(57)【要約】【課題】特殊なモータでなくともモータ制御回路の異常判定ができ、モータを小型にして省スペースで設置でき、かつ、低コストなモータ制御回路の異常判定装置及びその異常判定装置を備えた送風ファン用モータを提供する。【解決手段】モータ１への通電を制御するモータ制御素子８と、モータ制御素子８をオン／オフさせるモータ制御素子駆動部９と、制御素子駆動部９によりモータ制御素子８がオフされたとき、モータ１の異常の有無に基づいてモニタ信号を出力し、モータ制御素子８がオンされたとき、モータ制御素子８の異常の有無に基づいてモニタ信号を出力するモニタ信号出力部１０と、モータ制御素子８のオン／オフ状態とモニタ信号出力部１０からのモニタ信号に基づいて異常の有無を判定するとともにモータ制御素子駆動部９の制御を行う制御手段とを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
このモータへの通電を制御するモータ制御素子と、
このモータ制御素子をオン／オフさせるモータ制御素子駆動部と、
この制御素子駆動部により前記モータ制御素子がオフされたとき、前記モータの異常の有無に基づいてモニタ信号を出力し、前記モータ制御素子がオンされたとき、前記モータ制御素子の異常の有無に基づいてモニタ信号を出力するモニタ信号出力部と、
前記モータ制御素子のオン／オフ状態と前記モニタ信号出力部からの前記モニタ信号に基づいて異常の有無を判定するとともに前記モータ制御素子駆動部の制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするモータ制御回路の異常判定装置。
【請求項２】
制御手段は、モータ制御素子がオフされ、モニタ信号を受信したときに、モータが異常と判定し、前記モニタ信号を受信しないときに、前記モータが正常と判定することを特徴とする請求項１記載のモータ制御回路の異常判定装置。
【請求項３】
制御手段は、予め定めた時間毎に予め定めた期間、モータ制御素子駆動部によりモータ制御素子をオフさせ、モータにより回転される被回転物の回転があたかも継続して回転しているようにして、モータの異常の有無を判定することを特徴とする請求項２記載のモータ制御回路の異常判定装置。
【請求項４】
制御手段は、モータ制御素子がオンされ、モニタ信号を受信しないときに、前記モータ制御素子は異常と判定し、前記モニタ信号を受信したときに、前記モータ制御素子は正常と判定することを特徴とする請求項１記載のモータ制御回路の異常判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のモータ制御回路の異常判定装置を備えたことを特徴とする送風ファン用モータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータ制御回路の異常判定装置及びその異常判定装置を備えた送風ファン用モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータ制御回路の異常判定装置において、例えば、送風ファンのモータの場合、モータが断線して送風ファンが回転不能となり、そのまま放置しておくと加熱装冷却用のヒータ等からの熱により、過熱による不具合を防止するため、ホールＩＣ等を使用した回転数センサー等によりモータ断線を監視していた。
【０００３】
図６は従来の送風ファンのモータ制御回路の異常判定装置の構成図である。図中、１はマイクロコンピュータ（以下マイコンという）であり、メモリ２、ＣＰＵ３、入力回路４、出力回路５を有しており、前記メモリ２に記憶されたプログラムによりモータの制御を行う。
【０００４】
６は送風ファン、７は送風ファンを回転させるためのモータで、モータの回転数に比例したパルス信号を出力するホールＩＣ７ａを内蔵する。８はモータ７への通電をオン／オフさせるモータ制御素子、９はモータ制御素子８を動作させるモータ制御素子駆動部であり、マイコン１内の出力回路５により制御される。
【０００５】
出力回路５によりモータ制御素子駆動部９がオンするとモータ制御素子８がオンし、モータ７へ通電される。これにより送風ファン６が回転を開始する。このときホールＩＣ７ａは送風ファン６の回転数に比例したパルス信号を出力し、マイコン１は入力回路４へのパルス信号の入力を読込むことで、送風ファン６が回転していることを確認することができる。
【０００６】
一方、過電流など何らかの要因によりモータ７が断線し、モータ７への通電がオフすると、送風ファン６は回転不能となり、同時にホールＩＣ７ａもパルス信号を出力することができなくなる。この時、マイコン１は入力回路４へのパルス信号の入力が無くなったことで、送風ファン６の回転が停止していることを検出することができ、例えば送風ファン６がヒータ（図示せず）等の加熱装置冷却を目的としている場合には、過熱による不具合に至る前にヒータを停止することができる。
また、例えば表示部（図示せず）を搭載している場合には、送風ファン６が停止していることを使用者に知らせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のモータ制御回路の異常判定装置においては、モータ７にモータ７の回転を監視するホールＩＣ７ａを内蔵する分、ホールＩＣ７ａを内蔵しないモータと比較して大型となり設置スペースが余分に必要になるという問題点があった。
また、ホールＩＣ７ａを内臓した特殊のモータを必要とするため、コストが高くなるという問題点もあった。
【０００８】
この発明は上記問題点を解消するためになされたもので、特殊なモータでなくともモータ制御回路の異常判定ができ、モータを小型にして省スペースで設置でき、かつ、低コストなモータ制御回路の異常判定装置及びその異常判定装置を備えた送風ファン用モータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るモータ制御回路の異常判定装置は、モータと、このモータへの通電を制御するモータ制御素子と、このモータ制御素子をオン／オフさせるモータ制御素子駆動部と、この制御素子駆動部により前記モータ制御素子がオフされたとき、前記モータの異常の有無に基づいてモニタ信号を出力し、前記モータ制御素子がオンされたとき、前記モータ制御素子の異常の有無に基づいてモニタ信号を出力するモニタ信号出力部と、前記モータ制御素子のオン／オフ状態と前記モニタ信号出力部からの前記モニタ信号に基づいて異常の有無を判定するとともに前記モータ制御素子駆動部の制御を行う制御手段と、を備えたものである。
【００１０】
また、制御手段は、モータ制御素子がオフされ、モニタ信号を受信したときに、モータが異常と判定し、前記モニタ信号を受信しないときに、前記モータが正常と判定するものである。
【００１１】
また、制御手段は、予め定めた時間毎に予め定めた期間、モータ制御素子駆動部によりモータ制御素子をオフさせ、モータにより回転される被回転物の回転があたかも継続して回転しているようにして、モータの異常の有無を判定するものである。
【００１２】
また、制御手段は、モータ制御素子がオンされ、モニタ信号を受信しないときに、前記モータ制御素子は異常と判定し、前記モニタ信号を受信したときに、前記モータ制御素子は正常と判定するものである。
【００１３】
また、この発明に係る送風ファン用モータは、請求項１〜４のいずれかに記載のモータ制御回路の異常判定装置を備えたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明による実施の形態１を示すモータ制御回路の異常判定装置の構成図、図２はモータ制御回路の異常判定装置の電気的接続を示す回路図、図３はモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
である。
図１、２は例えば、送風ファンのモータ制御回路の異常判定装置を示しており、図１において、１は制御手段であるマイクロコンピュータ（以下マイコンという）であり、メモリ２、ＣＰＵ３、入力回路４、出力回路５、モニタ信号受信部１１を有しており、前記メモリ２に記憶されたプログラムによりモータの制御を行う。
【００１５】
６は送風ファン、７は送風ファン６を回転させるためのモータである。８はモータ７への通電をオン／オフさせるモータ制御素子、９はモータ制御素子８を動作させるモータ制御素子駆動部であり、マイコン１内の出力回路５により制御される。１０はモニタ信号出力部でモニタ信号をモニタ信号受信部１１に向けて出力する。
【００１６】
図２において、１２は商用電源、１３はヒータ、１４はヒータへの通電を開閉するリレーでありリレー接点１４ａとリレーコイル１４ｂにより構成される。８はモータ制御素子であり、フォトカプラトライアック８ａ及び、フォトカプラ発光素子８ｂから構成される。
１５は商用電源１２の電圧を整流するためのダイオード、１６はその整流された電圧を平滑するためのコンデンサ、１７はその平滑された電圧を変化させ二次側の電圧Ｖ１（−５［Ｖ］とする）を作るためのＡＣ／ＤＣコンバータである。１８はＡＣ／ＤＣコンバータ１７より出力されるＶ１電圧を安定させるためのコンデンサである。
【００１７】
モニタ信号出力部１０は、モータ７とフォトカプラトライアック８ａとの間に接続され、その接続点と電圧Ｖ１間の電位差を分圧する抵抗１９と抵抗２０、その分圧された電圧を入力としモニタ信号Ａの出力をオン／オフするトランジスタ２１、モニタ信号Ａに電圧を発生させるための抵抗２２で構成されている。
【００１８】
マイコン１の入力回路４はモニタ信号受信部１１としての機能を備え、モニタ信号出力部より出力されたモニタ信号Ａが入力される。マイコン１の出力回路５には、トランジスタ９ａからなるモータ制御素子駆動部９に接続されたフォトカプラ発光素子８ｂ、トランジスタ２３ａからなるヒータ駆動部２３に接続されたリレーコイル１４ｂ及びモータ断線を使用者に表示するための表示部２４が接続されている。
【００１９】
次に、動作について図３により説明する。
まず、ステップＳ１よりモータ制御回路の異常判定装置の動作が開始されるとステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、マイコン１内の出力回路５からモータ制御素子駆動部９のトランジスタ９ａへの出力をオフすることにより、モータ制御素子８のフォトカプラ発光素子８ｂをオフさせる。これにより、フォトカプラトライアック８ａがオフし、モータ７への通電が停止することで、モータ７が停止し、送風ファン６の回転が停止する。
【００２０】
このとき、モータ７が断線せず正常に接続されていれば、商用電源１２から供給される電圧はモータ７を介して抵抗１９及び抵抗２０に印加され、分圧された電圧はトランジスタ２１に入力され、トランジスタ２１はオン状態となる。すなわち、モニタ信号Ａは−５［Ｖ］になり、オフ信号としてマイコン１の入力回路４に備えられたモニタ信号受信部１１に入力する。すなわち、モニタ信号出力を行わない。
【００２１】
一方、モータ７が何らかの原因により断線すると、抵抗１９及び抵抗２０には電圧が供給されなくなり、同時にトランジスタ２１はオフ状態となる。すなわち、モニタ信号Ａは０［Ｖ］になり、オン信号としてモニタ信号出力を行い、マイコン１の入力回路４に備えられたモニタ信号受信部１１に入力される。
【００２２】
ステップＳ３ではステップＳ２においてモニタ信号受信部１１に入力されたモニタ信号ＡをＣＰＵ３において確認し、モニタ信号Ａが−５［Ｖ］の場合はモニタ信号出力を受信しないとして、モータ７が正常状態であると判定しステップＳ４に移行する。モニタ信号Ａが０［Ｖ］の場合は、モニタ信号出力を受信したとして、モータ７が断線状態であると判定し、ステップＳ５に移行する。
【００２３】
ステップＳ４では、ＣＰＵ３は出力回路５を動作させてトランジスタ９ａへの出力をオンすることにより、フォトカプラ発光素子８ｂをオンさせる。これにより、フォトカプラトライアック８ａがオンとなり、モータ７への通電が開始し、モータ７が回転し、送風ファン６が回転を開始する。同時に、出力回路５を動作させてトランジスタ２３ａを介してリレー接点１４ｂをオンさせ、ヒータ１３をオンし、加熱を開始する。
【００２４】
一方、ステップＳ３においてモータ７が断線状態であると判定され、ステップＳ５に移行した場合、ＣＰＵ３は出力回路５を動作させて、トランジスタ２３ａを介してリレー接点１４ｂをオフさせ、ヒータ１３を停止させる。同時にモータ７が断線していることを使用者に知らせるための表示を表示部２４に出力する。
【００２５】
以上のように、ホールＩＣを内臓した特殊のモータを必要としなくてもモータ断線を確実に検出することができ、また、ホールＩＣ内臓の特殊モータと比較してモータ７を小型にでき、省スペースでモータを設置することができる。
さらに、断線を検出する手段はトランジスタ及び抵抗で構成されているため、ホールＩＣ内臓の特殊モータを使用する場合と比較して、低コストにすることができる。
そして、モータ７が断線を起こし送風ファン６が回転不能状態となった場合でも、ヒータの過熱等による不具合を防止することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、モータ制御素子８をオフすることで、モータ７への通電をオフしている間にモータ断線を検知しているが、本実施の形態は、逆に、モータ制御素子８をオンし、モータ７への通電をオンしている間にはモータ制御素子８の故障検知を行うものである。
【００２７】
この発明による実施の形態２のモータ制御回路の異常判定装置の構成図及び、電気的接続を示す回路図は、実施の形態１の図１、図２のメモリ２に記憶されたプログラム内容を除き図１、図２と同様であり、その説明は省略し、動作について説明する。図４は、実施の形態２のモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００２８】
次に、動作を図４により説明する。
図中、図３と同一のステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ５については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００２９】
ステップＳ４において、モータ７への通電が開始し、送風ファン６が回転を開始すとき、モータ制御素子８のフォトカプラトライアック８ａ及びフォトカプラ発光素子８ｂが共に故障せず、正常に動作していれば、商用電源１２から供給される電圧はフォトカプラトライアック８ａを介して抵抗１９及び抵抗２０に印可され、分圧された電圧はトランジスタ２１に入力される。しかし、抵抗１９及び抵抗２０に印可される電圧はフォトカプラトライアック８ａを介すことで０［Ｖ］と同電位となり、抵抗１９及び抵抗２０による分圧によって、トランジスタ２１に入力される電圧はトランジスタ２１動作可能電圧よりも小さい電圧となる。これにより、トランジスタ２１はオフ状態となり、モニタ信号Ａは０［Ｖ］になり、オン信号としてモニタ信号出力を行い、マイコン１の入力回路４に備えられたモニタ信号受信部１１に入力される。
【００３０】
一方、モータ制御素子８がサージ電流など何らかの原因により故障し、モータ７への通電が不能となってしまうと、商用電源１２から供給される電圧はモータ７を介して抵抗１９及び抵抗２０に印可され、分圧された電圧はトランジスタ２１に入力され、トランジスタ２１はオン状態となる。すなわち、モニタ信号Ａは−５［Ｖ］になり、オフ信号としてマイコン１の入力回路４に備えられたモニタ信号受信部１１に入力される。すなわち、モニタ信号出力を行わない。
【００３１】
ステップＳ６ではステップＳ４においてモニタ信号受信部１１に入力されたモニタ信号ＡをＣＰＵ３において確認し、モニタ信号Ａが０［Ｖ］の場合は、モニタ信号出力を受信したとして、モータ制御素子８が正常状態であると判定しステップＳ７に移行する。モニタ信号Ａが−５［Ｖ］の場合は、モニタ信号出力を受信しないとして、モータ制御素子８が故障しモータ７への通電が不能であると判定し、ステップＳ８に移行する。
【００３２】
ステップＳ７では、ＣＰＵ３による出力回路５の動作を継続し、トランジスタ９ａ、トランジスタ２３ａへの出力をオンすることにより、モータ７及びヒータへの通電を継続して行う。
【００３３】
一方、ステップＳ６においてモータ制御素子８が故障しモータ７への通電が不能であると判定され、ステップＳ８に移行した場合、ＣＰＵ３は出力回路５を動作させて、トランジスタ２３ａを介してリレー接点１４ｂをオフさせ、ヒータ１３を停止させる。同時にモータ制御素子８が故障しモータ７への通電が不能であることを使用者に知らせるための表示を表示部２４に出力する。
【００３４】
以上のように、モータ制御素子９をオンし、モータ１への通電をオンしている間に、モータ制御素子９の故障検知を行うことができるため、更に信頼性を向上させたモータ制御回路の異常判定をすることができる。
また、モータ制御素子８が故障しモータ７への通電が不能となり、送風ファン６が回転不能状態となった場合でも、ヒータの過熱等による不具合を防止することができる。
【００３５】
実施の形態３．
実施の形態１では、モータ７の断線検知をモータ制御素子８をオフし、モータ１と送風ファン６が停止中に行うとしているが、本実施の形態では、送風ファン６の回転中に、送風ファン６の回転に影響のでない間隔で、モータ制御素子８をオフして、モータ制御素子８がオフしている間のモニタ信号Ａの状態を確認し、確認後再度モータ制御素子８をオンすることで、さながら送風ファン６を回転させながらモータ７断線検知を行うようにしたものである。
【００３６】
この発明による実施の形態３のモータ制御回路の異常判定装置を実施する構成図及び、電気的接続を示す回路図は、実施の形態１の図１、２と同様であるが、異なる点は、マイコン１のＣＰＵ３にモータ７への通電時間を計測するカウンター（図示せず）を備えた点とメモリ２に記憶されたプログラム内容である。
そして、メモリ２には、送風ファン６が回転中、一時的にモータ７を停止しても送風ファン６の回転数が送風量があまり変化（減少）しない範囲の時間間隔となる設定時間Ｂが予め記憶されている。
他の構成は図１、２と同じなので説明は省略する。図５は実施の形態３のモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【００３７】
次に、図５により動作について説明する。
図中、図３と同一のステップＳ１〜Ｓ５については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００３８】
ステップＳ９では、モータ７への通電時間を計測するための変数であるＣＰＵのカウンタの変数カウンタ１をクリアし、カウントを開始する。
【００３９】
ステップＳ１０では、１秒毎に変数カウンタ１をカウントアップし、モータ７への通電時間が設定時間Ｂ（仮に１０秒とする）以上経過しているかの確認を行う。このとき、カウンタ１＜１０の場合はモータ７通電時間が設定時間Ｂ（１０秒）経過していないとし、そのまま動作を継続してカウンタ１のカウントアップを行う。逆に、カウンタ１≧１０の場合はモータ７通電時間が設定時間Ｂ（１０秒）経過したとしてステップＳ２に移行し、再度モータの断線検知を行う。
【００４０】
なお、この設定時間Ｂの値を、送風ファン６の回転数に影響のでない、すなわち、送風量があまり変化（減少）しない値にする。また、モータ制御素子８をオフする時間は例えば約３０ｍＳである。
また、モータ制御素子８をオフしたとき、モータ１はブレーキをかけなければ惰性によりしばらく回転するので、送風ファン６の回転数に影響がでないようにし易い。
【００４１】
以上のように、送風ファン６の回転に影響のでない間隔毎に、モータ制御素子８をオフとして、モータ１の通電を停止してモータ断線検知を行ない、さながら送風ファン６を回転させながらモータ７の断線検知を行うようにすることができる。
なお、以上の実施の形態１〜３では、モータ１の被回転物を送風ファン６の場合について示したが、被回転物は送風ファン６以外でもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、モータと、このモータへの通電を制御するモータ制御素子と、このモータ制御素子をオン／オフさせるモータ制御素子駆動部と、この制御素子駆動部により前記モータ制御素子がオフされたとき、前記モータの異常の有無に基づいてモニタ信号を出力し、前記モータ制御素子がオンされたとき、前記モータ制御素子の異常の有無に基づいてモニタ信号を出力するモニタ信号出力部と、前記モータ制御素子のオン／オフ状態と前記モニタ信号出力部からの前記モニタ信号に基づいて異常の有無を判定するとともに前記モータ制御素子駆動部の制御を行う制御手段と、を備えたので、特殊なモータでなくともモータ制御回路の異常判定ができ、モータを小型にでき、省スペースで設置でき、かつ、低コストにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１を示すモータ制御回路の異常判定装置の構成図である。
【図２】この発明による実施の形態１を示すモータ制御回路の異常判定装置の電気的接続を示す回路図である。
【図３】この発明による実施の形態１を示すモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明による実施の形態２を示すモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明による実施の形態３を示すモータ制御回路の異常判定装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】従来のモータ制御回路の異常判定装置の構成図である。
【符号の説明】
１　マイクロコンピュータ、２　メモリ、３　ＣＰＵ、４　入力回路、５　出力回路、６　送風ファン、７　モータ、８　モータ制御素子、９　モータ制御素子駆動部、１０　モニタ信号出力部、１１　モニタ信号受信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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