(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動前のモータ（５１）の回転数を検出する起動前回転数検出部（２７）と、
ロータ位置センサレス方式にて起動後の前記モータのロータ位置を推定すると共に、推定した前記ロータ位置に基づいて前記モータの回転数を推定するセンサレス推定部（２８）と、
前記起動前回転数検出部（２７）により検出された前記モータの回転数を示す第１回転数信号（ＦＧ１）、または前記センサレス推定部（２８）により推定された前記モータの回転数を示す第２回転数信号（ＦＧ２）に基づいて、前記モータの制御を行う制御部（２９）と、
前記モータの起動前には前記第１回転数信号（ＦＧ１）が前記制御部に入力され、前記モータの起動後には前記第２回転数信号（ＦＧ２）が前記制御部に入力されるように、前記制御部（２９）への信号の切換動作を行う切換回路（３０）と、
を備え、
前記制御部（２９）は、前記第１回転数信号（ＦＧ１）及び前記第２回転数信号（ＦＧ２）に基づいて、前記センサレス推定部（２８）における異常の有無を判断する、モータ駆動制御装置（２０）。
【請求項２】
前記起動前回転数検出部（２７）、前記センサレス推定部（２８）及び前記切換回路（３０）は、１つの集積回路パッケージ内にパッケージングされている、
請求項１に記載のモータ駆動制御装置（２０）。
【請求項３】
起動前のモータ（５１）の回転数を検出する起動前回転数検出部（２２７）と、
ロータ位置センサレス方式にて起動後の前記モータのロータ位置を推定すると共に、推定した前記ロータ位置に基づいて前記モータの回転数を推定するセンサレス推定部（２２８）と、
前記起動前回転数検出部（２２７）により検出された前記モータの回転数を示す第１回転数信号（ＦＧ１）、または前記センサレス推定部（２２８）により推定された前記モータの回転数を示す第２回転数信号（ＦＧ２）に基づいて、前記モータの制御を行う制御部（２２９）と、
を備え、
前記制御部（２２９）は、前記モータの起動前には前記第１回転数信号（ＦＧ１）に基づいて前記モータを制御し、前記モータの起動後には前記第２回転数信号（ＦＧ２）に基づいて前記モータを制御するように、前記モータの制御の際に用いる信号の切換動作を行う切換手段（２２９ａ）を有し、前記第１回転数信号（ＦＧ１）及び前記第２回転数信号（ＦＧ２）に基づいて、前記センサレス推定部（２２８）における異常の有無を判断する、モータ駆動制御装置（２２０）。
【請求項４】
前記センサレス推定部（２８，２２８）は、前記モータの制御に関する所定の数式モデルを用いて前記ロータ位置を推定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項５】
前記センサレス推定部（２８，２２８）は、前記モータに電流を流すことで前記ロータ位置を推定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項６】
前記モータに電力を供給するインバータ（２５，２２５）、
を更に備え、
前記センサレス推定部（２８，２２８）は、前記インバータの制御が行われている時のみ、前記ロータ位置の推定を行う、
請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項７】
前記センサレス推定部（２８，２２８）は、起動前の前記モータの回転数を推定できない、
請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項８】
前記起動前回転数検出部（２７，２２７）は、前記モータの制御に関する所定の数式モデルを用いずに、起動前の前記モータの回転数の検出を行う、
請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項９】
前記起動前回転数検出部（２７，２２７）は、前記モータに電流を流さずに起動前の前記モータの回転数の検出を行う、
請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１０】
前記モータに電力を供給するインバータ（２５，２２５）、
を更に備え、
前記起動前回転数検出部（２７，２２７）は、前記インバータの制御が行われていなくても、起動前の前記モータの回転数の検出を行う、
請求項１から９のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１１】
前記起動前回転数検出部（２７，２２７）は、起動前の前記ロータ位置を推定し、その結果を用いて起動前の前記モータの回転数の検出を行う、
請求項８から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１２】
前記起動前回転数検出部（２７，２２７）は、起動前の前記モータに発生する誘起電圧に基づいて、起動前の前記モータの回転数を検出する、
請求項８から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１３】
前記制御部（２９，２２９）は、
前記第１回転数信号（ＦＧ１）が所定回転数未満の場合、前記モータをロータ位置センサレス方式にて起動させ、
前記第１回転数信号（ＦＧ１）が前記所定回転数以上の場合、前記モータを起動させない、
請求項１から１２のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１４】
前記第１回転数信号（ＦＧ１）から前記第２回転数信号（ＦＧ２）への信号の前記切換動作は、前記センサレス推定部による前記ロータ位置の推定が可能となった場合に行われる、
請求項１から１３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１５】
前記第１回転数信号（ＦＧ１）の信号形式は、前記第２回転数信号（ＦＧ２）の信号形式と同一である、
請求項１から１４のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置（２０，２２０）。
【請求項１６】
前記制御部は、前記第１回転数信号（ＦＧ１）と前記第２回転数信号（ＦＧ２）とが異なっている場合に、前記センサレス推定部（２８，２２８）に異常があると判断する、
請求項１から１５のいずれか一項に記載のモータ駆動制御装置（２０）。
【請求項１７】
前記制御部は、前記第１回転数信号（ＦＧ１）が０ｒｐｍ以外の回転数を示し且つ前記第２回転数信号（ＦＧ２）が０ｒｐｍの回転数を示している場合に、前記センサレス推定部（２８，２２８）に異常があると判断する、
請求項１６に記載のモータ駆動制御装置（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートポンプ装置の室外機は、圧縮機やファン、熱交換器等の様々な機器を備えている。圧縮機やファンの駆動源としては、例えばブラシレスＤＣモータが用いられる。室外機において熱交換を行なうため、室外機は、ファンの回転によって熱交換器へと空気が送られる構造となっている。
【０００３】
ところで、室外機のファンは、モータの起動前から、風等の影響によって既に回転している場合がある。モータの起動前からファンが回転していれば、室外機内部では熱交換器へと空気が送られている可能性があり、あえてモータを駆動させずともよい場合がある。そこで、起動前におけるモータの回転数を把握することが望まれる。
【０００４】
起動前のモータの回転数を把握する方法としては、例えば特許文献１（特開平７−３３７０８０号公報）に開示されているものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブラシレスＤＣモータを駆動するブラシレスＤＣモータ駆動装置においては、低コスト化を促進させるべく、ホールセンサ等のロータ位置センサを用いずにブラシレスＤＣモータのロータ位置と回転数とを推定してモータ駆動を行う、いわゆるロータ位置センサレス方式の採用が試みられている。しかし、ロータ位置センサレス方式では、一般にモータの起動後でなければロータ位置を推定することができないため、起動していない状態のモータに接続されたファンが例えば風等の影響により既に回転していたとしても、起動前のロータ位置の推定はなされない。従って、ロータ位置センサレス方式では、起動前のファンがどのような回転数で回転しているのかが把握不可能なままとなり、回転状態に応じたモータの駆動制御を行うことができない。
【０００６】
また上記の理由により、ロータ位置センサレス方式においては、モータは回転状態から起動を行なうことで、ブラシレスＤＣモータ駆動装置に含まれるインバータの過電流や過電圧などの不具合が発生し、最終的にはヒートポンプ装置などを停止させる恐れがある。
【０００７】
一方で、モータの駆動制御を行うにあたり、モータの回転数の把握手段として上記特許文献１の方法を用いることが考えられる。しかし、この方法では、検出回路が複雑でコスト低減が図れず、また、正弦波駆動を行なう制御方式には適用できないため、高効率で低騒音となる高性能なモータの駆動制御を行うことは困難となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なモータの駆動制御を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１観点に係るモータ駆動制御装置は、起動前回転数検出部と、センサレス推定部と、制御部と、切換回路とを備える。起動前回転数検出部は、起動前のモータの回転数を検出する。センサレス推定部は、ロータ位置センサレス方式にて起動後のモータのロータ位置を推定すると共に、推定したロータ位置に基づいてモータの回転数を推定する。制御部は、第１回転数信号または第２回転数信号に基づいて、モータの制御を行う。第１回転数信号は、起動前回転数検出部により検出されたモータの回転数を示す信号である。第２回転数信号は、センサレス推定部により推定されたモータの回転数を示す信号である。切換回路は、モータの起動前には第１回転数信号が制御部に入力され、モータの起動後には第２回転数信号が制御部に入力されるように、制御部への信号の切換動作を行う。
【００１０】
そして、制御部は、第１回転数信号及び第２回転数信号に基づいて、センサレス推定部における異常の有無を判断する。
【００１１】
このモータ駆動制御装置によると、モータの起動前には、起動前回転数検出部によって検出された起動前のモータの回転数（つまり、第１回転数信号）が制御部に入力され、モータの起動後には、センサレス推定部によって推定された起動後のモータの回転数（つまり、第２回転数信号）が制御部に入力されるように、切換回路によって制御部への信号の切換が行われる。これにより、制御部は、起動前のモータの回転数を把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたモータの回転数をモータの制御に利用することができる。従って、モータ駆動制御装置は、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なモータの駆動制御を行うことができる。また、制御部側からすると、制御部にはモータの回転数を表す信号として１つの信号のみが入力されることとなる。そのため、制御部は、モータの回転数を表す信号の入力ポートを１つのみ有することもできる。
【００１２】
また、例えば第１回転数信号から第２回転数信号へと、モータの制御の際に用いられる信号が切り換わった際、切り換わる直前の第１回転数信号は“０ｒｐｍ”以外の回転数を示していたが、切り換わった直後の第２回転数信号は“０ｒｐｍ”の回転数を示していたとする。この場合、モータが回転している可能性は高いのに、センサレス推定部はモータの回転数を“０ｒｐｍ”と判断していることから、制御部は、センサレス推定部に異常があると判断することができる。従って、モータ駆動制御装置は、センサレス推定部の状態に応じて、モータの起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。
【００１３】
本発明の第２観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点に係るモータ駆動制御装置において、起動前回転数検出部、センサレス推定部及び切換回路は、１つの集積回路パッケージ内にパッケージングされている。
【００１４】
これにより、モータ駆動制御装置自体が非常にコンパクトとなるため、ひいてはモータ駆動制御装置を搭載している室外機等の小型化が図れる。
【００１５】
本発明の第３観点に係るモータ駆動制御装置は、起動前回転数検出部と、センサレス推定部と、制御部とを備える。起動前回転数検出部は、起動前のモータの回転数を検出する。センサレス推定部は、ロータ位置センサレス方式にて起動後のモータのロータ位置を推定すると共に、推定したロータ位置に基づいてモータの回転数を推定する。制御部は、第１回転数信号または第２回転数信号に基づいて、モータの制御を行う。第１回転数信号は、起動前回転数検出部により検出されたモータの回転数を示す信号である。第２回転数信号は、センサレス推定部により推定されたモータの回転数を示す信号である。そして、制御部は、切換手段を有する。切換手段は、モータの起動前には第１回転数信号に基づいてモータを制御し、モータの起動後には第２回転数信号に基づいてモータを制御するように、モータの制御の際に用いる信号の切換動作を行う。
【００１６】
そして、制御部は、第１回転数信号及び第２回転数信号に基づいて、センサレス推定部における異常の有無を判断する。
【００１７】
このモータ駆動制御装置によると、モータの起動前には、起動前回転数検出部によって検出された起動前のモータの回転数（つまり、第１回転数信号）がモータ制御に用いられ、モータの起動後には、センサレス推定部によって推定された起動後のモータの回転数（つまり、第２回転数信号）がモータ制御に用いられるように、制御部の内部において信号の切換が行われる。これにより、制御部は、起動前のモータの回転数を把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたモータの回転数をモータの制御に利用することができる。従って、モータ駆動制御装置は、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なモータの駆動制御を行うことができる。また、第１観点のように“切換回路”を必要としないため、モータ駆動制御装置自体は、第１観点に比してコンパクトととなり、モータ駆動制御装置を搭載している室外機も、第１観点に比してより小型化が図れるようになる。
【００１８】
また、例えば第１回転数信号から第２回転数信号へと、モータの制御の際に用いられる信号が切り換わった際、切り換わる直前の第１回転数信号は“０ｒｐｍ”以外の回転数を示していたが、切り換わった直後の第２回転数信号は“０ｒｐｍ”の回転数を示していたとする。この場合、モータが回転している可能性は高いのに、センサレス推定部はモータの回転数を“０ｒｐｍ”と判断していることから、制御部は、センサレス推定部に異常があると判断することができる。従って、モータ駆動制御装置は、センサレス推定部の状態に応じて、モータの起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。
【００１９】
本発明の第４観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、センサレス推定部は、モータの制御に関する所定の数式モデルを用いてロータ位置を推定する。
【００２０】
このモータ駆動制御装置によると、ロータ位置推定の際には、モータの制御に関する所定の数式モデルが用いられるため、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【００２１】
本発明の第５観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、センサレス推定部は、モータに電流を流すことでロータ位置を推定する。
【００２２】
このモータ駆動制御装置によると、モータに対し通電がなされることで、通電状態における情報（例えばモータに印加される電圧やモータに流れる電流など）を利用することでロータの位置が推定されるため、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【００２３】
本発明の第６観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第５観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、インバータを更に備える。インバータは、モータに電力を供給する。そして、センサレス推定部は、インバータの制御が行われている時のみ、ロータ位置の推定を行う。
【００２４】
このモータ駆動制御装置によると、インバータの制御が行われている時のみ、ロータ位置が推定されるため、ロータ位置は確実に推定され得る。また、インバータの制御に通常用いられる電圧検出器や電流検出器を、ロータ位置の推定にそのまま用いることができるため、新たな回路を追加することなくモータ駆動制御装置を安価にかつ小型に製造することができる。
【００２５】
本発明の第７観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係るに係るモータ駆動制御装置において、センサレス推定部は、起動前のモータの回転数を推定できない。
【００２６】
このモータ駆動制御装置では、センサレス推定部は、起動前のモータの回転数を推定できないが、起動前のモータの回転数を把握する機能部は“起動前回転数検出部”として備えられている。そして、モータ制御に用いられるモータ回転数を示す信号は、モータの起動前後で切り替わる。これにより、簡単な構成によって、起動前のモータの回転数を容易に把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたモータの回転数がモータ制御に利用されることとなる。従って、モータ駆動制御装置は、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて精密にモータの駆動制御を行うことができる。
【００２７】
本発明の第８観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、起動前回転数検出部は、モータの制御に関する所定の数式モデルを用いずに、起動前のモータの回転数の検出を行う。
【００２８】
このモータ駆動制御装置によると、起動前回転数検出部は、モータの制御に関する所定の数式モデルを用いるような、所謂ロータ位置センサレス方式でモータの回転数を検出するものではない。そのため、起動前回転数検出部は、モータが起動していなくとも、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００２９】
本発明の第９観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第８観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、起動前回転数検出部は、モータに電流を流さずに起動前のモータの回転数の検出を行う。
【００３０】
このモータ駆動制御装置によると、起動前回転数検出部は、モータに通電を行ってロータ位置を推定するような、所謂ロータ位置センサレス方式でモータの回転数を検出するものではない。そのため、起動前回転数検出部は、モータが起動していなくとも、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００３１】
本発明の第１０観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第９観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、インバータを更に備える。インバータは、モータに電力を供給する。そして、起動前回転数検出部は、インバータの制御が行われていなくても、起動前のモータの回転数の検出を行う。
【００３２】
このモータ駆動制御装置によると、起動前回転数検出部は、インバータの制御が行われていないモータの起動前においても、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００３３】
本発明の第１１観点に係るモータ駆動制御装置は、第８観点から第１０観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、起動前回転数検出部は、起動前のロータ位置を推定し、その結果を用いて起動前のモータの回転数の検出を行う。
【００３４】
このモータ駆動制御装置に係る起動前回転数検出部は、起動前のロータ位置を推定できるセンサレス方式が採用されている。従って、起動前回転数検出部は、モータの起動前においても、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００３５】
本発明の第１２観点に係るモータ駆動制御装置は、第８観点から第１０観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、起動前回転数検出部は、起動前のモータに発生する誘起電圧に基づいて、起動前のモータの回転数を検出する。
【００３６】
このモータ駆動制御装置に係る起動前回転数検出部は、起動前であってもモータが回転していれば発生するであろう誘起電圧に基づいて、起動前のモータの回転数を検出する。そのため、比較的簡単な構成にて、起動前のモータの回転数を検出することができる。
【００３７】
本発明の第１３観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第１２観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置において、制御部は、第１回転数信号が所定回転数未満の場合、モータをロータ位置センサレス方式にて起動させる。そして、制御部は、第１回転数信号が所定回転数以上の場合、モータを起動させない。
【００３８】
ここで、モータ駆動制御装置が、例えばヒートポンプ装置の室外機に含まれるファンモータの駆動制御系として用いられるとする。起動前のモータが風等の影響により既に回転している状態において、その回転数が所定回転数以上であれば、室外機内の熱交換器には既に十分な空気が送られていることとなるため、このモータ駆動制御装置は、あえてモータを起動させない。逆に、回転数が所定回転数未満であれば、仮にモータが回転しているとしても、室外機内の熱交換器に送られている空気の量は不十分であるとして、モータ駆動制御装置はモータを起動させる。このように、起動前のモータの回転数に応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができると共に、当該モータ駆動制御装置が搭載されるヒートポンプ装置としての性能を低下させることもない。また、起動直前の回転状態が限定されるため、突風などの外乱が入ったとしても、モータ電流やモータに印加される電圧の増加が過大となることもなく、過電流や過電圧によってモータ駆動のシステムが停止することもない。
【００３９】
本発明の第１４観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第１３観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、第１回転数信号から第２回転数信号への信号の切換動作は、センサレス推定部によるロータ位置の推定が可能となった場合に行われる。
【００４０】
このモータ駆動制御装置によると、モータの起動後であり、かつセンサレス推定部によるロータ位置の推定が可能となった場合に、モータの回転数を示す信号の切換動作が行われる。センサレス推定部がロータ位置を推定できるようになったということは、即ち推定したロータ位置に基づいてモータの回転数を推定可能となったことを意味する。従って、モータは、ロータ位置センサレス方式にて、確実に駆動されることとなる。
【００４１】
本発明の第１５観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第１４観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、第１回転数信号の信号形式は、第２回転数信号の信号形式と同一である。
【００４２】
これにより、モータの回転数を表す信号の切換動作が切換回路によって行われる場合（第１観点）、制御部は、該信号用の入力ポートを１つのみとすることができる。従って、第１回転数信号または第２回転数信号のいずれかが入力された場合であっても、入力された信号に応じて制御方式を変えずに済む。また、上記切換動作が制御部内にて行われる場合（第３観点）、制御部には、第１回転数信号用の入力ポート及び第２回転数信号用の入力ポートが、別々に設けられることになるが、用いる信号に応じて制御方式を変更せずに済む。
【００４３】
本発明の第１６観点に係るモータ駆動制御装置は、第１観点から第１５観点のいずれかに係るモータ駆動制御装置であって、制御部は、第１回転数信号と第２回転数信号とが異なっている場合に、センサレス推定部に異常があると判断する。
【００４４】
本発明の第１７観点に係るモータ駆動制御装置は、第１６観点に係るモータ駆動制御装置であって、制御部は、第１回転数信号（ＦＧ１）０ｒｐｍ以外の回転数を示し且つ第２回転数信号が０ｒｐｍの回転数を示している場合に、センサレス推定部に異常があると判断する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の第１観点に係るモータ駆動制御装置によると、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なモータの駆動制御を行うことができる。更に、制御部は、モータの回転数を表す信号の入力ポートを１つのみ有することもできる。
【００４６】
また、センサレス推定部の状態に応じてモータの起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。
【００４７】
本発明の第２観点に係るモータ駆動制御装置によると、モータ駆動制御装置自体が非常にコンパクトとなるため、ひいてはモータ駆動制御装置を搭載している室外機等の小型化が図れる。
【００４８】
本発明の第３観点に係るモータ駆動制御装置によると、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なモータの駆動制御を行うことができる。また、センサレス推定部の状態に応じてモータの起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。また、モータ駆動制御装置自体は、第１観点に比してコンパクトととなり、モータ駆動制御装置を搭載している室外機も、第１観点に比してより小型化が図れるようになる。
【００４９】
本発明の第４観点及び第５観点に係るモータ駆動制御装置によると、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【００５０】
本発明の第６観点に係るモータ駆動制御装置によると、ロータ位置は確実に推定され得る。また、新たな回路を追加することなく、モータ駆動制御装置を安価にかつ小型に製造することができる。
【００５１】
本発明の第７観点に係るモータ駆動制御装置は、起動前のモータの回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて精密にモータの駆動制御を行うことができる。
【００５２】
本発明の第８観点及び第９観点に係るモータ駆動制御装置によると、起動前回転数検出部は、モータが起動していなくとも、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００５３】
本発明の第１０観点及び第１１観点に係るモータ駆動制御装置によると、起動前回転数検出部は、モータの起動前においても、確実にモータの回転数を検出することができる。
【００５４】
本発明の第１２観点に係るモータ駆動制御装置によると、比較的簡単な構成にて、起動前のモータの回転数を検出することができる。
【００５５】
本発明の第１３観点に係るモータ駆動制御装置によると、起動前のモータの回転数に応じてモータの起動実行が制御されるため、モータの起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。また、当該モータ駆動制御装置が搭載されるヒートポンプ装置としての性能を低下させることもない。更に、起動直前の回転状態が限定されるため、突風などの外乱が入ったとしても、モータ電流やモータに印加される電圧の増加が過大となることもなく、過電流や過電圧によってモータ駆動のシステムが停止することもない。
【００５６】
本発明の第１４観点に係るモータ駆動制御装置によると、モータは、ロータ位置センサレス方式にて、確実に駆動されることとなる。
【００５７】
本発明の第１５観点に係るモータ駆動制御装置によると、制御部は、入力された第１回転数信号または第２回転数信号に応じて制御方式を変えたり、モータの制御に用いる第１回転数信号または第２回転数信号に応じて制御方式を変更したりせずに済む。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態に係るモータ駆動制御装置が採用されたシステムの全体の構成と、モータ駆動制御装置の内部構成とを示したブロック図。
【図２】ヒートポンプ装置の室外機の構成を簡単に示す図。
【図３】起動前回転数検出部の構成の一例を簡単に示す図。
【図４】センサレス制御回路の構成の一例を表すブロック図。
【図５】第１実施形態に係るモータ駆動制御装置の動作を説明するためのフロー図。
【図６】第１実施形態に係る変形例１Ｆのモータ駆動制御装置の構成を簡単に示す図。
【図７】第２実施形態に係るモータ駆動制御装置が採用されたシステムの全体の構成と、モータ駆動制御装置の内部構成とを示したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、本発明に係るモータ駆動制御装置について、図面を用いて詳述する。
【００６０】
＜第１実施形態＞
（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を駆動するための本実施形態に係るモータ駆動制御装置２０とを含むモータ駆動制御システム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る。モータ駆動制御装置２０は、該室外機１０内に搭載されている。
【００６１】
（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。
【００６２】
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。
【００６３】
（１−２）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２５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。
【００６４】
ロータ５３は、Ｎ極及びＳ極からなる２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。
【００６５】
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。
【００６６】
（２）モータ駆動制御装置の構成
次いで、本時実施形態に係るモータ駆動制御装置２０の構成について説明する。本実施形態に係るモータ駆動制御装置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、インバータ２５と、ゲート駆動回路２６と、起動前回転数検出部２７と、センサレス制御回路２８（センサレス推定部に相当）と、マイクロコンピュータ２９（制御部に相当）と、切換回路３０とを備える。
【００６７】
モータ駆動制御装置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。特に、本実施形態においては、ゲート駆動回路２６、起動前回転数検出部２７、センサレス制御回路２８及び切換回路３０は、１つの集積回路パッケージｐａ１内にパッケージングされている。即ち、各機能部２６，２７，２８，３０は、１つのＩＣやＨＩＣで構成されている。
【００６８】
（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。
【００６９】
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。
【００７０】
（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２５に印加される。
【００７１】
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。
【００７２】
（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の値を検出するためのものである。特に、電圧検出部２３は、ファンモータ５１の起動後に電圧検出動作を行う。
【００７３】
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、センサレス制御回路２８に入力される。
【００７４】
（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２５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。
【００７５】
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る。電流検出部２４によって検出されたモータ電流は、センサレス制御回路２８に入力される。
【００７６】
（２−５）インバータ
インバータ２５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２５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おり、各ダイオードＤ３ａ〜Ｄ５ｂは、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂに、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が、また、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が接続されるよう、並列接続されている。インバータ２５は、平滑コンデンサ２２からの平滑後電圧が印加され、かつゲート駆動回路２６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、ファンモータ５１を駆動するための駆動電圧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２５は、ファンモータ５１に電力を供給する。
【００７７】
特に、本実施形態に係るインバータ２５は、起動前のファンモータ５１の回転数がどのような回転数であるのかに応じて、ファンモータ５１を起動したり起動を見合わせたりする。具体的に、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数未満である場合には、センサレス制御回路２８から起動開始を示すゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚが送られてくるため、インバータ２５は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをファンモータ５１に出力する。これにより、ファンモータ５１は起動し出す。しかし、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上の場合には、ゲート駆動回路２６から起動開始を示すゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚが送られてこないため、インバータ２５は、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷをファンモータ５１に出力しない。これにより、ファンモータ５１は起動をしないままの状態を保つ。
【００７８】
これは、起動前の時点で、室外ファン１５が風等の影響を受けており既にファンモータ５１が十分な回転数で回転しているのであれば、室外ファン１５の回転によって蒸発器１４には十分な空気が送られていることが想定される。このような場合にはヒートポンプ装置の蒸発器１４としての機能が損なわれないため、インバータ２５は、あえてファンモータ５１に駆動信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを出力せずとも良い。しかし、起動前のファンモータ５１の回転数が十分でない（起動前のファンモータ５１が回転していない場合を含む）のであれば、蒸発器１４には十分な空気が送られていないこととなる。すなわち、蒸発器１４として十分機能できない恐れがあるため、インバータ２５は、ファンモータ５１に駆動信号ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを出力してファンモータ５１を起動させるのである。
【００７９】
（２−６）ゲート駆動回路
ゲート駆動回路２６は、センサレス制御回路２８からの指令電圧Ｖｐｗｍに基づき、インバータ２５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２６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２５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。
【００８０】
（２−７）起動前回転数検出部
起動前回転数検出部２７は、入力がファンモータ５１のＷ相の駆動コイル端子ＴＷと接続されており、出力が切換回路３０に接続されている。即ち、起動前回転数検出部２７は、インバータ２５よりも後段側に位置していると言える。この起動前回転数検出部２７は、主に起動前においてファンモータ５１が回転している際に、該モータ５１から発生する誘起電圧Ｖｗｎに基づいて、起動前のファンモータ５１の回転数を検出する。
【００８１】
このような起動前回転数検出部２７の構成の一例を、図３に簡単に示す。図３では、起動前回転数検出部２７が、フィルタ２７ａ、コンパレータ２７ｂ及び演算部２７ｃで構成されている場合を示している。フィルタ２７ａは例えばローパスフィルタであり、回転しているファンモータ５１の駆動コイルＬｗにて発生した誘起電圧Ｖｗｎが入力され、この誘起電圧Ｖｗｎからノイズ成分及び高調波成分を除去する。コンパレータ２７ｂには、フィルタ２７ａ通過後の誘起電圧Ｖｗｎと所定の電圧値を有するリファレンス電圧Ｖｒｅｆとが入力される。コンパレータ２７ｂは、入力されたこれらの電圧の大小に基づき、誘起電圧Ｖｗｎに基づくパルス電圧を出力する。演算部２７ｃには、このパルス電圧が入力され、該電圧の周波数を演算してファンモータ５１の回転数を演算する。このようにして求められた起動前のファンモータ５１の回転数を示す回転数信号は、該モータ５１の回転数に応じた周期を有するパルス信号、または信号の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。当該回転数信号は、切換回路３０を介してマイクロコンピュータ２９に入力される。
【００８２】
以上のように、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、比較的簡単な構成によって、ファンモータ５１の回転数を検出する。即ち、起動前回転数検出部２７は、ロータ位置センサレス方式におけるモータ駆動の際に用いられるような、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルやファンモータ５１への通電を行わずして、ファンモータ５１の回転数の検出を行う構成となっている。従って、起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１が起動していない状態、つまりはインバータ２５の制御が行われていない場合において、ファンモータ５１の回転数の検出ができる構成となっている。従って、起動していないファンモータ５１が風等の影響により回転しているような、後述するロータ位置センサレス方式ではロータ位置の推定ができない場合においても、起動前回転数検出部２７はその回転数を検出することができる。
【００８３】
しかし、その反面、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、上述したような比較的簡単な構成であるため、ファンモータ５１が実際に起動しその回転数がある程度高くなると、回転数を精度良く検出することはできない。従って、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、後述するようにロータ位置センサレス方式にてファンモータ５１を駆動するからこそ、起動前のファンモータ５１の回転数検知のために設けられた機能部であると言える。
【００８４】
以下では、説明の便宜上、起動前のファンモータ５１の回転数を示す信号を、“第１回転数信号ＦＧ１”と記載する。
【００８５】
（２−８）センサレス制御回路
センサレス制御回路２８は、インバータ２５の前段側における電圧検出部２３、電流検出部２４と接続されていると共に、ゲート駆動回路２６、マイクロコンピュータ２９及び切換回路３０とも接続されている。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。
【００８６】
具体的には、センサレス制御回路２８は、ロータ位置センサレス方式にて起動後のファンモータ５１のロータ位置を推定すると共に、推定したロータ位置に基づいてファンモータ５１の回転数を推定する。以下、起動後のファンモータ５１の回転数を示す信号を、“第２回転数信号ＦＧ２”と記載する。第２回転数信号ＦＧ２は、切換回路３０を介してマイクロコンピュータ２９に入力される。また、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、推定したロータ位置及び回転数、電圧検出部２３及び電流検出部２４の各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する。従って、センサレス制御回路２８による制御結果（指令電圧Ｖｐｗｍ)は、ゲート駆動回路２６によるゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚの生成の際に用いられる。
【００８７】
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、ファンモータ５１起動後の平滑後電圧Ｖｆｌ（即ち、電圧検出部２３の検出結果）、ファンモータ５１のモータ電流Ｉｍ（即ち、電流検出部２４の検出結果）、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、ロータ位置及び回転数の推定、回転数に対するＰＩ制御、モータ電流に対する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。
【００８８】
図４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の構成の一例を簡単に示している。図４のセンサレス制御回路２８は、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、ＬＰＦ２８ｄ、回転数制御部２８ｅ及び電流制御部２８ｆにより構成されている。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、モータ５１への指令電圧、推定したロータ位置及び推定した回転数から、モータ電流の理想値を演算する。ロータ位置推定部２８ｂは、この理想値と、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を入力として、現時点でのロータ位置を推定する。回転数推定部２８ｃは、推定されたロータ位置を用いて、現時点でのファンモータ５１の回転数を推定する。各推定部２８ｂ，２８ｃにおける推定結果は、モータ電流の理想値と実際のモータ電流Ｉｍとの差分を“０”にするべく補正処理が行われ、モータモデルの補正がなされる。ＬＰＦ２８ｄは、推定された回転数からノイズ成分及び高調波成分を除去する。ＬＰＦ２８ｄから出力されたファンモータ５１の回転数は、波形成形部２８ｇによって所望の第２回転数信号ＦＧ２となり、切換回路３０を介してマイクロコンピュータ２９に出力される。当該第２回転数信号ＦＧ２は、第１回転数信号ＦＧ１と同様、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、または信号の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。
【００８９】
また、ＬＰＦ２８ｄから出力されたファンモータ５１の回転数は、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との間で減算処理が行われる。回転数制御部２８ｅは、減算処理の結果が入力されると、回転数に対してＰＩ制御を行う。電流制御部２８ｆは、回転数制御部２８ｅによる制御結果であるｄ軸トルク電流指令Ｉｄ*と、例えばｑ軸電流指令Ｉｑが“０”となるような指令“Ｉｑ*＝０”と、電圧検出部２３により検出された平滑後電圧Ｖｆｌとに基づいて電流制御を行い、これらの指令に基づいた電流となるような指令電圧Ｖｐｗｍを生成する。モータ電流が“０”なるようにＰＩ制御を行う。このような電流制御部２８ｆの制御により、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを含む指令電圧Ｖｐｗｍが生成され、ゲート駆動回路２６に入力される。また、指令電圧Ｖｐｗｍはモータモデル演算部２８ａに入力され、モータモデルの更なる補正がなされる。
【００９０】
このような構成を有するセンサレス制御回路２８は、マイクロコンピュータ２９及びゲート駆動回路２６等によってインバータ２５の制御が行われている時のみ、ロータ位置の推定を行うと言うことができる。インバータ２５の制御が行われている場合とは、即ちファンモータ５１が起動指令によって起動し、駆動中であることに相当する。言い換えれば、センサレス制御回路２８は、ファンモータ５１の起動前においては、ファンモータ５１の回転数を推定することができない。何故ならば、上述したように、ロータ位置センサレス方式では、推定したロータ位置を回転数の推定に利用するため、起動前のファンモータ５１においてはロータ位置を推定することができないからである。
【００９１】
また、本実施形態に係るセンサレス制御回路２８は、図４では図示していないが、切換回路３０の切換動作の制御も行う。切換回路３０の切換動作については、「（２−１０）切換回路３０」にて説明する。
【００９２】
（２−９）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、切換回路３０及び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。
【００９３】
マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１の回転数に基づいてファンモータ５１の制御を行い、起動指令及び回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令をセンサレス制御回路２８に出力する。特に、マイクロコンピュータ２９は、図１に示すように、ファンモータ５１の回転数信号の入力用のポートとして、１つの回転数入力ポートｐｏ１を有している。そのため、マイクロコンピュータ２９には、起動前回転数検出部２７から出力された第１回転数信号ＦＧ１及びセンサレス制御回路２８から出力された第２回転数信号ＦＧ２のいずれか１つが入力されることとなり、第１回転数信号ＦＧ１または第２回転数信号ＦＧ２に基づいて、ファンモータ５１を制御する。
【００９４】
−起動時の制御−
ここで、マイクロコンピュータ２９がファンモータ５１を起動する際の制御について説明する。ファンモータ５１の起動前には、マイクロコンピュータ２９には、必ず第１回転数信号ＦＧ１が入力される。そこで、ファンモータ５１の起動前、マイクロコンピュータ２９は、第１回転数信号ＦＧ１と所定回転数とを比較し、起動前のファンモータ５１の回転数が所定回転数以上か否かを判断する。第１回転数信号ＦＧ１に示される回転数が所定回転数以上であれば、既に風等の影響によりファンモータ５１が十分な回転数で回転しており、あえてファンモータ５１を起動させずとも蒸発器１４には十分な空気が送られていることから、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１を起動させないままの状態を保つ。つまり、この場合には、マイクロコンピュータ２９からセンサレス制御回路２８へは、ファンモータ５１の起動指令を含む運転指令が送られないため、インバータ２５の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂは、オフの状態を保ったままとなる。逆に、第１回転数信号ＦＧ１が所定回転数未満であれば、現時点においては蒸発器１４には十分な空気が送られていないこととなるため、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１を起動させる。この場合には、マイクロコンピュータ２９からセンサレス制御回路２８へは、ファンモータ５１の起動指令及び回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令が送られ、インバータ２５の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂは異なるタイミングでオン及びオフし出す。
【００９５】
上述した所定回転数は、ファンモータ５１、室外ファン１５及び蒸発器１４の特性等に基づいて、机上計算やシミュレーション、実験等によって予め適宜な値に設定されていることとする。
【００９６】
−ロータ位置センサレス運転時における制御−
ファンモータ５１が起動した後、やがてマイクロコンピュータ２９に入力される回転数信号は第１回転数信号ＦＧ１ではなく第２回転数信号ＦＧ２となり、マイクロコンピュータ２９は、第２回転数信号ＦＧ２に基づいてファンモータ５１の運転指令を出力することとなる。
【００９７】
また、マイクロコンピュータ２９は、入力される回転数信号が切り換わる前後を含め、各回転数信号ＦＧ１，ＦＧ２が表すその時々の回転数を監視することで、センサレス制御回路２８の状態を判断することも可能である。例えば、マイクロコンピュータ２９に入力される回転数信号が第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２に切り換わった際に、切り換わる直前の第１回転数信号ＦＧ１は“０ｒｐｍ”以外の回転数を示していたが、切り換わった直後の第２回転数信号ＦＧ２が“０ｒｐｍ”を示しているとする。この場合、マイクロコンピュータ２９は、センサレス制御回路２８側に異常があると判断する。なぜなら、ファンモータ５１が回転している可能性は高いのに、センサレス制御回路２８は回転数を“０ｒｐｍ”と判断しているからである。
【００９８】
このように、センサレス制御回路２８が異常な状態であることを判断した場合には、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１の起動を直ちに停止する旨の運転指令をセンサレス制御回路２８に送り、ファンモータ５１の駆動を停止させてもよい。更に、マイクロコンピュータ２９は、センサレス制御回路２８が異常である旨を、室外機側制御部や室外機１０の外部に向けて発報してもよい。
【００９９】
（２−１０）切換回路
切換回路３０は、起動前回転数検出部２７、センサレス制御回路２８及びマイクロコンピュータ２９と接続されたスイッチで構成されている。切換回路３０は、センサレス制御回路２８からの切換動作の制御に基づき、マイクロコンピュータ２９への回転数信号の切換動作を行う。
【０１００】
具体的には、切換回路３０は、ファンモータ５１の起動前には、起動前回転数検出部２７から出力される第１回転数信号ＦＧ１がマイクロコンピュータ２９に入力されるように、マイクロコンピュータ２９における回転数入力ポートｐｏ１と起動前回転数検出部２７における第１回転数信号ＦＧ１の出力ポートとを接続状態とし、回転数入力ポートｐｏ１とセンサレス制御回路２８における第２回転数信号ＦＧ２の出力ポートとを非接続状態にする。逆に、ファンモータ５１の起動後であって、かつセンサレス制御回路２８から回転数信号の切換指令がなされた場合には、切換回路３０は、センサレス制御回路２８から出力される第２回転数信号ＦＧ２がマイクロコンピュータ２９に入力されるように、回転数入力ポートｐｏ１とセンサレス制御回路２８における第２回転数信号ＦＧ２の出力ポートとを接続状態にし、回転数入力ポートｐｏ１と起動前回転数検出部２７における第１回転数信号ＦＧ１の出力ポートとを非接続状態にする。
【０１０１】
このように、本実施形態においては、簡易な構成である切換回路３０により、マイクロコンピュータ２９へは、第１回転数信号ＦＧ１または第２回転数信号ＦＧ２のいずれか一方が入力されるようになっている。そのため、本実施形態では、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２は、既に述べているように共にパルス信号であって、第１回転数信号ＦＧ１の信号形式は、第２回転数信号ＦＧ２の信号形式と同一となっている。
【０１０２】
−回転数信号の切換動作−
ここで、切換回路３０が回転数入力ポートｐｏ１の接続先を起動前回転数検出部２７側からセンサレス制御回路２８側へと切り換えるタイミングについて説明する。切換回路３０は、ファンモータ５１が起動した後であってかつ所定のタイミングに、マイクロコンピュータ２９に入力される回転数信号を第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２へと切り換えるが、この「所定のタイミング」としては、以下の３つのパターンが考えられる。
（パターンＡ）先ず、起動直後にロータ位置及び回転数の検出がなされる。その検出結果に応じて、センサレス制御回路２８は、ファンモータ５１に対し強制通電を行い、ロータ５３の位置を所定位置に固定させる。この動作により、センサレス制御回路２８は、ロータ位置を推定できるようになる。切換回路３０は、センサレス制御回路２８によるロータ位置の推定動作が可能となったタイミングで、回転数信号の切換動作を行う。
（パターンＢ）上述したパターンＡにおけるロータ位置及び回転数の検出がなされることなく、センサレス制御回路２８は、ファンモータ５１に対し強制通電を行い、ロータ位置を所定位置に固定させる。この動作により、センサレス制御回路２８は、ロータ位置を推定できるようになるため、切換回路３０は、センサレス制御回路２８によるロータ位置の推定動作が可能となったタイミングで、回転数信号の切換動作を行う。
（パターンＣ）風等の影響により既に回転している状態のファンモータ５１が、あえて起動したとする。この際、既に回転している該モータ５１の回転数等の状態により、センサレス制御回路２８は、ロータ位置及び回転数の検出が可能な場合がある。この場合には、ファンモータ５１に対する強制通電を行わずとも、センサレス制御回路２８は、ロータ位置を推定できる。従って、切換回路３０は、センサレス制御回路２８によるロータ位置の推定動作が可能となったタイミングで、回転数信号の切換動作を行う。
【０１０３】
上記パターンＡ〜Ｃをまとめると、本実施形態では、センサレス制御回路２８によるロータ位置の推定が可能となった場合に、切換回路３０は、第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２への回転数信号の切換動作を行うと言える。ファンモータ５１が起動し、その後該モータ５１の駆動状態が安定すれば、ロータ位置の推定が可能となるため、センサレス制御回路２８は、第２回転数信号ＦＧ２を出力することが可能となるからである。
【０１０４】
なお、パターンＡ〜Ｃのどのパターンが採用されるかは、室外ファン１５を搭載する室外機１０の仕様等に応じて、適宜決定されると良い。
【０１０５】
（３）動作
次に、本実施形態のモータ駆動制御装置２０の動作について、図５を用いて説明する。図５は、モータ駆動制御装置２０が行う動作を示すフロー図である。初めに、切換回路３０は、マイクロコンピュータ２９の回転数入力ポートｐｏ１と起動前回転数検出部２７における第１回転数信号ＦＧ１の出力ポートとを接続している状態であるとする。
【０１０６】
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（ステップＳ１のＹｅｓ）、起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１が起動する前である現時点での該モータ５１の回転数を検出する（ステップＳ２）。これにより、マイクロコンピュータ２９には、切換回路３０を介して第１回転数信号ＦＧ１が入力される。
【０１０７】
ステップＳ３〜Ｓ４：マイクロコンピュータ２９は、ステップＳ２の第１回転数信号ＦＧ１を所定回転数と比較する（ステップＳ３）。第１回転数信号ＦＧ１が所定回転数以上であれば（ステップＳ４のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ２９は、現時点においてはファンモータ５１を起動させないと判断する（ステップＳ４）。この場合、インバータ２５からは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがファンモータ５１に出力されない。
【０１０８】
ステップＳ５：ステップＳ２の動作から所定時間が経過する毎に、ステップＳ２以降の動作が繰り返される。つまり、ステップＳ２においてファンモータ５１を起動させないと判断された場合には、起動前回転数検出部２７による起動前のファンモータ５１の回転数の検出動作がリトライされる。
【０１０９】
ステップＳ６：ステップＳ３において、第１回転数信号ＦＧ１が所定回転数未満であれば（ステップＳ３のＮｏ）、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１を起動させると判断する。この場合、マイクロコンピュータ２９は、起動指令及び回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令をセンサレス制御回路２８に出力し、インバータ２５からは、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがファンモータ５１に出力され、ファンモータ５１は起動し出す。
【０１１０】
ステップＳ７〜Ｓ８：センサレス制御回路２８においてロータ位置の推定が可能となるまで（ステップＳ７のＮｏ）、切換回路３０は、マイクロコンピュータ２９の回転数入力ポートｐｏ１と起動前回転数検出部２７側とを接続する状態を保つ。センサレス制御回路２８においてロータ位置の推定が可能となれば（ステップＳ７のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ２９には第１回転数信号ＦＧ１ではなく第２回転数信号ＦＧ２が入力されるように、切換回路３０は、マイクロコンピュータ２９の回転数入力ポートｐｏ１の接続先を起動前回転数検出部２７側からセンサレス制御回路２８側へと切り換える（ステップＳ８）。
【０１１１】
ステップＳ９：ステップＳ６で起動したファンモータ５１は、センサレス制御回路２８により、ロータ位置センサレス駆動される。
【０１１２】
ステップＳ１０〜Ｓ１２：室外ファン１５の駆動停止指示を取得するまでは（ステップＳ１０のＮｏ）、ファンモータ５１は、センサレス制御回路２８により、ステップＳ９に係るロータ位置センサレス駆動が継続される。インバータ２５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（Ｓ１１）。マイクロコンピュータ２９には第２回転数信号ＦＧ２ではなく第１回転数信号ＦＧ１が入力されるように、切換回路３０は、マイクロコンピュータ２９の回転数入力ポートｐｏ１の接続先をセンサレス制御回路２８側から起動前回転数検出部２７側へと切り換える（Ｓ１２）。
【０１１３】
（４）特徴
（４−１）
本実施形態に係るモータ駆動制御装置２０によると、ファンモータ５１の起動前には、起動前回転数検出部２７によって検出された起動前のファンモータ５１の回転数（つまり、第１回転数信号ＦＧ１）がマイクロコンピュータ２９に入力される。ファンモータ５１の起動後には、センサレス制御回路２８によって推定された起動後のファンモータ５１の回転数（つまり、第２回転数信号ＦＧ２）がマイクロコンピュータ２９に入力される。このように、切換回路３０によって、マイクロコンピュータ２９に入力される回転数信号が切り換えられる。従って、マイクロコンピュータ２９は、起動前のファンモータ５１の回転数を容易に把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたファンモータ５１の回転数をファンモータ５１の制御に利用することができる。従って、モータ駆動制御装置２０は、起動前のファンモータ５１の回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なファンモータ５１の駆動制御を行うことができる。
【０１１４】
また、マイクロコンピュータ２９側からすると、マイクロコンピュータ２９にはファンモータ５１の回転数を表す信号として１つの回転数信号（つまり、第１回転数信号ＦＧ１または第２回転数信号ＦＧ２）のみが入力されることとなる。そのため、マイクロコンピュータ２９は、ファンモータ５１の回転数を表す信号の入力ポートを、１つのみ有することもできる。
【０１１５】
（４−２）
また、本実施形態においては、起動前回転数検出部２７、センサレス制御回路２８及び切換回路３０が、１つの集積回路パッケージ内にパッケージングされている。これにより、モータ駆動制御装置２０自体が非常にコンパクトとなるため、ひいてはモータ駆動制御装置２０を搭載している室外機１０の小型化が図れる。
【０１１６】
（４−３）
また、本実施形態に係るモータ駆動制御装置２０によると、ファンモータ５１が起動している場合において、センサレス制御回路２８によるロータ位置の推定の際には、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルが用いられる。そのため、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【０１１７】
（４−４）
即ち、本実施形態に係るモータ駆動制御装置２０によると、インバータ２５の制御が行われている時のみ、センサレス制御回路２８によるロータ位置が推定されるため、ロータ位置は確実に推定され得る。また、インバータ２５の制御に通常用いられる電圧検出部２３及び電流検出部２４を、ロータ位置の推定にそのまま用いることができるため、新たな回路を追加することなくモータ駆動制御装置２０を安価にかつ小型に製造することができる。
【０１１８】
（４−５）
また、本実施形態では、センサレス制御回路２８は、起動前のファンモータ５１の回転数を推定できないが、起動前のファンモータ５１の回転数を把握する機能部は“起動前回転数検出部２７”として備えられている。そして、マイクロコンピュータ２９によるモータ制御にて用いられる回転数信号ＦＧ１，ＦＧ２は、ファンモータ５１の起動前後で切り替わる。これにより、簡単な構成によって、起動前のファンモータ５１の回転数（つまり、第１回転数信号ＦＧ１）を容易に把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたモータの回転数（つまり、第２回転数信号ＦＧ２）がモータ制御に利用されることとなる。従って、モータ駆動制御装置２０は、起動前のファンモータ５１の回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なファンモータ５１の駆動制御を行うことができる。
【０１１９】
（４−６）
また、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルを用いずに、起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行う。即ち、起動前回転数検出部２７は、数式モデルを用いるような、所謂ロータ位置センサレス方式でファンモータ５１の回転数を検出するものではない。そのため、起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１が起動していなくとも、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１２０】
（４−７）
更に、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１に通電を行ってロータ位置を推定するような、所謂ロータ位置センサレス方式でモータの回転数を検出するものではない。そのため、起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１が起動していなくとも、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１２１】
（４−８）
更に、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、インバータ２５の制御が行われていないファンモータ５１の起動前においても、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１２２】
（４−９）
具体的に、本実施形態に係る起動前回転数検出部２７は、起動前であってもファンモータ５１が回転していれば発生するであろう誘起電圧Ｖｗｎに基づいて、起動前のファンモータ５１の回転数を検出する。そのため、比較的簡単な構成にて、起動前のファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１２３】
（４−１０）
起動前のファンモータ５１が風等の影響により既に回転している状態において、その回転数が所定回転数以上であれば、室外機１０内の蒸発器１４には既に十分な空気が送られており、熱交換を行なうことができる状態であるため、本実施形態に係るモータ駆動制御装置２０は、あえてファンモータ５１を起動させない。逆に、回転数が所定回転数未満であれば、仮にファンモータ５１が回転しているとしても、室外機１０内の蒸発器１４に送られている空気の量は不十分であるとして、モータ駆動制御装置２０はファンモータ５１を起動させる。このように、起動前のファンモータ５１の回転数に応じてファンモータ５１の起動実行が制御されるため、ファンモータ５１の起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。そして、当該モータ駆動制御装置２０が搭載されるヒートポンプ装置としての性能を低下させることもない。また、起動直前の回転状態が限定されるため、突風などの外乱が入ったとしても、モータ電流や駆動電圧の増加が過大となることもなく、過電流や過電圧によってモータ駆動制御システム１００が停止することもない。
【０１２４】
（４−１１）
第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２への信号の切換動作は、ファンモータ５１の起動後であり、かつセンサレス制御回路２８によるロータ位置の推定が可能となった場合に行われる。センサレス制御回路２８がロータ位置を推定できるようになったということは、即ち推定したロータ位置に基づいてファンモータ５１の回転数を推定可能となったことを意味する。従って、ファンモータ５１は、ロータ位置センサレス方式にて、確実に駆動されることとなる。
【０１２５】
（４−１２）
第１回転数信号ＦＧ１の信号形式は、第２回転数信号ＦＧ２の信号形式と同一である。これにより、マイクロコンピュータ２９は、該信号用の入力ポートを１つのみとすることができる。従って、第１回転数信号ＦＧ１または第２回転数信号ＦＧ２のいずれかが入力された場合であっても、入力された信号に応じて制御方式を変えずに済む。
【０１２６】
（４−１３）
本実施形態に係るマイクロコンピュータ２９は、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２に基づいて、センサレス制御回路２８における異常の有無を判断することができる。従って、モータ駆動制御装置２０は、センサレス制御回路２８の状態に応じて、ファンモータ５１の起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。
【０１２７】
（４−１４）
モータ５１は、ヒートポンプ装置の室外機１０に含まれる機器の１つである室外ファン１５の駆動源である。このモータ駆動制御装置２０によると、室外ファン１５が風等の影響により起動前から回転していても、起動前のファンモータ５１の回転数を容易に把握することができ、かつ起動後も精密にファンモータ５１の駆動制御を行うことができる。
【０１２８】
（５）変形例
（５−１）変形例１Ａ
上記第１実施形態では、センサレス制御回路２８は、ファンモータ５１の起動後のロータ位置の推定を、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルを用いて行うと説明した。しかし、センサレス制御回路２８は、駆動中のファンモータ５１に対しロータ位置検出用の電流を流すことで、ロータ位置を推定してもよい。この手法であれば、ロータ位置は、通電状態における情報（例えば駆動電圧やモータ電流など）の利用により、精度良く推定され得る。
【０１２９】
（５−２）変形例１Ｂ
また、上記第１実施形態では、起動前回転数検出部２７が、ファンモータ５１における誘起電圧Ｖｗｍを用いてファンモータ５１の回転数を検出すると説明した。しかし、起動前回転数検出部２７は、起動前のファンモータ５１におけるロータ位置を推定し、その結果を用いて起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行ってもよい。つまり、この場合の起動前回転数検出部２７は、所謂ロータ位置センサレス方式のように起動前にはファンモータ５１の回転数を検出できないような構成なのではなく、起動前のロータ位置を推定できるセンサレス方式が採用されている。これにより、起動前回転数検出部２７は、ファンモータ５１の起動前においても、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１３０】
尚、上述したセンサレス方式により起動前のロータ位置を推定する手法としては、例えば特許文献１（平７−３３７０８０号公報）の図３に示されるように、従来から良く知られている手法がある。このセンサレス方式では、ファンモータ５１の各相における端子間電圧（即ち、各相に発生する誘起電圧）を用いて、ロータ位置の検出を行っている。
【０１３１】
（５−３）変形例１Ｃ
上記第１実施形態では、図３に示すように、起動前回転数検出部２７は、１相分の誘起電圧のみを用いて、起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行っていた。しかし、起動前のファンモータ５１の回転数の検出において用いられる誘起電圧は、１相分ではなく、２相分や３相分全てであってもよい。また、図３では、起動前のファンモータ５１の回転数の検出においては、Ｗ相の誘起電圧が用いられていたが、Ｗ相の代わりにＵ相やＶ相の誘起電圧が用いられても良いし、上記第１実施形態に係る検出方式に限定されるものではない。
【０１３２】
（５−４）変形例１Ｄ
上記第１実施形態では、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２が、パルス信号であると説明した。しかし、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２は、回転数が電圧値となって現れている、直流電圧信号であってもよい。
【０１３３】
（５−５）変形例１Ｅ
上記第１実施形態では、切換回路３０がスイッチで構成されると説明した。しかし、切換回路３０は、スイッチではなく、論理回路等で構成されていてもよい。
【０１３４】
（５−６）変形例１Ｆ
上記第１実施形態では、モータ駆動制御装置２０が、ファンモータ５１のみを駆動する場合について説明した。しかし、上述したモータ駆動制御装置は、図６に示すように、ファンモータ５１が圧縮機用モータ６１と並列に接続された構成において、各モータ５１，６１を駆動制御する場合にも適用することができる。
【０１３５】
図６は、ファンモータ５１及び圧縮機用モータ６１が並列に接続された場合の、モータ駆動制御装置１２０を含むシステム２００の構成図である。なお、図６では、構成を簡単にするため、整流部１３１及び各インバータ１２５，１３３の内部の詳細な構成は省略しているが、整流部１３１及び各インバータ１２５，１３３の内部の構成は、図１と同様である。
【０１３６】
モータ駆動制御装置１２０は、ファンモータ５１側の構成として、第１平滑コンデンサ１２２、電圧検出部１２３、電流検出部１２４、ファン用インバータ１２５及びファンモータ側の駆動用ＩＣ１２６を備える。第１平滑コンデンサ１２２、電圧検出部１２３、電流検出部１２４、ファン用インバータ１２５は、上述した第１実施形態に係る平滑コンデンサ２２、電圧検出部２３、電流検出部２４、インバータ２５と同様である。ファンモータ５１側の駆動用ＩＣ１２６内部の構成は、図１に示した集積回路パッケージｐａ１内と同一である。即ち、駆動用ＩＣ１２６は、上記第１実施形態に係るゲート駆動回路２６、起動前回転数検出部２７、センサレス制御回路２８及び切換回路３０と同様の構成からなる。
【０１３７】
そして、モータ駆動制御装置１２０は、圧縮機１１の駆動源である圧縮機用モータ６１側の構成として、圧縮機用インバータ１３３、及び圧縮機用モータ６１側の駆動用ＩＣ１３６を備える。更に、モータ駆動制御装置１２０は、圧縮機１１及び室外ファン１５に共通する構成として、商用電源９１に接続された整流部１３１と、第２平滑コンデンサ１３２とを有する。
【０１３８】
整流部１３１は、商用電源９１と接続されており、商用電源９１からの交流の電圧を整流する。第２平滑コンデンサ１３２は、第１平滑コンデンサ１２２及びファン用インバータ１２５に対し並列に接続されており、整流部１３１から供給される直流電源を平滑する。第２平滑コンデンサ１３２によって平滑された電圧は、圧縮機用インバータ１３３に供給されると共に、ファン側である第１平滑コンデンサ１２２側にも供給される。圧縮機用インバータ１３３は、圧縮機用モータ６１を駆動するための駆動電圧を生成し、該モータ６１に出力する。圧縮機用モータ６１側の駆動用ＩＣ１３６は、圧縮機用インバータ１３３内の各トランジスタを駆動するためのゲート駆動回路、ロータ位置を推定するロータ位置推定回路、及びロータ位置に基づいて圧縮機用モータ６１をセンサレス制御するセンサレス制御回路を有する。
【０１３９】
また、モータ駆動制御装置１２０は、ファンモータ５１及び圧縮機用モータ６１を統括制御するマイクロコンピュータ１３０を有する。マイクロコンピュータ１３０は、図６に示すように、ファンモータ制御系１３０ａと圧縮機用モータ制御系１３０ｂとして機能する。ファンモータ制御系１３０ａは、上記第１実施形態に係るマイクロコンピュータ２９と同様の制御を行う。圧縮機用モータ制御系１３０ｂは、圧縮機用モータ６１に対して駆動開始や停止等の運転指令を行う。
【０１４０】
（５−７）変形例１Ｇ
また、上記第１実施形態では、第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２への切換動作を、起動前／起動後として説明してきたが、一度所定回転数で駆動した後に駆動を停止し、減速途中の回転中に再起動を行なう場合においても、本方式に係る切換動作を適用できることは、言うまでもない。
【０１４１】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、マイクロコンピュータ２９に入力されるファンモータ５１の回転数信号ＦＧ１，ＦＧ２が、モータ５１の起動前と起動後とで、切換回路３０によってハード的に切り換えられる場合について説明した。本実施形態では、回転数信号の切換動作がハード的な構成によってではなく、ソフト的な構成によって行われる場合について説明する。
【０１４２】
（１）構成
図７は、ブラシレスＤＣモータであるファンモータ５１と、このファンモータ５１を駆動するための本実施形態に係るモータ駆動制御装置２２０とを含むモータ駆動システム３００全体の構成図である。モータ駆動制御装置２２０は、整流部２２１と、平滑コンデンサ２２２と、電圧検出部２２３と、電流検出部２２４と、インバータ２２５と、ゲート駆動回路２２６と、起動前回転数検出部２２７と、センサレス制御回路２２８（センサレス推定部に相当）と、マイクロコンピュータ２２９（制御部に相当）とを備える。即ち、本実施形態に係るモータ駆動制御装置２２０は、上記第１実施形態に係るモータ駆動制御装置２０において、切換回路３０を備えていない構成となっている。モータ駆動制御装置２２０を構成するこれらの機能部は、例えば１枚のプリント基板に実装されている。ゲート駆動回路２２６、起動前回転数検出部２２７及びセンサレス制御回路２２８は、例えば１つの集積回路パッケージｐａ２０１内にパッケージングされており、１つのＩＣやＨＩＣで構成されている。
【０１４３】
なお、整流部２２１、平滑コンデンサ２２２、電圧検出部２２３、電流検出部２２４、インバータ２２５、ゲート駆動回路２２６、起動前回転数検出部２２７及びセンサレス制御回路２２８は、図１に示した上記第１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、インバータ２５、ゲート駆動回路２６、起動前回転数検出部２７及びセンサレス制御回路２８それぞれと同様である。そのため、以下では、これらの機能部の説明は省略し、上記第１実施形態とは異なる部分、つまりはマイクロコンピュータ２２９についてのみ説明する。
【０１４４】
（１−１）マイクロコンピュータ
マイクロコンピュータ２２９は、起動前回転数検出部２２７及びセンサレス制御回路２２８と直接接続されており、起動前回転数検出部２２７の検出結果である第１回転数信号ＦＧ１とセンサレス制御回路２２８の検出結果である第２回転数信号ＦＧ２とが入力されるようになっている。即ち、マイクロコンピュータ２２９は、回転数信号の入力用のポートとして、２つの回転数入力ポートｐｏ１１，ｐｏ１２を有している。
【０１４５】
このようなマイクロコンピュータ２２９は、上記第１実施形態に係るマイクロコンピュータと同様、ファンモータ５１の起動前には第１回転数信号ＦＧ１に基づいて該モータ５１の起動を行うべきか否かを判定する制御を行い、ファンモータ５１の起動後には第２回転数信号ＦＧ２に基づいて該モータ５１の制御を行う。そのため、マイクロコンピュータ２２９は、ファンモータ５１の制御の際に用いる回転数信号の切換動作を行う切換手段２２９ａを有している。尚、切換手段２２９ａが第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２へと回転数信号を切り換えるタイミングは、上記第１実施形態に係る「−回転数信号の切換動作−」にて説明したタイミングが挙げられる。
【０１４６】
その他、マイクロコンピュータ２２９は、上記第１実施形態に係るマイクロコンピュータ２９と同様の制御を行う。加えて、マイクロコンピュータ２２９は、例えばセンサレス制御回路２２８がファンモータ５１の回転数検出時及びロータ位置固定時に第２回転数信号ＦＧ２として“０ｒｐｍ”を出力した場合にも、センサレス制御回路２２８に異常があると判断することができる。第２回転数信号ＦＧ２の値が“０ｒｐｍ”であるということは、即ちロータ位置の推定が不可能であったことを示すからである。
【０１４７】
また、ファンモータ５１に対し強制通電がなされている場合には、センサレス制御回路２２８から出力される第２回転数信号ＦＧ２は、強制通電に相当する周波数を示す値であることができる。この場合には、マイクロコンピュータ２２９は、第２回転数信号ＦＧ２から、ファンモータ５１は現在強制通電中であることを知ることができる。
【０１４８】
（２）特徴
（２−１）
本実施形態に係るモータ駆動制御装置２２０によると、ファンモータ５１の起動前には、起動前回転数検出部２２７によって検出された起動前のファンモータ５１の回転数（つまり、第１回転数信号ＦＧ１）がモータ制御に用いられ、ファンモータ５１の起動後には、センサレス制御回路２２８によって推定された起動後のファンモータ５１の回転数（つまり、第２回転数信号ＦＧ２）がモータ制御に用いられるように、マイクロコンピュータ２２９内部において信号の切換が行われる。これにより、マイクロコンピュータ２２９は、起動前のファンモータ５１の回転数を容易に把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたファンモータ５１の回転数をモータの制御に利用することができる。従って、起動前のファンモータ５１の回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なファンモータ５１の駆動制御を行うことができる。
【０１４９】
また、上記第１実施形態のように“切換回路３０”を必要としないため、モータ駆動制御装置２２０自体は、上記第１実施形態に比してコンパクトとなることができ、モータ駆動制御装置２２０を搭載している室外機１０も、上記第１実施形態に比してより小型化が図れる可能性がある。
【０１５０】
（２−２）
また、本実施形態に係るモータ駆動制御装置２２０においても、センサレス制御回路２２８によるロータ位置の推定の際には、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルが用いられる。そのため、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【０１５１】
（２−３）
つまり、本実施形態においても、インバータ２２５の制御が行われている時のみ、センサレス制御回路２２８によるロータ位置が推定されるため、ロータ位置は確実に推定され得る。また、インバータ２２５の制御に通常用いられる電圧検出部２２３及び電流検出部２２４を、ロータ位置の推定にそのまま用いることができるため、新たな回路を追加することなくモータ駆動制御装置２２０を安価にかつ小型に製造することができる。
【０１５２】
（２−４）
また、本実施形態においても、センサレス制御回路２２８は、起動前のファンモータ５１の回転数を推定できないが、起動前のファンモータ５１の回転数を把握する機能部は“起動前回転数検出部２２７”として備えられている。そして、マイクロコンピュータ２２９によるモータ制御にて用いられる回転数信号ＦＧ１，ＦＧ２は、ファンモータ５１の起動前後で切り替わる。これにより、簡単な構成によって、起動前のファンモータ５１回転数である第１回転数信号ＦＧ１を容易に把握でき、更に起動後はロータ位置センサレス方式にて推定されたモータの回転数である第２回転数信号ＦＧ２がモータ制御に利用されることとなる。従って、モータ駆動制御装置２２０は、起動前のファンモータ５１の回転数を把握しつつ、起動後はロータ位置センサレス方式にて高性能なファンモータ５１の駆動制御を行うことができる。
【０１５３】
（２−５）
また、本実施形態においても、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１の制御に関する所定の数式モデルを用いずに、起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行う。そのため、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１が起動していなくとも、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１５４】
（２−６）
更に、本実施形態においても、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１に電流を流さずに、起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行う。そのため、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１が起動していなくとも、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１５５】
（２−７）
更に、本実施形態においても、起動前回転数検出部２２７は、インバータ２２５の制御が行われていないファンモータ５１の起動前においても、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１５６】
（２−８）
本実施形態においても、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１にて発生する誘起電圧Ｖｗｎに基づいて、起動前のファンモータ５１の回転数を検出する簡単な構成となっている。
【０１５７】
（２−９）
本実施形態においても、起動前のファンモータ５１が風等の影響により既に回転している状態において、その回転数が所定回転数以上であれば、室外機１０内の蒸発器１４には既に十分な空気が送られていることとなるため、モータ駆動制御装置２２０は、あえてファンモータ５１を起動させない。逆に、回転数が所定回転数未満であれば、仮にファンモータ５１が回転しているとしても、室外機１０内の蒸発器１４に送られている空気の量は不十分であるとして、モータ駆動制御装置２２０はファンモータ５１を起動させる。従って、起動前のファンモータ５１の回転数に応じて該モータ５１の起動実行が制御されるため、ファンモータ５１の起動による消費電力の量を最小限にとどめることができる。そして、当該モータ駆動制御装置２２０が搭載されるヒートポンプ装置としての性能を低下させることもない。また、起動直前の回転状態が限定されるため、突風などの外乱が入ったとしても、モータ電流やモータ５１に印加される電圧の増加が過大となることもなく、過電流や過電圧によってシステム３００が停止することもない。
【０１５８】
（２−１０）
切換手段２２９ａによる第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２への信号の切換動作は、ファンモータ５１の起動後であり、かつセンサレス制御回路２２８によるロータ位置の推定が可能となった場合に行われる。センサレス制御回路２２８がロータ位置を推定できるようになったということは、即ち推定したロータ位置に基づいてファンモータ５１の回転数を推定可能となったことを意味するため、ファンモータ５１は、ロータ位置センサレス方式にて、確実に駆動されることとなる。
【０１５９】
（２−１１）
本実施形態においても、第１回転数信号ＦＧ１の信号形式は、第２回転数信号ＦＧ２の信号形式と同一であることが好ましい。マイクロコンピュータ２２９は、用いる回転数信号に応じて制御方式を変更せずに済むからである。
【０１６０】
（２−１２）
本実施形態においても、マイクロコンピュータ２２９は、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２に基づいて、センサレス制御回路２２８における異常の有無を判断することができる。従って、モータ駆動制御装置２２０は、センサレス制御回路２２８の状態に応じて、ファンモータ５１の起動を直ちに停止させたりする制御を行うことができ、高い安全性を保つことができる。
【０１６１】
（２−１３）
モータ５１は、ヒートポンプ装置の室外機１０に含まれる機器の１つである室外ファン１５の駆動源である。従って、室外ファン１５が風等の影響により起動前から回転していても、起動前のファンモータ５１の回転数は容易に把握され、かつ起動後も高性能なファンモータ５１の駆動制御が行われる。
【０１６２】
（３）変形例
（３−１）変形例２Ａ
上記第２実施形態においても、上記第１実施形態に係る変形例１Ａと同様、センサレス制御回路２２８は、駆動中のファンモータ５１に対しロータ位置検出用の電流を強制的に流すことで、ロータ位置を推定してもよい。この手法を用いても、ロータ位置は精度良く推定され得る。
【０１６３】
（３−２）変形例２Ｂ
上記第２実施形態においても、上記第１実施形態に係る変形例１Ｂと同様、起動前回転数検出部２２７は、起動前のファンモータ５１におけるロータ位置を推定し、その結果を用いて起動前のファンモータ５１の回転数の検出を行ってもよい。これにより、起動前回転数検出部２２７は、ファンモータ５１の起動前においても、確実にファンモータ５１の回転数を検出することができる。
【０１６４】
（３−３）変形例２Ｃ
上記第２実施形態においても、上記第１実施形態に係る変形例１Ｃと同様、起動前のファンモータ５１の回転数の検出において用いられる誘起電圧は、１相分ではなく、２相分や３相分全てであってもよい。また、Ｗ相の誘起電圧Ｖｗｎの代わりにＵ相やＶ相の誘起電圧が用いられても良いし、上記第２実施形態に係る検出方式に限定されるものではない。
【０１６５】
（３−４）変形例２Ｄ
上記第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２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、または信号の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であることができる。また、第１回転数信号ＦＧ１及び第２回転数信号ＦＧ２は、回転数が電圧値となって現れている直流電圧信号であることもできる。
【０１６６】
（３−５）変形例２Ｅ
上記第２実施形態に係るモータ駆動制御装置２２０は、上記第１実施形態に係る変形例１Ｆと同様、ファンモータ５１が圧縮機用モータ６１と並列に接続された構成にも適用できる。
【０１６７】
（３−６）変形例２Ｆ
上記第２実施形態では、マイクロコンピュータ２２９にて第１回転数信号ＦＧ１と第２回転数信号ＦＧ２との切り替えが行われ、当該マイクロコンピュータ２２９にてファンモータ５１の制御が行なわれる場合を示した。しかし、当該マイクロコンピュータ２２９よりも更に上位の制御手段（図示していないマイクロコンピュータや制御回路。例えば室外制御部）に、切り替えた結果としての回転数信号を伝達する構成であっても良い。
【０１６８】
（３−７）変形例２Ｇ
また、上記第２実施形態では、第１回転数信号ＦＧ１から第２回転数信号ＦＧ２への切換動作を、起動前／起動後として説明してきたが、一度所定回転数で駆動した後に駆動を停止し、減速途中の回転中に再起動を行なう場合においても、本方式に係る切換動作を適用できることは、言うまでもない。
【０１６９】
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。
【符号の説明】
【０１７０】
１０  室外機
１４  蒸発器
１５  室外ファン
２０  モータ駆動制御装置
２１  整流部
２２  平滑コンデンサ
２３  電圧検出部
２４  電流検出部
２５  インバータ
２６  ゲート駆動回路
２７  起動前回転数検出部
２８  センサレス制御回路
２９  マイクロコンピュータ
３０  切換回路
５１  モータ
１００  モータ駆動制御システム
６１  圧縮機用モータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７１】
【特許文献１】特開平７−３３７０８０号公報
【図１】
0005866763.tif 000002
【図２】
0005866763.tif 000003
【図３】
0005866763.tif 000004
【図４】
0005866763.tif 000005
【図５】
0005866763.tif 000006
【図６】
0005866763.tif 000007
【図７】
0005866763.tif 000008