JPWO2012042899A1 - 電動コンプレッサ - Google Patents

電動コンプレッサ Download PDF

Info

Publication number
JPWO2012042899A1
JPWO2012042899A1 JP2012536220A JP2012536220A JPWO2012042899A1 JP WO2012042899 A1 JPWO2012042899 A1 JP WO2012042899A1 JP 2012536220 A JP2012536220 A JP 2012536220A JP 2012536220 A JP2012536220 A JP 2012536220A JP WO2012042899 A1 JPWO2012042899 A1 JP WO2012042899A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
power element
motor
electric compressor
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012536220A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5899502B2 (ja
Inventor
渡辺 豊
豊 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2012536220A priority Critical patent/JP5899502B2/ja
Publication of JPWO2012042899A1 publication Critical patent/JPWO2012042899A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5899502B2 publication Critical patent/JP5899502B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/10Other safety measures
    • F04B49/103Responsive to speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/02Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0209Rotational speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

温度測定部をパワー素子から離して配置してもパワー素子の温度変化に追従することができる電動コンプレッサ。この電動コンプレッサでは、温度測定部(34)は、パワー素子(31)が配置された基板(36)の温度を測定する。回転数検出部(35)は、モータの回転数を検出する。制御部(33)は、回転数検出部(35)が検出したモータの回転数および温度測定部(34)が測定した温度に基づいてパワー素子(31)の温度を推定する。

Description

本発明は冷媒を圧縮する電動コンプレッサに関するものである。
近年、低炭素社会の実現に向けて電気自動車、および、ハイブリッド車が注目されている。このような電気自動車、およびハイブリッド車で車室内の冷房を行うためのコンプレッサとして、これまでのエンジンの駆動力で冷媒を圧縮するコンプレッサに代わり、電動のモータによる駆動力で冷媒を圧縮するコンプレッサ(以下、「電動コンプレッサ」と記載する)が搭載される。
この電動コンプレッサは、高負荷の運転状態が続くと、モータまたはモータを駆動する電力を供給するためのパワー素子が過熱状態となって特性劣化を招くおそれがあるとともに、モータまたはパワー素子の破損を招くおそれがある。そのため、モータの温度、パワー素子の温度または冷媒の吐出温度等を検知し、これらの温度が閾値を超えた場合は電動コンプレッサを停止、または、運転を制限する必要がある。
従来の電動コンプレッサとしては、パワー素子に、このパワー素子の温度を直接測定するサーミスタを配置し、測定したパワー素子温度と、モータ回転数、および、モータ相電流・電圧に基づいて、冷媒の吐出温度を推定するものがある(例えば、特許文献1)。この推定した冷媒の吐出温度が所定の温度以上となるとパワー素子を停止させる(以下、「パワー素子過熱保護動作」と記載する)ことで、パワー素子の過熱保護を行うことができる。
特開2007−198230号公報
従来の電動コンプレッサは、パワー素子にこの温度を直接測定する温度測定部であるサーミスタを配置していた。この構成であれば、熱源(パワー素子)からサーミスタ(温度測定部)までの熱抵抗が十分小さいので、温度測定部が測定した温度はパワー素子の温度にほぼ等しくなる。
従来の電動コンプレッサでは、パワー素子に直接、温度測定部を配置する必要があるので、部品配置の自由度が少なくなってしまう。温度測定部をパワー素子から離して配置することができれば部品配置の自由度が高くなり好ましい。
しかしながら、温度測定部をパワー素子に直接配置するのではなく、例えば、パワー素子から離れた基板上に配置すると、以下のような問題がある。
通常、パワー素子は、冷媒との熱交換によって自己発熱を逃がすため、冷媒を取り囲むケーシングの近傍に配置される。このためパワー素子自体の温度は、ケーシングを介して冷媒の熱量により影響を受ける。
温度測定部をパワー素子に直接配置した場合、パワー素子と温度測定部とは冷媒の影響を同程度受けるため、温度測定部が測定した温度は、ほぼパワー素子自体の温度となる。
一方、温度測定部をパワー素子から離して配置すると、パワー素子と温度測定部とで冷媒による影響が異なってしまう。この結果、温度測定部が測定した温度のうちパワー素子が発する熱量の影響が不確定となってしまい、温度測定部が測定した温度とパワー素子自体の温度とが異なってしまう。
このような配置をしたときに、温度測定部が測定した温度に基づいてパワー素子過熱保護動作を行うと、この不確定性によりパワー素子の温度が急上昇した場合に追従できなくなってしまう。その結果、パワー素子の特性劣化あるいは破損を招く恐れがある。
本発明の目的は、従来の問題を解決するためになされたものであり、温度測定部をパワー素子から離して配置してもパワー素子の温度変化に追従することができる電動コンプレッサを提供することである。
本発明の電動コンプレッサは、冷媒を圧縮する駆動力を発生するモータと、前記モータを駆動するパワー素子と、前記パワー素子が配置された基板の温度を測定する温度測定部と、前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、前記パワー素子の温度を推定する制御部とを備え、前記制御部は、前記回転数検出部が検出したモータの回転数および前記温度測定部が測定した温度に基づいて前記パワー素子の温度を推定するものである。
本発明は、回転数検出部が検出したモータの回転数および温度測定部が測定した温度に基づいて前記パワー素子の温度を推定する。モータの回転数は冷媒の流量に直接関係している。そのため、温度測定部が測定した温度を回転数検出部が検出したモータの回転数で補正することにより、冷媒による影響を低減することができる。
以上により、温度測定部をパワー素子から離して配置してもパワー素子の温度変化に追従することができるという効果を奏する。
本発明の一実施の形態における電動コンプレッサのブロック図 同配置を説明する図 同動作を説明する図 モータ回転数とパワー素子温度との関係を説明する図 モータ回転数と、パワー素子温度と検出温度の差分温度との相関を説明する図 パワー素子温度と検出温度の差分温度と、検出温度の傾きとの相関を説明する図 パワー素子の実測温度および推定パワー素子温度の実測値の一例を説明する図
以下、本発明の一実施の形態における電動コンプレッサについて、図1および図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態における電動コンプレッサのブロック図である。図2は、電動コンプレッサの配置図である。なお、図1において、実線の矢印は信号の流れを表し、破線の矢印はモータを駆動するための電力の流れを表している。
図1に示すように、本実施の形態における電動コンプレッサは、冷媒を圧縮するための機構を備える。電動コンプレッサ1は、蓄電池2から電力の供給を受ける。この供給電力は、電動コンプレッサ1が有する、インバータ部3で直流から交流へ変換されて圧縮部4へ伝達される。
インバータ部3は、蓄電池2から供給された直流電力を交流電力に変換するパワー素子31と、このパワー素子31を駆動する駆動回路32と、駆動回路32を制御する制御部33と、基板36の温度を測定する温度測定部34と、モータ41の回転数を検出する回転数検出部35とを備える。パワー素子31および温度測定部34は後述するように基板36に配置される。
また、圧縮部4は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。圧縮部4は、インバータ部3が出力した電力により冷媒を圧縮する駆動力を発生するモータ41と、ケーシング42と、図示しない圧縮機構とで構成される。ケーシング42の内部にモータ41が配置される。ケーシング42の図示しない吸込口から流入した冷媒は、このケーシング42の内部を通過する際にモータ41が発生する駆動力により圧縮され、図示しない吐出口から吐出される。
電動コンプレッサ1には、エアコンECU(Electronic Control Unit)5が出力したエアコン制御信号が入力される。エアコンECU5は、車両の乗員による冷房の温度設定、車室内・車室外温度またはエバポレータ温度等に基づいて、電動コンプレッサ1の要求回転数を算出し、エアコン制御信号として出力する。このエアコン制御信号は、制御部33へ入力される。
以下、各部を詳細に説明する。
蓄電池2は、電気エネルギを蓄積する。蓄電池2には、エネルギ密度の高い二次電池(例えば、ニッケル水素充電池、または、リチウムイオン充電池)または、高容量のキャパシタを用いることができる。
蓄電池2に蓄積された電力は、電動コンプレッサ1を動作させるだけでなく、電気自動車のメインモータ若しくはハイブリッド自動車のエンジン補機モータを駆動させるための動力源、カーナビゲーション装置若しくはカーオーディオなどのアクセサリ、またはパワーウインドウ、ETC(登録商標)若しくはECUなどの電装品を動作させるための電力としても使用される。
次に、インバータ部3について詳細に説明する。インバータ部3を構成するパワー素子31は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの半導体素子で構成される。パワー素子31は、図示しない平滑コンデンサを介して蓄電池2と接続されている。パワー素子31は、基板36に実装される。パワー素子31のケースは、放熱のため、放熱グリス等を介してケーシング42に接触して固定される。
蓄電池2から供給される直流電力は、パワー素子31による通電と遮断とによって交流電力に変換され、モータ41に印加される。
パワー素子31は、自身のもつオン抵抗、またはスイッチング動作に伴って発生するスイッチング損失により発熱する。冷房負荷の要求が大きい場合、モータ回転数は常に大きいものとなるためパワー素子31の発熱も大きくなる。パワー素子31の温度が許容値を超えると、パワー素子31は特性が劣化、または、破壊される可能性があるという問題がある。
インバータ部3を構成する駆動回路32は、パワー素子31を駆動するためのものであり、制御部33により制御される。具体的には、駆動回路32には、オン/オフ制御するための制御信号が制御部33から入力される。この制御信号に基づいて、パワー素子31を通電及び遮断することで、蓄電池2から供給される直流電力が交流電力に変換されてモータ41に印加され、所望の回転数に制御される。
温度測定部34は、基板36のパワー素子31から離れた位置に実装され、基板36の温度を測定する。測定した温度(以下、「測定温度Ts」と記載する)は、制御部33へ伝達される。この伝達される情報を以下、「温度情報」と呼ぶ。温度測定部34は、例えば、温度変化により電気抵抗が変化する抵抗体を用いたサーミスタである。
回転数検出部35は、モータ41の単位時間当たりの回転数SPD[rpm]を検出し、例えば以下のように実現することができる。以下のようにして検出された回転数の情報を以後、「回転数情報」と呼ぶ。
モータ41の単位時間当たりの回転数の検出方法としては、大きく2つの方法がある。1つ目の方法は、モータ41を制御するための回転数の設定値自体を検出する方法であり、2つ目の方法は、モータ41自体の物理量を直接測定して回転数を検出する方法である。
1つ目の方法は、例えば、エアコンECU5が出力したエアコン制御信号に含まれる電動コンプレッサ1の要求回転数を検出するものである。回転数検出部35は、受信したエアコン制御信号から電動コンプレッサ1の要求回転数を抽出して回転数情報として出力する。
2つ目の方法として、モータ41のモータ電流をセンサにて検出して、この結果と、モータ41ごとに決まっているモータ41の巻線抵抗(モータ固有値)、および、モータ41のインダクタンスとに基づいて誘起電圧を求めて、モータ41の回転子の角度を推定する。そして、この推定値を積分することにより回転数を算出する。
また、2つ目の方法の別の方法として、専用ハードウェアで直接モータ41の回転数を検出することもできる。例えば、ホールセンサ等を用いてモータ41のロータ角を検知し、検知した角度に基づいて回転数を検出する。専用の素子を用いるとより正確にモータ回転数が検出でき、後述する推定パワー素子温度Tp_estの算出精度が向上する。
上記いずれかの方法により検出した回転数(モータ回転数)は、回転数情報として制御部33へ出力される。
モータ41は、ケーシング42の内部に設置されている。また、冷媒は、このケーシング42の内部を通過する。パワー素子31は、ケーシング42の外部と接触して配置されている。ここで「ケーシング42の外部」とは、モータ41および冷媒が存在する空間とケーシング42をはさんで反対側をいう。
パワー素子31は、前述のごとく、その温度が許容値を超えると特性が劣化、または、破壊される可能性があるため、図2に示すように基板36に実装したパワー素子31をアルミニウム等の熱伝導性の良いケーシング42に接触して固定する。これにより、内部を通過する吸入冷媒にパワー素子31の熱を逃がすことができる。
制御部33は、CPUと、ROMまたはRAM等とから構成されている。制御部33は、エアコンECU5が出力したエアコン制御信号に含まれる要求回転数に基づいて、パワー素子31を駆動する駆動回路32を制御する。
制御部33は、エアコン制御信号に含まれる受信した要求回転数でモータ41を駆動させるために、パワー素子31をオン/オフ制御するための制御信号を生成して駆動回路32へ出力する。駆動回路32は、この制御信号に基づいてパワー素子31を通電及び遮断する。これにより、モータ回転数を制御することが可能となる。
また、制御部33は、これらの制御に加え、入力された回転数情報および温度情報に基づいて、パワー素子31の温度を推定する機能を有する。この推定したパワー素子31の温度を、「推定パワー素子温度Tp_est」と呼ぶ。この推定の方法は後に詳述する。
制御部33は、さらに、推定パワー素子温度Tp_estが所定の温度(動作上限温度Tmax)以上であるとき、パワー素子31を停止させる機能も有する。
以上のように構成された電動コンプレッサについて、図3を用いてその処理動作を説明する。図3は、本発明の一実施の形態における電動コンプレッサの制御部における動作を説明する図である。
処理をスタートすると、制御部33は、エアコン制御信号を取得(S01)し、このエアコン制御信号に基づいて電動コンプレッサ1の設定を変更するか否かを判断する(S02)。ここでいう、設定とはモータ41の回転数である。モータ41の回転数を変更しない(S02:NO)とき、制御部33は処理をS04に進める。モータ41の回転数を変更する場合、制御部33はパワー素子31が出力する電力を制御する(S03)。
S03の次、もしくは、S02でNOの場合、制御部33は、回転数検出部35からモータ41の回転数情報を取得(S04)するとともに、温度測定部34から温度情報を取得する(S05)。
S05の次に、制御部33は、S05で取得した回転数情報および温度情報に基づいて、パワー素子31の温度(推定パワー素子温度Tp_est)を推定する(S06)。この推定の方法は後述する。
S06の次に、制御部33は、S06で算出した推定パワー素子温度Tp_estが動作上限温度Tmax以上であるか否かを判断する(S07)。
パワー素子31は、高温(例えば、100℃程度の値)となると、特性が劣化、または、破壊してしまう場合がある。そのため、制御部33は、パワー素子31が動作上限温度Tmax以上(S07でYES)となるとその動作を停止させる(S08:パワー素子過熱保護動作)。
これにより、急激な負荷変動に伴ってパワー素子31の温度が急上昇しても、パワー素子31を特性劣化や破壊から保護することが可能となる。
S08にて、制御部33は、駆動回路32への制御信号の出力を停止し、パワー素子31を停止させる。パワー素子31が停止することで、モータ41を駆動するための電力の出力が停止する。
次に、S06において制御部33が行うパワー素子31の実温度(Tp)の推定温度(推定パワー素子温度Tp_est)を算出するための計算式について詳細に説明する。
図4は、モータ回転数とパワー素子温度との関係を説明する図である。また、図5は、モータ回転数とパワー素子温度と検出温度の差分温度との相関を例示する図である。図6は、パワー素子温度と検出温度の差分温度と検出温度の傾きとの相関を例示する図である。また、図7は、パワー素子温度測定温度および推定パワー素子温度の実測値の一例を表す図である。
図2のように、パワー素子31に対して熱抵抗の大きい(基板36を介した)場所に、温度測定部34を配置した場合、温度測定部34の測定温度がパワー素子31の実温度(Tp)と一致しない原因は以下の2つが考えられる。
1つ目の原因について図4を用いて説明する。電動のコンプレッサにおいては、モータ回転数の増加に比例して、吸入する冷媒量(吸入冷媒量)も増加する。このため、冷媒による冷却能力もモータ回転数に対して比例傾向を示す(図4の「冷媒による冷却能力」)。
一方、パワー素子31は、そのオン抵抗による損失とスイッチングによる損失とに伴い自己発熱する。このオン抵抗はモータ回転数に依存せず一定であり、スイッチング損失はモータ回転数に比例する。このため、パワー素子31の自己発熱は、回転数に比例する(図4の「パワー素子31の自己発熱」)。
パワー素子31の実温度(Tp)は、「パワー素子31の自己発熱」から「冷媒による冷却能力」による冷却熱量を差し引いて算出できる。「パワー素子31の自己発熱」および「冷媒による冷却能力」はともにモータ回転数に比例するため、パワー素子31の実温度(Tp)も回転数に比例するパラメータを有することとなる。
しかし、パワー素子31に対して熱抵抗の大きい場所に温度測定部34を設置した場合、上述したパワー素子31の「冷媒による冷却能力」の影響により、温度の応答性が鈍化してしまう。そこで、推定パワー素子温度Tp_estを算出するためにモータ回転数を考慮する必要がある。
2つ目の原因は、パワー素子31から温度測定部34までの熱抵抗が大きいために、基板36にて熱の分散が発生してしまい、パワー素子31の実温度(Tp)の温度と、測定温度Tsとが一致せず、温度応答性が鈍化してしまうためである。
この傾向として、単位時間当たりのパワー素子31の温度変化が大きいほど、温度測定部34の過渡応答遅れは顕著に現れる。パワー素子31と温度測定部34との間の熱抵抗が一定と考えると、温度測定部34の測定温度Tsの時間的な傾きと、パワー素子31の実温度に対する測定温度Tsとの温度差(差分温度Td)とは相関がある。そこで、推定パワー素子温度Tp_estを算出するためにこの相関関係を考慮する必要がある。
上記2つの原因を踏まえ、制御部33は、以下の(1)式により推定パワー素子温度Tp_estを算出する。
Tp_est=Ts+α*SPD+β*ΔTs (1)
ただし、α[℃/rpm]はモータ回転数補正係数
β[℃/(℃/sec)]は過渡応答補正係数
ΔTs[℃/sec]は測定温度Tsの単位時間あたりの温度変化
(1)式のαおよびβについては後述する。
上記の(1)式について、図5及び図6の実験データに基づいてその有用性を示す。
図5は、モータ回転数と、差分温度Td(モータ回転数で連続運転してパワー素子31の実温度が飽和した時点での差分温度)との関係を示したグラフである。センサ温度は基板36上に実装したサーミスタで計測し、パワー素子31の実温度(Tp)はパワー素子表面に固定した熱電対で計測した。また、吐出圧力Pdを2.0MPaおよび2.3MPaに設定した。
図5に示されるようにモータ回転数の上昇に比例して、差分温度Tdは減少する傾向を有する。すなわち、モータ回転数が高いほど、パワー素子31の実温度に対する測定温度Tsとの温度差は大きくなっている。
図5中の破線のような近似式を考えることにより、(1)式におけるモータ回転数補正係数αは、例えば、−0.0027と設定することができる。
このように、制御部33は、(1)式のように、温度測定部34が測定した測定温度Tsから、回転数検出部35が検出したモータ回転数の増加に応じて増加する値を減算することで、パワー素子31の温度を推定する。これにより、温度応答性が向上する。
図6は、差分温度Td(モータ回転数で連続運転してパワー素子31の実温度が飽和した時点での差分温度)とΔTs(測定温度Tsの単位時間あたりの温度変化)との関係を示したグラフである。図6は、モータ回転数を一定にして運転したときのデータである。
図6に示されるように、温度変化ΔTsが大きいほど、差分温度Tdが大きくなっている。すなわち、温度変化ΔTsが大きいほど測定温度Tsの応答遅れは大きくなるという相関が確認できる。各データの近似式で置き換えると、(1)式の過渡応答補正係数βは、例えば、100と設定することができる。
パワー素子31が発する熱は、この熱を拡散させてしまう基板36を介して温度測定部34に伝達される。基板36が熱を拡散させてしまうので、温度測定部34が測定した温度は、実際のパワー素子31の温度と異なってしまい、かつ、熱が基板を伝達する時間により遅延が生じてしまう。
このような配置をしたときに、温度測定部34が測定した温度に基づいてパワー素子過熱保護動作を行うと、熱が基板36を伝達する時間があるため、パワー素子31の温度が急上昇した場合に追従できなくなってしまう。その結果、パワー素子31の特性劣化あるいは破損を招く恐れがある。
そこで、制御部33は、(1)式のように、温度測定部34が測定した測定温度Tsの所定時間における温度変化(温度変化ΔTs)に比例する値を、温度測定部34が測定した測定温度Tsに加算して、推定パワー素子温度Tp_estを算出する。このようにすることにより、温度応答性が向上するので、パワー素子31の特性劣化あるいは破損を防止することができる。
最後に、図7を用いて、(1)式で算出したパワー素子31の推定温度と実測温度との差分を検証する。図7に示すように、パワー素子31の実温度Tpに対し、温度測定部34の測定温度Tsは時刻100〜300secにおいて追従性が悪い。また、温度測定部34の測定温度Tsは時刻500sec以降で飽和状態に達しているが、パワー素子31の実温度Tpは時刻150sec近傍で飽和しており、これらの飽和温度がずれている。
これに対して、推定パワー素子温度Tp_estはパワー素子31の実温度Tpに対する過渡応答の追従性が改善されているとともに、飽和温度についてもパワー素子31の実温度Tpの飽和温度とほぼ等しい値をとっており、本発明による温度推定の効果が確認できる。
図7に示すように、温度測定部34が測定した測定温度Tsは、実温度Tpに対して大きな誤差を有する。そのため、パワー素子31への電力供給を停止するための温度を、相当のマージンを持って設定する必要がある。この結果、電動コンプレッサ1が運転可能な温度領域を狭めることとなり、所望の空気調和が実現されない可能性がある。
一方、図7に示すように、推定パワー素子温度Tp_estは、実温度Tpとの誤差が小さい。このため、パワー素子31への電力供給を停止するための温度のマージンを減らすことが可能となる。この結果、電動コンプレッサ1が運転可能な温度領域を広く確保することができ、所望の空気調和を確実に実現することが可能となる。
以上のように、本発明の一実施の形態における電動コンプレッサ1は、回転数検出部35が検出したモータ41の回転数および温度測定部34が測定した温度に基づいて、パワー素子31の温度を推定する。
モータ41の回転数は冷媒の流量に直接関係している。そのため、温度測定部34が測定した温度を回転数検出部35が検出したモータ41の回転数で補正することにより、冷媒による影響を低減することができる。
以上により、温度測定部34をパワー素子31から離して配置してもパワー素子31の温度変化に追従することができるという効果を奏する。
2010年10月1日出願の特願2010−223760の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、本発明は冷媒を圧縮する電動コンプレッサ等として有用である。
1 電動コンプレッサ
2 蓄電池
3 インバータ部
4 圧縮部
5 エアコンECU
31 パワー素子
32 駆動回路
33 制御部
34 温度測定部
35 回転数検出部
36 基板
41 モータ
42 ケーシング

Claims (5)

  1. 冷媒を圧縮する駆動力を発生するモータと、
    前記モータを駆動するパワー素子と、
    前記パワー素子が配置された基板の温度を測定する温度測定部と、
    前記モータの回転数を検出する回転数検出部と、
    前記パワー素子の温度を推定する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記回転数検出部が検出したモータの回転数および前記温度測定部が測定した温度に基づいて前記パワー素子の温度を推定する
    電動コンプレッサ。
  2. 前記制御部は、
    さらに前記パワー素子が出力する電力を調整し、推定した前記パワー素子の温度が所定の温度以上であるとき、前記パワー素子を停止させる
    請求項1に記載の電動コンプレッサ。
  3. 前記モータは、
    前記ケーシングの内部に設置され、
    冷媒は、
    前記ケーシングの内部を通過し、
    前記パワー素子は、
    前記ケーシングの外部と接触して配置される
    請求項1に記載の電動コンプレッサ。
  4. 前記制御部は、
    前記温度測定部が測定した温度から前記回転数検出部が検出したモータの回転数の増加に応じて増加する値を減算することで前記パワー素子の温度を推定する
    請求項1に記載の電動コンプレッサ。
  5. 前記制御部は、
    前記温度測定部が測定した温度の所定時間における温度変化に比例する値を前記温度測定部が測定した温度に加算することで前記パワー素子の温度を推定する
    請求項1に記載の電動コンプレッサ。
JP2012536220A 2010-10-01 2011-09-30 電動コンプレッサ Expired - Fee Related JP5899502B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012536220A JP5899502B2 (ja) 2010-10-01 2011-09-30 電動コンプレッサ

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010223760 2010-10-01
JP2010223760 2010-10-01
JP2012536220A JP5899502B2 (ja) 2010-10-01 2011-09-30 電動コンプレッサ
PCT/JP2011/005538 WO2012042899A1 (ja) 2010-10-01 2011-09-30 電動コンプレッサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012042899A1 true JPWO2012042899A1 (ja) 2014-02-06
JP5899502B2 JP5899502B2 (ja) 2016-04-06

Family

ID=45892388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012536220A Expired - Fee Related JP5899502B2 (ja) 2010-10-01 2011-09-30 電動コンプレッサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9018879B2 (ja)
EP (1) EP2623783B1 (ja)
JP (1) JP5899502B2 (ja)
CN (1) CN103140681B (ja)
WO (1) WO2012042899A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5835137B2 (ja) 2012-07-17 2015-12-24 株式会社デンソー 電動圧縮機
JP5954144B2 (ja) * 2012-11-30 2016-07-20 ソニー株式会社 制御装置、制御方法、制御システムおよび電動車両
JP6197762B2 (ja) * 2014-07-25 2017-09-20 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機
JP6653122B2 (ja) * 2015-03-20 2020-02-26 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 電動圧縮機、制御装置及び監視方法
DE102016207129A1 (de) * 2015-12-23 2017-06-29 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Verfahren zum Betrieb eines elektromotorischen Kältemittelverdichters
CN115664595A (zh) 2017-08-11 2023-01-31 瑞典爱立信有限公司 相等大小码块的传输块大小确定
WO2020014679A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Milwaukee Electric Tool Corporation System including recovery pump and vacuum pump

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115106A (ja) * 1991-10-21 1993-05-07 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の制御装置
JPH11262241A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Denso Corp パワー電子回路装置
JP2000060105A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Toyota Motor Corp モジュール内温度検出装置
JP2000083383A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Denso Corp 負荷駆動装置の過熱保護装置
JP2006157987A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ回路及びインバータ回路を用いた圧縮機
JP2007092636A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動圧縮機の制御装置
JP2008171940A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Advics:Kk 負荷駆動装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4127230B2 (ja) 2004-03-26 2008-07-30 株式会社デンソー 車両用空調装置
JP4975328B2 (ja) * 2006-01-25 2012-07-11 サンデン株式会社 電動圧縮機
JP4939171B2 (ja) * 2006-10-30 2012-05-23 三菱重工業株式会社 熱源機および熱源システム
US8459053B2 (en) 2007-10-08 2013-06-11 Emerson Climate Technologies, Inc. Variable speed compressor protection system and method
JP5195566B2 (ja) 2009-03-24 2013-05-08 パナソニック株式会社 流量計測装置及びこれを用いた流体供給システム及びプログラム
KR20110054813A (ko) * 2009-11-18 2011-05-25 엘지전자 주식회사 압축기

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115106A (ja) * 1991-10-21 1993-05-07 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の制御装置
JPH11262241A (ja) * 1998-03-11 1999-09-24 Denso Corp パワー電子回路装置
JP2000060105A (ja) * 1998-08-10 2000-02-25 Toyota Motor Corp モジュール内温度検出装置
JP2000083383A (ja) * 1998-09-03 2000-03-21 Denso Corp 負荷駆動装置の過熱保護装置
JP2006157987A (ja) * 2004-11-25 2006-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ回路及びインバータ回路を用いた圧縮機
JP2007092636A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動圧縮機の制御装置
JP2008171940A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Advics:Kk 負荷駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103140681B (zh) 2015-06-10
US9018879B2 (en) 2015-04-28
JP5899502B2 (ja) 2016-04-06
WO2012042899A1 (ja) 2012-04-05
EP2623783A4 (en) 2018-01-17
EP2623783B1 (en) 2018-11-28
EP2623783A1 (en) 2013-08-07
CN103140681A (zh) 2013-06-05
US20130175964A1 (en) 2013-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5899502B2 (ja) 電動コンプレッサ
KR101749819B1 (ko) 차재용 전동 압축기의 제어 장치
US8418483B2 (en) System and method for calculating parameters for a refrigeration system with a variable speed compressor
US7273357B2 (en) Control device for electric compressor
US9553529B2 (en) Motor controller
CN106936367B (zh) 电机控制装置
KR101664039B1 (ko) 구동 모터의 온도 추정 시스템 및 방법
US10737554B2 (en) Method for operating an electric motor coolant compressor
KR101765925B1 (ko) 차량용 전동압축기의 일체형 인버터 과열방지 방법
JP4200885B2 (ja) 電動圧縮機用モータ駆動装置
JP4686242B2 (ja) 電動圧縮機の制御方法および制御装置
US10273958B2 (en) Compressor driven by a motor based on a temperature of a drive circuit
JP2007010436A (ja) 温度推定装置
JP4872906B2 (ja) 燃料ポンプ制御装置
KR102452742B1 (ko) 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템
JP6893153B2 (ja) 電流値判定装置、制御装置、電動圧縮機、電流値判定方法及び制御方法
JP5003429B2 (ja) インバータ装置
JP5906877B2 (ja) 電動機器の保護装置
JP6197762B2 (ja) 電動圧縮機
JP4374376B2 (ja) 制御装置一体型回転電機
JP2020507702A (ja) 冷凍庫ファン装置および超低温冷凍庫
JP2001119999A (ja) カーエアコン駆動用発電機の保護方式
JP2014220912A (ja) 回転電機の冷却制御装置
JP2015010537A (ja) 電動コンプレッサ及び制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140820

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141008

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20141023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151217

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5899502

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees