JP7099425B2 - 車載温調装置 - Google Patents

Description

本開示は、車載温調装置に関する。

従来、空調用の冷媒が循環する冷凍回路に用いられるコンプレッサとして、密閉容器内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮部と、この圧縮部を駆動する電動モータと、この電動モータを駆動する駆動回路とを、一体的に収容して構成し、電動モータまたは駆動回路における発熱性部品と、吸入側の冷媒とを熱交換可能に構成するインバータモータ一体型のコンプレッサが提案され、加えて、そのようなコンプレッサを備えた車載温調装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、この車載温調装置には、昇温した冷媒が通って流れる熱交換器に空気を送風してこの熱交換器において冷媒と熱交換した空気を車室内へ送風する遠心式ファン（送風部）が設けられている。

特許文献１に記載された技術は、駆動回路に給電して電動モータを駆動することで、電動モータを発熱させるとともに、駆動回路におけるインバータを構成するトランジスタの発熱をもたらし、冷媒の温度上昇に寄与させようとするものである。

特開２０１０－１０６８０７号公報

ところで、上述したような車載温調装置を用いて車室の暖房を行うにあたっては、車載温調装置は、冷媒等を昇温させるために送風部による送風を行わずに電動モータが駆動されている状態と、車室内の温度を上昇させるために電動モータが駆動されると共に高温の冷媒によって加熱された空気が送風部によって送風される状態との二つの状態に設定され得る。送風部による送風が行われていないときには冷媒等の昇温のために電動モータにおける発熱量を大きくすることが必要とされる。一方、送風部による送風が行われているときには車室内の温度を適切に制御するために、電動モータの出力、すなわちコンプレッサの出力を目標値に正確に制御することができることが必要とされる。しかしながら、特許文献１に記載の車載温調装置では、送風部による送風の有無に応じて電動モータの発熱量及び出力制御の精度を適切に制御することができなかった。

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、送風部による送風の有無に応じて電動モータの発熱量及び出力制御の精度を適切に制御することができる車載温調装置を提供することにある。

本開示の要旨は以下のとおりである。

（１）冷媒を圧縮する圧縮部と前記圧縮部を駆動する駆動モータとを有し、前記駆動モータの駆動に伴う廃熱で冷媒の温度を上昇させるコンプレッサと、冷媒の熱を受けて昇温する熱交換器に空気を送風し、前記熱交換器と熱交換させた空気を車室内へ送風する送風部と、前記送風部が非駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相の変化に対して前記駆動モータの出力が変化する割合が相対的に大きくなるような位相に前記電流位相を制御することで前記駆動モータを非効率駆動し、且つ前記送風部が駆動状態にある場合には前記電流位相の変化に対して前記駆動モータの出力が変化する割合が相対的に小さくなるような位相に前記電流位相を制御することで前記駆動モータを非効率駆動するモータ制御部と、を備える車載温調装置。

（２）前記モータ制御部は、前記送風部が前記非駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相を最適位相よりも進角側に制御し、前記送風部が前記駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相を前記最適位相よりも遅角側に制御することで、前記駆動モータを前記非効率駆動し、前記最適位相は、前記駆動モータの出力が前記コンプレッサの要求トルクを満たしつつ前記駆動モータへの供給電流を最も小さくすることができる位相である、上記（１）に記載の車載温調装置。

（３）前記送風部は、暖房要求時に前記非駆動状態とされた後、冷媒の温度上昇に応じて前記駆動状態とされる、上記（２）に記載の車載温調装置。

（４）前記モータ制御部は、前記駆動モータの電流位相を前記最適位相よりも遅角側に制御した後に前記最適位相に近づける、上記（２）又は（３）に記載の車載温調装置。

（５）前記モータ制御部は、前記非効率駆動を行うときには、前記駆動モータの出力が前記コンプレッサの要求トルクを満たし得る前記駆動モータへの供給電流のうち最も小さい電流値よりも大きな電流を前記駆動モータに供給する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

（６）冷媒の温度を検出する温度検出部を備え、前記モータ制御部は、冷媒の温度が所定値以下の場合に限り前記駆動モータを前記非効率駆動する、上記（１）に記載の車載温調装置。

（７）前記モータ制御部は、冷媒の温度が前記所定値以下であり且つ暖房要求がある場合に限り前記駆動モータを前記非効率駆動する、上記（６）に記載の車載温調装置。

（８）前記コンプレッサは、前記駆動モータ又は前記駆動モータの駆動に伴って発熱する発熱性部品と冷媒とが熱交換可能に構成される、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の車載温調装置。

本開示によれば、送風部による送風の有無に応じて電動モータの発熱量及び出力制御の精度を適切に制御することができる車載温調装置が提供される。

図１は、車載温調装置を概略的に示す構成図である。 図２は、車載温調装置を搭載した車両の空調用の空気通路を概略的に示す構成図である。 図３は、コンプレッサの構成の一例を示す模式図である。 図４は、コンプレッサの駆動モータのトルク（縦軸）と、駆動モータに流れる電流の電流位相θ（横軸）との関係を示す特性図である。 図５は、駆動モータが冷媒に供給する熱量、車内温度、および電流位相θに関し、暖房要求時からの時間的な変化を示す特性図である。 図６は、図５の制御を行う場合の動作点を示す図である。 図７は、駆動モータが冷媒に供給する熱量、冷凍回路の冷媒温度、車内温度、電流位相θ、および駆動トルクに関し、暖房要求時からの時間的変化を示す特性図である。 図８は、図７の制御を行う場合の動作点を示す図である。 図９は、本実施形態の車載温調装置を制御する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 図１０は、冷凍回路から構成される車載温調装置を概略的に示す構成図である。 図１１は、図１０に示す車載温調装置を搭載した車両の空調用の空気通路を概略的に示す構成図である。

以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車載温調装置の構成＞
図１及び図２を参照して、一つの実施形態に係る車載温調装置１００の構成について説明する。図１は、車載温調装置１００を概略的に示す構成図である。車載温調装置１００は、冷凍回路１２０、低温回路１３０、高温回路１４０を備え、各回路が相互に熱交換を行うように構成されている。車載温調装置１００は、暖房運転モードでは、高温回路１４０のヒータコア１４５が放熱することで車室内の暖房を行い、冷房運転モードまたは除湿運転モードでは、エバポレータ１２６が吸熱することで車室内の冷房、除湿を行う。

また、車載温調装置１００は、低温回路１３０から冷凍回路１２０へ熱を移動させることで、低温回路１３０により発熱機器を冷却する。低温回路１３０は、電動車両を駆動したり、電動車両を制動する際に回生を行うモータジェネレータ（ＭＧ）、モータジェネレータへ供給される電力を制御するパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、モータジェネレータ等へ電力を供給するバッテリ、等の発熱機器を冷却する。

図１において、冷凍回路１２０は、コンプレッサ２、コンデンサ１２２の冷媒配管１２２ａ、第１膨張弁１２４、第２膨張弁１２５、エバポレータ１２６、チラー１２７の冷媒配管１２７ａ、第１調整弁１２８及び第２調整弁１２９を備える。冷凍回路１２０は、これら構成部品を通って冷媒が循環することで冷凍サイクルを実現するように構成される。

冷凍回路１２０は、冷凍基本流路１２０ａと、エバポレータ流路１２０ｂと、チラー流路１２０ｃとに分けられる。エバポレータ流路１２０ｂと、チラー流路１２０ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ冷凍基本流路１２０ａに接続されている。

冷凍基本流路１２０ａには、冷媒の循環方向において、コンプレッサ２、コンデンサ１２２の冷媒配管１２２ａがこの順番に設けられる。エバポレータ流路１２０ｂには、冷媒の循環方向において、第１調整弁１２８、第１膨張弁１２４及びエバポレータ１２６がこの順番に設けられる。加えて、チラー流路１２０ｃには、第２調整弁１２９、第２膨張弁１２５及びチラー１２７がこの順番に設けられる。

冷凍基本流路１２０ａには、第１調整弁１２８及び第２調整弁１２９の開閉に関わらず冷媒が流れる。冷凍基本流路１２０ａに冷媒が流れると、冷媒はコンプレッサ２、コンデンサ１２２の冷媒配管１２２ａの順にこれら構成部品を通って流れる。エバポレータ流路１２０ｂには、第１調整弁１２８が開かれているときに冷媒が流れる。エバポレータ流路１２０ｂに冷媒が流れると、冷媒は、第１調整弁１２８、第１膨張弁１２４及びエバポレータ１２６の順にこれら構成部品を通って流れる。チラー流路１２０ｃには、第２調整弁１２９が開かれているときに冷媒が流れる。チラー流路１２０ｃに冷媒が流れると、冷媒は、第２調整弁１２９、第２膨張弁１２５及びチラー１２７の順にこれら構成部品を通って流れる。

コンプレッサ２では、エバポレータ１２６又はチラー１２７から流出した低温・低圧であって主にガス状である冷媒が、断熱的に圧縮されることにより、高温・高圧であって主にガス状である冷媒に変化せしめられる。コンプレッサ２の上流側には、冷媒の温度を検出する温度センサ１６が設けられている。なお、温度センサ１６の位置は図１の位置に限定されるものではない。

コンデンサ１２２は、冷媒配管１２２ａと冷却水配管１２２ｂとを備える。コンデンサ１２２は、冷媒から高温回路１４０の冷却水に熱を放出させて冷媒を凝縮させる熱交換器として機能する。コンデンサ１２２は、冷媒配管１２２ａを流れる冷媒と後述する冷却水配管１２２ｂを流れる冷却水との間で熱交換を行い、冷媒からこの冷却水へ熱を移動させる。コンデンサ１２２の冷媒配管１２２ａは、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、コンデンサ１２２の冷媒配管１２２ａでは、コンプレッサ２から流出した高温・高圧であって主にガス状である冷媒が、等圧的に冷却されることにより、高温・高圧の主に液状の冷媒に変化せしめられる。

第１膨張弁１２４及び第２膨張弁１２５は、冷媒を膨張させる膨張器として機能する。これら膨張弁１２４、１２５は、細径の通路を備えると共に、この細径の通路から冷媒を噴霧することで冷媒の圧力を急激に低下させる。第１膨張弁１２４は、コンデンサ１２２から供給された液状の冷媒を、エバポレータ１２６内に霧状に噴霧する。同様に、第２膨張弁１２５は、コンデンサ１２２から供給された液状の冷媒を、チラー１２７の冷媒配管１２７ａ内に霧状に噴霧する。これら膨張弁１２４、１２５では、コンデンサ１２２から流出した高温・高圧の液状の冷媒が、減圧されて部分的に気化することにより、低温・低圧の霧状の冷媒に変化せしめられる。

エバポレータ１２６は、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。具体的には、エバポレータ１２６は、エバポレータ１２６周りの空気から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる。したがって、エバポレータ１２６では、第１膨張弁１２４から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。この結果、エバポレータ１２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房を行うことができる。

チラー１２７は、冷媒配管１２７ａと冷却水配管１２７ｂとを備える。チラー１２７は、後述する低温回路１３０の冷却水から冷媒へ吸熱させ、冷媒を蒸発させる熱交換器として機能する。チラー１２７は、後述する冷却水配管１２７ｂを流れる冷却水と冷媒配管１２７ａを流れる冷媒との間で熱交換を行い、この冷却水から冷媒へ熱を移動させる。この結果、低温回路１３０の冷却水は冷却せしめられる。チラー１２７の冷媒配管１２７ａは、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。チラー１２７の冷媒配管１２７ａでは、第２膨張弁１２５から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。

第１調整弁１２８及び第２調整弁１２９は、冷凍回路１２０内における冷媒の流通態様を変更するように用いられる。第１調整弁１２８の開度が大きくなるほどエバポレータ流路１２０ｂに流入する冷媒が多くなり、よってエバポレータ１２６に流入する冷媒が多くなる。また、第２調整弁１２９の開度が大きくなるほどチラー流路１２０ｃに流入する冷媒が多くなり、よってチラー１２７に流入する冷媒が多くなる。

低温回路１３０は、ポンプ１３１、チラー１２７の冷却水配管１２７ｂ、低温ラジエータ１３３を備える。加えて、低温回路１３０は、バッテリ熱交換器１３７、ＰＣＵ熱交換器１３８及びモータ熱交換器１３９を備える。低温回路１３０では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。

ポンプ１３１は、低温回路１３０内を循環する冷却水を圧送する。低温ラジエータ１３３は、低温回路１３０内を循環する冷却水と車両の外部の空気（外気）との間で熱交換を行う熱交換器である。低温ラジエータ１３３は、冷却水の温度が外気の温度よりも高いときには冷却水から外気への放熱を行い、冷却水の温度が外気の温度よりも低いときには外気から冷却水への吸熱を行うように構成される。

バッテリ熱交換器１３７は、発熱機器である車両のバッテリと熱交換する機能を有する。また、ＰＣＵ熱交換器１３８は、発熱機器である車両のパワーコントロールユニットと熱交換する機能を有する。なお、ＰＣＵは、バッテリとモータジェネレータとの間に接続されて、モータジェネレータへ供給される電力を制御する。ＰＣＵは、モータジェネレータを駆動するインバータ、電圧を制御する昇圧コンバータ、高電圧を降圧するＤＣＤＣコンバータ等の発熱部品を有する。また、モータ熱交換器１３９は、発熱機器である車両のモータジェネレータと熱交換する機能を有する。

高温回路１４０は、ポンプ１４１、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂ、高温ラジエータ１４２、三方弁１４３、ヒータコア１４５を備える。高温回路１４０では、これら構成部品を通って冷却水が循環する。

また、高温回路１４０は、高温基本流路１４０ａと、ラジエータ流路１４０ｂと、ヒータ流路１４０ｃとに分けられる。ラジエータ流路１４０ｂとヒータ流路１４０ｃとは互いに並列に設けられ、それぞれ高温基本流路１４０ａに接続されている。

高温基本流路１４０ａには、冷却水の循環方向において、ポンプ１４１、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂがこの順番に設けられる。ラジエータ流路１４０ｂには、高温ラジエータ１４２が設けられる。また、ヒータ流路１４０ｃには、ヒータコア１４５が設けられる。高温基本流路１４０ａとラジエータ流路１４０ｂ及びヒータ流路１４０ｃとの間には三方弁１４３が設けられる。

ポンプ１４１は、高温回路１４０内を循環する冷却水を圧送する。高温ラジエータ１４２は、低温ラジエータ１３３と同様に、高温回路１４０内を循環する冷却水と外気との間で熱交換を行う熱交換器である。

三方弁１４３は、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂから流出した冷却水の流通態様を制御し、ラジエータ流路１４０ｂとヒータ流路１４０ｃとの間で選択的に流通先を変更することができるように構成される。三方弁１４３がラジエータ流路１４０ｂ側に設定されていると、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂから流出した冷却水はラジエータ流路１４０ｂを通って流れる。一方、三方弁１４３が、ヒータ流路１４０ｃ側に設定されていると、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂから流出した冷却水はヒータコア１４５を通って流れる。

ヒータコア１４５は、高温回路１４０内を循環する冷却水とヒータコア１４５周りの空気との間で熱交換を行って、車室内の暖房を行うように構成される。具体的には、ヒータコア１４５は、冷却水からヒータコア１４５周りの空気へ排熱するように構成される。したがって、ヒータコア１４５に高温の冷却水が流れると、冷却水の温度が低下すると共に、ヒータコア１４５周りの空気が暖められる。

図２は、車載温調装置１００を搭載した車両２００の空調用の空気通路６を概略的に示す構成図である。空気通路６では、図中に矢印で示した方向に空気が流れる。図２に示した空気通路６は、車両２００の外部又は車室の空気吸い込み口に接続されており、空気通路６には制御装置５による制御状態に応じて外気又は車室内の空気が流入する。また、図２に示した空気通路６は、車室内へ空気を吹き出す吹き出し口に接続されており、空気通路６からは制御装置５による制御状態に応じてこのうち任意の吹き出し口に空気が供給される。

図２に示したように、本実施形態の空調用の空気通路６には、空気の流れ方向において、ブロワ（送風部）６１と、エバポレータ１２６と、エアミックスドア６２と、ヒータコア１４５とがこの順番に設けられる。

ブロワ６１は、ブロワモータ６１ａとブロワファン６１ｂとを備える。ブロワ６１は、ブロワモータ６１ａによってブロワファン６１ｂが駆動されると、外気又は車室内の空気が空気通路６に流入して、空気通路６を通って空気が流れるように構成される。

エアミックスドア６２は、空気通路６を流れる全ての空気がヒータコア１４５を流れる全開状態と、空気通路６を流れる全ての空気がヒータコア１４５を流れない全閉状態と、その間の状態との間で調整できるように構成される。これにより、車室内へ吹き出す空気の吹出温度が調整される。

暖房運転モードまたは除湿運転モードでは、ブロワ６１が駆動されているときに、ヒータコア１４５に冷却水が循環され、且つ空気がヒータコア１４５を流れるようにエアミックスドア６２が制御され、空気通路６内を通って流れる空気が暖められる。また、冷房運転モードまたは除湿運転モードでは、ブロワ６１が駆動されているときに、エバポレータ２６に冷媒が循環され、空気通路６を通って流れる空気が冷却、除湿される。

図３は、コンプレッサ２の構成の一例を示す模式図である。コンプレッサ２は、吸入した冷媒を圧縮する圧縮部２ａと、この圧縮部２ａを駆動する駆動モータ２ｂとを有している。コンプレッサ２は、圧縮部２ａの駆動に伴う駆動モータ２ｂからの廃熱により、その吸入側の冷媒の温度を上昇させるように構成されている。コンプレッサ２は、駆動モータ２ｂからの廃熱に加えて、駆動モータ２ｂを駆動するためのインバータなどの駆動回路２ｇ等からの廃熱により吸入側の冷媒の温度を上昇させるように構成されていてもよい。このような構成により、駆動モータ２ｂの廃熱により冷媒の温度を上昇させるとともに、駆動モータ２ｂを冷却することができる。

より具体的には、コンプレッサ２は、ハウジング２ｈ内に、吸入された冷媒を圧縮する圧縮部２ａと、圧縮部２ａを駆動する駆動モータ２ｂと、を収容して構成されている。コンプレッサ２は、駆動モータ２ｂと吸入口２ｅからコンプレッサ２内に吸入される冷媒とを熱交換可能に構成されている。コンプレッサ２は、駆動モータ２ｂに加えて、駆動回路２ｇにおける発熱性部品（インバータ等）と吸入側の冷媒とを熱交換可能に構成されていてもよく、駆動回路２ｇはハウジング２ｈ内に収容されていてもよい。圧縮部２ａは、駆動モータ２ｂにより可動スクロール部材２ｃの渦巻体を固定スクロール部材２ｄの渦巻体に対して回転させ、可動スクロール部材２ｃと固定スクロール部材２ｄの間の作動室の容積を減少させることで作動室内の冷媒を圧縮する。圧縮部２ａにより圧縮された冷媒は、吐出口２ｆから吐出される。なお、コンプレッサ２の構成例として、例えば前述した特許文献１に記載されたものを採用してもよい。

図１を参照すると、制御装置５は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５１を備える。ＥＣＵ５１は、各種演算を行うプロセッサと、プログラムや各種情報を記憶するメモリと、各種アクチュエータや各種センサと接続されるインタフェースとを備える。

図１において、調整弁１２８，１２９、膨張弁１２４，１２５、ポンプ１３１，１４１、三方弁１４３、エアミックスドア６２は、それぞれアクチュエータによって駆動される。ＥＣＵ５１は、図示しないエアコン操作パネルにおける各種スイッチの操作情報、各種センサからのセンサ信号、およびメモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、車載温調装置１００の各アクチュエータの他、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂ、ブロワモータ６１ａ等を電気的に制御する。なお、エアコン操作パネルにおける各種スイッチとして、温度設定スイッチ、エアコン（Ａ／Ｃ） スイッチ、吸込口設定（外気／内気切替）スイッチ、吹出口モード設定スイッチ、デフロスタ（ＤＥＦ）スイッチ、風量設定スイッチ、オートスイッチ、オフスイッチ等を挙げることができる。

また、ＥＣＵ５１におけるプログラムは、車両に搭載された各種センサにより、対応する外気温度、車内温度、日射量等のセンサ信号を取り込み、これらのデータに基づいて、暖房負荷としての目標吹出し温度を算出する。また、ＥＣＵ５１は、エアコン操作パネルにおいて、例えば温度設定スイッチにより設定された設定温度と、目標吹出し温度との差を算出して、その差に応じた運転制御を実行することで、車室内を設定温度に制御する。

＜車載温調装置の動作＞
次に、車載温調装置１００の動作について説明する。ここでは、主に暖房運転モードについて説明する。暖房運転モードでは、コンプレッサ２の駆動により高温高圧のガス状に変化せしめられた冷媒が、コンデンサ１２２を通過する際に高温回路１４０内を循環する冷却水と熱交換して放熱する。暖房運転モードでは、三方弁１４３が、ヒータ流路１４０ｃ側に設定され、コンデンサ１２２の冷却水配管１２２ｂから流出した冷却水はヒータコア１４５を通って流れる。

また、暖房運転モードでは、エアミックスドア６２の開度が、全開となるように制御される。ブロワモータ６１ａによってブロワファン６１ｂが駆動されると、外気又は車室内の空気が空気通路６に流入して、空気通路６を通って空気が流れ、ヒータコア１４５を通過する。ヒータコア１４５は、高温回路１４０内を循環する冷却水とヒータコア１４５周りの空気との間で熱交換を行う。そして、ヒータコア１４５を通過した空気が吹き出し口から車室内に吹き出されて、車室内が暖房される。

以上のように、暖房運転モードでは、冷凍回路１２０から高温回路１４０へ熱を移動させることで、車室内の暖房が行われる。一方、低温時には冷媒温度、冷媒密度が低下するため、冷凍回路１２０において冷凍サイクルを適切に実現することができない状況になる場合がある。このため、本実施形態では、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂのモータ効率を意図的に低下させ、駆動モータ２ｂの発熱量を増加させることで、コンプレッサ２による圧縮前の冷媒温度、冷媒密度を上昇させる。圧縮前の冷媒温度、冷媒密度を上昇させることで、冷凍回路１２０において冷凍サイクルを適切に実現することが可能となる。

より詳細には、ＥＣＵ５１は、冷凍サイクルを適切に実現することができない程度に冷媒の温度が低い環境下においては、冷媒の温度を早期に上昇させるために、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂを、その時の要求トルクに対する最も効率的な動作点とは異なる動作点において駆動する（以下、このような駆動モータ２ｂの駆動を「非効率駆動」という）。なお、ＥＣＵ５１は、外気温度、車内温度、冷媒温度等に応じてコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの要求トルクを設定する。駆動モータ２ｂを非効率駆動することで、駆動モータ２ｂの発熱量が増加し、冷媒の温度を短時間で上昇させることができる。冷媒の温度が早期に上昇することにより、冷凍回路１２０において冷凍サイクルを早期に適切に実現することができるようになり、よって車室内を早期に暖房することができるようになる。

図４は、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの駆動トルク（縦軸）と、駆動モータ２ｂに流れる電流の電流位相θ（横軸）との関係を示す特性図である。図４に示すように、駆動モータ２ｂの駆動トルクと、駆動モータ２ｂに流れる電流の電流位相θとの関係は、特性曲線Ｃ１～Ｃ１０によって表される。特性曲線Ｃ１～Ｃ１０は、互いにモータ電流が異なるときの特性であり、Ｃ１からＣ１０に向かって段階的に電流が大きくなったときの特性を示している。したがって、特性曲線Ｃ１が最も電流が大きいときの特性であり、特性曲線Ｃ１０が最も電流が小さいときの特性である。

特性曲線Ｃ１～Ｃ１０のそれぞれにおいて、駆動トルクは、ある電流位相において最大となるように変化する。各特性曲線において、駆動トルクが最大となる動作点を最大動作点と称する。図４のＬ１は、特性曲線Ｃ１～Ｃ１０のそれぞれの最大動作点を結んだ最適効率ラインを示している。最適効率ライン上の動作点では、任意の駆動トルクに対して駆動モータ２ｂへの供給電流を最も小さくすることができる。そこで、通常は、任意の駆動トルクに対して駆動モータ２ｂの動作点が最適効率ライン上の動作点となるように駆動モータ２ｂの電流位相θが制御される。この結果、モータ効率を最大とすることができる。

特性曲線Ｃ１～Ｃ１０のそれぞれにおいて、電流位相θを最適効率ラインＬ１上の位相（以下、「最適位相θ₀」という）からずらしていくと、モータ効率が低下し、よって駆動トルクは次第に減少する。加えて、モータ効率の低下に伴って低下する駆動トルクを要求トルクに維持しようとすると、駆動モータ２ｂにおける発熱量が増加する。なお、最適位相θ₀は、駆動モータ２ｂの駆動トルク（出力）が要求トルクを満たしつつ駆動モータ２ｂへの供給電流を最も小さくすることができる位相を意味する。

本実施形態では、ＥＣＵ５１は、低温時に冷媒密度が低下して冷凍回路１２０を駆動できない状況下においては、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの駆動トルクを要求トルクと一致させつつ、駆動モータ２ｂの効率が最大の効率よりも低下するように駆動モータ２ｂの電流位相θを制御する。すなわち、ＥＣＵ５１は、斯かる状況下において、要求トルクに対する最も効率的な動作点とは異なる動作点において駆動モータ２ｂを駆動する非効率駆動を行う。換言すると、ＥＣＵ５１は、駆動モータの出力がコンプレッサの要求トルクを満たし得る駆動モータへの供給電流のうち最も小さい電流よりも大きな電流を駆動モータに供給する。

詳細には、ＥＣＵ５１は、電流値を、要求トルクに対応する最大動作点のときの電流値よりも大きい電流値とし、電流位相θを、最適位相θ_０よりもずらした動作点で駆動モータ２ｂを駆動する。これにより、同じ駆動トルクを出力する場合であっても、より大きな電力が消費されるため、モータ効率を低下させることができる。

その結果、駆動モータ２ｂに発生する電力損失が大きくなるため、駆動モータ２ｂからの発熱量が増加する。従って、コンプレッサ２内で駆動モータ２ｂから冷媒に輸送される熱量をより増加させることができ、冷媒がより迅速に暖められる。また、駆動回路２ｇの発熱量も増加するため、駆動回路２ｇと冷媒とが熱交換可能に構成されている場合は、駆動回路２ｇから冷媒に輸送される熱量もより増加させることができる。

図４では、電流位相θを最適効率ラインＬ１よりも進角側にずらしたＡ領域と、電流位相θを最適効率ラインＬ１よりも遅角側にずらしたＢ領域を示している。本来は最適効率ラインＬ１上で制御されるものを、Ａ領域またはＢ領域で制御することで、駆動モータ２ｂの電流を増加することができ、コンプレッサ２で廃熱を発生させることができる。そして、廃熱で冷媒を暖めることで、冷媒密度が上昇し、コンプレッサ２による冷媒の圧縮が可能となる。従って、低温時においても冷凍回路１２０を駆動することが可能となる。

図４のＡ領域（進角側）では、各特性曲線Ｃ１～Ｃ１０において、電流位相の変化に対する駆動トルクの変化量が大きい（図中の傾きが急峻である）。このため、図４のＡ領域では、電流位相θを最適位相θ₀からずらすことに伴う駆動モータ２ｂのモータ効率の低下を大きくすることができ、よって駆動モータ２ｂにおける発熱量を大きくすることができる。一方、図４のＡ領域では、電流位相θの変化に対する駆動トルクの変化が大きい（すなわち、進角感度が大きい）ため、駆動トルクの管理が比較的難しくなる。この結果、駆動トルクにバラツキが生じ易くなり、よってブロワ６１が駆動されていて暖房を行っているときには空気通路６の吹き出し口から吹き出される空気に温度変化を生じさせ易くなる。なお、Ａ領域では、ラインＬ２よりも更に進角側の領域で上記の傾きが急峻になっている。

また、図４のＢ領域（遅角側）では、各特性曲線Ｃ１～Ｃ１０において、電流位相の変化に対する駆動トルクの変化量が小さい（図中の傾きが緩やかである）。このため、図４のＢ領域では、電流位相θを最適位相θ₀からずらすことに伴う駆動モータ２ｂのモータ効率の低下が小さく、よって駆動モータ２ｂにおける発熱量はそれほど大きくはない。一方、図４のＢ領域では、電流位相θの変化に対する駆動トルクの変化が小さい（すなわち、遅角感度が小さい）ため、駆動トルクの管理は容易となる。従って、ブロワ６１が駆動されていて暖房を行っているときには空気通路６の吹き出し口から吹き出される空気に温度変化が生じにくくなり、車室内の温度の制御性が向上する。

以上のように、電流位相θを進角側にずらした場合と遅角側にずらした場合とでは非効率駆動の特性が異なる。本実施形態では、進角側と遅角側のそれぞれの非効率駆動の特性と、遠心式ファン１１を回転駆動するブロワモータ６１ａに対する制御要求に応じて、非効率駆動の制御を変更する。

冷媒の温度が低い環境下において、ブロワモータ６１ａをオン状態とすると、車室内に冷風が導入されてしまう。このため、冷媒の温度が低い場合には、暖房要求が出された時点では、車室内に冷風が導入されないようにブロワモータ６１ａがオフ状態とされる。冷媒の温度が上昇し、暖房が可能な状態になるとブロワモータ６１ａがオン状態とされて、車室内に暖かい空気が導入される。

このため、ブロワモータ６１ａがオフの状態では、駆動モータ２ｂを図４のＡ領域内で駆動させるべく電流位相θを最適位相θ₀よりも進角側にずらすように制御が行われる。換言すると、ブロワモータ６ａがオフの状態では、駆動モータ２ｂの電流位相θの変化に対して駆動モータ２ｂの出力が変化する割合が相対的に大きくなるような位相に電流位相θを制御することで駆動モータ２ｂが非効率駆動される。これにより、モータ効率の低下が大きい状態で非効率駆動を行うことができ、冷媒温度を迅速に高めることが可能となる。また、ブロワモータ６１ａがオフ状態であるため、駆動モータ２ｂの駆動トルクに変動が生じても温度変化が生じた空気が車室内に導入されることはない。したがって、空気通路６内の空気の温度変化が車室内の温度へ与える影響を抑えることができる。

また、ブロワモータ６１ａがオンの状態では、駆動モータ２ｂを図４のＢ領域内で駆動させるべく電流位相θを最適位相θ₀よりも遅角側にずらすように制御が行われる。換言すると、ブロワモータ６ａがオンの状態では、駆動モータ２ｂの電流位相θの変化に対して駆動モータ２ｂの出力が変化する割合が相対的に小さくなるような位相に電流位相θを制御することで駆動モータ２ｂが非効率駆動される。これにより、駆動トルクの管理が容易となり、空気通路６の吹き出し口から吹き出される空気に温度変化が生じにくくなるため、車室内の温度の制御性を高めることが可能となる。また、モータ効率の低下が小さい状態で駆動モータ２ｂを非効率駆動することになるが、ブロワモータ６１ａがオフ状態とされた際の非効率駆動により冷媒温度は或る程度上昇しているため、駆動モータ２ｂを非効率駆動する際にモータ効率の低下が小さくなることによる影響は小さい。

以上のように、ブロワモータ６１ａに対する制御要求に応じて、非効率駆動の制御を変更し、ブロワモータ６１ａがオフ状態とされた場合は冷媒の昇温を優先とした制御を行い、ブロワモータ６１ａがオン状態とされた場合は冷媒の温度変化抑制を優先とした制御が行われる。ＥＣＵ５１は、駆動モータ２ｂを制御するモータ制御部として機能する。また、ＥＣＵ５１は、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態を制御する。ＥＣＵ５１は、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態に基づいて、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの電流位相を進角側、または遅角側に制御することで、駆動モータ２ｂを非効率駆動する。

なお、本実施形態では、ブロワモータ６１ａがオフ状態にある場合には駆動モータ２ｂが図４のＡ領域内で駆動される。しかしながら、この場合には、駆動モータ２ｂの電流位相の変化に対して駆動モータ２ｂの出力が変化する割合が相対的に（ブロワモータ６１ａがオン状態にある場合と比べて）大きくなるような位相に駆動モータ２ｂの電流位相を設定することができれば、駆動モータ２ｂを図４のＡ領域以外の領域において非効率駆動させてもよい。また、本実施形態では、ブロワモータ６１ａがオン状態にある場合には駆動モータ２ｂが図４のＢ領域内で駆動される。しかしながら、この場合には、電流位相の変化に対して駆動モータ２ｂの出力が変化する割合が相対的に（ブロワモータ６１ａがオフ状態にある場合と比べて）小さくなるような位相に駆動モータ２ｂの電流位相を設定することができれば、駆動モータ２ｂを図４のＢ領域以外の領域において非効率駆動させてもよい。

図５は、駆動モータ２ｂが発熱により冷凍回路１２０の冷媒に供給する熱量、車内温度、および電流位相θに関し、暖房が要求されてからの時間的な変化を示す特性図である。また、図６は、図４と同様にコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの駆動トルク（縦軸）と、駆動モータ２ｂに流れる電流の電流位相θ（横軸）との関係を示す特性図であって、図５の制御を行う場合の動作点を示す図である。図５及び図６は、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂに要求される要求トルクが一定である場合を示している（図６では要求トルクを破線で示している）。

図５において、時刻ｔ_０で暖房要求が成されると、冷凍回路１２０が機能し始める程度まで冷媒温度が上昇する時刻ｔ_１までは、ブロワモータ６１ａがオフ状態とされ、時刻ｔ_１以降にブロワモータ６１ａがオン状態とされる。すなわち、ブロワモータ６１ａは、オフ状態とされた後、冷媒の温度上昇に応じてオン状態とされる。なお、時刻ｔ_０は、車両の始動時（イグニッションスイッチのオン時）であってもよい。ブロワモータ６１ａがオフ状態である時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までは、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂに要求トルクを出力させながら電流位相θを最適位相θ₀よりも進角側にずらす制御が行われる。具体的に、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までは、図６に示す動作点１で駆動モータ２ｂが制御される。これにより、駆動モータ２ｂが消費する電力が大きくなる。

この結果、冷媒の温度が上昇し、図５に示すように、駆動モータ２ｂから冷凍回路１２０の冷媒に大きな熱量が供給される。ブロワモータ６１ａがオフ状態の場合、空気通路６の吹き出し口から空気は吹き出されないため、駆動モータ２ｂの駆動トルク変動は許容される。車内温度については、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１まではブロワモータ６１ａがオフ状態であるため、車内温度は暖房要求時（時刻ｔ_０）から変化しない。

時刻ｔ_１以降にブロワモータ６１ａがオン状態となると、要求トルクを保った状態で電流位相θを最適位相θ₀よりも遅角側にずらす制御が行われる。具体的に、時刻ｔ_１以降では、図６に示す動作点２で駆動モータ２ｂが制御され、その後、動作点３を経由し、最終的には最大動作点で駆動モータ２ｂが制御される。動作点２では動作点１よりも電流値が小さくなり、動作点３では動作点２よりも更に電流値が小さくなる。

この結果、図５に示すように、駆動モータ２ｂから冷凍回路１２０の冷媒に供給される熱量は低下する。一方、時刻ｔ_１以降ではブロワモータ６１ａがオン状態であるため、車室内が暖房され、車内温度が設定温度まで上昇する。この際、遅角側での駆動モータ２ｂの制御により駆動トルクの制御精度が高くなり、コンプレッサ２の駆動トルク変動が抑制されるため、車内温度の制御性が高まり、車内温度を設定温度に制御することが可能となる。

なお、ブロワモータ６１ａをオンにする時刻ｔ_１のタイミングは、温度センサ１６が検出する冷媒温度に基づいて定めてもよい。例えば、冷媒温度が所定値を超えた時点でブロワモータ６１ａをオンとし、電流位相を遅角側にずらすように制御が行われる。

以上のように、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態に応じて非効率駆動の制御を変更することで、電流位相θを進角側に制御した場合は、冷媒の温度を早期に上昇させることができる。また、電流位相θを遅角側に制御した場合は、空気通路６の吹き出し口から吹き出される空気の温度の変動を抑制することが可能となる。また、電流位相θを進角側にずらした場合は、本来は駆動トルク制御のために緻密な進角制御が必要となるが、ブロワモータ６１ａをオフ状態とすることで、制御構造の複雑化を回避することが可能となり、製造コストを抑えることができる。

次に、図７及び図８に基づいて、駆動モータ２ｂの非効率駆動を終了し、通常駆動に戻す処理について説明する。図７は、駆動モータ２ｂが発熱により冷凍回路１２０の冷媒に供給する熱量、冷凍回路１２０の冷媒温度、車内温度、電流位相θ、および駆動モータ２ｂの駆動トルクに関し、暖房要求時からの時間的変化を示す特性図である。また、図８は、図４と同様にコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの駆動トルク（縦軸）と、駆動モータ２ｂに流れる電流の電流位相θ（横軸）との関係を示す特性図であって、図７の制御を行う場合の動作点を示す図である。図５と同様、図７においても、時刻ｔ_０で暖房要求が成されると、時刻ｔ_１まではブロワモータ６１ａがオフ状態とされ、時刻ｔ_１以降にブロワモータ６１ａがオン状態とされる。

ブロワモータ６１ａがオフ状態である時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までは、要求トルクを保った状態で電流位相θを最適位相θ₀よりも進角側にずらす制御が行われる。具体的に、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までは、図８に示す動作点１で駆動モータ２ｂが制御される。これにより、駆動モータ２ｂが消費する電力が大きくなる。

この結果、図７に示すように、駆動モータ２ｂから冷凍回路１２０の冷媒に大きな熱量が供給され、冷媒温度が上昇する。ブロワモータ６１ａがオフ状態の場合、空気通路６の吹き出し口から空気は吹き出されないため、駆動モータ２ｂの駆動トルク変動は許容される。車内温度については、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１まではブロワモータ６１ａがオフ状態であるため、車内温度は暖房要求時（時刻ｔ_０）から変化しない。

時刻ｔ_１以降にブロワモータ６１ａがオン状態となると、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間は、要求トルクを保った状態で電流位相θを最適位相θ₀よりも遅角側にずらす制御が行われる。具体的に、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの間では、図８に示す動作点２、動作点３、動作点４の順で電流位相θおよび電流値を変化させながら駆動モータ２ｂが制御される。電流値は、動作点２、動作点３、動作点４の順で小さくなり、この順で非効率駆動におけるモータ効率の低下度合いが小さくなる。時刻ｔ_２において、電流位相θおよび電流値が最適効率ラインＬ１上の動作点４に到達することで、駆動モータ２ｂの駆動状態は非効率駆動から通常駆動に戻る。

この結果、図７に示すように、駆動モータ２ｂから冷凍回路１２０の冷媒に供給される熱量が低下し、冷媒温度の上昇は緩やかになる。一方、時刻ｔ_１以降ではブロワモータ６１ａがオン状態であるため、車室内が暖房され、車内温度が設定温度に向けて上昇する。この際、遅角側での駆動モータ２ｂの駆動により駆動トルクの制御精度が高くなり、コンプレッサ２のトルク変動が抑制されるため、車内温度の制御性を高めることが可能となる。以上のように、冷媒に供給するのに必要な熱量が低下してくるタイミング（冷媒温度が上昇したタイミング）で非効率駆動におけるモータ効率の低下度合いが小さくなるように制御が行われる。

時刻ｔ_２以降では、通常駆動で駆動トルクを低下させる処理が行われる。具体的に、時刻ｔ_２以降は、図８に示す動作点４、動作点５の順で電流位相θおよび電流値を変化させながら駆動モータ２ｂが制御される。つまり、時刻ｔ_２において電流位相θが最適効率ラインＬ１上の動作点４に達し、通常駆動に戻った後、時刻ｔ₃までは動作点４で駆動モータ２ｂが制御される。その後、時刻ｔ_３～ｔ_４においては駆動モータ２ｂに対する要求トルクが低下し、この要求トルクの低下に併せて駆動トルクが低下するように最適効率ラインＬ１上で電流値および電流位相θを変化させ、時刻ｔ_４で動作点５に到達させる。最大動作点では、電流位相の変化に対する駆動トルクの変化が非常に小さいため、駆動モータ２ｂの駆動トルクの制御精度がより高まり、よって車内温度の制御性が更に向上し、車内温度を設定温度に保つことができる。このように、時刻ｔ_２以降では、冷媒温度が十分に上昇しているため、非効率駆動を行うことなく、最適効率ラインＬ１上で通常駆動を行い、駆動トルクを低下させる制御が行われる。

なお、図５、図７では、暖房要求が出された時点でブロワモータ６１ａがオフ状態とされ、冷媒温度の上昇に伴ってブロワモータ６１ａがオン状態とされる例（オートエアコンの例）を示したが、本実施形態は乗員がエアコンをマニュアルで操作した場合にも適用できる。マニュアル操作の場合も、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態に応じて非効率駆動の制御が変更される。例えば、暖房要求時に乗員がマニュアル操作でブロワモータ６１ａをオン状態にした場合は、電流位相θを最適位相θ₀よりも遅角側にずらす制御が行われる。

＜車載温調装置の制御＞
図９は、本実施形態の車載温調装置１００を制御する制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、ＥＣＵ５１により一定時間間隔毎に実行される。先ず、エアコン操作パネル等からの操作信号に基づき、車載温調装置１００によるヒータ（暖房）の要求があるか否かを判定し（ステップＳ１０）、ヒータの要求がある場合は、温度センサ１６の検出値に基づいて冷媒温度が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ヒータの要求が無い場合にはコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの駆動を停止し（ステップＳ２０）、また、冷媒温度が所定値を超えている場合にはコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの通常駆動を行い（ステップＳ２２）、処理を終了する（ＥＮＤ）。

冷媒温度が所定値以下の場合は、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの非効率駆動を行う。この際、ブロワモータ６１ａがオフ状態であるか否かを判定し（ステップＳ１４）、ブロワモータ６１ａがオフ状態の場合はコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの電流位相を最適位相θ₀よりも進角側にずらして非効率駆動を行う（ステップＳ１６）。また、ブロワモータ６１ａがオン状態の場合はコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの電流位相を最適位相θ₀よりも遅角側にずらして非効率駆動を行う（ステップＳ１８）。

以上のように図９の処理によれば、車載温調装置１００により暖房を行う場合に、冷媒温度が低下している場合は、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの非効率駆動を行う。この際、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態に基づいてコンプレッサ２の駆動モータ２ｂの電流位相が進角側または遅角側に制御される。ブロワモータ６１ａがオン状態の場合は、進角側に制御することで、冷凍回路１２０への供給熱量を大きくすることができる。また、ブロワモータ６１ａがオフ状態の場合は、遅角側に制御することで、温度制御性を高めることが可能となる。従って、ブロワモータ６１ａのオン／オフ状態に基づいて、温度調整を最適に行うことが可能となる。

＜冷凍回路から構成される車載温調装置への適用＞
次に、図１０を参照して、冷凍回路１２０から構成される車載温調装置１００への適用について説明する。図１０は、冷凍回路１２０から構成される車載温調装置１００を概略的に示す構成図である。

図１０に示すように、冷凍回路１２０は、コンプレッサ２、室内コンデンサ（熱交換器）１２、暖房用膨張弁１８、バイパス配管１９、バイパス弁２０、室外熱交換器１３、電磁弁１４、電磁弁１５、冷房用膨張弁２１、エバポレータ１２６と、これらの構成要素を環状に接続する冷媒配管とで構成されている。

図１１は、図１０に示す車載温調装置１００を搭載した車両２００の空調用の空気通路６を概略的に示す構成図である。図１１に示したように、空調用の空気通路６には、空気の流れ方向において、ブロワ６１と、エバポレータ１２６と、エアミックスドア６２と、室内コンデンサ１２とがこの順番に設けられる。エバポレータ１２６は、空気通路６を流れる空気を冷却する。室内コンデンサ１２は、図２に示すヒータコア１４５の代わりに設けられており、エバポレータ１２６を通過した空気を加熱する。なお、室内コンデンサ１２以外の図１１の構成は、図２と同様である。

室内コンデンサ１２は、図１１に示した空気通路６内においてエバポレータ１２６よりも空気の流れ方向の下流側に配置されている。室内コンデンサ１２は、コンプレッサ２より流入する冷媒ガスとの熱交換によって、空気通路６内を通過する空気を加熱する。

室外熱交換器１３は、内部を流れる冷媒と、外気との間で熱交換させる。なお、室外熱交換器１３は、暖房運転モード時には、外気より吸熱する吸熱器として作用し、冷房運転モード時には、外気へ放熱する放熱器として作用する。

電磁弁１４、１５は、室外熱交換器１３からコンプレッサ２までの冷媒の流路を変更するための弁である。電磁弁１４が開かれて電磁弁１５が閉じられると、冷媒は、冷房用膨張弁２１及びエバポレータ１２６を迂回してコンプレッサ２へ送られる。また、電磁弁１４が閉じられて電磁弁１５が開かれると、冷媒は、冷房用膨張弁２１及びエバポレータ１２６を通ってコンプレッサ２へ送られる。

暖房用膨張弁１８、冷房用膨張弁２１は、冷媒を膨張させる膨張器として機能する。これら膨張弁１８，２１は、細径の通路を備えると共に、この細径の通路から冷媒を噴霧することで冷媒の圧力を急激に低下させる。暖房用膨張弁１８は、室内コンデンサ１２から供給された液状の冷媒を、弁開度に応じて減圧し、室外熱交換器１３内に霧状に噴霧する。なお、これらの弁は、アクチュエータにより制御される。

図１０に示す構成例において、暖房運転モードでは、室外熱交換器１３から流出する冷媒を、冷房用膨張弁２１を迂回させてコンプレッサ２へ送るため、電磁弁１４が開弁され、電磁弁１５が閉弁される。また、暖房運転モードでは、バイパス弁２０が閉弁される。これにより、図１０中に矢印で示す経路で冷媒が循環する。

暖房運転モードにおいて、室外熱交換器１３内に供給された冷媒は、外気から吸熱することで気体となる。そして、室外熱交換器１３から供給された冷媒は、コンプレッサ２により圧縮される。コンプレッサ２により圧縮された高温高圧の冷媒は、室内コンデンサ１２を通過する際に空気通路６内を流れる空気と熱交換して放熱する。これにより、空気通路６内を流れる空気が昇温し、吹き出し口から車室内に吹き出されて、車室内の温度が所望の設定温度となるように車室内が暖房される。

室内コンデンサ１２は、冷凍サイクルにおいて冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。室内コンデンサ１２では、コンプレッサ２から流出した高温・高圧であって主にガス状である冷媒が、等圧的に冷却されることにより、高温・高圧の主に液状の冷媒に変化せしめられる。空気通路６内の空気と熱交換することにより液体となった冷媒は、暖房用膨張弁１８へ供給される。暖房用膨張弁１８は、冷媒の圧力を急激に低下させて室外熱交換器１３に供給する。暖房運転モードにおいて、室外熱交換器１３は、冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。室外熱交換器１３では、暖房用膨張弁１８から流出した低温・低圧の霧状の冷媒が、蒸発することにより、低温・低圧のガス状の冷媒に変化せしめられる。

図１０に示した構成例においても、図１の構成例と同様、冷凍サイクルを適切に実現することができない程度に冷媒の温度が低い環境下においては、冷媒の温度を早期に上昇させるため、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂが非効率駆動される。駆動モータ２ｂを非効率駆動することで、冷凍回路１２０の冷媒の温度を短時間で上昇させることができる。冷媒の温度が早期に上昇することにより、冷凍回路１２０において冷凍サイクルを早期に適切に実現することができるようになり、よって車室内を早期に暖房することができるようになる。

また、図１０に示した構成例においても、図１の構成例と同様、ブロワモータ６１ａがオフの状態では、電流位相θを最適位相θ₀よりも進角側にずらすように制御が行われ、ブロワモータ６１ａがオンの状態では、電流位相θを最適位相θ₀よりも遅角側にずらすように制御が行われる。これにより、電流位相θを進角側にずらした場合は、冷媒の昇温を優先した制御が行われ、電流位相θを遅角側にずらした場合は、温度の制御性を優先した制御を行うことができる。

なお、図１０に示す構成において、冷房運転モードでは、室外熱交換器１３から流出する冷媒を冷房用膨張弁２１及びエバポレータ１２６へ送るため、電磁弁１５が開弁され、電磁弁１４が閉弁される。また、冷房運転モードでは、バイパス弁２０が開弁される。冷房用膨張弁２１は、室内コンデンサ１２から室外熱交換器１３を通って供給された液状の冷媒を、弁開度に応じて減圧し、エバポレータ１２６内に霧状に噴霧する。エバポレータ１２６は、空気通路６内に送風される空気から冷媒へ熱を吸熱する吸熱器として機能する。エバポレータ１２６は、冷房用膨張弁２１から流出した低温・低圧の霧状の冷媒を、遠心式ファン１１によって空気通路６内に送風される空気との熱交換によって蒸発気化させ、低温・低圧のガス状の冷媒に変化させてコンプレッサ２に供給する。この結果、エバポレータ１２６周りの空気は冷却せしめられ、車室内の冷房を行うことができる。

また、冷房運転モードでは、エアミックスドア６２の開度が、全閉となるように制御される。これにより、空気通路６内を流れる空気は室内コンデンサ１２を迂回するため、コンプレッサ２の吐出口２ｆから吐出された高温高圧の冷媒が室内コンデンサ１２を通過する際に、空気通路６内を流れる空気に放熱することはない。したがって、エバポレータ１２６を通過する際に冷却された空気は、室内コンデンサ１２を迂回するように空気通路６内を流れ、吹き出し口から車室内に吹き出される。これにより、車室内の温度が所望の設定温度となるように車室内が冷房される。

以上説明したように本実施形態によれば、コンプレッサ２の駆動モータ２ｂの効率を低下させて冷凍回路１２０に熱を導入することで、冷媒温度および冷媒密度が上昇し、低温時に冷凍回路１２０を適切に動作させることが可能となる。この際、ブロワモータ６１ａがオフ状態である間は進角側で駆動モータ２ｂの非効率駆動を行い、ブロワモータ６１ａがオン状態である間は遅角側で非効率駆動を行うことで、必要な熱量を早期に確保しつつ、コンプレッサ２の駆動トルクの変動を抑制し、車内温度を安定させることが可能となる。

２ コンプレッサ
２ａ 圧縮部
２ｂ 駆動モータ
２ｇ 駆動回路
１６ 温度センサ
５１ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６１ ブロワ
１４５ ヒータコア

Claims (8)

1. 冷媒を圧縮する圧縮部と前記圧縮部を駆動する駆動モータとを有し、前記駆動モータの駆動に伴う廃熱で冷媒の温度を上昇させるコンプレッサと、
   冷媒の熱を受けて昇温する熱交換器に空気を送風し、前記熱交換器と熱交換させた空気を車室内へ送風する送風部と、
   前記送風部が非駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相の変化に対して前記駆動モータの出力が変化する割合が相対的に大きくなるような位相に前記電流位相を制御することで前記駆動モータを非効率駆動し、且つ前記送風部が駆動状態にある場合には前記電流位相の変化に対して前記駆動モータの出力が変化する割合が相対的に小さくなるような位相に前記電流位相を制御することで前記駆動モータを非効率駆動するモータ制御部と、
   を備える車載温調装置。
2. 前記モータ制御部は、前記送風部が前記非駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相を最適位相よりも進角側に制御し、前記送風部が前記駆動状態にある場合には前記駆動モータの電流位相を前記最適位相よりも遅角側に制御することで、前記駆動モータを前記非効率駆動し、
   前記最適位相は、前記駆動モータの出力が前記コンプレッサの要求トルクを満たしつつ前記駆動モータへの供給電流を最も小さくすることができる位相である、請求項１に記載の車載温調装置。
3. 前記送風部は、暖房要求時に前記非駆動状態とされた後、冷媒の温度上昇に応じて前記駆動状態とされる、請求項２に記載の車載温調装置。
4. 前記モータ制御部は、前記駆動モータの電流位相を前記最適位相よりも遅角側に制御した後に前記最適位相に近づける、請求項２又は３に記載の車載温調装置。
5. 前記モータ制御部は、前記非効率駆動を行うときには、前記駆動モータの出力が前記コンプレッサの要求トルクを満たし得る前記駆動モータへの供給電流のうち最も小さい電流値よりも大きな電流を前記駆動モータに供給する、請求項１～４のいずれか１項に記載の車載温調装置。
6. 冷媒の温度を検出する温度検出部を備え、
   前記モータ制御部は、冷媒の温度が所定値以下の場合に限り前記駆動モータを前記非効率駆動する、請求項１に記載の車載温調装置。
7. 前記モータ制御部は、冷媒の温度が前記所定値以下であり且つ暖房要求がある場合に限り前記駆動モータを前記非効率駆動する、請求項６に記載の車載温調装置。
8. 前記コンプレッサは、前記駆動モータ又は前記駆動モータの駆動に伴って発熱する発熱性部品と冷媒とが熱交換可能に構成される、請求項１～７のいずれか１項に記載の車載温調装置。

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