JP7267038B2 - 推定装置、巻線切替モータシステム、推定方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、推定装置、巻線切替モータシステム、推定方法及びプログラムに関する。

三相交流電力によって巻線切替モータを動作させる場合、巻線切替モータを効率よく駆動するために、巻線切替モータの回転数に応じて巻線切替モータの巻線の巻数を切り替えることがある。
特許文献１には、関連する技術として、モータの巻線の接続状態を切り替えるときに、モータを一旦停止させた上で、巻線の接続状態を切り替え、その直後にモータを動作させることに関する技術が開示されている。

特開２０１６－１６５１８７号公報

ところで、巻線切替モータの運転を継続しながら巻線切替モータの巻線の接続状態を切り替える場合、接続状態を切り替えた直後の過渡現象によって、巻線の接続状態を切り替えるためのスイッチに不具合が生じる可能性がある。なお、ここでの不具合とは、例えば、スイッチが機械式スイッチである場合には、スイッチにアークが発生し、スイッチが摩耗することである。なお、ここでの摩耗とは、アークの発生により、スイッチの接触箇所の一方が溶けて他方に付着したり、スイッチの接触箇所どうしが溶着したりすることである。また、ここでの不具合とは、例えば、スイッチが半導体スイッチである場合には、スイッチにサージが発生することである。なお、半導体スイッチにサージが発生した場合、スイッチが破壊される可能性がある。
上述のような不具合の発生を抑制する方法として、巻線切替モータを駆動するインバータの動作を止め、巻線切替モータを空転させている間に、スイッチを制御して巻線の接続状態を切り替えることが考えられる。この場合、巻線切替モータが空転している間は、スイッチに電流が流れないため、上述のような不具合の発生を抑制することができる。しかしながら、巻線切替モータが空転している間にスイッチを制御して巻線の接続状態を切り替える方法を用いる場合、インバータを止めて巻線切替モータが空転させているため、巻線の接続状態を切り替えた後の通常運転を開始するときに、巻線切替モータのロータの位置がわからず、スムーズに通常運転に移行できない可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決することのできる推定装置、巻線切替モータシステム、推定方法及びプログラムを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様によれば、推定装置は、巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定する第１制御部であって、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させる第１制御部、を備える。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様における推定装置は、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替える巻線切替スイッチを、前記巻線切替モータが空転している間に制御する第２制御部と、を備え、前記第１制御部は、前記巻線切替モータを空転させるものであってもよい。

本発明の第３の態様によれば、第２の態様における推定装置において、前記第２制御部は、前記巻線切替モータの回転数が低回転領域にある場合に前記巻線の実効的な巻数が大きくなるように、前記巻線切替スイッチを制御し、前記回転数が前記低回転領域を超える高回転領域にある場合に前記巻線の実効的な巻数が小さくなるように、前記巻線切替スイッチを制御するものであってもよい。

本発明の第４の態様によれば、第２の態様における推定装置において、前記第２制御部は、３つ以上の領域に分けられた回転数のそれぞれの領域から別の領域に遷移した場合に、前記巻線切替スイッチを制御するものであってもよい。

本発明の第５の態様によれば、第２の態様から第４の態様の何れか一における推定装置において、前記第２制御部は、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流と、前記インバータに供給される直流電圧と、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続についての現在の巻線についてのパラメータとに基づいて、前記巻線切替モータの回転数を推定するものであってもよい。

本発明の第６の態様によれば、第１の態様から第５の態様の何れか一における推定装置において、前記インバータは、トランジスタスイッチ、を備え、前記第１制御部は、前記トランジスタスイッチを停止させることによって、前記巻線切替モータを空転させるものであってもよい。

本発明の第７の態様によれば、巻線切替モータシステムは、第１の態様から第６の態様の何れか一に記載の推定装置と、前記推定装置によって制御される巻線切替スイッチと、を備える。

本発明の第８の態様によれば、推定方法は、巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定することと、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させることと、を含む。

本発明の第９の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定することと、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させることと、を実行させる。

本発明の実施形態による制御装置、巻線切替モータシステム、制御方法及びプログラムによれば、巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えるときに、巻線切替モータを空転させる場合であっても、巻線切替モータのロータの位置を推定することができる。

本発明の一実施形態による巻線切替モータシステムの構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態によるインバータの構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における巻線切替モータの巻線どうしの接続の切り替えを説明するための第１の図である。 本発明の一実施形態における巻線切替モータの巻線どうしの接続の切り替えを説明するための第２の図である。 本発明の一実施形態による制御部の構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態による巻線切替モータシステムの処理フローを示す図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム１の構成について説明する。
巻線切替モータシステム１は、空気調和機の圧縮機などで使用されるモータシステムである。巻線切替モータシステム１は、図１に示すように、電圧源１０、インバータ２０、巻線切替スイッチ３０、巻線切替モータ４０、圧縮機５０、電流検出部６０、電圧検出部７０、制御部８０（推定装置の一例）を備える。

電圧源１０は、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を生成する電源である。電圧源１０は、生成したＤＣ電圧をインバータ２０に出力する。なお、電圧源１０は、直流電圧を出力するバッテリであってもよい。また、電圧源１０は、交流電圧から直流電圧を生成する、コンバータや整流回路などであってもよい。

インバータ２０は、制御部８０からの制御信号ｓｉｇ１に基づいて、電圧源１０から受けるＤＣ電圧から巻線切替モータ４０を駆動するための三相交流電圧を生成する。制御信号ｓｉｇ１は、インバータ２０を制御する信号であり、インバータ２０に三相交流電圧を生成させる信号である。
例えば、インバータ２０は、図２に示すように、６つのトランジスタスイッチ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６から成る回路である。６つのトランジスタスイッチ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６のそれぞれが、制御部８０が出力する制御信号ｓｉｇ１に基づいてオン状態とオフ状態とで切り替わることによって、インバータ２０は、三相交流電圧を生成する。この場合の制御信号ｓｉｇ１は、例えば、６つのトランジスタスイッチ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６のそれぞれに応じたＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。
インバータ２０は、生成した交流電圧を、巻線切替スイッチ３０を介して巻線切替モータ４０に出力する。

巻線切替スイッチ３０は、制御部８０からの制御信号ｓｉｇ２または後述する制御信号ｓｉｇ８に基づいて、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えるスイッチである。巻線切替スイッチ３０は、例えば、機械式スイッチを含むリレー、トランジスタスイッチなどである。制御信号ｓｉｇ２、ｓｉｇ８は、巻線切替スイッチ３０を制御する信号であり、巻線切替スイッチ３０に巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えさせる信号である。
巻線切替スイッチ３０におけるスイッチのそれぞれが、制御信号ｓｉｇ２または制御信号ｓｉｇ８に基づいてオン状態とオフ状態とで切り替わることによって、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えることができる。なお、巻線どうしの接続の切り替えには、Δ結線とＹ結線との間の切り替え、直列、並列、及び、直並列の間の切り替え、巻線の巻数の切り替えなどが含まれる。

巻線切替モータ４０は、複数の巻線を備えるモータである。巻線切替モータ４０は、例えば、コンプレッサモータである。巻線切替モータ４０は、巻線どうしの接続が切り替わることによって、巻線切替モータ４０の巻線の実効的な巻数を変化させる。
例えば、巻線どうしの接続が切り替わることによって、図３に示すように、巻線切替モータ４０の回転数が比較的低い領域では巻線切替モータ４０における巻線がＹ結線となり、巻線切替モータ４０の回転数が比較的高い領域では巻線切替モータ４０における巻線がΔ結線となる。また、例えば、巻線どうしの接続が切り替わることによって、図４に示すように、巻線切替モータ４０の回転数が比較的低い領域では巻線切替モータ４０における巻線が高ターンとなり（巻線の巻数が大きくなり）、巻線切替モータ４０の回転数が比較的高い領域では巻線切替モータ４０における巻線が低ターンとなる（巻線の巻数が小さくなる）。これらのように、巻線どうしの接続が切り替わることによって、巻線切替モータ４０の効率を向上させることができる。なお、図には示していないが、巻線切替モータ４０の回転数が比較的低い領域で巻線切替モータ４０における巻線を直列に接続し、巻線切替モータ４０の回転数が比較的高い領域で巻線切替モータ４０における巻線を並列に接続する場合も同様に巻線切替モータ４０の効率を向上させることができる。

圧縮機５０は、例えば、空気調和機において使用される圧縮機である。圧縮機５０は、空気調和機における冷媒を圧縮する。

電流検出部６０は、所定の短い時間間隔ごとに、インバータ２０から電圧源１０へ戻る電流（以下、「リターン電流」と記載）を検出する検出部である。なお、このリターン電流は、巻線切替モータ４０の負荷（圧縮機５０）の変動に応じて巻線切替モータ４０に流れる電流に関連する。
例えば、電流検出部６０は、抵抗６０１、差動アンプ６０２を備える。
抵抗６０１は、インバータ２０から電圧源１０へ電流が戻る経路に直列に設けられる。
差動アンプ６０２は、抵抗６０１の両端の電位差に応じた電圧を制御部８０に出力する。差動アンプ６０２の出力電圧は、抵抗６０１の両端の電位差に応じた電圧である。そのため、差動アンプ６０２の出力電圧と抵抗６０１の抵抗値から、抵抗６０１に流れるリターン電流を推定することができる。なお、抵抗６０１の抵抗値は、予め決定された値である。つまり、差動アンプ６０２の出力電圧値を取得することは、リターン電流値を検出することに等しい。
なお、電流検出部６０は、例えば、インバータ２０から電圧源１０へリターン電流が流れる経路において電流を直接測定する電流センサであってもよい。
電流検出部６０は、検出結果を示す情報ｉｎｆ１を制御部８０に出力する。

電圧検出部７０は、所定の短い時間間隔ごとに、電圧源１０の出力電圧を検出する検出部である。電圧検出部７０は、検出した電圧源１０の出力電圧値を示す情報ｉｎｆ２を制御部８０に出力する。

制御部８０は、図５に示すように、電流推定部８０１、第１制御部８０２、第２制御部８０３、記憶部８０４を備える。
電流推定部８０１は、電流検出部６０から受ける情報ｉｎｆ１に基づいて、リターン電流を推定する。
例えば、電流検出部６０が抵抗６０１及び差動アンプ６０２を備える場合、電流推定部８０１は、電流検出部６０が出力する電圧値を取得する。そして、電流推定部８０１は、取得した電圧値と、予め決定された抵抗６０１の抵抗値とに基づいて、リターン電流を推定する。具体的には、電流検出部６０が出力する電圧値が抵抗６０１の両端の電位差に比例する場合には、電流推定部８０１は、電流検出部６０が出力する電圧値を抵抗６０１の抵抗値で除算した値をリターン電流値と推定する。
また、例えば、電流検出部６０がリターン電流を直接測定する電流センサである場合、電流推定部８０１は、電流検出部６０から取得する電流値をリターン電流の推定値とする。
電流推定部８０１は、リターン電流の推定値を第１制御部８０２に出力する。

第１制御部８０２は、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、電流推定部８０１から受けたリターン電流の推定値と、巻線切替モータ４０における現在の巻線について記憶部８０４に記録されているパラメータと、に基づいて、インバータ２０を制御する制御信号ｓｉｇ１を生成する。
また、第１制御部８０２は、生成した制御信号ｓｉｇ１をインバータ２０に出力する。また、第１制御部８０２は、制御信号ｓｉｇ１と同一の制御内容を示す情報ｉｎｆ３（例えば、制御信号ｓｉｇ１そのもの）を第２制御部８０３に出力する。
また、第１制御部８０２は、インバータ２０を停止させる指示を示す指令信号ｓｉｇ３を第２制御部８０３から受けると、インバータ２０を停止させる制御信号ｓｉｇ４（例えば、トランジスタスイッチ２０１～２０６のすべてを停止させるＬｏｗレベルの信号）をインバータ２０に出力する。第１制御部８０２が制御信号ｓｉｇ４をインバータ２０に出力することによって、巻線切替モータ４０は空転を開始する。すなわち、第１制御部８０２が制御信号ｓｉｇ４をインバータ２０に出力することは、巻線切替モータ４０を空転させる制御である。なお、巻線切替モータ４０の空転によって生じる電圧はモータの回転数に比例するため、回転数が低ければ、モータ端子間電圧よりも電圧源１０の電圧の方が高い。そのため、この場合、電流は流れず、回生エネルギーは発生しない。
また、第１制御部８０２は、位置推定部８０２１を備える。
位置推定部８０２１は、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻と、制御信号ｓｉｇ４を出力したときの巻線切替モータ４０のロータの位置とを記憶部８０４に書き込む。そして、位置推定部８０２１は、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻からの経過時間の計測を開始する。
第１制御部８０２は、制御信号ｓｉｇ４をインバータ２０に出力すると、インバータ２０を停止させたことを知らせる通知信号ｓｉｇ５を第２制御部８０３に出力する。
また、第１制御部８０２は、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知信号ｓｉｇ６を第２制御部８０３から受けると、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えた後の巻線について記憶部８０４に記録されているパラメータに設定を変更する。位置推定部８０２１は、は、制御信号ｓｉｇ４を出力したときの巻線切替モータ４０のロータの位置と、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻からの経過時間と、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、に基づいて、巻線切替モータ４０の現在のロータの位置を推定する。そして、第１制御部８０２は、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、電流推定部８０１から受けたリターン電流の推定値と、巻線切替モータ４０における現在の巻線について記憶部８０４に記録されているパラメータと、位置推定部８０２１が推定した巻線切替モータ４０の現在のロータの位置と、に基づいて、変更したパラメータに応じた新たな制御信号ｓｉｇ７をインバータ２０に出力する。

第２制御部８０３は、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、第１制御部８０２から受ける情報ｉｎｆ３とに基づいて、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えるか否かを決定する。
例えば、予め巻線切替モータ４０の回転領域を、低回転領域と、低回転領域を超える回転数の高回転領域に分ける。第２制御部８０３は、情報ｉｎｆ２と、情報ｉｎｆ３とから、巻線切替モータ４０に供給している電圧を特定する。第２制御部８０３は、特定した電圧から巻線切替モータ４０の現在の回転数を推定する。第２制御部８０３によるこの推定は、所定の短い時間間隔ごとに行われる。第２制御部８０３は、推定した回転数が低回転領域から高回転領域に遷移した、または、推定した回転数が高回転領域から低回転領域に遷移した場合に、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えると判定する。
第２制御部８０３は、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えると判定すると、指令信号ｓｉｇ３を第１制御部８０２に出力する。
また、第２制御部８０３は、第１制御部８０２から通知信号ｓｉｇ５を受けると、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替える制御信号ｓｉｇ８を巻線切替スイッチ３０に出力する。
第２制御部８０３は、制御信号ｓｉｇ８を巻線切替スイッチ３０に出力すると、通知信号ｓｉｇ６を第１制御部８０２に出力する。

記憶部８０４は、制御部８０が行う処理に必要な種々の情報を記憶する。例えば、記憶部８０４は、第１制御部８０２が制御信号ｓｉｇ１、ｓｉｇ４、ｓｉｇ７を生成するときに使用するパラメータを記憶する。ここでのパラメータは、例えば、巻線切替モータ４０の巻線の抵抗値やその巻線によって励起される電圧値などである。記憶部８０４は、これらのパラメータを、巻線切替モータ４０の巻線どうしの接続ごとに記憶する。

次に、本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム１の処理について説明する。
ここでは、図６に示す巻線切替モータシステム１の処理フローについて説明する。

電流検出部６０は、所定の短い時間間隔ごとに、検出結果を示す情報ｉｎｆ１を制御部８０に出力する（ステップＳ１）。電圧検出部７０は、所定の短い時間間隔ごとに、検出した電圧源１０の出力電圧値を示す情報ｉｎｆ２を制御部８０に出力する（ステップＳ２）。

電流推定部８０１は、電流検出部６０から受ける情報ｉｎｆ１に基づいて、リターン電流を推定する（ステップＳ３）。
例えば、電流検出部６０が抵抗６０１及び差動アンプ６０２を備える場合、電流推定部８０１は、電流検出部６０が出力する電圧値を取得する。そして、電流推定部８０１は、取得した電圧値と、予め決定された抵抗６０１の抵抗値とに基づいて、リターン電流を推定する。具体的には、電流検出部６０が出力する電圧値が抵抗６０１の両端の電位差に比例する場合には、電流推定部８０１は、電流検出部６０が出力する電圧値を抵抗６０１の抵抗値で除算した値をリターン電流値と推定する。
また、例えば、電流検出部６０がリターン電流を直接測定する電流センサである場合、電流推定部８０１は、電流検出部６０から取得する電流値をリターン電流の推定値とする。
電流推定部８０１は、リターン電流の推定値を第１制御部８０２に出力する。

第１制御部８０２は、電圧検出部７０から情報ｉｎｆ２を受ける。また、第１制御部８０２は、電流推定部８０１からリターン電流の推定値を受ける。
第１制御部８０２は、電圧検出部７０から受けた情報ｉｎｆ２と、電流推定部８０１から受けたリターン電流の推定値と、巻線切替モータ４０における現在の巻線どうしの接続について記憶部８０４に記録されているパラメータと、に基づいて、インバータ２０を制御する制御信号ｓｉｇ１を生成する（ステップＳ４）。
第１制御部８０２は、生成した制御信号ｓｉｇ１をインバータ２０に出力する（ステップＳ５）。また、第１制御部８０２は、制御信号ｓｉｇ１と同一の制御内容を示す情報ｉｎｆ３（例えば、制御信号ｓｉｇ１そのもの）を第２制御部８０３に出力する（ステップＳ６）。

第２制御部８０３は、電圧検出部７０から情報ｉｎｆ２を受ける。また、第２制御部８０３は、第１制御部８０２から情報ｉｎｆ３を受ける。
第２制御部８０３は、電圧検出部７０から受けた情報ｉｎｆ２と、第１制御部８０２から受けた情報ｉｎｆ３とに基づいて、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えるか否かを決定する（ステップＳ７）。
例えば、予め巻線切替モータ４０の回転領域を、低回転領域と、低回転領域を超える回転数の高回転領域に分ける。第２制御部８０３は、情報ｉｎｆ２と、情報ｉｎｆ３とから、巻線切替モータ４０に供給している電圧を特定する。第２制御部８０３は、特定した電圧から巻線切替モータ４０の現在の回転数を推定する。第２制御部８０３によるこの推定は、所定の短い時間間隔ごとに行われる。第２制御部８０３は、推定した回転数が低回転領域から高回転領域に遷移した、または、推定した回転数が高回転領域から低回転領域に遷移した場合に、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えると判定する。

第２制御部８０３は、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えないと判定した場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ１の処理に戻す。
また、第２制御部８０３は、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えると判定した場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、インバータ２０を停止させる指示を示す指令信号ｓｉｇ３を第１制御部８０２に出力する（ステップＳ８）。

第１制御部８０２は、第２制御部８０３から指令信号ｓｉｇ３を受ける。第１制御部８０２は、指令信号ｓｉｇ３を受けると、インバータ２０を停止させる制御信号ｓｉｇ４（例えば、トランジスタスイッチ２０１～２０６のすべてを停止させるＬｏｗレベルの信号）をインバータ２０に出力する（ステップＳ９）。位置推定部８０２１は、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻（巻線切替モータを動作させるインバータを停止させた時刻の一例）と、制御信号ｓｉｇ４を出力したときの巻線切替モータ４０のロータの位置とを記憶部８０４に書き込む（ステップＳ１０）。そして、位置推定部８０２１は、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻からの経過時間の計測を開始する（ステップＳ１１）。第１制御部８０２が制御信号ｓｉｇ４をインバータ２０に出力することによって、巻線切替モータ４０は空転を開始する。
第１制御部８０２は、制御信号ｓｉｇ４をインバータ２０に出力すると、インバータ２０を停止させたことを知らせる通知信号ｓｉｇ５を第２制御部８０３に出力する（ステップＳ１２）。

第２制御部８０３は、第１制御部８０２から通知信号ｓｉｇ５を受ける。第２制御部８０３は、通知信号ｓｉｇ５を受けると、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替える制御信号ｓｉｇ８を巻線切替スイッチ３０に出力する（ステップＳ１３）。
第２制御部８０３は、制御信号ｓｉｇ８を巻線切替スイッチ３０に出力すると、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知信号ｓｉｇ６を第１制御部８０２に出力する（ステップＳ１４）。

第１制御部８０２は、電圧検出部７０から情報ｉｎｆ２を受ける。第１制御部８０２は、第２制御部８０３から通知信号ｓｉｇ６を受ける。第１制御部８０２は、通知信号ｓｉｇ６を受けると、巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えた後の巻線に応じた記憶部８０４に記録されているパラメータに設定を変更する（ステップＳ１５）。
位置推定部８０２１は、制御信号ｓｉｇ４を出力したときの巻線切替モータ４０のロータの位置と、制御信号ｓｉｇ４を出力した時刻からの経過時間と、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、に基づいて、巻線切替モータ４０の現在のロータの位置を推定する（ステップＳ１６）。そして、第１制御部８０２は、電圧検出部７０から受ける情報ｉｎｆ２と、電流推定部８０１から受けたリターン電流の推定値と、巻線切替モータ４０における現在の巻線（すなわち、接続を切り替えた後の巻線）について記憶部８０４に記録されているパラメータと、位置推定部８０２１が推定した巻線切替モータ４０の現在のロータの位置と、に基づいて、変更したパラメータに応じた新たな制御信号ｓｉｇ７をインバータ２０に出力する（ステップＳ１７）。第１制御部８０２が制御信号ｓｉｇ７をインバータ２０に出力することによって、巻線切替モータ４０は空転から通常の回転状態へと切り替わる。第１制御部８０２は、処理を終了する。
そして、制御部８０は、ステップＳ１～ステップＳ１７の処理を繰り返す。

以上、本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム１について説明した。
本発明の一実施形態による巻線切替モータシステム１において、制御部８０は、巻線切替モータ４０の巻線どうしの接続を切り替える巻線切替スイッチ３０を制御する。第１制御部８０２の位置推定部８０２１は、巻線切替モータ４０を動作させるインバータ２０を停止させたときの巻線切替モータ４０のロータの位置と、インバータ２０を停止させた時刻からの経過時間と、情報ｉｎｆ２（すなわち、インバータ２０に供給される直流電圧の電圧値）とに基づいて、巻線切替モータ４０の現在のロータの位置を推定する。
このように巻線切替モータシステム１の制御部８０を構成することで、巻線切替モータ４０の巻線どうしの接続を切り替えるときに、巻線切替モータ４０を空転させ、巻線切替スイッチ３０の巻線どうしの接続を切り替えた後でも、巻線切替モータ４０の現在のロータの位置を推定することができ、そのロータの位置に応じた制御信号でインバータ２０を制御することができる。その結果、制御部８０は、機械式スイッチの場合のアークや、トランジスタスイッチ（半導体スイッチの一例）の場合のサージの発生を抑制することができる。

なお、本発明の一実施形態では、巻線切替モータ４０の回転数が低回転領域と高回転領域との２つの領域の間で遷移した場合に、制御部８０が巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替える例について説明した。しかしながら、本発明の別の実施形態では、巻線切替モータ４０の回転数を３つ以上の領域に分け、それぞれの領域から別の領域に遷移した場合に、制御部８０が巻線切替モータ４０における巻線どうしの接続を切り替えるものであってもよい。

なお、本発明の実施形態における処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。

本発明の実施形態における記憶部や記憶装置（レジスタ、ラッチを含む）のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部や記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。

本発明の実施形態について説明したが、上述の制御部８０、その他の制御装置は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータの具体例を以下に示す。
図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ５は、図７に示すように、ＣＰＵ６、メインメモリ７、ストレージ８、インターフェース９を備える。
例えば、上述の制御部８０、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ５に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ８に記憶されている。ＣＰＵ６は、プログラムをストレージ８から読み出してメインメモリ７に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ６は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ７に確保する。

ストレージ８の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ８は、コンピュータ５のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９または通信回線を介してコンピュータ５に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ５に配信される場合、配信を受けたコンピュータ５が当該プログラムをメインメモリ７に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ８は、一時的でない有形の記憶媒体である。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例であり、発明の範囲を限定しない。これらの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、種々の省略、種々の置き換え、種々の変更を行ってよい。

１・・・巻線切替モータシステム
５・・・コンピュータ
６・・・ＣＰＵ
７・・・メインメモリ
８・・・ストレージ
９・・・インターフェース
１０・・・電圧源
２０・・・インバータ
３０・・・巻線切替スイッチ
４０・・・巻線切替モータ
５０・・・圧縮機
６０・・・電流検出部
７０・・・電圧検出部
８０・・・制御部
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６・・・トランジスタスイッチ
６０１・・・抵抗
６０２・・・差動アンプ
８０１・・・電流推定部
８０２・・・第１制御部
８０３・・・第２制御部
８０４・・・記憶部
８０２１・・・位置推定部

Claims (9)

1. 巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定する第１制御部であって、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させる第１制御部、
   を備える推定装置。
2. 前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替える巻線切替スイッチを、前記巻線切替モータが空転している間に制御する第２制御部と、
   を備え、
   前記第１制御部は、
   前記巻線切替モータを空転させる、
   請求項１に記載の推定装置。
3. 前記第２制御部は、
   前記巻線切替モータの回転数が低回転領域にある場合に前記巻線の実効的な巻数が大きくなるように、前記巻線切替スイッチを制御し、
   前記回転数が前記低回転領域を超える高回転領域にある場合に前記巻線の実効的な巻数が小さくなるように、前記巻線切替スイッチを制御する、
   請求項２に記載の推定装置。
4. 前記第２制御部は、
   ３つ以上の領域に分けられた回転数のそれぞれの領域から別の領域に遷移した場合に、前記巻線切替スイッチを制御する、
   請求項２に記載の推定装置。
5. 前記第２制御部は、
   前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流と、前記インバータに供給される直流電圧と、前記巻線切替モータの巻線どうしの接続についての現在の巻線についてのパラメータとに基づいて、前記巻線切替モータの回転数を推定する、
   請求項２から請求項４の何れか一項に記載の推定装置。
6. 前記インバータは、
   トランジスタスイッチ、
   を備え、
   前記第１制御部は、
   前記トランジスタスイッチを停止させることによって、前記巻線切替モータを空転させる、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の推定装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の推定装置と、
   前記推定装置によって制御される巻線切替スイッチと、
   を備える巻線切替モータシステム。
8. 巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定することと、
   前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させることと、
   を含む推定方法。
9. コンピュータに、
   巻線切替モータを動作させるインバータを停止させたときの前記巻線切替モータのロータの位置と、前記インバータを停止させた時刻からの経過時間と、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値とに基づいて、前記巻線切替モータの現在のロータの位置を推定することと、
   前記巻線切替モータの巻線どうしの接続を切り替えたことを知らせる通知を受けた場合に、前記インバータに供給される直流電圧の電圧値と、前記インバータから前記インバータへ電圧を供給する電圧源へのリターン電流の推定値と、前記巻線どうしの接続が変更された後の巻線についてのパラメータと、推定した前記ロータの位置と、に基づいて、前記インバータを動作させることと、
   を実行させるプログラム。

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