CN111615785A - 电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明在防止开关元件破损的同时，迅速地使压缩机构的旋转停止。电动压缩机(1)包括具有多个开关元件IGBT(Q1～Q6)的电动机驱动电路(52)、控制多个开关元件IGBT(Q1～Q6)的驱动从而驱动电动机(4)的控制部(53)、以及检测流过电动机驱动电路(52)的电流的电流检测单元(54)。控制部(53)通过进行控制多个开关元件IGBT(Q1～Q6)中的规定的开关元件IGBT(Q2、Q4、Q6等)的驱动的制动控制，执行使压缩机构(3)的旋转停止的停止控制。控制部(53)在所述制动控制中，在检测电流值I低于第1阈值I1的情况下，调整所述规定的开关元件IGBT(Q2、Q4、Q6等)的驱动模式，以使得检测电流值I不超过比第1阈值I1要低的第2阈值I2。

Description

电动压缩机
技术领域
本发明涉及在车辆用空调装置等中用于制冷剂的压缩、且具备逆变器及电动机的电动压缩机，尤其涉及电动机的制动控制。
背景技术
作为这种电动压缩机，例如已知有专利文献1所记载的电动压缩机。该专利文献1所述的电动压缩机通过逆变器将来自直流电源的直流电力转换为三相交流电力，并向压缩机驱动用的电动机进行供电。在这种的电动压缩机中，已知在压缩机停止时，由于该压缩机构中的制冷剂的吸入压力区域和排出压力区域之间的压力差而导致压缩机构反向旋转，并且由于该反向旋转而可能产生异响。
在这一点上，专利文献1所述的电动压缩机中，作为防止所述反向旋转和所述异响的发生的对策，在压缩机停止时执行制动控制。详细而言，在该电动压缩机中，当从外部输入压缩机停止指令时，切断对构成所述逆变器的多个开关元件的通电，之后，作为所述制动控制而执行零向量通电或直流励磁通电。即，该电动压缩机在所述零向量通电中，对多个开关元件中的正电压侧或负电压侧的所有开关元件进行通电，在所述直流励磁通电中，对正电压侧的一个开关元件和负电压侧的一个开关元件进行通电，通过这些方式来力图防止所述压缩机构的反向旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000-287485号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，如专利文献1所述的电动压缩机那样，当根据来自外部的压缩机停止指令而切断对所有开关元件的通电时，该压缩机构因惯性而旋转。因此，在该状态下，当执行所述制动控制(所述零向量通电或所述直流励磁通电)时，所述压缩机构的旋转能量作为流过所述逆变器的电路的电流(也可称作所谓的再生电流)而出现。因此，通过所述制动控制，当所述压缩机构的旋转急剧停止时，流过所述逆变器的电路的所述电流剧增，有时会在构成所述逆变器的电路的所述开关元件中流过过大的电流。在该情况下，有可能导致所述开关元件破损，需要对此进行研究。
本发明鉴于这种实际情况，其目的在于提供一种电动压缩机，能够在防止开关元件破损的同时使压缩机构的旋转迅速地停止。
解决技术问题所采用的技术方案
若根据本发明的一个侧面，则提供一种电动压缩机，该电动压缩机包括：压缩机构，该压缩机构通过旋转压缩制冷剂并排出；电动机，该电动机驱动所述压缩机构；电动机驱动电路，该电动机驱动电路连接在所述电动机和直流电源之间，具有多个开关元件；以及控制部，该控制部执行电动机驱动控制以及停止控制，所述电动机驱动控制通过响应于来自外部的压缩机运转指令来控制所述多个开关元件的驱动从而驱动所述电动机，所述停止控制通过进行在响应于来自外部的压缩机停止指令而将所有的所述开关元件设为截止状态之后、控制所述多个开关元件中的规定的开关元件的驱动以向所述电动机施加负载的制动控制，从而使所述压缩机构的旋转停止。所述电动压缩机包含对流过所述电动机驱动电路的电流进行检测的电流检测单元。在所述制动控制中，在由所述电流检测单元检测到的检测电流值高于规定的第1阈值的情况下，所述控制部将所有的所述开关元件设为截止状态。在所述制动控制中，在所述检测电流值低于所述第1阈值的情况下，所述控制部调整所述规定的开关元件的驱动模式，以使得所述检测电流值不超过比所述第1阈值要低的规定的第2阈值。
发明效果
在根据本发明的一个侧面的所述电动压缩机中，在所述控制部进行的所述制动控制中，在由所述电流检测单元检测到的检测电流值高于规定的第1阈值的情况下，利用所述控制部，强制地使所有的所述开关元件成为截止状态。因此，例如，仅将所述第1阈值设定为比所述开关元件破损等的值足够低的值等，就能够可靠地防止所述开关元件的破损。此外，在所述制动控制中，在所述检测电流值低于所述第1阈值的情况下，利用所述控制部，所述规定的开关元件的驱动模式被调整为使得所述检测电流值不超过比所述第1阈值要低的规定的第2阈值。因此，在可靠地防止所述开关元件破损的同时，能够继续所述制动控制，因此能够使所述压缩机构的旋转迅速地停止，能够迅速防止或抑制所述压缩机构的反向旋转以及该反向旋转引起的异响的发生。
由此，可以提供一种电动压缩机，能够在可靠地防止开关元件破损的同时，使压缩机构的旋转迅速地停止。
附图说明
图1是示出本发明的一实施方式所涉及的电动压缩机的概要外观的图。
图2是包含所述电动压缩机的电动机驱动电路的概要电路图。
图3是示出了在停止控制时过电流流过电动机驱动电路的情况下的状态的示意图。
图4是示出了在停止控制时、所述过电流流过电动机驱动电路的情况得以防止的状态的示意图。
图5是用于说明所述控制部的控制动作的概要的流程图。
图6是用于说明所述控制部的停止控制的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1示出了本发明的一实施方式的电动压缩机的外观的概要。
本实施方式中的电动压缩机1例如被组装于车辆用空调装置的制冷剂回路中，吸入该车辆用空调装置的制冷剂，压缩并排出。电动压缩机1是所谓的逆变器一体型的电动压缩机，具备外壳2、利用旋转来压缩制冷剂并排出的压缩机构3、驱动压缩机构3的电动机4、用于向电动机4供电的逆变器5。
外壳2在内部收纳压缩机构3、电动机4及逆变器5。在本实施方式中，外壳2包括主外壳2A、逆变器外壳2B和盖构件2C、2D来构成。这些(2A～2D)通过螺栓等被一体紧固。
主外壳2A内收纳有压缩机构3和电动机4。压缩机构3和电动机4沿着电动机4的驱动轴4a的中心轴线X串联配置。逆变器外壳2B内收纳有逆变器5。由此，在外壳2内，电动机4配置为位于压缩机构3与逆变器5之间。逆变器外壳2B由圆筒部和其一端侧的底壁部构成。逆变器外壳2B的圆筒部的另一端侧的开口部被盖构件2D所封闭。因此，外壳2内的区域由逆变器外壳2B的所述底壁部而被分隔为收纳压缩机构3和电动机4的第1空间S1与收纳逆变器5的第2空间S2。
压缩机构3例如是具有相互啮合的固定涡旋和旋转涡旋的涡旋型的压缩机构，与驱动轴4a相连结。所述旋转涡旋以能够在所述固定涡旋的轴心周围公转旋转运动的方式与驱动轴4a相连结，在所述旋转涡旋和所述固定涡旋之间形成压缩室。通过所述旋转涡旋进行所述公转旋转运动，所述压缩室的容积发生变化。于是，从所述制冷剂回路的低压部经由省略图示的吸入口吸入到主外壳2A内的低压的制冷剂在所述压缩室被压缩，与此同时被引导到压缩机构3的中心部。被引导到压缩机构3的中心部的制冷剂通过省略图示的排出口被排出到所述制冷剂回路的高压部。
电动机4例如由3相无刷电动机构成，具有星型接线的U相线圈、V相线圈及W相线圈。
图2是包含本实施方式中后述的电动机驱动电路52的逆变器5的电路的概要图。
逆变器5将来自省略了图示的电池等外部的直流电源B的直流电力转换为三相交流电力，并将其供电给电动机4。逆变器5具有平滑用的电容器51、电动机驱动电路52、控制电动机驱动电路52的驱动的控制部53、以及电流检测单元54作为其电路结构。
电容器51对来自外部的直流电源B的直流电压进行平滑化，将该平滑化后的直流电压提供给电动机驱动电路52。
电动机驱动电路52连接在电动机4和直流电源B之间，具有作为多个开关元件的相同的绝缘栅型双极晶体管(以下称为“IGBT”；IGBT＝Insulated Gate BipolarTransistor)Q1～Q6。
作为多个开关元件的IGBTQ1～Q6各自的驱动(导通·截止)由控制部53控制，由此将来自电容器51的直流电压转换为交流电压，提供给电动机4。IGBTQ1～Q6在直流电源B的高压线路H(换言之高电压侧线路)与接地线路L(换言之接地侧线路)之间被划分为彼此并联连接的U相臂、V相臂和W相臂。电容器51连接在比高压线路H和接地线路L中的U相臂的连接点更靠直流电源B侧的部位。
所述U相臂在高压线路H与接地线路L之间具备串联连接的两个IGBT(Q1，Q2)。对于两个IGBT(Q1，Q2)，二极管D1、D2分别与IGBT反向并联连接。
所述V相臂在高压线路H与接地线路L之间也具备串联连接的两个IGBT(Q3，Q4)。对于两个IGBT(Q3，Q4)，二极管D3、D4分别与IGBT反向并联连接。
所述W相臂在高压线路H与接地线路L之间也具备串联连接的两个IGBT(Q5，Q6)。对于两个IGBT(Q5，Q6)，二极管D5、D6分别与IGBT反向并联连接。
在本实施方式中，IGBT(Q1、Q3、Q5)相当于本发明所涉及的“高侧元件”(换言之电源侧元件)，IGBT(Q2、Q4、Q6)相当于本发明所涉及的“低侧元件”(换言之接地侧元件)，IGBT(Q1、Q2)、IGBT(Q3、Q4)、IGBT(Q5、Q6)分别相当于本发明所涉及的“同相位的一对高侧元件和低侧元件”。这样，构成电动机驱动电路52，该电动机驱动电路52在直流电源B的高压线路H与接地线路L之间，并联地具有与三相对应的串联连接的同相位的一对高侧元件和低侧元件(IGBT(Q1、Q2)、IGBT(Q3、Q4)、IGBT(Q5、Q6))。
所述U相臂、V相臂、W相臂各自的中间点连接到电动机4的对应相的线圈的一端。即，IGBT(Q1、Q2)的中间点与U相线圈连接，IGBT(Q3、Q4)的中间点与V相线圈连接，IGBT(Q5、Q6)的中间点与W相线圈连接。
控制部53控制电动机驱动电路52的驱动，执行用于向电动机4提供电力来驱动电动机4的电动机驱动控制、以及用于使压缩机构3的旋转(具体而言所述旋转涡旋的所述公转旋转运动)停止的停止控制。
在所述电动机驱动控制中，控制部53通过响应于来自车辆空调控制装置等外部的压缩机运转指令来控制作为多个开关元件的IGBTQ1～Q6的驱动，从而驱动电动机4。控制部53例如在所述电动机驱动控制中，通过对IGBTQ1～Q6的PWM控制(为了近似地得到正弦波而产生以一定周期对脉冲宽度进行调制后的电压的控制)，将来自电容器51的直流电压转换为交流电压，并将其提供给电动机4，驱动电动机4。具体地，在所述电动机驱动控制中，控制部53根据向U、V、W各相提供的正弦波电压，通过对各相臂中作为高侧元件的IGBT(Q1、Q3、Q5)的导通期间(通电期间)和作为低侧元件的IGBT(Q2、Q4、Q6)的导通期间(通电期间)的比率进行控制，来产生近似的交流电压。
在所述停止控制中，控制部53通过进行制动控制，从而使压缩机构3的旋转(所述旋转涡旋的所述公转旋转运动)停止，所述制动控制在响应于来自车辆空调控制装置等外部的压缩机停止指令而使所有的IGBTQ1～Q6处于截止状态(通电断开状态)之后、控制IGBTQ1～Q6中的规定的开关元件(以下，适当地称为制动控制用元件)的驱动以向电动机4施加负载。即，控制部53若在所述电动机驱动控制中从外部被输入压缩机停止指令的信号，则切换到所述停止控制的模式，首先控制IGBTQ1～Q6的驱动以使得所有的IGBTQ1～Q6成为截止状态。由此，压缩机构3成为惯性旋转状态。控制部53在压缩机构3进行惯性旋转的状态下，通过进行控制关于所述制动控制用元件的驱动的所述制动控制，从而向电动机4施加负荷。其结果是，产生针对与电动机4相连结的压缩机构3的惯性旋转的制动力，压缩机构3的旋转停止。基于压缩机构3、电动机4的特性、所述制动控制用元件的导通期间等，来确定通过所述制动控制产生的针对压缩机构3的旋转的制动力的大小。另外，关于包含控制部53中的所述制动控制的所述停止控制的内容、所述制动控制用元件，将在后文中进一步详细说明。
电流检测单元54用于检测流过电动机驱动电路52的电流，可以采用利用设置在电动机驱动电路52中的分流电阻进行检测的方式或利用电流传感器进行检测的方式等适当的方式。在本实施方式中，电流检测单元54由想要利用分流电阻的所谓的单分流方式构成。具体地，电流检测单元54由设置在连接电动机驱动电路52和直流电源B的接地侧的接地线路L上的一个分流电阻54a和检测流过分流电阻54a的电流(相电流)的电流检测部54b构成。对应于由电流检测部54b检测到的检测电流值I的信号被输入到控制部53。另外，在利用分流电阻的情况下，不限于单分流方式，也可以是3分流方式。在这种情况下，虽然省略了图示，但是分流电阻54a分别设置在电动机驱动电路52中的作为各低侧元件的IGBT(Q2、Q4、Q6)与接地线路L之间。
另外，如上所述，在控制部53响应于来自外部的压缩机停止指令使所有IGBTQ1～Q6驱动至截止状态之后，压缩机构3因惰性而旋转。因此，在该状态下，如图3所示，作为所述制动控制，例如执行使所有的低侧元件或所有的高侧元件(在图3中，低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6))同时处于导通状态(也称为Hi状态)的控制。在这种情况下，压缩机构3的旋转能量作为流过电动机驱动电路52的电流(也可以称为所谓的再生电流)而呈现。这里，若通过所述制动控制而产生的针对压缩机构3的旋转的制动力过剩，则压缩机构3的旋转在所述制动控制开始后立即紧急停止。也就是说，如图3所示，假设控制部53执行将低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)同时维持在导通状态(换言之，以占空比100％来驱动低侧元件)的控制以作为所述制动控制，则过电流流过电动机驱动电路52。该过电流如图3的最下段所示那样，呈现为由电流检测部54b检测到的检测电流值I的急剧上升。其结果是，低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)等可能由于过电流而破损。
作为针对该问题点的对策，本实施方式的控制部53构成为执行以下详细说明的控制动作。
接着，参照图4详细说明控制部53进行的包含所述制动控制的所述停止控制。图4是用于说明所述停止控制时会流过电动机驱动电路52的电流的示意图。
控制部53在所述停止控制中的所述制动控制中，在由电流检测单元54检测到的检测电流值I高于规定的第1阈值I1的情况下，将所有的IGBTQ1～Q6设为截止状态。
另外，控制部53在所述制动控制中，在检测电流值I低于第1阈值I1的情况下，调整所述制动控制用元件的驱动模式，以使得检测电流值I不超过比第1阈值I1要低的规定的第2阈值I2。其结果是，如图4的最下段所示，通过所述制动控制而流过电动机驱动电路52的电流的峰值比虚线所示的以占空比100％来驱动所述制动控制用元件时(图3的情况)的峰值要大幅降低ΔI的量。
在本实施方式中，作为成为所述驱动模式的调整对象的所述规定的开关元件的所述制动控制用元件设为是所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)。
在本实施方式中，第1阈值I1设定为低于有可能导致IGBT破损的电流值的值，例如设定为与电动机4的过负载发生时可能产生的异常电流值相当的值。第2阈值I2设定为所述电动机驱动控制中启动时产生的启动电流的峰值。由于第2阈值I2的电流在启动时流过电动机驱动电路52，因此对第2阈值I2的电流具有耐受性的IGBT被选定为IGBTQ1～Q6。另外，第2阈值I2比启动后的所述电动机驱动控制过程中流过电动机驱动电路52的额定电流值I0要高。即，第1阈值I1＞第2阈值I2＞额定电流值I0的关系成立。
具体地说，所述制动控制中所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)的所述驱动模式的调整通过按每个规定的周期T对表示所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)的导通状态的时间占规定的周期T的比例的占空比D进行变更来执行。
更具体地，在所述制动控制开始时，控制部53在基于针对占空比D所预先确定的初始占空比D0的时间段将所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)设为导通状态后，在检测电流值I低于第2阈值I2的情况下，使占空比D增加规定比例部分ΔD，在检测电流值I高于第2阈值I2的情况下，维持占空比D、或者使占空比D减少规定比例部分ΔD。另外，在本实施方式中，以下以下述情况为一个示例来进行说明，即：控制部53在检测电流值I比第2阈值I2高的情况下，使占空比D减少规定比例部分ΔD的情况。
更具体地，作为所述制动控制，控制部53执行零向量通电，该零向量通电将所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)同时且间歇地设为导通状态。即，该零向量通电在所述制动控制期间，不是如图3所示那样维持，而是如图4所示那样，按每个周期T解除(截止)与占空比D对应的期间(时间)的量。
接着，参照图4～图6更详细地说明控制部53的控制动作。图5是用于说明控制部53的控制动作的整体的流程图，图6是用于说明控制部53进行的所述停止控制的动作的流程图。以下说明的STEP1和STEP2相当于所述电动机驱动控制，STEP3～STEP7相当于所述停止控制。
当来自车辆空调控制装置等外部的压缩机运转指令的信号被输入到控制部53时(STEP1)，控制部53执行所述电动机驱动控制，由此向电动机4提供交流电力，电动机4驱动(旋转)(STEP2)。
在所述电动机驱动控制的执行中，若来自车辆空调控制装置等外部的压缩机停止指令的信号被输入到控制部53，则控制部53切换到所述停止控制的模式。然后，控制部53响应于压缩机停止指令的信号，立即使所有的IGBTQ1～Q6驱动至截止状态(通电断开状态)(STEP3)。此时，控制部53开始从压缩机停止指令的输入时刻起的时间t1的计时，前进至STEP4。
在STEP4中，控制部53判定所述压缩机停止指令是否是基于电动机等故障、保护功能的停止指令。在所述压缩机停止指令是基于电动机等故障、保护功能的停止指令时，即，是异常停止的情况下(STEP4：是)，进入STEP5，在所述压缩机停止指令不是基于电动机等故障、保护功能的停止指令时(STEP4：否)，前进至STEP6。
在STEP5中，控制部53不执行所述制动控制(制动控制非动作)，直接使所有的IGBTQ1～Q6处于截止状态，压缩机构3的旋转数逐渐下降，在所述制动控制非动作的状态下，压缩机构3的旋转停止。在这种情况下，由于是电动压缩机1发生异常的状态，所以为了防止因该状态下的所述制动控制而发生二次故障等，不执行所述制动控制。
在STEP6中，控制部53转移到所述停止控制中的所述制动控制的状态(制动控制动作)。若控制部53成为所述制动控制的动作状态，则如图6所示，首先，判定从压缩机停止指令的输入时刻起的时间t1是否经过了规定的时间t01(t1＞t01)(STEP61)。在时间t1经过了规定的时间t01时(STEP61：是)，控制部53前进至STEP62以开始执行所述制动控制。另一方面，在时间t1没有经过规定的时间t01时(STEP61：否)，控制部53重复STEP61直到经过为止。当从压缩机停止指令的输入时刻起经过规定的时间t01时，压缩机构3的惯性旋转的旋转数比紧接在压缩机停止指令输入之后的旋转数适当地降低。规定的时间t01可以根据压缩机构3和电动机4的特性等适当地确定。
在STEP62中，在基于初始占空比D0的时间段使所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)驱动到导通状态。此时，所有的高侧元件IGBT(Q1、Q3、Q5)维持为截止状态。初始占空比D0以可变更的方式预先设定于控制部53，例如设定为50％左右。然后，控制部53开始从所述制动控制的开始时刻(即，使所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)导通的时刻)起的时间t2的计时，并前进至STEP63。
在STEP63中，控制部53判定由电流检测单元54检测到的检测电流值I是否高于第1阈值I1。在检测电流值I高于第1阈值I1的情况下(STEP63：是)，前进至STEP64。在检测电流值I低于第1阈值I1的情况下(STEP63：否)，前进至STEP65。
在STEP64中，控制部53将所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)驱动到截止状态(换句话说，占空比D＝0％)。由此，所有的IGBTQ1～Q6都处于截止状态，控制部53进行的所述制动控制结束，控制部53前进至STEP7，结束所述停止控制。
在STEP65中，控制部53判定检测电流值I是否在第2阈值I2以下。在检测电流值I在第2阈值I2以下的情况下(STEP65：是)，前进至STEP66A，在检测电流值I不在第2阈值I2以下的情况下，换句话说超过第2阈值I2的情况下(STEP65：否)，前进至STEP66B。
在STEP66A中，由于检测电流值I在第2阈值I2以下，因此充分允许增加所述制动控制产生的制动力。因此，控制部53使占空比D增加规定比例部分ΔD(＝β％)。该增加调整用的ΔD与后述的减少调整用的ΔD一起，基于压缩机构3、电动机4的特性等以能够进行变更的方式被预先设定于控制部53。增加调整用的ΔD可以与减少调整用的ΔD一致，也可以设定为不同的值。控制单元53使用比上次值增加ΔD的占空比D来同时使所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)驱动至导通状态。由此，制动力也比上次增加。该占空比D的调整按每个规定的周期T来执行，控制部53前进至STEP67。
在STEP66B中，虽然超过第2阈值I2，但STEP63中为否，即是检测电流值I小于第1阈值I1的情况(I2＜I＜I1)。因此，虽然稍稍允许增加所述制动控制产生的制动力，但是在本实施方式中，为了提高防止IGBT破损的可靠性，进行使制动力减少的方向的控制。即，控制部53使占空比D减少规定比例部分ΔD(＝γ％)。控制单元53使用比上次值减少ΔD的占空比D来同时使所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)驱动至导通状态。由此，制动力也比上次减少。该占空比D的调整按每个规定的周期T来执行，控制部53前进至STEP67。
在STEP67中，控制部53判定当前的占空比D是否是100％。控制部53在当前的占空比D为100％的情况下(STEP67：是)，成为以最大制动力钳制压缩机构3的状态(STEP68)。另一方面，控制部53在当前的占空比D小于100％的情况下(STEP67：否)，例如返回至STEP63，只要在STEP63中不判定为“是”，在当前的占空比D达到100％(STEP67：是)之前，就根据STEP65中的判定结果，执行占空比D的增减调整(STEP66A、STEP66B)。
在STEP68中，控制部53处于以最大制动力钳制压缩机构3的状态，前进至STEP69。在以该最大制动力钳制压缩机构3的状态下，压缩机构3的旋转不一定停止，也有以正旋转的状态进行惯性旋转的情况。正旋转是指通常的压缩机运转状态下的旋转方向。
在STEP69中，控制部53判定从所述制动控制的开始时刻(即，使所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)导通的时刻)起的时间t2(制动时间)是否经过了规定的时间t02(t2＞t02)。当时间t2经过时间t02时(STEP69：是)，控制部53前进至STEP64，所有的IGBTQ1～Q6成为截止状态，控制部53进行的所述制动控制结束。然后，控制部53前进至STEP7，结束所述停止控制。
另一方面，在时间t2没有经过规定的时间t02时(STEP69：否)，控制部53前进至STEP69A。
在STEP69A中，控制部53判定检测电流值I是否呈上升趋势。当检测电流值I没有下降趋势或略有变动时(STEP69A：否)，控制部53返回至STEP68，并且维持最大制动力下的压缩机构3的钳制。
另一方面，控制部53在检测电流值I呈上升趋势的情况下(STEP69A：是)，例如将占空比D复位从而恢复到初始占空比D0，并且返回至STEP63。然后，只要在STEP63中不判定为“是”，控制部53就执行上述各STEP的控制，直到时间t2达到时间t02(STEP69：是)为止。另外，关于所述规定的时间t02，也可以根据压缩机构3、电动机4的特性等适当地确定。
这里，如上所述，在STEP68中，在以最大制动力钳制压缩机构3的状态下，压缩机构3也有以正旋转的方式进行惯性旋转的情况。因此，为了使压缩机构3的惯性旋转可靠地停止，需要在达到最大制动力之后，将该状态维持规定时间。因此，控制部53通过STEP69判定从所述制动控制的开始时刻起的时间t2是否经过了充分的制动时间(时间t02)。
另外，即使以正旋转的方式进行惯性旋转的压缩机构3的旋转停止，在涡旋型的压缩机构3中，在所述旋转涡旋相对于所述固定涡旋的旋转角度位置处于规定的角度范围的状态下，若所述旋转涡旋的旋转停止，则高压的排出压力区域与低压的吸入压力区域的连通得以维持。其结果是，由于所述排出压力区域与所述吸入压力区域之间的压力差，有时暂时停止的所述旋转涡旋开始反向旋转。在这一点上，在本实施方式中，如下所述，可以通过STEP69A来检测该反向旋转。即，在从所述制动控制的开始时刻起的时间t2达到规定的时间t02之前，压缩机构3的正旋转停止。该状态下，检测电流值I为零或基本为零。然后，在压缩机构3的所述旋转涡旋例如在会因所述压力差而进行反向旋转的所述规定的角度范围内停止的情况下，所述旋转涡旋开始进行反向旋转。此时，通过该反向旋转产生再生电流，其结果是，检测电流值I开始上升。STEP69A通过检测该检测电流值I的上升，检测压缩机构3的反向旋转(STEP69A：是)。然后，控制部53将占空比D恢复到初始占空比D0，对该反向旋转执行所述制动控制，使该反向旋转迅速地停止，抑制或防止异响的产生。
换言之，在本实施方式中，控制部53在所述制动控制产生的针对压缩机构3的制动力达到最大后(STEP67：是)，未检测所述检测电流值的上升的状态(STEP69A：否)从所述制动控制的开始时刻起持续到经过规定时间t02为止(STEP69：是)的情况下，结束所述制动控制，在所述制动控制产生的针对所述压缩机构的制动力达到最大(STEP67：是)，并且在从所述制动控制的开始时刻起经过规定时间t02之前(STEP69：否)检测到检测电流值I的上升的情况下(STEP69A：是)，继续所述制动控制。
另外，为了防止所述反向旋转，例如设置检测用于使所述旋转涡旋公转旋转的曲柄销等的旋转位置的传感器等。然后，控制部53可以通过所述传感器等始终监视所述旋转涡旋的所述旋转角度位置，控制IGBT的驱动，以在所述旋转涡旋在所述规定的角度范围以外的角度范围停止的定时产生最大制动力。
根据本实施方式的电动压缩机1，在控制部53进行的所述制动控制中，当检测电流值I高于第1阈值I1时，利用控制部53，强制使所有的IGBTQ1～Q6成为截止状态。因此，例如，仅通过将第1阈值I1设定为比IGBT破损等的值足够低的值等，就能够可靠地防止IGBT的破损。另外，在所述制动控制中，在检测电流值I低于第1阈值I1的情况下，利用控制部53，所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)的驱动模式被调整为使得检测电流值I不超过比第1阈值I1要低的规定的第2阈值I2。因此，在可靠地防止IGBT破损的同时，能够继续所述制动控制，因此能够使压缩机构3的旋转迅速地停止，能够迅速防止或抑制压缩机构3的反向旋转以及该反向旋转引起的异响的发生。由此，可以提供一种电动压缩机1，能够在可靠地防止作为开关元件的IGBT的破损的同时，使压缩机构3的旋转迅速地停止。
此外，本实施方式中，采用下述结构，即：第2阈值I2是所述电动机驱动控制中启动时产生的启动电流的峰值的结构。由此，通过所述制动控制，能够将流过电动机驱动电路52的电流的值基本抑制在通常运转时产生的启动电流的附近，因此能够更可靠地防止IGBT的破损。
在本实施方式中，采用下述结构，即：所述制动控制中的所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)的驱动模式的调整通过按每个规定的周期T变更占空比D来执行。由此，能够容易地执行所述驱动模式的调整。
在本实施方式中，采用下述结构，即：在所述制动控制开始时，控制部53在基于预先确定的初始占空比D0的时间段使所有的低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)设为导通状态。由此，通过仅将初始占空比D0设定为比100％足够低的值(在本实施方式中设为50％)，就能够可靠地将所述制动控制开始时流过电动机驱动电路52的电流的值抑制到比第1阈值I1足够低，从而能够更可靠地防止IGBT的破损。
本实施方式中，采用下述结构，即：控制部53从初始占空比D0开始所述制动控制，在基于预先确定的初始占空比D0的时间段将所有的低侧元件IGBT(Q2、Q4、Q6)设为导通状态后，在检测电流值I在第2阈值I2以下的情况下，使占空比D增加规定比例部分ΔD，在检测电流值I高于第2阈值I2的情况下，使占空比D减少规定比例部分ΔD。即，在充分允许增加所述制动控制产生的制动力的情况下(I≤I2)，提高制动力，在其他情况下，为了安全而降低制动力。由此，能够使压缩机构3的旋转更为迅速地停止，并且能够更可靠地降低IGBT的破损风险。
另外，在本实施方式中，作为成为所述驱动模式的调整对象的所述规定的开关元件的所述制动控制用元件设为是所有的低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)，但不限于此，也可以是所有的高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)。
此外，在本实施方式中，采用下述结构，即：控制部53在STEP66B中，当检测电流值I高于第2阈值I2时，使占空比D减少规定比例部分ΔD，但不限于此。也可以构成为控制部53在STEP66B中，当检测电流值I高于第2阈值I2时，使占空比D维持在上次值。
另外，在本实施方式中，作为所述制动控制，控制部53执行零向量通电，该零向量通电将所有的所述低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)或所有的高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)同时且间歇地设为导通状态，但不限于此。控制部53例如可以(1)将高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)中的一个IGBT和低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)中的一个IGBT间歇地驱动为导通状态，或者(2)将高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)中的两个IGBT和低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)中的一个IGBT间歇地驱动为导通状态，或者(3)将高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)中的一个IGBT和低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)中的两个IGBT间歇地驱动为导通状态。另外，在这些情况下，确定驱动对象IGBT以使得同相位的高侧元件和低侧元件不同时成为导通状态。即，例如，在将高侧元件IGBT(Q1，Q3，Q5)中的一个IGBT和低侧元件IGBT(Q2，Q4，Q6)中的一个IGBT间歇地驱动为导通状态的情况下，在选择Q1作为高侧元件的情况下，选择Q4或Q6作为低侧元件。
以上，对本发明的实施方式及其变形例进行了说明，但本发明不限于上述实施方式或变形例，当然能够基于本发明的技术思想进行进一步的变形或变更。
标号说明
1…电动压缩机、3…压缩机构、4…电动机、52…电动机驱动电路、53…控制部、54…电流检测单元、B…直流电源、D…占空比、D0…初始占空比、H…高压线路、L…接地线路、I1…第1阈值、I2…第2阈值、IGBT(Q1，Q3，Q5)…高侧元件、IGBT(Q2、Q4、Q6)…低侧元件、Q1～Q6…开关元件(IGBT)。

Claims (5)

1.一种电动压缩机，包括：
压缩机构，该压缩机构通过旋转压缩制冷剂并排出；
电动机，该电动机驱动所述压缩机构；
电动机驱动电路，该电动机驱动电路连接在所述电动机和直流电源之间，具有多个开关元件；以及
控制部，该控制部执行电动机驱动控制以及停止控制，所述电动机驱动控制通过响应于来自外部的压缩机运转指令来控制所述多个开关元件的驱动从而驱动所述电动机，所述停止控制通过进行在响应于来自外部的压缩机停止指令而将所有的所述开关元件设为截止状态之后、控制所述多个开关元件中的规定的开关元件的驱动以向所述电动机施加负载的制动控制，从而使所述压缩机构的旋转停止，
所述电动压缩机的特征在于，
包含对流过所述电动机驱动电路的电流进行检测的电流检测单元，
在所述制动控制中，在由所述电流检测单元检测到的检测电流值高于规定的第1阈值的情况下，所述控制部将所有的所述开关元件设为截止状态，
在所述制动控制中，在所述检测电流值低于所述第1阈值的情况下，所述控制部调整所述规定的开关元件的驱动模式，以使得所述检测电流值不超过比所述第1阈值要低的规定的第2阈值。
2.如权利要求1所述的电动压缩机，其特征在于，
所述第2阈值是所述电动机驱动控制中在启动时产生的启动电流的峰值。
3.如权利要求1或2所述的电动压缩机，其特征在于，
所述制动控制中所述规定的开关元件的所述驱动模式的调整通过按每个规定的周期对表示所述规定的开关元件的导通状态的时间占所述规定的周期的比例的占空比进行变更来执行。
4.如权利要求3所述的电动压缩机，其特征在于，
在所述制动控制开始时，所述控制部在基于针对所述占空比所预先确定的初始占空比的时间段将所述规定的开关元件设为导通状态之后，在所述检测电流值为所述第2阈值以下的情况下，使所述占空比增加规定比例部分，在所述检测电流值高于所述第2阈值的情况下，维持所述占空比或使所述占空比减少所述规定比例部分。
5.如权利要求1至4的任一项所述的电动压缩机，其特征在于，
所述多个开关元件构成为在所述直流电源的高压线路与接地线路之间并联地具有与多个相对应的串联连接的同相位的一对高侧元件和低侧元件，
成为所述驱动模式的调整对象的所述规定的开关元件是所有的所述高侧元件或所有的所述低侧元件，
作为所述制动控制，所述控制部执行零向量通电，该零向量通电将所有的所述高侧元件或所有的所述低侧元件同时且间歇地设为导通状态。
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