JP2019165551A - モータ装置及びモータの駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主に用いられる駆動回路が故障した場合においてもモータが反対の方向に回転することを防止することができるモータ装置を提供する。【解決手段】モータ装置１は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ及び単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２を有するモータ２０と、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を供給可能な第１駆動回路２と、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流を供給可能な、第１駆動回路２とは異なる第２駆動回路５２とを備える。第１駆動回路２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路２ａを有する。第２駆動回路５２は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の両端に接続された単相インバータ回路５２ａを有する。【選択図】図１

Description

この発明は、モータ装置及びモータの駆動制御方法に関し、特に、３相のモータを駆動するモータ駆動制御装置を有するモータ装置及びモータの駆動制御方法に関する。

モータ駆動制御装置により３相のモータを駆動するモータ装置において、モータ駆動制御装置の駆動回路に故障が発生し、モータを駆動させることができなくなる場合がある。所定の回転方向にモータを駆動させる用途において、上記のようにモータを駆動させることができなくなったとき、外力が作用してモータが所定の回転方向とは反対の方向に強制的に回転すると、問題が生じる場合がある。

例えば、モータ駆動制御装置によりファンモータを駆動する場合において、モータ駆動制御装置の駆動回路が故障し、大電流が流れることで電源ラインのヒューズが切れ、モータ駆動制御装置が動作不能になることがある。このようにモータ駆動制御装置が動作不能となり、ファンモータの駆動が停止した場合において、例えば、当該ファンモータと併用されている他のファンモータの動作に伴って当該ファンモータに風が流入すると、当該ファンモータが逆回転する可能性がある。例えば、複数のファンモータがハウジングで囲まれた装置の冷却用途に用いられている場合において、上記のようにして１つのファンモータが逆回転すると、装置の冷却機能が低下する。

このようなモータ駆動制御装置の駆動回路が故障したときに発生する問題に関連して、下記特許文献１には、２系統の駆動回路を設ける構成が開示されている。

特開２０１４−９１４５５号公報

上記の特許文献１に記載の装置は、同等な機能を持つ２系統の駆動回路を備えている。そのため、例えば一方の系統の駆動回路が故障した場合であっても、他方の系統の駆動回路を用いて同等にモータを駆動することができる。しかしながら、同等の２系統の駆動回路を用いるため、回路の規模が大きくなり、モータ駆動制御装置の製造コストが高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、主に用いられる駆動回路が故障した場合においてもモータが反対の方向に回転することを防止することができるモータ装置及びモータの駆動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、モータ装置は、３相のコイル及び単相のコイルを有するモータに駆動電流を供給してモータを駆動するモータ駆動制御装置であって、３相のコイルに駆動電流を供給可能な第１系統の駆動回路と、単相のコイルに駆動電流を供給可能な、第１系統の駆動回路とは異なる第２系統の駆動回路とを備え、第１系統の駆動回路は、３相のコイルのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路を有し、第２系統の駆動回路は、単相のコイルの両端に接続された単相インバータ回路を有する。

好ましくは、単相のコイルは、３相のコイルが巻回される複数のティースのうち少なくとも１つに巻回されている。

好ましくは、単相のコイルは、３相のコイルの第１の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース、３相のコイルの第２の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース、及び３相のコイルの第３の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティースのそれぞれに巻回されている。

好ましくは、３相のコイルのいずれか１相のコイルが巻回されるティースへの単相のコイルの巻回方向は、他の２相のコイルが巻回されるティースへの単相のコイルの巻回方向とは異なっている。

好ましくは、第１系統の駆動回路の動作を制御して第１系統の駆動回路によりモータを駆動する駆動制御手段と、第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する検出手段と、検出手段により第１系統の駆動回路が異常状態であることが検出されたとき、モータに駆動電流を供給する駆動回路を第１系統の駆動回路から第２系統の駆動回路に切り替える切替手段とをさらに備える。

好ましくは、電源から第１系統の駆動回路への電力の供給状況を監視する監視手段をさらに備え、検出手段は、監視手段による監視結果に応じて第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する。

好ましくは、モータのロータの位置に応じて位置信号を出力する１つの位置検出器をさらに備え、駆動制御手段は、位置信号に基づいて第１系統の駆動回路の動作を制御し、第２系統の駆動回路は、単相インバータ回路の動作を制御する単相駆動手段を有し、単相駆動手段は、位置信号に基づいて単相インバータ回路の動作を制御する。

好ましくは、位置検出器は、磁気センサであり、位置検出器は、単相のコイルの逆起電圧のゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるように配置されている。

好ましくは、所定の角度範囲は、電気角でプラスマイナス３０度の範囲である。

好ましくは、位置検出器は、第２系統の駆動回路に内蔵されている。

好ましくは、切替手段は、第２系統の駆動回路に制御電圧を印加することによりモータに駆動電流を供給する駆動回路の切り替えを行い、第２系統の駆動回路は、制御電圧が基準電圧であるときに駆動電流の供給動作を行わず、制御電圧が所定の駆動電圧であるときに駆動電流の供給動作を行う。

好ましくは、第２系統の駆動回路の制御電圧が印加される端子は、所定の駆動電圧を出力する電圧源に接続されており、駆動制御手段による動作と切替手段による動作とが共に行われない場合に、電圧源により所定の駆動電圧が印加されることにより、第２系統の駆動回路によりモータに駆動電流が供給される。

この発明の他の局面に従うと、モータの駆動制御方法は、モータ駆動制御装置を用いて３相のコイル及び単相のコイルを有するモータに駆動電流を供給してモータを駆動するモータの駆動制御方法であって、モータ駆動制御装置は、３相のコイルに駆動電流を供給可能な第１系統の駆動回路と、単相のコイルに駆動電流を供給可能な、第１系統の駆動回路とは異なる第２系統の駆動回路とを備え、第１系統の駆動回路は、３相のコイルのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路を有し、第２系統の駆動回路は、単相のコイルの両端に接続された単相インバータ回路を有し、モータの駆動制御方法は、第１系統の駆動回路の動作を制御して第１系統の駆動回路によりモータを駆動する駆動制御ステップと、第１系統の駆動回路によりモータを駆動している場合において、第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する検出ステップと、検出ステップにより第１系統の駆動回路が異常状態であることが検出されたとき、モータに駆動電流を供給する駆動回路を第１系統の駆動回路から第２系統の駆動回路に切り替える切替ステップとを備える。

これらの発明に従うと、主に用いられる駆動回路が故障した場合においてもモータが反対の方向に回転することを防止することができるモータ装置及びモータの駆動制御方法を提供することができる。

本発明の実施の形態の１つにおけるモータ装置の構成を示す図である。 モータ装置のモータのステータの一例を示す図である。 モータに対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。 制御回路部による制御動作を説明するフローチャートである。 状態確認処理の一例を示すフローチャートである。 切替処理の一例を示すフローチャートである。 ファンモータの３相のコイルを駆動させる駆動回路が動作不能となり、ファンモータの駆動が停止した場合において、ファンモータとして用いられるモータに外力が加わった場合のモータの状態の具体例を説明するグラフである。 本実施の形態のモータ装置に用いることが可能なモータの一変形例を示す図である。 モータ２０ｂに対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。 本実施の形態のモータ装置に用いることが可能なモータの一変形例を示す図である。 モータ２０ｃに対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。 本実施の形態の別の変形例に係るモータ装置を示す図である。 本実施の形態の別の変形例に係るモータ装置を示す図である。 状態確認処理の一変形例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態におけるモータ装置について説明する。

［実施の形態］

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ装置１の構成を示す図である。図２は、モータ装置１のモータ２０のステータの一例を示す図である。

図１に示されるように、モータ装置１は、モータ２０と、モータ２０に駆動電流を供給しモータ２０を駆動するモータ駆動制御装置とを有している。モータ２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相（第１の相、第２の相、第３の相の一例）の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する３相モータである。本実施の形態において、モータ２０は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２を有している。モータ２０の種類は、同期モータ、ブラシレスモータなど、いずれであってもよい。

なお、図１及び図２において、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗや単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、模式的に示されている。

図２に示されるように、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗは、鉄心２２に設けられている複数のティース２３のそれぞれに巻回されている。例えば、９つのティース２３が設けられている場合において、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれは、３つのティース２３に巻回されている。図１に示されるように、Ｕ相のコイルＬｕ、Ｖ相のコイルＬｖ、及びＷ相のコイルＬｗのそれぞれの一端は、モータ駆動制御装置に接続され、それぞれの他端は、互いに接続されている。

図２に示されるように、本実施の形態において、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、複数のティース２３のそれぞれに巻回されている。すなわち、９つのティース２３が設けられている場合において、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，ＬｗのＵ相のコイルＬｕが巻回される３つのティース２３、Ｖ相のコイルが巻回される３つのティース２３、及びＷ相のコイルが巻回される少なくとも３つのティース２３のそれぞれに巻回されている。具体的には、Ｕ相のコイルＬｕが巻回されるティース２３にはコイルＬｕ２が巻回されており、Ｖ相のコイルＬｖが巻回されるティース２３にはコイルＬｖ２が巻回されており、Ｗ相のコイルＬｗが巻回されるティース２３にはコイルＬｗ２が巻回されている。コイルＬｕ２と、コイルＬｖ２と、コイルＬｗ２とは、互いに直列に接続されている。すなわち、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、２つの端部を有している。なお、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、Ｕ相のコイルＬｕが巻回される少なくとも１つのティース２３、Ｖ相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース２３、及びＷ相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース２３のそれぞれに巻回されていてもよい。

３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのいずれか１相のコイルが巻回されるティース２３への単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の巻回方向は、他の２相のコイルが巻回されるティース２３への単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の巻回方向とは異なっている。図２に示される例では、Ｕ相のコイルＬｕが巻回されるティース２３へのコイルＬｕ２の巻回方向は、Ｖ相のコイルＬｖが巻回されるティース２３へのコイルＬｖ２の巻回方向及びＷ相のコイルＬｗが巻回されるティース２３へのコイルＬｗ２の巻回方向とは異なっている。例えば、コイルＬｕ２の巻回方向がＣＷ（時計回り方向）であるとき、他のコイルＬｖ２，Ｌｗ２の巻回方向は、ＣＣＷ（反時計回り方向）である。換言すると、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に電流が流れるとき、コイルＬｕ２に流れる電流の向きと、他のコイルＬｖ２，Ｌｗ２に流れる電流の向きとは、異なっている。

図１に示されるように、モータ装置１は、モータ２０のほか、制御回路部（駆動制御手段の一例、検出手段の一例、切替手段の一例、監視手段の一例）３と、位置検出器５とを備える。また、モータ装置１は、モータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を供給可能な第１駆動回路（第１系統の駆動回路の一例）２と、モータ２０の単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流を供給可能な、第１駆動回路２とは異なる第２駆動回路（第２系統の駆動回路の一例）５２とを備える。制御回路部３、位置検出器５、第１駆動回路２、及び第２駆動回路５２などで、モータ駆動制御装置が構成される。

詳細は後述するが、第１駆動回路２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路２ａを有し、第２駆動回路５２は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の両端に接続された単相インバータ回路５２ａを有する。モータ装置１は、第１駆動回路２の動作を制御して第１駆動回路２によりモータ２０を駆動する駆動制御手段と、第１駆動回路２が異常状態であることを検出する検出手段と、検出手段により第１駆動回路２が異常状態であることが検出されたとき、モータ２０に駆動電流を供給する駆動回路を第１駆動回路２から第２駆動回路５２に切り替える切替手段とを備えている。また、モータ装置１は、電源から第１駆動回路２への電力の供給状況を監視する監視手段を備え、検出手段は、監視手段による監視結果に応じて第１駆動回路２が異常状態であることを検出する。なお、本実施の形態では、制御回路部３が駆動制御手段、検出手段、切替手段、監視手段の機能を含んでいる。さらに、モータ装置１の制御回路部３は、駆動制御手段として、位置検出器５が出力する位置信号に基づいて第１駆動回路２の動作を制御し、第２駆動回路５２は、単相インバータ回路５２ａの動作を制御する単相駆動部（単相駆動手段の一例）５２ｂを有し、単相駆動部５２ｂは、位置信号に基づいて単相インバータ回路５２ａの動作を制御する。

位置検出器５は、モータ２０の３相のうちいずれか１相に対応し、モータ２０のロータの位置に対応して位相が変化する位置信号を出力する。具体的には、位置検出器５は、例えば、ホール素子やホールＩＣなどの磁気センサである。本実施の形態では、位置検出器５は、具体例として、ホールＩＣであり、位置信号はホール信号Ｓｈである。位置検出器５から出力されるホール信号Ｓｈは、制御回路部３と第２駆動回路５２とに入力される。位置検出器５は、モータ２０の１箇所においてロータの位置を検出し、ホール信号Ｓｈを出力する。なお、プリドライブ回路に位置信号を入力して信号処理する機能を有する場合、位置信号は、制御回路部３に入力する代わりに、プリドライブ回路に入力するように構成してもよい。

ホール信号Ｓｈは、ロータが１回転する間に、所定の位置をロータが通過したとき（ロータが第１の回転位置になったとき）にローからハイになり（立ち上がり；立ち上がりエッジ）、それとは別の所定の位置をロータが通過したとき（ロータが第２の回転位置になったとき）にハイからローに戻る（立ち下がり；立ち下がりエッジ）。ホール信号Ｓｈは、ロータの回転に応じて周期的にハイ、ローとなる信号である。ホール信号Ｓｈは、ロータの位置に応じて、すなわちモータ２０の各相とロータとの位置関係に応じて、位相が変化する信号である。

本実施の形態において、１つの位置検出器５のみが設けられており、モータ２０のうち１箇所のみで検出されたホール信号Ｓｈが制御回路部３と第２駆動回路５２とに入力される。モータ装置１は、制御回路部３を用いて、ロータの位置を検出するための位置検出器５を１つのみ使用する１センサ方式で、モータ２０を駆動する。位置検出器５は、巻回方向が他のコイルＬｕ２，Ｌｗ２とは異なるコイルＬｖ２に対応する位置（例えばモータ２０のＵ相とＶ相の間）に、配置されている。

なお、位置検出器５は、モータ２０の他のいずれかの相に対応するものであってもよい。また、３相のそれぞれに対応する２つ又は３つの位置検出器５が設けられており、そのうち１箇所の位置検出器５のみから出力されたホール信号Ｓｈが制御回路部３及び第２駆動回路５２に入力されて用いられるようにしてもよい。

第１駆動回路２は、モータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを選択的に通電する。すなわち、第１駆動回路２は、モータ２０に駆動電流を供給可能である。第１駆動回路２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路２ａと、プリドライブ回路２ｂとを有している。第１駆動回路２には、制御回路部３から出力される駆動制御信号Ｓｄ１が入力される。

３相インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力される６種類の駆動信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌに基づいてモータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを選択的に通電し、モータ２０を駆動する。

本実施の形態において、３相インバータ回路２ａは、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれに駆動電流を供給するための６個のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を備えている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５は、直流電源の正極側にメインヒューズ７を介して接続されたＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなるハイサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６は、直流電源の負極（本実施の形態において、グランド）側に配置されたＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるローサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６のソース端子は、直流電源の負極に、センス抵抗Ｒ０を介して接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の組み合わせ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組み合わせ、及びスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の組み合わせのそれぞれにおいて、２つのスイッチング素子が直列に接続されている。そして、これらの３組の直列回路が並列に接続されて、ブリッジ回路が構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点が、Ｕ相のコイルＬｕの一端に接続される出力端子Ｔｕに接続されている。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点が、Ｖ相のコイルＬｖの一端に接続される出力端子Ｔｖに接続されている。スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点が、Ｗ相のコイルＬｗの一端に接続される出力端子Ｔｗに接続されている。上述のように、３相インバータ回路２ａに接続されていないコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの他端は、モータ２０において互いに接続されている。

プリドライブ回路２ｂは、３相インバータ回路２ａの６個のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のそれぞれのゲート端子に接続される複数の出力端子を備えている。各出力端子から駆動信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌを出力して、スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のオン／オフ動作を制御する。制御回路部３から出力される駆動制御信号Ｓｄ１は、プリドライブ回路２ｂに入力される。プリドライブ回路２ｂは、駆動制御信号Ｓｄ１に基づいて、駆動信号Ｖｕｕ，Ｖｕｌ，Ｖｖｕ，Ｖｖｌ，Ｖｗｕ，Ｖｗｌを出力することにより、３相インバータ回路２ａを動作させる。すなわち、３相インバータ回路２ａは、駆動制御信号Ｓｄ１に基づいて、モータ２０の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに選択的に通電する。

第２駆動回路５２は、モータ２０に駆動電流を供給可能である。第２駆動回路５２は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の両端に接続された単相インバータ回路５２ａを有する。また、第２駆動回路５２は、単相インバータ回路５２ａに駆動信号Ｖ１ｕ，Ｖ１ｌ，Ｖ２ｕ，Ｖ２ｌを出力して単相インバータ回路５２ａを動作させる単相駆動部（単相駆動手段の一例）５２ｂを有する。第２駆動回路５２は、例えば、１チップの単相駆動ドライバＩＣである。

単相インバータ回路５２ａは、単相駆動部５２ｂから出力される４種類の駆動信号Ｖ１ｕ，Ｖ１ｌ，Ｖ２ｕ，Ｖ２ｌに基づいて、モータ２０の単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に通電する。本実施の形態において、単相インバータ回路５２ａは、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流を供給するための４個のスイッチング素子Ｑ７−Ｑ１０を備えている。スイッチング素子Ｑ７，Ｑ９は、直流電源の正極側に配置されたＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるハイサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ８，Ｑ１０のソース端子は、直流電源の負極側に配置されたＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるローサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ８，Ｑ１０は、直流電源の負極に、センス抵抗Ｒ０を介して接続されている。スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の組み合わせとスイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０の組み合わせとのそれぞれにおいて、２つのスイッチング素子が直列に接続されている。そして、これらの２組の直列回路が並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８の接続点が、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の一端（図に示される例では、コイルＬｕ２の一端）に接続される出力端子Ｔ１に接続されている。また、スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０の接続点が、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の他端（図に示される例では、コイルＬｗ２の一端）に接続されている。

単相駆動部５２ｂには、位置検出器５から出力されたホール信号Ｓｈが入力される。単相駆動部５２ｂは、ホール信号Ｓｈに基づいて、単相インバータ回路５２ａの動作を制御する。すなわち、単相駆動部５２ｂは、単相インバータ回路５２ａの４個のスイッチング素子Ｑ７−Ｑ１０のそれぞれのゲート端子に接続される複数の出力端子を備えている。単相駆動部５２ｂは、ホール信号Ｓｈに基づいて、各出力端子から駆動信号Ｖ１ｕ，Ｖ１ｌ，Ｖ２ｕ，Ｖ２ｌを出力して、スイッチング素子Ｑ７−Ｑ１０のオン／オフ動作を制御する。

以下に詳述するように、制御回路部３は、切替手段として、第２駆動回路５２に制御電圧を印加することによりモータ２０に駆動電流を供給する駆動回路の切り替えを行い、第２駆動回路５２は、制御電圧が基準電圧であるときに駆動電流の供給動作を行わず、制御電圧が所定の駆動電圧であるときに駆動電流の供給動作を行う。

本実施の形態において、第２駆動回路５２は、制御端子の電位に応じて、駆動電流の供給動作を行う。具体的には、第２駆動回路５２は、制御電圧が基準電圧であるとき（例えば、グランドに接続されているとき）に駆動電流の供給動作を行わず、制御電圧が所定の駆動電圧（例えば、５ボルトであるが、これに限られない。また、駆動電圧の値に幅があってもよい。）であるときに駆動電流の供給動作を行う。すなわち、第２駆動回路５２は、制御端子に基準電圧が印加されているときには、単相駆動部５２ｂが駆動信号Ｖ１ｕ，Ｖ１ｌ，Ｖ２ｕ，Ｖ２ｌを出力せず、単相インバータ回路５２ａがオン／オフ動作を行わないため、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流が供給されない。他方、第２駆動回路５２は、制御端子に所定の駆動電圧が印加されているときには、単相駆動部５２ｂ及び単相インバータ回路５２ａが動作することにより、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流が供給される。

第２駆動回路５２の制御端子には、制御回路部３から出力される制御信号（制御電圧の一例）Ｓｄ２が入力される。制御信号Ｓｄ２は、例えば、基準電圧と所定の駆動電圧とのいずれかの電圧値をとる制御電圧であり、ロー（基準電圧）かハイ（所定の駆動電圧）のいずれかの水準の電圧値をとる信号である。制御回路部３は、ローまたはハイのいずれかの水準の電圧値の制御信号Ｓｄ２を出力することで、第２駆動回路５２の制御端子に制御電圧を印加する。これにより、制御回路部３により、第２駆動回路５２によるモータ２０に対する駆動電流の供給動作が行われるか否かが切り替えられる。

制御回路部３は、例えば、マイクロコンピュータ（ＭＣＵ）で構成されている。制御回路部３は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、マイクロコンピュータなどのプログラマブルデバイスを用いて構成することができるが、これに限られるものではない。制御回路部３は、例えば、デジタル回路等であってもよい。

制御回路部３には、電源電圧Ｖｃｃに基づいてレギュレータ（電圧源の一例）８によって生成された駆動電圧Ｖｄが印加されている。

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Ｓｄ１を第１駆動回路２に出力し、モータ２０の制御を行う。制御回路部３は、複数のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を動作させる駆動制御信号Ｓｄ１を第１駆動回路２に出力することで、モータ２０の制御を行い、モータ２０を回転させる。制御回路部３は、位置検出器５から出力されるホール信号Ｓｈに基づいて、駆動制御信号Ｓｄ１をプリドライブ回路２ｂに出力する。

制御回路部３は、第１駆動回路２により３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する６通りの通電パターンを、所定の順序で、ホール信号Ｓｈの位相の変化に応じて切り替える。

すなわち、モータ２０は３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有しているので、６つの通電パターンがある。すなわち、（１）ハイサイドＵ相ＵＨ及びローサイドＶ相ＶＬの組合せの第１通電パターン、（２）ハイサイドＵ相ＵＨ及びローサイドＷ相ＷＬの組合せの第２通電パターン、（３）ハイサイドＶ相ＶＨ及びローサイドＷ相ＷＬの組合せの第３通電パターン、（４）ハイサイドＶ相ＶＨ及びローサイドＵ相ＵＬの組合せの第４通電パターン、（５）ハイサイドＷ相ＷＨ及びローサイドＵ相ＵＬの組合せの第５通電パターン、及び（６）ハイサイドＷ相ＷＨ及びローサイドＶ相ＶＬの組合せの第６通電パターンがある。

また、制御回路部３は、上述のように、ローまたはハイのいずれかの水準の電圧値の制御信号Ｓｄ２を出力することで、第２駆動回路５２の制御端子に制御電圧を印加する。これにより、制御回路部３により、第２駆動回路５２による駆動電流の供給動作が行われるか否かが切り替えられる。

ここで、監視手段として機能する制御回路部３は、直流電源から第１駆動回路２への電力の供給状況を監視する。制御回路部３は、メインヒューズ７の３相インバータ回路２ａ側の端部に、抵抗Ｒ５を介して接続されている。すなわち、制御回路部３には、抵抗Ｒ５を介してメインヒューズ７の３相インバータ回路２ａ側の端部の電圧に対応する監視電圧Ｖｓが入力される。制御回路部３は、監視電圧Ｖｓの値を監視することで、直流電源の状況を監視する。

図３は、モータ２０に対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。

図３においては、位置検出器５により出力されるＶ相についてのホール信号Ｓｖの波形の例と、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２のそれぞれの逆起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの波形の例と、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２全体としての逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗ（逆起電圧Ｖｕと、正負反転した逆起電圧Ｖｖと、正負反転した逆起電圧Ｖｗとを合成した電圧）の波形の例とが示されている。図に示されているように、Ｖ相についてのホール信号Ｓｖの位相の変化タイミングに応じて単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に駆動電流を流すことで、３相のモータ２０を単相駆動させることができる。

図３に示されるように、ホール信号Ｓｖの波形の立ち上がり点及び立ち下がり点は、逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗのゼロクロス点に対応する位置となっている。換言すると、本実施の形態において、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗのゼロクロス点において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されている。これにより、モータ２０の単相駆動時において、位置検出器５から出力されるホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の通電方向を切り替える単純な制御によりモータ２０を回転させることができる。なお、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗのゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されていればよい。所定の角度範囲は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗのゼロクロス点に対して電気角でプラスマイナス３０度の範囲であり、これにより、ホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の通電方向を切り替える単純な制御により、モータ２０を回転させることができる。また、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２のそれぞれの、ティース２３に巻回するターン数が同じである場合、逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗの波高値は、逆起電圧Ｖｕの波高値よりも大きくすることができる。その結果、大きなトルクを得ることができる。

［モータ装置１の動作の説明］

本実施の形態において、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗ及び単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２を有するモータ２０を駆動するモータ２０の駆動制御方法は、通常時においては、駆動制御手段として機能する制御回路部３により第１駆動回路２の動作を制御して、第１駆動回路２によりモータ２０を駆動する（駆動制御ステップ）。このとき、第２駆動回路５２を用いたモータ２０への駆動電流を供給しない。また、第１駆動回路２によりモータ２０を駆動している場合において、検出手段として機能する制御回路部３は、第１駆動回路２が異常状態であることを検出する（検出ステップ）。そして、第１駆動回路２が異常状態であることが検出されたとき、切替手段として機能する制御回路部３は、モータ２０に駆動電流を供給する駆動回路を第１駆動回路２から第２駆動回路５２に切り替える（切替ステップ）。

図４は、制御回路部３による制御動作を説明するフローチャートである。

図４に示される一連の処理は、モータ装置１の動作時に繰り返し実行されるものである。

ステップＳ１１において、制御回路部３は、モータ装置１の状態確認処理を行う。

図５は、状態確認処理の一例を示すフローチャートである。

制御回路部３は、状態確認処理を行うことで、第１駆動回路２が異常状態であることを検出する。

図５に示されるように、ステップＳ２１において、制御回路部３は、監視電圧Ｖｓが所定の電圧閾値Ｖ１よりも低いか否かを判断する。監視電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖ１以上であるとき（ＮＯ）、制御回路部３は、異常状態であるとは判定せず、状態確認処理を終了する。

監視電圧Ｖｓが電圧閾値Ｖ１より低いとき（ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、制御回路部３は、異常状態であることを検出する。異常状態であることが検出されると、状態確認処理が終了する。

例えば以下のような場合において、制御回路部３は、検出手段として機能し、第１駆動回路２が異常状態であることを検出する。すなわち、例えば３相インバータ回路２ａのいずれかのスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６が故障するなどして、ショートが発生する場合がある（異常状態の一例）。このような故障が発生すると、第１駆動回路２に大きな電流が流れ、メインヒューズ７に流れる電流が大きくなり、メインヒューズ７が切れる。そうすると、監視電圧Ｖｓが低くなり、電圧閾値Ｖ１未満になるため、制御回路部３が異常状態であることを検出する。

図４に戻って、ステップＳ１２において、制御回路部３は、状態確認処理で異常状態であることが検出されたか否かを判断する。状態確認処理で異常状態であることが検出されていないと判断されれば（ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。状態確認処理で異常状態であることが検出されたと判断されれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３において、制御回路部３は、第１駆動回路２によるモータ２０の駆動を継続させる。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Ｓｄ１を第１駆動回路２に出力し、第１駆動回路２によりモータ２０に駆動電流を供給する。これにより、モータ装置１は、モータ２０の３相駆動を行う。ステップＳ１３の処理が終了すると、ステップＳ１１に戻る。

他方、ステップＳ１４において、制御回路部３は、切替処理を行う。本実施の形態において、制御回路部３は、ハイ（所定の駆動電圧）の水準の電圧値の制御信号Ｓｄ２を出力することで、第２駆動回路５２の制御端子に制御電圧を印加することにより、モータ２０に駆動電流を供給する駆動回路を第１駆動回路２から第２駆動回路５２に切り替える。

図６は、切替処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ５１において、制御回路部３は、第１駆動回路２を停止させるように、駆動制御信号Ｓｄ１を出力する。これにより、第１駆動回路２によるモータ２０への駆動電流の供給が停止される。

ステップＳ５２において、制御回路部３は、制御信号Ｓｄ２をロー（基準電圧）からハイ（所定の駆動電圧）に切り替える。これにより、第２駆動回路５２による駆動電流の供給動作が開始される。

ステップＳ５３の処理が終了すると、切替処理が終了する。そうすると、図４に戻って、ステップＳ１１に戻る。

以上説明したように、本実施の形態では、通常の駆動時においては、３相インバータ回路２ａを含む第１駆動回路２でモータ２０が３相駆動される。そして、第１駆動回路２に異常が発生すると、単相インバータ回路５２ａを含む第２駆動回路５２に駆動回路が切り替えられ、第２駆動回路５２によってモータ２０が単相駆動される。すなわち、モータ装置１は、モータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電されるメイン駆動回路として用いられる第１駆動回路２と、モータ２０の単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２に通電するバックアップ回路として用いられる、第１駆動回路２とは別個の駆動回路である第２駆動回路５２とを含んでいる。バックアップ回路として用いられる第２駆動回路５２は、モータ２０を単相駆動する、単純な構成の回路である。したがって、モータ装置１の回路規模を比較的小さくすることができ、製造コストを低く抑えることができる。

モータ装置１に第１駆動回路２のみが設けられている場合には、第１駆動回路２が故障し、モータ２０を駆動することができなくなると、モータ２０が外力により逆回転することを止めることができなくなる。ショートブレーキを作用させたとしても、逆回転の回転速度を低減させることができるが、モータ２０を停止させることはできない。

これに対し、本実施の形態では、第１駆動回路２の故障などでモータ装置１が異常状態になっても、簡素な構成の第２駆動回路５２で、単相駆動によるトルクをモータ２０に加えることができる。したがって、少なくともモータ２０が逆回転することを防止することができる。そのうえ、モータ２０を逆回転させようとする外力が小さければ、単相駆動によるトルクによりモータ２０を正回転させることができる。したがって、本実施の形態では、モータ装置１の製造コストを低く抑え、かつ、モータ装置１に異常状態が発生してモータ２０を通常のように駆動することができなくなってもその影響を小さく抑えることができる。

なお、単相駆動に用いるコイルを３相駆動に用いるコイルの一部と共有する方法が考えられるが、本実施の形態では、単相駆動に用いられる単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、３相駆動に用いられる３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗとは独立したコイルとしているため、もし、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのいずれかに異常状態（例えば、断線、短絡など）が発生したとしても、その影響を受けずに、単相駆動を行うことができる。また、駆動用コイルを共有する場合、一方の駆動回路から他方の駆動回路に駆動電流が流入しないように駆動経路を遮断するスイッチを必要とすることが考えられるが、本実施の形態では、３相駆動系と単相駆動系のそれぞれが独立しているため、そのようなスイッチは不要となり、モータ装置１の回路構成を簡素化でき、また、部品実装面積を小さくできる。さらには、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗとは独立しているため、３相駆動を考慮せずに、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の構成について自由に設計できる。

例えばファンモータとして用いられるモータ２０を用いたモータ装置１において、第１駆動回路２が故障すると、内外の圧力差があったりファンに風が当たったりして、ファンが逆回転する可能性がある。このような場合においても、本実施の形態においては、第２駆動回路５２によりモータ２０を単相駆動させることができるので、ファンが逆回転しないように、モータ２０を停止状態に維持したり、モータ２０を正回転させることができる。したがって、第１駆動回路２が故障した場合であっても、ファンモータによる冷却機能が低下することを防止することができる。

図７は、ファンモータの３相のコイルを駆動させる駆動回路が動作不能となり、ファンモータの駆動が停止した場合において、ファンモータとして用いられるモータ２０に外力が加わった場合のモータ２０の状態の具体例を説明するグラフである。

図７においては、本実施の形態として、モータ２０が第２駆動回路５２により単相駆動される場合（「単相駆動」）、従来例として、モータにショートブレーキが掛けられている場合（「ＳＢ」）、従来例として、モータがモータ駆動制御装置による制動制御が行われない場合（「駆動なし」）の３つの場合について、それぞれ、バックフローを発生させる圧力差が比較的大きい場合（「圧力差：大」）と小さい場合（「圧力差：小」）とにおけるモータ２０の回転数が示されている。

図７の「駆動なし」に示されるように、従来例として、モータがモータ駆動制御装置による制動制御が行われない場合には、「圧力差：大」の場合及び「圧力差：小」の場合とも、モータは、外力によって、正回転方向とは反対方向（逆回転方向）に逆回転（バックフローと呼ばれる）をしてしまう。

また、図７の「ＳＢ」に示されるように、従来例として、モータ駆動制御装置による制動制御として、モータにショートブレーキが掛けられている場合には、外力に抗して、モータの回転数が小さくなる。しかしながら、それぞれ、モータは、外力によって、低い回転数でも逆回転（バックフロー）をしてしまう。

他方、図７の「単相駆動」に示されるように、本実施の形態のモータ装置１では、モータ２０が第２駆動回路５２により単相駆動されるため、モータ２０は、いずれも、正方向に回転する。「圧力差：小」の場合のようにモータ２０を逆回転させるような比較的小さい外力がモータ２０に加わっているときには、例えば、正方向に比較的高い回転数で回転させることができる。「圧力差：大」の場合のようにモータ２０を逆回転させるような比較的大きい外力がモータ２０に加わっているときであっても、回転数は低いものの、モータ２０を正方向に回転させることができる。したがって、本実施の形態のモータ装置１は、バックフローを回避することができる。

また、本実施の形態においては、第１駆動回路２からモータ２０に駆動電流を供給する場合と、第２駆動回路５２からモータ２０に駆動電流を供給する場合とで、１つの位置検出器５を共用する。したがって、モータ装置１の回路構成を簡素化し、モータ装置１の製造コストを低減させることができる。

［変形例の説明］

モータ装置１に用いられるモータ２０において、単相のコイルは、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗが巻回される複数のティース２３のうち少なくとも１つに巻回されていればよい。

例えば、Ｕ相のコイルＬｕが巻回される複数のティース２３の全てに巻回されたコイルＬｕ２と、Ｖ相のコイルＬｖが巻回される複数のティース２３の全てに巻回されたコイルＬｖ２とで、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２が構成されていてもよい。また、Ｕ相のコイルＬｕが巻回される複数のティース２３の全てに巻回されたコイルＬｕ２で単相のコイルＬｕ２が構成されていてもよい。

また、例えば、Ｕ相のコイルＬｕが巻回される複数のティース２３のうち一部のティースのみに巻回されたコイルＬｕ２と、Ｗ相のコイルＬｗが巻回される複数のティース２３のうち一部のティース２３のみに巻回されたコイルＬｕ２とで、単相のコイルＬｕ２，Ｌｕ２が構成されていてもよい。また、Ｕ相のコイルＬｕが巻回される複数のティース２３のうち一部のティース２３のみに巻回されたコイルＬｕ２で単相のコイルＬｕ２が構成されていてもよい。

図８は、本実施の形態のモータ装置１に用いることが可能なモータ２０ｂの一変形例を示す図である。

図８に示されるように、モータ２０ｂは、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２を有している。単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２は、それぞれ、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，ＬｗのうちのコイルＬｕ，Ｌｖが巻回される複数のティース２３のうち少なくとも１つに巻回されている。すなわち、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２は、Ｕ相のコイルＬｕが巻回されるティース２３に巻回されたコイルＬｕ２と、Ｖ相のコイルＬｖが巻回されるティース２３に巻回されたコイルＬｖ２とが接続されて構成されている。単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２は、２つの端部を有している。単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の両端は、第２駆動回路５２の２つの出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。

図９は、モータ２０ｂに対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。

図９においては、位置検出器５により出力されるＶ相についてのホール信号Ｓｖの波形の例と、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２のそれぞれの逆起電圧Ｖｕ，Ｖｖの波形の例と、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２全体としての逆起電圧Ｖｕ−ｖ（逆起電圧Ｖｕと、正負反転した逆起電圧Ｖｖとを合成した電圧）の波形の例とが示されている。図に示されているように、Ｖ相についてのホール信号Ｓｖの位相の変化タイミングに応じて単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２に駆動電流を流すことで、３相のモータ２０ｂを単相駆動させることができる。

図９に示されるように、ホール信号Ｓｖの波形の立ち上がり点及び立ち下がり点は、逆起電圧Ｖｕ−ｖのゼロクロス点に対応する位置となっている。換言すると、本変形例において、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖのゼロクロス点において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されている。これにより、モータ２０ｂの単相駆動時において、位置検出器５から出力されるホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の通電方向を切り替える単純な制御によりモータ２０ｂを回転させることができる。なお、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖのゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されていればよい。所定の角度範囲は、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖのゼロクロス点に対して電気角でプラスマイナス３０度の範囲であり、これにより、ホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の通電方向を切り替える単純な制御により、モータ２０ｂを回転させることができる。

なお、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２のそれぞれの、ティース２３に巻回するターン数が同じである場合、モータ２０ｂの単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖの波高値は、逆起電圧Ｖｕ，Ｖｖの波高値よりも大きくすることができる。その結果、大きなトルクを得ることができる。

図１０は、本実施の形態のモータ装置１に用いることが可能なモータ２０ｃの一変形例を示す図である。

図１０に示されるように、モータ２０ｃは、単相のコイルＬｕ２を有している。単相のコイルＬｕ２は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，ＬｗのうちのコイルＬｕが巻回される複数のティース２３のうち少なくとも１つに巻回されている。すなわち、単相のコイルＬｕ２は、Ｕ相のコイルＬｕが巻回されるティース２３に巻回されたコイルＬｕ２である。単相のコイルＬｕ２は、２つの端部を有している。単相のコイルＬｕ２の両端は、第２駆動回路５２の２つの出力端子Ｔ１，Ｔ２に接続されている。

図１１は、モータ２０ｃに対する単相駆動時の駆動電流の供給動作を説明する図である。

図１１においては、位置検出器５により出力されるＶ相についてのホール信号Ｓｖの波形の例と、単相のコイルＬｕ２の逆起電圧Ｖｕの波形の例とが示されている。図に示されているように、Ｖ相についてのホール信号Ｓｖの位相の変化タイミングに応じて単相のコイルＬｕ２に駆動電流を流すことで、３相のモータ２０ｃを単相駆動させることができる。

図１１に示されるように、ホール信号Ｓｖの波形の立ち上がり点及び立ち下がり点は、逆起電圧Ｖｕのゼロクロス点に対応する位置となっている。換言すると、本変形例において、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２の逆起電圧Ｖｕのゼロクロス点において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されている。これにより、モータ２０ｃの単相駆動時において、位置検出器５から出力されるホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２の通電方向を切り替える単純な制御によりモータ２０ｃを回転させることができる。なお、位置検出器５は、単相のコイルＬｕ２の逆起電圧Ｖｕのゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置されていればよい。所定の角度範囲は、単相のコイルＬｕ２の逆起電圧Ｖｕのゼロクロス点に対して電気角でプラスマイナス３０度の範囲であり、これにより、ホール信号Ｓｖの立ち上がり及び立ち下がりに応じたタイミングで単相のコイルＬｕ２の通電方向を切り替える単純な制御により、モータ２０ｃを回転させることができる。

なお、モータ２０ｃの単相のコイルＬｕ２の逆起電圧Ｖｕの波高値は、モータ２０ｂの単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖの波高値よりも小さくなる。

以上のようなモータ２０ｂ，２０ｃを用いた場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図１２は、本実施の形態の別の変形例に係るモータ装置１０１を示す図である。

図１２に示されるように、モータ装置１０１は、位置検出器５を内蔵した第２駆動回路１５２を有している。単相駆動を行う第２駆動回路１５２は、比較的回路規模が小さいものであり、位置検出器５を内蔵することもできる。このように位置検出器５を内蔵した第２駆動回路１５２を用いることにより、回路基板上へのモータ駆動制御装置の実装面積が削減できるとともに、製造コストを低減することができる。この場合においても、位置検出器５を、単相のコイルＬｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２の逆起電圧Ｖｕ−ｖ−ｗのゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるような位置に配置すればよい。このような構成のモータ装置１０１においても、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

図１３は、本実施の形態の別の変形例に係るモータ装置２０１を示す図である。

以下に記述するように、モータ装置２０１において、第２駆動回路５２の制御電圧が印加される端子は、所定の駆動電圧の電圧源に接続されている。制御回路部３による駆動制御手段としての動作と切替手段としての動作とが共に行われない場合に、電圧源により所定の駆動電圧が印加されることにより、第２駆動回路５２によりモータ２０に駆動電流が供給される。

図１３に示されるように、モータ装置２０１は、上記の実施の形態におけるモータ装置１の構成において、レギュレータ（電圧源の一例）８の出力端と第２駆動回路５２の制御信号Ｓｄ２が入力される制御端子とを抵抗Ｒ８を介して繋ぐバイパス２１０が設けられている構成を有している。すなわち、制御信号Ｓｄ２が入力される第２駆動回路５２の制御端子には、バイパス２１０によって、レギュレータ８によって生成された駆動電圧Ｖｄが印加される。

本変形例において、モータ装置２０１は、このような構成を有することにより、制御回路部３が故障するなどして制御回路部３による駆動制御手段としての動作や切替手段としての動作が共に行われない場合であっても、第２駆動回路５２を駆動させて、モータ２０を単相駆動させることができる。すなわち、通常時には、制御回路部３により出力される制御信号Ｓｄ２がグランドの制御電圧であるため、第２駆動回路５２は駆動電流の供給動作を行わない。ここで、制御回路部３に故障が発生するなどし、制御回路部３から制御信号Ｓｄ２が出力されなくなり、制御回路部３の制御信号Ｓｄ２の出力端子がオープンになると、レギュレータ８により、第２駆動回路５２の制御端子に、駆動電圧（所定の駆動電圧の一例）Ｖｄが印加される。したがって、第２駆動回路５２によりモータ２０に駆動電流が供給されるようになる。上述の実施の形態と同様に、主に用いられる駆動回路が故障した場合においてもモータ２０が反対の方向に回転することを防止することができる。

［その他］

第１駆動回路２で発生する異常状態の種類は、上記のような電源供給が遮断されている状態に限定されない。制御回路部３は、異常状態として、３相インバータ回路２ａのスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６が故障した異常状態や、第１駆動回路２に過電流が流れる異常状態を検出してもよい。例えばセンス抵抗Ｒ０により得られる電圧値に基づいて第１駆動回路２の駆動電流の増加を監視することにより、異常状態を検出することができる。また、電源電圧Ｖｃｃに対応する監視電圧Ｖｓを監視することにより、過電圧である異常状態を検出してもよい。また、第１駆動回路２に設けた温度センサの温度の検出値やマイコン内部に設けられた温度センサの温度の検出値等に基づいて、高温である異常状態を検出することができる。

図１４は、状態確認処理の一変形例を説明するフローチャートである。

図１４に示されるように、例えば、状態確認処理は、種々の条件のいずれかが満たされたときに異常状態であることを検出する処理であってもよい。すなわち、制御回路部３は、監視電圧Ｖｓが閾値Ｖ１より小さいか（Ｓ１２１）、駆動電流が所定の過電流閾値より大きいか（Ｓ１２２）、監視電圧Ｖｓが所定の過電圧閾値より大きいか（Ｓ１２３）、温度の検出値が所定の温度閾値より大きいか（Ｓ１２４）をこの順に判断する。いずれかの判断において条件が満たされていると判断すると（Ｓ１２１からＳ１２４のいずれかでＹＥＳ）、ステップＳ１２５において、制御回路部３が、異常状態であることを検出する。これにより、モータ２０に駆動電流を供給する駆動回路が第２駆動回路５２に切り替えられる。なお、判断の順番は、図１４に示されるものに限られない。

位置検出器５が３相に対応して設けられており、第１駆動回路２によりモータ２０に駆動電流を供給する場合においては、３相それぞれの位置信号に基づいてモータ２０の駆動制御が行われるようにしてもよい。

また、位置検出器５が設けられず、いわゆるセンサレス駆動方式によりモータ２０が駆動されるように構成されていてもよい。

上述の実施の形態における処理は、ソフトウェアによって行っても、ハードウェア回路を用いて行ってもよい。

上述の実施の形態における処理を実行するプログラムを提供することもできるし、そのプログラムをＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録してユーザに提供することにしてもよい。プログラムはインターネットなどの通信回線を介して、装置にダウンロードするようにしてもよい。上記のフローチャートにおいて文章により説明された処理は、そのプログラムに従ってＣＰＵなどにより実行される。

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。

１，１０１，２０１ モータ装置、２ 第１駆動回路（第１系統の駆動回路の一例）、２ａ ３相インバータ回路、３ 制御回路部（駆動制御手段の一例、検出手段の一例、切替手段の一例、監視手段の一例）、５ 位置検出器、７ メインヒューズ、８ レギュレータ（電圧源の一例）、２０，２０ｂ，２０ｃ モータ、２３ ティース、５２，１５２ 第２駆動回路（第２系統の駆動回路の一例）、５２ａ 単相インバータ回路、５２ｂ 単相駆動部（単相駆動手段の一例）、２１０ バイパス、Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ （３相のコイルの）コイル、Ｌｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２ （単相のコイルの）コイル、Ｓｄ１ 駆動制御信号、Ｓｄ２ 制御信号（制御電圧の一例）、Ｓｈ，Ｓｖ ホール信号（位置信号の一例）、Ｖｃｃ 電源電圧、Ｖｄ 駆動電圧（所定の駆動電圧の一例）、Ｖｓ 監視電圧、Ｖｕ−ｖ−ｗ，Ｖｕ−ｖ，Ｖｕ 逆起電圧

Claims (13)

1. ３相のコイル及び単相のコイルを有するモータと、
   前記３相のコイルに駆動電流を供給可能な第１系統の駆動回路と、
   前記単相のコイルに駆動電流を供給可能な、前記第１系統の駆動回路とは異なる第２系統の駆動回路とを備え、
   前記第１系統の駆動回路は、前記３相のコイルのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路を有し、
   前記第２系統の駆動回路は、前記単相のコイルの両端に接続された単相インバータ回路を有する、モータ装置。
2. 前記単相のコイルは、前記３相のコイルが巻回される複数のティースのうち少なくとも１つに巻回されている、請求項１に記載のモータ装置。
3. 前記単相のコイルは、前記３相のコイルの第１の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース、前記３相のコイルの第２の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティース、及び前記３相のコイルの第３の相のコイルが巻回される少なくとも１つのティースのそれぞれに巻回されている、請求項１又は２に記載のモータ装置。
4. 前記３相のコイルのいずれか１相のコイルが巻回されるティースへの前記単相のコイルの巻回方向は、他の２相のコイルが巻回されるティースへの前記単相のコイルの巻回方向とは異なっている、請求項３に記載のモータ装置。
5. 前記第１系統の駆動回路の動作を制御して前記第１系統の駆動回路により前記モータを駆動する駆動制御手段と、
   前記第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する検出手段と、
   前記検出手段により前記第１系統の駆動回路が異常状態であることが検出されたとき、前記モータに駆動電流を供給する駆動回路を前記第１系統の駆動回路から前記第２系統の駆動回路に切り替える切替手段とをさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載のモータ装置。
6. 電源から前記第１系統の駆動回路への電力の供給状況を監視する監視手段をさらに備え、
   前記検出手段は、前記監視手段による監視結果に応じて前記第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する、請求項５に記載のモータ装置。
7. 前記モータのロータの位置に応じて位置信号を出力する１つの位置検出器をさらに備え、
   前記駆動制御手段は、前記位置信号に基づいて前記第１系統の駆動回路の動作を制御し、
   前記第２系統の駆動回路は、前記単相インバータ回路の動作を制御する単相駆動手段を有し、
   前記単相駆動手段は、前記位置信号に基づいて前記単相インバータ回路の動作を制御する、請求項５又は６に記載のモータ装置。
8. 前記位置検出器は、磁気センサであり、
   前記位置検出器は、前記単相のコイルの逆起電圧のゼロクロス点に対して電気角で所定の角度範囲内において前記位置信号の立ち上がり又は立ち下がりが生じるように配置されている、請求項７に記載のモータ装置。
9. 前記所定の角度範囲は、電気角でプラスマイナス３０度の範囲である、請求項８に記載のモータ装置。
10. 前記位置検出器は、前記第２系統の駆動回路に内蔵されている、請求項７から９のいずれかに記載のモータ装置。
11. 前記切替手段は、前記第２系統の駆動回路に制御電圧を印加することにより前記モータに駆動電流を供給する駆動回路の切り替えを行い、
    前記第２系統の駆動回路は、前記制御電圧が基準電圧であるときに前記駆動電流の供給動作を行わず、前記制御電圧が所定の駆動電圧であるときに前記駆動電流の供給動作を行う、請求項５から１０のいずれかに記載のモータ装置。
12. 前記第２系統の駆動回路の前記制御電圧が印加される端子は、前記所定の駆動電圧を出力する電圧源に接続されており、
    前記駆動制御手段による動作と前記切替手段による動作とが共に行われない場合に、前記電圧源により前記所定の駆動電圧が印加されることにより、前記第２系統の駆動回路により前記モータに駆動電流が供給される、請求項１１に記載のモータ装置。
13. ３相のコイル及び単相のコイルを有するモータを駆動するモータの駆動制御方法であって、
    前記３相のコイルのそれぞれの一端に接続された３相インバータ回路を有し前記３相のコイルに駆動電流を供給可能な第１系統の駆動回路と、
    前記単相のコイルの両端に接続された単相インバータ回路を有し前記単相のコイルに駆動電流を供給可能な前記第１系統の駆動回路とは異なる第２系統の駆動回路とを用いて行われ、
    前記第１系統の駆動回路の動作を制御して前記第１系統の駆動回路により前記モータを駆動する駆動制御ステップと、
    前記第１系統の駆動回路により前記モータを駆動している場合において、前記第１系統の駆動回路が異常状態であることを検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにより前記第１系統の駆動回路が異常状態であることが検出されたとき、前記モータに駆動電流を供給する駆動回路を前記第１系統の駆動回路から前記第２系統の駆動回路に切り替える切替ステップとを備える、モータの駆動制御方法。

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