JP7438898B2 - モータ駆動制御装置およびファンユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータ駆動制御装置およびファンユニットに関し、例えば、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。

一般に、サーバ等の電子機器の内部を冷却するためのファン（以下、「ファンモータ」とも称する。）において、モータを駆動するための駆動回路の故障によってモータを所定の方向に回転させる（正回転させる）ことができなくなった場合に、外力が作用してモータが正回転とは反対の方向に強制的に回転する（逆回転する）おそれがある。

例えば、ハウジング内部に複数のファンモータが設けられたサーバにおいて、一つのファンモータが故障した場合に、他のファンモータの回転によって発生した風が故障したファンモータに流入すると、その故障したファンモータが逆回転する可能性がある。サーバ内の１つのファンモータが逆回転した場合、サーバの内圧低下により冷却機能が低下し、サーバの動作に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、サーバ等の電子機器に搭載されるファンモータには、正回転を可能な限り継続させることが求められている。

上述の課題を解決するために、２系統の駆動回路を備えたモータ駆動制御装置が知られている。例えば、特許文献１には、２系統のコイルを有するモータを駆動するためのモータ駆動制御装置において、モータの各系統のコイルを夫々独立して駆動する２つの駆動回路を設け、２系統の駆動回路（コイル）のうちどちらが故障状態にあるかを検出することが開示されている。このモータ駆動制御装置によれば、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モータの駆動を継続することが可能になる。

特開２０２０－５４１８７号公報

ところで、近年、モータ駆動制御装置の保護機能として、モータに定格を超える電圧が印加される過電圧状態を検出する機能が求められている。上述した特許文献１のモータ駆動制御装置は、２系統の駆動回路（コイル）のどちらが故障状態にあるかを検出する機能を有しているが、モータの過電圧状態を検出する機能は有していない。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、２系統の駆動回路を有するモータ駆動制御装置において、モータの過電圧状態を検出できるようにすることにある。

本発明の代表的な実施の形態に係る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するモータ駆動制御装置であって、電源電圧に基づいて、前記第１系統のコイルに通電する制御を行う第１モータ駆動回路と、前記電源電圧に基づいて、前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２モータ駆動回路と、前記電源電圧の大きさに応じて変化する電源相応電圧を生成する電圧生成回路と、前記第１系統のコイルの中間点の電圧に基づく第１中間電圧と前記電源相応電圧の何れか大きい方の電圧に基づいて第１検出電圧を生成して出力する第１検出電圧出力回路と、前記第２系統のコイルの中間点の電圧に基づく第２中間電圧と前記電源相応電圧の何れか大きい方の電圧に基づいて第２検出電圧を生成して出力する第２検出電圧出力回路と、前記第１モータ駆動回路の動作と前記第２モータ駆動回路の動作を制御するとともに、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧に基づいて前記モータの動作状態を判定する駆動制御回路と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る２系統の駆動回路を有するモータ駆動制御装置によれば、モータの過電圧状態を検出することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るモータ駆動制御システムの構成を示すブロック図である。 電圧生成回路と検出電圧出力回路の動作を説明するための図である。 モータのコイルの中間点の電圧（絶対値）の波形例を示す図である。 本実施の形態に係るモータ駆動制御装置によるモータの異常判定処理の流れを示すフローチャートである。 本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１と比較例のモータ駆動制御装置１Ｘにおける電源電圧Ｖｄｃに対する検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性の一例を示す図である。 本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の比較例としてのモータ駆動制御装置１Ｘの構成を示す図である。 本発明の別の実施の形態に係るモータ駆動制御システムの構成を示すブロック図である。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕本発明の代表的な実施の形態に係る、第１系統のコイル（６＿１）と第２系統のコイル（６＿２）とを有するモータ（３）を駆動するモータ駆動制御装置（１）は、電源電圧（Ｖｄｃ）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第１モータ駆動回路（１０＿１）と、前記電源電圧に基づいて前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２モータ駆動回路（１０＿２）と、前記電源電圧（Ｖｄｃ）の大きさに応じて変化する電源相応電圧（Ｖｃ）を生成する電圧生成回路（３１）と、前記第１系統のコイルの中間点の電圧に基づく第１中間電圧（Ｖａ）と前記電源相応電圧（Ｖｃ）の何れか大きい方の電圧に基づいて第１検出電圧（Ｖｓ１）を生成して出力する第１検出電圧出力回路（４０＿１）と、前記第２系統のコイルの中間点の電圧に基づく第２中間電圧（Ｖｂ）と前記電源相応電圧（Ｖｃ）の何れか大きい方の電圧に基づいて第２検出電圧（Ｖｓ２）を生成して出力する第２検出電圧出力回路（４０＿２）と、前記第１モータ駆動回路の動作と前記第２モータ駆動回路の動作を制御するとともに、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧に基づいて前記モータの動作状態を判定する駆動制御回路（２０）と、を備えることを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記電圧生成回路は、前記電源電圧が所定の大きさを超えた場合に、前記電源電圧を降圧した電圧を前記電源相応電圧として出力する電圧降下素子（ＺＤ）を含んでもよい。

〔３〕上記〔２〕に記載のモータ駆動制御装置において、第１検出電圧出力回路は、入力された電流に応じて前記第１検出電圧を生成する第１負荷（４２＿１）と、前記第１系統のコイルの中間点側から前記第１負荷に電流を流す第１整流素子（Ｄ１）と、前記電圧降下素子側から前記第１負荷に電流を流す第２整流素子（Ｄ２）と、を有し、第２検出電圧出力回路は、入力された電流に応じて前記第２検出電圧を生成する第２負荷（４２＿２）と、前記第２系統のコイルの中間点側から前記第２負荷に電流を流す第３整流素子（Ｄ３）と、前記電圧降下素子側から前記第２負荷に電流を流す第４整流素子（Ｄ４）と、を有してもよい。

〔４〕上記〔３〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記電圧降下素子はツェナーダイオードであり、前記第１乃至第４整流素子はダイオードであって、前記第１負荷（４２＿１）の一端は前記駆動制御回路に接続され、前記第１負荷の他端は基準電位（グラウンド電位）に接続され、前記第２負荷（４２＿２）の一端は前記駆動制御回路に接続され、前記第２負荷の他端は基準電位（グラウンド電位）に接続され、前記電圧降下素子（ＺＤ）のカソードには前記電源電圧が印加され、前記電圧降下素子のアノードは前記第２整流素子（Ｄ２）のアノードと前記第４整流素子（Ｄ４）のアノードに共通に接続され、前記第２整流素子（Ｄ２）のカソードは、前記第１負荷の前記一端に接続され、前記第１整流素子（Ｄ１）のアノードには前記第１中間電圧（Ｖａ）が印加され、前記第１整流素子のカソードは、前記第１負荷の前記一端に接続され、前記第４整流素子（Ｄ４）のカソードは、前記第２負荷の前記一端に接続され、前記第３整流素子（Ｄ３）のアノードには前記第２中間電圧（Ｖｂ）が印加され、前記第３整流素子のカソードは、前記第２負荷の前記一端に接続されていてもよい。

〔５〕上記〔４〕に記載のモータ駆動制御装置において、前記電源電圧（Ｖｄｃ）が供給される電源端子（Ｐ１）と、前記第１モータ駆動回路および前記第２モータ駆動回路に電力を供給するための電源ライン（Ｌｐ）と、前記電源端子と前記電源ラインとの間に接続された保護用トランジスタ（Ｑａ，Ｑｂ）とを更に有し、前記電圧降下素子（ＺＤ）のアノードは前記保護用トランジスタの制御電極に接続され、前記電圧降下素子のカソードは前記電源端子側に接続されていてもよい。

〔６〕上記〔１〕乃至〔５〕の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記駆動制御回路（２０）は、前記第１検出電圧（Ｖｓ１）と前記第２検出電圧（Ｖｓ２）の少なくとも一方が閾値電圧（Ｖｔｈ）を超えている場合に、前記モータ（３）が過電圧状態であると判定してもよい。

〔７〕上記〔１〕乃至〔６〕の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、前記駆動制御回路は、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧との差が所定の大きさ（ΔＶｔｈ）を超えている場合に、前記第１系統のコイル及び前記第２系統のコイルのいずれか一方が開放状態であると判定してもよい。

〔８〕本発明の代表的な実施の形態に係るファンユニット（１０１）は、上記〔１〕乃至〔７〕の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置（１）と、前記モータ（３）と、前記モータの回転力によって回転するインペラ（４）とを備えることを特徴とする。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るモータ駆動制御システムの構成を示すブロック図である。
図１に示されるモータ駆動制御システム１００は、駆動対象の負荷としてのモータ３と、モータ３を駆動するモータ駆動制御装置１と、モータ駆動制御装置１を制御する上位装置２とを備えている。

モータ駆動制御システム１００は、例えば、電気機器システムに用いられ、複数のファンの動作を１つの制御装置によって制御して、複数の冷却対象のそれぞれに対して送風するファンシステムを構成している。本実施の形態に係るモータ駆動制御システム１００は、例えば、サーバ内の閉ざされた空間に配置されて、当該サーバを構成する各種の電子部品等を冷却する冷却システムを構成しているものとする。

例えば、モータ３の出力軸（図示せず）にはインペラ（羽根車）４が接続されており、モータ３とインペラ４とは、モータ３の回転力によってインペラ４を回転させて風を発生させる一つのファン（ファンモータ）５を構成している。

ファン５は、機器の内部で発生する熱を外部へ排出し、その機器の内部を冷却する冷却装置の一つとして利用可能であり、例えば、サーバ等の情報処理装置の他に、オイルミスト、切削屑、煙、埃などが発生する環境下で使用される工作機械等に搭載可能である。ファン５は、例えば、軸流ファンである。

ファン５とモータ駆動制御装置１とは、一つのファンユニット１０１を構成している。なお、図１には、一例として、一つのファンユニット１０１のみが図示されているが、モータ駆動制御システム１００が備えるファンユニット１０１の個数は特に制限されない。

上位装置２（ホストデバイス）は、例えば、ファン５を搭載したサーバ内のＣＰＵ等のプログラム処理装置である。上位装置２は、モータ駆動制御装置１に駆動指令信号Ｓｃを出力することにより、モータ駆動制御装置１を介してモータ３の回転を制御するとともに、モータ駆動制御装置１からモータ３（ファン５）の駆動状態に関するモータ駆動情報信号Ｓｏを取得してモータ３（ファン５）の動作を監視する。

駆動指令信号Ｓｃは、モータ３の駆動に関する指令を含む信号である。駆動指令信号Ｓｃは、例えば、モータ３の目標回転速度（目標回転数）を指示する指令を含む。例えば、駆動指令信号Ｓｃは、モータ３の目標回転速度に対応したデューティ比のＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。なお、駆動指令信号Ｓｃは、目標回転速度に対応する周波数を有するＰＦＭ信号やモータのトルクの目標値を示すトルク指令信号等、他の形式の信号であってもよい。

モータ３は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。例えば、モータ３は、ティース（図示せず）に巻回された２系統のコイル（第１，第２系統のコイルの一例）６＿１，６＿２を備えた単相のブラシレスモータである。各コイル６＿１，６＿２の周辺には、位置検出器７＿１，７＿２が設けられている。

位置検出器７＿１，７＿２は、モータ３のロータの位置に応じて位置検出信号を出力する装置である。位置検出器７＿１，７＿２は、例えば、ホール素子を含んで構成されている。ホール素子は、位置検出信号として、例えば、正の極性を有するホール信号を出力する。

位置検出器７＿１は、コイル（第１系統のコイル）６＿１に対応する位置に配置され、後述するモータ駆動回路（第１モータ駆動回路の一例）１０＿１の制御回路１１＿１に位置検出信号を出力する。位置検出器７＿２は、コイル（第２系統のコイルの一例）６＿２に対応する位置に配置され、後述するモータ駆動回路（第２モータ駆動回路の一例）１０＿２の制御回路１１＿２に位置検出信号を出力する。位置検出器７＿１と位置検出器７＿２は、例えば、相対位置が電気角でπ／２（９０度）になる位置にそれぞれ配置されている。

モータ駆動制御装置１は、モータ３の回転を制御するための装置である。モータ駆動制御装置１は、モータ３を構成する各単相のコイル６＿１，６＿２に周期的に駆動電流を流すことで、モータ３を回転させる。

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、電源電圧Ｖｄｃによってモータ駆動制御装置１内の回路が動作可能に構成されている。モータ駆動制御装置１は、上位装置２との間でデータの送受信（例えば、シリアル通信により）を行うことにより、上位装置２から各種指令を受信するとともに、受信した指令に対する応答等を上位装置２に送信する。

モータ駆動制御装置１は、上位装置２から出力された駆動指令信号Ｓｃにしたがってモータ３を駆動する。また、モータ駆動制御装置１は、上位装置２に対して、モータ３の状態に関する情報を出力する。例えば、後述するように、モータ駆動制御装置１は、モータ３の実回転数に応じた信号や後述するモータの異常状態を示す信号をモータ駆動情報信号Ｓｏとして上位装置２に対して出力する。これにより、上位装置２は、モータ３の回転状態やモータ３の異常の有無等を知ることができる。

具体的に、モータ駆動制御装置１は、モータ３の２系統のコイル６＿１，６＿２に夫々対応して設けられたモータ駆動回路１０＿１，１０＿２と、モータ駆動回路１０＿１，１０＿２の動作を制御する駆動制御回路２０と、保護回路３０と、電圧生成回路３１と、モータの状態を監視するための電圧を出力する検出電圧出力回路（第１，第２検出電圧出力回路の一例）４０＿１，４０＿２とを備えている。

モータ駆動制御装置１には、モータ３およびモータ駆動制御装置１を駆動するための主電源としての電源電圧Ｖｄｃ（直流電圧）が供給される。電源電圧Ｖｄｃは、保護回路３０を経由して電源ラインＬｐに供給される。電源ラインＬｐは、モータ駆動回路１０＿１，１０＿２を介してモータ３を駆動するための電力を供給する電力供給経路であり、例えば配線である。

駆動制御回路２０は、モータ駆動制御装置１の動作を統括的に制御する回路である。本実施の形態において、駆動制御回路２０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＡＭ，ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の各種記憶装置と、カウンタ（タイマ）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、クロック発生回路、および入出力インターフェース回路等の周辺回路とがバスや専用線を介して互いに接続された構成を有するプログラム処理装置であり、例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）である。

本実施の形態において、駆動制御回路２０は、一つの半導体装置（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）としてパッケージ化されているが、これに限られるものではない。

駆動制御回路２０は、主たる機能として、モータ駆動回路１０＿１，１０＿２の動作を制御する駆動制御機能と、モータ３等の異常の有無を判定する異常判定機能とを有している。具体的に、駆動制御回路２０は、上記機能の実現するための機能部として、駆動制御部２１および異常判定部２２を有している。駆動制御部２１および異常判定部２２は、例えば、駆動制御回路２０を構成するプログラム処理装置において、プロセッサが、メモリに記憶されたプログラムに従って各種演算処理を実行するとともに、カウンタやＡ／Ｄ変換回路等の周辺回路を制御することによって実現される。

異常判定部２２は、モータ３（ファン５）の動作状態を判定し、判定結果を出力する。異常判定部２２は、検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２によって生成された検出電圧（第１，第２検出電圧の一例）Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて、ファン５の異常の有無を判定し、判定結果に基づいて、ファン５の状態を示すモータ駆動情報信号Ｓｏを上位装置２に対して出力する。なお、異常判定部２２の詳細については後述する。

駆動制御部２１は、上位装置２からの駆動指令信号Ｓｃに基づいて、モータ３の駆動を指示する第１駆動指令信号Ｓｃ１および第２駆動指令信号Ｓｃ２を生成し、各モータ駆動回路１０＿１，１０＿２にそれぞれ供給する。なお、駆動制御部２１は、１つの駆動指令信号を出力し、その駆動指令信号を分岐した２つの線路を介して各モータ駆動回路１０＿１，１０＿２にそれぞれ供給するようにしてもよい。

ここで、第１駆動指令信号Ｓｃ１および第２駆動指令信号Ｓｃ２は、上述した駆動指令信号Ｓｃと同様に、モータ３の目標回転速度（目標回転数）を指示する指令を含み、例えば、モータ３の目標回転速度に対応したデューティ比のＰＷＭ信号である。なお、第１駆動指令信号Ｓｃ１および第２駆動指令信号Ｓｃ２は、例えば、目標回転速度に対応する周波数のＰＦＭ信号など、他の形式の信号であってもよい。

モータ駆動回路１０＿１，１０＿２は、第１，第２駆動指令信号Ｓｃ１，Ｓｃ２に基づいてモータ３に通電する制御を行う回路である。モータ駆動回路１０＿１，１０＿２は、電源ラインＬｐから電力（電源電圧Ｖｄｃ）が供給されることにより、動作可能に構成されている。モータ駆動回路１０＿１およびモータ駆動回路１０＿２は、例えば、互いに同一の回路構成を有している。

モータ駆動回路１０＿１は、制御回路１１＿１と、制御回路１１＿１による制御に基づいてコイル６＿１に通電するインバータ回路（通電回路）１２＿１を有している。モータ駆動回路１０＿２は、制御回路１１＿２と、制御回路１１＿２による制御に基づいてコイル６＿２に通電するインバータ回路（通電回路）１２＿２とを有している。

制御回路１１＿１と制御回路１１＿２は、１つの集積回路（ＩＣ）によってそれぞれ実現されている。本実施の形態において、制御回路１１＿１および制御回路１１＿２は、例えば、ハードウェアとして同一の回路構成を有する、市販のモータ駆動制御用の汎用ＩＣを用いて構成されている。なお、制御回路１１＿１と制御回路１１＿２は、汎用ＩＣによる構成に限定されず、例えば、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）で構成してもよい。また、制御回路１１＿１，１１＿２は、対応するインバータ回路１２＿１，１２＿２を含んだ一つのＩＣとして実現されていてもよい。

モータ駆動回路１０＿１，１０＿２は、一端が電源ラインＬｐに接続されたヒューズ１９をそれぞれ有している。各モータ駆動回路１０＿１，１０＿２を構成するインバータ回路１２＿１，１２＿２および制御回路１１＿１，１１＿２には、電源ラインＬｐからヒューズ１９を介して電源電圧Ｖｄｃが供給される。

インバータ回路１２＿１は、制御回路１１＿１から出力された駆動制御信号Ｓｄ１に基づいて、出力端子１６＿１，１７＿１に接続されたモータ３のコイル６＿１に通電する。インバータ回路１２＿２は、インバータ回路１２＿１と同様に、制御回路１１＿２から出力された駆動制御信号Ｓｄ２に基づいて、出力端子１６＿２，１７＿２に接続されたモータ３のコイル６＿２の通電を制御する。駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２は、例えば、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。

インバータ回路１２＿１，１２＿２は、例えば、複数のスイッチ素子としてのトランジスタを含むＨブリッジ回路である。具体的に、インバータ回路１２＿１は、電源ラインＬｐとグラウンド電位（基準電位）との間に電流検出用抵抗Ｒｓ１を介して直列に接続された２つの駆動用トランジスタＱ１，Ｑ２から成るスイッチングレグと、駆動用トランジスタＱ３，Ｑ４から成るスイッチングレグとを有している。また、インバータ回路１２＿２は、電源ラインＬｐとグラウンド電位（基準電位）との間に電流検出用抵抗 Ｒｓ２を介して直列に接続された２つの駆動用トランジスタＱ５，Ｑ６から成るスイッチングレグと、駆動用トランジスタＱ７，Ｑ８から成るスイッチングレグとを有している。

インバータ回路１２＿１の駆動用トランジスタＱ１と駆動用トランジスタＱ２とが共通に接続された出力端子１６＿１は、第１系統のコイル６＿１の一端に接続され、インバータ回路１２＿１の駆動用トランジスタＱ３と駆動用トランジスタＱ４とが共通に接続された出力端子１７＿１は、第１系統のコイル６＿１の他端に接続されている。インバータ回路１２＿２の駆動用トランジスタＱ５と駆動用トランジスタＱ６とが共通に接続された出力端子１６＿２は、第２系統のコイル６＿２の一端に接続され、インバータ回路１２＿２の駆動用トランジスタＱ７と駆動用トランジスタＱ８とが共通に接続された出力端子１７＿２は、第２系統のコイル６＿２の他端に接続されている。

インバータ回路１２＿１，１２＿２を構成する各駆動用トランジスタＱ１～Ｑ４，Ｑ５～Ｑ８は、制御回路１１＿１，１１＿２からそれぞれ出力される駆動制御信号（ＰＷＭ信号）Ｓｄ１，Ｓｄ２によって、オン・オフが制御される。これにより、インバータ回路１２＿１の出力端子１６＿１，１７＿１に接続されたコイル６＿１の通電と、インバータ回路１２＿２の出力端子１６＿２，１７＿２に接続されたコイル６＿２の通電が、それぞれ制御される。

制御回路１１＿１は、駆動制御回路２０から供給される第１駆動指令信号Ｓｃ１と、位置検出器７＿１から出力された位置検出信号とに基づいて、駆動制御信号Ｓｄ１を生成し、インバータ回路１２＿１を制御する。制御回路１１＿２は、駆動制御回路２０から供給される第２駆動指令信号Ｓｃ２と、位置検出器７＿２から出力された位置検出信号とに基づいて、駆動制御信号Ｓｄ２を生成し、インバータ回路１２＿２を制御する。

例えば、制御回路１１＿１は、位置検出器７＿１からの位置検出信号に基づいてモータ３の回転速度（実回転数）を検出し、モータ３の回転速度が第１駆動指令信号Ｓｃ１で指定された目標回転速度と一致するようにデューティ比を調整したＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄ１としてインバータ回路１２＿１に供給することにより、インバータ回路１２＿１の各スイッチング素子のオン、オフ動作を制御する。同様に、制御回路１１＿２は、位置検出器７＿２からの位置検出信号に基づくモータの回転速度が第２駆動指令信号Ｓｃ２で指定された目標回転速度と一致するようにＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄ２としてインバータ回路１２＿２に供給する。

インバータ回路１２＿１，１２＿２は、制御回路１１＿１，１１＿２から出力された駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２に基づいて各駆動用トランジスタＱ１～Ｑ４，Ｑ５～Ｑ８をスイッチングすることにより、位置検出信号に応じたタイミングでモータ３のコイル６＿１，６＿２に流れる電流の向きが切り替わるように、コイル６＿１，６＿２に通電する。

なお、制御回路１１＿１，１１＿２は、それぞれ、実回転速度に関わらず、第１，第２駆動指令信号Ｓｃ１，Ｓｃ２で指定された目標回転速度に対応したデューティ比のＰＷＭ信号を生成し、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２としてインバータ回路１２＿１，１２＿２に供給するようにしてもよい（フィードフォワード制御）。

更に、制御回路１１＿１は、位置検出器７＿１からの位置検出信号に基づいて、モータ３の実際の回転速度（実回転速度）に対応する周波数を有する回転速度信号である第１ＦＧ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）信号（以下、「信号ＦＧ１」と称する。）を生成して出力する。制御回路１１＿２は、位置検出器７＿２からの位置検出信号に基づいて、モータ３の実回転数に対応する第２ＦＧ信号（以下、「信号ＦＧ２」と称する。）を生成して出力する。

信号ＦＧ１，ＦＧ２は、例えば、所定のデューティ比を有する矩形波状の信号であり、位相が互いに相違している。例えば、信号ＦＧ１，ＦＧ２は、モータ３の実回転速度に対応する周波数を有し、回転速度が一定の場合にデューティ比が５０％になるように生成される２値信号（デジタル信号）である。

保護回路３０は、電源電圧Ｖｄｃを供給する外部電源からモータ駆動制御装置１の内部回路に異常電流が流れることによる電子部品の故障や不具合を防止するための回路である。保護回路３０は、例えば、電源逆接続保護機能と突入電流抑制機能を有している。

具体的に、保護回路３０は、外部から電源電圧Ｖｄｃが供給される電源端子Ｐ１と電源ラインＬｐとの間に接続された保護用トランジスタＱａ，Ｑｂと電圧降下素子ＺＤとを有する。保護回路３０は、更に、抵抗Ｒ１およびキャパシタＣ１を有していてもよい。

保護用トランジスタＱａは、電源逆接続保護機能を実現するための素子であり、保護用トランジスタＱｂは、突入電流抑制機能を実現するための素子である。本実施の形態では、保護用トランジスタＱａ，ＱｂがＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴである場合を例示するが、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。

具体的に、保護用トランジスタＱａの第１主電極としてのソース電極は、保護用トランジスタＱｂの第１主電極としてのソース電極に接続され、保護用トランジスタＱａの第２主電極としてのドレイン電極は、外部電源から電源電圧Ｖｄｃが供給される電源端子Ｐ１に接続されている。保護用トランジスタＱｂの第２主電極としてのドレイン電極は、電源ラインＬｐに接続されている。保護用トランジスタＱａ，Ｑｂの制御電極としてのゲート電極は、電圧降下素子ＺＤの一端に接続されている。

キャパシタＣ１は、保護用トランジスタＱａ，Ｑｂのゲート電圧の変化を緩やかにするための素子であり、保護用トランジスタＱａ，Ｑｂのゲート電極とソース電極との間に接続されている。

電圧降下素子ＺＤは、電源電圧Ｖｄｃが所定の大きさを超えた場合に、電源電圧Ｖｄｃを降圧した電圧を生成する。電圧降下素子ＺＤは、例えば、ツェナーダイオードである。なお、電圧降下素子ＺＤは、抵抗であってもよい。本実施の形態では、電圧降下素子ＺＤがツェナーダイオードであるとし、以下の説明では、「電圧降下素子ＺＤ」を「ツェナーダイオードＺＤ」とも称する。

ツェナーダイオードＺＤは、保護用トランジスタＱａ，Ｑｂのゲート・ソース間電圧が保護用トランジスタＱａ，Ｑｂの耐圧を超えないように制限する保護素子として機能する。ツェナーダイオードＺＤは、保護用トランジスタＱａ，Ｑｂのゲート電極とソース電極との間に接続されている。具体的には、ツェナーダイオードＺＤのアノードは、保護用トランジスタＱａ，Ｑｂの制御電極としてのゲート電極にそれぞれ接続され、ツェナーダイオードＺＤのカソードは、電源端子Ｐ１側、すなわち保護用トランジスタＱａ，Ｑｂのソース電極（第１主電極）にそれぞれ接続されている。

ツェナーダイオードＺＤは、上述した保護素子としての機能に加えて、電源電圧Ｖｄｃの大きさに応じて変化する電源相応電圧Ｖｃを生成する電圧生成回路３１としても機能する。

抵抗Ｒ１は、ツェナーダイオードＺＤから後述する検出電圧出力回路（第１，第２検出電圧出力回路の一例）４０＿１，４０＿２に流れる電流を制限するための素子である。抵抗Ｒ１の一端は、ツェナーダイオードＺＤのアノードに接続され、抵抗Ｒ１の一端は、検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２にそれぞれ接続されている。なお、電流を制限する必要がない場合には、抵抗Ｒ１を設けなくてもよい。

電圧生成回路３１から出力される電源相応電圧Ｖｃは、抵抗Ｒ１での電圧降下を無視した場合、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧をＶｚとすると、Ｖｃ≒Ｖｄｃ－Ｖｚで表される。

検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２は、モータ３の異常状態の検出に用いる検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２を出力する回路である。検出電圧出力回路４０＿１は、コイル（第１系統のコイルの一例）６＿１の中間点の電圧に基づく中間電圧（第１中間電圧の一例）Ｖａと電源相応電圧Ｖｃの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧（第１検出電圧の一例）Ｖｓ１を生成する。検出電圧出力回路４０＿２は、コイル（第２系統のコイルの一例）６＿２の中間点の電圧に基づく中間電圧（第２中間電圧の一例）Ｖｂと電源相応電圧Ｖｃの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧（第２検出電圧の一例）Ｖｓ２を生成する。

検出電圧出力回路４０＿１は、例えば、分圧回路４１＿１、負荷（第１負荷の一例）４２＿１、整流素子（第１整流素子の一例）Ｄ１、および整流素子（第２整流素子の一例）Ｄ２を含む。分圧回路４１＿１は、コイル６＿１の中間点の電圧を分圧して中間電圧Ｖａを生成する回路である。分圧回路４１＿１は、例えば、コイル６＿１としての巻き線の中間点と基準電位としてのグラウンド電位との間に直列に接続された２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂを含んで構成されている。

負荷４２＿１は、入力された電流に応じた電圧を発生させ、検出電圧Ｖｓ１として出力する。負荷４２＿１の一端は、駆動制御回路２０の入力端子に接続され、負荷４２＿１の他端は、基準電位としてのグラウンド電位に接続されている。例えば、負荷４２＿１は、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ２とが並列に接続された回路である。

整流素子Ｄ１は、コイル６＿１の中間点側から負荷４２＿１に電流を流す部品である。整流素子Ｄ２は、ツェナーダイオードＺＤ側から負荷４２＿１に電流を流す部品である。整流素子Ｄ１および整流素子Ｄ２は、例えばダイオードである。以下の説明では、「整流素子Ｄ１」および「整流素子Ｄ２」をそれぞれ「ダイオードＤ１」および「ダイオードＤ２」とも称する。

ダイオードＤ１のアノードには、中間電圧Ｖａが印加される。具体的には、ダイオードＤ１のアノードは分圧回路４１＿１の中間点（抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂとの接続ノード）に接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、負荷４２＿１（抵抗Ｒ２，キャパシタＣ２）の一端に接続されている。

ダイオードＤ２のアノードには、電源相応電圧Ｖｃが印加される。具体的には、ダイオードＤ２のアノードは、抵抗Ｒ１を介してツェナーダイオードＺＤのアノードに接続されている。ダイオードＤ２のカソードは、負荷４２＿１（抵抗Ｒ２，キャパシタＣ２）の一端に接続されている。

検出電圧出力回路４０＿２は、検出電圧出力回路４０＿１と同様の回路構成を有している。例えば、検出電圧出力回路４０＿２は、分圧回路４１＿２、負荷（第２負荷の一例）４２＿２、整流素子（第３整流素子の一例）Ｄ３、および整流素子（第４整流素子の一例）Ｄ４を含む。

分圧回路４１＿２は、コイル６＿２の中間点の電圧を分圧して中間電圧Ｖｂを生成する回路であり、例えば、コイル６＿２としての巻き線の中間点とグラウンド電位との間に直列に接続された２つの抵抗Ｒｃ，Ｒｄを含んで構成されている。

負荷４２＿２の一端は、駆動制御回路２０の入力端子に接続され、負荷４２＿２の他端は、グラウンド電位に接続されている。例えば、負荷４２＿２は、抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３とが並列に接続された回路である。

整流素子Ｄ３は、コイル６＿２の中間点側から負荷４２＿２に電流を流す部品である。整流素子Ｄ４は、ツェナーダイオードＺＤ側から負荷４２＿２に電流を流す部品である。整流素子Ｄ３および整流素子Ｄ４は、例えばダイオードである。以下の説明では、「整流素子Ｄ３」および「整流素子Ｄ４」をそれぞれ「ダイオードＤ３」および「ダイオードＤ４」とも称する。

ダイオードＤ３のアノードには、中間電圧Ｖｂが印加される。具体的には、ダイオードＤ３のアノードは分圧回路４１＿２の中間点（抵抗Ｒｃと抵抗Ｒｄとの接続ノード）に接続されている。ダイオードＤ３のカソードは、負荷４２＿２（抵抗Ｒ３，キャパシタＣ３）の一端に接続されている。

ダイオードＤ４のアノードには、電源相応電圧Ｖｃが印加される。具体的には、ダイオードＤ４のアノードは、抵抗Ｒ１を介してツェナーダイオードＺＤのアノードに接続されている。ダイオードＤ４のカソードは、負荷４２＿２（抵抗Ｒ３，キャパシタＣ３）の一端に接続されている。

次に、電圧生成回路３１と検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２の動作について、図を用いて説明する。

図２は、電圧生成回路３１と検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２の動作を説明するための図である。図３は、コイル６＿１の中間点の電圧（絶対値）の波形例を示す図である。

図２には、一例として、コイル６＿１側の電圧生成回路３１および検出電圧出力回路４０＿１とそれらの周辺の回路のみが代表的に図示されている。図３には、モータ３が過電圧状態でない時にモータ駆動制御装置１が動作しているときの、コイル６＿１の中間点の電圧（絶対値）波形が示されている。

なお、検出電圧出力回路４０＿１と検出電圧出力回路４０＿２とは同一の回路構成を有しているため、以下では、代表的に検出電圧出力回路４０＿１の動作について説明する。

上述したように、検出電圧出力回路４０＿１には、モータ３側から中間電圧Ｖａが入力され、電源端子Ｐ１側から電源相応電圧Ｖｃが入力される。ここでは、先ず、モータ３側から検出電圧出力回路４０＿１に入力される電圧について説明する。

モータ３側から検出電圧出力回路４０＿１に入力される電圧は、コイル６＿１の中間点の電圧ＶＡである。コイル６＿１の中間点の電圧ＶＡは、図３に示すように、コイル６＿１の断線の有無に依存して大きさが相違する。例えば、図３の下段に示されるように、コイル６＿１に断線が発生していない正常時には、コイル６＿１の中間点の電圧ＶＡの絶対値は「Ｖｄｃ／２」の大きさとなる。しかしながら、コイル６＿１が断線した場合、コイル６＿１に電流が流れなくなるため、図３の上段に示されるように、所定の方向に電圧が印加されているときにのみ、コイル６＿１の中間点の電圧ＶＡの絶対値が「Ｖｄｃ」の大きさになる。なお、コイル６＿２の中間点の電圧についても、正常時とコイル６＿２の断線時とはそれぞれ図３に示されるものと同様の態様になる。

正常な電圧範囲の電源電圧Ｖｄｃがモータ駆動制御装置１に供給され、インバータ回路１２＿１が正常に動作している場合には、図２の参照符号Ｐ２で示される経路でコイル６＿１から負荷４２＿１に電流が流れ込む。これにより、図３に示されるコイル６＿１の中間点の電圧ＶＡを抵抗Ｒａ，Ｒｂで分圧した中間電圧Ｖａに応じた検出電圧Ｖｓ１が駆動制御回路２０に入力される。

次に、電源側から検出電圧出力回路４０＿１に入力される電圧について説明する。
電源側から検出電圧出力回路４０＿１に入力される電圧は、電源相応電圧Ｖｃである。
例えば、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧（ツェナー電圧）をＶｚ、ダイオードＤ１（Ｄ２）の順方向電圧Ｖｆとしたとき、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より低い場合には、ツェナーダイオードＺＤが降伏しないため、電源端子Ｐ１側から検出電圧出力回路４０＿１の負荷４２＿１に電流は流れない。

一方、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より高くなったとき、ツェナーダイオードＺＤが降伏する。これにより、図２の参照符号Ｐ３に示される経路で、電源端子Ｐ１側から検出電圧出力回路４０＿１の負荷４２＿１に電流が流れ込む。これにより、電源相応電圧Ｖｃ（≒Ｖｄｃ－Ｖｚ）に応じた検出電圧Ｖｓ１が駆動制御回路２０に入力される。

以上のことから、検出電圧出力回路（第１検出電圧回路の一例）４０＿１から出力される検出電圧（第１検出電圧の一例）Ｖｓ１は、電源電圧Ｖｄｃの大きさに依存することが理解される。すなわち、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より低い場合には、ツェナーダイオードＺＤ側から検出電圧出力回路４０＿１の負荷４２＿１に電流は流れないため、コイル（第１系統のコイルの一例）６＿１側から負荷（第１負荷の一例）４２＿１に流れ込んだ電流に応じた電圧が負荷４２＿１（抵抗Ｒ３）の両端に発生し、検出電圧Ｖｓ１として駆動制御回路２０に入力される。すなわち、コイル６＿１の中間点の電圧ＶＡに基づく中間電圧（第１中間電圧の一例）Ｖａに応じた電圧（Ｖａ－Ｖｆ）が検出電圧Ｖｓ１として駆動制御回路２０に入力される。

一方、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より高く、且つ電源相応電圧Ｖｃが中間電圧Ｖａよりも高い場合には、ツェナーダイオードＺＤ側から検出電圧出力回路４０＿１の負荷４２＿１に電流が流れ込む。これにより、負荷４２＿１の両端には（Ｖｃ－Ｖｆ）の電圧が発生し、検出電圧Ｖｓ１として駆動制御回路２０に入力される。

なお、検出電圧出力回路（第２検出電圧出力回路の一例）４０＿２についても検出電圧出力回路４０＿１と同様に、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より低い場合には、検出電圧出力回路４０＿２は、コイル（第２系統のコイルの一例）６＿２の中間点の電圧に基づく中間電圧（第２中間電圧の一例）Ｖｂに応じた電圧（＝Ｖｂ－Ｖｆ）を検出電圧（第２検出電圧の一例）Ｖｓ２として駆動制御回路２０に入力し、電源電圧Ｖｄｃが電圧（Ｖｚ＋Ｖｆ）より高い場合には、検出電圧出力回路４０＿２は、電源相応電圧Ｖｃに応じた電圧（＝Ｖｃ－Ｖｆ）を検出電圧Ｖｓ２として駆動制御回路２０に入力する。

駆動制御回路２０における異常判定部２２は、検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２から入力された検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２に基づいて、ファン５の異常の有無を判定する。

具体的には、異常判定部２２は、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２の少なくとも一方が閾値電圧Ｖｔｈを超えている場合に、モータ３が過電圧状態であると判定する。例えば、Ｖｄｃ≧Ｖｄｃ＿ｍａｘの場合にモータ３が過電圧状態であると判定したい場合、異常判定部２２による過電圧状態の判定のための判定基準値（閾値電圧）Ｖｔｈとして、（Ｖｄｃ＿ｍａｘ－（Ｖｚ＋Ｖｆ））を設定する。これによれば、電源電圧ＶｄｃがＶｄｃ＿ｍａｘを超えた場合、ツェナーダイオードＺＤから検出電圧出力回路４０＿１に電流が流れ込むことによって、検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈ（＝Ｖｄｃ＿ｍａｘ－（Ｖｚ＋Ｖｆ））を超える。これにより、異常判定部２２は、モータ３が過電圧状態であると判定することができる。

また、異常判定部２２は、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との差分が所定の大きさ（以下、「差電圧閾値ΔＶｔｈ」とも称する。）を超えている場合に、コイル６＿１及びコイル６＿２のいずれか一方が開放状態（断線等）であると判定する。

図３に示したように、各コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧の絶対値は、各コイル６＿１，６＿２の断線（開放故障（オープン故障））の有無に応じて異なる大きさとなる。したがって、モータ３が過電圧状態でないときに、コイル６＿１，６＿２の何れか一方が断線した場合（開放故障の場合）には、検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２からそれぞれ出力される検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２とが互いに異なる大きさとなり、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との間に電圧差が生じる。したがって、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との間の差分を監視することにより、各コイル６＿１，６＿２の断線（開放故障（オープン故障））を検出することが可能となる。具体的には、異常判定部２２は、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との差分が差電圧閾値ΔＶｔｈを超えている場合に、コイル６＿１およびコイル６＿２のいずれか一方が開放状態（断線等）であると判定する。

なお、コイル６＿１とコイル６＿２の両方が断線している場合には、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との間に一定値以上の差は生じないが、モータ３の回転動作を継続することができなくなるため、信号ＦＧ１，ＦＧ２が出力されなくなる（周期信号ではなく一定の電圧となる）。そこで、異常判定部２２は、検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２のみならず、信号ＦＧ１，ＦＧ２も合わせて監視することにより、モータ３に何等かの異常が発生したことを検出することができる。

異常判定部２２は、モータ３が正常に回転しているとき、信号ＦＧ１，ＦＧ２を合成した信号ＦＧ（周期信号）を生成して、モータ駆動情報信号Ｓｏとして上位装置２に出力する。一方、モータ３の異常を検出した場合には、モータ駆動情報信号Ｓｏをハイレベルまたはローレベルに固定することにより、モータ３等に異常が発生したことを上位装置２に通知する。

例えば、モータ３が過電圧状態であることを検出した場合には、異常判定部２２は、モータ駆動情報信号Ｓｏを上位装置２に伝達するための信号線とグラウンド電位との間に接続されたスイッチ（例えばトランジスタ）Ｑｃをオンすることにより、モータ駆動情報信号Ｓｏをローレベルに固定する（モータ駆動情報信号Ｓｏ＝ローレベル固定）。これにより、上位装置２に対して、モータ３が過電圧状態であることを通知することができる。
また、モータ３のコイル６＿１、６＿２の何れか一方が開放故障であることを検出した場合には、異常判定部２２は、例えば、モータ駆動情報信号Ｓｏを上位装置２に伝達するための信号線をハイインピーダンス（開放状態）にする。これによれば、例えば、当該信号線が上位装置２側でプルアップされている場合には、ハイレベルのモータ駆動情報信号Ｓｏが上位装置２に入力されるので、上位装置２は、モータ３のコイル６＿１、６＿２の何れか一方が開放故障であることを認識することが可能となる。

なお、上位装置２に対する異常検出結果の通知方法は、上述したスイッチＱｃを用いる方法に限定されない。例えば、上位装置２および駆動制御回路２０に異常検出結果の送受信用の外部端子を更に設け、その外部端子間で信号の送受信を行うことによって、駆動制御回路２０から上位装置２にモータ３等に異常が発生したことを通知してもよい。

次に、モータ駆動制御装置１によるモータ３の異常判定処理の流れについて説明する。

図４は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によるモータ３の異常判定処理の流れを示すフローチャートである。

先ず、外部からモータ駆動制御装置１の電源端子Ｐ１に電源電圧Ｖｄｃが供給されるとモータ駆動制御装置１が起動する（ステップＳ１）。モータ駆動制御装置１の起動後、駆動制御回路２０の異常判定部２２が、検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２の少なくとも一方が閾値電圧Ｖｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ２）。

検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２の少なくとも一方が閾値電圧Ｖｔｈを超えている場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、異常判定部２２は、モータ３が過電圧状態であると判定する（ステップＳ９）。そして、異常判定部２２は、上述した手法により、モータ３が過電圧状態であることを外部（上位装置２）に通知する（ステップＳ１０）。

一方、検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２のどちらも閾値電圧Ｖｔｈを超えていない場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、異常判定部２２が、モータ３が過電圧状態でないと判定し、駆動制御部２１が、異常判定部２２の判定結果に応じて、上位装置２から受信した駆動指令信号Ｓｃに基づいて第１駆動指令信号Ｓｃ１および第２駆動指令信号Ｓｃ２を生成してモータ駆動回路１０＿１，１０＿２に出力することにより、モータ３の駆動を開始する（ステップＳ３）。

ステップＳ３において、モータ駆動回路１０＿１，１０＿２によるモータ３の駆動が開始されると、モータ３が回転し、２系統のコイル６＿１，６＿２の夫々の中間点に電圧が発生する（ステップＳ４）。

これにより、検出電圧出力回路４０＿１が、電源相応電圧Ｖｃとコイル６＿１の中間点の電圧に応じた中間電圧Ｖａの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧Ｖｓ１を生成する（ステップＳ５）。同様に、検出電圧出力回路４０＿２が、電源相応電圧Ｖｃとコイル６＿２の中間点の電圧に応じた中間電圧Ｖｂの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧Ｖｓ２を生成する（ステップＳ５）。

次に、駆動制御回路２０において、異常判定部２２が、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との電圧差｜Ｖｓ１－Ｖｓ２｜が差電圧閾値ΔＶｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ６）。

検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との電圧差が差電圧閾値ΔＶｔｈを超えている場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、異常判定部２２は、モータ３のコイル６＿１、６＿２の何れか一方が開放故障（オープン故障）であると判定する（ステップＳ７）。そして、異常判定部２２は、モータ３のコイル６＿１、６＿２の何れか一方が開放故障であることを、上述した手法により、外部（上位装置２）に通知する（ステップＳ１０）。

一方、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との電圧差が差電圧閾値ΔＶｔｈを超えていない場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、異常判定部２２は、検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２の少なくとも一方が閾値電圧Ｖｔｈを超えているか否かを判定する（ステップＳ８）。

検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２の少なくとも一方が閾値電圧Ｖｔｈを超えている場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）には、異常判定部２２は、モータ３が過電圧状態であると判定する（ステップＳ９）。そして、異常判定部２２は、モータ３が過電圧状態であることを、上述した手法により、外部（上位装置２）に通知する（ステップＳ１０）。

一方、検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２のどちらも閾値電圧Ｖｔｈを超えていない場合（ステップＳ８：ＮＯ）には、異常判定部２２は、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６～Ｓ１０の処理を再度実行する。

以上、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、電源電圧Ｖｄｃの大きさに応じて変化する電源相応電圧Ｖｃを生成する電圧生成回路３１と、モータ３のコイル（第１系統のコイルの一例）６＿１の中間点の電圧に基づく中間電圧（第１中間電圧の一例）Ｖａと電源相応電圧Ｖｃの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧（第１検出電圧の一例）Ｖｓ１を生成する検出電圧出力回路（第１検出電圧出力回路の一例）４０＿１と、モータ３のコイル（第２系統のコイルの一例）６＿２の中間点の電圧に基づく中間電圧（第２中間電圧の一例）Ｖｂと電源相応電圧Ｖｃの何れか大きい方の電圧に応じた検出電圧（第２検出電圧の一例）Ｖｓ２を生成する検出電圧出力回路（第２検出電圧出力回路の一例）４０＿２と、を備えている。

これによれば、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２を監視することにより、モータ３の異常の有無を判定することが可能となる。すなわち、上述したように、コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧は、コイル６＿１，６＿２の断線の有無に応じて大きさが相違するので、電源相応電圧Ｖｃが中間電圧Ｖａ，Ｖｂを超えていない状況では、コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧に応じた検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が夫々生成される。この場合に、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２とを比較することにより、コイル６＿１，６＿２の何れか一方に開放故障（断線）が発生しているか否かを判定することができる。例えば、上述したように、検出電圧Ｖｓ１と検出電圧Ｖｓ２との差分が差電圧閾値ΔＶｔｈを超えている場合に、モータ駆動制御装置１は、コイル６＿１，６＿２の何れか一方に開放故障（断線）が発生していると判定することができる。

一方、電源相応電圧Ｖｃが中間電圧Ｖａ，Ｖｂを超えている状況においては、電源相応電圧Ｖｃに応じた検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が生成される。この場合には、検出電圧Ｖｓ１，検出電圧Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈを超えているか否かを判定することにより、モータ３が過電圧状態であるか否かを判定することができる。

このように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によれば、上述した手法によって生成した検出電圧Ｖｓ１および検出電圧Ｖｓ２を監視することにより、モータ３が過電圧状態であるか否かを判定することができるとともに、モータ３の２系統のコイル６＿１，６＿２の何れか一方が断線しているか否かを判定することができる。

また、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によれば、単に各コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧を監視する場合に比べて、モータ３の過電圧状態をより高精度に検出することが可能となる。以下、図を用いて詳細に説明する。

図５は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１と比較例のモータ駆動制御装置１Ｘにおける電源電圧Ｖｄｃに対する検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性の一例を示す図である。

図６は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の比較例としてのモータ駆動制御装置１Ｘの構成を示す図である。
図６に示す比較例のモータ駆動制御装置１Ｘは、保護回路３０ＸのツェナーダイオードＺＤが検出電圧出力回路４０Ｘ＿１，４０Ｘ＿２に接続されず、各コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧のみ検出電圧出力回路４０Ｘ＿１，４０Ｘ＿２に入力される点において、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１と相違し、その他の点においてはモータ駆動制御装置１と同様である。

図５において、横軸は、電源電圧Ｖｄｃ〔Ｖ〕を表し、縦軸は検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２〔Ｖ〕を表している。図５には、一例として、モータ駆動制御装置１，１Ｘにおいて、電圧生成回路３１を構成するツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧Ｖｚを１４．５Ｖとし、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方向電圧Ｖｆを０．５Ｖとし、通常動作時の電源電圧Ｖｄｃを１５Ｖとし、電源電圧Ｖｄｃが１８Ｖ付近まで上昇した場合に、異常判定部２２がモータ３の過電圧状態を検出するように閾値電圧Ｖｔｈを２．５Ｖに設定した場合の、電源電圧Ｖｄｃと検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２との関係が示されている。

図５において、参照符号３０１は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２（ＰＷＭ信号）のデューティ比が２５％であるときの検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性を表し、参照符号３０２は、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１の駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２（ＰＷＭ信号）のデューティ比が１００％であるときの検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性を表している。

また、参照符号３０１Ｘは、比較例に係るモータ駆動制御装置１Ｘの駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２（ＰＷＭ信号）のデューティ比が２５％であるときの検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性を表し、参照符号３０２Ｘは、比較例に係るモータ駆動制御装置１Ｘの駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２（ＰＷＭ信号）のデューティ比が１００％であるときの検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の特性を表している。

通常、各コイル６＿１，６＿２の巻線の中間点の電圧は、駆動制御信号Ｓｄ１、Ｓｄ２としてのＰＷＭ信号のデューティ比によって変動する。すなわち、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が小さくなる程、巻線の中間点の電圧は小さくなる傾向がある。そのため、巻線の中間点の電圧だけを監視して過電圧状態を判定しようとすると、駆動制御信号Ｓｄ１、Ｓｄ２としてのＰＷＭ信号のデューティ比によっては、適切に過電圧状態を検出することができない場合がある。

例えば、本実施の形態の比較例のモータ駆動制御装置１Ｘが、入力可能な電源電圧範囲が７Ｖ－１５Ｖであるモータ３に１８Ｖを超える電源電圧Ｖｄｃが印加された場合に、モータ３が過電圧状態であると判定することを考える。
ここでは、図５に示すように、モータ駆動制御装置１Ｘの異常判定部２２が過電圧状態を検出するための閾値電圧（基準値）Ｖｔｈｘが“２．０Ｖ”に設定され、分圧回路４１＿１，４１＿２の分圧比が閾値電圧Ｖｔｈｘに応じた適切な値に設定されているものとする。

例えば、モータ駆動制御装置１Ｘにおいて、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が２５％である場合、図５の参照符号３０１Ｘに示すように、電源電圧Ｖｄｃが１８Ｖに到達したとき、検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈｘ（＝２．０Ｖ）を超えるため、異常判定部２２が、モータ３が過電圧状態であると判定する。しかしながら、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が１００％である場合、図５の参照符号３０２Ｘに示すように、電源電圧Ｖｄｃが１４．３Ｖに到達したとき、検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈｘ（＝２．０Ｖ）を超える。そのため、異常判定部２２は、電源電圧Ｖｄｃがモータ３の入力可能な電源電圧範囲（７Ｖ－１５Ｖ）内であるにも関わらず、電源電圧Ｖｄｃが１４．３Ｖに到達したとき、モータ３が過電圧状態であると誤判定をしてしまう。

この誤判定を防ぐために、閾値電圧Ｖｔｈｘを２．５Ｖまで上げた場合を考える。この場合において、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が１００％であるとき、図５の参照符号３０２Ｘに示すように、電源電圧Ｖｄｃが１８Ｖ付近まで上昇した場合にモータ３の過電圧状態を検出することができるようになる。しかしながら、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が２５％である場合には、図５の参照符号３０１Ｘに示すように、電源電圧Ｖｄｃが２１．３Ｖまで上昇しないと、モータ３の過電圧状態を検出することができない。

したがって、モータ駆動制御装置１Ｘのように単純にコイル６＿１，６＿２の中間点の電圧のみを用いてモータ３の過電圧状態を検出した場合、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比によって過電圧状態の検出範囲が大きくばらついてしまう。

これに対し、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１は、コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧とツェナーダイオードＺＤによって生成される電源相応電圧Ｖｃの何れか大きい方の電圧に基づいて生成した検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２を監視することにより、過電圧状態の判定を行う。

例えば、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１において、過電圧状態を判定するための閾値電圧（基準値）Ｖｔｈを２．５Ｖに設定したとき、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が１００％である場合には、図５の参照符号３０２に示すように、電源電圧Ｖｄｃが１８Ｖ付近まで上昇すると検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈを超える。

一方、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が２５％である場合には、図５の参照符号３０１に示すように、モータ駆動制御装置１において、電源電圧Ｖｄｃが１５Ｖ（＝Ｖｚ＋Ｖｆ）を超えたとき、ツェナーダイオードＺＤから検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２に電流が流れ込む。これにより、モータ駆動制御装置１では、モータ駆動制御装置１Ｘの場合に比べて検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２の変化の割合（傾き）が大きくなり、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比が２５％まで低下した場合でも、電源電圧Ｖｄｃが１８Ｖ付近に到達したときに検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が閾値電圧Ｖｔｈを超える。

このように、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によれば、駆動制御信号Ｓｄ１，Ｓｄ２のデューティ比に起因する過電圧状態の検出範囲のばらつきを抑制することができるので、過電圧状態の検出精度を向上させることが可能となる。

更に、本実施の形態に係るモータ駆動制御装置１によれば、モータ３を駆動していない状況であっても、電源電圧Ｖｄｃに入力可能範囲を超える電圧が印加された場合には、ツェナーダイオードＺＤを介して電源相応電圧Ｖｃが検出電圧出力回路４０＿１，４０＿２に入力される。これによれば、例えば、電源電圧の投入直後のモータ３の駆動を開始する前の時点で、モータ３が過電圧状態であることを検出することができるので、過電圧状態でモータ３の駆動を開始することによるモータ３や周辺回路の故障を防ぐことが可能となる。

また、モータ駆動制御装置１によれば、ツェナーダイオードＺＤを、電圧生成回路３１を構成する電圧降下素子と保護用トランジスタＱａ，Ｑｂの耐圧保護のための保護素子として兼用することができるので、過電圧検出機能の追加に伴うモータ駆動制御装置１の回路規模の増大を抑えることが可能となる。

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

図７は、本発明の別の実施の形態に係るモータ駆動制御システムの構成を示すブロック図である。

上記実施の形態では、検出電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が駆動制御回路２０（ＭＣＵ）の入力可能電圧範囲を超えないようにするために、モータ３の各コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧を分圧して駆動制御回路２０に入力する場合を例示したが、これに限られない。
例えば、各コイル６＿１，６＿２の中間点の電圧が駆動制御回路２０（ＭＣＵ）の入力可能な電圧範囲を超えない場合には、図７に示すモータ駆動制御システム１００Ａにおけるモータ駆動制御装置１Ａのように、検出電圧出力回路（第１および第２検出電圧出力回路の一例）４０Ａ＿１，４０Ａ＿２のそれぞれは、分圧回路４１＿１，４１＿２を設けなくてもよい。

また、保護機能として突入電流抑制機能が不要である場合には、図７に示すように、保護回路３０Ａは、保護用トランジスタＱａを設けなくてもよい。

また、上記実施の形態において、モータ駆動制御装置１を、２系統のコイル６＿１，６＿２を備えた単相のブラシレスモータを有するファンユニットに適用する場合を例示したが、これに限られない。例えば、モータ駆動制御装置１を、１系統のコイルを備えた単相のブラシレスモータを２つ有するファンユニットに適用してもよい。

また、上記実施の形態において、モータ３が単相のブラシレスモータである場合を例示したが、モータ３の種類や相数等はこれに限定されない。

また、上記実施の形態において、異常判定部２２がＭＣＵによるプログラム処理によって実現される場合を例示したが、これに限られない。例えば、異常判定部２２は、ＯＰアンプ等を用いたコンパレータ回路によって実現し、そのコンパレータ回路の比較結果信号を駆動制御回路２０に入力し、駆動制御回路２０が入力された比較結果信号に応じて、モータの異常の有無を上位装置２に通知してもよい。

また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。

１，１Ａ…モータ駆動制御装置、１Ｘ…モータ駆動制御装置（比較例）、２…上位装置、３…モータ、４…インペラ（羽根車）、５…ファン（ファンモータ）、６＿１，６＿２…コイル（第１，第２系統のコイルの一例）、７＿１，７＿２…位置検出器、１０＿１，１０＿２…モータ駆動回路（第１，第２モータ駆動回路の一例）、１１＿１，１１＿２…制御回路、１２＿１，１２＿２…インバータ回路、１６＿１，１６＿２，１７＿１，１７＿２…出力端子、１９…ヒューズ、２０…駆動制御回路、２１…駆動制御部、２２…異常判定部、３０，３０Ａ…保護回路、３０Ｘ…保護回路（比較例）、３１…電圧生成回路、４０＿１，４０Ａ＿１…検出電圧出力回路（第１検出電圧出力回路の一例）、４０＿２，４０Ａ＿２…検出電圧出力回路（第２検出電圧出力回路の一例）、４０Ｘ＿１，４０Ｘ＿２…検出電圧出力回路（比較例）、４１＿１，４１＿２…分圧回路、４２＿１，４２＿２…負荷（第１，第２負荷の一例）、１００，１００Ａ…モータ駆動制御システム、１０１，１０１Ａ…ファンユニット、Ｃ１～Ｃ３…キャパシタ、Ｄ１～Ｄ４…整流素子（第１～第４整流素子の一例；ダイオード）、ＦＧ１…信号（第１ＦＧ信号）、ＦＧ２…信号（第２ＦＧ信号）、Ｌｐ…電源ライン、Ｐ１…電源端子、Ｑ１～Ｑ８…駆動用トランジスタ、Ｑａ，Ｑｂ…保護用トランジスタ、Ｑｃ…スイッチ（トランジスタ）、Ｒ１～Ｒ３，Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄ…抵抗、Ｒｓ１，Ｒｓ２…電流検出用抵抗、Ｓｃ…駆動指令信号、Ｓｃ１…第１駆動指令信号、Ｓｃ２…第２駆動指令信号、Ｓｄ１，Ｓｄ２…駆動制御信号、Ｓｏ…モータ駆動情報信号、Ｖａ，Ｖｂ…中間電圧（第１，第２中間電圧の一例）、Ｖｃ…電源相応電圧、Ｖｄｃ…電源電圧、Ｖｓ１，Ｖｓ２…検出電圧（第１，第２検出電圧の一例）、Ｖｔｈ…閾値電圧（判定基準値）、ＺＤ…電圧降下素子（ツェナーダイオード）、ΔＶｔｈ…差電圧閾値。

Claims (8)

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するモータ駆動制御装置であって、
   電源電圧に基づいて、前記第１系統のコイルに通電する制御を行う第１モータ駆動回路と、
   前記電源電圧に基づいて、前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２モータ駆動回路と、
   前記電源電圧の大きさに応じて変化する電源相応電圧を生成する電圧生成回路と、
   前記第１系統のコイルの中間点の電圧に基づく第１中間電圧と前記電源相応電圧の何れか大きい方の電圧に基づいて第１検出電圧を生成して出力する第１検出電圧出力回路と、
   前記第２系統のコイルの中間点の電圧に基づく第２中間電圧と前記電源相応電圧の何れか大きい方の電圧に基づいて第２検出電圧を生成して出力する第２検出電圧出力回路と、
   前記第１モータ駆動回路の動作と前記第２モータ駆動回路の動作を制御するとともに、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧に基づいて前記モータの動作状態を判定する駆動制御回路と、を備える
   モータ駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記電圧生成回路は、前記電源電圧が所定の大きさを超えた場合に、前記電源電圧を降圧した電圧を前記電源相応電圧として出力する電圧降下素子を含む
   モータ駆動制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記第１検出電圧出力回路は、入力された電流に応じて前記第１検出電圧を生成する第１負荷と、前記第１系統のコイルの中間点側から前記第１負荷に電流を流す第１整流素子と、前記電圧降下素子側から前記第１負荷に電流を流す第２整流素子と、を有し、
   前記第２検出電圧出力回路は、入力された電流に応じて前記第２検出電圧を生成する第２負荷と、前記第２系統のコイルの中間点側から前記第２負荷に電流を流す第３整流素子と、前記電圧降下素子側から前記第２負荷に電流を流す第４整流素子と、を有する
   モータ駆動制御装置。
4. 請求項３に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記電圧降下素子はツェナーダイオードであり、前記第１乃至第４整流素子はダイオードであって、
   前記第１負荷の一端は、前記駆動制御回路に接続され、前記第１負荷の他端は、基準電位に接続され、
   前記第２負荷の一端は、前記駆動制御回路に接続され、前記第２負荷の他端は、基準電位に接続され、
   前記電圧降下素子のカソードには前記電源電圧が印加され、前記電圧降下素子のアノードは前記第２整流素子のアノードと前記第４整流素子のアノードに共通に接続され、
   前記第２整流素子のカソードは、前記第１負荷の前記一端に接続され、
   前記第１整流素子のアノードには前記第１中間電圧が印加され、前記第１整流素子のカソードは、前記第１負荷の前記一端に接続され、
   前記第４整流素子のカソードは、前記第２負荷の前記一端に接続され、
   前記第３整流素子のアノードには前記第２中間電圧が印加され、前記第３整流素子のカソードは、前記第２負荷の前記一端に接続されている
   モータ駆動制御装置。
5. 請求項４に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記電源電圧が供給される電源端子と、
   前記第１モータ駆動回路および前記第２モータ駆動回路に電力を供給するための電源ラインと、
   前記電源端子と前記電源ラインとの間に接続された保護用トランジスタとを更に有し、
   前記電圧降下素子のアノードは、前記保護用トランジスタの制御電極に接続され、前記電圧降下素子のカソードは、前記電源端子側に接続されている
   モータ駆動制御装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記駆動制御回路は、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧の少なくとも一方が所定の閾値電圧を超えている場合に、前記モータが過電圧状態であると判定する
   モータ駆動制御装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置において、
   前記駆動制御回路は、前記第１検出電圧と前記第２検出電圧との差が所定の大きさを超えている場合に、前記第１系統のコイル及び前記第２系統のコイルのいずれか一方が開放状態であると判定する
   モータ駆動制御装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載のモータ駆動制御装置と、
   前記モータと、
   前記モータの回転力によって回転するインペラと、を備える
   ファンユニット。

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