(57)【要約】【課題】  速やかに効率のよい駆動状態に到達することが可能な同期モータの位置センサレス駆動制御装置を提供すること。【解決手段】  モータ制御部１２０は、位相偏差検出部１２３で目標電流位相と検出電流位相との電流位相偏差を検出し、電圧振幅制御部１２５で位相偏差検出部１２３が検出する電流位相偏差が０となるように、モータ１２印加電圧の振幅を制御する。すなわち、基準を電流位相とした位相差制御により、同期モータ１２の制御を行なう。したがって、位相遅れがある場合には、検出電流のゼロクロス検出前に目標電流位相がゼロクロスすることで容易に検知することができ、速やかに効率のよい駆動状態に到達することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置センサを用いることなく、モータコイルに印加する印加電圧と前記モータコイルに流れるモータコイル電流との位相差に基づいて同期モータ（１２）を駆動制御するための制御装置（１２０）であって、
前記モータ（１２）が運転する負荷（１１）の負荷情報を検出する負荷情報検出手段（１２４）と、
前記負荷情報検出手段（１２４）が検出した負荷情報に基づいて、前記駆動制御の目標値である目標位相差を設定する目標位相差設定手段（１２１）と、
前記モータ（１２）への回転数指令に基づいて目標電流位相を設定する目標電流位相設定手段（１２２）と、
前記目標位相差設定手段（１２１）が設定した目標位相差と、前記目標電流位相設定手段（１２２）が設定した目標電流位相とに基づいて、前記印加電圧を設定する印加電圧設定手段（１２５、１２６）と、
前記モータコイル電流の位相を検出し、検出した検出電流位相と前記目標電流位相との電流位相偏差を検出する位相偏差検出手段（１２３）とを備え、
前記印加電圧設定手段（１２５、１２６）は、前記位相偏差検出手段（１２３）が検出する電流位相偏差が所定値となるように、前記印加電圧の振幅を制御することを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項２】
位置センサを用いることなく、モータコイルに印加する印加電圧と前記モータコイルに流れるモータコイル電流との位相差に基づいて同期モータ（１２）を駆動制御するための制御装置（１２０）であって、
前記モータ（１２）が運転する負荷（１１）の負荷情報を検出する負荷情報検出手段（１２４）と、
前記負荷情報検出手段（１２４）が検出した負荷情報に基づいて、前記駆動制御の目標値である目標位相差を設定する目標位相差設定手段（１２１）と、
前記目標位相差設定手段（１２１）が設定した目標位相差に基づいて、前記印加電圧を設定する印加電圧設定手段（１２５、１２６）と、
前記モータコイル電流の位相を検出し、検出した検出電流位相と前記印加電圧の位相と前記目標位相差とに基づいて、前記印加電圧位相と前記検出電流位相との位相偏差を検出する位相偏差検出手段（１２３）とを備え、
前記印加電圧設定手段（１２５、１２６）は、前記位相偏差検出手段（１２３）が検出する位相偏差が所定値となるように、前記印加電圧の振幅を制御することを特徴とする同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項３】
前記目標位相差設定手段（１２１）は、前記モータ（１２）への回転数指令、および前記負荷情報に基づいて前記目標位相差を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項４】
前記負荷情報検出手段（１２４、１２７）は、前記モータコイルの温度または前記モータ周囲の温度を検出もしくは推定する温度検出手段（５２、７３）を有し、前記温度検出手段（５２、７３）が検出した温度に基づいて前記負荷情報を補正することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項５】
前記温度検出手段（５２、７３）は、前記モータ（１２）に対し離設され、前記モータコイルの温度または前記モータ周囲の温度、もしくは前記モータコイルの温度または前記モータ周囲の温度のいずれかの関連値を検出することを特徴とする請求項４に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項６】
前記負荷情報検出手段（１２４）は、前記モータコイルの少なくとも１相のモータ電流から前記負荷情報を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項７】
前記負荷情報検出手段（１２４）は、前記モータ（１２）に給電するためのインバータ回路（１６）に流出入する母線電流から前記負荷情報を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項８】
前記負荷情報検出手段（１２４）は、前記モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）への入力電流から前記負荷情報を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項９】
前記負荷情報検出手段（１２４）は、前記モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）の回路構成部品の発熱から、前記負荷情報を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項１０】
前記負荷情報検出手段（１２４）は、前記モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）における直流電圧のリップル電圧から、前記負荷情報を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項１１】
前記モータ（１２）が運転する負荷（１１）は、圧縮機構（１１）であることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１つに記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項１２】
前記圧縮機構（１１）は、ヒートポンプサイクル（１）中に循環する冷媒を圧縮することを特徴とする請求項１１に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【請求項１３】
前記冷媒は、二酸化炭素であり、
前記圧縮機構（１１）は、前記冷媒の圧力が臨界圧以上になるように圧縮することを特徴とする請求項１２に記載の同期モータの位置センサレス駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期モータの駆動制御装置に関し、特に、複数相のモータコイルを備えた同期モータを、ロータ位置センサを用いることなく駆動制御するためのモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、下記特許文献１に開示された同期モータの駆動制御装置がある。このモータ駆動制御装置では、モータコイルに印加する印加電圧とモータコイルに流れるモータコイル電流との位相差に基づいて同期モータを駆動制御するようになっている。
【０００３】
具体的には、負荷トルクおよびモータ回転数から目標位相差を設定するとともに、モータコイル電流の位相から実位相差を検出する。そして、目標位相差と検出実位相差との誤差データに基づいて印加電圧を制御することで、負荷トルク変化がある場合であっても効率よくモータを駆動できるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１６５４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のモータ駆動制御装置では、モータ回転位置（ロータ回転位置）を制御するためには実位相差を検出し、位相差誤差データを得なければならない。したがって、実位相差を検出するまでロータ回転位置の制御が開始できないため、負荷トルクの増大等によりロータ回転位置が目標回転位置より大きく遅れたような場合には、脱調や制御遅れが発生し、速やかに効率のよい駆動状態に到達できない場合があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、速やかに効率のよい駆動状態に到達することが可能な同期モータの位置センサレス駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
位置センサを用いることなく、モータコイルに印加する印加電圧とモータコイルに流れるモータコイル電流との位相差に基づいて同期モータ（１２）を駆動制御するための制御装置（１２０）であって、
モータ（１２）が運転する負荷（１１）の負荷情報を検出する負荷情報検出手段（１２４）と、
負荷情報検出手段（１２４）が検出した負荷情報に基づいて、モータ駆動制御の目標値である目標位相差を設定する目標位相差設定手段（１２１）と、
モータ（１２）への回転数指令に基づいて目標電流位相を設定する目標電流位相設定手段（１２２）と、
目標位相差設定手段（１２１）が設定した目標位相差と、目標電流位相設定手段（１２２）が設定した目標電流位相とに基づいて、印加電圧を設定する印加電圧設定手段（１２５、１２６）と、
モータコイル電流の位相を検出し、検出した検出電流位相と目標電流位相との電流位相偏差を検出する位相偏差検出手段（１２３）とを備え、
印加電圧設定手段（１２５、１２６）は、位相偏差検出手段（１２３）が検出する電流位相偏差が所定値となるように、印加電圧の振幅を制御することを特徴としている。
【０００７】
これによると、位相偏差検出手段（１２３）では目標電流位相と検出電流位相との電流位相偏差を検出し、印加電圧設定手段（１２５、１２６）では、位相偏差検出手段（１２３）が検出する電流位相偏差が所定値となるように、モータ（１２）印加電圧の振幅を制御することができる。すなわち、基準を電流位相とした位相差制御により、同期モータ（１２）制御を行うことができる。
【０００８】
したがって、大きな位相遅れがある場合であっても、検出電流のゼロクロス検出前に目標電流位相がゼロクロスすることで容易に検知することができる。これにより、目標電流位相ゼロクロス時点から位相遅れを取り戻す印加電圧振幅制御を開始したり、脱調の危険がある場合には目標電流位相の更新を中止して著しい位相遅れを防止したりして、速やかに効率のよい駆動状態に到達することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明のように、
位置センサを用いることなく、モータコイルに印加する印加電圧と前記モータコイルに流れるモータコイル電流との位相差に基づいて同期モータ（１２）を駆動制御するための制御装置（１２０）であって、
モータ（１２）が運転する負荷（１１）の負荷情報を検出する負荷情報検出手段（１２４）と、
負荷情報検出手段（１２４）が検出した負荷情報に基づいて、モータ駆動制御の目標値である目標位相差を設定する目標位相差設定手段（１２１）と、
目標位相差設定手段（１２１）が設定した目標位相差に基づいて、印加電圧を設定する印加電圧設定手段（１２５、１２６）と、
モータコイル電流の位相を検出し、検出した検出電流位相と印加電圧の位相と目標位相差とに基づいて、印加電圧位相と検出電流位相との位相偏差を検出する位相偏差検出手段（１２３）とを備え、
印加電圧設定手段（１２５、１２６）では、位相偏差検出手段（１２３）が検出する位相偏差が所定値となるように印加電圧の振幅を制御することにより、同期モータ（１２）を駆動制御することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、目標位相差設定手段（１２１）は、モータ（１２）への回転数指令、および負荷情報に基づいて目標位相差を設定することを特徴としている。
【００１１】
これによると、目標位相差の設定にモータ回転数指令を反映することで、モータの駆動状態を最適値に制御することが可能である。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明では、負荷情報検出手段（１２４、１２７）は、モータコイルの温度またはモータ周囲の温度を検出もしくは推定する温度検出手段（５２、７３）を有し、温度検出手段（５２、７３）が検出した温度に基づいて負荷情報を補正することを特徴としている。
【００１３】
これによると、目標位相差を決定するための負荷情報にモータ温度に応じたモータの特性変化を容易に加味することができ、温度変化に応じてモータ駆動状態を最適値に容易に制御することが可能である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明では、温度検出手段（５２、７３）は、モータ（１２）に対し離設され、モータコイルの温度またはモータ周囲の温度、もしくはモータコイルの温度またはモータ周囲の温度のいずれかの関連値を検出することを特徴としている。
【００１５】
これによると、モータ（１２）に直接温度検出手段を設けることなく、モータコイルの温度またはモータ周囲の温度を検出もしくは推定することが可能である。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明のように、負荷情報検出手段（１２４）は、モータコイルの少なくとも１相のモータ電流から負荷情報を検出することができる。
【００１７】
また、請求項７に記載の発明のように、負荷情報検出手段（１２４）は、モータ（１２）に給電するためのインバータ回路（１６）に流出入する母線電流から負荷情報を検出することができる。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明のように、負荷情報検出手段（１２４）は、モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）への入力電流から負荷情報を検出することができる。
【００１９】
また、請求項９に記載の発明のように、負荷情報検出手段（１２４）は、モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）の回路構成部品の発熱から、負荷情報を検出することができる。
【００２０】
また、請求項１０に記載の発明のように、負荷情報検出手段（１２４）は、モータ（１２）に給電するための回路（１４、１６）における直流電圧のリップル電圧から、負荷情報を検出することができる。
【００２１】
また、請求項１１に記載の発明では、モータ（１２）が運転する負荷（１１）は、圧縮機構（１１）であることを特徴としている。すなわち、モータ（１２）はコンプレッサモータ（１２）であり、圧縮機構（１１）により圧縮される被圧縮流体の漏れ抑止を考慮すると、コンプレッサモータ（１２）にロータの位置センサを設けることは好ましくない。
【００２２】
したがって、本発明により、位置センサを用いることなく速やかに効率のよい駆動状態に到達することが可能な同期モータの制御装置が得られる効果は大きい。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明では、この圧縮機構（１１）は、ヒートポンプサイクル（１）中に循環する冷媒を圧縮することを特徴としている。
【００２４】
このように、冷媒圧縮機構（１１）を運転するモータ（１２）では、圧縮機構（１１）により圧縮される冷媒漏れを抑止するため、ロータの位置センサを設け難い。したがって、本発明により、位置センサを用いることなく速やかに効率のよい駆動状態に到達することが可能な同期モータの制御装置が得られる効果は非常に大きい。
【００２５】
また、請求項１３に記載の発明では、圧縮機構（１１）により圧縮される冷媒は、二酸化炭素であり、圧縮機構（１１）は、冷媒の圧力が臨界圧以上になるように圧縮することを特徴としている。
【００２６】
二酸化炭素冷媒を臨界圧以上に圧縮する冷媒圧縮機構（１１）を運転するモータ（１２）では、冷媒が非常に高圧となるため、ロータの位置センサを設けることが極めて困難である。したがって、本発明により、位置センサを用いることなく速やかに効率のよい駆動状態に到達することが可能な同期モータの制御装置が得られる効果は極めて大きい。
【００２７】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
本実施形態は、本発明に係るモータ駆動制御装置を、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプ式給湯装置のヒートポンプサイクル１中の電動圧縮機１０の制御装置として適用したものであり、図１は、本実施形態に係るヒートポンプ給湯装置の概略要部構成を示す模式図である。また、図２は、本実施形態における同期モータの位置センサレス駆動制御装置である電動圧縮機１０の同期モータ１２のモータ駆動制御部１２０概略構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示すように、ヒートポンプサイクル１は、圧縮機１０、給湯用熱交換器（水冷媒熱交換器）２０、エジェクタ（減圧手段）３０、アキュムレータ４０、室外熱交換器（熱源用熱交換器）５０、内部熱交換器６０、およびこれらを環状に接続する冷媒配管７０で構成されている。
【００３１】
圧縮機１０は、内蔵する同期モータ１２（図２参照）によって圧縮機構１１（図２参照）が運転されて、気相冷媒を臨界圧力以上まで圧縮して吐出する電動コンプレッサである。
【００３２】
給湯用熱交換器２０は、圧縮機１０の吐出口より吐出された高温高圧の冷媒によって水を湯に昇温させる水−冷媒熱交換器であり、冷媒が流通する冷媒通路部と水が流通する水通路部とにより構成されている。給湯用熱交換器２０の冷媒通路部は冷媒流路管により構成され、冷媒通路部が水通路部の表面に熱交換可能に密着するように配置された熱交換構造となっている。
【００３３】
給湯用熱交換器２０の水通路部は、給水を流通する給水通路（流水路）８０の一部を構成しており、ポンプ９０の作動により給水通路８０内を流れる水を、給湯用熱交換器２０内で高温高圧冷媒との熱交換によって給湯用の高温の湯とするようになっている。
【００３４】
室外熱交換器（蒸発器）５０は、外気と液相冷媒とを熱交換させて液相冷媒を蒸発させることにより外気から吸熱するための熱交換器である。また、エジェクタ３０は給湯用熱交換器２０から流出する冷媒を減圧膨張させて室外熱交換器５０にて蒸発した気相冷媒を吸引するとともに、膨張エネルギーを圧力エネルギーに変換して圧縮機１０の吸入圧を上昇させるものである。
【００３５】
ここで、エジェクタ３０は、給湯用熱交換器２０から流出した高圧冷媒の圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して冷媒を略等エントロピ的に減圧膨張させるノズル部と、ノズル部から噴射する高い速度の冷媒流により室外熱交換器５０にて蒸発した気相冷媒を吸引しながら、ノズル部から噴射する冷媒流と混合する混合部、およびノズル部から噴射する冷媒と室外熱交換器５０から吸引した冷媒とを混合させながら速度エネルギーを圧力エネルギーに変換して冷媒の圧力を昇圧させるディフューザ等の昇圧部からなるものである。
【００３６】
エジェクタ３０のノズル部は、ノズル開度を調節するための図示しないニードル弁を有しており、ニードル弁は図示しないステッピングモータの作動によりノズル部の軸線方向に駆動するようになっている。
【００３７】
また、アキュムレータ４０は、エジェクタ３０から流出した冷媒が流入するとともに、その流入した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して冷媒を蓄える気液分離器であり、分離された気相冷媒は内部熱交換器６０を介して圧縮機１０に吸引され、分離された液相冷媒は室外熱交換器５０側に吸引されるようになっている。
【００３８】
内部熱交換器６０は、アキュムレータ４０から導出され室外熱交換器５０の一部において外気と熱交換した低圧気相冷媒と、エジェクタ３０にて減圧される前の高圧側の冷媒とを熱交換する熱交換器であり、この内部熱交換器６０により室外熱交換器５０入口側での冷媒のエンタルピを低下させて、超臨界ヒートポンプサイクル１の能力を向上させている。
【００３９】
また、ヒートポンプサイクル１には、圧縮機１０の吐出側と室外熱交換器５０の上流側とを連通する連通配管７８と、この連通配管７８の経路を開閉する電磁弁７９が設けられている。この連通配管７８は除霜用の冷媒配管であって、電磁弁７９が開弁すると、連通配管７８を介して高温冷媒が室外熱交換器５０に導入され、室外熱交換器５０の除霜を行なうことができるようになっている。
【００４０】
図１に示すように、冷媒配管７０には、圧縮機１０の吐出冷媒温度を検出する吐出温サーミスタ７１、給湯用熱交換器２０下流側の冷媒温度を検出する冷媒出口サーミスタ７２、室外熱交換器５０上流側の冷媒温度を検出するエバ入口サーミスタ７３、室外熱交換器５０下流側の冷媒温度を検出するフロストサーミスタ７４、およびエジェクタ３０上流側においてヒートポンプサイクル１の高圧側冷媒圧力を検出する圧力センサ７５が設けられている。
【００４１】
また、室外熱交換器５０の空気流れ上流側面には、電動ファン５１の作動により室外熱交換器５０を通過する前の外気の温度を検出する外気サーミスタ５２が設けられている。
【００４２】
一方、給水通路８０には、給湯用熱交換器２０上流側の水温を検出する給水サーミスタ８１、および給湯用熱交換器２０下流側の水温を検出する給湯サーミスタ８２が設けられている。
【００４３】
上記各サーミスタ５２、７１〜７４、８１、８２から温度情報、および圧力センサ７５からの圧力情報は、制御ユニット１００に入力される。そして、この制御ユニット１００は、上記各情報および図示しない操作手段や検出手段からの入力信号に基づいて、圧縮機１０、エジェクタ３０、電動ファン５１、電磁弁７９、ポンプ９０等を作動制御するようになっている。
【００４４】
図２に示すように、圧縮機１０は、同期モータ１２により負荷としての圧縮機構１１を回転運動させ、冷媒を圧縮して吐出するものであり、本実施形態の同期モータ１２は、磁石を埋設したロータを回転駆動する４極３相コイルを有する同期モータである。
【００４５】
外部電源１９からの交流電圧が入力線１３を介してＡＣ／ＤＣコンバータ回路１４に入力され、直流電圧に変換されて母線１５を介してインバータ回路１６に入力される。インバータ回路１６は、後述する制御ユニット１００のモータ制御部１２０からの信号に基づいて同期モータ１２のステータコイルの各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）に電圧を印加し、ロータが回転駆動される。
【００４６】
制御ユニット１００は、共通のマイコン内に、ヒートポンプサイクル１を含むヒートポンプ式給湯装置本体部を制御するための給湯器制御部１１０と、本実施形態における同期モータの位置センサレス駆動制御装置としてのモータ制御部１２０とを備えている。
【００４７】
モータ制御部１２０は、本実施形態における目標位相差設定手段としての目標位相差制御部１２１、目標電流位相設定手段としての目標位相制御部１２２、位相偏差検出手段としての位相偏差検出部１２３、負荷情報検出手段としての電流振幅情報検出部１２４、印加電圧設定手段としての電圧振幅制御部１２５およびモータ印加電圧波形生成部１２６を備えている。
【００４８】
電流振幅情報検出部１２４では、配線１７の１相もしくは複数相（本例では１相）における検出電流から電流振幅情報をＲＯＭに格納した演算式もしくはマップ（本例では演算式）に基づいて負荷情報として検出する。
【００４９】
目標位相差制御部１２１では、上位制御部である給湯器制御部１１０からの回転数指令と電流振幅情報検出部１２４からの負荷情報に基づいて、ＲＯＭに格納したマップもしくは演算式（本例ではマップ）により、同期モータ１２の駆動制御におけるコイルへの印加電圧とモータコイル電流との目標位相差が設定される。
【００５０】
また、目標位相制御部１２２では、給湯器制御部１１０からの回転数指令に応じて目標電流位相が更新される。そして、位相偏差検出部１２３では、目標位相制御部１２２で更新された目標電流位相と、配線１７において検出した検出電流位相とから位相偏差を検出する。
【００５１】
電圧振幅制御部１２５では、給湯器制御部１１０からの回転数指令に基づいて基底電圧振幅を設定するとともに、位相偏差検出部１２３で検出された位相偏差が所定値（本例では０）になるように印加電圧振幅を制御する。
【００５２】
モータ印加電圧波形生成部１２６では、目標位相差制御部１２１において設定された目標位相差、目標位相制御部１２２において更新された目標電流位相、および電圧振幅制御部１２５において設定された印加電圧振幅から、モータ１２への印加電圧波形情報を生成し、前述のインバータ回路１６に出力する。
【００５３】
モータ機器定数の一つであるインダクタンスは、例えば図４に示すように、負荷電流によって大きく変化し、温度によっても若干変化する。また、ロータ磁石の磁束密度、およびモータ巻線抵抗は、図５および図６に示すような温度特性を持っている。
【００５４】
さらに、モータの高効率化のため、ステータコイルの巻線抵抗が低くなるように設計すると、巻線抵抗値に対し、インバータ回路１６とモータ１２を接続する配線１７の抵抗値が無視できない割合となる。この抵抗値変化の影響は、電圧振幅に現れ、温度特性（インダクタンス、抵抗、磁束密度）の影響は、位相差、電圧振幅ともに現れるが、図７、図８に示すように、電圧振幅の変化が著しい。
【００５５】
本実施形態のモータ制御部１２０によれば、回転数指令、および負荷電流に応じて目標位相差を算出することで、インダクタンスの電流特性を加味するとともに、温度特性の影響、インバータ回路１６とモータ１２を接続する配線１７の影響は、変化が少ない目標位相差を基準として印加電圧を調整することで、温度環境、負荷条件が変化しても、最適値からのずれを最小限に抑えることができる。
【００５６】
また、ゼロクロス毎に位相差を制御する場合においても、基準を電流位相としているので、図３に示すように、検出電流のゼロクロス検出前に目標電流位相がゼロクロスすることで容易に検知することができる。したがって、目標電流位相ゼロクロス時点から位相遅れを取り戻す印加電圧振幅制御を開始して、速やかに効率のよい駆動状態に到達することができる。
【００５７】
また、脱調の危険がある大きな位相遅れがある場合（例えば１０°以上遅れた場合）には、目標電流位相の更新を中止して著しい位相遅れを防止することができる。このようにして、脱調に対するロバスト性向上とロジックの簡素化を図ることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図９に基づいて説明する。
【００５９】
本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、目標位相差制御部１２１において温度補正された負荷情報に基づいて目標位相差が設定される点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００６０】
図９に示すように、本実施形態のモータ制御部１２０は温度特性補正部１２７を備え、電流振幅情報検出部１２４と温度特性補正部１２７とで、本実施形態の負荷情報検出手段を構成している。
【００６１】
温度特性補正部１２７では、本実施形態における温度検出手段である外気サーミスタ５２およびエバ入口サーミスタ７３からの温度情報に基づいて、モータ周囲温度を推定し、この温度に基づいて、ＲＯＭに格納したマップもしくは演算式（本例ではシンプルな２次元マップ）により、モータ温度に応じたゲインを電流振幅情報値に乗算する。
【００６２】
これにより、モータ機器定数の温度変化を一括して１つのゲインで補正する簡素な構成で加味することが可能となり、目標位相差制御部１２１において、モータ駆動制御目標値を容易に最適値に制御することができる。
【００６３】
なお、図１に示すようなヒートポンプサイクル１においては、圧縮機１０のモータ１２の温度（モータ内に吸入冷媒を流通する構造の場合には圧縮機１０の吸入冷媒温度とほぼ同等）は、一般的にヒートポンプサイクルの制御に必要ないため、モータ温度を直接検出するためには専用の温度検出手段を設ける必要がある。
【００６４】
本実施形態では、ヒートポンプサイクル１の制御に必要な外気サーミスタ５２およびエバ入口サーミスタ７３からの温度情報に基づいて、負荷情報を温度補正しているので、ヒートポンプユニットの構成を複雑にすることがなく、部品点数の増加によりコストアップすることも抑止できる。
【００６５】
本実施形態では、外気サーミスタ５２およびエバ入口サーミスタ７３からの温度情報に基づいて、モータ周囲温度を推定している。例えば、外気温度が４３℃〜７℃の範囲では、エバ入り口温度＋７℃を採用し、外気温度が７℃未満〜０℃の範囲では、エバ入り口温度＋外気温度を採用し、外気温度が０℃未満の範囲では、エバ入り口温度を採用する。
【００６６】
このように、各外気温度における実機運転状態で効率が最高（消費電力最小）となるようにチューニングすることで、代用の温度検出手段により得られた推定温度と実際のモータ周囲温度との差をも加味した補正が可能となる。
【００６７】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、負荷情報を電流振幅情報としていたが、他の検出情報を採用してもかまわない。例えば、負荷情報を３相分の電流の合成ベクトルの大きさとしてもよいし、トルク電流Ｉｑとしてもよい。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１４とインバータ回路１６との間に流れる母線電流の積分値やピーク値を用いてもよい。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１４への入力電力または電流を採用してもよく、インバータ回路１６の素子発熱量を用いてもよい。
【００６８】
また、直流電源からインバータ回路１６に直接入力する構成の場合には、インバータ回路１６への入力電力もしくは電流を採用してもかまわない。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路１４とインバータ回路１６との間の母線１５における直流電圧のリップル電圧を用いてもよい。さらに、上位制御装置からのトルク指令を用いることも可能である。
【００６９】
また、上記各実施形態では、電流位相を基準として位相差制御を行っていたが、脱調対策は若干複雑化するが、位相の基準を電流位相から電圧位相に置き換えることも可能である。この場合、モータ印加電圧波形生成部１２６への入力は、目標電圧位相、目標位相差、印加電圧振幅となり、位相偏差検出部１２３への入力は、目標電圧位相、目標位相差、検出電流位相となる。
【００７０】
また、電力振幅制御部１２５へは位相偏差を入力していたが、位相差を入力することも可能である。
【００７１】
また、モータコイル電流の検出は、１相のみであったが、複数相について行なうものであってもよい。検出相が多いほど、制御精度を向上することができる。
【００７２】
また、モータ温度補正は、外部からの微調整信号としてもかまわない。
【００７３】
また、目標位相差制御部１２１への回転数指令入力は必ずしも必要ではない。ただし、回転数指令を入力した方が最適値への制御が容易である。
【００７４】
また、電圧振幅制御部１２１への回転数入力は必ずしも必要ではない。ただし、回転数指令を入力した方が応答性が良好となる。
【００７５】
また、制御パラメータはＥＥＰＲＯＭ（電気消去可能プログラマブルＲＯＭ）に適宜格納し、モータに合わせて変更することも可能である。
【００７６】
また、上記第２の実施形態では、電流位相を基準とする同期モータの位相差制御において、目標位相差設定手段に入力する負荷情報に温度補正ゲインを一括して乗じるものであったが、電圧位相を基準とする位相差制御や、位相差偏差を検出する位相差制御においても、モータ機器定数の温度変化を一括して１つのゲインで補正すれば、簡素な構成で、目標位相差制御部１２１においてモータ駆動制御目標値を容易に最適値に制御することができる。
【００７７】
また、上記第２の実施形態では、外気サーミスタ５２およびエバ入口サーミスタ７３からの温度情報に基づいて、モータ周囲温度を推定していたが、これに限定されるものではない。例えば、外気サーミスタ５２の温度情報のみに基づいてモータ周囲温度を推定するものであってもよい。温度補正の基準となる温度情報は、モータコイルの温度またはモータ周囲温度を直接検出するものであってもよいし、モータコイルの温度またはモータ周囲温度を推定するものであってもよい。モータコイルの温度またはモータ周囲温度の関連値を検出もしくは推定するものであってもよい。
【００７８】
また、上記各実施形態では、同期モータ１２は、二酸化炭素を冷媒とするヒートポンプサイクル１の圧縮機構１１を運転するモータであったが、これに限定されるものではない。冷媒が二酸化炭素以外のヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）の圧縮機モータであってもよいし、負荷は圧縮機構ではなくポンプ機構等であってもよい。位置センサを用いることなく同期モータを駆動制御する場合に、本発明は広く適用して有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明を適用した第１、第２の実施形態におけるヒートポンプ給湯装置の概略要部構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態におけるモータ駆動制御部１２０概略構成を示すブロック図である。
【図３】印加電圧、目標電流、検出電流の関係を示すグラフである。
【図４】モータステータコイルのインダクタンス分の負荷（電流）特性、温度特性を示すグラフである。
【図５】モータのロータに埋め込まれた磁石の温度特性を示すグラフである。
【図６】モータのステータコイルの巻線抵抗分の温度特性を示すグラフである。
【図７】最適位相差の負荷（電流）特性、温度特性を示すグラフである。
【図８】最適電圧振幅の負荷（電流）特性、温度特性を示すグラフである。
【図９】第２の実施形態におけるモータ駆動制御部１２０概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ヒートポンプサイクル
１０  圧縮機
１１  圧縮機構（負荷）
１２  同期モータ
１４  ＡＣ／ＤＣコンバータ回路（給電回路の一部）
１６  インバータ回路（給電回路の一部）
５２  外気サーミスタ（温度検出手段の一部）
７３  エバ入口サーミスタ（温度検出手段の一部）
１２０  モータ制御部（モータ駆動制御部、同期モータの位置センサレス駆動制御装置）
１２１  目標位相差制御部（目標位相差設定手段）
１２２  目標位相制御部（目標電流位相設定手段）
１２３  位相偏差検出部（位相偏差検出手段）
１２４  電流振幅情報検出部（第１の実施形態における負荷情報検出手段、第２の実施形態における負荷情報検出手段の一部）
１２５  電圧振幅制御部（印加電圧設定手段の一部）
１２６  モータ印加電圧波形生成部（印加電圧設定手段の一部）
１２７  温度特性補正部（第２の実施形態における負荷情報検出手段の一部）
【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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