(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）位置検出センサー（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）によって、モータ（３）が有する回転子（３ｂ）がＫ個（Ｋ＞１）の所定の電気角に位置したことを検出するステップ（Ｓ１）と、
（ｂ）前記検出を契機として前記モータに与える電圧ベクトルを更新するステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）と
を繰り返して実行し、
（ｃ）前記所定の前記電気角をＭ個（Ｋ＞Ｍ≧１）に変更して、前記回転子が回転する一周期に対する、前記ステップ（ａ），（ｂ）を繰り返して実行する間隔の割合を増加させるステップ（Ｓ１２，ＳＴ３，ＳＴ４）
を更に実行し、
前記ステップ（ｃ）は、前記回転子（３ｂ）の回転数の変化の割合が規定値より大きいときに実行される（ＳＴ３，ＳＴ４）、モータ制御方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ１）前記ステップ（ａ）によって、前記回転子が前記所定の前記電気角に位置したものと検出されたときに、前記電気角の推定値を前記所定の前記電気角に一致させるステップと、
（ｂ２）前記ステップ（ｂ１）が実行されてからの経過時間と、前記回転子（３ｂ）の回転数とに基づいて前記推定値を更新するステップと、
（ｂ３）前記電気角推定値に基づいて前記電圧ベクトルを演算するステップと
を実行する、請求項１に記載のモータ制御方法。
【請求項３】
回転子を有するモータ（３）と、
前記回転子が所定の電気角に位置したことを検知する位置検出センサー（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）と、
（ａ）前記位置検出センサーによって、前記回転子（３ｂ）がＫ個（Ｋ＞１）の所定の前記電気角に位置したことを検出するステップ（Ｓ１）と、（ｂ）前記検出を契機として前記モータに与える電圧ベクトルを更新するステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）とを繰り返して実行し、（ｃ）前記所定の前記電気角をＭ個（Ｋ＞Ｍ≧１）に変更して、前記回転子が回転する一周期に対する、前記ステップ（ａ），（ｂ）を繰り返して実行する間隔の割合を増加させるステップ（Ｓ１２，ＳＴ３，ＳＴ４）を更に実行する制御部（４）と
を備え、
前記制御部（４）は、前記回転子（３ｂ）の回転数の変化の割合が規定値より大きいときに前記ステップ（ｃ）を実行する（ＳＴ３，ＳＴ４）、モータ制御装置。
【請求項４】
前記制御部（４）は、前記ステップ（ｂ）において、
（ｂ１）前記ステップ（ａ）によって、前記回転子が前記所定の前記電気角に位置したものと検出されたときに、前記電気角の推定値を前記所定の前記電気角に一致させるステップと、
（ｂ２）前記ステップ（ｂ１）が実行されてからの経過時間と、前記回転子（３ｂ）の回転数とに基づいて前記推定値を更新するステップと、
（ｂ３）前記電気角推定値に基づいて前記電圧ベクトルを演算するステップと
を実行する、請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のモータ制御装置（１０）と、
前記モータによって駆動されるファン（３ｃ）と
を備える、ファン装置。
【請求項６】
請求項３又は４に記載のモータ制御装置（１０）と、
前記モータによって駆動される圧縮機構（５１）と
を備える、圧縮機。
【請求項７】
請求項３又は４に記載のモータ制御装置（１０）と、
前記モータによって流量が制御されるポンプ（６１）と
を備える、ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御方法、モータ制御装置、ファン装置、圧縮機及びポンプ装置に関し、特にモータが有する回転子の位置を検出してモータを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にモータを制御する方法が記載されている。モータ制御装置は、回転子を有するモータと、モータに電圧ベクトルを与えるインバータと、回転子の位置を検出する位置検出センサーとを備えている。
【０００３】
位置検出センサーは回転子が例えば電気角６０°、１８０°、３００°に位置したことを検知し、これらを検知したタイミングでモータへと与える電圧ベクトルを更新している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６８９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位置検出センサーの取り付けばらつきなどによって位置信号がばらつく。特許文献１に記載の技術では、特に回転数が高いときに、位置信号のばらつきに起因して、例えば三相モータへと与える三相の動作電流のうち一相の動作電流が他の相の動作電流と比べて大きくなり、回転数が不安定になっていた。
【０００６】
そこで、本発明は回転数を安定させることができるモータ制御方法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】
【０００８】
本発明に係るモータ制御方法の第１の態様は、（ａ）位置検出センサー（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）によって、モータ（３）が有する回転子（３ｂ）がＫ個（Ｋ＞１）の所定の電気角に位置したことを検出するステップ（Ｓ１）と、（ｂ）前記検出を契機として前記モータに与える前記電圧ベクトルを更新するステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）とを繰り返して実行し、（ｃ）前記所定の前記電気角をＭ個（Ｋ＞Ｍ≧１）に変更して、前記回転子が回転する一周期に対する、前記ステップ（ａ），（ｂ）を繰り返して実行する間隔の割合を増加させるステップ（Ｓ１２，ＳＴ３，ＳＴ４）を更に実行し、前記ステップ（ｃ）は、前記回転数の変化の割合が規定値より大きいときに、実行される。
【０００９】
本発明に係るモータ制御方法の第２の態様は、第１の態様に係るモータ制御方法であって、前記ステップ（ｂ）は、（ｂ１）前記ステップ（ａ）によって、前記回転子が前記所定の前記電気角に位置したものと検出されたときに、前記電気角の推定値を前記所定の前記電気角に一致させるステップと、（ｂ２）前記ステップ（ｂ１）が実行されてからの経過時間と、前記回転子（３ｂ）の回転数とに基づいて前記推定値を更新するステップと、（ｂ３）前記電気角推定値に基づいて前記電圧ベクトルを演算するステップとを実行する。
【００１２】
本発明に係るモータ制御装置の第１の態様は、回転子を有するモータ（３）と、前記回転子が所定の電気角に位置したことを検知する位置検出センサー（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）と、（ａ）前記位置検出センサーによって、前記回転子（３ｂ）がＫ個（Ｋ＞１）の所定の前記電気角に位置したことを検出するステップ（Ｓ１）と、（ｂ）前記検出を契機として前記モータに与える電圧ベクトルを更新するステップ（Ｓ１１〜Ｓ１６）とを繰り返して実行し、（ｃ）前記所定の前記電気角をＭ個（Ｋ＞Ｍ≧１）に変更して、前記回転子が回転する一周期に対する、前記ステップ（ａ），（ｂ）を繰り返して実行する間隔の割合を増加させるステップ（Ｓ１２，ＳＴ３，ＳＴ４）を更に実行する制御部（４）とを備え、前記制御部（４）は、前記回転子（３ｂ）の回転数の変化の割合が規定値より大きいときに、前記ステップ（ｃ）を実行する。
【００１３】
本発明に係るモータ制御装置の第２の態様は、第１の態様に係るモータ制御装置であって、前記制御部（４）は、前記ステップ（ｂ）において、（ｂ１）前記ステップ（ａ）によって、前記回転子が前記所定の前記電気角に位置したものと検出されたときに、前記電気角の推定値を前記所定の前記電気角に一致させるステップと、（ｂ２）前記ステップ（ｂ１）が実行されてからの経過時間と、前記回転子（３ｂ）の回転数とに基づいて前記推定値を更新するステップと、（ｂ３）前記電気角推定値に基づいて前記電圧ベクトルを演算するステップとを実行する。
【００１５】
本発明に係るファン装置の第１の態様は、第１又は第２の態様に係るモータ制御装置と、前記モータによって駆動されるファンとを備える。
【００１６】
本発明に係る圧縮機の第１の態様は、第１又は第２の態様に係るモータ制御装置と、前記モータによって駆動される圧縮機構とを備える。
【００１７】
本発明に係るポンプ装置の第１の態様は、第１又は第２の態様に係るモータ制御装置と、前記モータによって流量が制御されるポンプとを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るモータ制御方法の第１の態様及びモータ制御装置の第１の態様によれば、位置検出センサーの取り付けばらつきなどに起因して、ステップ（ａ）の検出誤差が生じても、電圧ベクトルを更新するステップ（ｂ）の一周期当たりの実行頻度を小さくするので、当該検出誤差の影響を低減でき、以って適切な電圧ベクトルをモータに与えることができる。また回転子の回転数の変化の割合が増大しても、位置検出センサーが検出した所定の電気角と一致させる割合を大きくできるので、電気角推定値の誤差の影響を低減できる。
【００２０】
本発明に係るモータ制御方法の第２の態様及びモータ制御装置の第２の態様によれば、それぞれ第１の態様に係るモータ制御方法及び第１の態様に係るモータ制御装置の実現に寄与する。
【００２２】
本発明にかかるファン装置の第１の態様、圧縮機の第１の態様及びポンプ装置の第１の態様によれば、適切な電圧ベクトルが印加されるモータを備えているので、効率を向上でき、ひいては消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】モータ制御装置の一例の概念的な構成を示す図である。
【図２】モータ制御装置のタイミングチャートを示す図である。
【図３】モータ制御装置のタイミングチャートを示す図である。
【図４】モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】モータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】モータ制御装置を備える圧縮機の概念的な図である。
【図８】モータ制御装置を備えるポンプ装置の概念的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
第１の実施の形態．
図１はモータ制御装置の概念的な構成の一例を示している。モータ制御装置は、直流電源１と、インバータ２と、ゲートドライブ回路２１と、モータ３と、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、制御部４とを備えている。制御部４は、位相モード検出部４１と、機械角周期測定部４２と、回転数演算部４３と、回転子電気角演算部４４と、電圧位相演算部４５と、電圧進み角演算部４６と、電圧ベクトル演算部４７と、回転数制御演算部４８と、補正データ保持部４９とを備えている。
【００２５】
直流電源１は直流電源線ＬＨ，ＬＬの間に直流電圧Ｖｄｃを印加する。
【００２６】
インバータ２はハイアーム側スイッチ素子Ｓｘｐ（但し、ｘはｕ，ｖ，ｗを代表する。以下、同様。）と、ローアーム側スイッチ素子Ｓｘｎと、還流ダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎとを備えている。ハイアーム側スイッチ素子Ｓｘｐは例えばＩＧＢＴであって、出力線Ｌｘと直流電源線ＬＨとの間に接続されている。ローアーム側スイッチ素子Ｓｘｎは例えばＩＧＢＴであって、出力線Ｌｘと、直流電源線ＬＬとの間に接続されている。還流ダイオードＤｘｐはアノードが出力線Ｌｘ側、カソードが直流電源線ＬＨ側で、ハイアーム側スイッチ素子Ｓｘｐと並列に接続されている。還流ダイオードＤｘｎはアノードが直流電源線ＬＬ側、カソードが出力線Ｌｘ側で、ローアーム側スイッチ素子Ｓｘｎと並列に接続されている。
【００２７】
ゲートドライブ回路２１は電圧ベクトル演算部４７からスイッチ素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎをそれぞれ導通させるゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎを受け取って、それぞれスイッチ素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎへと出力する。
【００２８】
モータ３は例えば三相で駆動されるファンモータであって、三つの電機子巻線３ａと、回転子３ｂと、ファン３ｃとを備えている。電機子巻線３ａの各々は一端が出力線Ｌｘに、他端が中性点ＮＰにそれぞれ接続されている。回転子３ｂは電機子巻線３ａと対向して配置されている。そして、電機子巻線３ａに動作電流が流れることによって生じる磁界に応じて回転する。ファン３ｃは回転子３ｂの回転力によって回転される。
【００２９】
位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは例えばホールセンサーであって、回転子３ｂの位置を検出して、位置信号を出力する。
【００３０】
かかるモータ制御装置は例えば空気調和機に搭載される。空気調和機は室外機と室内機を備え、その少なくとも何れか一方にモータ制御装置が搭載される。室内機及び室内機はそれぞれ熱交換器を有している。ファン３ｃは熱交換器へと送風し、当該熱交換器での熱交換を促進する。また、かかるモータ制御装置は例えば浴室乾燥機や換気扇に搭載されてもよい。なお、本モータ制御装置はファン３ｃを駆動することから、本構成を、ファン３ｃを除いたモータ制御装置と、ファン３ｃとを備えるファン装置とも把握できる。
【００３１】
以下では、まず本モータ制御装置における運転方法の概要を説明し、その後、位相モード検出部４１と、機械角周期測定部４２と、回転数演算部４３と、回転子電気角演算部４４と、電圧位相演算部４５と、電圧位相進み角演算部４６と、電圧ベクトル演算部４７と、回転数制御演算部４８と、補正データ保持部４９の機能、動作について説明する。
【００３２】
図２，３は、モータ制御装置のタイミングチャートの一例を示している。図２は、例えば回転子３ｂの回転数が所定値よりも小さい場合に実行されるタイミングチャートを示している。図３は、例えば回転子３ｂの回転数が所定値よりも大きい場合に実行されるタイミングチャートを示している。これらを順に説明する。
【００３３】
＜図２に示すタイミングチャートにかかるモータ制御方法＞
まず、回転数Ｒｍを算出する方法について説明する。回転数Ｒｍは回転子３ｂが１回転したときの期間（以下、機械角周期と呼ぶ）Ｔｍに基づいて算出される。機械角周期Ｔｍは、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからの位置信号によって回転子３ｂの一回転を検出し、これを検出したときに、所定の期間Ｔ１で繰り返し出力される周期カウンタクロックＣＬをカウントした値を読むことで測定できる。以下、具体的に説明する。
【００３４】
位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗは理想的には機械角１２０度間隔で配置され、モータ３の回転子３ｂが有する界磁磁石（図示省略）から受ける磁束変化を検出する。これにより、位相が電気角１８０度間隔で反転する位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが出力される。機械角と電気角との関係は回転子３ｂの極対数ｎに依存する。極対数とは回転子３ｂが呈する磁極の対の数である。機械角における一回転は、電気角におけるｎ回転に相当する。図２，３は回転子３ｂの極対数ｎが２である場合について例示している。
【００３５】
位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは各電機子巻線３ａに生じる誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎとそれぞれ一定の位相関係を維持して位置信号を出力する。例えば誘起電圧が最大値になった時点から最小値になった時点までの期間で位置信号を出力し、それ以外の期間では位置信号を出力しない。
【００３６】
位置検出センサーが位置信号を出力することを１，出力しないことを０で表すと、位置信号のパターンとしては次の６つのパターン、即ち（Ｈｕ、Ｈｖ，Ｈｗ）＝（１，０，１）（１，０，０）（１，１，０）（０，１，０）（０，１，１）（０，０，１）がある。当該パターンをこの順に位相モード１〜６として規定する。
【００３７】
位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの取り付け位置のずれや、回転子が有する界磁磁石の着磁ばらつきなどがない理想的な場合であれば、位相モード１〜６は、電気角がそれぞれ０°〜６０°、６０°〜１２０°、１２０°〜１８０°、１８０°〜２４０°、２４０°〜３００°、３００°〜３６０°の領域に位置することを示している。なお、図２においては、位置検出センサーＨｕ，Ｈｗからの位置信号がずれている。当該ずれに起因する作用ついては後に詳述する。
【００３８】
位相モードが６から１に変化したことを検知することで、電気角における一回転を検出することができる。具体的には、位相モードが６から１への変化が２度生じた場合（電界角における２回転）に、機械角における一回転、即ち回転子３ｂの一回転を検知することができる。なお、電気角における二回転は、例えば機械角周期検出カウンタＣｍの初期値を２とし、電気角における一回転検出ごとにこれをデクリメントし、これが０になることを以って検出される。
【００３９】
また、所定の期間Ｔ１で繰り返し出力される周期カウンタクロックＣＬをカウントし、これを位置信号周期カウンタＣｅとして保持する。図２においては、位置信号周期カウンタＣｅが直線で示されている。そして、回転子３ｂの一回転を検知したときに、位置信号周期カウンタＣｅを読み取って機械角周期Ｔｍを算出する。機械角周期Ｔｍは位置信号周期カウンタＣｅと期間Ｔ１の積算によって算出される。位置信号周期カウンタＣｅを読み取った後は位置信号周期カウンタＣｅがリセットされる。
【００４０】
そして、機械角周期Ｔｍに基づいて回転数Ｒｍを算出する。回転数Ｒｍは機械角周期Ｔｍの逆数として表される。以上のように、回転子３ｂの一回転毎に回転数Ｒｍが算出される。
【００４１】
次に、回転数Ｒｍを用いて回転子３ｂが位置する電気角（以下、回転子電気角と呼ぶ）を推定する方法について説明する。回転子電気角は例えば周期カウンタクロックＣＬの周期と等しい期間Ｔ１ごとに回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）として推定される。回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ−１）は回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を推定した時点から期間Ｔ１前に推定された回転子電気角を意味する。
【００４２】
回転数Ｒｍは一回転毎に算出されるため、回転子３ｂが（Ｎ＋１）回転目の途中に位置するときには、Ｎ回転目に算出された回転数Ｒｍを用いて回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を演算する。回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は、期間Ｔ１前の回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ−１）と、回転数Ｒｍを角度表示した回転数Ｒｍ'と、期間Ｔ１とを用いて次式で表される。
【００４３】
Ｘ（Ｅ）＝Ｘ（Ｅ−１）＋Ｒｍ'・Ｔ１                ・・・（１）
これによって回転子３ｂの回転子電気角を推定できる。なお、図２，３においては回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が直線で表されている。但し、回転数Ｒｍ'は（Ｎ＋１）回転目に算出された回転数ではないので、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）と実際の回転子３ｂの回転子電気角との間には誤差が生じ得る。回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は、時間を変数とし、回転数Ｒｍ'を係数とする一次関数と把握できるので、時間が経過するほど、言い換えると回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が大きいほど当該誤差が増大する。
【００４４】
そこで、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗによって出力される位置信号から回転子３ｂが所定の回転子電気角に位置することを検知したときに、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を当該所定の回転子電気角と一致させる。例えば、位相モードが１から２に変化したとき、３から４に変化したとき、５から６に変化したときに、それぞれ回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を６０°、１８０°、３００°と一致させる。言い換えると、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからの位置信号を用いて回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を較正する。これによって、Ｎ回転目の回転数Ｒｍと、（Ｎ＋１）回転目の回転数との相違に基づく、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）の誤差を低減できる。
【００４５】
図２においては、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が規定値（電気角６０°、１８０°、３００°）に較正されるタイミングを、当該回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を示す直線上の黒丸で示している。
【００４６】
次に、インバータ２が出力すべき、即ちモータ３に与える電圧ベクトルを演算する方法について説明する。電圧ベクトルは電圧振幅Ｖと電圧位相Ｐに基づいて演算される。電圧振幅Ｖは回転数指令Ｒｍ*と、算出した回転数Ｒｍとの偏差に基づいて算出される。電圧位相Ｐは回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）と電圧位相進み角との和で表される。電圧位相進み角は一般的に回転数Ｒｍに基づいて算出される。
【００４７】
そして、演算した電圧ベクトルに基づいてゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎを生成し、ゲートドライブ回路２１を介してゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎをスイッチ素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎに与える。ゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎに基づくスイッチ素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎのスイッチング動作によって、インバータ２が直流電圧Ｖｄｃを所望の交流電圧に変換してモータ３へと出力する。ここでは簡単のために電圧位相進み角を０、即ち電圧位相Ｐと回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）とが互いに等しいと仮定して説明する。図２，３についても電圧位相進み角を０として示している。また電圧位相Ｐは誘起電圧Ｖｕｎの極大値を採る時点を基準としている。これにより、電圧位相Ｐの基準は誘起電圧Ｖｖｎ，Ｖｗｎの極大値に対して電気角としてそれぞれ１２０度及び２４０度の位相差がある。
【００４８】
図２においては、インバータ２が出力する電圧ベクトルモードが示されている。電圧ベクトルモード１〜６においては、電圧位相Ｐがそれぞれ０〜６０°、６０°〜１２０°、１２０°〜１８０°、１８０°〜２４０°、２４０°〜３００°３００°〜３６０°の領域の値を採る。
【００４９】
次に、例えば位置検出センサーＨｕ，Ｈｗの位置信号がずれた場合の作用について説明する。例えば誘起電圧Ｖｗｎが最大値から最小値へと低下している間に位置検出センサーＨｗの位置信号が立ち下がり、かつ誘起電圧Ｖｕｎが最小値から最大値へと低下している間に位置検出センサーＨｕの位置信号が立ち下がった場合について説明する。なお、図２においてはずれ量を誇張して示している。
【００５０】
位置検出センサーＨｗの位置信号が立ち下がった時に、位相モードが１から２へと変化する。従って、位置検出センサーＨｗの位置信号のずれに起因して位相モードが１である期間が短くなる。
【００５１】
上述したように、位相モードが１から２へと変化したときに、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を６０°に一致させる。よって、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）と等しいと仮定した電圧位相Ｐが０°〜６０°である期間（電圧ベクトルモードが１である期間）が短くなる。
【００５２】
位相モードが２から３へと変化したときには、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は位置信号を用いて較正されない。また、位相モードが２，３である期間では、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は期間Ｔ１ごとに一定量（Ｒｍ'・Ｔ１）だけ加算されて増加する。よって、電圧位相Ｐが６０°〜１２０°である期間（電圧ベクトルモード２である期間）と、１２０°〜１８０°である期間（電圧ベクトルモードが３である期間）とは等しく、その長短に変化はない。但し、電圧ベクトルモードが１である期間が短くなることによって、電圧ベクトルモードがそれぞれ２，３に移行する時点が早まる。これによって、位相モードが３である期間内に、電圧位相Ｐが１８０°を超えて電圧ベクトルモードが３から４に移行する。回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が１８０°に至る時刻は、位置検出センサーＨｗの位置信号のずれ量の分早まる。
【００５３】
そして、位置検出センサーＨｕの位置信号が立ち下がった時に、位相モードが３から４へと変化する。上述したように、位相モードが３から４へと変化したときには、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を１８０°に一致させる。このとき電圧ベクトルモードは４を維持する。回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を１８０°に一致させる時刻は、位置検出センサーＨｕの位置信号のずれ量の分遅くなる。その後、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は期間Ｔ１ごとに一定量ずつ増加する。また位相モードが４から５に変化したときには回転子電気角推定値Ｘの修正を行わないので、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が２４０°に至る時刻も位置検出センサーＨｕの位置信号のずれ量の分遅くなる。
【００５４】
このように、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が１８０°に至る時刻は、位置検出センサーＨｗの位置信号のずれ量の分早まり、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が２４０°に至る時刻は、位置検出センサーＨｗの位置信号のずれ量の分遅くなるので、電圧位相Ｐが１８０°〜２４０°である期間（電圧ベクトルモードが４である期間）は、位置検出センサーＨｕ，Ｈｗの位置信号のずれ量の分長くなる。
【００５５】
電圧位相Ｐが２４０°〜３００°である期間（電圧ベクトルモードが５である期間）は、位置検出センサーＨｕの位置信号のずれ量の分短くなる。これは、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）が２４０°に至る時刻が、位置検出センサーＨｕの位置信号のずれ量の分遅れるのに対し、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を３００°に一致させる時刻が変化しないためである。
【００５６】
位相モードが６である期間で回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は期間Ｔ１ごとに一定量（Ｒｍ'・Ｔ１）ずつ増加するので、電圧ベクトルモードが６である期間の長短に変化はない。
【００５７】
以上のように、回転子３ｂが例えば電気角６０°、１８０°、３００°に位置したことを位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出したときに、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）をそれぞれ６０°、１８０°、３００°に一致させているので、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの位置信号のずれに起因して各電圧ベクトルモードの期間が変動する。各電圧ベクトルモードの期間が変動することに伴い、電機子巻線３ａの各々に流れる三相の動作電流が相互にばらつき、以って回転子３ｂの回転数の不安定を招く可能性がある。
【００５８】
特に、機械角周期Ｔｍを検出する位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗのずれ量は、回転数の高速回転時に顕著になるので、図２に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法は、回転数が所定値を下回ったときに行うことが望ましい。
【００５９】
また、Ｎ回転目の回転数Ｒｍを用いて、（Ｎ＋１）回転目の回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を演算しているので、Ｎ回転目の回転数Ｒｍと、（Ｎ＋１）回転目の回転数Ｒｍとの差が大きい場合、つまり回転数Ｒｍの変化の割合が所定値を超えている場合に、図２に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法を行ってもよい。この場合、上述したように、Ｎ回目の回転数Ｒｍと、（Ｎ＋１）回目の回転数Ｒｍの相違に基づく回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）の誤差を低減できる。なお、モータを起動した直後などの低速運転では、回転数の変化の割合が大きい。よって、回転数が所定値を下回ったときに図２に示すタイミングチャートに係る運転方法を実行することで、回転数Ｒｍの変化の割合という観点での効果を招来する。
【００６０】
なお、上述した動作は、回転子３ｂがＫ個の所定の電気角（例えばＫ＝３で、電気角６０°、１８０°、３００°に位置したことを位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出したことを契機として、モータ３に与える電圧ベクトルを更新する、と把握できる。
【００６１】
＜図３に示すタイミングチャートにかかるモータ制御方法＞
図３に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法は、図２に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法と比べて、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗの位置信号を用いて回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を一致させるタイミングが異なっている。
【００６２】
図２に示すタイミングチャートに係る運転方法では、回転子３ｂが例えば電気角６０°、１８０°、３００°に位置したことを位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出したときに、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）をそれぞれ６０°、１８０°、３００°に一致させているのに対し、図３に示すタイミングチャートに係る運転方法では、回転子３ｂが例えば電気角６０°に位置したことを位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出したときに、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を６０°に一致させる。その他の動作については図２に示すタイミングチャートに係る運転方法と同一である。
【００６３】
回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を６０°に一致させる場合を除いて、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）は、期間Ｔ１ごとに一定量（Ｒｍ'・Ｔ１）ずつ増加する。よって、図３に示すように、電圧位相Ｐが６０°〜１２０°、１２０°〜１８０°、１８０°３００°、３００°３６０°である期間は相互に等しい。従って、各電圧ベクトルモードの期間の変動を抑制でき、以って回転子３ｂの回転数を安定させることができる。
【００６４】
以上のように、回転数Ｒｍが所定値以上であるときは、図３のタイミングチャートに係る運転方法を実行し、回転数Ｒｍが所定値を下回っているときは、図２に示すタイミングチャートにかかる運転方法を実行する。また、回転数Ｒｍの変化の割合が所定値以上のときは図２に示すタイミングチャートを実行し、回転数Ｒｍの変化の割合が所定値を下回っているときは、図３に示すタイミングチャートを実行してもよい。
【００６５】
なお、上述した動作は、回転子３ｂがＭ個の所定の電気角（例えばＭ＝１で、電気角６０°）に位置したことを位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出したことを契機として、モータ３に与える電圧ベクトルを更新する、と把握できる。また、図２に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法から図３に示すタイミングチャートに係るモータ制御方法へと移行することは、電気角をＭ個（Ｋ＞Ｍ≧１）に変更して、回転子３ｂが一回転する周期に対する、所定の電気角に位置したことを位置検出センサーが検出したことを契機として、モータ３に与える電圧ベクトルを更新する間隔を大きくすると把握できる。
【００６６】
＜各部の動作＞
次に、上記の動作を実現する位相モード検出部４１と、機械角周期測定部４２と、回転数演算部４３と、回転子電気角演算部４４と、電圧位相演算部４５と、電圧位相進み角演算部４６と、電圧ベクトル演算部４７と、回転数制御演算部４８と、補正データ保持部４９の機能、動作を説明する。
【００６７】
図１を参照して、回転数制御演算部４８は回転数演算部４３によって算出された回転数Ｒｍと、回転数指令Ｒｍ*との偏差に基づいて電圧振幅Ｖを演算する。電圧位相進み角演算部４６は、回転数演算部４３によって算出された回転数Ｒｍに基づいて電圧位相進み角を演算する。補正データ保持部４９は、予め複数の電気角６０°、１８０°、３００°の値を保持している。
【００６８】
図４，５に示すフローチャートは、インバータ２にゲート信号を出力する動作を示し、図６に示すフローチャートは、回転子３ｂの回転数を演算する動作を示している。図４，図５に示すフローチャートの処理は、例えば周期カウンタクロックＣＬの周期と等しい期間Ｔ１毎に繰り返し実行される。図６に示すフローチャートの処理は、回転子３ｂが一回転する毎に繰り返し実行される。なお、図４，５に示すフローチャートの処理は、図６に示すフローチャートの処理よりも高い優先度で実行される。
【００６９】
まず、ステップＳ１で位相モード検出部４１は、位置検出センサーＨｕ，Ｈｖ，Ｈｗからの位置信号を受け取って位相モードを検出する。
【００７０】
次に、ステップＳ２にて、機械角周期測定部４２は、周期カウンタクロックＣＬを受け取ってこれをカウント（インクリメント）し、位置信号周期カウンタＣｅとして保持する。これによって、本フローチャートの処理が実行される度（例えば期間Ｔ１ごと）に位置信号周期カウンタＣｅは１ずつ増える。
【００７１】
次にステップＳ３にて、機械角周期測定部４２は、位相モードが６から１に変化したかどうかを判断する。位相モードが６から１に変化することは、電気角において１回転したことを意味する。一方、機械角における１回転は、回転子３ｂの極対数をｎとしたときに電気角におけるｎ回転に相当する。ここでは例えば極対数が２の場合について説明する。電気角における２回転は機械角周期検出カウンタＣｍによって検出される。
【００７２】
位相モードが６から１に変化した場合は、ステップＳ４にて、機械角周期測定部４２は機械角周期検出カウンタＣｍをデクリメントする。機械角周期検出カウンタＣｍは電気角における１回転毎にデクリメントされる。これによって、電気角における２回転、即ち機械角における１回転（回転子３ｂの１回転）を検出することができる。
【００７３】
次にステップＳ５にて機械角周期検出カウンタＣｍが０であるかどうかを判断する。機械角周期検出カウンタＣｍが０である場合は、ステップＳ６にて、機械角周期測定部４２は位置信号周期カウンタＣｅを読み取って、機械角周期Ｔｍを検出する。機械角周期Ｔｍは、周期カウントクロックの期間Ｔ１と、位置信号周期カウンタＣｅとを積算することで算出される。
【００７４】
次にステップＳ７にて、位置信号周期カウンタＣｅを零に初期化し、機械角周期検出カウンタＣｍを２に設定する。これは、次の機械角周期Ｔｍを検出するための設定事項である。
【００７５】
次にステップＳ８にて、機械角周期測定部４２は回転数演算フラグをセットする。これによって、図６に示すフローチャートの処理が実行される。但し、図４，５に示すフローチャートの処理の実行と、図６に示すフローチャートの処理の実行とが時期的に重なるときは、図４，５に示すフローチャートの処理が優先して実行される。図６に示すフローチャートの処理は後に詳述するが、機械角周期Ｔｍを用いて回転子３ｂの回転数が算出される。
【００７６】
次にステップＳ９にて、回転子電気角演算部４４は式（１）を用いて回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を演算する。
【００７７】
次に、ステップＳ１０にて、回転子電気角演算部４４は、位相モードが変化したかどうかを判断する。位相モードは電気角６０度ごとに変化する。位相モードが変化していないと判断したときは、後述するステップＳ１６を実行する。
【００７８】
位相モードが変化したと判断したときは、ステップＳ１１にて、回転子電気角演算部４４は、位置補正間引きフラグがセットされているかどうかを判断する。位置補正間引きフラグがセットされているときは、ステップＳ１２にて、回転子電気角演算部４４は、変化後の位相モードが２であるときに、補正データ保持部４９から電気角６０°を取り出して、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）を当該電気角６０°に一致させる。位置補正間引きフラグがセットされていないときは、ステップＳ１３にて、回転子電気角演算部４４は、変化後の位相モードが２，３，６であるときに、補正データ保持部４９からそれぞれ電気角６０°、１８０°３００°を取り出して、回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）をそれぞれ電気角６０°１８０°３００°に一致させる。
【００７９】
ステップＳ１２，Ｓ１３の何れかを経て、ステップＳ１４にて、電圧位相演算部４５は回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）と、電気進み位相角とに基づいて電圧位相Ｐを算出する。電圧位相Ｐは回転子電気角推定値Ｘ（Ｅ）と電気進み位相角との和で表される。
【００８０】
次に、ステップＳ１５にて、電圧ベクトル演算部４７は電圧振幅Ｖ、電圧位相Ｐに基づいて電圧ベクトルを算出し、これに基づいて指令値（信号波）を算出する。
【００８１】
次に、ステップＳ１６にて、電圧ベクトル演算部４７は当該指令値に基づいてゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎを生成し、これをゲートドライブ回路２１に出力する。
【００８２】
以上の動作によって、ゲート信号Ｇｘｐ，Ｇｘｎに基づいてスイッチ素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎがスイッチング動作を実行し、これによってインバータ２が所望の交流電圧をモータ３に供給して、モータ３を運転する。
【００８３】
次に図６に示すフローチャートの処理について説明する。ステップＳＴ１にて回転数演算部４３は、回転数演算フラグがセットされているか否かを判断している。そして、上記ステップＳ７によって、回転数演算フラグがセットされると、ステップＳＴ１で肯定的な判断がされる。肯定的な判断がされると、ステップＳＴ２にて、回転数演算部４３は機械角周期Ｔｍに基づいて回転子３ｂの回転数Ｒｍを演算する。回転数Ｒｍは機械角周期Ｔｍの逆数で表される。
【００８４】
ステップＳＴ３にて、回転数演算部４３は、位置補正間引きフラグがセットされていない、且つ回転数Ｒｍが所定値以上か否かを判断する。否定的な判断がされれば後述するステップＳＴ５を実行する。肯定的な判断がされれば、ステップＳＴ４にて、回転数演算部４３は、位置補正間引きフラグをセットする。ステップＳＴ４の実行条件として、ステップＳＴ３にて位置補正間引きフラグがセットされていないことを採用しているのは、ステップＳＴ４における位置補正間引きフラグの上書きを防止するためである。これによって、位置補正間引きフラグを記録媒体へ書き込む回数を低減でき、記録媒体の劣化を防ぐことができる。
【００８５】
次にステップＳＴ５にて、回転数演算部４３は、位置補正間引きフラグがセットされている、且つ回転数Ｒｍが所定値を下回っているか否かを判断する。否定的な判断がされれば後述するステップＳＴ７を実行する。肯定的な判断がされれば、ステップＳＴ６にて、回転数演算部４３は、位置補正間引きフラグをリセットする。ステップＳＴ６の実行条件として、ステップＳＴ５にて位置補正間引きフラグがセットされていることを設定しているのは、ステップＳＴ６における位置補正間引きフラグの上書きを防止するためである。
【００８６】
次にステップＳＴ７にて回転数演算処理フラグをリセットする。
【００８７】
なお、ステップＳＴ３，ＳＴ５にて、回転数Ｒｍと所定値との大小を判断しているが、これに限らず、回転数Ｒｍの変化の割合と所定値との大小を判断してもよい。例えば回転数Ｒｍの変化の割合が所定値以上であるときにステップＳＴ６を実行し、当該割合が所定値を下回っているときにステップＳＴ４を実行してもよい。
【００８８】
第２の実施の形態．
第１の実施の形態では、モータ３として、ファン３ｃを備えるファンモータが例示された。第２の実施の形態では、第１の実施の形態で述べたモータ制御装置を搭載する他の製品について述べる。但し、モータ３はファン３ｃを備えていない。
【００８９】
図７は圧縮機の概念的な構成の一例を示す図である。圧縮機５０は、モータ駆動装置１０と、圧縮機構５１と、吸入管５２と、吐出管５３と、シャフト５４とを備えている。かかる圧縮機５０は、例えば空気調和機に搭載される。
【００９０】
モータ駆動装置１０は第１の実施の形態で述べたモータ駆動装置（但し、モータ３はファンを有さない）である。
【００９１】
圧縮機構５１はシャフト５４を介してモータ駆動装置１０によって駆動される。圧縮機構５１は圧縮室５５を有している。圧縮室５５はモータ３の回転によってその容積が小さくなる。圧縮室５５には、吸入管５２と吐出管５３とが接続される。かかる圧縮機５０において、吸入管５２から気体（例えば冷媒）が圧縮室５５へと吸入される。吸入された気体は当該圧縮室の容積変化に基づいて圧縮されて吐出管５３から吐出される。
【００９２】
図８はポンプ装置６０の概念的な構成の一例を示す図である。ポンプ装置６０はモータ駆動装置１０と、ポンプ６１と、吸入口６２と、吐出口６３と、シャフト６４とを備えている。かかるポンプ装置６０は例えば自動食器洗い機や給湯器に搭載される。
【００９３】
ポンプ６１はシャフト６４を介してモータ３の回転によって駆動される。ポンプ６１には吸入口６２と吐出口６３とが設けられている。かかるポンプ装置６０において、モータ３の回転に応じて吸入口６２から液体（例えば湯水）がポンプ６１へと吸入され、吐出口６３より送り出される。
【００９４】
図７の圧縮機及び図８のポンプ装置において、モータ駆動装置１０では回転子の位置検出精度を向上して適切にモータ３が制御される。しかも第１の実施の形態で述べたように、適切な電圧ベクトルをモータ３に与えることができるので、モータ３を安定して制御できる。ひいては圧縮機、ポンプ装置の効率を向上することができ、またその消費電力を低減できる。
【符号の説明】
【００９５】
３  モータ
３ｂ  回転子
３ｃ  ファン
Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ  位置検出センサー
５１  圧縮機構
６１  ポンプ
【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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