以下、本発明に係るモータ制御部を、そ� ��一例として(典型的実施例として)エアコン� �レッサを参照し、図面を用いて詳細に説明� �る。

 図1は、エアコンプレッサの概略構成を示 したブロック図である。エアコンプレッサ(� �ータ制御装置)1は、タンク部2と、圧縮空気� �成部3と、モータ部4と、制御回路部5とによ� �て概略構成されている。

 タンク部2は、圧縮空気を貯留するための 貯留タンク8を有している。貯留タンク8には� ��圧縮空気生成部3により生成された一定圧力 の圧縮空気が蓄えられており、通常3.5MPa~4.3MP a程度の圧力に維持されている。

 貯留タンク8には、複数の圧縮空気取出口 9が設けられている。本典型的実施例におい� �は、高圧の圧縮空気を取り出すための高圧� �出口9aと、常圧の圧縮空気を取り出すための 常圧取出口9bとが設けられている。各取出口9 a、9bには、それぞれの取出口9a、9bより得ら� �る圧縮空気を所望の圧力に減圧させるため� �減圧弁10a、10bが設けられており、高圧取出� �9aでは、減圧弁10aによって取り出される圧縮 空気の圧力が1.5MPa~2.50MPa程度に減圧され、常� ��取出口9bでは、減圧弁10bによって取り出さ� �る圧縮空気の圧力が0.7MPa~1.5MPa程度に減圧さ� ��る。

 貯留タンク8内の圧縮空気は、上述したよ うに通常3.5MPa~4.3MPa程度の圧力に維持される� �め、高圧取出口9aから取り出される圧縮空気 も常圧取出口9bから取り出される圧縮空気も� ��上述した所望の圧力を減圧弁10a、10bによっ� ��維持することが可能となる。また、各取出� ��9a、9bには、減圧弁10a、10bにより減圧された 圧縮空気を釘打機等の駆動工具に供給するた めに、エアホース(図示省略)を着脱すること� ��可能となっている。

 圧縮空気生成部3は、シリンダ内に設けら れるピストンを往復運動させ、シリンダの吸 気弁からシリンダ内に引き込まれた空気を圧 縮することによって圧縮空気を生成する構造 を備えている。圧縮された空気は、連結パイ プ14を介してタンク部2の貯留タンク8へと供� �される。

 モータ部4は、圧縮空気生成部3のピスト� �を往復運動させるための駆動力を発生させ� �役割を有している。モータ部4には、駆動力� ��発生させるためのステータ16とロータ17とが 設けられている。ステータ16には、U相、V相� �W相の巻線16a、16b、16cが形成されており、こ� ��らの巻線16a~16cに対して電流を流すことによ って回転磁界が形成される。

 ロータ17は、永久磁石によって構成され� �おり、ステータ16の巻線16a、16b、16cを流れる 電流によって形成される回転磁界により、ロ ータ17の回転が行われる。また、モータ部4に は、ロータ17の回転を検出するための回転数� ��出部18が設けられている。回転数検出部18に は、ホールICが設けられており、このホールI Cを用いてロータ17における磁界の変化を検出 することによってロータ17の回転数を検出す� ��。

 制御回路部5は、図2に示すように、マイ� �ロプロセッサ(MPU:MicroProcessingUnit、制御部)20� �、コンバータ回路(コンバータ部)21と、イン� ��ータ回路22とによって概略構成されている� �

 コンバータ回路21は、整流回路24と昇圧回 路25と平滑回路26とにより概略構成されてお� �、このコンバータ回路21によっていわゆるPAM (PulseAmplitudeModulation)制御が実行される。ここ� ��、PAM制御とは、コンバータ回路21によって� �力電圧のパルスの高さを変化させることに� �り、モータ部4の回転数を制御する方法であ� ��。一方で、インバータ回路22では、いわゆ� �PWM(PulseWidthModulation)制御が実行される。PWM制� ��とは、出力電圧のパルス幅を変化させてモ� ��タ部4の回転数を制御させる方法である。

 PAM制御は、PWM制御に比べて、モータ部4に おける低回転時の効率低下が少なく、電圧を 上げることによって高回転にも対応すること が可能であるという特性を有しているため、 高出力時および定常運転時に主として用いら れる制御方法である。一方で、PWM制御は、起 動時や電圧低下時などにおいて主として用い られる制御方法である。マイクロプロセッサ 20は、エアコンプレッサ1の運転状態に応じて 、コンバータ回路21によるPAM制御とインバー� ��回路22によるPWM制御とを好適に切り替えて� �御を実行する。

 コンバータ回路21の整流回路24および平滑 回路26は、エアコンプレッサ1の駆動源となる 交流電源29を整流・平滑することによって直� ��電圧に変換する役割を有している。昇圧回� ��25の内部には、スイッチング素子25aが設け� �れており、マイクロプロセッサ20の制御命令 に応じて直流電圧の振幅制御を行う役割を有 している。昇圧回路25は、マイクロプロセッ� ��20のPAM指令を受けた昇圧コントローラ27を介 して制御されている。

 なお、コンバータ回路21と交流電源29との 間には、電源電圧検出部(電源電圧検出部)28� �電源電流検出部30とが設けられている。電源 電圧検出部28で検出される電圧値は、コンバ� ��タ回路21の昇圧回路25等を経て電圧値が昇圧 される前の一次電圧(以下、この電圧を電源� �圧という)の値であり、電源電圧値は交流電� ��29の電圧値を示している。従って、電源電� �検出部28において電圧値を検出することによ って、交流電源29より供給される電源電圧の� ��化を検出することが可能となっている。電� ��電圧検出部28により検出された電圧値は、� �イクロプロセッサ20に出力される。

 一方で、電源電流検出部30で検出される� �流値は、交流電源29により供給される一次電 流(駆動電流)の値を示したものであり、電源� ��流検出部30において電圧値を検出すること� �よって、交流電源29より供給される一次電流 の変化を検出することが可能となっている。 電源電流検出部30により検出された電流値は� ��マイクロプロセッサ20に出力される。

 インバータ回路22は、コンバータ回路21に よって変換された直流電圧のパルスを一定周 期で正負変換させるとともに、パルス幅を変 換させることによって直流電圧を擬似的な正 弦波を備える交流電圧に変換する役割を有し ている。このパルス幅を調整することによっ て、上述したようにモータ部4の回転数制御� �行うことが可能となる。マイクロプロセッ� �20は、インバータ回路22に対する出力値の調� ��を行うことによって、モータ部4の駆動量を 制御する。

 なお、インバータ回路22とコンバータ回� �21との間には、コンバータ電圧検出部31が設� ��られている。コンバータ電圧検出部31で検� �される電圧値は、昇圧回路25等により電源電 圧(一次電圧)値が昇圧された後の電圧(以下、 この電圧をコンバータ電圧という)値を示し� �いる。従って、コンバータ電圧検出部31にお いて電圧値を検出することによって、昇圧さ れた電源電圧(一次電圧)値、即ちモータ部4の 駆動のためにモータ部4へと供給される電圧� �の変化を検出することが可能となっている� �コンバータ電圧検出部31により検出された電 圧値は、マイクロプロセッサ20に出力される� ��

 マイクロプロセッサ20は、コンバータ回� �21およびインバータ回路22の駆動制御を行う� ��とによって、タンク部2の圧縮空気の圧力を 3.5MPa~4.3MPaに安定させるための制御部である� �マイクロプロセッサ20は、演算処理ユニット (CPU:CentralProcessingUnit)、ワークメモリ等の一時 記憶領域として利用されるRAM(RandomAccessMemory)� ��後述する制御処理プログラム(例えば、後述 する図3および図6の処理に関するプログラム) や後述する処理タスク(例えば、後述する400μ secの時間経過(計時)判断を行う計時タスク)等 が記録されるROM(ReadOnlyMemory)等の機能が、1チ� ��プのLSIにより実現されたものである。なお� ��マイクロプロセッサ20は、ROMに記録される� �述した計時タスクに基づき、計時判断処理� �行うことが可能となっている。

 マイクロプロセッサ20には、回転数検出� �18によって検出されたモータ部4(より詳細に� ��ロータ17)の回転数情報(駆動回転数の情報)� �電源電圧検出部28で検出された電源電圧値(� �流電源29の電圧値の情報)、電源電流検出部30 で検出された一次電流値(交流電源29の電流値 の情報)、および、コンバータ電圧検出部31で 検出されたコンバータ電圧値(モータ部4に供� ��される駆動電圧値)が入力される。

 一方で、マイクロプロセッサ20は、制御� �報(PAM指令、PWM指令)をコンバータ回路21およ� ��インバータ回路22に対して出力することが� �能な構成となっている。コンバータ回路21お よびインバータ回路22では、マイクロプロセ� ��サ20によって出力された制御情報(PAM指令、P WM指令)に基づいて、モータ部4の駆動制御を� �行する。

 マイクロプロセッサ20は、昇圧コントロ� �ラ27にPAM指令を出力することによって、昇圧 コントローラ27を介して昇圧回路25のスイッ� �ング素子25aを制御して、コンバータ回路21の 駆動制御を行う。また、同様に、マイクロプ ロセッサ20は、インバータ回路22に対してPWM� �令を出力することによってインバータ回路22 の制御を行う。

 但し、上述したように、PAM制御は高出力� ��および定常運転時に主として用いられる制� ��方法であり、PWM制御は、起動時や電圧低下� ��などにおいて主として用いられる制御方法� ��ある。このため、マイクロプロセッサ20は� �エアコンプレッサ1の起動時に、電源電圧(一 次電圧)の値を所定の電圧値まで昇圧させた� �に、インバータ回路22の出力量(Duty)を0%から1 00%へと徐々に増加させることによって、エア コンプレッサ1(モータ部4)の駆動状態を立ち� �げる制御を行う。

 そして、インバータ回路の出力値が100%に 達したことを条件に、モータ部4の制御方法� �PWM制御からPAM制御に移行し、PAM制御により� �定したモータ部4の制御を行う。次に、モー� ��部4の制御がPAM制御に完全に移行した後に(� �ち、いわゆるフルPAM制御により制御が行わ� �る状態において)、交流電源29の電圧値(電源� ��圧(一次電圧)値)が上昇した場合および下降� ��た場合におけるマイクロプロセッサ20の制� �処理について説明する。

[交流電源の電圧値が急激に上昇した場合]
 図3は、交流電源29の電圧値が急激に上昇し� ��場合におけるマイクロプロセッサ20の制御� �理を示したフローチャートである。

 まず、マイクロプロセッサ20は、ROMに記� �される計時タスクに基づき、前回電源電圧� �電圧値を取得したときから400μsecの時間が経 過したか否かの判断を行う(ステップS.1)。マ� ��クロプロセッサ20は、400μsecの時間が経過し ていないと判断する場合(ステップS.1におい� �Noの場合)、再度ステップS.1に示す計時判断� �理を繰り返し実行する。

 400μsecの時間が経過したものと判断した� �合(ステップS.1においてYesの場合)、マイクロ プロセッサ20は、電源電圧検出部28より電源� �圧を検出してRAMの所定領域に記録(格納)する (ステップS.2)。

 そして、マイクロプロセッサ20は、所定� �間に電源電圧の最小値があったか否かを判� �し(ステップS.3)、所定時間に電源電圧値の最 小値がない場合(ステップS.3においてNoの場合 )には、ステップS.1に示す計時判断処理に移� �する。一方で、電源電圧の最小値があった� �合(ステップS.3においてYesの場合)、マイクロ プロセッサ20は、所定時間内のピーク値の平� ��値、例えば、上位3つのうち1位を除外し2位� ��3位のピーク値平均値を電源電圧のピーク値 平均値として算出する(ステップS.4)。

 次に、マイクロプロセッサ20は、RAMの所� �領域に記録される前回の電源電圧のピーク� �平均値を読み出し(取得し)(ステップS.5)、読� ��出された前回の電源電圧のピーク値平均値� ��用いて、今回算出された電源電圧のピーク� ��平均値から前回算出された電源電圧のピー� ��値平均値を減算した値が、10V以上であるか� ��か、つまり(今回の電源電圧のピーク値平均 値)―(前回の電源電圧のピーク値平均値)≧10V が成立するか否かを判断する(ステップS.6)。

 マイクロプロセッサ20は、減算した電源� �圧値の差が10V以上でない場合(ステップS.6に� ��いてNoの場合)、PAM指令の電圧値を変更する� ��となく、ステップS.1に示す計時判断処理に� ��行する。一方で、減算した電源電圧値の差� ��10V以上であった場合(ステップS.6においてYes の場合)、マイクロプロセッサ20は、減算され た電源電圧の差に応じてPAM指令の電圧値を減 算し(ステップS.7)、PAM指令をコンバータ回路� ��出力する(ステップS.8)。

 ここで、マイクロプロセッサ20が、コン� �ータ回路21およびインバータ回路22に対して� ��御を行う場合、すべての制御量を相対的な� ��値に換算して制御を行う。減算された電源� ��圧の差がAC10Vである場合におけるマイクロ� �ロセッサ20での制御量は、「43」という相対� ��な数値で表される。マイクロプロセッサ20� �は、この電源電圧AC10Vに該当する制御量「43� ��に基づいて、コンバータ電圧を低減させる� ��めに設定するPAM指令の電圧値を相対的な数� ��で算出する。本典型的実施例に係るマイク� ��プロセッサ20では、制御量「43」を10倍した� ��、つまり「430」をPAM指令の電圧値を決定す� ��制御量として算出し、算出された制御量に� ��当する電圧値にPAM指令の電圧値を変更する� ��本典型的実施例に示す場合では、制御量「4 30」に対応するPAM指令の電圧値として、0.55V(� ��述する図5参照)が算出され、マイクロプロ� �ッサ20では、PAM指令の電圧を0.55Vに設定して� ��コンバータ回路21に対してPAM指令を出力す� �。

 マイクロプロセッサ20は、コンバータ回� �21にPAM指令を出力した(ステップS.8)後、今回� ��出された電源電圧のピーク値平均値をRAMの� ��定領域に記録(格納)する(ステップS.9)。この ようにして記録された電源電圧のピーク値平 均値は、次回の処理において前回の電源電圧 のピーク値平均値として読み出され、処理に 利用される。その後、マイクロプロセッサ20� ��、ステップS.1に示す計時判断処理を繰り返� ��実行する。

 図4は、上述した電源電圧の変動に基づい てコンバータ電圧の制御をしない場合を示し たグラフであり、図5は、上述した電源電圧� �変動に基づいてコンバータ電圧の制御を行� �場合を示したグラフである。なお、図4およ� ��図5には、電源電圧(一次電圧)、コンバータ� ��圧、モータ部4の回転数、PAM指令の状態変化 が示されている。

 図4および図5において、電源電圧は、電� �電圧検出部28により検出された電圧値を示し ており、フルPAM制御状態において安定してモ ータ部4が駆動されている場合(以下、安定状� ��という)における電源電圧値はAC80Vとなる。� ��ンバータ電圧は、コンバータ電圧検出部31� �より検出された電圧値を示しており、安定� �態におけるコンバータ電圧はDC200Vとなる。� �ータ部4の回転数は、回転数検出部18により� �出された回転数を示しており、安定状態に� �ける回転数は3300回転(rpm)となる。

 さらに、PAM指令は、マイクロプロセッサ2 0によりコンバータ回路21の昇圧コントローラ に対して出力される制御情報を電圧値によっ て示している。PAM指令は、1.55Vを基準電圧と� ��、この電圧値に対する設定電圧値の上下に� ��じてコンバータ回路21の制御を行う構成と� �っている。具体的には、基準電圧値よりも� �い値に電圧値を変更した場合には、コンバ� �タ回路21における出力(コンバータ電圧の値)� ��低減されて、モータ部4の回転数が低下する ことになる。また、基準電圧値よりも高い値 に電圧値を変更した場合には、コンバータ回 路21における出力(コンバータ電圧の値)が増� �されて、モータ部4の回転数が上昇すること� ��なる。

 図3に示す電源電圧に対応したコンバータ 電圧の制御処理が行われていない場合、図4� �示すように、電源電圧変動時において電源� �圧が上昇(例えば、AC80VからAC110Vへと30V上昇)� ��ると、電源電圧の昇圧により電圧値が設定� ��れるコンバータ電圧が、この電源電圧の上� ��に伴って瞬時に上昇(例えば、DC200VからDC242V へと42V上昇)する。電源電圧変動時において� �ンバータ電圧が上昇すると、このコンバー� �電圧に基づいて駆動されているモータ部4の� ��転数がコンバータ電圧の上昇から僅かに遅� ��て(例えば0.1sec)上昇(例えば、3300回転から380 0回転へと500回転上昇)する。このようにモー� ��部4の回転数が急激に上昇したことに伴い、 モータ部4からうなり音等が発生してしまう� �

 一方で、マイクロプロセッサ20では、モ� �タ部4の回転数上昇を回転数検出部18より検� �することによって、つまり、回転数が急激� �上昇してうなり音が発生し始めたころ(例え� ��、電源電圧変動時から0.15sec経過後)の回転� �を検出することによって、コンバータ電圧� �低減させるための演算処理を開始し、算出� �た演算結果に基づいてPAM指令の電圧値を設� �する。このようにPAM指令の電圧値を修正し� �設定する処理は、モータ部4の回転数が上昇� ��始めてから(例えば、電源電圧変動時から0.1 5sec経過後)行われるため、回転数が上昇を開� ��する前から効果的にモータ部4の駆動制御を 行うことができない。

 マイクロプロセッサ20が、設定されたPAM� �令の電圧値に基づいてコンバータ回路21の制 御を行うことにより、このPAM制御に基づいて コンバータ電圧が低減されて電圧値DC200Vへと 収束し、この収束に伴ってモータ部4の回転� �が低減されて回転数3300回転に収束する。

 但し、回転数の収束は、回転数変動に基� ��いて制御量が決定されるPAM制御に従って実� ��されるため、回転数の上昇開始から回転数� ��もとの回転数に収束するまで一定の時間(例 えば、5sec)の経過が必要とされる。また、PAM� ��御により行われるコンバータ電圧値の変更� ��御は、モータ部4の回転数がもとの回転数(33 00回転)に収束するまで継続して続けられるた め、回転数がもとの回転数に収束するまでの 時間(例えば、5sec)だけ続けられる。

 さらに、PAM指令における電圧値の設定は� ��回転数の変動状態に応じて設定されるため� ��結果として回転数を徐々に低減させる制御� ��が決定されやすくなる(例えば、基準電圧値 である1.55Vから、0.5Vだけ低い値となる1.05Vの� ��に設定される。)。マイクロプロセッサ20で� ��、モータ部4の回転数がもとの回転数に収束 した後に、PAM指令の電圧値を初めの電圧値(1. 55V)に戻すことになる。

 一方で、図3に示す電源電圧に対応したコ ンバータ電圧の制御処理が行われる場合、図 5に示すように、電源電圧変動時において電� �電圧が上昇(例えば、AC80VからAC110Vへと30V上� �した場合)すると、マイクロプロセッサ20が� �源電圧の上昇を、8msec毎の平均電源電圧値の 検出・比較処理(図3に示すステップS.1~S.6)に� �り瞬時に判断する。このように、マイクロ� �ロセッサ20が、電源電圧検出部28を介して瞬� ��に電源電圧値上昇を判断することによって� ��モータ部4の回転数が上昇する前に、電源電 圧値の上昇を判断することができる。

 マイクロプロセッサ20では、上昇した電� �電圧の値に基づいて、瞬時に電源電圧の値� �低減させる処理を行う。このとき、マイク� �プロセッサ20は、PAM指令の電圧値を迅速かつ 大幅に低減(例えば、PAM指令の電圧値を1.55Vか ら0.55Vへ1.0Vだけ低減)させる。このように瞬� �にPAM指令の電圧値を大幅に低減することに� �って、電源電圧値の上昇に伴って上昇し始� �ていたコンバータ電圧の上昇を最小限にす� �ことができる。本典型的実施例に係るエア� �ンプレッサ1では、図4に示すように42Vだけ上 昇していたコンバータ電圧値を図5に示すよ� �に10V程度の上昇に留めることができる。

 このマイクロプロセッサ20によるPAM指令� �電圧低減処理により、コンバータ電圧の上� �を最低限に抑えることができるため、コン� �ータ電圧の上昇抑制によりモータ部4の回転� ��上昇を最低限に抑えることが可能となる。� ��典型的実施例に係るエアコンプレッサ1では 、図4に示すように500回転上昇していたモー� �部4の回転数を、図5に示すように100回転程度 の上昇に留めることができる。このようにモ ータ部4の回転数上昇を抑制することができ� �ため、うなり音などの発生を抑制すること� �可能となる。

 また、迅速にPAM指令の電圧低減処理を行� ��ことにより、コンバータ電圧および回転数� ��上昇を低減することができるので、もとの� ��ンバータ電圧値および回転数に状態が収束� ��るまでの時間を、従来に比べて短縮するこ� ��が可能となる。例えば、従来の場合は、図4 に示すように、コンバータ電圧および回転数 がもとの状態に収束するまで5sec程度の時間� �かかっていたが、図3に示した処理を行うこ� ��によって本発明に係る制御方法を適用する� ��とにより、図5に示すように、コンバータ電 圧および回転数がもとの状態に収束する時間 を0.5sec程度に短縮することが可能となる。

[交流電源の電圧値が急激に降下した場合]
 次に、交流電源の電圧値が急激に降下した� ��合におけるマイクロプロセッサ20の制御処� �を、図6に示すフローチャートを用いて説明� ��る。

 まず、マイクロプロセッサ20は、ROMに記� �される計時タスクに基づき、前回電源電圧� �電圧値を取得してから400μsecの時間が経過し たか否かの判断を行う(ステップS.11)。マイク ロプロセッサ20は、400μsecの時間が経過して� �ないと判断する場合(ステップS.11においてNo� ��場合)、再度ステップS.11に示す計時判断処� �を繰り返し実行する。

 400μsecの時間が経過したものと判断した� �合(ステップS.11においてYesの場合)、マイク� �プロセッサ20は、電源電圧検出部28より電源� ��圧値を検出してRAMの所定領域に記録(格納)� �る(ステップS.12)。

 そして、マイクロプロセッサ20は、所定� �間に電源電圧の最小値があったか否かを判� �し(ステップS.13)、所定時間に電源電圧の最� �値がない場合(ステップS.13においてNoの場合) には、ステップS.11に示す計時判断処理に移� �する。一方で、電源電圧の最小値があった� �合(ステップS.13においてYesの場合)、マイク� �プロセッサ20は、所定時間内のピーク値の平 均値、例えば、上位3つのうち1位を除外し2位 と3位のピーク値平均値を電源電圧のピーク� �平均値として算出する(ステップS.14)。

 次に、マイクロプロセッサ20は、RAMの所定� �域に記録される前回の電源電圧のピーク値� �均値を読み出し(ステップS.15)、読み出され� �前回の電源電圧のピーク値平均値を用いて� �今回算出された電源電圧のピーク値平均値� �ら前回算出された電源電圧のピーク値平均� �を減算した値が、-10V以下であるか否か、つ� ��り
 (今回の電源電圧のピーク値平均値)―(前回� ��電源電圧のピーク値平均値)≦-10V
が成立するか否かを判断する(ステップS.16)。

 マイクロプロセッサ20は、減算した電源� �圧値の差が―10V以下でない場合(ステップS.16 においてNoの場合)、PAM指令の電圧値を変更す ることなく、ステップS.11に示す計時判断処� �に移行する。

 一方で、減算した電源電圧値の差が-10V以 下であった場合(ステップS.16においてYesの場� ��)、マイクロプロセッサ20は、減算された電� ��電圧の差に応じてPAM指令の電圧値を減算し( ステップS.17)、PAM指令をコンバータ回路21に� �力する(ステップS.18)。

 ここで、PAM指令の電圧値を減算する場合� ��マイクロプロセッサ20は、一次電流のオー� �ーシュート状態を抑制するために、比較的� �かだけ電圧値を低減させ、さらに低減され� �電圧値の低減時間を比較的長めに設定する� �つまり、マイクロプロセッサ20は、緩やかな コンバータ電圧の変動処理を実現することに より一次電流の急激かつ大幅な変動を抑制す ることを目的として、PAM指令の電圧値設定を 僅かに減少し(ゲイン減少を僅かにし)、かつ� ��低減させた電圧値をある程度の期間だけ継� ��する。

 具体的にマイクロプロセッサ20は、減算� �た電源電圧値の差が―10V以下であった場合(� ��テップS.16においてYesの場合)にPAM指令によ� �設定される電圧の出力ゲインを2/3~1/8に変更( 例えば、後述する図8に示すグラフに示すよ� �に、PAM指令の基準となる電圧値が1.55Vである 場合には、電圧値を0.2V低減させて1.35Vに変更 )し、変更された出力ゲインをしばらくの間� �け維持した後に、出力ゲインを初めのゲイ� �に戻す。

 マイクロプロセッサ20は、コンバータ回� �21にPAM指令を出力した(ステップS.18)後、今回 算出された電源電圧のピーク値平均値をRAMの 所定領域に記録(格納)する(ステップS.19)。こ� ��ようにして記録された電源電圧のピーク値� ��均値は、次回の処理において前回の電源電� ��のピーク値平均値として読み出され、処理� ��利用される。その後、マイクロプロセッサ2 0は、ステップS.11に示す計時判断処理を繰り� ��し実行する。

 図7は、上述した電源電圧の変動に基づい てコンバータ電圧の制御をしない場合を示し たグラフであり、図8は、上述した電源電圧� �変動に基づいてコンバータ電圧の制御を行� �場合を示したグラフである。

 なお、図7および図8には、電源電圧(一次� ��圧)、コンバータ電圧、モータ部4の回転数� �PAM指令の状態変化に加えて、一次電流の状� �変化が示されている。図7および図8に示す一 次電流は、電源電流検出部30により検出され� ��電流値を示しており、安定状態における一� ��電流値は14.5Aとなる。電源電圧(一次電圧)、 コンバータ電圧、モータ部4の回転数、PAM指� �に関しては、上述した図4および図5と同様で あるが、図7および図8に示すグラフでは、電� ��電圧における安定状態の電圧値をAC110Vとし� ��モータ部4における安定状態の回転数を2000� �転とする。

 図6に示す電源電圧に対応したコンバータ 電圧の制御処理が行われていない場合、図7� �示すように、電源電圧変動時において電源� �圧が低下(例えば、AC110VからAC80Vへと30V低下)� ��ると、この電源電圧の低下に伴ってコンバ� ��タ電圧が、瞬時に低下(例えば、DC200VからDC1 58Vへと42Vだけ低下)する。電源電圧変動時に� �いてコンバータ電圧が低下すると、このコ� �バータ電圧に基づいて駆動されているモー� �部4の回転数がコンバータ電圧の低下に応じ� ��低下(例えば、2000回転から1800回転へと200回� ��低下)する。

 なお、コンバータ電圧の低下によりモー� ��部4の回転数が低下するまでの反応は、コン バータ電圧の上昇によりモータ部4の回転数� �上昇する場合に比べて迅速に行われる。こ� �ば、モータ部4の回転数を上昇させる場合に� ��、コンバータ電圧が上昇しても、タンク部2 内圧力の負荷などの影響により瞬時に回転数 を上昇することが困難であるためである。一 方で、モータ部4の回転数を低下させる場合� �は、コンバータ電圧が上昇させる場合より� �、タンク部2内圧力の負荷などの影響が低い� ��め、コンバータ電圧の低下に従って瞬時に� ��転数が低減されることになる。

 このように、回転数がコンバータ電圧の� ��下に応じて迅速に低下するので、マイクロ� ��ロセッサでは、回転数検出部18により検出� �れる回転数に基づいて、モータ部4の回転数� ��低減を迅速に判断することが可能となる。� ��して、マイクロプロセッサ20では、検出さ� �たモータ部4の回転数の低下に基づいて、コ� ��バータ電圧を上昇させるための演算処理を� ��始し、算出した演算結果によってPAM指令の� ��圧値を設定する。

 一方で、電源電圧の電圧値が低下した場� ��、マイクロプロセッサ20では、エアコンプ� �ッサ1の出力状態(電力値W)を一定に保とうと� ��るため、電源電圧の低下に伴って一次電流� ��値が急激に上昇してしまう。このように一� ��電流が急激に上昇した場合、マイクロプロ� ��ッサ20では、一次電流を所定値、本典型的� �施例に係るエアコンプレッサ1では、14.5Aに� �持するようにしてPAM指令の電圧値を設定す� �。

 このため、マイクロプロセッサ20では、� �次電流の上昇を急速に低減させるべく、PAM� �令の電圧値を大きく低減(例えば、図7に示す ように1.0V低減させて0.55Vに設定)し、低下し� �コンバータ電圧を急激(例えば、2secの期間内 )に上昇回復させる。このようにコンバータ� �圧が急激に上昇されることにより、今度は� �一次電流の値が急激に低減されてしまい、� �果として一次電流に対してオーバーシュー� �(例えば、3secの期間に一次電流値が10Aだけ上 下変動)が生じてしまっていた。このような� �次電流のオーバーシュートが発生すると、� �次電流の上昇に伴い電源のブレーカ機能が� �いて駆動電力の遮断が生じるおそれがあっ� �。

 一方で、図6に示す電源電圧に対応したコ ンバータ電圧の制御処理が行われる場合、図 8に示すように、電源電圧変動時において電� �電圧が低下(例えば、AC110VからAC80Vへと30V低� �)すると、この電源電圧の低下に伴ってコン� ��ータ電圧が、瞬時に低下(例えば、DC200Vから DC158Vへと42Vだけ低下)する。電源電圧変動時� �おいてコンバータ電圧が低下すると、この� �ンバータ電圧に基づいて駆動されているモ� �タ部4の回転数がコンバータ電圧の低下に応� ��て低下する。

 このように、回転数がコンバータ電圧の� ��下に応じて迅速に低下することにより、マ� ��クロプロセッサ20では、回転数検出部18によ り検出される回転数に基づいて、モータ部4� �回転数の低減を迅速に判断することが可能� �なる。そして、マイクロプロセッサ20では、 検出されたモータ部4の回転数の低下に基づ� �て、コンバータ電圧を上昇させるための演� �処理を開始し、算出した演算処理によってPA M指令の電圧値を設定する。

 このとき、マイクロプロセッサ20は、上� �した一次電流のオーバーシュート現象を抑� �するために、PAM指令の設定を僅かな電圧値� �け減少させることによって緩やかにコンバ� �タ電圧の上昇が行われるように設定する。� �発明に係るエアコンプレッサ1では、図8に示 すように、PAM指令の電圧値を基準電圧値であ る1.55Vから0.2Vだけ低減させて1.35Vに設定し、� ��の設定状態を5.5secだけ継続する。

 このようにPAM指令が設定されることによ� ��、低下したコンバータ電圧を上昇回復させ� ��安定させる(本典型的実施例では、もとの電 圧値よりも15V低い値である185Vに上昇回復さ� �る)までの時間(例えば、5sec)が、図7に示すコ ンバータ電圧の上昇安定までの時間(例えば� �2sec)よりも長い時間となってしまうが、急激 にコンバータ電圧が上昇しないため、一次電 流が急激に上昇および下降してオーバーシュ ート現象を生じてしまうことを抑制すること ができる。具体的には、図7に示すように10A� �昇していた一次電流を、図8に示す場合には� ��3A程度に低減させることが可能となる。従� �て、一次電流のオーバーシュート現象の発� �を効果的に抑制することができ、一次電流� �上昇に伴う電源のブレーカ機能の稼働を抑� �することが可能となる。

 なお、上述したように、PAM指令の電圧値� ��低減を僅かにすることにより、回転数の低� ��が、図7に示す場合(2000回転から1800回転へと 200回転低下)よりも大きくなってしまう(2000回 転から1650回転へと350回転低下)が、この回転� ��の低減は、基準となるモータ部4の回転数が もともと低い回転数(2000回転)であることから 、回転数の減少数が増加しても、うなり音な どが発生しにくい。このため、回転数の減少 数が増加しても、一次電流のオーバーシュー ト抑制の方がより好ましい効果を奏すること になる。

 以上説明したように、本典型的実施例に� ��るエアコンプレッサ1では、電源電圧の電圧 値を検出し、検出された電圧値の急激な上昇 または下降に応じてPAM指令の設定を行うので 、モータ部4の回転数変動に伴ううなり音の� �生を抑制し、また一次電流におけるオーバ� �シュート現象の発生を抑制することが可能� �なる。

 具体的に、電源電圧が急激に上昇した場� ��、マイクロプロセッサ20は、電源電圧の上� �を検出した直後であって、モータ部4の回転� ��の上昇が生じていないときに、コンバータ� ��圧を大きく低減させる旨のPAM指令を設定し� ��コンバータ回路21に出力する。このPAM指令� �より、コンバータ回路21におけるコンバータ 電圧を迅速に低減させ、モータ部4における� �転数が急激に上昇する前にモータ部4の回転� ��を低減する制御を行うことできるので、モ� ��タ部4の回転数の上昇を抑制し、回転数の急 上昇に伴ううなり音の発生を効果的に抑える ことができる。

 さらに、マイクロプロセッサ20は、コン� �ータ回路21に対して、迅速にコンバータ電圧 を低減させる旨のPAM指令を出力することがで きるので、コンバータ電圧の上昇率を抑制す ることができるとともに、コンバータ電圧を 収束させるための期間を短くすることが可能 となる。

 また、電源電圧が急激に低下した場合、� ��イクロプロセッサ20は、電源電圧の低下を� �出した直後に、コンバータ電圧を上昇させ� �旨のPAM指令を設定してコンバータ回路21に出 力する。このPAM指令において、マイクロプロ セッサ20は、PAM指令の設定を、コンバータ電� ��値が緩やかに上昇するように設定する。こ� ��設定により、コンバータ電圧の急激な変動� ��抑制され、コンバータ電圧の急激な変動に� ��じて発生する一次電流のオーバーシュート� ��象を抑制することが可能となり、一次電流� ��上昇に伴う電源のブレーカ機能の稼働を抑� ��ることが可能となる。

 以上、本発明の典型的実施例に係るエア� ��ンプレッサ1について図面を用いて詳細に説 明したが、本発明に係るエアコンプレッサは 、上述した典型的実施例に限定されるもので はない。当業者であれば、特許請求の範囲に 記載された範疇内において、各種の変更例ま たは修正例に想到しうることは明らかであり 、それらについても当然に本発明の技術的範 囲に属するものと了解される。

 例えば、図4および図5に示したグラフで� �、安定状態における電源電圧値をAC80Vとし、 安定状態におけるコンバータ電圧をDC200Vとし 、安定状態における回転数を3300回転(rpm)とし 、PAM指令の基準電圧値を、1.55Vとしたが、安� ��状態におけるそれぞれの値は上述した設定� ��に限定されるものはなく、適宜変更するこ� ��が可能である。

 また、同様に、図7および図8に示したグ� �フでは、安定状態における電源電圧値をAC110 Vとし、安定状態におけるコンバータ電圧をDC 200Vとし、安定状態における回転数を2000回転( rpm)とし、安定状態における一次電流値を14.5A とし、PAM指令の基準電圧値を、1.55Vとしたが� ��安定状態におけるそれぞれの値は上述した� ��定値に限定されるものはなく、適宜変更す� ��ことが可能である。

 本出願は、2007年12月12日出願の日本特許� �願(特願2007-320803)に基づくものであり、その� ��容はここに参照として取り込まれる。