JPH03110363A

JPH03110363A - 冷房装置の冷媒不足検出装置

Info

Publication number: JPH03110363A
Application number: JP24466589A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sano; 佐野　善彦; Hisataka Okado; 久高岡戸; Kimiaki Yamaguchi; 山口　公昭; Hiroshi Inazu; 稲津　宏
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1991-05-10
Anticipated expiration: 2013-08-13
Also published as: JP2785381B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は冷房装置の冷媒不足を検知する冷媒不足検出装
置に関する。

［従来の技術］冷媒が不足した状態で冷房装置を運転すると、冷房の利
きが悪くなることはもちろん、コンプレッサが過熱して
故障する等の問題を生じる。

そこで、従来は、冷媒循環路中に圧力スイッチを設けて
、一定圧以下でコンプレッサを停止するようにしている
が、この方法では、外気温による圧力変動を考慮する必
要があるため、実際には冷媒が殆ど無くなった場合にし
か検出できない。

これを解決するために、例えば日本電装公開技報５０−
０２０　（１９８６年１１月１５日）、特開昭６１−１
９７９６９号公報、実開昭６２−４３２６８号公報には
、冷媒循環路中に一対のサーミスタを設けて、これらサ
ーミスタの温度信号の差信号より冷媒の不足を検出する
ものが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］上記サーミスタを使用した冷媒不足検出は、冷媒の不足
量を定量的に検出できる点で優れているが、フロスト防
止装置の作動時には、−時的に上記温度差信号が変動す
るため、冷媒不足を誤検知するという問題があった。

発明者等はかかる課題を解決するために先に平均化手段
を設けた冷媒不足検出装置を提案した（特願昭６３−３
１５３８１号〉。この装置は上記課題に対してその解決
をなしたものであるが、冷房負荷が比較的小さい場合に
はフロスト防止のためにコンプレッサが頻繁に停止し、
コンプレッサの運転が短時間であるため、十分に冷媒不
足を検知できない場合があった。

そこで、本発明は、コンプレッサが比較的長い停止間隔
で繰返し短時間運転される冷房装置において、冷媒不足
を確実に検出できる冷媒不足検出装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明の詳細な説明すると、コンプレッサ５１膨張弁５
２、およびエバポレータ５３を結ぶ冷媒循環路を有する
冷房装置は、上記エバポレータ５３の入口側温度を検出
する第１の温度検出手段ＩＡと、上記エバポレータ５３
の出口側温度を検出する第２の温度検出手段ＩＢと、上
記第１の温度検出手段ＩＡと第２の温度検出手段ＩＢよ
りそれぞれ得られる温度信号の差を算出して温度差信号
を発する温度差算出手段２Ａと、一定時間毎に得られる
温度差信号のピーク値を入力してその平均値を算出し、
ピーク平均値を出力する手段３Ａとピーク平均値が所定
値を越えて変化した時に冷媒不足信号を発する手段４Ａ
とを具備している。

［作用］上記構成の装置において、冷媒が十分ある場合には、コ
ンプレッサ運転時の上記温度差信号は小さく、また、コ
ンプレッサ停止時にも温度差信号は小さいから、温度差
信号のピーク平均値が所定値を越えることはない。

冷媒が不足し始めると、コンプレッサ運転時の上記温度
差信号は急激に大きくなり、一方、コンプレッサ停止時
には小さくなる。しかして、コンプレッサの間欠的な運
転毎に上記温度差信号は大きなピーク値を示し、これら
ピーク値を平均したピーク平均値が所定値を越えて変化
し、冷媒不足信号が発せられる。

上記ピーク平均値は、比較的長くかつ頻繁なコンプレッ
サ停止の影響を受けることがないから、確実な冷媒不足
検出が可能である。

［実施例］図は本発明の一実施例を示し、冷房装置はコンプレッサ
５１、コンデンサ５４、レシーバ５５、膨張弁５２、お
よびエバポレータ５３を循環する冷媒循環路を有してい
る。そして、エバポレータ５３の入口配管Ｐ１、その出
口配管Ｐ２、膨張弁５２の入口配管Ｐ３にそれぞれサー
ミスタＩＡ、ＩＢ、ＩＣが設けである。各サーミスタＩ
Ａ〜ＩＣは、それぞれ抵抗６１．６２．６３を直列に介
して電源に接続されている。

各サーミスタＩＡ〜ＩＣの出力電圧はそれぞれ差動増幅
回路を構成するオペアンプ２Ａ、２Ｂに入力せしめてあ
り、上記各出力電圧は測定温度が高くなるにしたがって
大きくなる。しかして、上記オペアンプ２Ａからは入口
配管Ｐ１と出口配管Ｐ２の温度差に応じた温度差信号が
出力される。

また、オペアンプ２Ｂからは入口配管Ｐ３と入口配管Ｐ
１の温度差に応じた温度差信号が出力される。

上記各オペアンプ２Ａ、２Ｂの後段にはピーク平均値出
力回路３Ａ、３Ｂが設けである。これら回路３Ａ、３Ｂ
は、上記温度差信号を入力し、−定時間（例えば−分間
）に現れる温度差信号のピーク値を記憶するとともに、
記憶したピーク値の平均値を算出してピーク平均値とし
て出力する。

上記ピーク平均値はそれぞれコンパレータ４Ａ、４Ｂに
入力し、それぞれ参照電圧Ｖａ、ｖｂと比較される。上
記入口配管Ｐ１と出口配管Ｐ２の温度差は、冷媒量の減
少につれて大きくなり、冷媒量が正常時の２０〜３０％
程度に減少した時に最大となる。そこで、上記参照電圧
Ｖａは冷媒量が５０％以下となった時に温度差信号がこ
れを越えるような値に設定される。また、入口配管Ｐ３
と入口配管Ｐ１の温度差は、冷媒量が２０％程度以下と
なった時に急激に小さくなる。そこで、上記参照電圧ｖ
ｂは冷媒量が上記割合い以下となっな時に温度差信号が
これを上回るような値に設定される。

上記各参照電圧Ｖａ、Ｖｂは外気雰囲気中に設置した感
温抵抗３１．３２により発生せしめられる。感温抵抗３
１．３２は温度上昇に伴い抵抗が増加する正特性のもの
である。これにより、外気温が上昇した場合には、これ
に伴って上記参照電圧Ｖａ、ｖｂがそれぞれ上昇して、
冷媒不足信号の誤発信が防止される。

上記コンパレータ４Ａの出力はフリップフロップ７１の
セット端子に入力し、該フリップフロップ７１のセット
出力はＮＡＮＤゲート７２に入力している。このＮＡＮ
Ｄゲート７２にはタイマ７３の出力も入力しており、上
記タイマ７３は、リセットスイッチ７４あるいは電源投
入により作動せしめられて一定時間「Ｌ」レベルとなる
出力を発する。

上記ＮＡＮＤゲート７２の出力は次段のＮＡＮＤゲート
７５に入力するとともに、セット優先フリップフロップ
７６のリセット端子に入力している。このフリップフロ
ップ７６のセット端子には上記コンパレータ４Ｂの出力
が入力している。フリップフロップ７６の出力は次段の
フリップフロップ７７のリセット端子に入力し、該フリ
ップフロップ７７の出力は上記ＮＡＮＤゲート７５に入
力している。

ＮＡＮＤゲート７５はトランジスタ７８のベスに接続さ
れ、このトランジスタ７８には警報ランプ８１とリレー
コイル８２が接続されてそれぞれ点灯ないし励磁せしめ
られる。そして、上記リレーコイル８２により作動せし
められる常閉接点８２ａが上記コンプレッサ５１の電磁
クラッチ５１１への給電線中に介設しである。

上記構成の冷媒不足検出装置の作動を以下に説明する。

冷房負荷が小さく、コンプレッサ５１が短時間（例えば
３秒〜７秒）運転後、フロスト防止のために比較的長く
停止するサイクルを繰返す場合、冷媒量が十分あると、
コンプレッサ５１の運転停止を問わずオペアンプ２Ａよ
り出力される温度差信号の電圧は低く、したがってピー
ク平均値出力回路３Ａの出力電圧は低い。しかして、コ
ンパレータ４Ａの出力およびフリップフロップ７１の出
力は「Ｌ」レベル、ＮＡＮＤゲート７２の出力はｒ）（
Ｊレベルである。

この時、オペアンプ２Ｂより出力される温度差信号の電
圧は、コンプレッサ５１の運転時には充分低いが、停止
時には高くなって周期的なピーク値を有する。しかして
、このピーク値のみを平均したピーク平均値出力回路３
Ｂの出力電圧はコンプレッサ５１の間欠停止の影響を受
けることなく十分低く、コンパレータ４Ｂの出力は「Ｈ
」レベル、フリップフロップ７７の出力は「Ｈ」レベル
となる。したがって、ＮＡＮＤゲート７５の出力は「Ｌ
」レベルとなり、トランジスタ７８は非導通であって警
報ランプ８１は消灯し、リレーコイル８２は非励磁状態
である。この結果、電磁クラッチ５１１は励磁され、コ
ンプレッサ５１が運転される。

ここで、冷媒量が５０％を下回ると、コンプレッサ運転
時にサーミスタＩＡ、ＩＢで検出される温度差は大きく
なる。この結果、オペアンプ２Ａより出力される温度差
信号電圧は高くなり、ピーク平均値出力回路３Ａに入力
する上記温度差信号電圧はコンプレッサ運転毎に上昇し
てピーク値を示す。上記一定時間内に得られるこれらピ
ーク値は記憶され、記憶されたピーク値の平均が算出さ
れてピーク平均値として出力される。このピーク平均値
は、コンプレッサ運転時のみの温度差の平均を示してい
るから冷媒量低下の良き指標となる。

しかして、上記ピーク平均値が参照電圧Ｖａを越えると
、コンパレータ４ＡからｒＨ，レベルの冷媒不足信号が
出力され、フリップフロップ７１の出力がｒ）（Ｊレベ
ルとなる。上記タイマ出力はｒ）（Ｊレベルとなってい
るから、ＮＡＮＤゲート７２．７５の出力はそれぞれ「
Ｌ」レベル、ｒ）（Ｊレベルとなる。かくして、トラン
ジスタ７８が導通し、警報ランプ８１が点灯するととも
に、電磁クラッチ５１１への通電が停止してコンプレッ
サ５１の運転が止まる。

この状態で、猛暑等により冷房装置の運転がどうしても
必要な場合には、リセットスイッチ７４を操作すると、
タイマ７３が起動し、該タイマ７３より一定時間「Ｌ」
レベルの出力が発せられて、ＮＡＮＤゲート７２．７５
の出力がそれぞれｒ）（Ｊレベル、「Ｌ」レベルとなり
、コンプレッサ５１が強制的に運転される。

なお、上記タイマ７３は電源投入時にも起動せしめられ
、コンプレッサ運転開始時の不安定な状態で、冷媒低減
が誤検出されてコンプレッサ５１が停止するのを防止す
る。

冷媒の漏れが激しく、急激にその量が減少する場合には
、上記サーミスタＩＡ、ＩＢの温度差の増大は短時間現
れるだけであり、コンパレータ４Ａ系では検出できない
おそれがある。そこで、かかる場合、冷媒量が約２０％
以下になると、コンプレッサ５１停止時にはもちろん、
起動時にもサーミスタＩＡ、ＩＣ間の温度差が小さくな
る。しかして、コンプレッサ５１起動毎に大きなピーク
値を示していたオペアンプ２Ｂの温度差信号は、そのピ
ーク値が大きくなり、ピーク平均値出力回路３Ｂの出力
電圧が参照電圧ｖｂを上回る。これにより、コンパレー
タ４Ｂから「Ｌ」レベルの冷媒不足信号が出力され、フ
リップフロップ７６がセットされるとともにフリップフ
ロップ７７はリセットされる。しかして、ＮＡＮＤゲー
ト７５の出力はｒＨ，レベルとなり、警報ランプ８１が
点灯するとともに、コンプレッサ５１の運転が停止する
。

この場合は、リセットスイッチ７４によるコンプレッサ
５１の短時間運転は、故障する可能性が大きいため、不
可能としである。

なお、上記実施例において、サーミスタＩＡの設置位置
をエバポレータ５３の入口フィンとし、サーミスタ１Ｂ
の設置位置を、上記入口フィンよりも出口側に近い中間
フィンとしても良く、特に中間フィンの温度は、冷媒量
がある値より低下すると急俊に上昇するとともに、その
設置位置が出口側に近い程、冷媒量の少しの減少で温度
上昇を生じる。したがって、サーミスタＩＢの中間フィ
ンへの取付位置を調整することにより、Ｓ／Ｎ比良好に
冷媒量の減少レベルを知ることができる。

また、上記サーミスタＩＣを、エバポレータ５３への吸
入空気路中に設置しても同様の効果が得られる。

上記実施例において、エンジン回転数やエバポレータ吸
入空気温度を検出する回路を設け、エンジン高回転時や
上記吸入空気温度が極端に高い場合には、ピーク平均値
出力回路の作動を一時停止するようになせば、かかる場
合の誤検出を回避することができる。

［発明の効果］以上の如く、本発明の冷媒不足検出装置によれば、コン
プレッサが比較的長い停止間隔で短時間運転されるよう
な場合にも、誤検出を生じることなく、確実に冷媒不足
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す装置の全体回路図である。ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・サーミスタ２Ａ、２Ｂ・・・オペアンプ（温度差算出手段）３Ａ、
３Ｂ・・・ピーク平均値出力回路（ピーク平均値出力手
段）４Ａ、４Ｂ・・・コンパレータ（冷媒不足信号発信手段
）５１・・・コンプレッサ５２・・・膨張弁５３・・・エバポレータ８１・・・警報ランプ８２・・・リレーコイル

Claims

【特許請求の範囲】

コンプレッサ、膨張弁、およびエバポレータを結ぶ冷媒
循環路を有する冷房装置において、上記エバポレータの
入口側温度を検出する第１の温度検出手段と、上記エバ
ポレータの出口側温度を検出する第２の温度検出手段と
、上記第１の温度検出手段と第２の温度検出手段よりそ
れぞれ得られる温度信号の差を算出して温度差信号を発
する温度差算出手段と、一定時間毎に得られる温度差信
号のピーク値を入力してその平均値を算出し、ピーク平
均値を出力する手段と、ピーク平均値が所定値を越えて
変化した時に冷媒不足信号を発する手段とを具備する冷
房装置の冷媒不足検出装置。