JP3084949B2 - 自動車用電動コンプレッサーの制御駆動装置 - Google Patents

自動車用電動コンプレッサーの制御駆動装置

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JP3084949B2 JP04230945A JP23094592A JP3084949B2 JP 3084949 B2 JP3084949 B2 JP 3084949B2 JP 04230945 A JP04230945 A JP 04230945A JP 23094592 A JP23094592 A JP 23094592A JP 3084949 B2 JP3084949 B2 JP 3084949B2
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用電動コンプレ
ッサーの制御駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の駆動制御装置には、例え
ば特開平１−２１８９１７号公報に示されるようなもの
がある。この特開平１−２１８９１７号公報に示される
駆動制御装置では、インバータの出力電流が許容値を超
えた時に、インバータの出力電圧に対する出力周波数の
比を小さくすることで出力電流を制限するようにしてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、電気自動車で
はバッテリーを電源として走行しているので、一回の充
電で走行できる距離は、バッテリー容量に大きく依存す
る。また、このバッテリーは走行用モータの電源である
と同時に電動コンプレッサーの電源でもある為、何らか
の方法でコンプレッサーの消費電力を制限しておかない
と、バッテリーの使いすぎによって目的地に行くまでに
車が停止したり、またガソリン車では発電機の過負荷に
よる発電機の焼損等の問題が起こってくる。
【０００４】しかしながら、前記に代表されるような駆
動制御装置では、インバータの出力電流だけによる情報
のみでしか制御していない為、コンプレッサーやパワー
トランジスタの保護はできるがコンプレッサーの消費電
力による駆動制御をしていないことにより、電源側の保
護についての駆動制御は全く考慮されていなかった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、電動
コンプレッサーの消費電力を制限することによってバッ
テリーの使いすぎによる車の停止、または発電機の過負
荷による発電機の焼損等の防止と同時に、コンプレッサ
ーやパワートランジスタも保護し、また快適性も向上す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の自動車用電動コンプレッサーの制御駆動装
置は、 （１）バッテリーまたは発電機と、電気入力によって駆
動されるモータを内蔵した電動コンプレッサーと、前記
バッテリーまたは発電機からの直流電圧を正負の矩形パ
ルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動コンプレッサ
ーを駆動するインバータとを具備し、前記インバータに
は前記バッテリーまたは発電機から入力されている直流
電流を検出する直流電流検出手段と、前記直流電流検出
手段で検出された直流電流が許容値を超えたときに前記
電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を設けたも
のである。
【０００７】（２）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
直流電圧検出手段で検出された直流電圧が許容値より小
さくなったときに前記電動コンプレッサーの回転数を下
げる制御部を設けたものである。
【０００８】（３）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧と前記直流電流検出手段で検出され
た直流電流から消費電力を演算し、かつ前記消費電力が
許容値を超えたときに前記電動コンプレッサーの回転数
を下げる制御部を設けたものである。
【０００９】（４）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧に応じて前記直流電流の許容値を変
更し、かつ前記直流電流検出手段で検出された直流電流
が許容値を超えたときに前記電動コンプレッサーの回転
数を下げる制御部を設けたものである。
【００１０】（５）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧と前記直流電流検出手段で検出され
た直流電流から消費電力を演算し、かつ前記直流電圧検
出手段で検出された直流電圧に応じて、前記消費電力の
許容値を変更し、かつ前記消費電力が許容値を超えたと
きに前記電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を
設けたものである。
【００１１】（６）直流電流検出手段が単一の直流電流
センサーと、直流電流の実効電流を検出する直流実効電
流検出回路と、直流電流のピーク電流を検出する直流ピ
ーク電流検出回路から成る制御部を設けたものである。
【００１２】（７）直流電流検出手段の直流ピーク電流
検出回路で検出された直流ピーク電流が許容値を超えた
とき電動コンプレッサーを停止させる制御部を設けたも
のである。
【００１３】（８）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータと、前記電動コン
プレッサーの最大出力を選択する単一または複数の出力
選択スイッチを具備し、前記インバータには前記バッテ
リーまたは発電機から入力されている直流電圧を検出す
る直流電圧検出手段と、前記バッテリーまたは発電機か
ら入力されている直流電流を検出する直流電流検出手段
と、前記直流電圧検出手段で検出された直流電圧と前記
直流電流検出手段で検出された直流電流から消費電力を
演算し、かつ前記出力選択スイッチによって選択された
出力に応じて前記電動コンプレッサーの消費電力の許容
値を変更し、かつ前記消費電力が許容値を超えたとき前
記電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を設けた
ものである。
【００１４】
【作用】本発明は、前記した構成によって、 （１）直流電流が許容値を超えたときに電動コンプレッ
サーの回転数を下げているので、バッテリーまたは発電
機の電圧変動が小さい場合には消費電力を制限すること
になり、バッテリーの使いすぎによる車の停止、または
発電機の過負荷による発電機の焼損等を防止することに
なる。
【００１５】（２）直流電圧が許容値より小さくなった
ときに電動コンプレッサーの回転数を下げているので、
バッテリーまたは発電機の電圧変動が大きい場合で特
に、直流電圧が低下したときに、直流電流の増加を防止
しコンプレッサーやパワートランジスタを保護すること
になる。
【００１６】（３）、（４）、（５）消費電力が許容値
を超えてるかまたは、直流電流の許容値を直流電圧に応
じて変更しかつ直流電流が許容値を超えたときに電動コ
ンプレッサーの回転数を下げているので、バッテリーの
使いすぎによる車の停止、または発電機の過負荷による
発電機の焼損等を防止することになる。
【００１７】（６）、（７）直流ピーク電流が許容値を
超えたときに電動コンプレッサーを停止しているので、
コンプレッサーやパワートランジスタを保護することに
なる。
【００１８】（８）出力選択スイッチによって、消費電
力の許容値を設定しているので、乗員の好みに応じて走
行優先なのか空調優先なのかを選択することができ、快
適性を向上することになる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の一実施例の自動車用電動コン
プレッサーの制御駆動装置について、図面を参照しなが
ら説明する。
【００２０】図１は本発明の一実施例の構成ブロック図
で、バッテリー１は、走行用モータ３の電源であると同
時に、空調用の電動コンプレッサー２の電源でもある。
またインバータ５は、内部の制御部８からの信号に基づ
き、６個のスイッチング素子９をＯＮ−ＯＦＦし、バッ
テリー１からの直流電圧を正負の矩形パルス列状の疑似
交流電圧に変換して、電動コンプレッサー２に印可して
駆動している。直流電圧検出手段６と直流電流検出手段
７は、それぞれインバータ５の入力側の直流電圧と直流
電流を検出し、制御部８に出力している。また出力選択
スイッチ１０、１１はそれぞれＡ／Ｃ、ＥＣＯＮスイッ
チであり、その情報を制御部８に出力している。
【００２１】図２（Ａ）は、本発明の一実施例である図
１の直流電流検出手段７の回路図を示したもので、単一
の直流電流センサー２０で検出された情報を直流実効電
流検出回路２１と、直流ピーク電流検出回路２２それぞ
れに入力している。インバータ５の直流電流波形は、図
２（Ｂ）に示すようにノコギリ波状の電流であり、直流
実効電流検出回路２１ではそのノコギリ波状の電流を平
均化して、マイコン２３のアナログ入力へ出力してい
る。また、直流ピーク電流検出回路２２では、ノコギリ
波状の直流電流のピーク値を検出し、許容値を超えたと
きにマイコン２３に”Ｌｏｗ”の信号を出力している。
【００２２】図３から図４までのフローチャートは制御
部８内の制御フローを示したものである。以下本発明の
一実施例の作動について図３を用いて説明する。
【００２３】まず、直流電流（直流実効電流１AVEと直
流ピーク電流ＩPEEK）を入力し（ステップ１０１）、次
に直流ピーク電流（ＩPEEK）が許容値より大きいかどう
か比較する（ステップ１０２）。許容値より大きいとき
は、ただちに電動コンプレッサーを停止する（ステップ
１０３）。許容値より小さいときは、直流電圧（ＶDC）
を入力し（ステップ１０４）、消費電力（Ｗ）を演算す
る（ステップ１０５）。次に直流電圧（ＶDC）が２２０
Ｖ以下の場合には、消費電力の許容値（ＷMAX）を２．
５Ｋｗとし（ステップ１０６、１０７）、直流電圧（Ｖ
DC）が２２０Ｖ以上で２６０Ｖ以下の場合には、消費電
力の許容値（ＷMAX）を３．０Ｋｗとし（ステップ１０
８、１０９）、直流電圧（ＶDC）が２６０Ｖ以上の場合
には、消費電力の許容値（ＷMAX）を３．５Ｋｗとする
（ステップ１０８、１１０）。次に、実際の消費電力
（Ｗ）と消費電力の許容値（ＷMAX）を比較しＷ≧ＷMAX
の場合には、電動コンプレッサーの回転数を下げるとい
うふうに制御する。
【００２４】図４の制御フローについて説明すると、ま
ず直流電流（直流実効電流ＩAVEと直流ピーク電流Ｉ
PEEK）を入力し（ステップ２０１）、次に直流ピーク電
流（Ｉ PEEK）が許容値より大きいかどうか比較する（ス
テップ２０２）。許容値より大きいときは、ただちに電
動コンプレッサーを停止する（ステップ２０３）。許容
値より小さいときは、直流電圧（ＶDC）を入力し（ステ
ップ２０４）、消費電力（Ｗ）を演算する（ステップ２
０５）。次に出力選択スイッチ（Ａ／Ｃ、ＥＣＯＮ）で
消費電力の許容値（ＷMAX）をＥＣＯＮスイッチなら
１．５Ｋｗ（ステップ２０６、２０７）、Ａ／Ｃスイッ
チなら３．０Ｋｗとする（ステップ２０６、２０８）。
次に、実際の消費電力（Ｗ）と消費電力の許容値（Ｗ
MAX）を比較しＷ≧ＷMAXの場合には、電動コンプレッサ
ーの回転数を下げるというふうに制御する。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明の自動車用電動コ
ンプレッサーの制御駆動装置は、 （１）バッテリーまたは発電機と、電気入力によって駆
動されるモータを内蔵した電動コンプレッサーと、前記
バッテリーまたは発電機からの直流電圧を正負の矩形パ
ルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動コンプレッサ
ーを駆動するインバータとを具備し、前記インバータに
は前記バッテリーまたは発電機から入力されている直流
電流を検出する直流電流検出手段と、前記直流電流検出
手段で検出された直流電流が許容値を超えたときに前記
電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を設けたこ
とで、バッテリーまたは発電機の電圧変動が小さい場合
には消費電力を制限することになり、バッテリーの使い
すぎによる車の停止、または発電機の過負荷による発電
機の焼損等の防止ができる。
【００２６】（２）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
直流電圧検出手段で検出された直流電圧が許容値より小
さくなったときに前記電動コンプレッサーの回転数を下
げる制御部を設けたことで、直流電圧が低下したとき
に、直流電流の増加を防止しコンプレッサーやパワート
ランジスタを保護することができる。
【００２７】（３）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧と前記直流電流検出手段で検出され
た直流電流から消費電力を演算し、かつ前記消費電力が
許容値を超えたときに前記電動コンプレッサーの回転数
を下げる制御部を設けたことで、バッテリーの使いすぎ
による車の停止、または発電機の過負荷による発電機の
焼損等の防止ができる。
【００２８】（４）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧に応じて前記直流電流の許容値を変
更し、かつ前記直流電流検出手段で検出された直流電流
が許容値を超えたときに前記電動コンプレッサーの回転
数を下げる制御部を設けたことで、バッテリーの使いす
ぎによる車の停止、または発電機の過負荷による発電機
の焼損等の防止ができる。
【００２９】（５）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータとを具備し、前記
インバータには前記バッテリーまたは発電機から入力さ
れている直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記
バッテリーまたは発電機から入力されている直流電流を
検出する直流電流検出手段と、前記直流電圧検出手段で
検出された直流電圧と前記直流電流検出手段で検出され
た直流電流から消費電力を演算し、かつ前記直流電圧検
出手段で検出された直流電圧に応じて、前記消費電力の
許容値を変更し、かつ前記消費電力が許容値を超えたと
きに前記電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を
設けたことで、バッテリーの使いすぎによる車の停止、
または発電機の回しすぎによる発電機の焼損等の防止が
できる。
【００３０】（６）直流電流検出手段が単一の直流電流
センサーと、直流電流の実効電流を検出する実効電流検
出回路と、直流電流のピーク電流を検出するピーク電流
検出回路から成る制御部を設けたことで、直流電流の増
加を防止しコンプレッサーやパワートランジスタを保護
することができる。
【００３１】（７）直流電流検出手段の直流ピーク電流
検出回路で検出された直流ピーク電流が許容値を超えた
とき電動コンプレッサーを停止させる制御部を設けたこ
とで、直流電流の増加を防止しコンプレッサーやパワー
トランジスタを保護することができる。
【００３２】（８）バッテリーまたは発電機と、電気入
力によって駆動されるモータを内蔵した電動コンプレッ
サーと、前記バッテリーまたは発電機からの直流電圧を
正負の矩形パルス列状の疑似交流電圧に変換し前記電動
コンプレッサーを駆動するインバータと、前記電動コン
プレッサーの最大出力を選択する単一または複数の出力
選択スイッチを具備し、前記インバータには前記バッテ
リーまたは発電機から入力されている直流電圧を検出す
る直流電圧検出手段と、前記バッテリーまたは発電機か
ら入力されている直流電流を検出する直流電流検出手段
と、前記直流電圧検出手段で検出された直流電圧と前記
直流電流検出手段で検出された直流電流から消費電力を
演算し、かつ前記出力選択スイッチによって選択された
出力に応じて前記電動コンプレッサーの消費電力の許容
値を変更し、かつ前記消費電力が許容値を超えたとき前
記電動コンプレッサーの回転数を下げる制御部を設けて
いるので、乗員の好みに応じて走行優先なのかまたは空
調優先なのかを選択することができ快適性を向上させら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成のブロック図
【図２】（Ａ）は本発明の一実施例を示す直流電流検出
手段の回路図 （Ｂ）は直流電流と時間の関係を表わした特性図
【図３】同制御装置での制御フローを表わすフローチャ
ート
【図４】同制御装置での制御フローを表わすフローチャ
ート
【符号の説明】
１ バッテリー ２ 電動コンプレッサー ３ 走行用モータ ４ 電解コンデンサー ５ インバータ ６ 直流電圧検出手段 ７ 直流電流検出手段 ８ 制御部 ９ スイッチング素子 １０ 出力選択スイッチ（Ａ／Ｃスイッチ） １１ 出力選択スイッチ（ＥＣＯＮスイッチ） ２０ 直流電流センサー ２１ 直流実効電流検出回路 ２２ 直流ピーク電流検出回路 ２３ マイコン ＩAVE 直流実効電流 ＩPEEK 直流ピーク電流 ＶDC 直流電圧 Ｗ 消費電力 ＷMAX 消費電力の許容値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−121918（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−25444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215993（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−228291（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60H 1/32 F04B 49/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】走行用モータの電源であるバッテリー又は
    発電機と、 前記バッテリー又は発電機からの直流電圧を正負の矩形
    パルス列状の疑似交流電圧に変換するインバータと、 前記インバ−タからの出力によって駆動されるモータを
    内蔵した電動コンプレッサーと、 前記直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、 前記バッテリー又は発電機から入力されている直流電流
    を検出する直流電流検出手段と、 前記直流電流検出手段で検出された直流電流が所定値を
    超えたときに前記電動コンプレッサーの回転数を下げる
    とともに、 前記直流電圧に応じて前記直流電流の所定値を変更する
    制御部を設けた自動車用電動コンプレッサーの制御駆動
    装置。
  2. 【請求項２】走行用モータの電源であるバッテリー又は
    発電機と、 前記バッテリー又は発電機からの直流電圧を正負の矩形
    パルス列状の疑似交流電圧に変換するインバータと、 前記インバ−タからの出力によって駆動されるモータを
    内蔵した電動コンプレッサーと、 前記直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、 前記バッテリー又は発電機から入力されている直流電流
    を検出する直流電流検出手段と前記直流電圧及び前記直
    流電流から消費電力を演算するとともに前記消費電力が
    所定値を超えたときに前記電動コンプレッサーの回転数
    を下げるとともに、 前記直流電圧に応じて前記消費電力の所定値を変更する
    制御部を設けた自動車用電動コンプレッサーの制御駆動
    装置。
  3. 【請求項３】直流電流検出手段は、単一の直流電流セン
    サーと直流電流の実効電流を検出する直流実効電流検出
    回路と直流電流のピーク電流を検出する直流ピーク電流
    検出回路から成ることを特徴とした請求項１または請求
    項２に記載の自動車用電動コンプレッサーの制御駆動装
    置。
  4. 【請求項４】直流実効電流検出回路で検出された直流電
    流が所定値を越えたとき電動コンプレッサーの回転数を
    下げ、前記直流ピーク電流検出回路で検出された直流ピ
    ーク電流が所定値を超えたとき電動コンプレッサーを停
    止させる制御部を設けた請求項３記載の自動車用電動コ
    ンプレッサーの制御駆動装置。
  5. 【請求項５】電動コンプレッサーの最大電力を選択する
    最大出力選択スイッチを備え、 前記出力選択スイッチによって選択された最大電力を上
    限として消費電力を制限するようにした請求項２に記載
    の自動車用電動コンプレッサーの制御駆動装置。
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