(57)【要約】【課題】多段圧縮式のコンプレッサの圧縮要素での圧力アンバランスによって生じる不都合を解消できる冷媒サイクル装置を提供する。【解決手段】密閉容器１２内に電動要素１４とこの電動要素１４にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備える。第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素３４に吸引し、圧縮して吐出する多段圧縮式のロータリコンプレッサ１０を備えて冷媒回路が構成される。インバータＩにより電動要素１４を制御する制御装置Ｃを備える。この制御装置Ｃは、インバータＩの出力電流に基づいてロータリコンプレッサ１０の各圧縮要素（１段目、２段目）の圧力アンバランスを検出する。【選択図】　　　図１
2004125186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、前記第１の圧縮要素で圧縮された中間圧の冷媒ガスを前記第２の圧縮要素に吸引し、圧縮して吐出する多段圧縮式のコンプレッサを備えて冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置において、
インバータにより前記電動要素を制御する制御装置を備え、該制御装置は、前記インバータの出力電流に基づいて前記コンプレッサの各圧縮要素の圧力アンバランスを検出することを特徴とする冷媒サイクル装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記インバータの出力電流の最大値と最小値との差が所定の値に拡大した場合、前記コンプレッサの各圧縮要素において圧力アンバランスが生じているものと判断することを特徴とする請求項１の冷媒サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記コンプレッサの各圧縮要素にて圧力アンバランスが生じているものと判断した場合に、前記冷媒回路を構成する膨張弁を所定の開度に制御することを特徴とする請求項２の冷媒サイクル装置。
【請求項４】
冷媒回路に封入される冷媒として二酸化炭素を用いることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の冷媒サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素とこの電動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、第１の圧縮要素で圧縮された中間圧の冷媒ガスを第２の圧縮要素に吸引し、圧縮して吐出する多段圧縮式のコンプレッサから冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より例えば２段圧縮式のロータリコンプレッサは、密閉容器内にステータとロータから成る電動要素（インバータで回転数制御される）と、この電動要素にて駆動される第１の回転圧縮要素と、それと１８０度の位相差を介して取り付けられた第２の回転圧縮要素とを収納して構成されている。
【０００３】
そして、電動要素の回転により第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮が行なわれて中間圧となり、シリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室、中間吐出管を経て例えば密閉容器内に吐出される。
【０００４】
密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素のシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て冷媒回路を構成するガスクーラに流入して放熱・凝縮した後、所定の開度の膨張弁（減圧装置）で絞られてエバポレータ（蒸発器）に供給される。そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮して車室内を空調するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述の如き２段圧縮式のロータリコンプレッサが停止している状態（例えば車が長期間運転されないような状態）では、冷媒回路内の圧力が均衡する。即ち、第１の回転圧縮要素の吸込側と吐出側、及び、第２の回転圧縮要素の吸込側と吐出側の圧力は平衡していることになる。
【０００６】
このような状態から電動要素が起動されると、先ず第１の回転圧縮要素（１段目）に冷媒が吸い込まれ、圧縮して吐出されると云う仕事が開始されるので、第１の回転圧縮要素の吐出圧力が上昇して来るまでは、第２の回転圧縮要素（２段目）では吸込側と吐出側で殆ど圧力差が生じない状態となる。即ち、第２の回転圧縮要素では殆ど仕事が成されない状況となる。
【０００７】
実際には、第１の回転圧縮要素の吐出圧力（中間圧）の上昇に伴い、第２の回転圧縮要素の吐出圧力（高圧側）も徐々に上昇していって、第２の回転圧縮要素も仕事をし出すことになるが、上述の如き起動当初においては第１の回転圧縮要素（１段目）のみが仕事をし、第２の回転圧縮要素（２段目）は殆ど仕事をしないと云うアンバランスな運転状況となる。尚、このような各回転圧縮要素における圧力のアンバランスは電動要素が高回転から低回転に回転数降下したときにも発生すると考えられる。
【０００８】
このような状況では、第１の回転圧縮要素（１段目）が圧縮工程にあるときには大成る回転トルクが必要となるが、それと１８０度の位相差のある第２の回転圧縮要素（２段目）が圧縮工程にあるときには回転トルクは小さくなる。即ち、１回転中におけるトルクの変動が大きくなる。
【０００９】
このような第１の回転圧縮要素（１段目）と第２の回転圧縮要素（２段目）の圧力アンバランス状態が長期間継続されると、回転に必要なトルクもアンバランスとなることから、駆動トルクを発生させるために電動要素に流れる電流もアンバランスとなり、インバータに過電流が流れて破壊が生じる。
【００１０】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、多段圧縮式のコンプレッサの圧縮要素での圧力アンバランスによって生じる不都合を解消できる冷媒サイクル装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明では、密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、第１の圧縮要素で圧縮された中間圧の冷媒ガスを第２の圧縮要素に吸引し、圧縮して吐出する多段圧縮式のコンプレッサを備えて冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置において、インバータにより電動要素を制御する制御装置を備え、この制御装置は、インバータの出力電流に基づいてコンプレッサの各圧縮要素の圧力アンバランスを検出するようにしたので、各圧縮要素の圧力アンバランスによって生じる電動要素駆動用のインバータの破壊などの不都合を未然に回避することが可能となる。
【００１２】
これにより、コンプレッサの信頼性の向上を図ることが可能となる。特に、インバータ出力の電流に基づいてコンプレッサの圧力アンバランスを検出するので、インバータの過電流保護用の電流検出を利用でき、格別な検出手段を設けること無く、コンプレッサの信頼性向上とインバータの過電流保護とを実現することができるようになるものである。
【００１３】
また、請求項２の発明では、上記に加えて、制御装置は、インバータの出力電流の最大値と最小値との差が所定の値に拡大した場合、コンプレッサの各圧縮要素において圧力アンバランスが生じているものと判断するようにしたので、第１及び第２の圧縮要素の圧力アンバランスの検出に関するプログラムなども比較的簡単に構成することができるようになるものである。
【００１４】
また、請求項３の発明では、上記に加えて、制御装置は、コンプレッサの各圧縮要素にて圧力アンバランスが生じているものと判断した場合に、冷媒回路を構成する膨張弁を所定の開度に制御するようにしたので、コンプレッサの起動初期状態における圧力アンバランスを早期に解消することができるようになる。
【００１５】
これにより、第１及び第２の圧縮要素において生じた圧力アンバランスを短時間で解消することが可能となり、信頼性の著しい改善を図ることができるようになるものである。
【００１６】
特に、請求項４の発明の如く冷媒回路に封入される冷媒として圧力差が大きくなる二酸化炭素を用いる場合に、本発明は極めて好適なものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の冷媒サイクル装置に使用するコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４（何れも圧縮要素の一例である）を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図である。
【００１８】
この図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ（本発明のコンプレッサに相当）で、このロータリコンプレッサ１０は、鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１９】
密閉容器１２は底部をオイル溜めとし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００２０】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００２１】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。また、ロータ２４はステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して形成されている。
【００２２】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置された上シリンダ３８、下シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４により偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成されている。
【００２３】
一方、上部支持部材５４及び下部支持部材５６には、図示しない吸込ポートにて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路６０（上部支持部材５４側の吸込通路は図示せず）と、一部を凹陥させ、この凹陥部を上カバー６６、下カバー６８にて閉塞することにより形成される吐出消音室６２、６４とが設けられている。
【００２４】
尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内とは、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する図示しない連通路にて連通されており、連通路の上端には中間吐出管１２１が立設され、この中間吐出管１２１から第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒が密閉容器１２内に吐出される。
【００２５】
また、第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞する上カバー６６は、密閉容器１２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。
【００２６】
そして、この場合冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等既存のオイルが使用される。
【００２７】
密閉容器１２を構成する容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路６０（上側は図示せず）、吐出消音室６２、上カバー６６の上側（電動要素１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置にある。
【００２８】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の図示しない吸込通路と連通する。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通する。
【００２９】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０と連通する。この冷媒導入管９４の他端はアキュムレータ１５８（図２に示す）の下側に接続されている。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２と連通する。
【００３０】
前記アキュムレータ１５８は、吸込冷媒の気液分離を行うタンクであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａの上部側面に溶接固定された密閉容器１２側のブラケット１４７にアキュムレータ１５８側のブラケット（図示せず）を介して取り付けられている。
【００３１】
次に、図２は本発明の冷媒サイクル装置をカーエアコン（空気調和機）に適用した場合の冷媒回路を示しており、上述したロータリコンプレッサ１０は図２に示すカーエアコンの冷媒回路の一部を構成する。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６はガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４を出た配管は内部熱交換器１６０を介して電動式の膨張弁１５６（減圧装置）を経て、エバポレータ（蒸発器）１５７の入口に至り、エバポレータ１５７の出口は内部熱交換器１６０、前記アキュムレータ１５８を介して冷媒導入管９４に接続される。
【００３２】
次に、図３はカーエアコンの制御装置Ｃのブロック図を示している。この場合、前記ロータリコンプレッサ１０の電動要素１４は図３示すインバータＩにて駆動される。即ち、図３において１０２は昇圧回路で、この昇圧回路１０２には図示しないエンジンにて駆動される発電機にて充電されるバッテリーに接続されている。このバッテリーにはインバータＩを構成する複数のパワートランジスタＴＲを備えたトランジスタモジュール１０３が接続されている。そして、各パワートランジスタＴＲ・・の出力ラインは電動要素１４のステータコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）２８の三相に接続され、１２０度角でＵ相、Ｖ相、Ｗ相に順次通電されることによりロータ２４は所定の方向に回転する。
【００３３】
また、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相にはロータ位置検出回路１０５が接続されており、このロータ位置検出回路１０５は制御装置Ｃを構成する汎用のマイクロコンピュータ１０７に接続されている。Ｖ相にはロータ位置検出用のカレントトランス１０９が接続されており、カレントトランス１０９はマイクロコンピュータ１０７に接続されている。該カレントトランス１０９は、ステータコイル２８の通電されていない空きの一相に出る誘起電圧と入力電圧の或る電位との比較によりロータ２４の回転角位置を推定し検出する。尚、制御装置Ｃは、昇圧回路１０２、トランジスタモジュール１０３、膨張弁制御回路１０４、ロータ位置検出回路１０５、インバータドライブ回路１０６、マイクロコンピュータ１０７、カレントトランス１０９などによって構成されている。
【００３４】
この場合のロータ位置検出回路１０５は、電圧の比較信号をロータ２４位置検出信号として利用できるため、比較的処理能力の低いマイコンでもシステム保護制御を含めた全体の制御をワンチップで処理してシステムの低コスト化を実現している。また、マイクロコンピュータ１０７にはインバータドライブ回路１０６が接続され。インバータドライブ回路１０６は前記トランジスタモジュール１０３を駆動制御する。そして、カレントトランス１０９は、インバータＩから出力される電動要素１４（Ｖ相）の駆動電流を検出する。尚、カレントトランス１０９はＵ相或いはＷ相の電流を検出しても差し支えない。
【００３５】
そして、マイクロコンピュータ１０７は、ロータ位置検出回路１０５が検出した位置情報からインバータドライブ回路１０６によりトランジスタモジュール１０３の各パワートランジスタＴＲ・・を制御することで、ステータコイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）２８への通電を制御し、電動要素１４の回転数を制御する。
【００３６】
即ち、マイクロコンピュータ１０７はロータ位置検出回路１０５が検出した位置検出信号によりトランジスタモジュール１０３がどの相に通電し、どの相に通電していないかを検知している。また、マイクロコンピュータ１０７はこの検出信号をインバータドライブ回路１０６に送信し、インバータドライブ回路１０６はトランジスタモジュール１０３の出力周波数を制御する。この出力周波数によって、電動要素１４の回転数を所定の回転数に制御する。
【００３７】
また、マイクロコンピュータ１０７には膨張弁制御回路１０４が接続されており、この膨張弁制御回路１０４には膨張弁１５６（のステッピングモータ）が接続されている。該マイクロコンピュータ１０７は、冷媒サイクル装置の通常運転時ではステッピングモータを制御して膨張弁１５６を予め決められた好適な開度に制御する。
【００３８】
尚、マイクロコンピュータ１０７にはカレントトランス１０９が検出したインバータＩの出力電流の最大値と最小値との差が、予め定められた所定値に拡大した場合に、各回転圧縮要素３２、３４において圧力のアンバランスが発生していると判断するプログラムが予め組み込まれている。また、マイクロコンピュータ１０７は、各回転圧縮要素３２、３４において圧力のアンバランスが生じたものと判断した場合に、膨張弁制御回路１０４に信号を送信し、それまで行っていた膨張弁１５６の制御を止めて、外気温度とその時のロータリコンプレッサ１０の周波数で決まる図４に示す膨張弁１５６の開度に設定し直す。
【００３９】
ここで、電動要素１４のステータコイル２８に通電され、ロータ２４が回転するとマイクロコンピュータ１０７はカレントトランス１０９が検出し出力した信号からインバータＩの出力電流を検出することができる。この場合、ステータコイル２８に流れる電流が大きいときはカレントトランス１０９が検出する電流も大きくなり、ステータコイル２８に流れる電流が小さいときはカレントトランス１０９が検出する電流も小さくなる。そして、ステータコイル２８に流れる電流は、電動要素１４の回転軸１６に加わる負荷、即ち、各回転圧縮要素３２、３４を駆動するために必要なトルクによって変化する。従って、各回転圧縮要素３２、３４におけるトルクの変動は、カレントトランス１０９で検出される電流の変化から検出できる。
【００４０】
以上の構成で次に動作を説明する。ターミナル２０及び図示されない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００４１】
これにより、冷媒導入管９４及び下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して図示しない吸込ポートからシリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧の冷媒は、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮されて中間圧となり下シリンダ４０の高圧室側より図示しない連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。これによって、密閉容器１２内は中間圧となる。
【００４２】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４４から出て冷媒導入管９２及び上部支持部材５４に形成された図示しない吸込通路を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高圧高温の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ１５４で放熱された後、内部熱交換器１６０を通過し、所定の開度の膨張弁１５６で絞られ（減圧され）、エバポレータ１５７内に流入する。
【００４３】
そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮して車内が冷房される。その後、内部熱交換器１６０、アキュムレータ１５８を経て冷媒導入管９４から第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４４】
ここで、車（カーエアコン）が長時間使用されずにロータリコンプレッサ１０が停止している状態では、ロータリコンプレッサ１０内を含む冷媒回路全体の圧力は均衡している。この状態からカーエアコンが使用され、ロータリコンプレッサ１０の電動要素１４が起動されると、先ず第１の回転圧縮要素３２に冷媒が吸い込まれ、圧縮して吐出されると云う仕事が開始されるので、第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力が上昇して来るまでは、第２の回転圧縮要素３４では吸込側と吐出側で殆ど圧力差が生じない状態となる。即ち、第２の回転圧縮要素３４では殆ど仕事が成されない状況となる。
【００４５】
実際には、第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧）の上昇に伴い、第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力（高圧側）も徐々に上昇していって、第２の回転圧縮要素３４も仕事をし出すことになるが、上述の如き起動当初においては第１の回転圧縮要素３２のみが仕事をし、第２の回転圧縮要素３４は殆ど仕事をしないと云うアンバランスな運転状況となる。
【００４６】
このような状況では、第１の回転圧縮要素３２が圧縮工程にあるときには大成る回転トルクが必要となるが、それと１８０度の位相差のある第２の回転圧縮要素３４が圧縮工程にあるときには回転トルクは小さくなる。即ち、電動要素１４の１回転中におけるトルクの変動が大きくなる。
【００４７】
このような第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４の圧力アンバランス状態が長期間継続されると、回転に必要なトルクもアンバランスとなることから、駆動トルクを発生させるために電動要素１４のステータコイル２８に流れる電流もアンバランスとなり、インバータＩの各パワートランジスタＴＲに過電流が流れて破壊が生じる場合もある。
【００４８】
ここで、図５は係るロータリコンプレッサ１０の起動初期状態における圧力アンバランスが生じているときのインバータＩの出力電流の変化を示している。この図では圧縮行程と、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の内の何れかの一層に流れる電流との関係を示している。即ち、上述の理由でトルクのアンバランスによりカレントトランス１０９で検出される電流もアンバランスとなり、電流のピーク値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４がバラバラとなって実施例ではＩ１又はＩ４（１段目圧縮、２段目吸入又は１段目圧縮開始、２段目吐出）で最大値となり、Ｉ２又はＩ３（１段目吐出、２段目圧縮開始又は１段目吸入、２段目圧縮）でと最小値となる。
【００４９】
該電流アンバランスの検出を行う場合は、例えば６０Ｈｚで電動要素１４を運転して、電流検出間隔を５００μｓｅｃで行うと、ロータ２４の１回転中の電流波形は図６のように電気角で２周期分となり、この間の時間は１６．７ｍｓｅｃとなる。そして、カレントトランス１０９にて検出した電流値からマイクロコンピュータ１０７は２周期（１６．７ｍｓｅｃ）分の電気角を判定し、波形出力部（図６中Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の電流値の平均値を作り、隣り合う波形（ＡとＢ、ＢとＣ、ＣとＤ）の平均値の比較を行なって、どの組合せに予め定められた所定値に拡大しているか否かの判定を行う。
【００５０】
この場合、マイクロコンピュータ１０７は、Ａの平均値＞Ｂの平均値のときＡ／Ｂ＞α、Ｂの平均値＞Ｃの平均値のときＢ／Ｃ＜α、Ｃの平均値＜Ｄの平均値のときＤ／Ｃ＞αの場合、予め定められた所定の比率（α）以上の隣り合う波形が２つあるのを判定する。即ち、マイクロコンピュータ１０７は、所定の比率以上の開きがある２周期が、一定時間以上継続している場合電流アンバランスが発生しているとする（図７）。図では電流アンバランス（１６．７ｍｓｅｃ＝２周期）がＸ回数連続している電流波形を示している。
【００５１】
そして、マイクロコンピュータ１０７は電流アンバランスが発生すると、膨張弁制御回路１０４に信号を送信してそれまで行っていた膨張弁１５６の制御を止めて、外気温度とその時のロータリコンプレッサ１０の周波数で決まる膨張弁１５６の開度に設定し直す。そして、一定時間その膨張弁１５６開度で運転した後、波形改善が確認されれば通常の膨張弁１５６制御に戻り、確認されなければ延長して改善されるのを待ち改善されればそれまで行っていた膨張弁１５６の制御に復帰する。これにより、第２の回転圧縮要素３４から吐出される冷媒ガスは制御されるので、第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力（高圧）を短時間で上昇することができるようになり、第２の回転圧縮要素３４における吸込側と吐出側との圧力差が迅速に拡大して本来の仕事をするようになる。
【００５２】
これにより、上述の如き圧力のアンバランスによるインバータＩへの過大電流の通電を迅速に解消できるようになり、パワートランジスタＴＲの破壊を防止して、信頼性を大幅に向上させることができるようになる。
【００５３】
このように、カレントトランス１０９にて検出した信号を利用してロータリコンプレッサ１０の圧力アンバランスを防止することができるので、格別な検出手段を設けること無く、コンプレッサの信頼性向上とインバータの過電流保護とを実現することができるようになる。
【００５４】
尚、実施例では圧力アンバランスが発生している場合にマイクロコンピュータ１０７が膨張弁制御回路１０４により膨張弁１５６を所定の開度に制御するようにしたが、それに限らず、或いは、それに加えて電動要素１４の回転数を制御するようにしても差し支えない。また、実施例ではロータリコンプレッサ１０の起動初期状態における圧力アンバランスについて説明したが、電動要素１４が高回転の状態から低回転に回転数が急速に低下した場合にも発生する可能性があり、その場合にも本発明は有効である。
【００５５】
更に、カーエアコンの冷媒回路に内部中間圧型のロータリコンプレッサ１０を適用して説明したが、ロータリコンプレッサに限らず、スクロールやレシプロタイプの多段圧縮式コンプレッサにおいても本発明は有効である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、第１の圧縮要素で圧縮された中間圧の冷媒ガスを第２の圧縮要素に吸引し、圧縮して吐出する多段圧縮式のコンプレッサを備えて冷媒回路が構成された冷媒サイクル装置において、インバータにより電動要素を制御する制御装置を備え、この制御装置は、インバータの出力電流に基づいてコンプレッサの各圧縮要素の圧力アンバランスを検出するようにしたので、各圧縮要素の圧力アンバランスによって生じる電動要素駆動用のインバータの破壊などの不都合を未然に回避することが可能となる。
【００５７】
これにより、コンプレッサの信頼性の向上を図ることが可能となる。特に、インバータ出力の電流に基づいてコンプレッサの圧力アンバランスを検出するので、インバータの過電流保護用の電流検出を利用でき、格別な検出手段を設けること無く、コンプレッサの信頼性向上とインバータの過電流保護とを実現することができるようになるものである。
【００５８】
また、請求項２の発明によれば上記に加えて、制御装置は、インバータの出力電流の最大値と最小値との差が所定の値に拡大した場合、コンプレッサの各圧縮要素において圧力アンバランスが生じているものと判断するようにしたので、第１及び第２の圧縮要素の圧力アンバランスの検出に関するプログラムなども比較的簡単に構成することができるようになるものである。
【００５９】
また、請求項３の発明によれば上記に加えて、制御装置は、コンプレッサの各圧縮要素にて圧力アンバランスが生じているものと判断した場合に、冷媒回路を構成する膨張弁を所定の開度に制御するようにしたので、コンプレッサの起動初期状態における圧力アンバランスを早期に解消することができるようになる。
【００６０】
これにより、第１及び第２の圧縮要素において生じた圧力アンバランスを短時間で解消することが可能となり、信頼性の著しい改善を図ることができるようになるものである。
【００６１】
特に、請求項４の発明の如く冷媒回路に封入される冷媒として圧力差が大きくなる二酸化炭素を用いる場合に、本発明は極めて好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の冷媒サイクル装置を構成する内部中間圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】本発明の冷媒サイクル装置の実施例のカーエアコンの冷媒回路図である。
【図３】本発明の冷媒サイクル装置の実施例のカーエアコンの電気回路のブロック図である。
【図４】ロータリコンプレッサの周波数と外気温度に対する膨張弁の開度を示す図である。
【図５】ロータリコンプレッサに圧力アンバランスが生じているときのインバータの出力電流の変化を示す図である。
【図６】ロータの１回転中の電流波形（電気角で２周期分）の変化を、５００μｓｅｃの検出間隔で行なったときの電流の変化を示す図である。
【図７】同図６の電流アンバランスがＸ回数発生して状態を示す図７である。
【符号の説明】
１０　ロータリコンプレッサ
１４　電動要素
１６　回転軸
１８　回転圧縮機構部
２２　ステータ
２４　ロータ
３２　第１の回転圧縮要素
３４　第２の回転圧縮要素
１０２　昇圧回路
１０３　トランジスタモジュール
１０４　膨張弁制御回路
１０５　ロータ位置検出回路
１０６　インバータドライブ回路
１０７　マイクロコンピュータ
１０９　カレントトランス
１５６　膨張弁
Ｉ　インバータ
ＴＲ　パワートランジスタ
【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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