JPH053865U

JPH053865U - 空調装置

Info

Publication number: JPH053865U
Application number: JP5962891U
Authority: JP
Inventors: 将栗原
Original assignee: 日本電子機器株式会社
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】外気温度センサと圧力センサを用いて、コン
プレッサの始動前に冷媒不足であるか否かを正確に判定
する。【構成】冷媒の循環する配管の途中に冷媒圧力を検出
する圧力センサを設けると共に、外気温度または冷媒温
度を検出する外気温度センサとを設ける。エアコンスイ
ッチを投入してから、ステップ１で外気温度センサから
外気温度ｔを読込み、ステップ２でこの外気温度ｔに基
づきマップから所定圧力Ｐi を読出し、ステップ３で圧
力センサから冷媒圧力Ｐを読込み、ステップ４でこの冷
媒圧力Ｐが所定圧力Ｐi より小さいか否かを判定する。
そして、小さいときには冷媒不足と判定し、ステップ５
に移って、冷媒不足を報知する。一方、ステップ４で冷
媒が通常にあると判定したら、ステップ６でコンプレッ
サを駆動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車用冷房装置として好適に用いられる空調装置に関し、特に、コンプレッサの始動前に冷媒の充填不足を判定することができるようにした空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車，住宅等には冷房装置，暖房装置等の空調装置が装備され、室内に暖気または冷気を供給するようになっている。

【０００３】ここで、図４に従来技術の空調装置としての自動車用の冷房装置を示し説明する。

【０００４】図中、１は冷房サイクルを示し、該冷房サイクル１はアンモニア，フレオンガス等の冷媒Ｆが循環する循環流路を形成した配管２と、該配管２の途中に冷媒Ｆの循環方向（図中、矢示Ａ方向）に沿って順次設けられたコンプレッサ３，凝縮器４および蒸発器５とから構成され、該蒸発器５はその吸熱面が運転室（図示せず）内へと臨むようになっている。一方、コンプレッサ３はエンジン６と電磁クラッチ７を介して接続され、該エンジン６の回転をコンプレッサ３に伝達するようになっている。そして、冷媒Ｆはコンプレッサ３によって圧縮された後、凝縮器４，蒸発器５を通る間に、順次、高圧気体→高圧液体→低圧気体と相転移すると共に、該蒸発器５においては液体から気体に相転移するときに、運転室内から熱を奪って該運転室内を冷房する。

【０００５】ここで、コンプレッサ３はエンジン６と電磁クラッチ７を介して連結され、該電磁クラッチ７はエンジン６の回転をコンプレッサ３に伝達するものである。そして、該電磁クラッチ７は、例えばエアコンスイッチ（図示せず）の投入により連結され、エンジン６の回転をコンプレッサ３に伝え、該コンプレッサ３を駆動する。

【０００６】８は凝縮器４と蒸発器５との間に位置して配管２の途中に設けられ、液体状態となった冷媒Ｆを一時的に蓄えるレシーバタンクで、該レシーバタンク８には覗窓８Ａが設けられ、該覗窓８Ａで冷媒Ｆの液化状況を目視できるようになっている。

【０００７】９はレシーバタンク８と蒸発器５との間に位置して配管２の途中に設けられた膨張弁で、該膨張弁９は減圧弁等によって構成され、レシーバタンク８から液相状態となって導出されてくる冷媒Ｆを所定圧まで減圧させて矢示Ａ方向に流通させる。そして、該膨張弁９で減圧された冷媒Ｆは蒸発器５内を流通する間に蒸発し、気相状態となってコンプレッサ３により再び圧縮される。

【０００８】さらに、１０は前記レシーバタンク８と膨張弁９との間に位置して配管２に設けられた圧力スイッチを示し、該圧力スイッチ１０は冷媒Ｆの充填後、例えば冷媒圧力Ｐが２．３ｋｇ／ｃｍ²を越えると閉成され、エアコンスイッチの投入によりコンプレッサ３を駆動可能状態とし、該コンプレッサ３により冷媒圧力Ｐが２３ｋｇ／ｃｍ²となるまで、即ち

【０００９】

【数１】２．３ｋｇ／ｃｍ²＜Ｐ＜２３ｋｇ／ｃｍ² の範囲で閉成し続ける。

【００１０】そして、冷媒圧力Ｐが２３ｋｇ／ｃｍ²以上になると、圧力スイッチ１０は自動的に開成され、電磁クラッチ７の連結を解除してコンプレッサ３を停止させることにより、冷媒Ｆがこれ以上の圧力で過剰圧状態になるのを防止する。

【００１１】また、コンプレッサ３の停止により冷媒圧力Ｐが１８ｋｇ／ｃｍ²まで低下すると、圧力スイッチ１０は再び閉成され、

【００１２】

【数２】１８ｋｇ／ｃｍ²＜Ｐ＜２３ｋｇ／ｃｍ² なる範囲でコンプレッサ３を駆動することにより、冷媒Ｆの過剰圧制御を行なう。

【００１３】このように構成される従来技術の空調装置においては、まず、冷媒Ｆの充填時に冷媒圧力Ｐが前記数１により２．３ｋｇ／ｃｍ²を越えると、圧力スイッチ１０が閉成してエアコンスイッチによるコンプレッサ３の駆動が可能な状態になる。そして、この状態でエアコンスイッチを投入すると、コンプレッサ３が駆動され、該コンプレッサ３により配管２内の冷媒Ｆを圧縮しつつ、矢示Ａ方向に流通させる。

【００１４】そして、この冷媒Ｆは凝縮器４内を流通する間に凝縮されて気液混合状態となり、レシーバタンク６内で気液分離された後に、液相状態の冷媒Ｆが膨張弁９を介して蒸発器５内に流通し、この蒸発器５内で蒸発（気化）する間に運転室内の熱を奪うことにより運転室内を冷房し、気相状態となって再びコンプレッサ３により圧縮される。

【００１５】さらに、この運転室内の冷房に際しては、該運転室内の湿気を運転室外に排出する作用があるため、外気温度が極低温時の場合でも、ヒータと併用して運転室内を乾燥させ、窓の内側の曇りを除去することもできる。

【００１６】一方、コンプレッサ３はエンジン６により電磁クラッチ７を介して回転駆動されるから、エンジン６の回転が上昇すると、コンプレッサ３の回転数も上昇し、配管２内の冷媒圧力Ｐが上昇するようになり、配管２内に過剰圧が発生した場合には、、配管２等がバーストしたり、コンプレッサ３がオーバヒートして損傷したりすることがある。

【００１７】そこで、圧力スイッチ１０により配管２内の冷媒圧力Ｐが、例えば２３ｋｇ／ｃｍ²程度の過剰圧になったときには、コンプレッサ３の電磁クラッチ７を自動的に解除し、エンジン６の高回転をコンプレッサ３に伝えるのを遮断してコンプレッサ３を停止させ、コンプレッサ３のオーバヒート防止、配管２等のバースト防止を図るようになっている。そして、前記数２の如く冷媒圧力Ｐが所定の圧力範囲となるように過剰圧制御が行なわれる。

【００１８】一方、冷媒洩れ等により配管２内の冷媒Ｆの充填量が少なくなったときには、コンプレッサ３を駆動し続けても、冷媒圧力Ｐが前記数２の範囲まで上昇しなくなり、運転室内を所望温度まで冷房できないにも拘らず、コンプレッサ３が駆動され、コンプレッサ３が焼き付きを起こすようになる。

【００１９】そこで、圧力スイッチ１０は冷媒圧力Ｐが、

【００２０】

【数３】Ｐ＜２．１ｋｇ／ｃｍ² となると、自動的に開成してエアコンスイッチの投入時にも、電磁クラッチ７の連結を解除し、コンプレッサ３を停止させることにより、冷媒不足時のコンプレッサ３の焼き付きを防止するようにしている。

【００２１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術では、冷媒Ｆの洩れによる冷媒不足の検出は、圧力スイッチ１０が冷媒圧力Ｐが前記数３の範囲になったときに、電磁クラッチ７の連結を解除し、コンプレッサ３の駆動を禁止することによって報知するようになっている。しかし、前記数３による圧力設定は、外気温度が２５℃のときを基準にしており、冷媒圧力Ｐは外気温度に応じて大きく変動してしまう。そして、数３における設定は、外気温度が２５℃において、冷媒圧力Ｐが２．１ｋｇ／ｃｍ²のときに、冷媒Ｆの残量が５０ｇ程度となっている。

【００２２】このため、従来技術では、後述する図２の特性線図のように、外気温度が例えば−３０℃のように極低温のときには、冷媒Ｆの残量が５０ｇ以上であるにも拘らず、冷媒圧力Ｐが設定範囲よりも低くなってしまえば、常にこれを冷媒不足として誤検出してしまうという問題がある。

【００２３】そして、外気温度が極低温度時には、コンプレッサ３の駆動ができない場合があり、運転室内の湿気が除去することができないという問題がある。

【００２４】本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は外気温度の変動による誤検出を防止して、コンプレッサ始動に先立って冷媒の充填量不足を正確に検出することができるようにした空調装置を提供することを目的としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために本考案が採用する構成の特徴は、流路の途中に設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力センサと、外気温度または冷媒温度を検出する温度センサと、コンプレッサの始動に先立って該温度センサおよび圧力センサからの信号に基づき、冷媒の充填量不足を判定する始動前冷媒不足判定手段とを備えたことにある。

【００２６】

【作用】

上記構成により、例えば外気温度に応じて冷媒圧力が変動したときでも、冷媒圧力を外気温度に基づいて補正でき、コンプレッサの始動前に実際の冷媒残量が不足状態であるか否かを判定でき、コンプレッサ始動後の焼付きを防止することができる。

【００２７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１ないし図３に基づき説明する。なお、実施例では前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００２８】図中、１１はマイクロコンピュ−タ等によって構成されたコントロ−ルユニットを示し、該コントロ−ルユニット１１は入出力制御回路１２と、処理回路１３および記憶回路１４とから大略構成されている。前記入出力制御回路１２の入力側には圧力センサ１５，温度センサとしての外気温度センサ１６およびエアコンスイッチ１７等が接続され、出力側には冷媒洩れ等により冷媒不足が発生した時にこれを報知する報知ランプ等により構成された冷媒不足報知装置１８と、電磁クラッチ７を制御する電磁クラッチ制御回路１９等が接続されている。そして、該コントロールユニット１１は記憶回路１４内に図３に示すプログラム等を格納し、始動前冷媒不足判定処理を行なうようになっている。また、記憶回路１４の記憶領域１４Ａには図２に示す特性マップおよび冷媒の所定残量Ｓ等が格納されている。

【００２９】ここで、圧力センサ１５は前述した従来技術の圧力スイッチ１０の代わりにレシーバタンク８と膨張弁９との間に位置して配管２に設けられ、該圧力センサ１５はダイヤフラム式圧力センサ、またはピエゾ素子，半導体抵抗素子等を用いた圧力センサから構成され、配管２内の冷媒圧力Ｐを検出する。また、外気温度センサ１６は車輛に設けられ、外気温度ｔを検出するようになっている。

【００３０】さらに、図２に基づいて冷媒圧力Ｐと冷媒充填量と外気温度ｔの関係による特性マップについて説明する。なお、横軸は冷媒充填量、縦軸は冷媒圧力Ｐを示すものとする。

【００３１】２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，…，２０Ｎは各外気温度ｔが例えば４０℃，２５℃ ，０℃，…，−３０℃であるときの冷媒充填量と冷媒圧力Ｐとの関係を示す特性線（全体として特性線２０という）を示し、外気温度ｔが高くなると冷媒圧力Ｐは高くなり、外気温度ｔが低くなると冷媒圧力Ｐは低くなる。また、Ｓは冷媒Ｆの所定残量となるもので、例えば５０ｇに設定されている。

【００３２】本実施例による空調装置は上述の如き構成を有するもので、その基本的作動については従来技術によるものと格別差異はない。

【００３３】次に、コントロ−ルユニット１１による冷媒不足判定処理について図３を参照して説明する。

【００３４】始めに、エアコンスイッチ１７を投入することによってコンプレッサ３の始動前に冷房サイクル１を作動させるか否かの処理動作をスタ−トさせる。

【００３５】ステップ１で外気温度センサ１６から外気温度ｔを読込み、ステップ２でこの読込んだ外気温度ｔに基づき図２に示す特性マップから特性線２０のうちいずれかを選択し、該特性線２０から冷媒Ｆの所定残量Ｓに対応する所定圧力Ｐi を読出す。

【００３６】次に、ステップ３に移り、圧力センサ１５から冷媒圧力Ｐを読込み、ステップ４に移り、ステップ４では、この冷媒圧力Ｐが所定圧力Ｐi よりも小さいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定したときには、冷房サイクル１内の冷媒Ｆの所定残量Ｓよりも不足していると判定できるから、ステップ５に移って、冷媒不足報知装置１８を作動させ、配管２内の冷媒Ｆの充填量が冷媒洩れ等により不足していることを運転者に報知する。この状態ではエアコンスイッチ１７を投入しても冷媒不足のためコンプレッサ３の始動を許可することなく終了する。

【００３７】一方、ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、冷房サイクル１内の冷媒Ｆの残量が所定残量Ｓよりも多いと判定できるから、ステップ６に移って、電磁クラッチ制御回路１９に電磁クラッチ７の連結信号を出力し、電磁クラッチ７を連結し、コンプレッサ３を駆動させて冷房サイクル１を作動させる。

【００３８】さらに、ステップ７では従来技術で述べたような過剰圧制御を圧力センサ１５からの冷媒圧力Ｐにより行なうようになっている。

【００３９】かくして、本実施例によれば、冷媒Ｆが液相となる配管２に冷媒圧力Ｐを検出する圧力センサ１５を設けると共に、外気温度ｔを検出する外気温度センサ１６を設け、該外気温度センサ１６および圧力センサ１５からの信号により、冷媒不足を判定するコントロールユニット１１を設けたから、該コントロールユニット１１内では、エアコンスイッチ１７が投入されると、コンプレッサ３の始動前に前記外気温度センサ１６から検出された外気温度ｔにより特性線２０を選択し、この特性線２０から所定残量Ｓにおける所定圧力Ｐi を算出する。そして、圧力センサ１５からの冷媒圧力Ｐを、この所定圧力Ｐi と比較することにより、冷媒不足を判定することができる。そして、外気温度ｔによる検出誤差を除去することができ、正確な冷媒Ｆの充填量不足を判定することができる。特に、外気温度ｔが極低温時における冷媒Ｆの残量が所定残量Ｓよりも多く残っているにも拘らず、冷媒不足と判定する誤検出を確実に防止できる。

【００４０】そして、コンプレッサ３の始動に先立って冷媒残量が冷媒所定残量Ｓ以上であるか否かの判定を行なうことができるから、該コンプレッサ３の焼付けを確実に防止でき、該コンプレッサ３の保護を効果的に図ることができる。

【００４１】さらに、外気温度が極低温時であっても、冷媒残量が所定残量Ｓ以上であれば、コンプレッサ３を駆動させることができ、運転室内の湿気を確実に除去することができる。

【００４２】なお、前記実施例では、図３に示すプログラムのうち、ステップ１〜ステップ４が本考案の構成要件である始動前冷媒不足判定手段の具体例を示している。

【００４３】また、前記実施例では、冷媒不足報知装置１８は報知ランプにより構成するようにして述べたが、これに替えて、報知ブザー、音声合成装置等を用いて報知するようにしてもよい。

【００４４】一方、前記実施例では、従来技術との比較のために冷媒Ｆの所定残量Ｓを５０ｇに設定したが、所定残量Ｓを１００ｇ，２００ｇ，…と任意に設定することも可能であり、所定残量Ｓは冷媒Ｆの適正充填時の約８０％に設定すれば、冷房効率の低下に対応した制御を行なうことができる。

【００４５】さらに、温度センサとして流路に設けた外気温度センサ１６を例示したが、コンプレッサ３の始動前は冷媒温度も外気温度と等温となっているから、配管２に温度センサを設け、冷媒温度を検出するようにしてもよい。

【００４６】

【考案の効果】

以上詳述した如く、本考案によれば、冷媒の配管の途中に冷媒の圧力を検出する圧力センサを設けると共に、外気温度または冷媒温度を検出する温度センサを設け、該温度センサおよび圧力センサからの信号に基づき、コンプレッサの始動前に冷媒の残量が冷媒不足であるか否かを判定する始動前冷媒不足判定手段を設けたから、例えば外気温度が極低温であったときに、実際の冷媒残量が不足量でないにも拘らず、冷媒不足であると判定する誤検出を防止でき、正確な冷媒不足を判定することができる。そして、コンプレッサの始動に先立って冷媒残量が不足しているか否かを判定することができるから、該コンプレッサの焼付けを確実に防止でき、該コンプレッサの保護を効果的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による冷房装置を示す制御ブロ
ック図である。

【図２】コントロールユニットの記憶領域内に格納され
た特性マップの説明図である。

【図３】冷媒不足判定処理を示す流れ図である。

【図４】従来技術による冷房装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１冷房サイクル２配管３コンプレッサ４凝縮器５蒸発器６エンジン７電磁クラッチ１１コントロールユニット１２入出力制御回路１３処理回路１４記憶回路１４Ａ記憶領域１５圧力センサ１６外気温度センサ２０特性線Ｆ冷媒

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】冷媒が循環する流路と、該流路を形成す
る配管の途中にそれぞれ設けられた凝縮器および蒸発器
と、該凝縮器と蒸発器との間に位置して前記配管の途中
に設けられ、該配管内の冷媒を圧縮するコンプレッサと
からなる空調装置において、前記流路の途中に設けら
れ、冷媒の圧力を検出する圧力センサと、外気温度また
は冷媒温度を検出する温度センサと、前記コンプレッサ
の始動に先立って該温度センサおよび圧力センサからの
信号に基づき、冷媒の充填量不足を判定する始動前冷媒
不足判定手段とを備えたことを特徴とする空調装置。