JP2002364951A - 蒸気圧縮式冷凍サイクル - Google Patents
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- F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
- F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
- F25B2700/21173—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet
Abstract
(57)【要約】
【課題】 早期に冷媒漏れを検知する。
【解決手段】 理論上の実際の凝縮器２２での放熱量ｉ
Ｑに関するパラメータである理論上の放熱温度差ｉΔＴ
と実際の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメータで
ある実際の放熱温度差（凝縮温度と外気温度との差）Δ
Ｔとを比較する。これにより、理論上の凝縮器２２での
放熱量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとの差は、
理論上の冷媒流量ｉＧｒと実際の冷媒流量Ｇｒとのを比
較した場合、又は理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨと
実際の比エンタルピ変化量ΔＨとを比較した場合に比べ
て、その相違量が大きくなるので、正規の冷媒量が冷凍
サイクル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少して
も、その冷媒量の減少を的確に検出することができる。
延いては、早期に冷媒漏れを検知することができる。
Ｑに関するパラメータである理論上の放熱温度差ｉΔＴ
と実際の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメータで
ある実際の放熱温度差（凝縮温度と外気温度との差）Δ
Ｔとを比較する。これにより、理論上の凝縮器２２での
放熱量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとの差は、
理論上の冷媒流量ｉＧｒと実際の冷媒流量Ｇｒとのを比
較した場合、又は理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨと
実際の比エンタルピ変化量ΔＨとを比較した場合に比べ
て、その相違量が大きくなるので、正規の冷媒量が冷凍
サイクル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少して
も、その冷媒量の減少を的確に検出することができる。
延いては、早期に冷媒漏れを検知することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイクル内の残留
冷媒量を判定する冷媒残量判定手段を備える蒸気圧縮式
冷サイクルに関するもので、車両用空調装置に適用して
有効である。
冷媒量を判定する冷媒残量判定手段を備える蒸気圧縮式
冷サイクルに関するもので、車両用空調装置に適用して
有効である。
【０００２】
【従来の技術】車両用空調装置に適用される一般的な蒸
気圧縮式冷凍サイクル（以下、冷凍サイクルと略す。）
では、冷媒中に潤滑油を混合して冷媒と共に潤滑油を循
環させることにより圧縮機内の可動部や摺動部を潤滑し
ている。
気圧縮式冷凍サイクル（以下、冷凍サイクルと略す。）
では、冷媒中に潤滑油を混合して冷媒と共に潤滑油を循
環させることにより圧縮機内の可動部や摺動部を潤滑し
ている。
【０００３】しかし、ゴムホースや配管継ぎ手等から冷
媒が漏れ出してサイクル中の残留冷媒量が低下すると、
圧縮機に吸入される冷媒量が低下するので、圧縮機に供
給される潤滑油の量が低下し、焼き付き等の重大な損傷
が圧縮機に発生するおそれが高い。
媒が漏れ出してサイクル中の残留冷媒量が低下すると、
圧縮機に吸入される冷媒量が低下するので、圧縮機に供
給される潤滑油の量が低下し、焼き付き等の重大な損傷
が圧縮機に発生するおそれが高い。
【０００４】そこで、従来は、冷凍サイクル内の圧力
（例えば、圧縮機の吸入圧力）を検出し、この検出圧力
が所定圧力（例えば、０．３ＭＰａ）以下となったとき
に、サイクル中の残留冷媒量が規定量以下になったもの
と見なして、圧縮機を停止させている。
（例えば、圧縮機の吸入圧力）を検出し、この検出圧力
が所定圧力（例えば、０．３ＭＰａ）以下となったとき
に、サイクル中の残留冷媒量が規定量以下になったもの
と見なして、圧縮機を停止させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、冷凍サイク
ルは密閉回路であるため、サイクル内に液相冷媒が存在
する間は、冷媒漏れが発生しても、気液分離器内の液相
冷媒が気化することにより飽和圧力が維持され、冷凍サ
イクル内の圧力が低下しない。
ルは密閉回路であるため、サイクル内に液相冷媒が存在
する間は、冷媒漏れが発生しても、気液分離器内の液相
冷媒が気化することにより飽和圧力が維持され、冷凍サ
イクル内の圧力が低下しない。
【０００６】したがって、冷凍サイクル内の液相冷媒が
全て気化した状態で冷媒漏れが進行し続けたときに始め
て、冷凍サイクルの低圧側圧力が低下し始めるので、低
圧側圧力が所定圧力以下となったときには、サイクル中
に残留する実際の（質量）冷媒量は、既に正規の（質
量）冷媒量に比べて大幅に減少してしまっている。
全て気化した状態で冷媒漏れが進行し続けたときに始め
て、冷凍サイクルの低圧側圧力が低下し始めるので、低
圧側圧力が所定圧力以下となったときには、サイクル中
に残留する実際の（質量）冷媒量は、既に正規の（質
量）冷媒量に比べて大幅に減少してしまっている。
【０００７】このため、冷凍サイクル内の圧力を検出す
る手段では、サイクル中の残留冷媒量が正規冷媒量に比
べて大幅に減少するまで冷媒漏れを検出するできないの
で、圧縮機に重大な損傷が発生するおそれが高い。
る手段では、サイクル中の残留冷媒量が正規冷媒量に比
べて大幅に減少するまで冷媒漏れを検出するできないの
で、圧縮機に重大な損傷が発生するおそれが高い。
【０００８】なお、サイクル中の冷媒が微量づつ漏れて
いく、いわゆる「スリーリーク」においては、残留冷媒
量が正規冷媒量の略５０％以下となると、圧縮機に重大
な損傷が発生するおそれが高いので、残留冷媒量が正規
冷媒量の５０％以下となる前に冷媒漏れを検知する必要
がある。因みに、冷凍サイクル内の圧力を検出する手段
では、残留冷媒量が正規冷媒量の略１０％以下となるま
で冷媒漏れを検知することが難しい。
いく、いわゆる「スリーリーク」においては、残留冷媒
量が正規冷媒量の略５０％以下となると、圧縮機に重大
な損傷が発生するおそれが高いので、残留冷媒量が正規
冷媒量の５０％以下となる前に冷媒漏れを検知する必要
がある。因みに、冷凍サイクル内の圧力を検出する手段
では、残留冷媒量が正規冷媒量の略１０％以下となるま
で冷媒漏れを検知することが難しい。
【０００９】本発明は、上記点に鑑み、早期に冷媒漏れ
を検知することを目的とする。
を検知することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、圧縮機（２
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における実際の放熱
量（Ｑ）に関係する実際のパラメータ（ｉΔＴ）と、放
熱器（２２）の放熱量（ｉＱ）に関係する理論上のパラ
メータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル内の残留冷媒量
を判定することを特徴とする。
成するために、請求項１に記載の発明では、圧縮機（２
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における実際の放熱
量（Ｑ）に関係する実際のパラメータ（ｉΔＴ）と、放
熱器（２２）の放熱量（ｉＱ）に関係する理論上のパラ
メータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル内の残留冷媒量
を判定することを特徴とする。
【００１１】これにより、理論上の凝縮器（２２）での
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
【００１２】また、凝縮器（２２）側での放熱量に基づ
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
【００１３】請求項２に記載の発明では、圧縮機（２
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における、実際の放
熱量（Ｑ）に関係するパラメータ（ΔＴ）を算出する実
放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）と、正規
の冷媒量がサイクル内に存在するときのデータに基づい
て、放熱器（２２）の放熱量（ｉＱ）に関係する理論上
のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論放熱量パラメー
タ算出手段（Ｓ１５０）と、実放熱量パラメータ算出手
段（１８ｃ、１８ｄ）が算出したパラメータ（ΔＴ）と
理論放熱量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）が算出した
パラメータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル内の残留冷
媒量を判定する冷媒残量判定手段（Ｓ１６０）とを備え
ることを特徴とする。
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における、実際の放
熱量（Ｑ）に関係するパラメータ（ΔＴ）を算出する実
放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）と、正規
の冷媒量がサイクル内に存在するときのデータに基づい
て、放熱器（２２）の放熱量（ｉＱ）に関係する理論上
のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論放熱量パラメー
タ算出手段（Ｓ１５０）と、実放熱量パラメータ算出手
段（１８ｃ、１８ｄ）が算出したパラメータ（ΔＴ）と
理論放熱量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）が算出した
パラメータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル内の残留冷
媒量を判定する冷媒残量判定手段（Ｓ１６０）とを備え
ることを特徴とする。
【００１４】これにより、理論上の凝縮器（２２）での
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
【００１５】また、凝縮器（２２）側での放熱量に基づ
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
【００１６】請求項３に記載の発明では、圧縮機（２
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における、実際の放
熱量（Ｑ）に関係する実際のパラメータ（ΔＴ）を算出
する実放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）
と、正規の冷媒量がサイクル内に存在するときの蒸発器
（２５）における冷媒の蒸発温度に関する物理量（Ｔ
ｅ）に基づいて、放熱器（２２）における放熱量に関係
する理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論放熱
量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）と、実放熱量パラメ
ータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）が算出したパラメータ
（ΔＴ）と理論放熱量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）
が算出したパラメータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル
内の残留冷媒量を判定する冷媒残量判定手段（Ｓ１６
０）とを備えることを特徴とする。
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、放熱器（２２）における、実際の放
熱量（Ｑ）に関係する実際のパラメータ（ΔＴ）を算出
する実放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）
と、正規の冷媒量がサイクル内に存在するときの蒸発器
（２５）における冷媒の蒸発温度に関する物理量（Ｔ
ｅ）に基づいて、放熱器（２２）における放熱量に関係
する理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論放熱
量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）と、実放熱量パラメ
ータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）が算出したパラメータ
（ΔＴ）と理論放熱量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）
が算出したパラメータ（ｉΔＴ）とを比較し、サイクル
内の残留冷媒量を判定する冷媒残量判定手段（Ｓ１６
０）とを備えることを特徴とする。
【００１７】これにより、理論上の凝縮器（２２）での
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
放熱量（ｉＱ）と実際の凝縮器（２２）での放熱量
（Ｑ）との差は、後述するように大きくなるので、正規
の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときから冷媒量が
僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的確に検出する
ことができる。延いては、早期に冷媒漏れを検知するこ
とができる。
【００１８】また、凝縮器（２２）側での放熱量に基づ
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
いて冷媒漏れを検出すれば、後述するように、凝縮水の
発生（潜熱）を考慮する必要がないので、十分に精度良
く凝縮器（２２）側での放熱量に関するパラメータを算
出することができる。
【００１９】なお、実際のパラメータ（ΔＴ）及び理論
上のパラメータ（ｉΔＴ）は、請求項４に記載の発明の
ごとく、放熱器（２２）内の冷媒温度に関係する温度と
放熱器（２２）に送風される冷却風の温度との差を用い
ることが望ましい。
上のパラメータ（ｉΔＴ）は、請求項４に記載の発明の
ごとく、放熱器（２２）内の冷媒温度に関係する温度と
放熱器（２２）に送風される冷却風の温度との差を用い
ることが望ましい。
【００２０】また、請求項５に記載の発明のごとく、実
際のパラメータ（ΔＴ）及び理論上のパラメータ（ｉΔ
Ｔ）として、放熱器（２２）に送風される冷却風の放熱
器（２２）前後での温度差を用いてもよいところで、後
述するように、冷媒量が不足すると、圧縮機（２１）の
吸入圧が大きく変化するので、請求項６に記載の発明の
ごとく、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出するに当
たって、圧縮機（２１）の吸入圧を考慮すれば、より正
確に冷媒漏れを検出することができる。
際のパラメータ（ΔＴ）及び理論上のパラメータ（ｉΔ
Ｔ）として、放熱器（２２）に送風される冷却風の放熱
器（２２）前後での温度差を用いてもよいところで、後
述するように、冷媒量が不足すると、圧縮機（２１）の
吸入圧が大きく変化するので、請求項６に記載の発明の
ごとく、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出するに当
たって、圧縮機（２１）の吸入圧を考慮すれば、より正
確に冷媒漏れを検出することができる。
【００２１】また、後述するように、冷媒量が不足する
と、放熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量
（ｉΔＨ）が大きく変化するので、請求項７に記載の発
明のごとく、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する
に当たって、放熱器（２２）における冷媒の比エンタル
ピ変化量（ｉΔＨ）を考慮すれば、より正確に冷媒漏れ
を検出することができる。
と、放熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量
（ｉΔＨ）が大きく変化するので、請求項７に記載の発
明のごとく、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する
に当たって、放熱器（２２）における冷媒の比エンタル
ピ変化量（ｉΔＨ）を考慮すれば、より正確に冷媒漏れ
を検出することができる。
【００２２】請求項８に記載の発明では、理論上のパラ
メータ（ｉΔＴ）は、圧縮機（２１）の吸入圧に基づい
て算出され、さらに、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）
は、放熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量
（ｉΔＨ）に基づいて算出されることを特徴とする。
メータ（ｉΔＴ）は、圧縮機（２１）の吸入圧に基づい
て算出され、さらに、理論上のパラメータ（ｉΔＴ）
は、放熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量
（ｉΔＨ）に基づいて算出されることを特徴とする。
【００２３】これにより、請求項６及び７に記載のごと
く、より正確に冷媒漏れを検出することができる。
く、より正確に冷媒漏れを検出することができる。
【００２４】請求項９に記載の発明では、圧縮機（２
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、蒸発器（２５）における実際の吸熱
量に関係する実際のパラメータと、蒸発器（２５）の吸
熱量に関係する理論上のパラメータとを比較し、サイク
ル内の残留冷媒量を判定することを特徴とする。
１）、放熱器（２２）、減圧器（２４）及び蒸発器（２
５）を有し、圧縮機（２１）にて圧縮された高温高圧の
冷媒を放熱器（２２）にて冷却し、減圧器（２４）にて
減圧された低温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍
サイクルであって、蒸発器（２５）における実際の吸熱
量に関係する実際のパラメータと、蒸発器（２５）の吸
熱量に関係する理論上のパラメータとを比較し、サイク
ル内の残留冷媒量を判定することを特徴とする。
【００２５】これにより、理論上の吸熱量と実際の吸熱
量との差が大きくなるので、正規の冷媒量が冷凍サイク
ル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少しても、そ
の冷媒量の減少を的確に検出することができる。延いて
は、早期に冷媒漏れを検知することができる。
量との差が大きくなるので、正規の冷媒量が冷凍サイク
ル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少しても、そ
の冷媒量の減少を的確に検出することができる。延いて
は、早期に冷媒漏れを検知することができる。
【００２６】なお、請求項１０に記載の発明のごとく、
圧縮機（２１）として、吐出流量が所定流量となるよう
にその吐出容量を可変制御することができる可変容量型
の圧縮機を採用してもよい。
圧縮機（２１）として、吐出流量が所定流量となるよう
にその吐出容量を可変制御することができる可変容量型
の圧縮機を採用してもよい。
【００２７】また、請求項１１に記載の発明のごとく、
圧縮機（２１）として、冷媒流路に設けられた絞り前後
の差圧に基づいて、その吐出容量を可変制御することが
できる可変容量型の圧縮機を採用してもよい。
圧縮機（２１）として、冷媒流路に設けられた絞り前後
の差圧に基づいて、その吐出容量を可変制御することが
できる可変容量型の圧縮機を採用してもよい。
【００２８】また、請求項１０又は１１に記載の発明に
おいては、請求項１２に記載の発明のごとく、１００％
容量で圧縮機（２１）が稼動しているものとして算出し
た冷媒流量と、少なくとも圧縮機（２１）の吐出圧に基
づいて決定される最大流量とを比較し、いずれか小さい
方の値に基づいて理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出
することが望ましい。
おいては、請求項１２に記載の発明のごとく、１００％
容量で圧縮機（２１）が稼動しているものとして算出し
た冷媒流量と、少なくとも圧縮機（２１）の吐出圧に基
づいて決定される最大流量とを比較し、いずれか小さい
方の値に基づいて理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出
することが望ましい。
【００２９】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。
【００３０】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）本実施形態は、
本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルを車両用空調装置
に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両
用空調装置１の模式図である。
本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクルを車両用空調装置
に適用したものであって、図１は本実施形態に係る車両
用空調装置１の模式図である。
【００３１】図１は本実施形態に係る車両用空調装置１
の模式図であり、空気流路をなす空調ケーシング２の空
気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入
口３と外気を吸入するための外気吸入口４とが形成され
ているとともに、これらの吸入口３、４の開口割合を調
節する吸入口切換ドア５が設けられている。
の模式図であり、空気流路をなす空調ケーシング２の空
気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入
口３と外気を吸入するための外気吸入口４とが形成され
ているとともに、これらの吸入口３、４の開口割合を調
節する吸入口切換ドア５が設けられている。
【００３２】そして、吸入口切換ドア５の下流側部位に
は、遠心式の送風機６が配設されており、この送風機６
の空気下流側には、室内に向けて送風する空気を冷却す
る蒸発器２５が配設されており、送風機６により送風さ
れた空気は全てこの蒸発器２５を通過する。
は、遠心式の送風機６が配設されており、この送風機６
の空気下流側には、室内に向けて送風する空気を冷却す
る蒸発器２５が配設されており、送風機６により送風さ
れた空気は全てこの蒸発器２５を通過する。
【００３３】なお、蒸発器２５は、冷媒を蒸発させるこ
とにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍サイクル
（以下、冷凍サイクルと略す。）２０の低圧側の熱交換
器であり、冷凍サイクル２０（図１の一転鎖線で囲まれ
た範囲）については後述する。
とにより冷凍能力を発揮する蒸気圧縮式冷凍サイクル
（以下、冷凍サイクルと略す。）２０の低圧側の熱交換
器であり、冷凍サイクル２０（図１の一転鎖線で囲まれ
た範囲）については後述する。
【００３４】また、蒸発器２５の空気下流側には、エン
ジン８の冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱
するヒータコア９が配設されており、空調ケーシング２
には、ヒータコア９をバイパスするバイパス通路１０が
形成されている。そして、ヒータコア９の空気上流側に
は、ヒータコア９を通る風量（温風）とバイパス通路１
０を通る風量（冷風）との風量割合を調節するエアミッ
クスドア１１が配設されている。
ジン８の冷却水を熱源として室内に吹き出す空気を加熱
するヒータコア９が配設されており、空調ケーシング２
には、ヒータコア９をバイパスするバイパス通路１０が
形成されている。そして、ヒータコア９の空気上流側に
は、ヒータコア９を通る風量（温風）とバイパス通路１
０を通る風量（冷風）との風量割合を調節するエアミッ
クスドア１１が配設されている。
【００３５】また、空調ケーシング２の最下流側部位に
は、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフ
ェイス吹出口１２と、車室内乗員の足元に空気を吹き出
すためのフット吹出口１３と、フロントガラス（図示せ
ず。）の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロス
タ吹出口１４とが形成されている。
は、車室内乗員の上半身に空調空気を吹き出すためのフ
ェイス吹出口１２と、車室内乗員の足元に空気を吹き出
すためのフット吹出口１３と、フロントガラス（図示せ
ず。）の内面に向かって空気を吹き出すためのデフロス
タ吹出口１４とが形成されている。
【００３６】そして、上記各吹出口１２〜１４の空気上
流側部位には、各吹出口１２〜１４の開口度合いを調節
して吹出モードを切り換える吹出モード切換ドア１５〜
１７が配設されている。なお、これらの吹出モード切換
ドア１５〜１７、吸入口切換ドア５及びエアミックスド
ア１１は、サーボモータ等の駆動手段により開閉制御さ
れ、これら駆動手段並びに送風機６は、電子制御装置
（ＥＣＵ）１８により制御される。
流側部位には、各吹出口１２〜１４の開口度合いを調節
して吹出モードを切り換える吹出モード切換ドア１５〜
１７が配設されている。なお、これらの吹出モード切換
ドア１５〜１７、吸入口切換ドア５及びエアミックスド
ア１１は、サーボモータ等の駆動手段により開閉制御さ
れ、これら駆動手段並びに送風機６は、電子制御装置
（ＥＣＵ）１８により制御される。
【００３７】次に、冷凍サイクル２０について述べる。
【００３８】圧縮機２１は走行用エンジン８から駆動力
を得て冷媒を吸入圧縮するものでであり、この圧縮機２
１は、駆動力を断続可能に伝達する電磁クラッチ２１ａ
を介して駆動力を得て稼動する。
を得て冷媒を吸入圧縮するものでであり、この圧縮機２
１は、駆動力を断続可能に伝達する電磁クラッチ２１ａ
を介して駆動力を得て稼動する。
【００３９】凝縮器２２は圧縮機２１から吐出した高温
高圧の冷媒と室外空気との間で熱交換して冷媒を冷却凝
縮させる高圧側熱交換器であり、レシーバ２３は凝縮器
２２から流出した冷媒を気相冷媒の液相冷媒とに分離し
て液相冷媒を流出させるとともに、冷凍サイクル２０中
の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。
高圧の冷媒と室外空気との間で熱交換して冷媒を冷却凝
縮させる高圧側熱交換器であり、レシーバ２３は凝縮器
２２から流出した冷媒を気相冷媒の液相冷媒とに分離し
て液相冷媒を流出させるとともに、冷凍サイクル２０中
の余剰冷媒を蓄える気液分離器である。
【００４０】減圧器２４はレシーバ２３から流出した冷
媒を減圧する減圧手段であり、本実施形態では、減圧器
２４として、蒸発器２５の冷媒出口側における冷媒過熱
度が所定値となるように開度を調節する、いわゆる温度
式膨張弁を採用している。
媒を減圧する減圧手段であり、本実施形態では、減圧器
２４として、蒸発器２５の冷媒出口側における冷媒過熱
度が所定値となるように開度を調節する、いわゆる温度
式膨張弁を採用している。
【００４１】なお、ＥＣＵ１８には、乗員が希望する室
内温度を乗員が設定入力する温度設定手段１８ａの設定
温度Ｔｓｅｔ、室内空気の温度を検出する内気温センサ
１８ｂの検出温度Ｔｉｎ、室外空気の温度を検出する外
気温センサ１８ｃの検出温度Ｔｏｕｔ、圧縮機２１から
吐出した高圧冷媒の圧力を検出する高圧センサ１８ｄの
検出圧力Ｐｄ、及び蒸発器２５を通過した直後の空気温
度を検出する温度センサ１８ｅの検出温度Ｔｅ等の空調
センサ信号が入力されている。
内温度を乗員が設定入力する温度設定手段１８ａの設定
温度Ｔｓｅｔ、室内空気の温度を検出する内気温センサ
１８ｂの検出温度Ｔｉｎ、室外空気の温度を検出する外
気温センサ１８ｃの検出温度Ｔｏｕｔ、圧縮機２１から
吐出した高圧冷媒の圧力を検出する高圧センサ１８ｄの
検出圧力Ｐｄ、及び蒸発器２５を通過した直後の空気温
度を検出する温度センサ１８ｅの検出温度Ｔｅ等の空調
センサ信号が入力されている。
【００４２】次に、本実施形態の特徴的作動、すなわち
冷媒漏れの検出制御について、図２に示すフローチャー
トに基づいて述べる。
冷媒漏れの検出制御について、図２に示すフローチャー
トに基づいて述べる。
【００４３】電磁クラッチ２１ａが繋がれて圧縮機２
１、つまり冷凍サイクル２０が起動すると同時に、ＥＣ
Ｕ１８に入力された検出値である外気温Ｔｏｕｔ、高圧
圧力Ｐｄ及びエバ後温度Ｔｅ等を読み込み（Ｓ１０
０）、エバ後温度Ｔｅから図３示すマップに基づいて圧
縮機２１の理論上の吸入圧力ｉＰｓを算出する（Ｓ１１
０）。
１、つまり冷凍サイクル２０が起動すると同時に、ＥＣ
Ｕ１８に入力された検出値である外気温Ｔｏｕｔ、高圧
圧力Ｐｄ及びエバ後温度Ｔｅ等を読み込み（Ｓ１０
０）、エバ後温度Ｔｅから図３示すマップに基づいて圧
縮機２１の理論上の吸入圧力ｉＰｓを算出する（Ｓ１１
０）。
【００４４】ここで、図３に示すマップは、正規の質量
冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときの蒸発器２５を
通過した直後の空気温度と圧縮機２１の吸入圧力との関
係を、熱負荷条件を変化させて実験により求めたもので
あり、正規の質量冷媒量が冷凍サイクル内に存在すると
きには、蒸発器２５を通過した直後の空気温度と圧縮機
２１の吸入圧力とは、概ね図３に示す特性となる。
冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときの蒸発器２５を
通過した直後の空気温度と圧縮機２１の吸入圧力との関
係を、熱負荷条件を変化させて実験により求めたもので
あり、正規の質量冷媒量が冷凍サイクル内に存在すると
きには、蒸発器２５を通過した直後の空気温度と圧縮機
２１の吸入圧力とは、概ね図３に示す特性となる。
【００４５】次に、Ｓ１１０にて算出した吸入圧力ｉＰ
ｓから図示しないマップに基づいて圧縮機２１に吸入さ
れる冷媒の密度ρｒを算出し、下記の数式１により圧縮
機２１から吐出される冷媒質量流量ｉＧｒを算出する
（Ｓ１２０）。
ｓから図示しないマップに基づいて圧縮機２１に吸入さ
れる冷媒の密度ρｒを算出し、下記の数式１により圧縮
機２１から吐出される冷媒質量流量ｉＧｒを算出する
（Ｓ１２０）。
【００４６】
【数１】 ｉＧｒ＝Ｖｃ×Ｎｃ×ρｒ×ηｖ×６０×１０-6 Ｖｃ：圧縮機の理論容量＝圧縮機が１回転する際に吐出
される理論上の体積流量 Ｎｃ：圧縮機の回転数＝エンジン回転数×プーリ比 ηｖ：圧縮機の体積効率（圧縮機の圧縮比と回転数とに
よって決定される圧縮機の効率） 次に、高圧圧力Ｐｄから図４に示すマップに基づいて、
凝縮器２２における理論上の比エンタルピ変化量、つま
りモリエル線図上の高圧側における冷媒の比エンタルピ
変化量ｉΔＨを算出し（Ｓ１３０）、この比エンタルピ
変化量ｉΔＨにＳ１２０にて算出した冷媒流量ｉＧｒを
乗じることにより、理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱ
（＝ｉΔＨ×ｉＧｒ）を算出する（Ｓ１４０）。
される理論上の体積流量 Ｎｃ：圧縮機の回転数＝エンジン回転数×プーリ比 ηｖ：圧縮機の体積効率（圧縮機の圧縮比と回転数とに
よって決定される圧縮機の効率） 次に、高圧圧力Ｐｄから図４に示すマップに基づいて、
凝縮器２２における理論上の比エンタルピ変化量、つま
りモリエル線図上の高圧側における冷媒の比エンタルピ
変化量ｉΔＨを算出し（Ｓ１３０）、この比エンタルピ
変化量ｉΔＨにＳ１２０にて算出した冷媒流量ｉＧｒを
乗じることにより、理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱ
（＝ｉΔＨ×ｉＧｒ）を算出する（Ｓ１４０）。
【００４７】次に、下記の数式２に基づいて、理論上の
外気温、つまり凝縮器２２を冷却する空気の温度と冷媒
の凝縮温度との差（以下、理論上の放熱温度差ｉΔＴと
呼ぶ。）を算出し（Ｓ１５０）、その後、図５に示すマ
ップ基づいて理論上の放熱温度差ｉΔＴと実際の放熱温
度差、つまり外気温Ｔｏｕｔと高圧圧力Ｐｄから算出し
た冷媒の凝縮温度との差ΔＴとから冷媒不足カウント値
Ｒｃを決定する（Ｓ１６０）。
外気温、つまり凝縮器２２を冷却する空気の温度と冷媒
の凝縮温度との差（以下、理論上の放熱温度差ｉΔＴと
呼ぶ。）を算出し（Ｓ１５０）、その後、図５に示すマ
ップ基づいて理論上の放熱温度差ｉΔＴと実際の放熱温
度差、つまり外気温Ｔｏｕｔと高圧圧力Ｐｄから算出し
た冷媒の凝縮温度との差ΔＴとから冷媒不足カウント値
Ｒｃを決定する（Ｓ１６０）。
【００４８】
【数２】ｉΔＴ＝ｉＱ／（Ｗｃｏｎ×φ） Ｗｃｏｎ：凝縮器を通過する冷却風の熱容量 φ：温度効率 なお、（Ｗｃｏｎ×φ）の値は、車両速度によって変化
する値であり、本実施形態では、予め実験により決定さ
れた図示しないマップに基づいて決定される。
する値であり、本実施形態では、予め実験により決定さ
れた図示しないマップに基づいて決定される。
【００４９】そして、理論上の放熱温度差ｉΔＴと実際
の放熱温度差ΔＴとから決定される点Ｐが図５の領域Ａ
に属する場合には、冷媒量が適正値であると見なして冷
媒不足カウント値Ｒｃを−１と、点Ｐが図５の領域Ｂに
属する場合には、冷媒量が不足ぎみであると見なして冷
媒不足カウント値Ｒｃを１とし、点Ｐが図５の領域Ｃに
属する場合には、冷媒量が不足していると見なして冷媒
不足カウント値Ｒｃを３とする。
の放熱温度差ΔＴとから決定される点Ｐが図５の領域Ａ
に属する場合には、冷媒量が適正値であると見なして冷
媒不足カウント値Ｒｃを−１と、点Ｐが図５の領域Ｂに
属する場合には、冷媒量が不足ぎみであると見なして冷
媒不足カウント値Ｒｃを１とし、点Ｐが図５の領域Ｃに
属する場合には、冷媒量が不足していると見なして冷媒
不足カウント値Ｒｃを３とする。
【００５０】そして、 前回加算して得られた冷媒不足
カウント値Ｒｃに今回算出した冷媒不足カウント値Ｒｃ
を加算し（Ｓ１７０）、その加算された冷媒不足カウン
ト値Ｒｃ（以下、積算カウント値ΣＲｃと呼ぶ。）が所
定値Ｃｏ（本実施形態では、６４）以下であるか否かを
判定する（Ｓ１８０）。
カウント値Ｒｃに今回算出した冷媒不足カウント値Ｒｃ
を加算し（Ｓ１７０）、その加算された冷媒不足カウン
ト値Ｒｃ（以下、積算カウント値ΣＲｃと呼ぶ。）が所
定値Ｃｏ（本実施形態では、６４）以下であるか否かを
判定する（Ｓ１８０）。
【００５１】このとき、積算カウントΣＲｃが所定値Ｃ
ｏ以下である場合は、冷媒量が規定値（正規冷媒量の約
５０％）以上あるものと見なしてＳ１００〜Ｓ１８０を
繰り返し、一方、積算カウントΣＲｃが所定値Ｃｏより
大きい場合には、冷媒量が規定値（正規冷媒量の約５０
％）未満であると見なして、室内計器盤に設けられた表
示パネル（図示せず。）又は音声にて乗員に対して冷媒
量が不足している旨の警告を発する。
ｏ以下である場合は、冷媒量が規定値（正規冷媒量の約
５０％）以上あるものと見なしてＳ１００〜Ｓ１８０を
繰り返し、一方、積算カウントΣＲｃが所定値Ｃｏより
大きい場合には、冷媒量が規定値（正規冷媒量の約５０
％）未満であると見なして、室内計器盤に設けられた表
示パネル（図示せず。）又は音声にて乗員に対して冷媒
量が不足している旨の警告を発する。
【００５２】次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００５３】図６は正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存
在するときのモリエル線図であり、図７は冷媒量が不足
したときの実際の冷凍サイクルの挙動を示すモリエル線
図である。
在するときのモリエル線図であり、図７は冷媒量が不足
したときの実際の冷凍サイクルの挙動を示すモリエル線
図である。
【００５４】そして、冷媒量が不足したときには、図７
に示すように、蒸発器２５へ供給される冷媒量が少ない
ため、圧縮機２１の吸入作用により低圧側圧力、つまり
蒸発器２５内の圧力が低下するとともに、蒸発器２５の
途中で全ての液相冷媒が蒸発してしまうため、蒸発器２
５の冷凍能力が低下し、蒸発器内温度に対してエバ後温
度Ｔｅが上昇する。
に示すように、蒸発器２５へ供給される冷媒量が少ない
ため、圧縮機２１の吸入作用により低圧側圧力、つまり
蒸発器２５内の圧力が低下するとともに、蒸発器２５の
途中で全ての液相冷媒が蒸発してしまうため、蒸発器２
５の冷凍能力が低下し、蒸発器内温度に対してエバ後温
度Ｔｅが上昇する。
【００５５】一方、正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存
在するときには、蒸発器２５へ供給される液冷媒量が十
分にあるため、蒸発器２５の途中で全ての液相冷媒が蒸
発してしまうことがなく、蒸発器内温度とエバ後温度Ｔ
ｅとがほぼ等しくなり、図３に示すように、エバ後温度
Ｔｅと吸入圧力とが略比例して変化する。
在するときには、蒸発器２５へ供給される液冷媒量が十
分にあるため、蒸発器２５の途中で全ての液相冷媒が蒸
発してしまうことがなく、蒸発器内温度とエバ後温度Ｔ
ｅとがほぼ等しくなり、図３に示すように、エバ後温度
Ｔｅと吸入圧力とが略比例して変化する。
【００５６】したがって、冷媒量が不足したときには、
理論上の吸入圧力ｉＰｓは、実際の吸入圧力Ｐｓより高
くなるため、理論上の吸入冷媒の密度ρｒが大きくな
り、理論上の冷媒流量ｉＧｒが大きくなる。
理論上の吸入圧力ｉＰｓは、実際の吸入圧力Ｐｓより高
くなるため、理論上の吸入冷媒の密度ρｒが大きくな
り、理論上の冷媒流量ｉＧｒが大きくなる。
【００５７】また、冷媒量が不足したときには、蒸発器
２５での冷凍能力が低下するため、これに呼応して凝縮
器２２での必要放熱量も減少する。したがって、図７に
示すように、外気温、つまり凝縮器２２を冷却する空気
の温度と冷媒の凝縮温度との温度差が小さくなると同時
に、凝縮器２２における実際の比エンタルピ変化量ΔＨ
が正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときの比エ
ンタルピ変化量ΔＨより小さくなり、凝縮途中から減圧
されてしまう。
２５での冷凍能力が低下するため、これに呼応して凝縮
器２２での必要放熱量も減少する。したがって、図７に
示すように、外気温、つまり凝縮器２２を冷却する空気
の温度と冷媒の凝縮温度との温度差が小さくなると同時
に、凝縮器２２における実際の比エンタルピ変化量ΔＨ
が正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するときの比エ
ンタルピ変化量ΔＨより小さくなり、凝縮途中から減圧
されてしまう。
【００５８】したがって、冷媒量が不足したときには、
理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨは、正規の冷媒量が
冷凍サイクル内に存在するときの実際の比エンタルピ変
化量ΔＨより小さくなる。
理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨは、正規の冷媒量が
冷凍サイクル内に存在するときの実際の比エンタルピ変
化量ΔＨより小さくなる。
【００５９】以上に述べたことを要約すると、冷媒量
が不足すると、理論上の冷媒流量ｉＧｒは実際の冷媒流
量Ｇｒより大きくなり、かつ、理論上の比エンタルピ
変化量ｉΔＨが実際の比エンタルピ変化量ΔＨより大き
くなることとなる。したがって、冷媒量が不足すると、
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱ（＝ｉＧｒ×ｉΔ
Ｈ）は、実際の凝縮器２２での放熱量Ｑ（＝Ｇｒ×Δ
Ｈ）より大きくなる。
が不足すると、理論上の冷媒流量ｉＧｒは実際の冷媒流
量Ｇｒより大きくなり、かつ、理論上の比エンタルピ
変化量ｉΔＨが実際の比エンタルピ変化量ΔＨより大き
くなることとなる。したがって、冷媒量が不足すると、
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱ（＝ｉＧｒ×ｉΔ
Ｈ）は、実際の凝縮器２２での放熱量Ｑ（＝Ｇｒ×Δ
Ｈ）より大きくなる。
【００６０】このとき、理論上の凝縮器２２での放熱量
ｉＱは、理論上の冷媒流量ｉＧｒと理論上の比エンタル
ピ変化量ｉΔＨとの積であり、実際の凝縮器２２での放
熱量Ｑは実際の冷媒流量Ｇｒと実際の比エンタルピ変化
量ΔＨとの積であるので、理論上の凝縮器２２での放熱
量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとの差は、理論
上の冷媒流量ｉＧｒと実際の冷媒流量Ｇｒとのを比較し
た場合、又は理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨと実際
の比エンタルピ変化量ΔＨとを比較した場合に比べて、
その相違量が大きくなる。
ｉＱは、理論上の冷媒流量ｉＧｒと理論上の比エンタル
ピ変化量ｉΔＨとの積であり、実際の凝縮器２２での放
熱量Ｑは実際の冷媒流量Ｇｒと実際の比エンタルピ変化
量ΔＨとの積であるので、理論上の凝縮器２２での放熱
量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとの差は、理論
上の冷媒流量ｉＧｒと実際の冷媒流量Ｇｒとのを比較し
た場合、又は理論上の比エンタルピ変化量ｉΔＨと実際
の比エンタルピ変化量ΔＨとを比較した場合に比べて、
その相違量が大きくなる。
【００６１】したがって、理論上の実際の凝縮器２２で
の放熱量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとを比較
すれば、正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するとき
から冷媒量が僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的
確に検出することができる。延いては、早期に冷媒漏れ
を検知することができるので、圧縮機２１に重大な損傷
が発生することを未然に防止できる。
の放熱量ｉＱと実際の凝縮器２２での放熱量Ｑとを比較
すれば、正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するとき
から冷媒量が僅かに減少しても、その冷媒量の減少を的
確に検出することができる。延いては、早期に冷媒漏れ
を検知することができるので、圧縮機２１に重大な損傷
が発生することを未然に防止できる。
【００６２】ところで、理論上の放熱温度差ｉΔＴは、
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱと略比例関係にある
パラメータであり、実際の放熱温度差ΔＴは、実際の凝
縮器２２での放熱量Ｑと略比例関係にあるパラメータで
ある。したがって、理論上の放熱温度差ｉΔＴの大きさ
と実際の放熱温度差ΔＴの大きさとを比較することは、
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱの大きさと実際の凝
縮器２２での放熱量Ｑとを比較する等しい。
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱと略比例関係にある
パラメータであり、実際の放熱温度差ΔＴは、実際の凝
縮器２２での放熱量Ｑと略比例関係にあるパラメータで
ある。したがって、理論上の放熱温度差ｉΔＴの大きさ
と実際の放熱温度差ΔＴの大きさとを比較することは、
理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱの大きさと実際の凝
縮器２２での放熱量Ｑとを比較する等しい。
【００６３】また、理論上の実際の凝縮器２２での放熱
量ｉＱは、前述のごとく、既存のセンサ出力であるエバ
後温度Ｔｅ及び高圧圧力Ｐｄ等から算出することができ
るが、既存のセンサ出力から直接、実際の凝縮器２２で
の放熱量Ｑを検出することは困難である。
量ｉＱは、前述のごとく、既存のセンサ出力であるエバ
後温度Ｔｅ及び高圧圧力Ｐｄ等から算出することができ
るが、既存のセンサ出力から直接、実際の凝縮器２２で
の放熱量Ｑを検出することは困難である。
【００６４】これに対して、本実施形態のごとく、実際
の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメータである実
際の放熱温度差ΔＴは、外気温センサ１８ｃの検出温度
である外気温度Ｔｏｕｔ及び高圧センサ１８ｄの検出圧
力である高圧圧力Ｐｄから算出することができるので、
本実施形態のごとく、理論上の放熱温度差ｉΔＴの大き
さと実際の放熱温度差ΔＴの大きさとを比較すれば、容
易に早期に冷媒漏れを検知することができる。
の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメータである実
際の放熱温度差ΔＴは、外気温センサ１８ｃの検出温度
である外気温度Ｔｏｕｔ及び高圧センサ１８ｄの検出圧
力である高圧圧力Ｐｄから算出することができるので、
本実施形態のごとく、理論上の放熱温度差ｉΔＴの大き
さと実際の放熱温度差ΔＴの大きさとを比較すれば、容
易に早期に冷媒漏れを検知することができる。
【００６５】ところで、凝縮器２２に送風される冷却風
は、冷却風中の水分が凝縮しないので、冷却風の比熱一
定値であるので、実際の放熱温度差ΔＴと実際の凝縮器
２２での放熱量Ｑとは略比例関係となるのに対して、蒸
発器２５流入する空気は蒸発器２５にて冷却されて凝縮
水を発生するので、蒸発器２５流入する空気の温度と蒸
発温度との差は、蒸発器２５での吸熱量に比例しない。
は、冷却風中の水分が凝縮しないので、冷却風の比熱一
定値であるので、実際の放熱温度差ΔＴと実際の凝縮器
２２での放熱量Ｑとは略比例関係となるのに対して、蒸
発器２５流入する空気は蒸発器２５にて冷却されて凝縮
水を発生するので、蒸発器２５流入する空気の温度と蒸
発温度との差は、蒸発器２５での吸熱量に比例しない。
【００６６】したがって、本実施形態のごとく、凝縮器
２２側での放熱量に基づいて冷媒漏れを検出すれば、凝
縮水の発生を考慮する必要がないので、放熱温度差のみ
でも、十分に精度良く凝縮器２２側での放熱量を算出す
ることができる。
２２側での放熱量に基づいて冷媒漏れを検出すれば、凝
縮水の発生を考慮する必要がないので、放熱温度差のみ
でも、十分に精度良く凝縮器２２側での放熱量を算出す
ることができる。
【００６７】ところで、車両の走行状態によって、熱負
荷や圧縮機の回転数が変化するので、冷媒不足でないの
に、冷媒カウント値Ｒｃが領域Ｃと判定されること（誤
検出）がある得るが、本実施形態では、前回加算して得
られた冷媒不足カウント値Ｒｃに今回算出した冷媒不足
カウント値Ｒｃを加算して得られた積算カウント値ΣＲ
ｃが所定値Ｃｏより大きくなったときに、冷媒量が不足
していると判定するので、一時的な誤検出に基づく最終
的な誤検出を未然に防止できる。
荷や圧縮機の回転数が変化するので、冷媒不足でないの
に、冷媒カウント値Ｒｃが領域Ｃと判定されること（誤
検出）がある得るが、本実施形態では、前回加算して得
られた冷媒不足カウント値Ｒｃに今回算出した冷媒不足
カウント値Ｒｃを加算して得られた積算カウント値ΣＲ
ｃが所定値Ｃｏより大きくなったときに、冷媒量が不足
していると判定するので、一時的な誤検出に基づく最終
的な誤検出を未然に防止できる。
【００６８】（第２実施形態）本実施形態は、エバ後温
度Ｔｅである温度センサ１８ｅの検出温度と実際の放熱
温度差ΔＴとから冷媒カウント値Ｒｃを算出するマップ
（図８）を、予め実機試験及び数値シミレーション等の
手段により求めておき、このマップから冷媒カウント値
Ｒｃを算出するものである。
度Ｔｅである温度センサ１８ｅの検出温度と実際の放熱
温度差ΔＴとから冷媒カウント値Ｒｃを算出するマップ
（図８）を、予め実機試験及び数値シミレーション等の
手段により求めておき、このマップから冷媒カウント値
Ｒｃを算出するものである。
【００６９】これにより、空調装置において、Ｓ１１０
〜Ｓ１５０まで省略することができるので、ＥＣＵ１８
の演算速度を向上させることができ、空調装置の応答性
を向上させることができる。
〜Ｓ１５０まで省略することができるので、ＥＣＵ１８
の演算速度を向上させることができ、空調装置の応答性
を向上させることができる。
【００７０】なお、理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱ
は、前述のごとく、エバ後温度Ｔｅを用いて算出するの
で、本実施形態では、図８を３つの領域Ａ〜Ｃに区画す
るラインが理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱに関する
パラメータとなり、エバ後温度Ｔｅ及び実際の放熱温度
差ΔＴが実際の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメ
ータとなる。
は、前述のごとく、エバ後温度Ｔｅを用いて算出するの
で、本実施形態では、図８を３つの領域Ａ〜Ｃに区画す
るラインが理論上の凝縮器２２での放熱量ｉＱに関する
パラメータとなり、エバ後温度Ｔｅ及び実際の放熱温度
差ΔＴが実際の凝縮器２２での放熱量Ｑに関するパラメ
ータとなる。
【００７１】（第３実施形態）上述の実施形態では、吐
出容量Ｖｃが固定された圧縮機２１を例に本発明を説明
したが、本実施形態は、吐出容量Ｖｃを可変制御するこ
とができる圧縮機２１を用いた例である。
出容量Ｖｃが固定された圧縮機２１を例に本発明を説明
したが、本実施形態は、吐出容量Ｖｃを可変制御するこ
とができる圧縮機２１を用いた例である。
【００７２】なお、圧縮機２１は、圧縮機２１の吐出側
に絞りを設け、この絞り前後の差圧が所定値となるよう
に圧縮機２１の吐出容量を制御することにより圧縮機２
１から吐出される冷媒流量が所定流量となるように制御
するもので、例えば特開２００１−１０７８５４号公報
に記載の圧縮機と同じである。
に絞りを設け、この絞り前後の差圧が所定値となるよう
に圧縮機２１の吐出容量を制御することにより圧縮機２
１から吐出される冷媒流量が所定流量となるように制御
するもので、例えば特開２００１−１０７８５４号公報
に記載の圧縮機と同じである。
【００７３】そして、本実施形態では、第１実施形態で
示されたフローチャート（図２参照）のうち、Ｓ１２０
で行われる冷媒質量流量ｉＧｒの算出方法を可変容量型
の圧縮機２１に合わせて変更したものである。
示されたフローチャート（図２参照）のうち、Ｓ１２０
で行われる冷媒質量流量ｉＧｒの算出方法を可変容量型
の圧縮機２１に合わせて変更したものである。
【００７４】図９は、Ｓ１２０にて行われる冷媒質量流
量ｉＧｒの算出方法を示すフローチャートであり、先
ず、圧縮機２１が最大容量（１００％容量）で稼動して
いる場合の冷媒質量流量ｉＧｒを下記の数式３に従って
算出する（Ｓ１２１）。なお、密度ρｒの算出方法は、
第１実施形態と同じである。
量ｉＧｒの算出方法を示すフローチャートであり、先
ず、圧縮機２１が最大容量（１００％容量）で稼動して
いる場合の冷媒質量流量ｉＧｒを下記の数式３に従って
算出する（Ｓ１２１）。なお、密度ρｒの算出方法は、
第１実施形態と同じである。
【００７５】
【数３】 ｉＧｒ＝Ｖｃ×Ｎｃ×ρｒ×ηｖ×６０×１０-6 Ｖｃ：１００％容量時における圧縮機の理論容量＝圧縮
機が１回転する際に吐出される理論上の体積流量 Ｎｃ：圧縮機の回転数＝エンジン回転数×プーリ比 ηｖ：圧縮機の体積効率（圧縮機の圧縮比と回転数とに
よって決定される圧縮機の効率） 次に、圧縮機２１の吐出容量を制御する制御電流値Ｉ、
及び圧縮機２１の吐出圧である高圧圧力Ｐｄと図１０に
示すマップとから冷媒質量流量ｉＧｒを求める（Ｓ１２
２）。なお、図９に示すフローチャートでは、Ｓ１２１
で求めた冷媒質量流量ｉＧｒをｉＧｒ（１００％）と表
記し、Ｓ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒをｉＧｒ
（Ｉ、ＰＤ）と表記している。
機が１回転する際に吐出される理論上の体積流量 Ｎｃ：圧縮機の回転数＝エンジン回転数×プーリ比 ηｖ：圧縮機の体積効率（圧縮機の圧縮比と回転数とに
よって決定される圧縮機の効率） 次に、圧縮機２１の吐出容量を制御する制御電流値Ｉ、
及び圧縮機２１の吐出圧である高圧圧力Ｐｄと図１０に
示すマップとから冷媒質量流量ｉＧｒを求める（Ｓ１２
２）。なお、図９に示すフローチャートでは、Ｓ１２１
で求めた冷媒質量流量ｉＧｒをｉＧｒ（１００％）と表
記し、Ｓ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒをｉＧｒ
（Ｉ、ＰＤ）と表記している。
【００７６】そして、Ｓ１２１で求めた冷媒質量流量ｉ
ＧｒとＳ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒとを比較し
て、いずれか小さい方の値をＳ１２０（図２参照）で決
定された冷媒質量流量ｉＧｒとして出力する。
ＧｒとＳ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒとを比較し
て、いずれか小さい方の値をＳ１２０（図２参照）で決
定された冷媒質量流量ｉＧｒとして出力する。
【００７７】なお、図１０に示すグラフは、制御電流値
Ｉ及び吐出圧Ｐｄによって決まる設計上の最大流量であ
るので、現実の流量がＳ１２２で求めた流量を超えるこ
とはない。したがって、Ｓ１２１で求めた冷媒質量流量
ｉＧｒがＳ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒより小さ
いときは、理論上の冷媒質量流量ｉＧｒはＳ１２１で求
めた値となり、逆に、Ｓ１２２で求めた冷媒質量流量ｉ
ＧｒがＳ１２１で求めた冷媒質量流量ｉＧｒより小さい
ときは、理論上の冷媒質量流量ｉＧｒはＳ１２２で求め
た値となる。
Ｉ及び吐出圧Ｐｄによって決まる設計上の最大流量であ
るので、現実の流量がＳ１２２で求めた流量を超えるこ
とはない。したがって、Ｓ１２１で求めた冷媒質量流量
ｉＧｒがＳ１２２で求めた冷媒質量流量ｉＧｒより小さ
いときは、理論上の冷媒質量流量ｉＧｒはＳ１２１で求
めた値となり、逆に、Ｓ１２２で求めた冷媒質量流量ｉ
ＧｒがＳ１２１で求めた冷媒質量流量ｉＧｒより小さい
ときは、理論上の冷媒質量流量ｉＧｒはＳ１２２で求め
た値となる。
【００７８】これにより、可変容量型の圧縮機２１を用
いても、第１、２実施形態と同様に、正規の冷媒量が冷
凍サイクル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少し
た場合あっても、その冷媒量の減少を的確に検出するこ
とができる。
いても、第１、２実施形態と同様に、正規の冷媒量が冷
凍サイクル内に存在するときから冷媒量が僅かに減少し
た場合あっても、その冷媒量の減少を的確に検出するこ
とができる。
【００７９】なお、本実施形態では、圧縮機２１の吐出
側に設けられた絞り前後の差圧が所定値となるように吐
出容量を制御する圧縮機２１であったが、本実施形態は
これに限定されるものではなく、例えば冷媒流量を検出
し、この検出流量に基づいて吐出容量を制御する圧縮機
２１にも適用することができる。
側に設けられた絞り前後の差圧が所定値となるように吐
出容量を制御する圧縮機２１であったが、本実施形態は
これに限定されるものではなく、例えば冷媒流量を検出
し、この検出流量に基づいて吐出容量を制御する圧縮機
２１にも適用することができる。
【００８０】（その他の実施形態）第１実施形態では、
放熱器である凝縮器２２での放熱量に関するパラメータ
として放熱温度差を用いたが、本実施形態は、凝縮器２
２での放熱量に関するパラメータとして凝縮器２２に送
風される冷却風（外気温度Ｔｏｕｔ）の凝縮器２２前後
での温度差を用いてもよい。
放熱器である凝縮器２２での放熱量に関するパラメータ
として放熱温度差を用いたが、本実施形態は、凝縮器２
２での放熱量に関するパラメータとして凝縮器２２に送
風される冷却風（外気温度Ｔｏｕｔ）の凝縮器２２前後
での温度差を用いてもよい。
【００８１】また、上述の実施形態では、車両用空調装
置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、その他の蒸気圧縮式冷凍サイクルにも適用
することができる。
置に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、その他の蒸気圧縮式冷凍サイクルにも適用
することができる。
【００８２】また、第１実施形態では、冷媒流量ｉＧｒ
算出するに当たって、エバ後温度Ｔｅを検出したが、エ
バ後温度Ｔｅに加えて送風量や蒸発器２５に流入する空
気の温度及び湿度等を考慮すれば、より正確な冷媒流量
ｉＧｒ算出することができる。
算出するに当たって、エバ後温度Ｔｅを検出したが、エ
バ後温度Ｔｅに加えて送風量や蒸発器２５に流入する空
気の温度及び湿度等を考慮すれば、より正確な冷媒流量
ｉＧｒ算出することができる。
【００８３】また、第１実施形態では、理論上の比エン
タルピ変化量ｉΔＨを算出するに当たって、高圧圧力Ｐ
ｄ検出したが、高圧圧力Ｐｄに加えて、凝縮器２２に送
風される冷却風の送風量（送風機の回転数及び車速
等）、アイドリング運転時（車両停止時）におけるエン
ジンルーム側からの熱風の巻き込みによる冷却風の温度
上昇等を考慮すれば、より正確な比エンタルピ変化量ｉ
ΔＨを算出することができる。
タルピ変化量ｉΔＨを算出するに当たって、高圧圧力Ｐ
ｄ検出したが、高圧圧力Ｐｄに加えて、凝縮器２２に送
風される冷却風の送風量（送風機の回転数及び車速
等）、アイドリング運転時（車両停止時）におけるエン
ジンルーム側からの熱風の巻き込みによる冷却風の温度
上昇等を考慮すれば、より正確な比エンタルピ変化量ｉ
ΔＨを算出することができる。
【００８４】また、上述の実施形態では、凝縮器２２で
の放熱量に着目したが、蒸発器２５における実際の吸熱
量に関係する実際のパラメータと、蒸発器２５の吸熱量
に関係する理論上のパラメータとを比較し、サイクル内
の残留冷媒量を判定してもよい。
の放熱量に着目したが、蒸発器２５における実際の吸熱
量に関係する実際のパラメータと、蒸発器２５の吸熱量
に関係する理論上のパラメータとを比較し、サイクル内
の残留冷媒量を判定してもよい。
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の
模式図である。
模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両用空調装置の
制御作動を示すフローチャートである。
制御作動を示すフローチャートである。
【図３】エバ後温度と吸入圧力との関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】凝縮器での比エンタルピ変化量と高圧圧力との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図５】理論上の放熱温度差と実際の放熱温度差との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図６】正規の冷媒量が冷凍サイクル内に存在するとき
のモリエル線図である。
のモリエル線図である。
【図７】冷媒量が不足したときの実際の冷凍サイクルの
挙動を示すモリエル線図である。
挙動を示すモリエル線図である。
【図８】放熱温度差とエバ後温度との関係を示すグラフ
である。
である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る車両用空調装置の
制御作動を示すフローチャートである。
制御作動を示すフローチャートである。
【図１０】制御電流値と冷媒質量流量との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
１８ｃ…外気温センサ、１８ｄ…高圧センサ、１８ｅ…
温度センサ、２２…凝縮器、２５…蒸発器。
温度センサ、２２…凝縮器、２５…蒸発器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 敏博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 信田 哲滋 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内
Claims (12)
- 【請求項１】 圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧
器（２４）及び蒸発器（２５）を有し、前記圧縮機（２
１）にて圧縮された高温高圧の冷媒を前記放熱器（２
２）にて冷却し、前記減圧器（２４）にて減圧された低
温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであ
って、 前記放熱器（２２）における実際の放熱量（Ｑ）に関係
する実際のパラメータ（ΔＴ）と、前記放熱器（２２）
の放熱量（ｉＱ）に関係する理論上のパラメータ（ｉΔ
Ｔ）とを比較し、サイクル内の残留冷媒量を判定するこ
とを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項２】 圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧
器（２４）及び蒸発器（２５）を有し、前記圧縮機（２
１）にて圧縮された高温高圧の冷媒を前記放熱器（２
２）にて冷却し、前記減圧器（２４）にて減圧された低
温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであ
って、 前記放熱器（２２）における、実際の放熱量（Ｑ）に関
係するパラメータ（ΔＴ）を算出する実放熱量パラメー
タ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）と、 正規の冷媒量がサイクル内に存在するときのデータに基
づいて、前記放熱器（２２）の放熱量（ｉＱ）に関係す
る理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論放熱量
パラメータ算出手段（Ｓ１５０）と、 前記実放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）が
算出したパラメータ（ΔＴ）と前記理論放熱量パラメー
タ算出手段（Ｓ１５０）が算出したパラメータ（ｉΔ
Ｔ）とを比較し、サイクル内の残留冷媒量を判定する冷
媒残量判定手段（Ｓ１６０）とを備えることを特徴とす
る蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項３】 圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧
器（２４）及び蒸発器（２５）を有し、前記圧縮機（２
１）にて圧縮された高温高圧の冷媒を前記放熱器（２
２）にて冷却し、前記減圧器（２４）にて減圧された低
温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであ
って、 前記放熱器（２２）における、実際の放熱量（Ｑ）に関
係する実際のパラメータ（ΔＴ）を算出する実放熱量パ
ラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）と、 正規の冷媒量がサイクル内に存在するときの前記蒸発器
（２５）における冷媒の蒸発温度に関する物理量（Ｔ
ｅ）に基づいて、前記放熱器（２２）における放熱量に
関係する理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出する理論
放熱量パラメータ算出手段（Ｓ１５０）と、 前記実放熱量パラメータ算出手段（１８ｃ、１８ｄ）が
算出したパラメータ（ΔＴ）と前記理論放熱量パラメー
タ算出手段（Ｓ１５０）が算出したパラメータ（ｉΔ
Ｔ）とを比較し、サイクル内の残留冷媒量を判定する冷
媒残量判定手段（Ｓ１６０）とを備えることを特徴とす
る蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項４】 前記実際のパラメータ（ΔＴ）及び前記
理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、前記放熱器（２２）
内の冷媒温度に関係する温度と前記放熱器（２２）に送
風される冷却風の温度との差であることを特徴とする請
求項２又は３に記載の蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項５】 前記実際のパラメータ（ΔＴ）及び前記
理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、前記放熱器（２２）
に送風される冷却風の前記放熱器（２２）前後での温度
差であることを特徴とする請求項２又は３に記載の蒸気
圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項６】 前記理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、
前記圧縮機（２１）の吸入圧に基づいて算出されること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の
蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項７】 前記理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、
前記放熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量
（ｉΔＨ）に基づいて算出されることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サ
イクル。 - 【請求項８】 前記理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、
前記圧縮機（２１）の吸入圧に基づいて算出され、 さらに、前記理論上のパラメータ（ｉΔＴ）は、前記放
熱器（２２）における冷媒の比エンタルピ変化量（ｉΔ
Ｈ）に基づいて算出されることを特徴とする請求項１な
いし３のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サイク
ル。 - 【請求項９】 圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧
器（２４）及び蒸発器（２５）を有し、前記圧縮機（２
１）にて圧縮された高温高圧の冷媒を前記放熱器（２
２）にて冷却し、前記減圧器（２４）にて減圧された低
温低圧の冷媒を蒸発させる蒸気圧縮式冷凍サイクルであ
って、 前記蒸発器（２５）における実際の吸熱量に関係する実
際のパラメータと、前記蒸発器（２５）の吸熱量に関係
する理論上のパラメータとを比較し、サイクル内の残留
冷媒量を判定することを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイ
クル。 - 【請求項１０】 前記圧縮機（２１）は、吐出流量が所
定流量となるようにその吐出容量を可変制御することが
できる可変容量型の圧縮機であることを特徴とする請求
項１ないし９のいずれか１つに記載の蒸気圧縮式冷凍サ
イクル。 - 【請求項１１】 前記圧縮機（２１）は、冷媒流路に設
けられた絞り前後の差圧に基づいて、その吐出容量を可
変制御することができる可変容量型の圧縮機であること
を特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の
蒸気圧縮式冷凍サイクル。 - 【請求項１２】 １００％容量で前記圧縮機（２１）が
稼動しているものとして算出した冷媒流量と、少なくと
も前記圧縮機（２１）の吐出圧に基づいて決定される最
大流量とを比較し、いずれか小さい方の値に基づいて前
記理論上のパラメータ（ｉΔＴ）を算出することを特徴
とする請求項１０又は１１に記載の蒸気圧縮式冷凍サイ
クル。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003550A JP3951711B2 (ja) | 2001-04-03 | 2002-01-10 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
| DE10214519A DE10214519A1 (de) | 2001-04-03 | 2002-04-02 | Dampfverdichtungskältevorrichtung mit Leckermittlung und Verfahren zum Ermitteln von Kältemittellecks |
| US10/114,217 US6681582B2 (en) | 2001-04-03 | 2002-04-02 | Vapor compression type refrigeration apparatus including leak detection and method for detecting refrigerant leaks |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105159 | 2001-04-03 | ||
| JP2001-105159 | 2001-04-03 | ||
| JP2002003550A JP3951711B2 (ja) | 2001-04-03 | 2002-01-10 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002364951A true JP2002364951A (ja) | 2002-12-18 |
| JP3951711B2 JP3951711B2 (ja) | 2007-08-01 |
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|---|---|---|---|
| JP2002003550A Expired - Fee Related JP3951711B2 (ja) | 2001-04-03 | 2002-01-10 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
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|---|---|
| US (1) | US6681582B2 (ja) |
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| DE (1) | DE10214519A1 (ja) |
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| WO2023113301A1 (ko) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 한온시스템 주식회사 | 차량용 공조시스템의 제어 방법 및 차량용 공조시스템의 제어 방법이 적용된 압축기 |
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