JP6217667B2 - Electric compressor - Google Patents

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Description

本発明は、電動圧縮機に関する。   The present invention relates to an electric compressor.

例えば、特許文献1に示すように、電動圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮部と、圧縮部を駆動させる電動モータと、電動モータを駆動させるための駆動回路と、を備えている場合がある。   For example, as shown in Patent Document 1, an electric compressor includes a compression unit that compresses and discharges a refrigerant, an electric motor that drives the compression unit, and a drive circuit that drives the electric motor. There is a case.

また、特許文献2には、電動モータを駆動させる駆動回路の制御方式として、例えばパルス幅変調制御(PWM制御)が記載されている。パルス幅変調制御では、電圧を指示するための電圧指令信号と搬送波信号とによって制御信号が生成され、当該制御信号に基づいて、駆動回路に設けられたスイッチング素子のON/OFF制御が行われる。これにより、駆動回路にて直流電力が交流電力に変換される。そして、当該交流電力が電動モータに入力されることにより、電動モータが駆動する。さらに、特許文献2には、駆動回路の変調方式として三相変調方式と二相変調方式とがある点、及び、駆動回路の温度に応じて変調方式を切り替える点が記載されている。   Patent Document 2 describes, for example, pulse width modulation control (PWM control) as a control method of a drive circuit that drives an electric motor. In the pulse width modulation control, a control signal is generated by a voltage command signal for instructing a voltage and a carrier wave signal, and ON / OFF control of a switching element provided in the drive circuit is performed based on the control signal. Thereby, direct-current power is converted into alternating current power in a drive circuit. Then, when the AC power is input to the electric motor, the electric motor is driven. Further, Patent Document 2 describes that there are a three-phase modulation method and a two-phase modulation method as the modulation method of the drive circuit, and that the modulation method is switched according to the temperature of the drive circuit.

特開2005−201108号公報JP 2005-201108 A 特開2011−109803号公報JP 2011-109803 A

ここで、駆動回路の動作状況や駆動回路の周囲の状況等によっては、駆動回路の温度が過度に高くなる場合がある。この場合、電動モータや電動圧縮機の運転に支障が生じ得る。かといって、駆動回路の温度が過度に高くなるのを抑制するために、例えば騒音などが大きくなることは好ましくない。   Here, the temperature of the drive circuit may become excessively high depending on the operation state of the drive circuit and the surrounding conditions of the drive circuit. In this case, the operation of the electric motor or the electric compressor may be hindered. However, in order to prevent the temperature of the drive circuit from becoming excessively high, it is not preferable that, for example, noise increases.

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は駆動回路の温度が過度に高くなることを好適に抑制できる電動圧縮機を提供することである。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, The objective is to provide the electric compressor which can suppress suitably that the temperature of a drive circuit becomes high too much.

上記目的を達成する電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動させる電動モータと、前記電動モータを駆動させるものであってスイッチング素子を有する駆動回路と、前記駆動回路の温度を把握する温度把握部と、前記電動モータの回転数及び変調率の少なくとも一方と、前記温度把握部によって把握される把握温度とに基づいて、前記駆動回路の駆動モードを制御する駆動モード制御部と、を備え、前記駆動モードは、変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、変調方式が二相変調方式である第2駆動モードと、キャリア周波数が前記第1駆動モードのキャリア周波数よりも低く、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードと、を含み、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記回転数及び前記変調率の少なくとも一方で規定される二相変調条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させ、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第3駆動モード移行契機温度よりも高くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記二相変調条件が成立しており、且つ、前記把握温度が前記第3駆動モード移行契機温度よりも高い場合には、前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させることを特徴とする。
上記目的を達成する電動圧縮機は、流体を圧縮する圧縮部と、前記圧縮部を駆動させる電動モータと、前記電動モータを駆動させるものであってスイッチング素子を有する駆動回路と、前記駆動回路の温度を把握する温度把握部と、前記電動モータの回転数及び変調率の少なくとも一方と、前記温度把握部によって把握される把握温度とに基づいて、前記駆動回路の駆動モードを制御する駆動モード制御部と、を備え、前記駆動モードは、変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、変調方式が二相変調方式である第2駆動モードと、キャリア周波数が前記第1駆動モードのキャリア周波数よりも低く、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードと、を含み、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記回転数及び前記変調率の少なくとも一方で規定される二相変調条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させ、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第3駆動モード移行契機温度よりも高くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記二相変調条件が成立しており、且つ、前記把握温度が前記第3駆動モード移行契機温度よりも高い場合には、前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させることを特徴とする。
An electric compressor that achieves the above object includes: a compression unit that compresses fluid; an electric motor that drives the compression unit; a drive circuit that drives the electric motor and includes a switching element; and Drive mode control for controlling the drive mode of the drive circuit based on a temperature grasping unit that grasps the temperature, at least one of the rotation speed and modulation rate of the electric motor, and a grasped temperature grasped by the temperature grasping unit A first drive mode in which the modulation method is a three-phase modulation method, a second drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method, and a carrier frequency is the first drive mode. lower than the carrier frequency, and includes a third drive mode modulation scheme is three-phase modulation scheme, wherein the drive mode control unit, the drive mode is the first operating mode In a situation, based on the fact that a two-phase modulation condition defined by at least one of the rotational speed and the modulation factor is satisfied, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode, In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed from the first drive mode to the first drive mode based on the grasped temperature becoming higher than a predetermined third drive mode transition trigger temperature. The drive mode control unit is configured to shift to a third drive mode, and in the situation where the drive mode is the first drive mode, the two-phase modulation condition is satisfied, and the grasped temperature is When the temperature is higher than the third drive mode transition trigger temperature, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode .
An electric compressor that achieves the above object includes: a compression unit that compresses fluid; an electric motor that drives the compression unit; a drive circuit that drives the electric motor and includes a switching element; and Drive mode control for controlling the drive mode of the drive circuit based on a temperature grasping unit that grasps the temperature, at least one of the rotation speed and modulation rate of the electric motor, and a grasped temperature grasped by the temperature grasping unit A first drive mode in which the modulation method is a three-phase modulation method, a second drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method, and a carrier frequency is the first drive mode. A third drive mode having a lower frequency than a carrier frequency and a modulation method being a three-phase modulation method, wherein the drive mode control unit is configured such that the drive mode is the first drive mode In a situation, based on the fact that a two-phase modulation condition defined by at least one of the rotational speed and the modulation factor is satisfied, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode, In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed from the first drive mode to the first drive mode based on the grasped temperature becoming higher than a predetermined third drive mode transition trigger temperature. The drive mode control unit is configured to shift to a third drive mode, and in the situation where the drive mode is the first drive mode, the two-phase modulation condition is satisfied, and the grasped temperature is When the temperature is higher than the third drive mode transition trigger temperature, the drive mode is shifted from the first drive mode to the third drive mode.

上記各構成によれば、電動モータの回転数及び変調率の少なくとも一方と、把握温度とに基づいて、駆動モードを制御することにより、状況に応じた駆動モードで駆動回路を駆動させることができるため、駆動回路の温度が過度に高くなることを好適に抑制できる。 According to each said structure, a drive circuit can be driven in the drive mode according to a condition by controlling a drive mode based on at least one of the rotation speed and modulation rate of an electric motor, and grasping | ascertain temperature. Therefore, it is possible to suitably suppress the temperature of the drive circuit from becoming excessively high.

詳細には、駆動モードが第1駆動モードである状況において二相変調条件が成立したことに基づいて、駆動モードを、第1駆動モードから第2駆動モードに移行させることにより、駆動回路における電力損失及び発熱量の低減を図ることができる。 Specifically, based on the fact that the two-phase modulation condition is satisfied in the situation where the drive mode is the first drive mode, the power in the drive circuit is changed by shifting the drive mode from the first drive mode to the second drive mode. Loss and heat generation can be reduced.

また、駆動モードが第1駆動モードである状況において把握温度が第3駆動モード移行契機温度よりも高くなることに基づいて、駆動モードが第1駆動モードから第3駆動モードに移行する。当該第3駆動モードのキャリア周波数は、第1駆動モードのキャリア周波数よりも低いため、駆動回路の電力損失は、第3駆動モードの方が第1駆動モードよりも小さくなり易い。これにより、駆動回路の発熱量を小さくすることができるため、駆動回路の発熱を抑制できる。   Further, in the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode shifts from the first drive mode to the third drive mode based on the grasped temperature becoming higher than the third drive mode transition trigger temperature. Since the carrier frequency of the third drive mode is lower than the carrier frequency of the first drive mode, the power loss of the drive circuit tends to be smaller in the third drive mode than in the first drive mode. Thereby, since the emitted-heat amount of a drive circuit can be made small, the heat_generation | fever of a drive circuit can be suppressed.

上記電動圧縮機について、予め定められた弱め界磁条件が成立した場合には、前記電動モータに対して弱め界磁制御を行う弱め界磁制御部を備え、前記第3駆動モード移行契機温度は第1の第3駆動モード移行契機温度であり、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第2駆動モードである状況において、予め定められた第3駆動モード移行条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第2駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、前記第3駆動モード移行条件は、前記把握温度が予め定められた第2の第3駆動モード移行契機温度よりも高くなり、且つ、前記弱め界磁制御部による前記弱め界磁制御が行われていないことであり、前記第2の第3駆動モード移行契機温度は、前記第1の第3駆動モード移行契機温度よりも高いとよい。かかる構成によれば、第2駆動モードから第3駆動モードへの移行条件に用いられる第2の第3駆動モード移行契機温度は、第1駆動モードから第3駆動モードへの移行条件に用いられる第1の第3駆動モード移行契機温度よりも高くなっている。これにより、第2駆動モードと比較して駆動回路の発熱量が大きくなり易い第1駆動モードにおいては、比較的早期に第3駆動モードへ移行するため、駆動回路の温度上昇に早期に対応できる。一方、第2駆動モードについては比較的長期に亘って維持させることができる。 The electric compressor includes a field weakening control unit that performs field weakening control on the electric motor when a predetermined field weakening condition is satisfied, and the third drive mode transition trigger temperature is the first first 3 drive mode transition trigger temperature, the drive mode control unit based on the fact that a predetermined third drive mode transition condition is satisfied in a situation where the drive mode is the second drive mode The mode is shifted from the second drive mode to the third drive mode, and the third drive mode transition condition is that the grasping temperature is higher than a second third drive mode transition trigger temperature at which the grasped temperature is predetermined. a high Ri, and is that the field weakening control by the field weakening control unit is not performed, the second of the third drive mode transition trigger temperature, said first third drive motor Higher and better than de transition triggered by temperature. According to this configuration, the second third drive mode transition trigger temperature used for the transition condition from the second drive mode to the third drive mode is used for the transition condition from the first drive mode to the third drive mode. It is higher than the first third drive mode transition trigger temperature. As a result, in the first drive mode in which the amount of heat generated by the drive circuit is likely to be larger than that in the second drive mode, the transition to the third drive mode is performed relatively early, so that an increase in the temperature of the drive circuit can be dealt with early. . On the other hand, the second drive mode can be maintained for a relatively long time.

また、本構成によれば、弱め界磁条件が成立した場合には、弱め界磁制御を行うことにより、所望の電力を電動モータに入力させることができる。 Further , according to this configuration, when the field weakening condition is satisfied, desired electric power can be input to the electric motor by performing field weakening control.

ここで、弱め界磁制御は、通常の電動モータの制御と比較して、駆動回路の発熱量が小さくなり易い。このため、駆動モードが第2駆動モードであって弱め界磁制御が行われている状況における駆動回路の発熱量は、第3駆動モード時における駆動回路の発熱量と同等、又は、それよりも小さくなり得る。この点、本構成によれば、駆動モードが第2駆動モードであって弱め界磁制御が行われている状況においては、把握温度が第2の第3駆動モード移行契機温度よりも高くなった場合であっても、駆動モードは第2駆動モードから第3駆動モードに移行しない。これにより、不要な駆動モードの移行が行われることを抑制できる。   Here, in the field weakening control, the amount of heat generated by the drive circuit is likely to be small as compared with the control of the normal electric motor. For this reason, the heat generation amount of the drive circuit when the drive mode is the second drive mode and the field weakening control is performed is equal to or smaller than the heat generation amount of the drive circuit in the third drive mode. obtain. In this regard, according to this configuration, when the driving mode is the second driving mode and the field weakening control is performed, the grasping temperature is higher than the second third driving mode transition trigger temperature. Even if there is, the drive mode does not shift from the second drive mode to the third drive mode. Thereby, it is possible to suppress unnecessary transition of the drive mode.

上記電動圧縮機について、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第1駆動モード移行契機温度よりも低くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第1駆動モードに移行させ、前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第2駆動モード移行契機温度よりも低く、且つ、前記二相変調条件が成立していることに基づいて、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第2駆動モードに移行させるものであり、前記第1駆動モード移行契機温度は、前記第2駆動モード移行契機温度よりも低く、前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が前記第1駆動モード移行契機温度よりも低い場合であって、更に前記把握温度が前記第2駆動モード移行契機温度よりも低く且つ前記二相変調条件が成立している場合には、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第2駆動モードに移行させるとよい。かかる構成によれば、駆動モードが第3駆動モードである状況において、把握温度が第2駆動モード移行契機温度よりも低く、且つ、二相変調条件が成立した場合には、駆動モードは、第3駆動モードから第2駆動モードに移行する。これにより、第1駆動モードを経由させることなく、第3駆動モードから第2駆動モードへの駆動モードの移行が可能であるため、無駄な駆動モードの移行を回避できる。また、第1駆動モード移行契機温度は、第2駆動モード移行契機温度よりも低く設定されているため、比較的駆動回路の発熱量が大きくなり易い第1駆動モードについては、十分に駆動回路の温度が低下してから移行することにより駆動回路の温度上昇を抑制できる一方、比較的駆動回路の発熱量が小さくなり易い第2駆動モードについては、比較的早期に移行することができる。 With respect to the electric compressor, the drive mode control unit is based on the fact that the grasped temperature becomes lower than a predetermined first drive mode transition trigger temperature in a situation where the drive mode is the third drive mode. The drive mode is shifted from the third drive mode to the first drive mode, and in the situation where the drive mode is the third drive mode, the grasping temperature is a predetermined second drive mode transition trigger temperature. And the transition of the drive mode from the third drive mode to the second drive mode based on the fact that the two-phase modulation condition is satisfied, and the transition to the first drive mode. trigger temperature, the rather low than the second driving mode transition trigger temperature, the drive mode control unit, in a situation wherein the drive mode is the third driving mode, before When the grasping temperature is lower than the first drive mode transition trigger temperature, and when the grasping temperature is lower than the second drive mode transition trigger temperature and the two-phase modulation condition is satisfied, The drive mode may be shifted from the third drive mode to the second drive mode . According to this configuration, in the situation where the drive mode is the third drive mode, when the grasping temperature is lower than the second drive mode transition trigger temperature and the two-phase modulation condition is satisfied, the drive mode is The mode shifts from the 3 drive mode to the second drive mode. Thereby, since it is possible to shift the drive mode from the third drive mode to the second drive mode without going through the first drive mode, it is possible to avoid unnecessary shift of the drive mode. In addition, since the first drive mode transition trigger temperature is set lower than the second drive mode transition trigger temperature, the first drive mode in which the heat generation amount of the drive circuit is relatively large is sufficiently increased. By shifting after the temperature decreases, the temperature rise of the drive circuit can be suppressed, while the second drive mode in which the amount of heat generated by the drive circuit is relatively small can be shifted relatively early.

この発明によれば、駆動回路の温度が過度に高くなることを好適に抑制できる。   According to this invention, it can suppress suitably that the temperature of a drive circuit becomes high too much.

電動圧縮機及び車両空調装置の概要を示す模式図。The schematic diagram which shows the outline | summary of an electric compressor and a vehicle air conditioner. インバータの回路図。The circuit diagram of an inverter. 駆動モードを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating drive mode. 駆動モード制御部にて実行される駆動モード切替制御処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the drive mode switching control process performed in a drive mode control part. 駆動モードの切替態様を説明するための相関図。The correlation diagram for demonstrating the switching aspect of a drive mode.

以下、電動圧縮機の一実施形態について説明する。本実施形態の電動圧縮機は例えば車両に搭載されており、車両空調装置に用いられる。
図1に示すように、車両空調装置100は、電動圧縮機10と、電動圧縮機10に対して冷媒を供給する外部冷媒回路101とを備えている。外部冷媒回路101は、例えば熱交換器及び膨張弁などを有している。車両空調装置100は、電動圧縮機10によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路101によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車両の室内の冷暖房を行う。
Hereinafter, an embodiment of the electric compressor will be described. The electric compressor of this embodiment is mounted on a vehicle, for example, and used for a vehicle air conditioner.
As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioner 100 includes an electric compressor 10 and an external refrigerant circuit 101 that supplies refrigerant to the electric compressor 10. The external refrigerant circuit 101 has, for example, a heat exchanger and an expansion valve. The vehicle air conditioner 100 cools and heats the interior of the vehicle by compressing the refrigerant by the electric compressor 10 and performing heat exchange and expansion of the refrigerant by the external refrigerant circuit 101.

なお、車両空調装置100は、当該車両空調装置100の全体を制御する空調ECU102を備えている。空調ECU102は、車内温度や設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、電動圧縮機10に対してON/OFF指令等といった各種指令を送信する。   The vehicle air conditioner 100 includes an air conditioning ECU 102 that controls the entire vehicle air conditioner 100. The air conditioning ECU 102 is configured to be able to grasp the in-vehicle temperature, the set temperature, and the like, and transmits various commands such as an ON / OFF command to the electric compressor 10 based on these parameters.

電動圧縮機10は、外部冷媒回路101から冷媒が吸入される吸入口11aが形成されたハウジング11と、ハウジング11に収容された圧縮部12及び電動モータ13とを備えている。   The electric compressor 10 includes a housing 11 in which a suction port 11 a into which a refrigerant is sucked from an external refrigerant circuit 101 is formed, and a compression unit 12 and an electric motor 13 housed in the housing 11.

ハウジング11は、全体として略円筒形状であって、伝熱性を有する材料(例えばアルミニウム等の金属)で形成されている。ハウジング11には、冷媒が吐出される吐出口11bが形成されている。   The housing 11 has a substantially cylindrical shape as a whole, and is formed of a material having heat conductivity (for example, a metal such as aluminum). The housing 11 has a discharge port 11b through which a refrigerant is discharged.

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。   The compression unit 12 compresses the refrigerant sucked into the housing 11 from the suction port 11a and discharges the compressed refrigerant from the discharge port 11b. In addition, the specific structure of the compression part 12 is arbitrary, such as a scroll type, a piston type, and a vane type.

電動モータ13は、圧縮部12を駆動させるものである。電動モータ13は、例えばハウジング11に対して回転可能に支持された円柱状の回転軸21と、当該回転軸21に対して固定され且つ永久磁石が埋設された円筒形状のロータ22と、ハウジング11に固定されたステータ23とを有する。回転軸21の軸線方向と、円筒形状のハウジング11の軸線方向とは一致している。ステータ23は、円筒形状のステータコア24と、当該ステータコア24に形成されたティースに捲回されたコイル25とを有している。ロータ22及びステータ23は、回転軸21の径方向に対向している。   The electric motor 13 drives the compression unit 12. The electric motor 13 includes, for example, a columnar rotating shaft 21 that is rotatably supported with respect to the housing 11, a cylindrical rotor 22 that is fixed to the rotating shaft 21 and has a permanent magnet embedded therein, and the housing 11. And a stator 23 fixed to. The axial direction of the rotating shaft 21 and the axial direction of the cylindrical housing 11 coincide with each other. The stator 23 includes a cylindrical stator core 24 and a coil 25 wound around teeth formed on the stator core 24. The rotor 22 and the stator 23 face each other in the radial direction of the rotating shaft 21.

図1に示すように、電動圧縮機10は、電動モータ13を駆動させる駆動回路としてのインバータ31と、当該インバータ31が収容されたケース32とを有するインバータユニット30を備えている。電動モータ13のコイル25とインバータ31とは図示しないコネクタ等によって接続されている。ケース32は、固定具としてのボルト41によってハウジング11に固定されている。すなわち、本実施形態の電動圧縮機10には、インバータ31が一体化されている。   As shown in FIG. 1, the electric compressor 10 includes an inverter unit 30 having an inverter 31 as a drive circuit for driving the electric motor 13 and a case 32 in which the inverter 31 is accommodated. The coil 25 of the electric motor 13 and the inverter 31 are connected by a connector or the like (not shown). The case 32 is fixed to the housing 11 by a bolt 41 as a fixing tool. That is, the inverter 31 is integrated with the electric compressor 10 of the present embodiment.

インバータ31は、例えば回路基板51と、当該回路基板51と電気的に接続されたパワーモジュール52とを備えている。回路基板51には、各種電子部品及び配線パターンが実装されており、例えば回路基板51の温度を測定する温度測定部としての温度センサ53が実装されている。ケース32の外面にはコネクタ54が設けられており、回路基板51とコネクタ54とが電気的に接続されている。コネクタ54を介して、外部電源としてのDC電源Eからインバータ31に電力供給が行われるとともに、空調ECU102とインバータ31とが電気的に接続されている。   For example, the inverter 31 includes a circuit board 51 and a power module 52 electrically connected to the circuit board 51. Various electronic components and wiring patterns are mounted on the circuit board 51, for example, a temperature sensor 53 as a temperature measuring unit that measures the temperature of the circuit board 51 is mounted. A connector 54 is provided on the outer surface of the case 32, and the circuit board 51 and the connector 54 are electrically connected. Power is supplied to the inverter 31 from a DC power source E as an external power source via the connector 54, and the air conditioning ECU 102 and the inverter 31 are electrically connected.

図2に示すように、電動モータ13のコイル25は、例えばu相コイル25u、v相コイル25v及びw相コイル25wを有する三相構造となっている。すなわち、電動モータ13は三相モータである。各コイル25u〜25wは例えばY結線されている。   As shown in FIG. 2, the coil 25 of the electric motor 13 has a three-phase structure including, for example, a u-phase coil 25u, a v-phase coil 25v, and a w-phase coil 25w. That is, the electric motor 13 is a three-phase motor. Each coil 25u-25w is Y-connected, for example.

パワーモジュール52は、u相コイル25uに対応するu相パワースイッチング素子Qu1,Qu2と、v相コイル25vに対応するv相パワースイッチング素子Qv1,Qv2と、w相コイル25wに対応するw相パワースイッチング素子Qw1,Qw2と、を備えている。つまり、インバータ31は、所謂三相インバータである。   The power module 52 includes u-phase power switching elements Qu1 and Qu2 corresponding to the u-phase coil 25u, v-phase power switching elements Qv1 and Qv2 corresponding to the v-phase coil 25v, and w-phase power switching corresponding to the w-phase coil 25w. Elements Qw1 and Qw2 are provided. That is, the inverter 31 is a so-called three-phase inverter.

各パワースイッチング素子Qu1,Qu2,Qv1,Qv2,Qw1,Qw2(以降単に各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2と示す)は例えばIGBTで構成されている。各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2は、当該各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の温度が予め定められた動作上限温度Tmax以下である場合に正常に動作する。すなわち、動作上限温度Tmaxとは、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の動作保証範囲の上限値であり、換言すればインバータ31の動作保証範囲の上限値である。   Each power switching element Qu1, Qu2, Qv1, Qv2, Qw1, Qw2 (hereinafter simply referred to as each power switching element Qu1-Qw2) is configured by, for example, an IGBT. Each power switching element Qu1-Qw2 operates normally when the temperature of each power switching element Qu1-Qw2 is equal to or lower than a predetermined operation upper limit temperature Tmax. That is, the operation upper limit temperature Tmax is the upper limit value of the operation guarantee range of each power switching element Qu1 to Qw2, in other words, the upper limit value of the operation guarantee range of the inverter 31.

各u相パワースイッチング素子Qu1,Qu2は接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線は、u相コイル25uに接続されている。そして、各u相パワースイッチング素子Qu1,Qu2の直列接続体に対してDC電源Eからの直流電力が入力されている。なお、他のパワースイッチング素子Qv1,Qv2,Qw1,Qw2については、対応するコイルが異なる点を除いて、u相パワースイッチング素子Qu1,Qu2と同様の接続態様であるため、詳細な説明を省略する。   The u-phase power switching elements Qu1 and Qu2 are connected to each other in series via a connection line, and the connection line is connected to the u-phase coil 25u. And direct-current power from DC power supply E is input into the serial connection body of each u phase power switching element Qu1, Qu2. The other power switching elements Qv1, Qv2, Qw1, and Qw2 are connected in the same manner as the u-phase power switching elements Qu1 and Qu2, except that the corresponding coils are different. .

なお、インバータ31は、DC電源Eに対して並列に接続された平滑コンデンサC1を有している。また、パワーモジュール52は、パワースイッチング素子Qu1〜Qw2に対して並列に接続された還流ダイオードDu1〜Dw2を有している。   The inverter 31 has a smoothing capacitor C1 connected in parallel to the DC power source E. Further, the power module 52 includes freewheeling diodes Du1 to Dw2 connected in parallel to the power switching elements Qu1 to Qw2.

電動圧縮機10は、インバータ31(詳細には各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のスイッチング動作)を制御する制御部55を備えている。制御部55は、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のゲートに接続されている。制御部55は、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2を周期的にON/OFFさせることにより、電動モータ13を駆動、つまり回転させる。   The electric compressor 10 includes a control unit 55 that controls the inverter 31 (specifically, the switching operation of each of the power switching elements Qu1 to Qw2). The control unit 55 is connected to the gates of the power switching elements Qu1 to Qw2. The control unit 55 drives, that is, rotates the electric motor 13 by periodically turning on / off each of the power switching elements Qu1 to Qw2.

ちなみに、本実施形態では、制御部55は、上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1をON状態にするためにブートストラップ方式を採用している。詳細には、上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1と、制御部55との間には、コンデンサ61aを有するブートストラップ回路61が設けられている。ブートストラップ回路61は、DC電源Eの電圧である電源電圧よりも高い電圧を生成する。制御部55は、ブートストラップ回路61にて生成された電圧を上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1のゲートに印加することにより、上記各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1をON状態にする。   Incidentally, in this embodiment, the control unit 55 employs a bootstrap system in order to turn on the power switching elements Qu1, Qv1, and Qw1 of the upper arm. Specifically, a bootstrap circuit 61 having a capacitor 61a is provided between each power switching element Qu1, Qv1, Qw1 of the upper arm and the control unit 55. The bootstrap circuit 61 generates a voltage higher than the power supply voltage that is the voltage of the DC power supply E. The control unit 55 applies the voltage generated by the bootstrap circuit 61 to the gates of the power switching elements Qu1, Qv1, Qw1 of the upper arm, thereby turning the power switching elements Qu1, Qv1, Qw1 on. To do.

制御部55は、インバータ31をパルス幅変調制御(PWM制御)するものである。詳細には、制御部55は、キャリア信号(搬送波信号)と指令電圧値信号(比較対象信号)とを用いて、制御信号を生成する。そして、制御部55は、生成された制御信号を用いて各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のON/OFF制御を行うことにより、直流電力を交流電力に変換する。そして、変換された交流電力が電動モータ13に入力されることにより、電動モータ13が駆動する。   The control unit 55 performs pulse width modulation control (PWM control) on the inverter 31. Specifically, the control unit 55 generates a control signal using the carrier signal (carrier wave signal) and the command voltage value signal (comparison target signal). And the control part 55 converts direct-current power into alternating current power by performing ON / OFF control of each power switching element Qu1-Qw2 using the produced | generated control signal. The converted AC power is input to the electric motor 13 to drive the electric motor 13.

ここで、制御部55は、キャリア信号の周波数であるキャリア周波数fを変更可能に構成されている。なお、キャリア信号の具体的な波形は、例えば三角波やノコギリ波等任意である。   Here, the control unit 55 is configured to be able to change the carrier frequency f which is the frequency of the carrier signal. The specific waveform of the carrier signal is arbitrary, for example, a triangular wave or a sawtooth wave.

また、制御部55は、制御信号を制御することにより、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のON/OFFのデューティ比を可変制御することができ、それを通じて電動モータ13の回転数rを制御することができる。制御部55は、空調ECU102と電気的に接続されており、空調ECU102から回転数rの指令値に関する情報を受信した場合には、当該指令値に対応する回転数rで電動モータ13を回転させる。なお、以降の説明において、電動モータ13の回転数rを、単に回転数rという。   Further, the control unit 55 can variably control the ON / OFF duty ratio of each of the power switching elements Qu1 to Qw2 by controlling the control signal, thereby controlling the rotation speed r of the electric motor 13. Can do. When the control unit 55 is electrically connected to the air conditioning ECU 102 and receives information on the command value of the rotation speed r from the air conditioning ECU 102, the control unit 55 rotates the electric motor 13 at the rotation speed r corresponding to the command value. . In the following description, the rotational speed r of the electric motor 13 is simply referred to as the rotational speed r.

更に、制御部55は、制御信号を制御することにより、電源電圧と、インバータ31から出力される交流電圧の振幅との比率である変調率Mを制御することができる。制御部55は、電源電圧と、電動モータ13の駆動に要求される要求電力に対応する電圧である要求電圧とを把握し、インバータ31の出力電圧が要求電圧となるように電源電圧に対応させて変調率Mを制御する。   Furthermore, the control unit 55 can control the modulation factor M, which is the ratio between the power supply voltage and the amplitude of the AC voltage output from the inverter 31, by controlling the control signal. The control unit 55 grasps the power supply voltage and the required voltage that is a voltage corresponding to the required power required for driving the electric motor 13, and makes the output voltage of the inverter 31 correspond to the power supply voltage so as to be the required voltage. To control the modulation factor M.

制御部55は、温度センサ53の測定結果に基づいて、インバータ31の温度であるインバータ温度Tを把握する。詳細には、温度センサ53は、その測定結果を制御部55に送信する。制御部55は、温度センサ53の測定結果とパワーモジュール52(詳細には各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2)の温度との相関関係に関するデータを有しており、当該データを参照することにより、温度センサ53の測定結果に対応するパワーモジュール52の温度を導出し、その導出された温度をインバータ温度Tとする。つまり、温度センサ53は、インバータ温度Tを把握するのに用いられるものである。インバータ温度Tが「把握温度」に対応し、制御部55が「温度把握部」に対応する。   The control unit 55 grasps the inverter temperature T that is the temperature of the inverter 31 based on the measurement result of the temperature sensor 53. Specifically, the temperature sensor 53 transmits the measurement result to the control unit 55. The control unit 55 has data relating to the correlation between the measurement result of the temperature sensor 53 and the temperature of the power module 52 (specifically, each of the power switching elements Qu1 to Qw2). By referring to the data, The temperature of the power module 52 corresponding to the measurement result of the sensor 53 is derived, and the derived temperature is set as the inverter temperature T. That is, the temperature sensor 53 is used to grasp the inverter temperature T. The inverter temperature T corresponds to the “grasping temperature”, and the control unit 55 corresponds to the “temperature grasping unit”.

なお、インバータ温度Tについては、上記に限られず、インバータ31に関する温度であれば任意であり、例えば温度センサ53によって測定された測定値そのもの、すなわち回路基板51の温度等であってもよい。   The inverter temperature T is not limited to the above, and may be any temperature as long as the temperature is related to the inverter 31. For example, the measured value measured by the temperature sensor 53, that is, the temperature of the circuit board 51 may be used.

また、制御部55は、電動モータ13の印加電圧と電動モータ13に流れる電流とに基づいて電動モータ13にて発生する逆起電力を推定し、推定された逆起電力に基づいてロータ22の回転位置を把握する位置把握部62を備えている。制御部55は、位置把握部62によって把握されるロータ22の回転位置に基づいて各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のON/OFF制御を行う。なお、電動モータ13に流れる電流を検出する構成は、任意であるが、例えばシャント抵抗を設け、当該シャント抵抗の電圧を検出し、その検出結果に基づいて上記電流を推定する構成等が考えられる。   Further, the control unit 55 estimates the counter electromotive force generated in the electric motor 13 based on the applied voltage of the electric motor 13 and the current flowing through the electric motor 13, and based on the estimated counter electromotive force, A position grasping unit 62 for grasping the rotational position is provided. The control unit 55 performs ON / OFF control of the power switching elements Qu <b> 1 to Qw <b> 2 based on the rotational position of the rotor 22 grasped by the position grasping unit 62. In addition, although the structure which detects the electric current which flows into the electric motor 13 is arbitrary, the structure etc. which provide the shunt resistance, for example, detect the voltage of the said shunt resistance, and estimate the said electric current based on the detection result are considered. .

図2に示すように、制御部55は、インバータ31の駆動モード(以降単に駆動モードという)を制御する駆動モード制御部63を備えている。当該駆動モードについて、以下に詳細に説明する。   As shown in FIG. 2, the control unit 55 includes a drive mode control unit 63 that controls the drive mode of the inverter 31 (hereinafter simply referred to as drive mode). The drive mode will be described in detail below.

本実施形態では、図3に示すように、駆動モードには、キャリア周波数fが第1キャリア周波数f1であり、且つ、変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、キャリア周波数fが第2キャリア周波数f2であり、且つ、変調方式が二相変調方式である第2駆動モードとが存在する。更に、駆動モードには、キャリア周波数fが第3キャリア周波数f3であり、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードが存在する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the drive mode includes a first drive mode in which the carrier frequency f is the first carrier frequency f1 and the modulation method is a three-phase modulation method, and the carrier frequency f is There is a second drive mode in which the second carrier frequency is f2 and the modulation method is a two-phase modulation method. Further, the drive mode includes a third drive mode in which the carrier frequency f is the third carrier frequency f3 and the modulation method is a three-phase modulation method.

ここで、本実施形態において、三相変調方式とは、全相のパワースイッチング素子Qu1〜Qw2の周期的なON/OFFが常時行われている駆動モードである。二相変調方式とは、全相のパワースイッチング素子Qu1〜Qw2のうちいずれかの相のパワースイッチング素子の周期的なON/OFFが所定の期間(位相角)ごとに順次停止する駆動モードである。すなわち、二相変調方式とは、三相のうちのいずれか一相のパワースイッチング素子の周期的なON/OFFが順番に停止する一方、他の二相のパワースイッチング素子の周期的なON/OFFが行われる駆動モードである。なお、パワースイッチング素子の周期的なON/OFFが停止している状態とは、パワースイッチング素子がON状態又はOFF状態で固定されている状態である。   Here, in the present embodiment, the three-phase modulation method is a drive mode in which the cyclic switching of all-phase power switching elements Qu1 to Qw2 is always performed. The two-phase modulation method is a drive mode in which the periodic ON / OFF of the power switching element of any phase among the power switching elements Qu1 to Qw2 of all phases is sequentially stopped every predetermined period (phase angle). . That is, in the two-phase modulation method, the periodic ON / OFF of any one phase of the three-phase power switching elements is stopped in turn, while the other two-phase power switching elements are periodically turned on / off. This is a drive mode in which the OFF is performed. The state where the periodic ON / OFF of the power switching element is stopped is a state where the power switching element is fixed in the ON state or the OFF state.

二相変調方式は、三相変調方式と比較して、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2のON/OFFの頻度が低い。このため、インバータ31の電力損失及び発熱量は、二相変調方式よりも三相変調方式の方が大きくなり易い。なお、以降の説明において、特に断りがない限り、電力損失及び発熱量とは、インバータ31の電力損失及び発熱量を意味する。   In the two-phase modulation method, the ON / OFF frequency of each of the power switching elements Qu1 to Qw2 is lower than that in the three-phase modulation method. For this reason, the power loss and the heat generation amount of the inverter 31 are likely to be larger in the three-phase modulation method than in the two-phase modulation method. In the following description, unless otherwise specified, the power loss and the heat generation amount mean the power loss and the heat generation amount of the inverter 31.

なお、本実施形態の二相変調方式は、例えば上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1と、下アームの各パワースイッチング素子Qu2,Qv2,Qw2との双方を使用するものであり、換言すれば各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2が停止対象となる方式である。   Note that the two-phase modulation method of the present embodiment uses, for example, each of the upper arm power switching elements Qu1, Qv1, Qw1 and each of the lower arm power switching elements Qu2, Qv2, Qw2. In this way, the power switching elements Qu1 to Qw2 are to be stopped.

本実施形態では、第1キャリア周波数f1と第2キャリア周波数f2とは同一に設定されている。一方、第3キャリア周波数f3は、第1キャリア周波数f1よりも低く設定されている。詳細には、図3に示すように、第1キャリア周波数f1及び第2キャリア周波数f2は例えば20kHzに設定されており、第3キャリア周波数f3は例えば10kHzに設定されている。なお、第1キャリア周波数f1が「第1駆動モードのキャリア周波数」に対応する。   In the present embodiment, the first carrier frequency f1 and the second carrier frequency f2 are set to be the same. On the other hand, the third carrier frequency f3 is set lower than the first carrier frequency f1. Specifically, as shown in FIG. 3, the first carrier frequency f1 and the second carrier frequency f2 are set to 20 kHz, for example, and the third carrier frequency f3 is set to 10 kHz, for example. The first carrier frequency f1 corresponds to the “carrier frequency in the first driving mode”.

図2に示すように、制御部55は、予め定められた弱め界磁条件が成立した場合には、電動モータ13に対して弱め界磁制御を行う弱め界磁制御部64を備えている。弱め界磁条件とは、例えば電動モータ13にて発生する逆起電力が電源電圧と等しくなったことである。   As shown in FIG. 2, the control unit 55 includes a field weakening control unit 64 that performs field weakening control on the electric motor 13 when a predetermined field weakening condition is satisfied. The field weakening condition is, for example, that the back electromotive force generated in the electric motor 13 becomes equal to the power supply voltage.

弱め界磁制御とは、電動モータ13の制御態様の一種である。弱め界磁制御とは、逆起電力が電源電圧と等しくなった場合にステータ23の各コイル25u〜25wに電流を流すことにより、ロータ22に埋設された永久磁石に発生している磁束とは逆向きの磁束を発生させて逆起電力を低減させる制御である。   The field weakening control is a kind of control mode of the electric motor 13. The field weakening control is opposite to the magnetic flux generated in the permanent magnet embedded in the rotor 22 by causing a current to flow through the coils 25u to 25w of the stator 23 when the back electromotive force becomes equal to the power supply voltage. This is a control for reducing the back electromotive force by generating a magnetic flux of.

ここで、弱め界磁制御は、変調方式が二相変調方式であって過変調制御が行われている場合に実行される。過変調制御では、キャリア周期よりも長い所定期間に亘って動作対象のパワースイッチング素子がON状態に維持される時がある。また、弱め界磁制御が行われる状況は、電源電圧が比較的低い状況である。このため、弱め界磁制御は、通常制御よりも、電力損失が小さくなり易い。   Here, the field weakening control is executed when the modulation method is a two-phase modulation method and overmodulation control is performed. In overmodulation control, the power switching element to be operated may be maintained in the ON state for a predetermined period longer than the carrier cycle. Moreover, the situation where the field weakening control is performed is a situation where the power supply voltage is relatively low. For this reason, in the field weakening control, the power loss is likely to be smaller than in the normal control.

なお、動作対象のパワースイッチング素子とは、停止相のパワースイッチング素子以外のパワースイッチング素子である。また、以降の説明において、弱め界磁制御等といった特段の記載がないものについては、通常制御(換言すれば非弱め界磁制御)とする。   The power switching element to be operated is a power switching element other than the stationary phase power switching element. In the following description, those that are not particularly described, such as field weakening control, are assumed to be normal control (in other words, non-field weakening control).

かかる構成において、通常制御における電力損失及び発熱量の大きさは、第1駆動モード>第2駆動モード>第3駆動モードとなっている。第1駆動モードは、3つの駆動モードのうち最も発熱量が大きい駆動モードである。第3駆動モードは、少なくとも通常制御において、3つの駆動モードのうち最も発熱量が小さい駆動モードである。但し、第3駆動モードは、キャリア周波数fが低くなっている分だけ、騒音が大きくなり易い。   In such a configuration, the magnitude of the power loss and the amount of heat generated in the normal control is such that the first drive mode> the second drive mode> the third drive mode. The first drive mode is a drive mode that generates the largest amount of heat among the three drive modes. The third drive mode is a drive mode that generates the smallest amount of heat among the three drive modes in at least normal control. However, in the third drive mode, noise is likely to increase as the carrier frequency f is lower.

ここで、駆動モード制御部63は、電動圧縮機10(詳細には電動モータ13)の起動時においては、駆動モードを第1駆動モードに設定する。すなわち、本実施形態では、第1駆動モードが初期駆動モードである。また、駆動モード制御部63は、現状の駆動モードを把握可能に構成されている。   Here, the drive mode control unit 63 sets the drive mode to the first drive mode when the electric compressor 10 (specifically, the electric motor 13) is started. That is, in the present embodiment, the first drive mode is the initial drive mode. The drive mode control unit 63 is configured to be able to grasp the current drive mode.

その後、駆動モード制御部63は、電動圧縮機10の運転中(電動モータ13の回転中)、インバータ温度Tと、電動モータ13の回転数r及び変調率Mとに基づいて、駆動モードを切り替える駆動モード切替制御処理を定期的に実行する。当該駆動モード切替制御処理について以下に詳細に説明する。   Thereafter, the drive mode control unit 63 switches the drive mode based on the inverter temperature T, the rotational speed r of the electric motor 13, and the modulation factor M during operation of the electric compressor 10 (during rotation of the electric motor 13). The drive mode switching control process is periodically executed. The drive mode switching control process will be described in detail below.

図4に示すように、駆動モード制御部63は、ステップS101にて、現状の駆動モードが第1駆動モードであるか否かを判定する。駆動モード制御部63は、現状の駆動モードが第1駆動モードでない場合にはステップS106に進む一方、現状の駆動モードが第1駆動モードである場合には、ステップS102に進み、第2駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、ステップS102では、駆動モード制御部63は、予め定められた二相変調条件が成立しているか否かを判定する。   As shown in FIG. 4, the drive mode control unit 63 determines whether or not the current drive mode is the first drive mode in step S101. When the current drive mode is not the first drive mode, the drive mode control unit 63 proceeds to step S106, whereas when the current drive mode is the first drive mode, the drive mode control unit 63 proceeds to step S102 and proceeds to the second drive mode. It is determined whether or not the transition condition to is satisfied. Specifically, in step S102, the drive mode control unit 63 determines whether a predetermined two-phase modulation condition is satisfied.

二相変調条件とは、インバータ31の制約によって決定される条件であり、本実施形態においては、回転数r及び変調率Mの少なくとも一方で規定される条件である。詳細には、二相変調条件は、回転数rが予め定められた閾値回転数rth以上であり、且つ、変調率Mが予め定められた閾値変調率Mth以上である。   The two-phase modulation condition is a condition determined by the restriction of the inverter 31. In the present embodiment, the two-phase modulation condition is a condition defined by at least one of the rotation speed r and the modulation factor M. Specifically, in the two-phase modulation condition, the rotation speed r is equal to or higher than a predetermined threshold rotation speed rth, and the modulation rate M is equal to or higher than a predetermined threshold modulation rate Mth.

ここで、閾値回転数rthは、予め定められた値であれば任意であるが、例えばブートストラップ回路61のコンデンサ61aのキャパシタンス等に基づいて設定される。詳細には、上アーム及び下アームの双方を使用した二相変調方式である場合、上アームのパワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1のいずれかを特定期間(例えば電気角60度の期間)に亘ってON状態に維持する必要がある。当該特定期間は、回転数rが低くなるほど長くなる。一方、上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1をON状態に維持できる維持可能期間は、コンデンサ61aのキャパシタンスに依存する。この場合、コンデンサ61aのキャパシタンスと回転数rとの組み合わせによっては、特定期間が維持可能期間よりも長くなり得る。このため、閾値回転数rthは、当該閾値回転数rthに対応する特定期間が維持可能期間と同一又はそれよりも若干短くなるように設定されている。   Here, the threshold rotation speed rth is arbitrary as long as it is a predetermined value, but is set based on the capacitance of the capacitor 61a of the bootstrap circuit 61, for example. Specifically, in the case of the two-phase modulation method using both the upper arm and the lower arm, one of the upper arm power switching elements Qu1, Qv1, and Qw1 is set over a specific period (for example, a period of 60 degrees electrical angle). It is necessary to maintain the ON state. The specific period becomes longer as the rotational speed r becomes lower. On the other hand, the sustainable period during which the power switching elements Qu1, Qv1, and Qw1 of the upper arm can be maintained in the ON state depends on the capacitance of the capacitor 61a. In this case, depending on the combination of the capacitance of the capacitor 61a and the rotation speed r, the specific period may be longer than the sustainable period. For this reason, the threshold rotation speed rth is set such that the specific period corresponding to the threshold rotation speed rth is the same as or slightly shorter than the sustainable period.

また、閾値変調率Mthは、予め定められた値であれば任意であるが、例えば各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の仕様(例えばディレイ時間等)に基づいて設定される。   The threshold modulation rate Mth is arbitrary as long as it is a predetermined value, but is set based on, for example, the specifications (for example, delay time) of the power switching elements Qu1 to Qw2.

駆動モード制御部63は、二相変調条件が成立している場合、すなわち回転数rが閾値回転数rth以上であり、且つ、変調率Mが閾値変調率Mth以上である場合には、ステップS103に進み、駆動モードを、第1駆動モードから第2駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。   When the two-phase modulation condition is satisfied, that is, when the rotation speed r is greater than or equal to the threshold rotation speed rth and the modulation factor M is greater than or equal to the threshold modulation factor Mth, the drive mode control unit 63 performs step S103. Then, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode, and the drive mode switching control process is terminated.

一方、駆動モード制御部63は、二相変調条件が成立していない場合、すなわち、回転数rが閾値回転数rth未満である、又は、変調率Mが閾値変調率Mth未満である、のいずれか一方を満たす場合には、ステップS102を否定判定し、ステップS104に進む。ステップS104では、駆動モード制御部63は、第3駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、駆動モード制御部63は、温度センサ53の測定結果からインバータ温度Tを把握し、当該インバータ温度Tが予め定められた第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高いか否かを判定する。第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1は、動作上限温度Tmaxよりも低く、例えば70℃である。   On the other hand, when the two-phase modulation condition is not satisfied, the drive mode control unit 63, that is, either the rotation speed r is less than the threshold rotation speed rth or the modulation rate M is less than the threshold modulation rate Mth. If either is satisfied, a negative determination is made in step S102, and the process proceeds to step S104. In step S104, the drive mode control unit 63 determines whether a condition for shifting to the third drive mode is satisfied. Specifically, the drive mode control unit 63 grasps the inverter temperature T from the measurement result of the temperature sensor 53, and whether or not the inverter temperature T is higher than a predetermined first third drive mode transition trigger temperature Tu1. Determine whether. The first third drive mode transition trigger temperature Tu1 is lower than the operation upper limit temperature Tmax, for example, 70 ° C.

駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1以下である場合には、そのまま本駆動モード切替制御処理を終了する。一方、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高い場合には、ステップS105にて、駆動モードを、第1駆動モードから第3駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。   When the inverter temperature T is equal to or lower than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1, the drive mode control unit 63 ends the drive mode switching control process as it is. On the other hand, when the inverter temperature T is higher than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1, the drive mode control unit 63 changes the drive mode from the first drive mode to the third drive mode in step S105. Then, the drive mode switching control process is terminated.

ちなみに、本実施形態では、駆動モード制御部63は、ステップS104の処理の実行前にステップS102の処理を実行する。このため、駆動モード制御部63は、駆動モードが第1駆動モードである状況において、第2駆動モードへの移行条件(二相変調条件)と、第3駆動モードへの移行条件(T>Tu1)との双方が成立している場合には、第3駆動モードへの移行よりも第2駆動モードへの移行を優先する。   Incidentally, in the present embodiment, the drive mode control unit 63 executes the process of step S102 before executing the process of step S104. For this reason, in the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode control unit 63 sets the transition condition to the second drive mode (two-phase modulation condition) and the transition condition to the third drive mode (T> Tu1). ), The shift to the second drive mode is prioritized over the shift to the third drive mode.

図4に示すように、駆動モード制御部63は、ステップS106では、現状の駆動モードが第2駆動モードであるか否かを判定する。駆動モード制御部63は、現状の駆動モードが第2駆動モードでない場合には、ステップS111に進む一方、現状の駆動モードが第2駆動モードである場合にはステップS107に進み、第3駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが予め定められた第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも高く、且つ、弱め界磁制御中でないか否かを判定する。第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2は、動作上限温度Tmaxよりも低い範囲内で、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高く設定されており(Tmax>Tu2>Tu1)、例えば90℃である。   As shown in FIG. 4, in step S106, the drive mode control unit 63 determines whether or not the current drive mode is the second drive mode. If the current drive mode is not the second drive mode, the drive mode control unit 63 proceeds to step S111. If the current drive mode is the second drive mode, the drive mode control unit 63 proceeds to step S107, and the third drive mode. It is determined whether or not the transition condition to is satisfied. Specifically, the drive mode control unit 63 determines whether or not the inverter temperature T is higher than a predetermined second third drive mode transition trigger temperature Tu2 and the field-weakening control is not being performed. The second third drive mode transition trigger temperature Tu2 is set higher than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1 within a range lower than the operation upper limit temperature Tmax (Tmax> Tu2> Tu1). For example, 90 ° C.

駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも高く、且つ、弱め界磁制御中でない(すなわち通常制御中である)場合には、ステップS108に進み、駆動モードを第2駆動モードから第3駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。   When the inverter temperature T is higher than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2 and the field-weakening control is not being performed (that is, normal control is being performed), the drive mode control unit 63 proceeds to step S108 to drive The mode is shifted from the second drive mode to the third drive mode, and the drive mode switching control process is terminated.

一方、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2以下である、又は、弱め界磁制御中である場合には、ステップS107を否定判定し、ステップS109に進み、第1駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、駆動モード制御部63は、ステップS109では、二相変調条件が成立していないか否かを判定する。駆動モード制御部63は、二相変調条件が成立している場合には、ステップS109を否定判定し、そのまま本駆動モード切替制御処理を終了する。一方、駆動モード制御部63は、二相変調条件が成立していない場合には、ステップS109を肯定判定し、ステップS110にて、駆動モードを第2駆動モードから第1駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。すなわち、駆動モード制御部63は、駆動モードが第2駆動モードである状況において、二相変調条件が成立しなくなったことに基づいて、駆動モードを、第2駆動モードから第1駆動モードに移行させる。   On the other hand, if the inverter temperature T is equal to or lower than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2 or the field weakening control is being performed, the drive mode control unit 63 makes a negative determination in step S107 and proceeds to step S109. Then, it is determined whether or not the condition for shifting to the first drive mode is satisfied. Specifically, in step S109, the drive mode control unit 63 determines whether the two-phase modulation condition is not satisfied. If the two-phase modulation condition is satisfied, the drive mode control unit 63 makes a negative determination in step S109 and ends the drive mode switching control process as it is. On the other hand, if the two-phase modulation condition is not satisfied, the drive mode control unit 63 makes an affirmative determination in step S109, and shifts the drive mode from the second drive mode to the first drive mode in step S110. Then, the drive mode switching control process is terminated. That is, the drive mode control unit 63 shifts the drive mode from the second drive mode to the first drive mode based on the fact that the two-phase modulation condition is not satisfied in the situation where the drive mode is the second drive mode. Let

現状の駆動モードが第1駆動モードでなく、且つ、第2駆動モードでない場合(ステップS101:NO、ステップS106:NO)、現状の駆動モードは第3駆動モードであることを意味する。この場合、駆動モード制御部63は、ステップS111にて、第2駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、駆動モード制御部63は、ステップS111では、インバータ温度Tが予め定められた第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低く、且つ、二相変調条件が成立しているか否かを判定する。第2駆動モード移行契機温度Td2は、第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも低く設定されており、例えば85℃である。   If the current drive mode is not the first drive mode and not the second drive mode (step S101: NO, step S106: NO), it means that the current drive mode is the third drive mode. In this case, the drive mode control unit 63 determines whether or not the condition for shifting to the second drive mode is satisfied in step S111. Specifically, in step S111, the drive mode control unit 63 determines whether or not the inverter temperature T is lower than the predetermined second drive mode transition trigger temperature Td2 and the two-phase modulation condition is satisfied. To do. The second drive mode transition trigger temperature Td2 is set lower than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2, and is 85 ° C., for example.

駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低く、且つ、二相変調条件が成立している場合には、ステップS112にて、駆動モードを第3駆動モードから第2駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。   If the inverter temperature T is lower than the second drive mode transition trigger temperature Td2 and the two-phase modulation condition is satisfied, the drive mode control unit 63 sets the drive mode to the third drive mode in step S112. Is shifted to the second drive mode, and the drive mode switching control process is terminated.

一方、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第2駆動モード移行契機温度Td2以上である場合、又は、二相変調条件が成立していない場合には、ステップS111を否定判定し、ステップS113に進み、第1駆動モードへの移行条件が成立しているか否かを判定する。詳細には、駆動モード制御部63は、ステップS113では、インバータ温度Tが予め定められた第1駆動モード移行契機温度Td1よりも低いか否かを判定する。第1駆動モード移行契機温度Td1は、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1及び第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低く設定されており、例えば65℃である。   On the other hand, when the inverter temperature T is equal to or higher than the second drive mode transition trigger temperature Td2, or when the two-phase modulation condition is not satisfied, the drive mode control unit 63 makes a negative determination in step S111 and performs step S113. Then, it is determined whether or not the condition for shifting to the first drive mode is satisfied. Specifically, in step S113, the drive mode control unit 63 determines whether or not the inverter temperature T is lower than a predetermined first drive mode transition trigger temperature Td1. The first drive mode transition trigger temperature Td1 is set lower than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1 and the second drive mode transition trigger temperature Td2, and is 65 ° C., for example.

駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第1駆動モード移行契機温度Td1以上である場合には、そのまま本駆動モード切替制御処理を終了する。一方、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tが第1駆動モード移行契機温度Td1よりも低い場合には、ステップS114にて、駆動モードを、第3駆動モードから第1駆動モードに移行させて、本駆動モード切替制御処理を終了する。   When the inverter temperature T is equal to or higher than the first drive mode transition trigger temperature Td1, the drive mode control unit 63 ends the present drive mode switching control process as it is. On the other hand, when the inverter temperature T is lower than the first drive mode transition trigger temperature Td1, the drive mode control unit 63 shifts the drive mode from the third drive mode to the first drive mode in step S114. Then, the drive mode switching control process is terminated.

ちなみに、本実施形態では、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1と、第1駆動モード移行契機温度Td1とは、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の動作保証範囲内において、第1駆動モードで駆動する温度領域が、第3駆動モードで駆動する温度領域よりも広くなるように設定されている。また、第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2と、第2駆動モード移行契機温度Td2とは、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の動作保証範囲内において、第2駆動モードで駆動する温度領域が第3駆動モードで駆動する温度領域よりも広くなるように設定されている。   Incidentally, in the present embodiment, the first third drive mode transition trigger temperature Tu1 and the first drive mode transition trigger temperature Td1 are the first drive mode within the guaranteed operating range of each power switching element Qu1 to Qw2. The temperature range for driving is set to be wider than the temperature range for driving in the third drive mode. The second third drive mode transition trigger temperature Tu2 and the second drive mode transition trigger temperature Td2 are within the guaranteed operating range of each power switching element Qu1 to Qw2, and the temperature range for driving in the second drive mode is It is set to be wider than the temperature region driven in the third drive mode.

次に本実施形態の作用について図5を用いて説明する。
図5に示すように、インバータ温度Tが比較的低い場合(T≦Tu1)、駆動モードは、二相変調条件の成否に応じて、第1駆動モード又は第2駆動モードに設定される。
Next, the effect | action of this embodiment is demonstrated using FIG.
As shown in FIG. 5, when the inverter temperature T is relatively low (T ≦ Tu1), the drive mode is set to the first drive mode or the second drive mode according to the success or failure of the two-phase modulation condition.

また、二相変調条件が成立していない条件下では、駆動モードは、インバータ温度Tに応じて、第1駆動モード又は第3駆動モードに設定される。一方、二相変調条件が成立している条件下では、駆動モードは、インバータ温度T及び電動モータ13の制御態様(弱め界磁制御中か否か)に応じて、第2駆動モード又は第3駆動モードに設定される。   Further, under the condition where the two-phase modulation condition is not satisfied, the drive mode is set to the first drive mode or the third drive mode according to the inverter temperature T. On the other hand, under the condition where the two-phase modulation condition is satisfied, the drive mode is the second drive mode or the third drive mode depending on the inverter temperature T and the control mode of the electric motor 13 (whether or not the field weakening control is being performed). Set to

以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
(1)電動圧縮機10は、流体としての冷媒を圧縮する圧縮部12と、圧縮部12を駆動させる電動モータ13と、電動モータ13を駆動させる駆動回路としてのインバータ31と、インバータ31の温度であるインバータ温度Tを把握するものであってインバータ31を制御する制御部55とを備えている。制御部55は、インバータ31の駆動モードを制御する駆動モード制御部63を備えている。
According to the embodiment described above in detail, the following effects are obtained.
(1) The electric compressor 10 includes a compressor 12 that compresses a refrigerant as a fluid, an electric motor 13 that drives the compressor 12, an inverter 31 that serves as a drive circuit that drives the electric motor 13, and the temperature of the inverter 31. And a control unit 55 that controls the inverter 31. The control unit 55 includes a drive mode control unit 63 that controls the drive mode of the inverter 31.

ここで、駆動モードは、キャリア周波数fが第1キャリア周波数f1であり、且つ、変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、変調方式が二相変調方式である第2駆動モードと、キャリア周波数fが第1キャリア周波数f1よりも低い第3キャリア周波数f3であり、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードとを含む。そして、駆動モード制御部63は、インバータ温度Tと、電動モータ13の回転数r及び変調率Mとに基づいて、駆動モードを制御する。これにより、状況に応じて最適な駆動モードでインバータ31を駆動させることができるため、インバータ温度Tが過度に高くなることを好適に抑制できる。   Here, the drive mode includes a first drive mode in which the carrier frequency f is the first carrier frequency f1 and the modulation method is a three-phase modulation method, and a second drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method. And a third drive mode in which the carrier frequency f is a third carrier frequency f3 lower than the first carrier frequency f1 and the modulation scheme is a three-phase modulation scheme. Then, the drive mode control unit 63 controls the drive mode based on the inverter temperature T, the rotation speed r of the electric motor 13 and the modulation factor M. Thereby, since the inverter 31 can be driven in the optimal drive mode according to a situation, it can suppress suitably that the inverter temperature T becomes high too much.

詳述すると、駆動モードには、第1駆動モードと第2駆動モードとが存在する。第1駆動モードは、変調方式が三相変調方式であり、汎用性に優れている。一方、第2駆動モードは、変調方式が二相変調方式の駆動モードである。当該二相変調方式は、三相変調方式と比較して、電力損失が小さくなり易いため、発熱量が小さくなり易い。しかしながら、変調方式を二相変調方式にするには、回転数r等で規定される一定の条件(二相変調条件)が存在する場合がある。このため、例えば回転数r等によっては、駆動モードを第2駆動モードに移行させることができず、駆動モードが長期間に亘って第1駆動モードに維持され、その結果、インバータ温度Tが過度に高くなってしまう事態、例えばインバータ温度Tが動作上限温度Tmaxよりも高くなる事態が生じ得る。   More specifically, the drive mode includes a first drive mode and a second drive mode. In the first drive mode, the modulation method is a three-phase modulation method, and is excellent in versatility. On the other hand, the second drive mode is a drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method. Since the two-phase modulation method tends to reduce power loss as compared with the three-phase modulation method, the amount of heat generation tends to be small. However, in order to change the modulation method to the two-phase modulation method, there may be a certain condition (two-phase modulation condition) defined by the rotational speed r or the like. For this reason, the drive mode cannot be shifted to the second drive mode depending on, for example, the rotational speed r, and the drive mode is maintained in the first drive mode for a long period of time. As a result, the inverter temperature T is excessive. For example, the inverter temperature T may become higher than the operation upper limit temperature Tmax.

これに対して、本実施形態によれば、駆動モードには、第1駆動モード及び第2駆動モードとは別に、第3駆動モードが設けられている。当該第3駆動モードは、キャリア周波数fが第1キャリア周波数f1よりも低く設定されているため、第1駆動モードよりも発熱量が小さくなり易い。また、第3駆動モードは、その変調方式が三相変調方式であるため、回転数r等の条件に関わらず設定可能である。このため、例えばインバータ温度Tが比較的高くなった場合には、駆動モードを第1駆動モードから第3駆動モードに移行させることにより、インバータ温度Tの温度上昇を抑制することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, the drive mode is provided with the third drive mode separately from the first drive mode and the second drive mode. In the third drive mode, since the carrier frequency f is set lower than the first carrier frequency f1, the amount of heat generation is likely to be smaller than in the first drive mode. The third drive mode can be set regardless of conditions such as the rotation speed r because the modulation method is a three-phase modulation method. For this reason, for example, when the inverter temperature T becomes relatively high, the temperature increase of the inverter temperature T can be suppressed by shifting the drive mode from the first drive mode to the third drive mode.

ここで、電力損失の抑制の観点に着目すれば、例えば駆動モードを常時第3駆動モードに設定することも考えられる。しかしながら、第3駆動モードは、キャリア周波数fが低く設定されているため、騒音が大きくなり易い。これに対して、本実施形態によれば、状況に応じて、駆動モードを、各駆動モードのうちいずれかに切り替えることにより、騒音の抑制と、インバータ温度Tの過度な上昇の抑制とを両立させることができる。よって、インバータ温度Tが過度に高くならない範囲で好適にインバータ31を駆動させることができる。   Here, focusing on the viewpoint of suppressing power loss, for example, it is conceivable to always set the drive mode to the third drive mode. However, since the carrier frequency f is set low in the third drive mode, noise is likely to increase. On the other hand, according to the present embodiment, both suppression of noise and suppression of excessive increase in inverter temperature T are achieved by switching the drive mode to one of the drive modes depending on the situation. Can be made. Therefore, the inverter 31 can be suitably driven within a range where the inverter temperature T does not become excessively high.

(2)駆動モード制御部63は、駆動モードが第1駆動モードである状況において、回転数r及び変調率Mの双方によって規定される二相変調条件が成立したことに基づいて、駆動モードを第1駆動モードから第2駆動モードに移行させる。そして、駆動モード制御部63は、駆動モードが第1駆動モードである状況において、インバータ温度Tが予め定められた第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高くなることに基づいて、駆動モードを、第1駆動モードから第3駆動モードに移行させる。これにより、二相変調条件が成立している場合には、駆動モードが第1駆動モードから第2駆動モードに移行することにより、電力損失及び発熱量の低減を図ることができる。また、インバータ温度Tが第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高くなった場合には、駆動モードが第1駆動モードから第3駆動モードに移行することにより、電力損失及び発熱量の低減を図ることができる。これにより、騒音を抑制しつつ、インバータ温度Tが過度に高くなることを抑制できる。   (2) The drive mode control unit 63 determines the drive mode based on the fact that the two-phase modulation condition defined by both the rotation speed r and the modulation factor M is satisfied in the situation where the drive mode is the first drive mode. The first drive mode is shifted to the second drive mode. Then, the drive mode control unit 63 drives based on the fact that the inverter temperature T becomes higher than the predetermined first third drive mode transition trigger temperature Tu1 in the situation where the drive mode is the first drive mode. The mode is shifted from the first drive mode to the third drive mode. As a result, when the two-phase modulation condition is satisfied, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode, thereby reducing power loss and heat generation. Further, when the inverter temperature T becomes higher than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1, the drive mode shifts from the first drive mode to the third drive mode, so that the power loss and the heat generation amount are increased. Reduction can be achieved. Thereby, it can suppress that inverter temperature T becomes high too much, suppressing a noise.

特に、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1は、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の動作上限温度Tmaxよりも低く設定されている。これにより、各パワースイッチング素子Qu1〜Qw2の動作に支障が生じる前に、駆動モードを第3駆動モードに移行させることができ、インバータ温度Tが動作上限温度Tmaxに達することを抑制できる。   In particular, the first third drive mode transition trigger temperature Tu1 is set lower than the operation upper limit temperature Tmax of each of the power switching elements Qu1 to Qw2. As a result, the drive mode can be shifted to the third drive mode before the operation of each of the power switching elements Qu1 to Qw2 is hindered, and the inverter temperature T can be prevented from reaching the operation upper limit temperature Tmax.

(3)駆動モード制御部63は、駆動モードが第1駆動モードである状況において、二相変調条件が成立しており、且つ、インバータ温度Tが第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高い場合には、駆動モードを第1駆動モードから第2駆動モードに移行させる。かかる構成によれば、第2駆動モードへの移行条件と第3駆動モードへの移行条件との双方が成立している場合には、駆動モードは優先的に第2駆動モードに移行する。当該第2駆動モードは、第1駆動モードよりも発熱量が小さく、且つ、第3駆動モードよりも騒音が小さくなり易い。これにより、優先的に第2駆動モードに移行することにより、騒音の抑制と、インバータ温度Tの上昇の抑制との両立を図ることができる。   (3) In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode control unit 63 satisfies the two-phase modulation condition, and the inverter temperature T is greater than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1. If it is higher, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode. According to such a configuration, when both the transition condition to the second drive mode and the transition condition to the third drive mode are satisfied, the drive mode preferentially shifts to the second drive mode. In the second drive mode, the amount of heat generation is smaller than in the first drive mode, and noise is likely to be smaller than in the third drive mode. Thereby, coexistence with suppression of a noise and suppression of a raise of inverter temperature T can be aimed at by shifting to the 2nd drive mode preferentially.

(4)駆動モード制御部63は、駆動モードが第2駆動モードである状況において、予め定められた第3駆動モード移行条件が成立したことに基づいて、駆動モードを、第2駆動モードから第3駆動モードに移行させる。第3駆動モード移行条件は、インバータ温度Tが第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも高くなることを含み、当該第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2は、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高く設定されている。   (4) The drive mode control unit 63 switches the drive mode from the second drive mode to the second drive mode based on the fact that a predetermined third drive mode transition condition is satisfied in a situation where the drive mode is the second drive mode. Transition to the three drive mode. The third drive mode transition condition includes that the inverter temperature T becomes higher than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2, and the second third drive mode transition trigger temperature Tu2 is the first third The drive mode transition trigger temperature Tu1 is set higher.

かかる構成によれば、第2駆動モードから第3駆動モードへの移行条件に用いられる第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2は、第1駆動モードから第3駆動モードへの移行条件に用いられる第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも高くなっている。これにより、第2駆動モードと比較して発熱量が大きくなり易い第1駆動モードにおいては、比較的早期に第3駆動モードへ移行するため、インバータ温度Tの温度上昇に早期に対応できる。一方、第1駆動モードと比較して発熱量が小さくなり易い第2駆動モードにおいては、比較的長期に亘って第2駆動モードが維持されるため、騒音の抑制を図ることができる。   According to this configuration, the second third drive mode transition trigger temperature Tu2 used for the transition condition from the second drive mode to the third drive mode is used for the transition condition from the first drive mode to the third drive mode. It is higher than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1. Thereby, in the 1st drive mode in which the emitted-heat amount tends to become large compared with 2nd drive mode, since it transfers to 3rd drive mode comparatively early, it can respond to the temperature rise of inverter temperature T at an early stage. On the other hand, in the second drive mode in which the amount of generated heat is likely to be smaller than that in the first drive mode, the second drive mode is maintained for a relatively long period of time, so noise can be suppressed.

(5)制御部55は、予め定められた弱め界磁条件が成立した場合には、電動モータ13に対して弱め界磁制御を行う弱め界磁制御部64を備えている。これにより、例えば回転数rが比較的高く、電源電圧が比較的低い条件下においても、弱め界磁制御を行うことにより、電動モータ13の駆動に要求される要求電力を電動モータ13に入力させることができる。   (5) The control unit 55 includes a field weakening control unit 64 that performs field weakening control on the electric motor 13 when a predetermined field weakening condition is satisfied. As a result, for example, the required electric power required for driving the electric motor 13 can be input to the electric motor 13 by performing field-weakening control even under a condition where the rotational speed r is relatively high and the power supply voltage is relatively low. it can.

ここで、弱め界磁制御は、通常制御と比較して、発熱量が小さくなり易い。このため、駆動モードが第2駆動モードであり、且つ、弱め界磁制御が行われている場合の発熱量は、第3駆動モード時の発熱量とほぼ同一又はそれよりも小さくなる場合が生じ得る。この点、本実施形態では、仮に駆動モードが第2駆動モードであって、インバータ温度Tが第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも高くなった場合であっても、弱め界磁制御が行われている場合には、第2駆動モードから第3駆動モードへの移行は行われない。これにより、不要な駆動モードの移行が行われることを抑制できる。   Here, in the field weakening control, the amount of generated heat tends to be smaller than in the normal control. For this reason, the amount of heat generated when the drive mode is the second drive mode and the field weakening control is performed may be substantially the same as or smaller than the amount of heat generated in the third drive mode. In this respect, in this embodiment, even if the drive mode is the second drive mode and the inverter temperature T is higher than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2, the field-weakening control is performed. If it is, the transition from the second drive mode to the third drive mode is not performed. Thereby, it is possible to suppress unnecessary transition of the drive mode.

(6)駆動モード制御部63は、駆動モードが第3駆動モードである状況において、インバータ温度Tが第1駆動モード移行契機温度Td1よりも低くなることに基づいて、駆動モードを、第3駆動モードから第1駆動モードに移行させる。また、駆動モード制御部63は、駆動モードが第3駆動モードである状況において、インバータ温度Tが第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低く、且つ、二相変調条件が成立していることに基づいて、駆動モードを第3駆動モードから第2駆動モードに移行させる。これにより、第1駆動モードを経由することなく、第3駆動モードから第2駆動モードへの移行を行うことができるため、無駄な駆動モードの移行を回避できる。   (6) The drive mode control unit 63 sets the drive mode to the third drive based on the fact that the inverter temperature T becomes lower than the first drive mode transition trigger temperature Td1 in the situation where the drive mode is the third drive mode. The mode is shifted to the first drive mode. Further, in the situation where the drive mode is the third drive mode, the drive mode control unit 63 determines that the inverter temperature T is lower than the second drive mode transition trigger temperature Td2 and the two-phase modulation condition is satisfied. Based on this, the drive mode is shifted from the third drive mode to the second drive mode. As a result, the transition from the third drive mode to the second drive mode can be performed without going through the first drive mode, so that unnecessary transition of the drive mode can be avoided.

また、第1駆動モード移行契機温度Td1は、第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低く設定されている。これにより、比較的発熱量が大きい第1駆動モードについては、十分にインバータ温度Tが低下してから移行するため、インバータ温度Tの温度上昇を抑制できる一方、比較的発熱量が小さい第2駆動モードについては、比較的早期に移行するため、騒音の抑制を図ることができる。   The first drive mode transition trigger temperature Td1 is set lower than the second drive mode transition trigger temperature Td2. Thus, in the first drive mode with a relatively large amount of heat generation, the transition is made after the inverter temperature T has sufficiently decreased, so that the temperature increase of the inverter temperature T can be suppressed, while the second drive with a relatively small amount of heat generation. Since the mode shifts relatively early, noise can be suppressed.

(7)第1駆動モード移行契機温度Td1は、第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1よりも低く、第2駆動モード移行契機温度Td2は、第2の第3駆動モード移行契機温度Tu2よりも低い。これにより、例えば第3駆動モードから第1駆動モードへの移行が行われた直後に、第1駆動モードから第3駆動モードへの移行が行われるといったことを抑制できる。   (7) The first drive mode transition trigger temperature Td1 is lower than the first third drive mode transition trigger temperature Tu1, and the second drive mode transition trigger temperature Td2 is greater than the second third drive mode transition trigger temperature Tu2. Is also low. Accordingly, for example, immediately after the transition from the third drive mode to the first drive mode is performed, the transition from the first drive mode to the third drive mode can be suppressed.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 制御部55は、電動モータ13の回転中、インバータ温度Tが予め定められた停止契機温度に達したことに基づいて、電動モータ13を停止させてもよい。この場合、停止契機温度は、例えば動作上限温度Tmaxと同一又はそれよりも所定のマージン分だけ低い温度であるとよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
The control unit 55 may stop the electric motor 13 based on the fact that the inverter temperature T has reached a predetermined stop trigger temperature during the rotation of the electric motor 13. In this case, the stop trigger temperature may be a temperature that is the same as or lower than the operation upper limit temperature Tmax by a predetermined margin, for example.

かかる構成においては、各第3駆動モード移行契機温度Tu1,Tu2は、上記停止契機温度よりも低く設定されているとよい。これにより、電動モータ13が停止する前に、駆動モードが第3駆動モードに移行するため、電動モータ13が停止する事態を回避できたり、電動モータ13が停止するまでの期間を長くしたりすることができる。よって、電動モータ13が停止してしまう不都合、例えば車両空調装置100の運転が停止することに起因する運転者の不快感を抑制できる。   In such a configuration, each of the third drive mode transition trigger temperatures Tu1, Tu2 may be set lower than the stop trigger temperature. Thereby, since the drive mode shifts to the third drive mode before the electric motor 13 stops, a situation where the electric motor 13 stops can be avoided, or the period until the electric motor 13 stops is lengthened. be able to. Therefore, the inconvenience that the electric motor 13 stops, for example, the driver's discomfort caused by the stop of the operation of the vehicle air conditioner 100 can be suppressed.

○ 第1キャリア周波数f1及び第3キャリア周波数f3は、該第3キャリア周波数f3が第1キャリア周波数f1よりも低ければ、その具体的な数値については任意である。
○ 第2キャリア周波数f2は、第1キャリア周波数f1と同一であったが、これに限られず、第1キャリア周波数f1よりも低くてもよいし、高くてもよい。要は、第2キャリア周波数f2は、通常制御(非弱め界磁制御)時において第2駆動モードの発熱量が第1駆動モードの発熱量よりも小さく、且つ、第3駆動モードよりも騒音が小さくなるように適宜設定されていればよい。換言すれば、第2駆動モードは、変調方式が二相変調方式であって、少なくとも通常制御時において第1駆動モードよりも発熱量が小さく、且つ、第3駆動モードよりも騒音が小さい駆動モードであればよい。
The first carrier frequency f1 and the third carrier frequency f3 are arbitrary as long as the third carrier frequency f3 is lower than the first carrier frequency f1.
The second carrier frequency f2 is the same as the first carrier frequency f1, but is not limited thereto, and may be lower or higher than the first carrier frequency f1. In short, in the second carrier frequency f2, during normal control (non-weakening field control), the amount of heat generated in the second drive mode is smaller than the amount of heat generated in the first drive mode, and the noise is smaller than in the third drive mode. It suffices if it is set as appropriate. In other words, the second drive mode is a drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method, and the amount of heat generation is smaller than that of the first drive mode and noise is smaller than that of the third drive mode at least during normal control. If it is.

○ 各駆動モード移行契機温度Tu1,Tu2,Td1,Td2は、動作上限温度Tmax以下であれば、実施形態の温度に限られず、任意である。例えば、両第3駆動モード移行契機温度Tu1,Tu2を同一に設定してもよいし、第1駆動モード移行契機温度Td1と第2駆動モード移行契機温度Td2とを同一に設定してもよい。更に、例えば第1の第3駆動モード移行契機温度Tu1と第1駆動モード移行契機温度Td1とを同一に設定してもよい。   Each drive mode transition trigger temperature Tu1, Tu2, Td1, Td2 is not limited to the temperature of the embodiment as long as it is equal to or lower than the operation upper limit temperature Tmax, and is arbitrary. For example, both the third drive mode transition trigger temperatures Tu1 and Tu2 may be set to be the same, or the first drive mode transition trigger temperature Td1 and the second drive mode transition trigger temperature Td2 may be set to the same. Furthermore, for example, the first third drive mode transition trigger temperature Tu1 and the first drive mode transition trigger temperature Td1 may be set to be the same.

○ 二相変調条件は、回転数r及び変調率Mの双方で規定されていたが、これに限られず、いずれか一方で規定される条件であってもよい。例えば、ブートストラップ回路61ではなく、別の手法で上アームの各パワースイッチング素子Qu1,Qv1,Qw1をON状態にする構成では、回転数rの条件を省略してもよい。また、インバータ31が実現できる最小デューティ比が充分に小さい場合等には、変調率Mの条件を省略してもよい。要は、二相変調条件は、回転数rと変調率Mとの少なくとも一方で規定される条件であればよい。換言すれば、駆動モード制御部63は、回転数r及び変調率Mの少なくとも一方と、インバータ温度Tとに基づいて、駆動モードを制御すればよい。   The two-phase modulation condition is defined by both the rotational speed r and the modulation factor M, but is not limited thereto, and may be a condition defined by either one. For example, in the configuration in which the upper arm power switching elements Qu1, Qv1, and Qw1 are turned on by another method instead of the bootstrap circuit 61, the condition of the rotational speed r may be omitted. Further, when the minimum duty ratio that can be realized by the inverter 31 is sufficiently small, the condition of the modulation factor M may be omitted. In short, the two-phase modulation condition may be a condition defined by at least one of the rotational speed r and the modulation factor M. In other words, the drive mode control unit 63 may control the drive mode based on at least one of the rotation speed r and the modulation factor M and the inverter temperature T.

○ 第3駆動モードから第2駆動モードへの直接の移行を省略してもよい。この場合であっても、第1駆動モードを経由して、第3駆動モードから第2駆動モードへの移行が行われる。但し、無駄な駆動モードの移行が行われる点、及び、インバータ温度Tが第2駆動モード移行契機温度Td2よりも低い第1駆動モード移行契機温度Td1未満とならない限り、駆動モードの移行が行われない点に着目すれば、第3駆動モードから第2駆動モードへの直接の移行が可能である方がよい。   A direct transition from the third drive mode to the second drive mode may be omitted. Even in this case, the transition from the third drive mode to the second drive mode is performed via the first drive mode. However, the drive mode transition is performed as long as the useless drive mode transition is performed and the inverter temperature T is not lower than the first drive mode transition trigger temperature Td1 lower than the second drive mode transition trigger temperature Td2. If attention is paid to this point, it is better to be able to make a direct transition from the third drive mode to the second drive mode.

○ 駆動モードが第1駆動モードである状況において、第2駆動モードへの移行条件と第3駆動モードへの移行条件との双方が成立している場合に、第3駆動モードへの移行を優先してもよい。   ○ In the situation where the drive mode is the first drive mode, priority is given to the transition to the third drive mode when both the transition condition to the second drive mode and the transition condition to the third drive mode are satisfied. May be.

○ 弱め界磁制御部64を省略してもよい。すなわち、弱め界磁制御は行われない構成であってもよい。
○ ハウジング11に対するケース32の取付位置は任意である。
○ The field weakening control unit 64 may be omitted. That is, a configuration in which field-weakening control is not performed may be used.
The attachment position of the case 32 with respect to the housing 11 is arbitrary.

○ 二相変調方式は、上アーム及び下アームの双方を使用する方式に限られず、下アームのみを使用する方式、換言すれば下アームの各パワースイッチング素子Qu2,Qv2,Qw2のみが停止対象となる方式であってもよい。   ○ The two-phase modulation method is not limited to the method using both the upper arm and the lower arm, but only the lower arm, in other words, only the power switching elements Qu2, Qv2, Qw2 of the lower arm are to be stopped. It may be a method.

○ 電動圧縮機10の搭載対象は、車両に限られず、任意である。
○ 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。
O The mounting object of the electric compressor 10 is not limited to the vehicle, but is arbitrary.
Although the electric compressor 10 was used for the vehicle air conditioner 100, it is not restricted to this, You may be used for another apparatus. For example, when the vehicle is a fuel cell vehicle (FCV) equipped with a fuel cell, the electric compressor 10 may be used in a supply device that supplies air to the fuel cell. In short, the fluid to be compressed is arbitrary and may be a refrigerant or air.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する Next, a preferable example that can be grasped from the embodiment and another example will be described below .

(ロ)前記電動モータは三相モータであり、前記駆動回路は三相インバータである請求項1〜のうちいずれか一項に記載の電動圧縮機。 (B) The electric motor according to any one of claims 1 to 4 , wherein the electric motor is a three-phase motor, and the drive circuit is a three-phase inverter.

10…電動圧縮機、11…ハウジング、12…圧縮部、13…電動モータ、31…インバータ(駆動回路)、52…パワーモジュール、55…制御部、63…駆動モード制御部、64…弱め界磁制御部、100…車両空調装置、r…電動モータの回転数、M…変調率、f…キャリア周波数、T…インバータ温度(把握温度)、Tu1…第1の第3駆動モード移行契機温度、Tu2…第2の第3駆動モード移行契機温度、Td1…第1駆動モード移行契機温度、Td2…第2駆動モード移行契機温度、Tmax…動作上限温度。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric compressor, 11 ... Housing, 12 ... Compression part, 13 ... Electric motor, 31 ... Inverter (drive circuit), 52 ... Power module, 55 ... Control part, 63 ... Drive mode control part, 64 ... Weak field control part , 100: Vehicle air conditioner, r: Speed of electric motor, M: Modulation rate, f: Carrier frequency, T: Inverter temperature (grasping temperature), Tu1: First third drive mode transition trigger temperature, Tu2: First 2 third drive mode transition trigger temperature, Td1... First drive mode transition trigger temperature, Td2... Second drive mode transition trigger temperature, Tmax.

Claims (4)

流体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動させる電動モータと、
前記電動モータを駆動させるものであってスイッチング素子を有する駆動回路と、
前記駆動回路の温度を把握する温度把握部と、
前記電動モータの回転数及び変調率の少なくとも一方と、前記温度把握部によって把握される把握温度とに基づいて、前記駆動回路の駆動モードを制御する駆動モード制御部と、
を備え、
前記駆動モードは、
変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、
変調方式が二相変調方式である第2駆動モードと、
キャリア周波数が前記第1駆動モードのキャリア周波数よりも低く、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードと、を含み、
前記駆動モード制御部は、
前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記回転数及び前記変調率の少なくとも一方で規定される二相変調条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させ、
前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第3駆動モード移行契機温度よりも高くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、
前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記二相変調条件が成立しており、且つ、前記把握温度が前記第3駆動モード移行契機温度よりも高い場合には、前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させることを特徴とする電動圧縮機。
A compression section for compressing the fluid;
An electric motor for driving the compression unit;
A drive circuit for driving the electric motor and having a switching element;
A temperature grasping unit for grasping the temperature of the drive circuit;
A drive mode control unit that controls the drive mode of the drive circuit based on at least one of the rotational speed and modulation rate of the electric motor and the grasped temperature grasped by the temperature grasping unit ;
With
The drive mode is
A first drive mode in which the modulation method is a three-phase modulation method;
A second drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method;
A third drive mode having a carrier frequency lower than the carrier frequency of the first drive mode and a modulation scheme being a three-phase modulation scheme,
The drive mode control unit
In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed to the first drive mode based on the fact that a two-phase modulation condition defined by at least one of the rotational speed and the modulation factor is satisfied. To shift to the second drive mode,
In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed from the first drive mode to the first drive mode based on the grasped temperature becoming higher than a predetermined third drive mode transition trigger temperature. To shift to the third drive mode,
The drive mode control unit, when the drive mode is the first drive mode, the two-phase modulation condition is satisfied, and the grasped temperature is higher than the third drive mode transition trigger temperature In the electric compressor, the drive mode is shifted from the first drive mode to the second drive mode .
流体を圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部を駆動させる電動モータと、
前記電動モータを駆動させるものであってスイッチング素子を有する駆動回路と、
前記駆動回路の温度を把握する温度把握部と、
前記電動モータの回転数及び変調率の少なくとも一方と、前記温度把握部によって把握される把握温度とに基づいて、前記駆動回路の駆動モードを制御する駆動モード制御部と、
を備え、
前記駆動モードは、
変調方式が三相変調方式である第1駆動モードと、
変調方式が二相変調方式である第2駆動モードと、
キャリア周波数が前記第1駆動モードのキャリア周波数よりも低く、且つ、変調方式が三相変調方式である第3駆動モードと、を含み、
前記駆動モード制御部は、
前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記回転数及び前記変調率の少なくとも一方で規定される二相変調条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第2駆動モードに移行させ、
前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第3駆動モード移行契機温度よりも高くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、
前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第1駆動モードである状況において、前記二相変調条件が成立しており、且つ、前記把握温度が前記第3駆動モード移行契機温度よりも高い場合には、前記駆動モードを前記第1駆動モードから前記第3駆動モードに移行させることを特徴とする電動圧縮機。
A compression section for compressing the fluid;
An electric motor for driving the compression unit;
A drive circuit for driving the electric motor and having a switching element;
A temperature grasping unit for grasping the temperature of the drive circuit;
A drive mode control unit that controls the drive mode of the drive circuit based on at least one of the rotational speed and modulation rate of the electric motor and the grasped temperature grasped by the temperature grasping unit;
With
The drive mode is
A first drive mode in which the modulation method is a three-phase modulation method;
A second drive mode in which the modulation method is a two-phase modulation method;
A third drive mode having a carrier frequency lower than the carrier frequency of the first drive mode and a modulation scheme being a three-phase modulation scheme,
The drive mode control unit
In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed to the first drive mode based on the fact that a two-phase modulation condition defined by at least one of the rotational speed and the modulation factor is satisfied. To shift to the second drive mode,
In the situation where the drive mode is the first drive mode, the drive mode is changed from the first drive mode to the first drive mode based on the grasped temperature becoming higher than a predetermined third drive mode transition trigger temperature. To shift to the third drive mode ,
The drive mode control unit, when the drive mode is the first drive mode, the two-phase modulation condition is satisfied, and the grasped temperature is higher than the third drive mode transition trigger temperature In the electric compressor, the drive mode is shifted from the first drive mode to the third drive mode .
予め定められた弱め界磁条件が成立した場合には、前記電動モータに対して弱め界磁制御を行う弱め界磁制御部を備え、
前記第3駆動モード移行契機温度は第1の第3駆動モード移行契機温度であり、
前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第2駆動モードである状況において、予め定められた第3駆動モード移行条件が成立したことに基づいて、前記駆動モードを、前記第2駆動モードから前記第3駆動モードに移行させるものであり、
前記第3駆動モード移行条件は、前記把握温度が予め定められた第2の第3駆動モード移行契機温度よりも高くなり、且つ、前記弱め界磁制御部による前記弱め界磁制御が行われていないことであり、
前記第2の第3駆動モード移行契機温度は、前記第1の第3駆動モード移行契機温度よりも高い請求項1又は請求項2に記載の電動圧縮機。
When a predetermined field weakening condition is established, a field weakening control unit that performs field weakening control on the electric motor is provided,
The third drive mode transition trigger temperature is a first third drive mode transition trigger temperature,
In the situation where the drive mode is the second drive mode, the drive mode control unit changes the drive mode from the second drive mode based on the establishment of a predetermined third drive mode transition condition. Shifting to the third drive mode,
The third drive mode transition condition, the grasping temperature Ri is higher than the second of the third drive mode transition trigger a predetermined temperature, and, by the field weakening control by the field weakening control unit is not performed Yes,
The electric compressor according to claim 1 or 2, wherein the second third drive mode transition trigger temperature is higher than the first third drive mode transition trigger temperature.
前記駆動モード制御部は、
前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第1駆動モード移行契機温度よりも低くなることに基づいて、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第1駆動モードに移行させ、
前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が予め定められた第2駆動モード移行契機温度よりも低く、且つ、前記二相変調条件が成立していることに基づいて、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第2駆動モードに移行させるものであり、
前記第1駆動モード移行契機温度は、前記第2駆動モード移行契機温度よりも低く、
前記駆動モード制御部は、前記駆動モードが前記第3駆動モードである状況において、前記把握温度が前記第1駆動モード移行契機温度よりも低い場合であって、更に前記把握温度が前記第2駆動モード移行契機温度よりも低く且つ前記二相変調条件が成立している場合には、前記駆動モードを、前記第3駆動モードから前記第2駆動モードに移行させる請求項3に記載の電動圧縮機。
The drive mode control unit
In the situation where the drive mode is the third drive mode, the drive mode is changed from the third drive mode to the third drive mode based on the grasped temperature being lower than a predetermined first drive mode transition trigger temperature. Shift to the first drive mode,
In the situation where the drive mode is the third drive mode, based on the grasp temperature is lower than a predetermined second drive mode transition trigger temperature, and the two-phase modulation condition is satisfied, Shifting the drive mode from the third drive mode to the second drive mode;
The first driving mode transition trigger temperature, rather lower than the second driving mode transition trigger temperature,
In the situation where the drive mode is the third drive mode, the drive mode control unit is a case where the grasped temperature is lower than the first drive mode transition trigger temperature, and the grasped temperature is further reduced to the second drive mode. The electric compressor according to claim 3 , wherein when the two-phase modulation condition is satisfied, the driving mode is shifted from the third driving mode to the second driving mode when the temperature is lower than a mode transition trigger temperature. .
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