JP6459049B2 - 駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレスＤＣモータの駆動制御装置に関する。

従来、ブラシレスＤＣモータの駆動を行う駆動制御装置において、モータ内に過電流が生じた場合に、安全のためモータを停止する機能を有するものが知られている。このような駆動制御装置は、モータ内を流れる電流の電流値を検出する電流検出回路を有している。従来の電流検出回路については、例えば、特開２０１３−１３７２０１号公報に記載されている。
特開２０１３−１３７２０１号公報

ブラシレスＤＣモータの駆動制御装置では、電流検出回路により検出された電流値をマイコンで監視することにより、モータ内に過電流が生じた場合に、モータを停止する等の措置を講じることができる。また、電流検出回路により検出された電流値を所定の閾値と比較する比較回路を、マイコンとは別に設けることも考えられる。このような比較回路をマイコンの外部に設ければ、マイコン自体の負荷を軽減させることができる。

しかしながら、比較回路に天絡、地絡、または開放状態などの異常が生じると、過電流の有無を検出することができなくなる虞がある。このため、比較回路が正常に動作しているか否かを、定期的に自己診断することが好ましい。

特開２０１３−１３７２０１号公報の例では、マイコンから信号検出回路に電圧信号を入力し、その動作を確認することで、信号検出回路内の異常を検知している（段落００１５）。しかしながら、上述した比較回路に対して、特開２０１３−１３７２０１号公報に記載の診断機能を単純に付加すると、マイコンにおいて、電流検出回路に接続される端子、比較回路に接続される端子、および接続診断のため信号を出力する端子、の３つの端子を使用する必要がある。

本発明の目的は、マイコンの使用端子数を抑制しつつ、より安全性の高いモータの駆動制御装置を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、ブラシレスＤＣモータの駆動制御装置であって、前記ブラシレスＤＣモータの駆動用インバータ部から得られる電流値に応じて増減する第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、過電流の有無を判別する演算処理部と、を備えた制御回路を有し、前記演算処理部は、前記比較部の比較結果が入力される第１端子と、前記比較結果において前記第１電圧値が前記基準電圧値を上回った場合に過電流状態と判別して、前記ブラシレスＤＣモータの駆動を停止させる過電流検出処理部と、前記第１電圧値の入力を受け付けるとともに、予め設定されたタイミングで繰り返し前記比較部に動作確認用信号を出力する第２端子と、前記動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、前記第１端子の状態を判別する動作確認処理部と、を有する。

本願の例示的な第１発明によれば、過電流検出機能が正常に動作しているか否かの動作確認を行うことができる。また、第１電圧値の入力と、動作確認用信号の出力とに、同一の端子を用いる。これにより、使用する端子の数を減らすことができる。

図１は、駆動制御装置の構成を示した図である。 図２は、制御回路の構成を、図１よりも詳しく描いた図である。 図３は、マイコン内における各処理部の動作タイミングを示した図である。 図４は、モータの駆動時における制御回路の動作を示すフローチャートである。 図５は、判定処理時における動作確認処理部の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

＜１．駆動制御装置の構成＞
まず、駆動制御装置の構成について、図１を参照しつつ、説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る駆動制御装置１の構成を示した図である。この駆動制御装置１は、モータ９に駆動電流Ｓ３２を供給することにより、モータ９の駆動を制御する装置である。駆動制御装置１は、例えば、浴室乾燥機のブロアを動作させるモータ９を制御するために用いられる。ただし、本発明の駆動制御装置が制御対象とするモータは、浴室乾燥機以外の製品に搭載されるものであってもよい。

本実施形態では、モータ９として３相ブラシレスＤＣモータを用いている。モータ９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の固定子巻線を有する。各相の固定子巻線に駆動電流が供給されると、固定子と回転子との間にトルクが発生し、回転子が回転駆動する。ただし、本発明の駆動制御装置が制御対象とするモータは、単相モータやブラシ付きモータなど、インバータを使用する全てのモータに適用できる。

図１に示すように、駆動制御装置１は、電源部２、インバータ部３、および、制御回路４を有する。

電源部２は、交流電源２１と、ダイオードブリッジ２２と、平滑コンデンサ２３とを有する。交流電源２１には、外部の電源装置が用いられてもよい。ダイオードブリッジ２２は、４つのダイオードを有する全波整流回路である。交流電源２１は、ダイオードブリッジ２２の２つの入力端子２２１の間に、交流電圧を入力する。すると、入力された交流電圧は、ダイオードブリッジ２２において全波整流され、ダイオードブリッジ２２の２つの出力端子２２２の間に、正電圧のみの電圧波形を有する全波整流電圧が出力される。

平滑コンデンサ２３は、ダイオードブリッジ２２において全波整流された全波整流電圧を平滑化することによって、直流電圧Ｖｂｕｓに変換する。これにより、インバータ部３の電圧入力端子３１に、直流電圧Ｖｂｕｓが供給される。

インバータ部３は、制御回路４から入力されるパルス信号Ｓ４５に従って、モータ９に駆動電流Ｓ３２を供給する。インバータ部３は、電圧入力端子３１、６つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２、シャント抵抗Ｒｓ、および、３つのモータ接続端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗを有する。スイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２は、それぞれ、並列に接続されたトランジスタおよびダイオードにより構成されている。トランジスタには、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）が用いられる。

６つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２のうち、２つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２は、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。また、他の２つのスイッチング素子Ｔｖ１，Ｔｖ２も、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。また、残りの２つのスイッチング素子Ｔｗ１，Ｔｗ２も、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。そして、２つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２と、２つのスイッチング素子Ｔｖ１，Ｔｖ２と、２つのスイッチング素子Ｔｗ１，Ｔｗ２とは、互いに並列に接続される。

シャント抵抗Ｒｓは、一端がスイッチング素子Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２と接続され、他端が接地される。モータ９の駆動時には、インバータ部３からシャント抵抗Ｒｓに、母線電流Ｉｂｕｓが流れる。モータ接続端子３２ｕは、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２の間に位置する。モータ接続端子３２ｖは、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｔｖ１，Ｔｖ２の間に位置する。モータ接続端子３２ｗは、直列に接続された２つのスイッチング素子Ｔｗ１，Ｔｗ２の間に位置する。

モータ９の駆動時には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相について、一対のスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２、一対のスイッチング素子Ｔｖ１，Ｔｖ２、および一対のスイッチング素子Ｔｗ１，Ｔｗ２に、それぞれ一対のパルス信号Ｓ４５が入力される。これにより、各スイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２のＯＮ／ＯＦＦが切り替わり、モータ接続端子３２ｕ，３２ｖ，３２ｗからモータ９のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に、駆動電流Ｓ３２が出力される。

制御回路４は、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓを監視しながら、インバータ部３を制御するための回路である。図２は、制御回路４の構成を、図１よりも詳しく描いた図である。図１及び図２に示すように、制御回路４は、シャント電圧端子４１、電流検出部４２、比較部入力端子４３、比較部４４、およびマイコン４５を有する。

シャント電圧端子４１は、インバータ部３の３つのスイッチング素子Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２とシャント抵抗Ｒｓとの間に接続される。シャント抵抗Ｒｓに母線電流Ｉｂｕｓが流れると、シャント電圧端子４１の電圧値は、母線電流Ｉｂｕｓの電流値に応じて増減するシャント電圧Ｖｓとなる。

電流検出部４２は、シャント電圧端子４１に入力されたシャント電圧Ｖｓを増幅する増幅回路である。図２に示すように、本実施形態の電流検出部４２は、増幅器であるオペアンプＯＰ１および複数の抵抗により構成される差動増幅回路である。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は、シャント電圧端子４１と抵抗を介して接続される。また、オペアンプＯＰ１の反転入力端子は、抵抗を介して接地されている。したがって、電流検出部４２の出力端子には、シャント電圧Ｖｓと接地電圧との電圧差に比例した第１電圧値Ｓ４２が出力される。

比較部入力端子４３は、電流検出部４２の出力端子であり、かつ、比較部４４の入力端子である。電流検出部４２から出力された第１電圧値Ｓ４２は、比較部入力端子４３を介して、比較部４４へ入力される。

比較部４４は、オペアンプＯＰ２を有する比較回路である。比較部４４は、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に、一定の基準電圧値Ｓ４４１を入力する分圧回路４４１を有する。分圧回路４４１は、定電圧源Ｖｄと、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とを有する。２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２は、定電圧源Ｖｄと接地点との間において、直列に接続されている。そして、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２の間に、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子が接続される。したがって、定電圧源Ｖｄから供給される電圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗比に従って分圧され、一定に維持された基準電圧値Ｓ４４１として、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力される。

一方、オペアンプＯＰ２の反転入力端子は、比較部入力端子４３に接続されている。このため、比較部入力端子４３に電流検出部４２の第１電圧値Ｓ４２が入力されている場合、オペアンプＯＰ２は、基準電圧値Ｓ４４１と第１電圧値Ｓ４２とを比較する。そして、オペアンプＯＰ２は、入力された２つの電圧値の大小関係に応じた電圧値を、出力端子から出力する。

比較部４４の出力端子４４２は、マイコン４５の後述する第１端子５１に接続されている。このため、第１端子５１には、比較部４４における比較結果を示す判定電圧Ｓ４４が入力される。具体的には、第１電圧値Ｓ４２が基準電圧値Ｓ４４１よりも小さい場合、判定電圧Ｓ４４はＨ（Ｈｉｇｈ）レベルとなる。また、第１電圧値Ｓ４２が基準電圧値Ｓ４４１以上である場合、判定電圧Ｓ４４は、Ｈレベルよりも小さいＬ（Ｌｏｗ）レベルとなる。

マイコン４５は、インバータ部３の６つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２の動作を制御するための演算処理部（マイクロコントローラ）である。マイコン４５は、外部から入力されるモータ駆動指令信号と、第１端子５１から入力される判定電圧Ｓ４４と、第２端子５２から入力される第１電圧値Ｓ４２とに基づいて、パルス信号Ｓ４５をインバータ部３へと出力する。

パルス信号Ｓ４５は、モータ９のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相それぞれに対応する各１対、合計６つのＰＷＭ信号である。マイコン４５から出力されたパルス信号Ｓ４５は、６つのスイッチング素子Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２に、それぞれ入力される。

マイコン４５は、第１端子５１と、第２端子５２とを有する。第１端子５１はデジタルポートであり、第２端子５２はデジタルアナログ兼用ポートである。第１端子５１は、少なくとも外部からの信号を入力できる端子である。第１端子５１には、比較部４４からの判定電圧Ｓ４４が入力される。第２端子５２は、外部からの信号を入力するとともに、外部へ信号を出力することができる端子である。すなわち、マイコン４５は、第２端子５２をアナログ入力端子に設定したり、第２端子５２をデジタル出力端子に設定したりすることができる。

第２端子５２は、予め設定されたタイミングで、周期的に比較部入力端子４３へ動作確認用信号Ｓ５２を出力する。これにより、比較部４４に動作確認用信号Ｓ５２が入力される。また、動作確認用信号Ｓ５２の出力時以外は、第２端子５２に、電流検出部４２からの第１電圧値Ｓ４２がアナログ量として入力される。すなわち、第２端子５２は、動作確認用信号Ｓ５２の出力時以外は、第１電圧値Ｓ４２の入力を受け付ける。

本実施形態では、マイコン４５は、第２端子５２から電圧値の異なる少なくとも２つの信号を出力できる。具体的には、第２端子５２から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の低い許容レベルと、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の高い過電流相当レベルとの２種類の信号を出力できる。

また、図２中に概念的に示したように、マイコン４５は、電流値検出処理部４５０、パルス信号生成部４５１、過電流検出処理部４５２、および動作確認処理部４５３を有する。電流値検出処理部４５０、パルス信号生成部４５１、過電流検出処理部４５２、および動作確認処理部４５３の各機能は、予め設定されたプログラムに従って、マイコン４５が演算処理を行うことによって実現される。

電流値検出処理部４５０は、電流検出部４２から第２端子５２へ入力される第１電圧値Ｓ４２を取得し、当該第１電圧値Ｓ４２に基づいて、母線電流Ｉｂｕｓの値を検出する。第１電圧値Ｓ４２の取得は、パルス信号Ｓ４５に同期して実行される。パルス信号生成部４５１は、外部から入力されるモータ駆動指令信号（図示省略）と、電流値検出処理部４５０が検出した母線電流Ｉｂｕｓの値とに基づいて、パルス信号Ｓ４５をインバータ部３へ出力する。

過電流検出処理部４５２は、比較部４４の比較結果に基づいて、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓが異常に高い値となる、いわゆる「過電流」の状態を検出する。本実施形態では、後述する動作確認処理部４５３が動作していない時間は常に、過電流検出処理部４５２が過電流の有無を監視する。具体的には、第２端子５２が入力端子に設定されているときに、過電流検出処理部４５２は、第１端子５１に入力される比較部４４の判定電圧Ｓ４４がＬレベルであるかＨレベルであるかを判別する。

過電流検出処理部４５２は、検出処理時に判定電圧Ｓ４４がＬレベルである場合、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓが過電流の状態であると判別する。その場合、過電流検出処理部４５２は、パルス信号生成部４５１からのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。これにより、モータ９の駆動を停止させる。すなわち、過電流検出処理部４５２は、モータ９の母線電流が過電流の状態であると判別すると、モータ９の駆動を停止させる。

一方、過電流検出処理部４５２は、検出処理時に判定電圧Ｓ４４がＨレベルである場合、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓが正常範囲内であると判別する。その場合、過電流検出処理部４５２は、パルス信号生成部４５１の動作を停止させない。したがって、パルス信号生成部４５１は、インバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を継続する。

動作確認処理部４５３は、比較部４４が正常に動作しているか否かを、予め設定されたタイミングで確認する判定処理を行う。具体的には、マイコン４５は、予め設定されたタイミングで、過電流検出処理部４５２の検出処理を一時的に無効にし、第２端子５２から動作確認用信号Ｓ５２を出力するとともに、動作確認処理部４５３による判定処理を実行する。

図３は、マイコン４５内における電流値検出処理部４５０、過電流検出処理部４５２、および動作確認処理部４５３の各動作タイミングを示した図である。図３に示すように、電流値検出処理部４５０は、予め設定された時間間隔で、母線電流Ｉｂｕｓの検出処理を実行する。図４の例では、電流値検出処理部４５０の検出処理の周期は、４０マイクロ秒となっている。また、マイコン４５は、電流値検出処理部４５０による検出処理が実行されていない期間に、動作確認処理部４５３による判定処理を実行する。本実施形態では、電流値検出処理部４５０による検出処理が複数回実行される間に、動作確認処理部４５３による判定処理が１回実行される。

また、図３に示すように、過電流検出処理部４５２は、動作確認処理部４５３による判定処理が実行されていない間は常に、過電流の検出処理を実行する。マイコン４５は、動作確認処理部４５３による判定処理の実行時には、過電流検出処理部４５２による判定処理を、一時的に停止させる。

＜２．制御回路の動作＞
続いて、制御回路４の動作について、図４および図５を参照しつつ説明する。図４は、モータ９の駆動時における制御回路４の動作を示すフローチャートである。図５は、判定処理時における動作確認処理部４５３の動作を示すフローチャートである。

制御回路４では、マイコン４５外の電気回路である電流検出部４２および比較部４４と、マイコン４５とを用いて、モータ９内に過電流が生じているか否かを判断する。このように電気回路を介して過電流状態を検知する場合、当該電気回路が故障し、天絡、地絡、あるいは開放状態になると、モータ９内の過電流を検知できなくなる虞がある。

そこで、制御回路４では、マイコン４５の第２端子５２から動作確認用信号Ｓ５２を出力させるとともに、動作確認処理部４５３による判定処理を行うことにより、制御回路４のマイコン４５外の電気回路部分に故障が生じたか否かを判別する。具体的には、以下の手順により、モータ９の駆動時における制御回路４による電流値検出処理、過電流検出処理、および動作確認のための判定処理を行う。

図４に示すように、パルス信号生成部４５１がインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を開始すると、マイコン４５は、まず、カウント数Ｎを１にリセットする（ステップＳＴ１０１）。また、時刻ｔを０にリセットする（ステップＳＴ１０２）。なお、この時刻ｔは、１［マイクロ秒］ごとにインクリメントされる。

カウント数Ｎおよび時刻ｔの設定が終了すると、電流値検出処理部４５０は、母線電流Ｉｂｕｓの検出処理を行う（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３では、電流値検出処理部４５０が、第２端子５２に入力される第１電圧値Ｓ４２に基づいて、母線電流Ｉｂｕｓの値を検出する。検出された母線電流Ｉｂｕｓの値は、パルス信号生成部４５１においてパルス信号Ｓ４５を生成するために使用される。

本実施形態では、この母線電流Ｉｂｕｓの検出処理は、約８［マイクロ秒］で終了する。マイコン４５は、ステップＳＴ１０３の終了後、電流値検出処理部４５０の検出処理を停止させておく。

ステップＳＴ１０３の検出処理が終了すると、マイコン４５は、次に、カウント数Ｎが１であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０４）。ステップＳＴ１０４において、カウント数Ｎが１である場合、マイコン４５は、動作確認処理部４５３に判定処理を行わせる（ステップＳＴ１０５）。判定処理の詳細な手順については、後述する。なお、本実施形態では、この判定処理は、約４［マイクロ秒］で終了する。マイコン４５は、この判定処理を行う間、過電流検出処理部４５２の検出処理を停止する。

一方、ステップＳＴ１０４において、カウント数Ｎが１でない場合、マイコン４５は、ステップＳＴ１０５を行うことなく、ステップＳＴ１０６へ進む。

ステップＳＴ１０５の判定処理が終了するか、あるいは、ステップＳＴ１０４においてカウント数Ｎが１でない場合、マイコン４５は、次に、時刻ｔが４０以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ１０６）。すなわち、マイコン４５は、ステップＳＴ１０２における時刻ｔのリセットから４０［マイクロ秒］経過したか否かを判断する。時刻ｔが４０未満である場合、ステップＳＴ１０６に戻り、待機する。

ステップＳＴ１０６において、時刻ｔが４０以上になると、マイコン４５は、カウント数Ｎをインクリメントする（ステップＳＴ１０７）。その後、マイコン４５は、カウント数Ｎが４より大きいか否かを判断する（ステップＳＴ１０８）。

ステップＳＴ１０８においてカウント数Ｎが４以下であると判断すると、ステップＳＴ１０２へと戻る。そして、マイコン４５は、ステップＳＴ１０２〜ＳＴ１０７の処理を繰り返す。その際、カウント数Ｎ＝２〜４の間は、ステップＳＴ１０４においてカウント数Ｎが１でないと判断されるため、ＳＴ１０５の判定処理は省略される。

一方、ステップＳＴ１０８においてカウント数Ｎが４より大きいと判断すると、ステップＳＴ１０１へ戻り、マイコン４５は、カウント数Ｎのリセットを行う。

このように、本実施形態では、電流値検出処理部４５０による検出処理を４回行う間に、動作確認処理部４５３による判定処理を１回行う。しかしながら、動作確認処理部４５３による判定処理は、電流値検出処理部４５０による検出処理を１〜３回行う間に１回行われてもよいし、当該検出処理を５回以上の所定の複数回行う間に１回行われてもよい。マイコンの負荷を低減するためには、安全性を確保できる範囲で、判定処理の頻度を減らすことが好ましい。

続いて、動作確認処理部４５３におけるステップＳＴ１０５の判定処理について、図５を参照しつつ説明する。電流検出部４２に故障が発生して、地絡、天絡および開放状態が生じている場合、電流値検出処理部４５０が取得する第１電圧値Ｓ４２が変化しないため、異常を認識できる。しかしながら、比較部４４に故障が発生すると、異常を認識することが困難となる。そこで、この制御回路４では、動作確認処理部４５３による判定処理を行うことにより、比較部４４に故障が発生していないかどうかを判別する。

比較部４４の出力端子４４２が天絡している場合、第１端子５１に入力される電圧は、判定電圧Ｓ４４のＨレベル以上になるため、マイコン４５は過電流状態を検出できず、パルス信号Ｓ４５の出力を継続する。一方、比較部４４の出力端子４４２が地絡している場合、第１端子５１に入力される電圧が判定電圧Ｓ４４のＬレベル以下になるため、マイコン４５が過電流状態と判断し、パルス信号Ｓ４５の出力を停止する。また、比較部４４の出力端子４４２が開放状態となっている場合、比較部入力端子４３に入力される電圧値に関わらず、第１端子５１に入力される電圧は不定となる。その場合、マイコン４５は過電流状態を適切に検出できず、パルス信号Ｓ４５の出力を継続する虞がある。

判定処理においては、まず、マイコン４５は、第２端子５２をアナログ入力端子からデジタル出力端子に切り替える（ステップＳＴ２０１）。そして、動作確認処理部４５３は、第２端子５２から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の高い過電流相当レベルの動作確認用信号Ｓ５２を出力させる（ステップＳＴ２０２）。過電流相当レベルの動作確認用信号Ｓ５２が比較部入力端子４３に入力されると、比較部４４に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４は、Ｌレベルとなる。動作確認処理部４５３は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｌレベルへ変化したか否かを判別する（ステップＳＴ２０３）。

ステップＳＴ２０３において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルへと変化しなかった場合、比較部４４に天絡が生じている、または、比較部４４が開放状態となっている可能性が高い。そのため、動作確認処理部４５３は、比較部４４が異常状態であると判別して、判定処理を終了する。そして、動作確認処理部４５３は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。

一方、ステップＳＴ２０３において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルに変化した場合、次に、動作確認処理部４５３は、第２端子５２から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の低い許容レベルの動作確認用信号Ｓ５２を出力させる（ＳＴ２０４）。許容レベルの動作確認用信号Ｓ５２が比較部入力端子４３に入力されると、比較部４４に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４はＨレベルとなる。動作確認処理部４５３は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｈレベルへ変化したか否かを判別する（ステップＳＴ２０５）。

ステップＳＴ２０５において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルへと変化しなかった場合、比較部４４に地絡が生じている、または、開放状態となっている可能性が高い。そのため、動作確認処理部４５３は、比較部４４が異常状態であると判別して、判定処理を終了する。そして、動作確認処理部４５３は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。

一方、ステップＳＴ２０５において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルに変化した場合、マイコン４５は、第２端子５２の設定を、出力端子から入力端子に切り替え（ステップＳＴ２０６）、比較部４４が正常状態であると判別して、判定処理を終了する。

このように、この駆動制御装置１では、過電流を検出するための比較部４４が正常に動作しているか否かの動作確認を行うことができる。また、電流検出部４２からの第１電圧値Ｓ４２の入力と、動作確認用信号Ｓ５２の出力とに、マイコン４５の同一の端子を用いる。これにより、マイコン４５の使用端子数を抑制できる。

特に、本実施形態の駆動制御装置１では、過電流検出処理部４５２の検出処理を停止した状態で、動作確認処理部４５３による判定処理を行う。このため、判定処理時に第２端子５２から出力される高電圧の信号によって、誤ってブラシレスＤＣモータ９の駆動を停止させてしまうことはない。

また、本実施形態の駆動制御装置１では、電流値検出処理部４５０による検出処理を、一定の時間間隔で行い、その合間の時間を利用して、動作確認処理部４５３による判定処理を行う。このため、電流値検出処理部４５０の動作頻度を減らすことなく、比較部４４の動作確認を行うことができる。

また、図２に示すように、本実施形態では、増幅器であるオペアンプＯＰ１と、比較部に含まれるオペアンプＯＰ２とが、直列に接続されている。このようにすれば、これらの２つのオペアンプＯＰ１，ＯＰ２を並列に接続する場合よりも、回路構成をシンプルにすることができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、第２端子５２は、動作確認用信号Ｓ５２の出力時以外は、常に第１電圧値Ｓ４２の入力を受け付けていた。しかしながら、第２端子５２から動作確認用信号Ｓ５２を出力する期間と、第２端子５２に第１電圧値Ｓ４２が入力される期間以外に、第２端子５２が出力も入力も行わない期間があってもよい。

第２端子５２は、過電流相当レベルの動作確認用信号Ｓ５２と、許容レベルの動作確認用信号Ｓ５２とを、連続して順次に出力してもよく、間隔をあけて順次に出力してもよい。

また、駆動制御装置の細部の構成については、図１および図２に示された回路構成と、相違していてもよい。また、過電流検出処理および動作確認にかかる時間も、上記の実施形態の通りでなくてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本発明は、ブラシレスＤＣモータの駆動制御装置に利用できる。

１ 駆動制御装置
２ 電源部
３ インバータ部
４ 制御回路
９ モータ
２１ 交流電源
２２ ダイオードブリッジ
２３ 平滑コンデンサ
３１ 電圧入力端子
３２ｕ，３２ｖ，３２ｗ モータ接続端子
４１ シャント電圧端子
４２ 電流検出部
４３ 比較部入力端子
４４ 比較部
４５ マイコン
５１ 第１端子
５２ 第２端子
４４１ 分圧回路
４５０ 電流値検出処理部
４５１ パルス信号生成部
４５２ 過電流検出処理部
４５３ 動作確認処理部
ＯＰ１ オペアンプ
ＯＰ２ オペアンプ
Ｒｓ シャント抵抗
Ｔｕ１，Ｔｕ２，Ｔｖ１，Ｔｖ２，Ｔｗ１，Ｔｗ２ スイッチング素子

Claims (7)

1. ブラシレスＤＣモータの駆動制御装置であって、
   前記ブラシレスＤＣモータの駆動用インバータ部から得られる電流値に応じて増減する第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部と、
   前記比較部の比較結果に基づいて、過電流の有無を判別する演算処理部と、
   を備えた制御回路を有し、
   前記演算処理部は、
   前記比較部の比較結果が入力される第１端子と、
   前記比較結果において前記第１電圧値が前記基準電圧値を上回った場合に過電流状態と判別して、前記ブラシレスＤＣモータの駆動を停止させる過電流検出処理部と、
   前記第１電圧値の入力を受け付けるとともに、予め設定されたタイミングで繰り返し前記比較部に動作確認用信号を出力する第２端子と、
   前記動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、前記第１端子の状態を判別する動作確認処理部と、
   を有する、駆動制御装置。
2. 請求項１に記載の駆動制御装置において、
   前記第２端子は、前記動作確認用信号の出力時以外は、前記第１電圧値の入力を受け付ける、駆動制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の駆動制御装置において、
   前記第２端子は、前記動作確認用信号の出力時においては、電圧値の異なる少なくとも２つの信号を、順次に前記比較部へ出力する、駆動制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動制御装置において、
   前記演算処理部は、前記第２端子からの前記動作確認用信号の出力時においては、前記過電流検出処理部の処理を停止させて、前記動作確認処理部の処理を実行させる、駆動制御装置。
5. 請求項４に記載の駆動制御装置において、
   前記演算処理部は、
   前記第１電圧値に基づいて前記電流値を検出する処理を、一定の時間間隔で繰り返し実行する電流値検出処理部をさらに有し、
   前記電流値検出処理部による検出処理を実行させていない期間に、前記第２端子からの動作確認用信号を出力するとともに、前記動作確認処理部による判定処理を実行させる、駆動制御装置。
6. 請求項５に記載の駆動制御装置において、
   前記演算処理部は、
   前記電流値検出処理部による検出処理を複数回行う間に、前記動作確認処理部による判定処理を１回行う、駆動制御装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の駆動制御装置において、
   前記制御回路は、
   前記駆動用インバータ部から得られる電流値を、前記第１電圧値に変換する増幅器
   をさらに有し、
   前記増幅器と前記比較部とが、直列に接続されている、駆動制御装置。

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