(57)【要約】【課題】ファンモータの回転異常検知パターンを増やすことができるとともに、ファンモータ自体の異常か、コントローラ側の異常かの判別がし易いファンモータの回転異常検知方法および装置を提供することを目的とする。【解決手段】コントローラからの回転指令Ｖｓｐに基づいて回転数が制御されるファンモータの回転異常検知方法において、ファンモータが運転中、コントローラからの回転指令Ｖｓｐが最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、ファンモータが異常と判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コントローラからの回転指令に基づいて回転数が制御されるファンモータの回転異常検知方法において、
前記ファンモータが運転中、前記コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、前記ファンモータが異常と判定することを特徴とするファンモータの回転異常検知方法。
【請求項２】
前記所定回転数が、概ね５０ｒｐｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のファンモータの回転異常検知方法。
【請求項３】
前記設定時間が、概ね２分以上に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のファンモータの回転異常検知方法。
【請求項４】
前記ファンモータが回転異常と判定されたとき、その異常を表示するとともに、該ファンモータを異常停止することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のファンモータの回転異常検知方法。
【請求項５】
コントローラからの回転指令に基づいて回転数が制御されるファンモータの回転異常検知装置において、
前記コントローラは、前記ファンモータが運転中に、前記コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、前記ファンモータが異常と判定する機能を備えていることを特徴とするファンモータの回転異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等の送風ファンを回転駆動するファンモータの回転異常検知方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機の室内機や室外機に組み込まれている各種送風ファンは、ファンモータを介して回転駆動されるようになっている。このファンモータは、従来、断線するか、もしくは回転数が２００ｒｐｍ以下で回転している場合に、ファンモータが異常と判定し、異常表示するように構成されていた。しかし、この場合、ファンモータ自体に、例えば基板素子のバラツキ等があって所望の動作をしない、回転数信号が出ない、要求回転数に到達しない等の不適合があっても、ファンモータに通電され、それが２００ｒｐｍ以上で回転している限り異常と判定されることはなく、異常音の発生やファンモータの固定弛み等の更なる不適合に繋がるおそれがあった。
【０００３】
一方、特許文献１には、ファンモータの回転数チェックを数段階に分割し、各段階でそれぞれ独自の判定タイマ定数をもつファン回転数検知タイマにより異常判定を行い、各段階において回転数が規定回転数以内であれば、ファンチェックＯＫと判定し、規定回転数以内でなければ、一定時間計時チェックを行い、タイムアップすればファンモータ異常と判定することにより、ファンモータのバラツキによる異常判定を防止するようにしたものが提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−４８１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に提示されたものは、基本的にはファン回転数が規定回転数に到達しているか否かを検知し、到達していればファンモータは正常と判定し、到達していなければ一定の判定時間経過後にファンモータ異常と判定して安全動作させるようにしたものであり、ファン回転数が規定回転数に到達していないことに基づいて、ファンモータを異常と判定している。このため、ファンモータ自体に異常があるのか、コントローラ側に異常があるのかを判別することが困難であり、異常判定の結果をメンテナンスに活かしきれない等の課題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ファンモータの回転異常検知パターンを増やすことができるとともに、ファンモータ自体の異常か、コントローラ側の異常かの判別がし易いファンモータの回転異常検知方法および装置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】
【０００７】
上記した課題を解決するために、本発明のファンモータの回転異常検知方法および装置は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるファンモータの回転異常検知方法は、コントローラからの回転指令に基づいて回転数が制御されるファンモータの回転異常検知方法において、前記ファンモータが運転中、前記コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、前記ファンモータが異常と判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ファンモータが運転中、コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、ファンモータが異常と判定するようにしているため、ファンモータの実回転数が要求回転数に到達していないことに基づいて、ファンモータの回転異常を的確に検知し、異音の発生や固定弛み等、ファンモータ自体の不適合の発生を未然に防止することが可能となる。つまり、ファンモータは、実回転数が要求回転数に達しているか否かを検知してフィードバック制御されているが、実回転数が要求回転数に達していないと、回転指令値が徐々に上昇し、最大値を出力するようになる。ファンモータやファンが正常であれば、回転指令が最大値になることは通常の運転中では考えにくく、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けている場合を以って、ファンモータ自体に何らかの異常があると判断してもよく、これによって、ファンモータの異常検知パターンを増やすことができ、このため、ファンモータ自体の異常か、コントローラ（制御基板）側の異常かが判別し易くなり、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【０００９】
さらに、本発明のファンモータの回転異常検知方法は、上記のファンモータの回転異常検知方法において、前記所定回転数が、概ね５０ｒｐｍ以下に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、所定回転数が、概ね５０ｒｐｍ以下に設定されているため、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータの回転異常を検知することができる。本ファンモータ制御では、実回転数が要求回転数の±５ｒｐｍ程度の範囲内にあれば、実回転数が要求回転数に達していると見做しているので、その約１０倍の５０ｒｐｍ以下であれば、誤差等を見込んでも何らかの異常が原因で実回転数が要求回転数に達していないと判断することができる。従って、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータの回転異常を検知することができる。
【００１１】
さらに、本発明のファンモータの回転異常検知方法は、上述のいずれかのファンモータの回転異常検知方法において、前記設定時間が、概ね２分以上に設定されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、設定時間が、概ね２分以上に設定されているため、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータの回転異常を検知することができる。実回転数が要求回転数に達しない原因がファンモータの異常状態によるものである場合は、異常検知までに特に時間はかからないが、何らかの負荷によるものである場合には、回転指令を最大値として運転すれば、時間の経過により負荷が除かれ、異常が解除されることもあるので、数十秒の時間では誤検知の可能性がある。一方、ファンモータの回転数を急上昇させると、うなり音等の騒音の発生原因となるため、時間をかけて徐々に回転数を上昇させており、停止状態から最大回転数に達するまでには最低でも６０ないし９０秒程度かかるので、誤差等を見込んでも２分以上所定回転数以下で回転し続けている場合、何らかの異常が原因で実回転数が要求回転数に達していないと判断することができる。従って、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータの回転異常を検知することができる。
【００１３】
さらに、本発明のファンモータの回転異常検知方法は、上述のいずれかのファンモータの回転異常検知方法において、前記ファンモータが回転異常と判定されたとき、その異常を表示するとともに、該ファンモータを異常停止することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、ファンモータが回転異常と判定されたとき、その異常を表示するとともに、ファンモータを異常停止するようにしているため、ユーザーにファンモータの停止がファンモータの回転異常によるものであることを認識させることができると同時に、異常停止の原因がファンモータ自体の異常によるものか、コントローラ（制御基板）側の異常によるものかについても知らせることが可能となる。
【００１５】
さらに、本発明にかかるファンモータの回転異常検知装置は、コントローラからの回転指令に基づいて回転数が制御されるファンモータの回転異常検知装置において、前記コントローラは、前記ファンモータが運転中に、前記コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、前記ファンモータが異常と判定する機能を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、コントローラが、ファンモータが運転中に、コントローラからの回転指令が最大値を出力しているにもかかわらず、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けたとき、ファンモータが異常と判定する機能を備えているため、ファンモータの実回転数が要求回転数に到達していないことに基づいて、ファンモータの回転異常を的確に検知し、異音の発生や固定弛み等、ファンモータ自体の不適合の発生を未然に防止することが可能となる。つまり、ファンモータは、コントローラにより実回転数が要求回転数に達しているか否かを検知してフィードバック制御されているが、実回転数が要求回転数に到達していないと、回転指令値が徐々に上昇し、最大値を出力するようになる。ファンモータやファンが正常であれば、回転指令値が最大値になることは通常の運転中では考えにくく、実回転数が要求回転数よりも所定回転数以下で設定時間以上回転し続けている場合を以って、ファンモータ自体に何らかの異常があると判断してもよく、これにより、ファンモータの異常検知パターンを増やすことができ、このため、ファンモータ自体の異常か、コントローラ（制御基板）側の異常かが判別し易くなり、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のファンモータの回転異常検知方法および装置によると、ファンモータの実回転数が要求回転数に到達していないことに基づいて、ファンモータの回転異常を的確に検知し、異音の発生や固定弛み等、ファンモータ自体の不適合の発生を未然に防止することが可能となる。また、これによって、ファンモータの異常検知パターンを増やすことができるため、ファンモータ自体の異常か、コントローラ（制御基板）側の異常かが判別し易くなり、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気調和機の室内機に適用されるファンモータの制御系統図である。
【図２】図１に示すファンモータの制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１には、空気調和機の室内機に適用されるファンモータの制御系統図（簡易図）が示されている。
室内機１は、図示省略の室内熱交換器を通して室内空気を循環するファンおよび該ファンを回転駆動するファンモータ２を備えている。室内機１には、ファンモータ２の回転を制御するコントローラ（制御基板）３が設けられており、ファンモータ２は、コントローラ３からの回転指令Ｖｓｐに基づいて、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄとなるようにフィードバック制御され、コントローラ３に回転数信号を送信している。
【００２０】
以下にファンモータ２の制御内容を、図２に示されるフローチャートに基づいて、詳しく説明する。
ファンモータ２の運転が開始されると、ステップＳ１において、要求回転数Ｎｄが決定され、ステップＳ２に移行される。ここで、要求回転数Ｎｄが、Ｎｄ≠０ｒｐｍか否かが判定され、「ＮＯ」の場合、ステップＳ３に移行される。ステップＳ３では、ファンモータ回転指令Ｖｓｐ＝０の処理がされ、ＥＮＤに至る。一方、ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判定されると、ステップＳ４に移行し、従来と同様、実回転数Ｎａが２００ｒｐｍ以上か否かによる異常判定が行われ、「ＮＯ」の場合、すなわち実回転数Ｎａが２００ｒｐｍ未満の場合は、ファンモータ２が回転異常と判定され、ステップＳ５に移行される。また、「ＹＥＳ」と判定された場合は、後述するステップＳ１７に移行されるようになっている。
【００２１】
上記の如く、ファンモータ２の実回転数Ｎａが２００ｒｐｍに満たないことにより回転異常と判定された場合、ステップＳ５では、その状態が、例えば３０秒継続しているか否かが判定され、「ＮＯ」の場合は、後述のステップＳ１７に移行される。また、「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ６に移行される。ステップＳ６では、２００ｒｐｍ未満による回転異常検知が１回目か否かが判定される。ここで、「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳ７に移行され、例えば６０分タイマをスタートさせた後、ステップＳ８に移行し、例えば２秒間の停止指令後、ファンモータ２に再度回転指令Ｖｓｐが出力される。一方、「ＮＯ」と判定された場合は、ステップＳ９に移行し、１回目の回転異常検知から６０分経過しているか否かが判定されるようになっている。
【００２２】
ステップＳ９で「ＹＥＳ」と判定されると、上記ステップＳ７に移行され、「ＮＯ」と判定されると、ステップＳ１０に移行される。ステップＳ１０では、例えば回転異常検知が４回目か否かが判定され、「ＮＯ」の場合は、上記ステップＳ８に移行される。また、「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１に移行され、異常表示が行われるとともに、ファンモータ２が異常停止されるようになっている。これによって、実回転数Ｎｄは、Ｎｄ＝０とされる。
【００２３】
ステップＳ８またはステップＳ１１において、上記いずれかの処理がなされた後、ステップＳ１２に移行され、再び要求回転数Ｎｄが、Ｎｄ≠０ｒｐｍか否かが判定されるようになっている。ここで、「ＮＯ」と判定された場合は、上記ステップＳ３に移行され、「ＹＥＳ」と判定された場合は、ステップＳ１３に移行され、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに達しているか否か（Ｎａ≒Ｎｄ）の判定が行われる。
【００２４】
ステップＳ１３で、Ｎａ＜Ｎｄと判定されると、ステップＳ１４に移行してファンモータ２の回転指令Ｖｓｐが上昇される。また、Ｎａ≒Ｎｄと判定されると、ステップＳ１５に移行してファンモータ２の回転指令Ｖｓｐがキープされ、更に、Ｎａ＞Ｎｄと判定されると、ステップＳ１６に移行してファンモータ２の回転指令Ｖｓｐが下降されるようになっている。以上の動作の繰り返しによって、ファンモータ２は、コントローラ３からの回転指令Ｖｓｐに基づいて、その実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄとなるようにフィードバック制御されている。
【００２５】
これに加えて、本実施形態においては、上記したファンモータ２の回転制御系に、図２に一点鎖線で示されるファンモータ２の回転異常検知系４が組み込まれている。
この回転異常検知系４は、上記ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判定され、ファンモータ２の実回転数Ｎａが２００ｒｐｍ以上で正常とされた場合、もしくはステップＳ４でファンモータ２の実回転数Ｎａが２００ｒｐｍ未満とされたが、ステップＳ５でその状態が３０秒継続していないと判定されることにより正常とされた場合において、ファンモータ２に更なる回転異常が生じていないかを検知するため、ステップＳ１７で、要求回転数Ｎｄと実回転数Ｎａとの差（Ｎｄ−Ｎａ）が、例えばＮｄ−Ｎａ≧５０ｒｐｍか否かを判定するようにしている。
【００２６】
ステップＳ１７において、「ＮＯ」と判定された場合、そのまま上記ステップＳ１２に移行され、「ＹＥＳ」と判定された場合、ステップＳ１８に移行され、回転指令Ｖｓｐが最大値（Ｍａｘ値）に達しているか否かの判定が行われる。ステップＳ１８で、「ＮＯ」と判定された場合、そのままステップＳ１２に移行され、「ＹＥＳ」と判定された場合、ステップＳ１９に移行され、回転指令Ｖｓｐが最大値（Ｍａｘ値）である異常状態が、例えば１２０秒（２分）間継続しているか否かを判定するようにしている。
【００２７】
ステップＳ１９では、回転指令Ｖｓｐが最大値である異常状態が１２０秒（２分）間継続しておらず、「ＮＯ」と判定された場合は、そのままステップＳ１２に移行されるようになっており、また、異常状態が１２０秒（２分）間継続しており、「ＹＥＳ」と判定された場合には、ステップＳ２０に移行され、異常表示が行われるとともに、ファンモータ２が異常停止されるようになっている。これによって、実回転数Ｎｄは、Ｎｄ＝０とされる。
【００２８】
このように、回転異常検知系４では、ファンモータ２やファンが正常であれば、回転指令Ｖｓｐが最大値になることは通常の運転中では考え難いことに着目し、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄよりも５０ｒｐｍ以下で１２０秒（２分）以上回転し続けている場合を以って、ファンモータ２に何らかの異常があると判断し、異常表示を行うとともに、ファンモータ２を異常停止するようにしている。
【００２９】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
室内機１のファンモータ２は、コントローラ３からの回転指令Ｖｓｐに基づいて、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄとなるようにフィードバック制御されている。この間、実回転数Ｎａが２００ｒｐｍに満たない回転異常が３０秒継続する状態が４回検知されると、ファンモータ２は回転異常と判定され、異常表示が行われるとともに、ファンモータ２が異常停止されることになる（図２のステップＳ１１参照）。
【００３０】
一方、ファンモータ２の実回転数Ｎａが２００ｒｐｍを超えている場合でも、基板素子にバラツキがあって所望の動作をしていなかったり、回転数信号が出ていなかったり、ファンモータ２に何らかの異常があったり、ファンに何らかの負荷がかかっていたり、あるいはファンモータ２に固定弛みが生じていたりしていることが原因でファンモータ２の回転数が要求回転数Ｎｄに到達しない場合がある。この場合、コントローラ３は、ファンモータ２の実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに達していないことから、図２のステップＳ１３において、Ｎａ＜Ｎｄと判定し、ファンモータ２の回転指令Ｖｓｐを上昇させる（図２のステップＳ１４参照）。
【００３１】
こうした状態が続くと、ファンモータ２の回転指令Ｖｓｐは上昇し続け、やがて最大値（Ｍａｘ値）まで上昇する。ファンモータ２やファンが正常であれば、ファンモータ２の回転指令Ｖｓｐが最大値（Ｍａｘ値）になることは通常の運転中では考え難く、ファンモータ２に何らかの異常があったり、ファンに何らかの負荷がかかっていたり、ファンモータ２に固定弛みが生じていたりしていると考えるのが妥当である。そこで、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄよりも所定回転数以下、すなわちＮｄ−Ｎａが概ね５０ｒｐｍを超えている場合、ファンモータ２の回転指令Ｖｓｐが最大値（Ｍａｘ値）となっている状態において、ファンモータ２に何らかの異常があったり、ファンに何らかの負荷がかかっていたり、ファンモータ２に固定弛みが生じていたりしていると判定するようにしている。
【００３２】
本ファンモータ制御では、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに対して、±５ｒｐｍ程度の範囲内にあれば、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに到達していると見做されるので、その概ね１０倍の５０ｒｐｍ以下であれば、誤差等を見込んでも何らかの異常が原因で実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに到達していないと判断することができる。これによって、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータ２の回転異常を検知することが可能となる。
【００３３】
また、ファンモータ２の回転指令Ｖｓｐが最大値（Ｍａｘ値）となっているにもかかわらず、実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに達しない原因が、ファンモータ２自体の異常状態による場合は、異常検知に特段の時間は要しない。しかし、ファンに何らかの負荷がかかっているような場合は、ファンモータ２自体が正常であるため、回転指令Ｖｓｐを最大値にして暫く運転を継続すると、要求回転数Ｎｄに到達することがある。このように、異常の原因が負荷による場合は、時間の経過によって異常原因が解除されることもあり、このときは異常表示やファンモータ２を異常停止する必要はない。
【００３４】
回転指令ＶｓｐがＭａｘ値になるのは、ファンモータ２自体に異常がないとすれば相当な負荷がかかっているか、あるいは固定弛みがある場合と考えられるので、回転指令ＶｓｐがＭａｘ状態になったとしても要求回転数Ｎｄに達するまでには相当な時間がかかることになる。従って、数十秒程度の時間では誤検知の可能性があり、これを排除して適確に異常検知するには、或る程度の時間的余裕を見越しておく必要がある。
【００３５】
加えて、空気調和機の室内機１は、ユーザーに接近して設置されているので、音に関しては非常にシビアであり、うなり音や異音等には敏感である。このため、ファンモータ２の回転制御において、回転数を上昇させる際には、急激な回転数の上昇は避けることが望ましく、時間をかけて徐々に回転数を上昇させるようにしており、停止状態から最大回転数に達するまでには最低でも６０ないし９０秒程度の時間がかかることになる。
これらの点から、誤差等を見込んでも概ね２分以上要求回転数Ｎｄに達しない状態が継続しておれば、何らかの異常が原因で実回転数が要求回転数に達していないと判断することができ、これによって、誤検知の可能性を排除して確実にファンモータ２の回転異常を検知することができる。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、ファンモータ２の実回転数Ｎａが要求回転数Ｎｄに到達していないことに基づいて、ファンモータ２の回転異常を的確に検知し、異音の発生や固定弛み等、ファンモータ２自体の不適合の発生を未然に防止することが可能となる。
また、これによって、ファンモータ２の異常検知パターンを増やすことができ、このため、ファンモータ２自体の異常か、コントローラ（制御基板）３側の異常かが判別し易くなり、メンテナンスの容易化を図ることができる。
【００３７】
さらに、ファンモータ２が回転異常と判定されたとき、ファンモータ２が異常であることを表示するとともに、ファンモータ２を異常停止するようにしているため、ユーザーにファンモータ２の停止がファンモータ２の回転異常によるものであることを認識させることができると同時に、その原因がファンモータ２自体の異常によるものか、コントローラ３側の異常によるものかについても知らせることが可能となる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、空気調和機の室内機１におけるファンモータ２の回転異常検知について説明したが、これに限らず室外機のファンモータや空気調和機以外の製品に適用されるファンモータの回転異常検知にも同様に適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３９】
１  室内機
２  ファンモータ
３  コントローラ（制御基板）
４  回転異常検知系
Ｖｓｐ  回転指令
Ｎａ  実回転数
Ｎｄ  要求回転数
【図１】
2010273513.tif 000003
【図２】
2010273513.tif 000004