DE102022200752A1

DE102022200752A1 - Motorgetriebener verdichter

Info

Publication number: DE102022200752A1
Application number: DE102022200752.2A
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Tada; Katsuya Usami; Satoshi Okada
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2022-01-24
Publication date: 2022-08-04
Also published as: CN114810548B; CN114810548A; JP2022116751A

Abstract

Ein motorgetriebener Verdichter beinhaltet eine Verdichtereinheit, einen elektrischen Motor, eine Inverterschaltung, einen Erfassungswiderstand und eine Messeinheit. Der Erfassungswiderstand beinhaltet einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand. Der zweite Widerstand und der erste Widerstand sind in Reihe geschaltet. Die Messeinheit ist konfiguriert, einen Spannungsabfall durch den ersten Widerstand und einen Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand zu messen. Der motorgetriebene Verdichter beinhaltet ferner eine Fehlerbestimmungseinheit, die basierend auf einem Vergleich zwischen dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand und dem Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand, die durch die Messeinheit detektiert wurden, bestimmt, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand vorliegt.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen motorgetriebenen Verdichter.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Beispielsweise offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2010-193668 einen motorgetriebenen Verdichter. Der in der Veröffentlichung offenbarte motorgetriebene Verdichter beinhaltet eine Verdichtereinheit, die Fluid verdichtet, einen elektrischen Motor, der die Verdichtereinheit antreibt, eine Inverterschaltung, die den elektrischen Motor antreibt, einen Erfassungswiderstand, eine Messeinheit, die den durch den Erfassungswiderstand fließenden Strom abschätzt. Der motorgetriebene Verdichter verwendet Messergebnisse der Messeinheit, wenn der Ausgang des elektrischen Motors gesteuert wird.
Da die Messergebnisse der Messeinheit verwendet werden, um den elektrischen Motor zu steuern, kann ein Ausfall des Erfassungswiderstands die Steuerung des elektrischen Motors nachteilig beeinflussen. Dementsprechend ist es vorzuziehen, dass bestimmbar ist, ob ein Ausfall im Erfassungswiderstand vorliegt, ohne die Steuerung des elektrischen Motors zu verkomplizieren.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Diese Zusammenfassung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifizieren, noch soll sie als Hilfe bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet werden.
In einem allgemeinen Aspekt wird ein motorgetriebener Verdichter bereitgestellt, der folgendes beinhaltet eine Verdichtereinheit, die konfiguriert ist, Fluid zu verdichten, einen elektrischen Motor, der konfiguriert ist, die Verdichtereinheit anzutreiben, eine Inverterschaltung, die konfiguriert ist, den elektrischen Motor anzutreiben, einen Erfassungswiderstand, der verwendet wird, um einen Strom zu detektieren, der durch die Inverterschaltung fließt, und eine Messeinheit, die konfiguriert ist, einen Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand zu detektieren. Der Erfassungswiderstand beinhaltet einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand, wobei der zweite Widerstand mit dem ersten Widerstand in Reihe geschaltet ist. Die Messeinheit ist konfiguriert, einen Spannungsabfall durch den ersten Widerstand und einen Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand zu detektieren. Der motorgetriebene Verdichter beinhaltet ferner eine Fehlerbestimmungseinheit, die basierend auf einem Vergleich zwischen dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand und dem Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand, die durch die Messeinheit detektiert wurden, bestimmt, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand vorliegt.
Mit dieser Konfiguration fließt der Strom, der durch die Inverterschaltung geflossen ist, durch den Erfassungswiderstand, der den ersten Widerstand und den zweiten Widerstand beinhaltet. In jedem Widerstand tritt ein Spannungsabfall auf, der proportional zu dem Strom, der durch den Widerstand fließt, und dem Widerstandswert des Widerstands ist. Da der zweite Widerstand und der erste Widerstand in Reihe geschaltet sind, stimmen der Wert des Stroms durch den Erfassungswiderstand, der Wert des Stroms durch den ersten Widerstand und der Wert des Stroms durch den zweiten Widerstand miteinander überein. Dementsprechend ist der Spannungsabfall, der in jedem Widerstand auftritt, proportional zu dem Widerstandswert dieses Widerstands. Wenn ein Fehler, wie etwa ein Kurzschluss, in dem ersten Widerstand oder dem zweiten Widerstand auftritt, ändern sich der Widerstandswert des Widerstands mit dem Fehler und der Widerstandswert des Erfassungswiderstands von normalen Werten. Entsprechend den Änderungen der Widerstandswerte ändert sich der Spannungsabfall durch jeden Widerstand. Zu diesem Zeitpunkt sind die Änderungsbeträge der Widerstandswerte der jeweiligen Widerstände, die durch den Fehler verursacht werden, voneinander verschieden. Die Messeinheit misst mindestens zwei des Spannungsabfalls des ersten Widerstands, des Spannungsabfalls des zweiten Widerstands und des Spannungsabfalls des Erfassungswiderstands, was eine Kombination des ersten Widerstands und des zweiten Widerstands ist. Da die Änderungsbeträge der Widerstandswerte der jeweiligen Widerstände, die durch den Fehler verursacht werden, voneinander verschieden sind, wie oben beschrieben, kann die Fehlerbestimmungseinheit basierend auf den zwei Spannungsabfällen, die durch die Messeinheit gemessen werden, bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand vorliegt. Der Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand wird durch Kombinieren des Spannungsabfalls durch den ersten Widerstand und des Spannungsabfalls durch den zweiten Widerstand erhalten. Somit erzeugt der Vergleich zwischen dem Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand und dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand oder dem Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand ähnliche Ergebnisse wie der Vergleich zwischen dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand und dem Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand.
Im oben beschriebenen motorgetriebenen Verdichter kann der erste Widerstand eine erste Parallelschaltungsanordnung beinhalten, die Widerstände beinhaltet, die parallel geschaltet sind, und der zweite Widerstand kann eine zweite Parallelschaltungsanordnung beinhalten, die Widerstände beinhaltet, die parallel geschaltet sind.
Wenn ein Strom, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, durch einen Widerstand fließt, kann der Widerstand durch seine eigene erzeugte Wärme beschädigt werden. Der Strom durch den ersten Widerstand und den zweiten Widerstand wird in jeder Parallelschaltungsanordnung aufgeteilt. Dies reduziert den Strom durch jeden der Widerstände. Dementsprechend nimmt die Wärmemenge, die in jedem Widerstand erzeugt wird, ab. Somit kann ein größerer Strom durch den Erfassungswiderstand fließen. Der Erfassungswiderstand kann daher verwendet werden, um größere Ströme zu detektieren.
Im oben beschriebenen motorgetriebenen Verdichter können Widerstandswerte der Widerstände im ersten Widerstand gleich sein, und Widerstandswerte der Widerstände im zweiten Widerstand können gleich sein.
Diese Konfiguration reduziert die Anzahl von Typen von Widerständen im ersten Widerstand und die Anzahl von Typen von Widerständen im zweiten Widerstand. Dies vereinfacht die Konfiguration des Erfassungswiderstands.
Im oben beschriebenen motorgetriebenen Verdichter können die Widerstandswerte der Widerstände im zweiten Widerstand gleich den Widerstandswerten der Widerstände im ersten Widerstand sein.
Mit dieser Konfiguration werden Widerstände des gleichen Typs im ersten Widerstand und im zweiten Widerstand verwendet. Dementsprechend wird die Anzahl von Typen von Widerständen im Erfassungswiderstand reduziert. Dies vereinfacht die Konfiguration des Erfassungswiderstands weiter.
Im oben beschriebenen motorgetriebenen Verdichter kann die Anzahl der Widerstände im zweiten Widerstand gleich der Anzahl der Widerstände im ersten Widerstand sein.
Mit dieser Konfiguration weisen der erste Widerstand und der zweite Widerstand die gleiche Struktur auf. Dies vereinfacht die Konfiguration des Erfassungswiderstands weiter.
Andere Merkmale und Aspekte werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines motorgetriebenen Verdichters zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Inverterschaltung zeigt.
3 ist ein Diagramm, das einen Erfassungswiderstand veranschaulicht.
4 ist ein Diagramm, das Widerstandswerte eines ersten Widerstands und eines zweiten Widerstands in einem normalen Zustand und einem anomalen Zustand zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Fehlerbestimmungsverfahrens zeigt.

Überall in den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Elemente. Die Zeichnungen sind möglicherweise nicht maßstabsgetreu, und die relative Größe, Proportionen und Darstellung von Elementen in den Zeichnungen können der Klarheit, Veranschaulichung und Zweckmäßigkeit halber übertrieben sein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung stellt ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Apparate und/oder Systeme bereit. Modifikationen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Apparate und/oder Systeme sind für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich. Sequenzen von Operationen sind beispielhaft und können wie für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich geändert werden, mit der Ausnahme von Operationen, die notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge auftreten. Beschreibungen von Funktionen und Konstruktionen, die für einen Durchschnittsfachmann wohlbekannt sind, können weggelassen werden.
Beispielhafte Ausführungsformen können unterschiedliche Formen aufweisen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch gründlich und vollständig und vermitteln den vollen Umfang der Offenbarung an einen Durchschnittsfachmann.
In dieser Beschreibung sollte „mindestens eines von A und B“ so verstanden werden, dass es „nur A, nur B oder sowohl A als auch B“ bedeutet.
<Konfiguration>
Ein motorgetriebener Verdichter 10 gemäß einer Ausführungsform wird nun beschrieben. Der motorgetriebene Verdichter 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in einer fahrzeugeigenen Klimaanlage 120 verwendet, die an einem Fahrzeug 100 montiert ist.
Wie in 1 gezeigt, beinhaltet das Fahrzeug 100 eine fahrzeugeigene Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 und die fahrzeugeigene Klimaanlage 120.
Die fahrzeugeigene Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 wird als eine fahrzeugeigene Leistungsquelle verwendet. Die fahrzeugeigene Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 kann von einem beliebigen Typ sein, solange sie Gleichstromleistung laden/entladen kann. Zum Beispiel kann eine wiederaufladbare Batterie oder ein elektrischer Doppelschichtkondensator eingesetzt werden.
Die fahrzeugeigene Klimaanlage 120 beinhaltet einen externen Kältemittelkreislauf 121, eine Klimaanlagen-ECU 122 und den motorgetriebenen Verdichter 10.
Der externe Kältemittelkreislauf 121 ist konfiguriert, Fluid, das Kältemittel ist, dem motorgetriebenen Verdichter 10 zuzuführen, und beinhaltet zum Beispiel einen Wärmetauscher und ein Expansionsventil.
Die Klimaanlagen-ECU 122 steuert die gesamte fahrzeugeigene Klimaanlage 120. Die Klimaanlagen-ECU 122 ist konfiguriert, Parameter, wie etwa eine Temperatur des Fahrgastraums und eine Zieltemperatur einer Fahrzeugklimaanlage, zu erhalten. Basierend auf diesen Parametern gibt die Klimaanlagen-ECU 122 verschiedene Befehle, wie etwa eine Befehlsrotationsgeschwindigkeit, an den motorgetriebenen Verdichter 10 aus.
Wie in 1 und 2 gezeigt, beinhaltet der motorgetriebene Verdichter 10 eine Verdichtereinheit 11, einen elektrischen Motor 12, eine Inverterschaltung 30, einen Erfassungswiderstand 40 und eine Steuerung 80.
Die Verdichtereinheit 11 ist konfiguriert, zu rotieren. Wenn sie rotiert, verdichtet die Verdichtereinheit 11 Fluid, das Kältemittel ist, das durch den externen Kältemittelkreislauf 121 zugeführt wird, und gibt das verdichtete Kältemittel ab. Die Verdichtereinheit 11 kann ein beliebiger Typ sein, wie etwa ein Schneckentyp, ein Kolbentyp oder ein Flügeltyp.
Der elektrische Motor 12 beinhaltet eine Drehwelle 21, einen Rotor 22, einen Stator 23 und Dreiphasenspulen 24u, 24v, 24w, die um den Stator 23 gewickelt sind.
Die Drehwelle 21 ist konfiguriert, integral mit der Verdichtereinheit 11 rotierbar zu sein. Der Rotor 22 ist an der Drehwelle 21 fixiert. Der Stator 23 ist angeordnet, dem Rotor 22 gegenüberzuliegen.
Wie in 2 gezeigt, sind die Spulen 24u, 24v, 24w verbunden, um beispielsweise eine Y-Verbindung zu bilden. Der Rotor 22 und die Drehwelle 21 rotieren, wenn die Dreiphasenspulen 24u, 24v, 24w in einem vorbestimmten Muster erregt werden. Dementsprechend rotiert die Verdichtereinheit 11. Somit ist der elektrische Motor 12 konfiguriert, die Verdichtereinheit 11 anzutreiben.
Die Inverterschaltung 30 wandelt Leistung, die von der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 zugeführt wird, in Wechselstromleistung um und führt die Wechselstromleistung den Dreiphasenspulen 24u, 24v, 24w des elektrischen Motors 12 zu. Die Inverterschaltung 30 kann an einer beliebigen Position installiert sein. Zum Beispiel ist in einem Fall, in dem der motorgetriebene Verdichter 10 ein Gehäuse beinhaltet, das die Verdichtereinheit 11 und den elektrischen Motor 12 aufnimmt, die Inverterschaltung 30 am Gehäuse angebracht. Die Art und Weise, in der die Dreiphasenspulen 24u, 24v, 24w miteinander verbunden sind, ist nicht auf eine Y-Verbindung beschränkt, sondern kann eine Delta-Verbindung sein.
Die Inverterschaltung 30 beinhaltet eine positive Sammelschiene Li, eine negative Sammelschiene L2, einen positiven Anschluss 31, einen negativen Anschluss 32, sechs Schaltelemente Q1 bis Q6 und sechs Dioden Di. Der positive Anschluss 31 ist mit der positiven Sammelschiene Li verbunden. Der positive Anschluss 31 ist mit der positiven Elektrode der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 verbunden. Der negative Anschluss 32 ist mit der negativen Sammelschiene L2 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) als die Schaltelemente Q1 bis Q6 verwendet. Jedoch können andere Typen von Schaltelementen, wie etwa Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs), verwendet werden. Die sechs Schaltelemente Q1 bis Q6 stellen drei Zweige bereit, in denen die Schaltelemente Q1, Q2, die Schaltelemente Q3, Q4 und die Schaltelemente Q5, Q6 jeweils in Reihe miteinander verbunden sind. In jedem der Zweige der Inverterschaltung 30 ist der Verbindungspunkt von zwei der Schaltelemente Q1 bis Q6, die in Reihe geschaltet sind, mit einer der Dreiphasenspulen 24u, 24v, 24w des elektrischen Motors 12 verbunden. Die Zweige der Inverterschaltung 30 sind zwischen der positiven Sammelschiene L1 und der negativen Sammelschiene L2 parallel miteinander verbunden. Die Schaltelemente Q1 bis Q6 sind jeweils mit einer der Dioden D1 parallel geschaltet. Die Dioden D1 können elektronische Komponenten sein. Alternativ können die Dioden D1 parasitäre Dioden sein, wenn MOSFETs als die Schaltelemente verwendet werden.
Der Erfassungswiderstand 40 ist zwischen der negativen Elektrode der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 und dem negativen Anschluss 32 angeordnet. Mit anderen Worten ist der negative Anschluss 32 über den Erfassungswiderstand 40 mit der negativen Elektrode der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 verbunden. Somit ist der Erfassungswiderstand 40 über den negativen Anschluss 32 und die negative Sammelschiene L2 mit jedem Zweig der Inverterschaltung 30 in Reihe geschaltet. Der Erfassungswiderstand 40 beinhaltet einen ersten Widerstand 50 und einen zweiten Widerstand 60.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet der erste Widerstand 50 eine erste Parallelschaltungsanordnung 51. Die erste Parallelschaltungsanordnung 51 beinhaltet mehrere Widerstände 52, insbesondere drei Widerstände 52, die parallel geschaltet sind. Somit beinhaltet der erste Widerstand 50 mehrere Widerstände 52. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Widerstandswerte der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50 gleich. Zwei Werte, die „gleich“ sind, bedeuten nicht notwendigerweise, dass die Werte perfekt miteinander übereinstimmen, sondern beinhalten einen Fall, in dem zwei Werte innerhalb eines Bereichs eines vorbestimmten Fehlers übereinstimmen. Im Falle eines Widerstandswerts bezieht sich der vorbestimmte Fehler beispielsweise auf einen Nennfehler des Widerstandswerts.
Der zweite Widerstand 60 beinhaltet eine zweite Parallelschaltungsanordnung 61. Die zweite Parallelschaltungsanordnung 61 beinhaltet mehrere Widerstände 62, insbesondere drei Widerstände 62, die parallel geschaltet sind. Somit beinhaltet der zweite Widerstand 60 mehrere Widerstände 62. Die Anzahl der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 ist gleich der Anzahl der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50.
Die Widerstandswerte der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 sind gleich. Die Widerstandswerte der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 sind gleich den Widerstandswerten der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50. In der folgenden Beschreibung können die Widerstandswerte der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50 und die Widerstandswerte der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 gemeinsam als Einheitswiderstandswert Ro bezeichnet werden.
Ein Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 ist der kombinierte Widerstandswert der ersten Parallelschaltungsanordnung 51, und ein Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 ist ein kombinierter Widerstandswert der zweiten Parallelschaltungsanordnung 61. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 und der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 beide 1/3 × Ro.
Der zweite Widerstand 60 ist mit dem ersten Widerstand 50 in Reihe geschaltet. Somit ist ein Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 die Summe des Widerstandswerts R1 des ersten Widerstands 50 und des Widerstandswerts R2 des zweiten Widerstands 60, und beträgt in der vorliegenden Ausführungsform 2/3 × Ro.
Die Steuerung 80 beinhaltet einen Prozessor 81 und eine Speichereinheit 82. Der Prozessor 81 kann beispielsweise eine Zentraleinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder einen digitalen Signalprozessor (DSP) beinhalten.
Die Speichereinheit 82 beinhaltet einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Nur-LeseSpeicher (ROM). Die Speichereinheit 82 speichert Programmcodes oder Anweisungen, die konfiguriert sind, den Prozessor zu veranlassen, Prozesse auszuführen. Die Speichereinheit 82 oder ein computerlesbares Medium beinhaltet eine beliebige Art von Medium, auf das ein Universalcomputer oder ein dedizierter Computer zugreifen kann. Die Steuerung 80 kann eine Hardwareschaltung, wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), beinhalten. Die Steuerung 80, die eine Verarbeitungsschaltung ist, kann einen oder mehrere Prozessoren beinhalten, die gemäß einem Computerprogramm, einer oder mehreren Hardwareschaltungen, wie etwa einer ASIC und einem FPGA, oder einer Kombination davon arbeiten. Die Speichereinheit 82 speichert den Widerstandswert R1 bis R3 der jeweiligen Widerstände. Somit ist die Steuerung 80 konfiguriert, sich auf die Widerstandswerte R1 bis R3 zu beziehen. Die Speichereinheit 82 speichert einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich. Der erste Bereich und der zweite Bereich werden jeweils verwendet, um zu bestimmen, ob sich der Erfassungswiderstand 40 in einem normalen Zustand befindet.
Die Steuerung 80 beinhaltet eine Schaltersteuereinheit 83, eine Messeinheit 84 und eine Fehlerbestimmungseinheit 85.
Die Schaltersteuereinheit 83 ist konfiguriert, die sechs Schaltelemente Q1 bis Q6 unabhängig zu steuern. Insbesondere steuert die Schaltersteuereinheit 83 Gatespannungen, die an die jeweiligen Schaltelemente Q1 bis Q6 angelegt werden, zu beliebigen Zeiten, wodurch das Öffnen und Schließen der Schaltelemente Q1 bis Q6 selektiv geschaltet wird.
Die Messeinheit 84 ist konfiguriert, einen Spannungsabfall V1 durch den ersten Widerstand 50, einen Spannungsabfall V2 durch den zweiten Widerstand 60 und einen Spannungsabfall V3 durch den Erfassungswiderstand 40 zu messen. Der Spannungsabfall V3 durch den Erfassungswiderstand 40 bezieht sich auf einen Spannungsabfall, der durch den Erfassungswiderstand 40 als Ganzes verursacht wird. In der folgenden Beschreibung können der Spannungsabfall durch den ersten Widerstand 50, der Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand 60 und der Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand 40 jeweils als ein erster Spannungsabfall Vi, ein zweiter Spannungsabfall V2 und ein dritter Spannungsabfall V3 bezeichnet werden. Beispielsweise wird ein Voltmeter als die Messeinheit 84 verwendet. Falls die Messeinheit 84 konfiguriert ist, den ersten Spannungsabfall V1 und den zweiten Spannungsabfall V2 zu messen, ist die Messeinheit 84 imstande, den dritten Spannungsabfall V3 zu messen.
Die Fehlerbestimmungseinheit 85 bestimmt basierend auf dem Messergebnis der Messeinheit 84, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt. Insbesondere bestimmt die Fehlerbestimmungseinheit 85 basierend auf einem Vergleich zwischen dem ersten Spannungsabfall Vi, dem zweiten Spannungsabfall V2 und dem dritten Spannungsabfall V3, die durch die Messeinheit 84 gemessen wurden, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt.
<Betrieb>
Ein Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Der motorgetriebene Verdichter 10 rotiert die Verdichtereinheit 11 beispielsweise basierend auf einem Rotationsbefehlssignal der Klimaanlagen-ECU 122. Wenn die Verdichtereinheit 11 rotiert wird, wird Gleichstromleistung der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 durch die Inverterschaltung 30 in Wechselstromleistung umgewandelt. Die umgewandelte Leistung wird dem elektrischen Motor 12 zugeführt, insbesondere der U-Phasenspule 24u, der V-Phasenspule 24v und der W-Phasenspule 24w.
Die Schaltersteuereinheit 83 bewirkt, dass die Schaltelemente Q1 bis Q6 der Inverterschaltung 30 ein Schalten durchführen, wodurch die Leistung der U-Phasenspule 24u, der V-Phasenspule 24v und der W-Phasenspule 24w zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt fließen Ströme durch die jeweiligen Spulen 24U, 24v, 24w.
Die Ströme durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w fließen über die negative Sammelschiene L2 zu dem Erfassungswiderstand 40. Somit ist der Strom, der über die negative Sammelschiene L2 durch den negativen Anschluss 32 fließt, die Gesamtsumme Io der Ströme durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w. In der folgenden Beschreibung kann die Gesamtsumme Io der Ströme durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w einfach als ein Gesamtstrom Io bezeichnet werden. Der Gesamtstrom Io ist z. B. 100 A. Der Gesamtstrom Io geht durch den negativen Anschluss 32 und fließt in den Erfassungswiderstand 40. Da der Erfassungswiderstand 40 den ersten Widerstand 50 und den zweiten Widerstand 60 beinhaltet, die in Reihe geschaltet sind, fließt der Gesamtstrom Io sowohl durch den ersten Widerstand 50 als auch durch den zweiten Widerstand 60. Zu diesem Zeitpunkt treten die Spannungsabfälle V1 bis V3, die proportional zu den Widerstandswerten R1 bis R3 und dem Gesamtstrom Io sind, jeweils in dem ersten Widerstand 50, dem zweiten Widerstand 60 und dem Erfassungswiderstand 40 auf.
Die Messeinheit 84 misst jeden des ersten Spannungsabfalls Vi, des zweiten Spannungsabfalls V2 und des dritten Spannungsabfalls V3. Die Steuerung 80 ist imstande, den Gesamtstrom Io basierend auf den Messergebnissen der Messeinheit 84 und den Widerstandswerten R1 bis R3, die in der Speichereinheit 82 gespeichert sind, abzuleiten. Insbesondere ist die Steuerung 80 imstande, den Gesamtstrom Io durch Dividieren des ersten Spannungsabfalls V1 durch den Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50, durch Dividieren des zweiten Spannungsabfalls V2 durch den Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 oder durch Dividieren des dritten Spannungsabfalls V3 durch den Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 abzuleiten.
Wenn ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, ändern sich die Widerstandswerte R1 bis R3 zu Werten, die von jenen verschieden sind, die in der Speichereinheit 82 gespeichert sind. Dementsprechend ändern sich auch die Spannungsabfälle V1 bis V3. Änderungen der Widerstandswerte R1 bis R3 und Änderungen der Spannungsabfälle V1 bis V3 in einem Fall, in dem ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezieht sich ein Fall, in dem ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, auf einen Fall, in dem ein Fehler, beispielsweise ein Unterbrechungsfehler und/oder ein Kurzschlussfehler, in irgendeinem der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50 und der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 aufgetreten ist. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall, in dem ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, als ein Fehlerzustand bezeichnet, und ein Fall, in dem kein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, kann als ein normaler Zustand bezeichnet werden.
Wie in 4 gezeigt, ändert sich, wenn ein Fehler in irgendeinem der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50 vorliegt, der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 nicht, aber der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 ändern sich. Insbesondere beträgt, wenn ein Unterbrechungsfehler in irgendeinem der Widerstände 52 vorliegt, der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 1/2 × Ro, und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 beträgt 5/6 × Ro. Außerdem beträgt, wenn ein Kurzschlussfehler in irgendeinem der Widerstände 52 vorliegt, der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 o, und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 beträgt 1/3 × Ro.
Wenn ein Fehler in irgendeinem der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 vorliegt, ändert sich der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 nicht, aber der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 ändern sich. Insbesondere beträgt, wenn ein Unterbrechungsfehler in irgendeinem der Widerstände 62 vorliegt, der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 1/2 × Ro, und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 beträgt 5/6 × Ro. Außerdem beträgt, wenn ein Kurzschlussfehler in irgendeinem der Widerstände 62 vorliegt, der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 o, und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 beträgt 1/3 × Ro.
Wie oben beschrieben, sind der erste Spannungsabfall V1, der zweite Spannungsabfall V2 und der dritte Spannungsabfall V3 jeweils proportional zu den Widerstandswerten R1 bis R3 und dem Gesamtstrom 10. Somit haben ein Verhältnis Vri des ersten Spannungsabfalls V1 zu dem dritten Spannungsabfall V3 und ein Verhältnis Vr2 des zweiten Spannungsabfalls V2 zu dem dritten Spannungsabfall V3 konstante Werte unabhängig vom Gesamtstrom I0. Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform die Widerstandswerte der Widerstände 52, 62 der Einheitswiderstandswert R0. Somit haben die Verhältnisse Vr1, Vr2 konstante Werte unabhängig vom Einheitswiderstandswert R0. In der folgenden Beschreibung können das Verhältnis Vr1 des ersten Spannungsabfalls V1 zu dem dritten Spannungsabfall V3 und das Verhältnis Vr2 des zweiten Spannungsabfalls V2 zu dem dritten Spannungsabfall V3 jeweils als ein erstes Spannungsverhältnis Vr1 und ein zweites Spannungsverhältnis Vr2 bezeichnet werden.
Wenn sich beispielsweise der Erfassungswiderstand 40 in einem normalen Zustand befindet, sind das erste Spannungsverhältnis Vr1 und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 jeweils 1/2. Im Gegensatz dazu beträgt, wenn ein Unterbrechungsfehler in irgendeinem der Widerstände 52 des ersten Widerstands 50 vorliegt, das erste Spannungsverhältnis Vr1 3/5, und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 beträgt 2/5. Außerdem beträgt, wenn ein Kurzschlussfehler in irgendeinem der Widerstände 52 des ersten Widerstands 50 vorliegt, das erste Spannungsverhältnis Vr1 o, und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 beträgt 1. In einem Fall, in dem ein Fehler in irgendeinem der Widerstände 62 des zweiten Widerstands 60 vorliegt, werden die gleichen Werte erhalten, mit der Ausnahme, dass die Werte des ersten Spannungsverhältnisses Vr1 und des zweiten Spannungsverhältnisses Vr2 vertauscht sind. Das heißt, wenn ein Fehler in irgendeinem der Widerstände 52, 62 des Erfassungswiderstands 40 vorliegt, ändern sich das erste Spannungsverhältnis Vr1 und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 vom normalen Zustand. Es ist somit möglich, zu bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem das erste Spannungsverhältnis Vr1 und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 miteinander verglichen werden.
Ein Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers im Erfassungswiderstand 40 wird nun beschrieben. Der folgende Prozess kann in vorbestimmten Intervallen ausgeführt werden oder kann ausgeführt werden, wenn eine vorbestimmte Aktion stattfindet, zum Beispiel, wenn der motorgetriebene Verdichter 10 zu arbeiten beginnt.
Wie in 5 gezeigt, verwendet die Steuerung 80 in Schritt S10 die Messeinheit 84, um den ersten Spannungsabfall Vi, den zweiten Spannungsabfall V2 und den dritten Spannungsabfall V3 zu messen.
Als Nächstes leitet die Steuerung 80 in Schritt S11 das erste Spannungsverhältnis Vr1 und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 aus den Messergebnissen der Messeinheit 84 ab.
Als Nächstes verwendet die Steuerung 80 in Schritt S12 die Fehlerbestimmungseinheit 85, um zu bestimmen, ob sich das erste Spannungsverhältnis Vri im ersten Bereich befindet. Der erste Bereich ist so eingestellt, dass er das erste Spannungsverhältnis Vr1 im normalen Zustand beinhaltet und das erste Spannungsverhältnis Vr1 nicht im Fehlerzustand beinhaltet, insbesondere das erste Spannungsverhältnis Vr1 in einem Fall, in dem ein Unterbrechungsfehler oder ein Kurzschlussfehler vorliegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Bereich 0 < Vr1 < 3/5. In einem Fall, in dem das erste Spannungsverhältnis Vr1 aufgrund eines vorbestimmten Fehlers, beispielsweise eines Messfehlers der Messeinheit 84 oder eines Berechnungsfehlers der Steuerung 80, nicht vollständig 0 ist, kann angenommen werden, dass das erste Spannungsverhältnis Vr10 ist, falls das erste Spannungsverhältnis Vr1 kleiner als oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist.
Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S12 negativ ist, geht die Steuerung 80 zu Schritt S21 über und bestimmt, dass sich der Erfassungswiderstand 40 in einem Fehlerzustand befindet.
Falls im Gegensatz dazu das Bestimmungsergebnis von Schritt S12 positiv ist, geht die Steuerung 80 zu Schritt S13 über und verwendet die Fehlerbestimmungseinheit 85, um zu bestimmen, ob sich das zweite Spannungsverhältnis Vr2 im zweiten Bereich befindet. Der zweite Bereich ist so eingestellt, dass er das zweite Spannungsverhältnis Vr2 im normalen Zustand beinhaltet und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 nicht im Fehlerzustand beinhaltet, insbesondere das zweite Spannungsverhältnis Vr2 in einem Fall, in dem ein Unterbrechungsfehler oder ein Kurzschlussfehler vorliegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Bereich 0 < Vr2 < 3/5. Wie im Fall des ersten Spannungsverhältnisses Vr1 kann angenommen werden, dass das zweite Spannungsverhältnis Vr2 0 ist, wenn das zweite Spannungsverhältnis Vr2 kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist.
Falls das Bestimmungsergebnis von Schritt S13 negativ ist, geht die Steuerung 80 zu Schritt S21 über und bestimmt, dass sich der Erfassungswiderstand 40 in einem Fehlerzustand befindet.
Falls im Gegensatz dazu das Bestimmungsergebnis von Schritt S13 positiv ist, geht die Steuerung 80 zu Schritt S14 über und bestimmt, dass sich der Erfassungswiderstand 40 im normalen Zustand befindet.
<Vorteile>
Die vorliegende Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf.
(1) Der Erfassungswiderstand 40 beinhaltet den ersten Widerstand 50 und den zweiten Widerstand 60, und der zweite Widerstand 60 ist mit dem ersten Widerstand 50 in Reihe geschaltet. Dementsprechend sind die Werte der Ströme durch den Erfassungswiderstand 40, den ersten Widerstand 50 und den zweiten Widerstand 60 alle der Gesamtstrom Io und stimmen miteinander überein. In diesem Zustand sind die Spannungsabfälle V1 bis V3 der Widerstände 40, 50, 60 proportional zu den Widerstandswerten R1 bis R3 der Widerstände 40, 50, 60. Wenn ein Fehler, wie etwa ein Kurzschluss, in dem ersten Widerstand 50 oder dem zweiten Widerstand 60 vorliegt, ändern sich der Widerstandswert R1, R2 von einem des ersten Widerstands 50 und des zweiten Widerstands 60, in dem der Fehler aufgetreten ist, und der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 vom normalen Zustand. Zu diesem Zeitpunkt sind die Änderungsbeträge der Widerstandswerte R1 bis R3 der jeweiligen Widerstände 40, 50, 60, die durch den Fehler verursacht werden, voneinander verschieden. Entsprechend den Änderungen der Widerstandswerte R1 bis R3 ändern sich die Spannungsabfälle V1 bis V3 durch die jeweiligen Widerstände 40, 50, 60. Somit ist die Fehlerbestimmungseinheit 85 imstande, zu bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem die Spannungsabfälle V1 bis V3 der Widerstände 40, 50, 60, die durch die Messeinheit 84 gemessen werden, miteinander verglichen werden. Um zu bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, muss die Fehlerbestimmungseinheit 85 nur mindestens zwei der Spannungsabfälle V1 bis V3 miteinander vergleichen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Fehlerbestimmungseinheit 85 bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem der erste Spannungsabfall V1 und der zweite Spannungsabfall V2, die zwei der gemessenen Spannungsabfälle sind, miteinander verglichen werden.
Um den Gesamtstrom 10 mit einer einfachen Konfiguration zu detektieren, kann nur der erste Widerstand 50, der die erste Parallelschaltungsanordnung 51 beinhaltet, anstelle des Erfassungswiderstands 40 verwendet werden, in dem der erste Widerstand 50 und der zweite Widerstand 60 in Reihe geschaltet sind. Diese Konfiguration ist imstande, den Gesamtstrom Iο basierend auf dem Spannungsabfall durch den gesamten ersten Widerstand 50, das heißt den ersten Spannungsabfall V1, und dem Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 abzuleiten. Um den Gesamtstrom Io abzuleiten, wird der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 im normalen Zustand, der in der Speichereinheit 82 gespeichert ist, verwendet. Ferner ändert sich, wie oben beschrieben, falls sich der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 aufgrund eines Fehlers in den Widerständen 52 ändert, der erste Spannungsabfall Vi ebenfalls. Somit unterscheidet sich der Gesamtstrom Io, der basierend auf dem Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 im normalen Zustand abgeleitet wird, vom Gesamtstrom Io, der tatsächlich durch den ersten Widerstand 50 fließt. Dies kann die Steuerung des motorgetriebenen Verdichters 10 nachteilig beeinflussen.
Um eine Fehlerbestimmung für den ersten Widerstand 50 mit dieser Konfiguration durchzuführen, kann der erste Widerstand 50 mit einem konstanten Strom versorgt werden. Der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 kann basierend auf dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand 50 (dem ersten Spannungsabfall V1) und der Größe des konstanten Stroms abgeschätzt werden. Jedoch kann eine solche Fehlerbestimmung die Steuerung, die durch den motorgetriebenen Verdichter 10 durchgeführt wird, verkomplizieren.
Im Gegensatz dazu verbindet die vorliegende Ausführungsform den ersten Widerstand 50 und den zweiten Widerstand 60 in Reihe, um eine Detektion des Gesamtstroms Io und eine Fehlerbestimmung des Erfassungswiderstands 40 zu ermöglichen. Daher wird, anders als im oben beschriebenen Beispiel, die Steuerung des motorgetriebenen Verdichters 10 nicht verkompliziert.
(2) Der erste Widerstand 50 beinhaltet die erste Parallelschaltungsanordnung 51, und der zweite Widerstand 60 beinhaltet die zweite Parallelschaltungsanordnung 61. Dementsprechend wird der Gesamtstrom Io, der in den ersten Widerstand 50 fließt, aufgeteilt, um den Widerständen 52 in der ersten Parallelschaltungsanordnung 51 zugeführt zu werden, und der Gesamtstrom Io, der in den zweiten Widerstand 60 fließt, wird aufgeteilt, um den Widerständen 62 in der zweiten Parallelschaltungsanordnung 61 zugeführt zu werden. Dies reduziert den Strom durch jeden der Widerstände 52, 62. Dementsprechend nimmt die Wärmemenge, die in jedem der Widerstände 52, 62 erzeugt wird, ab. Dies ermöglicht, dass der Gesamtstrom Io durch den Erfassungswiderstand 40 erhöht wird.
(3) Die Widerstandswerte der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50 sind der Einheitswiderstandswert Ro und gleich. Außerdem sind die Widerstandswerte der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 der Einheitswiderstandswert Ro und gleich.
Dies ermöglicht, dass der gleiche Typ von Widerständen als die Widerstände 52, 62 verwendet wird, wodurch die Anzahl von Typen von Komponenten im Erfassungswiderstand 40 reduziert wird. Die Struktur des Erfassungswiderstands 40 wird somit vereinfacht.
(4) Die Widerstandswerte der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 sind gleich den Widerstandswerten der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50, und diese Widerstandswerte sind der Einheitswiderstandswert Ro. Dies ermöglicht, dass der gleiche Typ von Widerständen im ersten Widerstand 50 und im zweiten Widerstand 60 verwendet wird, so dass der erste Widerstand 50 und der zweite Widerstand 60 die gleiche Konfiguration aufweisen. Die Struktur des Erfassungswiderstands 40 wird somit weiter vereinfacht.
(5) Die Anzahl der Widerstände 62 im zweiten Widerstand 60 ist gleich der Anzahl der Widerstände 52 im ersten Widerstand 50. Die Widerstandswerte der Widerstände 52, 62 sind alle gleich und dem Einheitswiderstandswert Ro, wodurch ermöglicht wird, dass der erste Widerstand 50 und der zweite Widerstand 60 die gleiche Konfiguration aufweisen. Dies vereinfacht die Konfiguration des Erfassungswiderstands 40 weiter.
(6) Die Messeinheit 84 misst mindestens den ersten Spannungsabfall V1 und den zweiten Spannungsabfall V2. Somit kann, selbst wenn ein Fehler in einem des ersten Widerstands 50 und des zweiten Widerstands 60 auftritt, der Gesamtstrom Io basierend auf dem Spannungsabfall durch den anderen Widerstand, in dem der Fehler nicht aufgetreten ist, korrekt abgeleitet werden. Dies erhöht die Redundanz des Erfassungswiderstands 40 gegen Ausfälle.
(7) Der Gesamtstrom Io durch die Inverterschaltung 30 ändert sich entsprechend dem Ausgang der Verdichtereinheit 11. Da der gleiche Gesamtstrom Io durch den Erfassungswiderstand 40, den ersten Widerstand 50 und den zweiten Widerstand 60 fließt, bewirken Änderungen des Gesamtstroms Io, dass sich der erste Spannungsabfall V1, der zweite Spannungsabfall V2 und der dritte Spannungsabfall V3 proportional zu dem Gesamtstrom Io ändern. In diesem Fall muss, da die Speichereinheit 82 den ersten Bereich und den zweiten Bereich, die jedem Ausgang entsprechen, speichert, die Speichereinheit 82 eine große Speicherfläche aufweisen.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet einen der Spannungsabfälle V1 bis V3 als eine Referenz, um eine Fehlerbestimmung des Erfassungswiderstands 40 unter Verwendung der Verhältnisse unter den Spannungsabfällen V1 bis V3, insbesondere des ersten Spannungsverhältnisses Vr1 und des zweiten Spannungsverhältnisses Vr2, durchzuführen. Da die Spannungsabfälle V1 bis V3 jeweils proportional zu dem Gesamtstrom I0 sind, hängen die Verhältnisse unter den Spannungsabfällen V1 bis V3 nicht vom Gesamtstrom I0 innerhalb eines Bereichs eines vorbestimmten Fehlers ab. Somit müssen der erste Bereich und der zweite Bereich einfach basierend auf den Verhältnissen unter den Spannungsabfällen V1 bis V3 eingestellt werden, und der erste Bereich und der zweite Bereich müssen nicht für jeden Wert des Gesamtstroms Io eingestellt werden. Dies spart die Speicherfläche der Speichereinheit 82.
(8) Um eine Stromdetektion und/oder eine Fehlerbestimmung durchzuführen, können Hall-Elemente anstelle von Widerständen verwendet werden. In einem solchen Fall ist Platz erforderlich, um die Kerne von Hall-Elementen zu platzieren, was die Größe des motorgetriebenen Verdichters 10 erhöhen kann. Da Hall-Elemente teurer als Widerstände sind, kann der motorgetriebene Verdichter 10 ferner teuer werden.
In dieser Hinsicht verwendet der Erfassungswiderstand 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine Hall-Elemente, sondern verwendet die Widerstände 52, 62. Dies verhindert, dass die Größe oder die Kosten des motorgetriebenen Verdichters 10 erhöht werden. Außerdem ist es möglich, zu bestimmen, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem eine einfache Struktur mit den Widerständen 52, 62 verwendet wird.
<Modifikationen>
Die vorliegende Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Die vorliegende Ausführungsform und die folgenden Modifikationen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifikationen technisch miteinander konsistent bleiben.
Das oben beschriebene Verfahren zum Bestimmen eines Fehlers ist lediglich ein Beispiel, und andere geeignete Verfahren können eingesetzt werden. Zum Beispiel muss die Fehlerbestimmung nicht notwendigerweise durch Vergleichen der Spannungsverhältnisse Vr1, Vr2 durchgeführt werden. Alternativ können die Spannungsabfälle V1 bis V3 jeweils durch die Widerstandswerte R1 bis R3 dividiert werden, die in der Speichereinheit 82 gespeichert sind, um Stromwerte abzuleiten, und die Fehlerbestimmung kann durch Vergleichen der Stromwerte durchgeführt werden. Insbesondere leitet die Steuerung 80 die Differenz zwischen den Strömen ab, die durch Verwenden des Erfassungswiderstands 40, des ersten Widerstands 50 und des zweiten Widerstands 60 abgeleitet werden. Falls sich der Erfassungswiderstand 40 im normalen Zustand befindet, sind die Stromwerte beide der Gesamtstrom Io und stimmen miteinander überein. Falls sich der Erfassungswiderstand 40 im Gegensatz dazu in einem anomalen Zustand befindet, beinhalten die Stromwerte Werte, die nicht miteinander übereinstimmen. Somit kann die Fehlerbestimmungseinheit 85 bestimmen, dass sich der Erfassungswiderstand 40 in einem Fehlerzustand befindet, falls die Differenz zwischen den Strömen größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, und kann bestimmen, dass sich der Erfassungswiderstand 40 im normalen Zustand befindet, falls die Differenz zwischen den Strömen kleiner als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist. Der vorbestimmte Schwellenwert muss einfach größer als ein vorbestimmter Fehler sein, beispielsweise ein Messfehler der Messeinheit 84 oder ein Berechnungsfehler der Steuerung 80.
Die Einheiten 83 bis 85 der Steuerung 80 müssen nicht notwendigerweise als eine einzelne Vorrichtung konstruiert sein, sondern können durch Zusammenwirken mehrerer Vorrichtungen konstruiert sein. Zum Beispiel müssen der erste Spannungsabfall Vi, der zweite Spannungsabfall V2 und der dritte Spannungsabfall V3 nicht notwendigerweise durch die einzelne Messeinheit 84 gemessen werden, sondern können separat durch unterschiedliche Messeinheiten 84 gemessen werden. Die Einheiten 83 bis 85 der Steuerung 80 können durch die Steuerung 80 implementierte Funktionen sein.
Die Steuerung 80 kann eine Benachrichtigungseinheit beinhalten, die einen Insassen des Fahrzeugs 100 über einen Ausfall des Erfassungswiderstands 40 benachrichtigt. Die Benachrichtigungseinheit kann eine Benachrichtigung durch ein beliebiges Verfahren durchführen, beispielsweise durch Verwenden von Schall und/oder Licht.
Der erste Bereich und der zweite Bereich sind nicht auf Bereiche beschränkt, die für Unterbrechungsfehler und Kurzschlussfehler ausgelegt sind, sondern können frei eingestellt werden. Zum Beispiel beinhalten Ausfälle der Widerstände 52, 62 eine Verschlechterung der Widerstände 52, 62. Eine Verschlechterung der Widerstände 52, 62 kann den Einheitswiderstandswert Ro erhöhen. Außerdem kann eine Überlast der Widerstände 52, 62 den Einheitswiderstandswert Ro senken. In solchen Fällen können der erste Bereich und der zweite Bereich basierend auf einem Wert des Einheitswiderstandswerts Ro eingestellt werden, bei dem bestimmt wird, dass ein Fehler vorliegt.
Die Steuerung 80 kann konfiguriert sein, Ströme durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w des elektrischen Motors 12 abzuschätzen. Dies ermöglicht der Steuerung 80, den elektrischen Motor 12 basierend auf dem Strom durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w zusätzlich zu dem Gesamtstrom Io zu steuern. Dementsprechend wird der elektrische Motor 12 mit einer hohen Genauigkeit gesteuert.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Abschätzen von Strömen durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w wird nun beschrieben. Die Steuerung 80 erhält Öffnungs-/Schließzustände der Schaltelemente Q1 bis Q6 zum Zeitpunkt der Messung der Spannungsabfälle V1 bis V3. Basierend auf den Öffnungs-/Schließzuständen ist die Steuerung 80 imstande, einen Hauptstrompfad durch die Inverterschaltung 30 zum Zeitpunkt der Messung der jeweiligen Spannungsabfälle V1 bis V3 vorherzusagen. Es wird angenommen, dass die größte Stromkomponente des Gesamtstroms Io dem Strom durch die Spule entspricht, der im Hauptstrompfad jedes Stroms beinhaltet ist. Auch wird angenommen, dass die Ströme durch die Spulen 24u, 24v, 24w sinusförmige Ströme mit der gleichen Amplitude und Phasen sind, die sich um 120 Grad voneinander unterscheiden. Basierend auf diesen Annahmen ist die Steuerung 80 imstande, Ströme durch die jeweiligen Spulen 24u, 24v, 24w durch Durchführen einer Anpassung abzuschätzen, um die Amplituden und Phasen der Ströme durch die Spulen 24u, 24v, 24w zu optimieren. Das Verfahren zum Abschätzen der Ströme durch die Spulen 24u, 24v, 24w ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, ein beliebiges Verfahren kann gemäß dem Verfahren zum Betreiben der Schaltelemente Q1 bis Q6 eingesetzt werden.
Der Einheitswiderstandswert Ro kann auf einen beliebigen Wert eingestellt werden. Insbesondere kann der Einheitswiderstandswert Ro 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 50 oder 100 mΩ sein. Alternativ kann ein Wert im Bereich zwischen beliebigen zwei dieser Werte verwendet werden. Der Einheitswiderstandswert Ro ist vorzugsweise im Bereich von 0.1 mΩ bis 10 mΩ. Diese Konfiguration begrenzt Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand 40, wenn die Spannung der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 an die Spulen 24u, 24v, 24w angelegt wird. Dies verbessert die Effizienz der Umwandlung von der Leistung der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 in das Drehmoment des elektrischen Motors 12. Insbesondere kann die Wärmeerzeugung des Erfassungswiderstands 40 unterdrückt werden, indem Widerstände mit niedrigen Einheitswiderstandswerten Ro als die Widerstände 52, 62, verwendet werden. Dies reduziert den Leistungsverbrauch durch den Erfassungswiderstand 40. Die Widerstände 52 und die Widerstände 62 können jeweils ein einzelnes Widerstandselement oder mehrere Widerstandselemente beinhalten, die miteinander verbunden sind.
Die Messeinheit 84 ist konfiguriert, den dritten Spannungsabfall V3 zusätzlich zu dem ersten Spannungsabfall V1 und dem zweiten Spannungsabfall V2 zu messen. Der zweite Widerstand 60 ist mit dem ersten Widerstand 50 in Reihe geschaltet. Somit ist, wenn eine Messung durch die Messeinheit 84 normal durchgeführt wird, der dritte Spannungsabfall V3 die Summe des ersten Spannungsabfalls V1 und des zweiten Spannungsabfalls V2, unabhängig davon, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt. Wenn jedoch ein Fehler in einem Teil der Messeinheit 84 vorliegt, obwohl der Erfassungswiderstand 40 normal arbeitet, zum Beispiel, wenn nur der erste Spannungsabfall V1 nicht gemessen werden kann, weist der dritte Spannungsabfall V3, der durch die Messeinheit 84 gemessen wird, einen Wert auf, der von der Summe des ersten Spannungsabfalls V1 und des zweiten Spannungsabfalls V2 verschieden ist.
Somit kann in der oben beschriebenen Fehlerbestimmung die Steuerung 80 bestimmen, ob der dritte Spannungsabfall V3 gleich der Summe des ersten Spannungsabfalls V1 und des zweiten Spannungsabfalls V2 ist. In diesem Fall kann, falls das Bestimmungsergebnis negativ ist, die Steuerung 80 bestimmen, dass ein Fehler in der Messeinheit 84 vorliegt. Dies ermöglicht eine Unterscheidung zwischen einem Fall, in dem es einen Fehler in der Messeinheit 84 gibt, und einem Fall, in dem es einen Fehler im Erfassungswiderstand 40 gibt. Es ist somit einfach, einen Teil zu identifizieren, der einen Fehler im Mechanismus zum Detektieren des Gesamtstroms Io aufweist.
Die Messeinheit 84 muss nicht notwendigerweise alle des ersten Spannungsabfalls Vi, des zweiten Spannungsabfalls V2 und des dritten Spannungsabfalls V3 detektieren, sondern kann konfiguriert sein, mindestens zwei der Spannungsabfälle V1 bis V3 durch den ersten Widerstand 50, den zweiten Widerstand 60 und den Erfassungswiderstand 40 zu messen. In diesem Fall leitet die Steuerung 80 einen der Spannungsabfälle V1 bis V3, der nicht durch die Messeinheit 84 gemessen wurde, aus den zwei Spannungsabfällen ab, die durch die Messeinheit 84 gemessen wurden, um das erste Spannungsverhältnis Vri und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 abzuleiten.
Die Anzahl der Widerstände 52 in der ersten Parallelschaltungsanordnung 51 und die Anzahl der Widerstände 62 in der zweiten Parallelschaltungsanordnung 61 können geändert werden und müssen nicht gleich zueinander sein.
Der Widerstandswert der Widerstände 52 des ersten Widerstands 50 kann sich vom Widerstandswert der Widerstände 62 des zweiten Widerstands 60 unterscheiden. In diesem Fall leitet die Steuerung 80 das Verhältnis zwischen dem Widerstandswert der Widerstände 52 und dem Widerstandswert der Widerstände 62 ab und korrigiert das erste Spannungsverhältnis Vri und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 basierend auf dem Verhältnis, wodurch bestimmt wird, ob ein Ausfall im Erfassungswiderstand 40 vorliegt.
Die Widerstände 52 des ersten Widerstands 50 können unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Diese Konfiguration ermöglicht der Steuerung 80, Verhältnisse der Widerstände 52 mit Bezug auf einen der Widerstände 52 zu berechnen und Änderungen des ersten Spannungsabfalls V1 basierend auf den Verhältnissen zu detektieren. In einem Fall, in dem die Widerstände 52 unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, ändert sich, falls einer der Widerstände 52 einen Ausfall aufweist, der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 gemäß dem Widerstandswert des Widerstands 52, der den Ausfall aufweist. Somit speichert die Steuerung 80 Änderungen des Widerstandswerts R1 des ersten Widerstands 50, wenn ein Ausfall in jedem der Widerstände 52 vorliegt, und vergleicht ihn mit dem Messergebnis der Messeinheit 84, wodurch der Widerstand 52 identifiziert wird, in dem der Ausfall vorliegt.
Gleichermaßen können die Widerstände 62 des zweiten Widerstands 60 unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen.
Der erste Widerstand 50 muss nicht notwendigerweise die erste Parallelschaltungsanordnung 51 beinhalten. Der erste Widerstand 50 kann zum Beispiel einen einzelnen Widerstand 52 beinhalten. Auch muss der zweite Widerstand 60 nicht notwendigerweise die zweite Parallelschaltungsanordnung 61 beinhalten. Der zweite Widerstand 60 kann zum Beispiel einen einzelnen Widerstand 62 beinhalten.
In diesem Fall beträgt, wenn ein Kurzschlussfehler im ersten Widerstand 50 vorliegt, der Widerstandswert R1 des ersten Widerstands 50 o, während sich der Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60 nicht ändert. Auch ist der Widerstandswert R3 des Erfassungswiderstands 40 gleich dem Widerstandswert R2 des zweiten Widerstands 60. Somit beträgt das erste Spannungsverhältnis Vri 0 und das zweite Spannungsverhältnis Vr2 beträgt 1. Daher ist die Steuerung 80 imstande, zu bestimmen, ob ein Kurzschlussfehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem bestimmt wird, ob zum Beispiel das erste Spannungsverhältnis Vr10 beträgt.
Auch fließt, wenn ein Unterbrechungsfehler im ersten Widerstand 50 vorliegt, kein Strom durch den Erfassungswiderstand 40, was bewirkt, dass die Spannungsabfälle V1 bis V3 o betragen. Daher ist die Steuerung 80 imstande, zu bestimmen, ob ein Unterbrechungsfehler im Erfassungswiderstand 40 vorliegt, indem bestimmt wird, ob irgendeiner der Spannungsabfälle V1 bis V3 0 beträgt.
Der Erfassungswiderstand 40 muss nicht notwendigerweise zwischen der negativen Elektrode der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 und dem negativen Anschluss 32 angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Erfassungswiderstand 40 zwischen der positiven Elektrode der fahrzeugeigenen Elektrizitätsspeichervorrichtung 110 und dem positiven Anschluss 31 angeordnet sein. Kurz gesagt muss der Erfassungswiderstand 40 einfach mit jedem Zweig der Inverterschaltung 30 in Reihe geschaltet sein.
Verschiedene Änderungen in Form und Details können an den obigen Beispielen vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der Ansprüche und ihrer Äquivalente abzuweichen. Die Beispiele dienen nur der Beschreibung und nicht der Einschränkung. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind als auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar zu betrachten. Geeignete Ergebnisse können erzielt werden, falls Sequenzen in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden, und/oder falls Komponenten in einem beschriebenen System, einer beschriebenen Architektur, Vorrichtung oder Schaltung anders kombiniert werden und/oder durch andere Komponenten oder ihre Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang der Offenbarung ist nicht durch die ausführliche Beschreibung, sondern durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert. Alle Variationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche und ihrer Äquivalente sind in der Offenbarung enthalten.
Bezugszeichenliste

10...: motorgetriebener Verdichter
11...: Verdichtereinheit
12...: elektrischer Motor
30...: Inverterschaltung
40...: Erfassungswiderstand
50...: erster Widerstand
51...: erste Parallelschaltungsanordnung
52...: Widerstände
60...: zweiter Widerstand
61...: zweite Parallelschaltungsanordnung
62...: Widerstände
84...: Messeinheit
85...: Fehlerbestimmungseinheit
Io...: Gesamtstrom
Ro...: Einheitswiderstandswert
V1...: Erster Spannungsabfall
V2...: Zweiter Spannungsabfall
V3...: Dritter Spannungsabfall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010193668 [0002]

Claims

Motorgetriebener Verdichter (10), umfassend: eine Verdichtereinheit (11), die konfiguriert ist, Fluid zu verdichten; einen elektrischen Motor (12), der konfiguriert ist, die Verdichtereinheit (11) anzutreiben; eine Inverterschaltung (30), die konfiguriert ist, den elektrischen Motor (12) anzutreiben; einen Erfassungswiderstand (40), der verwendet wird, um einen Strom zu detektieren, der durch die Inverterschaltung (30) fließt; und eine Messeinheit (84), die konfiguriert ist, einen Spannungsabfall durch den Erfassungswiderstand (40) zu detektieren, wobei der Erfassungswiderstand (40) einen ersten Widerstand (50) und einen zweiten Widerstand (60) beinhaltet, wobei der zweite Widerstand (60) mit dem ersten Widerstand (50) in Reihe geschaltet ist, die Messeinheit (84) konfiguriert ist, einen Spannungsabfall durch den ersten Widerstand (50) und einen Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand (60) zu detektieren, der motorgetriebene Verdichter (10) ferner eine Fehlerbestimmungseinheit (85) umfasst, die basierend auf einem Vergleich zwischen dem Spannungsabfall durch den ersten Widerstand (50) und dem Spannungsabfall durch den zweiten Widerstand (60), die durch die Messeinheit (84) detektiert wurden, bestimmt, ob ein Fehler im Erfassungswiderstand (40) vorliegt.
Der motorgetriebener Verdichter (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Widerstand (50) eine erste Parallelschaltungsanordnung (51) beinhaltet, die Widerstände beinhaltet, die parallel geschaltet sind, und der zweite Widerstand (60) eine zweite Parallelschaltungsanordnung (61) beinhaltet, die Widerstände beinhaltet, die parallel geschaltet sind.
Der motorgetriebener Verdichter (10) nach Anspruch 2, wobei Widerstandswerte der Widerstände im ersten Widerstand (50) gleich sind, und Widerstandswerte der Widerstände im zweiten Widerstand (60) gleich sind.
Der motorgetriebener Verdichter (10) nach Anspruch 3, wobei die Widerstandswerte der Widerstände im zweiten Widerstand (60) gleich den Widerstandswerten der Widerstände im ersten Widerstand (50) sind.
Der motorgetriebener Verdichter (10) nach Anspruch 4, wobei die Anzahl der Widerstände im zweiten Widerstand (60) gleich der Anzahl der Widerstände im ersten Widerstand (50) ist.