KR20210067895A - 인버터 제어 장치 및 차량 탑재용 유체 기계 - Google Patents

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Abstract

인버터 제어 장치는, 인버터 제어 장치의 외측으로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도를 취득하도록 구성되는 취득부와, 지령 취득 간격을 카운트하도록 구성되는 카운트부와, 상기 취득부에 의해 상기 지령 회전 속도가 취득된 것에 기초하여, 전동 모터의 목표 가속도를 설정하도록 구성되는 가속도 설정부와, 상기 목표 가속도로 상기 전동 모터가 회전하도록 인버터 회로를 제어하도록 구성되는 구동 제어부를 구비한다. 상기 가속도 설정부는 산출부를 갖는다. 상기 산출부는, 상기 지령 취득 간격과 신지령 회전 속도에 기초하여, 상기 목표 가속도로서 설정되는 지령 가속도를 산출하도록 구성된다.

Description

인버터 제어 장치 및 차량 탑재용 유체 기계{INVERTER CONTROLLER AND ON-VEHICLE FLUID MACHINE}
본 개시는, 인버터 제어 장치 및 차량 탑재용 유체 기계에 관한 것이다.
일본공개특허공보 2016-144361호는, 인버터의 제어에 이용되는 인버터 제어 장치를 개시하고 있다. 인버터는, 차량 탑재용 유체 기계에 형성된 전동 모터를 구동시킨다. 인버터 제어 장치는, 외부로부터 정기적으로 송신되는 지령 회전 속도를 취득하여, 전동 모터의 실회전 속도와 지령 회전 속도의 차이 및 미리 정해진 일정한 갱신 간격에 기초하여, 회전 속도의 변화율인 가속도를 산출한다.
차량 탑재용 유체 기계가 탑재되는 몇 가지의 차량에서는, 지령 회전 속도가 외부로부터 정기적으로 송신되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 미리 정해진 갱신 간격으로 지령 회전 속도가 취득되지 않는다. 그 때문에, 상기 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 미리 정해진 갱신 간격에 기초하여 가속도를 산출하면, 실회전 속도와 지령 회전 속도와의 사이에 어긋남이 생기기 쉬워진다. 그러면, 지령 회전 속도의 변화에 대한 실회전 속도의 추종성이 저하할 수 있다. 그 결과, 차량 탑재용 유체 기계의 NV(진동 및 소음) 특성이 저하할 수 있다.
본 개시의 목적은, 외부로부터 지령 회전 속도가 부정기로 송신되는 경우라도, 실회전 속도의 추종성을 향상시킴으로써, NV 특성(소음 및 진동 특성)의 향상을 도모할 수 있는 인버터 제어 장치 및 당해 인버터 제어 장치가 탑재된 차량 탑재용 유체 기계를 제공하는 것이다.
본 개시의 일 태양(態樣)에 따른 인버터 제어 장치는, 인버터 회로의 제어에 이용된다. 상기 인버터 회로는 차량 탑재용 유체 기계에 형성된 전동 모터를 구동시키도록 구성된다. 상기 인버터 제어 장치는, 외부로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도를 취득하도록 구성되는 취득부와, 전회 취득된 상기 지령 회전 속도인 구(舊)지령 회전 속도가 취득된 시점부터 금회 취득된 상기 지령 회전 속도인 신지령 회전 속도가 취득된 시점까지의 기간인 지령 취득 간격을 카운트하도록 구성되는 카운트부와, 상기 취득부에 의해 상기 지령 회전 속도가 취득된 것에 기초하여, 상기 전동 모터의 목표 가속도를 설정하도록 구성되는 가속도 설정부와, 상기 가속도 설정부에 의해 설정된 상기 목표 가속도로 상기 전동 모터가 회전하도록 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성되는 구동 제어부를 구비한다. 상기 가속도 설정부는 산출부를 갖는다. 상기 산출부는, 상기 카운트부에 의해 카운트된 상기 지령 취득 간격과 상기 신지령 회전 속도에 기초하여, 상기 목표 가속도로서 설정되는 지령 가속도를 산출하도록 구성된다.
본 개시의 일 태양에 따른 인버터 제어 장치는, 인버터 회로의 제어에 이용된다. 상기 인버터 회로는 차량 탑재용 유체 기계에 형성된 전동 모터를 구동시키도록 구성된다. 상기 인버터 제어 장치는, 외부로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도를 취득하도록 구성되는 취득부와, 상기 취득부에 의해 취득되는 상기 지령 회전 속도가 변경된 것에 기초하여, 상기 전동 모터의 목표 가속도를 설정하도록 구성되는 가속도 설정부와, 상기 가속도 설정부에 의해 설정된 상기 목표 가속도로 상기 전동 모터가 회전하도록 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성되는 구동 제어부를 구비한다. 상기 가속도 설정부는, 전회 상기 지령 회전 속도가 변경된 시점부터 금회 상기 지령 회전 속도가 변경된 시점까지의 기간인 지령 변경 간격을 카운트하도록 구성되는 카운트부와, 상기 카운트부에 의해 카운트된 상기 지령 변경 간격과, 금회 변경된 상기 지령 회전 속도인 신지령 회전 속도에 기초하여, 상기 목표 가속도로서 설정되는 지령 가속도를 산출하도록 구성되는 산출부를 갖는다.
도 1은 제1 실시 형태의 차량 탑재용 전동 압축기의 개요를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 전동 압축기가 구비하는, 인버터 회로 및 인버터 제어 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 회전 제어 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 제1 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 지령 회전 속도의 시간 변화와 실회전 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제2 실시 형태에 있어서의 인버터 제어 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 제2 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 지령 회전 속도의 시간 변화와 실회전 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 제3 실시 형태의 회전 제어 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 10은 제3 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 11은 제3 실시 형태에 있어서의 지령 회전 속도의 시간 변화와 실회전 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 12는 제4 실시 형태에 있어서의 인버터 제어 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13은 제4 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리를 나타내는 플로우차트이다.
도 14는 제4 실시 형태에 있어서의 지령 회전 속도의 시간 변화와 실회전 속도의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
(제1 실시 형태)
이하, 제1 실시 형태에 따른 인버터 제어 장치, 당해 인버터 제어 장치가 탑재된 차량 탑재용 유체 기계에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 차량 탑재용 유체 기계는 차량 탑재용 전동 압축기이고, 당해 차량 탑재용 전동 압축기는 차량 탑재용 공조 장치에 이용된다.
차량 탑재용 공조 장치 및 차량 탑재용 전동 압축기의 개요에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차량(100)에 탑재되어 있는 차량 탑재용 공조 장치(101)는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)와, 차량 탑재용 전동 압축기(10)에 대하여 냉매를 공급하는 외부 냉매 회로(102)를 구비하고 있다. 냉매는, 예를 들면 유체이다.
외부 냉매 회로(102)는, 예를 들면 열 교환기 및 팽창 밸브를 갖고 있다. 차량 탑재용 공조 장치(101)는 차내의 냉난방을 행한다. 보다 상세하게는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)가 냉매를 압축한다. 또한, 외부 냉매 회로(102)에 있어서 냉매의 열 교환이 행해지거나, 냉매가 팽창하거나 한다.
차량 탑재용 공조 장치(101)는, 당해 차량 탑재용 공조 장치(101)의 전체를 제어하는 공조(ECU103)를 구비하고 있다. 공조(ECU103)는, 예를 들면 차내 온도 또는 카 에어컨의 설정 온도와 같은, 공조에 관한 1 이상의 파라미터를 취득 가능하게 구성되어 있다. 공조(ECU103)는, 이들 파라미터에 기초하여, 차량 탑재용 전동 압축기(10)에 대하여 지령 회전 속도(Nc)를 포함하는 각종 지령을 송신한다.
차량(100)은, 차량 탑재용 축전 장치(104)를 구비하고 있다. 차량 탑재용 축전 장치(104)는, 직류 전력의 충방전이 가능한 임의의 구조, 예를 들면 2차 전지또는 전기 이중층 커패시터를 구비한다. 차량 탑재용 축전 장치(104)는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)의 직류 전원으로서 이용된다.
차량 탑재용 전동 압축기(10)는, 전동 모터(11)와, 전동 모터(11)에 의해 구동되는 압축부(12)와, 전동 모터(11)를 구동시키는 인버터 회로(13)와, 인버터 회로(13)의 제어에 이용되는 인버터 제어 장치(14)를 구비하고 있다.
전동 모터(11)는, 회전축(21)과, 회전축(21)에 고정된 로터(22)와, 로터(22)에 대향하도록 배치되어 있는 스테이터(23)와, 스테이터(23)에 권회된 3상 코일(24u, 24v, 24w)을 갖고 있다. 로터(22)는 영구 자석(22a)을 포함하고 있다. 상세하게는, 영구 자석(22a)은 로터(22) 내에 매입되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 3상 코일(24u, 24v, 24w)은 예를 들면 Y 결선되어 있다. 3상 코일(24u, 24v, 24w)에 소정의 패턴으로 통전되면, 로터(22) 및 회전축(21)이 회전한다. 즉, 본 실시 형태의 전동 모터(11)는, 3상 모터이다.
3상 코일(24u, 24v, 24w)의 결선 태양은, 임의로 변경할 수 있고, 예를 들면 델타 결선이라도 좋다. 또한, 전동 모터(11)의 회전 속도는 로터(22)의 회전 속도를 의미하고, 전동 모터(11)의 가속도는 로터(22)의 가속도를 의미한다.
전동 모터(11)가 구동하면, 압축부(12)가 유체(본 실시 형태에서는 냉매)를 압축한다. 상세하게는, 회전축(21)이 회전하면, 압축부(12)가 외부 냉매 회로(102)로부터 공급된 흡입 냉매를 압축하고, 그 압축된 냉매를 토출한다. 압축부(12)의 구체적인 구조는 임의이지만, 예를 들면 스크롤 타입, 피스톤 타입, 또는 베인 타입을 채용할 수 있다.
인버터 회로(13)는, 차량 탑재용 축전 장치(104)로부터 입력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 인버터 회로(13)는, u상 코일(24u)에 대응하는 u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)와, v상 코일(24v)에 대응하는 v상 스위칭 소자(Qv1, Qv2)와, w상 코일(24w)에 대응하는 w상 스위칭 소자(Qw1, Qw2)를 구비하고 있다.
스위칭 소자(Qu1, Qu2, Qv1, Qv2, Qw1, Qw2)(이하, 「스위칭 소자(Qu1∼Qw2)」라고 함)는, 예를 들면 IGBT와 같은 파워 스위칭 소자이다. 단, 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)는, IGBT에 한정되지 않고, 임의의 구조로 변경할 수 있다. 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)는, 각각 환류 다이오드(보디 다이오드)(Du1∼Dw2)를 갖고 있다.
u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)는 접속선을 통하여 서로 직렬로 접속되어 있고, 그 접속선은 u상 코일(24u)에 접속되어 있다. u상 스위칭 소자(Qu1)의 콜렉터는, 차량 탑재용 축전 장치(104)의 고압측인 정극 단자(＋단자)에 접속되어 있다. u상 스위칭 소자(Qu2)의 이미터는, 차량 탑재용 축전 장치(104)의 저압측인 부극 단자(－ 단자)에 접속되어 있다.
다른 스위칭 소자(Qv1, Qv2, Qw1, Qw2)의 접속 태양은, 대응하는 코일이 상이한 점을 제외하고, u상 스위칭 소자(Qu1, Qu2)와 동일하다.
인버터 제어 장치(14)는, CPU 및 메모리와 같은 전자 부품을 갖는 컨트롤러이다. 인버터 제어 장치(14)는, 인버터 회로(13), 상세하게는 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)를 제어함으로써, 전동 모터(11)를 구동시킨다.
인버터 제어 장치(14)는, 인버터 회로(13)의 입력 전압(Vin)을 검출하는 전압 센서(31)와, 전동 모터(11)에 흐르는 모터 전류를 검출하는 전류 센서(32)를 구비하고 있다. 입력 전압(Vin)은, 차량 탑재용 축전 장치(104)의 전압이고, 전원 전압이기도 하다. 모터 전류는, 예를 들면, 3상 코일(24u, 24v, 24w)에 흐르는 3상 전류이다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 인버터 제어 장치(14)는, 로터(22)의 회전 위치 및 회전 속도를 추정하는 추정부(33)를 구비하고 있다. 추정부(33)는, 모터 전류 및 지령 회전 속도(Nc)에 기초하여, 로터(22)의 회전 위치 및 실제의 회전 속도인 실회전 속도(Nr)를 추정한다. 지령 회전 속도(Nc) 및 실회전 속도(Nr)의 단위는, 예를 들면 rpm이지만, 이에는 한정되지 않는다.
추정부(33)의 구체적인 구조는 임의로 선택할 수 있다. 예를 들면 추정부(33)는, 3상 전류를 3상/2상 변환하는 변환부와 유기 전압 산출부를 가져도 좋다. 유기 전압 산출부는, 예를 들면, 변환부에 의해 변환된 2상 전류와 모터 정수에 기초하여, 3상 코일(24u, 24v, 24w)로 유기되는 유기 전압을 산출한다. 이 경우, 추정부(33)는, 예를 들면, 유기 전압과, 2상 전류 중 d축 전류에 기초하여, 로터(22)의 회전 위치 및 실회전 속도(Nr)를 추정한다.
추정부(33)는, 전류 센서(32)의 검출 결과를 정기적으로 취득하고 있고, 정기적으로 로터(22)의 회전 위치 및 실회전 속도(Nr)를 추정하고 있다. 이에 따라, 추정부(33)는, 로터(22)의 회전 위치 및 실회전 속도(Nr)의 변화에 추종하고 있다.
인버터 제어 장치(14)는 취득부(34)와 회전 제어부(35)를 구비하고 있다. 취득부(34)는, 외부로부터, 예를 들면 공조(ECU103)로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도(Nc)를 취득한다. 회전 제어부(35)는, 취득부(34)가 취득한 지령 회전 속도(Nc)에 기초하여 전동 모터(11)의 회전 제어를 행한다.
취득부(34)는, 예를 들면, 공조(ECU103)와 인버터 제어 장치(14)를 전기적으로 접속하기 위한 커넥터이다. 공조(ECU103)와 인버터 제어 장치(14)는, 취득부(34)를 통하여 전기적으로 접속됨으로써, 서로 정보의 교환이 가능해진다. 취득부(34)는, 지령 회전 속도(Nc)를 포함하는 각종 지령이 입력되는 입력부라고도 할 수 있다.
공조(ECU103)는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)의 운전 중, 지령 회전 속도(Nc)를 반복하여 송신하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 공조(ECU103)는, 지령 회전 속도(Nc)를 정기적 또는 부정기적으로 송신한다. 즉, 공조(ECU103)는, 차내 온도 또는 카 에어컨의 설정 온도와 같은 파라미터의 값에 따라서, 정기적으로 지령 회전 속도(Nc)를 송신하는 경우도 있고, 부정기적으로 지령 회전 속도(Nc)를 송신하는 경우도 있다. 이 때문에, 취득부(34)는, 지령 회전 속도(Nc)를 정기적 또는 부정기적으로 취득한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 지령 회전 속도(Nc)가 취득되는 간격인 지령 취득 간격(Tx)은, 일정하지 않고 변동될 수 있다.
회전 제어부(35)는, 취득부(34)와 전기적으로 접속되어 있다. 회전 제어부(35)는, 취득부(34)를 통하여 공조(ECU103)와 전기적으로 접속되어 있다. 취득부(34)에 의해 취득된 지령 회전 속도(Nc)는 회전 제어부(35)에 입력된다. 즉, 회전 제어부(35)는, 취득부(34)를 통하여 공조(ECU103)로부터의 각종 지령을 수신한다.
회전 제어부(35)는 통신 이상 기능(환언하면 통신 이상부)을 구비하고 있어도 좋다. 통신 이상 기능은, 미리 정해진 이상 판정 기간에 걸쳐 지령을 수신하지 않는 경우, 즉 취득부(34)에 의해 지령이 취득되지 않는 경우에는, 공조(ECU103)와의 통신에 이상이 있다고 판정한다.
이러한 구성에 있어서, 공조(ECU103)는, 지령 회전 속도(Nc)를 변경하지 않는 경우라도 지령 회전 속도(Nc)를 송신해도 좋다. 예를 들면, 공조(ECU103)는, 전회 지령 회전 속도(Nc)를 송신하고 나서 미리 정해진 기간(바람직하게는 이상 판정 기간보다도 짧은 기간)이 경과한 경우에는, 전회의 지령 회전 속도(Nc)와 동일값의 지령 회전 속도(Nc)를 송신하도록 구성해도 좋다. 이에 따라, 회전 제어부(35)에서 통신 이상으로 잘못하여 판정되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 공조(ECU103)는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)를 정지시키는 경우에는 정지 지령을 인버터 제어 장치(14)를 향하여 송신한다. 이 경우, 정지 지령은, 취득부(34)에 의해 취득되고, 회전 제어부(35)를 향하여 송신된다.
회전 제어부(35)는, 전압 센서(31)와 전기적으로 접속되어 있고, 입력 전압(Vin)을 취득 가능하게 되어 있다.
또한, 회전 제어부(35)는, 추정부(33)와 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 회전 제어부(35)는, 추정부(33)에 의해 추정된 로터(22)의 회전 위치 및 실회전 속도(Nr)를 취득 가능하게 되어 있다. 회전 제어부(35)는, 또한, 추정부(33)에 대하여 추정에 필요한 파라미터를 송신 가능하게 되어 있다.
회전 제어부(35)는, 인버터 회로(13)를 제어함으로써 전동 모터(11)를 제어한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 인버터 회로(13)의 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)를 PWM(pulse width modulation) 제어함으로써, 모터 전류를 제어하여, 전동 모터(11)(상세하게는 로터(22))를 회전시킨다.
회전 제어부(35)는, 미리 정해진 기동 조건이 성립된 것에 기초하여, 회전 제어 처리를 실행해도 좋다. 회전 제어 처리는, 전동 모터(11)를 기동시키는 처리와, 목표 가속도(αt)를 설정하는 처리와, 설정된 목표 가속도(αt)에 의한 가감 속이 행해지도록 인버터 회로(13)를 제어하는 처리를 포함한다. 목표 가속도(αt)는, 예를 들면, 취득부(34)에 의해 취득되는 지령 회전 속도(Nc)에 기초하여 설정된다.
회전 제어 처리의 개시 계기가 되는 기동 조건은, 예를 들면 전동 모터(11)가 정지하고 있는 것과, 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 것을 포함하면 좋다. 예를 들면, 기동 조건은, 전동 모터(11)가 정지하고 있는 사이에 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 것이라도 좋고, 공조(ECU103)가 지령 회전 속도(Nc)에 관한 정보를 포함하는 기동 지령을 송신하는 구성에 있어서는, 취득부(34)에 의해 기동 지령이 취득되는 것이라도 좋다.
회전 제어 처리를 실행하는 회전 제어부(35)의 구체적인 구조는 임의로 선택할 수 있다. 예를 들면, 회전 제어부(35)는, 회전 제어 처리의 프로그램 또는 필요한 정보가 기억된 메모리와, 상기 프로그램에 기초하여 회전 제어 처리를 실행하는 CPU를 갖는 구성이라도 좋다. 이 경우, 회전 제어부(35)는, 예를 들면 목표 가속도(αt)를 설정하는 처리를 실행하는 CPU와, 목표 가속도(αt)에 기초하여 스위칭 소자(Qu1∼Qw2)를 PWM 제어하는 PWM용 CPU를 포함해도 좋다.
회전 제어부(35)는, 회전 제어 처리에 따른 각종 처리를 실행하는 1 또는 복수의 하드웨어 회로를 가져도 좋고, 1 또는 복수의 하드웨어 회로와 소프트웨어 처리를 실행하는 CPU와의 조합이라도 좋다. 환언하면, 회전 제어부(35)는, 예를 들면 1개 이상의 전용의 하드웨어 회로 및, 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 1개 이상의 프로세서(제어 회로)의 적어도 한쪽에 의해 실현되는 처리 회로이면 좋다. 추정부(33)도 회전 제어부(35)와 마찬가지로, 1개 이상의 전용의 하드웨어 회로 및, 컴퓨터 프로그램(소프트웨어)에 따라 동작하는 1개 이상의 프로세서(제어 회로)의 적어도 한쪽에 의해 실현되는 처리 회로이면 좋다.
도 3을 이용하여 회전 제어 처리에 대해서 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S101에서, 전동 모터(11)가 기동 가속도(α0)로 가속하도록 인버터 회로(13)를 제어한다. 기동 가속도(α0)는, 회전 제어 처리의 개시 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)의 값에 따라서 변동하지 않는 고정값이다.
스텝 S101의 처리를 실행하기 위한 구체적인 구성의 일 예로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)에, 가속도가 기억되는 가속도 기억 영역(35a)을 형성해도 좋다. 회전 제어부(35)는, 가속도 기억 영역(35a)에 기억되어 있는 가속도로 전동 모터(11)를 가감속하도록 구성되어 있다. 즉, 가속도 기억 영역(35a)에 기억되어 있는 가속도는, 인버터 제어 장치(14)가 전동 모터(11)를 가감속시킬 때의 목표 가속도(αt)이고, 가속도 기억 영역(35a)은 목표 가속도(αt)가 기억되는 영역이다.
이러한 구성에 있어서, 회전 제어부(35)는, 스텝 S101에서는, 가속도 기억 영역(35a)에 기동 가속도(α0)를 설정하고, 전동 모터(11)가 가동 가속도(α0)로 가속하도록 인버터 회로(13)를 제어한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S101의 실행 후, 스텝 S102에서, 지령 회전 속도(Nc)의 갱신 처리를 실행한다. 상세하게는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)에는, 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)인 신지령 회전 속도(Nca)가 기억되는 신지령 기억 영역(35b)이 형성되어 있다. 회전 제어부(35)는, 회전 제어 처리의 개시 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)를 신지령 기억 영역(35b)에 기억시킨다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 계속되는 스텝 S103에서, 지령 회전 속도(Nc)가 취득되는 간격인 지령 취득 간격(Tx)의 카운트를 시작한다.
이미 설명한 바와 같이, 지령 회전 속도(Nc)가 취득되는 시점이 부정기가 되는 경우가 있다. 이 때문에, 회전 제어부(35)는, 금회의 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 시점부터 다음의 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 시점까지의 간격인 지령 취득 간격(Tx)의 계측을 개시한다. 지령 취득 간격(Tx)을 계측하기 위한 구체적인 구성은 임의로 설정할 수 있지만, 예를 들면 회전 제어부(35)는, 미리 정해진 주기로 타이머 카운터를 갱신하도록 해도 좋다.
그 후, 회전 제어부(35)는, 스텝 S104에서, 기동 가속도(α0)에 의한 가속이 개시되고 나서 미리 정해진 기동 기간(T0)이 경과할 때까지 대기한다. 기동 기간(T0)은, 회전 제어 처리의 개시 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)의 값에 따라서 변동하지 않는 고정값이다.
회전 제어부(35)는, 기동 기간(T0)의 경과 중에 지령 회전 속도(Nc)가 취득되었다고 해도, 지령 회전 속도(Nc)에 대응하는 처리를 실행하지 않는다. 즉, 회전 제어부(35)는, 전동 모터(11)가 기동하고 나서 기동 기간(T0)이 경과할 때까지는, 취득부(34)에 의한 지령 회전 속도(Nc)의 취득의 유무에 상관 없이, 기동 가속도(α0)에 의한 가속을 유지한다.
지령 회전 속도(Nc)의 하한값은 미리 정해져 있어도 좋다. 이 경우, 기동 가속도(α0) 및 기동 기간(T0)은, 기동 기간(T0) 경과 후의 실회전 속도(Nr)가 지령 회전 속도(Nc)의 하한값보다도 높아지지 않도록 설정되어 있어도 좋다.
회전 제어부(35)는, 기동 기간(T0)에 걸쳐 기동 가속도(α0)에 의한 가속이 행해진 후에는, 스텝 S105로 진행하여, 미리 정해진 초기 가속도(α1)에 의해 전동 모터(11)를 가속시킨다.
초기 가속도(α1)는, 예를 들면 기동 가속도(α0)보다도 작다. 이에 따라, 초기 가속도(α1)에 의한 가속 중에 있어서의 NV 특성은, 기동 가속도(α0)에 의한 가속 중보다도 향상한다. 초기 가속도(α1)의 구체적인 값은, 기동 가속도(α0)와 동일해도 좋고, 기동 가속도(α0)보다도 커도 좋다.
즉, 회전 제어부(35)는, 전동 모터(11)를 기동시키는 경우에는, 지령 회전 속도(Nc)에 관계 없이 미리 정해진 기동 가속도(α0)로 기동 기간(T0)에 걸쳐 전동 모터(11)를 기동시키고, 그 후는 초기 가속도(α1)로 전동 모터(11)를 가속시킨다.
그 후, 회전 제어부(35)는, 스텝 S106∼S108에서, 실회전 속도(Nr)가 현재 설정되어 있는 신지령 회전 속도(Nca)가 되도록 하기 위한 처리를 실행한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 스텝 S106에서, 추정부(33)에 의해 추정된 실회전 속도(Nr)를 취득하고, 실회전 속도(Nr)가 목표값인 신지령 회전 속도(Nca)와 일치하고 있는지 아닌지를 판정한다.
실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)와 일치하고 있지 않은 경우에는, 회전 제어부(35)는, 스텝 S107에서, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)에 근접하도록 목표 가속도(αt)로 가감속을 행하는 가감속 제어 처리를 실행한다. 목표 가속도(αt)란, 가속도 기억 영역(35a)에 기억되어 있는 가속도이고, 현재 설정되어 있는 가속도이기도 하다.
회전 제어부(35)는, 목표 가속도(αt)가 정(正)인 경우에는 전동 모터(11)를 가속시키는 한편, 목표 가속도(αt)가 부(負)인 경우에는 전동 모터(11)를 감속시킨다. 즉, 본 실시 형태의 목표 가속도(αt)는 정 또는 부의 값을 취할 수 있는 파라미터이다. 회전 제어부(35)는, 스텝 S107의 처리를 실행한 후에는 스텝 S109로 진행된다.
한편, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)와 일치하고 있는 경우에는, 회전 제어부(35)는, 스텝 S106을 긍정 판정하여, 스텝 S108로 진행된다. 회전 제어부(35)는, 스텝 S108에서, 전동 모터(11)가 현상의 회전 속도(즉 신지령 회전 속도(Nca))를 유지하도록 인버터 회로(13)를 제어하는 정속 제어 처리를 실행하여, 스텝 S109로 진행된다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 가속도 기억 영역(35a)의 목표 가속도(αt)에 「0」을 설정하고, 가속도 기억 영역(35a)에 「0」이 기억되어 있는 것에 기초하여, 전동 모터(11)의 정속 회전을 행한다.
회전 제어부(35)는, 스텝 S109에서는, 정지 지령을 수신했는지 아닌지를 판정한다. 즉, 회전 제어부(35)는, 취득부(34)에 의해 정지 지령이 취득되었는지 아는지를 판정한다. 회전 제어부(35)는, 정지 지령을 수신하고 있는 경우에는, 스텝 S110으로 진행되어, 전동 모터(11)를 정지시키는 정지 처리를 실행하여, 본회전 제어 처리를 종료한다. 정지 처리의 일 예로서는, 회전 제어부(35)는, 전동 모터(11)(각 상 코일(24u∼24w))로의 통전이 정지되도록 인버터 회로(13)를 제어하는 것이 고려된다.
회전 제어부(35)는, 정지 지령을 수신하고 있지 않은 경우, 즉 취득부(34)에 의해 정지 지령이 취득되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S111로 진행된다. 스텝 S111에서는, 회전 제어부(35)는, 새로운 지령 회전 속도(Nc)를 수신했는지 아닌지, 즉 취득부(34)에 의해 지령 회전 속도(Nc)가 취득되었는지 아닌지를 판정한다.
회전 제어부(35)는, 새로운 지령 회전 속도(Nc)를 수신하고 있지 않은 경우에는, 그대로 스텝 S106으로 되돌아오는 한편, 새로운 지령 회전 속도(Nc)를 수신하고 있는 경우에는, 스텝 S112에서 목표 가속도 설정 처리를 실행한다.
도 4를 이용하여 목표 가속도 설정 처리에 대해서 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 우선 스텝 S201에서, 지령 회전 속도(Nc)의 갱신 처리를 실행한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 금회 취득한 지령 회전 속도(Nc)를 신지령 회전 속도(Nca)로서 신지령 기억 영역(35b)에 기억시킨다. 즉, 이번 목표 가속도 설정 처리의 실행 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)가 신지령 회전 속도(Nca)로서 설정된다.
계속되는 스텝 S202에서는, 회전 제어부(35)는, 추정부(33)의 추정 결과에 기초하여 실회전 속도(Nr)를 취득한다.
그 후, 회전 제어부(35)는, 스텝 S203에서, 지령 취득 간격(Tx)을 취득한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 스텝 S103 또는 스텝 S211의 처리에 의해 카운트를 시작한 타이머 카운터의 카운트값에 기초하여, 스텝 S103 또는 스텝 S211의 처리가 행해지고 나서 현재까지의 기간을 카운트한다. 즉, 지령 취득 간격(Tx)이란, 전회의 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 시점부터 금회의 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 시점까지의 기간이라고도 할 수 있다.
예를 들면, 회전 제어 처리가 개시되고 나서 최초로 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우, 환언하면 최초로 목표 가속도 설정 처리가 행해진 경우, 지령 취득 간격(Tx)은, 스텝 S103의 처리로부터의 경과 기간이다.
한편, 회전 제어 처리가 개시되고 나서 2회째 이후에 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우, 환언하면 2회째 이후의 목표 가속도 설정 처리가 행해진 경우, 지령 취득 간격(Tx)은, 전회의 목표 가속도 설정 처리(상세하게는 스텝 S211의 처리)가 행해지고 나서, 금회의 목표 가속도 설정 처리(상세하게는 스텝 S203의 처리)가 행해질 때까지의 기간이다.
그리고, 회전 제어부(35)는, 스텝 S204에서는, 스텝 S202 및 스텝 S203의 취득 결과에 기초하여, 지령 가속도(αc)를 산출하는 산출 처리를 실행한다. 지령 가속도(αc)는, 목표 가속도(αt)로서 설정될 수 있는 가속도이고, 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)에 따라서 변동한다.
본 실시 형태의 지령 가속도(αc)는, 신지령 회전 속도(Nca)로부터 실회전 속도(Nr)를 뺀 차를 지령 취득 간격(Tx)으로 나눈 값이다(αc＝(Nca－Nr)/Tx).
이미 설명한 바와 같이, 공조(ECU103)는, 전회의 지령 회전 속도(Nc)와 동일값의 지령 회전 속도(Nc)를 새롭게 송신하는 경우가 있다. 이 때문에, 전회 취득된 지령 회전 속도(Nc)인 구지령 회전 속도(Ncb)와, 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)인 신지령 회전 속도(Nca)가 동일해지는 경우가 있다. 가령 실회전 속도(Nr)가 구지령 회전 속도(Ncb)와 일치하고 있고, 또한, 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)가 동일한 경우에는, 지령 가속도(αc)는 「0」이 된다.
또한, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)보다도 작은 경우에는, 지령 가속도(αc)는 정의 값이 되는 한편, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)보다도 큰 경우에는, 지령 가속도(αc)는 부의 값이 된다.
신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)의 관계에 착안하면, 지령 취득 간격(Tx)은, 구지령 회전 속도(Ncb)가 취득된 시점부터 신지령 회전 속도(Nca)가 취득된 시점까지의 기간이라고 할 수 있다.
계속되는 스텝 S205에서는, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 미리 정해진 상한 가속도(αmax) 이상인지 아닌지를 판정한다. 상한 가속도(αmax)는, 예를 들면 지장이 생기지 않는 범위 내에서 전동 모터(11)를 가속시킬 수 있는 가속도의 상한값이다. 상한 가속도(αmax)는, 예를 들면, 전동 모터(11)의 규격 또는 인버터 회로(13)의 사양에 따라서 정해진다.
회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 상한 가속도(αmax) 이상인 경우에는, 스텝 S206에서, 목표 가속도(αt)로서 상한 가속도(αmax)를 설정한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 가속도 기억 영역(35a)에 상한 가속도(αmax)를 설정하여, 스텝 S210으로 진행된다.
한편, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 상한 가속도(αmax) 미만인 경우에는, 스텝 S207로 진행되고, 지령 가속도(αc)가 미리 정해진 하한 가속도(αmin) 이하인지 아닌지를 판정한다.
하한 가속도(αmin)는, 예를 들면 지장이 생기지 않는 범위 내에서 전동 모터(11)를 감속시킬 수 있는 가속도의 하한값이다. 하한 가속도(αmin)는, 예를 들면 전동 모터(11)의 규격 또는 인버터 회로(13)의 사양에 따라서 정해진다. 본 실시 형태의 하한 가속도(αmin)는 부의 값이다.
또한, 지령 가속도(αc)가 하한 가속도(αmin) 이하인 경우란, 지령 가속도(αc)가 부의 값이고, 지령 가속도(αc)의 절대값이 하한 가속도(αmin)의 절대값보다도 큰 경우이다.
회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 하한 가속도(αmin) 이하인 경우에는, 스텝 S208에서, 목표 가속도(αt)로서 하한 가속도(αmin)를 설정한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 가속도 기억 영역(35a)에 하한 가속도(αmin)를 설정하여 스텝 S210으로 진행된다.
한편, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 하한 가속도(αmin)보다도 큰 경우에는, 스텝 S209에서, 목표 가속도(αt)로서 지령 가속도(αc)를 설정한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 가속도 기억 영역(35a)에 지령 가속도(αc)를 설정하여, 스텝 S210으로 진행된다.
스텝 S210에서는, 회전 제어부(35)는, 지령 취득 간격(Tx)의 카운트를 리셋한다. 그리고, 회전 제어부(35)는, 스텝 S211에서, 지령 취득 간격(Tx)의 카운트를 시작시켜, 본 목표 가속도 설정 처리를 종료한다. 이에 따라, 금회 취득한 지령 회전 속도(Nc)의 취득 시점부터 다음으로 취득되는 지령 회전 속도(Nc)의 취득 시점까지의 기간이 카운트된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S112의 목표 가속도 설정 처리를 실행 후에는 스텝 S106으로 되돌아온다. 이에 따라, 회전 제어부(35)는, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)와 상이한 경우에는, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)가 되도록 가속도 기억 영역(35a)에 기억되어 있는 목표 가속도(αt)로 전동 모터(11)를 가감속시킨다.
이러한 구성에 의하면, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 상한 가속도(αmax) 이상인 경우에는 상한 가속도(αmax)로 전동 모터(11)를 가속시키고, 지령 가속도(αc)가 하한 가속도(αmin) 이하인 경우에는 하한 가속도(αmin)로 전동 모터(11)를 감속시킨다. 그리고, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 하한 가속도(αmin)보다도 크고 또한 상한 가속도(αmax)보다도 작은 경우에는, 지령 가속도(αc)로 전동 모터(11)를 회전시킨다.
본 실시 형태에서는, 스텝 S103, S203, S211의 처리를 실행하는 회전 제어부(35)가 「카운트부」이고, 스텝 S106∼S108의 처리를 실행하는 회전 제어부(35)가 「구동 제어부」이다. 또한, 목표 가속도 설정 처리를 실행하는 회전 제어부(35)가 「가속도 설정부」이고, 스텝 S204의 처리를 실행하는 회전 제어부(35)가 「산출부」이다. 스텝 S101, S104의 처리를 실행하는 회전 제어부(35)가 「기동 제어부」이다.
다음으로 도 5를 이용하여 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 도 5는, 취득되는 지령 회전 속도(Nc)의 시간 변화와, 실회전 속도(Nr)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5에서는, 지령 회전 속도(Nc)의 시간 변화를 일점쇄선으로 나타내고, 실회전 속도(Nr)의 시간 변화를 실선으로 나타낸다. 도 5에서는 기동하여 가속하는 경우의 시간 변화를 나타내지만, 감속하는 경우의 변화도 동일하다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 우선 t0의 시점에서 최초의 지령 회전 속도(Nc)가 취득되었다고 한다. 이에 따라, 회전 제어 처리가 개시되어, 차량 탑재용 전동 압축기(10)가 기동한다. 상세하게는, 우선 기동 가속도(α0)로 전동 모터(11)가 가속한다. 또한, t0의 시점에서 취득한 지령 회전 속도(Nc)를 제1 지령 회전 속도(Nc1)로 한다.
t0의 시점으로부터 기동 기간(T0)이 경과한 t1의 시점에서, 가속도가 기동 가속도(α0)로부터 초기 가속도(α1)로 변경된다. 이에 따라, 전동 모터(11)는 초기 가속도(α1)로 가속한다. 또한, t1의 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)가 제1실 회전 속도(Nr1)인 경우, 제1실 회전 속도(Nr1)는 제1 지령 회전 속도(Nc1)보다도 작아져 있다.
그 후, t2의 시점에서 제2 지령 회전 속도(Nc2)가 취득된 경우, 제1 지령 가속도(αc1)가 산출되고, 제1 지령 가속도(αc1)로 전동 모터(11)가 가속한다. t0의 시점에서 t2의 시점까지가 제1 지령 취득 간격(Tx1)이고, t2의 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)가 제2 실회전 속도(Nr2)이다. 이 경우, 제1 지령 가속도(αc1)는, 제2 지령 회전 속도(Nc2)로부터 제2 실회전 속도(Nr2)를 뺀 차를 제1 지령 취득 간격(Tx1)으로 나눈 값이다.
계속되는 t3의 시점에서, 제2 지령 회전 속도(Nc2)와 동일한 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 취득된 경우, 제2 지령 가속도(αc2)가 산출되고, 당해 제2 지령 가속도(αc2)로 전동 모터(11)가 가속한다.
이 경우, t2의 시점에서 t3의 시점까지가 제2 지령 취득 간격(Tx2)이고, t3의 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)가 제3 실회전 속도(Nr3)이다. 제2 지령 가속도(αc2)는, 제3 지령 회전 속도(Nc3)로부터 제3 실회전 속도(Nr3)를 뺀 차를 제2 지령 취득 간격(Tx2)으로 나눈 값이다.
본 실시 형태와 같이, 지령 회전 속도(Nc)를 취득한 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)와 지령 취득 간격(Tx)에 기초하여 지령 가속도(αc)를 산출하는 경우, 제2 지령 회전 속도(Nc2)와 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 동일해도, 제1 지령 가속도(αc1)와 제2 지령 가속도(αc2)는 상이한 값이 될 수 있다. 구체적으로는, 제3 실회전 속도(Nr3)가 제2 실회전 속도(Nr2)보다도 지령 회전 속도(Nc)에 근접하고 있기 때문에, 제2 지령 가속도(αc2)는 제1 지령 가속도(αc1)보다도 작아진다. 이에 따라, 실회전 속도(Nr)는 완만하게 지령 회전 속도(Nc)에 근접하게 된다.
t4의 시점에서, 제3 지령 회전 속도(Nc3)보다도 큰 제4 지령 회전 속도(Nc4)가 취득된 경우, 제3 지령 가속도(αc3)가 산출되고, 당해 제 3 지령 가속도(αc3)로 전동 모터(11)가 가속한다.
이 경우, t3의 시점에서 t4의 시점까지가 제3 지령 취득 간격(Tx3)이고, t4의 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)가 제4 실회전 속도(Nr4)이다. 제3 지령 가속도(αc3)는, 제4 지령 회전 속도(Nc4)로부터 제4 실회전 속도(Nr4)를 뺀 차를 제3 지령 취득 간격(Tx3)으로 나눈 값이다.
계속되는 t5의 시점에서, 제4 지령 회전 속도(Nc4)보다도 큰 제5 지령 회전 속도(Nc5)가 취득된 경우, 제4 지령 가속도(αc4)가 산출되고, 당해 제4 지령 가속도(αc4)로 전동 모터(11)가 가속한다.
이 경우, t4의 시점에서 t5의 시점까지가 제4 지령 취득 간격(Tx4)이고, t5의 시점에 있어서의 실회전 속도(Nr)가 제5 실회전 속도(Nr5)이다. 제4 지령 가속도(αc4)는, 제5 지령 회전 속도(Nc5)로부터 제5 실회전 속도(Nr5)를 뺀 차를 제4 지령 취득 간격(Tx4)으로 나눈 값이다.
그 후, t5의 시점에서 제1 가속 기간(T1)이 경과한 t6의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제5 지령 회전 속도(Nc5)와 일치하고, 그 후 정속 회전이 행해진다.
상기와 같이, 지령 취득 간격(Tx)과 지령 회전 속도(Nc)에 기초하여 산출된 지령 가속도(αc)로 전동 모터(11)의 가속이 행해짐으로써, 지령 취득 간격(Tx)마다에 있어서, 단위 시간당의 지령 회전 속도(Nc)의 변화율과 실회전 속도(Nr)의 변화율이 근접하고 있다.
이상 상술한 본 실시 형태에 의하면 이하의 효과를 가져온다.
(1-1) 인버터 제어 장치(14)는, 차량 탑재용 유체 기계의 일 예인 차량 탑재용 전동 압축기(10)에 형성된 전동 모터(11)를 구동시키는 인버터 회로(13)의 제어에 이용된다. 인버터 제어 장치(14)는, 외부(예를 들면, 공조(ECU103))로부터 반복 송신되는 지령 회전 속도(Nc)를 취득하는 취득부(34)와, 전동 모터(11)의 회전 제어를 행하는 회전 제어부(35)를 구비하고 있다. 회전 제어부(35)는, 지령 취득 간격(Tx)을 카운트하는 처리와, 취득부(34)에 의해 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 것에 기초하여, 전동 모터(11)의 목표 가속도(αt)를 설정하는 목표 가속도 설정 처리와, 목표 가속도(αt)로 전동 모터(11)가 회전하도록 인버터 회로(13)를 제어하는 처리를 행하도록 구성되어 있다. 회전 제어부(35)는, 목표 가속도 설정 처리에 있어서, 지령 취득 간격(Tx)과 신지령 회전 속도(Nca)에 기초하여 지령 가속도(αc)를 산출하는 산출 처리를 행하도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 지령 취득 간격(Tx)을 카운트함으로써, 외부로부터 송신되는 지령 회전 속도(Nc)의 송신 주기가 부정기라도 지령 취득 간격(Tx)을 취득할 수 있다. 그리고, 카운트된 지령 취득 간격(Tx)과 신지령 회전 속도(Nca)에 기초하여 지령 가속도(αc)를 산출함으로써, 지령 취득 간격(Tx)이 변동하는 경우라도, 실회전 속도(Nr)의 변화율을 지령 회전 속도(Nc)의 변화율에 근접시킬 수 있다. 이에 따라, 지령 회전 속도(Nc)의 변화에 대한 전동 모터(11)의 실회전 속도(Nr)의 변화의 추종성을 향상시켜, NV 특성의 향상을 도모할 수 있다.
(1-2) 인버터 제어 장치(14)는, 전동 모터(11)의 실제의 회전 속도인 실회전 속도(Nr)를 취득하는 추정부(33)를 구비하고 있다. 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)로서, 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차를 지령 취득 간격(Tx)으로 나눈 값을 산출한다.
지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 실회전 속도(Nr)와 신지령 회전 속도(Nca)의 차가 채용되고 있다. 그 때문에, 실회전 속도(Nr)의 변화율을 지령 회전 속도(Nc)의 변화율에 근접시키면서, 비교적 조기에 실회전 속도(Nr)를 지령 회전 속도(Nc)에 근접시킬 수 있다.
상술하면, 예를 들면 구지령 회전 속도(Ncb)가 실회전 속도(Nr)보다도 작은 상황하에서 구지령 회전 속도(Ncb)보다도 큰 신지령 회전 속도(Nca)가 취득된 경우, 실회전 속도(Nr)와 신지령 회전 속도(Nca)의 차에 기초하여 산출하는 쪽이, 구지령 회전 속도(Ncb)와 신지령 회전 속도(Nca)의 차에 기초하여 산출하는 경우보다도, 지령 가속도(αc)가 커진다. 이에 따라, 조기에 실회전 속도(Nr)를 신지령 회전 속도(Nca)에 근접시킬 수 있다.
(1-3) 또한, 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차를 채용함으로써, 구지령 회전 속도(Ncb)와 동일값의 신지령 회전 속도(Nca)가 취득되는 경우에도 적합하게 대응할 수 있다.
가령, 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)의 차가 채용되는 경우, 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)가 동일하면, 지령 가속도(αc)가 「0」이 된다. 이 때문에, 전동 모터(11)는 정속 회전을 행한다. 따라서, 가령 신지령 회전 속도(Nca)가 취득된 시점에 있어서 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)가 상이한 경우, 실회전 속도(Nr)가 신지령 회전 속도(Nca)에 근접하지 않는다는 문제가 생길 수 있다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차가 채용되고 있다. 그 때문에, 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)가 동일한 경우라도 상기 문제가 생기지 않는다.
오히려, 도 5에 나타내는 바와 같이, t3의 시점이 t2의 시점보다도, 실회전 속도(Nr)가 지령 회전 속도(Nc)에 근접하고 있기 때문에, 제3 지령 가속도(αc3)가 제2 지령 가속도(αc2)보다도 작아지고, 실회전 속도(Nr)가 완만하게 지령 회전 속도(Nc)에 근접한다. 이에 따라, NV 특성의 향상을 도모할 수 있다.
(1-4) 회전 제어부(35)는, 산출된 지령 회전 속도(Nc)가 미리 정해진 상한 가속도(αmax) 이상인 경우에는, 목표 가속도(αt)로서 상한 가속도(αmax)를 설정한다.
이러한 구성에 의하면, 실회전 속도(Nr)와 신지령 회전 속도(Nca)의 차가 크거나, 지령 취득 간격(Tx)이 작거나 하는 것에 기인하여, 지령 가속도(αc)가 과도하게 커지는 경우에는, 전동 모터(11)는 상한 가속도(αmax)로 가속한다. 이에 따라, 전동 모터(11)에 과도한 부담이 부여되는 것을 억제할 수 있다.
(1-5) 회전 제어부(35)는, 산출된 지령 회전 속도(Nc)가 미리 정해진 하한 가속도(αmin) 이하인 경우에는, 목표 가속도(αt)로서 하한 가속도(αmin)를 설정한다.
이러한 구성에 의하면, 실회전 속도(Nr)와 신지령 회전 속도(Nca)의 차가 크거나, 지령 취득 간격(Tx)이 작거나 하는 것에 기인하여, 지령 가속도(αc)가 과도하게 작아지는 경우에는, 전동 모터(11)는 하한 가속도(αmin)로 감속한다. 이에 따라, 전동 모터(11)에 과도한 부담이 부여되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 지령 가속도(αc)가 과도하게 작아지는 경우란, 예를 들면 지령 취득 간격(Tx)이 과도하게 짧은 상황하에 있어서 실회전 속도(Nr)에 대하여 신지령 회전 속도(Nca)가 과도하게 작은 경우가 생각된다.
(1-6) 회전 제어부(35)는, 전동 모터(11)가 기동하고 나서 미리 정해진 기동 기간(T0)이 경과할 때까지는, 취득부(34)에 의한 지령 회전 속도(Nc)의 취득의 유무에 관계 없이, 미리 정해진 기동 가속도(α0)로 전동 모터(11)를 가속시킨다.
전동 모터(11)의 기동 시는 동작이 불안정해지기 되기 쉽다. 이 때문에, 기동 기간(T0) 중에 지령 가속도(αc)에 의한 전동 모터(11)의 가속이 행해지면, 전동 모터(11)의 기립이 불안정해져 기동이 실패하는 문제가 우려된다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 기동 기간(T0) 중에 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우라도, 지령 가속도(αc)에 의한 가속은 행해지지 않고, 기동 가속도(α0)에 의한 가속이 행해진다. 이에 따라, 기립이 불안정해지는 것을 억제할 수 있고, 전동 모터(11)를 안정적으로 기동시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 지령 가속도(αc)의 산출 태양 등이 제1 실시 형태와 상이하다. 그 상이한 점에 대해서 이하에 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 회전 제어부(35)에는, 신지령 기억 영역(35b)과, 전회 취득된 지령 회전 속도(Nc)인 구지령 회전 속도(Ncb)가 기억되는 구지령 기억 영역(35c)이 형성되어 있다. 이에 따라, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)의 산출 시에 있어서, 구지령 회전 속도(Ncb)와 신지령 회전 속도(Nca)의 쌍방을 참조할 수 있다.
다음으로 도 7을 이용하여 본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리에 대해서 설명한다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S301에서, 지령 회전 속도(Nc)의 갱신 처리를 실행한다.
본 실시 형태에서는, 회전 제어부(35)는, 현재 신지령 기억 영역(35b)에 기억되어 있는 지령 회전 속도(Nc)를 구지령 회전 속도(Ncb)로서 구지령 기억 영역(35c)에 기억시킨다. 그리고, 회전 제어부(35)는, 금회 취득한 새로운 지령 회전 속도(Nc)를 신지령 회전 속도(Nca)로서 신지령 기억 영역(35b)에 기억시킨다. 즉, 금회의 목표 가속도 설정 처리의 실행 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)가 신지령 회전 속도(Nca)로서 설정되고, 그때까지 설정되어 있었던 지령 회전 속도(Nc)가 구지령 회전 속도(Ncb)로서 설정된다.
그리고, 회전 제어부(35)는, 스텝 S203의 처리의 실행 후, 스텝 S302에서, 양 지령 기억 영역(35b, 35c)에 기억되어 있는 정보와 스텝 S203의 취득 결과에 기초하여 목표 가속도(αt)로서 설정되는 지령 가속도(αc)를 산출한다. 지령 가속도(αc)는, 신지령 회전 속도(Nca)로부터 구지령 회전 속도(Ncb)를 뺀 차를 지령 취득 간격(Tx)으로 나눈 값이다(αc＝(Nca―Ncb)/Tx).
그 후, 회전 제어부(35)는, 스텝 S303에서, 지령 가속도(αc)가 「0」인지 아닌지를 판정한다. 지령 가속도(αc)가 「0」이 되는 경우란, 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)가 동일한 경우이다.
회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 「0」이 아닌 경우에는, 스텝 S205로 진행되는 한편, 지령 가속도(αc)가 「0」인 경우에는, 스텝 S304로 진행되고, 현재 설정되어 있는 목표 가속도(αt)를 유지하는 가속도 계속 처리를 실행하여, 스텝 S210으로 진행된다.
즉, 가령 지령 가속도(αc)로서 「0」이 산출된 경우, 회전 제어부(35)는, 목표 가속도(αt)로서, 지령 가속도(αc)의 「0」을 설정하는 것이 아니라, 현재 설정되어 있는 값을 유지한다.
또한, 스텝 S205∼S211의 처리는, 제1 실시 형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
다음으로 도 8을 이용하여 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, t0의 시점에서 t2의 시점까지의 실회전 속도(Nr)의 변화는 제1 실시 형태와 동일하다.
t2의 시점에서 제2 지령 회전 속도(Nc2)가 취득되면, 제1 지령 가속도(αc1)가 산출되고, 당해 제1 지령 가속도(αc1)로 전동 모터(11)가 가속한다. 제1 지령 가속도(αc1)는, 제2 지령 회전 속도(Nc2)로부터 제1 지령 회전 속도(Nc1)를 뺀 차를 제1 지령 취득 간격(Tx1)으로 나눈 값이다. 이에 따라, 제1 지령 취득 간격(Tx1)에 있어서의 단위 시간당의 지령 회전 속도(Nc)의 변화율과, 실회전 속도(Nr)의 변화율이 일치한다.
그 후, t3의 시점에서, 제2 지령 회전 속도(Nc2)와 동일한 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 취득되었다고 한다. 이 경우, 구지령 회전 속도(Ncb)인 제2 지령 회전 속도(Nc2)와, 신지령 회전 속도(Nca)인 제3 지령 회전 속도(Nc3)에 기초하여 산출되는 제2 지령 가속도(αc2)는 「0」이 되기 때문에, 현재 설정되어 있는 제1 지령 가속도(αc1)에 의한 가속이 계속된다. 이에 따라, 제3 실회전 속도(Nr3)와 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 상이함에도 불구하고 정속 회전이 행해지는 사태가 회피된다.
계속되는 t31의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제3 지령 회전 속도(Nc3)에 도달하여, 정속 회전이 행해진다.
그 후, t4의 시점에서 제4 지령 회전 속도(Nc4)가 취득되면, 제3 지령 가속도(αc3)가 산출되고, 당해 제3 지령 가속도(αc3)로 전동 모터(11)가 가속한다. 제3 지령 가속도(αc3)는, 제4 지령 회전 속도(Nc4)로부터 제3 지령 회전 속도(Nc3)를 뺀 차를 제3 지령 취득 간격(Tx3)으로 나눈 값이다.
계속되는 t5의 시점에서 제5 지령 회전 속도(Nc5)가 취득되면, 제4 지령 가속도(αc4)가 산출되고, 당해 제4 지령 가속도(αc4)로 전동 모터(11)가 가속한다. 제4 지령 가속도(αc4)는, 제5 지령 회전 속도(Nc5)로부터 제4 지령 회전 속도(Nc4)를 뺀 차를 제4 지령 취득 간격(Tx4)으로 나눈 값이다.
그리고, t5의 시점으로부터 제2 가속 기간(T2)이 경과한 t7의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제5 지령 회전 속도(Nc5)에 도달하여, 전동 모터(11)의 정속 회전이 행해진다.
여기에서, 제5 지령 회전 속도(Nc5)와 제4 지령 회전 속도(Nc4)의 차는, 제5 지령 회전 속도(Nc5)와 제5 실회전 속도(Nr5)의 차보다도 작다. 그 때문에, 제2 실시 형태의 제4 지령 가속도(αc4)는, 제1 실시 형태의 제4 지령 가속도(αc4)보다도 작아진다. 또한, 제2 가속 기간(T2)은, 제1 가속 기간(T1)보다도 길어지기 쉽다. 환언하면, 제2 실시 형태보다도 제1 실시 형태의 쪽이, 조기에 실회전 속도(Nr)가 제5 지령 회전 속도(Nc5)에 도달한다.
이상 상술한 본 실시 형태에 의하면, (1-2), (1-3)의 효과 대신에, 이하의 효과를 가져온다.
(2-1) 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)로서, 신지령 회전 속도(Nca)와 구지령 회전 속도(Ncb)의 차를 지령 취득 간격(Tx)으로 나눈 값을 산출한다.
이러한 구성에 의하면, 지령 취득 간격(Tx)마다에 있어서의 단위 시간당의 지령 회전 속도(Nc)의 변화율과 실회전 속도(Nr)의 변화율을 동일하게 근접시킬 수 있다.
(2-2) 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차가 채용되어 있는 비교예에서는, 실회전 속도(Nr)와 구지령 회전 속도(Ncb)가 상이한 경우, 공조(ECU103)가 의도하지 않는 급가속 또는 급감속이 행해져, NV 특성이 악화되는 문제가 우려된다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서, 실회전 속도(Nr)가 아니라 구지령 회전 속도(Ncb)가 채용되어 있기 때문에, 급가속 또는 급감속이 억제된다. 이에 따라, 실회전 속도(Nr)와 지령 회전 속도(Nc)가 일치하고 있지 않은 것에 기인하는 급가속 또는 급감속을 억제할 수 있다.
(2-3) 또한, 본 실시 형태에 의하면, 실회전 속도(Nr)를 이용하여 지령 가속도(αc)를 산출하는 경우보다도 지령 가속도(αc)는 완만한 값이 되기 쉽기 때문에, 가감속 기간이 길어지기 쉽다. 이 때문에, 순차 지령 회전 속도(Nc)가 변경되는 가속 또는 감속 단계에 있어서 정속이 되기 어렵기 때문에, NV 특성의 악화를 억제할 수 있다.
상술하면, 전동 모터(11)의 음색은, 정속 상태와 가감속 상태에서 상이하다. 이 때문에, 정속 상태와 가감속 상태가 번갈아 전환되면, 전동 모터(11)의 음색이 번갈아 전환되어, 소음이라고 인식되기 쉽다.
이 점, 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 비교하여 가감속 기간이 길어지기 쉽기 때문에, 가감속 중에 새로운 지령 회전 속도(Nc)가 취득되기 쉽다. 이에 따라, 순차 지령 회전 속도(Nc)가 변경되는 가속 또는 감속 단계에 있어서 정속 상태와 가감속 상태가 번갈아 전환되는 사태를 억제할 수 있다. 따라서, 정속 상태와 가감속 상태로 번갈아 전환되는 것에 기인하는 NV 특성의 악화를 억제할 수 있다.
(2-4) 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)가 「0」인 경우에는, 목표 가속도(αt)로서, 현재 설정되어 있는 값을 유지한다.
이러한 구성에 의하면, 금회 취득된 신지령 회전 속도(Nca)가 전회 취득한 구지령 회전 속도(Ncb)와 동일한 경우에는, 현재 설정되어 있는 목표 가속도(αt)가 유지된다. 이에 따라, 구지령 회전 속도(Ncb)와 동일한 신지령 회전 속도(Nca)가 취득되는 것에 기인하여, 실회전 속도(Nr)가 지령 회전 속도(Nc)에 도달하고 있지 않음에도 불구하고 정속 회전이 행해진다는 문제를 억제할 수 있다.
또한, 회전 제어부(35)는, 실회전 속도(Nr)가 지령 회전 속도(Nc)와 일치하고 있는 경우에는, 가속도 기억 영역(35a)의 목표 가속도(αt)에 「0」을 설정하고, 정속 회전을 행하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 가령 이미 정속 회전 중인 경우에 구지령 회전 속도(Ncb)와 동일한 신지령 회전 속도(Nca)가 취득된 경우에는, 정속 회전을 유지하게 된다.
(제3 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 지령 가속도(αc)의 산출 태양이 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 상이하다. 그 상이한 점에 대해서 이하에 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 회전 제어부(35)는, 스텝 S102의 실행 후에는 스텝 S401에서 지령 변경 간격(Ty)을 카운트하여, 스텝 S104로 진행된다.
지령 변경 간격(Ty)이란, 전회 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 시점부터 금회 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 시점까지의 기간이다. 스텝 S401에서는, 회전 제어부(35)는, 지령 변경 간격(Ty)을 카운트하는 타이머 카운터의 카운트를 시작시키고, 다음으로 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 행해질 때까지의 기간을 계측한다. 또한, 지령 변경 간격(Ty)을 카운트하기 위한 구체적인 구성은 임의로 설정할 수 있다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S111을 긍정 판정한 경우에는, 스텝 S402로 진행되어, 지령 회전 속도(Nc)가 변경되었는지 아닌지를 판정한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 현재 설정되어 있는 지령 회전 속도(Nc)와, 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)가 일치하고 있는지 아닌지를 판정한다.
회전 제어부(35)는, 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 없는 경우, 즉 현재 설정되어 있는 지령 회전 속도(Nc)와 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)가 동일한 경우에는, 목표 가속도 설정 처리를 실행하는 일 없이, 스텝 S106으로 되돌아온다. 이에 따라, 현재 설정되어 있는 목표 가속도(αt)에 의한 가감속 회전 또는 정속 회전이 계속된다.
한편, 회전 제어부(35)는, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 경우, 즉 현재 설정되어 있는 지령 회전 속도(Nc)와 금회 취득된 지령 회전 속도(Nc)가 상이한 경우에는, 스텝 S403에서 목표 가속도 설정 처리를 실행하여 스텝 S106으로 되돌아온다.
즉, 본 실시 형태의 회전 제어부(35)는, 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 것이 아니라, 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 행해진 것에 기초하여, 목표 가속도(αt)의 설정을 행하도록 구성되어 있다.
도 10을 이용하여 본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리에 대해서 설명한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리에서는, 회전 제어부(35)는, 우선 스텝 S201에서, 지령 회전 속도(Nc)의 갱신을 행한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 금회 취득한 지령 회전 속도(Nc)를 신지령 회전 속도(Nca)로서 신지령 기억 영역(35b)에 기억시킨다.
이미 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리는, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 것에 기초하여 실행된다. 이 때문에, 상기 지령 회전 속도(Nc)의 갱신은, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 경우에 실행된다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서, 신지령 기억 영역(35b)에 기억되는 신지령 회전 속도(Nca)는, 변경된 지령 회전 속도(Nc)에 대응한다. 환언하면, 본 실시 형태의 신지령 기억 영역(35b)은, 변경된 지령 회전 속도(Nc)가 기억되는 영역이다.
회전 제어부(35)는, 스텝 S202의 실행 후, 스텝 S501에서, 지령 변경 간격(Ty)을 취득한다. 상세하게는, 회전 제어부(35)는, 스텝 S401 또는 스텝 S504의 처리에 의해 카운트를 시작한 타이머 카운터의 카운트값에 기초하여, 스텝 S401 또는 스텝 S504의 처리가 행해지고 나서 현재까지의 기간을 카운트한다.
예를 들면, 회전 제어 처리가 개시되고 나서, 당해 회전 제어 처리의 실행 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)와는 상이한 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우, 환언하면 최초로 목표 가속도 설정 처리가 행해진 경우, 지령 변경 간격(Ty)은, 스텝 S401의 처리로부터의 경과 기간이다.
한편, 회전 제어 처리가 개시되고 나서 2회째 이후의 목표 가속도 설정 처리가 행해진 경우, 지령 변경 간격(Ty)은, 전회의 목표 가속도 설정 처리(상세하게는 스텝 S504의 처리)가 행해지고 나서, 금회의 목표 가속도 설정 처리(상세하게는 스텝 S501의 처리)가 행해질 때까지의 기간이다.
그 후, 회전 제어부(35)는, 스텝 S502에서, 목표 가속도(αt)로서 설정되는 지령 가속도(αc)를 산출한다. 본 실시 형태의 회전 제어부(35)는, 지령 변경 간격(Ty)과, 금회 변경된 지령 회전 속도(Nc)인 신지령 회전 속도(Nca)에 기초하여 지령 가속도(αc)를 산출한다. 상세하게는, 지령 가속도(αc)는, 신지령 회전 속도(Nca)로부터 실회전 속도(Nr)를 뺀 차를 지령 변경 간격(Ty)으로 나눈 값이다(αc＝(Nca―Nr)/Ty).
회전 제어부(35)는, 스텝 S206, S208, 또는 S209의 처리를 실행 후, 스텝 S503에서, 지령 변경 간격(Ty)의 카운트를 리셋하고, 스텝 S504로 진행된다. 스텝 S504에서는, 회전 제어부(35)는, 지령 변경 간격(Ty)의 카운트를 시작한다. 이에 따라, 금회 지령 회전 속도(Nc)가 변경되고 나서 다음으로 지령 회전 속도(Nc)가 변경될 때까지의 기간이 카운트된다.
다음으로 도 11을 이용하여 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 도 11은, 취득되는 지령 회전 속도(Nc)의 시간 변화와, 실회전 속도(Nr)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 도 11에서는, 지령 회전 속도(Nc)의 시간 변화를 일점쇄선으로 나타내고, 실회전 속도(Nr)의 시간 변화를 실선으로 나타낸다. 또한, 도 11에서는 기동하여 가속하는 경우의 시간 변화를 나타내지만, 감속하는 경우의 변화에 대해서도 동일하다.
도 11에 나타내는 바와 같이, t0의 시점에서 t2의 시점까지의 실회전 속도(Nr)의 변화는 제1 실시 형태와 동일하다.
t2의 시점에서, 제1 지령 회전 속도(Nc1)와는 상이한 제2 지령 회전 속도(Nc2)가 취득되면, 제1 지령 가속도(αc1)가 산출되고, 당해 제1 지령 가속도(αc1)로 전동 모터(11)가 가속한다. 제1 지령 가속도(αc1)는, 제2 지령 회전 속도(Nc2)로부터 제1 실회전 속도(Nr1)를 뺀 차를 제1 지령 변경 간격(Ty1)으로 나눈 값이다. 제1 지령 변경 간격(Ty1)은, t0의 시점에서 t2의 시점까지의 기간이다.
그 후, t3의 시점에서, 제2 지령 회전 속도(Nc2)와 동일한 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 취득되었다고 한다. 이 경우, 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 행해지고 있지 않기 때문에, 새로운 목표 가속도(αt)의 설정은 행해지지 않는다. 이 때문에, 현재 설정되어 있는 지령 가속도(αc)인 제1 지령 가속도(αc1)에 의한 가속이 계속된다.
계속되는 t32의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제2 지령 회전 속도(Nc2)(제3 지령 회전 속도(Nc3))에 도달하여, 정속 회전이 행해진다.
그 후, t4의 시점에서 제2 지령 회전 속도(Nc2)와는 상이한 제4 지령 회전 속도(Nc4)가 취득되면, 제3 지령 가속도(αc3)가 산출되고, 당해 제3 지령 가속도(αc3)로 전동 모터(11)가 가속한다.
여기에서, t2의 시점에서 t4의 시점까지의 기간을 제2 지령 변경 간격(Ty2)으로 하면, 제3 지령 회전 속도(Nc3)는, 제4 지령 회전 속도(Nc4)로부터 제4 실회전 속도(Nr4)를 뺀 차를 제2 지령 변경 간격(Ty2)으로 나눈 값이다.
계속되는 t5의 시점에서, 제4 지령 회전 속도(Nc4)와는 상이한 제5 지령 회전 속도(Nc5)가 취득되면, 제4 지령 가속도(αc4)가 산출되고, 당해 제4 지령 가속도(αc4)로 전동 모터(11)가 가속한다.
여기에서, t4의 시점에서 t5의 시점까지의 기간을 제3 지령 변경 간격(Ty3)으로 하면, 제4 지령 가속도(αc4)는, 제5 지령 회전 속도(Nc5)로부터 제5 실회전 속도(Nr5)를 뺀 차를 제3 지령 변경 간격(Ty3)으로 나눈 값이다.
그 후, t5의 시점으로부터 제3 가속 기간(T3)이 경과한 t8의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제5 지령 회전 속도(Nc5)에 도달하여, 전동 모터(11)의 정속 회전이 행해진다.
이상 상술한 본 실시 형태에 의하면, 이하의 효과를 가져온다.
(3-1) 인버터 제어 장치(14)는, 차량 탑재용 유체 기계의 일 예인 차량 탑재용 전동 압축기(10)에 형성된 전동 모터(11)를 구동시키는 인버터 회로(13)의 제어에 이용된다. 인버터 제어 장치(14)는, 외부(본 실시 형태에서는 공조(ECU103))로부터 반복 송신되는 지령 회전 속도(Nc)를 취득하는 취득부(34)와, 전동 모터(11)의 회전 제어를 행하는 회전 제어부(35)를 구비하고 있다.
회전 제어부(35)는, 전회 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 시점부터 금회 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 시점까지의 기간인 지령 변경 간격(Ty)을 카운트하는 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 회전 제어부(35)는, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 것에 기초하여, 전동 모터(11)의 목표 가속도(αt)를 설정하는 목표 가속도 설정 처리와, 목표 가속도(αt)로 전동 모터(11)가 회전하도록 인버터 회로(13)를 제어하는 처리를 행하도록 구성되어 있다. 회전 제어부(35)는, 목표 가속도 설정 처리에 있어서, 지령 변경 간격(Ty)과 금회 변경된 신지령 회전 속도(Nca)에 기초하여, 목표 가속도(αt)인 지령 가속도(αc)를 산출하는 산출 처리를 행하도록 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 지령 변경 간격(Ty)을 카운트함으로써, 외부로부터 송신되는 지령 회전 속도(Nc)의 송신 주기가 부정기라도 지령 변경 간격(Ty)을 취득할 수 있다. 그리고, 카운트된 지령 변경 간격(Ty)과 신지령 회전 속도(Nca)에 기초하여 지령 가속도(αc)가 산출되기 때문에, 지령 변경 간격(Ty)이 변동하는 경우라도, 실회전 속도(Nr)의 변화율을 지령 회전 속도(Nc)의 변화율에 근접시킬 수 있다. 이에 따라, 지령 회전 속도(Nc)의 변화에 대한 전동 모터(11)의 실회전 속도(Nr)의 변화의 추종성을 향상시켜, NV 특성의 향상을 도모할 수 있다.
(3-2) 특히, 본 실시 형태에서는, 지령 회전 속도(Nc)를 취득하는 것이 아니라, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 것에 기초하여 목표 가속도(αt)가 설정된다. 그 때문에, 동일한 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우라도 목표 가속도(αt)가 변경되지 않는다. 이에 따라, 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 없음에도 불구하고 전동 모터(11)의 가속도가 변경되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 가속도가 변화하는 것에 기인하는 NV 특성의 악화의 억제와, 지령 회전 속도(Nc)의 변화와 전동 모터(11)의 가속도의 변화의 연동성의 향상을 도모할 수 있다.
(3-3) 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)로서, 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차를 지령 변경 간격(Ty)으로 나눈 값을 산출한다.
이러한 구성에 의하면, 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서 신지령 회전 속도(Nca)와 실회전 속도(Nr)의 차가 채용되어 있기 때문에, (1-2)와 마찬가지로, 실회전 속도(Nr)의 변화율을 지령 회전 속도(Nc)의 변화율에 근접시키면서, 비교적 조기에 실회전 속도(Nr)를 지령 회전 속도(Nc)에 근접시킬 수 있다.
(제4 실시 형태)
본 실시 형태에서는, 지령 가속도(αc)의 산출 태양 등이 제3 실시 형태와 상이하다. 그 상이한 점에 대해서 이하에 설명한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 회전 제어부(35)에는, 금회 변경된 지령 회전 속도(Nc)가 기억되는 신지령 기억 영역(35b)과, 변경 전의 지령 회전 속도(Nc)인 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)가 기억되는 변경 전 지령 기억 영역(35d)이 형성되어 있다. 이에 따라, 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)를 산출할 때에 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)와 신지령 회전 속도(Nca)의 쌍방을 참조할 수 있다.
다음으로 도 13을 이용하여 본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리에 대해서 설명한다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 회전 제어부(35)는, 스텝 S601에서, 지령 회전 속도(Nc)의 갱신 처리를 실행하여, 스텝 S501로 진행된다.
본 실시 형태에서는, 회전 제어부(35)는, 현재 신지령 기억 영역(35b)에 기억되어 있는 지령 회전 속도(Nc)를 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)로서 변경 전 지령 기억 영역(35d)에 기억시킨다. 그리고, 회전 제어부(35)는, 금회 취득한 새로운 지령 회전 속도(Nc)를 신지령 회전 속도(Nca)로서 신지령 기억 영역(35b)에 기억시킨다.
본 실시 형태의 목표 가속도 설정 처리는, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 경우에 실행된다. 이 때문에, 스텝 S601의 처리에 의해 변경 전 지령 기억 영역(35d)에 기억되는 지령 회전 속도(Nc)는, 전회 취득한 지령 회전 속도(Nc)가 아니라, 변경 전의 지령 회전 속도(Nc)가 된다. 즉, 금회의 목표 가속도 설정 처리의 실행 계기가 된 지령 회전 속도(Nc)가 신지령 회전 속도(Nca)로서 설정되고, 그때까지 설정되어 있던 지령 회전 속도(Nc)가 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)로서 설정된다.
그리고, 회전 제어부(35)는, 스텝 S501의 처리를 실행한 후에는, 스텝 S602에서, 양지령 기억 영역(35b, 35d)에 기억되어 있는 정보와 스텝 S501의 취득 결과에 기초하여 지령 가속도(αc)를 산출한다. 본 실시 형태의 지령 가속도(αc)는, 신지령 회전 속도(Nca)로부터 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)를 뺀 차를 지령 변경 간격(Ty)으로 나눈 값이다(αc＝(Nca－Ncc)/Ty).
또한, 스텝 S602보다도 후의 처리는, 제3 실시 형태와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
다음으로 도 14를 이용하여 본 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다.
도 14에 나타내는 바와 같이, t0의 시점에서 t2의 시점까지의 실회전 속도(Nr)의 변화는 제1 실시 형태와 동일하다.
t2의 시점에서, 제1 지령 회전 속도(Nc1)와는 상이한 제2 지령 회전 속도(Nc2)가 취득되면, 제1 지령 가속도(αc1)가 산출되고, 당해 제1 지령 가속도(αc1)로 전동 모터(11)가 가속한다. 제1 지령 가속도(αc1)는, 제2 지령 회전 속도(Nc2)로부터 제1 지령 회전 속도(Nc1)를 뺀 차를 제1 지령 변경 간격(Ty1)으로 나눈 값이다. 제1 지령 변경 간격(Ty1)은, t0의 시점에서 t2의 시점까지의 기간이다.
그 후, t3의 시점에서, 제2 지령 회전 속도(Nc2)와 동일한 제3 지령 회전 속도(Nc3)가 취득되었다고 한다. 이 경우, 지령 회전 속도(Nc)의 변경이 행해지고 있지 않기 때문에, 새로운 목표 가속도(αt)의 설정은 행해지지 않는다. 이 때문에, 현재 설정되어 있는 지령 가속도(αc)인 제1 지령 가속도(αc1)에 의한 가속이 계속된다.
계속되는 t31의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제2 지령 회전 속도(Nc2)(제3 지령 회전 속도(Nc3))에 도달하여, 정속 회전이 행해진다.
그 후, t4의 시점에서 제2 지령 회전 속도(Nc2)와는 상이한 제4 지령 회전 속도(Nc4)가 취득되면, 제3 지령 가속도(αc3)가 산출되고, 당해 제3 지령 가속도(αc3)로 전동 모터(11)가 가속한다.
여기에서, t2의 시점에서 t4의 시점까지의 기간을 제2 지령 변경 간격(Ty2)으로 하면, 제3 지령 회전 속도(Nc3)는, 제4 지령 회전 속도(Nc4)로부터 제2 지령 회전 속도(Nc2)를 뺀 차를 제2 지령 변경 간격(Ty2)으로 나눈 값이다. 제2 지령 변경 간격(Ty2)은, t2의 시점에서 t4의 시점까지의 기간이다.
계속되는 t5의 시점에서, 제4 지령 회전 속도(Nc4)와는 상이한 제5 지령 회전 속도(Nc5)가 취득되면, 제4 지령 가속도(αc4)가 산출되고, 당해 제4 지령 가속도(αc4)로 전동 모터(11)가 가속한다.
t4의 시점에서 t5의 시점까지의 기간이 제3 지령 변경 간격(Ty3)이고, 제4 지령 가속도(αc4)는, 제5 지령 회전 속도(Nc5)로부터 제4 지령 회전 속도(Nc4)를 뺀 차를 제3 지령 변경 간격(Ty3)으로 나눈 값이다.
그 후, t5의 시점으로부터 제4 가속 기간(T4)이 경과한 t9의 시점에서, 실회전 속도(Nr)가 제5 지령 회전 속도(Nc5)에 도달하여, 전동 모터(11)의 정속 회전이 행해진다.
이상 상술한 본 실시 형태에 의하면, (3-3)의 효과 대신에, 이하의 효과를 가져온다.
(4-1) 회전 제어부(35)는, 지령 가속도(αc)로서, 신지령 회전 속도(Nca)와 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)의 차를 지령 변경 간격(Ty)으로 나눈 값을 산출한다.
이러한 구성에 의하면, (2-1)과 마찬가지로, 지령 변경 간격(Ty)마다에 있어서의 단위 시간당의 지령 회전 속도(Nc)의 변화율과 실회전 속도(Nr)의 변화율을 동일하게 근접시킬 수 있다.
(4-2) 본 실시 형태의 회전 제어부(35)는, 지령 회전 속도(Nc)가 변경된 것에 기초하여 목표 가속도(αt)를 설정한다. 즉, 목표 가속도(αt)의 설정은, 신지령 회전 속도(Nca)와 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)가 상이한 경우에만 행해진다. 이 때문에, 신지령 회전 속도(Nca)와 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)의 차가 「0」이 되는 일은 없다. 따라서, 제2 실시 형태와 같이 지령 회전 속도(Nc)가 「0」인 경우를 고려할 필요가 없다. 따라서, 처리(구성)의 간소화를 도모할 수 있다.
(4-3) 지령 가속도(αc)를 산출하는 데에 이용하는 파라미터로서, 실회전 속도(Nr)가 아니라 변경 전 지령 회전 속도(Ncc)가 채용되고 있다. 이에 따라, 실회전 속도(Nr)와 지령 회전 속도(Nc)가 일치하고 있지 않은 것에 기인하는 문제, 예를 들면 공조(ECU103)의 의도하지 않은 급가속 또는 급감속이 행해지는 것을 억제할 수 있다.
(4-4) 본 실시 형태에 의하면, 실회전 속도(Nr)를 이용하여 지령 가속도(αc)를 산출하는 경우보다도 지령 가속도(αc)는 완만한 값이 되기 쉽기 때문에, 가감속 기간이 길어지기 쉽다. 이 때문에, 순차 지령 회전 속도(Nc)가 변경되는 가속 또는 감속 단계에 있어서 정속이 되기 어렵다. 이에 따라, 정속 상태와 가감속 상태가 번갈아 전환되는 것에 기인하는 NV 특성의 악화의 억제를 도모할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태는 이하와 같이 변경해도 좋다. 또한, 기술적으로 모순이 생기지 않는 범위 내에서, 상기 각 실시 형태와 하기 별례를 적절히 조합해도 좋다.
○ 취득부(34)는, 공조(ECU103)로부터 송신되는 지령 회전 속도(Nc)를 수취할 수 있으면 좋고, 그의 구체적인 구조는 임의로 변경할 수 있다. 예를 들면 공조(ECU103)가 무선 신호로 지령을 송신하는 경우, 취득부(34)는, 그 무선 신호를 수신하는 모듈이라도 좋다.
○ 지령 가속도(αc)의 구체적인 산출 태양은 임의로 변경할 수 있다. 예를 들면, 제1 실시 형태에 있어서, 회전 제어부(35)는, 신지령 회전 속도(Nca)로부터 실회전 속도(Nr)를 뺀 차를 지령 취득 간격(Tx)으로 나눈 산출값이 제1 범위 내이면 제1 특정 가속도를 목표 가속도(αt)로서 산출하고, 상기 산출값이 제2 범위 내이면 제2 특정 가속도를 목표 가속도(αt)로서 산출해도 좋다. 다른 실시 형태에 대해서도 동일하게 변경할 수 있다.
○ 실회전 속도(Nr)를 취득하기 위한 구성은, 추정부(33)에 한정되지 않고, 그 외의 구성, 예를 들면, 전용의 센서(리졸버)를 채용해도 좋다. 즉, 실회전 속도(Nr)는, 연산 등을 통하여 추정되어도 좋고, 센서에 의해 검출되어도 좋다. 또한, 추정부(33) 및 취득부(34)(제1 취득부)와는 별도로, 실회전 속도(Nr)를 취득하기 위한 제2 취득부를 형성해도 좋다.
○ 제2 실시 형태에 있어서, 회전 제어부(35)는, 스텝 S304의 가속도 계속 처리 대신에, 미리 정해진 규정 가속도를 목표 가속도(αt)로서 설정하는 처리를 실행해도 좋다. 즉, 지령 가속도(αc)가 「0」인 경우로 설정되는 목표 가속도(αt)는, 현재 설정되어 있는 값에 한정되지 않는다.
○ 각 실시 형태에 있어서, 스텝 S205, S206의 처리 및, 스텝 S207, S208의 처리의 적어도 한쪽을 생략해도 좋다.
○ 각 실시 형태에 있어서, 회전 제어 처리에 따른 처리의 순서는 적절히 변경해도 좋다.
○ 회전 제어부(35)는, 기동 기간(T0) 중에 지령 회전 속도(Nc)가 취득된 경우에는, 취득된 지령 회전 속도(Nc)에 기초하여 목표 가속도(αt)를 설정하고, 설정된 목표 가속도(αt)로 가속시키는 구성이라도 좋다.
○ 회전 제어부(35)는, 「다음의 지령 회전 속도(Nc)가 취득된다」, 또는 「실회전 속도(Nr)가 지령 회전 속도(Nc)가 된다」 중 어느 한쪽의 조건이 성립할 때까지 기동 가속도(α0)로 가속을 계속해도 좋다. 즉, 초기 가속도(α1)에 의한 가속은 필수가 아니다.
○ 공조(ECU103)는, 전회와 동일한 지령 회전 속도(Nc)를 인버터 제어 장치(14)에 대하여 송신하지 않아도 좋다.
○ 차량 탑재용 전동 압축기(10)는, 차량 탑재용 공조 장치(101)에 한정하지 않고, 다른 장치에 이용되어도 좋다. 예를 들면, 차량(100)이 연료 전지 차량인 경우에는, 차량 탑재용 전동 압축기(10)는 연료 전지에 공기를 공급하는 공기 공급 장치에 이용되어도 좋다. 즉, 압축 대상의 유체는, 냉매에 한정되지 않고, 예를 들면 공기라도 좋다.
○ 차량 탑재용 유체 기계는, 유체를 압축하는 압축부(12)를 구비한 차량 탑재용 전동 압축기(10)에 한정되지 않는다. 예를 들면, 차량(100)이 연료 전지 차량인 경우에는, 차량 탑재용 유체 기계는, 연료 전지에 수소를 공급하는 펌프와 당해 펌프를 구동하는 전동 모터를 갖는 전동 펌프 장치라도 좋다. 이 경우, 인버터 제어 장치(14)는, 펌프를 구동하는 전동 모터를 제어하는 데에 이용되어도 좋다.

Claims (12)

  1. 인버터 회로의 제어에 이용되는 인버터 제어 장치로서, 상기 인버터 회로는 차량 탑재용 유체 기계에 형성된 전동 모터를 구동시키도록 구성되고,
    인버터 제어 장치의 외측으로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도를 취득하도록 구성되는 취득부와,
    전회 취득된 상기 지령 회전 속도인 구(舊)지령 회전 속도가 취득된 시점부터 금회 취득된 상기 지령 회전 속도인 신지령 회전 속도가 취득된 시점까지의 기간인 지령 취득 간격을 카운트하도록 구성되는 카운트부와,
    상기 취득부에 의해 상기 지령 회전 속도가 취득되었을 때에, 상기 전동 모터의 목표 가속도를 설정하도록 구성되는 가속도 설정부와,
    상기 가속도 설정부에 의해 설정된 상기 목표 가속도로 상기 전동 모터가 회전하도록 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성되는 구동 제어부
    를 구비하고,
    상기 가속도 설정부는 산출부를 갖고, 상기 산출부는, 상기 카운트부에 의해 카운트된 상기 지령 취득 간격과 상기 신지령 회전 속도에 기초하여, 상기 목표 가속도로서 설정되는 지령 가속도를 산출하도록 구성되는,
    인버터 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 취득부는 제1 취득부이고,
    상기 전동 모터의 회전 속도인 실회전 속도를 취득하도록 구성되는 제2 취득부를 구비하고,
    상기 지령 가속도는, 상기 신지령 회전 속도와 상기 실회전 속도의 차를 상기 지령 취득 간격으로 나눈 값인,
    인버터 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지령 가속도는, 상기 신지령 회전 속도와 상기 구지령 회전 속도의 차를 상기 지령 취득 간격으로 나눈 값인,
    인버터 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가속도 설정부는, 상기 지령 가속도가 0인 경우에는, 상기 목표 가속도로서, 현재 설정되어 있는 값을 유지하도록 구성되는,
    인버터 제어 장치.
  5. 인버터 회로의 제어에 이용되는 인버터 제어 장치로서, 상기 인버터 회로는 차량 탑재용 유체 기계에 형성된 전동 모터를 구동시키도록 구성되고,
    인버터 제어 장치의 외측으로부터 반복하여 송신되는 지령 회전 속도를 취득하도록 구성되는 취득부와,
    상기 취득부에 의해 취득되는 상기 지령 회전 속도가 변경된 것에 기초하여, 상기 전동 모터의 목표 가속도를 설정하도록 구성되는 가속도 설정부와,
    상기 가속도 설정부에 의해 설정된 상기 목표 가속도로 상기 전동 모터가 회전하도록 상기 인버터 회로를 제어하도록 구성되는 구동 제어부
    를 구비하고,
    상기 가속도 설정부는,
    전회 상기 지령 회전 속도가 변경된 시점부터 금회 상기 지령 회전 속도가 변경된 시점까지의 기간인 지령 변경 간격을 카운트하도록 구성된 카운트부와,
    상기 카운트부에 의해 카운트된 상기 지령 변경 간격과, 금회 변경된 상기 지령 회전 속도인 신지령 회전 속도에 기초하여, 상기 목표 가속도로서 설정되는 지령 가속도를 산출하도록 구성되는 산출부
    를 갖는,
    인버터 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 취득부는 제1 취득부이고,
    상기 전동 모터의 회전 속도인 실회전 속도를 취득하도록 구성되는 제2 취득부를 구비하고,
    상기 지령 가속도는, 상기 신지령 회전 속도와 상기 실회전 속도의 차를 상기 지령 변경 간격으로 나눈 값인,
    인버터 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 지령 가속도는, 상기 신지령 회전 속도와 변경 전의 상기 지령 회전 속도인 변경 전 지령 회전 속도의 차를, 상기 지령 변경 간격으로 나눈 값인,
    인버터 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가속도 설정부는, 상기 지령 가속도가 미리 정해진 상한 가속도 이상인 경우에는, 상기 목표 가속도로서 상기 상한 가속도를 설정하도록 구성되는,
    인버터 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가속도 설정부는, 상기 지령 가속도가 미리 정해진 하한 가속도 이하인 경우에는, 상기 목표 가속도로서 상기 하한 가속도를 설정하도록 구성되는,
    인버터 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    기동 제어부를 구비하고, 상기 기동 제어부는, 상기 전동 모터가 기동하고 나서 미리 정해진 기동 기간이 경과할 때까지는, 상기 취득부에 의한 상기 지령 회전 속도의 취득의 유무에 관계 없이, 미리 정해진 기동 가속도로 상기 전동 모터를 가속시키도록 구성되는,
    인버터 제어 장치.
  11. 전동 모터와,
    상기 전동 모터를 구동시키는 인버터 회로와,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 인버터 제어 장치
    를 구비하는, 차량 탑재용 유체 기계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량 탑재용 유체 기계는, 상기 전동 모터에 의해 구동되는 압축부를 구비한 차량 탑재용 전동 압축기인,
    차량 탑재용 유체 기계.
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