(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、前記圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに前記圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、
前記電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、
前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、
前記モータ温度検出手段で検出された前記モータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段と、
前記電動モータ（１１ａ）を駆動する駆動回路（１９）と、を備え、
前記駆動回路（１９）は、前記電動モータ（１１ａ）へ出力されるモータ電流値を検出するとともに、前記電動モータ（１１ａ）のモータ回転数を検出し、
前記モータ温度検出手段は、前記モータ回転数および前記モータ電流値と前記モータ温度を予め関連付けた制御特性に基づいて、前記駆動回路で検出された前記モータ回転数および前記モータ電流値から前記モータ温度を演算して検出し、
前記制御特性には、前記モータ回転数および前記モータ電流値に応じた前記基準値が予め規定され、さらに、前記基準値として、少なくとも第１基準値と前記第１基準値に比べて前記モータ温度が高い第２基準値が規定されており、
前記保護判定手段は、前記モータ温度検出手段で演算して検出された前記モータ温度が、前記制御特性に規定された前記第１基準値以上であるか否かを判定し、
前記モータ保護制御手段は、前記モータ温度検出手段で演算して検出された前記モータ温度が前記第１基準値以上で前記第２基準値より低い場合に、前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御し、前記第２基準値以上となった場合に、前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が増加するように制御することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、前記圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに前記圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、
前記電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、
前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、
前記モータ温度検出手段で検出された前記モータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段と、
前記電動モータ（１１ａ）を駆動する駆動回路（１９）と、
前記電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒過熱度を検出する吸入冷媒過熱度検出手段と、
前記吸入冷媒過熱度検出手段で検出された冷媒過熱度に基づいて、予め異なる前記基準値が規定された複数の前記制御特性のうちから特定の制御特性を選択する制御特性選択手段とを備え、
前記駆動回路（１９）は、前記電動モータ（１１ａ）へ出力されるモータ電流値を検出するとともに、前記電動モータ（１１ａ）のモータ回転数を検出し、
前記モータ温度検出手段は、前記モータ回転数および前記モータ電流値と前記モータ温度を予め関連付けた制御特性に基づいて、前記駆動回路で検出された前記モータ回転数および前記モータ電流値から前記モータ温度を演算して検出し、
前記制御特性には、前記モータ回転数および前記モータ電流値に応じた前記基準値が予め規定され、
前記保護判定手段は、前記モータ温度検出手段で演算して検出された前記モータ温度が、前記特定の制御特性に規定された基準値以上であるか否かを判定することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項３】
少なくとも冷媒で熱交換対象流体を冷却する冷却運転モードと冷媒で熱交換対象流体を加熱する加熱運転モードとに切り替え可能なヒートポンプとして構成され、
冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、前記圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに前記圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、
前記電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、
前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、
前記モータ温度検出手段で検出された前記モータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段と、
前記電動モータ（１１ａ）を駆動する駆動回路（１９）と、
前記運転モードに基づいて、予め異なる前記基準値が規定された複数の前記制御特性のうちから特定の制御特性を選択する制御特性選択手段と、を備え、
前記駆動回路（１９）は、前記電動モータ（１１ａ）へ出力されるモータ電流値を検出するとともに、前記電動モータ（１１ａ）のモータ回転数を検出し、
前記モータ温度検出手段は、前記モータ回転数および前記モータ電流値と前記モータ温度を予め関連付けた制御特性に基づいて、前記駆動回路で検出された前記モータ回転数および前記モータ電流値から前記モータ温度を演算して検出し、
前記制御特性には、前記モータ回転数および前記モータ電流値に応じた前記基準値が予め規定され、
前記制御特性選択手段は、前記運転モードが前記冷却運転モードである場合には、前記加熱運転モード時の制御特性に規定された前記基準値よりも低い前記基準値が規定された特定の制御特性を選択し、
前記保護判定手段は、前記モータ温度検出手段で演算して検出された前記モータ温度が、前記特定の制御特性に規定された基準値以上であるか否かを判定することを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項４】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、前記圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに前記圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、
前記電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、
前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、
前記モータ温度検出手段で検出された前記モータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段と、
前記電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒を冷却する放熱用熱交換器（６、１３）と、
前記放熱用熱交換器（１３）に室外空気を送風する第１電動送風機（１３ａ）と、
前記第１電動送風機（１３ａ）の回転数を制御する第１電動送風機制御手段と、を備え、
前記可変式絞り機構（１２、１６）は、前記放熱用熱交換器（６、１３）の出口側の冷媒を減圧し、前記電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒圧力が、前記放熱用熱交換器（６、１３）の出口側の冷媒温度に基づいて決定される目標高圧圧力に近づくように制御され、
前記モータ保護制御手段は、前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が前記基準値以上である場合に、前記目標高圧圧力を低下させ、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が前記基準値以上であると判定された場合に、前記第１電動送風機制御手段は、前記第１電動送風機（１３ａ）の回転数を上げることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記可変式絞り機構（１２、１６）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、
前記蒸発器（５）に熱交換対象流体を送風する第２電動送風機（４）と、
前記第２電動送風機（４）の回転数を制御する第２電動送風機制御手段とを備え、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が前記基準値以上であると判定された場合に、前記第２電動送風機制御手段は、前記第２電動送風機（４）の回転数を下げることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記可変式絞り機構（１２、１６）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、
前記蒸発器（５）に送風される熱交換対象流体を、室内から導入する内気モードと室外から導入する外気モードに切り替え可能な内外気切替制御手段を備え、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が前記基準値以上であると判定された場合に、前記内外気切替制御手段は、前記内気モードに切り替えることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、前記圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに前記圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、
前記電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、
前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、
前記モータ温度検出手段で検出された前記モータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、
前記保護判定手段により前記モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも前記可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段とを備え、
前記モータ温度検出手段は、前記電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出センサであることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動圧縮機を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機構と圧縮機構を駆動する電動モータが一体化された電動圧縮機において、インバータ、電動モータ等が電動圧縮機の高負荷状態により温度上昇した場合に、電動モータ等の温度上昇を回避する温度保護制御について、例えば特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、電動圧縮機のモータ回転数やインバータの入力電流等から電動モータの温度を推定し、推定した温度が所定値を超えた場合に圧縮機を停止させることで、電動モータの温度上昇を回避している。また、特許文献２では、電動モータの駆動回路を有するインバータを圧縮機吸入冷媒により冷却するように構成された電動圧縮機において、圧縮機構の負荷が大きく、電動モータにより発生すべきトルクが大きいにも係わらず電動圧縮機の回転数が低い場合等に発生するインバータの温度上昇を抑制するために、電動モータの回転数の上昇、電動圧縮機の運転停止等を行なっている。
【特許文献１】特開２００６−２９１８７８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、電動モータの温度上昇を回避するための温度保護制御として、電動圧縮機を停止するため、電動圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を車両用空調装置に適用した場合には、車室内の空調感等が著しく悪化するといった問題があった。
【０００５】
また、特許文献２では、インバータ素子の温度保護を目的としているが、インバータの温度が上昇する状況では、同時に電動モータに入力される電流値が高いため、電動モータでの発熱量が多くなり、電動モータも高温状態となる。この場合には、特許文献１と同様に、電動圧縮機を停止させて、電動モータの温度保護制御を行うため、特許文献１と同様の問題が発生する。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、電動圧縮機を停止することなく電動圧縮機の電動モータの温度上昇を回避する温度保護制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１〜７に記載の発明では、冷媒を吸入圧縮する圧縮機構（１１ｂ）、圧縮機構（１１ｂ）を駆動するとともに圧縮機構（１１ｂ）の吸入側の冷媒により冷却可能な電動モータ（１１ａ）を含んでなる電動圧縮機（１１）と、電動圧縮機（１１）から吐出された冷媒を減圧する可変式絞り機構（１２、１６）と、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出手段と、モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であるか否かを判定する保護判定手段と、保護判定手段によりモータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、少なくとも可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御するモータ保護制御手段とを備えることを第１の特徴とする。
【０００８】
このように、電動モータ（１１ａ）のモータ温度が所定値以上である場合に、少なくとも可変式絞り機構（１６）の開度が減少しないように制御することで、電動圧縮機（１１）の吐出冷媒圧力の上昇を回避することができる。これにより、少なくとも電動圧縮機（１１）の負荷の増大を回避し、電動モータ（１１ａ）に出力されるモータ電流の上昇を避けることができるため、電動圧縮機（１１）を停止させることなく電動モータ（１１ａ）の温度上昇を回避する温度保護制御を行なうことができる。
【０００９】
ここで、モータ温度検出手段は、直接的にモータ温度を検出する検出手段に限らず、モータ温度に関連するパラメータ等に基づいて間接的にモータ温度を検出する検出手段も含まれる。
【００１０】
また、請求項１〜３に記載の発明では、電動モータ（１１ａ）を駆動する駆動回路（１９）を備え、駆動回路（１９）は、電動モータ（１１ａ）へ出力されるモータ電流値を検出するとともに、電動モータ（１１ａ）のモータ回転数を検出し、モータ温度検出手段は、モータ回転数およびモータ電流値とモータ温度を予め関連付けた制御特性に基づいて、駆動回路で検出されたモータ回転数およびモータ電流値からモータ温度を演算して検出することを第２の特徴とする。
【００１１】
このように、モータ回転数およびモータ電流値とモータ温度を関連付けた制御特性に基づいて、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を演算して検出することができる。これにより、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を専用の温度検出手段を設ける必要がないため、電動圧縮機（１１）の構成を簡素化することができる。
【００１２】
また、請求項１〜３に記載の発明では、制御特性には、モータ回転数およびモータ電流値に応じた基準値が予め規定され、保護判定手段は、モータ温度検出手段で演算して検出されたモータ温度が、制御特性に規定された基準値以上であるか否かを判定することを第３の特徴とする。
【００１３】
このように、制御特性にモータ回転数およびモータ電流値に応じた基準値を規定することで、制御特性に基づいて、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を演算して検出し、電動モータ（１１ａ）のモータ温度が基準値以上か否かを判定することができる。
【００１４】
上述の第１〜第３の特徴に加え、請求項１に記載の発明では、制御特性には、基準値として、少なくとも第１基準値と第１基準値に比べてモータ温度が高い第２基準値が規定され、保護判定手段は、モータ温度検出手段で演算して検出されたモータ温度が、制御特性に規定された第１基準値以上であるか否かを判定し、モータ保護制御手段は、モータ温度検出手段で演算して検出されたモータ温度が第１基準値以上で第２基準値より低い場合に、可変式絞り機構（１２、１６）の開度が減少しないように制御し、第２基準値以上となった場合に、可変式絞り機構（１２、１６）の開度が増加するように制御することを特徴とする。
【００１５】
このように、電動モータ（１１ａ）のモータ回転数に応じて設定されたモータ電流の基準値を、少なくとも第１、第２基準値に分けることで、段階的に可変絞り機構（１６）の開度を調整することができる。これにより、例えば、空調装置においては、冷暖房能力を段階的に調整することができるため、室内の空調感等の悪化を抑制することができる。
【００１６】
ところで、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒の過熱度が大きくなると、吸入側の冷媒による電動モータ（１１ａ）の冷却効果が低下する。また、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒の過熱度が大きくなると、電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒温度が過度に上昇するため、電動モータ（１１ａ）のモータ温度が上昇する。
【００１７】
そのため、請求項２に記載の発明では、上述の第１〜第３の特徴に加え、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒過熱度を検出する吸入冷媒過熱度検出手段と、吸入冷媒過熱度検出手段で検出された冷媒過熱度に基づいて、予め異なる基準値が規定された複数の制御特性のうちから特定の制御特性を選択する制御特性選択手段とを備え、保護判定手段は、モータ温度検出手段で演算して検出されたモータ温度が、特定の制御特性に規定された基準値以上であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１８】
このように、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒過熱度に基づいて、予め設定された基準値の異なる複数の制御特性のうちから特定の制御特性を選択し、特定の制御特性に基づいて、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を演算して検出することで、電動モータ（１１ａ）の温度保護制御の判定を適切に行なうことができる。これにより、電動モータ（１１ａ）の温度保護制御の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
ここで、冷凍サイクル装置（１０）を冷却運転モードと加熱運転モードとが切替可能なヒートポンプとして構成した場合、冷却運転モードと加熱運転モードとでは、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒過熱度が冷却運転モード時の方が高くなる。つまり、加熱運転モード時に比べて冷却運転モード時の方が、電動モータ（１１ａ）のモータ温度が上昇しやすくなる。
【００２０】
そのため、請求項３に記載の発明では、上述の第１〜第３の特徴に加え、少なくとも冷媒で室内空気を冷却する冷却運転モードと冷媒で室内空気を加熱する加熱運転モードとに切り替え可能なヒートポンプとして構成され、運転モードに基づいて、予め異なる基準値が規定された複数の制御特性のうちから特定の制御特性を選択する制御特性選択手段を備え、制御特性選択手段は、運転モードが冷却運転モードである場合には、加熱運転モード時の制御特性に規定された基準値よりも低い基準値が規定された特定の制御特性を選択し、保護判定手段は、モータ温度検出手段で演算して検出されたモータ温度が、特定の制御特性に規定された基準値以上であるか否かを判定することを特徴とする。
【００２１】
これにより、電動モータ（１１ａ）の温度保護制御の判定を適切に行なうことができ、電動モータ（１１ａ）の温度保護制御の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明では、上述の第１の特徴に加え、電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒を冷却する放熱用熱交換器（６、１３）と、放熱用熱交換器（１３）に室外空気を送風する第１電動送風機（１３ａ）と、第１電動送風機（１３ａ）の回転数を制御する第１電動送風機制御手段と、を備え、可変式絞り機構（１２、１６）は、放熱用熱交換器（６、１３）の出口側の冷媒を減圧し、電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒圧力が、放熱用熱交換器（６、１３）の出口側の冷媒温度に基づいて決定される目標高圧圧力に近づくように制御され、モータ保護制御手段は、モータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上である場合に、前記目標高圧圧力を低下させ、保護判定手段によりモータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、第１電動送風機制御手段は、第１電動送風機（１３ａ）の回転数を上げることを特徴とする。
【００２４】
このように、第１電動送風機（１３ａ）の回転数を上げ、放熱用熱交換器（１３）の出口側の冷媒温度を下げることで、目標高圧圧力を低下させることができる。これにより、電動圧縮機（１１）の吐出側の冷媒圧力（吐出冷媒圧力Ｐｄ）を低下させることができ、電動モータ（１１ａ）の温度上昇を回避することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、可変式絞り機構（１２、１６）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、蒸発器（５）に熱交換対象流体を送風する第２電動送風機（４）と、第２電動送風機（４）の回転数を制御する第２電動送風機制御手段とを備え、保護判定手段によりモータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、第２電動送風機制御手段は、第２電動送風機（４）の回転数を下げることを特徴とする。
【００２６】
このように、第２電動送風機（４）の回転数を下げ、蒸発器（５）の冷却性能を低下させることで、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒の過熱度を低下させることができる。これにより、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒圧力（吸入冷媒圧力Ｐｓ）を低下させることができ、電動モータ（１１ａ）の温度上昇を回避することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、可変式絞り機構（１２、１６）で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（５）と、蒸発器（５）に送風される熱交換対象流体を、室内から導入する内気モードと室外から導入する外気モードに切り替え可能な内外気切替制御手段を備え、保護判定手段によりモータ温度検出手段で検出されたモータ温度が基準値以上であると判定された場合に、内外気切替制御手段は、内気モードに切り替えることを特徴とする。
【００２８】
このように、内外気切替制御手段で内気モードに切り替え、蒸発器（５）の冷却性能を低下させることで、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒の過熱度を低下させることができる。これにより、電動圧縮機（１１）の吸入側の冷媒圧力（吸入冷媒圧力Ｐｓ）を低下させることができ、電動モータ（１１ａ）の温度上昇を回避することができる。
【００２９】
また、請求項７に記載の発明では、上述の第１の特徴に加え、モータ温度検出手段は、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を検出するモータ温度検出センサであることを特徴とする。
【００３０】
これにより、電動モータ（１１ａ）のモータ温度を精度よく検出することができるため、電動モータ（１１ａ）の温度上昇を回避する温度保護制御を精度よく行なうことができる。ここで、モータ温度には、電動モータ（１１ａ）の内部温度に限らず、電動圧縮機（１１）のハウジングの表面温度等の間接的な温度も含まれる。
【００３１】
なお、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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本実施形態の冷凍サイクル装置を車両用空調装置に適用した場合の全体構成の概念図である。図１に示すように、本実施形態の車両用空調装置は、車室内最前部にて計器盤等を構成するインストルメントパネルの内側に配置された室内空調ユニット１を備えている。
【００３３】
室内空調ユニット１は、室内空調ユニット１の外殻を形成するとともに、室内空調ユニット１の各構成機器を収容する樹脂製のケース２を有している。このケース２内には、車室内へ向かって送風される室内送風空気の空気通路が構成される。
【００３４】
ケース２の空気通路の最上流部には、内気導入口３ａおよび外気導入口３ｂを有する内外気切替箱３が配置され、その内部には、内外気切替ドア３ｃが回転自在に配置されている。
【００３５】
この内外気切替ドア３ｃは、図示しないサーボモータによって駆動され、内気導入口３ａより内気（室内空気）を導入する内気モード、外気導入口３ｂより外気（室外空気）を導入する外気モード、および、内気と外気を同時に導入する内外気モードとを切替える。
【００３６】
内外気切替箱３の下流側には、車室内に向かって室内送風空気を送風する電動式の電動送風機４が配置されている。この電動送風機（第１電動送風機）４は、周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータ４ａにて駆動する電動式の送風機である。この電動モータ４ａは、後述する空調用制御装置２０から出力される制御電圧によって回転数制御される。
【００３７】
電動送風機４の下流側には、蒸発器５が配置されている。この蒸発器５は、後述する冷凍サイクル装置１０を構成する構成機器の１つである。蒸発器５は、内部に流入した低圧側冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることで、電動送風機４から送風された送風空気を冷却する冷却用熱交換器として機能する。
【００３８】
蒸発器５の下流側には、電気ヒータ等により加熱された温水を熱源として蒸発器５を通過した空気を加熱する加熱用熱交換器としてヒータコア６が配置されている。なお、電気ヒータ等により加熱された温水は、電動ポンプ（図示せず）によりヒータコア６内に供給される。
【００３９】
ヒータコア６の側方には、ヒータコア６をバイパスして送風空気が流れるバイパス通風路７が形成されるとともに、送風空気の温度調整手段を構成するエアミックスドア８が回転自在に配置されている。このエアミックスドア８は図示しないサーボモータによって駆動されて、その回転位置（開度）が連続的に調整可能になっている。
【００４０】
このエアミックスドア８の開度を調整することで、ヒータコア６を通過する空気量とバイパス通風路７を通過する空気量との割合が調整され、ヒータコア６下流側の送風空気の温度調節がなされる。なお、本実施形態では、ヒータコア６の側方両側にバイパス通風路７を形成しているので、エアミックスドア８もヒータコア６の両側に配置して、２枚のエアミックスドア８を連動操作するようになっている。
【００４１】
ケース２の空気通路の最下流部には、車両の前面窓ガラスに向けて空調風を吹き出すためのデフロスタ吹出口（図示せず）、乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すためのフェイス吹出口（図示せず）、および乗員の足元部に向けて空調風を吹き出すためのフット吹出口（図示せず）が設けられている。これらの吹出口の上流部には、それぞれ、開閉ドア（図示せず）が回転自在に配置され、各開閉ドアは、図示しないリンク機構を介して共通のサーボモータによって開閉操作される。
【００４２】
次に、冷凍サイクル装置１０について説明する。冷凍サイクル装置１０は、上述した蒸発器５に加えて、電動圧縮機１１、室外熱交換器１３、電気式膨張弁１６、アキュムレータ１８等を有して構成される。
【００４３】
まず、電動圧縮機１１は、電動モータ１１ａと電動モータにより駆動される圧縮機構１１ｂとを一体に構成したものである。電動モータ１１ａは、電動圧縮機１１における吸入側に配置され、電動圧縮機１１の低温の吸入冷媒により冷却される。
【００４４】
ここで、電動モータ１１ａは、三相交流モータであり、圧縮機構１１ｂは、例えば周知のスクロール式圧縮機構である。また、電動モータ１１ａは、後述するインバータ装置１９によって可変速駆動制御される。
【００４５】
電動圧縮機１１の吐出側には、室外側熱交換器１３が設けられている。本実施形態の室外熱交換器１３は、電動圧縮機１１から吐出された高温高圧の吐出冷媒と外気（室外空気）との間で熱交換して冷媒を冷却させる放熱用熱交換器として作用する。室外熱交換器１３には、電動式の冷却ファン（第２電動送風機）１３ａによって外気が送風される。ここで、冷却ファン１３ａは電動モータ１３ｂにより駆動され、電動モータ１３ｂは、後述する空調用制御装置２０から出力される制御電圧によって回転数制御される。
【００４６】
室外熱交換器１３の出口側には、可変式絞り機構として電気式膨張弁１６が設けられている。この電気式膨張弁１６は、サイクル通常運転時には吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧圧力となるように電気的に開度が制御される圧力制御弁としての役割を果たす。また、電気式膨張弁１６は、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ温度が高温状態となる時に、モータ温度の上昇を抑制するための制御弁としての機能を果たす。
【００４７】
電気式膨張弁１６は、具体的には例えば、ステッピングモータからなる電気アクチュエータ機構１６ａと、この電気アクチュエータ機構１６ａにより駆動される弁機構とにより構成され、弁機構の開度は電気アクチュエータ機構１６ａの作動角により微小量ずつ微細に調整できるようになっている。電気式膨張弁１６の開度は、後述する空調用制御装置２０により制御される。
【００４８】
電気式膨張弁１６の出口側には上述の蒸発器５が設けられている。蒸発器５の出口側にはアキュムレータ１８が設けられている。このアキュムレータ１８は、蒸発器５の出口冷媒の液冷媒（飽和液相冷媒）とガス冷媒（飽和気相冷媒）とを分離してサイクル内の余剰冷媒を蓄える気液分離手段であって、ここで分離されたガス冷媒を電動圧縮機１１の吸入側に向けて導出する。
【００４９】
次に、第1実施形態における電気制御部の概要を図２に基づいて説明する。ここで図２は、電気制御部のブロック図である。空調用制御装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成される。空調用制御装置２０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、電動圧縮機１１のインバータ装置１９、冷却ファン１３ａの電動モータ１３ｂ、電気式膨張弁１６の電気アクチュエータ機構１６ａ、電動送風機４の電動モータ４ａ等の電気機器の作動を制御する。
【００５０】
ここで、電動圧縮機１１のインバータ装置１９について簡単に説明する。インバータ装置１９のパワーデバイス１９０によって変換され、出力される三相交流の電力によって、三相交流モータである電動圧縮機１１の電動モータ１１ａが回転駆動される。ここで、電動モータ１１ａのモータ回転数は、インバータ制御部１９１により細かく制御（可変速駆動制御）される。
【００５１】
インバータ制御部１９１は、ＣＰＵ１９２、通信回路１９３等により構成され、空調用制御装置２０と交信しながら、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ回転数を最適値となるように制御する。
【００５２】
ここで、インバータ制御部１９１では、電動モータ１１ａに出力するモータ電流、電動モータ１１ａのモータ回転数を検出し、検出値を空調用制御装置２０に出力する。なお、インバータ装置１９の電源は、車両に搭載されたバッテリ２１である。
【００５３】
空調用制御装置２０の入力側には、電動圧縮機１１の吐出側の吐出冷媒圧力Ｐｄを検出する吐出圧力センサ３１、室外熱交換器１３の出口側冷媒温度である室外側冷媒温度Ｔｈｏを検出する室外側冷媒温度センサ３２、蒸発器５の吹出空気温度Ｔｅを検出する吹出空気温度センサ３３等が接続される。
【００５４】
なお、空調用制御装置２０には周知の外気温度センサ、内気温度センサ、日射センサ等を包含するセンサ群３４からも検出信号が入力される。これらの各種センサ３１〜３４によって本実施形態の各種検出手段が構成される。また、空調用制御装置２０には車室内の計器盤（インパネ）付近に配置される空調操作パネル４０の操作部材から種々な空調操作信号が入力される。
【００５５】
具体的には、温度設定スイッチによる車室内の設定温度信号、エアコンスイッチによる電動圧縮機作動指令信号、風量切替スイッチによる電動送風機４の風量切替信号、吹出モード切替スイッチによる室内空調ユニット部の吹出モード切替信号、内外気切替スイッチによる内外気切替箱の内外気導入モード切替信号等の空調操作信号が空調操作パネル４０から入力される。
【００５６】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。最初に、冷凍サイクル装置１０の基本的作動について説明する。空調操作パネル４０の操作部材（エアコンスイッチ）により電動圧縮機１１の作動指令信号が発生すると、インバータ装置１９を介して電動モータ１１ａが通電され、電動モータ１１ａが回転する。電動モータ１１ａの駆動力が圧縮機構１１ｂに伝達され、電動圧縮機１１が駆動される。
【００５７】
電動圧縮機１１により冷媒が圧縮されて高温高圧状態となる。この高温高圧状態の冷媒は、次に室外熱交換器１３に流入し、ここで、冷却ファン１３ａにより送風される外気（室外空気）と熱交換して外気中に放熱する。
【００５８】
そして、室外熱交換器１３の出口冷媒は、電気式膨張弁１６にて減圧され、低温低圧の気液２相状態となる。この低温低圧の気液２相冷媒は次に蒸発器５に流入し、ここで、電動送風機４の送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、電動送風機４の送風空気を蒸発器５で冷却することができ、冷風を車室内へ吹き出すことができる。
【００５９】
蒸発器５を通過した低圧冷媒は次にアキュムレータ１８内に流入し、この低圧冷媒は、アキュムレータ１８内で飽和液相冷媒と飽和気相冷媒とに分離される。アキュムレータ１８の出口から飽和気相冷媒が電動圧縮機１１の吸入側に向けて導出され、電動圧縮機１１に吸入され、再度、圧縮される。
【００６０】
次に、本実施形態の空調用制御装置２０が実行する基本的な制御処理について説明する。この制御処理は、車両の始動スイッチ（図示せず）の投入状態において、エアコンスイッチがＯＮされるとスタートする。
【００６１】
まず、フラグ、タイマ等の初期化がなされ、各種センサ３１〜３４の検出信号、空調操作パネル４０の操作信号が読み込まれる。そして、各種アクチュエータ４ａ、１３ｂ、１６ａ、１９等の制御状態が決定される。
【００６２】
具体的には、車室内への送風空気の目標温度Ｔｓｅｔ、内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍに基づいて車室内へ吹き出す目標吹出温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、電動送風機４の目標回転数（電動モータ４ａへの印加電圧）、室外送風ファン１３ａの目標回転数（室外送風ファン１３ａへの印加電圧）、エアミックスドア８の目標開度（エアミックスドア８用のサーボモータへ出力する制御信号）を算出する。
【００６３】
さらに、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、蒸発器５の冷却度合の目標値である目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定し、蒸発器５吹出空気温度Ｔｅが目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、電動圧縮機１１の冷媒吐出能力（インバータ装置１９へ出力する制御信号）を算出する。
【００６４】
また、室外熱交換器１３の出口側冷媒温度（室外側冷媒温度）Ｔｈｏに基づいて、サイクル効率（ＣＯＰ）が最大となる目標高圧圧力Ｐｏを決定し、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄが、上記の目標高圧圧力Ｐｏとなるように、電気式膨張弁１６の弁開度（電動アクチュエータ機構１６ａへ出力する制御信号）を決定する。
【００６５】
そして、決定された制御状態が得られるように、空調用制御装置２０より各種アクチュエータ４ａ、１１ｂ、１３ａ、１６ａ等に対して出力信号が出力される。
【００６６】
ここで、本実施形態の電動圧縮機１１は、電動モータ１１ａを電動圧縮機１１の吸入冷媒により冷却する構成としているが、インバータ装置１９からのモータ電流が大きく電動モータ１１ａの回転数が低くなっている場合等に、電動モータ１１ａを電動圧縮機１１の吸入冷媒により充分に冷却できず高温状態となる場合があった。
【００６７】
このような場合、従来までは電動圧縮機１１を停止させていたが、本実施形態では、電気式膨張弁１６の開度を制御することで、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度上昇を回避する温度保護制御を行なっている。
【００６８】
本実施形態の電動モータ１１ａの温度保護制御を図３、図４に基づいて説明する。ここで、図３は空調用制御装置２０により実行される電気式膨張弁１６の開度設定処理のフローチャートであり、図４は、本実施形態における電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ回転数およびモータ電流値とモータ温度を関連付けた制御特性図である。
【００６９】
図３に示す電気式膨張弁１６の開度設定処理は、冷凍サイクルの起動（電動圧縮機１１の起動）によりスタートする。まず、ステップＳ１００で、各種センサからの検出信号、空調操作パネル４０からの各種の空調操作信号等を読み込む。
【００７０】
具体的には、吐出圧力センサ３１で検出される吐出冷媒圧力Ｐｄ、室外側冷媒温度センサ３２で検出される室外熱交換器１３の出口側冷媒温度（室外側冷媒温度）Ｔｈｏ、インバータ装置１９で電動圧縮機１１の電動モータ１１ａに出力されるモータ電流値とモータ回転数等を読み込む。
【００７１】
次に、ステップＳ２００で、吐出圧力センサ３１で検出される吐出冷媒圧力Ｐｄが、室外側冷媒温度センサ３２で検出される室外熱交換器１３の出口側冷媒温度（室外側冷媒温度）Ｔｈｏに基づいて決定された目標高圧圧力Ｐｏとなるような電気式膨張弁１６の開度の制御量を算出する。ここで、本実施形態の電気式膨張弁１６は、開度の制御量がゼロより大きい場合に開度増加側に制御され、ゼロより小さい場合に開度減少側に制御される。
【００７２】
また、本実施形態では、図４に示す制御特性が、空調用制御装置２０のＲＯＭ等に予め記憶されている。この制御特性は、インバータ装置１９で検出されるモータ回転数およびモータ電流とモータ温度を関連付けたものであり、モータ温度は、冷媒流量、すなわちモータ回転数に反比例し、発熱量、すなわちモータ電流値の２乗に比例するような関係となる。例えば、モータ回転数が高くモータ電流値が小さい場合にモータ温度が低く、モータ回転数が低くモータ電流値が大きい場合にモータ温度が高い関係となる。
【００７３】
本実施形態では、制御特性に基づいて電動モータ１１ａのモータ温度を演算して検出している。なお、電動モータ１１ａのモータ温度は、モータ回転数とモータ電流値に基づいて演算式等により算出してもよい。
【００７４】
また、制御特性には、電動モータ１１ａのモータ温度の温度上昇を回避するか否かの判定のために用いるモータ温度の基準値が規定されている。ここで、本実施形態の制御特性には、基準値として第１〜第３基準値が規定され、また、制限値が規定されている。
【００７５】
各基準値、制限値の関係は、第１基準値＜第２基準値＜第３基準値＜制限値となっている。なお、この第１〜第３基準値、制限値は、それぞれモータ回転数が一定の場合、モータ電流値の増大に比例して上昇するように規定され、モータ回転数およびモータ電流値に応じて設定される第１基準値を示す第１基準線、第２基準値を示す第２基準線、第３基準値を示す第３基準線、制限値を示す制限線は、それぞれ並行な線となっている。
【００７６】
この第１〜第３基準線、制限線により、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度を複数の領域に分割している。具体的には、モータ回転数およびモータ電流とモータ温度を関連付けた制御特性に基づいてモータ温度が、第１基準値より低い領域を領域Ａ、第１基準値以上で第２基準値より低い領域を領域Ｂ、第２基準値以上で第３基準値より低い領域を領域Ｃ、第３基準値以上で制限値より低い領域を領域Ｄ、制限値以上となる領域（斜線部領域）を制限領域としている。
【００７７】
この領域Ａ〜Ｄ、及び、制限領域は、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ温度状態を示す指標となっており、領域Ａは、正常状態を示し、制限領域は、電動モータ１１ａが異常な高温（例えば、１２０℃）となり、内部の巻線の絶縁不良等が発生する可能性のある異常状態を示している。また、領域Ｂ〜Ｄは、領域Ａと制限領域の間に設定され、電動モータ１１ａの温度保護制御が必要となる状態を示している。
【００７８】
図３に戻り、ステップＳ３００で、制御特性に基づいて、ステップＳ１００で検出したモータ回転数およびモータ電流値により現在の電動モータ１１ａのモータ温度を演算して検出し、上述の制御特性におけるどの領域に属するかを算出する。そして、ステップＳ４００で、ステップＳ３００で算出されたモータ温度の領域が領域Ａであるか否かを判定する。
【００７９】
ステップＳ４００でモータ温度の領域が領域Ａと判定された場合には、ステップＳ２００で算出した制御量を、電気式膨張弁１６の開度の制御量として設定する（ステップＳ５００）。つまり、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄを最適制御のための目標高圧圧力Ｐｏに維持することができる。
【００８０】
ステップＳ４００で領域Ａと判定されない場合は、ステップＳ４１０で、ステップＳ２００で算出した電気式膨張弁１６の開度の制御量が、ゼロより大きいか否かを判定する。制御量が、ゼロより小さく場合は、電気式膨張弁１６の開度を減少側に制御することとなるため、ステップＳ４２０で制御量をゼロにして、電気式膨張弁１６の開度が変化しない制御量に変更する。また、制御量がゼロ以上となる場合は、制御量を変更せずにステップＳ４３０に進む。
【００８１】
次に、ステップＳ４３０では、モータ温度の領域が領域Ｂであるか否かを判定する。ステップＳ４３０で領域Ｂと判定された場合は、ステップＳ５００に進み、電気式膨張弁１６の開度の制御量としてゼロ以上の制御量が設定される。
【００８２】
このように、領域Ｂ内では、少なくとも電磁式膨張弁１６の開度が減少しないように制御される。つまり、少なくとも電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄの上昇を抑制することで、電動圧縮機１１の負荷の増大を回避して、電動モータ１１ａのモータ温度上昇を回避することができる。
【００８３】
ステップＳ４３０で領域Ｂと判定されない場合は、ステップＳ４４０でモータ温度の領域が領域Ｃであるか否かを判定する。ステップＳ４４０で領域Ｃと判定された場合は、ステップＳ４５０で、ステップＳ２００で算出した電気式膨張弁１６の開度の制御量若しくはステップ４２０でゼロに設定された制御量に第１所定値αを加算する。
【００８４】
そして、ステップＳ５００に進み、ステップＳ４５０で第１所定値α分加算された制御量を電気式膨張弁１６の開度の制御量として設定する。このように、領域Ｃ内では、電磁式膨張弁１６の開度が増加するように制御される。つまり、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄを低下させることで、電動圧縮機１１の負荷を低減して電動モータ１１ａのモータ温度上昇を回避することができる。
【００８５】
さらに、ステップＳ４４０で領域Ｃと判定されない場合は、ステップＳ４６０でモータ温度の領域が領域Ｄであるか否かを判定する。ステップＳ４６０で領域Ｄと判定された場合は、ステップＳ４７０で、ステップＳ２００で算出した電気式膨張弁１６の開度の制御量若しくはステップ４２０でゼロに設定された制御量に第２所定値βを加算する。
【００８６】
そして、ステップＳ５００に進み、ステップＳ４５０で第２所定値β分加算された制御量を電気式膨張弁１６の開度の制御量として設定する。ここで、ステップＳ４６０で加算する第２所定値βは、ステップＳ４５０で加算する第１所定値αよりも大きな値が設定されており（第１所定値α＜第２所定値β）、領域Ｄ内では、領域Ｃ内よりも電磁式膨張弁１６の開度が増加するように制御される。
【００８７】
このように、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄを段階的に低下させることで、電動圧縮機１１の負荷を低減して、電動モータ１１ａのモータ温度上昇を回避することができ、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄの急変による車室内の空調感等の悪化を抑制することができる。
【００８８】
ステップＳ４６０で領域Ｄと判定されない場合は、ステップＳ４８０で、電動モータ１１ａのモータ温度が異常状態と判断し、その旨を空調用制御装置２０のＲＯＭ等に記憶する。
【００８９】
ちなみに、この制限領域では、冷凍サイクル装置１０の故障等が予想されるために電動圧縮機１１の作動停止などが行なわれる。ここで、ステップＳ４００、Ｓ４３０、Ｓ４４０、Ｓ４６０の判定処理が、保護判定手段に相当し、ステップＳ４２０、ステップＳ４５０、ステップＳ４７０が、モータ保護制御手段に相当している。
【００９０】
以上説明したように、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの第１基準値以上となった場合に、少なくとも電磁式膨張弁１６の開度が減少しないように制御することで、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力の上昇を回避することができる。これにより、少なくとも電動圧縮機１１の負荷の増大を回避し、電動モータ１１ａに出力されるモータ電流の上昇を避けることができるため、電動圧縮機１１を停止させることなく電動モータ１１ａの温度上昇を回避する温度保護制御を行なうことができる。
【００９１】
また、モータ回転数およびモータ電流値に応じたモータ温度を関連付けた制御特性に基づいて、電動モータ１１ａのモータ温度を演算して検出し、検出したモータ温度が基準値以上となった場合に、電動モータ１１ａの温度上昇を回避する温度保護制御を行なうことができる。
【００９２】
また、制御特性に基づいて、電動モータ１１ａのモータ温度を検出する場合には、専用の検出装置を設けなくとも、電動モータ１１ａの温度上昇を回避する温度保護制御を行なうことができるため、電動圧縮機１１の構成の簡素化を図ることができる。
【００９３】
また、制御特性に規定する基準値を第１〜第３基準値として複数規定することで、段階的に、電気式膨張弁１６の開度を調整することができるため、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄの急変による車室内の空調感等の悪化を抑制することができる。なお、本実施形態では、基準値として第１〜第３基準値を設定したが、これに限定されず、基準値の数を増減してもよい。
【００９４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図５〜図７に基づいて説明する。上記第１実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。ここで、図５は、本実施形態の冷凍サイクル装置を車両用空調装置に適用した場合の全体構成の概念図である。本実施形態の冷凍サイクル装置１０は、冷却運転（冷房運転）モードと加熱運転（暖房運転）モードとに切り替え可能なヒートポンプ式の冷凍サイクルとして構成されている。
【００９５】
図５に示すように、本実施形態では、室内空調ユニット１のケース２内に配置されたヒータコア６は、冷凍サイクル装置１０の構成機器の１つとして、電動圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として蒸発器５を通過した空気を加熱する利用側熱交換器として機能する。なお、ヒータコア６は、冷媒の熱を蒸発器５を通過した空気に放熱して冷媒を冷却する放熱用熱交換器としても作用する。
【００９６】
また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０の構成は、蒸発器５、ヒータコア６、電動圧縮機１１、第１電気式膨張弁１２、室外熱交換器１３、内部熱交換器１５、第２電気式膨張弁（第１実施形態における電気式膨張弁に相当）１６、アキュムレータ１８等を有して構成されている。なお、説明の都合上、以下ヒータコア６を利用側熱交換器に置き換えて説明する。
【００９７】
電動圧縮機１１の吐出側には、前述の利用側熱交換器６の入口側が接続されている。利用側熱交換器６の出口側には、可変式絞り機構を構成する第１電気式膨張弁１２が接続されている。
【００９８】
第１電気式膨張弁１２は、後述する暖房運転モードにおいて、サイクルの吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧圧力Ｐｏとなるように空調用制御装置２０から出力される制御信号によって電気的に開度が制御される高圧制御弁としての機能も果たす。第１電気式膨張弁１２は、電動アクチュエータ機構１２ａと弁機構により構成されている。
【００９９】
第１電気式膨張弁１２の出口側には、室外側熱交換器１３が接続されている。本実施形態では、利用側熱交換器６の出口側と室外側熱交換器１３の入口側との間を直接接続して第１電気式膨張弁１２をバイパスする第１バイパス通路１４ａが設けられている。また、この第１バイパス通路１４ａには、第１バイパス通路１４ａを開閉する第１開閉弁１４が配置されている。第１開閉弁１４は、空調用制御装置２０から出力される制御電圧によって開閉制御される電磁弁である。
【０１００】
室外熱交換器１３は、後述する冷房運転モードにおいては、第１実施形態と同様に冷媒の熱を外気に放熱して冷媒を冷却する放熱用熱交換器として作用し、暖房運転モードにおいては、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる吸熱用熱交換器として作用する。
【０１０１】
室外側熱交換器１３の出口側には、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａが接続されている。内部熱交換器１５は、後述する冷房運転モードにおいて、第１冷媒通路１５ａを通過する室外側熱交換器１３出口側の冷媒と、第２冷媒通路１５ｂを通過する電動圧縮機１１の吸入側の冷媒とを熱交換させて、室外側熱交換器１３出口側冷媒を冷却する機能を発揮する。
【０１０２】
内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａの出口側には、可変式絞り機構を構成する第２電気式膨張弁１６が配置されている。この第２電気式膨張弁１６は、第１電気式膨張弁１２と基本的に同様の構成で、電動アクチュエータ機構１６ａと弁機構を有して構成される。
【０１０３】
この第２電気式膨張弁１６は、後述する冷房運転モードにおいて、吐出冷媒圧力Ｐｄが目標高圧圧力Ｐｏとなるように空調用制御装置２０から出力される制御信号によって電気的に開度が制御される高圧制御弁としての機能も果たす。第２電気式膨張弁１６の出口側には、蒸発器５が接続されている。
【０１０４】
さらに、本実施形態では、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａの入口側と蒸発器５の出口側との間を直接接続して内部熱交換器１５、蒸発器５および第２電気式膨張弁１６をバイパスする第２バイパス通路１７ａが設けられている。また、この第２バイパス通路１７ａには、第２バイパス通路１７ａを開閉する第２開閉弁１７が配置されている。
【０１０５】
第２開閉弁１７は、第１開閉弁１４と基本的に同様の構成で、空調用制御装置２０から出力される制御電圧によって開閉制御される電磁弁である。蒸発器５および第２バイパス通路１７ａの下流側には、アキュムレータ１８が配置されている。さらに、アキュムレータ１８の気相冷媒出口には、前述の内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂの入口側が接続され、第２冷媒通路１５ｂの出口側には電動圧縮機１１の吸入側が接続されている。
【０１０６】
また、本実施形態の空調用制御装置２０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行って、上記した各種アクチュエータ４ａ、１２ａ、１３ａ、１４、１６ａ、１７、１９等の作動を制御する。
【０１０７】
また、空調用制御装置２０の入力側には、第１実施形態の構成に加えて、電動圧縮機１１の吸入冷媒圧力Ｐｓを検出する吸入圧力センサ３５、電動圧縮機１１の吸入冷媒温度Ｔｓを検出する吸入冷媒温度センサ３６、電動圧縮機１１の吐出冷媒温度Ｔｄを検出する吐出冷媒温度センサ３７、利用側熱交換器６の利用側冷媒温度Ｔｃｏを検出する利用側冷媒温度センサ３８等が接続され、これらのセンサ３５〜３８等の検出信号が入力される。
【０１０８】
さらに、空調操作パネル４０には、室内送風空気を加熱する暖房運転モードおよび室内送風空気を冷却する冷房運転モードのいずれか一方を選択的に切替える冷暖房切替スイッチ等が設けられる。
【０１０９】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。まず、冷凍サイクル装置１０の基本的作動について、空調操作パネル４０の冷暖房切替スイッチが冷房運転モード側になっている場合について説明する。
【０１１０】
冷房運転モードでは、第１開閉弁１４を開弁させ、第１電気式膨張弁１２を全閉状態とし、第２開閉弁１７を閉弁させる。そのため、冷房運転モードでは、電動圧縮機１１にて圧縮された高温高圧冷媒は、利用側熱交換器（ヒータコア）６にて室内送風空気へ放熱する。利用側熱交換器６から流出した冷媒は、第１バイパス通路１４ａを介して、室外側熱交換器１３へ流入し、さらに室外空気へ放熱して冷却される。
【０１１１】
室外側熱交換器１３から流出した冷媒は、内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａへ流入し、第２冷媒通路１５ａを通過する電動圧縮機１１の吸入冷媒と熱交換して、さらに冷却されてエンタルピを減少させる。これにより、蒸発器５における冷媒入口・出口間の冷媒のエンタルピ差（冷凍能力）を増大させることができる。
【０１１２】
内部熱交換器１５の第１冷媒通路１５ａから流出した冷媒は、第２電気式膨張弁１６にて減圧される。第２電気式膨張弁１６にて減圧された冷媒は、蒸発器５へ流入し、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。そして、蒸発器５から流出した冷媒は、アキュムレータ１８へ流入して気液分離される。さらに、アキュムレータ１８から流出した気相冷媒は、内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂを介して、電動圧縮機１１へ吸入される。
【０１１３】
一方、暖房運転モードでは、第１開閉弁１４を閉弁させ、第２開閉弁１７を開弁させ、第１電気式膨張弁１６を全閉状態とする。そのため、暖房運転モードでは、電動圧縮機１１にて圧縮された高温高圧冷媒は、利用側熱交換器６にて室内送風空気へ放熱する。
【０１１４】
利用側熱交換器６から流出した冷媒は、第１電気式膨張弁１２にて減圧される。第１電気式膨張弁１２にて減圧された冷媒は、室外側熱交換器１３は室外空気より吸熱して蒸発する。室外側熱交換器１３から流出した冷媒は、第２バイパス通路１７ａ→アキュムレータ１８→内部熱交換器１５の第２冷媒通路１５ｂの順に流れて、電動圧縮機１１へ吸入される。
【０１１５】
次に、本実施形態の第１、第２電気式膨張弁１２、１６による電動モータ１１ａの温度保護制御について図６、図７に基づいて説明する。図６は本実施形態における空調用制御装置２０により実行される電気式膨張弁１２、１６の開度設定処理のフローチャートであり、図７は、本実施形態における電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ回転数に応じて設定されるモータ電流値の基準値を規定した制御特性図である。なお、図７（ａ）は冷房運転モード時の制御特性図を示し、図７（ｂ）は暖房運転モード時の制御特性図を示している。
【０１１６】
まずステップＳ１００で、ステップＳ１００で、各種センサからの検出信号、空調操作パネル４０からの各種の空調操作信号等を読み込む。
【０１１７】
具体的には、吐出圧力センサ３１で検出される吐出冷媒圧力Ｐｄ、室外側冷媒温度センサ３２で検出される室外側冷媒温度Ｔｈｏ、利用側冷媒温度センサ３８で検出される利用側冷媒温度Ｔｃｏ、インバータ装置１９で電動圧縮機１１の電動モータ１１ａに出力されるモータ電流値とモータ回転数等を読み込む。また、空調操作パネル４０の冷暖房切替スイッチが冷房運転モード側か暖房運転モード側に設定されているかを検出する。
【０１１８】
次に、ステップＳ１１０で、空調操作パネル４０の冷暖房切替スイッチが、冷房運転モード側となっているか否かを判定する（第２パラメータ検出手段）。冷房運転モードと判定された場合は、ステップＳ２１０で、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄが、室外側熱交換器１３の室外側冷媒温度Ｔｈｏに基づいて決定された目標高圧圧力Ｐｏとなるように、第２電気式膨張弁１６の開度の制御量を算出する。
【０１１９】
ここで、本実施形態では、冷房運転モード時に、内部熱交換器１５で室外側熱交換器１３から流出した冷媒と電動圧縮機１１の吸入冷媒と熱交換するため、電動圧縮機１１の吸入冷媒が室外側熱交換器１３から流出した冷媒により加熱され、暖房運転モード時に比べて過熱度を持つ。そのため、冷房運転モードでは、暖房運転モードと比べて、電動圧縮機１１の吐出冷媒温度が上昇し、電動モータ１１ａのモータ温度が上昇する。つまり、冷房運転モードと暖房運転モードでは、電動圧縮機１１の吸入冷媒の温度が異なり、同じモータ電流およびモータ回転数であっても電動モータ１１ａのモータ温度が異なる。
【０１２０】
そのため、本実施形態では、冷房運転モード用の制御特性（図７（ａ）を参照）と暖房運転モード用の制御特性（図７（ｂ）を参照）を、予め空調用制御装置２０のＲＯＭ等に記憶している。図７に示すように、冷房運転モード用の制御特性のほうが暖房運転モード用の制御特性に比べて、基準温度を低下させている。なお、運転モード毎に、基準値の異なる複数の制御特性を空調用制御装置２０のＲＯＭ等に記憶している。
【０１２１】
次に、ステップＳ３１０で、冷房運転モード用の制御特性を選択し、制御特性に基づいて、検出されたモータ回転数およびモータ電流値からモータ温度を演算して検出し、検出したモータ温度が、冷房運転モード時の制御特性におけるどの領域に属するかを算出してステップＳ４００に進む。
【０１２２】
一方、ステップＳ１１０で、暖房運転モードと判定された場合は、ステップＳ２２０で電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄが、利用側熱交換器６の利用側冷媒温度Ｔｃｏに基づいて決定される目標高圧圧力Ｐｏとなるように、第１電気式膨張弁１６の開度の制御量を算出する。
【０１２３】
そして、ステップＳ３２０で、暖房運転モード用の制御特性を選択し、制御特性に基づいて、検出されたモータ回転数およびモータ電流値からモータ温度を演算して検出し、検出したモータ温度が、暖房運転モード用の制御特性におけるどの領域に属するかを算出してステップＳ４００に進む。ここで、ステップＳ３１０、ステップＳ３２０が制御特性選択手段に相当している。
【０１２４】
以上説明したように、運転モード毎に、基準値の異なる複数の制御特性のうち運転モードに適応した制御特性を選択し、選択した制御特性に基づいて電動モータ１１ａのモータ温度を検出して、選択した制御特性の基準値以上となるか否かを判定することで、電動モータ１１ａの温度保護制御の判定を適切に行なうことができる。これにより、電動モータ１１ａの温度保護制御の信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。上記第１、第２実施形態と同様または均等な部分について同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１２６】
上記第２実施形態では、運転モードに応じて特定の制御特性を選択し、選択した制御特性に基づいて、インバータ装置１９の検出値から電動モータ１１ａの温度を演算して検出している。本実施形態では、基準値の異なる複数の制御特性を予め空調用制御装置２０に記憶し、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒過熱度に応じて複数の制御特性から特定の制御特性を選択し、インバータ装置１９の検出値から電動モータ１１ａの温度を演算して検出する。
【０１２７】
具体的には、吸入圧力センサ３５で電動圧縮機１１の吸入冷媒圧力Ｐｓを検出し、吸入冷媒温度センサ３６で電動圧縮機１１の吸入冷媒温度Ｔｓを検出した後、検出された吸入冷媒圧力Ｐｓより冷媒の飽和蒸気温度を求め、吸入冷媒温度Ｔｓと飽和蒸気温度により、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒過熱度ＳＨを算出する。なお、吸入冷媒圧力Ｐｓは、吹出空気温度センサ３３で検出される蒸発器５の吹出空気温度Ｔｅから推定してもよい。
【０１２８】
そして、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒過熱度ＳＨが大きければ、電動モータ１１ａのモータ温度が上昇するため、複数の制御特性のうちから基準値が低く設定された制御特性を選択する。一方、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒過熱度ＳＨが小さければ、電動モータ１１ａのモータ温度が上昇しにくいため、複数の制御特性のうちから基準値が高く設定された制御特性を選択する。
【０１２９】
このように、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒過熱度ＳＨに基づいて、予め設定された基準値の異なる複数の制御特性のうちから特定の制御特性を選択し、特定の制御特性に基づいて、電動モータ１１ａのモータ温度を演算して検出することで、電動モータ１１ａの温度保護制御の判定を適切に行なうことができる。これにより、電動モータ１１ａの温度保護制御の信頼性を向上させることができる。
【０１３０】
ここで、本実施形態の制御処理内容は、第２実施形態で示したヒートポンプ式の冷凍サイクル装置に限らず、第１実施形態で示した冷凍サイクル装置に適用することができる。
【０１３１】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【０１３２】
（１）上述の実施形態では、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａのモータ回転数およびモータ電流とモータ温度を関連付けた制御特性を用いて、電動モータ１１ａの温度を演算して検出したが、これに限定されるものではない。例えば、電動モータ１１ａのモータ内部温度検出する温度センサ、電動モータ１１ａのハウジングの温度を検出する温度センサ等により電動モータ１１ａのモータ温度を検出してもよい。
【０１３３】
（２）上述の実施形態では、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度保護制御において、電気式膨張弁１２、１６の開度の制御量を直接変更しているが、これに限定されるものではない。例えば、放熱用熱交換器として作用させた室外熱交換器１３や利用側熱交換器６の出口側冷媒温度（室外側冷媒温度）Ｔｈｏに基づいて決定される目標高圧圧力を低下させて、電動圧縮機１１の吐出冷媒圧力Ｐｄを低下させてもよい。
【０１３４】
（３）上述の実施形態では、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度保護が必要とされる場合に、電気式膨張弁１６の開度が減少しないようにすることで、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度保護制御を行なったが、電気式膨張弁１６の開度制御に加えて、冷却ファン（第１電動送風機）１３ａの電動モータ１３ｂの回転数を増大させてもよい。
【０１３５】
このように、冷却ファン１３ａの回転数を上げ、放熱用熱交換器６、１３の出口側の冷媒温度を下げることで、目標高圧圧力を低下させることができる。これにより、電動圧縮機１１の吐出側の冷媒圧力（吐出冷媒圧力Ｐｄ）を低下させることができ、電動モータ１１ａの温度上昇を回避することができる。
【０１３６】
（４）また、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度保護が必要とされる場合に、電動送風機（第２電動送風機）４の電動モータ４ａの回転数を減少させてもよい。
【０１３７】
このように、電動送風機４の回転数を下げ、蒸発器５の冷却性能を低下させることで、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒の過熱度を低下させることができる。これにより、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒圧力（吸入冷媒圧力Ｐｓ）を低下させることができ、電動モータ１１ａの温度上昇を回避することができる。
【０１３８】
（５）さらに、電動圧縮機１１の電動モータ１１ａの温度保護が必要とされる場合に、内外気切替ドア３ｃを内気モードに切り替えてもよい。このように、内外気切替ドア３ｃを内気モードに切り替え、蒸発器５の冷却性能を低下させることで、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒の過熱度を低下させることができる。これにより、電動圧縮機１１の吸入側の冷媒圧力（吸入冷媒圧力Ｐｓ）を低下させることができ、電動モータ１１ａの温度上昇を回避することができる。
【０１３９】
（６）上述の第２実施形態では、冷房運転モードと暖房運転モードの二つの運転モードに対してそれぞれ基準値の異なる制御特性を選択するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、除湿運転モード時においても、暖房運転モード用の制御特性を適用してもよいし、除湿運転モード用の制御特性を選択するようにしてもよい。
【０１４０】
（７）また、上述の第２実施形態では、冷房運転モード時であっても、電動圧縮機１１の起動時等には、電動圧縮機１１の吸入側の過熱度は小さいため、例えば過熱度が所定値より小さい場合は、暖房運転モードと同じ制御特性を選択し、過熱度が所定値より大きくなった場合に、冷房運転モード用の制御特性を選択してもよい。
【０１４１】
（８）また、上述の冷凍サイクル装置１０を、特許第３３２２２６３号公報等により公知となっているエジェクタサイクルに適用してもよい。この場合、可変絞り機構を、可変ニードルを備えたエジェクタで構成すればよい。
【０１４２】
（１０）上述の各実施形態では、本発明の冷凍サイクル装置１０を車両用空調装置に適用した例を説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、家庭用、業務用の定置型空調装置に適用してもよい。また、冷暖房切替え可能な空調装置のみならず、暖房専用機に適用してもよい。
【０１４３】
（１１）また、上述の冷凍サイクル装置１０は、冷媒の種類を特定しなかったが、冷媒はフロン系、ＨＣ系の代替フロン、二酸化炭素（ＣＯ２）など蒸気圧縮式の超臨界サイクルおよび亜臨界サイクルのいずれに適用できるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】第１実施形態の車両用空調装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の車両用空調装置の電気制御部のブロック図である。
【図３】第１実施形態の電気式膨張弁の開度設定処理を示す全体フローチャートである。
【図４】第１実施形態の電動圧縮機の電動モータのモータ回転数およびモータ電流値とモータ温度を関連付けた制御特性図である。
【図５】第２実施形態の車両用空調装置の概略構成図である。
【図６】第２実施形態の電気式膨張弁の開度設定処理の要部を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の電動圧縮機の電動モータのモータ回転数およびモータ電流値とモータ温度を関連付けた制御特性図である。
【符号の説明】
【０１４５】
５      蒸発器
１１    電動圧縮機
１１ａ  電動モータ
１１ｂ  圧縮機構
１３    室外側熱交換器
１６    可変式絞り機構
１９    駆動回路（インバータ装置）
【図１】
0004557031.tif 000002
【図２】
0004557031.tif 000003
【図３】
0004557031.tif 000004
【図４】
0004557031.tif 000005
【図５】
0004557031.tif 000006
【図６】
0004557031.tif 000007
【図７】
0004557031.tif 000008