(57)【要約】【課題】  簡便な方法で負荷トルク変動を推定し、それに追従した作動を可能とする圧縮機駆動用モータの制御方法およびその装置を提供する。【解決手段】  圧縮機駆動用モータの制御方法であって、目標となる目標電流と電圧との位相差を目標位相差として決定し、設定すべき回転数を基準として目標電流の目標電流位相を設定し、目標位相差と目標電流位相とを基に、圧縮機２１０を駆動するモータ２００への印加電圧を制御し、目標電流位相とモータ２００に供給される電流から検出される検出電流位相とから電流位相誤差を検出し、圧縮機２１０の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における電流位相誤差に応じて、圧縮機２１０の一回転中の印加電圧補正量を決定し、印加電圧補正量に基づき印加電圧を補正してモータ２００を作動させる。【選択図】    図１
2006042419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機駆動用モータの制御方法であって、
目標となる目標電流と電圧との位相差を目標位相差として決定し、
設定すべき回転数を基準として前記目標電流の目標電流位相を設定し、
前記目標位相差と前記目標電流位相とを基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御し、
前記目標電流位相と前記モータ（２００）に供給される電流から検出される検出電流位相とから電流位相誤差を検出し、
前記圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における前記電流位相誤差に応じて、前記圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定し、
前記印加電圧補正量に基づき前記印加電圧を補正して前記モータ（２００）を作動させることを特徴とする圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項２】
圧縮機駆動用モータの制御方法であって、
目標となる目標電流と電圧との位相差を目標位相差として決定し、
設定すべき回転数を基準として前記目標電流の目標電流位相を設定し、
前記目標位相差と前記目標電流位相とを基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）の印加電圧を制御し、
前記印加電圧の印加電圧位相と前記モータ（２００）に供給される電流から検出される検出電流位相とから、電圧電流位相差を検出し、
前記目標位相差と前記電圧電流位相差とを比較し、位相差誤差を検出し、
前記圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における前記位相差誤差に応じて、前記圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定し、
前記印加電圧補正量に基づき前記印加電圧を補正して前記モータ（２００）を作動させることを特徴とする圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項３】
前記検出電流位相の検出タイミングを電流ゼロクロス点とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項４】
前記検出電流位相の検出タイミングを相電流のクロス点とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項５】
前記検出電流位相の検出タイミングをＰＷＭ周期に同期させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項６】
前記モータ（２００）は、２Ｎ（Ｎ＝１、２、３・・・）のロータ磁極を有し、
分割される前記所定数の区間を１を除く６Ｎ以下とすることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項７】
予め、前記圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しておき、
前記電圧補正パターンを前記印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、
前記印加電圧補正量を前記電圧補正パターンによる補正量に代えて前記モータ（２００）を作動させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項８】
予め、前記圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しておき、
起動時は、前記印加電圧補正量に基づき前記モータ（２００）を作動させ、
所定時間あるいは所定回転数に達した後に、前記電圧補正パターンを前記印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、
前記印加電圧補正量を前記電圧補正パターンによる補正量に代えて前記モータ（２００）を作動させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の圧縮機駆動用モータの制御方法。
【請求項９】
圧縮機駆動用モータの制御装置であって、
目標となる目標電流および電圧の位相差を目標位相差として決定する目標位相差制御部（１２０）と、
設定すべき回転数を基準として前記目標電流の目標電流位相を設定する目標電流位相設定部（１３０）と、
前記目標位相差制御部（１２０）によって決定される前記目標位相差、および前記目標電流位相設定部（１３０）によって設定される前記目標電流位相を基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御するモータ印加電圧波形生成部（１４０）と、
前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）によって前記モータ（２００）に供給される電流を検出する電流検出部（１５０）と、
前記目標電流位相設定部（１３０）で設定される前記目標電流位相、および前記電流検出部（１５０）によって検出される検出電流位相から電流位相誤差を検出する位相誤差情報検出部（１６０）と、
前記圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における前記位相誤差情報検出部（１６０）からの前記電流位相誤差に応じて、前記圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定すると共に、前記印加電圧補正量を前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して前記印加電圧を補正させる電圧補正量演算部（１７０）とを有することを特徴とする圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１０】
圧縮機駆動用モータの制御装置であって、
目標となる目標電流および電圧の位相差を目標位相差として決定する目標位相差制御部（１２０）と、
設定すべき回転数を基準として前記目標電流の目標電流位相を設定する目標電流位相設定部（１３０）と、
前記目標位相差制御部（１２０）によって決定される前記目標位相差、および前記目標電流位相設定部（１３０）によって設定される前記目標電流位相を基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御するモータ印加電圧波形生成部（１４０）と、
前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）によって前記モータ（２００）に供給される電流を検出する電流検出部（１５０）と、
前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）によって印加される前記印加電圧の印加電圧位相、および前記電流検出部（１５０）によって検出される検出電流位相から電圧電流位相差を検出する電圧電流位相差検出部（１６１）と、
前記目標位相差制御部（１２０）によって決定される前記目標位相差、および前記電圧電流位相差検出部（１６１）によって検出される前記電圧電流位相差を比較し、位相差誤差を検出する位相差誤差検出部（１６２）と、
前記圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における前記位相差誤差検出部（１６２）からの前記位相差誤差に応じて、前記圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定すると共に、前記印加電圧補正量を前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して前記印加電圧を補正させる電圧補正量演算部（１７０）とを有することを特徴とする圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１１】
前記電流検出部（１５０）は、前記検出電流位相の検出タイミングを電流ゼロクロス点とすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１２】
前記電流検出部（１５０）は、前記検出電流位相の検出タイミングを相電流のクロス点とすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１３】
前記電流検出部（１５０）は、前記検出電流位相の検出タイミングをＰＷＭ周期に同期させることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１４】
前記モータ（２００）は、２Ｎ（Ｎ＝１、２、３・・・）のロータ磁極を有し、
前記電圧補正量演算部（１７０）は、前記所定数の区間を１を除く６Ｎ以下に分割することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１５】
前記電圧補正量演算部（１７０）は、予め、前記圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しており、
前記電圧補正パターンを前記印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、
前記印加電圧補正量を前記電圧補正パターンによる補正量に代えて前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して前記印加電圧を補正させることを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれかに記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【請求項１６】
前記電圧補正量演算部（１７０）は、予め、前記圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しており、
起動時は、前記印加電圧補正量を前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して前記印加電圧を補正させ、
所定時間あるいは所定回転数に達した後に、前記電圧補正パターンを前記印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、
前記印加電圧補正量を前記電圧補正パターンによる補正量に代えて前記モータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して前記印加電圧を補正させることを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれかに記載の圧縮機駆動用モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばヒートポンプサイクル等に使用される圧縮機を駆動するためのモータの制御方法およびその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機等を駆動するモータの制御装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、このモータの制御装置においては、モータ駆動電圧を基準とした複数の位相期間中のモータコイル電流検出値を積算し、各位相期間での積算値の比を算出して位相差情報を検出し、位相差情報を所定の値に制御してモータを駆動するものであって、位相差情報から検出されるモータの負荷トルクの変動に対応して、負荷トルク変動補正信号を出力し、モータを駆動するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１６５４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、負荷トルクの変動を検出するための位相差情報を電流検出値の積算値（積分値）を基にしているので、電流検出のための高精度な電流センサを必要とすると共に、その演算が複雑となる。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、簡便な方法で負荷トルク変動を推定し、それに追従した作動を可能とする圧縮機駆動用モータの制御方法およびその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、圧縮機駆動用モータの制御方法であって、目標となる目標電流と電圧との位相差を目標位相差として決定し、設定すべき回転数を基準として目標電流の目標電流位相を設定し、目標位相差と目標電流位相とを基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御し、目標電流位相とモータ（２００）に供給される電流から検出される検出電流位相とから電流位相誤差を検出し、圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における電流位相誤差に応じて、圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定し、印加電圧補正量に基づき印加電圧を補正してモータ（２００）を作動させることを特徴としている。
【０００７】
これにより、目標電流位相と検出電流位相との差によって得られる電流位相誤差を位相差情報としているので、上記の特許文献１で説明したような、高精度の電流検出手段や複雑な演算を必要とせずに電流位相誤差（位相差情報）を得ることができる。そして、圧縮機（２１０）の作動時において一回転当りに変動する変動トルクは、上記の電流位相誤差に相関するものであって、変動トルク、即ち電流位相誤差に対応する印加電圧補正量を持ってモータ（２００）への印加電圧を制御することで、変動トルクに見合ったモータ（２００）の出力トルクが得られることになる。
【０００８】
総じて、簡便な方法で圧縮機（２１０）の負荷トルク変動を推定し、それに追従したモータ（２００）の作動が可能となり、圧縮機（２１０）の振動や騒音を低減することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、圧縮機駆動用モータの制御方法であって、目標となる目標電流と電圧との位相差を目標位相差として決定し、設定すべき回転数を基準として目標電流の目標電流位相を設定し、目標位相差と目標電流位相とを基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）の印加電圧を制御し、印加電圧の印加電圧位相とモータ（２００）に供給される電流から検出される検出電流位相とから、電圧電流位相差を検出し、目標位相差と電圧電流位相差とを比較し、位相差誤差を検出し、圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における位相差誤差に応じて、圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定し、印加電圧補正量に基づき印加電圧を補正してモータ（２００）を作動させることを特徴としている。
【００１０】
これにより、位相差誤差は、請求項１に記載の電流位相誤差に等価なものとして得ることができるので、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、検出電流位相の検出タイミングを電流ゼロクロス点とすることを特徴としている。
【００１２】
これにより、容易に且つ適切な検出電流位相の検出タイミングを設定することができる。
【００１３】
尚、検出電流位相の検出タイミングについては、請求項４に記載の発明のように、相電流のクロス点としても良い。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明のように、検出電流位相の検出タイミングをＰＷＭ周期に同期させるものとしても良く、これにより、より正確な負荷変動検出と電圧補正が可能となる。
【００１５】
請求項３、請求項４に記載の発明において、分割される区間の数は、例えば変動の小さい区間はまとめる等、必要に応じて間引きして対応しても良く、請求項６に記載の発明のように、モータ（２００）は、２Ｎ（Ｎ＝１、２、３・・・）のロータ磁極を有するものにおいて、分割される所定数の区間を１を除く６Ｎ以下とすることができる。
【００１６】
これにより、演算負荷を減らすことができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、予め、圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しておき、電圧補正パターンを印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、印加電圧補正量を電圧補正パターンによる補正量に代えてモータ（２００）を作動させることを特徴としている。
【００１８】
これにより、電流位相誤差による負荷トルク変動推定から、印加電圧位相と圧縮機（２１０）の位置関係を特定でき、位相ずれによる補正ミスを無くすことができ、振動、騒音の悪化を防止し、且つ起動初期からの確実なトルク補正が可能となる。
【００１９】
上記請求項７に記載の発明に対して、請求項８に記載の発明のように、予め、圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しておき、起動時は、印加電圧補正量に基づきモータ（２００）を作動させ、所定時間あるいは所定回転数に達した後に、電圧補正パターンを印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、印加電圧補正量を電圧補正パターンによる補正量に代えてモータ（２００）を作動させるようにしても良い。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、圧縮機駆動用モータの制御装置であって、目標となる目標電流および電圧の位相差を目標位相差として決定する目標位相差制御部（１２０）と、設定すべき回転数を基準として目標電流の目標電流位相を設定する目標電流位相設定部（１３０）と、目標位相差制御部（１２０）によって決定される目標位相差、および目標電流位相設定部（１３０）によって設定される目標電流位相を基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御するモータ印加電圧波形生成部（１４０）と、モータ印加電圧波形生成部（１４０）によってモータ（２００）に供給される電流を検出する電流検出部（１５０）と、目標電流位相設定部（１３０）で設定される目標電流位相、および電流検出部（１５０）によって検出される検出電流位相から電流位相誤差を検出する位相誤差情報検出部（１６０）と、圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における位相誤差情報検出部（１６０）からの電流位相誤差に応じて、圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定すると共に、印加電圧補正量をモータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して印加電圧を補正させる電圧補正量演算部（１７０）とを有することを特徴としている。
【００２１】
これにより、請求項１に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００２２】
請求項１０に記載の発明では、圧縮機駆動用モータの制御装置であって、目標となる目標電流および電圧の位相差を目標位相差として決定する目標位相差制御部（１２０）と、設定すべき回転数を基準として目標電流の目標電流位相を設定する目標電流位相設定部（１３０）と、目標位相差制御部（１２０）によって決定される目標位相差、および目標電流位相設定部（１３０）によって設定される目標電流位相を基に、圧縮機（２１０）を駆動するモータ（２００）への印加電圧を制御するモータ印加電圧波形生成部（１４０）と、モータ印加電圧波形生成部（１４０）によってモータ（２００）に供給される電流を検出する電流検出部（１５０）と、モータ印加電圧波形生成部（１４０）によって印加される印加電圧の印加電圧位相、および電流検出部（１５０）によって検出される検出電流位相から電圧電流位相差を検出する電圧電流位相差検出部（１６１）と、目標位相差制御部（１２０）によって決定される目標位相差、および電圧電流位相差検出部（１６１）によって検出される電圧電流位相差を比較し、位相差誤差を検出する位相差誤差検出部（１６２）と、圧縮機（２１０）の一回転を所定数の区間に分割し、各々の区間における位相差誤差検出部（１６２）からの位相差誤差に応じて、圧縮機（２１０）の一回転中の印加電圧補正量を決定すると共に、印加電圧補正量をモータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して印加電圧を補正させる電圧補正量演算部（１７０）とを有することを特徴としている。
【００２３】
これにより、請求項２に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００２４】
請求項１１に記載の発明では、電流検出部（１５０）は、検出電流位相の検出タイミングを電流ゼロクロス点とすることを特徴としている。
【００２５】
これにより、請求項３に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明では、電流検出部（１５０）は、検出電流位相の検出タイミングを相電流のクロス点とすることを特徴としている。
【００２７】
これにより、請求項４に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明では、電流検出部（１５０）は、検出電流位相の検出タイミングをＰＷＭ周期に同期させることを特徴としている。
【００２９】
これにより、請求項５に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００３０】
請求項１４に記載の発明では、モータ（２００）は、２Ｎ（Ｎ＝１、２、３・・・）のロータ磁極を有し、電圧補正量演算部（１７０）は、所定数の区間を１を除く６Ｎ以下に分割することを特徴としている。
【００３１】
これにより、請求項６に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００３２】
請求項１５に記載の発明では、電圧補正量演算部（１７０）は、予め、圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しており、電圧補正パターンを印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、印加電圧補正量を電圧補正パターンによる補正量に代えてモータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して印加電圧を補正させることを特徴としている。
【００３３】
これにより、請求項７に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００３４】
請求項１６に記載の発明では、電圧補正量演算部（１７０）は、予め、圧縮機（２１０）の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しており、起動時は、印加電圧補正量をモータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して印加電圧を補正させ、所定時間あるいは所定回転数に達した後に、電圧補正パターンを印加電圧補正量の電圧位相に合わせ、印加電圧補正量を電圧補正パターンによる補正量に代えてモータ印加電圧波形生成部（１４０）に出力して印加電圧を補正させることを特徴としている。
【００３５】
これにより、請求項８に記載の制御を可能とする装置とすることができる。
【００３６】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図７に示す図面に基づいて説明する。尚、図１は圧縮機駆動用モータの制御装置１００を示すブロック図、図２は電圧、電流における位相差情報を示す説明図、図３は検出電流位相の検出タイミングを示す説明図、図４は圧縮機２１０の圧縮角度に対する平均トルク、負荷トルク、回転数を示すグラフ、図５は出力トルクの変動に対する電流位相のずれの関係を示すグラフ、図６は圧縮機２１０の圧縮角度上の所定区間における負荷トルクに対応する電流位相誤差を示すグラフ、図７は印加電圧補正量を算出するためのフローチャートである。
【００３８】
本発明の圧縮機駆動用モータの制御装置（以下、モータ制御装置）１００は、図１に示すように、以下説明する各機能部１１０〜１８０を有しており、圧縮機２１０を駆動するモータ２００の作動を制御するものである。モータ２００は、３相ブラシレス直流の同期モータ（ここではロータは４極としている）であり、また、圧縮機２１０は、ここでは、給湯器（図示せず）用のヒートポンプサイクル中に配設されるものとしている。
【００３９】
モータ制御装置１００は、電圧振幅制御部１１０、目標位相差制御部１２０、目標電流位相設定部１３０、モータ印加電圧波形生成部１４０、電流検出部１５０、位相誤差情報検出部１６０、電圧補正量演算部１７０、電流振幅情報検出部１８０を有するＣＰＵとして形成されている。
【００４０】
電圧振幅制御部１１０は、図示しない給湯器（ヒートポンプサイクル）を制御する給湯器制御部から出力される圧縮機２１０作動時の設定すべき回転数信号、および後述する電圧補正量演算部１７０からの印加電圧補正量信号に基づいて電圧振幅を決定する。
【００４１】
目標位相差制御部１２０は、上記回転数信号、および後述する電流振幅情報検出部１８０からの電流振幅信号に基づいて、図２に示すように、目標とすべき電流（目標電流）と電圧との位相差、即ち目標位相差（図２中では時間的な位相差αとして表示）を決定する。尚、目標位相差制御部１２０は、予め、回転数および電流値（電流振幅）に対するモータ２００作動時の効率を最適とする目標位相差マップを持っており、この目標位相差マップから目標位相差を決定するようにしている。
【００４２】
目標電流位相設定部１３０は、上記回転数信号を基準とする目標電流の位相、即ち目標電流位相（図２）を設定（更新）する。
【００４３】
モータ印加電圧波形生成部１４０は、上記電圧振幅信号、目標位相差信号、目標電流位相信号に基づいて印加電圧波形を制御して、モータ２００に供給する（電圧のパルス幅を変調するいわゆるＰＷＭ出力制御）。
【００４４】
モータ印加電圧波形生成部１４０からモータ２００に接続される３相の結線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のうち、いずれか２相の結線には実電流を検出する電流検出部（電流センサ）１５０が設けられており、各電流検出部１５０で検出された検出電流信号は、後述する位相誤差情報検出部１６０、および電流振幅情報検出部１８０に入力されるようにしている。
【００４５】
位相誤差情報検出部１６０は、上記目標電流位相設定部１３０からの目標電流位相信号と、電流検出部１５０からの検出電流信号とから、位相差情報として電流位相誤差（以下、位相誤差）を検出し（図２では時間的な位相誤差Δθとして表示）、この位相誤差信号を電圧補正量演算部１７０に出力する。
【００４６】
尚、位相誤差の検出タイミングは、検出電流の電流ゼロクロス点としており、電気角としては、図２中の1)の場合は、位相誤差＝検出電流の電流ゼロクロス時の目標電流位相、として得られ、また、図２中の2)の場合は、位相誤差＝（検出電流の電流ゼロクロス時の目標電流位相−１８０度）、として得られる。
【００４７】
そして、４極モータの場合、図３に示すように、３相の電流がゼロクロスする点は電気角６０度毎、即ち機械角３０度毎に得られるため、モータ２００（圧縮機２１０）一回転分が１２区間に分割され、一回転当り１２個の位相誤差信号が得られることになる。
【００４８】
電圧補正量演算部１７０は、上記位相誤差信号に対応する印加電圧補正量（位相誤差と印加電圧補正量との関係およびその技術的意味については後述する）を決定し、この印加電圧補正量信号を電圧振幅制御部１１０に出力する。
【００４９】
電流振幅検出部１８０は、電流検出部１５０からの検出電流信号を基に、実際にモータ２００に供給されている電流の電流振幅を検出し、この電流振幅信号を目標位相差制御部１２０に出力する。
【００５０】
次に、上記構成に基づくモータ制御装置１００の作動について説明する。図示しない給湯器制御部からの回転数信号に基づいて、まず、電圧振幅制御部１１０、目標位相差制御部１２０、目標電流位相設定部１３０によって、それぞれ、電圧振幅、目標位相差、目標電流位相が決定され、モータ印加電圧波形生成部１４０で印加電圧が制御され、モータ２００が作動される。これに伴って圧縮機２１０が駆動され、ヒートポンプサイクル中の冷媒が高温高圧に圧縮される。
【００５１】
尚、電圧振幅制御部１１０は、位相誤差が所定値（例えばゼロ）になるように電圧振幅を決定する。また、目標位相差制御部１２０は、電流振幅情報検出部１８０からのモータ２００作動時における実際の電流振幅信号を反映して、常にモータ２００の作動効率が最適値となるように、目標位相差を更新し、モータ印加電圧波形生成部１４０にフィードバックする。
【００５２】
圧縮機２１０の作動時においては、冷媒の吸入、圧縮、吐出に伴い、図４に示すように、その負荷トルクが一回転中において変動する。即ち、一回転当りの平均トルク（ここでは３Ｎｍ）に対して、圧縮時には負荷トルクは増大し（回転数は低下）、吐出〜吸入時には負荷トルクは減少（回転数は増加）し、騒音、振動悪化の原因となる。よって、モータ２００の出力トルクがこの変動する負荷トルクに一致するように、モータ２００への印加電圧を制御する必要が生ずる。
【００５３】
ここで、負荷トルクの変動により、平均トルクと実負荷トルクに差が生じた場合、図５に示すように、例えば実負荷トルクが平均トルク（＝モータ出力トルクであり、図５のＢに対応とする）を上回った場合（図５のＣ）は、電流位相が進み（モータ２００のロータが遅れ＝回転数が低下）、電流値が増加することでトルクを得ることになる。即ち、目標電流位相（図５のｂ）に対し電流位相が進む（図５のｃ）ため、位相誤差（＝実電流位相−目標電流位相）が「＋」に生じる。
【００５４】
逆に、実負荷トルクが平均トルクを下回った場合（図５のＡ）は、電流位相が遅れ（モータ２００のロータが進み＝回転数増加）、目標電流位相（図５のｂ）に対し電流位相が遅れる（図５のａ）ため、位相誤差が「−」に生じる。
【００５５】
本実施形態のように実電流位相検出が電流ゼロクロス毎に行われる場合は、上記で説明したように圧縮機２１０の一回転当たり１２回の検出が行われるため、１２区間のそれぞれの位相誤差をとると、図６に示すように、圧縮機２１０の負荷トルク変動を示すことになる。
【００５６】
本発明では、上記の位相誤差と負荷トルク変動との関係を用いて、位相誤差情報検出部１６０、電圧補正量演算部１７０および電圧振幅制御部１１０によって、負荷トルク変動に対応するモータ２００の作動を制御するようにしている。この具体的な制御方法について、以下、図７に示すフローチャートを加えて説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１００で、位相誤差Δθ［ｎ］を算出し（ｎは１２の区間に対応する数）、ステップＳ１１０で、ローパスフィルタ処理として位相誤差平均Δθｌｐｆを算出する。この位相誤差平均Δθｌｐｆは、１２回の移動平均として求めている。
【００５８】
次に、ステップＳ１２０で、ハイパスフィルタ処理として位相誤差瞬時値Δθ［ｎ］ｈｐｆを数式１に基づき算出する。
【００５９】
（数１）
Δθ［ｎ］ｈｐｆ＝Δθ［ｎ］−Δθｌｐｆ
次に、ステップＳ１３０で、区間ｎの印加電圧補正量ΔＶｍ［ｎ］を数式２に基づき算出する。
【００６０】
（数２）
ΔＶｍ［ｎ］＝Ｋ×Δθ［ｎ］ｈｐｆ
但し、Ｋは予め定めた定数である。
【００６１】
そして、ステップＳ１４０で、区間ｎを更新し、以下ステップＳ１００から繰り返す。
【００６２】
ステップＳ１３０で算出される印加電圧補正量ΔＶｍは、検出電流のゼロクロス毎（区間ｎ毎）に電圧振幅制御部１１０に入力され、電圧振幅制御部１１０は、電圧振幅信号をその都度更新し、モータ印加電圧波形生成部１４０に出力する。
【００６３】
これにより、位相誤差から圧縮機２１０の負荷トルク変動パターンを把握し、これに対応する印加電圧補正量によって、モータ２００への印加電圧を圧縮機２１０の一回転内で補正することができ、圧縮機２１０の負荷トルク変動とモータ２００の出力トルクが略一致し、騒音、振動を抑えることができる。ここでは、負荷トルク変動パターンを把握するために、位相差情報として位相誤差を用いるようにしているので、上記の特許文献１で説明したような、高精度の電流検出手段や複雑な演算を必要とせずに位相誤差を得ることができる。
【００６４】
また、印加電圧補正量ΔＶｍの算出にあたって、位相誤差のハイパスフィルタ分（ステップＳ１２０）を用いるようにしているので、電圧低下時や弱め磁束制御等による定常偏差が生じた場合にも、負荷変動分のみを抽出でき、確実に電圧補正が可能となる。
【００６５】
尚、検出電流位相の検出タイミングとしては、上記第１実施形態に対して、図８に示すように、相電流のクロス点としても同様の効果が得られる。また、検出タイミングをモータ印加電圧波形生成部１４０のＰＷＭ周期に同期させても良く、これによれば、より正確な負荷変動検出と電圧補正が可能となる。
【００６６】
また、位相誤差から印加電圧補正量を算出する区間の数（ｎ）は、モータ２００のロータ磁極数（２Ｎ＝４）と３相電流のゼロクロス点から決定される数（１２）としたが、例えば変動の小さい区間はまとめる等、必要に応じて間引いても良い（６Ｎ以下とする）。これにより、演算負荷を減らすことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図９に示す。第２実施形態は、位相差情報として上記第１実施形態の位相誤差に対して位相差誤差を用いるようにしたものである。
【００６８】
モータ制御装置１００としては、上記第１実施形態の位相差情報検出部１６０に代えて、電圧電流位相差検出部１６１と位相差誤差検出部１６２を設け、電圧電流位相差検出部１６１には、目標電流位相信号に代えて、モータ印加電圧波形生成部１４０からの印加電圧位相信号が入力されるようにしている。
【００６９】
本第２実施形態においては、電圧電流位相差検出部１６１で、印加電圧位相と検出電流位相との差として電圧電流位相差を検出する。そして、位相差誤差検出部１６２で、目標位相差と上記電圧電流位相差とを比較し（両者の差を取る）、位相差誤差として検出する。
【００７０】
この位相差誤差は、上記第１実施形態における位相誤差と等価なものであって、圧縮機２１０の負荷トルクの変動に対応する。よって、電圧補正量演算部１７０で、この位相差誤差に応じた印加電圧補正量を演算し、電圧振幅制御部１１０を介して、印加電圧を制御することで、第１実施形態と同様に、負荷トルク変動に略一致したモータ２００の作動が可能となる。
【００７１】
（第３実施形態）
上記第１、第２実施形態では、位相誤差あるいは位相差誤差を検出して、圧縮機２１０の負荷トルクの変動パターンを把握（検出）し、これに対応した印加電圧の制御を行ったが、以下のように対応しても良い。
【００７２】
即ち、予め、電圧補正量演算部１７０に圧縮機２１０の一回転当たりの電圧補正パターンを記憶しておき、検出した負荷トルクの変動パターンと、電圧補正パターンとを比較し、電圧補正パターンを検出した負荷トルクの変動パターンの位相に合わせた後、電圧補正パターンによる補正を行う。つまり、位相差情報（位相誤差あるいは位相差誤差）による負荷トルク変動の推定から、印加電圧位相と圧縮機２１０の位置関係を特定できるため、これにより、位相ずれによる補正ミスによる振動、騒音悪化を防ぎ、且つ起動初期からのトルク補正が可能となる。
【００７３】
尚、上記第３実施形態に対して、モータ２００（圧縮機２１０）の起動時は、上記第１あるいは第２実施形態の負荷トルクの変動パターンによる印加電圧補正を行い、所定時間、または所定回転数に達した後に、第３実施形態による印加電圧補正を行うようにしても良い。
【００７４】
（その他の実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、モータ２００を４極モータとしたが、２Ｎ（Ｎ＝１、２、３・・・）のロータ磁極をもつモータとしても良い。例えば６極モータとした場合、極対数Ｎは３となり、圧縮機２１０（モータ２００）一回転当たりの位相検出タイミングは６×３回となり、１８区間に分割されることになる。また、それ以下の分割数にしても良い。
【００７５】
また、対象とする圧縮機２１０は、給湯器用のヒートポンプサイクルに使用されるものに限らず、空調装置用の冷凍サイクルに使用されるもの等としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】第１実施形態における圧縮機駆動用モータの制御装置を示すブロック図である。
【図２】電圧、電流における位相差情報を示す説明図である。
【図３】検出電流位相の検出タイミングを示す説明図である。
【図４】圧縮機の圧縮角度に対する平均トルク、負荷トルク、回転数を示すグラフである。
【図５】出力トルクの変動に対する電流位相のずれの関係を示すグラフである。
【図６】圧縮機の圧縮角度上の所定区間における負荷トルクに対応する電流位相誤差を示すグラフである。
【図７】印加電圧補正量を算出するためのフローチャートである。
【図８】検出電流位相の検出タイミングの変形例を示す説明図である。
【図９】第２実施形態における圧縮機駆動用モータの制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００  圧縮機駆動用モータの制御装置
１２０  目標位相差制御部
１３０  目標電流位相設定部
１４０  モータ印加電圧波形生成部
１５０  電流検出部
１６０  位相誤差情報検出部
１６１  電圧電流位相差検出部
１６２  位相差誤差検出部
１７０  電圧補正量演算部
２００  モータ
２１０  圧縮機
【図１】
2006042419.tif 000003
【図２】
2006042419.tif 000004
【図３】
2006042419.tif 000005
【図４】
2006042419.tif 000006
【図５】
2006042419.tif 000007
【図６】
2006042419.tif 000008
【図７】
2006042419.tif 000009
【図８】
2006042419.tif 000010
【図９】
2006042419.tif 000011