专利名称：电动压缩机的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制从逆变器向电动压縮机通电的装置，尤其涉及考虑了电动压缩机启动时的电流的电动压縮机的控制装置。
背景技术：
内置了电动机的电动压縮机的驱动往往采用以下方法即，利用具有半导体开关元件的逆变器，将来自直流电源的电流转换成准交流电压，并将转换后的电流提供给压縮机内置的电动机。电动压缩机启动时，往往要求比其它时候更大的电流，而作为逆变器的输出电流，通常以能够输出电动压缩机启动所需最大转矩的电动机通电电流启动(例如，专利文献l)。
上述逆变器或装入电动压缩机中成为一体，或设置在电动压縮机的附近，所以往往直接受到电动压縮机的温度的影响。因而，当电动压縮机高温时逆变器也高温，装入逆变器中的半导体开关元件也高温。 一般，若半导体开关元件变高温，则自身的容许电流变小。因而，考虑高温时压缩机的启动，往往不得不使用电流容量在所需电流容量以上的半导体开关元件。使用电流容量大的半导体开关元件会导致逆变器的大型化和成本增加，还会导致逆变器一体型的电动压縮机的大型化及成本增加，即使在逆变器与压縮机分开设置的情况下，也会导致包括该逆变器的压缩机装置的大型化和成本增加。
专利文献1:日本国专利特开2006-200507号公报
发明内容
因此，本发明的课题在于，着眼于上述问题点，提供一种电动压縮机的控制装置，该控制装置能够适当地启动电动压縮机而不使用电流容量在所需电流容量以上的半导体开关元件，从而可以抑制电动压縮机的大型化和成本增加。
为了解决上述问题，本发明的电动压缩机的控制装置，控制从具有半导体开关元件的逆变器向内置了电动机的电动压縮机的通电，其特征在于，包括根据压縮机的排出侧电路中的压力、计算与该压力有相关关系的压縮机启动所需的启动电流值的单元；以及根据逆变器设置部位的温度、计算与该温度有相关关系的半导体开关元件的容许电流值的单元，并且还包括启动许可判定单元，该启动许可判定单元通过对算出的压縮机的启动电流值与半导体开关元件的容许电流值进行比较，判定压缩机的启动许可
在这样的电动压缩机的控制装置中，根据压縮机的排出侧电路中的压力(高压侧压力)，计算电动压縮机启动所需的转矩，并计算输出该所需转矩所需的启动电流值(电动机相电流值)。另一方面，根据逆变器设置部位的温度，基于预先掌握的表示温度与容许电流之间关系的特性，计算半导体开关元件的容许电流值。然后，由启动许可判定单元对算出的压縮机的启动电流值与半导体开关元件的容许电流值的大小关系进行判定，若算出的启动电流值小于算出的半导体开关元件的容许电流值(即，若在容许范围内)，则许可电动压縮机的启动，从而启动电动压縮机。当在容许范围外时，判定为不可启动，压縮机继续停止，直至容许范围内为止。因而，可靠地仅当半导体开关元件的通电电流在容许电流值以下时启动电动压缩机，作为半导体开关元件不必使用电流容量大的元件，使用小型且廉价的半导体开关元件即可。
本发明的电动压縮机的控制装置能够适用于将逆变器装入电动压縮机中成为一体的情况，也适用于将逆变器与电动压縮机分开设置于电动压縮机的附近的情况，能够适当地消除压縮机对逆变器的温度的影响所导致的1二述问题。
另外，实际启动电动压縮机时，当上述启动许可判定单元判定为许可压缩机启动时，压縮机可以用基于上述计算的启动电流值的电流启动，或者也可以用基于上述计算的容许电流值的电流启动。在后一种情况下，许可启动时，容许电流值必然大于或至少等于基于上述计算的启动电流值，所以可靠地进行启动。在前一种情况下，用当时条件下压縮机启动所需的最小电流启动，所以可以实现启动时的功耗最小化。
另外，本发明的电动压縮机的概念当然包括内置了压缩机驱动用电动机的一般电动压縮机，也包括由内置的电动机和该电动机以外的外部驱动源(例如，车辆行驶用发动机、电动汽车和混合动力汽车中的车辆行驶用电动机)选择性地或同时进行驱动的混合动力式的压縮机。
另外，本发明的电动压縮机的控制装置尤其适合对旨在提高车辆装载性的小型化和成本降低要求较高的、装入车辆用空调装置的制冷电路中的压縮机。
根据本发明的电动压缩机的控制装置，能够适当地且可靠地启动电动压缩机而不使用电流容量在所需电流容量以上的半导体开关元件，能够通过使用小型且廉价的半导体开关元件来抑制电动压縮机的大型化和成本增加。
图1是表示可应用本发明的电动压縮机的控制装置的车辆用空调装置的制冷电路的一个结构例的简要结构图。
图2是表示可应用本发明的电动压縮机的控制装置的车辆用空调装置的制冷电路的另一结构例的简要结构图。
图3是表示本发明的电动压縮机的控制装置中的容许电流确定处理的一个示例的流程图。
图4是表示本发明的电动压缩机的控制装置中的启动电流确定处理的一个示例的流程图。
图5是表示本发明的电动压縮机的控制装置中的启动许可处理的一个示例的流程图。
标号说明
1、 2 制冷电路
3、 4 电动压縮机
5、 6逆变器7 风扇
8 冷凝器 9膨胀阀
10蒸发器
11 送风机
12 电源
13温度传感器 14压力传感器 15控制装置
具体实施例方式
以下，参考
本发明的优选实施方式。
图1及图2表示可应用本发明的电动压縮机的控制装置的空调装置、 尤其是车辆用空调装置的制冷电路的结构例。图1、图2的制冷电路1、 2 中设置有作为本发明的控制对象的电动压縮机3、 4 (如上所述，包括通常 的电动压缩机以及混合动力式的压缩机)。在图1所示的示例中逆变器5 与电动压缩机3分开配置，在图2所示的示例中逆变器6装入压縮机中成 为一体，构成逆变器一体型电动压缩机4。在制冷电路l、 2中，由电动压 縮机3、 4吸入制冷剂，再将吸入并压縮后的高压制冷剂从电动压縮机3、 4 排出。在电动压缩机3、 4的下游侧(压縮机的排出侧)设置有附设了风扇 7的冷凝器8，该冷凝器8使经压缩机3、 4压缩的高压制冷剂冷却、冷凝 。在冷凝器8的下游侧设置有膨胀阀9，该膨胀阀9使经冷凝器8冷却、冷 凝的制冷剂减压、膨胀，在膨胀阀9的下游侧设置有蒸发器10，该蒸发器 10使经膨胀阀9减压、膨胀的制冷剂蒸发。此蒸发器10能够与例如设置于 空调管道(图示略)内的送风机11送来的空气进行热交换，并将冷却了的 空气作为例如车内制冷用空调风送出。
从直流电源12向逆变器5、 6供电，将经逆变器5、 6从直流电流转换 来的预定的准交流电流作为用于驱动内置于电动压縮机3、 4的电动机的相 电流，送至电动压缩机3、 4。此逆变器5、 6的设置部位的温度由适当地设
6置于该设置部位的温度传感器13检测，检测温度作为与设置于逆变器5、 6
内的半导体开关元件的温度对应的温度，如后文所述用于半导体开关元件
的容许电流值的计算。此温度传感器13在图1所示的方式下附设于逆变器 5即可，在图2所示的方式下附设于逆变器6，除此之外，也可以附设于与 逆变器6对应的压縮机4的主体外面。
另外，在制冷电路l、 2中的压縮机3、 4与冷凝器8之间设置有压力 传感器14，该压力传感器14检测从压縮机3、 4排出的高压侧制冷剂的压 力。由此压力传感器14检测出的高压侧压力如后文所述，用于压缩机3、 4 启动所需的启动电流值的计算。
这些由温度传感器13检测出的半导体开关元件的温度及由压力传感 器14检测出的高压侧压力的信号输入到控制装置15，用于半导体开关元件 的容许电流值的计算及启动电流值的计算，基于控制装置15中的运算，控 制向逆变器5、 6的输出，该输出用于控制逆变器5、 6，从而控制电动压縮 机3、 4的启动。
本发明的压缩机的启动控制如例如图3 图5所示那样进行。
图3表示容许电流确定处理的流程图，根据由上述温度传感器13检测 出的温度获取半导体开关元件的温度(步骤S1)，从获取的半导体幵关元 件的温度计算出与该温度有相关关系的半导体开关元件的容许电流值(步 骤S2)。
图4表示启动电流确定处理的流程图，获取由上述压力传感器14检测 出的高压侧压力(步骤Sll)，从获取的高压侧压力计算出与该压力有相关 关系的压缩机3、 4启动所需的启动转矩(步骤S12)，基于此计算压縮机 3、 4启动所需的启动电流值(步骤S13)。
图5是表示启动许可处理的流程图，获取如上所述算出的半导体开关 元件的容许电流值和压缩机3、 4启动所需的启动电流值(步骤S21、 S22 )，判断启动电流值与容许电流值的大小关系(步骤S23)。在步骤S23 的判断中，当启动电流值低于容许电流值时，判定为许可启动(步骤S24 )，当启动电流值不低于容许电流值时，判定为不可启动(步骤S25)。然 后，仅当判定为许可启动时，启动压縮机3、 4，当判定为不可启动时，压縮机3、 4保持停止。启动压縮机3、 4时的实际启动电流可以为上述算出 的启动电流，也可以为上述算出的容许电流。由于此时判定为许可启动， 所以用任一电流都能可靠地启动压缩机3、 4。
这样，可靠地仅当半导体开关元件的通电电流在容许电流值以下时启 动，当超过容许电流值时待机而不启动，所以完全不必使用电流容量在所 需电流容量以上的半导体开关元件。其结果，使用小型且廉价的半导体开 关元件即可，可实现逆变器一体型的压缩机自身或逆变器分置型的压縮机 装置的小型化、成本降低。
工业上的实用性
本发明的电动压縮机的控制装置能够适用于所有利用逆变器的电动压 縮机。
权利要求
1.一种电动压缩机的控制装置，控制从具有半导体开关元件的逆变器向内置了电动机的电动压缩机的通电，其特征在于，包括根据压缩机的排出侧电路中的压力、计算与该压力有相关关系的压缩机启动所需的启动电流值的单元；以及根据逆变器设置部位的温度、计算与该温度有相关关系的半导体开关元件的容许电流值的单元，并且还包括启动许可判定单元，该启动许可判定单元通过对算出的压缩机的启动电流值与半导体开关元件的容许电流值进行比较，判定压缩机的启动许可。
2. 如权利要求l所述的电动压缩机的控制装置，其特征在于，所述逆 变器装入电动压缩机中成为一体。
3. 如权利要求l所述的电动压縮机的控制装置，其特征在于，所述逆 变器与电动压缩机分开设置于电动压縮机的附近。
4. 如权利要求1所述的电动压縮机的控制装置，其特征在于，当所述 启动许可判定单元判定为许可启动压縮机时，用基于所述计算的启动电流 值的电流启动压縮机。
5. 如权利要求1所述的电动压缩机的控制装置，其特征在于，当所述 启动许可判定单元判定为许可启动压縮机时，用基于所述计算的容许电流 值的电流启动压縮机。
6. 如权利要求1所述的电动压縮机的控制装置，其特征在于，电动压 縮机由混合动力式的压縮机构成，该混合动力式的压缩机由所述内置的电 动机和该电动机以外的外部驱动源选择性地或同时进行驱动。
7. 如权利要求1所述的电动压縮机的控制装置，其特征在于，电动压 縮机由装入车辆用空调装置的制冷电路中的压縮机构成。
全文摘要
一种电动压缩机的控制装置，控制从具有半导体开关元件的逆变器向内置电动机的电动压缩机的通电，其特征在于，包括根据压缩机的排出侧电路中的压力、计算压缩机启动所需的启动电流值的单元；以及根据逆变器设置部位的温度、计算半导体开关元件的容许电流值的单元，并且还包括启动许可判定单元，该启动许可判定单元通过对算出的压缩机启动电流值与半导体开关元件容许电流值进行比较，判定压缩机的启动许可。能够适当地启动电动压缩机而不使用电流容量在逆变器所需电流容量以上的半导体开关元件，由此能够抑制电动压缩机的大型化、成本增加。
文档编号F04B49/06GK101680445SQ200880018829
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月27日 优先权日2007年6月6日
发明者广野大辅, 涉谷诚 申请人:三电有限公司