JPH08266080A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＭ駆動方式を用いても正確にモータを流
れる電流を把握できるモータ制御装置を提供する。 【構成】 整流平滑手段１６が、交流電力を整流および
平滑して直流電力を出力し、電力制御手段１７が、制御
パルスに基づいて整流平滑手段１６からの直流電力をス
イッチングしてファンモータ５に駆動電力として供給
し、回転数検出手段１８が、ファンモータ５の回転数を
検出し、電流検出手段１９が、整流平滑手段１６の出力
電流を検出し、デューティー比制御手段２０が、回転数
指令信号と回転数検出手段１８により検出された回転数
とに基づいて、ファンモータ５の回転数が指令回転数に
なるように制御パルスのデューティー比を制御し、電流
演算手段２１が、電流検出手段１９により検出された出
力電流とデューティー比制御手段２０により制御された
デューティー比に関する情報とに基づいて、ファンモー
タ５を流れる電流を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、交流電力を整流およ
び平滑して得られる直流電力をスイッチングしてモータ
に駆動電力として供給することによりモータを回転させ
る、いわゆるＰＷＭ方式のモータ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のモータ制御装置として、例えば特
開平５−１６４３２３号公報に記載されているように、
ファンモータの電流が所定値に達したときに、警報ラン
プを点滅させたり燃焼を禁止したりするように構成され
たものがあった。

【０００３】また従来のモータ制御装置として、例えば
特開平４−３６５０８号公報に記載されているように、
送風流路に風速センサなどを設置し、この風速センサな
どからの検知信号に応じてファンモータの回転数を制御
するように構成されたものもあった。

【０００４】またこのようなファンモータを制御する従
来のモータ制御装置では、可変電圧スイッチッグ電源を
用いることが多かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ファンモータの電流が
所定値に達したときに、警報ランプを点滅させたり燃焼
を禁止したりするように構成された、従来のモータ制御
装置では、風圧スイッチを設けずに吸排気不良を検出で
きるものの、送風流路の流路抵抗に応じた適切な送風量
を維持することができず、最適燃焼を確保できないとい
う課題があった。すなわち、送風流路の流路抵抗は、経
年変化、逆風、流路長、吸排気の差圧、流路の曲がり具
合、吸気フィルターの目詰まりなどの各種の要因により
変化し、ファンモータの回転数を一定に制御しても、送
風流路の流路抵抗の変化により送風量が変化することか
ら、送風流路の流路抵抗に応じた適切なモータ回転数を
維持できなければ、空燃比が悪化し、消炎、不完全燃
焼、火移り不良などの燃焼不良が生じるのである。

【０００６】また、送風流路に風速センサなどを設置
し、この風速センサなどからの検知信号に応じてファン
モータの回転数を制御するように構成された、従来のモ
ータ制御装置では、所定の送風量を維持できるものの、
送風流路に風速センサなどを設置することから、風速セ
ンサなどが送風流路の流路抵抗の増大を招くと共に、風
速センサなどが製造コストを増大させるという課題があ
った。

【０００７】また、可変電圧スイッチング電源を用いた
場合、可変電圧スイッチング電源は高価であり、しかも
大型かつ大重量であって、装置全体の低コスト化および
軽量コンパクト化の妨げとなっていた。

【０００８】この問題を解決するために、交流電力を整
流および平滑して得られる直流電力をスイッチングして
モータに駆動電力として供給することによりモータを回
転させる、いわゆるＰＷＭ方式のモータ駆動ＩＣを用い
ることが考えられる。

【０００９】しかしこの場合、交流電力を整流および平
滑して得られる直流電力をモータ駆動ＩＣに供給するの
で、交流電力として一般に用いられる商用電源の電圧変
動が大きく、そのため、モータ駆動ＩＣに流入する電流
を検出しても、モータに流れる電流を正確に知ることが
できず、この結果、モータをファンモータとして用いた
場合、ファンが設置された送風流路の流路抵抗を正確に
演算することができない。

【００１０】すなわち、モータの回転数と、モータを流
れる電流と、送風流路の流路抵抗とは相互に一定の関係
があるので、モータの回転数とモータを流れる電流とを
検出すれば、流路抵抗を演算できるのであるが、ＰＷＭ
方式では、モータの回転数と流路抵抗とが変化しなくて
も、交流電圧の変動によりモータ駆動ＩＣに流入する電
流が変化してしまい、モータ駆動ＩＣに流入する電流を
検出しても、流路抵抗を演算できないのである。

【００１１】本願発明は上記の点に鑑みて提案されたも
ので、電源を低コスト化および軽量コンパクト化でき、
しかも正確にモータを流れる電流を把握でき、したがっ
て流路抵抗を正確に判別可能なモータ制御装置を提供す
ることを、その目的としている。さらに本願発明は、風
速センサなどの風量検知手段を送風流路に設置すること
なく、送風流路の流路抵抗に応じた適切なモータ回転数
を常に維持できるモータ制御装置を提供することを、そ
の目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１３】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、交流電力を整流および平滑して直流電力を出力する
整流平滑手段と、整流平滑手段からの直流電力をスイッ
チングしてモータに駆動電力として供給する電力制御手
段と、整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
と、電流検出手段により検出された出力電流と交流電力
の電圧に関連する情報とに基づいて、モータを流れる電
流を演算する電流演算手段と、を備えたことを特徴とし
ている。

【００１４】また、本願の請求項２に記載した発明は、
交流電力を整流および平滑して直流電力を出力する整流
平滑手段と、制御パルスに基づいて整流平滑手段からの
直流電力をスイッチングしてモータに駆動電力として供
給する電力制御手段と、モータの回転数を検出する回転
数検出手段と、整流平滑手段の出力電流を検出する電流
検出手段と、回転数指令信号と回転数検出手段により検
出された回転数とに基づいて、モータの回転数が指令回
転数になるように制御パルスのデューティー比を制御す
るデューティー比制御手段と、電流検出手段により検出
された出力電流とデューティー比制御手段により制御さ
れたデューティー比に関する情報とに基づいて、モータ
を流れる電流を演算する電流演算手段と、を備えたこと
を特徴としている。

【００１５】また、本願の請求項３に記載した発明は、
デューティー比制御手段は、電力制御手段に供給する制
御電圧を調整することにより制御パルスのデューティー
比を制御し、電流演算手段は、制御電圧をＶｓ、モータ
が回転する最小の制御電圧をＶｌ、定数をｋ、電流検出
手段により検出された出力電流をＩｏとしたときに、モ
ータを流れる電流Ｉを上記数式１に基づいて演算する構
成としたことを特徴としている。

【００１６】また、本願の請求項４に記載した発明は、
送風流路に配置された送風用のファンを回転させるファ
ンモータに電源を供給してファンモータを回転させるモ
ータ制御装置において、交流電力を整流および平滑して
直流電力を出力する整流平滑手段と、制御パルスに基づ
いて整流平滑手段からの直流電力をスイッチングしてフ
ァンモータに駆動電力として供給する電力制御手段と、
ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、整
流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段と、回転
数指令信号と回転数検出手段により検出された回転数と
に基づいて、ファンモータの回転数が指令回転数になる
ように制御パルスのデューティー比を制御するデューテ
ィー比制御手段と、電流検出手段により検出された出力
電流とデューティー比制御手段により制御されたデュー
ティー比に関する情報とに基づいて、ファンモータを流
れる電流を演算する電流演算手段と、電流演算手段によ
り演算された電流と回転数検出手段により検出された回
転数とに基づいて送風流路の流路抵抗を判別する流路抵
抗判別手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１７】また、本願の請求項５に記載した発明は、
燃焼器の送風流路に配置された送風用のファンを回転さ
せるファンモータに電源を供給してファンモータを回転
させるモータ制御装置において、交流電力を整流および
平滑して直流電力を出力する整流平滑手段と、制御パル
スに基づいて整流平滑手段からの直流電力をスイッチン
グしてファンモータに駆動電力として供給する電力制御
手段と、ファンモータの回転数を検出する回転数検出手
段と、整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
と、回転数指令信号と回転数検出手段により検出された
回転数とに基づいて、ファンモータの回転数が指令回転
数になるように制御パルスのデューティー比を制御する
デューティー比制御手段と、電流検出手段により検出さ
れた出力電流とデューティー比制御手段により制御され
たデューティー比に関する情報とに基づいて、ファンモ
ータを流れる電流を演算する電流演算手段と、燃焼器の
燃焼量に基づいて最適送風量を判別する最適送風量判別
手段と、電流演算手段により演算された電流と回転数検
出手段により検出された回転数とに基づいて送風流路の
流路抵抗を判別する流路抵抗判別手段と、最適送風量判
別手段により判別された最適送風量と流路抵抗判別手段
により判別された流路抵抗とに基づいてファンモータの
最適回転数を判別し、ファンモータの回転数が最適回転
数となるようにデューティー比制御手段に回転数指令信
号を供給する最適回転数判別手段と、を備えたことを特
徴としている。

【００１８】

【作用】上記請求項１に記載した発明によれば、整流平
滑手段が、交流電力を整流および平滑して直流電力を出
力し、電力制御手段が、整流平滑手段からの直流電力を
スイッチングしてモータに駆動電力として供給し、電流
検出手段が、整流平滑手段の出力電流を検出し、電流演
算手段が、電流検出手段により検出された出力電流と交
流電力の電圧に関連する情報とに基づいて、モータを流
れる電流を演算する。

【００１９】上記請求項２に記載した発明によれば、整
流平滑手段が、交流電力を整流および平滑して直流電力
を出力し、電力制御手段が、制御パルスに基づいて整流
平滑手段からの直流電力をスイッチングしてモータに駆
動電力として供給し、回転数検出手段が、モータの回転
数を検出し、電流検出手段が、整流平滑手段の出力電流
を検出し、デューティー比制御手段が、回転数指令信号
と回転数検出手段により検出された回転数とに基づい
て、モータの回転数が指令回転数になるように制御パル
スのデューティー比を制御し、電流演算手段が、電流検
出手段により検出された出力電流とデューティー比制御
手段により制御されたデューティー比に関する情報とに
基づいて、モータを流れる電流を演算する。

【００２０】上記請求項３に記載した発明によれば、デ
ューティー比制御手段が、電力制御手段に供給する制御
電圧を調整することにより制御パルスのデューティー比
を制御し、電流演算手段が、制御電圧をＶｓ、モータが
回転する最小の制御電圧をＶｌ、定数をｋ、電流検出手
段により検出された出力電流をＩｏとしたときに、モー
タを流れる電流Ｉを下記数式１に基づいて演算する。

【００２１】上記請求項４に記載した発明によれば、整
流平滑手段が、交流電力を整流および平滑して直流電力
を出力し、電力制御手段が、制御パルスに基づいて整流
平滑手段からの直流電力をスイッチングしてファンモー
タに駆動電力として供給し、回転数検出手段が、ファン
モータの回転数を検出し、電流検出手段が、整流平滑手
段の出力電流を検出し、デューティー比制御手段が、回
転数指令信号と回転数検出手段により検出された回転数
とファンモータを流れる電流とに基づいて、ファンモー
タの回転数が指令回転数になるように制御パルスのデュ
ーティー比を制御し、電流演算手段が、電流検出手段に
より検出された出力電流とデューティー比制御手段によ
り制御されたデューティー比に関する情報とに基づい
て、ファンモータを流れる電流を演算し、流路抵抗判別
手段が、電流演算手段により演算された電流と回転数検
出手段により検出された回転数とに基づいて送風流路の
流路抵抗を判別する。

【００２２】上記請求項５に記載した発明によれば、整
流平滑手段が、交流電力を整流および平滑して直流電力
を出力し、電力制御手段が、制御パルスに基づいて整流
平滑手段からの直流電力をスイッチングしてファンモー
タに駆動電力として供給し、回転数検出手段が、ファン
モータの回転数を検出し、電流検出手段が、整流平滑手
段の出力電流を検出し、デューティー比制御手段が、回
転数指令信号と回転数検出手段により検出された回転数
とに基づいて、ファンモータの回転数が指令回転数にな
るように制御パルスのデューティー比を制御し、電流演
算手段が、電流検出手段により検出された出力電流とデ
ューティー比制御手段により制御されたデューティー比
に関する情報とに基づいて、ファンモータを流れる電流
を演算し、最適送風量判別手段が、燃焼器の燃焼量に基
づいて最適送風量を判別し、流路抵抗判別手段が、電流
演算手段により演算された電流と回転数検出手段により
検出された回転数とに基づいて送風流路の流路抵抗を判
別し、最適回転数判別手段が、最適送風量判別手段によ
り判別された最適送風量と流路抵抗判別手段により判別
された流路抵抗とに基づいてファンモータの最適回転数
を判別し、ファンモータの回転数が最適回転数となるよ
うにデューティー比制御手段に回転数指令信号を供給す
る。

【００２３】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。

【００２４】（実施例１）図１は、本願発明の実施例１
に係るモータ制御装置を備えた給湯装置の概略構成図で
あって、給湯装置のケーシング１の内部には、バーナ２
と熱交換器３とが配置されている。ケーシング１の下側
に連続するファンケース４の内部には、ファンモータ５
により駆動されるシロッコファン６が設置されており、
ケーシング１の上部には、排気口７が形成されている。
バーナ２には、ガスあるいは石油などの燃料を供給する
ための燃料供給管８が接続されており、熱交換器３に
は、水を供給するための給水管１０が接続されている。
燃料供給管８および給水管１０にはバルブ１１，１２が
介装されており、これらバルブ１１，１２は給湯制御部
１３により制御される。

【００２５】モータ制御装置は、例えば交流１００ボル
トの商用電源１５からの交流電力を整流および平滑して
直流電力を出力する整流平滑手段１６と、制御パルスに
基づいて整流平滑手段１６からの直流電力をスイッチン
グしてファンモータ５に駆動電力として供給する電力制
御手段１７と、ファンモータ５の回転数を検出する回転
数検出手段１８と、整流平滑手段１６の出力電流を検出
する電流検出手段１９と、回転数指令信号と回転数検出
手段１８により検出された回転数とファンモータ５を流
れる電流とに基づいて、ファンモータ５の回転数が指令
回転数になるように制御パルスのデューティー比を制御
するデューティー比制御手段２０と、電流検出手段１９
により検出された出力電流とデューティー比制御手段２
０により制御されたデューティー比に関する情報とに基
づいて、ファンモータ５を流れる電流を演算する電流演
算手段２１と、バーナ２の燃焼量に基づいて最適送風量
を判別する最適送風量判別手段２２と、電流演算手段２
１により演算された電流と回転数検出手段１８により検
出された回転数とに基づいてファンケース４やケーシン
グ１により構成される送風流路の流路抵抗を判別する流
路抵抗判別手段２３と、最適送風量判別手段２２により
判別された最適送風量と流路抵抗判別手段２３により判
別された流路抵抗とに基づいてファンモータ５の最適回
転数を判別し、ファンモータ５の回転数が最適回転数と
なるようにデューティー比制御手段２０に回転数指令信
号を供給する最適回転数判別手段２４と、流路抵抗判別
手段２３により判別された流路抵抗に基づいて燃焼の異
常を判別する異常判別手段２５と、異常判別手段２５に
より燃焼の異常と判別されたときに給湯制御部１３に停
止信号を出力してバーナ２の燃焼を停止させる異常処理
手段２６とを備えている。なお、デューティー比制御手
段２０と、電流演算手段２１と、最適送風量判別手段２
２と、流路抵抗判別手段２３と、最適回転数判別手段２
４と、異常判別手段２５と、異常処理手段２６とは、マ
イクロコンピュータ２７により実現されている。なお、
マイクロコンピュータ２７は、燃焼装置の全体を制御し
ている。

【００２６】図２は、ファンモータ５の駆動部の回路ブ
ロック図であって、この駆動部は、主にモータ駆動ＩＣ
３１により構成されている。このモータ駆動ＩＣ３１
は、端子３１ａ〜３１ｅを備えており、また、電力制御
手段１７と、回転数検出手段１８とを搭載している。電
力制御手段１７は、ファンモータ５の各コイルに駆動電
力を供給するモータドライバー３２と、モータドライバ
ー３２によりファンモータ５に供給される駆動電力をス
イッチングするＰＷＭ可変速回路３３とを備えている。
回転数検出手段１８は、ファンモータ５に内蔵された複
数のホール素子を含むホールＩＣ３４からの検出信号に
基づいてファンモータ５の回転数を演算する回転ロジッ
ク３５と、回転ロジック３５により演算された回転数に
応じた回転数パルスを発生する回転数パルス発生回路３
６とを備えている。端子３１ａには、整流平滑手段１６
からの駆動電力が入力され、この駆動電力は電力制御手
段１７のモータドライバー３２に供給される。端子３１
ｂには、補助電源３７からの直流電力が入力され、この
直流電力はモータ駆動ＩＣ３１の各部に電源として供給
される。端子３１ｃには、デューティー比制御手段２０
から制御電圧が入力され、この制御電圧は電力制御手段
１７のＰＷＭ可変速回路３３に供給される。端子３１ｄ
からは、回転数検出手段１８の回転数パルス発生回路３
６からの回転数パルスが出力され、この回転数パルスは
デューティー比制御手段２０に供給される。端子３１ｅ
は、接地端子である。

【００２７】整流平滑手段１６は、例えばダイオードブ
リッジからなる全波整流器と、キャパシタからなる平滑
回路とにより実現されており、例えば１００ボルトの商
用電源１５から得られる交流電力を整流および平滑して
直流電力を出力する。電力制御手段１７は、デューティ
ー比制御手段２０からの制御電圧に応じてデューティー
比を制御される制御パルスに基づいて、整流平滑手段１
６からの直流電力をスイッチングして、ファンモータ５
に駆動電力として供給する。すなわち、ファンモータ５
に供給される直流駆動電力は、電力制御手段１７により
ＰＷＭ制御される。回転数検出手段１８は、ファンモー
タ５に内蔵された複数のホール素子を含むホールＩＣ３
４からなる回転検出センサからの検出信号に基づいて、
ファンモータ５の回転数を検出し、それに応じた回転数
パルスをデューティー比制御手段２０に供給すると共
に、ファンモータ５の回転子の回転に応じた回転信号を
電力制御手段１７に供給する。電流検出手段１９は、例
えばカレントトランスなどを備えており、整流平滑手段
１６の出力電流を検出する。デューティー比制御手段２
０は、ファンモータ５の回転数が指令回転数になるよう
に制御電圧を調整して、その制御電圧を電力制御手段１
７に供給する。なお、ファンモータ５は、三相ブラシレ
スモータ、より詳しくは永久磁石型同期モータであっ
て、本実施例では、燃焼装置のシロッコファン６を駆動
するために使用している。

【００２８】図３は、電力制御手段１７の回路ブロック
図であって、この電力制御手段１７は、三角波発振回路
４１と、コンパレータ４２と、三相分配回路４３と、ト
ランジスタＴＲ１〜ＴＲ６とを備えている。なお、トラ
ンジスタＴＲ１〜ＴＲ６保護用のダイオードや、ファン
モータ５のコイル５ａ〜５ｃに流れる過電流を検出しか
つ保護するための回路など、本願発明に直接関係のない
構成要素については、図示および説明を省略する。

【００２９】三角波発振回路４１は、例えば２０ＫＨｚ
の周期の三角波を出力する。コンパレータ４２は、演算
増幅器からなり、三角波発振回路４１からの三角波の電
圧と、デューティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓ
とを比較して、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧以上である
ときにオンし、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧よりも小さ
いときにオフする、周期２０ＫＨｚの制御パルスを出力
する。すなわち、制御パルスのデューティー比は、デュ
ーティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓに応じて変
化する。三相分配回路４３は、回転数検出手段１８から
の回転信号に応じて、上段側のトランジスタＴＲ１〜Ｔ
Ｒ３のうちの１つと、下段側のトランジスタＴＲ４〜Ｔ
Ｒ６のうちの１つとを、選択的にオンさせる。たとえ
ば、トランジスタＴＲ１，ＴＲ５がオンの場合、ファン
モータ５のコイル５ａからコイル５ｂに駆動電流が流れ
る。すなわち、ファンモータ５の回転子の回転位置に応
じて電流を流すコイル５ａ〜５ｃや電流の方向を順次切
り替えることにより、ファンモータ５の回転が継続す
る。さらに三相分配回路４３は、下段側のトランジスタ
ＴＲ４〜ＴＲ６のうちオンさせるべきトランジスタを、
コンパレータ４２からの制御パルスに応じてオン・オフ
させる。すなわち、三相分配回路４３は、ファンモータ
５に供給する駆動電力を、デューティー比制御手段２０
からの制御電圧Ｖｓに応じてＰＷＭ制御する。

【００３０】この電力制御手段１７の動作について、簡
単に述べる。商用電源１５からの交流電力は、整流平滑
手段１６によって整流され、かつ平滑されて、電力制御
手段１７を介してファンモータ５に駆動電力として供給
される。このとき電力制御手段１７により、ＰＷＭ制御
が施され、ファンモータ５の回転数が指令回転数になる
ように、ファンモータ５への駆動電圧が制御される。

【００３１】いま、図４に示すように、三角波発振回路
４１からの三角波の最高電圧をＶｈ、最低電圧をＶｌと
し、デューティー比制御手段２０からの制御電圧をＶｓ
とすると、コンパレータ４２の出力である制御パルス
は、図５に示すように、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧以
上のときにオンし、制御電圧Ｖｓが三角波の電圧よりも
小さいときにオフする、三角波と同じ周期のパルス列と
なる。そして、三相分配回路４３が、下段側のトランジ
スタＴＲ４〜ＴＲ６のうち、オンさせるべきトランジス
タのベースに、コンパレータ４２からの制御パルスを印
加するので、ファンモータ５の駆動電力が制御パルスに
よりスイッチングされ、制御パルスのデューティー比に
応じた駆動電力がファンモータ５に供給される。

【００３２】図６は、電流検出手段１９の回路図であっ
て、この電流検出手段１９は、カレントトランスＣＴ１
と、演算増幅器ＯＰ１，ＯＰ２と、可変抵抗器ＶＲ１，
ＶＲ２と、抵抗器Ｒ３０〜Ｒ３５と、キャパシタＣ２，
Ｃ３とを備えている。カレントトランスＣＴ１の出力端
には抵抗器Ｒ３０が接続されており、この抵抗器Ｒ３０
の一端は接地されている。抵抗器Ｒ３０の他端は演算増
幅器ＯＰ１の非反転入力端に接続されている。演算増幅
器ＯＰ１の反転入力端は抵抗器Ｒ３１を介して接地され
ており、演算増幅器ＯＰ１の出力端と反転入力端との間
には抵抗器Ｒ３２とキャパシタＣ２との並列回路が接続
されている。演算増幅器ＯＰ１の出力端は抵抗器Ｒ３４
を介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端に接続されてお
り、直流電圧ＶＣＣと接地との間には抵抗器Ｒ３３と可
変抵抗器ＶＲ１との直列回路が介装されている。可変抵
抗器ＶＲ１の摺動子は演算増幅器ＯＰ２の非反転入力端
に接続されており、演算増幅器ＯＰ２の出力端は可変抵
抗器ＶＲ２の一端に接続されている。可変抵抗器ＶＲ２
の他端は、抵抗器Ｒ３５とキャパシタＣ３との並列回路
を介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端に接続されてい
る。

【００３３】カレントトランスＣＴ１と演算増幅器ＯＰ
１と抵抗器Ｒ３０〜Ｒ３２とキャパシタＣ２とは、ファ
ンモータ５に流れる電流の大きさを電圧に変換する電流
・電圧変換回路を構成している。抵抗器Ｒ３３と可変抵
抗器ＶＲ１とは、基準電圧を発生させる基準電圧回路を
構成している。演算増幅器ＯＰ２と抵抗器Ｒ３４とは、
電流・電圧変換回路の出力と基準電圧回路の出力との差
を増幅する増幅回路を構成している。可変抵抗器ＶＲ２
と抵抗器Ｒ３５とキャパシタＣ３とは、増幅回路の出力
を入力側に帰還させる帰還回路を構成している。可変抵
抗器ＶＲ１は、基準電圧回路により発生された基準電圧
を調整するための第１の調整手段を構成している。可変
抵抗器ＶＲ２は、帰還回路による帰還率を調整するため
の第２の調整手段を構成している。

【００３４】この電流検出手段１９において、演算増幅
器ＯＰ２の非反転入力端に入力される電圧は、可変抵抗
器ＶＲ１の摺動子を移動させることにより変化する。す
なわち、可変抵抗器ＶＲ１の摺動子を移動させると、演
算増幅器ＯＰ２によって増幅される、演算増幅器ＯＰ１
の出力電圧との差電圧が変化するので、カレントトラン
スＣＴ１を流れる電流と演算増幅器ＯＰ２の出力端に表
れる検出電圧Ｅとの関係が変化する。したがって、図７
に示すように、ファンモータ５の回転数Ｎと検出電圧Ｅ
との関係は、可変抵抗器ＶＲ１の摺動子を移動させるこ
とにより、例えば実線の状態から破線の状態へとレベル
がシフトする。この結果、製造時に個々のファンモータ
５を流れる電流と回転数との特性のレベルにばらつきが
ある場合、それを可変抵抗器ＶＲ１により調整して予め
検出特性を調整しておくことができる。

【００３５】また、可変抵抗器ＶＲ２の摺動子を移動さ
せると、可変抵抗器ＶＲ２の抵抗値が変化するので、帰
還率が変化し、演算増幅器ＯＰ２の増幅率が変化するこ
とから、カレントトランスＣＴ１を流れる電流と演算増
幅器ＯＰ２の出力端に表れる検出電圧Ｅとの関係が変化
する。したがって、図８に示すように、ファンモータ５
の回転数Ｎと検出電圧Ｅとの関係は、可変抵抗器ＶＲ２
の摺動子を移動させることにより、例えば実線の状態か
ら破線の状態へと傾きが変化する。この結果、製造時に
個々のファンモータ５を流れる電流と回転数との特性の
傾きにばらつきがある場合、それを可変抵抗器ＶＲ２に
より調整して予め検出特性を調整しておくことができ
る。

【００３６】次に、上記給湯装置の動作について、図９
に示すフローチャートを参照しながら説明する。図外の
リモートコントローラからコントローラに運転指令が入
力されると、給湯制御部１３が、バルブ１１，１２や図
外のイグナイタなどを制御し、点火動作を開始すると共
に、最適送風量判別手段２２にバーナ２の燃焼量すなわ
ちバルブ１１の開弁量に応じた信号を出力する。これに
より最適送風量判別手段２２が、給湯制御部１３からの
信号に基づいて、バーナ２の燃焼量に応じた最適な送風
量を演算する（ステップＳ１）。

【００３７】この時点ではファンモータ５は回転してお
らず、流路抵抗判別手段２３による判別結果が最適送風
量判別手段２２に供給されないので、最適回転数判別手
段２４は、予め設定された例えば毎分３０００回転程度
の初期回転数に対応した回転数指令信号をデューティー
比制御手段２０に出力する（ステップＳ２）。これによ
りデューティー比制御手段２０が、ファンモータ５が初
期回転数で回転するような制御電圧Ｖｓを電力制御手段
１７に供給する。この結果、電力制御手段１７がＰＷＭ
方式により駆動電力を制御して、ファンモータ５を初期
回転数で回転するように駆動する。

【００３８】次に、異常判別手段２５が、内蔵している
タイマを起動させる（ステップＳ３）。

【００３９】次に、電流検出手段１９が、整流平滑手段
１６の出力電流を検出する（ステップＳ４）。すなわ
ち、カレントトランスＣＴ１には整流平滑手段１６の出
力電流に応じた電圧が誘起され、これが抵抗器Ｒ３０に
印加され、演算増幅器ＯＰ１の非反転入力端に入力され
る。演算増幅器ＯＰ１は、非反転入力端に入力された電
圧を抵抗器３１，３２で決まる増幅率で増幅し、抵抗器
Ｒ３４を介して演算増幅器ＯＰ２の反転入力端に供給す
る。これにより演算増幅器ＯＰ２は、演算増幅器ＯＰ２
の非反転入力端に入力される電圧と演算増幅器ＯＰ１の
出力電圧との差電圧を、可変抵抗器ＶＲ２と抵抗器Ｒ３
４，Ｒ３５とによって決まる増幅率で増幅し、検出電圧
Ｅとして出力する。この検出電圧Ｅは電流演算手段２１
に供給される。

【００４０】次に、回転数検出手段１８が、ファンモー
タ５のホールＩＣ３４からの検出信号に基づいて、ファ
ンモータ５の回転数を検出する（ステップＳ５）。

【００４１】次に、電流演算手段２１が、電流検出手段
１９により検出された整流平滑手段１６の出力電流と、
デューティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓとを用
いて、上記数式１により、ファンモータ５を流れる電流
を演算する（ステップＳ６）。

【００４２】すなわち、商用電源１５の電圧変動がな
く、整流平滑手段１６の出力電圧が常に一定であれば、
電流検出手段１９により検出した整流平滑手段１６の出
力電流を補正する必要は少ないが、現実には例えば交流
１００ボルトの商用電源１５の場合、７５〜１２０ボル
トに変動しているのが実情であり、その変動による整流
平滑手段１６の出力電流とファンモータ５を流れる電流
との変化のずれを補正するために、電流演算手段２１に
より、整流平滑手段１６の出力電流からファンモータ５
を流れる電流を演算して、実際に検出した整流平滑手段
１６の出力電流を補正することが必要になる。ここで
は、説明をより判り易くするために、先ず、整流平滑手
段１６の出力電流の補正をする必要の無い場合の、流路
抵抗判別動作について述べる。

【００４３】流路抵抗判別手段２３が、電流検出手段１
９からの検出電流（すなわち、ここの説明では電流演算
手段２１により補正される前の電流）と回転数検出手段
１８からの回転数パルスとに基づいて、ファンケース４
およびケーシング１内の送風流路の流路抵抗Φを判別す
る（ステップＳ７）。すなわち、ファンモータ５の回転
数Ｎとファンモータ５を流れる電流Ｉとの関係は、図１
０に示すように、流路抵抗Φに応じて変化するので、回
転数Ｎと電流Ｉと流路抵抗Φとの関係のデータを予めメ
モリなどに保持しておくことにより、回転数Ｎと電流Ｉ
とから流路抵抗Φを決定できる。例えば、回転数ＮがＮ
１のときに電流ＩがＩ０になり、あるいは回転数ＮがＮ
２のときに電流ＩがＩ１になれば、流路抵抗ΦがΦ１で
あると判断でき、回転数ＮがＮ０のときに電流ＩがＩ０
になれば、流路抵抗ΦがΦ０であると判断できる。な
お、Φ０はΦ１よりも小さい。また、この流路抵抗Φ
は、ファンモータ５の回転数をＮ、ファンモータ５を流
れる電流をＩとすれば、例えば実験的に下記数式２によ
り求められる。ただし、ｇ（Ｎ）、ｆ（Ｎ）は回転数Ｎ
の関数である。あるいは、別の実験式として、下記数式
３により求められる。

【００４４】

【数２】

【００４５】

【数３】

【００４６】次に、電流演算手段２１が、電流検出手段
１９により検出された電流の補正を行う動作について説
明する。商用電源１５から常に一定の電圧が供給されて
いる限り、上記の方法で流路抵抗を判別することができ
るが、実際には商用電源１５の電圧が変動するため、上
記の方法のみでは判別できず、電流演算手段２１による
補正が必要となってくる。

【００４７】一般に、ＰＡＭ方式では、ファンモータ５
に電源を供給する場合に、安定した直流電源でファンモ
ータ５を駆動することができるが、図２に示す構成のＰ
ＷＭ方式では、交流電力を整流および平滑しただけの直
流電源で駆動するため、電源部を簡略化できる利点があ
る。しかし、その一方で、商用電源１５の電圧が変動し
た場合には、図１１に示すように、その変動で整流平滑
手段１６の出力電圧が変動し、この変動をＰＷＭのデュ
ーティー比の変化により吸収するように制御が働くた
め、同一回転数に対して整流平滑手段１６の出力電流Ｉ
ｏも変動することになる。したがって、ＰＷＭ方式の場
合、同一回転数でのファンモータ５の電流値が吸排気路
の流路抵抗の変動、および商用電源１５の電圧変動の２
つの要因で変動することとなる。

【００４８】そこで、電流演算手段２１が、ステップＳ
６において、電流検出手段１９により検出された出力電
流Ｉｏを用いて、ファンモータ５に流れる電流Ｉを演算
する。これは、商用電源１５の電圧が１００ボルトのと
きに検出するであろう電流に補正することと同様の意味
を持つ。具体的には、上記数式１を用いて演算する。

【００４９】上記数式１は、次のようにして求めること
ができる。すなわち、簡略化して説明すると、図１２に
示すＰＷＭ方式は、ＰＡＭ方式では図１３に示すように
表すことができる。ＰＷＭ方式における整流平滑手段１
６の出力電圧をＶｏ、出力電流をＩｏ、ＰＡＭ方式にお
ける可変電圧電源５１の出力電圧をＶ、出力電流をＩと
し、両方式におけるファンモータ５の仕事量が等しく、
さらに、それぞれの方式における電気・機械仕事変換効
率が等しくかつ１００パーセントと考えた場合、下記数
式４が成立する。

【００５０】

【数４】

【００５１】ここで、ＰＷＭ方式においてファンモータ
５に印加される電圧は図５に示すようにパルス状であ
り、斜線部がＰＡＭ方式における印加電圧Ｖに相当する
ので、斜線部の面積を図４に示す制御電圧Ｖｓ，Ｖｈ，
Ｖｌで表すと、下記数式５のようになる。

【００５２】

【数５】

【００５３】これがＰＡＭ方式における印加電圧Ｖに相
当するので、下記数式６が成立する。

【００５４】

【数６】

【００５５】上記数式６を上記数式４に代入して整理す
ると、下記数式７が成立する。

【００５６】

【数７】

【００５７】上記数式７を変形すると、下記数式８のよ
うになる。

【００５８】

【数８】

【００５９】ここで、図４に示す三角波の電圧幅Ｖｈ−
Ｖｌを定数ｋとおくと、上記数式８は上記数式１と同じ
になる。また、定数ｋを例えば３．５ボルトとすると、
下記数式９が成立する。

【００６０】

【数９】

【００６１】上記数式１，８，９は、ＰＷＭ方式におけ
る電流検出手段１９により検出した出力電流Ｉｏを、Ｐ
ＡＭ方式における検出電流Ｉに変換したものである。

【００６２】このように、ステップＳ６において、電流
演算手段２１によりファンモータ５に流れる電流Ｉを演
算することにより、電流検出手段１９により検出された
出力電流Ｉｏを補正し、ステップＳ７において、補正し
た電流Ｉを用いて流路抵抗判別手段２３により流路抵抗
を演算するので、商用電源１５の電圧変動に拘らず、正
確に流路抵抗を求めることができる。

【００６３】次に、異常判別手段２５が、流路抵抗判別
手段２３により判別された流路抵抗Φが、予め決められ
た下限値ΦＬと上限値ΦＨとの間に入っているか否かを
判断する（ステップＳ８）。すなわち、流路抵抗Φが下
限値ΦＬと上限値ΦＨとの間から外れた領域を図１４に
斜線で示しているが、流路抵抗Φがこのような値になっ
た場合、ファンモータ５の回転数を制御しても適切な送
風量を確保できないので、異常状態と判断する必要があ
り、流路抵抗Φが下限値ΦＬと上限値ΦＨとの間に入っ
ていれば、ファンモータ５の回転数を制御することによ
り適切な送風量を確保できるので、正常状態であると判
断できる。なお、図１４の第１象限はファンモータ５に
流れる電流Ｉと回転数Ｎと流路抵抗Φとの関係を表して
おり、第４象限はファンモータ５の回転数Ｎと送風量Ｑ
と流路抵抗Φとの関係を表している。

【００６４】異常判別手段２５は、流路抵抗Φが下限値
ΦＬと上限値ΦＨとの間に入っていれば正常と判別し
て、内蔵しているタイマをクリアする（ステップＳ
９）。このタイマは、クリアされると直ちに再起動し
て、計時動作を再開する。

【００６５】次に、最適回転数判別手段２４が、流路抵
抗判別手段２３により判別された流路抵抗Φと最適送風
量判別手段２２により判別された最適送風量とに基づい
て、最適回転数を演算し（ステップＳ１０）、回転数指
令信号をデューティー比制御手段２０に出力する。すな
わち、図１０に示すように、ファンモータ５の回転数Ｎ
と送風量Ｑとの関係は流路抵抗Φによって変化するの
で、最適送風量が得られるように流路抵抗Φに応じて最
適回転数を判別するのである。この最適回転数Ｎｓは、
最適送風量をＱ０とし、基準となる流路抵抗Φ０と燃焼
量とに基づいて決定された基準回転数をＮｇとすると、
例えば下記数式１０の実験式により求められる。あるい
は、別の実験式として、下記数式１１によっても求めら
れる。

【００６６】

【数１０】

【００６７】

【数１１】

【００６８】これにより、デューティー比制御手段２０
が、最適回転数判別手段２４により演算された最適回転
数に応じた回転数指令信号と回転数検出手段１８からの
実際の回転数とに基づいて、ファンモータ５が最適回転
数となるような制御電圧Ｖｓを電力制御手段１７に出力
する（ステップＳ１１）。

【００６９】これにより、電力制御手段１７が、デュー
ティー比制御手段２０からの制御電圧Ｖｓに基づいて、
ファンモータ５に供給する直流電力をスイッチングし、
ファンモータ５が最適回転数となるように駆動する。

【００７０】次に、最適送風量判別手段２２が、給湯制
御部１３からの信号に基づいて燃焼量に変更があったか
否かを判断し（ステップＳ１２）、変更がなければ、マ
イクロコンピュータ２７が、リモートコントローラから
運転終了の指示が入力されたか否かを判断し（ステップ
Ｓ１３）、入力されていなければ、ステップＳ５に戻
る。入力されていれば、ルーチンを終了する。

【００７１】ステップＳ１２において、最適送風量判別
手段２２が燃焼量に変更があったと判断すれば、ステッ
プＳ１に戻る。

【００７２】ステップＳ８において、異常判別手段２５
が、流路抵抗Φが予め決められた下限値ΦＬと上限値Φ
Ｈとの間に入っていないと判断すれば、さらに異常判別
手段２５が、内蔵のタイマがタイムアップしているか否
かを判断し（ステップＳ１４）、タイムアップしていな
ければステップＳ１０に進む。タイムアップしていれ
ば、異常処理手段２６に異常である旨を出力する。すな
わち、流路抵抗Φは風の影響などにより絶えず変化する
場合があるので、流路抵抗Φが所定時間以上にわたって
異常な値になったときにのみ、異常状態と判断するので
ある。

【００７３】次に、異常処理手段２６が、異常判別手段
２５からの異常である旨の信号が入力されることによ
り、給湯制御部１３に停止信号を出力してバーナ２の燃
焼を停止させるなどの異常処理を行って（ステップＳ１
５）、ルーチンを終了する。

【００７４】このように、交流電力を整流および平滑し
て直流電力を出力する整流平滑手段１６と、制御パルス
に基づいて整流平滑手段１６からの直流電力をスイッチ
ングしてファンモータ５に駆動電力として供給する電力
制御手段１７と、ファンモータ５の回転数を検出する回
転数検出手段１８と、整流平滑手段１６の出力電流を検
出する電流検出手段１９と、回転数指令信号と回転数検
出手段１８により検出された回転数とに基づいて、ファ
ンモータ５の回転数が所要回転数になるように制御パル
スのデューティー比を制御するデューティー比制御手段
２０と、電流検出手段１９により検出された出力電流と
デューティー比制御手段２０により制御されたデューテ
ィー比に関する情報とに基づいて、ファンモータ５を流
れる電流を演算する電流演算手段２１とを設けたので、
商用電源１５の電圧変動に拘らずファンモータ５に流れ
る電流を正確に知ることができ、したがって流路抵抗を
適正に判断することが可能になる。

【００７５】さらに、電流演算手段２１により演算され
た電流と回転数検出手段１８により検出された回転数と
に基づいて送風流路の流路抵抗を判別する流路抵抗判別
手段２３を設けたので、送風流路の流路抵抗を適正に判
断できる。したがって、送風流路の流路抵抗に応じた適
切なモータ回転数を維持することが可能になる。

【００７６】さらに、最適送風量判別手段２２により判
別された最適送風量と流路抵抗判別手段２３により判別
された流路抵抗とに基づいてファンモータ５の最適回転
数を判別し、ファンモータ５の回転数が最適回転数とな
るようにデューティー比制御手段２０に回転数指令信号
を供給する最適回転数判別手段２４を設けたので、送風
流路の流路抵抗に応じた適切なモータ回転数を常に維持
できる。したがって、流路抵抗が変化しても、常に最適
送風量を維持できる。

【００７７】さらに、流路抵抗判別手段２３により判別
された流路抵抗に基づいて燃焼の異常を判別する異常判
別手段２５と、異常判別手段２５により燃焼の異常と判
別されたときにバーナ２の燃焼を停止させる異常処理手
段２６とを設けたので、バーナ２の火炎が消失する以前
の段階で流路抵抗から燃焼の異常を的確に判断でき、安
全性の向上を図ることができる。

【００７８】（実施例２）図１５は、本願発明の実施例
２に係るファンモータ制御装置を備えた給湯装置の概略
構成図であって、図１に示す実施例１の給湯装置と異な
る点は、マイクロコンピュータ２７により実現される構
成要素として、流路抵抗判別手段２３により判別された
流路抵抗と回転数検出手段１８により検出された回転数
とに基づいて現実の送風量を推測する送風量推測手段５
２と、バーナ２の燃焼量に基づいてファンモータ５の目
標回転数を判別する目標回転数判別手段５３とを加えた
点である。したがって、最適回転数判別手段２４は、最
適送風量判別手段２２により判別された最適送風量と送
風量推測手段５２により推測された現実の送風量との偏
差と、目標回転数判別手段５３により判別された目標回
転数とに基づいてファンモータ５の最適回転数を判別す
る。また異常判別手段２５は、送風量推測手段５２によ
り推測された現実の送風量に基づいて燃焼の異常を判別
する。その他の構成は図１に示す実施例１の給湯装置と
同様である。

【００７９】次に、上記給湯装置の動作について、図１
６に示すフローチャートを参照しながら説明する。図外
のリモートコントローラからコントローラに運転指令が
入力されると、給湯制御部１３が、バルブ１１，１２や
図外のイグナイタなどを制御し、点火動作を開始すると
共に、最適送風量判別手段２２にバーナ２の燃焼量すな
わちバルブ１１の開弁量に応じた信号を出力する。これ
により最適送風量判別手段２２が、給湯制御部１３から
の信号に基づいて、バーナ２の燃焼量に応じた最適な送
風量を演算する（ステップＳ２１）。

【００８０】次に、目標回転数判別手段５３が、給湯制
御部１３からの信号に基づいて、バーナ２の燃焼量に応
じた最適な送風量を得るための目標回転数を演算する
（ステップＳ２２）。

【００８１】この時点ではファンモータ５は回転してお
らず、流路抵抗判別手段２３による判別結果が最適回転
数判別手段２４に供給されないので、最適回転数判別手
段２４は、予め設定された例えば毎分３０００回転程度
の初期回転数に対応した回転数指令信号をデューティー
比制御手段２０に出力する（ステップＳ２３）。これに
よりデューティー比制御手段２０が、ファンモータ５が
初期回転数で回転するような制御電圧Ｖｓを電力制御手
段１７に出力する。これにより電力制御手段１７が、フ
ァンモータ５が初期回転数で回転するように駆動電力の
デューティー比を制御する。

【００８２】次に、異常判別手段２５が、内蔵している
タイマを起動させる（ステップＳ２４）。

【００８３】次に、電流検出手段１９が、整流平滑手段
１６の出力電流Ｉｏを検出する（ステップＳ２５）。

【００８４】次に、回転数検出手段１８が、ファンモー
タ５のホール素子３４からの検出信号に基づいて、ファ
ンモータ５の回転数を検出する（ステップＳ２６）。

【００８５】次に、電流演算手段２１が、電流検出手段
１９により検出された出力電流Ｉｏとデューティー比制
御手段２０から出力される制御電圧Ｖｓとから、上記数
式１を用いてファンモータ５に流れる電流Ｉを演算する
（ステップＳ２７）。

【００８６】次に、流路抵抗判別手段２３が、電流演算
手段２１により演算された電流Ｉと回転数検出手段１８
からの回転数パルスとに基づいて、ファンケース４およ
びケーシング１内の空気流路の流路抵抗Φを判別する
（ステップＳ２８）。

【００８７】次に、送風量推測手段５２が、流路抵抗判
別手段２３により判別された流路抵抗Φと回転数検出手
段１８により検出されたファンモータ５の回転数Ｎとに
基づいて、現実の送風量Ｑを演算する（ステップＳ２
９）。すなわち、図１０に示すように、ファンモータ５
の現実の回転数Ｎと現実の送風量Ｑとの関係は、空気流
路の流路抵抗Φの変化により変化するが、流路抵抗Φが
決まればそれに応じて一意に定まるので、回転数Ｎと流
路抵抗Φと送風量Ｑとの関係を求めて予めメモリに記憶
させておくことにより、ファンモータ５の回転数Ｎと流
路抵抗Φとから現実の送風量Ｑを演算できる。

【００８８】次に、異常判別手段２５が、送風量推測手
段５２により推測された送風量Ｑが、予め決められた下
限値ＱＬと上限値ＱＨとの間に入っているか否かを判断
する（ステップＳ３０）。

【００８９】異常判別手段２５は、送風量Ｑが下限値Ｑ
Ｌと上限値ＱＨとの間に入っていれば正常と判別して、
内蔵しているタイマをクリアする（ステップＳ３１）。
このタイマは、クリアされると直ちに再起動して、計時
動作を再開する。

【００９０】次に、最適回転数判別手段２４が、送風量
推測手段５２により推測された現実の送風量Ｑ１と最適
送風量判別手段２２により判別された最適送風量Ｑ０と
の偏差に基づいて、下記数式１２を用いて最適回転数Ｎ
１を演算する（ステップＳ３２）。すなわち、最適送風
量Ｑ０と推測された現実の送風量Ｑ１との偏差の比例成
分と積分成分との和をフィードバック成分として、目標
回転数Ｎ０に加えている。したがって、最適送風量Ｑ０
と推測された現実の送風量Ｑ１との偏差がゼロの状態で
安定すれば、目標回転数Ｎ０が最適回転数Ｎ１になる。

【００９１】

【数１２】

【００９２】さらに、最適回転数判別手段２４が、演算
した最適回転数に応じた回転数指令信号をデューティー
比制御手段２０に出力する（ステップＳ３３）。

【００９３】これにより、デューティー比制御手段２０
が、最適回転数判別手段２４からの回転数指令信号と回
転数検出手段１８からの実際の回転数とに基づいて、フ
ァンモータ５が最適回転数となるように電力制御手段１
７に制御電圧Ｖｓを出力する。これにより電力制御手段
１７が、ファンモータ５が最適回転数となるように駆動
電力のデューティー比を可変させる。

【００９４】次に、最適送風量判別手段２２が、給湯制
御部１３からの信号に基づいて燃焼量に変更があったか
否かを判断し（ステップＳ３４）、変更がなければ、マ
イクロコンピュータ２７が、リモートコントローラから
運転終了の指示が入力されたか否かを判断し（ステップ
Ｓ３５）、入力されていなければ、ステップＳ２５に戻
る。入力されていれば、ルーチンを終了する。

【００９５】ステップＳ３４において、最適送風量判別
手段２２が燃焼量に変更があったと判断すれば、ステッ
プＳ２１に戻る。

【００９６】ステップＳ３０において、異常判別手段２
５が、送風量Ｑが予め決められた下限値ＱＬと上限値Ｑ
Ｈとの間に入っていないと判断すれば、異常判別手段２
５が、内蔵のタイマがタイムアップしているか否かを判
断し（ステップＳ３６）、タイムアップしていなければ
ステップＳ３２に進む。タイムアップしていれば、異常
処理手段２６に異常である旨を出力する。すなわち、送
風量Ｑは風の影響などにより絶えず変化する場合がある
ので、送風量Ｑが所定時間以上にわたって異常な値にな
ったときにのみ、異常状態と判断するのである。

【００９７】次に異常処理手段２６が、異常判別手段２
５からの異常である旨の信号が入力されることにより、
給湯制御部１３に停止信号を出力してバーナ２の燃焼を
停止させるなどの異常処理を行って（ステップＳ３
７）、ルーチンを終了する。

【００９８】このように、ファンモータ５の回転数を検
出する回転数検出手段１８と、ファンモータ５に流れる
電流を演算する電流演算手段２１と、電流演算手段２１
による演算値と回転数検出手段１８により検出された回
転数とに基づいてケーシング１およびファンケース４の
送風流路の流路抵抗を判別する流路抵抗判別手段２３
と、この流路抵抗判別手段２３により判別された流路抵
抗と回転数検出手段１８により検出された回転数とに基
づいて現実の送風量を推測する送風量推測手段５２とを
設けたので、風速センサなどの風量検知手段を送風流路
に設置することなく、現実の送風量を正確に推測でき
る。したがって、風速センサなどの風量検知手段による
流路抵抗の増加を招くことなく、推測した送風量からフ
ァンモータ５を適切に制御することが可能になる。しか
も、風速センサなどの風量検知手段を送風流路に設置す
る必要がないことから、製造コストを低減できる。

【００９９】さらに、バーナ２の燃焼量に基づいて最適
送風量を判別する最適送風量判別手段２２と、最適送風
量判別手段２２により判別された最適送風量と送風量推
測手段５２により推測された現実の送風量との偏差に基
づいてファンモータ５の最適回転数を判別する最適回転
数判別手段２４と、最適回転数判別手段２４により判別
された最適回転数となるようにファンモータ５を制御す
るデューティー比制御手段２０および電力制御手段１７
とを設けたので、風速センサなどの風量検知手段を送風
流路に設置することなく、現実の送風量を推測してファ
ンモータ５を適切に制御できる。したがって、流路抵抗
などの変化にかかわらず、常に最適燃焼を維持できる。

【０１００】さらに、バーナ２の燃焼量に基づいてファ
ンモータ５の目標回転数を判別する目標回転数判別手段
５３と、最適送風量判別手段２２により判別された最適
送風量と送風量推測手段５２により推測された現実の送
風量との偏差と目標回転数判別手段５３により判別され
た目標回転数とに基づいてファンモータ５の最適回転数
を判別する最適回転数判別手段２４とを設け、目標回転
数判別手段５３により判別された目標回転数をＮ０、最
適送風量判別手段２２により判別された最適送風量をＱ
０、送風量推測手段５２により推測された現実の送風量
をＱ１、所定の定数をＫｐ、Ｋｉとしたときに、最適回
転数判別手段２４が、最適回転数Ｎ１を上記数式１２に
したがって演算する構成としたので、風速センサなどの
風量検知手段を送風流路に設置することなく、現実の送
風量を推測してファンモータ５を適切に制御できる。し
たがって、流路抵抗などの変化にかかわらず、常に最適
燃焼を維持できる。しかも、最適送風量と推測された現
実の送風量との偏差を用いてＰＩ制御によりモータ回転
数を制御するので、ファンモータ５を円滑に制御でき
る。

【０１０１】さらに、送風量推測手段５２により推測さ
れた現実の送風量に基づいて燃焼の異常を判別する異常
判別手段２５と、異常判別手段２５により燃焼の異常と
判別されたときにバーナ２の燃焼を停止させる異常処理
手段２６とを設けたので、バーナ２の火炎が消失する以
前の段階で送風量から燃焼の異常を的確に判断でき、安
全性の向上を図ることができる。

【０１０２】（実施例３）図１７に示すように、マイク
ロコンピュータ２７のＲＯＭ５４に、図１０に示すよう
な送風流量Ｑと回転数Ｎと電流Ｉｏとの関係を、商用電
源１５の電圧Ｖａｃ毎にテーブルの形で記憶させてお
き、電流検出手段１９により整流平滑手段１６の出力電
流Ｉｏを検出する他に、商用電源１５の電圧Ｖａｃを検
出し、電圧ＶａｃからＲＯＭ５４の内容を参照して電流
Ｉｏを補正するように構成してもよい。

【０１０３】（実施例４）図１８に示すように、電流検
出手段１９により整流平滑手段１６の出力電流Ｉｏを検
出する他に、商用電源１５の電圧Ｖａｃを検出し、補正
回路５５により出力電流Ｉｏを電圧Ｖａｃにより電流Ｉ
に補正して、この電流Ｉをマイクロコンピュータ２７に
入力するように構成してもよい。

【０１０４】なお、上記実施例２では、図１６のステッ
プＳ３０において、異常判別手段２５が、送風量推測手
段５２により推測された現実の送風量Ｑが下限値ＱＬと
上限値ＱＨとの間の値であるか否かにより異常を判別す
るように構成したが、異常判別手段２５が、最適送風量
判別手段２２により判別された最適送風量と送風量推測
手段５２により推測された現実の送風量との偏差が所定
の上限値以上であるか否かにより異常を判別するように
構成してもよい。このようにしても、バーナ２の火炎が
消失する以前の段階で燃焼の異常を的確に判断でき、安
全性の向上を図ることができる。

【０１０５】また、上記実施例１，２では、異常判別手
段２５にタイマを内蔵させて、流路抵抗Φあるいは送風
量Ｑの値が所定時間以上継続して所定範囲外になったと
きに異常と判断したが、必ずしもタイマを設ける必要は
なく、流路抵抗Φあるいは送風量Ｑの値が所定範囲外に
なれば、すぐに異常と判断するように構成してもよい。

【０１０６】また、上記実施例１，２では、図９のステ
ップＳ２あるいは図１６のステップＳ２３において、最
適回転数判別手段２４が、デューティー比制御手段２０
に所定の初期回転数に応じた回転数指令信号を出力する
ように構成したが、最適回転数判別手段２４が、最適送
風量判別手段２２により判別された最適送風量に応じた
回転数指令信号をデューティー比制御手段２０に出力す
るように構成してもよい。

【０１０７】また、上記各実施例では、本願発明に係る
モータ制御装置によりファンモータ５を制御するように
構成したが、本願発明に係るモータ制御装置は、ファン
モータ５に限らず、ＰＷＭ方式により駆動されるあらゆ
るモータに採用し得る。

【０１０８】また、上記実施例１，２では、電流検出手
段１９の可変抵抗器ＶＲ１，ＶＲ２により検出特性を調
整可能としているが、この調整機能を省略しても本願発
明を実現できることは勿論である。また、この電流検出
手段１９はカレントトランスＣＴ１を用いて実現してい
るが、例えば、カレントトランスＣＴ１を設けた電流ラ
インに、カレントトランスＣＴ１に代えて抵抗器を配置
し、その電圧を検出することにより電流量を検出するよ
うにしてもよい。いずれにしても電流検出手段１９は、
これらに限られず、電流量を検出できるものであれば、
電流検出手段１９を実現できる。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、交流電力を整流および平滑して直流電力を出力
する整流平滑手段と、整流平滑手段からの直流電力をス
イッチングしてモータに駆動電力として供給する電力制
御手段と、整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出
手段と、電流検出手段により検出された出力電流と交流
電力の電圧に関連する情報とに基づいて、モータを流れ
る電流を演算する電流演算手段と、を備えたので、ＰＷ
Ｍ駆動方式において、整流平滑手段の出力電流を検出す
ることにより、交流電力の電圧変動に拘らずモータに流
れる電流を知ることができる。

【０１１０】また、請求項２の発明によれば、交流電力
を整流および平滑して直流電力を出力する整流平滑手段
と、制御パルスに基づいて整流平滑手段からの直流電力
をスイッチングしてモータに駆動電力として供給する電
力制御手段と、モータの回転数を検出する回転数検出手
段と、整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
と、回転数指令信号と回転数検出手段により検出された
回転数とに基づいて、モータの回転数が指令回転数にな
るように制御パルスのデューティー比を制御するデュー
ティー比制御手段と、電流検出手段により検出された出
力電流とデューティー比制御手段により制御されたデュ
ーティー比に関する情報とに基づいて、モータを流れる
電流を演算する電流演算手段と、を備えたので、ＰＷＭ
駆動方式において、整流平滑手段の出力電流を検出する
ことにより、交流電力の電圧変動に拘らずモータに流れ
る電流を正確に知ることができる。

【０１１１】また、請求項３の発明によれば、デューテ
ィー比制御手段が、電力制御手段に供給する制御電圧を
調整することにより制御パルスのデューティー比を制御
し、電流演算手段は、制御電圧をＶｓ、モータが回転す
る最小の制御電圧をＶｌ、定数をｋ、電流検出手段によ
り検出された出力電流をＩｏとしたときに、モータを流
れる電流Ｉを上記数式１に基づいて演算する構成とした
ので、ＰＷＭ駆動方式において、整流平滑手段の出力電
流を検出することにより、交流電力の電圧変動に拘らず
モータに流れる電流を容易かつ正確に知ることができ
る。

【０１１２】また、請求項４の発明によれば、送風流路
に配置された送風用のファンを回転させるファンモータ
に電源を供給してファンモータを回転させるモータ制御
装置において、交流電力を整流および平滑して直流電力
を出力する整流平滑手段と、制御パルスに基づいて整流
平滑手段からの直流電力をスイッチングしてファンモー
タに駆動電力として供給する電力制御手段と、ファンモ
ータの回転数を検出する回転数検出手段と、整流平滑手
段の出力電流を検出する電流検出手段と、回転数指令信
号と回転数検出手段により検出された回転数とに基づい
て、ファンモータの回転数が指令回転数になるように制
御パルスのデューティー比を制御するデューティー比制
御手段と、電流検出手段により検出された出力電流とデ
ューティー比制御手段により制御されたデューティー比
に関する情報とに基づいて、ファンモータを流れる電流
を演算する電流演算手段と、電流演算手段により演算さ
れた電流と回転数検出手段により検出された回転数とに
基づいて送風流路の流路抵抗を判別する流路抵抗判別手
段と、を備えたので、流路抵抗判別手段により、ファン
モータの駆動電流とファンモータの回転数とに基づいて
送風流路の流路抵抗を判別することから、送風流路の流
路抵抗を正確に判別できる。したがって、送風流路の流
路抵抗に応じた適切なモータ回転数を維持することが可
能になる。

【０１１３】また、請求項５の発明によれば、燃焼器の
送風流路に配置された送風用のファンを回転させるファ
ンモータに電源を供給してファンモータを回転させるモ
ータ制御装置において、交流電力を整流および平滑して
直流電力を出力する整流平滑手段と、制御パルスに基づ
いて整流平滑手段からの直流電力をスイッチングしてフ
ァンモータに駆動電力として供給する電力制御手段と、
ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段と、整
流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段と、回転
数指令信号と回転数検出手段により検出された回転数と
に基づいて、ファンモータの回転数が指令回転数になる
ように制御パルスのデューティー比を制御するデューテ
ィー比制御手段と、電流検出手段により検出された出力
電流とデューティー比制御手段により制御されたデュー
ティー比に関する情報とに基づいて、ファンモータを流
れる電流を演算する電流演算手段と、燃焼器の燃焼量に
基づいて最適送風量を判別する最適送風量判別手段と、
電流演算手段により演算された電流と回転数検出手段に
より検出された回転数とに基づいて送風流路の流路抵抗
を判別する流路抵抗判別手段と、最適送風量判別手段に
より判別された最適送風量と流路抵抗判別手段により判
別された流路抵抗とに基づいてファンモータの最適回転
数を判別し、ファンモータの回転数が最適回転数となる
ようにデューティー比制御手段に回転数指令信号を供給
する最適回転数判別手段と、を備えたので、最適回転数
判別手段により、燃焼量に応じた最適送風量と送風流路
の流路抵抗とに基づいてファンモータの最適回転数を判
別し、モータ制御手段により、最適回転数となるように
ファンモータを駆動することから、送風流路の流路抵抗
に応じた適切なモータ回転数を常に維持できる。したが
って、流路抵抗が変化しても、常に最適燃焼を維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置を備
えた給湯装置の概略構成図である。

【図２】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられたモータ駆動部の回路ブロック図である。

【図３】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられた電力制御手段の回路図である。

【図４】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられた三角波発振回路により得られる三角波の波形図
である。

【図５】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられたファンモータに供給される駆動電圧の波形図で
ある。

【図６】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられた電流検出手段の回路図である。

【図７】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられた電流検出手段による検出電圧とファンモータの
回転数との関係の説明図である。

【図８】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に備
えられた電流検出手段による検出電圧とファンモータの
回転数との関係の説明図である。

【図９】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置の動
作を説明するフローチャートである。

【図１０】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に
より制御されるファンモータを流れる電流と回転数と送
風量との関係の説明図である。

【図１１】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に
備えられた電流検出手段による検出電流とファンモータ
の回転数との関係の説明図である。

【図１２】ＰＷＭ方式のモータ制御装置の概略構成図で
ある。

【図１３】ＰＷＡ方式のモータ制御装置の概略構成図で
ある。

【図１４】本願発明の実施例１に係るモータ制御装置に
備えられた異常判別手段による異常判別領域の説明図で
ある。

【図１５】本願発明の実施例２に係るモータ制御装置を
備えた給湯装置の概略構成図である。

【図１６】本願発明の実施例２に係るモータ制御装置の
動作を説明するフローチャートである。

【図１７】本願発明の実施例３に係るモータ制御装置の
要部の概略構成図である。

【図１８】本願発明の実施例４に係るモータ制御装置の
要部の概略構成図である。

【符号の説明】

５ ファンモータ ６ シロッコファン １６ 整流平滑手段 １７ 電力制御手段 １８ 回転数検出手段 １９ 電流検出手段 ２０ デューティー比制御手段 ２１ 電流演算手段 ２２ 最適送風量判別手段 ２３ 流路抵抗判別手段 ２４ 最適回転数判別手段 ２５ 異常判別手段 ２６ 異常処理手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力を整流および平滑して直流電力
   を出力する整流平滑手段と、 前記整流平滑手段からの直流電力をスイッチングしてモ
   ータに駆動電力として供給する電力制御手段と、 前記整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
   と、 前記電流検出手段により検出された出力電流と前記交流
   電力の電圧に関連する情報とに基づいて、前記モータを
   流れる電流を演算する電流演算手段と、 を備えたことを特徴とする、モータ制御装置。
2. 【請求項２】 交流電力を整流および平滑して直流電力
   を出力する整流平滑手段と、 制御パルスに基づいて前記整流平滑手段からの直流電力
   をスイッチングしてモータに駆動電力として供給する電
   力制御手段と、 前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
   と、 回転数指令信号と前記回転数検出手段により検出された
   回転数とに基づいて、前記モータの回転数が指令回転数
   になるように前記制御パルスのデューティー比を制御す
   るデューティー比制御手段と、 前記電流検出手段により検出された出力電流と前記デュ
   ーティー比制御手段により制御されたデューティー比に
   関する情報とに基づいて、前記モータを流れる電流を演
   算する電流演算手段と、 を備えたことを特徴とする、モータ制御装置。
3. 【請求項３】 デューティー比制御手段は、電力制御手
   段に供給する制御電圧を調整することにより制御パルス
   のデューティー比を制御し、電流演算手段は、前記制御
   電圧をＶｓ、モータが回転する最小の制御電圧をＶｌ、
   定数をｋ、電流検出手段により検出された出力電流をＩ
   ｏとしたときに、前記モータを流れる電流Ｉを下記数式
   １に基づいて演算する構成としたことを特徴とする、請
   求項２に記載のモータ制御装置。 【数１】
4. 【請求項４】 送風流路に配置された送風用のファンを
   回転させるファンモータに電源を供給してファンモータ
   を回転させるモータ制御装置において、 交流電力を整流および平滑して直流電力を出力する整流
   平滑手段と、 制御パルスに基づいて前記整流平滑手段からの直流電力
   をスイッチングして前記ファンモータに駆動電力として
   供給する電力制御手段と、 前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
   と、 回転数指令信号と前記回転数検出手段により検出された
   回転数とに基づいて、前記ファンモータの回転数が指令
   回転数になるように前記制御パルスのデューティー比を
   制御するデューティー比制御手段と、 前記電流検出手段により検出された出力電流と前記デュ
   ーティー比制御手段により制御されたデューティー比に
   関する情報とに基づいて、前記ファンモータを流れる電
   流を演算する電流演算手段と、 前記電流演算手段により演算された電流と前記回転数検
   出手段により検出された回転数とに基づいて前記送風流
   路の流路抵抗を判別する流路抵抗判別手段と、を備えた
   ことを特徴とする、モータ制御装置。
5. 【請求項５】 燃焼器の送風流路に配置された送風用の
   ファンを回転させるファンモータに電源を供給してファ
   ンモータを回転させるモータ制御装置において、 交流電力を整流および平滑して直流電力を出力する整流
   平滑手段と、 制御パルスに基づいて前記整流平滑手段からの直流電力
   をスイッチングして前記ファンモータに駆動電力として
   供給する電力制御手段と、 前記ファンモータの回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記整流平滑手段の出力電流を検出する電流検出手段
   と、 回転数指令信号と前記回転数検出手段により検出された
   回転数とに基づいて、前記ファンモータの回転数が指令
   回転数になるように前記制御パルスのデューティー比を
   制御するデューティー比制御手段と、 前記電流検出手段により検出された出力電流と前記デュ
   ーティー比制御手段により制御されたデューティー比に
   関する情報とに基づいて、前記ファンモータを流れる電
   流を演算する電流演算手段と、 前記燃焼器の燃焼量に基づいて最適送風量を判別する最
   適送風量判別手段と、 前記電流演算手段により演算された電流と前記回転数検
   出手段により検出された回転数とに基づいて前記送風流
   路の流路抵抗を判別する流路抵抗判別手段と、 前記最適送風量判別手段により判別された最適送風量と
   前記流路抵抗判別手段により判別された流路抵抗とに基
   づいて前記ファンモータの最適回転数を判別し、前記フ
   ァンモータの回転数が最適回転数となるように前記デュ
   ーティー比制御手段に回転数指令信号を供給する最適回
   転数判別手段と、 を備えたことを特徴とする、モータ制御装置。