JP4175052B2

JP4175052B2 - ハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置

Info

Publication number: JP4175052B2
Application number: JP2002227365A
Authority: JP
Inventors: 政美佐貫; 祐輔進藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP2004068668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両駆動用エンジンと車両駆動用モータを備えたハイブリッド自動車等のハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハイブリッド自動車は、動力源として、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのような内燃機関と、電気により動作する電動モータとを搭載しており、発進時や低速走行時のようにエンジンの効率が悪い状況ではエンジンを停止し、低速トルクに優れた電動モータの力で走行する。このようにして、ハイブリッド自動車では低燃費が実現されるとともに、エンジン停止中には騒音が低く抑えられて車室内が静かであることが魅力となっている。
【０００３】
ハイブリッド自動車においては、エンジン停止中でも空調装置を作動させることができるように、電動モータを駆動源の一つとするコンプレッサを採用することが提案されている。このような構成によると、コンプレッサを作動させるためだけにエンジンを駆動する必要がなくなり、燃費を向上することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハイブリッド自動車においてエンジン停止中に電動モータによりコンプレッサを駆動すると、コンプレッサの騒音により車室内の静粛性が損なわれるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エンジン停止中にはコンプレッサが低騒音で作動するように制御するハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、ハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置は、車両駆動用モータと車両駆動用エンジンを駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載して用いられる空調装置において、コンプレッサがその駆動源の一つであるコンプレッサ用モータにより駆動されているときに、コンプレッサ用モータに印加される電圧を制御することによりコンプレッサ用モータを回転数制御する。このとき、車両駆動用エンジンが作動状態であることを検出した場合にはコンプレッサ用モータを第１モードで制御し、車両駆動用エンジンが作動状態でないことを検出し、かつ前記コンプレッサの回転数が最高回転数の半分以上であることを検出した場合にはコンプレッサ用モータを第１モードより低騒音でコンプレッサ用モータが駆動される第２モードで制御する。
このように、エンジン停止中にはコンプレッサ用モータが低騒音で作動するように制御することにより、エンジン停止中の車室内における静粛性を維持することができる。
そして、エンジン停止中かつコンプレッサの騒音レベルが高い場合にのみ第２モードでコンプレッサ用モータを制御し、エンジン停止中でもコンプレッサの騒音レベルがそれほど高くない場合は第１モードでコンプレッサ用モータを制御することにより、エンジン停止中の車室内の静粛性を損なうことなく、より効率的にコンプレッサ用モータを駆動することが可能になる。
【０００８】
コンプレッサ用モータが交流モータである場合には、請求項２記載のように、ハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置が第２モードでコンプレッサ用モータを制御する際には、弱め界磁制御を実行するように構成するとよい。
このようにコンプレッサ用モータを弱め界磁制御すると、最も効率よくコンプレッサ用モータが目標回転数で駆動されるように制御する場合に比較して若干効率が悪くなるが、モータにおける磁束が低下することによりコンプレッサの騒音の一要因であるモータのコギングトルクが低減され、その結果、コンプレッサからの騒音が低減する。このようにして、モータの効率をそれほど大きく低下させることなく、エンジン停止中のコンプレッサからの騒音を低減することができる。
【０００９】
さらに、ハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置が交流モータを第１モードで制御する場合には、請求項３記載のように、最大トルク制御によりコンプレッサ用モータを回転数制御するとよい。
このようにしてエンジン作動中には効率的にモータが駆動されるように制御することにより、エンジン停止中にコンプレッサからの騒音を抑えるためにやや効率を犠牲にした制御を行っても、ハイブリッド車両における低燃費を維持することができる。
請求項４記載の発明では、車両駆動用モータと車両駆動用エンジンを駆動源として備えたハイブリッド車両に搭載して用いられる空調装置において、冷媒を圧縮し吐出するコンプレッサを駆動するための駆動源の一つであるコンプレッサ用モータを、コンプレッサがコンプレッサ用モータにより駆動されているときに、コンプレッサ用モータに印加される電圧を制御することにより回転数制御する制御手段を備えたハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置であって、
コンプレッサ用モータは交流モータであって、
制御手段は、
車両駆動用エンジンが作動状態であるか否かを検出する検出手段と、
検出手段によって検出された結果に応じて、コンプレッサ用モータの制御モードを変更する変更手段とを備えており、
検出手段によって、車両駆動用エンジンが作動状態であると検出したときに、変更手段によって、制御モードを、最大トルク制御によりコンプレッサ用モータを回転数制御する第１モードに変更し、
検出手段によって、車両駆動用エンジンが作動状態でないと検出したときに、変更手段によって、制御モードを、弱め界磁制御によりコンプレッサ用モータを回転数制御し、第１モードより低騒音でコンプレッサ用モータを駆動する第２モードに変更することを特徴としている。
また、請求項５記載の発明では、制御手段は、
コンプレッサの回転数が最高回転数の半分以上か否かを判定する判定手段を備えると共に、
検出手段によって、車両駆動用エンジンが作動状態でないことを検出し、かつ判定手段によって、コンプレッサの回転数が最高回転数の半分以上であることを判定した場合に、変更手段によって、制御モードを第２モードに変更することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置は、ハイブリッド自動車に搭載される空調装置に組み込まれる。図１はこの空調装置の全体構成を示している。ハイブリッド自動車１は、駆動力を発生するための動力源として、電力により駆動される車両駆動用モータ３とガソリンなどを燃料とする内燃機関である車両駆動用エンジン４とを備えている。ハイブリッドＥＣＵ７の制御により、発進時および低速走行時にはモータ３からの駆動力のみにより走行し、通常走行時にはエンジン４とモータ３の双方からの駆動力により走行する。具体的には、通常走行時には、エンジン４からの駆動力は２経路に分割され、分割された一つは車輪５を直接駆動し、もう一方は発電機６を駆動して発電する。発電された電力は、モータ３を駆動して車輪５の駆動力をアシストするために利用されるほか、インバータ６０で直流に変換された後、バッテリ２に蓄えられる。
【００１１】
空調装置８はハイブリッド自動車１の車室内を空調するためのエアコンユニット９と、エアコンユニット９を構成する機器を制御するエアコンＥＣＵ１０からなり、この空調装置８は車室内の温度を常に設定温度に保つように自動制御するオートエアコンである。
【００１２】
エアコンユニット９は、車室内の前方側に配置されて車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト２０、この空調ダクト２０内において空気を送る遠心式のブロワユニット３０、空調ダクト２０内を流れる空気を冷却して車室内を冷房するための冷凍サイクル４０、空調ダクト２０内を流れる空気を加熱する冷却水回路５０等から構成されている。
【００１３】
空調ダクト２０の空気の流れの最上流側には内外気切替箱が設けられており、これは内気吸込口２１と外気吸込口２２を有している。これらの吸込口２１、２２の内側には内外気切替ダンパ２３が回動自在に取り付けられており、この内外気切替ダンパ２３をサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動することにより、内気吸込口２１のみが開口された内気循環モードと、外気吸込口２２のみが開口された外気導入モードの間での吸込口モード切り替えが行われる。
【００１４】
空調ダクト２０の空気の流れの最下流側は吹出口切替箱が設けられており、デフロスタ（ＤＥＦ）開口部、フェイス（ＦＡＣＥ）開口部、およびフット（ＦＯＯＴ）開口部が形成されている。そして、これらの開口部にはそれぞれダクトが接続されており、それらのダクトの最下流端には、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ（ＤＥＦ）吹出口２４、乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス（ＦＡＣＥ）吹出口２５、乗員の足元に向かって空調空気を吹き出すフット（ＦＯＯＴ）吹出口２６がそれぞれ開口している。各吹出口２４〜２５の内側には吹出口切替ダンパ２７〜２９が回動自在に取り付けられており、これらをサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）によりそれぞれ駆動することにより、車室内への吹出口を、フェイス（ＦＡＣＥ）モード、バイレベル（Ｂ／Ｌ）モード、フット（ＦＯＯＴ）モード、フットデフ（Ｆ／Ｄ）モード、およびデフロスタ（ＤＥＦ）モードのいずれかに切り替える。
【００１５】
ブロワユニット３０は、空調ダクト２０に一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン３１と、この遠心式ファン３１を回転駆動するブロワモータ３２を有している。遠心式ファン３１の回転速度（送風量）の制御は、ブロワ駆動回路３３を介してブロワモータ３２に印加される電圧を制御することにより行われる。
【００１６】
冷凍サイクル４０は、冷媒を圧縮する電動コンプレッサ４１、圧縮された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ４２、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流すレシーバ４３、液冷媒を減圧膨張させるエキスパンションバルブ４４、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させるエバポレータ４５、コンデンサ４２に外気を送風する冷却ファン４６、およびこれらを接続する冷媒配管等から構成されている。コンデンサ４２は、車両１が走行する際に生じる走行風を受け易い場所に配設され、内部を流れる冷媒と冷却ファン４６により送風される外気および走行風との間での熱交換を行う室外熱交換器である。エバポレータ４５は、空気通路を全面塞ぐようにして空調ダクト２０内に配設され、自身を通過する空気を冷却・除湿する室内熱交換器である。
【００１７】
冷却水回路５０は、図示しないウォータポンプによって車両駆動用エンジンEのウォータジャケットで温められた冷却水（温水）を循環させる回路で、その中にヒータコア５１を有している。このヒータコア５１は、エンジン冷却水と空調空気との間での熱交換を行うことにより空調空気を加熱する。ヒータコア５１は、空気通路を部分的に塞ぐようにして空気ダクト２０内においてエバポレータ４５よりも下流側に配設されている。そして、ヒータコア５１の近傍にはエアミックスダンパ５２が回動自在に取り付けられており、これはサーボモータ等のアクチュエータ（図示せず）により駆動されて、その停止位置によりヒータコア５１を通過する空気量とヒータコア５１を迂回する空気量との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の温度を調整する。
【００１８】
コンプレッサ４１は、その中の圧縮機構をバッテリ２からの電力を受けて駆動する埋込永久磁石式（ＩＰＭ）同期モータ（コンプレッサ用モータ）１１を内蔵している。このＩＰＭモータ１１はインバータ装置１２によりインバータ制御される。インバータ装置１２は、複数のスイッチング素子（図示せず）を有するＤＣ／ＡＣ変換部１３と、それらのスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する制御部１４からなる。ＩＰＭモータ１１は、ＤＣ／ＡＣ変換部１３を介して印加されるバッテリ２からの交流電圧により駆動される。
【００１９】
エアコンＥＣＵ１０は車室内に配置されており、その内部には、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータが設けられている。エアコンＥＣＵ１０には、車室内前面に設けられたエアコン操作パネル１５上のスイッチ類からのスイッチ信号、さらに各種センサ（図示せず）からのセンサ信号が入力される。ここで、スイッチ信号とはエアコンスイッチからのエアコン作動信号や乗員により設定された温度を示す設定温度信号などであり、各種センサとは、車室内の空気温度を検出する内気温センサ、車室外の空気温度を検出する外気温センサ、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ、エバポレータ４５を通過した直後の空気温度を検出するエバポレータ出口温度センサ、ヒータコア５１に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ、および車両の走行速度を検出する車速センサ等である。これらの各センサからのセンサ信号は、エアコンＥＣＵ１０内の図示しない入力回路によってＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力される。
【００２０】
エアコンＥＣＵ１０は、車両１のイグニション・スイッチがＯＮされたときにバッテリ２から直流電源が供給されて作動する。図２はエアコンＥＣＵ１０によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。イグニション・スイッチがＯＮされてこのルーチンが起動すると、まずステップ１００で初期設定を行う。続いて、ステップ１１０で各スイッチからスイッチ信号を読み込み、ステップ１２０で各センサからのセンサ信号を読み込む。次に、ステップ１３０で、設定温度、内気温センサにて検出した内気温度、外気温センサにて検出した外気温度、および日射センサにて検出した日射量に基づいて現在の冷房負荷の状態を判断し、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。続いて、ステップ１４０で、目標吹出温度ＴＡＯに基づいてブロワ電圧（ブロワモータ３２に印加する電圧）を決定する。さらに、ステップ１５０で目標吹出温度ＴＡＯに基づいて吸込口モードを決定し、ステップ１６０で目標吹出温度ＴＡＯに基づいて吹出口モードを決定する。ステップ１７０では、目標吹出温度ＴＡＯ、エバポレータ出口温度、冷却水温等に基づいて、エアミックスダンパ５２の開度を決定する。
【００２１】
ステップ１８０では、コンプレッサ制御処理のためのサブルーチンを呼び出して実行し、これによりＩＰＭモータ１１の目標回転数およびＩＰＭモータ１１をインバータ制御するモードを決定する。図３はコンプレッサ制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、ステップ２００で、目標吹出温度ＴＡＯおよびエバポレータ出口温度に基づいて、現在の冷房負荷に応じた冷媒量を供給可能にするためのＩＰＭモータ１１の目標回転数を決定する。ステップ２１０でエンジンが作動中か否かの判定を行い、エンジンが作動中であると判定した場合はステップ２３０に進み、ここでＩＰＭモータ１１を制御するモードを通常モードに決定する。ステップ２１０においてエンジンが停止中であると判定した場合はステップ２４０に進み、ここでＩＰＭモータ１１を制御するモードを低騒音モードに決定する。
【００２２】
図２に戻って、ステップ１９０では、ブロワモータ３２、内外気切替ダンパ２３、吹出口切替ダンパ２７〜２９、エアミックスダンパ５２を駆動する各アクチュエータ（図示せず）およびブロワ駆動回路３３に対して、これらを各ステップ１４０〜１７０で算出した目標値に制御するための制御信号を出力する。さらに、ステップ１８０で決定したＩＰＭモータ１１の目標回転数を示す回転数指令信号Ｓ１とインバータ制御モードを示す制御モード信号Ｓ２をインバータ装置１２の制御部１４に出力する。
【００２３】
インバータ装置１２の制御部１４は、エアコンＥＣＵ１０から制御モード信号として通常モード信号を受け取ると、目標回転数が最小の電流で得られるように目標電流値を決定する最大トルク制御をつぎのように実行する。一般的に、交流モータの場合はモータ電流に励磁電流が含まれるため、トルクと電流は比例しない。そこでモータ電流をｄ軸電流（励磁電流成分）とｑ軸電流（トルク電流成分）に分離して独立に制御する。ＩＰＭモータ１１は逆突極性をもつ交流モータであるため、マグネットトルクだけでなくリラクタンストルクを利用することがきる。従って、電流値が一定であるとすると、図４（Ａ）に示すようにｄ軸成分とｑ軸成分によって決定される電流位相βが−４５°＜β＜０°の範囲に最大のトルクが得られる点が存在し、この点に対応する位相（最適位相）に電流ベクトルを制御すると最も効率的にトルクが得られる。
【００２４】
図４（Ｂ）はＩＰＭモータ１１における電流値とトルクの関係の例を示す図である。図４（Ｂ）において、最大トルク／電流曲線は各定トルク曲線上で（ｄ軸成分Ｉｄとｑ軸成分Ｉｑからなる）電流値が最小である点を結んで得られる曲線である。最大トルク制御では、この最大トルク／電流曲線上の点に対応した電流値を目標電流値として決定する。具体的には、コンプレッサ４１における負荷の回転数−負荷トルク特性から目標回転数に対応した負荷トルクを決定して、この負荷トルクに対応する定トルク曲線と最大トルク／電流曲線の交点が目標電流値として選択される。
【００２５】
例えば、目標回転数に対応した負荷トルクが３Ｎｍである場合は点Ｐの電流値を目標電流値として決定する。つまり、点Ｐのｄ軸成分Ｉｄの値をｄ軸電流の目標値とし、ｑ軸成分Ｉｑの値をｑ軸電流の目標値とする。これらの電流目標値と目標回転数に基づいてｄ軸電圧目標値とｑ軸電圧目標値を決定する。このような制御により、目標回転数に対応した負荷トルクに見合ったモータトルクを最小の電流で得ることができる。実際の負荷トルクがモータトルクより小さい場合はＩＰＭモータ１１の回転は加速し、実際の負荷トルクがモータトルクより大きい場合はＩＰＭモータ１１の回転は減速する。このようにして実際の負荷トルクがモータトルクと等しくなると、ＩＰＭモータ１１は負荷トルクに対応した回転数（目標回転数）で回転する。
【００２６】
一方、エアコンＥＣＵ１０から制御モード信号として低騒音モード信号を受け取った場合は、制御部１４はＩＰＭモータ１１の誘起電圧を所定値に保ちながら目標回転数に制御する弱め界磁制御を行う。弱め界磁制御は、従来、電圧が飽和に達した後にさらに回転数を上げることを目的とした制御で、この目的で弱め界磁制御を実行する場合は誘起電圧を実際の電圧制限値や電流制限値に基づいて導出した誘起電圧制限値に保つように制御する。図５はＩＰＭモータ１１における電流値とトルクの関係、および弱め界磁制御を行った場合の電流値と回転数の関係の例を示す図である。弱め界磁制御では誘起電圧を一定の制限値に保つため、電流値（ｄ軸電流値Ｉｄとｑ軸電流値Ｉｑ）が決まるとこれにより回転数が特定の回転数に制限される。そこで、図５には、特定の回転数に対応する点を結んだ定回転数曲線（楕円）の例が示されている。
【００２７】
弱め界磁制御では、具体的には、まず目標回転数に対応する負荷トルクを、コンプレッサ４１における負荷の回転数−負荷トルク特性から得て、図５で負荷トルクに対応する定トルク曲線と目標回転数に対応する定回転数曲線の交点を目標電流値として選択する。このような交点が複数ある場合は電流値が最小である点が選択される。例えば、目標回転数が５４８０min⁻ ¹で負荷トルクが３Nmの場合、点Rの電流値が目標電流値とされる。このように、弱め界磁制御によると、ｄ軸電流を負の方向に増加させて磁束を弱めることにより、電圧が飽和に達した後でも回転数を上げることが可能になる。
【００２８】
一般的に、弱め界磁制御によりモータを制御すると、磁束が低下することによりコギングトルクが低減して、これにより騒音が低減する。このことに着目して、本実施形態では、低騒音モードでの制御方法として弱め界磁制御を採用する。しかしながら、従来の弱め界磁制御のように誘起電圧を実際の誘起電圧制限値に保つように制御すると、低い回転数を得るためには大きな電流が必要になるため、実際には得ることが可能な最低回転数は電流制限値によって制限される。従来の弱め界磁制御は電圧が飽和状態に達した後にさらに回転数を上げるために用いられるため、この制御により得られる最低回転数に制限があっても問題はないが、本実施形態では低騒音モードでの制御として弱め界磁制御を採用するので、この制御によりコンプレッサ４１の作動範囲の回転数を得ることが可能でなければならない。誘起電圧を実際の誘起電圧制限値に保つように制御を行うと、コンプレッサ４１の作動範囲の回転数のうち低い回転数が得られない場合は、このような低い回転数を電流制限値の範囲内で得るためには、実際の誘起電圧制限値より小さい値を誘起電圧制限値として設定して、この値に誘起電圧を保つような制御を行わなければならない。
【００２９】
従って、本実施形態においてインバータ装置１２の制御部１４により低騒音モードでの制御として実行される弱め界磁制御では、コンプレッサ４１の作動範囲に基づいて前もって誘起電圧制限値を設定して、この値に誘起電圧を保つように目標電流値（ｄ軸電流目標値Iｄおよびｑ軸電流目標値Iｑ）を決定する。具体的には、上記の従来の弱め界磁制御と同様に、設定した誘起電圧制限値に誘起電圧を固定した場合に目標回転数が得られる電流値（目標回転数に対応する定回転数曲線上の点）のうち、負荷トルクに見合ったモータトルクが得られる電流値（負荷トルクに対応する定トルク曲線との交点）が目標電流値として選択される。この目標電流値と目標回転数に基づいてｄ軸電圧目標値とｑ軸電圧目標値が決定される。このような弱め界磁制御によると、上記の最大トルク制御に比較して効率は若干低下するものの、コンプレッサ４１からの騒音を低減することができる。
【００３０】
制御部１４は、ＩＰＭモータ１１に印加される電圧を決定した目標値に制御するための制御信号をＤＣ／ＡＣ変換部１３に出力する。このようにしてＤＣ／ＡＣ変換部１３を介して印加される交流電圧により、ＩＰＭモータ１１は目標回転数で駆動される。
【００３１】
このように、本実施形態では、エンジンの作動中には、効率的にＩＰＭモータ１１を目標回転数で駆動できるように最大トルク制御を実行し、エンジン停止中には騒音を抑えながらＩＰＭモータ１１を目標回転数で駆動できるように弱め界磁制御を実行する。これにより、ハイブリッド自動車において、燃費をそれほど上昇させることなくエンジン停止時の車室内における静粛性を維持することが可能になる。
【００３２】
本実施形態のエアコンＥＣＵ１０とインバータ装置１２の制御部１４は本発明の制御手段に対応している。また本実施形態の通常モードは本発明の第１モードに対応しており、低騒音モードは本発明の第２モードに対応している。
【００３３】
（第２実施形態）
第１実施形態ではエンジン４が作動中か否かにのみ基づいて制御モードを決定したのに対して、第２実施形態ではさらにコンプレッサ４１の回転数が最高回転数の半分未満であるか否かにも基づいて制御モードを決定する。図６に示すように、車室内の防音性能が高い車両では、コンプレッサ４１の回転数が最高回転数の半分未満（図６では３５００ｒｐｍ未満）の範囲で上昇しても車室内における騒音レベルの上昇がほとんどないことが実験によりわかっている。従って、エンジン停止中でもコンプレッサ４１の回転数が最高回転数の半分未満であれば、通常の制御を行っても車室内の静粛性が損なわれることない。
【００３４】
そこで、第２実施形態では、コンプレッサ制御処理を図７に示すように実行する。このコンプレッサ制御処理は、第1実施形態と同様に、図２に示すエアコン制御処理によりサブルーチンとして呼び出される。まずステップ３００で、目標吹出温度ＴＡＯおよびエバポレータ出口温度に基づいてＩＰＭモータ１１の目標回転数を決定する。ステップ３１０でエンジンが作動中か否かの判定を行い、エンジンが作動中であると判定した場合はステップ３３０に進み、ここでＩＰＭモータ１１を制御するモードを通常モードに決定する。ステップ３１０においてエンジンが停止中であると判定した場合はステップ３２０に進み、ここで、ステップ３００で求めたコンプレッサ４１（ＩＰＭモータ１１）の目標回転数Ｎｃ^ｔが最高回転数Ncmaxの半分以上であるかどうか判定する。回転数Ｎｃが最高回転数Ncmaxの半分以上である場合にはステップ３４０に進み、ここでＩＰＭモータ１１を制御するモードを低騒音モードに決定する。ステップ３２０においてコンプレッサ４１の目標回転数Ｎｃ^ｔが最高回転数Ncmaxの半分未満であると判定された場合はステップ３３０に進み、ＩＰＭモータ１１を制御するモードを通常モードに決定する。
【００３５】
このようにしてコンプレッサ制御処理により決定された目標回転数とインバータ制御モードは、第1実施形態と同様に、エアコンＥＣＵ１０からインバータ装置１２の制御部１４に回転数指令信号Ｓ１と制御モード信号Ｓ２としてそれぞれ出力される。制御部１４は、制御モード信号Ｓ２として通常モード信号を受け取った場合は最大トルク制御を実行し、制御モード信号Ｓ２として低騒音モード信号を受け取った場合は弱め界磁制御を実行する。
【００３６】
本実施形態によると、エンジン停止中でも車室内におけるコンプレッサ４１からの騒音のレベルがそれほど高くない状況では、弱め界磁制御ではなく最大トルク制御を実行することにより、エンジン停止中の車室内における静粛性を維持しながら、さらに効率的にＩＰＭモータ１１を駆動することが可能になる。
【００３７】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能である。
【００３８】
上記実施形態では、インバータ装置１２の制御部１４がエアコンＥＣＵ１０から制御モード信号Ｓ２として通常モード信号を受け取った場合には電流値に応じた厳密な最適電流位相に制御したが、最適電流位相（図４（Ｂ）において最大トルク／電流曲線上の点と原点を結ぶ線とＩｑ軸との間の角度）は電流値によって多少変化するが、それほど大きくは変化しないので、電流位相βを一定の最適位相βoptに制御するようにしてもよい。つまり、目標回転数に対応した負荷トルクに見合ったモータトルクが得られるように、かつ電流位相βが最適位相βoptに一致するようにｄ軸電流目標値Ｉｄとｑ軸電流目標値Ｉｑを決定するようにしてもよい。このようにして上記実施形態の最大トルク制御を簡単化しても、大きく効率が下がることはない。
【００３９】
また上記実施形態では、インバータ装置１２の制御部１４が、エアコンＥＣＵ１０より目標回転数を示す回転数指令信号Ｓ１と制御モード信号Ｓ２とを受けて、オープン制御方式でＩＰＭモータ１１の回転数を制御する例を示したが、制御部１４がＩＰＭモータ１１の実回転数情報を取り込んで、フィードバック制御によりＩＰＭモータ１１を目標回転数に制御するように構成してもよい。
【００４０】
上記第２実施形態では、エンジン停止中で、かつコンプレッサ４１の回転数が最高回転数の半分以上である場合に、つまりエンジン停止中で、かつコンプレッサ４１からの騒音のレベルが高い場合に低騒音モードでＩＰＭモータ１１を制御したが、これらにさらに車両１が停止中あるいは低速走行中であるという条件を付け加えて、車両１の走行音に比較してコンプレッサ４１からの騒音のレベルが高くなる場合にのみ低騒音モードでＩＰＭモータ１１を制御するようにしてもよい。このようにしても、上記第２実施形態と同様に、エンジン停止中の車室内における静粛性を維持しながら、効率的にＩＰＭモータ１１を駆動することが可能である。
【００４１】
上記実施形態では、コンプレッサ４１を駆動するモータとしてＩＰＭモータ１１を用いたが、これ以外の交流モータやあるいは直流モータなど様々な種類のモータをコンプレッサ４１の駆動に用いることが可能である。但し、上記実施形態と同様に低騒音モードにおける制御として弱め界磁制御を採用することができるのは交流モータの場合に限られる。直流モータの場合には、例えば、通常モード時にはモータを目標回転数に制御し、低騒音モード時には、モータが目標回転数で駆動されることがそれほど厳しく要求されないような状況であれば、目標回転数を所定のレベルまで下げるというような制御を行ってもよい。ＩＰＭモータ以外の交流モータを用いた場合の通常モードでの制御方法としては、モータの種類に応じた効率的な制御方法を採用するとよい。上記実施形態と同様に通常モードにおける制御として最大トルク制御を採用することができるのは、突極性（あるいは逆突極性）をもつモータ（リラクタンスモータ等）の場合に限られる。
【００４２】
例えば突極性をもたない表面永久磁石式（ＳＰＭ）同期モータの場合には、リラクタンストルクは利用できないため、マグネットトルクのみを利用することになる。つまり、この場合ｄ軸電流はトルク発生に寄与しないため、図４（A）における点B、つまり電流位相が０°のときに最大トルクを得ることができる。従って、このようなＳＰＭモータの場合、常にIｄ＝０に保つように制御すると効率的である。
【００４３】
上記実施形態では、コンプレッサ４１を駆動するためのＩＰＭモータ１１はコンプレッサ４１に内蔵されていたが、ＩＰＭモータ１１はコンプレッサ４１の外に設置されていてもよい。また、上記実施形態では、コンプレッサ４１はモータのみにより駆動される電動コンプレッサであったが、車両駆動用エンジン４とコンプレッサ用モータを駆動源とするハイブリッドコンプレッサであってもよい。
【００４４】
上記実施形態では、エアコンＥＣＵ１０により自動制御を実行するオートエアコンに本発明を適用したが、マニュアル操作によって制御するマニュアルエアコンに本発明を適用してもよい。
【００４５】
上記実施形態では、ヒータコア５１を備える車両用空調装置に本発明を適用したが、コンプレッサの吐出ガス冷媒（ホットガス）を冷凍サイクルのコンデンサに直接導入し、このコンデンサでガス冷媒から空調空気に放熱することにより暖房機能を得るようにした車両用空調装置に本発明を適用することもできる。また、上記実施形態では、冷風をヒータコア５１により再加熱するエアミックス式のハイブリッド車両用空調装置に本発明を適用したが、ヒータコアに供給する温水量を流量調整弁にて調整するリヒート式の車両用空調装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態に係るコンプレッサ制御装置が組み込まれるハイブリッド車両用空調装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すエアコンＥＣＵによって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に示すステップ１８０で実行されるコンプレッサ制御処理の手順を示すフローチャートである。（第１実施形態）
【図４】（A)はコンプレッサの駆動に用いられるモータに供給される電流の最適位相を示す図であり、（B)は図１に示すインバータ装置の制御部により通常モード時に実行される最大トルク制御の説明図である。
【図５】図１に示すインバータ装置の制御部により低騒音モード時に実行される弱め界磁制御の説明図である。
【図６】車両用空調装置のコンプレッサの回転数と車室内における騒音レベルの関係を示す図である。
【図７】図２に示すステップ１８０で実行されるコンプレッサ制御処理の手順を示すフローチャートである。（第２実施形態）
【符号の説明】
１ハイブリッド自動車
２バッテリ
３車両駆動用モータ
４車両駆動用エンジン
８ハイブリッド車両用空調装置
９エアコンユニット
１０エアコンＥＣＵ
１１コンプレッサ用モータ
１２インバータ装置
１３インバータ装置のＤＣ／ＡＣ変換部
１４インバータ装置の制御部
４１コンプレッサ

Claims

車両駆動用モータ（３）と車両駆動用エンジン（４）を駆動源として備えたハイブリッド車両（１）に搭載して用いられる空調装置（８）において、冷媒を圧縮し吐出するコンプレッサ（４１）を駆動するための駆動源の一つであるコンプレッサ用モータ（１１）を、前記コンプレッサ（４１）が前記コンプレッサ用モータ（１１）により駆動されているときに、前記コンプレッサ用モータ（１１）に印加される電圧を制御することにより回転数制御する制御手段（１０、１４）を備えたハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置であって、
前記制御手段（１０、１４）は前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態であることを検出した場合には前記コンプレッサ用モータ（１１）を第１モードで制御し、前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態でないことを検出し、かつ前記コンプレッサ（４１）の回転数が最高回転数の半分以上であることを検出した場合には前記コンプレッサ用モータ（１１）を前記第１モードより低騒音で前記コンプレッサ用モータ（１１）が駆動される第２モードで制御することを特徴とするハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置。
前記コンプレッサ用モータ（１１）は交流モータであって、前記制御手段（１０、１４）は前記コンプレッサ用モータ（１１）を前記第２モードで制御する際には、弱め界磁制御により前記コンプレッサ用モータ（１１）を回転数制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置。
前記制御手段（１０、１４）は、前記コンプレッサ用モータ（１１）を前記第１モードで制御する際には、最大トルク制御により前記コンプレッサ用モータ（１１）を回転数制御することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置。
車両駆動用モータ（３）と車両駆動用エンジン（４）を駆動源として備えたハイブリッド車両（１）に搭載して用いられる空調装置（８）において、冷媒を圧縮し吐出するコンプレッサ（４１）を駆動するための駆動源の一つであるコンプレッサ用モータ（１１）を、前記コンプレッサ（４１）が前記コンプレッサ用モータ（１１）により駆動されているときに、前記コンプレッサ用モータ（１１）に印加される電圧を制御することにより回転数制御する制御手段（１０、１４）を備えたハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置であって、
前記コンプレッサ用モータ（１１）は交流モータであって、
前記制御手段（１０、１４）は、
前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態であるか否かを検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された結果に応じて、前記コンプレッサ用モータ（１１）の制御モードを変更する変更手段とを備えており、
前記検出手段によって、前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態であると検出したときに、前記変更手段によって、前記制御モードを、最大トルク制御により前記コンプレッサ用モータ（１１）を回転数制御する第１モードに変更し、
前記検出手段によって、前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態でないと検出したときに、前記変更手段によって、前記制御モードを、弱め界磁制御により前記コンプレッサ用モータ（１１）を回転数制御し、前記第１モードより低騒音で前記コンプレッサ用モータ（１１）を駆動する第２モードに変更することを特徴とするハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置。
前記制御手段（１０、１４）は、
前記コンプレッサ（４１）の回転数が最高回転数の半分以上か否かを判定する判定手段を備えると共に、
前記検出手段によって、前記車両駆動用エンジン（４）が作動状態でないことを検出し、かつ前記判定手段によって、前記コンプレッサ（４１）の回転数が最高回転数の半分以上であることを判定した場合に、前記変更手段によって、前記制御モードを前記第２モードに変更することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両用コンプレッサ制御装置。