JPH0670594A

JPH0670594A - 空気調和機のファンモータ制御装置

Info

Publication number: JPH0670594A
Application number: JP4221723A
Authority: JP
Inventors: Koji Kato; 浩二加藤; Yuji Funayama; 裕治船山; Makoto Ishii; 誠石井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】負荷条件，電源電圧，部品精度，部品温度特
性等による回転数変動への影響を吸収し、ファンモータ
の実回転数Ｎiを目標回転数Ｎoに安定化する。【構成】制御部２３Ａは、モータ起動時もしくは回転
数変更時、記憶部２２から目標回転数Ｎoに対する設定
変更初期指令値Ｄoを取り込み、出力部２３Ｂを介して
ローパスフィルタ２４に送る。ローパスフィルタ２４は
これを平滑してアナログの回転指令値を形成し、ファン
モータ２５に送る。これによってモータ１４は回転し、
その回転数信号を検知部２３Ｃが検知する。演算部２３
Ａは、この回転数信号によるファンモータ２５の実回転
数Ｎiと目標回転数Ｎoとを比較し、これらが一致しない
とき、設定変更初期指令値Ｄoを補正して補正指令値を
形成し、ローパスフィルタ２４に送る。これにより、実
回転数Ｎiが目標回転数Ｎoに近づくようになる。実回転
数Ｎiと目標回転数Ｎoとが一致するまでかかる補正制御
が繰り返される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機のファンモ
ータの回転数安定化を図る制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気調和機のファンモータ制御装
置として、特開平４−６７７５９号公報に記載されるよ
うに、商用交流電圧を整流、平滑して得られる電圧を直
接電源電圧として利用し、ファンモータのロータを回転
駆動するインバータ及びこのインバータの動作を制御す
る周辺回路を一体にモノリシックＩＣ化した１チップの
３相インバータ（以下、１チップインバータという）を
内蔵したファンモータを用いたものが知られている。

【０００３】図７はかかる１チップインバータを用いた
ファンモータの一従来例を示すブロック図であって、７
Ａ，７Ｂ，７Ｃはホール素子センサ、８はセンサ増幅
器、９は回転数信号形成回路、１０は回転数補正回路、
１１はＰＷＭ（パルス幅変調）信号形成回路、１２は起
動電流制限回路、１３は発振回路、１４はステータ、１
５は上記１チップインバータ、１６は外部電源である。

【０００４】同図において、外部電源１６に１００
（Ｖ）の商用交流電源を投入すると、この外部電源１６
から各回路に直流電源電圧が印加される。これにより発
振回路１３が起動し、ＰＷＭ信号形成回路１１が所定周
期でＰＷＭ信号を発生する。ロジック回路６は、このＰ
ＷＭ信号から３相のスイッチング信号を形成し、このス
イッチング信号に応じてドライブ回路３が各スイッチン
グトランジスタ２を順番にオン、オフ駆動する。これに
より、ステータ１４に設けられた各コイルに所定方向の
電流が流れ、図示しないロータが回転し始めてファンモ
ータが起動する。

【０００５】このファンモータの起動時、起動電流制限
回路１２は、過電流保護回路５の検出結果に基づいて、
各スイッチングトランジスタ２に流れる起動電流が過大
とならないように、ＰＷＭ信号形成回路１１を制御して
ＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。

【０００６】６個のスイッチングトランジスタ２を各々
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６とし、夫々に並列
に接続されるダイオード１をＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，
Ｄ５，Ｄ６とすると、スイッチングトランジスタＱ１，
Ｑ２，Ｑ３のコレクタは外部電源１６の＋端子に、スイ
ッチングトランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６のエミッタは外
部電源１６の＋端子に夫々接続されている。また、スイ
ッチングトランジスタＱ１のエミッタとスイッチングト
ランジスタＱ４のコレクタがステータ１４に設けられた
第１のコイルに接続され、以下、スイッチングトランジ
スタＱ２のエミッタとスイッチングトランジスタＱ５の
コレクタが第２のコイルに、スイッチングトランジスタ
Ｑ３のエミッタとスイッチングトランジスタＱ６のコレ
クタが第３のコイルに夫々接続されている。

【０００７】ドライブ回路３は、電気角で１２０°ずつ
順にスイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３をオン
し、また、同じく電気角で１２０°ずつＰＷＭ信号でチ
ョッピングして順番にスイッチングトランジスタＱ４，
Ｑ５，Ｑ６をオンする。この６個のスイッチングトラン
ジスタＱ１〜Ｑ６の駆動タイミングを図８に示す。同図
において、スイッチングトランジスタＱ４は、スイッチ
ングトランジスタＱ２のオン期間の後半からスイッチン
グトランジスタＱ３のオン期間の前半までの期間、ＰＷ
Ｍ信号と同じ周期、デューティ比でオン、オフし、スイ
ッチングトランジスタＱ５は、スイッチングトランジス
タＱ３のオン期間の後半からスイッチングトランジスタ
Ｑ１のオン期間の前半までの期間、同じくオン、オフ
し、スイッチングトランジスタＱ６は、スイッチングト
ランジスタＱ１のオン期間の後半からスイッチングトラ
ンジスタＱ２のオン期間の前半までの期間、同じくオ
ン、オフする。

【０００８】上記のようにしてファンモータが起動する
と、ホール素子センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃがロータの回転
を検出し、図８で７Ａ，７Ｂ，７Ｃとして示すように、
ロータの回転を電気角３６０°として、電気角で１２０
°ずつ位相が異なり、かつ電気角で１８０°の幅のロー
タ位置信号を発生する。これらロータ位置信号は、所定
ゲインに調整されたセンサ増幅器８で増幅、波形整形等
の処理がなされた後、１チップインバータ１５のロジッ
ク回路６に供給されるとともに、これらのロータ位置信
号が回転数信号形成回路９に供給され、その周波数もし
くは周期により、ロータの回転数を表わす回転数信号が
形成される。この回転数信号は回転数補正回路１０に供
給され、外部からの回転数指令による回転数と比較され
てこれらの差に応じた回転数補正信号が形成される。こ
の回転数補正信号により、ＰＷＭ信号形成回路１１から
出力されるＰＷＭ信号のデューティ比が制御される。

【０００９】ロジック回路６は、センサ増幅器８から供
給される３相のロータ位置信号から、電気角１２０°で
かつ電気角１２０°ずつ位相がずれたスイッチングトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を順次オン、オフするための
転流信号（スイッチング信号）と、この転流電流に対し
て図８で説明したタイミング関係のＰＷＭ信号形成回路
１１からのＰＷＭ信号と同一周期、同一デューティ比の
スイッチング信号とを形成し、ドライブ回路３に送る。
これにより、回転数補正回路１０からの回転数補正信号
で補正されたＰＷＭ信号のデューティ比に応じてステー
タに設けられた各コイルの通電時間が制御され、ロータ
の回転数が外部からの回転数指令による回転数に一致す
るように制御される。ロータの回転数が変化すると、ホ
ール素子センサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの周期もこれに応じて
変化するから、スイッチングトランジスタＱ１，Ｑ２，
Ｑ３は夫々ロータの１／３回転期間ずつオンする。

【００１０】このようにして、ロータの回転数はＰＷＭ
信号のデューティ比によって決まり、このデューティ比
を変化させることにより、モータの回転数を変化させる
ことができる。

【００１１】図９は図７における回転数信号形成回路
９、回転数補正回路１０及びＰＷＭ形成回路１１の具体
例を示す図である。

【００１２】同図において、回転数信号形成回路９で
は、センサ増幅器８（図７）から供給される３相のロー
タ位置信号をロジック回路によって合成し、各相の立上
り、立下りエッジに同期した一定のパルス幅の回転数信
号を作成して回転数補正回路１０に供給する。この回転
数信号はそのパルス周期がファンモータの回転数にリン
クしており、その積分値は回転数に比例する。

【００１３】回転数補正回路１０は、回転数信号形成回
路９から供給される回転数信号を積分し、その積分値を
外部から入力された回転数指令値を用いて反転増幅し、
そのアナログ値をＰＷＭ形成回路１１に供給する。ＰＷ
Ｍ形成回路１１は、このアナログ値と発振回路１３から
の三角波信号とを比較し、ロジック回路６へＰＷＭ信号
を形成する。このＰＷＭ信号のデューティ比により、上
記のように、ファンモータの回転数が決定される。

【００１４】図１０にファンモータの回転数と図９に示
した回転数補正回路１０におけるＡ点、Ｂ点、Ｃ点での
電圧との関係を示す。

【００１５】Ａ点の電圧は上記の積分値であり、ファン
モータの回転数に比例する。Ｂ点の電圧は上記回転数指
令値であり、Ｃ点の電圧はＰＷＭ信号のデューティとモ
ータ回転数との関係を表わすものである。かかる関係は
ファンモータの特性、負荷条件、電源等により決まる。
従って、ある回転数を実現するためのＢ点電圧（回転数
指令）は、反転増幅の定数によって一義的に決定され
る。

【００１６】但し、回転数信号形成回路９から供給され
る回転数信号の積分値（Ａ点電圧）が部品精度のばらつ
きや電源電圧、温度の変化等によってばらつくと、ファ
ンモータの回転数にばらつきが生じる例えば、図１０に
おいて、モータ回転数Ｎを実現するための回転数指令Ｖ
１が入力された場合、Ｃ点の電圧がＶxとなるものとす
る。しかし、回転数信号の積分値（Ａ点の電圧）が仕様
値より高くなると、Ｃ点の電圧はＶｙと低くなり、回転
数信号の積分値が仕様値より低くなると、Ｃ点の電圧は
Ｖｚと高くなる。このＣ点の電圧はファンモータの通電
電流のデューティ比を決定するものであるから、Ｃ点の
電圧がＶｙ，Ｖｚとなると、ファンモータの回転数はＮ
ｍａｘ,Ｎｍｉｎとなり、仕様値よりずれるという問題
が起こる。

【００１７】ここで、Ｃ点の電圧がばらつく原因を、図
１１に示す回転数信号形成回路９の具体的な回路例と図
１２に示すその動作図とを用いて説明する。

【００１８】図１１及び図１２において、ホール素子セ
ンサ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ（図７）の３相の出力信号を合成
して得られる信号Ｖinをトリガー信号として、論理回路
１７はＦＥＴＱpをオン、ＦＥＴＱmをオフさせる。これ
により、コンデンサＣmが充電される。その充電電圧を
Ｖmとする。充電電圧Ｖmが上昇してインバータ１８の閾
値電圧Ｖth１に達すると、論理回路１７はＦＥＴＱpを
オフする。このとき、コンデンサＣmに充電された電荷
は、放電抵抗Ｒmを介して放電される。この放電時定数
はコンデンサＣmの容量値と抵抗Ｒmの抵抗値との積とな
る。この放電によって充電電圧Ｖmが下降し、次にイン
バータ１９の閾値電圧Ｖth２に達すると、論理回路１７
はＦＥＴＱmをオンする。このときコンデンサＣmに残っ
ている電荷は、ＦＥＴＱmを介して放電され、コンデン
サＣmの充電電圧Ｖmは０Ｖとなる。この充電電圧Ｖmは
インバータ２０，２１によって波形成形され、図１２に
示すように、パルス幅Ｔの電圧Ｖoが得られる。この電
圧Ｖoが回転数補正回路１０（図９）に供給される。

【００１９】ここで、いま、コンデンサＣmの容量値と
抵抗Ｒmの抵抗値との積である放電時定数にばらつきが
あって、小さくなったとすると、例えば、充電電圧Ｖm
が閾値電圧Ｖth２まで下降するに要する時間が規定の時
間よりも短かくなり、電圧Ｖoのパルス幅は、図１２に
示すように、Ｔ”とＴよりも短かくなる。また、例え
ば、図１２に示すように、インバータ１９での閾値電圧
Ｖth２がばらついてＶth２’と低くなると、充電電圧Ｖ
mがこの閾値電圧Ｖth２まで下降するに要する時間が長
くなり、波形整形された電圧Ｖoのパルス幅がＴ’とＴ
よりも長くなる。また、電圧Ｖoの波高値のばらつきも
存在する。このようなばらつきにより、図９で示した回
転数補正回路１０のＡ点での電圧がばらついてしまい、
ファンモータの回転数にばらつきが生ずることになる。

【００２０】さらには、回転数指令値をファンモータに
伝達する経路における部品の精度や温度特性のばらつき
により、製品間でファンモータの回転数にばらつきがあ
るし、また、負荷条件の変化や電源電圧の変化により、
図９で示した回転数補正回路１０のＣ点の電圧も変動
し、ファンモータの回転数が変動する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、上記のようなファンモータの回転数ばらつきによ
り、熱交換能力が、スペック内ではあっても、所定の値
にならないという問題があり、ファンモータの回転数の
ばらつきを低減するためには、精度や温度特性の良い高
価な部品を使用したり、更に回転数の調整等が必要とな
り、コストが大幅に上がることになる。

【００２２】本発明の目的は、かかる問題を解消し、部
品精度や温度特性に係らず、ファンモータの回転数を目
標回転数に安定させることができるようにした空気調和
機のファンモータ制御装置を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、モノリシックＩＣはファンモータの回転
数に応じて周期の変化する回転数信号を作成するもので
あって、該回転数信号からファンモータの実回転数を検
知する第１の手段と、指令値を出力し、検知された該実
回転数とファンモータの目標回転数との差異に応じて該
指令値を補正する第２の手段と、該第２の手段から出力
された指令値から該回転数指令信号を形成し、該モノリ
シックＩＣに供給する第３の手段とを備えている。

【００２４】

【作用】第２の手段で目標回転数でファンモータが回転
すべき指令値が形成され、この指令値から、第３の手段
により、回転数指令信号が形成され、この回転数指令信
号に応じた回転数でファンモータが回転するのである
が、負荷、電源電圧、部品ばらつき等の要因により、フ
ァンモータはこの目標回転数で回転できない。そこで、
第１の手段はモノリシックＩＣからの回転数信号によっ
てファンモータの実回転数を検知し、第２の手段がこの
実回転数が上記目標回転数と一致するか否かを検出す
る。そして、これらが一致しないときには、この第２の
手段はこれら実回転数と目標回転数との差に応じて現指
令値を補正し、目標回転数でファンモータが回転すべき
新たな指令値が形成して第３の手段に送る。これによ
り、ファンモータの回転数はその目標回転数に近づき、
かかる動作を繰り返すことにより、実回転数が目標回転
数に一致するようになる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明による空気調和機のファンモータ制御
装置の一実施例を示すブロック図であって、２２は記憶
部、２３は制御部、２３Ａは演算部、２３Ｂは出力部、
２３Ｃは検知部、２４はローパスフィルタ、２５はファ
ンモータであり、図７に対応する部分には同一符号をつ
けている。

【００２６】図１において、記憶部２２は補正制御のた
めの目標回転数Ｎoと設定変更初期指令値Ｄoを記憶して
おくメモリであって、例えばＥ²ＰＲＯＭからなってい
る。制御部２３は例えばマイクロコンピュータであっ
て、演算部２３Ａ，出力部２３Ｂ及び検知部２３Ｃから
なっている。検知部２３Ｃはファンモータ２５の１チッ
プインバータ１５でモータ１４の転流信号に基づく回転
数信号をカウントし、ファンモータ２５におけるモータ
１４の実回転数Ｎiを検知する。演算部２３Ａは、記憶
部２２からの設定変更初期指令値Ｄoを演算処理してそ
の補正指令値Ｄnを生成し、この補正指令値Ｄnもしくは
補正を必要としないときには、設定変更初期指令値Ｄo
を出力する。出力部２３Ｃは、演算部２３Ａから出力さ
れた設定変更初期指令値Ｄoあるいは補正指令値ＤnをＰ
ＷＭ信号のデューティ比として出力する。このＰＷＭ信
号はローパスフィルタ２４で処理され、アナログの回転
指令電圧として１チップインバータ１５に供給される。
１チップインバータは、この回転指令電圧に従ってモー
タ１４の通電電流の通電時間の割合いを変化させること
により、ファンモータ２５の回転数を制御する。

【００２７】次に、この実施例によるファンモータ２５
の回転数指令補正制御動作の一具体例を図２を用いて説
明する。

【００２８】まず、ユーザがボタンを押す等の操作によ
り、ファンモータ２５を回転させるための信号、即ち、
設定変更初期指令値Ｄoと目標回転数Ｎoとが記憶部２２
から制御部２３に取り込まれる。記憶部２２には、図３
に示すように、各設定における目標回転数Ｎoと、予め
標準状態で設定されている目標回転数Ｎoに対応する設
定変更初期指令値Ｄoとがテーブルとして記憶されてい
る。制御部２３における演算部２３Ａは記憶部２２に記
憶されている目標回転数Ｎoを参照し、その目標回転数
Ｎoに対応する設定変更初期指令値Ｄoを取り込んで出力
部２３Ｂに出力する（ステップＳ１）。

【００２９】出力部２３Ｂは、演算部２３Ａからの設定
変更初期指令値Ｄoに基づいて、パルス幅を設定し、こ
の設定変更初期指令値Ｄoに応じたデューティ比のＰＷ
Ｍ信号を形成出力する。このＰＷＭ信号は外付けのロー
パスフィルタ２４によってアナログの直流回転指令電圧
となり、１チップインバータ１５に供給される。ここ
で、出力部２３Ｂは、演算部２３Ａからの設定変更初期
指令値Ｄoが最低駆動回転数を指示するもの（図３での
Ｄo₁）である場合には、ＰＷＭ信号のデューティ比をこ
の設定変更初期指令値Ｄoで設定するが、設定変更初期
指令値Ｄoが最低駆動回転数を指示していないときに
は、まず、ＰＷＭ信号のデューティ比を最低駆動回転数
に相当するものとし、しかる後、段階的に演算部２３Ａ
から出力される設定変更初期指令値Ｄoに対するデュー
ティ比になるように変化させていく。これにより、指令
値が急変した場合のモータ１４の通電電流の急激な変化
を避けることができる（ステップＳ２）。

【００３０】１チップインバータ１５は、ローパスフィ
ルタ２４からの回転指令電圧に基づいて、モータ１４を
指令値相当の回転数で駆動し、また、モータ１４の通電
電流のための転流信号から作成した回転数信号（回転数
に応じてパルス周期の信号）を制御部２３の検知部２３
Ｃに供給する。なお、制御部２３は、設定変更初期指令
値Ｄoに対してモータ１４の回転数が安定するまで（主
に、機械系の応答時間の時定数より長い時間）、この回
転数信号を検知しない（ステップＳ３）。

【００３１】モータ１４の回転数が安定すると、制御部
２３は回転数信号によってその回転数を検出するが（ス
テップＳ４）、この方法の一例を図４を用いて説明す
る。

【００３２】同図において、いま、指令値が出力されて
次の指令値が出力されるまでの期間を補正周期Ｔiとす
ると、この補正周期Ｔiは前回の指令値が出力されてモ
ータ１４の回転数が充分安定するまでの時間、即ち無効
期間Ｔｉ’と、パルス計測時間Ｔsと、次の指令値を形
成するための演算時間Ｔeとからなっている。そこで、
前回の指令値が出力されてＴｉ’経過した後に検知部２
３Ｃはモータ１４の回転数の検出を開始する。ここで
は、一例として、単位時間内のパルス数をカウントする
ことによって実回転数Ｎiを得るのであるが、この方法
について説明する。

【００３３】いま、モータ１４が回転数Ｎiで回転し、
１チップインバータ１５からはモータ１４の１回転当り
Ｐu個のパルスが出力されるとすると、１秒間に検知部
２３Ｃに供給されるパルス数は(Ｎi／６０)×Ｐuとな
る。このパルス数をパルス計測時間Ｔs（ｓｅｃ）間カ
ウントすると、そのカウント値、即ち検出回転数値Ｎs
はＮs＝(Ｎi／６０)×Ｐu×Ｔs となる。ここで、例えばＰu＝１２パルス／１回転、Ｔs
＝０．５（ｓｅｃ）とすると、検出回転数値Ｎs＝Ｎi／
１０となり、実回転数Ｎiを１０／ｍｉｎ精度で検知す
ることが可能となる。検知部２３Ｃで検出された検出回
転数値Ｎsは演算部２３Ａに供給される。

【００３４】なお、回転数を検知する手段としては、他
にパルス信号の周期を計測し、これを回転数に換算する
方法もあり、この実施例では、この方法も用いることが
できる。

【００３５】演算部２３Ａでは、演算時間Ｔe内に、検
知部２３Ｃから供給された検出回転数値Ｎsから実回転
数Ｎiを求め、これと記憶部２２から取り込んだ目標回
転数Ｎoとを比較し、これらが一致したときには、前回
の指令値を変更せず出力部２３Ｂに供給する（ステップ
Ｓ５）。

【００３６】実回転数Ｎiと目標回転数Ｎoとが異なる場
合には、前回の指令値を補正して次回の指令値とし、出
力部２３Ｂに供給する（ステップＳ６）。ここで、指令
値の補正演算の一例を図５を用いて説明する。

【００３７】目標回転数Ｎoと設定変更初期指令値Ｄoの
関係は、図３から、図５に目標特性として示すようにな
る。この目標特性は、ある標準状態での回転数と指令値
の対応を示し、記憶部２２にテーブルとして記憶されて
いる。実回転数Ｎiと設定変更初期指令値Ｄoの対応を示
すのが実特性であり、負荷、電源電圧、部品精度、部品
温度特性等の要因により、図５に示すように、実特性は
目標特性と異なる。ここでは、この実特性が目標特性よ
りも回転数が低くなる特性であるものとしている。

【００３８】図５において、いま、目標回転数をＮoと
する場合、これに対する設定変更初期指令値は目標特性
上のＡ点に対応したＤoである。しかし、目標特性と実
特性の違いにより、この設定変更初期指令値Ｄoに対す
る実回転数は、実特性上のＢ点に対応するＮiであっ
て、目標回転数Ｎoよりも低くなる。この実回転数Ｎiの
目標回転数Ｎoからの違いをなくすために、図４の演算
時間Ｔe内に、図２のステップＳ６において、指令値の
補正、即ち補正指令値の形成を行なうのである。実特性
が知られていれば、この実特性に基づいて目標回転数と
設定変更初期指令値とを決めればよいが、実特性は不明
であるため、設計上から目標特性を決めるようにし、モ
ータ１４の運転とともに、指令値の補正を行なうのであ
る。

【００３９】そこで、かかる補正を行なうために、ま
ず、図５において、実特性をほぼ比例（直線）関係であ
るとみなし、原点であるＯ点と指令値Ｄoに対する実特
性上のＢ点（実回転数Ｎi）とを結ぶ直線を補正用近似
直線とし、上記の原因によって目標特性がかかる補正用
近似直線に推移したものとして直線近似し、この補正用
近似直線を実特性と推定する。そして、回転数と指令値
の関係は補正用近似直線のようになるとして、目標回転
数Ｎoを実現するための指令値を補正用近似直線上のＣ
点に対応したＤn とする。この指令値Ｄnは次式を用い
て簡単な比例計算により求められることができる。Ｄn＝(Ｎo／Ｎi)×(Ｄo) 演算部２３Ａはこの指令値Ｄnを補正指令値Ｄnとして出
力部２３Ｂに出力する。

【００４０】出力部２３Ｂはこの補正指令値Ｄnに相当
するＰＷＭ信号を出力し、ローパスフィルタ２４はこの
ＰＷＭ信号から回転指令値を形成してファンモータ２５
に送る（ステップＳ２）。

【００４１】ファンモータ２５はこの補正指令値Ｄnに
対する実回転数で安定化する（ステップＳ３）が、この
実回転数は実特性上の補正指令値Ｄnに対するＤ点に対
応する回転数Ｎnであり、目標回転数Ｎoと一致しない
（ステップＳ５）。そこで、上記のように、Ｏ点とＤ点
とを結ぶ新たな補正用近似直線を想定し、これに基づい
て目標回転数Ｎoに対する補正指令値Ｄn’を形成し（ス
テップＳ６）、これに対するＰＷＭ信号を発生してファ
ンモータ２５の回転指令値を変えてやる。このようにし
て、実回転数Ｎiと目標回転数Ｎoの差が回転数検出精度
以内に収束するまで以上のようなステップＳ２〜Ｓ６の
一連の動作が繰り返される。

【００４２】かかる補正方法では、負荷、電源電圧、部
品精度、部品温度特性等の要因によって変動した実特性
が直線に近いほど、また、補正幅が小さいほど、指令値
の補正回数は少ない。

【００４３】なお、上記では、回転数補正演算の方法と
して、目標回転数Ｎoと実回転数Ｎiの比を用いたもので
あったが、目標回転数Ｎoと実回転数Ｎiの差を検出し、
これに応じて指令値を加減するようにしても、同様の効
果が得られることは明白である。

【００４４】また、この実施例においては、アナログ値
の回転数指令値を指令値の情報を含むＰＷＭ信号をロー
パスフィルタで平滑することによって得られるようにし
たが、制御部２３が指令値を表わすパラレルのディジタ
ル信号を出力し、これをＤ／Ａ変換することによって回
転数指令値を得たり、制御部２３から直接回転指令値を
アナログ値として出力するようにしてもよい。

【００４５】上記実施例によると、負荷、電源電圧、部
品精度、温度特性等が目標回転数と設定変更初期指令値
を設定した条件とは異なる条件下においても、目標とす
るファン回転数を精度よく実現できるものであり、発明
者の実験によれば、従来ファンモータ回転数精度が±３
０／ｍｉｎであったものが、±５／ｍｉｎまで回転数精
度が向上するという結果を得た。これにより、空気調和
機としての安定した熱交換能力を、高性能部品、調整等
によってコストアップさせることなく、実現できる。

【００４６】上記の指令値補正制御では、目標特性と実
特性との差や実特性と補正近似直線との差が大きい場
合、実回転数Ｎiが目標回転数Ｎoに収束するまでに多数
回の補正を行なう必要があるが、実特性は使用条件に依
存して推移し、一般には時間的な変動要素が少ないか
ら、さらには、目標回転数Ｎoに対応した設定変更初期
指令値Ｄoを使用条件に応じて更新することができるよ
うにすることにより、上記の指令値の補正回数を低減さ
せることが可能である。このように、使用条件に応じて
目標回転数Ｎoに対応する設定変更初期指令値Ｄoを更新
する制御も行なう本発明の他の実施例を図６により説明
する。

【００４７】まず、演算部２３Ａは、ファンモータ２５
の回転数設定変更時、あるいはファンモータ２５の運転
開始時では、制御部２３は目標回転数Ｎoに対応する設
定変更初期指令値Ｄoを、また、上記の補正制御を行な
っている場合には、上記のようにして得られた補正指令
値Ｄnを夫々出力部２３Ｂに出力する。これにより、出
力部２３Ｂはこの指令値に応じたＰＷＭ信号を発生し、
このＰＷＭ信号はローパスフィルタ２４で平滑されてア
ナログ値の回転指令値が生成され、１チップインバータ
１５に供給される（ステップｋ１）。以上の動作は図２
でのステップＳ１、Ｓ２と同様である。

【００４８】次に、図２のステップＳ３〜Ｓ６と同様の
処理により、回転指令値の補正が行なわれ（ステップｋ
２）、１チップインバータ１５から得られた実回転数Ｎ
iと目標回転数Ｎoが一致した場合には、ステップｋ１に
戻る。

【００４９】実回転数Ｎiと目標回転数Ｎoとが一致しな
い場合には、ステップｋ２で図２のステップＳ６と同様
の処理が行なわれるが、ファンモータ２５の回転数設定
変更時やファンモータ２５の運転開始時であって、記憶
部２２に記憶された目標回転数Ｎoに対する設定変更初
期指令値Ｄoを使用したステップｋ１，ｋ２の処理、即
ち、ステップｋ１，ｋ２の処理が１回目であるときに
は、以下のような設定変更初期指令値Ｄoの更新制御を
行なう。なお、補正指令値Ｄnを使用してステップｋ
１，ｋ２の処理を行なう場合には、設定変更初期指令値
Ｄoの更新制御は行わない（ステップｋ３）。

【００５０】まず、１回目の回転指令値の補正後に検出
された実回転数Ｎiが目標回転数Ｎoと一致しない場合、
これらを比較する（ステップｋ４）。そして、実回転数
Ｎiが目標回転数Ｎoよりも大きい場合には、設定変更初
期指令値Ｄoを小さくする処理を行なう（ステップｋ
５）。

【００５１】設定変更初期指令値Ｄoを小さくする方法
としては、ある割合で設定変更初期指令値Ｄoを小さく
する方法、例えば、更新された設定変更初期指令値をＤ
o’すると、Ｄo’＝Ｄo／η（η＞１）、あるいはＤo’
＝Ｄo−ΔＤ（ΔＤ＝例えば、出力分解能程度）とする
方法がある。かかる更新は記憶部２２から設定変更初期
指令値を取り込む毎に行なわれるが、これらの更新方法
によれば、長期間にわたる順次の更新により、使用条件
下で、設定変更初期指令値Ｄoに対応した目標回転数Ｎo
が実回転数に近づくようになる。また、設定変更初期指
令値Ｄoを小さくする他の方法として、設定変更初期指
令値更新毎に、最新の補正指令値Ｄnそのものを設定変
更初期指令値Ｄoとし、Ｄo’＝Ｄnとする方法もある。
さらに、現在の設定変更初期指令値Ｄoと回転数補正指
令値Ｄnとの相加平均を新たな設定変更初期指令値Ｄoと
して更新し、Ｄo’＝(Ｄo＋Ｄn)／２とする方法もあ
る。これによると、直前の変動要素の影響を大きく、古
い変動要素の影響を小さく取り入れて設定変更初期指令
値Ｄoを更新することも可能である。

【００５２】また、実回転数Ｎiが目標回転数Ｎoよりも
小さい場合（ステップｋ４）には、設定変更初期指令値
Ｄoを大きくする処理を行なう（ステップｋ６）。

【００５３】この場合には、ステップｋ５での処理と同
様に、設定変更初期指令値Ｄoを大きくする方法とし
て、ある割合で設定変更初期指令値Ｄoを大きくする方
法、例えばＤo’＝Ｄo×η（η＞１）あるいはＤo’＝
Ｄo＋ΔＤ（ΔＤ＝出力分解能程度）等の方法がある。
また、回転数補正指令値Ｄnを用いた更新の方法は、ス
テップｋ５での処理と同様である。

【００５４】制御部２３は、ステップｋ５またはステッ
プｋ６にて求められた新たな設定変更初期指令値Ｄo’
を電気的書替え可能な不揮発性メモリである記憶部２２
の対応するテーブルに書き込み、設定変更初期指令値の
更新を終了する（ステップｋ７）。そして、次にファン
モータ２５の回転数設定変更や運転開始する場合、この
更新された設定変更初期指令値Ｄo’をを用いてステッ
プｋ１からの動作が開始され、初回の回転指令値の補正
で実回転数Ｎiが目標回転数Ｎoに一致しないとき、再度
ステップｋ４からの設定変更初期指令値Ｄoの更新制御
が行なわれる。

【００５５】以上のように、この実施例では、設定変更
初期指令値Ｄoと実回転数Ｎiの関係を学習することによ
り、実回転数Ｎiが目標回転数Ｎoに近づくように設定変
更初期指令値Ｄoが更新されることになり、ファンモー
タ２５の回転指令値の補正回数が低減して、実使用状態
に即した設定を作り上げることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ファンモータの回転数を、記憶部に記憶されている目標
回転数Ｎoと検知部で検知された実回転数Ｎiとに応じ
て、ソフトウエアでの演算により、段階的に変化させて
補正するものであるから、従来の制御方式に比較して精
度良く目標回転数Ｎoに安定させることが可能となり、
製品、使用条件によらず熱交換能力の安定化、部品精
度、調整の手間に要するコストを低減することができ
る。

【００５７】また、本発明によると、設定変更初期指令
値と実回転数との関係を学習することにより、実回転数
が目標回転数に近づくように設定変更初期指令値を更新
することができ、これによってファンモータの回転指令
値の補正回数を低減し、実使用状態に即した設定を作り
上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機のファンモータ制御装
置の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１に示した実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図３】図１における記憶部に記憶されている目標回転
数と設定変更初期指令値との関係を示す図である。

【図４】図２に示した動作のタイミング関係を示す図で
ある。

【図５】図２におけるファンモータの回転指令値の補正
方法の一具体例を示す図である。

【図６】本発明による空気調和機のファンモータ制御装
置の他の実施例の動作を示すフローチャートである。

【図７】従来のファンモータの駆動部，制御部を示すブ
ロック図である。

【図８】図７の各部の信号を示すタイミング図である。

【図９】図７における回転数信号形成回路，回転数補正
回路，ＰＷＭ信号形成回路の１例を示す図である。

【図１０】図９の回転数補正回路での各点の電圧とファ
ンモータの回転数との関係を示す特性図である。

【図１１】図９に示した回転数信号形成回路の一例を示
す回路構成図である。

【図１２】図１１に示した回転数形成回路の動作説明図
である。

【符号の説明】

１４モータ１５１チップインバータ２２記憶部２３制御部２３Ａ演算部２３Ｂ出力部２３Ｃ検知部２４ローパスフィルタ２５ファンモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファンモータを回転駆動するインバータ
と該インバータの動作を制御する周辺回路とが一体にモ
ノリシックＩＣ化されて該ファンモータ内に内蔵され、
該モノリシックＩＣに回転数指令信号を供給することに
より、該ファンモータの回転数を制御するようにした空
気調和機において、該モノリシックＩＣは、その内部で、該ファンモータの
転流制御信号の合成により、該ファンモータの回転数に
応じて周期の変化する回転数信号を作成するものであっ
て、該回転数信号からファンモータの実回転数を検知する第
１の手段と、指令値を出力し、検知された該実回転数とファンモータ
の目標回転数との差異に応じて該指令値を補正する第２
の手段と、該第２の手段から出力された指令値から該回転数指令信
号を形成し、該モノリシックＩＣに供給する第３の手段
とを備えたことを特徴とする空気調和機のファンモータ
制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記目標回転数と、夫々の目標回転数に対応する設定変
更初期指令値とを記憶した記憶部を設け、前記第２の手段は、前記ファンモータの起動時もしくは
目標回転数変更時、該記憶部から所望の前記目標回転数
に対する該設定変更初期値を前記指令値の初期値として
取り込むこと特徴とする空気調和機のファンモータ制御
装置。
【請求項３】請求項２において、前記記憶部は書き替え可能なメモリであって、所望の目標回転数に対する前記設定変更初期指令値を前
記指令値の初期値としたときの前記ファンモータの前記
実回転数と該所望の目標回転数との差異に応じて、前記
記憶部での該所望の目標値に対する前記設定変更初期指
令値を更新することを特徴とする空気調和機のファンモ
ータ制御装置。
【請求項４】請求項２において、前記第２の手段は、前記ファンモータの運転開始時、前記記憶手段から最低
の目標回転数に対する設定変更初期指令値を指令値の初
期値として取り込み、ある時間割合で段階的に所望の目
標回転数に対する設定変更初期指令値へと変化させ、前記指令値を補正するときには、現指令値からある時間
割合で段階的に目的とする指令値まで変化させることを
特徴とする空気調和機のファンモータ制御装置。