JP2020010441A - モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの正回転を可能な限り継続させることができるモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置１は、第１系統のコイル８０と第２系統のコイル８０ｂとを有する単相モータ５０を駆動させる。モータ駆動制御装置１は、第１系統のコイル８０に通電する制御を行う第１の駆動回路１０と、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行う第２の駆動回路１０ｂと、調整回路２０とを備える。調整回路２０は、第１の駆動回路１０から出力される第１の監視電圧と第２の駆動回路１０ｂから出力される第２の監視電圧とに基づいて、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとの一方又は両方に設けられている、入力端子１２３，１２３ｂ及び出力端子１２５の少なくとも１つに、所定の電圧を印加する調整動作を行う。【選択図】図１

Description

この発明は、モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関し、特に、２系統の駆動回路を有するモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の制御方法に関する。

従来、単相モータを駆動するモータ駆動装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−７７５４３号公報

ところで、モータ駆動制御装置の駆動回路に故障が発生してモータを駆動させることができなくなる場合がある。例えば、所定の回転方向（正方向）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（逆回転する）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、電源ラインのヒューズが切れるなどしてモータ駆動制御装置の駆動回路が故障すると、ファンモータの駆動が停止する。このような場合において、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、装置の内圧低下が引き起こされて冷却機能が低下し、装置の機能に影響が発生する可能性がある。そのため、ファンモータの正回転を可能な限り継続させる必要がある。

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、モータの正回転を可能な限り継続させることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の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、モータ駆動制御装置は、第１系統のコイルと第２系統のコイルとを有する単相モータを駆動させるモータ駆動制御装置であって、第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路と、第１の駆動回路から出力される第１の監視電圧と第２の駆動回路から出力される第２の監視電圧とが入力される調整回路とを備え、単相モータの駆動に関する信号が入力される入力端子及び単相モータの駆動に関する信号が出力される出力端子の少なくとも１つが、第１の駆動回路と第２の駆動回路との一方又は両方に設けられており、調整回路は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とに基づいて、入力端子及び出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整動作を行う。

好ましくは、調整回路は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とが入力され、第１の監視電圧と第２の監視電圧との少なくとも一方が所定値よりも低いときに調整信号を出力する異常判別回路と、異常判別回路から調整信号が出力されたとき、入力端子及び出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整実行回路とを有する。

好ましくは、入力端子には、単相モータを駆動させる回転数に対応する電圧の速度指令信号が入力され、調整動作は、入力端子に所定の回転数に対応する電圧を印加する動作を含む。

この発明の他の局面に従うと、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置は、出力端子は、単相モータの実回転数に対応するＦＧ信号を出力するための端子であり、調整動作は、出力端子に所定の電圧を印加することにより、出力端子から異常判別信号を出力させる動作を含む。

好ましくは、異常判別信号は、電圧がローレベルに固定された信号又は電圧がハイレベルに固定された信号である。

好ましくは、第１の駆動回路と第２の駆動回路とは、それぞれ、単相モータで生じた逆起電圧が印加されることを阻止するための電圧阻止回路をさらに有する。

好ましくは、第１の駆動回路と第２の駆動回路とは、それぞれ、モータ駆動制御装置が電源に対して逆の極性で接続された場合に回路を保護するための逆接続保護回路をさらに有し、逆接続保護回路は、電圧阻止回路を含む。

好ましくは、第１の駆動回路は、第１系統のコイルに通電する第１の通電回路と、集積回路であって第１の通電回路を制御する第１の制御回路部とを有し、第２の駆動回路は、第２系統のコイルに通電する第２の通電回路と、集積回路であって第２の通電回路を制御する第２の制御回路部とを有し、第１の監視電圧は、第１の制御回路部に設けられている電圧端子から出力され、第２の監視電圧は、第２の制御回路部に設けられている電圧端子から出力される。

この発明のさらに他の局面に従うと、モータ駆動制御装置の制御方法は、第１系統のコイルと第２系統のコイルとを有する単相モータを駆動させるモータ駆動制御装置の制御方法であって、モータ駆動制御装置は、第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路を備え、単相モータの駆動に関する信号が入力される入力端子及び単相モータの駆動に関する信号が出力される出力端子の少なくとも１つが、第１の駆動回路と第２の駆動回路との一方又は両方に設けられており、モータ駆動制御装置の制御方法は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とを検知する監視電圧検知ステップと、監視電圧検知ステップの検知結果に基づいて、入力端子及び出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整ステップとを有する。

これらの発明に従うと、モータの正回転を可能な限り継続させることができるモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置の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つにおけるモータ駆動制御装置の構成を模式的に示す図である。 調整回路により行われる動作を説明するフローチャートである。 モータ駆動制御装置の動作について説明する表である。

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御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つにおけるモータ駆動制御装置１の構成を模式的に示す図である。

図１に示されるように、モータ駆動制御装置１は、モータ５０を有するモータ装置に用いられる。モータ装置は、モータ５０の回転位置に応じて位置信号を出力する２個の位置検出器４１，４２を備えている。モータ駆動制御装置１には、外部から直流の電源電圧Ｖｄｃが供給される。

モータ駆動制御装置１は、上位装置６００に接続されている。モータ駆動制御装置１には、上位装置６００から出力された速度指令信号Ｓｃが入力される。モータ駆動制御装置１は、入力された速度指令信号Ｓｃに応じて、モータ５０を駆動させる。モータ駆動制御装置１から、上位装置６００に対して、モータ５０の回転に応じたＦＧ信号が出力される。上位装置６００は、モータ駆動制御装置１から出力されたＦＧ信号に基づいて、モータ５０の回転状態を知ることができる。

モータ５０は、それぞれがティース（図示せず）に巻回された第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂを備えている。なお、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂは、それぞれ１つのコイルにより構成されていてもよい。

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、第１系統のコイル８０に通電する制御を行う第１の駆動回路１０と、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行う第２の駆動回路１０ｂと、調整回路２０とを備えている。第１の駆動回路１０は、第１系統のコイル８０に通電する第１のインバータ回路（第１の通電回路の一例）１５と、集積回路（ＩＣ）であって第１のインバータ回路１５を制御する第１の制御回路部１２とを有する。また、第２の駆動回路１０ｂは、第２系統のコイル８０ｂに通電する第２のインバータ回路（第２の通電回路の一例）１５ｂと、集積回路（ＩＣ）であって第２のインバータ回路１５ｂを制御する第２の制御回路部１２ｂとを有する。

第１の駆動回路１０には、第１の位置検出器４１が接続されている。第２の駆動回路１０ｂには、第２の位置検出器４２が接続されている。第１の位置検出器４１は、第１系統のコイル８０に対応する位置に配置されている。第２の位置検出器４２は、第２系統のコイル８０ｂに対応する位置に配置されている。

２個の位置検出器４１，４２は、モータ５０のロータの位置に応じて位置検出信号を出力する。第１の位置検出器４１は、第１の駆動回路１０が備える第１の制御回路部１２に位置検出信号を出力する。第２の位置検出器４２は、第２の駆動回路１０ｂが備える第２の制御回路部１２ｂに位置検出信号を出力する。

本実施の形態において、第１，第２の位置検出器４１，４２は、ホール素子である。各ホール素子は、位置検出信号として、正負の極性を有する信号である、ホール信号を出力する。なお、第１，第２の位置検出器４１，４２は、互いに同じ素子に限られず、また、ホール素子に限られるものではない。

本実施の形態において、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、第１の駆動回路１０からＦＧ信号の出力が行われるほかは、互いに同じ回路構成を有している。そのため、以下に第１の駆動回路１０についての構成を説明し、第２の駆動回路１０ｂの説明も兼ねる。

第１の駆動回路１０は、一端が電源電圧Ｖｄｃに接続されたヒューズ１９を有している。ヒューズ１９の他端は、ダイオードＤ２のアノードと、ダイオードＤ３のアノードとに接続されている。ヒューズ１９は、ダイオードＤ２を介して、第１のインバータ回路１５に接続されている。また、ヒューズ１９は、ダイオードＤ３を介して、第１の制御回路部１２に接続されている。

第１の駆動回路１０において、電源電圧Ｖｄｃは、ヒューズ１９を経由して、第１の制御回路部１２と、第１のインバータ回路１５に入力される。

第１の制御回路部１２は、例えばモータ駆動用の汎用のＩＣである。第１の制御回路部１２には、速度指令信号Ｓｃと、第１の位置検出器４１から出力された位置検出信号とが入力される。第１の制御回路部１２は、位置検出信号に基づいて、第１のインバータ回路１５を動作させる出力信号を出力し、第１のインバータ回路１５の動作を制御する。例えば、第１の制御回路部１２は、位置検出信号に基づいてモータ５０の実回転数を検出し、モータ５０の実回転数が入力された速度指令に対応する回転数になるように、第１のインバータ回路１５に含まれるスイッチング素子のオン、オフ動作を制御する。

第１のインバータ回路１５は、第１の制御回路部１２から出力された出力信号に基づいてモータ５０が備える第１系統のコイル８０に通電する。出力信号は、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。第１のインバータ回路１５は、例えば、電源電圧Ｖｄｃの両端に設けられた２つのスイッチ素子の直列回路の対を２つ有している。２つのスイッチ素子の各対において、スイッチ素子同士の接続点が、第１系統のコイル８０に通電するための通電端子１６，１７となっている。第１の制御回路部１２からインバータ回路１５の各スイッチ素子に対応する出力信号が出力されることで、それぞれの出力信号に対応するスイッチ素子がオン、オフ動作を行い、通電端子１６，１７に接続された第１系統のコイル８０の通電系統の通電が行われる。第１の制御回路部１２は、入力された位置検出信号に応じたタイミングで第１系統のコイル８０に流れる電流の向きを切り替える。

第２の駆動回路１０ｂは、第１の駆動回路１０と同様に、ヒューズ１９ｂ、ダイオードＤ２ｂ、ダイオードＤ３ｂ、第２系統のコイル８０ｂに接続される通電端子１６ｂ，１７ｂを有している。第２の制御回路部１２ｂは、入力された位置検出信号（第２のホール信号）に応じたタイミングで第２系統のコイル８０ｂに流れる電流の向きを切り替える。

なお、第１の駆動回路１０においては、第１の制御回路部１２が、モータ５０の実回転数に応じたＦＧ信号を出力する。この点、第２の駆動回路１０ｂにおいて、第２の制御回路部１２ｂはＦＧ信号の出力を行わない。ＦＧ信号は、第２の制御回路部１２ｂから出力され、第１の制御回路部１２からは出力されないようにしてもよい。また、ＦＧ信号は、第１の制御回路部１２および第２の制御回路部１２ｂからそれぞれ出力されるＦＧ信号を合成した信号としてもよい。

第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、それぞれ、モータ５０で生じた逆起電圧が印加されることを阻止するための電圧阻止回路１４，１４ｂを有している。本実施の形態においては、電圧阻止回路１４，１４ｂは、それぞれ、ダイオードＤ２，Ｄ２ｂで構成されている。

また、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、それぞれ、モータ駆動制御装置１が電源電圧Ｖｄｃに対して逆の極性で接続された場合にモータ駆動制御装置１を保護するための逆接続保護回路１３，１３ｂを有している。本実施の形態において、逆接続保護回路１３，１３ｂは、それぞれ、電圧阻止回路１４，１４ｂを含む。すなわち、逆接続保護回路１３は、ダイオードＤ２及びダイオードＤ３で構成されており、逆接続保護回路１３ｂは、ダイオードＤ２ｂ及びダイオードＤ３ｂで構成されている。なお、例えばスイッチ素子等を用いて、電圧阻止回路１４，１４ｂや逆接続保護回路１３，１３ｂが構成されていてもよい。逆接続保護回路１３，１３ｂは、電圧阻止回路１４，１４ｂの部品を用いて構成されているので、モータ駆動制御装置１の全体の部品点数を削減することができ、モータ駆動制御装置１の製造コストを低く抑えることができる。なお、逆接続保護回路１３，１３ｂは、例えば、Ｐチャネルの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等を用いて構成するようにしてもよい。

ここで、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、電圧端子１２１，１２１ｂを有している。また、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとは、モータ５０の駆動に関する信号が入力される入力端子１２３，１２３ｂを有している。また、第１の駆動回路１０は、モータ５０の駆動に関する信号が出力される出力端子１２５を有している。

電圧端子１２１と、入力端子１２３と、出力端子１２５とは、第１の制御回路部１２に設けられている。また、電圧端子１２１ｂと入力端子１２３ｂとは、第２の制御回路部１２ｂに設けられている。

本実施の形態において、入力端子１２３，１２３ｂには、速度指令信号Ｓｃが入力される。すなわち、上位装置６００からモータ駆動制御装置１に入力された速度指令信号Ｓｃは、２つに分岐されて入力端子１２３から第１の制御回路部１２に入力され、入力端子１２３ｂから第２の制御回路部１２ｂに入力される。速度指令信号Ｓｃは、モータ５０の駆動に関する信号であり、より詳しくは、モータ５０を駆動させる回転数（目標回転数）に対応する電圧の信号である。例えば、速度指令信号Ｓｃは、ハイレベルが５ボルトである、目標回転数に応じたデューティ（Ｄｕｔｙ）のＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。

また、出力端子１２５からは、ＦＧ信号が出力される。出力端子１２５から出力されたＦＧ信号は、モータ駆動制御装置１から出力され、上位装置６００に入力される。ＦＧ信号は、モータ５０の駆動に関する信号であり、より詳しくは、モータ５０の実回転数に対応する周波数で電圧がハイレベルとローレベルとを繰り返す信号である。

電圧端子１２１からは、第１の監視電圧が出力される。電圧端子１２１ｂからは、第２の監視電圧が出力される。電圧端子１２１，１２１ｂは、それぞれ、モータ駆動用の汎用のＩＣである２つの制御回路部１２，１２ｂに予め設けられている、定電圧を出力する端子である。２つの制御回路部１２，１２ｂが動作しているとき、電圧端子１２１，１２１ｂは、例えば５ボルト（３．３ボルトなど、他の電圧値であってもよい）の定電圧を出力する。第１の監視電圧及び第２の監視電圧は、それぞれ、２つの制御回路部１２，１２ｂ、すなわち、２つの駆動回路１０，１０ｂが動作しているときに所定の高さの電圧となる信号であるともいえる。

第１の駆動回路１０から出力される第１の監視電圧と第２の駆動回路１０ｂから出力される第２の監視電圧とは、調整回路２０に入力される。

調整回路２０は、電圧端子１２１，１２１ｂと、入力端子１２３，１２３ｂと、出力端子１２５とに接続されている。また、調整回路２０は、レギュレータ３５に接続されている。

レギュレータ３５は、電源電圧Ｖｄｃに基づいて定電圧を生成する。レギュレータ３５は、例えばツェナーダイオードなどを用いて構成されているが、これに限られず、例えば電源電圧Ｖｄｃを分圧することにより定電圧を生成する分圧回路であってもよい。レギュレータ３５は、例えば、５ボルトの定電圧を調整回路２０に出力する。レギュレータ３５が生成する電圧は、５ボルトに限られず、例えば３．３ボルトなどであってもよい。レギュレータ３５が生成する電圧は、例えば、２つの制御回路部１２，１２ｂでハイレベルとして扱われる電圧などに設定されるが、これに限られるものではない。

本実施の形態において、調整回路２０は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とに基づいて、入力端子１２３，１２３ｂ及び出力端子１２５に所定の電圧を印加する調整動作を行う。すなわち、調整回路２０は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とを検知し（監視電圧検知ステップ）、検知結果に基づいて、入力端子１２３，１２３ｂ及び出力端子１２５に所定の電圧を印加する調整動作を行う（調整ステップ）ように構成された電気回路である。

調整回路２０は、異常判別回路２１と、回転数切替回路（調整実行回路の一例）２６と、ＦＧ信号切替回路（調整実行回路の一例）２８とを有している。異常判別回路２１には、第１の監視電圧と第２の監視電圧とが入力される。異常判別回路２１は、第１の監視電圧と第２の監視電圧との少なくとも一方が所定値よりも低いときに調整信号を出力するように構成されている。回転数切替回路２６は、異常判別回路２１から調整信号が出力されたとき、入力端子１２３，１２３ｂに所定の電圧を印加する。また、ＦＧ信号切替回路２８は、異常判別回路２１から調整信号が出力されたとき、出力端子１２５に所定の電圧を印加する。

すなわち、以下に説明するように、調整動作は、入力端子１２３，１２３ｂに所定の回転数に対応する電圧を印加する動作を含む。また、調整動作は、出力端子１２５に所定の電圧を印加することにより、出力端子１２５から異常判別信号Ｓａを出力させる動作を含む。異常判別信号Ｓａは、電圧がローレベルに固定された信号である。なお、異常判別信号は、電圧がハイレベルに固定された信号であってもよい。

レギュレータ３５は、抵抗を介して、調整回路２０内のポイントＰ１に接続されている。ポイントＰ１は、回転数切替回路２６に接続されている。回転数切替回路２６は、入力端子１２３，１２３ｂに接続されている。また、ポイントＰ１は、抵抗を介してＦＧ信号切替回路２８に接続されている。ＦＧ信号切替回路２８は、出力端子１２５に接続されている。異常判別回路２１は、ポイントＰ１に接続されている。また、異常判別回路２１は、電圧端子１２１，１２１ｂに接続されている。

回転数切替回路２６は、例えば、ダイオードＤ１を有している。ダイオードＤ１のアノードはポイントＰ１に接続されており、ダイオードＤ１のカソードは入力端子１２３，１２３ｂに接続されている。入力端子１２３，１２３ｂは上位装置６００に接続されており、速度指令信号Ｓｃが入力端子１２３，１２３ｂに入力される。ダイオードＤ１が設けられていることにより、速度指令信号Ｓｃは、調整回路２０の内部に入力されない。

ＦＧ信号切替回路２８は、トランジスタ２８ｔを有している。トランジスタ２８ｔのベースは抵抗を介してポイントＰ１に接続されており、トランジスタ２８ｔのエミッタはグランド電位に接続されている。トランジスタ２８ｔのコレクタは、出力端子１２５に接続されている。すなわち、トランジスタ２８ｔのコレクタは、上位装置６００に設けられているＦＧ信号が入力される端子に接続されている。

異常判別回路２１は、第１の切替回路２２と、第２の切替回路２３と、第３の切替回路２４とを有している。各切替回路２２，２３，２４は、トランジスタ２２ｔ，２３ｔ，２４ｔと、抵抗とで構成されている。

第１の切替回路２２は、エミッタが電圧端子１２１に接続されたトランジスタ２２ｔを有している。トランジスタ２２ｔのエミッタとベースとの間は、抵抗で接続されている。トランジスタ２２ｔのベースは、抵抗を介して、第２の切替回路２３に接続されている。トランジスタ２２ｔのコレクタは、第３の切替回路２４に接続されている。

第２の切替回路２３は、ベースが抵抗を介して電圧端子１２１ｂに接続されたトランジスタ２３ｔを有している。トランジスタ２３ｔのエミッタとベースとの間は、抵抗で接続されている。トランジスタ２３ｔのエミッタは、グランド電位に接続されている。トランジスタ２３ｔのコレクタは、第１の切替回路２２に接続されている。すなわち、トランジスタ２３ｔのコレクタは、抵抗を介して、トランジスタ２２ｔのベースに接続されている。

第３の切替回路２４は、ベースが抵抗を介して第１の切替回路２２に接続されたトランジスタ２４ｔを有している。トランジスタ２４ｔのエミッタとベースとの間は、抵抗で接続されている。トランジスタ２４ｔのエミッタは、グランド電位に接続されている。トランジスタ２３ｔのコレクタは、ポイントＰ１に接続されている。

異常判別回路２１は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とが共に所定値以上であるか否かに応じて、トランジスタ２４ｔのコレクタから調整信号を出力する。すなわち、第１の監視電圧と第２の監視電圧とが共に所定値以上であるとき、トランジスタ２４ｔはオン状態となり、ポイントＰ１の電圧は０ボルトとなる。第１の監視電圧と第２の監視電圧との少なくとも一方が所定値よりも低いときに、トランジスタ２４ｔはオフ状態となる。そうすると、ポイントＰ１の電圧は、レギュレータ３５からの出力電圧を抵抗で分圧した所定の電圧（例えば、略５ボルト）となる。このように、調整信号は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とに応じて、所定の電圧又はグランド電位とが切り替わる信号であるといえる。

ここで、所定値とは、トランジスタ２２ｔ，２３ｔがオン状態となる程度の大きさの電圧値をいう。すなわち、トランジスタ２２ｔ，２３ｔや、第１の切替回路２２と第２の切替回路２３とに用いられる抵抗などに応じて、所定値は適宜異なる値となってもよい。

図２は、調整回路２０により行われる動作を説明するフローチャートである。

調整回路２０は、上述のような回路構成を有することにより、以下の動作を行うことができる。以下の動作は、モータ駆動制御装置１に電源が供給されている場合において、繰り返し行われているといえる。

すなわち、ステップＳ１１において、調整回路２０は、第１の監視電圧と第２の監視電圧とが共に所定値以上であるか否かを判断する。少なくとも一方が所定値よりも低いとき（ＮＯ）、ステップＳ１２に進む。第１の監視電圧と第２の監視電圧とが共に所定値以上であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１２，Ｓ１３の処理が行われず、動作を終了する。

ステップＳ１２において、調整回路２０において、異常判別回路２１から調整信号が出力される。すなわち、ポイントＰ１の電位が、グランド電位から所定の電圧になる。

ステップＳ１３において、調整回路２０は、調整動作を行う。すなわち、回転数切替回路２６により、入力端子１２３，１２３ｂに所定の回転数に対応する電圧を印加する動作が行われる。また、ＦＧ信号切替回路２８により、出力端子１２５をグランド電位に接続させる動作が行われる。すなわち、出力端子１２５から、電圧がローレベルに固定された異常判別信号Ｓａを出力させる動作が行われる。

このような調整動作が行われることにより、モータ駆動制御装置１は、全体として、以下のように動作を行う。

図３は、モータ駆動制御装置１の動作について説明する表である。

図３においては、第１の駆動回路１０に供給される駆動電圧と第２の駆動回路１０ｂに供給される駆動電圧とに関する以下の３つの場合について、モータ駆動制御装置１の各部の状態を示すものである。すなわち、第１の駆動回路１０の駆動電圧と第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧とが共に正常である場合（左から２列目）と、第１の駆動回路１０の駆動電圧が異常であり第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧が正常である場合（左から３列目）と、第１の駆動回路１０の駆動電圧が正常であり第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧が異常である場合（左から４列目）の３つの場合が示されている。

図３の左から２列目に示されるように、第１の駆動回路１０の駆動電圧と第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧とが共に正常である場合には、第１の制御回路部１２の電圧端子１２１の電圧及び第２の制御回路部１２ｂの電圧端子１２１ｂの電圧は、共に正常値である所定値以上の電圧値（例えば、５ボルト）となる。すなわち、第１の監視電圧は５ボルトとなり、第１の切替回路２２のトランジスタ２２ｔはオン状態となる。また、第２の監視電圧は５ボルトとなり、第２の切替回路２３のトランジスタ２３ｔはオン状態となる。そうすると、第３の切替回路２４のトランジスタ２４ｔはオン状態となるため、ポイントＰ１の電位は、グランド電位となる。

このように第１の監視電圧と第２の監視電圧とが共に正常値である所定値以上の電圧値であるときは、ポイントＰ１の電位はグランド電位となるため、ＦＧ信号切替回路２８のトランジスタ２８ｔはオフ状態となる。そのため、出力端子１２５から出力される信号は、ＦＧ信号となる。上位装置６００は、入力されたＦＧ信号に基づいて、モータ５０の回転状態を知ることができる。

また、ポイントＰ１の電位がグランド電位であるので、回転数切替回路２６はオフ状態となる（電流が流れない）。すなわち、第１の制御回路部１２の入力端子１２３と、第２の制御回路部１２ｂの入力端子１２３ｂとには、それぞれ、上位装置６００から入力された速度指令信号Ｓｃが入力される。そのため、第１の駆動回路１０による速度指令信号Ｓｃに基づく駆動が行われ、かつ、第２の駆動回路１０ｂによる速度指令信号Ｓｃに基づく駆動が行われることにより、モータ５０は、速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で駆動される。

図３の左から３列目に示されるように、第１の駆動回路１０の駆動電圧が異常値（所定値未満のローレベルの電圧値）であり第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧が正常値（所定値以上のハイレベルの電圧値）である場合には、電圧端子１２１の電圧は例えば０ボルトとなり、電圧端子１２１ｂの電圧は５ボルトとなる。すなわち、第１の監視電圧は０ボルトとなり、第１の切替回路２２のトランジスタ２２ｔはオフ状態となる。他方、第２の監視電圧は５ボルトとなり、第２の切替回路２３のトランジスタ２３ｔはオン状態となる。そうすると、第３の切替回路２４のトランジスタ２４ｔはオフ状態となるため、ポイントＰ１の電位は、レギュレータ５から出力される電圧に基づいて、所定の電圧すなわち５ボルトとなる。すなわち、異常判別回路２１は、５ボルトの電圧の調整信号を出力する。このようにポイントＰ１の電位が所定の電位以上である５ボルトになると、ＦＧ信号切替回路２８のトランジスタ２８ｔはオン状態となる。

なお、このとき、第１の駆動回路１０には電圧阻止回路１４が設けられているので、モータ５０で発生した逆起電圧が第１の制御回路部１２に印加されることがない。このため、第１の制御回路部１２に駆動電圧が正常に印加されていない状態にもかかわらず、第１の制御回路部１２が逆起電圧により動作して第１の監視電圧が５ボルト（所定値以上の電圧値）になることに起因して発生する可能性がある第１の駆動回路１０の異常状態の見逃しを防止することができる。

このようにＦＧ信号切替回路２８のトランジスタ２８ｔがオンとなると、出力端子１２５がグランド電位に接続される（出力端子１２５にグランド電位が印加される）こととなる。すなわち、この場合、出力端子１２５は、電圧がローレベルで固定された異常判別信号Ｓａを上位装置６００に出力する。上位装置６００は、ＦＧ信号ではなく異常判別信号Ｓａが入力されることにより、モータ駆動制御装置１が備える２つの駆動回路１０，１０ｂのうち一方が異常な状態になっていることを知ることができる。

また、ポイントＰ１の電位が５ボルトであるとき、回転数切替回路２６はオン状態となる（電流が流れる）。すなわち、入力端子１２３と入力端子１２３ｂとには、それぞれ、ポイントＰ１の電位に基づいて、５ボルトの電圧が印加される。この場合、上位装置６００から入力される速度指令信号Ｓｃのデューティにかかわらず、入力端子１２３と入力端子１２３ｂとのそれぞれに、デューティが１００パーセントの電圧が入力されることになる。そうすると、駆動電圧が正常に供給されている第２の駆動回路１０ｂによって、入力端子１２３ｂに入力された電圧に基づいて、モータ５０を最大回転数で駆動する場合と同様に、第２系統のコイル８０ｂへの通電が行われる。したがって、上位装置６００から入力される速度指令信号Ｓｃのデューティにかかわらず、第２の駆動回路１０ｂによって可能な限り大きな駆動力がモータ５０に与えられる。その結果、第１の駆動回路１０に異常が発生し、第１の駆動回路１０の駆動が停止したとしても、第２の駆動回路１０ｂによって、モータ５０の正回転を可能な限り継続することができる。

図３の左から４列目に示されるように、第１の駆動回路１０の駆動電圧が正常値（所定値以上のハイレベルの電圧値）であり第２の駆動回路１０ｂの駆動電圧が異常値（所定値未満のローレベルの電圧値）である場合には、電圧端子１２１の電圧は５ボルトとなり、電圧端子１２１ｂの電圧は例えば０ボルトとなる。すなわち、第１の監視電圧は５ボルトとなり、第１の切替回路２２のトランジスタ２２ｔはオン状態となる。他方、第２の監視電圧は０ボルトとなり、第２の切替回路２３のトランジスタ２３ｔはオフ状態となる。そうすると、第３の切替回路２４のトランジスタ２４ｔはオフ状態となるため、ポイントＰ１の電位は、レギュレータ５から出力される電圧に基づいて、所定の電圧すなわち５ボルトとなる。すなわち、異常判別回路２１は、５ボルトの電圧の調整信号を出力する。このようにポイントＰ１の電位が所定の電位以上である５ボルトになると、ＦＧ信号切替回路２８のトランジスタ２８ｔはオン状態となる。

なお、このとき、第２の駆動回路１０ｂには電圧阻止回路１４ｂが設けられているので、モータ５０で発生した逆起電圧が第２の制御回路部１２ｂに印加されることがない。このため、第２の制御回路部１２ｂに駆動電圧が正常に印加されていない状態にもかかわらず、第２の制御回路部１２ｂが逆起電圧により動作して第２の監視電圧が５ボルト（所定値以上の電圧値）になることに起因して発生する可能性がある第２の駆動回路１０ｂの異常状態の見逃しを防止することができる。

このようにＦＧ信号切替回路２８のトランジスタ２８ｔがオンとなると、出力端子１２５がグランド電位に接続されることとなる。すなわち、この場合、出力端子１２５は、電圧がローレベルで固定された異常判別信号Ｓａを上位装置６００に出力する。上位装置６００は、ＦＧ信号ではなく異常判別信号Ｓａが入力されることにより、モータ駆動制御装置１が備える２つの駆動回路１０，１０ｂのうち一方が異常な状態になっていることを知ることができる。

また、ポイントＰ１の電位が５ボルトであるとき、回転数切替回路２６はオン状態となる（電流が流れる）。すなわち、入力端子１２３と入力端子１２３ｂとには、それぞれ、ポイントＰ１の電位に基づいて、５ボルトの電圧が印加される。この場合、上位装置６００から入力される速度指令信号Ｓｃのデューティにかかわらず、入力端子１２３と入力端子１２３ｂとのそれぞれに、デューティが１００パーセントの電圧が入力されることになる。そうすると、駆動電圧が正常に供給されている第１の駆動回路１０によって、入力端子１２３に入力された電圧に基づいて、モータ５０を最大回転数で駆動する場合と同様に、第１系統のコイル８０への通電が行われる。したがって、上位装置６００から入力される速度指令信号Ｓｃのデューティにかかわらず、第１の駆動回路１０によって可能な限り大きな駆動力がモータ５０に与えられる。その結果、第２の駆動回路１０ｂに異常が発生し、第２の駆動回路１０ｂの駆動が停止したとしても、第１の駆動回路１０によって、モータ５０の正回転を可能な限り継続することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのいずれか一方の駆動回路において、ヒューズ１９，１９ｂが切れたり故障したりして駆動が停止したときであっても、他方の駆動回路だけで、モータ５０の駆動を継続させることができる。そのため、例えばモータ５０に外的負荷が加えられている場合において、２つの駆動回路１０，１０ｂの一方が停止しても、モータ５０の回転トルクを発生させることができるため、モータ５０の正回転を可能な限り継続する（外的負荷に抗し続ける）ことができる。モータ５０にショートブレーキをかける場合よりも強いトルクを発生させることができる。

例えば、装置内を換気する用途に用いられる複数台のファンモータのうちの１台としてモータ装置を用いる場合において、２つの駆動回路１０，１０ｂの一方の駆動回路が停止しても、装置内外の圧力差に抗することができる。したがって、装置内外の圧力差によってモータ５０が逆回転し、換気能力が落ちるという不具合が発生することを防止することができる。

本実施の形態においては、調整回路２０は、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのそれぞれについて、異常が発生しているかどうかを判定する動作を行うように構成されているといえる。調整回路２０は、駆動回路１０，１０ｂのどちらかが異常状態であると判定したとき、正常な駆動回路で回転数が最大回転数（ＭＡＸ）になるように、入力端子１２３，１２３ｂに電圧を印加する調整動作を行い、モータ５０の回転を継続させる。これにより、一方の駆動回路でヒューズ１９，１９ｂが切れるなどして異常が発生しても、モータ５０の駆動力の低下をできるだけ補うことができる。したがって、上述の効果をより確実に得ることができる。

調整回路２０は、トランジスタや抵抗などのみで構成された、簡素な電気回路である。したがって、例えば高価なマイコン等を用いて同様の動作を実現させる場合と比較して、モータ駆動制御装置１の製造コストを低減することができる。

調整回路２０は、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのいずれかで異常が発生しているときには、ＦＧ信号に代えて、異常判別信号Ｓａを出力端子１２５から出力させる。上位装置６００は、異常判別信号Ｓａに基づいて、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのいずれかで異常が発生していることを知ることができる。異常判別信号Ｓａは定常時にＦＧ信号を出力する出力端子１２５から出力されるので、専用の信号線等を別途設ける必要がなく、モータ駆動制御装置１の構成を簡素なものにすることができる。

なお、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとして、２個の位置検出器４１，４２からの位置検出信号に基づく同一の動作を行う、同一の回路構成のものを用いることができる。したがって、２系統のコイル８０，８０ｂに通電するモータ駆動制御装置１を簡素に構成することができる。２系統のコイル８０，８０ｂのそれぞれを適切なタイミングで通電することにより、良好な効率で駆動できる。

なお、上述の実施の形態において、第１の駆動回路１０の制御回路部１２及び第２の駆動回路１０ｂの制御回路部１２ｂのいずれか一方は、入力された位置検出信号に基づく通電タイミングよりも所定時間ずれたタイミング（電気角で所定の角度だけずれたタイミング）で通電を行うようにしてもよい。この場合、１つの位置検出器から出力される位置検出信号を２つの駆動回路１０，１０ｂで共用することができ、位置検出器の数を減らすことができる。

［その他］

モータ駆動制御装置の回路構成は、上述の実施の形態やその変形例に示されるような具体例に限定されない。上述の実施の形態やその変形例における個々の構成を一部変形した構成と適宜組み合わせたり一部を置換したりして本発明の目的に適合するように構成してもよい。また、上述の実施の形態のうち、一部の構成要素や機能が省略されていてもよい。ほかにも、本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。

例えば、上述の実施の形態において、各駆動回路１０，１０ｂに設けられているダイオードＤ３，Ｄ３ｂは、必ずしも設けられていなくてもよい。逆接続保護を行う場合には、２つの駆動回路１０，１０ｂよりも電源電圧Ｖｄｃ側に１つのダイオードを配置すればよく、その場合、部品点数を低減することができる。

本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、上記の実施の形態のものに限定されるものではない。

異常判別回路は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）などを用いて構成されていてもよい。また、コンパレータを用いて構成されていてもよい。

入力端子に入力される信号は、速度指令信号に限られず、モータの駆動に関する他の信号であってもよい。すなわち、動作モードの設定など、モータの駆動に関する指示を行うための他の指示信号等が入力端子から入力されるようにしてもよい。また、出力端子は、第２の駆動回路１０ｂに設けられていてもよいし、第１の駆動回路と第２の駆動回路との両方に設けられていてもよい。出力端子から出力される信号は、ＦＧ信号に限られず、モータの駆動に関する他の信号であってもよい。すなわち、モータの駆動状態に対応する他の信号が出力端子から出力されるようにしてもよい。入力端子と出力端子との少なくとも１つが設けられていてもよい。例えば、出力端子のみが設けられている場合、上位装置に出力端子から異常判別信号が入力され、２つの駆動回路の一方が異常状態であることが判ったとき、上位装置が電源電圧を上昇させるなどしてモータの回転数を高めることで、モータの正回転を可能な限り継続できるようにすることができる。

また、調整動作は、入力端子及び出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加するものであればよい。

各駆動回路部の制御回路部は、汎用ＩＣに限られない。

位置検出器の数は、２個に限定されない。より多くの位置検出器を用いるようにしてもよい。モータの回転位置の検出は、ホールセンサによる方法に限定されない。

上記実施の形態では、調整回路は、２系統の駆動回路のどちらかが異常状態であるとき、正常な駆動回路の回転数が最大回転数になるように制御を行うものとして説明したが、このときの正常な駆動回路の回転数は最大回転数に限定されない。正常な駆動回路の回転数がモータの正回転が維持される回転数になるように制御を行えばよい。

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 モータ駆動制御装置、１０ 第１の駆動回路、１０ｂ 第２の駆動回路、１２ 第１の制御回路部、１２ｂ 第２の制御回路部、１３，１３ｂ 逆接続保護回路、１４，１４ｂ 電圧阻止回路、１５ 第１のインバータ回路（第１の通電回路の一例）、１５ｂ 第２のインバータ回路（第２の通電回路の一例）、１９，１９ｂ ヒューズ、２０ 調整回路、２１ 異常判別回路、２２ 第１の切替回路、２３ 第２の切替回路、２４ 第３の切替回路、２２ｔ，２３ｔ，２４ｔ，２８ｔ トランジスタ、２６ 回転数切替回路（調整実行回路の一例）、２８ ＦＧ信号切替回路（調整実行回路の一例）、４１ 第１の位置検出器、４２ 第２の位置検出器、５０ モータ、８０ 第１系統のコイル、８０ｂ 第２系統のコイル、１２１，１２１ｂ 電圧端子、１２３，１２３ｂ 入力端子、１２５ 出力端子、６００ 上位装置、Ｄ２，Ｄ２ｂ，Ｄ３，Ｄ３ｂ ダイオード、Ｓａ 異常判別信号、Ｓｃ 速度指令信号

Claims (9)

1. 第１系統のコイルと第２系統のコイルとを有する単相モータを駆動させるモータ駆動制御装置であって、
   前記第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、
   前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路と、
   前記第１の駆動回路から出力される第１の監視電圧と前記第２の駆動回路から出力される第２の監視電圧とが入力される調整回路とを備え、
   前記単相モータの駆動に関する信号が入力される入力端子及び前記単相モータの駆動に関する信号が出力される出力端子の少なくとも１つが、前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路との一方又は両方に設けられており、
   前記調整回路は、前記第１の監視電圧と前記第２の監視電圧とに基づいて、前記入力端子及び前記出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整動作を行う、モータ駆動制御装置。
2. 前記調整回路は、
   前記第１の監視電圧と前記第２の監視電圧とが入力され、前記第１の監視電圧と前記第２の監視電圧との少なくとも一方が所定値よりも低いときに調整信号を出力する異常判別回路と、
   前記異常判別回路から前記調整信号が出力されたとき、前記入力端子及び前記出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整実行回路とを有する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記入力端子には、前記単相モータを駆動させる回転数に対応する電圧の速度指令信号が入力され、
   前記調整動作は、前記入力端子に所定の回転数に対応する電圧を印加する動作を含む、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記出力端子は、前記単相モータの実回転数に対応するＦＧ信号を出力するための端子であり、
   前記調整動作は、前記出力端子に所定の電圧を印加することにより、前記出力端子から異常判別信号を出力させる動作を含む、前記請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
5. 前記異常判別信号は、電圧がローレベルに固定された信号又は電圧がハイレベルに固定された信号である、請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とは、それぞれ、前記単相モータで生じた逆起電圧が印加されることを阻止するための電圧阻止回路をさらに有する、請求項１から５のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路とは、それぞれ、前記モータ駆動制御装置が電源に対して逆の極性で接続された場合に回路を保護するための逆接続保護回路をさらに有し、
   前記逆接続保護回路は、前記電圧阻止回路を含む、請求項６に記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記第１の駆動回路は、前記第１系統のコイルに通電する第１の通電回路と、集積回路であって前記第１の通電回路を制御する第１の制御回路部とを有し、
   前記第２の駆動回路は、前記第２系統のコイルに通電する第２の通電回路と、集積回路であって前記第２の通電回路を制御する第２の制御回路部とを有し、
   前記第１の監視電圧は、前記第１の制御回路部に設けられている電圧端子から出力され、
   前記第２の監視電圧は、前記第２の制御回路部に設けられている電圧端子から出力される、請求項１から７のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
9. 第１系統のコイルと第２系統のコイルとを有する単相モータを駆動させるモータ駆動制御装置の制御方法であって、
   前記モータ駆動制御装置は、
   前記第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、
   前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路とを備え、
   前記単相モータの駆動に関する信号が入力される入力端子及び前記単相モータの駆動に関する信号が出力される出力端子の少なくとも１つが、前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路との一方又は両方に設けられており、
   前記モータ駆動制御装置の制御方法は、
   前記第１の監視電圧と前記第２の監視電圧とを検知する監視電圧検知ステップと、
   前記監視電圧検知ステップの検知結果に基づいて、前記入力端子及び前記出力端子の少なくとも１つに所定の電圧を印加する調整ステップとを有する、モータ駆動制御装置の制御方法。

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