JP5254603B2 - 電動圧縮機の制御装置、電動圧縮機の起動制御方法 - Google Patents
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Description
このような電動圧縮機は、まだまだ開発途上にあるのが現状であり、様々な解決すべき課題が存在している。特に起動時における課題は多く、起動を迅速かつ確実に行うために様々な提案がなされている(例えば特許文献1参照。)。
パワートランジスタは、温度が高いほど通電可能な電流が小さくなるという温度特性を有しており、温度が高いときには電動圧縮機の作動を停止させる保護回路を有している。このため、電動圧縮機が高温状態にあるときにこれを起動させようとすると、パワートランジスタの保護回路が作動し、電動圧縮機の作動が停止され、起動が行えなくなってしまうのである。
このため、図7に示すように、パワートランジスタの保護回路が作動した場合には、一定時間、電動圧縮機を低回転で回転させ、一定時間が経過してパワートランジスタが十分に冷却されてから、手動で電動圧縮機の回転数を上昇させるような手法をとる必要があり、これでは起動に時間がかかる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、高温時においても起動を円滑かつ確実に行うことのできる電動圧縮機の制御装置、電動圧縮機の起動制御方法を提供することを目的とする。
このように、パワートランジスタの温度と、モータの回転数または加速レートと、の相関を予め定めておき、パワートランジスタの温度に応じてモータの回転数またはモータの回転数を増加させるときの加速レートを決定してモータを駆動することで、パワートランジスタの温度が高い時には低回転または小さな加速度でモータを徐々に駆動することができ、これによって従来では起動できなかったような場合でも、電動圧縮機の起動が可能となる。
温度検出を繰り返すことで、その時々のパワートランジスタの温度に応じてモータの回転数または加速レートを設定することができる。すなわち、モータの起動により電動圧縮機内で冷媒が流動することで、この冷媒によりパワートランジスタが冷却されるものである場合において、パワートランジスタが冷媒によって冷却されはじめれば、モータの回転数またはモータの回転数を増加させるときの加速レートを、より高いものに変更することができる。その結果、より迅速な起動が可能となる。
また、起動開始後は、パワートランジスタの温度の再チェックを繰り返し、モータの回転数または加速レートを順次更新していくので、パワートランジスタの温度に応じてモータの回転数または加速レートを高めていくことができ、迅速な起動が可能となる。さらに、起動にともなって電動圧縮機内を冷媒が流動しはじめると、パワートランジスタの温度も低下するので、その効果は相乗的なものとなる。
この図1に示すように、自動車用の空気調和機を構成する電動圧縮機10は、冷媒を圧縮する圧縮機本体11と、この圧縮機本体11を駆動するためのモータ12と、モータ12を回転させるための制御基板13と、を備える。
図2に示すように、制御基板13は、直流電源から供給される電圧を交流に変換するためのパワートランジスタ20と、パワートランジスタ20の動作を制御するためのマイコンからなる制御装置15およびゲート回路16とを備えている。制御装置15の制御によってゲート回路16が駆動され、その駆動信号がパワートランジスタ20に入力されると、パワートランジスタ20が動作する。これによって、直流電源から供給される電圧が3相交流となって電動圧縮機10のモータ12に印加され、モータ12を回転駆動させる。
すなわち、図3に示すように、車両側の上位制御装置より、電動圧縮機10の起動指令が入力されると、起動制御部30は、電動圧縮機10の起動制御を開始する(ステップS101)。このとき、上位制御装置からの起動指令には、電動圧縮機10の要求回転数R1の指令が含まれる。
次いで、起動制御部30は、温度センサ40で検出されるパワートランジスタ20の温度をチェックする(ステップS102)。起動制御部30においては、図4(a)に例示したような、予め設定されたパワートランジスタ20の温度と、電動圧縮機10の制限回転数との相関データを参照する。そして、ステップS102でチェックしたパワートランジスタ20の検出温度に対応した電動圧縮機10の制限回転数R2を取得し、取得した制限回転数R2を、目標回転数R3として決定する(ステップS103)。ただしここで、目標回転数R3は、ステップS101で入力された起動指令に含まれる要求回転数R1を上限とする。すなわち、制限回転数R2が要求回転数R1を超える場合には、要求回転数R1を目標回転数R3とするのである。
そして、ステップS103と同様に、図3に例示したような、パワートランジスタ20の温度と、電動圧縮機10の制限回転数との相関データを参照し、パワートランジスタ20の検出温度に対応した電動圧縮機10の制限回転数R2を取得し、取得した制限回転数R2を、新たな目標回転数R3として更新する(ステップS107)。このときも、目標回転数R3は、ステップS101で入力された起動指令に含まれる要求回転数R1を上限とする。
モータ12の回転数が要求回転数R1に到達した時点で、起動制御部30による起動運転を終了し、定常運転に移行する(ステップS108)。
図5に示すように、車両側の上位制御装置より、電動圧縮機10の起動指令が入力されると、起動制御部30は、電動圧縮機10の起動制御を開始する(ステップS201)。このとき、上位制御装置からの起動指令には、電動圧縮機10の要求回転数R1の指令が含まれる。
次いで、起動制御部30は、温度センサ40で検出されるパワートランジスタ20の温度をチェックする(ステップS202)。起動制御部30においては、図6(a)に例示したような、予め設定されたパワートランジスタ20の温度と、モータ12の回転加速レートとの相関データを参照する。そして、ステップS202でチェックしたパワートランジスタ20の検出温度に対応した電動圧縮機10の加速レートを取得する(ステップS203)。
モータ12の回転数が要求回転数R1に到達した時点で、起動制御部30による起動運転を終了し、定常運転に移行する(ステップS208)。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
Claims (4)
- 車載用の空気調和機を構成する圧縮機をモータで駆動する電動圧縮機の制御装置であって、
前記モータを起動させて目標回転数まで上昇させるときに前記制御装置で実行される処理は、
前記制御装置に備えられ、かつ直流電源から供給される電圧を交流に変換するパワートランジスタの温度を検出する処理と、
予め定められた相関に基づき、検出された前記パワートランジスタの温度に対応した前記モータの回転数または前記モータの回転数を増加させるときの加速レートを決定する処理と、
決定された前記回転数または前記加速レートで前記モータを駆動する処理と、
を含むことを特徴とする電動圧縮機の制御装置。 - 前記パワートランジスタの温度を検出する処理を、間隔を隔てて繰り返し実行し、新たに検出された前記パワートランジスタの温度に応じて前記モータの前記回転数または前記加速レートを更新することを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機の制御装置。
- 前記パワートランジスタは、前記モータの起動により前記電動圧縮機内で冷媒が流動することで冷却されることを特徴とする請求項1または2に記載の電動圧縮機の制御装置。
- 車載用の空気調和機を構成する圧縮機をモータで駆動する電動圧縮機の起動制御方法であって、
前記モータを起動させて目標回転数まで上昇させるときに、前記制御装置に備えられ、かつ直流電源から供給される電圧を交流に変換するパワートランジスタの温度を検出するステップと、
予め定められた相関に基づき、検出された前記パワートランジスタの温度に対応した前記モータの回転数または前記モータの回転数を増加させるときの加速レートを決定するステップと、
決定された前記回転数または前記加速レートで前記モータを駆動するステップと、
を含むことを特徴とする電動圧縮機の起動制御方法。
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