JPH02287071A - 冷凍サイクルの冷媒量判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、冷媒量の不足を判定する冷凍１ノイクルの
冷媒が判定装量に関するものである。

［従来技術］ 従来、例えば、実開昭５６−１４６２６８号公報には冷
凍サイクルにおＣプる冷媒量の不足を検出りる検出器と
して、静電容量の変化に塁、づくものが開本されている
。即ら、膨張弁Ｆ流の液ンθ媒中の気泡の発生の自照を
静電容量の変化により検知づるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、これを可変容量−圧縮機を備えた冷凍サイク
ルに適用する場合には、冷媒が適正に充填されているに
も拘らず低負荷時に蒸発器、凝縮器の平均ホールドアツ
プが大きくなり、静電容ｖｎタイプの検出器により冷媒
不足と誤判定してしまう虞がある。

この発明の目的は、冷凍サイクルのｍｌの大小に拘らず
適正に冷媒不足を検出することが′Ｃ：８′る冷凍サイ
クルの冷媒量判定装置を提供す゛ることにある。

１課題を解決するための手段ｊ この発明は、１１トカ可変型珪縮Ｉ幾と凝縮器と受液器
と膨張弁と蒸発器とが１ｌｔｆｉに接続８れ、（ＩＦ、
力可変型坪縮機の能力を制御しで循環冷媒ωを調整す−
るＪ：うにした冷凍サイクルにおいて一１前記膨張弁−
上流の液冷媒中に気泡の発生を検出づる気泡検出器と、
前記蒸発蒸出［−］の冷媒の過熱度を検出する過熱度検
出手段と、前記過熱度検出手段による蒸発蒸出［−１の
冷媒の過熱度が所定餡より大きく、かつ前記気泡検出器
により膨張弁１流の液冷媒中に気泡が発生しているとき
、冷媒ψが不足しでいると判断する冷媒ｆ−判定手段と
を備えた冷凍サイクルの冷媒最’ｔ’ｌｊ定装置６をそ
の費目とするものである。

［作用］ 冷媒最判定ｆ段は、過熱度検出手段による蒸発蒸出［］
の冷媒の過熱度が所定値より人さく、かつ気泡検出器に
より膨張弁、上流の液冷媒中に気泡が発生しているとき
、冷ｌｓ譬が不足しているとｔ７ｊ断する。

１定旗例Ｊ 以下、この発明の冷凍サイクルの冷媒績判定装置を自動
車用空調菰［ｉに絹込んだ一実施例を図面に従って説明
する。

第１．図には自動車用空調装置の全体構成を承り。

能力可変型圧縮機としての可変容品圧縮機１と凝縮器２
と受液器（レシーバ）３と膨張弁４と蒸発器５とが順に
接続され、冷凍リーイクルが構成されている。可変容品
圧縮機１は電磁クララ１Ｇを介してエンジン７から駆動
力が伝達され、同（ｆ縮機１が駆動されて冷凍リークク
ル中に冷媒を供給りる。

又、可変容量圧縮機１には電磁弁８が陥えられ、この電
磁弁８の開ｆｆ［１）ｔｅｎに応じた１７゛縮容Ｊｖに
１：２定される。

凝縮器２にはエンシンクルリングツｊ・ン９が備えられ
、可変容品圧縮機１から送られてきた高温高ルガス状態
の冷媒を冷風によって液化づる。で縮器２で冑られた液
冷媒は受液器３を通って膨張弁４に送られる。膨張弁４
にて液冷媒は低淵低汀の霧状になっ−Ｃ蒸発器５に送ら
れる。

蒸発器５は空気通路１ｏ内に配設され、図示しない１「
トワの駆動によって小室内又は中室外の空気が空気通路
１０を通過する。このとき、冷媒は車室内又は中室外の
空気から熱を奪っ′Ｃ蒸発し、８゛らに加熱されてガス
冷媒となり圧１縮磯１に送られる。この蒸発器５での冷
媒の蒸発潜熱により冷却１された冷風は、ヒータ、−７
声ツト１１を介して中室内へ吹出される。ヒータＪニッ
ト１１にはヒータ二］ア１２、温度制御ダンパ１４等が
内蔵されている。そして、エンジン冷却水を熱源とり−
るヒータ］ア１２を通過しく゛加熱される温風と、ヒー
タ」ア１２のバイパス通′！Ｐ１１３を通過フる冷風と
の風ｉ？ｒυｊ合が温度制…ｌダンパ１４により調整さ
れ、車室内への吹出し空気温ｍが調節される。

蒸発器５の出１」の配管には感熱筒１　ｖ５が取イ］ら
れ、蒸発器出目の冷媒温度を感ＭＪｉる。そして、前記
膨張弁４はこの［礪熱筒１５によりニードル弁のｇｉｌ
麿が調整され、蒸発器５出口にお１）る冷媒の過熱度に
即応して冷媒績を調整するようになっている。

膨張弁４の上流には気泡検出器としての静電容量ｔ？ン
４ノ１６が設けられている。このセンソ′１６は液冷媒
中の気泡の発生を検出するためのセン９であり、気液状
態により静電容ｔＢが変化し、内蔵したアンプによりア
ナ［」グミ斤Ｖｃが過熱度検出手段及び冷媒量判定手段
としての制御回路１７に送られる。又、蒸発器５の出［
」には圧力センソ−１８と温度セン＋Ｊ１９が設けられ
、圧力センソ１（３による冷媒圧力ｐｅに応じた信号及
び温度センソ１９による冷媒温度ＴＲに応じた信；−）
が制御回路１７に出ツノされる。

制御回路１７は前記センソ゛１６，１８，１９から検出
信号を入力する入力回路２０と、この入力回路２０から
の入力信号に基づいて所定の演紳遮理を行なうマイク［
１１コンピユータ２１と、このンイクロ］ンビュータ２
１の出力信号に基づいで”前記電磁クラッチ６及び電磁
弁８への通電を制御−する出力回路２２とを有している
。入力回路２０はアナログ信号をデジタル信号に変換す
るΔ／］〕変換器等を内蔵してＪ３す、又、出力回路２
２は負イｌｔＩを駆動（るリレー回路等を内蔵している
。

マイクロ］ンピュータ２１は中央処理装置（以上、ＣＰ
Ｕという）２３、読み出し専用のメ土り（Ｒ，ＯＭ＞２
４、読み出し及び出き替え可能なメ七り（ＲＡＭ）２５
、り［コック回路２６等を備えており、これらＣＰＵ２
３．ＲＯＭ２４．ｆ（△Ｍ２５及びり［−コック回路２
６はパスラインを介してｔ］ｊいに接続されている。Ｒ
ＯＭ２／１には制御プＩｌｌグラムが内蔵され、ＣＰＵ
２３はこの制御ゾ［］グラムに基づいて各種演Ω処理を
実行する。ＲＡＭ２５は入力回路２０からの各ｆジタル
信号を受Ｃノ’ｃ　−ｔ＋５的に記憶し、これら各信号
をＣＰＵ２３にｊ式択的に付与づる。り［コック回路２
６は水晶発娠器と協動して所定周波数を右するクロック
信号を出力し、これに基づいてＣＰＵ２３の所定の制御
プログラムの実（ｊを許容する。

ＣＰＵ２３は圧力センサ１８からの信号により冷媒圧力
１）　ｅを検知し、これが１１ａ値ｐｅｏとなるように
可変容量圧縮機１の容量を制御する。

本実施例では、この可変容量圧縮機１の容ω制御はＰ　
Ｉ　Ｄ　ＬＩＪ御が採用されている。即ち、入力として
の目標の冷媒圧力ｐｅｏと実際の冷媒圧力ｐｅとの偏差
ｅｎ　（＝Ｐｅ−Ｐｅｏ）に対し出ツノとしてのＥ’ｆ
Ｉ度Ｄ　ｔｃｎを次式にて節用する。

ｔｃｎ− 十　−丁　ｄ　　　　（ｅｎ　　　　　２　　番　”ｎ
−１＋　　ｅ　ｎ−２＞）・　・　・　（１） ただし、Ｄｔｃｒｌ−１は前回の弁開痕−２ｅｎ−１、
ｅ叶２は前回、前々回の■・標の冷媒Ｒｈｐｅｏと実際
の冷媒圧力Ｐｅの偏差、Ｋ＋）、　”ｌｉ　、　ｌ’−
ｄは制御定数である。

次に、このように構成した空調装置の作用を第２図に示
ずフ［１−チャートに基づいて説明する。

まず、ＣＰＵ２３はステップ１０１で初明舶の設定を行
なう（Ｐｅｏ＝２．０．、ＳＨｏ　−１５、Ｋｏ　＝０
．００５、Ｔｉ　＝２０．　Ｔｄ　＝　１　、Ｖｅｏ　
＝２．０＞、ＣＦ〕Ｕ２３はス−ｚ”ツ’７”１０２Ｆ
ｎ変容１１圧縮機１のクラッチ６を繋ぎ、ステップ１０
３゜１０　／１て゛坪カセンリ１８の検出（ｉａＰｅと
静電容ωセンリ１（５の検出鎮Ｖｅと温度センリ１９の
検出（直下Ｒを読み出−す。ＣＰ　Ｕ　２３はス１゛ツ
ゾ１０５Ｃ゛冷！ｌ！ｌ！Ｉｉ−力Ｐｅより冷媒の蒸光
温麻Ｆｅを求め、スｊ°ツブ１０６で蒸発器５出口の過
熱度５Ｈ（＝Ｔ””　Ｒ−”Ｔ−ｅ　）を求め、ステッ
プ１０７でそのｆｉｌ′Ｉｓｌ］と所定値Ｓ　ｉｌｏ　
　（１５℃）とを比較しＳ　ｌ−（が過大かどうかを判
定する。

ＣＦ）Ｌ１２３はステップ１０７において蒸発器５）出
１−］の過熱度５１−１が所定値５Ｈｏ（１５°Ｃ）よ
り小さい場合には、正常であると判断し、ステップ１０
Ｂで蒸発；褐す出口の圧力ｐｅと目標１直ｐｅｏとの偏
Ｗｅ、（＝＝Ｐｅ−Ｐｅｏ＞を求める。ＣＰ　Ｕ　２３
はステップ１０９でト述した（１）式により可変容量圧
縮機１の容量を制可Ｉリ−る電磁弁８の開度［’）　ｔ
ｃｎをへｌ鋒−する。そして、ＣＰＵ２３はスケツブ１
１０−Ｃ−訂綿値Ｄｔｃｎ　、　ｅ、−１、ｅ、の史新
を１１ないステップ１０３に戻る。

又、ＣＰＵ２３はステップ１０７においで過熱度ＳＨが
所定値５Ｈｏ（１５℃）より大きく過大であると判断す
ると、ステップ１１１で静電容量センリ１６の検出値Ｖ
ｅが基準値Ｖｃｏより人さいかどうか判定７る。そして
、ＣＰＵ２３はステップ１１１においてＶｃ≦ＶＣＯな
らばステップ１１２で冷奴不足と判定してその冷媒不Ｔ
を記憶する。

又、ＣＰＵ２３はス、ｒツブ１１１　ニａイＴＶｃ　＞
Ｖｃｏならば、ステップ１１３で膨張弁４が故障、又は
冷媒の配管途中で異物が詰ったと判断し膨張弁故障等の
発生を記憶する。即ら、蒸発器巳〕出口の過熱度ＳＨが
大きく、かつ静電容ωセンーリ１６により冷媒不足と判
定されていないために、膨張弁４が故障、又は冷媒の配
管途中で異物が詰ったと判断し、ステップ１１４で可変
容量圧縮機１のクラッチ６を切る。

このＪ：うな判定処理をまとめると次のようになる。

く以下、余白〉 ぞしで、ステップ１１２ヤ）１１３に’Ｔ　ｔ１１定さ
れた内容（冷媒不足、膨張弁故障）【、上、適宜のタイ
ミングて“警報Ｉす”−を鳴ら−づ簀のために使用され
る。

このように本実施例は、可変容部ｌＸ１−縮（幾１（能
力ｉｊＪ変型Ｅｌ’縮機）のＰｉ′品を制御して循環冷
媒Ｅを調整−りるようにした冷凍サイクルにおいて、膨
張弁４上流の液冷媒中に気泡の発生を検出器る静電容崩
廿ンサ（気泡検出器）１６を設けるとともに、ＣＰＵ２
３により蒸発器５出［］の冷媒の過熱度を検出し、蒸発
器５出１］の冷媒の過熱度ＳＨが所定（１自５Ｈｏ（１
５℃）より大きく、かつ静電容♀センリ１６にＪ、り膨
張弁４十、流の液冷媒中に気泡が発生しでいるとき、冷
媒￥が不足していると判断するようにした。従って、可
変容品圧縮機を備えた冷凍サイクルに静電容量レンジ（
気泡検出器）１６を備えただけでは、冷媒が適止に充填
されでいるにも拘らず低負荷時に蒸発器、蔚れ１１器の
平均ホールドｊ′ツブが大きくなり、静電容シーヒンリ
−（こより冷媒不足と誤判定してしまう虞があるが、本
実施例では、冷凍サイクルの負何の大小に拘らず適正に
冷媒不足を検出することができる。。

又、蒸発器５の出しコの過熱度Ｓ　１１が所定値ＳＨＯ
（１５℃）より大きいときに静電容５ｆレンリ１６によ
る膨張弁４上流の液冷媒中に気泡が介′［シていないと
、膨張弁４に何等かの作動異常が介！）したか、あるい
は配管に詰りか発生したと判定−することがＣきる。

尚、この発明は上記実施例に限定されるｂのではなく、
例えば、膨張弁４十流の液冷媒中に気泡の発生を検出す
る気泡検出器として本実施例では静電容量センサを使用
したが、光検出方式て゛もリーミスタ方式でもよい。又
、用変容Ｗ斤縮機１の容量を＄ＩＪ御する信号としでは
圧ノノセンリ１８の出力値Ｐｅを用いたが、蒸発器５内
の冷媒ｆ１−ツノに相当する物理聞く冷媒温度や配管温
度等）を用い！、、Ｘす、蒸発器５出［」の空気温度又
はフィン温度に相当覆る物理量８を用いたり、さらに、
それらを複合しで用いてもよい。さらに、ステップ１０
７．１１］の判断において゛、−足口）間、連続して同
じ条イイ１が判定された時のみス゛アッゾ１１２．又は
１１３　Ｃの処理を行なってもＪ、い。

さらに、可変￥ＪｆＬ汁縮機１の代りに可変回転数Ｗ”
（圧縮機を使用し−（”もよい。

［発明の効果」 塩１ｙ−訂述し）Ｊよ−うにこの発明によれば、冷凍サ
イクルの負荷の大小に拘らづ゛適正に冷媒不足を検出す
ることが（・さる優れた効果を発揮づ゛る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を自動車用空調装置に具体化した場合の
全体図、第２図は実施例の作用を説明−りるためのフロ
ーヂ１アー１〜（゛ある。 １は能力可変型圧縮機としてのｉｊＪ変容ら）汀縮機、
２は凝縮器、３は受液器、４は膨張弁、５は蒸発器、１
６は気泡検出器とじての静電８１１７ヒンリー、１７は
過熱度検出手段及び冷媒量判定手段とじての制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　１．能力可変型圧縮機と凝縮器と受液器と膨張弁と蒸
   発器とが順に接続され、能力可変型圧縮機の能力を制御
   して循環冷媒量を調整するようにした冷凍サイクルにお
   いて、 前記膨張弁上流の液冷媒中に気泡の発生を検出する気泡
   検出器と、 前記蒸発器出口の冷媒の過熱度を検出する過熱度検出手
   段と、 前記過熱度検出手段による蒸発器出口の冷媒の過熱度が
   所定値より大きく、かつ前記気泡検出器により膨張弁上
   流の液冷媒中に気泡が発生しているとき、冷媒量が不足
   していると判断する冷媒量判定手段と を備えたことを特徴とする冷凍サイクルの冷媒量判定装
   置。