(57)【要約】【課題】電動モータ６による駆動を開始した際に速やかに容量復帰させることのできるハイブリッドコンプレッサ及びその制御装置を提供する。【解決手段】電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始する際、容量制御弁４ａの電流を、まず、冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御値Ｓよりも容量を大きくする初期制御値ＳＳとすることにより斜板４１を早期に傾斜させる切っ掛けを作り、その後、冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御弁電流Ｓに制御する。これにより、電動モータ６による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰させることができる。【選択図】　　　　図７
2004044500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより前記斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサを冷凍サイクル（５）のコンプレッサ（４）として備え、そのコンプレッサ（４）をエンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成されたハイブリッドコンプレッサの制御装置において、
制御装置（１５）は、前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始する際、前記容量制御手段（４ａ）を、まず、前記冷凍サイクル（５）の状況から求まる容量とする制御値（Ｓ）よりも容量を大きくする初期制御値（ＳＳ）とすることにより前記斜板（４１）を早期に傾斜させる切っ掛けを作り、その後、前記制御値（Ｓ）に制御することを特徴とするハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項２】
圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより前記斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサを冷凍サイクル（５）のコンプレッサ（４）として備え、そのコンプレッサ（４）をエンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成されたハイブリッドコンプレッサの制御装置において、
制御装置（１５）は、前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始する際、前記電動モータ（６）を、まず、所定回転数（Ｒ）よりも回転数を高くした初期回転数（ＳＲ）で駆動を開始することにより前記斜板（４１）を早期に傾斜させる切っ掛けを作り、その後、前記所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とするハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項３】
前記冷凍サイクル（５）の高圧側冷媒圧力を検知する冷媒圧力検知手段（２６）を備え、その冷媒圧力検知手段（２６）で検知される高圧側冷媒圧力に応じて前記初期制御値（ＳＳ）もしくは前記初期回転数（ＳＲ）を可変することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項４】
前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始した後、所定時間（Ｔ１）の経過をもって、前記初期制御値（ＳＳ）を前記制御値（Ｓ）とする、もしくは前記初期回転数（ＳＲ）を前記所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項５】
前記電動モータ（６）の回転数を検知する回転数検知手段（２７）を備えると共に、前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始した後、前記電動モータ（６）の回転数が所定値（ΔＡ）以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて前記初期制御値（ＳＳ）を前記制御値（Ｓ）とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項６】
前記電動モータ（６）に流れる駆動電流を検知する電流検知手段（２８）を備えると共に、前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始した後、前記電動モータ（６）の駆動電流が所定値（ΔＢ）以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて前記初期制御値（ＳＳ）を前記制御値（Ｓ）とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項７】
前記冷凍サイクル（５）に蒸発器（１４）と、その蒸発器（１４）を通過した直後の空気温度を検知する空気温度検知手段（２９）を備えると共に、前記電動モータ（６）で前記コンプレッサ（４）の駆動を開始した後、上昇していた前記空気温度が再び下降し始める変化点（Ｃ）を検出し、この変化点（Ｃ）を検出したタイミングにて前記初期制御値（ＳＳ）を前記制御値（Ｓ）とする、もしくは前記初期回転数（ＳＲ）を前記所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項８】
前記初期制御値（ＳＳ）を前記制御値（Ｓ）とする際、もしくは前記初期回転数（ＳＲ）を前記所定回転数（Ｒ）とする際、所定時間（Ｔ２）を掛けて収束させることを特徴とする請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のハイブリッドコンプレッサの制御装置。
【請求項９】
圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより前記斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサ（４）であり、エンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成され、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の制御装置を備えることを特徴とするハイブリッドコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として車両用空調装置等に用いられ、エンジンと電動モータとを含む２つの駆動源により選択的に駆動されるハイブリッドコンプレッサ及びその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の車両用空調装置等では、エンジンの停止時にはコンプレッサの駆動を行なえないため冷房も行なえない状況となる。これに対して近年、停車時にエンジンを停止させるアイドルストップ車両や、停車時に加えて走行中でも状況に応じてエンジンを停止させるハイブリッド車両等が出てきたこともあり、これらの車両において快適な冷房性能を得る手段として、エンジン稼動時にはエンジン駆動、エンジン停止時には電動モータ駆動で使用することができるハイブリッドコンプレッサが使われてきている。
【０００３】
特開２０００−１１０７３４号公報に、エンジンと電動モータとによって駆動されるハイブリッドコンプレッサ及びその制御方法が開示されている。このハイブリッドコンプレッサは、回転軸を有する圧縮機構と、回転軸に連結された出力軸を有する電動モータと、出力軸に連結された電磁クラッチとを有する。そしてエンジンは、電磁クラッチを介して出力軸に連結される。
【０００４】
エンジンの運転状態において電磁クラッチがオンされると、エンジンの駆動力が出力軸を介して回転軸に伝達されて、圧縮機構が駆動される。また、エンジンが停止状態で、かつ電磁クラッチのオフにより出力軸及び回転軸がエンジンから切り離された時には、バッテリの電力によって電動モータが圧縮機構を駆動することが可能である。
【０００５】
更に、上記のハイブリッドコンプレッサにおける圧縮機構は、ピストンを斜板の回転にて駆動し、外部から容量調整機構を調整することにより、斜板の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサが用いられている。そして、冷凍サイクルにおいて常に適正な冷房能力が発揮されるよう、冷凍サイクルにかかる冷房負荷に応じて斜板の傾斜角度を調整して吐出容量を制御している。
【０００６】
また、本出願人は特開平１０−２９１４１５号公報で、ハイブリッドコンプレッサのモータを小型化し車両搭載性を向上させる手段として、モータ起動時の負荷（容量）をゼロとしておき、モータの回転が安定してから負荷を掛ける（容量を上げる）方法を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来装置では、一旦容量をゼロにしてから必要な容量に復帰させるのにある程度の時間が必要となる。特に熱容量が小さく目標冷房能力が低い場合には容量復帰に時間が掛かり、その間空調フィーリングが悪くなるという問題点がある。上記に示した公報では、この問題点を解決するための構成或いは方法を開示していない。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決するために成されたものであり、その目的は、電動モータによる駆動を開始した際に速やかに容量復帰させることのできるハイブリッドコンプレッサ及びその制御装置を提供することにある。
【０００９】
【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ないし請求項９に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサを冷凍サイクル（５）のコンプレッサ（４）として備え、そのコンプレッサ（４）をエンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成されたハイブリッドコンプレッサの制御装置において、
制御装置（１５）は、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始する際、容量制御手段（４ａ）を、まず、冷凍サイクル（５）の状況から求まる容量とする制御値（Ｓ）よりも容量を大きくする初期制御値（ＳＳ）とすることにより斜板（４１）を早期に傾斜させる切っ掛けを作り、その後、制御値（Ｓ）に制御することを特徴とする。
【００１０】
これは、本発明のような斜板型外部可変容量コンプレッサの場合、少しでも斜板（４１）が傾いて容量が復帰し始めれば、より容量が大きくなる方向に力が働くことに着目したものであり、その斜板（４１）が傾き始める切っ掛けとして、容量制御手段（４ａ）に冷凍サイクル（５）の状況から求まる容量よりも大きな容量とする初期制御値（ＳＳ）を与えるものである。これにより、電動モータ（６）による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサを冷凍サイクル（５）のコンプレッサ（４）として備え、そのコンプレッサ（４）をエンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成されたハイブリッドコンプレッサの制御装置において、
制御装置（１５）は、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始する際、電動モータ（６）を、まず、所定回転数（Ｒ）よりも回転数を高くした初期回転数（ＳＲ）で駆動を開始することにより斜板（４１）を早期に傾斜させる切っ掛けを作り、その後、所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とする。
【００１２】
これは、上述した斜板（４１）に傾きを与える切っ掛けとして、電動モータ（６）を所定回転数（Ｒ）よりも回転数を高くした初期回転数（ＳＲ）で駆動を開始するものである。これにより、斜板（４１）の慣性が大きくなり、電動モータ（６）による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、冷凍サイクル（５）の高圧側冷媒圧力を検知する冷媒圧力検知手段（２６）を備え、その冷媒圧力検知手段（２６）で検知される高圧側冷媒圧力に応じて初期制御値（ＳＳ）もしくは初期回転数（ＳＲ）を可変することを特徴とする。これにより、圧縮機構の負荷に応じた初期制御値（ＳＳ）もしくは初期回転数（ＳＲ）が設定されることとなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始した後、所定時間（Ｔ１）の経過をもって、初期制御値（ＳＳ）を制御値（Ｓ）とする、もしくは初期回転数（ＳＲ）を所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とする。
【００１５】
これは、斜板（４１）が傾き始めたら速やかに、冷凍サイクル（５）の状況から求まる容量とする制御値（Ｓ）、もしくは所定回転数（Ｒ）に戻さないと冷え過ぎや無駄な動力消費を招くことになるためであり、このように、斜板（４１）が傾き始める切っ掛けに充分な所定時間（Ｔ１）だけ初期制御値（ＳＳ）もしくは初期回転数（ＳＲ）として戻すことで冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、電動モータ（６）の回転数を検知する回転数検知手段（２７）を備えると共に、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始した後、電動モータ（６）の回転数が所定値（ΔＡ）以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて初期制御値（ＳＳ）を制御値（Ｓ）とすることを特徴とする。これは、電動モータ（６）の回転数が低下したことで、斜板（４１）が傾き始めて負荷が掛かりだしたことを検出できるためであり、このような制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、電動モータ（６）に流れる駆動電流を検知する電流検知手段（２８）を備えると共に、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始した後、電動モータ（６）の駆動電流が所定値（ΔＢ）以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて初期制御値（ＳＳ）を制御値（Ｓ）とすることを特徴とする。
【００１８】
これは、電動モータ（６）の駆動電流が低下したことで、斜板（４１）が傾き始めて負荷が掛かりだしたことを検出できるためであり、このような制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、冷凍サイクル（５）に蒸発器（１４）と、その蒸発器（１４）を通過した直後の空気温度を検知する空気温度検知手段（２９）を備えると共に、電動モータ（６）でコンプレッサ（４）の駆動を開始した後、上昇していた空気温度が再び下降し始める変化点（Ｃ）を検出し、この変化点（Ｃ）を検出したタイミングにて初期制御値（ＳＳ）を制御値（Ｓ）とする、もしくは初期回転数（ＳＲ）を所定回転数（Ｒ）とすることを特徴とする。
【００２０】
これは、コンプレッサ（４）の圧縮容量が復帰した結果として、上昇していた空気温度が再び下降し始めるため、このような変化点（Ｃ）を検出する制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、初期制御値（ＳＳ）を制御値（Ｓ）とする際、もしくは初期回転数（ＳＲ）を所定回転数（Ｒ）とする際、所定時間（Ｔ２）を掛けて収束させることを特徴とする。これにより、なだらかに通常制御に移行するため、空調フィーリングを悪化させることが無い。
【００２２】
請求項９に記載の発明では、圧縮機構を斜板（４１）の回転にて駆動し、外部から容量制御手段（４ａ）を制御することにより斜板（４１）の傾斜角度を可変して任意の容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサ（４）であり、エンジン（１）または電動モータ（６）のいずれか一方にて駆動するように構成され、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の制御装置を備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、電動モータ（６）による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰する斜板型外部可変容量のハイブリッドコンプレッサ（４）とすることができる。ちなみに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるハイブリッドコンプレッサを用いた車両用空調装置の全体システム図である。尚、本実施形態ではトラック等の荷物を運搬する車両に適用したものである。また、本実施形態におけるトラックは、エンジンを稼動したまま荷物を積み降ろしすることを防止するために、車両が停止するとエンジンを停止し、冷房能力不足時はエンジンをかけるようになっている。
【００２５】
図１において、１は車両に搭載された走行駆動源であるエンジンである。エンジン１の出力軸には、駆動プーリ２が設けられており、この駆動プーリ２は、エンジン１の駆動と連動して回転するようになっている。３は動力断続手段としての周知の電磁クラッチであり、駆動プーリ２と電磁クラッチ３には、動力伝達部材であるベルト７が巻架されている。４は車両の冷凍サイクル５の構成部品であるコンプレッサである。これにより、電磁クラッチ３に通電（オン）が施されて、コンプレッサ４と連結されているときは、エンジン１によってコンプレッサ４が駆動される。
【００２６】
コンプレッサ４は、エンジン１以外に内蔵された電動モータ６（直流モータ）によっても駆動されるようになっている。電動モータ６は、図示しない車載バッテリから電力が供給されて駆動する。そして、コンプレッサ４は、その動力源が電磁クラッチ３によって、上記エンジン１もしくは電動モータ６のいずれか一方に選択されるようになっている。
【００２７】
つまり、本実施形態では、エンジン１停止時に、電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する時には、電磁クラッチ４への通電を遮断（オフ）して、エンジン１とコンプレッサ４との連結を遮断しておき、その後、電動モータ６を駆動してコンプレッサ４を駆動する。尚、電磁クラッチレスタイプとしてワンウェイクラッチを利用して駆動を切り替えるものであっても良い。
【００２８】
ここで、上記冷凍サイクル５について簡単に説明する。先ず、図２は本発明の実施形態に係わる斜板型外部可変容量コンプレッサの断面図である。このコンプレッサ４は、ピストン４３等の圧縮機構を斜板４１の回転にて駆動し、外部から容量制御手段としての電磁式圧力制御弁４ａ（図１参照、以下、圧力制御弁）を制御して斜板室４２内の圧力を調整することにより、斜板４１の傾斜角度を可変して任意の吐出容量に可変可能な斜板型外部可変容量コンプレッサ４を構成している。
【００２９】
尚、図２の４４は後述する蒸発器の出口側に接続される吸入口であり、４５は同じく後述する凝縮器の入口側に接続される吐出口である。また、６１はコンプレッサ部４の回転軸ともなり電動モータ部６の出力軸ともなるシャフトであり、６２と６３は電動モータを構成するステータ及びステータ内で回転するロータである。そして、図２左側のシャフト６１端に周知の電磁クラッチ３が接続される。
【００３０】
冷凍サイクル５は、上記コンプレッサ４の他に、コンプレッサ４にて圧縮された冷媒を、凝縮液化させる凝縮器１１、凝縮液化された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する受液器１２、受液器１２からの液相冷媒を膨張減圧させる膨張弁１３、膨張された冷媒を蒸発気化させる蒸発器１４とからなる周知のものである。
【００３１】
蒸発器１４は、車両の車室内（キャビン）を空調する車両用空調装置１００の冷却用熱交換器を構成するものである。車両用空調装置１００は、周知のものであって簡単に説明すると、車室内への空気通路をなす空調ケース１０１を有し、空調ケース１０１内には、空調用送風ファン（ブロワ）１０２と、上記蒸発器１４とが収納配置されている。また、蒸発器１４の下流側にはエンジン冷却水を熱源とする周知のヒータコア１０３や、空調風の温度を調整する周知のエアミックスドア１０４等が設けられている。
【００３２】
そして、上述の電磁クラッチ３、コンプレッサ４、及び電動モータ６は、周知のコンピュータ手段である制御装置１５（以下、ＥＣＵ）にて制御されるようになっている。ＥＣＵ１５は、車両の走行を可能とするスイッチ手段であるイグニッションスイッチ１６がオンされると、図示しない車載バッテリから電力が供給されるようになっている。
【００３３】
ＥＣＵ１５には、出力端子としてクラッチ制御回路１７、モータ駆動回路１８、及び容量制御回路１９が接続されている。そして、上記電磁クラッチ３は、ＥＣＵ１５により上記クラッチ制御回路１７を通じて制御されるようになっている。上記電動モータ６は、ＥＣＵ１５により上記モータ駆動回路１８を通じて制御されるようになっている。上記コンプレッサ４の圧力制御弁４ａは、ＥＣＵ１５により上記容量制御回路１９を通じて制御されるようになっている。
【００３４】
また、ＥＣＵ１５には、入力端子として車室外温度（外気温）を検出する手段である外気温センサ２０、車室内温度（内気温）を検出する手段である内気温センサ２１、車室内に入射する日射量を検出する手段である日射センサ２２、車室内の設定温度を設定する温度設定器２３が接続されている。更にＥＣＵ１５には、車速を検出する手段である車速センサ２４、温度設定器２３からの信号に基づいて車両用空調装置１００を自動制御するエアコンスイッチ２５が接続されている。
【００３５】
この他に、ＥＣＵ１５には本発明に関係する入力端子として、冷凍サイクル５の高圧側冷媒圧力を検知する冷媒圧力検知手段としての圧力センサ２６、電動モータ６の回転数を検知する回転数検知手段としての回転数センサ２７、電動モータ６に流れる駆動電流を検知する電流検知手段としての電流センサ２８、及び蒸発器１４を通過した直後の空気温度（蒸発器後温度）を検出する空気温度検知手段としての温度センサ２９が接続されている。そして、本実施形態では、上記エアコンスイッチ２５がオンされている時に、始めて上記コンプレッサ４や、上記空調送風ファン１０２が自動的に駆動制御されるようになっている。
【００３６】
次に、このＥＣＵ１５が実行するメイン制御について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。空調装置１００の自動制御処理を開始すると、まずステップＳ１で記憶している数値の初期化の処理を行なう。次にステップＳ２で、車両乗員が温度設定器２３でセットした設定温度と、外気温センサ２０、内気温センサ２１、日射センサ２２、温度センサ２９、図示しない水温センサ等の各種センサにて検出された温度等を読み込み、補正等の処理を行なう。
【００３７】
ステップＳ３では、ステップＳ２で入力された温度条件から車室内を設定温度にしてゆく上で必要な吹出風の温度（必要吹出温度）ＴＡＯを数式から演算する。ステップＳ４では、算出された必要吹出温度ＴＡＯとブロワ風量（電圧）との関係に基づき、ブロワ１０２を駆動するモータコントローラの電圧が制御される。
【００３８】
ステップＳ５では、ステップＳ３で算出された必要吹出温度ＴＡＯと、ステップＳ２で読み込んだ温度センサ２９、図示しない水温センサ等の各熱交換器の状態に基づき、必要吹出温度ＴＡＯとするために必要なエアミックスドア１０４の開度が数式に従って決定され図示しないサーボモータが制御される。
【００３９】
ステップＳ６では、必要吹出温度ＴＡＯと車室内へ吹き出す空気流の吹出モードとの関係を表わす吹出モードパターンデータに基づき、ステップＳ３で算出された必要吹出温度ＴＡＯから吹出モードをフェイスモード、バイレベルモード、フットモードのいずれかに決定され図示しないサーボモータが制御される。
【００４０】
ステップＳ７では、後述するコンプレッサの稼動に関し、電磁クラッチ３、電動モータ６、圧力制御弁４ａ等が制御される。以上説明したような、図３のフローチャートに示すサイクルを約０．２５秒毎に１回の周期で繰り返すことにより空調制御を行なっている。
【００４１】
続いて、ステップＳ７中で行なうコンプレッサ制御について、図５のフローチャートに基づき説明する。尚、このフローチャートは、上記イグニッションスイッチ１６がオンされているときに実行される。先ず、ステップＳ１１にて、上記エアコンスイッチ２５がオンか否かを判定する。そして、エアコンスイッチ２５がオフの場合は、車両用空調装置１００を作動させて車室内を空調する必要が無いので、ステップＳ１２に進み、電動モータ６を停止させ、電磁クラッチ３をオフとする。これにより、コンプレッサ４は停止状態となる。
【００４２】
一方、ステップＳ１１にてエアコンスイッチ２５がオンであると判定されると、ステップＳ１３に進む。そして、ステップＳ１３では車速センサ２４が検出する車速が０が否かが判定され、車速が０でない、つまり車両走行中であると判定されると、ステップＳ１４に進んで、上記圧力制御弁４ａにてコンプレッサ４の容量制御を行なう。
【００４３】
この容量制御は、上記圧力制御弁４ａにて、温度センサ２９が検出する温度が目標空気温度となるようにコンプレッサ４の容量が制御される。これにより、目標空気温度が低くなるほど、コンプレッサの容量が大きくなる。このようにすることで、目標空気温度は車室内の冷房負荷と考えられるので、冷房負荷が小さくなるとコンプレッサ４の吐出容量が小さくなって、エンジン１の負荷は低減される。
【００４４】
そしてこのように、エンジン１よってコンプレッサ４を駆動する前に、先ず上記容量制御が行われてコンプレッサ４の容量を所定量に設定したのち、ステップＳ１５に進んで、エンジン１を駆動状態にすると共に電磁クラッチ３をオンとして、コンプレッサ４を駆動する。
【００４５】
一方、ステップＳ１３にて車速が０と判定される場合、例えばトラックが目的地に到着して停止した場合、ステップＳ１６にてクールダウン状態か否か、つまり車室内の冷房負荷（必要冷却能力）が所定値（所定の必要能力）より大きいか否かが判定される。例えば夏場のように外気温が非常に高くて、例えば外気温が３０℃以上、且つ車室内の温度も高くて例えば３０℃以上の時には、冷房負荷が所定値より大きい時である。
【００４６】
言い換えると、コンプレッサ４の容量が設定可能な最大値と最低値との間の所定容量より大きいか否かを判定することでし、冷凍サイクル５の冷媒循環量が所定値より大きいか否かを判定している。尚、本実施形態でのコンプレッサ４は、容量を間接的にしか検出することができなく、上述のように外気温と内気温とによって、もしくは制御弁への印加電流（Ｄｕｔｙ）によって容量を推定している。そして、車室内の冷房負荷が所定値より大きい場合は、車室内の冷房負荷に応じてステップＳ１４、１５と進んで、上記容量制御が行われる。
【００４７】
また、車室内の冷房負荷が所定値より小さい場合は、ステップＳ１７に進んで、エンジン１が停止されると共に、電磁クラッチ３もオフとなる。このようにイグニッションスイッチ１６がオンの状態で、例えばトラックが目的地に到着して停車して車速が０となった時、エンジン１を駆動させる必要が無いため、冷房負荷が所定値より小さいと自動的にエンジン１が停止される。
【００４８】
このように、本実施形態では車両が停止するとエンジン１も停止するので、作業中にエンジン１から排気ガスが排出されることも無く、大気を汚染することを防止できる。また、信号待ち等で車両が停止したときにも、同様にエンジン１が停止される。
【００４９】
しかし、このようにエンジン１が停止されると、今まで駆動していたコンプレッサ４が停止するので冷凍サイクル５には冷媒が循環せず、車両用空調装置１００の冷却能力が０となって車室内の空調を引き続き行なうことができない。そこで、冷房負荷が所定値より小さい時には、電動モータ６を起動して、電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する。
【００５０】
つまり、冷房負荷が所定値より小さい時には、コンプレッサ４の容量が上記所定容量より小さく、冷凍サイクル５での冷媒循環量が小さいので、コンプレッサ４を駆動するための駆動力は小さくなる。従って、この際は駆動力の小さい電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する。
【００５１】
一方、ステップＳ１６にてＹＥＳと判定されて冷房負荷が所定値より大きい時には、コンプレッサ４の容量も上記所定容量より大きくなるので、冷凍サイクル５での冷媒循環量が大きくなって、コンプレッサ４の駆動するための駆動力が大きくなる。従って、この場合は車両が停止しても駆動力が大きいエンジン１にて、コンプレッサ４を駆動する。
【００５２】
このように、小型の電動モータ６にてコンプレッサを駆動することができ、電動モータ６の車両への搭載性を向上している。更に、コンプレッサ４を外部可変容量タイプのものとし、冷房負荷が所定値より小さい、つまり容量が所定容量より小さい時に電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動するので、コンプレッサ４を固定容量タイプのものとした場合より、コンプレッサ４を駆動する駆動力は小さくて済む。この結果、コンプレッサ４を固定容量タイプのものとした場合より電動モータ６の体格を小さくしている。
【００５３】
また、このように電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動するのであるが、電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する前に、ステップＳ１８のような低容量制御が行われる。つまり、ステップＳ１８では、強制的に圧力制御弁４ａにてコンプレッサ４の容量を設定可能な最低の吐出容量（低容量状態）としてから、電動モータ６を起動する。これにより、コンプレッサ４の容量が小さくなるので、コンプレッサ４の駆動するための駆動力は、容量が大きな時より小さくなる。
【００５４】
従って、ステップＳ１９で電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する際、大きな駆動力を持つ、大型な電動モータを使用しなくとも、十分コンプレッサ４を駆動できる。この結果、更に電動モータ６の体格を小さくでき、電動モータ６の車両搭載性を格段に向上している。また、図示していないが、一旦電動モータ６にてコンプレッサ４が駆動されると、再度エンジン１が駆動されるまでは、低容量状態が継続される。尚、この際、電動モータ６（コンプレッサ４）の回転数は一定である。
【００５５】
これにより、冷凍サイクル５は、車室内を十分に冷却する必要冷却能力を発揮することができないにしても、車両の冷却をある程度継続することができる。従って、例えば夏場にトラックが荷物を積み降ろししている時等に、キャビンの温度上昇を低減でき、荷物積み降ろし後、乗員に与える不快感を和らげている。
【００５６】
そして、ステップＳ２０にて電動モータ６の駆動継続時間が所定時間Ｔを経過したか否かが判定され、所定時間Ｔ（例えば２分）経過したならば、ステップＳ２１に進み、電動モータ６を停止する。これにより、電動モータ６によるバッテリ上がりを防止できる。但しこれは、バッテリの状態として電圧や容量等を検知して電動モータ６の停止を判断するものであっても良い。
【００５７】
そして、電動モータ６にてコンプレッサ４が駆動されている状態で、再度エンジン１で車両走行を行なう場合はエンジン１が起動される。また、このようなエンジン１再起動時に、車速が０であると直ぐにエンジン１が停止してしまうので、一旦、イグニッションスイッチ１６をオンすると所定時間は、車速が０であってもエンジン１を停止しないようになっている。
【００５８】
次に、上記作動中ステップＳ１９で行なう、本発明に係わる電動モータ６にてコンプレッサ４を駆動する時の作動を更に細かく説明する。図６は本発明の第１実施形態におけるシステムの制御内容を表すフローチャートであり、図７は本発明の第１実施形態におけるシステムの作動内容を表すタイムチャートである。
【００５９】
先ず図６のステップＳ３１で、電動モータ６が停止状態であるか否かを判定する。そして電動モータ６が停止状態である場合にはステップＳ３２へ進み、圧力制御弁４ａを冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御値Ｓよりも容量を大きくする初期制御値ＳＳを、図４のグラフに表す関係から求める。
【００６０】
図４は、本発明の一実施形態における高圧側冷媒圧力と初期制御値（初期制御弁電流）ＳＳ、もしくは後述する初期モータ回転数ＳＲとの関係を表す図であり、高圧側冷媒圧力が高い場合には初期制御値ＳＳや初期モータ回転数ＳＲも高くする関係としている。
【００６１】
次に、ステップＳ３３で電動モータ６に所定回転数Ｒで駆動させるための電流を印加し、次のステップＳ３４で所定回転数Ｒに到達したか否かを判定している。そして、電動モータ６が所定回転数Ｒに到達したらステップＳ３５に進み、ステップＳ３２で求めた初期制御値ＳＳを圧力制御弁４ａに印加する（以上、図７（ｂ）・（ｃ）・（ｅ）参照）。これにより斜板４１を早期に傾斜させる切っ掛けを作っている。
【００６２】
その後、ステップＳ３６で所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定し、所定時間Ｔ１を経過したらステップＳ３７で、所定時間Ｔ２を掛けて冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御値Ｓに収束させている（図７（ｃ）参照）。そして、ステップＳ３８で制御値Ｓでの制御として、これを繰り返している。以降、再度ステップＳ３１の判定で電動モータ６が稼動していて停止状態にない場合はステップＳ３８へと飛んで制御値Ｓでの制御で運転を続けることとなる。
【００６３】
次に、本実施形態での特徴を述べる。本発明のような斜板型外部可変容量コンプレッサの場合、少しでも斜板４１が傾いて容量が復帰し始めれば、より容量が大きくなる方向に力が働くことに着目したものであり、その斜板４１が傾き始める切っ掛けとして、圧力制御弁４ａに冷凍サイクル５の状況から求まる容量よりも大きな容量とする初期制御値ＳＳを与えている。これにより、電動モータ６による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰させることができる。
【００６４】
また、冷凍サイクル５の高圧側冷媒圧力を検知する圧力センサ２６を備え、その圧力センサ２６で検知される高圧側冷媒圧力に応じて初期制御値ＳＳを可変している（図４参照）。これにより、圧縮機構の負荷に応じた初期制御値ＳＳが設定されることとなる。
【００６５】
また、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、所定時間Ｔ１の経過をもって、初期制御値ＳＳを制御値Ｓとしている（図５（ｃ）参照）。これは、斜板４１が傾き始めたら速やかに、冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御値Ｓに戻さないと冷え過ぎや無駄な動力消費を招くことになるためであり、このように、斜板４１が傾き始める切っ掛けに充分な所定時間Ｔ１だけ初期制御値ＳＳとして戻すことで冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００６６】
他の実施形態として、電動モータ６の回転数を検知する回転数センサ２７を備えると共に、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、電動モータ６の回転数が所定回転数ＲからΔＡ以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて初期制御値ＳＳを制御値Ｓに戻しても良い（図５（ｂ）参照）。これは、電動モータ６の回転数が低下したことで、斜板４１が傾き始めて負荷が掛かりだしたことを検出できるためであり、このような制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００６７】
また、他の実施形態として、電動モータ６に流れる駆動電流を検知する電流センサ２８を備えると共に、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、電動モータ６の駆動電流が所定値ΔＢ以上低下したことを検出し、この検出タイミングにて初期制御値ＳＳを制御値Ｓに戻しても良い（図５（ｅ）参照）。これは、電動モータ６の駆動電流が低下したことで、斜板４１が傾き始めて負荷が掛かりだしたことを検出できるためであり、このような制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００６８】
また、他の実施形態として、冷凍サイクル５に蒸発器１４と、その蒸発器１４を通過した直後の空気温度を検知する温度センサ２９を備えると共に、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、上昇していた空気温度が再び下降し始める変化点Ｃを検出し、この変化点Ｃを検出したタイミングにて初期制御値ＳＳを制御値Ｓに戻しても良い（図５（ｆ）参照）。これは、コンプレッサ４の圧縮容量が復帰した結果として、上昇していた空気温度が再び下降し始めるため、このような変化点Ｃを検出する制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００６９】
また、初期制御値ＳＳを制御値Ｓとする際、所定時間Ｔ２を掛けて収束させている（図５（ｃ）参照）。これにより、なだらかに通常制御に移行するため、空調フィーリングを悪化させることが無い。また、このようなコンプレッサ４に、上述したような制御装置を備えることにより、電動モータ６による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰する斜板型外部可変容量のハイブリッドコンプレッサ４とすることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態におけるシステムの制御内容を表すフローチャートであり、図９は本発明の第２実施形態におけるシステムの作動内容を表すタイムチャートである。上述した第１実施形態とはＥＣＵ１５で行なう制御内容のみ異なる。
【００７１】
先ず図８のステップＳ４１で、電動モータ６が停止状態であるか否かを判定する。そして電動モータ６が停止状態である場合にはステップＳ４２へ進み、所定回転数Ｒよりも回転数を高くした初期回転数ＳＲを、図４のグラフに表す関係から求める。
【００７２】
図４は、本発明の一実施形態における高圧側冷媒圧力と前述した初期制御値（初期制御弁電流）ＳＳ、もしくは上記初期モータ回転数ＳＲとの関係を表す図であり、高圧側冷媒圧力が高い場合には初期制御値ＳＳや初期モータ回転数ＳＲも高くする関係としている。
【００７３】
次に、ステップＳ４３で、ステップＳ４２で求めた初期モータ回転数ＳＲに電動モータ６を駆動させるための電流を印加し、次のステップＳ４４で初期モータ回転数ＳＲに到達したか否かを判定している。そして、電動モータ６が初期モータ回転数ＳＲに到達したらステップＳ４５に進み、冷凍サイクル５の状況から求まる容量とする制御値Ｓを圧力制御弁４ａに印加する（以上、図９（ｂ）・（ｃ）・（ｅ）参照）。これにより斜板４１を早期に傾斜させる切っ掛けを作っている。
【００７４】
その後、ステップＳ４６で所定時間Ｔ１を経過したか否かを判定し、所定時間Ｔ１を経過したらステップＳ４７で、所定時間Ｔ２を掛けて所定回転数Ｒに収束させている（図７（ｂ）参照）。そして、ステップＳ４８で所定回転数Ｒでの制御として、これを繰り返している。以降、再度ステップＳ４１の判定で電動モータ６が稼動していて停止状態にない場合はステップＳ４８へと飛んで所定回転数Ｒでの制御で運転を続けることとなる。
【００７５】
次に、本実施形態での特徴を述べる。本発明のような斜板型外部可変容量コンプレッサの場合、少しでも斜板４１が傾いて容量が復帰し始めれば、より容量が大きくなる方向に力が働くことに着目したものであり、その斜板４１が傾き始める切っ掛けとして、電動モータ６を所定回転数Ｒよりも回転数を高くした初期回転数ＳＲで駆動を開始するものである。これにより、斜板４１の慣性が大きくなり、電動モータ６による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰させることができる。
【００７６】
また、冷凍サイクル５の高圧側冷媒圧力を検知する圧力センサ２６を備え、その圧力センサ２６で検知される高圧側冷媒圧力に応じて初期回転数ＳＲを可変している（図４参照）。これにより、圧縮機構の負荷に応じた初期回転数ＳＲが設定されることとなる。
【００７７】
また、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、所定時間Ｔ１の経過をもって、初期回転数ＳＲを所定回転数Ｒとしている（図９（ｂ）参照）。これは、斜板４１が傾き始めたら速やかに所定回転数Ｒに戻さないと冷え過ぎや無駄な動力消費を招くことになるためであり、このように、斜板４１が傾き始める切っ掛けに充分な所定時間Ｔ１だけ初期回転数ＳＲとして戻すことで冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００７８】
また、他の実施形態として、冷凍サイクル５に蒸発器１４と、その蒸発器１４を通過した直後の空気温度を検知する温度センサ２９を備えると共に、電動モータ６でコンプレッサ４の駆動を開始した後、上昇していた空気温度が再び下降し始める変化点Ｃを検出し、この変化点Ｃを検出したタイミングにて初期回転数ＳＲを所定回転数Ｒに戻しても良い（図９（ｆ）参照）。これは、コンプレッサ４の圧縮容量が復帰した結果として、上昇していた空気温度が再び下降し始めるため、このような変化点Ｃを検出する制御とすることによっても冷え過ぎや無駄な動力消費を防ぐことができる。
【００７９】
また、初期回転数ＳＲを所定回転数Ｒとする際、所定時間Ｔ２を掛けて収束させている（図９（ｂ）参照）。これにより、なだらかに通常制御に移行するため、空調フィーリングを悪化させることが無い。また、このようなコンプレッサ４に、上述したような制御装置を備えることにより、電動モータ６による駆動を開始した際に、速やかに容量復帰する斜板型外部可変容量のハイブリッドコンプレッサ４とすることができる。
【００８０】
（その他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限るものではなく、冷凍サイクル５の高圧側冷媒圧力に応じて初期制御値ＳＳもしくは初期回転数ＳＲを可変しているが、初期制御値ＳＳまたは初期回転数ＳＲは一定値であっても良い。また、初期制御値ＳＳを制御値Ｓとする際、もしくは初期回転数ＳＲを所定回転数Ｒとする際、所定時間Ｔ２を掛けて収束させているが、所定時間を掛けない矩形形状の変化であっても良い。
【００８１】
また、モータ駆動時、電動モータ６の回転数は一定としたが、例えば冷房負荷に応じて回転数を可変するようにしても良い。また、上述の実施形態でのハイブリッドコンプレッサは、圧縮機構４と電動モータ部６とが一体となっているが、圧縮機構単体の回転軸に電磁クラッチとプーリとを連結し、それぞれに別体のエンジンと電動モータとをベルト接続し、いずれか一方の駆動力を選択する構成であっても良い。
【００８２】
また、冷凍サイクル５は車両のキャビン内を冷却するためのものであったが、例えば冷凍車や冷蔵車用のものであっても良い。この場合、車両エンジンを停止させて、荷物の積み降ろしといった作業を行なう時に冷凍室や冷蔵室の冷却が継続して行なえる。
【００８３】
本発明は、走行条件に応じて電動モータもしくはエンジンにて走行可能な、いわゆるハイブリッド車に適用しても良いし、発電専用のエンジンを搭載し、このエンジンにて発電された電力にて電動モータを駆動し、この電動モータを走行駆動源とする車両に適用しても良い。また、更に本発明は、車両のみならず定置型のエンジン駆動式冷凍サイクル装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるハイブリッドコンプレッサを用いた車両用空調装置の全体システム図である。
【図２】本発明の実施形態に係わる斜板型外部可変容量コンプレッサの断面図である。
【図３】図１の車両用空調装置に用いられるＥＣＵのメイン制御例を表すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態における高圧側冷媒圧力と初期制御値（初期制御弁電流）もしくは初期モータ回転数との関係を表す図である。
【図５】図３のフローチャート中で行なわれるコンプレッサ制御の制御例を表すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態におけるシステムの制御内容を表すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態におけるシステムの作動内容を表すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態におけるシステムの制御内容を表すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態におけるシステムの作動内容を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
１　エンジン
４　斜板型外部可変容量コンプレッサ
４ａ　電磁式圧力制御弁（容量制御手段）
５　冷凍サイクル
６　電動モータ
１４　蒸発器
１５　制御装置（ＥＣＵ）
２６　圧力センサ（冷媒圧力検知手段）
２７　回転数センサ（回転数検知手段）
２８　電流センサ（電流検知手段）
２９　温度センサ（空気温度検知手段）
４１　斜板
ΔＡ、ΔＢ　所定値
Ｃ　変化点
Ｒ　所定回転数
Ｓ　制御値
Ｔ１、Ｔ２　所定時間
ＳＲ　初期回転数
ＳＳ　初期制御値
【図１】
2004044500.tif 000003
【図２】
2004044500.tif 000004
【図３】
2004044500.tif 000005
【図４】
2004044500.tif 000006
【図５】
2004044500.tif 000007
【図６】
2004044500.tif 000008
【図７】
2004044500.tif 000009
【図８】
2004044500.tif 000010
【図９】
2004044500.tif 000011