WO2004064241A1

WO2004064241A1 - 車両用空調装置

Info

Publication number: WO2004064241A1
Application number: PCT/JP2004/000144
Authority: WO
Inventors: Naomi Goto; Keizo Matsui; Makoto Yoshida
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2004-07-29

Abstract

本発明の車両用空調装置は、固定子巻線に流れる電流を検出することにより磁石回転子の位置を検出し、３相変調された正弦波状の交流電流をセンサレスＤＣブラシレスモ−タへ出力するインバータ装置を車両用空調装置に備え、滑らかな正弦波状の交流電流が得られ、磁石回転子の位置検出がキャリア周期レベルで可能となることから、トルクを高く一定に維持でき、起動性が高く、低振動低騒音である特徴が得られる。

Description

明細書

車両用空調装置技術分野

本発明は、センサレス D Cブラシレスモータを駆動するインバ一夕装置を備えた車両用空調装置に関する。背景技術

従来からあるエンジンにより圧縮機を駆動する車両用空調システムを、図 3 0 に示す。

図 3 0において、上記車両用空調システムは、室内送風ファン 2 6、空気導入口 2 7、送風ダクト 1 2、室内熱交換器 1 3、ミックスダンパ 4 5、ヒー夕コア 4 6、空気吹き出し口 1 4、冷凍サイクルにおける絞り装置 1 5、室外熱交換器 1 6、室外送風フアン 1 7、リレ一 4 7、圧縮機 4 8、電磁クラッチ 4 8 a、ェンジン 4 9で構成される。

エアコンコントローラ 2 1 は、室内送風ファン 2 6、リレ一 4 7、室外送風ファン 1 7、ミックスダンパ 4 5などを制御する。室内送風フアンスイッチ 2 2は、室内送風フアン 2 6の O N/ O F F - 強弱を設定する。エアコンスィッチ 2 3は、冷房の O ] ZO F Fを選択する。温度調節スィッチ 2 4は、温度調節を行い、通信装置 2 5は、車両コントローラ（図示せず）との通信を行う。

この構成において、例えば室内送風ファンスイッチ 2 2 により送風 O N · 弱とされ、エアコンスィッチ 2 3 により冷房が指示されると、エアコンコントローラ 2 1 は、リレ一 4 7 を〇 Nさせ圧縮機 4 8の電磁クラッチ 4 8 aを O Nとする。したがって、ェンジン 4 9 により圧縮機 4 8が駆動され、室内熱交換器 1 3は蒸発器として作用し導入空気を冷却する。

また、室外送風ファン 1 7 を O Nさせ、室内送風ファン 2 6 を弱に設定する。さらに、温度調節スィッチ 2 4に従い、ミックスダンパ 4 5の位置を調節して、室内熱交換器 1 3 にて冷却された導入空気の、エンジン 4 9の冷却水（温水）の流れるヒータコア 4 6 にて再加熱される量を調整し、空気吹き出し口 1 4から吹き出される空気の温度を設定する。

次に、従来からある電動圧縮機を搭載した車両用空調装置について図 3 1 に説明する。

図 3 1 において、上記車両用空調装置は、室内送風ファン 2 6、空気導入口 2 7、送風ダクト 1 2、室内熱交換器 1 3、空気吹き出し口 1 4、絞り装置 1 5、室外熱交換器 1 6、室外送風ファン 1 7、冷媒の流れを切替えて冷房と暖房を選択するための四方切替弁 1 8、モー夕で駆動される電動圧縮機 4 0、電動圧縮機 4 0 のモータを運転するインバー夕装置 1 9で構成される。

エアコンコントローラ 2 1 は、室内送風ファン 2 6、インバー夕装置 1 9、四方切替弁 1 8、室外送風ファン 1 7などを制御する。室内送嵐ファンスイッチ 2 2は、室内送風ファン 2 6の O N /O F F ' 強弱を設定する。エアコンスィッチ 2 3 は、冷房 ' 暖房 · O F Fを選択する。温度調節スィッチ 2 4は温度調節し、通信装置 2 5は、車両コントローラとの通信を行う。

この構成において、例えば室内送風ファンスイッチ 2 2で送風 O N · 弱とされ、エアコンスィッチ 2 3 により冷房が指示されると、エアコンコントローラ 2 1 は、四方切替弁 1 8 を図の実線に設定し、室内熱交換器 1 3 を蒸発器、室外熱交換器 1 6 を凝縮器として作用させ、室外送風ファン 1 7 を O Nし、室内送風ファン 2 6 を弱に設定する。

また、温度調節スィッチ 2 4によって、インバー夕装置 1 9 を用いて電動圧縮機 4 0 の回転数を可変することにより冷凍サイクル能力を調整し、その結果、室内熱交換器 1 3の温度を調節する。

エアコンスィッチ 2 3 により冷房もしくは暖房が O F Fとされると、電動圧縮機 4 0、室外送風ファン 1 7は O F Fとなる。また、冷房もしくは暖房が O Nにおいて、室内送風ファンスイッチ 2 2が O F Fとされると、室内送風ファン 2 6は O F Fとされ、電動圧縮機 4 0、室外送風ファン 1 7 も冷凍サイクル保護のために 0 F Fとされる。

一方、走行性能優先 · 電力節減，バッテリ保護等の理由により車両コントローラ（図示せず）から冷房もしくは暖房を O F Fとする指令が、通信装置 2 5経由で車両コントローラで受信されると、エアコンコントローラ 2 1 はエアコンスィッチ 2 3 による冷房もしくは暖房 O F Fと同様の処置をする。

図 3 2 に、上記車両用空調装置の車両への搭載配置例を示す。エアコンコンドロ一ラ 2 1等は車室内に配置され、電動圧縮機 4 0等は車室外に配置される。

図 3 3 に、電動圧縮機の一例として、センサレス D Cブラシレスモータを備えた電動圧縮機 4 0 を示す。

電動圧縮機 4 0は、金属製筐体 3 2の中に圧縮機構部 2 8、モ一夕 3 1等設置したものである。冷媒は、吸入口 3 3から吸入され、圧縮機構部 2 8 (この例ではスクロール圧縮機構）がモータ 3 1 で駆動されることにより圧縮される。この圧縮された冷媒は、モーダ 3 1 を通過し（冷却し）吐出口 3 4より吐出される。

金属製筐体 3 2の内部でモータ 3 1の巻線に接続されている夕 —ミナル 3 9 は、例えば図 3 1 のインバー夕装置 1 9 に接続される。また、図 3 3には、ステ一夕コア 5 0、コイルエンド 5 1が示されている。このコイルエンド 5 1が大きいと、電動圧縮機 4 0の横方向の長さが長くなる。分布巻コイルの場合、このコイルエンド 5' 1が大きいが集中巻コイルは小さい（例えば特開 2 0 0 1 一 3 7 1 3 3号公報（第 8頁、第 1 6図、第 1 8図）参照）。このような電動圧縮機 4 0 を搭載した車両用空調装置においては、電動圧縮機 4 0に起動性の良いことが望まれる。

すなわち、電動圧縮機を起動させ、一旦停止させると吐出側は高圧、吸入側は低圧となっている。吸入側と吐出側の圧力差が大きいままの状態（負荷が大きい）で再度起動（以降、再起動とする）させるためは、電動圧縮機のモータトルクが、吸入側と吐出側の圧力差を上回るだけ大きいことが必要となる。

一方、図 3 0のように、エンジン 4 9 により圧縮機 4 8が駆動される場合は、 .エンジン 4 9のトルクが強大なため問題はない。車両空調用システムにおいては、冷暖房（電動圧縮機）を O N 〇 F Fする頻度が高い。例として、図 3 1 において、排気ガスが空気導入口 2 7から入り、空気吹き出し口 1 4から車内に吹き出されたような場合、乗員は咄嗟に室内送風ファンスイッチ 2 2 を〇 F Fにする。

この時、電動圧縮機 4 0 も冷凍サイクル保護のため O F Fとなる。車両用空調装置は、一般的に外気を導入し冷却 · 加熱し車両後部で排出している、また、四方の窓ガラスを通しての熱輻射があるため熱負荷が大きい。そのため、冷暖房を止めた時の室温変化が速く（冷暖房を始める前の温度に戻るのが速く）快適性が損なわれる。

したがって、乗員は短時間のうちに（吸入側と吐出側の圧力差が大きいままの状態で）、再度室内送風ファンスイッチ 2 2 を（電動圧縮機 4 0 を） O Nさせることとなる。

また、他の例として、日射がさしてきた時に冷房 O Nとし日射が無くなると〇. F Fとしたり、車両コントローラからの指令で一時的に冷暖房を〇 F Fにする場合などがある。

また、電動圧縮機 4 0 を搭載した車両用空調装置においては、低振動低騒音であることが重要になる。特に、電気自動車（ハイブリツド電気自動車、燃料電池電気自動車等を含む）はエンジンによる振動騒音が無いため静粛性が高い（Λイブリツド電気自動車においては、エンジンを起動せずモータで走行している場合）。図 3 2に示すように電動圧縮機 4 0は車室外に配置されるが、車体を通し車室内に電動圧縮機 4 0の振動騒音が伝達される。

さらに、停車中においては、バッテリー電源により電動圧縮機 4 0 を駆動することが可能で、この場合は、走行による振動騒音も無いので、電動圧縮機 4 0の振動騒音が目立つこととなる。電気自動車以外でも、停車中において、環境配慮と排ガス削減のために、アイドルストップし、バッテリ一電源により電動圧縮機 4 0 を駆動する場合は同様である。

図 3 4に 1 2 0度通電方式での回路例を示す。図 3 4において、本回路は、バッテリ 1、インパー夕動作用スイッチング素子 2、フライホイールダイオード 3、モー夕の固定子巻線 4、モータの磁石回転子 5、電源電流を検出し消費電力算出 · スイッチング素子保護等を行うための電流センサ 6、固定子巻線 4の電圧から磁石回転子 5の位置検出を行うための位相シフ卜回路 1 1 、比較回路 1 0、電流センサ 6、比較回路 1 0、エアコンコントローラ 2 1等からの信号に基づいてスイッチング素子 2 を制御する制御回路 7 1 とから構成される。ここで、図 3 4において、インバ一タ装置 1 9は、インバー夕回路部 3 7、モー夕 3 1 を有する。

1 2 0度通電方式の場合、位置検出及び磁界変化が 6 0度間隔 (転流が 6 0度間隔）のため（例えば特開平 8 — 1 6 3 8 9 1号公報（第 8頁、第 4図）参照）、正確な位置検出ができず、トルク変動もあるため、起動不安定、振動騒音等の原因となっている。

また、磁石回転子 5の回転により固定子巻線 4に現れる誘起電圧が、磁石回転子 5の位置検出を行うため必要であるが、固定子巻線 4のインダク夕ンス成分によるフライホイールダイォ一ド 3 への還流のため、誘起電圧が歪んでしまう。よって、これも正確な位置検出ができない一因となっている。

図 3 5 に、 1 2 0度通電における 2極の磁石回転子 5 と卷線磁界との関係を示す。巻線磁界による磁束の向きを矢印で示す。卷線 4への通電は 6 0度の間固定されており、 U相が N極、 W相が S極に固定されている。一方、磁石回転子 5 は 6 0度回転する（図 3 5の左から右へ）ので、磁石回転子 5 と巻線磁界とによるトルクは変動する。一般的には、巻線磁界による磁束と磁石回転子 5 とが直交するとき（図 3 5の中央）がトルク最大となる。

上記従来の構成において、起動性の向上を図る方法として、トルクの大ぎい大型電動圧縮機 · 大型インバー夕装置を用いることが考えられる。しかし、この場合装置が重量、サイズ面で大型化してしまい、消費電力が増加し、一方振動騒音は解決されないという課題を有している。

また、電源電圧を昇圧してインバー夕装置に供給すれば、起動性は向上するが昇圧装置により装置が重量、サイズ面で大型化してしまい、振動騒音は解決されないという課題を有している。

また、起動性の向上を図るために、吸入側と吐出側を結ぶバイパス配管と電磁弁を設けて均圧する方法が考えられるが、配管と電磁弁により装置が重量、サイズ面で大型化してしまい、振動騒音は解決されないという課題を有しでいる。発明の開示

直流電源と、三相結線された固定子巻線と永久磁石回転子とを有するセンサレス D Cブラシレスモータと、センサレス D Cブラシレスモータにより駆動される圧縮機と、直流電源からの ΐ流電圧をスイッチングすることにより正弦波状の交流電流をセンサレス D Cブラシレスモー夕へ出力するインバー夕装置と、永久磁石回転子の位置を検出するために固定子巻線に流れる電流を検出する電流センサとを備え、スイッチングが 3相変調である車両用空調装置が提供される。図面の簡単な説明図 1 は、本発明の実施の形態 1 を示す正弦波駆動用電気回路図である。

図 2は、同正弦波駆動における誘起電圧検出方法説明図である。図 3は、同センサレス D Cブラシレスモータの電圧電流を未す波形図である。

図 4は、同正弦波駆動における磁石回転子へのトルク説明図である。

図 5は、同 2相変調の最大変調 1 0 0 %における各相の変調（D u t y ) を示す波形図である。

図 6は、同 2相変調の最大変調 5 0 %における各相の変調（D u t y ) を示す波形図である。

図 7は、同 3相変調の最大変調 1 0 0 %における各相の変調（D u t y ) を示す波形図である。

図 8は、同 3相変調の最大変調 5 0 %における各相の変調（D u t y ) を示す波形図である。

図 9は、同 2相変調の各相の端子電圧 · 相電圧波形図である。図 1 0は、同 3相変調の各相の端子電圧 ·相電圧波形図である。図 1 1 は、 2相変調におけるキャリア周期内スィッチンタ例を示す説明図である。

図 1 2は、 3相変調におけるキャリア周期内スイッチング例を示す説明図である。

図 1 3は、同もれ電流対策の回路図である。

図 1 4は、本発明の実施の形態 2 を示す電源電圧低下対応説明図である。

図 1 5は、 E C〇スィッチに係る変調方式の選択例を示すフロ一チヤ一トである。

図 1 6は、 E C〇スィッチ、マイルド（M I L ) スィッチを備えた車両用空調装置の構成図である。

図 1 7 は、 M I Lスィツチに係る変調方式の選択例を示すフ口 —チャートである。

図 1 8 は、変調方式の一選択例を示すフローチヤ一卜である。図 1 9は、エンジン走行車に係る変調方式の選択例を示すフロ一チャートである。

図 2 0は、ハイブリッド電気自動車に係る変調方式の選択例を示すフロ一チヤ一トである。

図 2 1 は、電気自動車に係る変調方式の選択例を示すフローチャ一トである。

図 2 2は、変調方式の他の選択例を示すフローチヤ一卜である。図 2 3は、本発明の実施の形態 3 を示す 3相変調高の各相の端子電圧 · 相電圧波形図である。

図 2 4は、同 3相変調高の各相の端子電圧波形図である。 . 図 2 5は、同 3相変調高の最大変調 1 0 0 %における各相の変調（D u t y ) を示す波形図である。

図 2 6は、本発明の実施の形態 5を示すインバー夕装置搭載電動圧縮機の一部切欠正面図である。

図 2 7は、本発明の実施の形態 6 を示すクラッチ搭載電動圧縮機の一部切欠正面図である。

図 2 8は、本発明の実施の形態 7 を示す集中巻のモータを備えたインバ一夕装置搭載電動圧縮機の一部切欠正面図である。

図 2 9は、同集中巻のモータを備えたクラッチ搭載電動圧縮機の一部切欠正面図である。

図 3 0は、エンジンにて駆動される圧縮機を搭載した従来の車両用空調装置の構成図である。

図 3 1 は、電動圧縮機を搭載した従来の車両用空調装置の構成図である。

図 3 2は、電動圧縮機を搭載した従来の車両用空調装置の車両への搭載配置図である。

図 3 3は、同車両用空調装置に用いる電動圧縮機の一部切欠正面図である。

図 3 4は、同車両用空調装置に用いる 1 2 0度通電駆動用の電気回路図である。

図 3 5は、同圧縮機における 1 2 0度通電における磁石回転子のトルク説明図である。発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

(実施の形態 1 )

図 1 に、実施の形態 1 の電気回路図を示す。図 1 において、実施の形態 1 の電気回路図は、ノッテリ 1 、インバー夕動作用ズィツチング素子 2、フライホイールダイオード 3、モータの固定子巻線 4、モータの磁石回転子 5、電源電流を検出し消費電力算出 · スイッチング素子 2保護等を行うための電流センサ 6 、 U相電流検出用電流センサ 8 、 W相電流検出用電流センサ 9、エアコンコントローラ 2 1等からの信号に基づいてスイッチング素子 2を制御する制御回路 7 とから構成される。ここで、図 1 におい T、ィンバー夕装置 2 0は、インバー夕回路部 3 7、モータ 3 1 を有する。図 1 は、図 3 5 に示した 1 2 0度通電方式の比べ、比較回路 1 0、位相シフト回路 1 1が無く、固定子巻線 4の電流から磁石回転子 5の位置検出を行うための U相電流検出用電流センサ 8 、 W相電流検出用電流センサ 9 を有している。制御回路 7は、従来の制御回路 7 1 に代わるものである。また、インバー夕装置 2 0 は、従来のインバー夕装置 1 9 に代わるものである。

なお、各スイッチング素子 2 は、電界効果型トランジスタ（以下、 F E Tと呼ぶ）およびパイポーラトランジスタ等が用いられる。

また、このフライホイールダイオード 3 は、各スイッチング素子 2である F E Tの寄生ダイオードを使うことにより省略することが可能である。

制御回路 7は、上記 2個の電流センサからの 2相分の電流値により他の 1相の電流を演算し（電流センサは 2個必要であるが、 U相、 V相、 W相のうちどの 2相でも良い）、磁石回転子 5の位置検出を行い、電流センサ 6、エアコンコントローラ 2 1等からの信号に基づいてスィツチング素子 2 を制御する。 U相電流と W相電流が検出されれば、残りの V相電流は固定子巻線 4の中性点において、キルヒホッフの電流の法則を適用することにより求められる。

電流センサには、スイッチング素子 2のスイッチングの夕イミングにより、 U相、 V相、 W相のいずれかの相電流成分が流れるので、上記 2個の電流センサに代わり、電流センサ 6 にて検出される電流から、相電流成分を抽出する方法でも良い。

なお、電流センサ 6 として、シャント抵抗器、 C T (電流変成器）等が適用される。

次に、相電流から磁石回転子 5の位置を検出する方法について述べる。

図 2 に、 U相における相電流 i Uと誘起電圧 E Uとの関連を示す。誘起電圧 E Uは、磁石回転子 5の回転により固定子巻線 4に発生する電圧であるので、誘起電圧 E Uを検出することにより、磁石回転子 5 の位置を知ることができる。図 1 における固定子巻線 4には、インダクタンス Lとともに抵抗 Rも存在している。

誘起電圧 E U、抵抗 Rの電圧、およびインダク夕ンス Lの電圧の和がインバー夕装置 2 0からの印加電圧 V Uに等しい。

よって、印加電圧を VUとすると、 VU = E U + R i U + L d i UZ d t であり、誘起電圧 E Uは、 E U- V U— R i U— L d i UZ d t で表される。制御回路 7は、スイッチング素子 2 を制御しているので、印加電圧 V Uは自明である。

よって、制御回路 7 のプログラムソフトに、インダク夕ンス L の値と抵抗 Rの値を入力しておけば、相電流 i Uを検出することで、誘起電圧 E Uを算出することができる。

図 3 に、センサレス D Cブラシレスモータの電圧電流 1相分の一例を示す。

また、図 4 に、正弦波駆動における 2極の磁石回転子 5 と卷線磁界の関係（後述する 3相変調の図 9 における位相 9 0度、 1 2 0度、 1 5 0度の場合）を示す。

図 4において、数字は、相電圧のレベルを示す。磁石回転子 5 は 6 0度回転する（図 4の左から右へ）が、磁石回転子 5の位置検出はキャリア周期レベルの時間で行われ、それに基づき卷線 4 への通電がキャリア周期レベルの時間で調整されるため、常に最大トルクが得られるように、滑らかな回転磁界が形成されている (矢印で表示）。よって、最大定トルク（巻線磁界による磁束と磁石回転子 5が直交）となり、高い起動性と、低振動低騒音が実現される。

次に、正弦波駆動の P WM ( P u l s e W i d t h M o d u r a t i o n )変調における 2相変調と 3相変調の波形を示す。図 5 に最大変調 1 0 0 %の 2相変調を、図 6 に最大変調 5 0 %の 2相変調を、図 7 に最大変調 1 0 0 %の 3相変調を、図 8 に最大変調 5 0 %の 3相.変調を示す。

各図において， U相端子電圧 4 1、 V相端子電圧 4 2、 W相端子電圧 4 3、中性点電圧 2 9が示されている。中性点電圧 2 9は、 U相端子電圧 4 1、 V相端子電圧 4 2、 W相端子電圧 4 3の和を 3で除した値である。

2相変調は、変調が上がるにつれ 0 %から 1 0 0 %に向け伸びるのに対し、 3相変調は、変調が上がるにつれ 5 0 %を中心に 0 % と 1 0 0 %の両方向に伸びる。

図 9 に電圧表示の 2相変調を示し、図 1 0 に電圧表示の 3相変調を示す。図 1 0 において、 U相電圧 5 9、 V相電圧 6 0、 W相電圧 6 1が示されている。なお、図 9 と図 1 0 において、相電圧は同一値の 2 V p— pである。

図 1 1 に、 2相変調におけるキャリア周期での上アームスイツチング素子 U、 V、 W、下アームスイッチング素子 X、 Y、 Ζによる、図 6の位相がおおよそ 1 2 0度での場合のスイッチングの一例を示す。

同スイッチングにおけるタイミングとして、（ a )、（ b )、 ( c ) の 3パターンがある。

タイミング（ a ) においては、上アームスイッチング素子 U、 V、 W全てが O F F、下アームスイッチング素子 X、 Y、 Z全てが O Nである。よって、電源ラインに電流は流れず、バッテリ 1 から固定子巻線 4への電力供給はなく、非通電の状態にある。

タイミング（ b ) においては、上アームスイッチング素子 Uが〇 N、下アームスイッチング素子 Y、 Ζが O Nである。よって、電源ラインに電流が流れ、パッテリ 1から固定子巻線 4へ電力が供給され、通電の状態にある。

タイミング（ c ) においては、上アームスイッチング素子 U、 Vが〇 N、下ァ一ムスイッチング素子 Zが O Nである。よって、電源ラインに電流が流れ、バッテリ 1から固定子巻線 4へ電力が供給され、通電の状態にある。

したがって、 2相変調においては、 1回のキャリア周期内で、タイミング（ b )、 ( c ( b ) と、連続した 1 回の通電状態にある。

図 1 2に、 3相変調の場合を示す。図 8 において、位相がおおよそ 1 2 0度での場合である。 2相変調の場合に比べ、タイミング（ d ) が加わり、タイミングとして、（ a；)、（ b )、（ c )、 ( d ) の 4パターンがある。タイミング（ a )、（ b )、（ c ) については、 2相変調の場合と同じである。

タイミング（ d ) においては、上アームスイッチング素子 U、 V、 W全てが〇 N、下アームスイッチング素子 X、 Y、 Ζ全てが O F Fである。よって、電源ラインに電流は流れず、バッテリ 1 から固定子巻線 4への電力供給はなく、非通電の状態にある。

よって、キャリア周期内のタイミング（ a )、タイミング（ d ) の期間において非通電の状態にあり、キャリア周期内で前半と後半の 2回に分けて通電されていることになる。これは、キャリア周波数を 2倍（キャリア周期を半分）にしたのと同等の作用となる。もって、正弦波電流が滑らかになる。また、キャリア騒音が低減される。

従って、 3相.変調の方が 2相変調よりも、 P W M変調が細やかになり、正弦波電流が滑らかになる。

よって、 3相変調とすることにより、正弦波電流が理想に近い滑らかな波形となるので、相電流から誘起電圧を求める式（E U

= V U— R i U— L d i U / d t ) において、実測値と理論値が近い値となり、磁石回転子 5の位置検出がきわめて正確になり起動性が高く、低振動低騒音となる。

一方、 3相変調においては、漏れ電流が大きい。これは、 2相変調が 1相は変調しないのに対し、 3相変調は 3相とも変調するというスイッチングの差に基因している。

これに対しては接地線 5 3で対応できる。図 1 3 は、接地線 5

3、固定子巻線 4 と電動圧縮機筐体間の浮遊容量 5 4、インバー夕回路部とインパ一タ装置筐体 5 8間の浮遊容量 5 5、車体 5 6 、電動圧縮機の筐体 5 7、インバ一タ装置の筐体 5 8 とから構成される。

漏れ電流は、固定子巻線 4から固定子巻線 4 と電動圧縮機筐体間の浮遊容量 5 4を介して電動圧縮機の筐体 5 7へと流れる。そして、接地線 5 3から車体 5 6へ、車体 5 6から接地線 5 3 を介してインバー夕装置の筐体 5 8へと流れ、. インバ一タ回路部とィンバ一夕装置筐体間の浮遊容量 5 5を介して電源に戻る。よって、電動圧縮機の筐体 5 7が帯電することはない。

また、 3相とも変調することによりスイッチングロスが大きくなるが、この対策としては、スイッチング周波数であるキャリア周波数を正弦波電流の滑らかさを適切な値に維持できる範囲で、低減する方法がある。特に、モ—夕の回転数が低い場合は、モー夕の回転数が高い場合に比較し、同一位相に対してスイッチングが多くなるので、キャリア周波数を低減し易い。

上記のように、 3相変調においては、起動性が高く、低振動低騒音の特長がある。

(実施の形態 2 )

次に、スイッチングにおける 2相変調の場合について説明する。この 2相変調においては、スイッチングロスが小さい。また、最大出力電圧を高くとれる特長がある。

図 9の 2相変調において、 2 V p— pの値の相電圧を得るには、 1.. 7 3 V. o — pの値の端子電圧が必要になる。これに対し、図 1 0の 3相変調においてほ、 2 V p— pの値の相電圧を得るには、 2 V o— pの値の端子電圧が必要になる。よって、 2相変調は 3 相変調に比較し同一の相電圧を得るに、 8 7 % ( 1 . 7 3 / 2 ) の端子電圧で良い。同一の端子電圧ならば、 1 1 5 % ( 2 / 1 . 7 3 ) の相電圧を得られる。

よって、 2相変調と 3相変調双方の特長を生かし最適な空調装置を得るために、インバー夕装置 2 0のプログラムソフトに双方の変調方式を搭載し、必要に応じて適宜、変調方式を選択することが考えられる。

図 1 4において、 3相変調と 2相変調の選択例を示す。 3相変調の場合において、バッテリ 1 の電圧が V Hから V Mに低下しても（バッテリ 1 は走行用の電源にも用いられており、走行状態 - バッテリ 1 の電力残量等により電圧が変動する）、モ—夕の回転数は F Mに（ P W M変調におけるパルス幅を最大まで増加させて）維持されているが、電圧が V Lに低下すると（ P W M変調におけるパルス幅は最大であり、増加させられないので）モ—夕の回転数は F Mに維持できなくなり F Lまで低下する。これらの動きを細線矢印で表示する。

この時、 2相変調に変更すると、同一電圧 V Lに対して、太線矢印で表示の如く 1 5 %相電圧を増加させることができる。よつて、モー夕の回転数は F Mまで戻す（近づける）ことができる。

よって、空調能力を維持することができ、快適性を維持できる。また、バッテリ 1 の電圧が低いことは、走行用負荷が大きい、またはバッテリ 1の電力残量が減少している時であり、空調側が、スイッチングロスが小さく、もつて消費電力の小さい 2相変調を選択することは、低振動低騒音性は低下するが、望ましい。

昇圧装置でバッテリ 1 の電圧を V Mまで昇圧し、インバー夕装置 2 0 に供給しても空調能力を維持できるが、この場合、昇圧装置により、装置が大型化し、消費電力の低減は望めず、むしろ増加してしまう。

2相変調は、 1 5 %相電圧（=出力電圧）が高いので、 3相変調による出力限界時に選択すれば、 1 5 %高い出力を得られる。この 2相変調の出力が限界となった場合には、（界磁力を小さくして、モータに流れる電流値を増加させ、回転数を上げる）弱め界磁を行えば、更に出力を高められる（これを 2相変調弱とする）, また、 2相変調は、スイッチングロスが小さく消費電力がさいので、電気自動車（モータ走行）の空調運転、電気自動車停車時の空調運転、アイドルストップ時の空調運転等において、バッテリ 1 の電力消耗を抑制（バッテリ電力残量確保）するために 2相変調を選択しても良い。バッテリ電力残量確保は走行性能 · 走行距離確保のために必要となる。通信装置 2 5、エアコンコント口 —ラ 2 1経由でインバー夕装置 2 0へ伝達される車両側（車両コントローラ）からの、電力節減指令に対し、電動圧縮機 4 0 を停止したり、出力低減することなく、 2相変調への切替による電力節減で対応し、空調運転の継続を図ることができる。

3相変調においては、確実な起動を確保したい場合に選択することが考えられる。また、振動騒音の大きくなる高出力時に低振動低騒音を確保するために選択することが考えられる。 '

この時、必要であれば、出力は弱め界磁で確保できる（これを 3相変調弱とする）。また、電気自動車（モータ走行）の空調運転更には電気自動車停車時の空調運転、アイドルストツプ時の空調運転等において、静粛性（低振動低騒音）を確保するために選択することが考えられる。

変調方式の選択例を表 1 に示す。 (表 1 )

表 1 において、上側は低振動低騒音優先を、下側は低消費電力優先を意図している。電圧低下時も 3相変調とし、出力は弱め界磁で確保しても良い。低消費電力を意図し全て 2相変調でも良い。これらの変調方式の選択は、車両側からの指令で適宜自動選択としても良いし、空調装置からの指令で適宜自動選択しても良い、また乗員が手動で選択しても良い。

また、乗員が省エネルギ運転を指定できる省エネルギスィッチ

( E C Oスィッチとする）を設け、当該スィッチ O Nで、 2相変調を選択できるようにしても良い。また、静粛運転を指定できる静粛スィッチ（マイルド（M I L ) スィッチとする）を設け、当該スィッチ〇 Nで、 3相変調を選択できるようにしても良い。

次に、相変調方式の選択をフローチャートで説明する。

図 1 5 に、 E C Oスィッチに係る例を示す。.スタートより、ステツプ 1 0にて E C〇スィッチ〇 Nの有無を判定する。

ここで、 E C Oスィッチが' 0 Nの場合、ステップ 1 1へ進み、再起動かどうか判定する。これは、吸入側と吐出側の圧力差の測定、圧縮機が停止してからの時間などで判定する。再起動であれば、ステップ 1 2へ進み、起動性の良い 3相変調で起動する。再起動でない場合、起動終了であれば、ステップ 1 3へ進む。ここで、省エネルギ化を図るために 2相変調とする。

ステップ 1 4で、出力限界かどうか判定する。これは、 P W M 変調にてパルス幅が最大となるまでに、エアコンコントローラ 2 1から指令される目標回転数を達成できるかを判定する。

出力限界であれば、ステップ 1 5 にて 2相変調弱とし、弱め界磁にて目標回転数を達成する。そして、ステップ 1 0へ戻る。

出力限界でなければ、 2相変調のままとして、ステップ 1 0へ戻る。

ステップ 1 0 にて、 E C 0スィッチが O F Fの場合、ステップ 2 1へ進み、静粛性の高い 3相変調とする。

ステップ 2 2で、電圧が低下しているか、出力限界かどうかを判定する。電圧低下は、インバ一夕装置 2 0などに備えられている電圧検出器で判定すればよい。

電圧低下もしくは出力限界であれば、ステップ 2 3へ進む。ここで、 2相変調もしくは 3相変調弱を選択する。また、後述する 3相変調高を用いることもできる。そして、ステップ 1 0へ戻る。

電圧低下、出力限界ともに該当しなければ、 3相変調のままとして、ステップ 1 + 0へ戻る。

図 1 6 において、 E C Oスィッチ 6 6が示される。 E C Oスィツチ 6 6の O Nの有無はエアコンコントローラ 2 1で判定され、インバ一夕装置 2 0へ伝達される。 E C〇スィッチ 6 6は、直接インバー夕装置 2 0へ接続されていてもよい。

図 1 7 に、 M I Lスィッチに係る例を示す。スタートより、ステツプ 3 0 にて M I Lスィッチ O Nの有無を判定する。ここで、 M I Lスィッチが O F Fの場合、再起動以外は 2相変調を選択し、上記 E C〇スィッチにおけるステップ 1 1以降と同じである。

M I Lスィッチが O Nの場合、ステップ 4 1へ進み、静粛性を図るため 3相変調を選択する。

ステップ 4 2 にて、電圧が低下しているか、出力限界かどうかを判定する。そして、電圧低下もしくは出力限界であれば、ステップ 4 3へ進む。

ここで、 3相変調弱を選択する。また、後述する 3相変調高を用いることもできる。 2相変調は、静粛性を図れないので選択しない。そして、ステップ 3 0へ戻る。

電圧低下、出力限界ともに該当しなければ、 3相変調のままとして、ステップ 3 0へ戻る。

図 1 6 において、 M I Lスィッチ 6 7が示される。 M I Lスィツチ 6 7の O Nの有無はエアコンコントローラ 2 1 で判定され、インバー夕装置 2 0へ伝達される。 M I Lスィッチ 6 7 は、直接インバー夕装置 2 0へ接続されていてもよい。

図 1 6において、 £ ( 〇スィッチ 6 6、 M I Lスィッチ 6 7の両方がともにエアコンコントローラ 2 · 1へ接続されているが、どちらか一方でもよい。

図 1 8に、変調方式の他の選択例を示す。

スタートより、ステップ 8 0にて、起動性、静粛性の高い 3相変調を選択し、確実な起動と静粛性を図る。

ステップ 8 1 にて、電圧が低下しているか、出力限界かどうかを判定する。電圧低下もしくは出力限界であれば、ステップ 8 2へ進む。ここで、 2相変調を選択し出力を確保する。

そして、ステップ 8 3 にて、再度出力限界かどうかを判定する。出力限界であれば、ステップ 8 4へ進み、 2相変調弱を選択し、弱め界磁にて目標回転数を達成する。

そして、ステップ 8 0へ戻る。出力限界でなければ、 2相変調のままとして、ステップ 8 0へ戻る。

ステップ 8 1 にて、電圧低下、出力限界ともに該当しなければ、 3相変調のままとして、ステップ 8 0へ戻る。

これにより、電圧を昇圧することなく高い出力（回転数）を得られ、インバ一タ装置 2 0 を小型に、電動圧縮機 4 0 を低容量小型にすることが可能となる。また、通常時においては、静粛性を図ることができる。

尚、ステップ 8 1 より前の段階で、 2相変調としておいても良い。

図 1 9 に、エンジン走行車における選択例を示す。

スタートより、ステップ 5 0 にて、走行中かどうかを判定する。これは、車両コントローラからの情報を、通信装置 2 5、ェアコンコントローラ 2 1経由でィンバ一夕装置 2 0が受信すればよい走行中であれば、静粛性ほ考慮不要とし省エネルギを図るべくステップ 5 2 にて 2相変調とする。そして、ステップ 5 0へ戻る。走行中でなければ、ステップ 5 1 にて、アイドルストップ中力停車駐車中でエンジン停止中かを判定する。これも、車両コント口一ラからの情報による。

アイドルストップ中、停車駐車中でエンジン停止中ともに該当しなければ、静粛性は無視し、省エネルギを図るべくステップ 5 2 にて 2相変調とする。

アイドルストップ中もしくは停車駐車中でエンジン停止中であれば、ステップ 5 3 にて、電力残量確保が必要かどうかを判定する。これも、車両コントローラからの情報による。

電力残量確保が必要であれば、省エネルギを図るべくステップ 5 2 にて 2相変調とする。また、電力残量確保が必要でなければ、静粛性を図るべくステップ 5 4にて 3相変調とする。そして、ステツプ 5 0へ戻る。

図 2 0 に、ハイブリツド電気自動車における選択例を示す。スタートより、ステップ 6 0 にて、走行中かどうかを判定する。走行中であれば、ステップ 6 1 にて、モ—夕走行中かどうかを判定する。モー夕走行中でなければ、静粛性は考慮不要とし省エネルギを図るべくステップ 6 2 にて 2相変調とする。そして、. ステップ 6 0へ戻る。

ステップ 6 0 にて、走行中でなければ、またステップ 6 1 にて、モータ走行中であれば、ステップ 6 3 にて、電力残量確保が必要かどうかを判定する。

電力残量確保が必要であれば、静粛性より省エネルギを優先しステップ 6 2 にて 2相変調とする。また、電力残量確保が必要でなければ、静粛性を図るべくステップ 6 4にて 3相変調とする。そして、ステップ 6 0へ戻る。

図 2 1 に、電気自動車における選択例を示す。

スタートより、ステップ 7 0 にて、停車中かどうかを判定する。停車中でなければ、静粛性は無視し、省エネルギを図るべくステップ 7 2 にて 2相変調とする。そして、ステップ 7 0へ戻る。停車中であれば、ステップ 7 1 にて、電力残量確保が必要かどうかを判定する。

電力残量確保が必要であれば、静粛性より省エネルギを優先しステップ 7 2 にて 2相変調とする。また、電力残量確保が必要でなければ、静粛性を図るべくステップ 7 3 にて 3相変調とする。そして、ステップ 7 0へ戻る。

図 2 2 に、変調方式の他の選択例を示す。

スタートより、ステップ 9 0 にて、省エネルギを優先し 2相変調とする。

ステップ 9 1 にて、高回転かどうかを判定する。これは、目標回転数の大きさで判定する。判定基準は 6 0 0 0 r p m程度である。高回転であれば、 2相変調のままとしステップ 9 1へ戻る。また、高回転でなければ、ステップ 9 2 にて、静粛性を図るべくキャリア周波'数を増加させる。そして、ステップ 9 1へ戻る。

これにより、高回転を 2相変調で確保でき、低い回転数では静粛性を図ることができる。尚、起動時に 3相変調としても良い。

実施の形態 2 においては、 2相変調と 3相変調の双方の変調を可能と.し、変調方式を選択するものであるが、以下に選択不要の簡易な方法を示す。

(実施の形態 3 )

図 2 3〜図 2 .5は、 3相変調において各端子電圧に 3次高調波を印加したものである。この変調を以下 3相変調高とする。図 2 3、図 2 4に電圧表示の 3相変調高を、図 2 5に最大変調 1 0 0 % の 3相変調高を示す。図 2 4に、 3次高調波電圧 6 2 、 3次高調波電圧印加前の U相端子電圧 6 3 、 3次高調波電圧印加前の V相端子電圧 6 4 、 3次高調波電圧印加前の W相端子電圧 6 5 を示す。中性点電圧 2 9 と 3次高調波電圧 6 2 とは同一の振幅、位相となる。

3次高調波電圧 6 2 を印加することにより、端子電圧のピークは下がるが、図 2 3 に示すように、相電圧は 3次高調波電圧 6 2 を印加する前と変わらない。これは、相電圧は端子電圧と中性点電圧 2 9 との差であり、中性点電圧 2 9 と 3次高調波電圧 6 2 とは同一の振幅、位相であることによる。

. 3相変調高の図 2 3 において、 2 V p _ pの相電圧を得るには、 1 . 9 V o — pの端子電圧が必要（印加する 3次高調波の振幅により変化する：この例では印加される端子電圧の 1 / 1 0 ) になる。よって、 3相変調高は 3相変調に比較し同一の相電圧を得るのに、 9 5 %の端子電圧で良い。同一の端子電圧ならば、 1 0 5 % の相電圧を得られる。

また、 3相変調高は、 3相変調の特長（低振動低騒音、起動性）をほぼ生かしつつ、最大出力を 5 % U Pを図ることができる。これにより、 3相変調高方式を用いれば、 2相変調と 3相変調双方のプログラムソフトを準備する.ことなく.、選択不要の簡易な方法を実現できる。

尚、 3次高調波に代わり、 nを自然数として 3 n次高調波でも良い。また、図 1 5のステップ 2 3、図 1 7のステップ 4 3 にて 3相変調高を用いることは、好適である。

(実施の形態 4 )

3相変調の方が 2相変調よりも正弦波電流が滑らかになる（理想に近くなる）。

一方、 2相変調においてもキャリア周波数（スイッチング周波数）を高くすれば、同一位相範囲でのデューティ（D u t y ) 変化が細かくなり、もって正弦波電流を滑らかにできる。しかも最大出力は変わらない。

このキャリア周波数を高くする 2相変調を、以下、 2相変調 U Pとする。ここでは、 3 0 %程度キャリア周波数を高くしたものとする。従って、 2相変調 U Pにおいては、最大出力 1 5 %大はそのままで、低振動低騒音性向上、起動性向上を図ることができる。

低振動低騒音性においては、キヤリァ周波数を高くすることによりキャリア騒音も低減される。一方、 2相変調の消費電力小の特長はキャリア周波数を高くすることにより減少する。よって、キャリア騒音の目立つ低回転においてキャリア周波数を高くするのが良い。高低回転ではメカ騒音が大きくキャリア騒音は目立たない。一方、キャリア周波数を高くすることのみのため、プログラムソフト変更は容易である。図 2 2 におけるステップ 9 2は 2 相変調 U Pに相当する。

2相変調 U Pを含め、上記 2相変調、 3相変調、 3相変調高それぞれの特長を生かし必要に応じ適切に選択す'ることにより目的に応じ最適な車両用空調装置を得られる。また、 2相変調 U P 、 3相変調高においては、 2相変調と 3相変調双方の特長を備えているので、双方の特長を両立させることが必要な場合に用いると好適である。

(実施の形態 5 ) 図 2 6 に、電動圧縮機 4 0の左側にインバー夕装置 2 0 を密着させて取り付けた図を示す。この構成は、金属製筐体 3 2の中に圧縮機構部 2 8、モ—夕 3 1等が設置されている。

冷媒は、吸入口 3 3から吸入され、圧縮機構部 2 8 (この例ではスクロール）がモータ 3 1で駆動されることにより、圧縮される。この圧縮された冷媒は、モータ 3 1 を通過し（冷却し）吐出口 3 4より吐出される。内部でモ―タ 3 1 の巻線に接続されているターミナル 3 9は、インバ一夕装置 2 0 に接続される。インバ一夕装置 2 0は電動圧縮機 4 0 に取り付けられるように、ケース 3 0 を使用している。

発熱源となるインバ一タ回路部 3 7は、ケース 3 0 を介して電動圧縮機 4 0の金属製筐体 3 2 に熱を放散するようにしている。すなわち、ィンバ一夕回路部 3 7は、金属製筐体 3 2を介して電動圧縮機 4 0内部の冷媒で冷却される。

ターミナル 3 9は、インバ一夕回路部 3 7 の出力部に接続される。接続線 3 6 には、バッテリー 1への電源線とエアコンコントローラ 2 1への制御用信号線がある。

このようなインバー夕装置 2 0 を電動圧縮機 4 0 に密着させて取り付ける場合、電子回路を備えたインバー夕装置 2 0 を振動から保護するためにモータ 3 1の作動が低振動であること、電動圧縮機 4 0 に取り付けるためにインバー夕装置 2 0が小さいことが必要になる。したがって、実施の形態 5は、インバー夕装置 2 0 と電動圧縮機 4 0の一体化構造とする場合は好適である。さらに、振動を極力小さくするために、 3相変調を用いるのが好ましい。

(実施の形態 6 ) 図 2 7に、電動圧縮機 6 8 (電動圧縮機 4 0 をエンジン駆動可能としたもの）の左側にクラッチ 4 4を搭載した例を示す。ブーリ 3 8 にベルトがかけられ、図 3 0の如くエンジン 4 9に接続される。そして、圧縮機構部 2 8 を構成するクランク軸 2 8 aの中央部にはモータ 3 1 を構成する口一夕が取り付けられ、またこのクランク軸 2 8 aのモ—夕 3 1 に対し、圧縮機構部 2 8の反対側には、電磁クラッチ 4 4が取り付けられている。

走行中でエンジン 4 9が起動中は、クラッチ 4 4を介してェンジン 4 9の駆動力が圧縮機構部 2 8 に伝えられる。停車時、アイドルストップする場合、エンジン 4 9は停止するので、モー夕 3 1 を起動させ圧縮機構部 2 8 を駆動し空調を維持する。

そのため、モー夕 3 1 を起動させる時、一旦圧縮機構部 2 8 を停止させているので、吐出側は高圧、吸入側は低圧となっている。吸入側と吐出側の圧力差が大きいままの状態（負荷が大きい）で再起動させる必要がある。よって、' 起動性の高い正弦波駆動を用いることは好適である。確実な起動を確保するために、 3相変調を用いるのが好ましい。

(実施の形態 7 )

実施の形態 5、実施の形態 6 において、電動圧縮機 4 0、電動圧縮機 6 8の横は、それぞれ、インバ夕装置 2 0、クラッチ 4 4を搭載するため、図 3 3の従来の電動圧縮機より横方向が長くなり、車両搭載上支障となる。そのため、モータ 3 1の巻線を集中巻とし、分布巻のコイルエンド 5 1 に比べコイルエンド 5 2 と小さくして横方向の長さを短くした例を図 2 8、図 2 9 に示す。特に、クラッチ装着の場合、エンジンに搭載されるので、ェンジンからの振動耐久上短いことが好ましい。

集中卷は、巻線が密集しているため。分布巻よりインダクタンスが大きい、そのため、 1 2 0度通電ではダイオードへの還流時間が長くなり、誘起電圧の測定が困難となる。もって、分布巻より位置検出が難しく、起動性が更に低下する。また、振動騒音も更に大きくなる。正弦波駆動では電流により位置検出するので問題とならない。よって、集中巻モー夕を使用し、インバ一タ装置 2 0 もしくはクラッチ 4 4を搭載した電動圧縮機 6 9 、 7 0 に、正弦波駆動を用いることは好適である。

本発明は、上記各実施の形態において、車両用空調装置としたが、直流電源としてのバッテリーに代わり商用電源を整流する等、他にも応用可能である。また、電動圧縮機を用いる冷凍車の冷凍サイクルに適用してもよい。停車時に商用電源を整流して用いる場合、停車時に常に再起動となり本発明の起動性が効果的に作用する。

また、電動圧縮機とエンジン駆動圧縮機の両方を備え使い分ける車両用冷凍サイクルにおいても、使い分ける際に再起動が必要となり、上記同様本発明の起動性が効果的に作用する。

バッテリ電力残量確保は、. 八イブリツド電気自動車、燃料電池電気自動車においては燃料確保と考えても良い。

本発明は、固定子巻線に流れる電流を検出することにより磁石回転子の位置を検出し、 3相変調された正弦波状の交流電流をセンサレス D Cブラシレスモータへ出力するインバー夕装置を車両用空調装置に備える。

この構成によれば、磁石回転子の位置検出が 6 0度より小さいレベル（キャリア周期レベル）で可能となり、巻線磁界による磁束と磁石回転子とを常に一定の関係（直交）に維持できる。

3相変調により正弦波状の交流電流が滑らかとなり、位置検出が正確でトルクが大きく安定なため起動性が高く、低振動低騒音であり、小型軽量な車両用空調装置が得られるという効果を奏する。

また、インバ一夕装置のプログラムソフトに、 2相変調と 3相変調双方の変調方式を搭載し、必要に応じて適宜、変調方式を選択し、 2相変調と 3相変調双方の特長を生かすことで、状況に応じた最適の空調装置を実現できるという効果を奏する。しかも、車両側からの電力節減指令に対し、電動圧縮機停止、出力低減ではなく、 2相変調への切替による電力節減で対応し、空調維持を図ることができる。もって、快適な空調が得られる。

さらに、 3次高調波を印加した 3相変調、キャリア周波数を増加させた 2相変調を用いれば、 2相変調と 3相変調双方のソフトを準備することなく、選択不要のシンプルな方法で 2相変調と 3 相変調双方の特長を実現できるという効果を奏する。

また、各種変調方式（ 3相変調、 2相変調、 3次高調波を印加した 3相変調、キャリア周波数を増加させた 2相変調）を必要に応じて適宜選択することにより、必要に応じて最適な車両用空調装置を実現できるという効果を奏する。

上記のインパー夕装置は、小型軽量であり、モータを低振動とできるので、電動圧縮機に密着させて取り付ける場合、電子回路を備えたインバー夕装置の振動からの保護、電動圧縮機,に取り付ける場合に優位な形態であり、圧縮機との一体化構造とする場合に容易に実現できるという効果を奏する。

また、上記のインバー夕装置は、起動性が高いので、電動圧縮機にクラッチを搭載した場合、アイドルストップ時において、ェンジン停止後、モータを起動させ圧縮機構部を駆動し、空調を維持することが容易に可能という効果を奏する。

さらに、上記のインバー夕装置は、電流により位置検出するので、インダク夕ンスが大きい集中巻モ—夕が使用可能であり、ィンバ一夕装置を電動圧縮機に密着させて取り付ける場合、電動圧縮機にクラッチを搭載する場合において、横方向の長さを短くすることが可能という効果を奏する。特に、 3相変調においては、集中巻を用いても低振動低騒音を実現できる。産業上の利用可能性

本発明の車両用空調装置は、センサレス D Cブラシレスモー夕を駆動するインバ一タ装置を備えたもので、起動性が高く、低振動低騒音である特徴を有する。

Claims

, 請求の範囲

1 . 直流電源と、

三相結線された固定子巻線と永久磁石回転子とを有するセンサレス D Cブラシレスモ一夕と、

前記センサレス D Cブラシレスモ—夕により駆動される圧縮機と、前記直流電源からの直流電圧を'スイッチングすることにより正弦波状の交流電流を前記センサレス D Cブラシレスモータへ出力するインパ一夕装置と、

前記永久磁石回転子の位置を検出するために前記固定子巻線に流れる電流を検出する電流センサとを有し、

前記スイッチングが 3相変調である車両用空調装置。

2 . 前記スイッチングが、 3次高調波を印加した 3相変調である請求項 1 に記載の車両用空調装置。

3 . 前記スイッチングを 2相変調も可能として、前記スィッチングが、 3相変調と 2相変調に適宜選択される請求項 1 または 2 に記載の車両用空調装置。

4 . 前記 2相変調を、前記センサレス D Cブラシレスモ—夕の低回転時にキャリア周波数を増加させた 2相変調とした請求項 3 に記載の車両用空調装置。

5 . 直流電源と、

三相結線された固定子卷線と永久磁石回転子とを有するセンサレス D Cブラシレスモー夕と、

前記センサレス D Cブラシレスモータにより駆動される圧縮機と前記直流電源からの直流電圧をスイッチングすることにより正弦波状の交流電流を前記センサレス D C.ブラシレスモー夕へ出力するィンバータ装置と、

前記スィツチングが、前記センサレス D Cプラシレスモータの低回転時にキャリア周波数を増加させた 2相変調である車両用空調

6 . 前記スィツチングの選択が車両側からの指令、空調装置側からの指令、乗員からの指令のいずれか一つに基づいて行われる請求項 3または 4に記載の車両用空調装置。

7 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、直流電源の電力残量確保のために 2相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

8 . 前記車両側からの指令に基づくスィッチングの選択が、モータ走行時において、省エネルギを図るために 2相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

9 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、停車時において、省エネルギを図るために 2相変調を選択することである請求項 6に記載の車両用空調装置。

1 0 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、ァィドルストップ時において、省エネルギを図るために 2相変調を選択することである請求項 6に記載の車両用空調装置。

1 1 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、低振動低騒音を図るために 3相変調を選択することである請求項項 6に記載の車両用空調装置。

1 2 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、モ釘正きれた用 (規則 91) 一夕走行時において、静粛性を図るために 3相変調を選択することである請求項 1 1 に記載の車両用空調装置。

1 3 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、 .停車時において、静粛性を図るために 3相変調を選択することである請求項 1 1 に記載の車両用空調装置。

1 4 . 前記車両側からの指令に基づくスイッチングの選択が、ァイドルストップ時において、静粛性を図るために 3相変調を選択することである請求項 1 1 に記戴の車両用空調装置。

1 5 . 前記空調装置側からの指令に基づくスィツチングの選択が，直流電源の電圧低下時において、出力確保を図るために 2相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

1 6 . 前記空調装置側からの指令に基づくスィツチングの選択が. センサレス D Cブラシレスモータの 3相変調による出力限界時において、出力アップを図るために 2相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

1 7 . 前記空調装置側からの指令に基づくスイッチングの選択が直流電源の電圧低下時において、静粛性を保ちつつ出力確保を図るために、 3次高調波を印加した 3相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

1 8 . 前記空調装置側からの指令に基づくスイッチングの選択がセンサレス D Cブラシレスモータの 3相変調による出力限界時において、静粛性を保ちつつ出力アップを図るために、 3次高調波を印加した 3相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

1 9 . 前記空調装置側からの指令に基づくスイッチングの選択がセンサレス D Cブラシレスモータの起動時において、確実な起動を図るために 3相変調を選択することである請求項 6に記載の車両用空調装置。

2 0 . 前記乗員からの指令に基づくスィツチングの選択が、省ェネルギ運転要請により 2相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

2 1 . 前記乗員からの指令に基づくスィツチングの選択が、静粛運転要請により 3相変調を選択することである請求項 6 に記載の車両用空調装置。

2 2 . 前記インバータ装置と前記センサレス D Cブラシレスモータと前記圧縮機とを一体とした構成である請求項 1から 2 1 のいずれか一つに記載の車両用空調装置。 '

2 3 . 前記センサレス D Cブラシレスモータと前記圧縮機と前記圧縮機の駆動軸に動力を伝達するクラッチを、単一の回転軸に取り付けた請求項 1 から 2 1のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

2 4 . 前記センサレス D Cブラシレスモータの固定子卷線を集中巻とした請求項 1 から 2 3のいずれか一つに記載の車両用空調装置。

訂正された用 IS (規則 91)