JP2001165056A - 電動圧縮機の駆動装置 - Google Patents
電動圧縮機の駆動装置Info
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高電圧で駆動される電動圧縮機を搭載した空
調装置において、乗員、整備員への安全性の向上と、機
器の小型・軽量、高信頼性化。 【解決手段】 空調用の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機の電力源となる直流電源と、前記直流電
源と並列に接続されるコンデンサと、前記直流電源とコ
ンデンサの間に設けられ、前記電動圧縮機の停止時には
開かれる開閉装置と、前記直流電源から開閉装置及びコ
ンデンサを介して供給される電力を、前記電動圧縮機駆
動用の電力に変換して出力する駆動装置と、前記駆動装
置へ電動圧縮機の運転及び停止を指令する制御装置とを
具備し、前記駆動装置には、電動圧縮機の停止が指令さ
れた後、その電動圧縮機を用いて前記コンデンサの電荷
を放電する放電制御部を設けた。
調装置において、乗員、整備員への安全性の向上と、機
器の小型・軽量、高信頼性化。 【解決手段】 空調用の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機の電力源となる直流電源と、前記直流電
源と並列に接続されるコンデンサと、前記直流電源とコ
ンデンサの間に設けられ、前記電動圧縮機の停止時には
開かれる開閉装置と、前記直流電源から開閉装置及びコ
ンデンサを介して供給される電力を、前記電動圧縮機駆
動用の電力に変換して出力する駆動装置と、前記駆動装
置へ電動圧縮機の運転及び停止を指令する制御装置とを
具備し、前記駆動装置には、電動圧縮機の停止が指令さ
れた後、その電動圧縮機を用いて前記コンデンサの電荷
を放電する放電制御部を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源部に電解コン
デンサを有する電動圧縮機の駆動装置に関し、特に感
電、発火、やけど等の観点から安全性が要求される家庭
用や自動車用空調装置の電解コンデンサの放電に関する
ものである。
デンサを有する電動圧縮機の駆動装置に関し、特に感
電、発火、やけど等の観点から安全性が要求される家庭
用や自動車用空調装置の電解コンデンサの放電に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動圧縮機は、主に家庭用の空調
装置に用いられていたが、近年、電気自動車や、ハイブ
リッド自動車、燃料電池自動車等の普及に伴い自動車に
も搭載されるようになってきた。図7にこの自動車にお
ける電動圧縮機の制御駆動装置の回路図を示す。
装置に用いられていたが、近年、電気自動車や、ハイブ
リッド自動車、燃料電池自動車等の普及に伴い自動車に
も搭載されるようになってきた。図7にこの自動車にお
ける電動圧縮機の制御駆動装置の回路図を示す。
【０００３】図7において、1は空調用の電動圧縮機で内
部に三相モータと圧縮部を有している。また2はバッテ
リーで電動圧縮機1の電源であると同時に、走行用モー
タの電源にもなっており、通常100Vから300Vの電圧とな
っている。
部に三相モータと圧縮部を有している。また2はバッテ
リーで電動圧縮機1の電源であると同時に、走行用モー
タの電源にもなっており、通常100Vから300Vの電圧とな
っている。
【０００４】4は開閉装置で、バッテリー2からの電源を
必要に応じて開閉しているが、電動圧縮機1を作動させ
る時には必ず閉じている。そしてバッテリー2から供給
される電源は、開閉装置4、電流平滑用の電解コンデン
サ3を介して駆動装置5'へと入力されている。
必要に応じて開閉しているが、電動圧縮機1を作動させ
る時には必ず閉じている。そしてバッテリー2から供給
される電源は、開閉装置4、電流平滑用の電解コンデン
サ3を介して駆動装置5'へと入力されている。
【０００５】駆動装置5'は、バッテリー2から供給され
る直流電圧を、インバータ制御のＰＷＭ変調をして、正
負の矩形パルス列状の擬似交流電圧に変換して、その電
圧、若しくは周波数を変化させて、電動圧縮機1の回転
数を制御している。この回転数の指令値は、空調装置全
体の制御をつかさどる空調制御装置6から与えらる。空
調制御装置6は、周囲の環境条件に応じて、車室内が常
に快適な状態となるように電動圧縮機1の回転数を決定
し駆動装置5'へ送信している。
る直流電圧を、インバータ制御のＰＷＭ変調をして、正
負の矩形パルス列状の擬似交流電圧に変換して、その電
圧、若しくは周波数を変化させて、電動圧縮機1の回転
数を制御している。この回転数の指令値は、空調装置全
体の制御をつかさどる空調制御装置6から与えらる。空
調制御装置6は、周囲の環境条件に応じて、車室内が常
に快適な状態となるように電動圧縮機1の回転数を決定
し駆動装置5'へ送信している。
【０００６】ここで、従来の電動圧縮機の駆動装置にお
ける、電動圧縮機1の運転が終了し、開閉装置4が開かれ
た後の電解コンデンサ3の放電について説明する。
ける、電動圧縮機1の運転が終了し、開閉装置4が開かれ
た後の電解コンデンサ3の放電について説明する。
【０００７】駆動装置5'には、電動圧縮機1の運転中に
はその駆動電流が流れるが、電動圧縮機1が停止してい
る時でも、いくらかの電流が流れている。これは駆動装
置5'内には、制御用マイコンや各種保護回路等があり、
これらの回路も圧縮機駆動電流に比べれば微弱ではある
が一定量の電流（以降この電流を暗電流と称す）を消費
しているからである。
はその駆動電流が流れるが、電動圧縮機1が停止してい
る時でも、いくらかの電流が流れている。これは駆動装
置5'内には、制御用マイコンや各種保護回路等があり、
これらの回路も圧縮機駆動電流に比べれば微弱ではある
が一定量の電流（以降この電流を暗電流と称す）を消費
しているからである。
【０００８】そして、電動圧縮機1運転後の電解コンデ
ンサ3の放電は、この暗電流に委ねられており、完全に
放電するにはかなりの時間を要する。例えば電源電圧が
300V、コンデンサ容量が1000uF、暗電流が20mAで一定と
すると、完全に放電するのには15秒かかる。また自動車
において感電しない安全な電圧といわれている30Vまで
放電するのに13.5秒かかることになる。
ンサ3の放電は、この暗電流に委ねられており、完全に
放電するにはかなりの時間を要する。例えば電源電圧が
300V、コンデンサ容量が1000uF、暗電流が20mAで一定と
すると、完全に放電するのには15秒かかる。また自動車
において感電しない安全な電圧といわれている30Vまで
放電するのに13.5秒かかることになる。
【０００９】図８(a)は電動圧縮機1が運転されてから停
止して放電までの各部の動作を示したタイミングチャー
トでこれについて説明する。
止して放電までの各部の動作を示したタイミングチャー
トでこれについて説明する。
【００１０】時刻Aで空調制御からの出力が停止から運
転へと変化する。次にその信号が開閉装置へ送られT1だ
け遅れて開閉装置が閉じる。このT1は開閉装置や駆動装
置への信号伝達の遅れによるものである。ここで開閉装
置が閉じられると同時に電解コンデンサが充電され、駆
動装置出力がONとなり電動圧縮機の駆動を始める。
転へと変化する。次にその信号が開閉装置へ送られT1だ
け遅れて開閉装置が閉じる。このT1は開閉装置や駆動装
置への信号伝達の遅れによるものである。ここで開閉装
置が閉じられると同時に電解コンデンサが充電され、駆
動装置出力がONとなり電動圧縮機の駆動を始める。
【００１１】次に時刻Bで空調制御装置からの出力が運
転から停止へと変化した場合には、T1だけ遅れて開閉装
置が開かれ、同時に駆動装置出力がOFFとなり電動圧縮
機への通電を停止する。ここでこのあとの電解コンデン
サの電圧は、前述したように暗電流による自然放電に委
ねられているのでゆっくりとT4かかって完全に放電され
る。このT4が前述条件においては15秒かかるということ
になる。また図８(b)は、駆動装置5'における制御フロ
ーチャートで、特に電解コンデンサ3の放電に関わる制
御はなかった。
転から停止へと変化した場合には、T1だけ遅れて開閉装
置が開かれ、同時に駆動装置出力がOFFとなり電動圧縮
機への通電を停止する。ここでこのあとの電解コンデン
サの電圧は、前述したように暗電流による自然放電に委
ねられているのでゆっくりとT4かかって完全に放電され
る。このT4が前述条件においては15秒かかるということ
になる。また図８(b)は、駆動装置5'における制御フロ
ーチャートで、特に電解コンデンサ3の放電に関わる制
御はなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところが近年、電気自
動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の普及に伴い、乗
員はもとより、車両のメンテナンスに係わる整備員等へ
の高電圧に対する安全対策も必要とされてきている。し
かしながら前述従来の電動圧縮機の駆動装置において
は、電解コンデンサの放電に十数秒かかってしまうの
で、空調装置のメンテナンスの際などに、整備員が装置
を停止させたと思って回路に触れてしまうという場合に
対しても安全性が要求されるという課題があった。
動車、ハイブリッド車、燃料電池車等の普及に伴い、乗
員はもとより、車両のメンテナンスに係わる整備員等へ
の高電圧に対する安全対策も必要とされてきている。し
かしながら前述従来の電動圧縮機の駆動装置において
は、電解コンデンサの放電に十数秒かかってしまうの
で、空調装置のメンテナンスの際などに、整備員が装置
を停止させたと思って回路に触れてしまうという場合に
対しても安全性が要求されるという課題があった。
【００１３】また工具等で電解コンデンサをショートさ
せた場合にはスパークが発生するため安全性が要求さ
れ、ハイブリッド車の場合には特にガソリンを搭載して
いるのでより安全性が求められる。また燃料電池車等で
も、水素を燃料として使用しているので同様に安全性が
求められている。さらに、近年空調装置において新冷媒
として使用されている炭化水素（プロパン等）において
は、ガス交換の際などにはさらに安全性を確保する必要
があった。
せた場合にはスパークが発生するため安全性が要求さ
れ、ハイブリッド車の場合には特にガソリンを搭載して
いるのでより安全性が求められる。また燃料電池車等で
も、水素を燃料として使用しているので同様に安全性が
求められている。さらに、近年空調装置において新冷媒
として使用されている炭化水素（プロパン等）において
は、ガス交換の際などにはさらに安全性を確保する必要
があった。
【００１４】また、電解コンデンサを短時間で放電する
ために、外部に放電用抵抗を設置すると、常時放電電流
が流れ回路の損失が増えたり、サイズが大きくなるとい
う課題もあった。
ために、外部に放電用抵抗を設置すると、常時放電電流
が流れ回路の損失が増えたり、サイズが大きくなるとい
う課題もあった。
【００１５】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、その目的とするところは、高電圧電源を搭載した
電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車、さらには発
火性のある冷媒を使用した空調装置において、乗員や整
備員に対する安全性の高い、小型、高効率な電動圧縮機
の駆動装置を提供することにある。
あり、その目的とするところは、高電圧電源を搭載した
電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車、さらには発
火性のある冷媒を使用した空調装置において、乗員や整
備員に対する安全性の高い、小型、高効率な電動圧縮機
の駆動装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電動圧縮機の駆動装置は、空調用の冷媒を
圧縮する電動圧縮機と、前記電動圧縮機の電力源となる
直流電源と、前記直流電源と並列に接続されるコンデン
サと、前記直流電源とコンデンサの間に設けられ、前記
電動圧縮機の停止時には開かれる開閉装置と、前記直流
電源から開閉装置及びコンデンサを介して供給される電
力を、前記電動圧縮機駆動用の電力に変換して出力する
駆動装置と、前記駆動装置へ電動圧縮機の運転及び停止
を指令する制御装置とを具備しており、第一の電動圧縮
機の駆動装置においては、電動圧縮機の停止が指令され
た後、その電動圧縮機を用いて前記コンデンサの電荷を
放電する放電制御部を設けたものである。
に、本発明の電動圧縮機の駆動装置は、空調用の冷媒を
圧縮する電動圧縮機と、前記電動圧縮機の電力源となる
直流電源と、前記直流電源と並列に接続されるコンデン
サと、前記直流電源とコンデンサの間に設けられ、前記
電動圧縮機の停止時には開かれる開閉装置と、前記直流
電源から開閉装置及びコンデンサを介して供給される電
力を、前記電動圧縮機駆動用の電力に変換して出力する
駆動装置と、前記駆動装置へ電動圧縮機の運転及び停止
を指令する制御装置とを具備しており、第一の電動圧縮
機の駆動装置においては、電動圧縮機の停止が指令され
た後、その電動圧縮機を用いて前記コンデンサの電荷を
放電する放電制御部を設けたものである。
【００１７】第二の電動圧縮機の駆動装置においては、
電動圧縮機の停止が指令された後、所定時間そのまま運
転を継続して、コンデンサの電荷を放電する放電制御部
を設けたものである。
電動圧縮機の停止が指令された後、所定時間そのまま運
転を継続して、コンデンサの電荷を放電する放電制御部
を設けたものである。
【００１８】第三の電動圧縮機の駆動装置においては、
コンデンサの電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連
動して変化する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮
機の停止が指令された後、前記電圧検出部で検出される
電圧が所定値以下になるまでそのまま運転を継続して、
コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けたもので
ある。
コンデンサの電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連
動して変化する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮
機の停止が指令された後、前記電圧検出部で検出される
電圧が所定値以下になるまでそのまま運転を継続して、
コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けたもので
ある。
【００１９】第四の電動圧縮機の駆動装置においては、
電動圧縮機の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への
通電を停止し、所定時間経過後に再び通電を開始して、
コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けたもので
ある。
電動圧縮機の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への
通電を停止し、所定時間経過後に再び通電を開始して、
コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けたもので
ある。
【００２０】第五の電動圧縮機の駆動装置においては、
コンデンサの電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連
動して変化する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮
機の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停
止し、所定時間経過後に再び通電を開始して、前記電圧
検出部で検出される電圧が所定値以下になるまで通電を
継続して、コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設
けたものである。
コンデンサの電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連
動して変化する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮
機の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停
止し、所定時間経過後に再び通電を開始して、前記電圧
検出部で検出される電圧が所定値以下になるまで通電を
継続して、コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設
けたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】第一の実施の形態においては、電
動圧縮機の停止が指令された後、その電動圧縮機を用い
て前記コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けて
いるので、非常に低抵抗な電動圧縮機のモータを放電負
荷とすることにより、暗電流に比較して充分大きい放電
電流が得られ、短時間で放電をすることができる。例え
ば、300V、1000uFを1Aで放電すると300msで放電を完了
することができる。また放電抵抗等の回路を追加してい
ないので小型になり、効率も良くなる。
動圧縮機の停止が指令された後、その電動圧縮機を用い
て前記コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けて
いるので、非常に低抵抗な電動圧縮機のモータを放電負
荷とすることにより、暗電流に比較して充分大きい放電
電流が得られ、短時間で放電をすることができる。例え
ば、300V、1000uFを1Aで放電すると300msで放電を完了
することができる。また放電抵抗等の回路を追加してい
ないので小型になり、効率も良くなる。
【００２２】第二の実施の形態においては、電動圧縮機
の停止が指令された後、所定時間そのまま運転を継続し
て、コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けてい
るので、圧縮機を停止させずに、そのままの負荷電流で
放電することができるので第一の実施の形態よりもさら
に大きな放電電流が得られ、より短時間にて放電するこ
とができる。例えば300V、1000uFを10Aで放電すると30m
sで放電を完了することができる。
の停止が指令された後、所定時間そのまま運転を継続し
て、コンデンサの電荷を放電する放電制御部を設けてい
るので、圧縮機を停止させずに、そのままの負荷電流で
放電することができるので第一の実施の形態よりもさら
に大きな放電電流が得られ、より短時間にて放電するこ
とができる。例えば300V、1000uFを10Aで放電すると30m
sで放電を完了することができる。
【００２３】第三の実施の形態においては、電動圧縮機
の停止が指令された後、電圧検出部で検出される電圧が
所定値以下になるまでそのまま運転を継続して、コンデ
ンサの電荷を放電する放電制御部を設けているので、放
電の完了電圧を設定することにより、完全に放電する必
要がなくなり、第二の実施の形態よりもさらに短時間で
放電することができる。例えば300V、1000uFを30Vまで1
0Aで放電するとした場合、27msで放電を完了することが
できる。さらに通常は、駆動装置自体にも作動電圧の下
限があるので、この範囲内で放電をすることができ、外
部別電源の供給も必要ない。ここで放電の完了電圧は、
人体が感電しない範囲で、かつ駆動装置の作動電圧範囲
内に設定しておけば良い。
の停止が指令された後、電圧検出部で検出される電圧が
所定値以下になるまでそのまま運転を継続して、コンデ
ンサの電荷を放電する放電制御部を設けているので、放
電の完了電圧を設定することにより、完全に放電する必
要がなくなり、第二の実施の形態よりもさらに短時間で
放電することができる。例えば300V、1000uFを30Vまで1
0Aで放電するとした場合、27msで放電を完了することが
できる。さらに通常は、駆動装置自体にも作動電圧の下
限があるので、この範囲内で放電をすることができ、外
部別電源の供給も必要ない。ここで放電の完了電圧は、
人体が感電しない範囲で、かつ駆動装置の作動電圧範囲
内に設定しておけば良い。
【００２４】尚、上記した第二と第三の実施の形態にお
いては、開閉装置の閉から開状態への動作は、電流が流
れている状態で行われることになる。
いては、開閉装置の閉から開状態への動作は、電流が流
れている状態で行われることになる。
【００２５】第四の実施の形態においては、電動圧縮機
の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停止
し、開閉装置を閉から開状態にして、所定時間経過後に
再び通電を開始してコンデンサの電荷を放電する放電制
御部を設けているので、電流の流れていない状態で開閉
装置を閉から開状態にすることができる。従って開閉装
置の接点へのストレスを少なくすることができる。また
停止から再通電の間に待ち時間を設けることにより、電
動圧縮機の慣性による回転中に再通電し、圧縮部や回路
にブレーキや回生によるストレスがかかるのを防止する
ことができるので、信頼性の向上につながる。
の停止が指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停止
し、開閉装置を閉から開状態にして、所定時間経過後に
再び通電を開始してコンデンサの電荷を放電する放電制
御部を設けているので、電流の流れていない状態で開閉
装置を閉から開状態にすることができる。従って開閉装
置の接点へのストレスを少なくすることができる。また
停止から再通電の間に待ち時間を設けることにより、電
動圧縮機の慣性による回転中に再通電し、圧縮部や回路
にブレーキや回生によるストレスがかかるのを防止する
ことができるので、信頼性の向上につながる。
【００２６】第五の実施の形態においては、コンデンサ
の電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連動して変化
する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮機の停止が
指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停止し、開閉
装置を閉から開状態にして、所定時間経過後に再び通電
を開始して、前記電圧検出部で検出される電圧が所定値
以下になるまで通電を継続して、コンデンサの電荷を放
電する放電制御部を設けているので、電流の流れていな
い状態で開閉装置を閉から開状態にすることができる。
従って開閉装置の接点へのストレスを少なくすることが
できる。また停止から再通電の間に待ち時間を設けるこ
とにより、電動圧縮機の慣性による回転中に再通電し、
圧縮部や回路にブレーキや回生によるストレスがかかる
のを防止することができるので、信頼性の向上につなが
る。また放電の完了電圧を設定することにより、完全に
放電する必要がなくなり、第四の実施の形態よりもさら
に短時間で放電することができる。
の電圧、若しくは前記コンデンサの電圧と連動して変化
する電圧を検出する電圧検出部と、電動圧縮機の停止が
指令された後、一旦電動圧縮機への通電を停止し、開閉
装置を閉から開状態にして、所定時間経過後に再び通電
を開始して、前記電圧検出部で検出される電圧が所定値
以下になるまで通電を継続して、コンデンサの電荷を放
電する放電制御部を設けているので、電流の流れていな
い状態で開閉装置を閉から開状態にすることができる。
従って開閉装置の接点へのストレスを少なくすることが
できる。また停止から再通電の間に待ち時間を設けるこ
とにより、電動圧縮機の慣性による回転中に再通電し、
圧縮部や回路にブレーキや回生によるストレスがかかる
のを防止することができるので、信頼性の向上につなが
る。また放電の完了電圧を設定することにより、完全に
放電する必要がなくなり、第四の実施の形態よりもさら
に短時間で放電することができる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の電動圧縮機の駆動装置につい
て図面を参照しながら説明する。但し、図７の従来の回
路図と共通するところは同一の符号を付し説明を省略す
る。
て図面を参照しながら説明する。但し、図７の従来の回
路図と共通するところは同一の符号を付し説明を省略す
る。
【００２８】図１は、本発明の一実施例を示した回路図
である。駆動装置5内には、電解コンデンサ3の電圧を検
出している電圧検出部9、各種信号をトリガーとして時
間を計測するタイマー8、またそれらの信号を入力とし
て、半導体スイッチング素子のゲート(若しくはベース)
ドライブ回路へ制御信号を出力している放電制御部7が
ある。ここで電圧検出部9は、電解コンデンサ3の電圧を
直接検出しても良いし、破線で示されるようにゲートド
ライブ回路11等、電解コンデンサ3の電圧と一定の相関
がある電圧であればどこでも良い。但し、推奨するの
は、前記ゲートドライブ回路の電圧である。
である。駆動装置5内には、電解コンデンサ3の電圧を検
出している電圧検出部9、各種信号をトリガーとして時
間を計測するタイマー8、またそれらの信号を入力とし
て、半導体スイッチング素子のゲート(若しくはベース)
ドライブ回路へ制御信号を出力している放電制御部7が
ある。ここで電圧検出部9は、電解コンデンサ3の電圧を
直接検出しても良いし、破線で示されるようにゲートド
ライブ回路11等、電解コンデンサ3の電圧と一定の相関
がある電圧であればどこでも良い。但し、推奨するの
は、前記ゲートドライブ回路の電圧である。
【００２９】なぜならゲート電圧が低下してしまうと、
スイッチング素子の発熱が大きくなってしまい信頼性が
損なわれるので、通常は、これに対する保護回路がもと
もとあるので、これを利用すると回路の合理化が図れ
る。但しこの場合には、電解コンデンサの電圧が感電電
圧未満になるまで、ゲート電圧低下の保護が作動しない
ようにしておかなければならない。
スイッチング素子の発熱が大きくなってしまい信頼性が
損なわれるので、通常は、これに対する保護回路がもと
もとあるので、これを利用すると回路の合理化が図れ
る。但しこの場合には、電解コンデンサの電圧が感電電
圧未満になるまで、ゲート電圧低下の保護が作動しない
ようにしておかなければならない。
【００３０】車両制御装置10は車両全体の制御をつかさ
どり、乗員が車のキースイッチをONにして、空調装置の
作動を選択した際にはONされ、空調装置の停止を選択し
た場合には、開かれるようになっている。尚、空調装置
の作動、停止の状態を車両制御装置へフィードバックす
るのは、駆動装置5から直接行っても良い。
どり、乗員が車のキースイッチをONにして、空調装置の
作動を選択した際にはONされ、空調装置の停止を選択し
た場合には、開かれるようになっている。尚、空調装置
の作動、停止の状態を車両制御装置へフィードバックす
るのは、駆動装置5から直接行っても良い。
【００３１】次に図２(a)は、本発明における第一、第
二の実施形態のタイミングチャートでこれを参照しなが
ら動作について説明する。
二の実施形態のタイミングチャートでこれを参照しなが
ら動作について説明する。
【００３２】まず時刻Aにおいて、空調制御装置から運
転の指令が、車両制御装置と駆動装置へ送られる。その
T1後に、開閉装置が閉じられて、同時に駆動装置からの
出力がONとなり電動圧縮機の駆動が始まる。（コンデン
サ電圧は、開閉装置が閉じられるとほぼ同時に電源電圧
に充電される） 次に時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされる
と、T1後には開閉装置が開かれ、同時に駆動装置内のタ
イマーがスタートする。このとき駆動装置の出力は継続
しており、電動圧縮機は駆動されたままとなっているの
で、コンデンサは通常の運転電流（例えば10A）にて放
電されるので急速に放電が進む（X区間）。
転の指令が、車両制御装置と駆動装置へ送られる。その
T1後に、開閉装置が閉じられて、同時に駆動装置からの
出力がONとなり電動圧縮機の駆動が始まる。（コンデン
サ電圧は、開閉装置が閉じられるとほぼ同時に電源電圧
に充電される） 次に時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされる
と、T1後には開閉装置が開かれ、同時に駆動装置内のタ
イマーがスタートする。このとき駆動装置の出力は継続
しており、電動圧縮機は駆動されたままとなっているの
で、コンデンサは通常の運転電流（例えば10A）にて放
電されるので急速に放電が進む（X区間）。
【００３３】次にタイマーが所定の時間を計測し、充分
にコンデンサの電荷が放電された時点（時刻C）で、タ
イマーをストップさせて、駆動装置の出力を停止させ
る。このときの放電時間T2は、30ms（電源電圧300V、コ
ンデンサ容量1000uFの時）という非常に短い時間で済む
ので、空調装置の停止させてから、整備員や乗員が感電
したり、ショートさせたりする可能性はほとんどない。
この実施例におけるタイマーの設定時間は30msを中心
に、それより大きく設定しけおけば完全に放電が完了す
ることになるし、それより小さくても放電完了電圧が30
V未満になるような時間に設定しておけば人体が感電し
たり、大きなスパークが発生することはない。但し、完
全に放電する際には、放電後も駆動装置が正常に動作す
る必要があるので、駆動装置内の制御部分へは、図1の2
の電源とは異なる電源を供給する必要がある。しかし、
通常この種の車には、車両全体の制御電源として12Vの
バッテリーも搭載されているのでこれを利用すれば良
い。
にコンデンサの電荷が放電された時点（時刻C）で、タ
イマーをストップさせて、駆動装置の出力を停止させ
る。このときの放電時間T2は、30ms（電源電圧300V、コ
ンデンサ容量1000uFの時）という非常に短い時間で済む
ので、空調装置の停止させてから、整備員や乗員が感電
したり、ショートさせたりする可能性はほとんどない。
この実施例におけるタイマーの設定時間は30msを中心
に、それより大きく設定しけおけば完全に放電が完了す
ることになるし、それより小さくても放電完了電圧が30
V未満になるような時間に設定しておけば人体が感電し
たり、大きなスパークが発生することはない。但し、完
全に放電する際には、放電後も駆動装置が正常に動作す
る必要があるので、駆動装置内の制御部分へは、図1の2
の電源とは異なる電源を供給する必要がある。しかし、
通常この種の車には、車両全体の制御電源として12Vの
バッテリーも搭載されているのでこれを利用すれば良
い。
【００３４】図２(b)は、本発明の第一、第二の実施の
形態における駆動装置5における制御フローチャート
で、まず運転から停止の指令があるかどうかチェックす
る（ステップ101）。指令がある場合には、タイマーを
スタートさせる（ステップ102）。次に、T2経過したか
どうかをチェックし（ステップ103）、経過した場合に
は圧縮機駆動を停止して（ステップ104）終了し、経過
していない場合には運転を継続する（再ステップ10
3）。経過していない場合には圧縮機の運転を継続す
る。このように制御することで、非常に短時間で、特に
回路を追加することなく、放電をすることができる。
形態における駆動装置5における制御フローチャート
で、まず運転から停止の指令があるかどうかチェックす
る（ステップ101）。指令がある場合には、タイマーを
スタートさせる（ステップ102）。次に、T2経過したか
どうかをチェックし（ステップ103）、経過した場合に
は圧縮機駆動を停止して（ステップ104）終了し、経過
していない場合には運転を継続する（再ステップ10
3）。経過していない場合には圧縮機の運転を継続す
る。このように制御することで、非常に短時間で、特に
回路を追加することなく、放電をすることができる。
【００３５】次に本発明における第三の実施の形態につ
いて図３(a)のタイミングチャートを参照しながら動作
について説明する。（時刻AからB以前は図２(a)の場合
と同じであるので説明を省略する。） 時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされると、T1
後には開閉装置が開かれるが、駆動装置の出力は、停止
の指令があるにも関わらずONしたままにしておく。この
とき、コンデンサの電荷は、ほぼそれまで運転されてい
た電流（例えば10A）にて放電されるので急速に放電が
進む（Ｙ区間）。ここでコンデンサの電圧がVLまで低下
したとき（時刻D）に、駆動装置の出力を停止して、圧
縮機の運転を止める。時刻Ｄ以降は暗電流にてゆっくり
放電が進む。ここでVLの設定は、30V程度にしておけ
ば、感電の恐れはない。このときの30Vまでの放電時間
は、27ms（電源電圧300V、コンデンサ容量1000uFの時）
という非常に短い時間で済むので、空調装置の停止させ
てから、整備員や乗員が感電したり、ショートさせたり
する可能性はほとんどない。
いて図３(a)のタイミングチャートを参照しながら動作
について説明する。（時刻AからB以前は図２(a)の場合
と同じであるので説明を省略する。） 時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされると、T1
後には開閉装置が開かれるが、駆動装置の出力は、停止
の指令があるにも関わらずONしたままにしておく。この
とき、コンデンサの電荷は、ほぼそれまで運転されてい
た電流（例えば10A）にて放電されるので急速に放電が
進む（Ｙ区間）。ここでコンデンサの電圧がVLまで低下
したとき（時刻D）に、駆動装置の出力を停止して、圧
縮機の運転を止める。時刻Ｄ以降は暗電流にてゆっくり
放電が進む。ここでVLの設定は、30V程度にしておけ
ば、感電の恐れはない。このときの30Vまでの放電時間
は、27ms（電源電圧300V、コンデンサ容量1000uFの時）
という非常に短い時間で済むので、空調装置の停止させ
てから、整備員や乗員が感電したり、ショートさせたり
する可能性はほとんどない。
【００３６】さらにコンデンサを完全には放電していな
いので、VL（30V）まで駆動装置が、正常に動作するよ
うに設計しておけば、第二の実施例のように外部から別
電源を供給必要がない。
いので、VL（30V）まで駆動装置が、正常に動作するよ
うに設計しておけば、第二の実施例のように外部から別
電源を供給必要がない。
【００３７】図３(b)は、本発明の第三の実施の形態に
おける駆動装置5での制御フローチャートで、まず運転
から停止の指令があるかどうかチェックする（ステップ
201）。指令がある場合には、駆動装置の出力はそのま
まにして、コンデンサの電圧がVLより小さいかどうか比
較する（ステップ202）。小さくなった場合には、駆動
装置の出力を停止して圧縮機を停止させる（ステップ20
3）。まだ小さくなっていない場合には、運転を継続す
る（再ステップ202）。このように制御することで、第
二の実施例で必要であった、駆動回路への別電源の供給
が必要なくなり、システム全体も小型化、合理化が図れ
る。
おける駆動装置5での制御フローチャートで、まず運転
から停止の指令があるかどうかチェックする（ステップ
201）。指令がある場合には、駆動装置の出力はそのま
まにして、コンデンサの電圧がVLより小さいかどうか比
較する（ステップ202）。小さくなった場合には、駆動
装置の出力を停止して圧縮機を停止させる（ステップ20
3）。まだ小さくなっていない場合には、運転を継続す
る（再ステップ202）。このように制御することで、第
二の実施例で必要であった、駆動回路への別電源の供給
が必要なくなり、システム全体も小型化、合理化が図れ
る。
【００３８】次に本発明における第四、第五の実施の形
態について図４(a)のタイミングチャートを参照しなが
ら動作について説明する。（時刻AかたB以前は図２(a)
の場合とほぼ同じであるので説明を省略する。） 時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされると、T1
後には開閉装置が開かれるが、これと同時に駆動装置の
出力を一旦OFFする（時刻E）。ここで開閉装置には、機
械的接点の動作時間があるので、図示はしていないが、
同時にOFFしたとしても必ず駆動装置の出力の方が早くO
FFする。従って第二、第三の実施例のように、開閉装置
で運転電流を遮断するということはなく、接点へのスト
レスが少なく信頼性がアップする。
態について図４(a)のタイミングチャートを参照しなが
ら動作について説明する。（時刻AかたB以前は図２(a)
の場合とほぼ同じであるので説明を省略する。） 時刻Bで空調制御装置から停止の指令がなされると、T1
後には開閉装置が開かれるが、これと同時に駆動装置の
出力を一旦OFFする（時刻E）。ここで開閉装置には、機
械的接点の動作時間があるので、図示はしていないが、
同時にOFFしたとしても必ず駆動装置の出力の方が早くO
FFする。従って第二、第三の実施例のように、開閉装置
で運転電流を遮断するということはなく、接点へのスト
レスが少なく信頼性がアップする。
【００３９】次に、電動圧縮機は、停止させた後も自身
の慣性で、実験では数百msの時間、回転したままとなっ
ているので、T3の時間は通電待ちの状態としておく。も
し、この慣性回転中に通電を再開してしまうと、モータ
に異常なブレーキや、場合によって加速トルク加わり、
圧縮部が破損する可能性がある。また永久磁石モータや
誘導モータでは、慣性回転中に通電を再開すると、発電
回生状態になってしまうことがあり、大電流がモータや
駆動装置にながれてやはり破損するという問題がある。
従ってこの待ち時間T3を設ける。尚この待ち時間中は暗
電流による自然放電となる（区間Z2）。
の慣性で、実験では数百msの時間、回転したままとなっ
ているので、T3の時間は通電待ちの状態としておく。も
し、この慣性回転中に通電を再開してしまうと、モータ
に異常なブレーキや、場合によって加速トルク加わり、
圧縮部が破損する可能性がある。また永久磁石モータや
誘導モータでは、慣性回転中に通電を再開すると、発電
回生状態になってしまうことがあり、大電流がモータや
駆動装置にながれてやはり破損するという問題がある。
従ってこの待ち時間T3を設ける。尚この待ち時間中は暗
電流による自然放電となる（区間Z2）。
【００４０】そして、時刻Fで完全に圧縮機が停止した
時に、再通電を開始してコンデンサの電圧が、VLになる
まで放電する（区間Z2）。このZ2区間での放電電流は、
第二、第三の実施例よりは小さくなる。これは、一旦圧
縮機を停止しているので、そのままの運転電流では放電
できず、始動時の電流（実験では1A程度）となるからで
ある。この場合Z2区間の時間は270msとなる（電圧300V
から30Vまで、静電容量1000uF、電流1Aの時）。
時に、再通電を開始してコンデンサの電圧が、VLになる
まで放電する（区間Z2）。このZ2区間での放電電流は、
第二、第三の実施例よりは小さくなる。これは、一旦圧
縮機を停止しているので、そのままの運転電流では放電
できず、始動時の電流（実験では1A程度）となるからで
ある。この場合Z2区間の時間は270msとなる（電圧300V
から30Vまで、静電容量1000uF、電流1Aの時）。
【００４１】そして、待ち時間T3を1秒としても、トー
タールでは1.27秒で安全な電圧となるので、従来（十数
秒）に比較すれば、ずっと短い時間で放電することがで
きる。従って、整備員や乗員が感電したり、ショートさ
せたりする可能性は、第二、第三の実施の形態と同様に
ほとんどない。またこの第四、第五の実施の形態におい
ては、開閉装置への電流遮断のストレスが少ないという
メリットがある。
タールでは1.27秒で安全な電圧となるので、従来（十数
秒）に比較すれば、ずっと短い時間で放電することがで
きる。従って、整備員や乗員が感電したり、ショートさ
せたりする可能性は、第二、第三の実施の形態と同様に
ほとんどない。またこの第四、第五の実施の形態におい
ては、開閉装置への電流遮断のストレスが少ないという
メリットがある。
【００４２】図４(b)は、本発明の第四、第五の実施の
形態における駆動装置5における制御フローチャート
で、まず運転から停止の指令があるかどうかチェックす
る（ステップ301）。指令がある場合には、一旦駆動装
置の出力をOFFして圧縮機を停止させる（ステップ30
2）。次にタイマーをスタートさせ（ステップ303）、T3
経過したかどうかをチェックする（ステップ304）。経
過した場合には、圧縮機を再通電する（ステップ30
5）。そしてコンデンサの電圧がVLより小さくなったか
どうか比較する（ステップ306）。小さくなった場合に
は、駆動装置の出力を停止して圧縮機を停止させる（ス
テップ307）。まだ小さくなっていない場合には、通電
を継続する（再ステップ306）。このように制御するこ
とで、開閉装置へのストレスが少ない制御をすることが
できる。
形態における駆動装置5における制御フローチャート
で、まず運転から停止の指令があるかどうかチェックす
る（ステップ301）。指令がある場合には、一旦駆動装
置の出力をOFFして圧縮機を停止させる（ステップ30
2）。次にタイマーをスタートさせ（ステップ303）、T3
経過したかどうかをチェックする（ステップ304）。経
過した場合には、圧縮機を再通電する（ステップ30
5）。そしてコンデンサの電圧がVLより小さくなったか
どうか比較する（ステップ306）。小さくなった場合に
は、駆動装置の出力を停止して圧縮機を停止させる（ス
テップ307）。まだ小さくなっていない場合には、通電
を継続する（再ステップ306）。このように制御するこ
とで、開閉装置へのストレスが少ない制御をすることが
できる。
【００４３】次にその他の実施例について図５を用いて
説明する。今までの回路図においては、開閉装置が、空
調装置専用であるとして説明してきたが、場合によって
は、図５に示すように、他の機器（車両走行用モータ
や、DC／DCコンバータや、オンボード充電器等）と共用
されている場合がある。この場合には、図５の12に示す
ような開閉機能付きの充電回路を、空調装置用に設け
て、これを空調装置専用の開閉装置として制御すること
で、同様の効果を得ることが出来る。また前述の実施例
では、コンデンサの充電については、特に触れなかった
が、この充電回路に示すような回路を設けることで、突
入電流の少ない信頼性の高いシステムを提供することが
できる。
説明する。今までの回路図においては、開閉装置が、空
調装置専用であるとして説明してきたが、場合によって
は、図５に示すように、他の機器（車両走行用モータ
や、DC／DCコンバータや、オンボード充電器等）と共用
されている場合がある。この場合には、図５の12に示す
ような開閉機能付きの充電回路を、空調装置用に設け
て、これを空調装置専用の開閉装置として制御すること
で、同様の効果を得ることが出来る。また前述の実施例
では、コンデンサの充電については、特に触れなかった
が、この充電回路に示すような回路を設けることで、突
入電流の少ない信頼性の高いシステムを提供することが
できる。
【００４４】図６(a)は、このタイミングチャートであ
るが、充電回路の状態として、開と閉以外に「充電」と
いう状態があるのが特徴である。充電時（T3時間）に
は、図５の充電回路内のトランジスタだけONすることの
より、コンデンサには抵抗を介してゆっくりと充電する
ことができる。以降の動作については、第三の実施例と
同様であるので説明を省略するが、その他の放電動作と
組み合わせても良い。
るが、充電回路の状態として、開と閉以外に「充電」と
いう状態があるのが特徴である。充電時（T3時間）に
は、図５の充電回路内のトランジスタだけONすることの
より、コンデンサには抵抗を介してゆっくりと充電する
ことができる。以降の動作については、第三の実施例と
同様であるので説明を省略するが、その他の放電動作と
組み合わせても良い。
【００４５】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、乗員や整備員に対して安全で、小型、かつ信頼性の
高い、合理的な電動圧縮機の駆動装置を提供することが
できる。
ば、乗員や整備員に対して安全で、小型、かつ信頼性の
高い、合理的な電動圧縮機の駆動装置を提供することが
できる。
【００４６】また、実施例においては、自動車に限定し
て説明してきたが、特に安全性の要求される家庭用の空
調装置等にも同様に実施できる。
て説明してきたが、特に安全性の要求される家庭用の空
調装置等にも同様に実施できる。
【００４７】
【発明の効果】本発明の電動圧縮機の駆動装置によれ
ば、高電圧電源を搭載した電気自動車、ハイブリッド
車、燃料電池車、さらには発火性のある冷媒を使用した
その他の空調装置において、電動圧縮機のモータをコン
デンサの放電負荷として種々の制御をすることにより、
乗員や整備員に対する安全性の向上、また小型、軽量、
低コスト化や効率のアップ、さらには信頼性の向上も図
ることができる。
ば、高電圧電源を搭載した電気自動車、ハイブリッド
車、燃料電池車、さらには発火性のある冷媒を使用した
その他の空調装置において、電動圧縮機のモータをコン
デンサの放電負荷として種々の制御をすることにより、
乗員や整備員に対する安全性の向上、また小型、軽量、
低コスト化や効率のアップ、さらには信頼性の向上も図
ることができる。
【図１】本発明に係る電動圧縮機の駆動装置を説明した
回路図
回路図
【図２】(a)第一、第二の実施の形態を説明したタイミ
ングチャート (b)第一、第二の実施の形態を説明した制御フローチャ
ート
ングチャート (b)第一、第二の実施の形態を説明した制御フローチャ
ート
【図３】(a)第三の実施の形態を説明したタイミングチ
ャート (b)第三の実施の形態を説明した制御フローチャート
ャート (b)第三の実施の形態を説明した制御フローチャート
【図４】(a)第四、第五の実施の形態を説明したタイミ
ングチャート (b)第四、第五の実施の形態を説明した制御フローチャ
ート
ングチャート (b)第四、第五の実施の形態を説明した制御フローチャ
ート
【図５】本発明に係る電動圧縮機の駆動装置のその他の
実施の形態を説明した回路図
実施の形態を説明した回路図
【図６】その他の実施の形態を説明したタイミングチャ
ート
ート
【図７】従来の電動圧縮機の駆動装置を説明した回路図
【図８】(a)従来の電動圧縮機の駆動装置を説明したタ
イミングチャート (b)従来の電動圧縮機の駆動装置を説明した制御フロー
チャート
イミングチャート (b)従来の電動圧縮機の駆動装置を説明した制御フロー
チャート
1 電動圧縮機 2 バッテリー（電源） 3 電解コンデンサ 4 開閉装置 5 駆動装置 5' 従来の駆動装置 6 空調制御装置 7 放電制御部 8 タイマー 9 電圧検出部 10 車両制御装置 11 ゲート（ベース）ドライブ回路 12 充電回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA09 AA12 AA27 BA41 CA21 CA28 CA29 DA02 DA07 EA35 5H530 AA01 BB04 BB18 CC19 CC30 CD34 CD36 CF01 DD03 DD05 DD13 DD23
Claims (5)
- 【請求項１】 空調用の冷媒を圧縮する電動圧縮機と、
前記電動圧縮機の電力源となる直流電源と、前記直流電
源と並列に接続されるコンデンサと、前記直流電源とコ
ンデンサの間に設けられ、前記電動圧縮機の停止時には
開かれる開閉装置と、前記直流電源から開閉装置及びコ
ンデンサを介して供給される電力を、前記電動圧縮機駆
動用の電力に変換して出力する駆動装置と、前記駆動装
置へ電動圧縮機の運転及び停止を指令する制御装置とを
具備し、 前記駆動装置には、電動圧縮機の停止が指令された後、
その電動圧縮機を用いて前記コンデンサの電荷を放電す
る放電制御部を設けたことを特徴とする電動圧縮機の駆
動装置。 - 【請求項２】電動圧縮機の停止が指令された後、所定時
間そのまま運転を継続して、コンデンサの電荷を放電す
る放電制御部を設けた請求項１に記載の電動圧縮機の駆
動装置。 - 【請求項３】コンデンサの電圧、若しくは前記コンデン
サの電圧と連動して変化する電圧を検出する電圧検出部
を設け、電動圧縮機の停止が指令された後、前記電圧検
出部で検出される電圧が、所定値以下になるまでそのま
ま運転を継続して、コンデンサの電荷を放電する放電制
御部を設けた請求項１に記載の電動圧縮機の駆動装置。 - 【請求項４】電動圧縮機の停止が指令された後、一旦電
動圧縮機への通電を停止し、所定時間経過後に再び通電
を開始して、コンデンサの電荷を放電する放電制御部を
設けた請求項１に記載の電動圧縮機の駆動装置。 - 【請求項５】コンデンサの電圧、若しくは前記コンデン
サの電圧と連動して変化する電圧を検出する電圧検出部
を設け、電動圧縮機の停止が指令された後、一旦電動圧
縮機への通電を停止し、所定時間経過後に再び通電を開
始して、前記電圧検出部で検出される電圧が、所定値以
下になるまで通電を継続して、コンデンサの電荷を放電
する放電制御部を設けた請求項１に記載の電動圧縮機の
駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35294499A JP2001165056A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 電動圧縮機の駆動装置 |
| US09/734,937 US6384558B2 (en) | 1999-12-13 | 2000-12-12 | Driving device for motor-driven compressor |
| EP00127387A EP1110773B1 (en) | 1999-12-13 | 2000-12-13 | Driving device for motor-driven compressor |
| DE60014307T DE60014307T2 (de) | 1999-12-13 | 2000-12-13 | Antriebsvorrichtung für einen von einem Motor angetriebenen Verdichter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35294499A JP2001165056A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 電動圧縮機の駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001165056A true JP2001165056A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18427529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35294499A Pending JP2001165056A (ja) | 1999-12-13 | 1999-12-13 | 電動圧縮機の駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6384558B2 (ja) |
| EP (1) | EP1110773B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001165056A (ja) |
| DE (1) | DE60014307T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010220286A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Aisin Seiki Co Ltd | モータ制御装置および車両システム |
| KR101572437B1 (ko) * | 2008-03-31 | 2015-11-27 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 스위칭 디바이스 및 상기 스위칭 디바이스를 동작시키기 위한 방법 |
| WO2016063677A1 (ja) * | 2014-10-24 | 2016-04-28 | 三菱電機株式会社 | 除湿機の制御装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6518736B2 (en) * | 2000-06-26 | 2003-02-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mechanical power outputting apparatus and inverter apparatus |
| JP4294884B2 (ja) * | 2001-04-05 | 2009-07-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池電源装置 |
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