JP2020054187A - モータ駆動制御装置 - 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、かつ、駆動状態を外部に報知可能な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とを有するモータ５０を駆動させる。第１の駆動回路１０は、第１系統のコイル８０に通電する制御を行うとともに、モータ５０の駆動状態に関する第１の信号を出力する。第２の駆動回路１０ｂは、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行うとともに、モータ５０の駆動状態に関する第２の信号を出力する。信号出力回路２０は、第１の信号と第２の信号とに基づいて、モータ５０の駆動状態に関する出力信号Ｓｏを出力する。【選択図】図１

Description

この発明は、モータ駆動制御装置に関し、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。

上記の問題を解決する方法としてモータ駆動制御装置として２系統の駆動回路を有するようにすることで、一方の駆動回路が故障した場合においても、他方の駆動回路を用いてファンモータの駆動を継続することが可能になる。

ところで、このようにモータ駆動制御回路に２系統の駆動回路が設けられている場合において、それぞれの駆動回路がどのような駆動状態であるか（例えば、正常に駆動している状態であるか否かなど）に応じてモータ駆動制御回路やそれを用いた機器等の制御を行うことができれば、便利である。

この発明は、モータの正回転を可能な限り継続させることができ、かつ、駆動状態を外部に報知可能なモータ駆動制御装置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とともに、モータの駆動状態に関する第１の信号を出力する第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とともに、モータの駆動状態に関する第２の信号を出力する第２の駆動回路と、第１の信号と第２の信号とに基づいて、モータの駆動状態に関する出力信号を出力する信号出力回路とを備える。

好ましくは、第１の信号は、モータの実回転数に対応する周波数を有するＦＧ信号である。

好ましくは、第２の信号は、モータがロック状態ではない場合に電圧がローレベルに固定されモータがロック状態である場合に電圧がハイレベルに固定される信号、又はモータがロック状態ではない場合に電圧がハイレベルに固定されモータがロック状態である場合に電圧がローレベルに固定される信号である。

好ましくは、出力信号が出力される外部出力端子をさらに備え、信号出力回路は、モータが正常に駆動されているとき、第１の出力信号を外部出力端子から出力し、モータがロック状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を外部出力端子から出力する。

好ましくは、外部出力端子は、第１の駆動回路の第１の信号の出力端子に接続されており、第１の出力信号は、第１の信号である。

好ましくは、信号出力回路は、第２の信号に応じて外部出力端子に所定の電圧を印加するか否かを切り替える切替回路を有する。

好ましくは、切替回路は、第２の信号に応じて外部出力端子と接地電位とを接続するか否かを切り替え、モータがロック状態である場合に、切替回路が外部出力端子を接地電位に接続することで、第２の出力信号として電圧がローレベルに固定される信号が出力される。

好ましくは、第２の駆動回路の電源供給経路上に設けられたヒューズと、ヒューズの下流側と、第２の駆動回路の第２の信号の出力端子との間に設けられたオープン判別回路とを備え、オープン判別回路は、ヒューズが切断しているとき、第２の駆動回路の第２の信号の出力端子をハイインピーダンスに設定する。

好ましくは、信号出力回路は、第１の駆動回路と第２の駆動回路との少なくとも一方が動作していないとき、そのことを示す第３の出力信号を外部出力端子から出力する。

好ましくは、第３の出力信号は、ハイインピーダンスに設定された信号である。

好ましくは、第１の駆動回路は、外部から指定された目標回転数又は所定の目標回転数に基づいて第１系統のコイルに通電する制御を行うように構成されており、目標回転数とモータの実回転数との比較結果が所定の条件を満たす場合、第１の信号としてハイインピーダンスに設定された信号を出力する。

好ましくは、第１の駆動回路と第２の駆動回路との一方が動作していないとき、第１の駆動回路と第２の駆動回路との他方は、所定の電流が第１系統のコイル又は第２系統のコイルに流れるように制御を行う。

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、かつ、駆動状態を外部に報知可能なモータ駆動制御装置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。 モータ駆動制御装置の動作について説明する表である。 モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第１のフローチャートである。 モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第２のフローチャートである。 モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第３のフローチャートである。 モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第４の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、外部の機器から信号が入力される外部入力端子と、外部の機器に信号を出力する外部出力端子２９とを有している。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の外部入力端子には、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の外部出力端子２９から、上位装置６００に対して、出力信号Ｓｏが出力される。後述するように、出力信号Ｓｏは、モータ５０の駆動状態に関する信号である。例えば、出力信号Ｓｏとしてモータ５０の実回転数に対応する周波数を有する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から出力された出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の駆動状態を知ることができる。そして、上位装置６００は、モータ５０の駆動状態に応じて、速度指令信号Ｓｃをモータ駆動制御装置１に出力するなどして、モータ装置の動作を制御することができる。

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とともに、モータ５０の駆動状態に関する第１の信号を出力する第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とともに、モータ５０の駆動状態に関する第２の信号を出力する第２の駆動回路１０ｂと、信号出力回路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に通電するインバータ回路（不図示）とそのインバータ回路を制御する駆動制御回路とを含む第１の制御回路部１２と、電源電圧Ｖｄｃから第１の制御回路部１２への電源供給経路上に設けられたヒューズ１９とを有している。また、第２の駆動回路１０ｂは、第２系統のコイル８０ｂに通電するインバータ回路（不図示）とそのインバータ回路を制御する駆動制御回路とを含む第２の制御回路部１２ｂと、電源電圧Ｖｄｃから第２の制御回路部１２ｂへの電源供給経路上すなわち第２の駆動回路１０ｂの電源供給経路上に設けられたヒューズ１９ｂとを有している。

第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、それぞれ、インバータ回路と駆動制御回路とを含む１つの集積回路（ＩＣ）である。なお、第１の制御回路部１２や第２の制御回路部１２ｂの構成はこれに限られず、集積回路でなくてもよいし、第１の制御回路部１２や第２の制御回路部１２ｂの一部のみが集積回路となっているものであってもよい。

本実施の形態において、第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとはともに、ハードウェアとしては同一の構成を有する汎用ＩＣを用いて構成されている。第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、それぞれ、Ｖｃｃ端子（Ｖｃｃ端子１２１、Ｖｃｃ端子１２１ｂ）、ＰＷＭ端子（ＰＷＭ端子１２５、ＰＷＭ端子１２５ｂ）、ＦＧ／ＲＤ端子（第１出力端子（ＦＧ端子）１２３、第２出力端子（ＲＤ端子）１２３ｂ）、Ｏｕｔ１端子、及びＯｕｔ２端子などを有している。Ｖｃｃ端子１２１，１２１ｂは、ヒューズ１９，１９ｂを介して電源電圧Ｖｄｃに接続されている。ＰＷＭ端子１２５，１２５ｂは、外部入力端子に接続されており、速度指令信号Ｓｃが入力される端子である。Ｏｕｔ１端子及びＯｕｔ２端子は、コイル８０，８０ｂに通電するための端子であり、コイル８０，８０ｂに接続されている。なお、第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、ハードウェアとして異なる構成を有していてもよい。

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の制御回路部１２ｂに位置検出信号を出力する。なお、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。

ＦＧ／ＲＤ端子は、ＦＧ信号を出力するＦＧ端子として機能するかモータ５０がロック状態にあるか否かを示すロック信号を出力するかＲＤ端子として機能するかを予め設定することができるように用意された端子である。本実施の形態において、第１の制御回路部１２には、ＦＧ信号を出力する第１出力端子１２３が設けられている。第２の制御回路部１２ｂには、ロック信号を出力する第２出力端子１２３ｂが設けられている。第１出力端子１２３に接続された第１信号線３１と、第２出力端子１２３ｂに接続された第２信号線３２とは、信号出力回路２０に接続されている。

第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれには、速度指令信号Ｓｃと、第１，第２の位置検出器４１，４２から出力された位置検出信号とが入力される。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。なお、速度指令信号Ｓｃは、目標回転数に応じた周波数のクロック信号など、他の種類の信号であってもよい。

第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれの駆動制御回路は、位置検出信号に基づいてインバータ回路を動作させる信号を出力してインバータ回路の動作を制御する。第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれは、位置検出信号に基づいてモータ５０の実回転数（実際の回転数）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、インバータ回路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。すなわち、第１の駆動回路１０は、外部から指定された目標回転数に基づいて第１系統のコイル８０に通電する制御を行うように構成されている。また、第２の駆動回路１０は、外部から指定された目標回転数に基づいて、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行うように構成されている。

第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれのインバータ回路は、駆動制御回路から出力された信号に基づいて、位置検出信号に応じたタイミングでモータ５０が備えるコイル８０，８０ｂに流れる電流の向きが切り替わるようにして、コイル８０，８０ｂに通電する。

上述の通り、第１の制御回路部１２は、第１出力端子１２３から、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ＦＧ信号を出力する。すなわち、第１の駆動回路１０は、モータ５０の駆動状態に関する第１の信号としてＦＧ信号を出力する。第１の信号は、第１信号線３１を経由して、信号出力回路２０に入力される。

また、第２の制御回路部１２ｂは、ＦＧ信号の出力を行わず、第２出力端子１２３ｂから、モータ５０がロック状態であるか否かに応じた電圧となるロック信号を出力する。すなわち、第２の駆動回路１０ｂは、モータ５０の駆動状態に関する第２の信号としてロック信号を出力する。第２の信号は、第２信号線３２を経由して、信号出力回路２０に入力される。

なお、第２の信号は、モータ５０がロック状態ではない場合に電圧がローレベルに固定されモータ５０がロック状態である場合に電圧がハイレベルに固定される信号である。第２の信号は、モータ５０がロック状態ではない場合に電圧がハイレベルに固定されモータ５０がロック状態である場合に電圧がローレベルに固定される信号であってもよい。

本実施の形態において、第１出力端子１２３と第２出力端子１２３ｂとは、いわゆるオープンドレイン形式で信号を出力するように構成されている。すなわち、第１出力端子１２３と第２出力端子１２３ｂとは、ハイインピーダンス（Ｈｉ−Ｚ；オープン状態）のときに電圧がハイレベルとなるように、所定の電圧にプルアップして用いられる。これにより、ハイレベルの電圧又はローレベルの電圧の第１の信号及び第２の信号が出力される。

信号出力回路２０は、第１の信号（ＦＧ信号）と第２の信号（ロック信号）とに基づいて、モータ５０の駆動状態に関する出力信号Ｓｏを出力する。換言すると、信号出力回路２０は、第１の信号と第２の信号とに基づいて、外部出力端子２９から出力する出力信号Ｓｏの調整動作を行う。

本実施の形態において、第１信号線３１は、信号出力回路２０において、外部出力端子２９に接続されている。すなわち、外部出力端子２９は、第１信号線３１を介して、第１の駆動回路１０の第１の信号の出力端子である第１出力端子１２３に接続されている。

また、信号出力回路２０は、切替回路２４と、オープン判別回路２３とを有している。

第２信号線３２は、信号出力回路２０において、オープン判別回路２３を通して、切替回路２４に接続されている。

オープン判別回路２３は、第２の駆動回路１０ｂにおいて、ヒューズ１９ｂの下流側すなわち第２の制御回路部１２ｂのＶｃｃ端子１２１ｂと、第２の駆動回路１０ｂの第２の信号の出力端子である第２出力端子１２３ｂとの間に設けられている。本実施の形態において、オープン判別回路２３は、一端がＶｃｃ端子１２１ｂに接続されており他端が第２信号線３２に接続されている抵抗２３ｒで構成されている。

切替回路２４は、第２信号線３２のほか、接地電位（グランド電位）と、第１出力端子１２３と外部出力端子２９とを結ぶ第１信号線３１上のポイントＰ１に接続されている。切替回路２４には、第２出力端子１２３ｂから出力される第２の信号が入力される。切替回路２４は、第２の信号に応じて、外部出力端子２９に所定の電圧を印加するか否かを切り替える。本実施の形態においては、切替回路２４は、第２の信号に応じて、外部出力端子２９と接地電位とを接続するか否かを切り替える。

具体的には、切替回路２４は、ベースが抵抗を介して第２出力端子１２３ｂ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、接地電位に接続されている。トランジスタ２４ｔのコレクタは、ポイントＰ１に接続されている。トランジスタ２４ｔのスイッチング動作が行われることで、外部出力端子２９と接地電位とを接続するか否かが切り替えられる。

なお、オープン判別回路２３がヒューズ１９ｂの下流側と第２出力端子１２３ｂとの間に設けられているので、ヒューズ１９ｂが導通している場合においては、第２出力端子１２３ｂがプルアップされている状態となる。そのため、第２出力端子１２３ｂからモータ５０のロック状態に応じたロック信号が出力される。他方、ヒューズ１９ｂが切断している場合には、オープン判別回路２３がハイインピーダンスの状態となる。また、この場合、第２の制御回路部１２ｂにも電源が供給されないため、第２出力端子１２３ｂはハイインピーダンスの状態となる。すなわち、オープン判別回路２３は、ヒューズ１９ｂが切断しているとき、第２の駆動回路１０ｂの第２出力端子１２３ｂをハイインピーダンスに設定する。

また、本実施の形態においては、第１の制御回路部１２は、目標回転数とモータ５０の実回転数との比較結果が所定の条件を満たす場合、第１の信号として、ＦＧ信号ではなく、ハイインピーダンスに設定された信号を出力する。ここで、所定の条件は、目標回転数に応じた出力でモータ５０を駆動しても、モータ５０の実回転数が目標回転数に所定の程度だけ及ばないこと（例えば、実回転数が目標回転数に所定の係数を乗じた回転数に達しないことなど）である。具体的には、２つの駆動回路１０，１０ｂのうち一方が動作せず他方のみでモータ５０を駆動する場合に、満足されるような条件が所定の条件となっている。このような所定の条件に該当する場合には、第１の信号としてＦＧ信号は出力されず、ハイインピーダンスに固定された信号が出力される。

また、本実施の形態においては、第１の駆動回路１０は、第２の駆動回路１０ｂが故障するなどして動作していないとき、速度指令信号Ｓｃに関わらず、所定の電流が第１系統のコイル８０に流れるように制御を行う。同様に、第２の駆動回路１０ｂは、第１の駆動回路１０が故障するなどして動作していないとき、速度指令信号Ｓｃに関わらず、所定の電流が第２系統のコイル８０ｂに流れるように制御を行う。これにより、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとの一方が故障しても、他方によりモータ５０を一定程度だけ動作させる補償動作を行わせることができる。第１の駆動回路１０は、第２の駆動回路１０ｂが故障しているか否かを、例えば、目標回転数とモータ５０の実回転数との比較結果が上記の所定の条件を満たすか否かによって判断することができる。同様に、第２の駆動回路１０ｂは、第１の駆動回路１０が故障しているか否かを、例えば、目標回転数とモータ５０の実回転数との比較結果が上記の所定の条件を満たすか否かによって判断することができる。

信号出力回路２０が上記のような回路構成を有していることにより、本実施の形態においては、信号出力回路２０は、モータ５０が正常に駆動されているとき、第１の出力信号を外部出力端子２９から出力する。第１の出力信号は、第１の信号である。また、信号出力回路２０は、モータ５０がロック状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を外部出力端子２９から出力する。また、信号出力回路２０は、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとの少なくとも一方が動作していないとき、そのことを示す第３の出力信号を外部出力端子２９から出力する。

すなわち、第１出力端子１２３から第１の信号が出力されている場合において、切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続しない場合には、外部出力端子２９から出力信号Ｓｏとして第１の信号（第１の出力信号）が出力される。モータ５０が正常に駆動されているとき、切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続しないので、第１の信号が出力信号Ｓｏとして出力される。

また、第１出力端子１２３から第１の信号が出力されている場合において、切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続した場合には、外部出力端子２９から出力信号Ｓｏとして電圧がローレベルに固定される信号（第２の出力信号）が出力される。モータ５０がロック状態であるとき、切替回路２４が外部出力端子２９を接地電位に接続することで、出力信号Ｓｏとして電圧がローレベルに固定される信号が出力される。この出力信号Ｓｏは、モータ５０がロック状態であることを示す信号であり、上位装置６００は、出力信号Ｓｏの電圧がローレベルに固定されている場合に、モータ５０がロック状態であることを検知することができる。

第３の出力信号は、ハイインピーダンスに設定された信号である。すなわち、ヒューズ１９が切れるなどして第１の駆動回路１０が動作していない場合、第１出力端子１２３からハイインピーダンスに設定された信号が第１の信号として出力される（第１出力端子１２３がハイインピーダンスとなる）一方で、モータ５０が第２の駆動回路１０ｂにより駆動されるので切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続しない。他方、ヒューズ１９ｂが切れるなどして第２の駆動回路１０ｂが動作していない場合、第２信号線３２がハイインピーダンスであるため切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続しない一方で、上記の所定の条件が満たされているので第１の制御回路部１２がハイインピーダンスに設定された信号を第１の信号として出力する。そのため、いずれの場合においても、ハイインピーダンスに設定された第１の信号が出力信号Ｓｏとして出力される（第３の出力信号）。

このような第１の駆動回路１０、第２の駆動回路１０ｂ、及び信号出力回路２０の各部などの動作や出力される出力信号Ｓｏについて、モータ駆動制御装置１及びモータ５０の状態毎に整理してまとめると、以下のようになる。

図２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２に示される表では、行に、「正常」、「ロック状態」、「ヒューズ１９オープン」、「ヒューズ１９ｂオープン」、及び「ヒューズ１９，１９ｂオープン」の各状態が並び、列に、モータ駆動制御装置１の各部の動作が示されている。列には、第１出力端子１２３から出力される第１の信号、第２出力端子１２３ｂから出力される第２の信号、トランジスタ２４ｔの状態、及び出力信号Ｓｏが示されている。「正常」は、モータ駆動制御装置１及びモータ５０が正常に駆動されている状態である。「ロック状態」は、モータ５０がロックしている状態である。「ヒューズ１９オープン」は、ヒューズ１９が切れている状態、すなわち第１の駆動回路１０が故障している状態（第１の制御回路部１２が動作を停止している状態）であり、第２の駆動回路１０ｂは駆動している状態である。「ヒューズ１９ｂオープン」は、ヒューズ１９ｂが切れている状態、すなわち第２の駆動回路１０ｂが故障している状態（第２の制御回路部１２ｂが動作を停止している状態）であり、第１の駆動回路１０は駆動している状態である。「ヒューズ１９，１９ｂオープン」は、ヒューズ１９とヒューズ１９ｂとがともに切れている状態、すなわち第１の駆動回路１０及び第２の駆動回路１０ｂが両方とも故障している状態である。

図２において、信号や状態の表記は以下の通りである。「ＦＧ信号」はＦＧ信号が出力されることを示す。「Ｌｏｗ」は電圧がローレベルに固定された信号が出力されることを示す。「Ｈｉ−Ｚ」はその端子がハイインピーダンスとなっていること（ハイインピーダンスの信号が出力されること）を示し、この場合、端子がプルアップされていれば、電圧がハイレベルに固定された信号が出力されることとなる。トランジスタ２４ｔについて、「ＯＦＦ」はオフ状態であること、すなわち切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続しない状態であることを示し、「ＯＮ」はオン状態であること、すなわち切替回路２４が外部出力端子２９と接地電位とを接続する状態であることを示す。

図３は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第１のフローチャートである。

モータ駆動制御装置１は、信号出力回路２０が上述のような回路構成を有していたり、第１の駆動回路１０や第２の駆動回路１０ｂが所定の動作を行うように構成されていたりすることにより、以下のように動作する。

ステップＳ１１において、モータ５０が定常回転を行うように、モータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図２に示される表において「正常」の状態に該当する。すなわち、第１出力端子１２３からＦＧ信号が第１の信号として出力され、第２出力端子１２３ｂから電圧がローレベルに固定された信号が第２の信号として出力される。トランジスタ２４ｔはオフ状態となるため、出力信号Ｓｏとして第１の信号（ＦＧ信号）が外部出力端子２９から出力される。上位装置６００は、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の回転数を検知することができる。

ここで、モータ５０が停止したときすなわちモータ５０がロックしたときには（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップ２１（図４に示す）に進む。また、第１の駆動回路１０が故障したとき、例えば過電流によりヒューズ１９が切れたときには（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ３１（図５に示す）に進む。また、第２の駆動回路１０ｂが故障したとき、例えば過電流によりヒューズ１９ｂが切れたときには（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ４１（図６に示す）に進む。これらのいずれでもないとき、すなわち正常の状態が続けば（ステップＳ１２、ステップＳ１３、及びステップＳ１４のいずれもＮＯ）、ステップＳ１１の動作が継続する。

図４は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第２のフローチャートである。

モータ５０が停止したときすなわちモータ５０がロックしたときには、図４に示されるようにモータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図２に示される表において「ロック状態」に該当する。

すなわち、ステップＳ２１において、モータ５０の駆動中にモータ５０が停止したとき、第１出力端子１２３から、モータ５０のロータの停止位置に応じて電圧がハイレベルに固定された信号又は電圧がローレベルに固定された信号が第１の信号として出力され、第２出力端子１２３ｂから電圧がハイレベルに固定された信号が第２の信号として出力される。

そうすると、第２の信号は電圧がハイレベルに固定された信号であるので、トランジスタ２４ｔはオン状態になり（ステップＳ２２）、第１信号線３１が接地電位に接続される（ステップＳ２３）。

そのため、外部出力端子２９が接地電位になる。すなわち、出力信号Ｓｏとして電圧がローレベルに固定された信号が出力される（ステップＳ２４）。上位装置６００は、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０がロックしている状態であることを検知することができる。

図５は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第３のフローチャートである。

第１の駆動回路１０が故障したときには、図５に示されるようにモータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図２に示される表において「ヒューズ１９オープン」の状態に該当する。

すなわち、ステップＳ３１において、第１の駆動回路１０の動作が停止すると、第１出力端子１２３からのＦＧ信号の出力が停止する。このとき、第１出力端子１２３は、ハイインピーダンスとなる。すなわち、第１の信号としてハイインピーダンスの信号が出力される。

また、第１の駆動回路１０の動作が停止すると、第１の駆動回路１０によるモータ５０の駆動力が消失し、モータ５０の回転数が低下する。そうすると、ステップＳ３２において、第２の駆動回路１０ｂは、モータ５０の回転数の低下を検知する。具体的には、例えば、第２の制御回路部１２ｂは、入力された速度指令信号Ｓｃに基づいてモータ５０を駆動する動作を行うところ、第１の駆動回路１０の動作が停止してモータ５０の駆動力が不足したことによりモータ５０の実回転数が上がらないとき、すなわち目標回転数と実回転数の乖離が大きくなったとき、これを検知する。

ステップＳ３３において、第２の駆動回路１０ｂは、速度指令信号Ｓｃに関わらず、出力を所定値に設定してモータ５０の回転を維持させる。すなわち、第２の制御回路部１２ｂは、所定の電流が第２系統のコイル８０ｂに流れるように制御を行う。具体的には、通常時において、入力される速度指令信号Ｓｃのデューティに応じて第２の制御回路部１２ｂから所定のデューティの駆動電圧が第２系統のコイル８０ｂに印加されるような場合、第１の駆動回路１０の動作が停止したときには、入力される速度指令信号Ｓｃのデューティに関わらず、デューティが予め設定された値（例えば、５０パーセント）の駆動電圧が第２系統のコイル８０ｂに印加される。これにより、モータ５０の回転が、第２の駆動回路１０ｂから供給される駆動電圧のみによって適切な状態に制御される。なお、第２の制御回路部１２ｂからモータ５０に出力されるデューティの範囲や、このときの第２の駆動回路１０ｂの出力の大きさは、上記に限られるものではない。例えば、モータ５０が正回転を維持できる程度の大きさにするなど、モータ駆動制御装置１の用途等に応じて、適度な大きさで出力が行われるようにすればよい。適度な大きさとは、例えば、正回転を維持でき、また、過負荷になることがないような大きさに設定すればよい。

このようにしてモータ５０の回転が維持されるので、第２の信号は電圧がローレベルに固定された信号となり、トランジスタ２４ｔはオフ状態のままとなる。そうすると、ステップＳ３４において、外部出力端子２９はハイインピーダンスとなる。すなわち、ハイインピーダンスの信号が出力信号Ｓｏとして出力される。

図６は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第４のフローチャートである。

第２の駆動回路１０ｂがヒューズ１９の断線などで故障したときには、図６に示されるようにモータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図２に示される表において「ヒューズ１９ｂオープン」の状態に該当する。

すなわち、ステップＳ４１において、第２の駆動回路１０ｂの動作が停止すると、第２出力端子１２３ｂからのロック信号の出力が停止する。このとき、第２出力端子１２３ｂは、ハイインピーダンスとなる。すなわち、第２出力端子１２３ｂからハイインピーダンスの信号が第２の信号として出力される。

また、ヒューズ１９ｂが断線すると、第２の駆動回路１０ｂにおけるＶｃｃ端子１２１ｂが接地電位にショートする（ステップＳ４２）。そうすると、第２の信号がハインインピーダンスであり、トランジスタ２４ｔの入力がプルダウンされるので、トランジスタ２４ｔはオフ状態となる（ステップＳ４３）。

一方、第２の駆動回路１０ｂの動作が停止すると、第２の駆動回路１０ｂによるモータ５０の駆動力が消失し、モータ５０の回転数が低下する。そうすると、ステップＳ４４において、第１の駆動回路１０は、モータ５０の回転数の低下を検知する。具体的には、例えば、第１の制御回路部１２は、入力された速度指令信号Ｓｃに基づいてモータ５０を駆動する動作を行うところ、第２の駆動回路１０ｂの動作が停止してモータ５０の駆動力が不足したことによりモータ５０の実回転数が上がらないとき、すなわち目標回転数と実回転数の乖離が大きくなったとき、これを検知する。

ステップＳ４５において、第１の駆動回路１０は、速度指令信号Ｓｃに関わらず、出力を所定値に設定してモータ５０の回転を維持させる。すなわち、第１の制御回路部１２は、所定の電流が第１系統のコイル８０に流れるように制御を行う。具体的には、通常時において、入力される速度指令信号Ｓｃのデューティに応じて第１の制御回路部１２ｂからデューティの最大値が５０パーセントの駆動電圧が第１系統のコイル８０に印加されるような場合、第２の駆動回路１０ｂの動作が停止したときには、入力される速度指令信号Ｓｃのデューティに関わらず、デューティが予め設定された値（例えば、５０パーセント）の駆動電圧が第１系統のコイル８０に印加される。これにより、モータ５０の回転が、第１の駆動回路１０から供給される駆動電圧のみによって適切な状態に制御される。なお、第１の制御回路部１２からモータ５０に出力されるデューティの範囲や、このときの第１の駆動回路１０の出力の大きさは、上記に限られるものではない。例えば、モータ５０が正回転を維持できる程度の大きさにするなど、モータ駆動制御装置１の用途等に応じて、適度な大きさで出力が行われるようにすればよい。

また、第１の駆動回路１０は、第１出力端子１２３からのＦＧ信号の出力を停止し、第１出力端子１２３をハイインピーダンスに設定する。

トランジスタ２４ｔはオフ状態であるので、第１の信号が、出力信号Ｓｏとして外部出力端子２９から出力される。すなわち、ステップＳ４６において、外部出力端子２９はハイインピーダンスとなる。すなわち、出力信号Ｓｏとしてハイインピーダンスの信号が出力される。

このように、第１の駆動回路１０が動作停止中であるときや、第２の駆動回路１０ｂが動作停止中であるときには、出力信号Ｓｏとしてハイインピーダンスの信号が外部出力端子２９から出力される。上位装置６００は、出力信号Ｓｏがハイインピーダンスの信号となっていることを検知することで、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとの少なくとも一方が動作を停止している状態であると検知することができる。

以上説明したように、本実施の形態において、モータ駆動制御装置１の１つの外部出力端子２９から、モータ５０の駆動状態に応じて、３種類の出力信号Ｓｏのうちいずれかの出力信号Ｓｏが出力される。すなわち、定常回転時にはＦＧ信号が出力され、ロック時にはロック信号が出力され、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのうち少なくとも一方が故障したときにはハイインピーダンスの信号が出力される。したがって、３種類のモータ５０の駆動状態について、上位装置６００が容易に検知可能にすることができる。

第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのうち少なくとも一方が故障しているときには、出力信号Ｓｏとしてハイインピーダンスの信号が出力される。また、モータ５０がロック状態であるときには電圧がローレベルに固定された信号が出力される。したがって、上位装置６００が、２つの駆動回路１０、１０ｂの少なくとも一方が故障している異常状態とモータ２０がロック状態である異常状態とのどちらの異常状態が発生しているかを容易に識別できるようになる。

複数種類のモータ５０の駆動状態について、１つの外部出力端子２９から出力される出力信号Ｓｏのみに基づいて判別することができるようになる。したがって、モータ駆動制御装置１と上位装置６００との間を接続する信号線の数を少なくすることができる。

モータ駆動制御装置１の内部の回路構成は、簡素である。様々な出力信号Ｓｏを出力するために規模の大きい集積回路等を用いる必要はなく、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。また、簡素な小型の集積回路を用いてモータ駆動制御装置１を構成することができるので、モータ駆動制御装置１を小型化することができる。

第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとのどちらかがオープン異常状態（ヒューズ１９，１９ｂが切れて動作停止した状態）になったとき、異常が発生していない回路において、回転数を補うことができるようにモータ５０の駆動が継続して行われる。すなわち、第１の駆動回路１０と第２の駆動回路１０ｂとの一方がオープン異常状態となっても、他方でモータ５０の駆動力の低下をできるだけ補い、正回転を継続することができる。

［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、切替回路は、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。例えば、トランジスタに代えて、ＮチャンネルＦＥＴなどを用いてもよい。また、コンパレータを用いて構成されていてもよい。第１の制御回路部や第２の制御回路部のそれぞれは、インバータ回路を内蔵しているものではなくてもよい。オープン判別回路は、コイル等を用いて構成するようにしてもよい。

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種類のものに限定されるものではない。モータ駆動制御装置により駆動されるモータは、単相モータではなくてもよく、相数は限定されない。

信号出力回路は、ロック状態であるときに外部出力端子を接地電位に接続するものに限られず、例えば外部出力端子に所定の電圧を印加するものであってもよい。

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、第１の駆動回路及び第２の駆動回路は、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ようにしてもよい。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、回転数を設定するなどすればよい。

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、１９，１９ｂ ヒューズ、２０ 信号出力回路、２３ オープン判別回路、２４ 切替回路、２４ｔ トランジスタ、２９ 外部出力端子、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、１２３ 第１出力端子、１２３ｂ 第２出力端子、６００ 上位装置、Ｓｃ 速度指令信号、Ｓｏ 出力信号

Claims (12)

1. 第１系統のコイルと第２系統のコイルとを有する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とともに、前記モータの駆動状態に関する第１の信号を出力する第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とともに、前記モータの駆動状態に関する第２の信号を出力する第２の駆動回路と、
   前記第１の信号と前記第２の信号とに基づいて、前記モータの駆動状態に関する出力信号を出力する信号出力回路とを備える、モータ駆動制御装置。
2. 前記第１の信号は、前記モータの実回転数に対応する周波数を有するＦＧ信号である、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
3. 前記第２の信号は、前記モータがロック状態ではない場合に電圧がローレベルに固定され前記モータがロック状態である場合に電圧がハイレベルに固定される信号、又は前記モータがロック状態ではない場合に電圧がハイレベルに固定され前記モータがロック状態である場合に電圧がローレベルに固定される信号である、請求項１又は２に記載のモータ駆動制御装置。
4. 前記出力信号が出力される外部出力端子をさらに備え、
   前記信号出力回路は、
   前記モータが正常に駆動されているとき、第１の出力信号を前記外部出力端子から出力し、
   前記モータがロック状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を前記外部出力端子から出力する、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. 前記外部出力端子は、前記第１の駆動回路の前記第１の信号の出力端子に接続されており、
   前記第１の出力信号は、前記第１の信号である、請求項４に記載のモータ駆動制御装置。
6. 前記信号出力回路は、前記第２の信号に応じて前記外部出力端子に所定の電圧を印加するか否かを切り替える切替回路を有する、請求項４又は５に記載のモータ駆動制御装置。
7. 前記切替回路は、前記第２の信号に応じて前記外部出力端子と接地電位とを接続するか否かを切り替え、
   前記モータがロック状態である場合に、前記切替回路が前記外部出力端子を接地電位に接続することで、前記第２の出力信号として電圧がローレベルに固定される信号が出力される、請求項６に記載のモータ駆動制御装置。
8. 前記第２の駆動回路の電源供給経路上に設けられたヒューズと、
   前記ヒューズの下流側と、前記第２の駆動回路の前記第２の信号の出力端子との間に設けられたオープン判別回路とを備え、
   前記オープン判別回路は、前記ヒューズが切断しているとき、前記第２の駆動回路の前記第２の信号の出力端子をハイインピーダンスに設定する、請求項７に記載のモータ駆動制御装置。
9. 前記信号出力回路は、前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路との少なくとも一方が動作していないとき、そのことを示す第３の出力信号を前記外部出力端子から出力する、請求項４から８のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
10. 前記第３の出力信号は、ハイインピーダンスに設定された信号である、請求項９に記載のモータ駆動制御装置。
11. 前記第１の駆動回路は、
    外部から指定された目標回転数又は所定の目標回転数に基づいて前記第１系統のコイルに通電する制御を行うように構成されており、
    前記目標回転数と前記モータの実回転数との比較結果が所定の条件を満たす場合、前記第１の信号としてハイインピーダンスに設定された信号を出力する、請求項１から１０のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
12. 前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路との一方が動作していないとき、前記第１の駆動回路と前記第２の駆動回路との他方は、所定の電流が前記第１系統のコイル又は第２系統のコイルに流れるように制御を行う、請求項１から１１のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。

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