JP3818136B2

JP3818136B2 - 空調装置

Info

Publication number: JP3818136B2
Application number: JP2001360718A
Authority: JP
Inventors: 拓安谷屋; 真広川口; 明信金井; 和彦南; 茂男福嶋; 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: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: EP1314595A1; US20030097851A1; JP2003159934A

Description

【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８４ａと、固定子８４ａの外周を取り囲むようにしてハブ８２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１２と吸入室２１とを連通する。給気通路２８は吐出室２２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４３ａ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４３ｃ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４３ｃに対しデューティ比可変範囲の最小デューティ比Ｄｔ（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ΔＰｄ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２８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ΔＰｄ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９３、外気温度を検出する外気温度センサ９４、蒸発器３３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（ｍｉｎ）として制御弁２９の内部自律機能を起動する。Ｓ１０２においては、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Ｎｓｅｔ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８４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ＥＣＵ、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。

Claims

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。
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。
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。