CN112886897A - 逆变器控制装置及车载用流体机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使在从外部不定期地发送指令旋转速度的情况下也能够通过使实际旋转速度的追随性提升来实现NV特性的提升的逆变器控制装置及搭载有该逆变器控制装置的车载用流体机械。逆变器控制装置具备:取得部,其构成为取得从逆变器控制装置的外侧反复发送的指令旋转速度;计量部,其构成为计量指令取得间隔;加速度设定部,其构成为基于由所述取得部取得了所述指令旋转速度这一情况,来设定电动马达的目标加速度;以及驱动控制部,其构成为对逆变器电路进行控制以使所述电动马达以所述目标加速度旋转。所述加速度设定部具有算出部。所述算出部构成为基于所述指令取得间隔和新指令旋转速度来算出被设定为所述目标加速度的指令加速度。
Description
技术领域
本公开涉及逆变器控制装置及车载用流体机械。
背景技术
日本特开2016-144361号公报公开了用于逆变器的控制的逆变器控制装置。逆变器对设置于车载用流体机械的电动马达进行驱动。逆变器控制装置取得从外部定期地发送的指令旋转速度,并基于电动马达的实际旋转速度与指令旋转速度的差及预先设定的恒定的更新间隔,来算出旋转速度的变化率即加速度。
发明内容
发明要解决的课题
在搭载车载用流体机械的若干车辆中,存在指令旋转速度不被从外部定期地发送的情况。在该情况下,不会以预先设定的更新间隔取得指令旋转速度。因此,当如上述公报所公开那样基于预先设定的更新间隔来算出加速度时,容易在实际旋转速度与指令旋转速度之间产生偏差。这样一来,实际旋转速度相对于指令旋转速度的变化的追随性可能降低。其结果是,车载用流体机械的NV(振动及噪音)特性可能降低。
本公开的目的在于提供即使在从外部不定期地发送指令旋转速度的情况下也能够通过使实际旋转速度的追随性提升来实现NV特性(噪音及振动特性)的提升的逆变器控制装置及搭载有该逆变器控制装置的车载用流体机械。
用于解决课题的方案
本公开的一方案的逆变器控制装置用于逆变器电路的控制。所述逆变器电路构成为对设置于车载用流体机械的电动马达进行驱动。所述逆变器控制装置具备:取得部,其构成为取得从外部反复发送的指令旋转速度;计量部,其构成为计量指令取得间隔,所述指令取得间隔是从上次取得的所述指令旋转速度即旧指令旋转速度被取得的时间点到此次取得的所述指令旋转速度即新指令旋转速度被取得的时间点的期间;加速度设定部,其构成为基于由所述取得部取得了所述指令旋转速度这一情况来设定所述电动马达的目标加速度;以及驱动控制部,其构成为对所述逆变器电路进行控制以使所述电动马达以由所述加速度设定部设定的所述目标加速度旋转。所述加速度设定部具有算出部。所述算出部构成为基于由所述计量部计量出的所述指令取得间隔和所述新指令旋转速度来算出被设定为所述目标加速度的指令加速度。
本公开的一方案的逆变器控制装置用于逆变器电路的控制。所述逆变器电路构成为对设置于车载用流体机械的电动马达进行驱动。所述逆变器控制装置具备:取得部,其构成为取得从外部反复发送的指令旋转速度;加速度设定部,其构成为基于由所述取得部取得的所述指令旋转速度变更了这一情况来设定所述电动马达的目标加速度;以及驱动控制部,其构成为对所述逆变器电路进行控制以使所述电动马达以由所述加速度设定部设定的所述目标加速度旋转。所述加速度设定部具有:计量部,其构成为计量指令变更间隔,所述指令变更间隔是从上次变更所述指令旋转速度的时间点到此次变更所述指令旋转速度的时间点的期间;以及算出部,其构成为基于由所述计量部计量出的所述指令变更间隔、以及此次变更后的所述指令旋转速度即新指令旋转速度,来算出被设定为所述目标加速度的指令加速度。
附图说明
图1是示出第一实施方式的车载用电动压缩机的概要的框图。
图2是示出图1的电动压缩机所具备的逆变器电路及逆变器控制装置的电结构的框图。
图3是示出第一实施方式的旋转控制处理的流程图。
图4是示出第一实施方式的目标加速度设定处理的流程图。
图5是示出第一实施方式的指令旋转速度的时间变化和实际旋转速度的时间变化的图表。
图6是示出第二实施方式的逆变器控制装置的电结构的框图。
图7是示出第二实施方式的目标加速度设定处理的流程图。
图8是示出第二实施方式的指令旋转速度的时间变化和实际旋转速度的时间变化的图表。
图9是示出第三实施方式的旋转控制处理的流程图。
图10是示出第三实施方式的目标加速度设定处理的流程图。
图11是示出第三实施方式的指令旋转速度的时间变化和实际旋转速度的时间变化的图表。
图12是示出第四实施方式的逆变器控制装置的电结构的框图。
图13是示出第四实施方式的目标加速度设定处理的流程图。
图14是示出第四实施方式的指令旋转速度的时间变化和实际旋转速度的时间变化的图表。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,对第一实施方式的逆变器控制装置、搭载有该逆变器控制装置的车载用流体机械进行说明。本实施方式的车载用流体机械是车载用电动压缩机,该车载用电动压缩机用于车载用空调装置。
对车载用空调装置及车载用电动压缩机的概要进行说明。
如图1所示,搭载于车辆100的车载用空调装置101具备车载用电动压缩机10以及对车载用电动压缩机10供给制冷剂的外部制冷剂回路102。制冷剂例如是流体。
外部制冷剂回路102例如具有热交换器及膨胀阀。车载用空调装置101进行车内的制冷制热。更详细而言,车载用电动压缩机10将制冷剂压缩。另外,在外部制冷剂回路102中,进行制冷剂的热交换,或者制冷剂发生膨胀。
车载用空调装置101具备对该车载用空调装置101的整体进行控制的空调ECU103。空调ECU103构成为能够取得例如车内温度或车载空调的设定温度那样的与空调相关的一个以上的参数。空调ECU103基于这些参数,对车载用电动压缩机10发送包括指令旋转速度Nc在内的各种指令。
车辆100具备车载用蓄电装置104。车载用蓄电装置104具备能够进行直流电力的充放电的任意的构造,例如二次电池或双电层电容器。车载用蓄电装置104被用作车载用电动压缩机10的直流电源。
车载用电动压缩机10具备电动马达11、由电动马达11驱动的压缩部12、驱动电动马达11的逆变器电路13以及用于逆变器电路13的控制的逆变器控制装置14。
电动马达11具有旋转轴21、固定于旋转轴21的转子22、以与转子22对置的方式配置的定子23以及卷绕于定子23的三相线圈24u、24v、24w。转子22包括永久磁铁22a。详细而言,永久磁铁22a埋入转子22内。如图2所示,三相线圈24u、24v、24w例如为Y接线。当向三相线圈24u、24v、24w以规定的模式通电时,转子22及旋转轴21旋转。即,本实施方式的电动马达11是三相马达。
三相线圈24u、24v、24w的接线方案能够任意地变更,例如也可以是三角接线。另外,电动马达11的旋转速度是指转子22的旋转速度,电动马达11的加速度是指转子22的加速度。
当电动马达11驱动时,压缩部12将流体(在本实施方式中为制冷剂)压缩。详细而言,当旋转轴21旋转时,压缩部12将从外部制冷剂回路102供给到的吸入制冷剂压缩,并将该被压缩了的制冷剂排出。压缩部12的具体的构造是任意的,但例如能够采用涡旋类型、活塞类型、或叶片类型。
逆变器电路13将从车载用蓄电装置104输入的直流电力变换为交流电力。如图2所示,逆变器电路13具备与u相线圈24u对应的u相开关元件Qu1、Qu2、与v相线圈24v对应的v相开关元件Qv1、Qv2以及与w相线圈24w对应的w相开关元件Qw1、Qw2。
开关元件Qu1、Qu2、Qv1、Qv2、Qw1、Qw2(以下,称为“开关元件Qu1~Qw2”。)例如是IGBT那样的电源开关元件。但是,开关元件Qu1~Qw2不限定于IGBT,而能够变更为任意的构造。开关元件Qu1~Qw2分别具有续流二极管(体二极管)Du1~Dw2。
u相开关元件Qu1、Qu2经由连接线而彼此串联连接,其连接线与u相线圈24u连接。u相开关元件Qu1的集电极与车载用蓄电装置104的高压侧即正极端子(+端子)连接。u相开关元件Qu2的发射极与车载用蓄电装置104的低压侧即负极端子(-端子)连接。
其他开关元件Qv1、Qv2、Qw1、Qw2的连接方案除了对应的线圈不同这点以外,与u相开关元件Qu1、Qu2相同。
逆变器控制装置14是具有CPU及存储器那样的电子部件的控制器。逆变器控制装置14通过控制逆变器电路13、详细而言为开关元件Qu1~Qw2,来驱动电动马达11。
逆变器控制装置14具备对逆变器电路13的输入电压Vin进行检测的电压传感器31、以及对在电动马达11流动的马达电流进行检测的电流传感器32。输入电压Vin是车载用蓄电装置104的电压,也是电源电压。马达电流例如是在三相线圈24u、24v、24w流动的三相电流。
如图2所示,逆变器控制装置14具备推定转子22的旋转位置及旋转速度的推定部33。推定部33基于马达电流及指令旋转速度Nc,来推定转子22的旋转位置及实际的旋转速度即实际旋转速度Nr。指令旋转速度Nc及实际旋转速度Nr的单位例如是rpm,但不限定于此。
推定部33的具体的构造能够任意地选择。例如推定部33也可以具有对三相电流进行三相/两相变换的变换部和感应电压算出部。感应电压算出部例如基于由变换部变换出的两相电流和马达常数,来算出通过三相线圈24u、24v、24w感应的感应电压。在该情况下,推定部33例如基于感应电压和两相电流中的d轴电流来推定转子22的旋转位置及实际旋转速度Nr。
推定部33定期地取得电流传感器32的检测结果,并定期地推定转子22的旋转位置及实际旋转速度Nr。由此,推定部33追随于转子22的旋转位置及实际旋转速度Nr的变化。
逆变器控制装置14具备取得部34和旋转控制部35。取得部34取得从外部例如从空调ECU103反复发送的指令旋转速度Nc。旋转控制部35基于取得部34取得的指令旋转速度Nc来进行电动马达11的旋转控制。
取得部34例如是用于将空调ECU103与逆变器控制装置14电连接的连接器。空调ECU103与逆变器控制装置14通过经由取得部34电连接,从而能够彼此进行信息的交换。取得部34也可以说是被输入包括指令旋转速度Nc的各种指令的输入部。
空调ECU103构成为在车载用电动压缩机10的运转中反复发送指令旋转速度Nc。在本实施方式中,空调ECU103定期或不定期地发送指令旋转速度Nc。即,空调ECU103根据车内温度或车载空调的设定温度那样的参数的值,存在定期地发送指令旋转速度Nc的情况,也存在不定期地发送指令旋转速度Nc的情况。因此,取得部34定期或不定期地取得指令旋转速度Nc。即,在本实施方式中,取得指令旋转速度Nc的间隔即指令取得间隔Tx不是恒定的而能够变动。
旋转控制部35与取得部34电连接。旋转控制部35经由取得部34而与空调ECU103电连接。由取得部34取得的指令旋转速度Nc被输入旋转控制部35。即,旋转控制部35经由取得部34而接收来自空调ECU103的各种指令。
旋转控制部35也可以具备通信异常功能(换言之,通信异常部)。通信异常功能在预先设定的异常判定期间未接收到指令的情况、即未由取得部34取得指令的情况下,判定为与空调ECU103之间的通信存在异常。
在上述结构中,空调ECU103也可以即使在不变更指令旋转速度Nc的情况下,也发送指令旋转速度Nc。例如,空调ECU103也可以构成为:在从上次发送指令旋转速度Nc起经过了预先设定的期间(优选为比异常判定期间短的期间)的情况下,发送与上次的指令旋转速度Nc相同的值的指令旋转速度Nc。由此,能够抑制由旋转控制部35错误地判定为通信异常的情况。
在本实施方式中,空调ECU103在使车载用电动压缩机10停止的情况下,朝向逆变器控制装置14发送停止指令。在该情况下,停止指令被取得部34取得,且被朝向旋转控制部35发送。
旋转控制部35与电压传感器31电连接,且能够取得输入电压Vin。
另外,旋转控制部35与推定部33电连接。由此,旋转控制部35能够取得由推定部33推定出的转子22的旋转位置及实际旋转速度Nr。另外,旋转控制部35能够对推定部33发送推定所需的参数。
旋转控制部35通过控制逆变器电路13从而控制电动马达11。详细而言,旋转控制部35通过对逆变器电路13的开关元件Qu1~Qw2进行PWM(pulse width modulation)控制,从而控制马达电流,使电动马达11(详细而言,为转子22)旋转。
旋转控制部35也可以基于预先设定的起动条件成立了这一情况,来执行旋转控制处理。旋转控制处理包括使电动马达11起动的处理、设定目标加速度αt的处理、以及以进行基于设定的目标加速度αt的加减速的方式控制逆变器电路13的处理。目标加速度αt例如基于由取得部34取得的指令旋转速度Nc来设定。
成为旋转控制处理的开始契机的起动条件例如包括电动马达11停止了这一情况和取得了指令旋转速度Nc这一情况即可。例如,起动条件可以是在电动马达11停止了的期间取得了指令旋转速度Nc,在空调ECU103发送包括与指令旋转速度Nc相关的信息在内的起动指令的结构中,起动条件也可以是由取得部34取得起动指令这一情况。
执行旋转控制处理的旋转控制部35的具体的构造能够任意地选择。例如,旋转控制部35也可以是具有存储有旋转控制处理的程序或所需的信息的存储器、以及基于上述程序来执行旋转控制处理的CPU的结构。在该情况下,旋转控制部35例如也可以包括执行设定目标加速度αt的处理的CPU、以及基于目标加速度αt来对开关元件Qu1~Qw2进行PWM控制的PWM用CPU。
旋转控制部35可以具有执行旋转控制处理的各种处理的一个或多个硬件电路,也可以是一个或多个硬件电路与执行软件处理的CPU组合。换言之,旋转控制部35只要是例如通过一个以上的专用的硬件电路、及按照计算机程序(软件)而动作的一个以上的处理器(控制电路)中的至少一方来实现的处理电路即可。推定部33也与旋转控制部35同样地,只要是通过一个以上的专用的硬件电路、及按照计算机程序(软件)而动作的一个以上的处理器(控制电路)中的至少一方来实现的处理电路即可。
使用图3对旋转控制处理进行说明。
如图3所示,旋转控制部35在步骤S101中对逆变器电路13进行控制,以使得电动马达11以起动加速度α0加速。起动加速度α0是不根据成为旋转控制处理的开始契机的指令旋转速度Nc的值而变动的固定值。
作为用于执行步骤S101的处理的具体的结构的一例,如图2所示,也可以在旋转控制部35设置存储加速度的加速度存储区域35a。旋转控制部35构成为以存储于加速度存储区域35a的加速度对电动马达11进行加减速。即,存储于加速度存储区域35a的加速度是逆变器控制装置14使电动马达11加减速时的目标加速度αt,加速度存储区域35a是存储目标加速度αt的区域。
在上述结构中,旋转控制部35在步骤S101中在加速度存储区域35a设定起动加速度α0,并对逆变器电路13进行控制以使得电动马达11以起动加速度α0加速。
如图3所示,旋转控制部35在步骤S101的执行后在步骤S102中执行指令旋转速度Nc的更新处理。详细而言,如图2所示,在旋转控制部35设置有存储此次取得的指令旋转速度Nc即新指令旋转速度Nca的新指令存储区域35b。旋转控制部35使成为旋转控制处理的开始契机的指令旋转速度Nc存储于新指令存储区域35b。
如图3所示,旋转控制部35在接下来的步骤S103中开启取得指令旋转速度Nc的间隔即指令取得间隔Tx的计量。
如已经说明那样,存在取得指令旋转速度Nc的时间点为不定期的情况。因此,旋转控制部35开始从取得了此次的指令旋转速度Nc的时间点起到取得了下一次的指令旋转速度Nc的时间点的间隔即指令取得间隔Tx的计测。用于计测指令取得间隔Tx的具体的结构能够任意地设定,但例如旋转控制部35也可以以预先设定的周期来更新计时器。
之后,旋转控制部35在步骤S104中从开始基于起动加速度α0的加速起待机直到经过预先设定的起动期间T0。起动期间T0是不根据成为旋转控制处理的开始契机的指令旋转速度Nc的值而变动的固定值。
旋转控制部35即使在起动期间T0的经过中取得了指令旋转速度Nc也不执行与指令旋转速度Nc对应的处理。即,旋转控制部35从电动马达11起动起经过起动期间T0之前,无论取得部34有没有取得指令旋转速度Nc,都维持基于起动加速度α0的加速。
指令旋转速度Nc的下限值也可以预先设定。在该情况下,起动加速度α0及起动期间T0也可以以使经过起动期间T0后的实际旋转速度Nr不比指令旋转速度Nc的下限值高的方式设定。
旋转控制部35在起动期间T0进行了基于起动加速度α0的加速之后,进入步骤S105,以预先设定的初始加速度α1使电动马达11加速。
初始加速度α1例如比起动加速度α0小。由此,基于初始加速度α1的加速中的NV特性相比基于起动加速度α0的加速中的NV特性提升。初始加速度α1的具体的值可以与起动加速度α0相同,也可以比起动加速度α0大。
即,旋转控制部35在使电动马达11起动的情况下,无论指令旋转速度Nc如何都以预先设定的起动加速度α0在起动期间T0使电动马达11起动,之后以初始加速度α1使电动马达11加速。
之后,旋转控制部35在步骤S106~S108中执行用于使实际旋转速度Nr成为当前设定的新指令旋转速度Nca的处理。详细而言,旋转控制部35在步骤S106中取得由推定部33推定出的实际旋转速度Nr,并判定实际旋转速度Nr是否与作为目标值的新指令旋转速度Nca一致。
在实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca不一致的情况下,旋转控制部35在步骤S107中执行以目标加速度αt进行加减速以使得实际旋转速度Nr接近新指令旋转速度Nca的加减速控制处理。目标加速度αt是存储于加速度存储区域35a的加速度,也是当前设定的加速度。
旋转控制部35在目标加速度αt为正的情况下使电动马达11加速,另一方面,在目标加速度αt为负的情况下使电动马达11减速。即,本实施方式的目标加速度αt是能够取正或负的值的参数。旋转控制部35在执行步骤S107的处理后进入步骤S109。
另一方面,在实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca一致的情况下,旋转控制部35在步骤S106中作出肯定判定,并进入步骤S108。旋转控制部35在步骤S108中执行对逆变器电路13进行控制以使得电动马达11维持现状的旋转速度(即,新指令旋转速度Nca)的定速控制处理,并进入步骤S109。详细而言,旋转控制部35将“0”设定为加速度存储区域35a的目标加速度αt,并基于在加速度存储区域35a存储有“0”这一情况来进行电动马达11的定速旋转。
旋转控制部35在步骤S109中判定是否接收到停止指令。即,旋转控制部35判定是否由取得部34取得了停止指令。旋转控制部35在接收到停止指令的情况下,进入步骤S110,执行使电动马达11停止的停止处理,并结束本旋转控制处理。作为停止处理的一例,可考虑旋转控制部35对逆变器电路13进行控制以使得向电动马达11(各相线圈24u~24w)的通电停止的例子。
旋转控制部35在未接收到停止指令的情况、即未由取得部34取得停止指令的情况下,进入步骤S111。在步骤S111中,旋转控制部35判定是否接收到新的指令旋转速度Nc、即是否由取得部34取得了指令旋转速度Nc。
旋转控制部35在未接收到新的指令旋转速度Nc的情况下,直接返回步骤S106,另一方面,在接收到新的指令旋转速度Nc的情况下,在步骤S112中执行目标加速度设定处理。
使用图4对目标加速度设定处理进行说明。
如图4所示,旋转控制部35首先在步骤S201中执行指令旋转速度Nc的更新处理。详细而言,旋转控制部35使此次取得的指令旋转速度Nc作为新指令旋转速度Nca存储于新指令存储区域35b。即,成为此次的目标加速度设定处理的执行契机的指令旋转速度Nc被设定为新指令旋转速度Nca。
在接下来的步骤S202中,旋转控制部35基于推定部33的推定结果而取得实际旋转速度Nr。
之后,旋转控制部35在步骤S203中取得指令取得间隔Tx。详细而言,旋转控制部35基于通过步骤S103或步骤S211的处理而开启了计量的计时器的计量值,来计量从进行步骤S103或步骤S211的处理起到当前为止的期间。即,指令取得间隔Tx也可以说是从取得了上次的指令旋转速度Nc的时间点起到取得了此次的指令旋转速度Nc的时间点为止的期间。
例如,在从开始旋转控制处理起最初取得了指令旋转速度Nc的情况、换言之最初进行了目标加速度设定处理的情况下,指令取得间隔Tx是从步骤S103的处理起的经过期间。
另一方面,在从开始旋转控制处理起第二次以后取得了指令旋转速度Nc的情况、换言之进行了第二次以后的目标加速度设定处理的情况下,指令取得间隔Tx是从进行上次的目标加速度设定处理(详细而言,为步骤S211的处理)起到进行此次的目标加速度设定处理(详细而言,为步骤S203的处理)为止的期间。
然后,旋转控制部35在步骤S204中基于步骤S202及步骤S203的取得结果来执行算出指令加速度αc的算出处理。指令加速度αc是可能设定为目标加速度αt的加速度,且根据此次取得的指令旋转速度Nc而变动。
本实施方式的指令加速度αc是将从新指令旋转速度Nca减去实际旋转速度Nr后的差除以指令取得间隔Tx而得到的值(αc=(Nca-Nr)/Tx)。
如已经说明那样,空调ECU103存在重新发送与上次的指令旋转速度Nc相同的值的指令旋转速度Nc的情况。因此,存在上次取得的指令旋转速度Nc即旧指令旋转速度Ncb与此次取得的指令旋转速度Nc即新指令旋转速度Nca相同的情况。假设是在实际旋转速度Nr与旧指令旋转速度Ncb一致且新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb相同的情况下,则指令加速度αc成为“0”。
另外,在实际旋转速度Nr比新指令旋转速度Nca小的情况下,指令加速度αc成为正的值,另一方面,在实际旋转速度Nr比新指令旋转速度Nca大的情况下,指令加速度αc成为负的值。
若着眼于新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb之间的关系,则指令取得间隔Tx可以说是从取得了旧指令旋转速度Ncb的时间点起到取得了新指令旋转速度Nca的时间点为止的期间。
在接下来的步骤S205中,旋转控制部35判定指令加速度αc是否为预先设定的上限加速度αmax以上。上限加速度αmax例如是能够在不产生故障的范围内使电动马达11加速的加速度的上限值。上限加速度αmax例如根据电动马达11的规格或逆变器电路13的明细而设定。
旋转控制部35在指令加速度αc为上限加速度αmax以上的情况下,在步骤S206中将上限加速度αmax设定为目标加速度αt。详细而言,旋转控制部35在加速度存储区域35a设定上限加速度αmax,并进入步骤S210。
另一方面,旋转控制部35在指令加速度αc小于上限加速度αmax的情况下,进入步骤S207,并判定指令加速度αc是否为预先设定的下限加速度αmin以下。
下限加速度αmin例如是能够在不产生故障的范围内使电动马达11减速的加速度的下限值。下限加速度αmin例如根据电动马达11的规格或逆变器电路13的明细而设定。本实施方式的下限加速度αmin是负的值。
另外,指令加速度αc为下限加速度αmin以下的情况是指指令加速度αc为负的值且指令加速度αc的绝对值比下限加速度αmin的绝对值大的情况。
旋转控制部35在指令加速度αc为下限加速度αmin以下的情况下,在步骤S208中,将下限加速度αmin设定为目标加速度αt。详细而言,旋转控制部35在加速度存储区域35a设定下限加速度αmin,并进入步骤S210。
另一方面,旋转控制部35在指令加速度αc比下限加速度αmin大的情况下,在步骤S209中,将指令加速度αc设定为目标加速度αt。详细而言,旋转控制部35在加速度存储区域35a设定指令加速度αc,并进入步骤S210。
在步骤S210中,旋转控制部35重置指令取得间隔Tx的计量。然后,旋转控制部35在步骤S211中使指令取得间隔Tx的计量开启,并结束本目标加速度设定处理。由此,计量从此次取得的指令旋转速度Nc的取得时间点起到下一次取得的指令旋转速度Nc的取得时间点为止的期间。
如图3所示,旋转控制部35在执行步骤S112的目标加速度设定处理后返回步骤S106。由此,旋转控制部35在实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca不同的情况下,以存储于加速度存储区域35a的目标加速度αt使电动马达11加减速,以使得实际旋转速度Nr成为新指令旋转速度Nca。
根据上述结构,旋转控制部35在指令加速度αc为上限加速度αmax以上的情况下以上限加速度αmax使电动马达11加速,且在指令加速度αc为下限加速度αmin以下的情况下以下限加速度αmin使电动马达11减速。并且,旋转控制部35在指令加速度αc比下限加速度αmin大且比上限加速度αmax小的情况下以指令加速度αc使电动马达11旋转。
在本实施方式中,执行步骤S103、S203、S211的处理的旋转控制部35为“计量部”,执行步骤S106~S108的处理的旋转控制部35为“驱动控制部”。另外,执行目标加速度设定处理的旋转控制部35为“加速度设定部”,执行步骤S204的处理的旋转控制部35为“算出部”。执行步骤S101、S104的处理的旋转控制部35为“起动控制部”。
接下来使用图5对本实施方式的作用进行说明。图5是示出取得的指令旋转速度Nc的时间变化和实际旋转速度Nr的时间变化的图表。在图5中,以单点划线表示指令旋转速度Nc的时间变化,以实线表示实际旋转速度Nr的时间变化。在图5中示出起动并加速的情况下的时间变化,但减速的情况下的变化也相同。
如图5所示,首先在t0的时间点取得了最初的指令旋转速度Nc。由此,开始旋转控制处理,车载用电动压缩机10起动。详细而言,首先电动马达11以起动加速度α0加速。需要说明的是,将在t0的时间点取得的指令旋转速度Nc设为第一指令旋转速度Nc1。
在从t0的时间点起经过了起动期间T0的t1的时间点,加速度从起动加速度α0变更为初始加速度α1。由此,电动马达11以初始加速度α1加速。需要说明的是,在t1的时间点下的实际旋转速度Nr为第一实际旋转速度Nr1的情况下,第一实际旋转速度Nr1比第一指令旋转速度Nc1小。
之后,在t2的时间点取得了第二指令旋转速度Nc2的情况下,算出第一指令加速度αc1,电动马达11以第一指令加速度αc1加速。从t0的时间点起到t2的时间点为止为第一指令取得间隔Tx1,t2的时间点下的实际旋转速度Nr为第二实际旋转速度Nr2。在该情况下,第一指令加速度αc1为将从第二指令旋转速度Nc2减去第二实际旋转速度Nr2后的差除以第一指令取得间隔Tx1而得到的值。
在接下来的t3的时间点,在取得了与第二指令旋转速度Nc2相同的第三指令旋转速度Nc3的情况下,算出第二指令加速度αc2,电动马达11以该第二指令加速度αc2加速。
在该情况下,从t2的时间点起到t3的时间点为止为第二指令取得间隔Tx2,t3的时间点下的实际旋转速度Nr为第三实际旋转速度Nr3。第二指令加速度αc2是将从第三指令旋转速度Nc3减去第三实际旋转速度Nr3后的差除以第二指令取得间隔Tx2而得到的值。
如本实施方式那样,在基于取得了指令旋转速度Nc的时间点下的实际旋转速度Nr和指令取得间隔Tx来算出指令加速度αc的情况下,即使第二指令旋转速度Nc2与第三指令旋转速度Nc3相同,第一指令加速度αc1与第二指令加速度αc2也可能成为不同的值。具体而言,第三实际旋转速度Nr3与第二实际旋转速度Nr2相比接近指令旋转速度Nc,因此第二指令加速度αc2比第一指令加速度αc1小。由此,实际旋转速度Nr平缓地接近指令旋转速度Nc。
在t4的时间点,在取得了比第三指令旋转速度Nc3大的第四指令旋转速度Nc4的情况下,算出第三指令加速度αc3,电动马达11以该第三指令加速度αc3加速。
在该情况下,从t3的时间点起到t4的时间点为止为第三指令取得间隔Tx3,t4的时间点下的实际旋转速度Nr为第四实际旋转速度Nr4。第三指令加速度αc3是将从第四指令旋转速度Nc4减去第四实际旋转速度Nr4后的差除以第三指令取得间隔Tx3而得到的值。
接下来,在t5的时间点取得了比第四指令旋转速度Nc4大的第五指令旋转速度Nc5的情况下,算出第四指令加速度αc4,电动马达11以该第四指令加速度αc4加速。
在该情况下,从t4的时间点起到t5的时间点为止为第四指令取得间隔Tx4,t5的时间点下的实际旋转速度Nr为第五实际旋转速度Nr5。第四指令加速度αc4是将从第五指令旋转速度Nc5减去第五实际旋转速度Nr5后的差除以第四指令取得间隔Tx4而得到的值。
之后,在从t5的时间点起经过了第一加速期间T1的t6的时间点,实际旋转速度Nr与第五指令旋转速度Nc5一致,之后进行定速旋转。
如上述那样,通过以基于指令取得间隔Tx和指令旋转速度Nc而算出的指令加速度αc进行电动马达11的加速,从而在每个指令取得间隔Tx中,每单位时间的指令旋转速度Nc的变化率与实际旋转速度Nr的变化率接近。
根据以上详细叙述的本实施方式,起到以下的效果。
(1-1)逆变器控制装置14用于对在作为车载用流体机械的一例的车载用电动压缩机10设置的电动马达11进行驱动的逆变器电路13的控制。逆变器控制装置14具备:取得部34,其取得从外部(例如,空调ECU103)反复发送的指令旋转速度Nc;以及旋转控制部35,其进行电动马达11的旋转控制。旋转控制部35构成为进行计量指令取得间隔Tx的处理、基于由取得部34取得了指令旋转速度Nc这一情况来设定电动马达11的目标加速度αt的目标加速度设定处理、以及对逆变器电路13进行控制以使得电动马达11以目标加速度αt旋转的处理。旋转控制部35构成为在目标加速度设定处理中进行基于指令取得间隔Tx和新指令旋转速度Nca来算出指令加速度αc的算出处理。
根据上述结构,通过计量指令取得间隔Tx,从而即使从外部发送的指令旋转速度Nc的发送周期为不定期也能够取得指令取得间隔Tx。并且,通过基于计量出的指令取得间隔Tx和新指令旋转速度Nca来算出指令加速度αc,从而即使在指令取得间隔Tx变动的情况下,也能够使实际旋转速度Nr的变化率接近指令旋转速度Nc的变化率。由此,能够使电动马达11的实际旋转速度Nr的变化相对于指令旋转速度Nc的变化的追随性提升而实现NV特性的提升。
(1-2)逆变器控制装置14具备取得电动马达11的实际的旋转速度即实际旋转速度Nr的推定部33。旋转控制部35算出将新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差除以指令取得间隔Tx而得到的值来作为指令加速度αc。
采用了实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数。因此,能够使实际旋转速度Nr的变化率接近指令旋转速度Nc的变化率并且比较早地使实际旋转速度Nr接近指令旋转速度Nc。
若详细叙述的话,例如在旧指令旋转速度Ncb比实际旋转速度Nr小的状况下取得了比旧指令旋转速度Ncb大的新指令旋转速度Nca的情况下,基于实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca之间的差而算出的情况相比于基于旧指令旋转速度Ncb与新指令旋转速度Nca之间的差而算出的情况,指令加速度αc较大。由此,能够早使实际旋转速度Nr接近新指令旋转速度Nca。
(1-3)另外,通过采用新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数,从而即使在取得与旧指令旋转速度Ncb相同的值的新指令旋转速度Nca的情况下,也能够适当地应对。
假设是在采用新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数的情况下,则当新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb相同时,指令加速度αc成为“0”。因此,电动马达11进行定速旋转。因此,假设是在取得了新指令旋转速度Nca的时间点新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr不同的情况下,则可能产生实际旋转速度Nr不接近新指令旋转速度Nca那样的不良状况。
关于该点,在本实施方式中,采用了新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数。因此,即使在新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb相同的情况下,也不会产生上述不良状况。
反而,如图5所示,t3的时间点与t2的时间点相比,实际旋转速度Nr较接近指令旋转速度Nc,因此第三指令加速度αc3比第二指令加速度αc2小,实际旋转速度Nr平缓地接近指令旋转速度Nc。由此,能够实现NV特性的提升。
(1-4)旋转控制部35在算出的指令旋转速度Nc为预先设定的上限加速度αmax以上的情况下,将上限加速度αmax设定为目标加速度αt。
根据上述结构,在因实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca之间的差大、或者指令取得间隔Tx小而使指令加速度αc变得过大的情况下,电动马达11以上限加速度αmax加速。由此,能够抑制对电动马达11赋予过度的负担的情况。
(1-5)旋转控制部35在算出的指令旋转速度Nc为预先设定的下限加速度αmin以下的情况下,将下限加速度αmin设定为目标加速度αt。
根据上述结构,在因实际旋转速度Nr与新指令旋转速度Nca之间的差大、或者指令取得间隔Tx小而使指令加速度αc变得过小的情况下,电动马达11以下限加速度αmin减速。由此,能够抑制对电动马达11赋予过度的负担。
需要说明的是,指令加速度αc变得过小的情况例如可考虑是在指令取得间隔Tx过短的状况下新指令旋转速度Nca相对于实际旋转速度Nr而言过小的情况。
(1-6)旋转控制部35在从电动马达11起动起到经过预先设定的起动期间T0之前,无论取得部34有没有取得指令旋转速度Nc,都以预先设定的起动加速度α0使电动马达11加速。
电动马达11的起动时的动作容易变得不稳定。因此,若在起动期间T0中进行基于指令加速度αc的电动马达11的加速,则担心发生电动马达11的开动变得不稳定而使起动失败的不良状况。
关于该点,在本实施方式中,即使在起动期间T0中取得了指令旋转速度Nc的情况下,也不进行基于指令加速度αc的加速,而进行基于起动加速度α0的加速。由此,能够抑制起转变得不稳定的情况,能够使电动马达11稳定地起动。
(第二实施方式)
在本实施方式中,指令加速度αc的算出方案等与第一实施方式不同。以下对其不同点进行说明。
如图6所示,在本实施方式的旋转控制部35设置有新指令存储区域35b以及存储上次取得的指令旋转速度Nc即旧指令旋转速度Ncb的旧指令存储区域35c。由此,旋转控制部35能够在指令加速度αc的算出时参照旧指令旋转速度Ncb和新指令旋转速度Nca这双方。
接下来,使用图7对本实施方式的目标加速度设定处理进行说明。
如图7所示,旋转控制部35在步骤S301中执行指令旋转速度Nc的更新处理。
在本实施方式中,旋转控制部35使当前存储于新指令存储区域35b的指令旋转速度Nc作为旧指令旋转速度Ncb而存储于旧指令存储区域35c。并且,旋转控制部35使此次取得的新的指令旋转速度Nc作为新指令旋转速度Nca而存储于新指令存储区域35b。即,成为此次的目标加速度设定处理的执行契机的指令旋转速度Nc被设定为新指令旋转速度Nca,此前设定的指令旋转速度Nc被设定为旧指令旋转速度Ncb。
然后,旋转控制部35在步骤S203的处理的执行后在步骤S302中,基于存储于两指令存储区域即新指令存储区域35b、旧指令存储区域35c的信息和步骤S203的取得结果来算出被设定为目标加速度αt的指令加速度αc。指令加速度αc是将从新指令旋转速度Nca减去旧指令旋转速度Ncb后的差除以指令取得间隔Tx而得到的值(αc=(Nca-Ncb)/Tx)。
之后,旋转控制部35在步骤S303中判定指令加速度αc是否为“0”。指令加速度αc为“0”的情况是指新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb相同的情况。
旋转控制部35在指令加速度αc不为“0”的情况下进入步骤S205,另一方面,在指令加速度αc为“0”的情况下进入步骤S304,执行维持当前设定的目标加速度αt的加速度继续处理,并进入步骤S210。
即,假设是在算出“0”作为指令加速度αc的情况下,则旋转控制部35不将指令加速度αc的“0”设定为目标加速度αt,而维持当前设定的值。
需要说明的是,步骤S205~S211的处理与第一实施方式相同,因此省略说明。
接下来使用图8对本实施方式的作用进行说明。
如图8所示,从t0的时间点起到t2的时间点为止的实际旋转速度Nr的变化与第一实施方式相同。
在t2的时间点取得第二指令旋转速度Nc2时,算出第一指令加速度αc1,电动马达11以该第一指令加速度αc1加速。第一指令加速度αc1是将从第二指令旋转速度Nc2减去第一指令旋转速度Nc1后的差除以第一指令取得间隔Tx1而得到的值。由此,第一指令取得间隔Tx1中的每单位时间的指令旋转速度Nc的变化率与实际旋转速度Nr的变化率一致。
之后,在t3的时间点,取得了与第二指令旋转速度Nc2相同的第三指令旋转速度Nc3。在该情况下,基于旧指令旋转速度Ncb即第二指令旋转速度Nc2与新指令旋转速度Nca即第三指令旋转速度Nc3而算出的第二指令加速度αc2成为“0”,因此继续进行基于当前设定的第一指令加速度αc1的加速。由此,避免尽管第三实际旋转速度Nr3与第三指令旋转速度Nc3不同也进行定速旋转的事态。
在接下来的t31的时间点,实际旋转速度Nr到达第三指令旋转速度Nc3,而进行定速旋转。
之后,在t4的时间点取得第四指令旋转速度Nc4时,算出第三指令加速度αc3,电动马达11以该第三指令加速度αc3加速。第三指令加速度αc3是将从第四指令旋转速度Nc4减去第三指令旋转速度Nc3后的差除以第三指令取得间隔Tx3而得到的值。
在接下来的t5的时间点取得第五指令旋转速度Nc5时,算出第四指令加速度αc4,电动马达11以该第四指令加速度αc4加速。第四指令加速度αc4是将从第五指令旋转速度Nc5减去第四指令旋转速度Nc4后的差除以第四指令取得间隔Tx4而得到的值。
然后,在从t5的时间点起经过了第二加速期间T2的t7的时间点,实际旋转速度Nr到达第五指令旋转速度Nc5而进行电动马达11的定速旋转。
在此,第五指令旋转速度Nc5与第四指令旋转速度Nc4之间的差比第五指令旋转速度Nc5与第五实际旋转速度Nr5之间的差小。因此,第二实施方式的第四指令加速度αc4比第一实施方式的第四指令加速度αc4小。另外,第二加速期间T2容易变得比第一加速期间T1长。换言之,第一实施方式与第二实施方式相比,实际旋转速度Nr较早地到达第五指令旋转速度Nc5。
根据以上详细叙述的本实施方式,代替(1-2)、(1-3)的效果而起到以下的效果。
(2-1)旋转控制部35算出将新指令旋转速度Nca与旧指令旋转速度Ncb之间的差除以指令取得间隔Tx而得到的值来作为指令加速度αc。
根据上述结构,能够使每个指令取得间隔Tx中的每单位时间的指令旋转速度Nc的变化率与实际旋转速度Nr的变化率接近相同。
(2-2)在采用了新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数的比较例中,在实际旋转速度Nr与旧指令旋转速度Ncb不同的情况下,担心发生进行空调ECU103意料外的急加速或急减速从而NV特性恶化的不良状况。
关于该点,在本实施方式中,采用了旧指令旋转速度Ncb而非实际旋转速度Nr作为用于算出指令加速度αc的参数,因此抑制急加速或急减速。由此,能够抑制因实际旋转速度Nr与指令旋转速度Nc不一致引起的急加速或急减速。
(2-3)另外,根据本实施方式,与使用实际旋转速度Nr来算出指令加速度αc的情况相比,指令加速度αc容易成为平缓的值,因此加减速期间容易变长。因此,在逐次变更指令旋转速度Nc的加速或减速阶段难以成为定速,因此能够抑制NV特性的恶化。
若详细叙述的话,电动马达11的音色在定速状态与加减速状态下不同。因此,当定速状态与加减速状态交替地切换时,电动马达11的音色交替地切换,容易被识别为噪音。
关于该点,在本实施方式中,与第一实施方式相比加减速期间容易变长,因此在加减速中容易取得新的指令旋转速度Nc。由此,能够抑制在逐次变更指令旋转速度Nc的加速或减速阶段定速状态与加减速状态交替地切换的事态。因而,能够抑制因交替地切换为定速状态与加减速状态引起的NV特性的恶化。
(2-4)旋转控制部35在指令加速度αc为“0”的情况下作为目标加速度αt维持当前设定的值。
根据上述结构,在此次取得的新指令旋转速度Nca与上次取得的旧指令旋转速度Ncb相同的情况下,维持当前设定的目标加速度αt。由此,能够抑制因取得与旧指令旋转速度Ncb相同的新指令旋转速度Nca而尽管实际旋转速度Nr未到达指令旋转速度Nc也进行定速旋转这样的不良状况。
需要说明的是,旋转控制部35构成为:在实际旋转速度Nr与指令旋转速度Nc一致的情况下,将“0”设定为加速度存储区域35a的目标加速度αt,并进行定速旋转。因此,假设是在已经为定速旋转中的情况下取得了与旧指令旋转速度Ncb相同的新指令旋转速度Nca时,则维持定速旋转。
(第三实施方式)
在本实施方式中,指令加速度αc的算出方案与第一实施方式及第二实施方式不同。以下对其不同点进行说明。
如图9所示,本实施方式的旋转控制部35在步骤S102的执行后在步骤S401中计量指令变更间隔Ty并进入步骤S104。
指令变更间隔Ty是指从上次指令旋转速度Nc变更了的时间点起到此次指令旋转速度Nc变更了的时间点为止的期间。在步骤S401中,旋转控制部35使计量指令变更间隔Ty的计时器的计量开启,接下来计测到进行指令旋转速度Nc的变更为止的期间。需要说明的是,用于计量指令变更间隔Ty的具体的结构能够任意地设定。
如图9所示,旋转控制部35在步骤S111作出了肯定判定的情况下,进入步骤S402,判定指令旋转速度Nc是否变更了。详细而言,旋转控制部35判定当前设定的指令旋转速度Nc与此次取得的指令旋转速度Nc是否一致。
旋转控制部35在没有指令旋转速度Nc的变更的情况、即当前设定的指令旋转速度Nc与此次取得的指令旋转速度Nc相同的情况下,不执行目标加速度设定处理而返回步骤S106。由此,继续进行基于当前设定的目标加速度αt的加减速旋转或定速旋转。
另一方面,旋转控制部35在指令旋转速度Nc变更了的情况、即当前设定的指令旋转速度Nc与此次取得的指令旋转速度Nc不同的情况下,在步骤S403中执行目标加速度设定处理并返回步骤S106。
即,本实施方式的旋转控制部35构成为基于进行了指令旋转速度Nc的变更这一情况而非基于取得了指令旋转速度Nc这一情况,来进行目标加速度αt的设定。
使用图10对本实施方式的目标加速度设定处理进行说明。
如图10所示,在本实施方式的目标加速度设定处理中,旋转控制部35首先在步骤S201中进行指令旋转速度Nc的更新。详细而言,旋转控制部35使此次取得的指令旋转速度Nc作为新指令旋转速度Nca而存储于新指令存储区域35b。
如已经说明那样,本实施方式的目标加速度设定处理基于指令旋转速度Nc变更了这一情况而执行。因此,上述指令旋转速度Nc的更新在指令旋转速度Nc变更了的情况下执行。因此,在本实施方式中,存储于新指令存储区域35b的新指令旋转速度Nca与变更后的指令旋转速度Nc对应。换言之,本实施方式的新指令存储区域35b是存储变更后的指令旋转速度Nc的区域。
旋转控制部35在步骤S202的执行后在步骤S501中取得指令变更间隔Ty。详细而言,旋转控制部35基于通过步骤S401或步骤S504的处理而开启了计量的计时器的计量值,来计量从进行步骤S401或步骤S504的处理起到当前为止的期间。
例如,在从开始旋转控制处理起取得了与成为了该旋转控制处理的执行契机的指令旋转速度Nc不同的指令旋转速度Nc的情况、换言之最初进行目标加速度设定处理的情况下,指令变更间隔Ty是从步骤S401的处理起的经过期间。
另一方面,在从开始旋转控制处理起进行第二次以后的目标加速度设定处理的情况下,指令变更间隔Ty是从进行上次的目标加速度设定处理(详细而言为步骤S504的处理)起到进行此次的目标加速度设定处理(详细而言为步骤S501的处理)为止的期间。
之后,旋转控制部35在步骤S502中算出被设定为目标加速度αt的指令加速度αc。本实施方式的旋转控制部35基于指令变更间隔Ty和此次变更后的指令旋转速度Nc即新指令旋转速度Nca来算出指令加速度αc。详细而言,指令加速度αc是将从新指令旋转速度Nca减去实际旋转速度Nr后的差除以指令变更间隔Ty而得到的值(αc=(Nca-Nr)/Ty)。
旋转控制部35在执行步骤S206、S208、或S209的处理后,在步骤S503中重置指令变更间隔Ty的计量,并进入步骤S504。在步骤S504中,旋转控制部35开启指令变更间隔Ty的计量。由此,计量从此次变更指令旋转速度Nc起到下一次变更指令旋转速度Nc为止的期间。
接下来,使用图11对本实施方式的作用进行说明。图11是示出取得的指令旋转速度Nc的时间变化和实际旋转速度Nr的时间变化的图表。在图11中,以单点划线表示指令旋转速度Nc的时间变化,以实线表示实际旋转速度Nr的时间变化。需要说明的是,在图11中示出起动并加速的情况下的时间变化,但关于减速的情况下的变化也相同。
如图11所示,从t0的时间点起到t2的时间点为止的实际旋转速度Nr的变化与第一实施方式相同。
在t2的时间点,当取得与第一指令旋转速度Nc1不同的第二指令旋转速度Nc2时,算出第一指令加速度αc1,电动马达11以该第一指令加速度αc1加速。第一指令加速度αc1是将从第二指令旋转速度Nc2减去第一实际旋转速度Nr1后的差除以第一指令变更间隔Ty1而得到的值。第一指令变更间隔Ty1是从t0的时间点到t2的时间点为止的期间。
之后,在t3的时间点,设为取得了与第二指令旋转速度Nc2相同的第三指令旋转速度Nc3。在该情况下,未进行指令旋转速度Nc的变更,因此不进行新的目标加速度αt的设定。因此,继续进行基于当前设定的指令加速度αc即第一指令加速度αc1的加速。
在接下来的t32的时间点,实际旋转速度Nr到达第二指令旋转速度Nc2(第三指令旋转速度Nc3),而进行定速旋转。
之后,在t4的时间点取得与第二指令旋转速度Nc2不同的第四指令旋转速度Nc4时,算出第三指令加速度αc3,电动马达11以该第三指令加速度αc3加速。
在此,当将从t2的时间点起到t4的时间点为止的期间设为第二指令变更间隔Ty2时,第三指令旋转速度Nc3是将从第四指令旋转速度Nc4减去第四实际旋转速度Nr4后的差除以第二指令变更间隔Ty2而得到的值。
在接下来的t5的时间点取得与第四指令旋转速度Nc4不同的第五指令旋转速度Nc5时,算出第四指令加速度αc4,电动马达11以该第四指令加速度αc4加速。
在此,当将从t4的时间点起到t5的时间点为止的期间设为第三指令变更间隔Ty3时,第四指令加速度αc4是将从第五指令旋转速度Nc5减去第五实际旋转速度Nr5后的差除以第三指令变更间隔Ty3而得到的值。
之后,在从t5的时间点起经过了第三加速期间T3的t8的时间点,实际旋转速度Nr到达第五指令旋转速度Nc5而进行电动马达11的定速旋转。
根据以上详细叙述的本实施方式,起到以下的效果。
(3-1)逆变器控制装置14用于对在作为车载用流体机械的一例的车载用电动压缩机10设置的电动马达11进行驱动的逆变器电路13的控制。逆变器控制装置14具备:取得部34,其取得从外部(在本实施方式中为空调ECU103)反复发送的指令旋转速度Nc;以及旋转控制部35,其进行电动马达11的旋转控制。
旋转控制部35构成为执行对从上次指令旋转速度Nc变更了的时间点起到此次指令旋转速度Nc变更了的时间点为止的期间即指令变更间隔Ty进行计量的处理。旋转控制部35构成为进行基于指令旋转速度Nc变更了这一情况来设定电动马达11的目标加速度αt的目标加速度设定处理、以及对逆变器电路13进行控制以使得电动马达11以目标加速度αt旋转的处理。旋转控制部35构成为在目标加速度设定处理中进行基于指令变更间隔Ty和此次变更后的新指令旋转速度Nca来算出目标加速度αt即指令加速度αc的算出处理。
根据上述结构,通过计量指令变更间隔Ty,从而即使从外部发送的指令旋转速度Nc的发送周期为不定期,也能够取得指令变更间隔Ty。并且,基于计量出的指令变更间隔Ty和新指令旋转速度Nca来算出指令加速度αc,因此即使在指令变更间隔Ty变动的情况下,也能够使实际旋转速度Nr的变化率接近指令旋转速度Nc的变化率。由此,能够使电动马达11的实际旋转速度Nr的变化相对于指令旋转速度Nc的变化的追随性提升而实现NV特性的提升。
(3-2)尤其是,在本实施方式中,基于指令旋转速度Nc变更了这一情况而非基于取得指令旋转速度Nc这一情况来设定目标加速度αt。因此,即使在取得了相同的指令旋转速度Nc的情况下,目标加速度αt也不变更。由此,能够抑制尽管没有指令旋转速度Nc的变更也变更电动马达11的加速度的情况。因此,能够实现因加速度变化引起的NV特性的恶化的抑制、以及指令旋转速度Nc的变化与电动马达11的加速度的变化之间的连动性的提升。
(3-3)旋转控制部35算出将新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差除以指令变更间隔Ty而得到的值作为指令加速度αc。
根据上述结构,采用了新指令旋转速度Nca与实际旋转速度Nr之间的差作为用于算出指令加速度αc的参数,因此与(1-2)同样地,能够使实际旋转速度Nr的变化率接近指令旋转速度Nc的变化率并且比较早地使实际旋转速度Nr接近指令旋转速度Nc。
(第四实施方式)
在本实施方式中,指令加速度αc的算出方案等与第三实施方式不同。以下对其不同点进行说明。
如图12所示,在本实施方式的旋转控制部35设置有存储此次变更的指令旋转速度Nc的新指令存储区域35b、以及存储变更前的指令旋转速度Nc即变更前指令旋转速度Ncc的变更前指令存储区域35d。由此,旋转控制部35能够在算出指令加速度αc时参照变更前指令旋转速度Ncc和新指令旋转速度Nca这双方。
接下来使用图13对本实施方式的目标加速度设定处理进行说明。
如图13所示,旋转控制部35在步骤S601中执行指令旋转速度Nc的更新处理,并进入步骤S501。
在本实施方式中,旋转控制部35使当前存储于新指令存储区域35b的指令旋转速度Nc作为变更前指令旋转速度Ncc而存储于变更前指令存储区域35d。并且,旋转控制部35使此次取得的新的指令旋转速度Nc作为新指令旋转速度Nca而存储于新指令存储区域35b。
本实施方式的目标加速度设定处理与第三实施方式同样地在指令旋转速度Nc变更了的情况下执行。因此,通过步骤S601的处理而存储于变更前指令存储区域35d的指令旋转速度Nc不是上次取得的指令旋转速度Nc而成为变更前的指令旋转速度Nc。即,成为此次的目标加速度设定处理的执行契机的指令旋转速度Nc被设定为新指令旋转速度Nca,此前设定的指令旋转速度Nc被设定为变更前指令旋转速度Ncc。
然后,旋转控制部35在执行步骤S501的处理后在步骤S602中基于存储于新指令存储区域35b、变更前指令存储区域35d这两个指令存储区域的信息和步骤S501的取得结果来算出指令加速度αc。本实施方式的指令加速度αc是将从新指令旋转速度Nca减去变更前指令旋转速度Ncc后的差除以指令变更间隔Ty而得到的值(αc=(Nca-Ncc)/Ty)。
需要说明的是,比步骤S602靠后的处理与第三实施方式相同,因此省略说明。
接下来,使用图14对本实施方式的作用进行说明。
如图14所示,从t0的时间点起到t2的时间点为止的实际旋转速度Nr的变化与第一实施方式相同。
在t2的时间点取得与第一指令旋转速度Nc1不同的第二指令旋转速度Nc2时,算出第一指令加速度αc1,电动马达11以该第一指令加速度αc1加速。第一指令加速度αc1是将从第二指令旋转速度Nc2减去第一指令旋转速度Nc1后的差除以第一指令变更间隔Ty1而得到的值。第一指令变更间隔Ty1是从t0的时间点起到t2的时间点为止的期间。
之后,在t3的时间点取得了与第二指令旋转速度Nc2相同的第三指令旋转速度Nc3。在该情况下,未进行指令旋转速度Nc的变更,因此不进行新的目标加速度αt的设定。因此,继续进行基于当前设定的指令加速度αc即第一指令加速度αc1的加速。
在接下来的t31的时间点,实际旋转速度Nr到达第二指令旋转速度Nc2(第三指令旋转速度Nc3),而进行定速旋转。
之后,在t4的时间点取得与第二指令旋转速度Nc2不同的第四指令旋转速度Nc4时,算出第三指令加速度αc3,电动马达11以该第三指令加速度αc3加速。
在此,当将从t2的时间点起到t4的时间点为止的期间设为第二指令变更间隔Ty2时,第三指令旋转速度Nc3是将从第四指令旋转速度Nc4减去第二指令旋转速度Nc2后的差除以第二指令变更间隔Ty2而得到的值。第二指令变更间隔Ty2是从t2的时间点起到t4的时间点为止的期间。
在接下来的t5的时间点取得与第四指令旋转速度Nc4不同的第五指令旋转速度Nc5时,算出第四指令加速度αc4,电动马达11以该第四指令加速度αc4加速。
从t4的时间点起到t5的时间点为止的期间为第三指令变更间隔Ty3,第四指令加速度αc4是将从第五指令旋转速度Nc5减去第四指令旋转速度Nc4后的差除以第三指令变更间隔Ty3而得到的值。
之后,在从t5的时间点起经过了第四加速期间T4的t9的时间点,实际旋转速度Nr到达第五指令旋转速度Nc5,而进行电动马达11的定速旋转。
根据以上详细叙述的本实施方式,代替(3-3)的效果而起到以下的效果。
(4-1)旋转控制部35算出将新指令旋转速度Nca与变更前指令旋转速度Ncc之间的差除以指令变更间隔Ty而得到的值来作为指令加速度αc。
根据上述结构,与(2-1)同样地,能够使每个指令变更间隔Ty中的每单位时间的指令旋转速度Nc的变化率与实际旋转速度Nr的变化率接近相同。
(4-2)本实施方式的旋转控制部35基于指令旋转速度Nc变更了这一情况来设定目标加速度αt。即,目标加速度αt的设定仅在新指令旋转速度Nca与变更前指令旋转速度Ncc不同的情况下进行。因此,新指令旋转速度Nca与变更前指令旋转速度Ncc之间的差不会为“0”。因此,无需考虑如第二实施方式那样指令旋转速度Nc为“0”的情况。因而,能够实现处理(结构)的简化。
(4-3)采用了变更前指令旋转速度Ncc而非实际旋转速度Nr作为用于算出指令加速度αc的参数。由此,能够抑制因实际旋转速度Nr与指令旋转速度Nc不一致引起的不良状况、例如进行空调ECU103意料外的急加速或急减速。
(4-4)根据本实施方式,与使用实际旋转速度Nr来算出指令加速度αc的情况相比,指令加速度αc容易成为平缓的值,因此加减速期间容易变长。因此,在逐次变更指令旋转速度Nc的加速或减速阶段难以成为定速。由此,能够实现因交替地切换定速状态与加减速状态引起的NV特性的恶化的抑制。
需要说明的是,上述各实施方式也可以如以下那样变更。另外,在技术上不产生矛盾的范围内,也可以使上述各实施方式与下述其他例子适当组合。
○取得部34能够收取从空调ECU103发送的指令旋转速度Nc即可,其具体的构造能够任意地变更。例如,在空调ECU103通过无线信号发送指令的情况下,取得部34也可以是接收该无线信号的模块。
○指令加速度αc的具体的算出方案能够任意地变更。例如,在第一实施方式中,也可以是,若将从新指令旋转速度Nca减去实际旋转速度Nr后的差除以指令取得间隔Tx而得到的算出值为第一范围内,则旋转控制部35将第一特定加速度作为目标加速度αt而算出,若上述算出值为第二范围内,则旋转控制部35将第二特定加速度作为目标加速度αt而算出。关于其他实施方式,也能够同样地变更。
○用于取得实际旋转速度Nr的结构不限定于推定部33,也可以采用其他结构、例如专用的传感器(旋转变压器)。即,实际旋转速度Nr可以通过运算等来推定,也可以通过传感器来检测。另外,也可以相对于推定部33及取得部34(第一取得部)另外地,设置用于取得实际旋转速度Nr的第二取得部。
○在第二实施方式中,旋转控制部35也可以代替步骤S304的加速度继续处理而执行将预先设定的规定加速度设定为目标加速度αt的处理。即,在指令加速度αc为“0”的情况下设定的目标加速度αt不限定于当前设定的值。
○在各实施方式中,也可以省略步骤S205、S206的处理、及步骤S207、S208的处理中的至少一方。
○在各实施方式中,旋转控制处理所涉及的处理的顺序也可以适当变更。
○旋转控制部35也可以构成为:在起动期间T0中取得了指令旋转速度Nc的情况下,基于取得的指令旋转速度Nc来设定目标加速度αt,并以设定的目标加速度αt加速。
○旋转控制部35也可以继续以起动加速度α0加速直到“取得下一个指令旋转速度Nc”及“实际旋转速度Nr成为指令旋转速度Nc”中的任一方的条件成立。即,基于初始加速度α1的加速不是必需的。
○空调ECU103也可以不将与上次相同的指令旋转速度Nc向逆变器控制装置14发送。
○车载用电动压缩机10不限于用于车载用空调装置101,也可以用于其他装置。例如,在车辆100为燃料电池车辆的情况下,车载用电动压缩机10也可以用于向燃料电池供给空气的空气供给装置。即,压缩对象的流体不限定于制冷剂,例如也可以是空气。
○车载用流体机械不限定于具备将流体压缩的压缩部12的车载用电动压缩机10。例如,在车辆100为燃料电池车辆的情况下,车载用流体机械也可以是具有向燃料电池供给氢的泵和驱动该泵的电动马达的电动泵装置。在该情况下,逆变器控制装置14也可以用于对驱动泵的电动马达进行控制。
Claims (12)
1.一种逆变器控制装置,其用于逆变器电路的控制,所述逆变器电路构成为对设置于车载用流体机械的电动马达进行驱动,其中,
所述逆变器控制装置具备:
取得部,其构成为取得从逆变器控制装置的外侧反复发送的指令旋转速度;
计量部,其构成为计量指令取得间隔,所述指令取得间隔是从上次取得的所述指令旋转速度即旧指令旋转速度被取得的时间点到此次取得的所述指令旋转速度即新指令旋转速度被取得的时间点的期间;
加速度设定部,其构成为在由所述取得部取得了所述指令旋转速度时设定所述电动马达的目标加速度;以及
驱动控制部,其构成为对所述逆变器电路进行控制以使所述电动马达以由所述加速度设定部设定的所述目标加速度旋转,
所述加速度设定部具有算出部,所述算出部构成为基于由所述计量部计量出的所述指令取得间隔和所述新指令旋转速度来算出被设定为所述目标加速度的指令加速度。
2.根据权利要求1所述的逆变器控制装置,其中,
所述取得部为第一取得部,
所述逆变器控制装置具备第二取得部,所述第二取得部构成为取得所述电动马达的旋转速度即实际旋转速度,
所述指令加速度是将所述新指令旋转速度与所述实际旋转速度之间的差除以所述指令取得间隔而得到的值。
3.根据权利要求1所述的逆变器控制装置,其中,
所述指令加速度是将所述新指令旋转速度与所述旧指令旋转速度之间的差除以所述指令取得间隔而得到的值。
4.根据权利要求3所述的逆变器控制装置,其中,
所述加速度设定部构成为在所述指令加速度为0的情况下,作为所述目标加速度而维持当前设定的值。
5.一种逆变器控制装置,其用于逆变器电路的控制,所述逆变器电路构成为对设置于车载用流体机械的电动马达进行驱动,其中,
所述逆变器控制装置具备:
取得部,其构成为取得从逆变器控制装置的外侧反复发送的指令旋转速度;
加速度设定部,其构成为基于由所述取得部取得的所述指令旋转速度变更了这一情况来设定所述电动马达的目标加速度;以及
驱动控制部,其构成为对所述逆变器电路进行控制以使所述电动马达以由所述加速度设定部设定的所述目标加速度旋转,
所述加速度设定部具有:
计量部,其构成为计量指令变更间隔,所述指令变更间隔是从上次变更所述指令旋转速度的时间点到此次变更所述指令旋转速度的时间点的期间;以及
算出部,其构成为基于由所述计量部计量出的所述指令变更间隔、以及此次变更后的所述指令旋转速度即新指令旋转速度,来算出被设定为所述目标加速度的指令加速度。
6.根据权利要求5所述的逆变器控制装置,其中,
所述取得部是第一取得部,
所述逆变器控制装置具备第二取得部,所述第二取得部构成为取得所述电动马达的旋转速度即实际旋转速度,
所述指令加速度是将所述新指令旋转速度与所述实际旋转速度之间的差除以所述指令变更间隔而得到的值。
7.根据权利要求5所述的逆变器控制装置,其中,
所述指令加速度是将所述新指令旋转速度与变更前的所述指令旋转速度即变更前指令旋转速度之间的差除以所述指令变更间隔而得到的值。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的逆变器控制装置,其中,
所述加速度设定部构成为在所述指令加速度为预先设定的上限加速度以上的情况下将所述上限加速度设定为所述目标加速度。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的逆变器控制装置,其中,
所述加速度设定部构成为在所述指令加速度为预先设定的下限加速度以下的情况下将所述下限加速度设定为所述目标加速度。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的逆变器控制装置,其中,
所述逆变器控制装置具备起动控制部,所述起动控制部构成为:从所述电动马达起动起经过预先设定的起动期间之前,无论所述取得部有没有取得所述指令旋转速度,都使所述电动马达以预先设定的起动加速度加速。
11.一种车载用流体机械,其中,
所述车载用流体机械具备:
电动马达;
逆变器电路,其对所述电动马达进行驱动;以及
权利要求1~10中任一项所述的逆变器控制装置。
12.根据权利要求11所述的车载用流体机械,其中,
所述车载用流体机械是具备由所述电动马达驱动的压缩部的车载用电动压缩机。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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