JPS62131167A - 冷凍サイクル装置 - 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〕 本発明は冷凍サイクルの中で、特に電気式膨張弁を有す
る冷凍サイクルにおいて、電気式膨張弁の制御と冷媒ガ
ス不足の判定に関するものであり、例えば自動車空調用
冷凍サイクルに用いて好適なものである。

〔従来の技術〕

冷凍サイクルにおける膨張弁は、一般に蒸発器出口にお
ける冷媒の過熱度（スーパーヒート）が一定となるよう
に冷媒流量を制御するものである。

冷媒の過熱度は冷媒圧力と冷媒温度から求めることがで
きるので、膨張弁の弁開度を電気的に制御する電気式膨
張弁を使用する場合は、一般にセンサとして蒸発器出口
の冷媒圧力を検出する圧力センサと、冷媒温度を検出す
る温度センサの両方を使用することになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、自動車空調用冷凍サイクルにおいては、開放
形コンプレッサを使用しているとともに、配管接続部に
常に振動が加わる等の理由がら冷媒ガスの漏れが生じや
すく、そして冷媒ガスの漏れが進行するとコンプレッサ
への潤滑オイルの戻りが悪化し、コンプレッサの焼付が
生しるという問題が生じる。

そこで、冷媒ガスの不足状態を検出して、コンプレッサ
を自動的に停止するという対策が従来より講じられてい
るが、その代表的な方法としては、高圧側冷媒配管に取
付けた圧力センサにより高圧側冷媒圧力を検出し、その
検出圧力が予め設定した設定圧力以下になると、冷媒ガ
スの不足状態であると判定して、電磁クラッチを断状態
とし、コンプレッサを停止するようにしている。従って
、冷媒ガス不足の検出のために特別の圧力センサ（通常
は圧力スイノチ）を必要とし、構成が複雑となる。

本発明は上記点に鑑みてなされたもので、電気式膨張弁
の制御信号を利用して、特別の圧力センサを追加設置す
ることな（、冷媒ガス不足を検出できる冷凍サイクル装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、（ａｌコンプレッ
サと、 （ｂ）このコンプレッサの吐出側に接続され、ガス冷媒
を？疑縮する凝縮器と、 （ｃ１この凝縮器の下流側に接続され前記凝縮器からの
液冷媒を減圧膨張するとともに弁開度を電気的に制御す
る電気式膨張弁と、 （ｄｌこの膨張弁の下流側と前記コンプレッサの吸入側
との間に接続され、前記膨張弁を通過した冷媒を蒸発さ
せる蒸発器と、 （ｅ＋前記蒸発器出口側の冷媒温度を検出する温度検出
手段と、 （「）この温度検出手段の冷媒温度検出信号が入力され
、前記蒸発器出口側の冷媒温度に基いて前記電気式膨張
弁の弁開度信号を算出し、この弁開度信号により前記電
気式膨張弁を制御する制御手段と、 （ｇ）前記温度検出手段の冷媒温度検出信号および前記
制御手段の弁開度信号が入力され、前記蒸発器出口側の
冷媒温度と前記電気式膨張弁の弁開度との相関から冷媒
ガス不足を判定する判定手段とを具備するという技術手
段を採用する。

〔作用〕

上記技術的手段によれば、冷凍ガス不足の判定を、電気
式膨張弁制御のための冷媒温度検出信号および弁開度信
号をそのまま利用して行うことができるため、従来技術
のごとき特別な圧力センサを追加設置することなく、冷
媒ガス不足を良好に検出できる。

〔発明の効果〕

従って、本発明では、電気式膨張弁を有する冷凍サイク
ル装置において、極めて簡単な構成で冷媒ガス不足の検
出機能を得ることができ、その実用上の利益は極めて大
である。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明を自動車空調用冷凍サイクルに適用した
実施例を示すものであって、ＩＯは吐出容量を変化し得
る可変容量コンプレッサで、電磁クラッチ１１を介して
自動車エンジン１２により駆動される。

可変容量コンプレッサ１０の吐出側には凝縮器１３が接
続されており、この凝縮器１３はコンプレッサ１０から
吐出されたガス冷媒を冷却用ファン１４によって送風さ
れる冷却空気により冷却して凝縮する。冷却ファン１４
はモータ１４ａにより駆動される。

凝縮器１３の下流側には、液冷媒を溜めるレシーバ１５
を介して電気式膨張弁１６が接続されている。この膨張
弁１６はその弁開度が電気的に制′４卸されるものであ
って、レシーバ１５カ・らのン夜冷媒を減圧膨張させる
。

電気式膨張弁１６の下流側には蒸発器１７が接続されて
おり、この１発器１７は膨張弁１６をＪ過した気液２相
冷媒と送風ファン１８によって送風される車室内又は車
室外空気とを熱交換して液冷媒を蒸発させる。冷媒の蒸
発潜熱により冷却された冷風は、ヒータユニット２４を
介して車室内へ吹出す。ヒータユニット２４には、周知
のごとくエンジン冷却水を熱源とするヒータコア２４１
、このヒータコア２４１を通過して加熱される温風とヒ
ータコア２４１のバイパス路２４２を通過する冷風の風
量割合を調節して車室内への吹出空気温度を調節する温
度制御ダンパ２４３等が内蔵されている。ｗ発器１７の
下流側は可変容量コンプレッサ１０の吸入側に接続され
ている。

２０は蒸発器１７の空気人口側通路に設置され、蒸発器
周囲温度ｔａを検出する空気温センサで、サーミスタよ
りなる。自・肋車用空調Ｂでは、蒸発器周囲温度ｔａと
外気温とが一致する使用形態（外気導入モード）が多く
用いられるので、空気温センサ２０は外気温を検出する
ようにしてもよい。

２１は蒸発器１７の出口配管部に設置され、蒸発器出口
側の冷媒温度Ｔ、を検出する冷媒温センサで、サーミス
タよりなる。この冷媒温センサ２１は出口配管内に設置
して冷媒温度を直接検出する方式と、出口配管の表面に
密着固定するとともに、断熱材でセンサ取付部を被覆し
て配管表面温度を検出する方式のいずれでもよいが、実
用上は取付の容易さから後者の方式が有利である。

２２は制＜１１１回路で、上記各センサ２０．２１の検
出信号が入力される入力回路２２ａと、この入力回路２
２ａからの入力信号に基いて所定の演算処理を行うマイ
クロコンピュータ２２ｂと、このマイクロコンピュータ
２２ｂの出力１３号に基いて電磁クラッチ１１、電気式
膨張弁１６、および車室内の冷媒不足表示ランプ２３へ
の通電を制御する出力回路２２Ｃとを有している。

入力回路２２ａはアナログ信号をディジタル信号に変換
するＡ−Ｄ変換器等を内蔵しており、また出力回路２２
ｃは、負荷を駆動するリレー回路等を内蔵している。

一方、マイクロコンピュータ２２ｂは、瑣−チップのＬ
ＳＩからなるディジタルコンピュータにより形成されて
おり、このマイクロコンピュータ２２ｂは定電圧回路（
図示しない）から定電圧を受けて作動準備完了状態にお
かれる。この場合、前記定電圧回路は自動車エンジン１
２のイグニッションスイッチ（図示しない）の閉成に応
答して車載の直流電源（ハソテリ）から直流電圧を受け
て前記定電圧を生じる。マイクロコンピュータ２２ｂは
、中央処理装置（以下ｃｐｕと称する）、メモリ　（Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ）　、クロック回路等を備えており、これ
らｃｐｕ、メモリ　（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、クロック回路
はハスラインを介して互いに接続されている。マイクロ
コンピュータ２２ｂのメモリ　（ＲＡＭ）は入力回路２
２ａからの各ディジタル信号を受けて一時的に記１．ク
シ、これら各信号をＣＰＵに選択的に付与する。マイク
ロコンピュータ２２ｂのクロック回路は、水晶発振器と
協働して所定周波数を有するクロック信号を発生し、こ
れに基づいてマイクロコンビ１−９２２　ｂにおける所
定の制御プログラムの実行を許容する。

マイクロコンピュータ２２ｂのメモリ　（ＲＯＭ）内に
は、後述するような演算処理をマイクロコンビ１−夕２
２ｂ内にて実行するために前記所定の市ＩＩ　ｆａｌｌ
フ゛ログラムが予め３己ｊｉ２されている。

次に、可変容礒コンプレッサ１０の容量可変機構１０１
について述べると、この機構１０１は、例えば特開昭５
８−１５５２８７号公報で公知のごとく、容量調整部材
の背圧を電磁弁１０２の開閉によって制御〕ｕすること
により、容量調整部材を変位させ、吐出８礒を変化させ
るものであり、そして電磁弁１０２の開閉は客足制御回
路１０　：３の出力信号のデユーティ比を変化させるこ
とにより制御する。制御回路１０３には、コンプレッサ
吸入圧力（蒸発圧力）ＰＬを検出する低圧側圧力センサ
１０４の検出信号が入力され、この吸入圧力ＰＬが所定
値（例えば２．１　ｋｇ／ａ４Ｇ）己こ維持されるよう
に、出力信号のデユーティ比を変えて、コンプレッサ１
０の容量を制御する。すなわち、吸入圧力ＰＬが上記所
定値より高くなると、コンプレッサ容量を増大し、上記
所定値より低下すると、コンプレッサ容量を減少すると
いう制御を行って吸入圧力ＰＬを上記所定値に維持する
。コンプレ・７す容量の変化は、連続的でも、不連続的
（段階的）でもよい。なお、上記所定値は完全に固定し
た値でなく、例えば冷房熱負荷に応じた信号２こよって
、上記所定値を若干量補正するという制御＋をイ寸カロ
してもよい。

また、可変容量コンプレッサｌＯの容量可変機構１０１
は、上記したように圧力センサ１０４の検出信号ＰＬに
基いて電気的に容量を制御するものの他に、前記特開昭
５８−１５５２８７号公報に記載のごとく、コンプレッ
サ吸入圧力ＰＬに応動する圧力応動弁を設け、この圧力
応動弁により容量調整部材の背圧を制御して、容量制御
を行う純□械的な構成のものでもよい。

第２図は電気式膨張弁１６の具体的構造を例示するもの
であって、１６０はヘース部材で、その一端側に冷媒入
口通路１６１を有し、他端側に冷媒出口通路１６２を有
している。１６３は非磁性体からなる円筒状部材で、冷
媒を威圧膨張させる２つの弁孔１６３ａ、１６３ｂを対
称位置に開口している６　１６４は円筒部＋Ａ１６３の
内周に［Ｓ動自在に挿入された磁性体製のプランジャで
あり、励磁コイル１６６に通電しない状態ではコイルス
プリング＋６５により押圧されて最下端の位置にあって
、２つの弁孔１６３ａ、１６３ｂを外周のリング状溝１
６４ａにより全開している。

１６７はプランジャ１６４に対向設置され固定磁極部材
で、円筒状ヨーク１６８の上端に固定されている。１６
９は上記部材１６４，１６７．１６８とともに励磁コイ
ル１６６の磁気回路を構成する磁性端板である。励磁コ
イル１６６に通電すると、プランジャ１６４と固定磁極
部材１６７との間に磁気吸引力が生じ、プランジャ１６
４はコイルスプリング１６５のばね力に抗して固定磁極
部材１６７に吸着され、弁孔１６３ａ、１６３ｂを閉じ
る。従って、励磁コイル１６６にパルス波形の電圧を印
加することによりプランジャ１６４が連続的に往復動し
て、弁孔１６３ａ、１６３ｂの開閉を連続的に繰返す。

そして、励磁コイル１６６へのパルス波形入力電圧のデ
ユーティ比（所定周期におけるオン−オフの比率）を変
えることにより、弁孔１６３ａ、１６３ｂの開閉比率が
変化して、冷媒流量を調節できる。つまり、励（１５２
コイル１６６への入力電圧のデユーティ比を変えること
により、膨張弁１６の弁開度を実質的に調節できる。

なお、本例では、電気式膨張弁１６として上記のごとく
プランジャ１６４が連続的に往復動じて、弁孔１６３ａ
、１６３ｂの開閉を連続的に繰返すデユーティ制御のも
のについて説明したが、プランジャ１６４の変位量をサ
ーボモータ等により連続的に変え、それにより弁開度を
調節するリニア制御のものでも使用できる。

次に、本実施例装置の作動について説明する。

まず、最初に基本的な作動態様につき説明すると、第１
図に示す冷凍サイクルにおいては、コンプレッサ１とし
て低圧コントロールを行う可変容量コンプレッサを用い
ているため、低圧圧力ＰＬはコンプレッサ１の容量制御
により一定値（例えば２゜１　ｋｇ　／　ｃａｔ　Ｇ　
）に制御される。それ故、電気式膨張弁１６は蒸発器出
口側（換言すればコンプレフサ吸入側）冷媒温度Ｔ８を
一定値に制御するだけで、茎発器出口冷媒のスーパーヒ
ート（過熱度）ＳＨを目標値Ｔ。（例えば約１０℃）に
制御することが可能となる。

それ故、冷媒温センサ２１により蒸発器出口側冷媒温度
Ｔｉ＋を検出し、この冷媒温度Ｔ、ｌが目標温度Ｔ０と
一致ずろように制御回路２２によって電気式膨張弁１６
の弁開（ｉをフィードバック制御する。

一方、サイクル内の冷媒充填量が適正量である場合には
、電気式膨張弁１６の弁開度を所定開度とすることによ
り、蒸発器出口側冷媒温度ＴＲを目標温度Ｔ。に制御で
きる。しかし、冷媒不足状態では、冷凍サイクル内を循
環する冷媒流用が低下するので、蒸発器１７内にて冷媒
が過熱状態のガスとなり、蒸発器出口側冷媒温度Ｔ、ｌ
が１腎してしまう。したがって、電気式膨張弁開度は、
フィードバック制御により、開度が増大し最終的には全
開の状態にまでなるが、ガス不足の状態ではそれでもな
お蒸発器出口側冷媒温度Ｔ３は低下しない。したがって
、電気式膨張弁開度が全開、もしくはほぼ全開の状態で
、かつ蒸発器出口側冷媒温度Ｔ、Ｉが目標冷媒温度Ｔ。

よりも高い場合にはガス不足状態であると判定できる。

ただし、これは蒸発器周囲温度ｔａが目標冷媒温度Ｔ。

よりも高い場合には判定可能であるが、この周囲温度（
ａが目標冷媒温度Ｔ。よりも低い場合には、ガス不足状
態であっても、蒸発器出口側冷媒温度ＴＲは周囲温度ｔ
ａ以上には上昇せず、そのため蒸発器出口側冷媒温度Ｔ
ｉ＋は目標温度Ｔ０よりも上昇することがなく、電気式
膨張弁１６は、全開にはならない。したがって、ｔａ＜
Ｔ。の場合には、上記方法によるガス不足判定は、不可
能である。

そこで、次にｔａ＜Ｔｏの場合について考えてみると、
この場合は冷房負荷が非常に小さいので、電気式膨張弁
開度を大きく、例えば全開にすれば必ず吸入冷媒温度Ｔ
、は、そのときの低圧圧ツノのＰＬの飽和温度にまで低
下する。例えば、冷媒Ｒ−１２の場合、低圧圧力ＰＬが
２．１　ｋｇ　／　ｃｏｌ　Ｇであれば、そのときの冷
媒飽和温度は０°Ｃとなる。したがって、ｔａ＜７０の
場合には、意図的に電気式膨張弁開度を全開もしくはほ
ぼ全開の状態にし、そのとき蒸発器出口冷媒温度１゛４
がある基準温度Ｔｃ（例えば２〜３°Ｃ）以下に低下す
れば、冷媒充填量は適正であり、また低下しなければガ
ス不足状態であると判定することができる。ここで、判
定基準温度Ｔ、は、Ｔｏ〉Ｔｃ＜０℃の関係に設定され
ている。

第３図は、前者のｔａ≧Ｔ０の場合における冷媒ガス不
足判定方法を図表化して示すもので、電気式膨張弁１６
の全開状態における冷媒充填量と蒸発器出口側冷媒温度
ＴＭとの関係を示しており、この冷媒温度Ｔ、ｌが目標
温度Ｔ０より高い領域が冷媒ガス不足判定領域である。

第４図は後者のＴ、＜Ｔ、の場合における冷媒ガス不足
判定方法を図表化して示すもので、第３図と同じ関係を
示しており、冷媒温度Ｔ、が判定基準温度Ｔ、より高い
領域が冷媒ガス不足判定領域である。

次に、本実施例の作動を第５図に示すフローチャートに
より具体的に説明する。図示しない空調装置作動スイツ
チを投入することにより、ステップ１００がスタートし
、次のステップ１０１において予め設定された目標冷媒
温度Ｔ。およびガス不足時制定基準温度Ｔ、をメモＩＪ
（ＲＯＭ）から読み込み、さらに空気温センサ２０によ
り測定されたｆ発器周囲温度ｔａをメモリ　（ＲＡＭ）
から読み込む。

次のステップ１０２で周囲温度ｔａと目標冷媒温度Ｔ０
とを比較し、ｔａ≧Ｔ０の場合は、ステップ１０２３．
１０３に進み、またｔａ、＜Ｔ（、の場合は、ステップ
１０２ｂ、１５３に進む。ステップ１０２ａ、１０２ｂ
は後述するカウンタの計数値ＮをＮ＝０の状態にリセッ
トする。ステップ１０３では起動時の電気式膨張弁１６
の開度信号ＤＴ＝ＤＴ、を決定する。ここで、起動待弁
開度信号り　Ｔ　、は予め設定されメモリ　（ＲＯＭ）
に記憶されている一定間度の信号であって、この一定間
度の信号ＤＴ、がメモリ　（ＲＡＭ）内に弁開度信号Ｄ
Ｔとして記憶される。そして、ステップ１０４にて電磁
クラッチ１１に通電され、可変容量コンプレッサｌＯが
起動する。

次のステップ１０５は上記のクラッチオン状態を所定時
間例えば２秒間″ｍ続し、次のステップ１０６において
冷媒温センサ２１により測定された蒸発器出口側冷媒温
度ＴＲをメモリ　（ＲＡＭ）から読み込む。

次のステップ１０７において、冷媒温度ＴＲと１標吸入
冷媒温度Ｔ０との偏差により電気式膨張弁１６の弁開度
１３号ＤＴを算出する。この方法としては、ＰＩＤ制御
などのフィードバック制御があり、例えば電気式膨張弁
１６をデユーティ制ｉ：ｔ［ｌし、開閉の時間比率を変
えることによって平均弁開度を制御する場合には、その
（開弁時間、／開弁時間＋閉弁時間）すなわちデユーテ
ィ比として弁開度信号ＤＴを次式のように算出する。

Ｅ、＝Ｔ、　−Ｔ。

により求めた定数であって、メモリ　（ＲＯＭ）に記憶
されている。ΣＥ７はコンプレッサ起動後において計算
した偏差Ｅ０の総和を示す。

このステップ１０７で算出された弁開度信号ＤＴもメモ
リ　（ＲＡＭ）に記憶される。

次のステップ１０８では、膨張弁開度信号ＤＴが全開で
あるという条件と冷媒温度Ｔ、ｌが目標温度Ｔ。より高
いという条件とを同時に満足しているかどうかを判定す
る。冷媒充填量が適正量である場合には、前述した通り
、全開状態よ小さい所定開度でもって冷媒温度Ｔ、が目
標温度に制御されているので、ステップ１０８における
判定はＮＯとなり、カウンタ計算値Ｎ＝Ｏにリセットす
るステップ１１２を介して前述のステップ１０５に戻る
。

ところで、第６図は、電気式膨張弁１６を駆動するため
のフローチャートであって、予め定められた時間（例え
ば０．００５秒）ごとに第５図に示す制御フローチャー
ト内に割り込み、メモリ　（ＲＡＭ）に記憶されている
弁開度信号（デユーティ−比信号）ＤＴにより電気式膨
張弁１６を駆動する。この場合、膨張弁１６として第２
図の例では励磁コイル１６６への通電オフの時に弁孔１
６３ａ、１６３ｂが開口するタイプのものを用いている
ので、上記デユーティ−比ＤＴは、励磁コイル１６６へ
の通電オフの比率を示し、（１−ＤＴ）が励磁コイル１
６６への通電オンの比率を示す。

冷媒充填量が適正量である場合には、前述のステップ１
０５〜１０８が繰返し実行され、そして第６図に示す割
り込みフローチャートに従って電気式膨張弁１６が駆動
される。

一方、冷媒充填量が適正量より減少していくと、膨張弁
開度が全開であっても、蒸発器出口側冷媒温度Ｔ、ｌが
第３図に示すように次第に上昇し、そして目標温度Ｔ０
を越えると、ステ、プ１０８の判定がＹＥＳとなり、次
のステップ１１３に進み、ステップ１０８の判定がＹＥ
Ｓとなった回数Ｎをカウンタが計数する。そして、ステ
ップ１０８の判定がＹＥＳとなる状態が所定時間以上継
続されると、次のステップ１１４の判定がＮａ２Ｏにな
るので、ステップ１０９に進み、電磁クラッチ１１への
通電を遮断し、可変容量コンプレッサ１０を停止する。

次のステップ１１０では、車室内の空調制御パネルに設
けられた冷媒不足表示ランプ２３を点灯して冷媒不足を
表示し、ステップ１１１にて制御ルーチンは終了する。

上記のクラッチオフ状態は、空調作動スイッチを一旦オ
フした後再投入しない限り、解除されない。

なお、炎天下駐車直後における空調装置の始動時等の冷
房負荷が極端に高い時、その他特殊条件下では、冷媒充
填量が適正量であっても、一時的にステップ１０８の判
定がＹＥＳとなる場合があるが、冷房充填量が適正量で
あるときは、ステップ１１４の判定がＮａ１０となる以
前に、すなわちステップ１０８の判定がＹＥＳになって
から所定時間以内に、冷媒温度Ｔ、が目標温度Ｔ。以下
に低下してステップ１０８の判定がＮｏになるので、電
磁クラッチ１１をオフすることはない。従って、冷媒充
填計の適正時における誤作動を確実に防止できる。

一方、ステップ１０２にてもしｔａ＜Ｔｏの場合には、
ステップ１０２ｂを経てステップ１５３に進み、電気式
膨張弁開度信号ＤＴを全開とし、膨張弁１６を全開の状
態で起動する。次のステップ１５４で電磁クラッチ１１
をオンし、コンプレッサＩＯを起動し、次のステップ１
５５で−よその状態を５〜１０秒程度程度間維持する。

次のステップ１５６で蒸発器出口側冷媒温度Ｔ１１を読
み込み、次のステップ１５７でこの冷媒温度］゛８とガ
ス不足判定基準温度ＴＣとを比較する。冷媒充填量が適
正量である場合は、前述した通りＴＲ＜１’。

となるので、判定はＮｏとなり、次のステップ１５８に
進み、前記ステップ１０７と同じ計算式にて電気式膨張
弁１６の弁開度信号（デユーティ比信号）ＤＴを算出し
、メモリ　（ＲＡＭ）に記憶する。次のステップ１５９
はこの弁開度信号Ｄ　Ｔを２秒間維持し、次のステップ
１６０で冷媒温度Ｔ１１を読み込み、前記ステップ１５
８に戻る。以下ステップ１５８〜１６０を繰返し、その
間に第６図に示す割り込みルーチンによって電気式膨張
弁１６が駆動される。

もし、ステップ１５７にてＴ□〉Ｔｃと判定された時は
、前記ステップ１１３．１１４と同様なステップ１６１
，１６２に進み、ステップ１６２の判定がＮａ３になる
と、冷媒不足状態であると判定し、ステップ１０９〜１
１１に進み、クラッチオフおよび冷媒不足表示を行う。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、上述の実施
例における電気式膨張弁１６の開度制御機能および冷媒
ガス不足判定機能に、更に蒸発器１７のフロスト状態判
定機能を付加したものである。第５図のフローチャート
と同一部分については説明を省略し、異なる部分のみを
以下説明する。

ステップ１０１では、前記したＴ。、Ｔｃ、ｔａの他に
フロスト防止用設定温度Ｔ　−、Ｔ　ｒを読み込む。

ステップ１２０および１７０でフロスト状況の判定を行
うのであるが、膨張弁開度信号ＤＴが予め設定された最
小弁開度信号ＤＴ、、、と等しく、かつ冷媒温度Ｔ８が
フロスト判定用設定温度Ｔ。

（例えば−５°Ｃ〜０°Ｃ）よりも低くなった場合に、
蒸発器１７がフロスト状態であると判定し、次のステッ
プ１２１．Ｉ７１に進み、電磁クラツチ１１をオフする
。これにより、蒸発器１７における冷却作用が中止され
、蒸発２Ｓ１７のフロストが防止される。次のステップ
１２２．１７２で冷媒温度Ｔ、ｌを読み込み、次のステ
ップ１２３．１７３でＴＲと設定温度Ｔ、（例えば３〜
５°Ｃ）とを比較し、ＴＲ＜Ｔ、の間はステップ１２２
．１２３又はステップ１７２．１７３を繰り返して、電
磁クラッチ１１のオフ状態を継続する。そして、冷媒温
度ＴＲが上昇してＴＲ≧Ｔ８になると、ステップ１２４
，１７４に進み、電磁クラッチ１１をオンする。

なお、第１図に図示した冷凍サイクルではコンプレッサ
１０として可変容量形のものを用い、その容量制御によ
って低圧圧力Ｐ、を所定値に維持するようにしているが
、コンプレッサ１０として可変容量形でない通常のもの
を用い、電気式膨張弁１６の弁開度を蒸発器出口側の冷
媒温度Ｔ、ｌおよび冷媒圧力Ｐ、に応じて制御すること
により、蒸発器出口冷媒の過熱度を制御するタイプの冷
凍サイクルにも本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、電気式膨張弁１６の制御手段
、冷媒不足の判定手段、蒸発器のフロストの判ｆ　手段
等をすべてマイクロコンビ、−１２２ｂを用いて構成す
る場合について説明したが、上記の各手段を、個々の電
気回路素子を組合せた電気回路にて構成することも可能
である。

また、第１図に示す例では、冷媒温センサ２１の他に空
気温センサ２０を別途独立に設けているが、蒸発器１７
を収納するクーリングケース１７ａ内に位置する蒸発器
出口配管部に冷媒温センサ２１を設けた場合には、コン
プレッサ起動前であれば、冷媒温センサ２１は実質的に
蒸発器周囲温度を検出するので、空気温センサ２０を省
略できる。すなわち、冷媒温センサ２１にコンプレッサ
起動前における蒸発器周囲温度を検出する機能を兼務さ
せることができる。

また、本発明は自動車空調用に限らず、種々な用途の冷
凍サイクルに広く適用可能であることはいうまでもない
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は全体構成
図であり、第２　Ｉｌｌは電気式膨張弁の具体的構造を
例示する断面図、第３図および第４図は本発明による冷
媒不足判定方法を説明するグラフ、第５図〜第７図はマ
イクロコンピュータによる制御を例示するフローチャー
トである。 １０・・・可変容量コンプレッサ、１１・・・電磁クラ
ッチ、１０１・・・容は可変機構、１３・・・凝縮器、
１６・・・電気式膨張弁、１７・・・蒸発器、２１・・
・冷媒温センサ（温度検出手段）、２２・・・制御回路
、２２ｂ・・・マイクロコンピュータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　（ａ）　コンプレッサと、 （ｂ）　このコンプレッサの吐出側に接続され、ガス冷
   媒を凝縮する凝縮器と、 （ｃ）　この凝縮器の下流側に接続され前記凝縮器から
   の液冷媒を減圧膨張するとともに弁開度を電気的に制御
   する電気式膨張弁と、 （ｄ）　この膨張弁の下流側と前記コンプレッサの吸入
   側との間に接続され、前記膨張弁を通過した冷媒を蒸発
   させる蒸発器と、 （ｅ）　前記蒸発器出口側の冷媒温度を検出する温度検
   出手段と、 （ｒ）　この温度検出手段の冷媒温度検出信号が入力さ
   れ、前記蒸発器出口側の冷媒温度に基いて前記電気式膨
   張弁の弁開度信号を算出し、この弁開度信号により前記
   電気式膨張弁を制御する制御手段と、 （ｇ）　前記温度検出手段の冷媒温度検出信号および前
   記制御手段の弁開度信号が入力され、前記蒸発器出口側
   の冷媒温度と前記電気式膨張弁の弁開度との相関から冷
   媒ガス不足を判定する判定手段とを具備する冷凍サイク
   ル装置。
2. （２）　前記判定手段は、前記電気式膨張弁が全開もし
   くはほぼ全開状態であり、かつ蒸発器出口側冷媒の温度
   が設定温度より高い場合に冷媒ガスの不足状態であると
   判定する特許請求の範囲第１項記載の冷凍サイクル装置
   。
3. （３）　前記判定手段は、前記蒸発器出口の冷媒温度と
   前記電気式膨張弁の弁開度との相関から前記蒸発器のフ
   ロスト状態を判定するように構成されている特許請求の
   範囲第１項又は第２項に記載の冷凍サイクル装置。
4. （４）　前記判定手段は、前記電気式膨張弁の弁開度が
   設定開度以下であり、かつ蒸発器出口側冷媒の温度が設
   定温度以下である場合に前記蒸発器がフロスト状態であ
   ると判定する特許請求の範囲第３項記載の冷凍サイクル
   装置。
5. （５）前記コンプレッサが吐出容量を変化させる容量可
   変機構を有する可変容量コンプレッサからなり、その吐
   出容量の変化によってコンプレッサ吸入圧力を所定値に
   維持するように構成されている特許請求の範囲第１項乃
   至第４項のいずれかに記載の冷凍サイクル装置。