JP2003159934A

JP2003159934A - 空調装置

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Publication number: JP2003159934A
Application number: JP2001360718A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ataya; 拓安谷屋; Masahiro Kawaguchi; 真広川口; Akinobu Kanai; 明信金井; Kazuhiko Minami; 和彦南; Shigeo Fukushima; 茂男福嶋; Tomoharu Arai; 智晴新井
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: JP3818136B2; EP1314595A1; US20030097851A1

Abstract

(57)【要約】【課題】容量可変型圧縮機の吐出容量制御のハンチング
を抑制することが可能な空調手法を備えた空調装置を提
供すること。【解決手段】エンジンＥの停止時においてエアコンＥＣ
Ｕ７２は、熱負荷情報に基づき必要冷房能力を算出す
る。エアコンＥＣＵ７２は、モータ部８４の回転速度が
予め設定された一定の基準回転速度と仮定して、必要冷
房能力を実現するための目標圧縮機トルクを算出する。
エアコンＥＣＵ７２は、モータ部８４が基準回転速度に
て目標圧縮機トルクを出力するように、モータ部８４に
入力される目標電流値を算出し、この目標電流値でモー
タ部８４を駆動する。エアコンＥＣＵ７２は、回転速度
情報が基準回転速度となるように、圧縮機Ｃの吐出容量
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両に搭載
されて車室の空調を行う空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、車両用空調装置においては、
外気温度や車室内温度等の熱負荷情報に基づいて、蒸発
器を通過した直後の空気温度（エバ後温度）の目標値を
決定する。そして、この目標エバ後温度と、例えばサー
ミスタよりなるエバポレータセンサにより検出された検
出エバ後温度とに基づいて、容量可変型圧縮機（以下圧
縮機とする）の吐出容量をフィードバック制御するよう
になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エバ後温度
を指標とした圧縮機の吐出容量のフィードバック制御で
は、温度変化に対するサーミスタの反応の遅れや、蒸発
器内部での冷媒分布の不均一さ等に起因して、エバポレ
ータセンサが検出する検出エバ後温度と、実際のエバ後
温度との間に遅れが生じてしまう。従って、圧縮機の吐
出容量制御がハンチングしがちとなり、空調フィーリン
グが悪化する問題を生じていた。

【０００４】本発明の目的は、容量可変型圧縮機の吐出
容量制御のハンチングを抑制することが可能な空調手法
を備えた空調装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、圧縮機トルク算出手段によって、
一定の基準回転速度での容量可変型圧縮機（以下圧縮機
とする）の目標圧縮機トルク言い換えれば圧縮機の能力
が、熱負荷情報に応じて算出される。圧縮機トルクの増
減は圧縮機の吐出容量の増減と表裏一体であり、圧縮機
の吐出容量が増大すると圧縮機トルクは増大され、逆に
吐出容量が減少すると圧縮機トルクは減少される。

【０００６】電流値算出手段は、電動モータが基準回転
速度にて目標圧縮機トルクを出力するように、電動モー
タの特性によって決定される回転速度と出力トルクと入
力電流値との関係から、電動モータに入力される電流値
を算出する。モータ制御手段は、電流値算出手段にて算
出された電流値で電動モータを駆動する。従って、圧縮
機トルクが目標圧縮機トルクに一致すれば、電動モータ
の回転速度は基準回転速度となるはずである。よって、
圧縮機制御手段によって、電動モータの回転速度が基準
回転速度となるように圧縮機の吐出容量をフィードバッ
ク制御すれば、圧縮機トルクを目標圧縮機トルクに維持
することができる。

【０００７】つまり、例えば、電動モータの回転速度が
基準回転速度よりも高ければ、圧縮機トルクが目標圧縮
機トルクよりも小さく、圧縮機の吐出容量言い換えれば
空調装置の冷房能力が熱負荷に対して不足気味と判断さ
れる。この場合には、圧縮機の吐出容量が増大制御され
て圧縮機トルクが上昇される。従って、一定の電流値で
駆動される電動モータは、負荷の増大によって回転速度
が低下されることとなる。

【０００８】逆に、電動モータの回転速度が基準回転速
度よりも低ければ、圧縮機トルクが目標圧縮機トルクよ
りも大きく、圧縮機の吐出容量言い換えれば空調装置の
冷房能力が過剰気味であると判断される。この場合に
は、圧縮機の吐出容量が減少制御されて圧縮機トルクが
低下される。従って、一定の電流値で駆動される電動モ
ータは、負荷の減少によって回転速度が上昇されること
となる。

【０００９】このように、圧縮機トルクを指標とした圧
縮機の吐出容量のフィードバック制御によれば、圧縮機
の吐出容量変更に対して圧縮機トルクが即応することと
なる。よって、従来のエバ後温度を指標としたフィード
バック制御でみられた、圧縮機の吐出容量制御のハンチ
ングを効果的に抑制することができ、良好な空調フィー
リングを得ることができる。

【００１０】また、圧縮機トルクを目標圧縮機トルクに
維持するために、直接的には電動モータの回転速度を検
出してフィードバック制御を行っている。従って、圧縮
機トルクを直接検出するための高価なトルクセンサを必
要としない。

【００１１】請求項２の発明は請求項１において、空調
装置は車両用であり、圧縮機にはハイブリッド駆動タイ
プが採用されている。従って、例えば、走行駆動源の稼
動時にはこの走行駆動源によって圧縮機が駆動され、走
行駆動源の停止時には電動モータによって圧縮機が駆動
される。

【００１２】このような態様において、電動モータに走
行駆動源と同等の圧縮機駆動能力を求めると、電動モー
タが大型化してエンジンルーム内に配置できなくなる問
題がある。従って、電動モータとしては小型のものを採
用せざるを得ない。しかし、小型の電動モータは、圧縮
機トルクが過大であると脱調を起こして停止してしま
い、空調に支障を来たすおそれがある。従って、請求項
１の発明によって、圧縮機の吐出容量制御のハンチング
を効果的に抑制し、必要以上に圧縮機トルクが増大され
るのを防止できることは、電動モータの安定運転と良好
な空調フィーリングとを高次元で両立する上で有効であ
る。

【００１３】請求項３の発明は請求項２において、電動
モータは圧縮機の回転体装置に内蔵されている。言い換
えれば、電動モータはさらに小型で非力とならざるを得
ない。従って、圧縮機の吐出容量制御のハンチングを効
果的に抑制できることは、電動モータの安定運転と良好
な空調フィーリングとを高次元で両立する上で特に有効
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を車室の空調を行う
車両用空調装置において具体化した一実施形態について
説明する。

【００１５】（容量可変型斜板式圧縮機）図１に示すよ
うに、容量可変型斜板式圧縮機（以下圧縮機とする）Ｃ
のハウジング１１内にはクランク室１２が区画されてい
る。ハウジング１１においてクランク室１２内には、駆
動軸１３が回転可能に配設されている。駆動軸１３に
は、車両の走行駆動源である内燃機関（エンジン）Ｅの
出力軸が、回転体装置としてのプーリ装置ＰＴを介して
作動連結されている。

【００１６】前記プーリ装置ＰＴは、ハウジング１１に
回転可能に支持された回転体としてのロータ８０を備
え、ロータ８０の外周にはエンジンＥからのベルト８１
が掛けられている。駆動軸１３においてハウジング１１
外へ突出する端部にはハブ８２が固定されている。ロー
タ８０とハブ８２との間には周知のワンウエイクラッチ
８３が介装されている。

【００１７】前記プーリ装置ＰＴは、電動モータとして
のモータ部８４をロータ８０の内側に備えている。モー
タ部８４は、磁石レスのＳＲモータよりなっている。モ
ータ部８４は、ハウジング１１に固定された固定子８４
ａと、固定子８４ａの外周を取り囲むようにしてハブ８
２に固定配置された回転子８４ｂとからなっている。エ
ンジンＥの停止時において固定子８４ａには、必要に応
じて、モータ制御手段としての制御コンピュータたるエ
アコンＥＣＵ７２の指令に基づき、インバータ等からな
る駆動回路７８から電力が供給される。駆動回路７８か
ら固定子８４ａへの電力供給によって回転子８４ｂに回
転力が発生し、ハブ８２を介して駆動軸１３が回転駆動
される。この時、ハブ８２からロータ８０への動力伝達
はワンウエイクラッチ８３によって遮断され、モータ部
８４が発生した回転力がエンジンＥ側へ不必要に伝達さ
れることはない。

【００１８】なお、前記ワンウエイクラッチ８３は、ロ
ータ８０からハブ８２への動力伝達は許容する。このた
め、エンジンＥの稼動時においてエンジンＥからの動力
は、ロータ８０及びハブ８２を介して駆動軸１３に伝達
される。

【００１９】前記クランク室１２内において駆動軸１３
上には、ラグプレート１４が一体回転可能に固定されて
いる。クランク室１２内には斜板１５が収容されてい
る。斜板１５は、駆動軸１３にスライド移動可能でかつ
傾動可能に支持されている。ヒンジ機構１６は、ラグプ
レート１４と斜板１５との間に介在されている。従っ
て、斜板１５は、ヒンジ機構１６を介することで、ラグ
プレート１４及び駆動軸１３と同期回転可能であるとと
もに、駆動軸１３に対して傾動可能となっている。

【００２０】前記ハウジング１１内には複数（図面には
一つのみ示す）のシリンダボア１１ａが形成されてお
り、各シリンダボア１１ａ内には片頭型のピストン１７
が往復動可能に収容されている。各ピストン１７は、シ
ュー１８を介して斜板１５の外周部に係留されている。
従って、駆動軸１３の回転にともなう斜板１５の回転運
動が、シュー１８を介してピストン１７の往復運動に変
換される。

【００２１】前記シリンダボア１１ａ内の後方（図面右
方）側には、ピストン１７と、ハウジング１１に備えら
れた弁・ポート形成体１９とで囲まれて圧縮室２０が区
画されている。ハウジング１１の後方側の内部には、吸
入室２１及び吐出室２２がそれぞれ区画形成されてい
る。

【００２２】前記吸入室２１の冷媒ガスは、各ピストン
１７の上死点位置から下死点側への移動により、弁・ポ
ート形成体１９に形成された吸入ポート２３及び吸入弁
２４を介して圧縮室２０に吸入される。圧縮室２０に吸
入された冷媒ガスは、ピストン１７の下死点位置から上
死点側への移動により所定の圧力にまで圧縮され、弁・
ポート形成体１９に形成された吐出ポート２５及び吐出
弁２６を介して吐出室２２に吐出される。

【００２３】（圧縮機の容量制御構造）図１に示すよう
に、前記ハウジング１１内には抽気通路２７及び給気通
路２８が設けられている。抽気通路２７はクランク室１
２と吸入室２１とを連通する。給気通路２８は吐出室２
２とクランク室１２とを連通する。ハウジング１１にお
いて給気通路２８の途中には制御弁２９が配設されてい
る。

【００２４】前記制御弁２９の開度を調節することで、
給気通路２８を介したクランク室１２への高圧な吐出ガ
スの導入量と抽気通路２７を介したクランク室１２から
のガス導出量とのバランスが制御され、クランク室１２
の内圧が決定される。クランク室１２の内圧変更に応じ
て、ピストン１７を介してのクランク室１２の内圧と圧
縮室２０の内圧との差が変更され、斜板１５の傾斜角度
が変更される結果、ピストン１７のストロークすなわち
圧縮機Ｃの吐出容量が調節される。

【００２５】例えば、制御弁２９の開度が減少してクラ
ンク室１２の内圧が低下されると、斜板１５の傾斜角度
が増大し、圧縮機Ｃの吐出容量が増大される。図１にお
いて二点鎖線は斜板１５の最大傾斜角度状態を示してい
る。逆に、制御弁２９の開度が増大してクランク室１２
の内圧が上昇されると、斜板１５の傾斜角度が減少し、
圧縮機Ｃの吐出容量が減少される。図１において実線は
斜板１５の最小傾斜角度状態を示している。

【００２６】（冷媒循環回路）図１に示すように、車両
用空調装置の冷媒循環回路（冷凍サイクル）は、上述し
た圧縮機Ｃと外部冷媒回路３０とから構成されている。
外部冷媒回路３０は、凝縮器３１、膨張弁３２及び蒸発
器３３を備えている。

【００２７】前記圧縮機Ｃの吐出室２２内には第１圧力
監視点Ｐ１が設定されている。第２圧力監視点Ｐ２は、
第１圧力監視点Ｐ１から凝縮器３１側（下流側）へ所定
距離だけ離れた冷媒通路の途中に設定されている。この
第１圧力監視点Ｐ１の圧力と第２圧力監視点Ｐ２の圧力
との差には、冷媒循環回路の冷媒流量が反映されてい
る。つまり、冷媒循環回路の冷媒流量が多くなると第１
圧力監視点Ｐ１と第２圧力監視点Ｐ２との間の圧力差
（二点間差圧ΔＰｄ）が増大し、逆に冷媒流量が少なく
なると二点間差圧ΔＰｄは減少する。

【００２８】前記第１圧力監視点Ｐ１と制御弁２９とは
第１検圧通路３５を介して連通されている。第２圧力監
視点Ｐ２と制御弁２９とは第２検圧通路３６を介して連
通されている。

【００２９】（制御弁）図１に示すように、前記制御弁
２９は、給気通路２８の開度を調節する弁体４１、弁体
４１の図面上側に作動連結された感圧機構４２、及び弁
体４１の図面下側に作動連結された電磁アクチュエータ
４３が備えられている。弁体４１は下動することで給気
通路２８の開度を増大し、上動することで給気通路２８
の開度を減少させる。感圧機構４２は、感圧室４２ａ内
に感圧部材としてのベローズ４２ｂを備えている。感圧
室４２ａにおいてベローズ４２ｂの内空間には、第１検
圧通路３５を介して第１圧力監視点Ｐ１の圧力が導かれ
ている。感圧室４２ａにおいてベローズ４２ｂの外空間
には、第２検圧通路３６を介して第２圧力監視点Ｐ２の
圧力が導かれている。

【００３０】前記電磁アクチュエータ４３には、固定鉄
心４３ａ、可動鉄心４３ｂ及びコイル４３ｃが備えられ
ており、可動鉄心４３ｂには弁体４１が作動連結されて
いる。コイル４３ｃには、情報検知手段７１からの情報
に応じた、圧縮機制御手段としてのエアコンＥＣＵ７２
の指令に基づき、駆動回路７３から電力が供給される。
駆動回路７３からコイル４３ｃへの電力供給量に応じた
大きさの上向き電磁力（電磁吸引力）が、固定鉄心４３
ａと可動鉄心４３ｂとの間に発生し、この電磁力は可動
鉄心４３ｂを介して弁体４１に伝達される。コイル４３
ｃへの通電制御は印加電圧を調整することでなされ、こ
の印加電圧の調整にはＰＷＭ（パルス幅変調）制御が採
用されている。

【００３１】さて、前記制御弁２９において、コイル４
３ｃに対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄ
ｔ（ｍｉｎ）（＞０％）以上の通電がなされると、可動
鉄心４３ｂが弁体４１に作用させる上向きの電磁力と、
ベローズ４２ｂが弁体４１に作用させる二点間差圧ΔＰ
ｄに基づく下向き押圧力及びベローズ４２ｂ自身が有す
るバネ性に基づく下向き付勢力とが対抗する。そして、
これら上下付勢力が均衡する位置に弁体４１が位置決め
される。

【００３２】例えば、エンジンＥの回転速度が減少して
冷媒循環回路の冷媒流量が減少すると、ベローズ４２ｂ
が弁体４１に作用させる、下向きの二点間差圧ΔＰｄに
基づく力が減少する。従って、弁体４１が上動して給気
通路２８の開度が減少し、クランク室１２の内圧が低下
傾向となる。このため、斜板１５が傾斜角度増大方向に
傾動し、圧縮機Ｃの吐出容量は増大される。圧縮機Ｃの
吐出容量が増大すれば冷媒循環回路における冷媒流量も
増大し、二点間差圧ΔＰｄは増加する。

【００３３】逆に、エンジンＥの回転速度が増大して冷
媒循環回路の冷媒流量が増大すると、ベローズ４２ｂが
弁体４１に作用させる、下向きの二点間差圧ΔＰｄに基
づく力が増大する。従って、弁体４１が下動して給気通
路２８の開度が増加し、クランク室１２の内圧が増大傾
向となる。このため、斜板１５が傾斜角度減少方向に傾
動し、圧縮機Ｃの吐出容量は減少される。圧縮機Ｃの吐
出容量が減少すれば冷媒循環回路における冷媒流量も減
少し、二点間差圧ΔＰｄは減少する。

【００３４】また、例えば、コイル４３ｃへの通電デュ
ーティ比Ｄｔを大きくして弁体４１に作用する上向きの
電磁力を大きくすると、弁体４１が上動して給気通路２
８の開度が減少し、圧縮機Ｃの吐出容量が増大される。
従って、冷媒循環回路における冷媒流量が増大し、二点
間差圧ΔＰｄも増大する。

【００３５】逆に、コイル４３ｃへの通電デューティ比
Ｄｔを小さくして弁体４１に作用する上向きの電磁力を
小さくすると、弁体４１が下動して給気通路２８の開度
が増加し、圧縮機Ｃの吐出容量が減少する。従って、冷
媒循環回路における冷媒流量が減少し、二点間差圧ΔＰ
ｄも減少する。

【００３６】つまり、前記制御弁２９は、コイル４３ｃ
への通電デューティ比Ｄｔによって決定された二点間差
圧ΔＰｄの制御目標（設定差圧）を維持するように、こ
の二点間差圧ΔＰｄの変動に応じて感圧機構４２が内部
自律的に弁体４１を位置決めする構成となっている。ま
た、この設定差圧は、コイル４３ｃへの通電デューティ
比Ｄｔを調節することで外部から変更可能となってい
る。

【００３７】（空調制御）図１に示すように、前記情報
検知手段７１には、空調装置のオンオフスイッチである
エアコンスイッチ９１、車室内の温度を設定する温度設
定器９２、車室内の温度を検出する車室温度センサ９
３、外気温度を検出する外気温度センサ９４、蒸発器３
３を通過した直後の空気温度（エバ後温度）を検出する
サーミスタよりなるエバポレータセンサ９５、モータ部
８４の回転速度Ｎを検出する回転速度検出手段としての
回転速度センサ９６、及びモータ部８４の固定子８４ａ
に入力される電流値を検出する電流センサ９７が備えら
れている。特に、温度設定器９２、車室温度センサ９３
及び外気温度センサ９４が熱負荷情報検知手段をなして
いる。

【００３８】前記エンジンＥの稼動時つまりエンジンＥ
による圧縮機Ｃの駆動時においてエアコンＥＣＵ７２
は、エアコンスイッチ９１のオン状態の下で、温度設定
器９２、車室温度センサ９３及び外気温度センサ９４か
らの検出情報に基づいて空調装置の必要冷房能力（例え
ば、必要吹出温度（ＴＡＯ））を算出し、この必要冷房
能力から目標エバ後温度を算出する。この目標エバ後温
度と、エバポレータセンサ９５により検出された検出エ
バ後温度とに基づいて、制御弁２９のコイル４３ｃへの
通電デューティ比Ｄｔを決定し、このデューティ比Ｄｔ
でのコイル４３ｃの駆動が駆動回路７３に指令される。

【００３９】例えば、エバポレータセンサ９５からの検
出エバ後温度が目標エバ後温度よりも高ければ、デュー
ティ比Ｄｔの増大が駆動回路７３に指令される。従っ
て、制御弁２９の弁開度が減少し、圧縮機Ｃの吐出容量
が増大してエバ後温度は低下傾向となる。逆に、検出エ
バ後温度が目標エバ後温度よりも低ければ、デューティ
比Ｄｔの減少が駆動回路７３に指令される。従って、制
御弁２９の弁開度が増大し、圧縮機Ｃの吐出容量が減少
してエバ後温度は上昇傾向となる。

【００４０】一方、図２に示すように、前記エンジンＥ
の停止時においてエアコンＥＣＵ７２は、エアコンスイ
ッチ９１がオン状態であると、ステップ（以下「Ｓ」と
略す）１０１において、モータ部８４の起動を駆動回路
７８に指令するとともに、駆動回路７３に指令するデュ
ーティ比Ｄｔをデューティ比可変範囲の最小値Ｄｔ（ｍ
ｉｎ）として制御弁２９の内部自律機能を起動する。Ｓ
１０２においては、温度設定器９２、車室温度センサ９
３及び外気温度センサ９４からの各種熱負荷情報に基づ
き必要冷房能力を算出する。熱負荷が大きければ必要冷
房能力は大きくされ、逆に熱負荷が小さければ必要冷房
能力は小さくされる。

【００４１】Ｓ１０３において、圧縮機トルク算出手段
としてのエアコンＥＣＵ７２は、圧縮機Ｃの駆動軸１３
の回転速度つまりモータ部８４の回転速度Ｎが予め設定
された一定の基準回転速度Ｎｓｅｔであると仮定して、
前述した必要冷房能力を実現するための目標圧縮機トル
ク言い換えれば圧縮機の能力を算出する。必要冷房能力
が大きければ目標圧縮機トルクは大きくされ、逆に必要
冷房能力が小さければ目標圧縮機トルクは小さくされ
る。なお、目標圧縮機トルクの算出は、モータ部８４の
最大出力トルクを考慮してこの最大出力トルクを超えな
いように行われる。

【００４２】Ｓ１０４において、電流値算出手段として
のエアコンＥＣＵ７２は、Ｓ１０２で算出された目標圧
縮機トルクをモータ部８４が基準回転速度Ｎｓｅｔにて
出力するように、モータ部８４の特性によって決定され
る回転速度Ｎと出力トルクと入力電流値との関係から、
モータ部８４に入力される目標電流値を算出する。そし
て、この目標電流値でのモータ部８４の駆動を駆動回路
７８に指令する。目標圧縮機トルクが大きければ目標電
流値は大きくされ、目標圧縮機トルクが小さければ目標
電流値は小さくされる。実際にモータ部８４へ入力され
る電流値は電流センサ９７によりモニタされており、目
標電流値がモータ部８４に入力されるように、駆動回路
７８の入力電流値変更機能がフィードバック制御され
る。

【００４３】Ｓ１０５においては、回転速度センサ９６
からの回転速度情報Ｎが基準回転速度Ｎｓｅｔよりも大
であるか否かが判定される。Ｓ１０６においては、回転
速度情報Ｎが基準回転速度Ｎｓｅｔよりも小であるか否
かが判定される。Ｓ１０５判定及びＳ１０６判定がとも
にＮＯであるなら、モータ部８４は基準回転速度Ｎｓｅ
ｔで回転されており、圧縮機トルクは目標圧縮機トルク
に一致されていることとなる。つまり、空調装置は必要
冷房能力を過不足なく発揮しており、空調装置の冷房能
力の変更につながるデューティ比Ｄｔの変更はなされ
ず、処理はＳ１０２へと移行される。

【００４４】Ｓ１０５判定がＹＥＳであるなら、圧縮機
トルクは目標圧縮機トルクよりも小さく、空調装置の冷
房能力言い換えれば圧縮機Ｃの吐出容量が不足気味であ
ると判断される。従って、Ｓ１０７において、デューテ
ィ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ増大させ、その修正値（Ｄｔ
＋ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７３に
指令する。従って、制御弁２９の弁開度が若干減少し、
圧縮機の吐出容量が若干増大して圧縮機トルクが若干上
昇される。圧縮機トルクが若干上昇されれば、一定の電
流値（目標電流値）で駆動されるモータ部８４は回転速
度Ｎが若干減少される。

【００４５】Ｓ１０６判定がＹＥＳであるなら、圧縮機
トルクは目標圧縮機トルクよりも大きく、空調装置の冷
房能力言い換えれば圧縮機Ｃの吐出容量が過剰気味であ
ると判断される。従って、Ｓ１０８において、デューテ
ィ比Ｄｔを単位量ΔＤだけ減少させ、その修正値（Ｄｔ
−ΔＤ）へのデューティ比Ｄｔの変更を駆動回路７３に
指令する。従って、制御弁２９の弁開度が若干増大し、
圧縮機Ｃの吐出容量が若干減少して圧縮機トルクが若干
低下される。圧縮機トルクが若干低下されれば、一定の
電流値で駆動されるモータ部８４は回転速度Ｎが若干増
大される。

【００４６】このように、Ｓ１０７及び／又はＳ１０８
でのデューティ比Ｄｔの修正処理を経ることで、圧縮機
トルクが目標圧縮機トルクからずれていても、言い換え
れば空調装置の冷房能力が必要冷房能力からずれていて
も、制御弁２９の設定差圧が次第に最適化され、さらに
は制御弁２９での内部自律的な弁開度調節も相俟って、
空調装置の冷房能力が必要冷房能力に速やかに収束す
る。

【００４７】本実施形態においては次のような効果を奏
する。（１）モータ部８４による圧縮機Ｃの駆動時において
は、圧縮機トルクを指標として圧縮機Ｃの吐出容量のフ
ィードバック制御を行っている。圧縮機Ｃの吐出容量の
増減と圧縮機トルクの増減は表裏一体であり、圧縮機Ｃ
の吐出容量変更に対して圧縮機トルクは即応される。従
って、エバ後温度を指標としたフィードバック制御でみ
られる圧縮機Ｃの吐出容量制御のハンチングを効果的に
抑制することができ、良好な空調フィーリングを得るこ
とができる。

【００４８】また、圧縮機トルクを目標圧縮機トルクに
維持するために、直接的にはモータ部８４の回転速度Ｎ
を検出してフィードバック制御を行っている。従って、
圧縮機トルクを検出する高価なトルクセンサを必要とし
ない。

【００４９】（２）圧縮機Ｃにはハイブリッド駆動タイ
プが採用されており、モータ部８４にエンジンＥと同等
の圧縮機駆動能力を求めると、モータ部８４が大型化し
てエンジンルーム内に配置できなくなる問題がある。従
って、モータ部８４としては小型のものを採用せざるを
得ない。しかし、小型のモータ部８４は、圧縮機トルク
が過大であると脱調を起こして停止してしまい、空調に
支障を来たすおそれがある。このような態様において、
圧縮機Ｃの吐出容量制御のハンチングを効果的に抑制
し、必要以上に圧縮機トルクが増大されるのを防止でき
ることは、モータ部８４の安定運転と良好な空調フィー
リングとを高次元で両立する上で有効である。

【００５０】（３）モータ部８４は、圧縮機Ｃのプーリ
装置ＰＴに内蔵されている。言い換えれば、モータ部８
４はさらに小型で非力とならざるを得ない。従って、圧
縮機Ｃの吐出容量制御のハンチングを効果的に抑制でき
ることは、モータ部８４の安定運転と良好な空調フィー
リングとを高次元で両立する上で特に有効である。

【００５１】（４）制御弁２９は、例えば設定吸入圧力
可変型の制御弁とは異なり、蒸発器３３での熱負荷の大
きさに影響される吸入圧そのものを制御弁２９の弁開度
制御における直接の指標とすることなく、冷媒循環回路
の圧力をそれぞれ反映する冷媒通路内の二つの圧力監視
点Ｐ１，Ｐ２間の差圧ΔＰｄを直接の制御対象として圧
縮機Ｃの吐出容量のフィードバック制御を実現してい
る。このため、蒸発器３３での熱負荷状況にほとんど影
響されることなく、エアコンＥＣＵ７２による外部制御
によって、応答性及び制御性の高い吐出容量の増加減少
制御を行なうことができる。従って、圧縮機Ｃの吐出容
量制御のハンチングをより効果的に抑制することがで
き、特にモータ部８４の安定運転と良好な空調フィーリ
ングとを高次元で両立する上で特に有効な構成を備えた
制御弁２９であると言える。

【００５２】なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で
以下の態様でも実施できる。・第１圧力監視点Ｐ１を、蒸発器３３と吸入室２１とを
含む両者間の吸入圧力領域に設定するとともに、第２圧
力監視点Ｐ２を同じ吸入圧力領域において第１圧力監視
点Ｐ１の下流側に設定すること。

【００５３】・制御弁２９として、設定吸入圧力可変型
のものを用いること。・制御弁２９として、給気通路２８ではなく、抽気通路
２７の開度調節によりクランク室１２の内圧を調節す
る、所謂抜き側制御弁を採用すること。

【００５４】・容量可変型圧縮機としてワッブルタイプ
のものを採用すること。・電動モータとしては、上記実施形態で採用した磁石レ
スで低コストなＳＲモータ以外にも、高効率で小型な磁
石付きブラシレスモータや、ブラシ付きで高効率な直流
モータ等を採用してもよい。なお、電動モータの電源回
路が低電圧仕様の場合には直流モータを採用し、高電圧
仕様の場合には磁石付きブラシレスモータ或いはＳＲモ
ータを採用するとよい。

【００５５】・圧縮機Ｃの駆動軸１３とモータ部８４と
の間の動力伝達経路上に、減速装置等の変速装置を介在
させること。この場合、「電動モータの回転速度を検出
する」とは、変速装置による変速後の回転速度を検出す
ることを指す。

【００５６】・例えば、電気自動車用等、電動モータの
みを容量可変型圧縮機の駆動源とする車両用空調装置に
おいて具体化すること。・上記実施形態においては車室
の空調を行う車両用空調装置において具体化されていた
が、これに限定されるものではなく、例えば冷凍車や冷
蔵車の庫内の空調（温度調節）を行う車両用空調装置に
おいて具体化してもよい。また、車両用に限定されるも
のではなく、家庭用等の建物内の空調を行う空調装置に
おいて具体化してもよい。

【００５７】上記実施形態から把握できる技術的思想に
ついて記載する。（１）前記容量可変型圧縮機の吐出容量変更につながる
弁開度調節を行うための制御弁を備え、前記圧縮機制御
手段は制御弁を制御し、前記制御弁は、冷媒循環回路の
圧力を検出可能な感圧部材を備えこの圧力変動に基づい
て感圧部材が変位することでこの圧力変動を打ち消す側
に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体
を動作させる感圧機構と、前記弁体に付与する力を圧縮
機制御手段からの指令に基づいて変更することで感圧機
構による弁体の位置決め動作の基準となる設定圧を変更
可能な設定圧変更用アクチュエータ（上記実施形態にお
いては電磁アクチュエータ４３に具体化されている）と
からなる請求項１〜３のいずれかに記載の空調装置。

【００５８】このようにすれば、感圧機構の内部自律的
な弁開度調節によって、空調装置の冷房能力を必要冷房
能力に速やかに収束させることができる。（２）前記感圧機構は、冷媒循環回路に沿って設定され
た二つの圧力監視点間の圧力差を感圧部材によって検出
可能であるとともに、この圧力差の変動に基づいて感圧
部材が変位することで、この圧力差の変動を打ち消す側
に容量可変型圧縮機の吐出容量が変更されるように弁体
を動作させ、前記設定圧変更用アクチュエータは、弁体
に付与する力を圧縮機制御手段からの指令に基づいて変
更することで、感圧機構による弁体の位置決め動作の基
準となる設定圧としての設定差圧を変更可能な構成であ
る前記（１）に記載の空調装置。

【００５９】このような制御弁を用いることは、電動モ
ータの安定運転と良好な空調フィーリングとを高次元で
両立する上で特に有効となる。（３）請求項１〜３のいずれか又は前記（１）或いは
（２）の空調装置を空調方法として把握すること。

【００６０】

【発明の効果】上記構成の本発明によれば、容量可変型
圧縮機の吐出容量制御のハンチングを抑制することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空調装置の概要を示す図。

【図２】空調制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

７１…圧縮機トルク算出手段、電流値算出手段、モータ
制御手段、及び圧縮機制御手段としてのエアコンＥＣ
Ｕ、８４…電動モータとしてのモータ部、９２…熱負荷
情報検知手段を構成する温度設定器、９３…同じく車室
温度センサ、９４…同じく外気温度センサ、Ｃ…容量可
変型圧縮機、Ｎ…電動モータの回転速度、Ｎｓｅｔ…基
準回転速度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｂ 27/14 Ｆ０４Ｂ 49/00 ３６１ 49/00 ３６１Ｆ２５Ｂ 1/00 ３６１ＤＦ２５Ｂ 1/00 ３６１３６１ＧＦ０４Ｂ 27/08 Ｓ (72)発明者金井明信愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者南和彦愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者福嶋茂男愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内 (72)発明者新井智晴愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機内Ｆターム(参考） 3H045 AA04 AA09 AA27 BA19 CA01 CA09 CA21 CA24 DA05 DA25 DA47 EA13 EA16 EA20 EA26 EA33 EA34 3H076 AA06 BB33 CC07 CC20 CC84

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒ガスの圧縮を行うとともに吐出容量
を変更可能な容量可変型圧縮機と、前記容量可変型圧縮機を駆動する電動モータと、熱負荷情報を検知する熱負荷情報検知手段と、前記熱負荷情報検知手段からの熱負荷情報に基づいて、
一定の基準回転速度での目標圧縮機トルクを算出する圧
縮機トルク算出手段と、前記圧縮機トルク算出手段からの目標圧縮機トルクを電
動モータが基準回転速度にて出力するように、電動モー
タに入力される電流値を算出する電流値算出手段と、前記電流値算出手段によって算出された電流値で電動モ
ータを駆動するモータ制御手段と、前記電動モータの回転速度を検出する回転速度検出手段
と、前記回転速度検出手段からの回転速度情報が基準回転速
度となるように、容量可変型圧縮機の吐出容量を制御す
る圧縮機制御手段とを備えたことを特徴とする空調装
置。
【請求項２】車両に搭載されて車室の空調を行うため
のものであり、前記容量可変型圧縮機は車両の走行駆動
源によっても駆動されるハイブリッド駆動タイプである
請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】前記容量可変型圧縮機のハウジングに
は、走行駆動源からの動力を受ける回転体を備えた回転
体装置が配設されており、この回転体装置に前記電動モ
ータが内蔵されている請求項２に記載の空調装置。