JP2001248881A

JP2001248881A - 空調装置

Info

Publication number: JP2001248881A
Application number: JP2000060459A
Authority: JP
Inventors: Keita Honda; 桂太本多
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-09-14
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: US20010018831A1; JP4273613B2; US6381971B2

Abstract

(57)【要約】【目的】圧縮機の起動時における高圧圧力のオーバー
シュートによって発生する問題（コンプレッサの強制的
停止、高圧圧力のハンチング）を解決する。【構成】コンプレッサ１４の故障を防止するために設
定された第１保護値ＳＰａと、高圧圧力ＳＰが第１保護
値ＳＰａにできるだけ到達しないように第１保護値ＳＰ
ａよりも低く設定された第２保護値ＳＰｂ、ＳＰｃ（Ｓ
Ｐｂ＞ＳＰｃ）とを有したものにおいて、コンプレッサ
１４が起動してから所定時間経過するまでの第２保護値
ＳＰｂ、ＳＰｃを、所定時間経過後のそれに比べて低く
する。また、コンプレッサ１４が起動してから所定時間
経過するまでの高圧側第２保護値ＳＰｂと低圧側第２保
護値ＳＰｃとの偏差を、所定時間経過後のそれに比べて
大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機の故障を防
止するために、高圧圧力が異常に高くなったときには圧
縮機の保護制御を行う空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アキュムレータを用いた冷凍サイクルに
おいて、冷凍サイクルの高圧圧力が異常に高い状態で圧
縮機を駆動することによって圧縮機が故障してしまうの
を防止するために、従来では、圧縮機が耐えられる圧力
の上限付近に第１保護値を設定し、高圧圧力がこの第１
保護値を超えたときには圧縮機を強制的に停止させるよ
うにしている。

【０００３】また、高圧圧力が第１保護値まで上昇しな
いようにするために、第１保護値よりも低い第２保護値
を設定し、高圧圧力がこの第２保護値を超えたときには
圧縮機回転数を保持あるいは低下させるようにしてい
る。具体的には、この第２保護値を、低圧側第２保護値
と高圧側第２保護値とに分け、高圧圧力が低圧側第２保
護値を超えたときには圧縮機回転数を保持し、高圧圧力
が高圧側第２保護値を超えたときには圧縮機回転数を低
下させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、上記各保護値は圧縮機の駆転時間に係わら
ず常に一定であったため、圧縮機の起動時に以下のよう
な問題があった。

【０００５】上記起動時には、圧縮機回転数が０から目
標回転数へと一気に上昇するため、高圧圧力が急激に上
昇する。

【０００６】更に、上記起動時には、圧縮機の起動前に
コンデンサ内に残留していたガス冷媒のうち、コンデン
サ出口に近いガス冷媒が、放熱の不完全な状態で上記出
口に押し出され、上記出口における冷媒のガス割合が多
くなる。ここで、アキュムレータを用いた冷凍サイクル
では、コンデンサと減圧器との間に気液分離器（レシー
バ）がなく、コンデンサ出口から押し出された冷媒は気
液分離されずに減圧器に流入するため、上記のようにコ
ンデンサ出口における冷媒のガス割合が多くなると、減
圧器の絞り抵抗が高くなって高圧圧力が急激に上昇す
る。

【０００７】従って、図１０に示すように、圧縮機の起
動時には高圧圧力が第２保護値をオーバーシュートして
しまうという問題が発生していた。

【０００８】高圧圧力が第２保護値をオーバーシュート
すると、高圧圧力が第２保護値を超えて圧縮機回転数を
強制的に保持あるいは低下させても、高圧圧力が第１保
護値を超えて圧縮機を強制的に停止させる場合があり、
この場合、圧縮機を再起動させるまでにしばらく時間が
かかってしまうという問題が発生する。

【０００９】また、高圧圧力が低圧側第２保護値を超え
た後、更に高圧側第２保護値を超えて圧縮機回転数を強
制的に低下させたときには、高圧圧力が高圧側第２保護
値を下回って、高圧側第２保護値と低圧側第２保護値と
の間の領域で圧縮機回転数を強制的に保持しても、圧縮
機回転数が最大の低下度合で低下するため、高圧圧力が
低下し続けて低圧側第２保護値をも下回る場合がある。
このとき、上述したように高圧圧力が高くなりやすい状
態であるため、高圧圧力が再び上昇して高圧圧力のハン
チングが発生する恐れもあった。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決する手段】本発明は、上記目的を達成する
ため、以下の技術的手段を用いる。

【００１２】すなわち、請求項１記載の発明では、圧縮
機（１４）、凝縮器（１１、１５）、減圧手段（１６、
１７）、蒸発器（１０、１５）、および蒸発器（１０、
１５）と圧縮機（１４）との間に設けられたアキュムレ
ータ（１８）からなる冷凍サイクル（９）を備え、圧縮
機（１４）の目標能力に基づいて圧縮機（１４）の能力
を制御し、圧縮機（１４）の故障を防止するために設定
された第１保護値と、冷凍サイクル（９）の高圧圧力が
この第１保護値に到達するのを抑制するために第１保護
値よりも低く設定された第２保護値とを有し、高圧圧力
が第２保護値を超えたときに圧縮機（１４）の能力を強
制的に保持あるいは低下させるとともに、高圧圧力が第
１保護値を超えたときに圧縮機（１４）を強制的に停止
させる空調装置において、圧縮機（１４）が起動してか
ら所定時間が経過するまでの第２保護値を、上記所定時
間経過後の第２保護値に比べて低くすることを特徴とし
ている。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、上記第２
保護値として、少なくとも高圧側第２保護値を有し、高
圧圧力が高圧側第２保護値を超えたときに圧縮機（１
４）の能力を強制的に低下させるとともに、圧縮機（１
４）が起動してから所定時間が経過するまでの高圧側第
２保護値を、上記所定時間経過後の高圧側第２保護値に
比べて低くすることを特徴としている。

【００１４】また、請求項３記載の発明では、上記第２
保護値として、少なくとも低圧側第２保護値を有し、高
圧圧力が低圧側第２保護値を超えたときに圧縮機（１
４）の能力を強制的に保持するとともに、圧縮機（１
４）が起動してから所定時間が経過するまでの低圧側第
２保護値を、上記所定時間経過後の低圧側第２保護値に
比べて低くすることを特徴としている。

【００１５】上記技術的手段によると、圧縮機（１４）
が起動してから所定時間が経過するまでは第２保護値を
低くし、早い段階で圧縮機（１４）の能力を保持あるい
は低下させることによって、高圧圧力が第１保護値を超
えて圧縮機（１４）が強制停止することを確実に防止で
きる。

【００１６】また、請求項４記載の発明では、上記第２
保護値として、高圧側第２保護値と、この第２保護値よ
りも低く設定された低圧側第２保護値とを有し、高圧圧
力が低圧側第２保護値を超えたときには前記圧縮機（１
４）の能力を強制的に保持し、高圧圧力が高圧側第２保
護値を超えたときには圧縮機（１４）の能力を強制的に
低下させ、更に、圧縮機（１４）が起動してから所定時
間経過するまでの低圧側第２保護値を、上記所定時間経
過後の低圧側第２保護値に比べて低くすることを特徴と
している。

【００１７】ここで、高圧圧力が高圧側第２保護値を超
えて、圧縮機（１４）の能力を強制的に低下させると、
上述したように高圧圧力のハンチングが発生する恐れが
ある。

【００１８】これに対して、上記請求項４記載の発明で
は、圧縮機（１４）が起動してから所定時間が経過する
までは、低圧側第２保護値を低くすることによって、早
い段階で圧縮機（１４）の能力を保持することができ、
その結果、高圧圧力が高圧側第２保護値を超えることを
抑制し、上記ハンチングが発生するという問題を抑える
ことができる。

【００１９】また、請求項５記載の発明では、圧縮機
（１４）、凝縮器（１１、１５）、減圧手段（１６、１
７）、蒸発器（１０、１５）、および蒸発器（１０、１
５）と圧縮機（１４）との間に設けられたアキュムレー
タ（１８）からなる冷凍サイクル（９）を備え、圧縮機
（１４）の目標能力に基づいて圧縮機（１４）の能力を
制御し、圧縮機（１４）の故障を防止するために設定さ
れた第１保護値と、冷凍サイクル（９）の高圧圧力がこ
の第１保護値に到達するのを抑制するために第１保護値
よりも低く設定された第２保護値とを有し、第２保護値
には、高圧側第２保護値と、高圧側第２保護値よりも低
く設定された低圧側第２保護値とが設けられ、高圧圧力
が低圧側第２保護値を超えたときには圧縮機（１４）の
能力を強制的に保持するとともに、高圧圧力が高圧側第
２保護値を超えたときには圧縮機（１４）の能力を強制
的に低下させ、更に高圧圧力が第１保護値を超えたとき
には圧縮機（１４）を強制的に停止させる空調装置にお
いて、圧縮機（１４）が起動してから所定時間経過する
までの高圧側第２保護値と低圧側第２保護値との偏差
を、上記所定時間経過後の上記偏差に比べて大きくする
ことを特徴としている。

【００２０】これにより、高圧側第２保護値と低圧側第
２保護値との偏差を大きくし、圧縮機（１４）の能力を
強制的に保持する時間を長くできるので、上記ハンチン
グが発生するという問題を抑えることができる。

【００２１】また、請求項６記載の発明では、減圧手段
（１６、１７）が固定絞りであることを特徴としてい
る。

【００２２】ここで、固定絞りは、圧縮機（１４）の起
動時に最大開度にするような可変絞りと比べ、上記起動
時における絞り抵抗が高い。従って、固定絞りを減圧手
段（１６、１７）として用いた冷凍サイクル（９）で
は、上記起動時における高圧圧力のオーバーシュートが
特に顕著である。

【００２３】従って、上記請求項６記載の発明では、圧
縮機（１４）が起動してから所定時間経過するまでの第
２保護値を、所定時間経過後のそれよりも低くすること
による効果、および圧縮機（１４）が起動してから所定
時間経過するまでの高圧側第２保護値と低圧側第２保護
値との偏差を、所定時間経過後のそれよりも大きくする
ことによる効果がより顕著である。

【００２４】

【発明の実施形態】以下、本発明を電気自動車用空調装
置に適用した一実施形態について図１〜９を用いて説明
する。まず、室内ユニット１および冷凍サイクル９の構
成について図１を用いて説明する。

【００２５】図１に示すように室内ユニット１は、車室
内に空気を導く空気通路としての空調ケース２を備え
る。この空調ケース２の空気上流側部位には、車室内空
気を吸込む内気吸入口３、車室外空気を吸込む外気吸入
口４、および両吸入口３、４を選択的に開閉する内外気
切替ドア５が設けられており、この内外気切替ドア５
は、その駆動手段としてのサーボモータ６（図２参照）
により駆動されている。

【００２６】内外気切替ドア５の空気下流側には、空気
流を発生する送風手段としてのファン７が設けられてお
り、このファン７は、その駆動手段としてのブロアモー
タ８により駆動されている。さらにその下流側には冷凍
サイクル９の一部をなす室内エバポレータ１０が設けら
れている。この室内エバポレータ１０は、後述する冷房
モード時には内部を流れる冷媒の吸熱作用によって空気
を冷却する蒸発器として機能する。

【００２７】室内エバポレータ１０の空気下流側には、
冷凍サイクル９の一部をなす室内コンデンサ１１が設け
られている。この室内コンデンサ１１は、後述する暖房
モード時には内部を流れる冷媒の放熱作用によって、空
気を加熱する凝縮器として機能する。

【００２８】また、この室内コンデンサ１１に隣接した
位置には、室内コンデンサ１１を通過する空気量と室内
コンデンサ１１をバイパスする空気量とを調整するエア
ミックスドア１２が設けられている。なお、エアミック
スドア１２は、その駆動手段としてのサーボモータ１３
（図２参照）により駆動されている。

【００２９】また、空調ケース２の空気下流端には、車
室内乗員上半身に向けて空気を吹出すフェイス吹出口、
車室内乗員の足元に向けて空気を吹出すフット吹出口、
フロントガラス内面に向けて空気を吹出すデフロスタ吹
出口、およびこれら各吹出口を開閉する吹出モード切替
手段（それぞれ図示しない）がそれぞれ設けられてい
る。

【００３０】冷凍サイクル９は、室内エバポレータ１０
と室内コンデンサ１１とで車室内の冷房および暖房を行
うヒートポンプ式冷凍サイクルで、これらの熱交換器１
０、１１の他に、コンプレッサ１４、室外熱交換器１
５、暖房用キャピラリーチューブ１６、冷房用キャピラ
リーチューブ１７、アキュムレータ１８および冷媒の流
れを切替える電磁弁１９、２０、２１が、それぞれ冷媒
配管２２によって接続された構成となっている。

【００３１】なお、室外熱交換器１５に隣接した位置に
は、この室外熱交換器１５に空気を流す室外ファン２３
が設けられ、この室外ファン２３は、その駆動手段とし
ての室外ファンモータ２４（図２参照）により駆動され
ている。

【００３２】コンプレッサ１４は、電動モータ２５（図
２参照）によって駆動されたときに冷媒の吸入、圧縮、
吐出を行う。この電動モータ２５は、コンプレッサ１４
と一体的に密封ケース内に配置されており、インバータ
２６（図２参照）に制御されることによって回転数が連
続的に変化する。また、このインバータ２６は、制御装
置２７（図２参照）によって通電制御される。

【００３３】また、室外熱交換器１５は、後述する暖房
モード時には蒸発器として機能し、後述する冷房モード
時には凝縮器として機能する。

【００３４】また、暖房用キャピラリーチューブ１６
は、後述する暖房モード時に減圧手段として機能し、冷
房用キャピラリーチューブ１７は、後述する冷房モード
時に減圧手段として機能する。

【００３５】なお、各キャピラリーチューブ１６、１７
は、冷媒の絞り流路としてのチューブ１６ａ、１７ａが
コイル状に巻かれた固定絞りであって、このチューブ１
６ａ、１７ａの断面積が冷媒入口１６ｂ、１７ｂおよび
冷媒出口１６ｃ、１７ｃの断面積よりも小さく形成され
ているため、冷媒が入口１６ｂ、１７ｂからチューブ１
６ａ、１７ａ内に流入するときに絞られ、冷媒がチュー
ブ１６ａ、１７ａ内から出口１６ｃ、１７ｃに流出する
ときに減圧されるようになっている。

【００３６】また、アキュムレータ１８は、冷凍サイク
ル９のうち、室内エバポレータ１０および室外熱交換器
１５と、コンプレッサ１４との間に設けられており、冷
媒を気液分離する気液分離器である。このアキュムレー
タ１８によって、コンプレッサ１４は、常にガス冷媒を
吸入するようになっている。

【００３７】また、電磁弁１９、２０、２１は制御装置
２７（図２参照）によって通電制御される。

【００３８】次に、本実施形態の制御系の構成について
図２を用いて説明する。

【００３９】制御装置２７の内部には、それぞれ図示し
ないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイ
クロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換回路、およびタイマー等
が設けられている。

【００４０】制御装置２７は、キースイッチ（図示しな
い）がＯＮになると、バッテリー（図示しない）から電
源が供給されて作動状態となる。なお、このキースイッ
チは、乗員がキーを用いて図示しないキーシリンダを回
すことによってＯＮ／ＯＦＦされるように構成されてい
る。

【００４１】制御装置２７の入力端子には、車室内温度
を検出する内気温センサ２８、外気温度を検出する外気
温センサ２９、車室内に照射される日射量を検出する日
射センサ３０、室外熱交換器１５の出口冷媒温度を検出
する室外熱交換器センサ３１、室内エバポレータ１０を
通過した空気温度（以下、エバ後温度という）を検出す
るエバ後センサ３２、冷凍サイクル９の高圧側を流れる
冷媒の圧力（以下、高圧圧力という）を検出する圧力検
出手段としての圧力センサ３３、およびコントロールパ
ネル３４に設けられた空調指示部材（例えば温度設定
器）からの各信号等が入力される。

【００４２】上記各センサ２８〜３３およびコントロー
ルパネル３４からの信号は、上記Ａ／Ｄ変換回路にてＡ
／Ｄ変換された後、上記マイクロコンピュータに入力さ
れるよう構成されている。

【００４３】また、制御装置２７の出力端子からは、ブ
ロアモータ８、サーボモータ６、１３、電磁弁１９〜２
１、室外ファンモータ２４、インバータ２６への制御信
号が出力される。

【００４４】次に、上記キースイッチがＯＮされたとき
に、上記マイクロコンピュータが行う制御処理について
図３のフローチャートを用いて説明する。

【００４５】図３のルーチンが起動すると、まず、ステ
ップＳ１００にて初期化を行い、次のステップＳ１１０
にて上記各センサ２８〜３３およびコントロールパネル
３４からの信号を読込み、更に次のステップＳ１２０に
て上記ＲＯＭに予め記憶された下記数式１に基づいて、
車室内に吹出す目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

【００４６】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ×Ｔｓｅｔ−Ｋｒ×Ｔｒ−Ｋ
ａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ×Ｔｓ＋Ｃ（℃）ここで、Ｔｓｅｔは、コントロールパネル３４に設けら
れた上記温度設定器を用いて乗員が設定した設定温度、
Ｔｒは内気温センサ２８が検出した内気温度、Ｔａｍは
外気温センサ２９が検出した外気温度、およびＴｓは日
射センサ３０が検出した日射量である。また、Ｋｓｅ
ｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓはそれぞれゲインであり、Ｃは
定数である。

【００４７】次のステップＳ１３０では図示しないマッ
プから上記ＴＡＯに基づいて内外気モードを切替制御
し、更に次のステップＳ１４０では図示しないマップか
ら上記ＴＡＯに基づいてブロアモータ８への印加電圧を
制御する。

【００４８】次のステップＳ１５０では、図４に示すよ
うに上記ＴＡＯと吸込温度Ｔｉｎとの偏差に基づいて冷
房モード、送風モード、暖房モードを切替制御する。な
お、吸込温度Ｔｉｎは、内気モードのときにはＴｉｎ＝
Ｔｒ、外気モードのときにはＴｉｎ＝Ｔａｍとして計算
される。

【００４９】冷房モードでは、室外ファン２４を運転
し、冷凍サイクル９側は電磁弁１９が開き、電磁弁２
０、２１が閉じるように制御される。これにより、冷凍
サイクル９内の冷媒は、コンプレッサ１４→室内コンデ
ンサ１１→室外熱交換器１５→冷房用キャピラリーチュ
ーブ１７→室内エバポレータ１０→アキュムレータ１８
→コンプレッサ１４の順で流れる。また、室内ユニット
１側は、室内コンデンサ１１を全閉する位置にエアミッ
クスドア１２が制御される。

【００５０】送風モードではコンプレッサ１４および室
外ファン２４を停止する。

【００５１】暖房モードでは、室外ファン２４を運転
し、冷凍サイクル９側は電磁弁１９、２１を閉じ、電磁
弁２０を開くように制御される。これにより、冷凍サイ
クル９内の冷媒は、コンプレッサ１４→室内コンデンサ
１１→暖房用キャピラリーチューブ１６→室外熱交換器
１５→アキュムレータ１８→コンプレッサ１４の順で流
れる。また、室内ユニット１側は、室内コンデンサ１１
を全開する位置にエアミックスドア１２が制御される。

【００５２】次のステップＳ１６０では、冷房モード、
暖房モードのそれぞれについて以下のようにコンプレッ
サ１４の回転数制御を行う。なお、送風モードのときに
はステップＳ１６０の処理は行われない。

【００５３】（冷房モード）まず、上記ＴＡＯとエバ後
温度センサ３２にて検出されたエバ後温度ＴＥとの偏差
Ｅｎを下記数式２に基づいて算出する。

【００５４】

【数２】Ｅｎ＝ＴＡＯ−ＴＥ次に、下記数式３に基づいて偏差変化率Ｅｄｏｔを算出
する。

【００５５】

【数３】Ｅｄｏｔ＝Ｅｎ−Ｅｎ-１ここで、Ｅｎは４秒毎に更新されるため、Ｅｎ-１はＥ
ｎに対して４秒前の値となる。

【００５６】次に、このＥｎとＥｄｏｔとを用いて、Ｒ
ＯＭに記憶された図５に示すメンバシップ関数と、ＲＯ
Ｍに記憶された図６に示すルール表とを用いたファジー
推論に基づいて、４秒前のコンプレッサ回転数ｆｎ-１
に対して増減する回転数変化率Δｆを求める。具体的に
は、図５（ａ）で求まるＣＦ１と図５（ｂ）で求まるＣ
Ｆ２とから、下記数式４に基づいて入力適合度ＣＦを求
め、さらにこの入力適合度ＣＦと図６のルール値とか
ら、下記数式５に基づいてΔｆを求める。

【００５７】

【数４】ＣＦ＝ＣＦ１×ＣＦ２

【００５８】

【数５】Δｆ＝Σ（ＣＦ×ルール値）／ΣＣＦ（ｒｐ
ｍ／４ｓｅｃ）更に、次回のコンプレッサ回転数ｆｎを下記数式６に基
づいて算出する。

【００５９】

【数６】ｆｎ＝ｆｎ-１＋Δｆ（ｒｐｍ／４ｓｅｃ）そして、コンプレッサ１４の実際の回転数がｆｎとなる
ようにインバータ２６を通電制御する。

【００６０】（暖房モード）暖房モードでは、まず、上
記ＴＡＯに基づいて、冷凍サイクル９の高圧側を流れる
冷媒の目標圧力（以下、目標高圧という）ＳＰＯを決定
する。次に、目標高圧ＳＰＯと圧力センサ３３にて検出
された高圧圧力ＳＰとの偏差Ｅｎを下記数式７に基づい
て算出する。

【００６１】

【数７】Ｅｎ＝ＳＰＯ−ＳＰ次に、このＥｎとＥｄｏｔ
とを用いて、ＲＯＭに記憶された図７に示すメンバシッ
プ関数と、ＲＯＭに記憶された図８に示すルール表とを
用いたファジー推論に基づいて、４秒前のコンプレッサ
回転数ｆｎ-１に対して増減する回転数変化率Δｆを求
める。具体的には、図７（ａ）で求まるＣＦ１と図７
（ｂ）で求まるＣＦ２とから、上記数式４に基づいて入
力適合度ＣＦを求め、さらにこの入力適合度ＣＦと図８
のルール値とから、上記数式５に基づいてΔｆを求め
る。

【００６２】更に、次回のコンプレッサ回転数ｆｎを上
記数式６に基づいて算出し、コンプレッサ１４の実際の
回転数がｆｎとなるようにインバータ２６を通電制御す
る。

【００６３】以上説明したコンプレッサ１４の回転数制
御において、高圧圧力が異常に高くなったときには、電
動モータ２５の出力軸（図示しない）にかかるトルクが
大きくなって、電動モータ２５内の巻線（図示しない）
が焼切れてしまう恐れがあるので、本実施形態ではこれ
を防止する制御（以下、コンプレッサ１４の保護制御と
いう）を行っている。

【００６４】このコンプレッサ１４の保護制御は本実施
形態の要部であるので、図９のフローチャートを用いて
詳細に説明する。なお、図９のルーチンは、図３のルー
チンと同様に上記キースイッチがＯＮされたときに起動
する。

【００６５】図９のルーチンが起動すると、まず、ステ
ップＳ２００にて冷房モードか否かを判定し、ＹＥＳと
判定されるとステップＳ２１０に移り、ＮＯと判定され
るとステップＳ２２０に移る。

【００６６】ステップＳ２１０では、上記キースイッチ
がＯＮ、すなわちコンプレッサ１４が起動してから所定
時間（本実施形態では２分）経過したか否かを判定す
る。なお、本実施形態では、上記所定時間を、冷房モー
ド時においてコンプレッサ１４が起動してから、室外熱
交換器１５の出口冷媒が完全に液冷媒となり得る時間に
設定している。

【００６７】ステップＳ２１０にてＹＥＳと判定される
とステップＳ２２０に移り、ＮＯと判定されるとステッ
プＳ２３０に移る。

【００６８】ステップＳ２２０では高圧圧力ＳＰにおけ
る通常時保護値を設定する。すなわち、第１保護値ＳＰ
ａを２７．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、高圧側第２保護値ＳＰｂ
を２４ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、低圧側第２保護値ＳＰｃを２２
ｋｇ／ｃｍ²Ｇに設定する。

【００６９】ここで、第１保護値ＳＰａは、上述したよ
うに冷凍サイクル９の高圧圧力が異常に高い状態でコン
プレッサ１４を駆動して、コンプレッサ１４（電動モー
タ２５）が故障してしまうのを防止するために、コンプ
レッサ１４が耐えられる圧力の上限付近に設定されたも
のである。

【００７０】また、第２保護値ＳＰｂ、ＳＰｃは、高圧
圧力ＳＰが第１保護値ＳＰａに到達することを抑制する
ために、第１保護値ＳＰａよりも低く設定されたもので
ある。なお、低圧側第２保護値ＳＰｃは、高圧側第２保
護値ＳＰｂよりも低く設定されている。

【００７１】ステップＳ２３０では高圧圧力ＳＰにおけ
る起動時保護値を設定する。すなわち、第１保護値ＳＰ
ａを２７．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、高圧側第２保護値ＳＰｂ
を２３ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、低圧側第２保護値ＳＰｃを１９
ｋｇ／ｃｍ²Ｇに設定する。

【００７２】換言すると、コンプレッサ１４が起動して
から所定時間が経過するまでの第２保護値ＳＰｂ、ＳＰ
ｃを、所定時間経過後のそれよりも低くしている。ま
た、コンプレッサ１４が起動してから所定時間が経過す
るまでの高圧側第２保護値ＳＰｂと低圧側第２保護値Ｓ
Ｐｃとの偏差を、所定時間経過後のそれよりも大きくし
ている。

【００７３】次のステップＳ２４０では、高圧圧力ＳＰ
が第１保護値ＳＰａより高いか否かを判定し、ＹＥＳと
判定されればステップＳ２５０にてコンプレッサ１４を
強制的に停止し、ＮＯと判定されればステップＳ２６０
に移る。

【００７４】ステップＳ２６０では、高圧圧力ＳＰが高
圧側第２保護値ＳＰｂより高いか否かを判定し、ＹＥＳ
と判定されればステップＳ２７０にて回転数変化率Δｆ
を−６００ｒｐｍ／４ｓｅｃとしてコンプレッサ回転数
ｆｎを強制的に低下させ、ＮＯと判定されればステップ
Ｓ２８０に移る。なお、本実施形態における−６００ｒ
ｐｍ／４ｓｅｃという値は、図６のルール表からも解る
ように、コンプレッサ回転数ｆｎを低下させる度合が最
大となる回転変化率である。

【００７５】ステップＳ２８０では、高圧圧力ＳＰが低
圧側第２保護値ＳＰｃより高いか否かを判定し、ＹＥＳ
と判定されればステップＳ２９０にて回転数変化率Δｆ
を０としてコンプレッサ回転数ｆｎを強制的に保持す
る。

【００７６】以上説明した本実施形態によると、コンプ
レッサ１４が起動してから上記所定時間経過するまでの
第２保護値ＳＰｂ、ＳＰｃを、上記所定時間経過後のそ
れよりも低くする。

【００７７】これにより、コンプレッサ１４起動時に、
高圧圧力ＳＰが急激に上昇しても、早い段階でコンプレ
ッサ回転数ｆｎを強制的に低下および保持することによ
って、高圧圧力ＳＰが第１保護値ＳＰａを超えることを
確実に防止し、コンプレッサ１４の強制停止を防止でき
る。

【００７８】また、第２保護値ＳＰｂ、ＳＰｃを低くす
るにあたり、高圧側第２保護値ＳＰｂと低圧側第２保護
値ＳＰｃとの偏差を大きくし、コンプレッサ回転数ｆｎ
の保持時間を長くすることによって、高圧圧力のハンチ
ングが発生するという問題を抑えることもできる。

【００７９】（他の実施形態）また、上記実施形態で
は、請求項１における「第２保護値を低くする」という
形態として、第２保護値として高圧側保護値ＳＰｂと低
圧側第２保護値ＳＰｃとを設け、この両方を低くした形
態を説明したが、これに限らず、高圧側第２保護値ＳＰ
ｂのみ低くしたり、低圧側第２保護値ＳＰｃのみ低くし
ても良い。

【００８０】また、第２保護値として高圧側第２保護値
ＳＰｂのみを設け、この高圧側第２保護値ＳＰｂを低く
しても良いし、第２保護値として低圧側第２保護値ＳＰ
ｃのみを設け、この低圧側第２保護値ＳＰｃを低くして
も良いまた、請求項５における「高圧側第２保護値と低
圧側第２保護値との偏差を大きくする」という形態とし
ては、低圧側第２保護値ＳＰｃを低くせずに高圧側第２
保護値ＳＰｂを高くしても良い。

【００８１】また、上記各実施形態では、高圧圧力が各
保護値を超えたことを、圧力センサにて検出した高圧圧
力ＳＰが各保護値を超えたことで判定しているが、これ
に限らず、例えば、インバータ２６の出力電流値等に基
づいて高圧圧力を推定し、この推定した高圧圧力が各保
護値を超えたことで判定しても良い。

【００８２】また、上記各実施形態では、請求項１、５
における「所定時間」を、冷房モード時においてコンプ
レッサ１４の起動後に、室外熱交換器１５の出口冷媒が
完全に液冷媒となり得る時間に設定したが、この時間よ
りも長くしても良い。

【００８３】また、上記各実施形態では、請求項１、５
における減圧手段をキャピラリーチューブ１６、１７に
て構成したが、これに限らず、例えばＣＴＤ等の他の固
定絞り、あるいは電磁エキスパンションバルブ等の可変
式絞りでも良い。

【００８４】また、上記各実施形態では、コンプレッサ
１４の目標回転数ｆｎを、ステップＳ１６０の制御処理
によって、車室内の熱負荷に応じて自動的に決定してい
るが、これに限らず、例えば、上記温度設定器の設定位
置によって一義的に目標回転数ｆｎを決定しても良い。

【００８５】また、上記各実施形態では、各保護値を超
えたときに、コンプレッサ１４の回転数を変えることに
よって保護制御を行っているが、例えば、コンプレッサ
の容量を変えることによって行っても良い。

【００８６】また、上記各実施形態では、コンプレッサ
１４が起動してから所定時間、第２保護値ＳＰｂ、ＳＰ
ｃを低くするとともに、高圧側第２保護値ＳＰｂと低圧
側第２保護値ＳＰｃとの偏差を大きくするという制御処
理を冷房モード時のみに行ったが、これに限らず、暖房
モード時にも行っても良い。

【００８７】また、上記各実施形態では、ファジー推論
に基づいて吹出温度制御を行ったが、これに限らない。

【００８８】また、上記各実施形態では、本発明を電気
自動車用空調装置に適用した形態を説明したが、これに
限らず、エンジン車用およびハイブリッド車用空調装
置、家庭用空調装置に適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における電気自動車用空調
装置の構成図である。

【図２】上記実施形態の制御系の構成を示すブロック図
である。

【図３】マイクロコンピュータが行う制御処理を示すフ
ローチャートである。

【図４】冷房モード、送風モード、暖房モードの切替制
御に用いるマップである。

【図５】冷房モード時に用いるメンバシップ関数であ
る。

【図６】冷房モード時に用いるファジールール表であ
る。

【図７】暖房モード時に用いるメンバシップ関数であ
る。

【図８】暖房モード時に用いるファジールール表であ
る。

【図９】コンプレッサ１４の保護制御処理を示すフロー
チャートである。

【図１０】従来技術おける圧縮機起動時の高圧圧力、目
標回転数、および回転数の特性を示すグラフである。

【符号の説明】

９…冷凍サイクル、１０…室内エバポレータ（蒸発器）、１１…室内コンデンサ（凝縮器）、１４…コンプレッサ（圧縮機）、１５…室外熱交換器（凝縮器、蒸発器）、１６…暖房用キャピラリチューブ（減圧手段）、１７…冷房用キャピラリチューブ（減圧手段）、１８…アキュムレータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を圧縮する圧縮機（１４）、冷媒を
凝縮させる凝縮器（１１、１５）、冷媒を減圧する減圧
手段（１６、１７）、冷媒を蒸発させる蒸発器（１０、
１５）、および前記蒸発器（１０、１５）と前記圧縮機
（１４）との間に設けられて冷媒を気液分離するアキュ
ムレータ（１８）を接続してなる冷凍サイクル（９）
と、前記圧縮機（１４）の目標能力を設定する目標能力設定
手段（Ｓ１６０）と、前記目標能力設定手段（Ｓ１６０）によって設定された
目標能力に基づいて前記圧縮機（１４）の能力を制御す
る圧縮機制御手段（２６、Ｓ１６０）とを備え、前記圧縮機（１４）の故障を防止するために設定された
第１保護値と、前記冷凍サイクル（９）の高圧圧力が前
記第１保護値に到達することを抑制するために、前記第
１保護値よりも低く設定された第２保護値とを有し、前
記高圧圧力が前記第２保護値を超えたときに、前記圧縮
機（１４）の能力を強制的に保持あるいは低下するとと
もに、前記高圧圧力が前記第１保護値を超えたときに、
前記圧縮機（１４）を強制的に停止させる圧縮機保護手
段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）を備えた空調装置において、前記圧縮機保護手段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）は、前記圧
縮機（１４）が起動してから所定時間経過するまでの前
記第２保護値を、前記所定時間経過後の前記第２保護値
に比べて低くすることを特徴とする空調装置。
【請求項２】前記第２保護値として少なくとも高圧側
第２保護値を有し、前記圧縮機保護手段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）は、前記高
圧圧力が前記高圧側第２保護値を超えたときに、前記圧
縮機（１４）の能力を強制的に低下させるとともに、前
記圧縮機（１４）が起動してから前記所定時間経過する
までの前記高圧側第２保護値を、前記所定時間経過後の
前記高圧側第２保護値に比べて低くすることを特徴とす
る請求項１記載の空調装置。
【請求項３】前記第２保護値として少なくとも低圧側
第２保護値を有し、前記圧縮機保護手段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）は、前記高
圧圧力が前記低圧側第２保護値を超えたときに、前記圧
縮機（１４）の能力を強制的に保持するとともに、前記
圧縮機（１４）が起動してから前記所定時間経過するま
での前記低圧側第２保護値を、前記所定時間経過後の前
記低圧側第２保護値に比べて低くすることを特徴とする
請求項１または２記載の空調装置。
【請求項４】前記第２保護値として、高圧側第２保護
値と、この第２高圧保護値よりも低く設定された低圧側
第２保護値とを有し、前記圧縮機保護手段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）は、前記高
圧圧力が前記低圧側第２保護値を超えたときに、前記圧
縮機（１４）の能力を強制的に保持するとともに、前記
高圧圧力が前記高圧側第２保護値を超えたときに、前記
圧縮機（１４）の能力を強制的に低下させ、更に、前記
圧縮機（１４）が起動してから前記所定時間経過するま
での前記低圧側第２保護値を、前記所定時間経過後の前
記低圧側第２保護値に比べて低くすることを特徴とする
請求項１または２記載の空調装置。
【請求項５】冷媒を圧縮する圧縮機（１４）、冷媒を
凝縮させる凝縮器（１１、１５）、冷媒を減圧する減圧
手段（１６、１７）、冷媒を蒸発させる蒸発器（１０、
１５）、および前記蒸発器（１０、１５）と前記圧縮機
（１４）との間に設けられて冷媒を気液分離するアキュ
ムレータ（１８）を接続してなる冷凍サイクル（９）
と、前記圧縮機（１４）の目標能力を設定する目標能力設定
手段（Ｓ１６０）と、前記目標能力設定手段（Ｓ１６０）によって設定された
目標能力に基づいて前記圧縮機（１４）の能力を制御す
る圧縮機制御手段（２６、Ｓ１６０）とを備え、前記圧縮機（１４）の故障を防止するために設定された
第１保護値と、冷凍サイクル（９）の高圧圧力が前記第
１保護値に到達することを抑制するために前記第１保護
値よりも低く設定された第２保護値を有し、前記第２保護値には、高圧側第２保護値と、この高圧側
第２保護値よりも低く設定された低圧側第２保護値とが
設けられ、前記冷凍サイクル（９）の高圧圧力が前記低圧側第２保
護値を超えたときに、前記圧縮機（１４）の能力を強制
的に保持し、前記高圧圧力が前記高圧側第２保護値を超
えたときに、前記圧縮機（１４）の能力を強制的に低下
させ、前記高圧圧力が前記第１保護値を超えたときに、
前記圧縮機（１４）を強制的に停止させる圧縮機保護手
段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）を備えた空調装置において、前記圧縮機保護手段（Ｓ２１０〜Ｓ２９０）は、前記圧
縮機（１４）が起動してから所定時間経過するまでの前
記高圧側第２保護値と前記低圧側第２保護値との偏差
を、前記所定時間経過後の前記偏差に比べて大きくする
ことを特徴とする空調装置。
【請求項６】前記減圧手段（１６、１７）は固定絞り
であることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１つ
に記載の空調装置。