JP6399595B2 - ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムに関する。

空調機等で汎用的に使用されているコントローラＩＣ（integrated circuit）内蔵タイプのＤＣファンモータを駆動する場合、外部から、例えばアナログ電圧等の指令値をコントローラＩＣに与え、当該指令値を増減させることでモータの回転数を所望に調節することができる。
このようなＤＣファンモータの制御方法の一つとしては、モータ回転数の目標値及びモータ回転数の実測値（観測値）に基づいて、指令値を補正する制御方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような制御方法によれば、入力された指令値に対応するモータの回転数につき、モータ及び回路構成部品の個体差、環境条件等に起因して生じるばらつきを軽減することができる。

特開平６−０７０５９４号公報

停止状態にあるＤＣファンモータを起動させる場合、一般に、安定的な起動を実現するために、入力する指令値を比較的小さい値から徐々に上昇させながら起動する手法が取られる。しかしながら、指令値（ここでは、アナログ電圧）を０Ｖから徐々に上げていった場合、ＤＣファンモータが起動するまでに時間がかかる。
そこで、起動時において、０Ｖよりも大きい初期指令値（固定値）を予め定めておき、当該初期指令値から徐々に指令値を上げていく方法が考えられる。このようにすることで、初期指令値の入力開始からモータが起動するまでにかかる時間を短縮することができる。

しかしながら、停止状態にあるＤＣファンモータに対し、上記０Ｖよりも大きい初期指令値を突如に与えた場合、当該ＤＣファンモータにおける構成部品の個体差、環境条件等によってはモータの起動時の動作が不安定になり、過電流状態に陥る場合がある。即ち、ＤＣファンモータの起動時の特性ばらつきのため、安定的に起動させるための固定の初期指令値を定めることが困難であった。
また、上述のＤＣファンモータの制御方法は、ＤＣファンモータごとの起動時の特性ばらつきに対応して、各ＤＣファンモータの安定的な起動を実現するものではない。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、迅速かつ安定的に起動するファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットと、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力部と、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出部と、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力部が出力した指令値である回転開始指令値を取得して記録媒体に記録する開始指令値記録部と、を備え、前記指令値出力部は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するファンモータシステムである。

また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、前記開始指令値記録部が、前記モータの複数回の起動の各々に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を前記記録媒体に記録し、前記指令値出力部は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する。

また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替部を更に備え、前記開始指令値記録部は、前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録する。

また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムにおいて、前記開始指令値記録部が、前記回転開始を検出したタイミングと対応するタイミングであって、前記回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間だけ前に出力した指令値を、前記回転開始指令値として前記記録媒体に記録する。

また、本発明の一態様は、上述のファンモータシステムを備える空調機である。

また、本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットの制御方法であって、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力ステップと、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出ステップと、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録ステップと、を有し、前記指令値出力ステップにおいて、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するファンモータ制御方法である。

また、本発明の一態様は、モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットを制御するコンピュータを、停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力手段、前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出手段、前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力手段が出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録手段、として機能させ、前記指令値出力手段は、前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された前記回転開始指令値を参照して、前記初期値を決定するプログラムである。

上述のファンモータシステム、空調機、ファンモータ制御方法及びプログラムによれば、迅速かつ安定的に起動することができる。

第１の実施形態に係るファンモータシステムの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るファンモータシステムの動作を説明する図である。 第１の実施形態に係る記録媒体に記録される回転開始指令アナログ電圧情報を示す図である。 第１の実施形態に係る開始指令値記録部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第１の図である。 第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第２の図である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るファンモータシステムについて、図１〜図７を参照ながら説明する。

図１は、第１の実施形態に係るファンモータシステムの機能構成を示す図である。
図１に示すように、ファンモータシステム１は、ファンモータユニット１０と、当該ファンモータユニット１０の制御を行うファンモータ制御装置１１と、を備えている。

本実施形態において、ファンモータユニット１０は、ドライブ用ＩＣであるコントローラ１００を内蔵するＤＣファンモータである。ファンモータユニット１０は、コントローラ１００と、モータ１０１と、ファン１０２と、検出器１０３と、を備えている。
コントローラ１００は、後述するファンモータ制御装置１１から、アナログ電圧である指令値（以下、指令アナログ電圧Ｖｓｐと記載）を受け付けて、指令アナログ電圧Ｖｓｐに対応するＤｕｔｙ比のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号（以下、ＰＷＭ信号Ｐと記載）を、モータ１０１に向けて出力する。
モータ１０１は、ＰＷＭ信号Ｐの印加により、当該ＰＷＭ信号ＰのＤｕｔｙ比に概ね比例した回転数で回転するＤＣモータである。なお、「回転数」とは、実際には、モータ１０１（の内部に搭載されるロータ）の単位時間当たりの回転数であり、例えば、ｒｐｍ（rotations per minutes）、ｒｐｓ（rotations per second）等の単位で表される。
ファン１０２は、モータ１０１の回転により回転駆動して送風を行うファンである。
検出器１０３は、モータ１０１内部のロータの回転速度に応じた周波数のパルス信号ＦＧを出力する。コントローラ１００は、検出器１０３からのパルス信号ＦＧを入力し、当該パルス信号ＦＧの周波数に基づいて、モータ１０１の回転数の観測値である実回転数ｒを取得することができる。

また、ファンモータ制御装置１１は、ファンモータシステム１が搭載される空調機の運転状況に応じて、ファンモータユニット１０の駆動を適切に制御する制御装置である。ファンモータ制御装置１１は、指令値出力部１１０と、開始検出部１１１と、開始指令値記録部１１２と、運転モード切替部１１３と、記録媒体１１４と、を備えている。

指令値出力部１１０は、ファンモータシステム１が搭載される空調機の運転状況に合わせて、ファンモータユニット１０のコントローラ１００に適切な指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する。特に、停止状態（回転数０の状態）にあるモータ１０１の起動時においては、指令値出力部１１０は、コントローラ１００に対し、アナログ指令電圧Ｖｓｐを、所定の初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから徐々に上昇させながら出力する。

開始検出部１１１は、ファンモータユニット１０のコントローラ１００から実回転数ｒを取得して、モータ１０１の「回転開始」を検出する。ここで、本実施形態において、「回転開始」とは、モータ１０１の回転数が予め規定された回転数閾値（例えば、１００ｒｐｍ）に達したことにより、コントローラ１００が実回転数ｒの出力を開始した時点をいう。
開始検出部１１１は、コントローラ１００から実回転数ｒ（＝１００ｒｐｍ）の入力を受け付けた場合に、そのタイミングでトリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。

開始指令値記録部１１２は、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで指令値出力部１１０が出力した指令値（以下、回転開始指令値Ｖｓｐ＿ｎと記載）を記録媒体１１４に記録する。
本実施形態において、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングとは、具体的には、当該回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間Δｔ（後述）だけ前のタイミングである。

運転モード切替部１１３は、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換え可能とする。具体的には、運転モード切替部１１３は、出荷検査作業者等による入力操作に応じて、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換える。開始指令値記録部１１２は、設定された運転モードに基づいた指令アナログ電圧Ｖｓｐの記録処理を行う。

記録媒体１１４には、開始指令値記録部１１２の処理に基づき、回転開始指令値Ｖｓｐ＿ｎ（に対応する回転開始Ｄｕｔｙ）が一つ又は複数記録される。記録媒体１１４は、一般的な不揮発性メモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等）である。

図２は、第１の実施形態に係るファンモータシステムの動作を説明する図である。
図２は、時刻ｔ０において停止状態にあるモータ１０１の起動時における各種パラメータの経時的推移を示している。
図２に示すように、指令値出力部１１０は、まず、モータ１０１が停止状態にある時刻ｔ０において、コントローラ１００に対し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔの指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する。続いて、指令値出力部１１０は、指令アナログ電圧Ｖｓｐを、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、単位時間（制御周期Ｔ）経過ごとに微小電圧ΔＶｓｐだけ上昇させる。ここで、制御周期Ｔは、例えば、ファンモータ制御装置１１を構成するハードウェアの動作クロックに応じた周期である。
これにより、時刻ｔ０から所定時間（Ｎ×Ｔ）経過後における指令アナログ電圧Ｖｓｐは、“Ｖｓｐ＝Ｖｓｐ＿ｓｔ＋Ｎ×ΔＶｓｐ”で与えられる。なお、係数Ｎは、０以上の整数である。

また、指令アナログ電圧Ｖｓｐの上昇に伴い、時刻ｔ０から所定時間経過後の時刻ｔ１では、モータ１０１が始動する。即ち、図２に示すように、時刻ｔ１において、モータ１０１の回転に応じたパルス波を含むパルス信号ＦＧが出力され始め、また、時刻ｔ１において、モータ１０１の端子間電流（モータ電流Ｉｍ）が流れ始める。しかし、この段階においては、モータ１０１の回転数が予め規定された回転数閾値（１００ｒｐｍ）に達していないため、コントローラ１００は、モータ１０１の回転を認識せず、実回転数ｒを出力しない（実回転数ｒ＝０）。

次に、更に指令アナログ電圧Ｖｓｐが上昇した時刻ｔ２では、モータ１０１の回転数上昇（パルス信号ＦＧ参照）とともに、モータ電流Ｉｍが増大し、過電流状態に入る。そして、直後の時刻ｔ３において、モータ１０１の回転数が回転数閾値（１００ｒｐｍ）に達し、コントローラ１００が実回転数ｒ（ｒ＝１００）を出力する。
開始検出部１１１は、コントローラ１００から実回転数ｒ（ｒ＝１００）の入力を受け付けた時刻ｔ３のタイミングで、モータ１０１の「回転開始」を検出する。なお、この段階においては、モータ１０１は、過電流状態から回復し（モータ電流Ｉｍ参照）、以降、安定的な動作を継続する。

開始指令値記録部１１２は、時刻ｔ３のタイミングで、開始検出部１１１からトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付ける。開始指令値記録部１１２は、時刻ｔ３のタイミングよりも予め定められた所定の時間Δｔ（例えば、３制御周期（Δｔ＝３Ｔ））だけ前のタイミングで出力された指令アナログ電圧Ｖｓｐを取得して、回転開始指令値（以下、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）として記録する。
具体的には、時刻ｔ３における指令アナログ電圧Ｖｓｐが電圧値Ｖｓｐ＿ｎであったとすると、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍは、“Ｖｓｐ＿ｍ＝Ｖｓｐ＿ｎ−３×ΔＶｓｐ”で与えられる。

図３は、第１の実施形態に係る記録媒体に記録される回転開始指令アナログ電圧情報を示す図である。
本実施形態に係る記録媒体１１４には、図３に示すような回転開始指令アナログ電圧情報が記録される。図３に示すように、記録媒体１１４は、記録領域を５つ有している。開始指令値記録部１１２は、５つの記録領域の各々に、モータ１０１の起動時ごとに、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録媒体１１４に複数記録する。
なお、本実施形態においては、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに対応するＰＷＭ信号ＰのＤｕｔｙ比である回転開始Ｄｕｔｙとして記録されている。

図４は、第１の実施形態に係る開始指令値記録部の機能を説明する図である。
図４（ａ）は、ファンモータシステム１の運転モードが「通常モード」であった場合の開始指令値記録部１１２の動作を説明する図である。また、図４（ｂ）は、ファンモータシステム１の運転モードが「検査モード」であった場合の開始指令値記録部１１２の動作を説明する図である。
ここで、「通常モード」とは、ファンモータシステム１の出荷後において、顧客側で運用される場合に設定される運転モードである。また、「検査モード」とは、ファンモータシステム１の出荷前の工場検査の段階で用いられる運転モードである。

通常モード時では、開始指令値記録部１１２は、図４（ａ）に示すように、複数回の起動に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、無効値の（記録されていない）記録領域に、０００１番地から順に記録していく。例えば、初期において、いずれの記録領域にも回転開始Ｄｕｔｙが記録されていなかった場合、開始指令値記録部１１２は、１回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を０００１番地に記録し、２回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を０００２番地に記録する。
一方、検査モード時では、開始指令値記録部１１２は、図４（ｂ）に示すように、モータ１０１の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録する。即ち、開始指令値記録部１１２は、２回目の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を、１回目の起動完了後に記録されていた０００１番地の回転開始Ｄｕｔｙから書き換えて、同じ０００１番地に記録する。

図５は、第１の実施形態に係る指令値出力部の機能を説明する図である。
上述したように、本実施形態に係る指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時に、記録媒体１１４に記録された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ（図３））を参照して、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。

具体的には、以下のように、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
例えば、図５（ａ）に示すように、記録媒体１１４の５つの記録領域に回転開始Ｄｕｔｙが一つも記録されていない場合、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時において、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、予め規定された初期固定値（例えば、“３０”）に決定する。ここで、初期固定値“３０”は、ファンモータユニット１０に生じ得る特性ばらつきの振れ幅を考慮して、どのようなファンモータユニット１０であっても常に安定して起動できる程度まで低減された初期値である。この場合、指令値出力部１１０は、Ｄｕｔｙ比“３０”に対応する初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから指令アナログ電圧Ｖｓｐを徐々に上昇させて、モータ１０１を起動する。

図５（ｂ）に示すように、記録媒体１１４の記録領域のうち一つのみ（０００１番地のみ）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録された回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該回転開始Ｄｕｔｙと初期固定値“３０”との平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”と、初期固定値“３０”と、の平均値を求める式“（３９＋３０）／２”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“３４”を得る。

図５（ｃ）に示すように、記録媒体１１４の記録領域のうち３つ（０００１〜０００３番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１〜０００３番地に記録された各回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該複数の回転開始Ｄｕｔｙと初期固定値“３０”との平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”と、０００２番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“４１”と、０００３番地に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“４３”と、初期固定値“３０”と、の平均値を求める式“（３９＋４１＋４３＋３０）／４”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“３８”を得る。
このように、記録媒体１１４の５つの記録領域において無効値が一つでも含まれる場合には、指令値出力部１１０は、記録された一つ又は複数の回転開始Ｄｕｔｙに、初期固定値“３０”を含めた平均値を算出する。

また、図５（ｄ）に示すように、記録媒体１１４の記録領域の全て（０００１〜０００５番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、指令値出力部１１０は、０００１〜０００５番地に記録された回転開始Ｄｕｔｙを参照し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを、当該回転開始Ｄｕｔｙの平均値に決定する。具体的には、指令値出力部１１０は、０００１〜０００５番地の各々に記録される回転開始Ｄｕｔｙ“３９”、“４１”、“４３”、“４２”、“４５”の平均値を求める式“（３９＋４１＋４３＋４２＋４５）／５”を演算し、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔ“４２”を得る。
このように、記録媒体１１４の５つの記録領域の全てにおいて有効値が記録されている場合には、指令値出力部１１０は、記録された５つの回転開始Ｄｕｔｙの平均値を算出する。

図６は、第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第１の図である。
図６は、ファンモータシステム１の運転モードが「検査モード」の場合に、実行される処理フローである。図６に示す処理フローは、停止状態にあるモータ１０１の起動時において開始される。

まず、指令値出力部１１０は、記録媒体１１４に記録された回転開始指令値情報（図３）を参照して、一の記録領域（０００１番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されているか否かを判定する（ステップＳ０１）。
一の記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていない場合には（ステップＳ０１：ＮＯ）、指令値出力部１１０は、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを予め定められた初期固定値（例えば“３０”）に決定する（ステップＳ０２）。一方、一の記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合には（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、当該有効な回転開始Ｄｕｔｙに基づき、初期固定値との平均値を算出して（図５（ｂ）参照）、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ０３）。

指令値出力部１１０は、ステップＳ０２又はステップＳ０３で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ０４）。これにより、あるタイミング（図２に示す時刻ｔ３）で開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出する。このとき、開始検出部１１１は、トリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。

開始検出部１１１からのトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付けた開始指令値記録部１１２は、そのタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前のタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得する（ステップＳ０５）。

開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録媒体１１４に記録する前に、当該取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ０６）。
ここで、所定の記録範囲とは、予め定められた下限値Ｌｉｍ１及び上限値Ｌｉｍ２（＞Ｌｉｍ１）により規定される。下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２は、例えば、回転開始Ｄｕｔｙとして、Ｌｉｍ１＝３０、Ｌｉｍ２＝５０等と定められる。即ち、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙが下限値Ｌｉｍ１から上限値Ｌｉｍ２までの範囲外となっている場合、取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍは明らかな異常値とみなすことができる。

取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっていない場合（ステップＳ０６：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、当該記録範囲を規定する下限値Ｌｉｍ１又は上限値Ｌｉｍ２を記録媒体１１４に記録する（ステップＳ０７）。即ち、開始指令値記録部１１２は、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙが、下限値Ｌｉｍ１を下回る場合には下限値Ｌｉｍ１を、上限値Ｌｉｍ２を上回る場合には上限値Ｌｉｍ２を記録する。

取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっている場合（ステップＳ０６：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙを記録媒体１１４に記録する（ステップＳ０８）。
なお、この処理フローにおいては、運転モードが「検査モード」に設定されているため、ステップＳ０７、ステップＳ０８において回転開始Ｄｕｔｙ（又は、下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２）を記録する際、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の一の記録領域（０００１番地）に既に記録されている有効値から書き換えて記録する（図４（ｂ）参照）。

図７は、第１の実施形態に係るファンモータ制御装置の処理フローを示す第２の図である。
図７は、ファンモータシステム１の運転モードが「通常モード」の場合に、実行される処理フローである。図７に示す処理フローは、図６と同様、停止状態にあるモータ１０１の起動時において開始される。

まず、指令値出力部１１０は、記録媒体１１４に記録された回転開始指令値情報（図３）を参照して、全ての記録領域（０００１番地〜０００５番地）に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
記録領域のうちの一つでも有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されていない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、指令値出力部１１０は、記録されている回転開始Ｄｕｔｙ、及び、初期固定値（例えば“３０”）に基づいて初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ１２）（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。

指令値出力部１１０は、ステップＳ１２で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ１３）。これにより、あるタイミング（図２に示す時刻ｔ３）で開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出する。このとき、開始検出部１１１は、トリガ信号Ｔｒｇを開始指令値記録部１１２に出力する。

開始検出部１１１からのトリガ信号Ｔｒｇの入力を受け付けた開始指令値記録部１１２は、そのタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前のタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得する（ステップＳ１４）。

開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１５）。
取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっていない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、当該記録範囲を規定する下限値Ｌｉｍ１又は上限値Ｌｉｍ２を記録媒体１１４に記録する（ステップＳ１６）。
取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍが予め規定された所定の記録範囲内に収まっている場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、取得した回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに相当する回転開始Ｄｕｔｙを記録媒体１１４に記録する（ステップＳ１７）。

なお、この処理フローにおいては、運転モードが「通常モード」に設定されているため、ステップＳ１６、ステップＳ１７において回転開始Ｄｕｔｙ（又は、下限値Ｌｉｍ１、上限値Ｌｉｍ２）を記録する際、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の複数の記録領域のうち、未だ書き込まれていない無効値の記録領域に記録する（図４（ａ）参照）。

一方、記録領域の全てに有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、指令値出力部１１０は、記録されている全ての回転開始Ｄｕｔｙの平均値を算出して初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する（ステップＳ１８）（図５（ｄ）参照）。

指令値出力部１１０は、ステップＳ１８で初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定すると、当該決定した初期値Ｖｓｐ＿ｓｔから、制御周期ＴごとにΔＶｓｐずつ上昇させながら、指令アナログ電圧Ｖｓｐを出力する（ステップＳ１９）。

開始指令値記録部１１２は、前回、記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目（例えば、５回目）の起動に該当するか否かを判定する（ステップＳ２０）。記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目の起動に該当しない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、開始指令値記録部１１２は、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍの取得及び記録を行わない。この場合、ファンモータ制御装置１１は、一連の処理を終了する。
一方、記録媒体１１４への記録処理を行った起動から数えて所定回数目の起動に該当する場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、開始指令値記録部１１２は、上述したステップＳ１４以降の処理を実行し、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を記録媒体１１４に記録する処理を行う。

このような処理フローによれば、開始指令値記録部１１２は、記録媒体１１４の複数（５つ）の記録領域が全て埋まるまでは、１回の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録するが、全ての記録領域が埋まった後は、所定回数（５回）の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを上書きして記録する処理を行う。
このようにすることで、新たな回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍに書き換えられる頻度が減少するので、記録回数が限られる記録媒体１１４の寿命を延ばすことができる。
ただし、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、開始指令値記録部１１２は、全ての記録領域が埋まった後も、１回の起動毎に回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを上書きして記録してもよい。

なお、ステップＳ１８〜ステップＳ２０を経た場合であって、かつ、ステップＳ１６又はステップＳ１７の記録処理を行う場合では、既に、０００１番地〜０００５番地の全ての記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている。この場合、開始指令値記録部１１２は、早く記録された記録領域から順に上書きして記録する。例えば、モータ１０１の５回の起動を経て０００１番地〜０００５番地の順に回転開始Ｄｕｔｙが記録されていた場合、６回目の起動時に取得された回転開始Ｄｕｔｙは、０００１番地に上書きされて記録される。

以下、上述した第１の実施形態に係るファンモータシステム１の作用効果について説明する。
ここで、指令値出力部１１０が、モータ１０１の起動の度に、予め定められた初期固定値（例えば、回転開始Ｄｕｔｙ＝３０）のみを初期値Ｖｓｐ＿ｓｔとした場合、指令アナログ電圧Ｖｓｐを上昇してモータ１０１の回転開始に至るまでに時間がかかってしまう。
しかしながら、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔをより高い固定値に定めて指令アナログ電圧Ｖｓｐを印加した場合、ファンモータユニット１０の構成部品の個体差、環境条件等によっては、過電流状態に至る指令アナログ電圧Ｖｓｐ（図２の時刻ｔ２参照）を、停止状態にあるモータ１０１に、最初から印加してしまうことが想定される。そうすると、モータ１０１の初動が不安定になり、モータ電流Ｉｍが過剰となって動作停止に至る場合がある。

これに対し、第１の実施形態に係るファンモータシステム１によれば、開始検出部１１１が、コントローラ１００からの入力（実回転数ｒ）に基づいて、モータ１０１の回転開始を検出し、開始指令値記録部１１２が、当該回転開始に対応するタイミングで出力された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを取得して記録媒体１１４に記録する。そして、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時において、記録媒体１１４に記録された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを参照して、指令アナログ電圧Ｖｓｐの初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
このようにすることで、指令値出力部１１０は、過去の動作履歴、即ち、前回の起動時に記録された学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）に応じた初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを特定することができる。したがって、指令値出力部１１０は、回転開始までの所要時間が短縮され、かつ、過電流状態に陥らない最適な初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを印加することができる。
よって、迅速かつ安定的に起動するファンモータシステムを提供することができる。

また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、モータ１０１の複数回の起動の各々に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）を記録媒体１１４に記録する。また、指令値出力部１１０は、モータ１０１の起動時に、記録媒体１１４に記録された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ（回転開始Ｄｕｔｙ）に基づいて、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定する。
このようにすることで、環境条件の変化等に起因して生じ得る学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）のばらつきを、複数回の起動で取得された複数の学習値に基づいて平均化処理等を行うことで低減することができる。したがって、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔをより最適化することができる。

また、本実施形態に係るファンモータ制御装置１１は、ファンモータシステム１の運転モードを、「通常モード」、又は、「検査モード」に切り換え可能な運転モード切替部１１３を備えている。また、開始指令値記録部１１２は、「通常モード」の場合には、モータ１０１の複数回の起動に対応して取得された複数の回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを記録し、「検査モード」の場合には、モータ１０１の起動時に取得された回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍを、記録済みの回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍから書き換えて記録する。

ここで、製品出荷前の工場検査時においては、製品出荷時にファンモータ制御装置１１に接続されるファンモータユニット１０とは異なるファンモータが接続されて試験運転される工程が存在する場合がある。そのため、上述のように、工場検査時においてファンモータ制御装置１１が過去１回分の学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）のみを記録することで、最終チェック時において、出荷直前の最終状態のみを学習して出荷させることができ、出荷時の作業負担を軽減することができる。

また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、開始検出部１１１がモータ１０１の回転開始を検出したタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前に出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録する。
このようにすることで、環境条件の変化等に起因して学習値（回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍ）がばらついた場合であっても、実際に回転開始を検出したタイミングにおける指令アナログ電圧Ｖｓｐよりも所定量だけ低い電圧値から指令アナログ電圧Ｖｓｐの印加が開始されるので、モータ１０１が過電流状態に陥らないようにすることができる。

また、本実施形態に係る開始指令値記録部１１２は、通常運転モードにおいて、記録媒体１１４の全ての記録領域に有効な回転開始Ｄｕｔｙが記録されている場合には、開始指令値記録部１１２は、早く記録された記録領域から順に上書きして記録する。
このようにすることで、ファンモータシステム１を搭載する空調機の長年の運用に伴い、ファンモータユニット１０を構成するモータ１０１等の特性値が経時的に変化した場合であっても、当該特性値の変化に追随して、常に最適な初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定することができる。

＜他の実施形態＞
以上、第１の実施形態について詳細に説明したが、各実施形態に係るファンモータシステム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。

例えば、本実施形態に係るファンモータシステム１は、「通常モード」において、記録された複数の学習値の平均に基づいて、初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。即ち、他の実施形態に係るファンモータシステム１は、複数の学習値の中央値、最頻値、又はこれらに類する代表値を用いて初期値Ｖｓｐ＿ｓｔを決定してもよい。

また、本実施形態に係るファンモータシステム１は、モータ１０１の回転開始を検出したタイミングよりも所定の時間Δｔだけ前に出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを、回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。即ち、他の実施形態に係るファンモータシステム１は、モータ１０１の回転開始を検出したタイミングで出力した指令アナログ電圧Ｖｓｐを回転開始指令アナログ電圧Ｖｓｐ＿ｍとして記録してもよい。

なお、上述の各実施形態においては、ファンモータシステム１（ファンモータ制御装置１１）の各種機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行うものとしている。ここで、上述したファンモータ制御装置１１の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、ファンモータ制御装置１１の各種機能が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１ ファンモータシステム
１０ ファンモータユニット
１００ コントローラ
１０１ モータ
１０２ ファン
１０３ 検出器
１１ ファンモータ制御装置
１１０ 指令値出力部
１１１ 開始検出部
１１２ 開始指令値記録部
１１３ 運転モード切替部
１１４ 記録媒体

Claims (5)

1. モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットと、
   停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力部と、
   前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出部と、
   前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力部が出力した指令値である回転開始指令値を取得して記録媒体に記録する開始指令値記録部と、
   運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替部と、
   を備え、
   前記開始指令値記録部は、
   前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録し、
   前記指令値出力部は、
   前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された一つ又は複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する
   ファンモータシステム。
2. 前記開始指令値記録部は、
   前記回転開始を検出したタイミングと対応するタイミングであって、前記回転開始を検出したタイミングよりも予め定められた所定の時間だけ前に出力した指令値を、前記回転開始指令値として前記記録媒体に記録する
   請求項１に記載のファンモータシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のファンモータシステムを備える空調機。
4. モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットの制御方法であって、
   停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力ステップと、
   前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出ステップと、
   前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録ステップと、
   運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替ステップと、
   を有し、
   前記開始指令値記録ステップにおいては、
   前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録し、
   前記指令値出力ステップにおいては、
   前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された一つ又は複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する
   ファンモータ制御方法。
5. モータと、前記モータで回転するファンと、入力される指令値にしたがって前記モータの回転数を制御するコントローラと、を有するファンモータユニットを制御するコンピュータを、
   停止状態にある前記モータの起動時において、前記コントローラに対し、前記指令値を、所定の初期値から上昇させながら出力する指令値出力手段、
   前記モータの回転数の観測値に基づいて、前記モータの回転開始を検出する開始検出手段、
   前記回転開始を検出したタイミングに対応するタイミングで前記指令値出力手段が出力した指令値である回転開始指令値を記録媒体に記録する開始指令値記録手段、
   運転モードを、通常モード、又は、検査モードに切り換え可能な運転モード切替手段、
   として機能させ、
   前記開始指令値記録手段は、
   前記運転モードが前記通常モードの場合には、前記モータの複数回の起動に対応して取得された複数の前記回転開始指令値を記録し、前記運転モードが前記検査モードの場合には、前記モータの起動時に取得された前記回転開始指令値を、記録済みの回転開始指令値から書き換えて記録し、
   前記指令値出力手段は、
   前記モータの起動時に、前記記録媒体に記録された一つ又は複数の前記回転開始指令値に基づいて、前記初期値を決定する
   プログラム。

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