CN107850349B - 电动压缩机的控制装置以及制冷循环装置 - Google Patents

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Abstract

构成二级压缩式的制冷循环装置的车载用的电动压缩机(11)的控制装置具备:减速控制部(S23),在电动压缩机以将中间压制冷剂向中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该减速控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,使电动马达的旋转减速;驱动停止部(S25),在通过减速控制部使电动马达的旋转减速之后,该驱动停止部使电动马达的驱动停止;以及再起动部(S27),在解除了驱动停止要求的情况下,该再起动部使通过驱动停止部停止驱动的压缩机再起动。

Description

电动压缩机的控制装置以及制冷循环装置
相关申请的相互参照
本申请是基于2015年7月31日申请的日本专利申请编号2015-151927号,且将其记载内容作为参照编入本申请。
技术领域
本发明涉及一种车载用的电动压缩机的控制装置以及车载用的制冷循环装置。
背景技术
在专利文献1中公开了具备注气循环即二级压缩式的制冷循环的车载用的制冷装置。该制冷装置采用压缩机,该压缩机利用发动机的驱动力对制冷剂进行压缩。
相对于此,近年,由于电力汽车、混合动力车辆等电动车辆的普及,在搭载于车辆的车辆用空调装置中采用由电动马达驱动的电动压缩机。例如,在混合动力车辆的情况下,采用电动压缩机,从而即使发动机停止也能够使空调装置动作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-117072号公报
然而,若在搭载于电力汽车、混合动力车辆等电动车辆且具备二级压缩式的制冷循环的车辆用空调装置中采用由电动马达驱动的电动压缩机,则产生下述问题。
构成注气循环的电动压缩机在二级压缩模式时从吸入端口吸入的低压制冷剂由压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从排出端口排出高压制冷剂。此外,该电动压缩机使循环内的中间压制冷剂从中间压端口流入而与压缩过程中途的制冷剂合流。二级压缩模式是二级压缩式的制冷循环中的运转模式。
电动压缩机由搭载于车辆的车辆电源供电,因此存在以确保从车辆电源向主机等其他车辆搭载设备供给的电力为目的而要求暂时停止的情况。
但是,在二级压缩模式时,若使电动压缩机暂时停止,则导致制冷剂因中间压制冷剂与吸入制冷剂的压力差而反向流动,电动压缩机长时间持续反向旋转。由于在反向旋转中不能进行电动压缩机的再起动,因此必须等到反向旋转结束才进行电动压缩机的再起动。另外,若在反向旋转中尝试进行电动压缩机的再起动,则电动压缩机的再起动失败,为了自我保护,直到经过了一定时间为止都不会尝试下一次的起动,从而产生待机时间。
因此,即使在解除了电动压缩机的停止要求的情况下,也不能够使电动压缩机再起动,直到电动压缩机的反向旋转结束、或者、经过了上述的待机时间。其结果是,产生如下问题:在保持压缩机停止的状态下,室内送风空气由室内送风机向车室内吹出,因此吹出的室内送风空气的温度显著下降,损害乘员的舒适性。
此外,这样的问题未被记载于上述的专利文献1。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动压缩机的控制装置以及制冷循环装置,在二级压缩模式时使电动压缩机的旋转停止后,使电动压缩机再起动的情况下,能够提前使电动压缩机再起动。
根据本发明的一个观点,构成二级压缩式的制冷循环装置的车载用的电动压缩机的控制装置具有以下结构。
该控制装置所控制的电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构、驱动压缩机构的电动马达、吸入端口、排出端口以及中间压端口。电动压缩机由压缩机构对从吸入端口吸入的低压制冷剂进行压缩而成为高压制冷剂,从排出端口排出高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,该中间压制冷剂的压力是低压制冷剂的压力与高压制冷剂的压力之间的压力。电动马达是使用交流电流的交流马达。
减速控制部,在电动压缩机以将中间压制冷剂向中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该减速控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,使电动马达的旋转减速;
驱动停止部,在通过减速控制部使电动马达的旋转减速之后,该驱动停止部使电动马达的驱动停止;以及
再起动部,在解除了驱动停止要求的情况下,该再起动部使通过驱动停止部停止驱动的压缩机再起动。
在二级压缩模式下电动压缩机驱动时,在由电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该控制装置使电动马达减速后停止。由此,与不使电动马达减速就停止的情况相比,能够减小中间压端口侧的制冷剂与吸入端口侧的制冷剂的差压。因此,在电动马达的驱动停止时,能够缩短起因于差压的反向旋转的产生时间。因此,能够缩短从要求压缩机的驱动停止至电动马达的转子停止的时间。
其结果是,在解除了压缩机的驱动停止要求的情况下,能够快速地使压缩机再起动。
根据本发明的其他观点,构成二级压缩式的制冷循环装置的车载用的电动压缩机的控制装置具有以下结构。
该控制装置所控制的电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构、驱动压缩机构的电动马达、吸入端口、排出端口以及中间压端口。电动压缩机由压缩机构对从吸入端口吸入的低压制冷剂进行压缩而成为高压制冷剂,从排出端口排出高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,该中间压制冷剂的压力是低压制冷剂的压力与高压制冷剂的压力之间的压力。电动马达是使用交流电流的交流马达。
并且,该控制装置具备:
减速控制部,在电动压缩机以将中间压制冷剂向中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电量减少要求的情况下,该减速控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,使电动马达的旋转减速,电量减少要求是使向电动压缩机供给的供给电量相比于当前的所述供给电量减少的要求;
零速度控制部,在通过减速控制部使电动马达的旋转减速之后,该零速度控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,将电动马达的旋转速度控制为零速度;以及
再起动部,在解除了电量减少要求的情况下,该再起动部使通过零速度控制部控制为零速度的压缩机再起动。
这样一来,在二级压缩模式下的电动压缩机驱动时,在由使向电动压缩机供给的供给电量减少的电量减少要求的情况下,本观点的控制装置使电动马达减速之后将电动马达的旋转速度控制为零速度。因此,在接触电量减少要求的情况下,利用在零速度控制中进行的转子的位置推定,能够快速地使压缩机再起动。
根据本发明的其他的观点,搭载于车辆的二级压缩式的制冷循环装置具备:
电动压缩机,该电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构、驱动压缩机构的电动马达、吸入端口、排出端口以及中间压端口,从吸入端口吸入的低压制冷剂由压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从排出端口排出高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,该中间压制冷剂的压力是低压制冷剂的压力与高压制冷剂的压力之间的压力;
散热器,该散热器使从排出端口排出的制冷剂通过与向车室内吹送的室内送风空气的热交换而散热;
第一减压器,该第一减压器使从散热器流出的制冷剂减压直到成为中间压制冷剂;
气液分离器,该气液分离器对从第一减压器流出的中间压制冷剂进行气液分离;
第二减压器,该第二减压器使由气液分离器分离出的液相制冷剂减压直到成为低压制冷剂;
室外热交换器,该室外热交换器使从第二减压器流出的制冷剂通过与车室外空气的热交换而蒸发向吸入端口侧流出;
中间压制冷剂流路,该中间压制冷剂流路将由气液分离器分离出的气相制冷剂向中间压端口引导;以及
控制装置,该控制装置控制电动压缩机,
电动马达是使用交流电流的交流马达,
控制装置具有:
减速控制部,在电动压缩机以将中间压制冷剂向中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该减速控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,使电动马达的旋转减速;
驱动停止部,在通过减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后,该驱动停止部使电动马达的驱动停止;以及
再起动部,在解除了驱动停止要求的情况下,该再起动部使通过驱动停止部停止驱动的压缩机再起动。
由此,在解除了电动压缩机的驱动停止要求的情况下,能够快速地使压缩机再起动。因此,在电动压缩机暂时停止的情况下,能够将向车室内吹出的室内送风空气的温度下降量抑制得小。
根据本发明的其他观点,搭载于车辆的二级压缩式的制冷循环装置具备:
电动压缩机,该电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构、驱动压缩机构的电动马达、吸入端口、排出端口以及中间压端口,从吸入端口吸入的低压制冷剂由压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从排出端口排出高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,该中间压制冷剂的压力是低压制冷剂的压力与高压制冷剂的压力之间的压力;
散热器,该散热器使从排出端口排出的制冷剂通过与向车室内吹送的室内送风空气的热交换而散热;
第一减压器,该第一减压器使从散热器流出的制冷剂减压直到成为中间压制冷剂;
气液分离器,该气液分离器对从第一减压器流出的中间压制冷剂进行气液分离;
第二减压器,该第二减压器使由气液分离器分离出的液相制冷剂减压直到成为低压制冷剂;
室外热交换器,该室外热交换器使从第二减压器流出的制冷剂通过与车室外空气的热交换而蒸发向吸入端口侧流出;
中间压制冷剂流路,该中间压制冷剂流路将由气液分离器分离出的气相制冷剂向中间压端口引导;以及
控制装置,该控制装置控制电动压缩机,
电动马达是使用交流电流的交流马达,
控制装置具有:
减速控制部,在电动压缩机以将中间压制冷剂向中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电量减少要求的情况下,该减速控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,使电动马达的旋转减速,电量减少要求是使向电动压缩机供给的供给电量相比于当前的供给电量减少的要求;
零速度控制部,在通过减速控制部使电动马达的旋转减速之后,该零速度控制部对向电动马达输出的交流电流进行控制,将电动马达的旋转速度控制为零速度;以及
再起动部,在解除了电量减少要求的情况下,该再起动部使通过零速度控制部控制为零速度的压缩机再起动。
由此,在解除了电量减少要求的情况下,利用在零速度控制中进行的转子的位置推定,能够快速地使压缩机再起动。因此,在电动压缩机暂时停止的情况下,能够将向车室内吹出的室内送风空气的温度下降量抑制得小。
附图说明
图1是表示第一实施方式的车辆用空调装置的整体结构的图,是表示制冷运转模式时的制冷剂流的图。
图2是表示第一实施方式的车辆用空调装置的整体结构的图,是表示第一制热运转模式(即、二级压缩模式)时的制冷剂流的图。
图3是表示第一实施方式的车辆用空调装置的整体结构的图,是表示第二制热运转模式时的制冷剂流的图。
图4是表示第一实施方式的压缩机的结构的剖视图。
图5是表示第一实施方式的电动马达的结构的图。
图6是第一实施方式的电子控制装置的框图。
图7是第一实施方式的空调ECU所执行的控制的流程图。
图8是第一实施方式的空调ECU所执行的暂时停止控制的流程图。
图9是表示比较例1中的电动马达的马达电压(即、UVW相)的波形的图。
图10是表示第一实施方式中的进行步骤S23的减速控制的情况下的电动马达的马达电压(即、UVW相)的波形的图。
图11是第二实施方式的空调ECU所执行的暂时停止控制的流程图。
图12是第三实施方式的空调ECU所执行的暂时停止控制的流程图。
图13是表示用于对第三实施方式的第二减速控制进行说明的马达转速与时间的关系的图。
图14是表示用于对比较例2的电动马达的驱动控制进行说明的马达转速与时间的关系的图。
图15是第四实施方式的空调ECU所执行的暂时停止控制的流程图。
具体实施方式
以下,基于图对本发明的实施方式进行说明。此外,在以下的各实施方式彼此中,对于彼此相同或等同的部分标注相同符号而进行说明。
(第一实施方式)
图1~3所示的本实施方式的车辆用空调装置1应用于从内燃机(即、发动机)和行驶用电动马达获得车辆行驶用的驱动力的混合动力车辆。车辆用空调装置1具备热泵循环10和室内空调单元30。
热泵循环10在车辆用空调装置1中起到对向空调对象空间即车室内吹送的室内送风空气进行冷却或加热的功能。因此,热泵循环10构成为能够切换制冷运转模式的制冷剂回路和第一、第二制热运转模式的制冷剂回路,如图1所示,在制冷运转模式下对室内送风空气进行冷却而对车室内进行制冷,如图2、3所示,在第一、第二制热运转模式下对室内送风空气进行加热而对车室内进行制热。第一制热运转模式的制冷剂回路构成二级压缩式的制冷循环装置。第一制热运转模式是在外气温为极低温时、例如0℃以下时被执行的制热运转模式。第二制热运转模式是通常的制热运转模式。
另外,热泵循环10采用通常的氟利昂系列制冷剂作为制冷剂,构成高压制冷剂的压力不超过制冷剂的临界压力的蒸气压缩式的亚临界制冷循环。
本实施方式的热泵循环10具备压缩机11、室内冷凝器12、第一减压器13、气液分离器14、中间压制冷剂流路15、中间压开闭阀16、第二减压器17、室外热交换器18、第三减压器20、三通阀21、室内蒸发器22、储液器23以及第二迂回流路24。
压缩机11是配置于车辆的机罩内并在热泵循环10中将制冷剂吸入、压缩并排出的车载用的电动压缩机。
压缩机11具有:压缩室11a;吸入端口11b,该吸入端口11b使低压制冷剂向压缩室11a吸入;排出端口11c,该排出端口11c从压缩室11a排出高压制冷剂;以及中减压端口11d,该中间压端口11d将热泵循环10的中间压制冷剂向压缩室11a引导,并且使之与压缩过程中途的制冷剂合流。此外,中间压制冷剂是指具有被向压缩室11a吸入的低压制冷剂的压力与从压缩室11a排出的高压制冷剂的压力之间的压力的制冷剂。
更详细而言,如图4所示,压缩机11具有:对压缩室11a内的制冷剂进行压缩的压缩机构111;对压缩机构111进行旋转驱动的电动马达112;以及作为电动马达112的驱动控制电路的逆变器装置(以下,称为逆变器)113。压缩机构111和电动马达112被收容于外壳114的内部。逆变器113与外壳114相邻地设置于外壳114的外部。
作为压缩机构111采用涡旋型压缩机构。此外,作为压缩机构111,若是旋转型的压缩机构则不限定于涡旋型压缩机构,也能够采用叶片型压缩机构等其他压缩机构。
电动马达112是通过从逆变器113输出的三相交流电即交流电流来控制其转速的三相交流同步马达。如图5所示,电动马达112具备转子112a和定子线圈112b、112c、112d。转子112a固定于向压缩机构111传递旋转动力的未图示的旋转轴。转子112a基于由定子线圈112b、112c、112d产生的旋转磁场而与未图示的旋转轴一起旋转。定子线圈的U相线圈112b、V相线圈112c以及W相线圈112d星形联结。U相线圈112b、V相线圈112c以及W相线圈112d分别与逆变器113连接。逆变器113与向行驶用电动马达等主机供电的高电压电源连接,且基于由后述的空调ECU40输出的表示目标转速的控制信号输出交流电流。
在外壳114设有吸入端口11b、排出端口11c以及中间压端口11d,气相制冷剂在外壳114的内部从吸入端口11b向排出端口11c流动。中间压端口11d与压缩室11a的压缩过程中途的部位连通。
这样一来,本实施方式的压缩机11由压缩机构111对从吸入端口11b吸入的低压制冷剂进行压缩而使之成为高压制冷剂,从排出端口11c排出高压制冷剂。此外,压缩机11构成为使循环内的中间压制冷剂从中间压端口11d流入且与压缩过程中途的制冷剂合流。
室内冷凝器12的制冷剂入口侧与压缩机11的排出端口11c侧连接,室内冷凝器12配置于后述的室内空调单元30的壳体31内。室内冷凝器12是使从压缩机11排出的高压的排出制冷剂(即、高压制冷剂)和室内送风空气进行热交换而使排出制冷剂散热的、并且对已通过后述的室内蒸发器22的室内送风空气进行加热的散热器。
第一减压器13的制冷剂入口侧与室内冷凝器12的制冷剂出口侧连接。在第一制热运转模式时,第一减压器13使从室内冷凝器12流出的制冷剂减压直到成为中间压制冷剂。在第二制热运转模式时,第一减压器13使从室内冷凝器12流出的制冷剂减压直到成为低压制冷剂。第一减压器13是电气式膨胀阀。即,第一减压器13是构成为具有阀芯和电动促动器的电气式的可变节流机构,其中,阀芯构成为能够变更节流开度,电动促动器使该阀芯的节流开度变化。第一减压器13构成为能够设定为发挥减压作用的节流状态和不发挥减压作用的全开状态。
气液分离器14的制冷剂入口侧与第一减压器13的制冷剂出口侧连接。气液分离器14对已通过第一减压器13的制冷剂进行气液分离。本实施方式的气液分离器14是通过离心力的作用对制冷剂进行气液分离的离心分离方式的结构。在气液分离器14的气相制冷剂出口侧连接有中间压制冷剂流路15。在气液分离器14的液相制冷剂出口侧连接有第二减压器17的制冷剂入口侧。
中间压制冷剂流路15是用于将由气液分离器14分离出的气相制冷剂向压缩机11的中间压端口11d引导的制冷剂流路。中间压制冷剂流路15由制冷剂配管151和***152构成。***152是用于降低中间压制冷剂流路15内的制冷剂的脉动的流路形成部件,是容量比制冷剂配管151大的部件。
中间压开闭阀16是设于中间压制冷剂流路15且对中间压制冷剂流路15进行开闭的开闭阀。本实施方式的中间压开闭阀16是通过从后述的空调ECU40输出的控制信号来控制其开闭动作的电磁阀。如后述那样,在第一制热运转模式时,为了形成将中间压制冷剂向中间压端口11d导入的二级压缩模式的制冷剂回路,中间压开闭阀16设为开阀状态。
在第一制热运转模式时,第二减压器17使由气液分离器14分离出的中间压的液相制冷剂减压直到成为低压制冷剂。第二减压器17在制冷运转模式时、第二制热运转模式时相对于制冷剂不发挥减压作用。因此,第二减压器17构成为能够设定为发挥减压作用的节流状态和不发挥减压作用的全开状态。
本实施方式的第二减压器17由固定节流件171、第一迂回流路172以及开闭阀173构成。固定节流件171使制冷剂减压。作为固定节流件17,能够采用节流开度被固定的喷嘴、节流孔等。第一迂回流路172是使从气液分离器14流出的制冷剂绕过固定节流件171而向室外热交换器18侧引导的制冷剂流路。开闭阀173是对第一迂回流路172进行开闭的电磁阀,通过从空调ECU40输出的控制信号来控制其开闭动作。在本实施方式的第二减压器17中,能够通过开闭阀173的开闭变更为发挥减压作用的节流状态和不发挥减压作用的全开状态。
室外热交换器18的制冷剂入口侧与第二减压器17的制冷剂出口侧连接。室外热交换器18配置于车辆机罩内即车室外,使在其内部流通的制冷剂和由送风风扇19吹送的车室外空气(即、外气)进行热交换。该室外热交换器18在第一、第二制热运转模式时起到使低压制冷剂蒸发而发挥吸热作用的蒸发器的功能。该室外热交换器18在制冷运转模式时起到使高压制冷剂散热的散热器的功能。
第三减压器20的制冷剂入口侧与室外热交换器18的制冷剂出口侧连接。在制冷运转模式时,第三减压器20使从室外热交换器18流出且向室内蒸发器22流入的制冷剂减压。第三减压器20是与第一减压器13相同的结构的电气式膨胀阀。
三通阀21的制冷剂入口侧与第三减压器20的制冷剂出口侧连接,三通阀21的两个制冷剂出口分别与室内蒸发器22的制冷剂入口侧和储液器23的制冷剂入口侧连接。三通阀21是对将从第三减压器20流出的制冷剂向室内蒸发器22引导的制冷剂流路、和使从第三减压器20流出的制冷剂绕过室内蒸发器22向储液器23引导的第二迂回流路24进行切换的制冷剂流路切换装置。三通阀21是通过从空调ECU40输出的控制信号来控制其动作的电气式三通阀。
室内蒸发器22配置于室内空调单元30的壳体31内的室内冷凝器12的空气流上游侧。室内蒸发器22是在制冷运转模式时通过在其内部流通的制冷剂与室内送风空气的热交换来使制冷剂吸热而蒸发并且通过该吸热作用对室内送风空气进行冷却的热交换器。
储液器23的制冷剂入口侧与室内蒸发器22的制冷剂出口侧和第二迂回流路24连接。储液器23是对流入至其内部的制冷剂进行气液分离并存储循环内的剩余制冷剂的气液分离器。在储液器23的气相制冷剂出口连接有压缩机11的吸入端口11b侧。
接着,对室内空调单元30进行说明。室内空调单元30向车室内吹送温度调节后的室内送风空气。室内空调单元30配置于车室内最前部的仪表盘(即、仪表板)的内侧。室内空调单元30通过在形成其外壳的壳体31内收容送风机32、上述的室内冷凝器12、室内蒸发器22等而构成。
壳体31在内部形成室内送风空气的空气通路。在壳体31内的室内送风空气的空气流最上游侧配置有切换导入车室内空气(即、内气)和外气的内外气切换装置33。
在内外气切换装置33的空气流下游侧配置有向车室内吹送经由内外气切换装置33吸入的空气的送风机32。该送风机32是由电动马达驱动离心多叶片风扇的电动送风机。
室内蒸发器22和室内冷凝器12相对于室内送风空气流依次配置于送风机32的空气流下游侧。另外,在壳体31内形成有使已通过室内蒸发器22的室内送风空气绕过室内冷凝器12流动的旁通通路34。
此外,在室内蒸发器22的空气流下游侧且室内冷凝器12的空气流上游侧配置有空气通路切换门35。空气通路切换门35对作为通过室内蒸发器22后的室内送风空气所流经的空气通路的通过室内冷凝器12的空气通路和旁通通路34进行切换。
虽然未图示,但是,在壳体31的空气流最下游部设有与设于车室内的吹出口相连的开口部。由室内蒸发器22或室内冷凝器12温度调节后的室内送风空气经由开口部从吹出口向车室内吹出。
另外,车辆用空调装置1具备图6所示的空调ECU40。空调ECU40是由包含CPU、ROM以及RAM等的周知的微型电子计算机和其周边电路构成的电子控制装置。
在空调ECU40的输出侧连接有压缩机11的逆变器113、第一减压器13、中间压开闭阀16、开闭阀173、送风风扇19、第三减压器20、三通阀21、送风机32、空气通路切换门35等各种设备。
另一方面,在空调ECU40的输入侧连接有各种空调控制用的传感器组41。作为传感器组41,可列举出对车室内温度进行检测的内气传感器、对外气温进行检测的外气传感器、对车室内的日射量进行检测的日射传感器、对室内蒸发器22的温度进行检测的蒸发器温度传感器、对从压缩机11排出的高压制冷剂压力进行检测的排出压传感器等。
此外,在空调ECU40的输入侧连接有配置于仪表盘附近的未图示的操作面板。来自设于该操作面板的各种空调操作开关42的操作信号向空调ECU40输入。作为设于操作面板的各种空调操作开关42,可具体地列举出车辆用空调装置1的动作开关、设定车室内温度的车室内温度设定开关、制冷运转模式和制热运转模式的选择开关等。
空调ECU40基于已存储于ROM等的空调控制程序,利用所输入的传感器组41的传感器信号和各种空调操作开关42的操作信号来进行各种运算、处理,而对连接于输出侧的各种设备的动作进行控制。
例如,空调ECU40向逆变器113输入表示压缩机11的目标转速的控制信号。逆变器113输出对应于该控制信号的频率的交流电流。这样一来,压缩机11的转速被控制。此外,本实施方式的逆变器113构成为包含多个逆变器元件(即、开关元件),包含向电动马达112输出三相交流电流的电流输出电路和控制多个逆变器元件的驱动的驱动ECU。驱动ECU是由包含CPU、ROM以及RAM等的周知的微型电子计算机和其周边电路构成的电子控制装置。驱动ECU基于来自空调ECU40的表示目标转速的控制信号来控制电流输出电路。由此,分别向U、V、W相线圈112b-112d流动的电流被控制。在本实施方式中,空调ECU40和逆变器113相当于电动压缩机的电子控制装置。
另外,驱动ECU以不使用用于对转子112a的旋转位置(即、电角)进行检测的旋转传感器的无传感器的方式进行电动马达112的驱动控制。在该无传感器下的驱动控制中,采用第一推定方法或者第二推定方法作为转子112a的旋转位置的推定方法。第一推定方法是利用感应电压的方法,基于三相的各相感应电压来推定转子112a的旋转位置。第二推定方法是干扰注入法,对定子线圈112b、112c、112d注入传感信号,基于电动马达112相对于该传感信号的响应来推定转子112a的旋转位置。传感信号是三次高次谐波。此外,在电动马达112(具体而言,转子112a)的旋转速度高于规定速度的情况下采用第一推定方法。在电动马达112(具体而言,转子112a)的旋转速度低于所述规定速度的情况下即极低速旋转时、停止时采用第二推定方法。
另外,空调ECU40与上位ECU50电连接,空调ECU40和上位ECU50构成为能够彼此电通信。因此,上位ECU50也能够经由空调ECU40对连接于空调ECU40的输出侧的各种设备的动作进行控制。上位ECU50是控制行驶***的电子控制装置。更具体而言,上位ECU50基于未图示的油门踏板的踏入量等来控制电动马达、发动机等主机,并且控制从搭载于车辆的电源向主机的电力供给。
在需要确保车辆加速时的电力的情况下,上位ECU能够通过向空调ECU40输出压缩机11的停止要求信号而使压缩机11的动作停止。在该情况下,通过上位ECU50不输出压缩机11的停止要求信号,从而能够使压缩机11的动作再次开始。另外,在本实施方式中,需要确保车辆加速时的电力的情况是在仅通过发动机和行驶用电动马达中的行驶用电动马达的驱动力进行的车辆行驶中为了车辆加速而使发动机起动的情况。
接着,对空调ECU40所实施的各种设备的控制处理进行说明。
空调ECU40进行根据制冷运转模式、第一制热运转模式或者第二制热运转模式的运转模式来控制各种设备的通常运转控制。在有来自上位ECU50的压缩机11的停止要求的情况下,空调ECU40优先于通常运转控制地进行压缩机11的暂时停止控制。
具体而言,空调ECU40进行图7、8所示的控制处理。此外,在点火开关处于闭合的状态时即车辆处于能够行驶的行驶状态时,且操作面板的动作开关闭合时,实施图7、8所示的控制处理。另外,各图中所示的步骤与执行各种处理的结构部对应。
如图7所示,空调ECU40在步骤S11中判定是否有来自上位ECU50的压缩机11的停止要求信号。此时,在没有来自上位ECU50的压缩机11的停止要求信号的输入的情况下,空调ECU40判定为否,向步骤S12前进,决定实施通常运转控制。另一方面,在有来自上位ECU50的压缩机11的停止要求信号的输入的情况下,空调ECU40判定为是,向步骤S13前进,决定实施暂时停止控制。并且,基于该决定,空调ECU40实施通常运转控制或暂时停止控制。
接着,对通常运转控制进行说明。在通常运转控制中,空调ECU40将热泵循环10切换为各运转模式的制冷剂回路,控制各种设备的动作以在各运转模式中获得所期望的空调状态。
(A)制冷运转模式
例如,在操作面板的动作开关闭合的状态下通过选择开关选择制冷运转模式时,开始制冷运转模式。
在制冷运转模式中,空调ECU40将第一减压器13设为全开状态(即、不发挥减压作用的状态),且将第三减压器20设为节流状态(即、发挥减压作用的状态)。另外,空调ECU40将开闭阀173设为开阀状态且将第二减压器17设为全开状态(即、不发挥减压作用的状态)。此外,空调ECU40将中间压开闭阀16设为闭阀状态,且将三通阀21的第二迂回流路24侧设为闭阀状态。
另外,空调ECU40基于传感器组41的检测信号和操作面板的操作信号算出向车室内吹出的空气的目标温度即目标吹出温度TAO。并且,基于算出的目标吹出温度TAO和传感器组的检测信号决定压缩机11、送风机32、空气通路切换门35等各种设备的动作状态,输出控制信号以成为决定出的动作状态。由此,例如,压缩机11和送风机32分别以所期望的转速动作。内外气切换装置33的门位置、空气通路切换门35的位置成为所期望的位置。空气通路切换门35的具体的位置是堵塞室内冷凝器12的空气通路且通过室内蒸发器22后的送风空气的全流量通过旁通通路34的位置。
由此,热泵循环10切换为制冷剂如图1的粗线和箭头所示那样地流动的制冷运转模式的制冷剂回路。即,形成有如下那样的制冷剂回路:从压缩机11的排出端口11c排出的制冷剂在依次流经室内冷凝器12、全开状态的第一减压器13、气液分离器14、全开状态的第二减压器17、室外热交换器18、节流状态的第三减压器20、室内蒸发器22、储液器23之后,向压缩机11的吸入端口11b流入。
在该制冷运转模式中,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂在室外热交换器18与外气进行热交换而散热。从室外热交换器18流出的制冷剂在第三减压器20减压膨胀直到成为低压制冷剂,在室内蒸发器22从由送风机32吹送的室内送风空气吸热而蒸发。由此,室内送风空气被冷却。此时,通过空气通路切换门35来堵塞室内冷凝器12的空气通路,因此流入至室内冷凝器12的高压制冷剂实际上不向室内送风空气散热就从室内冷凝器12流出。因此,在室内蒸发器22冷却后的室内送风空气向车室内吹出。
(B)制热运转模式
例如,在操作面板的动作开关接通(即、闭合)的状态下,通过选择开关选择制热运转模式时,开始制热运转模式。此时,在外气温为极低温的情况下,执行第一制热运转模式。外气温为极低温以外的情况下,执行第二制热运转模式。例如,在外气传感器的检测温度在基准温度例如0℃以下的情况下,空调ECU40执行第一制热运转模式。在外气传感器的检测温度超过基准温度的情况下,空调ECU40执行第二制热运转模式。
(B1)第一制热运转模式
在第一制热运转模式中,空调ECU40将第一减压器13设为节流状态,且将第三减压器20设为全开状态。另外,空调ECU40将开闭阀173设为闭阀状态且将第二减压器17设为节流状态。此外,空调ECU40将中间压开闭阀16设为开阀状态,且将三通阀21的第二迂回流路24侧设为开阀状态。
另外,与制冷运转模式同样地,空调ECU40基于目标吹出温度TAO等来决定各种设备的动作状态,输出控制信号以成为决定出的动作状态。由此,例如,空气通路切换门35的位置成为堵塞旁通通路34且通过室内蒸发器22后的送风空气的全流量通过室内冷凝器12的位置。
由此,热泵循环10切换为制冷剂如图2的粗线和箭头所示地流动的第一制热运转模式的制冷剂回路。即,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂在室内冷凝器12被冷凝,且冷凝后的高压制冷剂通过第一减压器13减压直到成为中间压制冷剂。从第一减压器13流出的中间压制冷剂在气液分离器14分离为气相制冷剂和液相制冷剂。由气液分离器14分离出的中间压的液相制冷剂通过第二减压器17减压后成为低压制冷剂之后在室外热交换器18蒸发,经由储液器23被向压缩机11的吸入端口11b吸入。另一方面,由气液分离器14分离出的中间压的气相制冷剂经由中间压制冷剂流路15被向压缩机11的中间压端口11d引导,与压缩过程中途的制冷剂合流。
这样一来,在第一制热运转模式中,能够构成使由固定节流件17减压后的低压制冷剂向压缩机11吸入并且使由第一减压器13减压后的中间压制冷剂与压缩机11的压缩过程中途的制冷剂合流的注气循环(即、二级压缩式的制冷循环)。因此,在本实施方式中,该第一制热运转模式是二级压缩模式。
在该第一制热运转模式中,制冷剂不向室内蒸发器22流动,因此室内送风空气不在室内蒸发器22被冷却。已通过室内蒸发器22的室内送风空气在室内冷凝器12通过与高压制冷剂的热交换而被加热,向车室内吹出。
(B2)第二制热运转模式
在第二制热运转模式中,空调ECU40将第一减压器13设为节流状态,且将第三减压器20设为全开状态。另外,空调ECU40将开闭阀173设为开阀状态且将第二减压器17设为全开状态。此外,空调ECU40将中间压开闭阀16设为闭阀状态,且将三通阀21的第二迂回流路24侧设为开阀状态。
另外,与第一制热运转模式同样地,空调ECU40基于目标吹出温度TAO等来决定各种设备的动作状态,输出控制信号以成为决定出的动作状态。
由此,热泵循环10切换为制冷剂如图3的粗线和箭头所示地流动的第二制热运转模式的制冷剂回路。即,从压缩机11的排出端口11c排出的高压制冷剂在室内冷凝器12被冷凝,冷凝后的高压制冷剂由第一减压器13减压直到成为低压制冷剂。从第一减压器13流出的低压制冷剂向气液分离器14流入。此时,由于中间压开闭阀16处于闭阀状态,因此流入至气液分离器14的低压制冷剂不向中间压制冷剂流路15流入而向室外热交换器18流入。流入至室外热交换器18的制冷剂通过与外气的热交换而蒸发,经由储液器23被向压缩机11的吸入端口11b吸入。
在第二制热运转模式中,由于制冷剂也不向室内蒸发器22流动,因此室内送风空气也不在室内蒸发器22被冷却。已通过室内蒸发器22的室内送风空气在室内冷凝器12通过与高压制冷剂的热交换而被加热,向车室内吹出。
接着,对图7的步骤S13的压缩机11的暂时停止控制进行说明。压缩机11的暂时停止控制是在通常运转控制下的压缩机11的运转中使压缩机11停止之后使压缩机11再起动的控制。
如图8所示,空调ECU40在步骤S21中判定当前的运转模式是否是二级压缩模式。二级压缩模式是上述的第一制热运转模式。若当前的运转模式是第一制热运转模式,则空调ECU40判定为是,向步骤S22前进。
在步骤S22中,空调ECU40判定电力是否能够使用。该电力能否使用是基于来自上位ECU50的命令进行判断的。例如,作为压缩机11的停止要求信号,包括不允许压缩机11使用电力的不允许信号和允许压缩机11在少于通常运转控制时的电量下使用电力的允许信号。因此,若是允许信号,则空调ECU40判定为电力能够使用。这样一来,若电力能够使用,则空调ECU40判定为是,向步骤S23前进。
在步骤S23中,进行电动马达112的减速控制。该减速控制是对向电动马达112输出的交流电流进行控制使电动马达112的旋转减速的电动马达112的驱动控制。因此,在该减速控制中,大于0的电流值且被允许的电量的交流电流向电动马达112输出。在该减速控制中,使向电动马达112输出的交流电流的执行值逐渐下降,以使电动马达112从通常运转状态趋向停止状态。在该驱动控制中,采用第一推定方法作为推定转子112a的旋转位置的方法。另外,此时的减速比率优选在通常的控制中不实施的程度的尽量大的减速比率。另外,减速比率可以恒定也可以不恒定。此外,在使电动马达112以尽可能大的减速比率减速时,存在电动马达112失控的可能性。因此,作为电动马达112的构造,优选采用即使电动马达112瞬间停止也不产生强度上的问题的构造。空调ECU40在将减速控制进行规定时间之后,向步骤S24前进。
接着,在步骤S24中,空调ECU40进行电动马达112的反向旋转方向控制。该反向旋转方向控制是对向电动马达112输出的交流电流进行控制使电动马达112向反向旋转方向旋转的电动马达112的驱动控制。在该驱动控制中,采用第二推定方法作为推定转子的旋转位置的方法。另外,此时设定的转速恒定,或以转速接近0的方式减少。另外,优选将此时设定的转速设为通过电动马达112的反向旋转产生的感应电压在规定电压以下那样的转速。规定电压是例如60V。由此,能够抑制因由电动马达112的反向旋转产生感应电压导致的输入电压上升。另外,在该步骤S24中的电动马达112的驱动控制中,由于电动马达112的转速低,因此进行采用干扰注入法的转子的位置检测。
在进行了规定时间的步骤S24的控制之后,向步骤S25前进。该规定时间设定为后述的中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的差压为0或接近0。此外,在电动马达电流、马达电压的检测值低于规定值的情况等下,也可以结束步骤S24。
在步骤S25中,空调ECU40停止电动马达112的驱动。即,空调ECU40停止向电动马达112的供电。
接着,在步骤S26中,空调ECU40判定能否进行压缩机11的再起动。例如,该判定是通过来自上位ECU50的压缩机11的停止要求信号的有无来进行的。若没有压缩机11的停止要求信号的输入,则能够进行压缩机的再起动,因此,空调ECU40判定为是,向步骤S27前进。另一方面,若有压缩机11的停止要求信号的输入,则不能进行压缩机的再起动,因此,空调ECU40判定为否,再次进行步骤S26。并且,空调ECU40重复进行步骤S26直到判定为是。
在步骤S27中,空调ECU40进行压缩机11的再起动。此时,空调ECU40进行采用干扰注入法的转子的位置检测,从而进行电动马达112的驱动控制。
另一方面,在步骤S21的判定中,若当前的运转模式在第一制热运转模式以外,则空调ECU40判定为否,向步骤S28前进,停止压缩机11的驱动。此时的压缩机11的驱动停止不通过进行上述的步骤S23、S24的控制进行而通过向电动马达112的供电停止来进行。
另外,在步骤S22的判定中,若为电力不能使用的状态,则空调ECU40判定为否,向步骤S28前进,停止压缩机11的驱动。
在步骤S28之后,在步骤S29中,与步骤S26同样地,空调ECU40判定是否能够再起动。若能够再起动,则空调ECU40判定为是,向步骤S27前进,使压缩机11再起动。另一方面,若不能再起动,则空调ECU40判定为否,进行步骤S29,重复进行步骤S29直到判定为是。
这样一来,进行压缩机11的暂时停止控制。之后,空调ECU40进行上述的通常运转控制。
在本实施方式中,步骤S22相当于判定电动压缩机是否能够使用电力的判定部。步骤S23相当于使电动马达的旋转减速的减速控制部。步骤S24相当于使电动马达向与二级压缩模式时的电动马达的旋转方向相反的反向旋转方向旋转的反向旋转方向控制部。步骤S25相当于使电动马达的驱动停止的驱动停止部。步骤S27相当于使因驱动停止部而停止驱动的压缩机再起动的再起动部。
在此,将本实施方式的特征与比较例1进行对比地说明。比较例1在图8所示的暂时停止控制中不进行步骤S23、S24就进行步骤S25。即、比较例1是在第一制热运转模式时有压缩机11的停止要求时停止向电动马达112的供电而使压缩机11的驱动停止的控制。
在比较例1中,如图9所示,在空调ECU40接收停止要求信号时,停止向电动马达112的供电。因此,制冷剂因中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的压力差而反向流动,导致压缩机11长时间持续地反向旋转。由于在反向旋转中不能进行压缩机11的再起动,因此必须等到反向旋转结束且电动马达112停止才进行压缩机11的再起动。因此,即使在解除了压缩机11的停止要求的情况下,也不能快速地使压缩机11再起动。其结果是,产生向车室内吹出的室内送风空气的温度显著下降而损害乘员的舒适性的问题。
顺便一提,如专利文献1,即使压缩机在反向旋转中,利用发动机的驱动力的压缩机若连接离合器,则能够再起动,但是电动压缩机在反向旋转中不能再起动。其理由如下。
在使电动压缩机的电动马达起动的情况下,必须在确认转子的电角的位置之后起动电动马达。因此,需要进行转子的电角的位置检测,但是,电动马达设于压缩机的内部且制冷剂在压缩机的内部流动,因此不能设置用于转子的电角的位置检测的传感器。因此,通常,基于在转子停止时施加于电动马达的电压、向电动马达流动的电流以及转子的电角的位置的关系来推定转子的电角的位置。关于该转子的电角的位置检测,在压缩机反向旋转时,会导致转子的电角的检测位置和起动时的电角的位置偏离。在该情况下,压缩机的起动失败。因此,在反向旋转中不能起动电动压缩机。此外,在转子的电角的检测位置和起动时的电角的位置不偏离的情况下,能够起动电动压缩机。
相对于此,在本实施方式中,如上述的说明的那样,如步骤S23,在第一制热运转模式时有来自上位ECU50的压缩机11的驱动停止要求的情况下,空调ECU40进行使电动马达112的旋转减速的减速控制。之后,如步骤S24、S25,空调ECU40在进行了使电动马达112向反向旋转方向旋转的反向旋转方向控制之后,使电动马达112的驱动停止。并且,如步骤S27,在解除了来自上位ECU50的压缩机11的驱动停止要求的情况下,空调ECU40进行使压缩机11再起动的控制。
由此,空调ECU40在电动马达112的驱动停止前(即、供电停止前)使电动马达112减速。由此,与比较例1那样地不使电动马达112减速就停止向电动马达112的供电的情况相比,能够减小中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的差压。因此,如图10所示,相比于图9所示的比较例1能够缩短因所述差压产生的反向旋转的产生时间。此外,图10表示仅进行本实施方式的减速控制和反向旋转方向控制中的减速控制之后供电停止的情况下的电动马达112的马达电压(即、UVW相)的波形。
此外,空调ECU40在使电动马达112减速之后使电动马达112向反向旋转方向旋转。由此,能够减小中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的差压。因此,能够进一步缩短图10所示的因差压产生的反向旋转的产生时间。
因此,根据本实施方式,与比较例1相比,能够缩短从要求压缩机11的驱动停止直到电动马达112停止的时间。其结果是,在解除了压缩机11的驱动停止要求的情况下,能够快速地使压缩机11再起动。因此,能够将向车室内吹出的室内送风空气的温度下降量抑制得小。
此外,在本实施方式中,在步骤S24的电动马达112的反向旋转方向控制中,进行转子112a的旋转位置的推定,但是也可以不进行转子112a的旋转位置的推定。在该情况下,能够通过将电动马达112向反向旋转方向旋转那样的频率的交流电流向定子线圈112b、112c、112d输出而使电动马达112向反向旋转方向旋转。
(第二实施方式)
相对于第一实施方式,本实施方式变更了图7的步骤S13的压缩机11的暂时停止控制。具体而言,在本实施方式中,如图11所示,相对于图8所示的流程图,增加了步骤S31。
即,在步骤S22中判定为是时,空调ECU40在步骤S23之前进行步骤S31。在步骤S31中,空调ECU40将用于过电流停止控制的阈值变更为比当前的阈值高的值。因此,该步骤S31相当于将阈值变更为比当前的值高的值的阈值变更部。
在此,过电流停止控制是电动马达112的保护控制。过电流停止控制是在电动马达电流增大成为过电流时停止向电动马达112供电且停止电动马达112的驱动的控制。由此,能够防止电动马达电流成为过电流而电动马达112的温度上升。
在空调ECU40不实施步骤S31就实施步骤S23的情况下,在减速控制期间的中途,中间压制冷剂的压力上升,从而相对于电动马达112的负载变大。因此,导致电动马达电流上升成为过电流,即,导致电动马达电流的值超过阈值,向电动马达112的供电停止。不能够解决如下那样的问题:在向电动马达112的供电停止时,制冷剂因中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的压力差而反向流动,压缩机11长时间持续地反向旋转。
相对于此,在本实施方式中,空调ECU40在将过电流停止控制的阈值变更为高的值之后实施步骤S23的减速控制。由此,不提高构成逆变器113的开关元件的额定值、体型就能够扩大动作区域,且能够避免在减速控制时向电动马达112的供电因过电流停止的情况。
此外,变更后的阈值通过实验、计算等预先确定,以使其成为比因中间压制冷剂的压力上升而上升的电动马达电流值高的值。另外,空调ECU40接收到停止要求信号时处于压缩机11的驱动中。因此,逆变器113等冷却对象物处于由向压缩机11吸入的低压制冷剂充分地冷却的状态。因此,即使电动马达电流上升成为过电流的状态,也能够维持冷却对象物被冷却的状态,因此能够暂时地提高阈值。
(第三实施方式)
相对于第一实施方式,本实施方式变更图7的步骤S13的压缩机11的暂时停止控制。具体而言,在本实施方式中,如图12所示,将图8所示的流程图中的步骤S23变更为步骤S23-1和步骤S23-2。
即,在步骤S22中判定为是时,在步骤S23-1中,空调ECU40进行电动马达112的第一减速控制。第一减速控制与在第一实施方式已说明的图8的步骤S23同样地是使电动马达112的旋转减速的电动马达112的驱动控制。换言之,第一减速控制是对向定子线圈112b、112c、112d供给的交流电流的频率进行控制而使电动马达112的转速减少的控制。
另外,在第一减速控制中,采用第一推定方法作为推定转子112a的旋转位置的方法。在电动马达112减速到不能进行转子112a的旋转位置的推定的程度时,第一减速控制结束。例如,通过实验等预先求出从第一减速控制开始至电动马达112减速到不能进行转子112a的旋转位置的推定的程度时的规定时间。并且,在从第一减速控制开始经过了该规定时间时,空调ECU40结束第一减速控制。之后,空调ECU40向步骤S23-2前进。
在步骤S23-2中,空调ECU40进行电动马达112的第二减速控制。第二减速控制是通过从逆变器113向定子线圈112b、112c、112d中的任一个供给直流电流而励磁的直流励磁在减速方向上相对于转子112a产生力矩的控制。
此时,如图13所示,优选重复不供给直流电流的无控制和直流励磁。另外,不仅使特定的定子线圈直流励磁,优选将直流励磁的定子线圈切换为3相的定子线圈112b、112c、112d中的任一个。由此,与仅对特定的定子线圈持续进行直流励磁的情况相比,能够抑制逆变器元件的发热。此外,在对向定子线圈112b、112c、112d供给的直流电流的方向进行切换的情况下,该切换的周期比交流电流的频率长。
在此,图14表示比较例2的电动马达112的驱动控制。在比较例2中,空调ECU40在第一减速控制之后不进行第二减速控制就使电动马达112的驱动停止(即,进行向电动马达112的供电停止)。在该情况下,在第一减速控制之后,电动马达自然减速。
在本实施方式中,空调ECU40在第一减速控制之后进行第二减速控制。由此,与比较例2的情况相比,能够更快速地使电动马达112减速,且能够减小中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的差压。因此,能够缩短从要求压缩机11的驱动停止到电动马达112停止的时间。其结果是,在解除了压缩机11的驱动停止要求的情况下,能够快速地使压缩机11再起动。
此外,在本实施方式中,步骤S23-1相当于对向电动马达输出的交流电流进行控制而使电动马达的旋转减速的第一减速控制部。步骤S23-2相当于通过向定子线圈供给直流电流而励磁从而使电动马达的旋转减速的第二减速控制部。
(第四实施方式)
相对于第一实施方式,本实施方式变更图7的步骤S13的压缩机11的暂时停止控制。具体而言,在本实施方式中,如图15所示,将图8所示的流程图中的步骤S24、S25变更为步骤S41。
即,空调ECU40在步骤S23的减速控制之后,在步骤S41中,对向电动马达112输出的交流电流进行控制,而进行将电动马达112的旋转速度控制为零速度的零速度控制。因此,步骤S41相当于将电动马达的旋转速度控制为零速度的零速度控制部。
该零速度控制是在步骤S23的减速控制停止之后通过中间压端口11d侧的制冷剂与吸入端口11b侧的制冷剂的差压而向想要向反向旋转方向旋转的转子112a施加正旋转方向的力矩的控制。在该零速度控制中,使用于使转子112a向正旋转方向旋转的磁场在定子线圈112b、112c、112d产生。另外,在该零速度控制中,进行采用干扰注入法的转子112a的位置推定。空调ECU40从步骤S41的控制开始经过了规定时间之后向步骤S26前进。此外,步骤S41的零速度控制持续直到步骤S27的压缩机11的再起动。因此,在压缩机11的再起动之前,压缩机11的驱动不停止。
在步骤S26中,空调ECU40判定能否进行压缩机11的再起动。在步骤S26中判定为是时,空调ECU40向步骤S27前进,进行压缩机11的再起动。步骤S26、S27与第一实施方式中的说明相同。因此,在本实施方式中,步骤S27相当于使由零速度控制部控制为零速度的所述压缩机再起动的再起动部。
在本实施方式中,空调ECU40在步骤S23的减速控制之后进行步骤S41的零速度控制。由此,利用在零速度控制中进行的转子112a的位置推定能够快速地再起动。即,能够快速地返回到通常运转控制。
此外,在本实施方式中,在图7的步骤S11中判定为有压缩机11的停止要求(即,判定为是),且在步骤S22中判定为电力能够使用(即,判定为是)的情况下,空调ECU40进行步骤S23、S41。在步骤S22中,在从上位ECU50向空调ECU40输出允许信号的情况下,判定为是,该允许信号是指允许压缩机11在少于通常运转控制时的电量下使用电力。上位ECU50向空调ECU40输出该允许信号不是指上位ECU50对空调ECU40要求停止向压缩机11供电。而是指上位ECU50对空调ECU40要求使向压缩机11供给的供给电量相比于当前的供给电量减少的电量减少。
因此,本实施方式是如下那样的结构,在从上位ECU50对空调ECU40有电量减少的要求的情况下,空调ECU40进行步骤S23的减速控制和步骤S41的零速度控制。因此,本实施方式的步骤S23相当于减速控制部,在有电量减少要求的情况下,使电动马达的旋转减速,电量减少要求是使向电动压缩机供给的供给电量相比于当前的供给电量减少的要求。另外,步骤S23的减速控制和步骤S41的零速度控制是供给电量比通常运转时少的控制。
(其他实施方式)
本发明不限定于上述的实施方式,如下所述,在所要保护的范围内能够进行适当变更。
(1)在第一实施方式中,空调ECU40在步骤S24的电动马达112的驱动停止之后进行步骤S26的再起动能否进行的判定,但是也可以在步骤S25之前进行步骤S26的再起动能否进行的判定。对于步骤S25之前,例如,可列举出步骤S24的控制中、步骤S23的控制中。在该情况下,在步骤S26中判定为是时,空调ECU40不进行再起动直到电动马达112的驱动停止,在电动马达112的驱动停止之后直接进行再起动。在第二、第三实施方式中也同样。
(2)在第一、第二实施方式中,空调ECU40在步骤S23之后进行步骤S24,但是也可以不实施步骤S24。在第三实施方式中,空调ECU40也可以在步骤S23-1、S23-2之后不实施步骤S24。在这些情况下,空调ECU40通过进行步骤S23的减速控制或者步骤S23-1、23-2的第一、第二减速控制也可获得与第一实施方式相同的效果。
(3)也可以在压缩机11的异常停止、紧急停止时实施第一~第三实施方式的暂时停止控制。但是,在该情况下,不需要再起动。在该情况下,通过由步骤S24进行反向旋转方向控制,而在车辆碰撞时,能够抑制因由反向旋转产生感应电压导致的输入电压上升,能够满足与车辆碰撞时的电压相关的法律规定。
(4)在第一~第四实施方式中,在第一制热运转模式时需要压缩机11的暂时停止的情况下,空调ECU40进行图7中的步骤S13的压缩机11的暂时停止控制,但是上位ECU50也可以进行压缩机11的暂时停止控制。在该情况下,上位ECU50能够不经由空调ECU40就直接控制逆变器113。另外,在空调ECU40和上位ECU50同时进行相对于逆变器113的控制的情况下,使上位ECU50的控制优先。此外,在该情况下,空调ECU40、上位ECU50以及逆变器113相当于电动压缩机的控制装置。
(5)在上述的各实施方式中,中间压开闭阀16切换中间压制冷剂向中间压制冷剂流路15的流入和流入禁止,但是不限定于此。集成了中间压开闭阀16的功能和构成热泵循环10的其他设备的功能的集成阀也可以切换中间压制冷剂向中间压制冷剂流路15的流入和流入禁止。作为该集成阀,例如,可列举出集成了中间压开闭阀16的功能、气液分离器14的功能、固定节流件171、第一迂回流路172的开闭阀173的功能的集成阀。
(6)在上述的各实施方式中,车辆用空调装置1在执行制热运转模式时切换第一制热运转模式和第二制热运转模式而执行,但是也可以仅执行第一制热运转模式。另外,车辆用空调装置1也可以仅执行制热运转模式和制冷运转模式中的制热运转模式。
(7)在上述的各实施方式中,将本发明的车辆用空调装置应用于混合动力车辆,但是,若是搭载电动压缩机的车辆,则也可以应用于电力汽车、燃料电池车等其他车辆。
(8)上述各实施方式不是彼此无关系的,除了明确不可组合的情况之外,能够适当组合。另外,在上述各实施方式中,对于构成实施方式的要素,除了特别明示为必须的情况及原理上明显为必须的情况等之外,不一定是必须的,这是不言而喻的。

Claims (9)

1.一种电动压缩机的控制装置,是构成二级压缩式的制冷循环装置的车载用的电动压缩机(11)的控制装置,所述电动压缩机的控制装置的特征在于,
所述电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构(111)、驱动所述压缩机构的电动马达(112)、吸入端口(11b)、排出端口(11c)以及中间压端口(11d),从所述吸入端口吸入的低压制冷剂由所述压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从所述排出端口排出所述高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从所述中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,所述中间压制冷剂的压力是所述低压制冷剂的压力与所述高压制冷剂的压力之间的压力,
所述电动马达是使用交流电流的交流马达,
所述电动压缩机的控制装置具备:
减速控制部(S23),在所述电动压缩机以将所述中间压制冷剂向所述中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有所述电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该减速控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,使所述电动马达的旋转减速;
驱动停止部(S25),在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后,该驱动停止部使所述电动马达的驱动停止;以及
再起动部(S27),在解除了所述驱动停止要求的情况下,该再起动部使通过所述驱动停止部停止驱动的所述压缩机再起动。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机的控制装置,其特征在于,
具备反向旋转方向控制部(S24),在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后且在通过所述驱动停止部使所述电动马达的驱动停止之前,该反向旋转方向控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,使所述电动马达向与所述二级压缩模式时的所述电动马达的旋转方向相反的反向旋转方向旋转。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机的控制装置,其特征在于,
在向所述电动马达供给的电流超过阈值的情况下,所述电动压缩机停止向电动马达的供电,
所述电动压缩机的控制装置还具备阈值变更部(S31),在有所述驱动停止要求的情况下且在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之前,该阈值变更部将所述阈值变更为比当前的值高的值。
4.根据权利要求1所述的电动压缩机的控制装置,其特征在于,
所述电动马达具有定子线圈(112b、112c、112d),
所述减速控制部构成第一减速控制部(S23-1),
所述电动压缩机的控制装置具备第二减速控制部(S23-2),在通过所述第一减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后且在通过所述驱动停止部使所述电动马达的驱动停止之前,该第二减速控制部通过向所述定子线圈供给直流电流而励磁,从而使所述电动马达的旋转减速。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动压缩机的控制装置,其特征在于,
还具备判定部(S22),在有所述驱动停止要求的情况下,该判定部判定所述电动压缩机能否使用电力,
在所述判定部判定为所述电动压缩机能够使用电力的情况下,所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速。
6.一种电动压缩机的控制装置,是构成二级压缩式的制冷循环装置的车载用的电动压缩机(11)的控制装置,所述电动压缩机的控制装置的特征在于,
所述电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构(111)、驱动所述压缩机构的电动马达(112)、吸入端口(11b)、排出端口(11c)以及中间压端口(11d),从所述吸入端口吸入的低压制冷剂由所述压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从所述排出端口排出所述高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从所述中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,所述中间压制冷剂的压力是所述低压制冷剂的压力与所述高压制冷剂的压力之间的压力,
所述电动马达是使用交流电流的交流电动马达,
所述电动压缩机的控制装置具备:
减速控制部(S23),在所述电动压缩机以将所述中间压制冷剂向所述中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电量减少要求的情况下,该减速控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,使所述电动马达的旋转减速,所述电量减少要求是使向所述电动压缩机供给的供给电量相比于当前的所述供给电量减少的要求;
零速度控制部(S41),在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后,该零速度控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,将所述电动马达的旋转速度控制为零速度;以及
再起动部(S27),在解除了所述电量减少要求的情况下,该再起动部使通过所述零速度控制部控制为零速度的所述压缩机再起动。
7.一种制冷循环装置,是搭载于车辆的二级压缩式的制冷循环装置,所述制冷循环装置的特征在于,具备:
电动压缩机(11),该电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构(111)、驱动所述压缩机构的电动马达(112)、吸入端口(11b)、排出端口(11c)以及中间压端口(11d),从所述吸入端口吸入的低压制冷剂由所述压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从所述排出端口排出所述高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从所述中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,所述中间压制冷剂的压力是所述低压制冷剂的压力与所述高压制冷剂的压力之间的压力;
散热器(12),该散热器使从所述排出端口排出的制冷剂通过与向车室内吹送的室内送风空气的热交换而散热;
第一减压器(13),该第一减压器使从所述散热器流出的制冷剂减压直到成为所述中间压制冷剂;
气液分离器(14),该气液分离器对从所述第一减压器流出的所述中间压制冷剂进行气液分离;
第二减压器(17),该第二减压器使由所述气液分离器分离出的液相制冷剂减压直到成为所述低压制冷剂;
室外热交换器(18),该室外热交换器使从所述第二减压器流出的制冷剂通过与车室外空气的热交换而蒸发并向所述吸入端口侧流出;
中间压制冷剂流路(15),该中间压制冷剂流路将由所述气液分离器分离出的气相制冷剂向所述中间压端口引导;以及
控制装置(40、113),该控制装置控制所述电动压缩机,
所述电动马达是使用交流电流的交流马达,
所述控制装置具有:
减速控制部(S23),在所述电动压缩机以将所述中间压制冷剂向所述中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有所述电动压缩机的驱动停止要求的情况下,该减速控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,使所述电动马达的旋转减速;
驱动停止部(S25),在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后,该驱动停止部使所述电动马达的驱动停止;以及
再起动部(S27),在解除了所述驱动停止要求的情况下,该再起动部使通过所述驱动停止部停止驱动的所述压缩机再起动。
8.根据权利要求7所述的制冷循环装置,其特征在于,
所述控制装置还具备判定部(S22),在有所述驱动停止要求的情况下,该判定部判定所述电动压缩机能否使用电力,
在所述判定部判定为所述电动压缩机能够使用电力的情况下,所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速。
9.一种制冷循环装置,是搭载于车辆的二级压缩式的制冷循环装置,所述制冷循环装置的特征在于,具备:
电动压缩机(11),该电动压缩机具有压缩制冷剂的压缩机构(111)、驱动所述压缩机构的电动马达(112)、吸入端口(11b)、排出端口(11c)以及中间压端口(11d),从所述吸入端口吸入的低压制冷剂由所述压缩机构进行压缩而成为高压制冷剂,从所述排出端口排出所述高压制冷剂,并且,使中间压制冷剂从所述中间压端口流入且与压缩过程中途的制冷剂合流,所述中间压制冷剂的压力是所述低压制冷剂的压力与所述高压制冷剂的压力之间的压力;
散热器(12),该散热器使从所述排出端口排出的制冷剂通过与向车室内吹送的室内送风空气的热交换而散热;
第一减压器(13),该第一减压器使从所述散热器流出的制冷剂减压直到成为所述中间压制冷剂;
气液分离器(14),该气液分离器对从所述第一减压器流出的所述中间压制冷剂进行气液分离;
第二减压器(17),该第二减压器使由所述气液分离器分离出的液相制冷剂减压直到成为所述低压制冷剂;
室外热交换器(18),该室外热交换器使从所述第二减压器流出的制冷剂通过与车室外空气的热交换而蒸发并向所述吸入端口侧流出;
中间压制冷剂流路(15),该中间压制冷剂流路将由所述气液分离器分离出的气相制冷剂向所述中间压端口引导;以及
控制装置(40、113),该控制装置控制所述电动压缩机,
所述电动马达是使用交流电流的交流马达,
所述控制装置具有:
减速控制部(S23),在所述电动压缩机以将所述中间压制冷剂向所述中间压端口导入的二级压缩模式进行驱动时,在有电量减少要求的情况下,该减速控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,使所述电动马达的旋转减速,所述电量减少要求是使向所述电动压缩机供给的供给电量相比于当前的所述供给电量减少的要求;
零速度控制部(S41),在通过所述减速控制部使所述电动马达的旋转减速之后,该零速度控制部对向所述电动马达输出的交流电流进行控制,将所述电动马达的旋转速度控制为零速度;以及
再起动部(S27),在解除了所述电量减少要求的情况下,该再起动部使通过所述零速度控制部控制为零速度的所述压缩机再起动。
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