(57)【要約】【課題】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および空気調和装置を提供する。【解決手段】モータ制御部１２は、モータの回転速度変動を抑制するトルク補正電流Ｉｑ＊’を目標ｑ軸電流に加算した目標ｑ軸電流を演算するトルク制御ユニット１３と、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに基づきモータの回転速度を推定する回転速度信号ωを生成する角度・速度推定制御部と、回転速度信号Ｓω２の位相を追加位相補正値Ｂ３に基づき補正する位相補正ユニット１６と、を備える。位相補正ユニット１６は、回転速度信号Ｓω２の位相を変化させつつ回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅をモニタリングするモニタリング部１６ａと、モニタリング部１６ａによりモニタリングされた複数の回転速度脈動幅のうち脈動幅最小時位相を探すサーチ部１６ｂと、探し出された脈動幅最小時位相を追加位相補正値Ｂ３として設定する位相補正部１６ｃと、を備える。【選択図】図４
2019213389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの目標回転速度信号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の各相に交流電流を供給することで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演算し、当該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ユニットと、
前記モータ電流に基づき前記モータの回転速度を推定する回転速度信号を生成する回転速度推定部と、
前記回転速度信号の位相を追加位相補正値に基づき補正する位相補正ユニットと、を備え、
前記位相補正ユニットは、
前記回転速度信号の位相を変化させつつ前記回転速度信号の回転速度脈動幅をモニタリングするモニタリング部と、
前記モニタリング部によりモニタリングされた複数の前記回転速度脈動幅のうち最小値となる前記回転速度脈動幅に対応する前記回転速度信号の位相である脈動幅最小時位相を探すサーチ部と、
前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記追加位相補正値として設定し、設定された前記追加位相補正値に基づき前記回転速度信号の位相を補正する位相補正部と、を備え、
前記トルク制御ユニットは、
前記モータ電流に基づき前記モータの出力トルクを演算するモータ出力トルク演算部と、
前記位相補正部により補正された前記回転速度信号に基づき前記モータの負荷トルクを演算するモータ負荷トルク演算部と、
前記モータ出力トルク演算部により演算される前記出力トルクと前記モータ負荷トルク演算部により演算される前記負荷トルクとの差分値に基づき前記トルク補正電流を演算する補正トルク電流演算部と、を備える、
モータ制御装置。
【請求項２】
前記モニタリング部は、前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度信号の位相である基準値から前記回転速度信号の位相をプラス側およびマイナス側の何れか一方に向けて変化させた際に前記回転速度脈動幅が増加した旨判別すると、前記一方に向けた前記位相の変化を中止したうえで、前記位相をプラス側およびマイナス側の何れか他方に向けて変化させる、
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モニタリング部は、前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度信号の位相である基準値から前記回転速度信号の位相をプラス側およびマイナス側の何れか一方に向けて変化させることにより前記位相が第１規定値に到達したとき前記一方に向けた前記位相の変化を中止したうえで、前記位相をプラス側およびマイナス側の何れか他方に向けて第２規定値に到達するまで変化させる、
請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータの回転速度変動成分のうち前記コンプレッサの回転に伴う負荷変動による回転速度変動成分を前記回転速度信号として抽出する抽出部と、
前記抽出部を経た前記回転速度信号の位相遅れおよび振幅の減少を戻すように、予め設定された位相補正値だけ前記回転速度信号の位相を進め、かつ、予め設定された振幅補正値だけ前記回転速度信号の振幅を増加させる波形補正部と、を備え、
前記位相補正ユニットは、前記波形補正部により補正された前記回転速度信号の位相を補正する、
請求項１から３の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れか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、モータ制御装置および空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンプレッサを駆動させるためモータを制御するモータ制御装置が知られている。このモータ制御装置は、例えば、特許文献１に記載されるように、位置検出部が出力した位置検出信号に基づき負荷トルクの変動を推定し、モータの回転速度の変動を抑制するため、推定したトルク変動に合わせた補正値（調整電圧）をモータへの駆動電圧に加算するトルク制御装置を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４５２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記トルク制御装置において、推定される負荷トルクの変動パターンは、実際のモータにおける負荷トルクの変動パターンに一致していることが理想であるが、現実では、後述する取得電流誤差等の種々の要因により、推定される負荷トルクの変動パターンは、実際のモータにおける負荷トルクの変動パターンに一致し難い。このため、モータの駆動電圧に加算される補正値は、実際の負荷トルクの変動パターンに合わなくなり、結果的にモータの回転速度の安定化を図れないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、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およ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】
【０００６】
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信号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の各相に交流電流を供給することで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演算し、当該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ユニットと、前記モータ電流に基づき前記モータの回転速度を推定する回転速度信号を生成する回転速度推定部と、前記回転速度信号の位相を追加位相補正値に基づき補正する位相補正ユニットと、を備え、前記位相補正ユニットは、前記回転速度信号の位相を変化させつつ前記回転速度信号の回転速度脈動幅をモニタリングするモニタリング部と、前記モニタリング部によりモニタリングされた複数の前記回転速度脈動幅のうち最小値となる前記回転速度脈動幅に対応する前記回転速度信号の位相である脈動幅最小時位相を探すサーチ部と、前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記追加位相補正値として設定し、設定された前記追加位相補正値に基づき前記回転速度信号の位相を補正する位相補正部と、を備え、前記トルク制御ユニットは、前記モータ電流に基づき前記モータの出力トルクを演算するモータ出力トルク演算部と、前記位相補正部により補正された前記回転速度信号に基づき前記モータの負荷トルクを演算するモータ負荷トルク演算部と、前記モータ出力トルク演算部により演算される前記出力トルクと前記モータ負荷トルク演算部により演算される前記負荷トルクとの差分値に基づき前記トルク補正電流を演算する補正トルク電流演算部と、を備える。
【０００７】
また、上記モータ制御装置において、前記モニタリング部は、前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度信号の位相である基準値から前記回転速度信号の位相をプラス側およびマイナス側の何れか一方に向けて変化させた際に前記回転速度脈動幅が増加した旨判別すると、前記一方に向けた前記位相の変化を中止したうえで、前記位相をプラス側およびマイナス側の何れか他方に向けて変化させる、ようにしてもよい。
【０００８】
また、上記モータ制御装置において、前記モニタリング部は、前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度信号の位相である基準値から前記回転速度信号の位相をプラス側およびマイナス側の何れか一方に向けて変化させることにより前記位相が第１規定値に到達したとき前記一方に向けた前記位相の変化を中止したうえで、前記位相をプラス側およびマイナス側の何れか他方に向けて第２規定値に到達するまで変化させる、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上記モータ制御装置において、前記モータの回転速度変動成分のうち前記コンプレッサの回転に伴う負荷変動による回転速度変動成分を前記回転速度信号として抽出する抽出部と、前記抽出部を経た前記回転速度信号の位相遅れおよび振幅の減少を戻すように、予め設定された位相補正値だけ前記回転速度信号の位相を進め、かつ、予め設定された振幅補正値だけ前記回転速度信号の振幅を増加させる波形補正部と、を備え、前記位相補正ユニットは、前記波形補正部により補正された前記回転速度信号の位相を補正する、ようにしてもよい。
【００１０】
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、前記モータ制御装置と、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】
【００１１】
本発明によれば、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】
【００１２】
【図１】本発明の一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】本発明の一実施形態に係る（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】本発明の一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４】本発明の一実施形態に係るトルク制御ユニットおよび回転速度フィルタ処理部の構成を示すブロック図である。
【図５】位相補正処理を実施しない比較例に係る（ａ）は実際の負荷トルクを示すグラフであり、（ｂ）は推定された負荷トルクを示すグラフであり、（ｃ）は出力トルクを示すグラフであり、（ｄ）は回転速度信号を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る（ａ）は実際の負荷トルクを示すグラフであり、（ｂ）は推定された負荷トルクを示すグラフであり、（ｃ）は出力トルクを示すグラフであり、（ｄ）は回転速度信号を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係るトルク脈動成分抽出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る位相補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る（ａ）は実際のモータの回転速度状態を示すグラフであり、（ｂ）〜（ｄ）は推定された回転速度信号を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る（ａ）および（ｂ）は推定された回転速度信号を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る回転速度信号の位相および回転速度脈動幅の関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態に係る回転速度信号の位相および回転速度脈動幅の関係を示すグラフである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る回転速度信号の位相および回転速度脈動幅の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る回転速度信号の位相および回転速度脈動幅の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の一実施形態に係る回転速度信号の位相および回転速度脈動幅の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るモータ制御装置およ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。
図１に示すように、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、２つの電流センサ３５ｖ，３５ｗと、空調部６０と、を備える。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
インバータ２０は、制御部１０からのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）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）である。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。
【００１７】
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からのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の交流電流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。
【００１８】
電流センサ３５ｖ、３５ｗは、それぞれモータ３０に流れるＶ相、Ｗ相の電流Ｉｖ，Ｉｗの値を検出し、その電流Ｉｖ，Ｉｗの値を制御部１０に出力する。電流センサ３５ｖ、３５ｗは、例えば、ＣＴ（変流器）センサ又はホール素子である。
【００１９】
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。
【００２０】
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および室内用熱交換器６３の何れかに切り替える四方弁６６と、を備える。
【００２１】
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ることで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。
【００２２】
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。
【００２３】
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および圧縮室４６ｂに区切るベーン４３と、を備える。
【００２４】
ベーン４３はシリンダ４１の周壁に貫通し、ベーン４３の先端はシリンダ４１内に位置する。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および吸入口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。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、モータ３０の角度が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。
【００２６】
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、圧縮および排出を行う。このため、図５（ａ）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。トルク脈動による変動パターンは、コンプレッサ４０の吐出圧および吸入圧、コンプレッサ４０の経年変化等の要因により多数存在する。
【００２７】
制御部１０は、後述するトルク脈動成分抽出処理等を実行する図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵに処理を実行させるための動作プログラムが記憶されるＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるメモリ１０ａと、を備える。メモリ１０ａには、動作プログラムの他、位相補正値Ｂ１、振幅補正値Ｂ２、追加位相補正値Ｂ３、回転速度脈動幅Ｈの最小値等が記憶されている。
【００２８】
図１に示すように、制御部１０は、機能ブロックとして、ユーザによる図示しないリモコンの操作に基づき空気調和装置１の運転を指令する運転指令部１１と、モータ３０を制御するモータ制御部１２と、を備える。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および室外温度、ユーザにより設定される目標温度に基づきモータ３０の目標回転速度を示す目標回転速度信号Ｓω０を生成し、その生成した目標回転速度信号Ｓω０をモータ制御部１２に出力する。
【００２９】
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。詳しくは、図３に示すように、モータ制御部１２は、機能ブロックとして、速度制御部１２ａと、ｄ軸電流指令演算部１２ｂと、電流制御部１２ｃと、電圧変換部１２ｄと、ＰＷＭ信号生成部１２ｅと、トルク制御ユニット１３と、角度・速度推定制御部１２ｇと、電流変換部１２ｈ、３相電流演算部１２ｉと、回転速度フィルタ処理部１５と、を備える。
【００３０】
３相電流演算部１２ｉ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１２ｉ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１２ｉ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１２ｉ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。
【００３１】
電流変換部１２ｈは、角度・速度推定制御部１２ｇからの角度信号θを用いつつ３相電流演算部１２ｉ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。
【００３２】
角度・速度推定制御部１２ｇは、電流変換部１２ｈにより変換されたｑ軸電流Ｉｑおよびｄ軸電流Ｉｄと、後述する電流制御部１２ｃにより演算されるｑ軸電圧指令値Ｖｑおよびｄ軸電圧指令値Ｖｄとに基づき、モータ３０の推定角度を示す角度信号θ（回転位置）を生成する。また、角度・速度推定制御部１２ｇは、角度信号θを微分することでモータ３０の推定回転速度を示す回転速度信号ωを生成する。
【００３３】
速度制御部１２ａは、モータ３０の回転速度信号ωを運転指令部１１からの目標回転速度信号Ｓω０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１２ａは、目標回転速度信号Ｓω０と回転速度信号ωとの偏差ΔＥ（ΔＥ＝Ｓω０−ω）を求める。そして、速度制御部１２ａは、偏差ΔＥに基づくＰＩ制御により、目標ｑ軸電流Ｉｑ＊を、Ｉｑ＊＝ｋ１・ΔＥ＋ｋ２∫ΔＥｄｔ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１２ａ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。
【００３４】
回転速度フィルタ処理部１５は、回転速度信号ωからトルク脈動による回転速度変動成分のみを抽出した回転速度信号ω’を生成し、トルク脈動以外の回転速度変動成分を除去する。回転速度フィルタ処理部１５の具体的な構成および処理内容については後述する。
【００３５】
トルク制御ユニット１３は、回転速度フィルタ処理部１５を経た回転速度信号ω’と、電流変換部１２ｈにより変換されたｑ軸電流Ｉｑおよびｄ軸電流Ｉｄとに基づき、トルク補正電流Ｉｑ＊’を演算する。加算器１４は、このトルク補正電流Ｉｑ＊’と速度制御部１２ａ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。このトルク補正電流Ｉｑ＊’は、トルク脈動による負荷変動に関わらずモータ３０の回転速度を安定させる値に設定される。トルク制御ユニット１３の具体的な構成および処理内容については後述する。
【００３６】
ｄ軸電流指令演算部１２ｂは、予め記憶されるテーブルに基づき目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’に対応する目標ｄ軸電流Ｉｄ＊を演算する。目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’に対する目標ｄ軸電流Ｉｄ＊の設定により、モータ３０の出力トルクを最大と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の回転速度を上げる弱め磁束制御等の各種制御が可能となる。
【００３７】
電流制御部１２ｃ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と、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と、を演算する。この際、電流制御部１２ｃは、上記速度制御部１２ａと同様の計算手法によりＰＩ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。なお、ｑ軸電流Ｉｑおよびｄ軸電流Ｉｄはモータ電流に相当し、目標ｄ軸電流Ｉｄ＊および目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’は目標モータ電流に相当する。
【００３８】
電圧変換部１２ｄは、電流制御部１２ｃにより演算されたｑ軸電圧指令値Ｖｑおよび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。
【００３９】
ＰＷＭ信号生成部１２ｅは、電圧変換部１２ｄ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１２ｅは、このＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗをインバータ２０に出力する。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。
【００４０】
次に、トルク制御ユニット１３の具体的構成について説明する。
図４に示すように、トルク制御ユニット１３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。
【００４１】
トルク脈動推定部１３ａは、電流変換部１２ｈにより変換されたｑ軸電流Ｉｑおよびｄ軸電流Ｉｄと回転速度フィルタ処理部１５を経た回転速度信号ω’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。
【００４２】
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。モータ出力トルク演算部１３ｂは、電流変換部１２ｈにより変換されたｑ軸電流Ｉｑおよび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およびｄ軸電流Ｉｄの合成電流である。なお、本実施形態では、モータ電流Ｉａをｑ軸電流Ｉｑおよび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。
【００４３】
モータ負荷トルク演算部１３ｃは、モータ３０の回転速度信号ω’の微分値ｄω’／ｄｔすなわち角加速度αとモータ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。本例では、回転速度信号ω’にはトルク脈動以外の回転速度変動成分が含まれていないため、負荷トルクＴｂにおいてはトルク脈動による負荷が支配的である。
【００４４】
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、回転速度信号ωを安定させるために不足しているトルクである。
【００４５】
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。
【００４６】
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軸電流値としてトルク補正電流Ｉｑ＊’を演算する。詳しくは、トルク補正電流Ｉｑ＊’は、差分トルクＴｃをトルク係数Ｋで除すること、すなわち、Ｉｑ＊’＝Ｔｃ／Ｋにより求められる。このトルク補正電流Ｉｑ＊’は、上述したように、目標ｑ軸電流Ｉｑ＊に加算される。
【００４７】
トルク制御ユニット１３は、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トルク補正電流Ｉｑ＊’を調整する。この結果、出力トルクＴａと負荷トルクＴｂが等しくなることでモータ３０の回転速度信号ωが安定する。
【００４８】
次に、回転速度フィルタ処理部１５の具体的構成について説明する。
回転速度フィルタ処理部１５は、回転速度信号ωからトルク脈動による回転速度変動成分のみを含む回転速度信号ω’を抽出し、回転速度信号ωからトルク脈動以外の要因による回転速度変動を除去する。このトルク脈動以外の要因は、例えば、（ａ）コギングトルクに代表されるモータ３０の構造による回転速度変動、（ｂ）モータ制御部１２を構成するマイクロコンピュータの演算誤差を含む各制御（電流制御、速度制御）によるバラツキ、（ｃ）電流センサ３５ｖ、３５ｗ等による測定誤差によるバラツキ、（ｄ）外的要因による突発的なノイズ、が挙げられる。
【００４９】
図４に示すように、回転速度フィルタ処理部１５は、機能ブロックとして、抽出部の一例であるローパスフィルタ１５ａと、波形補正部１５ｂと、位相補正ユニット１６と、を備える。
【００５０】
次に、図７のフローチャートに沿って、回転速度フィルタ処理部１５の各機能ブロックの処理内容と併せて、回転速度信号ωからトルク脈動による回転速度変動成分のみを含む回転速度信号ω’を抽出するトルク脈動成分抽出処理の手順について説明する。
【００５１】
まず、ローパスフィルタ１５ａは、回転速度信号ωの突発性のランダムノイズを除去するため平均化処理、例えば、単純移動平均処理を行うとともに、回転速度信号ωからコギングトルクの回転速度変動成分を除去し、トルク脈動による回転速度変動成分のみを抽出した回転速度信号Ｓω１を生成する（ステップＳ１０１）。これにより、図９（ｃ）に示すように、回転速度信号Ｓω１には、トルク脈動以外の回転速度変動成分が含まれない。しかし、ローパスフィルタ１５ａの性質上、回転速度信号Ｓω１は、回転速度信号ωよりも位相が遅れるとともに振幅が小さくなる。ローパスフィルタ１５ａ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、かつコギングトルクの回転速度変動成分の周波数よりも低く設定する。
【００５２】
次に、波形補正部１５ｂは、予め設定される位相補正値Ｂ１に応じて回転速度信号Ｓω１の位相を進め、予め設定される振幅補正値Ｂ２に応じて回転速度信号Ｓω１の振幅を増幅させる。これにより、図９（ｄ）に示すように、回転速度信号Ｓω１よりも位相が進み、かつ振幅が増幅する回転速度信号Ｓω２が生成される（ステップＳ１０２）。
【００５３】
最後に、位相補正ユニット１６は、後で詳述する位相補正処理を行うことにより追加位相補正値Ｂ３を設定し、設定した追加位相補正値Ｂ３に応じて回転速度信号Ｓω２の位相を変化させることにより回転速度信号ω’を生成し（ステップＳ１０３）、トルク脈動成分抽出処理を終了する。
【００５４】
ここで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、角度・速度推定制御部１２ｇにより推定された回転速度信号ωは、後述する種々の要因により、実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａに対して位相がずれることが想定される。これに伴って、図９（ｄ）に示すように、波形補正部１５ｂにより補正された後の回転速度信号Ｓω２も実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａに対して位相がずれることが想定される。この点、位相補正ユニット１６により回転速度信号Ｓω２の位相が補正されることにより、図１０（ｂ）に示す補正後の回転速度信号ω’の位相は、図１０（ａ）に示す補正前の回転速度信号Ｓω２の位相に比べて、実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に近づく。
【００５５】
次に、回転速度信号ω’の位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に近づいた場合の作用効果について、位相補正ユニット１６による位相補正処理を行わない比較例と対比しつつ説明する。
回転速度信号ω’は、上述のようにトルク制御ユニット１３における負荷トルクＴｂの演算に利用される。このため、実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａに対する回転速度信号ω’の位相のずれは、実際の負荷トルクに対する負荷トルクＴｂの位相のずれとなり、ひいては、トルク脈動の抑制が困難となる。詳しくは、図５（ａ），（ｂ）の比較例に示すように、位相補正ユニット１６による位相補正処理が行われない場合、実際の負荷トルクの位相と回転速度信号ω’から推定された負荷トルクＴｂの位相がずれるおそれがある。この場合には、図５（ｃ）に示すように、推定された負荷トルクＴｂと等しい出力トルクＴａが生成されるため、出力トルクＴａの位相と実際の負荷トルクの位相が合わなくなり、結果的に、図５（ｄ）に示すように、回転速度信号ω’の振幅である回転速度脈動幅Ｈが大きくなる。
【００５６】
一方、本実施形態における位相補正ユニット１６による位相補正処理が行われる場合、
図６（ａ），（ｂ）に示すように、実際の負荷トルクの位相と回転速度信号ω’から推定された負荷トルクＴｂの位相のずれが抑制される。この場合には、図６（ｃ）に示すように、推定された負荷トルクＴｂと等しい出力トルクＴａが生成されるため、出力トルクＴａの位相と実際の負荷トルクの位相が近づき、結果的に、図６（ｄ）に示すように、回転速度信号ω’の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内となるまで小さくなる。これにより、モータ３０の回転速度を安定させることができる。
【００５７】
次に、位相補正ユニット１６についてより詳細に説明する。
図４に示すように、位相補正ユニット１６は、機能ブロックとして、回転速度信号Ｓω２の位相を変化させつつ回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈをモニタリングするモニタリング部１６ａと、モニタリング部１６ａによりモニタリングされた複数の回転速度脈動幅Ｈのうち最小値となる回転速度脈動幅Ｈに対応する回転速度信号Ｓω２の位相である脈動幅最小時位相を探すサーチ部１６ｂと、サーチ部１６ｂにより探し出された脈動幅最小時位相を追加位相補正値Ｂ３として設定し、設定された追加位相補正値Ｂ３に基づき回転速度信号Ｓω２の位相を補正する位相補正部１６ｃと、を備える。
【００５８】
以下、位相補正処理について図８のフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
まず、位相補正ユニット１６は、コンプレッサ４０を起動させてから初回の位相補正処理であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。例えば、位相補正ユニット１６は、空気調和装置１の電源がオンされた後、コンプレッサ４０を起動させる際に、コンプレッサ４０を起動させた旨のフラグを立てる。そして、位相補正ユニット１６は、空気調和装置１の電源がオフされると、コンプレッサ４０を起動させた旨のフラグを降ろす。位相補正ユニット１６は、フラグの状態を参照することにより、当該ステップＳ２０１の判断処理を行う。
【００５９】
位相補正ユニット１６は、コンプレッサ４０を起動させてから初回の位相補正処理でない旨判別したとき（ステップＳ２０１；ＮＯ）、追加位相補正値Ｂ３を設定することなく、現状の追加位相補正値Ｂ３を維持したまま、位相補正処理を終了する。これにより、コンプレッサ４０の動作中に繰り返し後述するステップＳ２０５〜Ｓ２１５の処理が実行されることが抑制される。
一方、位相補正ユニット１６は、コンプレッサ４０を起動させてから初回の位相補正処理である旨判別したとき（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、目標回転速度信号Ｓω０が一定であるか否かを判別する（ステップＳ２０２）。例えば、位相補正ユニット１６は、予め設定される所定期間内において目標回転速度信号Ｓω０が予め設定される所定範囲内にあるか否かに基づき当該ステップＳ２０２の判断処理を行う。
【００６０】
位相補正ユニット１６は、目標回転速度信号Ｓω０が一定でない旨判別したとき（ステップＳ２０２；ＮＯ）、追加位相補正値Ｂ３を設定することなく、現状の追加位相補正値Ｂ３を維持したまま、位相補正処理を終了する。これにより、目標回転速度信号Ｓω０が変動している場合にその変動を打ち消すようなトルク補正電流Ｉｑ＊’が生成されることが抑制される。
【００６１】
一方、位相補正ユニット１６は、目標回転速度信号Ｓω０が一定である旨判別したとき（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、図１０（ａ）に示すように、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。回転速度脈動幅Ｈは回転速度信号Ｓω２の振幅であり、例えば、回転速度信号Ｓω２の振幅の平均値に設定される。安定範囲Ｌはモータ３０の回転速度が安定する値に予め設定される。
【００６２】
位相補正ユニット１６は、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内である旨判別したとき（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、モータ３０の回転速度が既に安定しており追加位相補正が不要であるとして、位相補正部１６ｃを通じて追加位相補正値Ｂ３をゼロに設定し（ステップＳ２０４）、位相補正処理を終了する。このときには、回転速度信号Ｓω２の位相は実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれていないことが予想される。なお、追加位相補正値Ｂ３がゼロに設定されているとき、位相補正ユニット１６による回転速度信号Ｓω２の位相の補正が行われない。
【００６３】
一方、モニタリング部１６ａは、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内でない、すなわち、回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌを超える旨判別したとき（ステップＳ２０３；ＮＯ）、図１１の矢印Ｙ１に示すように、回転速度信号Ｓω２の位相を基準値Ｃ１からプラス側に変化させる、すなわち、回転速度信号Ｓω２の位相を進める（ステップＳ２０５）。モニタリング部１６ａは、このステップＳ２０５の処理とともに、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈをモニタリングする（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０５において、回転速度信号Ｓω２の位相を変化させる際の角度間隔は、小さすぎると位相補正処理の遅延につながり、大きすぎると回転速度脈動幅Ｈの最小値が得られないおそれがある。このような観点から、回転速度信号Ｓω２の位相を変化させる際の角度間隔は、一例として、１°〜５°の範囲に設定されることが好ましい。
なお、基準値Ｃ１は、追加位相補正前の回転速度信号Ｓω２の位相を示す値（角度）である。
【００６４】
そして、サーチ部１６ｂは、回転速度信号Ｓω２の位相を基準値Ｃ１からプラス側に変化させた際に回転速度脈動幅Ｈが増加するか否かを判別する（ステップＳ２０７）。例えば、サーチ部１６ｂは、モニタリングした回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈが基準値Ｃ１での回転速度脈動幅Ｈを超えるか否かにより当該ステップＳ２０７の判断処理を行う。
【００６５】
サーチ部１６ｂは、回転速度脈動幅Ｈが減少する旨判別したとき（ステップＳ２０７；ＮＯ）、回転速度信号Ｓω２の位相が上限規定値Ｃ２に到達したか否かを判別する（ステップＳ２０８）。モニタリング部１６ａは、回転速度信号Ｓω２の位相が上限規定値Ｃ２に到達しない旨判別したとき（ステップＳ２０８；ＮＯ）、上記ステップＳ２０５の処理に戻る。すなわち、回転速度信号Ｓω２の位相が上限規定値Ｃ２に到達するまで（ステップＳ２０８；ＹＥＳ）、ステップＳ２０５〜Ｓ２０８が繰り返されることにより、回転速度信号Ｓω２の位相がプラス側に変化し、回転速度脈動幅Ｈがモニタリングされる。
【００６６】
一方、サーチ部１６ｂは、回転速度脈動幅Ｈが増加する旨判別したとき（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、上記ステップＳ２０８の処理を経ることなく、すなわち、回転速度信号Ｓω２の位相が上限規定値Ｃ２に到達する前に、ステップＳ２０９の処理に移行する。これにより、回転速度脈動幅Ｈが増加傾向にあるのにも関わらず、位相がプラス側へ変化することが抑制される。
【００６７】
次に、モニタリング部１６ａは、図１１の矢印Ｙ２に示すように、回転速度信号Ｓω２の位相をマイナス側に変化させる、すなわち、回転速度信号Ｓω２の位相を遅らせる（ステップＳ２０９）。
モニタリング部１６ａは、このステップＳ２０９の処理とともに、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈをモニタリングする（ステップＳ２１０）。そして、サーチ部１６ｂは、回転速度信号Ｓω２の位相を基準値Ｃ１からマイナス側に変化させた際に回転速度脈動幅Ｈが増加するか否かを判別する（ステップＳ２１１）。
【００６８】
サーチ部１６ｂは、回転速度脈動幅Ｈが減少する旨判別したとき（ステップＳ２１１；ＮＯ）、回転速度信号Ｓω２の位相が下限規定値Ｃ３に到達したか否かを判別する（ステップＳ２１２）。回転速度信号Ｓω２の位相が下限規定値Ｃ３に到達しない旨判別したとき（ステップＳ２１２；ＮＯ）、上記ステップＳ２０９の処理に戻る。すなわち、回転速度信号Ｓω２の位相が下限規定値Ｃ３に到達するまで（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）、ステップＳ２０９〜Ｓ２１２が繰り返されることにより、回転速度信号Ｓω２の位相がマイナス側に変化する。この回転速度信号Ｓω２の位相をマイナス側に変化させる際の起点は、位相補正処理において初めてステップＳ２０９に移行したときの回転速度信号Ｓω２の位相に設定される。これにより、回転速度信号Ｓω２の位相が急激に変化することが抑制され、モータ３０の回転速度が不安定となることが抑制される。サーチ部１６ｂは、ステップＳ２０５〜Ｓ２１２において、回転速度脈動幅Ｈの最小値を探し、そのときの回転速度信号Ｓω２の位相である脈動幅最小時位相をメモリ１０ａに記憶する。
【００６９】
なお、例えば、下限規定値Ｃ３は基準値Ｃ１に対して機械角で−１８０°に設定され、上限規定値Ｃ２は基準値Ｃ１に対して機械角で＋１８０°に設定される。これに限らず、上限規定値Ｃ２および下限規定値Ｃ３は、実験又はシミュレーション等により、上限規定値Ｃ２と下限規定値Ｃ３の間の範囲に回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内となることが予想される角度又は回転速度脈動幅Ｈが追加位相補正前の回転速度脈動幅Ｈより小さくなることが予想される角度が含まれると予想される値に設定されてもよい。
【００７０】
次に、位相補正ユニット１６は、回転速度脈動幅Ｈの最小値が基準値Ｃ１での回転速度脈動幅Ｈに対して±１ｒｐｓ(rotations per second)未満であるか否かを判別する（ステップＳ２１３）。回転速度脈動幅Ｈの最小値が基準値Ｃ１での回転速度脈動幅Ｈに対して±１ｒｐｓ未満である旨判別したとき（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、追加位相補正が不要であるとして、位相補正部１６ｃを通じて追加位相補正値Ｂ３をゼロに設定し（ステップＳ２０４）、位相補正処理を終了する。
【００７１】
一方、位相補正ユニット１６は、回転速度脈動幅Ｈの最小値が基準値Ｃ１での回転速度脈動幅Ｈに対して±１ｒｐｓを超える旨判別したとき（ステップＳ２１３；ＮＯ）、回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈに傾向的な変化があるか否かを判別する（ステップＳ２１４）。位相補正ユニット１６は、回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈに傾向的な変化がない旨判別したとき（ステップＳ２１４；ＮＯ）、例えば、回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈが一定であるときに、回転速度脈動幅Ｈの最小値の信頼度が低いとして、位相補正部１６ｃを通じて追加位相補正値Ｂ３をゼロに設定し（ステップＳ２０４）、位相補正処理を終了する。
【００７２】
一方、位相補正ユニット１６は、回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈに傾向的な変化がある旨判別したとき（ステップＳ２１４；ＹＥＳ）、例えば、回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈが変化するとき、位相補正部１６ｃを通じて探し出された脈動幅最小時位相を追加位相補正値Ｂ３として設定し（ステップＳ２１５）、位相補正処理を終了する。
以上、位相補正処理に係るフローチャートの説明を終了する。
位相補正処理の完了後、位相補正部１６ｃは、設定された追加位相補正値Ｂ３を利用して回転速度信号Ｓω２の位相を補正する。
【００７３】
次に、図１１〜図１５を参照しつつ、位相変化に対する回転速度脈動幅Ｈの変化態様が異なる５つのパターンについて説明する。
まず、図１１を参照しつつ、回転速度信号Ｓω２の位相と回転速度脈動幅Ｈが２次関数のグラフを描くパターン１について説明する。このパターン１においては、回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎは基準値Ｃ１と下限規定値Ｃ３の間に位置する。
このパターン１について上述した位相補正処理が実行された場合、まず、回転速度信号Ｓω２の位相は基準値Ｃ１からプラス側に変化させられるが、回転速度脈動幅Ｈが増加するため、回転速度信号Ｓω２の位相は上限規定値Ｃ２に達する前にプラス側への変化が停止される。そして、回転速度信号Ｓω２の位相は基準値Ｃ１からマイナス側に変化させられる。回転速度信号Ｓω２の位相は、回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎに到達するまで回転速度脈動幅Ｈが減少するため、マイナス側への変化が継続する。回転速度信号Ｓω２の位相が回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎを超えると、位相のマイナス側への変化に伴い回転速度脈動幅Ｈが増加するため位相のマイナス側への変化が停止される。最後に、位相を変化させた範囲における回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎが探し出されて、最小値Ｍｉｎにおける位相、すなわち脈動幅最小時位相が追加位相補正値Ｂ３として設定される。
【００７４】
次に、図１２を参照しつつ、回転速度信号Ｓω２の位相がプラス側に変化するにつれて回転速度脈動幅Ｈが減少するパターン２について説明する。
このパターン２について上述した位相補正処理が実行された場合、回転速度信号Ｓω２の位相が上限規定値Ｃ２に到達したときの回転速度脈動幅Ｈが最小値Ｍｉｎとなり、そのときの脈動幅最小時位相が追加位相補正値Ｂ３として設定される。なお、このパターン２においては回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎは、安定範囲Ｌを超えるものの、位相補正処理前よりも回転速度脈動幅Ｈを抑制することができる。
【００７５】
次に、図１３を参照しつつ、位相がプラス側に変化するにつれて回転速度脈動幅Ｈが増加するパターン３について説明する。
このパターン３について上述した位相補正処理が実行された場合、回転速度信号Ｓω２の位相が下限規定値Ｃ３に到達したときの回転速度脈動幅Ｈが最小値Ｍｉｎとなり、そのときの脈動幅最小時位相が追加位相補正値Ｂ３として設定される。なお、このパターン３においては回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎは、安定範囲Ｌを超えるものの、位相補正処理前よりも回転速度脈動幅Ｈを抑制することができる。
【００７６】
次に、図１４を参照しつつ、位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈが一定であるパターン４について説明する。
このパターン４について上述した位相補正処理が実行された場合、回転速度脈動幅Ｈの最小値Ｍｉｎが基準値Ｃ１での回転速度脈動幅Ｈに対して±１ｒｐｓ未満である旨判別される（ステップＳ２１３；ＹＥＳ）、又は回転速度信号Ｓω２の位相変化に対して回転速度脈動幅Ｈに傾向的な変化がない旨判別される（ステップＳ２１４；ＮＯ）ことにより、追加位相補正値Ｂ３がゼロに設定される（ステップＳ２０４）。よって、回転速度信号Ｓω２の位相は補正されない。
【００７７】
次に、図１５を参照しつつ、基準値Ｃ１における回転速度脈動幅Ｈ、すなわち補正前の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内であるパターン５について説明する。
このパターン５について上述した位相補正処理が実行された場合、回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈが安定範囲Ｌ内である旨判別され（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、追加位相補正値Ｂ３がゼロに設定される（ステップＳ２０４）。よって、回転速度信号Ｓω２の位相は補正されない。
【００７８】
次に、図９（ａ）に示すように、推定された回転速度信号ωの位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれる要因について説明する。この要因としては、例えば、下記の（ａ）〜（ｃ）の３つの要因が考えられる。
【００７９】
（ａ）取得電流誤差
図１に示すように、電流センサ３５ｖ，３５ｗを介して取得される取得電流には、様々なノイズ成分（例えば、スイッチングノイズ等）が含まれる。電流センサ３５ｖ，３５ｗとモータ制御部１２の間には、ノイズ成分を除去するためにフィルタ回路又は平均化処理等を行うノイズ除去部３６が設けられる。ノイズ除去部３６により取得電流の位相遅れや振幅減少が起こる。この取得電流から回転速度信号ωが生成されるため、回転速度信号ωの位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれることが想定される。また、シャン卜抵抗を用いた方法では、使用する抵抗素子の誤差やＬＣ回路等の影響によって、推定された回転速度信号ωの位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれることが想定される。
【００８０】
（ｂ）モータパラメータ誤差
角度・速度推定制御部１２ｇにおいて微少時間におけるモータ３０の角度（ロータ位置）変化であるΔθは下記の式により求められる。
【数１】
2019213389.tif 000003
上記式の巻線抵抗Ｒ等の各種変数であるモータパラメータは下記の誤差要因によりΔθへの影響が及ぶことが想定される。
・モータ単体としての製品バラツキ：各モータパラメータ値±５％未満
・モータ毎のインダクタンスの電流依存性
・巻線抵抗の温度依存性
・磁石の可逆性熱的減磁
また、Δθから算出されたモータ３０の角度信号θを用いて電流変換部１２ｈにより電流変換を行う際にも上記の誤差要因により影響が及ぶことが想定される。従って、Δθから推定される回転速度信号ω，Ｓω２の位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａに対して位相がずれるおそれがある。
【００８１】
（ｃ）実モータとマイコン間のゲイン誤差
マイコン（モータ制御部１２）内部での処理においては、実際のモータと等価の仮想モータを想定したうえで制御が行われている。このとき、マイコン内部でのモータ印加電圧と実際のモータへの印加電圧は同じであると仮定して制御しており、これがゲイン１の状態である。しかし、現実では、マイコンでのＰＷＭデューティーの変換誤差やデッドタイム誤差により、ゲインが１以外となりうる。この状態では、マイコン内部の仮想的モータの電圧と実際のモータの電圧が異なり、結果的に、回転速度信号ωの位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれることが想定される。
【００８２】
（効果）
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【００８３】
（１）モータ制御部１２は、モータ３０の目標回転速度信号Ｓω０に応じて目標ｄ軸電流Ｉｄ＊および目標ｑ軸電流Ｉｑ＊（目標モータ電流）を決定し、モータ３０の現在のｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ（モータ電流）がそれぞれ目標ｄ軸電流Ｉｄ＊および目標ｑ軸電流Ｉｑ＊，Ｉｑ＊’’（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のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを供給することでモータ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＊’を演算し、当該トルク補正電流Ｉｑ＊’を目標ｑ軸電流Ｉｑ＊に加算することにより目標ｑ軸電流Ｉｑ＊’’（目標モータ電流）を生成するトルク制御ユニット１３と、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに基づきモータ３０の回転速度を推定する回転速度信号ωを生成する角度・速度推定制御部１２ｇ（回転速度推定部）と、回転速度信号Ｓω２の位相を追加位相補正値Ｂ３に基づき補正することにより回転速度信号ω’を生成する位相補正ユニット１６と、を備える。位相補正ユニット１６は、回転速度信号Ｓω２の位相を変化させつつ回転速度信号Ｓω２の回転速度脈動幅Ｈをモニタリングするモニタリング部１６ａと、モニタリング部１６ａによりモニタリングされた複数の回転速度脈動幅Ｈのうち最小値となる回転速度脈動幅Ｈに対応する回転速度信号Ｓω２の位相である脈動幅最小時位相を探すサーチ部１６ｂと、サーチ部１６ｂにより探し出された脈動幅最小時位相を追加位相補正値Ｂ３として設定し、設定された追加位相補正値Ｂ３に基づき回転速度信号Ｓω２の位相を補正する位相補正部１６ｃと、を備える。トルク制御ユニット１３は、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ（モータ電流Ｉａ）に基づきモータ３０の出力トルクＴａを演算するモータ出力トルク演算部１３ｂと、位相補正部１６ｃにより補正された回転速度信号ω’に基づきモータ３０の負荷トルクＴｂを演算するモータ負荷トルク演算部１３ｃと、モータ出力トルク演算部１３ｂにより演算される出力トルクＴａとモータ負荷トルク演算部１３ｃにより演算される負荷トルクＴｂとの差分値（差分トルクＴｃ）に基づきトルク補正電流Ｉｑ＊’を演算する補正トルク電流演算部１３ｆと、を備える。
この構成によれば、位相補正ユニット１６により回転速度脈動幅Ｈが小さくなる脈動幅最小時位相が探し出され、その脈動幅最小時位相となるように回転速度信号Ｓω２が補正されることにより回転速度信号ω’が生成される。よって、推定される回転速度信号ω’を実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａに近づけることができ、出力トルクＴａの位相と実際の負荷トルクの位相を近づけることができる。よって、モータ３０の回転速度を安定させることができる。また、これにより、コンプレッサ４０の振動、騒音等も低減させることができる。
【００８４】
（２）モニタリング部１６ａは、位相補正ユニット１６による補正前の回転速度信号Ｓω２の位相である基準値Ｃ１から回転速度信号Ｓω２の位相をプラス側に向けて変化すなわち位相を進ませた際、回転速度脈動幅Ｈが増加した旨判別すると、プラス側に向けた位相の変化を中止したうえで、回転速度信号Ｓω２の位相をマイナス側に向けて変化すなわち位相を遅らせる。
この構成によれば、位相補正ユニット１６による位相補正処理において、回転速度信号Ｓω２の位相が無駄に変化させられることが抑制され、位相補正ユニット１６による回転速度脈動幅Ｈの最小値を探す処理が迅速に完了する。また、回転速度脈動幅Ｈが増加することが抑制されるため、位相補正処理中において、コンプレッサ４０の振動、騒音等を低減させることができる。
【００８５】
（３）モニタリング部１６ａは、位相補正ユニット１６による補正前の回転速度信号Ｓω２の位相である基準値Ｃ１から回転速度信号Ｓω２の位相をプラス側に向けて変化させることにより位相が上限規定値Ｃ２（第１規定値）に到達したときプラス側に向けた位相の変化を中止したうえで、回転速度信号Ｓω２の位相をマイナス側に向けて下限規定値Ｃ３（第２規定値）に到達するまで変化させる。
この構成によれば、回転速度信号Ｓω２の位相変化の範囲を上限規定値Ｃ２および下限規定値Ｃ３の間に限ることができ、位相補正ユニット１６による回転速度脈動幅Ｈの最小値を探す処理を迅速に完了させることができる。
【００８６】
（４）モータ制御部１２は、回転速度信号ωを構成する複数の回転速度変動成分のうちコンプレッサ４０の回転に伴う負荷変動により生じる回転速度変動成分を回転速度信号Ｓω１として抽出するローパスフィルタ１５ａ（抽出部）と、ローパスフィルタ１５ａにより生じた回転速度信号Ｓω１の位相遅れおよび振幅の減少を戻すように、予め設定された位相補正値Ｂ１だけ回転速度信号Ｓω１の位相を進め、かつ、予め設定された振幅補正値Ｂ２だけ回転速度信号Ｓω１の振幅を増加させることにより回転速度信号Ｓω２を生成する波形補正部１５ｂを備える。位相補正ユニット１６は、波形補正部１５ｂを経た回転速度信号Ｓω２の位相を補正することにより回転速度信号ω’を生成する。
ローパスフィルタ１５ａにより生じた位相遅れおよび振幅の減少が波形補正部１５ｂによって戻されるものの、上述した（ａ）〜（ｃ）の要因等により、図９（ｂ）に示すように、回転速度信号Ｓω２の位相が実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に対してずれるおそれがある。上記構成によれば、位相補正ユニット１６によりこの位相のずれが補正され、モータ３０の回転速度を安定させることができる。特に、波形補正部１５ｂにより予め位相の遅れが補正されているため、位相補正ユニット１６による補正量を少なくすることができる。このため、位相補正ユニット１６による位相補正処理を迅速に完了させることができる。
【００８７】
（５）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により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温度を調整する空調部６０と、を備える。
この構成によれば、空気調和装置１において、上述のように、モータ３０の回転速度を安定させることができる。また、これにより、コンプレッサ４０の振動、騒音等も低減させることができる。
【００８８】
（変形例）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
【００８９】
上記実施形態における図８に示す位相補正処理において、５つのステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２１３，Ｓ２１４の少なくとも何れか一つが省略されてもよい。
【００９０】
上記実施形態における図８に示す位相補正処理において、位相をプラス側に変化させつつモニタリングを行うステップＳ２０５〜Ｓ２０８の処理と位相をマイナス側に変化させつつモニタリングを行うステップＳ２０９〜Ｓ２１２の処理の順番を反対にしてもよい。また、回転速度信号Ｓω２の位相をプラス側に変化させた際に（ステップＳ２０５）、回転速度脈動幅Ｈが減少する傾向がある場合（ステップＳ２０７；ＮＯ）、回転速度脈動幅Ｈの最小値が基準値Ｃ１よりもプラス側にあると推測されるため、ステップＳ２０９〜Ｓ２１２の処理を省略してもよい。これにより、より迅速に位相補正処理を完了することができる。
【００９１】
上記実施形態における波形補正部１５ｂおよびローパスフィルタ１５ａは省略されてもよい。この場合であっても、位相補正ユニット１６による位相補正処理により、回転速度信号ωの位相は実際のモータ３０の回転速度状態Ｓωａの位相に近づけられる。
【００９２】
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。
【００９３】
上記実施形態において、トルク制御ユニット１３のローパスフィルタ１３ｅは省略されてもよい。
【００９４】
上記実施形態においては、位相補正ユニット１６は、位相補正処理において、基準値Ｃ１を起点として回転速度信号Ｓω２の位相を変化させていたが、起点は、基準値Ｃ１に限らず、上限規定値Ｃ２および下限規定値Ｃ３の間の何れの値であってもよい。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
上記実施形態において、モニタリング部１６ａは、回転速度信号Ｓω２の位相のマイナス側への変化開始後、回転速度信号Ｓω２の位相が基準値Ｃ１に到達するまで、回転速度脈動幅Ｈの最小値が得られる可能性が低いため、ステップＳ２１０，Ｓ２１１の処理を省略してもよい。これにより、位相補正処理を迅速に完了させることができる。
【００９８】
上記実施形態においては、回転速度信号Ｓω２の位相をマイナス側に変化させる際の起点は、初めてステップＳ２０９に移行したときの回転速度信号Ｓω２の位相に設定されていたが、これに限らず、基準値Ｃ１に設定されてもよい。これにより、位相補正処理を迅速に完了させることができる。
【００９９】
上記実施形態には、例えば、以下の付記１〜５に記載の技術的思想が開示されている。なお、付記１〜５は、本発明を何ら限定的に解釈するものではない。
【０１００】
（付記１）
前記位相補正ユニットは、
前記コンプレッサの起動後に前記追加位相補正値が設定されていない場合には前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記位相補正部を通じて前記追加位相補正値として設定し、
前記コンプレッサの起動後に前記追加位相補正値が設定されている場合には前記追加位相補正値を現状維持とする、
モータ制御装置。
【０１０１】
（付記２）
前記位相補正ユニットは、
前記目標回転速度信号が一定である場合には前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記位相補正部を通じて前記追加位相補正値として設定し、
前記目標回転速度が一定でない場合には設定された前記追加位相補正値を現状維持とする、
モータ制御装置。
【０１０２】
（付記３）
前記位相補正ユニットは、
前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度脈動幅が安定範囲外である場合には前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記位相補正部を通じて前記追加位相補正値として設定し、
前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度脈動幅が前記安定範囲内である場合には前記追加位相補正値を前記位相補正部を通じてゼロに設定する、
モータ制御装置。
【０１０３】
（付記４）
前記位相補正ユニットは、
前記回転速度信号の位相変化に対して前記回転速度脈動幅に傾向的な変化がある場合には前記サーチ部により探し出された前記脈動幅最小時位相を前記位相補正部を通じて前記追加位相補正値として設定し、
前記回転速度信号の位相変化に対して前記回転速度脈動幅に傾向的な変化がない場合には前記追加位相補正値を前記位相補正部を通じてゼロに設定する、
モータ制御装置。
【０１０４】
（付記５）
前記位相補正ユニットは、
前記回転速度脈動幅の前記最小値と前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度脈動幅の差分が予め設定される設定値を超える場合には前記追加位相補正値を前記位相補正部を通じて設定し、
前記回転速度脈動幅の前記最小値と前記位相補正ユニットによる補正前の前記回転速度脈動幅の差分が前記設定値未満である場合には前記追加位相補正値を前記位相補正部を通じてゼロに設定する、
モータ制御装置。
【符号の説明】
【０１０５】
１  空気調和装置
１０  制御部
１１  運転指令部
１２  モータ制御部
１２ａ  速度制御部
１２ｂ  ｄ軸電流指令演算部
１２ｃ  電流制御部
１２ｄ  電圧変換部
１２ｅ  ＰＷＭ信号生成部
１２ｇ  角度・速度推定制御部
１２ｈ  電流変換部
１２ｉ  ３相電流演算部
１３  トルク制御ユニット
１３ａ  トルク脈動推定部
１３ｂ  モータ出力トルク演算部
１３ｃ  モータ負荷トルク演算部
１３ｄ  減算器
１３ｅ  ローパスフィルタ
１３ｆ  補正トルク電流演算部
１５  回転速度フィルタ処理部
１５ａ  ローパスフィルタ（抽出部）
１５ｂ  波形補正部
１６  位相補正ユニット
１６ａ  モニタリング部
１６ｂ  サーチ部
１６ｃ  位相補正部
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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【図１４】
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【図１５】
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