KR101979540B1 - Electric compressor - Google Patents
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Abstract
전동 압축기 (10) 는, 전동 모터 (13) 와, 인버터 (31) 와, 필터부 (60) 와, 제어 장치 (55) 를 구비한다. 인버터 (31) 는, 축전 장치 (B1) 로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환함과 함께, 변환 후의 교류 전력을 전동 모터 (13) 에 공급하도록 구성되어 있다. 필터부 (60) 는, 인버터 (31) 의 입력측에 접속되어 있다. 제어 장치 (55) 는, 필터부 (60) 를 포함하는 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 축전 장치 (B1) 와 전동 압축기 (10) 의 접속 상태를 판정하도록 구성되어 있다.The motor-driven compressor 10 includes an electric motor 13, an inverter 31, a filter unit 60, and a control unit 55. The inverter 31 is configured to convert the DC power supplied from the power storage device B1 into the AC power and supply the AC power after the conversion to the electric motor 13. [ The filter section (60) is connected to the input side of the inverter (31). The control device 55 is configured to determine the connection state between the power storage device B1 and the motor-driven compressor 10 based on the change in the resonance frequency in the circuit including the filter portion 60. [
Description
본 발명은, 전동 압축기에 관한 것으로, 특히, 차재의 축전 장치와 접속되도록 구성된 전동 압축기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일본 특허공보 제5953240호는, 차량용 에어컨 등에 사용되는 전동 컴프레서를 개시한다. 이 전동 컴프레서는, 차재의 축전 장치에 접속된다. 이 전동 컴프레서는, 냉매를 압축하는 압축부와, 압축부를 구동하는 모터와, 모터에 교류 전력을 공급하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 또, 인버터의 입력측에는, 평활 콘덴서가 접속되어 있다. 이 전동 컴프레서에 있어서, 제어 장치는, 모터에 소정 전류가 공급되도록 인버터를 제어함과 함께, 모터에 소정 전류가 공급되었을 때의 평활 콘덴서의 전압 변화에 기초하여 전동 컴프레서와 축전 장치의 접속 상태를 판정한다.Japanese Patent Publication No. 5953240 discloses an electric compressor used in an automotive air conditioner or the like. This electric compressor is connected to the power storage device of the vehicle. This electric compressor includes a compression section for compressing a refrigerant, a motor for driving the compression section, an inverter for supplying AC power to the motor, and a control device for controlling the inverter. A smoothing capacitor is connected to the input side of the inverter. In this electric compressor, the control device controls the inverter so as to supply a predetermined current to the motor, and controls the connection state of the electric compressor and the power storage device based on the change in voltage of the smoothing capacitor when a predetermined current is supplied to the motor .
차재의 축전 장치의 전압은, 차량의 주행 상태에 따라 급변할 가능성이 있다. 상기 특허문헌 1 에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 차량의 주행 상태가 변화됨으로써 축전 장치의 전압이 급변한 경우에는 평활 콘덴서의 전압이 변화되기 때문에, 예를 들어, 전동 컴프레서 (전동 압축기) 와 축전 장치가 접속되어 있음에도 불구하고, 전동 컴프레서와 축전 장치의 접속이 해제되어 있다고 오판정될 가능성이 있다.There is a possibility that the voltage of the storage device of the vehicle suddenly changes according to the running state of the vehicle. In the technique disclosed in
본 발명은, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 축전 장치와의 접속 상태를 고정밀도로 판정 가능한 전동 압축기를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide an electric compressor capable of judging the connection state with the power storage device with high precision.
본 발명에 따른 전동 압축기는, 차재의 축전 장치와 접속되도록 구성되어 있다. 전동 압축기는, 압축부와, 전동 모터와, 인버터와, 필터부와, 제어 장치를 구비한다. 압축부는, 냉매를 압축하도록 구성되어 있다. 전동 모터는, 압축부를 구동하도록 구성되어 있다. 인버터는, 축전 장치로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환함과 함께, 변환 후의 교류 전력을 전동 모터에 공급하도록 구성되어 있다. 필터부는, 인버터의 입력측에 접속되어 있다. 제어 장치는, 필터부를 포함하는 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 축전 장치와 전동 압축기의 접속 상태를 판정하도록 구성되어 있다.An electric compressor according to the present invention is configured to be connected to a power storage device of a secondary battery. An electric compressor includes a compression section, an electric motor, an inverter, a filter section, and a control device. The compression section is configured to compress the refrigerant. The electric motor is configured to drive the compression unit. The inverter is configured to convert DC power supplied from the power storage device into AC power and supply the AC power after conversion to the electric motor. The filter section is connected to the input side of the inverter. The control device is configured to determine the connection state of the power storage device and the motor-driven compressor based on a change in the resonance frequency in the circuit including the filter portion.
상기 회로에 있어서의 인덕턴스 및 커패시턴스는, 전동 압축기가 축전 장치에 접속되어 있는지의 여부에 의해 바뀐다. 즉, 전동 압축기가 축전 장치에 접속되어 있는지의 여부에 의해 상기 회로의 공진 주파수가 바뀐다. 이 전동 압축기에 의하면, 상기 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 축전 장치와 전동 압축기의 접속 상태가 판정되기 때문에, 축전 장치와 전동 압축기의 접속 상태를 양호한 정밀도로 판정할 수 있다.The inductance and the capacitance in the circuit are changed depending on whether or not the motor-driven compressor is connected to the power storage device. In other words, the resonance frequency of the circuit is changed depending on whether or not the motor-driven compressor is connected to the power storage device. According to this electric compressor, since the connection state between the power storage device and the electric compressor is determined based on the change in the resonance frequency in the above circuit, the connection state of the power storage device and the electric compressor can be judged with good accuracy.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 1 은, 차량 공조 (空調) 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 인버터 유닛 및 인버터 유닛에 접속되는 다른 회로를 나타내는 회로도이다.
도 3 은, 제 1 비교예에 있어서의, 인버터 유닛과 차량측 시스템의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 제 2 비교예에 있어서의, 인버터 유닛과 차량측 시스템의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 전동 압축기와 차량측 시스템의 접속 상태의 판정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 전동 압축기와 차량측 시스템의 접속 상태의 판정 처리 순서를 나타내는 플로차트이다.1 is a diagram showing a configuration of a vehicle air conditioning apparatus.
2 is a circuit diagram showing another circuit connected to the inverter unit and the inverter unit.
3 is a diagram showing the relationship between the inverter unit and the vehicle-side system in the first comparative example.
4 is a diagram showing the relationship between the inverter unit and the vehicle-side system in the second comparative example.
5 is a diagram for explaining a method of determining the connection state between the motor-driven compressor and the vehicle-side system.
Fig. 6 is a flowchart showing a procedure for determining the connection state between the motor-driven compressor and the vehicle-side system.
이하, 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
[실시형태 1][Embodiment 1]
(차량 공조 장치의 구성)(Configuration of vehicle air conditioner)
도 1 은, 본 실시형태 1 에 따른 전동 압축기 (10) 가 적용된 차량 공조 장치 (100) 의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1 을 참조하여, 차량 공조 장치 (100) 는, 차량에 탑재되고, 차실 내의 냉난방을 실시하도록 구성되어 있다. 차량 공조 장치 (100) 는, 전동 압축기 (10) 와, 외부 냉각 회로 (101) 와, 공조 ECU (102) 를 포함한다.1 is a diagram showing a configuration of a vehicle
외부 냉각 회로 (101) 는, 전동 압축기 (10) 에 대하여 냉매를 공급하도록 구성되어 있다. 외부 냉각 회로 (101) 는, 예를 들어, 열 교환기 및 팽창 밸브를 포함한다. 전동 압축기 (10) 는, 외부 냉각 회로 (101) 로부터 공급된 냉매를 압축하도록 구성되어 있다. 즉, 차량 공조 장치 (100) 에 있어서는, 전동 압축기 (10) 에 의해 냉매가 압축되고, 외부 냉각 회로 (101) 에 의해 냉매의 열 교환 및 팽창이 실시된다. 이로써, 차실 내의 냉난방이 실시된다.The
공조 ECU (102) 는, 도시되지 않은 CPU (Central Processing Unit) 및 메모리를 내장하고, 당해 메모리에 기억된 정보나 각 센서 (도시 생략) 로부터의 정보에 기초하여 차량 공조 장치 (100) 의 각 기기를 제어한다. 공조 ECU (102) 는, 예를 들어, 차실 내의 공조에 관하여 사용자가 설정한 온도 및 현재의 차실 내의 온도를 인식 가능하다. 공조 ECU (102) 는, 예를 들어, 이들의 파라미터에 기초하여 온/오프 지령 등의 각종 지령을 전동 압축기 (10) 에 송신한다.The air conditioner ECU 102 has a CPU (Central Processing Unit) and a memory (not shown) built therein. Based on information stored in the memory and information from each sensor (not shown), each control unit . The
전동 압축기 (10) 는, 하우징 (11) 과, 압축부 (12) 와, 전동 모터 (13) 와, 인버터 유닛 (30) 을 포함한다. 전동 압축기 (10) 는, 케이블 (150) 을 개재하여 차량측 시스템 (200) 에 접속 가능하며, 차량측 시스템 (200) 으로부터 직류 전력의 공급을 받도록 구성되어 있다. 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 관계에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.The motor-driven
하우징 (11) 은, 대략 원통 형상이며, 압축부 (12) 와 전동 모터 (13) 를 내부에 수용한다. 하우징 (11) 에는, 외부 냉각 회로 (101) 로부터 냉매가 흡입되는 흡입구 (11a), 및 냉매가 토출되는 토출구 (11b) 가 형성되어 있다.The
압축부 (12) 는, 압축실 내의 흡입구 (11a) 로부터 흡입된 냉매를 압축하고, 압축된 냉매를 토출구 (11b) 로부터 토출시키도록 구성되어 있다. 또한, 압축부 (12) 는, 스크롤 타입, 피스톤 타입, 및 베인 타입 등 중 어느 타입이어도 된다.The
전동 모터 (13) 는, 압축부 (12) 를 구동하도록 구성되어 있다. 전동 모터 (13) 는, 예를 들어, 회전축 (21) 과, 로터 (22) 와, 스테이터 (23) 를 포함한다. 회전축 (21) 은, 원주상이며, 하우징 (11) 에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 로터 (22) 는, 원통 형상이며, 회전축 (21) 에 고정되어 있다. 스테이터 (23) 는, 하우징 (11) 에 고정되어 있다. 로터 (22) 와 스테이터 (23) 는, 회전축 (21) 의 직경 방향에 대향하고 있다. 또한, 스테이터 (23) 는, 원통 형상의 스테이터 코어 (24) 와 코일 (25) 을 포함한다. 코일 (25) 은, 스테이터 코어 (24) 의 티스에 감는 것에 의해 형성되어 있다.The
인버터 유닛 (30) 은, 인버터 (31) 와 케이스 (32) 를 포함한다.The inverter unit (30) includes an inverter (31) and a case (32).
인버터 (31) 는, 전동 모터 (13) 를 구동시키는 구동 회로이다. 인버터 (31) 는, 도시되지 않은 커넥터 등을 개재하여 전동 모터 (13) 의 코일 (25) 에 접속되어 있다. 인버터 (31) 는, 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1) (후술)) 으로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환함과 함께, 변환 후의 교류 전력을 전동 모터 (13) 에 공급하도록 구성되어 있다.The
인버터 (31) 는, 회로 기판 (51) 과, 파워 반도체 (52) 와, 각종 회로 (예를 들어, 발진부 (53), 제어 장치 (55), 필터부 (60), 공진 검출부 (61)) 를 포함한다. 각종 회로에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다. 파워 반도체 (52) 및 각종 회로는, 배선 패턴과 함께 회로 기판 (51) 에 실장되고, 전기적으로 접속되어 있다.The
케이스 (32) 는, 판상의 베이스 부재 (41) 와, 바닥이 있는 통형상의 커버 부재 (42) 를 포함한다. 커버 부재 (42) 는, 베이스 부재 (41) 에 장착되어 있다. 베이스 부재 (41) 및 커버 부재 (42) 는, 볼트 (43) 에 의해 하우징 (11) 에 고정되어 있다. 케이스 (32) 의 외면에는 커넥터 (54) 가 형성되어 있고, 회로 기판 (51) 과 커넥터 (54) 가 전기적으로 접속되어 있다.The
커넥터 (54) 는, 케이블 (150) 이 접속되도록 구성되어 있다. 커넥터 (54) 및 케이블 (150) 을 개재하여, 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 으로부터 인버터 (31) 에 직류 전력이 공급된다.The
(전동 압축기의 회로 구성)(Circuit configuration of motor compressor)
도 2 는, 인버터 유닛 (30) 및 인버터 유닛 (30) 에 접속되는 다른 회로를 나타내는 회로도이다. 도 2 를 참조하여, 전동 압축기 (10) 는, 케이블 (150) 을 개재하여 차량측 시스템 (200) 에 접속 가능하다. 차량측 시스템 (200) 은, 축전 장치 (B1) 를 포함한다.Fig. 2 is a circuit diagram showing another circuit connected to the
축전 장치 (B1) 는, 충방전 가능하게 구성된 전력 저장 요소이며, 커패시턴스 성분을 갖는다. 축전 장치 (B1) 는, 예를 들어, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지 혹은 납축전지 등의 이차 전지나, 커패시터 등의 축전 소자를 포함하여 구성된다. 차량측 시스템 (200) 이 전동 압축기 (10) 에 접속된 상태에서, 축전 장치 (B1) 는, 전동 압축기 (10) 에 직류 전력을 공급하도록 구성되어 있다.The power storage device B1 is a power storage element configured to be chargeable / dischargeable and has a capacitance component. The power storage device B1 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery or a lead acid battery, or a battery element such as a capacitor. The power storage device B1 is configured to supply DC power to the motor-driven
케이블 (150) 은 도시되지 않은 커넥터를 포함하며, 당해 커넥터는 전동 압축기 (10) 의 커넥터 (54) (도 1) 에 접속 가능하게 구성되어 있다. 케이블 (150) 은, 인덕턴스 성분을 갖는다. 도면 중 L1 은, 케이블 (150) 의 인덕턴스 성분을 나타낸다.The
전동 압축기 (10) 는, 전동 모터 (13) 와 인버터 유닛 (30) 을 포함한다. 전동 모터 (13) 는, 이른바 3 상 모터이다. 전동 모터 (13) 의 코일 (25) 은, U 상의 코일 (25U) 과, V 상의 코일 (25V) 과, W 상의 코일 (25W) 을 포함한다. 코일 (25U), 코일 (25V) 및 코일 (25W) 은, 예를 들어 Y 결선되어 있다.The electric compressor (10) includes an electric motor (13) and an inverter unit (30). The
상기 서술한 바와 같이, 인버터 유닛 (30) 은 인버터 (31) 를 포함하고, 인버터 (31) 는, 파워 반도체 (52) 와, 필터부 (60) 와, 발진부 (53) 와, 공진 검출부 (61) 와, 제어 장치 (55) 를 포함한다.As described above, the
필터부 (60) 는, 인버터 유닛 (30) 의 입력측에 접속되어 있다. 필터부 (60) 는, 예를 들어 LC 필터의 경우, 코일 (L2) 과 커패시터 (C1) 를 포함한다. 코일 (L2) 은, 정극선 (PL1) 에 접속되어 있다. 커패시터 (C1) 는, 정극선 (PL1) 및 부극선 (NL1) 으로 이루어지는 전력선 쌍 (이하, 간단히 「전력선 쌍」이라고도 칭한다.) 사이에 접속되어 있다. 커패시터 (C1) 는, 평활 콘덴서로도 기능한다. 예를 들어 필터부 (60) 가 C 필터인 경우에는, 필터부 (60) 는 커패시터 (C1) 만으로 구성되지만, 그 경우에도 배선에 의한 인덕턴스 (L2) 가 존재한다.The
인버터 (31) 는, 이른바 3 상 인버터이다. 인버터 (31) 는, 전력선 쌍 사이에 있어서 직렬로 접속된 스위칭 소자 (TU1, TU2) 와, 전력선 쌍 사이에 있어서 직렬로 접속된 스위칭 소자 (TV1, TV2) 와, 전력선 쌍 사이에 있어서 직렬로 접속된 스위칭 소자 (TW1, TW2) 를 포함한다. 스위칭 소자 (TU1, TU2, TV1, TV2, TW1, TW2) (이하, 「스위칭 소자 (TU1-TW2)」라고도 칭한다.) 의 각각은, 예를 들어 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 로 구성되어 있다. 스위칭 소자 (TU1-TW2) 에는, 다이오드 (DU1, DU2, DV1, DV2, DW1, DW2) 가 각각 역병렬로 접속되어 있다. 스위칭 소자 (TU1) 와 스위칭 소자 (TU2) 사이의 노드 (N1) 는, 코일 (25U) 에 접속되어 있다. 스위칭 소자 (TV1) 와 스위칭 소자 (TV2) 사이의 노드 (N2) 는, 코일 (25V) 에 접속되어 있다. 스위칭 소자 (TW1) 와 스위칭 소자 (TW2) 사이의 노드 (N3) 는, 코일 (25W) 에 접속되어 있다.The
발진부 (53) 는, 미리 정해진 주파수 (소정 주파수) 로 발진하도록 구성되어 있다. 발진부 (53) 는, 예를 들어 LC 발진 회로로 구성되어 있고, 전력선 쌍 사이에 접속되어 있다. 발진부 (53) 는, 예를 들어 도시되지 않은 보기 (補機) 배터리를 전력원으로 하여, 소정 주파수의 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 또, 발진부 (53) 는, 예를 들어 스위칭 소자와, 스위칭 소자의 드라이브 회로와, 컨트롤러를 포함하고, 드라이브 회로가 스위칭 소자의 온/오프를 소정 주파수로 전환하도록 컨트롤러가 드라이브 회로를 제어하는 구성이어도 된다. 요컨대, 발진부 (53) 는, 소정 주파수로 발진하도록 구성되어 있으면 된다.The oscillating
공진 검출부 (61) 는, 발진부 (53) 의 발진에서 기인하여 발생하는 전류 및 전압의 적어도 일방을 검출하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 공진 검출부 (61) 가 전류를 검출하는 경우에는, 공진 검출부 (61) 는, 발진부 (53) 의 출력 전류를 검출하는 전류 센서로 구성된다. 한편, 공진 검출부 (61) 가 전압을 검출하는 경우에는, 공진 검출부 (61) 는, 발진부 (53) 의 출력 전압을 검출하는 전압 센서로 구성된다. 공진 검출부 (61) 는, 검출 결과를 제어 장치 (55) 에 출력한다.The
제어 장치 (55) 는, 도시되지 않은 CPU 및 메모리를 내장하고, 당해 메모리에 기억된 정보나 각 센서로부터의 정보에 기초하여 인버터 (31) 를 제어한다. 제어 장치 (55) 는, 예를 들어, 스위칭 소자 (TU1-TW2) 를 온/오프시킴으로써, 전동 모터 (13) 를 구동시킨다.The
또, 제어 장치 (55) 는, 커넥터 (54) (전동 압축기 (10)) 에 케이블 (150) (차량측 시스템 (200)) 이 접속되어 있는지의 여부를 판정하는 기능을 갖는다. 제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 의 검출 결과에 기초하여, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태를 판정한다. 다음으로, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 의 접속 상태의 판정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.The
[축전 장치의 접속 판정][Connection determination of power storage device]
먼저, 복수의 비교예에 있어서의, 전동 압축기 (인버터 유닛) 와 차량측 시스템 (축전 장치) 의 접속 상태의 판정 방법에 대하여 설명한다. 그 후, 본 실시형태 1 에 있어서의, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 의 접속 상태의 판정 방법에 대하여 설명한다.First, a method of determining the connection state between the motor-driven compressor (inverter unit) and the vehicle-side system (power storage device) in the plurality of comparative examples will be described. Next, a method of determining the connection state between the motor-driven
도 3 은, 제 1 비교예에 있어서의, 인버터 유닛 (30X) 과 차량측 시스템 (200X) 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 3 을 참조하여, 인버터 유닛 (30X) 과 차량측 시스템 (200X) 은, 케이블 (150X) 을 개재하여 접속되어 있다. 차량측 시스템 (200X) 은, 단선 검지부 (210X) 를 포함한다. 커넥터 (151X) 가 인버터 유닛 (30X) 에 접속되어 있는 상태에 있어서는, 단선 검지부 (210X) 를 포함하는 회로는 쇼트 상태가 된다. 한편, 커넥터 (151X) 가 인버터 유닛 (30X) 에 접속되어 있지 않은 상태에 있어서는, 단선 검지부 (210X) 를 포함하는 회로는 오픈 상태가 된다. 단선 검지부 (210X) 는, 예를 들어, 단선 검지부 (210X) 를 포함하는 회로에 전류가 흐르고 있는지의 여부에 기초하여, 커넥터 (151X) 와 인버터 유닛 (30X) 의 접속 상태를 판정할 수 있다.3 is a diagram showing the relationship between the
제 1 비교예에 있어서는, 커넥터 (151X) 와 인버터 유닛 (30X) 의 접속 상태를 판정하기 위하여, 차량측 시스템 (200X) 에 단선 검지부 (210X) 를 형성할 필요가 있다. 이 경우에는, 차량측 시스템 (200X) 이 대형화된다. 또, 케이블 (150X) 은, 차량측 시스템 (200X) 으로부터 인버터 유닛 (30X) 에 직류 전력을 공급하기 위한 고전압의 전력선과, 단선 검지부 (210X) 에 접속되는 저전압의 전력선을 포함할 필요가 있다. 이 경우에는, 케이블 (150X) 및 케이블 (150X) 의 커넥터가 대형화된다.In the first comparative example, in order to determine the connection state between the
도 4 는, 제 2 비교예에 있어서의, 인버터 유닛 (30Y) 과 차량측 시스템 (200Y) 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4 를 참조하여, 인버터 유닛 (30Y) 과 차량측 시스템 (200Y) 은, 케이블 (150Y) 을 개재하여 접속되어 있다. 인버터 유닛 (30Y) 은, 단선 검지부 (31Y) 를 포함한다. 커넥터 (151Y) 가 인버터 유닛 (30Y) 에 접속되어 있는 상태에 있어서는, 단선 검지부 (31Y) 를 포함하는 회로는 쇼트 상태가 된다. 한편, 커넥터 (151Y) 가 인버터 유닛 (30Y) 에 접속되어 있지 않은 상태에 있어서는, 단선 검지부 (31Y) 를 포함하는 회로는 오픈 상태가 된다. 단선 검지부 (31Y) 는, 예를 들어, 단선 검지부 (31Y) 를 포함하는 회로에 전류가 흐르고 있는지의 여부에 기초하여, 커넥터 (151Y) 와 인버터 유닛 (30Y) 의 접속 상태를 판정할 수 있다.Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the
제 2 비교예에 있어서는, 커넥터 (151Y) 와 인버터 유닛 (30Y) 의 접속 상태를 판정하기 위하여, 인버터 유닛 (30Y) 에 단선 검지부 (31Y) 를 형성할 필요가 있다. 이 경우에는, 인버터 유닛 (30Y) 이 대형화된다. 또, 제 1 비교예와 동일하게, 케이블 (150Y) 은, 차량측 시스템 (200Y) 으로부터 인버터 유닛 (30Y) 에 직류 전력을 공급하기 위한 고전압의 전력선과, 단선 검지부 (31Y) 에 접속되는 저전압의 전력선을 포함할 필요가 있다. 이 경우에는, 케이블 (150Y) 및 케이블 (150Y) 의 커넥터가 대형화된다.In the second comparative example, it is necessary to form the single
또, 제 3 비교예로서, 다음과 같은 방법도 생각할 수 있다. 다시 도 2 를 참조하여, 예를 들어, 전동 압축기 (10) 에 있어서, 제어 장치 (55) 는, 전동 모터 (13) 에 소정 전류가 공급되도록 인버터 (31) 를 제어함과 함께, 전동 모터 (13) 에 소정 전류가 공급되었을 때의 커패시터 (C1) 의 전압 변화에 기초하여 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태를 판정한다. 구체적으로는, 이 경우에, 커패시터 (C1) 의 전압이 소정 값 이상 저하된 경우에는 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있다고 판정되고, 커패시터 (C1) 의 전압이 소정 값 이상 저하되지 않은 경우에는 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 계속되고 있다고 판정된다.As a third comparative example, the following method is also conceivable. 2, for example, in the motor-driven
그러나, 커패시터 (C1) 의 전압은, 차량의 주행 상태에 따라 급변할 가능성이 있다. 차량의 주행 상태가 변화됨으로써 커패시터 (C1) 의 전압이 소정 값 이상 저하된 경우에는, 예를 들어, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있음에도 불구하고, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있다고 오판정될 가능성이 있다.However, the voltage of the capacitor C1 may change rapidly depending on the running state of the vehicle. When the voltage of the capacitor C1 is lowered by a predetermined value or more due to a change in the traveling state of the vehicle, the
이상과 같이, 제 1 - 제 3 비교예는, 각각 문제를 가지고 있다. 본 실시형태 1 에 따른 전동 압축기 (10) 에 있어서는, 이들 문제가 해소되고 있다. 즉, 본 실시형태 1 에 있어서는, 전동 압축기 (10), 차량측 시스템 (200) 및 케이블 (150) 등을 필요 이상으로 대형화하지 않고, 또한, 차량의 주행 상태에 따른 커패시터 (C1) 의 전압 변화의 영향을 크게 받지 않고, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태의 판정이 가능하게 되어 있다. 이하, 본 실시형태 1 에 있어서의, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태의 판정 방법에 대하여 설명한다.As described above, the first to third comparative examples each have a problem. In the
필터부 (60) 를 포함하는 회로 (폐회로) 에 있어서의 인덕턴스 및 커패시턴스는, 전동 압축기 (10) 가 차량측 시스템 (200) 에 접속되어 있는지의 여부에 의해 바뀐다. 차량측 시스템 (200) 은, 예를 들어, 축전 장치 (B1) 의 커패시턴스 성분이나, 인덕턴스 성분 (L1) 을 갖기 때문이다. 즉, 전동 압축기 (10) 가 차량측 시스템 (200) 에 접속되어 있는지의 여부에 의해, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수가 바뀐다.The inductance and the capacitance of the circuit (closed circuit) including the
그래서, 본 실시형태 1 에 따른 전동 압축기 (10) 에 있어서, 제어 장치 (55) 는, 필터부 (60) 를 포함하는 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 과 전동 압축기 (10) 의 접속 상태를 판정한다. 따라서, 전동 압축기 (10) 에 의하면, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태를 양호한 정밀도로 판정할 수 있다.In the motor-driven
보다 상세하게 설명하면, 본 실시형태 1 에 있어서는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수가 미리 산출되어 있다. 발진부 (53) 는, 미리 산출되어 있는 공진 주파수 (전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의 공진 주파수) 로 발진하도록 구성되어 있다.More specifically, in the first embodiment, the resonance frequency of the circuit including the
이 경우에, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있을 때에는, 공진이 발생하지 않기 때문에, 발진부 (53) 의 출력 신호 (출력 전류) 의 진폭은 작다. 한편, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있을 때에는, 공진이 발생하기 때문에, 발진부 (53) 의 출력 신호 (출력 전류) 의 진폭은 커진다. 제어 장치 (55) 는, 발진부 (53) 의 출력 신호의 진폭이 소정 값 이상이 되었을 경우 (즉, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수가, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제된 상태의 공진 주파수가 되었을 경우) 에, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되었다고 판정한다.In this case, when the motor-driven
도 5 는, 본 실시형태 1 에 있어서의, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태의 판정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5 를 참조하여, 가로축은 발진부 (53) 의 발진 주파수를 나타내고, 세로축은 공진 검출부 (61) 의 검출 결과 (발진부 (53) 의 출력 신호의 진폭) 를 나타낸다.5 is a diagram for explaining a method for determining the connection state between the motor-driven
실선으로 나타내는 발진 주파수와 진폭의 관계는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의 발진 주파수와 진폭의 관계를 나타낸다. 주파수 (f1) 는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수이다.The relationship between the oscillation frequency and the amplitude represented by the solid line indicates the relationship between the oscillation frequency and the amplitude in a state where the connection between the motor-driven
점선으로 나타내는 발진 주파수와 진폭의 관계는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있는 상태에 있어서의 발진 주파수와 진폭의 관계를 나타낸다. 주파수 (f2) 는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있는 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수이다.The relationship between the oscillation frequency and the amplitude represented by the dotted line shows the relationship between the oscillation frequency and the amplitude in a state where the motor-driven
상기 서술한 바와 같이, 발진부 (53) 는, 주파수 (f1) 로 발진하고 있다. 점선으로 나타내는 발진 주파수와 진폭의 관계를 참조하면, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 계속되고 있는 경우에는, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 신호의 진폭은 A1 이 된다. 한편, 실선으로 나타내는 발진 주파수와 진폭의 관계를 참조하면, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 경우에는, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 신호의 진폭은 A2 가 된다.As described above, the oscillating
제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 신호의 진폭이 소정 값 (Th1) 미만인 경우에는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 계속되고 있다고 판정한다. 한편, 제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 신호의 진폭이 소정 값 (Th1) 이상인 경우에는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있다고 판정한다. 이와 같은 방법이 사용됨으로써, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태가 양호한 정밀도로 판정된다.The
또, 전동 압축기 (10) 에 의하면, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의 공진 주파수로 발진부 (53) 가 발진하기 때문에, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있는 정상 상태에 있어서는 공진이 발생하지 않도록 할 수 있다.According to the motor-driven
[축전 장치의 접속 판정 처리 순서][Connection determination process of power storage device]
도 6 은, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 의 접속 상태의 판정 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 이 플로차트에 나타내는 처리는, 전동 압축기 (10) 가 탑재되는 차량의 시스템 작동 중에 반복 실행된다. 차량 시스템의 작동 중에 있어서는, 발진부 (53) 는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제된 상태에 있어서의 공진 주파수로 발진하고 있다.Fig. 6 is a flowchart showing a procedure for determining the connection state of the
도 6 을 참조하여, 제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 검출 신호의 진폭이 소정 값 이상인지의 여부를 판정한다 (스텝 S100). 검출 신호의 진폭이 소정 값 이상이라고 판정되면 (스텝 S100 에 있어서 예), 제어 장치 (55) 는, 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 과 전동 압축기 (10) 의 접속이 해제되어 있다고 판정한다 (스텝 S110). 한편, 검출 신호의 진폭이 소정 값 미만이라고 판정되면 (스텝 S100 에 있어서 아니오), 제어 장치 (55) 는, 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 과 전동 압축기 (10) 의 접속이 계속되고 있다고 판정한다 (스텝 S120).Referring to Fig. 6, the
이상과 같이, 본 실시형태 1 에 따른 전동 압축기 (10) 에 있어서, 제어 장치 (55) 는, 필터부 (60) 를 포함하는 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 과 전동 압축기 (10) 의 접속 상태를 판정한다. 따라서, 전동 압축기 (10) 에 의하면, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태를 양호한 정밀도로 판정할 수 있다.As described above, in the motor-driven
[실시형태 2][Embodiment 2]
상기 실시형태 1 에 있어서, 발진부 (53) 는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제된 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수로 발진하도록 구성되었다. 본 실시형태 2 에 있어서, 발진부 (53A) 는, 미리 정해진 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진하도록 구성되어 있다. 이하, 상기 실시형태 1 과 상이한 부분을 중심으로 설명한다.In the first embodiment, the oscillating
다시 도 2 를 참조하여, 본 실시형태 2 에 따른 전동 압축기 (10A) 는, 인버터 유닛 (30A) 을 포함한다. 인버터 유닛 (30A) 은, 발진부 (53A) 를 포함한다.Referring again to Fig. 2, the electric compressor 10A according to the second embodiment includes an inverter unit 30A. The inverter unit 30A includes an oscillating portion 53A.
발진부 (53A) 는, 미리 정해진 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진 가능하게 구성되어 있다. 발진부 (53A) 는, 예를 들어, 스위칭 소자와, 스위칭 소자의 드라이브 회로와, 컨트롤러를 포함한다. 예를 들어, 발진부 (53A) 에 있어서, 컨트롤러는, 스위칭 소자의 구동 주파수가 미리 정해진 범위 내에서 계속적으로 변경되도록 드라이브 회로를 제어한다. 발진부 (53A) 의 발진 주파수를 계속적으로 변경하는 이유에 대하여 다음에 설명한다.The oscillating portion 53A is configured to oscillate while changing the frequency within a predetermined range. The oscillation portion 53A includes, for example, a switching element, a drive circuit of the switching element, and a controller. For example, in the oscillation section 53A, the controller controls the drive circuit such that the drive frequency of the switching element continuously changes within a predetermined range. The reason why the oscillation frequency of the oscillation portion 53A is continuously changed will be described below.
필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수는, 예를 들어, 온도나 각 소자의 제조 편차에 의해 이론값으로부터 벗어날 가능성이 있다. 그 벗어남량이 큰 경우에, 예를 들어, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되어 있음에도 불구하고, 공진 검출부 (61) 에 의해 검출되는 신호의 진폭이 소정 값 이상이 되지 않고, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 해제를 양호한 정밀도로 검지할 수 없는 사태가 발생할 수 있다.The resonance frequency of the circuit including the
본 실시형태 2 에 있어서, 발진부 (53A) 는, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제된 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수를 포함하는 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진한다. 주파수를 변경하는 범위 (이하, 「소정 범위」라고도 칭한다.) 는, 온도나 각 소자의 제조 편차에 의해 공진 주파수가 이론값으로부터 벗어나는 정도를 고려하여 미리 정해져 있다. 본 실시형태 2 에 따른 전동 압축기 (10A) 에 있어서는, 발진부 (53A) 가 주파수를 변경하면서 발진하기 때문에, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수가 다소 이론값으로부터 벗어났다고 해도, 공진 주파수가 소정 범위 내에 포함되어 있는 한, 제어 장치 (55) 는, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속의 해제를 양호한 정밀도로 검지할 수 있다.In the second embodiment, the oscillating portion 53A is configured to include the resonance frequency of the circuit including the
또한, 제어 장치 (55) 는, 도 6 의 플로차트에 나타내는 처리와 동일한 처리를 실행한다. 발진부 (53A) 가 주파수를 변경하면서 발진하고 있는 상태에서, 공진 검출부 (61) 의 검출 신호의 진폭이 소정 값 이상이 되면, 제어 장치 (55) 는, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 의 접속이 해제되었다고 판정하도록 구성되어 있다.Further, the
이상과 같이, 본 실시형태 2 에 따른 전동 압축기 (10A) 에 있어서, 발진부 (53A) 는, 미리 정해진 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진하도록 구성되어 있고, 제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 의 검출 신호의 진폭의 변화에 기초하여, 전동 압축기 (10A) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속 상태를 판정하도록 구성되어 있다. 전동 압축기 (10A) 에 의하면, 차량측 시스템 (200) (축전 장치 (B1)) 과 전동 압축기 (10A) 의 접속 상태의 변화 이외의 요인에 의해 공진 주파수가 다소 변화되었다고 해도, 차량측 시스템 (200) 과 전동 압축기 (10A) 의 접속 상태의 변화를 양호한 정밀도로 판정할 수 있다.As described above, in the motor-driven compressor 10A according to the second embodiment, the oscillating portion 53A is configured to oscillate while changing the frequency within a predetermined range, and the
[다른 실시형태][Other Embodiments]
상기 실시형태 1 에 있어서, 발진부 (53) 는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제된 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수로 발진하는 것으로 하였다. 그러나, 발진부 (53) 의 발진 주파수는 이것에 한정되지 않는다. 발진부 (53) 의 발진 주파수는, 예를 들어, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속된 상태에 있어서의, 필터부 (60) 를 포함하는 회로의 공진 주파수여도 된다. 이 경우에는, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 이 접속되어 있는 경우에 공진이 발생하기 때문에, 제어 장치 (55) 는, 공진 검출부 (61) 의 검출 신호의 진폭이 소정 값 미만이 되었을 경우에, 전동 압축기 (10) 와 차량측 시스템 (200) 의 접속이 해제되었다고 판정한다. 이와 같이, 발진부의 발진 주파수로서 다른 주파수를 취할 수 있는 것은, 상기 실시형태 2 에 있어서도 동일하다.In the first embodiment, the
상기 실시형태 1 에 있어서, 축전 장치 (B1) 는, 대용량의 콘덴서를 가진 기기이면 되고, 일반적인 배터리에 한정되지 않는다. 예를 들어, 축전 장치 (B1) 는 주행용 인버터 등이어도 된다.In the first embodiment, the power storage device B1 is not limited to a general battery, but may be a device having a large capacity condenser. For example, the power storage device B1 may be a drive inverter or the like.
본 발명의 실시형태에 대하여 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 나타나며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.While the embodiments of the present invention have been described, it should be understood that the embodiments disclosed herein are by no means intended to be limiting in all respects. The scope of the invention is indicated by the appended claims, and all changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are intended to be embraced therein.
Claims (5)
냉매를 압축하도록 구성된 압축부와,
상기 압축부를 구동하도록 구성된 전동 모터와,
상기 축전 장치로부터 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환함과 함께, 변환 후의 교류 전력을 상기 전동 모터에 공급하도록 구성된 인버터와,
상기 인버터의 입력측에 접속된 필터부와,
상기 필터부를 포함하는 회로에 있어서의 공진 주파수의 변화에 기초하여 상기 축전 장치와 상기 전동 압축기의 접속 상태를 판정하도록 구성된 제어 장치를 구비하는, 전동 압축기.An electric compressor configured to be connected to a power storage device of a vehicle,
A compression unit configured to compress the refrigerant;
An electric motor configured to drive the compression unit,
An inverter configured to convert DC power supplied from the power storage device into AC power and supply the AC power after conversion to the electric motor;
A filter unit connected to an input side of the inverter,
And a control device configured to determine a connection state between the power storage device and the motor-driven compressor based on a change in a resonance frequency in a circuit including the filter portion.
상기 회로에 접속되어 있고, 미리 정해진 주파수로 발진하도록 구성된 발진부를 추가로 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 발진부의 발진에서 기인하여 발생하는 신호의 진폭의 변화에 기초하여 상기 접속 상태를 판정하도록 구성되어 있는, 전동 압축기.The method according to claim 1,
Further comprising an oscillation unit connected to the circuit and configured to oscillate at a predetermined frequency,
Wherein the control device is configured to determine the connection state based on a change in amplitude of a signal caused by an oscillation of the oscillation portion.
상기 발진부는, 상기 축전 장치와 상기 전동 압축기의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의 상기 회로의 공진 주파수로 발진하도록 구성되어 있고,
상기 제어 장치는, 상기 진폭이 소정 값 이상이 되었을 경우에, 상기 축전 장치와 상기 전동 압축기의 접속이 해제되었다고 판정하도록 구성되어 있는, 전동 압축기.3. The method of claim 2,
The oscillating portion is configured to oscillate at a resonance frequency of the circuit in a state in which the connection between the power storage device and the motor compressor is released,
Wherein the control device is configured to determine that the connection between the power storage device and the motor-operated compressor is released when the amplitude reaches a predetermined value or more.
상기 회로에 접속되어 있고, 미리 정해진 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진하도록 구성된 발진부를 추가로 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 발진부의 발진에서 기인하여 발생하는 신호의 진폭의 변화에 기초하여 상기 접속 상태를 판정하도록 구성되어 있는, 전동 압축기.The method according to claim 1,
Further comprising an oscillation unit connected to the circuit and configured to oscillate while changing a frequency within a predetermined range,
Wherein the control device is configured to determine the connection state based on a change in amplitude of a signal caused by an oscillation of the oscillation portion.
상기 발진부는, 상기 축전 장치와 상기 전동 압축기의 접속이 해제되어 있는 상태에 있어서의 상기 회로의 공진 주파수를 포함하는 범위 내에서 주파수를 변경하면서 발진하도록 구성되어 있고,
상기 제어 장치는, 상기 진폭이 소정 값 이상이 되었을 경우에, 상기 축전 장치와 상기 전동 압축기의 접속이 해제되었다고 판정하도록 구성되어 있는, 전동 압축기.5. The method of claim 4,
Wherein the oscillating portion is configured to oscillate while changing a frequency within a range including a resonance frequency of the circuit in a state in which the connection between the power storage device and the motor-
Wherein the control device is configured to determine that the connection between the power storage device and the motor-operated compressor is released when the amplitude reaches a predetermined value or more.
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