(57)【要約】【課題】特別な部品を追加することなく低コストに封入冷媒量の過少を判定する。【解決手段】圧縮機と放熱器と減圧器と蒸発器とを有する炭酸ガスを冷媒とする冷凍サイクルを備え、圧縮機の吐出冷媒圧力Ｐｄを検知する圧力センサと、圧縮機の吐出冷媒温度Ｔｄを検知する第１冷媒温度センサと、冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定する低圧側圧力認識手段とを備え、低圧側圧力認識手段によって認識した低圧側の冷媒圧力Ｐｓと圧力センサが検知した圧縮機の吐出冷媒圧力Ｐｄとから最大限許容される許容吐出冷媒温度Ｔｄ’を求め、この許容吐出冷媒温度Ｔｄ’と吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄとを比較することにより冷凍サイクル内の封入冷媒量の過少を判定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（５），（６）と、前記放熱器（５），（６）で冷却された冷媒を減圧する減圧手段（８），（９）と、前記減圧手段（８），（９）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（４），（６）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備えた空気調和装置（１）であって、
前記圧縮機の吐出冷媒圧力を検知する高圧側圧力検知手段（２０）と、前記圧縮機（３）の吐出冷媒温度を検知する吐出冷媒温度検知手段（２１）と、前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側圧力認識手段（３０ａ）と、前記低圧側圧力認識手段（３０ａ）によって認識した低圧側の冷媒圧力と前記高圧側圧力検知手段（２０）が検知した前記圧縮機（３）の吐出冷媒圧力とから最大限許容される許容吐出冷媒温度を求め、この許容吐出冷媒温度と前記吐出冷媒温度検知手段（２１）が検知した検知吐出冷媒温度とを比較することにより前記冷凍サイクル（２）内の封入冷媒量が過少であるか否かを判定する冷媒量過少判定手段（３０ｂ）とを備えたことを備えたことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項２】
請求項１記載の空気調和装置（１）であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（４）を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器（４）を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項３】
請求項１記載の空気調和装置（１）であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（６）を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器（６）が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気調和装置（１）であって、
前記冷媒量過少判定手段（３０ｂ）は、前記圧縮機（３）の稼働開始から一定時間以内に封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和装置（１）であって、
前記冷媒量過少判定手段（３０ｂ）は、前記吐出冷媒温度検知手段（２１）が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機（３）のモータコイル温度が低い場合に、封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和装置（１）であって、
前記冷媒量過少判定手段（３０ｂ）は、前記吐出冷媒温度検知手段（２１）が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機（３）のモータコイル温度が高い場合に、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機（３）のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和装置（１）であって、
前記冷媒量過少判定手段（３０ｂ）は、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機（３）のモータの印加電力による熱損失温度値を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置（１）。
【請求項８】
冷媒を圧縮する圧縮機（３）と、前記圧縮機（３）で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器（５），（６）と、前記放熱器（５），（６）で冷却された冷媒を減圧する減圧手段（８），（９）と、前記減圧手段（８），（９）によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器（４），（６）とを少なくとも有する冷凍サイクル（２）を備えた空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記圧縮機（３）の吐出冷媒圧力を検知する高圧側圧力検知手段（２０）と、前記圧縮機（３）の吐出冷媒温度を検知する吐出冷媒温度検知手段（２１）と、前記冷凍サイクル（２）の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側圧力認識手段（３０ａ）とを備え、
前記低圧側圧力認識手段（３０ａ）によって認識した低圧側の冷媒圧力と前記高圧側圧力検知手段（２０）が検知した前記圧縮機（３）の吐出冷媒圧力とから最大限許容される許容吐出冷媒温度を求め、この許容吐出冷媒温度と前記吐出冷媒温度検知手段（２１）が検知した検知吐出冷媒温度とを比較することにより前記冷凍サイクル（２）内の封入冷媒量が過少であるか否かを判定することを備えたことを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項９】
請求項８記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（４）を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器（４）を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１０】
請求項８記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記低圧側冷媒圧力認識手段（３０ａ）は、前記蒸発器（６）を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器（６）が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１１】
請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記圧縮機（３）の稼働開始から一定時間以内に封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１２】
請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記吐出冷媒温度検知手段（３０ｂ）が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機（３）のモータコイル温度が低い場合に、封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１３】
請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
前記吐出冷媒温度検知手段（３０ｂ）が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機（３）のモータコイル温度が高い場合に、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機（３）のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【請求項１４】
請求項８〜請求項１３のいずれかに記載の空気調和装置（１）の制御方法であって、
許容吐出冷媒温度に前記圧縮機（３）のモータの印加電力による熱損失温度値を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置（１）の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を封入した冷凍サイクルを備えた空気調和装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の空気調和装置としては、特許文献１に開示されたものがある。この空気調和装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器と、放熱器で冷却された冷媒を減圧する膨張弁と、膨張弁によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを有する冷凍サイクルを備えている。又、空気調和装置は、冷凍サイクルの放熱器と膨張弁との間に介在され、高圧側の冷媒圧力を検知する圧力センサと、外気温度を検知する外気温度センサと、外気温度センサが検知した外気温度と圧力センサが検知した高圧側圧力に基づいて封入冷媒量の過少を判定する始動前冷媒不足判定手段とを備えている。
【０００３】
始動前冷媒不足判定手段は、外気温度に対する冷媒の飽和圧力に基づいて許容冷媒圧力を求め、許容冷媒圧力より実際の高圧側圧力が小さい場合に封入冷媒量が過少であると判定する。
【０００４】
この従来例によれば、外気温度に応じて冷媒の飽和圧力が変化することに着目して封入冷媒量の過少を判定するため、外気温度に関わらず封入冷媒量の過少を正確に判定できる。
【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】
【０００５】
しかしながら、従来例の空気調和装置では、高圧側冷媒圧力に着目して封入冷媒量の過少を判定しているが、例えばシステム容積３１００ｃｍ３、規定封入量６００ｇとした場合に、冷媒温度が高い場合（例えば２０ｄｅｇＣ）と低い場合（例えば５ｄｅｇＣ）では、飽和圧力が０．２ＭＰａ変化するのに、冷媒温度が高い場合には冷媒量１００ｇ以下の減少で足りるのに、冷媒温度が低い場合には冷媒量２５０ｇ以上の減少が必要である。従って、精度を求めるために圧力センサとして高精度のものを用いないと、誤検知する可能性が高いため、高コストになるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、特別な部品を追加することなく低コストに封入冷媒量の過少を判定できる空気調和装置及びそ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】
上記目的を達成する請求項１の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器と、前記放熱器で冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備えた空気調和装置であって、前記圧縮機の吐出冷媒圧力を検知する高圧側圧力検知手段と、前記圧縮機の吐出冷媒温度を検知する吐出冷媒温度検知手段と、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側圧力認識手段と、前記低圧側圧力認識手段によって認識した低圧側の冷媒圧力と前記高圧側圧力検知手段が検知した前記圧縮機の吐出冷媒圧力とから最大限許容される許容吐出冷媒温度を求め、この許容吐出冷媒温度と前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度とを比較することにより前記冷凍サイクル内の封入冷媒量が過少であるか否かを判定する冷媒量過少判定手段とを備えたことを備えたことを特徴とする空気調和装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の空気調和装置であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の空気調和装置であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷媒量過少判定手段は、前記圧縮機の稼働開始から一定時間以内に封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷媒量過少判定手段は、前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機のモータコイル温度が低い場合に、封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷媒量過少判定手段は、前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機のモータコイル温度が高い場合に、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空気調和装置であって、前記冷媒量過少判定手段は、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機のモータの印加電力による熱損失温度値を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１４】
請求項８の発明は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に放熱させる放熱器と、前記放熱器で冷却された冷媒を減圧する減圧手段と、前記減圧手段によって減圧された冷媒と空気との間で熱交換し、冷媒に吸熱させる蒸発器とを少なくとも有する冷凍サイクルを備えた空気調和装置の制御方法であって、前記圧縮機の吐出冷媒圧力を検知する高圧側圧力検知手段と、前記圧縮機の吐出冷媒温度を検知する吐出冷媒温度検知手段と、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側圧力認識手段とを備え、前記低圧側圧力認識手段によって認識した低圧側の冷媒圧力と前記高圧側圧力検知手段が検知した前記圧縮機の吐出冷媒圧力とから最大限許容される許容吐出冷媒温度を求め、この許容吐出冷媒温度と前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度とを比較することにより前記冷凍サイクル内の封入冷媒量が過少であるか否かを判定することを備えたことを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項８記載の空気調和装置の制御方法であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、前記蒸発器を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置である。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項８記載の空気調和装置の制御方法であって、前記低圧側冷媒圧力認識手段は、前記蒸発器を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、前記蒸発器が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項８〜請求項１０のいずれかに記載の空気調和装置の制御方法であって、前記圧縮機の稼働開始から一定時間以内に封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の空気調和装置の制御方法であって、前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機のモータコイル温度が低い場合に、封入冷媒量の過少の判定を行うことを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置の制御方法であって、前記吐出冷媒温度検知手段が検知した検知吐出冷媒温度より前記圧縮機のモータコイル温度が高い場合に、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置の制御方法である。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項８〜請求項１３のいずれかに記載の空気調和装置の制御方法であって、許容吐出冷媒温度に前記圧縮機のモータの印加電力による熱損失温度値を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定することを特徴とする空気調和装置の制御方法。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、冷凍サイクルの低圧側圧力に圧縮機の吸入過熱度（スーパーヒート）と断熱効率を規定すると、圧縮機の吐出冷媒圧力（冷凍サイクルの高圧側圧力）に対する圧縮機の吐出冷媒温度が物性的に求まるが、冷凍サイクル内の封入冷媒量が過少状態になると、圧縮機の吸入過熱度の増大と断熱効率の低下をもたらすことから許容可能な圧縮機の吐出冷媒温度を求めることができる。このことに着目して、低圧側圧力認識手段より低圧側の冷媒圧力を認識し、高圧側圧力検知手段により圧縮機の実際の吐出冷媒圧力を検知し、これらから最大限許容される許容吐出冷媒温度を求め、この許容吐出冷媒温度と検知吐出冷媒温度とを比較することにより冷凍サイクル内の封入冷媒量が過少であるか否かを判定する。従って、封入冷媒量の過少判定を外気温度に基づく圧力レベルによって判定するのではないため、高精度な圧力センサを用いる必要がないと共に、必要とする検知情報は空気調和装置に通常付設される検知手段を用いて得ることができる。従って、特別な部品を追加することなく低コストに封入冷媒量の過少を判定できる。
【００２２】
請求項２及び請求項９の発明によれば、蒸発器を通過した空気の温度を検知するための温度センサを利用して冷凍サイクルの低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクルの低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００２３】
請求項３及び請求項１０の発明によれば、蒸発器が設置される周辺の空気温度を検知するための温度センサを利用して冷凍サイクルの低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクルの低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００２４】
請求項４及び請求項１１の発明によれば、圧縮機の稼働時の熱による悪影響を受けることなく、封入冷媒量の過少を正確に判定できる。
【００２５】
請求項５及び請求項１２の発明によれば、圧縮機のモータコイルの熱による悪影響を受けることなく、封入冷媒量の過少を判定できる。
【００２６】
請求項６及び請求項１３の発明によれば、圧縮機の稼働中であれば、封入冷媒量の過少判定の時期を制限されることなく、圧縮機のモータコイルの熱による影響を受けない正確な判定ができる。
【００２７】
請求項７及び請求項１４の発明によれば、圧縮機の稼働中であれば、封入冷媒量の過少判定の時期を制限されることなく、圧縮機のモータコイルの熱による影響を受けない正確な判定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（実施の形態）
図１〜図５は本発明の実施の形態を示し、図１は車両用空気調和装置の構成図、図２は本発明の制御に関わる部分の回路ブロック図、図３はモリエル線図と冷凍サイクルの挙動線図、図４は冷却モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャート、図５は暖房モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【００３０】
図１に示すように、空気調和装置である車両用空気調和装置１は、冷凍サイクル２を有する。この冷凍サイクル２は、冷房と暖房を兼用できるものであり、超臨界冷媒である炭酸ガス（例えばＲ７４４）を冷媒とする。
【００３１】
冷凍サイクル２は、炭酸ガスからなる冷媒を圧縮する圧縮機３と、空調ダクト４０内で、且つ、エアミックスドア４１より上流に配置された室内熱交換器４と、空調ダクト４０内で、且つ、エアミックスドア４１より下流に配置された室内放熱器５と、エンジンルーム内に配置された室外熱交換器６と、高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換させる内部熱交換器７と、冷媒を減圧し、減圧レベルが外部からの制御によって調整可能な減圧手段である第１減圧器８及び第２減圧器９と、冷凍サイクル２内の余分な冷媒を一時的に溜め、且つ、圧縮機３にガス冷媒のみを戻すためのアキュムレータ１０と、冷媒を冷房モード時と暖房モード時で異なる循環経路を通って循環させる三方弁１１、電磁弁１２及び複数の逆止弁１３，１４，１５とを備えている。
【００３２】
第１減圧器８及び第２減圧器９の開閉状態（減圧レベル）、三方弁１１及び電磁弁１２の切替位置は、下記する制御部３０（図２に示す）によって制御される。
【００３３】
具体的には、冷房モードが選択されると、第２減圧器９が閉状態に、三方弁１１及び電磁弁１２が冷媒を室外熱交換器６に流す切替位置とされる。これによって、冷房モード時では、圧縮機３で圧縮された冷媒は、室内放熱器５、室外熱交換器６、内部熱交換器７、第１減圧器８、室内熱交換器４、内部熱交換器７を通る経路で循環する。圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は、室内放熱器５、室外熱交換器６で放熱される。室内放熱器５は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。冷媒の放熱によって、空調ダクト４０内を通過する空気は暖風とされる。又、室外熱交換器６は、冷媒と外気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。つまり、室外熱交換器６は、冷房モード時には、室内放熱器５と共に放熱器として使用される。内部熱交換器７で高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換される。内部熱交換器７から出た冷媒は、第１減圧器８で減圧されて室内熱交換器４に入る。室内熱交換器４は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に吸熱させる。冷媒の吸熱によって、空調ダクト４０内を通過する空気は冷風とされる。つまり、室内熱交換器４は、冷房モード時には蒸発器として使用される。冷房モード時には、空調ダクト４０内を流れる空気は、室内熱交換器４によって作成された冷風と室内放熱器５によって作成された暖風との割合がエアミックスドア４１によって調整されることによって所望温度の冷風となって車室内に吹き出される。
【００３４】
暖房モードが選択されると、第１減圧器８が閉状態に、三方弁１１及び電磁弁１２が冷媒を内部熱交換器７に流す切替位置とされる。これによって、暖房モード時では、圧縮機３で圧縮された冷媒は、室内放熱器５、内部熱交換器７、第２減圧器９、室外熱交換器６、内部熱交換器７を通る経路で循環する。圧縮機３より吐出された高温高圧の冷媒は、室内放熱器５で放熱される。室内放熱器５は、冷媒と空調ダクト４０内を通過する空気との間で熱交換させて冷媒に放熱させる。これにより、空調ダクト４０内を通過する空気が暖風とされる。内部熱交換器７で高圧側の冷媒と低圧側の冷媒間で熱交換される。内部熱交換器７から出た冷媒は、第２減圧器９で減圧されて室外熱交換器６に入り、ここで室外熱交換器６を通過する外気と熱交換して吸熱される。つまり、室外熱交換器６は、暖房モード時には蒸発器として使用される。暖房モード時には、空調ダクト４０内を流れる空気と室内放熱器５によって作成される暖風との割合がエアミックスドア４１によって調整されることによって所望温度の暖風となって車室内に吹き出される。
【００３５】
また、車両用空気調和装置１には、冷凍サイクル２の運転状況を検知するための各種のセンサが付設されている。冷媒圧力を検知するものとしては、冷凍サイクル２の高圧側の冷媒圧力を検知する高圧側圧力検知手段である圧力センサ２０が圧縮機３の冷媒吐出側に設けられている。冷媒温度を検知するものとしては、圧縮機３の吐出冷媒温度を検知する吐出冷媒温度検知手段である第１冷媒温度センサ２１と、室内放熱器５の出口冷媒温度を検知する第２冷媒温度センサ２２と、冷房時に室外熱交換器６の出口冷媒温度を検知する第３冷媒温度センサ２３とが設けられている。空気温度を検知するものとしては、室内放熱器５を通過した空気の温度を検知する第１空気温度センサ２４と、室外熱交換器６が設置された周囲の空気温度（外気温度）を検知する第２空気温度センサ２５と、室内熱交換器４を通過した空気の温度を検知する第３空気温度センサ２６が設けられている。
【００３６】
これら各種のセンサ２０〜２６の出力は、制御部３０に導かれている。制御部３０は、これらセンサ２０〜２６の検知情報、ユーザの空調入力情報等に基づいて圧縮機３、第１減圧器８、第２減圧器９、三方弁１１、電磁弁１２等を制御する。例えば、冷房モード時には、第３冷媒温度センサ２３より冷媒温度を検知し、当該冷媒温度に最適な高圧側の圧力となるよう第１減圧器８の開度を制御し、又、第３空気温度センサ２６より室内熱交換器４（蒸発器）を通過した空気温度を検知し、当該空気温度を基にシステム性能（圧縮機３の吐出冷媒量、空調ダクト４０内の図示しない送風ファンの風量等）を制御する。暖房モード時には、第２冷媒温度センサ２２より冷媒温度を検知し、当該冷媒温度に最適な高圧側の圧力となるよう第２減圧器９の開度を制御し、又、第１空気温度センサ２４より室内放熱器５を通過した空気温度を検知し、当該空気温度を基にシステム性能（圧縮機３の吐出冷媒量、空調ダクト４０内の図示しない送風ファンの風量等）を制御する。第１冷媒温度センサ２１より圧縮機３の吐出冷媒温度を検知し、圧縮機３が異常高温にならないよう制御する。
【００３７】
制御部３０は、図２に示すように、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａを内蔵する。低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室内熱交換器４を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、室内熱交換器４を通過した空気温度を第３空気温度センサ２６より取得し、取得した空気温度Ｔｉｎｔより低圧側の冷媒圧力を推定する。つまり、室内熱交換器４を通過した空気温度Ｔｉｎｔと、室内熱交換器４の出口冷媒温度とは相関関係にあり、例えばＴｉｎｔ−３Ｋ（３℃）≒室内熱交換器４の出口冷媒温度と推定できる。そして、室内熱交換器４を出た冷媒は飽和状態であるため、Ｔｉｎｔ−３Ｋでの飽和圧力が低圧側圧力Ｐｓと推定できる。
【００３８】
又、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室外熱交換器６を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、室外熱交換器６が載置される周辺の空気温度を第２空気温度センサ２５より取得し、取得した空気温度Ｔａｍｂより低圧側の冷媒圧力を推定する。つまり、基本的には外気温度Ｔａｍｂと室外熱交換器６の出口冷媒温度は相関関係にあり、例えば、実験結果よりＴａｍｂ−１２Ｋ（１２℃）≒室外熱交換器６の出口冷媒温度とすることができる。そして、室外熱交換器６の出口冷媒は飽和状態であるため、Ｔａｍｂ−１２Ｋでの飽和圧力が低圧側圧力と推定できる。より詳細には、室外熱交換器６の出口から圧縮機３の吸入位置までの圧力損失を考慮して低圧側圧力Ｐｓを推定する。
【００３９】
また、制御部３０は、冷媒量過少判定手段３０ｂを内蔵する。冷媒量過少判定手段３０ｂは、冷凍サイクル２の高圧側の圧力Ｐｄと推定した低圧側の圧力Ｐｓを基に、圧縮機３の吸入過熱度（スーパーヒート）と断熱効率より最大限許容される圧縮機３の許容吐出冷媒温度Ｔｄ’を算出する。
【００４０】
ここで、圧縮機３の許容吐出冷媒温度Ｔｄ’を算出できる理由を説明する。図３において、冷凍サイクル２の低圧側圧力Ｐｓに圧縮機３の吸入過熱度ＳＨ１と断熱効率（図３ではＣ１線の傾斜角度α１によって現れる）を規定すると、圧縮機３の吐出冷媒圧力Ｐｄ（冷凍サイクル２の高圧側圧力）に対する圧縮機３の吐出冷媒温度Ｔｄが物性的に求まる。これを利用して圧縮機３の許容吐出冷媒温度Ｔｄ’を算出する。
【００４１】
ここで、冷凍サイクル２内の封入冷媒量が過少状態になると、圧縮機３の吸入過熱度の増大（図３のＳＨ１→ＳＨ２）と断熱効率の低下（図３のα１→α２）をもたらし、その結果として圧縮機３の吐出冷媒温度Ｔｄが上昇する。このことに着目して、冷媒量過少判定手段３０ｂが封入冷媒量の過少を判定する。以上のことを図３を用いて説明する。図３において、理想的な圧縮機３の吸入過熱度をＳＨ１、断熱圧縮を傾斜角α１とした場合、圧縮機３の吐出冷媒温度Ｐｔはｔ１となる。冷媒封入量が許容できる最低封入量の場合、圧縮機３の吸入過熱度がＳＨ１からＳＨ２に増大し、断熱効率がα１からα２に低下するものとする。これによって、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’としてｔ３が算出される。このｔ３は、圧縮機３の性能等より決定される。検知吐出冷媒温度Ｔｄがｔ３を越えれば（例えば図３のｔ４）、封入冷媒量の過少と判定する。検知吐出冷媒温度Ｔｄがｔ３を越えなければ（例えば図３のｔ２）、過少でないと判定する。
【００４２】
制御部３０は、冷房モード時には図４のフローチャートを、暖房モード時には図５のフローチャートをそれぞれ実行して冷凍サイクル２の封入冷媒量の過少を判定する。封入冷媒量が過少と判定した場合には、圧縮機３の停止、必要に応じて表示、アラーム等の報知手段３１に出力する。
【００４３】
次に、冷房モード時における封入冷媒量の判定動作を説明する。図４において、圧縮機３が稼働中であるか否かをチェックし（ステップＳ０）、稼働中でなければ稼働中になるまで待つ。圧縮機３が稼働中であることを条件として、圧力センサ２０より冷凍サイクル２の高圧側冷媒圧力Ｐｄ、第１冷媒温度センサ２１より冷凍サイクル２の高圧側冷媒温度Ｔｄ、第３空気温度センサ２６より室内熱交換器４を通過した空気温度Ｔｉｎｔを検知する（ステップＳ１０）。次に、第３空気温度センサ２６の検知温度より低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定する（ステップＳ１１）。次に、高圧側の冷媒圧力Ｐｄと推定した低圧側の冷媒圧力Ｐｓを基に、圧縮機３の吸入過熱度と断熱効率より許容冷媒吐出温度Ｔｄ’を算出する。例えば、圧縮機３の吸入過熱度３５ｄｅｇ、断熱効率７５％を規定し、その時の圧縮機３の吐出冷媒圧力Ｐｄに対する圧縮機３の吐出冷媒温度Ｔｄ’を算出する。空気温度Ｔｉｎｔが３ｄｅｇＣにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｄが８ＭＰ時の場合は１１６ｄｅｇＣ、８．５ＭＰ時の場合は１２２ｄｅｇＣというように、空気温度Ｔｉｎｔが５ｄｅｇＣにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｄが８ＭＰ時の場合は１１２ｄｅｇＣ、８．５ＭＰ時の場合は１１８ｄｅｇＣというように例えば算出される。
【００４４】
次に、圧縮機３の実際の吐出冷媒温度Ｔｄと算出した許容吐出冷媒温度Ｔｄ’とを比較し（ステップＳ１３）、Ｔｄ’よりＴｄが越えた値であれば、冷媒量が過少であると判定する（ステップＳ１４）。冷媒量が過少と判定した場合には、圧縮機３を停止すると共に報知手段３１によって冷媒量の過少を知らせるべく出力する。Ｔｄの値がＴｄ’の値以下であれば、冷媒量が過少でないと判定し、上述した動作を繰り返す。
【００４５】
次に、暖房モード時における封入冷媒量の判定動作を説明する。図５において、圧縮機３が稼働中であるか否かをチェックし（ステップＳ０）、稼働中でなければ稼働中になるまで待機する。圧縮機３が稼働中の場合には、圧力センサ２０より冷凍サイクル２の高圧側冷媒圧力Ｐｄ、第１冷媒温度センサ２１より冷凍サイクル２の高圧側冷媒温度Ｔｄ、第２空気温度センサ２５より室外熱交換器６を通過した空気温度Ｔａｍｂを検知する（ステップＳ３０）。次に、第２空気温度センサ２５の検知温度Ｔａｍｂより低圧側の冷媒圧力Ｐｓを推定する（ステップＳ３１）。次に、高圧側の冷媒圧力Ｐｄと推定した低圧側の冷媒圧力Ｐｓを基に、圧縮機３の吸入過熱度と断熱効率より許容冷媒吐出温度Ｔｄ’を算出する。例えば、圧縮機３の吸入過熱度３０ｄｅｇ、断熱効率８０％を規定し、その時の圧縮機３の吐出冷媒圧力Ｐｄに対する圧縮機３の吐出冷媒温度Ｔｄ’を算出する。空気温度Ｔａｍｂが１０ｄｅｇＣにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｄが８ＭＰ時の場合は１２９ｄｅｇＣ、８．５ＭＰ時の場合は１３６ｄｅｇＣというように、空気温度Ｔａｍｂが５ｄｅｇＣにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｄが８ＭＰ時の場合は１３８ｄｅｇＣ、８．５ＭＰ時の場合は１４５ｄｅｇＣというように例えば算出される。
【００４６】
次に、圧縮機３の実際の吐出冷媒温度Ｔｄと算出した許容吐出冷媒温度Ｔｄ’とを比較し（ステップＳ１３）、Ｔｄ’よりＴｄが越えた値であれば、冷媒量が過少であると判定する（ステップＳ１４）。冷媒量が過少と判定した場合には、圧縮機３を停止すると共に報知手段３１によって冷媒量の過少を知らせるべく出力する。Ｔｄ’よりＴｄが越えない値であれば、冷媒量が過少でないと判定し、上述した動作を繰り返す。
【００４７】
以上説明したように、本実施の形態では、圧縮機３の吐出冷媒圧力を検知する圧力センサ２０と、圧縮機３の吐出冷媒温度を検知する第１冷媒温度センサ２１と、冷凍サイクル２の低圧側の冷媒圧力を認識する低圧側圧力認識手段３０ａとから得られる情報を基に冷媒量の過少を判定したので、封入冷媒量の過少判定を従来例のように外気温度に基づく圧力レベルによって判定するのではないため、高精度な圧力センサを用いる必要がないと共に、必要とする検知情報は車両用空気調和装置１に通常付設される検知手段を用いて得ることができる。従って、特別な部品を追加することなく低コストに封入冷媒量の過少を判定できる。
【００４８】
（第１変形例）
図６及び図７は前記実施の形態の第１変形例を示し、図６は冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャート、図７は圧縮機の稼働時の熱を受けた場合のモリエル線図と冷凍サイクルの挙動線図である。
【００４９】
図６において、圧縮機３の稼働判別ステップ（ステップＳ０）の後に、圧縮機３の稼働開始から５分以内の間であるか否かの判別ステップ（ステップＳ４）が挿入されている。圧縮機３の稼働開始から５分以内の間でのみ封入冷媒量の過少判定を行う。他のステップは、前記実施の形態と同一であるため、重複説明を省略する。
【００５０】
つまり、図７に示すように、圧縮機３が稼働されると、圧縮機３自体の温度が上昇し、内部の圧縮機構部で圧縮された吐出冷媒の温度（ａ点）であっても、圧縮機３より吐出されるまでに加温された温度（ｂ点）となる。そこで、圧縮機３が加熱される前に封入冷媒量の過少判定を行う。従って、この第１変形例によれば、圧縮機の稼働時の熱による悪影響を受けることなく、封入冷媒量の過少を正確に判定できる。
【００５１】
尚、暖房モード時における封入冷媒量の過少判定も同様に、圧縮機３の起動開始から５分以内の間にのみ行うようにすれば、同様の効果が得られる。
【００５２】
（第２変形例）
図８は前記実施の形態の第２変形例を係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【００５３】
図８において、第１変形例と同様に、圧縮機３の稼働判別ステップ（ステップＳ０）の後に、圧縮機３の稼働開始から５分以内の間であるか否かの判別ステップ（ステップＳ４）が挿入されている。その上、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’の算出ステップ（ステップＳ１２）の後に、第１冷媒温度センサ２１が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄと圧縮機３のモータコイル温度Ｔｃｏｉｌとを比較するステップ（ステップＳ５）が挿入されている。第１冷媒温度センサ２１が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄより圧縮機３のモータコイル温度が低い場合にのみ、封入冷媒量の過少の判定を行う。他のステップは、前記実施の形態と同一であるため、重複説明を省略する。
【００５４】
つまり、圧縮機３が電動モータ内蔵の場合には、上記と同様の理由によって吐出冷媒がモータコイルの熱で加温される。そこで、モータコイルの熱で加温されない状況でのみ封入冷媒量の過少を判定する。これにより、モータコイルの熱による悪影響を受けることなく、封入冷媒量の過少を正確に判定できる。
【００５５】
尚、暖房モード時における封入冷媒量の過少判定も同様に、第１冷媒温度センサ２１が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄより圧縮機３のモータコイル温度が低い場合にのみ行うようにすれば、同様の効果が得られる。
【００５６】
（第３変形例）
図９は前記実施の形態の第３変形例を係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【００５７】
図９において、前記第２変形例と同様に、第１冷媒温度センサ２１が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄと圧縮機３のモータコイル温度Ｔｃｏｉｌとを比較するステップ（ステップＳ５）が挿入されている。そして、検知吐出冷媒温度Ｔｄより圧縮機３のモータコイル温度Ｔｃｏｉｌが低い場合には、補正値α＝ゼロとし（ステップＳ５１）、圧縮機３のモータコイル温度Ｔｃｏｉｌが検知吐出冷媒温度Ｔｄ以上であれば、補正値α＝（Ｔｃｏｉｌ−Ｔｄ’）／２とする（ステップＳ５２）。次のステップで許容吐出冷媒温度Ｔｄ’と上記補正値を加えた値と実際の検知吐出冷媒温度Ｔｄとを比較する（ステップＳ５３）。他のステップは、前記実施の形態と同一であるため、重複説明を省略する。
【００５８】
この第３変形例では、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’に圧縮機３のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定するので、圧縮機３の稼働中であれば、封入冷媒量の過少判定の時期を制限されることなく、圧縮機３のモータコイルの熱による影響を受けない正確な判定ができる。
【００５９】
尚、暖房モード時における封入冷媒量の過少判定も同様に、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’に圧縮機３のモータコイル温度を補償した温度値によって封入冷媒量の過少判定を行うようにすれば、同様の効果が得られる。
【００６０】
（第４変形例）
図１０は前記実施の形態の第４変形例を係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【００６１】
図１０において、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’の算出ステップ（ステップＳ１２）の後に、圧縮機３の電力Ｐｃｏｍｐを検知するステップ（ステップＳ６）と、電力Ｐｃｏｍｐに応じた値β＝（Ｐｃｏｍｐ×（１−０．９））／１００を加算するステップ（ステップＳ６１）とが挿入されている。そして、許容吐出冷媒温度Ｔｄに圧縮機３のモータに印加されている電力による熱損失温度値βを補償した温度値（Ｔｄ’＋β）と、検知吐出冷媒温度Ｔｄとを比較する（ステップＳ６２）。他のステップは、前記実施の形態と同一であるため、重複説明を省略する。
【００６２】
つまり、圧縮機３が電動モータ内蔵の場合には、上記と同様の理由によって吐出冷媒がモータコイルの熱で加温される。そこで、モータコイルの熱で加温された温度に基づいて封入冷媒量の過少を判定する。
【００６３】
この第４変形例では、許容吐出冷媒温度Ｔｄ’に圧縮機３のモータに印加されている電力による熱損失温度値を補償した温度値によって封入冷媒量の過少を判定するので、圧縮機３の稼働中であれば、封入冷媒量の過少判定の時期を制限されることなく、圧縮機３のモータコイルの熱による影響を受けない正確な判定ができる。
【００６４】
尚、暖房モード時の封入冷媒量の過少判定も同様に、第１冷媒温度センサ２１が検知した検知吐出冷媒温度Ｔｄより圧縮機３のモータコイル温度が低い場合にのみ行うようにすれば、同様の効果が得られる。
【００６５】
（その他）
前記実施の形態等では、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室内熱交換器４を通過する空気が空調空気とされる冷房モードでは、室内熱交換器４を通過した空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定するので、室内熱交換器４の出口側の過熱度（スーパーヒート）を検知するための第３空気温度センサ２６を利用して冷凍サイクル２の低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクルの低圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００６６】
実施の形態等では、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、室外熱交換器６を通過する空気が外気とされる暖房モードでは、室外熱交換器６が載置される周辺の空気温度より低圧側の冷媒圧力を推定する。従って、室外熱交換器６が設置される周辺の空気温度を検知するための第２空気温度センサ２５を利用して冷凍サイクル２の低圧側の圧力を推定する。従って、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を認識するのに、冷凍サイクル２の冷圧側に圧力センサを付設する必要がないため、システムのシンプル化、コスト削減等になる。
【００６７】
尚、低圧側冷媒圧力認識手段３０ａは、冷凍サイクル２の低圧側の圧力を検知する圧力センサより構成しても良いことはもちろんである。
【００６８】
尚、前記実施の形態等では、車両用空気調和装置１は、冷房モードと暖房モードを選択的に使用できる構成であるが、冷房モードのみ、又は、暖房モードのみに使用できるものであっても本発明が適用できることはもちろんである。
【００６９】
尚、前記実施の形態等では、車両用空気調和装置１の冷凍サイクル２は、臨界点を超える炭酸ガスを冷媒としているが、本発明は臨界点を超えない冷媒ガスを冷媒とするものであっても同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態を示し、車両用空気調和装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態を示し、本発明の制御に関わる部分の回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態を示し、モリエル線図と冷凍サイクルの挙動線図である。
【図４】本発明の実施の形態を示し、冷却モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態を示し、暖房モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【図６】第１変形例に係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【図７】第１変形例に係る、圧縮機の稼働時の熱を受けた場合のモリエル線図と冷凍サイクルの挙動線図である。
【図８】第２変形例に係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【図９】第３変形例に係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【図１０】第４変形例に係る、冷媒モード時における封入冷媒量の過少判定フローチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１  車両用空気調和装置（空気調和装置）
２  冷凍サイクル
３  圧縮機
４  室内熱交換器（蒸発器）
５  室内放熱器（放熱器）
６  室外熱交換器（放熱器、蒸発器）
８  第１減圧器（減圧手段）
９  第２減圧器（減圧手段）
２０  圧力センサ（高圧側圧力検知手段）
２１  第１冷媒温度センサ（吐出冷媒温度検知手段）
２５  第２空気温度センサ
２６  第３空気温度センサ
３０  制御部
３０ａ  低圧側冷媒圧力認識手段
３０ｂ  冷媒量過少判定手段
【図１】
2009168339.tif 000003
【図２】
2009168339.tif 000004
【図３】
2009168339.tif 000005
【図４】
2009168339.tif 000006
【図５】
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【図６】
2009168339.tif 000008
【図７】
2009168339.tif 000009
【図８】
2009168339.tif 000010
【図９】
2009168339.tif 000011
【図１０】
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