电动压缩机的控制装置制造方法及图纸

提供了一种电动压缩机的控制装置，即使在以无传感器系统来控制电动机时，该控制装置仍能响应于具有复杂频率成分的负载变化而适当地控制电动机。电动压缩机的该控制装置包括：重复控制单元(5)，其接收驱动压缩机的电动机的目标旋转速度和估计旋转速度之间的旋转速度差，并且对利用该压缩机的紧接在当前周期之前的周期的旋转速度之间的差的操作进行重复，以持续减小旋转速度之间的差；压缩机的压力检测单元(1)；和复位信号产生单元(4)，其基于压缩机的压力值，通过对压缩机的负载变化中指定部分的数量进行计数，来计算压缩机一次旋转的定时，从而根据该定时将复位信号输出到重复控制单元(5)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动压缩机的控制装置
本专利技术涉及电动压缩机的控制装置。
技术介绍
在控制电动压缩机等的电动机时，通过使用传感器(诸如位置传感器或速度传感器)检测电动机转子的旋转位置或旋转速度，来控制电动机。在这种情况下，因为引起了由高温环境、断开等所带来的可靠性的降低，装置尺寸(电动机外框架尺寸，尤其是轴向长度)的增加，成本增加等，所以目前采用无传感器控制。因为无传感器控制受到速度估计特性影响，所以难以抑制振荡。因此，作为该问题的一个对策，已知专利文件1中公开的技术。为了以无传感器方式控制压缩机的电动机，专利文件1中公开的电动压缩机的传统控制装置具有：第一指令电流设定部分，其设定第一指令电流以减少目标旋转速度和实际旋转速度之间的旋转速度偏差；第二电流设定部分，其基于根据压缩机的机械波动因子设定的负载波动频率，来设定电动机的第二指令电流；第三指令电流计算部分，其根据第一指令电流和第二指令电流，来设定电动机的第三指令电流；和逆变器切换模式产生部分，其至少根据第三指令电流和(从电动机逆变器估计出的)实际旋转速度来产生用于电动机驱动的指令。在第二指令电流设定部分中，将旋转速度偏差输入峰值滤波器，该峰值滤波器将负载波动频率用作峰值频率，以将利用以下表达式所表达的传递函数而得到的峰值滤波器的输出设定为第二指令电流。即，峰值滤波器的传递函数表达如下：峰值滤波器(s)＝kω/(s2+ω2)这里，ω代表峰值频率(rad/s)，并被确定为负载波动频率。s代表拉普拉斯算子，k代表增益。相关文件专利文件专利文件1：JP-A-2010-88200
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，电动压缩机的传统控制装置具有如下描述的问题。即，在传统控制装置中，通过使用峰值滤波器减小旋转速度的波动，来减小压缩机的振荡。但是，由于峰值滤波器可处理的频率范围狭窄，当输入此范围之外的频率时，就会产生估计误差。因此，旋转速度的估计精度降低。实际负载波动具有多个频率成分。相应地，当使用峰值滤波器时，有必要并联连接并使用具有不同处理频率的各峰值滤波器。但是，在这种情况下，调谐变得复杂而困难。本专利技术针对该问题设计，并且其目的是为电动压缩机提供控制装置，即使在以无传感器方式控制电动机时，该控制装置仍能响应于具有复杂频率成分的负载波动，而很好地控制压缩机的驱动电动机。解决问题的手段为此目的，根据本专利技术的电动压缩机的控制装置包括：目标旋转速度设定部分，其设定对压缩机进行驱动的电动机的目标旋转速度；估计旋转速度计算部分，其计算电动机的估计旋转速度；驱动指令信号产生部分，其产生电动机的驱动指令信号，以去除目标旋转速度和估计旋转速度之间的旋转速度差；重复控制部分，其被输入旋转速度差，以利用压缩机的前一周期的旋转速度差来执行重复操作，从而减小旋转速度差；压力检测部分，其检测压缩机的压力值；和复位信号产生部分，其被输入压缩机的压力值，以基于该压力值，通过对压缩机的负载波动的预定部分的数量进行计数，来计算压缩机的一次旋转的定时，从而根据该定时将复位信号输出到重复控制部分。本专利技术的优点在本专利技术的电动压缩机的控制装置中，重复控制部分利用前一周期的目标旋转速度和估计旋转速度之间的旋转速度差，来执行重复操作，以减小旋转速度差，从而抑制干扰。但是，在这种情况下，因为重复控制部分中的周期切换定时是根据压缩机的压力波动来确定的，所以即使在以无传感器方式来控制电动机时，对于具有复杂频率成分的负载波动，压缩机的驱动电动机仍可被很好地控制。附图说明图1为示出了本专利技术示例1的电动压缩机的控制装置的结构的框图。图2为示出了示例1的电动压缩机的控制装置的重复控制部分的结构的框图。图3为示出了由重复控制部分执行的重复控制过程的流程的示图。图4为示出了重复控制部分中一个周期的数据值d的存储方法的示图。图5为示出了周期的数量多于1时重复控制部分中数据值d的存储方法的示图。图6为示出了在i＝0的情况下重复控制部分中信号V和数据值d之间的关系的示图。图7为示出了在i＝1的情况下重复控制部分中信号V和数据值d之间的关系的示图。图8为示出了在i＝2的情况下重复控制部分中信号V和数据值d之间的关系的示图。图9为示出了重复控制部分中的存储器内的数据值d和存储位置之间的关系的示图。图10A至图10D示出了各个示图，这些示图示出了重复控制部分中用于切换周期的复位信号的产生方法。图11为示出了使用传统普通重复控制的干扰仿真的结果的示图。图12为示出了使用示例1的重复控制的干扰仿真的结果的示图。图13为以对比方式示出了传统普通重复控制和示例1的重复控制的干扰仿真的结果的示图。图14为示出了重复控制中为每次旋转精确地设定复位时间的推理的示图。具体实施方式以下，将基于图中示出的示例来具体描述本专利技术的实施例。示例1示例1的电动压缩机的控制装置以无传感器方式来对内置式永磁同步电动机(IPMSM)进行控制，该内置式永磁同步电动机驱动车载空调装置的压缩机。这里，在上述控制中，因为压缩机的旋转导致信号是周期性的，所以使用利于抑制周期性干扰的重复控制。在此示例的重复控制中，在旋转速度差干扰的抑制中，用于切换重复操作的周期的复位信号不同于传统普通方法中的复位信号。即，在本专利技术(示例1)中，利用压缩机的压力信号来产生复位信号。以下将描述示例1的电动压缩机的控制装置的整体结构。如图1所示，示例1的电动压缩机的控制装置具有压缩机压力检测部分1，目标旋转速度设定部分2，减法器3，复位信号产生部分4，重复控制部分5，低通滤波器6，和估计旋转速度计算部分7。压缩机压力检测部分1检测压缩机(未示出)的压力大小，并且将在此检测到的具有压力波形的压力值输出到复位信号产生部分4。目标旋转速度设定部分2计算并设定作为控制目标的电动机的目标旋转速度ωref。即，将检测到的实际空气温度和目标空气温度进行比较，以通过比例积分(PI)控制来设定电动机的目标旋转速度ωref，从而使得通过车载空调装置的蒸发器(图中未示出)后的空气的温度达到期望值。将目标旋转速度ωref输入到减法器3。通过从由目标旋转速度设定部分2输入的目标旋转速度ωref减去由估计旋转速度计算部分7计算出的估计旋转速度ω_est，减法器3计算出旋转速度差作为控制偏差。基于由压缩机压力检测部分1输入的压力值，复位信号产生部分4通过根据与压缩机的压力波动有关的进气压力或排气压力来对预定部分的数量进行计数，来确定压缩机一次旋转(对应于重复控制部分5中重复操作的一个周期)的定时，并且根据该定时输出复位信号到重复控制部分5。稍后将会具体描述复位信号的产生。作为一种延时系统的重复控制部分5利用前一周期的设定控制偏差来执行重复操作，以跟随周期性的目标输入。即，当Wref_min代表执行重复控制的最小转数，并且Ts代表采样周期时，重复控制部分5具有由2π/(Wref_min×Ts)确定的n个延时装置5a(图2中的Z为Z变换)、加法器5b和系数乘法器5c，如图2所示。这n个延时装置5a串联连接并且从位于后端的延时装置向加法器5b输出信号V0。如图2所示，信号VN至V0以与从前端延时装置5a的上游侧到后端延时装置5a的下游侧的延时装置的位置相对应的顺序定义。加法器5b将减法器3计算出的旋转速度差和信号V0的值相加，并且将结果输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动压缩机的控制装置，包括：目标旋转速度设定部分，其设定对压缩机进行驱动的电动机的目标旋转速度；估计旋转速度计算部分，其计算所述电动机的估计旋转速度；驱动指令信号产生部分，其产生所述电动机的驱动指令信号，以消除所述目标旋转速度和所述估计旋转速度之间的旋转速度差；重复控制部分，其被输入所述旋转速度差，以利用所述压缩机的前一周期的所述旋转速度差来执行重复操作，从而减小所述旋转速度差；压力检测部分，其检测所述压缩机的压力值；和复位信号产生部分，其被输入所述压缩机的压力值，以基于所述压力值，通过对所述压缩机的负载波动的预定部分的数量进行计数，来计算所述压缩机的一次旋转的定时，从而根据所述定时将复位信号输出到所述重复控制部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.07 JP 2012-2450091.一种电动压缩机的控制装置，包括：目标旋转速度设定部分，其设定对压缩机进行驱动的电动机的目标旋转速度；估计旋转速度计算部分，其计算所述电动机的估计旋转速度；驱动指令信号产生部分，其产生所述电动机的驱动指令信号，以消除所述目标旋转速度和所述估计旋转速度之间的旋转速度差；重复控制部分，其被输入所述旋转速度差，以利用所述压缩机的前一周期的所述旋转速...

【专利技术属性】
技术研发人员：长村谦介，大根田洋介，平田光男，田代尚也，
申请(专利权)人：康奈可关精株式会社，国立大学法人宇都宫大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP