WO2016143347A1

WO2016143347A1 - 膨張弁装置

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Publication number: WO2016143347A1
Application number: PCT/JP2016/001320
Authority: WO
Inventors: 光雄大浦; 達広松木; 伊藤　哲也
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: US20180023835A1; CN107250690A; JP2016169893A; CN107250690B; DE112016001128T5

Abstract

　膨張弁装置は、ハウジング（２０）、弁体（２４）、駆動部（２７）、第１検出部（３１ａ，３１ｂ）、第２検出部（３２ａ，３２ｂ）、第３検出部（３３ａ，３３ｂ）、および制御部（１５）を含んでいる。ハウジングは、第１冷媒通路（２１）と第２冷媒通路（２２）とが内部に形成されている。弁体は、ハウジング内に設けられ、第２冷媒通路の開度を変更する。第１検出部は、第１冷媒通路を流れる冷媒の温度を検出する。第２検出部は、第２冷媒通路における弁体の上流側を流れる冷媒の温度および圧力を検出する。第３検出部は、第２冷媒通路における弁体の下流側を流れる冷媒の温度または圧力を検出する。制御部は、第２検出部および第３検出部によって検出された値を用いて、第２冷媒通路を流れる冷媒の流量を演算し、第１検出部によって検出された値を用いて、第１冷媒通路を流れる冷媒の過熱度を演算し、過熱度が所定範囲となるように弁体の開度を制御する。

Description

膨張弁装置

関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年３月１１日に出願された日本特許出願２０１５－０４８７７５号を基にしている。

　本開示は、冷凍サイクルに設けられ、冷凍サイクルを循環する冷媒を減圧膨張可能な電動の膨張弁装置に関する。

　冷凍サイクルを流れる冷媒の流量Ｇｒ（ｋｇ／ｓ）を算出する方法として、式Ｆ１が用いられている。

　Ｇｒ＝Ｃ×Ａ×（ΔＰ／ρ）＾０．５　　　　　…（Ｆ１）
　ここで、Ｃは、流量係数（無次元）であり、Ａは、弁の開口面積（ｍ^２）であり、ΔＰは、膨張弁の上流側と下流側の差圧（Ｐａ）であり、ρは、入口冷媒密度（ｋｇ／ｍ^３）である。

　この式Ｆ１を活用する冷媒流量測定装置として、特許文献１では、膨張弁の上流に圧力と温度センサを搭載し、膨張弁の下流に圧力センサまたは温度センサを搭載した冷媒流量測定装置を開示している。そして各センサの検出値を用いて、膨張弁の上流側と下流側の差圧と冷媒密度を算出する。さらにアクチュエータの弁開度を用いて、式Ｆ１に基づき流量を検出している。また凝縮器の出口配管に圧力センサと温度センサを搭載することで、過熱度制御も同時に実現している。

特公平５－６５７７９号公報

　しかしながら、本開示の発明者らによる検討によれば、特許文献１に記載の冷媒流量測定装置では、膨張弁の上流側と下流側の配管に温度センサまたは圧力センサを搭載することで、圧力を推定もしくは直接検出している。しかし、外気温度の影響により過熱度演算および流量検出精度が悪化するおそれがある。

　また圧力センサまたは温度センサを複数の配管部位に取り付けるため、搭載性が悪化するとともに、取付部品点数が増加するおそれもある。

　さらに膨張弁の上流側と下流側のうちの片側の圧力センサにノイズがのると誤差となり、流量検出精度が悪化するおそれもある。

　そこで、本開示は上記点に鑑みてなされたものであり、流量の高精度に測定でき、小型化することができる膨張弁装置を提供することを目的とする。

　本開示の膨張弁装置は、冷凍サイクルに設けられ、冷凍サイクルを循環する冷媒を減圧膨張可能である。膨張弁装置は、ハウジング、弁体、駆動部、第１検出部、第２検出部、第３検出部、および制御部を含んでいる。ハウジングは、蒸発器から圧縮機へ流れる冷媒が流通する第１冷媒通路と、凝縮器から蒸発器へ流れる冷媒が流通する第２冷媒通路とが内部に形成されている。弁体は、ハウジング内に設けられ、第２冷媒通路の開度を変更する。駆動部は、弁体を変位させる。第１検出部は、第１冷媒通路を流れる冷媒の温度を検出する。第２検出部は、第２冷媒通路における弁体の上流側を流れる冷媒の温度および圧力を検出する。第３検出部は、第２冷媒通路における弁体の下流側を流れる冷媒の温度または圧力を検出する。制御部は、第１、第２、第３検出部のそれぞれから検出された値を用いて、駆動部を制御して弁体の開度を調節する。制御部は、（ｉ）第２検出部および第３検出部によって検出された値を用いて、第２冷媒通路を流れる冷媒の流量を演算し、（ｉｉ）第１検出部によって検出された値を用いて、第１冷媒通路を流れる冷媒の過熱度を演算し、（ｉｉｉ）過熱度が所定範囲となるように弁体の開度を制御する。

　本開示によれば、膨張弁装置のハウジングに、各検出部が設けられる。膨張弁装置に接続される配管に各検出部を設ける従来技術と比べて、搭載性を向上することができる。さらに膨張弁装置に検出部を設けるので、検出部を配管に設ける構成に比べて、外気温による影響を小さくすることができる。したがって、冷媒の流量を高精度に測定することができる。

　また、制御部は、各検出部によって検出された値を用いて、第２冷媒通路を流れる冷媒の流量と、第１冷媒通路を流れる冷媒の過熱度の双方を演算する。したがって、冷凍サイクルを制御するための演算を、膨張弁装置に集約することができる。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第１実施形態の冷凍サイクルを示す図である。冷媒の流量の演算処理を示すフローチャートである。第２実施形態の冷凍サイクルを示す図である。冷媒のエンタルピーと圧力との関係を示すＰ‐ｈ線図である。

　以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　（第１実施形態）
　第１実施形態に関して、図１および図２を用いて説明する。膨張弁装置１０は、自動車等の空調装置の冷凍サイクル１１に使用される減圧装置として機能する電動式の膨張弁装置１０である。冷凍サイクル１１は、圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁装置１０および蒸発器１４を含んで構成され、冷凍サイクル１１内を冷媒が循環する。また冷凍サイクル１１には、圧縮機１２および膨張弁装置１０を制御する制御装置（ＥＣＵ）１５が設けられる。

　圧縮機１２は、内蔵する駆動モータ（図示せず）によって回転駆動される。圧縮機１２は、蒸発器１４より吸入した冷媒をたとえば臨界圧力以上の高温、高圧となるまで圧縮して吐出する電動式の冷媒圧縮機である。凝縮器１３は、圧縮機１２より流入する冷媒ガスとの熱交換によって通過する空気に放熱する。

　膨張弁装置１０は、凝縮器１３から流出する冷媒を弁開度に応じて減圧膨張可能な減圧装置で、ＥＣＵ１５によって弁開度が電気的に制御される電動式膨張弁（ＥＶＨ）が使用されている。

　蒸発器１４は、膨張弁装置１０によって減圧された冷媒を空気との熱交換によって蒸発気化させ、圧縮機１２に冷媒ガスを供給する。

　ＥＣＵ１５は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、Ｉ／Ｏポートなどの機能を含んで構成され、それ自体は周知の構造を持つマイクロコンピュータを内蔵している。そして、ＥＣＵ１５は、電力供給されると、接続される装置からの操作信号、各種センサからのセンサ信号、およびメモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、空調装置の各アクチュエータを電気的に制御する。

　次に、膨張弁装置１０に関して説明する。図１に示すように、膨張弁装置１０は角柱状のハウジング２０を有する。ハウジング２０は、金属製、たとえばアルミニウム製である。ハウジング２０には、蒸発器１４から圧縮機１２へ流れる冷媒が流通する第１冷媒通路２１と、凝縮器１３から蒸発器１４へ流れる冷媒が流通する第２冷媒通路２２とが内部に形成されている。具体的には、ハウジング２０には、蒸発器１４の出口から圧縮機１２の入口へと向かう部分に介在される低圧の気相冷媒（低圧冷媒）が通過する第１冷媒通路２１が形成されている。またハウジング２０には、凝縮器１３の出口から蒸発器１４の冷媒入口へと向かう部分に介在される液相冷媒が通過する第２冷媒通路２２が形成されている。第１冷媒通路２１と第２冷媒通路２２は、図１の上下方向に互いに離れて、図１の左右方向に延びるように形成されている。

　第２冷媒通路２２には、凝縮器１３から供給された液体冷媒を断熱膨張させるためのオリフィス部２３が形成されている。オリフィス部２３は、第２冷媒通路２２において断面積の小さい狭い通路であり、弁部材２６の軸方向に沿うように設けられている。オリフィス部２３の入口には弁座２５が形成されていて、弁座２５には弁部材２６により支持された弁体２４が着座または離座する。これによって弁体２４は、第２冷媒通路２２の開度を変更する。具体的には、弁体２４と弁座２５との距離を調整することにより、オリフィス部２３を流通する冷媒の量が調節される。

　弁体２４と弁部材２６とは溶接などによって、一体となるように固定されている。弁部材２６は、長手状の部材であり、上方の端部が駆動部２７に連結されており、下方の端部に弁体２４が設けられる。

　第２冷媒通路２２は、凝縮器１３の液冷媒が導入される第２冷媒流入口２２ａから第２冷媒流出口２２ｂに至るまでの通路であり、その途中に第２冷媒流入口２２ａに連通する弁室２８が設けられている。弁室２８は、オリフィス部２３の中心線と同軸に形成される室である。

　さらに、ハウジング２０には、上下方向に延びる孔部２９がオリフィス部２３の中心軸線と同軸でその延長線上に第１冷媒通路２１に連通するように形成されている。孔部２９には、弁部材２６が貫通するように配置されている。

　ハウジング２０の上端には、駆動部２７が設けられている。駆動部２７は、電動によって、弁体２４を変位させる。駆動部２７は、ＥＣＵ１５によって制御される。駆動部２７は、ステッパーモータなどのモータ（図示せず）と、モータの回転力を上下方向にスライド変位させる変換部（図示せず）とを備える。変換部は、外周面に雄ねじ部が形成された円筒形状の雄ねじ部材を有する。モータのロータの本体部は、雌ねじ部が形成されている。この雌ねじ部と雄ねじ部とは螺合しており、ロータが回転するとロータが軸線方向（図１の上下方向）に変位するようになっている。ロータが回転して軸線方向に変位すると、ロータの本体部に係止している弁部材２６も共に変位し、弁体２４と弁座２５と間の開度を変更可能になっている。

　次に、第１冷媒通路２１および第２冷媒通路２２に設けられるセンサに関して説明する。本実施形態では、第１検出部として、第１温度センサ３１ａおよび第１圧力センサ３１ｂが第１冷媒通路２１内に設けられている。第１温度センサ３１ａは、第１冷媒通路２１を流れる冷媒の温度を検出する。第１圧力センサ３１ｂは、第１冷媒通路２１を流れる冷媒の圧力を検出する。

　第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側を流れる冷媒の温度および圧力を検出する第２検出部として、第２温度センサ３２ａおよび第２圧力センサ３２ｂが設けられている。第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側は、弁体２４の冷媒の流れ方向の上流側であり、凝縮器１３側である。第２冷媒通路２２における弁体２４の下流側を流れる冷媒の圧力を検出する第３圧力センサ３３ｂが設けられている。第２冷媒通路２２における弁体２４の下流側は、弁体２４の冷媒の流れ方向の下流側であり、蒸発器１４側である。

　第１冷媒通路２１および第２冷媒通路２２に設けられるこれらのセンサは、ＥＣＵ１５に検出した情報を出力する。ＥＣＵ１５は、制御部であって、第２圧力センサ３２ｂ、第２温度センサ３２ａおよび第３圧力センサ３３ｂによって検出された値を用いて、第２冷媒通路２２を流れる冷媒の流量Ｇｒ（ｋｇ／ｓ）を演算する。具体的には、以下の式Ｆ２を用いて流量Ｇｒ（ｋｇ／ｓ）を演算する。

　Ｇｒ＝Ｃ×Ａ×（ΔＰ１／ρ）＾０．５　　　　　…（Ｆ２）
　前述のように、Ｃは、流量係数（無次元）であり、Ａは、弁体２４の開口面積（ｍ^２）であり、ΔＰ１は、弁体２４の上流側と下流側（前後）の差圧（Ｐａ）であり、ρは、冷媒密度（ｋｇ／ｍ^３）である。流量係数Ｃは、既知の値である。また開口面積Ａは、膨張弁装置１０の弁開度によって決まる既知の値である。差圧ΔＰ１は、第２圧力センサ３２ｂおよび第３圧力センサ３３ｂの差によって算出することができる。冷媒密度ρは、第２圧力センサ３２ｂおよび第２温度センサ３２ａによって検出された冷媒の圧力と温度とから求めることができる。したがって前述のように、式Ｆ２を用いることによって、冷媒の流量Ｇｒを演算することができる。

　またＥＣＵ１５は、第１温度センサ３１ａおよび第１圧力センサ３１ｂによって検出された値を用いて、第１冷媒通路２１を流れる冷媒の過熱度を演算する。過熱度は、特定の圧力下で冷媒蒸気が飽和温度から何度高いかを数字で表わしたものである。したがって過熱度を演算するためには、まず第１圧力センサ３１ｂで圧力を測定し、飽和圧力を圧力温度表で温度に読み替える。次に、第１圧力センサ３１ｂと同じ場所の温度を第１温度センサ３１ａによって検出し、読み替えた温度との差を求める。この差が過熱度となる。

　過熱度によって、蒸発器１４へ流入する冷媒量が適切かどうかが判断できる。たとえば過熱度が非常に高い状態では、十分な冷媒が供給されておらず、効率的な冷却が行われず、エネルギー効率が悪くなる。逆に過熱度が異常に低い状態では、過剰な冷媒が供給されており、液バックの可能性が発生し、圧縮機１２の損傷を引き起こされるおそれがある。そこでＥＣＵ１５は、過熱度が所定範囲となるように弁体２４の開度を制御する。これによって、冷媒の蒸発状態が適度な過熱度となるような冷媒圧力になるように減圧される。

　次に、過冷却度に関する処理について、図２を用いて説明する。図２に示す処理は、過冷却度を監視するために、ＥＣＵ１５によって短時間に繰り返し実行される。Ｓ１では、過冷却度ＳＣを演算する。具体的には、ＥＣＵ１５が、第２温度センサ３２ａおよび第２圧力センサ３２ｂによって検出された値を用いて、第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側を流れる冷媒の過冷却度を演算する。過冷却度ＳＣとは、冷媒の飽和温度（沸点）と液冷媒の温度との差である。過冷却度ＳＣを演算した後、フローはＳ２に進む。

　Ｓ２では、演算した過冷却度ＳＣと判定値とを比較し、過冷却度ＳＣが判定値よりも大きい場合には、フローはＳ３に進む。過冷却度ＳＣが判定値よりも大きくない場合、例えば、過冷却度ＳＣが判定値以下の場合には、フローを終了する。判定値は、冷媒が液状態であるか否かを判定する値である。過冷却度ＳＣが判定値よりも大きい場合、冷媒は液状態であると判断される。つまり、Ｓ３では、液状態の冷媒の流量Ｇｒを演算する。Ｓ３において流量Ｇｒを演算した後、フローを終了する。

　このように過冷却度ＳＣが所定範囲外の場合、換言すれば、過冷却度ＳＣが判定値以下の場合は、流量Ｇｒを演算しない。これは流量測定において、過冷却度（サブクール）が小さい場合、冷媒は気液２相状態となり、冷媒密度を算出することができないからである。そこで図２に示すように、過冷却度を監視し、液状態の冷媒の流量のみを検出する。本実施形態では、Ｓ２において過冷却度ＳＣが所定値よりも大きいと判断された場合は（Ｓ２：ＹＥＳ）、Ｓ３において流量Ｇｒを演算した後にフローを終了し、Ｓ２において過冷却度ＳＣが所定値以下であると判断された場合は（Ｓ３：ＮＯ）、Ｓ３の処理をスキップしてフローを終了している。しかしながら、Ｓ２においてＮＯと判定された場合にも流量Ｇｒを演算し、演算した流量Ｇｒをエラー値（正しくない値）であると判定する処理を設けても良い。

　以上説明したように本実施形態の膨張弁装置１０では、ハウジング２０に複数のセンサ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ｂ（以下、これら複数のセンサをセンサ３０と総称する）が設けられる。したがって従来技術のように膨張弁装置１０に接続される配管にセンサ３０を設けるのではなく、膨張弁装置１０自体に各センサ３０が設けられるので、搭載性を向上することができる。さらに膨張弁装置１０にセンサ３０を設けるので、外気温による影響を配管に設ける構成に比べて小さくすることができる。したがって冷媒の流量を高精度に測定することができる。換言すると、膨張弁装置１０の内部にセンサ３０が搭載されるため、外気温影響を受けることなく、外乱による誤差低減し、精度向上することができる。

　また配管にセンサ３０を取り付けることは、作業困難性、検出精度および取付性から困難である。しかし、予め、各種のセンサ３０を膨張弁装置１０に一体にして、いわゆる機電一体とすることによって、現場作業にてセンサ３０を配管に搭載する必要がないので搭載性を向上することができる。またセンサ３０を配管に取付ける場合、取付け位置の違いにより検出精度のばらつきが生じる。これに対し、膨張弁装置１０の固定位置にセンサ３０を搭載することによって取付け位置による検出精度のばらつきを抑制し、検出精度も向上することができる。また取付構造に特別な制約がなくなるので、搭載性能を向上することができる。

　また、配管にセンサ３０を取り付ける場合、検出した値を送信する配線が必要である。この配線の取り回しが難しい場合がある。しかし、本実施形態では、膨張弁装置１０に配線も一体に設けることができる。また冷凍サイクル１１の制御に必要なセンサ３０を膨張弁装置１０に設けることによって、冷凍サイクル１１の制御に必要なセンサ３０の配線を集約することができる。これによって、冷凍サイクル１１の構成を簡素化でき、製造コストを低減することができる。

　またＥＣＵ１５は、各センサ３０によって検出された値を用いて、第２冷媒流路２２を流れる冷媒の流量Ｇｒと第１冷媒通路２１を流れる冷媒の過熱度を演算する。したがって、冷凍サイクル１１を制御するための演算を、膨張弁装置１０に集約することができる。換言すると、膨張弁装置１０の内部に流量検出と過熱度制御用のセンサ３０を集約配置することで、取付け部品削減による低コストおよび小型化を実現することができる。

　また本実施形態では、第２冷媒通路２２に第２圧力センサ３２ｂが設けられるので、圧縮機１２の圧力制御をＥＣＵ１５が行うことができる。さらに、前述のように、ＥＣＵ１５は、過熱度制御も実施する。したがってＥＣＵ１５は、圧縮機１２の圧力制御と過熱度制御の両方を実施するので、統括的に冷凍サイクル１１の全体を制御することができる。これによって冷凍サイクル１１の効率を向上することができる。

　また本実施形態では、第２冷媒通路２２では、弁体２４の上流側および下流側における冷媒の圧力を、第２圧力センサ３２ｂおよび第３圧力センサ３３ｂによって検出する。これによって、第２圧力センサ３２ｂと第３圧力センサ３３ｂとが第２冷媒通路２２という同じノイズ環境に配置されることになる。したがって、圧力差を求める差分処理で、第２圧力センサ３２ｂと第３圧力センサ３３ｂの検出ノイズをキャンセルすることができる。その結果、差圧の検出精度が向上するので、流量検出精度を向上することができる。

　さらに本実施形態では、第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側を流れる冷媒の過冷却度ＳＣを演算し、過冷却度ＳＣが所定範囲外の場合、流量Ｇｒを演算しないか、または流量Ｇｒを演算して、演算した流量Ｇｒをエラー値（正しくない値）であると判定する。このように、過冷却度ＳＣによって冷媒が液状態であるか否かを判定し、冷媒検出判定を実施することで、流量誤検出を回避することができる。

　（第２実施形態）
　第２実施形態に関して、図３および図４を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べて、第１圧力センサ３１ｂを備えず、第３圧力センサ３３ｂに換えて第３温度センサ３３ａを備える点が異なっている。つまり。第１冷媒通路２１には、第１温度センサ３１ａだけが設けられている。また第３圧力センサ３３ｂに換えて、第２冷媒通路２２における弁体２４の下流側を流れる冷媒の温度を検出する第３温度センサ３３ａが設けられている。

　ＥＣＵ１５は、第３温度センサ３３ａが検出した値を用いて、気液２相状態の冷媒飽和温度より第２冷媒通路２２の弁体２４の下流側の圧力を演算する。したがって第３圧力センサ３３ｂが搭載されていなくても、第３温度センサ３３ａが搭載されていれば、圧力を得ることができる。したがって、本実施形態では第３検出部として第３温度センサ３３ａが用いられているが、第３温度センサ３３ａに換えて第３圧力センサ３３ｂを用いてもよい。

　また本実施形態では、第１圧力センサ３１ｂを備えないので、過熱度の制御のためには、第１冷媒通路２１の冷媒圧力を算出する必要がある。そこで図４を用いて、第１冷媒通路２１の冷媒圧力を演算し、過熱度の制御を実施する方法に関して説明する。

　まず、第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側と下流側の圧力値は、第２圧力センサ３２ｂおよび第３温度センサ３３ａより既知である。具体的には、第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側の圧力値を第２圧力センサ３２ｂが検出し、第２冷媒通路２２における弁体２４の下流側の圧力値を、第３温度センサ３３ａによって検出された値に基づいて演算されている。図４に示す（ａ）では、第２冷媒通路２２における弁体２４の上流側（入口）の圧力値と下流側（出口）の圧力値の差である差圧ΔＰ１を算出する。

　次に、図４で示す（ｂ）のように、第２冷媒通路２２のうち弁体２４の上流側のほぼ同位置に配置される第２圧力センサ３２ｂおよび第２温度センサ３２ａによって検出された値を用いて、冷媒密度ρを算出する。

　次に、図４で示す（ｃ）では、（ａ）で算出した差圧ΔＰ１、（ｂ）で算出した冷媒密度ρ、および開口面積Ａを用いて、式Ｆ３から冷媒の流量Ｇｒを算出する。

　Ｇｒ＝Ｃ×Ａ×（２×ΔＰ１／ρ）＾０．５　　　　…（Ｆ３）
　次に、図４で示す（ｄ）で、（ｃ）で算出した流量Ｇｒと蒸発器１４での圧力損失ΔＰ２の相関関係である式Ｆ４を用いて、蒸発器１４の圧力損失ΔＰ２を算出する。換言すると、流量Ｇｒがわかれば、蒸発器１４での圧力損失ΔＰ２を、式Ｆ４を用いて算出することができる。

　ΔＰ２＝ｆ（Ｇｒ）　　　　　　　　　　　　　　　…（Ｆ４）
　次に、図４で示す（ｅ）では、第２冷媒通路２２における弁体２４の下流の第２冷媒流出口２２ｂにおける圧力Ｐｉｎから、（ｄ）で求めた圧力損失ΔＰ２を減算することで、蒸発器１４の出口の圧力Ｐｏｕｔを算出することができる。

　Ｐｏｕｔ＝Ｐｉｎ－ΔＰ２　　　　　　　　　　　　…（Ｆ５）
　式Ｆ５で算出される蒸発器１４の出口の圧力Ｐｏｕｔは、第１冷媒通路２１の圧力である。したがって第１圧力センサ３１ｂを用いずとも、第１冷媒通路２１の圧力を算出することができる。

　上述のように求めた蒸発器１４の出口の圧力Ｐｏｕｔに基づいて、過熱度制御を実施することができる。具体的には、図４で示す（ｆ）のように、（ｅ）で求めた第１冷媒通路２１の圧力Ｐｏｕｔから圧力温度表で温度Ｔに読み替える。そして、第１温度センサ３１ａによって検出された第１冷媒通路２１の温度Ｔｏｕｔをもとに式Ｆ６を用いて過熱度ＳＨを算出する。第１冷媒通路２１の温度Ｔｏｕｔは、換言すれば、蒸発器１４の出口の温度である。

　ＳＨ＝Ｔｏｕｔ－Ｔ…（Ｆ６）
　このように本実施形態では、第１冷媒通路２１に過熱度制御用の第１圧力センサ３１ｂが設けられていないが、他の検出値および相関関係から、第１冷媒通路２１における冷媒圧力を算出することができる。これによって、第１実施形態よりも部品点数をさらに削減して、製造コストを低減することができる。換言すると、第１圧力センサ３１ｂの廃止によるコスト低減および小型化を実現しつつ、過熱度制御を成立させ、かつ高精度な流量検出を実現することができる。

　（その他の実施形態）
　以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

　上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、本開示の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

　前述の第１実施形態では、冷凍サイクル１１は車両用の空調装置に適用されているが、車両用に限るものではない。たとえば家庭用であってもよく、工場および店舗などの業務用であってもよい。

　前述の第１実施形態では、ＥＣＵ１５は、膨張弁装置１０と別体であるが、膨張弁装置１０を制御するためのＥＣＵ１５と膨張弁装置１０とが一体であってもよい。ＥＣＵ１５と膨張弁装置１０と一体の場合は、空調装置の全体を制御する上位のＥＣＵ１５が必要となる。

Claims

　冷凍サイクル（１１）に設けられ、前記冷凍サイクルを循環する冷媒を減圧膨張可能な膨張弁装置であって、
　蒸発器（１４）から圧縮機（１２）へ流れる冷媒が流通する第１冷媒通路（２１）と、凝縮器（１３）から前記蒸発器へ流れる冷媒が流通する第２冷媒通路（２２）とが内部に形成されたハウジング（２０）と、
　前記ハウジング内に設けられ、前記第２冷媒通路の開度を変更する弁体（２４）と、
　前記弁体を変位させる駆動部（２７）と、
　前記第１冷媒通路を流れる冷媒の温度を検出する第１検出部（３１ａ，３１ｂ）と、
　前記第２冷媒通路における前記弁体の上流側を流れる冷媒の温度および圧力を検出する第２検出部（３２ａ，３２ｂ）と、
　前記第２冷媒通路における前記弁体の下流側を流れる冷媒の温度または圧力を検出する第３検出部（３３ａ，３３ｂ）と、
　前記第１、第２、第３検出部のそれぞれから検出された値を用いて、前記駆動部を制御して前記弁体の開度を調節する制御部（１５）と、を含み、
　前記制御部は、
　　前記第２検出部および前記第３検出部によって検出された値を用いて、前記第２冷媒通路を流れる冷媒の流量を演算し、
　　前記第１検出部によって検出された値を用いて、前記第１冷媒通路を流れる冷媒の過熱度を演算し、
　　前記過熱度が所定範囲となるように前記弁体の開度を制御する膨張弁装置。
　前記第３検出部は、前記第２冷媒通路における前記弁体の下流側を流れる冷媒の圧力を検出する請求項１に記載の膨張弁装置。
　前記制御部は、演算した前記流量、および前記第３検出部によって検出された値を用いて、前記第１冷媒通路を流れる冷媒の圧力を演算する請求項１または２に記載の膨張弁装置。
　前記制御部は、
　　前記第２検出部によって検出された値を用いて、前記第２冷媒通路における前記弁体の上流側を流れる冷媒の過冷却度を演算し、
　　前記過冷却度が所定範囲外の場合、前記流量を演算しないか、または前記流量を演算して、演算した前記流量をエラー値であると判定する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の膨張弁装置。
　前記第１検出部は、前記第１冷媒通路を流れる冷媒の圧力を検出可能であり、
　前記過熱度は、前記第１検出部によって検出された温度及び圧力の値を用いて演算される請求項１に記載の膨張弁装置。