JP6737295B2 - 冷媒漏れ検知装置、冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本開示は、冷媒漏れ検知装置および当該冷媒漏れ検知装置を備える蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関する。

蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置は、冷媒が循環する循環回路における冷媒の充填量が不足していると、冷却能力の低下等の不具合が生ずる。また、循環回路における冷媒の充填量が過剰となっていると、凝縮器における液冷媒の滞留や、圧縮機に液冷媒が吸入される等の不具合が生ずる。そこで、冷凍サイクル装置における冷媒の循環回路に対して、適正な量の冷媒を充填する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２３２５７９号公報

ところで、家屋やビル等の空調に利用される冷凍サイクル装置では、気密性の高い密閉型の圧縮機が採用され、各種配管が溶接によって接合されており、実質的に冷媒漏れが生じない構成となっている。

一方、車両等の移動体に搭載される冷凍サイクル装置では、メンテナンスの都合上、半密閉型または開放型の圧縮機を採用したり、移動体の移動時の振動を吸収するために循環回路の一部にゴム製の配管を採用したりする必要がある。この種の冷凍サイクル装置では、圧縮機や配管の一部からの微量の冷媒漏れ（いわゆる、スローリーク）が避けられない。

このため、移動体に搭載される冷凍サイクル装置では、設計時に、製品耐用年数やメンテナンスの期間内における冷媒の漏れ量を考慮し、予め冷媒の漏れ量を見込んだ量の冷媒を充填するのが一般的である。

ところが、予め冷媒の漏れ量を見込んだ量の冷媒を充填したとしても、実際の冷媒の漏れ量が、予め想定される量よりも大きくなる異常漏れが生ずると、循環回路における冷媒不足が生じてしまう。

ここで、特許文献１の如く、循環回路内の冷媒量を算出可能な構成では、現状の冷媒量と適正な冷媒量とを比較することができるので、冷媒が不足した冷媒不足状態であるか否かを判定可能となる。

しかしながら、冷媒不足状態を検知できたとしても、冷媒漏れが、スローリーク等の通常想定される冷媒漏れに起因するものなのか、異常漏れに起因するものなのかを特定することができない。

本開示は上記点に鑑みて、冷媒漏れが異常漏れであるか否かを判定可能な冷媒漏れ検知装置および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１、４に記載の発明は、
移動体（１）に搭載され、冷媒の循環回路（２００）を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（２０）に適用される冷媒漏れ検知装置であって、
循環回路における冷媒の温度、圧力を含む冷媒状態量に基づいて、循環回路における冷媒の漏れ量を算出する第１漏れ量算出部（３０ａ）と、
予め想定される冷媒の漏れ量を算出する第２漏れ量算出部（３０ｂ）と、
第１漏れ量算出部で算出された第１冷媒漏れ量（ＣＬ１）、および第２漏れ量算出部で算出された第２冷媒漏れ量（ＣＬ２）に基づいて、循環回路における冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定する異常判定部（３０ｃ）と、を備える。

請求項１に記載に発明は、第２漏れ量算出部は、循環回路の周囲の温度を含む環境状態量に基づいて、第２冷媒漏れ量を算出する。そして、第１冷媒漏れ量から単位時間当たりの冷媒の漏れ量である漏れ勾配を算出し、漏れ勾配に応じて循環回路における異常が生じている異常部位を推定する異常部位推定部（３０ｆ）を備える。

請求項４に記載の発明は、循環回路には、継時劣化によって耐冷媒透過性が低下する高分子材料で構成されると共に可撓性を有する高分子配管（２０１ａ、２０４ａ）を含んで構成されている。第２漏れ量算出部は、高分子配管の周囲の温度に基づいて高分子配管における冷媒透過係数を算出すると共に、少なくとも冷媒透過係数と高分子配管を流れる冷媒の圧力に基づいて第２冷媒漏れ量を算出する。

冷媒漏れ状態が異常漏れ状態となる場合、実際の冷媒の漏れ量に相当する第１冷媒漏れ量が、予め想定される冷媒の漏れ量に相当する第２冷媒漏れ量よりも大きくなる。このため、第１冷媒漏れ量と第２冷媒漏れ量と比較することで、循環回路における冷媒の漏れ状態が、異常漏れ状態である否かを判定することができる。

冷凍サイクル装置における冷却能力の低下等の不具合は、異常漏れ状態が所定期間継続された後に生ずる。このため、異常漏れ状態を把握可能な構成では、冷凍サイクル装置における冷却能力の低下等の不具合を予防し易くなるといった利点がある。

ここで、スローリーク等の通常時における冷媒の漏れ量は、一定ではなく、循環回路の周囲の温度等の影響によって変動する。このことを考慮して、本開示の冷媒漏れ検知装置および冷凍サイクル装置では、予め想定される冷媒の漏れ量である第２冷媒漏れ量を循環回路の周囲の温度を含む環境状態量に基づいて算出する構成となっている。これによると、第２冷媒漏れ量の予測精度が高くなるので、冷媒漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かの判定精度の向上を図ることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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の一例を示すものである。

第１実施形態の冷凍サイクル装置が搭載された車両を示す模式図である。 第１実施形態の冷凍サイクル装置の概略構成を示す模式図である。 第１実施形態の冷媒漏れ検知装置の概略構成を示すブロック図である。 冷凍サイクル装置における冷媒の状態を示すモリエル線図である。 各高分子配管における冷媒の漏れを説明するための説明図である。 循環回路における冷媒量の経時的な変化を説明するための説明図である。 各高分子配管等を流れる冷媒の圧力が変化した際の冷媒の漏れ量の変化を示す特性図である。 化学反応におけるエネルギの変化を示す特性図である。 対象周囲温度が変化した際の冷媒の漏れ量の変化を示す特性図である。 第１実施形態の冷媒漏れ検知装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第２冷媒漏れ量の算出方法の一例を説明するための説明図である。 第２実施形態の冷媒漏れ検知装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 異常発生後の循環回路における冷媒量の変化を説明するための説明図である。 第３実施形態の冷媒漏れ検知装置の概略構成を示すブロック図である。 第３実施形態の冷媒漏れ検知装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。 第３実施形態の冷媒漏れ検知装置が実行する異常部位推定処理の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態の冷媒漏れ検知装置が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態では、本開示の冷凍サイクル装置２０が、移動体である自動車１に搭載された例について説明する。本実施形態の自動車１には、走行用の駆動源および冷凍サイクル装置２０の駆動源として機能するエンジン１０が搭載されている。

冷凍サイクル装置２０は、自動車１の車室内空間を空調する車両用空調装置に適用されている。冷凍サイクル装置２０は、車室内空間に吹き出す空気を所望の温度となるまで冷却する機能を果たす。

図２に示すように、冷凍サイクル装置２０は、冷媒が循環する循環回路２００、圧縮機２１、放熱器２２、減圧機器２３、蒸発器２４を含む蒸気圧縮式の冷凍サイクルとして構成されている。

冷凍サイクル装置２０は、冷媒として、ＨＦＣ系冷媒であるＲ１３４ａが採用されている。なお、冷媒には、圧縮機２１を潤滑するオイル（すなわち、冷凍機油）が混入されている。オイルの一部は、冷媒と共に循環回路２００を循環する。

圧縮機２１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する機器である。圧縮機２１は、往復動式の圧縮機構を含んで構成されている。なお、圧縮機２１は、回転式の圧縮機構を含む構成となっていてもよい。

本実施形態の圧縮機２１は、外部のエンジン１０から出力される回転駆動力によって駆動される構成となっている。本実施形態の圧縮機２１は、開放型の圧縮機として構成されている。具体的には、本実施形態の圧縮機２１は、ハウジング２１１を貫通して外部に突き出たシャフト２１２が、エンジン１０からの駆動力によって回転するように、プーリおよびベルト等の動力伝達機構２１３を介してエンジン１０の出力軸１０ａに連結されている。

さらに、本実施形態の圧縮機２１には、エンジン１０からの回転駆動力の伝達をオン・オフする電磁クラッチ２１４が設けられている。本実施形態の圧縮機２１は、電磁クラッチ２１４がオフされることで、その作動が停止される構成となっている。

ここで、本実施形態の圧縮機２１は、シャフト２１２がハウジング２１１を貫通する部位が、メカニカルシールやリップシール等のシール部材２１５によってシールされている。シール部材２１５は、樹脂を含む高分子材料で構成されている。なお、高分子材料は、ガス透過性を有している。このため、圧縮機２１では、ハウジング２１１内部の冷媒がシール部材２１５を介して徐々に外部に透過することがある。

続いて、放熱器２２は、圧縮機２１から吐出された高温高圧の冷媒を、室外送風機２２１から導入される外気、または、自動車１の走行時のラム圧によって導入される外気との熱交換によって放熱させる熱交換器である。本実施形態の放熱器２２は、エンジンルームのうち、自動車１の走行時のラム圧によって外気が導入される前方部分に配置されている。放熱器２２に流入した冷媒は、外気との熱交換によって凝縮する。なお、外気は、図２の破線矢印ＡＦｏで示すように、放熱器２２を通過する。

続いて、減圧機器２３は、放熱器２２を通過した冷媒を減圧膨張させる膨張弁である。減圧機器２３としては、例えば、蒸発器２４の出口側の温度を所定温度に調整可能に構成された温度式膨張弁が採用されている。

続いて、蒸発器２４は、減圧機器２３で減圧された低温低圧の冷媒を、車室内空間へ空気を送風する室内送風機２４１から供給される送風空気との熱交換によって蒸発させる熱交換器である。室内送風機２４１から供給される送風空気は、図２の破線矢印ＡＦｃで示すように、蒸発器２４を通過する。室内送風機２４１から供給される送風空気は、蒸発器２４を通過する際に、冷媒の蒸発潜熱によって所望の温度となるまで冷却された後、車室内へ吹き出される。

続いて、循環回路２００は、圧縮機２１、放熱器２２、減圧機器２３、蒸発器２４を複数の配管２０１〜２０４により順次接続して構成される閉回路である。具体的には、循環回路２００は、圧縮機２１の冷媒吐出側と放熱器２２の冷媒入口側とを接続する第１高圧配管２０１、放熱器２２の冷媒出口側と減圧機器２３の冷媒入口側とを接続する第２高圧配管２０２を含んで構成されている。また、循環回路２００は、減圧機器２３の冷媒出口側と蒸発器２４の冷媒入口側とを接続する第１低圧配管２０３、蒸発器２４の冷媒出口側と圧縮機２１の冷媒吸入側とを接続する第２低圧配管２０４を含んで構成されている。

各高圧配管２０１、２０２および各低圧配管２０３、２０４は、基本的に金属製の配管で構成されている。但し、第１高圧配管２０１は、エンジン１０や圧縮機２１の振動を吸収するために、その一部が可撓性に優れた高分子材料（例えば、ゴム、樹脂）を含む第１高分子配管２０１ａで構成されている。同様に、第２低圧配管２０４は、エンジン１０や圧縮機２１の振動を吸収するために、その一部が可撓性に優れた高分子材料（例えば、ゴム、樹脂）を含む第２高分子配管２０４ａで構成されている。

各高分子配管２０１ａ、２０４ａは、金属製の配管で構成された部位に比べて、ガス透過性が高いため、内部を流れる冷媒が徐々に外部に透過してしまうことがある。特に、第１高分子配管２０１ａは、圧縮機２１で圧縮された高圧の冷媒が流れることから、冷媒が外部に漏れ易い傾向がある。

本実施形態の冷凍サイクル装置２０では、圧縮機２１のシール部材２１５や、各高分子配管２０１ａ、２０４ａ等からの冷媒のスローリークが避けられない。このため、冷凍サイクル装置２０は、冷媒漏れを検知する冷媒漏れ検知装置３０を備えている。

図３に示す冷媒漏れ検知装置３０は、プロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部３１を有する周知のマイクロコンピュータ、およびその周辺回路を含んで構成されている。なお、冷媒漏れ検知装置３０の記憶部３１は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。

図３に示すように、冷媒漏れ検知装置３０は、その入力側に外気温度を検出する外気温度センサ３０１、冷凍サイクル装置２０を制御する空調制御装置４０、エンジン１０を制御するエンジン制御装置５０等が接続されている。

冷媒漏れ検知装置３０は、空調制御装置４０が有する空調制御情報、およびエンジン制御装置５０が有する走行制御情報が取得可能なように、空調制御装置４０およびエンジン制御装置５０に対して接続されている。

空調制御装置４０は、その入力側に循環回路２００を流れる冷媒の温度、圧力を検出する各種センサが接続されている。具体的には、空調制御装置４０には、放熱器２２から流出した高圧冷媒の圧力および温度を検出する高圧側圧力センサ４１および高圧側温度センサ４２が接続されている。また、空調制御装置４０は、蒸発器２４から流出した低圧冷媒の圧力および温度を検出する低圧側圧力センサ４３および低圧側温度センサ４４が接続されている。

本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、高圧側圧力センサ４１、高圧側温度センサ４２、低圧側圧力センサ４３、低圧側温度センサ４４が検出した情報を空調制御情報として空調制御装置４０から取得可能となっている。

エンジン制御装置５０は、その入力側に、エンジン１０の回転数を検出する回転数センサ５１、自動車１の走行速度を検出する車速センサ５２等が接続されている。本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、回転数センサ５１および車速センサ５２が検出した情報をエンジン制御情報としてエンジン制御装置５０から取得可能となっている。

ここで、冷凍サイクル装置２０は、圧縮機２１がエンジン１０からの出力される回転駆動力によって駆動される構成となっている。このため、エンジン１０の回転数は、冷凍サイクル装置２０の圧縮機２１に作動に大きく影響する因子となる。

また、冷凍サイクル装置２０は、放熱器２２が自動車１の走行時のラム圧によって外気導入される構成となっている。このため、自動車１の走行速度は、冷凍サイクル装置２０における放熱器２２の放熱量に影響する因子となる。

このように、回転数センサ５１および車速センサ５２で検出される情報は、自動車１の稼働状態のうち、冷凍サイクル装置２０の作動に関連性を有する状態量となる。本実施形態では、回転数センサ５１および車速センサ５２で検出される情報が、移動体の稼働状態のうち、冷凍サイクル装置２０の作動に関連性を有する移動体状態量に相当する。

冷媒漏れ検知装置３０は、その出力側に、圧縮機２１の電磁クラッチ２１４、ユーザに対して異常を報知する報知装置６０等が接続されている。報知装置６０は、図示しないが、冷凍サイクル装置２０の各種異常情報を視覚的に表示する表示パネルを有している。報知装置６０は、冷媒漏れ検知装置３０から冷媒の異常漏れを示す異常信号が入力された際に、表示パネルに異常漏れを示す情報を表示する。なお、報知装置６０は、異常情報を視覚的に報知する構成に限らず、異常情報を聴覚的に報知する構成となっていてもよい。

また、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、自動車１に搭載された無線通信機７０に接続されている。無線通信機７０は、基地局８０およびインターネット８５を介して外部サーバ９０と通信可能に構成されている。

本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、無線通信機７０を介して、記憶部３１に記憶された各種情報等を外部サーバ９０に出力可能に構成されている。本実施形態では、外部サーバ９０が外部のデータ蓄積装置として機能する。

このように構成された冷媒漏れ検知装置３０は、入力側から入力された各種信号等を、予め記憶部３１に記憶されたプログラムに従って演算処理し、当該演算処理の結果等に基づいて、出力側に接続された各種制御対象機器を制御する。

具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、入力された情報から冷媒漏れ量を算出すると共に、当該冷媒漏れ量に基づいて循環回路２００からの冷媒の漏れが異常漏れであるか否かを判定する。

また、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となった際に、出力側に接続された各種制御対象機器を用いて、当該異常漏れ状態に対する所定の対策を実行する。

さらに、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒漏れが異常漏れであるか否かを判定する際に用いた各種情報等を、無線通信機７０、インターネット８５等を利用して外部サーバ９０に出力する。

ここで、冷媒漏れ検知装置３０には、各種演算処理を実行するハードウェアおよびソフトフェアで構成される処理実行部、各種制御対象機器を制御するハードウェアおよびソフトフェアで構成される制御部等が集約されている。

冷媒漏れ検知装置３０には、循環回路２００における冷媒の温度、圧力を含む冷媒状態量に基づいて、循環回路２００における冷媒の漏れ量を算出する第１漏れ量算出部３０ａ、予め想定される冷媒の漏れ量を算出する第２漏れ量算出部３０ｂが集約されている。説明の便宜上、本実施形態では、第１漏れ量算出部３０ａで算出された冷媒の漏れ量を第１冷媒漏れ量ＣＬ１とし、第２漏れ量算出部３０ｂで算出された冷媒の漏れ量を第２冷媒漏れ量ＣＬ２と呼ぶことがある。

また、冷媒漏れ検知装置３０には、循環回路２００からの冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定する異常判定部３０ｃ、異常漏れ状態となった際に所定の対策を実行する対策実行部３０ｄが集約されている。

さらに、冷媒漏れ検知装置３０には、冷媒漏れが異常漏れであるか否かを判定する際に用いた各種情報等を、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する出力部３０ｅが集約されている。

次に、本実施形態の冷凍サイクル装置２０の作動について、図４を参照して説明する。エンジン１０が稼働した状態で車両用空調装置の運転が開始されると、空調制御装置４０が、電磁クラッチ２１４をオンして圧縮機２１を作動させる。

これにより、図４の実線で示すように、圧縮機２１から吐出された冷媒（すなわち、図４のＡ１点）は、放熱器２２に流入し、放熱器２２において外気との熱交換によって放熱される（すなわち、図４のＡ１点→Ａ２点）。

放熱器２２から流出した冷媒（すなわち、図４のＡ２点）は、減圧機器２３に流入し、減圧機器２３において所定の圧力となるまで減圧膨張される（すなわち、図４のＡ２点→Ａ３点）。

減圧機器２３から流出した冷媒（すなわち、図４のＡ３点）は、蒸発器２４に流入し、蒸発器２４において車室内への送風空気から吸熱して蒸発する（すなわち、図４のＡ３点→Ａ４点）。これにより、車室内への送風空気が冷却される。そして、蒸発器２４から流出した冷媒（すなわち、図４のＡ４点）は、圧縮機２１の冷媒吸入側へと流れて、再び圧縮機２１で圧縮される（すわなち、図４のＡ４点→Ａ１点）。

ここで、冷凍サイクル装置２０では、循環回路２００内の冷媒量が減少すると、図４の破線で示すように、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下すると共に、蒸発器２４の冷媒出口側における冷媒の過熱度ＳＨが大きくなる（すなわち、図４のＡ４点→Ｂ４点）。本発明者らの知見によれば、低圧冷媒の圧力の低下量ΔＰＬおよび冷媒の過熱度ＳＨの増加量ΔＳＨは、循環回路２００内の冷媒の漏れ量が増加するにつれて大きくなる傾向がある。

また、冷媒量の減少によって圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力が低下すると、圧縮機２１から吐出される高圧冷媒の圧力が低下すると共に、放熱器２２の冷媒出口側における冷媒の過冷却度ＳＣが小さくなる（すなわち、図４のＡ２点→Ｂ２点）。本発明者らの知見によれば、高圧冷媒の圧力の低下量ΔＰＨおよび冷媒の過冷却度ＳＣの減少量ΔＳＣはは、循環回路２００内の冷媒の漏れ量が増加するにつれて大きくなる傾向がある。

このように、冷凍サイクル装置２０では、循環回路２００における冷媒の漏れ量と、循環回路２００における冷媒の温度および圧力との間に強い相関性がある。

次に、本実施形態の冷凍サイクル装置２０における冷媒量の継時的な変化について図５〜図９を参照して説明する。前述したように、本実施形態の冷凍サイクル装置２０は、循環回路２００の一部に冷媒透過性を有する配管が採用されると共に、開放型の圧縮機２１が採用されている。このため、例えば、図５に示すように、各高分子配管２０１ａ、２０４ａ等から外部への冷媒の透過（すなわち、冷媒漏れ）が避けられない。

具体的には、本実施形態の冷凍サイクル装置２０では、図６の実線で示すように、循環回路２００における冷媒量Ｃａが経時的に減少する。換言すれば、本実施形態の冷凍サイクル装置２０では、初期の冷媒の充填量からの減少量である冷媒の漏れ量ＣＬｓが、経時的に増加する。

ここで、通常想定される冷媒の漏れ量ＣＬｓは、例えば、図７に示すように、各高分子配管２０１ａ、２０４ａを流れる冷媒圧力Ｐｃと各高分子配管２０１ａ、２０４ａの周囲の圧力Ｐａとの圧力差ΔＰが大きくなるに伴って増加する傾向がある。

また、通常想定される冷媒の漏れ量ＣＬｓは、材料の劣化による各高分子配管２０１ａ、２０４ａ等における耐冷媒透過性（すなわち、バリア性）の低下に伴って大きくなる傾向がある。

ここで、高分子材料の劣化は、分解や酸化、重合等の化学反応により進行する。この化学反応は、分子同士の衝突が起こり、且つ、分子が持つエネルギが図８に示す活性化エネルギＥａよりも大きい場合に生ずる。このような化学反応は、温度が高くなるに伴って反応速度が増加する傾向がある。

このため、図９に示すように、高分子材料の劣化に起因する冷媒の漏れ量ＣＬｓは、その温度に応じて増加する傾向がある。この傾向は、以下の数式Ｆ１、Ｆ２に示すアレニウスの式によっても明確に示される。

Ｋ（Ｔ）＝Ａ×ｅｘｐ｛（−Ｂ×Ｃ）／Ｔ｝…（Ｆ１）
Ｂ＝Ｅａ／Ｒ…（Ｆ２）
ここで、数式Ｆ１のＫ（Ｔ）は、冷媒の漏れ易さを示す冷媒透過係数である。数式Ｆ１のＡは、頻度係数である。数式Ｆ１のＴは、対象となる材料の絶対温度である。数式Ｆ１のＣは、補正係数である。また、数式Ｆ２のＥａは、活性化エネルギである。数式Ｆ２のＲは、ボルツマン定数である。なお、頻度係数Ａおよび活性化エネルギＥａは、反応に固有な定数である。

このように、材料の劣化等による通常想定される冷媒の漏れ量ＣＬｓは、温度依存性を有する冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）、および所定箇所の冷媒圧力Ｐｃに強い相関性があり、冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）および冷媒圧力Ｐｃに基づいて予測可能となる。

ところで、図６の破線で示すように、循環回路２００からの冷媒量Ｃａが、予め想定される冷媒漏れ量よりも大きくなる異常漏れが発生すると、循環回路２００の冷媒量Ｃａが想定されるよりも早く許容下限値Ｃａｔｈに達してしまう。すなわち、循環回路２００における冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となると、循環回路２００における冷媒不足が生じてしまう。

これに対して、循環回路２００内における現状の冷媒量Ｃａを算出し、当該冷媒量Ｃａを許容下限値Ｃａｔｈと比較することで、冷媒が不足した冷媒不足状態であるか否かを判定することができる。

しかしながら、仮に冷媒不足状態を検知できたとしても、冷媒漏れが、スローリーク等の予め想定される冷媒漏れに起因するものなのか、異常漏れに起因するものなのかを切り分けることができない。

図６に示すように、冷媒漏れ状態が異常漏れ状態となる場合、所定の時刻ｔαにおける冷媒の漏れ量ＣＬｆは、冷媒漏れ状態がスローリーク等の正常漏れ状態となる場合の同じ時刻ｔαにおける冷媒の漏れ量ＣＬｓに比べて大きくなる。なお、冷媒の漏れ量ＣＬｆ、ＣＬｓは、初期の冷媒の充填量からの減少量である。また、正常漏れ状態は、スローリーク等の予め想定される冷媒漏れが生じている状態である。

これらを考慮して、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、現状の冷媒状態量に基づく第１冷媒漏れ量ＣＬ１と予め想定される第２冷媒漏れ量ＣＬ２とを比較して、循環回路２００における冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態である否かを判定する構成となっている。

以下、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０における具体的な冷媒の漏れ検知処理について説明する。冷媒漏れ検知装置３０は、冷凍サイクル装置２０が作動している際に、冷媒漏れを検知する制御処理を実行する。本実施形態では、冷媒漏れ検知装置３０が実行する制御処理の概要について、図１０に示すフローチャートを参照して説明する。図１０に示す制御処理の各制御ステップは、冷媒漏れ検知装置３０が実行する各種機能を実現する機能実現部を構成している。

図１０に示すように、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１００で、入力側に接続された外気温度センサ３０１、空調制御装置４０、エンジン制御装置５０等から各種信号を取得する。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１１０で、ステップＳ１００において取得した各種信号に基づいて第１冷媒漏れ量ＣＬ１を算出する。この際、冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を記憶部３１に記憶する。

前述したように、冷凍サイクル装置２０では、循環回路２００における冷媒の漏れ量ＣＬと、冷媒の温度、圧力を含む冷媒状態量との間に強い相関性がある。このため、冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量Ｃ１を、循環回路２００における冷媒状態量に基づいて算出する。

具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、放熱器２２の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、並びに、蒸発器２４の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力を所定の算出式に代入して、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を算出する。

第１冷媒漏れ量ＣＬ１の算出式としては、例えば、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を目的変数とし、放熱器２２の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、蒸発器２４の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力を説明変数とする回帰分析によって得られる回帰式を採用可能である。

ここで、前述したように、冷媒漏れ量ＣＬ１は、放熱器２２の冷媒出口側における過冷却度ＳＣ、および蒸発器２４の冷媒出口側における過熱度ＳＨとの間にも強い相関性を有する。このため、冷媒漏れ量ＣＬ１の算出式は、過冷却度ＳＣおよび過熱度ＳＨが説明変数として追加された回帰式を採用することが望ましい。なお、放熱器２２の冷媒出口側における過冷却度ＳＣは、冷媒の蒸気圧曲線、放熱器２２の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力から算出することができる。また、蒸発器２４の冷媒出口側における過熱度ＳＨは、冷媒の蒸気圧曲線、蒸発器２４の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力から算出することができる。

また、放熱器２２の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、並びに、蒸発器２４の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力は、外気温度、自動車１の走行速度、エンジン１０の回転数等の変動によって変化する。

このため、第１冷媒漏れ量ＣＬの算出式は、外気温度、自動車１の走行速度、エンジン１０の回転数が説明変数として追加された回帰式を採用することが望ましい。すなわち、冷媒漏れ検知装置３０は、冷凍サイクル装置２０の周囲の環境情報である外気温度や、自動車１の稼働状態を示す自動車１の走行速度、エンジン１０の回転数を含む状態量に基づいて、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を算出する構成となっていることが望ましい。これによると、冷媒漏れ検知装置３０における第１冷媒漏れ量ＣＬ１の算出精度の向上を図ることができる。

続いて、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１２０で、ステップＳ１００において取得した各種信号に基づいて第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する。この際、冷媒漏れ検知装置３０は、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を記憶部３１に記憶する。

前述したように、材料の劣化等による通常想定される冷媒の漏れ量ＣＬは、温度依存性を有する冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）、および所定箇所の冷媒圧力Ｐｃに強い相関性がある。このため、冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）および冷媒圧力Ｐｃに基づいて第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する。

ここで、図１１は、冷媒漏れ検知装置３０による第２冷媒漏れ量ＣＬ２の算出方法の一例を説明するための説明図である。図１１に示すように、冷媒漏れ検知装置３０は、環境状態量である対象周囲温度Ｔ、および前述の数式Ｆ１に基づいて、各高分子配管２０１ａ、２０４ａおよびシール部材２１５それぞれの冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）を算出する。なお、対象周囲温度Ｔは、外気温度センサ３０１で検出された外気温度を絶対温度に換算した温度である。また、数式Ｆ１における各種定数等については、各高分子配管２０１ａ、２０４ａおよびシール部材２１５それぞれに応じて予め設定されている。

続いて、冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）および冷媒圧力Ｐｃを以下の数式Ｆ３に代入して、各高分子配管２０１ａ、２０４ａおよびシール部材２１５における所定期間当たりの冷媒の漏れ量である単位漏れ量ΔＣＬ２を算出する。

ΔＣＬ２＝Ｋ（Ｔ）×Ｐｃ…（Ｆ３）
続いて、冷媒漏れ検知装置３０は、循環回路２００に対して冷媒を充填してからの全ての期間に算出した単位漏れ量ΔＣＬ２を積算した積算値を第２冷媒漏れ量ＣＬ２として算出する。

ここで、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する際に用いる対象周囲温度Ｔ、冷媒圧力は、自動車１の走行速度等によって変動する可能性がある。このため、冷媒漏れ検知装置３０は、自動車１の稼働状態を示す状態量を加味して第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する構成となっていることが望ましい。これによると、冷媒漏れ検知装置３０における第２冷媒漏れ量ＣＬ２の算出精度の向上を図ることができる。

図１０に戻り、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１３０で、本制御処理で算出したデータを、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する。具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を、第１冷媒漏れ量ＣＬ１の算出に利用した冷媒状態量に関連付けた状態で、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する。また、冷媒漏れ検知装置３０は、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を、第２冷媒漏れ量ＣＬ２の算出に利用した環境状態量に関連付けた状態で、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する。

続いて、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１４０で、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２以下であるか否かを判定する。この結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２以下となる場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１５０で、冷媒の漏れ状態を正常漏れ状態に設定する。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１６０で、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が予め設定された許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈ以下であるか否かを判定する。許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈは、予め設定された基準冷媒漏れ量であり、例えば、冷凍サイクル装置２０の作動（例えば、冷却能力）に影響が生じ始める冷媒の漏れ量に設定される。

ステップＳ１６０の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈ以下となる場合、冷媒漏れによる不具合が生じないと考えられるため、冷媒漏れ検知装置３０は、本制御処理を抜ける。

また、ステップＳ１６０の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈより大きい場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１７０で、冷凍サイクル装置２０の作動を制限する作動制限処理を実行する。この作動制限処理では、電磁クラッチ２１４をオフして、冷凍サイクル装置２０の作動を停止させる。これによれば、冷媒不足によって冷凍サイクル装置２０に生ずる各種不具合を抑制することができる。

一方、ステップＳ１４０の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２より大きい場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１８０で、冷媒の漏れ状態を異常漏れ状態に設定する。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ１９０で、報知装置６０によって冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となっている旨をユーザに対して報知する報知処理を実行する。具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、報知装置６０に対して冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となっていることを示す異常信号を出力する。この報知処理では、異常漏れ状態となっていることに加えて、冷媒の漏れ箇所の調査を注意喚起する情報を報知装置６０によってユーザに報知することが望ましい。

以上説明した冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１と予め想定される冷媒の漏れ量に相当する第２冷媒漏れ量ＣＬ２とを比較することで、循環回路２００における冷媒の漏れ状態が、異常漏れ状態であるか否かを判定する。

冷凍サイクル装置２０における冷却能力の低下等の不具合は、異常漏れ状態が所定期間継続された後に生ずる。このため、異常漏れ状態を把握可能な構成では、冷凍サイクル装置２０における冷却能力の低下等の不具合を予防し易くなるといった利点がある。

ここで、スローリーク等の通常時における冷媒の漏れ量は、一定ではなく、循環回路２００の周囲の温度等の影響によって変動する。このことを考慮して、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０では、予め想定される冷媒の漏れ量である第２冷媒漏れ量ＣＬを循環回路２００の周囲の温度を含む環境状態量に基づいて算出する構成となっている。これによると、第２冷媒漏れ量ＣＬ２の予測精度が高くなるので、冷媒漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かの判定精度の向上を図ることができる。

具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２よりも大きい場合に異常漏れ状態であると判定し、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２以下の場合に正常漏れ状態であると判定する構成となっている。これによると、冷媒の漏れ状態を、正常漏れ状態と異常漏れ状態とに切り分けることができるので、冷凍サイクル装置２０における冷却能力の低下等の不具合を予防し易くなる。

また、冷媒漏れ検知装置３０は、異常漏れ状態に対する対策として、報知装置６０によって冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となっている旨をユーザに対して報知する報知処理を実行する構成となっている。このように、異常漏れ状態をユーザに対して報知する構成では、冷凍サイクル装置２０の異常な作動が生ずる前に、冷媒漏れ対策の実施をユーザに注意喚起することが可能となる。

さらに、冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を第１冷媒漏れ量ＣＬ１の算出に利用した冷媒状態量に関連付けた状態で、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する構成となっている。同様に、冷媒漏れ検知装置３０は、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を第２冷媒漏れ量ＣＬ２の算出に利用した環境状態量に関連付けた状態で、無線通信機７０等を利用して外部サーバ９０に出力する構成となっている。

これによれば、冷媒漏れ検知装置３０で算出した第１冷媒漏れ量ＣＬ１、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を、各冷媒漏れ量ＣＬ１、ＣＬ２の算出に用いた状態量に関連付けた状態で、データ蓄積装置を構成する外部サーバ９０に対して蓄積することができる。これによると、例えば、外部の外部サーバ９０に蓄積されたデータを、自動車１に搭載された冷凍サイクル装置２０における冷媒漏れ量が変化する傾向の把握等に有効活用することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図１２を参照して説明する。本実施形態では、冷媒漏れ検知装置３０が実行する制御処理の内容が第１実施形態と相違している。その他の構成については、基本的に第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、図１０で示した制御処理に代えて図１２に示す制御処理を実行する。なお、図１２に示す各ステップのうち、図１０で示したステップと同じ符号が付されたステップは、特に言及しない限り、同じ処理内容となっている。

図１２に示すように、ステップＳ１４０の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が第２冷媒漏れ量ＣＬ２よりも大きい場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２００に移行する。すなわち、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２００で、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が予め設定された許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈ以下であるか否かを判定する。許容冷媒漏れ値ＣＬｔｈは、予め設定された基準冷媒漏れ量であり、例えば、冷凍サイクル装置２０の作動（例えば、冷却能力）に影響が生じ始める冷媒の漏れ量に設定される。

ステップＳ２００の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈ以下となる場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２１０で、異常漏れ状態を初期異常状態に設定する。この初期異常状態は、冷凍サイクル装置２０の異常な作動が生ずる前の異常漏れ状態を示している。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２２０で、報知装置６０によって異常漏れ状態が初期異常状態となっている旨をユーザに対して報知する報知処理を実行する。具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、報知装置６０に対して異常漏れ状態が初期異常状態となっていることを示す異常信号を出力する。この報知処理では、初期異常状態となっていることに加えて、冷媒の漏れ箇所の調査を注意喚起する情報を報知装置６０によってユーザに報知することが望ましい。

一方、ステップＳ２００の判定処理の結果、第１冷媒漏れ量ＣＬ１が許容冷媒漏れ量ＣＬｔｈよりも大きい場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２３０で、異常漏れ状態を末期異常状態に設定する。この末期異常状態は、冷凍サイクル装置２０の異常な作動が生ずる異常漏れ状態を示している。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２４０で、冷凍サイクル装置２０の作動を制限する作動制限処理を実行する。この作動制限処理では、電磁クラッチ２１４をオフして、冷凍サイクル装置２０の作動を停止させる。

以上説明した冷媒漏れ検知装置３０は、異常漏れ状態を、冷凍サイクル装置２０の作動に異常が生ずる前の初期異常状態と冷凍サイクル装置２０の作動に異常が生ずる末期異常状態とに切り分けることができる。

そして、冷媒漏れ検知装置３０は、異常漏れ状態が初期異常状態となる場合に初期異常状態である旨をユーザに対して報知する構成となっているので、冷凍サイクル装置２０の異常な作動が生ずる前に、冷媒漏れ対策の実施を注意喚起することができる。

また、冷媒漏れ検知装置３０は、異常漏れ状態が末期異常状態となる場合に冷凍サイクル装置２０の作動を制限する構成となっているので、冷媒不足によって冷凍サイクル装置２０に生ずる各種不具合を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図１３〜図１６を参照して説明する。本実施形態では、冷媒漏れ検知装置３０が実行する制御処理の内容が第１実施形態と相違している。その他の構成については、基本的に第１実施形態と同様である。このため、本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。

異常漏れ状態における循環回路２２０からの冷媒の漏れ量は、異常が生じている異常部位に応じて変化する。例えば、圧縮機２１のシール部材２１５等の劣化に起因する冷媒の漏れは、図１３の点線Ｌ１で示すように、単位時間あたりの冷媒の漏れ量が比較的少ない。

一方、例えば、各高分子配管２０１ａ、２０４ａの内部の劣化に起因する冷媒の漏れは、図１３の一点鎖線Ｌ２で示すように、シール部材２１５等が劣化する場合に比べて、単位時間あたりの冷媒の漏れ量が増加する。さらに、例えば、各高分子配管２０１ａ、２０４ａと金属製の配管との接合部位の破損等に起因する冷媒の漏れは、図１３の二点鎖線Ｌ３で示すように、各高分子配管２０１ａ、２０４ａの内部が劣化する場合に比べて、単位時間あたりの冷媒の漏れ量が増加する。

このような傾向を踏まえて、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、循環回路２２０における冷媒漏れの異常が生じている異常部位を推定可能な構成になっている。すなわち、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となった際に、第１冷媒漏れ量ＣＬ１から単位時間あたりの冷媒の漏れ量である漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴを算出する。具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、前回算出した第１冷媒漏れ量ＣＬ１と今回算出した第１冷媒漏れ量ＣＬ１との差分ΔＣＬ１を、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を算出する時間間隔ΔＴで除することで、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴを算出する。

また、冷媒漏れ検知装置３０は、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに応じて循環回路２２０における冷媒漏れが生じている異常部位を推定する。具体的には、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、記憶部３１に予め漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴと異常部位との対応関係を規定した複数の判定閾値が記憶されている。そして、冷媒漏れ検知装置３０は、記憶部３１に記憶された複数の判定閾値と第１冷媒漏れ量ＣＬ１から算出した漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴとを比較することで、冷媒漏れの異常が生じている異常部位を推定する。

本実施形態では、複数の判定閾値として、第１〜第３判定閾値ΔＣＬｔｈ１〜ΔＣＬｔｈ３が設定されている。第１判定閾値ΔＣＬｔｈ１は、例えば、各高分子配管２０１ａ、２０４ａと金属製の配管との接合部位に冷媒漏れが生じた際に予測される漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに設定されている。第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２は、第１判定閾値ΔＣＬｔｈ１よりも小さい値であって、例えば、各高分子配管２０１ａ、２０４ａの内部等の配管劣化部位に冷媒漏れが生じた際に予測される漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに設定されている。第３判定閾値ΔＣＬｔｈ３は、第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２よりも小さい値であって、例えば、シール部材２１５等が設けられたシール部位に冷媒漏れが生じた際に予測される漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに設定されている。

さらに、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態と判定された場合に、異常部位に関する情報を報知装置６０によってユーザに報知する。なお、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０には、図１４に示すように、冷媒漏れの異常が生じた異常部位を推定する異常箇所推定部３０ｆが集約されている。

次に、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０の作動について、図１５を参照して説明する。本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、図１０で示した制御処理に代えて図１５に示す制御処理を実行する。なお、図１５に示す各ステップのうち、図１０で示したステップと同じ符号が付されたステップは、特に言及しない限り、同じ処理内容となっている。

図１５に示すように、ステップＳ１９０で報知装置６０によって冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となっている旨をユーザに報知した後、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３００の異常部位推定処理に移行する。異常部位推定処理の詳細については、図１６のフローチャートを参照して説明する。

図１６に示すように、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３０５で、第１冷媒漏れ量ＣＬ１から第１冷媒漏れ量ＣＬ１から単位時間あたりの冷媒の漏れ量である漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴを算出する。具体的には、冷媒漏れ検知装置３０は、前回算出した第１冷媒漏れ量ＣＬ１と今回算出した第１冷媒漏れ量ＣＬ１との差分ΔＣＬ１を、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を算出する時間間隔ΔＴで除することで、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴを算出する。

続いて、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３１０で、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが予め設定された第１判定閾値ΔＣＬｔｈ１以上であるか否かを判定する。この結果、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第１判定閾値ΔＣＬｔｈ１以上である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３１５で、冷媒漏れが生じている異常部位を各高分子配管２０１ａ、２０４ａと金属製の配管との接合部位に設定する。そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３２０で、報知装置６０によって冷媒漏れが生じている異常部位が接合部位である旨をユーザに対して報知する。

一方、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第１判定閾値ΔＣＬｔｈ１未満である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３２５で、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが予め設定された第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２以上であるか否かを判定する。この結果、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２以上である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３３０で、冷媒漏れが生じている異常部位を各高分子配管２０１ａ、２０４ａの内部の配管劣化部位に設定する。そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３２０で、報知装置６０によって冷媒漏れが生じている異常部位が配管劣化部位である旨をユーザに対して報知する。

ステップＳ３２５の判定処理の結果、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２未満である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３３５で、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが予め設定された第３判定閾値ΔＣＬｔｈ３以上であるか否かを判定する。この結果、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第３判定閾値ΔＣＬｔｈ３以上である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３４０で、冷媒漏れが生じている異常部位をシール部位に設定する。そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３２０で、報知装置６０によって冷媒漏れが生じている異常部位がシール部位である旨をユーザに対して報知する。

ステップＳ３３５の判定処理の結果、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが第２判定閾値ΔＣＬｔｈ２未満である場合、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３４５で、冷媒漏れが軽微な異常漏れと判断する。そして、冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ３５０で、報知装置６０によって冷媒漏れが軽微な異常漏れである旨をユーザに対して報知する。

以上説明した本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒漏れが生じた異常部位を推定可能となり、冷媒漏れの発生要因を特定し易くなるので、その後の冷媒漏れ対策に要する工数を削減することが可能になる。また、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、報知装置６０によって異常部位に関する情報を外部に報知する構成になっている。これによれば、冷媒漏れ対策を実施し易くなるといった利点がある。

（第３実施形態の変形例）
上述の第３実施形態では、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに応じて、異常部位をシール部位、配管劣化部位、接合部位のいずれかに設定する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れが生ずる異常部位は、冷凍サイクル装置２０の各種機器の設置環境、各種機器で使用される材料の物性等を評価した上で定める必要がある。このため、冷媒漏れが生ずる異常部位は、冷凍サイクル装置２０の各種機器の設置環境、各種機器で使用される材料の物性等を考慮して設定することが望ましい。例えば、各高圧配管２０１、２０２は、低圧配管２０３、２０４に比べて、冷媒の圧力が高くなるので、各高圧配管２０１、２０２に異常が生じた場合、低圧配管２０３、２０４に異常が生じた場合に比べて、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが大きくなり易いことがある。このため、冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが大きい場合に各高圧配管２０１、２０２に異常が生じていると判断し、漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴが小さい場合に各低圧配管２０３、２０４に異常が生じていると判断する構成になっていてもよい。

また、上述の第３実施形態では、記憶部３１に記憶された複数の判定閾値と第１冷媒漏れ量ＣＬ１から算出した漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴとを比較することで、冷媒漏れの異常が生じている異常部位を推定する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、記憶部３１に漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴと異常部位との対応関係を規定した制御マップを記憶し、当該記憶部３１に記憶された制御マップを参照して漏れ勾配ΔＣＬ１／ΔＴに基づいて異常部位を推定する構成になっていてもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１７を参照して説明する。本実施形態では、冷媒漏れ検知装置３０が実行する制御処理の内容が第３実施形態と相違している。その他の構成については、基本的に第１〜第３実施形態と同様である。このため、本実施形態では、主に第１〜第３実施形態と異なる部分について説明する。

本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、図１２で示した制御処理に代えて図１７に示す制御処理を実行する。なお、図１７に示す各ステップのうち、図１２で示したステップと同じ符号が付されたステップは、特に言及しない限り、同じ処理内容となっている。

図１７に示すように、本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、ステップＳ２２０で、報知装置６０によって異常漏れ状態が初期異常状態となっている旨をユーザに対して報知した後に、ステップＳ３００に移行して、異常部位推定処理を実行する。この異常部位推定処理は、第３実施形態で説明した処理と同様であるため、その説明を省略する。

その他の構成は、第１〜第３実施形態と同様である。本実施形態の冷媒漏れ検知装置３０は、第１〜第３実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第１〜第３実施形態と同様に得ることができる。なお、本実施形態では、異常漏れ状態が初期異常状態となっている場合に、異常部位推定処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、異常漏れ状態が末期異常状態となっている場合に、異常部位推定処理を実行するように構成されていてもよい。

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

上述の各実施形態では、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を回帰分析によって得られた回帰式を用いて算出する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、第１冷媒漏れ量ＣＬ１を回帰分析以外の手法によって得られた算出式や、第１冷媒漏れ量ＣＬ１と冷媒の温度および圧力との関係を規定した制御マップを用いて算出する構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する際に、数式Ｆ１に示すアレニウスの式に従って、対象周囲温度Ｔに基づいて冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）を算出する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、材料特性等から推定した冷媒透過係数を対象周囲温度Ｔに応じて補正し、この補正した値に基づいて、第２冷媒漏れ量ＣＬ２を算出する構成となっていてもよい。

上述の各実施形態の如く、冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒漏れが予想される各高分子配管２０１ａ、２０４ａおよびシール部材２１５それぞれの冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）を算出する構成となっていることが望ましいが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、シール部材２１５からの冷媒の漏れ量が各高分子配管２０１ａ、２０４ａに比べて極めて小さい場合、各高分子配管２０１ａ、２０４ａの冷媒透過係数Ｋ（Ｔ）を算出する構成となっていてもよい。

上述の第１実施形態では、冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となった際に、異常漏れ状態をユーザに対して報知する報知処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態となった際に、冷凍サイクル装置２０の作動を制限する作動制限処理を実行する構成となっていてもよい。

また、上述の各実施形態では、作動制限処理として、電磁クラッチ２１４をオフして冷凍サイクル装置２０の作動を停止させる処理を実行する例について説明したが、これに限定されない。作動制限処理は、例えば、高圧冷媒の圧力が所定の基準圧力を上回った場合に電磁クラッチ２１４をオフし、高圧冷媒の圧力が基準圧力以下の場合に電磁クラッチ２１４をオンする縮退処理となっていてもよい。これによると、冷凍サイクル装置２０の負荷が低い状態では、冷凍サイクル装置２０の作動を継続させることができるので、車室内の空調を継続させつつ、冷凍サイクル装置２０の各種不具合の発生を抑制することが可能となる。

上述の各実施形態では、冷媒漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定する前の段階で、各冷媒漏れ量ＣＬ１、ＣＬ２等を外部サーバ９０に出力する例について説明したが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、冷媒漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定した後に、各冷媒漏れ量ＣＬ１、ＣＬ２等を外部サーバ９０に出力する構成となっていてもよい。なお、上述の各実施形態の如く、冷媒漏れ検知装置３０は、各冷媒漏れ量ＣＬ１、ＣＬ２等を外部サーバ９０に出力する構成となっていることが望ましいが、これに限定されない。冷媒漏れ検知装置３０は、例えば、各冷媒漏れ量ＣＬ１、ＣＬ２等を記憶部３１に記憶し、外部サーバ９０に出力しない構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、外部のエンジン１０から出力される回転駆動力によって駆動される圧縮機２１を例示したが、これに限定されない。圧縮機２１は、例えば、外部の電動機から出力される回転駆動力によって駆動される構成となっていてもよい。

上述の各実施形態では、冷凍サイクル装置２０が、移動体である自動車１に搭載された例について説明したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置２０は、例えば、鉄道車両や、トレーラのような移動体に搭載されていてもよい。

上述の各実施形態では、冷媒漏れ検知装置３０を冷凍サイクル装置２０に適用する例について説明したが、これに限定されない。

上述の各実施形態では、循環回路２００に充填される冷媒として、ＨＦＣ系冷媒であるＲ１３４ａが採用された例について説明したが、これに限定されない。冷媒としては、例えば、地球温暖化係数ＧＷＰが低いＲ１２３４ｙｆが採用されていてもよい。

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、冷媒状態量に基づいて第１冷媒漏れを算出すると共に、環境状態量に基づいて予め想定される冷媒の漏れ量に相当する第２冷媒漏れ量を算出する。そして、冷媒漏れ検知装置は、第１冷媒漏れ量と第２冷媒漏れ量とを比較して、循環回路２００における冷媒の漏れ状態が、異常漏れ状態であるか否かを判定する。

第２の観点によれば、冷媒漏れ検知装置の異常判定部は、第１冷媒漏れ量が第２冷媒漏れ量よりも大きい場合に、漏れ状態が異常漏れ状態であると判定し、第１冷媒漏れ量が第２冷媒漏れ量以下の場合に、漏れ状態が正常漏れ状態であると判定する。これによると、冷媒の漏れ状態を、正常漏れ状態と異常漏れ状態とに切り分けることができるので、冷凍サイクル装置における冷却能力の低下等の不具合を予防し易くなる。

第３の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、異常漏れ状態に対する所定の対策を実行する対策実行部を備える。対策実行部は、異常判定部にて漏れ状態が異常漏れ状態と判定された場合に、少なくとも異常漏れ状態を報知装置によってユーザに報知する報知処理を実行する。このように、異常漏れ状態をユーザに対して報知する構成では、冷凍サイクル装置の異常な作動が生ずる前に、冷媒漏れ対策の実施をユーザに注意喚起することが可能となる。

第４の観点によれば、冷媒漏れ検知装置の異常判定部は、第１冷媒漏れ量が第２冷媒漏れ量よりも大きく、且つ、第１冷媒漏れ量が予め定められた許容冷媒漏れ量以下の場合に、異常漏れ状態が初期異常状態であると判定する。また、冷媒漏れ検知装置の異常判定部は、第１冷媒漏れ量が第２冷媒漏れ量よりも大きく、且つ、第１冷媒漏れ量が許容冷媒漏れ量を上回った場合に、異常漏れ状態が末期異常状態であると判定する。これによると、異常漏れ状態を、冷凍サイクル装置の作動に異常が生ずる前の初期異常状態と冷凍サイクル装置の作動に異常が生ずる末期異常状態とに切り分けることができる。

第５の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、異常漏れ状態に対する所定の対策を実行する対策実行部を備える。対策実行部は、異常判定部にて異常漏れ状態が初期異常状態と判定された場合に、異常漏れ状態を報知装置によってユーザに報知する報知処理を実行する。また、対策実行部は、異常判定部にて異常漏れ状態が末期異常状態と判定された場合に、冷凍サイクル装置の作動を制限する作動制限処理を実行する。

このように、異常漏れ状態が初期異常状態となる場合に、初期異常状態をユーザに対して報知する構成では、冷凍サイクル装置の異常な作動が生ずる前に、冷媒漏れ対策の実施を注意喚起することが可能となる。また、異常漏れ状態が末期異常状態となる場合に、冷凍サイクル装置の作動を制限する構成では、冷媒不足によって冷凍サイクル装置に生ずる各種不具合を抑制することができる。

第６の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、第１冷媒漏れ量から単位時間当たりの冷媒の漏れ量である漏れ勾配を算出し、漏れ勾配に応じて循環回路における異常が生じている異常部位を推定する異常部位推定部を備える。これによれば、冷媒漏れの発生要因を特定し易くなるので、その後の冷媒漏れ対策に要する工数を削減することが可能になる。

第７の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、異常部位推定部が、異常判定部にて漏れ状態が異常漏れ状態と判定された場合に、異常部位に関する情報を報知装置によって外部に報知する。これによれば、冷媒漏れ対策を実施し易くなるといった利点がある。

第８の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、冷媒状態量および環境状態量の少なくとも一方に、移動体の稼働に関連性を有する移動体状態量が含まれている。これによると、冷媒漏れ検知装置における冷媒の漏れ量の算出精度の向上を図ることができる。

第９の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、第１冷媒漏れ量を冷媒状態量と関連付けた状態で外部のデータ蓄積装置に出力すると共に、第２冷媒漏れ量を環境状態量と関連付けた状態でデータ蓄積装置に出力する出力部を備える。

これによれば、冷媒漏れ検知装置で算出した冷媒漏れ量を、冷媒漏れ量の算出に用いた冷媒状態量および環境状態量に関連付けた状態で、外部のデータ蓄積装置に対して蓄積することができる。これによると、例えば、外部のデータ蓄積装置に蓄積されたデータを、移動体に搭載された冷凍サイクル装置における冷媒の漏れ量が変化する傾向の把握等に有効活用することができる。

第１０の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、循環回路に、継時劣化によって耐冷媒透過性が低下する高分子材料で構成されると共に可撓性を有する高分子配管を含んで構成されている。第２漏れ量算出部は、高分子配管の周囲の温度に基づいて高分子配管における冷媒透過係数を算出すると共に、少なくとも冷媒透過係数と高分子配管を流れる冷媒の圧力に基づいて第２冷媒漏れ量を算出する。

このように、スローリーク等の通常時の冷媒の漏れ量に強い相関性を有する高分子配管の周囲の温度、および高分子配管を流れる冷媒の圧力に基づいて第２冷媒漏れ量を予測する構成とすれば、冷媒漏れ検知装置にて精度よく第２冷媒漏れ量を予測することができる。

第１１の観点によれば、冷媒漏れ検知装置は、圧縮機、放熱器、減圧機器、蒸発器を含んで構成された冷凍サイクル装置に適用されている。そして、第１漏れ量算出部は、少なくとも放熱器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、蒸発器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力に基づいて第１冷媒漏れ量を算出する。

このように、冷媒の漏れ量に強い相関性を有する放熱器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、蒸発器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力に基づいて第１冷媒漏れ量を算出する構成とすれば、冷媒漏れ検知装置にて精度よく第１冷媒漏れ量を算出することができる。

第１２の観点によれば、冷凍サイクル装置は、循環回路と、冷媒漏れ検知装置と、を備える。冷媒漏れ検知装置は、冷媒状態量に基づいて第１冷媒漏れを算出すると共に、環境状態量に基づいて予め想定される冷媒の漏れ量に相当する第２冷媒漏れ量を算出する。そして、冷媒漏れ検知装置は、第１冷媒漏れ量と第２冷媒漏れ量とを比較して、循環回路２００における冷媒の漏れ状態が、異常漏れ状態であるか否かを判定する。

１ 自動車（移動体）
２０ 冷凍サイクル装置
２００ 循環回路
３０ 冷媒漏れ検知装置
３０ａ 第１漏れ量算出部
３０ｂ 第２漏れ量算出部
３０ｃ 異常判定部

Claims (11)

1. 移動体（１）に搭載され、冷媒の循環回路（２００）を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（２０）に適用される冷媒漏れ検知装置であって、
   前記循環回路における冷媒の温度、圧力を含む冷媒状態量に基づいて、前記循環回路における冷媒の漏れ量を算出する第１漏れ量算出部（３０ａ）と、
   予め想定される冷媒の漏れ量を算出する第２漏れ量算出部（３０ｂ）と、
   前記第１漏れ量算出部で算出された第１冷媒漏れ量（ＣＬ１）、および前記第２漏れ量算出部で算出された第２冷媒漏れ量（ＣＬ２）に基づいて、前記循環回路における冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定する異常判定部（３０ｃ）と、を備え、
   前記第２漏れ量算出部は、前記循環回路の周囲の温度を含む環境状態量に基づいて、前記第２冷媒漏れ量を算出し、
   前記第１冷媒漏れ量から単位時間当たりの冷媒の漏れ量である漏れ勾配を算出し、前記漏れ勾配に応じて前記循環回路における異常が生じている異常部位を推定する異常部位推定部（３０ｆ）を備える冷媒漏れ検知装置。
2. 前記異常部位推定部は、前記異常判定部にて前記漏れ状態が前記異常漏れ状態と判定された場合に、前記異常部位に関する情報を報知装置（６０）によって外部に報知する請求項１に記載の冷媒漏れ検知装置。
   
3. 前記循環回路には、継時劣化によって耐冷媒透過性が低下する高分子材料で構成されると共に可撓性を有する高分子配管（２０１ａ、２０４ａ）を含んで構成されており、
   前記第２漏れ量算出部は、前記高分子配管の周囲の温度に基づいて前記高分子配管における冷媒透過係数を算出すると共に、少なくとも前記冷媒透過係数と前記高分子配管を流れる冷媒の圧力に基づいて前記第２冷媒漏れ量を算出する請求項１または２に記載の冷媒漏れ検知装置。
4. 移動体（１）に搭載され、冷媒の循環回路（２００）を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置（２０）に適用される冷媒漏れ検知装置であって、
   前記循環回路における冷媒の温度、圧力を含む冷媒状態量に基づいて、前記循環回路における冷媒の漏れ量を算出する第１漏れ量算出部（３０ａ）と、
   予め想定される冷媒の漏れ量を算出する第２漏れ量算出部（３０ｂ）と、
   前記第１漏れ量算出部で算出された第１冷媒漏れ量（ＣＬ１）、および前記第２漏れ量算出部で算出された第２冷媒漏れ量（ＣＬ２）に基づいて、前記循環回路における冷媒の漏れ状態が異常漏れ状態であるか否かを判定する異常判定部（３０ｃ）と、を備え、
   前記循環回路には、継時劣化によって耐冷媒透過性が低下する高分子材料で構成されると共に可撓性を有する高分子配管（２０１ａ、２０４ａ）を含んで構成されており、
   前記第２漏れ量算出部は、前記高分子配管の周囲の温度に基づいて前記高分子配管における冷媒透過係数を算出すると共に、少なくとも前記冷媒透過係数と前記高分子配管を流れる冷媒の圧力に基づいて前記第２冷媒漏れ量を算出する冷媒漏れ検知装置。
5. 前記異常判定部は、前記第１冷媒漏れ量が前記第２冷媒漏れ量よりも大きい場合に、前記漏れ状態が前記異常漏れ状態であると判定し、前記第１冷媒漏れ量が前記第２冷媒漏れ量以下の場合に、前記漏れ状態が正常漏れ状態であると判定する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。
6. 前記異常漏れ状態に対する所定の対策を実行する対策実行部（３０ｄ）を備え、
   前記対策実行部は、前記異常判定部にて前記漏れ状態が前記異常漏れ状態と判定された場合に、少なくとも前記異常漏れ状態を報知装置（６０）によってユーザに報知する報知処理を実行する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。
7. 前記異常判定部は、
   前記第１冷媒漏れ量が前記第２冷媒漏れ量よりも大きく、且つ、前記第１冷媒漏れ量が予め定められた許容冷媒漏れ量以下の場合に、前記異常漏れ状態が初期異常状態であると判定し、
   前記第１冷媒漏れ量が前記第２冷媒漏れ量よりも大きく、且つ、前記第１冷媒漏れ量が前記許容冷媒漏れ量を上回った場合に、前記異常漏れ状態が末期異常状態であると判定する請求項１ないし５のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。
8. 前記異常漏れ状態に対する所定の対策を実行する対策実行部（３０ｄ）を備え、
   前記対策実行部は、
   前記異常判定部にて前記異常漏れ状態が前記初期異常状態と判定された場合に、前記異常漏れ状態を報知装置（６０）によってユーザに報知する報知処理を実行し、
   前記異常判定部にて前記異常漏れ状態が前記末期異常状態と判定された場合に、前記冷凍サイクル装置の作動を制限する作動制限処理を実行する請求項７に記載の冷媒漏れ検知装置。
9. 前記冷媒状態量および前記環境状態量の少なくとも一方には、前記移動体の稼働に関連性を有する移動体状態量が含まれている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。
10. 前記第１冷媒漏れ量を前記冷媒状態量と関連付けた状態で外部のデータ蓄積装置（９０）に出力すると共に、前記第２冷媒漏れ量を前記環境状態量と関連付けた状態で前記データ蓄積装置に出力する出力部（３０ｅ）を備える請求項１ないし９のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。
11. 前記冷凍サイクル装置は、圧縮機（２１）、放熱器（２２）、減圧機器（２３）、蒸発器（２４）を含んで構成されており、
    前記第１漏れ量算出部は、少なくとも前記放熱器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力、前記蒸発器の冷媒出口側の冷媒の温度および圧力に基づいて前記第１冷媒漏れ量を算出する請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の冷媒漏れ検知装置。

Images