(57)【要約】  【課題】本発明は、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小や制御の簡略化を実現することが可能なモータ駆動装置を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明に係るモータ駆動装置１は、制御装置２から入力される速度制御信号に応じてモータ３を駆動する駆動回路１１と、モータ３の回転速度を示す速度信号を生成して制御装置２に出力する速度信号生成回路１２と、装置１の異常を検出する異常検出回路１３と、を有して成るモータ駆動装置であって、速度信号生成回路１２は、モータ３の回転速度に応じた周波数の第１信号を生成する第１信号生成部１２１と；第１信号よりも高周波数の第２信号を生成する第２信号生成部１２２と；異常検出回路１３から入力される異常検出信号に基づき、装置１の異常が検出されないときには第１信号を前記速度信号として出力し、装置１の異常が検出されたときには第２信号を前記速度信号として出力するセレクタ１２３と；を有して成る構成としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度信号を出力する手段と、装置の異常を検出する手段と、装置の異常が検出されたときに前記速度信号の周波数を意図的に高める手段と、を有して成ることを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
制御装置から入力される速度制御信号に応じてモータを駆動する駆動回路と、前記モータの回転速度を示す速度信号を生成して前記制御装置に出力する速度信号生成回路と、装置の異常を検出する異常検出回路と、を有して成るモータ駆動装置であって、
前記速度信号生成回路は、前記モータの回転速度に応じた周波数の第１信号を生成する第１信号生成部と；第１信号よりも高周波数の第２信号を生成する第２信号生成部と；前記異常検出回路から入力される異常検出信号に基づき、装置の異常が検出されないときには第１信号を前記速度信号として出力し、装置の異常が検出されたときには第２信号を前記速度信号として出力するセレクタと；を有して成ることを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記異常検出回路から入力される異常検出信号に基づき、装置の異常が検出されたときには前記モータの駆動を強制的に停止することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置から入力される速度信号に基づいて前記モータの回転速度を可変制御するための速度制御信号を生成する制御装置と、を有して成るモータ駆動システムであって、
前記制御装置は、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも高いときには前記モータの回転速度を下げるように、逆に、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも低いときには前記モータの回転速度を上げるように、前記速度制御信号を生成することを特徴とするモータ駆動システム。
【請求項５】
モータを有して成る電気機器であって、前記モータの駆動手段として、請求項４に記載のモータ駆動システムを有して成ることを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度信号を出力する半導体集積回路装置に関するものであり、より具体的には、モータの回転速度を示す速度信号を出力する機能を備えたモータ駆動装置、及びこれを用いたモータ駆動システム、さらには、これを備えた電気機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、モータ駆動ＩＣ［Integrated Circuit］の一従来例を示すブロック図である。本図に示すように、従来のモータ駆動ＩＣ１００は、制御装置２００から入力される速度制御信号に応じてモータ３００を駆動する駆動回路１０１と、モータ３００の回転速度を示す速度信号を生成して制御装置２００に出力する速度信号生成回路１０２と、を有するほか、その安全性を向上すべく、モータ駆動ＩＣ１００の異常（過熱、過電圧、過電流など）を検出して、制御装置２００に異常検出信号を出力する異常検出回路１０３を有して成る構成とされていた。
【０００３】
また、従来の速度信号生成回路１０２は、モータ３００から入力される帰還信号を所定の利得で増幅し、必要に応じて適宜波形整形することにより、モータ３００の回転速度に応じた周波数の速度信号を生成する構成とされていた。
【０００４】
なお、本発明に関連する従来技術としては、異常負荷時にトルクリミット値を変更して工具やワークの損傷を防止する方法（特許文献１を参照）や、速度信号から加速度を演算してその異常判別を行う速度測定装置及びその異常監視回路（特許文献２を参照）が種々開示・提案されている。
【特許文献１】特開平０６−２９２３７９号公報
【特許文献２】特開２０００−０９７９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上記従来のモータ駆動ＩＣ１００と制御装置２００とを備えたモータ駆動システムであれば、制御装置２００を用いて、速度信号に基づくモータ３００の定速度制御だけでなく、異常検出信号に基づくモータ３００の強制停止制御を行うこともできるので、システムの安全性を高めることが可能である。
【０００６】
しかしながら、上記従来のモータ駆動ＩＣ１００では、モータ３００の定速度制御に必要な速度信号の出力端子に加えて、異常検出信号の出力端子が別途必要となるため、システムの安全性を向上し得る反面、外部端子の増大、延いては、装置規模の拡大が招かれてていた。
【０００７】
また、制御装置２００側から見れば、速度信号に基づく定速度制御と異常検出信号に基づく強制停止制御とを別個に行わねばならず、制御の複雑化、延いては、制御装置２００の負荷増大が招かれていた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小や制御の簡略化を実現することが可能な半導体集積回路装置を提供することを目的とし、より具体的には、上記を実現することが可能なモータ駆動装置、及びこれを用いたモータ駆動システム、さらには、これを備えた電気機器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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体集積回路装置は、速度信号を出力する手段と、装置の異常を検出する手段と、装置の異常が検出されたときに前記速度信号の周波数を意図的に高める手段と、を有して成る構成（第１の構成）とされている。
【００１０】
特に、モータ駆動装置を例示して具体的に述べると、本発明に係るモータ駆動装置は、制御装置から入力される速度制御信号に応じてモータを駆動する駆動回路と、前記モータの回転速度を示す速度信号を生成して前記制御装置に出力する速度信号生成回路と、装置の異常を検出する異常検出回路と、を有して成るモータ駆動装置であって、前記速度信号生成回路は、前記モータの回転速度に応じた周波数の第１信号を生成する第１信号生成部と；第１信号よりも高周波数の第２信号を生成する第２信号生成部と；前記異常検出回路から入力される異常検出信号に基づき、装置の異常が検出されないときには第１信号を前記速度信号として出力し、装置の異常が検出されたときには第２信号を前記速度信号として出力するセレクタと；を有して成る構成（第２の構成）とされている。
【００１１】
このような構成から成るモータ駆動装置であれば、速度信号に応じたモータの定速度制御を行う制御装置との組合わせによって、異常検出信号の外部出力を要することなく、フェイルセーフを実現し得るモータ駆動システムを構築することができる。従って、当該構成から成るモータ駆動装置であれば、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小や制御の簡略化を実現することが可能となる。
【００１２】
なお、上記第２の構成から成るモータ駆動装置において、前記駆動回路は、前記異常検出回路から入力される異常検出信号に基づき、装置の異常が検出されたときには前記モータの駆動を強制的に停止する構成（第３の構成）にするとよい。このように、制御装置によるモータの強制停止制御機構だけでなく、異常検出信号による直接的なモータの強制停止制御機構を併せ持つ構成であれば、万一、制御装置（或いはその接続経路）に異常が生じた場合でも、モータを適切に停止することができるので、システムの安全性をより一層向上することが可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るモータ駆動システムは、上記第２または第３の構成から成るモータ駆動装置と、前記モータ駆動装置から入力される速度信号に基づいて前記モータの回転速度を可変制御するための速度制御信号を生成する制御装置と、を有して成るモータ駆動システムであって、前記制御装置は、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも高いときには前記モータの回転速度を下げるように、逆に、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも低いときには前記モータの回転速度を上げるように、前記速度制御信号を生成する構成（第４の構成）とされている。
【００１４】
このような構成から成るモータ駆動システムであれば、速度信号に応じたモータの定速度制御ループを利用して、異常検出信号を外部に出力することなく、簡単にフェイルセーフを実現することができる。従って、当該構成から成るモータ駆動システムであれば、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小や制御の簡略化を実現することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る電気機器は、モータを有して成る電気機器であって、前記モータの駆動手段として、上記第４の構成から成るモータ駆動システムを有して成る構成とされている（第５の構成）。このような構成とすることにより、小規模で安全な電気機器を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
上記したように、本発明によれば、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小や制御の簡略化を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、モータ駆動ＩＣないしモータ駆動システムに本発明を適用した場合を例に挙げて、詳細な説明を行う。
【００１８】
図１は、本発明に係るモータ駆動ＩＣの一実施形態を示すブロック図である。
【００１９】
本図に示す通り、本実施形態のモータ駆動ＩＣ１は、制御装置２（マイコンなど）から入力される速度制御信号に応じてモータ３を駆動する駆動回路１１と、モータ３の回転速度を示す速度信号を生成して制御装置２に出力する速度信号生成回路１２と、を有するほか、その安全性を向上すべく、モータ駆動ＩＣ１の異常（過熱、過電圧、過電流など）を検出して異常検出信号を生成する異常検出回路１３を有して成る半導体集積回路装置であって、速度信号生成回路１２は、第１信号生成部１２１と、第２信号生成部１２２と、セレクタ１２３と、を有して成る構成とされている。
【００２０】
なお、上記の異常検出信号は、ＩＣ１の異常時にイネーブル（例えばハイレベル）とされ、正常時にはディセーブル（例えばローレベル）とされる２値論理信号である。
【００２１】
第１信号生成部１２１は、モータ３から入力される帰還信号（速度センサで生成されるＦＧ信号、或いは、センサレスドライバの場合にはモータコイルに生じる逆起電圧信号）を所定の利得で増幅し、必要に応じて適宜波形整形することにより、モータ３の回転速度に応じた周波数（数［ｋＨｚ］オーダーで変遷）の第１信号を生成する手段である。
【００２２】
第２信号生成部１２２は、第１信号よりも高周波数（数１００［ｋＨｚ］）の第２信号を生成する手段である。なお、第２信号生成部１２２としては、別途専用の発振器を設けてもよいし、或いは、回路規模の縮小や消費電力の低減を図るべく、不図示のロジック回路（例えば駆動回路１１を構成するロジック回路）の動作クロック信号（数［ＭＨｚ］）を分周する分周器を設けてもよい。
【００２３】
セレクタ１２３は、異常検出回路１３から入力される異常検出信号に基づき、ＩＣ１の異常が検出されないときには第１信号を前記速度信号として出力し、ＩＣ１の異常が検出されたときには第２信号を前記速度信号として出力する手段である。すなわち、セレクタ１２３は、先述の異常検出信号を切替信号として用いて、第１、第２信号のいずれか一を最終的な速度信号として出力する手段である。
【００２４】
以下では、上記構成から成るモータ駆動ＩＣ１を用いたモータ駆動システムについて、ＩＣ１の異常が検出されないときと、異常が検出されたときに場合を分けて、その動作を各々詳細に説明する。
【００２５】
まず、ＩＣ１の異常が検出されないときについて説明する。この場合、セレクタ１２３は、異常検出信号がディセーブルであることに鑑み、ＩＣ１の異常は検出されていないと判断し、モータ３の回転速度に応じた周波数の第１信号を速度信号として出力する。当該速度信号の入力を受けた制御装置２は、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも高いときにはモータ３の回転速度を下げるように、逆に、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも低いときにはモータ３の回転速度を上げるように、前記速度制御信号を生成する。すなわち、ＩＣ１の異常が検出されないときには、制御装置２において、従来と同様、前記速度信号に基づくモータ３の定速度制御が行われることになる。
【００２６】
続いて、ＩＣ１の異常が検出されたときについて説明する。この場合、セレクタ１２３は、異常検出信号がイネーブルであることに鑑み、ＩＣ１の異常が検出されたと判断し、第１信号よりも高周波数の第２信号を速度信号として出力する。当該速度信号の入力を受けた制御装置２は、先述と同様、前記速度信号に基づくモータ３の定速度制御を行う。
【００２７】
このとき、制御装置２は、モータ３の実回転速度（すなわち、第１信号の周波数）に依ることなく、第２信号の周波数に基づいて、前記速度信号の周波数が所定の目標周波数よりも高いと判断し、モータ３の回転速度を下げるように前記速度制御信号を生成する。すなわち、ＩＣ１の異常が検出されたとき、制御装置２は、意図的に速度誤認状態（モータ３の回転速度が目標値よりも速いと誤認識した状態）に置かれることになる。
【００２８】
特に、本実施形態では、第２信号の周波数として、第１信号の取り得る周波数よりも１００倍以上高い周波数が設定されているため、モータ３の回転速度は設定下限値（すなわちゼロ）とされ、モータ３の速度制御は、実質的にはモータ３の強制停止制御に相当するものとなる。
【００２９】
上記のように、本実施形態のモータ駆動ＩＣ１は、速度信号を出力する手段と、装置の異常を検出する手段と、装置の異常が検出されたときに前記速度信号の周波数を意図的に高める手段と、を有して成る構成とされている。
【００３０】
このような構成から成るモータ駆動ＩＣ１であれば、速度信号に応じたモータ３の定速度制御を行う制御装置２との組合わせによって、異常検出信号の外部出力を要することなく、フェイルセーフを実現し得るモータ駆動システムを構築することができる。従って、当該構成から成るモータ駆動ＩＣ１であれば、システムの安全性を損なうことなく、装置規模の縮小（外部端子数の削減）や制御装置２における制御の簡略化（異常検出信号に基づく強制停止制御の省略）を実現することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態のモータ駆動ＩＣ１において、駆動回路１１は、異常検出回路１３から入力される異常検出信号に基づき、ＩＣ１の異常が検出されたときにはモータ３の駆動を強制的に停止する構成とされている。このように、制御装置２によるモータ３の強制停止制御機構だけでなく、異常検出信号による直接的なモータ３の強制停止制御機構を併せ持つ構成であれば、万一、制御装置２（或いはその接続経路）に異常が生じた場合でも、モータ３を適切に停止することができるので、システムの安全性をより一層向上することが可能となる。
【００３２】
なお、上記の実施形態では、モータ駆動ＩＣないしモータ駆動システムに本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、監視対象の速度に応じた速度信号を出力する半導体集積回路装置や、その速度信号に応じて駆動対象の定速度制御を行う駆動システム全般に広く適用することが可能である。
【００３３】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、例えば、モータを有して成る電気機器（ディスクドライブ装置や冷却ファン装置など）の安全性向上を図る上で有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】は、本発明に係るモータ駆動ＩＣの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】は、モータ駆動ＩＣの一従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    モータ駆動ＩＣ
１１    駆動回路
１２    速度信号生成回路
１２１    第１信号生成部
１２２    第２信号生成部
１２３    セレクタ
１３    異常検出回路
２    制御装置
３    モータ
【図１】
2006325359.tif 000003
【図２】
2006325359.tif 000004