(57)【要約】【課題】液圧縮の発生を抑制、回避することのできる空調制御装置を提供する。【解決手段】空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａと、冷凍回路の電動圧縮機温度を検出する温度検出手段Ｂと、外気を検出する温度検出手段Ｃとを有し、空調装置を起動した時に前記温度検出手段Ａと前記温度検出手段Ｂまたは前記温度検出手段Ｃの温度差に基づいて電動圧縮機の始動回転数を決定する制御部１を備えた構成としてある。これによって、電動圧縮機内に液冷媒があっても当該電動圧縮機を適切な回転数で駆動することができ、冷媒状態に応じて液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができる。【選択図】図１
2012052683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａと、冷凍回路の電動圧縮機温度を検出する温度検出手段Ｂと、外気を検出する温度検出手段Ｃとを有し、空調装置を起動した時に前記温度検出手段Ａと前記温度検出手段Ｂまたは前記温度検出手段Ｃの温度差に基づいて電動圧縮機の始動回転数を決定する制御部を備えたことを特徴とした空調制御装置。
【請求項２】
制御部は温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより高い場合は空調制御部から指示される目標回転数Ｎｔで電動圧縮機を始動し、前記温度検出手段Ｂが前記温度検出手段Ａまたは前記温度検出手段Ｃより低い場合は空調制御部から指示される目標回転数Ｎｔより低い始動回転数Ｎｓで始動するように電動圧縮機の回転数を制御する請求項１に記載の空調制御装置。
【請求項３】
空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａを冷凍回路の蒸発器の周辺温度検出手段とし、空調装置の蒸発器に装備されている凍結防止センサで兼用したことを特徴とする請求項１または２に記載の空調制御装置。
【請求項４】
電動圧縮機は圧縮部とこれを駆動するモータ部及びモータ部を駆動するインバータを有し、前記インバータを圧縮部に吸引される冷凍回路からの冷媒で冷却される位置に設けて構成するとともに、インバータは当該インバータの温度を検出する温度センサを具備し、前記インバータの温度を検出するインバータ温度センサで温度検出手段Ｂを兼用したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項５】
外気の温度を検出する温度検出手段Ｃを凝縮器の周辺温度検出手段とし、空調装置に装備されている外気センサで兼用したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【請求項６】
空調装置を制御する空調制御部を有し、この空調制御部の始動信号と温度検出手段Ａ及び温度検出手段Ｃの温度信号を前記空調制御部の通信線を介してインバータに入力し、前記インバータ単独で始動時の回転数を演算し指示することが出来る電動圧縮機を搭載した請求項１〜５のいずれか１項に記載の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調装置の電動圧縮機の制御に関し、特に車両用空調装置の空調制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍回路に設けられる圧縮機は、通常運転ではガス冷媒を吸入、圧縮し、吐出するが、長時間放置後、または低温下での圧縮機停止時に外気温度や車両室内温度、圧縮機温度などの関係によっては冷媒がガス状態ではなく液冷媒状態で圧縮機内に溜まることがある。液冷媒が溜まったままの状態で空調装置を始動すれば圧縮機はそのまま始動し液圧縮を起こすことは従来からよく知られている。
【０００３】
液圧縮を起こした際には圧縮負荷が大変大きくなり圧縮部内の摺動部が摩耗して耐久性が低下したり、液圧縮時の音が大きくなり乗員に不快感を与えたりすることもある。
【０００４】
かかる事情から、空調装置の始動時に起動信号を出力する手段と出力された信号に基づいて、電動圧縮機のモータの回転子を回転させることなくモータの巻き線を発熱させて、液冷媒を加熱蒸発することで液圧縮を回避する電動圧縮機が知られている。（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６２５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では空調装置の始動時に常に液冷媒が圧縮機に溜まっているわけではないのに電動圧縮機を一定時間止めているので、不必要な場合であっても電動圧縮機が止まり、速やかに空調室内が空調されず、快適性が悪化するという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る空調制御装置は、空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａと、冷凍回路の電動圧縮機温度を検出する温度検出手段Ｂと、外気を検出する温度検出手段Ｃとを有し、空調装置を起動した時に前記温度検出手段Ａと前記温度検出手段Ｂまたは前記温度検出手段Ｃの温度差に基づいて電動圧縮機の始動回転数を決定する制御部を備えた構成としてある。
【０００８】
これによって、電動圧縮機内に液冷媒があっても当該電動圧縮機を適切な回転数で駆動することができ、冷媒状態に応じて液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、始動時に電動圧縮機に液冷媒が溜まっている場合には低回転で始動して液圧縮の圧縮負荷を軽減し、電動圧縮機の信頼性を向上するとともに、液圧縮時の不快な圧縮音を小さくして電動圧縮機を運転することができる。また、始動時に電動圧縮機に液冷媒が溜まっていない場合は空調制御部から指示された目標回転数で始動するので速やかに空調することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１における空調制御装置を適用した場合の概略空調システム図
【図２】本発明の実施形態１における電動圧縮機の断面図
【図３】本発明の実施の形態２１における制御部の制御を示すフローチャート
【図４】本発明の実施形態２における空調制御装置を適用した場合の概略空調システム図
【図５】本発明の実施形態３における電動圧縮機の断面図
【図６】本発明の実施形態４における空調制御装置を適用した場合の概略空調システム図
【図７】本発明の実施形態５における電動圧縮機及び空調制御装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明に係る空調制御装置は、空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａと、冷凍回路の電動圧縮機温度を検出する温度検出手段Ｂと、外気を検出する温度検出手段Ｃとを有し、空調装置を起動した時に前記温度検出手段Ａと前記温度検出手段Ｂまたは前記温度検出手段Ｃの温度差に基づいて電動圧縮機の始動回転数を決定する制御部を備えた構成としてある。
【００１２】
これによって、電動圧縮機内の冷媒の状態に応じて当該電動圧縮機を適切な回転数で駆動することができ、冷媒状態に応じて液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができる。
【００１３】
第２の発明に係る空調制御装置は、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより高い場合は空調制御部から指示される目標回転数Ｎｔで電動圧縮機を始動し、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより低い場合は空調制御部から指示される目標回転数Ｎｔより低い始動回転数Ｎｓで始動するように電動圧縮機の回転数を制御する構成としてある。
【００１４】
これによって、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより高い場合は電動圧縮機に液冷媒が溜まっていないので、空調制御部から指示された目標回転数Ｎｔで始動することにより、液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができる。また、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより低い場合は電動圧縮機に多量の液冷媒が溜まっている状態なので、空調制御部から指示された目標回転数Ｎｔより低い始動回転数Ｎｓで始動するので、液圧縮の負荷を軽減することができる。
【００１５】
第３の発明に係る空調制御装置は、空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａを冷凍回路の蒸発器の周辺温度検出手段とし、空調装置の蒸発器に装備されている凍結防止センサで兼用する構成としてある。
【００１６】
これによって、冷凍回路には凍結防止センサが通常装備されているので、別に温度検出手段Ａをつける必要がなくコストアップを抑制することができる。
【００１７】
第４の発明に係る空調制御装置は、電動圧縮機は圧縮部とこれを駆動するモータ部及びモータ部を駆動するインバータを有し、前記インバータを圧縮部に吸引される冷凍回路からの冷媒で冷却される位置に設けて構成するとともに、インバータは当該インバータの温度を検出する温度センサを具備し、前記インバータの温度を検出するインバータ温度センサで温度検出手段Ｂを兼用した構成としてある。
【００１８】
これによって、電動圧縮機内部に溜まっている液冷媒近傍の温度をインバータ温度センサが検出するので、より液冷媒の温度に近くなって液圧縮を確実に防止することができる。また、別に電動圧縮機内部の温度を検出するセンサを付ける必要がなくコストアップを抑制することができる。
【００１９】
第５の発明に係る空調制御装置は、外気温度を検出する温度検出手段Ｃを冷凍回路の凝縮器の周辺温度検出手段とし、空調装置の凝縮器近傍に装備されている外気温度センサで兼用する構成としてある。
【００２０】
これによって、冷凍回路には外気センサが通常装備されているので、別に温度検出手段Ａをつける必要がなくコストアップを抑制することができる。
【００２１】
第６の発明に係る空調制御装置は、空調装置を制御する空調制御部を有し、この空調制御部の始動信号と温度検出手段Ａ及び温度検出手段Ｃの温度信号を前記空調制御部の通信線を介してインバータに入力し、前記インバータ単独で始動時の回転数を演算し指示することが出来る電動圧縮機を搭載した構成としてある。
【００２２】
これによって、空調制御部から独立して、液圧縮を防止する制御機能を電動圧縮機自体が持つので、他の色々な空調装置に搭載されても、確実に液圧縮を防止し電動圧縮機を保護できる。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、こ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。
【００２４】
（実施の形態１）
本発明の空調制御装置の第１実施形態について図１〜２を用いて説明する。空調制御装置は、車両（自動車）用の冷凍回路に適用されるものである。この空調制御装置は、図１に示すように、空調制御部１０内に設けた制御部１と、電動圧縮機１００及び空調室内の温度検出手段Ａと、電動圧縮機１００の温度検出手段Ｂ（図２参照）と、外気を検出する温度検出手段Ｃとから成る。
【００２５】
電動圧縮機１００で圧縮された高温高圧のガス冷媒は配管を通って凝縮器２で凝縮されて液冷媒となり、膨張弁３で減圧されて低温低圧となった冷媒は蒸発器４で空調室内の空気と熱交換されて蒸発し電動圧縮機１００へ戻る。蒸発器４で室内の空気を冷却することで快適な空調を得ることが出来る。凝縮器２の下流にはエンジン（図示しない）或いは電気モータ（図示しない）などの駆動源を冷却する放熱器５と送風機６が設けられ、凝縮器２にも送風して熱交換している。
【００２６】
電動圧縮機１００は、図２に示すように、コンプケース１０１、リアカバー１０２、インバータケース１０３によって密閉容器として形成される。コンプケース１０１内にモータ部Ｘ及び圧縮部Ｙが収容され、インバータケース１０３内にインバータ１０４が収容されたものである。
【００２７】
モータ部Ｘは交流３相モータであり、ロータ１０５とステータ１０６で構成されている。ロータ１０５の回転軸１０７はスライドブッシュ１０８とベアリング１０９を介して圧縮部Ｙを構成する可動スクロール１１０に接続されている。そしてモータ部Ｘはインバータ１０４から出力される電力（電流）を受けて駆動する。
【００２８】
圧縮部Ｙは上記モータ部Ｘの駆動によって作動し、コンプケース１０１に開けられた吸入ポート１１１から冷凍回路中の低温低圧のガス冷媒を吸い込み、吸入通路１１２を通っ
て固定スクロール１１３と可動スクロール１１０とで構成される圧縮室１１４でガス冷媒を圧縮して高温高圧ガス冷媒にする。高温高圧ガス冷媒は吐出弁１１５を押し上げて吐出され、高圧通路１１６を通ってコンプケース１０１内の高圧空間に流入しリアカバー１０２に設けられている吐出ポート１１７から冷凍回路中へ吐き出される。
【００２９】
インバータ１０４は、周知の直流−交流変換装置であり、図示しないバッテリからの直流電流を交流電流に変換すると共に、内部に設けられたスイッチング素子のＯＮ−ＯＦＦによってモータ部Ｘへの出力電流を可変する。スイッチング素子の入力側はバッテリおよび空調制御部１０に接続され、出力側はモータ部Ｘに接続されている。そして、インバータケース１０３は冷媒が吸入される吸入通路１１２に面して固定され、当該インバータケース１０３に取り付けた前記インバータ１０４はこの吸入通路１１２を通過する冷媒によって冷却されるように構成してある。
【００３０】
通常、空調制御装置は、空調装置起動信号や冷房のための環境条件信号等が入力され、これらの信号に基づいて電動圧縮機の目標回転数Ｎｔを決定してインバータ１０４の出力電流を調整し、モータ部Ｘの回転数を制御するものである。
空調制御部１０内の制御部１は、空調装置を起動した時に温度検出手段Ｂと温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃとの温度差に基づいて電動圧縮機の始動回転数を決定するようにしたものである。以下図３を用いて説明する。
【００３１】
夏場に車両を炎天下駐車している場合、車室内は日射が当たって暑くなる一方、電動圧縮機は車両のエンジンルームに搭載されているので日陰にあるため車室内や外気より温度が低い状態で長時間放置されている。冷媒は温度の低い電動圧縮機内に凝縮し液冷媒となって満液状態となっている。また、車室内温度が高くなっているので、早く車室内を冷やすため電動圧縮機の目標回転数Ｎｔは高くなる。
【００３２】
以上のように、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより低くなる場合は液冷媒が電動圧縮機内に溜まっているので、制御部１は空調制御部１０から指示される目標回転数Ｎｔより低い始動回転数Ｎｓで電動圧縮機を始動する。
【００３３】
これによって、液圧縮の負荷を軽減することができ、液圧縮による不快な音の発生を抑制することができる。
【００３４】
また、冬場の走行時に電動圧縮機を始動する場合には放熱器５の放熱により、エンジンルーム内の電動圧縮機１００の周囲温度は外気温度より高くなり、また車室内より外気温度が低くなるので、液冷媒は凝縮器に溜まる。そういう場合には、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａまたは温度検出手段Ｃより高くなるので、制御部１は空調制御部１０から指示される目標回転数Ｎｔで電動圧縮機を始動する。
【００３５】
以上のように、温度検出手段Ｂが温度検出手段Ａ或いは温度検出手段Ｃより高い場合は電動圧縮機に液冷媒が溜まっていないので、空調制御部１０から指示された目標回転数Ｎｔで始動することにより、液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
次に図４は本発明の第２の実施形態の空調制御装置を適用した場合の概略空調システム図である。
【００３７】
空調制御装置は、図４に示すように空調室内の温度を検出する温度検出手段Ａを冷凍回路の蒸発器４の周辺温度検出手段とし、蒸発器４に装備されている凍結防止センサ７で兼用したものである。
【００３８】
これによって、冷凍回路には凍結防止センサ７が通常付いているので、別に温度検出手段Ａをつける必要がなくコストアップを抑制することができる。
【００３９】
（実施の形態３）
次に図５は本発明の第３の実施形態の電動圧縮機の断面図である。
【００４０】
この実施の形態における電動圧縮機１００は図５に示すようにインバータ１０４に当該インバータ１０４の温度を検出する温度センサ８を備えており、温度検出手段Ｂをこのインバータ１０４の温度を検出するインバータ温度センサ８で兼用した構成としてある。
【００４１】
これによって、電動圧縮機１００内部に溜まっている液冷媒近傍の温度をインバータ温度センサ８が検出するので、より液冷媒の温度を正確に検出することになり、液圧縮を確実に防止することができる。また、別に電動圧縮機内部の温度を検出する温度センサを付ける必要がなくコストアップとはならない。
【００４２】
（実施の形態４）
次に図６は本発明の第４の実施形態の空調制御装置を適用した場合の概略空調システム図である。
【００４３】
本発明の空調制御装置は、外気温度を検出する温度検出手段Ｃを冷凍回路の凝縮器の周辺温度検出手段とし、空調装置の凝縮器２近傍に装備されている外気温度センサ９で兼用する構成としてある。
【００４４】
これによって、冷凍回路には外気センサ９が通常装備されているので、別に温度検出手段Ａをつける必要がなくコストアップとはならない。
【００４５】
（実施の形態５）
次に図７は本発明の第５の実施形態の電動圧縮機及び空調制御装置の概略構成図である。
【００４６】
空調制御部１０と電動圧縮機１００とは、空調制御部１０から電力（電流）を供給する電力線９ａ及び空調制御部１０と電動圧縮機１００間で回転数信号や温度信号を通信する通信線９ｂで接続し、電動圧縮機１００のインバータ１０４に制御部１を組み込んだ構成としてある。すなわち、空調制御部１０からの空調制御装置の始動信号と温度検出手段Ａの温度信号を空調制御部１０からの通信線９ａを介して制御部１を含むインバータ１０４に入力し、インバータ１０４単独で始動時の電動圧縮機１００の回転数を演算し指示することが出来るインバータ回路にしたものである。
【００４７】
これによって、空調制御装置から独立して、液圧縮を防止する制御機能を電動圧縮機１００自体に持足すことができ、他の色々な空調装置に搭載されても、確実に液圧縮を防止し電動圧縮機１００の信頼性を向上することができる。
【００４８】
なお、上記各実施の形態１〜５において、その制御部１は空調制御部１０内に組み込んである場合で説明したが、制御部１と空調制御部１０は別々に構成したものであっても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の空調制御装置は、冷媒状態に応じて液圧縮の発生を防止しつつ、速やかに空調することができ、特に車両用空調装置に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１  制御部
Ａ  空調室内の温度検出手段
Ｂ  電動圧縮機の温度検出手段
Ｃ  外気の温度検出手段
７  凍結防止センサ
８  温度センサ
９  外気温度センサ
９ａ  電力線
９ｂ  通信線通信線
１０  空調制御部
１００  電動圧縮機
Ｘ  モータ部
Ｙ  圧縮部
【図１】
2012052683.tif 000003
【図２】
2012052683.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012052683.tif 000006
【図５】
2012052683.tif 000007
【図６】
2012052683.tif 000008
【図７】
2012052683.tif 000009