-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung, einen elektrischen Kompressor, der diese enthält, eine Fahrzeuglimaanlage, ein Motorsteuerverfahren und ein Motorsteuerprogramm.
-
Priorität wird in der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-222638 beansprucht, die am 20. November 2017 eingereicht wurde und deren Inhalt hierin durch Referenz aufgenommen wird.
-
Stand der Technik
-
Eines von Konfigurationselemente einer in einem Fahrzeug montierten Fahrzeugklimaanlage ist ein elektrischer Kompressor. Im Allgemeinen wird ein Motor des elektrischen Kompressors mit Wechselstromleistung angetrieben, deren Spannung und Frequenz von einem Wechselrichter eingestellt werden, der als variabler Geschwindigkeit fungiert. Um den elektrischen Kompressor ordnungsgemäß zu steuern, ist es daher notwendig, eine ordnungsgemäße Wechselrichtersteuerung in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Betriebsanforderung oder einer Lastschwankung durchzuführen, wenn der elektrische Kompressor betätigt wird oder nachdem der elektrische Kompressor betätigt wurde.
-
PTL 1 offenbart zwei Arten von Motorsteuerverfahren, wie ein Steuerverfahren, das der Genauigkeit beim Schätzen einer Position eines Magnetrotors Vorrang einräumt, und ein Steuerverfahren, das der Stille Vorrang einräumt, sowie eine Motorsteuervorrichtung, die Umschaltbedingungen definiert.
-
Zitatliste
-
Patentliteratur
-
[PTL l] Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-102193 Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Im Übrigen wird abhängig von einem Nutzungszustand der Fahrzeugklimaanlage ein Lastzustand mit hohem Drehmoment über lange Zeit fortgesetzt oder eine erforderliche Drehzahl schwankt plötzlich. Aufgrund dieser Faktoren kann in einigen Fällen der Motor des elektrischen Kompressors entgegen einem Befehl unbeabsichtigt gestoppt werden. Ein Beispiel ist eine Fehlfunktion. Beispielsweise wird aufgrund der Fehlfunktion ein Spitzenstrom erzeugt und ein abnormaler Strom fließt in eine Steuerschaltung des elektrischen Kompressors, wodurch die Möglichkeit besteht, dass eine elektronische Komponente auf der Steuerschaltung beeinflusst werden kann.
-
Der in PTL 1 offenbarte Kompressor weist jedoch die folgenden Probleme auf. Das heißt, gemäß dem oben definierten Steuerverfahren und dem Umschaltverfahren kann in einem Fall der oben beschriebenen Faktoren, die zu der Fehlfunktion führen, nicht im Voraus verhindert werden, dass der Motor gestoppt wird. Aus diesem Grund gibt es abhängig von einer Betriebsbedingung Bedenken, dass das Stoppen des Motors einen normalen Betrieb der elektronischen Komponente in der Steuerschaltung des elektrischen Kompressors beeinträchtigen oder die elektronische Komponente selbst beschädigen kann.
-
Daher zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Motorsteuervorrichtung, einen elektrischen Kompressor, eine Fahrzeugklimaanlage und ein Steuerverfahren des elektrischen Kompressors vorzusehen, die die oben beschriebenen Probleme lösen können.
-
Lösung fürs Problem
-
Ein Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung übernimmt die folgenden Mittel, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Das heißt, es wird eine Motorsteuervorrichtung vorgesehen, die eine Steuereinheit enthält, die eine Drehzahl eines Motors in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Drehzahl steuert, indem sie eine erste Steuerung durchführt, die eine präzise Steuerung des Motors ermöglicht, oder indem sie eine zweite Steuerung durchführt, die eine höhere effiziente Steuerung als die erste Steuerung des Motors ermöglicht, und eine Umschaltbestimmungseinheit, die von der ersten Steuerung auf die zweite Steuerung umschaltet, wenn ein Drehzahlmesswert des Motors einen vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet. Die Umschaltbestimmungseinheit schaltet ferner von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung um, in einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert gleich oder kleiner als der Drehzahlschwellenwert ist und eine vorgeschriebene Zeit ab einem Zeitpunkt vergeht, zu dem der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt.
-
Gemäß dieser Konfiguration ist es beispielsweise möglich, eine Fehlfunktion zu verhindern, wenn zwei Typen der Motorsteuerung dazwischen geschaltet werden, wenn der Motor des elektrischen Kompressors betätigt wird. Zum Beispiel wird die erste Steuerung als Steuerung definiert, die einen Schwachpunkt in einem hocheffizienten und weitreichenden Betrieb aufweist, obwohl die Steuerung ein hohes Drehmoment und einen hochpräzisen Betrieb ermöglicht. Andererseits wird die zweite Steuerung als Steuerung definiert,die den hocheffizienten und weitreichenden Betrieb ermöglicht, obwohl die Steuerung den Schwachpunkt in dem hohen Drehmoment und dem hochpräzisen Betrieb aufweist. In diesem Fall ist es möglich, den Zeitpunkt für das Umschalten von der ersten Steuerung zur zweiten Steuerung relativ vorzuschieben. Das heißt, selbst in einer Situation, in der die vorstehend beschriebenen Faktoren der Fehlfunktion (wie etwa das Fortbestehen eines Lastzustands mit hohem Drehmoment oder eine plötzliche Schwankung der erforderlichen Drehzahl) auftreten können, kann die erste Steuerung zur zweiten Steuerung übergehen, die einen weitreichenderen Betrieb ermöglicht, ohne darauf zu warten, dass der Drehzahlmesswert des Motors den vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet. Selbst wenn die Fehlfunktion während der ersten Steuerung nicht auftritt, kann die Fehlfunktion des Weiteren in einigen Fällen auftreten, wenn die Steuerung von der ersten Steuerung zur zweiten Steuerung umgeschaltet wird. Selbst in diesem Fall wird das Umschalten jedoch in einem Zustand durchgeführt, in dem die erforderliche Drehzahl und die gemessene Drehzahl zuvor für eine vorbestimmte Zeit miteinander übereinstimmen. Dementsprechend ist es möglich, das Risiko einer Fehlfunktion während des Umschaltens zu reduzieren. Zusätzlich wird die erste Steuerung in einer kürzeren Zeitspanne durchgeführt, nachdem der Motor betätigt wurde. Auf diese Weise kann selbst in einer Situation, in der ein Kältemittel bei hoher Außenlufttemperatur mit einem relativ hohen Druck komprimiert werden muss, die zweite Steuerung mit ausgezeichneter Effizienz bevorzugt durchgeführt werden, indem der zweiten Steuerung Priorität eingeräumt wird. Daher ist es möglich, eine Überhitzung eines IGBT zu verhindern.
-
Darüber hinaus kann die vorstehend beschriebene Motorsteuervorrichtung wie folgt konfiguriert sein. Die Motorsteuervorrichtung beinhaltet eine Steuereinheit, die eine Drehzahl eines Motors in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Drehzahl steuert, indem sie eine erste Steuerung an dem Motor durchführt, die in der Lage ist, der erforderlichen Drehzahl oder einer Drehmomentlast, die an den Motor in jeder ersten vorbestimmten Zeiteinheit aufgebracht wird, zu folgen, oder indem sie eine zweite Steuerung an dem Motor durchführt, die in der Lage ist, der erforderlichen Drehzahl oder der Drehmomentlast in jeder zweiten vorbestimmten Zeiteinheit, die länger als die erste vorbestimmte Zeiteinheit in der ersten Steuerung ist, zu folgen; und eine Umschaltbestimmungseinheit, die von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung umschaltet, in einem Fall, in dem ein Drehzahlmesswert des Motors einen vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet. Die Umschaltbestimmungseinheit schaltet ferner von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung um, in einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert gleich oder kleiner als der Drehzahlschwellenwert ist und eine vorgeschriebene Zeit ab einem Zeitpunkt vergeht, zu dem der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt.
-
Gemäß dieser Konfiguration beispielsweise in einem Fall, in dem die erste Steuerung eine Steuerung ist, bei der es möglich ist, die hochpräzise Steuerung durchzuführen, indem eine Schwankung der erforderlichen Drehzahl oder eine auf den Motor ausgeübte Drehmomentlast in Einheiten von Mikrosekunden verfolgt wird, und die zweite Steuerung eine Steuerung ist, die der Schwankung oder der Drehmomentbelastung in Einheiten von Millisekunden folgen kann, ist es möglich, den Zeitpunkt für das Umschalten von der ersten Steuerung zur zweiten Steuerung relativ vorzuschieben. Das heißt, selbst in einer Situation, in der die oben beschriebenen Faktoren der Fehlfunktion auftreten können, wird die erste Steuerung auf die zweite Steuerung umgeschaltet, die nicht empfindlich auf die Schwankung der erforderlichen Drehzahl reagiert, ohne darauf zu warten, dass der gemessene Drehzahlwert des Motor den vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann im Voraus verhindert werden, dass der Motor wie bei der Fehlfunktion gestoppt wird.
-
Darüber hinaus kann die Umschaltbestimmungseinheit in der vorstehend beschriebenen Motorsteuervorrichtung ferner von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung umschalten, in einem Fall, in dem eine Schwankung der erforderlichen Drehzahl gleich oder größer als ein vorgeschriebener Schwankungsschwellenwert ist.
-
Entsprechend dieser Konfiguration wird die Schwankung der erforderlichen Drehzahl, welche die Fehlfunktion verursacht, direkt als Umschaltbedingung eingestellt. Daher ist es möglich, die Fehlfunktion zuverlässiger zu verhindern.
-
Darüber hinaus kann die vorstehend beschriebene Motorsteuervorrichtung ferner eine Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit beinhalten, die einen Parameter erfasst, der mit einem vom Motor abzugebenden Drehmoment korreliert ist. Die Umschaltbestimmungseinheit kann von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung umschalten, in einem Fall, in dem das auf der Grundlage des erfassten Parameters geschätzte Drehmoment einen Drehmomentschwellenwert überschreitet.
-
Entsprechend dieser Konfiguration wird eine Erhöhung der Drehmomentlast, welche die Fehlfunktion verursacht, direkt als Umschaltbedingung eingestellt. Daher ist es möglich, die Fehlfunktion zuverlässiger zu verhindern.
-
Darüber hinaus kann in der vorstehend beschriebenen Motorsteuervorrichtung die vorgeschriebene Zeit eine Sekunde betragen.
-
Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, das Umschalten ausreichend früher durchzuführen, bevor die erforderliche Drehzahl oder eine an den Motor aufgebrachte konstant hohe Drehmomentlast die Motorsteuerung beeinflusst. Daher ist es möglich, die Fehlfunktion zuverlässiger zu verhindern.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Motorsteuerverfahren vorgesehen, das einen Schritt des Steuerns einer Drehzahl eines Motors in Übereinstimmung mit einer erforderlichen Drehzahl, indem eine erste Steuerung durchführt wird, die eine präzise Steuerung des Motors ermöglicht, oder indem eine zweite Steuerung durchführt wird, die eine höhere effiziente Steuerung als die erste Steuerung des Motors ermöglicht, und einen Schritt des Umschaltens von der ersten Steuerung zu der zweiten Steuerung, in einem Fall, in dem ein Drehzahlmesswert des Motors einen vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet, beinhaltet. In dem Schritt des Umschaltens von der ersten Steuerung zur zweiten Steuerung wird die erste Steuerung ferner zur zweiten Steuerung umgeschaltet, in einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert gleich oder kleiner als der Drehzahlschwellenwert ist, und in einem Fall, in dem eine vorgeschriebene Zeit ab einem Zeitpunkt vergeht, zu dem der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Kompressor bereitgestellt, der die vorstehend beschriebene Motorsteuervorrichtung beinhaltet.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugklimaanlage bereitgestellt, die den vorstehend beschriebenen elektrischen Kompressor beinhaltet.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Motorsteuerprogramm bereitgestellt, um einen Computer zu veranlassen, das vorstehend beschriebene Motorsteuerverfahren auszuführen.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Gemäß der Motorsteuervorrichtung, dem elektrischen Kompressor, der diese beinhaltet, der Fahrzeugklimaanlage, dem Motorsteuerverfahren und dem Motorsteuerprogramm, die vorstehend beschrieben sind, wird die Fehlfunktion des Motors verhindert. Auf diese Weise ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Motorsteuervorrichtung, des elektrischen Kompressors, der diese beinhaltet, und der Fahrzeugklimaanlage zu verbessern.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs, das als ein Fahrzeug dient, an dem eine Klimaanlage montiert ist, die einen elektrischen Kompressor mit einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
- 2 ist ein schematisches Blockdiagramm des elektrischen Kompressors mit der Motorsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Motorsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Motorsteuerung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 5 ist ein schematisches Blockdiagramm eines elektrischen Kompressors mit einer Motorsteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Motorsteuerung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
[Erste Ausführungsform]
-
Nachfolgend wird ein Motorsteuerverfahren für einen elektrischen Kompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
-
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugs 100, das als ein Fahrzeug dient, an dem eine Klimaanlage 1 montiert ist, die einen elektrischen Kompressor 11 mit einer Motorsteuervorrichtung 51 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
-
1 stellt eine elektrische Steuereinheit (electric control unit, ECU) 2 und die in einem Fahrzeug 100 montierte fahrzeuginterne Klimaanlage 1 dar. Wie dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 100 die ECU 2 und die Klimaanlage 1. Darüber hinaus beinhaltet die Klimaanlage 1 den elektrischen Kompressor 11. Die ECU 2 steuert elektrische Vorrichtungen des Fahrzeugs 100. Die Klimaanlage 1 ist eine Fahrzeug-Klimaanlageneinheit. Der elektrische Kompressor 11 wird für die fahrzeuginterne Klimaanlage verwendet. Der elektrische Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter, in dem eine Wechselrichtervorrichtung 41 integriert ist. Die ECU 2 und die Klimaanlage 1 sind durch eine Signalleitung, eine Kommunikationsleitung und eine Stromleitung miteinander verbunden. Die Klimaanlage 1 empfängt ein Steuersignal der ECU 2 über eine Controller-Area-Network(CAN)-Kommunikation und führt einen vom Benutzer gewünschten Vorgang durch. Wenn zum Beispiel der Benutzer einen Vorgang zum Starten eines Betriebs der Klimaanlage ausführt, gibt die ECU 2 ein Steuersignal entsprechend des Vorgangs des Benutzers an die Klimaanlage 1 aus, und die Klimaanlage 1 startet den Betrieb auf der Grundlage des Steuersignals. Wenn der Benutzer eine Temperatur innerhalb des Fahrzeugs einstellt, erzeugt die ECU 1 darüber hinaus ein Steuersignal entsprechend der eingestellten Temperatur und steuert einen Betriebszustand der Klimaanlage 2.
-
2 ist ein schematisches Blockdiagramm des elektrischen Kompressors 11 mit der Motorsteuervorrichtung 51 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der elektrische Kompressor 11 ist ein elektrischer Kompressor mit integriertem Wechselrichter und weist eine Wechselrichtervorrichtung 41, einen Motor 12 und einen Kompressionsabschnitt 10 auf.
-
Die Wechselrichtervorrichtung 41 wandelt Gleichstromleistung, die von einer Energiequelle (nicht dargestellt), wie etwa einer Batterie, zugeführt wird, in dreiphasigen Wechselstrom um und führt den dreiphasigen Wechselstrom dem Motor 12 zu. Der Motor 12, der die Energie erhält, dreht sich und überträgt eine Drehkraft auf den Kompressionsabschnitt 10, der mechanisch mit dem Motor 12 verbunden ist. Der Kompressionsabschnitt 10, der die Drehkraft aufnimmt, führt einem Kältemittelkreislauf (nicht dargestellt), der in der Klimaanlage 1 enthalten ist, ein Kältemittel zu.
-
Die Wechselrichtervorrichtung 41 weist die Motorsteuervorrichtung 51 auf. Die Motorsteuervorrichtung 51 weist eine Steuereinheit 61 und eine Umschaltbestimmungseinheit 71 auf.
-
Die Steuereinheit 61 weist ein erstes Steuermittel 611 zum Durchführen der Steuerung 1 und ein zweites Steuermittel 612 zum Durchführen der Steuerung 2 auf. In der vorliegenden Ausführungsform führt das erste Steuermittel 611 eine Steuerung (nachfolgend als Steuerung 1 bezeichnet) durch, die einen Schwachpunkt in einem hocheffizienten und weitreichenden Betrieb aufweist, obwohl die Steuerung ein hohes Drehmoment und einen hochpräzisen Betrieb ermöglicht. Daher ist die Steuerung zum Antreiben des Motors 12 mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment geeignet und ist in einem Fall, in dem ein hohes Anlaufdrehmoment erforderlich ist, besonders effektiv. Daher führt die Motorsteuervorrichtung 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung 1 durch, wenn der Motor 12 betätigt wird. Das heißt, wenn ein Benutzer einen Vorgang zum Starten des Betriebs der Klimaanlage ausführt, gibt die ECU 1 ein Steuersignal, das dem Betrieb entspricht, an die Klimaanlage 1 aus. Als Reaktion auf das Signal verwendet die Klimaanlage 1 das erste Steuermittel 611. Der Motor 12 beginnt, durch eine Wechselrichtersteuerung angetrieben zu werden, die von der Steuereinheit 61 gesteuert wird.
-
Darüber hinaus wird eine Spannung in der Steuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Einheiten von Mikrosekunden berechnet. Dementsprechend kann die Steuerung 1 der erforderlichen Drehzahl empfindlich folgen. Daher kann ein hochpräziser Motorbetrieb durchgeführt werden.
-
Andererseits führt das zweite Steuermittel 612 in der vorliegenden Ausführungsform eine Steuerung (nachfolgend als Steuerung 2 bezeichnet) durch, die einen hocheffizienten und weitreichenden Betrieb ermöglicht, obwohl die Steuerung den Schwachpunkt in dem hohen Drehmoment und dem hochpräzisen Betrieb aufweist. Darüber hinaus wird die Steuerung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in Einheiten von Millisekunden berechnet. Dementsprechend hat die Steuerung 2 den Vorteil, dass die Steuerung eine Stärke aufweist, einer plötzlichen Schwankung standzuhalten, ohne der erforderlichen Drehzahl empfindlich und übermäßig zu folgen. Daher ermöglicht die Steuerung 2 den hocheffizienten und weitreichenden Betrieb. Daher führt die Motorsteuervorrichtung 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zuerst die Steuerung 1 durch, nachdem der Motor 12 betätigt wurde, und anschließend wird die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet.
-
Als nächstes wird die Umschaltbestimmungseinheit 71 detailliert beschrieben. Die Umschaltbestimmungseinheit 71 weist ein Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 auf. Die Umschaltbestimmungseinheit 71 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bestimmt, ob von der Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet werden soll, und überträgt ein Schaltsignal an die Steuereinheit 61, in einem Fall, in dem Schaltbedingungen erfüllt sind. Als eine der Bedingungen gibt es einen Fall, in dem der Drehzahlmesswert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Die Umschaltbestimmungseinheit 71 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vergleicht einen Drehzahlmesswert, der aus dem Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 erhalten wird, mit einem vorbestimmten Schwellenwert. Beispielsweise beträgt der vorbestimmte Schwellenwert 2.000 U/min. In diesem Fall wird die Steuerung unabhängig von anderen Bedingungen zwangsweise umgeschaltet. Das heißt, nachdem der Benutzer begonnen hat, die Klimaanlage zu betreiben, wenn der Motor 12 die Drehzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert oder mehr erreicht, befiehlt die Umschaltbestimmungseinheit 71 der Steuereinheit 61, die Steuerung zur Steuerung 2 umzuschalten. Gemäß dem Befehl treibt die Steuereinheit 61 den elektrischen Kompressor unter Verwendung der Steuerung 2 an.
-
Wie vorstehend beschrieben, führt die Motorsteuervorrichtung 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung und das Umschalten durch, die jeden Vorteil von zwei Arten der Steuerung nutzen. Auf diese Weise wird der elektrische Kompressor durch effizientes Antreiben des Motors betrieben, während eine gewünschte Betriebswirkung erzielt wird.
-
Hier weist die Umschaltbestimmungseinheit 71 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Bedingung für das Umschalten selbst in einem Fall auf, in dem der Drehzahlmesswert gleich oder kleiner als der vorstehend beschriebene vorbestimmte Schwellenwert ist. Insbesondere führt die Umschaltbestimmungseinheit 71 das Umschalten selbst in einem Fall durch, in dem eine vorgeschriebene Zeit ab einem Zeitpunkt vergeht, zu dem die erforderliche Drehzahl, bei der es sich um die Drehzahl handelt, die einer Frequenz der dem Motor 12 zugeführten Energie entspricht, und der aus dem vorstehend beschriebenen Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 erhaltene Drehzahlmesswert miteinander übereinstimmen.
-
Die vorgeschriebene Zeit beträgt zum Beispiel eine Sekunde.
-
Als nächstes wird ein Fluss des Umschaltens der Steuerung in der Motorsteuervorrichtung 51 des elektrischen Kompressors gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
-
4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel für das Umschalten der Steuerung in der Motorsteuervorrichtung 51 des elektrischen Kompressors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Zuerst vergleicht eine Bestimmungseinheit den von dem Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 erhaltenen Drehzahlmesswert mit dem vorbestimmten Schwellenwert (Schritt S13). In einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet (Schritt S13; Ja), wird die Steuerung 2 zwangsweise durchgeführt (Schritt S14). Andererseits bestimmt die Bestimmungseinheit in einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert den vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet (Schritt S13; Nein), anschließend, ob der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt (Schritt S15). In einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert nicht mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt (Schritt S15; Ja), wird die Steuerung 1 durchgeführt (Schritt S16). In einem Fall, in dem der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt (Schritt S15; Ja), vergleicht die Bestimmungseinheit anschließend eine Zeit, in der der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt, mit einer vorbestimmten Zeit (Schritt S17). Als Ergebnis des Vergleichs wird in einem Fall, in dem die Zeit, während der der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt, die vorbestimmte Zeit nicht überschreitet (Schritt S17; Nein), die Steuerung 1 kontinuierlich durchgeführt (Schritt S18). Wenn die Zeit die vorbestimmte Zeit überschreitet (Schritt S17; Ja), wird die Steuerung 2 durchgeführt (Schritt S19).
-
In der Motorsteuervorrichtung 51 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird in einem Fall, in dem die Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet wird, und in einem Fall, in dem die Zeit mit der vorbestimmten Zeit übereinstimmt, während der Drehzahlmesswert mit der erforderlichen Drehzahl übereinstimmt, selbst wenn der Drehzahlmesswert den durch die Drehzahl bestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, die Steuerung 2 durchgeführt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, eine Fehlfunktion in einem Fall zu verhindern, in dem zwei Typen der Motorsteuerverfahren dazwischen umgeschaltet werden, wenn der Motor 12 des elektrischen Kompressors betätigt wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den Zeitpunkt für das Umschalten von der Steuerung 1, die einen Schwachpunkt in einem hocheffizienten und weitreichenden Betrieb aufweist, obwohl die Steuerung ein hohes Drehmoment und einen hochpräzisen Betrieb ermöglicht, zur Steuerung 2, die den hocheffizienten und weitreichenden Betrieb ermöglicht, obwohl die Steuerung den Schwachpunkt im hohen Drehmoment und hochpräzisen Betrieb aufweist, relativ zu vorzuschieben. Das heißt, selbst in einer Situation, in der die vorstehend beschriebenen Faktoren der Fehlfunktion (wie etwa eine konstante Erhöhung der Drehmomentlast oder eine plötzliche Schwankung der erforderlichen Drehzahl) auftreten können, wird die Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet, die nicht empfindlich auf die Schwankung in der erforderlichen Drehzahl reagiert und einen weitreichenderen Betrieb ermöglicht, ohne darauf zu warten, dass der Drehzahlmesswert des Motors 12 den vorgeschriebenen Drehzahlschwellenwert überschreitet. Selbst wenn die Fehlfunktion während der Steuerung 1 nicht auftritt, kann die Fehlfunktion darüber hinaus auftreten, wenn die Steuerung von der Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet wird. Selbst in diesem Fall wird das Umschalten jedoch in einem Zustand durchgeführt, indem die erforderliche Drehzahl und die gemessene Drehzahl zuvor für eine vorbestimmte Zeit miteinander übereinstimmen. Dementsprechend ist es möglich, das Risiko einer Fehlfunktion während des Umschaltens zu reduzieren. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Steuerschaltung durch die Erzeugung von Spitzenströmen nachteilig beeinflusst wird. Darüber hinaus wird die Steuerung 1 in einer kürzeren Zeitspanne durchgeführt, nachdem der Motor betätigt wurde. Auf diese Weise kann selbst in einer Situation, in der ein Kältemittel bei hoher Außenlufttemperatur mit einem relativ hohen Druck komprimiert werden muss, die Steuerung 2 mit ausgezeichneter Effizienz bevorzugt durchgeführt werden, indem der Steuerung 2 Priorität eingeräumt wird. Daher ist es möglich, eine Überhitzung eines IGBT zu verhindern.
-
Daher können die Motorsteuervorrichtung 51, der elektrische Kompressor 11, der diese beinhaltet, und die Fahrzeugklimaanlage 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Zuverlässigkeit erlangen.
-
[Zweite Ausführungsform]
-
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden unterschiedliche Prozesse durch Konfigurationselemente ausgeführt, die dieselben sind wie diejenigen gemäß der ersten Ausführungsform. Nachfolgend wird ein Fluss des Umschaltens der Steuerung in einer Motorsteuervorrichtung 52 des elektrischen Kompressors gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
-
In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich ein von einer Umschaltbestimmungseinheit 72 durchgeführter Prozess von dem gemäß der ersten Ausführungsform. Insbesondere wird als eine vorherige Phase des Verwendens des Drehzahlmesswert-Berechnungsmittels 711, das zur Umschaltbestimmungseinheit 72 gehört, die Schwankung der erforderlichen Drehzahl verfolgt und eine Schwankungsbreite pro Zeit mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen (Schritt S21). Infolgedessen wird in einem Fall, in dem die Schwankungsbreite der erforderlichen Drehzahl größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet, ohne das Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 zu verwenden (Schritt S21; Ja). Andererseits geht der Prozess in einem Fall, in dem die Schwankungsbreite der erforderlichen Drehzahl kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert (Schritt S21; Nein), zum Vergleich zwischen dem Drehzahlmesswert und dem vorbestimmten Schwellenwert unter Verwendung des Drehzahlmesswert-Berechnungsmittels 711 über (Schritt S23) . Der Fluss der Schritte S23 bis S29, bei denen es sich um die Schritte nach diesem Vorgang handelt, ist der gleiche wie der Fluss der Schritte S13 bis S19 in der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform kehrt der Prozess beispielsweise nach dem Erreichen der Schritte S24, S26 und S28 zu Schritt S23 zurück, der dem Schritt S13 in der ersten Ausführungsform entspricht. Der Prozess kann jedoch zu Schritt S21 zurückkehren.
-
In der Motorsteuervorrichtung 52 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann in einem Fall, in dem die Steuerung von der Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet wird, die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet werden, in einem Fall, in dem die erforderliche Drehzahl unabhängig von dem Drehzahlmesswert stark schwankt. Das heißt, dass die Schwankung der erforderlichen Drehzahl, welche die Fehlfunktion verursacht, direkt als Umschaltbedingung eingestellt wird.
-
Wie in der ersten Ausführungsform versucht die Steuerung beispielsweise, der erforderlichen Drehzahl empfindlich zu folgen, in einem Fall, in dem die Steuerung 1 den Schwachpunkt in dem hocheffizienten und weitreichenden Betrieb aufweist, obwohl die Steuerung das hohe Drehmoment und den hochpräzisen Betrieb ermöglicht, und die Steuerung 2 den hocheffizienten und weitreichenden Betrieb ermöglicht, obwohl die Steuerung den Schwachpunkt in dem hohen Drehmoment und dem hochpräzisen Betrieb aufweist, wenn die erforderliche Drehzahl während der Steuerung 1 stark schwankt. Infolgedessen besteht eine zunehmende Wahrscheinlichkeit, dass die Fehlfunktion auftritt. Daher wird die starke Schwankung der erforderlichen Drehzahl detektiert, und die Steuerung wird als Reaktion auf ein Detektionsergebnis davon zur Steuerung 2 umgeschaltet. Auf diese Weise ist es möglich, das Auftreten einer Fehlfunktion zu verhindern. Auf diese Weise kann die Fehlfunktion des Motors 12 im Voraus verhindert werden. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass eine Steuerschaltung durch die Erzeugung von Spitzenströmen nachteilig beeinflusst wird.
-
Daher können die Motorsteuervorrichtung 52, der elektrische Kompressor 12, der diese beinhaltet, und die Fahrzeugklimaanlage 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Zuverlässigkeit erlangen.
-
[Dritte Ausführungsform]
-
Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform werden Konfigurationselementen, die dieselben wie die gemäß der ersten Ausführungsform sind, dieselben Bezugszeichen zugewiesen, und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in einer Konfiguration einer Umschaltbestimmungseinheit 73. In der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Umschaltbestimmungseinheit 73 ferner eine Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit.
-
Die Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit erfasst einen Parameter, der eine Korrelation mit einem von dem Motor 12 erzeugten Drehmoment angibt. In der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise ein Stromwert des Motors 12 erfasst und ein Drehmomentwert des Motors 12 geschätzt.
-
Selbst in der vorliegenden Ausführungsform, wie in der zweiten Ausführungsform, unterscheidet sich ein von der Umschaltbestimmungseinheit 73 durchgeführter Prozess von dem gemäß der ersten Ausführungsform. Insbesondere wird als eine vorherige Phase des Verwendens des Drehzahlmesswert-Berechnungsmittels 711, welches zu der Umschaltbestimmungseinheit 73 gehört, die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet, in einem Fall, in dem ein geschätzter Drehmomentwert, der von der vorstehend beschriebenen Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit 83 berechnet wurde, einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
-
Nachfolgend wird ein Fluss des Umschaltens der Steuerung in einer Motorsteuervorrichtung 53 des elektrischen Kompressors gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
-
In der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich der von der Umschaltbestimmungseinheit 71 durchgeführte Prozess von denen gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Insbesondere wird als eine frühere Phase des Verwendens des Drehzahlmesswert-Berechnungsmittels 711, das zu der Umschaltbestimmungseinheit 71 gehört, der geschätzte Drehmomentwert, der von der Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit berechnet wird, mit dem vorbestimmten Schwellenwert verglichen (Schritt S31). Infolgedessen wird in einem Fall, in dem der geschätzte Drehmomentwert größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert, die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet, ohne das Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel 711 zu verwenden (Schritt S31; Ja). Andererseits geht der Prozess in einem Fall, in dem der geschätzte Drehmomentwert kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert (Schritt S31; Nein), zum Vergleich zwischen dem Drehzahlmesswert und dem vorbestimmten Schwellenwert unter Verwendung des Drehzahlmesswert-Berechnungsmittels 711 über (Schritt S33) . Der Vorgang nach diesem Vorgang ist derselbe wie der gemäß der ersten Ausführungsform. Der Fluss der Schritte S33 bis S39, bei denen es sich um die Schritte nach diesem Vorgang handelt, ist der gleiche wie der Fluss der Schritte S13 bis S19 in der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform kehrt der Prozess beispielsweise nach dem Erreichen der Schritte S34, S36 und S38 zu Schritt S33 zurück, der dem Schritt S13 in der ersten Ausführungsform entspricht. Der Prozess kann jedoch zu Schritt S31 zurückkehren.
-
In der Motorsteuervorrichtung 53 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann in einem Fall, in dem die Steuerung von der Steuerung 1 zur Steuerung 2 umgeschaltet wird, die Steuerung zur Steuerung 2 umgeschaltet werden, in einem Fall, in dem geschätzt wird, dass der Motor 12 ein hohes Drehmoment unabhängig von dem Drehzahlmesswert ausgibt. Das heißt, dass eine Erhöhung der Drehmomentlast, welche die Fehlfunktion verursacht, direkt als Umschaltbedingung eingestellt wird.
-
Wie in der ersten Ausführungsform kann die Steuerung beispielsweise früh zur Steuerung 2 umgeschaltet werden, was eine weitreichendere Steuerung ermöglicht, in einem Fall, in dem die Steuerung 1 den Schwachpunkt in dem hocheffizienten und weitreichenden Betrieb aufweist, obwohl die Steuerung das hohe Drehmoment und den hochpräzisen Betrieb ermöglicht, und die Steuerung 2 den hocheffizienten und weitreichenden Betrieb ermöglicht, obwohl die Steuerung den Schwachpunkt in dem hohen Drehmoment und dem hochpräzisen Betrieb aufweist. Die Steuerung 1 kann im Allgemeinen ein höheres Drehmoment als die Steuerung 2 ausgeben. Wenn jedoch eine Fahrzeugklimaanlage in einem Zustand startet, in dem die Außenlufttemperatur ungewöhnlich hoch ist, kann ein Zustand, in dem ein hohes Drehmoment ausgegeben werden muss, in einigen Fällen konstant sein. In diesem Fall gibt es Bedenken, dass die Fehlfunktion auftreten kann, wenn die Steuerung 1 über eine längere Zeitspanne kontinuierlich ausgeführt wird. Daher wird die Steuerung frühzeitig zur Steuerung 2 umgeschaltet. Auf diese Weise ist es möglich, zu verhindern, dass die Steuerschaltung durch die Erzeugung von Spitzenströmen nachteilig beeinflusst wird, obwohl die Drehmomentausgabe reduziert ist.
-
Daher können die Motorsteuervorrichtung 53, der elektrische Kompressor 13, der die Motorsteuervorrichtung 53 beinhaltet, und die Fahrzeugklimaanlage 3 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine höhere Zuverlässigkeit erreichen.
-
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann jedes spezifische Steuerverfahren angewendet werden. Als Beispiel für die erste Steuerung (Steuerung 1) kann jedoch eine sensorlose Vektorsteuerung verwendet werden. Als Beispiel für die zweite Steuerung (Steuerung 2) kann eine V/f-Steuerung verwendet werden.
-
Ein Fall, in dem die elektrischen Kompressoren 11 und 13 einen Teil der Fahrzeugklimaanlage des Fahrzeugs 100 konfigurieren, wurde als Beispiel beschrieben. Die Motorsteuervorrichtungen 51 und 53 und die elektrischen Kompressoren 11 und 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch auch auf eine Klimaanlage eines Kühler-/Kühlfahrzeugs anwendbar. Darüber hinaus kann eine anwendbare Vorrichtung der Motorsteuervorrichtungen 51 und 53 und des elektrischen Kompressors 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Klimaanlage sein, die zusätzlich zu dem Fahrzeug an verschiedenen sich bewegenden Körpern, wie etwa einem Schiff, einem Flugzeug und einem Eisenbahnsystem, montiert ist.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Gemäß der Motorsteuervorrichtung, dem elektrischen Kompressor, der diese beinhaltet, der Fahrzeugklimaanlage, dem Motorsteuerverfahren und dem Motorsteuerprogramm, die vorstehend beschrieben sind, wird die Fehlfunktion des Motors verhindert. Auf diese Weise ist es möglich, die Zuverlässigkeit der Motorsteuervorrichtung, des elektrischen Kompressors, der diese beinhaltet, und der Fahrzeugklimaanlage zu verbessern.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2:
- ECU
- 1, 3:
- Klimaanlage
- 100:
- Fahrzeug
- 11:
- elektrischer Kompressor
- 41, 43:
- Wechselrichtervorrichtung
- 10:
- Kompressionsabschnitt
- 12:
- Motor
- 51, 53:
- Motorsteuervorrichtung
- 61:
- Steuereinheit
- 71, 73:
- Umschaltbestimmungseinheit
- 611:
- erstes Steuermittel
- 612:
- zweites Steuermittel
- 711:
- Drehzahlmesswert-Berechnungsmittel
- 83:
- Drehmomentkorrelationsparameter-Erfassungseinheit
-
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
-
