JP7408345B2 - 制御装置、電動圧縮機、制御方法、プログラム - Google Patents

制御装置、電動圧縮機、制御方法、プログラム Download PDF

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Description

本開示は、制御装置、電動圧縮機、制御方法、プログラムに関する。
車両に搭載されたカーエアコンの構成要素の１つに電動圧縮機がある。電動圧縮機を駆動する駆動回路では、所定の周期で振動するリップル電圧が発生する。リップル電圧が大きくなると共振が生じ、過大な電流が流れる。
特許文献１には、車両用交流発電機のリップル電圧を検出し、リップル電圧の最大値と最小値の差が所定値を超えると、交流発電機が故障していると判断する技術が開示されている。
特開２００４－１３５３９３号公報
リップル電圧の共振による過大な電流から機器を保護するためには、電動圧縮機のモータを停止する制御が考えられる。しかし、電動圧縮機のモータを停止すると、カーエアコンの運転が停止し、ユーザの快適性が損なわれる。
本開示は、上記課題を解決することができる制御装置、電動圧縮機、制御方法、プログラムを提供する。
本開示の制御装置は、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する検出部と、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する判定部と、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる制御部と、を備え、前記判定部は、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、前記制御部は、前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる。
また、他の態様によれば、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する検出部と、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する判定部と、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる制御部と、を備え、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、前記制御部は、前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる。
また、本開示の電動圧縮機は、上記の制御装置を備える。
また、本開示の制御方法は、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出し、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定し、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させ、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる。
また、他の態様によれば、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出し、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定し、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させ、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる。
また、本開示のプログラムは、コンピュータを、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する手段、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する手段、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる手段、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定する手段、前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる手段、として機能させる。
また、他の態様によれば、本開示のプログラムは、コンピュータを、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する手段、前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する手段、前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる手段、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定する手段、前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる手段、として機能させる。
上述の制御装置、電動圧縮機、制御方法、プログラムによれば、リップルによる共振を回避しつつ、電動圧縮機の運転を継続することができる。
一実施形態における電動圧縮機の一例を示す図である。 一実施形態における共振保護制御を説明する第１の図である。 一実施形態における共振保護制御を説明する第２の図である。 一実施形態における共振保護制御を説明する第３の図である。 一実施形態における共振保護制御の一例を示すフローチャートである。 一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
＜実施形態＞
以下、一実施形態に係る電動圧縮機について、図１～図６を参照しながら説明する。
（構成）
図１に、車両空調機３０が備える電動圧縮機２０の概略構成の一例を示す。図示するバッテリ１と、車両空調機３０と、車両機器４０と、これらを駆動する電気回路は、車両に搭載される。インダクタ５ａ、５ｂは、バッテリ１と車両空調機３０および車両機器４０を含む電気回路のインダクタ成分を示す。
バッテリ１は、車両（車両空調機３０の外部）に搭載された電源ユニットである。バッテリ１は、車両空調機３０と車両機器４０に高圧の直流電力を供給する。車両機器４０は、コンデンサ２およびインバータ３、インバータ３に接続された負荷４を備える。車両空調機３０は、電動圧縮機２０を備えている。電動圧縮機２０は、インバータ７が一体に組み込まれたインバータ一体型電動圧縮機である。電動圧縮機２０は、コンデンサ６およびインバータ７を含む電源回路８と、モータ９と、制御装置１０と、電圧計１１と、圧縮部１２と、を備える。電動圧縮機２０は、バッテリ１から供給される高電圧の直流電力をインバータ７で三相交流電力に変換し、それをモータ９に印加することによって駆動される。インバータ７とモータ９は電力線で接続される。インバータ７は、バッテリ１から供給された直流電力を三相交流に変換し、モータ９へ供給する。インバータ７は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、マイコンを備え、図示しないＥＣＵ（Electric Control Unit）等から取得した制御信号に基づいて、インバータ７を介してモータ９を所望の動作に制御する。例えば、制御装置１０は、モータ９の回転数を制御する。モータ９がインバータ７からの指示によって回転駆動することにより、圧縮部１２が冷媒を圧縮し、車両空調機３０が備える冷媒回路（図示せず）へ冷媒を供給する。インバータ７および電圧計１１と制御装置１０とは信号線で接続されている。電圧計１１は、インバータ７に入力される直流電圧を検出し、検出した電圧値を制御装置１０へ出力する。電圧計１１が計測する電圧値には、リップル成分が含まれる。電圧計１１が計測する電圧値から、バッテリ１由来の直流電圧値を差し引いた値をリップル電圧と呼ぶ。リップル電圧が大きくなると、コンデンサ２、６およびインダクタ５ａ、５ｂで形成される共振回路で共振が生じ、車両空調機３０および車両機器４０を含む電気回路中に過大な電流が流れる。そこで、制御装置１０は、電圧計１１が計測した電圧値の変動を監視し、リップル電圧の値Ｗが所定の閾値以上となると、モータ９を減速させ、リップル電圧を抑制する制御を行う。
制御装置１０は、検出部１０１と、判定部１０２と、制御部１０３とを備える。
検出部１０１は、電圧計１１が計測した電圧値を取得する。検出部１０１は、所定の微小時間における取得した電圧値の最大値と最小値の差を検出する。この値をリップル電圧の値Ｗと呼ぶ。検出部１０１は、微小時間ごとにリップル電圧の値Ｗを検出する。検出部１０１が検出対象とするリップル電圧の周波数は、インバータ７のキャリア周波数と等しく、一定である。
判定部１０２は、検出部１０１が演算したリップル電圧の値Ｗと所定の閾値とを比較する。リップル電圧の値Ｗが閾値以上の場合、判定部１０２は、共振保護制御を行うことを決定する。共振保護制御とは、モータ９の回転数を低下させて、リップル電圧の値Ｗを閾値未満に抑制する制御である。
制御部１０３は、インバータ７にモータ９の回転数を指示する。判定部１０２が、共振保護制御を行うことを決定すると、制御部１０３は、モータ９の回転数を、所定の目標回転数へ低下させる。ここで、モータ９を停止すると、共振の発生を防ぐことができるが、ユーザの快適性が損なわれる。従って、制御部１０３は、共振の発生を防ぎつつ、なるべくモータ９の運転を継続するような制御を行う。
（モータの回転数を低下させる制御）
次に図２～図４を参照して、本実施形態の共振保護制御について説明する。
図２は、一実施形態における共振保護制御を説明する第１の図である。
図２上図の縦軸はリップル電圧の値Ｗを示し、横軸は時間を示す。図２下図の縦軸はモータ９の回転数を示し、横軸は時間を示す。図２上図および図２下図の横軸の同じ位置は、同じ時刻を示す。また、図２下図のＸ（ｒｐｍ）はモータ９の最低回転数である。後述するように、モータ９の回転数を最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）まで低下させても値Ｗが閾値以上となる場合、制御部１０３は、モータ９を停止させる。これらのことは、図３～図４においても同様である。
（時刻ｔ０）
図２上図を参照すると、時刻ｔ０のリップル電圧の値Ｗは０である。図２下図を参照すると、時刻ｔ０のモータ９の回転数はＹ（ｒｐｍ）である。Ｙ（ｒｐｍ）は、ユーザが設定した冷暖房の設定温度に基づき車両のＥＣＵが決定した回転数である。
（時刻ｔ１）
時刻ｔ１に至ると、リップル電圧の値Ｗは閾値以上となっている。判定部１０２は、値Ｗが閾値以上となったことに基づいて、共振保護制御の開始を制御部１０３に指示する。すると、制御部１０３は、Ｙより小さな値であるＹ１（ｒｐｍ）を目標回転数に設定して、回転数Ｙ１をインバータ７に指示する。時刻ｔ１に回転数Ｙ１を指示すると、モータ９の回転数は徐々に低下し、時刻ｔ１－１にＹ１（ｒｐｍ）となる。モータ９の回転数がＹ１（ｒｐｍ）となると、判定部１０２は、再び値Ｗが閾値以上か否かを判定する。図示する例では、時刻ｔ１－１における値Ｗは、依然として閾値以上である。そこで、判定部１０２は、回転数を更に低下するよう制御部１０３に指示する。制御部１０３は、回転数Ｙ２（ｒｐｍ）（Ｙ２＜Ｙ１）を目標回転数に設定して、回転数Ｙ２をインバータ７に指示する。モータ９の回転数は徐々に低下し、時刻ｔ１－２にＹ２（ｒｐｍ）となる。判定部１０２は、再び値Ｗと閾値を比較し、リップル電圧の値Ｗ≧閾値に基づいて、回転数の低下を制御部１０３に指示する。制御部１０３は、回転数Ｙ３（ｒｐｍ）（Ｙ３＜Ｙ２）をインバータ７に指示する。
（時刻ｔ２）
上記制御により、時刻ｔ２において、モータ９の回転数はＹ３（ｒｐｍ）となり、リップル電圧の値Ｗは閾値未満となる。値Ｗが閾値未満となると、判定部１０２は、共振保護制御の解除を制御部１０３に指示する。制御部１０３は、所定の時間だけ、モータ９の回転数を維持する。所定の時間だけモータ９の回転数を維持するのは、リップル電圧の値Ｗを増加させる過渡的な要因が消滅するのを待機するためである。時刻ｔ２－１に、所定の時間Ｔｗが経過すると、制御部１０３は、負荷が要求する回転数Ｙをインバータ７に指示する。これにより、車両空調機３０の運転は、共振保護制御開始前における負荷に応じた運転状態に戻る（時刻ｔ２－２）。この後も、検出部１０１は、リップル電圧の検出を継続し、判定部１０２は、所定の制御周期で、リップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する。値Ｗが閾値以上とならなければ、車両空調機３０は、負荷に応じた運転状態を継続する。
（時刻ｔ３）
時刻ｔ３に、再び、値Ｗが閾値以上となると、判定部１０２は、値Ｗが閾値以上となったことに基づいて、共振保護制御の開始を制御部１０３に指示する。上記で説明したように、制御部１０３は、最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）に至るまで段階的にモータ９の回転数を低下させてもよいが、ここでは、制御部１０３による別の制御方法を説明する。判定部１０２が、共振保護制御の開始を指示すると、制御部１０３は、モータ９の回転数を最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）とするようインバータ７に指示する。時刻ｔ３－１に、モータ９の回転数はＸ（ｒｐｍ）となる。モータ９の回転数がＸ（ｒｐｍ）となると、判定部１０２は、リプル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する。図示する例では、時刻ｔ３－１における値Ｗは、閾値未満である。判定部１０２は、共振保護制御の解除を制御部１０３に指示する。制御部１０３は、所定の時間Ｔｗだけ、モータ９の回転数をＸ（ｒｐｍ）に維持する。
（時刻ｔ４）
時刻ｔ４に、所定の時間Ｔｗが経過すると、制御部１０３は、モータ９の回転数の上昇をインバータ７に指示する。時刻ｔ２－１の例で説明したように、制御部１０３は、負荷に応じた回転数Ｙをインバータ７に指示してもよいが、ここでは、別の制御方法を説明する。制御部１０３は、負荷が要求する回転数Ｙに向けて、段階的にモータ９の回転数を上昇させる。例えば、制御部１０３は、回転数Ｙ３をインバータ７に指示する。時刻ｔ４－１モータ９の回転数が回転数Ｙ３に至ったときに値Ｗが閾値未満であれば、制御部１０３は、さらに回転数をＹ２まで上昇させる。その後も同様にして、リップル電圧の値Ｗが閾値未満の間は、制御部１０３は、段階的にモータ９の回転数の上昇をインバータ７に指示する。時刻ｔ５に回転数Ｙに到達すると、制御部１０３は、モータ９の回転数Ｙを維持し、判定部１０２は、所定の制御周期でリップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する。このように、本実施形態によれば、リップル電圧による共振の発生を回避しつつ、車両空調機３０の運転を継続することができる。
なお、モータ９の回転数の低下の制御方法として、段階的に回転数Ｘまで低下させる方法、１度に回転数Ｘまで低下させる方法の２種類を記載し、回転数上昇の制御方法として、段階的に負荷が要求する回転数Ｙまで上昇させる方法、１度に回転数Ｙまで上昇させる方法の２種類を記載した。段階的に回転数Ｘまで低下させると、高い回転数でモータ９を駆動する時間を長くすることができるが、リップル電圧の増大を抑制しきれない可能性がある。一方、１度に回転数Ｘまで低下させる方法の場合、モータ９の回転数は一時的に大きく低下するが、その分、リップル電圧による共振をより確実に回避することができる。回転数を上昇させる場合、一度に回転数Ｙまで上昇させれば、速やかに車両空調機３０の空調能力を回復させることができるが、リップル電圧の値Ｗが再び増大するリスクが大きくなる。一方、段階的に回転数を上昇させる方法であれば、要求される空調能力を発揮できるまでに時間が掛かるが、リップル電圧の挙動に応じた速度でモータ９を駆動することができる。回転数の低下、上昇の制御方法の組合せは任意である。つまり、制御部１０３は、段階的に回転数を低下させ、段階的に回転数を上昇させてもよいし、段階的に回転数を低下させ、一度に回転数Ｙ（ｒｐｍ）まで上昇させてもよい。あるいは、制御部１０３は、一度に回転数をＸ（ｒｐｍ）まで低下させ、段階的に回転数を上昇させてもよいし、一度に回転数をＸ（ｒｐｍ）まで低下させ、一度に回転数Ｙ（ｒｐｍ）まで上昇させてもよい。なお、図２の例では、回転数を低下させる場合も、上昇させる場合もＹ１～Ｙ３から選択して回転数を変化させることとしたが、低下用と上昇用それぞれに対して個別に段階的な回転数が設定されていてもよい。
（モータを停止させる制御）
図２では、モータ９の回転数を最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）まで低下することにより、リップル電圧の増大を抑制できる例を説明した。次に、図３を用いて、モータ９の回転数を最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）まで低下させても、リップル電圧の値Ｗを閾値未満に制御できない場合の制御について説明する。
図３は、一実施形態における共振保護制御を説明する第２の図である。
（時刻ｔ１）
図２の説明と同様にして、判定部１０２は、時刻ｔ１にリップル電圧の値Ｗが閾値以上となったことを検知すると、共振保護制御の開始を指示する。制御部１０３は、段階的に、モータ９の回転数をＹ１、Ｙ２、Ｙ３と低下させる。図２の例の場合と異なり、回転数をＹ３（ｒｐｍ）まで低下させても、値Ｗが閾値未満とならない為、制御部１０３は、モータ９の回転数を最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）まで低下させる。
（時刻ｔ２）
時刻ｔ２に回転数がＸ（ｒｐｍ）となると、判定部１０２は、リップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する。時刻ｔ２における値Ｗは閾値以上の為、判定部１０２は、回転数を更に低下するよう制御部１０３に指示する。現在の回転数が最低回転数Ｘのときに回転数を低下させる指示を受けると、制御部１０３は、モータ９を停止させる。モータ９の停止後、所定の時間が経過すると（時刻ｔ２＋１）、判定部１０２は、再び値Ｗと閾値を比較する。値Ｗが閾値未満となっているので、判定部１０２は、共振保護制御の解除を指示する。
（時刻ｔ３）
モータ９の停止後、時間Ｔｗが経過し、時刻ｔ３を迎えると、制御部１０３は、モータ９の回転数の上昇をインバータ７に指示する。制御部１０３は、回転数Ｙをインバータ７に指示する。時刻ｔ４に回転数Ｙに到達すると、リップル電圧の値Ｗが閾値未満の間、制御部１０３は、モータ９の回転数Ｙを維持する。
なお、上記で説明したように、制御部１０３は、時刻ｔ１にて、モータ９の回転数を１度に最低回転数Ｘまで低下させてもよい。また、時刻ｔ３以降、制御部１０３は、段階的にモータ９の回転数を上昇させてもよい。回転数を段階的に上昇させる過程で、値Ｗが閾値以上となると、制御部１０３は、再び、モータ９の回転数を低下させる。
（モータの再起動を停止する制御）
図３では、モータ９を一旦停止させることにより、リップル電圧の値Ｗの抑制に成功する例を説明した。次に、図４を用いて、モータ９を停止させても、再起動するたびにリップル電圧の値Ｗが閾値以上となってしまう場合の制御について説明する。
図４は、一実施形態における共振保護制御を説明する第３の図である。
（時刻ｔ１）
図３の説明と同様にして、判定部１０２は、時刻ｔ１にリップル電圧の値Ｗが閾値以上となったことを検知すると、共振保護制御の開始を指示する。制御部１０３は、段階的に、モータ９の回転数をＹ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｘと低下させる。
（時刻ｔ２）
時刻ｔ２に回転数がＸ（ｒｐｍ）となると、判定部１０２は、リップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する。時刻ｔ２におけるリップル電圧の値Ｗは閾値以上の為、制御部１０３は、モータ９を停止させる（停止１回目）。モータ９の停止後、所定の時間が経過すると（時刻ｔ２＋１）、判定部１０２は、リップル電圧の値Ｗと閾値を比較する。値Ｗが閾値未満となっているので、判定部１０２は、共振保護制御の解除を指示する。制御部１０３は、モータ９の停止から所定の時間Ｔｗが経過した後、目標回転数Ｙをインバータ７に指示する。
（時刻ｔ３、ｔ４）
時刻ｔ３にモータ９を起動し、時刻ｔ３＋１にリップル電圧の値Ｗが閾値以上となると、判定部１０２は、共振保護制御の開始を指示する。制御部１０３は、時刻ｔ３＋１のモータ９の回転数が最低回転数Ｘの為、モータ９を再び停止する（停止２回目）。制御部１０３は、同様の処理を時刻Ｔ４に実行し、時刻ｔ４＋１にモータ９を再び停止する（停止３回目）。
（時刻ｔ５）
その後、モータ９を起動と停止を何度か繰り返し、時刻ｔ５に制御部１０３が、モータ９を起動し、回転数を上昇させる。今回の起動では、最低回転数Ｘを超えても、リップル電圧の値Ｗが閾値を超えず、時刻ｔ５＋１に回転数がＹ２に至ったときに閾値を超えたとする。すると、判定部１０２は、共振保護制御の開始を指示し、制御部１０３は、モータ９の回転数をＸ（ｒｐｍ）まで低下させる。回転数をＸ（ｒｐｍ）まで低下させても、リップル電圧の値Ｗが閾値以上となっているので、制御部１０３は、モータ９を停止する（停止Ｎ回目）。ここで、制御部１０３は、連続して、モータ９の起動と停止を繰り返した回数が、Ｎ回以上となると、モータ９の起動を繰り返さないことを決定する。モータ９の起動と停止をＮ回繰り返しても、リップル電圧の値Ｗが増大してしまうような場合、制御装置１０は、モータ９の再起動を一旦停止する。このとき、制御装置１０は、アラームを出力するようにしてもよい。モータ９の再起動の停止制御は、例えば、一旦、車両空調機３０が停止され、次回、新たに車両空調機３０が運転を開始するときまで継続される。これにより、図１に例示する電気回路で共振が発生し得る状態が長く続く場合には、電動圧縮機２０をロックし、共振による故障を回避することができる。
次に本実施形態の電動圧縮機２０の共振保護制御の流れについて説明する。
図５は、一実施形態における共振保護制御の一例を示すフローチャートである。
電動圧縮機２０では、モータ９が車両空調機３０の空調負荷に応じた要求回転数Ｙで駆動している。制御装置１０は、車両空調機３０の運転中、以下の処理を所定の制御周期で行う。
まず、検出部１０１が、リップル電圧を検出する（ステップＳ１０）。具体的には、検出部１０１が、電圧計１１が所定の時間に計測した電圧値から、リップル電圧の値Ｗを検出する。検出部１０１は、判定部１０２に値Ｗを出力する。判定部１０２は、値Ｗが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。値Ｗが閾値未満の場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
値Ｗが閾値以上の場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、判定部１０２は、共振保護制御の開始を制御部１０３へ指示する。制御部１０３は、モータ９の回転数を目標回転数まで低下させる（ステップＳ１２）。目標回転数は、最低回転数Ｘ（ｒｐｍ）でもよいし、要求回転数Ｙと最低回転数Ｘまでの間で段階的に設定された回転数（例えば、Ｙ１～Ｙ３）であってもよい。段階的に回転数を低下させる場合、制御部１０３は、現在の回転数より小さく、現在の回転数に最も近い値を選択して、その回転数をインバータ７へ指示する。
次に検出部１０１が、回転数低下後のリップル電圧を検出する（ステップＳ１３）。判定部１０２は、そのリップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１４）。値Ｗが閾値未満の場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、後述するステップＳ１９の処理に進む。
値Ｗが閾値以上の場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、判定部１０２は、回転数の低下を制御部１０３へ指示する。制御部１０３は、現在の回転数を最低回転数Ｘと比較する（ステップＳ１５）。現在の回転数が最低回転数Ｘと等しくない（最低回転数Ｘより大きい）場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。
現在の回転数が最低回転数Ｘと等しい場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、制御部１０３は、モータ９を停止させる（ステップＳ１６）。制御部１０３は、モータ９の再起動停止条件を満たすかどうかを判定する（ステップＳ１７）。例えば、制御部１０３は、連続してＮ回モータの起動と停止を繰り返している場合、モータ９の再起動停止条件を満たすと判定する。あるいは、制御部１０３は、所定時間内にＮ回モータの起動と停止を繰り返している場合、モータ９の再起動停止条件を満たすと判定する。再起動停止条件を満たす場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、制御部１０３は、モータ９を停止したまま維持する（ステップＳ１８）。制御装置１０は、電動圧縮機２０の異常を通知するアラームを出力してもよい。
再起動停止条件を満たさない場合（ステップＳ１７；Ｎｏ）、制御部１０３は、モータ停止後、所定の時間Ｔｗだけ待機する（ステップＳ１９）。時間Ｔｗが経過すると、制御部１０３は、モータ９を起動し、回転数を目標回転数まで上昇させる（ステップＳ２０）。目標回転数は、要求回転数Ｙでもよいし、最低回転数Ｘから要求回転数Ｙまでの間で段階的に設定された回転数（例えば、Ｘ、Ｙ１～Ｙ３）であってもよい。段階的に回転数を上昇させる場合、制御部１０３は、現在の回転数より大きく、現在の回転数に最も近い値を選択して、その回転数をインバータ７へ指示する。
次に検出部１０１が、回転数上昇後のリップル電圧を検出する（ステップＳ２１）。判定部１０２は、リップル電圧の値Ｗが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ２２）。値Ｗが閾値以上の場合（ステップＳ２２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。
値Ｗが閾値未満の場合（ステップＳ２２；Ｎｏ）、制御部１０３は、現在の回転数を要求回転数Ｙと比較する（ステップＳ２３）。現在の回転数が要求回転数Ｙと等しい場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返す。
現在の回転数が要求回転数Ｙと等しくない（要求回転数Ｙ以下）の場合（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ステップＳ２０からの処理を繰り返す。
本実施形態によれば、リップル電圧の値Ｗが閾値以上となると、回路に共振が生じる可能性があると判断し、電動圧縮機２０のモータ９の回転数を低下させる。これにより、回路に生じる共振を防ぎ、電動圧縮機２０等の破損を防止することができる。また、共振が生じる可能性があると判断した際に、電動圧縮機２０を停止させること無く、運転を継続するので、車両空調機３０による空調が継続され、ユーザの快適性の低下を抑制することができる。また、モータ９の回転数を低下させ、リップル電圧の値Ｗが閾値未満となってから所定時間が経過すると、リップル電圧の値Ｗを増大させる過渡的な要因が取り除かれた可能性があると判断し、モータ９の回転数を、再び、車両空調機３０が要求する要求回転数Ｙへ向けて上昇させる。これにより、車両空調機３０の運転状態を、負荷に応じた運転状態へ近づけることができるので、ユーザの快適性を回復することができる。また、モータ９の回転数を低下させても、リップル電圧の値Ｗが閾値以上となるような場合には、モータ９を停止させるので、共振の発生を確実に防ぐことができる。また、モータ９の停止と再起動を何回か繰り返しても、リップル電圧の値Ｗが閾値以上となるような場合には、モータ９の再起動を行わないので、共振の発生を確実に防ぐことができる。
図６は、一実施形態における制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備える。
上述の制御装置１０は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２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、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。
なお、制御装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
＜付記＞
各実施形態に記載の制御装置１０、電動圧縮機２０、制御方法、プログラムは、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る制御装置１０は、バッテリ１で駆動する電動圧縮機２０のリップル電圧を検出する検出部１０１と、前記リップル電圧の値Ｗが所定の閾値以上かどうかを判定する判定部１０２と、前記値Ｗが前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機２０のモータ９の回転数を０より大きい所定の第１目標回転数（Ｙ１、又は、Ｘ）まで低下させる制御部１０３と、を備える。
制御装置１０によれば、リップル電圧の値が所定の閾値Ｗとなると、モータ９の回転数を低下させるので、電動圧縮機２０を駆動する回路に共振が発生することを回避することができる。また、共振の発生を回避するために、直ちにモータ９を停止することが無いので、電動圧縮機２０の運転を継続することができる。
（２）第２の態様に係る制御装置１０は、（１）の制御装置１０であって、前記第１目標回転数Ｙ１～Ｙ４が、現在の回転数Ｙから所定の最低回転数Ｘまでの間に段階的に定められた所定の回転数のうちの１つである。
回転数を段階的に低下させることにより、モータ９の回転数をできるだけ高速に維持することができる。
（３）第３の態様に係る制御装置１０は、（１）～（２）の制御装置１０であって、前記第１目標回転数が、所定の最低回転数Ｘである。
モータ９の回転数を一度で最低回転数Ｘまで低下させることにより、より確実に共振を回避しつつ、電動圧縮機２０の運転を継続することができる。
（４）第４の態様に係る制御装置１０は、（２）～（３）の制御装置１０であって、前記判定部１０２は、前記モータ９の回転数が前記第１目標回転数（Ｘ，Ｙ１～Ｙ４）まで低下すると、前記値Ｗが所定の閾値以上かどうかを判定し、前記制御部１０３は、前記値Ｗが前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数（Ｘ，Ｙ１～Ｙ４）が前記最低回転数Ｘのときは前記モータ９を停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数Ｘより高速のときは前記モータ９の回転数をさらに所定の第２目標回転数（Ｙ２～Ｙ４）まで低下させる。
モータ９の回転数を第１目標回転数まで低下させても、リップル電圧の値Ｗが閾値以上のときには、さらにモータ９の回転数を低下させるので、共振の発生を防ぐことができる。
（５）第５の態様に係る制御装置１０は、（２）～（３）の制御装置１０であって、前記判定部１０２は、前記モータ９の回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値Ｗの大きさが所定の閾値以上かどうかを判定し、前記制御部１０３は、前記値Ｗが前記閾値未満の場合、前記モータ９の回転数を負荷が要求する要求回転数Ｙに向けて上昇させる。
モータ９の回転数を低下させた後にリップル電圧の値Ｗが閾値未満に低下した場合、リップル電圧の値Ｗを増大させる過渡的な要因が取り除かれている可能性があるため、再び、回転数を上昇させる。これにより、要求に近い状態で電動圧縮機２０を運転することができる。
（６）第６の態様に係る制御装置１０は、（５）の制御装置１０であって、前記制御部１０３は、前記モータ９の回転数を、前記要求回転数Ｙまで段階的に上昇させる。
モータ９の回転数を段階的に上昇させることで、モータ９の回転数を要求回転数Ｙに近づけることができる。
（７）第５の態様に係る制御装置１０は、（５）～（６）の制御装置１０であって、前記モータ９を停止して、再度、前記モータ９を起動した後に、前記値Ｗが前記閾値以上となることが所定の回数以上、発生した場合、前記制御部１０３は、前記モータ９を停止させたまま維持する。
繰り返しモータ９を再起動しても、リップル電圧の増大が生じるような場合、モータ９を停止させたまま維持することで、共振の発生を回避することができる。
（８）第８の態様に係る電動圧縮機２０は、（１）～（７）の制御装置を備える。
（９）第９の態様に係る制御方法は、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出し、前記リップル電圧の値Ｗが所定の閾値以上かどうかを判定し、前記値Ｗが前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる。
（１０）第１０の態様に係るプログラムは、コンピュータを、バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する手段、前記リップル電圧の値Ｗが所定の閾値以上かどうかを判定する手段、前記値Ｗが前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる手段、として機能させる。
１・・・バッテリ
２・・・コンデンサ
３・・・インバータ
４・・・負荷
５ａ、５ｂ・・・インダクタ
６・・・コンデンサ
７・・・インバータ
８・・・電源回路
９・・・モータ
１０・・・制御装置
１０１・・・検出部
１０２・・・判定部
１０３・・・制御部
１１・・・電圧計
１２・・・圧縮部
３０・・・車両空調機
２０・・・電動圧縮機
４０・・・車両機器
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

Claims (10)

  1. バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する検出部と、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する判定部と、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる制御部と、
    を備え、
    前記判定部は、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、
    前記制御部は、前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる、
    制御装置。
  2. バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する検出部と、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する判定部と、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる制御部と、
    を備え、
    前記判定部は、前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、
    前記制御部は、前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる、
    制御装置。
  3. 前記第１目標回転数が、現在の回転数から前記モータの最低回転数までの間に段階的に定められた所定の回転数のうちの１つ、または前記最低回転数である、
    請求項１または請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記制御部は、前記モータの回転数を、前記要求回転数まで段階的に上昇させる、
    請求項２に記載の制御装置。
  5. 前記モータを停止して、再度、前記モータを起動した後に、前記値が前記閾値以上となることが所定の回数以上、発生した場合、
    前記制御部は、前記モータを停止させたまま維持する、
    請求項２または請求項４に記載の制御装置。
  6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の制御装置を備える、電動圧縮機。
  7. バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出し、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定し、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させ、
    前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、
    前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる、
    制御方法。
  8. バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出し、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定し、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させ、
    前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定し、
    前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる、
    制御方法。
  9. コンピュータを、
    バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する手段、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する手段、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる手段、
    前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定する手段、
    前記値が前記閾値以上の場合であって、前記第１目標回転数が前記モータの最低回転数のときは前記モータを停止させ、前記第１目標回転数が前記最低回転数より高速のときは前記モータの回転数をさらに所定の第２目標回転数まで低下させる手段、
    として機能させるためのプログラム。
  10. コンピュータを、
    バッテリで駆動する電動圧縮機のリップル電圧を検出する手段、
    前記リップル電圧の値が所定の閾値以上かどうかを判定する手段、
    前記値が前記閾値以上の場合、前記電動圧縮機のモータの回転数を０より大きい所定の第１目標回転数まで低下させる手段、
    前記モータの回転数が前記第１目標回転数まで低下すると、前記値が前記閾値以上かどうかを判定する手段、
    前記値が前記閾値未満の場合、前記モータの回転数を負荷が要求する要求回転数に向けて上昇させる手段、
    として機能させるためのプログラム。
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