JPH06156064A - 自動車用空調装置の制御駆動装置 - Google Patents

自動車用空調装置の制御駆動装置

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JPH06156064A
JPH06156064A JP4319669A JP31966992A JPH06156064A JP H06156064 A JPH06156064 A JP H06156064A JP 4319669 A JP4319669 A JP 4319669A JP 31966992 A JP31966992 A JP 31966992A JP H06156064 A JPH06156064 A JP H06156064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation speed
electric compressor
voltage
duty ratio
control
Prior art date
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Pending
Application number
JP4319669A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Yoshida
吉田  誠
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4319669A priority Critical patent/JPH06156064A/ja
Publication of JPH06156064A publication Critical patent/JPH06156064A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転界磁形DCブラシレスモータ搭載の自動
車用空調装置において、高効率で、かつ車の走行状態が
変動しても電動コンプレッサーの回転数がほぼ一定にな
るように制御駆動することを目的とする。 【構成】 インバータ4に、電動コンプレッサーの回転
数を検出する回転数検出手段15と、複数のデューティ
ー比変化速度を有し、車の走行状態が変化して電動コン
プレッサーの回転数が変動した時に、デューティー比を
変更する回転数制御手段16を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用空調装置の制
御駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電動コンプレッサーを搭載した自
動車用空調装置が開発されているが、それらの電動コン
プレッサーはいずれもインダクションモータを内蔵した
もので、回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵したも
のはなかった。また家庭用のルームエアコンでは一部に
回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コンプ
レッサーが用いられているが、ルームエアコンの電源で
ある商用電源は電圧変動が公称電圧の±5%程度で非常
に安定しており、電源電圧が変動したときのコンプレッ
サーの回転数の変動については、あまり考慮する必要が
なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に同容量のインダ
クションモータと回転界磁形DCブラシレスモータで
は、図5に示すように回転界磁形DCブラシレスモータ
のほうが効率が良い。しかし自動車の空調装置におい
て、回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コ
ンプレッサーを搭載し、制御駆動しようとすると以下の
ような問題点を生ずる。
【0004】すなわち、自動車の電源電圧は、家庭用商
用電源に比べ変動が非常に大きく、例えば電気自動車の
場合、車が加速状態にあるときには車走行用モータに大
きな負荷電流が流れるため電源電圧が低下し、その結果
電動コンプレッサーの回転数は大きく低下する。また制
動状態にあるときには車走行用モータからの回生電流に
より電源電圧が上昇し、その結果電動コンプレッサーの
回転数は大きく上昇する。つまり車の走行状態によって
電動コンプレッサーの回転数は大きく変動するという課
題を有していた。本発明の自動車用空調装置の制御駆動
装置は上記課題を解決するもので、高効率で、かつ車の
走行状態が変動したときでも、電動コンプレッサーの回
転数がほぼ一定になるように制御駆動することを目的と
している。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の自動車用空調装置の制御駆動装置は、 (1)バッテリーまたは発電機と、ロータが永久磁石で
構成された回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した
電動コンプレッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の
疑似交流電圧に変換して前記電動コンプレッサーを駆動
し、かつ前記疑似交流電圧の個々のパルスのデューティ
ー比を変化させることによって前記電動コンプレッサー
の印加電圧を変えて回転数を制御するインバータを設け
たものである。 (2)バッテリーと、ロータが永久磁石で構成された回
転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コンプレ
ッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交流電圧
に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、かつ前記
疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を変化さ
せることによって前記電動コンプレッサーの印加電圧を
変えて回転数を制御するインバータを具備し、前記イン
バータには前記電動コンプレッサーの回転数を検出する
回転数検出手段と、車が制動状態で前記電動コンプレッ
サーの回転数が上昇したときに前記デューティー比を小
さくする回転数制御手段を設けたものである。 (3)バッテリーと、ロータが永久磁石で構成された回
転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コンプレ
ッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交流電圧
に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、かつ前記
疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を変化さ
せることによって前記電動コンプレッサーの印加電圧を
変えて回転数を制御するインバータを具備し、前記イン
バータには前記電動コンプレッサーの回転数を検出する
回転数検出手段と、車が加速状態で前記電動コンプレッ
サーの回転数が下降したときに前記デューティー比を大
きくする回転数制御手段を設けたものである。 (4)課題を解決するための手段(1),(2),
(3)記載のインバータに、複数のデューティー比変化
速度を有する回転数制御手段を設けたものである。
【0006】
【作用】本発明は、前記した構成によって、 (1)回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動
コンプレッサーを搭載しているので、高効率な自動車用
空調装置の制御駆動装置が得られることになる。 (2)車が制動状態で電動コンプレッサーの回転数が上
昇したときに前記デューティー比を小さくして電動コン
プレッサーの回転数を下げるように制御駆動しているの
で車の走行状態が変動したときでも、電動コンプレッサ
ーの回転数がほぼ一定になるように制御駆動することが
できる。 (3)車が加速状態で電動コンプレッサーの回転数が下
降したときに前記デューティー比を大きくして電動コン
プレッサーの回転数を上げるように制御駆動しているの
で車の走行状態が変動したときでも、電動コンプレッサ
ーの回転数がほぼ一定になるように制御駆動することが
できる。 (4)電動コンプレッサーの回転数の変動度合に応じて
デューティー比変化速度、すなわち回転数変化速度を変
えているので車の走行状態が急激に変動したときでも、
電動コンプレッサーの回転数がほぼ一定になるように制
御駆動することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例の自動車用空調装置
の制御駆動装置について、図面を参照しながら説明す
る。
【0008】図1は本発明の一実施例の構成ブロック図
で、バッテリー1は、走行用モータ2の電源であると同
時に、空調用の電動コンプレッサー3の電源でもある。
インバータ4は、バッテリー1からの直流電圧を正負の
パルス列状の疑似交流電圧に変換して電動コンプレッサ
ー3を制御駆動している。さらに詳しく説明すると、電
動コンプレッサー3のステータ巻線5に発生する逆起電
力からロータ位置検出手段6でロータ7の位置を検出
し、検出したロータ7の位置に応じて、励磁パターン制
御部8ではまずU,V,W各相に印加する電圧の方向を
決めている。また回転数検出手段15は、ロータ位置検
出手段6から周期的に発生する信号より電動コンプレッ
サー3の実際の回転数を検出して、回転数制御手段16
内の比較部17に出力している。比較部17では、設定
回転数と実際の回転数を比較し、その結果をデューティ
ー変更部18に出力し、デューティー変更部18では、
設定回転数と実際の回転数の比較結果に応じて、電動コ
ンプレッサー3に印加する電圧のデューティー比を大き
くしたり、小さくしたり、あるいは変化させなかったり
している。このようにしてインバータ4は、電動コンプ
レッサー3に、所定の励磁パターンで、所定のデューテ
ィー比の電圧を印加することにより、電動コンプレッサ
ー3を制御駆動することが出来る。
【0009】図2は、車が制動状態で本発明の自動車用
空調装置の制御駆動装置がどのように作動するかを示し
た線間電圧図で、図3は車が加速状態で本発明の自動車
用空調装置の制御駆動装置がどのように作動するかを示
した線間電圧図である。以下本発明の一実施例の自動車
用空調装置の制御駆動装置の作動を、図面を参照しなが
ら説明する。図2(a)は、車が定常走行状態すなわち
一定速度で走行している時で、設定回転数が6000
(rpm)の時の線間電圧図で、バッテリー電圧VDC
が200(V)、デューティー比DTYが100
(%)、コンプレッサー印加電圧がVACが150
(V)で実際の回転数NREALが6000(rpm)
で安定している。ここで車が制動状態になり、バッテリ
ー電圧VDCが300(V)になったとすると、まず本
発明の制御がない場合には、図2(b)に示すようにコ
ンプレッサー印加電圧VACが220(V)となり実際
のコンプレッサー回転数NREALは9000(rp
m)に上昇してしまうことになる。次に本発明の制御が
ある場合には、図2(c)に示すようにデューティー比
DTYを67(%)としているので、コンプレッサー印
加電圧VACが150(V)のままで、実際の回転数N
REALも設定回転数に等しい6000(rpm)とな
っている。また図3(a)は、車が定常走行状態すなわ
ち一定速度で走行している時で、設定回転数が3000
(rpm)の時の線間電圧図で、バッテリー電圧VDC
が200(V)、デューティー比DTYが50(%)、
コンプレッサー印加電圧がVACが85(V)で実際の
回転数NREALが3000(rpm)で安定してい
る。ここで車が加速状態になり、バッテリー電圧VDC
が133(V)になったとすると、まず本発明の制御が
ない場合には、図3(b)に示すようにコンプレッサー
印加電圧VACが60(V)となり実際のコンプレッサ
ー回転数NREALは2000(rpm)に下降してし
まうことになる。次に本発明の制御がある場合には、図
3(c)に示すようにデューティー比DTYを75
(%)としているので、コンプレッサー印加電圧VAC
が85(V)のままで、実際の回転数NREALも設定
回転数に等しい3000(rpm)となっている。図4
はインバータ4内の回転数制御手段16での制御フロー
を示した制御フローチャートで、まず実際のコンプレッ
サー回転数NREALを入力する(ステップ101)。
次に、設定回転数NSETと実際の回転数NREALの
差ΔNを計算し(ステップ102)、ΔNが1000
(rpm)より大きい場合にはデューティー比DTYを
10%減じ(ステップ103,104)、ΔNが−10
00(rpm)より小さい場合にはデューティー比DT
Yを10%増やし(ステップ105,106)、ΔNが
1000(rpm)より小さく50(rpm)より大き
い場合にはデューティー比DTYを1%減じ(ステップ
107,108)、ΔNが−1000(rpm)より大
きく−50(rpm)小さい場合にはデューティー比D
TYを1%増やす(ステップ109,110)。以下、
ステップ101〜ステップ110の制御を繰り返すこと
により、車の走行状態が変動しても最終的に設定回転数
と実際の回転数の差ΔNを±50(rpm)内に制御す
ることができる。
【0010】図5は、同容量のインダクションモータと
回転界磁形DCブラシレスモータの効率を比較した特性
図で、全域において回転界磁形DCブラシレスモータの
方が効率は良い。また図6は、あるトルクでの回転界磁
形DCブラシレスモータの印加電圧と回転数の関係を表
した特性図で、ほぼ印加電圧と回転数は比例している。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明の自動車用空調装
置の制御駆動装置は、 (1)バッテリーまたは発電機と、ロータが永久磁石で
構成された回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した
電動コンプレッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の
疑似交流電圧に変換して前記電動コンプレッサーを駆動
し、かつ前記疑似交流電圧の個々のパルスのデューティ
ー比を変化させることによって前記電動コンプレッサー
の印加電圧を変えて回転数を制御するインバータを設け
ているので、高効率な自動車用空調装置の制御駆動装置
が得られることになる。 (2)バッテリーと、ロータが永久磁石で構成された回
転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コンプレ
ッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交流電圧
に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、かつ前記
疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を変化さ
せることによって前記電動コンプレッサーの印加電圧を
変えて回転数を制御するインバータを具備し、前記イン
バータには前記電動コンプレッサーの回転数を検出する
回転数検出手段と、車が制動状態で前記電動コンプレッ
サーの回転数が上昇したときに前記デューティー比を小
さくする回転数制御手段を設けているので、車の走行状
態が変動したときでも、電動コンプレッサーの回転数が
ほぼ一定になるように制御駆動することができる。 (3)バッテリーと、ロータが永久磁石で構成された回
転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コンプレ
ッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交流電圧
に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、かつ前記
疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を変化さ
せることによって前記電動コンプレッサーの印加電圧を
変えて回転数を制御するインバータを具備し、前記イン
バータには前記電動コンプレッサーの回転数を検出する
回転数検出手段と、車が加速状態で前記電動コンプレッ
サーの回転数が下降したときに前記デューティー比を大
きくする回転数制御手段を設けているので、車の走行状
態が変動したときでも、電動コンプレッサーの回転数が
ほぼ一定になるように制御駆動することができる。 (4)インバータには、複数のデューティー比変化速度
を有する回転数制御手段を設けているので、車の走行状
態が急激に変動したときでも、電動コンプレッサーの回
転数がほぼ一定になるように制御駆動することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図
【図2】(a)は同線間電圧を示す波形図 (b)は同線間電圧を示す波形図 (c)は同線間電圧を示す波形図
【図3】(a)は同線間電圧を示す波形図 (b)は同線間電圧を示す波形図 (c)は同線間電圧を示す波形図
【図4】同制御フローチャート
【図5】同ブラシレスモータの特性図(効率)
【図6】同ブラシレスモータの特性図(電圧−回転数)
【符号の説明】
1 バッテリー 2 走行用モータ 3 電動コンプレッサー 4 インバータ 5 ステータ巻線 6 ロータ位置検出手段 7 ロータ 8 励磁パターン制御部 9 スイッチング素子A 10 スイッチング素子B 11 スイッチング素子C 12 スイッチング素子D 13 スイッチング素子E 14 スイッチング素子F 15 回転数検出手段 16 回転数制御手段 17 比較部 18 デューティー変更部 VDC バッテリー電圧(V) VAC コンプレッサー印加電圧(V) DTY デューティー比(%) NREAL 実際のコンプレッサー回転数(rpm) NSET 設定回転数(rpm) ΔN 設定回転数と実際のコンプレッサー回転数の差
(rpm) VR 逆起電力

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バッテリーまたは発電機と、ロータが永久
    磁石で構成された回転界磁形DCブラシレスモータを内
    蔵した電動コンプレッサーと、直流電圧を正負のパルス
    列状の疑似交流電圧に変換して前記電動コンプレッサー
    を駆動し、かつ前記疑似交流電圧の個々のパルスのデュ
    ーティー比を変化させることによって前記電動コンプレ
    ッサーの印加電圧を変えて回転数を制御するインバータ
    を具備した自動車用空調装置の制御駆動装置。
  2. 【請求項2】バッテリーと、ロータが永久磁石で構成さ
    れた回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コ
    ンプレッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交
    流電圧に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、か
    つ前記疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を
    変化させることによって前記電動コンプレッサーの印加
    電圧を変えて回転数を制御するインバータを具備し、前
    記インバータには前記電動コンプレッサーの回転数を検
    出する回転数検出手段と、車が制動状態で、前記電動コ
    ンプレッサーの回転数が上昇したときに前記デューティ
    ー比を小さくする回転数制御手段を設けた自動車用空調
    装置の制御駆動装置。
  3. 【請求項3】バッテリーと、ロータが永久磁石で構成さ
    れた回転界磁形DCブラシレスモータを内蔵した電動コ
    ンプレッサーと、直流電圧を正負のパルス列状の疑似交
    流電圧に変換して前記電動コンプレッサーを駆動し、か
    つ前記疑似交流電圧の個々のパルスのデューティー比を
    変化させることによって前記電動コンプレッサーの印加
    電圧を変えて回転数を制御するインバータを具備し、前
    記インバータには前記電動コンプレッサーの回転数を検
    出する回転数検出手段と、車が加速状態で、前記電動コ
    ンプレッサーの回転数が下降したときに前記デューティ
    ー比を大きくする回転数制御手段を設けた自動車用空調
    装置の制御駆動装置。
  4. 【請求項4】インバータには、複数のデューティー比変
    化速度を有する回転数制御手段を設けた特許請求項1,
    2および3いずれかに記載の自動車用空調装置の制御駆
    動装置。
JP4319669A 1992-11-30 1992-11-30 自動車用空調装置の制御駆動装置 Pending JPH06156064A (ja)

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JP4319669A JPH06156064A (ja) 1992-11-30 1992-11-30 自動車用空調装置の制御駆動装置

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JPH06156064A true JPH06156064A (ja) 1994-06-03

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JP (1) JPH06156064A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6853106B2 (en) 2000-06-02 2005-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Brushless motor
JP2008523315A (ja) * 2004-12-14 2008-07-03 クノル−ブレムゼ ジステーメ フューア シーネンファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 車両におけるモバイルユース用の小型スクリューコンプレッサ
US7482724B2 (en) 2004-02-05 2009-01-27 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Ipm electric rotating machine
US7635039B2 (en) 2004-01-13 2009-12-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Series hybrid electric vehicle
JP2014039724A (ja) * 2012-08-23 2014-03-06 Toshiba Corp 洗濯機

Cited By (5)

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