(57)【要約】      （修正有）【課題】モータ駆動ＩＣへの入力信号の分解能の低下を抑制できるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動装置１は、マイコン３と、マイコンから出力される第１指令電圧信号Ｓ３１を第２指令電圧信号Ｓ４３に変換する指令電圧調整回路４と、第２指令電圧信号Ｓ４３に基づいて駆動パルスＳ５を生成する駆動ＩＣ５とを有する。指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の上限値を、第１指令電圧信号Ｓ３１の上限値より大きく、かつ、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値以上にする。また、指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の下限値を、第１指令電圧信号Ｓ３１の下限値より大きく、かつ、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の下限値以下にする。指令電圧調整回路４が、第１指令電圧信号Ｓ３１の下限値および上限値の双方をシフトすることで、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲のうち、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲外となる部分を減縮できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動させるモータ駆動装置であって、
外部から入力される回転指令信号に基づいて、予め定められた電圧範囲内の第１指令電圧信号を出力する、マイコンと、
前記第１指令電圧信号を、前記電圧範囲とは異なる電圧範囲内の第２指令電圧信号に変換する、指令電圧調整回路と、
前記第２指令電圧信号に基づいて、駆動パルスを生成する、駆動ＩＣと、
前記駆動パルスに基づいて、前記モータに駆動電流を供給する、インバータと、
を有し、
前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の上限値が、前記第１指令電圧信号の電圧範囲の上限値よりも大きく、
前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の下限値が、前記第１指令電圧信号の電圧範囲の下限値よりも大きく、
前記指令電圧調整回路は、
前記第２指令電圧信号の上限値を、前記第１指令電圧信号の上限値より大きく、かつ、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の上限値以上にし、
前記第２指令電圧信号の下限値を、前記第１指令電圧信号の下限値より大きく、かつ、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の下限値以下にする、モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
前記指令電圧調整回路は、
前記第２指令電圧信号の下限値を、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の下限値より小さくする、モータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置であって、
前記指令電圧調整回路は、
前記第２指令電圧信号の上限値を、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の上限値より大きくする、モータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記指令電圧調整回路は、
オン・オフ信号に基づいて、オフセット電圧を供給するオフセット回路と、
前記第１指令信号と、前記オフセット電圧とを加算する、加算回路と、
前記加算回路の出力電圧の倍率を変換する、倍率変換回路と、
を有し、
前記マイコンは、
前記オフセット回路に前記オン・オフ信号を送る、オフセット指示部
を有する、モータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ駆動装置であって、
前記オフセット回路は、
前記オフセット指示部からオン信号が入力されると、オフセット電圧源からの電圧を分圧し、オフセット電圧を出力する、第１分圧回路と、
前記オフセット電圧が入力されるバッファ回路と、
を有する、モータ駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
前記第１分圧回路は、
一端が前記オフセット電圧源に接続される、第１抵抗と、
前記第１抵抗の他端に直列に接続される、第２抵抗と、
前記第２抵抗と並列に接続される、スイッチング素子と、
を有する、モータ駆動装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のモータ駆動装置であって、
前記バッファ回路は、第１オペアンプを有し、
前記倍率変換回路は、第２オペアンプを有し、
前記第１オペアンプと、前記第２オペアンプとは、１つのパッケージにて構成される、モータ駆動装置。
【請求項８】
請求項７に記載のモータ駆動装置であって、
前記倍率変換回路は、
前記第２オペアンプと、
前記第２オペアンプの出力電圧を分圧する、第２分圧回路と、
を有し、
前記第２オペアンプの反転入力端子には、前記第２分圧回路が接続され、負帰還電圧が入力され、
前記第２オペアンプの非反転入力端子には、前記加算回路の出力電圧が入力される、モータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記マイコンと、前記指令電圧調整回路と、前記駆動ＩＣと、前記インバータとが、１つの基板上に配置された、モータ駆動装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
外部から入力された交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路を有し、前記直流電圧から前記マイコンへ出力するための制御電圧を生成する、コンバータ部
をさらに有する、モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＰＵを有するマイコンと、ＣＰＵからの信号に基づいて駆動パルスを生成する駆動ＩＣと、駆動ＩＣからの駆動パルスに基づいてモータに駆動電流を供給するインバータとを有するモータ駆動装置が知られている。
【０００３】
従来のモータ駆動装置におけるモータ制御システムについては、例えば、特開２０１０−２２１５０号公報に記載されている。特開２０１０−２２１５０号公報のモータ制御システムは、駆動ＩＣに相当するＰＷＭ信号出力部が、ＣＰＵを有するマイコンと同一チップ上に搭載されている（段落０００９，００１４）。
【特許文献１】特開２０１０−２２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０１０−２２１５０号公報に記載のモータ制御回路のように、駆動ＩＣがマイコンと同一チップ上に搭載されている場合、モータの種類や目的に応じた多様なバリエーションを実施しようとすると、マイコンと駆動ＩＣとを含むチップ全体を取り替える必要が生じる。一方、駆動ＩＣとマイコンとが各々独立して構成されている場合、種々の駆動ＩＣと、種々のマイコンとを組み合わせることにより、モータ駆動装置のバリエーションが広がる。したがって、多様なバリエーションを実施するためには、駆動ＩＣとマイコンとが独立して構成されることが望ましい。
【０００５】
しかしながら、駆動ＩＣとマイコンとが独立して構成されると、マイコンの出力電圧範囲と、駆動ＩＣの入力電圧範囲とが異なる場合がある。その場合、マイコンから出力された電圧信号をそのまま駆動ＩＣに入力すると、駆動ＩＣの入力電圧範囲の全てを使用できず、モータの動作が制限される。特に、マイコンの出力電圧範囲の上限値および下限値が、駆動ＩＣの入力電圧の上限値および下限値のそれぞれと異なる場合、単にマイコンの出力電圧の倍率を調整しただけでは電圧信号の分解能が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、マイコンから駆動ＩＣへの電圧信号の分解能が低下することを抑制できるモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の例示的な第１発明は、モータを駆動させるモータ駆動装置であって、外部から入力される回転指令信号に基づいて、予め定められた電圧範囲内の第１指令電圧信号を出力する、マイコンと、前記第１指令電圧信号を、前記電圧範囲とは異なる電圧範囲内の第２指令電圧信号に変換する、指令電圧調整回路と、前記第２指令電圧信号に基づいて、駆動パルスを生成する、駆動ＩＣと、前記駆動パルスに基づいて、前記モータに駆動電流を供給する、インバータと、を有し、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の上限値が、前記第１指令電圧信号の電圧範囲の上限値よりも大きく、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の下限値が、前記第１指令電圧信号の電圧範囲の下限値よりも大きく、前記指令電圧調整回路は、前記第２指令電圧信号の上限値を、前記第１指令電圧信号の上限値より大きく、かつ、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の上限値以上にし、前記第２指令電圧信号の下限値を、前記第１指令電圧信号の下限値より大きく、かつ、前記駆動ＩＣの入力電圧範囲の下限値以下にする、モータ駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本願の例示的な第１発明によれば、指令電圧調整回路が、マイコンが出力する第１指令電圧信号の上限値および下限値の双方をシフトすることにより、駆動ＩＣに入力する第２指令電圧信号の電圧範囲のうち、駆動ＩＣの入力電圧範囲外となる電圧範囲を減縮できる。その結果、駆動ＩＣへの入力信号の分解能が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る指令電圧調整回路の回路図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るモータ駆動装置のカウント数と第１指令電圧の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の第２指令電圧と駆動ＩＣの出力デューティとの関係を示すグラフである。
【図５】図５は、第１実施形態に係るモータ駆動装置のカウント数と第２指令電圧の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、比較例に係るモータ駆動装置のカウント数と第２指令電圧の関係を示すグラフである。
【図７】図７は、変形例に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、変形例に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、変形例に係る指令電圧調整回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
＜１．第１実施形態＞
＜１−１．モータ駆動装置の全体構成＞
まず、モータ駆動装置１の全体構成について説明する。図１は、モータ駆動装置１の構成を概念的に示すブロック図である。図２は、指令電圧調整回路４の回路図である。モータ駆動装置１は、モータ９に駆動電流を供給することにより、モータ９を駆動させるための装置である。
【００１２】
本実施形態では、モータ駆動装置１の駆動対象となるモータ９は、３相ブラシレスＤＣモータである。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が供給されると、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。ただし、本発明に係るモータ駆動装置の駆動対象となるモータは、単相モータやブラシ付きモータであってもよい。
【００１３】
また、モータ９は、位置検出器９１を有する。位置検出器９１は、モータ９の回転子の位置を検出し、検出結果を位置情報信号Ｓ９１としてモータ駆動装置１へと引き渡す。位置検出器９１は、例えば、電気角１２０度の間隔で配置された３つの磁気センサから出力される信号を合成して、回転子の位置を検出する。
【００１４】
図１に示すように、モータ駆動装置１は、コンバータ部２、マイコン３、指令電圧調整回路４、駆動ＩＣ５、インバータ６、および異常検出部７を有する。
【００１５】
コンバータ部２は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２１を有する。コンバータ部２は、外部のＡＣ電圧源１１から入力された交流電圧Ｓ１１を直流電圧に変換し、当該直流電圧から制御電圧Ｓ２を生成し、マイコン３へ出力する。本実施形態のモータ駆動装置１は、コンバータ部２を備えることにより、交流電源を用いてブラシレスＤＣモータであるモータ９を駆動できる。
【００１６】
マイコン３は、図２に示すように、指令電圧決定部３０と、指令電圧発生部３１と、オフセット指示部３２と、オフセット電圧源３３とを有する。マイコン３は、モータ駆動装置１の外部から入力される回転指令信号Ｓ１０と、後述するモータ９の回転子の位置情報信号Ｓ９１とに基づいて、第１指令電圧信号Ｓ３１とオン・オフ信号Ｓ３２とを出力する。
【００１７】
指令電圧決定部３０は、回転指令信号Ｓ１０および位置情報信号Ｓ９１に基づいて、第１指令電圧信号Ｓ３１の電圧値に対応するカウント数Ｓ３０を決定する。そして、指令電圧決定部３０は、当該カウント数Ｓ３０を、指令電圧発生部３１、オフセット指示部３２、および後述する停止信号発生部７３へと出力する。
【００１８】
指令電圧発生部３１は、カウント数Ｓ３０に基づいて、第１指令電圧信号Ｓ３１を発生させる。本実施形態の指令電圧発生部３１は、カウント数Ｓ３０をＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換することにより、第１指令電圧信号Ｓ３１を発生させるＤ／Ａコンバータである。図３は、カウント数Ｓ３０と、第１指令電圧信号Ｓ３１との関係を示すグラフである。本実施形態では、カウント数Ｓ３０は８ビット２５６カウントにて表されるため、カウント数Ｓ３０は、０〜２５５ｃｎｔの値をとる。
【００１９】
なお、本実施形態の指令電圧発生部３１は、アナログ電圧を直接出力するＤ／Ａコンバータであったが、本発明はこれに限られない。指令電圧発生部３１は、例えば、カウント数Ｓ３０に基づいて、第１指令電圧信号Ｓ３１にＰＷＭ信号を発生させる構成であってもよい。この場合、第１指令電圧信号Ｓ３１と後述する加算回路４２の第３抵抗Ｒ３の入力側端部との間にＣＲ積分回路（図示せず）を挿入し、上記ＰＷＭ信号を積分することにより、アナログ電圧に変換する構成となる。
【００２０】
第１指令電圧信号Ｓ３１は、予め定められた電圧範囲内の電圧信号である。本実施形態では、第１指令電圧信号Ｓ３１の電圧範囲は、０〜５Ｖである。図３に示すように、指令電圧発生部３１は、カウント数Ｓ３０が０ｃｎｔの場合は、第１指令電圧信号Ｓ３１が０Ｖとなり、カウント数Ｓ３０が２５５ｃｎｔの場合は、第１指令電圧信号Ｓ３１が５Ｖとなるように、カウント数Ｓ３０に比例する第１指令電圧信号Ｓ３１を発生させる。
【００２１】
オフセット指示部３２は、指令電圧決定部３０から入力されるカウント数Ｓ３０に基づいて、オフセット回路４１へオン・オフ信号Ｓ３２を出力する。これにより、オフセット指示部３２は、オフセット回路４１にオフセット電圧Ｓ４１を発生させるか否かを指示する。カウント数Ｓ３０が入力されない場合には、オン・オフ信号Ｓ３２は、０Ｖより大きい電圧の電圧信号であるオフ信号となる。また、カウント数Ｓ３０が入力されると、オン・オフ信号Ｓ３２は、０Ｖの電圧信号であるオン信号となる。
【００２２】
また、オフセット電圧源３３は、マイコン３の動作中、定常的に出力される定常電圧Ｓ３３を、後述する第１分圧回路４１１へ供給する。本実施形態では定常電圧Ｓ３３は、５Ｖである。
【００２３】
指令電圧調整回路４は、マイコン３から出力された第１指令電圧信号Ｓ３１を、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲に応じて、第２指令電圧信号Ｓ４３に変換する回路である。図１に示すように、指令電圧調整回路４は、オフセット回路４１と、加算回路４２と、倍率変換回路４３とを有する。
【００２４】
図４は、駆動ＩＣ５に入力される第２指令電圧信号Ｓ３１と、後述する、駆動ＩＣ５が出力する駆動パルスＳ５の出力デューティとの関係を示すグラフである。本実施形態では、図４に示すように、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲は、２．１〜５．４Ｖである。すなわち、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値５．４Ｖは、第１指令電圧信号Ｓ３１の電圧範囲の上限値５Ｖよりも大きい。また、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の下限値２．１Ｖは、第１指令電圧信号Ｓ３１の電圧範囲の下限値０Ｖよりも大きい。
【００２５】
指令電圧調整回路４は、電圧範囲０〜５Ｖの第１指令電圧信号Ｓ３１を、電圧範囲１．９〜５．６Ｖの第２指令電圧信号Ｓ４３へと変換する、電圧調整回路である。本実施形態では、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲を、駆動ＩＣの製造上の誤差等を考慮して、駆動ＩＣ５の定格値としての入力電圧範囲と比べて、上下にゆとりを持たせた電圧範囲としている。
【００２６】
このように、指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の上限値を、第１指令電圧信号Ｓ３１の上限値５Ｖより大きく、かつ、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値５．４Ｖ以上となる５．６Ｖにする。また、指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の下限値を、第１指令電圧信号Ｓ３１の下限値０Ｖより大きく、かつ、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の下限値２．１Ｖ以下となる１．９Ｖにする。
【００２７】
なお、第２指令電圧信号Ｓ４３の上限値および下限値は、それぞれ、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値５．４Ｖおよび下限値２．１Ｖと同じ電圧値であってもよい。また、第２指令電圧信号Ｓ４３の上限値は、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値を誤差範囲程度、僅かに下回ってもよい。
【００２８】
本実施形態では、指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の上限値を、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の上限値より大きくする。また、指令電圧調整回路４は、第２指令電圧信号Ｓ４３の下限値を、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲の下限値より小さくする。このように、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲を駆動ＩＣ５の入力電圧範囲より広くしておけば、駆動ＩＣの入力電圧範囲に製造上の誤差があったとしても、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲を無駄なく使うことができる。
【００２９】
オフセット回路４１は、オン・オフ信号Ｓ３２に基づいてオフセット電圧Ｓ４１を生成し、生成されたオフセット電圧Ｓ４１を加算回路４２へ供給する回路である。オフセット回路４１は、第１分圧回路４１１と、バッファ回路４１２とを有する。
【００３０】
第１分圧回路４１１は、オン・オフ信号Ｓ３２がオン信号の場合、定常電圧Ｓ３３を分圧することによって、調整前オフセット電圧Ｓ４１１を生成する。生成された調整前オフセット電圧Ｓ４１１は、バッファ回路４１２へ出力される。また、第１分圧回路４１１は、オン・オフ信号Ｓ３２がオフ信号の場合、調整前オフセット電圧Ｓ４１１を出力しない。
【００３１】
バッファ回路４１２は、第１分圧回路４１１から供給される調整前オフセットＳ４１１を、安定した電圧値のオフセット電圧Ｓ４１に変換する回路である。第１分圧回路４１１と加算回路４２との間にバッファ回路４１２が介在することにより、加算回路４２側の電流変化により、第１分圧回路４１１が影響を受けない。これにより、オフセット回路４１から出力されるオフセット電圧Ｓ４１の電圧値が安定する。
【００３２】
加算回路４２は、第１指令電圧信号Ｓ３１と、オフセット電圧Ｓ４１とを、予め定められた比率で加算することにより、加算電圧Ｓ４２を生成する回路である。加算回路４２は、生成された加算電圧Ｓ４２を倍率変換回路４３へ出力する。
【００３３】
倍率変換回路４３は、加算電圧Ｓ４２の倍率を変換することにより、第２指令電圧信号Ｓ４３を生成する。生成された第２指令電圧信号Ｓ４３は、駆動ＩＣ５へ出力される。加算回路４２および倍率変換回路４３により、第２指令電圧信号Ｓ４３を、第１指令電圧信号Ｓ３１と、オフセット電圧Ｓ４１とを、それぞれ任意の倍率に変換して加算した電圧値として出力することができる。
【００３４】
以上の構成により、指令電圧調整回路４は、電圧範囲が０〜５Ｖの第１指令電圧信号Ｓ３１を、電圧範囲が１．９〜５．６Ｖの第２指令電圧信号Ｓ４３へ変換する。図５は、マイコン３の指令電圧決定部３０が出力するカウント数Ｓ３０と、第２指令電圧信号Ｓ４３との関係を示したグラフである。図５に示すように、カウント数Ｓ３０が０ｃｎｔの場合、第２指令電圧信号Ｓ４３は１．９Ｖである。また、カウント数Ｓ３０が最大の２５５ｃｎｔの場合、第２指令電圧信号Ｓ４３は５．６Ｖである。
【００３５】
このように、第１指令電圧信号Ｓ３１の下限値および上限値の双方をシフトして、第２指令電圧信号Ｓ４３を調整することにより、カウント数Ｓ３０が１３〜２４１ｃｎｔの２２９カウントの範囲を、駆動ＩＣ５への入力信号として用いることができる。
【００３６】
ここで、図６は、一比較例として、指令電圧調整回路が、０〜５Ｖの電圧範囲の第１指令電圧信号Ｓ３１を単純に１．１２倍に増幅させて、０〜５．６Ｖの電圧範囲の第２指令電圧信号を出力した場合の、カウント数と第２指令電圧信号との関係を示したグラフである。このように、第１指令電圧信号の上限値のみをシフトさせて第２指令電圧信号を調整すると、第２指令電圧信号２．１〜５．６Ｖに対応する、すなわち、駆動ＩＣ５への入力信号として用いることができるカウント数Ｓ３０は、９６〜２４６ｃｎｔの１５１カウントである。
【００３７】
これに対し、本実施形態のように第１指令電圧信号Ｓ３１の上限値および下限値の双方をシフトさせて第２指令電圧信号Ｓ４３を調整した場合、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲のうち、駆動ＩＣ５の入力電圧範囲外となる部分を減縮出来る。したがって、第１指令電圧信号Ｓ３１の上限値のみをシフトさせて第２指令電圧信号を調整した場合と比べて、１カウントあたりの第２指令電圧信号の分解能が向上する。
【００３８】
駆動ＩＣ５は、第２指令電圧信号Ｓ４３に基づいて、ＰＷＭ信号である駆動パルスＳ５を生成する。生成された駆動パルスＳ５は、インバータ６へと出力される。図４に示すように、駆動ＩＣ５の出力する駆動パルスＳ５の出力デューティは、入力電圧範囲２．１〜５．４Ｖの範囲内において、第２指令電圧信号Ｓ４３に比例して大きくなる。
【００３９】
インバータ６は、駆動ＩＣ５から入力される駆動パルスＳ５に基づいて、駆動電流Ｓ６をモータ９に供給する。インバータ６は、６個のスイッチング素子により構成される。インバータ６には、モータ９のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相について１対の駆動パルスＳ５が入力される。そして、インバータ６は、各スイッチング素子の駆動タイミングを切り替えて、駆動電流Ｓ６を生成する。これにより、モータ９の回転が制御される。
【００４０】
異常検出部７は、第２指令電圧信号Ｓ４３が異常な電圧値を有する場合に、駆動ＩＣ５を停止する停止信号Ｓ７３を出力する。異常検出部７は、図２に示すように、検出信号調整回路７１と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ７２と、停止信号発生部７３とを有する。
【００４１】
検出信号調整回路７１は、第２指令電圧信号Ｓ４３を、Ａ／Ｄコンバータ７２に入力可能な電圧範囲へ調整し、第１検出信号Ｓ７１を出力する。本実施形態では、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲が１．９〜５．６Ｖであるのに対し、マイコン３に含まれるＡ／Ｄコンバータ７２に入力可能な電圧範囲は０〜５Ｖである。そのため、本実施形態の検出信号調整回路７１として、図２に示すように、２つの抵抗器を有する分圧回路を用いている。検出信号調整回路７１は、当該２つの抵抗器の抵抗比に従って、１．９〜５．６Ｖの第２指令電圧信号Ｓ４３を分圧し、例えば、０．９５〜２．８Ｖの第１検出信号７１へと変換する。そして、Ａ／Ｄコンバータ７２は、第１検出信号Ｓ７１を、デジタル信号である第２検出信号Ｓ７２にＡ／Ｄ変換する。
【００４２】
停止信号発生部７３は、指令電圧決定部３０から入力されるカウント数Ｓ３０と、Ａ／Ｄコンバータ７２から入力される第２検出信号Ｓ７２とを比較することにより、第２指令電圧信号Ｓ４３がカウント数Ｓ３０と対応した値か否かを判断する。第２検出信号Ｓ７２とカウント数Ｓ３０とが、予め設定された対応関係にある場合、停止信号発生部７３は、異常なしと判断し、駆動ＩＣ５に停止信号Ｓ７３を出力しない。第２検出信号Ｓ７２とカウント数Ｓ３０とが、予め設定された対応関係にない場合、停止信号発生部７３は、異常ありと判断し、駆動ＩＣ５に停止信号Ｓ７３を出力する。駆動ＩＣ５は、停止信号Ｓ７３が入力されると、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧値に拘わらず、動作を停止する。モータ駆動装置１に、このような異常検出部７を搭載しておけば、仮に、指令電圧調整回路４に不具合が生じたとしても、モータ９が駆動し続けて停止できない現象を回避できる。
【００４３】
本実施形態では、Ａ／Ｄコンバータ７２および停止信号発生部７３は、マイコン３の一部であるが、本発明はこれに限られない。Ａ／Ｄコンバータ３４および停止信号発生部３５は、マイコン３とは別のマイクロコントローラや、他の構成により実現されてもよい。
【００４４】
また、図１中、破線で示したように、マイコン３と、指令電圧調整回路４と、駆動ＩＣ５と、インバータ６と、異常検出部７とは、１つの基板８０上に配置されている。これにより、モータ駆動装置１と、モータ９とを組み立てる際に、組み立て工程が削減される。
【００４５】
＜１−２．指令電圧調整回路の回路構成＞
次に、指令電圧調整回路４を実現するための具体的な回路構成例について、図２を参照しながら説明する。
【００４６】
オフセット回路４１の第１分圧回路４１１は、第１抵抗Ｒ１と、第２抵抗Ｒ２と、スイッチング素子ＳＷ１とを有する。第１抵抗Ｒ１の一端は、オフセット電圧源３３に接続される。すなわち、第１抵抗Ｒ１の一端に、定常電圧Ｓ３３が入力される。第２抵抗Ｒ２は、その一端が第１抵抗Ｒ１の他端と接続され、他端がアースＥ１に接地される。スイッチング素子ＳＷ１は、第２抵抗Ｒ２と並列に接続される。スイッチング素子ＳＷ１には、オフセット指示部３２からのオン・オフ信号Ｓ３２が入力される。また、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との間の電圧が、調整前オフセット電圧Ｓ４１１として、バッファ回路４１２へ出力されるように構成されている。
【００４７】
前述の通り、スイッチング素子ＳＷ１に入力されるオン・オフ信号Ｓ３２は、オフ信号の場合に０Ｖより大きい電圧、オン信号の場合に０Ｖの電圧信号である。そのため、オン・オフ信号Ｓ３２がオフ信号である場合、スイッチング素子ＳＷ１に電流が流れる。したがって、オフセット電圧源３３とアースＥ１の間において、第１抵抗Ｒ１およびスイッチング素子ＳＷ１に電流が流れ、第２抵抗Ｒ２には電流が流れない。このため、調整前オフセット電圧Ｓ４１１は０Ｖとなる。
【００４８】
また、スイッチング素子ＳＷ１に入力されるオン・オフ信号Ｓ３２がオン信号である場合、スイッチング素子ＳＷ１には電流が流れない。そのため、オフセット電圧源３３とアースＥ１との間において、第１抵抗Ｒ１および第２抵抗Ｒ２に電流が流れる。これにより、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２との抵抗比に従って、定常電圧Ｓ３３が分圧され、調整前オフセット電圧Ｓ４１１として出力される。なお、本実施形態では、定常電圧Ｓ３３が５Ｖであり、調整前オフセット電圧Ｓ４１１が約２．６Ｖである。
【００４９】
バッファ回路４１２は、第１オペアンプＯＰ１を有する。第１オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には、調整前オフセット電圧Ｓ４１１が入力されている。また、第１オペアンプＯＰ１の出力端子と、反転入力端子とが直結している。すなわち、バッファ回路４１２は、いわゆるボルテージフォロワ回路である。これにより、バッファ回路４１２は、調整前オフセット電圧Ｓ４１１と同じ電圧値のオフセット電圧Ｓ４１を安定的に出力する。すなわち、本実施形態では、オフセット電圧Ｓ４１は、約２．６Ｖである。
【００５０】
加算回路４２は、第３抵抗Ｒ３と、第４抵抗Ｒ４とを有する。第３抵抗Ｒ３の入力側端部は、指令電圧発生部３１に接続され、出力側端部は、倍率変換回路４３に接続される。第４抵抗Ｒ４の入力側端部は、バッファ回路４１２に接続され、出力側端部は、倍率変換回路４３に接続される。また、第３抵抗Ｒ３の出力側端部と、第４抵抗Ｒ４の出力側端部とは、接続される。
【００５１】
これにより、加算回路４２では、第３抵抗Ｒ３の入力側端部から第１指令電圧信号Ｓ３１が入力され、第４抵抗Ｒ４の入力側端部からオフセット電圧Ｓ４１が入力される。そして、加算回路４２は、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４との抵抗比に従って第１指令電圧信号Ｓ３１とオフセット電圧Ｓ４１とを加算し、加算電圧Ｓ４２を倍率変換回路４３へと出力する。本実施形態では、第３抵抗Ｒ３の抵抗値と、第４抵抗Ｒ４との抵抗値とが等しい。このため、加算回路４２は、第１指令電圧信号Ｓ３１とオフセット電圧Ｓ４１とをそれぞれ０．５倍したものを加算し、出力する。すなわち、加算回路４２の出力する加算電圧Ｓ４２は、第１指令電圧信号Ｓ３１の０．５倍に約１．３Ｖを加えた値となる。
【００５２】
倍率変換回路４３は、第２オペアンプＯＰ２と、第５抵抗Ｒ５および第６抵抗Ｒ６からなる第２分圧回路４３１とを有する。第２オペアンプＯＰ２の非反転入力端子には、加算回路４２の出力電圧である加算電圧Ｓ４２が入力される。第２オペアンプＯＰ２の出力端子は、駆動ＩＣ５に接続されることにより、第２オペアンプＯＰ２から出力される第２指令電圧信号Ｓ４３が駆動ＩＣ５に入力される。また、第２オペアンプＯＰ２の出力端子は、第２分圧回路４３１にも接続されている。
【００５３】
第２分圧回路４３１は、第５抵抗Ｒ５と、第６抵抗Ｒ６とを有する。第５抵抗Ｒ５の一端は、第２オペアンプＯＰ２の出力端子に接続される。すなわち、第５抵抗Ｒ５の一端に、第２指令電圧信号Ｓ４３が入力される。第６抵抗Ｒ６は、その一端が第５抵抗Ｒ５の他端と接続され、他端がアースＥ２に接地される。第５抵抗Ｒ５と第６抵抗Ｒ６との中間点が、第２オペアンプＯＰ２の反転入力端子に接続される。すなわち、第５抵抗Ｒ５と第６抵抗Ｒ６との間の電圧として、第２分圧回路４３１から出力された分圧電圧Ｓ４３１が、負帰還電圧として第２オペアンプＯＰ２へと入力される。すなわち、倍率変換回路４３は、いわゆる非反転増幅回路である。非反転増幅回路は、単に入力電圧の倍率を変換させるだけでなく、バッファ回路の役割も果たす。このため、倍率変換回路４３では、出力側の回路の影響を受けることなく、安定した出力電圧を維持できる。
【００５４】
本実施形態の倍率変換回路４３は、非反転増幅回路であったが、本発明はこれに限られない。倍率変換回路は、反転増幅回路やその他の増幅回路を用いたものであってもよい。また、本実施形態の倍率変換回路４３の増幅率は、１倍以上であるが、組み合わせる加算回路４２に応じて、１倍未満の増幅率の倍率変換回路４３を用いてもよい。
【００５５】
本実施形態では、倍率変換回路４３は、第２オペアンプＯＰ２の非反転入力端子に入力された電圧を、１．４８倍に増幅する。これにより、倍率変換回路４３から出力される第２指令電圧信号Ｓ４３は、第１指令電圧信号Ｓ３１の０．７４倍に１．９Ｖを加えた値となる。すなわち、第１指令電圧信号Ｓ３１の電圧範囲が０〜５Ｖであれば、第２指令電圧信号Ｓ４３の電圧範囲が１．９〜５．６Ｖとなる。
【００５６】
なお、本実施形態では、オフセット回路４１の第１オペアンプＯＰ１と、倍率変換回路４３の第２オペアンプＯＰ２とが、１つのパッケージにて構成されたデュアルアンプが用いられる。第１オペアンプＯＰ１と第２オペアンプＯＰ２とが１つのパッケージであることにより、基板８０上の物理的構成が簡単になる。
【００５７】
＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５８】
図７は、一変形例に係るモータ駆動装置１Ａの構成を示すブロック図である。図７の例では、破線で示したように、マイコン３Ａと、指令電圧調整回路４Ａと、異常検出部７Ａとが、１つの基板８１Ａ上に配置される。また、駆動ＩＣ５Ａと、インバータ６Ａとは、他の基板８２Ａ上に配置されている。基板８２Ａは、モータ９Ａに搭載されている。このように、駆動ＩＣ５Ａとインバータ６Ａとを備えたモータ９Ａに対して制御を行う場合、本発明のマイコン３Ａと指令電圧調整回路４Ａとを備えた基板８１Ａを用意することにより、本発明のモータ駆動装置１Ａを実施することができる。
【００５９】
図８は、他の変形例に係るモータ駆動装置１Ｂの構成を示すブロック図である。図８の例では、破線で示したように、コンバータ部２Ｂと、マイコン３Ｂと、指令電圧調整回路４Ｂと、駆動ＩＣ５Ｂと、インバータ６Ｂと、異常検出部７Ｂとが、１つの基板８０Ｂ上に配置される。また、基板８０Ｂは、モータ９Ｂに搭載されている。このように、電源以外の構成が全てモータ９Ｂに搭載されていてもよい。
【００６０】
図９は、他の変形例に係る指令電圧調整回路４Ｃの回路図である。図９の例では、マイコン３Ｃが、オフセット指示部とオフセット電圧源の双方の役割を果たす、オフセット指示電圧源３２Ｃを有する。また、オフセット回路４１Ｃの第１分圧回路４１１Ｃが、スイッチング素子を有していない。これにより、マイコン３Ｃの構成および指令電圧調整回路４Ｃの回路構成を簡素化できる。
【００６１】
オフセット指示電圧源３２Ｃは、指令電圧決定部３０Ｃから入力されるカウント数Ｓ３０Ｃに基づいて、オフセット回路４１Ｃへオフセット指令電圧Ｓ３２Ｃを出力する。これにより、オフセット指示電圧源３２Ｃは、オフセット回路４１Ｃにオフセット電圧Ｓ４１Ｃを発生させるか否かを指示するとともに、オフセット電圧Ｓ４１Ｃを生成するための電圧を供給する。本実施形態では、カウント数Ｓ３０Ｃが入力されない場合には、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃは、０Ｖである。また、カウント数Ｓ３０Ｃが入力されると、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃは、５Ｖとなる。
【００６２】
第１分圧回路４１１Ｃは、第１抵抗Ｒ１Ｃと、第２抵抗Ｒ２Ｃとを有する。第１抵抗Ｒ１Ｃの一端は、オフセット指令電圧源３２Ｃに接続される。すなわち、第１抵抗Ｒ１Ｃの一端に、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃが入力される。第２抵抗Ｒ２Ｃは、その一端が第１抵抗Ｒ１Ｃの他端と接続され、他端がアースＥ１Ｃに接地される。これにより、第１抵抗Ｒ１Ｃと第２抵抗Ｒ２Ｃとの抵抗比に従って、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃが分圧され、調整前オフセット電圧Ｓ４１１Ｃとして出力される。
【００６３】
図９の例では、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃが５Ｖの場合、調整前オフセット電圧Ｓ４１１Ｃが約２．６Ｖである。また、オフセット指令電圧Ｓ３２Ｃが０Ｖの場合、調整前オフセット電圧Ｓ４１１Ｃが０Ｖである。このような構成であっても、上述の実施形態と同様、カウント数Ｓ３０Ｃが入力されない場合は、調整前オフセット電圧Ｓ４１１Ｃが０Ｖとなり、カウント数Ｓ３０Ｃが入力された場合は、調整前オフセット電圧Ｓ４１１Ｃが所定の電圧値を有する電圧となる。
【００６４】
また、上記の実施形態では、オフセット回路の第１オペアンプと、倍率変換回路の第２オペアンプとが、１つのデュアルアンプに含まれていたが、本発明はこれに限られない。第１オペアンプおよび第２オペアンプがそれぞれ別個のシングルアンプであってもよい。
【００６５】
また、モータ駆動装置の有するオペアンプは、２個に限られない。例えば、指令電圧発生部から出力された第１指令電圧信号を、オペアンプを有するバッファ回路を介して、加算回路へと入力してもよい。このように、モータ駆動装置が３個以上のオペアンプを有していてもよい。なお、モータ駆動装置が３個以上のオペアンプを有する場合、モータ駆動装置が、４個のオペアンプが１つのパッケージにて構成されたクワッドアンプを有していてもよい。
【００６６】
また、モータ駆動装置の各部を実現するための具体的な回路構成については、図２に示された回路構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、モータの駆動装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  モータ駆動装置
２，２Ｂ  コンバータ部
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  マイコン
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ  指令電圧調整回路
５，５Ａ，５Ｂ  駆動ＩＣ
６，６Ａ，６Ｂ  インバータ
７，７Ａ，７Ｂ  異常検出部
９，９Ａ，９Ｂ  モータ
１１  ＡＣ電圧源
３０，３０Ｃ  指令電圧決定部
３１  指令電圧発生部
３２  オフセット指示部
３２Ｃ  オフセット指示電圧源
３３  オフセット電圧源
４１，４１Ｃ  オフセット回路
４２  加算回路
４３  倍率変換回路
８０，８０Ｂ，８１Ａ，８２Ａ  基板
４１１，４１１Ｃ  第１分圧回路
４１２  バッファ回路
４３１  第２分圧回路
ＯＰ１  オペアンプ
ＯＰ２  オペアンプ
Ｓ２  制御電圧
Ｓ５  駆動パルス
Ｓ６  駆動電流
Ｓ１０  回転指令信号
Ｓ１１  交流電圧
Ｓ３０，Ｓ３０Ｃ  カウント数
Ｓ３１  第１指令電圧信号
Ｓ３２  オン・オフ信号
Ｓ３２Ｃ  オフセット指令電圧
Ｓ３３  定常電圧
Ｓ４１，Ｓ４１Ｃ  オフセット電圧
Ｓ４１１，Ｓ４１１Ｃ  調整前オフセット電圧
Ｓ４２  加算電圧
Ｓ４３  第２指令電圧信号
【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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【図８】
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【図９】
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