(57)【要約】【課題】車両用空調装置において送風機用電動モータ９ａのロータ１１が振動することを抑制する。【解決手段】車両用空調装置は、電動モータ（同期モータ）９ａと、制御回路２５を備え、制御回路２５は、始動制御時に、ステータコイル１０に三相交流電流を流して回転磁界を回転させる（ステップＳ１２０、Ｓ１３０）。これにより、ロータ１１が回転磁界に同期して回転する。このとき、ステータコイル１０に流す三相交流電流としては、「固定座標に対して回転座標が、ロータ１１に最大トルクを発生させる角度になる場合において、少なくともロータ１１が回転し始めるトルクτをロータ１１に発生させる最小電流」を用いる。このため、ロータ１１に過大なトルクτが生じることが抑制される。【選択図】図３
2009027828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（１１）と、このロータを回転させる回転磁界を発生するステータコイル（１０）と、を備える同期モータの始動装置であって、
直流電源部（２１）から出力される直流電圧に基づいて、前記同期モータのステータコイルに交流電流を流すインバータ回路（２３）と、
前記インバータ回路を制御して、前記ステータコイルに交流電流を流して前記ステータコイルから発生する回転磁界を回転させることにより、前記回転磁界に前記ロータを同期させる同期制御手段（Ｓ１２０）と、を備え、
前記同期制御手段が前記回転磁界を回転させる際に前記ステータコイルに流れる交流電流は、前記同期モータの固定座標に対して、回転座標が前記ロータに最大トルクを発生させる角度になる場合に、前記ロータが少なくとも回転し始めるトルクを前記ロータに発生させるが、前記最大トルクを発生させる角度から前記回転座標が所定角度離れると、前記ロータの静止摩擦トルクによって前記ロータが回転しない最小電流であることを特徴とする同期モータの始動装置。
【請求項２】
前記同期制御手段が前記回転磁界を回転させることに先だって、前記ステータコイルに直流電流を流すとともにこの直流電流を前記最小電流の振幅に到達するまで徐々に変化させるように前記インバータ回路を制御する電流徐変手段（Ｓ１００、Ｓ１１５、Ｓ１１０）を備え、
前記ステータコイルに流れる直流電流が前記最小電流としての交流電流の振幅に到達した後に、前記同期制御手段は、前記最小電流を前記ステータコイルに流して前記ステータコイルから発生する回転磁界を回転させることを特徴とする請求項１に記載の同期モータの始動装置。
【請求項３】
前記同期モータは、前記ロータの位置を検出するセンサが設けられていないセンサレス型の同期モータであることを特徴とする請求項１または２に記載の同期モータの始動装置。
【請求項４】
前記最小電流は、前記同期モータの運動方程式から求められるものであることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の同期モータの始動装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の同期モータの始動装置を備える車両用空調装置であって、
前記同期モータ（９ａ）と、前記同期モータにより駆動されて車室内に向けて空気を送風するファン（９ｂ）とを有する電動送風機（９）と、
前記電動送風機から車室内に向けて送風される空気の温度を調節する温度調節手段（４、１ａ、３、３ａ）と、
を備えることを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転磁界にロータを同期させる同期モータの始動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同期モータの制御装置において、始動制御時にはロータを回転磁界に同期させるためにステータコイルに流れる電流を制御して、ステータコイルから発生する回転磁界を回転させ、かつこの始動制御時の回転磁界の回転周期を通常運転時の回転周期よりも長くするものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−３２７３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者は、同期モータの始動制御について鋭意検討しところ、次のような問題点が分かった。
【０００４】
同期モータの動摩擦力に対して静止摩擦力が大きい場合には、ステータコイルに流れる電流によっては、ロータに過大なトルクが生じる場合がある。このため、過大なトルクが原因でロータに振動が生じて異音が生じる。例えば、同期モータを車両用空調装置の電動送風機に用いる場合には、同期モータの始動制御時に異音が発生すると乗員に違和感を与える。
【０００５】
本発明は、同期モータに振動が生じることを抑制するようにした同期モータの始動装置を提供することを第１の目的とする。
【０００６】
本発明は、送風機用の同期モータが振動することを抑制するようにした車両用空調装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ロータ（１１）と、このロータを回転させる回転磁界を発生するステータコイル（１０）と、を備える同期モータの始動装置であって、
直流電源部（２１）から出力される直流電圧に基づいて、前記同期モータのステータコイルに交流電流を流すインバータ回路（２３）と、
前記インバータ回路を制御して、前記ステータコイルに交流電流を流して前記ステータコイルから発生する回転磁界を回転させることにより、前記回転磁界に前記ロータを同期させる同期制御手段（Ｓ１２０）と、を備え、
前記同期制御手段が前記回転磁界を回転させる際に前記ステータコイルに流れる交流電流は、前記同期モータの固定座標に対して、回転座標が前記ロータに最大トルクを発生させる角度になる場合に、前記ロータが少なくとも回転し始めるトルクを前記ロータに発生させるが、前記最大トルクを発生させる角度から前記回転座標が所定角度離れると、前記ロータの静止摩擦トルクによって前記ロータが回転しない最小電流であることを特徴とする。
【０００８】
ここで、固定座標とは、同期モータのステータコイルを基準とする座標であり、回転座標は、同期モータのロータを基準とする座標である。
【０００９】
以上により、ロータには過大なトルクを発生させることを抑制できるので、ロータが振動することを抑制できる。このため、ロータから異音が発生することを抑制できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記同期制御手段が前記回転磁界を回転させることに先だって、前記ステータコイルに直流電流を流すとともにこの直流電流を前記最小電流の振幅に到達するまで徐々に変化させるように前記インバータ回路を制御する電流徐変手段（Ｓ１００、Ｓ１１５、Ｓ１１０）を備え、
前記ステータコイルに流れる直流電流が前記最小電流としての交流電流の振幅に到達した後に、前記同期制御手段は、前記最小電流を前記ステータコイルに流して前記ステータコイルから発生する回転磁界を回転させることを特徴とする。
【００１１】
これにより、同期制御手段が回転磁界を回転させる際にステータコイルに対して電流が急激に流れることを抑制できるので、ロータには更に過大なトルクを発生させることを抑制できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明のように、同期モータは、前記ロータの位置を検出するセンサが設けられていないセンサレス型の同期モータを用いてもよい。
【００１３】
請求項４に記載の発明のように、最小電流は、前記同期モータの運動方程式から求めてもよい。
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の同期モータの始動装置を備える車両用空調装置であって、
前記同期モータ（９ａ）と、前記同期モータにより駆動されて車室内に向けて空気を送風するファン（９ｂ）とを有する電動送風機（９）と、
前記電動送風機から車室内に向けて送風される空気の温度を調節する温度調節手段（４、１ａ、３）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
したがって、車両用空調装置においてロータには過大なトルクを発生させることを抑制できるので、送風機用の同期モータが振動することを抑制できる。このため、ロータから異音が発生することを抑制でき、乗員に違和感を与えることを抑制できる。
【００１５】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に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】
【００１６】
（第１実施形態）
図１に本発明に係る同期モータの始動装置が適用された車両用空調装置の概略構成を示す。
【００１７】
車両用空調装置は、計器盤内に収納された空調ケース５を備えており、空調ケース５には、外気（車室外空気）を導入する外気導入口５ａと内気（車室内空気）を導入する内気導入口５ｂとが設けられている。
【００１８】
空調ケース５内には、内外気切換ドア１ｂが回転可能に支持されている。内外気切換ドア１ｂは、外気導入口５ａおよび内気導入口５ｂのうち少なくとも一方を開放して内気或いは外気を導入させる。なお、内外気切換ドア１ｂは、サーボモータにより駆動される。
【００１９】
空調ケース５内のうち内外気切換ドア１ｂの空気下流側には、電動送風機９が設けられており、電動送風機９は、電動モータ９ａと遠心式ファン（羽根車）９ｂとを備えており、遠心式ファン９ｂは、電動モータ９ａにより回転されて、外気または内気を空気流として冷房用熱交換器４に向けて送風する。なお、電動モータ９ａおよびその制御装置については後述する。冷房用熱交換器４は、電動送風機９から吹き出される空気流を、公知の冷凍サイクルの作動によって循環する冷媒により冷却する。
【００２０】
空調ケース５内のうち冷房用熱交換器４の空気下流側には、加熱用熱交換器３が設けられており、加熱用熱交換器３は、エンジン２の冷却水（温水）により、冷房用熱交換器４から吹き出される冷風を加熱する。
【００２１】
空調ケース５内のうち加熱用熱交換器３の側方には、冷房用熱交換器４から吹き出される冷風を加熱用熱交換器３をバイパスして流すバイパス通路３ａが設けられている。空調ケース５内のうち加熱用熱交換器３の空気上流側には、エアミックスドア１ａが回転自在に支持されており、エアミックスドア１ａは、加熱用熱交換器３に流入される空気量とバイパス通路３ａに流れる空気量との比率を変えることにより車室内に吹き出す空気温度を調整する。なお、エアミックスドア１ａは、サーボモータにより駆動される。
【００２２】
空調ケース５には、吹出口５ｃ、５ｄ、５ｅが設けられており、加熱用熱交換器３から吹き出される温風とバイパス通路３ａを通過した冷風とが混合されて吹出口５ｃ、５ｄ、５ｅから車室内に吹き出される。空調ケース５には、吹出口５ｃ、５ｄ、５ｅをそれぞれ開閉する吹出口ドア１ｃ、１ｄ、１ｅが設けられている。なお、吹出口ドア１ｃ、１ｄ、１ｅは、リンク機構（図示省略）を介してサーボモータにより駆動される。
【００２３】
なお、冷房用熱交換器４、エアミックスドア１ａ、加熱用熱交換器３、およびバイパス通路３ａは、特許請求範囲に記載の温度調節手段に相当する。
【００２４】
図２において、本実施形態の電動モータ９ａおよび制御装置２０の概略構成を示す。
電動モータ９ａは、アウタロータタイプのＳＰＭ型の同期モータ（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）であり、電動モータ９ａは、ステータコイル１０およびロータ１１を備えている。本実施形態の電動モータ９ａは、ロータ１１の位置を検出するセンサが設けられていないセンサレス型のモータである。
【００２５】
ステータコイル１０は、Ｕ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂ、およびＷ相コイル１０ｃから構成されている。Ｕ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂ、およびＷ相コイル１０ｃは中性点１０ｄによりＹ結線されている。
【００２６】
ロータ１１は、回転自在に支持されており、ロータ１１は、Ｓ極およびＮ極にされている永久磁石であって、ステータコイル１０から発生する回転磁界により回転する。ロータ１１には駆動軸を介して遠心式ファン９ｂが固定されている。
【００２７】
制御装置２０は、直流電源生成部（直流電源部）２１、入出力部２２、インバータ回路２３、電流センサ２４、および制御回路２５から構成されている。直流電源生成部２１は、車載バッテリから与えられた電圧に基づいて一定値の直流電圧Ｖを出力する定電圧回路であり、入出力部２２は、制御回路２５とインバータ回路２３との間に接続されるインターフェイス回路である。
【００２８】
インバータ回路２３は、電動モータ９ａを駆動するために、直流電源生成部２１の出力直流電圧Ｖに基づいて三相交流電流を電動モータ９ａに流す。具体的には、インバータ回路２３は、図２に示すように、直流電源生成部２１の正極端子（＋）と負極端子（−）との間にそれぞれ直列接続される２つのスイッチング素子を３組並列接続されている。
【００２９】
具体的には、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は直列接続され、その共通接続点は、Ｕ相コイル１０ａに接続されている。スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４は直列接続され、その共通接続点は、Ｖ相コイル１０ｂに接続されている。スイッチング素子Ｓ５、Ｓ６は直列接続され、その共通接続点は、Ｗ相コイル１０ｃに接続されている。
【００３０】
電流センサ２４は、インバータ回路２３からステータコイル１０へ流れる電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出するためのセンサである。電流ｉｕは、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の共通接続点からＵ相コイル１０ａに流れる電流であり、電流ｉｖは、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の共通接続点からＶ相コイル１０ｂに流れる電流であり、電流ｉｗは、スイッチング素子Ｓ５、Ｓ６の共通接続点からＷ相コイル１０ｃに流れる電流である。
【００３１】
制御回路２５は、ＣＰＵ、メモリおよび周辺回路等から構成されており、制御回路２５には、直流電源生成部２１の出力直流電圧Ｖと電流センサ２４の検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとが入出力部２２を介して入力される。制御回路２５は、出力電圧値Ｖと電流センサ２４の検出電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとに基づいて、インバータ回路２３を制御する。
【００３２】
次に、制御回路２５の始動制御処理について図３、図４を参照して説明する。図３は制御回路２５の始動制御処理を示すフローチャートである。
【００３３】
まず、ステップＳ１００において、図４に示すように、ステータコイル１０のＵ相コイル１０ａに直流電流ｉｕを流すようにインバータ回路２３を制御する。
【００３４】
例えば、インバータ回路２３のスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５をオフ状態で、かつスイッチング素子Ｓ４、Ｓ６をオン状態にし、スイッチング素子Ｓ１をスイッチング（オン、オフ）する。
【００３５】
これにより、インバータ回路２３からＵ相コイル１０ａに流れる直流電流ｉｕが、Ｖ相コイル１０ｂとＷ相コイル１０ｃとにそれぞれ分流してＶ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃにそれぞれ−ｉｕ／２が流れる。
【００３６】
次に、ステップ１１０において、電流センサ２４の検出電流に基づいて、Ｕ相コイル１０ａを流れる直流電流ｉｕが電流値Ａ以上であるか否かを判定する。ここで、直流電流ｉｕが電流値Ａ未満であるときには、ＮＯと判定して、ステップＳ１１５においてＵ相コイル１０ａの流れる直流電流ｉｕを一定電流Δｉ分だけ増加させるようにインバータ回路２３を制御する（ｉｕ＝ｉｕ＋Δｉ）。これに伴い、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに流れる直流電流がそれぞれ減少する。
【００３７】
その後、ステップＳ１１０において、Ｕ相コイル１０ａを流れる直流電流ｉｕが電流値Ａ未満であるとしてＮＯと判定される限り、ステップＳ１１５の電流増加処理を繰り返す。
【００３８】
このため、Ｕ相コイル１０ａの流れる直流電流ｉｕが徐々に増加する（ｉｕ＝ｉｕ＋Δｉ）。これに伴い、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに流れる電流が徐々に減少することになる。
【００３９】
その後、ステップ１１０において、Ｕ相コイル１０ａを流れる直流電流ｉｕが電流値Ａに到達するとＹＥＳと判定する。このとき、Ｖ相コイル１０ｂとＷ相コイル１０ｃとに流れる電流（−ｉｕ／２）は、それぞれ、電流値（−Ａ／２）に到達している。
【００４０】
なお、ステップＳ１００、Ｓ１１５、Ｓ１１０の制御処理が電流徐変手段に相当する。
【００４１】
次に、ステップＳ１２０では、インバータ回路２３を制御して、Ｕ相（すなわち、固定座標）を基準とする回転磁界の角度θを一定周期ＴＳで回転させる。具体的には、電流振幅Ａ（一定値）の三相交流電流をインバータ回路２３からステータコイル１０に流し始める。
【００４２】
すなわち、Ｕ相コイル１０ａを流れる電流値が電流値Ａに到達し、かつＶ相コイル１０ｂとＷ相コイル１０ｃとに流れる電流がそれぞれ電流値（−Ａ／２）に到達している状態で、電流振幅Ａの三相交流電流をステータコイル１０に流し始めることになる。
【００４３】
このため、Ｕ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂ、Ｗ相コイル１０ｃから生じる回転磁界が一定周期ＴＳで回転し始める。これに伴い、回転磁界によりロータ１１が回転し始めて回転磁界に同期してロータ１１が回転することになる。
【００４４】
なお、ステータコイル１０に三相交流電流を流して回転磁界を回転させるためのインバータ回路２３の制御処理は、周知であるため省略する。また、ステップＳ１２０は、特許請求範囲に記載の同期制御手段に相当する。
【００４５】
その後、ステップＳ１３０において、回転磁界が一回転（電気角３６０ｄｅｇ）以上回転したか否かについて判定する。このとき、固定座標に対する回転磁界の回転角が３６０ｄｅｇ未満であるときには、ステップ１３０でＮＯと判定してステップＳ１２０の処理を繰り返す。
【００４６】
その後、電流センサ２４の検出電流に基づいて一周期ＴＳ分以上の三相交流電流が流れたと判定したときには、固定座標に対する回転磁界の回転角が３６０ｄｅｇ以上であるとしてステップＳ１３０でＹＥＳと判定して、通常運転に移行する。
【００４７】
この通常運転では、三相交流電流の周期（回転角速度ω）を変化してロータ１１（すなわち、遠心式ファン９ｂ）の回転数を変化させる。このため、遠心式ファン９ｂから生じる送風量が変化することになる。
【００４８】
次に、三相交流電流のタイミングチャートを図５に示す。図５中ｉｕは、Ｕ相コイル１０ａの流れる電流であり、ｉｖはＶ相コイル１０ｂに流れる電流であり、ｉｗはＷ相コイル１０ｃに流れる電流である。
【００４９】
図５中の期間Ｔａにおいて、ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５の制御処理により、Ｕ相コイル１０ａの流れる直流電流が一定電流Δｉ分づつ徐々に増加する。これに伴い、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに流れる電流が徐々に減少する。その後、Ｕ相コイル１０ａの流れる直流電流が電流Ａに到達すると、このとき、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに流れる直流電流はそれぞれ電流（−Ａ／２）になる。
【００５０】
その後、期間Ｔｂでは、電流振幅Ａを一定とする三相交流電流を一周期分、インバータ回路２３からステータコイル１０に流す。このため、回転磁界が一定周期で回転して、この回転磁界に同期してロータ１１が電気角３６０ｄｅｇ回転する。その後の期間Ｔｃは、通常運転の期間を示しており、この通常運転の期間では、三相交流電流の周期を変化させてロータ１１の回転数を変化させる。
【００５１】
次に、ステータコイル１０に流す三相交流電流について固定座標および回転座標を用いて説明する。
【００５２】
まず、固定座標とはステータコイル１０を基準とする座標であり、回転座標はロータ１１を基準としてｄ軸およびｑ軸からなる座標である。ｄ軸はロータ１１から発生する磁束の方向に向いている。ｑ軸はｄ軸に対してπ／２位相が進んだ方向に向いている。
【００５３】
電動モータ９ａがＳＰＭ型の同期モータである場合には、ロータ１１に生じるトルクτ＝Ｋｔ×ｉｑと考えられる。すなわち、トルクτは、ｉｑ（ｑ軸電流）に比例する。ｋｔはトルク係数である。ｉｑは、図６に示すように、固定座標上の電流ベクトルＩ（すなわち、ステータコイル１０に流れる三相交流電流を示すベクトル）のうち、ｑ軸上の電流成分を示すｑ軸電流である。
【００５４】
図７、図８に示すように、固定座標上の電流ベクトルＩに対する回転座標の角度により、ｑ軸電流が異なり、ロータ１１に生じるトルクτが異なる。
【００５５】
例えば、図７に示すように、固定座標上の電流ベクトルＩと回転座標のｄ軸とが一致するときには、ｑ軸電流が理論上零になる（ｑ軸電流＝０）。このため、ロータ１１にはトルクτが生じない。図８に示すように、固定座標上の電流ベクトルＩと回転座標のｑ軸とが一致するときには、ｑ軸電流が最大になり、ロータ１１から最大トルクτが生じる。
【００５６】
以上により、始動制御時において、固定座標に対する回転座標の角度により、ｑ軸電流が異なり、ロータ１１に過大なトルクτが生じる場合がある。
【００５７】
これに対して、本実施形態では、始動制御時にステータコイル１０に流す三相交流電流としては、「固定座標に対して回転座標が、ロータ１１に最大トルクを発生させる角度になる場合に、少なくともロータ１１が回転し始めるトルクτをロータ１１に発生させるが、最大トルクを発生させる角度から回転座標が所定角度離れると、ロータ１１の静止摩擦トルクによってロータ１１が回転しない最小電流」を用いている。
【００５８】
このため、ロータ１１に過大なトルクτが生じることが抑制されるので、ロータ１１が振動することが抑制される。これにより、ロータ１１から異音が生じることが抑制される。これにより、電動モータ９ａを送風機用モータとして用いる場合でも、ロータ１１が振動して異音を発生させることが抑制されるので、乗員に違和感を与えることを抑制できる。
【００５９】
また、本実施形態では、ステータコイル１０から発生する回転座標を回転させるに先立って、上述のステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５の処理を実施している。このため、Ｕ相コイル１０ａの流れる直流電流を電流Ａに到達するまで徐々に増加して、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃにそれぞれ流れる直流電流を−Ａ／２になるまで徐々に減少させている。
【００６０】
すなわち、ステータコイル１０から発生する回転座標を回転させる際に、Ｕ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃにそれぞれ流れる直流電流が、上述の最小電流（交流電流）の振幅に到達していることになる。したがって、Ｕ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに三相交流電流を流し始める際に急激に電流が流れることを抑制できる。このため、ロータ１１に過大なトルクが発生し難くなる。これにより、ロータ１１が振動したり、異音が生じなくなる。
【００６１】
本実施形態の電動モータ９ａの始動制御時の三相交流電流（すなわち、最小電流）の求め方について説明する。
【００６２】
まず、次の数式１、２の電動モータ９ａの運動方程式について説明する。
【００６３】
Ｊ×（ｄω／ｄｔ）＋Ｄ×ω＝τ……（数式１）
τ＝Ｋｔ×ｉｑ……（数式２）
Ｊはロータ１１および遠心式ファン９ｂの慣性モーメント、ωは回転角速度、Ｄは粘性摩擦係数（粘性制動係数）、τはロータ１１から発生するトルク、Ｋｔはトルク係数、ｉｑはｑ軸電流である。
【００６４】
粘性摩擦係数Ｄは、回転角速度ωにより変化するので、図９に示すように、回転角速度ωによりトルクτが変化する。すなわち、ロータ１１が停止しているときはｄω／ｄｔ＝０であるので、Ｄ×ωは静止摩擦トルク（図９中静止トルクと記す）により決まると考えることができる。また、ロータ１１が回転中では、回転角速度ωによりトルクτが変化する。すなわち、ロータ１１が回転状態では、ωの上昇に伴いトルクτが増加するがその後、ωが低下すると減少してωが零に近づくと、トルクτが静止摩擦トルクよりも小さくなる。
【００６５】
次に、始動制御時の三相交流電流（最小電流）の具体的な求め方について説明する。        
【００６６】
ロータ１１が停止状態から少なくとも回転し始めるには、「静止摩擦トルクを超えるトルク」をロータ１１に発生させることが必要になる。そこで、その静止摩擦トルクを計測しておき、ばらつきも含めて、電動モータ９ａのロータ１１が少なくとも回転し始める最小のトルクτを決定する。
【００６７】
一方、上述の数式２に示すトルク定数Ｋｔは、電動モータ９ａの仕様により決まる定数である。このため、上述如く決定した「電動モータ９ａが少なくとも回転し始める最小のトルクτ」をトルク定数Ｋｔで割ることでｑ軸電流ｉｑ（＝τ／Ｋｔ）を求めることができる。
【００６８】
ここで、上述の如く、「固定座標に対して、ロータ１１に最大トルクを発生させる回転座標の角度になる場合」とは、「固定座標上の電流ベクトルＩと回転座標のｑ軸とが一致する場合」である。この場合には、ｄ軸電流ｉｄ＝０となる。
【００６９】
以上により、回転座標系のｑ軸電流ｉｑ（＝τ／Ｋｔ）およびｄ軸電流ｉｄ（＝０）を求めることができる。
【００７０】
次に、回転座標系の電流（ｉｑ、ｉｄ）を周知の変換式により二相固定座標系の電流（ｉα、ｉβ）に変換して、更にこの電流（ｉα、ｉβ）を周知の変換式により三相固定座標系の電流（ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ）（すなわち、三相交流電流）に変換する。
【００７１】
このことにより、「固定座標に対して回転座標が、ロータ１１に最大トルクを発生させる角度になる場合に、ロータ１１が少なくとも回転し始めるトルクτをロータ１１に発生させるが、最大トルクを発生させる角度から回転座標が所定角度離れると、ロータ１１の静止摩擦トルクによってロータ１１が回転しない最小電流」を求めることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、始動制御時において、ステータコイル１０のＵ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃにそれぞれ流れる直流電流を徐々に増加させる制御処理（ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５）をしてから、ステータコイル１０から発生する回転磁界を回転させる制御処理（ステップＳ１２０、１３０）を実施した例を説明したが、これに限らず、ステータコイル１０のＵ相コイル１０ａ、Ｖ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃにそれぞれ流れる直流電流を徐々に増加させる制御処理（ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１１５）とステータコイル１０から発生する回転磁界を回転させる制御処理（ステップＳ１２０、１３０）と並列的に実施しても良い。
【００７３】
この場合、固定座標に対して、回転座標がロータ１１に最大トルクが発生する角度になったときに、ステータコイル１０に流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが、静止摩擦トルクを超えるトルク１１を発生させる電流値になれば、ロータ１１が回転し始める。この場合、実際の条件において最小となる電流でロータ１１を駆動できるため、更なる振動の抑制化および騒音の低減化につなげることができる。
【００７４】
（第３実施形態）
上述の第１実施形態では、ステップＳ１２０、Ｓ１３０の制御処理において、回転座標を電気角３６０ｄｅｇ以上回転させる例について説明したが、これに限らず、回転座標を電気角９０ｄｅｇ以上回転させる処理とする。
【００７５】
電動モータ９ａの負荷が回転方向に均一である場合、回転座標が電気角９０ｄｅｇ以上回転させれば、回転座標が最もトルクが発生する角度に到達するため、始動制御期間を短くでき始動時間短縮が可能となる。
【００７６】
（他の実施形態）
上述の第１実施形態では、ステップＳ１１５においてＵ相コイル１０ａの流れる直流電流ｉｕを一定電流Δｉ分だけ増加させる加算方式で徐々に増加させる例について説明したが、これに限らず、Ｕ相コイル１０ａの流れる直流電流ｉｕを徐々に増加させるならば、どのような方式でもよい。
【００７７】
上述の各実施形態では、上述のステップＳ１２０ではＵ相を基準として電流振幅Ａを一定とする三相交流電流をインバータ回路２３からステータコイル１０に流し始める例について説明したが、これに限らず、Ｕ相以外のＶ相やＷ相等を基準として三相交流電流をステータコイル１０に流し始めるようにしてもよい。
【００７８】
上述の第１実施形態では、Ｕ相コイル１０ａに直流電流を流し、かつＶ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに直流電流を流す際に、「インバータ回路２３のスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５をオフ状態で、かつスイッチング素子Ｓ４、Ｓ６をオン状態に維持した状態で、スイッチング素子Ｓ１のスイッチングした」例について説明したが、これに限らず、Ｕ相コイル１０ａに直流電流を流し、かつＶ相コイル１０ｂおよびＷ相コイル１０ｃに直流電流を流すためには、インバータ回路２３においてどのような作動を行っても良い。
【００７９】
上述の各実施形態では、電動モータ９ａとして、ロータ１１の位置を検出するセンサが設けられていないセンサレス型の同期モータを用いた例について説明したが、これに限らず、電動モータ９ａとして、ロータ１１の位置を検出するセンサが設けられているセンサ付き同期モータを用いてもよい。
【００８０】
上述の各実施形態では、電動モータ９ａとして、三相交流電流により駆動される三相交流型の同期モータを用いた例について説明したが、これに限らず、電動モータ９ａとして、４相以上の交流電流により駆動される同期モータを用いてもよい。
【００８１】
上述の各実施形態では、電動モータ９ａを車両用空調装置の電動送風機９に適用した例について説明したが、これに限らず、電動モータ９ａを電動送風機９以外の各種機器（例えば、電動圧縮機、設置型空調装置の電動送風機）に適用してもよい。
【００８２】
上述の第１の実施形態では、最小電流は運動方程式より求めた例について説明したが、これに限らず、「固定座標に対して回転座標が、ロータ１１に最大トルクを発生させる角度になる場合に、少なくともロータ１１が回転し始めるトルクτをロータ１１に発生させるが、最大トルクを発生させる角度から回転座標が所定角度離れるとロータの静止摩擦トルクによってロータが回転しない最小電流」を、実際の電動モータ９ａにより予め調査して決定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る車両用空調装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の電動モータおよび制御装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図２中の制御回路の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図２中の電動モータのステータコイルに流れる電流を示す図である。
【図５】図２中の電動モータのステータコイルに流れる三相交流電流を示す図である。
【図６】図２中の電動モータの電流ベクトルと回転座標との関係を示す図である。
【図７】図２中の電動モータの電流ベクトルと回転座標との関係を示す図である。
【図８】図２中の電動モータの電流ベクトルと回転座標との関係を示す図である。
【図９】図２中の電動モータの回転角速度とトルクの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
９ａ…電動モータ、１０…ステータコイル、１０ａ…Ｕ相コイル、
１０ｂ…Ｖ相コイル、１０ｃ…Ｗ相コイル、１１…ロータ、
２０…制御装置、２１…直流電源生成部、２２…入出力部、
２３…インバータ回路、２４…電流センサ、２５…制御回路。
【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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