(57)【要約】【課題】ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しを抑制することにより異音を発生を抑制するとともにパワー素子を保護し、且つ、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるのを抑制する。【解決手段】ファンモータ制御装置では、ブラシレスＤＣモータの過電流が検出されると、ブラシレスＤＣモータに出力される信号が遮断される。その後、ブラシレスＤＣモータに出力される信号の変調率が過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限されるように変調率最大制限値を設定する（Ｓ５２、Ｓ５３）。そして、変調率最大制限値が予め設定された下限値未満の場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、当該下限値を変調率最大制限値をとして設定する（Ｓ５５）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータ（３）を駆動するための信号を制御する制御手段（１３０）と、
前記ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段（４０）とを備え、
前記制御手段は、前記過電流検出手段により前記ファンモータの過電流が検出された場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とするファンモータ制御装置（１００）。
【請求項２】
ファンモータ（３）を駆動するための信号を制御する制御手段（３０）と、
前記ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段（４０）とを備え、
前記制御手段（３０）は、前記過電流検出手段により前記ファンモータの過電流が検出された場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とするファンモータ制御装置（１）。
【請求項３】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力を再開した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率に関する前記条件を緩和することを特徴とする請求項２に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項４】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、前記ファンモータに出力される信号の変調率に関する前記条件を緩和することを特徴とする請求項３に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項５】
前記制御手段（３０、１３０）は、前記ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、前記ファンモータへの信号の出力を再開しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１、１００）。
【請求項６】
前記制御手段（３０、１３０）は、前記ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、前記ファンモータに出力される信号の変調率が当該最小変調率未満にならないように制御し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１、１００）。
【請求項７】
前記制御手段（３０、１３０）は、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１、１００）。
【請求項８】
前記制御手段（３０、１３０）は、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記過電流検出手段により過電流が検出されなくなったときに、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１、１００）。
【請求項９】
ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、
前記ファンモータに過電流が流れた場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とするファンモータ制御方法。
【請求項１０】
ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、
前記ファンモータに過電流が流れた場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率以下の範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とするファンモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータの駆動を制御するファンモータ制御装置及びファンモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のファンモータ制御装置では、ファンモータに過電流が流れた場合に、当該ファンモータに出力される信号を所定時間遮断した後、出力を再開している。
【０００３】
しかしながら、上記した従来のファンモータ制御装置では、ファンモータによって回転されるファンに風の抵抗がかかっているような状況下では、ファンモータに出力される信号を所定時間遮断した後、出力を再開したとしても、再び過電流が検出されて、ファンモータに出力される信号が遮断される。このため、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されることにより、異音が発生するという問題があった。さらに、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されることに起因して、ファンモータに電力を供給するパワー素子が異常発熱するという問題もあった。
【０００４】
また、上記のようにファンモータへ出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されると、その遮断及び復帰の繰り返しに起因して、ファンの回転速度が低下する。このため、ファンの回転速度と、そのファンの回転速度を指令する回転数指令とが乖離して、通常状態に復帰する際に再び過電流が発生し、ファンモータへ出力される信号が再び遮断され、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されるという問題があった。
【０００５】
そこで、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、入力電流検出回路で検出したファンモータに流れる電流値が所定値以上である場合には、ファンの回転数を指令する指令回転数を低下させることにより、ファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する。これにより、ファンモータへ出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されないようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８６１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を制御するため、ファンモータに流れる電流値を測定する入力電流検出回路が必要であった。その結果、ファンモータ制御装置に係るコストが増大するという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、ファンモータへの出力を停止させる過電流停止回路が働く前に、ファンモータの回転数を低下させるため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しを抑制することにより、異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護し、且つ、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるのを抑制することが可能なファンモータ制御装置及びファンモータ制御方法を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明にかかるファンモータ制御装置は、ファンモータを駆動するための信号を制御する制御手段と、ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段とを備えている。そして、制御手段は、過電流検出手段によりファンモータの過電流が検出された場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００１１】
このファンモータ制御装置では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びファンモータに過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００１２】
また、このファンモータ制御装置では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置を安価に構成することができる。
【００１３】
第２の発明にかかるファンモータ制御装置は、ファンモータを駆動するための信号を制御する制御手段と、ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段とを備えている。そして、制御手段は、過電流検出手段によりファンモータの過電流が検出された場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００１４】
このファンモータ制御装置では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びファンモータに過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００１５】
また、このファンモータ制御装置では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置を安価に構成することができる。
【００１６】
第３の発明にかかるファンモータ制御装置は、第２の発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力を再開した後、ファンモータに出力される信号の変調率に関する条件を緩和する。
【００１７】
このファンモータ制御装置では、ファンモータの運転を制限した状態から、通常の運転に戻すことができる。
【００１８】
第４の発明にかかるファンモータ制御装置は、第３の発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、ファンモータに出力される信号の変調率に関する条件を緩和する。
【００１９】
このファンモータ制御装置では、ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、ファンモータを駆動源として回転するファンの回転数が制限されるのを緩和することができる。これにより、過電流検出時の変調率より小さい範囲の変調率で変調された信号でファンモータの運転を安定させた後、指令回転数に基づいてファンモータを通常の運転に戻すことができる。
【００２０】
第５の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第４のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、ファンモータへの信号の出力を再開しない。
【００２１】
このファンモータ制御装置では、最小変調率未満の変調率でファンモータへ信号を出力しても過電流が検出されるような場合には部品の故障が原因で再度、過電流が検出されることが考えられるので、再開されようとする際の変調率が最小値未満の場合は出力を再開しない。その結果、部品が故障しているにも関わらず、何度も出力を再開してしまうのを防止することができる。
【００２２】
第６の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第４のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、ファンモータに出力される信号の変調率が当該最小変調率未満にならないように制御し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２３】
このファンモータ制御装置では、最小変調率の変調率でファンモータへ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはファンモータの運転に支障がないノイズの重畳によって過電流が連続して発生している場合が多いので、最小変調率未満にならないように制御された変調率でファンモータへの信号の出力を再開する。これにより、ファンモータの運転に支障がないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００２４】
第７の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第６のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２５】
このファンモータ制御装置では、ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、速やかにファンモータへの信号の出力が再開される。その結果、ファンモータへの出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにファンモータへの信号の出力を再開することができる。
【００２６】
第８の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第６のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、過電流検出手段により過電流が検出されなくなったときに、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２７】
このファンモータ制御装置では、過電流が検出されなくなったときに、ファンモータへの信号の出力を再開されるので、出力再開直後に再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。
【００２８】
第９の発明にかかるファンモータ制御方法は、ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、ファンモータに過電流が流れた場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２９】
このファンモータ制御方法では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御された変調率で出力が再開されるので、出力再開時にファンモータに過電流が再び発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後に再びファンモータへ出力される信号が遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００３０】
また、このファンモータ制御方法では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータの運転を指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を利用する必要がないので、その分だけファンモータ制御方法を安価に提供することができる。
【００３１】
第１０の発明にかかるファンモータ制御方法は、ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、ファンモータに過電流が流れた場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率以下の範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００３２】
このファンモータ制御方法では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開時にファンモータに再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後に再びファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００３３】
また、このファンモータ制御方法では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を利用する必要がないので、その分だけファンモータ制御方法を安価に提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３５】
第１及び第２の発明では、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。また、第１及び第２の発明では、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。さらに、第１及び第２の発明では、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置を安価に構成することができる。
【００３６】
また、第３及び第４の発明では、ファンモータの運転を制限した状態から、通常の運転に戻すことができる。
【００３７】
また、第５の発明では、部品が壊れているにも関わらず、何度も出力を再開してしまうのを防止することができる。
【００３８】
また、第６の発明では、ファンモータの運転に支障がないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００３９】
また、第７の発明では、ファンモータへの出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにファンモータへの信号の出力を再開することができる。
【００４０】
また、第８の発明では、出力再開直後に再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。
【００４１】
また、第９及び第１０の発明では、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。また、第９及び第１０の発明では、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。さらに、第９及び第１０の発明では、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を利用する必要がないので、その分だけファンモータ制御方法を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るファンモータ制御装置１の構成について説明する。
【００４３】
本実施形態のファンモータ制御装置１は、図１に示すように、空気調和機の室内機又は室外機内に設置されるファン２を回転させるブラシレスＤＣモータ３の駆動を制御する。このブラシレスＤＣモータ３は、後述するインバータ回路２０から出力される３相の出力電圧が各固定子巻線３ａに印加されることにより回転子３ｂが回転されて、ファン２を回転させる。また、ブラシレスＤＣモータ３には、３つのホールセンサ３ｃが設けられており、各ホールセンサ３ｃで検知された位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗがマイクロコンピュータ３０の位置・速度検出部３１に出力されるようになっている。
【００４４】
ファンモータ制御装置１は、ＡＣ電源により供給される交流電圧から直流電圧を電気的に生成するコンバータ回路１０と、コンバータ回路１０から供給される直流電圧を３相の交流電圧にして出力するインバータ回路２０と、ブラシレスＤＣモータ３を正弦波駆動方式で制御するマイクロコンピュータ３０と、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出回路４０とを備えている。
【００４５】
マイクロコンピュータ３０は、インバータ回路２０の動作を制御するために設けられており、インバータ回路２０に設けられるスイッチング素子２１のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを指令するゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚを出力する。このマイクロコンピュータ３０は、位置・速度検出部３１、垂下制御部３２、速度制御部３３、正弦波変調部３４及び駆動信号生成回路３５を有している。
【００４６】
位置・速度検出部３１は、ブラシレスＤＣモータ３のホールセンサ３ｃによって検出される位置信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗを入力として、その位置信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗの周期に基づいて、ブラシレスＤＣモータ３の現在回転数を算出する。
【００４７】
垂下制御部３２は、過電流検出回路４０によって検出される過電流検出信号を入力として、速度制御部３３に変調率最大制限値を出力する。この変調率最大制限値は、過電流検出時の変調率より小さい値であり、過電流が連続して発生する回数に応じて当該変調率最大制限値を更新して、速度制御部３３に出力する。具体的には、垂下制御部３２は、過電流が連続して発生する回数が多くなるに従って小さくなる変調率最大制限値を速度制御部３３に出力する。さらに、本実施形態では、更新された変調率最大制限値が、予め設定されている下限値以下になる場合には、当該下限値が変調率最大制限値として速度制御部３３に出力される。つまり、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が連続して発生することにより、変調率最大制限値が小さくなる場合でも、予め設定した下限値より小さくならないようになっている。
【００４８】
速度制御部３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数、外部から与えられる速度指令、及び、垂下制御部３２により出力される変調率最大制限値に基づいて、インバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。具体的には、速度制御部３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令との偏差を算出して、その偏差に対応する変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。この際、垂下制御部３２により変調率最大制限値が出力されていれば、速度制御部３３は、正弦波変調部３４に出力される変調率指令が垂下制御部３２により出力される変調率最大制限値以下になるように制限する。
【００４９】
正弦波変調部３４は、速度制御部３３により出力される変調率指令と位置・速度検出部３１により出力される位置信号及び現在回転数とに基づいて、インバータ回路２０に与えられるゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚの各デューティを指定するデューティ指令を生成し、駆動信号生成回路３５に出力する。ここで、デューティ指令は、Ｕ相デューティ指令、Ｖ相デューティ指令、Ｗ相デューティ指令から構成される。
【００５０】
駆動信号生成回路３５は、正弦波変調部３４から出力されるデューティ指令に基づいて、ゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚをインバータ回路２０のゲートドライブ回路２２に出力する。駆動信号生成回路３５は、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマ（図５参照）により与えられるタイミングでゲート信号を出力する。また、駆動信号生成回路３５は、過電流検出回路４０の過電流検出信号が入力された場合に、インバータ回路２０のゲートドライブ回路２２に出力されるゲート信号の出力を停止する。
【００５１】
ゲートドライブ回路２２は、駆動信号生成回路３５から出力されるゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚに基づいて、インバータ回路２０の各スイッチング素子２１のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを指令するゲートドライブ信号を出力する。これにより、インバータ回路２０から出力される３相の出力電圧がブラシレスＤＣモータ３の各固定子巻線３ａに印加されることによって回転子３ｂが回転されて、ファン２が回転する。
【００５２】
図２〜図４は、図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。図５は、キャリアタイマ、マイクロコンピュータの出力電圧波形、インバータ回路の直流部電流波形、過電流検出信号、変調率制限処理及びキャリア割込処理の関係を示した模式図である。図６及び図７は、過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。次に、図２〜図７を参照して、第１実施形態に係るファンモータ制御装置１によるファンモータ制御方法について説明する。
【００５３】
このファンモータ制御装置１では、図５に示すように、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマにより与えられるタイミング（４０μｓ〜２００μｓの間隔）でキャリア割込処理が実行される。このキャリア割込処理では、まず、図２に示すように、駆動信号生成回路３５からインバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断されているか否かが判断される（Ｓ１）。そして、ゲート信号がインバータ回路２０に出力されている場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ２）。具体的には、ブラシレスＤＣモータ３の直流部に接続される過電流検出回路４０によって、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れたか否かが判断される。
【００５４】
そして、図５に示すように、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生した場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から過電流が継続して発生しない期間を計測するカウンタがリセットされる（Ｓ３）。そして、インバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断される（Ｓ４）。この後、変調率制限処理が行われる（Ｓ５）。
【００５５】
この変調率制限処理（Ｓ５）は、過電流検出後の出力再開時にインバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率を制限するサブルーチンである。変調率制限処理では、図３に示すように、まず、変調率最大制限値が設定されているか否かが判断される（Ｓ５１）。そして、変調率最大制限値が設定されていない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、図６に示すように、変調率最大制限値を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に設定される（Ｓ５２）。具体的には、図６（ａ）に示すように、過電流発生後の変調率の推移が時間とともに増加するような場合には、当該変調率最大制限値に制限されて出力される。また、図６（ｂ）に示すように、過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値を境に上下に推移する場合には、当該変調率最大制限値以上の部分が当該変調率最大制限値に制限され、当該変調率最大制限値未満の部分がそのまま出力される。また、図６（ｃ）に示すように、過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値未満の範囲で推移する場合には、そのまま出力される。そして、変調率制限処理を終了させる。
【００５６】
一方、変調率最大制限値が設定されている場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、図７に示すように、当該変調率最大制限値を所定量だけ下げて更新する（Ｓ５３）。このステップＳ５３の処理は、過電流が連続して検出されてしまう場合に実行される。そして、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値以上か否かが判断される（Ｓ５４）。そして、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値以上の場合には（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、変調率制限処理を終了させて、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値未満の場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、変調率最大制限値を当該下限値に設定して（Ｓ５５）、変調率制限処理を終了させる。これにより、連続して過電流が発生してしまう状況下において、変調率最大制限値が徐々に下がる場合でも、変調率最大制限値が下限値未満にならないように制御される。
【００５７】
変調率制限処理（Ｓ５）が終了した後、図２に示すように、キャリア割込処理を終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００５８】
また、先のキャリア割込処理において過電流を検出（Ｓ２：Ｙｅｓ）したことにより、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断（Ｓ４）されている場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が再開される（Ｓ６）。従って、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間が経過したときに、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。この出力再開時における変調率は、上記した変調率制限処理（Ｓ５）において設定された変調率最大制限値より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限される。その後、キャリア割込処理が終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００５９】
また、キャリア割込処理において、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生していない場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から過電流が継続して発生しない期間を計測するカウンタが更新される（Ｓ７）。そして、このカウンタの値が予め設定された所定値以上であるか否かが判断されて（Ｓ８）、当該カウンタの値が所定値未満である場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、キャリア割込処理を終了させて、次のキャリア割込処理を実行させる。一方、当該カウンタの値が所定値以上である場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、変調率緩和処理が行われる（Ｓ９）。即ち、本実施形態では、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から所定時間継続して過電流が検出されなかったときに、変調率緩和処理（Ｓ９）が行われる。
【００６０】
この変調率緩和処理（Ｓ９）は、図３に示した変調率制限処理において設定された変調率最大制限値を緩和するためのサブルーチンである。変調率緩和処理では、図４に示すように、まず、変調率最大制限値が設定されているか否かが判断される（Ｓ９１）。そして、変調率最大制限値が設定されていない場合には（Ｓ９１：Ｎｏ）、そのまま変調率緩和処理を終了させる。一方、変調率最大制限値が設定されている場合には（Ｓ９１：Ｙｅｓ）、当該変調率最大制限値を所定量だけ上げて更新する（Ｓ９２）。このようにして、変調率緩和処理を終了させる。
【００６１】
変調率緩和処理（Ｓ９）が終了した後、図２に示すように、キャリア割込処理を終了させて、次のキャリア割込処理を実行させる。このようにして、第１実施形態に係るファンモータ制御装置１が制御される。
【００６２】
［本ファンモータ制御装置１の特徴］
本実施形態のファンモータ制御装置１には、以下のような特徴がある。
【００６３】
本実施形態のファンモータ制御装置１では、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れた場合に、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にブラシレスＤＣモータ３へ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００６４】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、特許文献１のようにファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでブラシレスＤＣモータ３を速度指令に基づいて運転させることができる。このため、ブラシレスＤＣモータ３の運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置１を安価に構成することができる。
【００６５】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から所定時間継続して過電流が検出されなかったときに、変調率緩和処理（Ｓ９）が実行される。これにより、過電流検出時の変調率より小さい範囲の変調率で変調された信号でファンモータの運転を安定させた後、指令回転数に基づいてファンモータを通常の運転に戻すことができる。
【００６６】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、下限値未満の変調率でブラシレスＤＣモータ３へ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの重畳によって過電流が発生している場合が多いので、当該下限値を変調率最大制限値として（Ｓ５５）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開する（Ｓ６）。これにより、ブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００６７】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間が経過したときに、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。その結果、ブラシレスＤＣモータ３への出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開することができる。
【００６８】
（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。過電流が発生した場合に変調率最大制限値を設定して、出力再開時の変調率を当該変調率最大制限値より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限する第１実施形態に係るファンモータ制御装置１とは異なり、この第２実施形態では、過電流が発生した場合に変調率を所定量だけ下げて過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御するファンモータ制御装置１００について説明する。なお、垂下制御部及び速度制御部以外は上記第１実施形態と同様であるので同一符号を付しその説明を省略する。
【００６９】
第２実施形態に係るファンモータ制御装置１００に設けられるマイクロコンピュータ１３０の垂下制御部１３２は、図８に示すように、過電流検出回路４０によって検出される過電流検出信号を入力として、速度制御部１３３に変調率制御信号を出力する。
【００７０】
速度制御部１３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数、外部から与えられる速度指令、及び、垂下制御部１３２により出力される変調率制御信号に基づいて、インバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。具体的には、速度制御部１３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令との偏差を算出して、その偏差に対応する変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。この際、垂下制御部１３２により変調率制御信号が入力されている場合には、速度制御部１３３は、当該変調率制御信号に基づいて、正弦波変調部３４に出力される変調率指令に係る変調率を所定量だけ下げて、当該変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率にする。さらに、本実施形態では、所定量だけ下げられた変調率が、予め設定されている下限値以下になる場合には、当該下限値を変調率指令として正弦波変調部３４に出力する。
【００７１】
図９及び図１０は、図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。図１１及び図１２は、過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。次に、図９〜図１２を参照して、ファンモータ制御方法について説明する。
【００７２】
このファンモータ制御装置１００では、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマにより与えられるタイミング（４０μｓ〜２００μｓの間隔）でキャリア割込処理が実行される。このキャリア割込処理では、まず、図９に示すように、駆動信号生成回路３５からインバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断されているか否かが判断される（Ｓ１０１）。そして、ゲート信号がインバータ回路２０に出力されている場合には（Ｓ１０１：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ１０２）。具体的には、ブラシレスＤＣモータ３の直流部に接続される過電流検出回路４０によって、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れたか否かが判断される。
【００７３】
そして、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生した場合には（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断される（Ｓ１０３）。この後、変調率制御処理が行われる（Ｓ１０４）。
【００７４】
この変調率制御処理（Ｓ１０４）は、過電流検出後の出力再開時にインバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率を所定量だけ下げるサブルーチンである。図１０に示す変調率制御処理では、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令とにより算出される変調率が、図１１に示すように、過電流発生時の変調率より小さくなるように一定量だけ下げられる（Ｓ１４１）。具体的には、図１１（ａ）に示す過電流発生後の変調率の推移が時間とともに増加するような場合、図１１（ｂ）に示す過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値を境に上下に推移する場合、及び、図６（ｃ）に示す過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値未満の範囲で推移する場合のいずれの場合にも、過電流発生直後の変調率は過電流発生時の変調率より小さくなるように一定量だけ下げられる。
【００７５】
そして、下げられた変調率が予め設定された下限値以上か否かが判断される（Ｓ１４２）。そして、下げられた変調率が予め設定された下限値以上の場合には（Ｓ１４２：Ｙｅｓ）、変調率制御処理を終了させて、下げられた変調率が予め設定された下限値未満の場合には（Ｓ１４２：Ｎｏ）、図１２に示すように、変調率を当該下限値に設定して（Ｓ１４３）、変調率制御処理を終了させる。
【００７６】
変調率制御処理（Ｓ１０４）が終了した後、キャリア割込処理を終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００７７】
また、図９に示すように、先のキャリア割込処理において過電流を検出したことにより、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断されている場合には（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が再開される（Ｓ１０５）。従って、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ１０３の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ１０５の時点までの時間が経過したときに、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。この出力再開時における変調率は、上記した変調率制御処理において設定された変調率である。その後、キャリア割込処理が終了して、次のキャリア割込処理が実行される。このようにして、第２実施形態に係るファンモータ制御装置１００が制御される。
【００７８】
［本ファンモータ制御装置１００の特徴］
本実施形態のファンモータ制御装置１００には、以下のような特徴がある。
【００７９】
本実施形態のファンモータ制御装置１００では、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れた場合に、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にブラシレスＤＣモータ３へ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００８０】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１００では、特許文献１のようにファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでブラシレスＤＣモータ３を速度指令に基づいて運転させることができる。このため、ブラシレスＤＣモータ３の運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置１００を安価に構成することができる。
【００８１】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１００では、下限値未満の変調率でブラシレスＤＣモータ３へ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの影響によって過電流が発生している場合が多いので、当該下限値を変調率として（Ｓ１４３）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開する（Ｓ１０５）。これにより、ブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズに起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１００では、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ１０３の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ１０５の時点までの時間が経過したときに、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。その結果、ブラシレスＤＣモータ３への出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８４】
例えば、上記第１実施形態では、ブラシレスＤＣモータへ出力される信号を遮断した時点から所定時間（インバータ回路へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間）が経過したときに、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１３に示す第１実施形態の変形例のように、過電流検出回路により過電流が検出されなくなったときに、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開してもよい。
【００８５】
具体的には、先のキャリア割込処理において出力が遮断されている場合には、図１３に示すように、まず、ブラシレスＤＣモータに過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ２０１）。そして、過電流検出回路により過電流が検出されなくなった場合には（Ｓ２０１：Ｎｏ）、出力が遮断されているので（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開される（Ｓ２０３）。
【００８６】
また、図１４に示す第２実施形態の変形例でも、上記第１実施形態の変形例と同様に、先のキャリア割込処理において出力が遮断されている場合には、まず、ブラシレスＤＣモータに過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ３０１）。そして、過電流検出回路により過電流が検出されなくなった場合には（Ｓ３０２：Ｎｏ）、出力が遮断されているので（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開される（Ｓ３０３）。
【００８７】
また、第１実施形態では、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、変調率最大制限値を下限値に設定して（Ｓ５５）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１５に示す第１実施形態の変形例のように、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開しなくてもよい。
【００８８】
具体的には、図１５に示すように、変調率最大制限値を所定量だけ下げて更新することにより（Ｓ５３）、その変調率最大制限値が予め設定された下限値未満になる場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、異常を報知して（Ｓ４５５）、運転を終了する。
【００８９】
また、図１６に示す第２実施形態の変形例でも、上記第１実施形態の変形例と同様に、変調率が一定量だけ下げられることにより（Ｓ１４１）、その変調率が予め設定された下限値未満になる場合には（Ｓ１４２：Ｎｏ）、異常を報知して（Ｓ５４３）、運転を終了する。
【００９０】
また、上記第１実施形態では、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ５４）、変調率最大制限値を下限値に設定（Ｓ５５）したが、本発明は下限値に設定される場合に限定されず、変調率最大制限値を下限値未満にならないように制御してもよい。また、第２実施形態でも同様に、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ１４２）、当該変調率を下限値に設定（Ｓ１４３）したが、本発明は下限値に設定される場合に限定されず、当該変調率が下限値未満にならないように制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明を利用すれば、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しを抑制することにより、異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護し、且つ、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】キャリアタイマ、マイクロコンピュータの出力電圧波形、インバータ回路の直流部電流波形、過電流検出信号、変調率制限処理及びキャリア割込処理の関係を示した模式図である。
【図６】過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。
【図７】過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。
【図９】図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。
【図１２】過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。
【図１３】図２に示した第１実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１４】図９に示した第２実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１５】図３に示した第１実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１６】図１０に示した第２実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１、１００  ファンモータ制御装置
２  ファン
３  ブラシレスＤＣモータ
１０  コンバータ回路
２０  インバータ回路
３０、１３０  マイクロコンピュータ
３１  位置・速度検出部
３２、１３２  垂下制御部
３３、１３３  速度制御部
３４  正弦波変調部
３５  駆動信号生成部
４０  過電流検出回路
【図１】
2008263668.tif 000003
【図２】
2008263668.tif 000004
【図３】
2008263668.tif 000005
【図４】
2008263668.tif 000006
【図５】
2008263668.tif 000007
【図８】
2008263668.tif 000008
【図９】
2008263668.tif 000009
【図１０】
2008263668.tif 000010
【図１１】
2008263668.tif 000011
【図１３】
2008263668.tif 000012
【図１４】
2008263668.tif 000013
【図１５】
2008263668.tif 000014
【図１６】
2008263668.tif 000015
【図６】
2008263668.tif 000016
【図７】
2008263668.tif 000017
【図１２】
2008263668.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータ（３）を駆動するための信号を制御する制御手段（３０）と、
前記ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段（４０）とを備え、
前記制御手段（３０）は、前記過電流検出手段により前記ファンモータの過電流が検出された場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、前記ファンモータへの信号の出力を再開して、変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲に維持することを特徴とするファンモータ制御装置（１）。
【請求項２】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力を再開した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率に関する前記条件を緩和することを特徴とする請求項１に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項３】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、前記ファンモータに出力される信号の変調率に関する前記条件を緩和することを特徴とする請求項２に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項４】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、前記ファンモータへの信号の出力を再開しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項５】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、前記ファンモータに出力される信号の変調率が当該最小変調率未満にならないように制御し、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項６】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項７】
前記制御手段（３０）は、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記過電流検出手段により過電流が検出されなくなったときに、前記ファンモータへの信号の出力を再開することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のファンモータ制御装置（１）。
【請求項８】
ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、
前記ファンモータに過電流が流れた場合には、前記ファンモータへ出力される信号を遮断した後、前記ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率以下の範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、前記ファンモータへの信号の出力を再開して、変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲に維持することを特徴とするファンモータ制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンモータの駆動を制御するファンモータ制御装置及びファンモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のファンモータ制御装置では、ファンモータに過電流が流れた場合に、当該ファンモータに出力される信号を所定時間遮断した後、出力を再開している。
【０００３】
しかしながら、上記した従来のファンモータ制御装置では、ファンモータによって回転されるファンに風の抵抗がかかっているような状況下では、ファンモータに出力される信号を所定時間遮断した後、出力を再開したとしても、再び過電流が検出されて、ファンモータに出力される信号が遮断される。このため、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されることにより、異音が発生するという問題があった。さらに、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されることに起因して、ファンモータに電力を供給するパワー素子が異常発熱するという問題もあった。
【０００４】
また、上記のようにファンモータへ出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されると、その遮断及び復帰の繰り返しに起因して、ファンの回転速度が低下する。このため、ファンの回転速度と、そのファンの回転速度を指令する回転数指令とが乖離して、通常状態に復帰する際に再び過電流が発生し、ファンモータへ出力される信号が再び遮断され、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されるという問題があった。
【０００５】
そこで、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、入力電流検出回路で検出したファンモータに流れる電流値が所定値以上である場合には、ファンの回転数を指令する指令回転数を低下させることにより、ファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する。これにより、ファンモータへ出力される信号の遮断及び復帰が繰り返されないようにしている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８６１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を制御するため、ファンモータに流れる電流値を測定する入力電流検出回路が必要であった。その結果、ファンモータ制御装置に係るコストが増大するという問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１に開示されたファンモータ制御装置では、ファンモータへの出力を停止させる過電流停止回路が働く前に、ファンモータの回転数を低下させるため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題があった。
【０００９】
そこで、この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しを抑制することにより、異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護し、且つ、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるのを抑制することが可能なファンモータ制御装置及びファンモータ制御方法を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
第１の発明にかかるファンモータ制御装置は、ファンモータを駆動するための信号を制御する制御手段と、ファンモータに流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出手段とを備えている。そして、制御手段は、過電流検出手段によりファンモータの過電流が検出された場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、ファンモータへの信号の出力を再開して、変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲に維持する。
【００１４】
このファンモータ制御装置では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びファンモータに過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００１５】
また、このファンモータ制御装置では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置を安価に構成することができる。
【００１６】
第２の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１の発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力を再開した後、ファンモータに出力される信号の変調率に関する条件を緩和する。
【００１７】
このファンモータ制御装置では、ファンモータの運転を制限した状態から、通常の運転に戻すことができる。
【００１８】
第３の発明にかかるファンモータ制御装置は、第２の発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、ファンモータに出力される信号の変調率に関する条件を緩和する。
【００１９】
このファンモータ制御装置では、ファンモータへの信号の出力を再開した時点から過電流が検出されない状態で第１所定時間が経過したときに、ファンモータを駆動源として回転するファンの回転数が制限されるのを緩和することができる。これにより、過電流検出時の変調率より小さい範囲の変調率で変調された信号でファンモータの運転を安定させた後、指令回転数に基づいてファンモータを通常の運転に戻すことができる。
【００２０】
第４の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第３のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、ファンモータへの信号の出力を再開しない。
【００２１】
このファンモータ制御装置では、最小変調率未満の変調率でファンモータへ信号を出力しても過電流が検出されるような場合には部品の故障が原因で再度、過電流が検出されることが考えられるので、再開されようとする際の変調率が最小値未満の場合は出力を再開しない。その結果、部品が故障しているにも関わらず、何度も出力を再開してしまうのを防止することができる。
【００２２】
第５の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第３のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された最小変調率未満である場合には、ファンモータに出力される信号の変調率が当該最小変調率未満にならないように制御し、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２３】
このファンモータ制御装置では、最小変調率の変調率でファンモータへ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはファンモータの運転に支障がないノイズの重畳によって過電流が連続して発生している場合が多いので、最小変調率未満にならないように制御された変調率でファンモータへの信号の出力を再開する。これにより、ファンモータの運転に支障がないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００２４】
第６の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第５のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２５】
このファンモータ制御装置では、ファンモータへ出力される信号を遮断した時点から第２所定時間が経過したときに、速やかにファンモータへの信号の出力が再開される。その結果、ファンモータへの出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにファンモータへの信号の出力を再開することができる。
【００２６】
第７の発明にかかるファンモータ制御装置は、第１〜第５のいずれかの発明にかかるファンモータ制御装置において、制御手段は、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、過電流検出手段により過電流が検出されなくなったときに、ファンモータへの信号の出力を再開する。
【００２７】
このファンモータ制御装置では、過電流が検出されなくなったときに、ファンモータへの信号の出力を再開されるので、出力再開直後に再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
第８の発明にかかるファンモータ制御方法は、ファンモータに出力される信号を制御するファンモータ制御方法であって、ファンモータに過電流が流れた場合には、ファンモータへ出力される信号を遮断した後、ファンモータに出力される信号の変調率を過電流検出時の変調率以下の範囲であるという条件を満たす変調率に制限し、ファンモータへの信号の出力を再開して、変調率を過電流検出時の変調率より小さい範囲に維持する。
【００３２】
このファンモータ制御方法では、ファンモータに過電流が流れた場合に、ファンモータに出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開時にファンモータに再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後に再びファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００３３】
また、このファンモータ制御方法では、ファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を利用する必要がないので、その分だけファンモータ制御方法を安価に提供することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３５】
第１発明では、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。また、第１発明では、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。さらに、第１発明では、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置を安価に構成することができる。
【００３６】
また、第２及び第３の発明では、ファンモータの運転を制限した状態から、通常の運転に戻すことができる。
【００３７】
また、第４の発明では、部品が壊れているにも関わらず、何度も出力を再開してしまうのを防止することができる。
【００３８】
また、第５の発明では、ファンモータの運転に支障がないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００３９】
また、第６の発明では、ファンモータへの出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにファンモータへの信号の出力を再開することができる。
【００４０】
また、第７の発明では、出力再開直後に再び過電流が発生してしまうのを抑制することができる。
【００４１】
また、第８の発明では、出力再開後にファンモータへ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。また、第８の発明では、過電流が発生するまでファンモータを指令回転数に基づいて運転させることができる。このため、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。さらに、第８の発明では、ファンモータに流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を利用する必要がないので、その分だけファンモータ制御方法を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１は、本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置１の構成について説明する。
【００４３】
本実施形態のファンモータ制御装置１は、図１に示すように、空気調和機の室内機又は室外機内に設置されるファン２を回転させるブラシレスＤＣモータ３の駆動を制御する。このブラシレスＤＣモータ３は、後述するインバータ回路２０から出力される３相の出力電圧が各固定子巻線３ａに印加されることにより回転子３ｂが回転されて、ファン２を回転させる。また、ブラシレスＤＣモータ３には、３つのホールセンサ３ｃが設けられており、各ホールセンサ３ｃで検知された位置信号Ｈｕ、Ｈｖ、Ｈｗがマイクロコンピュータ３０の位置・速度検出部３１に出力されるようになっている。
【００４４】
ファンモータ制御装置１は、ＡＣ電源により供給される交流電圧から直流電圧を電気的に生成するコンバータ回路１０と、コンバータ回路１０から供給される直流電圧を３相の交流電圧にして出力するインバータ回路２０と、ブラシレスＤＣモータ３を正弦波駆動方式で制御するマイクロコンピュータ３０と、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値が所定値以上になったことを検出する過電流検出回路４０とを備えている。
【００４５】
マイクロコンピュータ３０は、インバータ回路２０の動作を制御するために設けられており、インバータ回路２０に設けられるスイッチング素子２１のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを指令するゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚを出力する。このマイクロコンピュータ３０は、位置・速度検出部３１、垂下制御部３２、速度制御部３３、正弦波変調部３４及び駆動信号生成回路３５を有している。
【００４６】
位置・速度検出部３１は、ブラシレスＤＣモータ３のホールセンサ３ｃによって検出される位置信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗを入力として、その位置信号Ｈｕ、Ｈｖ及びＨｗの周期に基づいて、ブラシレスＤＣモータ３の現在回転数を算出する。
【００４７】
垂下制御部３２は、過電流検出回路４０によって検出される過電流検出信号を入力として、速度制御部３３に変調率最大制限値を出力する。この変調率最大制限値は、過電流検出時の変調率より小さい値であり、過電流が連続して発生する回数に応じて当該変調率最大制限値を更新して、速度制御部３３に出力する。具体的には、垂下制御部３２は、過電流が連続して発生する回数が多くなるに従って小さくなる変調率最大制限値を速度制御部３３に出力する。さらに、本実施形態では、更新された変調率最大制限値が、予め設定されている下限値以下になる場合には、当該下限値が変調率最大制限値として速度制御部３３に出力される。つまり、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が連続して発生することにより、変調率最大制限値が小さくなる場合でも、予め設定した下限値より小さくならないようになっている。
【００４８】
速度制御部３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数、外部から与えられる速度指令、及び、垂下制御部３２により出力される変調率最大制限値に基づいて、インバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。具体的には、速度制御部３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令との偏差を算出して、その偏差に対応する変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。この際、垂下制御部３２により変調率最大制限値が出力されていれば、速度制御部３３は、正弦波変調部３４に出力される変調率指令が垂下制御部３２により出力される変調率最大制限値以下になるように制限する。
【００４９】
正弦波変調部３４は、速度制御部３３により出力される変調率指令と位置・速度検出部３１により出力される位置信号及び現在回転数とに基づいて、インバータ回路２０に与えられるゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚの各デューティを指定するデューティ指令を生成し、駆動信号生成回路３５に出力する。ここで、デューティ指令は、Ｕ相デューティ指令、Ｖ相デューティ指令、Ｗ相デューティ指令から構成される。
【００５０】
駆動信号生成回路３５は、正弦波変調部３４から出力されるデューティ指令に基づいて、ゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚをインバータ回路２０のゲートドライブ回路２２に出力する。駆動信号生成回路３５は、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマ（図５参照）により与えられるタイミングでゲート信号を出力する。また、駆動信号生成回路３５は、過電流検出回路４０の過電流検出信号が入力された場合に、インバータ回路２０のゲートドライブ回路２２に出力されるゲート信号の出力を停止する。
【００５１】
ゲートドライブ回路２２は、駆動信号生成回路３５から出力されるゲート信号Ｇｕ、Ｇｘ、Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚに基づいて、インバータ回路２０の各スイッチング素子２１のＯＮ・ＯＦＦの切り替えを指令するゲートドライブ信号を出力する。これにより、インバータ回路２０から出力される３相の出力電圧がブラシレスＤＣモータ３の各固定子巻線３ａに印加されることによって回転子３ｂが回転されて、ファン２が回転する。
【００５２】
図２〜図４は、図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。図５は、キャリアタイマ、マイクロコンピュータの出力電圧波形、インバータ回路の直流部電流波形、過電流検出信号、変調率制限処理及びキャリア割込処理の関係を示した模式図である。図６及び図７は、過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。次に、図２〜図７を参照して、一実施形態に係るファンモータ制御装置１によるファンモータ制御方法について説明する。
【００５３】
このファンモータ制御装置１では、図５に示すように、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマにより与えられるタイミング（４０μｓ〜２００μｓの間隔）でキャリア割込処理が実行される。このキャリア割込処理では、まず、図２に示すように、駆動信号生成回路３５からインバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断されているか否かが判断される（Ｓ１）。そして、ゲート信号がインバータ回路２０に出力されている場合には（Ｓ１：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ２）。具体的には、ブラシレスＤＣモータ３の直流部に接続される過電流検出回路４０によって、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れたか否かが判断される。
【００５４】
そして、図５に示すように、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生した場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から過電流が継続して発生しない期間を計測するカウンタがリセットされる（Ｓ３）。そして、インバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断される（Ｓ４）。この後、変調率制限処理が行われる（Ｓ５）。
【００５５】
この変調率制限処理（Ｓ５）は、過電流検出後の出力再開時にインバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率を制限するサブルーチンである。変調率制限処理では、図３に示すように、まず、変調率最大制限値が設定されているか否かが判断される（Ｓ５１）。そして、変調率最大制限値が設定されていない場合には（Ｓ５１：Ｎｏ）、図６に示すように、変調率最大制限値を過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に設定される（Ｓ５２）。具体的には、図６（ａ）に示すように、過電流発生後の変調率の推移が時間とともに増加するような場合には、当該変調率最大制限値に制限されて出力される。また、図６（ｂ）に示すように、過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値を境に上下に推移する場合には、当該変調率最大制限値以上の部分が当該変調率最大制限値に制限され、当該変調率最大制限値未満の部分がそのまま出力される。また、図６（ｃ）に示すように、過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値未満の範囲で推移する場合には、そのまま出力される。そして、変調率制限処理を終了させる。
【００５６】
一方、変調率最大制限値が設定されている場合には（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、図７に示すように、当該変調率最大制限値を所定量だけ下げて更新する（Ｓ５３）。このステップＳ５３の処理は、過電流が連続して検出されてしまう場合に実行される。そして、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値以上か否かが判断される（Ｓ５４）。そして、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値以上の場合には（Ｓ５４：Ｙｅｓ）、変調率制限処理を終了させて、更新された変調率最大制限値が予め設定された下限値未満の場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、変調率最大制限値を当該下限値に設定して（Ｓ５５）、変調率制限処理を終了させる。これにより、連続して過電流が発生してしまう状況下において、変調率最大制限値が徐々に下がる場合でも、変調率最大制限値が下限値未満にならないように制御される。
【００５７】
変調率制限処理（Ｓ５）が終了した後、図２に示すように、キャリア割込処理を終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００５８】
また、先のキャリア割込処理において過電流を検出（Ｓ２：Ｙｅｓ）したことにより、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断（Ｓ４）されている場合には（Ｓ１：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が再開される（Ｓ６）。従って、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間が経過したときに、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。この出力再開時における変調率は、上記した変調率制限処理（Ｓ５）において設定された変調率最大制限値より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限される。その後、キャリア割込処理が終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００５９】
また、キャリア割込処理において、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生していない場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から過電流が継続して発生しない期間を計測するカウンタが更新される（Ｓ７）。そして、このカウンタの値が予め設定された所定値以上であるか否かが判断されて（Ｓ８）、当該カウンタの値が所定値未満である場合には（Ｓ８：Ｎｏ）、キャリア割込処理を終了させて、次のキャリア割込処理を実行させる。一方、当該カウンタの値が所定値以上である場合には（Ｓ８：Ｙｅｓ）、変調率緩和処理が行われる（Ｓ９）。即ち、本実施形態では、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から所定時間継続して過電流が検出されなかったときに、変調率緩和処理（Ｓ９）が行われる。
【００６０】
この変調率緩和処理（Ｓ９）は、図３に示した変調率制限処理において設定された変調率最大制限値を緩和するためのサブルーチンである。変調率緩和処理では、図４に示すように、まず、変調率最大制限値が設定されているか否かが判断される（Ｓ９１）。そして、変調率最大制限値が設定されていない場合には（Ｓ９１：Ｎｏ）、そのまま変調率緩和処理を終了させる。一方、変調率最大制限値が設定されている場合には（Ｓ９１：Ｙｅｓ）、当該変調率最大制限値を所定量だけ上げて更新する（Ｓ９２）。このようにして、変調率緩和処理を終了させる。
【００６１】
変調率緩和処理（Ｓ９）が終了した後、図２に示すように、キャリア割込処理を終了させて、次のキャリア割込処理を実行させる。このようにして、一実施形態に係るファンモータ制御装置１が制御される。
【００６２】
［本ファンモータ制御装置１の特徴］
本実施形態のファンモータ制御装置１には、以下のような特徴がある。
【００６３】
本実施形態のファンモータ制御装置１では、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れた場合に、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にブラシレスＤＣモータ３へ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００６４】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、特許文献１のようにファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでブラシレスＤＣモータ３を速度指令に基づいて運転させることができる。このため、ブラシレスＤＣモータ３の運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置１を安価に構成することができる。
【００６５】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開した時点から所定時間継続して過電流が検出されなかったときに、変調率緩和処理（Ｓ９）が実行される。これにより、過電流検出時の変調率より小さい範囲の変調率で変調された信号でファンモータの運転を安定させた後、指令回転数に基づいてファンモータを通常の運転に戻すことができる。
【００６６】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、下限値未満の変調率でブラシレスＤＣモータ３へ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの重畳によって過電流が発生している場合が多いので、当該下限値を変調率最大制限値として（Ｓ５５）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開する（Ｓ６）。これにより、ブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの重畳に起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００６７】
また、本実施形態のファンモータ制御装置１では、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間が経過したときに、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。その結果、ブラシレスＤＣモータ３への出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開することができる。
【００６８】
（参考例）
図８は、本発明の参考例に係るファンモータ制御装置のブロック図である。過電流が発生した場合に変調率最大制限値を設定して、出力再開時の変調率を当該変調率最大制限値より小さい範囲であるという条件を満たす変調率に制限する一実施形態に係るファンモータ制御装置１とは異なり、この参考例では、過電流が発生した場合に変調率を所定量だけ下げて過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御するファンモータ制御装置１００について説明する。なお、垂下制御部及び速度制御部以外は上記一実施形態と同様であるので同一符号を付しその説明を省略する。
【００６９】
参考例に係るファンモータ制御装置１００に設けられるマイクロコンピュータ１３０の垂下制御部１３２は、図８に示すように、過電流検出回路４０によって検出される過電流検出信号を入力として、速度制御部１３３に変調率制御信号を出力する。
【００７０】
速度制御部１３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数、外部から与えられる速度指令、及び、垂下制御部１３２により出力される変調率制御信号に基づいて、インバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。具体的には、速度制御部１３３は、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令との偏差を算出して、その偏差に対応する変調率指令を正弦波変調部３４に出力する。この際、垂下制御部１３２により変調率制御信号が入力されている場合には、速度制御部１３３は、当該変調率制御信号に基づいて、正弦波変調部３４に出力される変調率指令に係る変調率を所定量だけ下げて、当該変調率を過電流検出時の変調率より小さい変調率にする。さらに、参考例では、所定量だけ下げられた変調率が、予め設定されている下限値以下になる場合には、当該下限値を変調率指令として正弦波変調部３４に出力する。
【００７１】
図９及び図１０は、図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。図１１及び図１２は、過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。次に、図９〜図１２を参照して、ファンモータ制御方法について説明する。
【００７２】
このファンモータ制御装置１００では、マイクロコンピュータ３０のキャリアタイマにより与えられるタイミング（４０μｓ〜２００μｓの間隔）でキャリア割込処理が実行される。このキャリア割込処理では、まず、図９に示すように、駆動信号生成回路３５からインバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断されているか否かが判断される（Ｓ１０１）。そして、ゲート信号がインバータ回路２０に出力されている場合には（Ｓ１０１：Ｎｏ）、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ１０２）。具体的には、ブラシレスＤＣモータ３の直流部に接続される過電流検出回路４０によって、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れたか否かが判断される。
【００７３】
そして、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生した場合には（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０に出力されるゲート信号が遮断される（Ｓ１０３）。この後、変調率制御処理が行われる（Ｓ１０４）。
【００７４】
この変調率制御処理（Ｓ１０４）は、過電流検出後の出力再開時にインバータ回路２０の出力電圧の電圧波高値の上限値を設定するための変調率を所定量だけ下げるサブルーチンである。図１０に示す変調率制御処理では、位置・速度検出部３１により出力される現在回転数と速度指令とにより算出される変調率が、図１１に示すように、過電流発生時の変調率より小さくなるように一定量だけ下げられる（Ｓ１４１）。具体的には、図１１（ａ）に示す過電流発生後の変調率の推移が時間とともに増加するような場合、図１１（ｂ）に示す過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値を境に上下に推移する場合、及び、図６（ｃ）に示す過電流発生後の変調率が当該変調率最大制限値未満の範囲で推移する場合のいずれの場合にも、過電流発生直後の変調率は過電流発生時の変調率より小さくなるように一定量だけ下げられる。
【００７５】
そして、下げられた変調率が予め設定された下限値以上か否かが判断される（Ｓ１４２）。そして、下げられた変調率が予め設定された下限値以上の場合には（Ｓ１４２：Ｙｅｓ）、変調率制御処理を終了させて、下げられた変調率が予め設定された下限値未満の場合には（Ｓ１４２：Ｎｏ）、図１２に示すように、変調率を当該下限値に設定して（Ｓ１４３）、変調率制御処理を終了させる。
【００７６】
変調率制御処理（Ｓ１０４）が終了した後、キャリア割込処理を終了して、次のキャリア割込処理が実行される。
【００７７】
また、図９に示すように、先のキャリア割込処理において過電流を検出したことにより、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断されている場合には（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が再開される（Ｓ１０５）。従って、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ１０３の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ１０５の時点までの時間が経過したときに、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。この出力再開時における変調率は、上記した変調率制御処理において設定された変調率である。その後、キャリア割込処理が終了して、次のキャリア割込処理が実行される。このようにして、参考例に係るファンモータ制御装置１００が制御される。
【００７８】
［本ファンモータ制御装置１００の特徴］
本参考例のファンモータ制御装置１００には、以下のような特徴がある。
【００７９】
参考例のファンモータ制御装置１００では、ブラシレスＤＣモータ３に過電流が流れた場合に、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号が一旦遮断された後、過電流検出時の変調率より小さい変調率に制御された変調率で出力が再開されるので、出力再開後に再びブラシレスＤＣモータ３に過電流が発生してしまうのを抑制することができる。これにより、出力再開後にブラシレスＤＣモータ３へ出力される信号が再び遮断されてしまうのを抑制することができるので、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しが発生してしまうのを抑制することができる。その結果、ブラシレスＤＣモータ３に出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しに起因した異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護することができる。
【００８０】
また、参考例のファンモータ制御装置１００では、特許文献１のようにファンモータに流れる電流値に応じてファンモータの回転数を低下させることによりファンモータへ出力される信号が遮断されるのを防止する場合と異なり、過電流が発生するまでブラシレスＤＣモータ３を速度指令に基づいて運転させることができる。このため、ブラシレスＤＣモータ３の運転可能エリアが狭くなるという問題が生じない。また、ブラシレスＤＣモータ３に流れる電流値を測定するための入力電流検出回路を設ける必要がないので、入力電流検出回路の分だけファンモータ制御装置１００を安価に構成することができる。
【００８１】
また、参考例のファンモータ制御装置１００では、下限値未満の変調率でブラシレスＤＣモータ３へ信号を出力しても過電流が検出されるような場合にはブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズの影響によって過電流が発生している場合が多いので、当該下限値を変調率として（Ｓ１４３）、ブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開する（Ｓ１０５）。これにより、ブラシレスＤＣモータ３の運転に支障のないノイズに起因してファンモータの運転が停止してしまうのを防止することができる。
【００８２】
また、参考例のファンモータ制御装置１００では、インバータ回路２０へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ１０３の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ１０５の時点までの時間が経過したときに、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力が再開される。その結果、ブラシレスＤＣモータ３への出力が遮断された状態でも惰性で回転しているファンが停止しないように、速やかにブラシレスＤＣモータ３への信号の出力を再開することができる。
【００８３】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８４】
例えば、上記一実施形態では、ブラシレスＤＣモータへ出力される信号を遮断した時点から所定時間（インバータ回路へのゲート信号の出力が遮断された時点（先のキャリア割込処理におけるＳ４の時点）から現在のキャリア割込処理におけるＳ６の時点までの時間）が経過したときに、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１３に示す一実施形態の変形例のように、過電流検出回路により過電流が検出されなくなったときに、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開してもよい。
【００８５】
具体的には、先のキャリア割込処理において出力が遮断されている場合には、図１３に示すように、まず、ブラシレスＤＣモータに過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ２０１）。そして、過電流検出回路により過電流が検出されなくなった場合には（Ｓ２０１：Ｎｏ）、出力が遮断されているので（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開される（Ｓ２０３）。
【００８６】
また、図１４に示す参考例の変形例でも、上記一実施形態の変形例と同様に、先のキャリア割込処理において出力が遮断されている場合には、まず、ブラシレスＤＣモータに過電流が発生したか否かが判断される（Ｓ３０１）。そして、過電流検出回路により過電流が検出されなくなった場合には（Ｓ３０２：Ｎｏ）、出力が遮断されているので（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開される（Ｓ３０３）。
【００８７】
また、一実施形態では、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、変調率最大制限値を下限値に設定して（Ｓ５５）、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開する例について説明したが、本発明はこれに限らず、図１５に示す一実施形態の変形例のように、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力を再開しなくてもよい。
【００８８】
具体的には、図１５に示すように、変調率最大制限値を所定量だけ下げて更新することにより（Ｓ５３）、その変調率最大制限値が予め設定された下限値未満になる場合には（Ｓ５４：Ｎｏ）、異常を報知して（Ｓ４５５）、運転を終了する。
【００８９】
また、図１６に示す参考例の変形例でも、上記一実施形態の変形例と同様に、変調率が一定量だけ下げられることにより（Ｓ１４１）、その変調率が予め設定された下限値未満になる場合には（Ｓ１４２：Ｎｏ）、異常を報知して（Ｓ５４３）、運転を終了する。
【００９０】
また、上記一実施形態では、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ５４）、変調率最大制限値を下限値に設定（Ｓ５５）したが、本発明は下限値に設定される場合に限定されず、変調率最大制限値を下限値未満にならないように制御してもよい。また、参考例でも同様に、ブラシレスＤＣモータへの信号の出力が再開されようとする際の変調率が予め設定された下限値未満である場合には（Ｓ１４２）、当該変調率を下限値に設定（Ｓ１４３）したが、本発明は下限値に設定される場合に限定されず、当該変調率が下限値未満にならないように制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明を利用すれば、ファンモータに出力される信号の遮断及び復帰の繰り返しを抑制することにより、異音の発生を抑制しつつパワー素子を保護し、且つ、ファンモータの運転可能エリアが狭くなるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の一実施形態に係るファンモータ制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】キャリアタイマ、マイクロコンピュータの出力電圧波形、インバータ回路の直流部電流波形、過電流検出信号、変調率制限処理及びキャリア割込処理の関係を示した模式図である。
【図６】過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。
【図７】過電流検出時に設定される変調率出力最大値を示したグラフである。
【図８】本発明の参考例に係るファンモータ制御装置のブロック図である。
【図９】図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図８に示したファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。
【図１２】過電流検出時に所定量下げられる変調率を示したグラフである。
【図１３】図２に示した一実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１４】図９に示した参考例に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１５】図３に示した一実施形態に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【図１６】図１０に示した参考例に係るファンモータ制御装置によるファンモータ制御方法の変形例によるフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１、１００  ファンモータ制御装置
２  ファン
３  ブラシレスＤＣモータ
１０  コンバータ回路
２０  インバータ回路
３０、１３０  マイクロコンピュータ
３１  位置・速度検出部
３２、１３２  垂下制御部
３３、１３３  速度制御部
３４  正弦波変調部
３５  駆動信号生成部
４０  過電流検出回路