(57)【要約】【課題】モータの制御を安定して行う。【解決手段】出力部２５は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成してファンモータ５１に出力する。回転数推定部２８ｃは、ファンモータ５１の回転数を推定する。ｑ軸電流指令設定部２８ｅは、ファンモータ５１の回転数が回転数指令Ｖｆｇに追従するように制御して、ファンモータ５１のトルクに寄与するｑ軸電流指令値Ｖｑを設定する。ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、ファンモータ５１の回転数が低い程、ファンモータ５１のトルクに寄与しないｄ軸電流指令値Ｖｄが大きくなるように、ファンモータ５１の回転数に応じてｄ軸電流指令値Ｖｄを設定する。電流制御部２８ｇは、各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄに基づいて駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成する。【選択図】図１
2014007916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（５１，１５１）を駆動するための駆動信号（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を生成し、前記モータに出力する出力部（２５，１２５）と、
前記モータの回転数を導出する回転数導出部（２８ｃ，１２８）と、
前記モータの回転数が回転数指令に追従するように制御して、前記モータのトルクに寄与するトルク電流（Ｉｑ）のトルク電流指令値（Ｖｑ）を設定するトルク電流指令設定部（２８ｅ，１２９ａ）と、
前記モータの回転数に応じて、前記モータのトルクに寄与しない非トルク電流（Ｉｄ）の非トルク電流指令値（Ｖｄ）を設定する非トルク電流指令設定部（２８ｆ，１２９ｂ）と、
を備え、
前記出力部は、前記トルク電流指令値及び前記非トルク電流指令値に基づく前記駆動信号（ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ）を前記モータに出力し、
前記非トルク電流指令設定部（２８ｆ，１２９ｂ）は、前記モータの回転数が低い程前記非トルク電流指令値が大きくなるように、前記非トルク電流指令値を設定する、
モータ制御装置（２０，１２０）。
【請求項２】
前記モータに流れるモータ電流（Ｉｍ）を検出する電流検出部（２４，１２４）と、
前記モータ電流が前記トルク電流指令値及び前記非トルク電流指令値に応じた電流値となるような信号指令値を設定する信号指令設定部（２８ｇ，１２９ｃ）と、
を更に備え、
前記出力部（２５，１２５）は、前記信号指令値に応じて前記駆動信号を生成する、
請求項１に記載のモータ制御装置（２０、１２０）。
【請求項３】
前記非トルク電流指令設定部（２８ｈ，１２９ｂ）は、前記モータの回転数が所定回転数よりも低い場合にのみ、前記非トルク電流指令値を設定する、
請求項１または２に記載のモータ制御装置（２０，１２０）。
【請求項４】
前記モータ（５１，１５１）は、空調機に含まれているファン及び圧縮機、ならびにヒートポンプ装置に含まれているファン及びポンプの、少なくとも１つの駆動源である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置（２０，１２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
室外ファンや圧縮機等の機器を備えた空気調和装置では、これらの機器の動力源としてモータが多く用いられており、モータは、モータ制御装置によって制御される。
【０００３】
モータ制御装置としては、例えば特許文献１（特開２００３−２５９６７９号公報）に示されるように、モータに対し所謂ベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行うものが知られている。ベクトル制御では、モータの駆動によって該モータに流れるモータ電流を検出し、検出したモータ電流に基づきモータの制御が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータの回転数が比較的低い低負荷時には、モータ電流の値は小さく、モータの駆動電圧の変調率も小さくなる。すると、上記特許文献１に示されるように、モータ電流を検出してモータの制御を行うにあたり、低負荷時のモータ電流の検出が正確にできない虞がある。その結果、モータの制御が不安定となってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、モータの制御を安定して行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係るモータ制御装置は、出力部と、回転数導出部と、トルク電流指令設定部と、非トルク電流指令設定部とを備える。出力部は、モータを駆動するための駆動信号を生成し、モータに出力する。回転数導出部は、モータの回転数を導出する。トルク電流指令設定部は、モータの回転数が回転数指令に追従するように制御して、トルク電流指令値を設定する。トルク電流指令値とは、モータのトルクに寄与するトルク電流の指令値である。非トルク電流指令設定部は、モータの回転数に応じて非トルク電流指令値を設定する。非トルク電流指令値とは、モータのトルクに寄与しない非トルク電流の指令値である。そして、出力部は、トルク電流指令値及び非トルク電流指令値に基づく駆動信号をモータに出力する。非トルク電流指令設定部は、モータの回転数が低い程非トルク電流指令値が大きくなるように、非トルク電流指令値を設定する。
【０００７】
このモータ制御装置は、トルク電流指令値及び非トルク電流指令値に基づく駆動信号によってモータを駆動制御する。特に、モータ制御装置は、非トルク電流指令値の設定にあたり、モータの回転数が低い程非トルク電流指令値を大きい値に設定する。これにより、モータの回転数が低い程、非トルク電流が比較的多めに流されることとなり、その結果モータに流れるモータ電流の値が増加する。そのため、モータ電流の値の把握がし易くなり、駆動信号の変調率も増加する。従って、モータの制御は安定して行われるようになる。また、モータの回転数に応じて非トルク電流指令値が設定されるため、モータに必要以上のモータ電流が流れるといったモータの制御が行われることもなく、モータには、適切なモータ電流が流れる。
【０００８】
なお、ここでいう駆動信号には、駆動電圧及び駆動電流が含まれる。
【０００９】
本発明の第２観点に係るモータ制御装置は、第１観点に係るモータ制御装置において、電流検出部と、信号指令設定部とを更に備える。電流検出部は、モータに流れるモータ電流を検出する。信号指令設定部は、モータ電流がトルク電流指令値及び非トルク電流指令値に応じた電流値となるような信号指令値を設定する。そして、出力部は、信号指令値に応じて駆動信号を生成する。
【００１０】
ここでは、モータ電流が、トルク電流指令値及び非トルク電流指令値に応じた電流値となるような信号指令値が設定される。その際、モータの回転数が低い程、非トルク電流指令値は大きい値に設定されるため、非トルク電流が比較的多めに流されることとなり、その結果モータ電流の値が増加する。従って、電流検出部によるモータ電流の値の検出がし易くなり、信号指令値に基づいて生成された駆動信号の変調率の増加及びモータへの適切なモータ電流の通電がなされるようになる。
【００１１】
なお、ここでいう信号指令値には、電圧指令値及び電流指令値が含まれる。
【００１２】
本発明の第３観点に係るモータ制御装置は、第１または第２観点に係るモータ制御装置において、非トルク電流指令設定部は、モータの回転数が所定回転数よりも低い場合にのみ、非トルク電流指令値を設定する。
【００１３】
ここでは、低負荷の状態の場合にのみ、非トルク電流指令値が設定される。つまり、このモータ制御装置は、モータ電流の値の検出が正確に行われない傾向にある低負荷の状態の場合に、モータの回転数が低い程非トルク電流指令値を大きい値に設定する制御を行う。これにより、低負荷の状態の場合にのみ、非トルク電流を増加させることでモータ電流を増加させ、モータ電流の値の把握をし易くすることができる。従って、低負荷の状態以外では、例えば非トルク電流を従来のように制御することで効率の良い制御を保ちつつ、且つ低負荷の状態の場合にも、モータの制御を安定して行うことができる。
【００１４】
本発明の第４観点に係るモータ制御装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つに係るモータ制御装置において、モータは、空調機に含まれているファン及び圧縮機、ならびにヒートポンプ装置に含まれているファン及びポンプの、少なくとも１つの駆動源である。
【００１５】
ファン等を駆動するモータは、負荷トルクがモータの回転数の二乗に比例する、所謂二乗低減トルク特性を有しているため、このような特性を有するモータの負荷トルクは、回転数によってほぼ一意に決定してしまう。しかし、このような特性を有するモータに対して、本発明に係るモータの回転数が低い程非トルク電流指令値を大きい値に設定する制御を行うことで、モータの負荷トルクには影響を与えずに、モータ電流の値を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１観点に係るモータ制御装置によると、モータ電流の値の把握がし易くなり、駆動信号の変調率も増加する。従って、モータの制御は安定して行われるようになる。また、モータに必要以上のモータ電流が流れるといったモータの制御が行われることもなく、モータには、適切なモータ電流が流れる。
【００１７】
本発明の第２観点に係るモータ制御装置によると、電流検出部によるモータ電流の値の検出がし易くなり、信号指令値に基づいて生成された駆動信号の変調率の増加及びモータへの適切なモータ電流の通電がなされるようになる。
【００１８】
本発明の第３観点に係るモータ制御装置によると、低負荷の状態以外では、例えば非トルク電流を従来のように制御することで効率の良い制御を保ちつつ、且つ低負荷の状態の場合にも、モータの制御を安定して行うことができる。
【００１９】
本発明の第４観点に係るモータ制御装置によると、二乗低減トルク特性を有するモータの負荷トルクには影響を与えずに、モータ電流の値を制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るモータ制御装置が採用されたシステムの全体の構成と、モータ制御装置の内部構成とを示したブロック図。
【図２】ヒートポンプ装置に係る室外機の構成を簡単に示す図。
【図３】センサレス制御回路の構成を簡単に示すブロック図。
【図４】本実施形態に係るモータの制御手法を採用した場合の、ファンモータの回転数に対する、ｑ軸電流Iｑ、ｄ軸電流Iｄ、ファンモータに発生するトルク、ファンモータに流れるモータ電流の特性を概念的に表すグラフ。
【図５】本実施形態において、ファンモータの回転数に対して設定されるｑ軸電流指令値Ｖｑと、設定されたｑ軸電流指令値Ｖｑに応じたｑ軸電流Ｉｑとを、概念的に表すグラフ。
【図６】本実施形態において、ファンモータの回転数に対して設定されるｄ軸電流指令値Vｄと、設定されたｄ軸電流指令値Ｖｄに応じたｄ軸電流Ｉｄとを、概念的に表すグラフ。
【図７】本実施形態に係るモータ制御装置の動作を説明するためのフロー図。
【図８】変形例Ａに係るモータ制御装置が採用されたシステムの全体の構成と、モータ制御装置の内部構成とを示したブロック図。
【図９】変形例Ａに係るＰＷＭ制御回路の構成を簡単に示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るモータ制御装置について、図面を参照しつつ詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２２】
（１）概要
図１は、ブラシレスＤＣモータ５１と、このブラシレスＤＣモータ５１を制御するための本実施形態に係るモータ制御装置２０とを含むモータ制御システム１００全体の構成図である。ブラシレスＤＣモータ５１は、ヒートポンプ装置の室外機１０（図２参照）に含まれる機器の１つである室外ファン１５の駆動源として用いられるファンモータであって、交流電圧の印加によって駆動する交流モータである。モータ制御装置２０は、該室外機１０内に搭載されており、ファンモータ５１に流れる電流であるモータ電流に基づいて該モータ５１をベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）する装置である。
【００２３】
（１−１）室外機
ここで、室外機１０について、図２を用いて簡単に説明する。ここではヒートポンプ装置として、ヒートポンプ式給湯器の室外機を例として説明を行なう。室外機１０は、主として、圧縮機１１、水熱交換器１２、膨張弁１３、蒸発器１４及び室外ファン１５等の様々な機器を有している。圧縮機１１、水熱交換器１２、膨張弁１３及び蒸発器１４は、順次接続されて冷凍サイクルを構成している。圧縮機１１は、冷凍サイクル内を循環する冷媒を圧縮する。水熱交換器１２には、室外機１０と接続された貯湯タンクユニット（図示せず）から送られてくる水が通る熱交換水路１６が設けられており、熱交換水路１６中を流れる水と冷媒との間で熱交換を行うことができる。膨張弁１３は、電気的に制御される電動弁であって、冷凍サイクル内を循環する冷媒を減圧する。蒸発器１４は、冷媒サイクル内の冷媒と空気との間で熱交換を行わせ、冷媒を蒸発させるためのものである。室外ファン１５は、例えばプロペラファンであって、回転により室外機１０外部からの空気を蒸発器１４に案内する。
【００２４】
このような室外機１０では、圧縮機１１を駆動して冷媒を循環させることにより、水熱交換器１２を凝縮器として機能させ、熱交換水路１６中を通る水を加熱することができる。
【００２５】
（１−２）ブラシレスＤＣモータ
次に、ブラシレスＤＣモータ５１について説明する。本実施形態に係るブラシレスＤＣモータ５１は、３相モータであり、ステータ５２と、ロータ５３とを備えている。ステータ５２は、スター結線されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを含む。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一方端は、それぞれインバータ２６から延びるＵ相、Ｖ相及びＷ相の各配線の駆動コイル端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続されている。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他方端は、互いに端子ＴＮとして接続されている。これら３相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗは、ロータ５３が回転することによりその回転速度とロータ５３の位置に応じた誘起電圧を発生させる。
【００２６】
ロータ５３は、Ｎ極及びＳ極からなる複数極の永久磁石を含み、ステータ５２に対し回転軸を中心として回転する。ロータ５３の回転は、この回転軸と同一軸心上にある出力軸（図示せず）を介して室外ファン１５に出力される。
【００２７】
ロータの構造に着目すると、モータの種類には、大きく分けて表面磁石型モータ（Surface Permanent Magnet Motor：以下、ＳＰＭモータと記載する）と埋め込み磁石型モータ（Interior Permanent Magnet Motor：以下、ＩＰＭモータと記載する）とがある。以下の説明では、ブラシレスＤＣモータ５１が、主に一般的なＳＰＭモータである場合を想定することとする。
【００２８】
以下では、ブラシレスＤＣモータ５１を、ファンモータ５１と記載する。
【００２９】
（２）モータ制御装置の構成
次いで、本実施形態に係るモータ制御装置２０の構成について説明する。本実施形態に係るモータ制御装置２０は、図１に示すように、整流部２１と、平滑コンデンサ２２と、電圧検出部２３と、電流検出部２４と、出力部２５と、センサレス制御回路２８と、マイクロコンピュータ２９とを備える。
【００３０】
モータ制御装置２０を構成するこれらの機能部は、例えば１枚のプリント基板上に実装されている。
【００３１】
（２−１）整流部
整流部２１は、４つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂによってブリッジ状に構成されている。具体的には、ダイオードＤ１ａとＤ１ｂ、Ｄ２ａとＤ２ｂは、それぞれ互いに直列に接続されている。ダイオードＤ１ａ，Ｄ２ａの各カソード端子は、共に平滑コンデンサ２２のプラス側端子に接続されており、整流部２１の正側出力端子として機能する。ダイオードＤ１ｂ，Ｄ２ｂの各アノード端子同士は平滑コンデンサ２２のマイナス側端子に接続されており、整流部２１の負側出力端子として機能する。ダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ同士の接続点及びダイオードＤ２ａ，Ｄ２ｂ同士の接続点は、それぞれ商用電源９１に接続されている。即ち、ダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ同士の接続点、及びダイオードＤ２ａ，Ｄ２ｂ同士の接続点は、それぞれ整流部２１の入力の役割を担っている。
【００３２】
このような構成を有する整流部２１は、商用電源９１から出力される交流電圧を整流することで直流電源を生成し、これを平滑コンデンサ２２に供給する。
【００３３】
（２−２）平滑コンデンサ
平滑コンデンサ２２は、一端が整流部２１の正側出力端子に接続され、他端が整流部２１の負側出力端子に接続されている。平滑コンデンサ２２は、整流部２１から供給された直流電源、つまりは整流部２１によって整流された電圧を平滑する。以下、説明の便宜上、平滑コンデンサ２２による平滑後の電圧を“平滑後電圧Ｖｆｌ”という。この平滑後電圧Ｖｆｌは、直流電源に係る電圧よりも更にリップルの低い電圧となっており、平滑コンデンサ２２の後段、即ち出力側に接続されたインバータ２６に印加される。
【００３４】
なお、コンデンサの種類としては、電解コンデンサやセラミックコンデンサ、タンタルコンデンサ等が挙げられるが、本実施形態においては、平滑コンデンサ２２として電解コンデンサが採用される場合を例に採る。
【００３５】
（２−３）電圧検出部
電圧検出部２３は、平滑コンデンサ２２の出力側に接続されており、平滑コンデンサ２２の両端電圧、即ち平滑後電圧Ｖｆｌの値を検出する。
【００３６】
このような電圧検出部２３は、図示してはいないが、例えば互いに直列に接続された２つの抵抗が平滑コンデンサ２２に並列接続され、平滑後電圧Ｖｆｌを分圧することで構成される。２つの抵抗同士の接続点の電圧値は、平滑後電圧Ｖｆｌに所定の分圧比をかけた値として、センサレス制御回路２８に入力される。なお、所定の分圧比は、互いに直接に接続された各抵抗値によって決定される。
【００３７】
（２−４）電流検出部
電流検出部２４は、平滑コンデンサ２２及びインバータ２６の間であって、かつ平滑コンデンサ２２の負側出力端子側に接続されている。電流検出部２４は、ファンモータ５１の起動後、ファンモータ５１に流れるモータ電流Ｉｍを検出する。
【００３８】
このような電流検出部２４は、図示してはいないが、例えばシャント抵抗及び該抵抗の両端の電圧を増幅させるオペアンプを用いた増幅回路で構成され、モータ電流Ｉｍは、所定倍された電圧値としてセンサレス制御回路２８に入力される。
【００３９】
平滑コンデンサ２２及びインバータ２６の間で電流検出が行われるため、電流検出部２４により検出された電流の波形は、段のあるパルス状の電流となっている。電流検出部２４は、そのパルス状の電流を、インバータ２６の波形出力状態に応じたタイミングで検出することで、モータ電流Ｉｍを求めることができる。
【００４０】
（２−５）出力部
出力部２５は、ファンモータ５１を駆動するための交流電圧である駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ（駆動信号に相当）を、電圧指令値Ｖｐｗｍ（信号指令値に相当）に応じて生成してファンモータ５１に出力する。電圧指令値Ｖｐｗｍは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷに関するパラメータを定めるための指令値であって、後述するｑ軸電流指令値Ｖｑ及びｄ軸電流指令値Ｖｄに関連して決定され、センサレス制御回路２８から出力される。駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷに関するパラメータとしては、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷそれぞれのデューティ、周波数、電圧値等が挙げられるが、本実施形態では、電圧指令値Ｖｐｗｍが駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを定めるための指令値である場合、つまりはファンモータ５１がＰＷＭ制御される場合を例に採る。
【００４１】
出力部２５は、インバータ２６及びゲート駆動回路２７によって構成されている。
【００４２】
なお、ゲート駆動回路２７は、センサレス制御回路２８と共に、１つの集積回路パッケージ（具体的には、ＩＣやＨＩＣ）内にパッケージングされていてもよい。
【００４３】
（２−５−１）インバータ
インバータ２６は、平滑コンデンサ２２の出力側に接続されている。インバータ２６は、図１に示すように、複数の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタという）Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂ及び複数の還流用ダイオードＤ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５ａ，Ｄ５ｂを含む。トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂは、それぞれ互いに直列に接続されている。各ダイオードＤ３ａ〜Ｄ５ｂは、トランジスタのコレクタ端子とダイオードのカソード端子とが接続されると共にトランジスタのエミッタ端子とダイオードのアノード端子とが接続されることで、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂに対して並列接続されている。
【００４４】
インバータ２６には、平滑コンデンサ２２からの平滑後電圧Ｖｆ１が印加される。そして、インバータ２６は、ゲート駆動回路２７により指示されたタイミングで各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂがオン及びオフを行うことで、所望のデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成する。この駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、各トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂの各接続点ＮＵ，ＮＶ，ＮＷからファンモータ５１に出力される。即ち、インバータ２６は、ファンモータ５１に電力を供給する。
【００４５】
（２−５−２）ゲート駆動回路
ゲート駆動回路２７は、センサレス制御回路２８からの電圧指令値Ｖｐｗｍに基づき、インバータ２６の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのオン及びオフの状態を変化させる。具体的には、ゲート駆動回路２７は、センサレス制御回路２８によって決定されたデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがインバータ２６からファンモータ５１に出力されるように、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのゲートに印加するゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成する。生成されたゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚは、それぞれのトランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのゲート端子に印加される。
【００４６】
（２−６）センサレス制御回路
センサレス制御回路２８は、電圧検出部２３、電流検出部２４、ゲート駆動回路２７及びマイクロコンピュータ２９と接続されている。センサレス制御回路２８は、ファンモータ５１をロータ位置センサレス方式にて駆動させる回路である。
【００４７】
具体的には、ファンモータ５１は、まずは、直流励磁方式または強制駆動方式にて起動する。直流励磁方式とは、起動直前のファンモータ５１に対して直流通電を行うことで、該モータ５１におけるロータ５３の位置を所定位置に一旦固定させ、ロータ５３が固定した状態からファンモータ５１の駆動を開始させる方式である。強制駆動方式とは、ロータ５３の位置に関係なく、ある程度の電圧値及び周波数を有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをファンモータ５１に印加する強制通電を行うことで、ファンモータ５１を強制的に起動させる方式である。
【００４８】
そして、センサレス制御回路２８は、起動後のファンモータ５１のロータ５３の位置を推定すると共に、推定したロータ５３の位置に基づいてファンモータ５１の回転数を推定する。推定されたファンモータ５１の回転数は、回転数信号ＦＧとして、マイクロコンピュータ２９に入力される。更に、センサレス制御回路２８は、マイクロコンピュータ２９から回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令が送られてくると、この運転指令、推定したロータ５３の位置、推定した回転数、電圧検出部２３の検出結果及び電流検出部２４の検出結果に基づいて、ロータ位置センサレス方式により駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを決定していく。
【００４９】
ここで、ロータ位置センサレス方式とは、ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータ、平滑後電圧Ｖｆｌ（即ち、電圧検出部２３の検出結果）、モータ電流Ｉｍ（即ち、電流検出部２４の検出結果）、及びファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデル等を用いて、ロータ５３の位置の推定、回転数の推定、回転数に対するＰＩ制御、及びモータ電流Ｉｍに対するＰＩ制御等を行う方式である。ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータとしては、使用されるファンモータ５１の巻線抵抗、インダクタンス成分、誘起電圧、極数などが挙げられる。
【００５０】
上述した制御を行うセンサレス制御回路２８は、図３に示すように、主として、モータモデル演算部２８ａ、ロータ位置推定部２８ｂ、回転数推定部２８ｃ（回転数導出部に相当）、ＬＰＦ２８ｄ、ｑ軸電流指令設定部２８ｅ（トルク電流指令設定部に相当）、ｄ軸電流指令設定部２８ｆ（非トルク電流指令設定部に相当）、及び電流制御部２８ｇ（信号指令設定部に相当）、により構成されている。図３は、数式モデルを考慮してロータ位置センサレス制御を行うセンサレス制御回路２８の構成を簡単に示している。
【００５１】
なお、実際のセンサレス制御では、モータ電流Ｉｍ等の三相電流（ないしは電圧）を、モデル上の座標系に変換する座標変換動作が行われているが、本実施形態及び図３においては、説明を簡単にするため、この動作を省略している。
【００５２】
（２−６−１）モータモデル演算部
モータモデル演算部２８ａには、出力部２５に出力される電圧指令値Ｖｐｗｍ、ロータ位置推定部２８ｂにより推定されたロータ５３の位置、回転数推定部２８ｃにより推定されたファンモータ５１の回転数が入力される。モータモデル演算部２８ａは、ファンモータ５１の特性を示す各種パラメータをモータモデルとして用いて、該演算部２８ａに入力された各種情報から、モータ電流Ｉｍの理想値を演算する。
【００５３】
（２−６−２）ロータ位置推定部
ロータ位置推定部２８ｂには、モータモデル演算部２８ａにより演算されたモータ電流Ｉｍの理想値と、電流検出部２４によって実際に検出されたモータ電流Ｉｍとの間で減算処理された結果が入力される。ロータ位置推定部２８ｂは、入力された該結果を用いて、現時点でのロータ５３の位置を推定する。
【００５４】
なお、ロータ５３の位置は、回転数推定部２８ｃに入力されるのみならず、モータモデル演算部２８ａにフィードバックされる。モータモデル演算部２８ａにフィードバックされたロータ５３の位置は、モータモデル演算部２８ａにおいて、モータ電流の理想値Ｉｍと実際のモータ電流Ｉｍとの差分が“０”となるような補正処理、ならびにモータモデルの補正に用いられる。
【００５５】
（２−６−３）回転数推定部
回転数推定部２８ｃは、ロータ位置推定部２８ｂによって推定されたロータ５３の位置を用いて、現時点でのファンモータ５１の回転数を推定する。
【００５６】
なお、推定されたファンモータ５１の回転数は、ＬＰＦ２８ｄに入力されるのみならず、モータモデル演算部２８ａにフィードバックされる。推定されたファンモータ５１の回転数は、推定されたロータ５３の位置と同様、モータモデル演算部２８ａにおいて、モータ電流Ｉｍの理想値と実際のモータ電流Ｉｍとの差分が“０”となるような補正処理、ならびにモータモデルの補正に用いられる。
【００５７】
更に、推定されたモータ５１の回転数は、ｄ軸電流指令設定部２８ｆにも入力される。
【００５８】
（２−６−４）ＬＰＦ
ＬＰＦ２８ｄは、推定されたファンモータ５１の回転数から、ノイズ成分及び高調波成分を除去する。
【００５９】
ＬＰＦ２８ｄを通過した後のファンモータ５１の回転数は、波形成形部２８ｈによって所望の回転数信号ＦＧとなり、マイクロコンピュータ２９に出力される。この回転数信号ＦＧは、ファンモータ５１の回転数に応じた周期を有するパルス信号、または周波数は固定であるが該モータ５１の回転数に応じたデューティを有するパルス信号となっている。
【００６０】
（２−６−５）ｑ軸電流指令設定部
ｑ軸電流指令設定部２８ｅには、マイクロコンピュータ２９から送られてきた運転指令に含まれる回転数指令Ｖｆｇと、ＬＰＦ２８ｄを通過した後のファンモータ５１の回転数との間で減算処理された後の結果が入力される。ｑ軸電流指令設定部２８ｅは、入力された該結果を用いてファンモータ５１の回転数に対しＰＩ制御を行うことで、ファンモータ５１の回転数が回転数指令Ｖｆｇに追従するように制御する。
【００６１】
そして、本実施形態に係るｑ軸電流指令設定部２８ｅは、上記制御結果として、ｑ軸電流指令値Ｖｑを設定する。ｑ軸電流指令値Ｖｑ（トルク電流指令値に相当）とは、ファンモータ５１のトルクに寄与するｑ軸電流Ｉｑの指令値である。
【００６２】
なお、本実施形態では、ロータ５３の永久磁石が作り出す磁束方向をｄ軸、これよりπ／２進んだ方向をｑ軸に定めた、ｄｑ座標系を用いている。ｑ軸電流Ｉｑは、ｑ軸方向の電流成分、具体的にはファンモータ５１の回転トルクを発生させる成分であるトルク電流を意味している。従って、ｑ軸電流指令値Ｖｑは、ファンモータ５１のトルクや回転数に直接的に関係する値であると言えるため、有効電流の指令値とも言うことができる。
【００６３】
図４（ｃ）に示すように、室外ファン１５の駆動源であるファンモータ５１は、そのトルクが回転数の二乗に比例して上昇する特性、即ち二乗低減トルク特性を有している。そのため、図４（ａ）に示すように、トルクと同様に、ｑ軸電流Ｉｑ（及びｑ軸電流指令値Ｖｑ）は、回転数が高くなるに従って増加するように設定される。具体的には、ｑ軸電流Ｉｑ（及びｑ軸電流指令値Ｖｑ）は、回転数のほぼ二乗に比例して増加するように設定される。
【００６４】
（２−６−６）ｄ軸電流指令設定部
ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、推定された回転数に応じて、ｄ軸電流指令値Ｖｄを設定する。ｄ軸電流指令値Ｖｄ（非トルク電流指令値に相当）とは、ファンモータ５１のトルクに寄与しないｄ軸電流Ｉｄの指令値である。
【００６５】
ｄ軸電流Ｉｄは、上記したｑ軸からπ／２遅れた方向であるｄ軸方向の電流成分である。従って、ｄ軸電流Ｉｄは、ｑ軸電流Ｉｑとは逆に、ファンモータ５１の回転トルクを発生させる成分ではなく、磁束を作る成分である励磁電流成分を意味している。従って、ｑ軸電流指令値Ｖｑを有効電流の指令値と言う場合には、ｄ軸電流指令値Ｖｄは、無効電流の指令値と言うことができる。一般的にＳＰＭモータでは、全運転範囲において、ｄ軸電流指令値Ｖｄは“０”に設定されることが多い。
【００６６】
特に、本実施形態に係るｄ軸電流指令設定部２８ｆは、図４（ｂ）及び図６に示すように、ファンモータ５１の回転数が所定回転数よりも低い場合には、ファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流指令値Ｖｄが大きくなるように該指令値Ｖｄを設定して、所定回転数以下ではファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流Ｉｄを増加させている。例えば、ファンモータ５１の起動の際、ファンモータ５１の回転数は徐々に上昇していく。そこで、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、ファンモータ５１の回転数が未だ所定回転数よりも低い場合には、ファンモータ５１の回転数が徐々に増加していくのに伴い、ｄ軸電流指令値Ｖｄを徐々に小さく設定して、ｄ軸電流Ｉｄを徐々に減少させていく。やがて、ファンモータ５１の回転数が所定回転数に限りなく近くなった際には、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、ｄ軸電流指令値Ｖｄが限りなく“０”に近づくように設定することでｄ軸電流Ｉｄを“０”に近づけ、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以上となれば、ｄ軸電流指令値Ｖｄを“０”に設定することで、ｄ軸電流Ｉｄを“０”にする。従って、本実施形態では、このようなｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以下の場合にのみ行われる、と言うことができる。
【００６７】
即ち、本実施形態に係るｄ軸電流指令設定部２８ｆは、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以下の間は、あえてｄ軸電流Ｉｄが“０”ではない値となるようにｄ軸電流指令値Ｖｄをファンモータ５１の回転数に応じて可変させる。これは、二乗低減トルク特性を有するファンモータ５１が低回転数であることから、ファンモータ５１は低負荷状態にあると言え、それ故ｄ軸電流Ｉｄを加えない状態では、本来必要なｑ軸電流Ｉｑだけでは、ｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄとの合成電流であるモータ電流Ｉｍの値が小さくなってしまっている。またこの時、駆動電圧の変調率も低くなってしまうことによって、検出される電流（具体的には、モータ電流Ｉｍ）のパルス幅が狭くなる。故に、該電流を検出するタイミングを設定しづらく、検出のタイミングがずれやすくなっており、電流検出部２４によるモータ電流Ｉｍの値の検出が正確に行えず、従ってファンモータ５１の制御が不安定となってしまうためである。そこで、本実施形態では、ファンモータ５１が低回転数の状態時（つまりは、低負荷時）、該モータ５１の回転数が低い程あえてｄ軸電流Ｉｄを比較的多めに流すことによって、モータ電流Ｉｍの値を増加させると共に、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの変調率を増加させ、電流検出部２４によるモータ電流Ｉｍの値の検出をし易くしている。これにより、ファンモータ５１の制御が安定する。また、本実施形態では、ファンモータ５１の回転数に応じて、ｄ軸電流指令値Ｖｄを設定しているため、必要以上にモータ電流Ｉｍが流れるといった制御が行われることがなく、ファンモータ５１には、適切なモータ電流Ｉｍが流れることとなる。
【００６８】
ここで、上述した「所定回転数」は、ファンモータ５１の有する特性の他、電流検出部２４の検出精度等に応じて適宜設定される。例えば、「所定回転数」は、モータ電流Ｉｍが、電流検出部２４が検出することのできる値となる時の、ファンモータ５１の回転数（即ち、ファンモータ５１の最低限の回転数）に設定されることができる。このように、「所定回転数」は、電流検出部２４の検出精度等を考慮して、机上計算やシミュレーション、実験等によって、予め一定の値に設定されているのが好ましい。具体的に、本実施形態に係る「所定回転数」とは、例えばファンモータ５１の回転数の最大定格に対して約２０％である回転数であることができ、この場合の本実施形態に係る「低回転」の状態とは、ファンモータ５１の回転数の最大定格に対して約１０〜２０％程度であることが挙げられる。
【００６９】
次に、本実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御がどのような場合に行われるかについて説明する。本実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が行われる場合としては、例えば以下の（Ｉ）〜（Ｖ）が挙げられる。
（Ｉ）ファンモータ５１が起動中である場合
（ＩＩ）室外機１０がデフロスト運転を行っている状態から通常状態へと復旧する場合
（ＩＩＩ）室外機１０がサーモオフした場合
（ＩＶ）ヒートポンプ装置が冷暖切替を行った場合
（Ｖ）外気の温度は低いが、室外機１０が冷房運転を行っている場合
上記（Ｉ）〜（Ｖ）をまとめると、ファンモータ５１が低回転数で回転する必要のある場合に、本実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が行われると言うことができる。このように、上記（Ｉ）〜（Ｖ）の場合、本実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御を行うことによって、ヒートポンプ装置は、低出力の冷媒制御が可能となり、該装置の発停動作を回避することが可能となる。
【００７０】
なお、電流検出を正確に行なうことだけを考えた場合には、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、電流検出を正確に行なえるだけのｄ軸電流値（絶対値）を流すように、ｄ軸電流指令値Ｖｄを設定すれば良い。しかしながら、特に上記（Ｉ）の場合においては（即ち、ファンモータ５１の起動中）、強制駆動方式を行なう際に、結果としてｄ軸電流Ｉｄの成分が存在することになる。そのため、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、強制駆動を行う時のｄ軸電流Ｉｄの成分の符号（向き）と同じになるようにｄ軸電流指令値Ｖｄを設定することで、より滑らかにロータ位置センサレス方式による運転に移行することができる。
【００７１】
（２−６−７）電流制御部
電流制御部２８ｇには、ｑ軸電流指令設定部２８ｅによる制御結果であるｑ軸電流指令値Ｖｑと、ｄ軸電流指令設定部２８ｆにより設定されたｄ軸電流指令値Ｖｄと、電圧検出部２３により検出された平滑後電圧Ｖｆｌとが入力される。電流制御部２８ｇは、入力されたこれらの各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄ及び平滑後電圧Ｖｆｌに基づいて電流制御を行い、モータ電流Ｉｍが各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄに応じた電流値となるような電圧指令値Ｖｐｗｍを設定する。
【００７２】
例えば、ファンモータ５１の回転数が所定回転数よりも低い場合には、電流制御部２８ｇは、ｑ軸電流指令値Ｖｑと、“０”ではないｄ軸電流指令値Ｖｄとに応じて、モータ電流Ｉｍに対して電流制御を行う。ファンモータ５１の回転数が所定回転数以上の場合には、電流制御部２８ｇは、“０”ではないｑ軸電流指令値Ｖｑと、“０”であるｄ軸電流指令値Ｖｄとに応じて、モータ電流Ｉｍに対して電流制御を行う。
【００７３】
このような電流制御部２８ｇによる制御結果である、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷそれぞれのデューティを含む電圧指令値Ｖｐｗｍは、ゲート駆動回路２７に入力される。また、電圧指令値Ｖｐｗｍは、モータモデル演算部２８ａにも入力され、推定されたロータ５３の位置及び推定された回転数と同様、モータモデル演算部２８ａにおいて、モータ電流Ｉｍの理想値と実際のモータ電流Ｉｍとの差分が“０”となるような補正処理、ならびにモータモデルの補正に用いられる。
【００７４】
（２−７）マイクロコンピュータ
マイクロコンピュータ２９は、図１に示すように、主として、センサレス制御回路２８と接続されている。また、図示してはいないが、マイクロコンピュータ２９は、室外機１０の各機器を統括して制御する室外機側制御部とも接続されている。
【００７５】
例えば、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１の回転数を示す回転数信号ＦＧの監視を行ったり、回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令をセンサレス制御回路２８に出力したりする。
【００７６】
（３）動作
次に、本実施形態のモータ制御装置２０の動作について、図７を用いて説明する。図７は、モータ制御装置２０が行う動作を示すフロー図であって、一例として、ファンモータ５１の起動時に本実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が行われる場合を表している。
【００７７】
ステップＳ１〜Ｓ２：マイクロコンピュータ２９が室外ファン１５の運転開始指示を室外機１０の室外機側制御部から取得した場合（Ｓ１のＹｅｓ）、モータ制御装置２０は、ファンモータ５１を起動させ（Ｓ２）、ファンモータ５１をベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）すると共に、ファンモータ５１に対してロータ位置センサレス方式に基づく制御を行う。
【００７８】
ステップＳ３〜Ｓ４：ファンモータ５１の回転数が所定回転数よりも小さい場合（Ｓ３のＹｅｓ）、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、図６に示すように、ファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流指令値Ｖｄを大きい値に設定する。ｑ軸電流指令設定部２８ｅは、図５に示すように、ファンモータ５１の回転数に応じたｑ軸電流指令値Ｖｑを設定する（Ｓ４）。これにより、インバータ２６からファンモータ５１へは、モータ電流Ｉｍが各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄに応じた電流値となるようなデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷが出力される。従って、ｑ軸電流Ｉｑのみならずｄ軸電流Ｉｄも、それぞれファンモータ５１の回転数に応じた値となる。特に、モータ電流Ｉｍは、ｑ軸電流Ｉｑのみならずｄ軸電流Ｉｄにも起因した値となり、従来のようにｄ軸電流Ｉｄを流さない場合に比してｄ軸電流Ｉｄの分増加する。
【００７９】
ステップＳ５：しかし、ステップＳ３において、ファンモータ５１の回転数が所定回転数以上となった場合（Ｓ３のＮｏ）、ｄ軸電流指令設定部２８ｆは、図６に示すように、ファンモータ５１の回転数に関わらずｄ軸電流指令値Ｖｄを“０”に設定する。ｑ軸電流指令設定部２８ｅは、図５に示すように、ファンモータ５１の回転数に応じたｑ軸電流指令値Ｖｑを設定する（Ｓ５）。これにより、インバータ２６からファンモータ５１へは、モータ電流Ｉｍが各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄに応じた電流値となるようなデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷが出力される。ｑ軸電流Ｉｑは、ファンモータ５１の回転数に応じた値となるが、ｄ軸電流Ｉｄは、流れなくなる。従って、モータ電流Ｉｍは、ｑ軸電流Ｉｑのみに起因した値となる。
【００８０】
ステップＳ６〜Ｓ７：やがて、ファンモータ５１の回転数が、運転指令に含まれる回転数指令Ｖｆｇに達した場合（Ｓ６のＹｅｓ）、モータ制御装置２０は、ファンモータ５１が通常回転状態に至ったと判断する（Ｓ７）。なお、ファンモータ５１の回転数が、未だ回転数指令Ｖｆｇに達していない場合には（Ｓ６のＮｏ）、モータ制御装置２０は、ステップＳ３以降の動作を行う。
【００８１】
ステップＳ８〜Ｓ９：マイクロコンピュータ２９が室外ファン１５の駆動停止指示を取得するまでは（Ｓ８のＮｏ）、モータ制御装置２０は、ファンモータ５１に対してベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）及びロータ位置センサレス方式による制御を継続して行う。マイクロコンピュータ２９が室外ファン１５の駆動停止指示を取得した場合（Ｓ８のＹｅｓ）、インバータ２６による駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのファンモータ５１への出力が停止され、ファンモータ５１は駆動を停止する（Ｓ９）。
【００８２】
（４）特徴
（４−１）
本実施形態に係るモータ制御装置２０は、トルクに寄与するｑ軸電流指令値Ｖｑ及びトルクに寄与しないｄ軸電流指令値Ｖｄに基づく駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷによって、ファンモータ５１を駆動させる。特に、モータ制御装置２０は、ｄ軸電流指令値Ｖｄの設定にあたり、ファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流指令値Ｖｄを大きい値に設定する。
【００８３】
これにより、ファンモータ５１の回転数が低い程、ｄ軸電流Ｉｄが比較的多めに流されることとなり、その結果モータ電流Ｉｍの値が増加する。そのため、モータ電流Ｉｍの値の把握がし易くなり、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの変調率が増加する。従って、ファンモータ５１の制御は安定して行われるようになる。
【００８４】
また、ファンモータ５１の回転数に応じてｄ軸電流指令値Ｖｄが設定されるため、ファンモータ５１に必要以上のモータ電流Ｉｍが流れるといったファンモータ５１の制御が行われることもなく、ファンモータ５１には、適切なモータ電流Ｉｍが流れる。
【００８５】
（４−２）
特に、本実施形態に係るモータ制御装置２０は、モータ電流Ｉｍが、ｑ軸電流指令値Ｖｑ及びｄ軸電流指令値Ｖｄに応じた電流値となるような、電圧指令値Ｖｐｗｍを設定する。その際、ファンモータ５１の回転数が低い程、ｄ軸電流指令値Ｖｄは大きい値に設定されるため、ｄ軸電流Ｉｄが比較的多めに流されることとなり、その結果、モータ電流Ｉｍの値が増加し、電流検出部２４の検出する電流のパルス幅も増加する。従って、電流検出部２４によるモータ電流Ｉｍの値の検出がし易くなり、電圧指令値Ｖｐｗｍに応じて生成された駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの変調率の増加及びファンモータ５１への適切なモータ電流Ｉｍの通電がなされるようになる。
【００８６】
（４−３）
また、本実施形態に係るモータ制御装置２０は、低負荷の状態の場合にのみ、ｄ軸電流指令値Ｖｄを設定する。つまり、モータ制御装置２０は、モータ電流Ｉｍの値の検出が正確に行われない傾向にある低負荷の状態の場合に、ファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流指令値Ｖｄを大きい値に設定する制御を行う。
【００８７】
これにより、低負荷の状態の場合にのみ、ｄ軸電流Ｉｄを増加させることでモータ電流Ｉｍを増加させ、モータ電流Ｉｍの値を把握し易くすることができる。従って、低負荷の状態以外では、ｄ軸電流Ｉｄを従来のように制御することで効率の良い制御を保ちつつ、且つ低負荷の状態の場合にも、ファンモータ５１の制御を安定して行うことができる。
【００８８】
（４−４）
本実施形態に係るモータ制御装置２０の制御対象は、ヒートポンプ装置の室外機１０に含まれている室外ファン１５を駆動するファンモータ５１である。ファンモータ５１は、負荷トルクがファンモータ５１の回転数の二乗に比例する、所謂二乗低減トルク特性を有している。そのため、ファンモータ５１の負荷トルクは、回転数によってほぼ一意に決定してしまう。
【００８９】
しかし、本実施形態に係るモータ制御装置２０は、二乗低減トルク特性を有するファンモータ５１に対して、ファンモータ５１の回転数が低い程ｄ軸電流指令値Ｖｄを大きい値に設定する制御を行っている。これにより、ファンモータ５１の負荷トルクには影響を与えずに、モータ電流Ｉｍの値を制御することが可能となる。
【００９０】
（５）変形例
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００９１】
（５−１）変形例Ａ
上記実施形態では、モータ制御装置２０が、ロータ位置センサレス方式にてファンモータ５１の駆動を制御する場合について説明した。
【００９２】
しかし、本発明に係るモータ制御装置は、ロータ位置センサレス方式での制御を行うのではなく、ロータ５３の位置を検出する位置検出センサ（例えば、ホール素子）が搭載されているファンモータに対し、該センサの検出結果に基づく制御を行っても良い。
【００９３】
この場合のモータ制御システム２００は、図８に示すように、ブラシレスＤＣモータ１５１と、モータ制御装置１２０と備える。
【００９４】
ブラシレスＤＣモータ１５１は、上記実施形態に係るブラシレスＤＣモータ５１と同様、室外ファン１５の駆動源として用いられる３相交流用のファンモータであるが、ステータ１５２及びロータ１５３に加え、更に３つのホール素子１５４ｕ，１５４ｖ，１５４ｗを有する。ホール素子１５４ｕ，１５４ｖ，１５４ｗは、ステータ１５２を構成するＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに対応するようにして設けられている。ホール素子１５４ｕ，１５４ｖ，１５４ｗは、ステータ１５２に対するロータ１５３の位置を、対応する各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに発生した誘起電圧に基づいて検出する。
【００９５】
モータ制御装置１２０は、上記実施形態と同様、ファンモータ１５１に流れるモータ電流Ｉｍに基づいて該モータ５１をベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）する装置であるが、上記実施形態にて説明したロータ位置センサレス制御を行わない点で、上記実施形態に係るモータ制御装置２０とは異なっている。
【００９６】
具体的に、モータ制御装置１２０は、整流部１２１と、平滑コンデンサ１２２と、電圧検出部１２３と、電流検出部１２４と、インバータ１２６及びゲート駆動回路１２７を有する出力部１２５と、回転数検出部１２８（回転数導出部に相当）と、ＰＷＭ制御回路１２９と、マイクロコンピュータ１３０とを備える。整流部１２１、平滑コンデンサ１２２、電圧検出部１２３、電流検出部１２４、出力部１２５及びマイクロコンピュータ１３０は、上記実施形態に係る整流部２１、平滑コンデンサ２２、電圧検出部２３、電流検出部２４、出力部２５及びマイクロコンピュータ２９と同様である。
【００９７】
回転数検出部１２８には、ホール素子１５４ｕ，１５４ｖ，１５４ｗにより検出されたロータ１５３の位置を示す位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。回転数検出部１２８は、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いて、ロータ１５３の回転数を検出する。
【００９８】
ＰＷＭ制御回路１２９には、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ、電圧検出部１２３により検出された平滑後電圧Ｖｆｌ、電流検出部１２４により検出されたモータ電流Ｉｍ、回転数検出部１２８により検出されたファンモータ１５１の回転数を示す回転数信号ＦＧ、及びマイクロコンピュータ１３０からの回転数指令Ｖｆｇが入力される。ＰＷＭ制御回路１２９は、入力された各種信号に基づいて駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの変調率を決定し、この変調率に相当する電圧指令値Ｖｐｗｍ（信号指令値に相当）を、ゲート駆動回路１２７に出力する。即ち、ＰＷＭ制御回路１２９は、ロータ位置センサレス制御を行わないため、ロータ位置の推定制御及びファンモータ５１の回転数推定を行わないが、その他の制御である回転数制御、電流制御及び各種電流指令設定制御を行う。
【００９９】
図９は、ＰＷＭ制御回路１２９の構成の一例を簡単に示した図である。ＰＷＭ制御回路１２９は、例えば図９に示すように、主として、ｑ軸電流指令設定部１２９ａと、ｄ軸電流指令設定部１２９ｂと、電流制御部１２９ｃ（信号指令設定部に相当）とを有する。
【０１００】
ｑ軸電流指令設定部１２９ａは、回転数指令Ｖｆｇと回転数信号ＦＧとの間で減算処理された後の結果を用いて、ファンモータ５１の回転数が回転数指令Ｖｆｇに追従するように制御することで、上記実施形態に係る図４（ａ）及び図５と同様に、ｑ軸電流指令値Ｖｑを設定する。ｄ軸電流指令設定部１２９ｂは、回転数信号ＦＧに応じてｄ軸電流指令値Ｖｄを設定する。特に、ｄ軸電流指令設定部１２９ｂは、上記実施形態に係るｄ軸電流指令設定部２８ｆと同様、図４（ｂ）及び図６に示すように、ファンモータ１５１の回転数が所定回転数以下の場合のみ、該回転数が低い程、大きいｄ軸電流指令値Ｖｄを設定する。電流制御部１２９ｃは、各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄ、位置検出信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ及び平滑後電圧Ｖｆｌに基づいて電流制御を行い、モータ電流Ｉｍが各電流指令値Ｖｑ，Ｖｄに応じた電流値となるような電圧指令値Ｖｐｗｍを設定する。
【０１０１】
このように、ロータ位置センサレス制御を行わない場合であっても、モータ制御装置２１２０は、上記実施形態に係る図４〜６と同様に、トルクに寄与するｑ軸電流指令値Ｖｑ及びトルクに寄与しないｄ軸電流指令値Ｖｄを設定することで電流検出を正確に行なうことができ、ファンモータ１５１の制御を安定して行うことができる。
【０１０２】
また、上記では、ホール素子１５４ｕ，１５４ｖ，１５４ｗの数が３つである場合を例に採り説明した。しかし、ホール素子の数は、３つに限定されず、２つや１つであってもよい。この場合も、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態のように、ロータ位置センサレス方式が採用される場合、ファンモータ５１の起動開始直後は、回転数推定部２８ｃはファンモータ５１の回転数を正確に推定することが困難である。
【０１０４】
そこで、ファンモータ５１の起動開始直後のファンモータ５１の回転数を導出するための回転数検出部が、センサレス制御回路２８とは別途設けられていても良い。このような回転数検出部としては、例えばファンモータ５１の回転に伴いファンモータ５１の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに発生する誘起電圧を用いて回転数を導出する方法等が挙げられる。
【０１０５】
（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態では、本発明に係るモータ制御装置２０が、ヒートポンプ装置の室外ファン１５の駆動源であるファンモータ５１を制御するための装置として用いられる場合について説明した。
【０１０６】
しかし、本発明に係るモータ制御装置の用途は、室外ファン１５の駆動源の制御に限定されない。モータ制御装置のその他の用途としては、ヒートポンプ装置に含まれる圧縮機１１またはポンプの駆動源の他、空気調和装置に含まれる圧縮機または室外ファン、室内ファンの駆動源の制御等が挙げられる。特に、モータ制御装置が室内ファンの駆動源として用いられる場合には、モータ制御装置は、外力により室内ファンの負荷が増加することを殆ど考えなくて良いため、本発明に係る制御がより効果的に適用される。
【０１０７】
空気調和装置に含まれる圧縮機または室外ファンの駆動源であるモータに対し、上記実施形態に係るｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が行われる具体的な場合としては、上記実施形態で既に述べた上記（Ｉ）〜（Ｖ）の場合が挙げられる。このような場合にｄ軸電流指令値Ｖｄの設定制御が行われることによって、空気調和装置は、低出力の冷媒制御が可能となり、また空気調和装置の発停動作を回避することも可能となるため、快適性が向上する。
【０１０８】
（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、電圧指令値Ｖｐｗｍが、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを定めるための指令値である場合、つまりはファンモータ５１がＰＷＭ制御される場合について説明した。しかし、ファンモータ５１がＰＷＭ制御される場合に限定されず、電圧指令値Ｖｐｗｍは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷの周波数及び／または電圧値を定めるための指令値であってもよい。
【０１０９】
（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態では、電圧設定値Ｖｐｗｍを設定することで直接制御対象が電圧である、所謂電圧形インバータを例にとって説明した。しかし、本発明に係るモータ制御装置は、モータ電流Ｉｍを直接制御する、所謂電流形インバータに適用しても、同様の効果を得ることができる。電流形インバータの場合、モータ制御装置は、モータ電流Ｉｍの制御を行うことで、ｑ軸電流指令値Ｖｑ及びｄ軸電流指令値Ｖｄに応じた駆動電流を、ファンモータ５１に出力する。つまり、モータ制御装置は、モータ電流Ｉｍがｑ軸電流指令値Ｖｑ及びｄ軸電流指令値Ｖｄに応じた電流値となるような電流指令値を設定すると共に、該指令値に応じて駆動電流を生成する。
【０１１０】
なお、この場合の駆動電流は、本発明に係る「駆動信号」に相当し、電流指令値は、本発明に係る「信号指令値」に相当する。
【０１１１】
（５−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、ブラシレスＤＣモータ５１がＳＰＭモータである場合について説明した。しかし、本発明に係るブラシレスＤＣモータ５１の種類は、ＳＰＭモータに限定されない。ブラシレスＤＣモータ５１がＩＰＭモータの場合には、最大トルクを出力できる電流位相とするために所定のｄ軸電流Ｉｄを流すような制御が行なわれる場合があるが、その場合も、通常は所定の電流位相とするためにｑ軸電流Ｉｑに応じたｄ軸電流Ｉｄを流すことになり、ｄ軸電流Ｉｄの値はブラシレスＤＣモータ５１の回転数が高いほど大きな値となる。そのため、低負荷時に電流を正確に検出しづらいという課題は本発明に係る課題と同様であり、本発明と同様の効果を得ることができる。
【０１１２】
また、電圧出力範囲拡大のために、特に高負荷領域でｄ軸電流Ｉｄを流す、いわゆる弱め磁束制御が行われる場合もあるが、その場合も通常は、ｄ軸電流値Ｉｄはモータの回転数が高いほど大きな値とするため、本発明と同様の効果が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
以上のように、本発明によれば、モータの制御を安定して行うことができる。本発明に係るモータ制御装置は、ベクトル制御（即ち、交流モータの磁界方向制御：Ｆｉｅｌｄ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）にて駆動されるモータであって、更に二乗低減トルク特性を有するモータの制御用の装置として、適用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  室外機
１５  室外ファン
２０，１２０  モータ制御装置
２１，１２１  整流部
２２，１２２  平滑コンデンサ
２３，１２３  電圧検出部
２４，１２４  電流検出部
２５，１２５  出力部
２６，１２６  インバータ
２７，１２７  ゲート駆動回路
２８  センサレス制御回路
２８ａ  モータモデル電算部
２８ｂ  ロータ位置推定部
２８ｃ  回転数推定部
２８ｄ  ＬＰＦ
２８ｅ，１２９ａ  ｑ軸電流指令設定部
２８ｆ，１２９ｂ  ｄ軸電流指令設定部
２８ｇ，１２９ｃ  電流制御部（信号指令設定部）
２８ｈ  波形成形部
２９，１３０  マイクロコンピュータ
５１，１５１  ファンモータ
１２８  回転数検出部
１２９  ＰＷＭ制御回路
１００，２００  モータ駆動制御システム
Ｖｆｇ  回転数指令
Ｖｐｗｍ  電圧指令値（信号指令値)
ＦＧ  回転数信号
Ｉｍ  モータ電流
Ｖｆｌ  平滑後電圧
Ｉｑ  ｑ軸電流
Ｖｑ  ｑ軸電流指令値
Ｉｄ  ｄ軸電流
Ｖｄ  ｄ軸電流指令値
Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ  位置検出信号
ＳＵ，ＳＶ，ＳＷ  駆動電圧（駆動信号）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１５】
【特許文献１】特開２００３−２５９６７９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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