JP4802574B2 - Control device for electric compressor and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両用冷凍サイクルに配設される電動圧縮機に用いて好適な電動圧縮機の制御装置およびその制御方法に関するものである。 The present invention relates to an electric compressor control apparatus suitable for use in an electric compressor disposed in, for example, a vehicle refrigeration cycle, and a control method therefor.
従来、走行用駆動源としてエンジンとモータとを有するハイブリッド車両の空調装置(冷凍サイクル)に配設される電動圧縮機の制御装置として、例えば、特許文献1に示されるものが知られている。
Conventionally, as a control device for an electric compressor disposed in an air conditioner (refrigeration cycle) of a hybrid vehicle having an engine and a motor as a travel drive source, for example, the one disclosed in
この電動圧縮機の制御装置においては、エンジンが作動状態であると、電動圧縮機を最大トルクの得られる第1モードで回転数制御し、エンジンが非作動状態であると、第1モードよりも低騒音で電動圧縮機が駆動される第2モードで回転数制御(弱め界磁制御)するようにしており、これにより、エンジン停止時においては電動圧縮機が低騒音で作動し、エンジン停止中の車室内の静粛性を維持できるようにしている。
しかしながら、近年、エンジン自身の静粛性が向上しており、エンジンが作動中であっても、エンジン音によるマスキングが成されず、電動圧縮機の騒音が問題となる場合がある。また、エンジン停止時であっても電動圧縮機が例えば低回転で作動している時には、必ずしも第2モードを実行する必要が無い場合も考えられる。 However, in recent years, the quietness of the engine itself has improved, and even when the engine is in operation, masking by the engine sound is not performed, and the noise of the electric compressor may be a problem. In addition, even when the engine is stopped, when the electric compressor is operating at a low speed, for example, there may be a case where it is not always necessary to execute the second mode.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、車両の走行用駆動源および電動圧縮機の作動状態を考慮して、効果的な騒音低減を可能とする電動圧縮機の制御装置およびその制御方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electric compressor control device and a control method thereof that enable effective noise reduction in consideration of the driving source of the vehicle and the operating state of the electric compressor. There is to do.
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
請求項1に記載の発明では、車両(1)に搭載されると共に、電動機(11)によって駆動されて作動流体を圧縮吐出する電動圧縮機(41)と、電動圧縮機(41)の作動を制御する制御装置(10、12)とを有する電動圧縮機の制御装置において、車両(1)の走行用駆動源(3、4)は、内燃機関(4)および電気モータ(3)の少なくとも1つであり、制御装置(10、12)は、走行用駆動源(3、4)が作動中であって、走行用駆動源(3、4)の駆動回転数が予め定めた所定値よりも低く、且つ、電動圧縮機(41)の作動回転数が予め定めた所定回転数よりも高い場合に、電動圧縮機(41)を本来の作動時よりも低騒音となる低騒音モードで作動させるようにしており、
低騒音モードは、車両(1)あるいは電動圧縮機(41)の所定部位において、走行用駆動源(3、4)に電動圧縮機(41)が取付けされて形成される構造体の共振に起因する振動を低減するモードであって、
電動圧縮機(41)の駆動トルクに対して特定の周波数の変動成分を有する正弦波トルクを付加して、電動圧縮機(41)の駆動トルクの変動を低減することを特徴としている。
In the first aspect of the present invention, the electric compressor (41) which is mounted on the vehicle (1) and is driven by the electric motor (11) to compress and discharge the working fluid, and the electric compressor (41) are operated. In the control device for the electric compressor having the control device (10, 12) for controlling, the driving source (3, 4) for the vehicle (1) is at least one of the internal combustion engine (4) and the electric motor (3). The control device (10, 12) is configured such that the traveling drive source (3, 4) is in operation and the drive rotational speed of the traveling drive source (3, 4) is greater than a predetermined value. When the operating speed of the electric compressor (41) is low and higher than a predetermined rotating speed, the electric compressor (41) is operated in a low noise mode where the noise is lower than the original operating speed. And
The low noise mode is caused by resonance of a structure formed by attaching the electric compressor (41) to the driving source (3, 4) for traveling at a predetermined part of the vehicle (1) or the electric compressor (41). A mode to reduce the vibration that occurs,
It is characterized in that the fluctuation of the driving torque of the electric compressor (41) is reduced by adding a sine wave torque having a fluctuation component of a specific frequency to the driving torque of the electric compressor (41) .
車両(1)の走行用駆動源(3、4)が作動中であって、走行用駆動源(3、4)の駆動回転数が予め定めた所定値よりも低い場合は、そのマスキング効果が得られず電動圧縮機(41)の騒音が問題となる。加えて、電動圧縮機(41)自身の作動回転数が予め定めた所定回転数よりも高い場合に、その騒音が問題となる。よって、両条件を満たした場合のみに低騒音モードを実行することで、必要最小限の制御で効果的な騒音低減を行うことが可能となる。 Traveling drive source of the vehicle (1) (3, 4) even during operation, is lower than a predetermined value the driving speed is determined in advance of the running drive source (3, 4), its masking effect It cannot be obtained and the noise of the electric compressor (41) becomes a problem. In addition, when the operating rotational speed of the electric compressor (41) itself is higher than a predetermined rotational speed, the noise becomes a problem. Therefore, by executing the low noise mode only when both conditions are satisfied, it is possible to effectively reduce noise with the minimum necessary control.
また、内燃機関車両、電気モータ車両、内燃機関と電気モータとを併用するハイブリッド車両を対象とした電動圧縮機(41)の騒音低減が可能となる。 In addition , it is possible to reduce the noise of the electric compressor (41) intended for an internal combustion engine vehicle, an electric motor vehicle, and a hybrid vehicle using both the internal combustion engine and the electric motor.
また、所定部位における振動が車両(1)の騒音の主要因となる場合に、効果的に騒音低減できる。 Moreover , noise can be effectively reduced when vibration at a predetermined site is a main factor of noise of the vehicle (1).
また、走行用駆動源(3、4)と電動圧縮機(41)とによる構造体の共振が車両(1)の騒音の主要因となる場合に、効果的に騒音低減できる。 Moreover , when the resonance of the structure by the driving source for driving (3, 4) and the electric compressor (41) becomes a main factor of the noise of the vehicle (1), the noise can be effectively reduced.
また、特定の周波数の騒音を低減でき、効果的な騒音低減が可能となる。 In addition , noise at a specific frequency can be reduced, and effective noise reduction can be achieved.
請求項2に記載の発明では、制御装置(10、12)は、低騒音モードの実行および停止の切替えを、正弦波トルクの振幅を徐変して行うことを特徴としている。
The invention according to
これにより、低騒音モードの実行および停止時に急激な騒音変化が生ずるのを無くすことができるので、乗員に対する違和感を無くすことができる。 As a result, it is possible to eliminate a sudden noise change when the low noise mode is executed and stopped, so that a sense of incongruity to the occupant can be eliminated.
請求項3、請求項4に記載の発明は、上記電動圧縮機(41)の制御方法に関するものであり、その技術的意義は上記請求項1、請求項2に記載の電動圧縮機の制御装置と本質的に同じである。 The third and fourth aspects of the present invention relate to a method for controlling the electric compressor (41), and the technical significance thereof is the control apparatus for the electric compressor according to the first and second aspects. Is essentially the same.
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows a corresponding relationship with the specific means of embodiment description mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係る電動圧縮機制御装置100は、後述する電動圧縮機41、インバータ装置12、エアコンECU10により構成されるものであって、ハイブリッド自動車(本発明における車両に対応)1に搭載される空調装置8に組み込まれている。図1はこの空調装置8の全体構成を示している。
(First embodiment)
The electric
ハイブリッド自動車1は、駆動力を発生するための走行用駆動源として、電力により駆動される電気モータである車両駆動用モータ(以下、車両用モータ)3と、ガソリンなどを燃料とする内燃機関である車両駆動用エンジン(以下、エンジン)4とを備えている。ハイブリッドECU7の制御により、発進時および低速走行時には車両用モータ3からの駆動力のみにより走行し、通常走行時にはエンジン4と車両用モータ3の双方からの駆動力により走行する。具体的には、通常走行時には、エンジン4からの駆動力は2経路に分割され、分割された一方は車輪5を直接駆動し、他方は発電機6を駆動して発電する。発電された電力は、車両用モータ3を駆動して車輪5の駆動力をアシストするために利用されるほか、車両用インバータ60で直流に変換された後、バッテリ2に蓄えられる。
The
空調装置8は、ハイブリッド自動車1の車室内を空調するためのエアコンユニット9と、エアコンユニット9を構成する機器を制御するエアコンECU10から成り、この空調装置8は車室内の温度を常に設定温度に保つように自動制御するオートエアコンである。
The air conditioner 8 includes an
エアコンユニット9は、車室内の前方側に配置されて車室内に空調空気を導く空気通路を形成する空調ダクト20、この空調ダクト20内において空気を送る遠心式のブロワユニット30、空調ダクト20内を流れる空気を冷却して車室内を冷房するための冷凍サイクル40、空調ダクト20内を流れる空気を加熱する冷却水回路50等から構成されている。
The
空調ダクト20内の空気流れの最上流側には内外気切替え箱が設けられており、これは内気吸込口21と外気吸込口22とを有している。これらの吸込口21、22の内側には内外気切替えドア23が回動自在に取付けられており、この内外気切替えドア23をサーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)により駆動することにより、内気吸込口21のみが開口された内気循環モードと、外気吸込口22のみが開口された外気導入モードとの間での吸込口モード切替えが行われる。
An inside / outside air switching box is provided on the most upstream side of the air flow in the
また、空調ダクト20内の空気流れの最下流側は吹出口切替え箱が設けられており、デフロスタ(DEF)開口部24、フェイス(FACE)開口部25、およびフット(FOOT)開口部26が形成されている。そして、これらの開口部24〜26にはそれぞれダクトが接続されており、それらのダクトの最下流端は、車両のフロントガラスの内面に向かって空調空気を吹き出すデフロスタ(DEF)吹出口、乗員の上半身に向かって空調空気を吹き出すフェイス(FACE)吹出口、乗員の足元に向かって空調空気を吹き出すフット(FOOT)吹出口にそれぞれ開口している。各開口部24〜25の内側には吹出口切替えドア27〜29が回動自在に取付けられており、これらをサーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)によりそれぞれ駆動することにより、車室内への吹出口を、フェイス(FACE)モード、バイレベル(B/L)モード、フット(FOOT)モード、フットデフ(F/D)モード、およびデフロスタ(DEF)モードのいずれかに切替える。
Further, an air outlet switching box is provided on the most downstream side of the air flow in the
ブロワユニット30は、空調ダクト20に一体的に構成されたスクロールケースに回転自在に収納された遠心式ファン31と、この遠心式ファン31を回転駆動するブロワモータ32とを有している。遠心式ファン31の回転速度(送風量)の制御は、ブロワ駆動回路33を介してブロワモータ32に印加される電圧を制御することにより行われる。
The
冷凍サイクル40は、冷媒を圧縮する電動圧縮機41、圧縮された冷媒を凝縮液化させる凝縮器42、凝縮液化された冷媒を気液分離して液冷媒のみを下流に流す気液分離器43、液冷媒を減圧膨張させる膨張弁44、減圧膨張された冷媒を蒸発気化させる蒸発器45、凝縮器42に外気を送風する冷却ファン46、およびこれらを接続する冷媒配管等から構成されている。凝縮器42は、ハイブリッド自動車1が走行する際に生じる走行風を受け易い場所に配設され、内部を流れる冷媒と、冷却ファン46により送風される外気および走行風との間で熱交換を行う室外熱交換器である。蒸発器45は、空気通路の全面を塞ぐようにして空調ダクト20内に配設され、自身を通過する空気を冷却・除湿する室内熱交換器である。
The
冷却水回路50は、図示しないウォータポンプによってエンジン4のウォータジャケットで温められた冷却水(温水)を循環させる回路で、その中にヒータコア51を有している。このヒータコア51は、エンジン冷却水と空調空気との間で熱交換を行うことにより空調空気を加熱する。ヒータコア51は、空気通路を部分的に塞ぐようにして空調ダクト20内において蒸発器45よりも下流側に配設されている。そして、ヒータコア51の近傍にはエアミックスドア52が回動自在に取付けられており、これはサーボモータ等のアクチュエータ(図示せず)により駆動されて、その停止位置によりヒータコア51を通過する空気量とヒータコア51を迂回する空気量との割合を調節して、車室内へ吹き出す空気の温度を調整する。
The
上記冷凍サイクル40における電動圧縮機41は、その中の圧縮機41aをバッテリ2からの電力を受けて駆動する3相交流の同期モータ(本発明における電動機であり、以下、モータと呼ぶ)11を内蔵している。このモータ11は、制御装置としてのインバータ装置12、およびエアコンECU10により制御される。
The
インバータ装置12は、複数のスイッチング素子(図示せず)を有するDC/AC変換部13と、それらのスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する駆動回路部14とからなる。モータ11は、駆動回路部14、DC/AC変換部13を介して印加されるバッテリ2からの交流電圧により駆動される。
The
尚、駆動回路部14には、図2に示すように、モータ11の回転角度および回転数を検出する回転角度、回転数検出部14aと、この回転角度、回転数検出部14aで検出された回転数と、後述するエアコンECU10から指示される目標回転数とを比較してモータ11駆動のための駆動トルク信号(駆動電流信号)を以下の制御演算部14cに指令する回転数指令部14bと、回転数指令部14bからの駆動トルク信号をUVW相へのトルク電流信号に変換して、DC/AC変換部13に出力する制御演算部14cとが設けられている。通常のモータ11の作動制御においては、上記各部14a、14b、14cが使用される。更に、駆動回路部14は、本発明の特徴である騒音低減制御のために、その制御を行うか否かの指令を行う騒音低減制御ON/OFF指令部14dと、騒音低減制御ON/OFF指令部14dからON指示された時に、回転角度、回転数検出部14aからの回転角度信号を用いて、モータ11に付加するために予め定めたトルクパターン(詳細後述)を制御演算部14cに生成出力するトルクパターン生成部14eとを有している。
As shown in FIG. 2, the
エアコンECU10は、車室内に配置されており、その内部には、図示しないCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータが設けられている。エアコンECU10には、車室内前面に設けられたエアコン操作パネル15上のスイッチ類からのスイッチ信号、さらに各種センサ(図示せず)からのセンサ信号が入力される。ここで、スイッチ信号とはエアコンスイッチからのエアコン作動信号や、乗員により設定された温度を示す設定温度信号等であり、各種センサとは、車室内の空気温度を検出する内気温センサ、車室外の空気温度を検出する外気温センサ、車室内に照射される日射量を検出する日射センサ、蒸発器45を通過した直後の空気温度を検出する蒸発器出口温度センサ、ヒータコア51に流入する冷却水の温度を検出する水温センサ、エンジン4の回転数を検出する回転数センサ、および車両の走行速度(車速)を検出する車速センサ等である。これらの各センサからのセンサ信号は、エアコンECU10内の図示しない入力回路によってA/D変換された後にマイクロコンピュータに入力される。
The
次に、上記構成に基づく作動について説明する。エアコンECU10は、ハイブリッド自動車1のイグニション・スイッチがONされた時にバッテリ2から直流電源が供給されて作動する。図3はエアコンECU10によって実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。イグニション・スイッチがONされてこのルーチンが起動すると、まずステップS100で初期設定を行う。続いて、ステップS110で各スイッチからスイッチ信号を読み込み、ステップS120で各センサからのセンサ信号を読み込む。次に、ステップS130で、設定温度、内気温センサにて検出した内気温度、外気温センサにて検出した外気温度、および日射センサにて検出した日射量に基づいて現在の冷房負荷の状態を判断し、車室内に吹き出す空気の目標吹出温度TAOを算出する。続いて、ステップS140で、目標吹出温度TAOに基づいてブロワ電圧(ブロワモータ32に印加する電圧)を決定する。さらに、ステップS150で目標吹出温度TAOに基づいて吸込口モードを決定し、ステップS160で目標吹出温度TAOに基づいて吹出口モードを決定する。ステップS170では、目標吹出温度TAO、蒸発器出口温度、冷却水温等に基づいて、エアミックスドア52の開度を決定する。
Next, the operation based on the above configuration will be described. The
ステップS180では、電動圧縮機41の制御処理のためのサブルーチンを呼び出して実行し、電動圧縮機41の作動制御を行うと共に、騒音低減が必要であれば騒音低減制御を行う(詳細後述)。
In step S180, a subroutine for control processing of the
そして、ステップS190では、ブロワモータ32、内外気切替えドア23、吹出口切替えドア27〜29、エアミックスドア52を駆動する各アクチュエータ(図示せず)およびブロワ駆動回路33に対して、これらを各ステップS140〜S170で算出した目標値に制御するための制御信号を出力する。
In step S190, the
上記ステップS180における制御の詳細について、図4、図5を用いて説明する。図4は電動圧縮機41(モータ11)制御処理の手順を示すフローチャートである。まず、ステップS181で、目標吹出温度TAOおよび蒸発器出口温度に基づいて、現在の冷房負荷に応じた冷媒量を供給可能にするためのモータ11の目標回転数Ncを決定する。
Details of the control in step S180 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the procedure of the electric compressor 41 (motor 11) control process. First, in step S181, based on the target blowing temperature TAO and the evaporator outlet temperature, the target rotational speed Nc of the
続いて、ステップS182で、実際のエンジン回転数Neと予め定めた所定エンジン回転数Ne0(本発明における所定値に対応)とを比較する。ここで、所定エンジン回転数Ne0とは、エンジン回転数Neが低下して行った時にエンジン音によって電動圧縮機41の騒音がマスキングされなくなるエンジン回転数(Ne0)として定めたものである。
Subsequently, in step S182, the actual engine speed Ne is compared with a predetermined engine speed Ne0 (corresponding to a predetermined value in the present invention). Here, the predetermined engine speed Ne0 is determined as an engine speed (Ne0) at which the noise of the
上記ステップS182でエンジン回転数Neが所定エンジン回転数Ne0よりも低いと判定すると、ステップS183で、モータ11の目標回転数Ncと予め定めた所定回転数Nc0とを比較する。ここで、所定回転数Nc0とは、エンジン4の作動状態に関わらず、モータ11の回転数を上昇させていった時に、電動圧縮機41の騒音が問題となる回転数(Nc0)として定めたものである。
If it is determined in step S182 that the engine rotational speed Ne is lower than the predetermined engine rotational speed Ne0, in step S183, the target rotational speed Nc of the
そして、上記ステップS183で、目標回転数Ncが所定回転数Nc0より高いと判定すると、ステップS184で騒音低減制御(低騒音モード)を実行する。尚、ステップS182、ステップS183で共に否と判定すると、ステップS185で、騒音低減制御は実行せずに、目標回転数Ncで作動するようにインバータ装置12に指示し、通常のモータ11の制御を行う。即ち、図5に示すように、エンジン回転数Neが低く(Ne<Ne0)、且つ、電動圧縮機41(モータ11)の目標回転数Ncが高い(Nc>Nc0)場合に騒音低減制御を実行するようにしており、他の条件では騒音低減制御を行わないものとしている。
If it is determined in step S183 that the target rotational speed Nc is higher than the predetermined rotational speed Nc0, noise reduction control (low noise mode) is executed in step S184. If NO is determined in both step S182 and step S183, in step S185, the
騒音低減制御においては、電動圧縮機41の実回転数の変動を低減するようにしている。即ち、通常、圧縮機41aの作動時において、図6(b)に示すように、冷媒の圧縮工程となる回転角度(時間)でその駆動トルクは上昇し、逆に吐出工程となる回転角度(時間)でその駆動トルクが減少する。よって、回転数は、図6(a)の実線に示すように、駆動トルクの上昇と共に低下し、また、駆動トルクの減少と共に上昇し、この回転数の変動が電動圧縮機41の騒音の一要因となる。
In the noise reduction control, fluctuations in the actual rotational speed of the
そこで、上記ステップS183での肯定判定を得た時は、騒音低減制御ON/OFF指令部14dからONの指令が出力され、トルクパターン生成部14eは、予め定めたトルクパターンを制御演算部14cに出力して、このトルクパターンに沿ったトルクとなるようにモータ11の駆動トルクを制御する。トルクパターンは、図6(c)に示すように、圧縮機41aの回転角度に対する駆動トルクの変動に対して、モータ11のモータ駆動トルクが同一の回転角度で同一の変動傾向となるように予め設定した信号である。
Therefore, when an affirmative determination is made in step S183, an ON command is output from the noise reduction control ON /
このトルクパターンを用いた制御により、圧縮機41aにとって駆動トルクが必要とされる時にモータ11から大きいトルクが得られ、回転数が上昇し(図6(a)中の上向き矢印)、また、圧縮機41aにとって駆動トルクが必要とされない時にはモータ11からのトルクは小さくなり、回転数が低下し(図6(a)中の下向き矢印)、回転数の変動が低減される。
By controlling using this torque pattern, a large torque is obtained from the
以上のように、本実施形態では、エンジン回転数Neが所定エンジン回転数Ne0よりも低い場合で、且つ、モータ11(電動圧縮機41)の目標回転数Ncが所定回転数Nc0より高い場合に、騒音低減制御を実行するようにしているので、必要最小限の制御で効果的な騒音低減を行うことが可能となる(図7)。 As described above, in the present embodiment, when the engine speed Ne is lower than the predetermined engine speed Ne0 and when the target speed Nc of the motor 11 (electric compressor 41) is higher than the predetermined speed Nc0. Since the noise reduction control is executed, it is possible to effectively reduce the noise with the minimum necessary control (FIG. 7).
通常、電動圧縮機41においては、圧縮吐出に伴う回転数変動が騒音の主要因となり易く、ここでは、予め定めたトルクパターンを用いた駆動トルク制御を行うことにより効果的に回転数変動を低減することができ、それに伴う騒音低減を可能としている。
Normally, in the
尚、騒音低減制御を実行(ステップS184)、あるいは停止(ステップS185)する際に、トルクパターン(図6(c))の変動幅(振幅)に水準を持たせたものを複数設けて、騒音低減制御実行時には、モータ駆動トルクの変動幅を小さいものから大きいものにして対応し、また、騒音低減制御停止時には、モータ駆動トルクの変動幅を大きいものから小さいものにして対応することで、回転数変動を徐々に可変させることができる。よって、急激な騒音変化が生ずるのを無くすことができるので、乗員に対する違和感を無くすことができる(図7中の徐変部)。 When the noise reduction control is executed (step S184) or stopped (step S185), a plurality of torque patterns (FIG. 6 (c)) with varying levels (amplitudes) having a level are provided. When the reduction control is executed, the motor drive torque fluctuation range is changed from small to large, and when the noise reduction control is stopped, the motor drive torque fluctuation range is changed from large to small. The number fluctuation can be gradually changed. Therefore, it is possible to eliminate a sudden noise change, and thus it is possible to eliminate a sense of incongruity for the passenger (gradual change portion in FIG. 7).
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図8〜図11に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、電動圧縮機41に発生する共振が騒音の主要因となる場合に対応するものとしている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. The second embodiment corresponds to the case where the resonance generated in the
ここでは、電動圧縮機41は、図8に示すように、エンジン4に固定されて、エンジン4との構造体を成している。そして、エンジン4および電動圧縮機41が作動する際の、振動観測点(図8中の丸印)における共振の発生状況を予め把握している。即ち、作動時の振動(共振モード)に伴う構造体としての共振周波数f0を予め把握しておき、この共振周波数f0を駆動回路部14の後述する正弦波トルク生成部14fに記憶させるようにている。
Here, as shown in FIG. 8, the
正弦波トルク生成部14fは、図9に示すように、駆動回路部14において、上記第1実施形態で説明したトルクパターン生成部14eに代えて設けられたものである。この正弦波トルク生成部14fは、モータ駆動トルクに対して、共振によって発生して騒音の要因となる共振トルク成分を打ち消すように作用する正弦波トルク(本発明における特定の周波数の変動成分を有する正弦波トルクに対応)を生成(決定)する部位であり、生成した正弦波トルクを制御演算部14cに出力するようにしている。尚、正弦波トルクは、以下の数式1、および図10に示す制御特性図に基づいて生成されるようにしている。
As shown in FIG. 9, the sine wave torque generation unit 14 f is provided in the
(数1)
正弦波トルク=Kn×sin{n×(θ−θn)}
但し、Knは振幅、
nは電動圧縮機41(モータ11)の回転数、および共振周波数f0に対応する次数、
θは回転角度、
θnは共振によって発生する共振トルク成分を打ち消すための位相差値である。
(Equation 1)
Sine wave torque = Kn × sin {n × (θ−θn)}
Where Kn is the amplitude,
n is the number of rotations of the electric compressor 41 (motor 11) and the order corresponding to the resonance frequency f0;
θ is the rotation angle,
θn is a phase difference value for canceling a resonance torque component generated by resonance.
本実施形態においては、正弦波トルク生成部14fは上記第1実施形態で説明した図4のステップS184(騒音低減制御ON)において、図11に示すフローチャートに基づいて正弦波トルクを生成する。即ち、ステップS1841で、振動観測点における振動(共振)を小さくするための制御パラメータとしての次数n、振幅Kn、位相差値θnを決定する。次数nは予め定めた電動圧縮機41(モータ11)の回転数、および共振周波数f0との関係から決定する。振幅Knと位相差値θnは図10の制御特性図から回転数に応じて決定する。 In the present embodiment, the sine wave torque generation unit 14f generates sine wave torque based on the flowchart shown in FIG. 11 in step S184 (noise reduction control ON) of FIG. 4 described in the first embodiment. That is, in step S1841, the order n, amplitude Kn, and phase difference value θn are determined as control parameters for reducing vibration (resonance) at the vibration observation point. The order n is determined from the relationship between the predetermined rotation speed of the electric compressor 41 (motor 11) and the resonance frequency f0. The amplitude Kn and the phase difference value θn are determined according to the rotational speed from the control characteristic diagram of FIG.
そして、ステップS1842で振幅Knの徐変処理(ステップS1841〜後述するステップS1843を繰返す中で徐々に大きくしていく)を行い、ステップS1843で上記制御パラメータを用いて正弦波トルクを生成し、制御演算部14cに出力する。
Then, in step S1842, the amplitude Kn is gradually changed (step S1841 to step S1843 which will be described later is gradually increased). In step S1843, a sine wave torque is generated using the control parameters, and control is performed. It outputs to the calculating
制御演算部14cから出力された正弦波トルクは、作動中のモータ駆動トルクに上乗せされて、共振トルク成分が打ち消されて、効果的に騒音が低減される。また、ステップS1842で振幅Knを徐変するようにしているので、共振トルク成分を徐々に低減することができ、急激な騒音変化が生ずるのを無くすことができ、乗員に対する違和感を無くすことができる。
The sinusoidal torque output from the
尚、騒音低減制御の実行において、電動圧縮機41の騒音に関わる物理量、例えば上記第2実施形態における振動観測点の振動に基づいて電動圧縮機41の駆動トルク変動を時々刻々捉えて、それを打ち消すように数式1における振幅Knと位相差値θnの自己補正を繰返すフィードバック制御を取り入れるようにしても良い。
In the execution of the noise reduction control, the fluctuation of the driving torque of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図12、図13に示す。第3実施形態は、上記第1実施形態に対して、騒音低減制御を行う際のハイブリッド自動車1側の判定条件を変更したものである。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the third embodiment, the determination condition on the
即ち、図12のフローチャートに示すように、電動圧縮機41の制御処理において、第1実施形態(図4)のステップS182をステップS182Aとして、車速Vが予め定めた所定車速V0より小さい時に、次ステップ(ステップS183)に進むようにしている。尚、所定車速V0は、所定エンジン回転数Ne0に相関する物理量であって、車速Vが低下して行った時にエンジン音や走行音によって電動圧縮機41の騒音がマスキングされなくなる車速(V0)として定めたものである。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 12, in the control process of the
そして、第1実施形態と同様にステップS183で、目標回転数Ncが所定回転数Nc0より高いと判定すると、ステップS184で騒音低減制御を実行する。尚、ステップS182A、ステップS183で共に否と判定すると、ステップS185で、騒音低減制御は実行せずに、目標回転数Ncで作動するようにインバータ装置12に指示し、通常のモータ11の制御を行う。即ち、図13に示すように、本実施形態では車速Vが小さく(V<V0)、且つ、電動圧縮機41(モータ11)の目標回転数Ncが高い(Nc>Nc0)場合に騒音低減制御を実行するようにしており、他の条件では騒音低減制御を行わないものとしている。
And if it determines with target rotation speed Nc being higher than predetermined rotation speed Nc0 by step S183 similarly to 1st Embodiment, noise reduction control will be performed by step S184. If NO is determined in both step S182A and step S183, in step S185, the
これにより、第1実施形態と同様に必要最小限の制御で効果的な騒音低減を行うための判定が可能となる。 As a result, as in the first embodiment, it is possible to make a determination for effective noise reduction with the minimum necessary control.
(その他の実施形態)
上記各実施形態に対して、騒音低減制御の実行にあたっては、電動圧縮機41の負荷変動が騒音の主要因になるものと捉えて、この負荷変動、即ち、駆動トルク、冷媒圧力、電流、電圧等の変動を低減するように対応しても良い。
(Other embodiments)
In the execution of the noise reduction control for each of the above embodiments, the load fluctuation of the
また、対象とする車両は、上記ハイブリッド自動車1に限らず、エンジン4のみを走行用駆動源とするエンジン自動車や、車両用モータ3のみを走行用駆動源とする電気自動車に対応するようにしても良い。尚、電気自動車の場合は車両用モータ3の回転数を用いて、図4で説明したステップS182の判定を行えば良い。
In addition, the target vehicle is not limited to the
1 ハイブリッド自動車(車両)
3 車両駆動用モータ(走行用駆動源、電気モータ)
4 車両駆動用エンジン(走行用駆動源、内燃機関)
10 エアコンECU(制御装置)
11 同期モータ(電動機)
12 インバータ装置(制御装置)
41 電動圧縮機
100 電動圧縮機制御装置
1 Hybrid vehicle (vehicle)
3 Vehicle drive motor (travel drive source, electric motor)
4 Vehicle drive engine (travel drive source, internal combustion engine)
10 Air conditioner ECU (control device)
11 Synchronous motor (electric motor)
12 Inverter device (control device)
41
Claims (4)
前記電動圧縮機(41)の作動を制御する制御装置(10、12)とを有する電動圧縮機の制御装置において、
前記車両(1)の走行用駆動源(3、4)は、内燃機関(4)および電気モータ(3)の少なくとも1つであり、
前記制御装置(10、12)は、前記走行用駆動源(3、4)が作動中であって、前記走行用駆動源(3、4)の駆動回転数が予め定めた所定値よりも低く、且つ、前記電動圧縮機(41)の作動回転数が予め定めた所定回転数よりも高い場合に、前記電動圧縮機(41)を本来の作動時よりも低騒音となる低騒音モードで作動させるようにしており、
前記低騒音モードは、前記車両(1)あるいは前記電動圧縮機(41)の所定部位において、前記走行用駆動源(3、4)に前記電動圧縮機(41)が取付けされて形成される構造体の共振に起因する振動を低減するモードであって、
前記電動圧縮機(41)の駆動トルクに対して特定の周波数の変動成分を有する正弦波トルクを付加して、前記電動圧縮機(41)の駆動トルクの変動を低減することを特徴とする電動圧縮機の制御装置。 An electric compressor (41) mounted on the vehicle (1) and driven by the electric motor (11) to compress and discharge the working fluid;
In the control device for the electric compressor having the control device (10, 12) for controlling the operation of the electric compressor (41),
The travel drive source (3, 4) of the vehicle (1) is at least one of an internal combustion engine (4) and an electric motor (3),
The control device (10, 12) is configured such that the travel drive source (3, 4) is in operation and the drive rotational speed of the travel drive source (3, 4) is lower than a predetermined value. And, when the operating rotational speed of the electric compressor (41) is higher than a predetermined rotational speed, the electric compressor (41) is operated in a low noise mode in which the noise is lower than that during the original operation. It has been causing way,
The low noise mode is formed by attaching the electric compressor (41) to the driving source (3, 4) for traveling at a predetermined portion of the vehicle (1) or the electric compressor (41). It is a mode to reduce vibration caused by body resonance,
Electricity characterized by reducing fluctuation in driving torque of the electric compressor (41) by adding sinusoidal torque having a fluctuation component of a specific frequency to the driving torque of the electric compressor (41). Compressor control device.
前記車両(1)の走行用駆動源(3、4)は、内燃機関(4)および電気モータ(3)の少なくとも1つであり、
前記走行用駆動源(3、4)が作動中であって、前記走行用駆動源(3、4)の駆動回転数が予め定めた所定値よりも低く、且つ、前記電動圧縮機(41)の作動回転数が予め定めた所定回転数よりも高い場合に、前記電動圧縮機(41)を本来の作動時よりも低騒音となる低騒音モードで作動させるようにしており、
前記低騒音モードは、前記車両(1)あるいは前記電動圧縮機(41)の所定部位において、前記走行用駆動源(3、4)に前記電動圧縮機(41)が取付けされて形成される構造体の共振に起因する振動を低減するモードであって、
前記電動圧縮機(41)の駆動トルクに対して特定の周波数の変動成分を有する正弦波トルクを付加して、前記電動圧縮機(41)の駆動トルクの変動を低減することを特徴とする電動圧縮機の制御方法。 In the control method of the electric compressor that is mounted on the vehicle (1) and that controls the operation of the electric compressor (41) that is driven by the electric motor (11) to compress and discharge the working fluid,
The travel drive source (3, 4) of the vehicle (1) is at least one of an internal combustion engine (4) and an electric motor (3),
The travel drive source (3, 4) is in operation, the drive rotational speed of the travel drive source (3, 4) is lower than a predetermined value, and the electric compressor (41) When the operating rotational speed of the motor is higher than a predetermined rotational speed, the electric compressor (41) is operated in a low noise mode where the noise is lower than the original operating speed .
The low noise mode is formed by attaching the electric compressor (41) to the driving source (3, 4) for traveling at a predetermined portion of the vehicle (1) or the electric compressor (41). It is a mode to reduce vibration caused by body resonance,
Electricity characterized by reducing fluctuation in driving torque of the electric compressor (41) by adding sinusoidal torque having a fluctuation component of a specific frequency to the driving torque of the electric compressor (41). Compressor control method.
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