(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧の吸入冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、
ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき前記圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、
前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、
中間圧冷媒を前記圧縮部に導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、
前記ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備え、
前記制御部は、
前記中間圧冷媒が前記圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に前記電動モータを停止させる場合、前記電動モータを短絡制動させて前記ロータの回転を停止させた後、前記ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく前記電動モータを直流励磁するとともに、
前記電動モータを直流励磁している際、前記中間圧冷媒の圧力が前記ロータを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判断した場合、前記電動モータの直流励磁を解除する
電動圧縮機。
【請求項２】
低圧の吸入冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、
ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき前記圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、
前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、
中間圧冷媒を前記圧縮部に導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、
前記ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備え、
前記制御部は、
前記中間圧冷媒が前記圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に前記電動モータを停止させる場合、前記電動モータを短絡制動させて前記ロータの回転を停止させた後、前記ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく前記電動モータを直流励磁するとともに、
前記電動モータを直流励磁している際、前記モータ駆動回路の温度が直流励磁時の温度閾値以上になった場合には、前記電動モータの直流励磁を解除する
電動圧縮機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記電動モータの直流励磁を解除した後、前記中間圧冷媒の圧力が前記ロータを逆回転させない程度の圧力まで低下する前に前記電動モータを起動させる場合には、前記電動モータを短絡制動させた後に前記電動モータを直流励磁するとともに、その後に前記ロータの前記所定の回転位置を基準として前記電動モータを再起動させる
請求項２に記載の電動圧縮機。
【請求項４】
低圧の吸入冷媒を圧縮して高圧の冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、
ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき前記圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、
前記電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、
中間圧冷媒を前記圧縮部に導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、
前記ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備え、
前記制御部は、
前記中間圧冷媒が前記圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に前記電動モータを停止させる場合、前記電動モータを短絡制動させて前記ロータの回転を停止させた後、前記ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく前記電動モータを直流励磁するとともに、
前記電動モータを短絡制動させている際、モータ駆動回路の温度が短絡制動時の温度閾値以上になった場合には、前記電動モータの短絡制動を解除する
電動圧縮機。
【請求項５】
前記制御部は、
前記電動モータの短絡制動を解除した後、前記中間圧冷媒の圧力が前記ロータを逆回転させない程度の圧力まで低下する前に前記電動モータを起動させる場合には、前記電動モータを短絡制動させた後に前記電動モータを直流励磁するとともに、その後に前記ロータの前記所定の回転位置を基準として前記電動モータを再起動させる
請求項４に記載の電動圧縮機。
【請求項６】
前記制御部は、
前記電動モータを直流励磁した後に前記電動モータを再起動させる場合には、前記ロータの前記所定の回転位置を基準として前記電動モータを起動させる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
【請求項７】
前記制御部は、
前記中間圧冷媒の圧力と吸入冷媒の圧力との差が所定の圧力閾値以下になることに基づいて、前記中間圧冷媒の圧力が前記ロータを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判定する
請求項１，３，５のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
【請求項８】
前記制御部は、
前記直流励磁を実行した時点から所定時間が経過することに基づいて、前記中間圧冷媒の圧力が前記ロータを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判定する
請求項１，３，５のいずれか一項に記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスインジェクションサイクルに用いられる電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の車両用空調装置では、エンジンの駆動力を利用して圧縮機を駆動させることにより冷媒を圧縮している。これに対し、近年、電気自動車やハイブリッド等の電動車両の普及により、車両に搭載される車両用空調装置では、電動モータで駆動する電動圧縮機が採用されている。例えばハイブリッド車両の場合、電動圧縮機が採用されることで、エンジンが停止している状況でも空調装置を作動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１７０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両に搭載される車両用空調装置において、電動モータにより駆動する電動圧縮機を用いると、下記の問題が発生するおそれがある。
【０００５】
まず、ガスインジェクションサイクルを構成する電動圧縮機は、圧縮部、圧縮部を駆動する電動モータ、吸入ポート、吐出ポート、及び中間圧ポートを有している。この電動圧縮機では、吸入ポートから吸入した低圧の吸入冷媒を圧縮部で圧縮して高圧の冷媒として吐出ポートから吐出するとともに、中間圧ポートからサイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程途中の冷媒に合流される。この中間圧冷媒の流れる冷媒回路が、ガスインジェクションサイクルの冷媒回路である。ガスインジェクションサイクルは、二段圧縮サイクルとも称される。ガスインジェクションサイクルは、ヒートポンプサイクルの極低温下での暖房時における暖房能力の向上のために用いられる。したがって、このガスインジェクションサイクルでの運転モードは、極低温下での暖房運転時に実行される。以下、ガスインジェクションサイクルでの運転モードを２段圧縮モードと称する。
【０００６】
電動圧縮機は、車両に搭載された電源から給電されるため、車両電源から主機等の他の車両搭載機器へ供給する電力の確保を目的として、一時停止を要求される場合がある。しかしながら、２段圧縮モードでの暖房運転中に、電動圧縮機を一時停止させると、中間圧冷媒と吸入冷媒との圧力差により、中間圧ポートから吸入ポートに冷媒が逆流し、電動モータのロータが逆回転し続けてしまう。ロータが逆回転すると、電動圧縮機の停止要求が解除された後に電動モータを再起動させる際に、ロータの回転位置を推定することが難しくなり、結果的に電動モータの再起動時に脱調が生じるおそれがある。
【０００７】
なお、ロータの逆回転を抑制する方法として、モータ駆動回路の上アーム及び下アームの一方のアームのスイッチング素子をオンさせ、他方のアームのスイッチング素子をオフさせることにより、電動モータを短絡制動させることが考えられる。電動モータを短絡制動させることにより、ロータが逆回転している時間を短縮することができる。
【０００８】
しかしながら、短絡制動は、モータ駆動回路及びステータコイルの閉回路に電流が流れている状況、すなわちロータが回転している状況でしか発生しない。そのため、短絡制動によりロータの逆回転が一旦停止した場合でも、中間圧冷媒の圧力が、吸入冷媒の圧力に対してある程度大きいと、それらの圧力差により中間圧冷媒が吸入ポートに逆流し、ロータが逆回転してしまう。結局、中間圧冷媒の圧力と吸入冷媒の圧力との差が十分小さくなるまでロータの逆回転及び停止が繰り返される可能性がある。この場合、結果的にロータが逆回転してしまうため、電動モータの再起動時にロータの回転位置を特定することが難しくなり、電動モータの脱調を回避することができない。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、再起動時における電動モータの脱調を抑制することのできる電動圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する電動圧縮機は、吸入される低圧冷媒を圧縮して高圧冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、圧縮部に中間圧冷媒を導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備える。制御部は、中間圧冷媒が圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に電動モータを停止させる場合、電動モータを短絡制動させてロータの回転を停止させた後、ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく電動モータを直流励磁するとともに、電動モータを直流励磁している際、中間圧冷媒の圧力がロータを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判断した場合、電動モータの直流励磁を解除する。
また、上記課題を解決する電動圧縮機は、吸入される低圧冷媒を圧縮して高圧冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、圧縮部に中間圧冷媒を導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備える。制御部は、中間圧冷媒が圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に電動モータを停止させる場合、電動モータを短絡制動させてロータの回転を停止させた後、ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく電動モータを直流励磁するとともに、電動モータを直流励磁している際、モータ駆動回路の温度が直流励磁時の温度閾値以上になった場合には、電動モータの直流励磁を解除する。
さらに、上記課題を解決する電動圧縮機は、吸入される低圧冷媒を圧縮して高圧冷媒を吐出する圧縮部（１１１）と、ロータ（１１２ｒ）の回転に基づき圧縮部を駆動させる電動モータ（１１２）と、電動モータを駆動させるモータ駆動回路（１１４）と、圧縮部に中間圧冷媒を導入する中間圧ポート（１１ｄ）と、ロータの回転制御を行う制御部（１１５）と、を備える。制御部は、中間圧冷媒が圧縮部に導入される２段圧縮モードの実行時に電動モータを停止させる場合、電動モータを短絡制動させてロータの回転を停止させた後、ロータの回転位置を所定の回転位置で固定させるべく電動モータを直流励磁するとともに、電動モータを短絡制動させている際、モータ駆動回路の温度が短絡制動時の温度閾値以上になった場合には、電動モータの短絡制動を解除する。
【００１１】
これらの構成によれば、２段圧縮モードの実行時に電動モータを停止させる際、短絡制動によりロータの回転が停止した後、直流励磁によりロータの回転位置が所定の回転位置で固定される。これにより、中間圧冷媒の圧力が吸入冷媒の圧力に対してある程度大きい場合でも、ロータの逆回転を抑制することができる。よって、再起動時における電動モータの脱調を抑制することができる。
【００１２】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、再起動時における電動モータの脱調を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の車両用空調装置の全体構成と共に、冷房運転モード時の冷媒の流れを示すブロック図である。
【図２】実施形態の車両用空調装置の全体構成と共に、第１暖房運転モード時の冷媒の流れを示すブロック図である。
【図３】実施形態の車両用空調装置の全体構成と共に、第２暖房運転モード時の冷媒の流れを示すブロック図である。
【図４】実施形態の電動圧縮機の断面構造を示す断面図である。
【図５】実施形態の車両用空調装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態の電動圧縮機の電気的な構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態のモータ制御部により実行される電動モータの駆動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施形態のモータ制御部により実行される第１起動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】実施形態のモータ制御部により実行される第２起動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】他の実施形態のモータ制御部により実行される第１起動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】他の実施形態のモータ制御部により実行される第２起動制御の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、電動圧縮機の一実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の電動圧縮機を用いた車両用空調装置の概要について説明する。
【００１６】
図１〜図３に示される本実施形態の車両用空調装置１は、内燃機関（エンジン）及び走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得るハイブリッド車両に適用されている。車両用空調装置１は、ヒートポンプサイクル１０と室内空調ユニット３０とを備えている。
【００１７】
ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象である室内送風空気を冷却あるいは加熱する。室内送風空気は、車室内に送風される空気である。ヒートポンプサイクル１０では、図１〜図３に示される冷媒回路のいずれかに選択可能である。図１に示される冷媒回路は、室内送風空気を冷却して車室内を冷房する冷房運転モードで用いられる冷媒回路である。図２及び図３に示される冷媒回路は、室内送風空気を加熱して車室内を暖房する第１暖房運転モード及び第２暖房運転モードでそれぞれ用いられる冷媒回路である。第１暖房運転モードは、外気温が極低温時、例えば０［℃］以下の時に実行される。第２暖房運転モードは、通常の暖房運転モードである。
【００１８】
ヒートポンプサイクル１０は、冷媒として通常のフロン系冷媒を採用しており、高圧冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、電動圧縮機１１と、室内凝縮器１２と、第１減圧器１３と、気液分離器１４と、中間圧冷媒流路１５と、中間圧開閉弁１６と、第２減圧器１７と、室外熱交換器１８と、第３減圧器２０と、三方弁２１と、室内蒸発器２２と、アキュームレータ２３と、第２迂回流路２４とを備えている。
【００１９】
電動圧縮機１１は、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。電動圧縮機１１は、圧縮室１１ａと、吸入ポート１１ｂと、吐出ポート１１ｃと、中間圧ポート１１ｄとを有している。圧縮室１１ａは、吸入ポート１１ｂから吸入した低圧冷媒を圧縮して高圧冷媒として吐出ポート１１ｃから吐出する。中間圧ポート１１ｄは、中間圧冷媒を圧縮室１１ａに導くとともに、圧縮過程途中の冷媒に合流させる。中間圧冷媒とは、圧縮室１１ａに吸入される低圧冷媒の圧力から、圧縮室１１ａから吐出される高圧冷媒の圧力までの範囲の圧力を有する冷媒を意味する。
【００２０】
より詳しくは、図４に示されるように、電動圧縮機１１は、圧縮部１１１と、電動モータ１１２と、ハウジング１１３とを有している。圧縮部１１１は、電動圧縮機１１の圧縮室１１ａ内の冷媒を圧縮する。圧縮部１１１は、スクロール式圧縮機構からなる。なお、圧縮部１１１は、ベーン型圧縮機構等の他の圧縮機構からなるものであってもよい。電動モータ１１２は、圧縮部１１１を回転駆動させる。電動モータ１１２は、三相交流モータからなる。圧縮部１１１及び電動モータ１１２は、ハウジング１１３の内部に収容されている。
【００２１】
ハウジング１１３には、吸入ポート１１ｂと、吐出ポート１１ｃと、中間圧ポート１１ｄが設けられている。ハウジング１１３内を流れる冷媒は、吸入ポート１１ｂから吐出ポート１１ｃに向かって流れる。中間圧ポート１１ｄは、圧縮室１１ａの圧縮過程途中の箇所と連通している。
【００２２】
このように、本実施形態の電動圧縮機１１は、吸入ポート１１ｂから吸入した低圧冷媒を圧縮部１１１で圧縮して高圧冷媒を生成し、この高圧冷媒を吐出ポート１１ｃから吐出する。また、電動圧縮機１１は、中間圧ポート１１ｄから中間圧冷媒を流入させて圧縮過程途中の冷媒に合流させる。以下では、吸入ポート１１ｂから吸入される低圧冷媒を、吸入冷媒とも称する。また、吐出ポート１１ｃから吐出される高圧冷媒を、吐出冷媒とも称する。さらに、中間圧ポート１１ｄから吸入される冷媒を、中間圧冷媒とも称する。
【００２３】
図１〜図３に示されるように、室内凝縮器１２は、その冷媒入口側が電動圧縮機１１の吐出ポート１１ｃに接続されている。室内凝縮器１２は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。室内凝縮器１２は、電動圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を室内送風空気と熱交換させることにより高圧冷媒を放熱させるとともに、室内蒸発器２２を通過した室内送風空気を加熱する熱交換器として機能する。
【００２４】
第１減圧器１３は、その冷媒入口側が室内凝縮器１２の冷媒出口側に接続されている。第１減圧器１３は、第１暖房運転モード時に室内凝縮器１２から流出する冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる。また、第１減圧器１３は、第２暖房運転モード時に室内凝縮器１２から流出する冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる。第１減圧器１３は、電気式膨張弁である。すなわち、第１減圧器１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
【００２５】
気液分離器１４は、その冷媒入口側が第１減圧器１３の冷媒出口側に接続されている。気液分離器１４は、第１減圧器１３を通過した冷媒の気相及び液相を分離する。本実施形態の気液分離器１４は、遠心力の作用によって冷媒を気相及び液相に分離する遠心分離式のものである。気液分離器１４の気相冷媒出口側には、中間圧冷媒流路１５が接続されている。気液分離器１４の液相冷媒出口側には、第２減圧器１７の冷媒入口側が接続されている。
【００２６】
中間圧冷媒流路１５は、気液分離器１４で分離された気相冷媒を電動圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄに導くための冷媒流路である。中間圧冷媒流路１５は、冷媒配管１５１と、マフラ１５２とを有している。マフラ１５２は、中間圧冷媒流路１５内の冷媒の脈動を低減するために、冷媒配管１５１よりも容量の大きい流路形成部材により構成されている。
【００２７】
中間圧開閉弁１６は、中間圧冷媒流路１５の途中に設けられている。中間圧開閉弁１６は、中間圧冷媒流路１５を開閉する開閉弁である。本実施形態の中間圧開閉弁１６は、制御信号に基づいて開閉動作が制御される電磁弁である。中間圧開閉弁１６は、第１暖房運転モード時に開弁状態になることにより、中間圧冷媒を電動圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄに導入する２段圧縮モードの冷媒回路を形成する。また、中間圧開閉弁１６は、第１暖房運転モード時に閉弁状態になることにより、中間圧冷媒流路１５への中間圧冷媒の流入を禁止する。
【００２８】
第２減圧器１７は、固定絞り１７１と、第１迂回流路１７２と、開閉弁１７３とを有している。固定絞り弁１７１は冷媒を減圧させる。固定絞り弁１７１としては、絞り開度が固定されたノズルやオリフィス等を採用することができる。第１迂回流路１７２は、気液分離器１４から流出した冷媒を固定絞り１７１を迂回させて室外熱交換器１８側に導く冷媒流路である。開閉弁１７３は、第１迂回流路１７２を開閉する電磁弁である。第２減圧器１７では、開閉弁１７３の開閉により、固定絞り１７１の減圧作用を発揮させる絞り状態と、固定絞り１７１の減圧作用を発揮させない全開状態とに変更することが可能となっている。第２減圧器１７は、第１暖房運転モード時に絞り状態になることにより、気液分離器１４にて分離された中間圧の液相冷媒を低圧冷媒になるまで減圧させる。また、第２減圧器１７は、冷房運転モード時や第２暖房運転モード時に全開状態になることにより、冷媒に対して減圧作用を発揮しない状態になる。
【００２９】
室外熱交換器１８は、その冷媒入口側が第２減圧器１７の冷媒出口側に接続されている。室外熱交換器１８は、車両ボンネット内、すなわち車室外に配置されている。室外熱交換器１８は、その内部を流通する冷媒と、送風ファン１９により送風される車室外空気とを熱交換させるものである。室外熱交換器１８は、第１暖房運転モード時及び第２暖房運転モード時に冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する蒸発器として機能する。室外熱交換器１８は、冷房運転モード時に高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
【００３０】
第３減圧器２０は、その冷媒入口側が室外熱交換器１８の冷媒出口側に接続されている。第３減圧器２０は、冷房運転モード時に、室外熱交換器１８から流出して室内蒸発器２２に流入する冷媒を減圧させる。第３減圧器２０は、第１減圧器１３と同様に電気式膨張弁からなる。
【００３１】
三方弁２１は、その冷媒入口側が第３減圧器２０の冷媒出口側に接続されている。三方弁２１は、その２つの冷媒出口のそれぞれが室内蒸発器２２の冷媒入口側及びアキュームレータ２３の冷媒入口側に接続されている。三方弁２１は、第３減圧器２０から流出した冷媒を室内蒸発器２２に導く冷媒流路と、第３減圧器２０から流出した冷媒を室内蒸発器２２を迂回させてアキュームレータ２３に導く第２迂回流路２４とを切り替える。
【００３２】
室内蒸発器２２は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内の室内凝縮器１２よりも空気流れ上流側に配置されている。室内蒸発器２２は、冷房運転モード時に内部を流通する冷媒を室内送風空気と熱交換させることにより、冷媒を吸熱させて蒸発させるとともに、その吸熱作用により室内送風空気を冷却する熱交換器である。
【００３３】
アキュームレータ２３は、その冷媒入口側が室内蒸発器２２の冷媒出口側及び第２迂回流路２４に接続されている。アキュームレータ２３は、その内部に流入した気液を分離して、サイクル内の余剰の冷媒を蓄える気液分離器である。アキュームレータ２３の気相冷媒出口には、電動圧縮機１１の吸入ポート１１ｂが接続されている。
【００３４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、温度調整された室内送風空気を車室内に送風する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部に設けられるインストルメントパネルの内側に配置されている。室内空調ユニット３０は、ケーシング３１と、送風機３２と、室内凝縮器１２と、室内蒸発器２２とを備えている。
【００３５】
ケーシング３１の内部には、室内送風空気の空気通路が形成されている。ケーシング３１内の室内送風空気の空気流れ最上流側には、内外気切替装置３３が配置されている。内外気切替装置３３は、ケーシング３１内に導入する空気として内気と外気とを切り替える。内気は車室内の空気である。外気は車室外の空気である。
【００３６】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入された空気を車室内に向けて送風する送風機３２が配置されている。送風機３２は、遠心多翼ファンを電動モータにて駆動する電動送風機である。
【００３７】
送風機３２の空気流れ下流側には、室内蒸発器２２及び室内凝縮器１２が、この順で室内送風空気の空気流れ方向に配置されている。ケーシング３１内には、バイパス通路３４が形成されている。バイパス通路３４は、室内蒸発器２２を通過した室内送風空気を、室内凝縮器１２を迂回させて流す通路である。
【００３８】
室内蒸発器２２の空気流れ下流側であって、且つ室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、空気通路切替ドア３５が配置されている。空気通路切替ドア３５は、室内蒸発器２２を通過した室内送風空気が流れる空気通路として、室内凝縮器１２を通過する空気通路と、バイパス通路３４とを切り替える。
【００３９】
次に、図５を参照して、車両用空調装置１の電気的な構成について説明する。
図５に示されるように、車両用空調装置１は、空調制御用のセンサ群４１を備えている。センサ群４１としては、内気センサ４１ａ、外気センサ４１ｂ、日射センサ４１ｃ、蒸発器温度センサ４１ｄ、吸入圧センサ４１ｅ、吐出圧センサ４１ｆ、及び中間圧センサ４１ｇ等がある。内気センサ４１ａは、車室内温度Ｔｉｎを検出する。外気センサ４１ｂは、外気温Ｔｏｕｔを検出する。日射センサ４１ｃは、車室内の日射量Ｓｒを検出する。蒸発器温度センサ４１ｄは、室内蒸発器２２の温度Ｔｅを検出する。吸入圧センサ４１ｅは、電動圧縮機１１の吸入冷媒の圧力Ｐｉｎを検出する。吐出圧センサ４１ｆは、電動圧縮機１１の吐出冷媒の圧力Ｐｏｕｔを検出する。中間圧センサ４１ｇは、電動圧縮機１１の中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄを検出する。各センサ４１ａ〜４１ｇは、検出した物理量に応じた検出信号を出力する。
【００４０】
車両用空調装置１は、操作スイッチ４２を備えている。操作スイッチ４２は、例えばインストルメントパネル付近に配置された操作パネルに配置されている。操作スイッチ４２としては、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モードと暖房運転モードとを選択するための選択スイッチ等がある。操作スイッチ４２は、操作に応じた操作信号を出力する。
【００４１】
センサ群４１の検出信号、及び操作スイッチ４２の操作信号は、空調ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０に取り込まれている。空調ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を有する周知のマイクロコンピュータとその周辺回路により構成された電子制御装置である。空調ＥＣＵ４０は、センサ群４１の検出信号及び操作スイッチ４２の操作信号に基づいて、電動圧縮機１１、第１減圧器１３、中間圧開閉弁１６、開閉弁１７３、送風ファン１９、第３減圧器２０、三方弁２１、送風機３２、及び空気通路切替ドア３５等の各種機器の駆動を制御する。
【００４２】
空調ＥＣＵ４０は、上位ＥＣＵ５０と互いに通信可能に電気的に接続されている。上位ＥＣＵ５０は、車両の走行系を制御する電子制御装置である。より具体的には、上位ＥＣＵ５０は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量等に基づいて、モータやエンジン等の主機を制御するとともに、車両に搭載されたバッテリから主機への電力供給を制御する。
【００４３】
上位ＥＣＵ５０は、車両加速時に電力確保が必要な場合、空調ＥＣＵ４０へ電動圧縮機１１の停止信号を出力する。空調ＥＣＵ４０は、上位ＥＣＵ５０から送信される停止信号を受信すると、電動圧縮機１１に停止信号を送信する。これにより、電動圧縮機１１が停止する。また、空調ＥＣＵ４０は、操作スイッチ４２の操作信号等に基づいて電動圧縮機１１を起動させる場合には、起動信号を電動圧縮機１１に送信する。これにより、電動圧縮機１１が起動する。
【００４４】
次に、空調ＥＣＵ４０により実行される各種機器の制御について詳しく説明する。
空調ＥＣＵ４０は、冷房運転モード、第１暖房運転モード、及び第２暖房運転モードのいずれかの運転モードに応じて各種機器を制御する通常運転制御を行う。また、空調ＥＣＵ４０は、上位ＥＣＵ５０から電動圧縮機１１の停止信号を受信した場合、通常運転制御よりも優先して電動圧縮機１１に停止信号を送信することにより、電動圧縮機１１を一時的に停止させる。
【００４５】
通常運転制御では、空調ＥＣＵ４０は、ヒートポンプサイクル１０を各運転モードの冷媒回路に切り替えて、各運転モードで所望の空調状態が得られるように、各種機器の作動を制御する。
【００４６】
（Ａ）冷房運転モード
冷房運転モードは、例えば操作パネルの作動スイッチがオンされた状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。
【００４７】
図１に示されるように、冷房運転モードでは、空調ＥＣＵ４０は、第１減圧器１３を全開状態にし、第３減圧器２０を絞り状態にする。すなわち、第１減圧器１３では減圧作用を発揮させず、第３減圧器２０では減圧作用を発揮させる。また、開閉弁１７３を開弁状態にすることにより、第２減圧器１７を全開状態にする。すなわち、第２減圧器１７では減圧作用を発揮させない。さらに中間圧開閉弁１６を閉弁状態とし、三方弁２１の第２迂回流路２４側を閉弁状態にする。
【００４８】
また、空調ＥＣＵ４０は、センサ群４１の検出信号及び操作パネルの操作信号に基づいて、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。空調ＥＣＵ４０は、算出した目標吹出温度ＴＡＯ及びセンサ群４１の検出信号に基づいて、電動圧縮機１１、送風機３２、空気通路切替ドア３５等の各種機器の作動状態を決定し、決定した作動状態となるような制御信号を各機器に出力する。これにより、空調ＥＣＵ４０は、例えば電動圧縮機１１と送風機３２とをそれぞれ所望の回転速度で作動させるとともに、内外気切替装置３３のドア位置と、空気通路切替ドア３５の位置とを所望の位置にする。空気通路切替ドア３５の具体的な位置は、室内凝縮器１２の空気通路を閉塞する位置、換言すれば室内蒸発器２２通過後の送風空気の全てがバイパス通路３４を通過する位置である。
【００４９】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１に太線及び矢印で示されるように冷媒の流れる冷房運転モードの冷媒回路に切り替えられる。すなわち、電動圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された冷媒が、室内凝縮器１２、第１減圧器１３、気液分離器１４、第２減圧器１７、室外熱交換器１８、第３減圧器２０、室内蒸発器２２、アキュームレータ２３の順に流れて、電動圧縮機１１の吸入ポート１１ｂに流入する。
【００５０】
この冷媒運転モードでは、電動圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が、室外熱交換器１８にて外気と熱交換して放熱する。室外熱交換器１８から流出した冷媒は、第３減圧器２０にて低圧冷媒となるまで減圧膨張され、室内蒸発器２２にて、送風機３２から送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。このとき、空気通路切替ドア３５により室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているため、室内凝縮器１２に流入した高圧冷媒は、実質的に室内送風空気へ放熱せず、室内凝縮器１２から流出する。そのため、室内蒸発器２２にて冷却された室内送風空気が、車室内へ吹き出される。
【００５１】
（Ｂ）暖房運転モード
暖房運転モードは、例えば操作パネルの作動スイッチがオンされた状態で、選択スイッチにより暖房運転モードが選択されると開始される。このとき、外気温が極低温の場合に第１暖房運転モードが実行され、外気温が極低温以外の場合に第２暖房運転モードが実行される。例えば、空調ＥＣＵ４０は、外気センサ４１ｂの検出温度が基準温度、例えば０［℃］以下の場合に第１暖房運転モードを実行し、外気センサ４１ｂの検出温度が基準温度を超える場合に第２暖房運転モードを実行する。
【００５２】
（Ｂ１）第１暖房運転モード
図２に示されるように、第１暖房運転モードでは、空調ＥＣＵ４０は、第１減圧器１３を絞り状態にし、第３減圧器２０を全開状態にする。また、開閉弁１７３を閉弁状態にすることにより、第２減圧器１７を絞り状態にする。さらに、中間圧開閉弁１６を開弁状態にし、三方弁２１の第２迂回流路２４側を開弁状態にする。
【００５３】
また、空調ＥＣＵ４０は、冷房運転モードと同様に、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、各種機器の作動状態を決定し、決定した作動状態になるような制御信号を各機器に出力する。これにより、例えば空気通路切替ドア３５は、バイパス通路３４を閉塞する位置、換言すれば室内蒸発器２２通過後の送風空気の全てが室内凝縮器１２を通過する位置となる。
【００５４】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図２に太線及び矢印で示されるように冷媒の流れる第１暖房運転モードの冷媒回路に切り替えられる。この第１暖房運転モードの冷媒回路がガスインジェクションサイクルとなっている。すなわち、電動圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１２で凝縮され、凝縮された高圧冷媒が第１減圧器１３により中間圧冷媒になるまで減圧される。第１減圧器１３から流出した中間圧冷媒は、気液分離器１４にて気相冷媒と液相冷媒に分離される。気液分離器１４にて分離された中間圧の液相冷媒は、第２減圧器１７により低圧冷媒になるまで減圧された後、室外熱交換器１８にて蒸発され、アキュームレータ２３を介して電動圧縮機１１の吸入ポート１１ｂに吸入される。一方、気液分離器１４にて分離された中間圧の気相冷媒は、中間圧冷媒流路１５を介して、電動圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄに導かれ、圧縮過程途中の冷媒に合流する。
【００５５】
このように、第１暖房運転モードでは、第２減圧器１７にて減圧された低圧冷媒を電動圧縮機１１へ吸入させると共に、第１減圧器１３にて減圧された中間圧冷媒を電動圧縮機１１の圧縮過程途中の冷媒に合流させるガスインジェクションサイクルを構成している。したがって、本実施形態では、この第１暖房運転モードが、中間圧冷媒を電動圧縮機１１の圧縮部１１１に導入させる２段圧縮モードに相当している。
【００５６】
この第１暖房運転モードでは、室内蒸発器２２に冷媒が流れないため、室内送風空気が室内蒸発器２２で冷却されない。室内蒸発器２２を通過した室内送風空気は、室内凝縮器１２で高圧冷媒との熱交換により加熱されて、車室内に吹き出される。
【００５７】
（Ｂ２）第２暖房運転モード
図３に示されるように、第２暖房運転モードでは、空調ＥＣＵ４０は、第１減圧器１３を絞り状態にし、第３減圧器２０を全開状態にする。また、開閉弁１７３を開状態にすることにより第２減圧器１７を全開状態にする。さらに、中間圧開閉弁１６を閉弁状態にし、三方弁２１の第２迂回流路２４側を開弁状態にする。
【００５８】
また、空調ＥＣＵ４０は、第１暖房運転モードと同様に、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、各種機器の作動状態を決定し、決定した作動状態になるような制御信号を各機器に出力する。
【００５９】
これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図３に太線及び矢印で示されるように冷媒の流れる第２暖房運転モードの冷媒回路に切り替えられる。すなわち、電動圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒が、室内凝縮器１２で凝縮され、凝縮された高圧冷媒が第１減圧器１３により低圧冷媒になるまで減圧される。第１減圧器１３から流出した低圧冷媒は、気液分離器１４に流入する。このとき、中間圧開閉弁１６が閉弁状態であるため、気液分離器１４に流入した低圧冷媒は、中間圧冷媒流路１５に流入せず、室外熱交換器１８に流入する。室外熱交換器１８に流入した冷媒は、外気との熱交換器により蒸発され、アキュームレータ２３を介して電動圧縮機１１の吸入ポート１１ｂに吸入される。
【００６０】
第２暖房運転モードにおいても、室内蒸発器２２に冷媒が流れないため、室内送風空気は室内蒸発器２２で冷却されない。室内蒸発器２２を通過した室内送風空気は、室内凝縮器１２で高圧冷媒との熱交換により加熱されて、車室内に吹き出される。
【００６１】
このように、本実施形態では、冷房運転モード及び第２暖房運転モードが、中間圧冷媒を電動圧縮機１１の圧縮部１１１に導入しない１段圧縮モードに相当する。
【００６２】
次に、図６を参照して、電動圧縮機１１の電気的な構成について詳しく説明する。
図６に示されるように、電動圧縮機１１は、インバータ回路１１４と、モータ制御部１１５とを備えている。本実施形態では、インバータ回路１１４がモータ駆動回路に相当する。
【００６３】
インバータ回路１１４は、上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃと、下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃと、電流平滑化用のコンデンサ１１８とを有している。上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃ及び下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃには、ダイオード１１９が接続されている。ダイオード１１９は、電動モータ１１２に発生する逆起電力を、車両に搭載された直流電源のバッテリ１２０に環流する。
【００６４】
上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃ及び下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃのベース側は、モータ制御部１１５に接続されている。上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃのコレクタ側は、バッテリ１２０の高電位側端子に接続されている。上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃのエミッタ側は、電動モータ１１２のＵ相コイル１１２ｕ、Ｖ相コイル１１２ｖ、及びＷ相コイル１１２ｗにそれぞれ接続されている。下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃのエミッタ側は、バッテリ１２０の低電位側端子に接続されている。下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃのコレクタ側は、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗにそれぞれ接続されている。
【００６５】
インバータ回路１１４では、モータ制御部１１５から送信されるＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃ，１１７ａ〜１１７ｃがオン／オフされることにより、バッテリ１２０の直流電力から三相交流電力が生成される。インバータ回路１１４により生成された三相交流電力が電動モータ１１２の各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗに供給されることにより、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗにより回転磁界が形成される。この回転磁界が、永久磁石等を有するロータに作用することにより、ロータ１１２ｒが回転する。ロータ１１２ｒの回転に基づいて圧縮部１１１が回転することにより、電動圧縮機１１による冷媒の圧縮が行われる。
【００６６】
電動圧縮機１１には、電圧センサ１２１と、電流センサ１２２ｕ〜１２２ｗと、温度センサ１２３とが設けられている。電圧センサ１２１は、バッテリ１２０の電圧値ＶＢを検出する。電流センサ１２２ｕ〜１２２ｗは、インバータ回路１１４から電動モータ１１２に供給される各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗを検出する。温度センサ１２３は、インバータ回路１１４の温度Ｔｉｖを検出する。各センサ１２１，１２２ｕ〜１２２ｗ，１２３の出力信号は、モータ制御部１１５に取り込まれている。
【００６７】
空調ＥＣＵ４０は、センサ群４１の検出信号及び操作スイッチ４２の操作信号に基づいて電動圧縮機１１の目標回転速度、換言すればロータ１１２ｒの目標回転速度を設定し、設定された目標回転速度をモータ制御部１１５に送信する。
【００６８】
モータ制御部１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等を有する周知のマイクロコンピュータとその周辺回路により構成された電子制御装置である。モータ制御部１１５は、電圧センサ１２１により検出されるバッテリ１２０の電圧値ＶＢと、電流センサ１２２ｕ〜１２２ｗにより検出される各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗとに基づいてロータ１１２ｒの回転速度を推定する。モータ制御部１１５は、推定された回転速度を目標回転速度に追従させるフィードバック制御を実行することによりＰＷＭ駆動信号を生成する。モータ制御部１１５は、このＰＷＭ駆動信号をインバータ回路１１４のスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃ，１１７ａ〜１１７ｃに出力することにより、電動モータ１１２をＰＷＭ制御する。これにより、ロータ１１２ｒの回転速度が目標回転速度に追従するように制御される。すなわち、モータ制御部１１５は、ロータ１１２ｒの回転位置を検出する回転センサを用いることなく、ロータ１１２ｒの回転制御を行う、いわゆるセンサレス制御を実行する。
【００６９】
次に、図７を参照して、モータ制御部１１５により実行される電動モータ１１２の駆動制御について詳しく説明する。モータ制御部１１５は、図７に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
【００７０】
図７に示されるように、モータ制御部１１５は、まず、ステップＳ１の処理として、空調ＥＣＵ４０から送信される起動信号を受信したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ１の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ２の処理として、ロータ１１２ｒの初期位置を推定する。例えば、モータ制御部１１５は、電動モータ１１２の各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗに高周波電圧が印加されるようにインバータ回路１１４を駆動させる。モータ制御部１１５は、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗに高周波電圧が印加された際に電流センサ１２２ｕ〜１２２ｗにより検出される各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗに基づいてロータ１１２ｒの初期の回転位置を推定する。
【００７１】
モータ制御部１１５は、ステップＳ２の処理に続くステップＳ３の処理として、電動モータ１１２を起動させる。具体的には、モータ制御部１１５は、ステップＳ２の処理で得られたロータ１１２ｒの初期の回転位置を基準として、ロータ１１２ｒを回転させることのできる回転磁界が各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗにより形成されるように、インバータ回路１１４を駆動させる。これにより、ロータ１１２ｒが回転し、電動モータ１１２が起動する。
【００７２】
モータ制御部１１５は、ステップＳ３の処理に続くステップＳ４の処理として、ロータ１１２ｒの回転速度が規定回転速度に達したか否かを判断する。具体的には、モータ制御部１１５は、バッテリ１２０の電圧値ＶＢ及び各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗに基づいてロータ１１２ｒの回転速度を推定するとともに、このロータ１１２ｒの推定回転速度が規定回転速度に達したか否かを判断する。規定回転速度は、センサレス制御を安定して実行することのできる回転速度までロータ１１２ｒの回転速度が上昇したか否かを判断することができるように予め実験等を通じて設定されている。
【００７３】
モータ制御部１１５は、ステップＳ４の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ５の処理として、電動モータ１１２の通常制御を実行する。本実施形態の通常制御は、電動モータ１１２のセンサレス制御に相当する。
【００７４】
モータ制御部１１５は、電動モータ１１２の通常制御の実行中、ステップＳ６の処理として、空調ＥＣＵ４０から送信される停止信号を受信したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ６の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ７の処理として、ヒートポンプサイクル１０が２段圧縮モードで駆動しているか否かを判断する。具体的には、モータ制御部１１５は、ヒートポンプサイクル１０が２段圧縮モードで駆動しているか否かの情報を空調ＥＣＵ４０から取得し、取得した情報に基づいてステップＳ７の処理を実行する。
【００７５】
モータ制御部１１５は、ヒートポンプサイクル１０が２段圧縮モードで駆動していない場合には、すなわちヒートポンプサイクル１０が１段圧縮モードで駆動している場合には、ステップＳ７の処理で否定判断する。この場合、モータ制御部１１５は、ステップＳ８の処理として、電動モータ１１２を通常停止させる。すなわち、モータ制御部１１５は、電動モータ１１２への電力供給を停止することにより、電動モータ１１２を停止させる。
【００７６】
モータ制御部１１５は、ステップＳ７の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ９の処理として、第１起動制御を実行する。第１起動制御の処理手順は、図８に示される通りである。
【００７７】
図８に示されるように、モータ制御部１１５は、第１起動制御において、まず、ステップＳ９０の処理として、電動モータ１１２を短絡制動させる。具体的には、モータ制御部１１５は、インバータ回路１１４の上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃの全てをオンさせ、下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃの全てをオフさせる。あるいは、モータ制御部１１５は、インバータ回路１１４の上アームのスイッチング素子１１６ａ〜１１６ｃの全てをオフさせ、下アームのスイッチング素子１１７ａ〜１１７ｃの全てをオンさせる。これにより、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗには、ロータ１１２ｒの回転中とは逆の電流が流れるため、ロータ１１２ｒに制動力が加わり、ロータ１１２ｒを停止させることができる。
【００７８】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９０の処理に続くステップＳ９１の処理として、温度センサ１２３によりインバータ回路１１４の温度Ｔｉｖを取得する。また、モータ制御部１１５は、ステップＳ９１の処理に続くステップＳ９２の処理として、インバータ回路１１４の温度Ｔｉｖが温度閾値Ｔｔｈ１未満であるか否かを判断する。温度閾値Ｔｔｈ１は、電動モータ１１２を短絡制動させている際にインバータ回路１１４に発生する熱によりインバータ回路１１４が損傷する可能性があるか否かを判定することができるように予め実験等により設定されている。本実施形態では、この温度閾値Ｔｔｈ１が、短絡制動時の温度閾値に相当する。
【００７９】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９２の処理で肯定判断した場合には、ステップＳ９３の処理として、ロータ１１２ｒが停止したか否かを判断する。具体的には、モータ制御部１１５は、バッテリ１２０の電圧値ＶＢ及び各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗから推定されるロータ１１２ｒの回転速度に基づいて、ロータ１１２ｒが停止したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ９２の処理で肯定判断し、且つステップＳ９３の処理で否定判断した場合には、ステップＳ９１の処理に戻る。
【００８０】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９３の処理で肯定判断した場合、ステップＳ９４の処理として、電動モータ１１２を直流励磁する。具体的には、モータ制御部１１５は、直流励磁により一方向の磁界が形成されるようにインバータ回路１１４を駆動させ、ロータ１１２ｒを特定の相に固定する。これにより、ロータの回転位置を、直流励磁により形成される一方向の磁界に対応した所定の回転位置に固定することができる。
【００８１】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９４の処理に続くステップＳ９５の処理として、温度センサ１２３によりインバータ回路１１４の温度Ｔｉｖを取得する。また、モータ制御部１１５は、ステップＳ９５に続くステップＳ９６の処理として、インバータ回路１１４の温度Ｔｉｖが温度閾値Ｔｔｈ２未満であるか否かを判断する。温度閾値Ｔｔｈ２は、電動モータ１１２を直流励磁している際にインバータ回路１１４に発生する熱によりインバータ回路１１４が損傷する可能性があるか否かを判定することができるように予め実験等により設定されている。本実施形態では、この温度閾値Ｔｔｈ２が、直流励磁時の温度閾値に相当する。
【００８２】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９６の処理で肯定判断した場合には、すなわち熱による損傷がインバータ回路１１４に生じないと判断することができる場合には、ステップＳ９７及びＳ９８の処理として、電動圧縮機１１の吸入冷媒の圧力Ｐｉｎ及び中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの情報を空調ＥＣＵ４０から取得する。
【００８３】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９８に続くステップＳ９９の処理として、吸入冷媒の圧力Ｐｉｎと中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄとの差（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）を演算し、この差圧（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）が所定の圧力閾値Ｐｔｈ以下になったか否かを判断する。圧力閾値Ｐｔｈは、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄがロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下したか否かを判定することができるように予め実験等により設定されている。
【００８４】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９９の処理で否定判断した場合には、ステップＳ１００の処理として、空調ＥＣＵ４０から送信される起動信号を受信したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ１００の処理で否定判断した場合には、ステップＳ９５の処理に戻る。すなわち、モータ制御部１１５は、ロータ１１２ｒが逆回転する可能性のある状況で起動信号を受信できていない場合には、ステップＳ９５の処理に戻る。
【００８５】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１００の処理で肯定判断した場合には、すなわちロータ１１２ｒが逆回転する可能性のある状況で起動信号を受信した場合には、図７に示されるステップＳ３の処理に戻り、電動モータ１１２を起動させる。この場合、モータ制御部１１５は、直流励磁により固定されるロータ１１２ｒの所定の回転位置を基準として、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗにより回転磁界を形成することにより、電動モータ１１２を起動させる。
【００８６】
モータ制御部１１５は、図８に示されるステップＳ９９の処理で肯定判断した場合、すなわちロータ１１２ｒが逆回転する可能性がない場合には、ステップＳ１０１の処理として、電動モータ１１２の直流励磁を停止し、一連の処理を終了する。
【００８７】
モータ制御部１１５は、ステップＳ９２の処理、又はステップＳ９６の処理で否定判断した場合には、すなわち熱による損傷がインバータ回路１１４に生じる可能性がある場合には、ステップＳ１０２の処理として、第２起動制御を実行する。第２起動制御の処理手順は、図９に示される通りである。
【００８８】
図９に示されるように、モータ制御部１１５は、第２起動制御において、まず、ステップＳ１０２０の処理として、電動モータ１１２の短絡制動又は直流励磁を解除する。例えば、モータ制御部１１５は、図８に示されるステップＳ９２の処理で否定判断することにより第２起動制御を実行した場合には、電動モータ１１２の短絡制動を行っている。この場合、モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２０の処理として、電動モータ１１２の短絡制動を解除する。一方、モータ制御部１１５は、図８に示されるステップＳ９６の処理で否定判断することにより第２起動制御を実行した場合には、電動モータ１１２の直流励磁を行っている。この場合、モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２０の処理として、電動モータ１１２の直流励磁を解除する。
【００８９】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２０の処理に続くステップＳ１０２１及びＳ１０２２の処理として、電動圧縮機１１の吸入冷媒の圧力Ｐｉｎ及び中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの情報を空調ＥＣＵ４０から取得する。
【００９０】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２２に続くステップＳ１０２３の処理として、吸入冷媒の圧力Ｐｉｎと中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄとの差（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）を演算し、この差圧（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）が圧力閾値Ｐｔｈ以下になったか否かを判断する。
【００９１】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２３の処理で否定判断した場合には、ステップＳ１０２４の処理として、空調ＥＣＵ４０から送信される起動信号を受信したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２４の処理で否定判断した場合には、ステップＳ１０２１の処理に戻る。すなわち、モータ制御部１１５は、ロータ１１２ｒが逆回転する可能性のある状況で起動信号を受信できていない場合には、ステップＳ１０２１の処理に戻る。
【００９２】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２３の処理で肯定判断した場合、すなわちロータ１１２ｒが逆回転する可能性がない場合には、一連の処理を終了する。
【００９３】
モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２４の処理で肯定判断した場合、すなわちロータ１１２ｒが逆回転する可能性のある状況で起動信号を受信した場合には、ステップＳ１０２５の処理として、ステップＳ９０の処理と同様に、電動モータ１１２を短絡制動させ、電動モータ１１２を停止させる。モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２５に続くステップＳ１０２６の処理として、ステップＳ９３の処理と同様に、ロータ１１２ｒが停止したか否かを判断する。モータ制御部１１５は、ステップＳ１０２６の処理で肯定判断した場合、すなわちロータ１１２ｒが停止した場合には、ステップＳ１０２７の処理として、ステップＳ９４の処理と同様に、電動モータ１１２を直流励磁する。そして、モータ制御部１１５は、図７に示されるステップＳ３の処理に戻り、電動モータ１１２を起動させる。この場合、モータ制御部１１５は、直流励磁により固定されるロータ１１２ｒの所定の回転位置を基準として、各相コイル１１２ｕ〜１１２ｗにより回転磁界を形成することにより、電動モータ１１２を起動させる。
【００９４】
以上説明した本実施形態の電動圧縮機１１によれば、以下の（１）〜（７）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００９５】
（１）モータ制御部１１５は、２段圧縮モードの実行時に電動モータ１１２を停止させる場合、電動モータ１１２を短絡制動させてロータ１１２ｒの回転を停止させた後、電動モータ１１２を直流励磁することによりロータ１１２ｒの回転位置を所定の回転位置に固定する。これにより、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄが吸入冷媒の圧力Ｐｉｎに対してある程度大きい場合でも、ロータ１１２ｒの逆回転を抑制することができる。よって、再起動時における電動モータ１１２の脱調を抑制することができる。
【００９６】
（２）モータ制御部１１５は、電動モータ１１２を直流励磁した後に再起動させる場合には、直流励磁により固定されるロータ１１２ｒの所定の回転位置を基準に電動モータ１１２を起動させる。これにより、脱調を抑制しつつ、電動モータ１１２を容易に再起動させることができる。
【００９７】
（３）モータ制御部１１５は、電動モータ１１２を直流励磁している際、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄがロータ１１２ｒを逆回転させない程度まで低下したと判断した場合、電動モータ１１２の直流励磁を解除する。これにより、ロータ１１２ｒが逆回転しないにも関わらず電動モータ１１２を直流励磁し続ける状況を回避することができるため、無駄な電力消費を回避することができる。
【００９８】
（４）モータ制御部１１５は、電動モータ１１２を短絡制動させている際、インバータ回路１１４の温度Ｔｉｖの温度が温度閾値Ｔｔｈ１以上になった場合には、電動モータ１１２の短絡制動を解除する。これにより、電動モータ１１２の短絡制動によりインバータ回路１１４の温度が上昇したような場合には、電動モータ１１２の短絡制動が解除されるため、インバータ回路１１４の発熱による損傷を抑制することができる。
【００９９】
（５）モータ制御部１１５は、電動モータ１１２を直流励磁している際、インバータ回路１１４の温度Ｔｉｖが温度閾値Ｔｔｈ２以上になった場合には、電動モータ１１２の直流励磁を解除する。これにより、電動モータ１１２の直流励磁によりインバータ回路１１４の温度が上昇したような場合には、電動モータ１１２の直流励磁が解除されるため、インバータ回路１１４の発熱による損傷を抑制することができる。
【０１００】
（６）モータ制御部１１５は、電動モータ１１２の短絡制動又は直流励磁を解除した後、差圧（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）が圧力閾値Ｐｔｈ以下になる前に電動モータ１１２を起動させる場合には、電動モータ１１２を短絡制動させた後、電動モータ１１２を直流励磁する。その後、モータ制御部１１５は、直流励磁により固定されるロータ１１２ｒの所定の回転位置を基準に電動モータ１１２を再起動させる。これにより、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄがロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下する前に電動モータ１１２を再起動させる場合でも、脱調を抑制しつつ電動モータ１１２を起動させることができる。
【０１０１】
（７）モータ制御部１１５は、吸入冷媒の圧力Ｐｉｎと中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄとの差（Ｐｍｉｄ−Ｐｉｎ）が圧力閾値Ｐｔｈ以下になることに基づいて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの圧力がロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判定する。これにより、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの圧力がロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下したか否かを容易に判定することができる。
【０１０２】
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・モータ制御部１１５は、直流励磁を実行した時点から所定時間が経過することに基づいて、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの圧力がロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下したと判定してもよい。この場合、例えば図１０に示されるように、モータ制御部１１５は、図８に示されるステップＳ９９の処理に代わるステップＳ１０３の処理として、直流励磁を実行した時点から所定時間が経過したか否かを判断する処理を実行する。同様に、図１１に示されるように、モータ制御部１１５は、図９に示されるステップＳ１０２３の処理に代えて、直流励磁を実行した時点から所定時間が経過したか否かを判断する処理を実行する。このような構成でも、中間圧冷媒の圧力Ｐｍｉｄの圧力がロータ１１２ｒを逆回転させない程度の圧力まで低下したか否かを容易に判定することが可能である。
【０１０３】
・モータ制御部１１５は、電動モータ１１２が停止する直前の各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗやロータ１１２ｒの回転速度等の情報に基づいて、ロータ１１２ｒに対して逆回転させる方向に作用する力を推定し、この推定される逆回転力に基づいて、図１０のステップＳ１０３や図１１のステップＳ１０２８で用いられる所定時間を設定してもよい。すなわち、モータ制御部１１５は、推定される逆回転力に基づいて直流励磁の実行時間を設定してもよい。同様に、モータ制御部１１５は、推定される逆回転力に基づいて、短絡制動の実行時間を設定してもよい。
【０１０４】
・モータ制御部１１５は、上記の推定される逆回転力に基づいて、直流励磁時の電動モータ１１２の励磁電流の大きさを設定してもよい。また、モータ制御部１１５は、直流励磁時の電動モータ１１２の励磁電流の大きさを、時間の経過に伴い減少させてもよい。
【０１０５】
・モータ制御部１１５は、図７のステップＳ７の処理において、例えば電動モータ１１２が停止する直前の各相電流値Ｉｕ〜Ｉｗやロータ１１２ｒの回転速度等の情報に基づいて、ヒートポンプサイクル１０が２段圧縮モードで駆動しているか否かを判定してもよい。
【０１０６】
・モータ制御部１１５が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えばモータ制御部１１５がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。
【０１０７】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置や条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１０８】
１１：電動圧縮機
１１ｄ：中間圧ポート
１１１：圧縮部
１１２：電動モータ
１１２ｒ：ロータ
１１４：モータ駆動回路
１１５：モータ制御部
【図１】
0006380319.tif 000002
【図２】
0006380319.tif 000003
【図３】
0006380319.tif 000004
【図４】
0006380319.tif 000005
【図５】
0006380319.tif 000006
【図６】
0006380319.tif 000007
【図７】
0006380319.tif 000008
【図８】
0006380319.tif 000009
【図９】
0006380319.tif 000010
【図１０】
0006380319.tif 000011
【図１１】
0006380319.tif 000012