JP2009299945A - 電動コンプレッサの駆動装置、電動コンプレッサ、冷凍サイクル装置、および空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動コンプレッサ１０のモータ１０ｂの運転可能領域が制限されることを抑制する。
【解決手段】制御回路７３は、冷房モードが実行されていると判定したときには、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとしてモータ温度保護領域Ａを設定する。冷房モード以外のモードが実行されている場合には、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとしてモータ温度保護領域Ｂを設定する。モータ温度保護領域Ｂは、モータ温度保護領域Ａに比べて、出力電流Ｉｍの下限値が高く、かつ回転数Ｎｃの上限値が低く設定されている。吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ未満である場合には、吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ以上である場合に比べて、モータ運転可能領域を広げることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ、電動コンプレッサの駆動装置、冷凍サイクル装置、および空調装置に関するものである。

従来、電動コンプレッサでは、例えば特許文献１に示すように、冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動するモータとを備え、インバータ回路からモータに出力される出力電流とモータ回転数とに基づいてモータの温度を推定し、この推定温度が閾値以上になるとモータを停止するものがある。

これにより、モータの温度を検出する温度センサを用いることなく、モータの温度が許容温度を超えることを未然に防ぐことができる。
特開２００６−２９１８７８号公報

上述の電動コンプレッサでは、圧縮機構により吸入された吸入冷媒によりモータ自体が冷却される構成になっている場合には、モータの温度は吸入冷媒の温度の影響を受ける。このため、上述の閾値を低く設定した場合には、吸入冷媒の温度によってモータが頻繁に停止するなどの問題が生じる。すなわち、上述の閾値を低くすると、モータを支障なく運転できるモータの運転可能領域が制限されることになる。

本発明は上記に鑑みて、モータの運転可能領域が制限されることを抑制するようにした電動コンプレッサの駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、前記モータ（１０ｂ）を駆動するために前記モータ（１０ｂ）に電流を出力する電流出力回路（７２）と、
前記電流出力回路（７２）から前記モータ（１０ｂ）に出力される出力電流を検出する電流検出手段（Ｓ１００）と、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段（Ｓ１０１）と、
前記モータが高温異常になることを避けるために前記モータを保護すべきモータ温度保護領域内に前記モータの実際の状態が入っているか否かについて前記電流算出手段（Ｓ１００）の検出値と前記回転数検出手段（Ｓ１０１）の検出値とに基づき判定するモータ領域判定手段（Ｓ２０３）とを備え、
前記モータ温度保護領域は、前記モータの回転数と前記出力電流とから設定されるものであり、
前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であるか否かを判定する冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）と、
前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であると前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）が判定した場合には、前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であると前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）が判定した場合に比べて、前記モータ温度保護領域の前記出力電流の下限値を上げ、かつ前記モータ温度保護領域の前記モータ回転数の上限値を下げるように前記モータ温度保護領域を設定する保護領域設定手段（Ｓ２０１、Ｓ２０２）と、を備えることを特徴とする。

これにより、吸入冷媒の温度が所定温度未満であると場合には、吸入冷媒の温度が所定温度以上である場合に比べて、モータ運転可能領域を広げることができる。これは、吸入冷媒の温度が所定温度未満であると場合には、吸入冷媒の温度が所定温度以上である場合に比べて、モータの温度が上がり難いからである。

以上により、モータ温度保護領域が一定である場合に比べて、モータ運転可能領域が制限されることを抑制することができる。

モータ運転可能領域とは、モータに出力される出力電流とモータ回転数とから設定されるもので、モータを支障なく運転できる領域である。

請求項２に記載の発明では、前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定した回数をカウントするカウント手段（Ｓ２１０）と、
前記カウント手段（Ｓ２１０）によりカウントされたカウント数が所定数以上であるか否かを判定する回数判定手段（Ｓ２１２）と、
前記カウント数が所定回数以上であると前記回数判定手段（Ｓ２１２）が判定したとき、前記モータ（１０ｂ）を停止する停止手段（Ｓ２０４）と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が前記温度保護領域から外れていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定する毎に前記カウント数を減らす減算手段（Ｓ２１１）を備え、
前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定する毎に、前記カウント手段（Ｓ２１０）は前記カウント数を増やすようになっており、
前記減算手段が前記カウント数を減らした後に前記カウント手段（Ｓ２１０）は前記カウント数を増やして前記カウント数が所定回数以上であると前記回数判定手段（Ｓ２１２）が判定したとき、前記停止手段（Ｓ２０４）が前記モータ（１０ｂ）を停止することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定したとき、前記モータ（１０ｂ）を停止する停止手段（Ｓ２０４）を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、前記吸入冷媒の温度を検出する吸入冷媒温度センサ（８４）を備え、
前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）は、前記吸入冷媒温度センサ（８４）の検出値が所定温度未満であるか否かを判定することにより、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるかを判定することを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、請求項１に記載の駆動装置（１０ｃ）を前記ハウジング（５０）の外側に配置されてなる電動コンプレッサ（１０）であって、
前記駆動装置（１０ｃ）は、前記圧縮機構（１０ａ）により前記ハウジング（５０）内に吸入された吸入冷媒により冷却されるようになっており、
前記駆動装置（１０ｃ）の温度を検出する駆動装置温度検出手段（７５ｂ）を備え、
前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２２）は、前記駆動装置温度検出手段（７５ｂ）の検出値が閾値未満であるか否かを判定することにより、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるか否かを判定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、前記駆動装置（１０ｃ）の発熱量が多いほど前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２２）で用いられる前記閾値を大きくする閾値設定手段（Ｓ２３０）を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、前記吸入冷媒の温度を示す冷媒温度信号を送信手段（Ｓ５５）から受信する受信手段（７６）を備え、
前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）は、前記受信手段で受信された前記冷媒温度信号に基づいて、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるであるか否かを判定することを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、請求項８に記載の電動コンプレッサの駆動装置（１０ｃ）を備える空調装置（１）であって、
空調ケース（２１）と、
前記空調ケース（２１）内に空気を送風する送風機（２４）と、
前記空調ケース（２１）内に配置され、前記電動コンプレッサ（１０）の吐出冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、
前記空調ケース（２１）内に配置され、前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を冷却する冷却用熱交換器（１８）と、
前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記冷却用熱交換器（１８）をバイパスして前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流すバイパス通路（１７ａ）と、
前記バイパス通路（１７ａ）を開閉する弁（１７）と、
前記弁（１７）を閉じて前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記冷却用熱交換器（１８）に流す冷房モードと、前記弁（１７）を開けて前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記バイパス通路（１７ａ）を通して前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流す前記冷房モード以外の他のモードのうちいずれか一方を実行する実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）と、を備え、
前記送信手段（Ｓ５５）は前記実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）により実行されたモードを示す信号を前記冷媒温度信号として前記受信手段（７６）に送信するものであり、
前記実行手段（Ｓ５４）が前記冷房モードを実行しているとき、前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）が前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であると判定し、前記実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３）が前記他のモードを実行しているとき、前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）が前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であると判定することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明では、前記加熱用熱交換器（１１）から出た冷媒を減圧する減圧器（１６）を備え、
前記冷却用熱交換器（１８）は、前記減圧器（１６）により減圧された冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を冷却するようになっており、
前記加熱用熱交換器（１１）から前記減圧器（１６）に流れる冷媒を通過させる第１の冷媒流路（１５ａ）と、前記冷却用熱交換器（１８）から前記電動コンプレッサ（１０）に吸入される冷媒を通過させる第２の冷媒流路（１５ｂ）とを有し、前記第１の冷媒流路（１５ａ）内の冷媒により前記第２の冷媒流路（１５ｂ）内の冷媒を加熱する冷媒加熱用熱交換器（１１）を備え、
前記バイパス通路（１７ａ）は、前記加熱用熱交換器（１１）から出た冷媒を前記第１の冷媒流路（１５ａ）、前記減圧器（１６）、および前記冷却用熱交換器（１８）をバイパスして前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流すようになっていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動コンプレッサの駆動装置（１０ｃ）を備える冷凍サイクル装置であって、
前記電動コンプレッサ（１０）から吐出された冷媒を冷却する冷却器（１３ｂ）と、
前記冷却器（１３ｂ）により冷却された冷媒を減圧する減圧器（１６）と、
前記減圧器（１６）からの冷媒の蒸発により送風機（２４）からの送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１８）と、
前記冷却器（１３ｂ）の冷媒出口側の冷媒温度を検出する冷却器冷媒温度検出手段（８６）と、
前記冷却用熱交換器（１８）から吹き出される冷風温度を検出する空気温度検出手段（８１）と、を備え、
前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２０ａ）は、前記冷却器冷媒温度検出手段（８６）の検出値と前記空気温度検出手段（８１）の検出値とに基づいて、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるか否かを判定することを特徴とする。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に、本発明に係る車両用空調装置の第１実施形態の全体構成図を示す。

車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクルを構成するもので、電動コンプレッサ１０、加熱用熱交換器１１、第１電動式膨張弁１２、室外熱交換器１３、第１開閉弁１４、内部熱交換器１５、第２電動式膨張弁１６、第２開閉弁１７、冷却用熱交換器１８、およびアキュムレータ１９を備えている。

電動コンプレッサ１０は、冷媒を圧縮する圧縮機構１０ａと、圧縮機構１０ａを駆動するモータ１０ｂと、モータ１０ｂを駆動する駆動装置１０ｃとから構成されている。なお、モータ１０ｂおよび駆動装置１０ｃの具体的な構成は、後述する。

加熱用熱交換器１１は、室内空調ユニット２０の空調ケーシング２１内に配置され、電動コンプレッサ１０から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として、冷却用熱交換器１８を通過した冷風を加熱する熱交換器である。

すなわち、加熱用熱交換器１１は、冷媒の熱を冷却用熱交換器１８を通過した空気に放熱して冷媒を凝縮する放熱用熱交換器として作用する。室内空調ユニット２０は、後述するように車室内に吹き出す空気温度を調整する。第１電動式膨張弁１２は、加熱用熱交換器１１の出口側冷媒を減圧する弁機構である。

第１電動式膨張弁１２の冷媒入口側と冷媒出口側との間には第１バイパス通路１４ａが接続されている。第１バイパス通路１４ａは、第１電動式膨張弁１２をバイパスして加熱用熱交換器１１出口側冷媒を室外熱交換器１３側に流す。第１バイパス通路１４ａには、第１バイパス通路１４ａを開閉する第１開閉弁１４が配置されている。

室外熱交換器１３は、当該自動車のエンジンルーム内に配置され、第１電動式膨張弁１２および第１開閉弁１４のうちいずれか一方を通過した冷媒と電動送風機１３ａからの送風空気との間で熱交換する。

内部熱交換器１５は、室外熱交換器１３の出口側冷媒が通過する第１冷媒通路１５ａとアキュムレータ１９の出口側冷媒が通過する第２冷媒通路１５ｂとを備え、第１冷媒通路１５ａを通過する冷媒と第２冷媒通路１５ｂを通過する冷媒との間で熱交換する。第２電動式膨張弁１６は、内部熱交換器１５の出口側冷媒を減圧する弁機構である。

冷却用熱交換器１８は、第２電動式膨張弁１６通過した冷媒を蒸発させることにより、電動送風機２４から送風される空気を冷却する熱交換器である。アキュムレータ１９は、冷却用熱交換器１８を通過した冷媒を気相冷媒と液相冷媒に分離して、液相冷媒を溜めるとともに気相冷媒を排出する。

アキュムレータ１９の気相冷媒出口は、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂの冷媒入口に接続されている。これにより、アキュムレータ１９から流出した気相冷媒は第２冷媒通路１５ｂを通過後に電動コンプレッサ１０の冷媒入口側に流れる。

内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａの入口側と冷却用熱交換器１８の出口側との間には、第２バイパス通路１７ａが接続されている。第２バイパス通路１７ａは、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａ、冷却用熱交換器１８および第２電動式膨張弁１６をバイパスして室外熱交換器１３からの冷媒をアキュムレータ１９の冷媒入口に流す。第２バイパス通路１７ａには第２開閉弁１７が配置されている。第２開閉弁１７は、第２バイパス通路１７ａを開閉する電磁弁である。

次に、本実施形態の室内空調ユニット２０の概略構成について説明する。

室内空調ユニット２０の空調ケーシング２１内には、車室内に空気を流す空気通路が構成される。空気通路の最上流部には、内気導入口２３ａおよび外気導入口２３ｂを有する内外気切替箱２３が配置され、その内部には、内外気切替ドア２３ｃが回転自在に配置されている。内外気切替ドア２３ｃは、サーボモータ（図示省略）によって駆動され、内気導入口２３ａ、および外気導入口２３ｂのうち少なくとも一方を開放する。

電動送風機２４は、内外気切替箱２３の下流側に配置され、車室内に向けて送風する。電動送風機２４は、遠心式多翼ファンを電動モータにより駆動する送風機である。冷却用熱交換器１８は、電動送風機２４から送風された空気を冷却する。加熱用熱交換器１１は、冷却用熱交換器１８から吹き出される冷風を加熱する。

加熱用熱交換器１１の側方には、バイパス通風路７ａ、７ｂおよびエアミックスドア８ａ、８ｂが配置されている。バイパス通風路７ａ、７ｂは、冷却用熱交換器１８からの冷風を加熱用熱交換器１１をバイパスして流す。

エアミックスドア８ａは、バイパス通風路７ａ内で回転自在に支持されている。エアミックスドア８ｂは、バイパス通風路７ｂ内で回転自在に支持されている。

エアミックスドア８ａ、８ｂの開度を調整することにより、加熱用熱交換器１１を通過する空気量とバイパス通風路７ａ、７ｂを通過する空気量との割合が調整される。このことにより、吹出口（図示省略）から車室内に吹き出される空気温度が調整される。

次に、本実施形態の電動コンプレッサ１０の構造について図２を参照して説明する。図２に電動コンプレッサ１０の断面を示す。

電動コンプレッサ１０は、圧縮機構１０ａ、モータ１０ｂ、および駆動装置１０ｃから構成されている。

モータ１０ｂは、ハウジング５０、回転軸５２、ロータ５３、ステータコア５４、およびステータコイル５５から構成されている三相交流同期モータである。 ハウジング５０は、アルミニウム等の金属からなるもので、吸入口５１ａおよび吐出口５１ｂを有する略円筒状に形成されている。ハウジング５０の外壁の上側には、装着面５１ｄが設けられている。装着面５１ｄには駆動装置１０ｃが配置される
回転軸５２は、ハウジング５０内に配置され、軸受け５２ａ、５２ｂにより回転自在に支持されている。回転軸５２は、ロータ５３から受ける回転駆動力を圧縮機構１０ａに伝える。軸受け５２ａは、支持部６０を介してハウジング５０により支持されている。軸受け５２ｂは、ハウジング５０の底壁により支持されている。

ロータ５３は、筒状に形成され、かつ永久磁石が埋め込まれているものであって、回転軸５２に対して固定されている。ロータ５３は、ステータコイル５５から発生される回転磁界に基づいて、回転軸５２とともに回転する。

ステータコア５４は、ロータ５３に対して径方向外周側に配置され、ハウジング５０内において環状に形成されている。ステータコア５４は、フェライト等の磁性体からなるもので、ハウジング５０の内周面から支持されている。ハウジング５０の内周面のうち装着面５１ｄ側とステータコア５４との間には、軸線方向に冷媒を流す冷媒流路５７が設けられている。

ステータコイル５５は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、およびＷ相コイルを有し、かつスター結線されたもので、ステータコア５４に回巻されている。Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルは、ターミナル１７を介して駆動装置２０に接続されている。

圧縮機構１０ａは、スクロール型圧縮機構であって、モータ１０ｂの回転軸５２からの回転駆動力によって旋回して冷媒を吸入、圧縮、吐出する。駆動装置１０ｃは、モータ１０ｂに三相交流電流を出力する駆動回路７０と、駆動回路７０を覆うように形成されているカバー７１とを備える。

以下、駆動回路７０の具体的な回路構成について説明する。図３は駆動回路７０の回路構成を示す回路図である。

駆動回路７０は、インバータ回路７２、制御回路７３、メモリ７４、電流センサ７５ａ、温度センサ７５ｂおよび通信回路７６を備える。

インバータ回路７２は、モータ１０ｂに三相交流電流を出力する電流出力回路を構成するもので、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を備える。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ４は負極側母線７２ｂと正極側母線７２ａとの間に直列接続され、トランジスタＳＷ２、ＳＷ５は負極側母線７２ｂと正極側母線７２ａとの間で直列接続され、トランジスタＳＷ３、ＳＷ６は負極側母線７２ｂと正極側母線７２ａとの間で直列接続されている。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ４の共通接続点Ｔ１は、Ｗ相コイル５５ａに接続され、トランジスタＳＷ２、ＳＷ５の共通接続点Ｔ２は、Ｖ相コイル５５ｂに接続され、トランジスタＳＷ３、ＳＷ６の共通接続点Ｔ３は、Ｕ相コイル５５ｃに接続されている。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６がスイッチングすることにより、電源装置７７の出力電圧に基づき、共通接続点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から三相交流電流がステータコイル５５に出力される。

トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、…ＳＷ６は、図２（図中トランジスタＳＷ１、ＳＷ２だけを示す）に示すように、ハウジング５０の装着面５１ｄ上に配置されている。

なお、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２…ＳＷ６としては、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタや電界効果型トランジスタ等の半導体トランジスタが用いられている。

正極側母線７２ａと負極側母線７２ｂとの間には、電源装置７７とコンデンサ７８とが並列に接続されている。電源装置７７は、正極側母線７２ａに電源電圧を出力する。コンデンサ４５は電源装置７７から正極側母線７２ａに出力される電圧を安定化させる。

制御回路７３は、ＣＰＵ、カウンタなどから構成され、コンピュータプログラムを実行し、このコンピュータプログラムの実行に伴ってセンサ７５ａ、７５ｂの検出値と電子制御装置８０から出力される目標回転数とに基づいてトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６を制御する。メモリ７４は、制御回路７３のコンピュータプログラムおよび各種データを記憶する。

電流センサ７５ａは、負極側母線７２ｂに流れる電流を検出する。負極側母線７２ｂに流れる電流は、Ｗ相電流、Ｖ相電流、およびＵ相電流が重畳されたものである。Ｗ相電流は共通接続点Ｔ１からＷ相コイル５５ａに流れる電流である。Ｖ相電流は共通接続点Ｔ２からＶ相コイル５５ｂに流れる電流である。Ｕ相電流は共通接続点Ｔ３からＵ相コイル５５ｃに流れる電流である。

温度センサ７５ｂは、駆動回路７０自体の温度を検出する駆動装置温度検出手段である。具体的には、温度センサ７５ｂは、制御回路７３およびメモリ７４等が搭載された回路基板７０ａ（図２参照）の温度を検出する。通信回路７６は、受信手段を構成するもので、電子制御装置８０との間で通信を行う。

電子制御装置８０は、メモリ、マイクロコンピュータなどから構成され、コンピュータプログラムを実行し、このコンピュータプログラムの実行に伴ってセンサ８１、８２、８３、８４の検出値、および空調操作パネル８５の出力信号などに基づいて電動送風機１３ａ、２４、電動式膨張弁１２、１６、および開閉弁１４、１７をそれぞれ制御する。

センサ８１は、冷却用熱交換器１８から吹き出された空気温度を検出する温度センサである。センサ８２は、車室内の空気温度Ｔｒを検出する温度センサである。センサ８３は、車室外の空気温度Ｔａｍを検出する温度センサである。

センサ８４は、電動コンプレッサ１０のハウジング５０の吸入口５１ａ付近に配置され、吸入口５１ａに吸入される吸入冷媒温度を検出する吸入冷媒温度センサである。空調操作パネル８５には、設定温度Ｔｅｓｔの設定や内外気モード、吹出口モードの選択を行うスイッチなどが設けられている。

次に、本実施形態の作動について説明する。

まず、電子制御装置８０の作動について図４を参照して説明する。図４は電子制御装置８０の制御処理を示すフローチャートである。電子制御装置８０は、図４のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。

まず、ステップＳ５０で冷房モードを実行するべきか否かを判定する。

具体的には、車室内の空気温度Ｔｒ、車室外の空気温度Ｔａｍ、および設定温度Ｔｅｓｔなどから目標吹き出し空気温度ＴＡＯを算出する。目標吹き出し空気温度ＴＡＯは、車室内の空気温度Ｔｒが設定温度Ｔｅｓｔを維持するのに必要である吹出口からの吹き出し空気温度である。なお、目標吹き出し空気温度ＴＡＯの算出方法は周知であるため省略する。

目標吹き出し空気温度ＴＡＯが一定温度未満であるときには、ステップＳ５０で冷房モードを実行するべきであるとしてＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ５４に進んで冷房モードを実行する。

また、目標吹き出し空気温度ＴＡＯが一定温度以上であるときには、ステップＳ５０で冷房モード以外のモードを実行するべきであるとしてステップＳ５０でＮＯと判定する。

次に、ステップＳ５１において、暖房モードを実行するべきか否かを判定する。

具体的には、車室外の空気温度Ｔａｍが一定温度未満であるか否かを判定する。
空気温度Ｔａｍが一定温度未満であるときには、暖房モードを実行するべきであるとしてステップＳ５１でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ５３に進んで暖房モードを実行する。

また、空気温度Ｔａｍが一定温度以上であるときには、除湿モードを実行するべきであるとしてステップＳ５１でＮＯと判定する。これに伴い、ステップＳ５２に進んで除湿モードを実行する。

このように冷房モード、暖房モード、および除湿モードのうちいずれか１つを運転モードとして実行する。その後、ステップＳ５５において冷媒温度信号としての送信信号を駆動回路７０の通信回路７６に送信する。送信信号には、前記実行された運転モードと、電動コンプレッサ１０のモータ１０ｂの目標回転数とが含まれる。

以下、冷房モード、暖房モードおよび除湿モードについて図１を参照して別々に説明する。

（冷房モード）
冷房モードでは、第１開閉弁１４を開弁し、第１電動式膨張弁１２を全閉状態とし、第２開閉弁１７を閉弁する。

この場合、電動コンプレッサ１０から吐出された高温高圧冷媒は、加熱用熱交換器１１で冷却用熱交換器１８からの冷風に放熱する。すると、加熱用熱交換器１１から流出した冷媒は、第１バイパス通路１４ａを通して室外熱交換器１３に流入し、この流入した冷媒は室外熱交換器１３で室外空気に放熱する。

室外熱交換器１３から流出した冷媒は、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａに流れる。内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａから流出した冷媒は、第２電動式膨張弁１６により減圧される。第２電動式膨張弁１６で減圧された冷媒は、冷却用熱交換器１８に流れ、この冷媒は冷却用熱交換器１８において電動送風機２４からの送風空気を冷却する。

その後、冷却用熱交換器１８から流出した冷媒は、アキュムレータ１９で気液分離され、気相冷媒は、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂに流入する。

ここで、第２冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、第１冷媒通路１５ａを通過する冷媒との間で熱交換されて加熱される。

これにより、冷却用熱交換器１８における冷媒入口側と出口側との間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。その後、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂを通過した冷媒は、電動コンプレッサ１０に吸入される。

（暖房モード）
このモードでは、第１開閉弁１４を閉弁させ、第２開閉弁１７を開弁させ、第１電動式膨張弁１６を全閉状態とする。このため、電動コンプレッサ１０から吐出された高温高圧冷媒は、加熱用熱交換器１１を通過後、第１電動式膨張弁１２にて減圧される。

第１電動式膨張弁１２にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１３において室外空気から吸熱して蒸発する。その後、室外熱交換器１３から流出した冷媒は、第２バイパス通路１７ａ→アキュムレータ１９→内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂの順に流れて、電動コンプレッサ１０に吸入される。

（除湿モード）
除湿モードでは、第１開閉弁１４を閉弁し、第２開閉弁１７を閉弁し、さらに第２電動式膨張弁１６を全開する。

この場合、電動コンプレッサ１０から吐出された高温高圧冷媒は、加熱用熱交換器１１を通過後に、第１電動式膨張弁１２で減圧される。この減圧された冷媒は、室外熱交換器１３において室外空気から吸熱して蒸発する。

その後、室外熱交換器１３を通過した冷媒は、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａおよび第２電動式膨張弁１６を通過して冷却用熱交換器１８に流れる。 この冷媒は冷却用熱交換器１８において電動送風機２４からの送風空気から吸熱して送風空気を冷却する。その後、冷却用熱交換器１８から流出した冷媒は、アキュムレータ１９で気液分離され、気相冷媒は、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂに流入する。

第２冷媒通路１５ｂを通過する冷媒は、第１冷媒通路１５ａを通過する冷媒との間で熱交換されて加熱される。その後、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂを通過した冷媒は、電動コンプレッサ１０に吸入される。

このように設定される除湿モードでは、内部熱交換器１５の第１、第２冷媒通路１５ａ、１５ｂの間で熱交換されるものの、第２冷媒通路１５ｂ内の冷媒に対する第１冷媒通路１５ａ内の冷媒の放熱量は、冷房モードに比べて少ない。このため、電動コンプレッサ１０に吸入される吸入冷媒温度は、冷房モードに比べて低い。

また、暖房モードでは、上述の如く、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａをバイパスして電動コンプレッサ１０の吸入口５１ａに流している。このため、内部熱交換器１５の第１、第２冷媒通路１５ａ、１５ｂの間で熱交換が行われない。このため、電動コンプレッサ１０に吸入される吸入冷媒温度は、冷房モードに比べて低い。

次に、本実施形態の駆動回路７０の制御回路７３の作動について説明する。

制御回路７３は、モータ駆動処理と温度保護処理とを時分割で繰り返し実行する。以下、モータ駆動処理と温度保護処理とを別々に説明する。
（モータ駆動処理）
図５はモータ駆動処理を示すフローチャートである。制御回路７３は、図５のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。

まず、ステップＳ１００において、電流センサ７５ａの検出値に基づいて、Ｗ相電流、Ｖ相電流、およびＵ相電流を推定する。すなわち、共通接続点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からステータコイル５５に出力される三相交流電流を推定することになる。加えて、三相交流電流に基づいてステータコイル５５に出力される出力電流Ｉｍを求める。出力電流Ｉｍは、インバータ回路７２からステータコイル５５に出力される三相交流電流の実効値である。

次のステップＳ１０１において、上記ステップＳ１００で推定した三相交流電流（すなわち、Ｗ相電流、Ｖ相電流、およびＵ相電流）に基づいて、モータ１０ｂの実際の回転数Ｎｃを推定する。

この回転数Ｎｃの推定は、周知に如く、三相交流電流からモータ１０ｂの回転位置を算出することともに、この算出された回転位置を時間で微分することにより算出される。

次に、ステップＳ１０２において、電子制御装置７から与えられる目標回転数にモータ１０ｂの実際の回転数を近づけるために、ステータコイル５５に対する電圧指令値を求めるとともに、この電圧指令値を用いて、周知の三角波比較ＰＷＭ方式などによりトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、…ＳＷ６をスイッチングさせるための制御信号を出力する。電圧指令値は、ステータコイル５５に出力させる目標電圧の振幅を示す値である。

これに伴い、トランジスタＳＷ１、ＳＷ２、…ＳＷ６がスイッチングすると、共通接続点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３から三相交流電流がステータコイル５５に出力される。このため、ステータコイル５５に発生する電圧の振幅は、電圧指令値に近づくことになる。これにより、ステータコイル５５には、電圧指令値に対応する回転磁界が発生することになる。

よって、ステータコイル５５から発生した回転磁界にロータ５３が同期して回転する。これにより、回転軸５２の回転数が目標回転数に近づくようになる。すると、圧縮機構１０ａが回転軸５２により駆動されて旋回して、冷媒を吸入、圧縮、吐出する。

これに伴い、アキュムレータ１９からの冷媒がハウジング５０の吸入口５１ａ内に吸入し、この吸入冷媒はステータコア５４とロータ５３との間の隙間５８と、冷媒流路５７とにそれぞれ流れる。

このとき、隙間５８に流れる吸入冷媒によりステータコア５４およびステータコイル５５を冷却する。冷媒流路５７に流れる吸入冷媒により、駆動回路７０のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、…ＳＷ６などを冷却する。その後、隙間５８と冷媒流路５７とを通過した冷媒は、矢印ａの如く、圧縮機構１０ａ側に流れ、その後、冷媒は圧縮機構１０ａで圧縮され、吐出口５１ｂから凝縮器側に吐出される。
（温度保護処理）
図６は温度保護処理を示すフローチャートである。制御回路７３は、図６のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。

まず、ステップＳ２００において、電子制御装置８０から送信された送信信号に基づいて、冷房モードが実行されているか否かを判定する。

ここで、冷房モードでは、上述の如く、暖房モードおよび除湿モードに比べて、電動コンプレッサ１０に吸入される吸入冷媒温度が高い。このことにより、
冷房モードが実行されているか否かを判定することにより、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定することになる。

このとき、冷房モードが実行されているとしてステップＳ２００でＹＥＳと判定したときには、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとして、ステップＳ２０１でモータ温度保護領域Ａを設定する。

モータ温度保護領域Ａは、図７に示すように、縦軸を出力電流Ｉｍ（Ａ）、横軸を回転数Ｎｃ（ｒｐｍ）としたときのグラフにおいて、モータが高温異常になることを避けるためにモータ１０ｂを保護するように設定された領域である。

モータ温度保護領域Ａは、点ｄ１と点ｄ２を結ぶ線分Ｓａより上側に設定された領域である。線分Ｓａより下側の領域は、モータ１０ｂの運転が支障なく可能である運転可能領域である。本実施形態の点ｄ１は、Ｉｍ＝８．２Ａ、Ｎｃ＝０とする点であり、点ｄ２は、Ｉｍ＝１３Ａ、Ｎｃ＝４０００とする点である。

次の図６のステップＳ２０３において、モータ温度保護領域Ａにモータ１０ｂの実際の状態が入っているか否かについて、上述のステップＳ１０１で求めた出力電流Ｉｍおよび回転数Ｎｃに基づいて判定する。モータ温度保護領域Ａにモータ１０ｂの実際の状態が入っていない場合にはステップＳ２０３でＮＯと判定する。

また、ステップＳ２０３において、モータ温度保護領域Ａにモータ１０ｂの実際の状態が入っている場合にはＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ２０４で、インバータ回路７０のトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、…ＳＷ６を全て停止してステータコイル５５に対する三相交流電流の出力を停止する。これにより、モータ１０ｂを停止することができる。

次に、ステップＳ２０５で、モータ１０ｂの温度異常によりインバータ回路７０を停止させた旨を示す異常停止情報を通信回路７６から電子制御装置８０に出力する。

また、冷房モード以外の暖房モード或いは除湿モードが実行されている場合には、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとして、ステップＳ２００でＮＯと判定して、ステップＳ２０２でモータ温度保護領域Ｂを設定する。

ここで、モータ温度保護領域Ｂは、図７のグラフにおいて点ｄ３と点ｄ４を結ぶ線分Ｓｂより上側に設定された領域である。線分Ｓａより下側の領域は、モータ１０ｂの運転が支障なく可能である運転可能領域である。

点ｄ３は、Ｉｍ＝１０Ａ、Ｎｃ＝０とする点であり、点ｄ２は、Ｉｍ＝１３Ａ、Ｎｃ＝２１００とする点である。

線分Ｓｂは、線分Ｓａより出力電流Ｉｍが高く、かつ回転数Ｎｃが低い範囲を示している。このことにより、モータ温度保護領域Ｂは、モータ温度保護領域Ａに比べて、出力電流Ｉｍの下限値が高く、かつ回転数Ｎｃの上限値が低く設定されていることになる。

このようにステップＳ２０２でモータ温度保護領域Ｂが設定された場合には、
次のステップＳ２０３において、モータ温度保護領域Ｂにモータ１０ｂの実際の状態が入っているか否かについて、上述のステップＳ１００で求めた出力電流Ｉｍおよび回転数Ｎｃに基づいて判定する。

モータ温度保護領域Ｂにモータ１０ｂの実際の状態が入っている場合にはステップＳ２０３でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ２０４で、上述と同様に、インバータ回路７０からステータコイル５５に対する三相交流電流の出力を停止する。次に、ステップＳ２０５で、異常停止情報を通信回路７６から電子制御装置８０に出力する。

以上説明した本実施形態によれば、駆動装置１０ｃの制御回路７３は、冷房モードが実行されているか否かを判定することにより、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定することになる。

冷房モードが実行されていると判定したときには、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとしてモータ温度保護領域Ａを設定する。

冷房モード以外の暖房モード或いは除湿モードが他のモードとして実行されている場合には、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとしてモータ温度保護領域Ｂを設定する。

モータ温度保護領域Ｂは、モータ温度保護領域Ａに比べて、出力電流Ｉｍの下限値が高く、かつ回転数Ｎｃの上限値が低く設定されていることになる。

したがって、吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ未満である場合には、吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ以上である場合に比べて、モータ運転可能領域を広げることができる。これは、吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ未満である場合には、吸入冷媒の温度が所定温度Ｔｏ以上である場合に比べてモータ１０ｂの温度が上がり難いからである。このため、モータ温度保護領域が一定である場合に比べて、モータ１０ｂの運転可能領域が制限されることを抑制することができる。

上述の第１実施形態では、本発明に係る電流検出手段として、負極側母線７２ｂに流れる電流を検出する電流センサ７５ａの検出値からモータ１０ｂに出力される出力電流Ｉｍを求めた例を示したが、これに代えて、共通接続点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からステータコイル５５に出力される三相交流電流を検出するセンサを用い、このセンサの検出値に基づいて出力電流Ｉｍを求めてもよい。

上述の第１実施形態では、本発明に係る回転数検出手段において、負極側母線７２ｂに流れる電流を検出する電流センサ７５ａの検出値に応じてモータ１０ｂの回転数Ｎｃを求めた例を示したが、これに代えて、モータ１０ｂの回転数Ｎｃを検出する光式エンコーダやホール素子等の回転数センサを用いてもよい。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域に入っていると判定すると、モータ１０ｂを停止した例を示したが、これに代えて、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域に入っていると判定した回数が所定回数に到達するとモータ１０ｂを停止する本第２実施形態を示す。

図８は本実施形態の制御回路７３による温度保護処理を示すフローチャートである。図８において、図６と同一符号は同一ステップを示し、その説明を省略する。

ステップＳ２００において冷房モードが実行されているか否かを判定し、その判定の結果により、ステップＳ２０１、Ｓ２０２のうちいずれか一方に進んで、モータ温度保護領域Ａおよびモータ温度保護領域Ｂのうちいずれか一方のモータ温度保護領域を設定する。

その後、ステップＳ２０３でモータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域に入っているか否かを判定する。モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域に入っているとしてステップＳ２０３でＹＥＳと判定したときには、ステップＳ２１０に進んで、カウント数を１つ増加させる。カウンタは、ステップＳ２０３でＹＥＳと判定された回数をカウントするものである。

また、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域から外れて運転可能領域に入っている場合にはステップＳ２０３でＮＯと判定する。ステップＳ２１１に進んで、カウント数を１つ減少させる。

次に、ステップ２１２においてカウント数が所定回数以上であるか否かを判定する。カウント数が所定回数未満であるときにはステップ２１２においてＮＯと判定して、ステップＳ２００に戻る。

例えば、モータ１０ｂの温度が異常に上昇したときには、カウント数が所定回数以上になるまで、ステップＳ２００の判定処理、ステップＳ２０１、Ｓ２０２のうちいずれか一方でのモータ温度保護領域の設定、ステップＳ２０３の判定処理、およびステップＳ２１０、Ｓ２１１のうちいずれか一方でのカウント数の変更を繰り返す。

その後、カウント数が所定回数以上になるとステップ２１２でＹＥＳと判定する。そして、ステップＳ２０４で、上述と同様に、インバータ回路７０からステータコイル５５に対する三相交流電流の出力を停止後、ステップＳ２０５で、異常停止情報を通信回路７６から電子制御装置８０に出力する。

以上説明した本実施形態では、制御回路７３は、モータ１０ｂの実際の状態が運転可能領域に入りカウント数を減らした後でも、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域に入りカウント数が所定回数以上になるとモータ１０ｂを停止することになる。したがって、モータ１０ｂの温度が異常に上昇したときには、ステップＳ２０３の判定履歴を加味して、モータ１０ｂを停止することができる。

なお、第２実施形態では、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域から外れた場合には図８のステップＳ２１１でカウント数を１つ減少させる例を示したが、これに代えて、モータ１０ｂの実際の状態がモータ温度保護領域から外れた場合にはカウント数を保持するようにしてもよい。

（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、冷房モードが実行されているか否かを判定することにより、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する例を示したが、これに代えて、本実施形態では、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度を検出する温度センサを用いて、この温度センサの検出値に応じて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する。

本実実施形態では、センサ８４（図３参照）の検出温度が電子制御装置８０から通信回路７６を通して制御回路７３に送信されるようになっている。

図９に本実施形態において温度保護処理を示すフローチャートであり、図９中において、図６と同一符号は同一ステップを示し、その説明を省略する。

制御回路７３は、図９のフローチャートにしたがって、温度保護処理を実行する。

まず、ステップＳ２２０において、センサ８４の検出温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する。センサ８４の検出温度が所定温度Ｔｏ以上であるときには、吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとしてステップＳ２２０でＹＥＳと判定してステップＳ２０１でモータ温度保護領域Ａを設定する。

また、センサ８４の検出温度が所定温度Ｔｏ以上であるときには、吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとしてステップＳ２２０でＮＯと判定してステップＳ２０２でモータ温度保護領域Ｂを設定する。その後、上述と同様に、ステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理を実行する。

（第４実施形態）
上述の第１実施形態では、室内空調ユニットにおいて冷却用熱交換器からの冷風を冷媒により加熱する加熱用熱交換器を用いた例を示したが、これに代えて、本実施形態では次のように構成されている。

図１０に本実施形態の車両用空調装置１の構成を示す。図１０において、図１と同一符号は同一のものを示す。

本実施形態では、図１の加熱用熱交換器１１に代えて、加熱用熱交換器１１Ａが用いられる。加熱用熱交換器１１Ａは、エンジン冷却水により冷却用熱交換器１８からの冷風を加熱する熱交換器である。

本実施形態の車両用空調装置１は、電動コンプレッサ１０の吐出冷媒を、室外熱交換器１３ｂ→電動式膨張弁１６→冷却用熱交換器１８→アキュムレータ１９→電動コンプレッサ１０の順に流す冷凍サイクル装置を構成している。室外熱交換器１３ｂは、電動コンプレッサ１０の吐出冷媒を車室外空気により冷却、凝縮する冷却器である。

このように構成された本実施形態の制御回路７３は、上述の第３実施形態と同様に、図９に示す温度保護処理を実行する。

すなわち、温度センサ８４の検出値に応じて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定し、その判定に応じてモータ温度保護領域Ａおよびモータ温度保護領域Ｂのうちいずれか一方を設定する。そして、前記一方のモータ温度保護領域にモータ１０ｂの実際の状態が入っているか否かを判定する。以降の処理は上述の第３実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第５実施形態）
上述の第４実施形態では、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度を検出する温度センサを用いて、この温度センサの検出値に応じて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定した例を示したが、これに代えて、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度を推定し、この推定温度に応じて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する本第５実施形態を示す。

図１１に本実施形態において温度保護処理を示すフローチャートであり、図１１中において、図９と同一符号は同一ステップを示し、その説明を省略する。

制御回路７３は、図９のフローチャートにしたがって、温度保護処理を実行する。

まず、ステップ２２１において、温度センサ８１の検出温度ＴＥと温度センサ８６（図１０参照）の検出温度ＴＨＯを電子制御装置８０を介して取得し、これらセンサ８１、８６の検出温度に基づいて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度の推定値ＴＳ’を求める。

温度センサ８１は、冷却用熱交換器１８から吹き出された空気温度ＴＥを検出する冷却器冷媒温度検出手段である。温度センサ８６は、室外熱交換器１３の冷媒出口側の冷媒温度ＴＨＯを検出する空気温度検出手段ある。

具体的には、温度センサ８１の検出温度ＴＥと温度センサ８６（図１０参照）の検出温度ＴＨＯを次の数式１に代入して吸入冷媒温度の推定値ＴＳ’を求める。
α、βは予め決められた定数が用いられている。

ＴＳ’＝｛α×（ＴＨＯ−ＴＥ）＋β｝＋ＴＥ……数式１
次のステップＳ２２０ａにおいて、吸入冷媒温度ＴＳ’が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する。吸入冷媒温度ＴＳ’が所定温度Ｔｏ以上であるときには、吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとしてステップＳ２２０ａでＹＥＳと判定してステップＳ２０１でモータ温度保護領域Ａを設定する。

また、吸入冷媒温度ＴＳ’が所定温度Ｔｏ未満であるときには、吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとしてステップＳ２２０ａでＮＯと判定してステップＳ２０２でモータ温度保護領域Ｂを設定する。その後、上述と同様に、ステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理を実行する。

（第６実施形態）
上述の第４実施形態では、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度を検出する温度センサを用いて、この温度センサの検出値に応じて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定した例を示したが、これに代えて、本第６実施形態では、駆動回路７０（図２参照）自体の温度を検出する温度センサ７５ｂの検出値を用いて、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定する。

図１２に本実施形態の制御回路７３による温度保護処理を示すフローチャートであり、図１２中において、図９と同一符号は同一ステップを示し、その説明を省略する。

制御回路７３は、図１２のフローチャートにしたがって、モータ温度保護処理を実行する。

まず、ステップＳ２３０において、予めメモリ７４に設定されたデータマップに基づいて、後述する吸入冷媒温度の判定に用いる閾値を設定する。

マップデータは、出力電圧Ｖと、出力電流Ｉｍと、閾値とが１対１対１で特定されるように構成されている。出力電圧Ｖは、上述したステータコイル５５に対する電圧指令値である。

出力電流Ｉｍは、インバータ回路７２からステータコイル５５に出力される三相交流電流の実効値である。閾値は、ハウジング５０の吸入口５１ａ内に所定温度Ｔｏの冷媒が吸入された場合における駆動装置１０ｃの推定温度である。

ここで、駆動装置１０ｃは、ハウジング５０内に吸入された吸入冷媒温度により冷却されるものの、駆動装置１０ｃ自体の発熱量により駆動装置１０ｃの温度が変化する。そこで、マップデータでは、出力電圧Ｖと出力電流Ｉｍとの積（＝Ｉｍ×Ｖ）が大きくなるほど閾値が大きくなるように設定されている。出力電圧Ｖと出力電流Ｉｍとの積（＝Ｉｍ×Ｖ）は、駆動装置１０ｃの発熱量を示す情報である。これにより、駆動装置１０ｃの発熱量が大きくなるほど閾値が大きくなることになる。

次のステップＳ２２２において、温度センサ７５ｂの検出値が閾値より高いか否かを判定する。

温度センサ７５ｂの検出値が閾値以上であるときには、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるとしてステップＳ２２２においてＹＥＳと判定して、ステップＳ２０１でモータ温度保護領域Ａを設定する。

また、温度センサ７５ｂの検出値が閾値未満であるときには、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ未満であるとしてステップＳ２２２においてＮＯと判定して、ステップＳ２０２でモータ温度保護領域Ｂを設定する。その後、上述と同様に、ステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５の処理を実行する。

上述の第６実施形態では、駆動装置温度検出手段としての温度センサ７５ｂにより、駆動回路７０自体の温度として、回路基板７０ａ（図２参照）の温度を検出する例を示したが、これに限らず、駆動装置温度検出手段としての温度センサ７５ｂにより、駆動回路７０の温度であるならばいずれの箇所の温度を検出してもよい。

上述の第６実施形態では、駆動装置１０ｃの発熱量を示す情報を求めるために、出力電圧Ｖと出力電流Ｉｍとを用いる例を示したが、これに代えて、出力電圧Ｖに代えてモータ１０ｂの回転数Ｎｃを用いても良く、或いは、出力電流Ｉｍに代えてモータ１０ｂのトルクを用いても良い。

上述の第１実施形態では、冷房モードが実行されているか否かを判定することにより、電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定した例を示したが、これに代えて、上述の第５、第６の実施形態で説明した温度保護処理を用いて電動コンプレッサ１０の吸入冷媒温度が所定温度Ｔｏ以上であるか否かを判定してもよい。

上述の第１の実施形態では、加熱用熱交換器１１において冷却用熱交換器１８を通過した冷風により冷媒を冷却、凝縮させる例を示したが、これに限らず、加熱用熱交換器１１において冷媒が凝縮しないまま、冷却用熱交換器１８からの冷風により冷媒を冷却させるようにしてもよい。

この場合、電動コンプレッサ１０の吐出冷媒圧力が臨界圧力を超える冷媒を用いてヒートポンプサイクルとして超臨界サイクルを構成することが必要になる。

上述の第１〜第５の実施形態では、本発明に係る電動コンプレッサ１０を車両用空調装置に適用した例を示したが、これに代えて、本発明に係る電動コンプレッサ１０を定置置き型空調装置、業務用冷凍装置などの各種の冷凍サイクル装置に適用してもよい。

本発明の第１実施形態における車両用空調装置全体構成図である。 図１の電動コンプレッサの構成を示す図である。 図１の車両用空調装置の電気的構成を示す図である。 図１の電子制御装置の制御処理を示すフローチャートである。 図３の制御回路のモータ駆動処理を示すフローチャートである。 図３の制御回路の温度保護処理を示すフローチャートである。 図６で用いるモータ温度保護領域を示すグラフである。 本発明の第２実施形態における制御回路の温度保護処理を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における制御回路の温度保護処理を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態における車両用空調装置全体構成図である。 本発明の第５実施形態における制御回路の温度保護処理を示すフローチャートである。 本発明の第６実施形態における制御回路の温度保護処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用空調装置
１０ 電動コンプレッサ
１１ 加熱用熱交換器
１２ 第１電動式膨張弁
１３ 室外熱交換器
１４ 第１開閉弁
１５ 内部熱交換器
１６ 第２電動式膨張弁
１７ 第２開閉弁
１８ 冷却用熱交換器
１９ アキュムレータ
１０ａ 圧縮機構
１０ｂ モータ
１０ｃ 駆動装置
７０ 駆動回路
７２ インバータ回路
７２ｂ 負極側母線
７２ａ 正極側母線
７３ 制御回路
７４ メモリ、
７５ａ 電流センサ
７５ｂ 温度センサ
７６ 通信回路

Claims (11)

1. ハウジング（５０）内に配置されて冷媒を吸入、圧縮、吐出する圧縮機構（１０ａ）と、前記ハウジング（５０）内に配置されて前記圧縮機構（１０ａ）を駆動するモータ（１０ｂ）とを備え、前記圧縮機構（１０ａ）により前記ハウジング（５０）内に吸入された吸入冷媒により前記モータ（１０ｂ）を冷却するように構成された電動コンプレッサ（１０）の駆動装置であって、
   前記モータ（１０ｂ）を駆動するために前記モータ（１０ｂ）に電流を出力する電流出力回路（７２）と、
   前記電流出力回路（７２）から前記モータ（１０ｂ）に出力される出力電流を検出する電流検出手段（Ｓ１００）と、
   前記モータの回転数を検出する回転数検出手段（Ｓ１０１）と、
   前記モータが高温異常になることを避けるために前記モータを保護すべきモータ温度保護領域内に前記モータの実際の状態が入っているか否かについて前記電流算出手段（Ｓ１００）の検出値と前記回転数検出手段（Ｓ１０１）の検出値とに基づき判定するモータ領域判定手段（Ｓ２０３）とを備え、
   前記モータ温度保護領域は、前記モータの回転数と前記出力電流とから設定されるものであり、
   前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であるか否かを判定する冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）と、
   前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であると前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）が判定した場合には、前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であると前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００、Ｓ２２０、Ｓ２２０ａ、Ｓ２２２）が判定した場合に比べて、前記モータ温度保護領域の前記出力電流の下限値を上げ、かつ前記モータ温度保護領域の前記モータ回転数の上限値を下げるように前記モータ温度保護領域を設定する保護領域設定手段（Ｓ２０１、Ｓ２０２）と、
   を備えることを特徴とする電動コンプレッサの駆動装置。
2. 前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定した回数をカウントするカウント手段（Ｓ２１０）と、
   前記カウント手段（Ｓ２１０）によりカウントされたカウント数が所定数以上であるか否かを判定する回数判定手段（Ｓ２１２）と、
   前記カウント数が所定回数以上であると前記回数判定手段（Ｓ２１２）が判定したとき、前記モータ（１０ｂ）を停止する停止手段（Ｓ２０４）と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサの駆動装置。
3. 前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が前記温度保護領域から外れていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定する毎に前記カウント数を減らす減算手段（Ｓ２１１）を備え、
   前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定する毎に、前記カウント手段（Ｓ２１０）は前記カウント数を増やすようになっており、
   前記減算手段が前記カウント数を減らした後に前記カウント手段（Ｓ２１０）は前記カウント数を増やして前記カウント数が所定回数以上であると前記回数判定手段（Ｓ２１２）が判定したとき、前記停止手段（Ｓ２０４）が前記モータ（１０ｂ）を停止することを特徴とする請求項２に記載の電動コンプレッサの駆動装置。
4. 前記モータ温度保護領域内に前記モータ（１０ｂ）の実際の状態が入っていると前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）が判定したとき、前記モータ（１０ｂ）を停止する停止手段（Ｓ２０４）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサの駆動装置。
5. 前記吸入冷媒の温度を検出する吸入冷媒温度センサ（８４）を備え、
   前記モータ領域判定手段（Ｓ２０３）は、前記吸入冷媒温度センサ（８４）の検出値が所定温度未満であるか否かを判定することにより、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるかを判定することを特徴とする請求項１に記載の電動コンプレッサの駆動装置。
6. 請求項１に記載の電動コンプレッサの駆動装置（１０ｃ）を前記ハウジング（５０）の外側に配置されてなる電動コンプレッサ（１０）であって、
   前記駆動装置（１０ｃ）は、前記圧縮機構（１０ａ）により前記ハウジング（５０）内に吸入された吸入冷媒により冷却されるようになっており、
   前記駆動装置（１０ｃ）の温度を検出する駆動装置温度検出手段（７５ｂ）を備え、
   前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２２）は、前記駆動装置温度検出手段（７５ｂ）の検出値が閾値未満であるか否かを判定することにより、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるか否かを判定することを特徴とする電動コンプレッサ。
7. 前記駆動装置（１０ｃ）の発熱量が多いほど前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２２）で用いられる前記閾値を大きくする閾値設定手段（Ｓ２３０）を備えることを特徴とする請求項６に記載の電動コンプレッサ。
8. 前記吸入冷媒の温度を示す冷媒温度信号を送信手段（Ｓ５５）から受信する受信手段（７６）を備え、
   前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）は、前記受信手段で受信された前記冷媒温度信号に基づいて、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるであるか否かを判定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電動コンプレッサの駆動装置。
9. 請求項８に記載の電動コンプレッサの駆動装置（１０ｃ）を備える空調装置（１）であって、
   空調ケース（２１）と、
   前記空調ケース（２１）内に空気を送風する送風機（２４）と、
   前記空調ケース（２１）内に配置され、前記電動コンプレッサ（１０）の吐出冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を加熱する加熱用熱交換器（１１）と、
   前記空調ケース（２１）内に配置され、前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を冷却する冷却用熱交換器（１８）と、
   前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記冷却用熱交換器（１８）をバイパスして前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流すバイパス通路（１７ａ）と、
   前記バイパス通路（１７ａ）を開閉する弁（１７）と、
   前記弁（１７）を閉じて前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記冷却用熱交換器（１８）に流す冷房モードと、前記弁（１７）を開けて前記加熱用熱交換器（１１）の下流側冷媒を前記バイパス通路（１７ａ）を通して前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流す前記冷房モード以外の他のモードのうちいずれか一方を実行する実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）と、を備え、
   前記送信手段（Ｓ５５）は前記実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５４）により実行されたモードを示す信号を前記冷媒温度信号として前記受信手段（７６）に送信するものであり、
   前記実行手段（Ｓ５４）が前記冷房モードを実行しているとき、前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）が前記吸入冷媒の温度が所定温度以上であると判定し、前記実行手段（Ｓ５２、Ｓ５３）が前記他のモードを実行しているとき、前記冷媒温度判定手段（Ｓ２００）が前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であると判定することを特徴とする空調装置。
10. 前記加熱用熱交換器（１１）から出た冷媒を減圧する減圧器（１６）を備え、
    前記冷却用熱交換器（１８）は、前記減圧器（１６）により減圧された冷媒により前記送風機（２４）から送風された空気を冷却するようになっており、
    前記加熱用熱交換器（１１）から前記減圧器（１６）に流れる冷媒を通過させる第１の冷媒流路（１５ａ）と、前記冷却用熱交換器（１８）から前記電動コンプレッサ（１０）に吸入される冷媒を通過させる第２の冷媒流路（１５ｂ）とを有し、前記第１の冷媒流路（１５ａ）内の冷媒により前記第２の冷媒流路（１５ｂ）内の冷媒を加熱する冷媒加熱用熱交換器（１１）を備え、
    前記バイパス通路（１７ａ）は、前記加熱用熱交換器（１１）から出た冷媒を前記第１の冷媒流路（１５ａ）、前記減圧器（１６）、および前記冷却用熱交換器（１８）をバイパスして前記電動コンプレッサ（１０）の冷媒吸入口側に流すようになっていることを特徴とする請求項９に記載の空調装置。
11. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電動コンプレッサの駆動装置（１０ｃ）を備える冷凍サイクル装置であって、
    前記電動コンプレッサ（１０）から吐出された冷媒を冷却する冷却器（１３ｂ）と、
    前記冷却器（１３ｂ）により冷却された冷媒を減圧する減圧器（１６）と、
    前記減圧器（１６）からの冷媒の蒸発により送風機（２４）からの送風空気を冷却する冷却用熱交換器（１８）と、
    前記冷却器（１３ｂ）の冷媒出口側の冷媒温度を検出する冷却器冷媒温度検出手段（８６）と、
    前記冷却用熱交換器（１８）から吹き出される冷風温度を検出する空気温度検出手段（８１）と、を備え、
    前記冷媒温度判定手段（Ｓ２２０ａ）は、前記冷却器冷媒温度検出手段（８６）の検出値と前記空気温度検出手段（８１）の検出値とに基づいて、前記吸入冷媒の温度が所定温度未満であるか否かを判定することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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