JPH04222369A - 空調装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用冷房装
置として好適に用いられる空調装置に関し、特に、光学
式の冷媒状態検出器を用いて流路内の冷媒状態を検出す
るようにし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装備され、室内に暖気または冷
気を供給するようになっている。

【０００３】ここで、図４ないし図６に従来技術の空調
装置としての自動車用の冷房装置を示し説明する。

【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。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】６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で、該レシーバタンク６に
は覗窓６Ａが設けられ、該覗窓６Ａで冷媒Ｆの液化状況
を目視できるようになっている。

【０００６】ここで、該レシーバタンク６は図５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７が配設されている。そし
て、該レシーバタンク６は凝縮器４からの気液混合冷媒
を導入管２Ａを介して導入させ、この冷媒Ｆ中の水分を
除湿剤７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８側に向けて矢示Ａ方向に流
通させるようになっている。

【０００７】８はレシーバタンク６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
８は減圧弁等によって構成され、レシーバタンク６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８
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。

【０００８】９はレシーバタンク６と膨張弁８との間に
位置して配管２の導出管２Ｂ途中に設けられた冷媒状態
検出器としての光学式のフローセンサを示し、該フロー
センサ９は図５に示す如く導出管２Ｂの途中に対向して
配設された発光部としての発光素子９Ａ，受光部として
の受光素子９Ｂからなる光学式検出器により構成され、
導出管２Ｂ内を矢示Ａ方向に流通する冷媒Ｆが液相状態
となっているか否かを検出するようになっている。

【０００９】即ち、液相状態の冷媒Ｆは光の透過性が高
いから、該フローセンサ９の受光素子９Ｂは発光素子９
Ａからの光を冷媒Ｆを介して受光し、該フローセンサ９
からの出力信号としての出力電圧Ｖは図６に示す所定電
圧Ｖｉ　よりも高レベルとなり、配管２内に適正量の冷
媒Ｆが充填されているときには、出力電圧Ｖは、例えば
初期電圧Ｖ１　程度となる。一方、配管２内の冷媒Ｆが
外部に漏れたりして、配管２内の冷媒Ｆが不足してくる
と、導出管２Ｂ内を気液混合状態の冷媒Ｆが流通し、光
の透過性が低下するから、フローセンサ９は受光素子９
Ｂの受光量が減少し、出力電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　より
も低下してしまう。

【００１０】１０は冷媒漏れ時に警報ランプ１１を点灯
させる制御回路を示し、該制御回路１０は入力側がフロ
ーセンサ９に接続され、出力側が警報ランプ１１に接続
されている。そして、該制御回路１０は配管２内の冷媒
Ｆが漏洩事故等により不足してくると、フローセンサ９
からの出力電圧Ｖが所定電圧Ｖｉ　よりも低下するから
、これに基づいて警報ランプ１１を点灯させ、配管２内
の冷媒Ｆが不足していることを自動車の運転者等に警報
するようになっている。

【００１１】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（図示せず）の投入によってコンプレッサ
３を駆動し、冷房サイクル１を稼動させる。これにより
、コンプレッサ３はエンジンからの回転出力で駆動され
、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。

【００１２】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になり、レシーバタンク
６内で気液分離され、液相状態の冷媒Ｆが膨張弁８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いつつ、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。

【００１３】一方、フローセンサ９はレシーバタンク６
から導出されてくる冷媒Ｆが液相状態となっているか否
かを検出し、配管２内の冷媒Ｆが外部に漏洩したときに
は、この冷媒Ｆが気液混合状態となって冷媒Ｆ中に気泡
が発生し、受光素子９Ｂの受光量が低下するから、この
ときには出力電圧Ｖが図６に実線で特性線１２の如く急
激に低下し、所定電圧Ｖｉ　よりも下がるから、制御回
路１０は冷媒Ｆの漏洩事故等により冷媒漏れ状態が発生
したと判別し、警報ランプ１１を点灯させることにより
運転者に冷媒漏れを警報する。

【００１４】

【発明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、配管２の一部をなす導出管２Ｂの途中に発
光素子９Ａと受光素子９Ｂとを対向配設することによっ
てフローセンサ９を構成し、該フローセンサ９は受光素
子９Ｂが発光素子９Ａからの光を導出管２Ｂ内を流れる
冷媒Ｆを介して受光することにより、このときの受光量
に対応した出力電圧Ｖを出力するものであるから、例え
ば配管２内を流れる冷媒Ｆ中の不純物等が発光素子９Ａ
，受光素子９Ｂの表面等に徐々に付着すると、これによ
って、発光素子９Ａからの発光量および受光素子９Ｂの
受光量が徐々に低下し、フローセンサ９が経時劣化する
ことがあり、この場合には配管２内に適正量の冷媒Ｆが
充填されているときでも、フローセンサ９から出力され
る冷媒状態の出力電圧Ｖが図６に点線で示す特性線１３
の如く徐々に低下することがある。

【００１５】このため、従来技術では、フローセンサ９
の出力電圧Ｖが該フローセンサ９の経時劣化により徐々
に低下したときでも、制御回路１０では出力電圧Ｖが所
定電圧Ｖｉ　よりも低くなったときには冷媒漏れと判別
し、これを警報ランプ１１により冷媒漏れを誤報知して
しまうという問題がある。

【００１６】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は冷媒状態検出器の経時劣化によ
り冷媒漏れを誤検出するのを防止でき、冷媒漏れが発生
したか否かを高精度に検出でき、信頼性を向上できるよ
うにした空調装置を提供することを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、冷媒状態検出器
から出力される出力信号が所定の信号レベルに低下する
までの経過時間を計測する計時手段と、該計時手段で計
測した経過時間に基づき前記冷媒状態検出器の出力変化
特性を演算する特性演算手段と、該特性演算手段で演算
した出力変化特性を所定の特性値と比較し、前記冷媒状
態検出器が経時劣化したのか、流路内の冷媒が漏れたの
かを判別する特性判別手段とを備えたことにある。

【００１８】

【作用】上記構成により、冷媒検出器からの出力信号が
所定の信号レベルまで低下したときには、このときの経
過時間から冷媒検出器の出力変化特性を演算し、この出
力変化特性が所定の特性値よりも小さいか否かで、出力
信号が冷媒検出器の経時劣化により低下したものか、冷
媒が循環する流路の冷媒漏れにより低下したものかを判
別することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図３に基
づき説明する。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。

【００２０】図中、２１はマイクロコンピュ−タ等によ
って構成されたコントロ−ルユニットを示し、該コント
ロ−ルユニット２１は入力側がフロ−センサ９，エアコ
ンスイッチ２２等に接続され、出力側が警報ランプ１１
等に接続されている。そして、該コントロ−ルユニット
２１はその記憶回路内に図２および図３に示すプログラ
ム等を格納し、フローセンサ９の出力電圧Ｖの変化（低
下）がフローセンサ９の経時劣化によるものか、冷媒漏
れによるものかを判別する特性判別処理等を行うように
なっている。また、該コントロ−ルユニット２１の記憶
回路にはその記憶エリア２１Ａ内に、フローセンサ９か
らの出力電圧Ｖの出力変化特性を演算するときに基準と
なる所定の信号レベルとしての所定電圧ＶＳ　（例えば
、図６に示す所定電圧Ｖ１　に対応する）と、フローセ
ンサ９の出力電圧Ｖが図６に示す特性線１２の如く冷媒
漏れにより急激に低下する場合の特性線１２の勾配に対
応する所定の特性値としての冷媒漏れ基準勾配Ｋ１　と
、計時手段としてのタイマＴ等とがそれぞれ格納されて
いる。

【００２１】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、その基本的作動については従来技術に
よるものと格別差異はない。

【００２２】そこで、コントロ−ルユニット２１による
特性判別処理動作等について図２および図３を参照して
説明する。

【００２３】まず、本処理は冷房サイクル１の配管２内
に冷媒Ｆを適正充填した後にエアコンスイッチ２２の操
作に関係なく続けられるもので、ステップ１で配管２内
に適正量の冷媒充填を完了したときのフローセンサ９か
らの出力電圧Ｖを読込み、ステップ２に移ってこの出力
電圧Ｖを初期電圧Ｖ１　として設定する。次に、ステッ
プ３で再びフローセンサ９から現在の冷媒Ｆの状態に対
応した出力電圧Ｖを読込み、ステップ４でこの出力電圧
Ｖが０［Ｖ］であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」と判定
されたときには、ステップ５に移ってフローセンサ９が
作動不良または接続線の断線等の故障を起こしているか
ら、警報ランプ１１を点滅させ、フローセンサ９が検出
不能になっていることを警報し、この処理を終了させる
。

【００２４】一方、ステップ４で「ＮＯ」と判定された
ときには、ステップ６に移り、ステップ６では、出力電
圧Ｖが初期電圧Ｖ１　よりも小さいか否かを判定し、「
ＮＯ」と判定したときには、フローセンサ９の劣化およ
び冷媒漏れも発生していないと判定できるから、ステッ
プ３に移り、ステップ３以降の処理を繰返す。また、ス
テップ６で「ＹＥＳ」と判定したときには、出力電圧Ｖ
が初期電圧Ｖ１　より低下しているから、ステップ７に
移る。

【００２５】ステップ７では、タイマＴをリセットさせ
ると共に、スタートさせ、時間の計測を開始する。そし
て、ステップ８では出力電圧Ｖが所定電圧ＶＳよりも低
下したか否か判定し、「ＮＯ」と判定されたときには、
ステップ９に移りフローセンサ９から出力電圧Ｖを読込
み、ステップ８の判定処理を繰返す。一方、ステップ８
で「ＹＥＳ」と判定されたときには、ステップ１０に移
って、ステップ７で開始したタイマＴを停止させ、ステ
ップ１１でこのときタイマＴが計時した経時時間Ｔ０　
を記憶する。

【００２６】次に、図３に示すステップ１２では、フロ
ーセンサ９の出力電圧Ｖが初期電圧Ｖ１　から所定電圧
ＶＳ　に低下するまでの出力変化を、このときの経過時
間Ｔ０　に基づく出力変化特性としての勾配Ｋを、

【０
０２７】

【数１】 として演算する。

【００２８】そして、ステップ１３で勾配Ｋが冷媒漏れ
基準勾配Ｋ１　より大きいか否かを判定し、「ＹＥＳ」
と判定されたときには、フローセンサ９の出力電圧Ｖが
図６に示す特性線１２の如く急激に低下しているから、
ステップ１４に移って、冷媒漏れを警報ランプ１１を点
灯させることにより警報する。また、ステップ１３で「
ＮＯ」と判定されたときには、フローセンサ９の出力電
圧Ｖが低下するときの勾配Ｋが冷媒漏れ基準勾配Ｋ１　
よりも小さく、例えば図６に示す特性線１３の如く徐々
に低下しているから、ステップ１５で所定電圧ＶＳ　を
このときの出力電圧Ｖ（即ち、ステップ８で判定基準と
なった所定電圧ＶＳ　に該当する）の、例えば８０％に
設定し、ステップ１６では最新の出力電圧Ｖを再び初期
電圧Ｖ１　に設定して、ステップ３以降の処理を繰返す
ようになっている。

【００２９】かくして、本実施例によれば、フロ−セン
サ９の出力電圧Ｖが初期電圧Ｖ１　から所定電圧ＶＳ　
に低下するまでの間の時間を経時時間Ｔ０　として計測
し、この経過時間Ｔ０　に基づきフローセンサ９の出力
変化特性を数１による勾配Ｋとして演算し、この勾配Ｋ
が冷媒漏れ基準勾配Ｋ１　より大きいか否かを判定する
ことによって、フローセンサ９の出力電圧Ｖの低下がフ
ローセンサ９の経時劣化によるものか冷媒漏れによるも
のかを確実に判別でき、正確な冷媒漏れを警報すること
ができる。 また、フローセンサ９の出力電圧Ｖの低下がフローセン
サ９の経時劣化によると判定されたときには、所定電圧
ＶＳ　を、例えば８０％程度に下げて設定し直すことに
より、フローセンサ９の出力電圧Ｖの計測を続行して冷
媒漏れの判別処理を引き続き行うことができる。

【００３０】なお、前記実施例では、図２および図３に
示すプログラムのうち、ステップ７〜ステップ１１が本
発明の構成要件である計時手段の具体例、ステップ１２
が特性演算手段の具体例、ステップ１３が特性判別手段
の具体例をそれぞれ示している。

【００３１】また、前記実施例では、冷媒漏れ時に警報
ランプ１１を点灯させて、これを運転者に報知するもの
として述べたが、これに替えて、警報ブザ−、音声合成
装置等を用いて冷媒漏れ時を報知するようにしてもよい
。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、冷
媒状態検出器から出力される出力信号が所定の信号レベ
ルに低下するまでの経過時間を計測し、この経過時間に
基づき前記冷媒状態検出器の出力変化特性を演算し、こ
の出力変化特性を所定の特性値と比較し、前記冷媒状態
検出器が経時劣化しているか、流路内の冷媒が漏れてい
るかを判別する構成としたから、冷媒状態検出器からの
出力信号が低下した場合には、これが経時劣化によるも
のか、冷媒漏れによるものかを確実に判別することがで
き、冷媒状態検出器が経時劣化した場合でも冷媒漏れ時
を正確に検出でき、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す制御ブロック図である。

【図２】冷媒漏れ判別処理等を示す流れ図である。

【図３】図２の続きを示す流れ図である。

【図４】従来技術による冷房装置を示す回路図である。

【図５】レシ−バタンク等を示す説明図である。

【図６】フロ−センサ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 ９　　フロ−センサ（冷媒状態検出器）９Ａ　　発光素
子（発光部） ９Ｂ　　受光素子（受光部） ２１　　コントロ−ルユニット Ｆ　　冷媒 Ｋ　　勾配（出力変化特性） Ｋ１　　　冷媒漏れ基準勾配（所定の特性値）Ｔ０　　
　経過時間 Ｖ　　出力電圧（出力信号）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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、発光部からの光を受光
   部で受光することにより前記流路内の冷媒状態を検出す
   る光学式の冷媒状態検出器とからなる空調装置において
   、前記冷媒状態検出器から出力される出力信号が所定の
   信号レベルに低下するまでの経過時間を計測する計時手
   段と、該計時手段で計測した経過時間に基づき前記冷媒
   状態検出器の出力変化特性を演算する特性演算手段と、
   該特性演算手段で演算した出力変化特性を所定の特性値
   と比較し、前記冷媒状態検出器が経時劣化したのか、前
   記流路内の冷媒が漏れたのかを判別する特性判別手段と
   を備えたことを特徴とする空調装置。