JP7432369B2

JP7432369B2 - モータ制御回路

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Publication number: JP7432369B2
Application number: JP2020006606A
Authority: JP
Inventors: 隆司小川; 高幸神野; 真司睦田
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2024-02-16
Anticipated expiration: 2040-01-20
Also published as: JP2021114850A

Description

この発明は、モータ制御回路に関する。

特許文献１には、モータを制御するためのモータ制御装置が開示されている。このモータ制御装置においては、直流電流を出力する整流回路とモータとを繋ぐ電力の供給ライン上に、インバータが接続されている。インバータは、入力される直流電流を交流電流に変換してモータに出力する。また、供給ラインにおける整流回路とインバータとの間には、モータの回生電力を消費するための回生抵抗が接続されている。また、回生抵抗には、回生スイッチが接続されており、当該回生スイッチの接続と遮断とが切り替えられることにより、回生抵抗への電流の入切が切り替えられる。

特開平１１－１８４６４号公報

特許文献１の技術のような回路構成において、一般に、回生抵抗は、グランドに接地される。この場合、回生スイッチの切り替えのタイミングや回生スイッチの応答性によっては、整流回路とグランドとが接続されることがある。仮に、整流回路とグランドとが接続されると、整流回路からグランドへと流れる貫通電流が生じる。特許文献１に記載の技術では、貫通電流に関して何ら検討されておらず、貫通電流の発生を防止するという点について改善の余地がある。

この発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの制御において貫通電流の発生を防止することにある。

上記課題を解決するためのモータ停止装置は、電源からモータへ電力を供給する供給ラインの接続と遮断とを切り替える第１スイッチと、前記供給ライン及びグランド間の接続と遮断とを切り替える第２スイッチと、前記モータを停止させるときに前記第１スイッチの接続状態から遮断状態への切り替えよりも前記第２スイッチの遮断状態から接続状態への切り替えを遅延させる遅延部とを備えている。

第１スイッチの遮断状態への切り替えと、第２スイッチの接続状態への切り替えとが同時である場合、第１スイッチ及び第２スイッチの応答性の違いによっては、第１スイッチが接続状態で第２スイッチも接続状態になることがある。この場合、電源からの電力が貫通電流となってグランドに流れることになる。そこで、上記構成では、遅延部によって第２スイッチの接続状態への切り替えを遅延させることで第１スイッチが遮断状態に切り替わった後に第２スイッチが接続状態になる。よって、貫通電流の発生を防止できる。

モータ停止装置において、前記遅延部は、前記第２スイッチに出力される信号を前記第１スイッチに出力される信号よりも遅延させて出力してもよい。
こうした遅延部を設けることで、信号の出力元での制御構成を変更することなく、第１スイッチの遮断状態への切り替えに対して第２スイッチの接続状態への切り替えを遅延させることができる。

モータ停止装置において、前記モータは、航空機に搭載される流体圧式アクチュエータ又は電気機械式アクチュエータを駆動してもよい。この場合、航空機に搭載されるアクチュエータの誤作動や動作不具合を防止できる。

上記課題を解決するためのモータ制御回路は、電源からの電力を変換してモータに供給するインバータ回路と、前記電源及び前記インバータ回路を接続する供給ラインに設けられ前記供給ラインの接続と遮断とを切り替える第１スイッチと、前記第１スイッチ及び前記インバータ回路間の前記供給ラインとグランドとを接続して前記モータで発生した回生電力を消費する回生電力消費回路と、前記回生電力消費回路に設けられ前記供給ライン及び前記グランド間の接続と遮断とを切り替える第２スイッチと、異常が検出されたときに異常検出信号を出力する異常検出回路と、前記異常検出信号が入力されると前記第１スイッチに遮断信号を出力する第１出力回路と、前記異常検出信号が入力されると前記第２スイッチに接続信号を出力する第２出力回路と、前記異常検出信号が第１出力回路に入力されるタイミングよりも遅延させて前記異常検出信号を前記第２出力回路に出力する遅延回路とを備えている。

異常が検出されてモータを停止させるときに、第１スイッチに遮断信号が入力されるのと、第２スイッチに接続信号が入力されるのとが同時である場合、第１スイッチ及び第２スイッチの応答性の違いによっては、第１スイッチが接続状態で第２スイッチも接続状態になり貫通電流が発生し得る。この点、上記構成では、遅延回路によって第２スイッチへの遮断信号の出力を遅延させていることから、第１スイッチが遮断状態に切り替わった後に第２スイッチが接続状態に切り替わる。そのため、貫通電流の発生を防止できる。

モータ制御回路において、前記遅延回路は、前記異常検出回路が前記異常検出信号を出力していないときには前記異常検出回路からの信号を遅延なく前記第２出力回路に出力してもよい。

モータが始動される際、第１スイッチは接続状態に切り替えられ、第２スイッチは遮断状態に切り替えられる。ここで、第２スイッチが遮断状態に切り替えられるタイミングに遅延があると、第２スイッチが遮断状態に切り替えられる前に第１スイッチが接続状態に切り替えられ、第１スイッチ及び第２スイッチの双方が接続状態になる状況が生じて、貫通電流が発生し得る。

上記構成では、遅延回路は、異常検出信号がないときは、信号を遅延なく第２出力回路に出力する。したがって、遅延回路における信号の出力タイミングに起因して、第２スイッチの遮断状態への切り替えを遅延させる支障は生じない。

モータ制御回路において、前記異常検出回路は、前記モータの駆動に係る異常を検出するモニタ回路の異常を検出したときに前記異常検出信号を出力してもよい。
上記構成のようにモータの駆動に係る異常を検出するモニタ回路をさらに監視することは、モータの運転の安全性を確保する上で好適である。

モータ制御回路において、前記モータは、航空機に搭載される流体圧式アクチュエータ又は電気機械式アクチュエータを駆動してもよい。この場合、航空機に搭載されるアクチュエータの誤作動や動作不具合を防止できる。

本発明によれば、モータの制御において貫通電流の発生を防止できる。

第１スイッチが接続状態であり、第２スイッチが遮断状態である場合のモータ制御回路の概略構成図。第１スイッチが遮断状態であり、第２スイッチが接続状態である場合のモータ制御回路の概略構成図。第１スイッチ及び第２スイッチの切り替わりに係るタイムチャート。

以下、モータ停止装置及びモータ制御回路の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、航空機には、動翼３００を駆動する電気油圧式アクチュエータ（ＥＨＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＨｙｄｒｏｓｔａｔｉｃＡｃｔｕａｔｏｒ）２００が搭載されている。電気油圧式アクチュエータ２００においては、例えば円筒状のシリンダ２１０の内部に、油圧に応じて動作するピストンロッド２２０が収容されている。ピストンロッド２２０の一端は、シリンダ２１０から突出して動翼３００に取り付けられている。シリンダ２１０には、油圧ポンプ２３０が送り出す作動油が供給される。油圧ポンプ２３０を駆動するモータ３０は、モータ制御回路１０で制御されている。すなわち、電気油圧式アクチュエータ２００は、モータ３０によって油圧ポンプ２３０を駆動して動翼３００を動作させる。

図１に示すように、モータ制御回路１０において、直流電源２０の正極端子には、正極側供給ライン２２を介して、インバータ回路２８の正極側入力端子が接続されている。また、直流電源２０の負極端子には、負極側供給ライン２４を介して、インバータ回路２８の負極側入力端子が接続されている。なお、直流電源２０は、交流電力を降圧させつつ直流電力に変換するコンバータ回路である。

インバータ回路２８の出力側には、モータ３０が接続されている。モータ３０は、いわゆる三相交流電動機である。インバータ回路２８は、直流電源２０から入力される直流電力を交流電力に変換して、モータ３０に出力する。上記のとおり、モータ３０は、油圧ポンプ２３０を駆動して、電気油圧式アクチュエータ２００のピストンロッド２２０を動作させる。正極側供給ライン２２上には、当該正極側供給ライン２２の接続と遮断とを切り替える第１スイッチ２６が設けられている。第１スイッチ２６は、いわゆるノーマリクローズスイッチとなっており、Ｌレベルの信号が入力されると接続状態になり、Ｈレベルの信号が入力されると遮断状態になる。

ここで、正極側供給ライン２２は、直流電源２０からモータ３０へと繋がる電力線であり、モータ３０を駆動するための電力が直流電源２０から直に供給される。こうした正極側供給ライン２２には、非常に高い電圧がかかる。第１スイッチ２６は、このような高い電圧に対する耐性（耐電圧）を有するいわゆるパワートランジスタである。第１スイッチ２６は、高い放熱効率を有し、高い電圧がかかって当該第１スイッチ２６が加熱した場合でも効率よく放熱する。なお、第１スイッチ２６として使用されるパワートランジスタは、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。これらＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴは、Ｓｉ（シリコン）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、Ｇａ２０３（酸化ガリウム）等で作製されていてもよい。

正極側供給ライン２２と負極側供給ライン２４との間には、短絡線が接続されている。短絡線には、回生抵抗４２と第２スイッチ４４とが直列接続されている。詳細には、正極側供給ライン２２における第１スイッチ２６及びインバータ回路２８間には、回生抵抗４２の一端が接続されている。モータ３０の逆回転に伴いインバータ回路２８で発生した回生電力がこの回生抵抗４２に流入することにより、当該回生抵抗４２において回生電力が消費される。回生抵抗４２の他端は、第２スイッチ４４を介して負極側供給ライン２４に接続されている。そして、負極側供給ライン２４はグランドＧに接地されている。第２スイッチ４４は、いわゆるノーマリオープンスイッチとなっており、Ｌレベルの信号が入力されると遮断状態になり、Ｈレベルの信号が入力されると接続状態になる。なお、回生抵抗４２及び第２スイッチ４４によって回生電力消費回路４０が構成されている。したがって、回生電力消費回路４０は、負極側供給ライン２４を介してグランドＧに接続されている。

第２スイッチ４４には、第１スイッチ２６と同じ電圧がかかる。そのため、第２スイッチ４４は、第１スイッチ２６と同じ耐電圧を有するバイポーラストランジスタである。第２スイッチ４４は、第１スイッチ２６よりも応答性が高い。

モータ制御回路１０は、第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４の切り替えを制御する統括回路５０を備えている。統括回路５０には、モータ３０の駆動及び停止に係る信号が上位装置１００から入力される。統括回路５０は、上位装置１００からの信号に基づいて、第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４を制御するための制御信号を出力する。具体的には、統括回路５０は、２つの出力端子を備えている。第１出力端子Ｔ１は、第１スイッチ２６用の制御信号Ｓ２６として、Ｈレベルの信号またはＬレベルの信号を出力する。第１出力端子Ｔ１は、モータ３０を駆動させるときにＬレベルの制御信号Ｓ２６を出力し、モータ３０を停止させるときにＨレベルの制御信号Ｓ２６を出力する。また、第２出力端子Ｔ２は、第２スイッチ４４用の制御信号Ｓ４４として、Ｈレベルの信号またはＬレベルの信号を出力する。第２出力端子Ｔ２は、モータ３０を駆動させるときにＬレベルの制御信号Ｓ４４を出力し、モータ３０を停止させるときにＨレベルの制御信号Ｓ４４を出力する。また、統括回路５０には、上記の２つの出力端子とは別に、第３出力端子Ｔ３が設けられている。第３出力端子Ｔ３は、統括回路５０の状態を示すモニタ信号ＷＤとして、所定周期でＨレベルの信号及びＬレベルの信号を交互に繰り返し出力する。

統括回路５０の第１出力端子Ｔ１は、第１ＯＲ回路８０の２つの入力端子のうちの一方に接続されている。第１ＯＲ回路８０の出力端子は、第１スイッチ２６に接続されている。第１ＯＲ回路８０は、第１スイッチ２６を制御するための最終第１信号Ｃ１として、Ｈレベルの信号又はＬレベルの信号を出力する。第１スイッチ２６は、Ｌレベルの最終第１信号Ｃ１が入力された場合には接続状態に制御され、Ｈレベルの最終第１信号Ｃ１が入力された場合には遮断状態に制御される。したがって、Ｌレベルの最終第１信号Ｃ１は、第１スイッチ２６に対して接続信号として機能する。また、Ｈレベルの最終第１信号Ｃ１は、第１スイッチ２６に対して遮断信号として機能する。

統括回路５０の第２出力端子Ｔ２は、第２ＯＲ回路８２の２つの入力端子のうちの一方に接続されている。第２ＯＲ回路８２の出力端子は、第２スイッチ４４に接続されている。第２ＯＲ回路８２は、第２スイッチ４４を制御するための最終第２信号Ｃ２として、Ｈレベルの信号又はＬレベルの信号を出力する。第２スイッチ４４は、Ｌレベルの最終第２信号Ｃ２が入力された場合には遮断状態に制御され、Ｈレベルの最終第２信号Ｃ２が入力された場合には接続状態に制御される。したがって、Ｌレベルの最終第２信号Ｃ２は、第２スイッチ４４に対して遮断信号として機能する。また、Ｈレベルの最終第２信号Ｃ２は、第２スイッチ４４に対して接続信号として機能する。

統括回路５０の第３出力端子Ｔ３は、統括回路５０の異常を検出するための異常検出回路８６の入力端子に接続されている。異常検出回路８６は、統括回路５０から出力されるモニタ信号ＷＤの周期性が崩れた場合、つまり、一定時間以上に亘ってＨレベルの信号やＬレベルの信号が続いた場合、統括回路５０の異常を検出する。この場合、異常検出回路８６は、報知信号Ｓ８６として、出力端子からＨレベルの信号を出力する。このＨレベルの報知信号Ｓ８６は、異常検出信号として機能する。一方、異常検出回路８６は、統括回路５０から出力されるモニタ信号ＷＤの周期性が保たれている場合、Ｌレベルの報知信号Ｓ８６を出力する。このＬレベルの報知信号Ｓ８６は、正常信号として機能する。

異常検出回路８６の出力端子は、第１ＯＲ回路８０における他方の入力端子に接続されている。第１ＯＲ回路８０は、統括回路５０から出力される制御信号Ｓ２６及び異常検出回路８６から出力される報知信号Ｓ８６の少なくとも一方がＨレベルの信号である場合、すなわち、モータ３０を停止させる場合又は異常検出回路８６から異常検出信号が入力される場合、最終第１信号Ｃ１としてＨレベルの信号を出力する。また、第１ＯＲ回路８０は、統括回路５０から出力される制御信号Ｓ２６及び異常検出回路８６から出力される報知信号Ｓ８６の双方がＬ信号である場合、すなわち、モータ３０を駆動させる場合であって且つ異常検出回路８６から正常信号が入力される場合、最終第１信号Ｃ１としてＬレベルの信号を出力する。

異常検出回路８６の出力端子は、遅延回路８４を介して第２ＯＲ回路８２における他方の入力端子にも接続されている。遅延回路８４は、異常検出回路８６から入力される報知信号Ｓ８６がＨレベルである場合には、Ｈレベルのままレベルを変えることなく規定時間だけ遅延させて当該報知信号Ｓ８６を出力する。したがって、第２ＯＲ回路８２には、第１ＯＲ回路８０に報知信号Ｓ８６が入力されるタイミングよりも規定時間だけ遅延されて、Ｈレベルの報知信号Ｓ８６が入力される。一方、遅延回路８４は、異常検出回路８６から入力される報知信号Ｓ８６がＬレベルである場合には、Ｌレベルのままレベルを変えることなく且つ遅延させることなく当該報知信号Ｓ８６を出力する。したがって、第２ＯＲ回路８２には、第１ＯＲ回路８０にＬレベルの報知信号Ｓ８６が入力されるタイミングと略同じタイミングで、Ｌレベルの報知信号Ｓ８６が入力される。

なお、上記の規定時間は、第１スイッチ２６の応答時間と第２スイッチ４４の応答時間の差よりも長い時間として、実験等により予め定められている。ここで、遅延回路８４においては、Ｈレベルの報知信号Ｓ８６が当該遅延回路８４に入力されると、コンデンサに蓄えていた電荷を、抵抗を介して放電するようになっていて、電荷を放電し終えると報知信号Ｓ８６を出力する。このように、遅延回路８４においては、コンデンサの容量と抵抗の大きさに応じて報知信号Ｓ８６の出力を遅延する規定時間が設定される。なお、遅延回路８４は、第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４とともにモータ停止装置を構成する。また、遅延回路８４は、モータ停止装置における遅延部として機能する。

第２ＯＲ回路８２は、統括回路５０から出力される制御信号Ｓ４４及び異常検出回路８６から出力される報知信号Ｓ８６の少なくとも一方がＨレベルの信号である場合、すなわち、モータ３０を停止させる場合又は異常検出回路８６から異常検出信号が入力される場合、最終第２信号Ｃ２としてＨレベルの信号を出力する。また、第２ＯＲ回路８２は、統括回路５０から出力される制御信号Ｓ４４及び異常検出回路８６から出力される報知信号Ｓ８６の双方がＬレベルの信号である場合、すなわち、モータ３０を駆動させる場合であって且つ異常検出回路８６から正常信号が入力される場合、最終第２信号Ｃ２としてＬレベルの信号を出力する。

統括回路５０は、モータ３０の駆動に係る機構の異常を検出するモニタ回路としても機能する。具体的には、統括回路５０には、インバータ回路２８や回生抵抗４２の温度を監視するための複数の温度センサ５２からの信号が入力される。また、統括回路５０には、インバータ回路２８や直流電源２０の電圧を監視するための複数の監視回路５４からの信号が入力される。統括回路５０は、これらの信号に基づいて、監視対象である各機能部における過電圧や過昇温等の異常を検出する。統括回路５０は、各種の異常を検出した場合、第１出力端子Ｔ１からＨレベルの制御信号Ｓ２６を出力するとともに、第２出力端子Ｔ２からＨレベルの制御信号Ｓ４４を出力する。

次に、本実施形態の作用として、第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４の切り替わりのタイミングについて説明する。
先ず、モータ３０の駆動状態において統括回路５０の異常が検出された場合の第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４の切り替わりについて説明する。

図３に示すように、時刻ｔ１では、直流電源２０からの電力供給に応じてモータ３０が駆動されているものとする。このとき、第１ＯＲ回路８０からはＬレベルの最終第１信号Ｃ１、すなわち接続信号が出力される。また、第２ＯＲ回路８２からはＬレベルの最終第２信号Ｃ２、すなわち遮断信号が出力されている。したがって、図１に示すように、第１スイッチ２６は接続状態に制御され、第２スイッチ４４は遮断状態に制御されている。そして、図１の矢印Ｓ１で示すように、時刻ｔ１では、直流電源２０からモータ３０に向けて電流が流れる。

さて、時刻ｔ１の後の時刻ｔ２で、異常検出回路８６が統括回路５０の異常を検出したものとする。図３に示すように、この異常の検出に応じて、異常検出回路８６が出力する報知信号Ｓ８６が、Ｌレベルの正常信号からＨレベルの異常検出信号に切り替わる。

ここで、図１及び図２に示すように、異常検出回路８６と第２ＯＲ回路８２との間には遅延回路８４が設けられている。遅延回路８４は、異常検出回路８６が出力するＨレベルの異常検出信号を遅延させて第２ＯＲ回路８２に出力する。つまり、時刻ｔ２において第１ＯＲ回路８０にＨレベルの異常検出信号が入力されてから規定時間後の時刻ｔ３に、第２ＯＲ回路８２にＨレベルの異常検出信号が入力される。この結果として、図３に示すように、第１ＯＲ回路８０から出力される最終第１信号Ｃ１がＨレベルの遮断信号に切り替わる時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３に、第２ＯＲ回路８２から出力される最終第２信号Ｃ２がＨレベルの接続信号に切り替わる。この切り替わりの時間差に起因して、図２に示すように、第１スイッチ２６が遮断状態に切り替わった後、第２スイッチ４４が接続状態に切り替わる。そして、図２の矢印Ｓ２で示すように、モータ３０で発生した回生電力が回生抵抗４２で消費される。

次に、モータ３０の駆動を開始する際の第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４の切り替わりについて説明する。
統括回路５０の異常が解消されて、モータ３０の駆動が再開されるものとする。図３に示すように、モータ３０の駆動を再開する前段階であって既に統括回路５０が起動されている時刻ｔ４では、モータ３０が停止されたときの状態を反映して、第１ＯＲ回路８０からＨレベルの最終第１信号Ｃ１、すなわち遮断信号が出力されている。また、第２ＯＲ回路８２からＨレベルの最終第２信号Ｃ２、すなわち接続信号が出力されている。その結果、図２に示すように第１スイッチ２６は遮断状態に制御され、第２スイッチ４４は接続状態に制御されている。

時刻ｔ４の後の時刻ｔ５では、モータ３０の駆動の再開のために、統括回路５０から出力される第１スイッチ２６用の制御信号Ｓ２６及び第２スイッチ４４用の制御信号Ｓ４４の双方がＬ信号に切り替えられる。このとき、統括回路５０が正常であることから、異常検出回路８６が出力する報知信号Ｓ８６はＬ信号のままである。

ここで、遅延回路８４はＬレベルの正常信号を遅延させない構成となっている。そのため、異常検出回路８６から出力されるＬレベルの正常信号は、時刻ｔ５において第１ＯＲ回路８０及び第２ＯＲ回路８２の双方に略同時に入力されることになる。したがって、図３に示すように、時刻ｔ５において、第１ＯＲ回路８０から出力される最終第１信号Ｃ１がＬレベルの信号、すなわち接続信号に切り替えられるのと同時に、第２ＯＲ回路８２から出力される最終第２信号Ｃ２がＬレベルの信号、すなわち遮断信号に切り替えられる。上記のとおり第２スイッチ４４の応答性は第１スイッチ２６の応答性よりも高いことから、図１に示すように、第２スイッチ４４が遮断状態に切り替わった後、第１スイッチ２６が接続状態に切り替わる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）回生電力消費回路４０が正極側供給ライン２２に接続されている上記構成では、回生電力が発生する際に、正極側供給ライン２２の電圧を直接低下させることができるというメリットがある。一方で、回生電力消費回路４０が正極側供給ライン２２に接続されている上記構成では、貫通電流が発生し得る。具体的には、仮に遅延回路８４が設けられていない場合には、Ｈレベルの異常検出信号が、第１ＯＲ回路８０及び第２ＯＲ回路８２の双方に同時に入力されることになる。この場合、最終第１信号Ｃ１がＨレベルの信号に切り替わるのと、最終第２信号Ｃ２がＨレベルの信号に切り替わるのとが同時になる。そして、第２スイッチ４４の応答性は第１スイッチ２６の応答性よりも高いことから、上記の場合には、図１において一点鎖線で示すように、第１スイッチ２６が接続状態のまま、第２スイッチ４４が接続状態になる期間が生じ得る。この結果、正極側供給ライン２２及び回生電力消費回路４０を介して、直流電源２０からグランドＧへと至る電流経路が形成される。そして、図１の二点鎖線で示すように、直流電源２０からグランドＧへと流れる貫通電流が発生してしまう。こうした貫通電流の発生を防止するためには、最終第１信号Ｃ１がＨレベルの信号に切り替わるタイミングと、最終第２信号Ｃ２がＨレベルの信号に切り替わるタイミングとをずらす必要がある。

ここで、統括回路５０の外部で統括回路５０を監視している異常検出回路８６は、統括回路５０からのモニタ信号ＷＤに基づいて統括回路５０の異常と正常の状態を切り分けてその結果を単に出力するのみである。つまり、異常検出回路８６は、例えば統括回路５０による制御によって第１ＯＲ回路８０及び第２ＯＲ回路８２に対して異常検出信号を出力するタイミングをずらせるような構成にはなっておらず、これら第１ＯＲ回路８０及び第２ＯＲ回路８２に対して異常検出信号を出力するタイミングをずらすことは事実上難しい。

上記構成では、モニタ信号ＷＤを利用した簡便な構成で統括回路５０の異常を監視した上で、さらに遅延回路８４を設けることで、構造を複雑にすることなく統括回路５０の異常を監視しつつ、統括回路５０に異常が発生した際に最終第１信号Ｃ１がＨレベルの信号に切り替わるタイミングと最終第２信号Ｃ２がＨレベルの信号に切り替わるタイミングとをずらすことができる。その結果、第１スイッチ２６及び第２スイッチ４４の双方が接続状態になって貫通電力が発生することを防止できる。

（２）仮に遅延回路８４の処理に起因して、最終第１信号Ｃ１がＬレベルの信号に切り替わるタイミングよりも、最終第２信号Ｃ２がＬレベルの信号に切り替わるタイミングのほうが遅延されることがあれば、第２スイッチ４４が接続状態のまま、図２の一点鎖線で示すように第１スイッチ２６が接続状態になる期間が生じ得る。この場合、直流電源２０からグランドＧへと至る貫通電流が発生する。

この点、遅延回路８４は、Ｈレベルの異常検出信号を遅延させて出力する一方で、Ｌレベルの正常信号を遅延させずに出力する。そのため、モータ３０を始動させる際には、最終第１信号Ｃ１がＬレベルの信号に切り替わるタイミングよりも、最終第２信号Ｃ２がＬレベルの信号に切り替わるタイミングが遅れてしまうような支障はない。つまり、モータ３０の始動に際して、第１スイッチ及び第２スイッチの双方が接続状態になって貫通電流が発生することもない。

（３）異常検出回路８６は、モータ３０の駆動に係る機構の異常を検出する統括回路５０の異常を検出する。このようにモータ３０の制御に係る構成を二重で監視することは、モータ３０の運転の安全性を確保する上で好適である。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・統括回路５０が検出する異常の内容は、上記実施形態の異常の内容に限定されない。例えば、上位装置１００の異常や、モータ３０の内部での機構の異常のような、上記実施形態の例とは異なるモータ３０の駆動に係る異常を検出してもよい。

・異常検出回路８６が検出する異常の内容は、上記実施形態の異常の内容に限定されない。例えば、上位装置１００の異常や、モータ３０の内部での機構の異常を検出してもよい。異常検出回路８６が異常を検出する対象物が、周期的なモニタ信号ＷＤを出力しているのであれば、上記実施形態と同様にしてモニタ信号ＷＤの周期性に基づいて対象物の異常を検出できる。

・異常検出回路８６が対象物の異常を検出する手法は、上記実施形態の手法に限定されない。例えば、対象物が出力する信号の値が、単純なＨレベル及びＬレベルの信号ではなく、何らかの物理量に応じて変化するものである場合、当該信号が、予め定められた基準値を越えた場合に、異常と判定してもよい。また、対象物が出力する信号の経時変化を監視して、例えば信号の値の変化率が基準の変化率を越えた場合に、異常と判定してもよい。

・異常検出回路８６を、統括回路５０の一部として構成してもよい。つまり、異常検出回路８６そのものは廃止し、統括回路５０によって当該統括回路５０自身の異常を検出してもよい。

・遅延回路８４を、統括回路５０の一部として構成してもよい。つまり、遅延回路８４そのものは廃止し、統括回路５０によって遅延回路８４の機能を担うようにしてもよい。そして、統括回路５０による制御によって第１スイッチ２６への信号の出力タイミングと第２スイッチ４４への信号の出力タイミングとをずらすことで、第１スイッチ２６の遮断状態への切り替えよりも第２スイッチ４４の接続状態への切り替えを遅延させてもよい。この場合、統括回路５０の一部が、モータ停止装置の遅延部を構成する。

・統括回路５０における第１出力端子Ｔ１及び第２出力端子Ｔ２の双方からＨレベルの信号を出力する際、当該統括回路５０による制御によって、第１出力端子Ｔ１からＨレベルの信号を出力するタイミングよりも第２出力端子Ｔ２からＨレベルの信号を出力するタイミングを遅延させてもよい。この場合も、統括回路５０の一部が、モータ停止装置の遅延部を構成する。

・回生抵抗４２の他端を、第２スイッチ４４を介して負極側供給ライン２４に接続せずに、回生抵抗４２の他端を、第２スイッチ４４を介してグランドＧに直接接続してもよい。

・電気油圧式アクチュエータが駆動する対象物は、動翼に限定されない。すなわち、電気油圧式アクチュエータによって、航空機における動翼以外のものを駆動してもよい。また、電気油圧式アクチュエータを、航空機ではなく他の対象に搭載してもよい。

・モータ停止装置及びモータ制御回路は、油圧式以外の流体圧式アクチュエータを駆動するモータに適用してもよい。例えば、空圧式アクチュエータを駆動するモータに適用してもよい。

・モータ停止装置及びモータ制御回路は、電気機械式アクチュエータ（ＥＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＡｃｔｕａｔｏｒ）を駆動するモータに適用してもよい。電気機械式アクチュエータにおいては、例えば円筒状のシリンダの内部に、ロッドが往復動可能に収容されている。また、電気機械式アクチュエータは、モータの回転運動を直線運動に変換する変換部を備えている。そして、モータが回転すると、その回転が変換部を介して直線運動としてシリンダ内のロッドに伝達される。すなわち、電気機械式アクチュエータは、モータの回転運動を直線運動に変換して対象物を動作させる。

・モータ停止装置及びモータ制御回路を適用するモータは、流体圧式アクチュエータや電気機械式アクチュエータを駆動するモータに限定されない。

１０…モータ制御回路、２０…直流電源、２２…正極側供給ライン、２６…第１スイッチ、２８…インバータ回路、３０…モータ、４０…回生電力消費回路、４４…第２スイッチ、５０…統括回路、８０…第１ＯＲ回路、８２…第２ＯＲ回路、８４…遅延回路、８６…異常検出回路、２００…電気油圧式アクチュエータ。

Claims

電源からモータへ電力を供給する供給ラインの接続と遮断とを切り替える第１スイッチと、
前記供給ライン及びグランド間の接続と遮断とを切り替える第２スイッチと、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチの切り替えを制御する統括回路と、
前記統括回路に異常が検出されたときに異常検出信号を出力する異常検出回路と、
前記統括回路からの信号のレベルに応じて前記第１スイッチに第１制御信号を出力する第１出力回路と、
前記統括回路からの信号のレベルに応じて前記第２スイッチに第２制御信号を出力する第２出力回路と、
前記異常検出信号が前記第１出力回路に入力されるタイミングよりも遅延させて前記異常検出信号を前記第２出力回路に出力する遅延回路と、
を備え、
前記第１出力回路は、前記異常検出信号が入力された場合には、前記統括回路からの信号のレベルにかかわらず前記第１スイッチを遮断するための前記第１制御信号を出力し、
前記第２出力回路は、前記異常検出信号が入力された場合には、前記統括回路からの信号のレベルにかかわらず前記第２スイッチを接続するための前記第２制御信号を出力する
モータ制御回路。
前記供給ラインを介して前記電源に接続され、前記電源からの電力を変換して前記モータに供給するインバータ回路と、
前記第１スイッチ及び前記インバータ回路間の前記供給ラインと前記グランドとを接続して前記モータで発生した回生電力を消費する回生電力消費回路と、
をさらに備え、
前記第２スイッチは、前記回生電力消費回路に設けられている
請求項１に記載のモータ制御回路。
前記遅延回路は、前記異常検出回路が前記異常検出信号を出力していないときには前記異常検出回路からの信号を遅延なく前記第２出力回路に出力する
請求項１又は２に記載のモータ制御回路。
前記統括回路は、前記モータの駆動に係る異常を検出するモニタ回路である
請求項１～３のいずれか一項に記載のモータ制御回路。
前記モータは、航空機に搭載される流体圧式アクチュエータ又は電気機械式アクチュエータを駆動する
請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御回路。