JPH04125171U - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒センサへの通電をコンプレッサの駆動に
応じて行なうことにより、冷媒センサからの検出電圧に
対する判定処理の誤判定を確実に防止することができ
る。 【構成】 ステップ１で電磁クラッチ作動回路から信号
を読込み、ステップ２で電磁クラッチが連結されている
か否かを判定し、電磁クラッチが連結され、コンプレッ
サが駆動されているときには、冷媒センサに通電し、冷
媒状態の検出を行なう。また、コンプレッサが停止して
いるときには、冷媒センサへの通電を停止し、冷媒状態
の検出を禁止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば自動車等に好適に用いられる空調装置に関し、特に、流路中 の冷媒状態を検出する冷媒状態検出器を備えた空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、自動車，住宅等には冷房装置，暖房装置等の空調装置が設けられ、室 内に暖気または冷気を供給するようになっている。

【０００３】 そこで、図３ないし図７に従来技術による空調装置を自動車用の冷房装置に用 いた場合を例に挙げ説明する。 示し説明する。

【０００４】 図中、１は冷房サイクルを示し、該冷房サイクル１はアンモニア，フレオンガ ス等の冷媒Ｆが循環する循環流路を形成した配管２と、該配管２の途中に冷媒Ｆ の循環方向（図中、矢示Ａ方向）に沿って順次設けられたコンプレッサ３，凝縮 器４および蒸発器５とから構成され、該蒸発器５はその吸熱面が運転室（図示せ ず）内へと臨むようになっている。一方、コンプレッサ３は駆動源としてのエン ジン６と電磁クラッチ７を介して接続され、該電磁クラッチ７はエンジン６の回 転をコンプレッサ３に伝達するようになっている。そして、冷媒Ｆはコンプレッ サ３によって圧縮された後、凝縮器４，蒸発器５を通る間に、順次、高圧気体→ 高圧液体→低圧気体と相転移すると共に、該蒸発器５においては液体から気体に 相転移するときに、運転室内から熱を奪って該運転室内を冷房するようになって いる。

【０００５】 ここで、前記電磁クラッチ７は後述するエアコンスイッチ１５を閉成すること により、エンジン６とコンプレッサ３とを連結するもので、後述する電磁クラッ チ作動回路１４により制御される。

【０００６】 ８は凝縮器４と蒸発器５との間に位置して配管２の途中に設けられ、液体状態 となった冷媒Ｆを一時的に蓄えるレシーバタンクを示し、該レシーバタンク８に は覗窓８Ａが設けられ、該覗窓８Ａにより冷媒Ｆの液化状況を目視できるように なっている。

【０００７】 ここで、該レシーバタンク８は図４に示す如く配管２の一部をなす導入管２Ａ と導出管２Ｂとに接続され、その内部には除湿剤９が配設されている。そして、 該レシーバタンク８は凝縮器４からの気液混合冷媒を導入管２Ａを介して導入し 、この冷媒Ｆ中の水分を除湿剤９で除湿しつつ、液体（液相）状態の冷媒Ｆを導 出管２Ｂから後述の膨張弁１０側に向けて矢示Ａ方向に流通させる。

【０００８】 １０はレシーバタンク８と蒸発器５との間に位置して配管２の途中に設けられ た膨張弁で、該膨張弁１０は減圧弁等によって構成され、レシーバタンク８から 液相状態となって導出されてくる冷媒Ｆを所定圧まで減圧させて矢示Ａ方向に流 通させる。そして、該膨張弁１０で減圧された冷媒Ｆは蒸発器５内を流通する間 に蒸発し、気相状態となってコンプレッサ３により再び圧縮される。

【０００９】 １１は光学式の冷媒状態検出器としての冷媒センサを示し、該冷媒センサ１１ は図４に示す如く、レシーバタンク８と膨張弁１０との間に位置して配管２の導 出管２Ｂ途中に設けられ、内部に冷媒の流通する冷媒流路が導出管２Ｂの一部を なすように形成されたケーシング（図示せず）と、該ケーシングに設けられ、導 出管２Ｂを径方向から挟むようにして対向配設された発光素子１１Ａ，受光素子 １１Ｂから構成され、該発光素子１１Ａからの光を受光素子１１Ｂが受光するこ とにより、導出管２Ｂ内を矢示Ａ方向に流通する冷媒Ｆの状態に応じた検出信号 としての検出電圧Ｖを図６に示す如く出力するようになっている。そして、該発 光素子１１Ａおよび受光素子１１Ｂは後述の制御回路１２に接続されている。

【００１０】 １２は運転室内のシート（いずれも図示せず）下側等に配設された制御回路を 示し、該制御回路１２は入力側が冷媒センサ１１に接続され、出力側が報知ラン プ１３に接続され、冷媒センサ１１からの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖi よりも高い か否かを判定することにより、配管２内の冷媒Ｆの充填量が適正量か否かを判定 処理するようになっている。そして、該制御回路１２は導出管２Ｂ内を流れる冷 媒Ｆが適正な充填状態にあると判定処理されたときには、運転室内に設けられた 報知ランプ１３を点灯させ、冷媒Ｆの充填量が適正充填であることを運転者に報 知する。

【００１１】 次に、図５中の１４は前記制御回路１２と一体または別体に構成され、電磁ク ラッチ７を作動させる電磁クラッチ作動回路を示し、該電磁クラッチ作動回路１ ４はＲＯＭ，ＲＡＭ等を含む電子回路から構成され、入力側にはエアコンスイッ チ１５，圧力センサ１６および温度センサ１７が接続され、出力側には電磁クラ ッチ７が接続されている。そして、該電磁クラッチ作動回路１４はエアコンスイ ッチ１５を閉成することにより作動を開始し、圧力センサ１６および温度センサ １７からの信号が適正範囲内であるときに、電磁クラッチ７を連結する信号を電 磁クラッチ７に出力して、冷房サイクル１内で冷媒Ｆを循環させる。一方、前記 各センサ１６，１７の条件が満足されない場合には、電磁クラッチ７に解除信号 を出力し、エンジン６の回転がコンプレッサ３に伝達されるのを停止させ、コン プレッサ３の駆動を停止させるようになっている。

【００１２】 即ち、配管２の途中に設けられる圧力センサ１６は配管２内の圧力を検出し、 電磁クラッチ作動回路１４は圧力センサ１６からの信号に基づいて配管２内が過 剰圧力状態にならないように電磁クラッチ７を制御し、配管２等の保護を行なっ ている。また、蒸発器５に設けられる温度センサ１７は、運転室内に送風される 冷却風の温度等を検出し、電磁クラッチ作動回路１４は温度センサ１７からの信 号に基づいて運転室内が過冷却にならないように電磁クラッチ７を制御している 。

【００１３】 このように構成される従来技術では、例えば自動車に冷房サイクル１を実装し た段階で、潤滑油を含むフレオンガス等の冷媒Ｆを配管２内に充填し、エアコン スイッチ１５の投入によってコンプレッサ３は電磁クラッチ７を介してエンジン ６からの回転出力で駆動され、該コンプレッサ３により配管２内の冷媒Ｆを圧縮 しつつ、矢示Ａ方向に流通させる。

【００１４】 そして、この冷媒Ｆは凝縮器４内を流通する間に凝縮されて気液混合状態とな り、レシーバタンク８内で気液分離された後に、液相状態の冷媒が膨張弁１０を 介して蒸発器５内に流通し、この蒸発器５内で蒸発（気化）する間に運転室内の 熱を奪うことにより運転室内を冷房し、気相状態となって再びコンプレッサ３に より圧縮される。

【００１５】 ここで、冷媒センサ１１の各素子１１Ａ，１１Ｂは導出管２Ｂ内を矢示Ａ方向 に流通する冷媒Ｆが通常液相状態となるレシーバタンク８と膨張弁１０との間に 配設され、発光素子１１Ａからの光を受光素子１１Ｂが冷媒を介して受光するこ とにより、導出管２Ｂ内を矢示Ａ方向に流れる冷媒Ｆの状態に応じた検出電圧Ｖ を運転室内の制御回路１２に出力するようになっている。

【００１６】 そして、配管２内等に充填された冷媒Ｆが適正な充填量に達しているときには 、導出管２Ｂ内を流れる冷媒Ｆが完全に液相状態となり、発光素子１１Ａからの 光は導出管２Ｂ内の冷媒Ｆを透過し、受光素子１１Ｂで高い受光量をもって受光 されるから、各素子１１Ａ，１１Ｂからの検出電圧Ｖは図６に示す所定電圧Ｖi よりも高レベルとなり、制御回路１２は各素子１１Ａ，１１Ｂからの検出電圧Ｖ に基づき、運転室内に設けられた報知ランプ１３を点灯させ、作業者等に適正充 填時を知らせるようになっている。

【００１７】 また、冷媒充填時に冷媒Ｆが適正充填に達していないとき、または配管２内の 冷媒Ｆが外部に漏洩したりして冷媒不足となったときには、導出管２Ｂ内を流通 する冷媒Ｆが気液混合状態となって気泡が発生し、発光素子１１Ａからの光が気 泡によって遮断され、受光素子１１Ｂの受光量が低下するから、各素子１１Ａ， １１Ｂからの検出電圧Ｖが所定電圧Ｖi よりも低下する。これによって、制御回 路１２は前記報知ランプ１３を消灯させ、未だに適正充填になっていないこと、 または冷媒洩れ等により冷媒不足となっていることを運転者および作業者に知ら せるようになっている。

【００１８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術では、冷媒Ｆの充填時には、コンプレッサ３を作 動させる前に、冷房サイクル１内を真空状態にし、その後に、冷媒Ｆを予備充填 してから、コンプレッサ３を駆動させつつ、適正充填量に達するまでの間、冷媒 Ｆを充填するようにしている。

【００１９】 しかし、周囲温度が低い寒冷地等で冷媒充填を行なう場合には、運転室内も低 温になっているから、予備充填後の充填作業の途中で蒸発器５に設けた温度セン サ１７がこの低温を検出すると、電磁クラッチ作動回路１４を介して電磁クラッ チ７を解除し、コンプレッサ３を停止させることがあり、このときには、配管２ 内の冷媒Ｆの充填量が少ないために、冷媒Ｆが気液混合状態（気泡発生状態）に ならずに完全な気相状態となってしまい、冷媒センサ１１の発光素子１１Ａから の光の透過光量が高くなってしまう。

【００２０】 このため、従来技術では、コンプレッサ３が停止しているときに、冷媒センサ １１が図７に示す特性線Ｘのように、所定電圧Ｖi よりも高い検出電圧Ｖを出力 するようになり、制御回路１２により報知ランプ１３を点灯させ、適正充填量に 達していると誤判定してしまうという問題がある。

【００２１】 また、前述した従来技術では、通常の冷房サイクル１の作動時に、圧力センサ １６および温度センサ１７が配管２内の異常圧力および運転室内の低温を検出す ると、電磁クラッチ作動回路１４を介して電磁クラッチ７を解除し、コンプレッ サ３を停止させる（以下、これを「クラッチサイクリング」という）ことがあり 、配管２内の圧力が通常状態になるまで、または運転室内の温度が高温になるま での間、コンプレッサ３は停止するようになっている。この場合でも、冷媒セン サ１１は冷媒状態を検出し続けているから、コンプレッサ３の停止により配管２ 内の圧力が低下して冷媒Ｆが気液混合状態となり、気泡が発生するようになると 、冷媒センサ１１からの検出電圧Ｖが低下し、制御回路１２では報知ランプ１３ を消灯させて冷媒Ｆの充填量が適正充填量であるにもかかわらず、冷媒不足であ ると報知する誤判定を行なうという問題がある。

【００２２】 本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、コンプレッサの作動 時にのみ冷媒状態検出器を作動させて、流路内の冷媒状態を検出できるようにし 、冷媒状態の誤判定を防止することができるようにした空調装置を提供すること を目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】

上述した従来技術の課題を解決するために本考案が採用する構成の特徴は、コ ンプレッサが駆動しているか否かを判定するコンプレッサ駆動判定手段と、該コ ンプレッサ駆動判定手段に基づき、コンプレッサの駆動時には冷媒状態検出器へ の通電を行ない、コンプレッサの停止時には冷媒状態検出器への通電を停止する 通電・停止手段とを設けたことにある。

【００２４】

【作用】

上記構成により、コンプレッサ駆動判定手段によりコンプレッサが駆動されて いると判定したときには、冷媒状態検出器に通電し、冷媒状態の検出を行ない、 コンプレッサが停止していることが検出されたときには、冷媒状態検出器への通 電を停止して、冷媒状態の検出を停止することができる。

【００２５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１および図２に基づいて説明する。なお、実施例で は前述した従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略する ものとする。

【００２６】 図中、２１はマイクロコンピュータ等により構成された本実施例で用いるコン トロールユニットを示し、該コントロールユニット２１は入出力制御回路２２， 記憶回路２３および処理回路２４とから大略構成され、該入出力制御回路２２の 入力側には冷媒センサ１１，電磁クラッチ作動回路１４およびエアコンスイッチ １５等が接続され、出力側には報知ランプ２５等が接続されている。また、記憶 回路２３内には図２に示す処理プログラム等が、その記憶エリア２３Ａ内には所 定電圧Ｖi 等がそれぞれ格納されている。

【００２７】 そして、電磁クラッチ作動回路１４はコンプレッサ３を駆動する場合には、連 結信号を電磁クラッチ７に出力すると共に、その信号をコントロールユニット２ １の入出力制御回路２２に出力する。一方、コンプレッサ３を停止すべく電磁ク ラッチ７に解除信号が出力したときには、その信号をコントロールユニット２１ の入出力制御回路２２に出力するようになっている。

【００２８】 本実施例による空調装置は上述の如き構成を有するもので、その基本的動作に ついては従来技術によるものと格別差異はない。

【００２９】 そこで、コントロールユニット２１による冷媒状態判定処理について図２を参 照しつつ説明する。

【００３０】 まず、エアコンスイッチ１５を閉成することにより処理動作がスタートすると 、ステップ１では電磁クラッチ作動回路１４から連結または解除信号を読込み、 ステップ２で電磁クラッチ７が連結状態にある否かを判定し、「ＮＯ」と判定し れた場合にはステップ３に移って、冷媒センサ１１への通電を停止し、該冷媒セ ンサ１１による検出動作を停止させ、ステップ１以降の処理を続行させる。

【００３１】 一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ４に移って、冷 媒センサ１１への通電を行ない、該冷媒センサ１１による冷媒状態の検出動作を 開始させる。

【００３２】 ステップ５では、冷媒センサ１１から冷媒Ｆの充填量を検出電圧Ｖとして読込 み、ステップ６に移って、検出電圧Ｖが記憶エリア２３Ａ内に格納された所定電 圧Ｖi よりも大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定した場合には、冷房サイ クル１内に充填された冷媒Ｆの充填量が適正状態であるから、ステップ７で報知 ランプ２５を点灯させ、運転者および作業者に冷媒Ｆが適正充填になっているこ とを報知し、ステップ８でリターンする。

【００３３】 また、ステップ６で「ＮＯ」と判定した場合には、冷房サイクル１内の冷媒Ｆ が冷媒不足または適正充填量に達していないから、ステップ９で報知ランプ２５ を消灯させることにより、運転者および作業者に報知し、ステップ１以降の処理 を続行させる。

【００３４】 而して、本実施例では、コンプレッサ３の駆動、停止に基づいて冷媒センサ１ １の通電、停止を行ない、冷房サイクル１内に充填される冷媒Ｆが適正充填状態 に達したか否かの判定を行なう構成としたから、コンプレッサ３が駆動されてい るときには、冷媒センサ１１に電圧を印加し、出力電圧Ｖを検出して判定処理す ることにより、冷房サイクル１内の冷媒Ｆの充填状態を検出でき、コンプレッサ ３が停止しているときには、冷媒センサ１１への通電を停止させ、冷媒センサ１ １の検出動作および判定処理を禁止することができる。これにより、コンプレッ サ３の駆動または停止（クラッチサイクリング）に追従させて冷房サイクル１内 の冷媒Ｆの充填状態を正確に検出することができる。

【００３５】 かくして、本実施例においては、上述したようにコンプレッサ３の駆動時のみ 冷房サイクル１内の冷媒Ｆの充填状態を検出し、判定することができるから、従 来技術で述べた如く周囲温度が低温時の冷媒Ｆの充填作業途中で、コンプレッサ ３が停止した場合に、発生していた冷媒状態が適正充填に達していないにも拘ら ず、適正充填であると誤判定するのを確実に防止することができ、正確な適正充 填時を報知ランプ２５により報知することができる。

【００３６】 さらに、クラッチサイクリングによる冷房サイクル１内の冷媒Ｆが適正充填で あるにも拘らず、冷媒不足と判定する誤判定も確実に防止することができ、正確 な冷媒状態を検出することができる。

【００３７】 なお、前記実施例では、図２に示すプログラムのうち、ステップ１およびステ ップ２がコンプレッサ駆動判定手段の具体例であり、ステップ３およびステップ ４が通電・停止手段の具体例である。また、報知方法は報知ランプ２５に限らず 、音声合成装置，ブザー等を用いてもよいことは勿論である。

【００３８】 また、前記実施例では、コントロールユニット２１を用いて冷媒状態判定処理 をソフト回路により行なう構成としたが、本考案はこれに限るものではなく、電 子部品等のハード回路で構成するようにしてもよい。さらに、電磁クラッチ作動 回路１４においても、ソフト回路，ハード回路のどちらで構成してもよい。

【００３９】 さらに、冷媒センサ１１は光学式の冷媒センサに限るものではなく、自己発熱 型のサーミスタ等を用いた冷媒温度による冷媒センサを用いてもよい。また、前 記実施例では、コンプレッサの駆動を検出する方法をコンプレッサ作動回路１４ から検出するように構成したが、コンプレッサ７に回転センサ等を設けて、コン プレッサの作動を検出するようにしてもよい。

【００４０】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案によれば、コンプレッサが駆動しているか否かを判 定するコンプレッサ駆動判定手段と、該コンプレッサ駆動判定手段に基づき、コ ンプレッサの駆動時には冷媒状態検出器への通電を行ない、コンプレッサの停止 時には冷媒状態検出器への通電を停止する通電・停止手段とを設けたから、コン プレッサの作動時のみ、冷媒状態検出器に通電して検出動作を行なうことができ 、従来コンプレッサの停止時に冷媒状態検出器からの信号により検出および判定 処理を行なうことによって、従来発生していた誤判定を確実に防止することがで き、冷媒の適正充填時等を正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す制御のブロック図であ
る。

【図２】実施例による冷媒状態判定処理を示す流れ図で
ある。

【図３】従来技術による冷房装置を示す回路図である。

【図４】冷媒センサの取付け状態を示す説明図である。

【図５】電磁クラッチ作動回路の制御ブロック図であ
る。

【図６】冷媒センサからの検出電圧を示す特性線図であ
る。

【図７】寒冷地での冷媒充填作業時における冷媒センサ
からの検出電圧を示す特性線図である。

【符号の説明】

１ 冷房サイクル ２ 配管 ３ コンプレッサ ４ 凝縮器 ５ 蒸発器 ６ エンジン（駆動源） ７ 電磁クラッチ １１ 冷媒センサ（冷媒状態検出器） １４ 電磁クラッチ作動回路 ２１ コントロールユニット Ｆ 冷媒

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒が循環する流路と、該流路を形成す
   る配管の途中にそれぞれ設けられた凝縮器および蒸発器
   と、該凝縮器と蒸発器との間に位置して前記配管の途中
   に設けられ、該配管内の冷媒を圧縮すべく、駆動源によ
   り駆動されるコンプレッサと、該コンプレッサによって
   圧縮された冷媒が液相状態となる前記流路途中に設けら
   れ、該流路内の冷媒状態を検出する冷媒状態検出器とか
   らなる空調装置において、前記コンプレッサが駆動して
   いるか否かを判定するコンプレッサ駆動判定手段と、該
   コンプレッサ駆動判定手段に基づき、コンプレッサの駆
   動時には前記冷媒状態検出器への通電を行ない、コンプ
   レッサの停止時には冷媒状態検出器への通電を停止する
   通電・停止手段とを設けたことを特徴とする空調装置。