CN108093674A - 电流传感器的异常感测装置 - Google Patents

Abstract

提高电流传感器的异常感测能力。对向驱动压缩机的电动机10供给电力的逆变器12所具备的单一的电流传感器16是否异常进行感测的、电流传感器16的异常感测装置具备：相电流检测部20，基于电流传感器16的输出信号来检测电动机10的相电流Iu、Iv、Iw；相电流估计部42，基于压缩机的排气压力Po和吸气压力Pi以及由旋转速度检测部46检测出的电动机10的旋转速度ω之中的至少1个，估计电动机10的相电流Iu、Iv、Iw的估计相电流值I^*；以及异常感测部44，进行由相电流检测部20检测出的相电流Iu、Iv、Iw的检测值与由相电流估计部42估计出的相电流Iu、Iv、Iw的估计相电流值I^*的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器16是否异常。

Description

电流传感器的异常感测装置

技术领域

本发明涉及电流传感器的异常感测装置。

背景技术

作为电流传感器的异常感测装置，已知有在例如在各相中设置对电动机的相电流进行检测的电流传感器等在逆变器中具备多个电流传感器的情况下通过相互比较各电流传感器的输出信号来进行电流传感器的异常感测的装置（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-192582号公报。

发明内容

发明要解决的课题

可是，当在逆变器中具备多个电流传感器时，存在招致逆变器的大型化或制品成本的增大的可能性，因此，考虑使用单一的电流传感器检测相电流。因此，期望即使在逆变器中具备单一的电流传感器的情况下也能够感测电流传感器的异常的技术。

因此，本发明的目的在于，鉴于以上那样的以往的问题点，提供一种提高异常感测能力以使即使在逆变器中具备对电动机的相电流进行检测的单一的电流传感器的情况下也能够感测电流传感器的异常的、电流传感器的异常感测装置。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明的第一方式的电流传感器的异常感测装置将感测向驱动压缩机的电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常作为前提，基于电流传感器的输出信号来检测电动机的相电流，基于压缩机的排气压力和吸气压力以及电动机的旋转速度之中的至少1个，估计电动机的相电流，进行检测出的相电流的检测值与估计出的相电流的估计值的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器是否异常。

此外，本发明的第二方式的电流传感器的异常感测装置将感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常作为前提，基于电流传感器的输出信号来检测电动机的相电流，基于在逆变器的开关元件或其附近具备的第一温度传感器的输出信号来估计相电流，进行检测出的相电流的检测值与估计出的相电流的估计值的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器是否异常。

进而，本发明的第三方式的电流传感器的异常感测装置将感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常作为前提，基于在逆变器的开关元件或其附近具备的第一温度传感器的输出信号来估计相电流，基于估计出的相电流的估计值、以及基于在电流传感器或其附近具备的第二温度传感器的输出信号而检测出的与电流传感器有关的温度，感测电流传感器是否异常。

进而此外，本发明的第四方式的电流传感器的异常感测装置将感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常作为前提，在电动机的旋转驱动前在以规定的模式保持针对电动机的通电的状态下，基于根据在电流传感器或其附近具备的温度传感器的输出信号而检测出的与电流传感器有关的温度，感测电流传感器是否异常。

发明效果

根据本发明的电流传感器的异常感测装置，能够提高异常感测能力，以使即使在逆变器中具备对电动机的相电流进行检测的单一的电流传感器的情况下也能够感测电流传感器的异常。

附图说明

图1是示出第一实施方式的制冷循环的结构图。

图2是示出该实施方式的电动机系统的块电路图。

图3是说明该实施方式的相电流检测方法的电路图。

图4是该实施方式的相电流特别指定表。

图5是示出该实施方式的排气压力（discharge pressure）-电动机电流的关系的说明图。

图6是示出该实施方式的旋转速度-电动机电流的关系的说明图。

图7是示出该实施方式的旋转速度-排气压力-电动机电流的关系的说明图。

图8是示出该实施方式的吸气压力（suction pressure）-排气压力-电动机电流的关系的说明图。

图9是示出该实施方式的吸气压力-电动机电流的关系的说明图。

图10是示出第二实施方式的电动机系统的块电路图。

图11是示出该实施方式的开关元件附近温度-电动机电流的关系的说明图。

图12是示出第三实施方式的电动机系统的块电路图。

图13是示出该实施方式的电流传感器和开关元件附近温度-电动机电流的关系的说明图。

图14是示出第四实施方式的电动机系统的块电路图。

图15是示出与该实施方式的电流传感器有关的温度的时间变化的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来对用于实施本发明的实施方式详细地进行叙述。

[第一实施方式]

图1示出应用了本发明的第一实施方式的电流传感器的异常感测装置的制冷循环的一个例子。

（制冷循环）

在制冷装置等中使制冷剂循环的制冷循环1中，使用压缩机2将汽化后的制冷剂压缩并升温，压缩、升温后的制冷剂在冷凝器3中被使电动风扇4旋转的强制冷却等散热、冷凝而成为液体，进而在膨胀阀5中进行减压、膨胀而使一部分液体蒸发，然后在蒸发器6中由周围空气夺去热而使剩下的液体汽化。在蒸发器6中汽化后的制冷剂被压缩机2再次压缩，重复此，由此，制冷剂进行循环。

在压缩机2的排气口设置有对制冷剂的排气压力进行检测的排气压传感器7，此外，在压缩机2的吸气口设置有对制冷剂的吸气压力进行检测的吸气压传感器8。压缩机2由之后详细叙述的电动机10的轴输出驱动。

图2示出了包含电动机10和其驱动控制系统的电动机系统的一个例子。

（电动机）

电动机10为3相无刷电动机，具有：包含U相的线圈C_U、V相的线圈C_V和W相的线圈C_W这3相的线圈的图示省略的定子、以及包含永久磁铁的图示省略的转子。U相线圈C_U、V相线圈C_V和W相的线圈C_W的各自的一端在中性点N电连接而结线成星状，各自的另一端连接于后述的逆变器12。此外，在电动机10的转子附近设置有例如将由电动机10的转子的旋转造成的磁变化变换为电信号的霍尔元件等输出与转子的旋转位置有关的输出信号V_θm的旋转位置传感器11。再有，即使电动机10的定子由德尔塔（delta）状结线构成，也能够应用本发明的电流传感器的异常感测装置。

（逆变器）

将来自直流电源14的电力向电动机10供给的逆变器12具有关于U相、V相和W相各相而在直流电源14的高电位侧与低电位侧之间串联连接有将二极管D逆并联连接的2个开关元件来设置的3相桥式电路。关于U相，在上臂侧的开关元件S_U ⁺和下臂侧的开关元件S_U ^-之间连接有U相线圈C_U的另一端，关于V相，在上臂侧的开关元件S_V ⁺和下臂侧的开关元件S_V ^-之间连接有V相线圈C_V的另一端，关于W相，在上臂侧的开关元件S_W ⁺和下臂侧的开关元件S_W ^-之间连接有W相线圈C_W的另一端。再有，对于开关元件，并不限于在本实施方式中使用的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管），也可以使用MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）等半导体元件。

此外，在逆变器12中，在下臂侧的开关元件S_U ^-、S_V ^-、S_W ^-与直流电源14的低电位侧之间以1个单独的方式安装有对电动机10的电动机电流进行检测的电流传感器16。电流传感器16具有流动电动机电流的分流（shunt）电阻Rs以及将该分流电阻Rs的两端的电位差放大输出的运算放大器（图示省略），电流传感器16为将运算放大器的输出作为输出信号Vrs输出的、分流电阻式的电流检测单元。再有，在本实施方式中，电流传感器16并不限于前述那样的分流电阻式的电流检测单元，也可以为使用了霍尔元件或变压器的电流传感器等。

（电动机控制装置）

对电动机10进行控制的电动机控制装置18对电流传感器16的输出信号Vrs、旋转位置传感器11的输出信号V_θm和来自外部的上位控制装置（图示省略）的指令信号适当进行A/D（Analog/Digital，模拟/数字）变换，基于变换后的数字值来生成并输出作为针对逆变器12的开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的各控制端子的控制信号的PWM信号。由此，对U相的线圈C_U、V相的线圈C_V和W相的线圈C_W这3相的线圈进行正弦波通电（180度通电）。在电动机控制装置18中，虽然图示省略但是内置有计算机或RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）、ROM（Read Only Memory，只读存储器）等存储单元，假设电动机控制装置18中的后述的各功能由读入预先存储的程序来进行工作的计算机执行来进行说明。但是，并不限于此，也能够利用硬件的结构实现各功能的一部分或全部。

电动机控制装置18具有由如下部分特别指定的功能：相电流检测部20、转子旋转角检测部22、dq变换部24、目标q轴电流设定部26、第一加减法运算部28、第一PI控制部30、目标d轴电流设定部32、第二加减法运算部34、第二PI控制部36、逆dq变换部38、以及PWM信号设定部40。

相电流检测部20基于电流传感器16的输出信号Vrs、分流电阻Rs的已知的电阻值、以及由后述的PWM信号设定部40设定的PWM信号，对相电流Iu、Iv、Iw进行检测。对相电流Iu、Iv、Iw的具体的检测方法在后面进行叙述。

转子旋转角检测部22基于旋转位置传感器11的输出信号V_θm来对电动机10的转子的旋转角θm进行检测。

dq变换部24使用由转子旋转角检测部22检测出的转子位置θm，将由相电流检测部20检测出的相电流Iu、Iv、Iw变换为dq坐标系的d轴电流值Id和q轴电流值Iq。在dq坐标中，将与电动机10的转子同步旋转的磁场方向（field direction）作为d轴，并且，将与该d轴正交的转矩（torque）生成方向作为q轴。

目标q轴电流设定部26基于来自上位控制装置的指令信号或者利用其他的已知的方法来设定目标q轴电流值Iqt，为了进行电流反馈控制，使用第一加减法运算部28运算作为目标q轴电流值Iqt与q轴电流值Iq的偏差的q轴电流偏差△Iq，使用第一PI控制部30基于q轴电流偏差△Iq来进行PI控制，由此，运算q轴施加设定电压值Vqt。

目标d轴电流设定部32基于来自上位控制装置的指令信号或者利用其他的已知的方法来设定目标d轴电流值Idt，为了进行电流反馈控制，使用第二加减法运算部34运算作为目标d轴电流值Idt与d轴电流值Id的偏差的d轴电流偏差△Id，使用第二PI控制部36基于d轴电流偏差△Id来进行PI控制，由此，运算d轴施加设定电压值Vdt。

逆dp变换部38使用转子位置θm来将dq坐标系的q轴施加设定电压值Vqt和d轴施加设定电压值Vdt变换为向电动机10的U相线圈C_U施加的U相施加设定电压值Vut、向V相线圈C_V施加的V相施加设定电压值Vvt和向W相线圈C_W施加的W相施加设定电压值Vwt这3相坐标系的施加设定电压值。

PWM信号设定部40基于直流电源14的电源电压值Vin、U相施加设定电压值Vut、V相施加设定电压值Vvt和W相施加设定电压值Vwt，针对向逆变器12所具备的开关元件U⁺、U^-、V⁺、V^-、W⁺、W^-的控制端子分别输出的6个PWM信号，设定规定各开关元件的导通和截止的比率的工作状态（duty）。由此，对U相的线圈C_U、V相的线圈C_V和W相的线圈C_W这3相的线圈进行正弦波通电（180度通电）。

（相电流检测方法）

图3是用于说明相电流检测部20中的相电流检测方法的电路图。使用图3来说明相电流检测部20中的相电流检测方法。

在图3（a）中，开关元件S_U ⁺、开关元件S_V ^-和开关元件S_W ^-为导通状态，开关元件S_U ^-、开关元件S_V ⁺和开关元件S_W ⁺为截止状态。在这样的开关元件的导通、截止状态下，电流从直流电源14按照逆变器12的开关元件S_U ⁺、电动机10的U相线圈C_U的顺序流动，从中性点N向流过V相线圈C_V的路径和流过W相线圈C_W的路径这2个方向分流。从中性点N起流过V相线圈C_V的电流在开关元件S_V ^-中流动，另一方面，从中性点N起流过W相线圈C_W的电流在开关元件S_W ^-中流动，在2个路径中流动的电流在分流电阻Rs中流动之前合流并返回到直流电源14中。因此，在电流传感器16的分流电阻Rs中流动的电流相当于朝向中性点N流动的方向的U相电流Iu，出现基于此时的电流传感器16的输出信号Vrs和分流电阻Rs的已知的电阻值来检测U相电流Iu的情况。

在图3（b）中，开关元件S_U ⁺、开关元件S_V ^-和开关元件S_W ⁺为导通状态，开关元件S_U ^-、开关元件S_V ⁺和开关元件S_W ^-为截止状态。在这样的开关元件的导通、截止状态下，从直流电源14向逆变器12流动的电流向流过开关元件S_U ⁺的路径和流过开关元件S_W ⁺的路径这2个方向分流，在电动机10的中性点N进行合流。在中性点N合流后的电流按照V相线圈C_V、分流电阻Rs的顺序流动并返回到直流电源14中。因此，在电流传感器16的分流电阻Rs中流动的电动机电流相当于从中性点N朝向逆变器12流动的方向的V相电流Iv，能够基于此时的电流传感器16的输出信号Vrs和分流电阻Rs的已知的电阻值来检测V相电流Iv。

因此，只要决定开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的导通、截止状态，则在相电流检测部20中能够以也包含电流方向的方式特别指定基于电流传感器16的输出信号Vrs检测出的电动机电流为U相、V相、W相的相电流Iu、Iv、Iw的哪一个。

图4示出了相电流特别指定表，所述相电流特别指定表示出了开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的导通、截止状态和与该状态对应地检测出的相电流Iu、Iv、Iw的关系。

在相电流特别指定表中，有8种作为开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的导通（ON）、截止（OFF）状态的组合的开关模式，标注表示朝向中性点N流动的方向的正（+）符号和表示从中性点N朝向逆变器12流动的方向的负（-）符号而在最右栏中特别指定除了开关元件S_U ⁺、S_V ⁺、S_W ⁺全部为导通且开关元件S_U ^-、S_V ^-、S_W ^-全部为截止的开关模式、以及开关元件S_U ⁺、S_V ⁺、S_W ⁺全部为截止且开关元件S_U ^-、S_V ^-、S_W ^-全部为导通的开关模式之外与各开关模式对应地检测出的相电流Iu、Iv、Iw。

相电流检测部20预先存储有前述的相电流特别指定表，基于由PWM信号设定部40设定的PWM信号，参照相电流特别指定表，由此，判定开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的导通、截止状态符合8种开关模式的哪一种。然后，基于判定为符合的开关模式，以也包含电流方向的方式特别指定基于电流传感器16的输出信号Vrs检测出的电动机电流相当于U相、V相或W相的相电流Iu、Iv、Iw的哪一个。由此，相电流检测部20检测出相电流Iu、Iv、Iw。再有，在以下的说明中，假设相电流Iu、Iv、Iw示出与电流方向无关的电流的大小，为正的值。此外，假设电动机电流示出由电流传感器16检测出的电流的大小或估计由电流传感器16检测出的电流的大小，为与电流方向无关的正的值。

（电流传感器的异常感测装置）

如前述那样，相电流检测部20能够基于单一的电流传感器16的输出信号Vrs、分流电阻Rs的已知的电阻值和由PWM信号设定部40设定的PWM信号，以也包含电流方向的方式检测相电流Iu、Iv、Iw，但是，如在逆变器12中具备多个电流传感器的情况那样，将电流传感器相互的输出信号彼此比较，不能感测任一个电流传感器是否异常。

因此，在电动机控制装置18中使作为其一部分的相电流估计部42和异常感测部44具有即使在逆变器12中具备单一的电流传感器16的情况下也能够感测电流传感器16是否异常的、作为电流传感器16的异常感测装置的功能。异常感测部44进行由相电流检测部20检测出的相电流Iu、Iv、Iw的检测值与在检测出相电流Iu、Iv、Iw时由相电流估计部42作为相电流Iu、Iv、Iw的估计值估计的估计相电流值I^*（≥0）的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器16是否异常。例如，能够在判定为相电流Iu、Iv、Iw的检测值与估计相电流值I^*的偏差的绝对值为规定值以上的情况下感测到电流传感器16异常，在判定为相电流Iu、Iv、Iw的检测值与估计相电流值I^*的偏差的绝对值为不足规定值的情况下感测到电流传感器16正常。

相电流估计部42基于压缩机2的排气压力和吸气压力以及转子的旋转速度之中的至少1个来对估计相电流值I^*进行估计。对于相电流估计部42中的估计相电流值I^*的估计方法，例如有以下5个。

首先，在第一估计方法中，如图5所示那样，利用实验或模拟等将电动机电流相对于压缩机2的排气压力大致成比例这样的关系预先数值化，在ROM等中存储将排气压力和电动机电流关联起来的第一电流数据表。然后，基于由排气压传感器7检测出的排气压力的检测值Po，参照第一电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。

再有，假设在第一电流数据表中规定的电动机电流无论相当于相电流Iu、Iv、Iw的哪一个而针对相同的排气压力都相同，但是，考虑在各相线圈C_U、C_V、C_W间或各开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-间等存在电偏差的情况，电动机电流根据相当于相电流Iu、Iv、Iw的哪一个而针对相同的排气压力而采用不同的值也可（在以下的第二~第五电流数据表中同样）。

在第二估计方法中，如图6所示那样，利用实验或模拟等将随着转子的旋转速度上升而电动机电流在暂时降低之后上升这样的关系预先数值化，在ROM等中存储将旋转速度和电动机电流关联起来的第二电流数据表。此外，关于本估计方法，电动机控制装置18还具备旋转速度检测部46，所述旋转速度检测部46基于由转子旋转角检测部22检测出的转子位置θm并且使用成为[ω=dθm/dt]的关系式等来检测转子的旋转速度ω。然后，基于由旋转速度检测部46检测出的转子的旋转速度ω，参照第二电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。

在第三估计方法中，如图7所示那样，利用实验或模拟将随着压缩机2的排气压力变高而电动机电流上升（参照图5）并且随着转子的旋转速度上升而电动机电流在暂时降低之后上升（参照图6）这样的关系预先数值化，在ROM等中存储将旋转速度、排气压力和电动机电流关联起来的第三电流数据表。此外，关于本估计方法，电动机控制装置18还具备前述的旋转速度检测部46。然后，基于由排气压传感器7检测出的排气压力的检测值Po和由旋转速度检测部46检测出的转子的旋转速度ω，参照第三电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。由此，与使用第一或第二估计方法的任一个来对估计相电流值I^*进行估计相比，规定电动机电流的参数增加，能够高精度地对估计相电流值I^*进行估计。

在第四估计方法中，如图8所示那样，利用实验或模拟等将随着压缩机2的吸气压力上升而电动机电流在暂时上升之后降低这样的关系预先数值化，在ROM等中存储将吸气压力和电动机电流关联起来的第四电流数据表。然后，基于由吸气压传感器8检测出的压缩机2的吸气压力Pi的检测值，参照第四电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。

在第五估计方法中，如图9所示那样，利用实验或模拟等将随着压缩机2的排气压力变高而电动机电流上升（参照图5）并且随着压缩机2的吸气压力上升而电动机电流在暂时上升之后降低（参照图8）这样的关系预先数值化，在ROM等中存储将吸气压力、排气压力和电动机电流关联起来的第五电流数据表。然后，基于由吸气压传感器8检测出的吸气压力Pi和由排气压传感器7检测出的排气压力的检测值Po，参照第五电流数据表，根据对应的电动机电流对估计相电流值I^*进行估计。由此，与使用第一或第四估计方法的任一个来对估计相电流值I^*进行估计相比，规定电动机电流的参数增加，能够高精度地对估计相电流值I^*进行估计。

再有，在第一~第三估计方法中不需要设置吸气压传感器8，在第一、第四和第五估计方法中在电动机控制装置18中不需要旋转速度检测部46，在第二和第五估计方法中不需要设置排气压传感器7。

根据这样的第一实施方式的电流传感器16的异常感测装置，在异常感测部44中，进行由相电流检测部20检测出的相电流Iu、Iv、Iw的检测值与在检测出相电流Iu、Iv、Iw时由相电流估计部42估计出的估计相电流值I^*的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器16是否异常，因此，即使在逆变器12中具备单一的电流传感器16的情况下，也能够感测电流传感器16的异常。此外，即使在各相中各1个地设置有电流传感器那样的情况下，也能够应用针对本实施方式的单一的电流传感器16的异常感测方法。因此，与相互比较多个电流传感器的输出信号来感测异常的电流传感器的异常感测装置相比较，能够提高异常感测能力。

[第二实施方式]

图10是示出应用了本发明的第二实施方式的电流传感器16的异常感测装置的电动机系统的一个例子的块电路图。再有，对与第一实施方式共同的结构标注同一附图标记并极力省略其说明（以下同样）。

在逆变器12A中，在开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的至少1个或其附近还设置有热敏电阻等第一温度传感器48。以下，为了便于说明，在开关元件S_W ⁺的附近设置1个第一温度传感器48，第一温度传感器48对开关元件S_W ⁺或其周围的环境温度（以下，称为“与开关元件S_W ⁺有关的温度”）Ts进行检测。

在电动机控制装置18A中，使作为其一部分的相电流估计部42A和异常感测部44A具有作为电流传感器16的异常感测装置的功能。

第一实施方式的电动机控制装置18的相电流估计部42基于压缩机2的排气压力和吸气压力以及转子的旋转速度之中的至少1个来估计了估计相电流值I^*，但是，在第二实施方式的电动机控制装置18A的相电流估计部42A中，基于从第一温度传感器48的输出信号检测出的与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts来估计了估计相电流值I^*。

例如，利用实验或模拟等将与开关元件S_W ⁺有关的温度如图11所示那样主要受到由开关元件S_W ⁺的导通电阻造成的焦耳热的影响而相对于电动机电流呈大致2次函数地发生变化这样的关系预先数值化，相电流估计部42A在ROM等中存储将电动机电流和与开关元件S_W ⁺有关的温度关联起来的第六电流数据表。由于第一温度传感器48对与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts进行检测，所以也可以将在第六电流数据表中规定的与开关元件S_W ⁺有关的温度与相当于W相电流Iw的电动机电流关联起来。然后，基于由第一温度传感器48检测出的与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts，参照第六电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。像这样，相电流估计部42A能够对估计相电流值I^*进行估计。

在异常感测部44A中，进行由相电流检测部20检测出的相电流Iu、Iv、Iw的检测值与在检测出相电流Iu、Iv、Iw时由相电流估计部42A估计出的估计相电流值I^*的比较，基于该比较的结果，感测电流传感器16是否异常。例如，通过判定相电流值Iu、Iv、Iw的检测值与估计相电流值I^*的偏差的绝对值是否为规定值以上，从而感测电流传感器16是否异常。在如前述那样将在第六电流数据表中规定的与开关元件S_W ⁺有关的温度与相当于W相电流Iw的电动机电流关联起来的情况下，异常感测部44A优选比较由相电流检测部20检测出的W相电流Iw的检测值与在使用相电流检测部20检测出W相电流Iw时由相电流估计部42A估计出的估计相电流值I^*。

异常感测部44A中的电流传感器16的异常感测并不限于电动机控制装置18A基于指令信号等来生成并输出针对开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的各控制端子的PWM信号而对3相的线圈C_U、C_V、C_W进行正弦波通电来旋转驱动转子时，也可以在旋转驱动转子之前进行。

在旋转驱动转子之前进行电流传感器16的异常感测的情况下，异常感测部44A对PWM信号设定部40进行指示，以使不管U相施加设定电压值Vut、V相施加设定电压值Vvt和W相施加设定电压值Vwt而将向开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-输出的PWM信号的工作状态强制性地保持为规定比率。由此，使针对电动机10的逆变器12A的通电路径和电动机电流的电平为固定。

例如，在如前述那样将在第六电流数据表中规定的与开关元件S_W ⁺有关的温度与相当于W相电流Iw的电动机电流关联起来的情况下，异常感测部44A对PWM信号设定部40进行指示以使将向电动机10的通电保持为以下的规定模式，由此，也可以使用相当于W相电流Iw的电动机电流对电动机10进行通电。即，异常感测部44A对PWM信号设定部40进行指示，以使以规定比率保持向开关元件S_U ^-、开关元件S_V ^-和开关元件S_W ⁺输出的PWM信号的工作状态且以0%保持向开关元件S_U ⁺、开关元件S_V ⁺和开关元件S_W ^-输出的PWM信号的工作状态（参照图4的开关模式编号7）或者以0%保持向开关元件S_U ^-、开关元件S_V ^-和开关元件S_W ⁺输出的PWM信号的工作状态且以规定比率保持向开关元件S_U ⁺、开关元件S_V ⁺和开关元件S_W ^-输出的PWM信号的工作状态（参照图4的开关模式编号2）。

此外，在旋转驱动转子之前进行电流传感器16的异常感测的情况下，在第六电流数据表中规定的与开关元件S_W ⁺有关的温度也可以为利用在第六电流数据表中规定的电动机电流的通电状态继续例如估计开关元件S_W ⁺热到达平衡状态的时间等规定时间时的值。在该情况下，相电流估计部42A使用在经过上述规定时间时由第一温度传感器48检测出的与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts来对估计相电流值I^*进行估计。

再有，在相电流估计部42A中的估计相电流值I^*的估计中如第一实施方式那样不需要排气压传感器7和吸气压传感器8，因此，即使电动机10的驱动对象不是制冷循环1中的压缩机2，也能够应用本实施方式的电流传感器16的异常感测装置。

根据这样的第二实施方式的电流传感器16的异常感测装置，与第一实施方式同样地，即使在在逆变器12A中具备单一的电流传感器16的情况下，也能够感测电流传感器16的异常。此外，即使在各相中各1个地设置有电流传感器那样的情况下，也能够应用针对本实施方式的单一的电流传感器16的异常感测方法。因此，与将多个电流传感器的输出信号相互比较来感测异常的电流传感器的异常感测装置相比较，能够提高异常感测能力。

[第三实施方式]

图12是示出应用了本发明的第三实施方式的电流传感器16的异常感测装置的电动机系统的一个例子的块电路图。

在逆变器12B中，除了与第二实施方式同样地在开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-的至少1个或其附近设置第一温度传感器48之外，还在电流传感器16或其附近进而设置有热敏电阻等第二温度传感器50。

在第三实施方式中，为了便于说明，也在开关元件S_W ⁺的附近设置1个第一温度传感器48，第一温度传感器48对与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts进行检测。

第二温度传感器50对电流传感器16或其周围的环境温度（以下，称为“与电流传感器16有关的温度”）T_r进行检测。由于第二温度传感器50对与电流传感器16有关的温度T_r进行检测，所以电流传感器16优选为由通电造成的温度变化比较显著的分流电阻式的电流检测单元。

在电动机控制装置18B中，使作为其一部分的相电流估计部42B和异常感测部44B具有作为电流传感器16的异常感测装置的功能。

相电流估计部42B与第二实施方式同样地基于从第一温度传感器48的输出信号检测出的、与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts，对估计相电流值I^*进行估计。例如，相电流估计部42B基于由第一温度传感器48检测出的与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts，参照前述的第六电流数据表，将对应的电动机电流作为估计相电流值I^*。像这样，相电流估计部42A能够对估计相电流值I^*进行估计。

在异常感测部44B中，判定由第二温度传感器50检测出的与电流传感器16有关的温度T_r是否进入到针对由相电流估计部42B估计出的估计相电流值I^*的正常温度范围内，基于其判定结果，感测电流传感器16是否异常。

前述的正常温度范围如图13所示那样通过如下来规定（图中的斜线部分）：利用实验或模拟等将在电流传感器16正常的情况下由第二温度传感器50检测出的与电流传感器16有关的温度相对于电动机电流怎样发生变化预先数值化，并且，考虑分流分组Rs中的电阻值的偏差等，按照每个电动机电流设置与电流传感器16有关的温度的上限值和下限值的误差范围。

异常感测部44B在ROM等中存储例如将与电流传感器16有关的温度的上限值和下限值与电动机电流关联起来的正常温度范围数据表。在该情况下，异常感测部44B基于由相电流估计部42B估计出的估计相电流值I^*，参照正常温度范围数据表，将对应的电动机电流的上限值和下限值与由第二温度传感器50感测出的与电流传感器16有关的温度T_r比较，基于该比较的结果，感测电流传感器16是否异常。

例如，参照图13，异常感测部44B如果判定由第二温度传感器50感测出的与电流传感器16有关的温度T_r被包含在与估计相电流值I^*对应的电动机电流中作为正常温度范围的上限值与下限值之间（下限值<T_r1<上限值），则感测到电流传感器16正常。另一方面，异常感测部44B如果判定由第二温度传感器50感测出的与电流传感器16有关的温度T_r为下限制以下（T_r2≤下限值）或为上限值以上（T_r3≥上限值），则感测到电流传感器16异常。

异常感测部44B中的电流传感器16的异常感测与第二实施方式同样地不限于旋转驱动转子时，也可以在旋转驱动转子之前进行。异常感测部44B在旋转驱动转子之前进行异常感测的情况下，与第二实施方式同样地将向开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-输出的PWM信号的工作状态强制性地保持为规定比率，以使针对电动机10的逆变器12B的通电路径和电动机电流的电平为固定。关于细节，请参照第二实施方式的说明。

再有，在相电流估计部42B中的估计相电流值I^*的估计中如第一实施方式那样不需要排气压传感器7和吸气压传感器8，因此，即使电动机10的驱动对象不是制冷循环1中的压缩机2，也能够应用本实施方式的电流传感器16的异常感测装置。

根据这样的第三实施方式的电流传感器16的异常感测装置，与第一实施方式同样地，即使在逆变器12A中具备单一的电流传感器16的情况下，也能够感测电流传感器16的异常。此外，即使在各相中各1个地设置有电流传感器那样的情况下，也能够应用针对本实施方式的单一的电流传感器16的异常感测方法。因此，与将多个电流传感器的输出信号相互比较来感测异常的电流传感器的异常感测装置相比较，能够提高异常感测能力。

[第四实施方式]

图14是示出应用了本发明的第四实施方式的电流传感器16的异常感测装置的电动机系统的一个例子的块电路图。

在逆变器12C中，与第三实施方式同样地，在电流传感器16或其附近设置有对与电流传感器16有关的温度T_r进行检测的第二温度传感器50。电流传感器16优选为由通电造成的温度变化比较显著的分流电阻式的电流检测单元。

在电动机控制装置18C中，使作为其一部分的异常感测部44C具有作为电流传感器16的异常感测装置的功能。再有，在本实施方式中，与第一~第三实施方式不同，不具有对估计相电流值I^*进行估计的功能（相电流估计部）。此外，不需要在第一实施方式中为了对估计相电流值I^*进行估计而使用的排气压传感器7和吸气压传感器8，因此，即使在电动机10的驱动对象不是制冷循环1中的压缩机2的情况下，也能够应用本实施方式的电流传感器16的异常感测装置。

异常感测部44C在旋转驱动转子之前基于在将针对电动机10的通电保持为规定的模式的状态下由第二温度传感器50检测出的与电流传感器16有关的温度T_r，感测电流传感器16是否异常。

为了将针对电动机10的通电保持为规定的模式，异常感测部44C对PWM信号设定部40进行指示，以使不管U相施加设定电压值Vut、V相施加设定电压值Vvt和W相施加设定电压值Vwt而将向开关元件S_U ⁺、S_U ^-、S_V ⁺、S_V ^-、S_W ⁺、S_W ^-输出的PWM信号的工作状态强制性地保持为规定比率。由此，使针对电动机10的逆变器12A的通电路径和电动机电流的电平为固定。

例如，如图14所示那样，异常感测部44C对PWM信号设定部40进行指示，以使以规定比率保持向开关元件S_U ⁺、开关元件S_V ^-和开关元件S_W ^-输出的PWM信号的工作状态，另一方面，以0%保持向开关元件S_U ^-、开关元件S_V ⁺和开关元件S_W ⁺输出的PWM信号的工作状态（参照图4的开关模式编号4）。

此外，异常感测部44C如图15所示那样利用实验或模拟等将在对电动机10开始通电之后经过例如正常的电流传感器热到达平衡状态的时间等规定时间△t时的与电流传感器有关的温度预先存储为正常温度T_r0。

然后，异常感测部44C判定在对电动机10开始通电之后经过规定时间△t时由第二温度传感器50检测出的、与电流传感器16有关的温度T_r是否处于包含正常温度T_r0的规定范围内，基于其判定结果，感测电流传感器16是否异常。

根据这样的第四实施方式的电流传感器16的异常感测装置，与第一实施方式同样地，即使在逆变器12C中具备单一的电流传感器16的情况下，也能够感测电流传感器16的异常。此外，即使在各相中各1个地设置有电流传感器那样的情况下，也能够应用针对本实施方式的单一的电流传感器16的异常感测方法。因此，与将多个电流传感器的输出信号相互比较来感测异常的电流传感器的异常感测装置相比较，能够提高异常感测能力。

再有，在第一~第四实施方式中，应用了电流传感器16的异常感测装置的电动机控制装置18、18A、18B、18C的结构为一个例子，并不限定于前述的结构。例如，假设在转子旋转角检测部22中基于旋转位置传感器11的输出信号来检测转子位置θm来进行了说明，但是，也可以不使用旋转位置传感器11而基于针对各相的施加电压等进行检测。此外，电动机控制装置18、18A、18B、18C从直流电源14接受了电力，但是，并不限于此，也可以使用整流电路（例如，二极管桥等）对交流电源的输出进行整流来接受电力。

在前述的第三实施方式中，在开关元件S_W ⁺和电流传感器16正常时与开关元件S_W ⁺有关的温度和与电流传感器16有关的温度相对于电动机电流同样地进行温度变化那样的情况下，异常感测部44B判定由第一温度传感器48检测出的与开关元件S_W ⁺有关的温度Ts和由第二温度传感器50检测出的与电流传感器16有关的温度T_r的温度差是否处于规定范围内，基于其判定结果，感测电流传感器16是否异常也可。

附图标记的说明

1…制冷循环、2…压缩机、7…排气压传感器、8…吸气压传感器、10…电动机、12、12A、12B、12C…逆变器、16…电流传感器、18、18A、18B、18C…电动机控制装置、20…相电流检测部、40…PWM信号设定部、42、42A、42B…相电流估计部、44、44A、44B、44C…异常感测部、46…旋转速度检测部、48…第一温度传感器、50…第二温度传感器、Iu、Iv、Iw…相电流、I^*…估计相电流值、ω…旋转速度、Po…排气压力的检测值、Pi…吸气压力的检测值、Ts…与开关元件S_W ⁺有关的温度、T_r…与电流传感器有关的温度。

Claims (4)

1.一种电流传感器的异常感测装置，感测向驱动压缩机的电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常，其特征在于，包含以下部分来构成：

检测部，基于所述电流传感器的输出信号来检测所述电动机的相电流；

估计部，基于所述压缩机的排气压力和吸气压力以及所述电动机的旋转速度之中的至少1个，估计所述相电流；以及

感测部，进行由所述检测部检测出的所述相电流的检测值与由所述估计部估计出的所述相电流的估计值的比较，基于该比较的结果，感测所述电流传感器是否异常。

2.一种电流传感器的异常感测装置，感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常，其特征在于，包含以下部分来构成：

检测部，基于所述电流传感器的输出信号来检测所述电动机的相电流；

估计部，基于在所述逆变器的开关元件或其附近具备的第一温度传感器的输出信号，估计所述相电流；以及

感测部，进行由所述检测部检测出的所述相电流的检测值与由所述估计部估计出的所述相电流的估计值的比较，基于该比较的结果，感测所述电流传感器是否异常。

3.一种电流传感器的异常感测装置，感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常，其特征在于，包含以下部分来构成：

估计部，基于在所述逆变器的开关元件或其附近具备的第一温度传感器的输出信号，估计所述电动机的相电流；以及

感测部，基于由所述估计部估计出的所述相电流的估计值、以及基于在所述电流传感器或其附近具备的第二温度传感器的输出信号而检测出的与所述电流传感器有关的温度，感测所述电流传感器是否异常。

4.一种电流传感器的异常感测装置，感测向电动机供给电力的逆变器所具备的电流传感器是否异常，其特征在于，

包含感测部来构成，所述感测部在所述电动机的旋转驱动前在以规定的模式保持针对所述电动机的通电的状态下，基于根据在所述电流传感器或其附近具备的温度传感器的输出信号而检测出的与所述电流传感器有关的温度，感测所述电流传感器是否异常。