(57)【要約】【課題】モータの駆動を制御するモータ制御装置において、モータへの印加電圧にかかわらず、モータへ供給する電力を一定にすること。【解決手段】モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、モータへの印加電圧に対応する電圧を出力する可変電圧源と、を有し、可変電圧源から出力される電圧を用いて生成した基準電圧と、電流検出手段で検出した電流に応じて生成された電圧との電圧差を検出し、この電圧差に応じた電流を前記モータに供給することによって、モータへの印加電圧の変動にかかわらずモータへ印加される電力を一定にする。【選択図】図３
2007151347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給する電流を制御するモータ制御部を備え、このモータ制御部により前記モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、
前記モータ制御部は、
前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記モータへの印加電圧に対応する電圧を出力する可変電圧源と、を有し、
前記可変電圧源から出力される電圧を用いて生成した基準電圧と、前記電流検出手段で検出した電流に応じて生成された電圧との電圧差を検出し、この電圧差に応じた電流を前記モータに供給することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータ制御部は、
前記基準電圧を生成する基準電圧生成手段を備え、この基準電圧生成手段によって、前記モータへの供給電力に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記基準電圧生成手段は、
前記供給電力に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
入力と出力が絶縁され、前記パルス信号生成手段から出力される前記第１パルス信号を入力すると共に、前記第１パルス信号のデューティー比で前記可変電圧源から出力される電圧をオン・オフして第２パルス信号を出力するパルス伝達手段と、
前記パルス伝達手段から出力される前記第２パルス信号を整流して前記基準電圧とする整流手段と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
送風流路に配置されたファンをモータによって回転させて、前記送風流路への送風を行う送風装置において、請求項３に記載のモータ制御装置を備え、
前記モータ制御装置は、
前記モータの回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記パルス信号生成手段は、前記供給電力及び前記回転数に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成することを特徴とする送風装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及びそれを備えた送風装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、直流モータやステッピングモータなどのモータは様々な製品分野で使用されている。たとえば、浴室換気暖房乾燥機においては、浴室内の空気を室外に排気する換気用ファンやヒータによって暖められた空気を浴室内に循環させる循環ファンを駆動するためにモータが利用されている。
【０００３】
ところで、建築基準法上、浴室に関しては機械換気設備の設置が義務付けられており、所定時間ごとに所定量の空気を浴室から排気しなければならず、当然ながら上述の浴室換気暖房乾燥機においても、この排気の基準を満たす必要がある。
【０００４】
したがって、浴室換気暖房乾燥機などの装置には、換気用ファンを適切に回転させるためにモータの回転数を制御するモータ制御装置が設けられており、このモータ制御装置がモータの回転を制御することにより換気用ファンによる空気の排気量を所定量以上にしている。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、モータに流れている電流値と、モータの回転数とを検出し、この電流値と回転数とに基づいて、ファンにより送風する空気の流路における空気の流れ難さ（流路抵抗値）を決定し、この流路抵抗値に基づいてモータに供給する電力を調整することにより、一定量の空気を送風するモータ制御装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、送風流路に風速センサ等を設置し、この風速センサからの検知信号に応じてファンモータの回転数を制御することにより、一定量の空気を送風するモータ制御装置が提案されている。
【特許文献１】特許３３３９２８９号公報
【特許文献２】特開平４−３６５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のモータ制御装置では、モータに流れている電流と、モータの回転数とに基づいてモータを制御する制御信号を生成していたため、電源電圧が変動した場合に、正確なモータの駆動制御を行うことができない恐れがある。
【０００８】
すなわち、モータへ電力を供給する電源の電圧がモータの駆動中に変化すると、これに起因してモータの回転数が変化する。そのため、このモータ制御装置は、変化したモータの回転数を戻す制御を行うが、これにより、制御後にモータに流れている電流とモータの回転数との関係が変化する。その結果、このモータ制御装置は、実際には流路抵抗が変化していないにも関わらず、流路抵抗が変化したものとしてモータに供給する電力を調整してしまうこととなり、正確なモータの駆動制御ができない恐れがあった。
【０００９】
また、特許文献２のような風速センサを用いるモータ制御装置では、風速センサを送風路に設置するため、風速センサ自体により送風の妨げとなる問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、請求項１に記載の発明は、モータに供給する電流を制御するモータ制御部を備え、このモータ制御部により前記モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータ制御部は、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータへの印加電圧に対応する電圧を出力する可変電圧源と、を有し、前記可変電圧源から出力される電圧を用いて生成した基準電圧と、前記電流検出手段で検出した電流に応じて生成された電圧との電圧差を検出し、この電圧差に応じた電流を前記モータに供給することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記モータ制御部は、前記基準電圧を生成する基準電圧生成手段を備え、この基準電圧生成手段によって、前記モータへの供給電力に応じた前記基準電圧を生成することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明であって、前記基準電圧生成手段は、前記供給電力に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、入力と出力が絶縁され、前記パルス信号生成手段から出力される前記第１パルス信号を入力すると共に、前記第１パルス信号のデューティー比で前記可変電圧源から出力される電圧をオン・オフして第２パルス信号を出力するパルス伝達手段と、前記パルス伝達手段から出力される前記第２パルス信号を整流して前記基準電圧とする整流手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、送風流路に配置されたファンをモータによって回転させて、前記送風流路への送風を行う送風装置において、請求項３に記載のモータ制御装置を備え、前記モータ制御装置は、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段を備え、前記パルス信号生成手段は、前記供給電力及び前記回転数に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、モータに供給する電流を制御するモータ制御部を備え、このモータ制御部により前記モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、前記モータ制御部は、前記モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、前記モータへの印加電圧に対応する電圧を出力する可変電圧源と、を有し、前記可変電圧源から出力される電圧を用いて生成した基準電圧と、前記電流検出手段で検出した電流に応じて生成された電圧との電圧差を検出し、この電圧差に応じた電流を前記モータに供給するので、モータに印加される電圧の変動があった場合に、その変動に合わせて基準電圧を変動させることができる。たとえば、モータに印加する電圧が下がる基準電圧を上げ、モータに印加する電圧が上がると基準電圧を下げることにより、モータを駆動する電力値を常に一定に制御することができる。このように、モータ制御部は、従来であれば一定であった基準電圧を、モータへの印加電圧の変動に応じて変動させる構成にしているので、モータを駆動する電力値を常に一定に制御することを可能としている。それにより電源電圧の変動の影響を受けることなく、モータの回転制御を行うことができるため、風量一定制御が可能となる。また、モータに印加される電圧とモータに流れる電流とに応じた制御信号をハードウェアのみ構成することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、前記モータ制御部は、前記基準電圧を生成する基準電圧生成手段を備え、この基準電圧生成手段によって、前記モータへの供給電力に応じた前記基準電圧を生成するので、モータへ供給する電力値が調整可能となり、必要に応じた風量の調節が可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記基準電圧生成手段は、前記供給電力に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、入力と出力が絶縁され、前記パルス信号生成手段から出力される前記第１パルス信号を入力すると共に、前記第１パルス信号のデューティー比で前記可変電圧源から出力される電圧をオン・オフして第２パルス信号を出力するパルス伝達手段と、前記パルス伝達手段から出力される前記第２パルス信号を整流して前記基準電圧とする整流手段と、を備えたので、モータが配置される一次側回路と第１パルス信号を生成するパルス信号生成手段が配置される二次側回路とが絶縁され、安全なモータ制御装置となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、前記モータ制御装置は、モータの回転数を検出する回転数検出手段を備え、パルス信号生成手段は、供給電力及び回転数に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成するので、モータへの印加電圧の変動や流路抵抗の変動の影響を受けることなく、モータの回転制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るモータ制御装置を備えた送風装置として、浴室換気暖房乾燥機を例に挙げ、この浴室換気暖房乾燥機全体構成、及びモータ制御装置の構成及びモータに対して行う駆動制御について説明する。
【００１９】
まず、浴室換気暖房乾燥機全体構成について、図面を参照して具体的に説明する。図１は浴室４に設置された浴室換気暖房乾燥機１を示す斜視図であり、図２は浴室換気暖房乾燥機本体２の断面を示す模式図ある。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係る浴室換気暖房乾燥機１は、浴室換気暖房乾燥機本体２と、この浴室換気暖房乾燥機本体２に接続され、浴室４内の空気を室外へ排気するための排気ダクト３とを備えており、浴室４の天井部に設置して使用するものである。
【００２１】
そして、この浴室換気暖房乾燥機１は、浴室４の壁面に設置したリモコン装置５を操作することにより、浴室４の換気機能、暖房機能、乾燥機能等の様々な機能を作動させるように構成している。
【００２２】
浴室換気暖房乾燥機本体２は、図２に示すように、そのケーシング６の内部空間を換気部領域６ａと、暖房部領域６ｂと、制御部領域６ｃとの３つの領域に分割しており、そのうち換気部領域６ａは、排気ダクト３を介して室外と連通するように構成している。
【００２３】
換気部領域６ａは、浴室４内の空気を室外に排気するための換気用ファン７と、この換気用ファン７を回転させる換気用モータ８とを備えており、この換気部領域６ａと排気ダクト３によって、換気用の送風装置が構成される。すなわち、換気用ファン７を換気用モータ８によって回転させ、換気部領域６ａ内を送風流路として排気ダクト３への送風を行う送風装置が構成される。
【００２４】
暖房部領域６ｂは、浴室４内の空気を暖気するためのヒータ９と、このヒータ９の熱交換器９ａにより暖気した空気を浴室４内に循環させるための循環用ファン10と、この循環用ファン10を回転させる循環用モータ11とを備えており、循環用の送風装置が構成される。すなわち、循環用ファン10を循環用モータ11によって回転させ、暖房部領域６ｂ内を送風流路として送風を行う循環用の送風装置が構成される。
【００２５】
制御部領域６ｃは、換気用モータ８と、循環用モータ11との動作を制御するモータ制御装置12を備えている。
【００２６】
また、このモータ制御装置12は、換気用モータ８及び循環用モータ11の制御を行う以外に、ヒータ９の動作を制御することにより浴室４内の気温の調整を行う等、浴室換気暖房乾燥機１の動作全般を制御するものである。
【００２７】
次に、モータ制御装置12について図面を参照して具体的に説明する。図３は本実施の形態に係るモータ制御装置を示すブロック図であり、換気用モータ８（以下、単に「モータ８」という。）の駆動制御を行うための手段のみ図示して説明する。
【００２８】
図３に示すように、モータ制御装置12は、商用交流電源15（以下、「電源15」とする。）を全波整流した後、平滑することにより交流電力を直流電力へ変換する整流平滑手段19と、モータに供給する電流を制御するモータ制御部17と、モータ制御部17からの駆動制御信号に基づいた電流をモータ８へ供給し、モータ８を駆動するモータ駆動部18とを備えている。
【００２９】
なお、本実施形態では、モータ８として３相ブラシレスモータを用いており、このモータ８には、整流平滑手段19から出力される直流電力に基づきモータ駆動部18によって生成される３相交流信号が供給されるように構成される。
【００３０】
モータ駆動部18は、モータ制御部17から入力される駆動制御信号に基づいてモータ８に供給する電力を制御する電力制御手段21と、この電力制御手段21が出力する駆動信号に基づいて動作することによってモータ８の回転速度を変化させるインバータ回路22とを備えている。
【００３１】
インバータ回路22は、一組のトランジスタを複数設けてなり、モータ８の各相に流す電流の方向を順次切り替えることができるように構成されている。電力制御手段21は、このインバータ回路22のトランジスタを駆動することによってモータ８の各相に供給する電力を制御する。モータ８の回転数は、モータ８の各相に供給する電圧のパルス幅を可変することで供給電力量を調整して変化させる。したがって、電力制御手段21から出力する駆動信号によって各トランジスタのＯＮ，ＯＦＦするタイミングを制御してモータ８に供給する電力量を調整し、モータ８の回転数を制御可能に構成されている。
【００３２】
モータ制御部17は、電流検出手段13と、電圧検出手段14と、位置検出器23と、回転数検出手段20と、制御電圧可変手段24と、基準電圧生成手段26と、電流制御手段27と、マイクロコンピュータ25とを有している。なお、マイクロコンピュータ25は、モータ制御装置12におけるヒータ制御等の制御も行うものであるが、ここではモータ制御動作に関するものについて説明し、その他の制御については省略する。
【００３３】
電流検出手段13は、モータ８に流れている電流を検出し、この電流の変化に対応して変化する電圧を生成して電流制御手段27へ出力する回路である。
【００３４】
電圧検出手段14は、モータ８に供給される直流電圧Ｖの電圧レベルを検出して制御電圧可変手段24へ出力する回路である。
【００３５】
位置検出器23は、モータ８の回転位置を検出するための手段であって、モータ８の各相に印加される電圧を矩形波の位置検出信号に変換する回路である。回転数検出手段20は、この位置検出器23から出力される３つの位置検出信号に基づいて、モータ８の回転数を検出し、回転数検出信号としてマイクロコンピュータ25へ出力する。
【００３６】
ここでは、モータ８の各相に印加される電圧を検出することによってモータの回転位置を検出するように位置検出器23を構成するが、モータ８の回転軸に円形板を取り付けると共にこの円形板の外周面に異なる形状の位置検出用孔を複数設け、これらの位置検出用孔を複数の位置に配置したフォトセンサを用いてモータ８の回転位置を検出するようにしてもよい。或いは、モータ８のロータ（図示せず）に着磁された磁束の変化を複数のホールＩＣ（ホール素子）で検出することによって、回転位置を検出するようにしてもよい。
【００３７】
マイクロコンピュータ25は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏなどから構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムを読み出し、このコンピュータプログラムにしたがって動作することにより、回転数判別手段29及びモータ駆動電力決定手段30として機能する。
【００３８】
回転数判別手段29は、回転数検出手段20から出力される回転数検出信号に基づいて、モータ８における単位時間当りの回転数を判別する。回転数検出信号は、モータ８が１回転する毎に６パルスとなる信号であり、回転数判別手段29は単位時間当たりに含まれるパルス数によって回転数を検出する。
【００３９】
モータ駆動電力決定手段30は、モータ８に供給する電力を決定する機能を有している。モータ８に同じ電力を供給した場合であっても、送風流路の流路抵抗が異なれば、換気用ファン７によって送風される風量が異なってくる。そこで、モータ８に供給する電力の決定は、リモコン装置５によって利用者から設定される換気用ファン７による送風量と、その送風流路の流路抵抗とに基づいて行う。
【００４０】
送風流路の流路抵抗は、モータ駆動電力決定手段30が決定したモータ８の供給電力値と、その電力値に基づいてモータ８を駆動したときのモータ８の回転数とからモータ駆動電力決定手段30によって算出される。
【００４１】
モータ駆動電力決定手段30は、モータ８へ供給する電力値を決定すると、その電力に応じたパルス信号（以下、「第１パルス信号」という。）を基準電圧生成手段26へ出力する。
【００４２】
この第１パルス信号は、モータ８へ供給する電力の変化をデューティー比ton/Tの違いで表した電力情報信号である。
【００４３】
すなわち、モータ駆動電力決定手段30は、図４に示すように、モータ８へ供給する電力を大きくする場合には、電力情報信号の１周期におけるＨｉ（アクティブ）状態の時間を長く設定してデューティー比ton/Tを大きくし、モータ８へ供給する電力を小さくする場合には、電力情報信号の１周期におけるＨｉ状態の時間を短くしてデューティー比ton/Tを小さくする。
【００４４】
なお、図４中の符号Ｔは、電力情報信号の１周期を示しており、この周期Ｔは、デューティー比ton/Tの変化に関わらず常に一定の周期Ｔとなるようにしている。
【００４５】
モータ駆動電力決定手段30から出力される電力情報信号は、基準電圧生成手段26に入力される。基準電圧生成手段26は、制御電圧可変手段24が生成する電圧Ｖbをその電源電圧として用いている。すなわち、電力情報信号は、上述のように周期Ｔのパルス信号であり、基準電圧生成手段26は、このパルス信号のアクティブ状態の電圧のレベルを、制御電圧可変手段24によって生成する電圧Ｖbの電圧レベルに変換して第２のパルス信号とする。さらに基準電圧生成手段26は、この第２のパルス信号を平滑して基準電圧Ｖrefを生成する。
【００４６】
このように、基準電圧生成手段26は、モータ駆動電力決定手段30から出力される電力情報信号と制御電圧可変手段24が生成する電圧Ｖbとに基づいて、基準電圧Ｖrefを生成する。
【００４７】
ここで、制御電圧可変手段24は、電圧検出手段14によって検出した直流電圧Ｖのレベルに対応する電圧Ｖbを生成する可変電源として機能するものである。直流電圧Ｖのレベルが低くなると、この可変電源が生成する電圧が高くなり、直流電圧Ｖが高くなると、この可変電源が生成する電圧が低くなる。
【００４８】
したがって、モータ駆動電力決定手段30から出力される電力情報信号が一定の場合において、モータ８に印加されている直流電圧Ｖが高くなると基準電圧Ｖrefが低くなり、直流電圧Ｖが低くなると基準電圧Ｖrefが高くなる。このように、電圧検出手段14、制御電圧可変手段24及び基準電圧生成手段26により、モータ８に印加される直流電圧Ｖに応じて変動する基準電圧Ｖrefを生成することが可能となる。
【００４９】
以上のようにモータ制御部17においては、モータ８へ供給する電力Ｐとモータ８に印加されている直流電圧Ｖとに基づいて、基準電圧Ｖrefを生成する。
【００５０】
このように生成された基準電圧Ｖrefは、電流制御手段27によって、電流検出手段13で検出した電流に応じて生成された電圧と比較される。電流制御手段27は、この比較により、基準電圧Ｖrefと電流検出手段13で生成された電圧との電圧差を検出し、この検出結果に応じた駆動制御信号を出力する。
【００５１】
モータ駆動部18は、電流制御手段27から入力される駆動制御信号に基づいてモータ８に供給する電力を制御する。すなわち、モータ駆動部18における電力制御手段21は、入力される駆動制御信号の情報に応じた３相のインバータ駆動信号を生成し、インバータ回路22は、この３相のインバータ駆動信号を入力してモータ８を回転させる。
【００５２】
ここで、電流制御手段27によって生成される駆動制御信号は、モータ駆動電力決定手段30によって決定したモータ８への供給電力Ｐが同じときには、その情報が変わらないように構成される。
【００５３】
たとえば、モータ８に供給される直流電圧Ｖが低下すると、モータ８に流れる電流Ｉも小さくなり、電流制御手段27から出力する電圧Ｖfも低下する。しかし、モータ駆動電力決定手段30から出力されるパルス信号のディーティー比が変わらない限り、電流制御手段27から出力する電圧Ｖfの電圧変動分と同じ値だけ基準電圧Ｖrefを変動させるようにしているため、電流制御手段27によって生成される駆動制御信号は変わらない。
【００５４】
このように、モータ駆動電力決定手段30によって決定したモータ８への供給電力Ｐが同じときには、電流検出手段13から出力される電圧の変動値と、電圧Ｖbの電圧変動値とが同一になるように、制御電圧可変手段24及び基準電圧生成手段26を設定しているため、モータを駆動する電力値を常に一定に制御することができる。したがって、電源電圧の変動の影響を受けることなく、モータの回転制御を行うことができ、風量一定制御が可能となる。また、モータに印加される電圧とモータに流れる電流とに応じた制御信号をハードウェアのみ構成することが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施形態においては、制御電圧可変手段24は、モータへの印加電圧Ｖが上がると出力電圧Ｖbを下げ、モータへの印加電圧Ｖが下がると出力電圧Ｖbを上げるようにしているが、モータへの印加電圧Ｖが上がると出力電圧Ｖbを上げ、モータへの印加電圧Ｖが下がると出力電圧Ｖbを下げるようにしてもよい。この場合、電流検出手段13は、電流Ｉが小さくなるとその出力電圧Ｖfを上げるようにし、電流Ｉが大きくなるとその出力電圧Ｖfを下げるように構成する。
【００５６】
以下、本実施形態におけるモータ制御部17のさらに詳細な構成を、図５を用いて具体的に説明する。図５はモータ制御部17の回路図である。
【００５７】
図５に示すように、整流平滑手段19は、電源15に接続されるダイオードブリッジＤ１と、このダイオードブリッジＤ１によって全波整流された電圧を平滑するコンデンサＣ13とから構成される。このように平滑された電圧Ｖは、モータ８へ供給される電圧となる。
【００５８】
電圧検出手段14は、直列に接続された抵抗Ｒ15と抵抗Ｒ16とで構成され、整流平滑手段19から出力される電圧Ｖのレベルに応じた電圧を検出信号Ｖcとして出力する。すなわち、電圧Ｖを抵抗Ｒ15と抵抗Ｒ16とで分圧することにより、Ｖ×｛Ｒ16／（Ｒ15＋Ｒ16）｝の電圧を出力する。
【００５９】
制御電圧可変手段24では、電圧検出手段14から出力される電圧Ｖcに基づいた電圧を生成し、基準電圧生成手段26へ供給する。したがって、基準電圧生成手段26へ供給する電圧は、モータ８への印加電圧Ｖの増減に応じて増減する。
【００６０】
この制御電圧可変手段24には、電圧検出手段14から出力される電圧Ｖcと参照電圧Ｖdとを比較し、その比較結果に応じた電圧を出力する比較回路と、この比較回路から出力された信号を増幅する増幅回路とから構成される。
【００６１】
比較回路は、オペアンプＩＣ２を有しており、このオペアンプＩＣ２の反転増幅入力には、電圧検出手段14の出力との間に抵抗Ｒ17が設けられ、オペアンプＩＣ２の出力との間に負帰還抵抗Ｒ18が設けられている。また、オペアンプＩＣ２の非反転増幅入力には抵抗Ｒ19と抵抗Ｒ20とで構成された参照電圧生成回路の出力が接続されている。この参照電圧生成回路は、15(V)×｛Ｒ20／（Ｒ19＋Ｒ20）｝の電圧Ｖdを出力する。
【００６２】
したがって、比較回路では、Ｒ18／Ｒ17×（Ｖd−Ｖc）の電圧Ｖeを出力することになり、Ｖcが大きくなるとＶeは小さくなり、Ｖcが小さくなるとＶeは大きくなる。ここで、Ｖdは、Ｖcの最大値よりも大きい値に設定する。
【００６３】
なお、コンデンサＣ14、Ｃ15、Ｃ16は、高周波ノイズ除去用コンデンサとして用いている。
【００６４】
また、制御電圧可変手段24の増幅回路は、オペアンプＩＣ３を有しており、このオペアンプＩＣ３の非反転入力端子に上記比較回路から出力される電圧Ｖeが入力される。また、オペアンプＩＣ３の反転入力端子は、抵抗Ｒ23によって制御電圧可変手段24の出力を帰還させると共に、一次側グランドとの間に抵抗Ｒ22が接続されている。さらに、オペアンプＩＣ３の出力は、トランジスタＴr２のベースと接続されており、このトランジスタＴr２のコレクタは１５Ｖ電源Ｖcc15に接続され、そのエミッタを制御電圧可変手段24の出力としている。したがって、この増幅回路から出力される電圧Ｖbは、Ｖe×｛（Ｒ22＋Ｒ23）／Ｒ22｝となる。
【００６５】
なお、コンデンサＣ17、Ｃ18、Ｃ19は、高周波ノイズ除去用コンデンサとして用いている。また、コンデンサＣ20はモータ８への印加電圧Ｖの変動に対してその追従性を調整するために設けられており、このコンデンサC20を大きくすると追従性が低くなり、大きくすると追従性が高くなる。なお、このコンデンサC20は、ノイズ除去用コンデンサとしても用いられる。
【００６６】
また、基準電圧生成手段26は、マイクロコンピュータ25の出力ポートにベースが接続されたトランジスタＴｒ１と、このトランジスタＴｒ１と内部電源Ｖcc５に接続された抵抗Ｒ10との間に接続されたフォトカプラＰＣ１のフォトダイオード部と、電圧Ｖbを出力する制御電圧可変手段24の出力ノードと一次側グランドとの間に直列に接続された抵抗Ｒ11，Ｒ12と、この抵抗Ｒ11，Ｒ12の間に接続されたフォトカプラＰＣ１のトランジスタ部と、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12との間にその一端が接続される抵抗Ｒ13と、この抵抗Ｒ13の他端と一次側グランドとの間に接続される平滑用コンデンサＣ10とから構成される。なお、フォトカプラＰＣ１の入力側のフォトダイオード部と出力側のフォトトランジスタ部は絶縁される。また、抵抗Ｒ13の他端が基準電圧生成手段26の出力となる。
【００６７】
ここで、モータ駆動電力決定手段30は、モータ８への供給電力に対応したデューティー比の第１パルス信号を生成するパルス信号生成手段として機能する。この第１パルス信号がトランジスタＴｒ１のベースに入力されることにより、トランジスタＴｒ１がオン・オフされる。トランジスタＴｒ１がオン状態になるとフォトカプラＰＣ１のフォトダイオード部に電流が流れ、オフ状態になるとフォトカプラＰＣ１のフォトダイオード部への電流が遮断される。このように、フォトカプラＰＣ１のフォトダイオード部に流れる電流変動がそのままフォトカプラＰＣ１のトランジスタ部に伝わり、第１パルス信号と同一のディユーティー比で制御電圧可変手段24から出力される電圧がオン・オフされて第２パルス信号がフォトカプラＰＣ１から出力される。
【００６８】
フォトカプラＰＣ１から出力される第２パルス信号は、抵抗Ｒ11と抵抗Ｒ12とで分圧され、抵抗Ｒ13とコンデンサＣ10から構成されるローパスフィルタ回路に入力されて平滑され、基準電圧Ｖrefが生成される。このように生成される基準電圧Ｖrefの値は、電圧Ｖbと第１パルス信号のデューティー比ton/Tから、Ｖref＝（ton/T）×Ｖb×｛Ｒ12／（Ｒ11＋Ｒ12）｝となる。
【００６９】
このように基準電圧Ｖrefは、モータ駆動電力決定手段30が出力する第１パルス信号と、制御電圧可変手段24から出力される電圧Ｖbとに基づいて生成される。言い換えれば、モータ駆動電力決定手段30が決定したモータ８の供給電力値とモータ８に印加される電圧とに基づいて基準電圧Ｖrefが生成される。
【００７０】
基準電圧生成手段26によって生成された基準電圧Ｖrefは、電流制御手段27に入力され、電流検出手段13から出力される電圧と比較される。すなわち、電流制御手段27はコンパレータＩＣ１を有しており、その非反転入力端子に基準電圧Ｖrefが入力される一方、反転入力端子には電流検出手段13から出力される電圧Ｖfが入力され、これらの電圧が比較される。
【００７１】
ここで、電流検出手段13は、モータ８に流れる電流を検出するために、モータ８と一次側グランドとの間に接続された抵抗Ｒ１と、モータ８と抵抗Ｒ１との間に一端が接続され他端がコンパレータＩＣ１の反転入力端子に接続される抵抗Ｒ14とを有しており、モータ８に流れる電流に応じた電圧Ｖfを生成して、コンパレータＩＣ１の反転入力端子に出力する。なお、電圧Ｖfの値は、Ｉ×Ｒ１で表現できる。
【００７２】
コンパレータＩＣ１は、制御電圧可変手段24から出力される電圧Ｖbを用いて生成した基準電圧Ｖrefと、電流検出手段13で検出した電流に応じて生成された電圧Ｖfとの電圧差を検出し、この電圧差に応じた駆動制御信号Ｖgを出力する。コンパレータＩＣ１の増幅率をαとすると、この駆動制御信号Ｖgの電圧は以下のようになる。
Ｖg＝（Ｖref−Ｖf）×α      ・・・（１）
ここで、上述のように
Ｖref＝（ton/T）×Ｖb×｛Ｒ12／（Ｒ11＋Ｒ12）｝
Ｖb＝Ｖe×｛（Ｒ22＋Ｒ23）／Ｒ22｝
Ｖe＝Ｒ18／Ｒ17×（Ｖd−Ｖc）
Ｖd＝15×｛Ｒ20／（Ｒ19＋Ｒ20）｝
Ｖc＝Ｖ×｛Ｒ16／（Ｒ15＋Ｒ16）｝
である。
【００７３】
したがって、モータ８へ供給する電力一定のときに駆動制御信号Ｖgが一定になるように各抵抗Ｒ1，Ｒ11，Ｒ12，Ｒ15〜Ｒ23等の値を設定することにより、マイクロコンピュータ25を用いずにハードウェアのみの構成でモータ８へ供給する電力を一定にすることができる。なお、コンパレータＩＣ１に帰還をかけることによって増幅率αを安定させることが望ましい。
【００７４】
このように本実施形態におけるモータ制御装置12においては、モータ８へ供給する電力一定のときに駆動制御信号Ｖgを一定にするモータ制御部17を備えており、モータ８に印加される電圧Ｖの変動に応じて基準電圧Ｖrefを変動させる。すなわち、マイクロコンピュータ25から出力される第１パルス信号が一定である場合に、図６に示すように、電圧Ｖが高くなると電流Ｉを低くなるように制御し、電圧Ｖが低くなると電流Ｉを高くなるように制御することにより、モータ８を駆動する電力値Ｐを常に一定に制御することができる。
【００７５】
（モータ制御方法の説明）
以下、モータ制御装置12が行うモータ８の制御方法について説明する。
【００７６】
図７は、モータ制御装置12による換気用モータの制御処理を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、浴室換気暖房乾燥機１に電源が投入されると、モータ駆動電力決定手段30は、マイクロコンピュータ25内のＲＯＭ（図示せず）から、流路抵抗演算用の電力値Ｐ１を取り出して、初期電力をＰ１に設定する（ステップＳ１）。
【００７８】
モータ駆動電力決定手段30は、基準電圧生成手段26に出力する第１パルス信号のディーティー比を設定した初期電力Ｐ１に基づいて演算し、その演算結果に基づいて初期電力Ｐ１に対応する第１パルス信号を生成して基準電圧生成手段26へ出力する。
【００７９】
基準電圧生成手段26は、この第１パルス信号を、制御電圧可変手段24によって生成された電圧Ｖbを波高値とする第２パルス信号に変換する。その後、第２パルス信号を平滑して基準電圧Ｖrefを生成する。電流制御手段27は、この基準電圧Ｖrefと電流検出手段13から出力される電圧Ｖfとを比較して駆動制御信号Ｖgをモータ駆動部18へ出力する。モータ駆動部18は駆動制御信号Ｖgに従ってモータ８を駆動する（ステップＳ２）。
【００８０】
このようにモータ駆動部18がモータ８を駆動させた後、回転数判別手段29は、回転数検出手段20から出力される回転数検出信号に基づいて、モータ８における単位時間当りの回転数を判別する（ステップＳ３）。
【００８１】
モータ駆動電力決定手段30は、回転数判別手段29で判別されたモータ８の回転数とモータ８に供給した初期電力Ｐ１とから送風流路の流路抵抗を算出する（ステップＳ４）。
【００８２】
送風路の流路抵抗をマイクロコンピュータ25の内部ＲＡＭに格納することによって設定する（ステップＳ５）。その後、マイクロコンピュータ25は、リモコン装置５の運転開始ボタンが操作され、リモコン装置５から運転開始信号が入力されたか否かの判定を行う（ステップＳ６）。
【００８３】
リモコン装置５から運転開始信号が入力されると（ステップＳ６：Ｙ）、マイクロコンピュータ25は、使用者による送風量スイッチの操作に対応した送風量をモータ駆動電力決定手段30に設定する（ステップＳ７）。
【００８４】
次に、モータ駆動電力決定手段30は、リモコン装置５によって利用者から設定される送風量を得るためにモータ８へ供給すべき電力値ＰをステップＳ５で設定した流路抵抗に基づいて演算する（ステップＳ８）。モータ駆動電力決定手段30は、この演算結果に応じたディーティー比を有する第１パルス信号を出力することによって、モータ８へ供給する電力を調整し、換気用ファン７によって設定した送風量の送風を行う（ステップＳ９）。すなわち、モータ８が運転状態となり、換気用ファン７が回転して所定の送風量で浴室４内の空気が室外に排気される。
【００８５】
回転数判別手段29は、モータ８が運転状態となったあと、モータ８の回転数の検出を行う。すなわち、回転数判別手段29は、回転数検出手段20から出力される回転数検出信号に基づいて、モータ８における単位時間当りの回転数を判別する（ステップＳ１０）。
【００８６】
ここで、マイクロコンピュータ25は、モータ８の回転数の変化量が所定の閾値Ｎａを超えたと判断した場合（ステップＳ１１：Ｙ）、処理をステップＳ４へ戻して送風流路の流路抵抗を算出しなおす。
【００８７】
一方、マイクロコンピュータ25は、モータ８の回転数の変化量が所定の閾値Ｎａを超えていないと判断した場合に（ステップＳ１１：Ｎ）、処理をステップＳ１２へ移す。
【００８８】
ステップＳ１２において、マイクロコンピュータ25は、換気用ファン７による排気量を変更するための風量変更信号がリモコン装置５から入力されたか否かの判断を行う。
【００８９】
この風量変動信号は、使用者によりリモコン装置５の風量切り替えスイッチが操作された場合、或いは、モータ制御装置12が浴室換気暖房乾燥機１の運転状態を切替える場合にモータ駆動電力決定手段30に入力される信号である。
【００９０】
また、マイクロコンピュータ25は、風量変更信号が入力されたと判断した場合（ステップＳ１３：Ｙ）に、処理をステップＳ７に戻し、モータ駆動電力決定手段30に設定されている風量値を、入力された風量変更信号に対応した風量値に変更して設定する。
【００９１】
一方、マイクロコンピュータ25は、風量変更信号が入力されていないと判断した場合（ステップＳ１２：Ｙ）、マイクロコンピュータ25は、モータ８の運転を停止するための運転停止信号が入力されたか否かの判断を行う（ステップＳ１３）。この運転停止信号は、使用者によりリモコン装置５の電源スイッチが操作された場合に、モータ駆動電力決定手段30に入力される信号である。
【００９２】
マイクロコンピュータ25は、運転停止信号を受信したと判断した場合（ステップＳ１３：Ｙ）、モータ駆動電力決定手段30が出力するパルス信号のデューティー比ton/Tを０に
設定する。これにより、電力制御手段21がインバータ回路22への駆動電圧印加を停止してモータ８を停止させる。
【００９３】
一方、マイクロコンピュータ25は、運転停止信号を受信していないと判断した場合（ステップＳ１３：Ｎ）、処理をステップＳ１０へ戻し、回転数検出手段20によりモータ８の回転数を再度検出する。
【００９４】
なお、本実施形態では、モータ制御装置12がモータ８に対して行う制御を例に挙げて説明を行っているが、このモータ制御装置12は、循環用モータ11に対しても同様の制御を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施の形態に係る浴室換気暖房乾燥機の設置例を示す説明図。
【図２】本実施の形態に係る浴室換気暖房乾燥機の断面模式図。
【図３】本実施の形態に係るモータ制御装置を示すブロック図。
【図４】電力情報信号のデューティー比を説明するための図。
【図５】本実施の形態に係るモータ制御部の回路図。
【図６】モータに供給される電圧，電流，電力の関係を示す図。
【図７】モータ制御装置による換気用モータの制御処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９６】
１  浴室換気暖房乾燥機
７  換気用ファン
８  換気用モータ
１０  循環用ファン
１１  循環用モータ
１２  モータ制御装置
１３  電流検出手段
１４  電圧検出手段
１５  電源
１７  モータ制御部
１８  モータ駆動部
２０  回転数検出手段
２５  マイクロコンピュータ
【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】
2007151347.tif 000007
【図６】
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【図７】
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