JP6680103B2

JP6680103B2 - 異常検出装置、モータ制御装置及び異常検出方法、

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Publication number: JP6680103B2
Application number: JP2016121051A
Authority: JP
Inventors: 剛司久野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-06-17
Also published as: JP2017225312A

Description

本発明は、モータ電流の異常を検出する異常検出装置、モータ制御装置及び異常検出方法に関する。

工作機械には、三相交流モータが用いられていることがある。三相交流モータの制御装置には、三相交流モータに流れる電流を検出するための電流センサが設けられている。電流センサによる検出結果に基づいて、三相交流モータの制御が行われる。しかし、電流センサ自体に異常があった場合は、電流の異常を検出することができない。そこで、電流センサの異常を検出することが行われる。特許文献１には、三相交流モータ用の電流センサの異常を検出する技術が開示されている。

特開２００６−３５２９４９号公報

電流センサを動作させるための電源として、ブートストラップ回路を用いることがある。ブートストラップ回路は、電力供給の役割を担うコンデンサを有し、三相交流モータに流れる電流を供給するインバータの各相の出力電位をグラウンドレベルに下げることで充電を行い、電流センサへ電力を供給する。ブートストラップ回路が十分に充電されていない状態では、電流センサへ十分な電力が供給されず、電流センサは動作しない。電流センサが動作しない場合、電流の異常を検出することができない。電流センサが動作しないタイミングで電流の異常を検出しようとした場合には、電流の異常を誤検出してしまう虞がある。このため、電流の異常の検出を行うためには、適切なタイミングを図る必要がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、適切なタイミングで電流の異常の検出を行うことができる異常検出装置、モータ制御装置及び異常検出方法を提供することにある。

本発明に係る異常検出装置は、モータを駆動させるために該モータへ供給される電流を検出する電流センサを備え、電流の異常を検出する異常検出装置において、前記モータに対してブレーキをかけた状態、及びブレーキを解除した状態を切り替えるブレーキ機構と、前記電流センサが動作しているか否かを判定する第１判定部と、前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定する第２判定部と、前記電流センサが動作していると前記第１判定部が判定し、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると前記第２判定部が判定した場合に、電流が異常であるか否かを判定する第３判定部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、前記電流センサは、クロック信号を出力するように構成してあり、前記第１判定部は、前記電流センサが出力したクロック信号を受け付け、受け付けたクロック信号のレベルが一定期間同一であった場合に、前記電流センサが動作していないと判定することを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、前記モータは三相交流モータであり、前記ブレーキ機構は、前記モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態を切り替え、前記モータの相間を短絡した場合に前記モータにブレーキをかけるブレーキ回路と、前記ブレーキ回路が前記モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態のいずれに切り替えているかを示す信号を出力する出力部とを有し、前記第２判定部は、前記出力部が出力した前記信号を受け付け、受け付けた前記信号に基づいて、前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、二つの前記電流センサを備えており、一方の前記電流センサは、前記モータへ供給される一の相の電流を検出するように構成してあり、他方の前記電流センサは、前記モータへ供給される他の一の相の電流を検出するように構成してあり、前記第３判定部は、二つの前記電流センサが共に動作していると前記第１判定部が判定し、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると前記第２判定部が判定した場合に、夫々の前記電流センサが検出した電流が異常であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、前記モータへ供給される電流を利用して充電を行い、充電された電力を前記電流センサへ供給するブートストラップ回路を更に備えることを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、前記電流センサは、電流値を示す電流値信号を出力するように構成してあり、前記第３判定部は、前記電流センサが出力した電流値信号を受け付け、受け付けた電流値信号が示す電流値が所定期間一定である場合に、電流が異常であると判定することを特徴とする。

本発明に係る異常検出装置は、前記電流センサは、電流値を示す電流値信号を出力するように構成してあり、前記第３判定部は、前記電流センサが出力した電流値信号を受け付け、受け付けた電流値信号が示す電流値が所定範囲外である場合に、電流が異常であると判定することを特徴とする。

本発明に係るモータ制御装置は、モータと、該モータへ駆動のための電流を供給するインバータとを備えるモータ制御装置において、本発明に係る異常検出装置と、該異常検出装置が有するブレーキ機構を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る異常検出方法は、モータを駆動させるために該モータへ供給される電流の異常を検出する異常検出方法において、前記モータに対してブレーキをかけた状態、及びブレーキを解除した状態を切り替えるブレーキ機構が前記モータに設けられており、前記モータへ供給される電流を検出する電流センサが出力する信号に基づいて、前記電流センサが動作しているか否かを判定し、前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定し、前記電流センサが動作していると判定され、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると判定された場合に、前記電流センサが出力する信号に基づいて、電流が異常であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明においては、モータ制御装置は、モータへ供給される電流の異常を検出する異常検出装置を備える。異常検出装置は、電流センサが動作していることを検出し、モータにブレーキをかけるブレーキ機構がブレーキを解除していることを検出した上で、電流の異常の判定を行う。電流センサが動作しており、かつブレーキが解除された状態は、モータが駆動することができる状態である。異常検出装置は、電流の異常を正確に検出することができるタイミングで、電流の異常の判定を行うことができる。

また、本発明においては、電流センサはクロック信号を出力し、異常検出装置は、クロック信号のレベルが一定期間同一である場合に、電流センサが動作していないと判定する。電流センサが動作していない場合、クロック信号は変化しないので、異常検出装置は、クロック信号のレベルが変化しない場合に電流センサが動作していないと判定することができる。

また、本発明においては、ブレーキ機構は、三相交流モータの相間を短絡した場合に三相交流モータにブレーキをかけるブレーキ回路を有する。ブレーキ回路は、三相交流モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態を切り替える。ブレーキ機構は、ブレーキ回路が三相交流モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態のいずれに切り替えているかを示す信号を出力する。異常検出装置は、ブレーキ機構からの信号に基づいて、ブレーキ機構がブレーキをかけた状態であるか否かを判定する。このようにして、異常検出装置は、三相交流モータが駆動することができる状態であることを判定する。

また、本発明においては、異常検出装置は、三相の電流の内の二つを二つの電流センサで検出する。異常検出装置は、二つの電流センサが動作していることを検出し、ブレーキが解除されていることを検出した上で、二つの電流センサで検出する電流の異常の判定を行う。このように、異常検出装置は、三相交流モータを制御するために必要な二つの電流の異常の判定を行う。

また、本発明においては、電流センサは、ブートストラップ回路から電力を供給されて動作する。ブートストラップ回路は、モータに供給される電流から充電を行って電力を電流センサへ供給する。ブートストラップ回路は電流センサが動作できない期間を生じさせるものの、異常検出装置は、適切なタイミングで電流の異常の判定を行うことができる。

また、本発明においては、異常検出装置は、電流センサが出力する電流値信号が示す電流値が所定期間一定である場合に、電流が異常であると判定する。モータが駆動する状態では電流値は必ず変動するので、異常検出装置は、電流値が一定である場合に電流が異常であると判定することができる。

また、本発明においては、異常検出装置は、電流センサが出力する電流値信号が示す電流値が所定範囲外である場合に、モータに供給される電流が異常であると判定する。

本発明にあっては、異常検出装置は、適切なタイミングで電流の異常の判定を行い、電流の異常を正確に検出することができる。従って、異常を誤検出してしまうことが防止される等、本発明は優れた効果を奏する。

本実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。インバータの出力電位、ブートストラップ回路の充電電流及び出力電圧の時間変化を示す特性図である。ブートストラップ回路の出力電圧及び導線を流れる電流の時間変化を示す特性図である。異常検出装置の動作の手順を示すフローチャートである。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。モータ制御装置は、例えば、工作機械に備えられている。モータ制御装置は、モータ６と、インバータ７１と、モータ６を制御するための制御部７２と、本実施形態に係る異常検出装置１とを備えている。モータ６は、三相交流モータである。インバータ７１は、直流電流を供給され、直流電流を三相交流電流へ変換し、三相交流電流をモータ６へ供給する。なお、インバータ７１は、三相交流電流をモータ６へ供給することができるものであれば、単相交流電流を三相交流電流へ変換するインバータ等、直流電流を三相交流電流へ変換するインバータ以外のインバータであってもよい。モータ６とインバータ７１とは、三相交流電流が流れる導線６１、６２及び６３で接続されている。例えば、導線６１にはＵ相の電流が流れ、導線６３にはＶ相の電流が流れ、導線６２にはＷ相の電流が流れる。モータ６は、導線６１、６２及び６３を通じてインバータ７１から電流を供給されることにより、駆動する。制御部７２は、演算部及び信号の入出力部を含んで構成されている。

異常検出装置１は、モータ６へ供給される電流を検出する電流センサを備えており、電流を検出し、また電流の異常を検出するための装置である。異常検出装置１は、導線６１を流れる電流を検出する電流センサ２１を備えている。電流センサ２１には、電流センサ２１へ電力を供給するためのブートストラップ回路３１が接続されている。ブートストラップ回路３１は、導線６１に接続されている。ブートストラップ回路３１は、電力供給の役割を担うコンデンサを有しており、導線６１の電位をグラウンドレベルに下げることでコンデンサの充電を行い、充電された電力を電流センサ２１へ供給する。電流センサ２１は、ブートストラップ回路３１から電力を供給されることにより、動作する。また、異常検出装置１は、導線６２を流れる電流を検出する電流センサ２２と、ブートストラップ回路３２とを備えている。ブートストラップ回路３２は、導線６２の電位をグラウンドレベルに下げることで充電を行い、電力を電流センサ２２へ供給し、電流センサ２２は動作する。電流センサ２１及び２２は、動作しているときに、クロック信号と、検出した電流値を示す電流値信号とを出力する。

異常検出装置１は、モータ６にブレーキをかけるためのＤＢ（ダイナミックブレーキ）部４を備えている。ＤＢ部４は、ブレーキ機構に対応する。ＤＢ部４は、抵抗を含んだ抵抗回路４３と、抵抗回路４３を介して導線６２と導線６３とを接続するリレー回路４１と、リレー回路４１を駆動させるリレー駆動回路４２とを備える。抵抗回路４３は、導線６２に接続されている。リレー回路４１は、抵抗回路４３及び導線６３の間の接続と切断とを行う。リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態では、抵抗回路４３を介して導線６２と導線６３とは短絡される。リレー回路４１は、抵抗回路４３を介して導線６２及び導線６３が短絡された状態と短絡されていない状態とを切り替える。リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態では、導線６２、導線６３、ＤＢ４及びモータ６は閉回路を構成し、モータ６に制動力が発生し、電力が抵抗回路４３で消費される。このように、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続することによって、ＤＢ４はモータ６にブレーキをかける。抵抗回路４３及びリレー回路４１はブレーキ回路を構成する。

リレー駆動回路４２は、制御部７２に接続されている。制御部７２は、モータ６にブレーキをかけるため、又はブレーキを解除するために、制御信号をリレー駆動回路４２へ入力する。リレー駆動回路４２は、入力された制御信号に従って、リレー回路４１を駆動する。また、リレー駆動回路４２は、リレー回路４１の状態を示す信号を出力する。信号は、リレー回路４１の状態が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態と抵抗回路４３を導線６３から切断した状態とのどちらの状態であるのかを示す。本実施形態では、リレー駆動回路４２は、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態ではハイレベルの信号を出力し、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３から切断した状態ではローレベルの信号を出力する。このように、リレー駆動回路４２は出力部に対応する。

更に、異常検出装置１は、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を検出するための処理を行う異常検出部５を備えている。異常検出部５は、演算部、記憶部及び信号の入出力部を含んで構成されている。例えば、異常検出部５は、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array ）を用いて構成されている。異常検出部５は、電流センサ２１及び２２並びにリレー駆動回路４２に接続されている。異常検出部５は、電流センサ２１及び２２並びにリレー駆動回路４２から出力された信号を受け付ける。異常検出部５は、電流センサ２１及び２２からのクロック信号を受け付け、クロック信号に基づいて、電流センサ２１及び２２が動作しているか否かを判定する。また、異常検出部５は、リレー駆動回路４２からの信号を受け付け、受け付けた信号に基づいて、ＤＢ部４がモータ６にブレーキをかけた状態であるか否かを判定する。また、異常検出部５は、電流センサ２１及び２２からの電流値信号を受け付け、電流値信号に基づいて、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流が異常であるか否かを判定する。このように、異常検出部５は、第１判定部、第２判定部及び第３判定部に対応する。異常検出部５は、制御部７２に接続されている。

異常検出装置１は、電流センサ２１及び２２が動作していない場合には、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を検出することができない。また、モータ６に電流が供給されていない場合には、電流センサ２１及び２２は電流の検出ができないので、異常検出装置１は、電流の異常を検出することができない。本実施形態では、電流センサ２１及び２２が動作しており、かつＤＢ部４がブレーキを解除した状態は、モータ６に電流が供給されてモータ６が駆動することができる状態であるとみなされる。異常検出装置１は、電流センサ２１及び２２が動作しており、かつＤＢ部４がブレーキを解除した状態で、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を検出するための処理を行う。

図２は、インバータ７１の出力電位、ブートストラップ回路３１の充電電流及び出力電圧の時間変化を示す特性図である。図２の横軸は時間である。図２には、上から、インバータ７１の出力電位と、ブートストラップ回路３１の内部のコンデンサを充電する充電電流と、ブートストラップ回路３１の出力電圧とを示している。インバータ７１の出力電位は、ハイとローとが交互に切り替わる。出力電位がローのときに導線６１の電位がグラウンドレベルに下がり、ブートストラップ回路３１内に充電電流が流れ、充電が行われる。充電されたブートストラップ回路３１は、電流センサ２１へ電力を供給する。充電が進むに従って、充電電流は低下し、電流センサ２１へ電力を供給する際の出力電圧は上昇する。出力電圧が所定の下限電圧を下回っている場合、ブートストラップ回路３１が電流センサ２１へ供給する電力は、電流センサ２１を動作させるためには不足である。このため、ブートストラップ回路３１の出力電圧が下限電圧を下回っている場合は、電流センサ２１は非動作の状態となっている。ブートストラップ回路３１の出力電圧が下限電圧以上である場合は、電流センサ２１に十分な電力が供給され、電流センサ２１は動作状態となる。下限電圧は、例えば７Ｖである。

図３は、ブートストラップ回路３１の出力電圧及び導線６１を流れる電流の時間変化を示す特性図である。図３の横軸は時間である。図３には、上から、ブートストラップ回路３１の出力電圧と、導線６１を流れる電流とを示している。出力電圧の上昇は、ブートストラップ回路３１が充電中であることを示し、出力電圧の低下は、ブートストラップ回路３１が放電中であることを示している。ブートストラップ回路３１は、導線６１を流れる電流の変動に応じて充電及び放電を繰り返す。出力電圧が下限電圧以上の値を保っている間は、電流センサ２１は動作し続ける。ブートストラップ回路３２及び電流センサ２２も、同様に動作する。

図４は、異常検出装置１の動作の手順を示すフローチャートである。異常検出部５は、電流センサ２１及び２２からのクロック信号及び電流値信号と、ＤＢ部４からのリレー回路４１の状態を示す信号とを随時受け付ける。異常検出部５は、電流センサ２１及び２２からのクロック信号のいずれかのレベルが一定期間同一であるか否かを判定する（Ｓ１）。Ｓ１では、異常検出部５は、クロック信号のハイ又はローの同じレベルが一定期間連続するか否かを判定する。例えば、クロック信号の周波数は１０ＭＨｚであり、異常検出部５は、１００μｓ間（千サイクル）同じレベルが連続するか否かを判定する。電流センサが動作していない場合、クロック信号は変化しないので、クロック信号の同じレベルが連続することは、電流センサが動作していないことを示している。電流センサ２１及び２２からのクロック信号のいずれかのレベルが一定期間同一である場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、異常検出部５は、電流センサ２１及び２２の少なくとも一方が動作していないと判定し（Ｓ２）、処理を終了する。異常検出部５は、随時、処理をＳ１から繰り返す。

電流センサ２１及び２２からのクロック信号のレベルがいずれも一定期間内に変化した場合は（Ｓ１：ＮＯ）、異常検出部５は、電流センサ２１及び２２が動作していると判定する（Ｓ３）。異常検出部５は、次に、ＤＢ部４からのリレー回路４１の状態を示す信号がローレベルであるか否かを判定する（Ｓ４）。リレー回路４１の状態を示す信号がハイレベルである場合は（Ｓ４：ＮＯ）、異常検出部５は、ＤＢ部４によりモータ６にブレーキがかかっていると判定し（Ｓ５）、処理を終了する。ハイレベルの信号は、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態であることを示しているので、モータ６にはブレーキがかかっている。異常検出部５は、随時、処理をＳ１から繰り返す。

リレー回路４１の状態を示す信号がローレベルである場合は（Ｓ４：ＹＥＳ）、異常検出部５は、ＤＢ部４によるブレーキは解除されていると判定する（Ｓ６）。ローレベルの信号は、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３から切断した状態であることを示しているので、ブレーキは解除されている。なお、リレー回路４１の状態を示す信号は、リレー回路４１が抵抗回路４３を導線６３に接続した状態をローレベルで示し、抵抗回路４３を導線６３から切断した状態をハイレベルで示してもよい。この場合は、Ｓ４〜Ｓ６ではローとハイとを逆にした処理が行われる。また、リレー回路４１の状態を示す信号は、ロー又はハイのレベルの違いで状態を示す信号以外の形態の信号であってもよい。

異常検出部５は、次に、電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値の何れかが所定期間一定であるか否かを判定する（Ｓ７）。Ｓ７では、異常検出部５は、サイクル間で電流値の差分を計算し、差分がゼロのサイクルが一定サイクル連続するか否かを判定する。例えば、異常検出部５は、差分がゼロのサイクルが３５００サイクル連続するか否かを判定する。電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値の何れかが所定期間一定である場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、異常検出部５は、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の少なくとも一方が異常であると判定し（Ｓ８）、処理を終了する。モータ６が駆動する状態では、電流値は必ず変動するので、測定された電流値が一定であることは、導線６１を流れる電流又は導線６２を流れる電流が異常であることを示している。異常検出部５は、異常な電流が流れる導線を特定する処理を行ってもよい。また、異常検出部５は、導線６１を流れる電流又は導線６２を流れる電流が異常であることを示す信号を制御部７２へ出力してもよい。制御部７２は、異常検出部５からの信号を受け付け、モータ６を停止させる処理又は警報を出力する処理を行ってもよい。

電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値が所定期間の間に変動する場合は（Ｓ７：ＮＯ）、異常検出部５は、電流センサ２１及び２２が出力する電流値信号は正常であると判定する（Ｓ９）。異常検出部５は、次に、電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値が所定範囲内に収まっているか否かを判定する（Ｓ１０）。異常検出部５は、予め電流値の下限値及び上限値を記憶している。下限値及び上限値は、モータ６を適切に制御できる値に予め定められている。Ｓ１０では、異常検出部５は、電流値が下限値未満の値又は上限値を超過する値となった場合に、電流値は所定範囲内に収まっていないと判定する。例えば、異常検出部５は、各瞬間の電流値を上限値及び下限値と比較してもよく、サンプリングした電流値を上限値及び下限値と比較してもよく、所定期間内の電流値の最大値、最小値、平均値又は積分値を上限値及び下限値と比較してもよい。

電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値の何れが所定範囲外の値となった場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、異常検出部５は、導線６１を流れる電流又は導線６２を流れる電流の少なくとも一方が異常であると判定し（Ｓ１１）、処理を終了する。異常検出部５は、異常な電流が流れる導線を特定する処理を行ってもよい。また、異常検出部５は電流が異常であることを示す情報を出力し、出力された情報を制御部７２が受け付け、制御部７２はモータ６を停止させる処理又は警報を出力する処理を行ってもよい。

電流センサ２１及び２２からの電流値信号が示す電流値が所定範囲内に収まっている場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、異常検出部５は、導線６１及び６２を流れる電流は正常であると判定し（Ｓ１２）、処理を終了する。異常検出部５は、随時、処理をＳ１から繰り返す。異常検出部５は、Ｓ１、Ｓ７及びＳ１０で、電流センサ２１及び２２について順番に判定を行ってもよく、並列に判定を行ってもよい。Ｓ１を実行する異常検出部５は第１判定部であり、Ｓ４を実行する異常検出部５は第２判定部であり、Ｓ７及びＳ１０を実行する異常検出部５は第３判定部である。

以上詳述した如く、本実施形態においては、異常検出装置１は、電流センサ２１及び２２が動作していることを検出し、更にＤＢ部４がモータ６のブレーキを解除していることを検出した上で、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常の検出を行う。電流センサ２１及び２２が動作しており、かつＤＢ部４がブレーキを解除した状態では、モータ６が駆動することができる状態であり、異常検出装置１は、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができる。異常検出装置１は、電流センサ２１及び２２が動作していることを検出し、更にＤＢ部４がブレーキを解除していることを検出することにより、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができるタイミングを判定することができる。このため、異常検出装置１は、適切なタイミングで導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常の判定を行い、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができる。このように、異常検出装置１は、異常の誤検出を引き起こす不適切なタイミングで異常の判定を行うことが無い。従って、電流センサ２１及び２２が動作していないにも関わらず異常を誤検出してしまうことが防止される。

また、本実施形態においては、異常検出装置１は、電流センサ２１及び２２が出力するクロック信号に基づいて、電流センサ２１及び２２が動作しているか否かを判定する。また異常検出装置１は、リレー駆動回路４２が出力するリレー回路４１の状態を示す信号に基づいて、ＤＢ部４がモータ６のブレーキをかけた状態であるか否かを判定する。このように、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を検出するタイミングを判定するために、モータ６を制御するための既存の信号が利用されており、新たな信号は追加されていない。従って、異常検出装置１は、従来に比べて回路構成が複雑にはならない。

また、本実施形態においては、ブートストラップ回路３１及び３２により電流センサ２１及び２２を動作させている。ブートストラップ回路３１及び３２は、充電不足のために電流センサ２１及び２２を動作させることができない期間を生じさせる。このため、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができない期間が生じる。異常検出装置１は、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができるタイミングを判定することにより、ブートストラップ回路３１及び３２を利用しながらも、導線６１を流れる電流及び導線６２を流れる電流の異常を正確に検出することができる。

なお、異常検出装置１は、ブートストラップ回路以外の電源回路により電流センサを動作させる形態であってもよい。また、本実施形態においては、ブレーキ回路がリレー回路４１を有する形態を示したが、ブレーキ回路はリレー以外の手段で抵抗回路４３及び導線６３の間の接続と切断とを行う回路であってもよい。また、本実施形態においては、モータ６が三相交流モータである例を示したが、モータ制御装置は、三相交流モータ以外のモータを備える形態であってもよい。

１異常検出装置
２１、２２電流センサ
３１、３２ブートストラップ回路
４ＤＢ回路（ブレーキ機構）
４１リレー回路（ブレーキ回路）
４３抵抗回路（ブレーキ回路）
４４リレー駆動回路（出力部）
５異常検出部
６モータ
６１、６２、６３導線

Claims

モータを駆動させるために該モータへ供給される電流を検出する電流センサを備え、電流の異常を検出する異常検出装置において、
前記モータに対してブレーキをかけた状態、及びブレーキを解除した状態を切り替えるブレーキ機構と、
前記電流センサが動作しているか否かを判定する第１判定部と、
前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定する第２判定部と、
前記電流センサが動作していると前記第１判定部が判定し、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると前記第２判定部が判定した場合に、電流が異常であるか否かを判定する第３判定部と
を備えることを特徴とする異常検出装置。
前記電流センサは、クロック信号を出力するように構成してあり、
前記第１判定部は、前記電流センサが出力したクロック信号を受け付け、受け付けたクロック信号のレベルが一定期間同一であった場合に、前記電流センサが動作していないと判定すること
を特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
前記モータは三相交流モータであり、
前記ブレーキ機構は、
前記モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態を切り替え、前記モータの相間を短絡した場合に前記モータにブレーキをかけるブレーキ回路と、
前記ブレーキ回路が前記モータの相間を短絡した状態及び短絡していない状態のいずれに切り替えているかを示す信号を出力する出力部とを有し、
前記第２判定部は、前記出力部が出力した前記信号を受け付け、受け付けた前記信号に基づいて、前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の異常検出装置。
二つの前記電流センサを備えており、
一方の前記電流センサは、前記モータへ供給される一の相の電流を検出するように構成してあり、
他方の前記電流センサは、前記モータへ供給される他の一の相の電流を検出するように構成してあり、
前記第３判定部は、二つの前記電流センサが共に動作していると前記第１判定部が判定し、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると前記第２判定部が判定した場合に、夫々の前記電流センサが検出した電流が異常であるか否かを判定すること
を特徴とする請求項３に記載の異常検出装置。
前記モータへ供給される電流を利用して充電を行い、充電された電力を前記電流センサへ供給するブートストラップ回路を更に備えること
を特徴とする請求項３又は４に記載の異常検出装置。
前記電流センサは、電流値を示す電流値信号を出力するように構成してあり、
前記第３判定部は、前記電流センサが出力した電流値信号を受け付け、受け付けた電流値信号が示す電流値が所定期間一定である場合に、電流が異常であると判定すること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の異常検出装置。
前記電流センサは、電流値を示す電流値信号を出力するように構成してあり、
前記第３判定部は、前記電流センサが出力した電流値信号を受け付け、受け付けた電流値信号が示す電流値が所定範囲外である場合に、電流が異常であると判定すること
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の異常検出装置。
モータと、該モータへ駆動のための電流を供給するインバータとを備えるモータ制御装置において、
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の異常検出装置と、
該異常検出装置が有するブレーキ機構を制御する制御部と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
モータを駆動させるために該モータへ供給される電流の異常を検出する異常検出方法において、
前記モータに対してブレーキをかけた状態、及びブレーキを解除した状態を切り替えるブレーキ機構が前記モータに設けられており、
前記モータへ供給される電流を検出する電流センサが出力する信号に基づいて、前記電流センサが動作しているか否かを判定し、
前記ブレーキ機構が前記モータに対してブレーキをかけた状態であるか否かを判定し、
前記電流センサが動作していると判定され、かつ、前記ブレーキ機構がブレーキを解除した状態であると判定された場合に、前記電流センサが出力する信号に基づいて、電流が異常であるか否かを判定すること
を特徴とする異常検出方法。