JPH07310958A - 冷凍サイクル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冬期等にも冷凍サイクルの性能低下を生じない
冷凍サイクル制御装置。 【構成】冬期のような場合、Ｔ3はＴ0より小さくなるの
で、所定過熱度ＳＨ0として外気温度Ｔ3が設定される
（ステップ１０７，１１５）。所定過熱度ＳＨ0が低く
なることにより、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0
よりも大きいと判定され易くなる。したがって膨張弁は
通常よりも開き気味のフィードバック制御に移行する。
膨張弁が開けば十分な冷媒量が熱交換器および蒸発器側
に供給され、熱交換器の出口流路から圧縮機側へ排出さ
れる冷媒温度の上昇を抑制でき、熱交換器の入口流路の
冷媒の冷却が十分に行われる。あるいは、熱交換器の出
口流路の冷媒温度が入口流路の冷媒温度よりも高くなる
ことがないので、熱交換により入口流路の冷媒を蒸発さ
せて蒸発器の性能を大幅に低下させてしまう現象を防止
でき、冷却効率の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍サイクルの制御装置
に関し、例えば、自動車用空気調和装置等に用いられる
冷凍サイクル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用空気調和装置等に用いられる冷
凍サイクル装置は、例えば、圧縮機，凝縮器，受液器
（レシーバ），膨張弁，蒸発器等により構成されてい
る。そして、この密閉された回路内で冷媒を循環させて
室内空気と蒸発器とで熱交換を行い、室内を冷却するも
のである。膨張弁を通り断熱膨張した冷媒は、気体と液
体との二相流の状態となって蒸発器に入り、外部より熱
を吸収して気化（蒸発）し、等温膨張を続け室内空気の
冷却作用を果たす。そして、過熱蒸気となって圧縮機に
吸入される。

【０００３】しかし、蒸発器に入る冷媒は気液混合状態
であるので、気液が分離し易い。そのため蒸発器内の複
数の配管へ冷媒を分配しても、気液の割合が配管毎に異
なる場合がある。気体状冷媒よりも液体状冷媒の方が熱
伝達率が高くかつ冷却能力が高い。そのため、気液割合
の偏りが生ずると、特に蒸発器の下流側で熱交換効率が
低下して、室内空気の冷却が不均一になる場合があっ
た。これを防止するために、蒸発器の下流側まで十分な
液体割合とすると液体状冷媒が圧縮機にまで到達し圧縮
機が液体状冷媒を圧縮して破壊する恐れがあった。

【０００４】このような問題を解決する技術として、特
開平５−１９６３２１号の冷凍サイクル装置が知られい
る。この装置は、冷媒同士の熱交換部を設けて蒸発器の
入口側と出口側とで冷媒の熱交換を実行することによ
り、蒸発器に流入する冷媒を十分な液体割合とし、蒸発
器から圧縮機に流出する冷媒を十分な過熱気体とするこ
とにより、上記問題を解決しているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は通常の
使用においては、十分にその性能を発揮するものである
が、冬期のように、室内温度が室外温度より高く、凝縮
器を冷却する空気温度が０〜１０度と低い場合や、過渡
的運転状態のときのような凝縮器下流のレシーバ内の液
不足から蒸発器に供給される冷媒量が不足している場合
には、蒸発器の出口温度が上昇し、熱交換部による冷媒
の冷却が十分にできない場合があった。あるいは、蒸発
器の出口側の冷媒温度が入口側の冷媒温度よりも高くな
り、逆に入口側の冷媒を蒸発させてしまい、蒸発器の性
能を大幅に低下させてしまう場合があった。

【０００６】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、冷凍サイクルの性能の低下を招くことのな
い冷凍サイクル制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備え、上記膨張
弁が、開度調整機能を有し、上記蒸発部が、冷媒を導入
して所定距離通過させる入口流路と、上記入口流路に連
通する蒸発器と、上記蒸発器の下流端から流出した冷媒
を所定距離通過させて送り出す出口流路と、上記入口流
路内の冷媒を冷却する冷却手段と、上記冷却手段の内
部、上記冷却手段と上記蒸発器との間、または上記蒸発
器内の上流端近傍に設けられた減圧手段と、上記出口流
路内の冷媒を昇温する昇温手段とを有し、上記冷却手段
と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒と上記出口流
路の冷媒とを熱交換可能とされてなることにより構成さ
れている冷凍サイクルに用いられる冷凍サイクル制御装
置であって、上記出口流路から送り出された冷媒の過熱
度検出手段と、上記凝縮器の雰囲気温度を検出する雰囲
気温度検出手段と、上記過熱度検出手段により検出され
た過熱度が、予め設定された所定過熱度よりも高い場合
は上記膨張弁の開度を開く方向に制御し、所定過熱度よ
りも低い場合は上記膨張弁の開度を閉じる方向に制御す
る膨張弁開度制御手段と、上記雰囲気温度検出手段によ
り検出された雰囲気温度が予め設定された所定温度より
低いときは、上記雰囲気温度またはその近傍の温度を上
記所定過熱度として設定する所定過熱度設定手段と、を
備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置である。

【０００８】請求項２記載の発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁および蒸発部を備え、上記膨張弁が、開度調整機
能を有し、上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過
させる入口流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、
上記蒸発器の下流端から流出した冷媒を所定距離通過さ
せて送り出す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却
する冷却手段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と
上記蒸発器との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に
設けられた減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温す
る昇温手段とを有し、上記冷却手段と上記昇温手段と
が、上記入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交
換可能とされてなることにより構成されている冷凍サイ
クルに用いられる冷凍サイクル制御装置であって、上記
出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段と、上
記入口流路に導入される冷媒温度を検出する冷媒温度検
出手段と、上記過熱度検出手段により検出された過熱度
が、予め設定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨
張弁の開度を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い
場合は上記膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁
開度制御手段と、上記冷媒温度検出手段により検出され
た冷媒温度が予め設定された所定温度より低いときは、
上記冷媒温度またはその近傍の温度を上記所定過熱度と
して設定する所定過熱度設定手段と、を備えたことを特
徴とする冷凍サイクル制御装置である。

【０００９】請求項３記載の発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁および蒸発部を備え、上記膨張弁が、開度調整機
能を有し、上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過
させる入口流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、
上記蒸発器の下流端から流出した冷媒を所定距離通過さ
せて送り出す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却
する冷却手段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と
上記蒸発器との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に
設けられた減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温す
る昇温手段とを有し、上記冷却手段と上記昇温手段と
が、上記入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交
換可能とされてなることにより構成されている冷凍サイ
クルに用いられる冷凍サイクル制御装置であって、上記
出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段と、上
記膨張弁上流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
と、上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予
め設定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の
開度を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は
上記膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制
御手段と、上記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒
圧力が、予め設定された所定圧力より低いときは、その
低さの程度に応じて上記所定過熱度を減少して設定する
所定過熱度設定手段と、を備えたことを特徴とする冷凍
サイクル制御装置である。

【００１０】請求項４記載の発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁および蒸発部を備え、上記膨張弁が、開度調整機
能を有し、上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過
させる入口流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、
上記蒸発器の下流端から流出した冷媒を所定距離通過さ
せて送り出す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却
する冷却手段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と
上記蒸発器との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に
設けられた減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温す
る昇温手段とを有し、上記冷却手段と上記昇温手段と
が、上記入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交
換可能とされてなることにより構成されている冷凍サイ
クルに用いられる冷凍サイクル制御装置であって、上記
出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段と、上
記膨張弁上流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
と、上記膨張弁上流の冷媒温度を検出する冷媒温度検出
手段と、上記過熱度検出手段により検出された過熱度
が、予め設定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨
張弁の開度を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い
場合は上記膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁
開度制御手段と、上記冷媒圧力検出手段により検出され
た冷媒圧力に基づいて冷媒飽和温度を求め、上記冷媒飽
和温度と上記冷媒温度検出手段により検出された冷媒温
度との差が所定値より小さいときは、上記所定過熱度を
より低い値に設定する所定過熱度設定手段と、を備えた
ことを特徴とする冷凍サイクル制御装置である。

【００１１】請求項５記載の発明は、圧縮機、凝縮器、
膨張弁および蒸発部を備え、上記膨張弁が、開度調整機
能を有し、上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過
させる入口流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、
上記蒸発器の下流端から流出した冷媒を所定距離通過さ
せて送り出す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却
する冷却手段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と
上記蒸発器との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に
設けられた減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温す
る昇温手段とを有し、上記冷却手段と上記昇温手段と
が、上記入口流路の冷媒と上記出口流路の冷媒とを熱交
換可能とされてなることにより構成されている冷凍サイ
クルに用いられる冷凍サイクル制御装置であって、上記
出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段と、上
記膨張弁上流の冷媒のボイド率を検出するボイド率検出
手段と、上記過熱度検出手段により検出された過熱度
が、予め設定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨
張弁の開度を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い
場合は上記膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁
開度制御手段と、上記ボイド率検出手段により検出され
たボイド率が、予め設定された所定ボイド率より高いと
きは、その高さの程度に応じて上記所定過熱度を減少し
て設定する所定過熱度設定手段と、を備えたことを特徴
とする冷凍サイクル制御装置である。

【００１２】請求項６記載の発明は、上記所定過熱度設
定手段が、上記ボイド率検出手段により検出されたボイ
ド率が、予め設定された所定ボイド率より高いときは、
上記所定過熱度をほぼ０℃に設定する請求項５記載の冷
凍サイクル制御装置である。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか２つ、３つ、４つまたは５つを組み合わせてなる
ことを特徴とする冷凍サイクル制御装置である。請求項
８記載の発明は、上記減圧手段が、開度固定の絞り弁で
ある請求項１〜７のいずれか記載の冷凍サイクル装置で
ある。

【００１４】請求項９記載の発明は、上記減圧手段が、
キャピラリである請求項１〜７のいずれか記載の冷凍サ
イクル制御装置である。

【００１５】

【作用及び発明の効果】請求項１記載の発明は、所定過
熱度設定手段が、雰囲気温度検出手段により検出された
雰囲気温度が予め設定された所定温度より低いときは、
雰囲気温度またはその近傍の温度を所定過熱度として設
定する。即ち、冬期のように凝縮器の雰囲気温度が低温
になるような場合には、所定過熱度を雰囲気温度または
その近傍の温度に設定する。

【００１６】このことにより、雰囲気温度が低下すれば
低下するほど、所定過熱度としては低い値が設定される
れことになる。したがって膨張弁開度制御手段で過熱度
の判定に用いられる所定過熱度が低下することになり、
過熱度検出手段により検出された過熱度は、所定過熱度
よりも高いと判定され易くなり、膨張弁の開度は開く方
向に制御されることになる。

【００１７】膨張弁が開けば十分な冷媒量が蒸発部に供
給されることになる。十分な冷媒量が蒸発部側に供給さ
れれば、蒸発器の出口側の冷媒温度の上昇を抑制でき、
その結果、熱交換される入口側の冷媒の冷却が十分に行
われる。あるいは、蒸発器の出口側の冷媒温度が入口側
の冷媒温度よりも高くなることがないので、熱交換によ
り入口側の冷媒を蒸発させて蒸発器の性能を大幅に低下
させてしまう現象を防止できる。こうして冷却効率の低
下を防止することができる。

【００１８】請求項２記載の発明は、所定過熱度設定手
段が、冷媒温度検出手段により検出された入口流路に導
入される冷媒の冷媒温度が予め設定された所定温度より
低いときは、冷媒温度またはその近傍の温度を所定過熱
度として設定する。入口流路に導入される冷媒温度は、
冬期のように凝縮器の雰囲気温度が低温になるような場
合には、同様に低温となる。

【００１９】したがって、所定過熱度を入口流路に導入
される冷媒温度またはその近傍の温度に設定すれば、請
求項１の場合と同様な作用・効果が得られる。請求項３
記載の発明は、所定過熱度設定手段が、冷媒圧力検出手
段により検出された膨張弁上流の冷媒圧力が、予め設定
された所定圧力より低いときは、その低さの程度に応じ
て所定過熱度を減少して設定する。膨張弁上流の冷媒圧
力は、冬期のように凝縮器の雰囲気温度が低温になるよ
うな場合には、低圧となる。

【００２０】したがって、所定過熱度をその圧力の低さ
の程度に応じて減少して設定すれば、請求項１の場合と
同様な作用・効果が得られる。請求項４記載の発明は、
所定過熱度設定手段が、冷媒圧力検出手段により検出さ
れた膨張弁上流の冷媒圧力に基づいて冷媒飽和温度を求
め、冷媒飽和温度と冷媒温度検出手段により検出された
膨張弁上流の冷媒温度との差が所定値より小さいとき
は、所定過熱度をより低い値に設定する。膨張弁上流の
冷媒温度は、冬期や過渡的運転状態時を除いて、ほぼ冷
媒飽和温度となっている。しかし、冬期のように凝縮器
の雰囲気温度が低温になるような場合や過渡的運転状態
のときのような蒸発部に供給される冷媒量が不足してい
る場合には、上述のごとく低圧となるので、その圧力で
の冷媒飽和温度は低い温度となる。勿論、実際の冷媒温
度も低下しているので、冷媒飽和温度と、冷媒温度検出
手段により検出された冷媒温度（実際の冷媒温度）との
差が所定値より小さいときは、かなり冷媒飽和温度（圧
力）は低下していることになる。したがって、この様な
場合には、所定過熱度をより低い値に設定することによ
り、十分に膨張弁を開いて十分な冷媒量を蒸発部に供給
することになる。こうして請求項１の場合と同様な作用
・効果が得られる。ここで所定過熱度をより低い値に設
定する場合に、例えば、所定過熱度をほぼ０℃に設定し
ても良い。

【００２１】請求項５記載の発明は、所定過熱度設定手
段が、ボイド率検出手段により検出された膨張弁上流の
冷媒のボイド率が、予め設定された所定ボイド率より高
いときは、その高さの程度に応じて所定過熱度を減少し
て設定する。ボイド率とは、液体中の気体の存在割合を
示すものである。冬期や過渡運転状態では、膨張弁上流
の冷媒に気体（冷媒蒸気）が混じり始めてボイド率が高
まることも冷媒不足の一つの原因である。したがって、
膨張弁上流の冷媒のボイド率を検出して、ボイド率が予
め設定された所定ボイド率より高いときは、その高さの
程度に応じて所定過熱度を減少して設定すれば、請求項
１の場合と同様な作用・効果が得られる。また請求項６
のごとく、ボイド率が予め設定された所定ボイド率より
高いときに上記所定過熱度をほぼ０℃に設定しても、同
様な作用・効果が得られる。

【００２２】上述した各発明を相互に組み合わせた発明
としてもよい。即ち請求項１〜５のいずれか２つ、３
つ、４つまたは５つを組み合わせてなる発明としてもよ
い。尚、上述した減圧手段は、開度固定の絞り弁を用い
ることもできるし、キャピラリを用いることもできる。

【００２３】

【実施例】図１に実施例１の冷凍サイクル制御装置１の
構成図を示す。本冷凍サイクル制御装置１は、演算回路
３、膨張弁駆動回路５および各種センサを備えている。
演算回路３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏおよび
バスラインを備えたマイクロコンピュータとして構成さ
れ、ＲＯＭ内に格納されているプログラムにより、所定
の制御処理を実施している。膨張弁駆動回路５は演算回
路３からの制御信号を受けて冷凍サイクル７に備えられ
ている電気式膨張弁９の開度を調整してる。このことに
より冷凍サイクル７を循環する冷媒量が調節される。

【００２４】冷凍サイクル７には、圧縮機（コンプレッ
サ）１１、凝縮器（コンデンサ）１３、受液器（レシー
バ）１５、膨張弁９、蒸発部１６が備えられ、この順序
で冷媒が循環している。尚、蒸発部１６は、熱交換器１
７、開度固定の絞り弁１９、および蒸発器（エバポレー
タ）２１を備えている。更に熱交換器１７には、入口流
路１７ａと出口流路１７ｂとを有し、両流路１７ａ，１
７ｂを接触等して近接配置することにより熱交換可能と
している。

【００２５】上記電気式膨張弁９の例を図１１（ａ），
（ｂ）に示す。図１１（ａ）は電動式直動形膨張弁であ
り、コイル９ａおよびロータ９ｂを有するステッピング
モータを備えて、コイル９ａに印加される電気パルスに
対してロータ９ｂが所定角度回転する。ロータ９ｂは本
体側の雄ネジ部９ｃに螺合しているので、ロータ９ｂの
回転により、ロータ９ｂに設けられているシャフト９ｄ
の先端のニードル部９ｆが冷媒流路９ｅの弁座９ｇへ突
出させたり後退させたりして、膨張弁９としての開度を
所望の開度に調整可能としている。

【００２６】図１１（ｂ）は、電磁式膨張弁であり、ソ
レノイドコイル１０ａおよびプランジャ１０ｂを有し、
ソレノイドコイル１０ａへデューティ制御により出力を
調整した電流を流すことにより、プランジャスプリング
１０ｃと対抗スプリング１０ｄとのバランス位置を制御
している。このことによりプランジャ１０ｂの先頭のニ
ードル部１０ｅが弁座１０ｆに対して突出したり後退し
たりして、膨張弁９としての開度を所望の開度に調整可
能としている。

【００２７】図１に戻り、冷凍サイクル制御装置１のセ
ンサは、熱交換器１７の出口流路１７ｂと圧縮機１１と
の間に備えられ冷媒の温度を検出する第一温度センサ２
３およびその冷媒の圧力を検出する第一圧力センサ２５
と、受液器１５と膨張弁９との間に備えられ冷媒の温度
を検出する第二温度センサ２７およびその冷媒の圧力を
検出する第二圧力センサ２９と、凝縮器１３の外気吸い
込み部分に設けられファン１３ａにより吸い込まれる外
気の温度（雰囲気温度）を検出する外気温センサ３１
と、膨張弁９と熱交換器１７の入口流路１７ａとの間に
備えられ冷媒の温度を検出する第三温度センサ３３とか
らなっている。

【００２８】図示しない電源スイッチがオンとされると
ＣＰＵがＲＯＭ内のプログラムの命令を順次読み出して
演算処理を実行し、その演算結果に基づいて膨張弁９の
開度を膨張弁駆動回路５を介して調整する。この処理に
ついて図２のフローチャートに基づいて説明する。

【００２９】処理が開始されると、まず初期設定として
判定基準温度Ｔ0に所定過熱度ＳＨ0の値が設定される
（ステップ１００）。この所定過熱度ＳＨ0は、熱交換
器１７の出口流路１７ｂから圧縮機１１側へ排出される
冷媒の過熱度として好ましい値（例えば５〜１０℃）が
設定してある。次に第一温度センサ２３、第一圧力セン
サ２５および外気温センサ３１からそれぞれ検出値Ｔ
1，Ｐ1，Ｔ3を読み込む（ステップ１０１）。次に第一
圧力センサ２５の検出圧力値Ｐ1に対応する冷媒飽和温
度Ｔs1を算出する（ステップ１０３）。この計算は冷媒
の種類により決定している演算式により実行される。こ
のような演算式は良く知られているので説明は省略す
る。次に式１のごとく、熱交換器１７の出口流路１７ｂ
から圧縮機１１側へ排出される冷媒の温度Ｔ1から飽和
温度Ｔs1を減算することにより過熱度ＳＨを求める（ス
テップ１０５）。

【００３０】

【数１】

【００３１】次に、外気温度Ｔ3が初期設定で設定され
ている判定基準温度Ｔ0よりも高いか否かが判定される
（ステップ１０７）。外気温度Ｔ3が判定基準温度Ｔ0よ
りも高い場合は、次に式１で求められた実際の過熱度Ｓ
Ｈと所定過熱度ＳＨ0とが比較される（ステップ１０
９）。

【００３２】実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も小さければ、膨張弁９の開度が小さくなる方向に所定
開度分閉じられる（ステップ１１１）。逆に、実際の過
熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きければ、膨張弁
９の開度が大きくなる方向に所定開度分開かれる（ステ
ップ１１３）。実際の過熱度ＳＨが小さいことにより膨
張弁９が閉じられると、熱交換器１７および蒸発器２１
側への冷媒の流量が減少するので、熱交換器１７および
蒸発器２１を冷媒が流れている期間の早期にすべての冷
媒は蒸気になり、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧
縮機１１側へ排出される冷媒の温度Ｔ1が上昇して過熱
度は高くなる。逆に、実際の過熱度ＳＨが大きいことに
より膨張弁９が開けられると、熱交換器１７および蒸発
器２１側への冷媒の流量が増加するので、すべての冷媒
が蒸気になるのが遅れ、熱交換器１７の出口流路１７ｂ
から圧縮機１１側へ排出される冷媒の温度Ｔ1が下降し
て過熱度は低くなる。このことにより、実際の過熱度Ｓ
Ｈは好ましい過熱度である所定過熱度ＳＨ0となるよう
にフィードバック制御される。

【００３３】しかし、冬期のような場合、ステップ１０
７の判定にて、外気温度Ｔ3が判定基準温度Ｔ0よりも低
くなるときは、所定過熱度ＳＨ0として外気温度Ｔ3が設
定される（ステップ１１５）ことにより、所定過熱度Ｓ
Ｈ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い温度値に書き換えられ
る。

【００３４】より低い値が所定過熱度ＳＨ0に設定され
たことにより、ステップ１０９での判断において、実際
の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きいと判定さ
れ易くなる。即ちステップ１０９では否定判定されて、
ステップ１１３が実行され易くなる。このことにより、
膨張弁９は通常よりも開き気味のフィードバック制御に
移行する。こうして、外気温度Ｔ3が判定基準温度Ｔ0よ
りも低い場合には、その外気温度Ｔ3が低ければ低いほ
ど、所定過熱度ＳＨ0に外気温度Ｔ3に応じた低い値が設
定されることになり、膨張弁９は一層開かれてゆくこと
になる。

【００３５】膨張弁９が開けば十分な冷媒量が熱交換器
１７および蒸発器２１側に供給されることになる。十分
な冷媒量が熱交換器１７および蒸発器２１側に供給され
れば、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧縮機１１側
へ排出される冷媒温度の上昇を抑制でき、その結果、熱
交換される熱交換器１７の入口流路１７ａの冷媒の冷却
が十分に行われる。あるいは、熱交換器１７の出口流路
１７ｂの冷媒温度が入口流路１７ａの冷媒温度よりも高
くなることがないので、熱交換により入口流路１７ａの
冷媒を蒸発させて蒸発器２１の性能を大幅に低下させて
しまう現象を防止できる。こうして冷却効率の低下を防
止することができる。

【００３６】図３のフローチャートに実施例２を示す。
他の構成は実施例１と同一なので説明を省略する。また
図３において実施例１と同一の処理については同一の符
号を付して詳しい説明は省略する。ステップ１００の初
期設定の次に、ステップ１１７では、第一温度センサ２
３、第一圧力センサ２５および第三温度センサ３３から
それぞれ検出値Ｔ1，Ｐ1，Ｔ4を読み込む。次に冷媒飽
和温度Ｔs1を算出し（ステップ１０３）、前記式１にて
過熱度ＳＨを求める（ステップ１０５）。

【００３７】次に、膨張弁９と熱交換器１７の入口流路
１７ａとの間の冷媒温度Ｔ4が初期設定で設定されてい
る判定基準温度Ｔ0よりも高いか否かが判定される（ス
テップ１１９）。冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも
高い場合は、次に式１で求められた実際の過熱度ＳＨと
所定過熱度ＳＨ0とが比較される（ステップ１０９）。

【００３８】実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も小さければ、膨張弁９の開度が小さくなる方向に所定
開度分閉じられる（ステップ１１１）。逆に、実際の過
熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きければ、膨張弁
９の開度が大きくなる方向に所定開度分開かれる（ステ
ップ１１３）。このことにより、実施例１と同様の作用
により、実際の過熱度ＳＨは好ましい過熱度である所定
過熱度ＳＨ0となるようにフィードバック制御される。

【００３９】しかし、冬期あるいは過渡時の場合、凝縮
器１３にて冷却されすぎてステップ１１９の判定にて、
冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも低くなるときは、
所定過熱度ＳＨ0として冷媒温度Ｔ4が設定される（ステ
ップ１２１）ことにより、所定過熱度ＳＨ0が判定基準
温度Ｔ0よりも低い温度値に書き換えられる。

【００４０】より低い値が所定過熱度ＳＨ0に設定され
たことにより、実施例１と同様に、ステップ１０９での
判断において、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よ
りも大きいと判定され易くなる。即ちステップ１０９で
は否定判定されて、ステップ１１３が実行され易くな
る。このことにより、膨張弁９は通常よりも開き気味の
フィードバック制御に移行する。こうして、冷媒温度Ｔ
4が判定基準温度Ｔ0よりも低い場合には、その冷媒温度
Ｔ4が低ければ低いほど、所定過熱度ＳＨ0に冷媒温度Ｔ
4に応じた低い値が設定されることになり、膨張弁９は
一層開かれてゆくことになる。

【００４１】膨張弁９が開けば十分な冷媒量が熱交換器
１７および蒸発器２１側に供給されることになる。十分
な冷媒量が熱交換器１７および蒸発器２１側に供給され
れば、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧縮機１１側
へ排出される冷媒温度の上昇を抑制でき、その結果、熱
交換される熱交換器１７の入口流路１７ａの冷媒の冷却
が十分に行われる。あるいは、熱交換器１７の出口流路
１７ｂの冷媒温度が入口流路１７ａの冷媒温度よりも高
くなることがないので、熱交換により入口流路１７ａの
冷媒を蒸発させて蒸発器２１の性能を大幅に低下させて
しまう現象を防止できる。こうして実施例１と同様に冷
却効率の低下を防止することができる。

【００４２】次に実施例３について、図４のフローチャ
ートに基づいて説明する。他の構成は実施例１と同一な
ので説明を省略する。また図４において実施例１と同一
の処理については同一の符号を付して詳しい説明は省略
する。ステップ１２３では、第一温度センサ２３、第一
圧力センサ２５および第二圧力センサ２９からそれぞれ
検出値Ｔ1，Ｐ1，Ｐ2を読み込む。次に冷媒飽和温度Ｔs
1を算出し（ステップ１０３）、前記式１にて過熱度Ｓ
Ｈを求める（ステップ１０５）。

【００４３】次に、膨張弁９の上流側の冷媒圧力Ｐ2が
予め所定値に設定されている判定基準圧力Ｐ2(0)よりも
高いか否かが判定される（ステップ１２５）。実際の冷
媒圧力Ｐ2が判定基準圧力Ｐ2(0)よりも高い場合は、次
に式１で求められた実際の過熱度ＳＨと所定過熱度ＳＨ
0とが比較される（ステップ１０９）。判定基準圧力Ｐ2
(0)としては、例えば４〜５気圧が設定される。

【００４４】実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も小さければ、膨張弁９の開度が小さくなる方向に所定
開度分閉じられる（ステップ１１１）。逆に、実際の過
熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きければ、膨張弁
９の開度が大きくなる方向に所定開度分開かれる（ステ
ップ１１３）。このことにより、実施例１と同様の作用
により、実際の過熱度ＳＨは好ましい過熱度である所定
過熱度ＳＨ0となるようにフィードバック制御される。

【００４５】しかし、冬期あるいは過渡時の場合、凝縮
器１３にて冷却されすぎて受液器１５に大量に液状冷媒
が溜まり始めると膨張弁９直前の冷媒圧力が低下してく
る。したがってステップ１２５の判定にて、冷媒圧力Ｐ
2が判定基準圧力Ｐ2(0)よりも低くなるときは、所定過
熱度ＳＨ0が、次に示す式２により更新設定される（ス
テップ１２７）。

【００４６】

【数２】

【００４７】このときＰ2＜Ｐ2(0)であるので、所定過
熱度ＳＨ0は、より低い温度値に書き換えられる。より
低い値が所定過熱度ＳＨ0に設定されたことにより、実
施例１と同様に、ステップ１０９での判断において、実
際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きいと判定
され易くなる。即ちステップ１０９では否定判定され
て、ステップ１１３が実行され易くなる。このことによ
り、膨張弁９は通常よりも開き気味のフィードバック制
御に移行する。こうして、Ｐ2＜Ｐ2(0)の場合に冷媒圧
力Ｐ2が低ければ低いほど、所定過熱度ＳＨ0に冷媒圧力
Ｐ2の低下に応じた低い値が設定されることになり、膨
張弁９は一層開かれてゆくことになる。

【００４８】膨張弁９が開けば十分な冷媒量が熱交換器
１７および蒸発器２１側に供給されることになる。十分
な冷媒量が熱交換器１７および蒸発器２１側に供給され
れば、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧縮機１１側
へ排出される冷媒温度の上昇を抑制でき、その結果、熱
交換される熱交換器１７の入口流路１７ａの冷媒の冷却
が十分に行われる。あるいは、熱交換器１７の出口流路
１７ｂの冷媒温度が入口流路１７ａの冷媒温度よりも高
くなることがないので、熱交換により入口流路１７ａの
冷媒を蒸発させて蒸発器２１の性能を大幅に低下させて
しまう現象を防止できる。こうして実施例１と同様に冷
却効率の低下を防止することができる。

【００４９】次に実施例４について、図５のフローチャ
ートに基づいて説明する。他の構成は実施例１と同一な
ので説明を省略する。また図５において実施例１と同一
の処理については同一の符号を付して詳しい説明は省略
する。ステップ１２９では、第一温度センサ２３、第一
圧力センサ２５、第二温度センサ２７および第二圧力セ
ンサ２９からそれぞれ検出値Ｔ1，Ｐ1，Ｔ2，Ｐ2を読み
込む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を算出し（ステップ１０
３）、前記式１にて過熱度ＳＨを求める（ステップ１０
５）。

【００５０】次に、第二圧力センサ２９にて検出される
膨張弁９の上流側の冷媒圧力Ｐ2から、ステップ１０３
と同じ演算式により冷媒飽和温度Ｔs2を算出する（ステ
ップ１３１）。次に式３に示すように、この冷媒飽和温
度Ｔs2から、第二温度センサ２７にて検出される膨張弁
９の上流側の冷媒温度Ｔ2を減じて、過冷却度ＳＣが算
出される。

【００５１】

【数３】

【００５２】次にこの実際の過冷却度ＳＣが、予め所定
値に設定されている判定基準過冷却度ＳＣ0以上か否か
が判定される（ステップ１３５）。ここで判定基準過冷
却度ＳＣ0としては、例えば、０〜１℃の値が設定され
ている。実際の過冷媒度ＳＣが判定基準過冷却度ＳＣ0
よりも高い場合は、次に式１で求められた実際の過熱度
ＳＨと所定過熱度ＳＨ0とが比較される（ステップ１０
９）。

【００５３】実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も小さければ、膨張弁９の開度が小さくなる方向に所定
開度分閉じられる（ステップ１１１）。逆に、実際の過
熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きければ、膨張弁
９の開度が大きくなる方向に所定開度分開かれる（ステ
ップ１１３）。このことにより、実施例１と同様の作用
により、実際の過熱度ＳＨは好ましい過熱度である所定
過熱度ＳＨ0となるようにフィードバック制御される。
しかし、冬期あるいは過渡時の場合、凝縮器１３にて冷
却されすぎて膨張弁９の上流側の冷媒圧力Ｐ2が必要以
上に低下すると冷媒飽和温度Ｔs2も低下する。この結
果、前記式３にて算出される実際の過冷却度ＳＣは小さ
くなり、ステップ１３５の判定にて、実際の過冷媒度Ｓ
Ｃが判定基準過冷却度ＳＣ0よりも小さくなるときは、
所定過熱度ＳＨ0として通常のＳＨ0よりも十分に低い値
（ここでは０℃、この他、ＳＣ0の値をＳＨ0に設定して
も良い）が設定される（ステップ１３７）ことにより、
所定過熱度ＳＨ0が、より低い値に書き換えられる。

【００５４】より低い値が所定過熱度ＳＨ0に設定され
たことにより、実施例１と同様に、ステップ１０９での
判断において、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よ
りも大きいと判定され易くなる。即ちステップ１０９で
は否定判定されて、ステップ１１３が実行され易くな
る。このことにより、膨張弁９は通常よりも開き気味の
フィードバック制御に移行する。こうして、冷媒圧力Ｐ
2が低くなってその冷媒飽和温度Ｔs2が必要以上に低く
なると、所定過熱度ＳＨ0には通常よりも十分に低い値
が設定されることになり、膨張弁９は十分に開かれてゆ
くことになる。

【００５５】膨張弁９が十分に開けば十分な冷媒量が熱
交換器１７および蒸発器２１側に供給されることにな
る。十分な冷媒量が熱交換器１７および蒸発器２１側に
供給されれば、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧縮
機１１側へ排出される冷媒温度の上昇を抑制でき、その
結果、熱交換される熱交換器１７の入口流路１７ａの冷
媒の冷却が十分に行われる。あるいは、熱交換器１７の
出口流路１７ｂの冷媒温度が入口流路１７ａの冷媒温度
よりも高くなることがないので、熱交換により入口流路
１７ａの冷媒を蒸発させて蒸発器２１の性能を大幅に低
下させてしまう現象を防止できる。こうして実施例１と
同様に冷却効率の低下を防止することができる。

【００５６】次に実施例５について、図６のフローチャ
ートに示す。他の構成は実施例１と同一なので説明を省
略する。実施例５は、実施例１の処理（図２）と実施例
２の処理（図３）とを組み合わせたものである。したが
って実施例１，２と同一の処理については同一の符号を
付して詳しい説明は省略する。

【００５７】実施例５では特にステップ１３９で、第一
温度センサ２３、第一圧力センサ２５、外気温センサ３
１および第三温度センサ３３からそれぞれ検出値Ｔ1，
Ｐ1，Ｔ3，Ｔ4を読み込む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を算
出し（ステップ１０３）、前記式１にて過熱度ＳＨを求
める（ステップ１０５）。

【００５８】次に、実施例１と同じく、冬期のような場
合に、ステップ１０７の判定にて、外気温度Ｔ3が判定
基準温度Ｔ0よりも低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0と
して外気温度Ｔ3が設定される（ステップ１１５）こと
により、所定過熱度ＳＨ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い
温度値に書き換えられるが、外気温度Ｔ3が判定基準温
度Ｔ0よりも高い場合は、ステップ１１５を実行せずに
次の処理（ここではステップ１１９の処理）を実行す
る。

【００５９】次に、実施例２と同じく、冬期あるいは過
渡時の場合、凝縮器１３にて冷却されすぎてステップ１
１９の判定にて、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも
低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0として冷媒温度Ｔ4が
設定される（ステップ１２１）ことにより、所定過熱度
ＳＨ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い温度値に書き換えら
れるが、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも高い場合
は、ステップ１２１を実行せずに次にステップ１０９の
処理が実行される。

【００６０】ステップ１０９で、実際の過熱度ＳＨが所
定過熱度ＳＨ0よりも小さければ、膨張弁９の開度が小
さくなる方向に所定開度分閉じられる（ステップ１１
１）。逆に、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も大きければ、膨張弁９の開度が大きくなる方向に所定
開度分開かれる（ステップ１１３）。このことにより、
実施例１と同様の作用により、実際の過熱度ＳＨは好ま
しい過熱度である所定過熱度ＳＨ0となるようにフィー
ドバック制御される。

【００６１】このことにより、実施例１，２と同様な作
用・効果を生じる。ただ、外気温センサ３１および第三
温度センサ３３を用いて、外気温度Ｔ3と、膨張弁９と
入口流路１７ａとの間の冷媒温度Ｔ4との両方の値によ
り、冷凍サイクル７の状態がチェック（ステップ１０
７，１１９）され、いずれかのチェック処理で否定判定
されれば、所定過熱度ＳＨ0はより低い値に設定される
ので、冷凍サイクル７の状態に一層迅速に対応すること
が可能となる。

【００６２】次に実施例６について、図７のフローチャ
ートに示す。他の構成は実施例１と同一なので説明を省
略する。実施例６は、実施例２の処理（図３）と実施例
３の処理（図４）とを組み合わせたものである。したが
って実施例２，３と同一の処理については同一の符号を
付して詳しい説明は省略する。

【００６３】実施例６では特にステップ１４１では、第
一温度センサ２３、第一圧力センサ２５、第三温度セン
サ３３および第二圧力センサ２９からそれぞれ検出値Ｔ
1，Ｐ1，Ｔ4，Ｐ2を読み込む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を
算出し（ステップ１０３）、前記式１にて過熱度ＳＨを
求める（ステップ１０５）。

【００６４】次に、実施例２と同じく、冬期あるいは過
渡時の場合、凝縮器１３にて冷却されすぎてステップ１
１９の判定にて、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも
低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0として冷媒温度Ｔ4が
設定される（ステップ１２１）ことにより、所定過熱度
ＳＨ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い温度値に書き換えら
れるが、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも高い場合
は、ステップ１２１を実行せずに次の処理（ここではス
テップ１２５の処理）を実行する。

【００６５】次に、実施例３と同じく、冬期あるいは過
渡時の場合、凝縮器１３にて冷却されすぎて受液器１５
に大量に液状冷媒が溜まり始めると膨張弁９直前の冷媒
圧力が低下してくる。したがってステップ１２５の判定
にて、冷媒圧力Ｐ2が判定基準圧力Ｐ2(0)よりも低くな
るときは、所定過熱度ＳＨ0が、前記式２により更新設
定される（ステップ１２７）ことにより、所定過熱度Ｓ
Ｈ0は、より低い温度値に書き換えられるが、冷媒圧力
Ｐ2が判定基準圧力Ｐ2(0)よりも高くなるときは、ステ
ップ１２７を実行せずに、ステップ１０９を実行する。

【００６６】ステップ１０９で、実際の過熱度ＳＨが所
定過熱度ＳＨ0よりも小さければ、膨張弁９の開度が小
さくなる方向に所定開度分閉じられる（ステップ１１
１）。逆に、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も大きければ、膨張弁９の開度が大きくなる方向に所定
開度分開かれる（ステップ１１３）。このことにより、
実施例１と同様の作用により、実際の過熱度ＳＨは好ま
しい過熱度である所定過熱度ＳＨ0となるようにフィー
ドバック制御される。

【００６７】このことにより、実施例２，３と同様な作
用・効果を生じる。ただ、第三温度センサ３３および第
二圧力センサ２９を用いて、膨張弁９と熱交換器１７の
入口流路１７ａとの間の冷媒温度Ｔ4と、膨張弁９の上
流側の冷媒圧力Ｐ2との両方の値により、冷凍サイクル
７の状態がチェック（ステップ１１９，１２５）され、
いずれかのチェック処理で否定判定されれば、所定過熱
度ＳＨ0はより低い値に設定されるので、冷凍サイクル
７の状態に一層迅速に対応することが可能となる。 次
に実施例７について、図８のフローチャートに示す。他
の構成は実施例１と同一なので説明を省略する。実施例
７は、実施例６の処理（図７）と実施例４の処理（図
５）とを組み合わせたものである。したがって実施例
４，６と同一の処理については同一の符号を付して詳し
い説明は省略する。

【００６８】実施例７では特にステップ１４３では、第
一温度センサ２３、第一圧力センサ２５、第三温度セン
サ３３、第二温度センサ２７および第二圧力センサ２９
からそれぞれ検出値Ｔ1，Ｐ1，Ｔ4，Ｔ2，Ｐ2を読み込
む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を算出し（ステップ１０
３）、前記式１にて過熱度ＳＨを求める（ステップ１０
５）。

【００６９】次に、実施例６と同じく、冬期あるいは過
渡時の場合、凝縮器１３にて冷却されすぎてステップ１
１９の判定にて、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも
低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0として冷媒温度Ｔ4が
設定される（ステップ１２１）ことにより、所定過熱度
ＳＨ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い温度値に書き換えら
れるが、冷媒温度Ｔ4が判定基準温度Ｔ0よりも高い場合
は、ステップ１２１を実行せずにステップ１２５を実行
する。

【００７０】冬期あるいは過渡時の場合、凝縮器１３に
て冷却されすぎて受液器１５に大量に液状冷媒が溜まり
始めると膨張弁９直前の冷媒圧力が低下してくる。した
がってステップ１２５の判定にて、冷媒圧力Ｐ2が判定
基準圧力Ｐ2(0)よりも低くなるときは、所定過熱度ＳＨ
0が、前記式２により更新設定される（ステップ１２
７）ことにより、所定過熱度ＳＨ0は、より低い温度値
に書き換えられるが、冷媒圧力Ｐ2が判定基準圧力Ｐ2
(0)よりも高くなるときは、ステップ１２７を実行せず
に、次の処理（ここではステップ１３１）を実行する。

【００７１】次に実施例４と同じく、ステップ１３１で
は、冷媒圧力Ｐ2から冷媒飽和温度Ｔs2を算出し、次に
ステップ１３３にて冷媒飽和温度Ｔs2から冷媒温度Ｔ2
を減じて過冷却度ＳＣが算出される。冬期あるいは過渡
時の場合、凝縮器１３にて冷却されすぎて膨張弁９の上
流側の冷媒圧力Ｐ2が必要以上に低下すると冷媒飽和温
度Ｔs2も低下する。このことによりステップ１３５の判
定にて、実際の過冷媒度ＳＣが判定基準過冷却度ＳＣ0
よりも低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0として通常の
ＳＨ0よりも十分に低い値（ここでは０℃、この他、Ｓ
Ｃ0を設定しても良い）が設定され（ステップ１３
７）、所定過熱度ＳＨ0が、より低い値に書き換えられ
るが、実際の過冷媒度ＳＣが判定基準過冷却度ＳＣ0以
上のときは、ステップ１３７は実行せずにステップ１０
９の処理に移る。

【００７２】ステップ１０９で、実際の過熱度ＳＨが所
定過熱度ＳＨ0よりも小さければ、膨張弁９の開度が小
さくなる方向に所定開度分閉じられる（ステップ１１
１）。逆に、実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も大きければ、膨張弁９の開度が大きくなる方向に所定
開度分開かれる（ステップ１１３）。このことにより、
実施例１と同様の作用により、実際の過熱度ＳＨは好ま
しい過熱度である所定過熱度ＳＨ0となるようにフィー
ドバック制御される。

【００７３】このことにより、実施例４，６と同様な作
用・効果を生じる。ただ、第三温度センサ３３、第二温
度センサ２７および第二圧力センサ２９を用いて、膨張
弁９と熱交換器１７の入口流路１７ａとの間の冷媒温度
Ｔ4と、膨張弁９の上流側の冷媒温度Ｔ2と、膨張弁９の
上流側の冷媒圧力Ｐ2との値により、冷凍サイクル７の
状態がチェック（ステップ１１９，１２５，１３５）さ
れ、いずれかのチェック処理で否定判定されれば、所定
過熱度ＳＨ0はより低い値に設定されるので、冷凍サイ
クル７の状態に更に一層迅速に対応することが可能とな
る。

【００７４】次に実施例８について、図９のフローチャ
ートに示す。他の構成は実施例１と同一なので説明を省
略する。実施例８は、実施例７の処理（図８）と実施例
１の処理（図２）とを組み合わせたものである。即ち、
実施例１〜４の処理を組み合わせたものである。したが
って実施例１〜４と同一の処理については同一の符号を
付して詳しい説明は省略する。

【００７５】実施例８では特にステップ１４５では、第
一温度センサ２３、第一圧力センサ２５、外気温センサ
３１、第三温度センサ３３、第二温度センサ２７および
第二圧力センサ２９からそれぞれ検出値Ｔ1，Ｐ1，Ｔ
3，Ｔ4，Ｔ2，Ｐ2を読み込む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を
算出し（ステップ１０３）、前記式１にて過熱度ＳＨを
求める（ステップ１０５）。

【００７６】次に、実施例１と同じく、冬期のような場
合に、ステップ１０７の判定にて、外気温度Ｔ3が判定
基準温度Ｔ0よりも低くなるときは、所定過熱度ＳＨ0と
して外気温度Ｔ3が設定される（ステップ１１５）こと
により、所定過熱度ＳＨ0が判定基準温度Ｔ0よりも低い
温度値に書き換えられるが、外気温度Ｔ3が判定基準温
度Ｔ0よりも低い場合は、ステップ１１５を実行せずに
次の処理（ここではステップ１１９の処理）を実行す
る。

【００７７】以下、実施例７と同様な処理が実施され、
実際の過熱度ＳＨは好ましい過熱度である所定過熱度Ｓ
Ｈ0となるようにフィードバック制御される。このこと
により、実施例１〜４と同様な作用・効果を生じる。た
だ、外気温センサ３１、第三温度センサ３３、第二温度
センサ２７および第二圧力センサ２９を用いて、外気温
度Ｔ3、膨張弁９と熱交換器１７の入口流路１７ａとの
間の冷媒温度Ｔ4、膨張弁９の上流側の冷媒温度Ｔ2、お
よび膨張弁９の上流側の冷媒圧力Ｐ2の値により、冷凍
サイクル７の状態がチェック（ステップ１０７，１１
９，１２５，１３５）され、いずれかのチェック処理で
否定判定されれば、所定過熱度ＳＨ0はより低い値に設
定されるので、冷凍サイクル７の状態に更に一層迅速に
対応することが可能となる。

【００７８】尚、上記実施例で、ステップ１１５，１２
１にて所定過熱度ＳＨ0として外気温度Ｔ3あるいは冷媒
温度Ｔ4が設定されているが、Ｔ3やＴ4そのものでなく
とも、その近傍の値、例えば、外気温度Ｔ3や冷媒温度
Ｔ4よりも１〜２℃低い値、あるいは高い値を設定して
も良い。また所定過熱度ＳＨ0に下限値を設けてそれよ
り低くしないようにしてもよい。例えば過熱度にマイナ
スは無いので下限値を０℃としてもよい。また、ステッ
プ１２７での設定も同じであり、前記式２の値をそのま
まＳＨ0に設定するのではなく、その近傍の値、例え
ば、式２の値よりも１〜２℃低い値、あるいは高い値を
設定しても良い。また所定過熱度ＳＨ0に下限値を設け
てそれより低くしないようにしてもよい。例えば過熱度
にマイナスは無いので下限値を０℃としてもよい。

【００７９】尚、第一温度センサ２３、第一圧力センサ
２５、第二温度センサ２７、第二圧力センサ２９、外気
温センサ３１および第三温度センサ３３の各センサは、
図１にすべて備えられているが、実施例によりその検出
値が不要なセンサは設けなくて良い。

【００８０】次に図１０に示すボイド率センサ５１を使
用した実施例９について説明する。ボイド率センサ５１
は冷媒の流路に設けられ、その電極５１ａ，５１ｂが流
路の管壁５３を貫通して冷媒５５に接触してる。冷媒５
５、電極５１ａ，５１ｂおよび抵抗器５７により回路が
形成されて定電圧電源５９により所定の電圧が印加され
ている。そして電圧計６１により両電極５１ａ，５１ｂ
間の電圧が測定されている。このことにより、冷媒の電
気抵抗が増減するとそれに応じて電圧計の出力値が増減
する。ボイド率、即ち導電体である液状冷媒中の非導電
体の気体状冷媒の割合が高くなると、電気抵抗値が高く
なるので、その電圧計の値からボイド率が検出できる。

【００８１】このボイド率センサ５１を第二圧力センサ
２９の代わりに用い、冷媒圧力Ｐ2の代わりにボイド率
Ｖを用いて、図４（実施例３）と同様の処理をする。即
ち、ステップ１２３では、第一温度センサ２３、第一圧
力センサ２５およびボイド率センサ５１からそれぞれ検
出値Ｔ1，Ｐ1，Ｖを読み込む。次に冷媒飽和温度Ｔs1を
算出し（ステップ１０３）、前記式１にて過熱度ＳＨを
求める（ステップ１０５）。

【００８２】次に、ステップ１２５で、膨張弁９の上流
側の冷媒のボイド率Ｖが予め所定値に設定されている判
定基準ボイド率Ｖ0よりも大きいか否かが判定される。
実際のボイド率Ｖが判定基準ボイド率Ｖ0よりも低い場
合は、次に式１で求められた実際の過熱度ＳＨと所定過
熱度ＳＨ0とが比較される（ステップ１０９）。

【００８３】実際の過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0より
も小さければ、膨張弁９の開度が小さくなる方向に所定
開度分閉じられる（ステップ１１１）。逆に、実際の過
熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きければ、膨張弁
９の開度が大きくなる方向に所定開度分開かれる（ステ
ップ１１３）。このことにより、実施例１と同様の作用
により、実際の過熱度ＳＨは好ましい過熱度である所定
過熱度ＳＨ0となるようにフィードバック制御される。

【００８４】しかし、冬期あるいは過渡時の場合、凝縮
器１３にて冷却されすぎて受液器１５に大量に液状冷媒
が溜まり始めるが膨張弁９直前の冷媒圧力が低下して膨
張弁９への冷媒中には気体状冷媒の泡が含まれてくる。
外気温度が低下すればするほど泡は増加してくる。した
がってステップ１２５の判定にて、ボイド率Ｖが判定基
準ボイド率Ｖ0よりも高くなるときは、所定過熱度ＳＨ0
が、次に示す式４により更新設定される（ステップ１２
７）。

【００８５】

【数４】

【００８６】このときＶ0＜Ｖであるので、所定過熱度
ＳＨ0は、より低い温度値に書き換えられる。より低い
値が所定過熱度ＳＨ0に設定されたことにより、実施例
４と同様に、ステップ１０９での判断において、実際の
過熱度ＳＨが所定過熱度ＳＨ0よりも大きいと判定され
易くなる。即ちステップ１０９では否定判定されて、ス
テップ１１３が実行され易くなる。このことにより、膨
張弁９は通常よりも開き気味のフィードバック制御に移
行する。こうして、Ｖ0＜Ｖの場合にボイド率Ｖが高け
れば高いほど、所定過熱度ＳＨ0にボイド率Ｖの上昇に
応じた低い値が設定されることになり、膨張弁９は一層
開かれてゆくことになる。

【００８７】膨張弁９が開けば十分な冷媒量が熱交換器
１７および蒸発器２１側に供給されることになる。十分
な冷媒量が熱交換器１７および蒸発器２１側に供給され
れば、熱交換器１７の出口流路１７ｂから圧縮機１１側
へ排出される冷媒温度の上昇を抑制でき、その結果、熱
交換される熱交換器１７の入口流路１７ａの冷媒の冷却
が十分に行われる。あるいは、熱交換器１７の出口流路
１７ｂの冷媒温度が入口流路１７ａの冷媒温度よりも高
くなることがないので、熱交換により入口流路１７ａの
冷媒を蒸発させて蒸発器２１の性能を大幅に低下させて
しまう現象を防止できる。こうして実施例４と同様に冷
却効率の低下を防止することができる。

【００８８】尚、実施例９と他の実施例１〜８との組み
合わせは任意の組み合わせが可能であり、より一層迅速
な対応が可能となる。図１２に上記実施例１〜９のいず
れかを実施した場合の、外気温度（雰囲気温度）に対す
る蒸発器２１から車室内に吹き出す吹出空気温度の関係
を示す。Ｂで示す従来例は外気温度が５℃より低下する
と、吹出空気温度が上昇してしまうが、実施例１〜９の
場合は、０℃までは上昇すること無く、好適な吹出温度
を維持している。

【００８９】次に、図１に示した冷凍サイクル７とは異
なる冷凍サイクルであるが、上述の各実施例の処理が適
用でき、同様な効果を生じる冷凍サイクルの例を図１３
〜１６に示す。図１３の冷凍サイクル２００が図１と異
なる点は、開度固定の絞り弁１９が蒸発器２１と熱交換
器１７の出口流路１７ｂとの間に設けられている点であ
る。センサ２３〜３３の配置は図１と同じである。ボイ
ド率センサ５１も同様に適用できる。

【００９０】図１４の冷凍サイクル３００が図１と異な
る点は、開度固定の絞り弁１９が存在せず、熱交換器１
７の入口流路１７ａの代わりに、螺旋状キャピラリ３０
２が備えられいる点である。この螺旋状キャピラリ３０
２は、図１の開度固定の絞り弁１９と入口流路１７ａと
の両者の機能を兼ねている。したがって開度固定の絞り
弁１９を用いなくても、図１と同様の冷凍サイクルが実
現できる。センサ２３〜３３の配置は図１と同じであ
る。ボイド率センサ５１も同様に適用できる。

【００９１】図１５の冷凍サイクル４００が図１と異な
る点は、入口流路１７ａと出口流路１７ｂとを直接的に
熱交換させる熱交換器１７の代わりに、間接的に熱交換
させる熱交換器４０２を設けている点である。即ち、熱
交換器４０２は、２つの熱交換部４０４，４０６、空気
流通路４０８および送風装置４１０を備えている。２つ
の熱交換部４０４，４０６は、空気との熱交換部であ
り、それぞれ膨張弁９と開度固定の絞り弁１９との間の
冷媒流路４１２、および蒸発器２１と圧縮機１１との間
の冷媒流路４１４に設けられている。更にこれら２つの
熱交換部４０４，４０６は１つの空気流通路４０８内に
設置され、送風装置４１０により熱交換部４０６側から
熱交換部４０４側へ空気を送っている。このことによ
り、空気を介して間接的に熱交換される。尚、送風は熱
交換部４０４側から熱交換部４０６側へ向かってもよ
い。この送風方向および送風量は、熱交換に使用される
空気の温度に応じて決定すればよい。図１５の冷凍サイ
クル４００はこのように構成されていることにより、図
１と同様な冷凍サイクルを実現できるとともに、冷凍サ
イクルの設計上、熱交換部４０４，４０６が離れていて
も、熱交換が可能となる。センサ２３〜３３の配置は図
１と同じである。ボイド率センサ５１も同様に適用でき
る。

【００９２】図１６の冷凍サイクル５００が図１５の冷
凍サイクル４００と異なる点は、空気を媒体として熱交
換する熱交換器４０２の代わりに、液体を媒体とする熱
交換器５０２を設けている点である。即ち、熱交換器５
０２は、液体との２つの熱交換部５０４，５０６、ルー
プ状液体流通路５０８および循環装置５１０を備えてい
る。２つの熱交換部５０４，５０６は、冷媒流路４１２
と冷媒流路４１４とにそれぞれ設けられている。これら
２つの熱交換部５０４，５０６は１つのループ状液体流
通路５０８の一部を熱交換のために取り込んでいる。こ
のループ状液体流通路５０８内では、循環装置５１０に
より、図の時計回りに液体を循環させている。このこと
により、熱交換部５０４，５０６がループ状液体流通路
５０８内の液体を介して間接的に熱交換される。尚、液
体の循環方向は図の反時計まわりでもよい。図１６の冷
凍サイクル５００はこのように構成されていることによ
り、図１と同様な冷凍サイクルを実現できるとともに、
冷凍サイクルの設計上、熱交換部５０４，５０６が離れ
ていても、熱交換が可能となる。センサ２３〜３３の配
置は図１と同じである。ボイド率センサ５１も同様に適
用できる。

【００９３】上記各実施例において、熱交換器１７が冷
却手段と昇温手段とに該当し、第一温度センサ２３、第
一圧力センサ２５および演算回路３が過熱度検出手段に
該当し、演算回路３の処理の内、ステップ１０１，１１
７，１２３，１２９，１３９，１４１，１４３，１４
５，１０３，１０５の処理が過熱度検出手段としての処
理に該当する。外気温センサ３１が雰囲気温度検出手段
に該当する。演算回路３が膨張弁開度制御手段に該当
し、演算回路３の処理の内、ステップ１０９，１１１，
１１３の処理が膨張弁開度制御手段としての処理に該当
する。

【００９４】演算回路３が請求項１の所定過熱度設定手
段に該当し、演算回路３の処理の内、ステップ１０７，
１１５の処理が請求項１の所定過熱度設定手段としての
処理に該当する。第三温度センサ３３が、請求項２の冷
媒温度検出手段に該当する。演算回路３が請求項２の所
定過熱度設定手段に該当し、演算回路３の処理の内、ス
テップ１１９，１２１の処理が請求項２の所定過熱度設
定手段としての処理に該当する。

【００９５】第二圧力センサ２９が、請求項３の冷媒圧
力検出手段に該当し、ステップ１２５，１２７の処理が
請求項３の所定過熱度設定手段としての処理に該当す
る。第二圧力センサ２９が請求項４の冷媒圧力検出手段
に該当し、第二温度センサ２７が請求項４の冷媒温度検
出手段に該当し、ステップ１３１〜１３７の処理が請求
項４の所定過熱度設定手段としての処理に該当する。

【００９６】ボイド率センサ５１がボイド率検出手段に
該当し、上述したごとく圧力の代わりにボイド率を用い
たステップ１２５，１２７の処理が請求項５，６の所定
過熱度設定手段としての処理に該当する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の冷凍サイクル制御装置の構成図であ
る。

【図２】 実施例１の処理を表すフローチャートであ
る。

【図３】 実施例２の処理を表すフローチャートであ
る。

【図４】 実施例３の処理を表すフローチャートであ
る。

【図５】 実施例４の処理を表すフローチャートであ
る。

【図６】 実施例５の処理を表すフローチャートであ
る。

【図７】 実施例６の処理を表すフローチャートであ
る。

【図８】 実施例７の処理を表すフローチャートであ
る。

【図９】 実施例８の処理を表すフローチャートであ
る。

【図１０】 ボイド率センサの構成説明図である。

【図１１】 電気式膨張弁の構成説明図であり、（ａ）
は電動式直動形膨張弁であり、（ｂ）は電磁式膨張弁で
ある。

【図１２】 実施例を実施した場合の外気温度に対する
蒸発器から車室内に吹き出す吹出空気温度の関係を、従
来例とともに示すグラフである。

【図１３】 本発明が適用可能な他の冷凍サイクルの構
成を表す説明図である。

【図１４】 本発明が適用可能な他の冷凍サイクルの構
成を表す説明図である。

【図１５】 本発明が適用可能な他の冷凍サイクルの構
成を表す説明図である。

【図１６】 本発明が適用可能な他の冷凍サイクルの構
成を表す説明図である。

【符号の説明】

１・・・冷凍サイクル制御装置、３・・・演算回路、５
・・・膨張弁駆動回路 ７・・・冷凍サイクル、９・・・電気式膨張弁、１１・
・・圧縮機 １３・・・凝縮器、１３ａ・・・ファン、１５・・・受
液器、１６・・・蒸発部 １７・・・熱交換器、１７ａ・・・入口流路、１７ｂ・
・・出口流路 １９・・・絞り弁、２１・・・蒸発器、２３・・・第一
温度センサ、２５・・・第一圧力センサ、２７・・・第
二温度センサ、２９・・・第二圧力センサ、３１・・・
外気温センサ、３３・・・第三温度センサ、５１・・・
ボイド率センサ、２００・・・冷凍サイクル、３００・
・・冷凍サイクル、３０２・・・螺旋状キャピラリ、４
００・・・冷凍サイクル、４０２・・・熱交換器、４０
４，４０６・・・熱交換部、４０８・・・空気流通路、
４１０・・・送風装置、４１２・・・冷媒流路、４１４
・・・冷媒流路、５００・・・冷凍サイクル、５０２・
・・熱交換器、５０４，５０６・・・熱交換部、５０８
・・・ループ状液体流通路、５１０・・・循環装置、

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備
   え、 上記膨張弁が、開度調整機能を有し、 上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過させる入口
   流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、上記蒸発器
   の下流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出
   す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手
   段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記蒸発器
   との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に設けられた
   減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段
   とを有し、 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒
   と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能とされてなること
   により構成されている冷凍サイクルに用いられる冷凍サ
   イクル制御装置であって、 上記出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段
   と、 上記凝縮器の雰囲気温度を検出する雰囲気温度検出手段
   と、 上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予め設
   定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の開度
   を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は上記
   膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制御手
   段と、 上記雰囲気温度検出手段により検出された雰囲気温度が
   予め設定された所定温度より低いときは、上記雰囲気温
   度またはその近傍の温度を上記所定過熱度として設定す
   る所定過熱度設定手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
2. 【請求項２】圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備
   え、 上記膨張弁が、開度調整機能を有し、 上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過させる入口
   流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、上記蒸発器
   の下流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出
   す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手
   段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記蒸発器
   との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に設けられた
   減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段
   とを有し、 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒
   と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能とされてなること
   により構成されている冷凍サイクルに用いられる冷凍サ
   イクル制御装置であって、 上記出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段
   と、 上記入口流路に導入される冷媒温度を検出する冷媒温度
   検出手段と、 上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予め設
   定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の開度
   を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は上記
   膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制御手
   段と、 上記冷媒温度検出手段により検出された冷媒温度が予め
   設定された所定温度より低いときは、上記冷媒温度また
   はその近傍の温度を上記所定過熱度として設定する所定
   過熱度設定手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
3. 【請求項３】圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備
   え、 上記膨張弁が、開度調整機能を有し、 上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過させる入口
   流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、上記蒸発器
   の下流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出
   す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手
   段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記蒸発器
   との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に設けられた
   減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段
   とを有し、 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒
   と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能とされてなること
   により構成されている冷凍サイクルに用いられる冷凍サ
   イクル制御装置であって、 上記出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段
   と、 上記膨張弁上流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
   と、 上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予め設
   定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の開度
   を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は上記
   膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制御手
   段と、 上記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力が、予
   め設定された所定圧力より低いときは、その低さの程度
   に応じて上記所定過熱度を減少して設定する所定過熱度
   設定手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
4. 【請求項４】圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備
   え、 上記膨張弁が、開度調整機能を有し、 上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過させる入口
   流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、上記蒸発器
   の下流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出
   す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手
   段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記蒸発器
   との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に設けられた
   減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段
   とを有し、 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒
   と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能とされてなること
   により構成されている冷凍サイクルに用いられる冷凍サ
   イクル制御装置であって、 上記出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段
   と、 上記膨張弁上流の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
   と、 上記膨張弁上流の冷媒温度を検出する冷媒温度検出手段
   と、 上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予め設
   定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の開度
   を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は上記
   膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制御手
   段と、 上記冷媒圧力検出手段により検出された冷媒圧力に基づ
   いて冷媒飽和温度を求め、上記冷媒飽和温度と上記冷媒
   温度検出手段により検出された冷媒温度との差が所定値
   より小さいときは、上記所定過熱度をより低い値に設定
   する所定過熱度設定手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
5. 【請求項５】圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発部を備
   え、 上記膨張弁が、開度調整機能を有し、 上記蒸発部が、冷媒を導入して所定距離通過させる入口
   流路と、上記入口流路に連通する蒸発器と、上記蒸発器
   の下流端から流出した冷媒を所定距離通過させて送り出
   す出口流路と、上記入口流路内の冷媒を冷却する冷却手
   段と、上記冷却手段の内部、上記冷却手段と上記蒸発器
   との間、または上記蒸発器内の上流端近傍に設けられた
   減圧手段と、上記出口流路内の冷媒を昇温する昇温手段
   とを有し、 上記冷却手段と上記昇温手段とが、上記入口流路の冷媒
   と上記出口流路の冷媒とを熱交換可能とされてなること
   により構成されている冷凍サイクルに用いられる冷凍サ
   イクル制御装置であって、 上記出口流路から送り出された冷媒の過熱度検出手段
   と、 上記膨張弁上流の冷媒のボイド率を検出するボイド率検
   出手段と、 上記過熱度検出手段により検出された過熱度が、予め設
   定された所定過熱度よりも高い場合は上記膨張弁の開度
   を開く方向に制御し、所定過熱度よりも低い場合は上記
   膨張弁の開度を閉じる方向に制御する膨張弁開度制御手
   段と、 上記ボイド率検出手段により検出されたボイド率が、予
   め設定された所定ボイド率より高いときは、その高さの
   程度に応じて上記所定過熱度を減少して設定する所定過
   熱度設定手段と、 を備えたことを特徴とする冷凍サイクル制御装置。
6. 【請求項６】上記所定過熱度設定手段が、 上記ボイド率検出手段により検出されたボイド率が、予
   め設定された所定ボイド率より高いときは、上記所定過
   熱度をほぼ０℃に設定する請求項５記載の冷凍サイクル
   制御装置。
7. 【請求項７】請求項１〜５のいずれか２つ、３つ、４つ
   または５つを組み合わせてなることを特徴とする冷凍サ
   イクル制御装置。
8. 【請求項８】 上記減圧手段が、開度固定の絞り弁であ
   る請求項１〜７のいずれか記載の冷凍サイクル装置。
9. 【請求項９】 上記減圧手段が、キャピラリである請求
   項１〜７のいずれか記載の冷凍サイクル制御装置。