JP2006238571A - 車両空調装置用駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定のスイッチング素子への負荷の集中をなくして長寿命化を図る。
【解決手段】 車両空調装置のモータ５１へ供給する電流を、６個のスイッチング素子２６への通電を順次切り替えることにより直流電流を疑似交流電流として供給するインバータ回路を設ける。始動時に通電するスイッチング素子２６が異なる複数の位置検出運転パターンが記憶されたＲＯＭ２３と、前回の始動時に用いた位置検出運転パターンを記憶するＲＡＭ２２と、ＲＡＭ２２から引き出した前回の位置検出運転パターンと異なる位置検出運転パターンを、ＲＯＭ２３から引き出し、この引き出した位置検出運転パターンにてドライブ手段２５を介してスイッチング素子２６への通電の切り替えを行い、モータ５１の駆動を制御する始動制御手段２１を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両空調装置をインバータ駆動制御する車両空調装置用駆動制御装置に関する。

図２５は自動車用電動コンプレッサの駆動制御装置を示す構成のブロック図である。
図２５に示すように、このコンプレッサの駆動制御装置は、バッテリ１、自動車走行用モータ２、ロータが永久磁石で構成されたセンサーレスＤＣブラシレスモータを内蔵した電動コンプレッサ３、直流電圧を正負の矩形パルス列状の擬似交流電圧に変換する直流交流変換手段（インバータ）４、スイッチング素子制御信号発生部５、複数のスイッチング素子６、直流電圧検出手段７、デューティ比変更手段とタイマー部８、モータ回転数検出部９、ＲＯＭ１０を備えている。
そして、この駆動制御装置では、電動コンプレッサ３の始動後一定時間または始動時一定回転速度に到達するまでの間、デューティ比変更手段８により直流電圧検出手段７で検出された直流電圧に応じて矩形パルス列の個々の矩形パルスのデューティ比を変更して電動コンプレッサ３の運転を行う。これにより、自動車用空調装置の始動時における電源電圧の大きな変動に対し、電動コンプレッサ３のモータが過負荷や過励磁になり、電動コンプレッサ３が停止するのを防止している（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３２１４０号公報

しかしながら、上記駆動制御装置は、始動時におけるスイッチング素子６への通電の順番が決まっていないため、特定のスイッチング素子６から始動運転が開始されることがある。
このため特定のスイッチング素子６に始動時の負荷が集中し、この負荷の累積により特定のスイッチング素子６の寿命が短くなる欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、特定のスイッチング素子への負荷の集中をなくし、長寿命化が図られた車両空調装置用駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の車両空調装置用駆動制御装置は、車両空調装置のモータに、複数のスイッチング素子への通電を順次切り替えることにより直流電流を疑似交流電流として供給してモータの駆動を制御する駆動制御装置であって、前回の始動時に通電を開始したスイッチング素子を記憶させ、次回始動時に前回とは別のスイッチング素子から通電を開始する始動制御手段を備えたことを特徴とする。

このように、始動制御手段が、前回の始動時に通電を開始したスイッチング素子と別のスイッチング素子から通電を開始してモータを始動させるので、特定のスイッチング素子に電気負荷が集中することなく平均化され、スイッチング素子の耐久寿命を向上させることができる。

また、本発明は、始動時に通電するスイッチング素子が異なる複数の始動パターンを記憶した始動パターン記憶手段と、前回の始動時に用いた始動パターンを記憶する前回運転パターン記憶手段とを備え、始動制御手段は、前回運転パターン記憶手段から引き出した前回の始動パターンと異なる始動パターンを始動パターン記憶手段から引き出し、この引き出した始動パターンにてスイッチング素子への通電の切り替えを行い、モータの駆動を制御することが好ましい。
このように、始動制御手段が、前回の始動パターンと異なる始動パターンにて運転を始動させることにより、スイッチング素子への電気負荷を確実に平均化させることができる。

さらに、始動制御手段は、始動パターン記憶手段から引き出した始動パターンにてモータを始動させる前に、モータの回転子と固定子の磁極が一致する位置へ回転子を移動させる位置合わせ運転を行うことが望ましい。
このように、モータの運転を開始する前に、回転子と固定子の磁極を一致させておくことにより、起動トルクを最大限に発生させることができ、起動不良を確実に防止して円滑に始動させることができる。

また、始動パターン記憶手段には、始動パターンとして、回転子と固定子とを同期させた同期運転を行わせる起動運転パターン、及び回転子と固定子との位置ずれを考慮した位置検出運転を行わせる位置検出運転パターンが記憶され、始動制御手段は、運転パターン記憶手段に記憶されている起動運転パターン及び位置検出運転パターンを引き出し、これら起動運転パターン及び位置検出運転パターンにて、スイッチング素子への通電の切り替えを順に行うことが好ましい。
このように、始動開始時は、起動運転パターンによる同期運転により大きなトルクにて確実に回転させ、その後は、回転子と固定子との位置ずれを考慮して円滑かつ高速に回転させることができる。

本発明の車両空調装置用駆動制御装置によれば、特定のスイッチング素子への負荷の集中をなくして、長寿命化を図ることができる。

以下、本発明に係る車両空調装置用駆動制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る車両空調装置用駆動制御装置について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係わる車両空調装置の駆動制御装置等の構成を示すブロック図、図２は、電動圧縮機内のモータの断面図、図３は、電動圧縮機内のモータの配線図である。
図１に示すように、本実施形態では、バッテリ１０１から車両走行用モータ１０２と車両空調装置の駆動制御装置２０へ配線され、駆動制御装置２０から電動圧縮機内のモータ５１へ配線されている。

駆動制御装置２０内には、始動制御手段２１、ＲＡＭ（前回運転パターン記憶手段）２２、ＲＯＭ（始動パターン記憶手段）２３、ＲＯＭ２４、ドライブ手段２５、６個のスイッチング素子２６、電源電圧検出手段２７、パルス幅選択手段２８、ＲＯＭ２９、回転数検出手段３０及び位置検出手段３１が配設されている。

図２及び図３に示すように、前記モータ５１は、ロータに永久磁石を組み込んだブラシレスモータであり、回転子５２、固定子５３、巻き線５４、回転子５２に組み込まれた４個の磁石５６などから構成されており、巻き線５４は、４個を並列に接続したものを１セットとしてＵＶ間、ＵＷ間、ＶＷ間に配置され、これらがＵ、Ｖ、Ｗの３つの入力回路に纏められている。

次に、上記構成の車両空調装置用駆動制御装置による運転の仕方について、フローチャートに沿って説明する。
図４は、車両空調装置用駆動制御装置の運転の仕方を説明するフローチャート図、図５及び図８〜図１２は、各種の運転パターンを説明する図、図６は、運転時における通電状態を説明する回路図、図７は、運転時における運転特性を示すグラフ図である。

（初回の始動運転）
始動制御をスタートさせると（ステップＳ１）、始動制御手段２１は、ＲＡＭ２２から「前回運転パターン」の読み出しを行う（ステップＳ２）。
ここで、初回の始動運転時には、前回運転時に記憶された「前回運転パターン」が存在しないので、始動制御手段２１はＲＯＭ２３から「位置検出運転パターンＡ」を読み出す。
そして、電源電圧検出手段２７が、バッテリ１０１のプラス側の電源電圧を検出して出力信号をパルス幅選択手段２８に出力する（ステップＳ３）。
パルス幅選択手段２８は、これを受けてＲＯＭ２４から該当する「電源電圧比パルス幅データ」を読み出し、始動制御手段２１へ出力する（ステップＳ４）。

始動制御手段２１は、この出力を受けて、ＲＯＭ２９から「起動時回転数データ」と「位置検出運転時加速データ」を読み出し、図５に示す「位置検出運転パターンＡ」の「位置検出運転」によりドライブするようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する（ステップＳ５）。

この入力により、６個のスイッチング素子２６を構成するＡ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−が、図５に示す「位置検出運転パターンＡ」のパターンにて、ＯＮ、ＯＦＦされる。
具体的には、この「位置検出運転パターンＡ」では、（１）で示すＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（２）ではＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（３）ではＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（４）ではＢ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（５）ではＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（６）ではＣ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされ、以降は（１）（２）（３）（４）（５）（６）の順を繰り返す制御が行われる。

この制御により、図６に示す「位置検出運転時通電回路」において、６個のスイッチング素子２６（Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−）の内、（１）で示すＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．１経路を流れてモータ５１のＵＶ間の巻き線５４にＵ→Ｖ方向に通電され、同様に（２）で示すＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．２経路を流れてＵＷ間の巻き線５４にＵ→Ｗ方向に通電され、同様に（３）で示すＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．３経路を流れてＶＷ間の巻き線５４にＶ→Ｗ方向に通電され、同様に（４）で示すＢ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．４経路を流れてＵＶ間の巻き線５４にＶ→Ｕ方向に通電され、同様に（５）で示すＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．５経路を流れてＵＷ間の巻き線５４にＷ→Ｕ方向に通電され、同様に（６）で示すＣ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．６経路を流れてＶＷ間の巻き線５４にＷ→Ｖ方向に通電される。

位置検出運転中は、（１）（２）（３）（４）（５）（６）の順で繰返し制御されるので、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６の順でモータ５１の巻き線５４に繰返し通電され、モータ５１は、この位置検出運転にて運転される。
この「位置検出運転」では、モータ５１の位置検出（ステップＳ６）の結果に基づいて、パルス幅選択手段２８が、ＲＯＭ２４から「位置ずれ比パルス幅データ」を読み出し、始動制御手段２１へ出力する（ステップＳ７）。これにより、始動制御手段２１が、モータ５１の回転数に応じて「位置検出運転パターンＡ」によりドライブするよう６個のスイッチング素子２６へ信号を入力する。
これにより、図７に示す「始動運転特性（初回）」の「位置検出運転時回転数」に示すように、時間の経過とともに回転数が増加され、予め設定された「所定回転数」に到達するまでモータ５１が加速運転される（ステップＳ８）。

モータ５１の回転数が「所定回転数」に到達すると、始動制御手段２１は、今回運転に用いた「位置検出運転パターンＡ」をＲＡＭ２２へ書き込み、記憶させる。
また、「所定回転数」に到達後は、車内温度調節を目的とする「温調運転制御」に移行し（ステップＳ９）、電動圧縮機内のモータ５１の回転数制御が行われるが、熱負荷が非常に小さいと電動圧縮機を一旦停止させ（ステップＳ１０）、車内温度が設定値より上昇すると電動圧縮機の運転が再開される。
再開される電動圧縮機の運転は、始動制御スタート（ステップＳ１）から行われるが、前記初回の始動運転とはＲＡＭ２２に前回運転パターンの「位置検出運転パターンＡ」が記憶されていることが異なる。

（２回目の始動運転）
２回目の始動制御がスタートされると（ステップＳ１）、始動制御手段２１は、ＲＡＭ２２から前回運転パターンを読み出す（ステップＳ２）。そして、これが「位置検出運転パターンＡ」であることを認識し、そのパターンＡの並び順 Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６をＮｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．１に変更して、図８に示す「位置検出運転パターンＢ」とする。
電源電圧検出手段２７が、バッテリ１０１のプラス側の電源電圧を検出し（ステップＳ３）、出力信号をパルス幅選択手段２８に出力し（ステップＳ４）、パルス幅選択手段２８は、これを受けてＲＯＭ２４から該当する「電源電圧比パルス幅データ」を読み出し、始動制御手段２１へ出力する（ステップＳ５）。

始動制御手段２１は、この出力を受けて、ＲＯＭ２９から「起動時回転数データ」と「位置検出運転時加速データ」を読み出し、図８に示す「位置検出運転パターンＢ」の「位置検出運転」によりドライブするようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する。
この入力により、６個のスイッチング素子２６を構成するＡ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−は、図８に示す「位置検出運転パターンＢ」のパターンにて、ＯＮ、ＯＦＦされる。

具体的には、この「位置検出運転パターンＢ」のパターンでは、（２）で示すＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（３）では、Ｂ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（４）では、Ｂ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（５）では、Ｃ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（６）では、Ｃ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（１）では、Ａ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされ、以降は（２）（３）（４）（５）（６）（１）の順を繰り返す制御が行われる。

この制御により、図６に示す「位置検出運転時通電回路」において、６個のスイッチング素子２６（Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−）の内、（２）で示すＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．２経路を流れてＵＷ間の巻き線５４にＵ→Ｗ方向に通電され、同様に（３）で示すＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．３経路を流れてＶＷ間の巻き線５４にＶ→Ｗ方向に通電され、同様に（４）で示すＢ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．４経路を流れてＵＶ間の巻き線５４にＶ→Ｕ方向に通電され、同様に（５）で示すＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．５経路を流れてＵＷ間の巻き線５４にＷ→Ｕ方向に通電され、同様に（６）で示すＣ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．６経路を流れてＶＷ間の巻き線５４にＷ→Ｖ方向に通電され、同様に（１）で示すＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．１経路（図中においては丸数字で表記。Ｎｏ．２〜９経路についても同様。）を流れてモータ５１のＵＶ間の巻き線５４にＵ→Ｖ方向に通電される。

位置検出運転中は（２）（３）（４）（５）（６）（１）の順で繰返し制御されるので、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．１の順でモータ５１の巻き線５４に繰返し通電され、モータ５１は位置検出運転される。
この「位置検出運転」では、モータ５１の位置検出（ステップＳ６）の結果に基づいて、パルス幅選択手段２８が、ＲＯＭ２４から「位置ずれ比パルス幅データ」を読み出し、始動制御手段２１へ出力する（ステップＳ７）。これにより、始動制御手段２１が、モータ５１の回転数に応じて「位置検出運転パターンＢ」によりドライブするよう６個のスイッチング素子２６へ信号を入力する。

これにより、図７に示す「始動運転特性（初回）」と同様に、時間の経過とともに回転数が増加され、予め設定された「所定回転数」に到達するまでモータ５１が加速運転される（ステップＳ８）。
モータ５１の回転数が「所定回転数」に到達すると、始動制御手段２１はＲＡＭ２２に書き込まれた「位置検出運転パターンＡ」を「位置検出運転パターンＢ」に書き換え、記憶させる。

また、「所定回転数」に到達後は、車内温度調節を目的とする「温調運転制御」に移行し（ステップＳ９）、電動圧縮機内のモータ５１の回転数制御が行われるが、熱負荷が非常に小さいと電動圧縮機を一旦停止させ（ステップＳ１０）、車内温度が設定値より上昇すると電動圧縮機の運転が再開される。
３回目以降の位置検出運転は上記２回目と同様に行われ、図９に示す「位置検出運転パターンＣ」、図１０に示す「位置検出運転パターンＤ」、図１１に示す「位置検出運転パターンＥ」、図１２に示す「位置検出運転パターンＦ」まで行われると、その後は、図５に示す「位置検出運転パターンＡ」に戻って順次繰り返される。

また、図示省略の車両空調装置の操作スイッチにより、電動圧縮機が停止される場合も、前記「温調運転制御」における電動圧縮機を一旦停止させて車内温度が設定値より上昇した際に電動圧縮機の運転が再開される場合と同様の制御が行われる。
尚、上記実施形態では、三相のインバータを想定して説明したが、本実施形態の制御は、三相以外（例えば５相など）のインバータにも適用できる。

以上、説明したように、上記実施形態によれば、「始動制御」が繰り返される度に「位置検出運転パターン」が順次切替えられ、最初にドライブされるスイッチング素子２６が順次切替えられることにより、６個のスイッチング素子２６に加えられる電気負荷を平均化することができ、スイッチング素子２６の耐久寿命を向上させる効果がある。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る車両空調装置用駆動制御装置について説明する。
なお、上記第１実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図１３は、本発明の第２実施形態に係わる車両空調装置の駆動制御装置等の構成を示すブロック図である。
図１３に示すように、この車両空調装置の駆動制御装置２０では、ＲＯＭ２３、２４、２９に記憶されているデータが異なる以外は、第１実施形態に係る駆動制御装置２０と同様であり、バッテリ１０１から車両走行用モータ１０２と車両空調装置の駆動制御装置２０へ配線され、駆動制御装置２０から電動圧縮機内のモータ５１へ配線されている。そして、駆動制御装置２０内には、始動制御手段２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、ＲＯＭ２４、ドライブ手段２５、６個のスイッチング素子２６、電源電圧検出手段２７、パルス幅選択手段２８、ＲＯＭ２９、回転数検出手段３０及び位置検出手段３１が配設されている。

また、モータ５１の構造も、前述と同様に、図２及び図３に示したように、ロータに永久磁石を組み込んだブラシレスモータであり、回転子５２、固定子５３、巻き線５４、回転子５２に組み込まれた４個の磁石５６などから構成されており、巻き線５４は、４個を並列に接続したものを１セットとしてＵＶ間、ＵＷ間、ＶＷ間に配置され、これらがＵ、Ｖ、Ｗの３つの入力回路に纏められている。

次に、上記構成の車両空調装置用駆動制御装置による運転の仕方について、フローチャートに沿って説明する。
図１４は、車両空調装置用駆動制御装置の運転の仕方を説明するフローチャート図、図１５は、モータの運転パターンを説明する図、図１６は、モータの運転時における通電状態を示す回路図、図１７は、モータの始動時における位置合わせ運転を説明するモータの断面図、図１８は、モータの始動運転特性を示すグラフ図、図１９は、モータの運転パターンを説明する図、図２０は、モータの運転時における通電状態を示す回路図、図２１〜図２４は、モータの運転パターンを説明する図である。

（初回の始動運転）
始動制御をスタートさせると（ステップＳ１１）、始動制御手段２１は、ＲＡＭ２２から「前回運転パターン」を読み出しを行う（ステップＳ１２）。
ここで、初回の始動運転時には、前回運転時に記憶された「前回運転パターン」が存在しないので、始動制御手段２１はＲＯＭ２３から「起動運転パターンＡ」と「位置検出運転パターンＡ」とを読み出し、さらにＲＯＭ２４から「位置合わせパルス幅データ」を読み出す（ステップＳ１３）。

次に、始動制御手段２１は、読み出した「位置合わせパルス幅データ」を図１５に示す「起動運転パターンＡ」の「位置合わせ運転」により出力するよう、ドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する。
この入力により、図１５に示す「起動運転パターンＡ」（１）のとおり６個のスイッチング素子２６を構成するＡ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−は、Ａ＋とＢ−がＯＮ、その他はＯＦＦにドライブされ、図１６の「起動運転時通電回路」に示すように、バッテリ１０１から通電経路Ｎｏ．１を流れて電動圧縮機内のモータ５１へ電気が供給され、モータ５１が「位置合わせ運転」を行う（ステップＳ１３）。

ここで、「位置合わせ運転」について説明する。
図１７（ａ）、（ｂ）は位置合わせ運転前のモータ５１の状態を示し、回転子５２の角度位置は、例えば図１７（ａ）、（ｂ）で示すような特定できない位置にある。
図１７（ｃ）は、位置合わせ運転終了間際のモータ５１の状態を示し、位置合わせ運転では、回転子５２の角度位置が図１７（ａ）、（ｂ）で示すような特定できない位置である状態からモータ５１の固定子５３に配設された巻き線５４に通電されることにより、磁力線５５が誘発されて磁極ＮとＳが４か所に発生し、この磁極ＮとＳに回転子５２に組み込まれた４個の磁石５６の磁極ＳとＮが誘引され、磁極ＮとＳが一致する位置まで回転子５２が回転して停止する。

位置合わせ運転が終了すると、電源電圧検出手段２７がバッテリ１０１のプラス側の電源電圧を検出し（ステップＳ１４）、出力信号をパルス幅選択手段２８に出力し、パルス幅選択手段２８は、これを受けてＲＯＭ２４から該当する「電源電圧比パルス幅データ」を読み出し、始動制御手段２１へ出力する（ステップＳ１５）。
始動制御手段２１は、この出力を受けて、ＲＯＭ２９から「起動時回転数データ」と「同期運転時加速データ」を読み出し、図１５に示す「起動運転パターンＡ」の「同期運転」によりドライブするようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する（ステップＳ１６）。

この入力により、６個のスイッチング素子２６（Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−）は、図１５の「起動運転パターンＡ」（２）で示すＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（３）ではＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（１）ではＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされ、以降は（２）（３）（１）の順を繰り返す制御が行われる。

この制御により、図１６に示す「起動運転時通電回路」において、６個のスイッチング素子２６の内、図１５の（２）で示すようにＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．２経路を流れてＶＷ間の巻き線５４に通電され、同様に（３）で示すようにＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．３経路を流れてＷＵ間の巻き線５４に通電され、同様に（１）で示すようにＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされるとバッテリ１０１からの電流がＮｏ．１経路を流れ、電動圧縮機内のモータ５１のＵＶ間の巻き線５４に通電される。
この同期運転中は、（２）（３）（１）の順番で繰返し制御されるので、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．１の順番でモータ５１の巻き線５４に繰返し通電され、モータ５１が同期運転される。

また、この同期運転中は、前記のＲＯＭ２９から「起動時回転数データ」と「同期運転時加速データ」を読み出し、前記「起動運転パターンＡ」の「同期運転」により出力するようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力したことにより、図１８に示す「始動運転特性（初回）」の「同期運転時回転数」のように、時間の経過とともにモータ５１の回転数が増加される。

この回転数は、モータ５１の逆起電力を回転数検出手段３０が検出し、その信号が始動制御手段２１へ出力され、始動制御手段２１は予め設定された「所定＃１回転数」に到達するまでモータ５１を加速運転する（ステップＳ１７）。
モータ５１の回転数が「所定＃１回転数」に到達すると、始動制御手段２１は、位置検出手段３１からの出力信号により、固定子５３と回転子５２の磁極の位置ずれを演算し、ＲＯＭ２４から該当する「位置ずれ比パルス幅データ」を読み出し、前記同期運転前に読み込んだ「電源電圧比パルス幅データ」と置き換えるとともに（ステップＳ１８）、ＲＯＭ２９から「位置検出運転時加速データ」を読み出し、前記同期運転時に読み込んだ「同期運転時加速データ」と置き換え、「位置検出運転パターンＡ」の「位置検出運転」によりドライブするようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する（ステップＳ１９）。

この入力により、６個のスイッチング素子２６（Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−）は、図１９の「位置検出運転パターンＡ」（６）で示すＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（７）ではＢ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（８）ではＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（９）ではＣ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（４）ではＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦに、継続する（５）ではＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされ、以降は（６）（７）（８）（９）（４）（５）の順を繰り返す制御が行われる。

この制御により、図２０に示す「位置検出運転時通電回路」において、６個のスイッチング素子２６（Ａ＋、Ａ−、Ｂ＋、Ｂ−、Ｃ＋、Ｃ−）の内、（６）で示すＢ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．６経路を流れてモータ５１のＶＷ間の巻き線５４にＶ→Ｗ方向に通電され、同様に（７）で示すＢ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．７経路を流れてＵＶ間の巻き線５４にＶ→Ｕ方向に通電され、同様に（８）で示すＣ＋とＡ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．８経路を流れてＷＵ間の巻き線５４にＷ→Ｕ方向に通電され、同様に（９）で示すＣ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．９経路を流れてＶＷ間の巻き線５４にＷ→Ｖ方向に通電され、同様に（４）で示すＡ＋とＢ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．４経路を流れてＵＶ間の巻き線５４にＵ→Ｖ方向に通電され、同様に（５）で示すＡ＋とＣ−がＯＮで他はＯＦＦにドライブされると、Ｎｏ．５経路を流れてＷＵ間の巻き線５４にＵ→Ｗ方向に通電される。

この位置検出運転中では、（６）（７）（８）（９）（４）（５）の順で繰返し制御されるので、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５の順でモータ５１の巻き線５４に繰返し通電され、モータ５１は位置検出運転される。
この「位置検出運転」も、図１８の「始動運転特性（初回）」の「位置検出運転時回転数」に示すように、時間の経過とともに回転数が増加され、予め設定された「所定＃２回転数」に到達するまでモータ５１が加速運転される（ステップＳ２１）。

「所定＃２回転数」に到達すると始動制御手段２１は、今回運転に用いた「起動運転パターンＡ」および「位置検出運転パターンＡ」をＲＡＭ２２へ書き込み、記憶させる。
また、「所定＃２回転数」に到達後は車内温度調節を目的とする「温調運転制御」に移行し（ステップＳ２２）、電動圧縮機内のモータ５１の回転数制御が行われるが、熱負荷が非常に小さいと電動圧縮機を一旦停止させ（ステップＳ２３）、車内温度が設定値より上昇すると電動圧縮機の運転が再開される。

再開される電動圧縮機の運転は、始動制御スタート（ステップＳ１１）から行われるが、前記初回の始動運転とはＲＡＭ２２に前回運転パターンの「起動運転パターンＡ」および「位置検出運転パターンＡ」が記憶されていることが異なる。

そして、２回目の始動制御がスタートされると、始動制御手段２１は、ＲＡＭ２２から前回運転パターンを読み出し、これが「起動運転パターンＡ」および「位置検出運転パターンＡ」であることを認識し、次の運転順位の図２１に示す「起動運転パターンＢ」および図２２に示す「位置検出運転パターンＢ」をＲＯＭ２３から読み出し、この運転パターンにより「位置合わせ運転」（２）、「同期運転」（３）（１）（２）を繰返し、続けて「位置検出運転」（８）（９）（４）（５）（６）（７）を繰返して運転するようドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する。

これにより、図１６の「起動運転時通電回路」におけるＮｏ．２経路への通電で「位置合わせ運転」が行われ、Ｎｏ．３、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２経路への繰返し通電で「同期運転」が行われ、続けて図２０の「位置検出運転時通電回路」におけるＮｏ．８、Ｎｏ．９、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７経路への繰返し通電で「位置検出運転」が行われる。
また、ＲＡＭ２２に書き込まれた「起動運転パターンＡ」および「位置検出運転パターンＡ」が「起動運転パターンＢ」および「位置検出運転パターンＢ」に書き換えられる。

同様に、３回目の始動制御がスタートされると（ステップＳ１１）、始動制御手段２１は、図２３に示す「起動運転パターンＣ」および図２４に示す「位置検出運転パターンＣ」により、「位置合わせ運転」（３）、「同期運転」（１）（２）（３）を繰返し、続けて「位置検出運転」（４）（５）（６）（７）（８）（９）を繰返し、ドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する。

これにより、図１６の「起動運転時通電回路」におけるＮｏ．３経路への通電で「位置合わせ運転」が行われ、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３経路への繰返し通電で「同期運転」が行われ、続けて図２０の「位置検出運転時通電回路」におけるＮｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９経路への繰返し通電で「位置検出運転」が行われ、ＲＡＭ２２に書き込まれた「起動運転パターンＢ」および「位置検出運転パターンＢ」が「起動運転パターンＣ」および「位置検出運転パターンＣ」に書き換えられる。

同様に、４回目の始動制御がスタートされると（ステップＳ１１）、始動制御手段２１は、図１５に示す「起動運転パターンＡ」および図１９に示す「位置検出運転パターンＡ」により、「位置合わせ運転」（１）、「同期運転」（２）（３）（１）を繰返し、続けて「位置検出運転」（６）（７）（８）（９）（４）（５）を繰返し、ドライブ手段２５を介して６個のスイッチング素子２６へ入力する。

これにより、図１６の「起動運転時通電回路」におけるＮｏ．１経路への通電で「位置合わせ運転」が行われ、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．１経路への繰返し通電で「同期運転」が行われ、続けて図２０の「位置検出運転時通電回路」におけるＮｏ．６、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８、Ｎｏ．９、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５経路への繰返し通電で「位置検出運転」が行われ、ＲＡＭ２２に書き込まれた「起動運転パターンＣ」および「位置検出運転パターンＣ」が「起動運転パターンＡ」および「位置検出運転パターンＡ」に書き換えられる。
以降の始動制御では、上記制御が継続して行われる。
また、図示省略の車両空調装置の操作スイッチにより、電動圧縮機が停止される場合も、前記「温調運転制御」における電動圧縮機を一旦停止させ、車内温度が設定値より上昇すると電動圧縮機の運転が再開される場合と同様の制御が行われる。

以上、説明したように、第２実施形態に係る車両空調装置用駆動制御装置によれば、まず「位置合わせ運転」を行って固定子５３と回転子５２の位置ずれをなくし、次に、同期運転を行うことにより、同期運転開始時にモータ５１の起動トルクを最大限に発生させることができるので、起動不良を防止する効果がある。
また、「始動制御」が繰り返される度に「起動運転パターン」および「位置検出運転パターン」が順次切替えられ、最初にドライブされるスイッチング素子２６が順次切替えられるので、６個のスイッチング素子２６に加えられる電気負荷を平均化することができ、スイッチング素子２６の耐久寿命を向上させる効果がある。

本発明の第１実施形態に係わる車両空調装置の駆動制御装置等の構成を示すブロック図である。 電動圧縮機内のモータの断面図である。 電動圧縮機内のモータの配線図である。 駆動制御装置によるモータの制御の流れを説明するフローチャート図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転時における通電状態を示す回路図である。 モータの始動運転特性を示すグラフ図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 本発明の第２実施形態に係わる車両空調装置の駆動制御装置等の構成を示すブロック図である。 駆動制御装置によるモータの制御の流れを説明するフローチャート図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転時における通電状態を示す回路図である。 モータの始動時における位置合わせ運転を説明するモータの断面図である。 モータの始動運転特性を示すグラフ図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転時における通電状態を示す回路図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 モータの運転パターンを説明する図である。 自動車用電動コンプレッサの駆動制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２０…駆動制御装置、２１…始動制御手段、２２…ＲＡＭ（前回運転パターン記憶手段）、２３…ＲＯＭ（始動パターン記憶手段）、２６…スイッチング素子、５１…モータ、５２…回転子、５３…固定子

Claims (4)

1. 車両用空調機のモータに、複数のスイッチング素子への通電を順次切り替えることにより直流電流を疑似交流電流として供給して前記モータの駆動を制御する駆動制御装置であって、
   前回の始動時に通電を開始したスイッチング素子を記憶させ、次回始動時に前回とは別のスイッチング素子から通電を開始する始動制御手段を備えたことを特徴とする車両空調装置用駆動制御装置。
2. 始動時に通電するスイッチング素子が異なる複数の始動パターンを記憶した始動パターン記憶手段と、前回の始動時に用いた始動パターンを記憶する前回運転パターン記憶手段とを備え、
   前記始動制御手段は、前記前回運転パターン記憶手段から引き出した前回の始動パターンと異なる始動パターンを前記始動パターン記憶手段から引き出し、この引き出した始動パターンにて前記スイッチング素子への通電の切り替えを行い、前記モータの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両空調装置用駆動制御装置。
3. 前記始動制御手段は、前記始動パターン記憶手段から引き出した始動パターンにて前記モータを始動させる前に、前記モータの回転子と固定子の磁極が一致する位置へ前記回転子を移動させる位置合わせ運転を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両空調装置用駆動制御装置。
4. 前記始動パターン記憶手段には、前記始動パターンとして、前記回転子と固定子とを同期させた同期運転を行わせる起動運転パターン、及び前記回転子と固定子との位置ずれを考慮した位置検出運転を行わせる位置検出運転パターンが記憶され、
   前記始動制御手段は、前記運転パターン記憶手段に記憶されている起動運転パターン及び位置検出運転パターンを引き出し、これら起動運転パターン及び位置検出運転パターンにて、前記スイッチング素子への通電の切り替えを順に行うことを特徴とする請求項２または３に記載の車両空調装置用駆動制御装置。

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