JPH09182489A

JPH09182489A - モータの駆動制御方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09182489A
Application number: JP8271068A
Authority: JP
Inventors: Yukie Imai; 志枝今井; Minoru Takahashi; 稔高橋; Joji Matsumoto; 丞二松本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-10-14
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱体の温度等の物理量を調節する調節装置
に用いられるモータにおいて、頻繁にモータの駆動又は
停止が繰り返されることによるモータの軸受けへの負担
を軽減し得るモータの駆動制御方法及びその装置を提供
する。これにより、モータの寿命の長期化を図る。【解決手段】温度検出センサ２により発熱体１の温度
を検出する。次いで、比較演算装置３が温度変化率Ｋn
等を算出して、発熱体１の温度、温度変化率等の変化状
況を把握し、そのときの変化状況に適した回転数変更特
性を選択する。そして、選択した特性に基づいてモータ
６の回転数を変更する指示信号をモータ制御ドライバ５
へ出力してモータ６を駆動制御する。これにより、頻繁
にモータの駆動／停止が繰り返されることを回避し、モ
ータの軸受けへの負担を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＵの冷却装置
等に用いられるモータの駆動制御方法及びその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＰＵの冷却用ファンモータ等は、小型
化の必要性等から軸受けに含油軸受けを用いたものが提
案されている。この含油軸受けの寿命は、ボールベアリ
ングに比べて短い上に、軸受けへの負担が大きいほど短
くなり、モータ自体の寿命を左右する。従って、軸受け
への負担は避けることが望ましい。

【０００３】このため、従来の冷却用ファンにおいて
は、ＣＰＵ等の発熱体の温度を温度センサによって一定
時間毎に検出し、その検出値が一定のしきい値よりも高
くなった場合にモータを駆動させて冷却する。そして、
冷却したことにより温度検出値がしきい値よりも低くな
った場合は、モータの回転を停止して冷却を中断する。
すなわち、冷却が必要な温度範囲を設定し、必要に応じ
てモータの回転／停止を制御し、長時間連続して回転さ
せる場合よりも軸受けへの負担を少なくすることによっ
てモータ寿命を延ばすことが図られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のモータの駆動制御は、一定のしきい値と温度検出値
とを比較することによってモータの回転／停止のみを制
御するものである。このため、冷却する対象であるＣＰ
Ｕ等の温度変化が激しく、頻繁にモータの駆動又は停止
が繰り返される場合にあっては、モータを駆動させて回
転を開始する時又は回転している状態から停止させる時
の瞬間的な衝撃によって、軸受けに与えられる負担が大
きくなる。従って、かかる場合における軸受けへの負担
は、長時間連続して回転させる場合と変わらず、モータ
寿命の長期化を図り得ないという問題点を有していた。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、頻繁にモータの駆動又は停止が繰り返される事
態を回避して軸受けへの負担を軽減することにより、モ
ータ寿命の長期化を可能とするモータの駆動制御方法及
びその装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
所定の物理量を調整する調整装置に用いられるモータの
駆動制御方法において、所定時間毎に前記物理量を検出
するとともに、検出した前記物理量の変化率を算出し、
前記変化率の各々の変化状況に対して、前記物理量を調
整するために定められた前記モータの回転数変更特性の
うち、算出した前記変化率の変化状況に応じた回転数変
更特性を選択し、選択した前記回転数変更特性に基づい
て前記モータの駆動を制御することを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のモ
ータの駆動制御方法において、前記物理量の所定のしき
い値、前記所定時間毎に検出した前記物理量、算出した
前記変化率及び前記モータの回転数を所定の記憶手段に
記憶し、新たに検出した前記物理量と、前記記憶手段に
記憶した前記所定時間前における前記物理量とにより、
新たに前記変化率を算出し、新たに算出した前記変化率
と、前記記憶手段に記憶した前記所定時間前における前
記変化率との差を算出し、新たに検出した前記物理量
と、前記記憶手段に記憶した前記しきい値との差を算出
し、新たに算出した前記変化率と、前記記憶手段に記憶
した前記所定時間前における前記変化率と、前記変化率
の差と、前記しきい値との差とによって前記変化率の変
化状況を把握して前記回転数変更特性を選択することを
特徴としている。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のモータの駆動制御方法において、前記変化率が急激
に変化した場合には前記所定時間を短い時間とし、前記
変化率が緩やかに変化した場合には前記所定時間を長い
時間とすることを特徴としている。

【０００９】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかの項記載のモータの駆動制御方法において、前記
調整装置は、前記モータによって回転させるファンを有
する冷却ファンであり、前記物理量は、前記冷却ファン
によって冷却される発熱体の温度であることを特徴とし
ている。

【００１０】請求項５記載の発明は、所定の物理量を調
整する調整装置に用いられるモータの駆動制御装置にお
いて、所定時間毎に前記物理量を検出する検出手段と、
前記物理量の変化率の各々の変化状況に対して、前記物
理量を調整するために定められた前記モータの回転数変
更特性を記憶した第１の記憶手段と、前記検出手段によ
って検出された前記物理量の変化率を算出するととも
に、算出した前記変化率の変化状況に応じた回転数変更
特性を選択して前記第１の記憶手段から読み出し、読み
出した前記回転数変更特性に基づいて前記モータの回転
数を指示する第１の指示信号を出力する演算手段と、前
記演算手段から出力された前記第１の指示信号に基づい
て前記モータの回転を制御するモータ回転制御手段とを
有することを特徴としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項５記載のモ
ータの駆動制御装置において、前記物理量の所定のしき
い値、前記検出手段により検出された前記物理量、前記
演算手段により算出された前記変化率及び前記第１の指
示信号により指示された前記モータの回転数を記憶する
第２の記憶手段を有し、前記演算手段は、前記第２の記
憶手段に記憶された前記しきい値、前記所定時間前にお
ける前記物理量、前記変化率及び前記モータの回転数を
読み出し、前記検出手段により新たに検出された前記物
理量と読み出した前記所定時間前における前記物理量と
により、新たに前記変化率を算出するとともに、その新
たに算出した前記変化率と読み出した前記所定時間前に
おける前記変化率との差と、新たに検出された前記物理
量と読み出した前記しきい値との差とを算出し、算出し
た前記変化率、前記変化率の差及び前記しきい値との差
と、読み出した前記所定時間前の前記変化率とに基づい
て前記回転数変更特性を選択して前記第１の記憶手段か
ら読み出し、読み出した前記回転数変更特性に基づいた
前記モータの回転数の変更量を前記読み出した前記所定
時間前における前記モータの回転数に加算したものを新
たな前記モータの回転数として新たな前記第１の指示信
号を出力する演算手段であることを特徴としている。

【００１２】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記
載のモータの駆動制御装置において、前記演算手段は、
前記変化率が急激に変化した場合には前記所定時間を短
い時間とし、前記変化率が緩やかに変化した場合には前
記所定時間を長い時間とする第２の指示信号を前記検出
手段へ出力する機能を有し、前記検出手段は、前記演算
手段から出力された前記第２の指示信号に基づいた時刻
に前記物理量を検出する検出手段であることを特徴とし
ている。

【００１３】請求項８記載の発明は、請求項５〜７のい
ずれかの項記載のモータの駆動制御装置において、前記
演算手段は、前記検出手段によって新たに検出された前
記物理量が前記しきい値より小さい場合、前記第２の記
憶手段に記憶された前記所定時間前における前記物理量
を読み出し、新たに検出された前記物理量と読み出した
前記物理量とにより、新たに前記変化率を算出するとと
もに、前記第２の記憶手段に記憶された前記所定時間前
における前記モータの回転数を読み出し、読み出した前
記モータの回転数が所定の下限値より大きいときは、前
記モータの回転を徐々に減速させるための所定の負の回
転数の変更量を前記読み出した前記モータの回転数に加
算したものを新たなモータの回転数として新たな前記第
１の指示信号を出力することを特徴としている。

【００１４】請求項９記載の発明は、請求項５〜８のい
ずれかの項記載のモータの駆動制御装置において、前記
調整装置は、前記モータによって回転させるファンを有
する冷却ファンであり、前記物理量は、前記冷却ファン
によって冷却される発熱体の温度であることを特徴とし
ている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１
実施形態によるモータ駆動制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【００１６】この図において、１は一定の温度以上とな
ったときに冷却することを必要とする発熱体であり、例
えば演算処理中のＣＰＵ等が該当する。２は発熱体１の
温度を一定時間Δｔ（例えば１秒、２秒等）毎に検出す
る温度検出センサである。

【００１７】３は温度検出センサ２によって検出された
発熱体１の温度（以下、「温度検出値」という）及びメ
モリ４に記憶されたデータに基づいて発熱体１の温度変
化状況を把握し、モータ制御ドライバ５へモータ６の回
転数を指示する信号を出力する比較演算装置である。ま
た、比較演算装置３は、前記温度検出値、単位時間当た
りの温度変化量及びモータ制御ドライバ５へ指示したモ
ータ６の回転数のデータをメモリ４へ出力し、メモリ４
はこれらデータを記憶する。なお、この比較演算装置３
の動作の詳細については後述する。

【００１８】モータ制御ドライバ５は、比較演算装置３
から出力されたモータ６の回転数の指示データに基づい
て、モータ６へ供給される回転数制御パラメータ、例え
ば、電流値や電圧値若しくは周波数等を制御することに
よって、モータ６を駆動制御する制御ドライバであり、
モータ６は、ファン７を回転させるモータである。そし
て、モータ６及びファン７から冷却ファン８が構成され
る。

【００１９】次に、図２に示すフローチャートを参照し
て本実施形態によるモータ駆動制御装置の動作について
説明する。

【００２０】まず、ステップＳ1において、温度検出セ
ンサ２によってある時刻ｔ_nにおける発熱体１の温度が
検出され、温度検出値Ｔnとして比較演算装置３へ入力
される。ここで、この温度検出は、装置全体の動作開始
以後一定時間Δｔ毎になされ、これによる温度検出値を
検出された順にＴ1、Ｔ2、…、Ｔnと添字をつけて表す
ものとする。

【００２１】次いで、ステップＳ2で比較演算装置３に
より、温度検出値Ｔnと限界値Ａとの比較がなされる。
ここに、限界値Ａとは、発熱体１の冷却が必要となるか
否かの基準となる温度値（しきい値）であり、発熱体１
の温度がＡ以下であればファン７を停止若しくは一定の
低速Ｒで回転させ、Ａを越える温度であれば後述するモ
ータ６の駆動制御によってファン７を回転させる、とい
う境界となる温度である。

【００２２】このとき、温度検出値Ｔnが上記限界値Ａ
を越えたとすると、ステップＳ2における比較演算の結
果が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ3へと進み、以下に
述べる比較演算装置３における演算処理によってモータ
６の回転数が決定され、これに基づいて冷却ファン８の
運転が制御される。

【００２３】ステップＳ3では、メモリ４から前回の温
度検出値Ｔn-1及び温度変化率Ｋn-1を読み込む。ここ
に、温度変化率Ｋn-1は、前回（時間Δｔ前）の温度検
出時に比較演算装置３によって算出され、メモリ４に記
憶された温度変化率である。次いで、ステップＳ4で温
度変化率Ｋnを算出し、ステップＳ5で前回の温度変化率
Ｋn-1と温度変化率Ｋnとの差ΔＫnを求め、ステップＳ6
で限界値Ａと温度検出値Ｔnとの温度差Ｋ’nを求める。
そして、ステップＳ7へ進む。

【００２４】なお、装置全体が動作を開始して最初の温
度検出が行われたときの温度変化率Ｋ1については、時
刻ｔ_n-1における温度検出値Ｔ0がないので、これを０と
したり、若しくは適当な値を事前に与えておいたりする
ことによって算出するか、又は、算出せず、２回目の温
度検出以降から算出することとしてもよい。

【００２５】ステップＳ7においては、図３に示すフロ
ーチャートに従い、このときの温度変化率Ｋn、Ｋn-1及
び差ΔＫnの値が図４のＫn-1−Ｋn平面中のどの領域に
属するかによって、モータ回転数の変更量Δｒを決定す
るための回転数変更特性が選択される。ここにいう回転
数変更特性とは、発熱体１の温度変化状況を表す温度変
化率Ｋn、Ｋn-1、差ΔＫn及び差Ｋ’nの値に対する変更
量Δｒを示したものである。

【００２６】この回転数変更特性は、発熱体１の温度や
モータ６の性能等に応じて的確な冷却が行われるように
事前に設定される。本実施形態においては、前記回転数
変更特性の一例として図５〜図１０に示す一定の勾配を
有する直線群で表される特性〜特性が用いられる。
これらの直線群は、図示のように、Ｋ’nの値が…＜ａ_i
＜ａ_j＜ａ_k＜ａ_l＜…なる値それぞれに該当する場合に
対応する直線からなる。なお、これら回転数変更特性に
ついてのデータは、メモリ４に記憶するものとしたり、
比較演算装置３の内部にＲＯＭ（リードオンリメモリ）
を設けて記憶するものとしたりして、適宜参照すること
ができるようにする。

【００２７】以下に、図２のステップＳ7における前記
回転数変更特性の選択過程について、図３のフローチャ
ート、図４のＫn-1−Ｋn平面及び図１１に示す発熱体１
の温度変化のグラフを参照して詳述する。図３のフロー
チャートでは、温度変化率Ｋn、Ｋn-1、差ΔＫnの順で
これらの値の正負等を判断して、特性を選択する過程が
示されている。

【００２８】まず、図１１における時刻ｔ_i+12〜ｔ_i+14
のの記号で示した温度変化過程のように、温度検出値
が続けて上昇し、その上昇の度合いが増加したとする。
このとき、温度変化率Ｋn及びＫn-1は正であり、かつ、
差ΔＫnは正である。従って、図３におけるステップＳ
Ｓ1でのＫn≧０であるか否かの判断結果が「Ｙｅｓ」で
ステップＳＳ2へ進み、ステップＳＳ2でのＫn-1≧０で
あるか否かの判断結果が「Ｙｅｓ」でステップＳＳ3へ
と進み、ステップＳＳ3でのΔＫnの値についての判断に
より、特性が選択される。なお、この場合の温度変化
率Ｋn、Ｋn-1及び差ΔＫnは、図４中のの領域に属し
ている。

【００２９】このようにして選択された特性は、上述
のように発熱体１の温度が上昇し続け、更にその上昇の
度合いが増加した場合に対処するべく、図５に示すよう
に、急勾配を有する直線とし、これにより対応付けられ
るモータ回転数の変更量Δｒが大きくなるように設定さ
れる。

【００３０】また、図１１の時刻ｔ_i+11〜ｔ_i+13のの
記号で示した温度変化過程のように、温度検出値が続け
て上昇し、温度検出値の上昇の度合いが等しかった場合
及び時刻ｔ_i+2〜ｔ_i+4のの記号で示した温度変化過程
のように、温度検出値が変化せず、温度検出値の上昇が
なかった場合にあっては、温度変化率Ｋn及びＫn-1は正
又は０であり、差ΔＫ_nは０である。従って、この場合
は、ステップＳＳ1、ＳＳ2、ＳＳ3までは上記の温度
変化過程の場合同様に進み、ステップＳＳ3における判
断により、特性が選択される。ここで、このときの温
度変化率Ｋn、Ｋn-1及び差ΔＫnは、図４中、原点を含
み、原点から第１象限に伸びる直線（Ｋn＝Ｋn-1）上の
の領域に属している。

【００３１】更に、図１１の時刻ｔ_i〜ｔ_i+3のの記号
で示した温度変化過程のように、温度検出値が続けて上
昇し、温度検出値の上昇の度合いが減少したとすると、
この場合もステップＳＳ1、ＳＳ2、ＳＳ3までは同様に
進み、ステップＳＳ3において、ΔＫ＜０であることか
ら特性が選択される。このときの温度変化率Ｋn、Ｋn
-1及び差ΔＫnは、図４中のの領域に属している。

【００３２】図１１におけるこれら、の温度変化過
程の場合は、発熱体１の温度が変化しないか又は上昇し
続けてはいるが、図１１における特性が選択された場
合ほど温度上昇が激しくはない。従って、図６、図７に
示すように、特性、の直線の勾配は特性の直線の
勾配より緩やかなものとされ、対応付けられるモータ回
転数の変更量Δｒは特性の場合よりは小さくなる。

【００３３】一方、図１１の時刻ｔ_i+10〜ｔ_i+12のの
記号で示した温度変化過程のように、温度検出値が一旦
下降した後再び上昇したとする。このとき、温度変化率
Ｋnは正であり、Ｋn-1は負である。従って、図３におけ
るステップＳＳ1での判断結果が「Ｙｅｓ」でステップ
ＳＳ2へ進み、ステップＳＳ2での判断結果が「Ｎｏ」で
特性が選択される。また、例えば時刻ｔ_i+5〜ｔ_i+7の
の記号で示した温度変化過程のように、温度検出値が
一旦下降した後、上昇も下降もしない場合（Ｋn＝０の
場合）も同様に特性が選択される。なお、この場合の
温度変化率Ｋn、Ｋn-1及び差ΔＫnは、図４中のの領
域に属している。

【００３４】このような温度変化のときは、より強力な
冷却が必要であるため、図８に示すように、特性は相
当の急勾配を有する直線とし、これにより対応付けられ
るモータ回転数の変更量Δｒは相当に大きくなるように
設定される。

【００３５】次に、図１１における時刻ｔ_i+4〜ｔ_i+6の
の記号で示した温度変化過程のように、温度検出値が
上昇し、その後下降した場合及び時刻ｔ_i+6〜ｔ_i+8の
の記号で示した温度変化過程のように、温度検出値が変
化せず、その後下降した場合にあっては、温度変化率Ｋ
nは負であり、Ｋn-1は正又は０である。従って、図３に
おけるステップＳＳ1での判断結果が「Ｎｏ」でステッ
プＳＳ4へ進み、ステップＳＳ4での判断結果が「Ｙｅ
ｓ」で図７の特性が選択される。この場合は、発熱体
１の温度が下降し始めてはいるものの、以前は上昇して
いた、或いは一定であったということを考慮して正の勾
配を有する特性を選択するのである。

【００３６】また、図１１における時刻ｔ_i+9〜ｔ_i+11
のの記号で示した温度変化過程のように、温度検出値
が続けて下降し、その下降の度合いが減少したとする。
このとき、温度変化率Ｋn、Ｋn-1は負であり、差ΔＫn
は正である。従って、図３におけるステップＳＳ1での
判断結果が「Ｎｏ」でステップＳＳ4へ進み、ステップ
ＳＳ4での判断結果が「Ｎｏ」でステップＳＳ5へ進み、
ステップＳＳ5でのΔＫnの値についての判断により、特
性が選択される。

【００３７】この場合は、発熱体１の温度が下降してい
るが、その度合いが減少しているので、再び上昇しない
ようにするために相当の急勾配を有する直線の特性を
選択するのである。

【００３８】一方、図１１における時刻ｔ_i+8〜ｔ_i+10
のの記号で示した温度変化過程のように、温度検出値
が下降し続け、その下降の度合いが等しかったとする
と、温度変化率Ｋn、Ｋn-1は負であり、差ΔＫnは０で
ある。従って、図３におけるステップＳＳ1での判断結
果が「ＮＯ」でステップＳＳ4へ進み、ステップＳＳ4で
の判断結果が「ＮＯ」でステップＳＳ5へ進み、ステッ
プＳＳ5における判断により、特性が選択される。こ
こで、このときの温度変化率Ｋn、Ｋn-1及び差ΔＫn
は、図４中、原点から第３象限に伸びる直線（Ｋn＝Ｋn
-1）上のの領域に属している。尚、このの領域は、
図４において原点を含まない。

【００３９】更に、図１１の時刻ｔ_i+7〜ｔ_i+9のの記
号で示した温度変化過程のように、温度検出値が下降し
続け、その下降の度合いが増加したとすると、この場合
もステップＳＳ1、ＳＳ4、ＳＳ5までは上記の温度変
化過程の場合と同様に進み、ステップＳＳ5において、
ΔＫ＜０であることから特性が選択される。このとき
の温度変化率Ｋn、Ｋn-1及び差ΔＫnは、図４中のの
領域に属している。

【００４０】これら、の温度変化過程の場合は、発
熱体１の温度が下降し続け、順調に冷却が進んでいる場
合である。従って、必要以上の冷却を抑えるため、図
９、図１０に示すように、特性及び特性は、正の勾
配を有する直線であるが、これらによって対応付けられ
るモータ回転数の変更量Δｒを負とする。

【００４１】以上述べた図２のステップＳ7における回
転数変更特性の選択過程を経て、ステップＳ8におい
て、選択された特性における温度変化率Ｋnの値と温度
差Ｋ’nの値に基づいたモータ回転数の変更量Δｒが決
定される(図５〜図１０参照）。

【００４２】そして、ステップＳ9で変更前のモータ回
転数Ｒをメモリ４から読み出し、前述の決定した変更量
Δｒと加算したものを変更後のモータ回転数Ｒ’とす
る。

【００４３】続いて、ステップＳ10において、比較演算
装置３によって、前記変更後のモータ回転数Ｒ’が、モ
ータ６の回転数を指示するデータとしてモータ制御ドラ
イバ５へ出力される。これにより、モータ制御ドライバ
５は、該データに基づいて、モータ６へ供給される回転
数を制御するパラメータ量、例えば、電流値や電圧値若
しくは周波数等を制御してモータ６を駆動制御する。そ
して、ファン７の回転が調節され、温度検出値Ｔnの変
化に対応した冷却ファン８の運転が行われる。

【００４４】また、ステップＳ11で上記温度検出値Ｔ
n、温度変化率Ｋn及び変更後のモータ回転数Ｒ’が比較
演算装置３から出力され、メモリ４内の温度検出値Ｔn-
1、温度変化率Ｋn-1及びモータ回転数Ｒのデータが更新
された後にステップＳ1へ戻る。

【００４５】次に、ステップＳ2において、温度検出値
Ｔnが上記限界値Ａ以下であった場合について説明す
る。この場合、比較演算装置３が発熱体１の冷却は不要
と判断し、ステップＳ2での比較演算の結果が「ｎｏ」
となり、ステップＳ12へ進む。そして、比較演算装置３
が、このときのモータ回転数Ｒをメモリ４から読み出
し、モータ６の回転数の下限値として予め設定したモー
タ回転数Ｒ1（≧０）との比較演算を行う。尚、このモ
ータ回転数Ｒ1は、モータ回転／停止の頻発を回避する
ため、Ｒ1＞０に設定することが望ましい。

【００４６】ここで、モータ回転数Ｒがモータ回転数Ｒ
1に等しい場合は、ステップＳ12での比較演算の結果が
「ｎｏ」となり、ステップＳ13、Ｓ14をジャンプしてス
テップＳ15へ進む。一方、モータ回転数Ｒがモータ回転
数Ｒ1よりも大きい場合は、ステップＳ12での比較演算
の結果が「ｙｅｓ」となり、ステップＳ13へ進む。

【００４７】ステップＳ13では、モータ回転数Ｒに予め
設定したモータ回転数の変更量Δｒ _Aを加算したものを
変更後のモータ回転数Ｒ’とする。ここで、変更量Δｒ
_Aは、モータ回転数Ｒを徐々に減少させるような負の一
定値に設定する。そして、ステップＳ14で比較演算装置
３からモータ回転数Ｒ’がモータ６の回転数を指示する
データとしてモータ制御ドライバ５へ出力され、モータ
６が駆動制御される。

【００４８】これにより、モータ６の回転が急激に減速
・停止等することが防止され、発熱体１の冷却が不要と
なった場合には、モータ６の回転が徐々に減速されるこ
ととなる。

【００４９】次いで、ステップＳ15で温度変化率Ｋnを
算出し、ステップＳ16で温度検出値Ｔn、温度変化率Ｋn
及び変更後のモータ回転数Ｒ’が比較演算装置３から出
力され、メモリ４内の温度検出値Ｔn-1、温度変化率Ｋn
-1及びモータ回転数Ｒのデータが更新された後にステッ
プＳ1へ戻る。

【００５０】以後、同様に上述の動作が繰り返されるこ
とにより、モータ６の駆動制御が行われる。そして、発
熱体１の温度変化状況に対応した冷却ファン８の運転が
行われる。これにより、モータ６の駆動又は停止が頻繁
に繰り返される事態を回避し、モータ６の軸受けへの負
担を軽減することができるとともに、発熱体１の温度変
化状況に適合した冷却ファン８の運転を行うことができ
る。但し、システムの起動時のモータ回転数Ｒは、Ｒ≧
Ｒ1≧０とする。

【００５１】以上述べた本発明の第１の実施形態におい
ては、図２のステップＳ7における回転数変更特性の選
択過程を図３のフローチャート及び図４のＫn-1−Ｋn平
面を参照して説明したが、本発明における回転数変更特
性の選択過程は、かかるものに限られるものではない。
以下に他の形態によるステップＳ7における回転数変更
特性の選択過程について例を挙げて説明する。

【００５２】図１２は、〜の６つの領域に区分され
たＫn-1−Ｋn平面である。この領域区分は、図４の及
びの領域である直線Ｋn＝Ｋn-1に一定の幅を持たせた
ものとなっている。図４における及びの領域は、差
ΔＫnが０のとき、すなわち温度変化率ＫnとＫn-1とが
等しいという、発熱体１の温度変化を考慮するに極めて
稀な場合が該当する領域である。一方、図１２の領域区
分によれば、温度変化率ＫnとＫn-1とが等しくなくと
も、その差ΔＫnがある一定の範囲内（ｋ₂≦ΔＫn≦
ｋ₁）にあり、温度変化率ＫnとＫn-1とがほぼ等しい場
合であれば、温度変化率Ｋnが一定の場合に適合した回
転数変更特性（特性又は特性）が選択されることと
なる。

【００５３】この図１２の領域区分に基づく回転数変更
特性の選択は、図１３のフローチャートに示す比較演算
装置３の比較演算によって行われる。まず、ステップＳ
Ｓ10で差ΔＫnの値につての判断がなされる。ここでの
判断結果により、差ΔＫnが一定値ｋ₁より大きい場合、
すなわち、温度検出値の変化の度合いが、ある一定の基
準を越えて増している場合は、ステップＳＳ11へ進み、
温度変化率Ｋn-1が正又は０（前回温度検出時上昇傾
向）であれば特性が、温度変化率Ｋn-1が負（前回温
度検出時下降傾向）であれば特性が選択される。

【００５４】一方、差ΔＫnが一定値ｋ₁からｋ₂の範囲
にあるとき（ｋ₂≦ΔＫn≦ｋ₁）、すなわち、温度変化
の度合いがある一定の範囲内である場合は、ステップＳ
Ｓ10からステップＳＳ12へ進み、温度変化率Ｋnが正又
は０（今回温度検出時上昇傾向）であれば特性が、温
度変化率Ｋnが負（今回温度検出時下降傾向）であれば
特性が選択される。

【００５５】更に、差ΔＫnが一定値ｋ₂より小さい場
合、すなわち、温度変化の度合いが、ある一定の基準以
下に減じている場合は、ステップＳＳ10からステップＳ
Ｓ13へ進み、温度変化率Ｋn-1が正又は０であれば特性
が、温度変化率Ｋn-1が負であれば特性が選択され
る。

【００５６】このようにして、図１２の領域区分に基づ
く回転数変更特性の選択が行われる。なお、図１３のフ
ローチャートに示す比較演算は一例にすぎず、図１２の
領域区分に基づく回転数変更特性の選択が可能であれ
ば、比較演算の過程は他の形態でもよい。ここで、図３
のフローチャートに示す比較演算をもとにして変形を加
えた比較演算のフローチャートを図１４に示す。

【００５７】図１４のフローチャートでは、差ΔＫnの
値についての比較演算の部分が図３のフローチャートと
異なっている。図１４では、ステップＳＳ1’、ＳＳ
2’、ＳＳ4’で温度変化率Ｋn、Ｋn-1の値についての比
較演算を図３のステップＳＳ1、ＳＳ2、ＳＳ4同様行っ
た後に差ΔＫnの値についての比較演算（ステップＳＳ
3’ＳＳ20、ＳＳ21、ＳＳ5’）へと進む。

【００５８】そして、ステップＳＳ3’では差ΔＫnの値
が一定値ｋ₁より大きければ特性が、一定値ｋ₁からｋ
₂の範囲にあるときは特性が、一定値ｋ₂より小さけれ
ば特性が、それぞれ選択される。これは図３のステッ
プＳＳ3で特性が選択される範囲が広まったものとな
っている。また、ステップＳＳ2’での判断結果が「ｎ
ｏ」でステップＳＳ20へ進んだ場合は、Ｋn≧０、Ｋn-1
＜０であることから、温度変化率Ｋn、Ｋn-1が図１２の
第２象限にあることとなるので、差ΔＫnと一定値ｋ₁と
の比較演算のみで特性、のいずれかが選択される。

【００５９】一方、ステップＳＳ4’での判断結果が
「ｙｅｓ」でステップＳＳ21へ進んだ場合は、Ｋn＜
０、Ｋn-1≧０であることから、温度変化率Ｋn、Ｋn-1
が図１２の第４象限にあることとなるので、差ΔＫnと
一定値ｋ₂との比較演算のみで特性、のいずれかが
選択される。更に、ステップＳＳ5’へ進んだ場合は、
ステップＳＳ3’における比較演算同様の処理により、
特性、、のうちのいずれかが選択される。

【００６０】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。本発明の第２の実施の形態によるモータの駆
動制御装置は、上述の図１のブロック図に示すモータの
駆動制御装置の構成において、比較演算装置３における
演算処理に以下に述べる演算処理を追加し、温度検出セ
ンサ２に比較演算装置３から出力された信号によって指
示された時刻に発熱体１の温度検出を行う機能を有する
ものを用いた構成とする。

【００６１】このような構成において、図２に示すフロ
ーチャートのステップＳ1、Ｓ2及びＳ3又はＳ12〜Ｓ14
における動作を上記同様に行い、ステップＳ4又はＳ15
で温度変化率Ｋnを算出した後、その温度変化率Ｋnの絶
対値と前回（時間Δｔ前）の温度変化率Ｋn-1の絶対値
との比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜を求める。

【００６２】次に、図１５に示すように、比｜Ｋn｜／
｜Ｋn-1｜が１より大のとき、すなわち、発熱体１の温
度変化の度合いが増しているときには、温度検出の周期
を短くするように時間Δｔを設定する。又、比｜Ｋn｜
／｜Ｋn-1｜が１に等しいとき、すなわち、温度変化の
度合いが一定のときには、時間Δｔを一定として温度検
出の周期を一定とする。一方、比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜が
１より小のとき、すなわち、温度変化の度合いが減少し
ているときには、温度検出の周期を長くするように時間
Δｔを設定する。

【００６３】そして、上記同様に図２のフローチャート
におけるステップＳ5〜Ｓ11の動作を行い、前述の過程
により設定した時間Δｔに基づいた温度検出時刻を指示
する信号を比較演算装置３から温度検出センサ２へ出力
し、温度検出センサ２が該信号により指示された時刻に
発熱体１の温度を検出する。なお、ステップＳ12へ進ん
だ場合にあっては、ステップＳ16の動作後に前記温度検
出時刻を指示する信号が温度検出センサ２へ出力される
ようにする。

【００６４】以後、かかる時刻毎の温度検出値に基づい
て上述のモータ６の駆動制御を行う。これにより、発熱
体１の発熱量が急激に変化しているときには細かい時間
間隔で、緩やかに変化しているときは粗い時間間隔でモ
ータ６の駆動制御を行うことができ、発熱体１の温度変
化状況に一層適合した冷却ファン８の運転を行うことが
できる。

【００６５】なお、上述した温度検出時刻の指示は、時
間Δｔを一定とする場合を比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜が１に
等しいときのみとしたが、比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜が１に
近いある範囲内である場合に一定とすることとしてもよ
い。更に、このような温度検出時刻の指示を行う場合の
指標は、上述した比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜に限られるもの
ではなく、差ΔＫnや温度差Ｋ’n等を用いるものとして
もよい。

【００６６】また、上述のモータ駆動制御装置によるモ
ータ６の駆動制御により、冷却ファン８が所望の冷却性
能を発揮しているか否かを確認するため、モータ６又は
ファン７の回転状態を監視するものとしてもよい。これ
は、前記回転状態を検出する回転検出部を設けることに
よって行うことができる。

【００６７】例えば、（ａ）モータ６の電流値、電圧値等を計測する計測機器
を設置し、該計測機器の計測値によってモータ６の回転
状態を監視する。（ｂ）ファン７の羽根の一枚に光反射材を取り付けると
ともに、該反射材からの反射光を検出する光センサを設
置し、該光センサによって検出される前記反射光による
信号からファン７の回転状態を監視する。（ｃ）モータ６内の磁石の動きを検出するホール素子を
設置し、該ホール素子の検出結果によってモータ６の回
転状態を監視する。（ｄ）ファン７による送風状態を検出する風速センサ、
圧力センサ等を設置し、該センサの検出結果によってフ
ァン７の回転状態を監視する。等である。

【００６８】これにより、モータ６又はファン７が所望
の回転状態にないことが発見された場合には、装置全体
をリセットしたり、異常表示をするようにしたりして対
処する。

【００６９】なお、上記本発明の実施の形態は、発熱体
を冷却する冷却ファンのモータの駆動制御をするもので
あるが、同様のモータの駆動制御装置を、種々のポンプ
に用いられるモータにおいて用いるものとしてもよい。
例えば、一定の容器に水を汲み上げるポンプの場合、該
容器における水位を所定の時間毎に検出するセンサを設
け、該センサによる水位の検出結果及びその変化率に基
づき、上述同様のモータの駆動制御によって前記ポンプ
のモータを制御する。これにより、前記容器内の水位変
化に適合した水の供給を行うことができる。

【００７０】また、かかるポンプによって供給される所
定の気体、液体等の量を、上記実施の形態における発熱
体１の温度変化に基づいてモータを駆動制御することに
よって調節するものとしてもよい。そして、前記所定の
気体、液体等に、発熱体１の冷却用に用いることができ
るものを用いることにより、ファンの回転による送風以
外の手法で発熱体１を冷却することができる。

【００７１】さらに、物体を把持するロボットのハンド
等に用いられるモータにおいて、把持する物体と前記ハ
ンド等が接する面の圧力を所定の時間毎に検出するセン
サを設け、検出した圧力の大きさ及びその変化率に基づ
いて上述同様のモータ駆動制御を行うことにより、前記
ハンド等の握力を調節するものとしてもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
熱体の温度等、所定の物理量の変化状況に応じて、モー
タの回転が高速又は低速となるように駆動制御される。
これにより、継続してモータを回転させる場合や、頻繁
にモータの駆動／停止が繰り返される場合に比べ、モー
タの軸受けへの負担が大幅に軽減されるので、モータの
寿命を長期化することができるという効果が得られる。
更に、本発明では、前記物理量の変化状況に追従する形
でモータの駆動制御がなされることによって、前記物理
量が所望の状態となるように調整される。従って、対象
とする物理量の変化状況に一層適した調整が可能となる
という効果が得られる。

【００７３】また、請求項２記載の発明によれば、ある
時刻と、その時刻から所定時間が経過した時刻の双方に
おける物理量の値やその変化率等、様々な視点に基づい
て前記変化状況を把握することとしているので、それぞ
れの時刻における前記変化状況に対して、より適合した
回転数変換特性を選択することができる。

【００７４】そして、このようなモータの駆動制御方法
を実行する請求項５又は６記載の発明によるモータの駆
動制御装置は、物理量の検出手段、所定の記憶手段、演
算手段及びモータ回転制御手段により構成され、モータ
の回転数の指示に関してさほど複雑な演算処理を要しな
い。従って、本発明によるモータ駆動制御装置が大きな
スペースを専有することはなく、含油軸受けを用いたモ
ータを使用して装置全体の小型化を図ることを害するよ
うなこともない。

【００７５】更に、請求項３又は７記載の発明によれ
ば、回転数変更特性を選択する指標とする前記変化率の
変化に応じて物理量検出の時間間隔を変化させる。従っ
て、物理量の変化が激しいときには、短い時間間隔でモ
ータの回転数が随時指示され、物理量の変化が緩やかな
ときには、長い時間間隔でモータの回転数が指示される
ようになる。これにより、前記変化状況に一層迅速かつ
適切に対応したモータの駆動制御を行うことができると
いう効果が得られる。

【００７６】加えて、請求項８記載の発明によれば、検
出された物理量が所定のしきい値より小さく、かつ、モ
ータの回転数が所定の下限値より大きい場合、回転を徐
々に減速させるようにモータの駆動制御がなされる。従
って、必要以上にモータを駆動することなく、かつ、急
激にモータの回転を停止させることもないので、これに
よってもモータ寿命の長期化を図ることができるという
効果が得られる。

【００７７】なお、請求項４又は９記載の発明によれ
ば、発熱体の温度、温度変化率の変化等に応じてモータ
を駆動制御することにより、冷却ファンの運転を行うの
で、発熱体の温度変化に適合した所望の冷却を行うこと
ができる。そして、上記同様、モータの軸受けへの負担
が格段に軽減されるので、冷却ファンの寿命をも長期化
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるモータ駆動
制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示すモータ駆動制御装置の動作を示す
フローチャートである。

【図３】図２のステップＳ7における回転数変更特性
の選択過程を示すフローチャートである。

【図４】図２のステップＳ7における回転数変更特性
の選択基準となる領域区分の第１の例を示す図である。

【図５】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の変
更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図６】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の変
更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図７】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の変
更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図８】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の変
更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図９】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の変
更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図１０】特性の温度変化率Ｋnとモータ回転数の
変更量Δｒとの対応を示すグラフである。

【図１１】時間の経過に伴う発熱体１の温度変化を示
すグラフである。

【図１２】図２のステップＳ7における回転数変更特
性の選択基準となる領域区分の第２の例を示す図であ
る。

【図１３】図１２の領域区分による図２のステップＳ
7における回転数変更特性の選択過程の第１の例を示す
フローチャートである。

【図１４】図１２の領域区分による図２のステップＳ
7における回転数変更特性の選択過程の第２の例を示す
フローチャートである。

【図１５】温度変化率の比｜Ｋn｜／｜Ｋn-1｜と温度
検出時刻との対応を示す図である。

【符号の説明】

１発熱体２温度検出センサ３比較演算装置４メモリ５モータ制御ドライバ６モータ７ファン８冷却ファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の物理量を調整する調整装置に用い
られるモータの駆動制御方法において、所定時間毎に前記物理量を検出するとともに、検出した
前記物理量の変化率を算出し、前記変化率の各々の変化状況に対して、前記物理量を調
整するために定められた前記モータの回転数変更特性の
うち、算出した前記変化率の変化状況に応じた回転数変
更特性を選択し、選択した前記回転数変更特性に基づいて前記モータの駆
動を制御することを特徴とするモータの駆動制御方法。
【請求項２】請求項１記載のモータの駆動制御方法に
おいて、前記物理量の所定のしきい値、前記所定時間毎に検出し
た前記物理量、算出した前記変化率及び前記モータの回
転数を所定の記憶手段に記憶し、新たに検出した前記物理量と、前記記憶手段に記憶した
前記所定時間前における前記物理量とにより、新たに前
記変化率を算出し、新たに算出した前記変化率と、前記記憶手段に記憶した
前記所定時間前における前記変化率との差を算出し、新たに検出した前記物理量と、前記記憶手段に記憶した
前記しきい値との差を算出し、新たに算出した前記変化率と、前記記憶手段に記憶した
前記所定時間前における前記変化率と、前記変化率の差
と、前記しきい値との差とによって前記変化率の変化状
況を把握して前記回転数変更特性を選択することを特徴
とするモータの駆動制御方法。
【請求項３】請求項１又は２記載のモータの駆動制御
方法において、前記変化率が急激に変化した場合には前記所定時間を短
い時間とし、前記変化率が緩やかに変化した場合には前
記所定時間を長い時間とすることを特徴とするモータの
駆動制御方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかの項記載のモー
タの駆動制御方法において、前記調整装置は、前記モータによって回転させるファン
を有する冷却ファンであり、前記物理量は、前記冷却ファンによって冷却される発熱
体の温度であることを特徴とするモータの駆動制御方
法。
【請求項５】所定の物理量を調整する調整装置に用い
られるモータの駆動制御装置において、所定時間毎に前記物理量を検出する検出手段と、前記物理量の変化率の各々の変化状況に対して、前記物
理量を調整するために定められた前記モータの回転数変
更特性を記憶した第１の記憶手段と、前記検出手段によって検出された前記物理量の変化率を
算出するとともに、算出した前記変化率の変化状況に応
じた回転数変更特性を選択して前記第１の記憶手段から
読み出し、読み出した前記回転数変更特性に基づいて前
記モータの回転数を指示する第１の指示信号を出力する
演算手段と、前記演算手段から出力された前記第１の指示信号に基づ
いて前記モータの回転を制御するモータ回転制御手段と
を有することを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項６】請求項５記載のモータの駆動制御装置に
おいて、前記物理量の所定のしきい値、前記検出手段により検出
された前記物理量、前記演算手段により算出された前記
変化率及び前記第１の指示信号により指示された前記モ
ータの回転数を記憶する第２の記憶手段を有し、前記演算手段は、前記第２の記憶手段に記憶された前記
しきい値、前記所定時間前における前記物理量、前記変
化率及び前記モータの回転数を読み出し、前記検出手段
により新たに検出された前記物理量と読み出した前記所
定時間前における前記物理量とにより、新たに前記変化
率を算出するとともに、その新たに算出した前記変化率
と読み出した前記所定時間前における前記変化率との差
と、新たに検出された前記物理量と読み出した前記しき
い値との差とを算出し、算出した前記変化率、前記変化
率の差及び前記しきい値との差と、読み出した前記所定
時間前の前記変化率とに基づいて前記回転数変更特性を
選択して前記第１の記憶手段から読み出し、読み出した
前記回転数変更特性に基づいた前記モータの回転数の変
更量を前記読み出した前記所定時間前における前記モー
タの回転数に加算したものを新たな前記モータの回転数
として新たな前記第１の指示信号を出力する演算手段で
あることを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項７】請求項５又は６記載のモータの駆動制御
装置において、前記演算手段は、前記変化率が急激に変化した場合には
前記所定時間を短い時間とし、前記変化率が緩やかに変
化した場合には前記所定時間を長い時間とする第２の指
示信号を前記検出手段へ出力する機能を有し、前記検出手段は、前記演算手段から出力された前記第２
の指示信号に基づいた時刻に前記物理量を検出する検出
手段であることを特徴とするモータの駆動制御装置。
【請求項８】請求項５〜７のいずれかの項記載のモー
タの駆動制御装置において、前記演算手段は、前記検出手段によって新たに検出され
た前記物理量が前記しきい値より小さい場合、前記第２
の記憶手段に記憶された前記所定時間前における前記物
理量を読み出し、新たに検出された前記物理量と読み出
した前記物理量とにより、新たに前記変化率を算出する
とともに、前記第２の記憶手段に記憶された前記所定時
間前における前記モータの回転数を読み出し、読み出し
た前記モータの回転数が所定の下限値より大きいとき
は、前記モータの回転を徐々に減速させるための所定の
負の回転数の変更量を前記読み出した前記モータの回転
数に加算したものを新たなモータの回転数として新たな
前記第１の指示信号を出力することを特徴とするモータ
の駆動制御装置。
【請求項９】請求項５〜８のいずれかの項記載のモー
タの駆動制御装置において、前記調整装置は、前記モータによって回転させるファン
を有する冷却ファンであり、前記物理量は、前記冷却ファンによって冷却される発熱
体の温度であることを特徴とするモータの駆動制御装
置。