CN107709901B - 制冷循环装置 - Google Patents
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Abstract
制冷循环装置(10)具备:填充量判定部(50b),该填充量判定部(50b)执行填充量判定处理,填充量判定处理是判定是否处于制冷剂不足状态的处理;压缩机控制部(50c),该压缩机控制部(50c)控制压缩机(11)的运转状态;以及减压机构控制部(50d),该减压机构控制部(50d)控制减压机构(13)的节流开度。若在压缩机控制部(50c)使压缩机(11)运转的状态下,减压机构控制部(50d)减小减压机构(13)的节流开度时,散热器(12)的散热能力呈减少趋势,则填充量判定部(50b)判定为处于制冷剂不足状态。
Description
相关申请的相互参照
本申请是基于2015年6月24日申请的日本申请编号2015-126787号,并将其记载内容引用至本申请。
技术领域
本发明涉及一种制冷循环装置。
背景技术
以往,已知一种热泵式制冷制热装置(例如,参照专利文献1),基于循环内的高压制冷剂的压力,来对循环内的制冷剂不足进行判断,在制冷剂不足时保护压缩机。
具体而言,在专利文献1中公开了内容:在从压缩机开始运转经过规定时间后的循环内的高压制冷剂的压力为比大气压稍微高的压力值以下的情况下,设为制冷剂不足而使压缩机的运转停止。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平08-313123号公报
然而,应用于制冷循环装置的制冷剂具有伴随着温度降低而压力降低的特性。例如,R134a那样的制冷剂是在外气温为例如-30℃以下的极低温条件下,高压制冷剂的压力为大气压(大约101.3kPa)以下的制冷剂。
因此,如专利文献1存在如下情况:在循环内的高压制冷剂的压力为比大气压稍微高的压力值以下的情况下而判定为制冷剂不足时,即使实质上制冷剂的填充量在允许范围内,判定结果也为制冷剂不足。由此导致使压缩机不必要地停止,因此不优选。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够与外部环境的温度无关而适当地判定制冷剂的填充量的不足的制冷循环装置。
为了达成上述目的,本发明的发明人进行了仔细研究。其结果是,本发明的发明人得到如下见解:在填充于制冷循环装置的循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态和填充于制冷循环装置的循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态下,减小减压机构的节流开度时的制冷循环装置的举动不同。
即,本发明的发明人发现存在如下趋势:在循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态下,在压缩机运转时减小减压机构的节流开度时,蒸发器的吸热量增加,从而散热器的散热能力增加。
相对于此,本发明的发明人发现存在如下趋势:在循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态下,在压缩机的运转时减小减压机构的节流开度时,或者在减压机构的节流开度在节流开度以下,散热器的散热能力减少。
本发明的发明人着眼于在循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态和制冷剂不足状态下的制冷循环装置的举动不同,而提出能够达成上述目的的制冷循环装置。
在本发明的一个观点中,制冷循环装置具备:
压缩机,该压缩机压缩并排出制冷剂;
散热器,该散热器使从压缩机排出的高压制冷剂散热;
减压机构,该减压机构使通过散热器后的高压制冷剂减压;
蒸发器,该蒸发器使由减压机构减压后的低压制冷剂蒸发;
储液器,该储液器对通过蒸发器后的低压制冷剂进行气液分离,且使分离出的气相制冷剂向压缩机的吸入口侧流出;
填充量判定部,该填充量判定部执行填充量判定处理,填充量判定处理是判定是否处于填充于循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态的处理;
压缩机控制部,该压缩机控制部控制压缩机的运转状态;以及
减压机构控制部,该减压机构控制部控制减压机构的节流开度。
并且,若在压缩机控制部使压缩机运转的状态下减压机构控制部减小减压机构的节流开度时,散热器的散热能力呈减少倾向,则制冷循环装置的填充量判定部判定为处于制冷剂不足状态。
这样一来,如设为基于在压缩机的运转时减压机构的节流开度减小时的散热器的散热能力的变化来判断是否处于制冷剂不足状态的结构,则能够与外部环境的温度、制冷剂的特性等无关而适当地判定是否处于制冷剂不足状态。
在此,存在散热器的散热能力与高压制冷剂的压力相关地变化的趋势。具体而言,存在如下趋势:散热器的散热能力伴随着高压制冷剂的压力降低而减少,伴随着高压制冷剂的压力上升而增加。
因此,在本发明的其他观点中,制冷循环装置具备高压侧压力检测部,该高压侧压力检测部对从压缩机的制冷剂排出口侧至减压机构的制冷剂入口侧的高压制冷剂的压力进行检测。并且,若在压缩机控制部使压缩机运转的状态下减压机构控制部减小减压机构的节流开度时,在高压制冷剂的压力的变化呈减少趋势,则制冷循环装置的填充量判定部判定为处于制冷剂不足状态。
这样一来,若设为基于与散热器的散热能力相关地变化的高压制冷剂的压力来判定是否处于制冷剂不足状态的结构,则能够实现提高判定是否处于制冷剂不足状态的判定精度。
附图说明
图1是具备第一实施方式的制冷循环装置的车辆用空调装置的整体结构图。
图2是表示第一实施方式的制冷循环装置的空调控制装置的框图。
图3是表示第一实施方式的空调控制装置所执行的空调控制处理的流程的流程图。
图4是表示第一实施方式的空调控制装置所执行的通常空调处理的流程的流程图。
图5是表示第一实施方式的车辆用空调装置的各运转模式中的低压侧开闭阀的开闭状态的图表。
图6是表示第一实施方式的车辆用空调装置的各运转模式中的各膨胀阀的开度的图表。
图7是表示第一实施方式的车辆用空调装置的制冷模式时和除湿制热模式时的制冷剂的流动的示意结构图。
图8是表示第一实施方式的车辆用空调装置的制热模式时的制冷剂的流动的示意结构图。
图9是表示制冷剂的填充量为适当的量的情况下的执行填充量判定处理时的排出制冷剂压力的变化的图表。
图10是表示制冷剂的填充量不足的情况下的执行填充量判定处理时的排出制冷剂压力的变化的图表。
图11是表示第一膨胀阀的节流开度与冷凝器出口侧的焓的相关特性的特性图。
图12是表示冷凝器出口侧的焓与制冷循环装置中的需要制冷剂量的关系的特性图。
图13是表示制冷剂的填充量不足的情况下的执行填充量判定处理时的过热度和排出制冷剂压力相对于冷凝器出口侧的焓的变化的图表。
图14是表示第一实施方式的空调控制装置所执行的填充量判定处理的流程的流程图。
图15是表示第二实施方式的空调控制装置所执行的空调控制处理的流程的流程图。
图16是表示第三实施方式的空调控制装置所执行的空调控制处理的流程的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式中,存在对与在先前的实施方式中已说明的事项相同或者等同的部分标注相同的参照符号而省略其说明的情况。
另外,在以下的实施方式中,对结构要素的一部分进行说明的情况下,对于结构要素的其他的部分能够应用在先前的实施方式中已说明的结构要素。
另外,在存在多个实施方式的情况下,只要在不特别地对组合产生阻碍的范围,即使在不特别地明示的情况下,也能够使各实施方式彼此部分地组合。
(第一实施方式)
首先,参照图1~图14对第一实施方式进行说明。在本实施方式中,对将本发明的制冷循环装置10应用于车辆用空调装置1的例子进行说明。
本实施方式的车辆用空调装置1构成为能够切换至如下模式:对空调对象空间即车室内进行制冷的制冷模式、对车室内一边除湿一边制热的除湿制热模式、对车室内进行制热的制热模式。
另外,本实施方式的车辆用空调装置1构成为除了能够执行在乘员搭乘于车辆的状态下对车室内进行空气调节的通常空调之外,还能够执行在乘员搭载于车辆之前对车室内进行空气调节的预空调。本实施方式的车辆用空调装置1构成为通过从未图示的车载电池、外部电源供给的电力来执行预空调。
如图1所示,本实施方式的车辆用空调装置1的主要的结构要素具备制冷循环装置10和室内空调单元30。
制冷循环装置10由具备压缩机11、室内冷凝器12、第一膨胀阀13、室外热交换器14、第二膨胀阀18、室内蒸发器19以及储液器22的蒸气压缩式的制冷循环构成。
在本实施方式的制冷循环装置10中,作为制冷剂采用HFC系制冷剂(例如,R134a),构成循环内的高压侧的制冷剂压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。当然,作为制冷剂,也可以采用HFO系制冷剂(例如,R1234yf)等。
用于对压缩机11内部的各种结构要素进行润滑的润滑油即冷冻机油混入至制冷循环装置10的制冷剂。润滑油的一部分与制冷剂一起在循环内循环。
作为制冷循环装置10的结构设备的压缩机11配置于未图示的车辆的机罩的内部空间。压缩机11在制冷循环装置10中起到吸入、压缩并排出制冷剂的功能。
压缩机11由通过未图示的电动机来驱动未图示的压缩机构的电动压缩机构成。作为压缩机构,能够采用涡旋型压缩机构、翼型压缩机构等各种压缩机构。电动机是通过从图2所示的逆变器11a输出的交流电流来控制其动作的交流电动机。
在压缩机11的制冷剂排出口侧连接有室内冷凝器12。室内冷凝器12是使从压缩机11排出的高压制冷剂散热的散热器。本实施方式的室内冷凝器12配置于后述的室内空调单元30的空调壳体31内。室内冷凝器12是使从压缩机11排出的高压制冷剂与送风空气进行热交换而对通过室内蒸发器19后的送风空气进行加热的热交换器。
在室内冷凝器12的制冷剂出口侧连接有第一膨胀阀13。第一膨胀阀13是对从室内冷凝器12流出的高压制冷剂进行减压的减压机构。第一膨胀阀13具有构成为节流开度能够变更的阀芯和驱动阀芯的促动器。
本实施方式的第一膨胀阀13由可变节流机构构成,该可变节流机构能够设定为发挥减压作用的节流状态和不发挥减压作用的全开状态。另外,第一膨胀阀13由通过从空调控制装置50输出的控制信号来控制的电动式可变节流机构构成。
在第一膨胀阀13的制冷剂出口侧连接有室外热交换器14。室外热交换器14是如下那样的热交换器:配置于车辆的机罩的内部空间,使通过第一膨胀阀13后的制冷剂和从室外风扇14a吹送的车室外空气(即,外气)进行热交换。
室外热交换器14在制热模式时起到使通过减压机构即第一膨胀阀13后的低压制冷剂蒸发的蒸发器的功能。另外,室外热交换器14至少在制冷模式时起到使从压缩机11排出的高压制冷剂散热的散热器的功能。在本实施方式的制冷循环装置10中,能够解释为室外热交换器14构成使通过减压机构即第一膨胀阀13后的低压制冷剂蒸发的蒸发器。
在此,室外风扇14a是使外气向室外热交换器14流入的送风装置。本实施方式的室外风扇14a由通过从空调控制装置50输出的控制信号来控制的电动风扇构成。
在室外热交换器14的制冷剂出口侧连接有对从室外热交换器14流出的制冷剂流进行分支的低压侧分支部15。低压侧分支部15由三通接头构成,该三通接头将三个出入口中的一个设为制冷剂流入口且将剩余的两个设为制冷剂流出口。
在低压侧分支部15的一方的制冷剂流出口连接有低压制冷剂通路16,在低压侧分支部15的另一方的制冷剂流出口连接有低压旁通通路17。低压制冷剂通路16是经由第二膨胀阀18和室内蒸发器19将制冷剂向后述的储液器22引导的制冷剂通路。
第二膨胀阀18是对从起到散热器功能的室外热交换器14流出的制冷剂进行减压的减压机构。本实施方式的第二膨胀阀18由可变节流机构构成,该可变节流机构能够设定为发挥减压作用的节流状态和阻断制冷剂流的全闭状态。另外,第二膨胀阀18与第一膨胀阀13同样地由通过从空调控制装置50输出的控制信号来控制的电动式可变节流机构构成。
室内蒸发器19配置于后述的室内空调单元30的空调壳体31内的室内冷凝器12的空气流上游侧。室内蒸发器19是使通过减压机构即第二膨胀阀18后的低压制冷剂蒸发的蒸发器。本实施方式的室内蒸发器19是如下那样的蒸发器:使通过第二膨胀阀18后的低压制冷剂与通过室内冷凝器12之前的送风空气进行热交换而使低压制冷剂蒸发,从而对送风空气进行冷却。
另一方面,低压旁通通路17是使制冷剂绕过第二膨胀阀18和室内蒸发器19而向后述的储液器22引导的制冷剂通路。在低压旁通通路17设有对低压旁通通路17进行开闭的低压侧开闭阀20。
在此,在低压侧开闭阀20打开且第二膨胀阀18为全闭状态的情况下,从室外热交换器14流出的制冷剂向低压旁通通路17流动。另外,在低压侧开闭阀20关闭且第二膨胀阀18为节流状态的情况下,从室外热交换器14流出的制冷剂向低压制冷剂通路16流动。因此,在本实施方式中,低压侧开闭阀20和第二膨胀阀18起到将从室外热交换器14流出的制冷剂的制冷剂通路切换为低压制冷剂通路16和低压旁通通路17中的任一通路的通路切换部的功能。此外,低压侧开闭阀20也可以由流路切换阀构成。在由流路切换阀构成低压侧开闭阀20的情况下,将该流路切换阀配置于低压侧分支部15、低压侧合流部21即可。
在室内蒸发器19和低压侧开闭阀20的制冷剂流下游侧连接有低压制冷剂通路16与低压旁通通路17的低压侧合流部21。低压侧合流部21由三通接头构成,该三通接头将三个出入口中的一个设为制冷剂流出口且将剩余两个设为制冷剂流入口。
在低压侧合流部21的制冷剂流出口侧连接有储液器22。储液器22对流入至其内部的制冷剂进行气液分离,且使分离出的气相制冷剂和包含于制冷剂中的润滑油向压缩机11的制冷剂吸入口侧流出。
另外,储液器22也起到将在其内部分离出的液相制冷剂作为循环内的剩余制冷剂而贮存的贮存部的功能。因此,储液器22起到抑制液相制冷剂被吸入压缩机11来防止压缩机11中的液压缩的功能。
接着,对室内空调单元30进行说明。室内空调单元30配置于车室内最前部的仪表盘(即,仪表板)的内侧。室内空调单元30具有空调壳体31,该空调壳体31构成室内空调单元30的外壳并且形成向车室内吹送的送风空气的空气通路。
在空调壳体31的空气流最上游侧配置有切换导入车室内空气(即,内气)和外气的内外气切换装置32。内外气切换装置32是如下装置:由内外气切换门来调整内气的导入口和外气的导入口的开口面积,从而使朝向空调壳体31内的内气的风量与外气的风量的风量比例变化。
在内外气切换装置32的空气流下游侧配置有将从内外气切换装置32导入的空气向车室内吹送的送风机33。送风机33是用电动机33b来驱动西罗克风扇等离心风扇33a的电动送风机。送风机33的送风能力(例如,转速)通过从空调控制装置50输出的控制电压来控制。
室内蒸发器19和室内冷凝器12相对于送风空气流按照室内蒸发器19和室内冷凝器12的顺序配置于送风机33的空气流下游侧。换言之,室内蒸发器19相对于室内冷凝器12配置于空气流上游侧。
在空调壳体31内设有使通过室内蒸发器19后的送风空气绕过室内冷凝器12流动的冷风旁通通路34。另外,在空调壳体31内,在室内蒸发器19的空气流下游侧且室内冷凝器12的空气流上游侧配置有空气混合门35。
空气混合门35起到温度调整部的功能,该温度调整部对通过室内蒸发器19后的送风空气中的通过室内冷凝器12的风量与通过冷风旁通通路34的风量的风量比例进行调整,来对向车室内吹出的空气的温度进行调整。空气混合门35的动作通过从空调控制装置50输出的控制信号来控制。
另外,在室内冷凝器12和冷风旁通通路34的空气流下游侧形成有未图示的合流空间,该合流空间使通过室内冷凝器12后的暖风和通过冷风旁通通路34后的冷风合流。
在空调壳体31的空气流最下游部形成有向车室内吹出在合流空间合流后的送风空气的多个开口孔。虽然未图示,但是在空调壳体31作为开口孔形成有:向车辆前面的窗玻璃的内表面吹出空气的除霜开口孔;向车室内的乘员的上半身吹出空调风的面部开口孔;以及向乘员的脚边吹出空调风的脚部开口孔。
另外,虽然未图示,但是在各开口孔的空气流上游侧配置有除霜门、面部门、脚部门作为调整各开口孔的开口面积的吹出模式门。这些吹出模式门经由未图示的连杆机构等通过促动器驱动,促动器的动作通过从空调控制装置50输出的控制信号来控制。
另外,虽然未图示,但是,各开口孔的空气流下游侧分别经由形成空气通路的管道与设于车室内的面部吹出口、脚部吹出口以及除霜吹出口连接。
接着,参照图2对本实施方式的制冷循环装置10的电子控制部进行说明。空调控制装置50由包含CPU、ROM以及RAM等存储部的微型电子计算机和其周边电路构成。空调控制装置50基于存储于存储部的控制程序进行各种运算、处理。并且,空调控制装置50基于各种运算、处理对连接于输出侧的各种空调用的控制设备的动作进行控制。此外,空调控制装置50的存储部由非过渡的实体的存储介质构成。
在空调控制装置50的输入侧连接有空调控制用的传感器组。具体而言,在空调控制装置50连接有对内气温进行检测的内气传感器、对外气温进行检测的外气传感器、对朝向车室内的日射量进行检测的日射传感器等作为对车辆内外的环境的状态进行检测的传感器。
另外,在空调控制装置50连接有对制冷循环装置10的动作状态进行检测的传感器。具体而言,在空调控制装置50连接有:对通过室内蒸发器19后的空气温度进行检测的第一温度传感器51;对从压缩机11排出的高压制冷剂的温度进行检测的第二温度传感器52;以及对通过室内冷凝器12后的制冷剂压力进行检测的制冷剂压力传感器53等。
在本实施方式中,制冷剂压力传感器53构成高压侧压力检测部,该高压侧压力检测部对从压缩机11的制冷剂排出口侧至减压机构即第一膨胀阀13的制冷剂入口侧的高压制冷剂的压力进行检测。此外,为了方便说明,在本实施方式中,有时将通过室内蒸发器19后的空气温度称为蒸发器温度Te。另外,在本实施方式中,有时将从压缩机11排出的高压制冷剂的温度称为排出制冷剂温度Th。另外,在本实施方式中,有时将通过室内冷凝器12后的制冷剂压力称为排出制冷剂压力Ph。
作为第一温度传感器51,考虑将室内蒸发器19的热交换翅片的温度作为蒸发器温度Te而直接地进行检测的传感器、将在室内蒸发器19流动的制冷剂的温度作为蒸发器温度Te而间接地进行检测的传感器等,但是也可以使用任一传感器。
另外,作为第二温度传感器52,考虑直接对压缩机11的排出制冷剂温度Th进行检测的传感器、将室内冷凝器12的热交换翅片的温度作为排出制冷剂温度Th而间接地进行检测的传感器等,但是也可以使用任一传感器。
空调控制装置50与配置有各种空调操作开关的操作面板60连接。来自操作面板60的各种空调操作开关的操作信号向空调控制装置50输入。
在操作面板60设有车辆用空调装置1的动作开关、设定车室内的目标温度的温度设定开关、设定是否由室内蒸发器19对送风空气进行冷却的A/C开关等作为各种空调操作开关。
另外,在本实施方式的操作面板60设定有:设定为自动地控制各种控制设备的自动空调的自动设定开关60a;以及设定为通过乘员的设定来控制各种控制设备的手动空调的手动设定部60b。
在手动设定部60b设有:设定制冷循环装置10的运转模式的运转模式开关、设定送风机33的送风能力的送风量调整开关、设定吸入口模式的吸入设定开关、设定吹出口模式的吹出设定开关等。
另外,在本实施方式的空调控制装置50连接有向用户即乘员报告制冷循环装置10的异常的报告部70。作为报告部70,考虑通过声音来报告异常的声音式报告部、通过仪表盘的警告灯、导航系统的显示器来显示异常状态而报告异常的显示式报告部等,但是也可以使用任一形式。
另外,在空调控制装置50设有发送接收部50a,该发送接收部50a与乘员所携带的无线终端90(例如,遥控器)、移动通信设备(例如,手机)进行控制信号的发送接收。在无线终端90设有要求开始预空调的预空调要求开关90a。
本实施方式的空调控制装置50是如下装置:汇集对连接于输出侧的各种控制设备的动作进行控制的控制部(例如,硬件、软件)、执行各种判定处理的控制部(例如,硬件、软件)。
例如,空调控制装置50中的执行填充量判定处理的结构构成填充量判定部50b,填充量判定处理是判定是否处于填充至循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态的处理。另外,空调控制装置50中的经由逆变器11a来控制压缩机11的运转状态的结构构成压缩机控制部50c。另外,空调控制装置50中的控制各膨胀阀13、18的节流开度的结构构成减压机构控制部50d。
接着,对上述结构中的制冷循环装置10和车辆用空调装置1的动作进行说明。本实施方式的车辆用空调装置1能够通过空调控制装置50所执行的空调控制处理来切换为制冷模式、制热模式以及除湿制热模式。
参照图3所示的流程图对空调控制装置50所执行的空调控制处理进行说明。空调控制处理是在向空调控制装置50供给电力的状态下执行的,与用户即乘员是否搭乘于车辆无关。此外,图3所示的流程图的各步骤是通过空调控制装置50实现的,也可以将在各步骤实现的功能分别解释为功能实现部。
首先,在空调控制处理中,如图3所示,空调控制装置50判定是否要求车室内的空气调节(S1)。具体而言,判定是否接通(例如,打开)操作面板60的动作开关、是否接通(例如,打开)无线终端90的预空调要求开关90a。
步骤S1的判定处理的结果是判定为要求车室内的空气调节的情况下,空调控制装置50判定车室内的空调要求是否为预空调(S2)。具体而言,在步骤S2的判定处理中,判定对于空调控制装置50是否存在从无线终端90要求预空调的信号。
在步骤S2的判定处理的结果是判定为车室内的空调要求非预空调的情况下,空调控制装置50执行通常空调处理(S3)。用图4的流程图对步骤S3的通常空调处理的详情进行说明。
如图4所示,空调控制装置50首先进行存储于存储部的标志、计时等的初始化、校准各种控制设备的初始位置的初始化处理(S100)。在该初始化处理中,也存在与在上一次的制冷循环装置10的运转停止时存储于存储部的值一致的情况。
例如,使后述的制冷剂不足标志与在上一次的制冷循环装置10的运转停止时存储于存储部的值一致。此外,初始化处理是在制冷循环装置10的运转开始时仅进行一次的处理。即,若执行一次初始化处理,则之后跳过该处理向之后的处理(S110)移动。
接着,空调控制装置50读入操作面板60的操作信号(S110)。另外,空调控制装置50读入空调控制用的传感器组的各传感器信号(S120)。并且,空调控制装置50基于在步骤S110、S120的处理中读入的各种信号来算出向车室内吹出的送风空气的目标吹出温度TAO(S130)。
具体而言,在步骤S130的处理中,用以下的数学式F1算出目标吹出温度TAO。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×As+C…(F1)
在此,Tset表示由温度设定开关设定的车室内的目标温度、Tr表示由内气传感器检测出的检测信号,Tam表示由外气传感器检测出的检测信号,As表示由日射传感器检测出的检测信号。此外,Kset、Kr、Kam以及Ks是控制增益,C是补正用的常数。
接着,空调控制装置50决定送风机33的送风能力(S140)。在步骤S140的处理中,在关闭自动设定开关60a的情况下,根据手动设定部60b的送风量调整开关来决定送风机33的送风能力。
另一方面,在打开自动设定开关60a的情况下,空调控制装置50基于在步骤S130算出的目标吹出温度TAO,且参照预先存储于存储部的控制映射,来决定送风机33的送风能力。
具体而言,本实施方式的空调控制装置50在目标吹出温度TAO处于极低温区域和极高温区域的情况下,将送风能力决定在最大能力附近,以使得送风机33的送风量增多。另外,本实施方式的空调控制装置50在目标吹出温度TAO从极低温区域向中间温度区域上升或从极高温区域向中间温度区域降低的情况下,将送风能力决定为比最大能力附近低的能力,以使得送风机33的送风量减少。
接着,空调控制装置50决定表示内外气切换装置32的切换状态的吸入口模式(S150)。在步骤S150的处理中,在关闭自动设定开关60a的情况下,根据手动设定部60b的吸入设定开关来决定吸入口模式。
另一方面,在打开自动设定开关60a的情况下,空调控制装置50基于目标吹出温度TAO,且参照预先存储于存储部的控制映射来决定吸入口模式。本实施方式的空调控制装置50基本上将吸入口模式决定为导入外气的外气模式。本实施方式的空调控制装置50在目标吹出温度TAO处于极低温区域而要求高的制冷性能的状况、目标吹出温度TAO处于极高温区域而要求高的制热性能的状况等下,将吸入口模式决定为导入内气的内气模式。
接着,空调控制装置50决定吹出口模式(S160)。在步骤S160的处理中,在关闭自动设定开关60a的情况下,根据手动设定部60b的吹出设定开关来决定吹出口模式。
另一方面,在打开自动设定开关60a的情况下,空调控制装置50基于目标吹出温度TAO,且参照预先存储于存储部的控制映射来决定吹出口模式。本实施方式的空调控制装置50伴随着目标吹出温度TAO从高温区域向低温区域降低而以向脚部模式→双层模式→面部模式移动的方式决定吹出口模式。
接着,空调控制装置50决定车辆用空调装置1的运转模式(S170)。在步骤S170的处理中,在关闭自动设定开关60a的情况下,根据手动设定部60b的运转模式开关,将运转模式决定为制冷模式、除湿制热模式以及制热模式中的任一模式。
另一方面,在打开自动设定开关60a的情况下,空调控制装置50基于在步骤S110、S120读入的各种信号和在步骤S130算出的目标吹出温度TAO来决定运转模式。
具体而言,在步骤S170的处理中,在打开A/C开关并且目标吹出温度TAO比预先确定的制冷基准值低的情况下,决定为进行室内制冷的制冷模式。另外,在步骤S170的处理中,在打开A/C开关并且目标吹出温度TAO为制冷基准值以上的情况下,决定为进行室内的除湿制热的除湿制热模式。另外,在步骤S170的处理中,在关闭A/C开关并且目标吹出温度TAO为制热基准值以上的情况下,决定为进行室内制热的制热模式。
接着,空调控制装置50基于在步骤S170决定的运转模式来决定低压侧开闭阀20的开闭状态(S180)。在步骤S180的处理中,如图5所示,在步骤S170的处理中决定为制冷模式和除湿制热模式的情况下,将低压侧开闭阀20决定为闭状态。另外,在步骤S180的处理中,在步骤S170的处理中决定为制热模式的情况下,将低压侧开闭阀20决定为开状态。
接着,空调控制装置50基于在步骤S110、S120读入的各种信号、在步骤S130算出的目标吹出温度TAO以及在步骤S170决定的运转模式来决定压缩机11的转速Nc(S190)。
在步骤S190的处理中,在步骤S170的处理中决定为制冷模式和除湿制热模式的情况下,以如下方式决定压缩机11的转速Nc。在步骤S190的处理中,首先,基于目标吹出温度TAO,且参照预先存储于存储部的控制映射,来决定室内蒸发器19的目标蒸发器温度TEO。目标蒸发器温度TEO决定为比结霜温度(例如,0℃)高的温度(例如,1℃)以上,以防止室内蒸发器19的结霜(即,冰冻)。
并且,在步骤S190的处理中,基于目标蒸发器温度TEO与由第一温度传感器51检测出的蒸发器温度Te的偏差来决定压缩机11的转速Ne,以使得蒸发器温度Te接近目标蒸发器温度TEO。
另外,在步骤S190的处理中,在步骤S170的处理中决定为制热模式的情况下,基于排出制冷剂压力Ph、目标吹出温度TAO以及排出制冷剂温度Th来决定压缩机11的转速Nc。
具体而言,在步骤S190的处理中,基于由制冷剂压力传感器53检测出的排出制冷剂压力Ph和目标吹出温度TAO,且参照预先存储于存储部的控制映射,来决定排出制冷剂压力Ph的目标压力Phd。并且,在步骤S190的处理中,基于目标压力Phd与排出制冷剂压力Ph的偏差来决定压缩机11的转速Nc,以使得排出制冷剂压力Ph接近目标压力Phd。
接着,空调控制装置50决定各膨胀阀13、18的开度(S200)。在步骤S200的处理中,在步骤S170的处理中决定为制冷模式和除湿制热模式的情况下,如图6所示,决定将第一膨胀阀13设为全开状态,且将第二膨胀阀18设为节流状态。第二膨胀阀18的节流开度决定为向第二膨胀阀18流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却温度。目标过冷却度是基于由第二温度传感器52检测出的排出制冷剂温度Th和由制冷剂压力传感器53检测出的高压制冷剂压力Ph,且参照预先存储于存储部的控制映射来决定的,以使得循环的性能系数(即,COP)为大致最大。
另外,在步骤S200的处理中,在步骤S170的处理中决定为制热模式的情况下,决定将第一膨胀阀13设为节流状态,且将第二膨胀阀18设为全闭状态。第一膨胀阀13的节流开度决定为向第一膨胀阀13流入的制冷剂的过冷却度接近目标过冷却温度。目标过冷却度与制冷模式等同样地是基于第二温度传感器52的检测值和制冷剂压力传感器53的检测值来决定的。
接着,空调控制装置50决定空气混合门35的开度(S210)。在步骤S210的处理中,在制冷模式时,决定为空气混合门35封闭室内冷凝器12的空气通路,以使通过室内蒸发器19后的送风空气的全部流量通过冷风旁通通路34。
另外,在步骤S210的处理中,在除湿制热模式时、制热模式时,决定为空气混合门35封闭冷风旁通通路34,以使通过室内蒸发器19后的送风空气的全部流量通过室内冷凝器12。
接着,空调控制装置50向各种控制设备输出在步骤S140~S210决定的控制信号等(S220)。在图3所示的步骤S3的通常空调处理中,如上那样地控制。因此,制冷循环装置10根据在步骤S170选择的运转模式以如下方式动作。
(A)制冷模式
在制冷模式中,空调控制装置50在将低压侧开闭阀20设为闭状态、将第一膨胀阀13设为全开状态以及将第二膨胀阀18设为节流状态的状态下使压缩机11运转。因此,在制冷模式时,如图7的箭头所示,来自压缩机11的排出制冷剂依次向室内冷凝器12→第一膨胀阀13→室外热交换器14→第二膨胀阀18→室内蒸发器19→储液器22流动,再次被吸入至压缩机11。
具体而言,在制冷模式时,来自压缩机11的排出制冷剂向室内冷凝器12流入。此时,空气混合门35封闭室内冷凝器12的空气通路,因此向室内冷凝器12流入的制冷剂几乎不向送风空气散热就从室内冷凝器12流出。
由于第一膨胀阀13为全开状态,因此从室内冷凝器12流出的制冷剂几乎不由第一膨胀阀13减压就向室外热交换器14流入。向室外热交换器14流入的制冷剂与外气进行热交换而放热,冷却直到成为目标过冷却度。
由于低压侧开闭阀20关闭并且第二膨胀阀18为节流状态,因此从室外热交换器14流出的制冷剂向第二膨胀阀18流入且减压至成为低压制冷剂。并且,从第二膨胀阀18流出的低压制冷剂向室内蒸发器19流入,从送风机33吹送的送风空气吸热而蒸发。由此,送风空气被冷却和除湿。
从室内蒸发器19流出的制冷剂向储液器22流入而被气液分离。并且,由储液器22分离出的气相制冷剂被吸入至压缩机11且再次被压缩。
在此,由储液器22分离出的液相制冷剂作为剩余制冷剂贮存于储液器22的内部,该剩余制冷剂是不需要用于要求制冷循环装置10发挥制冷能力的制冷剂。这种情况在除湿制热模式、制热模式中也相同。
如上所述,在制冷模式中,在室外热交换器14使制冷剂散热,在室内蒸发器19使制冷剂蒸发,从而向车室内吹送的送风空气被冷却。由此,能够实现车室内的制冷。
(B)除湿制热模式
在除湿制热模式中,空调控制装置50在将低压侧开闭阀20设为闭状态、将第一膨胀阀13设为全开状态以及将第二膨胀阀18设为节流状态的状态下使压缩机11运转。因此,在除湿制热模式时,与制冷模式时同样地,制冷剂如图7的箭头那样地流动。
具体而言,在除湿制热模式时,从压缩机11排出的高压制冷剂向室内冷凝器12流入。此时,空气混合门35将室内冷凝器12的空气通路全开。因此,流入至室内冷凝器12的制冷剂与通过室内蒸发器19后的送风空气进行热交换而散热。由此,送风空气被加热以接近目标吹出温度TAO。
从室内冷凝器12流出的制冷剂与制冷模式同样地,经由第一膨胀阀13向室外热交换器14流入。并且,流入至室外热交换器14的制冷剂与外气进行热交换而散热,冷却直到成为目标过冷却度。另外,从室外热交换器14流出的制冷剂与制冷模式同样地,以第二膨胀阀18→室内蒸发器19→储液器22→压缩机11的顺序流动。
如上所述,在除湿制热模式中,在室内冷凝器12和室外热交换器14使制冷剂散热,在室内蒸发器19使制冷剂蒸发,从而在室内蒸发器19被冷却和除湿的送风空气在室内冷凝器12被加热。由此,能够车室内的除湿制热。
(C)制热模式
在制热模式中,空调控制装置50在将低压侧开闭阀20设为开状态、将第一膨胀阀13设为节流状态以及将第二膨胀阀18设为全闭状态的状态下使压缩机11运转。因此,在制热模式时,如图8的箭头所示,来自压缩机11的排出制冷剂以室内冷凝器12→第一膨胀阀13→室外热交换器14→储液器22的顺序流动,且再次被吸入至压缩机11。
具体而言,在制热模式时,从压缩机11排出的高压制冷剂向室内冷凝器12流入。此时,空气混合门35将室内冷凝器12的空气通路全开。因此,流入至室内冷凝器12的制冷剂与通过室内蒸发器19后的送风空气进行热交换而散热。由此,送风空气被加热以接近目标吹出温度TAO。
由于第一膨胀阀13为节流状态,因此从室内冷凝器12流出的制冷剂向第一膨胀阀13流入而被减压至成为低压制冷剂。从第一膨胀阀13流出的低压制冷剂向室外热交换器14流入。向室外热交换器14流入的制冷剂通过与外气的热交换而蒸发。
由于低压侧开闭阀20打开并且第二膨胀阀18为全闭状态,因此从室外热交换器14流出的制冷剂向储液器22流入而被气液分离。并且,由储液器22分离出的气相制冷剂被吸入至压缩机11且再次被压缩。
如上所述,在制热模式中,在室内冷凝器12使制冷剂散热,在室外热交换器14使制冷剂蒸发,从而通过室内蒸发器19后的送风空气在室内冷凝器12被加热。由此,能够实现车室内的制热。
返回到图3,空调控制装置50在进行步骤S3的通常空调处理之后判定是否结束空调处理(S4)。具体而言,在步骤S4的判定处理中,判定是否通过操作面板60来要求车辆用空调装置1的动作停止。
其结果是,在判定为结束空调处理的情况下,空调控制装置50使各控制设备的动作停止而结束空调处理。另一方面,在判定为不结束空调处理的情况下,空调控制装置50继续执行通常空调处理。
接着,对在步骤S2的判定处理中判定为预空调的情况进行说明。在步骤S2的判定处理中判定为预空调的情况下,空调控制装置50执行填充量判定处理(S5)。
填充量判定处理是判定是否处于循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态的处理。在对具体的填充量判定处理的处理内容进行说明之前,对本实施方式的填充量判定处理中的制冷剂不足状态的判定手法的想法进行说明。
首先,在循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态下,在使压缩机11运转的状态下,在减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度时,室内冷凝器12的散热能力有增加的趋势。
在此,排出制冷剂压力Ph与室内冷凝器12的散热能力具有相关性。具体而言,排出制冷剂压力Ph伴随着室内冷凝器12的散热能力的增加而上升。
因此,在循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态下,如图9所示,在使压缩机11的转速Nc等恒定的状态下,在逐渐减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度EVH时,排出制冷剂压力Ph上升。
相对于此,在循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态下,在使压缩机11运转的状态下,在减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度EVH时,在某一节流开度以下室内冷凝器12的散热能力有减少的趋势。
因此,在循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态下,如图10所示,在使压缩机11的转速Nc等恒定的状态下,在逐渐减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度EVH时,在某一节流开度以下,排出制冷剂压力Ph降低。
关于这一点在以下详细叙述。此外,在以下,为了方便说明,将车辆用空调装置1设定于制热模式时的制冷剂回路和送风路径。
首先,在使压缩机11运转的状态下,在逐渐减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时,如图11所示,室内冷凝器12的制冷剂出口侧的焓减少。由此,贮存于室内冷凝器12的内部的制冷剂量增加。并且,在室内冷凝器12的制冷剂出口侧的焓减少,保持于室内冷凝器12的内部的制冷剂量增加时,如图12所示,循环内所需要的需要制冷剂量增加。
此时,在循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态下,剩余制冷剂贮存于储液器22。因此,在正常状态下,即使减小第一膨胀阀13的节流开度EVH,被吸入至压缩机11的制冷剂的过热度SH(即,过热)也几乎不变化。
由此,在正常状态下,根据室内冷凝器12的制冷剂出口侧的焓减少,起到蒸发器功能的室外热交换器14的吸热量增加。其结果是,室内冷凝器12的散热能力增加,从而排出制冷剂压力Ph也上升。
相对于此,在循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态下,在储液器22内几乎不存在剩余制冷剂。因此,在成为制冷剂不足状态的情况下减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时,如图13所示,在某一节流开度,在储液器22内不存在剩余制冷剂。其结果是,在被吸入至压缩机11的吸入制冷剂产生过热度SH(即,过热)。
由此,在成为制冷剂不足状态的情况下,在减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时,在某一节流开度被吸入至压缩机11的制冷剂的流量减少。其结果是,室内冷凝器12的散热能力减少,从而排出制冷剂压力Ph降低。
这样一来,在成为循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态的情况和成为制冷剂不足状态的情况下,制冷循环装置10呈现不同的举动。
在本实施方式的填充量判定处理中,以上述想法为基础,若在使压缩机11运转的状态下使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少时,室内冷凝器12的散热能力呈减少趋势,则判定为处于制冷剂不足状态。
接着,用图14的流程图对空调控制装置50所执行的步骤S5的填充量判定处理的具体的内容进行说明。
如图14所示,首先,空调控制装置50对用于计测从开始填充量判定处理所经过的经过时间的计时Tcnt进行初始化(S51)。具体而言,将计时Tcnt设定为零(Tcnt=0)。
接着,空调控制装置50执行初期运转处理(S52),该初期运转处理为使制冷循环装置10以规定的运转模式启动并且使室内空调单元30以规定的吸入口模式和吹出口模式启动的处理。
在本实施方式的初期运转处理中,如图8所示,控制低压侧开闭阀20以及各膨胀阀13、18,以使制冷循环装置10成为制热模式时的制冷剂回路。并且,在初期运转处理中,将第一膨胀阀13的节流开度EVH维持在预先设定的开度(即,固定开度)。
另外,在本实施方式的初期运转处理中,如图8所示,控制空气混合门35,以使得室内空调单元30为制热模式时的送风路径。并且,在初期运转处理中,将吸入口模式设为外气模式,且将吹出口模式设为脚部模式。
另外,在初期运转处理中,使压缩机11以预先单独地设定发基准转速(即,固定转速)运转。另外,使送风机33和室外风扇14a分别以预先单独地设定的基准转速(即,固定转速)运转。
接着,空调控制装置50判定从开始初期运转处理是否已经过规定时间。具体而言,空调控制装置50判定计时Tcnt是否超过预先设定的目标时间Ttgt(S53)。该目标时间Ttgt设定为比稳定需要时间长的时间,该稳定需要时间为从使压缩机11运转开始直到循环内的压力状态(例如,排出制冷剂压力Ph)稳定在恒定的压力所需要的时间。
在步骤S53的判定处理的结果是判定为计时Tcnt未超过目标时间Ttgt的情况下,认为循环内的压力状态(例如,排出制冷剂压力Ph)不稳定。因此,空调控制装置50在计时Tcnt上加“1”(Tcnt=Tcnt+1)来更新计时Tcnt(S54)。
另外,在步骤S53的判定处理的结果是判定为计时Tcnt超过目标时间Ttgt的情况下,认为循环内的压力状态(例如,排出制冷剂压力Ph)为稳定的状态。
因此,在步骤S53的判定处理中,在判定为计时Tcnt超过目标时间Ttgt的情况下,空调控制装置50使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少(S55)。具体而言,在步骤S55的处理中,将从现状的节流开度EVH减少规定开度α的值设为目标开度,且控制第一膨胀阀13以接近该目标开度。
接着,空调控制装置50判定在使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少时排出制冷剂压力Ph是否呈减少趋势。具体而言,判定这一次通过制冷剂压力传感器53检测出的排出制冷剂压力Ph(n)是否比上一次通过制冷剂压力传感器53检测出的排出制冷剂压力Ph(n-1)小(S56)。
其结果是,在判定为排出制冷剂压力Ph(n)不小于排出制冷剂压力Ph(n-1)的情况下,空调控制装置50判定第一膨胀阀13的节流开度EVH是否比预先设定的判定下限开度EVH_Limit小(S57)。此外,判定下限开度EVH_Limit设定于第一膨胀阀13的节流开度EVH的最小开度附近。
在步骤S57的判定处理的结果是判定为第一膨胀阀13的节流开度EVH不小于判定下限开度EVH_Limit的情况下,空调控制装置50返回到步骤S55,使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少。
另一方面,在步骤S57的判定处理的结果是判定为第一膨胀阀13的节流开度EVH小于判定下限开度EVH_Limit的情况下,在使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少时室内冷凝器12的散热能力不呈减少趋势。
即,在步骤S57的判定处理中判定为第一膨胀阀13的节流开度EVH小于判定下限开度EVH_Limit的情况下,能够判定为处于循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态。因此,在本实施方式的空调控制装置50中,在步骤S57的判定处理中判定为第一膨胀阀13的节流开度EVH小于判定下限开度EVH_Limit的情况下,将制冷剂不足标志设定为“0”(S58)。并且,空调控制装置50在将该制冷剂不足标志的设定值存储于存储部之后,结束填充量判定处理。
在此,制冷剂不足标志是表示是处于循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态还是处于制冷剂不足状态的标志。在本实施方式中,在处于循环内的制冷剂的填充量充足的正常状态的情况下设定为“0”,在处于制冷剂不足状态的情况下设定为“1”。
接着,在步骤S56的判定处理的结果是判定为这一次的排出制冷剂压力Ph(n)小于上一次的排出制冷剂压力Ph(n-1)的情况下,在使第一膨胀阀13的节流开度EVH减少时室内冷凝器12的散热能力呈减少趋势。
即,在步骤S56的判定处理的结果是判定为这一次的排出制冷剂压力Ph(n)小于上一次的排出制冷剂压力Ph(n-1)的情况下,能够判定为处于制冷剂不足状态。因此,在步骤S56的判定处理中,在判定为这一次的排出制冷剂压力Ph(n)小于上一次的排出制冷剂压力Ph(n-1)的情况下,本实施方式的空调控制装置50将制冷剂不足标志设定为“1”(S59)。并且,空调控制装置50在将制冷剂不足标志的设定值存储于存储部之后结束填充量判定处理。
以上为止是图3的步骤S5所示的填充量判定处理的说明。返回到图3,空调控制装置50在执行了步骤S5所示的填充量判定处理之后判定制冷剂不足标志是否设定为“1”(S6)。
其结果是,由于在判定为制冷剂不足标志未设定为“1”的情况下,处于循环内的制冷剂的填充量不足的正常状态,因此空调控制装置50执行预空调处理(S7)。在预空调处理中,在打开了自动设定开关60a的状态下执行与图3的步骤S3所示的通常空调处理相同的控制处理。
空调控制装置50在执行了步骤S7的预空调处理之后判定是否结束空调处理(S8)。具体而言,在步骤S8的判定处理中,判定是否通过操作面板60等要求车辆用空调装置1的动作停止和是否已完成室内空调。
其结果是,在判定为结束空调处理的情况下,空调控制装置50使各控制设备的动作停止而结束空调处理。另外,在判定为未结束空调处理的情况下,空调控制装置50继续执行预空调处理。
另一方面,在步骤S6的判定处理的结果是判定为制冷剂不足标志设定为“1”的情况下,空调控制装置50执行异常应对处理(S9)。在该异常应对处理中,使压缩机11停止,并且通过报告部70向乘员报告处于制冷剂不足状态。
在此,需要向制冷循环装置10补充制冷剂以消除制冷剂不足状态。因此,最好禁止压缩机11的运转直到制冷剂补充到制冷循环装置10。
在以上说明的本实施方式的制冷循环装置10中,设为如下结构:在压缩机11运转时,基于减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度EVH时的室内冷凝器12的散热能力的变化,来判定是否处于制冷剂不足状态。
由此,能够与外部环境的温度、制冷剂的特性无关而适当地进行是否处于制冷剂不足状态的判定。特别是,如本实施方式这样难以受干扰的影响的所谓的鲁棒性高的控制处理适用于在外部环境的变化大的条件下等使用的车辆用空调装置1。
在此,在成为制冷剂不足状态时,在使压缩机11运转的状态下减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时,在被吸入至压缩机11的吸入制冷剂产生过热度SH。因此,也能够基于在使压缩机11运转的状态下减小第一膨胀阀13的节流开度时的过热度SH,来判定是否处于制冷剂不足状态。
然而,存在如下担忧:需要在循环的低压侧追加压力传感器和温度传感器以检查过热度SH,导致制冷循环装置10的成本增加。
相对于此,在本实施方式中,设为如下结构:基于在使压缩机11运转的状态下减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时的由制冷剂压力传感器53检测出的排出制冷剂压力Ph的变化,来判定是否处于制冷剂不足状态。这样一来,若利用已有的制冷剂压力传感器53的检测值,则不需要追加其他传感器,因此不会导致制冷循环装置10的成本增加。
另外,室内冷凝器12的散热能力也与室内冷凝器12的温度具有相关性。因此,在填充量判定处理中,也能够基于使压缩机11运转的状态下减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时的室内冷凝器12的温度变化,来判定是否处于制冷剂不足状态。
然而,在减小第一膨胀阀13的节流开度EVH时,室内冷凝器12的制冷剂出口侧的焓减少,从而容易在室内冷凝器12产生温度不均。存在这样的温度不均对判定是否处于制冷剂不足状态的判定精度产生影响的担忧。
相对于此,由于本实施方式的结构是基于难以产生室内冷凝器12的温度那样的分布不均的排出制冷剂压力Ph来判定是否处于制冷剂不足状态的结构,因此能够更适当地判定是否处于制冷剂不足状态。
在此,存在如下担忧:在乘员通过操作手动设定部60b来变更制冷循环装置10的运转模式等时,室内冷凝器12的散热能力无意间地变动。另外,存在如下担忧:在车辆行驶中,向室外热交换器14流入的空气量变化,从而室内冷凝器12的散热能力无意间地变动。
鉴于这些问题,在本实施方式中,设为在乘员未搭乘于车辆的预空调时执行填充量判定处理的结构。由此,能够基于减小减压机构即第一膨胀阀13的节流开度EVH时的室内冷凝器12的散热能力的变化,更适当地判定是否处于制冷剂不足状态。
另外,在本实施方式中,在填充量判定处理中判定为制冷剂不足状态的情况下,作为异常应对处理使压缩机11停止。由此,在处于制冷剂不足状态的情况下压缩机11停止,因此能够确保压缩机11的可靠性。
另外,在本实施方式中,设为如下结构:在填充量判定处理判定为制冷剂不足状态的情况下,作为异常应对处理向乘员报告处于制冷剂不足状态。由此,能够适当地使用户认识处于制冷剂不足状态。
在此,在本实施方式中,对将本发明的制冷循环装置10应用于能够通过操作面板60的操作来切换自动空调和手动空调的车辆用空调装置1的例子进行了说明,但是不限定于此。本发明的制冷循环装置10也能应用于不具有执行自动空调的功能的车辆用空调装置1。
另外,在本实施方式中,对在接收来自无线终端90的要求预空调开始的信号时空调控制装置50执行预空调的例子进行了说明,但是不限定于此。例如,空调控制装置50也可以是在通过用户等预先设定的预空调的开始时刻时执行预空调的结构。
(第二实施方式)
接着,参照图15对第二实施方式进行说明。在本实施方式中,在自动空调时执行填充量判定处理,这一点与第一实施方式不同。
在第一实施方式中,对在通过预空调进行车室内空调时执行填充量判定处理的例子进行了说明。通常,如冬季、夏季等,有在车室内的温度大幅度地偏离舒适的温度的时候实施预空调的趋势。
另一方面,有在车室内的温度接近舒适的温度的时期几乎不实施预空调的担忧。即,存在如下担忧:若将执行填充量判定处理的时机设为预空调时,则填充量判定处理的执行次数减少。
因此,本实施方式的空调控制装置50在进行自动空调的车室内空调时执行填充量判定处理。参照图15所示的流程图对本实施方式的空调控制装置50所执行的空调控制处理的流程进行说明。
如图15所示,在本实施方式的空调控制处理中,在步骤S1的判定处理中,判定为要求车室内的空调的情况下,空调控制装置50判定车室内的空调要求是否为自动空调(S10)。具体而言,在步骤S10的判定处理中,判定自动设定开关60a是否被打开。
在步骤S10的判定处理的结果是判定为车室内的空调要求不是自动空调的情况下,空调控制装置50执行通常空调处理(S3)。因为步骤S3的通常空调处理的内容与第一实施方式相同因此省略说明。
另一方面,在步骤S10的判定处理的结果是判定为车室内的空调要求为自动空调的情况下,空调控制装置50执行填充量判定处理(S5)。因为步骤S5的填充量判定处理的内容与第一实施方式相同因此省略说明。
其他空调控制处理与第一实施方式相同。根据本实施方式的制冷循环装置10,能够与第一实施方式同样地获得由与第一实施方式共同的结构要素所起到的作用效果。
特别是,在本实施方式的制冷循环装置10中,是在自动空调时执行填充量判定处理的结构。因此,根据本实施方式的制冷循环装置10,即使在车室内的温度接近舒适的温度的时期,也能够适当地判定是否处于制冷剂不足状态。
在此,在本实施方式中,对在自动空调时执行填充量判定处理的例子进行了说明,但是不限定于此,例如,除了自动空调时,也可以在预空调时执行填充量判定处理。
另外,如本实施方式,在自动空调时执行填充量判定处理的结构中,存在如下担忧:在车辆的行驶中,向室外热交换器14流入的空气量变化,从而室内冷凝器12的散热能力无意间变动。因此,最好填充量判定处理在自动空调时且车辆停车时执行。
(第三实施方式)
接着,参照图16对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,在执行通常空调处理时,执行填充量判定处理,这一点与第一实施方式不同。
本实施方式的空调控制装置50在进行通常空调处理时执行填充量判定处理。参照图16所示的流程图对本实施方式的空调控制装置50所执行的空调控制处理的流程进行说明。
如图16所示,在本实施方式的空调控制处理中,在执行了步骤S3的通常空调处理之后,空调控制装置50判定各种控制设备的控制状态是否稳定(S11)。具体而言,在步骤S11的处理中,判定向各种控制设备输出的控制信号是否维持为恒定。
例如,在步骤S11的判定处理中,在目标吹出温度TAO集中于恒定的温度附近并且运转模式等设定在规定时间维持恒定的情况下,判定为各种控制设备的控制状态稳定。
另外,在步骤S11的判定处理中,在目标吹出温度TAO未集中于恒定的温度附近的情况、运转模式等设定在规定时间内切换的情况下,判定为各种控制设备的控制状态不稳定。
步骤S11的判定处理的结果是判定为各种控制设备的控制状态不稳定的情况下,空调控制装置50跳过步骤S5的填充量判定处理而向步骤S4的处理移动。
另一方面,在步骤S11的判定处理的结果是判定为各种控制设备的控制状态稳定的情况下,空调控制装置50执行填充量判定处理(S5)。因为步骤S5的填充量判定处理的内容与第一实施方式相同因此省略说明。
其他空调控制处理与第一实施方式相同。根据本实施方式的制冷循环装置10,能够与第一实施方式同样地得到由与第一实施方式共同的结构要素所起到的作用效果。
特别是,在本实施方式的制冷循环装置10中,设为如下那样的结构:在通常空调处理时,在各种控制设备的控制状态稳定的情况下,执行填充量判定处理。因此,根据本实施方式的制冷循环装置10,能够与进行预空调、自动空调等的时机无关而适当地判定是否处于制冷剂不足状态。
在此,即使在本实施方式的结构中,也存在如下担忧:在车辆的行驶中,向室外热交换器14流入的空气量变化,从而导致室内冷凝器12的散热能力无意间变动。因此,最好填充量判定处理在车辆停车时执行。
(其他实施方式)
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是本发明不限定于上述的实施方式,能够适当变更。例如,能够如下那样地进行各种变形。
(1)如上述的各实施方式,填充量判定处理中是否处于制冷剂不足状态最好是基于表示室内冷凝器12的散热量的减少趋势的排出制冷剂压力Ph的变化来判定,但是不限定于此。例如,填充量判定处理中的是否处于制冷剂不足状态也可以基于来自室内空调单元30的吹出空气温度TAV的变化、室内冷凝器12的温度变化、被吸入至压缩机11的吸入制冷剂的过热度SH等来判定。
(2)如上述的各实施方式,在填充量判定处理中判定为制冷剂不足状态的情况下,最好使压缩机11停止,但是不限定于此。例如,在填充量判定处理中判定为制冷剂不足状态的情况下,也可以进行强制地使压缩机11的转速Nc降低等降级运转。
(3)如上述的各实施方式,在填充量判定处理中判定为制冷剂不足状态的情况下,最好向乘员报告处于制冷剂不足状态,但是不限定于此,例如,也可以不向乘员报告处于制冷剂不足状态。
(4)在上述的各实施方式中,对将本发明的制冷循环装置10应用于能够切换为制冷模式、除湿制热模式、制热模式的车辆用空调装置1的例子进行了说明,但是不限定于此。本发明的制冷循环装置10也可以应用于能够实现制冷模式、除湿制热模式、制热模式中的任一模式的车辆用空调装置1。
(5)在上述的各实施方式中,对如下那样的例子进行了说明:在除湿制热模式时,空调控制装置50在将低压侧开闭阀20设为闭状态、将第一膨胀阀13设为全开状态以及将第二膨胀阀18设为节流状态的状态下,使压缩机11运转,但是不限定于此。例如,也可以根据各种传感器组的检查值来变更各膨胀阀13、18的节流状态。这样一来,若设为变更各膨胀阀13、18的节流状态的结构,则在除湿制热模式时,不仅使室外热交换器14起到散热器的功能,也能够使室外热交换器14起到吸热器的功能。由此,能够调整室内冷凝器12的散热量,因此能够实现除湿制热模式时的送风空气的适当的温度调整。
(6)在上述的各实施方式中,对将本发明的制冷循环装置10应用于车辆用空调装置1的例子进行了说明,但是不限定于此。本发明的制冷循环装置10不限定于车辆用,也可以应用于固定型空调装置、低温保存库、液体加热冷却装置等。
(7)在上述的各实施方式中,对于构成实施方式的要素,除了特别明示为必须的情况及原理上明显为必须的情况等之外,不一定是必须的,这是不言而喻的。
(8)在上述的各实施方式中,在提及实施方式的结构要素的个数、数值、量以及范围等数值的情况下,除了特别明示为必须的情况及原理上明显地限定于特定的数的情况等之外,并不限定于其特定的数。
(9)在上述的各实施方式中,在提及结构要素等的形状和位置关系等时,除了特别明示的情况及原理上被限定为特定的形状和位置关系等的情况等之外,不限定于其形状和位置关系等。
Claims (6)
1.一种制冷循环装置,具备:
压缩机(11),该压缩机压缩并排出制冷剂;
散热器(12),该散热器使从所述压缩机排出的高压制冷剂散热;
减压机构(13),该减压机构使通过所述散热器后的所述高压制冷剂减压;
蒸发器(14),该蒸发器使由所述减压机构减压后的低压制冷剂蒸发;
储液器(22),该储液器对通过所述蒸发器后的所述低压制冷剂进行气液分离,且使分离出的气相制冷剂向所述压缩机的吸入口侧流出;
填充量判定部(50b),该填充量判定部执行填充量判定处理,所述填充量判定处理是判定是否处于填充于循环内的制冷剂的填充量不足的制冷剂不足状态的处理;
压缩机控制部(50c),该压缩机控制部控制所述压缩机的运转状态;以及
减压机构控制部(50d),该减压机构控制部控制所述减压机构的节流开度,
该制冷循环装置的特征在于,
若在所述压缩机控制部使所述压缩机运转的状态下所述减压机构控制部减小所述减压机构的节流开度时,所述散热器的散热能力呈减少趋势,则所述填充量判定部判定为处于所述制冷剂不足状态。
2.根据权利要求1所述的制冷循环装置,其中,
具备高压侧压力检测部(53),该高压侧压力检测部对从所述压缩机的制冷剂排出口侧至所述减压机构的制冷剂入口侧的高压制冷剂的压力进行检测,
若在所述压缩机控制部使所述压缩机运转的状态下所述减压机构控制部减小所述减压机构的节流开度时,所述高压制冷剂的压力的变化呈减少趋势,则所述填充量判定部判定为处于所述制冷剂不足状态。
3.根据权利要求1所述的制冷循环装置,应用于对车室内进行空气调节的车辆用空调装置(1),其中,
所述车辆用空调装置构成为能够执行预空调,该预空调是指在乘员搭乘于车辆之前使所述压缩机运转而对所述车室内进行空气调节,
所述压缩机控制部和所述减压机构控制部构成为,在执行所述预空调时,在使所述压缩机的转速维持恒定的状态下,减小所述减压机构的节流开度,
在执行所述预空调时,所述填充量判定部判定是否处于所述制冷剂不足状态。
4.根据权利要求1所述的制冷循环装置,应用于对车室内进行空气调节的车辆用空调装置(1),其中,
所述车辆用空调装置构成为能够执行自动空调,该自动空调是指自动地对向所述车室内吹送的送风空气的温度进行调整,
所述压缩机控制部和所述减压机构控制部构成为,在执行所述自动空调时,在使所述压缩机的转速维持恒定的状态下,减小所述减压机构的节流开度,
在执行所述自动空调时,所述填充量判定部判定是否处于所述制冷剂不足状态。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的制冷循环装置,其中,
在由所述填充量判定部判定为处于所述制冷剂不足状态时,所述压缩机控制部使所述压缩机停止。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的制冷循环装置,其中,
具备报告部(70),在由所述填充量判定部判定为处于所述制冷剂不足状态时,该报告部向用户报告处于所述制冷剂不足状态的情况。
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