DE102014224731A1

DE102014224731A1 - Motorgetriebener kompressor

Info

Publication number: DE102014224731A1
Application number: DE102014224731.4A
Authority: DE
Inventors: c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JIDOS Yano Junya; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JI Yamaguchi Tsuyoshi; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JID Koide Tatsuya; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JIDOSHO Suitou Ken; Yoshiki Nagata
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2015-06-11
Also published as: US20150159658A1; JP5975016B2; JP2015108348A; US9790944B2

Abstract

Ein motorgetriebener Kompressor beinhaltet einen elektrischen Motor, der von einem Motortreiber angetrieben wird, welcher ein Schaltelement beinhaltet, das eine Gleichspannung von einer Batterie in eine Wechselspannung umwandelt. Ein Temperatursensor erfasst die Temperatur des Schaltelements. Ein Spannungssensor erfasst die von der Batterie an das Schaltelement angelegte Gleichspannung. Eine Steuerungseinheit setzt den Schaltbetrieb des Schaltelements aus, wenn die erfasste Temperatur auf eine Temperaturschwelle ansteigt. Die Steuerungseinheit vermindert eine elektromotorische Gegenkraft, die von dem elektrischen Motor erzeugt wird. Die Steuerung verändert die Temperaturschwelle so, dass die Temperaturschwelle nach und nach ansteigt, angefangen wenn die erfasste Gleichspannung die höchste Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist, bis die erfasste Gleichspannung die niedrigste Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf der und beansprucht die Vorteile der Priorität der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-252255 , angemeldet am 5. Dezember 2013, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen motorgetriebenen Kompressor.
Die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2005-201108 beschreibt ein Beispiel eines typischen motorgetriebenen Kompressors mit einer Kompressionseinheit, die ein Kühlmittel komprimiert und ausgibt, einem elektrischen Motor, der die Kompressionseinheit antreibt, und einem Motortreiber, der den elektrischen Motor antreibt. Der Motortreiber beinhaltet Schaltelemente. Die Schaltelemente führen Schaltvorgänge durch, so dass der Motortreiber eine Gleichspannung einer Batterie (einer Gleichstrom-Energieversorgung) in eine Antriebswechselspannung umwandelt und die Antriebsspannung an den elektrischen Motor anlegt, um den elektrischen Motor anzutreiben.
Die Schaltelemente erzeugen Wärme, wenn sie die Schaltvorgänge durchführen. Beispielsweise kann, wenn der Schaltvorgang eines Schaltelements eine große Wärmemenge erzeugt, die Temperatur des Schaltelements die Temperatur überschreiten, die das Schaltelement aushält. Dies kann das Schaltelement beschädigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Versuche mit einer Steuerung eines Bezugsbeispiels durchgeführt, die eine Temperaturschwelle verwendet, um den Antrieb des elektrischen Motors anzuhalten. Die Steuerung des elektrischen Motors setzt den Schaltbetrieb eines Schaltelements aus, wenn beispielsweise die Temperatur des Schaltelements, die von einem Temperatursensor erfasst wird, bis auf die Temperaturschwelle ansteigt. Unter der Annahme, dass das Antriebsdrehmoment des motorgetriebenen Kompressors konstant ist, nimmt der Schaltverlust eines Schaltelements zu, wenn die an das Schaltelement angelegte Gleichspannung ansteigt. Eine Zunahme der Schaltverluste erhöht den Grad des Anstiegs der Temperatur des Schaltelements. Außerdem kann sich die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur von der tatsächlichen Temperatur des Schaltelements unterscheiden. Da es schwierig für die Steuerung ist, genau die tatsächliche Temperatur des Schaltelements zu erhalten, wird die Temperaturschwelle als ein feststehender Wert festgelegt, der gleich dem Ausgangswert des Temperatursensors ist, wenn die größte Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie an den motorgetriebenen Kompressor angelegt wird.
In dem elektrischen Motor erzeugt die durch den elektrischen Motor erzeugte Rotation einen magnetischen Fluss, der eine elektromotorische Gegenkraft hervorruft. Ein Anstieg in der Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors erhöht diese elektromotorische Gegenkraft. Wenn die elektromotorische Gegenkraft gleich der an den elektrischen Motor angelegten Antriebsspannung wird, kann die Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors nicht gesteigert werden. Beispielsweise wird, wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist, die elektromotorische Gegenspannung leicht gleich der an den elektrischen Motor angelegten Antriebskraft, in welchem Fall die Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors nicht gesteigert werden kann. Eine solche Situation ist nicht wünschenswert.
Eine Feldschwächsteuerung zum Vermindern der elektrischen Gegenkraft ist bekannt. Diese Feldschwächsteuerung vermindert die elektromotorische Gegenkraft, indem der elektrische Motor mit Strom von dem Motortreiber versorgt wird, um den durch die Rotation des elektrischen Motors erzeugten magnetischen Fluss zu schwächen. Dadurch wird es möglich, den elektrischen Motor mit einem hohen feststehenden Drehmoment und mit einer erhöhten Rotationsgeschwindigkeit zu betreiben, selbst wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist.
Der Betrag des Stroms, der dem elektrischen Motor von dem Motortreiber zugeleitet wird, verändert oder beeinträchtigt die Korrelation der tatsächlichen Temperatur des Schaltelements und der von dem Temperatursensor erfassten Temperatur. Beispielsweise erhöht ein Anstieg in dem Betrag des Stroms, der zu einer Leiterplatte des Motortreibers fließt, die von der Leiterplatte auf den Temperatursensor übertragene Wärme. Dies erhöht die von der Leiterplatte ausgehend erzeugte Wärme, erhöht die von der Leiterplatte an den Temperatursensor übertragene Wärme und steigert die Temperatur des Temperatursensors selbst. Die Feldschwächsteuerung, die durchgeführt wird, wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist, kann die Temperatur des Spannungssensors selbst erhöhen. Beispielsweise kann, wenn die Temperatur des Temperatursensors selbst in Übereinstimmung mit dem Strom zum Schwächen des von dem Motortreiber an den elektrischen Motor gelieferten magnetischen Flusses ansteigt, die Temperatur (der Ausgabewert), die von dem Temperatursensor erfasst wird, ansteigen und die Temperaturschwelle überschreiten, obwohl die tatsächliche Temperatur des Schaltelements niedriger ist als die Temperatur, die ausgehalten werden kann. In diesem Fall wird, obwohl dafür gar keine Notwendigkeit besteht, der Schaltvorgang des Schaltelements angehalten, der elektrische Motor wird angehalten und der Betrieb des motorgetriebenen Kompressors wird angehalten.
Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen motorgetriebenen Kompressor zu schaffen, der ein unnötiges Aussetzen des Betriebs einschränken kann, das durch eine Überhitzungsschutzsteuerung des Schaltelements verursacht wird, wenn die an die Schaltelemente angelegte Gleichspannung eine niedrige Spannung in einem anwendbaren Spannungsbereich ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein motorgetriebener Kompressor mit einem elektrischen Motor, der eine Kompressionseinheit antreibt. Ein Motortreiber treibt den elektrischen Motor an. Der Motortreiber beinhaltet ein Schaltelement, das eine Gleichspannung von einer Batterie in eine Wechselspannung umwandelt. Eine Steuerungseinheit steuert den Schaltbetrieb des Schaltelements. Ein Temperatursensor erfasst die Temperatur des Schaltelements. Ein Spannungssensor erfasst die von der Batterie an das Schaltelement angelegte Gleichspannung. Die Steuerungseinheit ist dazu ausgestaltet, eine Aussetzsteuerung durchzuführen, die den Schaltbetrieb des Schaltelements aussetzt, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur auf eine vorbestimmte Temperaturschwelle ansteigt, und eine Feldschwächsteuerung, die eine von dem elektrischen Motor erzeugte elektromotorische Gegenkraft reduziert. Die Steuerungseinheit legt die Temperaturschwelle unter Verwendung einer mathematischen Funktion, die eine Variable hat, und der durch den Spannungssensor erfassten Gleichspannung als der Variablen fest. Die Temperaturschwelle wird so festgelegt, dass sie einen Bezugsschwellenwert hat, der gleich der Temperatur ist, die das Schaltelement aushalten kann, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung die höchste Spannung in einem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist. Die Temperaturschwelle steigt nach und nach von dem Bezugsschwellenwert aus an, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie abnimmt.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung, gesehen im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung kann zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen am besten mit Bezug auf die nun folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
1 eine Querschnittsseitenansicht ist, die eine Ausführungsform eines motorgetriebenen Kompressors zeigt,
2 ein Schaltkreisdiagramm eines Motortreibers ist, und
3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Gleichspannung einer Batterie und der Temperaturschwelle veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform eines motorgetriebenen Kompressors wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Der motorgetriebene Kompressor ist beispielsweise in einem Fahrzeug montiert und wird mit einer Fahrzeugklimaanlage zusammen verwendet.
Mit Bezug auf 1 beinhaltet ein motorgetriebener Kompressor 10 eine Kompressionseinheit 12, die ein Kühlmittel komprimiert und ausgibt, einen elektrischen Motor 13, der die Kompressionseinheit 12 antreibt, und einen Motortreiber 20, der den elektrischen Motor 13 antreibt. Die Kompressionseinheit 12 und der elektrische Motor 13 sind in einem Gehäuse 11 untergebracht. Die Kompressionseinheit 12 beinhaltet eine feststehende Spirale 12a, die in dem Gehäuse 11 fixiert ist, und eine bewegliche Spirale 12b, die mit der feststehenden Spirale 12a im Eingriff ist. Der elektrische Motor 13 beinhaltet einen Rotor 13a, der an einer Rotationswelle 15 befestigt ist und integral mit ihr zusammen gedreht wird, und einen Stator 13b, der an der inneren Oberfläche des Gehäuses 11 befestigt ist.
Der Motortreiber 20 kann beispielsweise außerhalb des Gehäuses 11 vorgesehen sein. In dem dargestellten Beispiel ist der Motortreiber 20 in einem Leerraum untergebracht, der von einer Abdeckung 16, die an einer Endwand des Gehäuses 11 befestigt ist, sowie der Endwand des Gehäuses 11 definiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Kompressionseinheit 12, der elektrische Motor 13 und der Motortreiber 20 in dieser Reihenfolge in der Richtung angeordnet, in welcher sich die Achse L der Rotationswelle 15 erstreckt (der axialen Richtung).
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet der Motortreiber 20 Schaltelemente 21 und 22 und einen Stromglättungskondensator 23. Eine Diode 24 ist mit jedem der Schaltelemente 21 und 22 verbunden. Die Diode 24 führt die an dem elektrischen Motor 13 erzeugte elektromotorische Gegenkraft zu einer Batterie 25 (Gleichstrom-Energieversorgung) zurück. Die Schaltelemente 21 können als Oberarmschaltelemente bezeichnet werden, und die Schaltelemente 22 als Unterarmschaltelemente.
Die Basis jedes der Schaltelemente 21 und 22 ist mit einer Steuerungseinheit 30 signalverbunden, welche ein Computer mit einem Prozessor und einem Speicher sein kann. Die Steuerungseinheit 30 steuert den Schaltbetrieb jedes der Schaltelemente 21 und 22. Der Kollektor jedes Schaltelements 21 ist mit der Batterie 25 verbunden. Der Emitter jedes Schaltelements 21 ist mit einer Spule 13c des elektrischen Motors 13 verbunden. Der Emitter jedes Schaltelements 22 ist mit der Batterie 25 verbunden. Der Kollektor jedes Schaltelements 22 ist mit einer Spule 13c des elektrischen Motors 13 verbunden.
Der Motortreiber 20 steuert die Antriebsspannung des elektrischen Motors 13 durch eine Impulsbreitenmodulation. Beispielsweise erzeugt der Motortreiber 20 ein PWM-Signal (PWM: pulse width modulation, Impulsbreitenmodulation) aus einer Trägerwelle, die ein hochfrequentes Dreieckswellensignal sein kann, und einem Spannungsbestimmungssignal, das die zu erzeugende Spannung bestimmt. Der Motortreiber 20 stellt das PWM-Signal jedem der Schaltelemente 21 und 22 zur Verfügung. Jedes der Schaltelemente 21 und 22 führt einen Schaltvorgang gemäß dem PWM-Signal durch, um eine Gleichspannung, die von der Batterie 25 an jedes der Schaltelemente 21 und 22 angelegt wird, in eine Antriebswechselspannung umzuwandeln. Die Antriebswechselspannung, die auf diese Art und Weise erhalten wird, wird an den elektrischen Motor 13 angelegt, um den elektrischen Motor 13 zu steuern und anzutreiben.
Die Steuerungseinheit 30 ist elektrisch mit einem Temperatursensor 31 verbunden, der die Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 erfasst. Beispielsweise kann der Temperatursensor 31 ein Thermistor sein, der in der Nähe der Schaltelemente 21 und 22 vorgesehen ist. Die Ausgabe des Temperatursensors 31 (die erfasste Temperatur oder der Ausgabewert) wird der Steuerungseinheit 30 zur Verfügung gestellt.
Die von dem Temperatursensor 31 erfasste Temperatur kann sich von der tatsächlichen Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 unterscheiden. Außerdem speichert die Steuerungseinheit 30 einen Satz von Temperaturschätzwerten, der auch als Satz von Bezugswerten bezeichnet werden kann. Der Satz von Temperaturschätzwerten wird zuvor auf der Grundlage der Temperatur, die die Schaltelemente 21 und 22 aushalten können, und der Beziehung der Gleichspannung der Batterie 25 und der von dem Temperatursensor 31 erfassten Temperatur erhalten. Beispielsweise kann der Satz von Temperaturschätzwerten bestimmt werden, indem die Temperatur, die tatsächlich ausgehalten werden kann, bei verschiedenen Gleichspannungen in den Ausgabewert des Temperatursensors 31 umgewandelt wird. In manchen Implementierungen sind die Temperaturschätzwerte verschiedenen Gleichspannungen einer Batterie 25 zugeordnet, und jeder Temperaturschätzwert kann gleich dem Temperatursensorausgabewert sein, der die Temperatur anzeigt, die die Schaltelemente 21 und 22 bei der entsprechenden Gleichspannung aushalten können, oder diesem Temperatursensorausgabewert entsprechen.
In 3 zeigt die durchgezogene Linie L1 die Beziehung der Gleichspannung der Batterie 25 und des Temperaturschätzwerts, wenn das Antriebsdrehmoment des motorgetriebenen Kompressors 10 feststehend und hoch ist.
Unter der Annahme, dass das Antriebsdrehmoment des motorgetriebenen Kompressors 10 feststeht, steigert eine höhere Gleichspannung der Batterie 25 die Schaltverluste der Schaltelemente 21 und 22 und steigert die den Grad des Anstiegs der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22. Deswegen werden die Temperaturschätzwerte so eingestellt, dass sie niedriger sind, wenn die Gleichspannung der Batterie 25 ansteigt.
Wie in 2 dargestellt, ist ein Spannungssensor 32, der die von der Batterie 25 an die Schaltelemente 21 und 22 angelegte Gleichspannung erfasst, elektrisch mit der Steuerungseinheit 30 verbunden. Die Ausgabe (die erfasste Spannung oder der Ausgabewert) des Spannungssensors 32 wird an die Steuerungseinheit 30 geschickt.
Wenn die von dem Temperatursensor 31 erfasste Temperatur ansteigt und eine vorbestimmte Temperaturschwelle T erreicht, führt die Steuerungseinheit 30 eine Aussetzsteuerung durch, um den Schaltbetrieb der Schaltelemente 21 und 22 auszusetzen. Die Temperaturschwelle T kann eine Temperatur sein, die kleiner oder gleich dem Temperaturschätzwert ist.
Die Temperaturschwelle T kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Werten in Übereinstimmung mit der erfassten Gleichspannung beinhalten. Die Steuerungseinheit 30 beinhaltet ein Steuerungsprogramm, das eine mathematische Funktion verwendet, die eine Variable hat, die die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung ist, um die Temperaturschwelle T festzulegen. Die mathematische Funktion kann eine lineare Funktion einer Variablen sein. In der dargestellten Ausführungsform der 3 wird die Temperaturschwelle T als T = A·Vb + B ausgedrückt, wobei Vb die Variable ist, die die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung ist, und A und B Konstanten sind. Die Temperaturschwelle T hat einen Bezugsschwellenwert, der gleich dem Temperaturschätzwert ist, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung die höchste Spannung Vmax (beispielsweise 400 V) in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, die normalerweise von dem motorgetriebenen Kompressor 10 verwendet wird. Wie in 3 dargestellt, steigt die Temperaturschwelle T von dem Bezugsschwellenwert T aus nach und nach an, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung abnimmt. Die Temperaturschwelle T ist relativ hoch, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasst Gleichspannung gleich oder ähnlich der kleinsten Spannung Vmin (beispielsweise 100 V) in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist. Die Temperaturschwelle T wird so festgelegt, dass sie näher an der aushaltbaren Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 liegt, oder dem Temperaturschätzwert, der der von dem Spannungssensor 32 erfassten Gleichspannung entspricht.
Die Steuerungseinheit 30 führt eine Feldschwächsteuerung durch, um die von der Rotation des elektrischen Motors 13 hervorgerufene elektromotorische Gegenkraft zu vermindern. Diese Feldschwächsteuerung wird nun beschrieben.
In dem elektrischen Motor 13 wird durch einen magnetischen Fluss, der durch die Rotation des elektrischen Motors 13 erzeugt wird, eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt. Wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasst Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, erhöht ein Anstieg in der Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors 13 die elektromotorische Gegenkraft. Wenn die elektromotorische Gegenkraft gleich der an den elektrischen Motor 13 angelegten Antriebsspannung wird, kann die Rotationsgeschwindigkeit des elektrischen Motors 13 nicht erhöht werden.
Die Steuerungseinheit 30 vermindert die elektromotorische Gegenkraft, indem der elektrische Motor 13 mit Strom versorgt wird, um den durch die Rotation des elektrischen Motors 13 erzeugten magnetischen Fluss zu schwächen. Deswegen kann der motorgetriebenen Kompressor 10 mit einem feststehenden und hohen Drehmoment angetrieben werden, selbst wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform wird nun beschrieben.
Beispielsweise führt, wenn die an die Schaltelemente angelegte Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, oder kleiner als eine niedrige Spannungsschwelle (z. B. 200 V), die Steuerungseinheit 30 die Feldschwächsteuerung durch, so dass das Antriebsdrehmoment des motorgetriebenen Kompressors 10 feststehend und hoch ist. In der Feldschwächsteuerung wird der elektrische Motor 13 mit Strom von dem Motortreiber 20 versorgt, um den durch die Rotation des elektrischen Motors 13 erzeugten magnetischen Fluss zu schwächen. Die Ausgabe des Stroms von dem Motortreiber 20 an den elektrischen Motor 13 erhöht die Temperatur des Temperatursensors 31. Die durchgezogene Linie L2 in 3 zeigt die Beziehung der Gleichspannung der Batterie 25 und der von dem Temperatursensor 31 erfassten Temperatur, wenn das Antriebsdrehmoment des motorgetriebenen Kompressors 10 ein feststehendes und hohes Drehmoment ist.
In diesem Beispiel ist die Temperatur, die von dem Temperatursensor 31 erfasst wird, wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung (beispielsweise 100 V bis 200 V) in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, höher als die von dem Temperatursensor 31 erfasste Temperatur, wenn die Gleichspannung eine mittlere Spannung (beispielsweise 200 V bis 300 V) in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist. Außerdem ist die Temperatur, die von dem Temperatursensor 31 erfasst wird, wenn die Gleichspannung eine hohe Spannung (beispielsweise 300 V bis 400 V) in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, höher als die von dem Temperatursensor 31 erfasste Temperatur, wenn die Gleichspannung eine mittlere Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist.
Wenn beispielsweise die Temperaturschwelle T auf einen festen Wert eingestellt wird, der gleich dem Temperaturschätzwert ist, wenn die Gleichspannung die höchste Spannung V_max in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, unabhängig von der erfassten Gleichspannung, kann, obwohl zwischen der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 und der Temperatur, die ausgehalten werden kann (dem Temperaturschätzwert), ein ausreichender Abstand vorliegt, die von dem Temperatursensor 31 erfasste Temperatur auf die erste Temperaturschwelle T1 ansteigen. In diesem Fall führt die Steuerungseinheit 30 die Aussetzsteuerung durch und setzt den Betrieb des motorgetriebenen Kompressors 10 aus.
Die Steuerungseinheit 30 der vorliegenden Ausführungsform verwendet jedoch die mathematische Funktion, die eine Variable hat, die die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung ist, um die Temperaturschwelle T festzulegen, um eine solche unerwünschte Situation zu vermeiden. Das heißt, die mathematische Funktion ist so ausgestaltet, dass die Temperaturschwelle T einen Bezugsschwellenwert hat, der gleich dem Temperaturschätzwert ist, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung die höchste Spannung V_max in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, die normalerweise von dem motorgetriebenen Kompressor 10 verwendet wird. Die mathematische Funktion ist so ausgestaltet, dass die Temperaturschwelle T von dem Bezugsschwellenwert aus ansteigt, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 abnimmt. Dies schränkt die Durchführung der Aussetzsteuerung durch die Steuerungseinheit 30 ein, wenn ein ausreichender Abstand zwischen der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 und der Temperatur vorliegt, die ausgehalten werden kann. Im Ergebnis wird das Aussetzen des Betriebs des motorgetriebenen Kompressors 10 eingeschränkt, wenn ein ausreichender Abstand zwischen der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 und der Temperatur vorliegt, die ausgehalten werden kann.
Die obige Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

(1) Die Steuerungseinheit 30 verwendet die mathematische Funktion, die eine Variable hat, die die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung ist, um die Temperaturschwelle T festzulegen. Die mathematische Funktion ist so ausgestaltet, dass die Temperaturschwelle T einen Bezugsschwellenwert hat, der gleich dem Temperaturschätzwert ist, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung die höchste Spannung V_max in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, die normalerweise von dem motorgetriebenen Kompressor 10 verwendet wird. Die mathematische Funktion ist so ausgestaltet, dass die Temperaturschwelle T von dem Bezugsschwellenwert aus ansteigt, wenn die von dem Spannungssensor 32 erfasst Gleichspannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 abnimmt. Im Vergleich mit einem Fall, in dem beispielsweise die Temperaturschwelle T so festgelegt wird, dass sie einen feststehenden Wert hat, der gleich dem Temperaturschätzwert ist, wenn die Gleichspannung die höchste Spannung V_max in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, unabhängig von der erfassten Gleichspannung, ist deswegen die Durchführung der Aussetzsteuerung durch die Steuerungseinheit 30 eingeschränkt, wenn ein ausreichender Abstand zwischen der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 und der Temperatur vorliegt, die ausgehalten werden kann. Als Ergebnis ist, wenn die Gleichspannung eine niedrige Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie 25 ist, ein Aussetzen des Betriebs des motorgetriebenen Kompressors 10 eingeschränkt, wenn ein ausreichender Abstand zwischen der Temperatur der Schaltelemente 21 und 22 und der Temperatur vorliegt, die ausgehalten werden kann.
(2) Die mathematische Funktion ist so ausgestaltet, dass die Temperaturschwelle T so festgelegt ist, dass sie näher an dem Temperaturschätzwert liegt, der der von dem Spannungssensor 32 erfassten Gleichspannung entspricht. Dies vermindert die Differenz zwischen der Temperaturschwelle T und der aushaltbaren Temperatur der Schaltelemente 21 und 22, und verbreitert daher einen Betriebsbereich des motorgetriebenen Kompressors 10.
(3) Die Steuerungseinheit 30 speichert die lineare Funktion zum Festlegen der Temperaturschwelle T. Dies vermindert die Anzahl der Vorgänge zum Vorbereiten eines Steuerungsprogramms. Es können aber auch mehrere Temperaturschwellen T in der Steuerungseinheit 30 in Übereinstimmung mit verschiedenen Gleichspannungen der Batterie 25 festgelegt werden.

Fachleute sollten erkennen, dass die vorliegende Erfindung auf viele andere Arten und Weisen durchgeführt werden kann, ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird. Insbesondere sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung auch wie folgt ausgeführt werden kann.
Zum Festlegen der Temperaturschwelle T kann die Steuerungseinheit 30 eine quadratische Funktion verwenden, die eine Variable hat, die die von dem Spannungssensor 32 erfasste Gleichspannung ist.
Der Temperatursensor 31 kann beispielsweise ein Thermoelement oder ein Strahlungsthermometer sein.
Wenn die Abdeckung 16 an der Umfangswand des Gehäuses 11 befestigt ist, kann der Motortreiber 20 in dem Leerraum untergebracht sein, der durch die Umfangswand des Gehäuses 11 und die Abdeckung 16 definiert wird.
Die Kompressionseinheit 12 kann beispielsweise mit Kolben, Flügelzellen oder dergleichen ausgestaltet sein.
Der motorgetriebene Kompressor 10 braucht nicht zusammen mit einer Fahrzeugklimaanlage verwendet zu werden und kann auch mit einer anderen Art von Klimaanlage zusammen verwendet werden.
Die Steuerungseinheit 30 kann einen Computerprozessor beinhalten, der dazu ausgestaltet ist, zumindest ein Steuerungsverfahren oder Steuerungsprogramm auszuführen. Die Steuerungseinheit 30 kann computerlesbare Medien beinhalten, die vom Computer ausführbare Befehle oder Datenstrukturen tragen oder auf denen solche gespeichert sind. Solche computerlesbaren Medien können jegliche zur Verfügung stehenden Medien sein, auf die durch einem allgemein einsetzbaren Computer oder einem zu einem speziellen Zweck vorgesehenen Computer zugegriffen werden kann, wie dem Computerprozessor der Steuerungseinheit 30. Rein beispielhaft und nicht beschränkend können solche computerlesbaren Medien RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM oder andere optische Plattenspeicher, magnetische Plattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen aufweisen, oder jedes andere Medium, das dazu verwendet werden kann, einen gewünschten Programmcode in Form von durch einen Computer ausführbaren Befehlen oder Datenstrukturen zu tragen oder zu speichern, und auf die durch einem allgemein einsetzbaren Computer oder einem zu einem speziellen Zweck vorgesehenen Computer zugegriffen werden kann.
Die obige Beschreibung soll rein der Veranschaulichung dienen und nicht einschränkend wirken. Beispielsweise können die oben beschriebenen Beispiele (einer oder mehrere Aspekte dieser Beispiele) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, wie sie einem Fachmann beim Lesen der obigen Beschreibung einfallen. In der obigen Beschreibung der Ausführungsformen können auch verschiedene Merkmale zusammen gruppiert sein, um die Offenbarung zu straffen. Dies sollte nicht so ausgelegt werden, dass beabsichtigt wäre, dass ein nicht beanspruchtes offenbartes Merkmal für irgendeinen Anspruch wesentlich ist. Ein erfinderischer Gegenstand kann auch auf weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform beruhen. Deswegen werden auch die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich als separate Ausführungsform steht. Der Bereich der Erfindung sollte mit Bezug auf die anliegenden Ansprüche bestimmt werden, und zwar gemeinsam mit dem vollständigen Bereich an Äquivalenten, welche solchen Ansprüchen zustehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-252255 [0001]
JP 2005-201108 [0003]

Claims

Motorgetriebener Kompressor mit: einem elektrischen Motor, der eine Kompressionseinheit antreibt; einem Motortreiber, der den elektrischen Motor antreibt, wobei der Motortreiber ein Schaltelement beinhaltet, das eine Gleichspannung von einer Batterie in eine Wechselspannung umwandelt; einer Steuerungseinheit, die den Schaltbetrieb des Schaltelements steuert; einem Temperatursensor, der die Temperatur des Schaltelements erfasst; und einem Spannungssensor, der die von der Batterie an das Schaltelement angelegte Gleichspannung erfasst; wobei die Steuerungseinheit dazu ausgestaltet ist, folgendes durchzuführen: eine Aussetzsteuerung, die den Schaltbetrieb des Schaltelements aussetzt, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur auf eine Temperaturschwelle ansteigt, und eine Feldschwächsteuerung, die eine von dem elektrischen Motor erzeugte elektromotorische Gegenkraft vermindert, und wobei die Steuerungseinheit die Temperaturschwelle unter Verwendung einer mathematischen Funktion, die eine Variable hat, und der von dem Spannungssensor erfassten Gleichspannung als der Variablen festlegt, wobei die Temperaturschwelle so festgelegt ist, dass sie einen Bezugsschwellenwert hat, der gleich der aushaltbaren Temperatur des Schaltelements ist, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung die höchste Spannung in einem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie ist, und die Temperaturschwelle nach und nach von dem Bezugsschwellenwert aus zunimmt, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung in dem anwendbaren Spannungsbereich der Batterie abnimmt.
Motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem die Steuerungseinheit die Temperaturschwelle so festlegt, dass sie näher an der aushaltbaren Temperatur des Schaltelements liegt, die der von dem Spannungssensor erfassten Gleichspannung entspricht.
Motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die mathematische Funktion eine lineare Funktion ist.
Motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem die mathematische Funktion eine lineare Funktion mit einer Variablen ist.
Motorgetriebener Kompressor mit: einem elektrischen Motor, der eine Kompressionseinheit antreibt; einem Motortreiber, der den elektrischen Motor antreibt, wobei der Motortreiber ein Schaltelement beinhaltet, das eine Gleichspannung von einer Batterie in eine Wechselspannung umwandelt, wobei die an das Schaltelement anzulegende Spannung in einem bestimmten anwendbaren Spannungsbereich zwischen einer höchsten Spannung und einer niedrigsten Spannung liegt; einer Steuerungseinheit, die den Schaltbetrieb des Schaltelements steuert; einem Temperatursensor, der die Temperatur des Schaltelements erfasst; und einem Spannungssensor, der die an das Schaltelement angelegte Gleichspannung erfasst; wobei die Steuerungseinheit dazu ausgestaltet ist: eine Aussetzsteuerung auszuführen, die den Schaltbetrieb des Schaltelements aussetzt, wenn die von dem Temperatursensor erfasste Temperatur auf eine Temperaturschwelle ansteigt, eine Feldschwächsteuerung auszuführen, die eine von dem elektrischen Motor erzeugte elektromotorische Gegenkraft vermindert, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Spannung geringer ist als eine niedrige Spannungsschwelle, und die Temperaturschwelle gemäß der von dem Spannungssensor erfassten Gleichspannung zu verändern, wobei die Temperaturschwelle einen niedrigsten Wert hat, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung die höchste Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich ist, und wobei die Temperaturschwelle von dem niedrigsten Wert aus nach und nach ansteigt, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung in dem anwendbaren Spannungsbereich abnimmt.
Motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 5, bei welchem die Temperaturschwelle von dem niedrigsten Wert aus linear ansteigt, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung von der höchsten Spannung auf die niedrigste Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich abfällt.
Motorgetriebener Kompressor nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem der niedrigste Wert der Temperaturschwelle so festgelegt ist, dass er gleich einem Ausgabewert des Temperatursensors ist, der eine Temperatur anzeigt, die das Schaltelement aushalten kann, wenn die von dem Spannungssensor erfasste Gleichspannung die höchste Spannung in dem anwendbaren Spannungsbereich ist.