Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CONTROLLER OF ELECTRIC COMPRESSOR, START CONTROL METHOD OF ELECTRIC COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/081636
Kind Code:
A1
Abstract:
A controller of electric compressor which can start an electric compressor smoothly and surely even under high temperature. A start control method of electric compressor is also provided. Even under a state where the temperature of a power transistor is high, an electric compressor is started gradually by setting the number of revolutions or the acceleration rate of the motor depending on the temperature. After starting the electric compressor, temperature of the power transistor is rechecked every predetermined time and the number of revolutions or the acceleration rate of the motor is updated and then the number of revolutions or the acceleration rate of the motor is raised depending on the temperature of the power transistor thus achieving quick start. When the electric compressor is started and refrigerant begins to flow in the housing of the electric compressor, a control board is cooled and the temperature of the power transistor drops and thereby multiplication effect is attained.

Inventors:
NAKANO KOJI (JP)
NAKAGAMI TAKASHI (JP)
KAMITANI HIROYUKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/067242
Publication Date:
July 02, 2009
Filing Date:
September 25, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MITSUBISHI HEAVY IND LTD (JP)
NAKANO KOJI (JP)
NAKAGAMI TAKASHI (JP)
KAMITANI HIROYUKI (JP)
International Classes:
F04B49/06; F04B49/10
Foreign References:
JPS60129896U1985-08-31
JP2005241112A2005-09-08
JPH06233589A1994-08-19
JP2007151318A2007-06-14
Other References:
See also references of EP 2221478A4
Attorney, Agent or Firm:
OBA, Mitsuru et al. (8F KM Building, 4-3, Iwamotocho 1-chome, Chiyoda-k, Tokyo 32, JP)
Download PDF:
Claims:
 空気調和機を構成する圧縮機をモータで駆動する電動圧縮機の制御装置であって、
 前記モータを起動させて目標回転数まで上昇させるときに前記制御装置で実行される処理は、
 前記制御装置に備えられたパワートランジスタの温度を検出する処理と、
 予め定められた相関に基づき、検出された前記パワートランジスタの温度に対応した前記モータの回転数または前記モータの回転数を増加させるときの加速レートを決定する処理と、
 決定された前記回転数または前記加速レートで前記モータを駆動する処理と、
を含むことを特徴とする電動圧縮機の制御装置。
 前記パワートランジスタの温度を検出する処理を、間隔を隔てて繰り返し実行し、新たに検出された前記パワートランジスタの温度に応じて前記モータの前記回転数または前記加速レートを更新することを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機の制御装置。
 前記パワートランジスタは、前記モータの起動により前記電動圧縮機内で冷媒が流動することで冷却されることを特徴とする請求項1に記載の電動圧縮機の制御装置。
 空気調和機を構成する圧縮機をモータで駆動する電動圧縮機の起動制御方法であって、
 前記モータを起動させて目標回転数まで上昇させるときに、前記制御装置に備えられたパワートランジスタの温度を検出するステップと、
 予め定められた相関に基づき、検出された前記パワートランジスタの温度に対応した前記モータの回転数または前記モータの回転数を増加させるときの加速レートを決定するステップと、
 決定された前記回転数または前記加速レートで前記モータを駆動するステップと、
を含むことを特徴とする電動圧縮機の起動制御方法。
 前記パワートランジスタの温度を検出するステップを、間隔を隔てて繰り返し実行し、新たに検出された前記パワートランジスタの温度に応じて前記モータの前記回転数または前記加速レートを更新することを特徴とする請求項4に記載の電動圧縮機の起動制御方法。
 前記パワートランジスタは、前記モータの起動により前記電動圧縮機内で冷媒が流動することで冷却されることを特徴とする請求項4に記載の電動圧縮機の起動制御方法。
Description:
電動圧縮機の制御装置、電動圧 機の起動制御方法

 本発明は、空気調和機を構成する電動圧 機の制御装置、起動制御方法に関する。

 近年、自動車用の空気調和機において、冷 を圧縮するための圧縮機の駆動源に電動モ タを用いた、いわゆる電動圧縮機が開発さ ている。
 このような電動圧縮機は、まだまだ開発途 にあるのが現状であり、様々な解決すべき 題が存在している。特に起動時における課 は多く、起動を迅速かつ確実に行うために 々な提案がなされている(例えば特許文献1 照。)。

特開2007-151318号公報

 電動圧縮機における起動時の課題の一つに 電動圧縮機の駆動制御板に設けられたパワ トランジスタの温度特性に起因して、高温 にスムーズな起動が行えないというものが る。
 パワートランジスタは、温度が高いほど通 可能な電流が小さくなるという温度特性を しており、温度が高いときには電動圧縮機 作動を停止させる保護回路を有している。 のため、電動圧縮機が高温状態にあるとき これを起動させようとすると、パワートラ ジスタの保護回路が作動する。すると、電 圧縮機の作動が停止され、起動が行えなく ってしまうのである。
 このため、図7に示すように、パワートラン ジスタの保護回路が作動した場合には、一定 時間、電動圧縮機を低回転で回転させ、一定 時間が経過してパワートランジスタが十分に 冷却されてから、手動で電動圧縮機の回転数 を上昇させるような手法をとる必要がある。 これでは電動圧縮機の起動に時間がかかる。
 本発明は、このような技術的課題に基づい なされたもので、高温時においても起動を 滑かつ確実に行うことのできる電動圧縮機 制御装置、電動圧縮機の起動制御方法を提 することを目的とする。

 かかる目的のもとになされた本発明は、空 調和機を構成する圧縮機をモータで駆動す 電動圧縮機の制御装置であって、モータを 動させて目標回転数まで上昇させるときに 御装置で実行される処理は、制御装置に備 られたパワートランジスタの温度を検出す 処理と、予め定められた相関に基づき、検 されたパワートランジスタの温度に対応し モータの回転数またはモータの回転数を増 させるときの加速レートを決定する処理と 決定された回転数または加速レートでモー を駆動する処理と、を含むことを特徴とす 。
 このように、パワートランジスタの温度と モータの回転数または加速レートと、の相 を予め定めておき、パワートランジスタの 度に応じてモータの回転数またはモータの 転数を増加させるときの加速レートを決定 てモータを駆動する。すると、パワートラ ジスタの温度が高い時には低回転または小 な加速度でモータを徐々に駆動することが きる。これによって従来では起動できなか たような場合でも、電動圧縮機の起動が可 となる。

 ここで、パワートランジスタの温度を検出 る処理を、間隔を隔てて繰り返し実行し、 たに検出されたパワートランジスタの温度 応じてモータの回転数または加速レートを 新するのが好ましい。
 温度検出を繰り返すことで、その時々のパ ートランジスタの温度に応じてモータの回 数または加速レートを設定することができ 。すなわち、モータの起動により電動圧縮 内で冷媒が流動することで、この冷媒によ パワートランジスタが冷却されるものであ 場合において、パワートランジスタが冷媒 よって冷却されはじめれば、モータの回転 またはモータの回転数を増加させるときの 速レートを、より高いものに変更すること できる。その結果、より迅速な起動が可能 なる。

 本発明は、空気調和機を構成する圧縮機 モータで駆動する電動圧縮機の起動制御方 であって、モータを起動させて目標回転数 で上昇させるときに、制御装置に備えられ パワートランジスタの温度を検出するステ プと、予め定められた相関に基づき、検出 れたパワートランジスタの温度に対応した ータの回転数またはモータの回転数を増加 せるときの加速レートを決定するステップ 、決定された回転数または加速レートでモ タを駆動するステップと、を含むことを特 とする電動圧縮機の起動制御方法とするこ もできる。

 本発明によれば、パワートランジスタの温 に応じてモータの回転数または加速レート 決定してモータを駆動することで、パワー ランジスタの温度が高い時には低回転また 小さな加速度でモータを徐々に駆動するこ ができる。これによって従来では起動でき かったような、パワートランジスタの温度 高い状態においても、その温度に応じた回 数や加速レートを設定して徐々に電動圧縮 を起動させることが可能となる。
 また、起動開始後は、パワートランジスタ 温度の再チェックを繰り返し、モータの回 数または加速レートを順次更新していく。 たがって、パワートランジスタの温度に応 てモータの回転数または加速レートを高め いくことができ、迅速な起動が可能となる さらに、起動にともなって電動圧縮機内を 媒が流動しはじめると、パワートランジス の温度も低下するので、その効果は相乗的 ものとなる。

本実施の形態における電動圧縮機の概 構成を示す図である。 電動圧縮機の機能的な構成を示すブロ ク図である。 パワートランジスタの温度に応じてモ タの回転数を制御する場合の処理の流れの を示す図である。 (a)はパワートランジスタの温度とモー の制限回転数との関係を示す図、(b)は図3の 手法でモータを起動させた場合のモータの回 転数変化およびパワートランジスタの温度変 化を示す図である。 パワートランジスタの温度に応じてモ タの加速レートを制御する場合の処理の流 の例を示す図である。 (a)はパワートランジスタの温度とモー の加速レートとの関係を示す図、(b)は図5の 手法でモータを起動させた場合のモータの回 転数変化およびパワートランジスタの温度変 化を示す図である。 従来の手法でモータを起動させた場合 モータの回転数変化およびパワートランジ タの温度変化を示す図である。

符号の説明

 10…電動圧縮機、11…圧縮機本体、12…モ タ、13…制御基板、15…制御装置、20…パワ トランジスタ、30…起動制御部、40…温度セ ンサ

 以下、添付図面に示す実施の形態に基づい この発明を詳細に説明する。
 この図1に示すように、自動車用の空気調和 機を構成する電動圧縮機10は、冷媒を圧縮す 圧縮機本体11と、この圧縮機本体11を駆動す るためのモータ12と、モータ12を回転させる めの制御基板13と、を備える。
 図2に示すように、制御基板13は、直流電源 ら供給される電圧を交流に変換するための ワートランジスタ20と、パワートランジス 20の動作を制御するためのマイコンからなる 制御装置15およびゲート回路16とを備えてい 。制御装置15の制御によってゲート回路16が 動され、その駆動信号がパワートランジス 20に入力されると、パワートランジスタ20が 動作する。これによって、直流電源から供給 される電圧が3相交流となって電動圧縮機10の モータ12に印加され、モータ12を回転駆動さ る。

 図1に示したように、制御装置15において 、電動圧縮機10の起動時における制御を担 起動制御部30が機能的に備えられている。起 動制御部30における制御を行うため、制御基 13には、パワートランジスタ20の温度を検出 する温度センサ40が設けられている。

 起動制御部30は、制御装置15が予め記憶され たプログラムに基づいた所定の処理を行うこ とで、電動圧縮機10において以下に示すよう 起動制御を機能的に実行する。
 すなわち、図3に示すように、車両側の上位 制御装置より、電動圧縮機10の起動指令が入 されると、起動制御部30は、電動圧縮機10の 起動制御を開始する(ステップS101)。このとき 、上位制御装置からの起動指令には、電動圧 縮機10の要求回転数R1の指令が含まれる。
 次いで、起動制御部30は、温度センサ40で検 出されるパワートランジスタ20の温度をチェ クする(ステップS102)。起動制御部30におい は、図4(a)に例示したような、予め設定され パワートランジスタ20の温度と、電動圧縮 10の制限回転数との相関データを参照する。 そして、ステップS102でチェックしたパワー ランジスタ20の検出温度に対応した電動圧縮 機10の制限回転数R2を取得し、取得した制限 転数R2を、目標回転数R3として決定する(ステ ップS103)。ただしここで、目標回転数R3は、 テップS101で入力された起動指令に含まれる 求回転数R1を上限とする。すなわち、制限 転数R2が要求回転数R1を超える場合には、目 回転数R3を要求回転数R1とするのである。

 目標回転数R3が決定された後には、起動 御部30は、モータ12の回転数が目標回転数R3 到達するように、ゲート回路16を駆動してパ ワートランジスタ20を動作させ、3相交流をモ ータ12に印加してモータ12を回転駆動させ、 の回転数を加速していく(ステップS104)。

 所定時間が経過したら、モータ12の回転数 要求回転数R1に達したか否かを判定し(ステ プS105)、要求回転数R1に達していなければ、 度センサ40で検出されるパワートランジス 20の温度をチェックする(ステップS106)。
 そして、ステップS103と同様に、図3に例示 たような、パワートランジスタ20の温度と、 電動圧縮機10の制限回転数との相関データを 照し、パワートランジスタ20の検出温度に 応した電動圧縮機10の制限回転数R2を取得す 。取得した制限回転数R2を、新たな目標回 数R3として更新する(ステップS107)。このとき も、目標回転数R3は、ステップS101で入力され た起動指令に含まれる要求回転数R1を上限と る。

 この後は、ステップS104、S105に戻り、モー 12の回転数が新たな目標回転数R3に到達する うに、モータ12の回転を加速させる。所定 間が経過したらモータ12の回転数が目標回転 数R3に達したか否かを判定する。そして、モ タ12の回転数が要求回転数R1に到達するまで 、ステップS106、S107のパワートランジスタ20 温度のチェックと、目標回転数R3の更新を繰 り返しながらモータ12の回転を加速して行く
 モータ12の回転数が要求回転数R1に到達した 時点で、起動制御部30による起動運転を終了 、定常運転に移行する(ステップS108)。

 このようにして、図4(b)に示すように、パ ワートランジスタ20の温度が高い状態におい も、その温度に応じた目標回転数R3を設定 ることで徐々に電動圧縮機10を起動させるこ とが可能となる。また、起動開始後は、所定 時間毎にパワートランジスタ20の温度を再チ ックし、目標回転数R3を更新していくので パワートランジスタ20の温度に応じて、目標 回転数R3を高めていくことができ、要求回転 R1までの迅速な起動が可能となる。ここで 図1に示したように、起動にともなって電動 縮機10のハウジング内を冷媒が流動しはじ ると、制御基板13が冷却されてパワートラン ジスタ20の温度も低下するので、その効果は 乗的なものとなる。

 上記においては、パワートランジスタ20の 度に応じてモータ12の回転数を制御する手法 を示したが、これに代えて、パワートランジ スタ20の温度に応じてモータ12の回転加速レ トを制御する手法を採用することもできる 以下、これについて説明する。
 図5に示すように、車両側の上位制御装置よ り、電動圧縮機10の起動指令が入力されると 起動制御部30は、電動圧縮機10の起動制御を 開始する(ステップS201)。このとき、上位制御 装置からの起動指令には、電動圧縮機10の要 回転数R1の指令が含まれる。
 次いで、起動制御部30は、温度センサ40で検 出されるパワートランジスタ20の温度をチェ クする(ステップS202)。起動制御部30におい は、図6(a)に例示したような、予め設定され パワートランジスタ20の温度と、モータ12の 回転加速レートとの相関データを参照する。 そして、ステップS202でチェックしたパワー ランジスタ20の検出温度に対応した電動圧縮 機10の加速レートを取得する(ステップS203)。

 次いで、起動制御部30は、モータ12の回転 数を、ステップS203で取得した加速レートで 昇させていく(ステップS204)。

 所定時間が経過したら、モータ12の回転 が要求回転数R1に達したか否かを判定し(ス ップS205)、要求回転数R1に達していなければ 温度センサ40で検出されるパワートランジ タ20の温度をチェックする(ステップS206)。そ して、ステップS203と同様に、図3に例示した うな、パワートランジスタ20の温度と、モ タ12の回転加速レートとの相関データを参照 し、パワートランジスタ20の検出温度に対応 た電動圧縮機10の回転加速レートを取得す 。取得した回転加速レートを、新たな回転 速レートとして更新する(ステップS207)。

 この後は、ステップS204、S205に戻り、更新 れた回転加速レートでモータ12の回転数を上 昇させていく。そして、所定時間が経過した らモータ12の回転数が要求回転数R1に達した 否かを判定する。そして、モータ12の回転数 が要求回転数R1に到達するまで、ステップS206 、S207のパワートランジスタ20の温度のチェッ クと、回転加速レートの更新を繰り返しなが らモータ12を加速していく。
 モータ12の回転数が要求回転数R1に到達した 時点で、起動制御部30による起動運転を終了 、定常運転に移行する(ステップS208)。

 このようにして、図6(b)に示すように、パ ワートランジスタ20の温度が高い状態におい も、その温度に応じた加速レートを設定し 徐々に電動圧縮機10を起動させることが可 となる。また、起動開始後は、所定時間毎 パワートランジスタ20の温度を再チェックし 、加速レートを更新していく。したがって、 パワートランジスタ20の温度に応じて、加速 ートを高めていくことができ、迅速な起動 可能となる。ここで、起動にともなって電 圧縮機10のハウジング内を冷媒が流動しは めると、制御基板13が冷却されてパワートラ ンジスタ20の温度も低下するので、その効果 相乗的なものとなる。

 なお、上記実施の形態では、電動圧縮機10 構成については、本願発明の主旨を逸脱し い限り、いかなる構成としてもよい。モー 12と圧縮機本体11と一体化されたものに限る のでもないが、本発明は、起動にともなっ 電動圧縮機10のハウジング内を冷媒が流動 はじめると、制御基板13が冷媒によって冷却 されるような構造の電動圧縮機に適用するの が特に有効である。
 これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選 したり、他の構成に適宜変更することが可 である。