JP7797940B2 - Power conversion device sensor system - Google Patents
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Description
本開示は、電力変換装置のセンサシステムに関する。 This disclosure relates to a sensor system for a power conversion device.
特開2009-138521号公報(特許文献1)には、駆動源としての電動モータを制御するインバータが一体的に組み付けられた電動圧縮機において、インバータの付属部品(たとえば、平滑コンデンサ)の温度を検出し、検出した温度が付属部品の最大定格温度以上の場合、入力電流を制限するよう電動圧縮機の回転数を制限することが開示されている。 JP 2009-138521 A (Patent Document 1) discloses that in an electric compressor integrally assembled with an inverter that controls an electric motor as a drive source, the temperature of an accessory component of the inverter (for example, a smoothing capacitor) is detected, and if the detected temperature is equal to or higher than the maximum rated temperature of the accessory component, the input current is limited and the rotation speed of the electric compressor is restricted.
電動圧縮機において、インバータ等、電力変換装置の電流、電圧、および、温度等の状態は、電動圧縮機を制御する際に、重要な値であり、これらの値を検出/測定して、電動モータを制御している。上記特許文献1では、付属部品が収納された空間の温度の値と付属部品(たとえば、平滑コンデンサ)に流れる電流の値から、電力変換装置を制御して付属部品の入力電流を制限するか否かの判定を行っている。 In an electric compressor, the current, voltage, temperature, and other conditions of the power conversion device, such as the inverter, are important values when controlling the electric compressor, and these values are detected/measured to control the electric motor. In Patent Document 1, the temperature value of the space in which the accessory is stored and the value of the current flowing through the accessory (for example, a smoothing capacitor) are used to determine whether to control the power conversion device and limit the input current to the accessory.
電力変換装置を適切に制御するためには、電力変換装置に設けたセンサの出力信号(出力値)に基づいて、温度や電流等を精度よく測定することが望ましい。 In order to properly control a power conversion device, it is desirable to accurately measure temperature, current, etc. based on the output signal (output value) of a sensor installed in the power conversion device.
本開示の目的は、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、温度や電流等、所定の被測定量を精度よく測定することが可能な、電力変換装置のセンサシステムを提供することである。 The purpose of this disclosure is to provide a sensor system for a power conversion device that can accurately measure specified measurement quantities, such as temperature and current, based on the output values of sensors installed in the power conversion device.
本開示の電力変換装置のセンサシステムは、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、測定範囲の被測定量を測定するセンサシステムを備える、電力変換装置のセンサシステムである。センサは、出力値が一定上限に達するまでの範囲で被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサと定義される。センサシステムは、全測定範囲で被測定量を測定するための複数のセンサと、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が前記測定可能範囲の中にある場合は、前記検出感度が最も高いセンサからの前記出力値に基づいて、前記被測定量を決定する測定部と、を備える。 The sensor system for a power conversion device disclosed herein is a sensor system for a power conversion device that includes a sensor system that measures a measurand within a measurement range based on the output value of a sensor provided in the power conversion device. The sensor is capable of measuring the measurand within a range up to a certain upper limit in output value, and the narrower the measurable range, the higher the sensor's detection sensitivity is defined. The sensor system includes multiple sensors for measuring the measurand within the entire measurement range, and a measurement unit that, when the measurable ranges of the multiple sensors overlap and the measurand is within the measurable range, determines the measurand based on the output value from the sensor with the highest detection sensitivity.
この構成によれば、電力変換装置は、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、測定範囲の被測定量を測定するセンサシステムを備える。センサは、出力値が一定上限に達するまでの範囲で被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高い。センサシステムは、全測定範囲で被測定量を測定するための複数のセンサを備える。センサシステムの測定部は、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が測定可能範囲の中にある場合は、検出感度が最も高いセンサからの出力値に基づいて、被測定量を決定する。 According to this configuration, the power conversion device includes a sensor system that measures the measurand within a measurement range based on the output value of a sensor provided in the power conversion device. The sensor is capable of measuring the measurand within a range up to a certain upper limit of its output value, with the narrower the measurable range, the higher the detection sensitivity. The sensor system includes multiple sensors for measuring the measurand within the entire measurement range. When the measurable ranges of the multiple sensors overlap and the measurand is within the measurable range, the measurement unit of the sensor system determines the measurand based on the output value from the sensor with the highest detection sensitivity.
センサの出力値として、被測定量に対する検出感度が高い(大きい)ほど、被測定量の検出精度がよくなる。センサシステムの測定部は、複数のセンサにおいて、各々の測定可能範囲が重なっている場合であって、被測定量が測定可能範囲の中にある場合は、検出感度が最も高いセンサからの出力値に基づいて、被測定量を決定するので、被測定量の検出精度を高めることができる。 The higher (greater) the detection sensitivity of the sensor output value to the measured quantity, the better the detection accuracy of the measured quantity. When the measurable ranges of multiple sensors overlap and the measured quantity is within the measurable range, the measurement unit of the sensor system determines the measured quantity based on the output value from the sensor with the highest detection sensitivity, thereby improving the detection accuracy of the measured quantity.
好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きであってよい。
この構成によれば、被測定量に対する出力値が線形であるセンサが複数設けられている場合、被測定量に対する出力値の傾き(ゲイン(入力に対する出力の感度(グラフの傾き))が最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するので、被測定量を精度よく測定することができる。
Preferably, the detection sensitivity may be the slope of the output value relative to the amount to be measured.
According to this configuration, when multiple sensors whose output values are linear with respect to the quantity to be measured are provided, the quantity to be measured is measured using the output value of the sensor whose output value slope with respect to the quantity to be measured (gain (sensitivity of output to input (slope of the graph)) is the largest), so the quantity to be measured can be measured with high accuracy.
好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きが大きい第1傾きと、傾きが第1傾きより小さい第2傾きとを備え、測定部は、第1傾きにおける傾きが最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するようにしてもよい。 Preferably, the detection sensitivity has a first slope where the slope of the output value relative to the measured quantity is large, and a second slope where the slope is smaller than the first slope, and the measurement unit may measure the measured quantity using the output value of the sensor with the largest slope in the first slope.
センサの出力値は、線形であることが好ましいが、被測定量に対する出力値の傾きが大きい第1傾きと、傾きが第1傾きより小さい第2傾きを有する非線形になる場合もある。この場合、非線形領域(第2傾きの領域)において、被測定量に対する出力値の変化量が線形領域(第1の傾きの領域)より小さくなり、検出誤差が大きくなる可能性がある。この構成によれば、測定部は、第1傾きにおける傾きが最も大きいセンサの出力値を用いて、被測定量を測定するので、線形領域にあり、かつ、検出感度の最も大きなセンサの出力値を用いて、被測定量を測定でき、精度よく被測定量を測定することができる。 Although it is preferable for the sensor output value to be linear, it may also be nonlinear, with a first slope where the output value has a large slope relative to the measured quantity, and a second slope where the slope is smaller than the first slope. In this case, the amount of change in the output value relative to the measured quantity in the nonlinear region (region with the second slope) is smaller than in the linear region (region with the first slope), which may result in larger detection errors. With this configuration, the measurement unit measures the measured quantity using the output value of the sensor with the largest slope in the first slope. Therefore, the measured quantity can be measured using the output value of the sensor that is in the linear region and has the greatest detection sensitivity, allowing for accurate measurement of the measured quantity.
好ましくは、検出感度は、被測定量に対する出力値の傾きである。複数のセンサは、被測定量の最小値と出力値の最小値となる第1点と、被測定量の最大値と出力値の最大値となる第2点とを結ぶ傾きを有する第1センサと、第1センサの傾きよりも大きな傾きを有する第2センサとを含む。測定部は、第1センサの出力値に基づいて、第2センサの出力値を用いて、被測定量を測定するようにしてもよい。 Preferably, the detection sensitivity is a slope of the output value relative to the measured quantity. The plurality of sensors include a first sensor having a slope connecting a first point corresponding to the minimum value of the measured quantity and the minimum value of the output value, and a second sensor having a slope greater than the slope of the first sensor. The measurement unit may measure the measured quantity using an output value of the second sensor based on the output value of the first sensor.
この構成によれば、第1センサは、被測定量の最小値である第1点と被測定量の最大値である第2点の間、すなわち、全測定範囲で被測定量を測定する。第2センサは、第1センサの傾きより大きな傾きであるため、第2センサによって、全測定範囲の一部の被測定量を測定する。この際、第2センサによって全測定範囲の測定を可能にするため、たとえば、第2センサの検出回路を切り替えて、第2センサが第1センサの傾きより大きな傾きを有するようにしてもよく、第2センサを複数設けてもよい。この構成によれば、第1センサの出力値を参照しつつ第2センサの出力値を用いて被測定量を測定できるので、被測定量を精度よく測定できる。 With this configuration, the first sensor measures the quantity to be measured between the first point, which is the minimum value of the quantity to be measured, and the second point, which is the maximum value of the quantity to be measured, i.e., over the entire measurement range. Because the second sensor has a larger slope than the first sensor, the second sensor measures the quantity to be measured over a portion of the entire measurement range. To enable the second sensor to measure the entire measurement range, the detection circuit of the second sensor may be switched, for example, so that the second sensor has a larger slope than the first sensor, or multiple second sensors may be provided. With this configuration, the quantity to be measured can be measured using the output value of the second sensor while referencing the output value of the first sensor, allowing for accurate measurement of the quantity to be measured.
好ましくは、電力変換装置は電動圧縮機のモータを駆動するインバータであってよい。 Preferably, the power conversion device may be an inverter that drives the motor of the electric compressor.
本開示によれば、電力変換装置に設けたセンサの出力値に基づいて、温度や電流等、所定の被測定量を精度よく測定することができる。 According to the present disclosure, it is possible to accurately measure specified measurands such as temperature and current based on the output values of sensors installed in a power conversion device.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present disclosure will now be described in detail with reference to the drawings. Note that identical or corresponding parts in the drawings will be designated by the same reference numerals, and their description will not be repeated.
図1は、本実施の形態に係る電動圧縮機100を適用した車両用空調装置ACの全体構成図である。車両用空調装置ACは、車両に搭載され、車室内の冷暖房を行なうように構成されている。車両用空調装置ACは、電動圧縮機100と、外部冷却回路200と、空調ECU(Electronic Control Unit)300とを含む。 Figure 1 is an overall configuration diagram of a vehicle air conditioner AC that uses an electric compressor 100 according to this embodiment. The vehicle air conditioner AC is mounted on a vehicle and is configured to cool and heat the vehicle interior. The vehicle air conditioner AC includes the electric compressor 100, an external cooling circuit 200, and an air conditioning ECU (Electronic Control Unit) 300.
外部冷却回路200は、電動圧縮機100に対して冷媒を供給するように構成されており、たとえば、熱交換器及び膨張弁を含む。電動圧縮機100は、外部冷却回路200から供給された冷媒を圧縮するように構成されている。車両用空調装置ACは、電動圧縮機100によって冷媒を圧縮し、外部冷却回路200によって冷媒の熱交換及び膨張を行う。これによって、車室内の冷暖房が行なわれる。 The external cooling circuit 200 is configured to supply refrigerant to the electric compressor 100 and includes, for example, a heat exchanger and an expansion valve. The electric compressor 100 is configured to compress the refrigerant supplied from the external cooling circuit 200. The vehicle air conditioner AC compresses the refrigerant using the electric compressor 100, and the refrigerant undergoes heat exchange and expansion using the external cooling circuit 200. This provides heating and cooling for the vehicle cabin.
空調ECU300は、図示しないCPU(Central Processing Unit)及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサ(不図示)からの情報に基づいて車両用空調装置ACの各機器を制御する。空調ECU300は、たとえば、車室内の空調に関してユーザが設定した温度、及び、現在の車室内の温度を認識可能である。空調ECU300は、たとえば、これらのパラメータに基づいてオン/オフ指令等の各種指令を電動圧縮機100に出力する。 The air conditioning ECU 300 has a built-in CPU (Central Processing Unit) and memory (not shown), and controls the various components of the vehicle air conditioner AC based on information stored in the memory and information from various sensors (not shown). The air conditioning ECU 300 can, for example, recognize the temperature set by the user for air conditioning in the vehicle cabin, as well as the current temperature in the vehicle cabin. The air conditioning ECU 300 outputs various commands, such as on/off commands, to the electric compressor 100 based on these parameters, for example.
電動圧縮機100は、ハウジング10と、圧縮部20と、電動モータ30と、インバータユニット40とを含む。電動圧縮機100は、ケーブル95を介して車両に搭載されたバッテリ90に接続可能であり、バッテリ90から直流電力の供給を受けるように構成されている。 The electric compressor 100 includes a housing 10, a compression section 20, an electric motor 30, and an inverter unit 40. The electric compressor 100 can be connected to a battery 90 mounted on the vehicle via a cable 95, and is configured to receive a supply of DC power from the battery 90.
ハウジング10は、略円筒形状であり、圧縮部20と電動モータ30とを内部に収容する。ハウジング10には、外部冷却回路200から冷媒が吸入される吸入口11a、及び、冷媒が吐出される吐出口11bが形成されている。 The housing 10 is generally cylindrical and houses the compression section 20 and the electric motor 30. The housing 10 is formed with an intake port 11a through which refrigerant is drawn from the external cooling circuit 200, and a discharge port 11b through which refrigerant is discharged.
圧縮部20は、吸入口11aから吸入された冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出口11bから吐出させるように構成されている。なお、圧縮部20は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、及び、ベーンタイプ等のうちいずれのタイプであってもよい。 The compression unit 20 is configured to compress the refrigerant drawn in through the intake port 11a and discharge the compressed refrigerant from the discharge port 11b. The compression unit 20 may be of any type, including a scroll type, piston type, or vane type.
電動モータ30は、圧縮部20を駆動するように構成されている。電動モータ30は、たとえば、回転軸31と、ロータ32と、ステータ33とを含む。回転軸31は、円柱状であり、ハウジング10に対して回転可能に支持されている。ロータ32は、円筒形状であり、回転軸31に固定されている。ステータ33は、ハウジング10に固定されている。ロータ32とステータ33とは、回転軸31の径方向に対向している。なお、ステータ33は、円筒形状のステータコア34と、コイル35とを含む。コイル35は、ステータコア34のティースに巻きつけることで形成されている。電動モータ30は、交流回転電機であり、たとえば、ロータ32に永久磁石を埋め込んだIPM(Interior Permanent Magnet)同期電動機であってよい。 The electric motor 30 is configured to drive the compression section 20. The electric motor 30 includes, for example, a rotating shaft 31, a rotor 32, and a stator 33. The rotating shaft 31 is cylindrical and rotatably supported relative to the housing 10. The rotor 32 is cylindrical and fixed to the rotating shaft 31. The stator 33 is fixed to the housing 10. The rotor 32 and the stator 33 face each other radially of the rotating shaft 31. The stator 33 includes a cylindrical stator core 34 and a coil 35. The coil 35 is formed by winding it around the teeth of the stator core 34. The electric motor 30 is an AC rotating electric machine, and may be, for example, an IPM (Interior Permanent Magnet) synchronous motor in which a permanent magnet is embedded in the rotor 32.
インバータユニット40は、ケース41内に収容されたインバータ50からなる。インバータ50は、電動モータ30を駆動する電力変換装置である。インバータ50は、バッテリ90から供給される直流電力を交流電力に変換するとともに、変換後の交流電力を電動モータ30に供給する。 The inverter unit 40 consists of an inverter 50 housed in a case 41. The inverter 50 is a power conversion device that drives the electric motor 30. The inverter 50 converts DC power supplied from the battery 90 into AC power and supplies the converted AC power to the electric motor 30.
ケース41は、板状のベース部材42と、有底筒状のカバー部材43とを含む。カバー部材43は、ベース部材42に組み付けられている。ベース部材42及びカバー部材43は、ボルト44によってハウジング10に固定されている。ケース41の外面にはコネクタ54が設けられており、回路基板55とコネクタ54とが電気的に接続されている。 The case 41 includes a plate-shaped base member 42 and a cylindrical cover member 43 with a bottom. The cover member 43 is attached to the base member 42. The base member 42 and cover member 43 are fixed to the housing 10 with bolts 44. A connector 54 is provided on the outer surface of the case 41, and the circuit board 55 and the connector 54 are electrically connected.
コネクタ54は、ケーブル95が接続されるように構成されている。コネクタ54およびケーブル95を介して、バッテリ90からインバータ50に直流電力が供給される。 The connector 54 is configured to connect to a cable 95. DC power is supplied from the battery 90 to the inverter 50 via the connector 54 and the cable 95.
インバータ50は、回路基板55に設けた、パワー半導体、各種回路を含む。また、回路基板55には、配線パターンを用いて、電流検出部60、電圧検出部70、温度検出部80等の各種センサ類が、パワー半導体および各種回路とともに実装され、電気的に接続されている。なお、本実施の形態では、回路基板55に、制御ECU400も実装されている。 The inverter 50 includes power semiconductors and various circuits mounted on a circuit board 55. Additionally, various sensors such as a current detector 60, voltage detector 70, and temperature detector 80 are mounted on the circuit board 55 using wiring patterns, and are electrically connected to the power semiconductors and various circuits. In this embodiment, the control ECU 400 is also mounted on the circuit board 55.
図2は、インバータ50の概略構成図である。インバータ50は、コネクタ54およびケーブル95を介してバッテリ90と接続される。インバータ50とバッテリ90の間には、電力線PLおよび電力線NLの間に接続されたコンデンサCが設けられる。コンデンサCは、バッテリ電圧を平滑化してインバータ50に供給する。電圧検出部70は、コンデンサCの両端の電圧、すなわちバッテリ90とインバータ50とを結ぶ電力線PL、NL間の電圧VBを検出し、その検出結果を示す信号を制御ECU400に出力する。 Figure 2 is a schematic diagram of the inverter 50. The inverter 50 is connected to the battery 90 via a connector 54 and a cable 95. A capacitor C is provided between the inverter 50 and the battery 90, connected between the power lines PL and NL. The capacitor C smoothes the battery voltage and supplies it to the inverter 50. The voltage detection unit 70 detects the voltage across the capacitor C, i.e., the voltage VB between the power lines PL and NL connecting the battery 90 and the inverter 50, and outputs a signal indicating the detection result to the control ECU 400.
インバータ50は、バッテリ90から供給される直流電力を交流電力に変換して電動モータ30に供給する。インバータ50は、U相アーム51と、V相アーム52と、W相アーム53とを含む。各相アームは、電力線PLと電力線NLとの間に互いに並列に接続されている。U相アーム51は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q1、Q2を有する。V相アーム52は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q3、Q4を有する。W相アーム53は、互いに直列に接続されたスイッチング素子Q5、Q6を有する。各スイッチング素子Q1~Q6のコレクタ-エミッタ間には、ダイオードD1~D6が逆並列にそれぞれ接続されている。スイッチング素子Q1~Q6は、たとえば、IBGT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)であり、パワー半導体の一例である。MOSFETの場合、ダイオードD1~D6はボディダイオードが使用される。 The inverter 50 converts DC power supplied from the battery 90 into AC power and supplies it to the electric motor 30. The inverter 50 includes a U-phase arm 51, a V-phase arm 52, and a W-phase arm 53. The phase arms are connected in parallel between the power lines PL and NL. The U-phase arm 51 has switching elements Q1 and Q2 connected in series. The V-phase arm 52 has switching elements Q3 and Q4 connected in series. The W-phase arm 53 has switching elements Q5 and Q6 connected in series. Diodes D1 to D6 are connected in anti-parallel between the collector and emitter of each of the switching elements Q1 to Q6. The switching elements Q1 to Q6 are, for example, insulated gate bipolar transistors (IBGTs) or metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), which are examples of power semiconductors. In the case of MOSFETs, body diodes are used for the diodes D1 to D6.
各相アームの中間点は、電動モータ30の各相コイルの各相端に接続されている。スイッチング素子Q1、Q2の中間点は、電動モータ30のU相コイルの一方端に接続されている。スイッチング素子Q3、Q4の中間点は、電動モータ30のV相コイルの一方端に接続されている。スイッチング素子Q5、Q6の中間点は、電動モータ30のW相コイルの一方端に接続されている。電動モータ30のU相、V相およびW相の3つのコイルの他方端は、中性点に共通接続されている。 The midpoint of each phase arm is connected to the respective phase end of the respective phase coil of the electric motor 30. The midpoint of switching elements Q1 and Q2 is connected to one end of the U-phase coil of the electric motor 30. The midpoint of switching elements Q3 and Q4 is connected to one end of the V-phase coil of the electric motor 30. The midpoint of switching elements Q5 and Q6 is connected to one end of the W-phase coil of the electric motor 30. The other ends of the three coils of the U-phase, V-phase, and W-phase of the electric motor 30 are commonly connected to the neutral point.
インバータ50は、電圧VB(バッテリ電圧)が供給されると、制御ECU400からの制御信号S1~S6に従ってスイッチング素子Q1~Q6のスイッチング動作することにより、直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ30を駆動する。これにより、電動モータ30は、トルク指令値Trqcomに従ったトルクを発生するように、インバータ50により制御される。 When voltage VB (battery voltage) is supplied to inverter 50, it converts DC voltage into AC voltage and drives electric motor 30 by switching elements Q1 to Q6 in accordance with control signals S1 to S6 from control ECU 400. As a result, electric motor 30 is controlled by inverter 50 to generate torque in accordance with torque command value Trqcom.
インバータ50には、電流検出部60が設けられる(図1参照)。本実施の形態では、図2に示すように、バッテリ90からインバータ50に供給される電流を検出する電流検出部60dと、電動モータ30に流れる三相電流(モータ電流)iu、iv、iwを検出する電流検出部60a、60b、60cが設けられる。各電流検出部の検出信号は、制御ECU400に出力される。バッテリ90からインバータ50に供給される電流を検出する電流検出部60dは、電力線PLおよび電力線NLのいずれに設けてもよい。また、インバータ50に供給される電流を、三相電流(モータ電流)iu、iv、iwから算出するようにしてもよい。なお、三相電流を検出する電流検出部は、2相の電流を検出できれば、計算により他の1相の電流を求めることができるので、三相電流を検出する電流検出部は、2相の電流を検出するものであってよい。 The inverter 50 is provided with a current detection unit 60 (see FIG. 1). In this embodiment, as shown in FIG. 2, a current detection unit 60d is provided to detect the current supplied from the battery 90 to the inverter 50, and current detection units 60a, 60b, and 60c are provided to detect the three-phase currents (motor currents) iu, iv, and iw flowing through the electric motor 30. The detection signals of each current detection unit are output to the control ECU 400. The current detection unit 60d, which detects the current supplied from the battery 90 to the inverter 50, may be provided on either the power line PL or the power line NL. The current supplied to the inverter 50 may also be calculated from the three-phase currents (motor currents) iu, iv, and iw. Note that the current detection unit that detects the three-phase currents may detect two-phase currents, since the current of the other phase can be calculated by detecting two-phase currents.
回転角センサ(レゾルバ)65は、電動モータ30の回転角θを検出し、その検出結果を示す信号を制御ECU400に出力する。回転角センサ65によって検出された回転角θの変化速度から、電動モータ30の回転数(回転速度)NMを検出することができる。なお、電動モータ30の駆動制御は、レゾルバ65を備えないセンサレス制御であってもよい。 The rotation angle sensor (resolver) 65 detects the rotation angle θ of the electric motor 30 and outputs a signal indicating the detection result to the control ECU 400. The rotation speed (rotational speed) NM of the electric motor 30 can be detected from the rate of change of the rotation angle θ detected by the rotation angle sensor 65. Note that drive control of the electric motor 30 may be sensorless control without the resolver 65.
制御ECU400は、図示しない、CPU、メモリおよび入出力バッファを含み、空調ECU300から出力されるトルク指令値Trqcom、電圧検出部70によって検出された電圧VB、電流検出部60a~60cからの三相電流iu,iv,iwおよび回転角センサ65からの回転角θに基づいて、電動モータ30がトルク指令値Trqcomに従ったトルクを出力するように、インバータ50の動作を制御する。すなわち、制御ECU400はインバータ50を制御するための制御信号S1~S6を生成して、インバータ50へ出力する。 Control ECU 400 includes a CPU, memory, and input/output buffers (not shown), and controls the operation of inverter 50 based on torque command value Trqcom output from air conditioning ECU 300, voltage VB detected by voltage detection unit 70, three-phase currents iu, iv, iw from current detection units 60a to 60c, and rotation angle θ from rotation angle sensor 65, so that electric motor 30 outputs torque according to torque command value Trqcom. That is, control ECU 400 generates control signals S1 to S6 for controlling inverter 50 and outputs them to inverter 50.
制御ECU400は、機能ブロックとして、測定部401を備える。測定部401は、電流検出部60、電圧検出部70、および、温度検出部80に設けたセンサの出力値(出力信号)を用いて、後述するように、被測定量を検出/測定する。 The control ECU 400 includes a measurement unit 401 as a functional block. The measurement unit 401 detects/measures the measured quantity using the output values (output signals) of the sensors provided in the current detection unit 60, voltage detection unit 70, and temperature detection unit 80, as described below.
温度検出部80は、インバータ50の温度Ts(スイッチング素子Q1~Q6、ダイオードD1~D6等の温度)を検出する。そして、たとえば、温度Tsが許容温度以上になった場合、トルク指令値Trqcomの値を制限してインバータ50の温度上昇を抑制する。また、温度Tsを各種回路の温度補償用として用いてもよい。 The temperature detection unit 80 detects the temperature Ts of the inverter 50 (the temperature of the switching elements Q1-Q6, diodes D1-D6, etc.). If the temperature Ts exceeds the allowable temperature, for example, the torque command value Trqcom is limited to suppress temperature rise in the inverter 50. The temperature Ts may also be used for temperature compensation of various circuits.
本実施の形態において、電流検出部60(60a~60d)、電圧検出部70、および温度検出部80は、同一の被測定量(同じ箇所の電流、電圧、温度)を検出する複数のセンサから構成されている。 In this embodiment, the current detection unit 60 (60a-60d), voltage detection unit 70, and temperature detection unit 80 are composed of multiple sensors that detect the same measured quantity (current, voltage, or temperature at the same location).
(実施の形態1)
たとえば、三相電流iuを検出する電流検出部60aは、三相電流iuを検出する、電流センサ60a1および電流センサ60a2(いずれも図示しない)から構成されている。図3は、電流センサ60a1および電流センサ60a2の出力特性を示す図である。図3において、横軸は電流の大きさであり、インバータ50から電動モータ30へ流れる向きの電流値を正としている。図3において、縦軸は出力電圧(出力値)である。実線は、電流センサ60a1の出力特性を示しており、-α[A]の出力電圧が0[V]、0[A]の出力電圧が2.5[V」、α[A」の出力電圧が5[V]である。一点鎖線は、電流センサ60a2の出力特性を示しており、-α[A]の出力電圧が0[V]、0[A]の出力電圧が5[V]あるいは0[V]であり、α[A]の出力電圧が5[V」である。なお、電流センサ60a2は、電流の向きが反転するとき、図3に示す特性になるよう、検出回路が切り替えられる。図3において、電流検出部60aの測定範囲は、-α[A]からα[A]の範囲である。なお、図3に示すように、電流センサ60a1、60a2の出力特性(電流(被測定量)に対する出力値の変化)は、線形である。
(Embodiment 1)
For example, the current detection unit 60a that detects the three-phase current iu is composed of a current sensor 60a1 and a current sensor 60a2 (neither of which are shown in the figure) that detect the three-phase current iu. FIG. 3 is a diagram showing the output characteristics of the current sensors 60a1 and 60a2. In FIG. 3, the horizontal axis represents the magnitude of the current, with the positive value representing the current flowing from the inverter 50 to the electric motor 30. In FIG. 3, the vertical axis represents the output voltage (output value). The solid line represents the output characteristics of the current sensor 60a1, where the output voltage at -α [A] is 0 [V], the output voltage at 0 [A] is 2.5 [V], and the output voltage at α [A] is 5 [V]. The dashed-dotted line represents the output characteristics of the current sensor 60a2, where the output voltage at -α [A] is 0 [V], the output voltage at 0 [A] is 5 [V] or 0 [V], and the output voltage at α [A] is 5 [V]. When the direction of the current is reversed, the detection circuit of current sensor 60a2 is switched so as to have the characteristics shown in Fig. 3. In Fig. 3 , the measurement range of current detection unit 60a is from -α [A] to α [A]. As shown in Fig. 3, the output characteristics (changes in output value relative to current (measured quantity)) of current sensors 60a1 and 60a2 are linear.
図3に示すように、三相電流iuを検出する電流検出部60aは、-α[A」からα[A]までの電流を、電流センサ60a1および電流センサ60a2を用いて検出している。電流センサ60a1のゲイン(電流(被測定量)に対する出力値の感度(グラフの傾き/検出感度))は、2α[A]/5[V]である。電流センサ60a2のゲインは、α[A]/5[V]である。電流センサ60a1および電流センサ60a2は、出力電圧(出力値)が一定上限(5[V])に達するまでの範囲で被測定量(三相電流iu)を測定可能なセンサである。電流センサ60a1の測定可能範囲は、2α[A](-α[A]からα[A])であり、電流センサ60a2の測定可能範囲は、α[A]であるので、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサ(ゲインが大きいセンサ)と定義される。 As shown in Figure 3, current detection unit 60a, which detects three-phase current iu, detects currents ranging from -α [A] to α [A] using current sensors 60a1 and 60a2. The gain of current sensor 60a1 (sensitivity of the output value to the current (measured quantity) (slope of the graph/detection sensitivity)) is 2α [A]/5 [V]. The gain of current sensor 60a2 is α [A]/5 [V]. Current sensors 60a1 and 60a2 are sensors capable of measuring the measured quantity (three-phase current iu) up to the output voltage (output value) reaching a certain upper limit (5 [V]). The measurable range of current sensor 60a1 is 2α [A] (-α [A] to α [A]), and the measurable range of current sensor 60a2 is α [A]. Therefore, the narrower the measurable range, the higher the detection sensitivity (the higher the gain) of the sensor.
センサのゲインが大きいほど、被測定量の変化に対する出力値の変化が大きいので、被測定量(電流)の検出精度がよい。しかし、センサのゲインが大きいと、出力値としての使用可能幅(本実施の形態では、5[V])を超えうる。このため、電流検出部60aは、ゲインの大きなセンサ(電流センサ60a2)とゲインの小さなセンサ(電流センサ60a1)を組み合わせて、-α[A」からα[A]までの電流を確実に検出するとともに、制御ECU400の測定部401において、電流センサ60a2の検出信号(出力電圧)を用いて、三相電流iuを精度よく検出する。 The higher the sensor gain, the greater the change in output value in response to a change in the measured quantity, resulting in better detection accuracy for the measured quantity (current). However, a high sensor gain can exceed the usable range of the output value (5 V in this embodiment). For this reason, the current detection unit 60a combines a high-gain sensor (current sensor 60a2) with a low-gain sensor (current sensor 60a1) to reliably detect currents from -α [A] to α [A], and the measurement unit 401 of the control ECU 400 uses the detection signal (output voltage) of current sensor 60a2 to accurately detect the three-phase current iu.
電流検出部60aにおいて、電流センサ60a2の出力電圧は、電流値が「正」(0~α[A])の場合と「負」(-α~0[A])の場合で同じ値を出力する。このため、制御ECU400の測定部401では、電流センサ60a1の出力電圧が0~2.5[V]のとき、電流センサ60a2の出力電圧は、-α[A]~0[A]の電流値であるとして三相電流iuを測定する。また、測定部401は、電流センサ60a1の出力電圧が2.5~5[V]のとき、電流センサ60a2の出力電圧は、0[A]~α[A]の電流値であるとして三相電流iuを測定する。このように、電流センサ60a1の出力電圧を参照することよって、-α[A]~α[A]の電流を電流センサ60a2で検出する。したがって、被測定量(電流)に対する感度が大きいセンサ(電流センサ60a2)の出力値を用いて被測定量(電流)を検出でき、被測定量(電流)を精度よく検出できる。 In the current detection unit 60a, the output voltage of current sensor 60a2 outputs the same value whether the current value is positive (0 to α [A]) or negative (-α to 0 [A]). Therefore, when the output voltage of current sensor 60a1 is 0 to 2.5 [V], the measurement unit 401 of the control ECU 400 measures the three-phase current iu assuming that the output voltage of current sensor 60a2 is a current value between -α [A] and 0 [A]. Furthermore, when the output voltage of current sensor 60a1 is 2.5 to 5 [V], the measurement unit 401 measures the three-phase current iu assuming that the output voltage of current sensor 60a2 is a current value between 0 [A] and α [A]. In this way, by referencing the output voltage of current sensor 60a1, currents between -α [A] and α [A] are detected by current sensor 60a2. Therefore, the measured quantity (current) can be detected using the output value of the sensor (current sensor 60a2) that has high sensitivity to the measured quantity (current), allowing the measured quantity (current) to be detected with high accuracy.
また、電流センサ60a1の出力電圧(出力値)と電流センサ60a2の出力電圧(出力値)を比較することにより、故障診断を行うことができる。たとえば、電流センサ60a1の出力電圧が変化しているにも係わらず、電流センサ60a2の出力値が変化しない場合、電流センサ60a2の故障(たとえば、断線)であると診断できる。この場合、電流センサ60a1の出力電圧を用いて、三相電流iuを測定(検出)することができる。この実施の形態では、同一の被測定量(三相電流iu)の-α[A]からα[A]までを、電流センサ60a1と電流センサ60a2とを用いて検出している。 Fault diagnosis can also be performed by comparing the output voltage (output value) of current sensor 60a1 with the output voltage (output value) of current sensor 60a2. For example, if the output value of current sensor 60a2 does not change despite a change in the output voltage of current sensor 60a1, it can be diagnosed that current sensor 60a2 is faulty (e.g., broken). In this case, the output voltage of current sensor 60a1 can be used to measure (detect) the three-phase current iu. In this embodiment, the same measured quantity (three-phase current iu) is detected from -α [A] to α [A] using current sensor 60a1 and current sensor 60a2.
(実施の形態2)
電流検出部60aは、電流センサを3個以上備えた構成であってもよい。図4は、電流センサを3個備えた電流検出部60aにおける、出力特性を示す図である。この例では、三相電流iuを検出する電流センサ60aは、電流センサ60a1、電流センサ60a2、および、電流センサ60a3から構成されている。
(Embodiment 2)
The current detection unit 60a may be configured to include three or more current sensors. Fig. 4 is a diagram showing the output characteristics of the current detection unit 60a including three current sensors. In this example, the current sensor 60a that detects the three-phase current iu includes a current sensor 60a1, a current sensor 60a2, and a current sensor 60a3.
図4において、実線は、図3に示した例と同様に、電流センサ60a1の出力特性を示しており、-α[A]の出力電圧が0[V]、0[A]の出力電圧が2.5[V」、α[A」の出力電圧が5[V]である。一点鎖線は、図3に示した例と同様に、電流センサ60a2の出力特性を示しており、-α[A]の出力電圧が0[V]、0[A]の出力電圧が5[V]である。なお、この実施形態において、電流センサ60a2には、電流の向きが反転するとき、図3に示す特性になるよう、検出回路を切り替える構成は設けられていない。二点鎖線は、電流センサ60a3の出力特性を示しており、0[A]の出力電圧が0[V]、α[A]の出力電圧が5[V」である。図4に示すように、電流センサ60a1~60a3の出力特性(電流(被測定量)に対する出力値の変化)は、線形である。 In Figure 4, the solid line indicates the output characteristics of current sensor 60a1, as in the example shown in Figure 3, where the output voltage at -α [A] is 0 [V], the output voltage at 0 [A] is 2.5 [V], and the output voltage at α [A] is 5 [V]. The dashed-dotted line indicates the output characteristics of current sensor 60a2, as in the example shown in Figure 3, where the output voltage at -α [A] is 0 [V] and the output voltage at 0 [A] is 5 [V]. Note that in this embodiment, current sensor 60a2 does not have a configuration that switches the detection circuit to achieve the characteristics shown in Figure 3 when the current direction reverses. The two-dot-dashed line indicates the output characteristics of current sensor 60a3, where the output voltage at 0 [A] is 0 [V] and the output voltage at α [A] is 5 [V]. As shown in Figure 4, the output characteristics of current sensors 60a1 to 60a3 (changes in output value relative to current (measured quantity)) are linear.
図4に示すように、電流センサ60a1のゲインは、2α[A]/5[V]である。電流センサ60a2および電流センサ60a3のゲインは、α[A]/5[V]である。センサのゲインが大きいほど、被測定量の変化に対する出力値の変化が大きいので、被測定量(電流)の検出精度がよい。したがって、本実施の形態では、制御ECU400の測定部401において、-α[A]~0[A]の電流は、電流センサ60a2の検出信号(出力電圧)を用いて、三相電流iuを検出する。また、測定部401において、0[A]~α[A]の電流は、電流センサ60a3の出力値を用いて、三相電流iuを検出する。したがって、被測定量(電流)に対する感度が大きいセンサ(電流センサ60a2および電流センサ60a3)の出力値を用いて被測定量(電流)を検出することにより、被測定量(電流)を精度よく検出することができる。 As shown in Figure 4, the gain of current sensor 60a1 is 2α [A]/5 [V]. The gain of current sensors 60a2 and 60a3 is α [A]/5 [V]. The higher the sensor gain, the greater the change in output value relative to a change in the measured quantity, resulting in better detection accuracy for the measured quantity (current). Therefore, in this embodiment, the measurement unit 401 of the control ECU 400 detects the three-phase current iu for currents between -α [A] and 0 [A] using the detection signal (output voltage) of current sensor 60a2. Furthermore, the measurement unit 401 detects the three-phase current iu for currents between 0 [A] and α [A] using the output value of current sensor 60a3. Therefore, by detecting the measured quantity (current) using the output values of sensors (current sensors 60a2 and 60a3) that are highly sensitive to the measured quantity (current), the measured quantity (current) can be detected with high accuracy.
この実施の形態においても、電流センサ60a1、電流センサ60a2および電流センサ60a3の出力電圧を比較することにより、故障診断を行うことができる。また、いずれかの電流センサが故障しても、故障していない電流センサによって三相電流iuを検出可能な、冗長化されたセンサシステムを提供できる。 In this embodiment, too, fault diagnosis can be performed by comparing the output voltages of current sensor 60a1, current sensor 60a2, and current sensor 60a3. Furthermore, even if one of the current sensors fails, a redundant sensor system can be provided in which the remaining current sensors can detect the three-phase current iu.
なお、この実施の形態では、同一の被測定量(三相電流iu)の-α[A]から0[A]までを、電流センサ60a1と電流センサ60a2とを用いて検出し、同一の被測定量(三相電流iu)の0[A]からα[A]までを、電流センサ60a1と電流センサ60a3とを用いて検出している。 In this embodiment, the same measured quantity (three-phase current iu) is detected from -α [A] to 0 [A] using current sensor 60a1 and current sensor 60a2, and the same measured quantity (three-phase current iu) is detected from 0 [A] to α [A] using current sensor 60a1 and current sensor 60a3.
(実施の形態3)
図5は、温度検出部80の出力特性を示す図である。温度検出部80は、温度センサ801および温度センサ802(図示せず)から構成される。温度センサ801および温度センサ802は、NTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタからなる温度センサであってよい。
(Embodiment 3)
5 is a diagram showing the output characteristics of the temperature detection unit 80. The temperature detection unit 80 is composed of a temperature sensor 801 and a temperature sensor 802 (not shown). The temperature sensors 801 and 802 may be temperature sensors made up of NTC (Negative Temperature Coefficient) thermistors.
図5において、横軸は温度であり、縦軸は出力電圧(出力値)である。実線は、温度センサ801の出力特性を示しており、-40[℃]からt1[℃]までの温度を検出可能である。破線は、温度センサ802の出力特性を示しており、-t0[℃」から150[℃」までの温度を検出可能である。図5に示すように、温度センサ801(実線)の出力特性は、非線形であるが、-40[℃]から0[℃」程度までは線形を示す線形領域であり、0[℃]以上になると、温度(被測定量)に対する変化量(グラフの傾き)が線形領域より小さな非線形領域になる。また、温度センサ802(破線)の出力特性は、非線形であるが、-t0[℃]からt2[℃」程度までは線形を示す線形領域であり、t2[℃]以上になると、温度(被測定量)に対する変化量(グラフの傾き)が線形領域より小さな非線形領域になる。線形領域のグラフの傾きを第1傾き、非線形領域のグラフの傾きを第2傾きと称すると、第2傾きは第1傾きより小さい。 In Figure 5, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents output voltage (output value). The solid line represents the output characteristics of temperature sensor 801, which can detect temperatures from -40°C to t1°C. The dashed line represents the output characteristics of temperature sensor 802, which can detect temperatures from -t0°C to 150°C. As shown in Figure 5, the output characteristics of temperature sensor 801 (solid line) are nonlinear, but are in a linear region from approximately -40°C to 0°C. Above 0°C, the amount of change (slope of the graph) with respect to temperature (measured quantity) enters a nonlinear region where the amount of change (slope of the graph) with respect to temperature (measured quantity) is smaller than the linear region. Similarly, the output characteristics of temperature sensor 802 (dashed line) are nonlinear, but are in a linear region from approximately -t0°C to t2°C. Above t2°C, the amount of change (slope of the graph) with respect to temperature (measured quantity) enters a nonlinear region where the amount of change (slope of the graph) with respect to temperature (measured quantity) is smaller than the linear region. If the slope of the graph in the linear region is called the first slope and the slope of the graph in the nonlinear region is called the second slope, the second slope is smaller than the first slope.
この実施の形態では、制御ECU400の測定部401は、温度センサ801の出力電圧が、4[V]以下の場合(0[℃」以下を示す場合)に、温度センサ801の出力電圧(出力値)を用いて、インバータ50の温度Tsを測定する。そして、測定部401は、温度センサ801の出力電圧が4[V]を超える場合、温度センサ802の出力電圧(出力値)を用いて、インバータ50の温度Tsを測定する。 In this embodiment, the measurement unit 401 of the control ECU 400 measures the temperature Ts of the inverter 50 using the output voltage (output value) of the temperature sensor 801 when the output voltage of the temperature sensor 801 is 4 V or less (indicating 0°C or less). Then, when the output voltage of the temperature sensor 801 exceeds 4 V, the measurement unit 401 measures the temperature Ts of the inverter 50 using the output voltage (output value) of the temperature sensor 802.
温度センサ801の出力特性は、0[℃]以上になると、非線形領域(第2傾き)に入り、また、温度変化に対する出力電圧の変化量が線形領域(第1傾き)より小さくなる。したがって、非線形領域では、温度Tsの測定ばらつきが大きくなり、測定(検出)精度が悪化する。この非線形領域において、温度センサ802の出力特性は、線形であり、また、温度変化に対する出力電圧の変化量が、温度センサ801より大きい。したがって、この非線形領域では、温度センサ802の出力電圧を用いて、温度Tsを測定することにより、温度Tsの測定精度を担保することができる。 When the output characteristic of temperature sensor 801 is above 0°C, it enters a nonlinear region (second slope), and the amount of change in output voltage with respect to temperature change is smaller than in the linear region (first slope). Therefore, in the nonlinear region, measurement variation of temperature Ts increases, and measurement (detection) accuracy deteriorates. In this nonlinear region, the output characteristic of temperature sensor 802 is linear, and the amount of change in output voltage with respect to temperature change is greater than that of temperature sensor 801. Therefore, in this nonlinear region, the measurement accuracy of temperature Ts can be ensured by measuring temperature Ts using the output voltage of temperature sensor 802.
図5において一点鎖線で示すような出力特性を備えた温度センサ803を用いて、温度Tsを測定することも可能である。この場合、温度センサ803のゲインは比較的小さいので、ゲインの大きな温度センサ801を用いて、温度Tsの測定精度を高めることが好ましい。しかし、センサのゲインが大きいと、測定したい温度幅に対して、出力値としての使用可能幅(本実施の形態では、5[V])を超えてしまう。そこで、この実施の形態では、ゲインの大きな温度センサ801と比較的ゲインの大きな温度センサ802を組み合わせて、-40[℃」から150[℃]までの温度を確実に検出する。そして、制御ECU400の測定部401において、0[℃」以下の温度Tsを温度センサ801の出力電圧(出力値)を用いて測定し、0[℃]を超える温度Tsを温度センサ802の出力電圧(出力値)を用いて測定することにより、温度Tsの測定精度を担保することができる。 Temperature Ts can also be measured using temperature sensor 803 with output characteristics as indicated by the dashed line in FIG. 5 . In this case, because the gain of temperature sensor 803 is relatively small, it is preferable to use temperature sensor 801 with a high gain to improve the measurement accuracy of temperature Ts. However, a high sensor gain would exceed the usable output value range (5 V in this embodiment) for the temperature range to be measured. Therefore, in this embodiment, high-gain temperature sensor 801 is combined with a relatively high-gain temperature sensor 802 to reliably detect temperatures from −40°C to 150°C. Then, measurement unit 401 of control ECU 400 measures temperatures Ts below 0°C using the output voltage (output value) of temperature sensor 801 and measures temperatures above 0°C using the output voltage ( output value ) of temperature sensor 802, thereby ensuring the measurement accuracy of temperature Ts.
この実施の形態では、-40[℃]からt1[℃]まで、同一の被測定量(温度Ts)を、温度センサ801と温度センサ802を用いて検出している。なお、この温度範囲では、上記と同様に、温度センサ801および温度センサ802の出力電圧を比較することにより、故障診断を行うことができる。また、いずれかの温度センサが故障しても、故障していない温度センサによって温度Tsを検出可能な、冗長化されたセンサシステムを提供できる。 In this embodiment, the same measured quantity (temperature Ts) is detected using temperature sensor 801 and temperature sensor 802 from -40°C to t1°C. Note that within this temperature range, fault diagnosis can be performed by comparing the output voltages of temperature sensor 801 and temperature sensor 802, as described above. Furthermore, even if one of the temperature sensors fails, a redundant sensor system can be provided in which temperature Ts can be detected using the remaining temperature sensor.
上記実施の形態では、電流検出部60aおよび温度検出部80について説明したが、電流検出部60b~60d、電圧検出部70においても、同様に、被測定量に対する感度(ゲイン)が異なる複数のセンサ設け、ゲインが大きいセンサの出力値を用いて被測定量(電流、電圧)を測定するようにしてよい。たとえば、図6に示すような出力特性を有する電圧検出部70を用いて、電圧VBを測定してもよい。図6は、電圧検出部70の出力特性を示す図である。電圧検出部70は、ゲインの異なる4個の電圧センサ701~704(図示せず)を備え、図6において、電圧センサ701の出力特性を実線、電圧センサ702の出力特性を破線、電圧センサ703の出力特性を一点鎖線、電圧センサ704の出力特性を二点鎖線で示している。この例において、電圧センサ701~704の出力特性は、線形である。制御装置400の測定部401は、0~v1[V]を電圧センサ701の出力値を用いて測定し、v1~v2[V]を電圧センサ702の出力値を用いて測定し、v2~v3[v]を電圧センサ703の出力値を用いて測定し、v3~VT[V]を電圧センサ704の出力値を用いて測定することにより、電圧VBを測定する。このような構成の電圧検出部70によっても、電圧VBを検出する複数の電圧センサ701~704と、複数の電圧センサ701~704の出力値のうち、電圧VBに対する感度(ゲイン)が最も大きい電圧センサの出力値を用いて電圧VBを測定する測定部401を備えるので、電圧VBを精度よく測定(検出)することができる。 While the above embodiment describes the current detection unit 60a and the temperature detection unit 80, the current detection units 60b-60d and the voltage detection unit 70 may also be provided with multiple sensors with different sensitivities (gains) to the measured quantity, and the measured quantity (current, voltage) may be measured using the output value of the sensor with the larger gain. For example, voltage VB may be measured using a voltage detection unit 70 with output characteristics as shown in Figure 6. Figure 6 shows the output characteristics of the voltage detection unit 70. The voltage detection unit 70 includes four voltage sensors 701-704 (not shown) with different gains. In Figure 6, the output characteristics of voltage sensor 701 are shown by a solid line, the output characteristics of voltage sensor 702 by a dashed line, the output characteristics of voltage sensor 703 by a dashed line, and the output characteristics of voltage sensor 704 by a two-dot chain line. In this example, the output characteristics of voltage sensors 701-704 are linear. The measurement unit 401 of the control device 400 measures voltage VB by measuring 0 to v1 [V] using the output value of voltage sensor 701, measuring v1 to v2 [V] using the output value of voltage sensor 702, measuring v2 to v3 [V] using the output value of voltage sensor 703, and measuring v3 to VT [V] using the output value of voltage sensor 704. A voltage detection unit 70 configured in this way also measures (detects) voltage VB accurately because it includes multiple voltage sensors 701 to 704 that detect voltage VB, and a measurement unit 401 that measures voltage VB using the output value of the voltage sensor with the greatest sensitivity (gain) to voltage VB among the output values of the multiple voltage sensors 701 to 704.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed herein should be considered in all respects to be illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the above embodiments, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.
10 ハウジング、11a 吸入口、11b 吐出口、20 圧縮部、30 電動モータ、31 回転軸、32 ロータ、33 ステータ、34 ステータコア、35 コイル、40 インバータユニット、41 ケース、42 ベース部材、43 カバー部材、44 ボルト、50 インバータ、51 U相アーム、52 V相アーム、53 V相アーム、54 コネクタ、55 回路基板、60 電流検出部、60a~60d 電流センサ、65 回転角センサ、70 電圧検出部、80 温度検出部、90 バッテリ、95 ケーブル、100 電動圧縮機、200 外部冷却回路、300 空調ECU、400 制御ECU、401 測定部、AC 車両用空調装置、C コンデンサ、D1~D6 ダイオード、NL 電力線、PL 電力線、Q1~Q6 スイッチング素子。 10 Housing, 11a Intake port, 11b Discharge port, 20 Compression section, 30 Electric motor, 31 Rotating shaft, 32 Rotor, 33 Stator, 34 Stator core, 35 Coil, 40 Inverter unit, 41 Case, 42 Base member, 43 Cover member, 44 Bolt, 50 Inverter, 51 U-phase arm, 52 V-phase arm, 53 V-phase arm, 54 Connector, 55 Circuit board, 60 Current detection section, 60a to 60d Current sensors, 65 Rotation angle sensor, 70 Voltage detection section, 80 Temperature detection section, 90 Battery, 95 Cable, 100 Electric compressor, 200 External cooling circuit, 300 Air conditioning ECU, 400 Control ECU, 401 Measurement section, AC Vehicle air conditioning device, C Capacitor, D1 to D6 Diodes, NL Power line, PL Power line, Q1 to Q6 switching elements.
Claims (4)
前記センサは、前記出力値が一定上限に達するまでの範囲で前記被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサと定義され、
前記センサシステムは、
全測定範囲で前記被測定量を測定するための複数の前記センサと、
複数の前記センサにおいて、各々の前記測定可能範囲が重なっている場合であって、前記被測定量が前記測定可能範囲の中にある場合は、前記検出感度が最も高いセンサからの前記出力値に基づいて、前記被測定量を決定する測定部と、を備え、
前記検出感度は、前記被測定量に対する前記出力値の傾きであり、
複数の前記センサは、前記全測定範囲において、前記被測定量の最小値と前記出力値の最小値になる第1点と前記被測定量の最大値と前記出力値の最大値になる第2点とを結ぶ前記傾きを有する第1センサと、前記第1センサの前記傾きより大きな前記傾きを有する第2センサとを含み、
前記第2センサは、前記全測定範囲において前記被測定量の測定が可能であり、
前記測定部は、前記第1センサの前記出力値に基づき、前記全測定範囲において前記第2センサの前記出力値から前記被測定量を測定する、電力変換装置のセンサシステム。 A sensor system for a power conversion device, comprising a sensor system that measures a measurand within a measurement range based on an output value of a sensor provided in the power conversion device,
The sensor is a sensor that can measure the measurand within a range up to when the output value reaches a certain upper limit, and the narrower the measurable range, the higher the detection sensitivity of the sensor is defined as;
The sensor system includes:
a plurality of the sensors for measuring the measurand over a full measurement range;
a measurement unit that, when the measurable ranges of the plurality of sensors overlap and the amount to be measured is within the measurable ranges, determines the amount to be measured based on the output value from the sensor with the highest detection sensitivity;
the detection sensitivity is a gradient of the output value relative to the measured quantity,
the plurality of sensors include a first sensor having a slope connecting a first point where the minimum value of the measurand and the minimum value of the output value and a second point where the maximum value of the measurand and the maximum value of the output value over the entire measurement range, and a second sensor having a slope greater than the slope of the first sensor,
the second sensor is capable of measuring the measurand over the entire measurement range;
The measurement unit measures the measured quantity from the output value of the second sensor over the entire measurement range based on the output value of the first sensor.
前記センサは、前記出力値が一定上限に達するまでの範囲で前記被測定量を測定可能なセンサであり、測定可能範囲が狭い程、検出感度が高いセンサと定義され、
前記センサシステムは、
全測定範囲で前記被測定量を測定するための複数の前記センサと、
複数の前記センサにおいて、各々の前記測定可能範囲が重なっている場合であって、前記被測定量が前記測定可能範囲の中にある場合は、前記検出感度が最も高いセンサからの前記出力値に基づいて、前記被測定量を決定する測定部と、を備え、
前記検出感度は、前記被測定量に対する前記出力値の傾きであり、
複数の前記センサは、前記全測定範囲において、前記被測定量の最小値と前記出力値の最小値になる第1点と前記被測定量の最大値と前記出力値の最大値になる第2点とを結ぶ前記傾きを有する第1センサと、前記第1センサの前記傾きより大きな前記傾きを有する二つの第2センサとを含み、
前記第2センサは二つ設けられており、
一方の前記第2センサが前記第1点を含む前記被測定量を測定するとともに他方の前記第2センサが前記第2点を含む前記被測定量を測定することにより、二つの前記第2センサによって、前記全測定範囲を分割して、前記全測定範囲において前記被測定量の測定が可能であり、
前記測定部は、前記第1センサの前記出力値に基づき、前記全測定範囲において前記第2センサの前記出力値から前記被測定量を測定する、電力変換装置のセンサシステム。 A sensor system for a power conversion device, comprising a sensor system that measures a measurand within a measurement range based on an output value of a sensor provided in the power conversion device,
The sensor is a sensor that can measure the measurand within a range up to when the output value reaches a certain upper limit, and the narrower the measurable range, the higher the detection sensitivity of the sensor is defined as;
The sensor system includes:
a plurality of the sensors for measuring the measurand over a full measurement range;
a measurement unit that, when the measurable ranges of the plurality of sensors overlap and the amount to be measured is within the measurable ranges, determines the amount to be measured based on the output value from the sensor with the highest detection sensitivity;
the detection sensitivity is a gradient of the output value relative to the measured quantity,
the plurality of sensors include a first sensor having a slope connecting a first point at which the minimum value of the measurand and the minimum value of the output value and a second point at which the maximum value of the measurand and the maximum value of the output value over the entire measurement range, and two second sensors having a slope greater than the slope of the first sensor;
Two second sensors are provided,
one of the second sensors measures the measurand including the first point, and the other second sensor measures the measurand including the second point, thereby dividing the entire measurement range by the two second sensors and making it possible to measure the measurand in the entire measurement range;
The measurement unit measures the measured quantity from the output value of the second sensor over the entire measurement range based on the output value of the first sensor .
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