JPH10181339A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機の回転数と高圧圧力による圧縮機の異
常振動を防止する。 【解決手段】 制御装置のＲＯＭ内には、回転数センサ
が検出する実際の冷媒圧縮機の回転数Ｎｅに応じて、冷
媒圧縮機を運転（作動）させる作動可能域もしくは冷媒
圧縮機を停止させる停止域かを決定する所定圧力Ｐｔが
設定されている。そして、高圧センサが検出する高圧圧
力Ｐが、上記所定圧力Ｐｔより高いときには冷媒圧縮機
を停止させ、上記高圧センサが検出する高圧圧力Ｐが、
上記所定圧力Ｐｓより低いときには冷媒圧縮機を作動さ
せる。これにより、冷媒圧縮機が低回転で高トルクの負
荷状態となることが無く、冷媒圧縮機の異常振動を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空調装置の圧縮機
の制御に関するものであって、特に電気自動車用の空調
装置に好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電気自動車用の空調装置と
して、特開平７−３２３７１７号公報に記載されている
のものがある。この従来装置では、温水回路に暖房用熱
交換器と、水冷媒熱交換器とが設置されている。そし
て、この水冷媒熱交換器では、圧縮機にて吐出された高
温ガス冷媒と上記温水とを熱交換させることで、上記温
水が加熱される。そして、暖房用熱交換器では、温水に
よって車室内に送風される空気が加熱されるようになっ
ている。

【０００３】そして、上記暖房用熱交換器での加熱能力
（温水の温度）を大きくする場合には、インバータに
て、上記冷凍サイクルの圧縮機の回転数が高くなるよう
に制御される。また、上記加熱能力を小さくする場合に
は、インバータにて上記冷凍サイクルの圧縮機の回転数
が低くなるように制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者ら
は、上記従来装置のように高温ガス冷媒の熱を中間熱液
体（説明上では、温水）に伝え、この中間熱液体によっ
て車室内に送風される空気を加熱し、この中間熱液体の
温度が圧縮機の回転数を制御することで調整されるもの
について検討した結果、以下のような事が分かった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来装
置において、例えば車室内の暖房負荷が大きいときに中
間熱媒体の温度を高くするために、圧縮機の回転数を高
い状態としたのち、車室内の暖房負荷が小さくなって、
中間熱媒体の温度を下げるために圧縮機の回転数を下げ
ていっても、圧縮機の回転数の低下に対して、中間熱液
体はヒートマスが大きくて温度低下が鈍いので、冷凍サ
イクルの高圧圧力の低下が鈍くなるということが分かっ
た。

【０００６】そして、この際、圧縮機の回転数が低回転
で、冷凍サイクルの高圧圧力が高い低回転高圧力の状態
が発生することで、圧縮機の負荷トルクが変動して大き
くなる。この結果、圧縮機の回転数が不安定となって、
圧縮機に異常振動が発生するという問題が分かった。と
ころで、さらに上記従来装置において、圧縮機の回転数
を制御するためには圧縮機の回転数を検出する回転数セ
ンサが必要である。つまり、上記インバータによる圧縮
機の回転数制御は、上記回転数センサの検出値が上記加
熱能力（温水温度）に応じた圧縮機の目標回転数となる
ように行われるようにする必要がある。

【０００７】しかしながら、本発明者らの検討による
と、このように圧縮機の回転数制御を行うと、上述した
圧縮機の異常振動を助長してしまうということが分かっ
た。つまり、上述したように圧縮機の回転数が不安定と
なると、上記回転数センサは圧縮機の回転数を精度良く
検出できず、さらに圧縮機がこの精度が悪い検出値に基
づいて上記インバータにて制御されるので、益々圧縮機
の回転数が不安定となり、圧縮機の異常振動がさらに大
きくなることが分かった。

【０００８】そこで、本発明は、圧縮機の回転数と冷凍
サイクルの高圧圧力とによって生じる圧縮機の異常振動
を防止することを目的とする。請求項１ないし８記載の
発明では、前記圧縮機制御手段（６、４０）は、前記冷
凍サイクルの高圧圧力（Ｐ）が、前記圧縮機（２１）の
回転数（Ｎｅ）が低回転数で、この回転数（Ｎｅ）に応
じて予め設定された所定圧力（Ｐｔ）より高いとき、も
しくは前記圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）が低回転
で、この回転数（Ｎｅ）が、前記高圧圧力（Ｐ）に応じ
て予め設定された所定回転数（Ｎｅｏ）より低いとき
に、前記圧縮機（２１）を停止させることを特徴として
いる。

【０００９】これにより、圧縮機の回転数が低回転で、
高圧圧力が所定圧力より高いとき、もしくは圧縮機の回
転数が、前記高圧圧力（Ｐ）に応じて予め設定された所
定回転数（Ｎｅｏ）より低いときに、圧縮機が異常振動
するから、この際に圧縮機を停止させることで、圧縮機
の異常振動を未然に防止できる。また、特に請求項２記
載の発明では、所定圧力（Ｐｔ）は、回転数（Ｎｅ）が
高くなるほど高く設定されていることを特徴としてい
る。

【００１０】ここで、通常圧縮機の回転数が高くなるほ
ど冷凍サイクルの高圧圧力が高くなる。従って、本発明
では、これに合わせて上記回転数が高くなるほど、上記
所定圧力を高く設定しているので、回転数が低回転の範
囲において確実に圧縮機の異常振動を防止できる。ま
た、特に請求項３記載の発明では、熱交換器（５０）
は、室外に配置されており、所定圧力（Ｐｔ）は、室外
の温度が高くなるほど、高めに設定されることを特徴と
している。

【００１１】これにより、室外の温度の影響を受けて、
室外の温度が高くなるほど高圧圧力が高くなるが、所定
圧力が車室外の温度が高くなるほど高めに設定されてい
るので室外の温度に影響されずに確実に圧縮機の異常振
動を防止できる。また、特に請求項４記載の発明では、
所定圧力（Ｐｔ）は、圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）
が第１所定値より高いときには、回転数（Ｎｅ）の増加
に伴って高くなるように設定され、所定圧力（Ｐｔ）
は、圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）が第１所定値より
低いときには、一定となるように設定されていることを
特徴としている。

【００１２】ところで、例えば圧縮機を作動させて冷凍
サイクルの凝縮熱によって暖房を行うときには、圧縮機
の回転数が上記第１所定値より低いとほとんど暖房感が
得られる凝縮熱は発生しない。従って、通常空調を行う
ときには、圧縮機の回転数は上記第１所定値より高い範
囲にて使用される。そして、例えば、圧縮機の回転数が
第１所定値より低いときに、上記所定圧力を上記回転数
が第１所定値より高いときと同様に回転数の増加に伴い
高くする、つまり、第１所定値より低いときに回転数が
低下に伴い上記所定圧力を低くすると以下のような問題
が発生する。

【００１３】すなわち、上述したように所定圧力を設定
して圧縮機を起動すると、上記異常振動が起こらないと
きでも、高圧圧力が所定圧力を越えてしまうということ
が発生する可能性があり、この場合は圧縮機を起動した
のに係わらず直ぐさま停止していまうという問題があ
る。そこで、本発明では圧縮機の回転数が第１所定値よ
り低いときに、所定圧力を一定とすることで、上記問題
が発生することを未然に防止できる。

【００１４】また、請求項５記載の発明では、所定回転
数（Ｎｅｏ）は、高圧圧力（Ｐ）が高くなるほど高く設
定されていることを特徴としている。これにより、請求
項２記載の発明と同様な効果が得られる。また、請求項
６記載の発明では、熱交換器（５０）は、室外に設置さ
れており、所定回転数（Ｎｅｏ）は、室外の温度が高く
なるほど、低めに設定されることを特徴としている。

【００１５】これにより、請求項３記載の発明と同様な
効果が得られる。また、特に請求項７記載の発明では、
圧縮機（２１）の回転数を検出する回転数検出手段（４
１）と、空調空間の温度を検出する温度検出手段（４
５）と、空調空間の設定温度を設定する温度設定手段
（５１ｂ）とを有し、空調空間に影響を与える環境因子
を検出する環境因子検出手段（４１〜４７、５１）と、
環境因子検出手段（４１〜４７、５１ｂ）にて検出され
た環境因子に基づいて圧縮機（２１）の目標回転数（ｆ
n ）を算出する目標回転数算出手段（３５０）とを有
し、圧縮機制御手段（６、４０）は、回転数検出手段
（４１）が検出する回転数（ｆｅ）が、目標回転数算出
手段（３５０）が算出した目標回転数（ｆn ）となるよ
うに圧縮機（２１）を制御するように構成されているこ
とを特徴としている。

【００１６】これにより、上述したように特に圧縮機の
異常振動が大きくなる装置において、確実に圧縮機の異
常振動を未然に防止できる。ところで、暖房時におい
て、上記設定温度を急激に下げたとすると、圧縮機の目
標回転数も急激にさがって、圧縮機の実際の回転数も急
激に下がる。従って、このような場合は、上述した圧縮
機の異常振動が特に大きくなる。

【００１７】この結果、本発明によると設定温度を急激
に下げたときに発生する圧縮機の異常振動を未然に防止
できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）本第１実施形態では、本発明を電気自
動車用空調装置（以下、空調装置）に適用したものであ
って、図１にこの空調装置の全体構成図を示す。空調装
置１における空調ケース２は、車室内への空気通路を構
成するもので、一端側に内外気切換手段３および送風手
段４が設けられ、他端側に車室内へ通ずる複数の吹出用
通路１４〜１６が形成されている。

【００１９】上記内外気切換手段３は、車室内の空気
（内気）を吸入する内気吸入口５と、車室外の空気（外
気）を吸入する外気吸入口６とが形成された内外気切換
箱内に、各吸入口５、６を選択的に開閉する内外気切換
ドア７が設けられ、この内外気切換ドア７が、その駆動
手段（図示しない、例えばサーボモータ）によって駆動
される構成である。これにより、内外気モードとして周
知の内気モードと外気モードとが切換可能となってい
る。

【００２０】上記送風手段４は、上記内気吸入口５また
は外気吸入口６から上記各吹出用通路１４〜１６に向か
って、空調ケース２内に空気流を発生させるもので、具
体的には、スクロールケーシング８内に遠心式多翼ファ
ン９が設けられ、このファン９が、その駆動手段である
モータ１０によって駆動される構成である。ファン９よ
りも空気下流側における空調ケース２内には冷房用室内
熱交換器１１が設けられている。この冷房用室内熱交換
器１１は、後述する冷凍サイクル２０の一部を構成する
熱交換器であり、後述する冷房運転モード時に、内部を
流れる冷媒の蒸発作用によって、空調ケース２内の空気
を除湿、冷却する蒸発器として機能する。なお、後述す
る暖房運転モード時にはこの冷房用室内熱交換器１１内
には冷媒は流れない。

【００２１】また、冷房用室内熱交換器１１よりも空気
下流側における空調ケース２内には暖房用室内熱交換器
１２が設けられている。この暖房用室内熱交換器１２
は、熱源液体として温水を利用するものであって、図に
示すように温水回路５０に設けられている。温水回路５
０は、車室内を暖房するために特別に設けられた熱源流
体回路である。温水回路５０には、水冷媒熱交換器６０
と、上記温水を循環させる手段である電動ポンプ５６と
が設置されている。そして、上記水冷媒熱交換器６０
は、後述の冷凍サイクル２０の高圧側の冷媒の熱を受け
て上記温水が加熱されるように構成されているが、この
説明は後で詳しく説明する。

【００２２】空調ケース２内のうち、暖房用室内熱交換
器１２と隣接した位置には、ファン９から圧送されてく
る空気のうち、暖房用室内熱交換器１２を流れる量とこ
れをバイパスする量とを調節するエアミックスドア１３
が設けられている。なお、このエアミックスドア１３
は、制御装置４０（図２）によって、後述する冷房運転
モード時には、ファン９からの圧送空気の全てが暖房用
室内熱交換器１２をバイパスする位置に制御され、後述
する暖房運転モード時には、ファン９からの圧送空気の
全てが暖房用室内熱交換器１２を通過する位置に制御さ
れる。

【００２３】上記各吹出用通路１４〜１６は、具体的に
は、車両フロントガラスの内面に空調空気を吹き出すデ
フロスタ用通路１４と、車室内乗員の上半身に向かって
空調空気を吹き出すフェイス用空気通路１５と、車室内
乗員の下半身に向かって空調空気を吹き出すフット用空
気通路１６である。また、これらの吹出口の空気上流側
部位には、これらの吹出口を開閉するドア１７〜１９が
設けられている。

【００２４】ところで、上記冷凍サイクル２０は、上記
冷房用室内熱交換器１１で空調ケース２内の空気を冷却
するためのものである。そして、この冷凍サイクル２０
は、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出する冷媒圧縮機２１
と、この冷媒圧縮機２１から吐出された高温ガス冷媒を
凝縮する凝縮器（室外熱交換器）２２と、上記水冷媒熱
交換器５０と、この凝縮器２２にて凝縮された冷媒を減
圧する冷房用減圧装置２３、上記水冷媒熱交換器４０に
て凝縮された冷媒を減圧する暖房用減圧装置２４と、ア
キュムレータ２５とを備え、これらが冷媒配管２７で接
続された構成となっている。また、図中２６、２８は上
記冷房運転モードと暖房運転モードに応じて上記冷凍サ
イクル２０での冷媒の流れ方を切り換える電磁弁、２９
は室外ファンである。なお、上記電動ポンプ５６は、後
述の制御装置４０にて制御される。

【００２５】電磁弁２６は、冷房用減圧装置２４をバイ
パスするバイパス回路５３中に設けられ、電磁弁２８
は、暖房用減圧装置２３をバイパスするバイパス回路５
４中に設けられている。また、上記冷房用減圧装置２
３、暖房用減圧装置２４は、本実施形態では固定絞りで
あるキャピラリチューブにて構成されている。上記冷媒
圧縮機２１は、電動モータ３０によって駆動されたとき
に冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。この電動モータ３０
は、冷媒圧縮機２１と一体的に密封ケース内に配置され
ており、インバータ３１により制御されることによって
回転速度が連続的に可変する。また、このインバータ３
１は、制御装置４０（図２）によって通電制御される。

【００２６】水冷媒熱交換器６０は、車室外に設置され
ており、上記冷媒圧縮機２１にて吐出された高温ガス冷
媒と、内部を流れる熱源液体（温水）とを熱交換する熱
交換器を構成している。従って、水冷媒熱交換器６０
は、上記高温ガス冷媒と凝縮させる凝縮器として機能す
る。そして、水冷媒熱交換器５０は、後述の制御装置４
０にて冷媒圧縮機２１の回転数を可変制御することで、
上記温水の温度を可変制御するようになっている。

【００２７】制御装置４０には、図１に示すように、冷
房用室内熱交換器１１における空気冷却度合い（具体的
には熱交換器１１を通過した直後の空気温度）を検出す
る通過後空気温度センサ４１、圧縮機２１の回転数を検
出する圧縮機回転数センサ４２、圧縮機２１の吐出側に
おける高圧を検出する高圧センサ４３、暖房用熱交換器
１２へ循環する温水の温度を検出する温水温度センサ４
４、空調ケース２内で暖房用熱交換器１２の下流側に設
置され、車室内に吹き出す空調風の温度を検出する吹出
温度センサ１１８からの各信号が入力される。

【００２８】さらに制御装置４０には、空調空間（ここ
では車室内空間）に影響を与える環境因子であって、上
記各センサ４１〜４４、１１８からの各信号の他に、車
室内の空気温度を検出する内気温センサ４５、外気温度
を検出する外気温センサ４６、および車室内に照射され
る日射量を検出する日射センサ４７からの各信号が入力
されるとともに、車室内前面に設けられたコントロール
パネル５１の各レバー、スイッチからの信号も入力され
る。

【００２９】このコントロールパネル５１は、車室内の
設定温度を設定する温度設定器５１ａと、この温度設定
器５１ａにて設定された設定温度と、上記各センサ４１
〜４７、１１８の検出値に基づいて、車室内の温度が上
記設定温度となるように自動的に空調制御するオート
（ＡＵＴＯ）スイッチ５１ｂ、空調装置の作動を停止す
る停止（ＯＦＦ）スイッチ５１ｃが設けられている。

【００３０】また、上記コントロールパネル５１には、
図示しない各吹出モードの設定を行う吹出モード設定レ
バー、車室内へ吹き出される風量を設定する風量設定レ
バー、内外気切換モードを設定する内外気切換レバー等
が設けられている。図２の制御装置４０の内部には、図
示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる周知のマイ
クロコンピュータが設けられ、上記各センサ４１〜４
７、１１８からの信号およびコントロールパネル５１か
らの各信号は、ＥＣＵ内の図示しない入力回路を経て、
上記マイクロコンピュータへ入力される。そして、この
マイクロコンピュータが後述する所定の処理を実行し、
その処理結果に基づいてインバータ３１等の上記各駆動
手段を制御する。なお、制御装置４０は、自動車の図示
しないキースイッチがオンされたときに、図示しないバ
ッテリーから電源が供給される。

【００３１】次に、上記制御装置４０が行う空調制御処
理について、図２を用いて説明する。先ず、上記キース
イッチがオンされて制御装置４０に電源が供給され、さ
らに上記オートスイッチ５１ｂがオンされると、図２の
ルーチンが起動される。そして、ステップ１００にて、
上記各センサ４１〜４７、およびコントロールパネル５
１の温度設定器５１ａの設定温度等を読み込む。

【００３２】次にステップ１１０にて、車室内への目標
吹出温度（以下、ＴＡＯ）を算出する。

【００３３】

【数１】ＴＡＯ＝Ｋset ×Ｔset −Ｋr ×Ｔr −Ｋam×
Ｔam−Ｋs ×Ｔs −Ｃ なお、Ｔset は温度設定器５１ｂの設定温度、Ｔr は内
気温センサ４５が検出した内気温度、Ｔamは外気温セン
サ４６が検出した外気温度、Ｔs は日射センサ４７が検
出した日射量である。また、Ｋset 、Ｋr 、Ｋam、およ
びＫs はゲインであり、Ｃは定数である。

【００３４】そして、次のステップ３００にて、各種空
調状態制御を行う。以下、この各種空調状態制御の内容
について簡単に説明する。先ず、各種空調状態として
は、上記冷房運転モードおよび暖房運転モード、上記内
外気モード、エアミックスドア１３の作動位置（開
度）、ファン９の送風量等がある。先ず、内外気モード
は、外気温センサ４６が検出した外気温度が上記ステッ
プＳ２００にて算出されたＴＡＯより高い場合には、空
調ケース２内に外気を導入する外気モードとする。一
方、外気温センサ４６が検出した外気温度が、上記ステ
ップＳ２００にて算出されたＴＡＯより低い場合には、
空調ケース２内に外気を導入する内気モードとする。

【００３５】次に上記冷房運転モードと暖房運転モード
は、上記ステップＳ２００にて算出されたＴＡＯが、空
調ケース２内に吸い込まれる空気の温度（ＴＩＮ、つま
り内外気モードが外気モードであるならば外気温度、内
外気モードが内気モードであるならば内気温度）より高
いときは、暖房運転モードとする。この暖房運転モード
では、電磁弁２６を開、電磁弁２３を閉とし、電動ポン
プ５６を駆動する。これにより、冷媒の流れは、冷媒圧
縮機２１→水冷媒熱交換器４０→暖房用減圧装置２４→
室外熱交換器２２→電磁弁２８→アキュムレータ２５→
圧縮機２１の順となる。従って、冷媒圧縮機２１にて高
温高圧に圧縮された高温ガス冷媒が水冷媒熱交換器４０
を通過するので、冷媒の熱が温水回路５０内の温水に伝
わり、温水が加熱される。

【００３６】そして、この際、上記エアミックスドア１
３の開度は、上述したように冷房用熱交換器１０を通過
した空気が全て暖房用熱交換器１２を通過する開度とな
る。さらに、暖房運転モードでは、電動ポンプ５６が駆
動されることで、暖房用熱交換器１２に温水が循環す
る。一方、上記ステップＳ２００にて算出されたＴＡＯ
が、空調ケース２内に吸い込まれる空気の温度（Ｔｉ
ｎ）より低いときは、冷房運転モードとする。そして、
冷房運転モードでは、電磁弁２６を閉、電磁弁２３を開
とする。これにより、冷媒の流れは、圧縮機２１→室外
熱交換器２２→冷房用減圧装置２３→冷房用室内熱交換
器１１→アキュムレータ２５→圧縮機２１の順となる。

【００３７】そして、この際、電動ポンプ５６は停止し
ており、上述したように上記エアミックスドア１３の開
度は冷房用熱交換器１０を通過した空気が全て暖房用熱
交換器１２をバイパスする開度となる。また、上記ファ
ン９の送風量は、冷房運転モードおよび冷房運転モード
においては上記ＴＡＯと吸込温度（Ｔｉｎ）との差（絶
対値）が大きくなるほど、多くなるように設定される。

【００３８】ここで、この暖房運転モードにおける冷媒
圧縮機２１の回転数の制御内容を図３に基づいて簡単に
説明する。先ず、ステップＳ３１０にて、下記数式２に
より暖房用熱交換器１２を流れる温水の目標水温ＴＷＯ
を算出する。

【００３９】

【数２】ＴＷＯ＝（ＴＡＯ−ＴＩＮ）／φ＋ＴＩＮ ここで、φはファン９の送風量から算出される暖房用熱
交換器１２の温度効率であり、ＴＩＮは、上述の吸込空
気温度である。次にステップＳ３２０にて、上記目標水
温ＴＷＯと、温水温度センサ４４が検出した実際の水温
ＴＷとの偏差Ｄn を、下記数式３に基づいて算出する。

【００４０】

【数３】Ｄn ＝ＴＷＯ−ＴＷ ここで、本実施の形態では、上記したように、暖房運転
モード時には、エアミックスドア１３の位置が、ファン
９からの圧送空気の全てが暖房用室内熱交換器１２を通
過する位置に制御される。従って、温水温度センサ４４
が水温ＴＷを検出するということは、実際に車室内に吹
き出される空気温度に関連した物理量を検出することに
相当する。つまり、上記数式３から算出されるＤn は、
目標吹出温度ＴＥＯと、実際に車室内に吹き出される吹
出温度との偏差に相当する物理量とみなすことができ
る。

【００４１】そして、次のステップ３３０にて、下記数
式４に基づいて偏差変化率Ｄdot を算出する。

【００４２】

【数４】Ｄdot ＝Ｄn −Ｄn-1 ここで、上記Ｄn は４秒毎に更新されるため、Ｄn-1 は
Ｄn に対して４秒前の値となる。次にステップ３４０に
て、ＲＯＭに記憶された図示しないメンバーシップ関数
およびルールに基づいて、上記ステップ３１０、３２０
で算出したＤn およびＤdot における目標増減回転数Δ
ｆ(rpm) を算出する。

【００４３】続いて、ステップＳ３５０にて冷媒圧縮機
２１の目標回転数ｆn を以下の数式４にて算出する。

【００４４】

【数５】 ｆn ＝ｆn-1 ＋Δｆ（ｆn-1 は４秒前の目標回転数） そして、冷媒圧縮機２１の回転数Ｎｅは、回転数センサ
４３が検出する実際の回転数Ｎｅ、上記目標回転数ｆｎ
となるように制御装置４０にて制御される。また、冷房
運転モードでは詳しく説明しないが、制御装置４０は、
通過後空気温度センサ４１の検出温（または吹出温度セ
ンサ１１８の検出温）が、上記ＴＡＯとなるように、冷
媒圧縮機２１の目標回転数を算出し、冷媒圧縮機２１の
回転数は、回転数センサ４２が検出する実際の回転数Ｎ
ｅが、上記目標回転数となるように制御される。

【００４５】また、上記ファン９の送風量は、冷房運転
モードおよび冷房運転モードにおいては上記ＴＡＯと吸
込温度（Ｔｉｎ）との差（絶対値）が大きくなるほど、
多くなるように設定される。次に、ステップＳ４００で
は、本発明の要部である冷媒圧縮機２１の異常振動防止
判定を行う。この冷媒圧縮機２１の異常振動は、上記
「課題を解決するための手段」にて述べたような理由で
発生するものであり、本実施形態のように、中間熱媒体
（温水）の温度を冷媒圧縮機２１の回転数にて制御する
ものに問題が発生する。

【００４６】上記上記冷媒圧縮機２１の異常振動が起こ
る空調過程は、図３中Ｂ線で示すようなときである。つ
まり、上記暖房運転モードにおいて特に上記温度設定器
５１ｂの設定温度を急激に下げると、上記ＴＡＯも低く
なる。従って、冷媒圧縮機２１の目標回転数ｆn も格段
に小さくなり、冷媒圧縮機２１の実際の回転数Ｎｅも小
さくなる。これにより、上記異常振動が発生する。

【００４７】そこで、ステップＳ４００では、以下のよ
うに冷媒圧縮機２１の異常振動を防止する。なお、ステ
ップＳ４００は、上記冷凍サイクル２０が上記暖房運転
モードのときに実行されるようになっている。本実施形
態では、図３に示すように制御装置４０のＲＯＭ内に
は、回転数センサ４２が検出する実際の冷媒圧縮機２１
の回転数Ｎｅが低回転数の状態のときに、この回転数Ｎ
ｅに応じて冷媒圧縮機２１を運転（作動）させる作動可
能域もしくは冷媒圧縮機２１を停止させる停止域かを決
定する所定圧力Ｐｔが予め設定されている。

【００４８】ここで、本実施形態では、冷房運転モード
および暖房運転モードにおいて上述した冷媒圧縮機２１
の使用回転範囲は、５００〜９０００ｒｐｍとなってい
る。つまり、上述したように冷媒圧縮機２１を作動させ
て冷凍サイクル２０の凝縮熱によって暖房運転モードを
行うときには、冷媒圧縮機２１の回転数が上記第１所定
値より低いとほとんど暖房感が得られる凝縮熱は発生し
ないからである。

【００４９】従って、上記所定圧力Ｐｔ、冷媒圧縮機２
１の実際の回転数Ｎｅが５００ｒｐｍ（第１所定値）よ
り大きいときには、この回転数Ｎｅの増加に伴って高く
なるようになっている。また、上記所定圧力Ｐｔは、冷
媒圧縮機２１の実際の回転数Ｎｅが５００ｒｐｍより低
いときには、一定となるように設定されている。ここ
で、暖房運転モードにおいて、通常、冷媒圧縮機２１の
回転数Ｎｅが高くなるほど、高圧センサ４３が検出する
高圧圧力Ｐも高くなる。そして、上述したように温水の
ヒートマスによって温水の温度の低下が少ないときに
は、図３中Ｂ線で示すように上記温水の温度の影響を受
けて高圧圧力Ｐの低下が鈍くなる。

【００５０】従って、圧縮機２１の回転数Ｎｅに対して
この温水温度の影響を受けて高圧圧力が高いときには、
冷媒圧縮機２１が低回転高トルクの負荷状態なって、冷
媒圧縮機２１が異常振動を起こすと考えられる。そこ
で、上記高圧センサ４３が検出する高圧圧力Ｐが、上記
所定圧力Ｐｓより高いときには冷媒圧縮機２１を停止さ
せ、上記高圧センサ４３が検出する高圧圧力Ｐが、上記
所定圧力Ｐｓより低いときには冷媒圧縮機２１を作動さ
せる。

【００５１】これにより、冷媒圧縮機２１が低回転で高
トルクの負荷状態となることが無く、冷媒圧縮機２１の
異常振動を防止できる。また、このように冷媒圧縮機２
１を停止させるときには、上記ファン９の制御状態は、
冷媒圧縮機２１を停止される直前の状態を維持する。こ
れにより、冷媒圧縮機２１の停止中に車室内を暖房でき
る。また、この後、冷媒圧縮機２１は、停止後の実際の
高圧圧力Ｐが、停止されたときにおける所定圧力Ｐｔよ
り小さくなると自動的に再起動されて、車室内の暖房が
行われる。

【００５２】ところで、本実施形態では、上述したよう
に冷房運転モードおよび暖房運転モードにおいて上述し
た冷媒圧縮機２１の使用回転範囲は、５００〜９０００
ｒｐｍで、５００ｒｐｍより低い回転数は、冷媒圧縮機
２１の起動時と停止時にしか起こらない。そして、例え
ば、冷媒圧縮機１２の回転数Ｎｅが５００ｒｐｍより低
いときに、上記境界高圧圧力を回転数Ｎｅが５００ｒｐ
ｍより高いときと同様に、回転数Ｎｅが高くなるほど小
さくしたとする。そして、この際冷媒圧縮機２１を起動
すると、上記異常振動が起こらないときでも、高圧圧力
Ｐが所定圧力Ｐｓを越えてしまうということが発生する
可能性があり、この場合は冷媒圧縮機２１を起動したの
に係わらず直ぐさま停止してしまうという問題がある。

【００５３】そこで、本実施形態では、上述したように
所定圧力Ｐｔを、冷媒圧縮機２１の実際の回転数Ｎｅが
５００ｒｐｍより低いときには一定とすることで、上記
問題が発生することを未然に防止できる。また、さらに
本実施形態では、上記所定圧力Ｐｔは、図３に示すよう
に外気センサ４５の検出値（外気温度）が高くなるほ
ど、高めに設定されるようになっている。つまり、高圧
圧力Ｐは、外気温度の温度影響を受けて外気温が高くな
るほど、高くなる。従って、本実施形態では、外気温度
が高くなるほど、所定圧力Ｐｓを高く設定したので、外
気温度の影響を受けずに確実に冷媒圧縮機２１の異常振
動を防止できる。

【００５４】なお、図３中Ａで示す圧力は、冷凍サイク
ル２０を設計する際の限界高圧圧力Ａである。そして、
この限界高圧圧力Ａより高圧圧力Ｐが高くなると冷媒圧
縮機２１が停止されるようになっている。そして、この
後このＡ線より高圧圧力Ｐが低くなると自動的に冷媒圧
縮機２１が再起動される。また、上記所定圧力Ｐｓは、
当然ながら上記限界圧力Ｐより低い値に設定されてい
る。

【００５５】（第２実施形態）上記第１実施形態では、
回転数センサ４２が検出する実際の冷媒圧縮機２１の回
転数Ｎｅに応じて、冷媒圧縮機２１を運転（作動）させ
る作動可能域もしくは冷媒圧縮機２１を停止させる停止
域かを決定する所定圧力Ｐｔを設定した。しかしなが
ら、本実施形態では図４の特性図から分かるように冷媒
圧縮機２１の回転数が低回転で、この回転数Ｎｅが、高
圧圧力Ｐに応じて予め設定された所定回転数Ｎｅｏより
低いときに、冷媒圧縮機２１を停止させ、回転数Ｎｅ
が、高圧圧力Ｐに応じて予め設定された所定回転数Ｎｅ
ｏより高いときに冷媒圧縮機２１を作動させるようにし
ても良い。

【００５６】そして、所定回転数Ｎｅｏを、図４に示す
ように高圧圧力Ｐが高くなるほど高く設定し、車室外の
温度が高くなるほど、低めに設定する。これにより、本
実施形態でも上記第１実施形態と全く同様の効果が得ら
れる。 （変形例）上記各実施形態において、温水回路５０に電
気ヒータ等の加熱源を設置し、さらに暖房能力を向上さ
せるようにしても良い。

【００５７】また、上記各実施形態では、上記温水回路
５０は、車室内を暖房するために専用に設けられたもの
であってが、例えば走行用の電動モータや、電気素子を
冷却する冷却回路に暖房用熱交換器１２を設置するよう
にしても良い。また、本発明は、冷媒の流れを逆転させ
るようにヒートポンプ式の冷凍サイクルにも適用でき
る。例えば、凝縮器の凝縮熱を温水に伝えるようなもの
でも良い。

【００５８】また、上記各実施形態では冷媒圧縮機２１
の実際の回転数Ｎｅに基づいて、冷媒圧縮機２１を作動
または停止させたが、上記目標回転数ｆn を用いても良
い。また、上記実施形態では、暖房用熱交換器２１の熱
源流体を温水としたが、どのようなものであっても良
い。また、本発明は、車両用の空調装置に限定されるの
でなく、家庭用、業務用等の空調装置に適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における空調装置の全体構成
図である。

【図２】上記実施形態における空調装置の制御内容を示
すフローチャートである。

【図３】上記実施形態における目標回転数ｆn の算出過
程を表すフローチャートである。

【図４】上記実施形態における冷媒圧縮機２１の回転数
Ｎｅと、所定圧力Ｐｔとの関係を表す図である。

【符号の説明】

２…空調ケース、６…インバータ、１２…暖房用熱交換
器、２０…冷凍サイクル、２１…冷媒圧縮機、２２…室
外熱交換器、２４…暖房用減圧装置、４０…制御装置。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内に空気を導く空気通路（２）と、
   この空気通路（２）内に設けられた暖房用熱交換器（１
   ２）内に熱源液体を供給する熱源回路（５０）と、 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（２１）、この圧縮機
   （２１）にて吐出された高温ガス冷媒を凝縮させる凝縮
   器として機能するとともに、この高温ガス冷媒と前記熱
   源回路（５０）内の熱源液体とを熱交換させる熱交換器
   （６０）、この熱交換器（２２）を通過した冷媒を減圧
   する減圧手段（２４）、およびこの減圧手段（２４）に
   て減圧された冷媒を蒸発気化する蒸発器（１０）とを有
   する冷凍サイクル（２０）と有し、 前記圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）を可変制御するこ
   とで、前記熱源液体の温度を可変制御する圧縮機制御手
   段（６、４０）を有する空調装置であって、 前記圧縮機制御手段（６、４０）は、 前記圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）が低回転数の状態
   のときに、前記冷凍サイクルの高圧圧力（Ｐ）が、この
   回転数（Ｎｅ）に応じて予め設定された所定圧力（Ｐ
   ｃ）より高いとき、もしくは前記圧縮機（２１）の回転
   数（Ｎｅ）が低回転の状態のときに、この回転数（Ｎ
   ｅ）が、前記高圧圧力（Ｐ）に応じて予め設定された所
   定回転数（Ｎｅｏ）より低いときに、前記圧縮機（２
   １）を停止させることを特徴とする空調装置。
2. 【請求項２】 前記所定圧力（Ｐｔ）は、前記回転数
   （Ｎｅ）が高くなるほど高く設定されていることを特徴
   とする請求項１記載の空調装置。
3. 【請求項３】 前記熱交換器（５０）は、室外に配置さ
   れており、 前記所定圧力（Ｐｔ）は、前記室外の温度が高くなるほ
   ど、高く設定されることを特徴とする請求項１または２
   記載の空調装置。
4. 【請求項４】 前記所定圧力（Ｐｔ）は、 前記圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）が第１所定値より
   高いときには、前記回転数（Ｎｅ）の増加に伴って高く
   なるように設定され、 前記所定圧力（Ｐｔ）は、 前記圧縮機（２１）の回転数（Ｎｅ）が前記第１所定値
   より低いときには、一定となるように設定されているこ
   とを特徴とする請求項２記載の空調装置。
5. 【請求項５】 前記所定回転数（Ｎｅｏ）は、前記高圧
   圧力（Ｐ）が高くなるほど高く設定されていることを特
   徴とする請求項１記載の空調装置。
6. 【請求項６】 前記熱交換器（５０）は、室外に配置さ
   れており、 前記所定回転数（Ｎｅｏ）は、前記室外の温度が高くな
   るほど、低く設定されることを特徴とする請求項１また
   は５記載の空調装置。
7. 【請求項７】 前記圧縮機（２１）の回転数を検出する
   回転数検出手段（４１）と、 少なくとも空調空間の温度を検出する温度検出手段（４
   ５）と、前記空調空間の設定温度を設定する温度設定手
   段（５１ｂ）とを有し、前記空調空間に影響を与える環
   境因子を検出する環境因子検出手段（４１〜４７、５
   １）と、 前記環境因子検出手段（４１〜４７、５１ｂ）にて検出
   された前記環境因子に基づいて前記圧縮機（２１）の目
   標回転数（ｆn ）を算出する目標回転数算出手段（３５
   ０）とを有し、 前記圧縮機制御手段（６、４０）は、 前記回転数検出手段（４１）が検出する前記回転数（ｆ
   ｅ）が、前記目標回転数算出手段（３５０）が算出した
   前記目標回転数（ｆn ）となるように前記圧縮機（２
   １）を制御するように構成されていることを特徴とする
   請求項１ないし６いずれか１つに記載の空調装置。
8. 【請求項８】 前記冷凍サイクル（２０）には、前記所
   定圧力（Ｐｔ）より高い限界高圧圧力（Ａ）が設定され
   ており、 前記圧縮機制御手段（６、４０）は、 前記高圧圧力（Ｐ）が前記限界高圧圧力（Ａ）より高く
   なると、前記圧縮機（２）を停止させるように構成され
   ていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１つ
   に記載の空調装置。