WO2024034320A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2024034320A1
WO2024034320A1 PCT/JP2023/025841 JP2023025841W WO2024034320A1 WO 2024034320 A1 WO2024034320 A1 WO 2024034320A1 JP 2023025841 W JP2023025841 W JP 2023025841W WO 2024034320 A1 WO2024034320 A1 WO 2024034320A1
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WO
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refrigerant
degree
increase
expansion valve
decrease
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/025841
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠司 伊藤
寛幸 小林
武 金澤
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device including an electric expansion valve.
  • Patent Document 1 describes a refrigeration cycle device that detects refrigerant shortage.
  • a predetermined period of time has elapsed since the compressor was started and the pressure difference due to the pressure fluctuation of the refrigerant compressed by the compressor is less than the abnormality determination value, it is determined that the refrigerant is insufficient.
  • the present disclosure aims to suppress lubricating oil from becoming difficult to return to the compressor when the amount of refrigerant decreases.
  • a refrigeration cycle device includes a compressor, a radiator, an expansion valve, an evaporator, and a control section.
  • the compressor takes in refrigerant, compresses it, and discharges it.
  • the radiator radiates heat from the refrigerant discharged from the compressor.
  • the expansion valve depressurizes and expands the refrigerant that has been radiated by the radiator.
  • the evaporator evaporates the refrigerant that has been expanded under reduced pressure by the expansion valve.
  • the control unit controls the opening degree of the expansion valve.
  • the control section determines the increase/decrease in the opening degree of the expansion valve to be the first increase/decrease in the opening degree, and the degree of superheat of the refrigerant flowing out from the evaporator is determined to be the first degree increase/decrease in the opening degree. If the degree of superheat is higher than the predetermined degree of superheating, the degree of opening increase/decrease is determined to be a second degree of opening increase/decrease which can suppress an increase in the degree of superheat of the refrigerant flowing out from the evaporator more than the first degree of opening increase/decrease.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an electric control section of the vehicle air conditioner according to the first embodiment. It is a flow chart which shows control processing of air conditioning mode of a 1st embodiment. It is a flowchart which shows the subroutine of the cooling mode of 1st Embodiment. It is a flow chart which shows control processing of heating mode of a 1st embodiment. It is a flowchart which shows the subroutine of the heating mode of 1st Embodiment.
  • FIG. 2 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner according to a second embodiment. It is a flow chart which shows control processing of air conditioning mode of a 2nd embodiment.
  • FIG. 7 is a control characteristic diagram for the amount of refrigerant in the cooling mode of the second embodiment.
  • a refrigeration cycle device 10 is applied to a vehicle air conditioner 1. Therefore, the object to be cooled in the refrigeration cycle device 10 of this embodiment is the air blown into the vehicle interior.
  • the vehicle air conditioner 1 includes a refrigeration cycle device 10, an indoor air conditioning unit 30, a high temperature side heat medium circuit 40, and the like.
  • the refrigeration cycle device 10 cools the air blown into the vehicle interior and heats the high temperature heat medium circulating in the high temperature heat medium circuit 40 in order to air condition the vehicle interior.
  • the refrigeration cycle device 10 is configured to be able to switch between refrigerant circuits for various operation modes in order to air condition the vehicle interior.
  • the refrigerant circuit is configured to be switchable between a cooling mode refrigerant circuit, a dehumidifying heating mode refrigerant circuit, a heating mode refrigerant circuit, and the like.
  • the refrigeration cycle device 10 uses an HFO-based refrigerant (specifically, R1234yf) as a refrigerant, and is a vapor compression type subcritical refrigerant in which the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 11 does not exceed the critical pressure of the refrigerant. It constitutes a refrigeration cycle. Furthermore, refrigeration oil for lubricating the compressor 11 is mixed in the refrigerant. A portion of the refrigeration oil circulates through the cycle along with the refrigerant.
  • HFO-based refrigerant specifically, R1234yf
  • the compressor 11 sucks refrigerant in the refrigeration cycle device 10, compresses it, and discharges it.
  • the compressor 11 is disposed in a drive device chamber that is disposed at the front of the vehicle compartment and accommodates an electric motor and the like.
  • the compressor 11 is an electric compressor that uses an electric motor to rotationally drive a fixed capacity type compression mechanism having a fixed discharge capacity.
  • the rotation speed (i.e., refrigerant discharge capacity) of the compressor 11 is controlled by a control signal output from a control device 60, which will be described later.
  • the discharge port of the compressor 11 is connected to the inlet side of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 has a refrigerant passage through which the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 flows, and a water passage through which the high-temperature side heat medium circulating in the high-temperature side heat medium circuit 40 flows.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 is a heating heat exchanger that heats the high-temperature heat medium by exchanging heat between the high-pressure refrigerant flowing through the refrigerant passage and the high-temperature heat medium flowing through the water passage.
  • the outlet of the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12 is connected to the inlet side of the heating expansion valve 14a.
  • the heating expansion valve 14a reduces the pressure of the high-pressure refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12, and also controls the flow rate (mass flow rate) of the refrigerant flowing to the downstream side, at least during the operation mode in which the interior of the vehicle is heated. This is the heating pressure reducing part that is adjusted.
  • the heating expansion valve 14a is an electric variable throttle mechanism that includes a valve body configured to be able to change the throttle opening degree and an electric actuator that changes the opening degree of the valve body.
  • the refrigeration cycle device 10 includes a cooling expansion valve 14b.
  • the basic configuration of the cooling expansion valve 14b and the cooling expansion valve 14c is the same as that of the heating expansion valve 14a.
  • the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14b have a full-open function in which they function as a mere refrigerant passage without almost exerting a flow rate adjustment effect or a refrigerant pressure reduction effect by fully opening the valve, and a full-open function in which the valve opening is fully opened to function as a mere refrigerant passage. It has a fully closing function that blocks the refrigerant passage when closed.
  • the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14b can switch the refrigerant circuit for each operation mode using a fully open function and a fully closed function.
  • the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14b of this embodiment also function as a refrigerant circuit switching section.
  • the operation of the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14b is controlled by a control signal (control pulse) output from the control device 60.
  • the refrigerant inlet side of the outdoor heat exchanger 16 is connected to the outlet of the heating expansion valve 14a.
  • the outdoor heat exchanger 16 is a heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant flowing out from the heating expansion valve 14a and the outside air blown by a cooling fan (not shown).
  • the outdoor heat exchanger 16 is arranged on the front side within the drive device chamber. Therefore, when the vehicle is running, the outdoor heat exchanger 16 can be exposed to the running wind.
  • the refrigerant outlet of the outdoor heat exchanger 16 is connected to the inlet side of a third three-way joint 13c having three inlets and outlets communicating with each other.
  • a three-way joint one formed by joining a plurality of pipes or one formed by providing a plurality of refrigerant passages in a metal block or a resin block can be adopted.
  • One inlet side of the fourth three-way joint 13d is connected to one outlet of the third three-way joint 13c via the heating passage 22b.
  • the basic configuration of the fourth three-way joint 13d is the same as that of the third three-way joint 13c.
  • a heating on-off valve 15b is arranged in the heating passage 22b.
  • the heating on-off valve 15b is a solenoid valve that opens and closes the heating passage 22b.
  • the heating on-off valve 15b can switch the refrigerant circuit for each operation mode by opening and closing the refrigerant passage. Therefore, the heating on-off valve 15b is a refrigerant circuit switching section that switches the refrigerant circuit of the cycle. The operation of the heating on-off valve 15b is controlled by a control voltage output from the control device 60.
  • the other outlet of the third three-way joint 13c is connected to the inlet side of the cooling expansion valve 14b.
  • the cooling expansion valve 14b is a cooling pressure reducing part that reduces the pressure of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing downstream, at least during the operation mode in which the interior of the vehicle is cooled.
  • the refrigerant inlet side of the indoor evaporator 18 is connected to the outlet of the cooling expansion valve 14b.
  • the indoor evaporator 18 is arranged inside the air conditioning case 31 of the indoor air conditioning unit 30.
  • the indoor evaporator 18 evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant whose pressure has been reduced by the cooling expansion valve 14b and the air blown from the blower 32, and causes the low-pressure refrigerant to exert an endothermic action to evaporate the air. It is a cooling heat exchanger for cooling.
  • the other inlet side of the fourth three-way joint 13d is connected to the refrigerant outlet of the indoor evaporator 18.
  • the inlet side of the accumulator 21 is connected to the outlet of the fourth three-way joint 13d.
  • the accumulator 21 is a gas-liquid separator that separates gas and liquid of the refrigerant that has flowed into the accumulator 21 and stores surplus liquid phase refrigerant in the cycle.
  • the gas phase refrigerant outlet of the accumulator 21 is connected to the suction port side of the compressor 11 .
  • the refrigeration cycle device 10 constitutes an accumulator cycle having an accumulator 21.
  • the high temperature side heat medium circuit 40 is a heat medium circulation circuit that circulates a high temperature side heat medium.
  • a solution containing ethylene glycol, dimethylpolysiloxane, nanofluid, or the like, antifreeze, or the like can be used.
  • a water passage of the water/refrigerant heat exchanger 12 a high temperature side heat medium pump 41, a heater core 42, etc. are arranged.
  • the high temperature side heat medium pump 41 is a water pump that pumps the high temperature side heat medium to the inlet side of the water passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the high temperature side heat medium pump 41 is an electric pump whose rotation speed (that is, pumping capacity) is controlled by a control voltage output from the control device 60.
  • the heat medium inlet side of the heater core 42 is connected to the outlet of the water passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the heater core 42 is a heat exchanger that heats the air by exchanging heat between the high-temperature heat medium heated by the water-refrigerant heat exchanger 12 and the air that has passed through the indoor evaporator 18 .
  • the heater core 42 is arranged inside the air conditioning case 31 of the indoor air conditioning unit 30.
  • the heat medium outlet of the heater core 42 is connected to the suction port side of the high temperature side heat medium pump 41 .
  • the high temperature side heat medium pump 41 adjusts the flow rate of the high temperature side heat medium flowing into the heater core 42, thereby increasing the amount of heat released from the high temperature side heat medium to the air in the heater core 42, i.e. , the amount of air heating in the heater core 42 can be adjusted.
  • each component of the water-refrigerant heat exchanger 12 and the high-temperature side heat medium circuit 40 constitutes a heating section that heats air using the refrigerant discharged from the compressor 11 as a heat source.
  • the indoor air conditioning unit 30 is for blowing air whose temperature has been adjusted by the refrigeration cycle device 10 into the vehicle interior.
  • the indoor air conditioning unit 30 is arranged inside an instrument panel at the forefront of the vehicle interior.
  • the indoor air conditioning unit 30 houses a blower 32, an indoor evaporator 18, a heater core 42, etc. in an air passage formed in an air conditioning case 31 forming an outer shell.
  • the air conditioning case 31 forms an air passage for air to be blown into the vehicle interior.
  • the air conditioning case 31 is molded from a resin (eg, polypropylene) that has a certain degree of elasticity and excellent strength.
  • An inside/outside air switching device 33 is disposed at the most upstream side of the air conditioning case 31 in the air flow direction.
  • the inside/outside air switching device 33 selectively introduces inside air (vehicle interior air) and outside air (vehicle exterior air) into the air conditioning case 31 .
  • the inside/outside air switching device 33 continuously adjusts the opening area of the inside air inlet for introducing inside air into the air conditioning case 31 and the outside air inlet for introducing outside air into the air conditioning case 31 by using the inside/outside air switching door. This changes the amount of air introduced and the ratio of the amount of air introduced.
  • the inside/outside air switching door is driven by an electric actuator for the inside/outside air switching door. The operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the control device 60.
  • a blower 32 is arranged downstream of the inside/outside air switching device 33 in the air flow.
  • the blower 32 blows air sucked in via the inside/outside air switching device 33 into the vehicle interior.
  • the blower 32 is an electric blower that drives a centrifugal multi-blade fan using an electric motor.
  • the rotation speed (that is, the blowing capacity) of the blower 32 is controlled by a control voltage output from the control device 60.
  • the indoor evaporator 18 and the heater core 42 are arranged in this order with respect to the air flow.
  • the indoor evaporator 18 is disposed upstream of the heater core 42 in the air flow.
  • a cold air bypass passage 35 is provided in the air conditioning case 31 to allow the air that has passed through the indoor evaporator 18 to flow around the heater core 42.
  • An air mix door 34 is disposed on the air flow downstream side of the indoor evaporator 18 in the air conditioning case 31 and on the air flow upstream side of the heater core 42 .
  • the air mix door 34 is an air volume ratio adjustment unit that adjusts the ratio of the air volume that passes through the heater core 42 side and the air volume that passes through the cold air bypass passage 35, among the air that has passed through the indoor evaporator 18. .
  • the air mix door 34 is driven by an electric actuator for air mix doors. The operation of the electric actuator is controlled by a control signal output from the control device 60.
  • a mixing space is arranged downstream of the heater core 42 and the cold air bypass passage 35 in the air conditioning case 31 in the air flow.
  • the mixing space is a space in which air heated by the heater core 42 and air that has passed through the cold air bypass passage 35 and has not been heated are mixed.
  • an opening hole is arranged in the air flow downstream part of the air conditioning case 31 for blowing out the air mixed in the mixing space (i.e., the conditioned air) into the vehicle interior, which is the space to be air-conditioned.
  • the opening holes include a face opening hole, a foot opening hole, and a defroster opening hole (all not shown).
  • the face opening hole is an opening hole through which conditioned air is blown out toward the upper body of the occupant inside the vehicle.
  • the foot opening hole is an opening hole through which conditioned air is blown out toward the feet of the occupant.
  • the defroster opening hole is an opening hole through which conditioned air is blown out toward the inner surface of the vehicle's front window glass.
  • face opening holes, foot opening holes, and defroster opening holes are connected to the face air outlet, foot air outlet, and defroster air outlet (all not shown) provided in the vehicle interior through ducts that form air passages. )It is connected to the.
  • the temperature of the conditioned air mixed in the mixing space is adjusted by the air mix door 34 adjusting the ratio of the air volume passing through the heater core 42 and the air volume passing through the cold air bypass passage 35. Then, the temperature of the air (conditioned air) blown into the vehicle interior from each outlet is adjusted.
  • a face door, a foot door, and a defroster door are arranged on the air flow upstream side of the face opening hole, foot opening hole, and defroster opening hole, respectively.
  • the face door adjusts the opening area of the face opening hole.
  • the foot door adjusts the opening area of the foot opening hole.
  • the defroster door adjusts the opening area of the froster opening hole.
  • These face door, foot door, and defroster door constitute an outlet mode switching device that switches the outlet mode.
  • These doors are connected via a link mechanism or the like to an electric actuator for driving the outlet mode door, and are rotated in conjunction with the electric actuator.
  • the operation of the electric actuator for driving the outlet mode door is also controlled by a control signal output from the control device 60.
  • the face mode is an air outlet mode in which the face air outlet is fully opened and air is blown out from the face air outlet toward the upper body of the passenger inside the vehicle.
  • the bi-level mode is an air outlet mode in which both the face air outlet and the foot air outlet are opened and air is blown toward the upper body and feet of the occupants in the vehicle interior.
  • the foot mode is an air outlet mode in which the foot air outlet is fully opened, the defroster air outlet is opened by a small opening degree, and air is mainly blown out from the foot air outlet.
  • the defroster mode can be switched to by the occupant manually operating the blowout mode changeover switch provided on the operation panel 70.
  • the defroster mode is an outlet mode in which the defroster outlet is fully opened and air is blown out from the defroster outlet onto the inner surface of the front window glass.
  • the control device 60 is composed of a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, etc., and peripheral circuits. Then, it performs various calculations and processes based on the air conditioning control program stored in the ROM, and controls the operations of various controlled devices 11, 14a, 14b, 15b, 32, 41, etc. connected to the output side.
  • a sensor 64f, first and second refrigerant pressure sensors 65a and 65b, a high temperature side heat medium temperature sensor 66a, an air conditioned air temperature sensor 69, and the like are connected. Detection signals from these sensor groups are input to the control device 60.
  • the interior temperature sensor 61 is an interior temperature detection section that detects the vehicle interior temperature (interior temperature) Tr.
  • the outside temperature sensor 62 is an outside temperature detection section that detects the outside temperature (outside temperature) Tam of the vehicle interior.
  • the solar radiation sensor 63 is a solar radiation detection unit that detects the solar radiation amount Ts irradiated into the vehicle interior.
  • the first refrigerant temperature sensor 64a is a discharge refrigerant temperature detection section that detects the temperature T1 of the refrigerant discharged from the compressor 11.
  • the second refrigerant temperature sensor 64b is a second refrigerant temperature detection section that detects the temperature T2 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the third refrigerant temperature sensor 64c is a third refrigerant temperature detection section that detects the temperature T3 of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16.
  • the fourth refrigerant temperature sensor 64d is a fourth refrigerant temperature detection unit that detects the temperature T4 of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18.
  • the fifth refrigerant temperature sensor 64e is a fifth refrigerant temperature detection section that detects the temperature T5 of the refrigerant flowing out from the accumulator 21.
  • the evaporator temperature sensor 64f is an evaporator temperature detection section that detects the refrigerant evaporation temperature (evaporator temperature) Tefin in the indoor evaporator 18.
  • the evaporator temperature sensor 64f of this embodiment specifically detects the heat exchange fin temperature of the indoor evaporator 18.
  • the first refrigerant pressure sensor 65a is a first refrigerant pressure detection unit that detects the pressure P1 of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the second refrigerant pressure sensor 65b is a second refrigerant pressure detection section that detects the pressure P2 of the refrigerant flowing out from the accumulator 21.
  • the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the second refrigerant pressure sensor 65b are connected to the downstream side of the accumulator 21 and the suction side of the compressor 11 in order to calculate the degree of superheating of the refrigerant on the downstream side of the accumulator 21 and the suction side of the compressor 11.
  • This is a refrigerant state detection unit that detects the temperature T5 and pressure P2 of the refrigerant at .
  • the high temperature side heat medium temperature sensor 66a is a high temperature side heat medium temperature detection unit that detects the high temperature side heat medium temperature TWH, which is the temperature of the high temperature side heat medium flowing out from the water passage of the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the conditioned air temperature sensor 69 is an air conditioned air temperature detection unit that detects the temperature TAV of the air blown from the mixing space into the vehicle interior.
  • the input side of the control device 60 is connected to an operation panel 70 located near the instrument panel at the front of the vehicle interior, and receives operation signals from various operation switches provided on the operation panel 70. is input.
  • the various operation switches provided on the operation panel 70 include an auto switch that sets or cancels the automatic control operation of the vehicle air conditioner, an air conditioner switch that requests the indoor evaporator 18 to cool the air, There are an air volume setting switch for manually setting the air volume of the blower 32, a temperature setting switch for setting the target temperature Tset in the vehicle interior, a blowout mode changeover switch for manually setting the blowout mode, and the like.
  • control device 60 of this embodiment has a control unit that controls various controlled devices connected to the output side, but has a configuration (hardware) that controls the operation of each controlled device. (ware and software) constitute a control unit that controls the operation of each device to be controlled.
  • a configuration that controls the refrigerant discharge capacity of the compressor 11 constitutes a compressor control section 60a.
  • a configuration that controls the operations of the heating expansion valve 14a and the cooling expansion valve 14b constitutes an expansion valve control section 60b.
  • the configuration that controls the operation of the heating on-off valve 15b constitutes a refrigerant circuit switching control section 60c.
  • the configuration that controls the pumping ability of the high temperature side heat medium of the high temperature side heat medium pump 41 constitutes the high temperature side heat medium pump control section 60d.
  • the refrigeration cycle device 10 can be operated in a plurality of operation modes by switching the refrigerant circuit. For example, as a plurality of operation modes, operation can be performed in a cooling mode and a heating mode.
  • the cooling mode is an operation mode in which the interior of the vehicle is cooled by cooling the air and blowing it out into the vehicle interior.
  • the heating mode is an operation mode in which the interior of the vehicle is heated by heating air and blowing it out into the interior of the vehicle.
  • the air conditioning control program is executed when the auto switch on the operation panel 70 is turned on (ON) by a passenger's operation and automatic control of the vehicle interior is set.
  • a target blowout temperature TAO which is a target temperature of air blown into the vehicle interior, is determined based on the read detection signal and operation signal. Specifically, the target blowout temperature TAO is calculated using the following formula F1.
  • TAO Kset ⁇ Tset-Kr ⁇ Tr-Kam ⁇ Tam-Ks ⁇ Ts+C...(F1)
  • Tset is the vehicle interior temperature set by the temperature setting switch. Tr is the vehicle interior temperature detected by the inside air sensor. Tam is the temperature outside the vehicle interior detected by the outside air sensor. Ts is the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor.
  • Kset, Kr, Kam, and Ks are control gains, and C is a correction constant.
  • the air conditioner switch is turned on.
  • the fact that the air conditioner switch is turned on means that the indoor evaporator 18 is required to cool the air.
  • the cooling mode is selected as the operating mode. If it is determined that the air conditioner switch is not turned on, heating mode is selected as the operating mode.
  • the operation mode of the refrigeration cycle device 10 is switched as described above. Further, the air conditioning control program controls not only the operation of each component of the refrigeration cycle device 10 but also the operation of the high temperature side heat medium pump 41 of the high temperature side heat medium circuit 40.
  • control device 60 controls the operation of the high-temperature side heat medium pump 41 so as to exhibit a predetermined standard pumping capacity for each operation mode, regardless of the operation mode of the refrigeration cycle device 10 described above. do.
  • the heated high temperature side heat medium is pumped to the heater core 42 .
  • the high temperature side heat medium that has flowed into the heater core 42 exchanges heat with air. This heats the air.
  • the high-temperature side heat medium flowing out from the heater core 42 is sucked into the high-temperature side heat medium pump 41 and is pressure-fed to the water-refrigerant heat exchanger 12.
  • the control map referred to in each driving mode described below is stored in advance in the control device 60 for each driving mode.
  • the control maps corresponding to each driving mode may be equivalent to each other, or may be different from each other.
  • step S600 a target evaporator temperature TEO is determined.
  • the target evaporator temperature TEO is determined based on the target blowout temperature TAO with reference to a control map stored in the control device 60.
  • the target evaporator temperature TEO is determined to increase as the target outlet temperature TAO increases.
  • step S610 the increase/decrease ⁇ IVO in the rotation speed of the compressor 11 is determined.
  • the increase/decrease ⁇ IVO is determined based on the deviation between the target evaporator temperature TEO and the evaporator temperature Tefin detected by the evaporator temperature sensor 64f, so that the evaporator temperature Tefin approaches the target evaporator temperature TEO by a feedback control method. It is determined.
  • step S630 the subroutine shown in FIG. 4 is executed in order to determine the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b.
  • a target degree of supercooling SCOa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 is determined.
  • the target supercooling degree SCOa is determined, for example, based on the outside temperature Tam, with reference to a control map.
  • the target supercooling degree SCOa is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle approaches the maximum value.
  • a first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 is calculated based on the deviation between the target degree of subcooling SCOa and the degree of subcooling SCa of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 using a feedback control method.
  • the degree of supercooling SCa is determined so as to approach the target degree of supercooling SCOa.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b during normal control (in other words, the first opening increase/decrease).
  • the degree of subcooling SCa of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 is calculated based on the temperature T3 detected by the third refrigerant temperature sensor 64c and the pressure P1 detected by the first refrigerant pressure sensor 65a.
  • step S1020 it is determined whether the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 exceeds a predetermined degree of superheat ⁇ C.
  • the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 is calculated based on the temperature T5 detected by the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the pressure P2 detected by the second refrigerant pressure sensor 65b.
  • the predetermined superheat degree ⁇ C is a fixed value stored in the control device 60 in advance. Even if the amount of refrigerant sealed in the refrigeration cycle device 10 decreases, by controlling the degree of superheat SHe to a value smaller than the predetermined degree of superheat ⁇ C, it is possible to suppress the lubricating oil from becoming difficult to return to the compressor 11.
  • step S1020 If it is determined in step S1020 that the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 does not exceed the predetermined degree of superheat ⁇ C, the process proceeds to step S1030, and the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is The value is determined to be the same as the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1, and the subroutine shown in FIG. 4 is ended.
  • the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b determined in step S1030 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b during normal control (in other words, the first opening increase/decrease). be.
  • step S1020 If it is determined in step S1020 that the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 exceeds the predetermined degree of superheat ⁇ C, the process proceeds to step S1040, and the target degree of superheat SHOe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 is determined. decide.
  • the target degree of superheat SHOe is determined to be, for example, the same value as the predetermined degree of superheat ⁇ C used in step S1020.
  • a second provisional increase/decrease ⁇ EVC2 of the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined.
  • the second provisional increase/decrease ⁇ EVC2 is based on the deviation between the target degree of superheat SHOe and the degree of superheat SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 by using a feedback control method to increase the degree of superheat SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18. It is determined to approach the target superheat degree SHOe.
  • the second temporary increase/decrease ⁇ EVC2 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b that can suppress the increase in the degree of superheating SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 (in other words, the second temporary increase/decrease/decrease in the opening ).
  • step S1060 the value of the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the larger value of the first temporary increase/decrease ⁇ EVC1 and the second temporary increase/decrease ⁇ EVC2.
  • the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b determined in step S1060 is the cooling expansion valve 14b that can suppress the increase in the degree of superheating SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 more than during normal control. This is the increase/decrease in the throttle opening (in other words, the increase/decrease in the second opening).
  • step S1070 it is determined whether the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has reached the upper limit opening ⁇ C. If it is determined in step S1070 that the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has not reached the upper limit opening ⁇ C, the subroutine shown in FIG. 4 is ended.
  • step S1070 If it is determined in step S1070 that the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has reached the upper limit opening ⁇ C, the process advances to step S1080, and the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C. It is determined whether the elapsed time nC has exceeded the predetermined time ⁇ C.
  • step S1080 If it is determined in step S1080 that the elapsed time nC after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C does not exceed the predetermined time ⁇ C, the subroutine shown in FIG. 4 is ended.
  • step S1080 If it is determined in step S1080 that the elapsed time nC after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C exceeds the predetermined time ⁇ C, the process proceeds to step S1090, and the refrigerant (specifically It is determined that there is a shortage of refrigerant (gas phase refrigerant) and the compressor 11 is stopped, and the crew is visually or audibly notified of the shortage of refrigerant, and the subroutine shown in FIG. 4 is ended. do.
  • the refrigerant specifically It is determined that there is a shortage of refrigerant (gas phase refrigerant) and the compressor 11 is stopped, and the crew is visually or audibly notified of the shortage of refrigerant, and the subroutine shown in FIG. 4 is ended. do.
  • the opening degree SW of the air mix door 34 is calculated using the following formula F2.
  • SW ⁇ TAO+(Tefin+C2) ⁇ / ⁇ TWH+(Tefin+C2) ⁇ ...(F2)
  • TWH is the high temperature side heat medium temperature detected by the high temperature side heat medium temperature sensor 66a.
  • C2 is a constant for control.
  • step S650 in order to switch the refrigeration cycle device 10 to the refrigerant circuit in the cooling mode, the heating expansion valve 14a is fully opened, the cooling expansion valve 14b is set to the throttle state that exerts a refrigerant pressure reduction effect, and the heating on-off valve 15b is Close. Furthermore, a control signal or control voltage is output to each device to be controlled so that the control state determined in steps S610, S630, and S640 is obtained.
  • the compressor 11 the water-refrigerant heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, the cooling expansion valve 14b, the indoor evaporator 18, the accumulator 21, the compressor
  • a vapor compression type refrigeration cycle is constructed in which refrigerant is circulated in the order of 11.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 and the outdoor heat exchanger 16 function as a radiator that radiates heat from the refrigerant discharged from the compressor 11, and the cooling expansion valve 14b depressurizes the refrigerant.
  • a vapor compression type refrigeration cycle is configured in which the indoor evaporator 18 functions as an evaporator.
  • the indoor evaporator 18 can cool the air, and the water-refrigerant heat exchanger 12 can heat the high-temperature side heat medium.
  • the opening degree of the air mix door 34 by adjusting the opening degree of the air mix door 34, a part of the air cooled by the indoor evaporator 18 is reheated by the heater core 42, and approaches the target blowout temperature TAO. By blowing air whose temperature has been adjusted in this way into the vehicle interior, the interior of the vehicle can be cooled.
  • step S900 a target high temperature side heat medium temperature TWHO, which is a target temperature of the high temperature side heat medium, is determined so that the heater core 42 can heat the blown air.
  • the target high temperature side heat medium temperature TWHO is determined based on the target blowout temperature TAO and the efficiency of the heater core 42 with reference to a control map. In the control map of this embodiment, the target high temperature side heat medium temperature TWHO is determined to increase as the target blowout temperature TAO increases.
  • step S910 the increase/decrease ⁇ IVO in the rotation speed of the compressor 11 is determined.
  • the increase/decrease ⁇ IVO is determined by a feedback control method based on the deviation between the target high temperature side heat medium temperature TWHO and the high temperature side heat medium temperature TWH so that the high temperature side heat medium temperature TWH approaches the target high temperature side heat medium temperature TWHO. be done.
  • step S930 the subroutine shown in FIG. 6 is executed to determine the increase/decrease ⁇ EVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a.
  • step S2000 the target degree of supercooling SCOc of the refrigerant flowing out from the refrigerant passage of the water-refrigerant heat exchanger 12 is determined.
  • the target supercooling degree SCOc is determined based on the intake temperature of the air flowing into the water-refrigerant heat exchanger 12 or the outside air temperature Tam, with reference to a control map.
  • the target supercooling degree SCOc is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle approaches the maximum value.
  • a first provisional increase/decrease ⁇ EVH1 in the throttle opening of the heating expansion valve 14a is determined.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVH1 is calculated on the outlet side of the water-cooled heat exchanger 12 by a feedback control method based on the deviation between the target degree of supercooling SCOc and the degree of subcooling SCc of the refrigerant on the outlet side of the water-cooled heat exchanger 12.
  • the degree of subcooling SCc of the refrigerant is determined so as to approach the target degree of subcooling SCOc.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVH1 is the increase/decrease in the throttle opening of the heating expansion valve 14a during normal control (in other words, the first opening increase/decrease).
  • the degree of subcooling SCc of the refrigerant on the outlet side of the water-refrigerant heat exchanger 12 is calculated based on the temperature T2 detected by the second refrigerant temperature sensor 64b and the pressure P1 detected by the first refrigerant pressure sensor 65a.
  • step S2020 it is determined whether the degree of superheat SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 exceeds a predetermined degree of superheat ⁇ H.
  • the degree of superheat SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 is calculated based on the temperature T5 detected by the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the pressure P2 detected by the second refrigerant pressure sensor 65b.
  • step S2020 If it is determined in step S2020 that the degree of superheating SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 does not exceed the predetermined degree of superheating ⁇ H, the process proceeds to step S2030, and the increase or decrease ⁇ EVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a The value of is determined to be the same as the first provisional increase/decrease ⁇ EVH1, and the subroutine shown in FIG. 6 is ended.
  • the increase/decrease ⁇ EVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a determined in step S2030 is the increase/decrease in the throttle opening of the heating expansion valve 14a during normal control (in other words, the first opening increase/decrease). be.
  • step S2020 If it is determined in step S2020 that the degree of superheating SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 exceeds the predetermined degree of superheating ⁇ H, the process proceeds to step S2040, and the target degree of superheating of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 Determine SHOa.
  • the target degree of superheat SHOa is determined to be the same value as the predetermined degree of superheat ⁇ H used in step S2020, for example.
  • a second provisional increase/decrease ⁇ EVH2 in the throttle opening of the heating expansion valve 14a is determined.
  • the second provisional increase/decrease ⁇ EVH2 is determined by the feedback control method based on the deviation between the target superheat degree SHOa and the superheat degree SHa of the outlet side refrigerant of the outdoor heat exchanger 16. SHa is determined so that it approaches the target degree of superheat SHOa.
  • the second provisional increase/decrease ⁇ EVH2 is the increase/decrease in the throttle opening of the heating expansion valve 14a that can suppress the increase in the degree of superheating SHa of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 (in other words, the second amount).
  • step S2060 the value of the increase/decrease ⁇ EVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a is determined to be the larger value of the first temporary increase/decrease ⁇ EVH1 and the second temporary increase/decrease ⁇ EVH2.
  • the increase/decrease ⁇ EVH in the throttle opening of the heating expansion valve 14a determined in step S2060 is a heating expansion valve that can suppress an increase in the degree of superheating SHa of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 compared to the normal control. 14a (in other words, the second opening degree increase/decrease).
  • step S2070 it is determined whether the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a has reached the upper limit opening ⁇ H. If it is determined in step S2070 that the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a has not reached the upper limit opening ⁇ H, the subroutine shown in FIG. 6 is ended.
  • step S2070 If it is determined in step S2070 that the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a has reached the upper limit opening ⁇ H, the process advances to step S2080, and the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H. It is determined whether the elapsed time nH has exceeded the predetermined time ⁇ H.
  • step S2080 If it is determined in step S2080 that the elapsed time nH after the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H does not exceed the predetermined time ⁇ H, the subroutine shown in FIG. 6 is ended.
  • step S2080 If it is determined in step S2080 that the elapsed time nH after the throttle opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H exceeds the predetermined time ⁇ H, the process proceeds to step S2090, and the refrigerant is insufficient.
  • the compressor 11 is stopped, and the occupant is visually or aurally informed that the refrigerant is insufficient, and the subroutine shown in FIG. 6 is ended.
  • the opening degree SW of the air mix door 34 is calculated.
  • the target blowout temperature TAO is higher than in the cooling mode, so the opening degree SW of the air mix door 34 approaches 100%. Therefore, in the heating mode, the opening degree of the air mix door 34 is determined so that almost the entire flow rate of the air after passing through the indoor evaporator 18 passes through the heater core 42.
  • step S950 in order to switch the refrigeration cycle device 10 to the refrigerant circuit in the heating mode, the heating expansion valve 14a is set to the throttle state, the cooling expansion valve 14b is set to the fully closed state, and the heating on-off valve 15b is opened. Further, a control signal or control voltage is output to each device to be controlled so that the control state determined in steps S910, S930, and S940 is obtained.
  • the refrigerant circulates in the order of the compressor 11, the water-refrigerant heat exchanger 12, the heating expansion valve 14a, the outdoor heat exchanger 16, the heating passage 22b, the accumulator 21, and the compressor 11.
  • a vapor compression type refrigeration cycle is constructed.
  • the water-refrigerant heat exchanger 12 functions as a radiator that radiates heat from the refrigerant discharged from the compressor 11, and the heating expansion valve 14a functions as a pressure reducing part, and the outdoor heat exchanger 12 functions as a radiator that radiates heat from the refrigerant discharged from the compressor 11.
  • a refrigeration cycle is constructed in which the vessel 16 functions as an evaporator.
  • the high temperature side heat medium can be heated in the water-refrigerant heat exchanger 12. Therefore, in the vehicle air conditioner 1 in heating mode, the interior of the vehicle can be heated by blowing air heated by the heater core 42 into the vehicle interior.
  • the vehicle air conditioner 1 can realize comfortable air conditioning in the vehicle interior.
  • FIG. 7 shows control characteristics for the amount of refrigerant in the cooling mode of this embodiment.
  • the control example in the heating mode of this embodiment is the same as the control example in the cooling mode. Therefore, the reference numeral corresponding to the heating mode is given in parentheses in FIG. 7, and the explanation of the control example in the heating mode is omitted.
  • the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is controlled so that the degree of subcooling SCa of the refrigerant on the outlet side of the outdoor heat exchanger 16 approaches the target degree of subcooling SCOa.
  • the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the first opening increase/decrease ⁇ EVC1.
  • the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 increases.
  • the cooling expansion valve 14b is throttled so that the superheat degree SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 does not exceed the target superheat degree SHOe.
  • the opening EXPC is made larger than the normal control value. Specifically, as described in step S1060, the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the second opening increase/decrease ⁇ EVC2.
  • steps S1080 to S1090 when the elapsed time nC after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C exceeds the predetermined time ⁇ C, it is determined that there is a refrigerant shortage.
  • the compressor 11 is stopped. Thereby, the compressor 11 can be protected from the lubricating oil becoming difficult to return to the compressor 11.
  • the determination is made after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C. Since it is determined that there is a refrigerant shortage when the elapsed time nC exceeds the predetermined time ⁇ C, it is possible to prevent a determination that there is a refrigerant shortage when the degree of superheating SHe increases transiently due to a load change or the like. Therefore, erroneous determination of refrigerant shortage can be suppressed.
  • the control device 60 opens the cooling expansion valve 14b when the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 is equal to or less than the predetermined degree of superheat ⁇ C.
  • the degree increase/decrease ⁇ EVC is determined as the first opening degree increase/decrease ⁇ EVC1.
  • the control device 60 sets the opening increase/decrease ⁇ EVC of the cooling expansion valve 14b to be smaller than the first opening increase/decrease ⁇ EVC1.
  • the second opening increase/decrease ⁇ EVC2 is determined to be able to suppress the increase in superheat degree SHe.
  • the first opening increase/decrease ⁇ EVC1 of the cooling expansion valve 14b is determined to bring the degree of subcooling SCa of the refrigerant heat radiated by the outdoor heat exchanger 16 closer to the target degree of supercooling SCOa.
  • the second opening degree increase/decrease ⁇ EVC2 of the cooling expansion valve 14b is a value determined to bring the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 closer to the target degree of superheat SHOe.
  • the accumulator cycle is appropriately controlled by appropriately controlling the degree of subcooling SCa of the refrigerant, and the amount of refrigerant is reduced. At times, it is possible to suppress the lubricating oil from becoming difficult to return to the compressor 11.
  • control device 60 determines that there is a shortage of refrigerant when the opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C.
  • a refrigerant shortage is determined when the increase in the opening degree EXPC of the cooling expansion valve 14b due to a decrease in the amount of refrigerant reaches its limit, so this is compared to a case where a refrigerant shortage is determined based on the pressure of the refrigerant. refrigerant shortage can be accurately determined.
  • the control device 60 controls when the opening degree EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening degree ⁇ C, and when the opening degree EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening degree ⁇ C. If the elapsed time nC exceeds the predetermined time ⁇ C, it is determined that the refrigerant is insufficient.
  • the control device 60 stops the compressor 11 when it is determined that there is a shortage of refrigerant. According to this, the compressor 11 can be protected when there is a shortage of refrigerant.
  • the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the second refrigerant pressure sensor 65b detect the temperature T5 and pressure P2 of the refrigerant on the downstream side of the accumulator 21 and the suction side of the compressor 11, and the control device 60 calculates the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 using the temperature and pressure of the refrigerant detected by the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the second refrigerant pressure sensor 65b.
  • the degree of superheating SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 can be detected with high accuracy, so the shortage of refrigerant can be determined with high accuracy.
  • step S930 when the degree of superheat SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 is equal to or less than the predetermined degree of superheat ⁇ H, the control device 60 controls the heating expansion valve 14a.
  • the opening increase/decrease ⁇ EVH is determined as the first opening increase/decrease ⁇ EVH1.
  • the control device 60 changes the opening degree increase/decrease ⁇ EVH of the heating expansion valve 14a from the first opening degree increase/decrease ⁇ EVH1.
  • the second opening degree increase/decrease ⁇ EVH2 is determined to be able to suppress the increase in the superheat degree SHa.
  • the first opening degree increase/decrease ⁇ EVH1 of the heating expansion valve 14a is determined so that the degree of subcooling SCc of the refrigerant heat radiated by the water-refrigerant heat exchanger 12 approaches the target degree of supercooling SCOc.
  • the second opening degree increase/decrease ⁇ EVH2 of the heating expansion valve 14a is a value determined to bring the degree of superheat SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 closer to the target degree of superheat SHOa.
  • the accumulator cycle is appropriately controlled by appropriately controlling the degree of subcooling SCc of the refrigerant, and the amount of refrigerant is reduced. At times, it is possible to suppress the lubricating oil from becoming difficult to return to the compressor 11.
  • control device 60 determines that the refrigerant is insufficient when the opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H.
  • a refrigerant shortage is determined when the increase in the opening EXPH of the heating expansion valve 14a due to a decrease in the amount of refrigerant reaches its limit, so this is compared to a case where a refrigerant shortage is determined based on the pressure of the refrigerant. refrigerant shortage can be accurately determined.
  • the control device 60 controls when the opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H, and when the opening EXPH of the heating expansion valve 14a reaches the upper limit opening ⁇ H. If the elapsed time nH exceeds the predetermined time ⁇ H, it is determined that the refrigerant is insufficient.
  • the control device 60 stops the compressor 11 when it is determined that there is a shortage of refrigerant. According to this, the compressor 11 can be protected when there is a shortage of refrigerant.
  • the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the second refrigerant pressure sensor 65b detect the temperature T5 and pressure P2 of the refrigerant on the downstream side of the accumulator 21 and on the suction side of the compressor 11, and the control device 60 calculates the degree of superheat SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 using the temperature and pressure of the refrigerant detected by the fifth refrigerant temperature sensor 64e and the second refrigerant pressure sensor 65b.
  • the degree of superheating SHa of the refrigerant flowing out from the outdoor heat exchanger 16 can be detected with high accuracy, so that the shortage of refrigerant can be determined with high accuracy.
  • the refrigeration cycle device 10 constitutes an accumulator cycle having an accumulator 21.
  • the refrigeration cycle device 10 constitutes a receiver cycle having a receiver 25.
  • the receiver 25 is a gas-liquid separator that separates the gas and liquid of the refrigerant that has flowed into the receiver and stores a portion of the separated liquid refrigerant as surplus liquid refrigerant in the cycle.
  • the inlet side of the receiver 25 is connected to the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 16.
  • the liquid-phase refrigerant outlet of the receiver 25 is connected to the refrigerant inlet side of the cooling expansion valve 14b.
  • the refrigeration cycle device 10 of this embodiment is provided with an electric heater 26 instead of the water-refrigerant heat exchanger 12 in the first embodiment.
  • the electric heater 26 is a heating unit that generates heat and heats the high-temperature side heat medium when electric power is supplied.
  • the vehicle air conditioner 1 of this embodiment can be operated in a cooling mode.
  • the basic operation of the vehicle air conditioner 1 in the cooling mode of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • step S630 in the cooling mode a subroutine shown in FIG. 9 is executed in order to determine the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b.
  • a first target degree of superheat SHOe1 of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 is determined.
  • the first target superheat degree SHOe1 is determined, for example, based on the temperature of the intake air flowing into the indoor evaporator 18 with reference to a control map.
  • the first target superheat degree SHOe1 is determined so that the coefficient of performance (COP) of the cycle approaches the maximum value.
  • a first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 is calculated based on the deviation between the first target degree of superheat SHOe1 and the degree of superheat SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 using a feedback control method. SHe is determined so that it approaches the first target degree of superheat SHOe1.
  • the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b during normal control (in other words, the first opening increase/decrease).
  • step S3020 it is determined whether the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 exceeds a predetermined degree of superheat ⁇ C. If it is determined in step S3020 that the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 does not exceed the predetermined degree of superheat ⁇ C, the process proceeds to step S3030, and the increase or decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is The value is determined to be the same as the first provisional increase/decrease ⁇ EVC1, and the subroutine shown in FIG. 9 is ended.
  • the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b determined in step S3030 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b during normal control (in other words, the first opening increase/decrease). be.
  • step S3020 If it is determined in step S3020 that the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 exceeds the predetermined degree of superheat ⁇ C, the process proceeds to step S3040, and the second target degree of superheating of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 is determined. Determine SHOe2.
  • the second target degree of superheat SHOe2 is determined to be the same value as the predetermined degree of superheat ⁇ C used in step S3020, for example.
  • a second provisional increase/decrease ⁇ EVC2 in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined.
  • the second provisional increase/decrease ⁇ EVC2 is determined by the feedback control method based on the deviation between the second target degree of superheat SHOe2 and the degree of superheat SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18. SHe is determined so that it approaches the second target degree of superheat SHOe2.
  • the second provisional increase/decrease ⁇ EVC2 is the increase/decrease in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b that can suppress the increase in the superheat degree SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 (in other words, the second opening increase/decrease) It is.
  • step S3060 the value of the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the larger value of the first temporary increase/decrease ⁇ EVC1 and the second temporary increase/decrease ⁇ EVC2.
  • the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b determined in step S3060 is the cooling expansion valve 14b that can suppress an increase in the superheat degree SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 more than during normal control. This is the increase/decrease in the throttle opening (in other words, the increase/decrease in the second opening).
  • step S3070 it is determined whether the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has reached the upper limit opening ⁇ C. If it is determined in step S3070 that the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has not reached the upper limit opening ⁇ C, the subroutine shown in FIG. 9 is ended.
  • step S3070 If it is determined in step S3070 that the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b has reached the upper limit opening ⁇ C, the process advances to step S3080, and the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C. It is determined whether the elapsed time nC has exceeded the predetermined time ⁇ C.
  • step S3080 If it is determined in step S3080 that the elapsed time nC after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C does not exceed the predetermined time ⁇ C, the subroutine shown in FIG. 9 is ended.
  • step S3080 If it is determined in step S3080 that the elapsed time nC after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C exceeds the predetermined time ⁇ H, the process proceeds to step S3090, and the refrigerant is insufficient.
  • the compressor 11 is stopped, and the occupant is visually or aurally informed that the refrigerant is insufficient, and the subroutine shown in FIG. 9 is ended.
  • FIG. 10 shows control characteristics for the amount of refrigerant in the cooling mode of this embodiment. If the amount of refrigerant sealed in the refrigeration cycle device 10 is greater than or equal to the required amount of refrigerant, normal control is performed. That is, the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b is controlled so that the degree of superheat SHe of the refrigerant on the outlet side of the indoor evaporator 18 approaches the first target degree of superheat SHOe1. Specifically, as described in step S3030, the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the first opening increase/decrease ⁇ EVC1.
  • the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 increases beyond the first target degree of superheat SHOe1.
  • the cooling expansion valve 14b is activated so that the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 does not exceed the second target degree of superheat SHOe2.
  • the aperture opening EXPC is made larger than the normal control value. Specifically, as described in step S3060, the increase/decrease ⁇ EVC in the throttle opening of the cooling expansion valve 14b is determined to be the second opening increase/decrease ⁇ EVC2.
  • the determination is made after the throttle opening EXPC of the cooling expansion valve 14b reaches the upper limit opening ⁇ C. Since it is determined that there is a refrigerant shortage when the elapsed time nC exceeds the predetermined time ⁇ C, it is possible to prevent a determination that there is a refrigerant shortage when the degree of superheating SHe increases transiently due to a load change or the like. Therefore, erroneous determination of refrigerant shortage can be suppressed.
  • the first opening increase/decrease ⁇ EVC1 of the cooling expansion valve 14b is a value determined to bring the degree of superheat SHe of the refrigerant flowing out from the indoor evaporator 18 closer to the first target degree of superheat SHOe1.
  • the second opening increase/decrease ⁇ EVC2 of the cooling expansion valve 14b is a larger value than the first opening increase/decrease ⁇ EVC1.
  • the receiver cycle in the cooling mode of the receiver cycle equipped with the receiver 25, when the amount of refrigerant is not decreasing, the receiver cycle is appropriately controlled by appropriately controlling the degree of superheating SHe of the refrigerant, and when the amount of refrigerant is decreasing, the receiver cycle is appropriately controlled. This can suppress lubricating oil from becoming difficult to return to the compressor 11.
  • the predetermined superheat degrees ⁇ C and ⁇ H are fixed values stored in advance in the control device 60, but do not necessarily need to be fixed values.
  • the predetermined degrees of superheat ⁇ C and ⁇ H may be varied depending on the operating environment and the like.
  • the target degrees of superheat SHOe, SHOa, and SHOe2 are determined to be the same values as the predetermined degrees of superheat ⁇ C and ⁇ H, but they do not necessarily need to be determined to be the same value.
  • the target degrees of superheat SHOe, SHOa, and SHOe2 may be varied with respect to the predetermined degrees of superheat ⁇ C and ⁇ H depending on the operating environment and the like.
  • the refrigeration cycle device 10 that can be switched to a plurality of operation modes has been described, but the switching of the operation mode of the refrigeration cycle device 10 is not limited to this.
  • the configuration of the heating section is not limited to that disclosed in the above embodiments.
  • a radiator that radiates excess heat to the outside air may be added to the high temperature side heat medium circuit 40 described in the first embodiment.
  • engine cooling water may be circulated through the high temperature side heat medium circuit 40.
  • a battery cooling heat exchanger for cooling the battery may be arranged in parallel to the indoor evaporator 18.
  • a chiller for cooling the low-temperature side heat medium may be arranged, and objects to be cooled such as batteries, inverters, motor generators, etc. may be cooled by the low-temperature side heat medium cooled by the chiller.
  • the refrigeration cycle device 10 was applied to the vehicle air conditioner 1, but the application of the refrigeration cycle device 10 is not limited to this.
  • the present invention may be applied to an air conditioner with a server cooling function that appropriately adjusts the temperature of a computer server and air-conditions the room.
  • a compressor (11) that sucks in refrigerant, compresses it, and discharges it; a radiator (16, 12) that radiates heat from the refrigerant discharged from the compressor; an expansion valve (14b, 14a) that decompresses and expands the refrigerant heat radiated by the radiator; an evaporator (18, 16) that evaporates the refrigerant expanded under reduced pressure by the expansion valve;
  • the control unit includes: When the degree of superheat (SHe, SHa) of the refrigerant flowing out from the evaporator is below the predetermined degree of superheat ( ⁇ C, ⁇ H), the opening degree increase/decrease ( ⁇ EVC, ⁇ EVH) of the expansion valve is changed to the first opening degree increase/decrease.
  • the refrigeration cycle device determines the second opening increase/decrease ( ⁇ EVC2, ⁇ EVH2) that can be suppressed more than the above.
  • the first opening degree increase/decrease is a value determined to bring the degree of subcooling (SCa, SCc) of the refrigerant heat radiated by the radiator closer to the target degree of subcooling (SCOa, SCOc), Refrigeration according to item 1, wherein the second opening degree increase/decrease is a value determined to bring the degree of superheat (SHe, SHa) of the refrigerant flowing out from the evaporator closer to the target degree of superheat (SHOe, SHOa). cycle equipment.
  • the first opening degree increase/decrease is a value determined to bring the degree of superheat (SHe) of the refrigerant flowing out from the evaporator closer to the target degree of superheat (SHOe1),
  • the control unit determines that the refrigerant is insufficient in any one of items 1 to 3. The refrigeration cycle device described.
  • the control unit is configured to control the opening degree (EXPC, EXPH) of the expansion valve to reach the upper limit opening degree ( ⁇ C, ⁇ H), and the elapsed time after the opening degree of the expansion valve reaches the upper limit opening degree (
  • the refrigeration cycle device according to any one of items 1 to 3, wherein the refrigerant is determined to be insufficient if the refrigerant (nC, nH) exceeds a predetermined time ( ⁇ C, ⁇ H).
  • the refrigeration cycle device according to item 4 or 5, wherein the control unit stops the compressor when it is determined that the refrigerant is insufficient.
  • an accumulator (21) that separates gas and liquid of the refrigerant evaporated in the evaporator; a refrigerant state detection unit (64e, 65b) that detects the temperature (T5) and pressure (P2) of the refrigerant on the downstream side of the accumulator and on the suction side of the compressor; Item 1: The control unit calculates the degree of superheating (SHe, SHa) of the refrigerant flowing out from the evaporator using the temperature (T5) and pressure (P2) of the refrigerant detected by the refrigerant state detection unit.
  • the refrigeration cycle device described in is described in .

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Abstract

冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(16、12)と、放熱器で放熱された冷媒を減圧膨張させる膨張弁(14b、14a)と、膨張弁で減圧膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器(18、16)と、膨張弁の開度を制御する制御部(60)とを備え、制御部は、蒸発器から流出した冷媒の過熱度(SHe、SHa)が所定過熱度(αC、αH)以下である場合、膨張弁の開度増減量(ΔEVC、ΔEVH)を第1開度増減量(ΔEVC1、ΔEVH1)に決定し、蒸発器から流出した冷媒の過熱度が所定過熱度を上回っている場合、開度増減量を、蒸発器から流出した冷媒の過熱度の上昇を第1開度増減量よりも抑制可能な第2開度増減量(ΔEVC2、ΔEVH2)に決定する。

Description

冷凍サイクル装置 関連出願の相互参照
 本出願は、2022年8月10日に出願された日本特許出願2022-127817号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、電気式膨張弁を備える冷凍サイクル装置に関する。
 従来、特許文献1には、冷媒不足を検出する冷凍サイクル装置が記載されている。この従来技術では、圧縮機が起動してから所定時間経過後に圧縮機によって圧縮された冷媒の圧力の変動による圧力差が異常判定値未満である場合、冷媒が不足していると判定する。
特開2017-206096号公報
 しかしながら、上記従来技術では、冷媒量が減少し始めてから冷媒不足と判定されるまでの過渡期においては、冷媒量が減少するにつれて蒸発器から流出した冷媒の過熱度が徐々に上昇していくので潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなり、圧縮機に潤滑油が戻り難くなる。そのため、圧縮機の潤滑に支障が生じるおそれがある。
 本開示は、上記点に鑑みて、冷媒量が減少したときに圧縮機に潤滑油が戻り難くなることを抑制することを目的とする。
 本開示の一態様による冷凍サイクル装置は、圧縮機と、放熱器と、膨張弁と、蒸発器と、制御部とを備える。圧縮機は、冷媒を吸入して圧縮し吐出する。放熱器は、圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる。膨張弁は、放熱器で放熱された冷媒を減圧膨張させる。蒸発器は、膨張弁で減圧膨張された冷媒を蒸発させる。制御部は、膨張弁の開度を制御する。
 制御部は、蒸発器から流出した冷媒の過熱度が所定過熱度以下である場合、膨張弁の開度増減量を第1開度増減量に決定し、蒸発器から流出した冷媒の過熱度が所定過熱度を上回っている場合、開度増減量を、蒸発器から流出した冷媒の過熱度の上昇を第1開度増減量よりも抑制可能な第2開度増減量に決定する。
 これによると、冷媒量が減少して冷媒の過熱度が上昇した時に冷媒の過熱度の一層の上昇を抑制できる。そのため、潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなって圧縮機に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 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、より明確となる。
第1実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 第1実施形態の車両用空調装置の電気制御部を示すブロック図である。 第1実施形態の冷房モードの制御処理を示すフローチャートである。 第1実施形態の冷房モードのサブルーチンを示すフローチャートである。 第1実施形態の暖房モードの制御処理を示すフローチャートである。 第1実施形態の暖房モードのサブルーチンを示すフローチャートである。 第1実施形態の冷房モードにおける冷媒量に対する制御特性図である。 第2実施形態の車両用空調装置の全体構成図である。 第2実施形態の冷房モードの制御処理を示すフローチャートである。 第2実施形態の冷房モードにおける冷媒量に対する制御特性図である。
 以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合わせることも可能である。
 (第1実施形態)
 本実施形態では、冷凍サイクル装置10を車両用空調装置1に適用している。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置10における冷却対象物は、車室内に送風される空気である。
 車両用空調装置1は、図1の全体構成図に示すように、冷凍サイクル装置10、室内空調ユニット30、高温側熱媒体回路40等を備えている。
 冷凍サイクル装置10は、車室内の空調を行うために、車室内へ送風される空気を冷却したり、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体を加熱したりする。
 冷凍サイクル装置10は、車室内の空調を行うために、様々な運転モード用の冷媒回路を切替可能に構成されている。例えば、冷房モードの冷媒回路、除湿暖房モードの冷媒回路、暖房モードの冷媒回路等を切替可能に構成されている。
 冷凍サイクル装置10では、冷媒としてHFO系冷媒(具体的には、R1234yf)を採用しており、圧縮機11から吐出された吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されている。冷凍機油の一部は、冷媒とともにサイクルを循環している。
 圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。圧縮機11は、車室の前方に配置されて電動モータ等が収容される駆動装置室内に配置されている。圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて回転駆動する電動圧縮機である。圧縮機11は、後述する制御装置60から出力される制御信号によって、回転数(すなわち、冷媒吐出能力)が制御される。
 圧縮機11の吐出口には、水冷媒熱交換器12の冷媒通路の入口側が接続されている。水冷媒熱交換器12は、圧縮機11から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路と、高温側熱媒体回路40を循環する高温側熱媒体を流通させる水通路とを有している。水冷媒熱交換器12は、冷媒通路を流通する高圧冷媒と、水通路を流通する高温側熱媒体とを熱交換させて、高温側熱媒体を加熱する加熱用の熱交換器である。
 水冷媒熱交換器12の冷媒通路の出口には、暖房用膨張弁14aの入口側が接続されている。暖房用膨張弁14aは、少なくとも車室内の暖房を行う運転モード時に、水冷媒熱交換器12の冷媒通路から流出した高圧冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量(質量流量)を調整する暖房用減圧部である。暖房用膨張弁14aは、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、弁体の開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
 冷凍サイクル装置10は、冷房用膨張弁14bを備えている。冷房用膨張弁14bおよび冷却用膨張弁14cの基本的構成は、暖房用膨張弁14aと同様である。
 暖房用膨張弁14aおよび冷房用膨張弁14bは、弁開度を全開にすることで流量調整作用および冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能、および弁開度を全閉にすることで冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。
 暖房用膨張弁14aおよび冷房用膨張弁14bは、全開機能および全閉機能によって各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。
 従って、本実施形態の暖房用膨張弁14aおよび冷房用膨張弁14bは、冷媒回路切替部としての機能も兼ね備えている。暖房用膨張弁14aおよび冷房用膨張弁14bの作動は、制御装置60から出力される制御信号(制御パルス)によって制御される。
 暖房用膨張弁14aの出口には、室外熱交換器16の冷媒入口側が接続されている。室外熱交換器16は、暖房用膨張弁14aから流出した冷媒と図示しない冷却ファンにより送風された外気とを熱交換させる熱交換器である。室外熱交換器16は、駆動装置室内の前方側に配置されている。このため、車両走行時には、室外熱交換器16に走行風を当てることができる。
 室外熱交換器16の冷媒出口には、互いに連通する3つの流入出口を有する第3三方継手13cの流入口側が接続されている。このような三方継手としては、複数の配管を接合して形成されたものや、金属ブロックや樹脂ブロックに複数の冷媒通路を設けることによって形成されたものを採用することができる。
 第3三方継手13cの一方の流出口には、暖房用通路22bを介して、第4三方継手13dの一方の流入口側が接続されている。第4三方継手13dの基本的構成は、第3三方継手13cと同様である。暖房用通路22bには暖房用開閉弁15bが配置されている。暖房用開閉弁15bは、暖房用通路22bを開閉する電磁弁である。
 暖房用開閉弁15bは、冷媒通路を開閉することで、各運転モードの冷媒回路を切り替えることができる。従って、暖房用開閉弁15bは、サイクルの冷媒回路を切り替える冷媒回路切替部である。暖房用開閉弁15bの作動は、制御装置60から出力される制御電圧によって制御される。
 第3三方継手13cの他方の流出口には、冷房用膨張弁14bの入口側が接続されている。冷房用膨張弁14bは、少なくとも車室内の冷房を行う運転モード時に、室外熱交換器16から流出した冷媒を減圧させるとともに、下流側へ流出させる冷媒の流量を調整する冷房用減圧部である。
 冷房用膨張弁14bの出口には、室内蒸発器18の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器18は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。室内蒸発器18は、冷房用膨張弁14bにて減圧された低圧冷媒と送風機32から送風された空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させ、低圧冷媒に吸熱作用を発揮させることによって空気を冷却する冷却用熱交換器である。室内蒸発器18の冷媒出口には、第4三方継手13dの他方の流入口側が接続されている。第4三方継手13dの流出口には、アキュムレータ21の入口側が接続されている。アキュムレータ21は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰液相冷媒を蓄える気液分離器である。アキュムレータ21の気相冷媒出口には、圧縮機11の吸入口側が接続されている。
 冷凍サイクル装置10は、アキュムレータ21を有するアキュムレータサイクルを構成している。
 次に、高温側熱媒体回路40について説明する。高温側熱媒体回路40は、高温側熱媒体を循環させる熱媒体循環回路である。高温側熱媒体としては、エチレングリコール、ジメチルポリシロキサン、あるいはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を採用することができる。高温側熱媒体回路40には、水冷媒熱交換器12の水通路、高温側熱媒体ポンプ41、ヒータコア42等が配置されている。
 高温側熱媒体ポンプ41は、高温側熱媒体を水冷媒熱交換器12の水通路の入口側へ圧送する水ポンプである。高温側熱媒体ポンプ41は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、圧送能力)が制御される電動ポンプである。
 水冷媒熱交換器12の水通路の出口には、ヒータコア42の熱媒体入口側が接続されている。ヒータコア42は、水冷媒熱交換器12にて加熱された高温側熱媒体と室内蒸発器18を通過した空気とを熱交換させて、空気を加熱する熱交換器である。ヒータコア42は、室内空調ユニット30の空調ケース31内に配置されている。ヒータコア42の熱媒体出口には、高温側熱媒体ポンプ41の吸入口側が接続されている。
 従って、高温側熱媒体回路40では、高温側熱媒体ポンプ41が、ヒータコア42へ流入する高温側熱媒体の流量を調整することによって、ヒータコア42における高温側熱媒体の空気への放熱量、すなわち、ヒータコア42における空気の加熱量を調整することができる。
 つまり、本実施形態では、水冷媒熱交換器12および高温側熱媒体回路40の各構成機器によって、圧縮機11から吐出された冷媒を熱源として、空気を加熱する加熱部が構成されている。
 次に、室内空調ユニット30について説明する。室内空調ユニット30は、冷凍サイクル装置10によって温度調整された空気を車室内へ吹き出すためのものである。室内空調ユニット30は、車室内最前部の計器盤(インストルメントパネル)の内側に配置されている。
 室内空調ユニット30は、図1に示すように、外殻を形成する空調ケース31内に形成された空気通路内に送風機32、室内蒸発器18、ヒータコア42等を収容したものである。
 空調ケース31は、車室内に送風される空気の空気通路を形成している。空調ケース31は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)にて成形されている。
 空調ケース31の空気流れ最上流側には、内外気切替装置33が配置されている。内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気(車室内空気)と外気(車室外空気)とを切替導入する。
 内外気切替装置33は、空調ケース31内へ内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の導入風量と外気の導入風量との導入割合を変化させるものである。内外気切替ドアは、内外気切替ドア用の電動アクチュエータによって駆動される。電動アクチュエータの作動は、制御装置60から出力される制御信号によって制御される。
 内外気切替装置33の空気流れ下流側には、送風機32が配置されている。送風機32は、内外気切替装置33を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する。送風機32は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。送風機32は、制御装置60から出力される制御電圧によって、回転数(すなわち、送風能力)が制御される。
 送風機32の空気流れ下流側には、室内蒸発器18、ヒータコア42が、空気流れに対して、この順に配置されている。つまり、室内蒸発器18は、ヒータコア42よりも、空気流れ上流側に配置されている。
 空調ケース31内には、室内蒸発器18通過後の空気を、ヒータコア42を迂回して流す冷風バイパス通路35が設けられている。空調ケース31内の室内蒸発器18の空気流れ下流側であって、かつ、ヒータコア42の空気流れ上流側には、エアミックスドア34が配置されている。
 エアミックスドア34は、室内蒸発器18通過後の空気のうち、ヒータコア42側を通過する空気の風量と冷風バイパス通路35を通過させる空気の風量との風量割合を調整する風量割合調整部である。エアミックスドア34は、エアミックスドア用の電動アクチュエータによって駆動される。電動アクチュエータの作動は、制御装置60から出力される制御信号によって制御される。
 空調ケース31内のヒータコア42および冷風バイパス通路35の空気流れ下流側には、混合空間が配置されている。混合空間は、ヒータコア42にて加熱された空気と冷風バイパス通路35を通過して加熱されていない空気とを混合させる空間である。
 さらに、空調ケース31の空気流れ下流部には、混合空間にて混合された空気(すなわち、空調風)を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための開口穴が配置されている。
 開口穴としては、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴(いずれも図示せず)が設けられている。フェイス開口穴は、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。フット開口穴は、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。デフロスタ開口穴は、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すための開口穴である。
 これらのフェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口(いずれも図示せず)に接続されている。
 従って、エアミックスドア34が、ヒータコア42を通過させる風量と冷風バイパス通路35を通過させる風量との風量割合を調整することによって、混合空間にて混合される空調風の温度が調整される。そして、各吹出口から車室内へ吹き出される空気(空調風)の温度が調整される。
 また、フェイス開口穴、フット開口穴、およびデフロスタ開口穴の空気流れ上流側には、それぞれ、フェイスドア、フットドア、およびデフロスタドア(いずれも図示せず)が配置されている。フェイスドアは、フェイス開口穴の開口面積を調整する。フットドアは、フット開口穴の開口面積を調整する。デフロスタドアは、フロスタ開口穴の開口面積を調整する。
 これらのフェイスドア、フットドア、デフロスタドアは、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替装置を構成している。これらのドアは、リンク機構等を介して、吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータに連結されて連動して回転操作される。吹出口モードドア駆動用の電動アクチュエータの作動も、制御装置60から出力される制御信号によって制御される。
 吹出口モード切替装置によって切り替えられる吹出口モードとしては、具体的に、フェイスモード、バイレベルモード、フットモード等がある。
 フェイスモードは、フェイス吹出口を全開としてフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。バイレベルモードは、フェイス吹出口とフット吹出口の両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出す吹出口モードである。フットモードは、フット吹出口を全開とするとともにデフロスタ吹出口を小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出す吹出口モードである。
 さらに、乗員が操作パネル70に設けられた吹出モード切替スイッチをマニュアル操作することによって、デフロスタモードに切り替えることもできる。デフロスタモードは、デフロスタ吹出口を全開としてデフロスタ吹出口からフロント窓ガラス内面に空気を吹き出す吹出口モードである。
 次に、本実施形態の電気制御部の概要について説明する。制御装置60は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータと周辺回路から構成されている。そして、ROM内に記憶された空調制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種制御対象機器11、14a、14b、15b、32、41等の作動を制御する。
 また、制御装置60の入力側には、図2のブロック図に示すように、内気温センサ61、外気温センサ62、日射センサ63、第1~第5冷媒温度センサ64a~64e、蒸発器温度センサ64f、第1~第2冷媒圧力センサ65a~65b、高温側熱媒体温度センサ66a、空調風温度センサ69等が接続されている。そして、制御装置60には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
 内気温センサ61は、車室内温度(内気温)Trを検出する内気温検出部である。外気温センサ62は、車室外温度(外気温)Tamを検出する外気温検出部である。日射センサ63は、車室内へ照射される日射量Tsを検出する日射量検出部である。
 第1冷媒温度センサ64aは、圧縮機11から吐出された冷媒の温度T1を検出する吐出冷媒温度検出部である。第2冷媒温度センサ64bは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒の温度T2を検出する第2冷媒温度検出部である。第3冷媒温度センサ64cは、室外熱交換器16から流出した冷媒の温度T3を検出する第3冷媒温度検出部である。
 第4冷媒温度センサ64dは、室内蒸発器18から流出した冷媒の温度T4を検出する第4冷媒温度検出部である。第5冷媒温度センサ64eは、アキュムレータ21から流出した冷媒の温度T5を検出する第5冷媒温度検出部である。
 蒸発器温度センサ64fは、室内蒸発器18における冷媒蒸発温度(蒸発器温度)Tefinを検出する蒸発器温度検出部である。本実施形態の蒸発器温度センサ64fでは、具体的に、室内蒸発器18の熱交換フィン温度を検出している。
 第1冷媒圧力センサ65aは、水冷媒熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒の圧力P1を検出する第1冷媒圧力検出部である。第2冷媒圧力センサ65bは、アキュムレータ21から流出した冷媒の圧力P2を検出する第2冷媒圧力検出部である。
 第5冷媒温度センサ64eおよび第2冷媒圧力センサ65bは、アキュムレータ21の下流側かつ圧縮機11の吸入側における冷媒の過熱度を算出するために、アキュムレータ21の下流側かつ圧縮機11の吸入側における冷媒の温度T5および圧力P2を検出する冷媒状態検出部である。
 高温側熱媒体温度センサ66aは、水冷媒熱交換器12の水通路から流出した高温側熱媒体の温度である高温側熱媒体温度TWHを検出する高温側熱媒体温度検出部である。
 空調風温度センサ69は、混合空間から車室内へ送風される空気温度TAVを検出する空調風温度検出部である。
 制御装置60の入力側には、図2に示すように、車室内前部の計器盤付近に配置された操作パネル70が接続され、操作パネル70に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
 操作パネル70に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置の自動制御運転を設定あるいは解除するオートスイッチ、室内蒸発器18で空気の冷却を行うことを要求するエアコンスイッチ、送風機32の風量をマニュアル設定する風量設定スイッチ、車室内の目標温度Tsetを設定する温度設定スイッチ、吹出モードをマニュアル設定する吹出モード切替スイッチ等がある。
 なお、本実施形態の制御装置60は、出力側に接続された各種制御対象機器を制御する制御部が一体に構成されたものであるが、それぞれの制御対象機器の作動を制御する構成(ハードウェアおよびソフトウェア)が、それぞれの制御対象機器の作動を制御する制御部を構成している。
 例えば、制御装置60のうち、圧縮機11の冷媒吐出能力(具体的には、圧縮機11の回転数)を制御する構成は、圧縮機制御部60aを構成している。暖房用膨張弁14aおよび冷房用膨張弁14bの作動を制御する構成は、膨張弁制御部60bを構成している。暖房用開閉弁15bの作動を制御する構成は、冷媒回路切替制御部60cを構成している。高温側熱媒体ポンプ41の高温側熱媒体の圧送能力を制御する構成は、高温側熱媒体ポンプ制御部60dを構成している。
 次に、上記構成における本実施形態の作動について説明する。冷凍サイクル装置10では、冷媒回路を切り替えて、複数の運転モードでの運転を行うことができる。例えば、複数の運転モードとして、冷房モードおよび暖房モードでの運転を行うことができる。
 冷房モードは、空気を冷却して車室内へ吹き出すことによって車室内の冷房を行う運転モードである。暖房モードは、空気を加熱して車室内へ吹き出すことによって車室内の暖房を行う運転モードである。
 これらの運転モードの切り替えは、空調制御プログラムが実行されることによって行われる。空調制御プログラムは、乗員の操作によって操作パネル70のオートスイッチが投入(ON)されて、車室内の自動制御が設定された際に実行される。
 空調制御プログラムでは、まず上述したセンサ群の検出信号、および操作パネル70の操作信号を読み込む。次に、読み込んだ検出信号および操作信号に基づいて、車室内へ送風される空気の目標温度である目標吹出温度TAOを決定する。具体的には、目標吹出温度TAOは、以下数式F1によって算出される。
TAO=Kset×Tset-Kr×Tr-Kam×Tam-Ks×Ts+C…(F1)
 Tsetは温度設定スイッチによって設定された車室内設定温度である。Trは内気センサによって検出された車室内温度である。Tamは外気センサによって検出された車室外温度である。Tsは日射センサによって検出された日射量である。Kset、Kr、Kam、Ksは制御ゲインであり、Cは補正用の定数である。
 次に、エアコンスイッチがON(投入)されているか否かが判定される。エアコンスイッチがONされていることは、乗員が車室内の冷房あるいは除湿を要求していることを意味している。換言すると、エアコンスイッチがONされていることは、室内蒸発器18にて空気を冷却することが要求されていることを意味している。
 エアコンスイッチがONされていると判定された場合は、運転モードとして冷房モードが選択される。エアコンスイッチがONされていないと判定された場合は、運転モードとして暖房モードが選択される。
 本実施形態の空調制御プログラムでは、以上の如く、冷凍サイクル装置10の運転モードの切り替えを行う。さらに、空調制御プログラムでは、冷凍サイクル装置10の各構成機器の作動のみならず、高温側熱媒体回路40の高温側熱媒体ポンプ41の作動も制御している。
 具体的には、制御装置60は、上述した冷凍サイクル装置10の運転モードによらず、予め定めた各運転モード毎の基準圧送能力を発揮するように、高温側熱媒体ポンプ41の作動を制御する。
 従って、高温側熱媒体回路40では、水冷媒熱交換器12の水通路にて、高温側熱媒体が加熱されると、加熱された高温側熱媒体がヒータコア42へ圧送される。ヒータコア42へ流入した高温側熱媒体は、空気と熱交換する。これにより、空気が加熱される。ヒータコア42から流出した高温側熱媒体は、高温側熱媒体ポンプ41に吸入されて、水冷媒熱交換器12へ圧送される。
 以下に、各運転モードにおける車両用空調装置1の詳細作動について説明する。以下の説明の各運転モードで参照される制御マップは、予め各運転モード毎に制御装置60に記憶されたものである。各運転モードの対応する制御マップ同士は、互いに同等の場合もあるし、互いに異なる場合もある。
 (1)冷房モード
 冷房モードでは、制御装置60が、図3に示す冷房モードの制御フローを実行する。まず、ステップS600では、目標蒸発器温度TEOを決定する。目標蒸発器温度TEOは、目標吹出温度TAOに基づいて、制御装置60に記憶された制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、目標蒸発器温度TEOが上昇するように決定される。
 ステップS610では、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVOを決定する。増減量ΔIVOは、目標蒸発器温度TEOと蒸発器温度センサ64fによって検出された蒸発器温度Tefinとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、蒸発器温度Tefinが目標蒸発器温度TEOに近づくように決定される。
 続くステップS630では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCを決定するために、図4に示すサブルーチンを実行する。
 まずステップS1000では、室外熱交換器16から流出した冷媒の目標過冷却度SCOaを決定する。目標過冷却度SCOaは、例えば、外気温Tamに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように、目標過冷却度SCOaを決定する。
 ステップS1010では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の第1仮増減量ΔEVC1を決定する。第1仮増減量ΔEVC1は、目標過冷却度SCOaと室外熱交換器16の出口側冷媒の過冷却度SCaとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室外熱交換器16の出口側冷媒の過冷却度SCaが目標過冷却度SCOaに近づくように決定される。第1仮増減量ΔEVC1は、通常制御時における冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 室外熱交換器16の出口側冷媒の過冷却度SCaは、第3冷媒温度センサ64cによって検出された温度T3および第1冷媒圧力センサ65aによって検出された圧力P1に基づいて算出される。
 ステップS1020では、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っているか否かが判定される。室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeは、第5冷媒温度センサ64eによって検出された温度T5および第2冷媒圧力センサ65bによって検出された圧力P2に基づいて算出される。
 所定過熱度αCは、予め制御装置60に記憶された固定値である。冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量が減少しても過熱度SHeを所定過熱度αCよりも小さい値で制御すれば、圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 ステップS1020にて室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っていないと判定された場合、ステップS1030へ進み、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCの値を第1仮増減量ΔEVC1と同じ値に決定して、図4に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS1030で決定される冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCは、通常制御時における冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 ステップS1020にて室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っていると判定された場合、ステップS1040へ進み、室内蒸発器18から流出した冷媒の目標過熱度SHOeを決定する。目標過熱度SHOeは、例えば、ステップS1020で用いられた所定過熱度αCと同じ値に決定される。
 ステップS1050では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の第2仮増減量ΔEVC2を決定する。第2仮増減量ΔEVC2は、目標過熱度SHOeと室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeが目標過熱度SHOeに近づくように決定される。
 第2仮増減量ΔEVC2は、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeの上昇を抑制可能な、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS1060では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCの値を、第1仮増減量ΔEVC1および第2仮増減量ΔEVC2のうち大きい方の値に決定する。
 ステップS1060で決定される冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCは、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeの上昇を通常制御時よりも抑制可能な、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS1070では、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達したか否かが判定される。ステップS1070にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達していないと判定された場合、図4に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS1070にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達していると判定された場合、ステップS1080へ進み、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回っているか否かが判定される。
 ステップS1080にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回っていないと判定された場合、図4に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS1080にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回っていると判定された場合、ステップS1090へ進み、冷媒(具体的には気相冷媒)が不足していると判定して圧縮機11を停止させるとともに、冷媒が不足していることを視覚的または聴覚的に乗員に報知して、図4に示すサブルーチンを終了する。
 続くステップS640では、以下数式F2を用いて、エアミックスドア34の開度SWを算定する。
SW={TAO+(Tefin+C2)}/{TWH+(Tefin+C2)}…(F2)
 TWHは、高温側熱媒体温度センサ66aによって検出された高温側熱媒体温度である。C2は制御用の定数である。
 ステップS650では、冷凍サイクル装置10を冷房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁14aを全開状態とし、冷房用膨張弁14bを冷媒減圧作用を発揮する絞り状態とし、暖房用開閉弁15bを閉じる。さらに、ステップS610、S630、S640で決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力する。
 従って、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、冷房用膨張弁14b、室内蒸発器18、アキュムレータ21、圧縮機11の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 つまり、冷房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12および室外熱交換器16が圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる放熱器として機能し、冷房用膨張弁14bが冷媒を減圧させる減圧部として機能し、室内蒸発器18が蒸発器として機能する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 これによれば、室内蒸発器18にて、空気を冷却することができるとともに、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体を加熱することができる。
 従って、冷房モードの車両用空調装置1では、エアミックスドア34の開度調整によって、室内蒸発器18にて冷却された空気の一部をヒータコア42にて再加熱し、目標吹出温度TAOに近づくように温度調整された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
 (2)暖房モード
 暖房モードでは、制御装置60が、図5に示す暖房モードの制御フローを実行する。まず、ステップS900では、ヒータコア42にて送風空気を加熱できるように、高温側熱媒体の目標温度である目標高温側熱媒体温度TWHOを決定する。目標高温側熱媒体温度TWHOは、目標吹出温度TAOおよびヒータコア42の効率に基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、目標吹出温度TAOの上昇に伴って、目標高温側熱媒体温度TWHOが上昇するように決定される。
 ステップS910では、圧縮機11の回転数の増減量ΔIVOを決定する。増減量ΔIVOは、目標高温側熱媒体温度TWHOと高温側熱媒体温度TWHとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、高温側熱媒体温度TWHが目標高温側熱媒体温度TWHOに近づくように決定される。
 ステップS930では、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHを決定するために、図6に示すサブルーチンを実行する。
 まずステップS2000では、水冷媒熱交換器12の冷媒通路から流出した冷媒の目標過冷却度SCOcを決定する。目標過冷却度SCOcは、水冷媒熱交換器12へ流入する空気の吸込温度あるいは外気温Tamに基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように、目標過冷却度SCOcを決定する。
 ステップS2010では、暖房用膨張弁14aの絞り開度の第1仮増減量ΔEVH1を決定する。第1仮増減量ΔEVH1は、目標過冷却度SCOcと水冷媒熱交換器12の出口側冷媒の過冷却度SCcとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、水冷媒熱交換器12の出口側冷媒の過冷却度SCcが目標過冷却度SCOcに近づくように決定される。
 第1仮増減量ΔEVH1は、通常制御時における暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 水冷媒熱交換器12の出口側冷媒の過冷却度SCcは、第2冷媒温度センサ64bによって検出された温度T2および第1冷媒圧力センサ65aによって検出された圧力P1に基づいて算出される。
 ステップS2020では、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaが所定過熱度αHを上回っているか否かが判定される。室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaは、第5冷媒温度センサ64eによって検出された温度T5および第2冷媒圧力センサ65bによって検出された圧力P2に基づいて算出される。
 ステップS2020にて室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaが所定過熱度αHを上回っていないと判定された場合、ステップS2030へ進み、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHの値を第1仮増減量ΔEVH1と同じ値に決定して図6に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS2030で決定される暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHは、通常制御時における暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 ステップS2020にて室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaが所定過熱度αHを上回っていると判定された場合、ステップS2040へ進み、室外熱交換器16から流出した冷媒の目標過熱度SHOaを決定する。目標過熱度SHOaは、例えば、ステップS2020で用いられた所定過熱度αHと同じ値に決定される。
 ステップS2050では、暖房用膨張弁14aの絞り開度の第2仮増減量ΔEVH2を決定する。第2仮増減量ΔEVH2は、目標過熱度SHOaと室外熱交換器16の出口側冷媒の過熱度SHaとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室外熱交換器16の出口側冷媒の過熱度SHaが目標過熱度SHOaに近づくように決定される。
 第2仮増減量ΔEVH2は、室外熱交換器16の出口側冷媒の過熱度SHaの上昇を抑制可能な、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS2060では、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHの値を、第1仮増減量ΔEVH1および第2仮増減量ΔEVH2のうち大きい方の値に決定する。
 ステップS2060で決定される暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量ΔEVHは、室外熱交換器16の出口側冷媒の過熱度SHaの上昇を通常制御時よりも抑制可能な、暖房用膨張弁14aの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS2070では、暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達したか否かが判定される。ステップS2070にて暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達していないと判定された場合、図6に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS2070にて暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達していると判定された場合、ステップS2080へ進み、暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達してからの経過時間nHが所定時間γHを上回っているか否かが判定される。
 ステップS2080にて暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達してからの経過時間nHが所定時間γHを上回っていないと判定された場合、図6に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS2080にて暖房用膨張弁14aの絞り開度EXPHが上限開度βHに達してからの経過時間nHが所定時間γHを上回っていると判定された場合、ステップS2090へ進み、冷媒が不足していると判定して圧縮機11を停止させるとともに、冷媒が不足していることを視覚的または聴覚的に乗員に報知して図6に示すサブルーチンを終了する。
 続くステップS940では、冷房モードと同様に、エアミックスドア34の開度SWを算定する。ここで、暖房モードでは、冷房モードよりも目標吹出温度TAOが高くなるので、エアミックスドア34の開度SWが100%に近づく。このため、暖房モードでは、室内蒸発器18通過後の空気のほぼ全流量がヒータコア42を通過するように、エアミックスドア34の開度が決定される。
 ステップS950では、冷凍サイクル装置10を暖房モードの冷媒回路に切り替えるために、暖房用膨張弁14aを絞り状態とし、冷房用膨張弁14bを全閉状態とし、暖房用開閉弁15bを開く。さらに、ステップS910、S930、S940で決定された制御状態が得られるように、各制御対象機器に対して制御信号あるいは制御電圧を出力する。
 従って、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、圧縮機11、水冷媒熱交換器12、暖房用膨張弁14a、室外熱交換器16、暖房用通路22b、アキュムレータ21、圧縮機11の順に冷媒が循環する蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
 つまり、暖房モードの冷凍サイクル装置10では、水冷媒熱交換器12が圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる放熱器として機能し、暖房用膨張弁14aが減圧部として機能し、室外熱交換器16が蒸発器として機能する冷凍サイクルが構成される。
 これによれば、水冷媒熱交換器12にて、高温側熱媒体を加熱することができる。従って、暖房モードの車両用空調装置1では、ヒータコア42にて加熱された空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。
 以上の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、各種運転モードを切り替えることができる。これにより、車両用空調装置1では車室内の快適な空調を実現することができる。
 図7は、本実施形態の冷房モードにおける冷媒量に対する制御特性を示している。本実施形態の暖房モードにおける制御例は、冷房モードにおける制御例と同様である。従って、図7中の括弧内に暖房モードに対応する符号を付し、暖房モードにおける制御例の説明を省略する。
 冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量が必要冷媒量以上ある場合は、通常制御が行われる。すなわち、室外熱交換器16の出口側冷媒の過冷却度SCaが目標過冷却度SCOaに近づくように冷房用膨張弁14bの絞り開度が制御される。具体的には、ステップS1030で説明したように、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCが第1開度増減量ΔEVC1に決定される。
 冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量が減少するにつれて、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが増加していく。室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回ると、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが目標過熱度SHOeを上回らないように冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが通常制御の値よりも大きくされる。具体的には、ステップS1060で説明したように、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCが第2開度増減量ΔEVC2に決定される。
 これにより、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが大きく上昇することを抑制できるので、潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなることを抑制でき、圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量がさらに減少して冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達した場合、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが大きく上昇してしまうので圧縮機11に潤滑油が戻り難くなってしまう。
 そこで、ステップS1080~S1090で説明したように、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回ると冷媒不足になったと判定し、圧縮機11を停止させる。これにより、圧縮機11に潤滑油が戻り難くなっていることに対して圧縮機11を保護することができる。
 冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達したら直ちに冷媒不足になったと判定するのではなく、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回ると冷媒不足になったと判定するので、負荷変動などで過渡的に過熱度SHeが上昇したときに冷媒不足と判定することを防止できる。そのため、冷媒不足の誤判定を抑制することができる。
 本実施形態の冷房モードでは、ステップS630で説明したように、制御装置60は、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αC以下である場合、冷房用膨張弁14bの開度増減量ΔEVCを第1開度増減量ΔEVC1に決定する。制御装置60は、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っている場合、冷房用膨張弁14bの開度増減量ΔEVCを、第1開度増減量ΔEVC1よりも過熱度SHeの上昇を抑制可能な第2開度増減量ΔEVC2に決定する。
 これによると、冷媒量が減少して冷媒の過熱度SHeが上昇した時に冷媒の過熱度SHeの一層の上昇を抑制できる。そのため、潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなって圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 本実施形態の冷房モードでは、冷房用膨張弁14bの第1開度増減量ΔEVC1は、室外熱交換器16で放熱された冷媒の過冷却度SCaを目標過冷却度SCOaに近づけるように決定された値であり、冷房用膨張弁14bの第2開度増減量ΔEVC2は、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeを目標過熱度SHOeに近づけるように決定された値である。
 これによると、アキュムレータ21を備えるアキュムレータサイクルの冷房モードにおいて、冷媒量が減少していない時は冷媒の過冷却度SCaを適切に制御することによってアキュムレータサイクルを適切に制御し、冷媒量が減少した時は圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制することができる。
 本実施形態の冷房モードでは、制御装置60は、冷房用膨張弁14bの開度EXPCが上限開度βCに到達した場合、冷媒が不足していると判定する。
 これによると、冷媒量の減少に伴う冷房用膨張弁14bの開度EXPCの増加が限界になったときに冷媒不足を判定するので、冷媒の圧力に基づいて冷媒不足を判定する場合と比較して冷媒不足を正確に判定できる。
 本実施形態の冷房モードでは、制御装置60は、冷房用膨張弁14bの開度EXPCが上限開度βCに到達し、かつ冷房用膨張弁14bの開度EXPCが上限開度βCに到達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回った場合、冷媒が不足していると判定する。
 これによると、負荷変動などで過渡的に過熱度SHeが上昇したときに冷媒不足と判定することを防止できる。そのため、冷媒不足の誤判定を抑制することができる。
 本実施形態の冷房モードでは、制御装置60は、冷媒が不足していると判定された場合、圧縮機11を停止させる。これによると、冷媒が不足しているときに圧縮機11を保護できる。
 本実施形態の冷房モードでは、第5冷媒温度センサ64eおよび第2冷媒圧力センサ65bは、アキュムレータ21の下流側かつ圧縮機11の吸入側における冷媒の温度T5および圧力P2を検出し、制御装置60は、第5冷媒温度センサ64eおよび第2冷媒圧力センサ65bが検出した冷媒の温度および圧力を用いて、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeを算出する。
 これによると、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeを高精度で検出できるので、冷媒の不足を高精度で判定できる。
 本実施形態の暖房モードでは、ステップS930で説明したように、制御装置60は、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaが所定過熱度αH以下である場合、暖房用膨張弁14aの開度増減量ΔEVHを第1開度増減量ΔEVH1に決定する。制御装置60は、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaが所定過熱度αHを上回っている場合、暖房用膨張弁14aの開度増減量ΔEVHを、第1開度増減量ΔEVH1よりも過熱度SHaの上昇を抑制可能な第2開度増減量ΔEVH2に決定する。
 これによると、冷媒量が減少して冷媒の過熱度SHaが上昇した時に冷媒の過熱度SHaの一層の上昇を抑制できる。そのため、潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなって圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 本実施形態の暖房モードでは、暖房用膨張弁14aの第1開度増減量ΔEVH1は、水冷媒熱交換器12で放熱された冷媒の過冷却度SCcを目標過冷却度SCOcに近づけるように決定された値であり、暖房用膨張弁14aの第2開度増減量ΔEVH2は、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaを目標過熱度SHOaに近づけるように決定された値である。
 これによると、アキュムレータ21を備えるアキュムレータサイクルの暖房モードにおいて、冷媒量が減少していない時は冷媒の過冷却度SCcを適切に制御することによってアキュムレータサイクルを適切に制御し、冷媒量が減少した時は圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制することができる。
 本実施形態の暖房モードでは、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの開度EXPHが上限開度βHに到達した場合、冷媒が不足していると判定する。
 これによると、冷媒量の減少に伴う暖房用膨張弁14aの開度EXPHの増加が限界になったときに冷媒不足を判定するので、冷媒の圧力に基づいて冷媒不足を判定する場合と比較して冷媒不足を正確に判定できる。
 本実施形態の暖房モードでは、制御装置60は、暖房用膨張弁14aの開度EXPHが上限開度βHに到達し、かつ暖房用膨張弁14aの開度EXPHが上限開度βHに到達してからの経過時間nHが所定時間γHを上回った場合、冷媒が不足していると判定する。
 これによると、負荷変動などで過渡的に過熱度SHaが上昇したときに冷媒不足と判定することを防止できる。そのため、冷媒不足の誤判定を抑制することができる。
 本実施形態の暖房モードでは、制御装置60は、冷媒が不足していると判定された場合、圧縮機11を停止させる。これによると、冷媒が不足しているときに圧縮機11を保護できる。
 本実施形態の暖房モードでは、第5冷媒温度センサ64eおよび第2冷媒圧力センサ65bは、アキュムレータ21の下流側かつ圧縮機11の吸入側における冷媒の温度T5および圧力P2を検出し、制御装置60は、第5冷媒温度センサ64eおよび第2冷媒圧力センサ65bが検出した冷媒の温度および圧力を用いて、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaを算出する。
 これによると、室外熱交換器16から流出した冷媒の過熱度SHaを高精度で検出できるので、冷媒の不足を高精度で判定できる。
 (第2実施形態)
 上記第1実施形態では、冷凍サイクル装置10は、アキュムレータ21を有するアキュムレータサイクルを構成している。本実施形態では、図8に示すように、冷凍サイクル装置10は、レシーバ25を有するレシーバサイクルを構成している。
 レシーバ25は、内部に流入した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒の一部をサイクル内の余剰液相冷媒として蓄える気液分離器である。レシーバ25の入口側は、室外熱交換器16の冷媒出口側に接続されている。レシーバ25の液相冷媒出口には、冷房用膨張弁14bの冷媒入口側が接続されている。
 本実施形態の冷凍サイクル装置10は、上記第1実施形態における水冷媒熱交換器12の代わりに電気ヒータ26が設けられている。電気ヒータ26は、電力が供給されることによって発熱して高温側熱媒体を加熱する加熱部である。
 本実施形態の車両用空調装置1は冷房モードでの運転を行うことができる。本実施形態の冷房モードにおける車両用空調装置1の基本作動は、上記第1実施形態と同様である。
 本実施形態では、冷房モードのステップS630において、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCを決定するために、図9に示すサブルーチンを実行する。
 まず、ステップS3000では、室内蒸発器18から流出した冷媒の第1目標過熱度SHOe1を決定する。第1目標過熱度SHOe1は、例えば、室内蒸発器18へ流入する吸込空気温度に基づいて、制御マップを参照して決定される。本実施形態の制御マップでは、サイクルの成績係数(COP)が極大値に近づくように、第1目標過熱度SHOe1を決定する。
 ステップS3010では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の第1仮増減量ΔEVC1を決定する。第1仮増減量ΔEVC1は、第1目標過熱度SHOe1と室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeが第1目標過熱度SHOe1に近づくように決定される。第1仮増減量ΔEVC1は、通常制御時における冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 ステップS3020では、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っているか否かが判定される。ステップS3020にて室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っていないと判定された場合、ステップS3030へ進み、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCの値を第1仮増減量ΔEVC1と同じ値に決定して、図9に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS3030で決定される冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCは、通常制御時における冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第1開度増減量)である。
 ステップS3020にて室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回っていると判定された場合、ステップS3040へ進み、室内蒸発器18から流出した冷媒の第2目標過熱度SHOe2を決定する。第2目標過熱度SHOe2は、例えば、ステップS3020で用いられた所定過熱度αCと同じ値に決定される。
 ステップS3050では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の第2仮増減量ΔEVC2を決定する。第2仮増減量ΔEVC2は、第2目標過熱度SHOe2と室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeとの偏差に基づいて、フィードバック制御手法により、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeが第2目標過熱度SHOe2に近づくように決定される。
 第2仮増減量ΔEVC2は、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeの上昇を抑制可能な冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS3060では、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCの値を、第1仮増減量ΔEVC1および第2仮増減量ΔEVC2のうち大きい方の値に決定する。
 ステップS3060で決定される冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCは、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeの上昇を通常制御時よりも抑制可能な、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量(換言すれば、第2開度増減量)である。
 ステップS3070では、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達したか否かが判定される。ステップS3070にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達していないと判定された場合、図9に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS3070にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達していると判定された場合、ステップS3080へ進み、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回っているか否かが判定される。
 ステップS3080にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回っていないと判定された場合、図9に示すサブルーチンを終了する。
 ステップS3080にて冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γHを上回っていると判定された場合、ステップS3090へ進み、冷媒が不足していると判定して圧縮機11を停止させるとともに、冷媒が不足していることを視覚的または聴覚的に乗員に報知して、図9に示すサブルーチンを終了する。
 図10は、本実施形態の冷房モードにおける冷媒量に対する制御特性を示している。冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量が必要冷媒量以上ある場合は、通常制御が行われる。すなわち、室内蒸発器18の出口側冷媒の過熱度SHeが第1目標過熱度SHOe1に近づくように冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが制御される。具体的には、ステップS3030で説明したように、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCが第1開度増減量ΔEVC1に決定される。
 冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量が減少するにつれて、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが第1目標過熱度SHOe1を超えて増加していく。室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが所定過熱度αCを上回ると、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが第2目標過熱度SHOe2を上回らないように冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが通常制御の値よりも大きくされる。具体的には、ステップS3060で説明したように、冷房用膨張弁14bの絞り開度の増減量ΔEVCが第2開度増減量ΔEVC2に決定される。
 これにより、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが大きく上昇することを抑制できるので、潤滑油への冷媒の溶け込み量が少なくなることを抑制でき、圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制できる。
 冷凍サイクル装置10に封入されている冷媒量がさらに減少して冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達した場合、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeが大きく上昇してしまうので圧縮機11に潤滑油が戻り難くなってしまう。そこで、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回ると冷媒不足になったと判定し、圧縮機11を停止させる。これにより、圧縮機11に潤滑油が戻り難くなっていることに対して圧縮機11を保護することができる。
 冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達したら直ちに冷媒不足になったと判定するのではなく、冷房用膨張弁14bの絞り開度EXPCが上限開度βCに達してからの経過時間nCが所定時間γCを上回ると冷媒不足になったと判定するので、負荷変動などで過渡的に過熱度SHeが上昇したときに冷媒不足と判定することを防止できる。そのため、冷媒不足の誤判定を抑制することができる。
 本実施形態の冷房モードでは、冷房用膨張弁14bの第1開度増減量ΔEVC1は、室内蒸発器18から流出した冷媒の過熱度SHeを第1目標過熱度SHOe1に近づけるように決定された値であり、冷房用膨張弁14bの第2開度増減量ΔEVC2は、第1開度増減量ΔEVC1よりも大きな値である。
 これによると、レシーバ25を備えるレシーバサイクルの冷房モードにおいて、冷媒量が減少していない時は冷媒の過熱度SHeを適切に制御することによってレシーバサイクルを適切に制御し、冷媒量が減少した時は圧縮機11に潤滑油が戻り難くなることを抑制することができる。
 本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
 上記実施形態では、所定過熱度αC、αHは、予め制御装置60に記憶された固定値であるが、必ずしも固定値である必要はない。例えば、作動環境等に応じて所定過熱度αC、αHを変動させてもよい。
 また、上記実施形態では、目標過熱度SHOe、SHOa、SHOe2は、所定過熱度αC、αHと同じ値に決定されるが、必ずしも同じ値に決定される必要はない。例えば、作動環境等に応じて目標過熱度SHOe、SHOa、SHOe2を所定過熱度αC、αHに対して変動させてもよい。
 上述の実施形態では、複数の運転モードに切り替え可能な冷凍サイクル装置10について説明したが、冷凍サイクル装置10の運転モードの切り替えはこれに限定されない。
 例えば、室外熱交換器16および室内蒸発器18の両方で低圧冷媒を蒸発させて低圧冷媒に吸熱作用を発揮させる除湿暖房モードに切り替え可能にしてもよい。
 加熱部の構成は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。例えば、第1実施形態で説明した高温側熱媒体回路40に対して、余剰の熱を外気に放熱させるラジエータを追加してもよい。さらに、ハイブリッド車両のように内燃機関(エンジン)を備える車両では、高温側熱媒体回路40にエンジン冷却水を循環させるようにしてもよい。
 冷凍サイクル装置10において、バッテリを冷却するバッテリ冷却用熱交換器を室内蒸発器18に対して並列に配置してもよい。
 また、冷凍サイクル装置10において、低温側熱媒体を冷却するチラーを配置し、チラーで冷却された低温側熱媒体によってバッテリ、インバータ、モータジェネレータ等の冷却対象物を冷却するようにしてもよい。
 上述の各実施形態では、本開示に係る冷凍サイクル装置10を車両用空調装置1に適用したが、冷凍サイクル装置10の適用はこれに限定されない。例えば、コンピューターサーバーの温度を適切に調整しつつ、室内の空調を行うサーバー冷却機能付きの空調装置等に適用してもよい。
 本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
 本明細書に開示された冷凍サイクル装置の特徴を以下の通り示す。
(項目1)
 冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
 前記圧縮機から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱器(16、12)と、
 前記放熱器で放熱された前記冷媒を減圧膨張させる膨張弁(14b、14a)と、
 前記膨張弁で減圧膨張された前記冷媒を蒸発させる蒸発器(18、16)と、
 前記膨張弁の開度を制御する制御部(60)とを備え、
 前記制御部は、
 前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)が所定過熱度(αC、αH)以下である場合、前記膨張弁の開度増減量(ΔEVC、ΔEVH)を第1開度増減量(ΔEVC1、ΔEVH1)に決定し、
 前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度が前記所定過熱度を上回っている場合、前記開度増減量を、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度の上昇を前記第1開度増減量よりも抑制可能な第2開度増減量(ΔEVC2、ΔEVH2)に決定する冷凍サイクル装置。
(項目2)
 前記蒸発器で蒸発した前記冷媒の気液を分離するアキュムレータ(21)を備え、
 前記第1開度増減量は、前記放熱器で放熱された前記冷媒の過冷却度(SCa、SCc)を目標過冷却度(SCOa、SCOc)に近づけるように決定された値であり、
 前記第2開度増減量は、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)を目標過熱度(SHOe、SHOa)に近づけるように決定された値である項目1に記載の冷凍サイクル装置。
(項目3)
 前記放熱器で放熱された前記冷媒の気液を分離するレシーバ(25)を備え、
 前記第1開度増減量は、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe)を目標過熱度(SHOe1)に近づけるように決定された値であり、
 前記第2開度増減量は、前記第1開度増減量よりも大きな値である項目1に記載の冷凍サイクル装置。
(項目4)
 前記制御部は、前記膨張弁の開度(EXPC、EXPH)が上限開度(βC、βH)に到達した場合、前記冷媒が不足していると判定する項目1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
(項目5)
 前記制御部は、前記膨張弁の開度(EXPC、EXPH)が上限開度(βC、βH)に到達し、かつ前記膨張弁の開度が前記上限開度に到達してからの経過時間(nC、nH)が所定時間(γC、γH)を上回った場合、前記冷媒が不足していると判定する項目1ないし3のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。
(項目6)
 前記制御部は、前記冷媒が不足していると判定された場合、前記圧縮機を停止させる項目4または5に記載の冷凍サイクル装置。
(項目7)
 前記蒸発器で蒸発した前記冷媒の気液を分離するアキュムレータ(21)と、
 前記アキュムレータの下流側かつ前記圧縮機の吸入側における前記冷媒の温度(T5)および圧力(P2)を検出する冷媒状態検出部(64e、65b)とを備え、
 前記制御部は、前記冷媒状態検出部が検出した前記冷媒の温度(T5)および圧力(P2)を用いて、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)を算出する項目1に記載の冷凍サイクル装置。

Claims (7)

  1.  冷媒を吸入して圧縮し吐出する圧縮機(11)と、
     前記圧縮機から吐出された前記冷媒を放熱させる放熱器(16、12)と、
     前記放熱器で放熱された前記冷媒を減圧膨張させる膨張弁(14b、14a)と、
     前記膨張弁で減圧膨張された前記冷媒を蒸発させる蒸発器(18、16)と、
     前記膨張弁の開度を制御する制御部(60)とを備え、
     前記制御部は、
     前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)が所定過熱度(αC、αH)以下である場合、前記膨張弁の開度増減量(ΔEVC、ΔEVH)を第1開度増減量(ΔEVC1、ΔEVH1)に決定し、
     前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度が前記所定過熱度を上回っている場合、前記開度増減量を、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度の上昇を前記第1開度増減量よりも抑制可能な第2開度増減量(ΔEVC2、ΔEVH2)に決定する冷凍サイクル装置。
  2.  前記蒸発器で蒸発した前記冷媒の気液を分離するアキュムレータ(21)を備え、
     前記第1開度増減量は、前記放熱器で放熱された前記冷媒の過冷却度(SCa、SCc)を目標過冷却度(SCOa、SCOc)に近づけるように決定された値であり、
     前記第2開度増減量は、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)を目標過熱度(SHOe、SHOa)に近づけるように決定された値である請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記放熱器で放熱された前記冷媒の気液を分離するレシーバ(25)を備え、
     前記第1開度増減量は、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe)を目標過熱度(SHOe1)に近づけるように決定された値であり、
     前記第2開度増減量は、前記第1開度増減量よりも大きな値である請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  前記制御部は、前記膨張弁の開度(EXPC、EXPH)が上限開度(βC、βH)に到達した場合、前記冷媒が不足していると判定する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記制御部は、前記膨張弁の開度(EXPC、EXPH)が上限開度(βC、βH)に到達し、かつ前記膨張弁の開度が前記上限開度に到達してからの経過時間(nC、nH)が所定時間(γC、γH)を上回った場合、前記冷媒が不足していると判定する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記制御部は、前記冷媒が不足していると判定された場合、前記圧縮機を停止させる請求項4または5に記載の冷凍サイクル装置。
  7.  前記蒸発器で蒸発した前記冷媒の気液を分離するアキュムレータ(21)と、
     前記アキュムレータの下流側かつ前記圧縮機の吸入側における前記冷媒の温度(T5)および圧力(P2)を検出する冷媒状態検出部(64e、65b)とを備え、
     前記制御部は、前記冷媒状態検出部が検出した前記冷媒の温度(T5)および圧力(P2)を用いて、前記蒸発器から流出した前記冷媒の過熱度(SHe、SHa)を算出する請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
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