JP2006280095A - モーター制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
電源電圧が変化した場合であっても、モーターに最適な駆動制御を行うことができるモーター制御装置を提供すること。
【解決手段】
電源に接続されたモーターに印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、モーターに流れている電流を検出する電流検出手段と、電圧と、電流に対応した電圧とを乗算処理することにより乗算結果電圧を生成する乗算手段と、乗算結果電圧に対応したパルス幅の電力情報信号を生成する乗算結果変換手段と、電力情報信号を光信号に変換した後、この光信号を電力情報信号のパルス幅に対応したパルス幅を有する制御用電力情報信号に変換するアイソレート手段と、制御用電力情報信号に基づいて、モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するモーター駆動電力決定手段と、電力制御信号に基づいて、モーターに電力を供給する電力制御手段とを有するモーター制御装置とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、モーター制御装置に関するものである。

従来より、浴室内の空気を換気すると共に、浴室内を暖房することができる浴室換気暖房乾燥機が知られている。

この浴室換気暖房乾燥機は、冬季に浴室内を暖房できるだけでなく、雨天時に浴室内で洗濯物の乾燥を行うことができるといった利便性から、近年多くの住宅に設置されている。

この浴室換気暖房乾燥機は、浴室内の空気を暖房するためのヒーターと、このヒーターにより暖められた空気を浴室内に循環させるための循環ファンと、この循環用ファンを回転させる循環用モーターと、浴室内の空気を室外に排気するための換気用ファンと、この換気用ファンを回転させる換気用モーターとを備えている。

ところで、現在、建築基準法上の規定により、浴室には機械換気設備の設置が義務付けられており、所定時間毎に所定量の空気を浴室から排気しなければならない。

そのため、この浴室換気暖房乾燥機で換気運転を行う場合には、換気用ファンにより、浴室から常に一定量の空気を排気できるように、換気用モーターの駆動制御を行う必要がある。

また、上記浴室内で洗濯物の乾燥を行っている間であっても、室内の換気を行わなければならないので、循環用モーターを駆動している間も換気用モーターは駆動させておく必要がある。

そのため、このようなファンを回転させるモーターを備えた機器には、モーターの回転速度を制御するモーター制御装置が設けられており、このモーター制御装置の制御により、ファンによる送風量を調整して一定量の空気を送風することができるようにしている。

このモーター制御装置として、モーターに流れている電流値と、モーター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（以下、「送風流路」という。）における空気の流れ難さ（以下、「流路抵抗値」という。）を決定し、この流路抵抗値に基づいてモーター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装置が考案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
特許第３３３９２８９号公報

ところが、上記従来のモーター制御装置では、モーターに流れている電流と、モーターの回転数とに基づいてモーターに供給する電力を制御していたため、電源電圧が変動した場合に、正確なモーターの駆動制御を行うことができなかった。

また、上記従来のモーター制御装置により浴室換気暖房乾燥機の換気用モーターを制御した場合には、モーターの駆動制御中に電源電圧が変化すると、これに起因してモーターの回転数が変化する。

そのため、このモーター制御装置は、変化したモーターの回転数を戻す制御を行うが、これにより、制御後にモーターに流れている電流とモーターの回転数との関係が変化する。

その結果、このモーター制御装置は、実際には流路抵抗値が変化していないにも関わらず、流路抵抗値が変化したものとしてモーターに供給する電力を調整してしまうこととなり、正確なモーター駆動制御ができないおそれがあった。

そこで、請求項１に係る本発明では、電源に接続されたモーターに印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、モーターに流れている電流を検出する電流検出手段と、電圧と、電流に対応した電圧とを乗算処理することにより乗算結果電圧を生成する乗算手段と、乗算結果電圧に対応したパルス幅の電力情報信号を生成する乗算結果変換手段と、電力情報信号を光信号に変換した後、この光信号を電力情報信号のパルス幅に対応したパルス幅を有する制御用電力情報信号に変換するアイソレート手段と、制御用電力情報信号に基づいて、モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するモーター駆動電力決定手段と、電力制御信号に基づいて、前記モーターに電力を供給する電力制御手段とを有することを特徴とするモーター制御装置とした。

また、請求項２に係る本発明では、請求項１に記載のモーター制御装置において、乗算結果変換手段は、乗算結果電圧を電力情報信号におけるデューティー比に変換することとした。

また、請求項３に係る本発明では、請求項１に記載のモーター制御装置において、乗算結果変換手段は、乗算結果電圧を当該乗算結果電圧に対応したシリアルデータに変換した後、このシリアルデータに基づいて電力情報信号を生成することとした。

また、請求項４に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモーター制御装置において、電源の電圧の正負が反転するタイミングを検出してゼロクロス信号を生成するゼロクロス検出手段を有し、乗算結果検出手段は、電力情報信号を前記ゼロクロス信号に同期させて出力するように構成した。

また、請求項５に係る本発明では、送風流路に配置されたファンを回転させるモーターに対して駆動制御を行うモーター制御装置において、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモーター制御装置を備え、このモーター制御装置は、さらにモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、モーターに対して一定量の電力を供給する制御を行っている間の回転数の変化に基づいて、送風流路における流路抵抗値を判別する流路抵抗判別手段とを具備し、モーター駆動電力決定手段は、制御用電力情報信号に基づいてモーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するのに代えて、流路抵抗値に基づいてモーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成することとした。

本発明によれば、以下に記載するような効果を奏する。

請求項１に係る本発明では、電源に接続されたモーターに印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、モーターに流れている電流を検出する電流検出手段と、電圧と、電流に対応した電圧とを乗算処理することにより乗算結果電圧を生成する乗算手段と、乗算結果電圧に対応したパルス幅の電力情報信号を生成する乗算結果変換手段と、電力情報信号を光信号に変換した後、この光信号を電力情報信号のパルス幅に対応したパルス幅を有する制御用電力情報信号に変換するアイソレート手段と、制御用電力情報信号に基づいて、モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するモーター駆動電力決定手段と、電力制御信号に基づいて、前記モーターに電力を供給する電力制御手段とを有することを特徴とするモーター制御装置としたため、電源電圧が変動した場合であっても、正確なモーターの駆動制御を行うことができる。

また、請求項２に係る本発明では、請求項１に記載のモーター制御装置において、乗算結果変換手段は、乗算結果電圧を電力情報信号におけるデューティー比に変換することとしたため、アナログ信号である乗算結果電圧の変化を正確に、かつ、精度良く再現したディジタル信号である制御用電力情報信号に変換することができる。

また、請求項３に係る本発明では、請求項１に記載のモーター制御装置において、乗算結果変換手段は、乗算結果電圧を当該乗算結果電圧に対応したシリアルデータに変換した後、このシリアルデータに基づいて電力情報信号を生成することとしたため、電力情報信号にモーターの回転や電源電圧の変動等に起因したノイズが混入することを防止でき、駆動制御の精度を向上させることができる。

また、請求項４に係る本発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のモーター制御装置において、電源の電圧の正負が反転するタイミングを検出してゼロクロス信号を生成するゼロクロス検出手段を有し、乗算結果検出手段は、電力情報信号を前記ゼロクロス信号に同期させて出力するように構成したため、ゼロクロス検出手段により検出したゼロクロス信号と電力情報信号とを乗算結果変換手段という一つの伝達手段により伝達することができる。

また、請求項５に係る本発明では、送風流路に配置されたファンを回転させるモーターに対して駆動制御を行うモーター制御装置において、請求項１〜４のいずれか１項に記載のモーター制御装置を備え、このモーター制御装置は、さらにモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、モーターに対して一定量の電力を供給する制御を行っている間の回転数の変化に基づいて、送風流路における流路抵抗値を判別する流路抵抗判別手段とを具備し、モーター駆動電力決定手段は、制御用電力情報信号に基づいてモーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するのに代えて、流路抵抗値に基づいてモーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成することとしたため、電源電圧の変化及び流路抵抗値の変化を的確に検出することによって、モーターに対して最適な駆動制御を行うことができる。

以下、本発明に係るモーター制御装置を備えた浴室換気暖房乾燥機を例に挙げて、このモーター制御装置の構成及びモーターに対して行う駆動制御について図面を参照して具体的に説明する。

（浴室換気暖房乾燥機の説明）
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である。

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。

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。

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６aと、暖房部６bと、制御部６cとの３つの領域に分割しており、そのうち換気部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。

換気部６aには、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ー８とを備えている。

暖房部６bには、浴室４内の空気を暖気するためのヒーター９と、このヒーター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ー１１とを備えている。

制御部６cには、換気用モーター８と、循環用モーター１１との動作を制御するモーター制御装置１２を備えている。

また、このモーター制御装置１２は、換気用モーター８及び循環用モーター１１の制御を行う以外に、ヒーター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。

（モーター制御装置の説明）
図３は、モーター制御装置１２の構成を示すブロックである。なお、図３では、説明を簡単に行うために、換気用モーター（以下、「モーター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。

図３に示すように、モーター制御装置１２は、モーター８に流れている電流を検出する電流検出手段１３と、モーター８に印加されている電圧を検出する電圧検出手段１４と、商用交流電源（以下、「電源１５」という。）の電圧値の正負が反転するタイミングを検出するゼロクロス検出手段１６と、モーター８に供給する電力を決定するモーター制御部１７と、モーター８に対してＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことにより、モーター制御部１７で決定した電力を供給してモーター８を駆動するモーター駆動部１８とを備えている。

なお、本実施形態では、モーター８として３相ブラシレスモータを用いており、このモーター８には、電源１５から供給される交流電力を整流平滑手段１９により直流電力に変換して供給するように構成している。

電流検出手段１３は、モーター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、電流電圧値としてモーター制御部１７へ出力する回路である。

電圧検出手段１４は、モーター８に供給される直流電力の電圧値を検出してモーター制御部１７に出力する回路である。

モーター駆動部１８は、モーター８の回転数を検出する回転数検出手段２０と、モーター制御部１７から入力される駆動制御信号に基づいてモーター８に通電する電力をＰＷＭ制御する電力制御手段２１と、この電力制御手段２１が出力する駆動電圧に基づいて動作することによってモーター８の回転速度を変化させるインバータ２２とを備えている。

モーター制御部１７は、第１のマイクロコンピュータ２３と、第１のアイソレート手段２４と、第２のアイソレート手段２４aと、第２のマイクロコンピュータ２５とを備えている。

第１のマイクロコンピュータ２３は、電流検出手段１３から入力される電流電圧値と、電圧検出手段１４から入力される電圧値とを乗算処理することによって乗算結果電圧を生成する乗算手段２６と、乗算結果電圧の変化を電力情報信号に変換する乗算結果変換手段２７とにより構成している。

この乗算結果変換手段２７は、乗算結果電圧の変化に対応してデューティー比ton/Tを変化させることにより、モーター８が消費してい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を生成するデューティー比制御回路である。

すなわち、乗算結果変換手段２７は、図４に示すように、乗算結果電圧が上昇した場合には、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、乗算結果電圧が降下した場合には電力情報信号の１周期におけるＨｉ状態の時間を短く設定することにより、現在モーター８が消費している電力量の変化である乗算結果電圧の変化をデューティー比ton/Tの変化に変換する。

なお、図４中の符号Ｔは、電力情報信号の波長を示しており、この波長Ｔは、デューティー比ton/Tの変化に関わらず常に一定の波長Ｔとなるようにしている。

このように、モーター８に流れている電流と、モーター８に印加される電圧とを第１のマイクロコンピュータ２３による演算処理により電力情報とし、かつ、この電力情報を電力情報信号におけるデューティー比に変換するため、乗算回路、ＰＷＭ変換回路などのアナログ回路を設ける必要がなく、モーター制御装置１２の回路規模を可及的に縮小できるとともに、モーター８の駆動制御精度を向上させることができる。

また、この乗算結果変換手段は、電力情報信号を出力する際に、ゼロクロス検出手段から入力されるゼロクロス信号に同期させて出力するようにしているため、常に電源１５の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数で出力される。

これにより、ゼロクロス信号と電力情報信号とを乗算結果変換手段という一つの手段により伝達することができる。

第１のアイソレート手段２４は、入力端子と出力端子との間が電気的に絶縁され、入力端子から入力される信号を出力端子へ光を介して伝達するホトカプラにより構成している。

この第１のアイソレート手段２４は、図５に示すように、乗算結果変換手段から入力される電力情報信号がＨｉ（アクティブ）状態のときにオンし、電力情報信号がＬｏｗ（非アクティブ）状態のときにオフするスイッチ回路３１と、このスイッチ回路３１がオンしたときにだけ第１の電源VccAからの電流が流れることにより発光するホトダイオード３２と、このホトダイオード３２が発光したときにだけオンして第２の電源VccBからの電流を流すホトトランジスタ３３とを備えている。

そして、この第１のアイソレート手段２４は、乗算結果変換手段２７から電力情報信号が入力されると、この電力情報信号に対応した制御用電力情報信号を生成して第２のマイクロコンピュータ２５内の電力判別手段２８に入力する。

この第１のアイソレート手段２４が出力する制御用電力情報信号は、電気信号である電力情報信号を一旦光信号に変換した後、再度電気信号に変換した信号であるため、モーター８の回転や電源電圧の変動等に起因したノイズは光信号に変換されるときに除去され、現在モーター８が消費している電力情報だけを正確に示す信号となっている。

第２のコンピュータ２５は、電力判別手段２８と、流路抵抗判別手段２９と、モーター駆動電力決定手段３０とを備えている。

電力判別手段２８は、第１のアイソレート手段２４から入力される制御用電力情報信号に基づいて、現在モーター８が消費している電力値（以下「消費ワット数」という。）を算出し、この消費ワット数を流路抵抗判別手段２９に入力する。

流路抵抗判別手段２９は、流路抵抗値を決定する際に参照する流路抵抗判別テーブルを記憶させた記憶手段（図示略。）を備えている。

この流路抵抗判別テーブルには、各モーター８の消費ワット数及びモーター８の回転数毎に、それぞれ対応した流路抵抗値を設定している。

そして、この流路抵抗判別手段２９は、現在のモーター８の消費ワット数と、現在のモーター８の回転数とが入力されると、流路抵抗判別テーブルを参照することによって、その消費ワット数及び回転数に対応した流路抵抗値を特定し、この流路抵抗値をモーター駆動電力決定手段３０に入力する。

モーター駆動電力決定手段３０は、流路抵抗判別手段２９から入力される流路抵抗値に対応し、現在必要な風量（以下、「目標風量」という。）を実現するための電力値を決定し、その電力値に対応したデューティー比の電力制御信号を生成して第２のアイソレート手段２４aに入力する。

また、このモーター駆動電力決定手段３０は、使用者がリモコン装置５に設けられた風量切替スイッチ（図示略。）を操作した場合には、その操作により設定された目標風量を実現するための電力値を決定し、その電力値に対応したデューティー比の電力制御信号を生成して第２のアイソレート手段２４aに入力する。

第２のアイソレート手段２４aは、第１のアイソレート手段２４と同様のホトカプラにより構成しており、モーター駆動電力決定手段３０から入力される電力制御信号を一旦光信号に変換した後、この光信号を再度電気信号に変換した駆動制御信号を生成してモーター駆動部１８内の電力制御手段２１に入力する。

電力制御手段２１は、第２のアイソレート手段から入力される駆動制御信号に対応して変化する２Ｖ〜６Ｖの駆動電圧をインバータ２２に印加することにより、インバータ２２を構成する各トランジスタに電流を流すタイミングを変更して、モーター８の回転速度を変更するようにしている。

このように、このモーター制御装置１２では、駆動中のモーター８の消費ワット数と、そのときのモーター８の回転数とに基づいて排気ダクト３内部の流路抵抗値を判別するように構成しているため、浴室４の外部から排気ダクト３に吹き込む風などにより流路抵抗が増大したことを検出することができると共に、電源１５の電圧が変動したことも検出することができ、この検出結果に応じてモーター８に対して的確な駆動制御を行うことができる。

すなわち、このモーター制御装置１２は、第２のマイクロコンピュータにおいて、モーター駆動電力決定手段３０がモーター８に対して一定の電力を継続して供給するためのパルス信号を出力し、その結果、流路抵抗判別手段２９に、そのパルス信号に対応した消費ワット数が入力されているにも関わらず、モーター８の回転数が低下した場合に、流路抵抗が増大したことを検出し、モーター８の回転数が上昇した場合に流路抵抗が減少したことを検出する。

そして、流路抵抗の変化を検出した場合に、モーター駆動電力決定手段３０が変化後の流路抵抗値に対応した電力を供給するための電力制御信号を出力して、現在の目標風量を流路抵抗値が変化する前の目標風量に戻すようにしている。
（モーター制御方法の説明）
以下、モーター制御装置１２が行うモーター８の制御方法について説明する。

図６は、モーター制御装置１２による換気用モーターの制御処理を示すフローチャートである。

まず、浴室換気暖房乾燥機１に電源が投入されると、第２のマイクロコンピュータ２５の制御により、モーター駆動部１８の電力制御手段２１と流路抵抗決定手段２９に初期電力が設定される（ステップＳ１）。

電力制御手段２１は、設定された初期電力に対応した駆動電圧をインバータ２２に印加することによってモーター８に初期電力が出力される（ステップＳ２）。

これによりモーター８は、アイドリング状態での回転を始める。

このとき、回転数検出手段２０がモーター８の回転数を検出し、その回転数を示す回転数パルス信号を流路抵抗判別手段２９に入力する（ステップＳ３）。

流路抵抗判別手段２９には、この回転数パルス信号と、電源投入時に設定された初期電力量とに基づいて流路抵抗判別テーブルを参照することにより、排気ダクト３内の現在の流路抵抗値を判別し（ステップＳ４）、その結果得られた流路抵抗値をモーター駆動電力決定手段３０に設定する（ステップＳ５）
ここで、第２のコンピュータ２５は、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）。

この運転開始信号は、使用者によりリモコン装置５に設けられたスイッチが操作されたときに、第２のコンピュータ２５に入力される信号である。

ステップＳ６において、第２のマイクロコンピュータ２５は、運転開始信号が入力されていないと判断した場合に、運転開始信号が入力されるまでの間待機状態となる。

一方、ステップＳ６において、第２のマイクロコンピュータ２５は、運転開始信号が入力されたと判断した場合に、処理をステップＳ７移す。

ステップＳ７において、第２のマイクロコンピュータ２５は、使用者によるスイッチの操作に対応した風量値をモーター駆動電力決定手段３０に設定する。

ここで、第２のマイクロコンピュータ２５は、モーター駆動電力決定手段３０に設定されている流路抵抗値と、リモコン装置５から入力される風量値とに基づいて、後述する駆動電力演算処理を行うことにより、現在の流路抵抗値で所定の送風量を実現するために必要な電力値を決定する（ステップＳ８）。

その後、第２のマイクロコンピュータ２５は、ステップＳ８において決定した電力値に対応したデューティー比のパルス信号を第２のアイソレート手段２４aを介して駆動制御信号としてモーター駆動部１８に入力し、この駆動制御信号に応じた駆動電力値を電力制御手段２１に設定する（ステップＳ９）。

モーター駆動部１８では、電力制御手段２１に設定された電力値に対応した駆動電圧をインバータに印加することによってモーター８に電力が供給される。

これにより、モーター８は、アイドリング状態から運転状態となり、換気用ファンを回転させて所定の送風量で浴室４内の空気を室外に排気する（ステップＳ１０）。

その後、回転数検出手段２０がモーター８の回転数を検出し、その検出結果を回転数パルス信号として第２のマイクロコンピュータ２５に入力する。

第２のマイクロコンピュータ２５は、回転数パルス信号に基づいてモーター８の回転数の変化量が所定の閾値Ｎａを超えたか否かの判断を行う（ステップＳ１１）。

ここで、第２のマイクロコンピュータ２５は、モーター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に、処理をステップＳ４へ戻し流路抵抗判別手段２９に変化後の回転数を設定する。

一方、第２のマイクロコンピュータ２５は、モーター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、処理をステップＳ１２へ移す。

ステップＳ１２において、第２のマイクロコンピュータ２５は、換気用ファンによる排気量を変更するための風量変更信号が入力されたか否かの判断を行う。

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、モーター制御装置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ー駆動電力決定手段３０に入力される信号である。

ここで、第２の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に、処理をステップＳ７に戻し、モーター駆動電力決定手段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。

一方、第２の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に、処理をステップＳ１３に移す。

ステップＳ１３において、第２のマイクロコンピュータ２５は、モーター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。

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、モーター駆動電力決定手段３０に入力される信号である。

ここで、第２の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に、モーター駆動電力決定手段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２２への駆動電圧印加を停止してモーター８を停止させる。

一方、第２の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に、処理をステップＳ１０へ戻し、回転数検出手段２０によりモーター８の回転数を再度検出する。
（駆動電力演算処理の説明）
図７は、図６中のステップＳ８で行う駆動電力演算処理を示すフローチャートである。

図６に示すフローチャートのステップＳ７において、モーター駆動電力決定手段３０に風量値が設定されると、第１のマイクロコンピュータ２３は、電流検出手段１３が検出した電流電圧値と、電圧検出手段１４が検出した電圧値とを乗算手段２６に設定する（ステップＳ１４）。

乗算手段２６は、これら電流電圧値と電圧値とを乗算処理することにより、モーター８が現在消費している電力を電圧に変換した乗算結果信号を生成して、乗算結果変換手段２７に出力する（ステップＳ１５）。

乗算結果変換手段２７は、乗算結果信号の電圧値に応じてデューティー比を変更した信号である電力情報信号を第１のアイソレート手段２４に入力する。

このとき、乗算結果変換手段２７は、ゼロクロス検出手段１６から入力されるゼロクロス信号に基づいて、電源１５の周期と同一の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数の電力情報信号を生成して第１のアイソレート手段２４に入力するようにしている。

第１のアイソレート手段２４は、この電力情報信号を一旦光信号に変換した後、再度電気信号に変換した制御用電力情報信号を生成して第２のマイクロコンピュータ２５に入力する。

制御用電力情報信号が入力されると、第２のマイクロコンピュータ２５では、電力判別手段２８が制御用電力情報信号に基づいて、モーター８が現在消費している電力値を判別し、その判別結果である消費ワット数を流路抵抗判別手段２９に設定する（ステップＳ１６）。

流路抵抗判別手段２９は、電力判別手段２８から入力された消費ワット数を参照しながらモーター８に対して一定量の電力を供給する制御を行っているときに、変化したモーター８の回転数に基づいて、流路抵抗判別テーブルを参照し、排気ダクト３内の現在の流路抵抗値を判別し、この流路抵抗値をモーター駆動電力決定手段３０に設定する。

モーター駆動電力決定手段３０は、排気ダクト３内の流路抵抗が設定された流路抵抗値である場合に、目標風量を実現するためにモーター８に供給すべき電力量を決定し、その電力量に応じて、出力する電力制御信号のデューティー比を演算する（ステップＳ１７）。

そして、演算の結果得られたデューティー比の電力制御信号を第２のアイソレート手段２４aに入力する。

第２のアイソレート手段は、入力される電力制御信号を一旦光信号に変換した後、再度電気信号である駆動制御信号に変換してモーター駆動部１８に入力する。

モーター駆動部１８では、電力制御手段２１が駆動制御信号を、そのデューティー比に応じて変化する駆動電圧に変換し、この駆動電圧をインバータ２２に印加することによって、モーター８の回転速度を変更するＰＷＭ制御が行われる（ステップＳ１８）。

そして、これら一連の駆動電力演算処理が終了した後、第２のマイクロコンピュータ２５は、処理をステップＳ１０に移す。

このように、本実施形態に係るモーター制御装置１２では、第１及び第２のマイクロコンピュータ２４、２５によりモーター８の駆動制御を行うようにしている。

また、上記した実施形態のモーター制御装置１２では、乗算結果変換手段２７をデューティー比制御回路により構成しているが、本発明に係るモーター制御装置では、このデューティー比制御回路に替えてシリアルデータ変換回路により乗算結果変換手段２７を構成することもできる。

このように構成した場合に乗算結果変換手段２７は、乗算手段２６から乗算結果電圧が入力されると、その電圧値を図８に示すような８ビットのシリアルデータに一旦変換し、その後、このシリアルデータに基づいたタイミングでＨｉ状態とＬｏｗ状態とが切り替わる電力情報信号を生成して第１のアイソレート手段２４に入力する。

このようにアナログ情報である乗算結果電圧を一旦ディジタル情報であるシリアルデータに変換することによって、モーター８の回転や電源電圧の変動等に起因したノイズが電力情報信号に混入すること防止して、モーター８の駆動制御の精度をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、モーター制御装置１２がモーター８に対して行う制御を例に挙げて説明を行っているが、このモーター制御装置１２は、循環用モーター１１に対しても同様の制御を行うこともできる。

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である。 本実施の形態に係る浴室換気暖房乾燥機の断面模式図である。 本実施の形態に係るモーター制御装置を示すブロック図である。 電力情報信号のデューティー比を示す説明図である。 アイソレート手段を示す回路図である。 モーター制御装置による換気用モーターの駆動制御を示すフローチャートである。 モーター制御装置による駆動電力演算処理を示すフローチャートである。 シリアルデータを示す説明図である。

符号の説明

１ 浴室換気暖房乾燥機
２ 浴室換気暖房乾燥機本体
３ 排気ダクト
４ 浴室
５ リモコン装置
６ ケーシング
６a 換気部
６b 暖房部
６c 制御部
７ 換気用ファン
８ 換気用モーター
９ ヒーター
９a 熱交換器
１０ 循環用ファン
１１ 循環用モーター
１２ モーター制御装置
１３ 電流検出手段
１４ 電圧検出手段
１５ 電源
１６ ゼロクロス検出手段
１７ モーター制御部
１８ モーター駆動部
１９ 整流平滑手段
２０ 回転数検出手段
２１ 電力制御手段
２２ インバータ
２３ 第１のマイクロコンピュータ
２４ 第１のアイソレート手段
２４a 第２のアイソレート手段
２５ 第２のマイクロコンピュータ
２６ 乗算手段
２７ 乗算結果変換手段
２８ 電力判別手段
２９ 流路抵抗判別手段
３０ モーター駆動電力決定手段
Ｎａ 閾値

Claims (5)

1. 電源に接続されたモーターに印加されている電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記モーターに流れている電流を検出する電流検出手段と、
   前記電圧と、前記電流に対応した電圧とを乗算処理することにより乗算結果電圧を生成する乗算手段と、
   前記乗算結果電圧に対応したパルス幅の電力情報信号を生成する乗算結果変換手段と、
   前記電力情報信号を光信号に変換した後、この光信号を前記電力情報信号のパルス幅に対応したパルス幅を有する制御用電力情報信号に変換するアイソレート手段と、
   前記制御用電力情報信号に基づいて、前記モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するモーター駆動電力決定手段と、
   前記電力制御信号に基づいて、前記モーターに電力を供給する電力制御手段とを有することを特徴とするモーター制御装置。
2. 前記乗算結果変換手段は、前記乗算結果電圧を前記電力情報信号におけるデューティー比に変換することを特徴とする請求項１に記載のモーター制御装置。
3. 前記乗算結果変換手段は、前記乗算結果電圧を当該乗算結果電圧に対応したシリアルデータに変換した後、このシリアルデータに基づいて前記電力情報信号を生成することを特徴とする請求項１に記載のモーター制御装置。
4. 前記電源の電圧の正負が反転するタイミングを検出してゼロクロス信号を生成するゼロクロス検出手段を有し、
   前記乗算結果検出手段は、前記電力情報信号を前記ゼロクロス信号に同期させて出力するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモーター制御装置。
5. 送風流路に配置されたファンを回転させるモーターに対して駆動制御を行うモーター制御装置において、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のモーター制御装置を備え、
   このモーター制御装置は、さらに前記モーターの回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記モーターに対して一定量の電力を供給する制御を行っている間の前記回転数の変化に基づいて、前記送風流路における流路抵抗値を判別する流路抵抗判別手段とを具備し、
   前記モーター駆動電力決定手段は、前記制御用電力情報信号に基づいて、前記モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成するのに代えて、前記流路抵抗値に基づいて前記モーターに供給する電力量を制御する電力制御信号を生成することを特徴とするモーター制御装置。
   
   

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