と室内放熱器２後空気温度を使用し、無い場合は、圧縮機１出口冷媒温度と室内放熱器２出口冷媒温度を使用するようにした。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が循環する流路と、該流路の途中にそれぞれ介装された放熱器及び蒸発器と、該放熱器と蒸発器との間の流路に介装された圧縮機とを備えた空調装置において、
該空調装置における少なくとも２箇所以上の温度差により、冷媒の過少を判定するようにしたことを特徴とする空調装置における冷媒不足検出方法。
【請求項２】
前記温度差を検出する２箇所の温度は放熱器出口冷媒温度と放熱器後空気温度であることを特徴とする請求項１記載の空調装置における冷媒不足検出方法。
【請求項３】
前記温度差を検出する２箇所の温度は圧縮機出口冷媒温度と放熱器出口冷媒温度であることを特徴とする請求項１記載の空調装置における冷媒不足検出方法。
【請求項４】
前記放熱器に作用する空調風の有無により比較する温度を変更するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調装置における冷媒不足検出方法。
【請求項５】
前記放熱器に作用する空調風が有る場合は、前記温度差を検出する２箇所の温度として前記放熱器出口冷媒温度と放熱器後空気温度を使用し、無い場合は、前記圧縮機出口冷媒温度と放熱器出口冷媒温度を使用するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調装置における冷媒不足検出方法。
【請求項６】
使用する冷媒がＲ７４４であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調装置における冷媒不足検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動時に臨界点を越える冷媒を用いた空調装置における冷媒不足検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒が循環する流路と、該流路を形成する配管の途中にそれぞれ設けられた凝縮器（放熱器）および蒸発器と、該凝縮器（放熱器）と蒸発器との間に位置して前記配管の途中に設けられ、該配管内の冷媒を圧縮するコンプレッサ（圧縮機）とからなる空調装置において、前記流路の途中に設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力センサと、外気温度または冷媒温度を検出する温度センサと、前記コンプレッサの始動に先立って該温度センサおよび圧力センサからの信号に基づき、冷媒の充填量不足を判定する始動前冷媒不足判定手段とを備えた空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−３８６５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、従来例の装置にあっては、以下に述べるような問題がある。
例えば、冷媒がＲ７４４である場合を基に説明する。
Ｒ７４４は臨界温度の上下で状態が変化するため、臨界温度未満、以上に分けて説明する。
【０００４】
冷媒温度が臨界温度未満の場合：
冷媒温度に対して飽和圧力が物性上規定できるため、冷媒温度に対しての飽和圧力を算出し、測定した圧力値と比較する。冷媒が漏れなどにより過少の場合、この飽和圧力を下回る。
【０００５】
冷媒温度が臨界温度以上の場合：
冷媒温度に対して交差する密度線にて圧力が規定できるため、この圧力を算出し、測定した圧力値と比較する。ここで、密度線はあらかじめ設定されているシステム容積と規定冷媒封入量より算出可能である。冷媒が漏れなどにより過少の場合、この交差する圧力を下回る。冷媒温度から飽和圧力を計算して測定した圧力と比較を行う方式が一般的である。
【０００６】
または、圧力ＳＷ等を利用して一律、何MPa以下であればコンプレッサを起動しない方法もあるが、冷媒により暖房を行う方式のシステムには低外気温度時の飽和圧力が極端に低くなるため適用できない。
【０００７】
ところが、低い冷媒温度時には冷媒封入量の変化に対して圧力の変化代が小さく、精度良く判定できずに誤検知する可能性が高く、精度を求めるために高精度の圧力センサが必要になり、コスト的に高くなる問題点がある。
【０００８】
例えばシステム容積３１００cm３、規定封入量６００gとした場合に、飽和圧力が０.２MPa変化するために、冷媒温度２０degCでは１００g以下の減少で変化するのにして冷媒温度５degCでは２５０g以上の減少が必要である。
【０００９】
特に暖房運転時には冷媒循環量も少なく、冷媒と共に吐出されたコンプレッサの潤滑オイルが吸入冷媒によってコンプレッサに戻りにくいため、コンプレッサ保護の観点からも停止させる必要性がある。
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は、低温外気温度時に特別な高精度の圧力センサを追加することなく判定することができ、過少冷媒による圧縮機のダメージを抑えることができる空調装置における冷媒不足検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１記載の空調装置における冷媒不足検出方法は、冷媒が循環する流路と、該流路の途中にそれぞれ介装された放熱器及び蒸発器と、該放熱器と蒸発器との間の流路に介装された圧縮機とを備えた空調装置において、該空調装置における少なくとも２箇所以上の温度差により、冷媒の過少を判定するようにしたことを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の装置では、上述のように、空調装置における少なくとも２箇所以上の温度差により、冷媒の過少を判定するようにしたことで、低温度外気時に特別な高精度の圧力センサを追加することなく判定することができ、過少冷媒による圧縮機のダメージを抑えることができるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
この実施例の空調装置における冷媒不足検出方法は、請求項１〜６に記載の発明に対応する。
【００１５】
まず、この実施例の空調装置における冷媒不足検出方法を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１はこの実施例の空調装置における冷媒不足検出方法が適用された車両用空調装置を示すシステム図、図２は実施例の空調装置における冷媒不足検出方法を示す制御フローチャートである。
【００１７】
この実施例の車両用空調装置は、冷媒を圧縮、昇温させるコンプレッサ（圧縮機）１と、冷媒と車室内に供給される空気との間で熱交換させる室内放熱器２と、冷媒の流れを切り替える三方弁３、電磁弁４と、冷媒と外気との間で熱交換させる室外熱交換器（冷房運転時は室外放熱器、暖房運転時は吸熱器として作用する）５と、冷媒の逆流を防止する逆止弁６、７、８と、高圧側と低圧側の冷媒との間で熱交換させる内部熱交換器９と、冷媒を膨張させる減圧器１０、１１と、冷媒と車室内に供給される空気との間で熱交換させる室内熱交換器（蒸発器）１２と、冷媒を気液分離するアキュームレータ１３と、図示していないブロアファンからの空調風の流れをコントロールするドアと、車両用空調装置による運転モードを制御する制御部とを備えている。
【００１８】
また、減圧装置を境にしての高圧側の圧力を検知する圧力センサ１００と、コンプレッサ１出口の冷媒温度を検知する冷媒温度センサ１０１と、室内放熱器２出口の冷媒温度を検知する冷媒温度センサ１０２と、室外熱交換器５出口の冷媒温度を検知する冷媒温度センサ１０３と、室内放熱器２後の空気温度を検知する空気温度センサ１１２と、室内熱交換器１２後の空気温度を検知する空気温度センサ１１３をシステム制御に必要要素として構成されている。
【００１９】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２０】
冷媒がＲ７４４システムでは放熱器出口冷媒温度により高圧側の圧力を制御することは公知である。
【００２１】
例えば、冷房モードの場合、室外熱交換器５出口冷媒温度センサ１０３で冷媒温度を検知し、システム圧力を制御する。また、室内熱交換器１２後の空気温度センサ１１３で検知した空気温度をもとにシステム性能を制御する。
【００２２】
暖房モードの場合、室内放熱器２出口冷媒温度センサ１０２で冷媒温度を検知し、システム圧力を制御する。
【００２３】
また、室内放熱器２後の空気温度センサ１１２で検知した空気温度をもとにシステム性能を制御する。
【００２４】
コンプレッサ１出口の冷媒温度を検知する温度センサ１０１ではコンプレッサ１の異常高温を保護する。
【００２５】
ここで説明のために、コンプレッサ１出口の冷媒温度を検知する冷媒温度センサ１０１で検知した冷媒温度をTd[degC]、室内放熱器２出口冷媒温度センサ１０２で検知した冷媒温度をTsgo[degC]、室内放熱器２後の空気温度センサ１１２で検知した空気温度をTsg[degC]とする。
【００２６】
ここで、ブロアファンからの風がある場合と、ない場合に分けて説明する。
風がある場合：室内放熱器２を流れる冷媒と風と熱交換を行うため、冷媒が許容量封入されている場合、Tsgo<Tsgとなる傾向にある。
【００２７】
この時、冷媒が過少である場合、Tsgo>Tsgとなる傾向にある。ゆえに、Tsgo>Tsgと
なる場合、過少と判断する。
【００２８】
風がない場合：室内放熱器２と風と熱交換を行わないため、コンプレッサ１出口冷媒と室内放熱器２出口冷媒の温度差は配管、熱交換器自体の熱マス分のみであり、冷媒が許容量封入されている場合、Td≒Tsgoとなる傾向にある。
【００２９】
この時、冷媒が過少である場合、熱マス分の影響を大きく受けるため、Td>>Tsgoとなる傾向にある。ゆえに、Td>>Tsgoとなる場合、過少と判断する。
【００３０】
図２の制御フローチャートをもとに説明する。
【００３１】
ステップＳ０：コンプレッサが駆動中かどうかを判断する。
これは冷媒が循環しないと判定できないので、駆動中であればＹＥＳでステップＳ１へ進み、ＮＯであれば判定を終了する。
【００３２】
ステップＳ１：ブロワファンが回って風が出ているかを判断し、ＹＥＳであればステップＳ１２へ進み、ＮＯであればステップＳ２１へ進む。
【００３３】
ステップＳ１１：Tsgo（室内放熱器２出口冷媒温度）とTsg（室内放熱器２後空気温度）の大小を判断する。ここでヒスを加味してTsgに５Ｋを加算したもので比較し、ＹＥＳであればステップＳ１２へ進み、ＮＯであれば判定を終了する。
【００３４】
ステップＳ１２：この状態が３０秒連続継続しているかどうかを判断し、継続していればＹＥＳでステップＳ１３へ進み、ＮＯであれば今回の判定は終了する。
【００３５】
ステップＳ１３：過少冷媒と判断し、コンプレッサ１を停止させ、保護する。
【００３６】
ステップＳ２１：Td（コンプレッサ１出口冷媒温度）とTsgo（室内放熱器２出口冷媒温度）の大小を判断する。ここで熱マスを加味してTsgoに１５Ｋを加算したもので比較し、ＹＥＳであればステップＳ２２へ進み、ＮＯであれば判定を終了する。
【００３７】
ステップＳ２２：この状態が３０秒連続継続しているかどうかを判断し、継続していればＹＥＳでステップＳ２３へ進み、ＮＯであれば今回の判定は終了する。
【００３８】
ステップＳ２３：過少冷媒と判断し、コンプレッサを停止させ、保護する。
【００３９】
次に、この実施例の効果を説明する。
【００４０】
この実施例の装置では、上述のように、空調装置における少なくとも２箇所以上の温度差により、冷媒の過少を判定するようにしたことで、低温外気時に特別な高精度の圧力センサを追加することなく判定することができ、過少冷媒によるコンプレッサ１のダメージを抑えることができるようになるという効果が得られる。
【００４１】
また、室内熱交換器１２に作用する空調風が有る場合は、温度差を検出する２箇所の温度として室内放熱器２出口冷媒温度と室内放熱器２後空気温度を使用し、無い場合は、圧縮機１出口冷媒温度と室内放熱器２出口冷媒温度を使用するようにしたことで、低温起動でシステムが暖まるまで、空調風が抑えられている場合でも、システムが暖まっている場合でも早急に正確な判断をすることができ、過小冷媒状態でコンプレッサ１が作動されてのダメージを抑えることができるようになるという効果が得られる。
【００４２】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００４３】
例えば、実施例では、圧力センサ１００をコンプレッサ１出口直後に配置させたが、圧力センサ１００の設置位置は、コンプレッサ１出口から減圧器（膨張弁）１０、１１の入口までの高圧の場所であればよい。
【００４４】
また、本実施例では過小冷媒の判定について記述を行ってきたが、冷媒が過小の場合、空調性能が能力どおり発揮できないのは自明のことであり、空調能力の不足判定にも適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例の空調装置における冷媒不足検出方法が適用された車両用空調装置を示すシステム図である。
【図２】実施例の空調装置における冷媒不足検出方法を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  コンプレッサ（圧縮機）
２  室内放熱器
３  三方弁
４  電磁弁
５  室外熱交換器
６  逆止弁
７  逆止弁
８  逆止弁
９  内部熱交換器
１０  減圧器（膨張弁）
１１  減圧器（膨張弁）
１２  室内熱交換器（蒸発器）
１３  アキュームレータ
１００  圧力センサ
１０１  冷媒温度センサ
１０２  冷媒温度センサ
１０３  冷媒温度センサ
１１２  空気温度センサ
１１３  空気温度センサ
【図１】
2008224110.tif 000003
【図２】
2008224110.tif 000004