JP2019180179A - モータ駆動制御装置、ファン、及びモータの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非発熱性体に異常状態が発生する可能性を低くすることができるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置１は、モータ２０とモータ２０に結合されたインペラ６２を有するファンに搭載される。モータ駆動制御装置１は、インペラ６２の温度に相関する温度を検出する温度センサ５と、回転数制限設定部３７と、ＰＷＭ指令部３３とを有している。回転数制限設定部３７は、温度センサ５の検出結果に基づく検出温度Ｓ５とファンの設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較し、比較結果に基づいて、モータ２０の回転数の上限値を設定する。ＰＷＭ指令部３３は、モータ２０の回転数が回転数制限設定部３７により設定された上限値を超えないように制御する。【選択図】図５

Description

この発明は、モータ駆動制御装置、ファン、及びモータの制御方法に関し、特に、非発熱性体が結合されたモータを駆動するモータ駆動制御装置、ファン、及びモータの制御方法に関する。

従来、回路を構成する素子が過熱するおそれを検出し、当該素子の過熱を抑制するモータ駆動制御装置が開示されている（例えば、特許文献１）。

下記特許文献１には、モータ制御装置において、回路の温度と，モータの回転速度と、回路の負荷とに基づいて、回路を構成する素子の温度を算出し、素子の温度が所定値以上である場合にモータの回転速度に対応するデューティ比を低くすることが開示されている。

特開２０１５−１７７７０２号公報

ところで、モータに樹脂性のインペラが結合されているファンなどにおいて、非発熱性体であるインペラの羽根が変形しやすい高い環境温度下でインペラを高速に回転させると、羽根が変形し、羽根の破損やファンのケーシングの破損などの異常状態が発生する可能性がある。一般に、このようなモータを用いた装置の使用に関して動作保証温度が予め定められており、このような異常状態が発生する可能性が低い環境温度下で使用されることが勧められている。しかしながら、実際には環境温度が動作保証温度を超えるような状態で使用される可能性があることも想定されるところ、そのような状態で使用された場合にも、異常状態が発生する可能性を低くできることが望ましい。

特許文献１に記載されているような回路の温度を検出して発熱する素子の過熱を抑制する方法では、かなりの高温にならないと、デューティ比の制限が行われない。そのため、このような方法は、上記のようなインペラの羽根などの非発熱性体が破損してしまうというような異常状態の発生防止のためには用いることができない。

また、素子の温度が比較的低い温度でサーマルシャットダウンが発生するようなＩＣ等をモータ駆動制御装置に用いると、異常状態が発生することを防止できる可能性があるが、モータが回転しなくなる状況が多くなるという問題がある。例えばファンにおいては、発熱対象を冷却するために用いられるものであるにもかかわらず、その機能が損なわれる場面が多くなるという問題がある。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、非発熱性体に異常状態が発生する可能性を低くすることができるモータ駆動制御装置、ファン、及びモータの制御方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、モータとモータに結合された非発熱性体とを有するモータ装置に搭載され、非発熱性体の温度に相関する温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出結果に基づく検出温度と、モータ装置の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較する温度比較手段と、温度比較手段の比較結果に基づいて、モータの回転数の上限値を設定する回転数設定手段と、モータの回転数が回転数設定手段により設定された上限値を超えないように制御する回転数制御手段とを備える。

好ましくは、回転数設定手段は、検出温度が第１の温度よりも高いことを少なくとも含む所定の設定条件が満たされたときに、上限値を設定条件が満たされていないときよりも低い値に設定する。

好ましくは、回転数制御手段は、上限値を超えない回転数の範囲において、目標回転数でモータが回転するように制御を行い、回転数設定手段は、設定条件が満たされていないときにモータが回転可能な最大目標回転数よりも所定値だけ小さい回転数を上限値に設定する。

好ましくは、設定条件は、検出温度が第１の温度よりも高い状態が所定の第１の時間継続したことを含む。

好ましくは、回転数設定手段は、設定条件が満たされたことにより上限値の設定を行った状態において、第１の温度よりも低い第２の温度よりも検出温度が低いことを少なくとも含む所定の解除条件が満たされたとき、上限値を設定条件が満たされたときよりも高い値に設定する。

好ましくは、解除条件は、検出温度が第２の温度よりも低い状態が所定の第２の時間継続したことを含む。

好ましくは、温度検出手段は、モータ装置に搭載された回路基板に配置されており、温度検出手段は、モータ装置の発熱性体から所定の距離以上離れた位置に配置されている。

好ましくは、温度検出手段により検出された温度について発熱性体からの熱の影響分を補正し、補正後の温度を検出温度として出力する温度解析手段をさらに備える。

好ましくは、モータに流れる電流を監視する電流監視手段と、電源電圧を監視する電圧監視手段との少なくとも１つをさらに備え、回転数設定手段は、温度比較手段の比較結果と、電流監視手段の監視結果及び電圧監視手段の監視結果の少なくとも１つとに基づいて、上限値を設定する。

好ましくは、非発熱性体はインペラである。

この発明の他の局面に従うと、ファンは、モータと、モータの駆動を制御する上述のいずれかに記載のモータ駆動制御装置と、モータに結合されたインペラとを備える。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータの制御方法は、モータに結合された非発熱性体の温度に相関する温度を検出する温度検出ステップと、温度検出ステップの検出結果に基づく検出温度と、モータ装置の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較する温度比較ステップと、温度比較ステップの比較結果に基づいて、モータの回転数の上限値を設定する回転数設定ステップと、モータの回転数が回転数設定ステップにより設定された上限値を超えないように制御する回転数制御ステップとを備える。

これらの発明に従うと、非発熱性体に異常状態が発生する可能性を低くすることができるモータ駆動制御装置、ファン、及びモータの制御方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態におけるファンを示す斜視図である。 ファンの側断面図である。 モータ駆動制御装置の回路構成を大まかに示す図である。 回路基板の一例を示す図である。 制御回路部の構成を示すブロック図である。 制御回路部が行う処理動作の一例を示すフローチャートである。 回転数設定処理を示すフローチャートである。 回転数制限信号の更新処理を示すフローチャートである。 第１更新処理を示すフローチャートである。 第２更新処理を示すフローチャートである。 モータ駆動制御装置が行う制御の推移の一例について説明する図である。 本実施の形態の一変形例に係るモータ駆動制御装置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態におけるファンについて説明する。

以下の説明において、ファンなどのモータ装置についての設計温度とは、構成部品が安全に機能するように設計された最高と最低の温度範囲をいうものとする。すなわち、設計温度は、モータ装置について動作が保証されている温度範囲ということができるし、モータ装置を用いることが想定されている温度範囲（使用可能な温度範囲）ということもできる。また、非発熱性体とは、それが用いられる装置等の動作時においてそれ自体がほとんど熱を発生しない部材をいい、発熱性体とは、それが用いられる装置等の動作時においてそれが熱を発生する可能性がある部材をいう。

［第１の実施の形態］

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるファン（モータ装置の一例）６１を示す斜視図である。

ファン６１は、モータ２０を用いたモータ装置であるといえる。図１に示されるように、ファン６１は、モータ２０と、モータ２０に結合された非発熱性体であるインペラ６２と、インペラ６２を囲むケース６５とを有している。インペラ６２は、回転軸７５を中心に回転するようにモータ２０に結合されており、回転軸７５に取り付けられているハブ６３と、ハブ６３の周囲に周方向に並ぶ複数の羽根６４とを有している。ファン６１は、例えば軸流ファンである。

図２は、ファン６１の側断面図である。

図２に示されるように、ケース６５は、インペラ６２の側周部を全周にわたって囲む部位のほか、モータベース部６６と、モータベース部６６を支持するスポーク部６７とを有している。スポーク部６７には、スポーク部６７に沿うようにリード線（図示せず）が配線されており、リード線を介して外部からモータ２０に電力が供給される。

モータ２０は、例えば、アウターロータ型の３相のブラシレスＤＣモータである。モータ２０は、モータベース部６６に装着されている。モータ２０は、ロータ７２と、ステータ部８５とを有している。

ロータ７２は、ロータヨーク７３と、マグネット７４と、回転軸７５とを有している。

ロータヨーク７３は、例えば鉄等の軟磁性材からなる、下方に開口するカップ状の部材である。マグネット７４は、リング状である。マグネット７４は、ロータヨーク７３の内周面に固着されている。回転軸７５は、例えば鉄製である。回転軸７５は、ロータヨーク７３の上面に、下方に突出するように取り付けられている。回転軸７５は、ロータヨーク７３の中央部に回転軸７５の上方の端部が圧入された状態で、ロータヨーク７３に結合されている。

インペラ６２のハブ６３は、ロータヨーク７３の外周面に固定されている。ハブ６３は、例えば、接着剤を用いてロータヨーク７３の外周面に接着されている。

ステータ部８５は、軸受ホルダ７６と、軸受８１，８２と、ステータ７１とを有している。ステータ７１は、ステータコア７７と、インシュレータ７８（上側インシュレータ７８ａ、下側インシュレータ７８ｂ）と、コイル７９とを有している。

軸受ホルダ７６は、モータベース部６６に固定されている。ステータ７１は、軸受ホルダ７６の外周面に取り付けられている。ステータコア７７は、軸受ホルダ７６の外周にはめられた状態で装着されている。上側インシュレータ７８ａは、ステータコア７７に上方から装着されており、下側インシュレータ７８ｂは、ステータコア７７に下方から装着されている。ステータコア７７は、環状のヨーク部から径外方に延在する複数の突極を有したコアを所定枚数、軸方向に積層して構成されている。ステータコア７７に上側インシュレータ７８ａと下側インシュレータ７８ｂからなるインシュレータ７８が装着されている。コイル７９は、ステータコア７７の突極のそれぞれに、インシュレータ７８を介して巻かれた状態で、取り付けられている。

下側インシュレータ７８ｂの下側で、軸受ホルダ７６の外周部には、回路基板９０が装着されている。回路基板９０には、モータ２０を駆動するためのモータ駆動制御装置１が搭載されている。すなわち、回路基板９０には、モータ駆動制御装置１を構成する電子部品や回路パターン等が設けられている。

なお、ファン６１の駆動時において、ファン６１により生成される空気の流れは、回路基板９０の表面にはほとんど当たらない。図２に示されるように、回路基板９０は、例えば、モータベース部６６やロータヨーク７３等で表面のほとんどが直接露出しないように、ファン６１の内部に収納されている。なお、回路基板９０の配置態様はこれに限られるものではない。

図３は、モータ駆動制御装置１の回路構成を大まかに示す図である。

モータ駆動制御装置１は、モータ２０を駆動させる。本実施の形態において、モータ２０は、例えば３相のブラシレスモータである。モータ駆動制御装置１は、モータ２０の電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに周期的に駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。

モータ駆動制御装置１は、モータ駆動部２と、制御回路部３と、温度センサ（温度検出手段の一例）５とを有している。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、一部（例えば、制御回路部３及び後述のプリドライブ回路２ｂ）がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、モータ駆動制御装置１の全部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。

モータ駆動部２は、インバータ回路２ａ及びプリドライブ回路２ｂを有する。モータ駆動部２は、制御回路部３から出力された駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０を駆動させる。

プリドライブ回路２ｂは、制御回路部３による制御に基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力された出力信号に基づいてモータ２０に駆動信号を出力し、モータ２０が備える電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する。インバータ回路２ａは、例えば、直流電源Ｖｃｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対が、電機子コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対してそれぞれ配置されて構成されている。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点に、モータ２０の各相の端子が接続されている（不図示）。プリドライブ回路２ｂは、制御回路部３から後述のようにして出力される駆動制御信号Ｓｄに基づいて、出力信号として、例えば、インバータ回路２ａの各スイッチ素子に対応する６種類の信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌを出力する。これらの出力信号が出力されることで、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される（不図示）。

温度センサ５は、例えば、サーミスタである。温度センサ５は、温度センサ５の温度に応じてセンサ出力信号（温度検出手段の検出結果の一例）Ｔｓを出力する。すなわち、温度センサ５は、その周囲の温度を検知し、センサ出力信号Ｔｓとして出力する。

図４は、回路基板９０の一例を示す図である。

図４において、説明の簡略化のため、モータ駆動制御装置１を構成する電子部品は図示されておらず、主に、回路基板９０上に配置されるレジストの形状が実線で示されている。図３に示される二点鎖線は、インバータ回路２ａを構成する３組のスイッチ素子（発熱性体の一例）９３ｕ，９３ｖ，９３ｗ（Ｕ相に対応する一対のスイッチ素子９３ｕ、Ｖ相に対応する一対のスイッチ素子９３ｖ、Ｗ相に対応する一対のスイッチ素子９３ｗ）が搭載される位置を示している。各スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗは、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、動作に伴い発熱する。すなわち、各スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗは、ファン６１における発熱性体である。

温度センサ５は、回路基板９０上において、各スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗから所定の距離以上離れた位置に配置されている。すなわち、温度センサ５は、ファン６１における発熱性体から所定の距離以上離れた位置に配置されている。ここで、発熱性体から所定の距離以上離れた位置とは、その発熱性体からの熱の影響を比較的受けにくく、後述する、温度センサ５の温度と非発熱性体の温度との相関性を維持できる位置をいう。換言すると、温度センサ５は、回路基板９０上において、各スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗから発せられる熱の影響を比較的受けにくく、温度センサ５の温度と非発熱性体の温度（具体例としては、インペラ６２の温度）との相関性を維持できる位置である、各スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗから所定の距離以上離れた位置に配置されている。

温度センサ５の温度は、スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗなどの発熱性体の温度よりも低い、ファン６１が用いられる環境温度に近い温度となる。環境温度の変化に伴い、温度センサ５の温度が変化する。また、環境温度の変化に伴い、ファン６１のインペラ６２の温度も変化する。すなわち、温度センサ５の温度はインペラ６２の温度に相関する。そのため、温度センサ５は、インペラ６２の温度に相関する温度を検出する。検出結果は、センサ出力信号Ｔｓとして出力される。

本実施の形態において、温度センサ５は、ファン６１の動作時に気流が当たりにくい回路基板９０上に配置されているため、温度センサ５の温度は、気流による影響を受けにくい。そのため、温度センサ５の温度は、環境温度に対応する温度に維持されやすく、インペラ６２の温度と温度センサ５の温度とが高い相関関係を有するものとなっている。なお、温度センサ５に対してポッティングを施し、温度センサ５の温度が周囲の気流の影響を受けにくくなるようにしてもよい。

図３に戻って、制御回路部３には、速度指令信号Ｓｃと、センサ出力信号Ｔｓとが入力される。制御回路部３は、それらに基づいてモータ２０の駆動制御を行う。

速度指令信号Ｓｃは、例えば、制御回路部３の外部から入力される。速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度に関する信号である。例えば、速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の目標回転速度に対応するＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。換言すると、速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度の目標値に対応する情報である。なお、速度指令信号Ｓｃとして、クロック信号が入力されてもよい。

また、本実施の形態において、制御回路部３には、モータ２０から、３つのホール信号（位置検出信号の一例）Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、例えば、モータ２０に配置された３つのホール（ＨＡＬＬ）素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗの出力である。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、モータ２０のロータ７２の回転に対応する信号である。制御回路部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０の回転状態を検出し、モータ２０の駆動を制御する。すなわち、制御回路部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０のロータ７２の実際の回転数に関する実回転数情報を得て、モータ２０の駆動を制御する。また、制御回路部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０のロータ７２の回転位置を検出し、モータ２０の駆動を制御する。

３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ（以下、これらをまとめてホール素子２５ということがある）は、例えば、互いに略等間隔（隣り合うものと１２０度の間隔で）でモータ２０の回転子の回りに配置されている。ホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、それぞれ、ロータ７２の磁極を検出し、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを出力する。

なお、制御回路部３には、このようなホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに加えて、モータ２０の回転状態に関する他の情報が入力されるように構成されていてもよい。例えば、モータ２０の回転子の回転に対応するＦＧ信号として、回転子の側にある基板に設けたコイルパターンを用いて生成される信号（パターンＦＧ）が入力されるようにしてもよい。また、モータ２０の各相（Ｕ、Ｖ、Ｗ相）に誘起する逆起電圧を検出する回転位置検出回路の検出結果に基づいてモータ２０の回転状態が検知されるように構成されていてもよい。エンコーダやレゾルバなどを設け、それによりモータ２０の回転速度等の情報が検出されるようにしてもよい。

制御回路部３は、例えば、マイクロコンピュータやデジタル回路等で構成されている。制御回路部３は、入力される信号に基づいて、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄを出力する。具体的には、制御回路部３は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと、速度指令信号Ｓｃと、センサ出力信号Ｔｓとに基づいて、駆動制御信号Ｓｄをプリドライブ回路２ｂに出力する。

制御回路部３は、駆動制御信号Ｓｄを出力することで、モータ２０が速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で回転するようにモータ２０の回転制御を行う。すなわち、制御回路部３は、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。モータ駆動部２は、駆動制御信号Ｓｄに基づいて、モータ２０に駆動信号を出力してモータ２０を駆動させる。

図５は、制御回路部３の構成を示すブロック図である。

後述するように、制御回路部３は、温度センサ５により検出された温度について発熱性体からの熱の影響分を補正し、補正後の温度を検出温度情報Ｓ５（以下、単に検出温度Ｓ５ということがある）として出力する温度解析部（温度解析手段の一例）３６と、温度センサ５の検出結果に基づく検出温度Ｓ５と、ファン６１の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較して、その比較結果に基づいて、モータ２０の回転数の上限値を設定する回転数制限設定部（温度比較手段の一例、回転数設定手段の一例）３７と、モータ２０の回転数が回転数制限設定部３７により設定された上限値を超えないように制御するＰＷＭ指令部（回転数制御手段の一例）３３とを有している。制御回路部３は、温度センサ５によりインペラ６２の温度に相関する温度を検出する温度検出ステップと、温度センサ５の検出結果に基づく検出温度Ｓ５と、ファン６１の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較する温度比較ステップと、その比較結果に基づいて、モータ２０の回転数の上限値を設定する回転数設定ステップと、モータ２０の回転数が回転数制限設定部３７により設定された上限値を超えないように制御する回転数制御ステップとを行って、モータ２０の制御を行う。

すなわち、図５に示されるように、制御回路部３は、回転数算出部３１と、速度指令解析部３２と、ＰＷＭ指令部３３と、ＰＷＭ信号生成部３５と、温度解析部３６と、回転数制限設定部３７とを有している。

回転数算出部３１には、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。回転数算出部３１は、入力されたホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、各相とロータ７２との位置関係を示す位置信号を出力する。また、回転数算出部３１は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、位置信号の周期に対応する実回転数情報を生成して出力する。すなわち、回転数算出部３１は、モータ２０のロータ７２の実際の回転数に関する実回転数情報を出力する。図においては、位置信号と実回転数情報とを合わせて、実回転信号Ｓ２が示されている。実回転信号Ｓ２は、ＰＷＭ指令部３３に出力される。

速度指令解析部３２には、速度指令信号Ｓｃが入力される。速度指令解析部３２は、速度指令信号Ｓｃに基づいて、モータ２０の目標回転数を示す目標回転数信号Ｓ１（以下、単に目標回転数Ｓ１ということがある）を出力する。目標回転数Ｓ１は、速度指令信号Ｓｃに対応するデューティ比を示すＰＷＭ信号である。目標回転数Ｓ１は、ＰＷＭ指令部３３に出力される。

ＰＷＭ指令部３３には、回転数算出部３１から出力された実回転信号Ｓ２と、速度指令解析部３２から出力された速度指令信号Ｓｃに対応する目標回転数Ｓ１とが入力される。ＰＷＭ指令部３３は、実回転信号Ｓ２すなわち位置信号及び実回転数情報と、目標回転数Ｓ１とに基づいて、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３を出力する。ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３は、駆動制御信号Ｓｄを出力するためのデューティ比を示す情報である。ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３は、ＰＷＭ信号生成部３５に出力される。

ＰＷＭ指令部３３は、目標回転数Ｓ１と、モータ２０の回転数に対応する実回転数情報とを比較し、モータ２０の回転速度が目標回転数Ｓ１に対応するものとなるように、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３を生成する。

ＰＷＭ信号生成部３５には、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３が入力される。ＰＷＭ信号生成部３５は、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３に基づいて、モータ駆動部２を駆動させるためのＰＷＭ信号Ｓ４を生成する。ＰＷＭ信号Ｓ４は、例えば、デューティ比がＰＷＭ設定指示信号Ｓ３と同一となる信号である。換言すると、ＰＷＭ信号Ｓ４は、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３に対応するデューティ比を有する信号である。

ＰＷＭ信号生成部３５から出力されたＰＷＭ信号Ｓ４は、駆動制御信号Ｓｄとして制御回路部３からモータ駆動部２に出力される。これにより、モータ駆動部２からモータ２０に駆動信号が出力され、モータ２０が駆動される。

ここで、ＰＷＭ指令部３３は、モータ２０の回転数の上限値を超えない回転数の範囲において、目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように上述の制御を行う。換言すると、ＰＷＭ指令部３３は、目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように制御を行う際に、モータ２０の回転数を、上限値を超えないように制限する。

本実施の形態においては、上限値は、通常時の定常上限回転数（第１の上限値）と、定常上限回転数よりも所定の回転数だけ低い制限回転数（第２の上限値）とのいずれかに設定される。ＰＷＭ指令部３３は、定常上限回転数と、制限回転数とのいずれかを上限値として制御を行うように、予め設定されている。換言すると、ＰＷＭ指令部３３は、回転数の上限値を通常時の定常上限回転数として回転数の制御を行うか、上限値を通常時よりも低くして（制限回転数を上限値として）回転数を制限する制御を行うか、いずれかを行うように予め設定されている。

ＰＷＭ指令部３３は、回転数制限設定部３７から出力される回転数制限信号Ｓ６に基づいて、定常上限回転数を回転数の上限値とするか、制限回転数を回転数の上限値とするかを切り替える。すなわち、本実施の形態において、回転数制限信号Ｓ６は、回転数の上限値を切り替えるための信号（例えば、レジスタ等に設定されるフラグの値であってもよいし、所定のレベルの電圧値であってもよい）であり、回転数制限設定部３７は、回転数制限信号Ｓ６を出力することにより、モータ２０の回転数の上限値を設定する。例えば、定常上限回転数を回転数の上限値とする際の定常制御信号と、制限回転数を回転数の上限値とする際の上限制限信号とのいずれかが回転数制限信号Ｓ６として出力される。

回転数制限設定部３７は、後述のように、検出温度Ｓ５が第１の温度よりも高いことを少なくとも含む所定の設定条件が満たされたときに、回転数の上限値を、設定条件が満たされていないときよりも低い値に設定する。また、回転数制限設定部３７は、設定条件が満たされたことにより回転数の上限値の設定を行った状態において、第１の温度よりも低い第２の温度よりも検出温度Ｓ５が低いことを少なくとも含む所定の解除条件が満たされたとき、回転数の上限値を設定条件が満たされたときよりも高い値に設定する。本実施の形態においては、回転数制限設定部３７は、設定条件が満たされたときに、定常上限回転数よりも低い制限回転数を回転数の上限値に設定するための回転数制限信号Ｓ６（上限制限信号）を出力する。また、回転数制限設定部３７は、回転数の上限値が制限回転数に設定されている場合において解除条件が満たされたとき、回転数の上限値を定常上限回転数に設定するための回転数制限信号Ｓ６（定常制御信号）を出力する。

なお、本実施の形態において、回転数制限設定部３７は、設定条件が満たされていないときにモータ２０が回転可能な最大目標回転数よりも所定値だけ小さい回転数を回転数の上限値に設定する。すなわち、定常上限回転数は、設定条件が満たされていないときにモータ２０が回転可能な最大目標回転数ということができる。制限回転数は、定常上限回転数すなわち最大目標回転数よりも所定値だけ小さい回転数である。

本実施の形態において、設定条件は、検出温度Ｓ５が第１の温度よりも高い状態が、所定の第１の時間Ｔ１継続したことである。また、解除条件は、検出温度Ｓ５が第２の温度よりも低い状態が、所定の第２の時間Ｔ２継続したことである。第１の温度は、第２の温度よりも、所定の温度（Ｖ度）だけ高い温度である。すなわち、設定条件と解除条件とは、検出温度Ｓ５についての、いわゆるシュミットトリガを構成する。換言すると、設定条件と解除条件とには、ヒステリシスが設けられているといえる。また、設定条件と解除条件とのそれぞれには、時間に関する条件が含まれており、設定条件を満たしている状態と解除条件を満たしている状態との切り替わりが頻繁に発生しない状態にされている。これにより、回転数の上限値の設定状態が安定し、モータ２０の駆動状態を安定させることができる。

温度解析部３６には、温度センサ５から出力されたセンサ出力信号Ｔｓすなわち温度センサ５により検出された温度の情報が入力される。温度解析部３６は、温度センサ５の検出結果に対応して検出温度Ｓ５として出力する温度に関する、予め設定された情報（例えば、数式により温度を算出するための情報や、ルックアップテーブルにより出力する温度を特定するための情報であってもよいし、他の情報であってもよい）を有している。温度解析部３６は、センサ出力信号Ｔｓに基づいて、予め設定された情報に基づいて、検出温度Ｓ５を出力する。このとき、センサ出力信号Ｔｓと検出温度Ｓ５との関係は、温度センサ５の温度と、そのときのインペラ６２の温度との相関関係に基づくものとなっている。すなわち、検出温度Ｓ５は、インペラ６２の温度の推測値であるということができる。

図６は、制御回路部３が行う処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御回路部３は、図６に示されるように、入力された信号に基づいて、回転数を設定する制御を行い、ＰＷＭ指令部３３からＰＷＭ信号生成部５５にＰＷＭ設定指示信号Ｓ３を出力する。このようにしてＰＷＭ設定指示信号Ｓ３が出力されることにより、制御回路部３は、ＰＷＭ設定指示信号Ｓ３に基づく駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力し、モータ２０の駆動を制御する。図６に示される処理は、モータ駆動制御装置１の動作中に、繰り返して実行される。例えば、所定のクロック数毎に、図６に示される処理が実行される。

図６に示されるように、ステップＳ１１において、ＰＷＭ指令部３３は、実回転信号Ｓ２に基づいて、現在のモータ２０の実回転数を確認する。

ステップＳ１２において、ＰＷＭ指令部３３は、目標回転数Ｓ１を確認する。すなわち、ＰＷＭ指令部３３は、速度指令信号Ｓｃとして入力された速度指令を確認する。

ステップＳ１３において、回転数制限設定部３７は、温度解析部３６から出力された検出温度Ｓ５を確認する。

ステップＳ１４において、回転数制限設定部３７及びＰＷＭ指令部３３は、後述するように回転数設定処理を行う。これにより、ＰＷＭ設定値が算出される。

ステップＳ１５において、ＰＷＭ指令部３３は、回転数設定処理により算出されたＰＷＭ設定値に対応するＰＷＭ設定指示信号Ｓ３を出力する。

ステップＳ１５の処理が終了すると、一連の処理が終了する。

図７は、回転数設定処理を示すフローチャートである。

本実施の形態において、回転数設定処理では、回転数制限設定部３７により行われる、回転数の上限値の設定に関する処理（すなわち、回転数の制限の設定に関する処理）と、ＰＷＭ指令部３３により行われる、回転数を設定する処理（回転数に対応するＰＷＭ設定値を算出する処理）とが行われる。

すなわち、図７に示されるように、回転数設定処理がスタートすると、ステップＳ２１において、回転数制限設定部３７が、回転数制限信号Ｓ６の更新処理を行う。すなわち、回転数制限設定部３７は、回転数の上限値の設定に関するフラグを更新する処理を行う。これにより、更新後の回転数制限信号Ｓ６が、ＰＷＭ指令部３３に入力される。

ステップＳ２２において、ＰＷＭ指令部３３は、入力された回転数制限信号Ｓ６に基づいて、定常時よりも回転数を制限する必要があるか否か（すなわち、回転数の上限値を定常時よりも下げる必要があるか否か）を判断する。換言すると、ＰＷＭ指令部３３は、入力された回転数制限信号Ｓ６に基づいて、回転数の上限値を、定常上限回転数及び制限回転数のいずれかに設定する。ＰＷＭ指令部３３は、回転数を制限する必要がある（ＹＥＳ）と判断した場合（すなわち、回転数の上限値を制限回転数に設定した場合）には、ステップＳ２３に進み、回転数を制限する必要がない（ＮＯ）と判断した場合（すなわち、回転数の上限値を定常上限回転数に設定した場合）には、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２３において、ＰＷＭ指令部３３は、目標回転数Ｓ１と、実回転信号Ｓ２と、制限回転数とに基づいて、ＰＷＭ設定値を算出する。すなわち、この場合、目標回転数Ｓ１の値にかかわらず、制限回転数を上限として回転数が決定され、ＰＷＭ設定値が算出される。

他方、ステップＳ２４において、ＰＷＭ指令部３３は、目標回転数Ｓ１と、実回転信号Ｓ２と、定常上限回転数とに基づいて、ＰＷＭ設定値を算出する。本実施の形態において、定常上限回転数は、設定条件が満たされていないときにモータ２０が回転可能な最大目標回転数（例えば、速度指令信号ＳｃがＰＷＭ信号である場合、デューティ比が１００パーセントである場合に対応する回転数）である。そのため、この場合、実質的には、目標回転数Ｓ１と、実回転信号Ｓ２とに基づいて、目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように回転数が決定され、ＰＷＭ設定値が算出される。

なお、ＰＷＭ指令部３３にて設定されたＰＷＭ設定値は、ＰＷＭ指令部３３が参照するＰＷＭ設定レジスタに書き込まれ、ＰＷＭ指令部３３がＰＷＭ設定レジスタに書き込まれたＰＷＭ設定値に基づいてＰＷＭ設定指示信号Ｓ３を出力するが、これに限られるものではない。

図８は、回転数制限信号の更新処理を示すフローチャートである。

図８に示されるように、ステップＳ３１において、回転数制限設定部３７は、現在の回転数制限信号Ｓ６の状態を確認する。

ステップＳ３２において、回転数制限設定部３７は、回転数の制限を行っているか否か（すなわち、回転数制限信号Ｓ６として定常制御信号が出力されているか、上限制限信号が出力されているか）を判断する。回転数の制限を行っていない場合（定常制御信号が出力されている場合；ＮＯの場合）は、ステップＳ３３に進む。回転数の制限を行っている場合（上限制限信号が出力されている場合；ＹＥＳの場合）は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３３において、回転数制限設定部３７は、後述のように、第１更新処理を行う。

他方、ステップＳ３４において、回転数制限設定部３７は、後述のように、第２更新処理を行う。

図９は、第１更新処理を示すフローチャートである。

図９に示されるように、ステップＳ４１において、回転数制限設定部３７は、温度比較手段として機能し、検出温度Ｓ５が、第１の温度を超えているか否かを判断する。検出温度Ｓ５が第１の温度を超えている場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、回転数制限設定部３７は、回転数制限カウンタをインクリメントする。

ステップＳ４３において、回転数制限設定部３７は、回転数制限カウンタが既定値に達しているか否かを判断する。回転数制限カウンタが既定値に達した場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ４４に進み、そうでない場合（ＮＯの場合）には第１更新処理を終了する。すなわち、回転数設定処理は所定のクロック数毎に行われるため、回転数の制限を行っていない場合において検出温度Ｓ５が第１の温度を超えている状態が所定の第１の時間Ｔ１（回転数制限カウンタが既定値に達するまでの時間）継続したとき（設定条件が満たされたとき）には、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４において、回転数制限設定部３７は、回転数制限カウンタをクリアする。

ステップＳ４５において、回転数制限設定部３７は、回転数設定手段として機能し、回転数制限信号Ｓ６として上限制限信号を出力する。これにより、ＰＷＭ指令部３３において、回転数の上限値が制限回転数に制限されて、ＰＷＭ設定値が算出されることになる。

他方、回転数の制限を行っていない場合において、検出温度Ｓ５が第１の温度を超えていない場合（ステップＳ４１でＮＯ）には、ステップＳ４６において、回転数制限設定部３７が回転数制限カウンタをクリアする。これにより、それ以前に検出温度Ｓ５が第１の温度を超えている状態となって回転数制限カウンタがカウントされていた場合であっても、回転数制限カウンタがクリアされる。そのため、次に検出温度Ｓ５が第１の温度を超えたときには、回転数制限カウンタのカウント（検出温度Ｓ５が第１の温度を超えている時間の計時）がゼロから開始される。

ステップＳ４５の処理又はステップＳ４６の処理が行われると、図８の処理に戻る。

図１０は、第２更新処理を示すフローチャートである。

図１０に示されるように、ステップＳ５１において、回転数制限設定部３７は、温度比較手段として機能し、検出温度Ｓ５が、第２の温度より低いか否かを判断する。検出温度Ｓ５が第２の温度より低い場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２において、回転数制限設定部３７は、制限解除カウンタをインクリメントする。

ステップＳ５３において、回転数制限設定部３７は、制限解除カウンタが既定値に達しているか否かを判断する。制限解除カウンタが既定値に達した場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ５４に進み、そうでない場合（ＮＯの場合）には第２更新処理を終了する。すなわち、回転数設定処理は所定のクロック数毎に行われるため、回転数の制限を行っていない場合において検出温度Ｓ５が第２の温度より低い状態が所定の第２の時間Ｔ２（制限解除カウンタが既定値に達するまでの時間）継続したとき（解除条件が満たされたとき）には、ステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４において、回転数制限設定部３７は、制限解除カウンタをクリアする。

ステップＳ５５において、回転数制限設定部３７は、回転数設定手段として機能し、回転数制限信号Ｓ６として定常制御信号を出力する。これにより、ＰＷＭ指令部３３において、回転数の上限値が定常上限回転数に設定されて（通常時と比べて制限を行う状態が解除されて）、ＰＷＭ設定値が算出されることになる。

他方、回転数の制限を行っていない場合において、検出温度Ｓ５が第２の温度より低くない場合（ステップＳ５１でＮＯ）には、ステップＳ５６において、回転数制限設定部３７が制限解除カウンタをクリアする。これにより、それ以前に検出温度Ｓ５が第２の温度より低い状態となって制限解除カウンタがカウントされていた場合であっても、制限解除カウンタがクリアされる。そのため、次に検出温度Ｓ５が第２の温度より低くなったときには、制限解除カウンタのカウント（検出温度Ｓ５が第２の温度より低くなっている時間の計時）がゼロから開始される。

ステップＳ５５の処理又はステップＳ５６の処理が行われると、図８の処理に戻る。

以上説明したように、本実施の形態によれば、検出温度Ｓ５の大きさに基づいて、モータ２０の回転数の上限値が制限される。すなわち、所定の設定条件が満たされたときには、モータ２０の回転数の上限値が通常時の定常上限回転数から、それよりも低い制限回転数に制限される。また、このように回転数の上限値が制限回転数に制限されている場合において、所定の解除条件が満たされたときには、回転数の上限値の制限が解除され、通常時の定常上限回転数に設定される。

図１１は、モータ駆動制御装置１が行う制御の推移の一例について説明する図である。

図１１においては、上段から、検出温度Ｓ５の推移と、制御状態の推移と、回転数の上限値の推移とが示されている。第２の温度は設計温度であり、第１の温度は上限制限閾値温度である。また、通常時の回転数の上限値は定常上限回転数であり、上限制限時の回転数の上限値は制限回転数である。

図１１に示されるように、モータ２０の駆動が開始された時刻ｔ０からは、モータ駆動制御装置１は、定常制御状態となる。すなわち、回転数の上限値は定常上限回転数であり、目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように制御が行われる。

定常制御状態の駆動が継続するにつれ、検出温度Ｓ５が上昇し、時刻ｔ１に第１の温度を超えると、第１の時間Ｔ１の計時（回転数制限カウンタのカウント）が開始される。すなわち、この状態が第１の時間Ｔ１だけ継続したときに回転数の上限値を制限回転数とする、上限制限準備状態に移行する。このように検出温度Ｓ５が第１の温度を超えている状況が継続すると、時刻ｔ１から第１の時間Ｔ１が経過した時刻ｔ２において、上限制限状態に移行する。すなわち、回転数の上限値を制限回転数に切り替えて、制限回転数までの範囲において目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように制御が行われる。

上限制限状態において、検出温度Ｓ５が下降し時刻ｔ３に第２の温度より低くなると、第２の時間Ｔ２の計時（制限解除カウンタのカウント）が開始される。すなわち、この状態が第２の時間Ｔ２だけ継続したときに上限値の制限を解除する、定常制御準備状態に移行する。

ここで、時刻ｔ３から第２の時間Ｔ２が経過する前の時刻ｔ４において、検出温度Ｓ５が第２の温度を超えると、定常制御準備状態が解除され、元の制御状態すなわち上限制限状態に戻る。すなわち、回転数の上限値の制限は解除されないまま、回転数の上限値を制限回転数とした制御が継続される。

時刻ｔ５に、検出温度Ｓ５が第２の温度より低くなると、定常制御準備状態に移行し、再び第２の時間Ｔ２の計時が開始される。そして、このように検出温度Ｓ５が第２の温度より低い状況が継続すると、時刻ｔ５から第２の時間Ｔ２が経過した時刻ｔ６において、定常制御状態に移行する。すなわち、回転数の制限を解除し（回転数の上限値を定常上限回転数として）、目標回転数Ｓ１でモータ２０が回転するように制御が行われる。

このように、本実施の形態によれば、ファン６１が駆動されている環境が高温等になり、設定条件が満たされたときには、モータ２０の回転数の上限値が通常時の定常上限回転数から、それよりも低い制限回転数に制限される。そのため、高温環境下でモータ２０が高い回転数で回転することにより、インペラ６２が変形したり破損したりすることを防止することができる。具体的には、例えば、インペラ６２を構成する樹脂の可塑性が高くなる高温環境下において高回転数で回転されると、遠心力の作用によって羽根６４が伸長してケース６５等と干渉する可能性がある場合において、回転数を制限することにより羽根６４やケース６５の破損を防止することができる。すなわち、非発熱性体に異常状態が発生する可能性を低くすることができる。また、このように回転数が制限される高温環境下でも、モータ２０の駆動自体は継続して行うことが可能である。したがって、高温環境下でも、インペラ６２の破損等を防止しつつ、ファン６１が一定以上の機能を果たすことを期待することができる。

回路基板９０上に設けた１つの温度センサ５を利用して、検出温度Ｓ５を検出することができるので、ファン６１の製造コストを低減することができる。また、このような高温環境下において、モータ２０の回転数が制限されるので、モータ駆動制御装置１を構成する個々の発熱性体（スイッチ素子９３ｕ，９３ｖ，９３ｗ等の発熱する素子）の温度を個別に検出することなく、１つの温度センサ５を利用して、それらの発熱性体を熱的に保護することが可能になる。

第１の温度を、モータ２０の設計温度よりも高い温度に設定することにより、設計温度内では定常通りにモータ２０を駆動することができる。非発熱性体に破損等のおそれがある程度の高温環境に至るまでは、定常上限回転数を上限として定常の回転を保持できるため、ファン６１の冷却能力維持範囲を広くすることができる。

第１の時間Ｔ１だけ継続して検出温度Ｓ５が第１の温度を超えるまでは回転数の制限が行われない。そのため、設計温度の上限値から第１の温度に達するまでの温度加算分と第１の時間Ｔ１の加算分とを、非発熱性体の異常状態が発生するまでの熱ストレス容量に対応するようにすることができる。熱ストレス容量に相当する期間だけ、検出温度Ｓ５が上昇してから実際に回転数の制限が行われるまでのタイミングを遅くすることができるので、ファン６１の冷却機能をできるだけ高く確保することができる。

また、このように回転数の上限値が制限回転数に制限されている場合において、所定の解除条件が満たされたときには、回転数の上限値の制限が解除され、通常時の定常上限回転数に設定される。したがって、インペラ６２が変形したり破損したりする可能性が低い状態になったときには、通常通りに駆動可能にすることができる。回転数の上限値の制限の解除は、検出温度Ｓ５が第２の温度よりも低い状態が第２の時間Ｔ２だけ継続するまで行われない。そのため、非発熱性体の温度が下がり、異常状態が発生しにくくなる状態に確実に戻るまでの時間を確実に確保することができる。

温度センサ５は、前述したように、ファン６１における発熱性体から所定の距離以上離れた位置に配置されている。そのため、発熱性体の上昇温度の影響を排除し、非発熱性体であるインペラ６２に加わる雰囲気温度に相関した温度を正確に検出できる。温度センサ５による温度の検出結果は、温度解析部３６により、インペラ６２に加わる雰囲気温度に補正されて検出温度Ｓ５とされる。したがって、より正確に上限回転数の設定を行うことができる。

温度センサとしては、回路基板９０に設けられたサーミスタ等に限られず、制御回路部３等を構成する集積回路内に設けられた温度センサ等を用いてもよい。この場合、集積回路を、インバータ回路を構成するスイッチ素子等の発熱性体から所定の距離以上離れた位置に配置することにより、温度センサにより検知される温度とインペラ６２の温度とがより高い相関関係を有するようにして、回転数の上限を制限する制御をより効果的に行うことができる。

なお、所定条件や解除条件について、第２の温度は、例えば、ファン６１の設計温度の上限値（上記の通り、使用可能な温度範囲である動作保証温度の上限値ということができる）に設定されればよい。また、第１の温度は、ファン６１の設計温度よりも所定の温度（Ｖ度）だけ高い上限制限閾値温度に設定されればよい。所定の第１の時間Ｔ１や、第２の時間Ｔ２は、ファン６１の使用時に回転数の上限値の変更が繰り返されない程度に長い時間が設定されればよい。第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２とは同じ長さであってもよいし、異なる長さであってもよい。定常上限回転数は、上記の通りに最大目標回転数に設定することができるし、それより大きい回転数であってもよい。制限回転数は、定常上限回転数よりも所定量（所定の回転数又は所定の割合）だけ小さい回転数であってもよいし、適宜定常上限回転数よりも低くなるように設定された所定の回転数であってもよい。定常上限回転数は、設定されていなくてもよい。換言すると、定常上限回転数は、無限大に設定されていてもよい。

第１の温度、第１の時間Ｔ１、第２の時間Ｔ２、及び制限回転数は、例えば事前に試験等を行った結果に基づいて設定することができる。すなわち、インペラ６２の形状や材質、ファン６１の回転数、及びファン６１が用いられる環境など、種々の要因に応じて、適宜、後述のようにインペラ６２が変形したりファン６１が故障したりしないように、適宜設定することができる。第１の温度は、例えば、インペラ６２等の非発熱性体の熱的影響（変形、膨張の程度など）をもとに設定すればよい。

また、上述の実施の形態では、回転数の上限値が２通りのいずれかに設定されるが、これに限られるものではない。検出温度Ｓ５に応じて、回転数の上限値が３段階以上のいずれかの段階に設定されるようにしてもよい。また、回転数の上限値が定常時よりも制限されるとき、目標回転数Ｓ１に対して所定の割合を乗じた回転数が回転数の上限値となるように制御が行われるようにしてもよい。また、回転数制限設定部３７又はＰＷＭ指令部３３によって、検出温度Ｓ５に基づいて算出された上限値を回転数の上限値として設定するようにしてもよい。例えば、回転数制限設定部３７が、検出温度Ｓ５に基づいて回転数の上限値を算出し、その回転数の上限値の情報を回転数制限信号Ｓ６としてＰＷＭ指令部３３に出力するようにしてもよい。

また、第１の時間Ｔ１や第２の時間Ｔ２は、検出温度Ｓ５に応じて変動するように構成されていてもよい。例えば、検出温度Ｓ５と第１の温度との温度差が大きいとき、温度差が小さいときよりも第１の時間Ｔ２を短くするようにしてもよい。

［変形例の説明］

図１２は、本実施の形態の一変形例に係るモータ駆動制御装置１０１を示す図である。

図１２に示されるように、モータ駆動制御装置１０１においては、制御回路部３が、上述の実施の形態と比べて、さらに、モータ２０に流れる電流を監視する電流監視部（電流監視手段の一例）１３８と、モータ駆動制御装置１０１の電源電圧を監視する電圧監視部（電圧監視手段の一例）１３９とを備えている。以下の説明において、上述の実施の形態と同様の構成要素については同じ符号を付して示し、説明を省略することがある。

モータ駆動制御装置１０１において、回転数制限設定部３７は、検出温度Ｓ５と第１の温度との比較結果と、電流監視部１３８の監視結果である電流監視信号Ｓ７と、電圧監視部１３９の監視結果である電圧監視信号Ｓ８とに基づいて、モータ２０の回転数の上限値を設定する。

電流監視部１３８は、モータ２０の駆動電流を検出する。電流監視部１３８は、モータ駆動部２からモータ２０に流れる電流を検出する。電流監視部１３８は、例えば、インバータ回路２ａとグランド（ＧＮＤ）との間に配置された電流検出抵抗を有する。例えば、モータ２０に流れた電流はインバータ回路２ａを通り、電流検出抵抗を通って、グランド（ＧＮＤ）へ流れる。電流監視部１３８は、電流検出抵抗の両端の電圧からモータ２０に流れる電流を検出することができる。これにより、電流監視部１３８は、モータ２０に流れる駆動電流を電圧信号Ｉｓとして検出する。電流監視部１３８は、例えば、検出した駆動電流と所定の電流閾値とを比較して、比較結果を電流監視信号Ｓ７として出力する。

電圧監視部１３９は、モータ駆動制御装置１０１の直流電源Ｖｃｃに接続されている。電圧監視部１３９は、電源電圧を所定の電圧閾値と比較して、比較結果を電圧監視信号Ｓ８として出力する。

回転数制限設定部３７には、検出温度Ｓ５と、電流監視信号Ｓ７と、電圧監視信号Ｓ８とが入力される。回転数制限設定部３７は、検出温度Ｓ５と、電流監視信号Ｓ７と、電圧監視信号Ｓ８とに基づいて、所定の設定条件が満たされたときに上限制限信号を回転数制限信号Ｓ６として出力する。また、回転数の上限が制限されている場合において、所定の解除条件が満たされたときに、定常制御信号を回転数制限信号Ｓ６として出力する。これにより、ＰＷＭ指令部３３において、回転数の上限値が定常上限回転数又は制限回転数に設定されて、ＰＷＭ設定値が算出される。

本変形例において、設定条件や解除条件は、適宜設定することができる。例えば、上述の実施の形態のような検出温度Ｓ５と、第１の温度又は第２の温度との関係にしたがって、回転数の制限を行うか否かが切り替えられる。また、検出温度Ｓ５にかかわらず、駆動電流が電流閾値を超えたことを示す電流監視信号Ｓ７や電源電圧が所定の電圧閾値を超えたことを示す電圧監視信号Ｓ８が入力されたときに、回転数の制限を行うか否かが切り替えられる。また、例えば、電流監視信号Ｓ７や電圧監視信号Ｓ８に従って、第１の温度、第２の温度、又は第１の時間や第２の時間が変更されるようにしてもよい。

本変形例においては、モータ２０に流れる駆動電流やモータ駆動制御装置１の電源電圧が、発熱性体に与える影響を加味して、回転数の制限を行うことができる。すなわち、例えば発熱性体の温度が高くなりすぎるような駆動状態になったときに、回転数を制限することができる。したがって、非発熱性体を熱的に保護することができ、かつ、発熱性体を熱的に保護することができる。

［その他］

本発明は、ファンに限られない。モータに非発熱性体を取り付けた構造を有するモータ装置や、それを駆動するモータ駆動制御装置において広く用いることができる。

モータ装置やそのモータ駆動制御装置は、上述の実施の形態やその変形例に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。上記の実施の形態や変形例の特徴点が部分的に組み合わされてモータ装置やそのモータ駆動制御装置が構成されていてもよい。上記の実施の形態や変形例において、いくつかの構成要素が設けられていなかったり、いくつかの構成要素が他の態様で構成されていてもよい。

モータ駆動制御装置の各構成要素は、少なくともその一部がハードウエアによる処理ではなく、ソフトウエアによる処理であってもよい。

本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、３相のブラシレスモータに限られず、他の種類のモータであってもよい。ホール素子の数は、３個に限られない。ホール素子とは異なる検出器を用いて、モータの位置検出信号が得られるようにしてもよい。例えば、ホールＩＣ等を用いてもよい。また、モータは、ホール素子やホールＩＣ等の位置検出器を用いない、センサレス方式により駆動されるようにしてもよい。

上述のフローチャートなどは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではなく、例えば、各ステップの順番が変更されたり各ステップ間に他の処理が挿入されたりしてもよいし、処理を並列化してもよい。

上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウエアによって行われるようにしても、ハードウエア回路を用いて行われるようにしてもよい。例えば、制御回路部は、マイコンに限定されない。制御回路部の内部の構成は、少なくとも一部がソフトウエアで処理されるようにしてもよい。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１０１ モータ駆動制御装置、５ 温度センサ（温度検出手段の一例）、２０ モータ、３３ ＰＷＭ指令部（回転数制御手段の一例）、３６ 温度解析部（温度解析手段の一例）、３７ 回転数制限設定部（温度比較手段の一例、回転数設定手段の一例）、６１ ファン（モータ装置の一例）、６２ インペラ（非発熱性体の一例）、９０ 回路基板、９３ｕ，９３ｖ，９３ｗ スイッチ素子（発熱性体の一例）、１３８ 電流監視部（電流監視手段の一例）、１３９ 電圧監視部（電圧監視手段の一例）、Ｓ１ 目標回転数、Ｓ５ 検出温度、Ｓ７ 電流監視信号（電流監視手段の監視結果の一例）、Ｓ８ 電圧監視信号（電圧監視手段の監視結果の一例）、Ｔｓ センサ出力信号（温度検出手段の検出結果の一例）

Claims (12)

1. モータと前記モータに結合された非発熱性体とを有するモータ装置に搭載され、
   前記非発熱性体の温度に相関する温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出結果に基づく検出温度と、前記モータ装置の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較する温度比較手段と、
   前記温度比較手段の比較結果に基づいて、前記モータの回転数の上限値を設定する回転数設定手段と、
   前記モータの回転数が前記回転数設定手段により設定された前記上限値を超えないように制御する回転数制御手段とを備える、モータ駆動制御装置。
2. 前記回転数設定手段は、前記検出温度が前記第１の温度よりも高いことを少なくとも含む所定の設定条件が満たされたときに、前記上限値を前記設定条件が満たされていないときよりも低い値に設定する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記回転数制御手段は、前記上限値を超えない回転数の範囲において、目標回転数で前記モータが回転するように制御を行い、
   前記回転数設定手段は、前記設定条件が満たされていないときに前記モータが回転可能な最大目標回転数よりも所定値だけ小さい回転数を前記上限値に設定する、請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記設定条件は、前記検出温度が前記第１の温度よりも高い状態が所定の第１の時間継続したことを含む、請求項２又は３に記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記回転数設定手段は、前記設定条件が満たされたことにより前記上限値の設定を行った状態において、前記第１の温度よりも低い第２の温度よりも前記検出温度が低いことを少なくとも含む所定の解除条件が満たされたとき、前記上限値を前記設定条件が満たされたときよりも高い値に設定する、請求項２から４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記解除条件は、前記検出温度が前記第２の温度よりも低い状態が所定の第２の時間継続したことを含む、請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記温度検出手段は、前記モータ装置に搭載された回路基板に配置されており、
   前記温度検出手段は、前記モータ装置の発熱性体から所定の距離以上離れた位置に配置されている、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記温度検出手段により検出された温度について発熱性体からの熱の影響分を補正し、補正後の温度を前記検出温度として出力する温度解析手段をさらに備える、請求項１から７のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記モータに流れる電流を監視する電流監視手段と、電源電圧を監視する電圧監視手段との少なくとも１つをさらに備え、
   前記回転数設定手段は、前記温度比較手段の比較結果と、前記電流監視手段の監視結果及び前記電圧監視手段の監視結果の少なくとも１つとに基づいて、前記上限値を設定する、請求項１から８のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
10. 前記非発熱性体はインペラである、請求項１から９のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
11. モータと、
    前記モータの駆動を制御する請求項１から１０のいずれかに記載のモータ駆動制御装置と、
    前記モータに結合されたインペラとを備える、ファン。
12. 前記モータに結合された非発熱性体の温度に相関する温度を検出する温度検出ステップと、
    前記温度検出ステップの検出結果に基づく検出温度と、前記モータ装置の設計温度の温度範囲よりも高い所定の第１の温度とを比較する温度比較ステップと、
    前記温度比較ステップの比較結果に基づいて、前記モータの回転数の上限値を設定する回転数設定ステップと、
    前記モータの回転数が前記回転数設定ステップにより設定された前記上限値を超えないように制御する回転数制御ステップとを備える、モータの制御方法。

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