JPH06194014A - 冷媒循環サイクルの冷媒不足検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外気温度の高低及びコンプレッサ１０の回転
数の高低による冷媒圧力の変化を考慮して冷媒不足の有
無を適正に検出し、必ずしも冷媒不足でないにもかかわ
らず冷媒循環サイクルが停止すること及び冷媒不足にか
かわらず冷媒循環サイクルが稼働しつづけることを防止
する。 【構成】 外気温度検出手段及びコンプレッサ回転数検
出手段から検出された外気温度及びコンプレッサ回転数
を制御手段に入力して外気温度及びコンプレッサ回転数
に基づき冷媒不足判定値を設定し、冷媒循環サイクルを
構成するコンプレッサ１０の吸入側に設けられた冷媒圧
力検出手段からの出力に基づいて、冷媒圧力が前記冷媒
不足判定値以下か否かで冷媒不足の有無を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンプレッサ吸入側
の冷媒圧力を圧力センサで検出し、かかる冷媒圧力が所
定の冷媒不足判定値以下か否かを判定することにより冷
媒循環サイクル内の冷媒不足の有無を検出する冷媒不足
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来においては、冷媒不足になると冷媒
圧力が下がることに鑑み、実開昭５４−１７５６４４号
公報に示される様に、冷媒循環サイクルのコンプレッサ
吸入側に圧力スイッチを設け、冷媒圧力が所定値以下に
なったことを検出して冷媒サイクルを自動的に停止さ
せ、冷媒循環サイクルの冷媒不足に対応していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷媒循
環サイクル内の冷媒は外気温度の影響で膨張又は収縮す
るため冷媒量が同じでも冷媒圧力は変化する。このた
め、外気温度が低くなることにより冷媒圧力も低下する
が、冷媒不足を判定する所定値が一定であるので必ずし
も冷媒不足でないにもかかわらず圧力スイッチが作動し
て冷媒循環サイクルを停止させる虞れがある。その反対
に、外気温度が高くなることにより冷媒圧力が高まる
が、冷媒不足を判定する所定値が一定であるので冷媒不
足にもかかわらず冷媒循環サイクルを停止させない虞れ
がある。

【０００４】特に、ヒートポンプ式エアコンを用いる場
合には、サイクルが稼働する外気温度領域が広いために
圧力スイッチでは正確に対応できない不都合があった。

【０００５】また、コンプレッサの回転数によりサイク
ル内の冷媒圧力は変化するが、例えば冷媒量が少ないと
きにコンプレッサ吸入側においてはコンプレッサ回転数
が高い程冷媒圧力が低くなる。この場合、必ずしも冷媒
不足でないにもかかわらず冷媒不足を判定する所定値が
一定であるので圧力スイッチが作動して冷媒循環サイク
ルを停止させる虞れがある。

【０００６】しかるに、例えば外気温度１０度以下又は
コンプレッサ回転数３０００ｒｐｍ以上であると冷媒圧
力が低下して冷媒不足の有無を正確に検出できない問題
があり、冷媒不足の有無を適正に検出できる範囲が限ら
れていた。

【０００７】そこで、この発明は、上記問題点に鑑み、
外気温度の高低及びコンプレッサ回転数の高低による冷
媒圧力の変化を考慮して冷媒不足の有無を適正に検出で
きる冷媒循環サイクルの冷媒不足検知装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る冷媒循環サイクルの冷媒不足検出装
置は、空調ダクト内に配されるエバポレータと、駆動制
御手段を備えたコンプレッサとを有してなる冷媒循環サ
イクルと、前記コンプレッサの吸入側に配置され、コン
プレッサ起動中の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段
と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記コン
プレッサの回転数を検出するコンプレッサ回転数検出手
段と、前記冷媒圧力検出手段、外気温度検出手段及びコ
ンプレッサ回転数検出手段の出力信号が入力され、前記
外気温度及びコンプレッサ回転数に基づいて冷媒不足判
定値を設定し、前記圧力検出手段で検出された冷媒圧力
が前記冷媒不足判定値以下の場合に冷媒不足と判定する
制御手段とを具備するものとなっている。

【０００９】

【作用】従って、冷媒不足を判定するための冷媒不足判
定値は外気温度及びコンプレッサ回転数に基づいて設定
されるので、冷媒圧力が外気温度及びコンプレッサ回転
数により変化し、必ずしも冷媒不足でないにもかかわら
ず冷媒循環サイクルが停止すること、及び冷媒不足にか
かわらず冷媒循環サイクルが稼働し続けることを防止で
き、そのため上記課題を達成できることとなる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１１】図１において、車両用空調装置は、空調ダ
クト１の最上流側にインテークドア切換装置２が設けら
れ、このインテーク切換装置２は、内気入口３と外気入
口４とが分かれた部分にインテークドア５が配置され、
このインテークドア５をアクチュエータ６により操作し
て空調ダクト１内に導入する空気を外気と内気とに適宜
選択できる様になっている。

【００１２】送風機７は、空調ダクト１内に空気を吸入
して下流側に送風するもので、この送風機７の後方には
エバポレータ８とヒータコア９とが設けられている。

【００１３】エバポレータ８は、コンプレッサ１０、コ
ンデンサ１１、リキッドタンク１２及びエクスパンショ
ンバルブ１３と共に配管結合されて冷媒循環サイクルを
構成しており、前記コンプレッサ１０はその一方端に該
コンプレッサ１０の駆動制御手段として電動クラッチ１
５を備えている。すなわち、かかる電動クラッチ１５
は、自動車のエンジン（図示せず）とコンプレッサ１０
とを連結して、エンジンの回転をコンプレッサに伝導す
るもので、この電動クラッチ１５を断続させることでコ
ンプレッサ１０をオンオフ制御する。そして、コンプレ
ッサ１０の吸入側には冷媒圧力を検出する圧力センサ２
５が設置されている。

【００１４】また、ヒータコア９は、エンジンの冷却水
が循環して空気を加熱する様になっている。このヒータ
コア９の前方には、エアミックスドア１６が設けられて
おりこのエアミックスドア１６の開度をアクチュエータ
１７により調節することでヒータコア９を通過する空気
とヒータコア９をバイパスする空気との量が変えられ、
その結果吹出空気の温度が制御されるようになってい
る。

【００１５】そして、前記空調ダクト１の下流側は、デ
フロスト吹出口１８、ベント吹出口１９及び足元吹出口
２０に分かれて車室に開口し、その分かれた部分にモー
ドドア２２ａ，２２ｂが設けられ、このモードドア２２
ａ，２２ｂをアクチュエータ２３，２４で操作すること
により所望の吹出モードが得られるようになっている。

【００１６】そして、前記アクチュエータ６，１７，２
３，２４、送風機７のモータ、コンプレッサ１０の電磁
クラッチ１５は、それぞれ駆動回路４９ａ乃至４９ｅを
介してマイクロコンピュータ３１からの出力信号に基づ
いて制御される。このマイクロコンピュータ３１は、図
示しない中央処理装置（ＣＰＵ）、読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）等を持つそれ自体
周知のもので、該マイクロコンピュータ３１には冷媒圧
力を検出する前述した圧力センサ２５，外気温度を検出
する外気温度センサ２６，及びコンンプレッサ１０の回
転数を検出するコンプレッサ回転数検出センサ２７等か
ら信号がマルチプレクサ２９を介して選択され、Ａ／Ｄ
変換器３０を介してデジタル信号に変換されて入力され
る。

【００１７】また、マイクロコンピュータ３１には、操
作パネル３４からの出力信号が入力される。この操作パ
ネル３４は、停止モードやマニュアル操作状態を解除し
て送風機等の空調機器のすべてをオート状態に設定する
ＡＵＴＯスイッチ３５、停止モードを指令するＯＦＦス
イッチ３６、コンプレッサ１０を稼働させるＡ／Ｃスイ
ッチ３７、吸入モードを内気吸入モード（ＲＥＣ）と外
気導入モード（ＦＲＥＳＨ）に切換えるインテークスイ
ッチ３８、吹出モードをデフロストモード（ＤＥＦ）に
設定するＤＥＦスイッチ３９、車室内の設定温度を設定
する温度設定器４０、送風能力を設定する送風能力設定
器４１及びデフロストード以外の吹出モードを設定する
吹出モード設定器４２を備えている。

【００１８】温度設定器４０は、アップダウンスイッチ
４３ａ，４３ｂと設定温度をデジタル表示する温度表示
部４４とから成り、アップダウンスイッチ４３ａ，４３
ｂの操作で温度表示部４４に示される設定温度を所定の
範囲で変えられるようになっている。

【００１９】また、送風能力設定器４１は、送風機７の
回転レベルを切換えるＦＡＮスイッチ４５と現行の回転
レベルを表示するレベル表示部４６とから成り、ＦＡＮ
スイッチ４５の操作で回転レベルが停止（レベル０）、
ＬＯＷ（レベル１）、ＭＥＤ（レベル２）、ＨＩ（レベ
ル３）の順で順次切換られると共に、レベル表示部４６
の上部に“ＭＡＮＵＡＬ”の文字が点灯するようになっ
ている。

【００２０】更に、吹出モード設定器４２は、吹出モー
ドをベント（ＶＥＮＴ）、バイレベル（ＢＩ−Ｉ）、ヒ
ート（ＨＥＡＴ）、デフヒート（Ｄ／Ｈ）の順で順次切
換えるＭＯＤＥスイッチ４７と、現行の吹出モードを絵
表示で示す絵表示部４８とから成り、ＭＯＤＥスイッチ
４７の操作で空気流の矢印４８ａ，４８ｂやデフロスト
マーク４８ｃが選択された吹出モードを示すように点灯
表示されると共に、絵表示部４８の上部に“ＭＡＮＵＡ
Ｌ”の文字が点灯するようになっている。

【００２１】これら点灯表示や表示部４４，４６，４８
の表示は、表示回路５０を介してマイクロコンピュータ
３１で制御されるものである。

【００２２】次に、マイクロコンピュータ３１の制御作
動例について説明する。図２には冷媒圧力値（Ｐｃ）等
に基づき冷媒不足の有無を判定し、これにより冷媒不足
と判定した場合にはコンプレッサの作動を停止するコン
プレッサの駆動制御ルーチンのフローチャートが示され
ており、以下このフローチャートの制御の説明をする。

【００２３】まず、Ａ／Ｃスイッチ３７の投入等により
コンプレッサ１０が起動した後において空調制御のメイ
ンルーチンからこのフローチャートのステップ１００に
入り、ステップ１１０においては圧力センサ２５により
検出された冷媒圧力値（Ｐｃ）、外気温度センサ２６に
より検出された外気温度（Ｔａ）、コンプレッサ回転数
検出センサ２７により検出されたコンプレッサ回転数
（Ｎ）がそれぞれセンサ２５，２６，２７からマイクロ
コンピュータ３１に入力される。

【００２４】コンプレッサ１０が起動してからある程度
経過した状態でなければコンプレッサ１０の吸入側の冷
媒圧力を適正に検出できないため、ステップ１２０にお
いてはコンプレッサ１０が起動してからｔ秒経過したか
否かが判定される。コンプレッサ１０が起動してからｔ
秒経過していなければ冷媒不足判定を行わず、そのまま
ステップ１６０に進む。尚、検出を保留する期間ｔは、
例えば３０秒あれば足りるものである。

【００２５】コンプレッサ１０が起動してからｔ秒経過
している場合にはステップ１３０に進み、圧力センサ２
５から入力された冷媒圧力（Ｐｃ）、外気温度センサ２
６から入力された外気温度（Ｔａ）及びコンプレッサ回
転数検出センサ２７から入力されたコンプレッサ回転数
（Ｎ）に基づき、予めＲＯＭに記憶されている図３に示
す特性マップによって冷媒不足の有無を判断する。

【００２６】即ち、冷媒不足を判定する判定値は、低外
気温領域においては低く設定され、外気温が高くなるに
つれて徐々に大きく設定され、またコンプレッサの回転
数が高い場合（例えばＮ₁ ）は、回転数が低い場合（例
えばＮ₂ ）に比べて低く設定されるようになっている。
そして、外気温度と冷媒圧力とで決定されるマップ上の
位置が、設定された判定値より下方にあるか否かで冷媒
不足の有無を判断している。

【００２７】例えば、コンプレッサの回転数がＮ₁ であ
れば図３の実線で示す判定値特性が用いられ、その時の
外気温度が３０°Ｃである場合を想定すると、圧力セン
サ２５で検出された冷媒圧力が１ｋｇ／ｃｍ³ Ｇであれ
ば必要冷媒量が流れていると判定され、０，５ｋｇ／ｃ
ｍ³ Ｇであればサイクル内の冷媒が不足していると判定
される。

【００２８】ステップ１４０では、ステップ１３０でな
された必要冷媒量の有無の検出に基づき、冷媒不足領域
の条件下であるか否かを判定する。冷媒不足領域の条件
下でないと判定された場合にはコンプレッサ１０の稼働
をそのまま維持し、ステップ１６０に進む。

【００２９】ステップ１４０で冷媒不足領域の条件下に
あると判定された場合にはステップ１５０に進み、コン
プレッサ１０に連結していた電動クラッチ１５を分離す
るよう駆動回路４９ｄに信号を出力して、コンプレッサ
１０を停止させ、ステップ１６０に進む。そして、ステ
ップ１６０から通常の空調制御のメインルーチンに移行
する。

【００３０】従って、この様な制御によれば、冷媒の圧
力が外気温度の低下又はコンプレッサ１０の回転数の上
昇により低下しても、冷媒不足を判定するための判定値
は小さく設定されるため、冷媒不足の有無を適正に検出
できることとなる。また、反対に冷媒の圧力が外気温度
の上昇又はコンプレッサ１０の回転数の減少により上昇
しても、冷媒不足を判定するための判定値は大きく設定
されるため、冷媒不足の有無を適正に検出できることと
なる。

【００３１】尚、上記において車両用空調装置の場合に
基づき説明してきたが、必ずしも車両用空調装置に限定
されずこれらのコンプレッサの制御ルーチンを用いるこ
とができれば如何なる空調装置でも良い。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、冷媒
不足の有無を検出する判定値を外気温度及びコンプレッ
サ回転数に基づき設定するので、外気温度の高低及びコ
ンプレッサ回転数の高低による冷媒圧力の変化を考慮し
て冷媒不足の有無を検出することができ、冷媒循環サイ
クルが冷媒不足でないにもかかわらず停止され、また冷
媒不足にかかわらず停止されないことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る車両用空調装置の実施例を示す
構成図である。

【図２】同上におけるマイクロコンピュータによるコン
プレッサの駆動制御ルーチン例を示すフローチャートで
ある。

【図３】同上における圧力センサで検出された冷媒圧力
が外気温度及びコンプレッサ回転数に基づき設定した冷
媒不足判定値以下か否かで冷媒の有無を判定するための
特性マップである。

【符号の説明】

１ 空調ダクト ８ エバポレータ １０ コンプレッサ １５ 電磁クラッチ ２５ 圧力センサ ２６ 外気温度センサ ２７ コンプレッサ回転数検出センサ ３１ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空調ダクト内に配されるエバポレータ
   と、駆動制御手段を備えたコンプレッサとを有してなる
   冷媒循環サイクルと、 前記コンプレッサの吸入側に配置され、コンプレッサ起
   動中の冷媒圧力を検出する冷媒圧力検出手段と、 外気温度を検出する外気温度検出手段と、 前記コンプレッサの回転数を検出するコンプレッサ回転
   数検出手段と、 前記冷媒圧力検出手段、外気温度検出手段及びコンプレ
   ッサ回転数検出手段の出力信号が入力され、前記外気温
   度及びコンプレッサ回転数に基づいて冷媒不足判定値を
   設定し、前記圧力検出手段で検出された冷媒圧力が前記
   冷媒不足判定値以下の場合に冷媒不足と判定する制御手
   段とを具備する冷媒循環サイクルの冷媒不足検出装置。