WO2005041397A1

WO2005041397A1 - Dcモータのコイル温度推定方法、dcモータ制御方法およびそれらの装置

Info

Publication number: WO2005041397A1
Application number: PCT/JP2004/015680
Authority: WO
Inventors: Takeshi Hikawa; Satoshi Ishikawa; Yasuto Yanagida
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2005-05-06
Also published as: US20070070560A1; EP1677411A1; US7265954B2; JP2005151790A; EP1677411A4; JP4501433B2

Abstract

　モータ電流、およびモータ電圧を用いてＤＣモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定する。

Description

明細書

DCモータのコイル温度推定方法、 DCモータ制御方法およびそれらの装置

技術分野

[0001] この発明は、温度センサを用いることなぐ DCモータのコイル温度を推定する方法、推定されたコイル温度に基づく DCモータ制御方法、およびそれらの装置に関する背景技術

[0002] 従来から、空気調和装置においては、モータにより駆動される圧縮機を有しているため、油が希釈して焼付きなどの原因になるというような不都合の発生を防止することが必要であり、このため、予熱運転をどこまで行うかの指標として圧縮機の内部温度を検出することが必要になる。

[0003] そして、この要求を実現するために、圧縮機の内部に熱電対などを挿入して内部温度を測定すると大幅なコストアップを招くので、圧縮機の吐出管温度を検出し、この温度から圧縮機の内部温度を推定することが提案され、実用に供されている。

[0004] 圧縮機の吐出管温度から圧縮機の内部温度を推定する方法を採用した場合には、停止時の予熱運転時などには温度推定誤差が大きくなつてしまうという不都合がある。

[0005] この不都合を解消するために、サーミスタを設けて直接に圧縮機の胴体温度を測定することが考えられるが、この場合には、コストアップを招いてしまうことになる。

[0006] モータにより駆動される他の装置においても同様の不都合がある。

[0007] この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コストアップを招くことなぐ正確に DCモータのコイル温度を推定することができる方法およびその装置を提供することを第 1の目的とし、推定された温度に基づいて DCモータを制御する方法およびその装置を提供することを第 2の目的としている。

発明の開示

[0008] 第 1の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、インバータの出力を DCモータに供給するモータ駆動システムにおいて、モータ電流、およびモータ電圧を用いて D Cモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定する方法である。

[0009] 第 2の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いて DCモータのコイルの抵抗を算出する方法である

[0010] 第 3の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加する方法である。

[0011] 第 4の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、少なくとも 0. 5秒以上同一デュ一ティーを保持する方法である。

[0012] 第 5の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、 DCモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出する方法である。

[0013] 第 6の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、前記 DCモータとして圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものを採用する方法である。

[0014] 第 7の態様の DCモータ制御方法は、第 1の態様から第 6の態様の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づ、て、 DCモータの温度を所定温度にする方法である。

[0015] 第 8の態様の DCモータ制御方法は、第 1の態様から第 6の態様の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づ、て、 DCモータの起動までの時間間隔を設定する方法である。

[0016] 第 9の態様の DCモータ制御方法は、第 1の態様から第 6の態様の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づ、て、 DCモータの運転制御方法を設定する方法である。

[0017] 第 10の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、インバータの出力を DCモータに供給するモータ駆動システムにおいて、モータ電流、およびモータ電圧を用いて D Cモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定するコイル温度推定手段を含むものである。 [0018] 第 11の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いて DCモータのコィルの抵抗を算出するものを採用するものである。

[0019] 第 12の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加するものを採用するものである。

[0020] 第 13の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、少なくとも 0. 5秒以上同一デューティーを保持するものを採用するものである。

[0021] 第 14の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、 DCモータの運転中よりも低いキヤリァ周波数でコイルの抵抗を算出するものを採用するものである。

[0022] 第 15の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記 DCモータとして、圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものを採用するものである。

[0023] 第 16の態様の DCモータ制御装置は、第 10の態様力第 15の態様の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、 DCモータの温度を所定温度にする制御手段を含むものである。

[0024] 第 17の態様の DCモータ制御装置は、第 10の態様力第 15の態様の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、 DCモータの起動までの時間間隔を設定する制御手段を含むものである。

[0025] 第 18の態様の DCモータ制御装置は、第 10の態様力第 15の態様の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づ、て、 DCモータの運転制御方法を設定する制御手段を含むものである。

[0026] 第 19の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出する方法である。

[0027] 第 20の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行う方法である

第 21の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、 DCモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗力ゝら算出されたコイル温度を補正する方法である。

[0028] 第 22の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、前記モータ電流の検出を、 O

N時間もしくは OFF時間の中央で行う方法である。

[0029] 第 23の態様の DCモータのコイル温度推定方法は、前記モータ電流の検出を、 PA

M回路を用いて所定電圧を出力して、る状態にぉ、て行う方法である。

[0030] 第 24の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗力ゝらコイルの温度を推定するものを採用するものである

[0031] 第 25の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行うものを採用するものである。

[0032] 第 26の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、 DCモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗力ゝら算出されたコイル温度を補正するものを採用するものである。

[0033] 第 27の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、前記モータ電流の検出を、 ON時間もしくは OFF時間の中央で行うものを採用するものである。

[0034] 第 28の態様の DCモータのコイル温度推定装置は、前記コイル温度推定手段として、前記モータ電流の検出を、 PAM回路を用いて所定電圧を出力している状態において行うものを採用するものである。

[0035]

第 1の態様の発明は、温度センサを用いることなぐコイル温度を高精度に推定することができると!/、う特有の効果を奏する。

[0036] 第 2の態様の発明は、ゼロ点を通る保証がない場合でも、抵抗を正確に算出することができ、ひいては、コイル温度の推定精度を高めることができるという特有の効果を奏する。

[0037] 第 3の態様の発明は、演算誤差を少なくすることができるほか、第 1の態様または第

2の態様と同様の効果を奏する。

[0038] 第 4の態様の発明は、平均化処理などにより精度を高めることができるほか、第 2の態様と同様の効果を奏する。

[0039] 第 5の態様の発明は、算出精度を高めることができるほか、第 1の態様から第 4の態様

の何れかと同様の効果を奏する。

[0040] 第 6の態様の発明は、圧縮機の内部温度を推定することができるほか、第 1の態様力第 5の態様の何れかと同様の効果を奏する。

[0041] 第 7の態様の発明は、起動前に DCモータの温度を正確に所定温度にすべく DCモータを制御することができるという特有の効果を奏する。

[0042] 第 8の態様の発明は、 DCモータを起動するためのリトライ用に時間間隔を正確に設定することができるという特有の効果を奏する。

[0043] 第 9の態様の発明は、 DCモータを起動するためのリトライ用に運転制御方法を設定することができると、う特有の効果を奏する。

[0044] 第 10の態様の発明は、温度センサを用いることなぐコイル温度を高精度に推定することができると!/、う特有の効果を奏する。

[0045] 第 11の態様の発明は、ゼロ点を通る保証がない場合でも、抵抗を正確に算出することができ、ひいては、コイル温度の推定精度を高めることができるという特有の効果を奏する。

[0046] 第 12の態様の発明は、演算誤差を少なくすることができるほか、第 10の態様または第 11の態様と同様の効果を奏する。

[0047] 第 13の態様の発明は、平均化処理などにより精度を高めることができるほか、第 11 の態様と同様の効果を奏する。

[0048] 第 14の態様の発明は、算出精度を高めることができるほか、第 10の態様力も第 13 の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

[0049] 第 15の態様の発明は、圧縮機の内部温度を推定することができるほか、第 10の態様力第 14の態様の何れかと同様の効果を奏する。

[0050] 第 16の態様の発明は、起動前に DCモータの温度を正確に所定温度にすべく DC モータを制御することができるという特有の効果を奏する。

[0051] 第 17の態様の発明は、 DCモータを起動するためのリトライ用に時間間隔を正確に設定することができるという特有の効果を奏する。

[0052] 第 18の態様の発明は、 DCモータを起動するためのリトライ用に運転制御方法を設定することができると、う特有の効果を奏する。

[0053] 第 19の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 1の態様から第 6の態様の何れかと同様の効果を奏する。

[0054] 第 20の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 1の態様と同様の効果を奏する。

[0055] 第 21の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 19の態様と同様の効果を奏する。

[0056] 第 22の態様の発明は、平均電流を検出していない場合であっても電流検出の精度低下を抑制することができるほか、第 1の態様力第 6の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

[0057] 第 23の態様の発明は、チヨッビング音をなくすることができるほか、第 1の態様から第 6の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

[0058] 第 24の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 10の態様力も第 15 の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

[0059] 第 25の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 10の態様と同様の効果を奏する。

[0060] 第 26の態様の発明は、推定精度を高めることができるほか、第 24の態様と同様の効果を奏する。

[0061] 第 27の態様の発明は、平均電流を検出していない場合であっても電流検出の精度低下を抑制することができるほか、第 10の態様力も第 15の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

[0062] 第 28の態様の発明は、チヨッビング音をなくすることができるほか、第 10の態様から第 15の態様の何れ力と同様の効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0063] [図 1]DCモータ駆動装置を概略的に示すブロック図である。

[0064] [図 2]インバータ制御部の他の構成を示すブロック図である。

[0065] [図 3]温度推定部 6における処理の一例を説明するフローチャートである。

[0066] [図 4]直流電流供給の一例を示す図である。

[0067] [図 5]デューティー比を変化させて、各デューティー比に対応させて直流電流値を測定することを説明する図である。

[0068] [図 6]測定された複数の直流電流値と対応する電圧値とに基づヽて電圧電流特性を得、得られた電圧電流特性の傾きをコイル抵抗として算出することを説明する図である。

[0069] [図 7]算出されたコイル抵抗を予め得られている抵抗温度特性に適用することにより正確なコイル温度を得ることを説明する図である。

[0070] [図 8]温度推定部の構成を示すブロック図である。

[0071] [図 9]デューティーを変化させることなくキャリア周波数を 1Z5にした状態を示す波形図である。

[0072] [図 10]直流電流値の測定のシミュレーションのために電流をオンにすることを説明する図である。

[0073] [図 11]直流電流波形を示す図である。

[0074] [図 12]温度推定値 (温度実測値)を用いてモータ温度を所定温度（目標温度）に制御するための構成を示すブロック図である。

[0075] [図 13]圧縮機停止時におけるモータ温度の制御方法を説明するフローチャートである。

[0076] [図 14]圧縮機停止力再起動までの処理の一例を説明するフローチャートである。

[0077] [図 15]トランジスタ、ダイオードの電圧降下を補正する処理を説明するフローチャートである。

[0078] [図 16]電流経路の一例を示す図である。

[0079] [図 17]トランジスタ、ダイオードの定格特性の一例を示す図である。 [0080] [図 18]ロータ位置により定まるインダクタンスに基づく温度補正を説明するフローチヤートである。

[0081] [図 19]インダクタンスと算出温度との関係の一例を示す図である。

[0082] [図 20]コイル温度測定時の電流波形の一例を示す図である。

[0083] [図 21]PAM回路を用いるモータ駆動装置の一例を示す電気回路図である。

発明を実施するための最良の形態

[0084] 以下、添付図面を参照して、この発明の DCモータのコイル温度推定方法、 DCモータ制御方法およびそれらの装置の実施の形態を詳細に説明する。

[0085] 図 1は DCモータ駆動装置を概略的に示すブロック図である。

[0086] この DCモータ駆動装置は、 3相交流電源 1を入力とするコンバータ 2と、コンバータ 2の直流出力を入力とするインバータ 3と、インバータ 3の交流出力が供給される DC モータ 4と、 DCモータ 4の回転子の磁極位置を基準としてインバータ 3を制御するィンバータ制御部 5とを有している。そして、 DCモータ 4のコイル温度を推定する温度推定部 6を有している。

[0087] 図 2はインバータ制御部 5の他の構成を示すブロック図である。

[0088] このインバータ制御部 5は、インバータ 3の直流側の電流と、インバータ 3の直流側の電圧の分圧電圧とを入力として、インバータ 3の各スイッチングトランジスタを制御する PWM指令を出力する。より具体的には、 DCモータの運動は電流、電圧、回転角度、機器定数カゝらなる dq軸モデルで記述されるので、このモデルをもとに、実測電流、電圧、機器定数力も回転角度を算出することができ、その角度に応じた PWM指令を出力してインバータ 3に供給することにより、 DCモータを効率よく駆動することができる。したがって、この場合には、 DCモータ 4の回転子の磁極位置を受け取る必要がない。

[0089] 図 3は温度推定部 6における処理の一例を説明するフローチャートである。

ステップ SP1において、インバータ 3を制御して直流電流を出力して DCモータ 4に供給し、ステップ SP2において、直流電流値を測定し、ステップ SP3において、既知の直流電圧値と測定した直流電流値とから DCモータ 4のコイル抵抗値を算出し、ステップ SP4にお、て、算出されたコイル抵抗値と予め測定されて、る抵抗温度特性とから温度を算出する。

[0090] 具体的には、例えば図 4に示すように、インバータ 3の u相の +側のスイッチングトランジスタと V相の" f則のスイッチングトランジスタとをオンにして DCモータ 4の、 Y結線された u相コイルおよび V相コイルに直流電流を供給する。

[0091] この場合に、 DCモータ 4の回転子が回転しな、ように直流電流を設定することが好ましい。

[0092] このように直流電流が設定されれば、例えばオームの法則に基づく演算を行ってコィル抵抗値 (2相分のコイルが直列接続された抵抗値)を算出することができ、算出されたコイル抵抗値 (具体的には、算出されたコイル抵抗値の 1Z2)を予め測定されている抵抗温度特性に適用することによって、コイル温度を得ることができる。

[0093] 以上の説明は、電圧電流特性がゼロ点を通るとの仮定に基づ、て、る。しかし、実際には、電圧電流特性がゼロ点を通るとは限らず、ゼロ点を通らない場合には、上述のようにしてコイル抵抗値を算出すると誤差を含むことになつてしまう。

[0094] このような不都合の発生を未然に防止するためには、例えば図 5に示すように、デュ一ティー比を変化させて、各デューティー比に対応させて直流電流値を測定する。そして、測定された複数の直流電流値と対応する電圧値 (例えば、 VO Xデューティー比）とに基づいて電圧電流特性を得、得られた電圧電流特性の傾きをコイル抵抗として算出する（図 6参照)。次いで、算出されたコイル抵抗を予め得られている抵抗温度特性に適用することにより正確なコイル温度を得ることができる（図 7参照)。

[0095] 図 8は上記の処理を行なうための温度推定部 6の構成を示すブロック図である。

[0096] この温度制御部 6は、図 5に示すように電流、電圧をステップ状に変化させて得られる電流の変化量 Δ Iおよび電圧の変化量 Δ Vを入力として Δ VZ Δ Iの演算を行って抵抗値 Rを算出する抵抗値算出部 6aと、算出された抵抗値 Rを入力として、予め設定された温度 -抵抗特性を用いて温度を得、推定温度として出力する温度テーブル 6bとを有して!/ヽる。

[0097] また、これらの場合において、各デューティー比の継続時間を 0. 5秒以上に設定することが好ましぐ平均化処理を施すことによって、直流電流値の精度を高めることができる。 [0098] さらに、前記の場合において、電圧の印加を回転座標系で行うこと、固定座標系で行うことが可能である力固定座標系で、し力も電気角一定で行うことが好ましぐ座標変換などに起因する演算誤差を少なくすることができる。

[0099] また、騒音の観点力もみれば、キャリア周波数を上げる方が騒音を小さくできるので

、キャリア周波数を上げることが好ましぐ具体的には、 lOOOHz以上にすることが好ましい。

[0100] さらにまた、前記の場合において、直流電流の検出をシャント抵抗を用いて行うことが可能であるが、この場合には、 DCモータ 4の運転中よりも低いキャリア周波数を採用し

て直流電流の検出（推定)を行うことにより、直流電流の検出精度を向上させることができる。

[0101] さらに説明すると、一般に空調機で使われているような DCモータの仕様では、高効率狙いのため、抵抗値は非常に小さくなつている。そのため、抵抗値測定では非常にデューティーの小さな条件となる。したがって、シャント抵抗での電流測定では、最小時間制限に力からないようにキャリア周波数を下げる必要があり、 DCモータ 4の運転中よりも低いキャリア周波数を採用して直流電流の検出 (推定)を行うことにより、直流電流の検出精度を向上させることができる。

[0102] ただし、騒音の観点力もみれば、キャリア周波数を上げる方が騒音を小さくできるので、シャント抵抗での電流測定に代えて DCCTを用いる電流測定を採用することが好ましぐキャリア周波数を上げて騒音を小さくすることができる。

[0103] 例えば、図 9中（A)に対して、デューティーを一定に保持したままでキャリア周波数を 1Z5にすれば、図 9中（B)に示すように、 ON時間が長くなり、最小制限幅以上になる。

[0104] 次いで、直流電流値の測定のシミュレーションの一例を説明する。

[0105] T周期において、例えば図 10に示すように、 u相電圧、 V相電圧、 w相電圧を設定すれば、これらの設定電圧に応じて電流をオンにすることができる。ここで、電流がォンの期間についてみれば、 u相電圧がオフ、 V相電圧がオンであり、 w相電圧がオンとオフとである。ただし、 w相電圧のオンとオフとの期間は短時間であるから、オフとみなしてもよい。

[0106] そして、 TZ2周期分の電流波形は、例えば図 11に示すように、電流がオンの期間に電流値が増加し、他の期間に電流値が徐々に減少する波形となる。

したがって、 TZ2周期分の電流波形に基づく平均値を算出することにより、直流電流の測定値を得ることができる。

また、上記のコイル抵抗の算出においては、ダイオード、スイッチングトランジスタにおける電圧降下を無視しているが、これらの電圧降下を考慮することによって、コイル抵抗の算出精度を高めることができる。

さらに、上記の DCモータ 4が、圧縮機のケーシングの内部に収容されて圧縮機を駆動するものである場合には、コイル温度が圧縮機の内部温度とほぼ等しいことを考慮すれば、簡単に圧縮機の内部温度を得ることができる。

[0107] 図 12は温度推定値 (温度実測値)を用いてモータ温度を所定温度（目標温度）に制御するための構成を示すブロック図であり、目標温度と実測温度との差を算出する減算部 71と、算出された差温度を入力として PI制御またはオンオフ制御を行なって W指令 (ワット指令)を出力する制御部 72と、 W指令を入力として動作することにより熱量を発生するヒータ 73と、ヒータ 73により昇温される DCモータ 74とを有している。

[0108] したがって、 DCモータ 74の温度を目標温度にすることができる。

[0109] 図 13は圧縮機停止時におけるモータ温度の制御方法を説明するフローチャートである。

[0110] ステップ SP1において、実測温度が閾値よりも低いか否かを判定し、実測温度が閾値よりも低いと判定された場合には、ステップ SP2において、ヒータをオンにし (ヒータに通電し）、ステップ SP3において、一定時間が経過すれば、再びステップ SP1の判定を行なう。

[0111] ステップ SP1において、実測温度が閾値以上であると判定された場合には、再びステツプ SP1の判定を行なう。

[0112] したがって、 DCモータの温度を閾値に制御することができる。

[0113] 図 14は圧縮機停止力も再起動までの処理の一例を説明するフローチャートである [0114] ステップ SP1において、実測温度が閾値よりも低いか否かを判定し、実測温度が閾値よりも低いと判定された場合には、ステップ SP2において、圧縮機の吐出管温度目標値上限を低下させ、ステップ SP3において、再起動を行なう。

[0115] したがって、例えば、異常加熱によって圧縮機が停止した場合には、圧縮機の吐出管温度目標値上限を低下させることにより運転エリアを狭くして、異常加熱が発生しないようにし、この状態で再起動することができる。

[0116] また、圧縮機が吐出管温度異常で停止した場合には、 DCモータのコイル温度を測定することにより、圧縮機の内部が異常加熱で危険な状態カゝ否かを判断することができるので、判断結果に応じて再起動までのタイミングを設定することにより、異常加熱での損傷を回避することができる。

[0117] 図 15は、トランジスタ、ダイオードの電圧降下を補正する処理の一例を説明するフローチャートである。

[0118] ステップ SP1において、例えば、図 16に示すように、インバータの V相の上アームのトランジスタ、および U相の下アームのトランジスタを導通させて DCモータの固定子卷線に通電し、この状態にぉ、て電流値を計測する。

[0119] ステップ SP2において、計測した電流値、および図 17中に (A) (B)で示す定格特性を用いてトランジスタ、ダイオードの電圧降下 Vt、 Vdを算出する。

[0120] ステップ SP3において、 DC電圧にデューティー比を乗算して補正前の電圧 VOを算出する。

[0121] ステップ SP4において、補正前の電圧 VOからトランジスタ、ダイオードの電圧降下

Vt、 Vdを減算してインバータの出力電圧を算出する。

[0122] 以上のようにして、正確なインバータ出力電圧が得られた後は、上述のようにコイル抵抗を精度よく算出し、ひいてはコイル温度を精度よく推定することができる。

[0123] また、測定された (あるいは算出された)コイル抵抗値 Rカゝらコイル温度 Tを算出する場合には、キャリブレーションによって決まる定数 a、 bを用いて T=a XR+bの演算を行えばよい。

[0124] ここで、キャリブレーション時の温度を t 、

機種毎に異なる定数を α、電源線の抵抗値 (カタログ値、測定値など)を βとした場合には、

20) }

を採用することが好ましぐ電源線の抵抗値の影響を補正して、温度推定精度を高めることがでさる。

[0125] 図 18はインダクタンス値を補正して温度推定を行う処理の一例を説明するフローチヤートである。

[0126] ステップ SP1において、従来公知の方法を採用して DCモータのロータ位置を検出する。

[0127] ステップ SP2において、検出したロータ位置から、従来公知の方法を採用して温度検知に使用する相のインダクタンス Lを算出する。

[0128] ステップ SP3において、図 19に示すような、インダクタンス Lと算出温度との関係を用いて、予めインダクタンス Lによる温度補正値 ΔΤを求めておき、抵抗値のみから求めた温度を Tとするとき、 T + ΔΤの演算を行って温度を算出する。

0 0

[0129] ロータの内部に永久磁石を埋め込んでなる DCモータ、 SRMモータなどでは、インダクタンス Lが大きくなると電流振幅が小さくなり、インダクタンス Lが小さくなると電流振幅が大きくなるように、インダクタンス Lが電流値に影響を及ぼし、定格特性上の動作点が変動した状態になるので、上述のように補正処理を行うことにより、温度推定精度を高めることができる。

[0130] さらに、上記の電流値の検出に当たっては、例えば、図 20に示すように、 ON時間もしくは OFF時間の中央（例えば、 ON時間の 1Z2の時点もしくは OFF時間の 1Z2 の時点）で電流測定を行うことが好まし、。

[0131] この電流測定の測定は、平均電流を測定していない場合に有効であり、電流測定のばらつきを大幅に抑制することができる。

[0132] さらにまた、図 21に示すように、 PAM回路を用いて 5V程度の電圧を出力することによって、インバータのトランジスタのスイッチングを行うことなく電流測定を行うことが好ましく、チヨッビング音の発生を防止することができる。

Claims

請求の範囲

[I] インバータの出力を DCモータに供給するモータ駆動システムにおいて、

モータ電流、およびモータ電圧を用いて DCモータのコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定することを特徴とする DCモータのコイル温度推定方法。

[2] 複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いて DCモータのコイルの抵抗を算出する請求項 1に記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[3] 固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加する請求項 1または請求項 2に記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[4] 少なくとも 0. 5秒以上同一デューティーを保持する請求項 2に記載の DCモータのコィル温度推定方法。

[5] シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、 DCモータの運転中よりも低、キャリア周波数でコイルの抵抗を算出する請求項 1から請求項 4の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[6] 前記 DCモータは、圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものである請求項 1から請求項 5の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[7] 請求項 1から請求項 6の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、 DC モータの温度を所定温度にすることを特徴とする DCモータ制御方法。

[8] 請求項 1から請求項 6の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、 DC モータの起動までの時間間隔を設定することを特徴とする DCモータ制御方法。

[9] 請求項 1から請求項 6の何れかの方法により推定されたコイル温度に基づいて、 DC モータの運転制御方法を設定することを特徴とする DCモータ制御方法。

[10] インバータ（3)の出力を DCモータ (4)に供給するモータ駆動システムにおいて、モータ電流、およびモータ電圧を用いて DCモータ（4)のコイルの抵抗を算出し、コィルの抵抗温度特性を用いてコイル温度を推定するコイル温度推定手段 (6)を含むことを特徴とする DCモータのコイル温度推定装置。

[II] 前記コイル温度推定手段（6)は、複数のデューティーを用いて、デューティー差と電流差とを用いて DCモータ (4)のコイルの抵抗を算出するものである請求項 10に記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[12] 前記コイル温度推定手段（6)は、固定座標系を採用し、電気角を一定に設定して電圧を印加するものである請求項 10または請求項 11に記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[13] 前記コイル温度推定手段 (6)は、少なくとも 0. 5秒以上同一デューティーを保持するものである請求項 11に記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[14] 前記コイル温度推定手段（6)は、シャント抵抗を用いてモータ電流を検出し、 DCモータの運転中よりも低いキャリア周波数でコイルの抵抗を算出するものである請求項

10力請求項 13の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[15] 前記 DCモータ (4)は圧縮機のケーシングの内部に設けられて圧縮機を駆動するものである請求項 10から請求項 14の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[16] 請求項 10力も請求項 15の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、 D Cモータの温度を所定温度にする制御手段を含むことを特徴とする DCモータ制御装置。

[17] 請求項 10力も請求項 15の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、 D Cモータの起動までの時間間隔を設定する制御手段を含むことを特徴とする DCモータ制御装置。

[18] 請求項 10力も請求項 15の何れかの装置により推定されたコイル温度に基づいて、 D Cモータの運転制御方法を設定する制御手段を含むことを特徴とする DCモータ制御装置。

[19] インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出する請求項 1から請求項 6の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[20] キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行う請求項 1に記載の DCモータのコイル温度推定方法

[21] DCモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置力もインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗から算出されたコイル温度を補正する請求項 19に記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[22] 前記モータ電流の検出を、 ON時間もしくは OFF時間の中央で行う請求項 1から請求項 6の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[23] 前記モータ電流の検出を、 PAM回路を用いて所定電圧を出力している状態において行う請求項 1から請求項 6の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定方法。

[24] 前記コイル温度推定手段（6)は、インバータに含まれるトランジスタ、ダイオードによる電圧降下を補正してコイルの抵抗を算出し、コイルの抵抗からコイルの温度を推定するものである請求項 10から請求項 15の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[25] 前記コイル温度推定手段（6)は、キャリブレーションにより得られる値を用いてコイル温度を推定するに当たって、電源線の抵抗値に基づく補正を行うものである請求項 1 0に記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[26] 前記コイル温度推定手段（6)は、 DCモータのロータ位置を検出し、検出されたロータ位置からインダクタンスを算出し、算出したインダクタンスに対応させて、コイルの抵抗カも算出されたコイル温度を補正するものである請求項 10に記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[27] 前記コイル温度推定手段（6)は、前記モータ電流の検出を、 ON時間もしくは OFF 時間の中央で行うものである請求項 10から請求項 15の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定装置。

[28] 前記コイル温度推定手段（6)は、前記モータ電流の検出を、 PAM回路を用いて所定電圧を出力している状態において行うものである請求項 10から請求項 15の何れかに記載の DCモータのコイル温度推定装置。