(57)【要約】【課題】低騒音、省電力で充分な予熱運転を可能とする車両用空調装置を提供することを目的としたものである。【解決手段】インバータ装置は交流電流を電動機へ出力せず、圧縮機に搭載されたインバータ装置の発熱により圧縮機が加熱される。上記構成によって、電動機へは通電されない（交流電流を電動機に供給しない）ため騒音は発生しない。直流電源の消費電力は、圧縮機を加熱するインバータ装置の発熱のみである。もって、低騒音、省電力で充分な予熱運転が可能な車両用空調装置が得られる。【選択図】図７
2004271167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と該電動機により駆動される圧縮機構を具備した圧縮機と、直流電源と、前記直流電源からの直流電圧をスイッチングすることにより交流電流を前記電動機へ出力するインバータ装置とを備え、前記インバータ装置は前記圧縮機と熱伝達可能に配置され、前記圧縮機が停止している場合において、前記インバータ装置の発熱により前記圧縮機を加熱することを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記インバータ装置により、前記圧縮機の吸入側を加熱するようにしたことを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記インバータ装置により前記圧縮機が回転駆動しない程度に前記電動機に通電して該電動機を発熱させ、該電動機の発熱および前記インバータ装置の発熱により前記圧縮機を加熱することを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記インバータ装置は、前記電動機の回転軸方向において、圧縮機構に対して該電動機と離れた位置関係に配置されていることを特徴とする請求項３記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記インバータ装置の発熱は、前記圧縮機の下部に伝達されることを特徴とする請求項１乃至４記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記圧縮機として低圧型圧縮機を用いたことを特徴とする請求項１乃至５記載の空気調和装置。
【請求項７】
空気調和装置を車両用としたことを特徴とする請求項１乃至６記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温時において圧縮機を加熱し、暖房立上り時間の短縮化、圧縮機の保護等を可能にするインバータ装置を備えた空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動圧縮機を搭載した従来の車両用空調装置について説明する。
【０００３】
図１０において、２６は室内送風ファン、２７は空気導入口、１２は送風ダクト、１３は室内熱交換器、１４は空気吹き出し口、１５は絞り装置、１６は室外熱交換器、１７は室外送風ファン、１８は冷媒の流れを切替えて冷房と暖房を選択するための四方切替弁、１９はモータ（図示せず）を内蔵し、該モータで駆動される電動圧縮機、２０は前記モータを運転するインバータ装置、２１は室内送風ファン２６・インバータ装置２０・四方切替弁１８・室外送風ファン１７などを制御するエアコンコントローラ、２２は室内送風ファン２６のＯＮ／ＯＦＦ・強弱（風量）を設定する室内送風ファンスイッチ、２３は冷房・暖房・ＯＦＦを選択するエアコンスイッチ、２４は温度調節スイッチ、２５は車両コントローラ（図示せず）との通信を行うための通信装置をそれぞれ示している。
【０００４】
上記構成において、例えば、室内送風ファンスイッチ２２で送風ＯＮ・弱とされ、エアコンスイッチ２３により冷房が指示されると、エアコンコントローラ２１は、四方切替弁１８を同図の実線状態（位置）に設定し、室内熱交換器１３を蒸発器、室外熱交換器１６を凝縮器として作用させ、室外送風ファン１７をＯＮし、室内送風ファン２６を弱に設定し、運転する。
【０００５】
また、温度調節スイッチ２４に従い、インバータ装置２０を用いて電動圧縮機１９の回転数を可変することにより、該電動圧縮機１９の能力を調節し、室内熱交換器１３の温度を調節する。
【０００６】
また、前記エアコンスイッチ２３により冷房もしくは暖房がＯＦＦとされると、電動圧縮機１９・室外送風ファン１７はＯＦＦとなる。また、冷房もしくは暖房がＯＮにおいて、室内送風ファンスイッチ２２がＯＦＦとされると、室内送風ファン２６はＯＦＦとされ、電動圧縮機１９・室外送風ファン１７も冷凍サイクル保護のためにＯＦＦとされる。
【０００７】
一方、車両コントローラ（図示せず）からの、走行性能優先・電力節減・バッテリ保護等の理由により冷房もしくは暖房をＯＦＦとする指令が、通信装置２５経由で受信されると、エアコンコントローラ２１はエアコンスイッチ２３による冷房もしくは暖房ＯＦＦと同様の処置をする。
【０００８】
図１１に、電動圧縮機の一例として、ＤＣブラシレスモータを備えた電動圧縮機１９を示す。
【０００９】
同図において、電動圧縮機１９は、金属製筐体３２の中に圧縮機構部２８、モータ３１等が設置された構造である。そして、冷媒は、吸入口３３から吸入され、圧縮機構部２８（この例ではスクロール）がモータ３１で駆動されることにより圧縮され、この圧縮された冷媒は、モータ３１を通過し吐出口３４より吐出される。
【００１０】
金属製筐体３２の内部でモータ３１の巻き線４に接続されているターミナル３９は、例えば図１０のインバータ装置２０に接続される。
【００１１】
さらに、図１２に電動圧縮機駆動用電気回路図例を示す。
【００１２】
同図において、１はバッテリ、２はインバータ動作用スイッチング素子、３はインバータ動作用ダイオード、４はモータの固定子巻線、５はモータの磁石回転子、６は電源電流を検出し消費電力算出・スイッチング素子保護等を行うための電流センサ、４１はインバータ動作による電流を平滑するコンデンサ、４９はコンデンサ４１を充電する充電抵抗、４３はコンデンサ４１の充電完了後に閉とされ、インバータ出力部４０に電力を供給するリレー、４４はバッテリ１が逆極性に接続された時に回路を保護するための逆接続対策ダイオード、１０はコンデンサ４１の電圧を検出する電圧検出器、１１は磁石回転子５の位置を検出する位置検出回路、７は、位置検出回路１１、電流センサ６、電圧検出器１０、エアコンコントローラ２１等からの信号に基づいて、リレー４３およびスイッチング素子２を制御する制御回路である。３７はインバータ回路部、４０はインバータ出力部である。
【００１３】
なお、図に示していないが、同図の回路構成には、バッテリ１の電圧を変換し、制御回路７等へ電力供給するためのスイッチング電源も備えられている。
【００１４】
このような空調装置を低温時に暖房運転を始動する場合、冷媒が圧縮機内の潤滑油中に溶込んでいるため、圧縮機が駆動されても冷媒循環量がなかなか増加せず、暖房立上り時間が長くなつたり、潤滑作用が阻害され圧縮機構部等に悪影響を与えることがある。
【００１５】
そのため、圧縮機を駆動する電動機に、電動機が追従できない、通常運転時より高い周波数の交流電圧を電動機に供給することにより、電動機を発熱させ、圧縮機を加熱すること（以降、予熱運転と言う）が行われている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平４−２８５９号公報（第１頁、第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記従来の構成においては、通常運転時より高周波数の交流電圧を電動機に供給することにより、電動機を発熱させ圧縮機を加熱するものであるが、次のような課題を有している。
【００１７】
すなわち、電動機の発熱は、固定子巻線に存在する小さな抵抗成分の電力消費によるため、充分な発熱をさせるためには、大きな電流を流す必要がある。しかし、固定子巻線には大きなインダクタンス成分が存在しているため、大きな電流を流すためには固定子巻線に長い時間通電する必要がある（電流をｉ、印加電圧をＶ、インダクタンスをＬとすると、Ｖ＝Ｌｄ・ｉ／ｄｔで表されるのでＶ∫ｄｔ＝Ｌ∫ｄｉとなり、電圧印加時間が長い程、電流は大きくなる）。
【００１８】
ところで、長い時間通電しようとすると、電動機に供給する交流電圧の周波数を高くできない。よって、高い周波数の交流電圧を電動機に供給すると、充分な電流が流れず、充分な加熱ができなくなる。一方、周波数の低い交流電圧を電動機に供給すると、充分な電流が流れ、充分な加熱はできるが、周波数が可聴域となり騒音を生じてしまうといった問題が発生する。
【００１９】
また、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車では走行エネルギー源が電気（バッテリー）であるので、車両性能を確保するために、予熱運転等の空調機能で使用する電力は小さく（省電力）する必要がある。
【００２０】
つまり、従来の電動機を発熱させる方法においては、交流電圧を電動機に供給するために、インバータ装置のインバータ動作の電力ロスにより、インバータ装置も発熱していたが、この発熱は、圧縮機の加熱に使用されていない。したがって、直流電源の消費電力は、電動機の発熱とインバータ装置の発熱の両方であるため、圧縮機を加熱する目的に対して過剰な電力を要していた。
【００２１】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、低騒音、省電力で充分な予熱運転を可能とする車両用空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために本発明は、圧縮機構を駆動する電動機への通電制御を行う前記インバータ装置を、圧縮機と熱伝達可能に配置し、前記圧縮機が停止している場合において、前記インバータ装置の発熱により前記圧縮機を加熱するようにしたものである。
【００２３】
かかる構成によって、電動機へは交流電流を供給しない状態にあるため、騒音（電磁音）は発生しない。
【００２４】
また、本発明は、前記インバータ装置により、前記圧縮機の吸入側を加熱するようにしたものである。
【００２５】
かかる構成とすることにより、吸入配管から液冷媒が圧縮機の吸入口へ入り込むことを防止することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、インバータ装置を、前記圧縮機と熱伝達可能に配置し、前記圧縮機が停止している場合において、前記インバータ装置により、前記圧縮機が回転駆動しない程度に前記電動機に通電して該電動機を発熱させ、該電動機の発熱および前記インバータ装置の発熱により前記圧縮機を加熱するものである。
【００２７】
かかる構成とすることにより、熱源数が増加し、熱源容量の拡大がはかれる。
【００２８】
また、本発明は、前記インバータ装置を、前記電動機の回転軸方向において、該電動機と離れた位置関係に配置したものである。もって、前記電動機による発熱およびインバータ装置の発熱により、前記圧縮機の吸入側と吐出側を加熱するものである。
【００２９】
また、本発明は、前記インバータ装置を、前記圧縮機の底部に熱伝導可能に取り付けたものである。
【００３０】
かかる構成とすることにより、圧縮機の底部に滞留する潤滑油等を効率よく、早く温めることができる。
【００３１】
さらに、本発明は、前記圧縮機として、圧縮機内部空間が低圧領域として占めている低圧型圧縮機を用いたものである。
【００３２】
かかる構成とすることにより、圧縮機内部に滞留する吸入の対象となる冷媒等を温めることができる。
【００３３】
また、本発明は、空気調和装置を車両用としたもので、車両の限られたスペースへの据付が可能な構成である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、インバータ装置を圧縮機と熱伝達可能に配置し、前記インバータ装置の発熱により運転停止中にある前記圧縮機を加熱するため、電動機へは交流電流を供給しない状態にあり、結果、耳障りな騒音（電磁音）が発生せず、静寂な制御である。さらに、インバータ装置の発熱により圧縮機を加熱するものであるので、直流電源の消費電力は、インバータ装置の発熱分にかかり、従来の方法に比べて省電力となる。
【００３５】
したがって、直流電源の消費電力が、従来の方法と同一であれば、すべてを圧縮機の加熱用途に用いられるので充分な予熱を行うことができる。
【００３６】
また、本発明は、前記インバータ装置により、前記圧縮機の吸入側を加熱することにより、吸入配管から液冷媒が圧縮機の吸入口へ入り込むことを防止でき、液圧縮による圧縮機の破損が防止できる。
【００３７】
さらに、本発明は、前記インバータ装置により、前記圧縮機が回転駆動しない程度に電動機に通電して該電動機を発熱させ、該電動機の発熱および前記インバータ装置の発熱により前記圧縮機を加熱することにより、熱源数の増加あるいは熱源箇所の増加がはかれ、圧縮機の吸入側あるいは吐出側を効果的に加熱でき、特に、吸入側を温める構成は、吸入配管が電動機から遠い位置にある高圧型圧縮機においては、従来の電動機による加熱に比較し、効果的に低電力で液圧縮を防止できる。また、熱源箇所の増加は、前記インバータ装置と電動機を離れた位置に配置でき、吸入側と吐出側の双方を加熱することができる。
【００３８】
その結果、吸入配管側と吐出配管側の双方から冷媒の圧縮機内の潤滑油中への溶込みを効果的に防止できる。また、電動機の発熱とインバータ装置の発熱の両方を使用するので、従来と同一の直流電源の消費電力であると、インバータ装置の発熱の分が圧縮機への加熱量として多くなる。つまり、従来と比較して、電動機に供給する交流電圧の周波数を高くできる（電流を減らし電動機の発熱を減らすことができ）。これにより、電流が減り直流電源の消費電力が低減する。また周波数が不可聴域に近づき低騒音化がはかれ、もって、低騒音、省電力で充分な予熱運転が可能な空調装置が得られる。
【００３９】
また、前記インバータ装置の発熱を、前記圧縮機の下部あるいは底部に伝達することにより、圧縮機底部に滞留する潤滑油等を早く温めることができ、冷媒の圧縮機内の潤滑油中への溶込みを効果的に防止できる。
【００４０】
さらに、本発明は、前記圧縮機として、圧縮機内部空間が低圧領域として占めている低圧型圧縮機を用いたものである。
【００４１】
かかる構成とすることにより、圧縮機内部に滞留する吸入の対象となる冷媒等を温めることができる。特に、この構成によれば、圧縮機の停止中は、圧縮機をインバータ装置からの伝熱に加え上昇熱気で効果的に加熱でき、また、圧縮機の作動中においては、インバータ装置は圧縮機への伝熱に加え圧縮機内部の低圧（低温）冷媒による下降冷気で効果的に冷却される。
【００４２】
また、本発明は、空気調和装置を車両用としたもので、車両の限られたスペースへの据付が可能な構成である。しかも、この構成によれば、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車等において、予熱運転での電力を小さくし、車両性能を確保することができばかりでなく、予熱運転騒音が小さく、環境に配慮できる。また、早い暖房立上りにより快適な車両空調が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明の実施の形
態によって本発明が限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
図１に、本発明における実施の形態１の電気回路図を示す。従来の電動圧縮機駆動用電気回路図である図１２に比較して、モータ温度検出用温度センサ８、インバータ温度検出用温度センサ９が追加されている。基本的な動作内容は従来と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
図２に、電動圧縮機１９の図中左側にインバータ装置２０を、熱伝導可能な如く密着させて取り付けた図を示す。電動圧縮機１９の作動は従来と同様であり、説明を省略する。前記インバータ装置２０は、電動圧縮機１９に取り付けられるように、熱伝導性材料からなるケース３０内にユニット状態でまとめて収納されている。したがって、発熱源となるインバータ回路部３７は、ケース３０を介して電動圧縮機１９の金属製筐体３２に熱を伝えるようにしている。
【００４６】
ここで、電動圧縮機１９の内部でモータ３１の巻き線に接続されているターミナル３９は、インバータ装置２０のインバータ回路部３７の出力部に接続される。接続線３６には、バッテリー１への電源線とエアコンコントローラ２１への制御用信号線等がある。
【００４７】
上記構成において、予熱運転は次のように行われる。予熱運転指令がエアコンコントローラ２１より制御回路７へ送信されることにより、制御回路７は、通常運転時閉となっているリレー４３を開にする。その結果、インバータ出力部４０を駆動し、モータ３１にてコンデンサ４１のエネルギーを消費させ、コンデンサ４１を放電する。ここで、インバータ出力部４０のスイッチング素子２の内、上アームＵ，Ｖ，Ｗ、下上アームＸ，Ｙ，Ｚの上下対になるもののみをＯＮさせる。
【００４８】
例えば、ＵとＸをＯＮさせると、これにより、充電抵抗４９には、バッテリ１の電圧が印加され発熱する。その結果、電動圧縮機１９を加熱し、充電抵抗４９の抵抗値を１ｋΩ、バッテリ１の電圧を２００Ｖとすると４０Ｗの熱が得られる。加熱量は、充電抵抗４９の抵抗値を変えることで変更できる。
【００４９】
同様に、電動圧縮機１９の予熱運転は、ＵとＹをＯＮさせ、巻線Ｕ、Ｖを発熱させても良い。
【００５０】
また、充電抵抗４９への通電をＯＮ／ＯＦＦで調節することにより、モータ温度検出用温度センサ８、インバータ温度検出用温度センサ９により得られるモータ温度、インバータ温度を制御しても良い。これにより、必要最小限の消費電力に抑制できる。
【００５１】
さらに、上記通電制御を行うことにより、逆接続対策ダイオード４４、インバータ出力部４０のスイッチング素子２にも電流が流れ、発熱する。この逆接続対策ダイオード４４、インバータ出力部４０の発熱も、電動圧縮機１９の予熱に利用できる。
【００５２】
具体的には、前記充電抵抗４９の熱は、図３（ａ）に示すように、伝熱器５０に密着固定し、伝熱器５０を介して電動圧縮機１９を加熱する。同じく、図３（ａ）に示すように、逆接続対策ダイオード４４、インバータ出力部４０の放熱面を例えば放熱プレートあるいは熱伝導性金属塊等を主体とする構成からなる伝熱器５０に密着固定し、伝熱器５０を介して電動圧縮機１９の加熱に用いることができる。図３（ｂ）に逆接続対策ダイオード４４の形状例を示す。接続リードは、回路基板２９に接続するために折り曲げられている。
【００５３】
なお、図２に示したインバータ装置２０を電動圧縮機１９の下側に密着させて取り付けると、インバータ装置２０の熱を効率良く電動圧縮機１９に伝えることができる。
【００５４】
上記構成並びに制御によれば、インバータ装置２０を発熱させるために付加回路は不要であり、予熱運転のための制御ソフトも、上下アーム一対をＯＮするのみであり簡単にできる。さらに、電動圧縮機１９へは通電しないので、電磁音等の騒音は発生しない。
【００５５】
そして、直流電源の消費電力は、充電抵抗４９（逆接続対策ダイオード４４）の発熱のみであるので、電動圧縮機１９を加熱する以外の電力は消費されず、消費電力も抑制できる。
【００５６】
（実施の形態２）
図４に、本発明における実施の形態２の電気回路図を示す。図１と比較して、充電抵抗４９に代わり定電流充電回路４２が用いられている。
【００５７】
図中、４５はベース抵抗、４６はトランジスタ、４７はツェナーダイオード、４８はエミッタ抵抗である。例として、ツェナーダイオード４７のツェナー電圧を１２Ｖ、トランジスタ４６のベースエミッタ電圧を２Ｖ、エミッタ抵抗４８を５０Ωとする。
【００５８】
上記条件により、エミッタ抵抗４８の電圧は、ツェナーダイオード４７のツェナー電圧１２Ｖからトランジスタ４６のベースエミッタ電圧２Ｖを引いた電圧１０Ｖであるので、定電流値はこの１０Ｖをエミッタ抵抗４８の５０Ωで除した０．２Ａとなる。よって、コンデンサ４１は、定電流値０．２Ａで充電される。
【００５９】
予熱運転は、図１の場合と同様の手順で行われる。すなわち、上下アーム一対をＯＮすることにより、図５（ａ）に示す回路接続となる（上下アーム一対のスイッチング素子２は省略している）。
【００６０】
ここで、トランジスタ４６、エミッタ抵抗４８、逆接続対策ダイオード４４、上下アーム一対のスイッチング素子２には、定電流値０．２Ａが流れ続ける。バッテリ１の電圧を２００Ｖとすると、これらの消費電力は４０Ｗとなる。エミッタ抵抗４８の電圧は１０Ｖ、逆接続対策ダイオード４４の電圧は２Ｖ程度、上下アーム一対のスイッチング素子２の電圧はそれぞれ２Ｖ程度なので、トランジスタ４６の電圧は１８４Ｖで消費電力は３６．８Ｗとなり、前記トランジスタ４６の消費電力（発熱）が上記４０Ｗの殆どを占める。
【００６１】
この発熱は、前記逆接続対策ダイオード４４と同様に、図３（ａ）に示す如く、トランジスタ４６の放熱面を伝熱器５０に密着固定し、伝熱器５０を介して電動圧縮機１９の加熱に用いることができる。
【００６２】
また、上下アーム一対のスイッチング素子２の消費電力は０．８Ｗであり、この発熱は、図３（ａ）に示す如く、インバータ出力部４０の放熱面を伝熱器５０に密着固定し、伝熱器５０を介して電動圧縮機１９の加熱に用いることができる。
【００６３】
さらに、図１と同様に、定電流充電回路４２への通電をＯＮ／ＯＦＦで調節することにより、必要最小限の消費電力に抑制できる。他の方法として、定電流値を調節しても良い。例として、ツェナーダイオード４７と直列にツェナーダイオードを追加し、両方のツェナーダイオーのツェナー電圧を６Ｖとする。
【００６４】
このままであれば、定電流値は０．２Ａであるが、一方のツェナーダイオードを開閉器（リレー、ホトカプラのホトトランジスタ等）で短絡すると、定電流値はツェナー電圧６
Ｖからトランジスタ４６のベースエミッタ電圧２Ｖを引いた電圧４Ｖをエミッタ抵抗４８の５０Ωで除した０．０８Ａとなる。
【００６５】
前記充電抵抗４９の場合、バッテリー１の電圧が変動した場合、充電抵抗４９の消費電力は、電圧の二乗に比例するので変動が大きい。一方、定電流充電回路４２の場合、電流が一定であるので、その電圧に比例する。よって、変動が小さいメリットがある。
【００６６】
充電回路としては、充電抵抗４９、定電流充電回路４２に限らず種々の電流制限回路が考えられる。
【００６７】
なお、上記の説明では、インバータ装置２０の発熱源となるインバータ回路部３７について、充電回路等を示したが、図６に示す昇圧回路５１、スイッチング電源５５それぞれの昇圧スイッチング素子５３、電源スイッチング素子５７を図３（ａ）・（ｂ）の如く使用できる。図６において、５２はコイル、５４はダイオード、５６はスイッチングトランスである。また、半導体で構成したリレー４３、ソフトスイッチング回路のスイッチング素子等も使用できる。
【００６８】
（実施の形態３）
図７は本発明における実施の形態３を示す。同図において、インバータ装置２０は電動圧縮機１９の右側に設置され、発熱源のインバータ回路部３７は電動圧縮機１９の吸入管３８を加熱する。
【００６９】
これにより、圧縮機構部２８の吸入側に液冷媒が入ることはないので、液圧縮による圧縮機構部２８の損傷を防止できる。インバータ装置２０は吸入管３８の下方に配置して予熱空気の上昇を利用し加熱効率を上げている。
【００７０】
従来のモータ３１により加熱する場合、モータ３１は圧縮機構部２８の吸入側から遠い位置にあるので効率が悪い。一方、この方法は吸入管３８を直接加熱するので効率が高く、もって消費電力を低減できる。
【００７１】
（実施の形態４）
図１、図４および図７により本発明における実施の形態４を説明する。実施の形態４においては、予熱運転は次のように行われる。
【００７２】
予熱運転指令がエアコンコントローラ２１より制御回路７へ送信されると、制御回路７は、通常運転時閉となっているリレー４３をそのまま閉にする。その結果、インバータ出力部４０を駆動しモータ３１に高周波の交流電圧を供給する。高周波は２０ｋＨｚ程度であり可聴域の端のため騒音は殆どない。
【００７３】
また、固定子巻線４の抵抗値は１Ω程度であり発熱させるために数Ａの電流を流す。このとき、スイッチング素子２にも、この電流が流れるので、スイッチング素子２もＯＮ電圧ロス、スイッチングロスにより発熱する。
【００７４】
図７において、インバータ回路部３７が吸入配管３８を、モータ３１で吐出側を加熱することになる。よって、吸入側、吐出側双方より冷媒の液化を効果的に防止できる。
【００７５】
このように、実施の形態４においては、インバータ回路部３７とモータ３１の両方の発熱を使用するので、従来のモータ３１の消費電力より小さく、周波数を高くできる。また、充分な予熱を行うことができる。
【００７６】
上述のように、周波数が高いと電流が小さく、周波数が低いと電流が大きい。また、固定子巻線４の抵抗の発熱は電流の二乗に比例し、スイッチング素子２の電圧ロス発熱は電流に比例する。スイッチングロスは、周波数が高いと電流は小さくなるが、スイッチング回数が増えるので大きく変わらない。これらを図８に示す。
【００７７】
加熱量の調節は、周波数の変更で行うことができる。実施の形態１における発熱源を併用しても良い。その結果、環境条件、空調装置の条件などに最適となるように、モータ温度検出用温度センサ８、インバータ温度検出用温度センサ９により得られるモータ温度、インバータ温度を適切に制御することができる。
【００７８】
また、別の予熱運転制御として次の方法がある。
【００７９】
予熱運転指令がエアコンコントローラ２１より制御回路７へ送信されると、制御回路７は、通常運転時閉となっているリレー４３を開にする。インバータ出力部４０を駆動し、モータ３１に高周波の交流電圧を供給する。このとき、コンデンサ４１の電圧が低下する。電圧検出器１０にて、この電圧を検出し、周波数を可変してコンデンサ４１の電圧を調節する。
【００８０】
図５（ｂ）に、この電気回路図を示す。これにより定電流充電回路４２（充電抵抗４９）も発熱させることができる。図８におけるインバータ及びモータの消費電力を低下させ、インバータの消費電力に充電回路の消費電力を加えることになる。よって、インバータとモータの消費電力バランスを調節できるようになる。
【００８１】
（実施の形態５）
図９は、本発明における実施の形態５を示す。同図において、インバータ装置２０は電動圧縮機１９の底部（下側）に設置され、発熱源のインバータ回路部３７は電動圧縮機１９を底面から加熱する。
【００８２】
これにより、電動圧縮機１９を伝熱に加え、上昇熱気で効果的に加熱できる。また、インバータ回路部３７を電動圧縮機１９の低圧側近くの下側に設置すれば、電動圧縮機１９が作動中においては、インバータ回路部３７は電動圧縮機１９の低圧側伝熱に加え、下降冷気で効果的に冷却され、また、電動圧縮機１９が停止中においては、インバータ回路部３７が電動圧縮機１９の低圧側を伝熱に加え、上昇熱気で効果的に加熱するので、圧縮機構部２８の吸入側に液冷媒が入ることはなく、液圧縮による圧縮機構部２８の損傷を防止できる。
【００８３】
（実施の形態６）
この実施の形態６は、図９における電動圧縮機１９を低圧型としたものである。つまり、冷媒は、図１１の高圧型の例とは逆に、図１１における吐出口３４の側から吸入され、モータ３１を通過して、モータ３１で駆動される圧縮機構部２８により圧縮され、圧縮された冷媒は、図１１における吸入口３３の側から吐出される。
【００８４】
従って、モータ３１を含め電動圧縮機１９の多くの部分が低圧側で、低温の冷媒中にさらされており、比較的低温になっている。よって、電動圧縮機１９が作動中においては、インバータ回路部３７は電動圧縮機１９の伝熱に加え下降冷気で効果的に冷却される。
【００８５】
また、電動圧縮機１９が停止中においては、インバータ回路部３７が電動圧縮機１９の低圧側を伝熱に加え、上昇熱気で効果的に加熱するので、圧縮機構部２８の吸入側に液冷媒が入ることはなく、液圧縮による圧縮機構部２８の損傷を防止できる。
【００８６】
なお、上記各実施の形態において、車両用空調装置としたが、直流電源としてのバッテリーに代わり、商用電源を整流する等、他にも応用可能である。前記走行エネルギー源としてのバッテリ省電力は、ハイブリッド電気自動車、燃料電池電気自動車においては省燃料と考えても良い。
【００８７】
また、予熱運転の開始は、エアコンコントローラ２１からの予熱運転指令により開始する方法に限らず、モータ温度検出用温度センサ、インバータ温度検出用温度センサからのモータ温度、インバータ温度によって圧縮機の低温状態が検出された時に開始するようにしても良い。また、コンデンサ４１の放電は、充電経路（充電抵抗４９、定電流充電回路４２）をＯＦＦにする手段を設け、スイッチング電源５５などの消費電流で放電させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１および実施の形態４における空気調和装置の電気回路図
【図２】本発明の実施の形態１におけるインバータ装置搭載電動圧縮機の一部を切欠いた正面図
【図３】（ａ）は同実施の形態１に用いるインバータ装置の斜視図（ｂ）は同実施の形態１に用いるインバータ装置の素子の斜視図
【図４】本発明の実施の形態２および実施の形態４における空気調和装置の電気回路図
【図５】（ａ）は実施の形態２における定電流回路の放熱作動回路図（ｂ）は実施の形態４における定電流回路の放熱作動回路図
【図６】同インバータ装置の補機回路図
【図７】本発明の実施の形態３および実施の形態４におけるインバータ装置搭載電動圧縮機の一部を切欠いた正面図
【図８】同モータとインバータ出力部の消費電力を示す特性図
【図９】本発明の実施の形態５を示すインバータ装置搭載電動圧縮機の一部を切欠いた正面図
【図１０】従来例を示す電動圧縮機を搭載した車両用空調装置の構成図
【図１１】従来例を示す電動圧縮機の一部を切欠いた正面図
【図１２】従来例を示す電動圧縮機駆動用電気回路図
【符号の説明】
【００８９】
１  バッテリ
２  スイッチング素子
３  ダイオード
４  固定子巻線
５  磁石回転子
１９  電動圧縮機
２０  インバータ装置
３０  インバータ装置の筐体
３１  モータ
３２  電動圧縮機の筐体
３３  吸入口
３４  吐出口
３７  インバータ回路部
３８  吸入配管                                                                
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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