特許 6899319 モータ駆動制御装置及びモータの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6899319

(24)【登録日】2021年6月16日

(45)【発行日】2021年7月7日

(54)【発明の名称】モータ駆動制御装置及びモータの制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/024 20160101AFI20210628BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/024

【請求項の数】8

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-243655(P2017-243655)

(22)【出願日】2017年12月20日

(65)【公開番号】特開2019-110718(P2019-110718A)

(43)【公開日】2019年7月4日

【審査請求日】2020年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(74)【代理人】

【識別番号】100124589

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 竜郎

(74)【代理人】

【識別番号】100166811

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 剛

(72)【発明者】

【氏名】青木 政人

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０６３５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３６１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４２０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８０５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のスイッチング素子を有し、モータの３相のコイルに駆動電流を流すモータ駆動部と、
前記複数のスイッチング素子を動作させる駆動制御信号を前記モータ駆動部に出力することにより、前記３相のコイルの通電パターンを順次切り替える制御回路部と、
前記駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路とを備え、
前記制御回路部は、
前記通電パターンの切り替えが行われる度に、前記電圧値に基づいて、前記駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較部と、
複数の通電パターンについての前記電圧比較部の比較結果に基づいて、前記モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定部とを有し、
前記制御回路部は、前記３相のコイルの通電パターンを所定の順序でひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行い、
前記断線判定部は、前記１巡の切替制御が行われる度に、前記１巡の切替制御が行われる間の前記電圧比較部の比較結果に基づいて、前記モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定し、
前記断線判定部は、前記１巡の切替制御が行われる度に、
前記１巡の切替制御が行われる間の前記電圧比較部の比較結果に基づく評価値と、それまでの評価値に基づいて算出された判定値とに基づいて、新たな判定値を算出し、
前記新たな判定値と所定の異常判定閾値とを比較した結果に基づいて、前記異常状態であるか否かを判定する、モータ駆動制御装置。

【請求項2】

前記電圧比較部は、前記通電パターンの切替えが行われる度に、前記駆動電流の大きさが前記所定の電流閾値よりも大きいか否かを示す２値の値を生成するとともに、前記１巡の切替制御が行われる度に、前記１巡の切替制御が行われる間に生成した２値の値が前記通電パターンの切り替え順に対応する所定の順番で各桁に並んでなる比較結果情報を生成し、
前記断線判定部は、前記比較結果情報が所定の異常値情報に一致するか否かに基づいて、前記モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する、請求項１に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項3】

前記制御回路部は、前記通電パターンの切替えが行われる度に、前記通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングを示す比較開始タイミング信号を生成する遅延回路をさらに備え、
前記電圧比較部は、前記比較開始タイミング信号に基づいて、前記通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングにおける前記電圧値に基づいて、前記駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する、請求項１または２に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項4】

前記制御回路部は、前記断線判定部による判定結果に基づいて、前記モータの駆動を停止させる制御を行う駆動停止部をさらに有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項5】

前記断線判定部は、前記電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、
前記駆動停止部は、前記断線判定部により断線状態である１相が特定されたとき、前記断線状態である１相の特定結果に基づいて、前記モータの駆動を停止させる制御を行うか否かを切り替える、請求項４に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項6】

前記制御回路部は、前記３相のコイルにそれぞれ対応して設けられ、前記モータの回転位置に応じて信号を出力する３つの位置検出センサを用いて前記駆動制御信号を出力するように構成されており、
前記断線判定部は、前記電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、
前記制御回路部は、前記断線判定部により断線状態である１相が特定された後で前記モータの起動を開始するとき、前記断線状態である１相とは異なる相に前記モータのロータをロックした後に起動を開始する制御を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項7】

前記モータ駆動制御装置は、前記モータのいずれかの２相に通電可能な補助通電回路をさらに備え、
前記断線判定部は、前記電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、
前記制御回路部は、前記断線判定部により断線状態である１相が特定された場合、前記補助通電回路を用いて、特定された断線状態である１相を除く所定の２相を通電することにより前記モータを起動する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ駆動制御装置。

【請求項8】

複数のスイッチング素子を有し、モータの３相のコイルに駆動電流を流すモータ駆動部と、
前記複数のスイッチング素子を動作させる駆動制御信号を前記モータ駆動部に出力することにより、前記３相のコイルの通電パターンを順次切り替える制御回路部と、
前記駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路とを備えるモータ駆動制御装置を用いて前記モータの駆動を制御するモータの制御方法であって、
前記通電パターンの切り替えが行われる度に、前記電圧値に基づいて、前記駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較ステップと、
複数の通電パターンについての前記電圧比較ステップの比較結果に基づいて、前記モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定ステップとを有し、
前記制御回路部は、前記３相のコイルの通電パターンを所定の順序でひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行い、
前記断線判定ステップは、前記１巡の切替制御が行われる度に、前記１巡の切替制御が行われる間の前記電圧比較部の比較結果に基づいて、前記モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定し、
前記断線判定ステップは、前記１巡の切替制御が行われる度に、
前記１巡の切替制御が行われる間の前記電圧比較部の比較結果に基づく評価値と、それまでの評価値に基づいて算出された判定値とに基づいて、新たな判定値を算出し、
前記新たな判定値と所定の異常判定閾値とを比較した結果に基づいて、前記異常状態であるか否かを判定する、
モータの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、モータ駆動制御装置及びモータの制御方法に関し、特に、３相のコイルの通電パターンを順次切り替えるモータ駆動制御装置及びモータの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、３相モータの各相コイルの断線、短絡等のコイル異常をモータ運転中に監視する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、多相電気モータのコイル異常検出装置において、電気モータを回転駆動する通電中に、どこかの相にパルス出力があるか否かを、電気モータの各相コイルの通電端子のパルス出力を検出する通電検出手段により検出し、通電中コイルの断線又は短絡を判定することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−８９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記の特許文献１に記載されているような構成では、各相について、電流を検出するための電圧変換回路やフィルタなどの構成を用いる必要がある。そのため、モータ駆動制御装置の構成が複雑になり、モータ駆動制御装置の製造コストが高くなるという問題がある。

【0006】

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、簡素な回路構成でコイルの断線を検出できるモータ駆動制御装置及びモータの制御方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、モータ駆動制御装置は、複数のスイッチング素子を有し、モータの３相のコイルに駆動電流を流すモータ駆動部と、複数のスイッチング素子を動作させる駆動制御信号をモータ駆動部に出力することにより、３相のコイルの通電パターンを順次切り替える制御回路部と、駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路とを備え、制御回路部は、通電パターンの切り替えが行われる度に、電圧値に基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較部と、複数の通電パターンについての電圧比較部の比較結果に基づいて、モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定部とを有する。

【0008】

好ましくは、制御回路部は、３相のコイルの通電パターンを所定の順序でひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行い、断線判定部は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の電圧比較部の比較結果に基づいて、モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。

【0009】

好ましくは、電圧比較部は、通電パターンの切替えが行われる度に、駆動電流の大きさが所定の電流閾値よりも大きいか否かを示す２値の値を生成するとともに、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間に生成した２値の値が通電パターンの切り替え順に対応する所定の順番で各桁に並んでなる比較結果情報を生成し、断線判定部は、比較結果情報が所定の異常値情報に一致するか否かに基づいて、モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。

【0010】

好ましくは、断線判定部は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の電圧比較部の比較結果に基づく評価値と、それまでの評価値に基づいて算出された判定値とに基づいて、新たな判定値を算出し、新たな判定値と所定の異常判定閾値とを比較した結果に基づいて、異常状態であるか否かを判定する。

【0011】

好ましくは、制御回路部は、通電パターンの切替えが行われる度に、通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングを示す比較開始タイミング信号を生成する遅延回路をさらに備え、電圧比較部は、比較開始タイミング信号に基づいて、通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングにおける電圧値に基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する。

【0012】

好ましくは、制御回路部は、断線判定部による判定結果に基づいて、モータの駆動を停止させる制御を行う駆動停止部をさらに有する。

【0013】

好ましくは、断線判定部は、電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、駆動停止部は、断線判定部により断線状態である１相が特定されたとき、断線状態である１相の特定結果に基づいて、モータの駆動を停止させる制御を行うか否かを切り替える。

【0014】

好ましくは、制御回路部は、３相のコイルにそれぞれ対応して設けられ、モータの回転位置に応じて信号を出力する３つの位置検出センサを用いて駆動制御信号を出力するように構成されており、断線判定部は、電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、制御回路部は、断線判定部により断線状態である１相が特定された後でモータの起動を開始するとき、断線状態である１相とは異なる相にモータのロータをロックした後に起動を開始する制御を行う。

【0015】

好ましくは、モータ駆動制御装置は、モータのいずれかの２相に通電可能な補助通電回路をさらに備え、断線判定部は、電圧比較部の比較結果によって断線状態である１相を特定可能であり、制御回路部は、断線判定部により断線状態である１相が特定された場合、補助通電回路を用いて、特定された断線状態である１相を除く所定の２相を通電することによりモータを起動する。

【0016】

この発明の他の局面に従うと、モータの制御方法は、複数のスイッチング素子を有し、モータの３相のコイルに駆動電流を流すモータ駆動部と、複数のスイッチング素子を動作させる駆動制御信号をモータ駆動部に出力することにより、３相のコイルの通電パターンを順次切り替える制御回路部と、駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路とを備えるモータ駆動制御装置を用いてモータの駆動を制御するモータの制御方法であって、通電パターンの切り替えが行われる度に、電圧値に基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較ステップと、複数の通電パターンについての電圧比較ステップの比較結果に基づいて、モータのいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定ステップとを有する。

【発明の効果】

【0017】

これらの発明に従うと、簡素な回路構成でコイルの断線を検出できるモータ駆動制御装置及びモータの制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。

【図2】制御回路部の構成を示すブロック図である。

【図3】異常状態の一例について説明する図である。

【図4】コイルが断線する相と電流が流れなくなる通電パターンとの関係を示す表である。

【図5】比較結果情報について説明する図である。

【図6】１相のコイルが断線した場合の比較結果情報について説明する図である。

【図7】制御回路部の動作を示すフローチャートである。

【図8】通電切替回数管理処理を示すフローチャートである。

【図9】電流検出処理を示すフローチャートである。

【図10】異常検出処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】本実施の形態の一変形例に係るモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。

【図12】本実施の形態の一変形例に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態におけるモータ駆動制御装置について説明する。

【0020】

［実施の形態］

【0021】

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。

【0022】

図１に示すように、モータ駆動制御装置１は、モータ２０に駆動電流を流し、モータ２０を駆動させるように構成されている。本実施の形態において、モータ２０は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有する３相のブラシレスモータである。

【0023】

モータ駆動制御装置１は、モータ２０のロータの回転に対応する信号に基づいて、モータ２０の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を流すことで、モータ２０を回転させる。

【0024】

本実施の形態において、モータ２０には、各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対応して、モータ２０の回転位置に応じて信号を出力する３つのホール素子（位置検出センサの一例）２５ｕ，２５ｖ，２５ｗが配置されている。３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、例えば、互いに略等間隔（隣り合うものと１２０度の間隔で）でモータ２０の回転子の回りに配置されている。ホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗは、それぞれ、ロータの磁極を検出し、出力信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ（以下、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗということがある。）を出力する。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、モータ２０のロータの回転位置に対応する信号である。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、ロータの回転位置を推定することができる。

【0025】

モータ駆動制御装置１は、複数のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を有し、モータ２０の３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに駆動電流を流すモータ駆動部２と、複数のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を動作させる駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力することにより、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電パターンを順次切り替える制御回路部４と、駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する電流検出回路６とを備えている。なお、図１に示されているモータ駆動制御装置１の構成要素は、全体の一部であり、モータ駆動制御装置１は、図１に示されたものに加えて、他の構成要素を有していてもよい。

【0026】

本実施の形態において、モータ駆動制御装置１は、その全部がパッケージ化された集積回路装置（ＩＣ）である。なお、モータ駆動制御装置１の一部が１つの集積回路装置としてパッケージ化されていてもよいし、他の装置と一緒にモータ駆動制御装置１の全部又は一部がパッケージ化されて１つの集積回路装置が構成されていてもよい。

【0027】

モータ駆動部２は、モータ２０の３相のコイルに選択的に通電する。モータ駆動部２は、インバータ回路２ａと、プリドライブ回路２ｂとを有している。インバータ回路２ａは、プリドライブ回路２ｂから出力される出力信号Ｒ１から出力信号Ｒ６に基づいてモータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを選択的に通電し、モータ２０を回転させる。

【0028】

本実施の形態において、インバータ回路２ａは、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれに駆動電流を供給するための６個のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を備えている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５は、電源Ｖｃｃの正極側に配置されたＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなるハイサイドスイッチング素子であり、電源Ｖｃｃの電源電圧が印加される。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６は、電源Ｖｃｃの負極側に配置されたＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるローサイドスイッチング素子である。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の組み合わせ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組み合わせ、及びスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の組み合わせのそれぞれにおいて、２つのスイッチング素子が直列に接続されている。そして、これらの３組の直列回路が並列に接続されて、ブリッジ回路が構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点がＵ相のコイルＬｕに接続され、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点がＶ相のコイルＬｖに接続され、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の接続点がＷ相のコイルＬｗに接続されている。

【0029】

プリドライブ回路２ｂは、制御回路部４による制御に基づいて、インバータ回路２ａを駆動するための出力信号を生成し、インバータ回路２ａに出力する。プリドライブ回路２ｂは、インバータ回路２ａの６個のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のそれぞれのゲート端子に接続される複数の出力端子を備えている。プリドライブ回路２ｂは、制御回路部４から出力された駆動制御信号Ｓｄに応じて、各出力端子から出力信号Ｒ１−Ｒ６を出力して、スイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のオン、オフ動作を制御する。これらの出力信号Ｒ１−Ｒ６が出力されることで、それぞれの出力信号Ｒ１−Ｒ６に対応するスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６がオン、オフ動作を行い、モータ２０に駆動信号が出力されてモータ２０の各相に電力が供給される。

【0030】

本実施の形態において、制御回路部４には、ホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗから出力されるホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと回転速度指令信号Ｓｃとが入力される。

【0031】

ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、モータ２０から制御回路部４に入力される。制御回路部４は、３つのホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗを用いて駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、制御回路部４は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０のロータの実際の回転数に関する実回転数情報を得て、モータ２０の駆動を制御する。また、制御回路部４は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを用いてモータ２０のロータの回転位置を検出し、モータ２０の駆動を制御する。

【0032】

なお、制御回路部４には、このようなホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに加えて、モータ２０の回転状態に関する他の情報が入力されるように構成されていてもよい。例えば、モータ２０の回転子の回転に対応するＦＧ信号として、回転子の側にある基板に設けたコイルパターンを用いて生成される信号（パターンＦＧ）が入力されるようにしてもよい。また、モータ２０の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に誘起する逆起電圧を検出する回転位置検出回路の検出結果に基づいてモータ２０の回転状態が検知されるように構成されていてもよい。エンコーダやレゾルバなどを設け、それによりモータ２０の回転速度等の情報が検出されるようにしてもよい。

【0033】

回転速度指令信号Ｓｃは、例えば、制御回路部４の外部から入力される。回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度に関する信号である。例えば、回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の目標回転速度に対応するＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。換言すると、回転速度指令信号Ｓｃは、モータ２０の回転速度の目標値に対応する情報である。なお、回転速度指令信号Ｓｃとして、クロック信号が入力されてもよい。

【0034】

制御回路部４は、例えば、マイクロコンピュータやデジタル回路等で構成されている。制御回路部４は、モータ２０を駆動させるための駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力し、モータ２０の回転制御を行う。制御回路部４は、６つのスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６を動作させる駆動制御信号Ｓｄをモータ駆動部２に出力することにより、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの通電パターンを順次切り替える。すなわち、制御回路部４は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗと回転速度指令信号Ｓｃとに基づいて、駆動制御信号Ｓｄをプリドライブ回路２ｂに出力する。制御回路部４は、駆動制御信号Ｓｄを出力することでモータ２０の回転制御を行い、モータ２０を回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で回転させる。

【0035】

モータ２０は３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗを有しているので、６つの通電パターンがある。すなわち、（１）ハイサイドＵ相及びローサイドＶ相の組合せの第１通電パターン、（２）ハイサイドＵ相及びローサイドＷ相の組合せの第２通電パターン、（３）ハイサイドＶ相及びローサイドＷ相の組合せの第３通電パターン、（４）ハイサイドＶ相及びローサイドＵ相の組合せの第４通電パターン、（５）ハイサイドＷ相及びローサイドＵ相の組合せの第５通電パターン、及び（６）ハイサイドＷ相及びローサイドＶ相の組合せの第６通電パターンがある。

【0036】

モータ２０を所定の方向に回転させるとき、制御回路部４は、６つの通電パターンの全てを所定の順序でひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行う。所定の順序は、例えば、第１通電パターン、第２通電パターン、第３通電パターン、第４通電パターン、第５通電パターン、及び第６通電パターンの順番である。

【0037】

モータ２０を上記の所定の方向とは逆の方向に回転させるとき、制御回路部４は、６つの通電パターンの全てを、第１通電パターンから第６通電パターンまでを、所定の順序とは逆の順序で（第６通電パターンから第１通電パターンまで遡る順序で）ひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行う。

【0038】

電流検出回路６は、モータ２０の駆動電流の大きさに対応する電圧値を検出する。本実施の形態では、電流検出回路６は、インバータ回路２ａと接地電位（電源Ｖｃｃの負極）との間に配置される電流検出抵抗を含んでおり、モータ２０のコイル電流に対応する電圧値を検出する。すなわち、モータ２０のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの各相に流れたコイル電流は、インバータ回路２ａを通り、電流検出抵抗を通って、接地電位へ流れる。電流検出回路６は、電流検出抵抗の両端の電圧から、モータ２０のコイル電流の大きさを電圧値として検出することができる。電流検出回路６は、検出結果である検出電圧信号（電圧値の一例）Ｖｄを出力する。検出電圧信号Ｖｄは、モータ２０の駆動電流の大きさに対応する。検出電圧信号Ｖｄは、制御回路部４に入力される。

【0039】

［制御回路部４の説明］

【0040】

本実施の形態において、制御回路部４は、モータ２０のいずれか１相が断線状態（当該相のコイルなどが断線した状態をいう）であるか否かを判定する異常判定機能を有している。すなわち、制御回路部４は、通電パターンの切り替えが行われる度に、電流検出回路６で検出された電圧値に基づいて、モータ２０の駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較部として機能する。そして、複数の通電パターンについての駆動電流の大きさと所定の電流閾値との比較結果に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定部として機能する。換言すると、制御回路部４は、通電パターンの切り替えが行われる度に、電流検出回路６で検出された電圧値に基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する電圧比較ステップと、複数の通電パターンについての電圧比較ステップの比較結果に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する断線判定ステップとを有するモータの制御方法を実行する。制御回路部４は、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かの判定結果に基づいて、モータ２０の駆動を停止させる制御を行う駆動停止部として機能する。以上のように、制御回路部４は、３相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの６つの通電パターンを所定の順序でひととおり切り替える１巡の切替制御を繰り返して行い、断線判定部は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の電圧比較部の比較結果に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。

【0041】

図２は、制御回路部４の構成を示すブロック図である。

【0042】

図２において、制御回路部４の構成、各回路間での信号や情報等の送受については、主に、異常判定機能に関する説明に係るものが示されている。ホール素子２５ｕ，２５ｖ，２５ｗについては、１つのホール素子２５として簡略化されて示されている。

【0043】

図２に示されるように、制御回路部４は、速度制御回路３１と、通電切替回路３２と、制御信号生成回路（駆動停止部の一例）３５と、遅延回路３６と、電圧比較回路（電圧比較部の一例）３７と、断線判定回路（断線判定部の一例）３８とを含む。

【0044】

速度制御回路３１には、回転速度指令信号Ｓｃが入力される。速度制御回路３１は、回転速度指令信号Ｓｃに基づいて、モータ２０が回転速度指令信号Ｓｃに対応する回転数で回転するように回転速度信号Ｓ１を出力する。速度制御回路３１は、制御回路部４に入力されたホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて得られるモータ２０のロータの実際の回転数に関する実回転数情報（図示せず）に基づいて、回転速度信号Ｓ１を出力する。

【0045】

通電切替回路３２には、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが入力される。通電切替回路３２は、モータ２０の回転位置に応じて通電パターンを切り替えるための通電切替指示信号Ｓ２を出力する。すなわち、通電切替回路３２は、通電切替指示信号Ｓ２を出力することで通電パターンの切替制御を行う。通電切替指示信号Ｓ２は、例えば、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの出力がハイとローとに互いに切り替わるタイミングが判別可能な信号であるが、これに限られるものではない。通電切替指示信号Ｓ２は、制御信号生成回路３５と遅延回路３６とに入力される。

【0046】

遅延回路３６には、通電切替指示信号Ｓ２が入力される。遅延回路３６は、例えば、コイル素子等を用いて構成することができる。遅延回路３６は、通電パターンの切替えが行われる度に、通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングを示す比較開始タイミング信号Ｓ３を生成する。具体的には、遅延回路３６は、通電パターンの切替えが行われて通電切替指示信号Ｓ２が入力されたとき、その通電切替指示信号Ｓ２の入力タイミングよりも所定時間だけ遅延したタイミングを示す比較開始タイミング信号Ｓ３を生成する。比較開始タイミング信号Ｓ３は、電圧比較回路３７に入力される。なお、所定時間は、制御回路部４から出力される駆動制御信号Ｓｄの出力タイミングに対するモータ駆動部２のインバータ回路２ａの動作の遅れを考慮して設定される。

【0047】

電圧比較回路３７には、電流検出回路６で検出された電圧値が入力される。電圧比較回路３７は、通電パターンの切り替えが行われる度に、電流検出回路６で検出された電圧値に基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する。電圧比較回路３７は、比較結果に基づいて生成される比較結果情報Ｓ４を出力する。

【0048】

具体的には、電圧比較回路３７には、電流検出回路６の電流検出抵抗によって検出された検出電圧信号Ｖｄが入力される。また、電圧比較回路３７には、遅延回路３６にて生成された比較開始タイミング信号Ｓ３が入力される。電圧比較回路３７は、例えば、コンパレータ等を含み、モータ２０の駆動電流の大きさに対応する検出電圧信号Ｖｄに基づいて、駆動電流の大きさを所定の電流閾値と比較して、駆動電流の大きさが所定の閾値を下回る非通電状態であるか否かを判定できる。例えば、電圧比較回路３７は、検出電圧信号Ｖｄと、所定の電流閾値に対応する電圧とを比較することにより、非通電状態であるか否かを判定できる。判定は、比較開始タイミング信号Ｓ３に基づいて行われる。すなわち、電圧比較回路３７は、比較開始タイミング信号Ｓ３に基づいて、通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングにおける検出電圧信号Ｖｄに基づいて、そのタイミングにおける駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較する。

【0049】

本実施の形態において、電圧比較回路３７は、後述のように、通電切替回数管理処理と、電流検出処理とを行う。電圧比較回路３７は、比較開始タイミング信号Ｓ３に基づいて、すなわち通電切替指示信号Ｓ２に基づいて、比較結果情報Ｓ４を生成する。電圧比較回路３７は、通電パターンの切替えが行われる度に、駆動電流の大きさが所定の電流閾値よりも大きいか否かを示す２値の値を生成するとともに、１巡の切替制御が行われる度に、比較結果情報Ｓ４を生成する。比較結果情報Ｓ４は、後述するように、１巡の切替制御が行われる間に生成した２値の値が通電パターンの切り替え順に対応する所定の順番で各桁に並んでなる値である。換言すると、電圧比較回路３７は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の検出電圧信号Ｖｄに基づく駆動電流の大きさと所定の電流閾値との比較結果を、比較結果情報Ｓ４として生成する。比較結果情報Ｓ４には、複数の通電パターン分の、駆動電流の大きさと所定の電流閾値との比較結果が含まれるといえる。

【0050】

なお、駆動電流の大きさと比較される所定の電流閾値は、モータ２０に電流がほとんど流れていない状態における駆動電流の大きさよりもわずかに大きい値に設定されていればよい。すなわち、モータ２０にモータ２０を回転させるための駆動電流が流れている場合には、通常は、駆動電流の大きさが所定の電流閾値を上回るようになっている。

【0051】

断線判定回路３８は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の電圧比較回路３７の比較結果に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。断線判定回路３８には、電圧比較回路３７から出力された比較結果情報Ｓ４が入力される。断線判定回路３８は、この比較結果情報Ｓ４に基づいて、後述のようにして異常検出処理を行い、モータ２０のいずれか１相が断線状態となっている異常状態であるか否かに対応する異常判定信号Ｓ５を出力する。

【0052】

制御信号生成回路３５は、速度制御回路３１から出力された回転速度信号Ｓ１と、通電切替回路３２から出力された通電切替指示信号Ｓ２と、断線判定回路３８から出力された異常判定信号Ｓ５とに基づいて、駆動制御信号Ｓｄを出力する。すなわち、断線判定回路３８からモータ２０のいずれか１相が断線状態となっている異常状態であることに対応する異常判定信号Ｓ５が出力されていないとき、制御信号生成回路３５は、速度制御回路３１から出力された回転速度信号Ｓ１に応じて駆動制御信号Ｓｄを生成し、モータ駆動部２に出力する。このとき、制御信号生成回路３５は、通電切替回路３２から出力された通電切替指示信号Ｓ２に応じて駆動信号の通電パターンを順次切り替えるための駆動制御信号Ｓｄを生成する。

【0053】

本実施の形態において、駆動制御信号Ｓｄは、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号である。駆動制御信号Ｓｄのデューティ比を調整することにより、モータ２０のトルクを調整することができる。

【0054】

本実施の形態において、制御信号生成回路３５は、断線判定回路３８による判定結果に基づいて、モータ２０の駆動を停止させる制御を行う駆動停止部として機能する。すなわち、断線判定回路３８から異常状態であることすなわちモータ２０のいずれか１相が断線状態となっていることに対応する異常判定信号Ｓ５が出力されると、制御信号生成回路３５は、異常判定信号Ｓ５に応じて駆動制御信号Ｓｄを出力し、異常対応動作を行う。

【0055】

例えば、制御信号生成回路３５は、駆動停止部として機能し、異常対応動作として、モータ２０の駆動を停止させる。制御信号生成回路３５は、例えば、駆動制御信号Ｓｄを出力することで全てのスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６をオフとして、モータ２０の駆動を停止させることができる。

【0056】

以下に、異常判定機能について説明する。

【0057】

図３は、異常状態の一例について説明する図である。

【0058】

図３においては、上段から、ホール信号の波形、Ｕ相の巻線電圧の波形、Ｖ相の巻線電圧の波形、Ｗ相の巻線電圧の波形（モータ２０側）、Ｕ相の巻線電圧の波形（モータ駆動部２側）、及び巻線電流の波形が示されている。巻線電流の波形は、駆動電流の波形すなわち電流検出回路６で検出される検出電圧信号Ｖｄの波形に対応するものである。

【0059】

図３に示されるように、時刻ｔ１までは、モータ２０のすべてのコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗが正常であって、モータ２０が正常に駆動されている。すなわち、モータ２０の回転に伴って、複数の通電パターンが切り替えられながら、各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに電圧が印加される。このとき、巻線電流は、各通電パターンにおいて、略同様に流れている。

【0060】

時刻ｔ１に、Ｗ相のコイルＬｗが断線すると、それ以降、断線したＷ相に電流が流れる通電パターンの間に、電流が流れなくなる。すなわち、Ｗ相がハイサイドとなる２つの通電パターン（第５通電パターン及び第６通電パターン）と、Ｗ相がローサイドとなる２つの通電パターン（第２通電パターン及び第３通電パターン）とにおいて、巻線電流が略ゼロになる。

【0061】

図４は、コイルが断線する相と電流が流れなくなる通電パターンとの関係を示す表である。

【0062】

図４において、Ｕ相のコイルＬｕが断線した場合（上段）、Ｖ相のコイルＬｖが断線した場合（中段）、Ｗ相のコイルＬｗが断線した場合（下段）のそれぞれについて、電流が正常に流れている通電パターンを太枠で囲むことにより示している。したがって、それ以外の通電パターンは、電流が流れなくなる通電パターンである。また、表中のばつ（×）印は、その相のコイルが断線していることを示す。

【0063】

図４に示されているように、Ｕ相のコイルＬｕが断線した場合には、Ｕ相のコイルＬｕに電流が流されない第３通電パターンと第６通電パターンとの２つの通電パターンにおいてモータ２０の駆動電流が流れるが、それ以外の通電パターンにおいては駆動電流が流れない。

【0064】

Ｖ相のコイルＬｖが断線した場合には、Ｖ相のコイルＬｖに電流が流されない第２通電パターンと第５通電パターンとの２つの通電パターンにおいてモータ２０の駆動電流が流れるが、それ以外の通電パターンにおいては駆動電流が流れない。

【0065】

Ｗ相のコイルＬｗが断線した場合には、Ｗ相のコイルＬｗに電流が流されない第１通電パターンと第４通電パターンとの２つの通電パターンにおいてモータ２０の駆動電流が流れるが、それ以外の通電パターンにおいては駆動電流が流れない。

【0066】

図５は、比較結果情報Ｓ４について説明する図である。図６は、Ｕ相のコイルＬｕが断線した場合の比較結果情報Ｓ４について説明する図である。

【0067】

本実施の形態において、比較結果情報Ｓ４は、最初の第１通電パターンから最後の第６通電パターンまでの１巡の切替制御が行われる間に、各通電パターンについて生成された「０」又は「１」との２値の値（以下、比較判定値ということがある）を、通電パターンの切り替え順に対応する所定の順番で各桁に並べた値である。すなわち、比較結果情報Ｓ４は、２進数で６桁の値である。

【0068】

比較判定値は、検出電圧信号Ｖｄに基づく駆動電流の大きさが所定の電流閾値よりも大きい場合、すなわちモータ２０の駆動電流を検出した場合、「１」となる。他方、検出電圧信号Ｖｄに基づく駆動電流の大きさが所定の電流閾値を下回った場合、すなわちモータ２０の駆動電流が検出されない場合、「０」となる。

【0069】

図５に示されるように、第１通電パターンについて生成された比較判定値は、右から６桁目の位（桁）に充てられる。第２通電パターンについて生成された比較判定値は、右から５桁目の位（桁）に充てられる。第３通電パターンについて生成された比較判定値は、右から４桁目の位（桁）に充てられる。第４通電パターンについて生成された比較判定値は、右から３桁目の位（桁）に充てられる。第５通電パターンについて生成された比較判定値は、右から２桁目の位（桁）に充てられる。第６通電パターンについて生成された比較判定値は、右から１桁目の位（桁）に充てられる。換言すると、電圧比較回路３７は、１巡の切替制御の最初の第１通電パターンから、通電パターンが切り替えられる度に、各通電パターンについて比較判定値を生成する。そして、その通電パターンに対応する桁の値を比較結果情報Ｓ４に加算する演算を行う。１巡の切替制御の最後の第６通電パターンについて比較判定値に基づいて比較結果情報Ｓ４の演算を行うと、比較結果情報Ｓ４の生成が完了する。

【0070】

図６において、Ｕ相のコイルＬｕが断線している場合の駆動電流の波形の一例及び通電相が示されている。図６に示されるように、Ｕ相のコイルＬｕが断線している場合、第３通電パターンと第６通電パターンとにおいて駆動電流が検出される。すなわち、比較結果情報Ｓ４は、２進数で表すと「００１００１」となる。

【0071】

図５に示されるように、比較結果情報Ｓ４は、１６進数で表すことができる。Ｕ相のコイルＬｕが断線している場合、比較結果情報Ｓ４は、１６進数で表すと「０ｘ０９」となる。

【0072】

同様に、Ｖ相のコイルＬｖが断線している場合、第２通電パターンと第５通電パターンとにおいて駆動電流が検出される。すなわち、比較結果情報Ｓ４は、２進数で表すと「０１００１０」となり、１６進数で表すと「０ｘ１２」となる。

【0073】

Ｗ相のコイルＬｗが断線している場合、第３通電パターンと第６通電パターンとにおいて駆動電流が検出される。すなわち、比較結果情報Ｓ４は、２進数で表すと「１００１００」となり、１６進数で表すと「０ｘ２４」となる。

【0074】

なお、断線がない場合、いずれの通電パターンでも駆動電流が検出されるため、比較結果情報Ｓ４のそれぞれの位には、「１」が並ぶ。すなわち、比較結果情報Ｓ４は、２進数で表すと「１１１１１１」となり、１６進数で表すと「０ｘ３ｆ」となる。

【0075】

図７は、制御回路部４の動作を示すフローチャートである。

【0076】

モータ駆動制御装置１が動作しているとき、制御回路部４は、以下の動作を行う。

【0077】

図７に示されるように、ステップＳ１１において、制御回路部４は、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのハイとローとが切り替わったか否かを判断する。ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのハイとローとが切り替わったと判断されると、ステップＳ１２において、制御回路部４は、通電パターンを切り替える。これにより、通電パターンが次の通電パターンに切り替えられる。すなわち、制御信号生成回路３５は、通電切替回路３２から出力される通電切替指示信号Ｓ２に基づいて、ホール信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのハイとローとが切り替わったタイミングに応じて通電パターンを切り替えるための駆動制御信号Ｓｄを出力する。

【0078】

通電パターンの切り替えが行われると、その度に、少なくとも以下のステップＳ１３からステップＳ１５の処理が行われる。

【0079】

ステップＳ１３において、電圧比較回路３７は、通電切替回数管理処理を行う。

【0080】

ステップＳ１４において、電圧比較回路３７は、電流検出処理を行う。

【0081】

ステップＳ１５において、電圧比較回路３７は、通電切替回数管理で管理される通電回数値Ｃ１の値に基づいて、６回通電済みであるか否かを判断する。

【0082】

後述のように、通電回数値Ｃ１は１つの通電パターンでの通電が行われる度に加算されるカウンタである。通電回数値Ｃ１は、１巡の切替制御すなわち６回の通電パターンの切り替えが行われる度にゼロにリセットされる。電圧比較回路３７は、通電回数値Ｃ１が０から５のうち所定の値になったとき（例えば、Ｃ１＝５となったとき）、６回通電済みである（ＹＥＳ）と判断する。通電回数値Ｃ１が所定の値以外である場合には、ステップＳ１１の処理に戻る。ここで、通電回数値Ｃ１のカウント初期値と所定の値とは、１巡の切替制御の最後の第６通電パターンが到来したときにステップＳ１５でＹＥＳと判断されるように設定される。

【0083】

断線判定回路３８は、ステップＳ１５で６回通電済みであると判断すると（ＹＥＳ）、ステップＳ１６及びステップＳ１７の処理を行う。すなわち、断線判定回路３８は、１巡の切替制御が行われる度に、異常状態であるか否かすなわちモータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する処理を行う。

【0084】

すなわち、ステップＳ１６において、断線判定回路３８は、異常検出処理を行う。

【0085】

ステップＳ１７において、断線判定回路３８は、異常状態であるか否かを判断する。異常状態であるか否かは、後述のようにして断線判定回路３８で異常フラグが立てられたか否か（異常フラグが１であるか否か）によって判断される。

【0086】

ステップＳ１７において異常状態でないと判断された場合には（ＮＯ）、ステップＳ１１の処理に戻る。すなわち、断線判定回路３８から異常状態であることに対応する異常判定信号Ｓ５が出力されなかったときには、引き続きモータ２０が駆動される。

【0087】

ステップＳ１７において異常状態であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、制御回路部４は、異常対応動作を行う。すなわち、断線判定回路３８から異常状態であることに対応する異常判定信号Ｓ５が出力されると、制御信号生成回路３５は、上述のように異常対応動作を行う。これにより、例えばモータ２０の駆動が停止される。

【0088】

なお、異常対応動作によってモータ２０の駆動が停止された後で、制御回路部４は、モータ２０を再起動させる動作を行うようにしてもよい。

【0089】

図８は、通電切替回数管理処理を示すフローチャートである。

【0090】

図８に示されるように、ステップＳ３１において、電圧比較回路３７は、通電回数値Ｃ１に１を加算する。

【0091】

ステップＳ３２において、電圧比較回路３７は、通電回数値Ｃ１が５より大きいか否かを判断する。通電回数値Ｃ１が５より大きい場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ３３に進む。通電回数値Ｃ１が５より大きくない場合には（ＮＯ）、通電切替回数管理処理を終了する。

【0092】

ステップＳ３３において、電圧比較回路３７は、通電回数値Ｃ１をゼロにリセットし、通電切替回数管理処理が終了する。

【0093】

すなわち、本実施の形態において、通電回数値Ｃ１は、０，１，２，３，４，５のいずれかの値を取る。通電回数値Ｃ１は、通電パターンの切替制御が１回行われる度に１ずつインクリメントされ、６回の切替制御が行われる度に同一の値となる。１巡の切替制御が行われる度に、通電回数値Ｃ１のカウントが繰り返される。

【0094】

図９は、電流検出処理を示すフローチャートである。

【0095】

電流検出処理では、モータ２０の駆動電流の大きさが所定の電流閾値を超えているか否かすなわちモータの２０の駆動電流が流れているか否かの検出結果に従って、比較判定値を生成する。

【0096】

図９に示されるように、ステップＳ４１において、電圧比較回路３７は、比較開始タイミング信号Ｓ３が入力されるまで待機する。換言すると、電圧比較回路３７は、通電パターンの切替えが行われてから、所定時間待機する。比較開始タイミング信号Ｓ３が入力されると、次の処理に進む。

【0097】

ステップＳ４２において、電圧比較回路３７は、所定の電流の大きさ以上の駆動電流が流れているか否かを検出する。すなわち、電圧比較回路３７は、検出電圧信号Ｖｄに基づいて、駆動電流の大きさが所定の電流閾値を超えているか否かを判断する。電流閾値を超えている場合には、駆動電流が流れている状態であることを検出する。駆動電流が流れている状態ではない場合には（ＮＯ）、ステップＳ４３に進み、駆動電流が流れている状態である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ４４に進む。

【0098】

ステップＳ４３において、電圧比較回路３７は、比較判定値を「０」に設定する。すなわち、比較結果情報Ｓ４の各桁のうち、通電パターンに対応する桁の値を「０」に設定する。

【0099】

他方、ステップＳ４４において、電圧比較回路３７は、比較判定値を「１」に設定する。すなわち、比較結果情報Ｓ４の各桁のうち、通電パターンに対応する桁の値を「１」に設定する。

【0100】

ステップＳ４３又はステップＳ４４の処理が行われると、電流検出処理が終了する。図７に示されるように、電圧比較回路３７は、通電回数値Ｃ１の値に基づいて、６回通電が行われたか否か、すなわち１巡の切替制御が行われたか否かを判断できる（ステップＳ１５）。１巡の切替制御が行われる度に（ＹＥＳ）、ステップＳ１６の異常検出処理が行われる。

【0101】

図１０は、異常検出処理の一例を示すフローチャートである。

【0102】

異常検出処理では、１巡の切替制御が行われる間の各通電パターンの駆動電流の検出結果すなわち比較結果情報Ｓ４に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態である異常状態であるか否かが判定される。断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４が所定の異常値情報に一致するか否かに基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。

【0103】

本実施の形態では、比較結果情報Ｓ４に基づいて、１巡の切替制御が行われる間（６つの通電パターンがひととおり切り替えられる間）において、全ての通電パターンについて駆動電流が検出された場合以外の場合に、異常状態であると判定される。すなわち、断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４が１６進数で「０ｘ３ｆ」以外の値（所定の異常値情報の一例）に一致するか否かに基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かを判定する。なお、異常状態であると判定する比較結果情報Ｓ４の値に関する条件はこれに限られるものではなく、例えば、比較結果情報Ｓ４が、「０ｘ０９」、「０ｘ１２」、「０ｘ２４」のいずれか（所定の異常値情報の一例）の場合にのみ異常状態であると判定されるようにしてもよい。

【0104】

図１０に示されるように、ステップＳ５１において、断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４が異常値であるか否か、すなわち比較結果情報Ｓ４が１６進数で「０ｘ３ｆ」以外の値であるか否かを判定する。異常値である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５３に進み、異常値ではない場合（ＮＯ）、異常検出処理を終了する。

【0105】

ステップＳ５３において、断線判定回路３８は、異常フラグを「１」に設定する。その後、異常検出処理を終了する。

【0106】

このように異常フラグが１にセットされて異常検出処理が終了すると、断線判定回路３８は、図７に示されるように、異常状態であると判定する（ステップＳ１７においてＹＥＳ）。これにより、異常対応動作が行われる（ステップＳ１８）。

【0107】

以上説明したように、本実施の形態においては、複数の通電パターンについての電圧比較回路３７の比較結果に基づいて、モータ２０のいずれか１相が断線状態であるか否かが判定される。モータ２０の駆動電流に対応する検出電圧信号Ｖｄを用いてコイルの断線状態を検出することができるので、簡素な回路構成で、精度良く、いずれか１相のコイルが断線していることを判定することができる。所定の電流閾値を適切に設定することにより、迅速かつ的確に特定相で断線が発生したことを検出できる。

【0108】

また、各通電パターンについて電圧比較回路３７が検出電圧信号Ｖｄに基づいて、駆動電流の大きさと所定の電流閾値との比較を行うタイミングは、通電パターンの切替タイミングよりも所定時間遅延したタイミングである。一般的に、制御回路部４から出力される駆動制御信号Ｓｄの出力タイミングに対して、モータ駆動部２のインバータ回路２ａが有する複数のスイッチング素子Ｑ１−Ｑ６のオフタイミングは遅れる。そこで、その遅れを考慮して、通電パターンが切り替えられたタイミングから所定時間だけ遅延したタイミングにおいて駆動電流の大きさと所定の電流閾値とを比較するようにしているため、より適切なタイミングでの比較を行うことができる。

【0109】

例えば、装置内を換気する用途に用いられる複数台のファンモータのうち１台としてモータ２０を用いる場合において、１つのモータ２０の故障が発生すると、装置内外の圧力差によってそのモータ２０が逆回転し、換気能力が落ちるという不具合が発生することがある。本実施の形態においては、モータ２０で１相のコイルに断線が発生したことを確実に検知することができるので、可能な場合はモータ２０を断線していないコイルを用いて駆動したり、上記のような不具合に対して速やかに対策を行ったりすることができる。

【0110】

［変形例の説明］

【0111】

なお、比較結果情報Ｓ４は、１巡の切替制御が行われる間の各通電パターンにおける駆動電流の流れの有無を示す情報である。そのため、断線判定回路３８は、電圧比較回路３７の比較結果すなわち比較結果情報Ｓ４によって、断線状態である１相を特定可能に構成されていてもよい。この場合、断線判定回路３８から異常状態であることと、断線状態であると判定された相を示す異常判定信号Ｓ５を出力し、制御信号生成回路３５は、断線状態であると判定された相に応じて、異常対応動作を行うようにしてもよい。

【0112】

例えば、制御回路部４は、断線判定回路３８により断線状態である１相が特定された後でモータ２０の起動を開始する場合において、断線状態である１相とは異なる相にモータ２０のロータをロックし、その後に起動を開始する制御を行うようにすることができる。これにより、断線していない相を用いてモータ２０のロータロック動作を確実に行うことができ、モータ２０を確実に再起動させることができる。

【0113】

また、例えば、上述の実施の形態とは異なり、モータ駆動制御装置１がワンセンサ駆動を行う（１つの位置検出センサのみを備え、その位置検出センサを用いて制御回路部４が駆動制御信号Ｓｄを出力する）場合を想定する。この場合において、唯一の位置検出センサが設けられている相との関係で、特定の相のコイルが断線すると、モータ２０を再起動することができなくなる。例えば、位置検出センサとしてＷ相に対応するホール素子を設けた場合、Ｖ相が断線しても再起動を行うことができるが、Ｗ相又はＵ相が断線した場合は、再起動を行うことができない場合がある（逆転する場合がある）。このようなワンセンサ駆動を行うモータ駆動制御装置１においては、駆動停止部として機能する制御信号生成回路３５が、断線判定回路３８により断線状態である１相が特定されたとき、断線状態である１相の特定結果に基づいて、モータ２０の駆動を停止させる制御を行うか否かを切り替えるようにしてもよい。すなわち、１相のコイルが断線した結果、モータ２０を再起動できなくなっているときには、モータ２０の駆動を停止させず、その他の場合には、モータ２０の駆動を停止させるようにしてもよい。これにより、できるだけ、モータ２０を回転可能な状態に維持することができる。

【0114】

また、例えば以下に示す変形例のように、モータ駆動制御装置が、モータ２０のいずれかの２相に通電可能な補助通電回路を有している場合を想定する。

【0115】

図１１は、本発明の実施の形態の１つにおけるモータ駆動制御装置の回路構成を示す図である。

【0116】

モータ駆動制御装置１ａは、モータ駆動制御装置１の回路構成に加えて、補助通電回路４０を備えている。この場合、制御回路部４は、断線判定回路３８により断線状態である１相が特定されたとき、補助通電回路４０を用いて、特定された断線状態である１相（本例では、Ｕ相）を除く所定の２相（本例では、Ｖ相、Ｗ相）を通電することにより、モータ２０を起動するように制御を行うようにしてもよい。これにより、例えば上述のようにモータ駆動制御装置１がワンセンサ駆動を行う場合において、１相のコイルが断線した結果、モータ駆動部２が単独ではモータ２０を起動することができなくなっても、補助通電回路４０によりモータ２０を起動させることができる。

【0117】

なお、さらにまた、例えば以下に示す変形例のように、１巡の切替制御が行われる間において、断線しているコイルの相に対応する通電パターンについてのみ駆動電流が検出されることが継続して発生した場合に、異常状態であると判定されるようにしてもよい。

【0118】

図１２は、本実施の形態の一変形例に係る異常検出処理の一例を示すフローチャートである。

【0119】

本変形例においては、断線判定回路３８は、１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間の電圧比較回路３７の比較結果に基づく評価値と、それまでの評価値に基づいて算出された判定値とに基づいて、新たな判定値を算出し、新たな判定値と所定の異常判定閾値とを比較した結果に基づいて、モータ２０の駆動が異常状態であるか否かを判定する。すなわち、本変形例においては、１巡の切替制御が行われる度に、比較結果情報Ｓ４に基づく評価値と、それまでの評価値に基づいて算出された判定値（以下、異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３ということがある）とに基づいて、新たな判定値（新たな異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３）が算出される。そして、新たな異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３と、所定の異常判別閾値とを比較した結果に基づいて、異常状態であるか否かが判定される。本実施の形態においては、異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３が所定の異常判別閾値を超えた場合に、異常状態であると判定される。

【0120】

図１２に示されるように、ステップＳ６１において、断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４がＵ相断線を示す異常値であるか否か、すなわち比較結果情報Ｓ４が１６進数で「０ｘ０９」（所定の異常値情報の一例）であるか否かを判定する。

【0121】

比較結果情報Ｓ４がＵ相断線を示す異常値であると判断されなかった場合には（ＮＯ）、ステップＳ６２に進む。ステップＳ６２において、断線判定回路３８は、Ｕ相に対応する異常カウントＧ１の値から、１（評価値の一例）を減算する。

【0122】

他方、比較結果情報Ｓ４がＵ相断線を示す異常値であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ６３に進む。ステップＳ６３において、断線判定回路３８は、異常カウントＧ１の値に、３（評価値の一例）を加算する。すなわち、断線判定回路３８は、Ｕ相のコイルＬｕが断線している場合に対応する比較結果情報Ｓ４が入力された場合には、異常カウントＧ１の値に３を加算する。

【0123】

次に、ステップＳ６４において、断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４がＶ相断線を示す異常値であるか否か、すなわち比較結果情報Ｓ４が１６進数で「０ｘ１２」（所定の異常値情報の一例）であるか否かを判定する。

【0124】

比較結果情報Ｓ４がＶ相断線を示す異常値であると判断されなかった場合には（ＮＯ）、ステップＳ６５に進む。ステップＳ６５において、断線判定回路３８は、Ｖ相に対応する異常カウントＧ２の値から、１（評価値の一例）を減算する。

【0125】

他方、比較結果情報Ｓ４がＶ相断線を示す異常値であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６において、断線判定回路３８は、異常カウントＧ２の値に、３（評価値の一例）を加算する。すなわち、断線判定回路３８は、Ｖ相のコイルＬｖが断線している場合に対応する比較結果情報Ｓ４が入力された場合には、異常カウントＧ２の値に３を加算する。

【0126】

次に、ステップＳ６７において、断線判定回路３８は、比較結果情報Ｓ４がＷ相断線を示す異常値であるか否か、すなわち比較結果情報Ｓ４が１６進数で「０ｘ２４」（所定の異常値情報の一例）であるか否かを判定する。

【0127】

比較結果情報Ｓ４がＷ相断線を示す異常値であると判断されなかった場合には（ＮＯ）、ステップＳ６８に進む。ステップＳ６８において、断線判定回路３８は、Ｗ相に対応する異常カウントＧ３の値から、１（評価値の一例）を減算する。

【0128】

他方、比較結果情報Ｓ４がＷ相断線を示す異常値であると判断された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ６９に進む。ステップＳ６９において、断線判定回路３８は、異常カウントＧ３の値に、３（評価値の一例）を加算する。すなわち、断線判定回路３８は、Ｗ相のコイルＬｗが断線している場合に対応する比較結果情報Ｓ４が入力された場合には、異常カウントＧ３の値に３を加算する。

【0129】

本実施の形態において、一部の通電パターンについて過電流状態であると判断された場合に異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３に加算される評価値「３」は、そうでない場合に異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３から減算される評価値「１」よりも大きく重み付けされている。

【0130】

ステップＳ７１において、断線判定回路３８は、特定の１相のコイルの断線状態に対応する比較結果情報Ｓ４が入力されることが一定期間連続して発生したか否かを判断する。すなわち、断線判定回路３８は、Ｕ相に対応する異常カウントＧ１の値が所定の異常判別閾値(例えば、１００）より大きいか否かを判断する。また、断線判定回路３８は、Ｖ相に対応する異常カウントＧ２の値が所定の異常判別閾値(例えば、１００）より大きいか否かを判断する。また、断線判定回路３８は、Ｗ相に対応する異常カウントＧ３の値が所定の異常判別閾値(例えば、１００）より大きいか否かを判断する。

【0131】

異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３のいずれかが所定の異常判別閾値よりも大きいと判断された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ７２に進む。

【0132】

ステップＳ７２において、断線判定回路３８は、異常フラグを１にセットする（異常フラグを立てる）。そして、ステップＳ７３において、断線判定回路３８は、異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３をゼロにリセットし、異常検出処理が終了する。このように異常フラグが１にセットされて異常検出処理が終了すると、断線判定回路３８は、図７に示されるように、異常状態であると判定する（ステップＳ１７においてＹＥＳ）。これにより、異常対応動作が行われる（ステップＳ１８）。

【0133】

他方、ステップＳ７１において、異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３のいずれも所定の異常判別閾値よりも大きいと判断されなかった場合には（ＮＯ）、異常検出処理を終了する。そのため、断線判定回路３８は、異常状態であるとの判定を行わない。

【0134】

なお、この場合、次の１巡の切替制御が行われたときには、このときの異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３に対して、比較結果情報Ｓ４すなわち電圧比較回路３７の比較結果に応じて、所定値の加減算（３の加算又は１の減算）が行われる。

【0135】

このように、本変形例においても、上述の実施の形態と同様に、簡素な構成で的確にコイルの断線を検知することができる。また、本変形例においては、１巡の切替制御の間の比較結果に基づく１単位の判断を複数回行った結果に応じて異常状態であるか否かの判定を行うので、誤検知を確実に防止することができる。

【0136】

なお、図１２に示される変形例の場合においても、異常カウントＧ１，Ｇ２，Ｇ３のうちいずれが所定の異常判別閾値より大きくなったかに基づいて、断線が発生した相を特定可能である。

【0137】

［その他］

【0138】

モータ駆動制御装置は、上述の実施の形態やその変形例に示されるような回路構成に限定されない。本発明の目的に適合するように構成された、様々な回路構成が適用できる。

【0139】

本実施の形態のモータ駆動制御装置により駆動されるモータは、ブラシレスモータに限られず、他の種類のモータであってもよい。

【0140】

断線状態に関する判定を行うのに考慮する複数の通電パターンの数は、６つに限られない。例えば、上述の実施の形態において、断線判定部は、６つの通電パターンを切り替える１巡の切替制御が行われる度に、１巡の切替制御が行われる間のうち第１通電パターン、第２通電パターン、及び第３通電パターンの３つの通電パターンについての電圧比較結果に基づいて、異常状態であるか否かの判定が行われるようにしてもよい。

【0141】

モータの駆動電流と比較するための所定の電流閾値は、任意に設定することができる。

【0142】

制御回路部に入力される回転速度指令信号は、モータ駆動制御装置の内部で生成されたものであってもよい。

【0143】

ロータ位置検出方法、回転数検出方法は特に問わない。ホール素子とは異なる検出器を用いて、モータの位置検出信号が得られるようにしてもよい。例えば、ホールＩＣ等を用いてもよい。また、例えば、ホール素子の数は、３個に限られない。１つのホール素子を用いて、いわゆるワンセンサ方式で駆動が行われてもよい。また、モータ駆動制御装置は、位置検出センサを用いずにモータを駆動する、いわゆるセンサレス駆動を行うものであってもよい。

【0144】

上述のフローチャートなどは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではなく、例えば、各ステップの順番が変更されたり各ステップ間に他の処理が挿入されたりしてもよいし、処理を並列化してもよい。

【0145】

上述の実施の形態における処理の一部又は全部が、ソフトウエアによって行われるようにしても、ハードウエア回路を用いて行われるようにしてもよい。例えば、制御部は、マイコンに限定されない。制御部の内部の構成は、少なくとも一部がソフトウエアで処理されるようにしてもよい。

【0146】

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0147】

１，１ａ モータ駆動制御装置、２ モータ駆動部、２ａ インバータ回路、２ｂ プリドライブ回路、４ 制御回路部、６ 電流検出回路、２０ モータ、２５（２５ｕ，２５ｖ，２５ｗ） ホール素子（位置検出センサの一例）、３１ 速度制御回路、３２ 通電切替回路、３５ 制御信号生成回路（駆動停止部の一例）、３６ 遅延回路、３７ 電圧比較回路（電圧比較部の一例）、３８ 断線判定回路（断線判定部の一例）、４０ 補助通電回路、Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ ホール信号、Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗ コイル、Ｑ１−Ｑ６ スイッチング素子、Ｓｃ 回転速度指令信号、Ｓｄ 駆動制御信号、Ｓ１ 回転速度信号、Ｓ２ 通電切替指示信号、Ｓ３ 比較開始タイミング信号、Ｓ４ 比較結果情報、Ｓ５ 異常判定信号、Ｖｃｃ 電源、Ｖｄ 検出電圧信号（電圧値の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】