JP2014128147A

JP2014128147A - モータ制御装置

Info

Publication number: JP2014128147A
Application number: JP2012284330A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sato; 俊彰佐藤
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-07-07

Abstract

【課題】選択されている制御定数とモータとの不一致を防止して、モータに合った適切な制御定数でモータをモータ制御装置に制御させる。
【解決手段】制御定数格納部６１は、複数種類のモータにそれぞれ対応する複数種類の制御定数を格納している。モータ電圧検出器５５及び電流検出器５２は、ファンモータ２２に直流電力が供給されている状態でモータ電流Ｉｍ及びモータ印加電圧Ｖｍｏｔを検出可能に構成されている。モータ種類判別部６２は、制御定数格納部６１に格納されている複数の制御定数からファンモータ２２に合う制御定数を選択させるため、電圧検出器５５及び電流検出器５２での検出結果に基づいてファンモータ２２の種類を判別する。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置、特に、複数種類のモータに対応可能なモータ制御装置に関する。

空気調和装置や給湯器などのモータを内蔵する電動機器では、空気調和装置や給湯器などの電動機器の出力に応じてモータの種類を変更することがある。出力などの一部の仕様は異なっているが、他の多くの機能が共通化されている電動機器の間では、多くの部品を共通化して同一シリーズとして製造することが度々行なわれる。そして、このような同一シリーズの電動機器では、モータを制御するためのモータ制御装置も共通化することが求められている。

例えば、特許文献１（特開２００６−３４３０３４号公報）に記載されているように、一つのモータ制御装置であるインバータ駆動装置が複数種類のモータに対応できるようにするために、モータの種類ごとに異なる制御定数（モータ定数）をモータ制御装置に組み込むことが行なわれている。

ところが、特許文献１に記載されているモータ制御装置では、インバータ制御の対象となるモータが決まった段階で、組み込まれている複数の制御定数の中から手動で、そのモータの制御定数が選択される。そのため、電動機器に設置されたモータと手動で選択された制御定数とが一致しない誤った接続が発生する可能性がある。あるいは、製造時の誤組立によって、同様の誤った接続が発生する可能性がある。この時には、実際のモータと制御定数が適合しないために、モータに過電流が流れる、あるいは脱調してモータが停止してしまうなどの不具合が発生してしまう恐れがある。

モータの制御定数を自動的に測定（すなわちオートチューニング）できれば、このような問題が解消される。しかし、モータの制御定数を自動測定するためには、モータの起動前にオートチューニングを行なうステップが必要になる。このような制御定数のオートチューニングを行なうと、起動に時間が掛かり、またオートチューニングのための制御部が必要になるためモータ制御装置が高価なものとなる。

本発明の課題は、選択されている制御定数とモータとの不一致を防止して、モータに合った適切な制御定数でモータをモータ制御装置に制御させることである。

本発明の第１観点に係るモータ制御装置は、複数種類のモータにそれぞれ対応する複数種類の制御定数を格納している制御定数格納部と、制御するべき判別対象モータが含まれる電気回路に接続され、判別対象モータに直流電力が供給されている状態で判別対象モータの所定部分の直流電流及び直流電圧のうちの少なくとも一方を検出可能に構成されている検出器と、制御定数格納部に格納されている複数の制御定数から判別対象モータに合う制御定数を選択させるため、検出器での検出結果に基づいて判別対象モータの種類を判別するモータ種類判別部と、を備える、ものである。

第１観点のモータ制御装置においては、制御定数格納部の制御定数と検出部の検出結果とを用いてモータ種類判別部が判別対象モータの種類を判別することにより、判別対象モータの種類が判別されるので、判別対象モータの種類と制御定数との不一致を防ぐことができる。

本発明の第２観点に係るモータ制御装置は、第１観点に係るモータ制御装置において、制御定数格納部は、モータの種類と巻線抵抗との関係を示す情報を格納しており、検出器は、判別対象モータの巻線の直流電流及び直流電圧のうちの少なくとも一方を検出可能に構成され、モータ種類判別部は、検出器での検出結果に基づいて判別対象モータの巻線抵抗を推定し、巻線抵抗に基づいて判別対象モータの種類を判別する、ものである。

第２観点のモータ制御装置においては、判別対象モータの巻線抵抗の抵抗値が種類ごとに大きく変わる場合に、モータ種類判別部における判別対象モータの巻線抵抗の推定を容易に行なうことができる。

本発明の第３観点に係るモータ制御装置は、第１観点又は第２観点に係るモータ制御装置において、検出器は、所定の直流電圧の印加によって判別対象モータの特定相に直流通電されるときに流れる直流電流を検出し、モータ種類判別部は、検出器で検出される直流電流から判別対象モータの種類を判別する、ものである。

第３観点のモータ制御装置においては、モータに流れる直流電流は検出し易いので、簡単な構成の検出器でモータ種類の判別を実現できる。

本発明の第４観点に係るモータ制御装置は、第１観点又は第２観点に係るモータ制御装置において、検出器は、所定の直流電流を判別対象モータの特定相に供給することによって巻線に印加される直流電圧を検出し、モータ種類判別部は、検出器で検出される直流電圧から判別対象モータの種類を判別する、ものである。

第４観点のモータ制御装置においては、モータに発生する直流電圧は検出し易いので、簡単な構成の検出器でモータ種類の判別を実現できる。

本発明の第５観点に係るモータ制御装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係るモータ制御装置において、検出器は、判別対象モータに係る欠相故障の検出時に判別対象モータに直流電力が供給されている状態で判別対象モータの所定部分の直流電流又は直流電圧を検出するように構成されている、ものである。

第５観点のモータ制御装置においては、モータ種類判別部の判別を故障検出時に行うことで、判別のための時間を別途設ける必要がなくなる。

本発明の第６観点に係るモータ制御装置は、第１観点から第４観点のいずれかに係るモータ制御装置において、検出器は、判別対象モータの起動に係る位置決め時に判別対象モータに直流電力が供給されている状態で、判別対象モータの所定部分の直流電流又は直流電圧を検出するように構成されている、ものである。

第６観点のモータ制御装置においては、モータ種類判別部の判別を位置決め時に行うことで、判別のための時間を別途設ける必要がなくなる。

本発明の第７観点に係るモータ制御装置は、第１観点から第６観点のいずれかに係るモータ制御装置において、モータ種類判別部は、判別された判別対象モータの種類に合う種類の制御定数を制御定数格納部から出力させる、ものである。

第７観点のモータ制御装置は、モータ種類判別部が判別対象モータに合った種類の制御定数を制御定数格納部から出力させ、判別した判別対象モータの種類に合わせて制御定数を設定させることができる。

本発明の第８観点に係るモータ制御装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係るモータ制御装置において、設置されるべき設置予定モータの種類に係る情報を取得する情報取得部をさらに備え、モータ種類判別部は、判別された判別対象モータの種類と情報取得部で取得された設置予定モータの種類とを比較して、比較結果に応じて報知信号を出力する、ものである。

第８観点のモータ制御装置は、モータ種類判別部が出力する報知信号によって、モータ制御装置の上位に置かれている電動機器全体の制御装置やモータの使用者に対して、設置されているモータの種類に誤りが有るか否かを報知することができる。

本発明の第１観点に係るモータ制御装置では、判別対象モータの種類と制御定数との不一致を防ぎ、判別対象モータに合った適切な制御定数を用いて判別対象モータを制御することができる。

本発明の第２観点に係るモータ制御装置では、モータ種類判別部における判別対象モータの種類の判別が容易に行なえるようになる。

本発明の第３観点に係るモータ制御装置では、直流電流を検出する検出器を簡単な構成で実現でき、構成が簡素化される。

本発明の第４観点に係るモータ制御装置では、直流電圧を検出する検出器を簡単な構成で実現でき、構成が簡素化される。

本発明の第５観点又は第６観点に係るモータ制御装置では、判別対象モータの種類の判別によりモータの起動が遅れるのを防止することができる。

本発明の第７観点に係るモータ制御装置では、判別対象モータに合った適切な制御定数を用いて判別対象モータを制御するように、自動的に設定することができる。

本発明の第８観点に係るモータ制御装置では、判別対象モータの種類に不適合な制御定数を使って制御が継続されるのを止めさせることができる。

本発明に係るモータ制御装置が適用される空気調和装置の一例を示す冷凍回路図。本発明のモータ制御回路及びそれが適用される室外ファンの構成を説明するための回路図。一実施形態に係るスイッチング態様を説明するためのテーブル。（ａ）シャント抵抗に流れる電流の一例を示すタイミングチャート、（ｂ）スイッチング態様の切り換えを説明するためのタイミングチャート。故障検出を説明するためのフローチャート。制御定数格納部に格納されている情報を説明するためのテーブル。モータ種類とモータ電流との関係を示す電流波形図。モータ電流と故障検出との関係を説明するための電流波形図。欠相故障箇所と電流検出の関係を説明するためのテーブル。（ａ）ゲート制御電圧Ｇｕのタイミングチャート、（ｂ）ゲート制御電圧Ｇｖのタイミングチャート、（ｃ）ゲート制御電圧Ｇｗのタイミングチャート、（ｄ）ゲート制御電圧Ｇｘのタイミングチャート、（ｅ）ゲート制御電圧Ｇｙのタイミングチャート、（ｆ）ゲート制御電圧Ｇｚのタイミングチャート。変形例に係るスイッチング態様を説明するためのテーブル。（ａ）変形例に係るモータ電流の一例を示すタイミングチャート、（ｂ）スイッチング態様の切り換えを説明するためのタイミングチャート。変形例のモータ電流を説明するための電流波形図。変形例の欠相故障箇所と電流検出の関係を説明するためのテーブル。モータ制御回路及びそれが適用される室外ファンの変形例１Ｆを説明するための回路図。モータ制御回路及びそれが適用される室外ファンの変形例１Ｇを説明するための回路図。

（１）全体構成
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用される空気調和装置の構成の概略を示す図である。図１の空気調和装置１０は、室外機１０１と室内機１０２とを備えて構成されている。室外機１０１には、圧縮機１０３、四路切換弁１０４、室外熱交換器１０５、電動弁１０６、アキュムレータ１０７及び室外ファン２０等が設けられており、室内機１０２には、室内熱交換器１０９及び室内ファン１１０などが設けられている。ここでは、室外機１０１及び室内機１０２のいずれか一方が熱源ユニットに相当し、熱源ユニットは、他ユニットとの間で熱の遣り取りを行って熱の利用を行うものである。

空気調和装置１０において、室外機１０１と室内機１０２とが配管１１１で接続されることにより、冷媒の循環する冷媒回路が構成されている。冷媒回路を構成するため、室外熱交換器１０５は、一方の出入口が四路切換弁１０４に接続され、四路切換弁１０４と接続されていない他方の出入口が電動弁１０６に接続されている。電動弁１０６は、室外熱交換器１０５と接続されていない方の出入口が室内熱交換器１０９に接続されている。そして、圧縮機１０３の吐出側には四路切換弁１０４が設けられている。圧縮機１０３から吐出された冷媒は、四路切換弁１０４の第１ポートから入り、四路切換弁１０４の第３ポートからアキュムレータ１０７を介して圧縮機１０３に冷媒が戻される。

四路切換弁１０４は、冷房時には実線で示した接続になり、暖房時には破線で示した接続になることによって、冷房時と暖房時の冷媒の流れる方向を切り換える。つまり、冷房時には、室外熱交換器１０５に接続されている四路切換弁１０４の第２ポートと第１ポートの間が開通し、室内熱交換器１０９に接続されている四路切換弁１０４の第４ポートと第３ポートとの間が開通する。一方、暖房時には、室内熱交換器１０９に接続されている四路切換弁１０４の第４ポートと第１ポートとの間が開通し、室外熱交換器１０５に接続されている第２ポートと第３ポートとの間が開通する。

冷媒は、圧縮機１０３と室外熱交換器１０５と電動弁１０６とアキュムレータ１０７と室内熱交換器１０９とからなる冷凍回路を循環する。暖房時には、室外機１０１の室外熱交換器１０５で室外の熱を取り込んだ冷媒が室内機１０２の室内熱交換器１０９に流れ、冷媒は室内機１０２の室内熱交換器１０９で室内空気に熱を放出する。そして、熱を放出して冷えた冷媒が室内熱交換器１０９から室外熱交換器１０５に戻る。冷房時には、暖房の時とは逆に、室外機１０１の室外熱交換器１０５で室外へ熱を放出して冷えた冷媒は、室内機１０２の室内熱交換器１０９に流れ、室内熱交換器１０９で熱を取り込むことによって室内空気から熱を奪う。室内熱交換器１０９で熱を奪って温度が上昇した冷媒が再び室外熱交換器１０５において熱を放出する。

冷媒との間で熱交換する室外空気や室内空気の気流は、室外熱交換器１０５や室内熱交換器１０９に設けられている室外ファン２０や室内ファン１１０が発生させる。室外ファン２０や室内ファン１１０が発生すべき空気流は、空調能力に応じて変更される。そのため、空気調和装置１０の室外機１０１や室内機１０２のケーシングが同じでも、室外ファン２０や室内ファン１１０の出力が異なるタイプの空気調和装置１０がシリーズ化されている。そして、ファンモータ２２，１１０ａには幾つかの種類が準備されている。そのため、後述するモータ制御装置は、複数種類のファンモータ２２，１１０ａに適用可能に構成されている。

これら室外ファン２０や室内ファン１１０を駆動するファンモータ２２，１１０ａの駆動装置において欠相異常が発生すると、ファンモータ２２，１１０ａの回転数が低下したり、騒音を発生したり、ファンモータ２２，１１０ａが停止したりする不具合を生じる。ファンモータ２２，１１０ａの回転数が低下したり停止したりすると、空気の流れが減少あるいは停止して冷媒と室内空気や室外空気との間での熱交換の効率が悪くなるので、空気調和装置１０は、外部に対して異常を報知して空気調和装置１０の運転を停止するなどの処置を採る。そのために、空気調和装置１０は、全体の制御を行なう主制御装置１２０を備えている。主制御装置１２０は、圧縮機１０３と室外熱交換器１０５と電動弁１０６と室外ファン２０と室内熱交換器１０９と室内ファン１１０とに接続されている。それは、主制御装置１２０がこれらの機器の内部及びその周辺の種々の検出器から制御に必要な情報を得るためであり、またこれらの機器のうちの特定の機器、例えばファンモータ２２，１１０ａの回転や圧縮機１０３のモータ１０３ａの運転周波数を制御するためである。

（２）室外ファン
本発明のモータ制御装置は、圧縮機１０３、室外ファン２０及び室内ファン１１０のいずれのモータ１０３ａ及びファンモータ２２，１１０ａにも適用可能であるが、ここでは、室外ファン２０のファンモータ２２に適用される場合を説明する。図２に示されているように、室外ファン２０は、回転羽根２１とファンモータ２２とインバータ回路３０と整流回路４０とモータ制御装置５０とを備えている。回転羽根２１は、ファンモータ２２によって駆動されて回転する。ファンモータ２２は、インバータ回路３０から駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを供給される。インバータ回路３０には、整流回路４０で整流される直流電圧が印加される。また、インバータ回路３０は、モータ制御装置５０によって制御されている。モータ制御装置５０は、インバータ回路３０を制御することによってファンモータ２２の回転数などを制御している。

（２−１）整流回路
（２−１−１）整流部
整流部４１を構成する４つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂは、ブリッジ状に結線されブリッジ回路を形成している。ブリッジ回路を形成するため、２つのダイオードＤ１ａ，Ｄ１ｂが直列に接続され、同様に２つのダイオードＤ２ａ，Ｄ２ｂが直列に接続されている。ダイオードＤ１ａ，Ｄ２ａのカソード端子は共に平滑コンデンサ４２のプラス側端子に接続されており、整流部４１のプラス側の出力端子として機能する。ダイオードＤ１ｂ，Ｄ２ｂのアノード端子は共に平滑コンデンサ４２のマイナス側端子に接続されており、整流部４１のマイナス側の出力端子として機能する。ダイオードＤ１ａのアノード端子とダイオードＤ１ｂのカソード端子の接続点及びダイオードＤ２ａのアノード端子とダイオードＤ２ｂのカソード端子の接続点は、商用電源９１の２つの出力端子にそれぞれ接続されている。このような構成を有する整流部４１は、商用電源９１から入力される交流電圧Ｖａｃを整流して平滑コンデンサ４２に供給する。

（２−１−２）平滑コンデンサ４２
平滑コンデンサ４２は、整流部４１によって整流された電圧を平滑する。平滑コンデンサ４２によって平滑化された電圧は、リップルの低い直流電圧Ｖｄｃであり、平滑コンデンサ４２の後段、即ち出力側に接続されたインバータ回路３０に印加される。この平滑コンデンサ４２のマイナス側端子の接続されているラインの電位が基準電位（以下ＧＮＤという）となる。

（２−２）インバータ回路
インバータ回路３０は、平滑コンデンサ４２の出力側に接続される。図２に示されているように、インバータ回路３０は、複数の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、単にトランジスタという）Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂ及び複数の還流用ダイオードＤ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５ａ，Ｄ５ｂを含む。また、インバータ回路３０は、ブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５並びにそれらに直列に接続されている抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５及びダイオードＤ３ｃ，Ｄ４ｃ，Ｄ５ｃを含む。ブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５には、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａを駆動できるだけの直流電圧ＶＤが抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５及びダイオードＤ３ｃ，Ｄ４ｃ，Ｄ５ｃを介して接続され、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂがオンすることで、ブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５がそれぞれＮＵ，ＮＶ，ＮＷを基準とした電圧に充電される。また、ここでは図示しないが、ブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５は、ダイオードＤ３ｃ，Ｄ４ｃ，Ｄ５ｃ側がそれぞれトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａの駆動回路に接続されて、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ａ駆動用の電源となる。ダイオードＤ３ｃ，Ｄ４ｃ，Ｄ５ｃは、インバータ動作によってブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５の電位が変動して直流電圧ＶＤより高い電位となった場合に、直流電圧ＶＤ側への放電が行なわれないために設けられている。

トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂは、それぞれ互いに直列に接続されており、各ダイオードＤ３ａ〜Ｄ５ｂは、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂに、トランジスタのコレクタ端子とダイオードのカソード端子が、また、トランジスタのエミッタ端子とダイオードのアノード端子が接続されるよう、逆並列接続されている。

インバータ回路３０は、平滑コンデンサ４２から直流電圧Ｖｄｃが印加され、かつモータ制御装置５０により指示されたタイミングで各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂがオン及びオフを行うことによって、ファンモータ２２を駆動する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷを生成する。この駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、各トランジスタＱ３ａとＱ３ｂ、Ｑ４ａとＱ４ｂ、Ｑ５ａとＱ５ｂの各接続点ＮＵ，ＮＶ，ＮＷからファンモータ２２に出力される。

（２−３）ファンモータ２２
ファンモータ２２は、３相のブラシレスＤＣモータにて構成されており、ステータ２２ａとロータ２２ｂとを有している。

ステータ２２ａは、スター結線されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを含む。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの一方端は、それぞれインバータ回路３０（後述）から延びるＵ相、Ｖ相及びＷ相の各配線の駆動コイル端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続されている。各駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他方端は、互いに端子ＴＮとして接続されている。これら３相の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗは、ロータ２２ｂが回転することにより、その回転速度とロータ２２ｂの位置に応じた誘起電圧を発生させる。

ロータ２２ｂは、Ｎ極及びＳ極からなる複数極の永久磁石を含み、ステータ２２ａに対し回転軸を中心として回転する。ロータ２２ｂの回転トルクは、この回転軸と同一軸心上にある出力軸を介して回転羽根２１に伝達される。

（２−４）モータ制御装置５０
モータ制御装置５０は、上述したように、インバータ回路３０を制御することによってファンモータ２２の制御を行なっている。ファンモータ２２の制御を行なうために、ファンモータ２２及びインバータ回路３０に係る電流や電圧を検出しており、直流電圧検出部５１、電流検出部５２、及びモータ電圧検出部５５を備えている。また、インバータ回路３０に対してトランジスタＱ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂのゲート電位を変化させるゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成するため、ゲート駆動回路５３、センサレス制御回路５４及びマイクロコンピュータ６０を備えている。

（２−４−１）直流電圧検出部５１
直流電圧検出部５１は、平滑コンデンサ４２の出力側に接続されており、平滑コンデンサ４２の両端電圧、即ち直流電圧Ｖｄｃの大きさを検出するためのものである。直流電圧検出部５１は、例えば、直列に接続された２つの抵抗が平滑コンデンサ４２に並列接続され、直流電圧Ｖｄｃが分圧されるように構成される。それら２つの抵抗同士の接続点の電圧がセンサレス制御回路５４に入力される。

（２−４−２）電流検出部５２
電流検出部５２は、平滑コンデンサ４２及びインバータ回路３０の間であって、かつ平滑コンデンサ４２のマイナス側端子に接続されている。電流検出部５２は、ファンモータ２２の起動後、ファンモータ２２に流れるモータ電流Ｉｍを検出する。電流検出部５２は、例えば、シャント抵抗及び該抵抗の両端の電圧を増幅させるオペアンプを用いた増幅回路で構成されてもよい。電流検出部５２において、例えば、シャント抵抗が直流電圧Ｖｄｃをインバータ回路３０に供給するＧＮＤ側のラインに直列に挿入され、増幅回路で増幅されることによって検出されるモータ電流Ｉｍに応じた電圧がセンサレス制御回路５４に入力される。

（２−４−３）モータ電圧検出部５５
モータ電圧検出部５５は、コイル端子ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに接続されており、電位の高い端子と、電位の低い端子の間の電圧を検出し、マイクロコンピュータ６０に入力する。言い換えれば、駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのうちの、一番高い電圧と一番低い電圧間の電圧差を検出してマイクロコンピュータ６０に入力している。モータ印加電圧Ｖｍｏｔが、そのままマイクロコンピュータ６０に入力するのに大きすぎる電圧の場合には、検出回路は例えば、ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがそれぞれ、直列に接続された２つの抵抗によって駆動電圧が分圧されるように構成され、それら２つの抵抗同士の接続点の電圧がＶｍｏｔとしてマイクロコンピュータ６０に入力される。なお、モータ印加電圧Ｖｍｏｔは、モータ電圧検出部内で電圧差を求めてＶｍｏｔとした後でマイクロコンピュータ６０に入力するのでもよいし、あるいは、マイクロコンピュータ６０にＳＵ，ＳＶ，ＳＷそれぞれに対応する検出電圧全てを入力し、マイクロコンピュータ６０内で電圧差を演算してもよい。

（２−４−４）ゲート駆動回路５３
ゲート駆動回路５３は、センサレス制御回路５４からの起動指令に基づき、インバータ回路３０の各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのオン及びオフの状態を変化させる。具体的には、ゲート駆動回路５３は、センサレス制御回路５４によって決定されたデューティを有する駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷがインバータ回路３０からファンモータ２２に出力されるように、各トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのゲートに印加するゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成する。生成されたゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚは、トランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂのそれぞれのゲート端子に印加される。

このファンモータ２２は、センサレス制御されているので、起動直後にはゲート駆動回路５３のゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚにより直流励磁される。特に、このモータ制御装置５０は、直流励磁のときにモータ種類の判別、欠相故障及び短絡故障を行なうために、直流励磁において２通りのスイッチング態様によって直流電流を流してロータ固定を行なっている。ロータ固定時のゲート駆動回路５３の動作については後ほど詳細に説明する。

（２−４−５）センサレス制御回路５４
センサレス制御回路５４は、直流電圧検出部５１、電流検出部５２、ゲート駆動回路５３、及びマイクロコンピュータ６０に接続されている。センサレス制御回路５４は、ファンモータ２２をセンサレス方式、より具体的にはロータ位置センサレス方式にて駆動制御するための機能を有している。

ファンモータ２２は、まずは、直流励磁方式にて起動する。直流励磁方式とは、起動直後のファンモータ２２に対して所定の電圧を印加する直流通電を行うことで、ファンモータ２２におけるロータ２２ｂの位置を所定位置に一旦固定させ、ロータ２２ｂが固定した状態からファンモータ２２の回転を開始させる方式である。

このファンモータ２２を制御するロータ位置センサレス方式においては、ロータ２２ｂを固定した後から回転位相が検出できる回転数に達するまで、回転位相と非同期の状態で所定の交流波形を持つ駆動電圧を印加して強制的にロータ２２ｂの回転数を漸次増加させる強制駆動が行なわれる。

センサレス制御回路５４は、ロータ固定後に回転を始めたファンモータ２２のロータ２２ｂの位置を推定すると共に、推定したロータ２２ｂの位置に基づいてファンモータ２２の回転数を推定する。推定されたファンモータ２２の回転数は、回転数信号ＦＧとして、マイクロコンピュータ６０に入力される。マイクロコンピュータ６０から回転数指令Ｖｆｇを含む運転指令がセンサレス制御回路５４に送られてくると、センサレス制御回路５４は、この運転指令、推定したロータ２２ｂの位置、推定した回転数、直流電圧検出部５１の検出結果及び電流検出部５２の検出結果を用いてロータ位置センサレス方式により各制御タイミングにおける駆動電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＷのデューティを決定し、電圧指令値Ｖｐｗｍによってゲート駆動回路５３に指示する。

ここで説明しているロータ位置センサレス方式では、ファンモータ２２の特性を示す各種パラメータ、直流電圧Ｖｄｃ（即ち、直流電圧検出部５１の検出結果）、モータ電流Ｉｍ（即ち、電流検出部５２の検出結果）、及びファンモータ２２の制御に関する所定の数式モデル等を用いて、ロータ２２ｂの位置の推定、回転数の推定、回転数に対するＰＩ制御、及びモータ電流Ｉｍに対するＰＩ制御等が行なわれる。ファンモータ２２の特性を示す各種パラメータとしては、使用されるファンモータ２２の巻線抵抗、インダクタンス成分、誘起電圧、極数などが挙げられる。

（２−４−６）マイクロコンピュータ６０
マイクロコンピュータ６０は、センサレス制御回路５４、電流検出部５２、モータ電圧検出部５５及び主制御装置１２０に接続されている。マイクロコンピュータ６０は、主制御装置１２０からの指令に沿ってファンモータ２２を制御する。また、ファンモータ２２やインバータ回路３０に欠相故障や短絡故障が生じた場合には、マイクロコンピュータ６０から主制御装置１２０に故障の発生を示す報知信号が送信される。

マイクロコンピュータ６０は、ファンモータ２２の起動時のロータ固定のときに、欠相故障及び短絡故障の検出を行なう。そのために、マイクロコンピュータ６０は、直流励磁のときに電流検出部５２で検出される電流に係る信号を電流検出部５２から受信する。

マイクロコンピュータ６０は、ロータ固定時に欠相故障及び短絡故障の検出を行なうために故障検出機能を有している。マイクロコンピュータ６０は、ロータ固定時の２通りの通電パターンのときに電流検出部５２で検出される電流に基づいて欠相故障及び短絡故障を検出する。このマイクロコンピュータ６０で行われる故障検出については後ほど詳しく説明する。

また、マイクロコンピュータ６０は、直流励磁されるときにファンモータ２２の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの抵抗値を推定する。これら駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの抵抗値は相互に等しい。そのため、モータ電圧検出部５５で検出される直流のモータ印加電圧Ｖｍｏｔと電流検出部５２で検出される直流のモータ電流Ｉｍとを使い、１相分の巻線抵抗値は、２／３×Ｖｍｏｔ／Ｉｍという式を用いて算出される。

（３）起動動作の概要
ファンモータ２２が停止又は気流などによってわずかに回転している状態から、インバータ回路３０によってファンモータ２２に三相交流が供給され、ファンモータ２２が主制御装置１２０から指示されている回転数に達するまでを簡単に説明する。主制御装置１２０は、設定されている空気調和を実現し得る冷媒回路の状態に近づける制御において、ファンモータ２２の回転数をモータ制御装置５０に指示する。

モータ制御装置５０は、ファンモータ２２の起動直後にロータ位置固定を行なうために直流励磁を行なう。この直流励磁では、インバータ回路３０は、２通りの通電パターンで通電するための２通りのスイッチング態様を採る。この２通りのスイッチング態様のときに、モータ制御装置５０は、ファンモータ２２の種類を検出し、故障検出を行なうと共に、モータ種類の判別を行なう。

モータ種類の不一致や故障が検出されなければ、モータ制御装置５０は、次いで強制駆動を行ない、更には通常の起動のための三相交流をインバータ回路３０に出力させるようにゲート制御電圧Ｇｕ，Ｇｘ，Ｇｖ，Ｇｙ，Ｇｗ，Ｇｚを生成する。モータ種類の不一致や故障が発見されれば、モータ制御装置５０は、主制御装置１２０にモータ種類の不一致、欠相故障及び短絡故障のうちの少なくとも一つが発生していることを通知する。主制御装置１２０は、モータ制御装置５０からの不具合発生の通知を受けて、空気調和装置１０の表示部（図示せず）にモータ種類の不一致や故障の発生を表示する。また、主制御装置１２０は、モータ制御装置５０からのモータ種類の不一致や故障発生の通知を受けて、ファンモータ２２の起動動作を中止させる。

モータ種類の不一致や故障が検出されなければ、モータ制御装置５０は、検出したファンモータ２２の種類に応じた制御定数を用いてファンモータ２２の起動を継続する。

（４）故障検出及びモータ種類の判別に係わる動作
（４−１）動作の概要
直流励磁の際のスイッチング態様を説明する前に、図３を用いて、スイッチング態様Ｓ₁〜Ｓ₆とＵ相、Ｖ相及びＷ相に流れる電流の関係を説明する。図３において、○は電流が流れることを示し、×は電流が流れないことを示している。例えば、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ₁を採るとき、ファンモータ２２及びインバータ回路３０に故障がなければ、ハイアーム側のＵ相及びＶ相には電流が流れず、ハイアーム側のＷ相に電流が流れる。つまり、スイッチング態様Ｓ₁では、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａがオフし、トランジスタＱ５ａがオンする。一方、スイッチング態様Ｓ₁においてローアーム側では、Ｕ相及びＶ相に電流が流れ、Ｗ相に電流が流れないように、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂがオンし、トランジスタＱ５ｂがオフする。

スイッチング態様Ｓ₂〜Ｓ₆についても、図３に示されているように、ハイアーム側又はローアーム側のいずれか一方の一つの相に電流が流れかつ二つの相に電流が流れない状態と他方の二つの相に電流が流れかつ一つの相に電流が流れない状態が生じる構成になっている。

また、スイッチング態様Ｓ₁〜Ｓ₆以外にスイッチング態様Ｓ₀がある。スイッチング態様Ｓ₀は、インバータ回路３０のハイアーム側のトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａをオフとし、ローアーム側のトランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂのみをオンする態様である。このスイッチング態様Ｓ₀は、ブートストラップキャパシタＣ３，Ｃ４，Ｃ５の充電を行うために設けられているものであり、また、直流励磁を行なっていない時にモータとインバータ回路との間で電流を還流させる働きをする。このスイッチング態様Ｓ₀の時には、直流励磁は行なわれていないことになる。この還流動作が行なわれている間は、ローアーム側のＵ相、Ｖ相、Ｗ相には電流が流れているが直流電圧Ｖｄｃ側からは電流が供給されず、また、ブートストラップキャパシタが充電されている状態であれば、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ｂおよび電流検出部５２を通って流れる充電電流は、直流励磁によって検出される電流に比べて無視できる程度に小さいため、図３ではスイッチング態様Ｓ₀の時の電流は×としている。

直流励磁のときの２通りの通電パターンは、インバータ回路３０の６つのトランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂが１回はオンするような組合せになっている。例えば、一方にスイッチング態様Ｓ₁が選ばれた場合には、他方にスイッチング態様Ｓ₆が選択される。つまり、ハイアーム側のトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａはスイッチング態様Ｓ₆のときにオンし、トランジスタＱ５ａはスイッチング態様Ｓ₁のときにオンする。ローアーム側について見れば、トランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂはスイッチング態様Ｓ₁のときにオンし、トランジスタＱ５ｂはスイッチング態様Ｓ₆のときにオンする。

具体的には、例えば図４（ｂ）に示されている直流励磁の期間Ｔｄｃのようなスイッチング態様の切り換えが行われる。まず、スイッチング態様Ｓ₀でブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電が行なわれ、スイッチング態様Ｓ₆でトランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａ，Ｑ５ｂのいずれかに故障が生じていないかが検査される。次に、再び、スイッチング態様Ｓ₀でブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電を行なうと共に、還流動作によってモータに流れている電流を減衰させる。そしてさらに、スイッチング態様Ｓ₁でトランジスタＱ３ｂ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａのいずれかに故障が生じていないかが検査される。

さらに、故障が生じていないことが確認されると、マイクロコンピュータ６０は、制御定数格納部６１及びモータ種類判別部６２により、モータ電圧検出部５５で検出されるモータ印加電圧Ｖｍｏｔと、電流検出部５２で検出されるモータ電流Ｉｍとを用いてファンモータ２２の種類の判別を行なう。

次に、図５のフローチャートに沿ってモータ種類の判別及び故障検出の手順について説明する。直流励磁において、マイクロコンピュータ６０は、ブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５を充電された後、第１スイッチング態様、例えば図４（ｂ）に示されている場合にはスイッチング態様Ｓ₆での通電を行なわせる（ステップＳＴ１）。この通電によってロータ２２ｂは、固定位置に移動するための回転動作を始める。このとき、電流検出部５２ではシャント抵抗に流れるモータ電流Ｉｍを検出し、センサレス制御回路５４を介してマイクロコンピュータ６０に対して検出結果を出力する。また、マイクロコンピュータ６０は、モータ電圧検出部５５で検出されるモータ印加電圧Ｖｍｏｔの値を取得する。このように、モータ電圧検出部５５及び電流検出部５２での検出結果から、マイクロコンピュータ６０は第１スイッチング態様（スイッチング態様Ｓ₆）のモータ印加電圧Ｖｍｏｔとモータ電流Ｉｍとを記憶する（ステップＳＴ２）。また、ステップＳＴ２では、マイクロコンピュータ６０は、モータ電流Ｉｍを用いて短絡故障の検出を行なう。そして、マイクロコンピュータ６０は、短絡故障が検出された場合には、ステップＳＴ１２に進み、短絡故障が検出されなかったときは次のステップＳＴ４に進む（ステップＳＴ３）。モータ電流Ｉｍを用いた短絡故障の検出については後述する。

次に、ステップＳＴ４において、マイクロコンピュータ６０は、ブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５を充電させた後、第２スイッチング態様、例えば図４（ｂ）に示されている場合にはスイッチング態様Ｓ₁での通電を行なわせる。この通電により、所定の位置にファンモータ２２のロータ２２ｂが固定される。このとき、ステップＳＴ２と同様に、マイクロコンピュータ６０は、モータ電圧検出部５５で検出されるモータ印加電圧Ｖｍｏｔの値と電流検出部５２で検出されるモータ電流Ｉｍの値を取得して記憶する（ステップＳＴ５）。またこのとき、ステップＳＴ２と同様に、マイクロコンピュータ６０は、モータ電流Ｉｍを用いて短絡故障の検出を行なう。そして、マイクロコンピュータ６０は、短絡故障が検出された場合には、ステップＳＴ１２に進み、短絡故障が検出されなかったときは次のステップＳＴ７に進む（ステップＳＴ６）。

次に、マイクロコンピュータ６０は、モータ種類判別部６２において、ステップＳＴ２、ＳＴ５で２回にわたって取得したモータ印加電圧Ｖｍｏｔとモータ電流Ｉｍを用いてモータの種類の判別を行なう（ステップＳＴ７）。モータ印加電圧Ｖｍｏｔとモータ電流Ｉｍを用いたモータの種類の判別については後ほど詳しく説明する。

もし、マイクロコンピュータ６０でファンモータ２２の種類が、設置されるべき種類と異なる場合には、ステップＳＴ８からステップＳＴ１２に進み、室外ファン２０のファンモータの種類の不一致がマイクロコンピュータ６０から主制御装置１２０に通知されるとともにマイクロコンピュータ６０によってファンモータ２２の回転が停止される。

ステップＳＴ８で、モータ種類判別部６２においてファンモータ２２の種類が適切と判断されれば、ステップＳＴ８からステップＳＴ９に進み、マイクロコンピュータ６０は欠相故障の検出が行われる。欠相故障の検出も、モータの種類に応じて準備されている閾値を用いて行なわれる。

もし、ステップＳＴ３、ＳＴ６、ＳＴ１０で、マイクロコンピュータ６０が故障の発生を検出すれば、室外ファン２０に異常があることがマイクロコンピュータ６０から主制御装置１２０に通知されるとともにマイクロコンピュータ６０によってファンモータ２２の回転が停止される（ステップＳＴ１２）。ステップＳＴ１０でマイクロコンピュータ６０が故障の発生を検出しなければ、強制通電によりロータを回転させる（ステップＳＴ１１）。

（４−２）モータ種類の判別
ここで、モータ制御装置５０は対応可能なモータ種類は、図６に示されているように、α１〜α５の５種類であるとする。モータ制御装置５０のマイクロコンピュータ６０は、制御定数格納部６１に、これら５種類のモータに適した制御定数〔φ１〕〜〔φ５〕を格納している。これら制御定数は、幾つかのパラメータの集合である。通常、巻線抵抗の抵抗値も制御定数に含められることが多いが、以下においては、説明のために制御定数と巻線抵抗とを区別して取り扱っている。

例えば、モータ種類がα１では、巻線抵抗の値は、rw11〜rw12までの範囲を持っている。従って、モータ種類α１の判定も、モータ電流Ｉｍが計算で求められる範囲Ｖｍｏｔ／（３／２×rw11）〜Ｖｍｏｔ／（３／２×rw12）に入っているか否かによって行なわれる。ここで、Ｖｍｏｔ／（３／２×rw11）＝Ｉ1，Ｖｍｏｔ／（３／２×rw12）＝Ｉ２であるとすると、図７に示されているように、モータ種類判別部６２で求められるＩｍがＩ１〜Ｉ２の間に入っている電流波形ＩＷ11のような場合には、モータ種類判別部６２は、ファンモータ２２の種類をα１と判別する。

このようなモータ種類の判別は、第１スイッチング態様と第２スイッチング態様の通電（ステップＳＴ１，ＳＴ４）で得られる２回の巻線抵抗の推定値に対して行なわれる。巻線抵抗の推定値は、図７に示されている過渡状態の期間Ｔ１を除いて、定常状態になった期間Ｔ２の計算結果を用いて行なわれる。例えば、Ｖｍｏｔ／（３／２×rw21）＝Ｉ３，Ｖｍｏｔ／（３／２×rw22）＝Ｉ４であるとすると、図７に示されている電流波形ＩＷ12が発生する場合には、モータ電流ＩｍがＩ３〜Ｉ４の範囲に入るため、モータ種類判別部６２は、ファンモータ２２の種類をα２と判別する。ところが、欠相故障が生じている場合にもモータ電流Ｉｍが小さくなる場合があり、モータ種類がα１であるところを欠相故障が原因でモータ種類の判別を誤ってα２と判断してしまう可能性がある。そこで、前述のように、巻線抵抗の推定値が同一の範囲に入っていることを２つのスイッチング態様で確認することで、欠相故障によりモータ電流Ｉｍが小さくなっていることに起因してモータの種類の判別を誤る場合を排除できる。

そして、モータ種類判別部６２は、判別されたファンモータ２２の種類と情報取得部６３で取得された設置予定モータの種類とを比較して、比較結果に応じて報知信号を主制御装置１２０に出力する。そのために、マイクロコンピュータ６０の情報取得部６３は、設置されるべき設置予定モータの種類に係る情報をマイクロコンピュータ６０や主制御装置１２０から取得する。

（４−３）短絡故障、欠相故障の検出
ステップＳＴ２，ＳＴ５，ＳＴ９で行なわれるトランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂの欠相故障の検出は、図４（ａ）に示されている、電流検出部５２のシャント抵抗に流れる電流の大小を判断することによって行なわれる。モータの種類によってモータ電流Ｉｍが異なることから、モータ種類の判別（ステップＳＴ７）が終わった段階で、欠相故障を判別するための閾値も選択される。モータ種類がα１と判別されれば、マイクロコンピュータ６０は、制御定数格納部６１から閾値をＩ_th1に決定する。図４（ａ）に示されているのは、欠相故障が生じていないときの電流波形であり、スイッチング態様Ｓ₁，Ｓ₆のときに流れる電流の電流値がいずれも閾値Ｉ_th1を超えている。

図８には、図４（ａ）に示されているシャント抵抗に流れる電流の電流波形ＩＷ１が拡大して示されている。また、図８には、欠相故障が生じているときにシャント抵抗に流れる電流の電流波形ＩＷ２，ＩＷ３が示されている。さらに、図８には、ファンモータ２２又はインバータ回路３０に短絡故障が発生しているときの電流波形ＩＷ４が示されている。電流波形ＩＷ１は上述のように欠相故障が発生していないときの電流波形であるから、定常状態になった期間Ｔ２では閾値Ｉ_th1を超えている。ただし、電流波形ＩＷ１でも過渡状態の期間Ｔ１では閾値Ｉ_th1を超えない期間が存在するので、欠相故障の検査は、定常状態で電流値が比較的安定している期間Ｔ２に行なわれる。

電流波形ＩＷ２は、二つの相で通電されるべき側のアームのうちの一方の相に欠相故障が発生している場合の電流波形の例である。電流波形ＩＷ２を見ると分かるように、一方の相に欠相故障が発生している場合は、直列に接続されている２つのトランジスタを通じて電流が流れるものの、３つのトランジスタを通じて電流が流れている場合に比べてシャント抵抗に繋がる電流経路の抵抗値が高くなるためシャント抵抗に流れる電流が減少する。

電流波形ＩＷ３は、一つの相で通電されるべき側のアームで欠相故障が発生している場合の電流波形又は二つの相で通電されるべき側のアームの両方の相に欠相故障が発生している場合の電流波形の例である。この場合には、シャント抵抗に繋がる電流経路がなくなるため、シャント抵抗には電流が流れない。

電流波形ＩＷ４は、ファンモータ２２又はインバータ回路３０で短絡故障が発生している場合の電流波形の例である。この場合、平滑コンデンサ４２のプラス側端子からファンモータ２２又はインバータ回路３０、そして電流検出部５２を経由して平滑コンデンサ４２のマイナス側端子に繋がる極めて抵抗値の低いショートサーキットができるため、シャント抵抗に極めて大きな電流が流れる。従って、故障が発生していないときの電流波形ＩＷ１の最も大きな電流値に比べて十分に大きな閾値Ｉ_th20を設定することで、電流検出部５２で検出される電流値を用いて短絡故障を検出することができる。なお、短絡故障の検出では、大きな電流を長期間流すことは好ましくないので、マイクロコンピュータ６０は、過渡期間Ｔ１においても閾値Ｉ_th20を超えたときには短絡故障の判断によってファンモータ２２の通電を停止させる。

上述の欠相故障の箇所と各スイッチング態様との関係をまとめると図９のようになる。図９の上段には、アームの種類と欠相故障との対応関係が示されている。図９の上段において○が欠相故障の発生がないことを示し、×が欠相故障の発生していることを示している。例えば、図９の上段の１行目は、Ｕ相のハイアーム側つまりトランジスタＱ３ａに欠相故障が生じているかどうかが記載されている。図９の下段には、スイッチング態様と電流検出との対応関係が示されている。図９の下段における○は、電流検出部５２で検出される電流値が閾値Ｉ_th1を超えていたことを示している。図９の下段における×は電流値が０であったことを示している。そして、図９の下段における△は電流値が０ではなかったが、閾値Ｉ_th1よりも小さかったことを示している。つまり、○は欠相故障の発生が無い状態（電流波形ＩＷ１の状態）ことを示し、×が欠相故障によって電流経路が完全にオープン状態（電流波形ＩＷ３の状態）になっていることを示し、△が欠相故障によって電流値が減少している状態（電流波形ＩＷ２の状態）であることを示している。通常、トランジスタが同時に２つ以上故障する確率は小さいので、図９の下段の×のところについては、一つの相しか通電に関与していないトランジスタが故障した可能性が高いことが推測できる。

次に、図９の全体の見方を説明する。図９の上段の１列目に×が無くて○だけが記されている。つまり、図９の１列目は、インバータ回路３０及びファンモータ２２に欠相故障が発生していないことを示している。従って図９の下段の１列目も全て○になっている。図９の上段の２列目については、Ｕ相のハイアーム側にのみ×が記されており、Ｕ相のハイアーム側で欠相故障が発生している場合であることが示されている。このような場合に、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ₄になっていれば、電流波形ＩＷ３の電流が生じるため欠相故障が発生しており、その箇所がＵ相のハイアーム側である可能性が高いことが特定される。このような場合に、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ₅になっていれば、電流波形ＩＷ２の電流が生じるためハイアーム側で欠相故障が発生していることは特定できるが、オープン状態になっているのがＵ相であるのかＷ相であるのかの特定はできない。同様に、このような場合に、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ₆になっていれば、電流波形ＩＷ２の電流が生じるためハイアーム側で欠相故障が発生していることは特定できるが、オープン状態になっているのがＵ相であるのかＶ相であるのかの特定はできない。

例えば、既に説明した直流励磁のときにスイッチング態様Ｓ₁とスイッチング態様Ｓ₆とを用いる場合についていえば、欠相故障が検出されたとき、Ｗ相のハイアーム側とローアーム側で欠相故障が生じている可能性が高いことは推定できるが、Ｕ相とＶ相のどちらで欠相故障が生じているかを特定することはできないということである。

（５）特徴
（５−１）
以上説明したように、ファンモータ２２（判別対象モータの一例）の起動直後の直流励磁（位置決め時の一例、故障検出時の一例）のときに、例えばスイッチング態様Ｓ₆にされているインバータ回路３０から電流検出部５２（検出器の一例）で検出されるモータ電流Ｉｍ（判別対象モータの所定部分の直流電流の一例）及びモータ電圧検出部５５（検出器の一例）で検出されるモータ印加電圧Ｖｍｏｔ（判別対象モータの所定部分の直流電圧の一例）と、例えばスイッチング態様Ｓ₁のインバータ回路３０から電流検出部５２で検出されるモータ電流Ｉｍ及びモータ電圧検出部５５で検出されるモータ印加電圧Ｖｍｏｔとがマイクロコンピュータ６０に記憶される。モータ種類判別部６２は、モータ電流Ｉｍとモータ印加電圧Ｖｍｏｔを用いて巻線抵抗の値を推定し、モータの種別を判別する（ステップＳＴ７）。その際、モータ種類判別部６２は、例えば図７に示されているような、制御定数格納部６１に格納されているモータの種類と巻線抵抗の関係を示す情報を使って判別する。

その結果、ファンモータ２２の種類α１〜α５と制御定数〔φ１〕〜〔φ５〕との不一致を防ぐことができ、モータ制御装置５０は、ファンモータ２２に合った適切な制御定数を用いてファンモータ２２を制御することができる。特に、ファンモータ２２の巻線抵抗の抵抗値が種類ごとに大きく変わるので、モータ種類判別部６２におけるファンモータ２２の巻線抵抗の推定は容易に行なえる。

（５−２）
モータ種類判別部６２は、判別されたファンモータ２２の種類に合う種類の制御定数を制御定数格納部６１から出力させる。ファンモータ２２の種類α１〜α５に合った適切な制御定数〔φ１〕〜〔φ５〕を用いてファンモータ２２の制御するように、自動的に設定することができる。

（５−３）
モータ種類判別部６２は、判別されたファンモータ２２の種類と情報取得部６３で取得された設置予定モータの種類とを比較して、比較結果に応じた報知信号を主制御装置１２０に出力する。それにより、モータ種類判別部６２が出力する報知信号によって、モータ制御装置５０の上位に置かれている主制御装置１２０やモータの使用者に対して、設置されているモータの種類に誤りが有るか否かを報知することができる。その報知によって、モータの種類に不適合な制御定数を使って制御が継続されるのを主制御装置１２０が自動的に又は使用者が手動で止めさせることができる。

（６）変形例
（６−１）変形例１Ａ
上記実施形態では、ブラシレスＤＣモータであるファンモータ２２がセンサレス制御によって駆動されるときの直流励磁の際に故障検出が行われる場合を例に上げて説明したが、直流励磁のときに故障検出が行われないファンモータにも適用できる。また、直流電流や直流電圧の検出は、起動直後の直流励磁以外のタイミングで行なわれもよく、本願発明が適用できるものは、モータ制御装置５０によるモータ種類の判別が直流励磁のときに行われるものには限られない。

（６−２）変形例１Ｂ
上記実施形態では、ブートストラップキャパシタを用いて構成されているインバータ回路３０を例に上げて説明したが、ブートストラップキャパシタを用いないインバータ回路にも本願発明を適用することができる。その場合には、スイッチング態様Ｓ₀を省いて動作させることができる。あるいは、直流励磁を行なわない時にトランジスタを全てオフするスイッチング態様として動作させることができる。

（６−３）変形例１Ｃ
上記実施形態では、図４に示されているように直流励磁においてブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電後、一つの態様、例えばスイッチング態様Ｓ₁でオンし続ける例が示されているが、直流励磁はこのようなやり方には限られない。例えば、図１０に示されているように、スイッチング態様Ｓ₀とスイッチング態様Ｓ₁とを交互に６回繰り返すなど、直流電圧をチョッピングして印加するようにしてもかまわない。

この場合、１相分の巻線抵抗値を求めるには、モータに対して電圧を印加するスイッチング態様（ここではＳ₁）の期間のみでＩｍとＶｍｏｔを検出して巻線抵抗値を求めるか、あるいは、ＩｍとＶｍｏｔを平均値として検出し、その平均値で巻線抵抗値を求めるようにすればよい。このとき、算出式は上述のものと同じ式を用いることができる。なお、平均値を検出するには、検出部に平均値回路を追加して平均値を直接取得することや、前述の検出部で検出した瞬時的な電圧・電流を、マイクロコンピュータ内で平均値演算することにより、得ることができる。

（６−４）変形例１Ｄ
上記実施形態に係るモータ制御装置は、直流励磁のときにインバータ回路３０の第１スイッチング態様と第２スイッチング態様の２つの通電パターンを用いて故障検出を行なっている。それに対して、モータ制御装置が、以下に説明するように直流励磁のときに３つの通電パターンを用いて故障検出を行なうように構成してもよい。そして、この３つの通電パターンを用いて、巻線抵抗の抵抗値を推定することができる。この場合には、１相分の巻線抵抗は、Ｖｍｏｔ／（２×Ｉｍ）で求められる。ここで、３つの通電パターンを行なうためのスイッチング態様について図１１及び図１２を用いて説明する。まず、図１１に示されているスイッチング態様Ｓ_1a〜Ｓ_6aとＵ相、Ｖ相及びＷ相に流れる電流の関係を説明する。図１１において、○は電流が流れることを示し、×は電流が流れないことを示している。例えば、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ_1aを採るとき、ファンモータ２２及びインバータ回路３０に故障がなければ、ハイアーム側のＵ相及びＶ相には電流が流れず、ハイアーム側のＷ相に電流が流れる。つまり、スイッチング態様Ｓ_1aでは、トランジスタＱ３ａ，Ｑ４ａがオフし、トランジスタＱ５ａがオンする。一方、スイッチング態様Ｓ_1aにおいてローアーム側では、Ｕ相に電流が流れ、Ｖ相及びＷ相に電流が流れないように、トランジスタＱ３ｂがオンし、トランジスタＱ４ｂ，Ｑ５ｂがオフする。

スイッチング態様Ｓ_2a〜Ｓ_6aについても、図１１に示されているように、ハイアーム側及びローアーム側の両方において、一つの相に電流が流れかつ二つの相に電流が流れない状態が生じる構成になっている。

直流励磁のときの３通りの通電パターンは、これら３つの通電パターンによってインバータ回路３０の６つのトランジスタＱ３ａ〜Ｑ５ｂが１回はオンするような組合せになっている。例えば、一方にスイッチング態様Ｓ_3aが選ばれた場合には、他にスイッチング態様Ｓ_5a，Ｓ_6aが選択される。つまり、ハイアーム側のトランジスタＱ３ａはスイッチング態様Ｓ_6aのときにオンし、トランジスタＱ４ａはスイッチング態様Ｓ_3aのときにオンし、トランジスタＱ５ａはスイッチング態様Ｓ_5aのときにオンする。ローアーム側について見れば、トランジスタＱ３ｂはスイッチング態様Ｓ_3aのときにオンし、トランジスタＱ４ｂはスイッチング態様Ｓ_5aのときにオンし、トランジスタＱ５ｂはスイッチング態様Ｓ_6aのときにオンする。

具体的には、例えば図１２（ｂ）に示されている直流励磁の期間Ｔｄｃのようなスイッチング態様の切り換えが行われる。まず、スイッチング態様Ｓ₀でブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電が行なわれ、スイッチング態様Ｓ_6aでトランジスタＱ３ａ，Ｑ５ｂを通して駆動コイルＬｕ，Ｌｗに流れるモータ電流Ｉｍとそのときのモータ印加電圧Ｖｍｏｔが検出される。次に、再び、スイッチング態様Ｓ₀でブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電を行なうと共に、還流動作によってモータに流れている電流を減衰させる。そして、スイッチング態様Ｓ_3aでトランジスタＱ４ａ，Ｑ３ｂを通して駆動コイルＬｖ，Ｌｕに流れるモータ電流Ｉｍとそのときのモータ印加電圧Ｖｍｏｔが検出される。再び、スイッチング態様Ｓ₀でブートストラップキャパシタＣ３〜Ｃ５の充電を行なうと共に、還流動作によってモータに流れている電流を減衰させる。そしてさらに、スイッチング態様Ｓ_5aでトランジスタＱ５ａ，Ｑ４ｂを通して駆動コイルＬｗ，Ｌｖに流れるモータ電流Ｉｍとそのときのモータ印加電圧Ｖｍｏｔが検出される。

モータ種類判別部６２は、図１３に示されている電流波形ＩＷ５を用いて、ファンモータ２２の駆動コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの抵抗値の推定を行なう。上記実施形態では、モータ印加電圧Ｖｍｏｔを抵抗値で割った値とモータ電流Ｉｍを比較したが、モータ電流Ｉｍとモータ印加電圧Ｖｍｏｔから抵抗値を求めて、それが制御定数格納部６１に格納されている抵抗値の範囲に入っているか否かで判断してもよい。この場合には、第１スイッチング態様と第２スイッチング態様と第３スイッチング態様で検出されるモータ電流Ｉｍとモータ印加電圧Ｖｍｏｔから求められる３つの抵抗値がいずれも制御定数格納部６１に格納されている抵抗値の範囲に入っているか否かが判断される。このように、第１スイッチング態様と第２スイッチング態様と第３スイッチング態様によって、駆動コイルＬｕ，Ｌｖと駆動コイルＬｕ，Ｌｗと駆動コイルＬｖ，Ｌｗの２つの駆動コイルの直列接続の抵抗値の推定ができる。

起動の手順については、図５のフローチャートに沿って説明した手順に第３スイッチング態様で通電したときのステップが加わるだけである。つまり、図５のステップＳＴ６の次に、ステップＳＴ４〜ＳＴ６と同様のステップが第３スイッチング態様について繰り返される。

次に、図１３を用いて故障検出について説明する。図１３には、欠相故障が生じているときにシャント抵抗に流れる電流の電流波形ＩＷ３が示されている。この場合にも、モータ種類に合った閾値が制御定数格納部６１から選択される。さらに、図１３には、ファンモータ２２又はインバータ回路３０に短絡故障が発生しているときの電流波形ＩＷ４が示されている。図８と比較して分かるように、図８には記載されていた電流波形ＩＷ２が図１３には記載されていない。これは、スイッチング態様Ｓ_3a，Ｓ_5a，Ｓ_6aのいずれにおいても例えばトランジスタがオープン状態になって導通しなければ、電流経路が遮断されて電流が流れなくなるためである。従って、モータ制御装置５０においては、欠相故障の有無を判断するための閾値Ｉ_th30を欠相故障の無いときの電流波形ＩＷ５と欠相故障の有るときの電流波形ＩＷ３と間に設定すればよく、シャント抵抗に流れる電流の有無を電流検出部５２に検出させることによって欠相故障の有無を判断することもできる。

なお、この場合には、上述の実施形態の場合と異なり、欠相故障が発生することに起因して巻線抵抗の抵抗値が小さいと判断されることはないため、第１スイッチング態様のみで巻線抵抗の抵抗値を判断して（ステップＳＴ７，ＳＴ８をステップＳＴ１の直後に行なって）、その後、第１スイッチング態様、第２スイッチング態様及び第３スイッチング態様の後でそれぞれ欠相故障の検出を行わせるように構成してもよい。

上述の欠相故障の箇所と各スイッチング態様との関係をまとめると図１４のようになる。図１４の上段には、アームの種類と欠相故障との対応関係が示されている。図１４の上段において○が欠相故障の発生がないことを示し、×が欠相故障の発生していることを示している。例えば、図１４の上段の１行目は、Ｕ相のハイアーム側つまりトランジスタＱ３ａに欠相故障が生じているかどうかが記載されている。図１４の下段には、スイッチング態様と電流検出との対応関係が示されている。図１４の下段における○は、電流検出部５２で検出される電流値が閾値Ｉ_th30を超えていたことを示している。図１４の下段における×は電流値が０であったことを示している。つまり、○は欠相故障の発生が無い状態（電流波形ＩＷ５の状態）ことを示し、×が欠相故障によって電流経路が完全にオープン状態（電流波形ＩＷ３の状態）になっていることを示している。

次に、図１４の全体の見方を説明する。図１４の上段の１列目に×が無くて○だけが記されている。つまり、図１４の１列目は、インバータ回路３０及びファンモータ２２に欠相故障が発生していないことを示している。従って図１４の下段の１列目も全て○になっている。図１４の上段の２列目については、Ｕ相のハイアーム側にのみ×が記されており、Ｕ相のハイアーム側で欠相故障が発生している場合であることが示されている。このような場合に、インバータ回路３０がスイッチング態様Ｓ_6aになっていれば、電流波形ＩＷ３の電流が生じるため欠相故障が発生しており、その箇所がＵ相のハイアーム側又はＷ相のローアーム側であることが特定される。

この変形例のようにすれば、欠相故障している時には電流が流れない通電パターンが存在するため、欠相による巻線抵抗の誤判定が生じず、上述の実施形態よりも正確にモータ種類判別を行なうことが可能となる。

（６−５）変形例１Ｅ
上記実施形態では、巻線抵抗の値を推定するため、一定の直流電圧Ｖｍｏｔを印加して直流電流を検出する場合について説明しているが、一定の直流電流を供給してその時のモータ印加電圧を検出するように構成してもよい。

（６−６）変形例１Ｆ
上記実施形態では、モータ印加電圧を検出するためにモータ電圧検出回路５５を設けていたが、マイクロコンピュータ内で、電圧指令値Ｖｐｗｍと直流電圧値Ｖｄｃからモータ印加電圧を推定し、その推定した値をモータ印加電圧として用いてもよい。この時の回路ブロック例を図１５に示す。このときは、図１５の直流電圧検出部５１と電流検出部５２とセンサレス制御回路５４が検出器の一例に含まれる。

（６−７）変形例１Ｇ
上記実施形態では、モータ印加電圧を検出するためにモータ電圧検出回路５５を設けていたが、センサレス制御回路などでは一般的にモータ印加電圧指令値が演算され、それに基づいて制御を行なっているため、そのモータ印加電圧指令値Ｖｍｏｔ２を用いてもよい。この時の回路ブロック例を図１６に示す。この場合には、図１６の電流検出部５２とセンサレス制御回路５４が検出器の一例に含まれる。

（６−８）変形例１Ｈ
異常検出が行なわれる場合に、異常検出の電圧印加パターン毎に全て検出値を取得してモータ種類の判別を行なうのではなく、１回のパターンのみの検出値でモータ種類の判別を行なってもよい。この場合、例えば図５のＳＴ５でモータ種類判別用のデータを検出・取得する処理が不要となるため、上述の場合よりも全体の異常検出時間を短縮することが可能となる。

（６−９）変形例１Ｉ
モータ印加電圧検出回路は、上述の形態に限定されるものではなく、モータ種類の判別を行なう電圧印加パターンが限定されているのであれば、端子電圧の検出は２相分で構わない。

また、基準電位ＧＮＤからの端子電圧ＳＵ，ＳＶ，ＳＶを検出するのではなく、ＴＮとＴＵ，ＴＶ，ＴＷ端子間の電圧を検出しても構わない。この場合には各コイルの電圧を検出することになるために、巻線抵抗値を検出する式が前述の式とは異なり、Ｖｍｏｔ／Ｉｍとなる。

２０室外ファン
２２ファンモータ
３０インバータ回路
５０モータ制御装置
５１直流電圧検出部
５２電流検出部
５５モータ電圧検出部
５３ゲート駆動回路
６０マイクロコンピュータ
６１制御定数格納部
６２モータ種類判別部
６３情報取得部
Ｑ３ａ，Ｑ３ｂ，Ｑ４ａ，Ｑ４ｂ，Ｑ５ａ，Ｑ５ｂトランジスタ

特開２００６−３４３０３４号公報

Claims

複数種類のモータにそれぞれ対応する複数種類の制御定数を格納している制御定数格納部（６１）と、
制御するべき判別対象モータが含まれる電気回路に接続され、前記判別対象モータに直流電力が供給されている状態で前記判別対象モータの所定部分の直流電流及び直流電圧のうちの少なくとも一方を検出可能に構成されている検出器（５１，５２，５４，５５）と、
前記制御定数格納部に格納されている複数の前記制御定数から前記判別対象モータに合う前記制御定数を選択させるため、前記検出器での検出結果に基づいて前記判別対象モータの種類を判別するモータ種類判別部（６２）と、
を備える、モータ制御装置
前記制御定数格納部は、モータの種類と巻線抵抗との関係を示す情報を格納しており、
前記検出器は、前記判別対象モータの巻線の直流電流及び直流電圧のうちの少なくとも一方を検出可能に構成され、
前記モータ種類判別部は、前記検出器での検出結果に基づいて前記判別対象モータの前記巻線抵抗を推定し、前記巻線抵抗に基づいて前記判別対象モータの種類を判別する、
請求項１に記載のモータ制御装置。
前記検出器は、所定の直流電圧の印加によって前記判別対象モータの特定相に直流通電されるときに流れる直流電流を検出し、
前記モータ種類判別部は、前記検出器で検出される直流電流から前記判別対象モータの種類を判別する、
請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
前記検出器は、所定の直流電流を前記判別対象モータの特定相に供給することによって巻線に印加される直流電圧を検出し、
前記モータ種類判別部は、前記検出器で検出される直流電圧から前記判別対象モータの種類を判別する、
請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置。
前記検出器は、前記判別対象モータに係る欠相故障の検出時に前記判別対象モータに直流電力が供給されている状態で前記判別対象モータの前記所定部分の直流電流又は直流電圧を検出するように構成されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
前記検出器は、前記判別対象モータの起動に係る位置決め時に前記判別対象モータに直流電力が供給されている状態で、前記判別対象モータの前記所定部分の直流電流又は直流電圧を検出するように構成されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
前記モータ種類判別部は、判別された前記判別対象モータの種類に合う種類の前記制御定数を前記制御定数格納部から出力させる、
請求項１から６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
設置されるべき設置予定モータの種類に係る情報を取得する情報取得部（６３）をさらに備え、
前記モータ種類判別部は、判別された前記判別対象モータの種類と前記情報取得部で取得された前記設置予定モータの種類とを比較して、比較結果に応じて報知信号を出力する、
請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。