(57)【要約】  モータ駆動装置（１００）は、インバータ回路（１１）と、制御電源（１）から電圧が供給される駆動回路（９）と、制御電源（１）から駆動回路（９）への電圧の供給を遮断する第１の遮断回路（３）と、第１の遮断回路（３）と駆動回路（９）との間に接続される第２の遮断回路（１３）と、制御電源（１）から供給される電圧に対応する検出電圧を検出し、かつ、検出電圧を変化させることができる電圧検出回路（３０）と、検出電圧が所定の範囲内にないと判定した場合に、第１の遮断回路（３）を遮断する比較回路（２１）と、第１の遮断回路（３）を診断する診断回路（１４）とを備え、診断回路（１４）は、比較回路（２１）に第１の遮断回路（３）を遮断させ、第１の遮断回路（３）を診断する診断動作を行い、第１の遮断回路（３）の動作が異常であると診断した場合、第２の遮断回路（１３）を遮断する。
2018211889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ巻線に電力を供給し、前記モータ巻線を備えるモータを駆動するインバータ回路と、
制御電源から電圧が供給され、前記インバータ回路に駆動信号を与える駆動回路と、
前記駆動回路にＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成回路と、
前記制御電源から前記駆動回路への電圧の供給を遮断する第１の遮断回路と、
前記第１の遮断回路と前記駆動回路との間に接続され、前記制御電源から前記駆動回路への電圧の供給を遮断する第２の遮断回路と、
前記制御電源から供給される電圧に対応する検出電圧を検出し、かつ、前記検出電圧を変化させることができる電圧検出回路と、
前記検出電圧と判定閾値とを比較することで、前記検出電圧が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記検出電圧が前記所定の範囲内にないと判定した場合に、前記第１の遮断回路に遮断信号を与えることで、前記第１の遮断回路を遮断する比較回路と、
前記第１の遮断回路の動作が正常であるか否かを診断する診断回路とを備え、
前記診断回路は、前記検出電圧を変化させることで、前記比較回路に前記第１の遮断回路を遮断させ、かつ、前記第１の遮断回路と前記第２の遮断回路との間の電圧レベルに基づいて、前記第１の遮断回路の動作が正常であるか否かを診断する診断動作を行い、前記第１の遮断回路の動作が異常であると診断した場合、前記第２の遮断回路を遮断する
モータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータ駆動装置は、
さらに、前記ＰＷＭ信号を遮断する論理回路を備え、
前記診断回路は、前記診断の結果が異常である場合、前記第２の遮断回路を遮断し、かつ、前記論理回路に前記ＰＷＭ信号を遮断させる
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記電圧検出回路は、
前記制御電源の高電位側電線と低電位側電線との間に直列に接続され、前記検出電圧である二つの分圧値を生成する三つの抵抗要素と、
前記三つの抵抗要素のうち前記低電位側電線に接続される抵抗要素と並列に接続される第１のスイッチ回路と、
前記三つの抵抗要素のうち前記高電位側電線に接続される抵抗要素と並列に接続される第２のスイッチ回路とを有し、
前記診断回路は、
前記第１のスイッチ回路を遮断させ、かつ、前記第２のスイッチ回路を遮断させる第１の診断信号と、
前記第１のスイッチ回路を導通させ、かつ、前記第２のスイッチ回路を遮断させる第２の診断信号と、
前記第１のスイッチ回路を遮断させ、かつ、前記第２のスイッチ回路を導通させる第３の診断信号を電圧検出回路に与え、前記検出電圧を変化させる
請求項１又は２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記診断回路は、
前記第１の診断信号を与えたときに、前記第１の遮断回路と前記第２の遮断回路との間の電圧レベルがハイレベルである第１の条件と、
前記第２の診断信号を与えたときに、前記第１の遮断回路と前記第２の遮断回路との間の電圧レベルがローレベルである第２の条件と、
前記第３の診断信号を与えたときに、前記第１の遮断回路と前記第２の遮断回路との間の電圧レベルがローレベルである第３の条件と、が満たされた場合に、前記第１の遮断回路の動作が正常であると診断し、前記第２の遮断回路を導通するように作用し、
前記第１の条件、前記第２の条件及び前記第３の条件のうち、少なくとも一つを満たさない場合、前記第１の遮断回路の動作が異常と診断し、前記第２の遮断回路を遮断する
請求項３に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記診断回路は、前記第２の遮断回路を遮断した状態で、前記診断動作を行う
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記診断回路は、前記制御電源がオンされた時に、前記診断動作を行う
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項７】
前記診断回路は、前記ＰＷＭ信号がオフされ、前記モータ巻線に電力が供給されていない場合に、前記診断動作を行う
請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、異常電圧保護回路を備えたモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動するモータ駆動装置は、モータを駆動するという基本機能とは別に、モータ、及び、モータ駆動装置を搭載するシステムの安全性が損なわれないように、異常を検出した場合にモータを停止させる保護機能を有する。【０００３】
異常状態として、モータ駆動装置の様々な回路ブロックに供給される種々の電源電圧が異常値となる状態が挙げられる。つまり、異常状態として、電源電圧が、モータ駆動装置を構成する回路部品の耐電圧を超過した状態、又は、回路部品の動作保障範囲を下回る状態などが挙げられる。このような異常状態においては、モータ駆動装置の回路部品の故障又は誤動作が発生する可能性があり、システムの安全性が損なわれる。【０００４】
そこで、回路部品の故障又は誤動作を未然に防止するために、モータ駆動装置の各回路ブロックに供給される電源電圧を監視し、過電圧、低電圧などの異常電圧を検出した場合に、所定の保護動作を実行する技術が提案されている（例えば、過電圧保護に関するものは、特許文献１参照）。このような保護動作を実行するモータ駆動装置について図面を用いて説明する。図４は、従来のモータ制御装置の概略構成の一例を示すブロック図である。図４には、従来のモータ駆動装置と併せてこのモータ駆動装置によって駆動されるモータ１２が示されている。【０００５】
図４に示すように、従来のモータ駆動装置は、制御電源１と、電圧監視回路１０２と、遮断回路１０３と、ＰＷＭ信号生成回路８と、駆動回路９と、インバータ回路１１とを備える。ＰＷＭ信号生成回路８から出力されるＰＷＭ信号に従って、駆動回路９から、インバータ回路１１に駆動信号が供給される。これに伴い、インバータ回路１１は、図示していない直流電源からモータ１２のモータ巻線に電力を供給することで、モータ１２を駆動する。【０００６】
また、電圧監視回路１０２は制御電源１の電圧値を監視し、それが所定の範囲内であるか否かを監視する。制御電源１の電圧値が規定の範囲を外れた場合、電圧監視回路１０２は遮断回路１０３に遮断信号を与え、駆動回路９への電圧供給を遮断する。【０００７】
こうすることで、ＰＷＭ信号生成回路８の指令に関係なく駆動回路９の出力をオフし、モータの駆動を緊急停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−７４６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の電圧監視回路１０２及び遮断回路１０３で構成される保護回路は、その構成要素が正常に動作しなくなると、制御電源１の電圧値が、規定の範囲を超えたとしても駆動回路９の出力をオフすることができなくなる。このため、モータ駆動装置、及び、これを搭載したシステムの安全性が低下する。【００１０】
本開示は上記従来の課題を解決するものであり、異常電圧保護回路が正常に動作しなくなった場合でも、駆動回路の出力をオフし、モータを停止することができるモータ駆動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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本開示に係るモータ駆動装置の一態様は、モータ巻線に電力を供給し、前記モータ巻線を備えるモータを駆動するインバータ回路と、制御電源から電圧が供給され、前記インバータ回路に駆動信号を与える駆動回路と、前記駆動回路にＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成回路と、前記制御電源から前記駆動回路への電圧の供給を遮断する第１の遮断回路と、前記第１の遮断回路と前記駆動回路との間に接続され、前記制御電源から前記駆動回路への電圧の供給を遮断する第２の遮断回路と、前記制御電源から供給される電圧に対応する検出電圧を検出し、かつ、前記検出電圧を変化させることができる電圧検出回路と、前記検出電圧と判定閾値とを比較することで、前記検出電圧が所定の範囲内であるか否かを判定し、前記検出電圧が前記所定の範囲内にないと判定した場合に、前記第１の遮断回路に遮断信号を与えることで、前記第１の遮断回路を遮断する比較回路と、前記第１の遮断回路の動作が正常であるか否かを診断する診断回路とを備え、前記診断回路は、前記検出電圧を変化させることで、前記比較回路に前記第１の遮断回路を遮断させ、かつ、前記第１の遮断回路と前記第２の遮断回路との間の電圧レベルに基づいて、前記第１の遮断回路の動作が正常であるか否かを診断する診断動作を行い、前記第１の遮断回路の動作が異常であると診断した場合、前記第２の遮断回路を遮断する。
【発明の効果】
【００１２】
異常電圧保護回路が正常に動作しなくなった場合でも、駆動回路の出力をオフし、モータを停止することができるモータ駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態１に係るモータ駆動装置の回路構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１の動作フローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態２に係るモータ駆動装置の回路構成図である。
【図４】図４は、従来のモータ駆動装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１６】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１に係るモータ駆動装置の回路構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００の回路構成図である。図１には、モータ駆動装置１００によって駆動されるモータ１２も併せて示されている。
【００１７】
図１に示すように、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００は、制御電源１と、電圧検出回路３０と、比較回路２１と、第１の遮断回路３と、第２の遮断回路１３と、ＰＷＭ信号生成回路８と、駆動回路９と、駆動電源１０と、インバータ回路１１と、診断回路１４とを備える。
【００１８】
モータ１２は、モータ駆動装置１００によって駆動される交流電動機である。モータ１２は、内部にモータ巻線を備え、モータ駆動装置１００によってモータ巻線に電力が供給されることで駆動される。
【００１９】
インバータ回路１１は、図示していない直流電源からモータ巻線に電力を供給し、当該モータ巻線を備えるモータ１２を駆動する回路である。インバータ回路１１は、例えば、ブリッジ接続された複数の電力用半導体素子を有する。インバータ回路１１が有する複数の電力用半導体素子の各々には、駆動回路９から、駆動信号（ゲート駆動信号）が供給される。
【００２０】
制御電源１は、駆動回路９に直流電圧を供給する電源回路である。
【００２１】
駆動回路９は、制御電源１から電圧が供給され、インバータ回路１１に駆動信号を与える回路である。駆動回路９は、主に、フォトカプラ、増幅器及び抵抗要素を有する。当該フォトカプラの入力側にＰＷＭ信号生成回路８からＰＷＭ信号を与えることで、当該入力側と絶縁された出力側からＰＷＭ信号が出力される。出力されたＰＷＭ信号は増幅器によって増幅され、インバータ回路１１に駆動信号として供給される。
【００２２】
駆動電源１０は、駆動回路９に電力を供給する電源である。駆動電源１０は、例えば、駆動回路９の増幅器などに電力を供給する。
【００２３】
尚、駆動信号は、インバータ回路１１の電力用半導体素子毎に生成され、駆動回路９に設けられたフォトカプラも電力用半導体素子毎に設けられるが、図１においては簡略化して示している。
【００２４】
駆動回路９のフォトカプラのアノードには、制御電源１から電圧が供給される。制御電源１とアノードとの間には、制御電源１から順に、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３とが直列に接続され、フォトカプラのカソードは、電流制限用の抵抗要素を介して、ＰＷＭ信号生成回路８に接続されている。
【００２５】
駆動回路９は第１の遮断回路３及び第２の遮断回路１３を介して、制御電源１から電圧が供給され、ＰＷＭ信号生成回路８によるＰＷＭ信号に従って、フォトダイオードの通電電流がオンオフ制御される。
【００２６】
ＰＷＭ信号生成回路８は、駆動回路９にＰＷＭ信号を与える回路である。ＰＷＭ信号生成回路８は、例えば、外部から入力されるモータ駆動制御信号に基づいて、ＰＷＭ信号を生成し、当該ＰＷＭ信号を駆動回路９に与える。
【００２７】
第１の遮断回路３は、制御電源１から駆動回路９への電圧の供給を遮断する回路である。第１の遮断回路３は、比較回路２１からの入力信号のレベルに応じて、導通状態と遮断状態とが切り換えられる。
【００２８】
第２の遮断回路１３は、第１の遮断回路３と駆動回路９との間に接続され、制御電源１から駆動回路９への電圧の供給を遮断する回路である。第２の遮断回路１３は、診断回路１４からの入力信号のレベルに応じて、導通状態と遮断状態とが切り換えられる。
【００２９】
電圧検出回路３０は、制御電源１から供給される電圧に対応する検出電圧を検出し、かつ、検出電圧を変化させることができる回路である。電圧検出回路３０は、制御電源１の高電位側電線と低電位側電線との間に直列に接続され、検出電圧である二つの分圧値を生成する三つの抵抗要素４〜６を有する。電圧検出回路３０は、さらに、三つの抵抗要素４〜６のうち低電位側電線に接続される抵抗要素６と並列に接続される第１のスイッチ回路１５を有する。また、電圧検出回路３０は、さらに、三つの抵抗要素４〜６のうち高電位側電線に接続される抵抗要素４と並列に接続される第２のスイッチ回路１６を有する。
【００３０】
三つの抵抗要素４〜６は、制御電源１の高電位側電線から順に、抵抗要素４、抵抗要素５及び抵抗要素６の順に直列接続されている。これにより、制御電源１の電圧Ｖｃを抵抗要素４と、抵抗要素５及び抵抗要素６の直列合成抵抗とで分圧した分圧値Ｖｕと、電圧Ｖｃを抵抗要素４及び抵抗要素５の直列合成抵抗と、抵抗要素６とで分圧した分圧値Ｖｏとが生成される。
【００３１】
比較回路２１は、電圧検出回路３０で検出される検出電圧と判定閾値とを比較することで、検出電圧が所定の範囲内であるか否かを判定し、検出電圧が所定の範囲内にないと判定した場合に、第１の遮断回路３に遮断信号を与えることで、第１の遮断回路３を遮断する回路である。比較回路２１は、ウィンドウコンパレータ２と、基準電圧Ｖｒを持つ基準電源７とを有し、制御電源１の電圧Ｖｃが所定の範囲内であるかを監視している。
【００３２】
ウィンドウコンパレータ２には、分圧値Ｖｕ及びＶｏが入力される。また、基準電源７から基準電圧Ｖｒが入力されており、分圧値Ｖｕ及びＶｏと基準電圧Ｖｒとを比較する。
【００３３】
ここで、電圧Ｖｃが変動すると、分圧値Ｖｕ、及び、Ｖｏも変動するため、電圧Ｖｃが規定の範囲に収まっているか否かを判断することができる。
【００３４】
例えば、分圧値Ｖｕが基準電圧Ｖｒ以下の場合（制御電源の電圧Ｖｃが下限以下であることを検出）、及び、分圧値Ｖｏが基準電圧Ｖｒ以上の場合（制御電源の電圧Ｖｃが上限以上であることを検出）のいずれか一方の場合、ウィンドウコンパレータ２は、出力する信号Ｓ１をＨレベル（Ｈｉｇｈレベル）とするように動作する。一方、それ以外の場合には（制御電源の電圧Ｖｃが所定の範囲内であることを検出）、ウィンドウコンパレータ２は出力する信号Ｓ１をＬレベル（Ｌｏｗレベル）とするように動作する。
【００３５】
第１の遮断回路３は、Ｌレベルの信号Ｓ１が入力されると、導通状態となるように動作し、Ｈレベルの信号Ｓ１が入力されると遮断状態となるように動作する。つまり、第１の遮断回路３は、ウィンドウコンパレータ２が出力する信号Ｓ１がＨレベルの場合（制御電源の電圧Ｖｃが所定の範囲内にない場合）、その状態を遮断状態とし、信号Ｓ１がＬレベルの場合（制御電源の電圧Ｖｃが所定の範囲内である場合）、その状態を導通状態とする。従って、モータ駆動装置１００において、異常電圧時の保護としての制御電源１の遮断動作が実現される。
【００３６】
診断回路１４は、第１の遮断回路３の動作が正常であるか否かを診断する回路である。
【００３７】
診断回路１４は第１の遮断回路３の出力側の電圧レベルＳ２を監視しており、第１の遮断回路３が導通状態の場合、電圧レベルＳ２はＨレベル、第１の遮断回路３が遮断状態の場合、電圧レベルＳ２はＬレベルと認識する。
【００３８】
また、診断回路１４は第２の遮断回路１３に信号Ｓ３を与え、第２の遮断回路１３の導通及び遮断を制御している。ここで、第２の遮断回路１３は、信号Ｓ３がＬレベルのとき、遮断状態となり、信号Ｓ３がＨレベルのとき、導通状態となるように動作する。
【００３９】
また、診断回路１４は、第１のスイッチ回路１５及び第２のスイッチ回路１６に各々信号Ｓ４及びＳ５を与え、第１のスイッチ回路１５及び第２のスイッチ回路１６の導通及び遮断を制御している。ここで、第１のスイッチ回路１５は信号Ｓ４をＨレベルとすることで導通し、第２のスイッチ回路１６は信号Ｓ５をＬレベルとすることで導通する。
【００４０】
ここで、第１のスイッチ回路１５は抵抗要素６の両側電極を短絡するように、第２のスイッチ回路１６は抵抗要素４の両側電極を短絡するように、それぞれ接続されており、第１のスイッチ回路１５が導通（抵抗要素６の両側電極が短絡）すると、分圧値Ｖｕが電圧Ｖｃを抵抗要素４と抵抗要素５とで分圧した値となり、その時の分圧値が基準電圧Ｖｒ以下となるように、抵抗要素４〜６の値が調整されている。また、第２のスイッチ回路１６が導通（抵抗要素４の両側電極が短絡）すると、分圧値Ｖｏが電圧Ｖｃを抵抗要素５と抵抗要素６とで分圧した値となり、その時の分圧値Ｖｏが基準電圧Ｖｒ以上となるように、抵抗要素４〜６の値が調整されている。
【００４１】
このように構成することで、診断回路１４により、上限電圧検出動作（制御電源１の電圧Ｖｃが上限以上であることを検出する動作）、及び、低電圧検出動作（制御電源１の電圧Ｖｃが下限以下であることを検出する動作）を擬似的に行うことができる。これにより、第１の遮断回路３の導通と遮断とを試験的に行うことができ、信号Ｓ４及びＳ５のレベルと、第１の遮断回路３の出力側の電圧レベルＳ２との論理比較により、第１の遮断回路３が正常に動作しているか否かを診断することができる。
【００４２】
以上のように、診断回路１４は、検出電圧を変化させることで、比較回路２１に第１の遮断回路３を遮断させ、かつ、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３との間の電圧レベルに基づいて、第１の遮断回路３の動作が正常であるか否かを診断する診断動作を行い、第１の遮断回路３の動作が異常であると診断した場合、第２の遮断回路１３を遮断する。
【００４３】
次に、診断回路１４による診断動作の説明を行う。
【００４４】
図２は、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００の動作の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
まず、制御電源１が供給されると診断回路１４により、第１の遮断回路３の動作診断が開始され、診断回路１４は、信号Ｓ３をＨレベル、信号Ｓ４をＬレベル、信号Ｓ５をＨレベル、信号Ｓ６をＬレベルに設定する（ステップＡ１）。つまり、第１のスイッチ回路１５及び第２のスイッチ回路１６は遮断状態となり、第２の遮断回路１３は導通状態となる。
【００４６】
ここで信号Ｓ６は、診断回路１４からＰＷＭ信号生成回路８に与えられるＰＷＭ信号出力の許可フラグを示す信号であり、ＰＷＭ信号生成回路８は、信号Ｓ６はＬレベルのとき出力禁止、Ｈレベルのとき出力許可となるように設定されている。
【００４７】
次に、診断回路１４は電圧レベルＳ２を検出し、Ｈレベルであるか否かを判定する（ステップＡ２）。
【００４８】
電圧レベルＳ２がＨレベルであった場合（ステップＡ２でＹＥＳ）、診断回路１４は、比較回路２１と第１の遮断回路３とが正常に動作し、制御電源１から正常に電圧Ｖｃが供給されていると判定して、次のステップＡ３に移行する。
【００４９】
次に、診断回路１４は、信号Ｓ３をＨレベル、信号Ｓ４をＨレベル、信号Ｓ５をＨレベル、信号Ｓ６をＬレベルに設定する（ステップＡ３）。この設定は、制御電源１の電圧Ｖｃが所定の範囲の下限以下となった場合に相当する。
【００５０】
次に、診断回路１４は、電圧レベルＳ２の電圧レベルを検出し、Ｌレベルであるか否かを判定する（ステップＡ４）。
【００５１】
電圧レベルＳ２がＬレベルであった場合（ステップＡ４でＹＥＳ）、診断回路１４は、比較回路２１と第１の遮断回路３とが正常に動作したと判定して、次のステップＡ５に移行する。
【００５２】
次に、診断回路１４は、信号Ｓ３をＨレベル、信号Ｓ４をＬレベル、信号Ｓ５をＬレベル、信号Ｓ６をＬレベルに設定する（ステップＡ５）。この設定は、制御電源１の電圧Ｖｃが所定の範囲の上限以上となった場合に相当する。
【００５３】
次に、診断回路１４は、電圧レベルＳ２の電圧レベルを検出し、Ｌレベルであるか否かを判定する（ステップＡ６）。電圧レベルＳ２がＬレベルであった場合（ステップＡ６でＹＥＳ）、診断回路１４は、比較回路２１と第１の遮断回路３とが正常に動作したと判定して、次のステップＡ７に移行する。
【００５４】
次に、診断回路１４は、信号Ｓ３をＨレベル、信号Ｓ４をＬレベル、信号Ｓ５をＨレベル、信号Ｓ６をＬレベルに設定する（ステップＡ７）。この設定は、制御電源１の電圧Ｖｃが通常どおりに供給されている場合に相当する。
【００５５】
次に、診断回路１４は、電圧レベルＳ２の電圧レベルを検出し、Ｈレベルであるか否かを判定する（ステップＡ８）。電圧レベルＳ２のレベルがＨレベルであった場合（ステップＡ８でＹＥＳ）、比較回路２１と第１の遮断回路３とが正常に動作し、制御電源１から正常に電圧Ｖｃが供給されていると判定して、次のステップＡ９に移行する。
【００５６】
ステップＡ９では、診断回路１４は比較回路２１と第１の遮断回路３とが正常であると判断し、信号Ｓ３をＬレベル、信号Ｓ４をＬレベル、信号Ｓ５をＨレベル、信号Ｓ６をＨレベルに固定し、診断動作を終了する。
【００５７】
ここで、電圧レベルＳ２はＨレベルであるので、第１の遮断回路３は導通状態である。また、信号Ｓ３はＬレベルであるので、第２の遮断回路は導通状態である。また、信号Ｓ６はＨレベルであるので、ＰＷＭ信号生成回路８は、動作が許可されている。
【００５８】
従って、ＰＷＭ信号生成回路８の信号により、駆動回路９は動作を行い、モータの起動が開始される。
【００５９】
一方、ステップＡ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８の各ステップで、電圧レベルＳ２が規定のレベルでないと判定した時（ステップＡ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８でＮＯ）、診断回路１４は、比較回路２１の異常、及び、第１の遮断回路３の異常の少なくとも一方が発生している判定し、信号Ｓ３をＨレベル，信号Ｓ４をＬレベル、信号Ｓ５をＨレベル、信号Ｓ６をＬレベルに設定する（ステップＡ１０）。
【００６０】
ここで、信号Ｓ３はＨレベルであるので、第２の遮断回路１３は遮断されている。また、信号Ｓ６はＬレベルであるので、ＰＷＭ信号生成回路８は動作が許可されていない。
【００６１】
従って、駆動回路９の出力はオフに固定されているため、モータ１２の起動は行われない。また、診断回路１４は、図示していないモータ駆動装置１００を搭載した上位機器に異常を検出したことを伝えてもよい。
【００６２】
このように、この実施の形態１によれば、比較回路２１により制御される第１の遮断回路３が、正常に動作するか否かを診断する診断動作を行うことができる。その診断動作において、第１の遮断回路３の動作が正常でないと診断されると、診断回路１４により制御される第２の遮断回路１３で駆動回路９への電圧供給を確実に遮断し、駆動回路９の出力を確実にオフできる。このため、第１の遮断回路３などからなる異常電圧保護回路が正常に動作しなくなった場合でも、駆動回路９の出力をオフし、モータを停止することができるモータ駆動装置を実現できる。また、モータ１２を含むシステムの安全性を高めることができる。
【００６３】
また、駆動回路９への電圧供給を遮断した状態で、診断動作を行うことができるため、診断中に制御電源１が過電圧又は低電圧といった異常電圧状態であっても、安全に診断動作を実行できる。
【００６４】
また、モータ駆動装置１００は、制御電源１がオンされると診断動作を行い、その診断結果により定められる動作モードを決定し、その後、モータ駆動装置１００の制御電源１がオフされるまで決定した動作モードを保持してもよい。これにより、スイッチングノイズの影響による誤診断の発生を低減できる。
【００６５】
また、モータ駆動装置１００の制御電源１をオンするたびに診断動作を実行してもよい。これにより、比較回路２１、及び、比較回路２１により制御される第１の遮断回路３が正常に動作するか否かを高頻度に診断できるため、より安全性を高めることができる。
【００６６】
なお、制御電源１がオンされた時の診断動作を説明したが、次のように診断動作を行うようにすることもできる。
【００６７】
すなわち、モータ駆動装置１００の制御電源１がオンされ、かつ、ＰＷＭ信号がオフされ、モータ巻線に電力が供給されていない場合（つまり、モータ１２が待機状態である場合）には、駆動回路９への電圧供給が必要とされていないため、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３とを導通及び遮断させてもよい。したがって、図２における動作フローと同じ診断動作をモータ１２が待機状態である時に実行することが可能である。
【００６８】
なお、診断動作を実行した後は、動作モードを決定し、その動作モードを次の診断動作まで保持するなどといった具合に、あらかじめ定められた時間間隔で動作できるように、モータ駆動装置１００がタイマを備えてもよい。これにより定期的に診断動作を実行することができる。
【００６９】
ここで、タイマはモータ待機指令を上位機器から与えられると、カウント値をリセットするとともに、カウントを開始する。一方、タイマは、モータ駆動指令を上位機器から与えられると、そのカウント値をリセットするとともに、カウントを停止する。
【００７０】
なお、モータ駆動装置１００は、診断動作実行中に、モータ駆動指令を上位機器から与えられた場合、図２に示す動作フローと同じ診断動作を実行した後、正常と診断された場合、モータ１２の駆動を開始する。
【００７１】
このように、モータ駆動装置１００の制御電源１がオンされた時のみでなく、モータ１２が待機中に定期的に診断動作を行うことでき、モータ駆動装置１００を搭載したシステム安全性をより高めることができる。
【００７２】
以上をまとめると、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００は、モータ巻線に電力を供給し、モータ巻線を備えるモータ１２を駆動するインバータ回路１１と、制御電源１から電圧が供給され、インバータ回路１１に駆動信号を与える駆動回路９と、を備える。モータ駆動装置１００は、さらに、駆動回路９にＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成回路８と、制御電源１から駆動回路９への電圧の供給を遮断する第１の遮断回路３と、第１の遮断回路３と駆動回路９との間に接続され、制御電源１から駆動回路９への電圧の供給を遮断する第２の遮断回路１３とを備える。モータ駆動装置１００は、さらに、制御電源１から供給される電圧に対応する検出電圧を検出し、かつ、検出電圧を変化させることができる電圧検出回路３０を備える。モータ駆動装置１００は、さらに、検出電圧と判定閾値とを比較することで、検出電圧が所定の範囲内であるか否かを判定し、検出電圧が所定の範囲内にないと判定した場合に、第１の遮断回路３に遮断信号を与えることで、第１の遮断回路３を遮断する比較回路２１と、第１の遮断回路３の動作が正常であるか否かを診断する診断回路１４と、を備える。診断回路１４は、検出電圧を変化させることで、比較回路２１に第１の遮断回路３を遮断させ、かつ、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３との間の電圧レベルに基づいて、第１の遮断回路３の動作が正常であるか否かを診断する診断動作を行い、第１の遮断回路３の動作が異常であると診断した場合、第２の遮断回路１３を遮断する。
【００７３】
これによれば、比較回路２１を試験的に作動させて、比較回路２１により制御される第１の遮断回路３が、正常に動作するか否かを診断する診断動作を行うことができる。また、その診断結果が正常でないと診断されると第２の遮断回路１３で駆動回路９への電圧供給を確実に遮断し、駆動回路９の出力をオフする。このため、第１の遮断回路３などからなる異常電圧保護回路が正常に動作しなくなった場合でも、駆動回路９の出力をオフし、モータを停止することができるモータ駆動装置を実現できる。また、モータ駆動装置１００を搭載したシステムの安全性を高めることができる。
【００７４】
また、モータ駆動装置１００では、電圧検出回路３０は、制御電源１の高電位側電線と低電位側電線との間に直列に接続され、検出電圧である二つの分圧値を生成する三つの抵抗要素４、５及び６と、三つの抵抗要素４、５及び６のうち低電位側電線に接続される抵抗要素６と並列に接続される第１のスイッチ回路１５と、三つの抵抗要素のうち高電位側電線に接続される抵抗要素と並列に接続される第２のスイッチ回路１６とを有してもよい。診断回路１４は、第１のスイッチ回路１５を遮断させ、かつ、第２のスイッチ回路１６を遮断させる第１の診断信号と、第１のスイッチ回路１５を導通させ、かつ、第２のスイッチ回路１６を遮断させる第２の診断信号と、第１のスイッチ回路１５を遮断させ、かつ、第２のスイッチ回路１６を導通させる第３の診断信号を電圧検出回路３０に与え、検出電圧を変化させてもよい。
【００７５】
これによれば、スイッチ回路を二つ設け、それを導通、遮断するだけで、試験的に電圧検出回路３０の検出電圧を変化させることができるので、診断回路１４を含む回路を比較的簡単に構成できる。
【００７６】
また、モータ駆動装置１００では、診断回路１４は、第１の診断信号を与えたときに、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３との間の電圧レベルがハイレベルである第１の条件と、第２の診断信号を与えたときに、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３との間の電圧レベルがローレベルである第２の条件と、第３の診断信号を与えたときに、第１の遮断回路３と第２の遮断回路１３との間の電圧レベルがローレベルである第３の条件と、が満たされた場合に、第１の遮断回路３の動作が正常であると診断し、第２の遮断回路１３を導通するように作用し、第１の条件、第２の条件及び第３の条件のうち、少なくとも一つを満たさない場合、第１の遮断回路３の動作が異常と診断し、第２の遮断回路１３を遮断してもよい。
【００７７】
これによれば、診断回路１４は、複数パターンの診断動作を行うように動作するので、第１の遮断回路３が正常であるかを確実に検出できる。
【００７８】
また、モータ駆動装置１００では、診断回路１４は、第２の遮断回路１３を遮断した状態で、診断動作を行ってもよい。
【００７９】
これによれば、第２の遮断回路１３により、駆動回路９への電圧供給を遮断した状態で、診断動作を行うことができる。従って、診断中に過電圧や低電圧といった異常電圧状態であっても、安全に診断動作を実行できる。
【００８０】
また、モータ駆動装置１００では、診断回路１４は、制御電源１がオンされた時に、診断動作を行ってもよい。
【００８１】
これによれば、診断回路１４は、モータ駆動装置１００の制御電源１がオンされた時に診断動作を行う。したがって、モータ駆動中に定期的に診断動作をする場合に比べ、スイッチングノイズの影響による誤診断の発生を低減できる。また、モータ駆動装置１００の制御電源１がオンされるたびに診断動作を定期的に実行することができ、モータ駆動装置１００を搭載したシステムの安全性を高めることができる。
【００８２】
また、モータ駆動装置１００では、診断回路１４は、ＰＷＭ信号がオフされ、モータ巻線に電力が供給されていない場合に、診断動作を行ってもよい。
【００８３】
このように、モータ１２が待機状態である時、すなわち、駆動回路９へ電力供給を必要としていない時は、第１の遮断回路３、及び、第２の遮断回路１３を導通、遮断させてもよく、診断動作を実行することができる。従って、モータ駆動装置１００の制御電源１がオンされた時のみでなく、モータが待機中に診断動作を定期的に実行することで、モータ駆動装置を搭載したシステム安全性をより高めることができる。
【００８４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るモータ駆動装置の回路構成について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態２に係るモータ駆動装置２００の回路構成図である。図３には、図１と同様に、モータ駆動装置２００によって駆動されるモータ１２も併せて示されている。
【００８５】
図３において、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００の回路構成図と同一の部分は同一の符号で示し、その説明は省略する。
【００８６】
また、実施の形態２の診断回路１４の動作は、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００の図２に示す動作フローチャートと同じであるため、その説明は省略する。
【００８７】
実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、診断回路１４によって与えられる信号Ｓ３と、ＰＷＭ信号生成回路８からのＰＷＭ信号とを論理積回路１７の入力とし、その出力を駆動回路９のフォトダイオードのアノード側に接続する構成を新たに加えた点である。
【００８８】
すなわち、診断回路１４が診断動作により、異常を検出すると、信号Ｓ３をＨレベルに設定するため、論理積回路１７により、ＰＷＭ信号生成回路８から出力されるＰＷＭ信号の出力を遮断し、駆動回路９の出力をオフに固定することができる。
【００８９】
この実施の形態２によれば、診断動作で異常が検出されると、第２の遮断回路１３での制御電源１の遮断と、ＰＷＭ信号生成回路８からの信号の遮断との異なる二つの手法で、駆動回路９の出力をオフにできる。従って、実施の形態１のような第２の遮断回路１３のみでの手法に対し、安全性をより高めることができる。
【００９０】
なお、実施の形態１と同一部分については、実施の形態１で説明した内容と同様の効果が得られる。
【００９１】
また、実施の形態２では、論理積回路１７を用いたが、他の論理回路を用いて同様の動作を実現してもよい。
【００９２】
以上をまとめると、モータ駆動装置２００は、実施の形態１に係るモータ駆動装置１００に加えて、ＰＷＭ信号を遮断する論理回路を備え、診断回路１４は、診断の結果が異常である場合、第２の遮断回路１３を遮断し、かつ、論理回路にＰＷＭ信号を遮断させる。
【００９３】
これによれば、診断回路１４は、第１の遮断回路３の動作が正常でないと診断すると、第２の遮断回路１３で駆動回路９への電圧供給を確実に遮断することに加え、駆動回路９へ与えるＰＷＭ信号も同時に遮断することができる。
【００９４】
従って、異なる二つの遮断方法で同時に、駆動回路９の出力をオフにするので、モータ駆動装置２００を搭載したシステムの安全性をより高めることができる。
【００９５】
（変形例など）
以上、本開示に係るモータ駆動装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００９６】
例えば、上記各実施の形態に係るモータ駆動装置は、制御電源１を備えたが、制御電源１は、モータ駆動装置自体が備えなくてもよい。
【００９７】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本開示のモータ駆動装置は、制御電源電圧を監視する比較回路と、それが正常か否かを判断する診断回路を備えることにより、異常電圧保護の信頼度が向上するため、安全性が必要とされる様々な機器に搭載されるモータ駆動装置に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１  制御電源
２  ウィンドウコンパレータ
３  第１の遮断回路
４、５、６  抵抗要素
７  基準電源
８  ＰＷＭ信号生成回路
９  駆動回路
１０  駆動電源
１１  インバータ回路
１２  モータ
１３  第２の遮断回路
１４  診断回路
１５  第１のスイッチ回路
１６  第２のスイッチ回路
１７  論理積回路
２１  比較回路
３０  電圧検出回路
１００、２００  モータ駆動装置
１０２  電圧監視回路
１０３  遮断回路
Ｖｕ、Ｖｏ  分圧値
Ｖｒ  基準電圧
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６  信号
Ｓ２  電圧レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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