(57)【要約】【課題】  経時的にモータ負荷が重くなった場合にドライバの過負荷状態が長く続く虞がある。【解決手段】  ＤＣモータ制御装置は、ＤＣモータを駆動するモータ駆動部と、上記ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出部と、上記モータ駆動部の出力電流を検出する電流検出部と、上記モータ駆動部の駆動により、且つ上記速度検出部により検出された速度と上記電流検出部により検出された出力電流に基づいて、上記モータ駆動部を制御する制御部とを備えた。【選択図】        図１
2010035312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣモータを駆動するモータ駆動部と、
前記ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記モータ駆動部の出力電流を検出する電流検出部と、
前記モータ駆動部の駆動により、且つ前記速度検出部により検出された速度と前記電流検出部により検出された出力電流に基づいて、
前記モータ駆動部を制御する制御部とを
備えたＤＣモータ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ＤＣモータの駆動開始から所定の回転速度に達するまでの時間を計測する時間計測部と、
前記速度検出部と前記電流検出部により検出された各値を用いて判定する判定部とを有し、
前記モータ駆動部の出力電流が所定値以上であり、且つ前記時間計測部により計測された時間が所定時間以上である場合に、
前記ＤＣモータを減速させるように前記モータ駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣモータ制御装置は、ＤＣモータの回転速度を検出し、所定時間内に所定の回転速度に到達しなかった場合には、ＤＣモータ制御装置内のＣＰＵに異常信号を出力してＤＣモータを停止させていた。
【特許文献１】特開平０５−１０２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のＤＣモータ制御装置では、ＤＣモータが所定時間内に所定の回転速度に到達すれば、ＤＣモータは正常に駆動されていると判断してしまうため、急激な負荷変動があっても検出できず過負荷状態が長く続いてしまう虞があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以上の問題を解決するために、次の構成を具備する。
【０００５】
本発明のＤＣモータ制御装置は、ＤＣモータを駆動するモータ駆動部と、上記ＤＣモータの回転速度を検出する速度検出部と、上記モータ駆動部の出力電流を検出する電流検出部と、上記モータ駆動部の駆動により、且つ上記速度検出部により検出された速度と上記電流検出部により検出された出力電流に基づいて、上記モータ駆動部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ＤＣモータが所定時間内に決められた回転速度に達しない場合、又は、所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が所定の電流値を超えた場合にＤＣモータを減速させることにより過負荷状態を短い時間に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を説明する。ここで説明するＤＣモータは三相ブラシレスモータの場合について述べる。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１のＤＣモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
図に示すように、ＤＣモータ制御装置１は、制御部２、ドライバ４、位置検出部５、速度検出部６、電流検出部７を有し、ＤＣモータ制御装置１は、ＤＣモータ３を駆動させる。
【０００９】
制御部２は、ＣＰＵ８、タイマ９、状態記憶部１０、モータ制御部１１を含む。
ＣＰＵ８は、図示しないＲＯＭ（ＲＥＡＤ  ＯＮＬＹ  ＭＥＭＯＲＹ）に書き込まれたプログラムによって動作するユニットである。
【００１０】
タイマ９は、ＤＣモータ３の起動時に、予め定めたＤＣモータ３が一定の回転速度に到達すべき所定時間に達したかを計測する。タイマ９は、計測した時間が予め定めた所定時間に達するとタイマデータ信号１６をＣＰＵ８に出力する。ＣＰＵ８は、タイマ９のタイマ値の設定を行い、タイマリセット信号１４を送信することによりタイマ９に所定時間の計測を実行させる。
【００１１】
状態記憶部１０には、ＤＣモータ３起動時に所定時間内に所定の回転速度に到達しなかった場合、又は所定時間内に所定の回転速度に到達したが、ＤＣモータ３への通電電流が定格電流を超えた場合にＣＰＵ８により、異常を示すフラグ書き込み信号１５の「１」が状態記憶部１０に書き込まれる。
【００１２】
ＣＰＵ８は、ＤＣモータ３起動時に所定時間内に所定の回転速度に到達しなかった場合には、所定時間を超えて設定された限界時間内で所定の回転速度に到達するかを確認し、それでも所定の回転速度に到達しなければＤＣモータ３を停止させる。
一方ＣＰＵ８は、起動後に１度定格電流を超えた場合には、一旦ＤＣモータ３を停止させて、あらためて再起動させる。再起動時にＣＰＵ８は、既に状態記憶部１０に異常を示すフラグ書き込み信号１５の「１」を記憶させてあるので、上述の異常が再度発生の場合には、ＣＰＵ８は、状態記憶部１０のフラグデータ信号１７を読み込み、「１」が記憶されているのを確認するとＤＣモータ３を停止させる。
【００１３】
ＣＰＵ８は、ＤＣモータ３の起動時にモータ制御部１１にスタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」を出力する。また、ＣＰＵ８は、停止（減速）時にはモータ制御部１１にスタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」を出力する。
また、ＣＰＵ８は、ＤＣモータ３の回転速度及び位相を検出するためのＣＬＫ信号１３をモータ制御部１１に送信する。
【００１４】
また、ＣＰＵ８には、モータ制御部１１からＤＣモータ３が所定の回転速度に達したかどうかを判定するＬＯＣＫ信号１８が入力され、電流検出部７から定格電流を超えたかどうかを判定する定格電流異常信号１９が入力される。
【００１５】
ドライバ４は、スイッチング素子としてハイサイド３個とローサイド３個の計６個のパワーＭＯＳＦＥＴで構成される。モータ制御部１１によりゲート信号を受けてパワーＭＯＳＦＥＴを駆動させる。
【００１６】
続いて位置検出部５と速度検出部６とモータ制御部１１について図２を用いて説明する。
図２は、実施例１のモータ制御部、位置検出部、速度検出部の回路ブロック図である。
【００１７】
位置検出部５は、ＤＣモータ３のロータ（回転子）の位相を検出するホール素子２０からなる。
本発明では、ＤＣモータ３として三相ブラシレスモータを適用する。従って、ロータの位相を検出するホール素子２０は、ホール素子Ｕ、ホール素子Ｖ、ホール素子Ｗの計３個使用される。
【００１８】
速度検出部６は、ロータ近傍の図示しない基板上に設けられたロータの回転速度が検出可能なＦＧ（周波数発生器）パターン２１と呼ばれる銅箔線からなる。
ロータの速度検出用のＦＧパターン２１は、ロータと一体をなすＦＧマグネットの着磁極数と等しい発電銅箔線で構成されている。ＦＧパターン２１は、ＦＧマグネットと対向しており、各発電銅箔線を直列に接続して環状に形成されている。
ＦＧマグネットがロータと一体に回転するとＦＧパターン２１には、ＦＧマグネットとの相対的な磁束の変化により、ロータの回転速度に応じた周波数の速度検出信号が誘起される。
【００１９】
モータ制御部１１は、ホールアンプ２２、ＦＧアンプ２３、速度比較器２４、位相比較器２５、ＶＣＯ（電圧制御型発振器）２６、カウンタ２７、積分アンプ２８、ＰＷＭ（ＰＵＬＳＥ  ＷＩＤＴＨ  ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ）周波数発振器２９、パルス比較器３０、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１を含む。
【００２０】
ホールアンプ２２は、ホール素子２０であるホール素子Ｕ、ホール素子Ｖ、ホール素子Ｗからの各出力を増幅し、波形整形するためのアンプである。波形整形された各信号は、ホールアンプ出力信号４４としてＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１に送信される。
【００２１】
ＦＧアンプ２３は、ＦＧパターン２１の出力を増幅し、波形整形するためのアンプである。波形整形された信号は、ＦＧ信号３２として速度比較器２４と位相比較器２５に出力される。
【００２２】
速度比較器２４は、上述のＦＧ信号３２と後述するカウンタ２７からクロック１周期を示すカウント信号３５とを比較してＤＣモータ３の回転速度と所定の回転速度の速度差を検出するための比較器である。また、速度比較器２４は、検出された速度差パルス信号３３を積分アンプ２８に出力する。また、速度比較器２４は、速度差がクロック１周期の時間に対して６．２５％以上の場合にはＤＣモータ３の回転に異常があると判断し、異常をＣＰＵ８に通知するためにＬＯＣＫ信号１８「Ｈｉ」をＣＰＵ８に送信する。例えば、クロック１周期が１０ｍｓの場合に、速度差が０．６２５ｍｓ以上であれば異常と判断する。
【００２３】
位相比較器２５は、ＦＧ信号３２とＣＰＵ８が出力するＣＬＫ信号１３の位相を比較して位相差を検出するための比較器である。また、位相比較器２５は、検出された位相差を位相差パルス信号３４として積分アンプ２８に送信する。
【００２４】
ＶＣＯ２６は、電圧制御型の発振器であって、ＣＰＵ８からＣＬＫ信号１３を受信すると、カウンタ２７が受信可能な電圧レベルに変換する、ＶＣＯ２６は、変換された信号をカウンタ２７に送信する。
【００２５】
カウンタ２７は、ＶＣＯ２６から受信した信号の１周期を１パルスとしたカウント信号３５を速度比較器２４に送信する。
【００２６】
積分アンプ２８は、速度差パルス信号３３と位相差パルス信号３４を受信すると積分し、パルス比較器３０に積分出力信号３６として送信する。
【００２７】
ＰＷＭ周波数発振器２９は、ＤＣモータ３の駆動周波数に設定された三角波の信号を出力する発振器である。
【００２８】
パルス比較器３０は、積分アンプ２８の出力とＰＷＭ周波数発振器２９の三角波の信号を比較するための比較器である。パルス比較器３０は、比較することによって、矩形波のＯＮ／ＯＦＦのＤＵＴＹ比が切換えられるＰＷＭ信号３８をＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１に送信する。
【００２９】
ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、ドライバ４の構成部品であるパワーＭＯＳＦＥＴのゲート容量を急速に充放電できるように、駆動信号３９が大電流出力が可能なようにしたトーテムポール方式を採用したプリドライバである。ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１からの駆動信号３９が入力されるドライバ４は、スイッチング素子としてハイサイド３個とローサイド３個の計６個のパワーＭＯＳＦＥＴで構成される。
【００３０】
次に、電流検出部７について説明する。
図３は、実施例１の定格電流検出部と最大電流検出部の回路ブロック図である。
図１に示す電流検出部７は、図３に示すように定格電流検出部４０と最大電流検出部４１からなる。
【００３１】
定格電流検出部４０は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ１、電圧比較器４６を含む。
抵抗Ｒ１は、ＤＣモータ電流を電圧に変換する。
電圧に変換された信号は、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１からなる積分回路により平滑化される。
【００３２】
電圧比較器４６の２つの入力部の内、一方には基準電圧を印加させ、もう一方には上述の平滑化された信号を入力させるようにし、両入力信号の電圧を比較する。例えば、ローアクティブの回路構成であれば電圧比較器４６は、基準電圧を超えた際に、ＣＰＵ８に定格電流異常信号１９として「Ｌｏ」信号を送信する。また、基準電圧を超えていなければ、ＣＰＵ８に「Ｈｉ」信号を送信する。
【００３３】
ＣＰＵ８は、定格電流異常信号１９として「Ｌｏ」信号が入力されると、定格電流異常と判断しモータ制御部１１にスタート・ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を送信し、ＤＣモータ３を停止させる。
【００３４】
一方、最大電流検出部４１は、モータ制御部１１の電圧比較器４２とＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１からなる。
電圧比較器４２は、定速駆動時に上述の電圧比較器４６と同様にＤＣモータ３への通電電流を電圧に変換した信号を読み取り、所定の最大電流値を超えているかどうかを判定する。超えている場合には、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１に最大電流異常信号４３「Ｌｏ」を出力し、ＤＣモータ３を停止させる。
【００３５】
続いて、モータ駆動信号の位相の変更方法について説明する。
図４は、実施例１のＤＣモータの駆動信号及びホールアンプの出力信号のタイミングチャートである。
【００３６】
図に示すｔ１を起点として説明する。ｔ１において、ホールアンプ出力信号４４のＨｕ信号の立ち下がりエッジを図２に示すＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＵＨ信号を「Ｈｉ」信号に設定する。また、同時に駆動信号３９のＷＨ信号を「Ｌｏ」信号への設定が可能になる。「Ｌｏ」信号への設定が可能なＷＨ信号以外にＶＨ信号及びＵＨ信号のＬｏレベルへの切換えは、上述のホールアンプ出力信号４４のエッジ検出と併せて、ＰＷＭ信号３８によるＯＮ時間が経過したかどうかによって切換えられる。
【００３７】
次に、電気角６０°分回転した地点を示すｔ２においては、ホールアンプ出力信号４４のＨｗ信号の立ち上がりエッジをＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＶＬ信号を「Ｌｏ」信号に設定すると同時に駆動信号３９のＷＬ信号を「Ｈｉ」信号に設定する。
【００３８】
次に、電気角６０°分回転した地点を示すｔ３においては、ホールアンプ出力信号４４のＨｖ信号の立ち下がりエッジをＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＵＨ信号を「Ｌｏ」信号への切換えが可能になり、同時に駆動信号３９のＶＨ信号を「Ｈｉ」信号に設定する。
【００３９】
次に、電気角６０°分回転した地点を示すｔ４においては、ホールアンプ出力信号４４のＨｕ信号の立ち上がりエッジをＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＵＬ信号を「Ｈｉ」信号に設定すると同時に駆動信号３９のＷＬ信号を「Ｌｏ」信号に設定する。
【００４０】
次に、電気角６０°分回転した地点を示すｔ５においては、ホールアンプ出力信号４４のＨｗ信号の立ち下がりエッジをＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＶＨ信号を「Ｌｏ」信号への切換えが可能になり、同時に駆動信号３９のＷＨ信号を「Ｈｉ」信号に設定する。
【００４１】
次に、電気角６０°分回転した地点を示すｔ６においては、ホールアンプ出力信号４４のＨｖ信号の立ち上がりエッジをＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１が検出すると、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１は、駆動信号３９のＵＬ信号を「Ｌｏ」信号に設定すると同時に駆動信号３９のＶＬ信号を「Ｈｉ」信号に設定する。ｔ６以降については上述のｔ１からｔ６の動作を繰返すことで位相の切換えを行っている。
【００４２】
次に、モータ定速駆動時の速度制御、位相制御について説明する。
図５は実施例１のモータ定速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
モータ制御部１１の速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジとカウント信号３５の立ち下がりエッジを検出し、モータ制御部１１の位相比較器２５は、ＦＧ信号３２の立ち下がりエッジと、ＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジの検出を行う。
【００４３】
図に示すｔ７地点でモータ制御部１１の速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジを検出すると、カウンタ２７よりＣＬＫ信号１３の１周期時間のカウントを開始する。
【００４４】
図に示すｔ８地点で位相比較器２５は、ＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジを検出したが、ＦＧ信号３２の立ち下がりエッジを検出できていないので、位相差パルス信号３４の時間の検出を開始する。
【００４５】
図に示すｔ９地点で位相比較器２５は、ＦＧ信号３２の立ち下がりエッジを検出すると、位相差パルス信号３４の時間が算出され、ｔ９−ｔ８＝位相遅れ時間となる。
【００４６】
次に図に示すｔ１０地点で速度比較器２４は、カウンタ２７よりＣＬＫ信号１３の１周期に達したのでカウントを終了する。そのとき、速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジを検出できていなければ、速度差パルス信号３３の時間の検出を開始する。
【００４７】
図に示すｔ１１地点で速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジを検出すると、速度差パルス信号３３の時間が算出され、ｔ１１−ｔ１０＝速度遅れ時間となる。ここで、速度比較器２４は、速度遅れ時間がクロックカウント値の±６．２５％以上であれば異常とし、ＬＯＣＫ信号１８「Ｈｉ」をＣＰＵ８に送信する。
【００４８】
以上が、速度と位相がＣＬＫ信号１３並びにカウント信号３５に対して遅れた場合の動作であり、次に、速度と位相がＣＬＫ信号１３並びにカウント信号３５に対して進んだ場合の動作について図５のｔ１１以降で説明する。
【００４９】
図に示すｔ１１地点で、速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジを検出すると、カウンタ２７よりＣＬＫ信号１３の１周期時間のカウントを開始する。
【００５０】
次に、図に示すｔ１２地点で、位相比較器２５は、ＦＧ信号３２の立ち下がりエッジを検出しても、ＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジの検出をできなければ、位相差パルス信号３４の時間の検出を開始する。
【００５１】
図に示すｔ１３地点で位相比較器２５は、ＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジを検出すると、位相差パルス信号３４の時間が算出され、ｔ１３−ｔ１２＝位相進み時間となる。
【００５２】
図に示すｔ１４地点で速度比較器２４は、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジを検出しても、カウンタ２７においてＣＬＫ信号１３の１周期時間のカウントが終了していなければ、
速度差パルス信号３３の時間の検出を開始する。
【００５３】
次に図に示すｔ１５地点で速度比較器２４は、ＣＬＫ信号１３の１周期時間のカウントが終了すると、速度差パルス信号３３の時間が算出され、ｔ１５−ｔ１４＝速度進み時間となる。ここで、速度比較器２４は、速度進み時間がクロックカウント値の±６．２５％以上であれば異常とし、ＬＯＣＫ信号１８「Ｈｉ」をＣＰＵ８に送信する。
【００５４】
また、位相差パルス信号３４と速度差パルス信号３３は、積分アンプ２８で積分され且つゲイン調整され積分出力信号３６としてパルス比較器３０に出力される。一方、ＰＷＭ周波数発振器２９は、ＰＷＭ設定信号３７をパルス比較器３０に送信する。
【００５５】
パルス比較器３０は、積分出力信号３６とＰＷＭ設定信号３７の入力を受けて、ＰＷＭ設定信号３７の立ち上がりにおいて、積分出力信号３６に達すると、ＰＷＭ信号３８を「Ｈｉ」信号にする。また、パルス比較器３０は、ＰＷＭ設定信号３７の立ち下がりにおいて、積分出力信号３６に達すると、ＰＷＭ信号３８を「Ｌｏ」信号にする。
【００５６】
上述のとおりＰＷＭ信号３８の「Ｈｉ」信号と「Ｌｏ」信号が定まることで、ＤＵＴＹ比が決定され、図４で示した駆動信号３９のＵＨ、ＶＨ及びＷＨの各信号のＯＮ時間となる。
【００５７】
次に、モータ加速時の速度制御、位相制御について説明する。
図６は、実施例１のモータ加速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
【００５８】
モータ制御部１１は、スタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」信号と、ＣＬＫ信号１３が入力されることで、ＰＷＭ信号３８を出力する。ＰＷＭ信号３８の出力は、定速駆動と同様に速度比較器２４が、ＦＧ信号３２の立ち上がりエッジとカウント信号３５の立ち下がりエッジを検出し、モータ制御部１１の位相比較器２５が、ＦＧ信号３２の立ち下がりエッジと、ＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジの検出によって速度差パルス信号３３と位相差パルス信号により積分出力信号３６が抽出されてＰＷＭ信号３８が生成される。
【００５９】
しかし、加速時における積分出力信号３６は、停止状態から定速回転に達するまでに位相差並びに速度差が大きいために出力信号が低い。よって、積分出力信号３６は、ＰＷＭ設定信号３７の三角波と交わる電圧信号に達しない虞があるので、図に示す加速区間のｔ１７区間は、駆動信号３９のＤＵＴＹ比は固定で出力される。また、このｔ１７区間は、位相遅れ及び速度遅れの区間につきクロックカウント値の±６．２５％以上であればＬＯＣＫ信号１８「Ｈｉ」をＣＰＵ８に出力するが、ＣＰＵ８は、加速時には、ＬＯＣＫ信号１８による正常異常の判断はせず、ＤＣモータ３の駆動速度が定速に達したかどうかに用いる。速度比較器２４は、定速駆動になると、ＬＯＣＫ信号１８「Ｌｏ」をＣＰＵ８に送信する。加速区間によるｔ１６区間まで最大電流異常信号４３が異常を示す「Ｌｏ」信号であったとしても、ＣＰＵ８は、異常とは判断せずに定速駆動の間においてのみ正常異常の判定を行う。
【００６０】
次に、モータ減速時の速度制御、位相制御について説明する。
図７は、実施例１のモータ減速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
【００６１】
モータ制御部１１は、ＣＰＵ８からスタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号が入力されると、全ての駆動信号３９をＯＮにすることでショートブレーキをかけＤＣモータ３の減速処理を行う。
ＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を出力すると同時に、ＣＬＫ信号１３が、ハイインピーダンスにならぬように、「Ｈｉ」、「Ｌｏ」何れかの固定信号を送信する。
【００６２】
また、ショートブレーキ中は、ＦＧ信号３２の立ち上がり／立ち下がりエッジとＣＬＫ信号１３の立ち下がりエッジの検出は行わない。
【００６３】
次に、ＤＣモータ制御装置１の動作についてフローチャートを用いて説明する。
図８は、実施例１のＤＣモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
以下にステップＳ１からステップＳ１９までステップ順に図１から図３を併用しながら説明する。
【００６５】
（ステップＳ１）
ＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」信号とＣＬＫ信号１３を出力させ、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１により駆動信号３９を送信してドライバ４を駆動させ、ＤＣモータ３を起動させる。起動時は速度／位相差に関わらず駆動信号３９のＰＷＭ−ＤＵＴＹ比は、固定である。
【００６６】
（ステップＳ２）
ＣＰＵ８は、フラグ書き込み信号１５として「０」を状態記憶部１０に送信し記憶させる。
【００６７】
（ステップＳ３）
ＣＰＵ８は、タイマリセット信号１４をタイマ９に送信しタイマカウントを一旦リセットし、あらためてタイマカウントを開始させる。
【００６８】
（ステップＳ４）
ＣＰＵ８は、起動開始から予め定めた所定の回転速度に達するまでの基準の時間が経過したかどうかを確認するために、カウント中のタイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２０を比較する。基準値ｔ２０を超えると、ステップＳ５に進む。
【００６９】
（ステップＳ５）
タイマ値が基準値ｔ２０を超えていれば、ＣＰＵ８は、所定の回転速度に達したかどうかを確認するためにＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」もしくは「Ｈｉ」のどちらを出力しているかを判定する。「Ｌｏ」であれば、ステップＳ１６に進み、「Ｈｉ」であればステップＳ６に進む。
【００７０】
（ステップＳ６）
ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｈｉ」と判定すると、次に、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が定格電流異常信号１９として「Ｌｏ」もしくは「Ｈｉ」のどちらを出力しているかを判定する。「Ｌｏ」であれば、ステップＳ７に進み、「Ｈｉ」であれば正常につき、継続してＤＣモータ３の回転を継続する。
なお、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｈｉ」と判定すると、モータが所定の回転速度に達したと判断し、ＤＣモータ３の駆動方式をＰＷＭ−ＤＵＴＹ固定の駆動方式から速度差・位相差検出に基づいたＤＵＴＹ比による駆動方式に変更する。
【００７１】
（ステップＳ７）
ＣＰＵ８は、定格電流異常信号１９の「Ｌｏ」をうけて、フラグ書き込み信号１５として「１」を状態記憶部１０に送信し記憶させる。
【００７２】
（ステップＳ８）
ＣＰＵ８は、定格電流の異常をうけて、ＤＣモータ３を停止させるためにスタート／ストップ信号１２「Ｈｉ」をモータ制御部１１に送信する。
【００７３】
（ステップＳ９）
次に、ＣＰＵ８は、ＤＣモータ３が停止したのをうけて、再起動させるためにスタート／ストップ信号１２「Ｌｏ」とＣＬＫ信号１３をモータ制御部１１に送信し、ＤＣモータ３を再起動させる。
【００７４】
（ステップＳ１０）
ＣＰＵ８は、タイマリセット信号１４をタイマ９に送信しタイマカウントを一旦リセットし、あらためてタイマカウントを開始させる。
【００７５】
（ステップＳ１１）
ＣＰＵ８は、起動開始から予め定めた所定の回転速度に達するまでの基準時間が経過したかどうかを確認するために、カウント中のタイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２０を比較する。基準値ｔ２０を超えたらステップＳ１２に進む。
【００７６】
（ステップＳ１２）
タイマ値が基準値ｔ２０を超えていれば、ＣＰＵ８は、所定の回転速度に達したかどうかを確認するためにＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」もしくは「Ｈｉ」のどちらを出力しているかを判定する。「Ｌｏ」であれば、ステップＳ１４に進み、「Ｈｉ」であればステップＳ１３に進む。
【００７７】
（ステップＳ１３）
ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｈｉ」と判定すると、次に、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が定格電流異常信号１９として「Ｌｏ」もしくは「Ｈｉ」のどちらを出力しているかを判定する。「Ｌｏ」であれば、ステップＳ１４に進み、「Ｈｉ」であれば正常につき、継続してＤＣモータ３の回転を継続する。
なお、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｈｉ」と判定すると、モータが所定の回転速度に達したと判断し、ＤＣモータ３の駆動方式をＰＷＭ−ＤＵＴＹ固定の駆動方式から速度差・位相差検出に基づいたＤＵＴＹ比による駆動方式に変更する。
【００７８】
（ステップＳ１４）
ＣＰＵ８は、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力した場合には、状態を確認するために状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７を読み込む。
【００７９】
（ステップＳ１５）
ＣＰＵ８は、状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７「１」を読み込むとスタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を出力させ、ＤＣモータ３を減速させると、やがてＤＣモータ３は停止する。
【００８０】
（ステップＳ１６）
一方、ステップＳ５にてＬＯＣＫ信号１８の「Ｌｏ」信号が検出できなかった場合に、ＣＰＵ８は、状態記憶部１０にフラグ書き込み信号１５として「１」を書き込む。
【００８１】
（ステップＳ１７）
ＣＰＵ８は、タイマ９にタイマリセット信号１４を出力し、タイマカウントをリセットさせてから、あらためてタイマカウントを開始する。
【００８２】
（ステップＳ１８）
ＣＰＵ８は、タイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２１を比較する。ｔ２１は、ＤＣモータ３の定格トルク出力時のモータ加速時間以上の数値からｔ２０を引いた値に設定する。
【００８３】
（ステップＳ１９）
タイマ値が基準値ｔ２１より長ければ、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号かどうかを判定する。「Ｌｏ」信号であればステップＳ１３に進み、ＣＰＵ８は、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかを判定する。一方、「Ｌｏ」信号でなければ、ステップＳ１４に進み、ＣＰＵ８は、状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７「１」を読み込むとＤＣモータ３を停止させる。
【００８４】
以上のように実施例１によれば、ＤＣモータが所定時間内に決められた回転速度に達しない場合、又は、所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が所定の電流値を超えた場合にＤＣモータを減速させることにより過負荷状態を短い時間に抑えることができる。
【実施例２】
【００８５】
実施例２では、ＤＣモータが所定の回転速度に達するまでの時間が所定時間を超えたことを検出するか又は所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が定格電流以上であることを検出した場合には、モータ速度を１／２に設定してＤＣモータを再起動させて、あらためてＤＣモータが所定の回転速度に達するまでの時間が所定時間を超えたことを検出するか又は所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が定格電流以上であることを検出した場合にはＤＣモータを停止させるようにした。
実施例２では低速でリトライさせることにより、ＤＣモータの起動不良（固着、はりつき等）の回避が可能になる上、実施例１同様に経時変化等による負荷変動を検出することが可能になり、過負荷状態を短い時間に抑えることができる。
【００８６】
図９は、実施例２のＤＣモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
図に示すように、ＤＣモータ制御装置１００には、制御部１０２、ＤＣモータ３、ドライバ４、位置検出部５、速度検出部６、電流検出部７を有する。
【００８７】
制御部２は、ＣＰＵ８、タイマ９、状態記憶部１０、モータ制御部１１を含み実施例２では、更にＳＲＡＭ４５を備えた点が実施例１とは異なる。
【００８８】
以下に実施例１と異なる部分のみについて詳細に説明する。実施例１と同様な構成については実施例１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００８９】
ＳＲＡＭ４５は、ＣＬＫ信号１３の周波数を初期値Ａ（Ｈｚ）とＡ／２（Ｈｚ）の２種類を記憶している。
【００９０】
続いて実施例２の動作について説明する。
図１０は、実施例２のＤＣモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
以下にステップＳ２０からステップＳ４４までステップ順に図９を併用しながら説明する。
【００９１】
（ステップＳ２０）
ＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」信号とＣＬＫ信号１３であるＡ（Ｈｚ）の信号を出力させ、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１により駆動信号３９を出力させ、ドライバ４を駆動させ、ＤＣモータ３を起動させる。また、モータ起動時は速度／位相差に関わらずＰＷＭ−ＤＵＴＹ比は固定とする。更に、ＣＬＫ信号Ａ（Ｈｚ）のモータ速度をＡ´（ｒｐｍ）とすると、関係式は以下のとおりである。
Ａ（Ｈｚ）＝Ａ´（ｒｐｍ）／６０×ＦＧパルス数（Ｐｕｌｓｅ）
【００９２】
（ステップＳ２１）
ＣＰＵ８は、状態記憶部１０にフラグ書き込み信号１５「０」を書き込む。
【００９３】
（ステップＳ２２）
ＣＰＵ８は、タイマ９にタイマリセット信号１４を出力し、タイマカウントをリセットさせてから、あらためてタイマカウントを開始する。
【００９４】
（ステップＳ２３）
ＣＰＵ８は、タイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２２を比較する。ｔ２２は、Ａ´（ｒｐｍ）回転でのモータ定格トルク出力時のモータ加速時間内の数値に設定する。
【００９５】
（ステップＳ２４）
タイマ値が基準値ｔ２２より長ければ、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号かどうかを判定する。
【００９６】
（ステップＳ２５）
ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号と判定すると、次に、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかどうかを判定する。
また、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号と判定するとＤＣモータ３が定速駆動にはいったと判断し、ＤＣモータ３の駆動方式をＰＷＭ−ＤＵＴＹ固定から速度差・位相差検出に基づきＤＵＴＹ比を変更する駆動方式に切換える。
【００９７】
（ステップＳ２６）
ＣＰＵ８は、状態記憶部１０にフラグ書き込み信号１５「１」を書き込む。
【００９８】
（ステップＳ２７）
ＣＰＵ８は、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力した場合には、スタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を出力させ、ＤＣモータ３を減速させる。
【００９９】
（ステップＳ２８）
次に、ＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」信号とＣＬＫ信号１３：Ａ（Ｈｚ）を出力させて、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１により駆動信号３９を出力させ、ドライバ４を駆動して、ＤＣモータ３を再起動させる。
ＤＣモータ３の再起動は、減速して停止するまでの時間を考慮して、再起動させる。
【０１００】
（ステップＳ２９）
ＣＰＵ８は、タイマ９にタイマリセット信号１４を出力し、タイマカウントをリセットさせてから、あらためてタイマカウントを開始する。
【０１０１】
（ステップＳ３０）
ＣＰＵ８は、タイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２２とを比較する。
【０１０２】
（ステップＳ３１）
タイマ値が基準値ｔ２２より長ければ、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号かどうかを判定する。ここで、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号でなければ、ステップＳ３７に進み、「Ｌｏ」信号であればステップＳ３６に進む。
【０１０３】
（ステップＳ３２）
一方、ステップＳ２５にてＬＯＣＫ信号１８の「Ｌｏ」信号が検出できなかった場合に、ＣＰＵ８は、状態記憶部１０にフラグ書き込み信号１５「１」を書き込む。
【０１０４】
（ステップＳ３３）
ＣＰＵ８は、タイマ９にタイマリセット信号１４を出力し、タイマカウントをリセットさせてから、あらためてタイマカウントを開始する。
【０１０５】
（ステップＳ３４）
ＣＰＵ８は、タイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２１とを比較する。ｔ２１は、ＤＣモータ３の定格トルク出力時のモータ加速時間以上の数値からｔ２２を引いた値に設定する。
【０１０６】
（ステップＳ３５）
タイマ値が基準値ｔ２１より長ければ、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号かどうかを判定する。「Ｌｏ」信号であればステップＳ３６に進み、ＣＰＵ８は、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかどうかを判定する。一方、「Ｌｏ」信号でなければ、ステップＳ４３に進み、ＣＰＵ８は、状態を確認するために状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７「１」を読み込み、ＤＣモータ３を停止させる。
【０１０７】
（ステップＳ３６）
ＣＰＵ８は、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかどうかを判定する。
【０１０８】
（ステップＳ３７）
ＣＰＵ８は、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力した場合には、ＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を出力し、モータ減速を開始させ、ＤＣモータ３を停止させる。
【０１０９】
（ステップＳ３８）
次にＣＰＵ８は、スタート／ストップ信号１２の「Ｌｏ」信号とＣＬＫ信号１３を初回の１／２の速度であるＡ／２（Ｈｚ）に設定して出力し、ＰＷＭ−ＤＵＴＹ出力部３１により駆動信号３９を出力し、ドライバ４を駆動し、ＤＣモータ３を再起動させる。ＤＣモータ３の再起動は、減速して停止するまでの時間を考慮して実行する。
【０１１０】
（ステップＳ３９）
ＣＰＵ８は、タイマ９にタイマリセット信号１４を出力し、タイマカウントをリセットさせてから、あらためてタイマカウントを開始する。
【０１１１】
（ステップＳ４０）
ＣＰＵ８は、タイマデータ信号１６を読み込み、読み込んだタイマ値と基準値ｔ２３を比較する。ｔ２３は、Ａ´／２（ｒｐｍ）回転時のＤＣモータ３の定格トルク出力時のモータ加速時間以内の数値に設定する。
【０１１２】
（ステップＳ４１）
タイマ値が基準値ｔ２３より長ければ、ＣＰＵ８は、ＬＯＣＫ信号１８が「Ｌｏ」信号かどうかを判定する。「Ｌｏ」信号であればステップＳ４２に進み、ＣＰＵ８は、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかどうかを判定する。一方、「Ｌｏ」信号でなければ、ステップＳ４３に進み、ＣＰＵ８は、状態を確認するために状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７「１」を読み込み、ＤＣモータ３を停止させる。
【０１１３】
（ステップＳ４２）
ＣＰＵ８は、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力しているかどうかを判定する。
【０１１４】
（ステップＳ４３）
ＣＰＵ８は、定格電流検出部４０において、電圧比較器４６が「Ｌｏ」信号を出力した場合には、ＣＰＵ８は、状態を確認するために状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７を読み込む。
【０１１５】
（ステップＳ４４）
ＣＰＵ８は、状態記憶部１０に書き込まれたフラグデータ信号１７「１」を読み込むとスタート／ストップ信号１２の「Ｈｉ」信号を出力させ、ＤＣモータ３を減速させると、やがてＤＣモータ３は停止する。
【０１１６】
以上のように実施例２によれば、ＤＣモータが所定の回転速度に達するまでの時間が所定時間を超えたことを検出するか又は所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が定格電流以上であることを検出した場合には、モータ速度を１／２に設定してＤＣモータを再起動させて、あらためてＤＣモータが所定の回転速度に達するまでの時間が所定時間を超えたことを検出するか又は所定の回転速度におけるＤＣモータへの通電電流が定格電流以上であることを検出した場合にはＤＣモータを停止させるようにした。
実施例２では低速でリトライさせることにより、ＤＣモータの起動不良（固着、はりつき等）の回避が可能になる上、実施例１同様に経時変化等による負荷変動を検出することが可能になり、過負荷状態を短い時間に抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
なお、本発明のＤＣモータ制御装置におけるモータ制御部、ドライバ、位置検出部、速度検出部及び電流検出部は、ワンチップＩＣに含まれる構成でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】実施例１のＤＣモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１のモータ制御部、位置検出部、速度検出部の回路ブロック図である
【図３】実施例１の定格電流検出部と最大電流検出部の回路ブロック図である。
【図４】実施例１のＤＣモータの駆動信号及びホールアンプの出力信号のタイミングチャートである。
【図５】実施例１のモータ定速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
【図６】実施例１のモータ加速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
【図７】実施例１のモータ減速駆動時の速度制御、位相制御のタイミングチャートである。
【図８】実施例１のＤＣモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施例２のＤＣモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施例２のＤＣモータ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１９】
１  ＤＣモータ制御装置
２  制御部
３  ＤＣモータ
４  ドライバ
５  位置検出部
６  速度検出部
７  電流検出部
８  ＣＰＵ
９  タイマ
１０  状態記憶部
１１  モータ制御部
【図１】
2010035312.tif 000003
【図２】
2010035312.tif 000004
【図３】
2010035312.tif 000005
【図４】
2010035312.tif 000006
【図５】
2010035312.tif 000007
【図６】
2010035312.tif 000008
【図７】
2010035312.tif 000009
【図８】
2010035312.tif 000010
【図９】
2010035312.tif 000011
【図１０】
2010035312.tif 000012