(57)【要約】【課題】広回転域でモータの回転速度を安定させることができるモータ制御装置及び空気調和装置を提供する。【解決手段】空気調和装置が備えるモータ制御装置は、モータの目標回転速度に応じて目標モータ電流を決定し、モータ電流が目標モータ電流に一致するようにモータを駆動する。モータ制御装置は、モータの回転速度変動を抑制するトルク補正電流をプロファイル方式またはフィードバック方式のトルク制御方式で算出し、算出したトルク補正電流を目標モータ電流に加算する。モータ制御装置は、コンプレッサの回転数Ｎが切替回転数ｎ以上となるとトルク制御方式をプロファイル方式からフィードバック方式へと切り替える一方で、フィードバック方式からプロファイル方式へは、回転数Ｎがｎ−αを下回った場合に切り替える。【選択図】図９
2018148677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの目標回転速度に応じて目標モータ電流を決定し、前記モータの現在のモータ電流が前記目標モータ電流に一致するようにインバータを介して前記モータとともにコンプレッサを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータの回転速度変動を抑制するトルク補正電流を第１方式または第２方式のトルク制御方式で算出し、算出したトルク補正電流を前記目標モータ電流に加算するトルク制御部と、
前記トルク制御方式を前記第１方式と前記第２方式との一方から他方へと切り替える切替制御部と、を備え、
前記第１方式は、前記モータの回転位置と予め記憶された前記コンプレッサによる負荷変動に関するデータとに基づきトルク補正電流を算出するプロファイル方式を含み、
前記第２方式は、前記モータ電流に基づき算出した出力トルクと、前記モータの回転速度に基づき算出した負荷トルクとの差分値に基づきトルク補正電流を算出するフィードバック方式であり、
前記切替制御部は、前記モータの回転速度または、前記目標回転速度と前記回転速度の偏差である回転速度偏差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式から前記第２方式へと切り替える、
モータ制御装置。
【請求項２】
前記切替制御部は、前記モータの回転速度が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式から前記第２方式へと切り替え、
前記第２方式から前記第１方式へは、前記モータの回転速度が、前記閾値を所定値で減じた値を下回った場合に切り替える、
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記切替制御部は、前記回転速度偏差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式と前記第２方式との一方から他方へと切り替え、
前記トルク制御方式の切替後の前記回転速度偏差が切替前の前記回転速度偏差よりも大きくなった場合には、前記トルク制御方式を切替前の方式に戻す一方で、前記トルク制御方式の切替後の前記回転速度偏差が切替前の前記回転速度偏差以下の場合には、前記トルク制御方式を切替前の方式に戻さない、
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記プロファイル方式による制御限界に相当する前記モータの回転速度である、
請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記第１方式は、前記プロファイル方式と前記フィードバック方式との双方を用いてトルク補正電流を算出する方式である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
前記インバータと、前記モータと、前記コンプレッサと、前記コンプレッサにより圧縮された冷媒を利用して室温を調整する空調部と、を備える、
空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及び空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からモータをベクトル制御することでコンプレッサを駆動するモータ制御装置が知られている。このように駆動されるコンプレッサには、その負荷状態（吐出圧および吸入圧の状態）によって負荷トルクが生じるため、何の対策も講じなければ、モータの回転速度に変動が生じてしまうという問題がある。
【０００３】
この問題に対処するため、コンプレッサを１回転させることで決まったパターンで変動する負荷トルクに合わせて駆動トルクを調整するモータ制御装置が、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているトルク制御においては、予め想定される負荷トルクの変動パターンに合わせてコンプレッサの各回転位置（コンプレッサ１回転分を複数に分割した位置）に関連づけられた補正値が予めテーブルとして記憶される。そして、モータ制御装置は、コンプレッサの回転位置に応じて補正値をこのテーブルから読み出し、この補正値により駆動トルクを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているトルク制御では、コンプレッサ１回転分を任意の数で分割した回転位置毎に補正値を読み出すことになるため、高回転域では処理が追いつかず、有効に負荷トルクを打ち消すことが困難となる場合がある。したがって、低回転域ではモータの回転速度の安定化を図り易いものの、高回転域ではモータの回転速度の安定化を図るのが困難である。
【０００６】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、広回転域でモータの回転速度を安定させることができるモータ制御装置及び空気調和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】
【０００７】
（１）上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るモータ制御装置は、
モータの目標回転速度に応じて目標モータ電流を決定し、前記モータの現在のモータ電流が前記目標モータ電流に一致するようにインバータを介して前記モータとともにコンプレッサを駆動するモータ制御装置であって、
前記モータの回転速度変動を抑制するトルク補正電流を第１方式または第２方式のトルク制御方式で算出し、算出したトルク補正電流を前記目標モータ電流に加算するトルク制御部と、
前記トルク制御方式を前記第１方式と前記第２方式との一方から他方へと切り替える切替制御部と、を備え、
前記第１方式は、前記モータの回転位置と予め記憶された前記コンプレッサによる負荷変動に関するデータとに基づきトルク補正電流を算出するプロファイル方式を含み、
前記第２方式は、前記モータ電流に基づき算出した出力トルクと、前記モータの回転速度に基づき算出した負荷トルクとの差分値に基づきトルク補正電流を算出するフィードバック方式であり、
前記切替制御部は、前記モータの回転速度または、前記目標回転速度と前記回転速度の偏差である回転速度偏差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式から前記第２方式へと切り替える。
【０００８】
（２）上記（１）に記載のモータ制御装置において、前記切替制御部は、前記モータの回転速度が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式から前記第２方式へと切り替え、
前記第２方式から前記第１方式へは、前記モータの回転速度が、前記閾値を所定値で減じた値を下回った場合に切り替える、ようにしてもよい。
【０００９】
（３）上記（１）に記載のモータ制御装置において、前記切替制御部は、前記回転速度偏差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記トルク制御方式を前記第１方式と前記第２方式との一方から他方へと切り替え、
前記トルク制御方式の切替後の前記回転速度偏差が切替前の前記回転速度偏差よりも大きくなった場合には、前記トルク制御方式を切替前の方式に戻す一方で、前記トルク制御方式の切替後の前記回転速度偏差が切替前の前記回転速度偏差以下の場合には、前記トルク制御方式を切替前の方式に戻さない、ようにしてもよい。
【００１０】
（４）上記（２）に記載のモータ制御装置において、前記閾値は、前記プロファイル方式による制御限界に相当する前記モータの回転速度である、ようにしてもよい。
【００１１】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載のモータ制御装置において、前記第１方式は、前記プロファイル方式と前記フィードバック方式との双方を用いてトルク補正電流を算出する方式である、ようにしてもよい。
【００１２】
（６）上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る空気調和装置は、
上記（１）〜（５）のいずれかに記載のモータ制御装置と、
前記インバータと、前記モータと、前記コンプレッサと、前記コンプレッサにより圧縮された冷媒を利用して室温を調整する空調部と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広回転域でモータの回転速度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和装置の構成を示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、モータの各角度におけるコンプレッサの断面図である。
【図３】モータの角度に対する負荷トルクの変動を示すグラフである。
【図４】第１実施形態に係るモータ制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るトルク制御部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、プロファイル制御部が記憶している負荷トルク変動パターンテーブルの構成例を示す図である。
【図６】フィードバック制御部の構成を示すブロック図である。
【図７】トルク制御を実施しない比較例に係る（ａ）はモータの角度に対する負荷トルクの変動を示すグラフであり、（ｂ）はモータの角度に対する出力トルクの変動を示すグラフであり、（ｃ）はモータの角度に対する回転速度の変動を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る（ａ）はモータの角度に対する負荷トルクの変動を示すグラフであり、（ｂ）はモータの角度に対する出力トルクの変動を示すグラフであり、（ｃ）はモータの角度に対する回転速度の変動を示すグラフである。
【図９】第１実施形態に係るトルク制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るトルク制御部の構成を示すブロック図である。
【図１１】第２実施形態に係るトルク制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るトルク制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るトルク制御部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係るモータ制御装置及び空気調和装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態に係る空気調和装置１は、制御部１０と、インバータ２０と、モータ３０と、コンプレッサ４０と、電源５０と、シャント抵抗１９と、電流センサ３５ｖ，３５ｗと、空調部６０と、を備える。
【００１７】
電源５０は、図示しない商用電源から直流電圧を生成し、生成された直流電圧をインバータ２０に印加する。
【００１８】
シャント抵抗１９は、過電流検出のために、電源５０とインバータ２０との間の接続線に介挿されている。シャント抵抗１９は、この接続線に流れる電流を検出する電流検出信号Ｓｐ１をインバータ２０に出力する。
【００１９】
インバータ２０は、制御部１０からのＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗに基づき、電源５０から供給された直流電流を、３相、すなわちＵ相、Ｖ相、Ｗ相の交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに変換し、その変換した交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをモータ３０に供給する。インバータ２０は、例えば、ＩＰＭ（Intelligent Power Module：高機能パワーモジュール）から構成されている。インバータ２０は、シャント抵抗１９からの電流検出信号Ｓｐ１を受けて過電流の有無を表す過電流検知信号Ｓｐ２を制御部１０に出力する。
【００２０】
モータ３０は、３相ブラシレスモータである。モータ３０は、インバータ２０から交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを受けることで回転し、これによりコンプレッサ４０を駆動する。
【００２１】
電流センサ３５ｖは、モータ３０に流れるＶ相の電流Ｉｖの値を検出し、検出値を示す信号を制御部１０に出力する。電流センサ３５ｗは、モータ３０に流れるＷ相の電流Ｉｗの値を検出し、検出値を示す信号を制御部１０に出力する。電流センサ３５ｖ、３５ｗの各々は、例えば、ＣＴ（変流器）センサ又はホール素子から構成されている。
【００２２】
コンプレッサ４０は、モータ３０により駆動されることで、吸入した冷媒を圧縮し、その圧縮した冷媒を排出する。コンプレッサ４０の具体的構成については後述する。
【００２３】
空調部６０は、コンプレッサ４０により圧縮された冷媒を利用して室内温度を調整する。詳しくは、空調部６０は、室内空気と熱交換する室内用熱交換器６３と、室外空気と熱交換する室外用熱交換器６４と、冷媒の減圧を行う膨張弁６５と、コンプレッサ４０により圧縮された冷媒の流路を室外用熱交換器６４及び室内用熱交換器６３の何れかに切り替える四方弁６６と、を備える。
【００２４】
冷房運転時について説明すると、四方弁６６は、コンプレッサ４０により圧縮された冷媒を室外用熱交換器６４に送り込む。室外用熱交換器６４は、冷房運転時には冷媒を冷却するガスクーラとして機能し、室外空気と冷媒との間で熱交換させることで冷媒の熱を室外に排出する。その後、この冷媒は、膨張弁６５で減圧膨張されたうえで室内用熱交換器６３に送られる。室内用熱交換器６３は、冷房運転時には蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させることで室内空気と冷媒との間で熱交換させ、室内空気の温度を低下させる。これにより、室内温度の調整を図る。そして、室内用熱交換器６３を経た冷媒は、四方弁６６を介してコンプレッサ４０に戻る。
【００２５】
暖房運転時について説明すると、四方弁６６は、コンプレッサ４０により圧縮された冷媒を室内用熱交換器６３に送り込む。室内用熱交換器６３は冷媒を冷却するガスクーラとして機能し、室内空気と冷媒との間で熱交換させることで、室内空気の温度を上昇させる。これにより、室内温度の調整を図る。そして、膨張弁６５は、室内用熱交換器６３を経た冷媒を減圧膨張させたうえで室外用熱交換器６４に送り込む。室外用熱交換器６４は、蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させることで室外空気と冷媒との間で熱交換させる。その後、四方弁６６は、熱交換された冷媒をコンプレッサ４０に戻す。
【００２６】
コンプレッサ４０は、本例では、シングルロータリー式で、スライドベーン型のコンプレッサである。詳しくは、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、コンプレッサ４０は、円筒状のシリンダ４１と、モータ３０によりシリンダ４１内を偏心回転する円柱状の一つのロータ４２と、ロータ４２の偏心回転に伴いシリンダ４１内を吸入室４６ａ及び圧縮室４６ｂに区切るベーン４３と、を備える。
【００２７】
ベーン４３は、シリンダ４１の周壁を貫通しており、その先端はシリンダ４１の内部に位置する。ベーン４３は、図示しないばね等の付勢部材により先端がロータ４２の周面に圧接する。シリンダ４１には、ベーン４３を挟んで位置する排出口４１ｏ及び吸入口４１ｉが形成される。吸入口４１ｉは冷媒をシリンダ４１内に吸入するための孔である。排出口４１ｏは圧縮した冷媒をシリンダ４１内から排出するための孔である。排出口４１ｏには、排出口４１ｏを開閉する排出弁４７ｏが設けられている。吸入口４１ｉには、吸入口４１ｉを開閉する吸入弁４７ｉが設けられている。ロータ４２は、モータ３０の回転に伴い、自転しつつ、シリンダ４１の内周面に沿って公転する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、モータ３０の角度θが０°にあるとき、ロータ４２はベーン４３の先端をシリンダ４１の内周面に一致させる位置まで退避させる。このとき、シリンダ４１内には吸入された冷媒が充填されている。
図２（ｂ）に示すように、吸入弁４７ｉが開いた状態で、かつ排出弁４７ｏが閉じた状態で、モータ３０の角度θが１２０°まで回転すると、ロータ４２がシリンダ４１の内周面に沿って図中の反時計回りに１２０°回転する。この際、吸入室４６ａ内に吸入口４１ｉを介して冷媒が吸入されるとともに、圧縮室４６ｂ内の冷媒は圧縮される。図２（ｃ）に示すように、さらにモータ３０の角度θが１８０°まで回転すると、圧縮室４６ｂ内の冷媒がさらに圧縮されることで冷媒の温度は上昇する。図２（ｄ）に示すように、モータ３０の角度θが２４０°程度まで回転すると、圧縮室４６ｂ内の圧力が高まることで排出弁４７ｏが開く。これにより、圧縮された冷媒は排出される。
【００２９】
このように、モータ３０が１回転する間に、コンプレッサ４０は、吸入、圧縮及び排出を行う。このため、図３のグラフに示すように、モータ３０の負荷トルクは、モータ３０の１回転の間に大きく変動する。この負荷トルクの変動をトルク脈動とも呼ぶ。このトルク脈動は、各種コンプレッサのなかでもスライドベーン型のコンプレッサにおいて顕著に発生する。また、図３に例示するように、空気調和装置１における動作負荷等により、それぞれ異なる負荷トルクの変動パターンＡ１〜Ａ３となる。この例では、変動パターンＡ１は、変動パターンＡ２，Ａ３よりも動作負荷が大きく、変動パターンＡ２は、変動パターンＡ３よりも動作負荷が大きい。変動パターンＡ１〜Ａ３は、それぞれ負荷トルクが最大となるピーク値が異なるとともに、ピーク値をとるモータ３０の角度θであるピーク位置が異なる。トルク脈動による変動パターンは、この変動パターンＡ１〜Ａ３に限らず、コンプレッサ４０の吐出圧及び吸入圧、コンプレッサ４０の経年変化等の種々の要因により無数に存在する。
【００３０】
図１に示す制御部１０は、インバータ２０を介してモータ３０の動作を制御するものであり、マイクロコンピュータから構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有する。ＲＯＭは、ＣＰＵの処理手順を規定する動作プログラム（後述のトルク制御処理を実行するためのプログラムを含む）やテーブルデータなどの固定データを予め記憶する。ＲＡＭは、各種の演算結果などを一時的に記憶する。例えば、ＲＡＭには、トルク制御処理における判別結果や決定結果、各種状態を示すフラグ（後述の制御方式判別フラグ）等のデータが記憶される。
【００３１】
制御部１０は、機能部として、運転指令部１１と、モータ制御部１２とを備える。
運転指令部１１は、例えばユーザによるリモコンの操作に応じて空気調和装置１の運転を指令する。運転指令部１１は、例えば、図示しないセンサにより取得される室内温度及び室外温度、ユーザにより設定される目標温度に基づきモータ３０の目標回転速度ω０（回転数指令）を演算し、演算した目標回転速度ω０をモータ制御部１２に出力する。
【００３２】
モータ制御部１２は、ベクトル制御によりモータ３０を制御する。
図４に示すように、モータ制御部１２は、機能部として、３相電流演算部１２１と、電流変換部１２２と、位置推定部１２３と、速度制御部１２４と、ｄ軸電流制御部１２５と、電流制御部１２６と、電圧変換部１２７と、ＰＷＭ信号生成部１２８と、トルク制御部１３と、を備える。
【００３３】
３相電流演算部１２１は、電流センサ３５ｖ、３５ｗを通じてＶ相、Ｗ相の電流Ｉｖ，Ｉｗの値を取得する。そして、３相電流演算部１２１は、その取得した電流Ｉｖ，Ｉｗの値に基づき、３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和がゼロとなることを利用してＵ相の電流Ｉｕの値を演算する。この際、３相電流演算部１２１は、例えば、複数回にわたって電流Ｉｖ，Ｉｗの値を取得し、その平均値をとる。また、３相電流演算部１２１は、例えば、インバータ２０からの過電流検知信号Ｓｐ２に基づき過電流が発生しているときにはそのときの電流Ｉｖ，Ｉｗの値を含めずに平均値をとる。
【００３４】
電流変換部１２２は、３相電流演算部１２１によって演算された３相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを２相のｑ軸電流Ｉｑとｄ軸電流Ｉｄに座標変換する。なお、ｑ軸電流Ｉｑはモータ３０のトルク成分であり、ｄ軸電流Ｉｄはモータ３０の磁束成分である。
【００３５】
位置推定部１２３は、電流変換部１２２により変換されたｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄと、後述する電流制御部１２６により演算されるｑ軸電圧指令値Ｖｑ及びｄ軸電圧指令値Ｖｄとに基づき、モータ３０の角度θ（回転位置）を推定する。また、位置推定部１２３は、推定されたモータ３０の角度θを微分することで回転速度情報であるモータ３０の回転速度ω（回転数）を推定する。
【００３６】
速度制御部１２４は、モータ３０の回転速度ωを運転指令部１１からの目標回転速度ω０に一致させるべく目標ｑ軸電流Ｉｑ＊を演算するフィードバック制御を行う。例えば、速度制御部１２４は、目標回転速度ω０と回転速度ωとの偏差ωｅ（ωｅ＝ω０−ω）を求める。そして、速度制御部１２４は、偏差ωｅに基づくＰＩ制御により、目標ｑ軸電流Ｉｑ＊を、Ｉｑ＊＝ｋ１・ωｅ＋ｋ２∫ωｅｄｔにより求める。なお、ｋ１は比例要素のフィードバックゲインであり、ｋ２は積分要素のフィードバックゲインである。また、速度制御部１２４が行うフィードバック制御は、ＰＩ制御に限られず、Ｐ（比例）、Ｉ（積分）、Ｄ（微分）のうち少なくともいずれかを用いた制御であってもよい。
【００３７】
トルク制御部１３は、トルク脈動による負荷変動に関わらずモータ３０の回転速度ωを安定させるためのトルク補正電流Ｉｑ＊’を算出する。加算器１４は、このトルク補正電流Ｉｑ＊’と、速度制御部１２４によって演算された目標ｑ軸電流Ｉｑ＊とを加算する。これにより目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’が演算される。トルク制御部１３の具体的な構成及び処理内容については後述する。
【００３８】
ｄ軸電流制御部１２５は、加算器１４から出力された目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’に対応した目標ｄ軸電流Ｉｄ＊を演算する。また、ｄ軸電流制御部１２５は、位置推定部１２３が推定した回転速度ωを取得するとともに、図示せぬ電圧センサから最大電圧Ｖａｍ（モータ３０の端子電圧の上限値）を取得する。これらの回転速度ωと最大電圧Ｖａｍも目標ｄ軸電流Ｉｄ＊の決定に用いられる。目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’に対する目標ｄ軸電流Ｉｄ＊の設定により、電流ベクトルを最小の電流で最大のトルクが得られるように制御する最大トルク制御、モータ３０の磁束を減少させることでモータ３０の誘起電圧を抑えてモータ３０の回転速度ωを上げる弱め磁束制御（弱め界磁制御）等の各種制御が可能となる。ｄ軸電流制御部１２５は、取得した回転速度ω及び最大電圧Ｖａｍと、予めＲＯＭに記憶されるデータ（テーブルデータや、最大トルク制御、弱め磁束制御の各理論に従う式を示すデータ）とに基づき目標ｄ軸電流Ｉｄ＊を算出する。
【００３９】
電流制御部１２６は、現在のｑ軸電流Ｉｑを目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’に一致させるためのｑ軸電圧指令値Ｖｑを演算する。また、電流制御部１２６は、現在のｄ軸電流Ｉｄを目標ｄ軸電流Ｉｄ＊に一致させるためのｄ軸電圧指令値Ｖｄを演算する。この際、電流制御部１２６は、上記速度制御部１２４と同様の計算手法によりＰＩ制御によるフィードバック制御を行ってもよいし、その他ＰＤ、ＰＩＤ等のフィードバック制御を行ってもよい。
【００４０】
電圧変換部１２７は、電流制御部１２６により演算されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ及びｄ軸電圧指令値ＶｄをＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに座標変換する。
【００４１】
ＰＷＭ信号生成部１２８は、電圧変換部１２７により座標変換されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じて直流電圧をパルス幅変調することでＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを生成する。ＰＷＭ信号生成部１２８は、このＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗをインバータ２０に出力する。
【００４２】
（トルク制御部１３）
次に、トルク制御部１３の詳細構成について説明する。
図５（ａ）に示すように、トルク制御部１３は、プロファイル制御部（ＰＦ制御部）１３１と、フィードバック制御部（ＦＢ制御部）１３２と、切替制御部１３３と、を備える。
【００４３】
ＰＦ制御部１３１は、想定される負荷トルクを予めテーブルデータ化し、このデータを用いた方式（プロファイル方式）により第１補正電流Ｉ１を算出する。具体的には、ＰＦ制御部１３１は、予めＲＯＭ内に記憶された、図５（ｂ）に示す負荷トルク変動パターンテーブルＰＴを参照し、位置推定部１２３が推定したモータ３０の角度θ（回転位置）に応じた想定負荷トルクＴｒを決定する。そして、ＰＦ制御部１３１は、決定した想定負荷トルクＴｒをトルク係数Ｋで除することにより第１補正電流Ｉ１を算出する（Ｉ１＝Ｔｒ／Ｋ）。
【００４４】
負荷トルク変動パターンテーブルＰＴは、コンプレッサ４０を１回転させた場合に生じる負荷トルク変動のパターンをデータ化したものであり、図５（ｂ）に示すように、コンプレッサ４０の１回転分（３６０°）をｍ分割した場合における各回転位置θ（θ１〜θｍ）と、各回転位置θに対応する想定負荷トルクＴｒ（Ｔ１〜Ｔｍ）とが関連付けられて構成されている。なお、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明したように、モータ３０の回転位置θは、コンプレッサ４０の回転位置と対応しているため、回転位置θは、コンプレッサの回転位置と見做すことができる。同様な理由により、モータ３０の回転数ωは、コンプレッサ４０の回転数Ｎと見做すことができる（ω＝Ｎ）。
【００４５】
なお、負荷トルク変動パターンテーブルＰＴとしてデータ化する対象の変動パターンは、実験により適切なものを選択すればよい。前記のように負荷トルクの変動パターンは無数に存在するが、空気調和装置１の仕様により想定される代表的な変動パターンのうちから、例えば中間値をとるような変動パターンをデータ化対象として採用すればよい。図３の例で言えば、負荷トルクの変動パターンＡ１〜Ａ３のうち、負荷トルクが最大なるピーク値や、当該ピーク値をとるモータ３０の角度θであるピーク位置が中間となる変動パターンＡ２をデータ化対象として採用すればよい。
また、プロファイル方式で用いるテーブルの構成や、第１補正電流Ｉ１の算出手法は以上の例に限られない。例えば、回転位置θと第１補正電流Ｉ１とを関連付けた構成のテーブルを採用してもよい。また、推定される負荷状態に応じて、想定負荷トルクＴｒあるいは第１補正電流Ｉ１に係数βを掛ける構成を採用してもよい。当該構成においては、例えば、低回転域では負荷脈動が大きくなり、高回転域では負荷脈動が小さくなるという特性を踏まえ、ＰＦ制御部１３１は、回転数ωに応じて係数βを決定すればよい。この場合、ＰＦ制御部１３１を位置推定部１２３から回転数ωを取得可能な構成とするか、ＰＦ制御部１３１が回転位置θを時間微分して回転数ωを算出する構成とすればよい。また、ＰＦ制御部１３１が推定した負荷状態に応じて選択可能な、複数の負荷トルク変動パターンテーブルＰＴを予め用意してもよい。また、プロファイル方式で用いるテーブルの構成や、第１補正電流Ｉ１の算出手法として、その他の公知の手法を採用してもよい。
【００４６】
ＦＢ制御部１３２は、後述するように、出力トルクＴａと負荷トルクＴｂとを常時監視しつつ出力トルクＴａと負荷トルクＴｂとが釣り合うように、フィードバック方式で第２補正電流Ｉ２を調整する。ＦＢ制御部１３２の詳細構成については後述する。
【００４７】
切替制御部１３３は、条件に応じて、ＰＦ制御部１３１によって算出される第１補正電流Ｉ１と、ＦＢ制御部１３２によって算出される第２補正電流Ｉ２とのいずれをトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力するかを切り替える。つまり、切替制御部１３３は、条件に応じて、トルク制御部１３の制御方式（トルク制御方式）をプロファイル方式とフィードバック方式の一方から他方へと切り替える。
【００４８】
詳細には、切替制御部１３３は、トルク制御方式を切り替える機能の他に、位置推定部１２３が推定した回転数ωに基づき算出したコンプレッサ４０の回転数Ｎ（ｒｐｓ）が予め定められた閾値を超えたか否かを判別する機能と、現在のトルク制御方式がプロファイル方式かフィードバック方式かを判別する機能とを有している。例えば、切替制御部１３３は、制御方式判別フラグを、プロファイル方式の実行時にオフ状態にクリアし、フィードバック方式の実行時にオン状態にセットし、ＲＡＭに記憶する。そして、切替制御部１３３は、制御方式判別フラグを参照することで現在のトルク制御方式を判別する。なお、モータ３０の駆動開始時には、プロファイル方式によるトルク制御が実行され、制御方式判別フラグはオフ状態に設定される。
【００４９】
切替制御部１３３は、現在はプロファイル方式であると判別した場合に、算出した回転数Ｎが予めＲＯＭに記憶されている切替回転数ｎ（ｒｐｓ）以上（Ｎ≧ｎ）であると判別すると、トルク制御方式をプロファイル方式からフィードバック方式に切り替える。併せて、切替制御部１３３は、制御方式判別フラグをオン状態にセットすることで、現在はフィードバック方式によるトルク制御が実行中であることをＲＡＭに記憶する。切替回転数ｎは、例えば、プロファイル方式による制御限界となる回転数であり、ＰＦ制御部１３１の制御周期（データサンプリング周期）をＴ（ｓ）、負荷トルク変動パターンテーブルＰＴにおける回転位置θの分割数をｍとすれば、ｎ＝１／（Ｔ×ｍ）で求められる。なお、制御周期Ｔは、制御部１０を構成するマイクロコンピュータの性能などに依存する。
【００５０】
このように、切替回転数ｎは、プロファイル方式による制御限界となる回転数であるため、切替回転数ｎ以上となる高回転域ではプロファイル方式による制御が困難となる。一方で、フィードバック方式は、後述のようにリアルタイムでコンプレッサ４０の負荷脈動を推定するため、原理的には、どのような回転域でもトルク制御が可能である。しかし、後述のローパスフィルタ１３ｅによる位相遅れや振幅減少による影響や、マイクロコンピュータ内部での様々な演算処理による誤差の影響などで完全には負荷脈動を抑えることができない場合がある。これは特に、負荷脈動が大きい低回転領域で顕著である。この実施形態では、切替回転数ｎに基づくトルク制御方式の切替により、フィードバック方式による制御誤差が発生し易い低回転域では、プロファイル方式によるトルク制御を行う。また、プロファイル方式による制御が困難な高回転域では、フィードバック方式によるトルク制御を行う。このようにトルク制御方式を切替えることで、回転域に適した方式でのトルク制御が実行可能となっている。
【００５１】
また、切替制御部１３３は、現在はフィードバック方式であると判別した場合に、算出した回転数Ｎが、切替回転数ｎからヒステリシス値αを減じた値（ｎ−α）未満であると判別すると、トルク制御方式をフィードバック方式からプロファイル方式に切り替える。併せて、切替制御部１３３は、制御方式判別フラグをオフ状態にクリアすることで、現在はプロファイル方式によるトルク制御が実行中であることをＲＡＭに記憶する。ヒステリシス値αは、切替回転数ｎ近傍で発生すると想定される回転数ωの変動よりも大きな値となるように予め定められている。このようなヒステリシス値αを設けることで、フィードバック方式からプロファイル方式への切り替える際において、回転数変動に起因する意図しない連続切替を抑制することができる。
【００５２】
次に、図５（ａ）に示したＦＢ制御部１３２の詳細構成を、図６を参照して説明する。
ＦＢ制御部１３２は、トルク脈動推定部１３ａと、ローパスフィルタ１３ｅと、補正トルク電流演算部１３ｆと、を備える。
【００５３】
トルク脈動推定部１３ａは、電流変換部１２２により変換されたｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄと、位置推定部１２３が推定した回転速度ωとに基づきトルク脈動による回転速度変動を抑制するために不足しているトルクを推定する。
【００５４】
詳しくは、トルク脈動推定部１３ａは、モータ出力トルク演算部１３ｂと、モータ負荷トルク演算部１３ｃと、減算器１３ｄと、を備える。
【００５５】
モータ出力トルク演算部１３ｂは、電流変換部１２２により変換されたｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄから推定されるモータ電流Ｉａとモータ３０のトルク係数Ｋとの積によりモータ３０の出力トルクＴａ（＝Ｋ・Ｉａ）を演算する。出力トルクＴａはモータ３０が実際に出力するトルクである。モータ電流Ｉａは、例えばｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄの合成電流である（Ｉａ＝（Ｉｄ２＋Ｉｑ２）１／２）。なお、本実施形態では、モータ電流Ｉａをｑ軸電流Ｉｑ及びｄ軸電流Ｉｄから推定するものとしたが、制御を簡素化するためにｑ軸電流Ｉｑのみからモータ電流Ｉａを推定するものとしてもよい。
【００５６】
モータ負荷トルク演算部１３ｃは、モータ３０の回転速度ωの時間微分により得られる角加速度α（＝ｄω／ｄｔ）と、予めＲＯＭに記憶されている、モータ３０の出力軸の慣性モーメントＪとの積によりモータ３０の負荷トルクＴｂ（＝Ｊ・α）を演算する。負荷トルクＴｂは、モータ３０の出力軸の回転を妨げるトルクであって、一般的には、遠心力、コリオリ力等のモータ３０の出力軸が受ける内部干渉力による負荷と、上述したトルク脈動等の外力による負荷と、摩擦による負荷との総和により求められる。
【００５７】
減算器１３ｄは、出力トルクＴａから負荷トルクＴｂを差し引くことで差分トルクＴｃ（＝Ｔａ−Ｔｂ）を演算する。この差分トルクＴｃは、回転速度ωを安定させるために不足しているトルクである。
【００５８】
ローパスフィルタ１３ｅは、差分トルクＴｃに重畳する高周波数のノイズを除去する。ローパスフィルタ１３ｅは、例えば１次遅れフィルタである。ローパスフィルタ１３ｅの遮断周波数は、例えば実験等に基づき、トルク脈動による回転速度変動成分の周波数よりも高く、かつトルク脈動以外の回転速度変動成分の周波数よりも低く設定する。
【００５９】
補正トルク電流演算部１３ｆは、ローパスフィルタ１３ｅを経た差分トルクＴｃに基づき、差分トルクＴｃに応じた値のｑ軸電流値として第２補正電流Ｉ２を演算する。詳しくは、第２補正電流Ｉ２は、差分トルクＴｃをトルク係数Ｋで除することにより求められる（Ｉ２＝Ｔｃ／Ｋ）。
【００６０】
ＦＢ制御部１３２は、上述したように、出力トルクＴａと負荷トルクＴｂとを常時監視しつつ、出力トルクＴａと負荷トルクＴｂとが釣り合うように第２補正電流Ｉ２を調整する。
【００６１】
以上のように、トルク制御方式がプロファイル方式である際には、ＰＦ制御部１３１が算出した第１補正電流Ｉ１がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力され、加算器１４で目標ｑ軸電流Ｉｑ＊に加算される。また、トルク制御方式がフィードバック方式である際には、ＦＢ制御部１３２が算出した第２補正電流Ｉ２がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力され、加算器１４で目標ｑ軸電流Ｉｑ＊に加算される。いずれの制御方式においても、コンプレッサ４０による負荷トルクの影響を抑えることができるため、モータ３０の回転速度ωが安定する。
【００６２】
トルク制御部１３による補正が行われない比較例においては、図７（ａ）に模式的に示すように、上述したトルク脈動により負荷トルクＴｂが変動するが、図７（ｂ）に模式的に示すように、出力トルクＴａは一定となる。このため、図７（ｃ）に模式的に示すように、モータ３０の回転速度ωはトルク脈動により変動して安定しない。一方、本実施形態のように、トルク制御部１３による補正が行われる場合、図８（ａ），（ｂ）に模式的に示すように、出力トルクＴａは、上述したトルク脈動により負荷トルクＴｂが変動するのに合わせて変動する。このため、図８（ｃ）に模式的に示すように、トルク脈動に関わらず、モータ３０の回転速度ωが安定する。以上がモータ制御部１２の全体構成についての説明である。
【００６３】
続いて、トルク制御部１３により実行され、条件に応じてトルク制御方式を切り替えるトルク制御処理を、図９のフローチャートを参照して説明する。トルク制御処理は、モータ３０の駆動中に継続して実行される。なお、モータ３０の駆動開始時は、切替制御部１３３がデフォルトでプロファイル方式によるトルク制御を選択し、制御方式判別フラグをオフ状態にクリアする。
【００６４】
（トルク制御処理）
トルク制御処理を開始すると、まず、トルク制御部１３の切替制御部１３３は、位置推定部１２３が推定した回転数ω（ｒｐｓ）を取得する、つまり、コンプレッサ４０の回転数Ｎ（ｒｐｓ）を取得する（ステップＳ１０１）。続いて、切替制御部１３３は、例えば、ＲＡＭに格納された制御方式判別フラグを参照し、現在のトルク制御方式がプロファイル方式か否かを判別する（ステップＳ１０２）。
【００６５】
現在のトルク制御方式がプロファイル方式であると判別した場合は（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、切替制御部１３３は、ステップＳ１０１で算出した回転数Ｎが切替回転数ｎ以上（Ｎ≧ｎ）であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。
【００６６】
Ｎ≧ｎでない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、切替制御部１３３によるトルク制御方式の切替えはなされず、そのままプロファイル方式にてＰＦ制御部１３１が算出した第１補正電流Ｉ１がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力される（ステップＳ１０４）。つまり、現在のトルク制御方式がプロファイル方式で、回転数Ｎが切替回転数ｎ未満である場合には、そのままプロファイル方式が継続される。
【００６７】
一方、Ｎ≧ｎである場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、切替制御部１３３によってトルク制御方式がフィードバック方式に切替えられる（ステップＳ１０５）。そして、切替制御部１３３は、例えば、ＲＡＭに格納された制御方式判別フラグをオン状態にセットすることで、制御方式がフィードバック方式となった旨を記憶する（ステップＳ１０６）。そして、切替後のフィードバック方式にてＦＢ制御部１３２が算出した第２補正電流Ｉ２がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力される（ステップＳ１０４）。つまり、プロファイル方式でのトルク制御実行時に、回転数Ｎが切替回転数ｎ以上になると、トルク制御方式がフィードバック方式に切替わる。
【００６８】
ステップＳ１０２にて、現在のトルク制御方式がプロファイル方式で無い、つまりフィードバック方式であると判別した場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、切替制御部１３３は、ステップＳ１０１で算出した回転数Ｎが、切替回転数ｎをヒステリシス値αで減じた値未満（Ｎ＜ｎ−α）であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。
【００６９】
Ｎ＜ｎ−αでない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、切替制御部１３３によるトルク制御方式の切替えはなされず、そのままフィードバック方式にてＦＢ制御部１３２が算出した第２補正電流Ｉ２がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力される（ステップＳ１０４）。つまり、現在のトルク制御方式がフィードバック方式で、回転数Ｎが（ｎ−α）を下回っていない場合には、そのままフィードバック方式が継続される。
【００７０】
一方、Ｎ＜ｎ−αである場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、切替制御部１３３によってトルク制御方式がプロファイル方式に切替えられる（ステップＳ１０８）。そして、切替制御部１３３は、例えば、ＲＡＭに格納された制御方式判別フラグをオフ状態にクリアすることで、制御方式がプロファイル方式となった旨を記憶する（ステップＳ１０６）。そして、切替後のプロファイル方式にてＰＦ制御部１３１が算出した第１補正電流Ｉ１がトルク補正電流Ｉｑ＊’として出力される（ステップＳ１０４）。つまり、フィードバック方式でのトルク制御実行時には、回転数Ｎがｎ−α未満になると、トルク制御方式がプロファイル方式に切り替わる。なお、プロファイル方式及びフィードバック方式の一方から他方への切替え時には、切替え前の方式による補正電流は徐々に減少させる。
以上の各処理がモータ３０の駆動中において継続して実行される。トルク制御処理の説明は以上である。
【００７１】
以上に説明した第１実施形態では、コンプレッサ４０の回転数Ｎが、切替回転数ｎ未満である場合、つまりプロファイル方式による制御が適している場合には、プロファイル方式によるトルク制御を実行する。一方で、回転数Ｎがプロファイル方式による制御限界に相当する切替回転数ｎ以上となった場合には、トルク制御方式をプロファイル方式からフィードバック方式に切り替える。このように、現在の回転数Ｎに適した方式でトルク制御を実行するようにしたから、広回転域で負荷トルクによる変動を抑えることができ、結果的に広回転域でモータ３０の回転速度ωを安定させることができる。
また、フィードバック方式からプロファイル方式への切替え条件を、切替回転数ｎ近傍で発生すると想定される回転数Ｎの変動よりも大きな値となるように予め定めたヒステリシス値αを考慮したＮ＜ｎ−αとしたため、フィードバック方式からプロファイル方式への切り替える際において、回転数変動に起因する意図しない連続切替を抑制することができる。
【００７２】
ここからは、トルク制御部の構成とトルク制御処理が第１実施形態と異なる他の実施形態（第２〜第４実施形態）について順に説明する。なお、第１実施形態と同様の機能を有する各構成については、第１実施形態と同一の符号を付すとともに、以下では第１実施形態と異なる点を中心に説明する。空気調和装置１の構成については、以下の各実施形態はトルク制御部の構成のみが第１実施形態と異なる。
【００７３】
［第２実施形態］
図１０に示すように、第２実施形態に係るトルク制御部２１３は、ＰＦ制御部１３１と、ＦＢ制御部１３２と、切替制御部２３３と、回転数変動算出部２３４を備える。第２実施形態に係るトルク制御部２１３では、第１実施形態とトルク制御方式の切替条件が異なる。
【００７４】
回転数変動算出部２３４は、運転指令部１１からの目標回転速度ω０と、位置推定部１２３が推定した回転速度ωとの偏差Δω（Δω＝｜ω０−ω｜）を算出する。また、回転数変動算出部２３４は、運転指令部１１からの目標回転速度ω０（回転数指令）に変化があった場合には、変化があった旨を示す信号（以下、設定変化信号）を切替制御部２３３に出力する。
【００７５】
切替制御部２３３は、第１実施形態と同様にトルク制御方式を切り替える機能、及び、現在のトルク制御方式がプロファイル方式かフィードバック方式かを判別する機能の他に、回転数変動算出部２３４が算出した偏差Δωが予め定められた許容値を超えたか否かを判別する機能を有する。この許容値は、例えば、機器として音や振動が許容できる範囲における最大の回転数変動値として、予めＲＯＭに記憶されている。
【００７６】
また、切替制御部２３３は、目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替えか否かを判別する機能を有する。例えば、当該判別は、回転数変動算出部２３４からの設定変化信号と、後述のステップＳ２０９で記憶される切替前偏差Δωｐとに基づいてなされる。切替制御部２３３は、設定変化信号が無く、且つ、切替前偏差Δωｐが記憶されていない場合は、目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替えであると判別する。また、切替制御部２３３は、偏差Δωが切替前偏差Δωｐを超えたか否かを判別する機能を有する。
【００７７】
切替制御部２３３は、以上の各機能を有することにより、偏差Δωが許容値を超えた場合（つまり、現在のトルク制御方式が適していないと見做せる場合）、現在のトルク制御方式を切り替える。例えば、プロファイル方式でトルク制御実行中に偏差Δωが許容値を超えた場合、その要因は、プロファイル方式での制御限界を超えたこと等であると想定できる。一方で、フィードバック方式でトルク制御実行中に偏差Δωが許容値を超えた場合、その要因は、制御誤差が発生し易い低回転域となったこと等であると想定できる。このような想定のもとで、第２実施形態では、偏差Δωが許容値を超えた場合にトルク制御方式を切り替えることで、現在の回転域に適したトルク制御を実現する。
また、一度トルク制御方式を切り替えた後は、現在の偏差Δωが許容値を超え、且つ、現在の偏差Δωが切替前偏差Δωｐよりも大きくなった場合にのみ、現在のトルク制御方式を切り替える。つまり、一度トルク制御方式を切り替えた後は、回転数の偏差がより少なく、回転数の変動がより少ないと推定できるトルク制御方式にてトルク制御を実行する。
【００７８】
このようなトルク制御方式の切替えを可能とする第２実施形態に係るトルク制御処理を、以下に図１１を参照して説明する。なお、モータ３０の駆動開始時は、切替制御部２３３がデフォルトでプロファイル方式によるトルク制御を選択し、制御方式判別フラグをオフ状態にクリアする。
【００７９】
（トルク制御処理）
トルク制御処理を開始すると、まず、トルク制御部２１３の切替制御部２３３は、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、コンプレッサ４０の回転数Ｎを取得する（ステップＳ２０１）。続いて、切替制御部２３３は、回転数変動算出部２３４が算出した偏差Δωを取得し、ＲＡＭに記憶する（ステップＳ２０２）。
【００８０】
続いて、切替制御部２３３は、ステップＳ２０２で取得した偏差Δωが、予め記憶されている許容値より大きい（Δω＞許容値）か否かを判別する（ステップＳ２０３）。
【００８１】
Δω＞許容値で無い、つまり、Δωが許容値以下の場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）、切替制御部２３３によるトルク制御方式の切替えはなされず、そのまま現在の方式にてトルク補正電流Ｉｑ＊’が演算・出力される（ステップＳ２０４）。
【００８２】
一方、Δω＞許容値である場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、切替制御部２３３は、初めての切替え（詳細には、目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替え）か否かを判別する（ステップＳ２０５）。前記のように、切替制御部２３３は、回転数変動算出部２３４からの設定変化信号が無く、且つ、切替前偏差Δωｐが記憶されていない場合は、当該初めての切替えであると判別する。
【００８３】
ステップＳ２０５にて、目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替えであると判別すると（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、切替制御部２３３は、トルク制御方式を切替える処理を実行する。具体的には、現在プロファイル方式である場合は（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、フィードバック方式に切替え（ステップＳ２０７）、現在フィードバック方式である場合は（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、プロファイル方式に切替える（ステップＳ２０８）。
【００８４】
続いて、切替後の制御方式を第１実施形態と同様に記憶することに加え、ステップＳ２０２で取得した偏差Δωを、切替前偏差Δωｐとして記憶する（ステップＳ２０９）。そして、切替後の制御方式に応じたトルク補正電流Ｉｑ＊’が出力される（ステップＳ２０４）。
【００８５】
ステップＳ２０５に戻って、目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替えで無いと判別すると（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、切替制御部２３３は、ステップＳ２０２で取得した偏差Δωが、切替前偏差Δωｐより大きい（Δω＞Δωｐ）か否かを判別する（ステップＳ２１０）。なお、ステップＳ２１０の処理は、初めての切替えで無いときに（ステップＳ２０５；Ｎｏ）に実行されるため、既にステップＳ２０９で切替前偏差Δωｐが記憶されていることになる。
【００８６】
Δω＞Δωｐであれば（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、切替制御部２３３は、前記のステップＳ２０６〜Ｓ２０９と同様にトルク制御方式を切替える処理を実行する。一方、Δω＞Δωｐで無い場合は（ステップＳ２１０；Ｎｏ）、切替制御部１３３によるトルク制御方式の切替えはなされず、そのまま現在の方式にてトルク補正電流Ｉｑ＊’が演算・出力される（ステップＳ２０４）。
このような各処理により、一度トルク制御方式を切り替えた後は、現在の偏差Δωが許容値を超え、且つ、現在の偏差Δωが切替前偏差Δωｐよりも大きくなった場合にのみ、現在のトルク制御方式が切り替えられることになる。つまり、一度トルク制御方式を切り替えた後は、偏差（回転数変動）がより少ないトルク制御方式にてトルク制御を実行する。なお、偏差がより少ないトルク制御方式に切り替えられた以後は、目標回転速度ω０に変化が無い限りにおいては、切替制御部２３３は、トルク制御方式の切替えは行わない。既に、現在の回転域に適したトルク制御方式によるトルク制御が実行されていると見做せるからである。そして、目標回転速度ω０に変化があった場合には、切替制御部２３３は、変化前の目標回転速度ω０に対して設定されていた切替前偏差Δωｐをリセットし、変化後の目標回転速度ω０に対してステップＳ２０１から上記と同様の制御を行う。
【００８７】
以上の各処理がモータ３０の駆動中において継続して実行される。第２実施形態に係るトルク制御処理の説明は以上である。
【００８８】
以上の第２実施形態によれば、偏差Δωが許容値を超え、現在のトルク制御方式が適していないと見做せる場合に、現在のトルク制御方式を切り替える。また、一度トルク制御方式を切り替えた後は、偏差（回転数変動）がより少ないトルク制御方式にてトルク制御を実行する。このように、現在の回転域に適した方式でトルク制御を実行するようにしたから、広回転域で負荷トルク変動による影響を抑えることができ、結果的に広回転域でモータの回転速度を安定させることができる。
【００８９】
以上の第１、第２実施形態では、プロファイル方式とフィードバック方式とのいずれかによるトルク制御を行う例を示したが、同一期間でプロファイル方式及びフィードバック方式を合成した方式（以下、合成方式）のトルク制御を実行することも可能である。
以下では、トルク制御方式を合成方式とフィードバック方式との一方から他方へと切替可能な第３、第４実施形態を説明する。まず、第３実施形態について説明する。
【００９０】
［第３実施形態］
図１２に示すように、第３実施形態に係るトルク制御部３１３は、ＰＦ制御部１３１と、ＦＢ制御部１３２と、切替制御部３３３と、加算器３３５を備える。
【００９１】
加算器３３５は、ＰＦ制御部１３１によってプロファイル方式で算出された第１補正電流Ｉ１と、ＦＢ制御部１３２によってフィードバック方式で演算された第２補正電流Ｉ２を加算する。つまり、加算器３３５からは、合成方式による補正電流（Ｉ１＋Ｉ２）が出力されることになる。合成方式では、プロファイル方式で抑えきれなかった負荷変動があっても、当該負荷変動に合わせてリアルタイムで第２補正電流Ｉ２を調整するため、トルク制御の精度を良好にすることができる。なお、合成方式による補正電流として、第１補正電流Ｉ１と第２補正電流Ｉ２とを単に加算したものが、負荷変動に対して大きくなってしまう場合には、両者の単純平均（Ｉ１＋Ｉ２）／２を合成電流としてもよいし、第１補正電流Ｉ１と第２補正電流Ｉ２とを重み付け平均して合成電流を求めてもよい。
【００９２】
第３実施形態に係る切替制御部３３３は、補正電流の出力元を加算器３３５とＦＢ制御部１３２とのいずれかに切り替える点以外は、第１実施形態に係る切替制御部１３３と同様の機能を有する。つまり、切替制御部３３３は、条件に応じて、トルク制御方式を合成方式とフィードバック方式の一方から他方へと切り替える。
【００９３】
このような制御方式の切替えを可能とする処理については、図９に示した第１実施形態のトルク制御処理のステップＳ１０２及びステップＳ１０８を読み替えたフローで実行することができる。第３実施形態では、ステップＳ１０２で、現在は合成方式であるか否かを判別する処理を行い、ステップＳ１０８では、合成方式に切替える処理を行うようにすればよい。なお、第３実施形態では、モータ３０の駆動開始時は、切替制御部３３３がデフォルトで合成方式によるトルク制御を選択し、実行する。
【００９４】
読み替えたフローを簡潔に説明すれば、現在のトルク制御方式が合成方式である場合に（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、回転数Ｎが切替回転数ｎ以上となると（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、切替制御部３３３は、トルク制御方式を合成方式からフィードバック方式に切り替える（ステップＳ１０５）。つまり、補正電流の出力元が加算器３３５からＦＢ制御部１３２に切り替わり、ＦＢ制御部１３２が算出した第２補正電流Ｉ２がトルク補正電流Ｉｑ＊’としてトルク制御部３１３から出力される。
【００９５】
一方で、現在のトルク制御方式が合成方式で無い、つまり、フィードバック方式である場合に（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、回転数Ｎが（ｎ−α）未満となると（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、切替制御部３３３は、トルク制御方式をフィードバック方式から合成方式に切り替える（ステップＳ１０８）。つまり、補正電流の出力元がＦＢ制御部１３２から加算器３３５に切り替わり、合成方式による補正電流（Ｉ１＋Ｉ２）がトルク補正電流Ｉｑ＊’としてトルク制御部３１３から出力される。第３実施形態では、このようにトルク制御方式の切替が実行される。このように、低回転域では合成方式によるトルク制御を行うことで、低回転域でのトルク制御の精度を良好にすることができる。なお、合成方式及びフィードバック方式の一方から他方への切替え時には、切替え前の方式による補正電流は徐々に減少させる（第４実施形態も同様）。続いて、第４実施形態について説明する。
【００９６】
［第４実施形態］
図１３に示すように、第４実施形態に係るトルク制御部４１３は、ＰＦ制御部１３１と、ＦＢ制御部１３２と、回転数変動算出部２３４と、切替制御部４３３と、加算器３３５を備える。加算器３３５は、第３実施形態と同様に、第１補正電流Ｉ１と第２補正電流Ｉ２を加算し、合成方式による補正電流（Ｉ１＋Ｉ２）を出力する。
【００９７】
第４実施形態に係る切替制御部４３３は、補正電流の出力元を加算器３３５とＦＢ制御部１３２のいずれかに切り替える点以外は、第２実施形態に係る切替制御部２３３と同様の機能を有する。つまり、切替制御部４３３は、条件に応じて、トルク制御方式を合成方式とフィードバック方式の一方から他方へと切り替える。
【００９８】
このような制御方式の切替えを可能とする処理については、図１１に示した第２実施形態のトルク制御処理のステップＳ２０６及びステップＳ２０８を読み替えたフローで実行することができる。第４実施形態では、ステップＳ２０６で、現在は合成方式であるか否かを判別する処理を行い、ステップＳ２０８では、合成方式に切替える処理を行うようにすればよい。なお、第４実施形態では、モータ３０の駆動開始時は、切替制御部４３３がデフォルトで合成方式によるトルク制御を選択し、実行する。
【００９９】
読み替えたフローを簡潔に説明すれば、Δωが許容値を超え（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、且つ、初めての切替え（目標回転速度ω０に変化が無い状態における初めての制御方式の切替え）の場合は（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、トルク制御方式が切替えられる。また、Δωが許容値を超え（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）、前記の初めての切替えで無く（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、Δωが切替前偏差Δωｐよりも大きくなった場合には（ステップＳ２１０；Ｙｅｓ）、トルク制御方式が切替えられる。トルク制御方式の切替えにおいては、現在が合成方式であれば（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、切替制御部４３３は、トルク制御方式を合成方式からフィードバック方式に切り替える（ステップＳ２０７）。つまり、補正電流の出力元が加算器３３５からＦＢ制御部１３２に切り替わり、ＦＢ制御部１３２が算出した第２補正電流Ｉ２がトルク補正電流Ｉｑ＊’としてトルク制御部４１３から出力される。一方で、現在がフィードバック方式であれば（ステップＳ２０６；Ｎｏ）、切替制御部４３３は、トルク制御方式をフィードバック方式から合成方式に切り替える（ステップＳ２０８）。つまり、補正電流の出力元がＦＢ制御部１３２から加算器３３５に切り替わり、合成方式による補正電流（Ｉ１＋Ｉ２）がトルク補正電流Ｉｑ＊’としてトルク制御部４１３から出力される。第４実施形態では、このようにトルク制御方式の切替が実行される。このように、低回転域では合成方式によるトルク制御を行うことで、低回転域でのトルク制御の精度を良好にすることができる。
【０１００】
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に変形の一例を説明する。
【０１０１】
第１、第３実施形態では、切替回転数ｎを、プロファイル方式による制御限界となる回転数として、ｎ＝１／（Ｔ×ｍ）により理論的に定めたが、これに限られない。空気調和装置１の実使用を想定して予め行った実験により求めた回転数を、切替回転数ｎとしてもよい。
【０１０２】
以上では、ヒステリシス値αは、切替回転数ｎ近傍で発生すると想定される回転速度ω（回転数）の変動よりも大きな値となるように予め定められている固定値としたが、これに限られない。ヒステリシス値αは、例えば、回転数変動算出部２３４が算出する偏差Δωよりも大きくなるように決定される変動値であってもよい。
【０１０３】
また、トルク制御方式の切替え契機は、モータ３０の回転数ωとコンプレッサ４０の回転数Ｎとのいずれに基づいて定めてもよい。モータ３０とコンプレッサ４０の回転数とは対応関係にあるため、どちらを用いるかは任意である。また、トルク制御方式の切替え基準となる閾値を複数用意して、プロファイル方式、フィードバック方式、合成方式の３つの方式間で切替え可能な構成を採用してもよい。
【０１０４】
上記実施形態においては、モータ制御部１２は、電流センサ３５ｖ、３５ｗの検出結果に基づきモータ３０を制御していたが、電流センサ３５ｖ、３５ｗを省略してもよい。この場合、モータ制御部１２は、シャント抵抗１９からの電流検出信号Ｓｐ１とＰＷＭスイッチングパターンとに基づき３相の交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを復元してもよい。
【０１０５】
上記実施形態においては、モータ３０は回転角度センサレスであったが、回転角度センサが設けられていてもよい。
【０１０６】
上記実施形態においては、コンプレッサ４０はスライドベーン型のコンプレッサであったが、この種類以外のコンプレッサであってもよく、例えば、ツインロータリー式、レシプロ式、斜板式、ダイアフラム式、ツインスクリュー式、シングルスクリュー式、スクロール式、ロータリーピストン式等であってもよい。
【０１０７】
（１）以上に説明したモータ制御部１２（モータ制御装置の一例）は、モータ３０の目標回転速度ω０に応じて目標モータ電流（目標ｄ軸電流Ｉｄ＊及び目標ｑ軸電流Ｉｑ＊）を決定し、モータ３０の現在のモータ電流（ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑ）が目標モータ電流に一致するようにインバータ２０を介してモータ３０とともにコンプレッサ４０を駆動する。モータ制御部１２は、モータ３０の回転速度変動を抑制するトルク補正電流Ｉｑ＊’を第１方式または第２方式のトルク制御方式で算出し、算出したトルク補正電流を目標モータ電流に加算するトルク制御部１３（２１３、３１３、４１３）と、トルク制御方式を第１方式と第２方式との一方から他方へと切り替える切替制御部１３３（２３３、３３３、４３３）と、を備える。
第１方式は、モータ３０の回転位置θと予め記憶されたコンプレッサ４０による負荷変動に関するデータ（負荷変動パターンテーブルＰＴ）とに基づきトルク補正電流を算出するプロファイル方式を含む（プロファイル方式、あるいは合成方式）。第２方式は、モータ電流に基づき算出した出力トルクＴａと、モータ３０の回転速度ωに基づき算出した負荷トルクＴｂとの差分値（差分トルクＴｃ）に基づきトルク補正電流を算出するフィードバック方式である。
第１、第３実施形態に係る切替制御部１３３、３３３は、コンプレッサ４０の回転数Ｎ（モータ３０の回転数ω。Ｎ＝ω）が切替回転数ｎ以上となった場合に、トルク制御方式を第１方式から第２方式へと切り替える。また、第２、第４実施形態に係る切替制御部２３３、４３３は、目標回転速度ω０と回転速度ωの偏差Δω（回転速度偏差）が許容値を超えた場合に、トルク制御方式を第１方式から第２方式へと切り替える。
このようにしたから、前述したように、現在の回転域に適したトルク制御を実現でき、広回転域でモータ３０の回転速度ωを安定させることができる。
【０１０８】
（２）特に、第１、第３実施形態に係る切替制御部１３３、３３３は、回転数Ｎが切替回転数ｎ以上となった場合に、トルク制御方式を第１方式（第１実施形態ではプロファイル方式、第３実施形態では合成方式）から第２方式へと切り替え、第２方式から第１方式へは、回転数Ｎをヒステリシス値αで減じた値を下回った場合に切り替える。
このようにしたから、トルク制御方式を第２方式から第１方式への切り替える際において、回転数変動に起因する意図しない連続切替を抑制することができる。
【０１０９】
（３）特に、第２、第４実施形態に係る切替制御部２３３、４３３は、回転速度偏差（偏差Δω）が許容値を超えた場合に、トルク制御方式を第１方式（第２実施形態ではプロファイル方式、第４実施形態では合成方式）と第２方式との一方から他方へと切り替え、トルク制御方式の切替後の回転速度偏差（偏差Δω）が切替前の回転速度偏差（切替前偏差Δωｐ）よりも大きくなった場合には、トルク制御方式を切替前の方式に戻す一方で、トルク制御方式の切替後の回転速度偏差が切替前の回転速度偏差以下の場合には、トルク制御方式を切替前の方式に戻さない。
このようにしたから、現在の回転域に適した方式でトルク制御を実行することができ、結果的に広回転域でモータ３０の回転速度ωを安定させることができる。
【０１１０】
（４）第１、第３実施形態で説明したように、切替回転数ｎは、プロファイル方式による制御限界に相当する回転数（ｎ＝１／（Ｔ×ｍ））であることが好ましい。なお、プロファイル方式（あるいは合成方式）からフィードバック方式への切替え基準となる切替回転数ｎを、プロファイル方式による制御限界に相当する回転数（ｎ＝１／（Ｔ×ｍ））よりも小さい値に設定することで、プロファイル方式時の制御負荷を抑えるようにしてもよい。
【０１１１】
（５）第３、第４実施形態で説明したように、第１方式は、プロファイル方式とフィードバック方式との双方を用いてトルク補正電流を算出する方式（合成方式）であってもよい。こうすれば、前述のように、低回転域でのトルク制御の精度を良好にすることができる。
【０１１２】
（６）空気調和装置１は、モータ制御部１２と、インバータ２０と、モータ３０と、モータ３０によって駆動されるコンプレッサ４０と、コンプレッサ４０により圧縮された冷媒を利用して室温を調整する空調部６０と、を備える。なお、コンプレッサ４０の種別が限られないが、他種類のコンプレッサに比べて１回転中における負荷変動及び回転速度変動が大きいスライドベーン型を採用した場合は、トルク制御部１３によるトルク制御がより効果的である。
【符号の説明】
【０１１３】
１…空気調和装置
１０…制御部
１１…運転指令部
１２…モータ制御部
１３、２１３、３１３、４１３…トルク制御部
１３１…プロファイル（ＰＦ）制御部、Ｉ１…第１補正電流
ＰＴ…負荷変動パターンテーブル
１３２…フィードバック（ＦＢ）制御部、Ｉ２…第２補正電流
１３３、２３３、３３３、４３３…切替制御部
２３４…回転数変動算出部
３３５…加算器
２０…インバータ
３０…モータ
４０…コンプレッサ
５０…電源
６０…空調部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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