JP4412392B2 - モータ電流検出装置ならびに空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ電流検出装置に関する。また、本発明は、モータ電流検出装置を備えた空気調和装置に関する。

空気調和装置は、圧縮機やファン等の各種機器を備えている。これらの機器の動力源としては、モータが良く用いられる。モータは、複数のスイッチング素子からなるモータ駆動部（以下、ドライバと言う）と接続され、ドライバ内の各スイッチング素子がオン及びオフを行うことで出力される駆動電圧により、回転することができる。

また、圧縮機やファン等の各種機器を適切な状態で動作させるために、モータの回転数を制御する場合がある。このようなモータの回転数制御には、モータに通電されるモータ電流が良く用いられる。ここで、モータ電流を検出する方法としては、例えば特許文献１に開示されているように、電流検出用素子としてのシャント抵抗をモータ電流が流れる配線上に直列に接続し、シャント抵抗の両端電圧に基づいてモータ電流を検出するする技術が知られている。
特開２００５−１９２３５８号公報

ところで、モータとドライバとが個別に設けられる場合以外に、モータとドライバとがモータ装置中に内蔵されている場合がある。しかしながら、このようなモータ装置において、モータ部分に流れるモータ電流を検出するために特許文献１に係る技術を適用した場合、そのモータ装置の構成上、シャント抵抗が直列に接続された配線上には、モータ電流に加えてドライバを流れる駆動電流が流れてしまうため、モータ電流のみを精度良く検出することが困難である。

そこで、本発明は、精度の良いモータ電流を得ることができるモータ電流検出装置と、これを備えた空気調和装置との提供を目的とする。

発明１に係るモータ電流検出装置は、第１配線と、瞬時電流検出部と、平均電流検出部と、演算部とを備える。第１配線には、モータに通電されたモータ電流とモータを駆動するためのモータ駆動部に通電された駆動電流とが流れる。駆動電流は、モータ電流とは別の電流である。瞬時電流検出部は、第１配線上を流れるモータ電流及び駆動電流の和の瞬時値を検出する。平均電流検出部は、第１配線上を流れるモータ電流及び駆動電流の和の平均値を検出する。演算部は、瞬時電流検出部及び平均電流検出部それぞれの検出結果に基づいて、モータ電流を演算する。特に、演算部は、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値におけるオフセット値を駆動電流として決定する。そして、演算部は、モータ電流及び駆動電流の和の平均値から瞬時値におけるオフセット値を減算してモータ電流を算出する。

このモータ電流検出装置によると、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とを用いてモータ電流が演算される。特に、モータ電流は、モータ電流及び駆動電流の和の平均値から、駆動電流として決定された瞬時値におけるオフセット値を減算することで求められる。ここで、瞬時値におけるオフセット値とは、瞬時値のうちその値が略０Ａに近いものを言う。これにより、モータ電流検出装置は、簡単な演算により精度の良いモータ電流を求めることができる。

発明２に係るモータ電流検出装置は、発明１に係るモータ電流検出装置であって、第２配線と第３配線とを更に備える。第２配線は、瞬時電流検出部により検出されたモータ電流及び駆動電流の和の瞬時値を演算部に伝送するための配線である。第３配線は、平均電流検出部により検出されたモータ電流及び駆動電流の和の平均値を演算部に伝送するための配線である。演算部は、第１入力部と第２入力部とを備える。第１入力部は、第２配線と接続され、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値が入力される。第２入力部は、第３配線と接続され、モータ電流及び駆動電流の和の平均値が入力される。

このモータ電流検出装置によると、演算部は、第１入力部及び第２入力部を介してモータ電流及び駆動電流の和の平均値とモータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とを取得することができる。

発明３に係るモータ電流検出装置は、発明２に係るモータ電流検出装置であって、電流検出部を更に備える。電流検出部は、第１配線上を流れるモータ電流及び駆動電流の和を検出する。瞬時電流検出部は、第１抵抗と第１コンデンサとを有する。第１抵抗は、電流検出部と第２配線との間に直列に接続されている。第１コンデンサは、第１抵抗に対し並列に接続されている。平均電流検出部は、第２抵抗と第２コンデンサとを有する。第２抵抗は、電流検出部と第３配線との間に直列に接続されている。第２コンデンサは、第２抵抗に対し並列に接続されている。そして、第１抵抗及び第１コンデンサの第１時定数は、第２抵抗及び第２コンデンサの第２時定数よりも小さい。

このモータ電流検出装置によると、瞬時電流検出部及び平均電流検出部は、それぞれ抵抗とコンデンサとからなるいわゆるフィルタ回路で構成されており、各フィルタ回路の時定数は、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値またはモータ電流及び駆動電流の和の平均値を検出可能なように決定されている。このように、物理的手段であってかつ簡単な構成を有する瞬時電流検出部及び平均電流検出部により、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とを検出することができる。

発明４に係るモータ電流検出装置は、発明１〜３のいずれかに係るモータ電流検出装置であって、モータ及びモータ駆動部は、モータ装置に含まれている。

モータ及びモータ駆動部がモータ装置に内蔵されていると、その構造上、モータに通電されたモータ電流が流れる配線とモータ駆動部に通電された駆動電流が流れる配線とを、別々に設けることが困難である。しかし、このような場合において本発明に係るモータ電流検出装置を適用すると、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とを用いてモータ電流が求められるため、モータ電流検出装置は、モータ電流を精度良く算出することができる。

発明５に係るモータ電流検出装置は、発明１〜４のいずれかに係るモータ電流検出装置であって、電流平準化部を更に備える。電流平準化部は、第１配線上を流れる前の駆動電流を平準化する。

このモータ電流検出装置によると、第１配線上には、モータ電流と平準化された駆動電流とが流れる。従って、瞬時電流検出部及び平均電流検出部は、モータ電流及び平準化された駆動電流の和の瞬時値及び平均値をそれぞれ検出するため、演算部は、より精度の高いモータ電流を算出することができる。

発明６に係るモータ電流検出装置は、発明５に係るモータ電流検出装置であって、第４配線を更に備える。第４配線には、駆動電流が流れる。そして、電流平準化部は、第３抵抗と第３コンデンサとを有する。第３抵抗は、第４配線上に直列に接続されている。第３コンデンサは、第３抵抗に対し並列に第４配線に接続されている。

このモータ電流検出装置における電流平準化部は、抵抗及びコンデンサからなるいわゆるフィルタ回路で構成されている。このように、モータ電流検出装置は、簡単な構成を有する電流平準化部により、駆動電流を平準化することができる。

発明７に係る空気調和装置は、モータ電流検出装置と、ファンモータと、ファンと、制御部とを備える。モータ電流検出装置は、発明１〜６のいずれかに係るモータ電流検出装置である。ファンモータは、モータ駆動部と共にモータ装置に含まれ、モータ電流が通電される。ファンは、ファンモータにより回転駆動される。制御部は、モータ電流検出装置の演算部により演算されたモータ電流に基づいて、ファンから室内に送られる風量の制御を行う。

この空気調和装置によると、モータ電流検出装置により演算された正確なモータ電流に基づいて、例えば室内に送られる風量が一定となるような制御を行うことができる。

発明１に係るモータ電流検出装置によると、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とを用いてモータ電流が演算される。特に、モータ電流は、モータ電流及び駆動電流の和の平均値からオフセット値を減算することで求められる。従って、モータ電流検出装置は、簡単な演算により精度の良いモータ電流を求めることができる。

発明２に係るモータ電流検出装置によると、演算部は、第１入力部及び第２入力部を介してモータ電流及び駆動電流の和の平均値とモータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とを取得することができる。

発明３に係るモータ電流検出装置によると、物理的手段であってかつ簡単な構成を有する瞬時電流検出部及び平均電流検出部により、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とが検出される。

発明４に係るモータ電流検出装置によると、モータ及びモータ駆動部がモータ装置に内蔵されている場合であっても、モータ電流及び駆動電流の和の瞬時値とモータ電流及び駆動電流の和の平均値とを用いてモータ電流が求められるため、精度の良いモータ電流が得られる。

発明５に係るモータ電流検出装置によると、瞬時電流検出部及び平均電流検出部は、モータ電流及び平準化された駆動電流の和の瞬時値及び平均値をそれぞれ検出するため、演算部は、より精度の高いモータ電流を算出することができる。

発明６に係るモータ電流検出装置によると、簡単な構成を有する電流平準化部により、駆動電流は平準化される。

発明７に係る空気調和装置によると、モータ電流検出装置により演算された正確なモータ電流に基づいて、例えば室内に送られる風量が一定となるような制御を行うことができる。

以下、本発明に係るモータ電流検出装置及びこれを備えた空気調和装置について、図面を用いて説明する。

（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置１の構成を示す平面概略図である。図１の空気調和装置１は、熱交換器の表面にシリカゲル等の吸着剤を担持したデシカント式の外調機であって、室内空間に供給される空気に対して冷房除湿運転、あるいは暖房加湿運転を行う。

このような空気調和装置１は、図１〜図４及び図８に示すように、主として、ケーシング２、第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂ、圧縮機４、圧縮機用モータ５、第１及び第２ファン６ａ，６ｂ、第１ファンモータ７、第２ファンモータ装置８、モータ電流検出装置９、及び制御部１１を備える。そして、第１熱交換器３ａ、第２熱交換器３ｂ及び圧縮機４は、図２に示すような冷媒回路を構成している。

（１−１）ケーシング
ケーシング２は、略直方体の形状を有しており、その内部には第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂや圧縮機４、第１及び第２ファン６ａ，６ｂ等が収納されている。図１において、ケーシング２の左側面板２１ａには、室外空気ＯＡをケーシング２内部に吸い込むための第１吸込口２２と、室内空気ＲＡをケーシング２内部に吸い込むための第２吸込口２３とが形成されている。一方、ケーシング２の右側面板２１ｂには、排出空気ＥＡを室外に排出するための第１吹出口２４と、調湿後の空気ＳＡを室内に供給するための第２吹出口２５とが形成されている。尚、第２吹出口２５には、室内に延びる配管が接続されており、調湿された後の空気ＳＡはこの配管を通じて室内に供給される。

また、ケーシング２の内部には、ケーシング２の内部を仕切る仕切板２６が設けられている。この仕切板２６により、ケーシング２の内部は、空気室Ｓ１と機械室Ｓ２とに分けられている。空気室Ｓ１には、第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂや、各熱交換器３ａ，３ｂの仕切部材が配置されており、機械室Ｓ２には、第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂを除く他の機器（具体的には、圧縮機４や第１及び第２ファン６ａ，６ｂ等）が配置されている。

（１−２）熱交換器
第１熱交換器３ａ及び第２熱交換器３ｂは、図３に示すように、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型の熱交換器であって、略長方形板状に形成されたアルミニウム製の多数のフィン３１と、このフィン３１を貫通する銅製の伝熱管３２とを備えている。各フィン３１及び伝熱管３２の外表面には、各熱交換器３ａ，３ｂを通過する空気に含まれる水分を吸着させる吸着剤がディップ成形（浸漬成形）等によって担持されている。ここで、吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料等を使用することができる。

このような第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂは、図２に示すように、膨張弁１３を介して互いに接続されている。例えば、第１熱交換器３ａは、第２吸込口２３から吸い込まれた室内空気ＲＡと熱交換を行い、第２熱交換器３ｂは、第１吸込口２２から吸い込まれた室外空気ＯＡと熱交換を行う。熱交換後の室内空気ＲＡは、排出空気ＥＡとして室外に排出され、熱交換後の室外空気ＯＡは、調湿後の空気ＳＡとして室内に供給される。

尚、上記第１及び第２熱交換器３ａ，３ｂは、第１熱交換器３ａが凝縮器、第２熱交換器３ｂが蒸発器として機能する第１状態と、第１熱交換器３ａが蒸発器、第２熱交換器３ｂが凝縮器として機能する第２状態とのいずれかを採り得るように、制御部１１により制御される。第１状態においては、第１熱交換器３ａが凝縮器として機能する際に吸着剤から水分を脱離させる吸着剤の再生動作、第２熱交換器３ｂが蒸発器として機能する際に吸着剤に水分を吸着させる吸着動作が行われる。また、第２状態においては、第１熱交換器３ａが蒸発器として機能する際に吸着剤に水分を吸着させる吸着動作、第２熱交換器３ｂが凝縮器として機能する際に吸着剤から水分を脱離させる吸着剤の再生動作が行われる。このように、吸着動作と再生動作とが交互に行われると共に、各熱交換器３ａ，３ｂを通過して室内外へ供給される空気ＥＡ，ＳＡの流路が切り換わることで、吸着剤における水分の吸着と放出（即ち脱離）とを継続して行うことができる。従って、空気調和装置１は、除湿性能或いは加湿性能を維持しつつ各種運転を行うことができる。

ここで、各熱交換器３ａ，３ｂを通過して室内外へ供給される空気ＥＡ，ＳＡの流路切換は、図示しない切換ダンパにより行われる。切換ダンパは、室外空気ＯＡや室内空気ＲＡが第１熱交換器３ａ及び第２熱交換器３ｂのいずれかを通過した後第１吹出口２４または第１吹出口２５から吹き出されるように、空気の流路を切り換えるものである。

（１−３）圧縮機及び圧縮機用モータ
圧縮機４は、図２に示すように、四路切換弁１２を介して第１熱交換器３ａ及び第２熱交換器３ｂに接続されている。圧縮機４は、蒸発器として機能する第１熱交換器３ａまたは第２熱交換器３ｂからの冷媒を圧縮する。圧縮動作を行う圧縮機４は、圧縮機用モータ５により駆動される。

圧縮機用モータ５は、圧縮機４と接続されている。このような圧縮機用モータ５は、例えばブラシレスＤＣモータであって、圧縮機用モータ５用のドライバ５１（図８）により回転駆動される。

（１−４）ファン及びファンモータ
第１ファン６ａは、図１に示すように、第１吹出口２４に対応する位置に設けられており、排出空気ＥＡを第１吹出口２４を介してケーシング２外部（具体的には室外）に送り出す。第２ファン６ｂは、第２吹出口２５に対応する位置に設けられており、調湿後の空気ＳＡを第２吹出口２５を介してケーシング２外部（具体的には室内）に送り出す。第１ファン６ａは、第１ファンモータ７（図８）により回転駆動され、第２ファン６ｂは、第２ファンモータ装置８により回転駆動される。

第１ファンモータ７は、第１ファン６ａと接続されている。第１ファンモータ７は、圧縮機用モータ５と同様、例えばブラシレスＤＣモータであって、第１ファンモータ７用の第１モータドライバ７１により回転制御される。第２ファンモータ装置８は、第２ファン６ｂと接続されており、図４及び図８に示すように、第２ファンモータ８１と第２モータドライバ８２（モータ駆動部に相当）とを含む装置である。第２ファンモータ８１は、例えばブラシレスＤＣモータであって、具体的には複数の磁極を有する永久磁石からなるロータと、駆動コイルを有するステータとを有している。第２モータドライバ８２は、第２ファンモータ８１を回転駆動させるためのものであって、第２ファンモータ８１の駆動コイルに電流を通電させるためのスイッチング素子を含む。このような構成を有する第２モータドライバ８２は、ステータに対するロータの位置に応じた駆動電圧を第２ファンモータ８１に出力する。

（１−５）モータ電流検出装置
モータ電流検出装置９は、第２ファンモータ８１に通電されるモータ電流Ｉｍを検出するためのものであって、図４に示すように、第２ファンモータ８１供給用の電源（以下、モータ用電源という）を生成するモータ用電源装置１０ａ及び第２モータドライバ８２供給用の電源（以下、駆動用電源という）を生成する駆動用電源装置１０ｂと共にプリント基板Ｐ１に実装されている。ここで、モータ用電源装置１０ａ及び駆動用電源装置１０ｂの種類としては、ドロッパー方式の電源やスイッチング電源等が挙げられる。また、プリント基板Ｐ１と第２ファンモータ装置８とは、プリント基板Ｐ１のインターフェースと第２ファンモータ装置８のインターフェースとの間の３本のハーネスＬ１，Ｌ２，Ｌ３により接続されている。これらの３本のハーネスＬ１〜Ｌ３のうち２本のハーネスＬ１，Ｌ２は、各電源装置１０ａ，１０ｂから出力される電源用のハーネスであって、残りの１本のハーネスＬ３は、第２ファンモータ装置８のＧＮＤ用のハーネスである。

以下に、本実施形態に係るモータ電流検出装置９の構成について、主に図４を用いて説明する。モータ電流検出装置９は、モータ用電源配線９０、駆動用電源配線９１（第４配線に相当）、電流平準化部９２、ＧＮＤ配線９３（第１配線に相当）、電流検出部９４、瞬時電流検出部９５、平均電流検出部９６、瞬時電流伝送線路９７（第２配線に相当）、平均電流伝送線路９８（第３配線に相当）及び演算部９９を備える。

〔モータ用電源配線〕
モータ用電源配線９０は、モータ用電源装置１０ａの出力とプリント基板Ｐ１のインターフェースとを繋ぐ配線であって、モータ用電源装置１０ａから出力されたモータ用電源が印加される。そして、このモータ用電源は、ハーネスＬ１を介して第２ファンモータ装置８の第２ファンモータ８１に印加される。従って、モータ用電源配線９０上には、第２ファンモータ８１に通電されるモータ電流Ｉｍが流れる。

〔駆動用電源配線〕
駆動用電源配線９１は、駆動用電源装置１０ｂの出力とプリント基板Ｐ１のインターフェースとを繋ぐ配線であって、駆動用電源装置１０ｂから出力された駆動用電源が印加される。そして、この駆動用電源は、ハーネスＬ２を介して第２ファンモータ装置８の第２モータドライバ８２に印加される。従って、駆動用電源配線９１上には、第２モータドライバ８２に通電される駆動電流Ｉｄが流れる。

〔電流平準化部〕
電流平準化部９２は、ＧＮＤ配線９３上を流れる前の駆動電流Ｉｄ、具体的には駆動用電源配線９１上を流れる駆動電流Ｉｄを平準化する。このような電流平準化部９２は、抵抗Ｒ１（第３抵抗に相当）とコンデンサＣ１（第３コンデンサに相当）とからなるフィルタ回路で構成されている。抵抗Ｒ１は、駆動用電源配線９１上に直列に接続されており、コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ１に対し並列に駆動用電源配線９１に接続されている。より具体的には、コンデンサＣ１の一端ｑ１は、駆動用電源配線９１のうち抵抗Ｒ１よりも駆動電流Ｉｄ下流側に接続され、他端ｑ２は、ＧＮＤ配線９３に接続されている。

ここで、抵抗Ｒ１の抵抗値及びコンデンサＣ１の容量値は、例えば以下のようにして決定される。先ず、電流平準化部９２が備えられていない場合における駆動電流Ｉｄ'において、駆動電流Ｉｄ'が特に変化するために平準化させるべき部分の周波数ｆを測定しておく（図５）。そして、この周波数ｆが、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との時定数とほぼ等しくなるように、抵抗Ｒ１の抵抗値及びコンデンサＣ１の容量値を求める。このようにして決定された抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１で構成されるフィルタ回路により、駆動電流Ｉｄ'は図６に示すように平準化される。

〔ＧＮＤ配線〕
ＧＮＤ配線９３は、各種電源装置１０ａ，１０ｂのＧＮＤとプリント基板Ｐ１のインターフェースとを繋ぐ配線であって、ハーネスＬ３を介して第２ファンモータ装置８のＧＮＤと接続されている。従って、ＧＮＤ配線９３上には、第２ファンモータ８１に通電されたモータ電流Ｉｍと、電流平準化部９２により平準化されると共に第２モータドライバ８２に通電された駆動電流Ｉｄとが流れる。以下より、説明の便宜上、ＧＮＤ配線９３上を流れる電流（即ち、モータ電流Ｉｍ及び平準化された駆動電流Ｉｄ）を、ＧＮＤ電流Ｉｇという。

〔電流検出部〕
電流検出部９４は、ＧＮＤ配線９３上を流れるＧＮＤ電流Ｉｇ、即ちモータ電流Ｉｍ及び平準化された駆動電流Ｉｄの和を検出する。このような電流検出部９４は、主として、シャント抵抗ＲｓやオペアンプＯＰ１等で構成されている。シャント抵抗Ｒｓは、ＧＮＤ配線９３に直列に接続されている。より具体的には、シャント抵抗Ｒｓは、ＧＮＤ配線９３上のうち、電流平準化部９２におけるコンデンサＣ１の他端ｑ２よりもＧＮＤ電流Ｉｇ下流側に接続されている。オペアンプＯＰ１の２つの入力端子は、それぞれシャント抵抗Ｒｓの両端部に接続されており、出力端子は、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６に接続されている。このようなオペアンプＯＰ１は、入力端子から入力された電圧を所定のゲインにより増幅させると、これを瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６に出力する。

〔瞬時電流検出部及び平均電流検出部〕
瞬時電流検出部９５は、電流検出部９４により検出されたＧＮＤ配線９３上のＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値、即ちモータ電流Ｉｍ及び平準化された駆動電流Ｉｄの和の瞬時値を検出する。このような瞬時電流検出部９５は、２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３（第１抵抗に相当）と１つのコンデンサＣ２（第１コンデンサに相当）とで構成されている。２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３は、電流検出部９４と瞬時電流伝送線路９７との間に直列に接続されている。コンデンサＣ２は、抵抗Ｒ２，Ｒ３に対し並列に接続されている。より具体的には、コンデンサＣ２の一端は、２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３の間に接続され、他端はＧＮＤに接続されている。

平均電流検出部９６は、電流検出部９４により検出されたＧＮＤ配線９３上のＧＮＤ電流Ｉｇの平均値、即ちモータ電流Ｉｍ及び平準化された駆動電流Ｉｄの和の平均値を検出する。このような平均電流検出部９６は、２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５（第２抵抗に相当）と２つのコンデンサＣ３，Ｃ４（第２コンデンサに相当）とで構成されている。２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５は、電流検出部９４と平均電流伝送線路９８との間に直列に接続されている。２つのコンデンサＣ３，Ｃ４は、それぞれ抵抗Ｒ４，Ｒ５に対し並列に接続されている。より具体的には、コンデンサＣ３の一端は、２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５の間に接続され、他端はＧＮＤに接続されている。コンデンサＣ４の一端は、抵抗Ｒ５と平均電流伝送線路９８との間に接続され、他端はＧＮＤに接続されている。

ここで、上述した瞬時電流検出部９５の抵抗Ｒ２，Ｒ３の抵抗値及びコンデンサＣ２の容量値は、ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値を検出可能な値に決定されており、平均電流検出部９６の抵抗Ｒ４，Ｒ５の抵抗値及びコンデンサＣ３，Ｃ４の容量値は、ＧＮＤ電流Ｉｇの平均値を検出可能な値に決定されている。より具体的には、抵抗Ｒ２〜Ｒ５及びコンデンサＣ２〜Ｃ４の各値は、瞬時電流検出部９５における抵抗Ｒ２，Ｒ３及びコンデンサＣ２の第１時定数が平均電流検出部９６における抵抗Ｒ４，Ｒ５及びコンデンサＣ３，Ｃ４の第２時定数よりも小さくなるように決定されている。

〔瞬時電流伝送線路及び平均電流伝送線路〕
瞬時電流伝送線路９７は、瞬時電流検出部９５により検出されたＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値を演算部９９に伝送するための配線であって、瞬時電流検出部９５の出力と演算部９９の入力ポート９９ａ（第１入力部に相当）とを接続している。

平均電流伝送線路９８は、平均電流検出部９６により検出されたＧＮＤ電流Ｉｇの平均値を演算部９９に伝送するための配線であって、平均電流検出部９６の出力と演算部９９の入力ポート９９ｂ（第２入力部に相当）とを接続している。

〔演算部〕
演算部９９は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリとＣＰＵとで構成されるマイクロコンピュータであって、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６それぞれの検出結果に基づいて、モータ電流Ｉｍを演算する。そして、演算部９９は、２つの入力ポート９９ａ，９９ｂを有している。２つの入力ポート９９ａ，９９ｂのうち１つの入力ポート９９ａは、瞬時電流伝送線路９７と接続され、ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬間値が入力される。残りの入力ポート９９ｂは、平均電流伝送線路９８と接続され、ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬間値が入力される。このような演算部９９は、各入力ポート９９ａ，９９ｂからＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値及び平均値それぞれを取り込むと、これを所定の時間間隔でサンプリングすると共にＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後のＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値及び平均値を用いてモータ電流Ｉｍを算出する。

ここで、演算部９９がどのようにしてモータ電流Ｉｍを演算するかについて、図７を用いて説明する。図７は、各入力ポート９９ａ，９９ｂに入力されるＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値及び平均値それぞれの経時的変化を示すグラフである。図７中において、実線グラフＡは、入力ポート９９ａに入力されたＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値を表しており、点線グラフＢは、入力ポート９９ｂに入力されたＧＮＤ電流Ｉｇの平均値を表している。図７に示すように、入力ポート９９ｂに入力されたＧＮＤ電流Ｉｇの平均値はほぼ一定であるのに対し、入力ポート９９ａに入力されたＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値には、ＧＮＤ電流Ｉｇの平均値以下であってかつ０Ａに近い区間や（図７の区間Ａ）、ＧＮＤ電流Ｉｇの平均値以上である区間（図７の区間Ｂ）が生じている。これは、モータ電流Ｉｍが周期的に第２ファンモータ８１に通電されるのに対し、駆動電流Ｉｄは電流平準化部９２により平準化されほぼ一定の状態（即ち、０Ａに近い状態）を保っていることに起因する（図６）。そのため、ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値には、区間Ａのように、第２ファンモータ８１にはモータ電流Ｉｍが通電されず駆動電流Ｉｄのみが含まれている区間が生じる。そこで、演算部９９は、この区間Ａのように、０Ａに近い値を保っている区間のＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値、即ちＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値におけるオフセット値Ｙ２を駆動電流Ｉｄとして決定する。そして、演算部９９は、ＧＮＤ電流Ｉｇの平均値Ｙ１から駆動電流Ｉｄ、即ち瞬時値におけるオフセット値Ｙ２を減算して、モータ電流Ｉｍを算出する（Ｉｍ＝Ｙ１−Ｙ２）。

（１−６）制御部
制御部１１は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリとＣＰＵとで構成されるマイクロコンピュータであって、本実施形態では、モータ電流検出装置９の演算部９９とは別に設けられている場合を例に取る。制御部１１は、図８に示すように、四路切換弁１２や膨張弁１３、圧縮機用ドライバ５１、第１モータドライバ７１と接続されており、接続された各機器の制御を行う。例えば、制御部１１は、四路切換弁１２の経路切換制御や、圧縮機用ドライバ５１及び第１モータドライバ７１の駆動制御等を行う。

特に、本実施形態に係る制御部１１は、第２ファンモータ装置８及びモータ電流検出装置９とも接続されており、これらの機器の制御を行う。具体的には、制御部１１は、モータ電流検出装置９の演算部９９より演算されたモータ電流Ｉｍに基づいて第２ファンモータ８１の回転数制御を行うことで、第２ファン６ｂから室内に送られる風量の制御を行う。例えば、制御部１１は、室内への風量がほぼ一定となるように、第２モータドライバ８２内の各スイッチング素子をオンオフさせるための制御信号をモータ電流Ｉｍに基づいて生成し、生成した制御信号を第２ファンモータ装置８に出力する。これにより、第２ファンモータ装置８の第２モータドライバ８２からは、制御部１１からの制御信号に基づいた駆動電圧が第２ファンモータ８１に出力され、第２ファンモータ８１は回転する。

上述したように、制御部１１がモータ電流Ｉｍを用いて第２ファンモータ８１の回転数制御を行い、室内への風量制御を行うことにより、例えば第２吹出口２５から室内に延びる配管の長さや室内の広さにより変化する気圧等の影響を受けやすい風量を、ほぼ一定に保つことができる。

（２）効果
（Ａ）
本実施形態に係るモータ電流検出装置９によると、演算部９９は、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値とモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値とを用いてモータ電流Ｉｍを算出する。従って、モータ電流Ｉｍを精度良く求めることができる。

（Ｂ）
また、本実施形態に係るモータ電流検出装置９によると、演算部９９は、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値におけるオフセット値Ｙ２（具体的には、瞬時値のうちその値が略０Ａに近いもの）を駆動電流Ｉｄとして決定し、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値Ｙ１から瞬時値のオフセット値Ｙ２を減算してモータ電流Ｉｍを求める。このように、モータ電流検出装置９は、簡単な演算によりモータ電流Ｉｍを求めることができる。

（Ｃ）
また、モータ電流検出装置９における演算部９９は、２つの入力部９９ａ，９９ｂを有している。これにより、演算部９９は、第１入力部９９ａ及び第２入力部９９ｂを介してモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値とモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値とを取得することができる。

（Ｄ）
また、モータ電流検出装置９における瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６は、それぞれ抵抗Ｒ２〜Ｒ５とコンデンサＣ２〜Ｃ４とからなるいわゆるフィルタ回路で構成されている。そして、各抵抗Ｒ２〜Ｒ５及びコンデンサＣ２〜Ｃ４の値は、瞬時電流検出部９５の第１時定数が平均電流検出部９６の第２時定数よりも小さい条件を満たすように決定されている。即ち、各時定数は、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値またはモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値を検出可能なように決定されている。このように、物理的手段であってかつ簡単な構成を有する瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６により、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値とモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値とを検出することができる。

（Ｅ）
第２ファンモータ８１及び第２モータドライバ８２が第２ファンモータ装置８に内蔵されていると、その構造上、第２ファンモータ８１に通電されたモータ電流Ｉｍが流れる配線と第２モータドライバ８２に通電された駆動電流Ｉｄが流れる配線とを、別々に設けることが困難である。しかし、このような場合において本実施形態に係るモータ電流検出装置９を適用すると、モータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の瞬時値とモータ電流Ｉｍ及び駆動電流Ｉｄの和の平均値とを用いてモータ電流Ｉｍが求められるため、モータ電流検出装置９は、モータ電流Ｉｍを精度良く算出することができる。

（Ｆ）
また、本実施形態に係るモータ電流検出装置９は、ＧＮＤ配線９３上流れる前の駆動電流Ｉｄを平準化する電流平準化部９２を更に備えている。そのため、ＧＮＤ配線９３上には、モータ電流Ｉｍと平準化された駆動電流Ｉｄとが流れる。これにより、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６は、モータ電流Ｉｍ及び平準化された駆動電流Ｉｄの和の瞬時値及び平均値をそれぞれ検出するため、演算部９９は、より精度の高いモータ電流Ｉｍを算出することができる。

（Ｇ）
特に、モータ電流検出装置９における電流平準化部９２は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ１からなるいわゆるフィルタ回路で構成することができる。このように、モータ電流検出装置９は、簡単な構成を有する電流平準化部９２により、駆動電流Ｉｄを平準化することができる。

（Ｈ）
更に、モータ電流検出装置９は、空気調和装置１における第２ファンモータ８１の電流検出用として用いることができる。このように、モータ電流検出装置９が用いられた空気調和装置１によると、制御部１１は、モータ電流検出装置９により演算された正確なモータ電流Ｉｍに基づいて、例えば室内に送られる風量が一定となるような制御を行うことができる。

＜その他の実施形態＞
（ａ）
上記実施形態では、空気調和装置１が熱交換器を内部に備えるデシカント式外調機である場合を例に取り説明した。しかし、本発明に係る空気調和装置は、熱交換器が空気調和装置とは別に備えられるようなタイプのデシカント式空調機や、デシカント以外の方式が採用された空調機にも適用できる。

（ｂ）
上記実施形態では、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６がそれぞれ抵抗Ｒ２〜Ｒ５とコンデンサＣ２〜Ｃ４とからなるハードで構成されている場合について説明した。しかし、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６は、ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値及び平均値をそれぞれ検出することができればよく、ソフトで構成されていてもよい。

また、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６がハード構成である場合、瞬時電流検出部９５及び平均電流検出部９６の構成は、図４に限定されず、どのような構成であってもよい。例えば、図４では、平均電流検出部９６が２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５と２つのコンデンサＣ３，Ｃ４とで構成されているが、ＧＮＤ電流Ｉｇの平均値を検出できるのであれば、１つの抵抗及び１つのコンデンサで構成されていてもよい。

（ｃ）
上記実施形態では、モータ電流検出装置９が駆動用電源配線９１上の駆動電流Ｉｄを平準化する電流平準化部９２を備える場合について説明した。しかし、本発明に係るモータ電流検出装置は、駆動電流Ｉｄを平準化せずともＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値と平均値とを検出して精度の良いモータ電流Ｉｍを算出できるのであれば、電流平準化部を備えずともよい。

また、上記実施形態では、電流平準化部９２が、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１とからなるフィルタで構成された場合について説明した。しかし、電流平準化部は、駆動電流ＩｄがＧＮＤ配線９３上を流れる前に駆動電流Ｉｄを平準化できるものであれば、どのような構成であってもよい。

（ｄ）
上記実施形態では、演算部９９及び制御部１１が、それぞれ別々のマイクロコンピュータで構成されている場合を例に取り説明した。しかし、演算部９９及び制御部１１は、１つのマイクロコンピュータで構成されていてもよい。この場合、１つのマイクロコンピュータは、ＲＯＭやＨＤＤ等のメモリに格納されているモータ電流算出用プログラムまたは各種機器制御用プログラムを読み出して実行することで、演算部９９または制御部１１として機能することができる。

（ｅ）
上記実施形態では、モータ電流検出装置９が第２ファンモータ装置８における第２ファンモータ８１のモータ電流Ｉｍを検出する場合について説明したが、本発明に係るモータ電流検出装置の用途は、これに限定されない。本発明に係るモータ電流検出装置は、例えば、モータとドライバとがそれぞれ個別に設けられているが、モータ電流Ｉｍが流れるモータ電流用のＧＮＤ配線と駆動電流Ｉｄが流れる駆動電流用のＧＮＤ配線とが別々に設けられているのではなく、モータ電流Ｉｍと駆動用電流Ｉｄとが共に１つのＧＮＤ配線上に流れてしまう場合にも適用できる。

（ｆ）
上記実施形態では、室内に送られる調湿後の空気ＳＡの風量制御を行うため、モータ電流検出装置９が、第２ファンモータ８１を通電したモータ電流Ｉｍを含むＧＮＤ電流Ｉｇを検出し、このＧＮＤ電流Ｉｇからモータ電流Ｉｍを算出する場合について説明した。しかし、本発明に係るモータ電流検出装置が電流検出を行う対象は、第２ファンモータ８１でなくともよい。モータ電流検出装置は、例えば第１ファンモータ７や圧縮機用モータ５の電流検出用として用いられても良い。

また、第１ファンモータ７は、第２ファンモータ８１と同様に、第１モータドライバ７１と共にファンモータ装置に含まれていてもよい。

（ｇ）
上記実施形態において、図９に示すように、モータ用電源装置１０ａの出力とＧＮＤとの間に電圧検出部１４を接続してもよい。電圧検出部１４は、モータ用電源装置１０ａから出力される電源の電圧値を検出する。尚、電圧検出部１４が検出した電圧値は、制御部１１に取り込まれるとする。これにより、制御部１１は、検出された電圧値と算出されたモータ電流Ｉｍとを用いて、第２ファンモータ８１のモータ電力を算出することができる。従って、制御部１１は、このモータ電力を用いて、空気調和装置１に含まれる第２ファンモータ８１やその他の機器の各種制御等を行うことができる。

（ｈ）
上記実施形態において、図１０に示すように、第２ファンモータ８１の回転数を検出するための回転数検出部１５を更に設けても良い。この回転数検出部１５は、第２ファンモータ装置８に直接取り付けられて第２ファンモータ８１の回転数を検出するタイプのものや、第２ファンモータ８１においてステータに対するロータの位置を検出するホール素子からの出力信号を用いて回転数を検出するタイプ、第２モータドライバ８２が第２ファンモータ８１に出力する駆動電圧に基づいてロータの位置を推定し、推定したロータの位置を用いて回転数を検出するタイプ等、どのようなタイプのものであってもよい。尚、上述したタイプのうち、回転数検出部１５が第２ファンモータ装置８に直接取り付けられるタイプ以外である場合は、回転数検出部１５は、プリント基板Ｐ１上に実装されていてもよいし、プリント基板Ｐ１とは異なる他の基板に実装されていてもよい。図１０では、回転数検出部１５がプリント基板Ｐ１とは別の他の基板に実装されている場合を示している。また、回転数検出部１５が検出した第２ファンモータ８１の回転数は、制御部１１に取り込まれるとする。

これにより、制御部１１は、検出された第２ファンモータ８１の回転数と算出されたモータ電流Ｉｍとを用いて、第２ファンモータ８１のモータトルクを算出することができる。従って、制御部１１は、このモータトルクを用いて空気調和装置１に含まれる第２ファンモータ８１やその他の機器の各種制御等を行うことができる。

本発明に係るモータ電流検出装置は、モータ電流を精度良く求めることができるという効果を有し、空気調和装置に適用することができる。

本実施形態に係る空気調和装置の構成を示す平面概略図。 本実施形態に空気調和装置の冷媒回路図。 空気調和装置が備えている第１及び第２熱交換器の斜視図。 本実施形態に係るモータ電流検出装置が実装されたプリント基板内部の回路構成と、このプリント基板に接続された第２ファンモータ装置の概略構成とを示す図。 電流平準化部が設けられていない場合の駆動電流Ｉｄ'、モータ電流Ｉｍ及びＧＮＤ電流Ｉｇの経時的変化を示すグラフ。 電流平準化部を用いて平準化された駆動電流Ｉｄ、モータ電流Ｉｍ及びＧＮＤ電流Ｉｇの経時的変化を示すグラフ。 ＧＮＤ電流Ｉｇの瞬時値及び平均値それぞれの経時的変化を示すグラフ。 本実施形態に係る空気調和装置の構成を模式的に示すブロック図。 その他の実施形態（ｇ）に係るモータ電流検出装置が実装されたプリント基板内部の回路構成と、このプリント基板に接続された第２ファンモータ装置の概略構成とを示す図。 その他の実施形態（ｈ）に係るモータ電流検出装置が実装されたプリント基板内部の回路構成と、このプリント基板に接続された第２ファンモータ装置の概略構成とを示す図。

１ 空気調和装置
２ ケーシング
３ａ 第１熱交換器
３ｂ 第２熱交換器
４ 圧縮機
５ 圧縮機用モータ
６ａ 第１ファン
６ｂ 第２ファン
７ 第１ファンモータ
８ 第２ファンモータ装置
９ モータ電流検出装置
１０ａ モータ用電源装置
１０ｂ 駆動用電源装置
１１ 制御部
７１ 第１モータドライバ
８１ 第２ファンモータ
８２ 第２モータドライバ
９０ モータ用電源配線
９１ 駆動用電源配線
９２ 電流平準化部
９３ ＧＮＤ配線
９４ 電流検出部
９５ 瞬時電流検出部
９６ 平均電流検出部
９７ 瞬時電流伝送線路
９８ 平均電流伝送線路
９９ 演算部
９９ａ，９９ｂ 入力ポート
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５ 抵抗
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ コンデンサ
Ｒｓ シャント抵抗
ＯＰ１ オペアンプ
Ｉｍ モータ電流
Ｉｄ 駆動電流
Ｉｇ ＧＮＤ電流

Claims (7)

1. モータ（８１）に通電されたモータ電流と、前記モータ電流とは別の電流であって前記モータ（８１）を駆動するためのモータ駆動部（８２）に通電された駆動電流とが流れる第１配線（９３）と、
   前記第１配線（９３）上を流れる前記モータ電流及び前記駆動電流の和の瞬時値を検出する瞬時電流検出部（９５）と、
   前記第１配線（９３）上を流れる前記モータ電流及び前記駆動電流の和の平均値を検出する平均電流検出部（９６）と、
   前記瞬時電流検出部（９５）及び前記平均電流検出部（９６）それぞれの検出結果に基づいて、前記モータ電流を演算する演算部（９９）と、
   を備え、
   前記演算部（９９）は、
   前記モータ電流及び前記駆動電流の和の前記瞬時値におけるオフセット値を前記駆動電流として決定し、
   前記モータ電流及び前記駆動電流の和の平均値から前記瞬時値におけるオフセット値を減算して前記モータ電流を算出する、
   モータ電流検出装置（９）。
2. 前記瞬時電流検出部（９５）により検出された前記モータ電流及び前記駆動電流の和の前記瞬時値を前記演算部（９９）に伝送するための第２配線（９７）と、
   前記平均電流検出部（９６）により検出された前記モータ電流及び前記駆動電流の和の前記平均値を前記演算部（９９）に伝送するための第３配線（９８）と、
   を更に備え、
   前記演算部（９９）は、
   前記第２配線（９７）と接続され、前記モータ電流及び前記駆動電流の和の前記瞬時値が入力される第１入力部（９９ａ）と、
   前記第３配線（９８）と接続され、前記モータ電流及び前記駆動電流の和の前記平均値が入力される第２入力部（９９ｂ）と、
   を有する、
   請求項１に記載のモータ電流検出装置（９）。
3. 前記第１配線（９３）上を流れる前記モータ電流及び前記駆動電流の和を検出する電流検出部（９４）を更に備え、
   前記瞬時電流検出部（９５）は、
   前記電流検出部（９４）と前記第２配線（９７）との間に直列に接続された第１抵抗（Ｒ２，Ｒ３）と、
   前記第１抵抗（Ｒ２，Ｒ３）に対し並列に接続された第１コンデンサ（Ｃ２）と、
   を有し、
   前記平均電流検出部（９６）は、
   前記電流検出部（９４）と前記第３配線（９８）との間に直列に接続された第２抵抗（Ｒ４，Ｒ５）と、
   前記第２抵抗（Ｒ４，Ｒ５）に対し並列に接続された第２コンデンサ（Ｃ３，Ｃ４）と、
   を有し、
   前記第１抵抗（Ｒ２，Ｒ３）及び前記第１コンデンサ（Ｃ２）の第１時定数は、前記第２抵抗（Ｒ４，Ｒ５）及び前記第２コンデンサ（Ｃ３，Ｃ４）の第２時定数よりも小さい、
   請求項２に記載のモータ電流検出装置（９）。
4. 前記モータ（８１）及び前記モータ駆動部（８２）は、モータ装置（８３）に含まれている、
   請求項１〜３のいずれかに記載のモータ電流検出装置（９）。
5. 前記第１配線（９３）上を流れる前の前記駆動電流を平準化する電流平準化部（９２）を更に備える、
   請求項１〜４のいずれかに記載のモータ電流検出装置（９）。
6. 前記駆動電流が流れる第４配線（９１）を更に備え、
   前記電流平準化部（９２）は、前記第４配線（９１）上に直列に接続された第３抵抗（Ｒ１）と、前記第３抵抗（Ｒ１）に対し並列に前記第４配線（９１）に接続された第３コンデンサ（Ｃ１）とを有する、
   請求項５に記載のモータ電流検出装置（９）。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のモータ電流検出装置（９）と、
   前記モータ駆動部（８２）と共に前記モータ装置（８３）に含まれ、前記モータ電流が通電されるファンモータ（８１）と、
   前記ファンモータ（８１）により回転駆動されるファン（６ｂ）と、
   前記モータ電流検出装置（９）の前記演算部（９９）により演算された前記モータ電流に基づいて、前記ファン（６ｂ）から室内に送られる風量の制御を行う制御部（１１）と、
   を備える、空気調和装置（１）。

Images