JPH1189272A - モータの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常検出の回路構成の簡素化を図り、部品点
数の低減を図る。 【解決手段】 モータ（10）の３つの相の磁極位置を検
出して各相毎の位置信号を出力する位置検出器（20）を
設けている。位置検出器（20）の各位置信号を受け、該
各相の位置信号に基づいて設定回転数に対応した駆動電
圧を各相毎に生成し、モータ（10）に各相の駆動電圧を
供給する。加えて、位置検出器（20）の３つ相の位置信
号のうち１つの相の位置信号を受けて、１つの位置信号
から算出したモータ（10）の実回転数と設定回転数との
回転数誤差が所定値を越えると、異常信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの異常検出
装置に関し、特に、位置検出手段の異常対策に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、モータには、「電気百科辞
典」（発行者 株式会社オーム社、昭和５７年８月１０
日第１版発行）の第３３６頁に開示されているように、
ブラシレスＤＣモータ（無整流子電動機）がある。該ブ
ラシレスＤＣモータは、モータの磁極位置を位置検出手
段が検出する一方、該位置検出手段が出力する位置信号
を受けて駆動パルス信号を生成し、この駆動パルス信号
に基づいて駆動電圧が印加されるように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したブラシレスＤ
Ｃモータにおいて、例えば、位置検出手段にホールＩＣ
が用いられ、このホールＩＣがＵ相、Ｖ相及びＷ相の３
つの相の位置信号を出力している。そして、このホール
ＩＣが故障すると、モータの各相に順に駆動電圧を正確
に供給することができないので、このホールＩＣの異常
を検出するようにしている。

【０００４】この異常検出は、従来、３つの相の位置信
号を受けて該３つの相の位置信号が出力されているか否
かによって判定するようにしていた。しかしながら、こ
れでは、３つの位置信号の出力の有無を判定しなければ
ならず、検出回路が複雑になると共に、部品点数が多く
なるという問題があった。

【０００５】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
で、異常検出の回路構成の簡素化を図り、部品点数の低
減を図ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

−発明の概要− 本発明は、モータ（10）の実回転数と設定回転数との回
転数誤差が所定値以上になると、異常を判定するように
したものである。

【０００７】−解決手段− 具体的に、図１に示すように、請求項１に係る発明が講
じた手段は、先ず、モータ（10）が設けられると共に、
該モータ（10）の３つの相の磁極位置を検出して各相毎
の位置信号を出力する位置検出手段（20）が設けられて
いる。そして、該位置検出手段（20）の各位置信号を受
け、該各相の位置信号に基づいて設定回転数に対応した
駆動電圧を各相毎に生成し、上記モータ（10）に各相の
駆動電圧を供給する駆動手段（30）が設けられている。
加えて、上記位置検出手段（20）の３つ相の位置信号の
うち１つの相の位置信号を受けて、該１つの位置信号か
ら算出したモータ（10）の実回転数と上記駆動手段（3
0）が制御する設定回転数との回転数誤差が所定値を越
えると、異常信号を出力する異常検出手段（80）が設け
られている。

【０００８】請求項２記載の発明が講じた手段は、上記
請求項１記載の発明において、駆動手段（30）が、モー
タ（10）の供給電圧を出力する駆動電圧制御部（40）
と、位置検出手段（20）の位置信号を受けて駆動パルス
信号を生成して出力する駆動パルス生成部（50）と、上
記駆動電圧制御部（40）の供給電圧を受けると共に、上
記駆動パルス生成部（50）の駆動パルスを受けて駆動電
圧をモータ（10）に出力する駆動回路部（60）とより構
成したものである。

【０００９】−作用− 上記の発明特定事項により、請求項１記載の発明では、
先ず、モータ（10）に印加する電流は駆動手段（30）か
ら供給され、具体的に、請求項２記載の発明では、駆動
電圧制御部（40）より供給され、該駆動電圧制御部（4
0）の供給電圧は駆動回路部（60）に供給される。

【００１０】一方、上記モータ（10）の回転時におい
て、該モータ（10）の磁極位置は位置検出手段（20）に
よって検出され、該位置検出手段（20）は、Ｕ相、Ｖ相
及びＷ相の３つの相の磁極位置の位置信号を出力する。
この位置信号は、駆動パルス生成部（50）に入力し、該
駆動パルス生成部（50）は、駆動回路部（60）を駆動す
るための駆動パルスを生成する。

【００１１】そして、上記駆動回路部（60）は、駆動電
圧制御部（40）より所定の直流電圧が供給される一方、
駆動パルス生成部（50）の駆動パルスに対応してモータ
（10）の各相に電圧を印加し、該モータ（10）の各巻線
に電流が流れ、該モータ（10）が回転する。

【００１２】また、モータ（10）の駆動時において、上
記位置検出手段（20）が出力する３つの相の位置信号の
うち、１つの相の位置信号は異常検出手段（80）に入力
する。

【００１３】そして、該異常検出手段（80）は、１つの
位置信号からモータ（10）の実際の回転数を算出すると
共に、該算出したモータ（10）の実回転数と上記モータ
（10）の設定回転数との回転数誤差を算出する。この回
転数誤差が所定値を越えると、モータ（10）の回転数異
常を判定し、つまり、ホールＩＣ等の故障によって欠相
運転となって回転数が低下し、この回転数低下によって
異常が発生したことを判定し、異常信号を出力する。

【００１４】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、モータ
（10）の１つの位置信号に基づいてモータ（10）の実回
転数を算出し、この実回転数と設定回転数との回転数誤
差が所定値を越えると、異常を判定するようにしたため
に、従来のように３つの相の位置信号を判定する必要が
なく、１つの位置信号のみで異常を判定し得るので、異
常検出の回路構成を簡素にすることができる。

【００１５】例えば、ホールＩＣが故障すると、位置信
号が出力されないので、モータ（10）は欠相運転にな
り、回転数が低下することから、回転数異常によってホ
ールＩＣ等の位置検出手段（20）の故障が検出すること
ができる。このため、１つの位置信号のみを取り込む検
出回路を設けるのみでよいことから、回路構成の簡略化
を図ることができ、部品点数の低減を図ることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１７】図２に示すように、（10）は、ブラシレス
ＤＣモータ（10）であって、石油ファンヒータに用いら
れるバーナモータ等を構成する３相モータであり、駆動
手段（30）が接続されている。

【００１８】上記モータ（10）には位置検出器（20）が
設けられ、該位置検出器（20）は、モータ（10）の電機
子巻線と界磁磁極との相対的な位置関係を検出するため
の位置検出手段を構成し、例えば、ホールＩＣで構成さ
れている。そして、上記位置検出器（20）は、Ｕ相、Ｖ
相及びＷ相の３つの相の磁極位置の位置信号Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３を出力している。

【００１９】上記駆動手段（30）は、モータ（10）に各
相の駆動電圧を供給するものであって、駆動電圧制御部
（40）と駆動パルス生成部（50）と駆動回路部（60）と
より構成されている。

【００２０】該駆動電圧制御部（40）は、モータ（10）
の供給電圧を出力するように構成され、図示しないが、
コネクタ（41）を介して電源が接続されて制御電力が供
給される一方、トランジスタ（42，43）などを備え、マ
イコン（70）からの制御信号を受けて直流電圧を駆動回
路部（60）に出力するように構成されている。

【００２１】上記駆動パルス生成部（50）は、位置検出
器（20）の位置信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を駆動回路部（6
0）に分配するように構成され、複数の論理回路（51，5
1，…）を備えている。つまり、該駆動パルス生成部（5
0）は、位置検出器（20）が出力する３つの相の位置信
号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を受けて駆動パルス信号を生成して
駆動回路部（60）に出力するように構成されている。

【００２２】上記駆動回路部（60）は、上記駆動パルス
生成部（50）の駆動パルスを受けて駆動電圧をモータ
（10）に出力するように構成され、反転回路（51）と６
つのトランジスタ回路（62，62，…）とを備えている。
該駆動回路部（60）は、駆動パルス生成部（50）の駆動
パルスに基づいて６つのトランジスタ回路（62，62，
…）を順次駆動し、上記駆動電圧制御部（40）から供給
される直流電圧をモータ（10）のＵ相、Ｖ相及びＷ相の
各相に印加して該モータ（10）を駆動するように構成さ
れている。

【００２３】本発明の特徴として、上記駆動パルス生成
部（50）には、位置検出器（20）の異常を検出する異常
検出手段（80）が接続されている。該異常検出手段（8
0）は、位置信号Ｓ１の信号出力回路（81）と異常判定
手段（82）とより構成され、該信号出力回路（81）は、
位置検出器（20）が出力する３つの相の位置信号Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３のうち、１つの相の位置信号Ｓ１のみを導出
してマイコン（70）に出力するように構成され、例え
ば、Ｕ相の位置信号Ｓ１を出力するように構成されてい
る。

【００２４】上記信号出力回路（81）は、電源（83）と
抵抗（84）とトランジスタ回路（85）とが順に接続され
てなり、該トランジスタ回路（85）には、駆動パルス生
成部（50）から位置検出器（20）の１つの相の位置信号
Ｓ１が入力すると共に、上記抵抗（84）とトランジスタ
回路（85）との間にはマイコン（70）の入力ポートが接
続され、１つの位置信号Ｓ１がマイコン（70）に入力す
る。

【００２５】上記異常判定手段（82）は、マイコン（7
0）に構成され、上記モータ（10）の１つの位置信号Ｓ
１から算出した該モータ（10）の実回転数と上記駆動手
段（30）が制御する設定回転数との回転数誤差が所定値
を越えると、異常信号を出力するように構成されてい
る。

【００２６】つまり、上記モータ（10）の実回転数は、
１つの位置信号Ｓ１から導出することができる一方、ホ
ールＩＣが故障し、例えば、１つの相の位置信号Ｓ３が
出力されてない場合、モータ（10）は欠相運転を行うこ
とになり、この欠相運転時は、設定回転数にならず、実
際の回転数が低下することになる。そこで、モータ（1
0）の実回転数が設定回転数に到達しない場合、上記異
常判定手段（82）はホールＩＣの故障と判定して異常信
号を出力する。

【００２７】−モータ制御動作− 次に、上述したブラシレスＤＣモータ（10）における駆
動制御動作について説明する。

【００２８】先ず、上記モータ（10）に印加する電流
は、駆動電圧制御部（40）より供給され、該駆動電圧制
御部（40）の供給電圧は、マイコン（70）の制御信号に
基づいて駆動回路部（60）に供給される。

【００２９】一方、上記モータ（10）の回転時におい
て、該モータ（10）の磁極位置は位置検出器（20）によ
って検出され、例えば、ホールＩＣによって検出され、
該ホールＩＣは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３つの相の磁極
位置の位置信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を出力する。この位置
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、駆動パルス生成部（50）に入
力し、該駆動パルス生成部（50）は、駆動回路部（60）
の各トランジスタ回路（62，62，…）を駆動するための
駆動パルスを生成する。

【００３０】そして、上記駆動回路部（60）は、駆動電
圧制御部（40）より所定の直流電圧が供給される一方、
駆動パルス生成部（50）の駆動パルスを受けて各トラン
ジスタ回路（62，62，…）が駆動する。この各トランジ
スタ回路（62，62，…）の駆動によりモータ（10）の各
巻線に電流が流れ、該モータ（10）が回転する。

【００３１】そこで、本発明の特徴とする異常検出動作
について、図３の制御フローに基づいて説明する。

【００３２】先ず、異常検出動作を開始すると、ステッ
プST１において、回転数異常検知タイマ（図示省略）が
タイムアップしたか否かを判定し、この回転数異常検知
タイマがタイムアップするまで、メインルーチンに戻る
一方、上記回転数異常検知タイマがタイムアップする
と、ステップST２に移り、モータ（10）の回転数誤差が
所定値以上か否かを判定する。つまり、上記位置検出器
（20）が出力する３つの相の位置信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
のうち、１つの相の位置信号Ｓ１は、駆動パルス生成部
（50）を介して信号出力回路（81）のトランジスタ回路
（85）に入力する。そして、該トランジスタ回路（85）
が導通してマイコン（70）に位置信号Ｓ１が入力する。

【００３３】そして、該マイコン（70）の異常判定手段
（82）は、１つの位置信号Ｓ１からモータ（10）の実際
の回転数を算出すると共に、該算出したモータ（10）の
実回転数（検出回転数）と上記駆動手段（30）が制御す
るモータ（10）の設定回転数との回転数誤差（設定回転
数−実回転数）を算出する。その際、設定回転数に回転
数許容精度を乗じて許容し得る回転数誤差が所定値を算
出し、回転数誤差が所定値以下の場合、正常な運転状態
であるので、メインルーチンに戻る。

【００３４】一方、上記回転数誤差が所定値を越える
と、上記ステップST２からステップST３に移り、上記異
常判定手段（82）は、モータ（10）の回転数異常を判定
し、つまり、ホールＩＣの故障によって欠相運転となっ
て回転数が低下した場合も含めて異常が発生したことを
判定し、異常信号を出力し、例えば、異常ランプの点灯
などを行い、異常表示等を行う。

【００３５】−実施形態の効果− 以上のように、本実施形態によれば、上記モータ（10）
の１つの位置信号Ｓ１に基づいてモータ（10）の実回転
数を算出し、この実回転数と設定回転数との回転数誤差
が所定値を越えると、異常を判定するようにしたため
に、従来のように３つの相の位置信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
を判定する必要がなく、１つの位置信号Ｓ１のみで異常
を判定し得るので、異常検出の回路構成を簡素にするこ
とができる。

【００３６】つまり、ホールＩＣが故障すると、例え
ば、位置信号Ｓ３が出力されないので、モータ（10）は
欠相運転になり、回転数が低下することから、回転数異
常によってホールＩＣの故障が検出することができる。
このため、１つの位置信号Ｓ１のみを取り込む検出回路
を設けるのみでよいことから、回路構成の簡略化を図る
ことができ、部品点数の低減を図ることができる。

【００３７】

【発明の他の実施の形態】本実施形態においては、ホー
ルＩＣの位置検出手段を設けるようにしたが、各種の位
置検出器（20）に適用することができる。

【００３８】また、本実施形態は、ブラシレスＤＣモー
タ（10）について説明したが、磁極位置を検出するモー
タであれば、ブラシレスＤＣモータ（10）に限定される
ものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】モータの制御回路を示す回路図である。

【図３】異常検出を示す制御フロー図である。

【符号の説明】

10 ブラシレスＤＣモータ 20 位置検出器（位置検出手段） 30 駆動手段 40 駆動電圧制御部 50 駆動パルス生成部 60 駆動回路部 70 マイコン 80 異常検出手段 81 信号出力回路 82 異常判定手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ（10）と、 該モータ（10）の３つの相の磁極位置を検出して各相毎
   の位置信号を出力する位置検出手段（20）と、 該位置検出手段（20）の各位置信号を受け、該各相の位
   置信号に基づいて設定回転数に対応した駆動電圧を各相
   毎に生成し、上記モータ（10）に各相の駆動電圧を供給
   する駆動手段（30）と、 上記位置検出手段（20）の３つ相の位置信号のうち１つ
   の相の位置信号を受けて、該１つの位置信号から算出し
   たモータ（10）の実回転数と上記駆動手段（30）が制御
   する設定回転数との回転数誤差が所定値を越えると、異
   常信号を出力する異常検出手段（80）とを備えているこ
   とを特徴とするモータの異常検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のモータの異常検出装置に
   おいて、 駆動手段（30）は、モータ（10）の供給電圧を出力する
   駆動電圧制御部（40）と、位置検出手段（20）の位置信
   号を受けて駆動パルス信号を生成して出力する駆動パル
   ス生成部（50）と、上記駆動電圧制御部（40）の供給電
   圧を受けると共に、上記駆動パルス生成部（50）の駆動
   パルスを受けて駆動電圧をモータ（10）に出力する駆動
   回路部（60）とより構成されていることを特徴とするモ
   ータの異常検出装置。