JP2000320936A - 冷凍サイクルの安全装置 - Google Patents
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
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- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
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- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二酸化炭素を冷媒として使用する冷凍サイク
ルにおいて、冷媒漏れや高圧圧力から冷凍サイクルを保
護する。 【解決手段】 冷凍サイクルの始動時において、圧力検
出センサの検出値が、冷媒サイクルの停止時のバランス
圧から推定される所定の圧力値、例えばバランス圧から
所定値低い値以下である場合には冷媒が漏洩していると
判断して、コンプレッサの稼動を停止する。また、冷凍
サイクルの通常運転時に、高圧圧力が急激に低下したこ
とが判定された場合には冷媒漏れであると判断して、コ
ンプレッサの稼動を停止する。
ルにおいて、冷媒漏れや高圧圧力から冷凍サイクルを保
護する。 【解決手段】 冷凍サイクルの始動時において、圧力検
出センサの検出値が、冷媒サイクルの停止時のバランス
圧から推定される所定の圧力値、例えばバランス圧から
所定値低い値以下である場合には冷媒が漏洩していると
判断して、コンプレッサの稼動を停止する。また、冷凍
サイクルの通常運転時に、高圧圧力が急激に低下したこ
とが判定された場合には冷媒漏れであると判断して、コ
ンプレッサの稼動を停止する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、冷媒として二酸
化炭素を用いた冷凍サイクルの安全を図る安全装置に関
する。
化炭素を用いた冷凍サイクルの安全を図る安全装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−５０８４３号公報に開示され
る車両用空気調和装置は、冷媒回路の高圧側に、異常高
圧保護用の高圧圧力スイッチ及び異常低圧保護用の低圧
圧力スイッチを具備し、これらのスイッチが作動したと
きにクラッチをオフして圧縮機を停止すると共に、さら
に冷媒回路の高圧側に上記高圧圧力スイッチの作動圧力
よりも低い圧力で作動する中間圧力スイッチを設け、こ
の中間圧力スイッチが作動したときに、所定の時間圧縮
機の作動を停止させるようにしたものである。したがっ
て、前記中間圧力スイッチは、高圧圧力スイッチが作動
する前に、圧縮機の稼動を所定時間停止させて、高圧圧
力スイッチによる圧縮機の長時間の停止を防止し、空調
フィーリングの悪化を防止するものである。
る車両用空気調和装置は、冷媒回路の高圧側に、異常高
圧保護用の高圧圧力スイッチ及び異常低圧保護用の低圧
圧力スイッチを具備し、これらのスイッチが作動したと
きにクラッチをオフして圧縮機を停止すると共に、さら
に冷媒回路の高圧側に上記高圧圧力スイッチの作動圧力
よりも低い圧力で作動する中間圧力スイッチを設け、こ
の中間圧力スイッチが作動したときに、所定の時間圧縮
機の作動を停止させるようにしたものである。したがっ
て、前記中間圧力スイッチは、高圧圧力スイッチが作動
する前に、圧縮機の稼動を所定時間停止させて、高圧圧
力スイッチによる圧縮機の長時間の停止を防止し、空調
フィーリングの悪化を防止するものである。
【０００３】また、特開昭６１−２１３５６５号公報に
開示される冷凍サイクルの圧力スイッチは、冷凍サイク
ルの冷媒の流れを逆転させることにより暖房を行うヒー
トポンプ機能を有する冷凍サイクルにおいて、外気温に
対する冷媒の飽和蒸気圧を演算し、前記冷凍サイクルの
冷媒圧力を導き、この冷媒圧力が前記飽和蒸気圧よりも
小さく、その差が一定以上となった場合に圧縮機の運転
を停止するものである。したがって、前記圧力スイッチ
は、冷凍サイクルの冷媒圧力が外気温に応じて変化する
冷媒の飽和蒸気圧と比較して小さく、その差が一定値以
上となった時に、冷媒ガスが不足であると判断し、圧縮
機の稼動を停止させるものである。
開示される冷凍サイクルの圧力スイッチは、冷凍サイク
ルの冷媒の流れを逆転させることにより暖房を行うヒー
トポンプ機能を有する冷凍サイクルにおいて、外気温に
対する冷媒の飽和蒸気圧を演算し、前記冷凍サイクルの
冷媒圧力を導き、この冷媒圧力が前記飽和蒸気圧よりも
小さく、その差が一定以上となった場合に圧縮機の運転
を停止するものである。したがって、前記圧力スイッチ
は、冷凍サイクルの冷媒圧力が外気温に応じて変化する
冷媒の飽和蒸気圧と比較して小さく、その差が一定値以
上となった時に、冷媒ガスが不足であると判断し、圧縮
機の稼動を停止させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−５０８４３号公報に開示された中間圧力スイッチ
は、高圧圧力スイッチの作動圧よりも低い圧力で作動す
るものであるので、冷媒漏れによる圧力の低下を検出す
ることができないという不具合を有する。
５−５０８４３号公報に開示された中間圧力スイッチ
は、高圧圧力スイッチの作動圧よりも低い圧力で作動す
るものであるので、冷媒漏れによる圧力の低下を検出す
ることができないという不具合を有する。
【０００５】また、特開昭６１−２１３５６５号公報に
開示される圧力スイッチは、検出圧力が飽和蒸気圧より
も所定値低い圧力である場合に冷媒不足を検出して、圧
縮機の稼動を停止するものであるので、二酸化炭素を冷
媒として使用するサイクルでは、外気温度が二酸化炭素
の臨界点（約３１．１℃）以下の場合では有効である
が、臨界点を超える領域では意味のないものとなってし
まうという不具合を有する。
開示される圧力スイッチは、検出圧力が飽和蒸気圧より
も所定値低い圧力である場合に冷媒不足を検出して、圧
縮機の稼動を停止するものであるので、二酸化炭素を冷
媒として使用するサイクルでは、外気温度が二酸化炭素
の臨界点（約３１．１℃）以下の場合では有効である
が、臨界点を超える領域では意味のないものとなってし
まうという不具合を有する。
【０００６】さらに、この発明においては、冷凍サイク
ルの冷媒として二酸化炭素を用いることから、高圧圧力
が非常に高くなるために、高圧圧力に異常に対してシビ
アに対応する必要が生じる。
ルの冷媒として二酸化炭素を用いることから、高圧圧力
が非常に高くなるために、高圧圧力に異常に対してシビ
アに対応する必要が生じる。
【０００７】したがって、この発明は、二酸化炭素を冷
媒として使用する冷凍サイクルにおいて、冷媒漏れや高
圧圧力から冷凍サイクルを保護することのできる冷凍サ
イクルの安全装置を提供することにある。
媒として使用する冷凍サイクルにおいて、冷媒漏れや高
圧圧力から冷凍サイクルを保護することのできる冷凍サ
イクルの安全装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】よって、この発明は、冷
媒として二酸化炭素を用い、冷媒を圧縮するコンプレッ
サと、圧縮された冷媒の温度を低下させる放熱器と、該
放熱器から流出する冷媒が通過する第１の熱交換器及び
前記コンプレッサに吸入される冷媒が通過する第２の熱
交換器からなる内部熱交換器と、前記第１の熱交換器か
ら流出する冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、該膨張弁に
よって膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータと、該エ
バポレータを流出した冷媒の蓄積し且つ気液分離を行う
と共に前記第２の熱交換器に接続されるアキュムレータ
とによって少なくとも構成され、前記コンプレッサの吐
出側から前記膨張弁の流入側までの高圧ラインとし、前
記膨張弁の流出側から前記コンプレッサの吸入側までの
低圧ラインとする冷凍サイクルにおいて、前記高圧ライ
ンに設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力検出センサ
と、前記冷凍サイクルの始動時において、前記圧力検出
センサの検出値が、冷凍サイクルの停止時のバランス圧
から推定される所定の圧力値以下であるか否かを判定す
る起動時圧力判定手段と、該起動時圧力判定手段によっ
て、前記検出値が所定の圧力値以下であると判定された
場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる起動時安
全制御手段とを具備することにある。
媒として二酸化炭素を用い、冷媒を圧縮するコンプレッ
サと、圧縮された冷媒の温度を低下させる放熱器と、該
放熱器から流出する冷媒が通過する第１の熱交換器及び
前記コンプレッサに吸入される冷媒が通過する第２の熱
交換器からなる内部熱交換器と、前記第１の熱交換器か
ら流出する冷媒を断熱膨張させる膨張弁と、該膨張弁に
よって膨張した冷媒を蒸発させるエバポレータと、該エ
バポレータを流出した冷媒の蓄積し且つ気液分離を行う
と共に前記第２の熱交換器に接続されるアキュムレータ
とによって少なくとも構成され、前記コンプレッサの吐
出側から前記膨張弁の流入側までの高圧ラインとし、前
記膨張弁の流出側から前記コンプレッサの吸入側までの
低圧ラインとする冷凍サイクルにおいて、前記高圧ライ
ンに設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力検出センサ
と、前記冷凍サイクルの始動時において、前記圧力検出
センサの検出値が、冷凍サイクルの停止時のバランス圧
から推定される所定の圧力値以下であるか否かを判定す
る起動時圧力判定手段と、該起動時圧力判定手段によっ
て、前記検出値が所定の圧力値以下であると判定された
場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる起動時安
全制御手段とを具備することにある。
【０００９】これによって、この発明は、冷凍サイクル
の始動時において、圧力検出センサの検出値が、冷媒サ
イクルの停止時のバランス圧から推定される所定の圧力
値、例えばバランス圧から所定値低い値以下である場合
には、冷媒が漏洩していると判断して、コンプレッサの
稼動を停止するので、コンプレッサの空運転、冷媒漏れ
の助長等の不具合、またこれらを原因とする不具合を防
止することができるものである。
の始動時において、圧力検出センサの検出値が、冷媒サ
イクルの停止時のバランス圧から推定される所定の圧力
値、例えばバランス圧から所定値低い値以下である場合
には、冷媒が漏洩していると判断して、コンプレッサの
稼動を停止するので、コンプレッサの空運転、冷媒漏れ
の助長等の不具合、またこれらを原因とする不具合を防
止することができるものである。
【００１０】また、この発明は、前記冷凍サイクルの運
転時において、前記圧力検出センサの値から圧力の変動
値を演算する圧力変動値演算手段と、該圧力変動値演算
手段によって演算された変動値によって圧力が急激に低
下したか否かを判定する圧力変化判定手段と、該圧力変
化判定手段によって圧力が急激に低下したと判定された
場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる稼動時安
全制御手段とを具備することにある。
転時において、前記圧力検出センサの値から圧力の変動
値を演算する圧力変動値演算手段と、該圧力変動値演算
手段によって演算された変動値によって圧力が急激に低
下したか否かを判定する圧力変化判定手段と、該圧力変
化判定手段によって圧力が急激に低下したと判定された
場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる稼動時安
全制御手段とを具備することにある。
【００１１】これによって、冷凍サイクルの通常運転時
に、高圧圧力が急激に低下したことが判定された場合に
は冷媒漏れであると判断して、コンプレッサの稼動を停
止することができるので、急激な冷媒漏れから冷凍サイ
クルを保護することができるものである。
に、高圧圧力が急激に低下したことが判定された場合に
は冷媒漏れであると判断して、コンプレッサの稼動を停
止することができるので、急激な冷媒漏れから冷凍サイ
クルを保護することができるものである。
【００１２】さらに、この発明は、前記稼動時安全制御
手段によって前記コンプレッサが停止した後、所定時間
が経過したか否かを判定する経過時間判定手段と、該経
過時間判定手段によって所定時間が経過したと判定され
た場合、前記圧力検出センサの検出値が所定の閾値以上
であるか否かを判定する圧力判定手段と、該圧力判定手
段によって、前記圧力センサの検出値が所定の閾値以上
であると判定された場合には前記コンプレッサの稼動を
再開すると共に、前記検出値が所定の閾値よりも小さい
と判定された場合には前記コンプレッサの停止を継続す
る停止継続制御手段とを具備することにある。
手段によって前記コンプレッサが停止した後、所定時間
が経過したか否かを判定する経過時間判定手段と、該経
過時間判定手段によって所定時間が経過したと判定され
た場合、前記圧力検出センサの検出値が所定の閾値以上
であるか否かを判定する圧力判定手段と、該圧力判定手
段によって、前記圧力センサの検出値が所定の閾値以上
であると判定された場合には前記コンプレッサの稼動を
再開すると共に、前記検出値が所定の閾値よりも小さい
と判定された場合には前記コンプレッサの停止を継続す
る停止継続制御手段とを具備することにある。
【００１３】これによって、前述した稼動時安全制御手
段によるコンプレッサの停止後、所定時間経過しても、
検出圧力が所定の閾値以上とならない場合には、冷媒漏
れが確実であると判断してコンプレッサの稼動の停止を
継続するようにしたものである。尚、前記検出圧力が所
定の閾値以上に復帰した場合には、何らかの要因による
短期的な圧力変動により、所定の閾値以下となったと判
断して、コンプレッサの稼動を再開するものである。
段によるコンプレッサの停止後、所定時間経過しても、
検出圧力が所定の閾値以上とならない場合には、冷媒漏
れが確実であると判断してコンプレッサの稼動の停止を
継続するようにしたものである。尚、前記検出圧力が所
定の閾値以上に復帰した場合には、何らかの要因による
短期的な圧力変動により、所定の閾値以下となったと判
断して、コンプレッサの稼動を再開するものである。
【００１４】さらにまた、この発明は、外気温度を検出
する外気温度検出手段と、前記外気温度が前記冷媒の臨
界点以上であるか否かを判定する外気温度判定手段と、
該外気温度判定手段によって前記外気温度が冷媒の臨界
点より低いと判定された場合、前記外気温度から冷媒の
飽和圧力を演算し、この演算された飽和圧力を前記所定
の閾値とする第１の閾値設定手段と、前記外気温度判定
手段によって前記外気温度が冷媒の臨界点以上であると
判定された場合、前記外気温度に基づいて前記所定の閾
値を演算して設定する第２の閾値設定手段とを具備する
ことにある。
する外気温度検出手段と、前記外気温度が前記冷媒の臨
界点以上であるか否かを判定する外気温度判定手段と、
該外気温度判定手段によって前記外気温度が冷媒の臨界
点より低いと判定された場合、前記外気温度から冷媒の
飽和圧力を演算し、この演算された飽和圧力を前記所定
の閾値とする第１の閾値設定手段と、前記外気温度判定
手段によって前記外気温度が冷媒の臨界点以上であると
判定された場合、前記外気温度に基づいて前記所定の閾
値を演算して設定する第２の閾値設定手段とを具備する
ことにある。
【００１５】これによって、この発明によれば、外気温
度が冷媒、二酸化炭素の臨界点（約３１．１℃）より低
い場合には、外気温度から冷媒の飽和圧力を演算してこ
の飽和圧力を前記所定の閾値とし、外気温度が二酸化炭
素の臨界点以上である場合には、外気温度から演算した
所定の圧力を前記所定の閾値とするので、外気温度によ
って変化する冷媒の圧力等にきめこまかく対応した閾値
を設定できるものである。この結果、無駄なコンプレッ
サ停止を抑制できるので、円滑な冷凍サイクルの稼動を
得ることができるものである。
度が冷媒、二酸化炭素の臨界点（約３１．１℃）より低
い場合には、外気温度から冷媒の飽和圧力を演算してこ
の飽和圧力を前記所定の閾値とし、外気温度が二酸化炭
素の臨界点以上である場合には、外気温度から演算した
所定の圧力を前記所定の閾値とするので、外気温度によ
って変化する冷媒の圧力等にきめこまかく対応した閾値
を設定できるものである。この結果、無駄なコンプレッ
サ停止を抑制できるので、円滑な冷凍サイクルの稼動を
得ることができるものである。
【００１６】また、この発明は、前記高圧ラインに、第
１の高圧圧力で前記高圧ラインと前記低圧ラインとを連
通する高圧制御弁を設けたことにある。
１の高圧圧力で前記高圧ラインと前記低圧ラインとを連
通する高圧制御弁を設けたことにある。
【００１７】さらに、この発明は、前記高圧ラインに、
前記第１の高圧圧力よりも高い第２の高圧圧力で、前記
高圧ラインと大気とを連通する高圧側リーク手段を具備
することにある。尚、この高圧側リーク手段は、前記第
２の高圧圧力で破裂する破裂板機構であることが望まし
い。
前記第１の高圧圧力よりも高い第２の高圧圧力で、前記
高圧ラインと大気とを連通する高圧側リーク手段を具備
することにある。尚、この高圧側リーク手段は、前記第
２の高圧圧力で破裂する破裂板機構であることが望まし
い。
【００１８】さらにまた、この発明は、前記低圧ライン
に、冷凍サイクルの停止時のバランス圧力よりも所定値
高い圧力で、前記低圧ラインと大気とを連通する低圧側
リーク手段を具備することにある。尚、この低圧側リー
ク手段は、前記バランス圧力よりも所定値高い圧力で破
裂する破裂板機構であることが望ましい。
に、冷凍サイクルの停止時のバランス圧力よりも所定値
高い圧力で、前記低圧ラインと大気とを連通する低圧側
リーク手段を具備することにある。尚、この低圧側リー
ク手段は、前記バランス圧力よりも所定値高い圧力で破
裂する破裂板機構であることが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面により説明する。
いて図面により説明する。
【００２０】図１に示す冷凍サイクル１は、冷媒として
二酸化炭素を使用し、車両用空調装置に搭載されるもの
で、走行用エンジン４を駆動源として電磁クラッチ３を
介して駆動されるコンプレッサ２と、このコンプレッサ
２の吐出側に接続される放熱器５と、この放熱器５の流
出側に接続される第１の熱交換器６及び前記コンプレッ
サ２の吸入側に接続される第２の熱交換器７からなる内
部熱交換器８と、前記第１の熱交換器６の流出側に接続
される膨張弁９と、この膨張弁９の流出側に接続される
エバポレータ１１と、該エバポレータ１１と前記第２の
熱交換器７の間に接続されるアキュムレータ１２とによ
って少なくとも構成されるものである。尚、前記コンプ
レッサ２の吐出側から前記膨張弁９の流入側までを高圧
ライン１３とし、前記膨張弁９の流出側から前記コンプ
レッサ２の吸入側までを低圧ライン１４とする。
二酸化炭素を使用し、車両用空調装置に搭載されるもの
で、走行用エンジン４を駆動源として電磁クラッチ３を
介して駆動されるコンプレッサ２と、このコンプレッサ
２の吐出側に接続される放熱器５と、この放熱器５の流
出側に接続される第１の熱交換器６及び前記コンプレッ
サ２の吸入側に接続される第２の熱交換器７からなる内
部熱交換器８と、前記第１の熱交換器６の流出側に接続
される膨張弁９と、この膨張弁９の流出側に接続される
エバポレータ１１と、該エバポレータ１１と前記第２の
熱交換器７の間に接続されるアキュムレータ１２とによ
って少なくとも構成されるものである。尚、前記コンプ
レッサ２の吐出側から前記膨張弁９の流入側までを高圧
ライン１３とし、前記膨張弁９の流出側から前記コンプ
レッサ２の吸入側までを低圧ライン１４とする。
【００２１】前記冷凍サイクル１の高圧ライン１３に
は、前記膨張弁９に平行に配され、所定の圧力（例え
ば、約１１ＭＰａ〜１２ＭＰａ）で高圧ライン１３と低
圧ライン１４とを連通する圧力調整弁１０と、前記所定
の圧力より大きい圧力（例えば、１４ＭＰａ）で破裂す
る破裂板を有する高圧側破裂板機構１５と、前記高圧ラ
インの圧力を検出する圧力検出センサ１７とが設けられ
る。また、低圧ライン１４には、コンプレッサ２の停止
時の高圧ライン１３及び低圧ライン１４のバランス圧
（約５〜６ＭＰａ）よりも所定値大きい圧力（例えば、
８ＭＰａ）で破裂する破裂板を有する低圧側破裂板機構
１６が設けられる。前記高圧側破裂板器機構１５及び低
圧側破裂板機構１６は、破裂板が破裂することによって
冷媒が大気中に放出されるようになっているものであ
る。
は、前記膨張弁９に平行に配され、所定の圧力（例え
ば、約１１ＭＰａ〜１２ＭＰａ）で高圧ライン１３と低
圧ライン１４とを連通する圧力調整弁１０と、前記所定
の圧力より大きい圧力（例えば、１４ＭＰａ）で破裂す
る破裂板を有する高圧側破裂板機構１５と、前記高圧ラ
インの圧力を検出する圧力検出センサ１７とが設けられ
る。また、低圧ライン１４には、コンプレッサ２の停止
時の高圧ライン１３及び低圧ライン１４のバランス圧
（約５〜６ＭＰａ）よりも所定値大きい圧力（例えば、
８ＭＰａ）で破裂する破裂板を有する低圧側破裂板機構
１６が設けられる。前記高圧側破裂板器機構１５及び低
圧側破裂板機構１６は、破裂板が破裂することによって
冷媒が大気中に放出されるようになっているものであ
る。
【００２２】以上の構成の冷凍サイクル１において、電
磁クラッチ３が投入されることによってコンプレッサ２
が稼動し、気相冷媒が超臨界領域まで圧縮される。そし
て、この高圧高温の気相冷媒は放熱器５で放熱して冷却
され、さらに内部熱交換器８において、コンプレッサ２
に吸引される低圧低温の気相冷媒と熱交換して冷却さ
れ、膨張弁９にて気液混合領域まで圧力が下げられる。
そして、この気液混合状態の冷媒は、エバポレータ１１
にてこのエバポレータ１１を通過する空気を熱を奪って
蒸発し気相冷媒となる。アキュムレータ１２は、冷凍サ
イクル１を循環する冷媒量を調整すると共に、前記エバ
ポレータ１１で蒸発できなかった液相冷媒を気相冷媒か
ら分離して収納する。前記アキュムレータ１２にて気液
分離された気相冷媒は、内部熱交換器８にて高温高圧の
冷媒と熱交換して過熱され、コンプレッサ２に吸引され
るものである。これによって、エバポレータ１１にて熱
を吸引し、放熱器５にて放熱する冷凍サイクル１が構成
されるものである。
磁クラッチ３が投入されることによってコンプレッサ２
が稼動し、気相冷媒が超臨界領域まで圧縮される。そし
て、この高圧高温の気相冷媒は放熱器５で放熱して冷却
され、さらに内部熱交換器８において、コンプレッサ２
に吸引される低圧低温の気相冷媒と熱交換して冷却さ
れ、膨張弁９にて気液混合領域まで圧力が下げられる。
そして、この気液混合状態の冷媒は、エバポレータ１１
にてこのエバポレータ１１を通過する空気を熱を奪って
蒸発し気相冷媒となる。アキュムレータ１２は、冷凍サ
イクル１を循環する冷媒量を調整すると共に、前記エバ
ポレータ１１で蒸発できなかった液相冷媒を気相冷媒か
ら分離して収納する。前記アキュムレータ１２にて気液
分離された気相冷媒は、内部熱交換器８にて高温高圧の
冷媒と熱交換して過熱され、コンプレッサ２に吸引され
るものである。これによって、エバポレータ１１にて熱
を吸引し、放熱器５にて放熱する冷凍サイクル１が構成
されるものである。
【００２３】また、上記冷凍サイクル１を制御するため
に、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２１が設けられ
る。このコントロールユニット２１は、少なくとも図示
しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出
力ポート（Ｉ／Ｏ）等から構成されるそれ自体公知のも
ので、前記圧力検出センサ１７からの検出信号及び外気
温度検出センサ１８からの検出信号がマルチプレクサ
（ＭＰＸ）１９及びＡ／Ｄ変換器２０を介して入力さ
れ、これらの検出信号を所定のプログラムにしたがって
加工した後、前記電磁クラッチ３を制御する制御信号と
して出力するものである。
に、コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）２１が設けられ
る。このコントロールユニット２１は、少なくとも図示
しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読出専用メモリ
（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出
力ポート（Ｉ／Ｏ）等から構成されるそれ自体公知のも
ので、前記圧力検出センサ１７からの検出信号及び外気
温度検出センサ１８からの検出信号がマルチプレクサ
（ＭＰＸ）１９及びＡ／Ｄ変換器２０を介して入力さ
れ、これらの検出信号を所定のプログラムにしたがって
加工した後、前記電磁クラッチ３を制御する制御信号と
して出力するものである。
【００２４】以下、前記コントロールユニット２１で実
行される安全制御の一例を、図２乃至図４で示すフロー
チャートにしたがって説明する。ステップ１００から開
始される安全制御は、例えば車両用空調装置（エアコ
ン）の制御の根幹をなすメイン制御ルーチンから定期的
に開始されるもので、ステップ１１０で圧力検出センサ
１７からの検出値Ｐspが入力され、ステップ１２０にお
いて、Ａ／Ｃ（エアコン）運転時か否かの判定が行われ
る。このＡ／Ｃ運転時はエアコンが運転中か否かを示す
もので、コンプレッサ２の稼動の有無を判定するもので
ある。そして、エアコンが運転時である場合には、ステ
ップ１３０に進んでＡ／Ｃ（エアコン）始動時であるか
否かが判定される。この判定において、エアコン始動時
であると判定された場合には、ステップ１４０以下の初
期安全制御が実行され、エアコン始動時でない場合には
Ａ連結子１８を介してエアコンの通常運転時の安全制御
に移行する。尚、上記ステップ１２０の判定において、
エアコンの運転時でない場合には、ステップ１７０を介
してメイン制御ルーチンに回帰する。
行される安全制御の一例を、図２乃至図４で示すフロー
チャートにしたがって説明する。ステップ１００から開
始される安全制御は、例えば車両用空調装置（エアコ
ン）の制御の根幹をなすメイン制御ルーチンから定期的
に開始されるもので、ステップ１１０で圧力検出センサ
１７からの検出値Ｐspが入力され、ステップ１２０にお
いて、Ａ／Ｃ（エアコン）運転時か否かの判定が行われ
る。このＡ／Ｃ運転時はエアコンが運転中か否かを示す
もので、コンプレッサ２の稼動の有無を判定するもので
ある。そして、エアコンが運転時である場合には、ステ
ップ１３０に進んでＡ／Ｃ（エアコン）始動時であるか
否かが判定される。この判定において、エアコン始動時
であると判定された場合には、ステップ１４０以下の初
期安全制御が実行され、エアコン始動時でない場合には
Ａ連結子１８を介してエアコンの通常運転時の安全制御
に移行する。尚、上記ステップ１２０の判定において、
エアコンの運転時でない場合には、ステップ１７０を介
してメイン制御ルーチンに回帰する。
【００２５】前記ステップ１３０の判定においてエアコ
ン始動時であることが判定された場合、ステップ１４０
に進んで前記圧力検出センサ１７の検出値Ｐspが冷媒温
度０℃の飽和圧力Ｐsao （約３．７ＭＰａ）以下である
か否かの判定を行う。この判定において、前記飽和圧力
Ｐsao 以下である場合には、ステップ１６０に進んでコ
ンプレッサ２を停止（電磁クラッチ３への通電を遮断）
してコンプレッサ２への液戻りを防止する。
ン始動時であることが判定された場合、ステップ１４０
に進んで前記圧力検出センサ１７の検出値Ｐspが冷媒温
度０℃の飽和圧力Ｐsao （約３．７ＭＰａ）以下である
か否かの判定を行う。この判定において、前記飽和圧力
Ｐsao 以下である場合には、ステップ１６０に進んでコ
ンプレッサ２を停止（電磁クラッチ３への通電を遮断）
してコンプレッサ２への液戻りを防止する。
【００２６】また、前記ステップ１４０の判定において
前記検出値Ｐspが前記飽和圧力Ｐsao より大きい場合に
は、ステップ１５０に進んで所定値α以上であるか否か
の判定を行う。この所定値αは、冷凍サイクル１の停止
時における高圧ライン１３と低圧ライン１４のバランス
圧（５〜６ＭＰａ）より所定値低い値α（３〜４ＭＰ
ａ）を設定し、この値αよりも低い場合には、冷媒漏れ
が想定されるとしてステップ１６０に進み、コンプレッ
サ２を停止させて、ステップ１７０から前記メイン制御
ルーチンに回帰するようになっている。また、前記ステ
ップ１６０の判定において検出値Ｐspが前記値αより高
い場合には、ステップ１７０から前記メイン制御ルーチ
ンに回帰し、コンプレッサ２の稼動は継続されるもので
ある。
前記検出値Ｐspが前記飽和圧力Ｐsao より大きい場合に
は、ステップ１５０に進んで所定値α以上であるか否か
の判定を行う。この所定値αは、冷凍サイクル１の停止
時における高圧ライン１３と低圧ライン１４のバランス
圧（５〜６ＭＰａ）より所定値低い値α（３〜４ＭＰ
ａ）を設定し、この値αよりも低い場合には、冷媒漏れ
が想定されるとしてステップ１６０に進み、コンプレッ
サ２を停止させて、ステップ１７０から前記メイン制御
ルーチンに回帰するようになっている。また、前記ステ
ップ１６０の判定において検出値Ｐspが前記値αより高
い場合には、ステップ１７０から前記メイン制御ルーチ
ンに回帰し、コンプレッサ２の稼動は継続されるもので
ある。
【００２７】そして、初期安全制御の終了後は、エアコ
ン起動初期時でないので、前記ステップ１３０からＡ連
結子１８０を介して図３に示す通常運転時の安全制御に
移行する。この通常運転時の安全制御は、先ずステップ
１９０において所定時間における前記検出値Ｐspの変動
値ΔＰspを下記する数式（１）によって演算する。
ン起動初期時でないので、前記ステップ１３０からＡ連
結子１８０を介して図３に示す通常運転時の安全制御に
移行する。この通常運転時の安全制御は、先ずステップ
１９０において所定時間における前記検出値Ｐspの変動
値ΔＰspを下記する数式（１）によって演算する。
【００２８】 ΔＰsp＝Ｐsp（ｎ）−Ｐsp（ｎ−１）・・・（１）
【００２９】そして、ステップ２００において、低圧カ
ットの仕様値であるカット圧力Ｐthを外気温度Ｔａに基
づいて図４に示すフローチャートにより演算する。
ットの仕様値であるカット圧力Ｐthを外気温度Ｔａに基
づいて図４に示すフローチャートにより演算する。
【００３０】ステップ２１０において入力された外気温
度Ｔａは、ステップ２２０において二酸化炭素の臨界点
Ｔcp（約３１．１℃）と比較され、前記臨界点Ｔcpより
低いと判定された場合には、ステップ２３０に進んで、
飽和圧力Ｐsaを演算する。この飽和圧力Ｐsaは、二酸化
炭素のモリエル線図から求めることができる。そして、
この飽和圧力Ｐsaをステップ２４０において前記カット
圧力Ｐthとして設定し、ステップ２６０から図３に示す
通常運転時の安全制御に戻る。また、ステップ２２０の
判定において、外気温度Ｔａが臨界点Ｔcp以上であると
判定された場合には、ステップ２５０に進んで、外気温
度Ｔａから関数Ｆ（Ｔａ）に基づいてカット圧力Ｐthを
演算設定し、ステップ２６０から図３に示す通常運転時
の安全制御に戻る。
度Ｔａは、ステップ２２０において二酸化炭素の臨界点
Ｔcp（約３１．１℃）と比較され、前記臨界点Ｔcpより
低いと判定された場合には、ステップ２３０に進んで、
飽和圧力Ｐsaを演算する。この飽和圧力Ｐsaは、二酸化
炭素のモリエル線図から求めることができる。そして、
この飽和圧力Ｐsaをステップ２４０において前記カット
圧力Ｐthとして設定し、ステップ２６０から図３に示す
通常運転時の安全制御に戻る。また、ステップ２２０の
判定において、外気温度Ｔａが臨界点Ｔcp以上であると
判定された場合には、ステップ２５０に進んで、外気温
度Ｔａから関数Ｆ（Ｔａ）に基づいてカット圧力Ｐthを
演算設定し、ステップ２６０から図３に示す通常運転時
の安全制御に戻る。
【００３１】そして、ステップ２７０において、下記す
るステップ３１０においてタイマフラグ(TIMERFLAG) に
“１”が設定されているか否かの判定を行う。最初にこ
のステップ２７０を通過する場合には、“１”が設定さ
れていないので、ステップ２８０に進んで前記ステップ
１９０で演算された変動値ΔＰspが圧力が下がる方向に
大きく変動したか否か（ΔＰth≦−β？）を判定する。
これによって、変動値ΔＰthが−βよりも小さい場合、
いわゆるマイナス方向に大きく変動した場合には、冷媒
漏れの危険性があるとしてステップ２９０に進んでコン
プレッサ２を停止し、ステップ３００にてタイマｔをス
タートさせ、タイマフラグ(TIMERFLAG)に“１”を設定
してコンプレッサ２が停止してタイマｔがスタートした
ことを示す。
るステップ３１０においてタイマフラグ(TIMERFLAG) に
“１”が設定されているか否かの判定を行う。最初にこ
のステップ２７０を通過する場合には、“１”が設定さ
れていないので、ステップ２８０に進んで前記ステップ
１９０で演算された変動値ΔＰspが圧力が下がる方向に
大きく変動したか否か（ΔＰth≦−β？）を判定する。
これによって、変動値ΔＰthが−βよりも小さい場合、
いわゆるマイナス方向に大きく変動した場合には、冷媒
漏れの危険性があるとしてステップ２９０に進んでコン
プレッサ２を停止し、ステップ３００にてタイマｔをス
タートさせ、タイマフラグ(TIMERFLAG)に“１”を設定
してコンプレッサ２が停止してタイマｔがスタートした
ことを示す。
【００３２】そして、ステップ３２０で前記タイマｔが
所定時間Ｔset 以上となったか否かを判定し、所定時間
未満の場合にはステップ３５０からメイン制御ルーチン
に回帰する。そして、安全制御は、タイマフラグに
“１”が設定されていることによって、ステップ３２０
においてタイマｔが所定時間Ｔset 以上となるまで、ス
テップ２７０からステップ３２０へ迂回するルートを辿
り、ステップ３２０の判定において、所定時間Ｔset が
所定時間Ｔset 以上となって所定時間が経過した場合、
ステップ３３０に進んで検出値Ｐspが前記カット圧Ｐth
以上となったか否かが判定される。
所定時間Ｔset 以上となったか否かを判定し、所定時間
未満の場合にはステップ３５０からメイン制御ルーチン
に回帰する。そして、安全制御は、タイマフラグに
“１”が設定されていることによって、ステップ３２０
においてタイマｔが所定時間Ｔset 以上となるまで、ス
テップ２７０からステップ３２０へ迂回するルートを辿
り、ステップ３２０の判定において、所定時間Ｔset が
所定時間Ｔset 以上となって所定時間が経過した場合、
ステップ３３０に進んで検出値Ｐspが前記カット圧Ｐth
以上となったか否かが判定される。
【００３３】この判定において、圧力検出センサ１７の
検出値Ｐspが前記カット圧Ｐth以上に復帰した場合に
は、前述した圧力変動が冷媒漏れではなく一時的な圧力
変動であると判定して、ステップ３４０に進んでコンプ
レッサ２の稼動を開始し、ステップ３５０からメイン制
御ルーチンに回帰する。また、前記ステップ３３０の判
定において前記カット圧Ｐth以上とならない場合には、
冷媒漏れが確実であるとしてコンプレッサ２の停止を継
続し、ステップ３５０からメイン制御ルーチンに回帰す
るものである。
検出値Ｐspが前記カット圧Ｐth以上に復帰した場合に
は、前述した圧力変動が冷媒漏れではなく一時的な圧力
変動であると判定して、ステップ３４０に進んでコンプ
レッサ２の稼動を開始し、ステップ３５０からメイン制
御ルーチンに回帰する。また、前記ステップ３３０の判
定において前記カット圧Ｐth以上とならない場合には、
冷媒漏れが確実であるとしてコンプレッサ２の停止を継
続し、ステップ３５０からメイン制御ルーチンに回帰す
るものである。
【００３４】これによって、停止時の冷媒漏れ及び稼動
時の冷媒漏れを確実に発見して冷凍サイクルの稼動を停
止することができるものである。
時の冷媒漏れを確実に発見して冷凍サイクルの稼動を停
止することができるものである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、始動時の圧力が所定値以下である場合にはコンプレ
ッサを停止するために、冷媒不足の状態で冷凍サイクル
が駆動することがないので、コンプレッサの空回りや冷
媒漏れに拍車をかけることを防止できるものである。
ば、始動時の圧力が所定値以下である場合にはコンプレ
ッサを停止するために、冷媒不足の状態で冷凍サイクル
が駆動することがないので、コンプレッサの空回りや冷
媒漏れに拍車をかけることを防止できるものである。
【００３６】また、冷凍サイクルの稼動時には、圧力の
変動値を演算し、この変動値がマイナス方向に大きい場
合に冷媒漏れと判定してコンプレッサを停止するため
に、冷媒漏れのまま冷凍サイクルが稼動されることを防
止することができるものである。さらに、前記変動値の
変動が一時的なものであるか否かを判定し、一時的なも
のの場合には、コンプレッサを再稼動させるようにした
ので、空調フィーリングの低下を抑制することができる
ものである。
変動値を演算し、この変動値がマイナス方向に大きい場
合に冷媒漏れと判定してコンプレッサを停止するため
に、冷媒漏れのまま冷凍サイクルが稼動されることを防
止することができるものである。さらに、前記変動値の
変動が一時的なものであるか否かを判定し、一時的なも
のの場合には、コンプレッサを再稼動させるようにした
ので、空調フィーリングの低下を抑制することができる
ものである。
【図１】本発明に係る冷凍サイクルの一例を示した概略
構成図である。
構成図である。
【図２】本願発明の安全制御のフローチャートであっ
て、特に初期時安全制御を示したフローチャート図であ
る。
て、特に初期時安全制御を示したフローチャート図であ
る。
【図３】本願発明の通常運転時の安全制御のフローチャ
ート図である。
ート図である。
【図４】本発明のカット圧演算を示したフローチャート
図である。
図である。
１ 冷凍サイクル ２ コンプレッサ ３ 電磁クラッチ ４ 走行用エンジン ５ 放熱器 ６ 第１の熱交換器 ７ 第２の熱交換器 ８ 内部熱交換器 ９ 膨張弁 １０ 圧力調整弁 １１ エバポレータ １２ アキュムレータ １３ 高圧ライン １４ 低圧ライン １５ 高圧側破裂板機構 １６ 低圧側破裂板機構 １７ 圧力検出センサ １８ 外気温度検出センサ
Claims (8)
- 【請求項１】 冷媒として二酸化炭素を用い、冷媒を圧
縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒の温度を低下さ
せる放熱器と、該放熱器から流出する冷媒が通過する第
１の熱交換器及び前記コンプレッサに吸入される冷媒が
通過する第２の熱交換器からなる内部熱交換器と、前記
第１の熱交換器から流出する冷媒を断熱膨張させる膨張
弁と、該膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させるエバ
ポレータと、該エバポレータを流出した冷媒の蓄積し且
つ気液分離を行うと共に前記第２の熱交換器に接続され
るアキュムレータとによって少なくとも構成され、前記
コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側までの高
圧ラインとし、前記膨張弁の流出側から前記コンプレッ
サの吸入側までの低圧ラインとする冷凍サイクルにおい
て、 前記高圧ラインに設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力
検出センサと、 前記冷凍サイクルの始動時において、前記圧力検出セン
サの検出値が、冷凍サイクルの停止時のバランス圧から
推定される所定の圧力値以下であるか否かを判定する起
動時圧力判定手段と、 該起動時圧力判定手段によって、前記検出値が所定の圧
力値以下であると判定された場合に、前記コンプレッサ
の稼動を停止させる起動時安全制御手段とを具備するこ
とを特徴とする冷凍サイクルの安全装置。 - 【請求項２】 前記冷凍サイクルの運転時において、前
記圧力検出センサの値から圧力の変動値を演算する圧力
変動値演算手段と、 該圧力変動値演算手段によって演算された変動値によっ
て圧力が急激に低下したか否かを判定する圧力変化判定
手段と、 該圧力変化判定手段によって圧力が急激に低下したと判
定された場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる
稼動時安全制御手段とを具備することを特徴とする請求
項１記載の冷凍サイクルの安全装置。 - 【請求項３】 冷媒として二酸化炭素を用い、冷媒を圧
縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒の温度を低下さ
せる放熱器と、該放熱器から流出する冷媒が通過する第
１の熱交換器及び前記コンプレッサに吸入される冷媒が
通過する第２の熱交換器からなる内部熱交換器と、前記
第１の熱交換器から流出する冷媒を断熱膨張させる膨張
弁と、該膨張弁によって膨張した冷媒を蒸発させるエバ
ポレータと、該エバポレータを流出した冷媒の蓄積し且
つ気液分離を行うと共に前記第２の熱交換器に接続され
るアキュムレータとによって少なくとも構成され、前記
コンプレッサの吐出側から前記膨張弁の流入側までの高
圧ラインとし、前記膨張弁の流出側から前記コンプレッ
サの吸入側までの低圧ラインとする冷凍サイクルにおい
て、 前記高圧ラインに設けられ、冷媒の圧力を検出する圧力
検出センサと、 前記冷凍サイクルの運転時において、前記圧力検出セン
サの検出値から圧力の変動値を演算する圧力変動値演算
手段と、 該圧力変動値演算手段によって演算された変動値によっ
て圧力が急激に低下したか否かを判定する圧力変化判定
手段と、 該圧力変化判定手段によって圧力が急激に低下したと判
定された場合に、前記コンプレッサの稼動を停止させる
稼動時安全制御手段とを具備することを特徴とする冷凍
サイクルの安全装置。 - 【請求項４】 前記稼動時安全制御手段によって前記コ
ンプレッサが停止した後、所定時間が経過したか否かを
判定する経過時間判定手段と、 該経過時間判定手段によって所定時間が経過したと判定
された場合、前記圧力検出センサの検出値が所定の閾値
以上であるか否かを判定する圧力判定手段と、 該圧力判定手段によって、前記圧力センサの検出値が所
定の閾値以上であると判定された場合には前記コンプレ
ッサの稼動を再開すると共に、前記検出値が所定の閾値
よりも小さいと判定された場合には前記コンプレッサの
停止を継続する停止継続制御手段とを具備することを特
徴とする請求項２又は３記載の冷凍サイクルの安全装
置。 - 【請求項５】 外気温度を検出する外気温度検出手段
と、 前記外気温度が前記冷媒の臨界点以上であるか否かを判
定する外気温度判定手段と、 該外気温度判定手段によって前記外気温度が冷媒の臨界
点より低いと判定された場合、前記外気温度から冷媒の
飽和圧力を演算し、この演算された飽和圧力を前記所定
の閾値とする第１の閾値設定手段と、 前記外気温度判定手段によって前記外気温度が冷媒の臨
界点以上であると判定された場合、前記外気温度に基づ
いて前記所定の閾値を演算して設定する第２の閾値設定
手段とを具備することを特徴とする請求項４記載の冷凍
サイクルの安全装置。 - 【請求項６】 前記高圧ラインには、第１の高圧圧力で
前記高圧ラインと前記低圧ラインとを連通する高圧制御
弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のい
ずれか一つに記載の冷凍サイクルの安全装置。 - 【請求項７】 前記高圧ラインには、前記第１の高圧圧
力よりも高い第２の高圧圧力で、前記高圧ラインと大気
とを連通する高圧側リーク手段を具備することを特徴と
する請求項１〜６のいずれか一つに記載の冷凍サイクル
の安全装置。 - 【請求項８】 前記低圧ラインには、冷凍サイクルの停
止時のバランス圧力よりも所定値高い圧力で、前記低圧
ラインと大気とを連通する低圧側リーク手段を具備する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の
冷凍サイクルの安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130132A JP2000320936A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 冷凍サイクルの安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11130132A JP2000320936A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 冷凍サイクルの安全装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000320936A true JP2000320936A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15026728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11130132A Pending JP2000320936A (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 冷凍サイクルの安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000320936A (ja) |
Cited By (15)
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-
1999
- 1999-05-11 JP JP11130132A patent/JP2000320936A/ja active Pending
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