JP2016185040A - 制御装置及び車載用電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
圧縮部12は、吸入口11aからハウジング11内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口11bから吐出させるものである。なお、圧縮部12の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。
図6に示すように、制御装置55は、まずステップS101にて、規定数Nの初期値として「0」を設定する。規定数Nは、後述する電圧印加の6つのパターン1〜6のうちいずれのパターン1〜6を実行するのかを決定する数値であるとともに、ステップS102〜ステップS106までの処理の繰り返し回数を規定する数値である。続くステップS102では、制御装置55は、規定数Nを1加算する。
パターン1は、Ipu(+)に対応するものである。パターン1は、第1u相パワースイッチング素子Qu1、第2v相パワースイッチング素子Qv2及び第2w相パワースイッチング素子Qw2がON状態であり、第2u相パワースイッチング素子Qu2、第1v相パワースイッチング素子Qv1及び第1w相パワースイッチング素子Qw1がOFF状態であるパターンである。
その後、制御装置55は、ステップS112にて、電圧センサ53の検出結果に基づいて現在の入力電圧Vd2を把握し、ステップS113では、入力電圧Vd2に対応したメインパルス幅δT2を算出する。メインパルス幅δT2は、当該メインパルス幅δT2の電圧印加が行われた場合に、6つのピーク値Ipu(+)〜Ipw(−)の絶対値の最大値が最大許容電流Imを超えない範囲内で最大許容電流Imに近づく(好ましくは一致する)ように入力電圧Vd2に対応させて設定される。詳細には、制御装置55は、ステップS112にて把握された入力電圧Vd2に対してステップS109にて算出されたパルス幅係数kを乗算した値をメインパルス幅δT2とする(δT2=k×Vd2)。
図9に示すように、制御装置55は、まずステップS201にて、メイン電圧印加によって得られたピーク値Ipu(+)〜Ipw(−)のうち同一相の正負同士を加算する。詳細には、制御装置55は、Ipu(+)とIpu(−)とを加算したu相加算値Iu(+)(Iu(+)=Ipu(+)+Ipu(−))を算出する。同様に、制御装置55は、Ipv(+)とIpv(−)とを加算したv相加算値Iv(+)(Iv(+)=Ipv(+)+Ipv(−))を算出し、Ipw(+)とIpw(−)とを加算したw相加算値Iw(+)(Iw(+)=Ipw(+)+Ipw(−))を算出する。ステップS201の処理を実行する制御装置55が「加算部」に対応する。
両初期角度θ1,θ2を用いることによって、初期位置θtが一義的に導出される。この場合、減算値Iu(−)〜Iw(−)の絶対値は、加算値Iu(+)〜Iw(+)の絶対値と比較して大きくなっている関係上、減算値Iu(−)〜Iw(−)から導出される第2初期角度θ2の誤差は小さい。このため、図15に示すように、第2初期角度θ2から導出される初期位置θtは、第1初期角度θ1と比較して、誤差が小さくなっている。詳細には、第2初期角度θ2から導出される初期位置θtの誤差範囲は、第1初期角度θ1の誤差範囲A1よりも狭くなっている。
(1)永久磁石22a付きのロータ22及び相コイル25u〜25wを有する車載用三相モータ13を駆動するインバータ31の制御装置55は、各相コイル25u〜25wのそれぞれに対して、正方向及び負方向に所定のパルス幅δTの電圧を印加する電圧印加を行う処理を実行する。制御装置55は、上記電圧印加によって流れるIpu(+)〜Ipw(−)を把握する処理と、Ipu(+)〜Ipw(+)とIpu(−)〜Ipw(−)との加算値Iu(+)〜Iw(+)を算出する処理とを実行する。そして、制御装置55は、3つの加算値Iu(+)〜Iw(+)を三相二相変換する三相二相変換処理と、三相二相変換処理の変換結果に基づいて、停止中のロータ22の磁極位置である初期位置θtを導出する処理を実行する。これにより、精度よく初期位置θtを把握できる。
○ 電圧印加の6つのパターン1〜6は、図7,8に示すものに限られない。例えば、2つのパワースイッチング素子をON状態にして、二相のみに電流が流れるようにしてもよい。この場合、相コイル25u〜25wに流れる電流の位相がπ/6だけ進んでいるため、上述した制御によって求められた初期角度θ1(又は初期角度θ2)からπ/6だけ引いた値が初期位置θtとなる。
○ 電流センサ61〜63は、相電流Iu〜Iwを検出できれば、その具体的な取付位置は任意である。
○ 車載用電動圧縮機10は、車両空調装置100に用いられていたが、これに限られず、他の装置に用いられてもよい。例えば、車両が燃料電池を搭載した燃料電池車両(FCV)である場合には、当該車載用電動圧縮機10は、上記燃料電池に空気を供給する供給装置に用いられてもよい。要は、圧縮対象の流体は、任意であり、冷媒であってもよいし空気などであってもよい。
(イ)前記第1パルス幅は、前記第1電圧印加によって前記ロータが回転しないように、前記入力電圧に対応させて設定されており、前記第2パルス幅は、前記第2電圧印加によって前記ロータが回転しない範囲で前記各相コイルが磁気飽和するように、前記入力電圧と前記第1電圧印加が行われた場合における前記電流把握部の把握結果とに対応させて設定されている請求項3に記載の制御装置。
Claims (5)
- 永久磁石付きのロータ、u相コイル、v相コイル及びw相コイルを有する車載用三相モータを駆動するインバータの制御装置において、
前記各相コイルのそれぞれに対して、正方向及び負方向に所定のパルス幅の電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部による電圧印加によって流れる、正方向のu相電流、負方向のu相電流、正方向のv相電流、負方向のv相電流、正方向のw相電流、負方向のw相電流を把握する電流把握部と、
前記正方向のu相電流と前記負方向のu相電流とを加算したu相加算値と、前記正方向のv相電流と前記負方向のv相電流とを加算したv相加算値と、前記正方向のw相電流と前記負方向のw相電流とを加算したw相加算値と、を算出する加算部と、
前記加算部の算出結果である3つの加算値を三相二相変換する加算変換部と、
前記加算変換部の変換結果に基づいて、停止中の前記ロータの磁極位置を導出する導出部と、
を備えていることを特徴とする制御装置。 - 前記電圧印加部は、
前記各相コイルのそれぞれに対して、正方向及び負方向に第1パルス幅の電圧を印加する第1電圧印加と、
前記第1電圧印加が行われた後に、再度、前記各相コイルのそれぞれに対して、正方向及び負方向に前記第1パルス幅よりも広い第2パルス幅の電圧を印加する第2電圧印加と、
を行うものであり、
前記制御装置は、前記第1電圧印加が行われた場合における前記電流把握部の把握結果に基づいて、前記第2パルス幅を算出するパルス幅算出部を備えている請求項1に記載の制御装置。 - 前記インバータの入力電圧を検出する入力電圧検出部を備え、
前記パルス幅算出部は、前記入力電圧に基づいて前記第1パルス幅を算出し、且つ、前記入力電圧と前記第1電圧印加が行われた場合における前記電流把握部の把握結果とに基づいて前記第2パルス幅を算出する請求項2に記載の制御装置。 - 前記正方向のu相電流から前記負方向のu相電流を減算したu相減算値と、前記正方向のv相電流から前記負方向のv相電流を減算したv相減算値と、前記正方向のw相電流から前記負方向のw相電流を減算したw相減算値と、を算出する減算部と、
前記減算部の算出結果である3つの減算値を三相二相変換する減算変換部と、
を備え、
前記導出部は、前記加算変換部の変換結果から導出される第1初期角度と、前記減算変換部の変換結果から導出される第2初期角度とを用いることにより、停止中の前記ロータの磁極位置を導出する請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記車載用三相モータと、
前記車載用三相モータによって駆動されるものであって流体を圧縮する圧縮部と、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えていることを特徴とする車載用電動圧縮機。
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