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Title:
METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/072384
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for controlling an electric compressor into which an inverter for controlling an electric motor as a driving source is integrally incorporated. The method is characterized by comprising the steps of acquiring the temperature of an accessory of the inverter, when the acquired temperature becomes or is already equal to or higher than the maximum rated temperature of the accessory, calculating the value of a current which can flow at the acquired temperature and restricting/controlling the number of revolutions of the electric compressor such that the input current becomes equal to or less than the value of the current which can flow, and when the temperature of the accessory becomes lower than the maximum rated temperature, removing the restriction/control. The method for controlling the electric compressor can prevent a malfunction of the accessory during use under a high-temperature environment while preventing increase in the cost and size of the electric compressor by preventing an increase in the size of the accessory of the inverter.

Inventors:
SHIBUYA MAKOTO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/070780
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
November 14, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SANDEN CORP (JP)
SHIBUYA MAKOTO (JP)
International Classes:
F04B49/10; B60H1/32; F04B49/06
Foreign References:
JPH04317594A1992-11-09
JP2006307720A2006-11-09
JP2001206236A2001-07-31
JP2006287209A2006-10-19
JP2007082365A2007-03-29
JP2007198341A2007-08-09
JP2003139069A2003-05-14
JP2002243246A2002-08-28
JP2007216818A2007-08-30
Other References:
See also references of EP 2228536A4
Attorney, Agent or Firm:
BAN, Toshimitsu (Shinko Bldg.1-9, Nishishinjuku 8-chome,Shinjuku-k, Tokyo 23, JP)
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Claims:
 駆動源としての電動モータを制御するインバータが一体的に組み付けられた電動圧縮機の制御方法において、前記インバータの付属部品の温度を取得し、該取得温度が前記付属部品の最大定格温度以上になった場合またはなっていた場合に、該取得温度において通電可能な電流値を算出し、入力電流が前記通電可能な電流値以下になるように電動圧縮機の回転数を制限制御し、前記付属部品の温度が、最大定格温度未満に低下した場合に前記制限制御を解除することを特徴とする電動圧縮機の制御方法。
 前記付属部品の温度を付属部品の近傍に設けられた温度センサにより取得する、請求項1に記載の電動圧縮機の制御方法。
 前記付属部品の温度を電動圧縮機内部のインバータが搭載される空間に設置された温度センサと、付属部品に流れる電流から推定して取得する、請求項1に記載の電動圧縮機の制御方法。
 前記付属部品が平滑コンデンサ、EMCフィルタ用のコイルまたはコンデンサである、請求項1に記載の電動圧縮機の制御方法。
 前記電動圧縮機が車両用空調装置の圧縮機からなる、請求項1に記載の電動圧縮機の制御方法。
Description:
電動圧縮機の制御方法

 本発明は、駆動源としての電動モータを 御するインバータが一体的に組み付けられ 電動圧縮機、とくに車両用空調装置の圧縮 に好適な電動圧縮機の制御方法に関する。

 従来、電動モータを制御するインバータ 一体的に組み付けられた電動圧縮機(たとえ ば、特許文献1、2)においては、インバータの 付属部品である平滑コンデンサ、EMCフィルタ (電磁的適合のためのフィルタ)用のコイルや ンデンサは、高温環境下で使用される場合 おいても、最大電流が流れる場合において 不具合が生じないよう設計されている。つ り、通常の環境で使用される場合だけでな 、高温環境下で使用される場合や最大電流 流れる場合でも不具合が生じないような仕 の付属部品が用いられている。

 しかし、高温環境下で使用される場合や最 電流が流れる場合にも付属部品に不具合が じないように付属部品を設計、選定すると 付属部品自身が大型化する。また、これに い各付属部品を接続し電気回路を構成する ーネスも大型化する。このため、電気回路 コストアップおよび重量増加は避けられず ひいては電動圧縮機のコストアップおよび 型化を招くおそれがある。また、これに伴 車両等への搭載の自由度が低下するおそれ ある。

特開2002-243246号公報

特開2007-216818号公報

 そこで、本発明の課題は、インバータの 属部品の大型化を回避することにより、電 圧縮機のコストアップおよび大型化を防止 つつ、高温環境下等の使用に際しても付属 品の不具合の発生を防止可能な電動圧縮機 制御方法を提供することにある。

 上記課題を解決するために、本発明に係 電動圧縮機の制御方法は、駆動源としての 動モータを制御するインバータが一体的に み付けられた電動圧縮機の制御方法におい 、前記インバータの付属部品の温度を取得 、該取得温度が前記付属部品の最大定格温 以上になった場合またはなっていた場合に 該取得温度において通電可能な電流値を算 し、入力電流が前記通電可能な電流値以下 なるように電動圧縮機の回転数を制限制御 、前記付属部品の温度が、最大定格温度未 に低下した場合に前記制限制御を解除する とを特徴とする方法からなる。このような 御方法においては、取得された付属部品の 度に応じて、該付属部品に対する通電可能 電流値が算出され、実際の入力電流が算出 れた電流値以下になるように電動圧縮機の 転数が制限制御される。たとえば、夏季等 電動圧縮機のインバータの付属部品の温度 該付属部品の最大定格温度以上になってい 場合には、電動圧縮機の回転数の制限制御 実施されるので、電動圧縮機への通電によ 温度上昇が抑制され、それ以上の温度上昇 抑制される。また、電動圧縮機の運転が開 されると、付属部品は吸入冷媒により冷却 れ、やがて最大定格温度以下になるので、 記制限制御を解除し、通常の回転数制御が 能となる。したがって、付属部品の設計に して、通常運転時の電流値を基準に設計し も、不具合の発生が防止可能となる。

 上記付属部品の温度は、たとえば付属部 の近傍に設けられた温度センサにより取得 ることができる。また、上記付属部品の温 は、電動圧縮機内部のインバータが搭載さ る空間に設置された温度センサと、その際 付属部品に流れる電流とから推定し、該推 値を付属部品の温度とみなして制限制御の 定に供してもよい。

 上記インバータの付属部品としては平滑 ンデンサ、EMCフィルタのコイルまたはコン ンサ等を挙げることができる。

 本発明に係る電動圧縮機の制御方法が適 される電動圧縮機は、とくに車両用空調装 の冷凍サイクルに好適なものである。

 本発明に係る電動圧縮機の制御方法によ ば、インバータの付属部品が最大定格温度 達した際または達していた際には、入力電 が通電可能電流値以下になるように電動圧 機の回転数が制限制御されるので、付属部 が長時間最大定格温度以上に過熱されるよ な不具合が確実に防止される。また、付属 品の設計、選定等の際の基準電流を、最大 流ではなく通常運転時の電流とすればよい で、付属部品の大型化を回避でき、回路ひ ては装置の軽量化および小型化を達成でき 。

 また、上記付属部品の温度は、付属部品 近傍に設けられて温度センサで取得した温 データまたは電動圧縮機内部のインバータ 搭載される空間に設けられた温度センサに り検出した空間の温度データと、その際付 部品に流れる電流から推定した温度データ 制限制御の判定情報として活用することが きるので、制限制御の判定に必要な温度情 を容易に取得でき、インバータが一体的に み付けられた電動圧縮機に対し、本発明に る制御方法を確実に適用できる。

本発明の一実施態様に係る電動圧縮機 制御方法が実施される電動圧縮機の縦断面 である。 本発明の一実施態様に係る電動圧縮機 制御方法における制限制御のタイミングを すチャート図である。 図2とは別の電動圧縮機の制御方法にお ける制限制御のタイミングを示すチャート図 である。 本発明の一実施態様に係る電動圧縮機 制御方法の温度判定制御の一例を示すフロ 図である。 本発明の一実施態様に係る電動圧縮機 制御方法の回転数指示制御の一例を示すフ ー図である。 本発明の一実施態様に係る電動圧縮機 制御方法が実施される電動圧縮機のインバ タおよびフィルタ回路を示す回路図である 図6とは別の態様のフィルタ回路を示す 回路図である。 図6、図7とは別の態様のフィルタ回路 示す回路図である。 図6~図8とは別の態様のフィルタ回路を す回路図である。 図6~図9とは別の態様のフィルタ回路を 示す回路図である。

符号の説明

 1 電動圧縮機
 2 吐出ハウジング
 3 中間ハウジング
 4 吸入ハウジング
 5 固定スクロール部材
 6 可動スクロール部材
 7 圧縮機構
 8 クランク機構
 9 回転軸
 10 電動モータ
 11 ロータ
 12 ステータ
 13 インバータ
 14 空間
 15 フィルタ回路
 16 コンデンサ
 16a 平滑コンデンサ
 17 コイル
 18 温度センサ
 19 吸入ポート
 20 吐出ポート
 21 スイッチング素子
 22 インバータ制御装置
 23 電源

 以下に、本発明の一実施態様に係る電動圧 機の制御方法の望ましい実施の形態を図面 参照して説明する。
 図1は、本発明に係る電動圧縮機の制御方法 が実施される電動圧縮機を示している。図1 おいて、1は電動圧縮機を示している。なお 図1に示す電動圧縮機1は、車両(たとえば、 動車)用空調装置の冷凍サイクルに適用され る電動圧縮機である。電動圧縮機1は、吐出 ウジング2と中間ハウジング3と吸入ハウジン グ4とを有している。吐出ハウジング2内には 固定スクロール部材5と可動スクロール部材 6が組み合わされた圧縮機構7が設けられてい

 可動スクロール部材6の背面には、クラン ク機構8を介して回転軸9の一端側が接続され いる。回転軸9は、電動圧縮機1の駆動源と ての電動モータ10に接続されている。電動モ ータ10は回転軸9と一体回転するロータ11と、 ロータ11の外側に設けられたステータ12とを 有している。

 電動モータ10の回転数はインバータ13によ り制御されており、インバータ13は吸入ハウ ング4内の空間14内に搭載されている。イン ータ13には、図6に示すように一対のスイッ ング素子21が3組、合計6個設けられている。 本実施態様では、空間14内に、EMCフィルタ用 コンデンサ16とコイル17、および平滑コンデ ンサ16aを有するフィルタ回路15が設けられて る。また、空間14内には、該空間14内の温度 を検出する温度センサ18が設けられている。 お、フィルタ回路15は図6の形態に限定して 成されるものではなく、図7~図10に示すよう に各種形態に構成可能である。電源23からの 流は、フィルタ回路15を介して適切な電流 形に調整され、インバータ制御装置22によっ て制御されるインバータ13を介して所定の周 数に制御された電流として電動モータ10へ 給される。

 上記のような電動圧縮機1においては、吸 入ハウジング4に設けられた吸入ポート19から 吸入された冷媒が圧縮機構7に送られ圧縮さ た後、吐出ハウジング2に設けられた吐出ポ ト20から吐出される。また、吸入ポート19か ら内部に吸入された冷媒の一部は空間14内に 入し、インバータ13およびフィルタ回路15の 平滑コンデンサ16等が冷却される。

 上記のような電動圧縮機1においては、イン バータ13の付属部品(たとえば、平滑コンデン サ16a。以下、単に付属部品と言う。)の温度 取得し、該取得温度が付属部品の最大定格 度以上になった場合またはなっていた場合 、該取得温度において付属部品に通電可能 電流値を算出し、入力電流が通電可能な電 値以下になるように電動圧縮機1の回転数を 限制御し、付属部品の温度が、最大定格温 未満にまで低下したときに制限制御が解除 れるようになっている。図2は、電動圧縮機 1の付属部品の温度Tが最大定格温度T 1 (付属部品限界温度)に達した場合の制限制御 タイミングを示している。つまり、図2にお いて、付属部品の温度Tが付属部品限界温度T 1 に達すると、該取得温度において付属部品に 通電可能な電流値が算出され、付属部品への 入力電流が通電可能な電流値(電流制限値)以 になるように電動圧縮機1の回転数が制限制 御される。そして、回転数の制御に伴い付属 部品の温度Tが最大定格温度T 1 未満に低下し、さらに制限運転解除温度T 2 に達した場合に制限制御が解除されるように なっている。

 また、夏季等において車両が炎天下に放置 れた場合には、電動圧縮機1の運転開始時に 既に付属部品の温度Tが最大定格温度T 1 以上に達している場合もある。このような場 合においては、図3に示すように、運転開始 同時に電動圧縮機1の回転数が指示回転数以 に制限制御される。そして、回転数の制御 伴い付属部品の温度Tが最大定格温度T 1 未満に低下し、さらに制限運転解除温度T 2 に達した場合に制限制御が解除されるように なっている。

 具体的には図6に示すようにインバータ13 接続されるインバータ制御装置22により制 制御が実施される。該インバータ制御装置22 には、以下のような温度判定フローおよび回 転数指示フローが組み込まれているが、別途 設けた制御装置(図示略)によりインバータ制 装置22が制御されるようにしてもよい。

 まず、図4を用いて温度判定制御フローにつ いて説明する。本発明に係る制御方法におい ては、該フローにより温度判定がなされ制限 制御されるようになっている。本実施態様に おいては、付属部品の温度Tは、空間14内の温 度センサ18により検出された温度と該付属部 に実際に流れている電流(入力電流)とから 定され、この推定値が取得温度として温度 定に供されるようになっている。温度判定 ローがスタートすると(ステップS1)、現時点 おいて電流制限制御中であるか否かが判定 れる(ステップS2)。ステップS2において、電 制限制御中でないと判定された場合には、 属部品の温度Tが最大定格温度T 1 を超えているか否かが判定される(ステップS3 )。ステップS3において、付属部品の温度Tが 大定格温度T 1 をこえていると判定された場合には、直ちに 電流制限指示(ステップS4)がなされ、温度判 フローが終了する(ステップS7)。一方、ステ プS3において、付属部品の温度Tが最大定格 度T 1 を超えていないと判定された場合には、電流 制限指示(ステップS4)は行なわれずに温度判 フローが終了する(ステップS7)。また、ステ プS2において、現時点において電流制限制 中であると判定された場合には、付属部品 温度Tが制限運転解除温度T 2 まで低下したか否かが判定される(ステップS5 )。ステップS5において、付属部品の温度Tが 限運転解除温度T 2 まで低下したと判定された場合には、電流制 限解除指示(ステップS6)がなされ、温度判定 ローが終了する(ステップS7)。一方、ステッ S5において、付属部品の温度Tが制限運転解 温度T 2 まで低下していないと判定された場合には、 電流制限解除指示(ステップS6)はなされずに 度判定フローが終了する(ステップS7)。

 次に、図5を用いて電動圧縮機1の回転数 示制御フローについて説明する。回転数指 フローがスタートすると(ステップS11)、まず 現時点において温度制限中(上記制限制御中) あるか否かが判定される(ステップS12)。ス ップS12において温度制限中であると判定さ た場合には、付属部品の温度Tの取得(ステッ プS13)および入力電流の決定(ステップS14)を経 て制限回転数が決定される(ステップS15)。続 て、ステップS15において決定された制限回 数と要求回転数が比較される(ステップS16) ステップS16において、制限回転数が要求回 数未満であると判定された場合には、制限 転数が指示回転数として指示され(ステップS 17)、回転数指示フローが終了する(ステップS1 9)。一方、ステップS16において、制限回転数 要求回転数を超えていると判定された場合 は、要求回転数が指示回転数として指示さ (ステップS18)、回転数指示フローが終了す (ステップS19)。また、ステップS12において、 制限制御中でないと判定された場合にも、要 求回転数が指示回転数として指示され(ステ プS18)、回転数指示フローが終了する(ステッ プS19)。

 上記本発明に係る電動圧縮機の制御方法に いては、取得された付属部品の温度Tに応じ て、該付属部品に対する通電可能な電流値が 算出され、実際の入力電流は算出された電流 値以下になるように電動圧縮機の回転数が制 限制御される。したがって、夏季等に電動圧 縮機のインバータの付属部品の温度が最大定 格温度T 1 以上になった場合には、電動圧縮機1の回転 の制限制御が実施され、それ以上の付属部 の温度Tの上昇が抑制される。また、電動圧 機1の運転が開始されると、付属部品は吸入 冷媒により速やかに冷却され最大定格温度T 1 以下になるので、上記制限制御を解除できる 。したがって、付属部品の過熱による不具合 の発生を確実に防止できる。また、このよう な制御によれば付属部品の設計、選定等の際 の基準電流を、通常運転時の電流とすること ができるので、付属部品ひいては電動圧縮機 の小型化および軽量化への寄与が可能となる 。

 なお、上記実施態様においては、付属部 である平滑コンデンサの温度を取得し制限 御する態様について示したが、EMCフィルタ コンデンサやコイルの温度を取得し制限制 する態様を採用することも可能である。

 本発明に係る電動圧縮機の制御方法は、 ンバータが一体的に組み付けられた電動圧 機に適用可能であるが、とくに高温下に放 され易い車両用空調装置の電動圧縮機制御 法に好適なものである。