(57)【要約】【課題】  意図しない機器の停止または機能低下を防止する。【解決手段】  ＰＷＭ信号変換装置は、第１のＰＷＭ信号を入力し、第１のＰＷＭ信号のデューティサイクルが第１の所定の値以下である場合は、第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値のデューティサイクルである第２のＰＷＭ信号を出力する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＰＷＭ信号を入力し、前記第１のＰＷＭ信号のデューティサイクルが第１の所定の値以下である場合は、前記第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値のデューティサイクルである第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とするＰＷＭ信号変換装置。
【請求項２】
前記第１のＰＷＭ信号が所定のパターンである場合は、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項１記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項３】
前記所定のパターンは、複数のデューティサイクルを含む波形であることを特徴とする請求項２記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項４】
前記所定のパターンが入力されている間、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項２または３記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項５】
前記所定のパターンである第１の所定のパターンが入力された場合、第２の所定のパターンが入力されるまでの間、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項２または３記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項６】
前記第１の所定の値は、０％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項７】
前記第２の所定の値は、１００％であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換装置と、
前記第１のＰＷＭ信号を出力するファンコントローラと、
前記第２のＰＷＭ信号を入力するファンとを
備えることを特徴とするファン装置。
【請求項９】
第１のＰＷＭ信号を入力し、前記第１のＰＷＭ信号のデューティサイクルが第１の所定の値以下である場合は、前記第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値のデューティサイクルである第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とするＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１０】
前記第１のＰＷＭ信号が所定のパターンである場合は、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項９記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１１】
前記所定のパターンは、複数のデューティサイクルを含む波形であることを特徴とする請求項１０記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１２】
前記所定のパターンが入力されている間、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項１０または１１記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１３】
前記所定のパターンである第１の所定のパターンが入力された場合、第２の所定のパターンが入力されるまでの間、デューティサイクルが０％である前記第２のＰＷＭ信号を出力することを特徴とする請求項１０または１１記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１４】
前記第１の所定の値は、０％であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１５】
前記第２の所定の値は、１００％であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換方法。
【請求項１６】
ファンコントローラが前記第１のＰＷＭ信号を出力し、
ＰＷＭ信号変換装置が請求項９乃至１５のいずれかに記載のＰＷＭ信号変換方法を行い、
ファンが前記第２のＰＷＭ信号を入力する
ことを特徴とするファン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＷＭ信号変換装置、ファン装置、ＰＷＭ信号変換方法およびファン制御方法に関し、特に、ＰＷＭ信号を用いたモータなどの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータのＣＰＵ(Central Processing Unit)や電源装置など、発熱を伴うデバイスを冷却する冷却機構として、モータによって駆動されるファンが広く使用されている。また、ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を用いることにより、モータの回転速度を制御する方法が知られている。この方法は、ＰＷＭ信号がオンである時間がＰＷＭ信号の周期に占める割合（デューティサイクル、あるいはデューティ比とも呼ばれる）を増減することにより回転速度を制御する。
【０００３】
特許文献１は、ＣＰＵを冷却するファンに与えるＰＷＭ信号を調整してファンの回転速度を制御する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１９５９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術は、ファンに与えられるＰＷＭ信号のデューティサイクルが意図せず０％になった場合、すなわちＰＷＭ信号が定常的にオフになった場合、ファンのモータが停止するという問題があった。例えば、ファンに与えられるＰＷＭ信号が定常的にオフになるような故障が発生した場合、ファンによる冷却が停止し、ＣＰＵが高熱により破壊されることがあった。
【０００６】
また、特許文献１に開示された技術は、ファンに与えられるＰＷＭ信号のデューティサイクルが意図せず小さい値になった場合、ファンの回転速度が減少し、十分な冷却ができなくなるという問題があった。例えば、ファンに与えられるＰＷＭ信号のデューティサイクルが異常に小さい値になるような故障が発生した場合、ファンの冷却機能が低下し、ＣＰＵが高熱により破壊されることがあった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決し、機器の停止または機能低下を防止することが可能なＰＷＭ信号変換装置、ファン装置、ＰＷＭ信号変換方法およびファン制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＰＷＭ信号変換装置は、
第１のＰＷＭ信号を入力し、第１のＰＷＭ信号のデューティサイクルが第１の所定の値以下である場合は、第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値のデューティサイクルである第２のＰＷＭ信号を出力する。
【０００９】
本発明に係るファン装置は、
上記のＰＷＭ信号変換装置と、
第１のＰＷＭ信号を出力するファンコントローラと、
第２のＰＷＭ信号を入力するファンとを備える。
【００１０】
本発明に係るＰＷＭ信号変換方法は、
第１のＰＷＭ信号を入力し、第１のＰＷＭ信号のデューティサイクルが第１の所定の値以下である場合は、第１の所定の値よりも大きい第２の所定の値のデューティサイクルである第２のＰＷＭ信号を出力する。
【００１１】
本発明に係るファン制御方法は、
ファンコントローラが第１のＰＷＭ信号を出力し、
ＰＷＭ信号変換装置が上記のＰＷＭ信号変換方法を行い、
ファンが第２のＰＷＭ信号を入力する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＰＷＭ信号変換装置、ファン装置、ＰＷＭ信号変換方法およびファン制御方法は、意図しない機器の停止または機能低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１，第２の実施形態に係るファン装置の構成を示す図である。
【図２】第１，第３の実施形態におけるＰＷＭ信号変換処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１，第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２が入出力するＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図４】第２の実施形態におけるＰＷＭ信号変換処理を説明するフローチャートである。
【図５】第２の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２が入出力するＰＷＭ信号の一例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るファン装置の構成を示す図である。本実施形態に係るファン装置は、モータとファンを含むファン部１、ファン部１のモータを駆動するＰＷＭ信号を出力するファンコントローラ部３、およびＰＷＭ信号の変換を行うＰＷＭ信号変換部２を備えている。ＰＷＭ信号変換部２は、ファン部１とファンコントローラ部３との間に電気的に接続されている。なお、ファン部１は複数存在してもよい。
【００１６】
ファン部１においては、電力としてＰＷＭ信号９２を供給されることによりモータが駆動し、ファンが回転する。回転するファンは、風力を発生することにより、例えばＣＰＵなどの発熱を伴うデバイスを冷却することができる。
【００１７】
ファンコントローラ部３は、ファン部１のモータを駆動させるための電力としてＰＷＭ信号９１を出力する。また、ファンコントローラ部３は、出力するＰＷＭ信号９１のデューティサイクルを増減することにより、ＰＷＭ信号９１の電力を制御する。すなわち、ファンコントローラ部３は、出力するＰＷＭ信号９１のデューティサイクルを増減することにより、ファン部１のファンの回転速度を制御する。
【００１８】
ＰＷＭ信号変換部２は、ファンコントローラ部３よりＰＷＭ信号９１を入力し、必要に応じて変換処理を行った後に、ファン部１へＰＷＭ信号９２を出力する。以降、この一連の処理を「ＰＷＭ信号変換処理」と称する。
【００１９】
次に、図２を参照して、本実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２の処理動作を説明する。図２は、本実施形態におけるＰＷＭ信号変換処理を説明するフローチャートである。
【００２０】
ＰＷＭ信号変換部２は、入力したＰＷＭ信号９１のデューティサイクルを測定する（Ｓ１０１）。デューティサイクルが第１の所定の値（以降「下限値」と称する）以下であった場合（Ｓ１０１のＹＥＳ）、ＰＷＭ信号変換部２は、入力したＰＷＭ信号９１のデューティサイクルを第２の所定の値（以降「修正値」と称する）に変換し、ＰＷＭ信号９２として出力する（Ｓ１０２）。なお、一般的に、修正値は下限値よりも大きい。ＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値以下ではなかった場合（Ｓ１０１のＮＯ）、ＰＷＭ信号変換部２は、変換を行わず、入力したＰＷＭ信号９１をそのままＰＷＭ信号９２として出力する（Ｓ１０３）。
【００２１】
上記のＰＷＭ信号変換処理は、ＰＷＭ信号変換部２が稼動している間、常時実行されていてもよい。
【００２２】
図３は、本実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２が入出力するＰＷＭ信号の一例を示す図である。なお、以降の説明においては、修正値は１００％であるとする。修正値が１００％であることにより、本実施形態に係るファン装置は、故障が発生した場合においても、最大限の冷却を行うことが出来る。また、以降の説明においては、下限値は１０％であるとする。下限値は、最低限必要なファンの回転速度や、ファンコントローラ部３が正常時に出力するＰＷＭ信号９１のデューティサイクルの範囲などから決定されてもよい。
【００２３】
入力されたＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値である１０％以下ではなかった場合、ＰＷＭ信号変換部２は、ＰＷＭ信号９１の変換を行わずに、そのままＰＷＭ信号９２として出力する（図３の（１），（２）の列）。図３の（１）の列は、デューティサイクルが１００％であるＰＷＭ信号９１が、変換されずにそのままＰＷＭ信号９２として出力される例を示している。また、図３の（２）の列は、デューティサイクルが５０％であるＰＷＭ信号９１が、変換されずにそのままＰＷＭ信号９２として出力される例を示している。
【００２４】
一方で、入力されたＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値である１０％以下であった場合、ＰＷＭ信号変換部２は、デューティサイクルを１００％に変換し、ＰＷＭ信号９２として出力する（図３の（３），（４）の列）。図３の（３）の列は、デューティサイクルが５％であるＰＷＭ信号９１が、デューティサイクルが１００％であるＰＷＭ信号９２に変換されて出力される例を示している。また、図３の（４）の列は、デューティサイクルが０％、すなわち定常的にオフであるＰＷＭ信号９１が、デューティサイクルが１００％であるＰＷＭ信号９２に変換されて出力される例を示している。
【００２５】
従って、ファンコントローラ部３からデューティサイクルが下限値以下であるＰＷＭ信号９１が出力されても、ＰＷＭ信号変換部２の働きにより、ファン部１にはデューティサイクルが１００％であるＰＷＭ信号９２が入力される。すなわち、ファンコントローラ部３からデューティサイクルが下限値以下であるＰＷＭ信号９１が出力されても、ファン部１のファンは所定の速度で回転することができる。このため、例えば出力されるＰＷＭ信号９１が定常的にオフになるような故障がファンコントローラ部３に発生した場合でも、ファン部１のファンが停止することを防止することができる。または、例えば出力されるＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが異常に小さい値になるような故障がファンコントローラ部３に発生した場合でも、ファン部１のファンの冷却機能が低下することを防止することができる。
【００２６】
このように本発明の第１の実施形態に係るファン装置は、意図しないファンの停止または機能低下を防止することができる。その理由は、ＰＷＭ信号変換部２が、ファンコントローラ部３から入力したＰＷＭ信号のデューティサイクルが下限値以下であった場合は、デューティサイクルを修正値に変換してファン部１へ出力するからである。
【００２７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００２８】
本発明の第２の実施形態に係るファン装置は、所定のパターンのＰＷＭ信号が入力されると、ファンを停止する。
【００２９】
本発明の第２の実施形態に係るファン装置の構成は図１と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
第２の実施形態に係るファンコントローラ部３は、第１の実施形態における機能に加え、所定のパターンのＰＷＭ信号を出力する機能を有する。
【００３１】
次に、図４を参照して、第２の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２の処理動作を説明する。図４は、第２の実施形態におけるＰＷＭ信号変換処理を説明するフローチャートである。なお、図４のフローチャートにおいて、図２のフローチャートの参照符号と同一の符号を付した箇所は、図２で説明した箇所と同一内容である。したがって、これら同一内容の箇所についての説明は省略される。
【００３２】
図４では、入力したＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値以下ではなかった場合（Ｓ１０１のＮＯ）、ＰＷＭ信号変換部２は、ＰＷＭ信号９１が所定のパターンであるかどうかを判定する（Ｓ２０４）。所定のパターンであるとは、ＰＷＭ信号が予め定められた複数のデューティサイクルを含む波形であることを指す。ＰＷＭ信号９１が所定のパターンであった場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、ＰＷＭ信号変換部２は、入力したＰＷＭ信号９１のデューティサイクルを０％に変換し、ＰＷＭ信号９２として出力する（Ｓ２０５）。ＰＷＭ信号９１が所定のパターンではなかった場合（Ｓ２０４のＮＯ）、ＰＷＭ信号変換部２は、変換を行わず、入力したＰＷＭ信号９１をそのままＰＷＭ信号９２として出力する（Ｓ１０３）。
【００３３】
上記のＰＷＭ信号変換処理は、ＰＷＭ信号変換部２が稼動している間、常時実行されていてもよい。また、ＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値以下であるかどうかの判定（Ｓ１０１）と、ＰＷＭ信号９１が所定のパターンであるかどうかの判定（Ｓ２０４）の順番は、逆でもよいし、同時でもよい。
【００３４】
図５は、第２の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２が入出力するＰＷＭ信号の一例を示す図である。なお、以降の説明においては、ＰＷＭ信号変換処理においてデューティサイクルが０％であるＰＷＭ信号を出力するための所定のパターンを「デューティサイクルが２０％，８０％，４０％の順に並んだ波形」であるとする。また、ＰＷＭ信号変換部２は、所定のパターンが入力されている間のみ、デューティサイクルが０％であるＰＷＭ信号９２を出力するものとする。
【００３５】
入力されたＰＷＭ信号９１が所定のパターンであった場合、ＰＷＭ信号変換部２は、デューティサイクルを０％に変換し、ＰＷＭ信号９２として出力する（図５の（５）の列）。すなわち、デューティサイクルが０％であるＰＷＭ信号９２がファン部１に入力される。その結果、ファン部１のファンは停止する。
【００３６】
ＰＷＭ信号９１が所定のパターンではなかった場合（図５の（１）〜（４）の列）については、図３と同様であるため、説明を省略する。
【００３７】
なお、所定のパターンは、２つのデューティサイクルからなる波形でもよいし、４つ以上のデューティサイクルからなる波形でもよい。
【００３８】
このように本発明の第２の実施形態に係るファン装置は、意図しないファンの停止または機能低下を防止することに加え、必要に応じてファンを停止することができる。その理由は、ＰＷＭ信号変換部２が、ファンコントローラ部３から入力したＰＷＭ信号が所定のパターンであった場合は、デューティサイクルを０％に変換してファン部１へ出力するからである。
【００３９】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００４０】
本発明の第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部は、デューティサイクルが下限値以下であるＰＷＭ信号が入力されても、接続されているファンなどの機器が停止したり機能低下したりすることを防止する。
【００４１】
図６は、本発明の第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部の構成を示す図である。第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２は、ＰＷＭ信号９１を入力し、ＰＷＭ信号９２を出力する。また、ＰＷＭ信号変換部２は、入力したＰＷＭ信号９１に対し、必要に応じて変換処理を行った後に、ＰＷＭ信号９２を出力する（ＰＷＭ信号変換処理）。ＰＷＭ信号９１は、例えばファンコントローラなどより出力される。ＰＷＭ信号９２は、ファンなどの機器に入力されることにより、これらの機器を駆動する。
【００４２】
第３の実施形態におけるＰＷＭ信号変換処理は、図２と同様であるため、説明を省略する。また、第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部２に入出力されるＰＷＭ信号の一例は、図３と同様であるため、説明を省略する。
【００４３】
本発明の第３の実施形態に係るＰＷＭ信号変換部は、意図しないファンなどの機器の停止または機能低下を防止することができる。その理由は、ＰＷＭ信号変換部２が、入力したＰＷＭ信号のデューティサイクルが下限値以下であった場合は、デューティサイクルを修正値に変換して出力するからである。
【００４４】
以上のとおり、本発明の実施形態が説明された。しかしながら、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
【００４５】
例えば、修正値は１００％ではなくともよい。すなわち、ＰＷＭ信号変換部２は、ＰＷＭ信号９１のデューティサイクルが下限値以下であった場合、デューティサイクルを１００％に変換するのではなく、他の所定の値（８０％や、５０％など）に変換してもよい。この場合、デューティサイクルを１００％に変換する場合に比べ、騒音の発生や電力の消費を軽減することが出来る。
【００４６】
また、下限値は０％でもよい。この場合、出力されるＰＷＭ信号９１が定常的にオフになるような故障がファンコントローラ部３に発生した場合など、重大な故障に限定して対応することができる。
【００４７】
また、ＰＷＭ信号変換部２は、所定のパターンのＰＷＭ信号９１が入力されたら、それ以降所定のパターンのＰＷＭ信号９１が入力されなくても、デューティサイクルを０％に変換して出力してもよい。例えば、ＰＷＭ信号変換部２は、入力したＰＷＭ信号９１より所定のパターンを１回検出したら、それ以降の入力に係らず、デューティサイクルが０％であるＰＷＭ信号９２を出力し続けてもよい。この場合、ＰＷＭ信号変換部２は、上記の所定のパターンとは別の所定のパターンを検出したら、デューティサイクルの０％への変換を終了してもよい。すなわち、０％への変換開始を意味する第１の所定のパターンと、０％への変換終了を意味する第２の所定のパターンがあってもよい。
【００４８】
また、図１においては、ファンコントローラ部３とＰＷＭ信号変換部２とファン部１を別々の部品として記載したが、これらのいずれかが組み合わされた装置として提供されてもよい。例えば、ＰＷＭ信号変換部２とファン部１が組み合わされた、ＰＷＭ信号変換機能付きファン部として提供されてもよい。ＰＷＭ信号変換機能付きファン部は、デューティサイクルが下限値以下であるＰＷＭ信号が入力された場合、デューティサイクルが修正値であるＰＷＭ信号が入力されたかのように回転してもよい。また、ＰＷＭ信号変換機能付きファン部は、所定のパターンのＰＷＭ信号が入力された場合、停止してもよい。
【００４９】
また、ＰＷＭ信号９１およびＰＷＭ信号９２以外に、ＰＷＭ信号変換部２やファン部１を駆動する電源が供給されてもよい。
【００５０】
また、ＰＷＭ信号により制御できるものであれば、本発明をファン装置以外に適用してもよい。例えば、デューティサイクルに従って流体の流量を制御するポンプ装置に本発明を適用してもよい。あるいは、例えば、デューティサイクルに従って光量を制御する照明装置に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１    ファン部
２    ＰＷＭ信号変換部
３    ファンコントローラ部
９１，９２    ＰＷＭ信号
【図１】
2010259166.tif 000003
【図２】
2010259166.tif 000004
【図３】
2010259166.tif 000005
【図４】
2010259166.tif 000006
【図５】
2010259166.tif 000007
【図６】
2010259166.tif 000008