JP2000291995A

JP2000291995A - 空調装置

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Publication number: JP2000291995A
Application number: JP11096512A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kusano; 勝也草野; Yuji Takeo; 裕治竹尾
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: JP4134434B2

Abstract

(57)【要約】【課題】暖房低負荷時等の高圧が上昇しやすい条件下
において、圧縮機の停止を未然に防止することができる
ようにすることを目的とする。【解決手段】暖房サイクル時の空調負荷が低負荷であ
ると判別されたときには、高負荷であると判定されたと
きに比べて、圧縮機１３の回転数増加速度を抑制するこ
とを特徴としている。これにより、暖房低負荷時には、
圧縮機１３の回転数増加速度を抑制している。そのた
め、暖房低負荷時に、圧縮機１３の回転数が目標回転数
に対してオーバーシュートするのを防止することが可能
となる。そして、圧縮機１３の回転数がオーバーシュー
トすることによる圧縮機停止を防止することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動モータ内蔵の圧
縮機を持つヒートポンプ式空調装置において、暖房低負
荷時における圧縮機停止を防止する為の制御の改良に関
するもので、特に、車両（電気自動車）に用いて好適な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の車両用ヒートポンプ式空
調装置としては、例えば、特開平９−２２０９２４号公
報に記載されたものがある。この従来技術では、ヒート
ポンプの暖房立ち上がり時の冷風防止制御として、高圧
の上昇速度に関係なく、高圧の値に応じてブロワレベル
を一義的に変化させていく制御方式を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、外気温が高
い場合等の暖房低負荷時は、高圧が上昇しやすい状態に
ある。このような暖房低負荷時に、高圧の上昇速度を考
慮せず、高圧の値に応じて一義的に定められた特性に基
づいてブロワレベルを定めると、目標高圧に対して高圧
オーバーシュートが避けられない場合がある。高圧オー
バーシュートが発生すると、圧縮機が停止に至ることが
あり、これにより、暖房吹出空気温度の低下を生じ、暖
房フィーリングを著しく悪化させることになる。

【０００４】この高圧オーバーシュートによる圧縮機停
止を防止するために、高圧の変化に対するブロワレベル
の変化率を大きくするように特性を変更し、圧縮機の負
荷を高圧の上昇とともに高くすることも考えられる。し
かし、このように一義的な特性を定めると、外気温が低
い場合等の暖房高負荷時には、ブロワレベルの増加が早
くなるため、暖房用熱源の温度が低い冷風が吹き出され
ることになり、フィーリングを損ねるという問題が発生
し、暖房負荷による順応性がない。

【０００５】本発明は上記点に鑑みてなされたものであ
り、暖房低負荷時等の高圧が上昇しやすい条件下におい
て、圧縮機の停止を未然に防止することができるように
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、空気流を発生する送風
機（７）と、送風機（７）が発生した空気を室内へ導く
空調ダクト（２）と、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１
３）と、空調ダクト（２）内に配置され、暖房時に、空
調空気を加熱する凝縮器（９）と、凝縮器（９）で凝縮
された冷媒を減圧する減圧手段（１９）と、室外に配置
され室外空気と冷媒とを熱交換させる室外熱交換器（１
８）とを備え、暖房サイクル時には、圧縮機（１３）→
凝縮器（９）→減圧手段（１９）→室外熱交換器（１
８）→圧縮機（１３）の経路で冷媒が流れることによ
り、室外熱交換器（１８）が蒸発器として作用し、凝縮
器（９）により空調空気を加熱する空調装置において、
さらに暖房サイクル時の空調負荷を判別する負荷判別手
段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０７）と、圧縮機
（１３）の回転数を制御する圧縮機回転数制御手段（２
２）とを備え、負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０
７、Ｓ５０７）により、暖房サイクル時の空調負荷が低
負荷であると判別されたときには、高負荷であると判定
されたときに比べて、圧縮機回転数制御手段（２２、２
４）は圧縮機（１３）の回転数増加速度を抑制すること
を特徴としている。

【０００７】これによると、暖房低負荷時には、圧縮機
（１３）の回転数増加速度を抑制している。そのため、
暖房低負荷時に、圧縮機（１３）の回転数が目標回転数
に対してオーバーシュートするのを防止することが可能
となる。そして、圧縮機（１３）の回転数がオーバーシ
ュートすることによる圧縮機停止を防止することが可能
となる。

【０００８】また、暖房高負荷時は、圧縮機（１３）の
回転数が目標回転数に対してオーバーシュートする危険
性が小さいので、圧縮機（１３）の回転数増加速度を、
低負荷時に比べて大きくし、暖房用熱源の温度上昇を早
めることを可能としている。請求項２に記載の発明で
は、送風機（７）の送風量を制御する送風量制御手段
（２４）を備え、負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４
０７、Ｓ５０７）により、暖房サイクル時の空調負荷が
低負荷であると判別されたときには、高負荷であると判
定されたときに比べて、送風量制御手段（２４）は送風
機（７）の送風量増加速度を増大することを特徴として
いる。

【０００９】これによると、負荷判別手段（２４、Ｓ１
０７、Ｓ４０７、Ｓ５０７）により、暖房サイクル時の
空調負荷が低負荷であると判別されたときには、高負荷
であると判定されたときに比べて、送風量制御手段（２
４）は送風機（７）の送風量増加速度を増大している。
そして、送風量を増加させることにより、圧縮機（１
３）の負荷を増加させ、回転速度が急速に増加して、目
標回転速度に対してオーバーシュートして圧縮機（１
３）が停止するのを防止することが可能となる。また、
暖房高負荷時には、送風量増加速度を小さくすることよ
り、暖房高負荷時に暖房用熱源の温度が低い冷風が急速
に吹き出すのを抑制し、フィーリング悪化を防止してい
る。

【００１０】なお、請求項３に記載の発明のように、負
荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０７）に
より暖房サイクル時の空調負荷が低負荷であると判別さ
れたときには、圧縮機回転数制御手段（２２、２４）お
よび送風量制御手段（２４）の双方の制御特性を変更す
ることも可能である。また、暖房サイクル時の空調負荷
を判別は、請求項４に記載の発明のように、外気温
（β）および目標高圧（ＳＰＯ）と高圧（ＳＰ）との偏
差（Ｅ_n）に関連する量の少なくとも一方に基づいて、
行うことが可能である。

【００１１】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。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基
づいて説明する。（第１実施形態）図１は本発明を電気自動車用空調装置
に適用した第１実施形態における暖房モード時のサイク
ルを示している。

【００１３】図１において、空調ユニット１は電気自動
車の車室内に設置されるもので，その空調ダクト２は、
車室内に空調空気を導く空調空気通路を構成するもので
ある。この空調ダクト２の一端側に内気を吸入する内気
吸入口３と外気を吸入する外気吸入口４が設けられてお
り、この両吸入口３、４は、内外気切替ドア５により切
替開閉される。

【００１４】上記吸入口３、４に隣接して、空調ダクト
２内に空気を送風する送風機６が設置されており、この
送風機６はモータ７により駆動される遠心ファンから構
成されている。そして、空調ダクト２内において、送風
機６の空気吹出側には冷房用蒸発器８が設けられてい
る。この冷房用蒸発器８は、冷凍サイクルの一部を構成
する室内熱交換器であり、後述する冷房モードおよび除
湿暖房サイクル時に、内部を流れる冷媒の吸熱作用によ
って、空調ダクト２内の空気を冷却除湿する冷却器とし
て機能する。

【００１５】冷房用蒸発器８の空気下流側には暖房用凝
縮器９が設けられている。この暖房用凝縮器９も、冷凍
サイクルの一部を構成する室内熱交換器であり、後述す
る暖房サイクルおよび除湿暖房サイクル時に、内部を流
れる冷媒の放熱作用によって、空調ダクト２内の空気を
加熱する加熱器として機能する。空調ダクト２内におい
て、暖房用凝縮器９の側方には暖房用凝縮器９をバイパ
スして空気を流すバイパス通路１０が設けられており、
暖房用凝縮器９の通風路とバイパス通路１０とを切り替
える板状の切替ドア１１が回動可能に設けられている。
この切替ドア１１は暖房時には暖房用凝縮器９の通風路
を全開してバイパス通路１０を全閉する実線位置に操作
され、冷房時には、暖房用凝縮器９の通風路を全閉して
バイパス通路１０を全開する破線位置に操作される。

【００１６】暖房用凝縮器９またはバイパス通路１０を
通過した後、空調空気は車室内へ吹き出す。ここで、車
室内へ通ずる複数の吹出口部は従来公知のものであり、
車室内乗員の足元部に向かって空調空気を吹き出すフッ
ト吹出口、車室内乗員の上半身に向かって空調空気を吹
き出すフェイス吹出口および車両窓ガラスの内面に空調
空気を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられる。この複
数の吹出口は図示せぬ吹出モードドアにより切替開閉さ
れる。

【００１７】次に、上記冷房用の蒸発器８と暖房用の凝
縮器９を含む冷凍サイクル１２について説明すると、冷
凍サイクル１２は車室内の冷房および暖房を行うヒート
ポンプ式冷凍サイクルとして構成されており、電動式の
冷媒圧縮機１３を備えている。圧縮機１３の吐出側と凝
縮器９との間の流路には吐出圧（サイクル高圧圧力）を
検出する圧力センサ１４が配置されている。

【００１８】さらに、冷凍サイクル１２には、冷房用電
磁弁１５、暖房用電磁弁１６、除湿用電磁弁１７、室外
熱交換器１８、第１減圧器１９、第２減圧器２０、冷媒
の気液を分離するとともに液冷媒を溜めて、ガス冷媒を
導出するアキュームレータ２１が備えられている。な
お、室外熱交換器１８は電気自動車の車室外に設置さ
れ、電動室外ファン１８ａにより送風される外気と熱交
換するようになっている。また、上記冷媒圧縮機１３
は、電動式圧縮機であって、図示しない電動モータ（交
流モータ）を一体に密封ケース内に内蔵し、このモータ
により駆動されて冷媒の吸入、圧縮、吐出を行う。

【００１９】この冷媒圧縮機１３の交流モータにはイン
バータ２２により交流電圧が印加され、このインバータ
２２により交流電圧の周波数を調整することによってモ
ータ回転速度を連続的に変化させるようになっている。
従って、インバータ２２は圧縮機１３の回転数調整手段
をなすものであり、このインバータ２２には、車載バッ
テリ２３から直流電圧が印加される。

【００２０】そして、インバータ２２は空調用制御装置
２４によって通電制御される。この空調用制御装置２４
はマイクロコンピータとその周辺回路にて構成される電
子制御装置であって、インバータ２２の他に電磁弁１５
〜１７の作動を制御する。本例では、電磁弁１５〜１７
により冷媒経路を切り替える経路切替手段を構成してい
る。

【００２１】なお、図１には空調用制御装置２４との電
気的接続を図示していないが、空調ユニット１の内外気
切替ドア５、送風機６、エアミックドア１１、および室
外ファン１８ａ等の機器も制御装置２４により作動が制
御される。上記制御装置２４には、前述の圧力センサ１
４の他に、外気温度を検出する外気温センサ、車室内温
度を検出する内気センサ、冷房用蒸発器８の吹出直後の
空気温度を検出する蒸発器温度センサ、車室内への日射
量を検出する日射センサ等を含む空調用センサ群２５か
らセンサ信号が入力されるようになっている。また、車
室内運転席近傍に設けられた空調操作パネル２６の各レ
バー、スイッチ群２７からの信号（温度設定信号等）も
制御装置２４に入力される。

【００２２】次に、上記構成において第１実施形態の作
動を説明すると、図２から図４は、制御装置２４のマイ
クロコンピュータにより実行される制御ルーチンであっ
て、いま、空調操作パネル２６のエアコンスイッチが投
入されると、図２の制御ルーチンがスタートし、ステッ
プＳ１０１にて初期化が行われ、ステップ１０２にて図
１のセンサ群２５および空調操作パネル２６からの信号
を読み込む。

【００２３】次に、ステップ１０３にて空調装置の運転
モードの決定を行う。この運転モードの決定方法は、本
件出願人の出願に係る特開平８−３３７１０８号公報と
同じであり、車室内を乗員の設定温度に維持するに必要
な目標吹出空気温度ＴＡＯ（℃）を算出し、このＴＡＯ
と蒸発器８への吸込空気温度Ｔｉｎ（℃）との偏差（Ｔ
ＡＯ−Ｔｉｎ）を算出し、この偏差（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）
の大きさに応じて運転モード（すなわち、冷房モード、
暖房モード、および送風モード）を決定する。具体的に
は、偏差（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）が中間領域であると送風モ
ードとし、偏差（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）がこの中間領域より
大きいと暖房モードとし、中間領域より小さいと冷房モ
ードとする。

【００２４】そして、ステップ１０４にて、暖房モード
か否かの判断がされる。そして、暖房モード時には、制
御装置２４の出力により冷凍サイクル１２の冷房用電磁
弁１５と除湿用電磁弁１７が閉弁され、暖房用電磁弁１
６が開弁される。これにより、圧縮機１３が作動する
と、図１の太線で示す経路、すなわち、圧縮機１３→凝
縮器９→第１減圧器１９→室外熱交換器１８→暖房用電
磁弁１８→アキュームレータ２１→圧縮機１３という経
路にて冷媒が流れる。

【００２５】従って、室外熱交換器１８＝蒸発器とな
り、室外熱交換器１８にて吸熱された熱量および圧縮仕
事による熱量を空調ユニット１内の室内凝縮器９にて凝
縮熱として放熱することができる。従って、切替ドア１
１を図１の実線位置のように開くことにより、送風機６
の送風空気が凝縮器９を通過して加熱され、温風とな
り、車室内を暖房できる。

【００２６】なお、このとき、第２減圧器２０を介して
少量の冷媒を空調ユニット１内の室内蒸発器８に流入さ
せ、ここで、蒸発させることができるので、室内蒸発器
８による冷却作用にて送風空気の除湿をある程度行うこ
とができる。ステップ１０４で暖房モードと判断される
と、ステップ１０５において、目標飽和温度ＴＣＯ
（℃）が以下に示す数式１により算出される。

【００２７】

【数１】ＴＣＯ＝（ＴＡＯ−Ｔｉｎ）／Φ＋Ｔｉｎここで、Φは、凝縮器９を通過する空気の風量から決定
される温度効率である。次にステップ１０６において、
目標高圧ＳＰＯ（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）が算出される。目標
高圧ＳＰＯ（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）はＥＣＵ２４内の図示せ
ぬＲＯＭに格納されたマップに基づいてＴＣＯから算出
される。

【００２８】次に、ステップ１０７において、外気温セ
ンサにて検出された外気温がβ（℃）以上か否かが判定
される。ステップ１０７における判定結果がＮｏのと
き、即ち外気温がβ（℃）より小さいときには、ステッ
プ１０８に移行し、暖房ファジー制御により目標圧縮機
回転数を算出し、圧縮機回転数を制御する第１高圧ファ
ジー制御を行う。また、ステップ１０７における判定結
果がＹｅｓのとき、即ち外気温がβ（℃）以上のときに
は、ステップ１０９に移行し、第２高圧ファジー制御を
行う。

【００２９】図３は、ステップ１０７における判定結果
がＮｏのときの圧縮機回転数を制御するための第１高圧
ファジー制御サブルーチンである。まず、ステップ２０
０では、冷風防止制御を行う。この冷風防止制御は、例
えば、図５に示すような特性図に基づいて行われる周知
のものである。この冷風防止制御について簡単に説明す
ると、冷風防止制御は、ＩＧスイッチＯＮ時で暖房モー
ドが選択されたとき、若しくは暖房スイッチがＯＦＦさ
れた後再び暖房モードが選択されたときに開始する。

【００３０】冷風防止制御中は、圧縮機１３の目標回転
数は、暖房立ち上がりを早くするため９０００ｒｐｍに
固定されており、回転数増加速度はＭＡＸ（＝１５０ｒ
ｐｍ／ｓｅｃ）とする。そして、この冷風防止制御中
は、後述するファジールールは適用しない。冷風防止制
御中のブロワレベルは、圧力センサ１４によって検出さ
れる高圧ＳＰから、図５の特性図に基づいて決定され
る。

【００３１】冷風防止制御は、冷風防止制御の開始後５
分経過したとき、ＳＰＯ−ＳＰ≦２またはＳＰ＞１３
（暖房スイッチがＯＦＦされた後再び暖房モードが選択
されたときは、ＳＰ＞７）の条件のいずれか１つが成立
したときに解除される。ステップ２００の冷風防止制御
が解除された後、ステップ２０１に移行する。ステップ
２０１では、所定の制御周期（制御タイミング：例えば
４秒間）τが経過しているか否かが判断される。このス
テップ２０１の判断結果がＮｏの場合には、ステップ２
０７の制御を行う。また、ステップ２０１の判断結果が
Ｙｅｓの場合には、ステップ１０６で算出したＳＰＯと
圧力センサ１４によって検出された高圧ＳＰとの偏差Ｅ
_n（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）を以下の数式２によって算出する
（ステップ２０２）。

【００３２】

【数２】Ｅ_n＝ＳＰＯ−ＳＰ次に、ステップ２０３で、下記の数式３に基づいて偏差
変化率Ｅ_dot（ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）を算出する。

【００３３】

【数３】Ｅ_dot＝Ｅ_n−Ｅ_n-1 ここで、Ｅ_nは例えば４秒毎に更新されるため、Ｅ_n-1
はＥ_nに対して４秒前の値となる。次に、ステップ２０
４において、Ｒｏｍに記憶された図６（ａ）、（ｂ）に
示すメンバーシップ関数からＣＦ１、ＣＦ２を求める。

【００３４】次に、ステップ２０５において、、ＲＯＭ
に記憶された図６（ａ）、（ｂ）に示すメンバーシップ
関数と、ＲＯＭに記憶された周知のルール表とを用いた
ファジー推論に基づいて、４秒前の圧縮機１３の回転速
度ｆ_n-1（ｒｐｍ）に対して増減する回転速度Δｆ（ｒ
ｐｍ／ｓｅｃ）を求める。このように、Ｅ_nおよびＥ
_dotに基づいてΔｆを決定したら、目標回転速度ｆ _nを
下記の数式４に基づいて算出する。（ステップ２０６）

【００３５】

【数４】ｆ_n＝ｆ_n-1＋Δｆ次に、圧縮機１３の実際の回転速度が目標回転速度ｆ_n
となるように、ステップ２０７において、インバータ２
２を通電制御する。以上のようにして、ステップ１０７
における判定結果が否のとき、即ち外気温がβ（℃）よ
り低いときの圧縮機回転数制御を行う。

【００３６】図４は、ステップ１０７における判定結果
がＹｅｓのとき、即ち外気温がβ（℃）以上ときの第２
高圧ファジー制御における圧縮機回転数を制御するため
のサブルーチンである。図４のステップ３００からステ
ップ３０５の処理は、図３のステップ２００からステッ
プ２０５の処理と同一である。ステップ３０６では、ス
テップ３０５で決定したΔｆに乗ずる定数Ｃを決定す
る。この定数Ｃは、Δｆを所定割合だけ減ずるための乗
数であり、例えば図７の特性図によって決定される。図
７は、外気温に応じて定数Ｃを決定するための特性図を
示している。図７の例では、外気温がβ（℃）（例えば
１５℃）より低いときには、定数Ｃは１．０に設定され
る。一方、外気温がγ（℃）（例えば１８℃）より高い
ときには、定数Ｃは０．５に設定される。また、外気温
がβ（℃）以上γ（℃）以下のときには、外気温が上昇
するに従って定数Ｃが線形的に減少するように、図７の
特性図に従って決定される。

【００３７】このようにして、定数Ｃが決定されたら、
ステップ３０７において、以下の数式５に基づいて目標
回転速度ｆ_nを算出する。

【００３８】

【数５】ｆ_n＝ｆ_n-1＋ＣΔｆ次に、圧縮機１３の実際の回転速度が目標回転速度ｆ_n
となるように、ステップ３０８において、インバータ２
２を通電制御する。以上のようにして、ステップ１０７
における判定結果がＹｅｓのとき、即ち外気温がβ
（℃）以上のときの圧縮機回転数制御を行う。

【００３９】本実施形態では、外気温がβ（℃）以上の
とき、即ち暖房低負荷時には、高圧のファジー制御の圧
縮機１３の回転速度の増加量Δｆを通常時より小さく設
定して、圧縮機１３の回転速度を急激に上昇させないよ
うにしている。そして、暖房低負荷時に、圧縮機１３の
回転数が目標回転数に対してオーバーシュートし、圧縮
機１３が停止するのを防止している。

【００４０】また、外気温がβ（℃）より小さいときに
は、暖房負荷が大きく、圧縮機１３の回転数が目標回転
数に対してオーバーシュートする危険性が小さいので、
圧縮機１３の回転速度の増加量Δｆを大きくしている。
このように、本実施形態では、暖房負荷に応じて圧縮機
１３の回転数制御を変更しているので、暖房低負荷時に
は圧縮機１３の停止を防止することが可能となるととも
に、暖房高負荷時には、圧縮機１３の回転数変化量を大
きくして、暖房用熱源の温度上昇を早めることを可能と
している。（第２実施形態）図８は本発明の第２実施形態に係るフ
ローチャートを示している。第２実施形態では、制御装
置２４による圧縮機１３の回転数の制御処理ルーチンが
第１実施形態と異なるが、全体構成は第１実施形態と同
一である。

【００４１】第１実施形態では、暖房が低負荷であるか
否かを外気温によって判断した。しかし、第２実施形態
では、暖房負荷は、目標高圧ＳＰＯと圧力センサ１４に
よって検出される実際の高圧ＳＰとの偏差Ｅ_n（＝ＳＰ
Ｏ−ＳＰ）に基づいて判断される。図８において、ステ
ップ４０１からステップ４０６は第１実施形態のステッ
プ１０１からステップ１０６と同様であるので、説明は
省略する。ステップ４０７では、目標高圧ＳＰＯと高圧
ＳＰとの偏差Ｅ_nが所定値ｉ（例えばｉ＝５ｋｇ／ｃｍ
²Ｇ）以上か否かが判断される。

【００４２】ステップ４０７の結果がＹｅｓのとき、即
ち暖房負荷が大きいときは、ステップ４０８に移行し、
第１高圧ファジー制御を行う。一方、ステップ４０７の
結果がＮｏのとき、即ち暖房負荷が小さいときは、ステ
ップ４０９に移行し、第２高圧ファジー制御を行う。ス
テップ４０８の第１ファジー制御の制御処理ルーチン
は、第１実施形態のステップ１０８におけるもの、即
ち、図３に示すサブルーチンと同一である。一方、ステ
ップ４０９の第２ファジー制御の制御処理ルーチンは、
図４におけるステップ３０６の定数Ｃの決定方法のみが
第１実施形態と異なる。

【００４３】図９は、第２実施形態の第２高圧ファジー
制御における定数Ｃを決定するための特性図である。図
９の例では、偏差Ｅ_n（＝ＳＰＯ−ＳＰ）がｂ（例えば
１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇ）より大きいときには、定数Ｃは
１．０に設定される。一方、偏差Ｅ_nがａ（例えば５ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇ）より小さいときには、定数Ｃは０．５に
設定される。そして、偏差Ｅ_nが５以上１０以下のとき
には、偏差Ｅ_nが増加するに従って定数Ｃが線形的に増
加するように、図９の特性図に従って決定される。

【００４４】第２実施形態においても、目標高圧ＳＰＯ
と高圧ＳＰとの偏差Ｅ_nにより暖房負荷を判断して、偏
差Ｅ_nが小さいとき（暖房低負荷時）には、高圧のファ
ジー制御の圧縮機１３の回転速度の増加量Δｆを通常時
より小さく設定して、圧縮機１３の回転速度を急激に上
昇させないようにしている。そして、暖房低負荷時に、
圧縮機１３の回転数が目標回転数に対してオーバーシュ
ートしてしまい、圧縮機１３が停止するのを防止してい
る。

【００４５】また、偏差Ｅ_nが大きいとき（暖房負荷
時）には、圧縮機１３の回転数が目標回転数に対してオ
ーバーシュートする危険性が小さいので、圧縮機１３の
回転速度の増加量Δｆを大きくしている。このように、
第２実施形態でも第１実施形態と同様に、暖房負荷に応
じて圧縮機１３の回転数制御を変更しているので、暖房
低負荷時には圧縮機１３の停止を防止することが可能と
なるとともに、暖房高負荷時には、圧縮機１３の回転数
変化量を大きくして、暖房用熱源の温度上昇を早めるこ
とを可能としている。（第３実施形態）図１０は本発明の第３実施形態に係る
フローチャートを示している。第３実施形態では、制御
装置２４による圧縮機１３の回転数の制御処理ルーチン
が第１および第２実施形態と異なるが、全体構成は第１
および第２実施形態と同一である。この第３実施形態で
は、第２実施形態と同様に、目標高圧ＳＰＯと高圧ＳＰ
との偏差Ｅ_nに基づいて暖房の負荷が判断される。

【００４６】図１０において、ステップ５０１からステ
ップ５０７は第２実施形態に係る図８のステップ４０１
からステップ４０７と同様であるので、説明は省略す
る。ステップ５０７において、判定結果がＹｅｓのと
き、即ち暖房負荷が大きいときは、ステップ５０８に移
行し、第１ブロワレベル速度制御を行う。一方、ステッ
プ５０７の結果がＮｏのとき、即ち暖房負荷が小さいと
きは、ステップ５０９に移行し、第２ブロワレベル速度
制御を行う。

【００４７】図１１は、偏差Ｅ_nによってブロワレベル
を決定する特性図である。図１１の特性図に示すよう
に、偏差Ｅ_nがｉ以上のとき（暖房高負荷時）と偏差Ｅ
_nがｉより小さいとき（暖房低負荷時）とで高圧ＳＰに
対するブロワレベルの特性を変更している。即ち、高圧
ＳＰに対するブロワレベルの変化率は、暖房高負荷時よ
りも暖房低負荷時の方が大きくなるように設定されてい
る。

【００４８】例えば、図１１に示す特性図では、偏差Ｅ
_nがｉより小さいとき（暖房低負荷時）は、ブロワレベ
ルの変化率を大きくしている。暖房低負荷時には、圧縮
機１３の回転速度が急激に上昇しやすい状態にあるが、
暖房低負荷時にはブロワレベルの変化率を大きくするこ
とにより、圧縮機１３の負荷を大きくし、回転速度が急
激に上昇するのを抑制している。これにより、暖房低負
荷時に、圧縮機１３の回転数が目標回転数に対してオー
バーシュートし、圧縮機１３が停止するのを防止してい
る。

【００４９】また、偏差Ｅ_nがｉ以上のとき（暖房高負
荷時）には、ブロワレベルの変化率を小さくしている。
これにより、暖房高負荷時に暖房用熱源の温度が低い冷
風が急速に吹き出すのを抑制し、フィーリング悪化を防
止している。このように、高圧ＳＰに対するブロワレベ
ルの変化率を一義的に定めるのではなく、暖房負荷に応
じて変更することにより、暖房低負荷時の圧縮機停止、
および暖房高負荷時のフィーリング悪化の両方の問題を
解決することが可能となる。（他の実施形態）上記第３実施形態では、暖房負荷を目
標高圧ＳＰＯと高圧ＳＰとの偏差Ｅ_nに基づいて判断し
た。しかし、第３実施形態において、外気温により暖房
負荷を判断することにより、ブロワレベルの特性を変更
してもよい。

【００５０】また、圧縮機１３のオーバーシュートを防
止するために、上記第１から第３実施形態の高圧ファジ
ー制御とブロワレベル制御を組み合わせて行っても良
い。この場合は、第１および第２実施形態における図５
の冷風防止制御の制御特性図を図１１の特性図に変更し
て冷風防止制御を行い、その後、高圧ファジー制御を行
う。

【００５１】また、上記第１から第３実施形態では、空
気加熱式のヒートポンプのシステム構成とした。しか
し、特開平９−２２０９２４号公報に示されているよう
な水加熱式のヒートポンプにおいても、同様の作用効果
が得られる。なお、水加熱式のヒートポンプにおいて
は、暖房負荷は、外気温または目標温水温度ＴＷＯと温
水温度ＴＷの偏差（ＴＷＯ−ＴＷ）等に基づいて判断さ
れる。ここで、温水の温度ＴＷは高圧ＳＰの関数として
表され、また、目標温水温度ＴＷＯと温水温度ＴＷの偏
差（ＴＷＯ−ＴＷ）も目標高圧ＳＰＯと高圧ＳＰとの偏
差（ＳＰＯ−ＳＰ）の関数として表されることが知られ
ている。そのため、水加熱式のヒートポンプにおいて
も、暖房負荷を目標高圧ＳＰＯと高圧ＳＰとの偏差（Ｓ
ＰＯ−ＳＰ）に関連する量に基づいて判断することが可
能である。

【００５２】なお、上記実施形態中に示した数値は一具
体例を示すためのものであり、本発明を限定するための
ものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の全体システム図で、暖
房サイクル時を示す。

【図２】本発明の第１実施形態のＥＣＵの制御内容を示
したフローチャートである。

【図３】第１実施形態に係る暖房高負荷時の圧縮機回転
数の制御の内容を示すフローチャートである。

【図４】第１実施形態に係る暖房低負荷時の圧縮機回転
数の制御の内容を示すフローチャートである。

【図５】本発明の冷風防止制御における高圧とブロワレ
ベルとの関係を示す特性図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、本発明の圧縮機回転数制御
におけるメンバーシップ関数を示した図である。

【図７】第１実施形態の圧縮機回転数制御における定数
Ｃを決定するための特性図である。

【図８】本発明の第２実施形態のＥＣＵの制御内容を示
したフローチャートである。

【図９】第２実施形態の圧縮機回転数制御における定数
Ｃを決定するための特性図である。

【図１０】本発明の第３実施形態のＥＣＵの制御内容を
示したフローチャートである。

【図１１】第３実施形態のブロワレベル制御における風
量を決定するための特性図である。

【符号の説明】

２…空調ダクト、８…蒸発器、９…凝縮器、１３…電動
式圧縮機、１８…室外熱交換器、１９、２０…減圧手
段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気流を発生する送風機（７）と、この送風機（７）が発生した空気を室内へ導く空調ダク
ト（２）と、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１３）と、前記空調ダクト（２）内に配置され、暖房時に、空調空
気を加熱する凝縮器（９）と、前記凝縮器（９）で凝縮された冷媒を減圧する減圧手段
（１９）と、室外に配置され室外空気と冷媒とを熱交換させる室外熱
交換器（１８）とを備え、暖房サイクル時には、前記圧縮機（１３）→前記凝縮器
（９）→前記減圧手段（１９）→前記室外熱交換器（１
８）→前記圧縮機（１３）の経路で冷媒が流れることに
より、前記室外熱交換器（１８）が蒸発器として作用
し、前記凝縮器（９）により前記空調空気を加熱する空
調装置において、さらに前記暖房サイクル時の空調負荷を判別する負荷判
別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０７）と、前記圧縮機（１３）の回転数を制御する圧縮機回転数制
御手段（２２）とを備え、前記負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０
７）により、前記暖房サイクル時の空調負荷が低負荷で
あると判別されたときには、高負荷であると判定された
ときに比べて、前記圧縮機回転数制御手段（２２、２
４）は前記圧縮機（１３）の回転数増加速度を抑制する
ことを特徴とする空調装置。
【請求項２】空気流を発生する送風機（７）と、この送風機（７）が発生した空気を室内へ導く空調ダク
ト（２）と、冷媒を圧縮し吐出する圧縮機（１３）と、前記空調ダクト（２）内に配置され、暖房時に、空調空
気を加熱する凝縮器（９）と、前記凝縮器（９）で凝縮された冷媒を減圧する減圧手段
（１９）と、室外に配置され室外空気と冷媒とを熱交換させる室外熱
交換器（１８）とを備え、暖房サイクル時には、前記圧縮機（１３）→前記凝縮器
（９）→前記減圧手段（１９）→前記室外熱交換器（１
８）→前記圧縮機（１３）の経路で冷媒が流れることに
より、前記室外熱交換器（１８）が蒸発器として作用
し、前記凝縮器（９）により前記空調空気を加熱する空
調装置において、さらに前記暖房サイクル時の空調負荷を判別する負荷判
別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０７）と、前記送風機（７）の送風量を制御する送風量制御手段
（２４）とを備え、前記負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０
７）により、前記暖房サイクル時の空調負荷が低負荷で
あると判別されたときには、高負荷であると判定された
ときに比べて、前記送風量制御手段（２４）は前記送風
機（７）の送風量増加速度を増大することを特徴とする
空調装置。
【請求項３】前記送風機（７）の送風量を制御する送
風量制御手段（２４）をさらに備え、前記負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ４０７、Ｓ５０
７）により、前記暖房サイクル時の空調負荷が低負荷で
あると判別されたときには、高負荷であると判定された
ときに比べて、前記圧縮機回転数制御手段（２２、２
４）は前記圧縮機（１３）の回転数増加速度を抑制する
とともに、前記送風量制御手段（２４）は前記送風機（７）の送風
量増加速度を増大することを特徴とする請求項１に記載
の空調装置。
【請求項４】前記負荷判別手段（２４、Ｓ１０７、Ｓ
４０７、Ｓ５０７）は、外気温（β）および目標高圧
（ＳＰＯ）と高圧（ＳＰ）との偏差（Ｅ_n）に関連する
量の少なくとも一方に基づいて、前記暖房サイクル時の
空調負荷を判別することを特徴とする請求項１から請求
項３のいずれか１つに記載の空調装置。