JPH07312895A - インバータ装置及びエアコンディショナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシレスモータをＰＷＭ制御しながら駆動
するために、ロータの回転位置を巻線の端子電圧から波
形合成により認識して転流タイミング情報を持つ認識波
形を形成し、この認識波形に基づいて巻線に通電するた
めの通電信号を形成するインバータ装置において、モー
タを大形化することなく、高回転数で運転できるように
する。 【構成】 ＰＷＭ信号Ｐ1 のデューティが１００％にな
っても、ブラシレスモータ１５の回転数が指令回転数よ
りも低い場合、マイクロコンピュータ４１は転流タイミ
ングを基準転流タイミングよりも早める。これにより、
ブラシレスモータ１５は弱め磁界の効果により回転数が
上昇する。転流タイミングを早めても、未だブラシレス
モータ１５の回転数が指令回転数よりも低い場合には、
通電信号のオフタイミングを基準オフタイミングよりも
遅らせる。これにより、巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの
通電期間が長くなるので、ブラシレスモータ１５の回転
数が上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータのよ
うな、複数の巻線を有するモータの各巻線をロータの所
定の回転位置に対応する転流タイミングで順次通電する
ためのスイッチング回路を有するインバータ装置及びエ
アコンディショナに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エアコンディショナや冷蔵庫にお
いて、コンプレッサの能力可変や電力消費量の節約のた
めに、直流モータの一種であるブラシレスモータを採用
し、これをインバータ装置によって駆動することが行わ
れている。ブラシレスモータの場合、通常、巻線の通電
相を決定するためにロータの回転位置信号を必要とする
が、エアコンディショナや冷蔵庫のコンプレッサのよう
にモータが冷媒に晒される等、モータの使用環境によっ
ては位置検出センサーを配置することが困難な場合があ
る。このため、本願発明者等は、モータの巻線の誘起電
圧を検出しこれを電気的に処理することにより回転位置
信号を得る技術を開発し、これを特願昭６２ー１６２６
５４号として出願した。

【０００３】以下、その出願の発明がパルス幅変調（以
下、単にＰＷＭと称する）方式で実施される場合を例に
し、これを従来技術として図９〜図１１を参照しながら
説明する。

【０００４】図９に示されたインバータ装置において、
交流電源１に接続される直流電源回路２は全波整流回路
３、リアクトル４ａ及び平滑用コンデンサ４ｂからな
り、この直流電源回路２の正側直流電源線５と負側直流
電源線６との間にはスイッチング回路としてスイッチン
グ素子例えばスイッチング用トランジスタ７〜１２から
なる三相ブリッジ回路１３が接続され、その出力端子１
４ｕ，１４ｖ，１４ｗにブラシレスモータ１５の各巻線
１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの端子が接続される。

【０００５】上記三相ブリッジ回路１３において、正側
直流電源線５と出力端子１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとの間
に接続された３個のトランジスタ７，９，１１は正側ス
イッチング素子に対応し、負側直流電源線６と出力端子
１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとの間に接続された３個のトラ
ンジスタ８，１０，１２は負側スイッチング素子に対応
している。これら各トランジスタ７〜１２が所定の順序
でオンオフ制御されると、ブラシレスモータ１５はその
各巻線１５ｕ〜１５ｗが１２０度（電気角、以下同様）
の位相差をもって順次繰り返し通電されることにより回
転駆動される。この場合、一つのトランジスタは１２０
度オン、２４０度オフのオンオフ周期で制御され且つオ
ン期間では、図１０に示すＰＷＭ信号Ｐ1 によってデュ
ーティの制御がなされるので、ブラシレスモータ１５の
各巻線１５ｕ〜１５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図
１０に示す波形になる。

【０００６】図１１はＰＷＭ制御を伴わない場合の巻線
１５ｕの端子電圧Ｖｕ及び電流Ｉｕの波形を示す。この
波形において、約６０度（期間Ｔa ）の区間に渡る傾斜
部分は巻線１５ｕの誘起電圧、細長い正負パルスは三相
ブリッジ回路１３の各トランジスタ７〜１２と並列に接
続されたフリーホイルダイオードＤ1 〜Ｄ6 によるパル
ス電圧、また、Ｖ0 は直流電源線５、６間に接続された
抵抗分圧回路１６によって形成された基準電圧である。
ここで、基準電圧Ｖ0 は三相ブリッジ回路１３の直流電
源回路２の電圧の２分の１に設定されている。この図１
０から、転流タイミングは誘起電圧と基準電圧Ｖ0 とが
クロスする時点（以下、単にゼロクロス時点と称する）
から約３０度遅れていることが理解される。

【０００７】前記端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは位置検出
手段としての位置信号回路１７に設けられたコンパレー
タ１８〜２０によって前記基準電圧Ｖ0 と比較されるこ
とにより、ブラシレスモータ１５が有するロータの位置
情報として図１０に示すような端子電圧Ｖｕ〜Ｖｗの１
８０度区間認識用の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´
に変換される。更にこれら基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，
Ｖｗ´が通電信号形成手段としての波形合成回路２１に
与えられ、ここでＰＷＭ信号Ｐ1 との照合により正パル
ス成分のみの時間幅１８０度の連続方形波からなり且つ
互に１２０度の位相差を有する認識波形信号Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａに変換される。この認識波形信号Ｕａ，Ｖａ，
Ｗａの開始点（立上り時点）及び終了点（立下り時点）
はゼロクロス時点に一致している。

【０００８】更にこの波形合成回路２１内では、これに
保有された第１及び第２のタイマー機能のうち、第１の
タイマー機能によって前記３つの認識波形信号Ｕａ，Ｖ
ａ，Ｗａから時間幅Ｔｂが各々６０度をもつ６個の第１
の位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 を形成し、更に第２のタ
イマー機能によって第１の各位相区分パターンＸ1 〜Ｘ
6 の終点を起点とする時間幅が各々３０度をもつ６個の
第２の位相区分パターンＹ1 〜Ｙ6 を形成する。そし
て、波形合成回路２１は、最終的に上記のような第２の
位相区分Ｙ1 〜Ｙ6 信号から図１０に示す通電信号Ｕ
ｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを合成する。

【０００９】ここで、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎの開始点は、第２の位相区分パターンＹ
1 〜Ｙ6 の終点に一致しているので、ゼロクロス時点か
ら３０度遅れた時点となり、従って、これら通電信号Ｕ
ｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎの位相パターンは、
三相ブリッジ回路１３のトランジスタ７〜１２に要求さ
れた転流タイミングパターンに一致することとなる。

【００１０】一方、速度検出手段としての速度判定回路
２２は、波形合成回路２１からブラシレスモータ１５の
回転速度検出信号として与えられた通電信号Ｗｎと速度
指令信号Ｓｃとから速度偏差を判定し、その速度偏差に
対応した速度偏差信号Ｓｄを出力してこれを巻線１５ｕ
〜１５ｗへの印加電圧を制御するパルス幅変調回路２３
に与える。このパルス幅変調回路２３はＰＷＭ信号Ｐ1
のデューティを速度偏差信号Ｓｄの大きさに応じるよう
に制御する。

【００１１】このようにデューティが制御されたＰＷＭ
信号Ｐ1 は駆動手段を構成するゲート回路２４の各ゲー
ト部２５，２７，２９によって前記通電信号Ｕｐ，Ｖ
ｐ，Ｗｐ，と合成例えば論理積をとられながら三相ブリ
ッジ回路１３の正側トランジスタ７，９，１１のベース
にベース制御信号として供給されてこれらがＰＷＭ信号
Ｐ1 のオンオフモードでオンオフ制御される。また、負
側トランジスタ８，１０，１２のベースには前記通電信
号Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎのみがゲート部２６，２８，３０を
介して供給されてＰＷＭモードを伴わないオンオフ制御
がなされる。この結果、トランジスタ７〜１２が通電信
号Ｕｐ〜Ｗｎにより図１０に示すパターンでオンオフ制
御されることによってブラシレスモータ１５が駆動を継
続すると共に図１０に示されるＰＷＭ信号Ｐ1 によるデ
ューティ制御によってその速度制御がなされる。

【００１２】ここで、ＰＷＭ信号Ｐ1 のオンモードとは
そのパルス信号のハイレベル及びロウレベルのうち、ト
ランジスタをオンさせるレベル（図１０ではハイレベル
（Ｈ）に設定）のモードをいい、オフモードとはトラン
ジスタをオフさせるレベル（同ロウレベル（Ｌ）に設
定）のモードをいう。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図１２は、エアコンデ
ィショナのコンプレッサの駆動モータとして使用される
ブラシレスモータの運転範囲（実線で囲まれた範囲）を
示すもので、運転範囲の制限線Ａは交流電源１側の許容
電流の制約によるもの、制限線Ｂは直流電源回路２側の
許容電流の制約によるもの、制限線Ｃはパルス幅変調信
号Ｐ1 のデューティ１００％のときの回転数−トルク特
性の制約によるものである。

【００１４】同図にＸで示す範囲は、暖房運転開始当初
の運転域であるが、この運転開始当初においてより高い
回転数で運転できれば、室内温度を設定された温度によ
り早く到達させることができる。そこで、運転開始当初
に高回転数で運転できるように図１２における回転数−
トルク特性による制限線Ｃが高回転側に移行するように
ブラシレスモータを設計変更すれば良いが、このように
すると、巻線のターン数を少なくしなければならないの
で、それ程の高速回転を必要としなくなる通常運転時で
の効率が低下し、またブラシレスモータが大形化すると
いう問題を生ずる。

【００１５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、通常運転時でのモータの効率低下、大
形化の問題を生ずることなく、高回転数で運転できるイ
ンバータ装置及びエアコンディショナを提供するにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインバー
タ装置は、モータが有する複数相の巻線に順次通電する
ための複数のスイッチング素子からなるスイッチング回
路と、前記モータが有するロータの位置情報を得る位置
検出手段と、前記ロータの回転数情報を得る回転数検出
手段と、前記回転数情報から得られるロータ回転数と目
標回転数との比較結果に応じて前記巻線への印加電圧を
制御する電圧制御手段と、前記回転数情報から得られる
ロータ回転数と目標回転数との比較結果及び前記位置情
報に基づいて転流タイミングを決定し、その転流タイミ
ングに対応する通電信号を得る通電信号形成手段と、前
記通電信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動する
駆動手段とを具備したことを特徴とする。

【００１７】請求項２記載のインバータ装置は、電圧制
御手段はパルス幅変調回路からなり、通電信号形成手段
はパルス幅変調回路により形成されるパルス幅変調信号
のデューティが１００％で且つロータ回転数が目標回転
数よりも低いとき、転流タイミングを基準転流タイミン
グよりも早い時点に移行させることを特徴とするもので
ある。

【００１８】請求項３記載のインバータ装置は、位置検
出手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とがクロスする時
点を位置情報として通電信号形成手段に与え、通電信号
形成手段は前記クロス時点と次のクロス時点との間の時
間をカウントする基時間計測用タイマ手段と、この基時
間計測用タイマ手段がカウントした基時間に基づいてク
ロス時点から基準転流タイミングまでの時間を演算する
と共にロータ回転数と目標回転数との比較結果及び前記
基時間から早め時間を演算し、その演算した両時間の差
を差時間として求める演算手段と、クロス時点からタイ
ムカウントを開始する差時間計測用タイマ手段とを備
え、前記差時間計測用タイマ手段が前記差時間のカウン
トを終了した時点を転流タイミングとすることを特徴と
するものである。

【００１９】請求項４記載のインバータ装置は、電圧制
御手段はパルス幅変調回路からなり、通電信号形成手段
はパルス幅変調回路により形成されるパルス幅変調信号
のデューティが１００％で且つ転流タイミングを基準転
流タイミングよりも早い時点に移行させた後において、
ロータ回転数が目標回転数よりも低いとき、通電信号の
オフタイミングを基準オフタイミングよりも遅い時点に
移行させることを特徴とするものである。

【００２０】請求項５記載のインバータ装置は、位置検
出手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とがクロスする時
点を位置情報として通電信号形成手段に与え、通電信号
形成手段は前記クロス時点と次のクロス時点との間の時
間をカウントする基時間計測用タイマ手段と、ロータ回
転数と目標回転数との比較結果及び基時間計測用タイマ
手段によりカウントされた基時間に基づいて延長時間を
演算する演算手段と、クロス時点からタイムカウントを
開始する延長時間計測用タイマ手段とを備え、前記延長
時間計測用タイマ手段が前記延長時間のカウントを終了
した時点を通電信号のオフタイミングとすることを特徴
とするものである。

【００２１】請求項６記載のエアコンディショナは、コ
ンプレッサ、室外側熱交換器、減圧装置、室内側熱交換
器を冷媒通路により接続したヒートポンプを備え、前記
コンプレッサのモータを上記のインバータ装置によって
制御することを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】請求項１記載のインバータ装置においては、通
電信号形成手段は、転流タイミングをロータの位置情報
だけでなく、ロータ回転数と目標回転数及との比較結果
を加味して決定する。このため、ロータ回転数が目標回
転数よりも低い場合、その差に応じて転流タイミングを
早めることにより、弱め磁界の効果によりロータの回転
数が上昇する。

【００２３】請求項２記載のインバータ装置において
は、パルス幅変調信号のデューティが１００％となって
巻線に最大電圧が印加された状態において、なおロータ
回転数が目標回転数よりも低い場合、転流タイミングを
基準転流タイミングよりも早めるので、ロータの回転数
が上昇する。

【００２４】請求項３記載のインバータ装置では、通電
信号形成手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とのクロス
時点の相互間の時間をカウントし、そのカウント時間に
基づいてクロス時点から基準転流タイミングまでの時間
を演算すると共にそのカウント時間及びロータ回転数と
目標回転数との比較結果により早め時間を演算して両演
算時間の差を差時間として求め、クロス時点から差時間
をカウントした時点を転流タイミングとするので、転流
タイミングの決定をプログラムソフトにより容易に実現
することができる。

【００２５】請求項４記載のインバータ装置では、転流
タイミングを基準転流タイミングよりも早めたにも拘ら
ずロータ回転数が目標回転数よりも低い場合、通電信号
のオフタイミングを基準オフタイミングよりも遅らすの
で、巻線の通電期間が長くなり、ロータの回転数が上昇
する。

【００２６】請求項５記載のインバータ装置では、通電
信号形成手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とのクロス
時点の相互間の時間をカウントし、そのカウント時間及
びロータ回転数と目標回転数との比較結果により延長時
間を演算し、クロス時点から延長時間をカウントした時
点をオフタイミングとするので、オフタイミングの決定
をプログラムソフトにより容易に実現することができ
る。

【００２７】請求項６記載のエアコンディショナでは、
コンプレッサのモータが上述のインバータ装置により制
御されるので、暖房運転開始当初において、モータの回
転数を高くして室内温度を早く設定温度に近付けること
ができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜図８
を参照しながら説明するが、図９と同一部分には同一符
号を付して異なる部分を説明する。まず、図２に示され
たヒートポンプ３１において、そのコンプレッサ３２は
圧縮部３３とこれを駆動するブラシレスモータ１５とを
同一の鉄製密閉容器３４内に収納して構成されている。
このコンプレッサ３２は、四方弁３５、室内側熱交換器
３６、減圧装置３７、室外側熱交換器３８と共に閉ルー
プを構成するように冷媒配管によって接続されている。

【００２９】四方弁３５は暖房運転及び冷房運転に応じ
て実線及び二点鎖線で示す状態に切り替えられ、コンプ
レッサ３２の圧縮部３３で圧縮された冷媒は、暖房時に
は室内側熱交換器３６、減圧装置３７、室外側熱交換器
３８を順に通って圧縮部３３に戻り、冷房時には室外側
熱交換器３８、減圧装置３７、室内側熱交換器３６を順
に通って圧縮部３３に戻るように制御される。従って、
室内側熱交換器３６は暖房時には凝縮器となって室内を
暖め、冷房時には冷却器となって室内を冷やすこととな
る。なお、室内空気及び室外空気はファン装置３９及び
４０により夫々室内側熱交換器３６及び室外側熱交換器
３８に送られるようになっている。

【００３０】一方、図１に示されたインバータ装置にお
いて、マイクロコンピュータ４１は通電信号形成手段と
して機能し、図９に示された波形合成回路２１と同様の
機能を有する他、後述するように、転流タイミングを変
化させる機能、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗ
ｐ，Ｗｎのオフタイミング（ハイレベルからロウレベル
に切り替わるタイミング）を変化させる機能、及び特定
期間Ｔｉを認識する機能を有している。

【００３１】上記特定期間Ｔｉの認識は、認識波形信号
Ｕａ，Ｖａ，Ｗａの立上り及び立下りタイミング近傍、
換言すればブラシレスモータ１５の各巻線１５ｕ，１５
ｖ，１５ｗの誘起電圧を含む端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ
と基準電圧Ｖ0 とがクロスする時点の近傍を認識するた
めのものである。そのため、マイクロコンピュータ４１
は第３のタイマ機能（特定期間認識用タイマ手段）を有
し、この第３のタイマ機能は、図５に示すように第２の
各位相区分パターンＹ1 〜Ｙ6 の終点から、或いは図６
に示すように後述の延長時間Ｑ1 〜Ｑ6 の終点から時間
Ｚ1 〜Ｚ6 を計測する。

【００３２】後述の説明から明らかとなるが、この第３
のタイマ機能による時間Ｚ1 〜Ｚ6の計測によって、マ
イクロコンピュータ４１は、第１の各位相区分パターン
Ｘ1〜Ｘ6 の終点（ゼロクロス時点）と同一の終点を持
つ時間幅１５度（Ｔｂ／４）相当時間の特定期間Ｔｉを
認識し、この特定期間Ｔｉ内においてコンパレータ１８
〜２０からの基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´を入力
する。このように基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´の
入力を特定期間Ｔｉに限定することにより、ダイオード
Ｄ1 〜Ｄ6 によるパルス電圧が基準電圧Ｖ0 とクロスす
る時点をゼロクロス時点と誤認識することを防止してい
る。

【００３３】ここで、マイクロコンピュータ４１による
ゼロクロス時点の認識は、コンパレータ１８〜２０から
の基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´及びパルス幅変調
回路２３からのＰＷＭ信号Ｐ1 と、マイクロコンピュー
タ４１が有するメモリに記憶された位置検出用比較デー
タとの比較により行われる。位置検出用比較データは、
次の表１に示すように、第１の各位相区分パターンＸ1
〜Ｘ6 毎に、基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´及びＰ
ＷＭ信号Ｐ1 のハイレベル・ロウレベルモードとして構
成されている。

【００３４】

【表１】

【００３５】そして、マイクロコンピュータ４１は、第
１の各位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6において、現在進行
中の第１の位相区分パターンの位置検出用比較データを
入力し、前記特定期間Ｔｉ内における基本波信号Ｖｕ
´，Ｖｖ´，Ｖｗ´及びＰＷＭ信号Ｐ1 のハイ・ロウの
状態がその入力した位置検出用比較データと一致したと
き、ゼロクロス時点、すなわち進行中であった第１の位
相区分パターンの終点で且つ次の第１の位相区分パター
ンの始点と認識する。

【００３６】また、マイクロコンピュータ４１は回転数
検出手段としての機能を有し、図９に示す従来のインバ
ータ装置の速度判定回路２２と同様にロータの回転速度
を検出する。すなわち、マイクロコンピュータ４１は、
各第１の各位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 において、現在
進行中の第１の位相区分パターン以前の６パターン（４
極の場合の半回転）或いは１２パターン（同１回転）の
時間の和からロータの単位時間当たりの回転数（回転速
度）を判定し、これを外部から与えられる速度指令信号
Ｓｃから求められる指令回転数（目標回転数）と比較し
て速度偏差を判定し、その速度偏差に対応したデューテ
ィの信号Ｓｄをパルス幅変調回路２３に与える。そし
て、このパルス幅変調回路２３はデューティ信号Ｓｄに
示されたデューティをもつＰＷＭ信号Ｐ１を出力し、巻
線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗへの印加電圧を制御する。

【００３７】なお、交流電源１と全波整流回路３とを接
続する交流電源線４２，４３のうちの一方の電源線４３
及び負側直流電源線６には電流検出要素４４及び４５が
設けられており、それらの検出信号は電流判定回路４６
及び４７に与えられる。そして、電流判定回路４６は交
流電源線４３に流れる電流が所定値を越えたとき、パル
ス幅変調回路２３にデューティ制限指令を与えて交流電
源線４３に流れる電流が許容電流値を越えないように抑
制する。また、電流判定回路４７は負側直流電源線６に
流れる電流が所定値を越えたとき、パルス幅変調回路２
３にデューティ制限指令を与えて三相ブリッジ回路１３
に流れる電流が許容電流値を越えないようにし、過負荷
状態での運転を抑制して三相ロジック回路１３の発熱に
よる破壊を防止する。

【００３８】次に上記構成のマイクロコンピュータ４１
の作用を説明する。まず、この実施例では、マイクロコ
ンピュータ４１はゼロクロス時点から３０度相当時間だ
け遅れた時点を基準転流タイミングとし、ロータ回転数
と目標回転数との比較により判定する速度偏差がＰＷＭ
信号Ｐ1 のデューティ１００％に相当する偏差となるま
では、転流タイミングを基準転流タイミングと同時点に
決定してＰＷＭ信号Ｐ1 のデューティ制御によりロータ
の回転数を制御する。そして、マイクロコンピュータ４
１は、ＰＷＭ信号Ｐ1 のデューティが１００％に高めら
れた後、すなわち巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗに最大電
圧が印加されても、未だロータ回転数が目標回転数より
も低い場合、転流タイミングを基準タイミングに対しロ
ータ回転数と目標回転数との差（速度偏差）に応じた時
間だけ早めるようになっており、更に転流タイミングを
限界まで早めた後も、なおロータ回転数が目標回転数よ
りも低いとき、通電信号のオフタイミングを基準オフタ
イミングに対し速度偏差に応じた時間だけ遅らせるよう
に構成されている。

【００３９】このことを、図３及び図４に示すフローチ
ャートを参照しながら具体的に説明する。なお、図４に
示すルーチンは図３に示すルーチンに対して割り込みル
ーチンとして構成されている。まず、図４は回転数制御
モードを決定するためのルーチンであり、このルーチン
は、例えばブラシレスモータ１５のロータの１回転毎に
１回行なわれる。この回転数制御モード決定ルーチンが
実行されると、マイクロコンピュータ４１は、まず速度
指令信号Ｓｃを入力して指令回転数Ｎｃを求め（ステッ
プＳ１）、続いてブラシレスモータ１５のロータの実際
の回転数Ｎｍを求め（ステップＳ２）、次に制御モード
Ｃｍを判定する（ステップＳ３）。

【００４０】ここで、制御モードＣｍの初期値は「１」
に設定されており、従って冷暖房の運転開始時点では、
マイクロコンピュータ４１はステップＳ３で「Ｃｍ＝
１」と判定してデューティＤを次の（１）式により演算
する（ステップＳ４）。 Ｄ＝Ｄ＋Ｋ1 ×（Ｎｃ−Ｎｍ） …… （１） ただし、Ｋ1 は定数、０≦Ｄ≦１である。

【００４１】続いてマイクロコンピュータ４１は、上記
（１）式にて求めたデューティＤが「１」すなわち１０
０％であるか否かを判断し（ステップＳ５）、Ｄが
「１」未満のときにはステップＳ７に移行してパルス幅
変調回路２３にデューティＤの信号Ｓｄを出力し、リタ
ーンとなる。そして、ロータの回転数Ｎｍが指令回転数
Ｎｃよりもかなり低くデューティＤが「１」になった場
合には、マイクロコンピュータ４１はステップＳ５で
「ＹＥＳ」と判断して次のステップＳ６で制御モードＣ
ｍを「２」に設定し、続くステップＳ７でパルス幅変調
回路２３にデューティＤ（１００％）の信号Ｓｄを出力
し、リターンとなる。

【００４２】Ｃｍが「２」に設定された後の回転数制御
モード決定ルーチンの実行時においては、マイクロコン
ピュータ４１はステップＳ３からステップＳ８に移行
し、ここで次の（２）式により変数Ｅを演算する。 Ｅ＝Ｅ＋Ｋ2 ×（Ｎｃ−Ｎｍ） …… （２） ただし、Ｋ2 は定数、Ｅの初期値は「０」であり、０≦
Ｅ≦１の範囲で設定される。

【００４３】続いてマイクロコンピュータ４１は、上記
（２）式にて求めた変数Ｅが「０」であるか否かを判断
し（ステップＳ９）、Ｅが０を越えているときにはステ
ップＳ９で「ＮＯ」となってＥが「１」であるか否かを
判断するステップＳ１１に移行する。そして、Ｅが
「１」未満のときには、ステップＳ１１で「ＮＯ」と判
断し、リターンとなる。また、ロータ回転数Ｎｍが指令
回転数Ｎｃよりも低く、Ｅが「１」となった場合には、
マイクロコンピュータ４１はステップＳ１１で「ＹＥ
Ｓ」と判断し、次のステップＳ１２で制御モードＣｍを
「３」に設定し、リターンとなる。一方、ロータの回転
数Ｎｍの方が指令回転数Ｎｃよりも高くなってＥが
「０」となると、ステップＳ９で「ＹＥＳ」と判断して
ステップＳ１０に移行し、ここで制御モードＣｍを
「１」に設定し、そしてステップＳ１１で「ＮＯ」と判
断してリターンとなる。このように制御モードＣｍが
「１」に設定されると、次の回転数制御方式決定ルーチ
ンの実行時には、マイクロコンピュータ４１はステップ
Ｓ３からステップＳ４に移行するようになる。

【００４４】Ｃｍが「３」に設定された後の回転数制御
モード決定ルーチンの実行時においては、マイクロコン
ピュータ４１はステップＳ３からステップＳ１３に移行
し、ここで次の（３）式により変数Ｆを演算する。 Ｆ＝Ｆ＋Ｋ3 ×（Ｎｃ−Ｎｍ） …… （３） ただし、Ｋ3 は定数、Ｆの初期値は「０」であり、０≦
Ｆ≦１の範囲で設定される。

【００４５】続いてマイクロコンピュータ４１は、上記
（３）式にて求めた変数Ｆが「０」であるか否かを判断
し（ステップＳ１４）、Ｆが「０」を越えているときに
はステップＳ１４で「ＮＯ」と判断してリターンとな
る。そして、ロータの回転数Ｎｍの方が指令回転数Ｎｃ
よりも高くなってＦが「０」となると、ステップＳ１４
で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ１５に移行し、ここ
で制御モードＣｍを「２」に設定しリターンとなる。制
御モードＣｍが「２」に設定されると、次の回転数制御
モード決定ルーチンの実行時には、マイクロコンピュー
タ４１はステップＳ３からステップＳ８に移行するよう
になる。

【００４６】さて、図３に示すメーンルーチンにおい
て、今、第１の位相区分パターンＸ1〜Ｘ6 のうち、或
る区数の第１の位相区分パターンの特定期間Ｔｉに入っ
たとすると、マイクロコンピュータ４１は、ステップＳ
Ｔ１で、現在進行中の区数の第１の位相区分パターンの
位置検出用比較データ（表１）をロードし、特定期間Ｔ
ｉにおいて入力される基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ
´及びＰＷＭ信号Ｐ1 のハイ・ロウの状態を比較データ
と比較する（ステップＳＴ２）。そして、誘起電圧と基
準電圧Ｖ0 とがクロスすると、基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ
´，Ｖｗ´及びＰＷＭ信号Ｐ1 のハイ・ロウの状態が比
較データと一致するので（ステップＳＴ２で「ＹＥ
Ｓ」）、次の区数の第１の位相区分パターンの開始とな
り、終了した第１の位相区分パターンの所要時間Ｔｂ
（第１のタイマ機能の計測時間）をロードすると共に、
開始された第１の位相区分パターンの所要時間を計測す
るために第１のタイマ機能を再スタートさせる（ステッ
プＳＴ３）。

【００４７】ここで明らかなように、第１のタイマ機能
は各区数の第１の位相区分パターンの開始と共にタイム
カウントを開始し、その第１の位相区分パターンの終了
（次の区数の第１の位相区分パターンの開始）と共にタ
イムカウントを終了することを繰り返す。従って、第１
のタイマ機能はゼロクロス時点から次のゼロクロス時点
までの基時間Ｔｂ（６０度相当時間）をカウントする基
時間計測用タイマ手段として機能することとなる。

【００４８】そして、マイクロコンピュータ４１は次の
ステップＳＴ４で図示しないメモリに記憶した第１の位
相区分パターンの区数をインクリメントし、新たに開始
された第１の位相区分パターンの区数に設定する。次い
で、マイクロコンピュータ４１は制御モードＣｍが
「３」であるか否かを判断するステップＳＴ５に移行
し、Ｃｍが「３」であった場合には「ＹＥＳ」となって
ステップＳＴ１０に移行し、Ｃｍが「２」及び「１」の
場合には「ＮＯ」となってステップＳＴ６に移行する。
そして、マイクロコンピュータ４１はステップＳＴ６で
Ｃｍが「２」で且つＥが「１」である可否かを判断す
る。

【００４９】以上のことを具体的に例を挙げて説明する
に、今、区数Ｘ1 の第１の位相区分パターンの特定期間
Ｔｉに入ったとすると、マイクロコンピュータ４１は表
１の区数Ｘ1 の位置検出用比較データＶｕ´＝Ｈ，Ｖｖ
´＝Ｌ，Ｖｗ´＝Ｌ，Ｐ1 ＝Ｈをロードし（ステップＳ
Ｔ１）、基本波信号Ｖｕ´，Ｖｖ´，Ｖｗ´及びＰＷＭ
信号Ｐ1 のハイ・ロウの状態と比較する（ステップＳ
２）。そして、両者が一致すると、次の区数Ｘ2 の開始
となり、マイクロコンピュータ４１は終了した区数Ｘ1
の所要時間Ｔｂをロードすると共に開始された区数Ｘ2
の所要時間を計測するために第１のタイマ機能をスター
トさせる（ステップＳＴ３）。次にマイクロコンピュー
タ４１はメモリに記憶した区数Ｘ1 を新たに開始された
区数Ｘ2 に設定し（ステップＳＴ４）、ステップＳＴ５
に移行するのである。

【００５０】さて、今、Ｃｍが「１」またはＣｍが
「２」でＥが「１」未満であったとすると、マイクロコ
ンピュータ４１は、ステップＳＴ５及びステップＳＴ６
で共に「ＮＯ」と判断し、ステップＳＴ７に移行する。
このステップＳＴ７では、マイクロコンピュータ４１
は、第２の位相区分パターンの時間Ｔy （第２のタイマ
機能が計測すべき時間Ｙ1 〜Ｙ6 ）を次の（４）式によ
り求め、第２のタイマ機能をスタートさせる。 Ｔy ＝（１−Ｅ）×Ｔｂ／２ …… （４）

【００５１】そして、第２のタイマ機能が上記時間Ｔy
のカウントを終了すると（ステップＳＴ８で「ＹＥ
Ｓ」）、マイクロコンピュータ４１は次のステップＳＴ
９で通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを切
り替える。各第１の位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 の通電
信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎのハイロウ状
態は下記の表２の通りであり、ステップＳ９における通
電信号の切り替え状態を前述した具体例で説明すると、
新たに開始された第１の位相区分パターンの区数はＸ6
であるから、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｗｐは区数Ｘ
1 と同じ状態が継続され、通電信号Ｖｎ，Ｗｎがそれぞ
れＨからＬへ、ＬからＨへと切り替えられるものであ
る。

【００５２】

【表２】

【００５３】ここで、Ｃｍが「１」の場合には、Ｅは
「０」となっているから、上記（４）式から明らかなよ
うにＴy は常に（Ｔｂ／２）となり、これはゼロクロス
時点から３０度遅れた基準転流タイミングと一致し、転
流タイミングはゼロクロス時点から３０度遅れた時点に
決定されることを意味する。また、Ｃｍが「２」で且つ
Ｅが「１」未満のときは、前記（２）式からＥはロータ
回転数Ｎｍが指令回転数Ｎｃよりも低ければ低いほど大
きな値となるから、上記（４）式から明らかなようにＴ
y はロータの回転数Ｎｍが指令回転数Ｎｃよりも低けれ
ば低いほど短い時間となり、転流タイミングは図７の
（ａ）〜（ｄ）に例示するように基準転流タイミングに
対しより早まった時点に決定されることとなる。

【００５４】Ｃｍが「２」で且つＥが「１」であった場
合には、ステップＳＴ６で「ＹＥＳ」となってステップ
ＳＴ９に移行し表２の通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，Ｗｎを形成する。このようにＥが「１」であ
ったときに、ステップＳＴ７及び８を実行しない理由
は、前記（４）式においてＥ＝１のときＴy は「０」と
なってゼロクロス時点と一致するから、ゼロクロス時点
の検出に同期して通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗ
ｐ，Ｗｎを切り替えれば良いからである。

【００５５】以上のことから理解されるように、マイク
ロコンピュータ４１は基時間Ｔｂに基づいてゼロクロス
時点から基準転流タイミングまでの時間（Ｔｂ／２）を
演算すると共に、式（２）で示されるロータ回転数Ｎｍ
と指令回転数Ｎｃとの比較結果及び基時間Ｔｂから早め
時間（Ｅ×Ｔｂ／２）を演算し、その演算した両時間の
差を差時間Ｔy （第２の位相区分パターンＹ1 〜Ｙ6 の
時間）として求める演算手段として機能し、またマイク
ロコンピュータ４１が有する第２のタイマ機能はゼロク
ロス時点からＴy をタイムカウントする差時間計測用タ
イマ手段として機能する。ここでＣｍが「２」の場合の
通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎの形成パ
ターンを図５に示す。なお、Ｃｍが「１」の場合の通電
信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎの形成パター
ンは図１０と同様であり、一方、Ｃｍが「３」であった
場合には、マイクロコンピュータ４１はステップＳＴ５
からステップＳＴ１０に移行し、ゼロクロス時点の検出
に同期して通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗ
ｎに切り替える。このときの通電信号の切り替え状態は
下記の表３の通りであり、ステップＳ１０における通電
信号の切り替え状態を前述した具体例で説明すると、新
たに開始された第１の位相区分パターンの区数はＸ2 で
あるから、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｖｎは区
数Ｘ1 と同じ状態が継続され、通電信号ＷｎだけがＬか
らＨへと切り替えられるものである。

【００５６】

【表３】

【００５７】このように、Ｃｍが「３」の場合には、通
電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎのうち、オ
ン期間が開始されるものはＣｍが「１」及び「２」の場
合と同様にＬからＨに切り替えられるが、オン期間が終
了するものについてはＨからＬに切り替えられることな
く、Ｈの状態のままとされるのである。

【００５８】次いでマイクロコンピュータ４１は、ステ
ップＳＴ１１に移行し、ここで通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖ
ｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎのオフタイミングの延長時間Ｔq
（Ｑ1 〜Ｑ6 ）を次の（５）式により演算し、第４のタ
イマ機能をスタートさせる。 Ｔq ＝Ｆ×Ｔｂ／２ …… （５）

【００５９】そして、第４のタイマ機能が延長時間Ｔq
のカウントを終了すると（ステップＳＴ１２で「ＹＥ
Ｓ」）、マイクロコンピュータ４１は通電信号Ｕｐ，Ｕ
ｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを前記した表２で示す状態
に切り替える（ステップＳＴ１３）。このときの実際の
通電信号の切り替えはステップＳ１０でＨからＬに切り
替えられなかった通電信号のみについて行われる。前述
の具体例で言えば第１の位相区分パターンＸ2 のＱ2 の
終了点において通電信号ＶｎがＨからＬに切り替えられ
るものである。以上のＣｍが「３」の時の通電信号の形
成パターンを図６に示す。

【００６０】このような通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖ
ｎ，Ｗｐ，ＷｎのＨからＬへの切り替えの遅れは各第１
の位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 においても同様に行われ
るから、結局、Ｃｍが「３」の場合には、通電信号Ｖｎ
のオン期間はＣｍが「１」及び「２」の場合１２０度相
当時間であるが、これよりも延長時間Ｔq だけ延長され
たこととなる。

【００６１】ここで、上記延長時間Ｔq は、本来、各第
１の位相区分パターンＸ1 〜Ｘ6 の開始点でオフされる
べき通電信号、すなわちＸ1 では通電信号Ｗｐ、Ｘ2 で
はＶｎ、Ｘ3 ではＵｐ、Ｘ4 ではＷｎ、Ｘ5 ではＶｐ、
Ｘ6 ではＵｎのオフタイミングを決定するものであり、
上記延長時間Ｔq は基準オフタイミング、すなわち通電
信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎのオンタイミ
ング時点（転流タイミング）から１２０度相当時間経過
した時点（本実施例ではＸ1 〜Ｘ6 の開始点）からの遅
れ時間である。従って、各通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，
Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎの通電期間は本来の１２０度よりもＴ
q だけ延長されたこととなる。そして、前記（３）式か
ら明らかなように、Ｆの値はロータの回転数Ｎｍが目標
回転数Ｎｃよりも低ければ低いほど大きくなるから、延
長時間Ｔq はロータの回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｃより
も低ければ低いほど長くなる（図７の（ｅ）〜（ｉ）参
照）。

【００６２】以上のことから理解されるように、マイク
ロコンピュータ４１は上記（５）式に示されるロータ回
転数Ｎｍと目標回転数Ｎｃとの比較結果及び基時間Ｔｂ
に基づいて延長時間Ｔq を演算する演算手段として機能
すると共に、マイクロコンピュータ４１が有する第４の
タイマ機能はゼロクロス時点から延長時間Ｔq をカウン
トする延長時間計測用タイマ手段として機能する。

【００６３】さて、上述のようにしてステップＳＴ９或
いはステップＳＴ１３を終了すると、マイクロコンピュ
ータ４１は、次にステップＳＴ１４で第３のタイマ機能
の計測時間（Ｚ1 〜Ｚ6 ）をＣｍが「１」及び「２」の
ときには次の（６）式により、Ｃｍが「３」のときには
（７）式により演算する。 Ｔz ＝（Ｔｂ／４）＋（Ｔｂ／２）−Ｔy ＝（Ｔｂ／４）＋（Ｅ×Ｔｂ／２） …… （６） Ｔz ＝（Ｔｂ／４）＋（Ｔｂ／２）−Ｔq ＝（Ｔｂ／４）＋（１−Ｆ）×Ｔｂ／２ …… （７）

【００６４】ここで、第３のタイマ機能の計測時間を第
１の位相区分パターンの時間Ｔｂの１／４に設定する
と、第２の位相区分パターンの時間が（Ｔｂ／２）より
Ｔy 或いはＴq だけ早まっているため、特定期間Ｔｉが
早い時点から開始されてしまう。そこで、本実施例で
は、第３のタイマ機能の計測時間を上記の式（６）また
は（７）により求め、特定期間Ｔｉがゼロクロス時点よ
り略１５度相当時間前に開始されるようにしている。そ
して、第３のタイマ機能が時間をカウント終了して特定
期間Ｔｉに入ると（ステップＳＴ１５で「ＹＥＳ」）、
ステップＳＴ４でインクリメントされた現在進行中の第
１の位相区分パターンの位置検出用比較データをロード
する前記ステップＳＴ１に戻る。

【００６５】このように本実施例によれば、ロータの回
転数Ｎｍが目標回転数Ｎｃよりも低い場合、まず従来と
同様に電圧制御手段としてのパルス幅変調信号Ｐ1 のデ
ューティを高くすることにより、巻線１５ｕ，１５ｖ，
１５ｗの印加電圧を高くしてロータの回転数Ｎｍを目標
回転数Ｎｃに近付ける制御を行う（Ｃｍ＝１の場合）。
そして、パルス幅変調信号Ｐ1 のデューティが１００％
に達すると、それ以上は電圧制御によりロータの回転数
Ｎｍを目標回転数Ｎｃまで上昇させることはできないの
で、次に転流タイミングを基準転流タイミングよりＴy
だけ早めるようにする（Ｃｍ＝２の場合）。従って、巻
線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗには誘起電圧の低い時期に通
電が開始されるようになるので、弱め磁界の効果により
ロータの回転数Ｎｃが上昇する。

【００６６】この転流タイミングを早めることによりロ
ータの回転数Ｎｃを上昇させるには限界がある。すなわ
ち、基準転流タイミングはゼロクロス点から（Ｔｂ／
２）時間だけ遅れた時点に決定されるから、転流タイミ
ングの早め時間Ｔy は（Ｔｂ／２）以上にすることはで
きない。そこで、本実施例では、転流タイミングを基準
転流タイミングよりも（Ｔｂ／２）時間だけ早めたにも
拘らず、未だロータの回転数Ｎｍが目標回転数Ｎｃより
も低い場合には、通電信号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗ
ｐ，ＷｎのオフタイミングをＴq だけ遅らせる（Ｃｍ＝
３の場合）。これにより、巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ
への通電時間が長くなるので、巻線１５ｕ，１５ｖ，１
５ｗの印加電圧が高められたと同等の効果が得られ、ロ
ータの回転数Ｎｃは上昇する。

【００６７】図８は以上のことを裏付けるための実験結
果を示しており、同図から明らかなように、デューティ
Ｄを１００％とした特性線Ｌに対し、転流タイミングを
早める方式においてＥが０．５、０．７５、１と大きく
なるに従ってロータの回転数Ｎｍは上昇し、更に通電信
号Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎのオフタイミン
グを遅らせるの方式においてＥが０．２５、０，５、
０，７５と大きくなるに従ってロータの回転数Ｎｍは一
層上昇することが理解される。

【００６８】従って、本実施例では、ブラシレスモータ
１５に回転数−トルク特性の高いものを使用しなくと
も、ロータの回転数Ｎｍを高くすることができるので、
特に暖房運転開始当初において指令回転数Ｎｃを高くし
て室内温度を早期に設定温度に近付けることができ、モ
ータ１５の大形化及び通常運転での効率低下の問題を回
避できる。

【００６９】逆に、冷暖房運転開始当初における指令回
転数Ｎｃを従来と同等の回転数に設定した場合には、ブ
ラシレスモータ１５に回転数−トルク特性の低いものを
使用できるので、小形化を図ることができる。また、ブ
ラシレスモータ１５を小形化することなく大きさをその
ままとした場合には、巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗのタ
ーン数を多くすることができるので、巻線電流を低くで
き、効率向上を図ることができる。

【００７０】また、本実施例では、位置信号回路１７に
より巻線１５ｕ，１５ｖ，１５ｗの端子電圧Ｖｕ，Ｖ
ｖ，Ｖｗと基準電圧Ｖ0 とのゼロクロス時点を検出し、
マイクロコンピュータ４１はこのゼロクロス時点間の時
間を第１のタイマ機能によりカウントし、そのカウント
時間を基にゼロクロス時点から基準転流タイミングまで
の時間を求め、その求めた時間からロータの回転数Ｎｍ
と指令回転数Ｎｃとに基づいて得た進め時間Ｔy を差し
引いて転流タイミングを求める構成としたので、場合場
合によって異なる転流タイミングの決定をコンピュータ
プログラムにより容易に行うことができる。

【００７１】同様に、マイクロコンピュータ４１は通電
信号のオフタイミングを決定する場合に、ゼロクロス時
点間の時間、及びロータの回転数Ｎｍと指令回転数Ｎｃ
とに基づいて延長時間Ｔq を求め、ゼロクロス時点から
タイムカウントを開始する第４のタイマ機能により延長
時間Ｔq をカウントした時点をオフタイミングとして決
定する構成であるので、場合場合によって異なる通電信
号のオフタイミングの決定をコンピュータプログラムに
より容易に行うことができる。

【００７２】なお、分圧抵抗回路１６は基準電圧発生手
段として機能するもので、他の基準電圧発生手段に置き
換えても良く、その基準電圧としては直流電源回路２の
出力電圧の１／２に限られない。また、電圧制御手段は
パルス幅変調回路に限られず、チョッパ回路であっても
良い。更には、本発明のインバータ装置はエアコンディ
ショナのブラシレスモータ１５を制御する場合に限られ
ず、モータの制御に広く適用できるものである。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。請求項１記載のイン
バータ装置では、通電信号形成手段は、転流タイミング
をロータの位置情報だけでなく、目標回転数とロータ回
転数との比較結果を加味して決定する。このため、ロー
タ回転数が目標回転数よりも低い場合、転流タイミング
を早めることができ、弱め磁界の効果によりロータの回
転数が上昇する。従って、回転数−トルク特性の高いモ
ータを使用せずとも、モータを目標とする高回転数で運
転でき、モータの小形化を図ることができると共に通常
運転時の効率低下の問題を回避できる。

【００７４】請求項２記載のインバータ装置では、パル
ス幅変調信号のデューティが１００％となって巻線に最
大電圧が印加された状態において、なおロータ回転数が
目標回転数よりも低い場合、転流タイミングを基準転流
タイミングよりも早めるので、ロータの回転数が上昇す
る。

【００７５】請求項３記載のインバータ装置では、通電
信号形成手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とのクロス
時点から次のクロス時間までの時間をカウントし、その
カウント時間に基づいてクロス時点から基準転流タイミ
ングまでの時間を演算すると共にその時間からロータ回
転数と目標回転数とにより求められる早め時間を差し引
いて差時間を演算し、クロス時点から差時間をカウント
した時点を転流タイミングとするので、転流タイミング
の決定をプログラムソフトにより容易に実現することが
できる。

【００７６】請求項４記載のインバータ装置では、転流
タイミングを基準転流タイミングよりも早めたにも拘ら
ずロータ回転数が目標回転数よりも低い場合、通電信号
のオフタイミングを基準オフタイミングよりも遅らすの
で、巻線の通電期間が長くなり、ロータの回転数が上昇
する。

【００７７】請求項５記載のインバータ装置では、通電
信号形成手段は、巻線の端子電圧と基準電圧とのクロス
時点から次のクロス時間までの時間をカウントし、その
カウント時間と、ロータ回転数及び目標回転数の比較結
果とにより延長時間を演算し、クロス時点から延長時間
をカウントした時点をオフタイミングとするので、オフ
タイミングの決定をプログラムソフトにより容易に実現
することができる。

【００７８】請求項６記載のエアコンディショナでは、
コンプレッサのモータは上述のインバータ装置により制
御されるので、暖房運転開始当初において、モータの回
転数を高くして室内温度を早く設定温度に近付けること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図

【図２】ヒートポンプの構成図

【図３】マイクロコンピュータの作用を説明するための
フローチャート１

【図４】マイクロコンピュータの作用を説明するための
フローチャート２

【図５】制御モードＣｍが「２」のときの図１における
各部の波形図

【図６】制御モードＣｍが「３」のときの図１における
各部の波形図

【図７】ブラシレスモータの一つの巻線に印加される電
圧を制御モード別に示す波形図

【図８】実験結果を示す回転数−トルク特性図

【図９】従来のインバータ装置を示す回路図

【図１０】図８の各部の波形図

【図１１】ブラシレスモータの一つの巻線の誘起電圧、
端子電圧、電流の波形図

【図１２】ブラシレスモータの運転範囲を回転数とトル
クとの関係で示す図

【符号の説明】

２は直流電源回路、７〜１２はスイッチング用トランジ
スタ（スイッチング素子）、１３は三相ブリッジ回路
（スイッチング回路）、１５はブラシレスモータ、１６
は抵抗分圧回路、１７は位置信号回路（位置検出手
段）、１８〜２０はコンパレータ、２３はパルス幅変調
回路（電圧制御手段）、２４はゲート回路（駆動手
段）、３１はヒートポンプ、３２はコンプレッサ、３５
は四方弁、３６は室内側熱交換器、３７は減圧装置、３
８は室外側熱交換器、４１はマイクロコンピュータ（通
電信号形成手段、回転数検出手段、演算手段、基時間計
測用タイマ手段、差時間計測用タイマ手段、延長時間計
測用タイマ手段）である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータが有する複数相の巻線に順次通電
   するための複数のスイッチング素子からなるスイッチン
   グ回路と、 前記モータが有するロータの位置情報を得る位置検出手
   段と、 前記ロータの回転数情報を得る回転数検出手段と、 前記回転数情報から得られるロータ回転数と目標回転数
   との比較結果に応じて前記巻線への印加電圧を制御する
   電圧制御手段と、 前記回転数情報から得られるロータ回転数と目標回転数
   との比較結果及び前記位置情報に基づいて転流タイミン
   グを決定し、その転流タイミングに対応する通電信号を
   得る通電信号形成手段と、 前記通電信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動す
   る駆動手段とを具備してなるインバータ装置。
2. 【請求項２】 電圧制御手段はパルス幅変調回路からな
   り、通電信号形成手段はパルス幅変調回路により形成さ
   れるパルス幅変調信号のデューティが１００％で且つロ
   ータ回転数が目標回転数よりも低いとき、転流タイミン
   グを基準転流タイミングよりも早い時点に移行させるこ
   とを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 位置検出手段は、巻線の端子電圧と基準
   電圧とがクロスする時点を位置情報として通電信号形成
   手段に与え、 通電信号形成手段は前記クロス時点と次のクロス時点と
   の間の時間をカウントする基時間計測用タイマ手段と、
   この基時間計測用タイマ手段がカウントした基時間に基
   づいてクロス時点から基準転流タイミングまでの時間を
   演算すると共にロータ回転数と目標回転数との比較結果
   及び前記基時間から早め時間を演算し、その演算した両
   時間の差を差時間として求める演算手段と、クロス時点
   からタイムカウントを開始する差時間計測用タイマ手段
   とを備え、前記差時間計測用タイマ手段が前記差時間の
   カウントを終了した時点を転流タイミングとすることを
   特徴とする請求項１または２記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】 電圧制御手段はパルス幅変調回路からな
   り、 通電信号形成手段はパルス幅変調回路により形成される
   パルス幅変調信号のデューティが１００％で且つ転流タ
   イミングを基準転流タイミングよりも早い時点に移行さ
   せた後において、ロータ回転数が目標回転数よりも低い
   とき、通電信号のオフタイミングを基準オフタイミング
   よりも遅い時点に移行させることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載のインバータ装置。
5. 【請求項５】 位置検出手段は、巻線の端子電圧と基準
   電圧とがクロスする時点を位置情報として通電信号形成
   手段に与え、 通電信号形成手段は前記クロス時点と次のクロス時点と
   の間の時間をカウントする基時間計測用タイマ手段と、
   ロータ回転数と目標回転数との比較結果及び基時間計測
   用タイマ手段がカウントした基時間に基づいて延長時間
   を演算する演算手段と、クロス時点からタイムカウント
   を開始する延長時間計測用タイマ手段とを備え、前記延
   長時間計測用タイマ手段が前記延長時間のカウントを終
   了した時点を通電信号のオフタイミングとすることを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインバー
   タ装置。
6. 【請求項６】 コンプレッサ、室外側熱交換器、減圧装
   置、室内側熱交換器を冷媒通路により接続したヒートポ
   ンプを備え、 前記コンプレッサのモータを請求項１ないし５のいずれ
   かに記載のインバータ装置によって制御することを特徴
   とするエアコンディショナ。