JP7299723B2

JP7299723B2 - 制御装置、電動コンプレッサおよび制御方法

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Publication number: JP7299723B2
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Inventors: 恭平渡邊; 貴之鷹繁
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems Ltd
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Description

本発明は、制御装置、電動コンプレッサおよび制御方法に関する。

モータを用いた車両用装置の一例である車両用電動コンプレッサは、冷媒を圧縮するコンプレッサと、コンプレッサを回転させるモータと、モータを制御するインバータで構成される。インバータには、モータのステータ巻線に交流電流を流すために直流電圧を交流電圧に変換する複数のスイッチング素子と、各部の電流／電圧を検知し、その結果を元にスイッチング素子を制御する制御装置と、スイッチング素子の動作によって発生するサージ電圧を抑制したり直流電圧を平滑したりするために設けられたヘッドキャパシタなどが搭載されている（特許文献１）。

電動コンプレッサは車両の狭いスペースに設置されることから小型化が要求されている。電動コンプレッサの小型化を実現するために、ヘッドキャパシタも小型化されることとなる。ヘッドキャパシタの静電容量は大きさと相関するため、ヘッドキャパシタを小型化すると、その静電容量は必然的に小さくなる。

電動コンプレッサは車両に搭載された高電圧バッテリより高電圧の供給を受け、インバータによりモータおよびコンプレッサを回転させて冷媒を圧縮している（図８）。図８～図１１は、電動コンプレッサ１００の構成例を示す簡易的な回路図である。図８に示す電動コンプレッサ１００は、コンプレッサ４と、コンプレッサ４を回転させるモータ３と、モータ３を制御するインバータ２００を備える。インバータ２００は、６個のスイッチング素子２０１～２０６と、ヘッドキャパシタ２０７とを備える。また、ヘッドキャパシタ２０７は、開閉器（コンタクタ等）６を介して高電圧バッテリ５に接続されている。図８はモータ運転時のあるタイミングにおける電流の流れを示す。図９はインバータ停止直後の電流の流れの一例（開閉器６がＯＮの場合）を示す。図１０はインバータ停止直後の電流の流れの一例（開閉器６がＯＦＦの場合）を示す。図１１はインバータ停止直後の電流の流れの一例を示す。

電動コンプレッサ運転中にスイッチング素子が全てＯＦＦ状態（インバータ停止状態）となると、コンプレッサとモータ自身の慣性によりモータが短時間だが回転し続け、直前にモータに流れていた電流や、回転による誘起電圧がインバータを通して高電圧バッテリに返還される（図９）。これにより高電圧バッテリにおいて多少の電圧増加が発生する。

一方、電動コンプレッサと高電圧バッテリの間には開閉器が設置されており、これを車両側のシステムが制御している。電動コンプレッサ運転中に車両システムからの指令により開閉器が開き、電動コンプレッサへの電力供給が断絶する可能性がある。高電圧バッテリからの給電が無くなると、ヘッドキャパシタに充電された電圧のみがインバータからモータに供給されることになる。上述の通り、ヘッドキャパシタは小容量であることから、その両端電圧はすぐに低下する。入力電圧（すなわちヘッドキャパシタ両端電圧）が閾値を下回った場合、電動コンプレッサの制御装置は、例えばスイッチング素子を全てＯＦＦ状態にする。上記の通り開閉器６が閉じていれば、上記電流は高電圧バッテリ５に流れ込むが（図９）、開閉器６が開いていると、上記電流は上記ヘッドキャパシタ２０７に流れ込み、ヘッドキャパシタ両端電圧の急激な電圧増加を発生させる（図１０）。この上昇した電圧がスイッチング素子の耐電圧を超えるとスイッチング素子が故障する可能性がある。これを防ぐ手段として非特許文献１等で、ヘッドキャパシタに電流が流れ込むことを抑制するためにインバータのスイッチング素子を適宜制御する方法が検討されている（図１１）。

特開２０１１－５５５８２号公報

青木渉、中島雄希、伊東淳一、鳥羽章夫、「インバータ緊急停止時における直流コンデンサの電圧上昇抑制法」、平成２４年度電気関係学会北陸支部連合大会、Ａ－７２（２０１２）

上記のヘッドキャパシタに流れ込む電流を抑制するためにインバータのスイッチング素子を適宜制御する方法を実行するには、開閉器が開状態になることを電動コンプレッサ側で事前に認識することが望ましい。しかしながら、上記開閉器は車両側のシステムにより制御されている。そのため、開閉器が開かれるという情報が電動コンプレッサに届かない可能性がある。そのため、開閉器が開かれるという情報が届くことを前提とする構成では、ヘッドキャパシタに流れ込む電流を抑制するための制御を適切に行うことができない場合があるという課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる制御装置および制御方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、制御装置は、直流電源とインバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、前記電気の物理量の変化に応じて、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部とを備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る制御装置において、前記保護制御部は、前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御するものであってよい。

本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様に係る制御装置において、前記保護制御部は、前記電気の物理量の値が大きさの基準を満たし、かつ前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御するものであってよい。

本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る制御装置が、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御した状態が所定時間経過したとき、前記インバータのすべてのスイッチング素子をオフにするモータ停止制御部をさらに備えるものであってよい。

本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る制御装置において、前記インバータはモータの駆動回路であり、外部の装置によってオンまたはオフされる開閉器を介して前記ヘッドキャパシタが前記直流電源に接続されているものであってよい。

本発明の第６の態様によれば、電動コンプレッサは、コンプレッサと、前記コンプレッサを駆動するモータと、前記モータを駆動するインバータと、直流電源と前記インバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタと、前記ヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、前記電気の物理量の変化に応じて、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部とを備える。

本発明の第７の態様によれば、制御方法は、直流電源とインバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部とを備える制御装置において、前記保護制御部によって、前記電気の物理量の変化に応じて、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する。

上述の少なくとも１つの態様によれば、開閉器が開いたという情報が届かない場合でも、ヘッドキャパシタに流れ込む電流を抑制するための制御を適切に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る電動コンプレッサの構成例を説明するための簡易的回路図である。図１に示す電動コンプレッサ１の動作例を説明するための状態遷移図である。図２に示す各イベントＥ１～Ｅ８の内容の一例を示す図表である。図１に示すヘッドキャパシタ２７の両端電圧の時間変化の計測結果の一例を示す図である。本発明の他の実施形態の動作例を説明するための模式図である。図２に示す各イベントＥ１～Ｅ８の内容を他の例を示す図表である。少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。電動コンプレッサの動作例を示す模式図である。電動コンプレッサの動作例を示す模式図である。電動コンプレッサの動作例を示す模式図である。電動コンプレッサの動作例を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において互いに同一または対応する構成には同一の符号を付けて説明を適宜省略する。

〈第１実施形態〉
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動コンプレッサ１の構成例を示す簡易的な回路図である。図１に示す電動コンプレッサ１は、インバータ２と、モータ３と、コンプレッサ４を備える。コンプレッサ４は、冷媒を圧縮する。モータ３は、コンプレッサ４を回転させる。インバータ２は、モータ３の駆動回路であり、モータ３を制御する。

インバータ２は、モータ３のステータ巻線に交流電流を流すために直流電圧を交流電圧に変換する複数のスイッチング素子２１～２６と、各スイッチング素子２１～２６に並列に接続された複数のフリーホイールダイオードＤ１～Ｄ６を有する。インバータ２は、また、制御装置２０と、ヘッドキャパシタ２７と、各部の電圧または電流を検知する電圧検知部２８、電流検知部２９等を有する。この場合、ヘッドキャパシタ２７は、スイッチング素子２１～２６の動作によって発生するサージ電圧を抑制したり、モータ３の駆動電源である直流電源の直流電圧を平滑したりする。電圧検知部２８は、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧を検知する。また、電流検知部２９は、複数のスイッチング素子２１～２６および各フリーホイールダイオードＤ１～Ｄ６と、ヘッドキャパシタ２７との間に流れる電流を検知する。そして、制御装置２０は、車両側のシステム（外部の装置）から指示されたモータ３の回転数（回転速度）の指令値と、電圧検知部２８および電流検知部２９の各検知結果に基づいて、スイッチング素子２１～２６を制御する。

制御装置２０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、記憶装置、入出力装置等を有して構成されていて、記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵで実行すること動作する。制御装置２０は、制御装置２０が有するハードウェアとＣＰＵが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせで構成される機能的構成要素として、保護制御部２０１、モータ停止制御部２０２および回転数制御部２０３を備える。

保護制御部２０１は、電圧検知部２８または電流検知部２９が検知した電圧または電流の変化（電気の物理量の変化）に応じて、開閉器６がＯＦＦしているか否かを推定し、ＯＦＦしていると推定した場合にヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６を制御する。保護制御部２０１は、例えば、電圧検知部２８または電流検知部２９が検知した電圧または電流の変化（電気の物理量の変化）の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、開閉器６がＯＦＦされたと推定して、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６を制御する。保護制御部２０１は、例えば、上側の３個のスイッチング素子２１～２３をすべてＯＦＦ（オフ）し、下側の３個のスイッチング素子２４～２６をすべてＯＮ（オン）することで、モータ３の回生電流等の電流がヘッドキャパシタ２７へ流れ込まないようにする。あるいは、保護制御部２０１は、例えば、上側の３個のスイッチング素子２１～２３をすべてＯＮし、下側の３個のスイッチング素子２４～２６をすべてＯＦＦすることで、モータ３の回生電流等がヘッドキャパシタ２７へ流れ込まないようにする。

モータ停止制御部２０２は、保護制御部２０１がヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６を制御した状態が一定時間経過したとき、すべてのスイッチング素子２１～２６をＯＦＦにする。一定時間は、慣性で回転しているモータ３の回転数が十分低下して、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れない状態（あるいは電流がほとんど流れない状態）になるのに要する時間である。

回転数制御部２０３は、車両側のシステムから指示されたモータ３の回転数の指令値（以下、モータ回転数指令という）に基づき、スイッチング素子２１～２６を制御することでモータ３の回転数を制御する。

なお、図１に示す例では、ヘッドキャパシタ２７が、開閉器（コンタクタ、電磁接触器、電磁開閉器、リレー等）６を介して、直流電源である高電圧バッテリ５に接続されている。また、図１に示す構成において、電圧検知部２８と電流検知部２９は、高電圧バッテリ５（直流電源）とインバータ２との間に設けられたヘッドキャパシタ２７に係る電気の物理量を検出する電気検出部の一例である。

次に、図１～図３を参照して、図１に示す電動コンプレッサ１の動作例について説明する。図２は、図１に示す電動コンプレッサ１の動作例を説明するための状態遷移図である。図３は、図２に示す各イベントＥ１～Ｅ８の内容の一例を示す図表である。

図２に示すように、本実施形態の電動コンプレッサ１は、モータ停止状態Ｓ１、モータ運転状態Ｓ２、開閉器状態推定状態Ｓ３、または、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４の４つの状態のいずれかで動作する。初期状態は、モータ停止状態Ｓ１である。各状態Ｓ１～Ｓ４は、図３に示す各イベントＥ１～Ｅ８に応じて遷移する。

モータ停止状態Ｓ１は、回転数制御部２０３またはモータ停止制御部２０２がインバータ２のスイッチング素子２１～２６をすべてＯＦＦにする動作状態である。モータ運転状態Ｓ２は、回転数制御部２０３が、モータ回転数指令に基づいて、インバータ２のスイッチング素子２１～２６をＯＮ／ＯＦＦ制御して、モータ３を運転する動作状態である。開閉器状態推定状態Ｓ３は、保護制御部２０１が、電圧検知部２８（あるいは電流検知部２９）の検知結果に基づいて、開閉器６がＯＮしているのか、あるいはＯＦＦしているのかを推定する動作状態である。ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４は、保護制御部２０１が、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６を制御する動作状態である。

モータ停止状態Ｓ１でイベントＥ１が発生した場合、電動コンプレッサ１はモータ停止状態Ｓ１を維持する。また、モータ停止状態Ｓ１でイベントＥ２が発生した場合、電動コンプレッサ１はモータ運転状態Ｓ２に遷移する。モータ運転状態Ｓ２でイベントＥ３が発生した場合、電動コンプレッサ１はモータ運転状態Ｓ２を維持する。また、モータ運転状態Ｓ２でイベントＥ４が発生した場合、電動コンプレッサ１はモータ停止状態Ｓ１に遷移する。また、モータ運転状態Ｓ２でイベントＥ５が発生した場合、電動コンプレッサ１は開閉器状態推定状態Ｓ３に遷移する。また、開閉器状態推定状態Ｓ３でイベントＥ６が発生した場合、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４に遷移する。また、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４でイベントＥ７が発生した場合、モータ停止状態Ｓ１に遷移する。また、開閉器状態推定状態Ｓ３でイベントＥ８が発生した場合、モータ停止状態Ｓ１に遷移する。

各イベントＥ１～Ｅ８の内容は、図３に示す通りである。イベントＥ１は、モータ回転数指令が０ｒｐｓ（rotations per second）であるか、またはヘッドキャパシタ両端電圧が所定の閾値Ｖｘより小さいことである。イベントＥ２は、モータ回転数指令が０ｒｐｓではなく、かつ、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘ以上であることである。イベントＥ３は、モータ回転数指令が０ｒｐｓではなく、かつ、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘ以上であることである。イベントＥ４は、モータ回転数指令が０ｒｐｓであることである。イベントＥ５は、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘ未満であることである。イベントＥ６は、ヘッドキャパシタ両端電圧の変化の傾きの絶対値が所定の閾値より大きいことである。イベントＥ７は、一定時間が経過したことである。イベントＥ８は、ヘッドキャパシタ両端電圧の変化の傾きの絶対値が所定の閾値より小さいことである。

例えば、モータ停止状態Ｓ１で、０ｒｐｓではないモータ回転数指令が入力され、かつ、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘ以上である場合（イベントＥ２が発生）、回転数制御部２０３は、モータ回転数指令に基づいて、インバータ２のスイッチング素子２１～２６をＯＮ／ＯＦＦ制御して、モータ３を運転する（モータ運転状態Ｓ２）。モータ運転状態Ｓ２で、モータ回転数指令が０ｒｐｓになると（イベントＥ４が発生）、回転数制御部２０３は、インバータ２のスイッチング素子２１～２６をＯＦＦして、モータ３を停止する（モータ停止状態Ｓ１）。

また、モータ運転状態Ｓ２で、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘ未満になると（イベントＥ５が発生）、保護制御部２０１は、電圧検知部２８が検知したヘッドキャパシタ両端電圧に基づいて開閉器６がＯＮしているのか、あるいはＯＦＦしているのかを推定する（開閉器状態推定状態Ｓ３）。ここで、図４を参照して、開閉器６がＯＦＦした後のヘッドキャパシタ２７の両端電圧の時間変化の例について説明する。図４は、図１に示すヘッドキャパシタ２７の両端電圧の時間変化の計測結果の一例を示す図である。図４に示す例では、時刻ｔ１で開閉器６がＯＮからＯＦＦになり、時刻ｔ２でヘッドキャパシタ２７の両端電圧が閾値Ｖｘ未満となり、時刻ｔ３で保護制御部２０１によってヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６が制御されている。

図４に示す例では、時刻ｔ２より前は、電動コンプレッサ１が、モータ運転状態Ｓ２で動作している。そして、時刻ｔ２でヘッドキャパシタ２７の両端電圧が閾値Ｖｘ未満となったとき、電動コンプレッサ１は、モータ運転状態Ｓ２から開閉器状態推定状態Ｓ３へ遷移する。開閉器状態推定状態Ｓ３へ遷移すると、保護制御部２０１が、時刻ｔ２前の一定期間のヘッドキャパシタ２７の両端電圧の変化の傾きの絶対値（この場合、単位時間当たりの電圧低下量）を計算する。その際、保護制御部２０１は、例えば、図４に示すように所定期間の傾きの絶対値を複数回（図４の例では３回）計算する。そして、複数回分の傾きの絶対値が例えばすべて所定の閾値より大きい場合（あるいは２回以上所定の閾値より大きい場合）、保護制御部２０１は、開閉器６がＯＦＦしたと推定し、イベントＥ６が発生したとして、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにスイッチング素子２１～２６を制御している（ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４）（時刻ｔ３）。時刻ｔ３以降は、ヘッドキャパシタ２７に電流が流れないため、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧は一定値で変化しない。そして、時刻ｔ３でヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４へ移行した後、一定時間が経過したときに（イベントＥ７）、モータ停止制御部２０２は、すべてのスイッチング素子２１～２６をＯＦＦにする（モータ停止状態Ｓ１）。なお、図４に鎖線で示すように、時刻ｔ２で仮にスイッチング素子２１～２６がすべてＯＦＦされたとすると、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧は急激に上昇する。

また、図２において、開閉器状態推定状態Ｓ３では、イベントＥ５発生前の一定期間におけるヘッドキャパシタ２７の両端電圧の変化の傾きの絶対値（この場合、単位時間当たりの電圧低下量）が所定の閾値より小さかった場合（イベントＥ８に対応）、保護制御部２０１は、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４を経由せずに動作状態をモータ停止状態Ｓ１へ遷移させ、モータ停止制御部２０２によってすべてのスイッチング素子２１～２６をＯＦＦにする（モータ停止状態Ｓ１）。イベントＥ５発生前の一定期間のヘッドキャパシタ２７の両端電圧の変化の傾きの絶対値が所定の閾値より小さい場合、開閉器６はＯＦＦせず、高電圧バッテリ５の電圧が低下した状態であると推定される。開閉器６がＯＮで、高電圧バッテリ５が接続された状態である場合、スイッチング素子２１～２６をすべてＯＦＦしたとしても、モータ３の回生電流は高電圧バッテリ５にも流れ込むため、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧が急上昇することはない。一方、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４では、モータ３が発生した回生電力による短絡電流がスイッチング素子２１～２６の一部に流れるため、スイッチング素子２１～２６の一部に比較的大きな負担が掛かることになる。そこで、イベントＥ８の発生時には電動コンプレッサ１の動作状態を、ヘッドキャパシタ充電防止状態Ｓ４を経由せずにモータ停止状態Ｓ１へ遷移させている。

第１実施形態では、開閉器６の開閉状態を、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧の変化を監視することで判断している。電動コンプレッサ１運転中に開閉器６が開いた場合、電動コンプレッサ１はヘッドキャパシタ２７に充電された電圧で運転を続ける。ヘッドキャパシタ２７は小容量であり図４に示すように両端電圧は急速に減少しつづける。一方、車両の駆動によっても高電圧バッテリ５の電圧は減少するので、ヘッドキャパシタ２７の両端電圧が減少する場合がある。しかし、車両の駆動による高電圧バッテリ５の電圧の減少は、開閉器６が開いた場合のヘッドキャパシタ２７の両端電圧の急速な減少のペースよりも十分遅いペースである。この差を利用することで、電動コンプレッサ１では、開閉器６が閉じた状態の電圧低下と、開閉器６が開いた状態の電圧低下を判別することができる。この特性を利用し、第１実施形態では、ヘッドキャパシタ両端電圧の変化の傾きの絶対値が大きく、かつヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘを下回った場合は、開閉器６が開いた状態になったと判断する。

第１実施形態では、開閉器６が開いたと判断した場合は、モータ３の慣性動作が止まるまでの短時間、ヘッドキャパシタ２７の充電を抑制するようにスイッチング素子２１～２６を制御する。逆に、ヘッドキャパシタ両端電圧の変化の傾きの絶対値が小さく、かつヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘを下回った場合は、開閉器６は閉じたままで、高電圧バッテリ５の電圧が低下したと判断する。

なお、ヘッドキャパシタ両端電圧の変化の傾きの絶対値の閾値は事前に実験で決めることができる。その後、ヘッドキャパシタ両端電圧が閾値Ｖｘを上回った場合、開閉器６が閉じたと判断することができる。

第１実施形態によれば、車両側から開閉器６に関する情報を受信することなく開閉６器の開閉状態を推定できる。また、例えば、既存の製品に対して、部品を追加することなく開閉器６の開閉状態を推定することができる。

〈第２実施形態〉
次に、図５と図６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態の動作例を説明するための模式図である。図６は、第２実施形態における図２に示す各イベントの内容の例を示す図表である。

第２実施形態の電動コンプレッサの構成は、図１に示す第１実施形態の電動コンプレッサ１と同一である。また、第２実施形態の電動コンプレッサの状態遷移図は、図２に示す第１実施形態の電動コンプレッサ１の状態遷移図と同一である。ただし、図２に示す状態遷移図における各イベントＥ１～Ｅ８の内容については、一部が、第１実施形態と第２の実施形態とで異なる。

図５は、開閉器６をＯＮからＯＦＦに変化させた場合に、電圧検知部２８が検知するヘッドキャパシタ両端電圧と電流検知部２９が検知する電流の時間変化を模式的に示す。電動コンプレッサ１の運転中に開閉器６が開いた場合（ＯＦＦした場合）、ヘッドキャパシタ両端電圧は急速に減少するが、スイッチング素子２１～２６とヘッドキャパシタ２７との間に流れる電流は逆に急速に増加する。ヘッドキャパシタ２７に流れる電流は、開閉器６が開いている場合はスイッチング素子２１～２６とヘッドキャパシタ２７間に設置している電流検知部２９で検知することができる。第２実施形態では、この動作を利用し、第１実施形態の電圧の変化に代えてヘッドキャパシタ電流の大きさとヘッドキャパシタ電流の変化の傾きの絶対値に基づいて開閉器６の開閉状態を推定する。

図６に示すように、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、図２に示すイベントＥ５、Ｅ６およびＥ８の内容を次のように変更している。すなわち、第２実施形態のイベントＥ５は、ヘッドキャパシタとスイッチング素子間電流が閾値Ｉｘより大きいことである。第２実施形態のイベントＥ６は、ヘッドキャパシタとスイッチング素子間電流の変化の傾きの絶対値が所定の閾値より大きいことである。そして、第２実施形態のイベントＥ８は、ヘッドキャパシタとスイッチング素子間電流の変化の傾きの絶対値が所定の閾値より小さいことである。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、車両側から開閉器６に関する情報を受信することなく開閉器６の開閉状態を推定することができる。また、部品を追加することなく開閉器６の開閉状態を推定できる。

なお、第１実施形態および第２実施形態では、例えば、電圧または電流の大きさと所定の閾値ＶｘまたはＩｘとの比較結果によらず、定期的に電圧または電流の変化の傾きを監視し、変化の傾きの絶対値が所定の閾値を上回った場合に開閉器６が開状態になったと推定してもよい。この場合、ノイズ等の影響による誤推定を避けるため、例えば、変化の傾きの絶対値と所定の閾値との比較を複数回（例えば３回以上）行い、複数回所定の比較結果が得られた場合に開閉器６が開状態であると推定することが望ましい。

以上のように、本発明の各実施形態における制御装置２０は、高電圧バッテリ５（直流電源）とインバータ２のスイッチング素子２１～２６との間に設けられたヘッドキャパシタ２７に係る電圧または電流（電気の物理量）を検出する電圧検知部２８または電流検知部２９（電気検出部）と、電圧または電流（電気の物理量）の変化に応じて、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにインバータ２のスイッチング素子２１～２６を制御する保護制御部２０１とを備える。この構成によれば、開閉器６が開いたという情報が電動コンプレッサ１に届かない場合でも、ヘッドキャパシタ２７に流れ込む電流を抑制するための制御を適切に行うことができる。

なお、保護制御部２０１は、電圧または電流（電気の物理量）の変化の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにインバータ２のスイッチング素子２１～２６を制御する。また、保護制御部２０１は、電圧または電流（電気の物理量）の値が大きさの基準を満たし、かつ電圧または電流（電気の物理量）の変化の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにインバータ２のスイッチング素子２１～２６を制御する。また、制御装置２０は、ヘッドキャパシタ２７へ電流が流れないようにインバータ２のスイッチング素子２１～２６を制御した状態が所定時間経過したとき、インバータ２のすべてのスイッチング素子２１～２６をＯＦＦにする。また、インバータ２はモータの駆動回路であり、外部の装置によってＯＮまたはＯＦＦされる開閉器６を介してヘッドキャパシタ２７が高電圧バッテリ５（直流電源）に接続されている。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

〈コンピュータ構成〉
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、インタフェース９４を備える。
上述の制御装置２０は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。

プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

１電動コンプレッサ
２インバータ
３モータ
４コンプレッサ
５高電圧バッテリ
６開閉器
２０制御装置
２１～２６スイッチング素子
２７ヘッドキャパシタ
２８電圧検知部
２９電流検知部
２０１保護制御部
２０２モータ停止制御部
２０３回転数制御部

Claims

直流電源とインバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、
前記電気の物理量の値が大きさの基準を満たし、前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きく、且つ前記インバータを駆動回路とするモータが動作している場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部と
を備える
制御装置。
前記保護制御部は、前記ヘッドキャパシタから流出する前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きい場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する
請求項１に記載の制御装置。
前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御した状態が所定時間経過したとき、前記インバータのすべてのスイッチング素子をオフにするモータ停止制御部を
さらに備える請求項１または請求項２に記載の制御装置。
前記インバータはモータの駆動回路であり、
外部の装置によってオンまたはオフされる開閉器を介して前記ヘッドキャパシタが前記直流電源に接続されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制御装置。
コンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動するモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
直流電源と前記インバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタと、
前記ヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、
前記電気の物理量の値が大きさの基準を満たし、前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きく、且つ前記インバータを駆動回路とするモータが動作している場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部と
を備える電動コンプレッサ。
直流電源とインバータのスイッチング素子との間に設けられたヘッドキャパシタに係る電気の物理量を検出する電気検出部と、
前記インバータのスイッチング素子を制御する保護制御部とを
備える制御装置において、
前記電気の物理量の値が大きさの基準を満たし、前記保護制御部によって、前記電気の物理量の変化の傾きの絶対値が所定値より大きく、且つ前記インバータを駆動回路とするモータが動作している場合に、前記ヘッドキャパシタへ電流が流れないように前記インバータのスイッチング素子を制御する
制御方法。