ファンモータ駆動制御装置、ファンモータ駆動制御方法、ファン装置及び電子機器
【課題】
本発明は、省エネルギーを実現できるファンモータ駆動制御装置であって、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいてファンモータを制御することを特徴とするものである。
本発明は、省エネルギーを実現できるファンモータ駆動制御装置であって、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいてファンモータを制御することを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンを駆動するためのファンモータの回転数を制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫、自動車及びパソコン等の装置には冷却用のファンが用いられているが、近年、冷却用ファンに於いて、冷却用ファンを駆動するファンモータをできる限り厳密に制御して省エネルギーを実現することが望まれている。このようなファンモータの制御方法の一つにＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御がある。特許文献１には、ＰＷＭ制御を用いたファンモータの制御装置として、図５に示すようなファンモータ駆動制御装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、図５に示すようにＣＰＵの指示に基づいてＰＷＭ発生ユニットがＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号に応じてトランジスタ（Ｔｒ１）が電源（＋２４Ｖ）をスイッチングすることにより、ファンモータ（Ｍ）に所望の回転数を与えるファンモータ駆動制御装置が提案されている。ＣＰＵは温度センサ、ファンモータの回転数等の様々なデータを用いることで、最適な回転数を与えるようにＰＷＭ発生ユニットへ指示を出す。ＰＷＭ発生ユニットがＣＰＵの指示に基づいて最適なＰＷＭ信号を生成することで、ファンモータを厳密に制御することが可能となり、省エネルギーを実現することができる。
【０００４】
更に、特許文献１にはファンモータの回転数をカウントすることでファンモータの停止を検知し、ファンモータが故障等により停止した場合にはオペレータに異常を表示すると共にファンモータ駆動制御装置を停止することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３３４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１にはファンモータが故障等により停止した場合にはファンモータ駆動制御装置を停止することが記載されているが、ファンモータ駆動制御装置を停止することでファンモータが停止した場合には、冷却機能が働かずに部分発火等が生じる危険がある。また、ＣＰＵは温度センサ、ファンモータの回転数等の様々なデータを用いて指令を出すものであり、ＣＰＵの起動時や負荷が集中した場合には正常に動作しなくなる場合がある。ＣＰＵが正常に動作しない場合には、ＰＷＭ発生ユニットが適切なＰＷＭ信号を生成できずにファンモータの回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、省エネルギーを実現できるファンモータ駆動制御装置であって、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御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】
【０００８】
上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいてファンモータを制御することを特徴とするものである。
【０００９】
上記のファンモータ駆動制御装置は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータを長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータを的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【００１０】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、制御信号とはＰＷＭ信号であり、制御信号発生部とは信号制御部から出力されるデューティ比率により第１のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生部であることを特徴とするものである。制御信号としてＰＷＭ信号を用いた場合には、ファンモータを厳密に制御することが可能である。更に、信号制御部から出力されるデューティ比率によりＰＷＭ信号発生部が生成した第１のＰＷＭ信号を用いる場合には、デュ−ティ比率にてファンモータを容易に制御できる。
【００１１】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、２以上のＰＷＭ信号から１つのＰＷＭ信号を選択する切替スイッチと、信号制御部の正常または異常を判定すると共に切替スイッチを制御する監視制御部とを有するものである。監視制御部は信号制御部が正常であると判定した時には第１のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御し、信号制御部が異常であると判定した時には第１のＰＷＭ信号以外のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御する。
【００１２】
ファンモータ駆動制御装置に切替スイッチを設けることで、２以上のＰＷＭ信号の中からいずれか１つの所望のＰＷＭ制御信号を的確に且つ容易に適用させることが可能となる。また、監視制御部を設けて信号制御部を監視することで、信号制御部の異常を速やかに検知することが可能となる。更に、通常は第１のＰＷＭ信号を適用してファンモータを厳密に制御することで省エネルギーを実現すると共に、ＣＰＵの異常を検知した場合にはその他のＰＷＭ信号に切替えてファンモータを継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。
【００１３】
上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、更に信号制御部は監視制御部へ認識信号を出力しており、監視制御部は所定時間が経過しても認識信号を受信できない場合には、信号制御部が異常であると判定することを特徴とするものである。このような構成にすることで、信号制御部の異常を確実に検知することが可能となると共に、信号制御部の異常を検知した場合には第１のＰＷＭ信号からその他のＰＷＭ信号に切替えるようにすることでファンモータを長期に安定して制御することができる。
【００１４】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、ファンは被冷却体を冷却するものであり、被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを有するものである。ここで、信号制御部は温度センサからの温度情報を基にデューティ比率を出力し、監視制御部は温度センサを監視して温度センサの異常を検知した時には第１のＰＷＭ信号以外のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御する。
【００１５】
被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを設けた場合には、信号制御部が温度センサからの温度情報を基に被冷却体の状態をフィードバックしてＰＷＭ信号発生部に適切に指示することで、ＰＷＭ信号発生部はファンモータに最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号を生成し、従って更なる省エネルギーを実現できる。更に、監視制御部で温度センサを監視し、温度センサに何らかの問題が生じたと判断した場合には第１のＰＷＭ信号からその他のＰＷＭ信号に切替えるようにすることで、ファンモータを長期に安定して制御することができる。
【００１６】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、２以上の前記ＰＷＭ信号には、比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成した第２のＰＷＭ信号が含まれていることを特徴とするものである。比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号を生成することが可能である。従って、第２のＰＷＭ信号として比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成したＰＷＭ信号を用いることにより、単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータを長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータを的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置１の構成図である。本実施形態では、ファンモータ２を制御する制御信号としてＰＷＭ信号２２を用いた。また、信号制御部としてマイコン（本実施形態ではＣＰＵ５と記す）を、制御信号発生部としてＰＷＭ信号発生部４を用いた。図１において、ファン３はファンモータ２により駆動され、ヒートパイプ等の被冷却システムを冷却するものである。ファンモータ２は汎用のモータであって、ＰＷＭ信号２２によりモータの回転数を制御されている。
【００１９】
第１のＰＷＭ信号２２ａ及び第２のＰＷＭ信号２２ｂはファンモータ２へ供給される供給電圧をＰＷＭ制御するものである。本実施形態において第１のＰＷＭ信号２２ａは主にＰＷＭ信号発生部４、ＣＰＵ５、温度センサ１５、メモリ１７から生成されている。温度センサ１５は被冷却体の周囲の温度を測定して測定結果を温度情報２４としてＣＰＵ５へ出力している。メモリ１７はデューティ比率を格納するものであり、本実施形態においては１２．５％、２５％、５０％、７５％、８７．５％の５種類のデューティ比率が格納されている。ＣＰＵ５は温度センサ１５から得た温度情報２４を基にメモリ１７に格納されたデューティ比率の中から最適なデューティ比率を選択してＰＷＭ信号発生部４に出力することでＰＷＭ信号発生部４に第１のＰＷＭ信号２２ａの生成を指示している。ＰＷＭ信号発生部４はＣＰＵ５から指定されたデューティ比率に対応する第１のＰＷＭ信号２２ａを生成して出力している。
【００２０】
一方、本実施形態において第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成されている。のこぎり波発生部８は一定周期でのこぎり波２７を生成するものであり、基準電圧発生部９は任意の一定電圧（以下、基準電圧２８と記す）を与えるものである。図２に本実施形態で用いた第２のＰＷＭ信号２２ｂの生成例を示す。
【００２１】
図２に示すように、のこぎり波発生部８によりのこぎり波２７が一定周期で生成されている。一方、基準電圧発生部９からは一定電圧の基準電圧２８を与えている。比較部７はのこぎり波発生部８から出力されたのこぎり波２７と基準電圧発生部９から出力された基準電圧２８とを比較して、のこぎり波８が基準電圧２８より大きい場合に信号「１」を、のこぎり波８が基準電圧２８より小さい場合に信号「０」を出力することで、所望のパルス幅を与える第２のＰＷＭ信号２２ｂを生成している。尚、基準電圧２８を上下させてパルス幅を変更することで、所望の第２のＰＷＭ信号２２ｂを得る事が出来る。本実施形態において基準電圧２８は、ファン３から発せられる音が異常音とならない範囲で上限の回転数をファンモータ２に与えるパルス幅を与える一定電圧に設定されている。
【００２２】
尚、基準電圧２８は上限の回転数をファンモータ２に与えるパルス幅となる電圧に限定する必要はなく、例えば、定常時に平均的に与えられる回転数や部分発火等を生じさせないための下限の回転数に対応する電圧等にしても良い。更に、一定電圧に限定する必要はなく、任意の条件によって基準電圧２８が変化することでも良い。
【００２３】
図１において、１１は監視制御部、１２は切替スイッチである。監視制御部１１はＣＰＵ５を監視するものであり、ＣＰＵ５が正常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出し、ＣＰＵ５が異常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。本実施形態において、監視制御部１１にはタイマを用いた。一方、切替スイッチ１２は監視制御部１１の指示により、第１のＰＷＭ信号２２ａまたは第２のＰＷＭ信号２２ｂのいずれか一方を選択して出力するものである。本実施形態において、切替スイッチ１２にはセレクタを用いた。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ５は監視制御部１１に対して所定の時間間隔で所定の認識信号２６を送信するようにプログラミングされており、監視制御部１１は所定の時間内において所定の認識信号２６が得られるか否かを監視している。本実施形態において、監視制御部１１は装置の立上げ後１秒以内に認識信号２６が受信できた場合には、ＣＰＵ５が正常に起動できたと判定して切替スイッチに第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。一方、立上げ後１秒が経過しても認識信号２６が受信できない場合には、ＣＰＵ５が正常に起動できなかったと判定して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。尚、本実施形態では、第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出すと同時にユーザーに異常を知らせる警報音を発するように設計されている。また、異常をユーザーに知らせる別の方法として警報を表示するようにしても良い。
【００２５】
更に、監視制御部１１は、任意の認識信号２６を受信した後の３秒以内に次の認識信号２６が受信できた場合には、ＣＰＵ５が正常であると判定して切替スイッチに第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。一方、認識信号２６を受信してから３秒が経過しても次の認識信号２６を受信できない場合には、その時点でＣＰＵ５が異常であると判定して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出すと共にユーザーに異常を知らせる警報音を発する。尚、監視時間は１秒及び３秒に固定される必要はなく、ＣＰＵ５の仕様やファン３の使用状況により適宜設定すれば良い。
【００２６】
また、１３は電源、１４は制御トランジスタである。本実施形態において、電源１３は＋２４Ｖの供給電圧を与えている。制御トランジスタ１４は電源１３とファンモータ２との間に配置されており、切替スイッチ１２から出力されたＰＷＭ信号２２に基づいて電源１３からの供給電圧をスイッチングする。例えば、切替スイッチ１２からデューティ比率が５０％のＰＷＭ信号２２が出力された場合には、制御トランジスタ１４のスイッチング動作によりファンモータ２には供給電圧＋２４Ｖ時の５０％が供給される。すなわち、＋２４Ｖ時の電力の５０％の電力がファンモータ２に供給される。
【００２７】
上記のように本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、第１のＰＷＭ信号２２ａと第２のＰＷＭ信号２２ｂの２種類のＰＷＭ信号２２を有しているため、ＣＰＵ５の異常等により第１のＰＷＭ信号２２ａが使用できない場合でも第２のＰＷＭ信号２２ｂを使用することでファンモータ２を長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置１を提供するものである。
【００２８】
第１のＰＷＭ信号２２ａはＣＰＵ５が被冷却体の周囲温度をフィードバックすることで指定した最適なデューティ比率に基づいてＰＷＭ信号発生部４が生成したものである。第１のＰＷＭ信号２２ａに基づいてファンモータ２を制御する場合には、ファンモータ２を的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。尚、制御信号としてはＰＷＭ信号に限定される必要はない。矩形パルスではなく三角パルス、正弦波の一部を用いても良いし、信号の周期を適宜変化させた制御信号等でも良い。更に第１の制御信号としてＣＰＵ５の指示によりＰＷＭ信号発生部４が生成した第１のＰＷＭ信号２２ａに限定される必要はなく、例えば温度情報や時間情報等から所定のパルス幅を直接生成する等でも良い。
【００２９】
一方、第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成されるものである。比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号２２を生成することが可能である。従って、第２のＰＷＭ信号２２ｂとして比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較して生成したＰＷＭ信号２２を用いることにより、単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。尚、第１の制御信号以外の制御信号としては、比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂに限定される必要はなく、上述の制御信号の他に例えば正弦波信号とのこぎり波とを比較して生成したもの等でも良い。
【００３０】
更に、第１のＰＷＭ信号２２ａは１つのＣＰＵ５の指示から生成されるものであり、第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８及び基準電圧発生部９と言った単価の低い回路を単純に組み合わせて生成されるものである。すなわち、本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、複数の電源１３や複数のＣＰＵ５を備えること無しに単純な構成から成るコストの低い装置である。
【００３１】
また、本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、監視制御部１１がＣＰＵ５からの認識信号２６の受信の有無によりＣＰＵ５の正常か異常かを確実に判定するものである。監視制御部１１は、ＣＰＵ５が正常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように制御し、ＣＰＵ５が異常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように制御する。
【００３２】
このような構成にすることで、ＣＰＵ５の異常を速やかに検知することが可能となる。また、通常は第１のＰＷＭ信号２２ａを適用してファンモータ２を厳密に制御することで省エネルギーを実現すると共に、ＣＰＵ５の異常を検知した場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂに切替えてファンモータ２を継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。更に、切替スイッチ１２を設けたので、第１のＰＷＭ信号２２ａまたは第２のＰＷＭ信号２２ｂのどちらか所望のＰＷＭ信号２２を的確に且つ容易に適用することが可能である。
【００３３】
尚、本実施形態では２種類のＰＷＭ信号２２を用いたが、３種類以上のＰＷＭ信号２２を用いて切り替えを行っても良い。また、同じ種類のＰＷＭ信号２２を２以上用いることでも良いが、望ましくは、第１の制御信号としてはよりファンモータ２を的確に制御できる制御信号を、第１の制御信号と切替られる制御信号は単純な構成で生成される制御信号を用いるのが望ましい。
【００３４】
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。図３は本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１の構成図である。第１の実施の形態（図１）と本実施形態（図３）との違いは、本実施形態では監視制御部１１が更に温度センサ１５を監視している点である。図３において、監視制御部１１は温度センサ１５に接続されており、温度センサ１５と監視制御部１１との間には更にコンパレータ１６が配置されている。
【００３５】
本実施形態において、温度センサ１５はＣＰＵ５へ出力する温度情報２４を並行してコンパレータ１６へも出力している。コンパレータ１６は温度センサ１５から出力された温度情報２４が０℃未満または７０℃以上である場合に、監視制御部１１に異常信号２９を出力するように設定されている。監視制御部１１は異常信号２９を受信した場合には、温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。図４に温度情報２４と回転数との関係を示す。
【００３６】
図４において、温度情報２４が０℃以上７０℃未満の場合には、第１のＰＷＭ信号２２ａで回転数を制御している。本実施形態において、第１の実施の形態と同様に回転数は１２．５％、２５％、５０％、７５％、８７．５％の５種類のデューティ比率に対応する第１のＰＷＭ信号２２ａにて制御されている。一方、温度情報２４が０℃未満及び７０℃以上の場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂで回転数を制御する。本実施形態において、第２のＰＷＭ信号２２ｂは第１の実施の形態と同様にファン３から発せられる音が異常音とならない範囲で上限の回転数を与えるように設定されている。
【００３７】
また本実施形態では、監視制御部１１はコンパレータ１６から異常信号２９を受信した場合には、更に１分間温度センサ１５の監視を継続する。異常信号２９を受信してから１分が経過する前に温度センサ１５から出力される温度情報２４が０℃以上７０℃未満となり、コンパレータ１６から異常信号２９が出力されなくなった場合には、監視制御部１１は再度切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。尚、１分が経過しても異常信号２９が受信される場合には、監視制御部１１は温度センサ１５の異常についてユーザーに警告音を発する。尚、切替スイッチ１２以降の動作は第１の実施の形態と同様である。監視の継続時間は1分間に固定される必要はなく、ファンの使用環境により適宜設定すれば良い。
【００３８】
上記のように本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、監視制御部１１が温度センサ１５を監視するものである。このようにすることで、通常はＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４を基にファン３の状態をフィードバックしてファンモータ２に最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号２２ａを生成し、省エネルギーを実現すると共に、監視制御部１１が温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示することで、ファンモータ２を長期に安定して制御することが可能となる。
【００３９】
尚、本実施形態において温度センサ１５と監視制御部１１との間にコンパレータ１６を設けることで、温度センサ１５の異常を検知することとしたが、必ずしも本構成とする必要はない。例えば、第１の実施の形態において、ＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４として０℃未満または７０℃以上の温度情報２４を受信した場合に、ＣＰＵ５から監視制御部１１へ異常信号２９を送信するようにしても良い。この場合は、構成は第１の実施の形態の構成のままにしてＣＰＵ５のプログラミングを変更すれば良い。
【００４０】
更に、温度情報２４と回転数との関係は図４に限定されるものではない。第１のＰＷＭ信号２２ａで制御する温度範囲を０℃以上７０℃未満に限定する必要はなく、ファン３の使用条件等により適宜設定すれば良い。また、例えば３０〜５０℃の場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択してデューティ比率が５０％の第２のＰＷＭ信号２２ｂで制御することとして、ＣＰＵ５への負荷を低減することでも良い。更に、５種類のデューティ比率を適用させる必要はなく、適宜最適なデューティ比率を適用して回転数が滑らかに増減するようにしても良い。
【００４１】
また、本実施形態においても、主にＰＷＭ信号発生部４、ＣＰＵ５、温度センサ１５、メモリ１７から生成された第１のＰＷＭ信号２２ａと比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂの２種類のＰＷＭ信号２２を用いたが、必ずしもこれに限定される必要がないことについては言うまでもない。
【００４２】
上記のように本発明に係るファンモータ駆動制御装置１は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータ２を長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置１を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータ２を的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【００４３】
尚、信号制御部から出力されるデューティ比率によりＰＷＭ信号発生部４が生成した第１のＰＷＭ信号２２ａを用いる場合には、デュ−ティ比率にてファンモータ２を容易に制御できる。更に第１のＰＷＭ信号２２ａを１つのＣＰＵ５の指示から生成する場合には、本発明に係るファンモータ駆動制御装置１を複数の電源１３や複数のＣＰＵ５を備えること無しに単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。
【００４４】
また、その他の制御信号として比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂを用いる場合には、比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号２２を生成することが可能であり、従って単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。
【００４５】
更に、監視制御部１１を設けてＣＰＵ５を監視しているので、ＣＰＵ５の異常を速やかに検知することが可能となると共に、ＣＰＵ５の異常を検知した場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂに切替えてファンモータ２を継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。更に、切替スイッチ１２を設けたので、第１のＰＷＭ信号２２ａと第２のＰＷＭ信号２２ｂの選択を的確に且つ容易に適用することが可能である。
【００４６】
また、温度センサ１５を設けた場合には、ＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４を基に被冷却体の状態をフィードバックしてＰＷＭ信号発生部４に適切に指示することで、ＰＷＭ信号発生部４はファンモータ２に最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号２２ａを生成し、従って更なる省エネルギーを実現できる。尚、監視制御部１１で温度センサ１５を監視し、温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断した場合には第１のＰＷＭ信号２２ａからその他のＰＷＭ信号２２に切替えるようにすることで、ファンモータ２を長期に安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る第２のＰＷＭ信号２２ｂのタイミングチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置の構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る温度情報と回転数との関連図。
【図５】従来のファンモータ駆動制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００４８】
１ ファンモータ駆動制御装置
２ ファンモータ
３ ファン
４ ＰＷＭ信号発生部
５ ＣＰＵ
７ 比較部
８ のこぎり波発生部
９ 基準電圧発生部
１１ 監視制御部
１２ 切替スイッチ
１３ 電源
１４ 制御トランジスタ
１５ 温度センサ
１６ コンパレータ
１７ メモリ
２２ ＰＷＭ信号
２２ａ 第１のＰＷＭ信号
２２ｂ 第２のＰＷＭ信号
２４ 温度情報
２６ 認識信号
２７ のこぎり波
２８ 基準電圧
２９ 異常信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンを駆動するためのファンモータの回転数を制御する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫、自動車及びパソコン等の装置には冷却用のファンが用いられているが、近年、冷却用ファンに於いて、冷却用ファンを駆動するファンモータをできる限り厳密に制御して省エネルギーを実現することが望まれている。このようなファンモータの制御方法の一つにＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御がある。特許文献１には、ＰＷＭ制御を用いたファンモータの制御装置として、図５に示すようなファンモータ駆動制御装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、図５に示すようにＣＰＵの指示に基づいてＰＷＭ発生ユニットがＰＷＭ信号を生成し、生成されたＰＷＭ信号に応じてトランジスタ（Ｔｒ１）が電源（＋２４Ｖ）をスイッチングすることにより、ファンモータ（Ｍ）に所望の回転数を与えるファンモータ駆動制御装置が提案されている。ＣＰＵは温度センサ、ファンモータの回転数等の様々なデータを用いることで、最適な回転数を与えるようにＰＷＭ発生ユニットへ指示を出す。ＰＷＭ発生ユニットがＣＰＵの指示に基づいて最適なＰＷＭ信号を生成することで、ファンモータを厳密に制御することが可能となり、省エネルギーを実現することができる。
【０００４】
更に、特許文献１にはファンモータの回転数をカウントすることでファンモータの停止を検知し、ファンモータが故障等により停止した場合にはオペレータに異常を表示すると共にファンモータ駆動制御装置を停止することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３３３４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１にはファンモータが故障等により停止した場合にはファンモータ駆動制御装置を停止することが記載されているが、ファンモータ駆動制御装置を停止することでファンモータが停止した場合には、冷却機能が働かずに部分発火等が生じる危険がある。また、ＣＰＵは温度センサ、ファンモータの回転数等の様々なデータを用いて指令を出すものであり、ＣＰＵの起動時や負荷が集中した場合には正常に動作しなくなる場合がある。ＣＰＵが正常に動作しない場合には、ＰＷＭ発生ユニットが適切なＰＷＭ信号を生成できずにファンモータの回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、省エネルギーを実現できるファンモータ駆動制御装置であって、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御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】
【０００８】
上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいてファンモータを制御することを特徴とするものである。
【０００９】
上記のファンモータ駆動制御装置は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータを長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータを的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【００１０】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、制御信号とはＰＷＭ信号であり、制御信号発生部とは信号制御部から出力されるデューティ比率により第１のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生部であることを特徴とするものである。制御信号としてＰＷＭ信号を用いた場合には、ファンモータを厳密に制御することが可能である。更に、信号制御部から出力されるデューティ比率によりＰＷＭ信号発生部が生成した第１のＰＷＭ信号を用いる場合には、デュ−ティ比率にてファンモータを容易に制御できる。
【００１１】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、２以上のＰＷＭ信号から１つのＰＷＭ信号を選択する切替スイッチと、信号制御部の正常または異常を判定すると共に切替スイッチを制御する監視制御部とを有するものである。監視制御部は信号制御部が正常であると判定した時には第１のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御し、信号制御部が異常であると判定した時には第１のＰＷＭ信号以外のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御する。
【００１２】
ファンモータ駆動制御装置に切替スイッチを設けることで、２以上のＰＷＭ信号の中からいずれか１つの所望のＰＷＭ制御信号を的確に且つ容易に適用させることが可能となる。また、監視制御部を設けて信号制御部を監視することで、信号制御部の異常を速やかに検知することが可能となる。更に、通常は第１のＰＷＭ信号を適用してファンモータを厳密に制御することで省エネルギーを実現すると共に、ＣＰＵの異常を検知した場合にはその他のＰＷＭ信号に切替えてファンモータを継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。
【００１３】
上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、更に信号制御部は監視制御部へ認識信号を出力しており、監視制御部は所定時間が経過しても認識信号を受信できない場合には、信号制御部が異常であると判定することを特徴とするものである。このような構成にすることで、信号制御部の異常を確実に検知することが可能となると共に、信号制御部の異常を検知した場合には第１のＰＷＭ信号からその他のＰＷＭ信号に切替えるようにすることでファンモータを長期に安定して制御することができる。
【００１４】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、ファンは被冷却体を冷却するものであり、被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを有するものである。ここで、信号制御部は温度センサからの温度情報を基にデューティ比率を出力し、監視制御部は温度センサを監視して温度センサの異常を検知した時には第１のＰＷＭ信号以外のＰＷＭ信号を選択するように切替スイッチを制御する。
【００１５】
被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを設けた場合には、信号制御部が温度センサからの温度情報を基に被冷却体の状態をフィードバックしてＰＷＭ信号発生部に適切に指示することで、ＰＷＭ信号発生部はファンモータに最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号を生成し、従って更なる省エネルギーを実現できる。更に、監視制御部で温度センサを監視し、温度センサに何らかの問題が生じたと判断した場合には第１のＰＷＭ信号からその他のＰＷＭ信号に切替えるようにすることで、ファンモータを長期に安定して制御することができる。
【００１６】
更に上記課題を解決すべく本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、２以上の前記ＰＷＭ信号には、比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成した第２のＰＷＭ信号が含まれていることを特徴とするものである。比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号を生成することが可能である。従って、第２のＰＷＭ信号として比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成したＰＷＭ信号を用いることにより、単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように本発明に係るファンモータ駆動制御装置は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータを長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータを的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置１の構成図である。本実施形態では、ファンモータ２を制御する制御信号としてＰＷＭ信号２２を用いた。また、信号制御部としてマイコン（本実施形態ではＣＰＵ５と記す）を、制御信号発生部としてＰＷＭ信号発生部４を用いた。図１において、ファン３はファンモータ２により駆動され、ヒートパイプ等の被冷却システムを冷却するものである。ファンモータ２は汎用のモータであって、ＰＷＭ信号２２によりモータの回転数を制御されている。
【００１９】
第１のＰＷＭ信号２２ａ及び第２のＰＷＭ信号２２ｂはファンモータ２へ供給される供給電圧をＰＷＭ制御するものである。本実施形態において第１のＰＷＭ信号２２ａは主にＰＷＭ信号発生部４、ＣＰＵ５、温度センサ１５、メモリ１７から生成されている。温度センサ１５は被冷却体の周囲の温度を測定して測定結果を温度情報２４としてＣＰＵ５へ出力している。メモリ１７はデューティ比率を格納するものであり、本実施形態においては１２．５％、２５％、５０％、７５％、８７．５％の５種類のデューティ比率が格納されている。ＣＰＵ５は温度センサ１５から得た温度情報２４を基にメモリ１７に格納されたデューティ比率の中から最適なデューティ比率を選択してＰＷＭ信号発生部４に出力することでＰＷＭ信号発生部４に第１のＰＷＭ信号２２ａの生成を指示している。ＰＷＭ信号発生部４はＣＰＵ５から指定されたデューティ比率に対応する第１のＰＷＭ信号２２ａを生成して出力している。
【００２０】
一方、本実施形態において第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成されている。のこぎり波発生部８は一定周期でのこぎり波２７を生成するものであり、基準電圧発生部９は任意の一定電圧（以下、基準電圧２８と記す）を与えるものである。図２に本実施形態で用いた第２のＰＷＭ信号２２ｂの生成例を示す。
【００２１】
図２に示すように、のこぎり波発生部８によりのこぎり波２７が一定周期で生成されている。一方、基準電圧発生部９からは一定電圧の基準電圧２８を与えている。比較部７はのこぎり波発生部８から出力されたのこぎり波２７と基準電圧発生部９から出力された基準電圧２８とを比較して、のこぎり波８が基準電圧２８より大きい場合に信号「１」を、のこぎり波８が基準電圧２８より小さい場合に信号「０」を出力することで、所望のパルス幅を与える第２のＰＷＭ信号２２ｂを生成している。尚、基準電圧２８を上下させてパルス幅を変更することで、所望の第２のＰＷＭ信号２２ｂを得る事が出来る。本実施形態において基準電圧２８は、ファン３から発せられる音が異常音とならない範囲で上限の回転数をファンモータ２に与えるパルス幅を与える一定電圧に設定されている。
【００２２】
尚、基準電圧２８は上限の回転数をファンモータ２に与えるパルス幅となる電圧に限定する必要はなく、例えば、定常時に平均的に与えられる回転数や部分発火等を生じさせないための下限の回転数に対応する電圧等にしても良い。更に、一定電圧に限定する必要はなく、任意の条件によって基準電圧２８が変化することでも良い。
【００２３】
図１において、１１は監視制御部、１２は切替スイッチである。監視制御部１１はＣＰＵ５を監視するものであり、ＣＰＵ５が正常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出し、ＣＰＵ５が異常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。本実施形態において、監視制御部１１にはタイマを用いた。一方、切替スイッチ１２は監視制御部１１の指示により、第１のＰＷＭ信号２２ａまたは第２のＰＷＭ信号２２ｂのいずれか一方を選択して出力するものである。本実施形態において、切替スイッチ１２にはセレクタを用いた。
【００２４】
ここで、ＣＰＵ５は監視制御部１１に対して所定の時間間隔で所定の認識信号２６を送信するようにプログラミングされており、監視制御部１１は所定の時間内において所定の認識信号２６が得られるか否かを監視している。本実施形態において、監視制御部１１は装置の立上げ後１秒以内に認識信号２６が受信できた場合には、ＣＰＵ５が正常に起動できたと判定して切替スイッチに第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。一方、立上げ後１秒が経過しても認識信号２６が受信できない場合には、ＣＰＵ５が正常に起動できなかったと判定して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。尚、本実施形態では、第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出すと同時にユーザーに異常を知らせる警報音を発するように設計されている。また、異常をユーザーに知らせる別の方法として警報を表示するようにしても良い。
【００２５】
更に、監視制御部１１は、任意の認識信号２６を受信した後の３秒以内に次の認識信号２６が受信できた場合には、ＣＰＵ５が正常であると判定して切替スイッチに第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。一方、認識信号２６を受信してから３秒が経過しても次の認識信号２６を受信できない場合には、その時点でＣＰＵ５が異常であると判定して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出すと共にユーザーに異常を知らせる警報音を発する。尚、監視時間は１秒及び３秒に固定される必要はなく、ＣＰＵ５の仕様やファン３の使用状況により適宜設定すれば良い。
【００２６】
また、１３は電源、１４は制御トランジスタである。本実施形態において、電源１３は＋２４Ｖの供給電圧を与えている。制御トランジスタ１４は電源１３とファンモータ２との間に配置されており、切替スイッチ１２から出力されたＰＷＭ信号２２に基づいて電源１３からの供給電圧をスイッチングする。例えば、切替スイッチ１２からデューティ比率が５０％のＰＷＭ信号２２が出力された場合には、制御トランジスタ１４のスイッチング動作によりファンモータ２には供給電圧＋２４Ｖ時の５０％が供給される。すなわち、＋２４Ｖ時の電力の５０％の電力がファンモータ２に供給される。
【００２７】
上記のように本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、第１のＰＷＭ信号２２ａと第２のＰＷＭ信号２２ｂの２種類のＰＷＭ信号２２を有しているため、ＣＰＵ５の異常等により第１のＰＷＭ信号２２ａが使用できない場合でも第２のＰＷＭ信号２２ｂを使用することでファンモータ２を長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置１を提供するものである。
【００２８】
第１のＰＷＭ信号２２ａはＣＰＵ５が被冷却体の周囲温度をフィードバックすることで指定した最適なデューティ比率に基づいてＰＷＭ信号発生部４が生成したものである。第１のＰＷＭ信号２２ａに基づいてファンモータ２を制御する場合には、ファンモータ２を的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。尚、制御信号としてはＰＷＭ信号に限定される必要はない。矩形パルスではなく三角パルス、正弦波の一部を用いても良いし、信号の周期を適宜変化させた制御信号等でも良い。更に第１の制御信号としてＣＰＵ５の指示によりＰＷＭ信号発生部４が生成した第１のＰＷＭ信号２２ａに限定される必要はなく、例えば温度情報や時間情報等から所定のパルス幅を直接生成する等でも良い。
【００２９】
一方、第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成されるものである。比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号２２を生成することが可能である。従って、第２のＰＷＭ信号２２ｂとして比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較して生成したＰＷＭ信号２２を用いることにより、単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。尚、第１の制御信号以外の制御信号としては、比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂに限定される必要はなく、上述の制御信号の他に例えば正弦波信号とのこぎり波とを比較して生成したもの等でも良い。
【００３０】
更に、第１のＰＷＭ信号２２ａは１つのＣＰＵ５の指示から生成されるものであり、第２のＰＷＭ信号２２ｂは比較部７、のこぎり波発生部８及び基準電圧発生部９と言った単価の低い回路を単純に組み合わせて生成されるものである。すなわち、本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、複数の電源１３や複数のＣＰＵ５を備えること無しに単純な構成から成るコストの低い装置である。
【００３１】
また、本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、監視制御部１１がＣＰＵ５からの認識信号２６の受信の有無によりＣＰＵ５の正常か異常かを確実に判定するものである。監視制御部１１は、ＣＰＵ５が正常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように制御し、ＣＰＵ５が異常であると判定した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように制御する。
【００３２】
このような構成にすることで、ＣＰＵ５の異常を速やかに検知することが可能となる。また、通常は第１のＰＷＭ信号２２ａを適用してファンモータ２を厳密に制御することで省エネルギーを実現すると共に、ＣＰＵ５の異常を検知した場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂに切替えてファンモータ２を継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。更に、切替スイッチ１２を設けたので、第１のＰＷＭ信号２２ａまたは第２のＰＷＭ信号２２ｂのどちらか所望のＰＷＭ信号２２を的確に且つ容易に適用することが可能である。
【００３３】
尚、本実施形態では２種類のＰＷＭ信号２２を用いたが、３種類以上のＰＷＭ信号２２を用いて切り替えを行っても良い。また、同じ種類のＰＷＭ信号２２を２以上用いることでも良いが、望ましくは、第１の制御信号としてはよりファンモータ２を的確に制御できる制御信号を、第１の制御信号と切替られる制御信号は単純な構成で生成される制御信号を用いるのが望ましい。
【００３４】
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。図３は本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１の構成図である。第１の実施の形態（図１）と本実施形態（図３）との違いは、本実施形態では監視制御部１１が更に温度センサ１５を監視している点である。図３において、監視制御部１１は温度センサ１５に接続されており、温度センサ１５と監視制御部１１との間には更にコンパレータ１６が配置されている。
【００３５】
本実施形態において、温度センサ１５はＣＰＵ５へ出力する温度情報２４を並行してコンパレータ１６へも出力している。コンパレータ１６は温度センサ１５から出力された温度情報２４が０℃未満または７０℃以上である場合に、監視制御部１１に異常信号２９を出力するように設定されている。監視制御部１１は異常信号２９を受信した場合には、温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断して切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示を出す。図４に温度情報２４と回転数との関係を示す。
【００３６】
図４において、温度情報２４が０℃以上７０℃未満の場合には、第１のＰＷＭ信号２２ａで回転数を制御している。本実施形態において、第１の実施の形態と同様に回転数は１２．５％、２５％、５０％、７５％、８７．５％の５種類のデューティ比率に対応する第１のＰＷＭ信号２２ａにて制御されている。一方、温度情報２４が０℃未満及び７０℃以上の場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂで回転数を制御する。本実施形態において、第２のＰＷＭ信号２２ｂは第１の実施の形態と同様にファン３から発せられる音が異常音とならない範囲で上限の回転数を与えるように設定されている。
【００３７】
また本実施形態では、監視制御部１１はコンパレータ１６から異常信号２９を受信した場合には、更に１分間温度センサ１５の監視を継続する。異常信号２９を受信してから１分が経過する前に温度センサ１５から出力される温度情報２４が０℃以上７０℃未満となり、コンパレータ１６から異常信号２９が出力されなくなった場合には、監視制御部１１は再度切替スイッチ１２に第１のＰＷＭ信号２２ａを選択するように指示を出す。尚、１分が経過しても異常信号２９が受信される場合には、監視制御部１１は温度センサ１５の異常についてユーザーに警告音を発する。尚、切替スイッチ１２以降の動作は第１の実施の形態と同様である。監視の継続時間は1分間に固定される必要はなく、ファンの使用環境により適宜設定すれば良い。
【００３８】
上記のように本実施形態に係るファンモータ駆動制御装置１は、監視制御部１１が温度センサ１５を監視するものである。このようにすることで、通常はＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４を基にファン３の状態をフィードバックしてファンモータ２に最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号２２ａを生成し、省エネルギーを実現すると共に、監視制御部１１が温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断した場合には切替スイッチ１２に第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択するように指示することで、ファンモータ２を長期に安定して制御することが可能となる。
【００３９】
尚、本実施形態において温度センサ１５と監視制御部１１との間にコンパレータ１６を設けることで、温度センサ１５の異常を検知することとしたが、必ずしも本構成とする必要はない。例えば、第１の実施の形態において、ＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４として０℃未満または７０℃以上の温度情報２４を受信した場合に、ＣＰＵ５から監視制御部１１へ異常信号２９を送信するようにしても良い。この場合は、構成は第１の実施の形態の構成のままにしてＣＰＵ５のプログラミングを変更すれば良い。
【００４０】
更に、温度情報２４と回転数との関係は図４に限定されるものではない。第１のＰＷＭ信号２２ａで制御する温度範囲を０℃以上７０℃未満に限定する必要はなく、ファン３の使用条件等により適宜設定すれば良い。また、例えば３０〜５０℃の場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂを選択してデューティ比率が５０％の第２のＰＷＭ信号２２ｂで制御することとして、ＣＰＵ５への負荷を低減することでも良い。更に、５種類のデューティ比率を適用させる必要はなく、適宜最適なデューティ比率を適用して回転数が滑らかに増減するようにしても良い。
【００４１】
また、本実施形態においても、主にＰＷＭ信号発生部４、ＣＰＵ５、温度センサ１５、メモリ１７から生成された第１のＰＷＭ信号２２ａと比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂの２種類のＰＷＭ信号２２を用いたが、必ずしもこれに限定される必要がないことについては言うまでもない。
【００４２】
上記のように本発明に係るファンモータ駆動制御装置１は、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号を有しているため、いずれか１つの制御信号が使用できない場合でもその他の制御信号を使用することでファンモータ２を長期に安定して制御することが可能である。従って、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険のない長期安定性に優れたファンモータ駆動制御装置１を提供することが可能である。更に、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号に基づいてファンモータを制御する場合には、ファンモータ２を的確に制御することが可能となり、従って省エネルギーを実現できる。
【００４３】
尚、信号制御部から出力されるデューティ比率によりＰＷＭ信号発生部４が生成した第１のＰＷＭ信号２２ａを用いる場合には、デュ−ティ比率にてファンモータ２を容易に制御できる。更に第１のＰＷＭ信号２２ａを１つのＣＰＵ５の指示から生成する場合には、本発明に係るファンモータ駆動制御装置１を複数の電源１３や複数のＣＰＵ５を備えること無しに単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。
【００４４】
また、その他の制御信号として比較部７、のこぎり波発生部８、基準電圧発生部９から生成された第２のＰＷＭ信号２２ｂを用いる場合には、比較部７がのこぎり波２７と基準電圧２８とを比較することで比較的容易にＰＷＭ信号２２を生成することが可能であり、従って単純な構成から成るコストの低いファンモータ駆動制御装置１とすることができる。
【００４５】
更に、監視制御部１１を設けてＣＰＵ５を監視しているので、ＣＰＵ５の異常を速やかに検知することが可能となると共に、ＣＰＵ５の異常を検知した場合には第２のＰＷＭ信号２２ｂに切替えてファンモータ２を継続して制御することで、回転数が上がり過ぎて異常音が発生したり、反対に回転数が下がり過ぎて部分発火等が生じる危険がない。更に、切替スイッチ１２を設けたので、第１のＰＷＭ信号２２ａと第２のＰＷＭ信号２２ｂの選択を的確に且つ容易に適用することが可能である。
【００４６】
また、温度センサ１５を設けた場合には、ＣＰＵ５が温度センサ１５からの温度情報２４を基に被冷却体の状態をフィードバックしてＰＷＭ信号発生部４に適切に指示することで、ＰＷＭ信号発生部４はファンモータ２に最適な回転数を与える第１のＰＷＭ信号２２ａを生成し、従って更なる省エネルギーを実現できる。尚、監視制御部１１で温度センサ１５を監視し、温度センサ１５に何らかの問題が生じたと判断した場合には第１のＰＷＭ信号２２ａからその他のＰＷＭ信号２２に切替えるようにすることで、ファンモータ２を長期に安定して制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置の構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る第２のＰＷＭ信号２２ｂのタイミングチャート。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るファンモータ駆動制御装置の構成図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る温度情報と回転数との関連図。
【図５】従来のファンモータ駆動制御装置の構成図。
【符号の説明】
【００４８】
１ ファンモータ駆動制御装置
２ ファンモータ
３ ファン
４ ＰＷＭ信号発生部
５ ＣＰＵ
７ 比較部
８ のこぎり波発生部
９ 基準電圧発生部
１１ 監視制御部
１２ 切替スイッチ
１３ 電源
１４ 制御トランジスタ
１５ 温度センサ
１６ コンパレータ
１７ メモリ
２２ ＰＷＭ信号
２２ａ 第１のＰＷＭ信号
２２ｂ 第２のＰＷＭ信号
２４ 温度情報
２６ 認識信号
２７ のこぎり波
２８ 基準電圧
２９ 異常信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいて前記ファンモータを制御することを特徴とするファンモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御信号とはＰＷＭ信号であり、前記制御信号発生部とは前記信号制御部から出力されるデューティ比率により前記第１のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生部であることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記ファンモータ駆動制御装置は、２以上の前記ＰＷＭ信号から１つの前記ＰＷＭ信号を選択する切替スイッチと、前記信号制御部の正常または異常を判定すると共に前記切替スイッチを制御する監視制御部とを有しており、前記監視制御部は前記信号制御部が正常であると判定した時には前記第１のＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御し、前記信号制御部が異常であると判定した時には前記第１のＰＷＭ信号以外の前記ＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御することを特徴とする請求項２に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記信号制御部は前記監視制御部へ認識信号を出力しており、前記監視制御部は所定時間が経過しても前記認識信号を受信できない場合には、前記信号制御部が異常であると判定することを特徴とする請求項３に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記ファンは被冷却体を冷却すると共に前記ファンモータ駆動制御装置は前記被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを有しており、前記信号制御部は前記温度センサからの温度情報を基に前記デューティ比率を出力し、前記監視制御部は前記温度センサを監視して前記温度センサの異常を検知した時には前記第１のＰＷＭ信号以外の前記ＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御することを特徴とする請求項３または４に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項６】
２以上の前記ＰＷＭ信号には、比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成した第２のＰＷＭ信号が含まれていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項７】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御方法であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が第１の制御信号を生成する工程と、前記第１の制御信号以外の制御信号を生成する工程と、前記第１の制御信号及び前記第１の制御信号以外の前記制御信号の中から１つの前記制御信号を選択する工程と、選択した前記制御信号に基づいて前記ファンモータを制御する工程とから成ることを特徴とするファンモータ駆動制御方法。
【請求項８】
ファンと、前記ファンを駆動するファンモータと、前記ファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置とを備えたファン装置であって、
前記ファンモータ駆動制御装置は、請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載されたファンモータ駆動制御装置を備えていることを特徴とするファン装置。
【請求項９】
請求項８記載のファン装置と、前記ファン装置により冷却される部品とを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が生成した第１の制御信号を含む２以上の制御信号の中から選択された１つの制御信号に基づいて前記ファンモータを制御することを特徴とするファンモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御信号とはＰＷＭ信号であり、前記制御信号発生部とは前記信号制御部から出力されるデューティ比率により前記第１のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号発生部であることを特徴とする請求項１に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記ファンモータ駆動制御装置は、２以上の前記ＰＷＭ信号から１つの前記ＰＷＭ信号を選択する切替スイッチと、前記信号制御部の正常または異常を判定すると共に前記切替スイッチを制御する監視制御部とを有しており、前記監視制御部は前記信号制御部が正常であると判定した時には前記第１のＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御し、前記信号制御部が異常であると判定した時には前記第１のＰＷＭ信号以外の前記ＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御することを特徴とする請求項２に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記信号制御部は前記監視制御部へ認識信号を出力しており、前記監視制御部は所定時間が経過しても前記認識信号を受信できない場合には、前記信号制御部が異常であると判定することを特徴とする請求項３に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記ファンは被冷却体を冷却すると共に前記ファンモータ駆動制御装置は前記被冷却体の周囲温度を測定する温度センサを有しており、前記信号制御部は前記温度センサからの温度情報を基に前記デューティ比率を出力し、前記監視制御部は前記温度センサを監視して前記温度センサの異常を検知した時には前記第１のＰＷＭ信号以外の前記ＰＷＭ信号を選択するように前記切替スイッチを制御することを特徴とする請求項３または４に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項６】
２以上の前記ＰＷＭ信号には、比較部がのこぎり波と基準電圧とを比較して生成した第２のＰＷＭ信号が含まれていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のファンモータ駆動制御装置。
【請求項７】
ファンを駆動するファンモータを制御するファンモータ駆動制御方法であって、信号制御部の指示により制御信号発生部が第１の制御信号を生成する工程と、前記第１の制御信号以外の制御信号を生成する工程と、前記第１の制御信号及び前記第１の制御信号以外の前記制御信号の中から１つの前記制御信号を選択する工程と、選択した前記制御信号に基づいて前記ファンモータを制御する工程とから成ることを特徴とするファンモータ駆動制御方法。
【請求項８】
ファンと、前記ファンを駆動するファンモータと、前記ファンモータを制御するファンモータ駆動制御装置とを備えたファン装置であって、
前記ファンモータ駆動制御装置は、請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載されたファンモータ駆動制御装置を備えていることを特徴とするファン装置。
【請求項９】
請求項８記載のファン装置と、前記ファン装置により冷却される部品とを備えていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−６０８３５（Ｐ２００７−６０８３５Ａ）
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４４１２４（Ｐ２００５−２４４１２４）
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２５日（２００５．８．２５）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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