JP3719297B2

JP3719297B2 - Refrigerant shortage detection device

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Publication number: JP3719297B2
Application number: JP34168396A
Authority: JP
Inventors: 哲滋信田; 久介榊原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JPH10185372A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍サイクルの冷媒不足検出装置であって、特に蒸発圧力調整弁や、内部可変容量圧縮機を備えた冷凍サイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば可変容量圧縮機を備える冷凍サイクル装置において、可変容量時において、冷媒不足を検出するものとして、特開平４─１２３９２６号公報に記載されているものがある（以下、従来装置）。
この従来装置における冷凍サイクルは、吸入冷媒圧力を電磁コイルの通電量を制御することにより、冷房負荷に応じて吐出容量を可変する外部可変容量圧縮機を有している。そして、この従来装置では、圧縮機が可変容量時（冷房負荷がそれほど大きく無く、ファンの送風量がＬｏ、外気温度が所定値より低いとき）に、冷媒不足を検出するために、蒸発器（以下、エバポレータ）の下流側に、このエバポレータを通過した直後の空気温度を検出する空気温度センサを設けるととともに、膨張弁とエバポレータとの間の冷媒配管に冷媒温度センサを設けている。
【０００３】
具体的には、空気温度センサが検出する空気温度と、冷媒温度センサとが検出する冷媒温度との温度差が所定値ΔＴより大きいときには、エバポレータでの加熱度が大きいと見なして、冷媒が不足していると判定するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では冷媒不足を検出するために、上述したように空気温度センサと冷媒温度センサといった２つの温度センサが必要となり、部品点数が増加し、システムが複雑化するという問題がある。
そこで、本発明では、１つの温度センサにて良好に冷媒不足を検出することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
ところで、冷凍サイクルにおいて、上述したような外部可変容量コンプレッサを有するものの他に、エバポレータのフロストを防止するために、エバポレータでの蒸発圧力を一定に調整する蒸発圧力調整弁を設けたものや、一般的に内部可変容量圧縮機と呼ばれ、冷凍サイクルの高圧圧力および低圧圧力（エバポレータの蒸発圧力）に基づいて決定される制御圧力にて、冷媒吐出容量を可変制御するものも周知である。
【０００６】
そして、このような蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクルや、内部可変容量を備える冷凍サイクルでは、１つの温度センサにて冷媒不足を検出することができるのである。
つまり、本発明者は、蒸発圧力調整弁を備える冷凍サイクルでは、この蒸発圧力調整弁がエバポレータでの蒸発圧力を一定に制御する制御域では、この蒸発圧力に応じてエバポレータを通過した空気温度がほぼ一定の所定温度となることに着目した。
【０００７】
また、内部可変容量圧縮機を有する冷凍サイクルにおいても、圧縮機の冷媒吐出容量を可変する可変制御時（容量を小さくしているとき）には、上記制御圧力に応じてエバポレータを通過した空気の温度がほぼ一定の所定温度となることに着目した。
従って、本発明では、蒸発圧力調整弁を有する冷凍サイクルおよび、内部可変容量圧縮機を有する冷凍サイクルでは、エバポレータを通過した直後の空気温度が、それぞれ蒸発圧力調整弁にて調整される蒸発圧力とコンプレッサの制御圧力とによって決まり、この空気温度より高くなると冷媒不足と判定することができるのである。
【０００８】
そこで、請求項１記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（９）と、この圧縮機（９）が吐出した冷媒を凝縮する凝縮器（１０）と、この凝縮器（１０）にて凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（１２）と、この減圧装置（１２）にて減圧された冷媒を蒸発気化させる蒸発器（７）と、この蒸発器（７）での蒸発圧力を一定に制御可能な蒸発圧力調整弁（４０）とを備える冷凍サイクル装置（１４）の冷媒不足検出装置であって、
蒸発器（７）を通過した直後の空気温度を検出する空気温度検出手段（５５）を有し、蒸発圧力調整弁（４０）にて蒸発器（７）の蒸発圧力が一定に制御されているときに、空気温度検出手段（５５）が検出する空気温度が、蒸発圧力に基づいて決定される所定温度より高いときに冷媒が不足しているという信号を発生することを特徴としている。
【０００９】
これにより、従来のように空気温度センサと冷媒温度センサといった２つの温度センサが不要となり、空気温度センサ（空気温度検出手段）のみで冷媒不足を検出可能となり、部品点数を削減をできる。
また、特に請求項３記載の発明では、蒸発器（７）は、車両の空調装置の冷却用熱交換器（７）であり、
蒸発器（７）に向かって空気を送風し、この蒸発器（７）を通過して冷却された空気を前記車両の車室内に送るための送風機（５）と、
蒸発器（７）を通過する前の空気温度を検出する蒸発器前温度検出手段（５１、５２）と、
少なくとも蒸発器前温度検出手段（５１、５２）にて検出された前記空気温度に基づいて前記送風機（５）の送風量を自動的に制御する送風制御手段（５０）と、
送風制御手段（５０）による前記送風機（６）の送風量と、蒸発器前温度検出手段（５５）にて検出された空気温度とに基づいて、蒸発圧力調整弁にて前記蒸発器（７）の蒸発圧力が一定に制御された冷媒不足検出可能領域であるか否かを判定する判定手段（Ｓ５０）を有し、
判定手段（Ｓ５０）にて、冷媒不足検出可能領域であると判定されたときに、冷媒が不足しているという信号を発生することを特徴としている。
【００１０】
これにより、送風機の送風量、および蒸発器を通過する前の空気温度に応じて、蒸発器を通過した直後の空気温度に変動があるので、判定手段によりこれら送風量および蒸発器を通過する前の空気温度に基づいて、確実に冷媒不足検出可能領域か否かが判定され、冷媒不足検出可能領域と判定されたときに、冷媒不足を検出する。この結果、精度良く冷媒不足を検出できる。また、請求項３でいう、送風制御手段、蒸発器前温度検出手段は、一般的にオートエアコンと呼ばれるものに備えられているものであって、既存のものを使用することで部品点数を増加させずに、確実に冷媒不足を検出可能となる。
【００１１】
また、請求項４記載の発明では、圧縮機（９）の回転数を検出可能な回転数検出手段（６１）を有し、冷媒不足検出可能領域は、さらに回転数検出手段（６１）が検出する前記回転数にて決められていることを特徴としている。
これにより、冷媒不足検出可能領域は、圧縮機の回転数をも加味して決定されているので、蒸発器に送られる冷媒量に応じて確実に冷媒不足を検出できる。
【００１２】
また、請求項５記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（９ａ）と、この圧縮機（９ａ）が吐出した冷媒を凝縮する凝縮器（１０）と、この凝縮器（１０）にて凝縮された冷媒を減圧する減圧装置（１２）と、、この減圧装置（１２）にて減圧された冷媒を蒸発気化させる蒸発器（７）とを備える冷凍サイクル装置（１４）の冷媒不足検出装置であって、
圧縮機（９ａ）は、蒸発器（７）の蒸発圧力（Ｐｓ）および冷凍サイクル装置（１４）の高圧圧力（Ｐｄ）に応じて決まる制御圧力（Ｐｃ）によって、冷媒吐出容量を可変制御される内部可変容量機構を有し、
蒸発器（７）を通過した直後の空気温度を検出する空気温度検出手段（５５）を有し、空気温度検出手段（５５）が検出する空気温度が、制御圧力（Ｐｃ）によって決定される所定温度より高いときに冷媒が不足しているという信号を発生することを特徴としている。
【００１３】
これにより、上記請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
また、特に請求項７記載の発明では、請求項５記載の発明において上記請求項３記載の発明と同様な効果がある。
また、請求項８記載の発明では、請求項５記載の発明において、上記請求項４記載の発明と同様な効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
次に、本発明を自動車用空調装置として用いた第１実施形態について、図１〜７を用いて説明する。
本実施形態では、車室内空間を空調するための空調ユニットにおける各空調手段を、空調制御装置によって制御するように構成されている。
【００１５】
まず、図１を用いて上記空調ユニットの構成を説明する。
空調ケース１は、車室内に向かう空気流路をなすものである。空調ケース１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２と外気を吸入するための外気吸入口３とが形成されている。そして、これら内気吸入口２と外気吸入口３とを選択的に開閉する内外気切換ドア４が設けられている。
【００１６】
これにより、空調装置は、周知の内外気モードとして内気吸入口２を開口して外気吸入口３を閉口する内気循環モードと、内気吸入口２を閉口して外気吸入口３を開口する外気導入モードとを切換可能となっている。また、この内外気切換ドア４は、その駆動手段５７（具体的にはサ−ボモ−タ、図３参照）によって駆動される。
【００１７】
この内外気切換ドア４の下流側部位には、車室内に向かう空気流を発生する送風機５が配設されている。この送風機５は、駆動手段としてブロアモータ６によって駆動される。また、送風機５は、後述の蒸発器７に向かって空気を送風する。すなわち、この車室内への送風量は、ブロワモータ６に印加されるブロワ電圧によって制御される。なお、このブロワ電圧は空調制御装置５０（図２参照）によって決定される。
【００１８】
送風機５の下流側には、冷却用熱交換器である蒸発器７が配設されている。この蒸発器７は、周知の冷凍サイクル装置１４の一構成部をなすものである。そして、この冷凍サイクル１４は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する圧縮機９（本実施形態では固定容量型）と、この圧縮機９が吐出した冷媒を凝縮する凝縮器１０と、凝縮器１０にて凝縮された冷媒を貯留するとともに、液相冷媒と気相冷媒とを分離するレシーバー１１と、レシーバー１１からの液冷媒を減圧させる減圧装置１２（本実施形態では温度作動式膨張弁）が導入され、この液冷媒を蒸発させる上記蒸発器７と、これらを繋ぐ冷媒配管１３を有する。
【００１９】
そして、本実施形態における冷凍サイクル装置１４には、図に示すように蒸発器７と圧縮機９との間に、蒸発器７での蒸発圧力を調整する蒸発圧力調整弁４０が設けられている。この蒸発圧力調整弁４０は周知のものであるので、以下、機能を簡単に説明する。
例えば、蒸発器７での必要冷房能力が大きいときには、蒸発器７の蒸発圧力が大きくなり、蒸発圧力調整弁４０は弁開度が全開となる。一方、蒸発器７での必要冷房能力が小さいときには、蒸発器７の蒸発圧力が小さくなって、蒸発圧力調整弁４０の弁開度も小さくなり、蒸発器７の蒸発圧力を一定値（本実施形態では、１．８５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）に保つように構成されている。なお、１５は室外ファンである。
【００２０】
上記圧縮機９は、自動車のエンジン８によって駆動されるようになっている。そして、上記圧縮機２には電磁クラッチ１６が接続されている。この電磁クラッチ１６は、空調制御装置５０（図３参照）によって通電制御されるもので、この空調制御装置５０によって通電制御されたときに、エンジン８の動力を圧縮機９に伝達して圧縮機９を作動させ、空調制御装置５０によって非通電制御されたときに、エンジン８の動力の圧縮機９への伝達を遮断して圧縮機９を停止するように構成されている。
【００２１】
また、蒸発器７の空気下流側には、加熱用熱交換器であるヒータコア１７が配設されている。このヒータコア１７は、内部にエンジン８の冷却水が流れ、この冷却水を熱源としてヒータコア１７を通過する空気を加熱するものである。
ヒータコア１７の空気上流側には、蒸発器７からの冷風のうち、ヒータコア１７を通る割合と、ヒータコア１７をバイパスするバイパス通路１８を通る割合とを調節するエアミックスドア１９が配設されている。このエアミックスドア１９は、その駆動手段５８（具体的にはサーボモータ、図２参照）によって駆動される。
【００２２】
また、空調ケース１の最下流側部位には、車室内乗員の上半身に空気を吹き出すためのフェイス吹出口２０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２１と、フロントガラス２３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２２とが形成されている。
そして、上記各吹出口２０〜２２の上流側部位には、空調風をフェイス吹出口２０から吹き出すフェイスモード、空調風をフット吹出口２１から吹き出すフットモード、空調風をフェイス吹出口２０とフット吹出口２１とから吹き出すバイレベルモード、および空調風をデフロスタ吹出口２２から吹き出すデフロスタモードの間で切り換える吹出口モード切換ドア２４、２５が配設されている。なお、これらのドア２４、２５は、それぞれの駆動手段５９、６０（具体的にはそれぞれサーボモータ、図２参照）によって駆動される。
【００２３】
次に、図２を用いて本実施形態の制御系の構成を説明する。
空調制御装置５０には、空調空間である車室内に影響を与える空調環境因子を検出する手段として、車室内の空気温度を検出する内気温センサ５１、外気温度を検出する外気温センサ５２、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ５３、ヒータコア１７に流入するエンジン冷却水温を検出する水温センサ５４、蒸発器７の空気冷却度合い（具体的には蒸発器７を通過した直後の空気温度）を検出する蒸発器後空気温度センサ５５、および車室内の操作性の良い位置に配設されたコントロールパネル５６上の各スイッチ（例えば車室内の目標温度を設定する温度設定器）からの信号が入力される。また、制御装置１１には、後述する冷凍サイクル装置１４の冷媒不足時において点灯する表示部４１、および車両エンジンの回転数（圧縮機７の回転数）を検出する回転数センサ６１が接続されている。
【００２４】
また、上記コントロールパネル５６には、上記空調環境因子に基づいて空調装置を自動的に起動制御する空調スイッチ５６ａ、空調装置を停止させる停止スイッチ（図示しない）が設けられている。つまり、この空調スイッチ５６ａがオンされると、空調制御制御装置５０によって、自動的に上記内外気モード、上記吹出モード、エアミックス１９の作動位置（開度）が制御されるようになっている。
【００２５】
空調制御装置５０内は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイクロコンピュータが設けられ、上記各センサ５１〜５５およびコントロールパネル５６からの信号は、空調制御装置５０内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータへ入力されるように構成されている。
【００２６】
なお、空調制御装置５０は、エンジン８の図示しないイグニッションスイッチがオンされたときに、図示しないバッテリーから電源が供給される。
次に、空調制御装置５０のマイクロコンピュータが行う全体的な制御処理について、図３を用いて説明する。
先ず、ステップＳ１０では上記空調スイッチ５６ａがオン（ＯＮ）されているか否かを判定する。ここで、本実施形態では上記蒸発圧力調整弁４０を有しているので、空調スイッチ５６ａがオンされているときには、常に圧縮機９は作動（オン）するようになっている。従って、ステップＳ１０では圧縮機９が作動しているか否かを判定している。
【００２７】
そして、圧縮機９が作動していると判定されると、ステップＳ２０に進んで、各種情報読み込みとして、上記空調環境因子を読み込み記憶する。そして、次のステップＳ３０では、ステップＳ２０にて読み込まれた空調環境因子に基づいて、空調制御状態の設定を行う。簡単に説明すると、上記ステップＳ２０にて読み込まれた情報から、車室内への目標吹出温度（ＴＡＯ）を算出し、この目標吹出温度ＴＡＯに基づいて上記内外気モード、吹出モード、ブロア電圧、およびエアミックスドア１９の開度を制御する。
【００２８】
そして、ステップＳ４０では、上記ステップＳ３０にて設定された内外気モードが外気導入モードか否かが判定される。つまり、外気導入モードである場合は、蒸発器７には外気が通過し、内気循環モードである場合は蒸発器７には内気が通過する。従って、このステップＳ４０では蒸発器７を通過する前の空気が内気もしくは外気のどちらか否かを判定する。そして、外気導入モードである場合は、ステップＳ５０に進んで、内気循環モードである場合は、ステップＳ６０に進む。
【００２９】
続いて、ステップＳ５１では、上述したステップＳ３０にて設定された空調制御状態で上記蒸発圧力調整弁４０が本当に蒸発器７での蒸発圧力を一定に制御しているか否かの判定を行う。
ここで、図４に、外気温センサ５２が検出する外気温と、回転数センサ６１が検出するエンジン回転数（圧縮機９の回転数と同じ）と、上記ブロア電圧（蒸発器７に送風される送風量）とによって、冷凍サイクル装置１４の冷媒を検出可能領域か否かを決めるマップを示す。
【００３０】
つまり、本実施形態では、この図４に示すようなマップから、蒸発圧力調整弁４０が蒸発圧力を一定値に制御した状態で、冷媒不足検出可能領域か否かを決める。そして、図４中（ｃ）に示すようにブロア電圧がＨｉでは、蒸発器７を通過する風量が大となって、外気温が高くなるとともに、圧縮機の回転数が高くなるほど蒸発器７での冷房能力（蒸発器７に送られる冷媒量）は大きくなり、図中矢印Ｃ１で領域であると、蒸発器７で冷却されたとしても、蒸発器７を通過した直後の空気温度が変動し、０〜１℃より高くなるので、冷媒不足は判定できない。つまり、矢印Ｃ２で示す領域が、蒸発器７を通過した直後の空気温度が０〜１℃となっており、冷媒不足検出可能となる。
【００３１】
また、図４中（ｂ）に示すようにブロア電圧がＭｉｄでは、蒸発器７を通過する風量が中で、外気温が高くなるとともに、圧縮機の回転数が高くなるほど蒸発器７での冷房能力（蒸発器７に送られる冷媒量）は大きくなり、図中矢印Ｂ１で領域であると、蒸発器７で冷却されたとしても、蒸発器７を通過した直後の空気温度が変動し、０〜１℃より高くなるので、冷媒不足は判定できない。つまり、矢印Ｂ２で示す領域が、蒸発器７を通過した直後の空気温度が０〜１℃となっており、冷媒不足検出可能領域となる。
【００３２】
さらに図４中（ａ）に示すようにブロア電圧がＬｏでは、蒸発器７を通過する風量が小で、外気温が高くなるとともに、圧縮機の回転数が高くなるほど蒸発器７での冷房能力（蒸発器７に送られる冷媒量）は大きくなり、図中矢印Ｂ１で領域であると、蒸発器７で冷却されたとしても、蒸発器７を通過した直後の空気温度が変動し、０〜１℃より高くなるので、冷媒不足は判定できない。つまり、矢印Ａ２で示す領域が、蒸発器７を通過した直後の空気温度が０〜１℃となっており、冷媒不足検出可能領域となる。
【００３３】
そして、ステップＳ５０での判定結果がＹＥＳ、つまり図４中Ａ２、Ｂ２、Ｃ２で示す領域であるならば、ステップＳ７０に進む。ステップＳ７０では、蒸発器後空気温度センサ５５の検出温が、上記０〜１℃より高く設定された設定温度（本実施形態では５℃）より高いか否かを判定することで、冷媒不足であるか判定できる。
【００３４】
ここで、本実施形態において、この設定温度５℃という値は、図５に示すような実験データに基づいて決定された値であり、上記冷媒不足検出可能領域であって、圧縮機の回転数が一定で、上記ブロア電圧（風量）がＬｏで外気温が２０℃ときで、冷凍サイクル装置１４の冷媒封入量が適量な場合を１００％とすると、約２０％程度まで冷媒が減少しているときの温度である。
【００３５】
さらに、この設定温度５℃という値は、図５に示すように冷媒の減り具合によって変わるものあって、任意に設定可能である。また、この設定温度５℃という値は、同じ冷媒の減り具合（上記約２０パーセント）を見ようとしても、図を見て分かるように外気温が高くなるほど、上記所定値も高くなる。
そして、冷凍サイクル装置１４の冷媒封入量が適量である場合は、蒸発器後空気温度センサ５５の検出温は上記０〜１℃となるので、ステップＳ７０での判定結果がＹＥＳの場合は、ステップＳ８０に進んで冷媒不足という旨の信号を発生する。すると、このステップＳ９０に進んで、表示部４１を点灯して乗員に冷媒が不足していることを目視させる。
【００３６】
また、ステップＳ７０での判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ１００に進んで冷媒不足で無く正常として、このフローチャートを抜ける。
一方、ステップＳ４０での判定結果がＮＯ、つまり内気循環モードである場合はステップＳ５１に進み、蒸発器７を通過する空気が内気であるので、この内気温に基づいてステップＳ５１〜１０１にて冷媒不足を判定する。なお、このステップＳ５１は、上記ステップＳ５０にて説明した図４中横軸を内気温としたものである。また、この内気温は、勿論上記内気温センサの検出値を利用する。
【００３７】
また、ステップＳ７１、９１、１０１は、それぞれ上記ステップＳ７０、９０、１００と同様で、ステップＳ８０は図５中外気温を内気温としたものであるので、説明は省略する。
これにより、本実施形態では内気循環モードであっても、外気導入モードであっても同様に冷媒不足を検出することが可能となる。そして、本実施形態では、空調装置が自動的に制御されるオートエアコンの既存の各種センサを用い、蒸発器後温度センサ５５の検出値のみで冷媒不足が検出可能となるので、部品点数を削減でき冷媒不足を検出するシステムを簡略化することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上述したように蒸発器を通過した直後の空気温度には、ブロア電圧、圧縮機９の回転数および蒸発器７を通過する前の空気温度に応じて変動があるので、これらブロア電圧、圧縮機９の回転数および蒸発器を通過する前の空気温度に基づいて、確実に冷媒不足検出可能領域か否かが判定され、冷媒不足検出可能領域と判定されたときに、冷媒不足を検出する。この結果、精度良く冷媒不足を検出できる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、上記第１実施形態における冷凍サイクル装置１４の構成が異なるものであって、図６に示すように上記蒸発圧力調整弁４０を有しておらず、その代わり圧縮機９が内部可変容量機構を有するものとなっている（以下、圧縮機９ａとする）。
【００４０】
次に、圧縮機９の内部構造を図２を用いて簡単に説明する。なお、以下説明する内部可変容量機構は、特開平４−３０１１８９号公報に開示されているので、詳細な説明は省略する。
圧縮機９のハウジング３１内には、エンジン８の回転に伴って回転する回転軸３２が設けられているとともに、この回転軸３２とは一緒に回転しない状態で斜板３３が設けられている。そして、回転軸３２と一緒にシリンダケース３４が回転するときには、ピストン３５の一端側に設けられた摺動部材３６が斜板３３の面に沿って摺動し、これによってピストン３５がシリンダ室３７内で図中左右方向に往復運動する。つまり、斜板３３の傾きに応じて、ピストン３５のストローク、すなわち圧縮機９の吐出容量が変化する。
【００４１】
この斜板３３は、その一部位がホルダ３８とピストン３９とによって挟持されている。このホルダ３８には、コイルスプリング４０の弾性力によって、斜板３３の上記一部位を図中右方向に押す力が作用し、またピストン３９には、制御圧力室４１内の制御圧力Ｐc によって、斜板３３の上記一部位を図中左方向に押す力が作用している。すなわち、斜板３３の傾きは、これら弾性力および制御圧力Ｐc によって決まる。
【００４２】
ところで、上記制御圧力室４１内には、蒸発器７側の低圧圧力Ｐs が連通通路４２、４３を介して導かれ、また圧縮機９自身が圧縮して高圧となった高圧圧力Ｐd が連通通路４２、４４を介して導かれるように構成されている。また、上記連通通路４２と４３との連通部分には弁体４５が設けられており、この弁体４５の位置が変化して、この連通部分における通路面積が変わることによって、制御圧力Ｐc が変化するように構成されている。
【００４３】
ここで、冷房負荷が大きい場合には、上記低圧圧力Ｐs が高くなるので、ダイヤフラム４６が図中下方に押し下がる。すると、ロッド４７を介して弁体４５が図中下方に下がるので、制御圧力室４１内の制御圧力Ｐc は高くなる。この制御圧力Ｐc が高くなれば、ピストン３９によって斜板３３の上記一部位を図中左側に押す力が大きくなるので、結果的に斜板３３の傾きが大きくなり、圧縮機２の吐出容量が大きくなる。
【００４４】
反対に、冷房負荷が小さい場合には、低圧圧力Ｐs が低くなるので、ダイヤフラム４６が図中上方に押し上がる。すると、ロッド４７を介して弁体４５が図中上方に上がるので、制御圧力室４１内の制御圧力Ｐc は低くなる。従って、結果的に斜板３３の傾きは小さくなり、圧縮機９の吐出容量が小さくなる。
このように、本実施形態の圧縮機９は、冷房負荷に応じて吐出容量が自動的に変わる、いわゆる内部可変容量型圧縮機と呼ばれるもので、このような内部可変容量型圧縮機を用いることによって、蒸発器７を通過後の空気温度をほぼ所定温度（例えば０℃〜１℃）一定となるように制御するものである。
【００４５】
従って、上述した図３のフローチャートと同じように冷媒不足を検出することができ、ここでは説明を省略する。なお、このような圧縮機９ａは、上記空調スイッチ５６ａがオンされているときには、常時作動（オン）している。そして、第２実施形態においても上記第１実施形態と全く同様の効果が得られる。
（他の実施形態）
上記実施形態では、内外気モード、ブロア電圧、エアミックスドア等を自動的に制御するオートエアコンについて説明したが、上記第１、第２実施形態にて説明した考えに基づいて、本発明は内外気モード、ブロアー電圧等を手動操作のみで変更可能なマニュアルエアコンについても適用できる。
【００４６】
また、上記各実施形態において図４に示すマップを作成するにいたって、圧縮機９、９ａの回転数を加味したが、これは無くても良い。
また、上記各実施形態では自動車用の空調装置について説明したが、本発明はこれに限らず、家庭用や業務用の空調装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における空調装置および冷凍サイクル装置１４の概略構成図である。
【図２】上記第１実施形態おける制御装置５０の構成図である。
【図３】上記第１実施形態と、第２実施形態におけるフローチャートである。
【図４】本発明の第１、第２実施形態における冷媒不足判定可能領域と示す図である。
【図５】本発明の第１、第２実施形態における冷媒封入量と蒸発器７を通過した空気温度との相関関係を表す図である。
【図６】上記第２実施形態における内部可変容量圧縮機９ａの概略断面図である。
【符号の説明】
９、９ａ…圧縮機、１０…凝縮器、１２…減圧装置
１４…冷凍サイクル装置、４０…蒸発圧力調整弁、５０…制御装置
５５…蒸発器後空気温度センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant shortage detection device for a refrigeration cycle, and particularly to a refrigeration cycle including an evaporation pressure adjusting valve and an internal variable capacity compressor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in a refrigeration cycle apparatus equipped with a variable capacity compressor, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-123926 (hereinafter referred to as a conventional apparatus) for detecting a refrigerant shortage at the time of variable capacity.
The refrigeration cycle in this conventional apparatus has an external variable capacity compressor that varies the discharge capacity according to the cooling load by controlling the energization amount of the electromagnetic coil to the suction refrigerant pressure. In this conventional apparatus, when the compressor has a variable capacity (when the cooling load is not so large, the fan air flow rate is Lo, and the outside air temperature is lower than a predetermined value), an evaporator ( Hereinafter, an air temperature sensor for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator is provided on the downstream side of the evaporator, and a refrigerant temperature sensor is provided in the refrigerant pipe between the expansion valve and the evaporator.
[0003]
Specifically, when the temperature difference between the air temperature detected by the air temperature sensor and the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature sensor is larger than a predetermined value ΔT, it is considered that the degree of heating in the evaporator is large, and the refrigerant is insufficient. It is determined that the user is doing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to detect the shortage of refrigerant in the conventional apparatus, two temperature sensors such as an air temperature sensor and a refrigerant temperature sensor are required as described above, and there is a problem that the number of parts increases and the system becomes complicated.
Accordingly, an object of the present invention is to satisfactorily detect a refrigerant shortage with a single temperature sensor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
By the way, in addition to the refrigeration cycle having the external variable capacity compressor as described above, in order to prevent the evaporator from being frosted, an evaporation pressure adjusting valve for adjusting the evaporation pressure at the evaporator to be constant, Also known is an internal variable capacity compressor that variably controls the refrigerant discharge capacity with a control pressure determined based on the high pressure and low pressure (evaporator pressure) of the refrigeration cycle.
[0006]
In a refrigeration cycle having such an evaporation pressure regulating valve or a refrigeration cycle having an internal variable capacity, a shortage of refrigerant can be detected by one temperature sensor.
That is, in the refrigeration cycle provided with the evaporation pressure adjusting valve, the present inventor has the temperature of the air that has passed through the evaporator according to the evaporation pressure in the control range where the evaporation pressure adjusting valve controls the evaporation pressure in the evaporator constant. It was noted that the temperature was almost constant.
[0007]
Further, even in a refrigeration cycle having an internal variable capacity compressor, during variable control (when the capacity is reduced) for varying the refrigerant discharge capacity of the compressor, the air that has passed through the evaporator according to the control pressure is controlled. Focusing on the fact that the temperature is a substantially constant predetermined temperature.
Therefore, in the present invention, in the refrigeration cycle having the evaporation pressure adjusting valve and the refrigeration cycle having the internal variable capacity compressor, the air temperature immediately after passing through the evaporator is adjusted to the evaporation pressure adjusted by the evaporation pressure adjusting valve, respectively. It is determined by the control pressure of the compressor, and when it becomes higher than the air temperature, it can be determined that the refrigerant is insufficient.
[0008]
Therefore, in the first aspect of the invention, the compressor (9) that compresses and discharges the refrigerant, the condenser (10) that condenses the refrigerant discharged from the compressor (9), and the condenser (10). The decompression device (12) for decompressing the refrigerant condensed in the evaporator, the evaporator (7) for evaporating and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device (12), and the evaporation pressure in the evaporator (7) A refrigerant shortage detection device of a refrigeration cycle device (14) comprising an evaporation pressure regulating valve (40) that can be controlled to be constant,
Air temperature detecting means (55) for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator (7) is provided, and the evaporation pressure of the evaporator (7) is controlled to be constant by the evaporation pressure adjusting valve (40). When the air temperature detected by the air temperature detecting means (55) is higher than a predetermined temperature determined based on the evaporation pressure, a signal indicating that the refrigerant is insufficient is generated.
[0009]
This eliminates the need for two temperature sensors such as an air temperature sensor and a refrigerant temperature sensor as in the prior art, makes it possible to detect a refrigerant shortage only with the air temperature sensor (air temperature detection means), and reduce the number of components.
Further, particularly in the invention according to claim 3, the evaporator (7) is a heat exchanger (7) for cooling a vehicle air conditioner,
A blower (5) for blowing air toward the evaporator (7) and sending the cooled air passing through the evaporator (7) into the vehicle interior of the vehicle;
Pre-evaporator temperature detection means (51, 52) for detecting the air temperature before passing through the evaporator (7);
An air blow control means (50) for automatically controlling the air flow rate of the blower (5) based on at least the air temperature detected by the pre-evaporator temperature detection means (51, 52);
Based on the amount of air blown from the blower (6) by the blower control means (50) and the air temperature detected by the pre-evaporator temperature detecting means (55), the evaporator (7) is controlled by an evaporation pressure adjusting valve. Determination means (S50) for determining whether or not the evaporating pressure of the refrigerant is in a region where the refrigerant shortage can be detected is controlled,
When the determination means (S50) determines that the region is in the refrigerant shortage detectable region, a signal indicating that the refrigerant is short is generated.
[0010]
As a result, the air temperature immediately after passing through the evaporator varies depending on the air flow rate of the blower and the air temperature before passing through the evaporator. On the basis of the air temperature, it is determined whether or not the refrigerant shortage is detectable, and when it is determined that the refrigerant shortage is detectable, the refrigerant shortage is detected. As a result, the refrigerant shortage can be detected with high accuracy. Further, the air blow control means and the pre-evaporator temperature detection means as described in claim 3 are provided in what is generally called an auto air conditioner, and the number of parts is increased by using an existing one. Therefore, it is possible to reliably detect the refrigerant shortage.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a rotational speed detecting means (61) capable of detecting the rotational speed of the compressor (9), and the rotational speed detecting means (61) further detects the refrigerant shortage detectable region. It is determined by the number of rotations.
Thereby, since the refrigerant shortage detectable region is determined in consideration of the rotation speed of the compressor, the refrigerant shortage can be reliably detected according to the amount of refrigerant sent to the evaporator.
[0012]
In the invention according to claim 5, the compressor (9a) that compresses and discharges the refrigerant, the condenser (10) that condenses the refrigerant discharged from the compressor (9a), and the condenser (10) Refrigerant shortage of the refrigeration cycle device (14) comprising a decompression device (12) for decompressing the refrigerant condensed in the above and an evaporator (7) for evaporating and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device (12) A detection device,
The refrigerant discharge capacity of the compressor (9a) is variably controlled by a control pressure (Pc) determined according to the evaporation pressure (Ps) of the evaporator (7) and the high pressure (Pd) of the refrigeration cycle device (14). It has an internal variable capacity mechanism,
Air temperature detection means (55) for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator (7) is provided, and the air temperature detected by the air temperature detection means (55) is determined by the control pressure (Pc). It is characterized by generating a signal that the refrigerant is insufficient when the temperature is higher.
[0013]
Thus, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained.
In particular, the invention according to claim 7 has the same effect as the invention according to claim 3 in the invention according to claim 5.
The invention according to claim 8 has the same effects as the invention according to claim 4 in the invention according to claim 5.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Next, a first embodiment in which the present invention is used as an automobile air conditioner will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, each air-conditioning means in the air-conditioning unit for air-conditioning the vehicle interior space is controlled by the air-conditioning control device.
[0015]
First, the configuration of the air conditioning unit will be described with reference to FIG.
The air conditioning case 1 forms an air flow path toward the vehicle interior. An air upstream side portion of the air conditioning case 1 is formed with an inside air inlet 2 for inhaling the passenger compartment air and an outside air inlet 3 for inhaling outside air. An inside / outside air switching door 4 for selectively opening and closing the inside air inlet 2 and the outside air inlet 3 is provided.
[0016]
As a result, the air conditioner has a known inside / outside air mode, an inside air circulation mode in which the inside air inlet 2 is opened and the outside air inlet 3 is closed, and an outside air introduction in which the inside air inlet 2 is closed and the outside air inlet 3 is opened. The mode can be switched. The inside / outside air switching door 4 is driven by its driving means 57 (specifically, a servo motor, see FIG. 3).
[0017]
A blower 5 that generates an air flow toward the passenger compartment is disposed in a downstream portion of the inside / outside air switching door 4. The blower 5 is driven by a blower motor 6 as driving means. The blower 5 blows air toward an evaporator 7 described later. That is, the amount of air blown into the passenger compartment is controlled by the blower voltage applied to the blower motor 6. The blower voltage is determined by the air conditioning control device 50 (see FIG. 2).
[0018]
An evaporator 7 that is a heat exchanger for cooling is disposed on the downstream side of the blower 5. The evaporator 7 constitutes a constituent part of a known refrigeration cycle apparatus 14. The refrigeration cycle 14 includes a compressor 9 (in this embodiment, a fixed capacity type) that compresses and discharges the refrigerant to high temperature and high pressure, a condenser 10 that condenses the refrigerant discharged from the compressor 9, and a condenser. 10 stores the refrigerant condensed in 10 and separates the liquid-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant, and the decompression device 12 that decompresses the liquid refrigerant from the receiver 11 (in this embodiment, a temperature-operated expansion valve). Is introduced, and the evaporator 7 for evaporating the liquid refrigerant and the refrigerant pipe 13 connecting them are provided.
[0019]
And in the refrigerating cycle apparatus 14 in this embodiment, the evaporation pressure adjustment valve 40 which adjusts the evaporation pressure in the evaporator 7 is provided between the evaporator 7 and the compressor 9, as shown in the figure. . Since the evaporation pressure adjusting valve 40 is well known, its function will be briefly described below.
For example, when the required cooling capacity of the evaporator 7 is large, the evaporation pressure of the evaporator 7 increases, and the opening degree of the evaporation pressure adjusting valve 40 is fully opened. On the other hand, when the required cooling capacity of the evaporator 7 is small, the evaporation pressure of the evaporator 7 becomes small, the opening degree of the evaporation pressure adjusting valve 40 also becomes small, and the evaporation pressure of the evaporator 7 becomes a constant value (this embodiment). In form, 1.85 kg / cm ² G). Reference numeral 15 denotes an outdoor fan.
[0020]
The compressor 9 is driven by an automobile engine 8. An electromagnetic clutch 16 is connected to the compressor 2. The electromagnetic clutch 16 is energized and controlled by an air conditioning control device 50 (see FIG. 3), and when energized and controlled by the air conditioning control device 50, the power of the engine 8 is transmitted to the compressor 9 to compress the compressor. When the air-conditioning control device 50 is deenergized, the transmission of the power of the engine 8 to the compressor 9 is cut off and the compressor 9 is stopped.
[0021]
A heater core 17, which is a heat exchanger for heating, is disposed on the air downstream side of the evaporator 7. The heater core 17 heats the air that passes through the heater core 17 with the cooling water of the engine 8 flowing therein and using the cooling water as a heat source.
An air mix door 19 is disposed on the air upstream side of the heater core 17 to adjust the ratio of the cool air from the evaporator 7 that passes through the heater core 17 and the ratio that passes through the bypass passage 18 that bypasses the heater core 17. . The air mix door 19 is driven by its driving means 58 (specifically, a servo motor, see FIG. 2).
[0022]
Further, at the most downstream portion of the air conditioning case 1, a face outlet 20 for blowing air to the upper body of the passenger in the passenger compartment, a foot outlet 21 for blowing air to the feet of the passenger in the passenger compartment, and a windshield 23 A defroster outlet 22 is formed for blowing air toward the inner surface.
And in the upstream part of each said blower outlets 20-22, the face mode which blows off conditioned air from the face blower outlet 20, the foot mode which blows off conditioned wind from the foot blower outlet 21, and the conditioned wind from the face blower outlet 20 and the foot blower Air outlet mode switching doors 24 and 25 that switch between a bi-level mode that blows out from the outlet 21 and a defroster mode that blows conditioned air from the defroster air outlet 22 are provided. These doors 24 and 25 are driven by respective driving means 59 and 60 (specifically, servo motors, respectively, see FIG. 2).
[0023]
Next, the configuration of the control system of this embodiment will be described with reference to FIG.
The air-conditioning control device 50 includes, as means for detecting an air-conditioning environmental factor that affects the vehicle interior, which is an air-conditioned space, an internal air temperature sensor 51 that detects the air temperature in the vehicle interior, an external air temperature sensor 52 that detects the outside air temperature, A solar radiation sensor 53 that detects the amount of solar radiation irradiated into the room, a water temperature sensor 54 that detects the temperature of the engine cooling water flowing into the heater core 17, and the degree of air cooling of the evaporator 7 (specifically, the air immediately after passing through the evaporator 7) From the post-evaporator air temperature sensor 55 for detecting the temperature) and each switch on the control panel 56 disposed at a position with good operability in the vehicle interior (for example, a temperature setter for setting a target temperature in the vehicle interior). A signal is input. The control device 11 is connected to a display unit 41 that is turned on when the refrigerant of the refrigeration cycle device 14 to be described later is insufficient, and a rotation speed sensor 61 that detects the rotation speed of the vehicle engine (the rotation speed of the compressor 7). Yes.
[0024]
In addition, the control panel 56 is provided with an air conditioning switch 56a that automatically starts and controls the air conditioner based on the air conditioning environment factor, and a stop switch (not shown) that stops the air conditioner. That is, when the air-conditioning switch 56a is turned on, the air-conditioning control controller 50 automatically controls the inside / outside air mode, the blowing mode, and the operating position (opening degree) of the air mix 19. .
[0025]
The air conditioning control device 50 is provided with a well-known microcomputer comprising a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown), and signals from the sensors 51 to 55 and the control panel 56 are input circuits (not shown) in the air conditioning control device 50. After being A / D converted by, it is configured to be input to the microcomputer.
[0026]
The air conditioning control device 50 is supplied with power from a battery (not shown) when an ignition switch (not shown) of the engine 8 is turned on.
Next, overall control processing performed by the microcomputer of the air conditioning control device 50 will be described with reference to FIG.
First, in step S10, it is determined whether or not the air conditioning switch 56a is turned on. In this embodiment, since the evaporation pressure adjusting valve 40 is provided, the compressor 9 is always operated (ON) when the air conditioning switch 56a is ON. Therefore, in step S10, it is determined whether or not the compressor 9 is operating.
[0027]
If it is determined that the compressor 9 is operating, the process proceeds to step S20, and the air conditioning environmental factors are read and stored as various information readings. In the next step S30, the air conditioning control state is set based on the air conditioning environment factor read in step S20. Briefly, based on the information read in step S20, a target blowout temperature (TAO) into the vehicle interior is calculated, and the inside / outside air mode, blowout mode, blower voltage, and the like are calculated based on the target blowout temperature TAO. The opening degree of the air mix door 19 is controlled.
[0028]
In step S40, it is determined whether or not the inside / outside air mode set in step S30 is the outside air introduction mode. That is, outside air passes through the evaporator 7 in the outside air introduction mode, and inside air passes through the evaporator 7 in the inside air circulation mode. Therefore, in this step S40, it is determined whether the air before passing through the evaporator 7 is inside air or outside air. And when it is outside air introduction mode, it progresses to Step S50, and when it is inside air circulation mode, it progresses to Step S60.
[0029]
Subsequently, in step S51, it is determined whether or not the evaporating pressure adjusting valve 40 is actually controlling the evaporating pressure in the evaporator 7 to be constant in the air conditioning control state set in step S30 described above.
Here, in FIG. 4, the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 52, the engine speed detected by the rotation speed sensor 61 (same as the rotation speed of the compressor 9), and the blower voltage (air blown to the evaporator 7). ), A map for determining whether or not the refrigerant of the refrigeration cycle apparatus 14 is in the detectable region.
[0030]
That is, in the present embodiment, it is determined from the map as shown in FIG. 4 whether or not the refrigerant shortage detection region is in a state where the evaporation pressure adjustment valve 40 controls the evaporation pressure to a constant value. As shown in FIG. 4 (c), when the blower voltage is Hi, the amount of air passing through the evaporator 7 becomes large, the outside air temperature becomes high, and the higher the rotation speed of the compressor, the more the evaporator 7 The cooling capacity (the amount of refrigerant sent to the evaporator 7) increases, and if it is the region indicated by the arrow C1 in the figure, even if it is cooled by the evaporator 7, the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 fluctuates. Since the temperature is higher than 0 to 1 ° C., it is not possible to determine whether the refrigerant is insufficient. That is, in the region indicated by the arrow C2, the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 is 0 to 1 ° C., and the refrigerant shortage can be detected.
[0031]
Further, as shown in FIG. 4B, when the blower voltage is Mid, the amount of air passing through the evaporator 7 is medium, the outside air temperature is high, and the higher the rotation speed of the compressor, the more the cooling by the evaporator 7 is performed. The capacity (the amount of refrigerant sent to the evaporator 7) increases, and if it is the region indicated by the arrow B1 in the figure, even if it is cooled by the evaporator 7, the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 fluctuates. Since it becomes higher than ˜1 ° C., the lack of refrigerant cannot be determined. That is, the area indicated by the arrow B2 is an area where the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 is 0 to 1 ° C., and is a refrigerant shortage detectable area.
[0032]
Further, as shown in FIG. 4 (a), when the blower voltage is Lo, the cooling capacity of the evaporator 7 is increased as the amount of air passing through the evaporator 7 is small, the outside air temperature is high, and the rotational speed of the compressor is high. (The amount of refrigerant sent to the evaporator 7) increases, and if it is the region indicated by the arrow B1 in the figure, even if it is cooled by the evaporator 7, the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 fluctuates. Since it becomes higher than 1 ° C., it is not possible to determine whether the refrigerant is insufficient. That is, the area indicated by the arrow A2 is an area in which the air temperature immediately after passing through the evaporator 7 is 0 to 1 ° C., and is a refrigerant shortage detectable area.
[0033]
If the determination result in step S50 is YES, that is, if the region is indicated by A2, B2, C2 in FIG. 4, the process proceeds to step S70. In step S70, it is determined whether the detected temperature of the post-evaporator air temperature sensor 55 is higher than the set temperature (5 ° C. in the present embodiment) set higher than 0 to 1 ° C. It can be determined whether there is.
[0034]
Here, in this embodiment, the value of the set temperature of 5 ° C. is a value determined based on experimental data as shown in FIG. 5 and is the above-described refrigerant shortage detection region, and the rotation speed of the compressor. Is constant, the blower voltage (air volume) is Lo, the outside air temperature is 20 ° C., and the amount of refrigerant charged in the refrigeration cycle apparatus 14 is 100%, the refrigerant is reduced to about 20%. When the temperature.
[0035]
Furthermore, the value of the set temperature of 5 ° C. varies depending on how the refrigerant decreases, as shown in FIG. 5, and can be arbitrarily set. In addition, even if the value of the set temperature of 5 ° C. is used to see how the same refrigerant decreases (about 20% above), the predetermined value increases as the outside air temperature increases as can be seen from the figure.
And when the refrigerant | coolant enclosure amount of the refrigerating-cycle apparatus 14 is an appropriate quantity, since the detection temperature of the post-evaporator air temperature sensor 55 will be said 0-1 degreeC, when the determination result in step S70 is YES, step Proceeding to S80, a signal indicating that the refrigerant is insufficient is generated. Then, it progresses to this step S90, the display part 41 is turned on, and a passenger | crew is visually observed that the refrigerant | coolant is insufficient.
[0036]
If the determination result in step S70 is NO, the process proceeds to step S100, and it is determined that the refrigerant is normal and not insufficient, and this flowchart is exited.
On the other hand, if the determination result in step S40 is NO, that is, if it is the inside air circulation mode, the process proceeds to step S51, and the air passing through the evaporator 7 is inside air, so that the refrigerant in steps S51 to 101 is based on this inside air temperature. Determine the shortage. In this step S51, the horizontal axis in FIG. 4 described in step S50 is the internal temperature. Of course, the inside air temperature uses the detected value of the inside air temperature sensor.
[0037]
Steps S71, 91, and 101 are the same as steps S70, 90, and 100, respectively, and step S80 uses the outside air temperature in FIG.
Thereby, in this embodiment, it becomes possible to detect the shortage of the refrigerant similarly in the inside air circulation mode or the outside air introduction mode. And in this embodiment, since it is possible to detect the refrigerant shortage only by the detection value of the post-evaporator temperature sensor 55 using the existing various sensors of the auto air conditioner in which the air conditioner is automatically controlled, the number of parts is reduced. It is possible to simplify the system for detecting the shortage of refrigerant.
[0038]
In this embodiment, as described above, the air temperature immediately after passing through the evaporator varies depending on the blower voltage, the rotational speed of the compressor 9 and the air temperature before passing through the evaporator 7. Based on the blower voltage, the rotation speed of the compressor 9 and the air temperature before passing through the evaporator, it is determined whether or not the refrigerant shortage is detectable, and it is determined that the refrigerant shortage is detectable. Detecting refrigerant shortage. As a result, the refrigerant shortage can be detected with high accuracy.
[0039]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment differs in the configuration of the refrigeration cycle apparatus 14 in the first embodiment, and does not have the evaporation pressure adjusting valve 40 as shown in FIG. It has a variable capacity mechanism (hereinafter referred to as a compressor 9a).
[0040]
Next, the internal structure of the compressor 9 will be briefly described with reference to FIG. The internal variable capacity mechanism described below is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-301189, and detailed description thereof is omitted.
In the housing 31 of the compressor 9, a rotating shaft 32 that rotates with the rotation of the engine 8 is provided, and a swash plate 33 is provided so as not to rotate together with the rotating shaft 32. When the cylinder case 34 rotates together with the rotary shaft 32, the sliding member 36 provided on one end side of the piston 35 slides along the surface of the swash plate 33, whereby the piston 35 is moved to the cylinder chamber 37. It reciprocates in the horizontal direction in the figure. That is, according to the inclination of the swash plate 33, the stroke of the piston 35, that is, the discharge capacity of the compressor 9 changes.
[0041]
A part of the swash plate 33 is sandwiched between a holder 38 and a piston 39. The holder 38 is subjected to a force that pushes the part of the swash plate 33 rightward in the drawing by the elastic force of the coil spring 40, and the piston 39 is controlled by the control pressure Pc in the control pressure chamber 41. A force is applied to push the part of the swash plate 33 leftward in the figure. That is, the inclination of the swash plate 33 is determined by the elastic force and the control pressure Pc.
[0042]
By the way, the low pressure Ps on the evaporator 7 side is introduced into the control pressure chamber 41 via the communication passages 42 and 43, and the high pressure Pd compressed by the compressor 9 itself is increased to the communication passage. It is configured to be guided through 42 and 44. In addition, a valve body 45 is provided in a communication portion between the communication passages 42 and 43, and the position of the valve body 45 is changed to change the passage area in the communication portion, whereby the control pressure Pc is changed. Is configured to do.
[0043]
Here, when the cooling load is large, the low pressure Ps becomes high, and the diaphragm 46 is pushed downward in the figure. Then, the valve body 45 is lowered downward in the figure through the rod 47, so that the control pressure Pc in the control pressure chamber 41 is increased. If this control pressure Pc increases, the force by which the piston 39 pushes the above-mentioned part of the swash plate 33 to the left in the figure increases. As a result, the inclination of the swash plate 33 increases and the discharge capacity of the compressor 2 increases. growing.
[0044]
On the contrary, when the cooling load is small, the low pressure Ps becomes low, and the diaphragm 46 is pushed upward in the figure. Then, the valve body 45 rises upward in the drawing via the rod 47, so that the control pressure Pc in the control pressure chamber 41 decreases. Therefore, as a result, the inclination of the swash plate 33 becomes small, and the discharge capacity of the compressor 9 becomes small.
As described above, the compressor 9 according to this embodiment is a so-called internal variable capacity compressor in which the discharge capacity automatically changes according to the cooling load, and such an internal variable capacity compressor is used. Thus, the air temperature after passing through the evaporator 7 is controlled to be substantially constant at a predetermined temperature (for example, 0 ° C. to 1 ° C.).
[0045]
Therefore, the refrigerant shortage can be detected in the same manner as the flowchart of FIG. 3 described above, and the description is omitted here. Such a compressor 9a is always operating (ON) when the air-conditioning switch 56a is ON. In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
(Other embodiments)
In the above embodiment, the automatic air conditioner that automatically controls the inside / outside air mode, the blower voltage, the air mix door, and the like has been described. It can also be applied to manual air conditioners that can change the air mode, blower voltage, etc. only by manual operation.
[0046]
Further, in creating the map shown in FIG. 4 in each of the above embodiments, the rotational speeds of the compressors 9 and 9a are taken into account, but this may not be necessary.
Moreover, although each said embodiment demonstrated the air conditioner for motor vehicles, this invention is not limited to this, It can apply also to a household or business use air conditioner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner and a refrigeration cycle apparatus 14 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a control device 50 in the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart in the first embodiment and the second embodiment.
FIG. 4 is a view showing a refrigerant shortage determination possible region in the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the correlation between the refrigerant filling amount and the temperature of the air that has passed through the evaporator 7 in the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view of an internal variable capacity compressor 9a in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
9, 9a ... compressor, 10 ... condenser, 12 ... decompression device
14 ... Refrigeration cycle device, 40 ... Evaporation pressure regulating valve, 50 ... Control device
55 ... Air temperature sensor after evaporator

Claims

A compressor (9) that compresses and discharges the refrigerant, a condenser (10) that condenses the refrigerant discharged from the compressor (9), and a decompression that depressurizes the refrigerant condensed in the condenser (10) A device (12), an evaporator (7) for evaporating and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device (12), and an evaporation pressure adjusting valve (evaporation pressure control valve) capable of controlling the evaporation pressure in the evaporator (7) to be constant. 40) a refrigerant shortage detection device of a refrigeration cycle device (14) comprising:
Air temperature detecting means (55) for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator (7),
When the evaporation pressure of the evaporator (7) is controlled to be constant by the evaporation pressure adjusting valve (40), the air temperature detected by the air temperature detection means (55) is based on the evaporation pressure. A refrigerant shortage detection device that generates a signal that the refrigerant is short when the temperature is higher than a predetermined temperature.

A signal for determining that the refrigerant is insufficient when the air temperature detected by the air temperature detection means (55) is higher than a predetermined temperature set by a predetermined value higher than a predetermined temperature determined based on the evaporation pressure. The refrigerant shortage detection device according to claim 1, wherein:

The evaporator (7) is a heat exchanger (7) for cooling a vehicle air conditioner,
A blower (5) for blowing air toward the evaporator (7) and sending the cooled air passing through the evaporator (7) into the vehicle interior of the vehicle;
Pre-evaporator temperature detection means (51, 52) for detecting the air temperature before passing through the evaporator (7);
An air blow control means (50) for automatically controlling the air flow rate of the blower (5) based on at least the air temperature detected by the pre-evaporator temperature detection means (51, 52);
Based on the amount of air blown from the blower (6) by the blower control means (50) and the air temperature detected by the pre-evaporator temperature detecting means (51, 52), the evaporating pressure adjusting valve Determination means (S50) for determining whether the evaporation pressure of the evaporator (7) is in a refrigerant shortage detectable region in which the evaporation pressure is controlled to be constant;
The refrigerant shortage detection device according to claim 1 or 2, wherein the determination means (S50) generates a signal that the refrigerant is short when it is determined that the region is a refrigerant shortage detectable region. .

Having a rotational speed detection means (61) capable of detecting the rotational speed of the compressor (9);
The refrigerant shortage detection device according to claim 3, wherein the refrigerant shortage detection possible region is further determined by the rotation speed detected by the rotation speed detection means (61).

A compressor (9a) that compresses and discharges the refrigerant, a condenser (10) that condenses the refrigerant discharged from the compressor (9a), and a decompression that depressurizes the refrigerant condensed in the condenser (10) A refrigerant shortage detection device of a refrigeration cycle device (14) comprising a device (12) and an evaporator (7) for evaporating and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression device (12),
The compressor (9a) has a refrigerant discharge capacity variable by a control pressure (Pc) determined according to an evaporation pressure (Ps) of the evaporator (7) and a high pressure (Pd) of the refrigeration cycle device (14). Having an internal variable capacity mechanism to be controlled,
Air temperature detecting means (55) for detecting the air temperature immediately after passing through the evaporator (7),
Refrigerant shortage detection characterized by generating a signal that the refrigerant is short when the air temperature detected by the air temperature detecting means (55) is higher than a predetermined temperature determined by the control pressure (Pc). apparatus.

When the air temperature detected by the air temperature detecting means (55) is higher than a predetermined temperature set by a predetermined value higher than a predetermined temperature determined based on the control pressure (Pc), the refrigerant is insufficient. 6. The refrigerant shortage detection device according to claim 5, wherein a signal for determination is generated.

The evaporator (7) is a heat exchanger (7c) for cooling a vehicle air conditioner,
A blower (5) for blowing air toward the evaporator (7) and sending the cooled air passing through the evaporator (7) into the vehicle interior of the vehicle;
Pre-evaporator temperature detection means (51, 52) for detecting the air temperature before passing through the evaporator (7);
A blowing control means (50) for automatically controlling the blowing amount of the blower based on at least the air temperature detected by the temperature detection means before the evaporator (7);
The refrigeration cycle apparatus (14) based on the amount of air blown from the blower (5) by the blow control means (50) and the air temperature detected by the pre-evaporator temperature detection means (51, 52). Determination means (S50) for determining whether or not the refrigerant shortage is in a detectable region,
The refrigerant shortage detection device according to claim 5 or 6, wherein when the determination means (S50) determines that the region is in a refrigerant shortage detectable region, a signal that the refrigerant is short is generated. .

Having a rotational speed detection means (61) capable of detecting the rotational speed of the compressor;
The refrigerant shortage detection device according to claim 7, wherein the refrigerant shortage detection possible region is further determined by the rotation speed detected by the rotation speed detection means (61).