(57)【要約】      （修正有）【課題】過電流状態になった場合にモータを停止させる駆動制御装置及びモータ装置を部品点数を少なくして提供する。【解決手段】インバータ部３により駆動されるモータの駆動制御装置であって、制御回路４を備える。制御回路は、インバータ部から取得する電流値を示す第１電圧値を出力する可変ゲインアンプ部Ｐ１と、可変ゲインアンプ部から取得した第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部４４と、比較部の比較結果において第１電圧値が基準電圧値を上回った場合、モータの駆動を停止させる過電流検出処理部を含む制御部４５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ部により駆動されるモータの駆動制御装置であって、
制御回路を備え、
前記制御回路は、
前記インバータ部から取得される電流値を示す第１電圧値を出力する可変ゲインアンプ部と、
前記可変ゲインアンプ部から取得した前記第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部と、
前記比較部の比較結果において前記第１電圧値が前記基準電圧値を上回った場合、前記モータの駆動を停止させる過電流検出処理部と、
を有する、
駆動制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は、予め設定されたタイミングで繰り返し前記可変ゲインアンプ部に第１動作確認用信号を出力し、出力した前記第１動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、前記可変ゲインアンプ部の状態を判定する第１動作確認処理部を有する、
請求項１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】
前記制御回路は、予め設定されたタイミングで繰り返し前記比較部に第２動作確認用信号を出力し、出力した前記第２動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、前記比較部の状態を判定する第２動作確認処理部を有する、
請求項１又は２に記載の駆動制御装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記電流値の大きさに応じて前記可変ゲインアンプ部のゲインを変化させるゲイン制御部を有する、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項５】
前記制御回路は、受け付けた操作に応じて、前記比較部に設定されている前記基準電圧値を変化させる基準電圧制御部を有する、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項６】
前記制御回路は、演算処理部を有し、
前記演算処理部は、前記可変ゲインアンプ部と、前記比較部と、前記過電流検出処理部を備える、
請求項１から５の内いずれか一項に記載の駆動制御装置。
【請求項７】
前記モータと、
請求項１から６のうちいずれか一項に記載の駆動制御装置と、
を備えるモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動制御装置、及びモータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを安全に駆動させるため、過電流状態になった場合にモータを停止させる安全装置の研究、開発が行われている。
【０００３】
そこで、モータの用途のうちより安全性が重視される用途においては、このような安全装置を複数設置する、又は、当該安全装置の正常／異常を判定する自己診断機能を装備する等の対策が求められている。
【０００４】
これに関し、モータの駆動制御装置であって、モータのインバータ部から得られる電流値に応じて増減する第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部と、比較部の比較結果に基づいて、過電流の有無を判別する演算処理部と、を備えた制御回路を有し、演算処理部は、比較部の比較結果が入力される第１端子と、当該比較結果において第１電圧値が基準電圧値を上回った場合に過電流状態と判別して、モータの駆動を停止させる過電流検出処理部と、第１電圧値の入力を受け付けるとともに、予め設定されたタイミングで繰り返し比較部に動作確認用信号を出力する第２端子と、動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、第１端子の状態を判別する動作確認処理部と、を有する駆動制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０２２８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような駆動制御装置では、電流検出部と比較部と演算処理部とが別体に構成されている。このため、当該駆動制御装置は、部品点数を少なくすることが困難な場合があった。その結果、当該駆動制御装置は、製造コストを抑制することができないことがあった。
【０００７】
本発明は、部品点数を少なくすることができる駆動制御装置、及びモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、インバータ部により駆動されるモータの駆動制御装置であって、制御回路を備え、前記制御回路は、前記インバータ部から取得される電流値を示す第１電圧値を出力する可変ゲインアンプ部と、前記可変ゲインアンプ部から取得した前記第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部と、前記比較部の比較結果において前記第１電圧値が前記基準電圧値を上回った場合、前記モータの駆動を停止させる過電流検出処理部と、を有する、駆動制御装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、前記モータと、上記に記載の駆動制御装置と、を備えるモータ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一つの態様によれば、部品点数を少なくすることができる駆動制御装置、及びモータ装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る駆動制御装置１の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、制御回路４の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、制御部４５内における電流値検出処理部４５０、過電流検出処理部４５２、第１動作確認処理部４５３の各動作タイミングの一例を示した図である。
【図４】図４は、モータ９の駆動時における制御回路４の動作の流れの一例を示す図である。
【図５】図５は、第１判定処理時における第１動作確認処理部４５３の動作の流れの一例を示す図である。
【図６】図６は、制御回路４の構成の他の例を示す図である。
【図７】図７は、第２判定処理時における第２動作確認処理部４５４の動作の流れの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、電気信号を伝送する導体のことを、伝送路と称して説明する。伝送路は、例えば、基板上にプリントされた導体であってもよく、線状に形成された導体等の導線等であってもよい。
【００１３】
＜駆動制御装置の構成＞
まず、図１を参照し、実施形態に係る駆動制御装置１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る駆動制御装置１の構成の一例を示す図である。
【００１４】
駆動制御装置１は、モータ９に駆動電流Ｓ３２を供給する。これにより、駆動制御装置１は、モータ９の駆動を制御する。
【００１５】
モータ９は、例えば、浴室乾燥機のブロアを動作させるモータである。なお、モータ９は、浴室乾燥機のブロアを動作させるモータに代えて、浴室乾燥機以外の製品に搭載される他のモータであってもよい。
【００１６】
また、モータ９は、例えば、３相ブラシレスＤＣ（Direct  Current）モータである。すなわち、モータ９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の固定子巻線を有する。各相の固定子巻線に駆動電流Ｓ３２が供給された場合、モータ９では、固定子と回転子との間にトルクが発生し、回転子が回転駆動する。なお、モータ９は、単相モータ、ブラシ付きモータ等の、インバータにより駆動される他のモータであってもよい。
【００１７】
図１に示すように、駆動制御装置１は、電源部２と、インバータ部３と、制御回路４を備える。なお、駆動制御装置１は、これらに加えて、他の回路、他の装置を備える構成であってもよい。また、駆動制御装置１は、電源部２、インバータ部３のうちの少なくとも一方と別体に構成されてもよい。すなわち、駆動制御装置１は、電源部２、インバータ部３のうちの少なくとも一方を備えない構成であってもよい。
【００１８】
電源部２は、交流電源２１と、ダイオードブリッジ２２と、平滑コンデンサ２３を有する。
【００１９】
交流電源２１には、交流電圧を供給する電源であれば如何なる電源であってもよい。交流電源２１は、例えば、商用電源であるが、外部の他の電源装置であってもよい。交流電源２１は、ダイオードブリッジ２２に交流電圧を出力する。
【００２０】
ダイオードブリッジ２２は、４つのダイオードを有する全波整流回路である。ダイオードブリッジ２２は、２つの入力端子２２１を有する。これら２つの入力端子２２１の間には、交流電源２１から交流電圧が供給される。当該２つの入力端子２２１の間に供給された交流電圧は、ダイオードブリッジ２２において全波整流される。全波整流された後の電圧は、正電圧のみの電圧波形を有する全波整流電圧である。この全波整流電圧は、ダイオードブリッジ２２が有する２つの出力端子２２２の間に出力される。
【００２１】
平滑コンデンサ２３は、ダイオードブリッジ２２において全波整流された全波整流電圧を平滑化する。これにより、平滑コンデンサ２３は、全波整流電圧を直流電圧Ｖｂｕｓに変換する。そして、直流電圧Ｖｂｕｓは、インバータ部３の電圧入力端子３１に出力される。
【００２２】
インバータ部３は、制御回路４から入力されるパルス信号Ｓ４５に従って、モータ９に駆動電流Ｓ３２を供給する。インバータ部３は、電圧入力端子３１と、６つのスイッチング素子と、シャント抵抗Ｒｓと、３つのモータ接続端子を有する。
【００２３】
インバータ部３が有する６つのスイッチング素子には、スイッチング素子Ｔｕ１、スイッチング素子Ｔｕ２、スイッチング素子Ｔｖ１、スイッチング素子Ｔｖ２、スイッチング素子Ｔｗ１、スイッチング素子Ｔｗ２が含まれている。６つのスイッチング素子はそれぞれ、並列に接続されたトランジスタ及びダイオードにより構成されている。トランジスタには、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等が用いられるが、これに限られるわけではない。
【００２４】
スイッチング素子Ｔｕ１とスイッチング素子Ｔｕ２との２つのスイッチング素子は、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。また、スイッチング素子Ｔｖ１とスイッチング素子Ｔｖ２との２つのスイッチング素子も、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。また、スイッチング素子Ｔｗ１とスイッチング素子Ｔｗ２との２つのスイッチング素子も、電圧入力端子３１とシャント抵抗Ｒｓとの間に直列に接続される。そして、スイッチング素子Ｔｕ１とスイッチング素子Ｔｕ２の組み合わせと、スイッチング素子Ｔｖ１とスイッチング素子Ｔｖ２の組み合わせと、スイッチング素子Ｔｗ１とスイッチング素子Ｔｗ２の組み合わせとは、互いに並列に接続される。
【００２５】
シャント抵抗Ｒｓは、一端がスイッチング素子Ｔｕ２、スイッチング素子Ｔｖ２、スイッチング素子Ｔｗ２のそれぞれと接続され、且つ、他端が接地された抵抗である。シャント抵抗Ｒｓには、モータ９の駆動時において、インバータ部３から母線電流Ｉｂｕｓが流れる。
【００２６】
インバータ部３が有する３つのモータ接続端子には、モータ接続端子３２ｕ、モータ接続端子３２ｖ、モータ接続端子３２ｗが含まれている。モータ接続端子３２ｕは、スイッチング素子Ｔｕ１とスイッチング素子Ｔｕ２とを接続する伝送路上に位置する。モータ接続端子３２ｖは、スイッチング素子Ｔｖ１とスイッチング素子Ｔｖ２とを接続する伝送路上に位置する。モータ接続端子３２ｗは、スイッチング素子Ｔｗ１とＴｗ２とを接続する伝送路上に位置する。
【００２７】
このような構成により、インバータ部３のＵ相では、モータ９の駆動時において、スイッチング素子Ｔｕ１のベース端子とスイッチング素子Ｔｕ２のベース端子とのそれぞれにパルス信号Ｓ４５が入力される。また、インバータ部３のＶ相では、モータ９の駆動時において、スイッチング素子Ｔｖ１のベース端子とスイッチング素子Ｔｖ２のベース端子とのそれぞれにパルス信号Ｓ４５が入力される。また、インバータ部３のＷ相では、モータ９の駆動時において、スイッチング素子Ｔｗ１のベース端子とスイッチング素子Ｔｗ２のベース端子とのそれぞれにパルス信号Ｓ４５が入力される。これらにより、６つのスイッチング素子それぞれのＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。その結果、モータ９のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相には、３つのモータ接続端子のそれぞれから駆動電流Ｓ３２が入力される。
【００２８】
制御回路４は、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓを監視するとともに、インバータ部３を制御する回路である。図２は、制御回路４の構成の一例を示す図である。図２に示すように、制御回路４は、例えば、演算処理部４０を備える。
【００２９】
演算処理部４０は、例えば、マイコンである。なお、演算処理部４０は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のランダムロジック回路であってもよい。
【００３０】
演算処理部４０は、接続端子４１と、電流検出部４２と、比較部入力端子４３と、比較部４４と、制御部４５を有する。
【００３１】
接続端子４１は、演算処理部４０が有する複数の入出力端子のうちの１つである。接続端子４１は、シャント電圧端子ＴＭと接続される。シャント電圧端子ＴＭは、インバータ部３のスイッチング素子Ｔｕ２、スイッチング素子Ｔｖ２、スイッチング素子Ｔｗ２の３つのスイッチング素子と、シャント抵抗Ｒｓとを接続する伝送路上に位置する。シャント抵抗Ｒｓに母線電流Ｉｂｕｓが流れた場合、シャント電圧端子ＴＭの電圧値は、母線電流Ｉｂｕｓの電流値に応じて増減するシャント電圧Ｖｓとなる。すなわち、当該場合、接続端子４１には、シャント電圧Ｖｓが供給される。
【００３２】
電流検出部４２は、接続端子４１に入力されたシャント電圧Ｖｓを増幅する増幅回路である。図２に示すように、電流検出部４２は、可変ゲインアンプ部Ｐ１及び複数の抵抗により構成される差動増幅回路である。
【００３３】
可変ゲインアンプ部Ｐ１は、例えば、プログラマブルゲインアンプである。なお、可変ゲインアンプ部Ｐ１は、プログラマブルゲインアンプに代えて、シャント電圧Ｖｓを増幅するゲインを変化させることが可能な他のアンプであってもよい。
【００３４】
可変ゲインアンプ部Ｐ１の非反転入力端子は、接続端子４１と抵抗を介して接続される。また、可変ゲインアンプ部Ｐ１の反転入力端子は、抵抗を介して接地されている。したがって、電流検出部４２の出力端子には、シャント電圧Ｖｓと接地電圧との電圧差に比例した第１電圧値Ｓ４２が出力される。
【００３５】
また、電流検出部４２は、ゲイン制御部４２１を有する。
【００３６】
ゲイン制御部４２１は、ユーザから演算処理部４０が受け付けたゲインを、可変ゲインアンプ部Ｐ１に設定する。すなわち、可変ゲインアンプ部Ｐ１がシャント電圧Ｖｓを増幅する際のゲインは、ゲイン制御部４２１により設定されたゲインである。
【００３７】
比較部入力端子４３は、電流検出部４２の出力端子である。また、比較部入力端子４３は、比較部４４の入力端子でもある。電流検出部４２から出力された第１電圧値Ｓ４２は、比較部入力端子４３を介して、比較部４４へ入力される。また、比較部入力端子４３は、制御部４５の図示しない第１端子とも接続されている。このため、電流検出部４２から出力された第１電圧値Ｓ４２は、比較部入力端子４３を介して、制御部４５へも入力される。
【００３８】
比較部４４は、コンパレータＰ２を有する比較回路である。比較部４４は、コンパレータＰ２の非反転入力端子に、一定の基準電圧値Ｓ４４１を入力する基準電圧制御部４４２を有する。基準電圧制御部４４２は、ユーザから演算処理部４０が受け付けた電圧値を、基準電圧値Ｓ４４１としてコンパレータＰ２の非反転入力端子に出力する。これにより、駆動制御装置では、ユーザが所望する電圧を基準電圧として用いることができる。
【００３９】
一方、コンパレータＰ２の反転入力端子は、比較部入力端子４３に接続されている。このため、比較部入力端子４３に電流検出部４２の第１電圧値Ｓ４２が入力されている場合、コンパレータＰ２は、基準電圧値Ｓ４４１と第１電圧値Ｓ４２とを比較する。そして、コンパレータＰ２は、入力された２つの電圧値の大小関係に応じた電圧値を、図示しない出力端子から出力する。
【００４０】
比較部４４の出力端子は、制御部４５の図示しない第２端子に接続されている。このため、当該第２端子には、比較部４４における比較結果を示す判定電圧Ｓ４４が入力される。具体的には、第１電圧値Ｓ４２が基準電圧値Ｓ４４１よりも小さい場合、判定電圧Ｓ４４は、Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベルとなる。また、第１電圧値Ｓ４２が基準電圧値Ｓ４４１以上である場合、判定電圧Ｓ４４は、Ｈレベルよりも小さいＬ（Ｌｏｗ）レベルとなる。
【００４１】
制御部４５は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）である。なお、制御部４５は、ＣＰＵに代えて、他のプロセッサであってもよい。
【００４２】
制御部４５は、インバータ部３の６つのスイッチング素子の動作を制御する。制御部４５は、外部から入力されるモータ駆動指令信号と、制御部４５の第１端子から入力される第１電圧値Ｓ４２と、制御部４５の第２端子から入力される判定電圧Ｓ４４とに基づいて、パルス信号Ｓ４５をインバータ部３へと出力する。
【００４３】
制御部４５は、予め設定されたタイミングで、周期的に可変ゲインアンプ部Ｐ１の非反転入力端子へ第１動作確認用信号Ｓ４５３を、図示しない第３端子から出力する。これにより、可変ゲインアンプ部Ｐ１には、第１動作確認用信号Ｓ４５３が入力される。
【００４４】
ここで、制御部４５は、制御部４５の第３端子から電圧値の異なる少なくとも２つの信号を、第１動作確認用信号Ｓ４５３として出力できる。具体的には、制御部４５は、制御部４５の第３端子から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の低い許容レベルと、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の高い過電流相当レベルとの２種類の信号を出力できる。
【００４５】
また、制御部４５は、例えば、電流値検出処理部４５０と、パルス信号生成部４５１と、過電流検出処理部４５２と、第１動作確認処理部４５３を有する。制御部４５が有するこれらの機能部は、予め設定されたプログラムに従って、制御部４５が演算処理を行うことによって実現される。なお、制御部４５は、これらの機能部に加えて、他の機能部を備える構成であってもよい。また、制御部４５は、電流値検出処理部４５０と、パルス信号生成部４５１とのうちのいずれか一方又は両方を有さない構成であってもよい。この場合、電流値検出処理部４５０と、パルス信号生成部４５１とのうちの制御部４５が有さない機能部は、制御部４５と別体のプロセッサによって実現される。
【００４６】
電流値検出処理部４５０は、電流検出部４２から、制御部４５の第１端子へ入力される第１電圧値Ｓ４２を取得する。電流値検出処理部４５０は、取得した第１電圧値Ｓ４２に基づいて、母線電流Ｉｂｕｓの電流値を検出する。第１電圧値Ｓ４２の取得は、パルス信号Ｓ４５に同期して実行される。
【００４７】
パルス信号生成部４５１は、外部から入力されるモータ駆動指令信号（図示省略）と、電流値検出処理部４５０が検出した母線電流Ｉｂｕｓの電流値とに基づいて、パルス信号Ｓ４５をインバータ部３へ出力する。
【００４８】
過電流検出処理部４５２は、過電流の有無を監視する監視処理を行う。より具体的には、過電流検出処理部４５２は、比較部４４の比較結果に基づいて、モータ９の状態が過電流状態であることを検出する処理を、監視処理として行う。モータ９の状態が過電流状態であることは、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓの電流値が異常に高い値となる状態であることを意味する。換言すると、モータ９の状態が過電流状態であることは、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓの電流値が予め決められた値よりも高い値（すなわち、異常に高い値）となる状態であることを意味する。当該予め決められた値は、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓの電流値のうち、モータ９の母線電流Ｉｂｕｓに起因する故障等が発生し始める電流値に応じて決められる値であり、当該電流値よりも低い電流値である。過電流検出処理部４５２は、実施形態では、後述する第１動作確認処理部４５３が動作していない間、監視処理を繰り返し行う。これにより、過電流検出処理部４５２は、第１動作確認処理部４５３が動作していない間、常に過電流の有無を監視することができる。
【００４９】
過電流検出処理部４５２は、監視処理において、制御部４５の第２端子に入力される比較部４４の判定電圧Ｓ４４がＬレベルであるかＨレベルであるかを判定する。これにより、過電流検出処理部４５２は、モータ９の状態が過電流状態であるか否かを判定する。
【００５０】
過電流検出処理部４５２は、監視処理において、判定電圧Ｓ４４がＬレベルであると判定した場合、モータ９の状態が過電流状態であると判定する。そして、当該場合、過電流検出処理部４５２は、パルス信号生成部４５１からのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。これにより、過電流検出処理部４５２は、当該場合、モータ９の駆動を停止させる。すなわち、過電流検出処理部４５２は、モータ９の状態が過電流状態であると判定すると、モータ９の駆動を停止させる。
【００５１】
一方、過電流検出処理部４５２は、監視処理において、判定電圧Ｓ４４がＨレベルであると判定した場合、モータ９の状態が正常な状態であると判定する。そして、当該場合、過電流検出処理部４５２は、パルス信号生成部４５１の動作を停止させない。すなわち、パルス信号生成部４５１は、当該場合、インバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を継続する。
【００５２】
第１動作確認処理部４５３は、電流検出部４２と比較部４４との少なくとも一方に異常が発生しているか否かを、予め設定されたタイミングで確認（判定）する第１判定処理を行う。より具体的には、第１動作確認処理部４５３は、第１判定処理において、可変ゲインアンプ部Ｐ１とコンパレータＰ２との少なくとも一方に異常が発生しているか否かを、当該タイミングで確認する。第１動作確認処理部４５３は、当該タイミングで、過電流検出処理部４５２の監視処理を一時的に無効にし、制御部４５の第３端子から第１動作確認用信号Ｓ４５３を出力するとともに、第１判定処理を実行する。
【００５３】
図３は、制御部４５内における電流値検出処理部４５０、過電流検出処理部４５２、第１動作確認処理部４５３の各動作タイミングの一例を示した図である。図３に示すように、電流値検出処理部４５０は、予め設定された時間間隔で、母線電流Ｉｂｕｓの電流値の検出処理を実行する。図３に示した例では、電流値検出処理部４５０の検出処理の周期は、４０マイクロ秒となっている。また、制御部４５は、電流値検出処理部４５０による検出処理が実行されていない期間に、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理を実行する。本実施形態では、電流値検出処理部４５０による検出処理が複数回実行される間に、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理が１回実行される。
【００５４】
また、図３に示すように、過電流検出処理部４５２は、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理が実行されていない間は常に、前述の監視処理を実行する。制御部４５は、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理の実行時には、過電流検出処理部４５２による監視処理を、一時的に停止させる。
【００５５】
このように、実施形態に係る駆動制御装置１では、制御回路４は、１つマイコンである演算処理部４０によって実現される。このため、駆動制御装置１は、制御回路４を構成する部品点数を少なくすることができる。なお、演算処理部４０では、１つ以上のマイコンによって制御部４５のみが実現される構成であってもよい。この場合、演算処理部４０は、とマイコンとともに、当該マイコンと別体の電流検出部４２及び比較部４４を有する。また、当該場合であっても、演算処理部４０は、電流検出部４２において、オペアンプに代えて可変ゲインアンプ部Ｐ１が用いられているため、電流検出部４２にオペアンプを用いる場合と比較して、抵抗等の部品点数を少なくすることができる。また、駆動制御装置１は、演算処理部４０に可変ゲインアンプ部Ｐ１がオペアンプに代えて用いられているため、様々な巻線仕様のモータに対して、構成を変えることなく適用することができる。すなわち、駆動制御装置１は、部品点数を少なくするとともに汎用性を高くすることができる。その結果、駆動制御装置１は、製造コストを低くすることができる。
【００５６】
＜制御回路の動作＞
次に、図４及び図５を参照し、制御回路４の動作について説明する。図４は、モータ９の駆動時における制御回路４の動作の流れの一例を示す図である。図５は、第１判定処理時における第１動作確認処理部４５３の動作の流れの一例を示す図である。
【００５７】
制御回路４では、制御部４５外の電気回路である電流検出部４２及び比較部４４と、制御部４５とを用いて、モータ９内に過電流が生じているか否かを判定する。このように電気回路を介して過電流状態を検知する場合、当該電気回路が故障し、天絡、地絡、あるいは開放状態になると、モータ９内の過電流を検知できなくなる虞がある。
【００５８】
そこで、制御回路４は、制御部４５の第３端子から第１動作確認用信号Ｓ４５３を出力させるとともに、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理を行う。これにより、制御回路４は、制御回路４の制御部４５外の電気回路部分に故障が生じたか否かを判定する。具体的には、制御回路４は、電流検出部４２と比較部４４との少なくとも一方（すなわち、当該電気回路部分）に故障が生じたか否かを判定する。制御回路４は、以下の手順により、モータ９の駆動時における制御回路４による電流値検出処理、監視処理、及び動作確認のための第１判定処理を行う。
【００５９】
図４に示すように、パルス信号生成部４５１がインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を開始すると、制御部４５は、カウント数Ｎを１にリセットする（ステップＳＴ１０１）。
【００６０】
次に、制御部４５は、時刻ｔを０にリセットする（ステップＳＴ１０２）。なお、この時刻ｔは、１［マイクロ秒］ごとにインクリメントされる。また、ステップＳＴ１０１とステップＳＴ１０２の処理は、逆の順に行われてもよく、並列に行われてもよい。
【００６１】
カウント数Ｎ及び時刻ｔの設定が終了すると、電流値検出処理部４５０は、母線電流Ｉｂｕｓの電流値の検出処理を行う（ステップＳＴ１０３）。ステップＳＴ１０３では、電流値検出処理部４５０が、制御部４５の第１端子に入力される第１電圧値Ｓ４２に基づいて、母線電流Ｉｂｕｓの電流値を検出する。検出された母線電流Ｉｂｕｓの電流値は、パルス信号生成部４５１においてパルス信号Ｓ４５を生成するために使用される。
【００６２】
本実施形態では、この母線電流Ｉｂｕｓの電流値の検出処理は、約８［マイクロ秒］で終了する。制御部４５は、ステップＳＴ１０３の終了後、電流値検出処理部４５０の検出処理を停止させておく。
【００６３】
ステップＳＴ１０３の検出処理が終了すると、制御部４５は、カウント数Ｎが１であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０４）。
【００６４】
カウント数Ｎが１である場合（ステップＳＴ１０４−ＹＥＳ）、制御部４５は、第１動作確認処理部４５３に第１判定処理を行わせる（ステップＳＴ１０５）。第１判定処理の詳細な手順については、後述する。なお、本実施形態では、第１判定処理は、約４［マイクロ秒］で終了する。制御部４５は、第１判定処理を行う間、過電流検出処理部４５２による母線電流Ｉｂｕｓの電流値の検出処理を停止する。
【００６５】
一方、カウント数Ｎが１でない場合（ステップＳＴ１０４−ＮＯ）、制御部４５は、ステップＳＴ１０５を行うことなく、ステップＳＴ１０６へ進む。
【００６６】
ステップＳＴ１０５の第１判定処理が終了するか、あるいは、ステップＳＴ１０４においてカウント数Ｎが１でない場合、制御部４５は、時刻ｔが４０以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０６）。すなわち、制御部４５は、ステップＳＴ１０２における時刻ｔのリセットから４０［マイクロ秒］経過したか否かを判定する。
【００６７】
制御部４５は、時刻ｔが４０未満である場合（ステップＳＴ１０６−ＮＯ）、ステップＳＴ１０６に戻り、待機する。
【００６８】
一方、制御部４５は、時刻ｔが４０以上である場合（ステップＳＴ１０６−ＹＥＳ）、カウント数Ｎをインクリメントする（ステップＳＴ１０７）。その後、制御部４５は、カウント数Ｎが４より大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１０８）。
【００６９】
制御部４５は、ステップＳＴ１０８においてカウント数Ｎが４以下であると判定した場合（ステップＳＴ１０８−ＮＯ）、ステップＳＴ１０２へと戻る。そして、制御部４５は、ステップＳＴ１０２〜ＳＴ１０７の処理を繰り返す。その際、カウント数Ｎ＝２〜４の間は、ステップＳＴ１０４においてカウント数Ｎが１でないと制御部４５により判定されるため、ＳＴ１０５の判定処理は、省略される。
【００７０】
一方、制御部４５は、ステップＳＴ１０８においてカウント数Ｎが４より大きいと判定した場合（ステップＳＴ１０８−ＹＥＳ）、ステップＳＴ１０１へ戻り、カウント数Ｎのリセットを行う。
【００７１】
このように、本実施形態では、電流値検出処理部４５０による検出処理を４回行う間に、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理を１回行う。しかしながら、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理は、電流値検出処理部４５０による検出処理を１〜３回行う間に１回行われてもよく、当該検出処理を５回以上の所定の複数回行う間に１回行われてもよい。なお、制御部４５の負荷を低減するためには、安全性を確保できる範囲で、第１判定処理の頻度を減らすことが好ましい。
【００７２】
次に、図５を参照し、第１動作確認処理部４５３におけるステップＳＴ１０５の第１判定処理について説明する。電流検出部４２に故障が発生して、地絡、天絡及び開放状態が生じている場合、電流値検出処理部４５０が取得する第１電圧値Ｓ４２は、変化しない。このため、制御部４５は、当該場合、第１判定処理によって異常を認識できる。また、電流検出部４２に故障が発生していなくても、比較部４４の出力端子が天絡している場合、制御部４５の第２端子に入力される電圧は、判定電圧Ｓ４４のＨレベル以上になる。また、比較部４４の出力端子が地絡している場合、制御部４５の第２端子に入力される電圧は、判定電圧Ｓ４４のＬレベル以下になる。また、比較部４４の出力端子が開放状態となっている場合、比較部入力端子４３に入力される電圧値に関わらず、制御部４５の第２端子に入力される電圧は、不定となる。これらのため、制御回路４は、比較部４４に故障が発生して、地絡、天絡及び開放状態が生じている場合、第１判定処理によって異常を認識できる。
【００７３】
第１判定処理においては、まず、第１動作確認処理部４５３は、第３端子から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の高い過電流相当レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３を出力させる（ステップＳＴ２０１）。過電流相当レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３が、可変ゲインアンプ部Ｐ１の非反転入力端子に入力されると、電流検出部４２（すなわち、可変ゲインアンプ部Ｐ１）に異常が無い場合、且つ、比較部４４に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４は、Ｌレベルとなる。第１動作確認処理部４５３は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｌレベルへ変化したか否かを判別する（ステップＳＴ２０２）。
【００７４】
ステップＳＴ２０２において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルへと変化しなかった場合（ステップＳＴ２０２−ＮＯ）、比較部４４に天絡が生じているか、比較部４４が開放状態となっているか、電流検出部４２に故障が発生しているかのいずれかの可能性が高い。このため、第１動作確認処理部４５３は、電流検出部４２と比較部４４との少なくとも一方が異常状態であると判定し、第１判定処理を終了する。そして、第１動作確認処理部４５３は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。
【００７５】
一方、ステップＳＴ２０２において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルに変化した場合（ステップＳＴ２０２−ＹＥＳ）、第１動作確認処理部４５３は、制御部４５の第３端子から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の低い許容レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３を出力させる（ＳＴ２０３）。許容レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３が可変ゲインアンプ部Ｐ１の非反転入力端子に入力されると、可変ゲインアンプ部Ｐ１に異常が無い場合、可変ゲインアンプ部Ｐ１は、基準電圧値Ｓ４４１よりも小さい第１電圧値Ｓ４２を出力する。また、当該第１電圧値Ｓ４２が比較部入力端子４３に入力されると、比較部４４に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４は、Ｈレベルとなる。第１動作確認処理部４５３は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｈレベルへ変化したか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。
【００７６】
ステップＳＴ２０４において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルへと変化しなかった場合（ステップＳＴ２０４−ＮＯ）、比較部４４に地絡が生じている、又は、開放状態となっている可能性が高い。このため、第１動作確認処理部４５３は、比較部４４が異常状態であると判別して、判定処理を終了する。そして、第１動作確認処理部４５３は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。
【００７７】
一方、ステップＳＴ２０４において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルに変化した場合（ステップＳＴ２０４−ＹＥＳ）、電流検出部４２及び比較部４４の両方が正常状態であると判定し、判定処理を終了する。
【００７８】
このように、実施形態に係る駆動制御装置１では、過電流を検出するための電流検出部４２及び比較部４４の両方が正常に動作しているか否かの動作確認を行うことができる。また、駆動制御装置１は、１つのマイコンによって演算処理部４０を実現している。このため、駆動制御装置１は、部品点数を少なくすることができる。
【００７９】
また、実施形態に係る駆動制御装置１では、過電流検出処理部４５２の検出処理を停止した状態で、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理を行う。このため、第１判定処理時に第１動作確認処理部４５３から出力される高電圧の信号によって、モータ９の駆動を停止させてしまうことがない。
【００８０】
また、実施形態に係る駆動制御装置１では、電流値検出処理部４５０による電流値の検出処理を、一定の時間間隔で行い、その合間の時間を利用して、第１動作確認処理部４５３による第１判定処理を行う。このため、電流値検出処理部４５０の動作頻度を減らすことなく、電流検出部４２及び比較部４４の両方の動作確認を行うことができる。
【００８１】
また、図２に示すように、実施形態に係る駆動制御装置１では、増幅器である可変ゲインアンプ部Ｐ１と、比較部に含まれるコンパレータＰ２とが、直列に接続されている。このようにすることにより、駆動制御装置１では、可変ゲインアンプ部Ｐ１とコンパレータＰ２とを並列に接続する場合よりも、回路構成をシンプルにすることができる。
【００８２】
＜実施形態の変形例＞
以下、実施形態の変形例について説明する。なお、実施形態の変形例では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
上記において説明した制御部４５は、図６に示したように、第１動作確認処理部４５３に代えて、第２動作確認処理部４５４を有する構成であってもよい。図６は、制御回路４の構成の他の例を示す図である。
【００８４】
第２動作確認処理部４５４は、比較部４４に異常が発生しているか否かを、予め設定されたタイミングで確認（判定）する第２判定処理を行う。より具体的には、第２動作確認処理部４５４は、第２判定処理において、コンパレータＰ２に異常が発生しているか否かを、当該タイミングで確認する。第２動作確認処理部４５４は、当該タイミングで、過電流検出処理部４５２の監視処理を一時的に無効にし、制御部４５の図示しない第４端子から第２動作確認用信号Ｓ４５４を、コンパレータＰ２の反転入力端子（図６に示した例では、比較部入力端子４３）に出力するとともに、第２判定処理を実行する。なお、当該第４端子は、前述の制御部４５の第１端子と同じ端子であってもよい。
【００８５】
第２動作確認処理部４５４が第２判定処理を行うタイミングは、第１動作確認処理部４５３が第１判定処理を行うタイミングと同じタイミングである。このため、第２動作確認処理部４５４が第２判定処理を行うタイミングについての説明を省略する。
【００８６】
実施形態の変形例に係る駆動制御装置１では、第２動作確認処理部４５４は、図４に示したステップＳＴ１０５において、第１判定処理に代えて、第２判定処理を行う。
【００８７】
ここで、図７を参照し、第２動作確認処理部４５４による第２判定処理について説明する。図７は、第２判定処理時における第２動作確認処理部４５４の動作の流れの一例を示す図である。
【００８８】
第２判定処理においては、まず、第２動作確認処理部４５４は、第４端子から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の高い過電流相当レベルの第２動作確認用信号Ｓ４５４を出力させる（ステップＳＴ３０１）。過電流相当レベルの第２動作確認用信号Ｓ４５４が、コンパレータＰ２の反転入力端子に入力されると、比較部４４に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４は、Ｌレベルとなる。第２動作確認処理部４５４は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｌレベルへ変化したか否かを判別する（ステップＳＴ３０２）。
【００８９】
ステップＳＴ３０２において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルへと変化しなかった場合（ステップＳＴ３０２−ＮＯ）、比較部４４に天絡が生じているか、又は、比較部４４が開放状態となっているかのいずれかの可能性が高い。このため、第２動作確認処理部４５４は、比較部４４が異常状態であると判定し、第２判定処理を終了する。そして、第２動作確認処理部４５４は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。
【００９０】
一方、ステップＳＴ３０２において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＬレベルに変化した場合（ステップＳＴ３０２−ＹＥＳ）、第２動作確認処理部４５４は、制御部４５の第４端子から、基準電圧値Ｓ４４１よりも電圧値の低い許容レベルの第２動作確認用信号Ｓ４５４を出力させる（ＳＴ３０３）。許容レベルの第２動作確認用信号Ｓ４５４がコンパレータＰ２の反転入力端子に入力されると、コンパレータＰ２に異常が無い場合、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４は、Ｈレベルとなる。第２動作確認処理部４５４は、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４が、Ｈレベルへ変化したか否かを判定する（ステップＳＴ３０４）。
【００９１】
ステップＳＴ３０４において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルへと変化しなかった場合（ステップＳＴ３０４−ＮＯ）、比較部４４に地絡が生じている、又は、開放状態となっている可能性が高い。このため、第２動作確認処理部４５４は、比較部４４が異常状態であると判別して、判定処理を終了する。そして、第２動作確認処理部４５４は、パルス信号生成部４５１からインバータ部３へのパルス信号Ｓ４５の出力を停止させる。
【００９２】
一方、ステップＳＴ３０４において、比較部４４から出力される判定電圧Ｓ４４がＨレベルに変化した場合（ステップＳＴ３０４−ＹＥＳ）、比較部４４が正常状態であると判定し、判定処理を終了する。
【００９３】
このように、実施形態の変形例に係る駆動制御装置１では、過電流を検出するための比較部４４が正常に動作しているか否かの動作確認を行うことができる。また、駆動制御装置１は、１つのマイコンによって演算処理部４０を実現している。このため、駆動制御装置１は、部品点数を少なくすることができる。
【００９４】
なお、上記において説明した駆動制御装置１において、制御回路４は、第１動作確認処理部４５３とともに、第２動作確認処理部４５４を有する構成であってもよい。この場合、制御部４５は、例えば、第１判定処理と第２判定処理とを交互に行う構成であってもよく、予め決められた順に行う構成であってもよく、ランダムに行う構成であってもよく、他の方法によって決められたタイミングで行う構成であってもよい。
【００９５】
また、上記において説明したゲイン制御部４２１は、接続端子４１を介して演算処理部４０に入力されたシャント電圧Ｖｓ（すなわち、シャント抵抗Ｒｓに流れた母線電流Ｉｂｕｓの電流値の大きさ）に応じて可変ゲインアンプ部Ｐ１のゲインを変化させる構成であってもよい。これにより、駆動制御装置１は、例えば、母線電流Ｉｂｕｓの電流値が小さい場合にゲインを大きくし、母線電流Ｉｂｕｓの電流値が大きい場合にゲインを小さくする等の制御を行うことができる。その結果、駆動制御装置１は、例えば、母線電流Ｉｂｕｓが小さい場合であっても、十分に大きな信号を得ることができる。
【００９６】
また、上記において説明した駆動制御装置１は、モータ９とともに図示しないモータ装置を構成する。当該モータ装置は、駆動制御装置１とモータ９に加えて、他の回路、他の装置等を備える構成であってもよい。
【００９７】
また、上記において説明した第１動作確認処理部４５３は、過電流相当レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３と、許容レベルの第１動作確認用信号Ｓ４５３とを、連続して順次に出力してもよく、間隔をあけて順次に出力してもよい。
【００９８】
以上のように、実施形態に係る駆動制御装置（上記において説明した例では、駆動制御装置１）は、インバータ部（上記において説明した例では、インバータ部３）により駆動されるモータ（上記において説明した例では、モータ９）の駆動制御装置であって、制御回路（上記において説明した例では、制御回路４）を備え、制御回路は、インバータ部から取得される電流値を示す第１電圧値を出力する可変ゲインアンプ部（上記において説明した例では、可変ゲインアンプ部Ｐ１）と、可変ゲインアンプ部から取得した第１電圧値と基準電圧値との比較を行う比較部（上記において説明した例では、比較部４４）と、比較部の比較結果において第１電圧値が基準電圧値を上回った場合、モータの駆動を停止させる過電流検出処理部（上記において説明した例では、過電流検出処理部４５２）と、を有する。これにより、駆動制御装置は、部品点数を少なくすることができる。
【００９９】
また、駆動制御装置では、制御回路は、予め設定されたタイミングで可変ゲインアンプ部に第１動作確認用信号（上記において説明した例では、第１動作確認用信号Ｓ４５３）を出力し、出力した第１動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、可変ゲインアンプ部の状態を判定する第１動作確認処理部（第１動作確認処理部４５３）を有する、構成が用いられてもよい。
【０１００】
また、駆動制御装置では、制御回路は、予め設定されたタイミングで繰り返し比較部に第２動作確認用信号（上記において説明した例では、第２動作確認用信号Ｓ４５４）を出力し、出力した第２動作確認用信号の出力タイミングに基づいて、比較部の状態を判定する第２動作確認処理部（第２動作確認処理部４５４）を有する、構成が用いられてもよい。
【０１０１】
また、駆動制御装置では、制御回路は、電流値の大きさに応じて可変ゲインアンプ部のゲインを変化させるゲイン制御部（上記において説明した例では、ゲイン制御部４２１）を有する、構成が用いられてもよい。
【０１０２】
また、駆動制御装置では、制御回路は、受け付けた操作に応じて、比較部に設定されている基準電圧値を変化させる基準電圧制御部（上記において説明した例では、基準電圧制御部４４２）を有する、構成が用いられてもよい。
【０１０３】
また、駆動制御装置では、制御回路は、演算処理部を有し、演算処理部は、可変ゲインアンプ部と、比較部と、過電流検出処理部を備える、構成が用いられてもよい。
【０１０４】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【符号の説明】
【０１０５】
１…駆動制御装置、２…電源部、３…インバータ部、４…制御回路、９…モータ、２１…交流電源、２２…ダイオードブリッジ、２３…平滑コンデンサ、３１…電圧入力端子、３２ｕ、３２ｖ、３２ｗ…モータ接続端子、４０…演算処理部、４１…接続端子、４２…電流検出部、４３…比較部入力端子、４４…比較部、４５…制御部、２２１…入力端子、２２２…出力端子、４２１…ゲイン制御部、４４２…基準電圧制御部、４５０…電流値検出処理部、４５１…パルス信号生成部、４５２…過電流検出処理部、４５３…第１動作確認処理部、４５４…第２動作確認処理部、Ｉｂｕｓ…母線電流、Ｐ１…可変ゲインアンプ部、Ｐ２…オペアンプ、Ｒｓ…シャント抵抗、Ｓ３２…駆動電流、Ｓ４２…第１電圧値、Ｓ４４…判定電圧、Ｓ４５…パルス信号、Ｓ４４１…基準電圧値、Ｓ４５３…第１動作確認用信号、Ｓ４５４…第２動作確認用信号、ＴＭ…シャント電圧端子、Ｔｕ１、Ｔｕ２、Ｔｖ１、Ｔｖ２、Ｔｗ１、Ｔｗ２…スイッチング素子、Ｖｂｕｓ…直流電圧、Ｖｓ…シャント電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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