JP7215403B2 - インバータ制御装置及び車載用流体機械 - Google Patents
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Description
かかる構成によれば、指令取得間隔ごとにおける単位時間当たりの指令回転速度の変化率と実回転速度の変化率とを同一に近づけることができる。また、実回転速度と旧指令回転速度とが一致していない場合に生じ得る意図しない急加速または急減速を抑制できる。
かかる構成によれば、今回取得された新指令回転速度が前回取得された旧指令回転速度と同一である場合には、現在設定されている目標加速度が維持される。これにより、旧指令回転速度と同一の新指令回転速度が取得されることに起因して、実回転速度が指令回転速度に到達していないにも関わらず定速回転が行われるという不都合を抑制できる。
上記インバータ制御装置について、前記加速度設定部は、前記指令加速度が予め定められた下限加速度以下である場合には、前記目標加速度として前記下限加速度を設定するとよい。
上記インバータ制御装置について、前記電動モータが起動してから予め定められた起動期間が経過するまでは、前記取得部による前記指令回転速度の取得の有無に関わらず、予め定められた起動加速度で前記電動モータを加速させる起動制御部を備えているとよい。
上記車載用流体機械は、前記電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機であるとよい。
図1に示すように、車両100に搭載されている車載用空調装置101は、車載用電動圧縮機10と、車載用電動圧縮機10に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路102とを備えている。
インバータ制御装置14は、CPU及びメモリ等といった電子部品を有するコントローラである。インバータ制御装置14は、インバータ回路13、詳細には各スイッチング素子Qu1~Qw2を制御することにより、電動モータ11を駆動させる。
また、回転制御部35は、位置/速度推定部33と電気的に接続されている。これにより、回転制御部35は、位置/速度推定部33によって推定されたロータ22の回転位置及び実回転速度Nrを把握可能となっているとともに、位置/速度推定部33に対して推定に必要なパラメータを送信可能となっている。
図3に示すように、回転制御部35は、ステップS101にて、電動モータ11が起動加速度α0で加速するようにインバータ回路13を制御する。起動加速度α0は、回転制御処理の開始契機となった指令回転速度Ncの値に応じて変動しない固定値である。
詳細には、既に説明したとおり、指令回転速度Ncが取得されるタイミングが不定期となる場合がある。このため、回転制御部35は、今回の指令回転速度Ncが取得されたタイミングから次の指令回転速度Ncが取得されたタイミングまでの間隔である指令取得間隔Txの計測を開始する。指令取得間隔Txを計測するための具体的な構成は任意であるが、例えば回転制御部35は、予め定められた周期でタイマカウンタを更新する構成などが考えられる。
図4に示すように、回転制御部35は、まずステップS201にて、指令回転速度Ncの更新処理を実行する。詳細には、回転制御部35は、今回取得した指令回転速度Ncを新指令回転速度Ncaとして新指令記憶領域35bに記憶させる。すなわち、今回の目標加速度設定処理の実行契機となった指令回転速度Ncが新指令回転速度Ncaとして設定される。
その後、回転制御部35は、ステップS203にて、指令取得間隔Txを把握する。詳細には、回転制御部35は、ステップS103又はステップS211の処理によってカウントをスタートしたタイマカウンタのカウント値に基づいて、ステップS103又はステップS211の処理が行われてから現在までの期間をカウントする。すなわち、指令取得間隔Txとは、前回の指令回転速度Ncが取得されたタイミングから今回の指令回転速度Ncが取得されたタイミングまでの期間ともいえる。
上記のように、指令取得間隔Txと指令回転速度Ncとに基づいて算出された指令加速度αcにて電動モータ11の加速が行われることにより、指令取得間隔Txごとにおいて、単位時間当たりの指令回転速度Ncの変化率と実回転速度Nrの変化率とが近づいている。
(1-1)インバータ制御装置14は、車載用流体機械としての車載用電動圧縮機10に設けられた電動モータ11を駆動させるインバータ回路13の制御に用いられるものである。インバータ制御装置14は、外部(本実施形態では空調ECU103)から繰り返し送信される指令回転速度Ncを取得する取得部34と、電動モータ11の回転制御を行う回転制御部35と、を備えている。回転制御部35は、指令取得間隔Txをカウントする処理と、取得部34によって指令回転速度Ncが取得されたことに基づいて、電動モータ11の目標加速度αtを設定する目標加速度設定処理と、目標加速度αtで電動モータ11が回転するようにインバータ回路13を制御する処理と、を行うように構成されている。ここで、回転制御部35は、目標加速度設定処理において、指令取得間隔Txと新指令回転速度Ncaとに基づいて指令加速度αcを算出する算出処理を行うように構成されている。
かかる構成によれば、実回転速度Nrと新指令回転速度Ncaとの差が大きかったり、指令取得間隔Txが小さかったりすることに起因して、指令加速度αcが過度に大きくなる場合には、電動モータ11は上限加速度αmaxにて加速する。これにより、電動モータ11に過度な負担が付与されることを抑制できる。
かかる構成によれば、実回転速度Nrと新指令回転速度Ncaとの差が大きかったり、指令取得間隔Txが小さかったりすることに起因して、指令加速度αcが過度に小さくなる場合には、電動モータ11は下限加速度αminにて減速する。これにより、電動モータ11に過度な負担が付与されることを抑制できる。
本実施形態では、指令加速度αcの算出態様等が第1実施形態と異なっている。その異なる点について以下に説明する。
図7に示すように、回転制御部35は、ステップS301にて、指令回転速度Ncの更新処理を実行する。
次に図8を用いて本実施形態の作用について説明する。
t2のタイミングにて第2指令回転速度Nc2が取得されると、第1指令加速度αc1が算出され、当該第1指令加速度αc1にて電動モータ11が加速する。第1指令加速度αc1は、第2指令回転速度Nc2から第1指令回転速度Nc1を差し引いた差を第1指令取得間隔Tx1で割った値である。これにより、第1指令取得間隔Tx1における単位時間当たりの指令回転速度Ncの変化率と、実回転速度Nrの変化率とが一致する。
その後、t4のタイミングにて第4指令回転速度Nc4が取得されると、第3指令加速度αc3が算出され、当該第3指令加速度αc3にて電動モータ11が加速する。第3指令加速度αc3は、第4指令回転速度Nc4から第3指令回転速度Nc3を差し引いた差を第3指令取得間隔Tx3で割った値である。
(2-1)回転制御部35は、指令加速度αcとして、新指令回転速度Ncaと旧指令回転速度Ncbとの差を指令取得間隔Txで割った値を算出する。
(2-2)ここで、仮に指令加速度αcを算出するのに用いるパラメータとして新指令回転速度Ncaと実回転速度Nrとの差が採用されている構成においては、実回転速度Nrと旧指令回転速度Ncbとが異なる場合、空調ECU103が意図しない急加速又は急減速が行われ、NV特性が悪化する不都合が懸念される。
かかる構成によれば、今回取得された新指令回転速度Ncaが前回取得した旧指令回転速度Ncbと同一である場合には、現在設定されている目標加速度αtが維持される。これにより、旧指令回転速度Ncbと同一の新指令回転速度Ncaが取得されることに起因して、実回転速度Nrが指令回転速度Ncに到達していないにも関わらず定速回転が行われるという不都合を抑制できる。
本実施形態では、指令加速度αcの算出態様が第1実施形態及び第2実施形態と異なっている。その異なる点について以下に説明する。
指令変更間隔Tyとは、前回指令回転速度Ncが変更されたタイミングから今回指令回転速度Ncが変更されたタイミングまでの期間である。ステップS401では、回転制御部35は、指令変更間隔Tyをカウントするタイマカウンタのカウントをスタートさせて、次に指令回転速度Ncの変更が行われるまでの期間を計測する。なお、指令変更間隔Tyをカウントするための具体的な構成は任意である。
図10に示すように、本実施形態の目標加速度設定処理では、回転制御部35は、まずステップS201にて、指令回転速度Ncの更新を行う。詳細には、回転制御部35は、今回取得した指令回転速度Ncを新指令回転速度Ncaとして新指令記憶領域35bに記憶させる。
t2のタイミングにて、第1指令回転速度Nc1とは異なる第2指令回転速度Nc2が取得されると、第1指令加速度αc1が算出され、当該第1指令加速度αc1にて電動モータ11が加速する。第1指令加速度αc1は、第2指令回転速度Nc2から第1実回転速度Nr1を差し引いた差を第1指令変更間隔Ty1で割った値である。第1指令変更間隔Ty1は、t0のタイミングからt1のタイミングまでの期間である。
その後、t4のタイミングにて第2指令回転速度Nc2とは異なる第4指令回転速度Nc4が取得されると、第3指令加速度αc3が算出され、当該第3指令加速度αc3にて電動モータ11が加速する。
(3-1)インバータ制御装置14は、車載用流体機械としての車載用電動圧縮機10に設けられた電動モータ11を駆動させるインバータ回路13の制御に用いられるものである。インバータ制御装置14は、外部(本実施形態では空調ECU103)から繰り返し送信される指令回転速度Ncを取得する取得部34と、電動モータ11の回転制御を行う回転制御部35と、を備えている。
かかる構成によれば、指令加速度αcを算出するのに用いるパラメータとして新指令回転速度Ncaと実回転速度Nrとの差が採用されているため、(1-2)と同様に、実回転速度Nrの変化率を指令回転速度Ncの変化率に近づけつつ、比較的早期に実回転速度Nrを指令回転速度Ncに近づけることができる。
本実施形態では、指令加速度αcの算出態様等が第3実施形態と異なっている。その異なる点について以下に説明する。
図13に示すように、回転制御部35は、ステップS601にて、指令回転速度Ncの更新処理を実行して、ステップS501に進む。
次に図14を用いて本実施形態の作用について説明する。
t2のタイミングにて、第1指令回転速度Nc1とは異なる第2指令回転速度Nc2が取得されると、第1指令加速度αc1が算出され、当該第1指令加速度αc1にて電動モータ11が加速する。第1指令加速度αc1は、第2指令回転速度Nc2から第1指令回転速度Nc1を差し引いた差を第1指令変更間隔Ty1で割った値である。第1指令変更間隔Ty1は、t0のタイミングからt1のタイミングまでの期間である。
その後、t4のタイミングにて第2指令回転速度Nc2とは異なる第4指令回転速度Nc4が取得されると、第3指令加速度αc3が算出され、当該第3指令加速度αc3にて電動モータ11が加速する。
(4-1)回転制御部35は、指令加速度αcとして、新指令回転速度Ncaと変更前指令回転速度Nccとの差を指令変更間隔Tyで割った値を算出する。
○ 取得部34は、空調ECU103から送信される指令回転速度Ncを受け取ることができればその具体的な構成は任意である。例えば空調ECU103が無線信号にて指令を送信する構成においては、取得部34は、その無線信号を受信するモジュールでもよい。
○ 第2実施形態において、回転制御部35は、ステップS304の加速度継続処理に代えて、予め定められた規定加速度を目標加速度αtとして設定する処理を実行してもよい。すなわち、指令加速度αcが「0」である場合に設定される目標加速度αtは、現在設定されている値に限られず任意である。
○ 各実施形態において、回転制御処理の各処理の順序は適宜変更してもよい。
○ 車載用電動圧縮機10は、車載用空調装置101に用いられる構成に限られず、他の装置に用いられるものであってもよい。例えば、車両100が燃料電池車両である場合には、車載用電動圧縮機10は燃料電池に空気を供給する空気供給装置に用いられてもよい。すなわち、圧縮対象の流体は、冷媒に限られず、空気など任意である。
Claims (12)
- 車載用流体機械に設けられた電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるインバータ制御装置であって、
外部から繰り返し送信される指令回転速度を取得する取得部と、
前回取得された前記指令回転速度である旧指令回転速度が取得されたタイミングから今回取得された前記指令回転速度である新指令回転速度が取得されたタイミングまでの期間である指令取得間隔をカウントするカウント部と、
前記取得部によって前記指令回転速度が取得されたことに基づいて、前記電動モータの目標加速度を設定する加速度設定部と、
前記加速度設定部によって設定された前記目標加速度で前記電動モータが回転するように前記インバータ回路を制御する駆動制御部と、
を備え、
前記加速度設定部は、前記カウント部によってカウントされた前記指令取得間隔と前記新指令回転速度とに基づいて、前記目標加速度としての指令加速度を算出する算出部を備えていることを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記電動モータの回転速度である実回転速度を把握する把握部を備え、
前記算出部は、前記指令加速度として、前記新指令回転速度と前記把握部によって把握される前記実回転速度との差を前記指令取得間隔で割った値を算出する請求項1に記載のインバータ制御装置。 - 前記算出部は、前記指令加速度として、前記新指令回転速度と前記旧指令回転速度との差を前記指令取得間隔で割った値を算出する請求項1に記載のインバータ制御装置。
- 前記加速度設定部は、前記指令加速度が0である場合には、前記目標加速度として、現在設定されている値を維持する請求項3に記載のインバータ制御装置。
- 車載用流体機械に設けられた電動モータを駆動させるインバータ回路の制御に用いられるインバータ制御装置であって、
外部から繰り返し送信される指令回転速度を取得する取得部と、
前記取得部によって取得される前記指令回転速度が変更されたことに基づいて、前記電動モータの目標加速度を設定する加速度設定部と、
前記加速度設定部によって設定された前記目標加速度で前記電動モータが回転するように前記インバータ回路を制御する駆動制御部と、
を備え、
前記加速度設定部は、
前回前記指令回転速度が変更されたタイミングから今回前記指令回転速度が変更されたタイミングまでの期間である指令変更間隔をカウントするカウント部と、
前記カウント部によってカウントされた前記指令変更間隔と、今回変更された前記指令回転速度である新指令回転速度とに基づいて、前記目標加速度としての指令加速度を算出する算出部と、
を備えていることを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記電動モータの回転速度である実回転速度を把握する把握部を備え、
前記算出部は、前記指令加速度として、前記新指令回転速度と前記把握部によって把握される前記実回転速度との差を前記指令変更間隔で割った値を算出する請求項5に記載のインバータ制御装置。 - 前記算出部は、前記指令加速度として、前記新指令回転速度と変更前の前記指令回転速度である変更前指令回転速度との差を、前記指令変更間隔で割った値を算出する請求項5に記載のインバータ制御装置。
- 前記加速度設定部は、前記指令加速度が予め定められた上限加速度以上である場合には、前記目標加速度として前記上限加速度を設定する請求項1~7のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置。
- 前記加速度設定部は、前記指令加速度が予め定められた下限加速度以下である場合には、前記目標加速度として前記下限加速度を設定する請求項1~8のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置。
- 前記電動モータが起動してから予め定められた起動期間が経過するまでは、前記取得部による前記指令回転速度の取得の有無に関わらず、予め定められた起動加速度で前記電動モータを加速させる起動制御部を備えている請求項1~9のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置。
- 電動モータと、
前記電動モータを駆動させるインバータ回路と、
請求項1~10のうちいずれか一項に記載のインバータ制御装置と、
を備えていることを特徴とする車載用流体機械。 - 前記車載用流体機械は、前記電動モータによって駆動する圧縮部を備えた車載用電動圧縮機である請求項11に記載の車載用流体機械。
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