(57)【要約】【課題】モータの正回転を可能な限り継続させることができ、かつ、駆動状態を外部に報知可能なモータ駆動制御装置を提供する。【解決手段】モータ駆動制御装置１は、第１系統のコイル８０と第２系統のコイル８０ｂとを有するモータ５０を駆動する。第１の駆動回路１０は、第１系統のコイル８０に通電する制御を行う。第２の駆動回路１０ｂは、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行う。信号出力回路２０は、第１系統のコイル８０の中間地点の電圧である第１中点電圧と第２系統のコイル８０ｂの中間地点の電圧である第２中点電圧とを検出し、第１中点電圧の検知結果と第２中点電圧の検知結果とに基づいて、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号Ｓｏを出力する。【選択図】図１
2020141548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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させるモータ駆動制御装置であって、
前記第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、
前記第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路と、
前記第１系統のコイルの中間地点の電圧である第１電圧と前記第２系統のコイルの中間地点の電圧である第２電圧とを検出し、前記第１電圧の検知結果と前記第２電圧の検知結果とに基づいて、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オープン状態であるか否かに関する出力信号を出力する信号出力回路とを備える、モータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記出力信号が出力される外部出力端子をさらに備え、
前記信号出力回路は、
前記モータが正常に駆動されているとき、第１の出力信号を前記出力信号として前記外部出力端子から出力し、
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オープン状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を前記出力信号として前記外部出力端子から出力する、請求項１から３のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１の出力信号は、前記モータの回転に伴い周期的に電圧が変化する信号であり、前記第２の出力信号は、電圧の値が固定されている信号である、請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記外部出力端子は、前記第１の駆動回路の出力端子に接続されており、
前記第１の出力信号は、前記第１の駆動回路の出力端子から出力される信号である、請求項２又は３に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記信号出力回路は、
前記第１電圧と基準電圧とを比較すると共に前記第２電圧と前記基準電圧とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて切替信号を出力する切替回路とを有し、
前記切替信号に応じて前記出力信号を出力する、請求項１から４のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
前記信号出力回路部は、前記比較部の比較結果を所定時間保持する出力信号保持回路をさらに有する、請求項５に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項７】
前記信号出力回路は、前記第１電圧と前記第２電圧とのいずれかが所定値以上であるとき、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オープン状態であることを示す出力信号を出力する、請求項１から６のいずれかに記載のモータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータ駆動制御装置に関し、特に、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、単相モータを駆動するモータ駆動装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７７５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータ駆動制御装置の駆動回路に故障が発生してモータを駆動させることができなくなる場合がある。例えば、所定の回転方向（正方向）にモータを駆動させる用途において、上記のようにモータを駆動させることができなくなったとき、外力が作用してモータが所定の回転方向とは反対の方向に強制的に回転する（逆回転する）と、問題が生じる場合がある。
【０００５】
例えば、モータ駆動制御装置によりファンモータを駆動する場合において、モータの駆動コイルが断線してモータ駆動制御装置の駆動回路が正常に機能できなくなると、ファンモータの駆動が停止する。このような場合において、例えば、当該ファンモータと併用されている他のファンモータの動作に伴って当該ファンモータに風が流入すると、当該ファンモータが逆回転する可能性がある。例えば、複数のファンモータがハウジングで囲まれた装置の冷却用途に用いられている場合において、上記のようにして１つのファンモータが逆回転すると、装置の内圧低下が引き起こされて冷却機能が低下し、装置の機能に影響が発生する可能性がある。そのため、ファンモータの正回転を可能な限り継続させる必要がある。
【０００６】
上記の問題を解決する方法としてモータ駆動制御装置として２系統の駆動回路を有するようにすることで、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ファンモータの駆動を継続することが可能になる。
【０００７】
ところで、このようにモータ駆動制御回路に２系統の駆動回路が設けられている場合において、それぞれの駆動回路がどのような駆動状態であるか（例えば、正常に駆動している状態であるか否かなど）に応じてモータ駆動制御回路やそれを用いた機器等の制御を行うことができ、また、ユーザにモータの駆動状態（正常であるか、異常であるか）を報知することができれば、便利である。
【０００８】
この発明は、モータの正回転を可能な限り継続させることができ、かつ、駆動状態を外部に報知可能なモータ駆動制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、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させるモータ駆動制御装置であって、第１系統のコイルに通電する制御を行う第１の駆動回路と、第２系統のコイルに通電する制御を行う第２の駆動回路と、第１系統のコイルの中間地点の電圧である第１電圧と第２系統のコイルの中間地点の電圧である第２電圧とを検出し、第１電圧の検知結果と第２電圧の検知結果とに基づいて、第１系統のコイル及び第２系統のコイルのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号を出力する信号出力回路とを備える。
【００１０】
好ましくは、出力信号が出力される外部出力端子をさらに備え、信号出力回路は、モータが正常に駆動されているとき、第１の出力信号を出力信号として外部出力端子から出力し、第１系統のコイル及び第２系統のコイルのいずれか一方がオープン状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を出力信号として外部出力端子から出力する。
【００１１】
好ましくは、第１の出力信号は、モータの回転に伴い周期的に電圧が変化する信号であり、第２の出力信号は、電圧の値が固定されている信号である。
【００１２】
好ましくは、外部出力端子は、第１の駆動回路の出力端子に接続されており、第１の出力信号は、第１の駆動回路の出力端子から出力される信号である。
【００１３】
好ましくは、信号出力回路は、第１電圧と基準電圧とを比較すると共に第２電圧と基準電圧とを比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて切替信号を出力する切替回路とを有し、切替信号に応じて出力信号を出力する。
【００１４】
好ましくは、信号出力回路部は、比較部の比較結果を所定時間保持する出力信号保持回路をさらに有する。
【００１５】
好ましくは、信号出力回路は、第１電圧と第２電圧とのいずれかが所定値以上であるとき、第１系統のコイル及び第２系統のコイルのいずれか一方がオープン状態であることを示す出力信号を出力する。
【発明の効果】
【００１６】
これらの発明に従うと、モータの正回転を可能な限り継続させることができ、かつ、駆動状態を外部に報知可能なモータ駆動制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】オープン判別回路の構成を示す図である。
【図３】モータ駆動制御装置の動作について説明する表である。
【図４】モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第１のフローチャートである。
【図５】モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第２のフローチャートである。
【図６】第１中点電圧の絶対値の波形例を示す図である。
【図７】モータ駆動制御装置により行われる動作を説明する第３のフローチャートである。
【図８】本実施の形態の第１の変形例に係るオープン判別回路の構成を示す図である。
【図９】本実施の形態の第２の変形例に係るオープン判別回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置について説明する。
【００１９】
［実施の形態］
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置１の構成を模式的に示す図である。
【００２１】
図１に示されるように、モータ駆動制御装置１は、モータ５０を有するモータ装置に用いられる。モータ装置は、モータ５０の回転位置に応じて位置信号を出力する２個の位置検出器４１，４２を備えている。モータ駆動制御装置１には、外部から直流の電源電圧Ｖｄｃが供給される。
【００２２】
モータ駆動制御装置１は、外部の機器から信号が入力される外部入力端子と、外部の機器に信号を出力する外部出力端子２９とを有している。モータ駆動制御装置１は、上位装置６００に接続されている。
【００２３】
モータ駆動制御装置１の外部入力端子には、上位装置６００から出力された速度指令信号Ｓｃが入力される。モータ駆動制御装置１は、入力された速度指令信号Ｓｃに応じて、モータ５０を駆動させる。
【００２４】
モータ駆動制御装置１の外部出力端子２９から、上位装置６００に対して、出力信号Ｓｏが出力される。出力信号Ｓｏは、モータ５０の状態に関する信号である。例えば、出力信号Ｓｏとしてモータ５０の実回転数に対応する周波数を有するＦＧ信号が出力される。上位装置６００は、モータ駆動制御装置１から出力された出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の状態を知ることができる。そして、上位装置６００は、モータ５０の状態に応じて、速度指令信号Ｓｃをモータ駆動制御装置１に出力するなどして、モータ装置の動作を制御することができる。
【００２５】
モータ５０は、それぞれがティース（図示せず）に巻回された第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂを備えている。なお、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂは、それぞれ１つのコイルにより構成されていてもよい。
【００２６】
本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、第１系統のコイル８０に通電する制御を行う第１の駆動回路１０と、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行う第２の駆動回路１０ｂと、信号出力回路２０とを備えている。
【００２７】
第１の駆動回路１０は、第１系統のコイル８０に通電するインバータ回路（不図示）とそのインバータ回路を制御する駆動制御回路とを含む第１の制御回路部１２と、電源電圧Ｖｄｃから第１の制御回路部１２への電源供給経路上すなわち第１の駆動回路１０の電源供給経路上に設けられたヒューズ１９とを有している。また、第２の駆動回路１０ｂは、第２系統のコイル８０ｂに通電するインバータ回路（不図示）とそのインバータ回路を制御する駆動制御回路とを含む第２の制御回路部１２ｂと、電源電圧Ｖｄｃから第２の制御回路部１２ｂへの電源供給経路上すなわち第２の駆動回路１０ｂの電源供給経路上に設けられたヒューズ１９ｂとを有している。
【００２８】
第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、それぞれ、インバータ回路と駆動制御回路とを含む１つの集積回路（ＩＣ）である。なお、第１の制御回路部１２や第２の制御回路部１２ｂの構成はこれに限られず、集積回路でなくてもよいし、第１の制御回路部１２や第２の制御回路部１２ｂの一部のみが集積回路となっているものであってもよい。
【００２９】
本実施の形態において、第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとはともに、ハードウェアとしては同一の構成を有する汎用ＩＣを用いて構成されている。第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、それぞれ、Ｖｃｃ端子（Ｖｃｃ端子１２１、Ｖｃｃ端子１２１ｂ）、ＰＷＭ端子（ＰＷＭ端子１２５、ＰＷＭ端子１２５ｂ）、Ｏｕｔ１端子、及びＯｕｔ２端子などを有している。Ｖｃｃ端子１２１，１２１ｂは、ヒューズ１９，１９ｂを介して電源電圧Ｖｄｃに接続されている。ＰＷＭ端子１２５，１２５ｂは、外部入力端子に接続されており、速度指令信号Ｓｃが入力される端子である。Ｏｕｔ１端子及びＯｕｔ２端子は、コイル８０，８０ｂに通電するための端子であり、コイル８０，８０ｂに接続されている。また、第１の制御回路部１２は、出力端子（ＦＧ端子）１２３を有している。第２の制御回路部１２ｂにも出力端子が設けられているが、図示は省略されている。なお、第１の制御回路部１２と第２の制御回路部１２ｂとは、ハードウェアとして異なる構成を有していてもよい。
【００３０】
第１の駆動回路１０には、第１の位置検出器４１が接続されている。第２の駆動回路１０ｂには、第２の位置検出器４２が接続されている。第１の位置検出器４１は、第１系統のコイル８０に対応する位置に配置されている。第２の位置検出器４２は、第２系統のコイル８０ｂに対応する位置に配置されている。
【００３１】
２個の位置検出器４１，４２は、モータ５０のロータの位置に応じて位置検出信号を出力する。第１の位置検出器４１は、第１の制御回路部１２に位置検出信号を出力する。第２の位置検出器４２は、第２の制御回路部１２ｂに位置検出信号を出力する。なお、本実施の形態において、第１，第２の位置検出器４１，４２は、ホール素子である。各ホール素子は、位置検出信号として正負の極性を有する信号である、ホール信号を出力する。なお、第１，第２の位置検出器４１，４２は、互いに同じ素子に限られず、また、ホール素子に限られるものではない。
【００３２】
出力端子１２３は、ＦＧ信号を出力するＦＧ端子である。なお、出力端子１２３は、ＦＧ端子として機能するか、モータ５０がロック状態にあるか否かを示すロック信号を出力するかＲＤ端子として機能するかを予め設定することができるように用意された端子であってもよい。出力端子１２３に接続された信号線３１は、信号出力回路２０に接続されている。
【００３３】
第１の制御回路部１２には、速度指令信号Ｓｃと、第１の位置検出器４１から出力された位置検出信号とが入力される。第２の制御回路部１２ｂには、速度指令信号Ｓｃと、第２の位置検出器４２から出力された位置検出信号とが入力される。速度指令信号Ｓｃは、モータ５０の駆動に関する信号であり、より詳しくは、モータ５０を駆動させる回転数（目標回転数）に対応する電圧の信号である。例えば、速度指令信号Ｓｃは、ハイレベルが５ボルトである、目標回転数に応じたデューティ（Ｄｕｔｙ）のＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。なお、速度指令信号Ｓｃは、目標回転数に応じた周波数のクロック信号など、他の種類の信号であってもよい。
【００３４】
第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれの駆動制御回路は、位置検出信号に基づいてインバータ回路を動作させる信号を出力してインバータ回路の動作を制御する。第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれは、位置検出信号に基づいてモータ５０の実回転数（実際の回転数）を検出し、モータ５０の実回転数が入力された速度指令に対応する回転数になるように、インバータ回路に含まれるスイッチング素子のオン、オフ動作を制御する。すなわち、第１の駆動回路１０は、外部から指定された目標回転数に基づいて第１系統のコイル８０に通電する制御を行うように構成されている。また、第２の駆動回路１０ｂは、外部から指定された目標回転数に基づいて、第２系統のコイル８０ｂに通電する制御を行うように構成されている。
【００３５】
第１の制御回路部１２及び第２の制御回路部１２ｂのそれぞれのインバータ回路は、駆動制御回路から出力された信号に基づいて、位置検出信号に応じたタイミングでモータ５０が備えるコイル８０，８０ｂに流れる電流の向きが切り替わるようにして、コイル８０，８０ｂに通電する。
【００３６】
上述の通り、第１の制御回路部１２は、出力端子１２３から、モータ５０の実回転数に対応する周波数で電圧がハイレベルとローレベルとを繰り返すＦＧ信号を出力する。ＦＧ信号は、モータ５０の回転に伴い周期的に電圧が変化する信号である。すなわち、第１の駆動回路１０は、モータ５０の駆動状態に関する信号を出力する。ＦＧ信号は、信号線３１を経由して、信号出力回路２０に入力される。なお、ＦＧ信号に代えて、モータ５０の回転に伴い周期的に電圧が変化するホール信号等が出力されるようにしてもよい。
【００３７】
本実施の形態において、出力端子１２３は、いわゆるオープンドレイン形式で信号を出力するように構成されている。すなわち、出力端子１２３は、ハイインピーダンス（オープン状態）のときに電圧がハイレベルとなるように、所定の電圧にプルアップして用いられる。これにより、ハイレベルの電圧又はローレベルの電圧のＦＧ信号が出力される。
【００３８】
信号出力回路２０は、第１系統のコイル８０の中間地点８１と、第２系統のコイル８０ｂの中間地点８１ｂとに接続されている。なお、ここで中間地点８１，８１ｂとは、コイル８０，８０ｂを二等分する地点を厳密に指すものではなく、コイル８０，８０ｂを略二分割する地点をいう。中間地点８１，８１ｂを、中点８１，８１ｂということもある。
【００３９】
信号出力回路２０は、第１系統のコイル８０の中間地点８１の電圧である第１中点電圧（第１電圧の一例）ＶＡと、第２系統のコイル８０ｂの中間地点８１ｂの電圧である第２中点電圧（第２電圧の一例）ＶＢとを検出する。また、信号出力回路２０は、第１中点電圧ＶＡの検知結果と第２中点電圧ＶＢの検知結果とに基づいて、モータ５０の状態に関する出力信号Ｓｏを出力する。より具体的には、信号出力回路２０は、第１中点電圧ＶＡの検知結果と第２中点電圧ＶＢの検知結果とに基づいて、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号Ｓｏを出力する。信号出力回路２０は、モータ５０が正常に駆動されているとき、第１の出力信号を出力信号Ｓｏとして外部出力端子２９から出力し、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を出力信号Ｓｏとして外部出力端子２９から出力する。
【００４０】
本実施の形態において、信号線３１は、信号出力回路２０において、外部出力端子２９に接続されている。すなわち、外部出力端子２９は、信号線３１を介して、第１の駆動回路１０の出力端子１２３に接続されており、第１の出力信号は、第１の駆動回路１０の出力端子１２３から出力されるＦＧ信号である。換言すると、信号出力回路２０は、モータ５０が正常に駆動されているとき、出力端子１２３から出力されたＦＧ信号を第１の出力信号として外部出力端子２９から出力する。
【００４１】
他方、信号出力回路２０は、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を出力し、ＦＧ信号を出力しない。第２の出力信号は、例えば、電圧が接地電位に固定されている信号（Ｌｏｗ信号）である。なお、第２の出力信号は、Ｌｏｗ信号に限定されるものではなく、例えば電圧が高いレベルに固定されているＨｉｇｈ信号など、電圧の値が固定されている信号であってもよい。すなわち、第２の出力信号は、第１の出力信号とは異なる信号であればよい。
【００４２】
信号出力回路２０は、オープン判別回路２１を有している。オープン判別回路２１は、電源電圧Ｖｄｃに接続されている。
【００４３】
オープン判別回路２１は、第１系統のコイル８０の中点８１と、第２系統のコイル８０ｂの中点８１ｂとに接続されている。オープン判別回路２１は、第１系統のコイル８０の中間地点８１の電圧である第１中点電圧ＶＡと、第２系統のコイルの中間地点８１ｂの電圧である第２中点電圧ＶＢとを検出する。また、オープン判別回路２１は、切替信号を出力する。切替信号は、出力端子１２３と外部出力端子２９とを接続する信号線３１上の接続点Ｐ１に出力される。
【００４４】
図２は、オープン判別回路２１の構成を示す図である。
【００４５】
図２に示されるように、信号出力回路２０のオープン判別回路２１は、第１系統のコイル８０の中点８１と第２系統のコイル８０ｂの中点８１ｂとのそれぞれに接続されており、２つのコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２を有する電圧比較回路（比較部の一例）２３と、出力信号保持回路２４と、電圧比較回路２３の比較結果に基づいて切替信号を出力する判別信号出力回路（切替回路の一例）２５とを有している。オープン判別回路２１は、判別信号出力回路２５から接続点Ｐ１に切替信号を出力する。信号出力回路２０は、切替信号に応じて出力信号Ｓｏを出力する。
【００４６】
第１系統のコイル８０の中点８１と第２系統のコイル８０ｂの中点８１ｂとのそれぞれは、電圧比較回路２３に接続されている。中点８１の第１中点電圧ＶＡと、中点８１ｂの第２中点電圧ＶＢとが、電圧比較回路２３に入力される。また、電圧比較回路２３には、電源電圧Ｖｄｃを抵抗Ｒ７１と抵抗Ｒ７２とで分圧した基準電圧が入力される。
【００４７】
電圧比較回路２３は、２つのコンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２を有するＩＣ７１のほか、抵抗Ｒ２９，Ｒ４９と、コンデンサＣ７１とを有している。なお、抵抗Ｒ２９，Ｒ４９は、設けられていなくてもよい。コンパレータＣＭＰ１，ＣＭＰ２の出力端子Ｐ７，Ｐ２には、抵抗Ｒ２９，Ｒ４９を介して電源電圧Ｖｄｃが印加されており、そのラインには平滑用のコンデンサＣ７１が設けられている。
【００４８】
電圧比較回路２３は、第１中点電圧ＶＡと基準電圧とを比較すると共に、第２中点電圧ＶＢと基準電圧とを比較し、それぞれの比較結果を出力する。すなわち、コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子には、基準電圧が入力される。コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子には、第１中点電圧ＶＡが入力される。また、コンパレータＣＭＰ２の反転入力端子には、基準電圧が入力される。コンパレータＣＭＰ２の非反転入力端子には、第２中点電圧ＶＢが入力される。
【００４９】
出力信号保持回路２４には、コンパレータＣＭＰ１の出力端子Ｐ７からの出力と、コンパレータＣＭＰ２の出力端子Ｐ２からの出力とが入力される。すなわち、出力信号保持回路２４には、電圧比較回路２３による比較結果が入力される。出力信号保持回路２４は、２つのダイオードＤ２２，Ｄ４２と、１つのコンデンサＣ７２とを含んでいる。２つのダイオードＤ２２，Ｄ４２のそれぞれのアノードは、２つのダイオードＤ２２，Ｄ４２はカソード同士が接続されており、その接続点と接地電位との間にコンデンサＣ７２が設けられている。２つのダイオードＤ２２，Ｄ４２の接続点は、判別信号出力回路２５に接続されている。
【００５０】
出力信号保持回路２４は、電圧比較回路２３の比較結果を所定時間保持して判別信号出力回路２５に出力することができる。すなわち、電圧比較回路２３の比較結果が変化したとき、出力信号保持回路２４においてはコンデンサＣ７２の放電又は蓄電が行われることにより、若干の時間を経てから出力信号保持回路２４の出力が電圧比較回路２３の比較結果に追従する。なお、電圧比較回路２３の比較結果が保持される所定時間は、コンデンサＣ７２の容量などによって適宜設定されればよい。
【００５１】
判別信号出力回路２５は、接地電位（グランド電位）と、出力端子１２３と外部出力端子２９とを結ぶ信号線３１上の接続点Ｐ１に接続されている。判別信号出力回路２５には、電圧比較回路２３による比較結果が、出力信号保持回路２４を介して入力される。判別信号出力回路２５は、出力信号保持回路２４から出力された電圧に応じて、外部出力端子２９と接地電位とを接続するか否かを切り替える。
【００５２】
具体的には、判別信号出力回路２５には、ゲートが抵抗を介して出力信号保持回路２４の出力に接続された電界効果トランジスタＱ７２（以下、単にトランジスタＱ７２ということがある）が設けられている。トランジスタＱ７２のソースは、接地電位に接続されており、トランジスタＱ７２のドレインは、接続点Ｐ１に接続されている。トランジスタＱ７２のスイッチング動作が行われることで、外部出力端子２９と接地電位とを接続するか否かが切り替えられる。
【００５３】
このような切替信号は、外部出力端子２９を接地電位とするかハイインピーダンスとするかを切り替えるものである。外部出力端子２９が接地電位に接続されているとき、信号出力回路２０から第２の出力信号すなわちＬｏｗ信号が出力され、外部出力端子２９がハイインピーダンスであるとき、信号出力回路２０から第１の出力信号すなわちＦＧ信号が出力される。信号出力回路２０は、モータ５０が正常に駆動されているとき、第１の出力信号を出力信号Ｓｏとして外部出力端子２９から出力する。また、信号出力回路２０は、後述のように、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるとき、そのことを示す第２の出力信号を出力信号Ｓｏとして外部出力端子２９から出力する。換言すると、オープン判別回路２１は、後述のように、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるときに信号出力回路２０から第２の出力信号が出力されるように動作する。これにより、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０が回転している状態であるか、そうではなく第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるかが上位装置６００に報知される。
【００５４】
ここで、本実施の形態において、信号出力回路２０は、第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとのいずれかが所定値以上であるとき、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であることを示す出力信号Ｓｏを出力する。すなわち、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるときには、第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとのいずれかが所定の基準電圧以上になり、出力信号Ｓｏとして第２の出力信号が出力される。第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとのいずれもが基準電圧以上ではない場合には、出力信号Ｓｏとして第１の出力信号が出力される。
【００５５】
なお、基準電圧は適宜設定できるが、例えば、電源電圧Ｖｄｃの大きさの０．７５倍（４分の３）の大きさに設定される。基準電圧の大きさは、抵抗Ｒ７１，Ｒ７２の抵抗値によって調整することができる。基準電圧の大きさはこれに限られない。基準電圧の大きさは、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂが断線していないときの中点電圧ＶＡ，ＶＢの大きさより大きく、かつ、電源電圧Ｖｄｃの大きさより小さければよい。また、基準電圧は、電源電圧Ｖｄｃを分圧して生成されるものに限られない。
【００５６】
このような信号出力回路２０の各部などの動作や出力される出力信号Ｓｏについて、モータ５０の状態毎に整理してまとめると、以下のようになる。
【００５７】
図３は、モータ駆動制御装置１の動作について説明する表である。
【００５８】
図３に示される表では、行に、「正常」、「第１系統コイル断線」、及び「第２系統コイル断線」の各状態が並び、列に、モータ駆動制御装置１の各部の動作又は電圧の大きさが示されている。「正常」は、モータ５０が正常に駆動されている状態である。「第１系統コイル断線」は、第１系統のコイル８０が断線している状態である。「第２系統コイル断線」は、第２系統のコイル８０ｂが断線している状態である。
【００５９】
列には、電源電圧Ｖｄｃ、第１中点電圧ＶＡ、第２中点電圧ＶＢ、及び基準電圧のそれぞれの大きさと、コンパレータＣＭＰ１の出力端子Ｐ７の状態、コンパレータＣＭＰ２の出力端子Ｐ２の状態、トランジスタＱ７２の状態、及び出力信号Ｓｏが示されている。
【００６０】
図３において、信号や状態の表記などは以下の通りである。「Ｖｉｎ」は、電源電圧Ｖｄｃの大きさである。「ＦＧ信号」はＦＧ信号が出力されることを示す。「Ｌｏｗ」は電圧が接地電位に固定された信号が出力されることを示す。出力端子Ｐ７，Ｐ２について、「ＯＦＦ」は接地電位に接続されていることを示し、「ＯＮ」は電源電圧Ｖｄｃに基づく電圧になっていることを示す。トランジスタＱ７２について、「ＯＦＦ」はオフ状態であること、すなわち判別信号出力回路２５が外部出力端子２９と接地電位とを接続しない状態であることを示し、「ＯＮ」はオン状態であること、すなわち判別信号出力回路２５が外部出力端子２９と接地電位とを接続する状態であることを示す。なお、基準電圧の大きさは、具体例として、「３／４Ｖｉｎ」に設定している。
【００６１】
図４は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第１のフローチャートである。
【００６２】
モータ駆動制御装置１は、信号出力回路２０が上述のような回路構成を有していることにより、以下のように動作する。
【００６３】
ステップＳ１１において、モータ５０が定常回転を行うように、モータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図３に示される表において「正常」の状態に該当する。すなわち、出力端子１２３からＦＧ信号が出力される。第１系統のコイル８０と第２系統のコイル８０ｂとの両方とも断線していないとき、第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとの最大値は、それぞれ、電源電圧Ｖｄｃの半分の大きさの電圧（「Ｖｉｎ／２」）となる。基準電圧は「３／４Ｖｉｎ」であるため、出力端子Ｐ７，Ｐ２は「ＯＦＦ」となり、トランジスタＱ７２もオフ状態となる。そのため、出力信号Ｓｏとして第１の出力信号（ＦＧ信号）が外部出力端子２９から出力される。上位装置６００は、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の回転数を検知することができる。
【００６４】
ステップＳ１２において、モータ５０の第１系統のコイル８０が断線したときには（ＹＥＳ）、ステップＳ３１（図５に示す）に進む。そうでないときには（ＮＯ）、ステップＳ１３に進む。
【００６５】
また、ステップＳ１３において、モータ５０の第２系統のコイル８０ｂが断線したときには（ＹＥＳ）、ステップＳ４１（図６に示す）に進む。そうでないときには（ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。すなわち、モータ５０が正常の状態が続けば（ステップＳ１２、ステップＳ１３のいずれもＮＯ）、ステップＳ１１の動作が継続する。
【００６６】
図５は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第２のフローチャートである。
【００６７】
モータ５０の第１系統のコイル８０が断線したときには、図５に示されるようにモータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図３に示される表において「第１系統コイル断線」に該当する。
【００６８】
すなわち、モータ５０の駆動中に第１系統のコイル８０が断線すると、第１中点電圧ＶＡの最大値が上昇する（ステップＳ３１）。第１中点電圧ＶＡの最大値は「Ｖｉｎ」となり、第２中点電圧ＶＢの最大値は、「Ｖｉｎ／２」のままとなる。
【００６９】
図６は、第１中点電圧ＶＡの絶対値の波形例を示す図である。
【００７０】
図６において下段に示されるように、正常時には、第１中点電圧ＶＡの絶対値は「Ｖｉｎ／２」の大きさである。しかしながら、第１系統のコイル８０が断線すると、第１系統のコイル８０に電流が流れなくなる。そのため、図６において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、第１中点電圧ＶＡの絶対値が「Ｖｉｎ」の大きさになる。なお、第２中点電圧ＶＢについても、正常時と第２系統のコイル８０ｂの断線時とはそれぞれ図６に示されるものと同様の態様になる。
【００７１】
図５に戻って、このように第１中点電圧ＶＡの最大値が上昇すると、電圧比較回路２３において、コンパレータＣＭＰ１の出力端子Ｐ７の電圧がＯＮ（ハイレベル）になる（ステップＳ３２）。このとき、コンパレータＣＭＰ２の出力端子Ｐ２の電圧はＯＦＦ（ローレベル）である。
【００７２】
コンパレータＣＭＰ１の出力端子Ｐ７の電圧がＯＮになると、判別信号出力回路２５において、トランジスタＱ７２がオン状態になる（ステップＳ３３）。
【００７３】
そうすると、信号線３１が接地電位に接続され、外部出力端子２９が接地電位になる。すなわち、出力信号Ｓｏとして第２の出力信号（電圧が接地電位に固定された信号）が出力される（ステップＳ３４）。上位装置６００は、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂの少なくとも一方が断線している状態であることを検知することができる。
【００７４】
なお、この場合において、第２の駆動回路１０ｂは、モータ５０の駆動を継続して行う。これにより、モータ５０の回転が維持され、外力等によりモータ５０が逆回転することを防止することができる。
【００７５】
図７は、モータ駆動制御装置１により行われる動作を説明する第３のフローチャートである。
【００７６】
モータ５０の第２系統のコイル８０ｂが断線したときには、図７に示されるようにモータ駆動制御装置１が動作する。この状態は、図３に示される表において「第２系統コイル断線」に該当する。
【００７７】
すなわち、モータ５０の駆動中に第２系統のコイル８０ｂが断線すると、第２中点電圧ＶＢの最大値が上昇する（ステップＳ４１）。第２中点電圧ＶＢの最大値は「Ｖｉｎ」となり、第１中点電圧ＶＡの最大値は、「Ｖｉｎ／２」のままとなる。
【００７８】
そうすると、電圧比較回路２３において、コンパレータＣＭＰ２の出力端子Ｐ２の電圧がＯＮ（ハイレベル）になる（ステップＳ４２）。このとき、コンパレータＣＭＰ１の出力端子Ｐ７の電圧はＯＦＦ（ローレベル）である。
【００７９】
コンパレータＣＭＰ２の出力端子Ｐ２の電圧がＯＮになると、判別信号出力回路２５において、トランジスタＱ７２がオン状態になる（ステップＳ４３）。
【００８０】
そうすると、信号線３１が接地電位に接続され、外部出力端子２９が接地電位になる。すなわち、出力信号Ｓｏとして第２の出力信号（電圧が接地電位に固定された信号）が出力される（ステップＳ４４）。上位装置６００は、出力信号Ｓｏに基づいて、モータ５０の第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂの少なくとも一方が断線している状態であることを検知することができる。
【００８１】
なお、この場合において、第１の駆動回路１０は、モータ５０の駆動を継続して行う。これにより、モータ５０の回転が維持され、外力等によりモータ５０が逆回転することを防止することができる。
【００８２】
以上説明したように、本実施の形態において、第１中点電圧ＶＡの検知結果と第２中点電圧ＶＢの検知結果とに基づいて、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号Ｓｏが出力される。したがって、モータ５０において、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態でなったことについて、外部に報知することができる。
【００８３】
第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号Ｓｏは、モータ５０が正常に駆動されているときにはモータ５０の状態について第１の出力信号が出力される１つの外部出力端子２９から出力される。したがって、モータ駆動制御装置１と上位装置６００との間を接続する信号線の数を少なくすることができ、モータ駆動制御装置１の構成を簡素にすることができる。本実施の形態においては、正常時にはＦＧ信号が出力信号Ｓｏとして出力される外部出力端子２９を利用して、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態になったことについて、第２の出力信号を出力信号Ｓｏとして出力することにより、外部に報知することができる。したがって、モータ駆動制御装置１の構成を簡素にすることができる。
【００８４】
本実施の形態において、モータ駆動制御装置１の内部の回路構成は、簡素である。第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに関する出力信号（第２の出力信号）Ｓｏを出力するために規模の大きい集積回路等を用いる必要はなく、モータ駆動制御装置１の製造コストを低減することができる。また、簡素な小型の集積回路を用いてモータ駆動制御装置１を構成することができるので、モータ駆動制御装置１を小型化することができる。
【００８５】
本実施の形態では、電圧比較回路２３の比較結果が出力信号保持回路２４により所定時間保持される。これにより、第１中点電圧ＶＡ及び第２中点電圧ＶＢが刻々と変化するモータ５０の回転中においても、ダイオードＤ２２，Ｄ４２及びコンデンサＣ７２によって比較結果に応じた電荷が保持される。したがって、モータ５０の回転中においても、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに応じて、適切にその状態に応じた出力信号Ｓｏを出力させることができる。
【００８６】
例えばモータ５０がファンモータであるとき、モータ５０に異常が起こってもファンの回転が継続されることが期待されることがある。このような用途にモータ５０が用いられる場合に、モータ駆動制御装置１においては、モータ５０の巻線構造及び回路構成が２系統設けられているため、一方の系統に故障が発生した場合でも、残りの１系統でモータ５０の回転を継続させることができる。しかしながら、このように残りの１系統でモータ５０の回転が継続されている場合においてその残りの１系統も故障に至るとモータ５０の回転が止まってしまうため、１系統でも故障した場合にはそのことが速やかに外部に認識され、対応策がとられることが望ましい。本実施の形態においては、モータ５０のコイル８０，８０ｂの一方が断線した場合に、そのことを中点電圧ＶＡ，ＶＢを検知することにより検知し、そのことを示す第２の出力信号が出力信号Ｓｏとして出力される。したがって、残りの１系統でモータ５０の回転が継続している間に、そのような故障を使用者に知らせることができる。規模の大きな高価なマイクロコンピュータなどを用いることなく、安価な構成の回路を用いるので、モータ駆動制御装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００８７】
［その他］
【００８８】
モータ駆動制御装置の回路構成は、上述の実施の形態に示されるような具体例に限定されない。上述の実施の形態における個々の構成を一部変形した構成と適宜組み合わせたり一部を置換したりして本発明の目的に適合するように構成してもよい。また、上述の実施の形態のうち、一部の構成要素や機能が省略されていてもよい。ほかにも、本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。
【００８９】
例えば、判別信号出力回路は、一般的なトランジスタやコンパレータなどを用いて構成されていてもよい。
【００９０】
電圧比較回路は、マイクロコンピュータなどを用いて構成されていてもよい。
【００９１】
そのほか、オープン判別回路の回路構成は、例えば次のようにしてもよい。以下の説明において、上述の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。
【００９２】
図８は、本実施の形態の第１の変形例に係るオープン判別回路４２１の構成を示す図である。
【００９３】
図８に示されるように、オープン判別回路４２１においては、電圧比較回路４２３が１つのコンパレータＣＭＰ１のみを有しており、出力信号保持回路４２４が、３つのダイオードＤ２２，Ｄ４２，Ｄ７２を有している。
【００９４】
ダイオードＤ２２のアノードは第１系統のコイル８０の中点８１に接続されており、ダイオードＤ４２のアノードは第２系統のコイル８０ｂの中点８１ｂに接続されている。ダイオードＤ２２とダイオードＤ４２のカソード同士が接合されており、その接合点がコンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に接続されている。コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子には基準電圧が入力されており、非反転入力端子には、第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとが入力される。コンパレータＣＭＰ１の出力端子はダイオードＤ７２を介して判別信号出力回路２５に入力される。
【００９５】
このような回路構成であっても、上述の実施の形態と同様にして出力信号Ｓｏが出力される。すなわち、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるとき、第１中点電圧ＶＡ及び第２中点電圧ＶＢのいずれかの絶対値が上昇するため、トランジスタＱ７２が「ＯＮ」となる。したがって、上述と同様の効果が得られる。また、このような回路構成では、上述の実施の形態の回路構成よりも素子の数が少なくなるため、低コスト化することができる。
【００９６】
図９は、本実施の形態の第２の変形例に係るオープン判別回路５２１の構成を示す図である。
【００９７】
図９に示されるように、オープン判別回路５２１においては、第１の変形例と同様の電圧比較回路４２３が設けられており、出力信号保持回路５２４は、電圧比較回路４２３よりも前段に設けられている。出力信号保持回路５２４は、上述の実施の形態と同様に２つのダイオードＤ２２，Ｄ４２と１つのコンデンサＣ７２とを有している。
【００９８】
ダイオードＤ２２のアノードは第１系統のコイル８０の中点８１に接続されており、ダイオードＤ４２のアノードは第２系統のコイル８０ｂの中点８１ｂに接続されている。ダイオードＤ２２とダイオードＤ４２のカソード同士の接合点は、コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子に接続されている。すなわち、コンパレータＣＭＰ１の反転入力端子には基準電圧が入力されており、非反転入力端子には、第１中点電圧ＶＡと第２中点電圧ＶＢとが入力される。コンパレータＣＭＰ１の出力端子は判別信号出力回路２５に入力される。
【００９９】
このような回路構成であっても、上述の実施の形態と同様にして出力信号Ｓｏが出力される。すなわち、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるとき、第１中点電圧ＶＡ及び第２中点電圧ＶＢのいずれかの絶対値が上昇するため、トランジスタＱ７２が「ＯＮ」となる。したがって、上述と同様の効果が得られる。また、このような回路構成では、上述の実施の形態の回路構成よりも素子の数が少なくなるため、低コスト化することができる。
【０１００】
第２の変形例では、ダイオードＤ２２，Ｄ４２の接続点と接地電位との間にコンデンサＣ７２が設けられており、これにより第１中点電圧ＶＡ又は第２中点電圧ＶＢの一方に変動があったときにも、コンパレータＣＭＰ１の非反転入力端子の電圧が所定時間だけ保たれる。換言すると、出力信号保持回路２４は、第１中点電圧ＶＡ又は第２中点電圧ＶＢの一方に変動があったときにも、電圧比較回路２３の比較結果を所定時間保持させるように機能する。したがって、モータ５０の回転中においても、第１系統のコイル８０及び第２系統のコイル８０ｂのいずれか一方がオープン状態であるか否かに応じて、適切にその状態に応じた出力信号Ｓｏを出力させることができる。
【０１０１】
第１の制御回路部や第２の制御回路部のそれぞれは、インバータ回路を内蔵しているものではなくてもよい。第１の駆動回路及び第２の駆動回路は、それぞれ、ＦＥＴ等のスイッチング素子で構成されたインバータ回路と、そのインバータ回路の動作を制御する制御回路部を有していてもよい。
【０１０２】
本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、上記の実施の形態の種類のものに限定されるものではない。モータ駆動制御装置により駆動されるモータは、単相モータではなくてもよく、相数は限定されない。
【０１０３】
各駆動回路の制御回路部は、汎用ＩＣに限られない。
【０１０４】
位置検出器の数は、２個に限定されない。より多くの位置検出器を用いるようにしてもよい。モータの回転位置の検出は、ホールセンサによる方法に限定されない。
【０１０５】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  モータ駆動制御装置、１０  第１の駆動回路、１０ｂ  第２の駆動回路、１２  第１の制御回路部、１２ｂ  第２の制御回路部、２０  信号出力回路、２１，４２１，５２１  オープン判別回路、２３，４２３  電圧比較回路（比較部の一例）、２４，４２４，５２４  出力信号保持回路、２５  判別信号出力回路（切替回路の一例）、２９  外部出力端子、５０  モータ、８０  第１系統のコイル、８０ｂ  第２系統のコイル、１２３  第１の駆動回路の出力端子、Ｓｏ  出力信号（第１の出力信号、第２の出力信号）、ＶＡ  第１中点電圧（第１電圧の一例）、ＶＢ  第２中点電圧（第２電圧の一例）
【図１】
2020141548.tif 000003
【図２】
2020141548.tif 000004
【図３】
2020141548.tif 000005
【図４】
2020141548.tif 000006
【図５】
2020141548.tif 000007
【図６】
2020141548.tif 000008
【図７】
2020141548.tif 000009
【図８】
2020141548.tif 000010
【図９】
2020141548.tif 000011