JPH04156285A - モータ駆動回路の異常検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 モータ駆動回路の異常を検出する異常検出方式に関し、 時間・速度、時間・加速度、あるいは速度・加速度によ
ってモータ駆動回路の異常検出を行い、素子の異常を早
期に発見して素子の破壊の波及を防止することを目的と
し、 モータに電流を供給して駆動開始したときの時間と速度
との関係を予め定めた時間・速度特性をもとに異常検出
するアラーム発生回路を備え、モータに電流を供給して
駆動開始したときに、上記アラーム発生回路がモータの
駆動開始後の所定時間毎にモータの実際の速度と上記時
間・速度特定に定められた速度を比較し、その誤差が所
定値以上のときにモータ駆動回路の異常と検出するよう
に構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、モータ駆動回路の異常を検出する異常検出方
式に関するものである。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来、磁
気ディスク装置のモータ駆動回路において、モータや素
子の異常は、第８図に示すように、モータの駆動を開始
してから一定時間Ｔ、経過した後、目標回転数に達して
いるか否かによって検出していた。このため、電源投入
前に回路に異常（例えば素子不良など）があった場合や
、起動してから定常回転に達するまでに異常が発生した
場合、一定時間Ｔ、経過しないと検出できず、一部の素
子が壊れていても起動してしまって異常のない素子まで
も壊してしまい、被害を大きくしてしまうという問題が
あった。以下簡単に説明す磁気ディスク装置に使われる
モータは、次の３つの特徴がある。

（１）起動電流が一定である（従ってトルクも一定であ
る）。

（２）　　モータ負荷は変動しない（但し、回転数が増
加すると風損が増加し負荷トルクが増える）。

（３）　　目標回転数は一定である。

従って、従来の異常検出方式は、モータ駆動開始から７
時間経過後に定常回転数に達したか否かによって正常／
異常を第８図に示すように判断していた。このため、３
相のうち１相が欠損した場合には、■に示すように特性
が変化し、起動から７時間経過後でも定常回転に達せず
、異常と検出でき、駆動回路が破損することもない、し
かし、既に駆動回路の素子が起動前に破損していた場合
、■に示すようにモータの起動から７時間経過後である
ため、駆動回路の他の素子の破損を招くという問題があ
った。

本発明は、時間・速度、時間・加速度、あるいは速度・
加速度によってモ〜り駆動回路の異常検出を行い、素子
の異常を早期ムこ発見して素子の破壊の波及を防止する
ことを目的としている。

［課題を解決するだめの手段］ 第１図ないし第３図を参照して課題を解決するための手
段を説明する。

第１図なしい第３図において、アラーム発生回路６は、
時間・速度特性７、時間・加速度特性８、あるいは速度
・加速度特定９をもとにモータ駆動回路の異常検出する
ものである。

時間・速度特性７は、モータ１に電流を供給して駆動開
始したときの時間と速度との関係を予め求めたものであ
る。

時間・加速度特性８は、モータｌに電流を供給して駆動
開始したときの時間と加速度との関係を予め求めたもの
である。

速度・加速度特性９は、モータ１にＴＫ、流を供給して
駆動したときの速度と加速度との関係から予め求めたも
のである。

〔作用〕

本発明は、第１図に示すように、モータ１に電流を供給
して駆動開始したときに、アラーム発生回路６が時間・
速度特性７と、時間およびモータ１の速度とを比較して
時間に対する速度との差が所定値以上のときにモータ駆
動回路の異常と検出するようにしている。また、第２図
に示すように、時間・加速度特性８と、時間およびモー
タ１の加速度とを比較して時間に対する加速度との差が
所定値以上のときにモータ駆動回路の異常と検出するよ
うにしている。また、第３図に示すように、正常な速度
・加速度領域９と、モータ１の速度および加速度とを比
較してその関係が所定値以上異なるときにモータ駆動回
路の異常と検出するようにしている。

従って、時間・速度、時間・加速度、あるいは速度・加
速度によってモータ駆動回路の異常検出を行うことによ
り、素子の異常を早期に発見して素子の破壊の波及を防
止することが可能となる。

〔実施例〕

次に、第１図から第７図を用いて本発明の１実施例の構
成および動作を順次詳細に説明する。

（１）時間・速度特性７を用いたモータ駆動回路の異常
検出について、第１図、第４図（Ｍｌ、第５図を用いて
詳細に説明する。

第１図において、モータｌは、磁気ディスク装置などを
駆動するモータである。

カウンタ２は、モータ１からのパルス（位置信号）を計
数して位置を求めるものである。ここでは、ＤＣブラシ
レスモータのホール索子からのパルスやロータリエンコ
ーダからのパルスを計数して位置を求める。

モータ駆動回路３は、モータ１を駆動する回路であって
、４ないし７、更に図示外のモータを駆動する駆動回路
などから構成されるものである。

演算回路４は、カウンタ２からの位置信号から速度信号
を生成するものである。具体的には、サンプリング間の
位置信号（パルス数）の差がら速度信号を生成する。

タイマ５は、時間を生成するものである。

アラーム発生回路６は、モータ１の現在の速度および起
動開始したときからの時間と、時間・速度特性７とを比
較し、異常検出を行うものである。

時間・速度特性７は、モータ１に電流を供給して駆動開
始したときの時間と速度との関係を予め求めたものであ
る。

次に、第４図ｆａｔを用いて第１図構成の動作の概念を
説明する。ここで、横軸は時間を表し、縦軸は速度を表
す、モータ１を停止状態から電流を供給して駆動開始し
、このときに時間に従って速度が目標値（目標速度、目
標回転数）にいたる曲線を図示規定値の曲線として予め
求め、これを第１図時間・速度特性７としてメモリに記
憶あるいは関数値として保持する。この規定値から図示
異常のようにずれたときにモータ駆動回路３を異常と検
出する。

次に、第５図フローチャートを用いて第１図構成の動作
を詳細に説明する。

ｉｌｌ　　規定値以下を繰り返して異常と判断する回数
ｎ０を初期値として設定する（■）。

（２）　　モータ１に駆動電流を供給し、駆動開始する
（０）。

（３）　　モータ１からのパルスをカウンタ２によって
計数した位置信号から演算回路４が速度を算出する　（
０）。

（４）　　アラーム発生回路６が、タイマ５から通知さ
れたモータ１を駆動開始したときからの時間をもとに、
モータ１、カウンタ２、演算回路４から通知された現在
の速度が、第４図ｔａ＋の規定値より小さいか否かを判
別する（＠）。

＋５１　　＋４１で規定値以下の状態がｎ０回繰り返し
たとき（［相］ＹＥＳのとき）、即ち第４図＋ａ＋の異
常と記載したようになったとき、モータ駆動回路が異常
と判断しく０）、アラーム信号を上位装置に通知する。

以上によって、予め求めた時間・速度特性７をもとに、
モータ１を駆動開始した時点からの時間およびそのとき
の速度が規定値以下となったときに、モータ駆動回路の
異常と判断することにより、素子の破壊を波及させるこ
となく、早期に異常を検出することが可能となる。

（Ｉ［）時間・加速度特性８を用いたモータ駆動回路の
異常検出について、第２図、第４図（ｂｌ、第６図を用
いて詳細に説明する。

第２図において、演算回路４は、カウンタ２からの位置
信号から加速度信号を生成するものである。具体的には
、サンプリング間の位置信号（パルス数）の差をもとに
速度、更にその差をもとに加速度信号を生成する。

アラーム発生回路６は、モータ１の現在の加速度および
起動開始したときからの時間と、時間・加速度特性８と
を比較し、異常検出を行うものである。

時間・加速度特性８は、モータ１に電流を供給して駆動
開始したときの時間と加速度との関係を予め求めたもの
である。

尚、モータ１、カウンタ２、タイマ５は第１図構成のも
のと同じであるので説明を省略する。

次に、第４図中）を用いて第２図構成の動作の概念を説
明する。ここで、横軸は時間を表し、縦軸は加速度を表
す、モータｌを停止状態から電流を供給して駆動開始し
、このときに時間に従って加速度が零（目標速度に到達
して加速度が零）にいたる曲線を図示規定値の曲線とし
て予め求め、これを第１図時間・加速度特性８としてメ
モリに記憶あるいは関数値として保持する。この規定値
から図示異常のようにずれたときにモータ駆動回路３を
異常と検出する。

次に、第６図フローチャートを用いて第２図構成の動作
を詳細に説明する。

（１）規定値以下を繰り返して異常と判断する回数ｎ、
を初期値として設定する（＠）。

（２）　　モータ１に駆動電流を供給し、駆動開始する
（ｅ）。

（３）　　モータ１からのパルスをカウンタ２によって
計数した位置信号から演算回路４が加速度を算出する（
０）。

（４）　　アラーム発生回路６が、タイマ５から通知さ
れたモータｌを駆動開始したときからの時間をもとに、
モータｌ、カウンタ２、演算回路４から通知された現在
の加速度が、第４図（ｂｌの規定値より小さいか否かを
判別する（０）。

＋５１　　（４＋で規定値以下の状態がｎ０回繰り返し
たとき（［相］ＹＥＳのとき）、即ち第４図（ｂｌの異
常と記載したようになったとき、モータ駆動回路が異常
と判断しく０）、アラーム信号を上位装置に通知する。

以上によって、予め求めた時間・加速度特性８をもとに
、モータ１を駆動開始した時点からの時間およびそのと
きの加速度が規定値以下となったときに、モータ駆動回
路の異常と判断することにより、素子の破壊を波及させ
ることなく、早期に異常を検出することが可能となる。

（Ｉｌｌ）速度・加速度特性９を用いたモータ駆動回路
の異常検出について、第３図、第４図ｔｅｌ、第７図を
用いて詳細に説明する。

第３図において、速度変換器２−１は、カウンタ２によ
って計数した位置信号のサンプリング間の差から速度信
号・を生成するものである。

演算回路４は、カウンタ２からの位置信号および速度変
換器２−１からの速度信号をもとに、速度信号および加
速度信号を生成するものである。

尚、カウンタ２からの位置信号から速度信号、更に速度
信号から加速度信号を生成し、これら速度信号および加
速度信号をアラーム発生回路６に入力するようにしても
よい。

アラーム発生回路６は、入力された現在のモータ１の速
度信号および加速度信号について、正常な速度・加速度
特性９の範囲内か否かを比較するものである。正常な速
度・加速度特性９の範囲内にないときく異常な速度・加
速度特性のとき）、モータ駆動回路３の異常と検出し、
アラーム信号を上位装置に通知する。

速度・加速度特性９は、モータ１に電流を供給して駆動
したときの速度と加速度との関係から正常である特性を
予め求めたものである（第４図（Ｃ１正常な速度・加速
度領域９−１を参照）。

尚、モータ１、カウンタ２は第１図構成のものと同じで
あるので説明を省略する。

次に、第４図ｔｃ＋を用いて第３回構成の動作の概念を
説明する。ここで、横軸は速度を表し、縦軸は加速度を
表す。モータｌに電流を供給して駆動し、このときに速
度に従って加速度が変化する曲線を図示規定関数の曲線
として予め求め、これを第３国連度・加速度特性９とし
て記憶する。この規定関数から図示点線を用いて示す異
常のようにずれたときにモータ駆動回路３が異常と検出
する。

次に、第７図フローチャートを用いて第３図構成の動作
を詳細に説明する。

（１）規定値以下を繰り返して異常と判断する回数ｎ、
を初期値として設定する（＠）。

（２）　　モータ１に駆動電流を供給し、駆動する（０
）。

（３）　　モータ１からのパルスをカウンタ２によって
計数した位置信号（更に速度信号）をもとに演算回路４
が速度および加速度を算出する（０）。

（４）　　アラーム発生回路６が、モータ１、カウンタ
２、演算回路４から通知された現在の速度および加速度
について、速度・加速度特性９を模式的に表現した第４
回（ｃｌの規定関数より小さいか否かを判別する（Ｏ）
。

＋５１　１４１で規定関数以下の状態がｎ０回繰り返し
たとき（＠ＹＥＳのとき）、即ち第４図ｆｅ）の異常な
場合と記載したようになったとき、モータ駆動回路が異
常と判断しくＯ）、アラーム信号を上位装置に通知する
。

以上によって、予め求めた速度・加速度特性９をもとに
、モータ１を駆動したときの速度および加速度が規定関
数以下となったときに、モータ駆動回路の異常と判断す
ることにより、素子の破壊を波及させることなく、早期
に異常を検出することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、予め定めた時間
・速度、時間・加速度、あるいは速度・加速度をもとに
モータ１の駆動時のモータ駆動回路の異常検出を行う構
成を採用しているため、モータ駆動回路の素子の異常を
早期に発見して正常な他の素子への破壊の波及を防止す
ることができる。特に、速度・加速度をもとに異常検出
を行う場合には、時間をもとに異常検出していないため
、数秒間停電したときや、起動・停止を繰り返した時、
モータ１の慣性により、停止状態から必ずしも起動しな
くても、正確に異常検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例構成図（その１）第２図は本
発明の１実施例構成図（その２）第３図は本発明の１実
施例構成図（その３）第４図は本発明の概念説明図 第５図は本発明の動作説明フローチャート（その１） 第６図は本発明の動作説明フローチャート（その２） 第７図は本発明の動作説明フローチャート（その３） 第８図は従来技術の説明図 を示す。 図中、１：モータ ２：カウンタ ２−１：速度変換器 ３：モータ駆動回路 ４：演算回路 ５；タイマ ６：アラーム発生回路 ７：時間・速度特性 ８：時間・加速度特性 ９：速度・加速度特性

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータ駆動回路の異常を検出する異常検出方式に
   おいて、 モータ（１）に電流を供給して駆動開始したときの時間
   と速度との関係を予め定めた時間・速度特性（７）をも
   とに異常検出するアラーム発生回路（６）を備え、 モータ（１）に電流を供給して駆動開始したときに、上
   記アラーム発生回路（６）がモータ（１）の駆動開始後
   の所定時間毎にモータ田の実際の速度と上記時間・速度
   特定（７）に定められた速度を比較し、その誤差が所定
   値以上のときにモータ駆動回路の異常と検出するように
   構成したことを特徴とするモータ駆動回路の異常検出方
   式。
2. （２）モータ駆動回路の異常を検出する異常検出方式に
   おいて、 モータ（１）に電流を供給して駆動開始したときの時間
   と加速度との関係を予め定めた時間・加速度特性（８）
   をもとに異常検出するアラーム発生回路（６）を備え、 モータ（１）に電流を供給して駆動開始したときに、上
   記アラーム発生回路（６）がモータ（１）の駆動開始後
   の所定時間毎にモータ（１）の実際の加速度と上記時間
   加速度特定（８）に定められた加速度を比較し、その誤
   差が所定値以上のときにモータ駆動回路の異常と検出す
   るように構成したことを特徴とするモータ駆動回路の異
   常検出方式。
3. （３）モータ駆動回路の異常を検出する異常検出方式に
   おいて、 モータ（１）に電流を供給して駆動したときの速度と加
   速度との関係から予め定めた正常な速度・加速度特性（
   ９）をもとに異常検出するアラーム発生回路（６）とを
   備え、 モータ（１）に電流を供給して駆動したときに、上記ア
   ラーム発生回路（６）がモータ（１）の実際の速度と加
   速度の関係と、速度・加速度特定（９）に定められた速
   度と加速度の関係を比較し、上記２つの関係が所定以上
   異なるときにモータ駆動回路の異常と検出するように構
   成したことを特徴とするモータ駆動回路の異常検出方式
   。