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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165961
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】制御装置
(51)【国際特許分類】
H02P 29/032 20160101AFI20241121BHJP
【ＦＩ】
H02P29/032
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023082582
(22)【出願日】2023-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】391008515
【氏名又は名称】株式会社アイエイアイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山野 幸司
(72)【発明者】
【氏名】橋本 龍馬
【テーマコード（参考）】
5H501
【Ｆターム（参考）】
5H501DD07
5H501HB07
5H501JJ04
5H501JJ18
5H501JJ30
5H501KK05
5H501LL22
5H501LL27
5H501LL52
5H501MM02
5H501MM09
(57)【要約】
【課題】モータの種別などにかかわらずスイッチング素子の短絡を検出する。
【解決手段】制御装置は、ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、第２閾値と検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、を備える。
【選択図】図８
【解決手段】制御装置は、ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、第２閾値と検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、を備える。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、
前記第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、
前記第２閾値と前記検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、
を備える制御装置。
前記電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、
前記第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、
前記第２閾値と前記検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、
を備える制御装置。
【請求項2】
前記短絡検出部は、前記電流検出部が検出可能な電流の上限を示す上限電流と前記モータの巻線抵抗及び電源電圧に基づき前記モータに流れることが想定される電流である想定電流との何れか小さい方に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が超えた状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項4】
前記短絡検出部は、前記モータの駆動が禁止されている状態で、前記モータの回転速度が速度規定値以下のときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項5】
前記電流検出部は、前記モータの各相について、対応するスイッチング素子に流れる電流とその逆相の電流との差を前記検出電流として検出し、
前記短絡検出部は、前記モータの電流指令が前記モータの種別に応じて定まる電流規定値よりも大きいときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流から特定の値だけ低い電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が下回る場合、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
前記短絡検出部は、前記モータの電流指令が前記モータの種別に応じて定まる電流規定値よりも大きいときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流から特定の値だけ低い電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が下回る場合、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項6】
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が下回る状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、請求項５に記載の制御装置。
【請求項7】
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記検出電流に基づき、前記モータに前記モータの駆動に使用される電力であるモータ応答電力を推定するモータ応答電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ応答電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
前記検出電流に基づき、前記モータに前記モータの駆動に使用される電力であるモータ応答電力を推定するモータ応答電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ応答電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項8】
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記モータの電流指令に基づき、前記モータの駆動に要する電力であるモータ指令電力を推定するモータ指令電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ指令電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
前記モータの電流指令に基づき、前記モータの駆動に要する電力であるモータ指令電力を推定するモータ指令電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ指令電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、請求項１に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、ユニポーラ型のモータを駆動する技術を開示している。特許文献２は、モータを駆動するスイッチング素子の短絡を検出する技術を開示している。特許文献２に開示される従来技術は、電流検出部で検出した電流が所定値を超えた場合、過電流が流れたものとしてモータを停止させる（例えば特許文献２の図１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４６５２０１７号公報
【特許文献2】特開２０１４－１４３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、従来技術では、電流をハードウェア構成で設定された所定値（固定値）である閾値と比較する場合がある。この場合、ユニポーラ型のモータの種別、動作状態などによっては、スイッチング素子が短絡したときに、モータコイル経由で流れる短絡電流を検出することができない場合がある。つまり、ユニポーラ型のモータでは、１つの相に対応するモータコイルに１つのスイッチング素子が接続されているため、短絡電流は、モータコイルを経由して流れることで、モータコイルの抵抗成分により比較的小さな値となるおそれがある。このような短絡電流は、モータコイルを経由せずに流れる大きな値の短絡電流が流れる回路、例えばバイポーラ型モータ用のブリッジ回路におけるスイッチング素子の短絡、又は、モータと制御装置とを接続するケーブルの短絡若しくはモータの焼損を想定して設定される閾値では、検出することができない可能性がある。またモータの種別、動作状態などによっては、検出される短絡電流の値が変わるため、閾値を小さな値に設定しただけでは、短絡が生じていないにもかかわらず、短絡を誤検出し得る。このように従来技術は、モータを駆動するスイッチング素子の短絡を検出する上で改善の余地がある。
【0005】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、モータの種別などにかかわらずスイッチング素子の短絡を検出することができる制御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】
【0006】
上記目的を達成するために、本開示の制御装置は、ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、前記第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、前記第２閾値と前記検出電流との比較結果に応じて、前記複数のスイッチング素子の短絡の発生を検出する短絡検出部と、を備える。
【0007】
本開示によれば、モータの種別などにかかわらずスイッチング素子の短絡を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の第１実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。
【図2】過電流検出部の構成を説明するための図である。
【図3】過電流検出部の機能を説明するための図である。
【図4】Ａ相電流変換部の機能を説明するための図である。
【図5】Ａ相電流変換部の構成を説明するための図である。
【図6】しゃ断指令生成部の機能ブロックを示す図である。
【図7】電流指令変換部の機能を説明するための図である。
【図8】過電流比較部の機能ブロックを示す図である。
【図9】スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。
【図10】スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。
【図11】スイッチング素子が短絡していない正常時に流れる電流について説明するための図である。
【図12】スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。
【図13】第１実施形態にかかる制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】第１実施形態にかかる制御装置が動作中の電流の変化と閾値との関係を説明するための図である。
【図15】本開示の第２実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。
【図16】第２実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。
【図17】サーボオフ時過電流監視部の構成例を示す図である。
【図18】第２実施形態にかかる制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図19】第２実施形態にかかる制御装置が動作中の電流の変化と閾値との関係を説明するための図である。
【図20】本開示の第３実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。
【図21】第３実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。
【図22】電流指令応答乖離監視部の構成例を示す図である。
【図23】第３実施形態にかかる制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図24】第３実施形態にかかる制御装置が動作中の電流の変化と閾値との関係を説明するための図である。
【図25】スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。
【図26】スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。
【図27】本開示の第４実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。
【図28】第４実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。
【図29】電力比較部の構成例を示す図である。
【図30】第４実施形態にかかる制御装置の動作を説明するための第１フローチャートである。
【図31】第４実施形態にかかる制御装置の動作を説明するための第２フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【0010】
（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。制御装置１００－１は、駆動源３００からの電力でモータ２００の回転を制御する装置である。
図１は、本開示の第１実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。制御装置１００－１は、駆動源３００からの電力でモータ２００の回転を制御する装置である。
【0011】
駆動源３００は、制御装置１００－１の外部に設けられている直流電源と解釈してよい。モータ２００は、ユニポーラ型のモータと解釈してよい。具体的には、モータ２００は、バイファイラ巻きされた一対のコイルを２組有する２相ステッピングモータと解釈してよい。
【0012】
一対のコイルの一方は、Ａ相コイル及び／Ａ相（Ａｂａｒ相）コイルと解釈してよい。一対のコイルの他方は、Ｂ相コイル及び／Ｂ相コイルと解釈してよい。Ａ相コイル及び／Ａ相コイル、並びにＢ相コイル及び／Ｂ相コイルは、モータ２００の巻線であるモータコイル２０１と解釈してよい。
【0013】
本実施形態では、説明を簡単化するためＡ相コイル及び／Ａ相コイル以外のコイルに流れる電流を制御する機能に関する説明を省略する。
【0014】
制御装置１００－１は、駆動源しゃ断部１、Ａ相電流制御部２、Ａ相駆動ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３、／Ａ相駆動ＦＥＴ４、電流検出部５、過電流検出部６、Ａ相電流変換部７、及びしゃ断指令生成部８－１を備える。
【0015】
駆動源しゃ断部１は、しゃ断指令生成部８－１から出力される駆動源しゃ断指令を入力した場合、駆動源３００とモータ２００との接続をしゃ断する。具体的には、駆動源しゃ断部１は、駆動源しゃ断指令を入力していない場合、駆動源３００とモータ２００との電気的な接続を維持することで、駆動源３００からモータ２００への電力の供給を継続する。駆動源しゃ断部１は、駆動源しゃ断部１を入力した場合、即座に駆動源３００とモータ２００との電気的な接続をしゃ断することで、駆動源３００からモータ２００への電力の供給を停止する。しゃ断指令生成部８－１の構成の詳細は後述する。
【0016】
Ａ相電流制御部２は、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４を駆動する指令を生成する。具体的には、Ａ相電流制御部２は、Ａ相電流変換部７からのＡ相電流応答が、しゃ断指令生成部８－１からのＡ相電流指令に追従するよう、Ａ相駆動ＦＥＴ３を駆動する指令であるＡ相駆動指令を生成し、Ａ相駆動ＦＥＴ３に入力する。Ａ相駆動指令は、ハイレベル又はローレベルの値を示す信号と解釈してよい。同様に、Ａ相電流制御部２は、／Ａ相駆動ＦＥＴ４を駆動する指令である／Ａ相駆動指令を生成して、／Ａ相駆動ＦＥＴ４に入力する。
【0017】
Ａ相駆動ＦＥＴ３は、モータ２００を駆動するスイッチング素子と解釈してよい。Ａ相駆動ＦＥＴ３は、ドレインがＡ相コイルに接続され、ソースがＡ相電流検出部５１に接続され、ゲートがＡ相電流制御部２に接続されているトランジスタと解釈してよい。Ａ相駆動ＦＥＴ３は、Ａ相駆動指令に基づき、Ａ相コイルに流れる電流を制御する。
【0018】
Ａ相駆動ＦＥＴ３が短絡した場合、Ａ相駆動指令の有無、つまり、Ａ相駆動指令がハイレベルの値を示すかローレベルの値を示すかにかかわらず、Ａ相駆動ＦＥＴ３は常時通電した状態、つまりオン状態になる。
【0019】
／Ａ相駆動ＦＥＴ４は、モータ２００を駆動するスイッチング素子と解釈してよい。／Ａ相駆動ＦＥＴ４は、ドレインが／Ａ相コイルに接続され、ソースが／Ａ相電流検出部５２に接続され、ゲートが／Ａ相電流制御部２に接続されているトランジスタと解釈してよい。／Ａ相駆動ＦＥＴ４は、／Ａ相駆動指令に基づき、／Ａ相コイルに流れる電流を制御する。
【0020】
Ａ相駆動ＦＥＴ３と同様に、／Ａ相駆動ＦＥＴ４が短絡した場合、／Ａ相駆動指令の有無にかかわらず、／Ａ相駆動ＦＥＴ４はオン状態になる。
【0021】
なお、制御装置１００－１は、ＦＥＴを用いているが、制御装置１００－１はＦＥＴ以外のトランジスタを用いてもよい。
【0022】
電流検出部５は、モータ２００を駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出し、検出した電流である検出電流に対応する電圧を発生する。
【0023】
具体的には、電流検出部５は、Ａ相電流検出部５１及び／Ａ相電流検出部５２を備える。Ａ相電流検出部５１は、Ａ相駆動ＦＥＴ３に流れる電流を検出し、検出した電流に相当する電圧をＡ相電流変換部７及び過電流検出部６に入力する。Ａ相電流検出部５１は、Ａ相駆動ＦＥＴ３に流れる電流を検出するための小さい抵抗値のシャント抵抗器と解釈してよい。
【0024】
／Ａ相電流検出部５２は、／Ａ相駆動ＦＥＴ４に流れる電流を検出し、検出した電流に相当する電圧をＡ相電流変換部７及び過電流検出部６に入力する。／Ａ相電流検出部５２は、／Ａ相駆動ＦＥＴ４に流れる電流を検出するための小さい抵抗値のシャント抵抗器と解釈してよい。
【0025】
過電流検出部６は、電流検出部５で検出された電流と、ハードウェア構成で設定される閾値である第１閾値とを比較し、電流が第１閾値を超えた場合、過電流検出信号を出力する。図２及び図３を参照して過電流検出部６の構成を説明する。
【0026】
【0027】
第１閾値設定部６２は、直列接続された抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２を含む分圧回路と解釈してよい。第１閾値設定部６２は、電源電圧を分圧し、分圧した電圧である第１閾値を、コンパレータ６１のプラス入力端子に印加する。第１閾値は、モータ２００と制御装置１００－１とを接続する図示省略のケーブルの短絡及びモータ２００のレアショート（焼損）を検出するためにハードウェア構成で設定される閾値と解釈してよい。
【0028】
コンパレータ６１のプラス入力端子は、第１閾値設定部６２で設定された第１閾値を入力する。コンパレータ６１のマイナス入力端子は、電流検出部５で検出された電流に相当する電圧を入力する。コンパレータ６１のマイナス入力端子に入力される電圧について、図３を参照して具体的に説明する。
【0029】
図３は、過電流検出部の機能を説明するための図である。図３の左側には、横軸を、Ａ相検出電流応答又は／Ａ相検出電流応答とし、縦軸を、これらに対応する電圧とするグラフが示されている。Ａ相検出電流応答は、図１に示すＡ相電流検出部５１で検出された電流に相当する電圧と解釈してよい。／Ａ相検出電流応答は、図１に示す／Ａ相電流検出部５２で検出された電流に相当する電圧と解釈してよい。コンパレータ６１のマイナス入力端子は、これらのＡ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答を合算した電流の絶対値を入力する。
【0030】
図３の右側には、横軸を、Ａ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答を合算した電流であるＡ相電流応答とし、縦軸を、Ａ相電流応答に対応する電圧とするグラフが示されている。コンパレータ６１は、このようにして合算したＡ相電流応答を第１閾値と比較することで、電流検出部５で検出された電流が第１閾値を超えているか否かを判定する。当該電流が第１閾値を超えていない場合、コンパレータ６１は、ローレベルの信号を出力する。当該電流が第１閾値を超えた場合、コンパレータ６１は、ハイレベルの信号である過電流検出信号を出力する。
【0031】
【0032】
図４は、Ａ相電流変換部の機能を説明するための図である。図４の左側には、横軸をＡ相検出電流応答又は／Ａ相検出電流応答とし、縦軸をこれらに対応する電圧とするグラフが示されている。図４の右側には、横軸をＡ相電流応答とし、縦軸をＡ相電流応答に対応する電圧とするグラフが示されている。
【0033】
図４に示すように、Ａ相電流変換部７は、Ａ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答のそれぞれに対応する電圧を、これらの電流応答のゼロ部分をＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換の中心電圧として、縦軸方向にオフセットさせる。中心電圧は例えば１．６５Ｖである。Ａ相電流変換部７は、中心電圧に対してＡ相の検出電流がプラス側になり、中心電圧に対して／Ａ相の検出電流がマイナス側になるように、Ａ相電流応答を生成する。図５を参照して、Ａ相電流変換部７の構成を具体的に説明する。
【0034】
図５は、Ａ相電流変換部の構成を説明するための図である。図５に示すように、Ａ相電流変換部７は、例えば、オペアンプ７１を備える。オペアンプ７１のプラス入力端子はＡ相電流検出部５１で検出された電流に対応する電圧を入力し、オペアンプ７１のマイナス入力端子は／Ａ相電流検出部５２で検出された電流に対応する電圧を入力する。オペアンプ７１は、これらの電圧のゼロ部分をＡＤ変換の中心電圧（例えば前述した１．６５Ｖ）として、Ａ相及び／Ａ相の電圧が相殺された場合、つまりＡ相応答電流及び／Ａ相応答電流の絶対値が等しい場合、Ａ相電流応答をゼロとして出力する。オペアンプ７１は、Ａ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答の差であるＡ相電流応答を出力する。ただし、Ａ相電流変換部７は、オペアンプ７１を備えたものに限るものではなく、Ａ相電流応答としてＡ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答の差を出力する電流センサやソフトウェアで計算するものなどであってもよい。
【0035】
【0036】
図６は、しゃ断指令生成部の機能ブロックを示す図である。しゃ断指令生成部８－１は、速度制御部１０、電流指令変換部１１、Ａ相電流指令操作部１２、Ｂ相電流指令操作部１３、Ａ相電流認識部１４、Ｂ相電流認識部１５、過電流比較部１６、過電流検出信号認識部１７、過電流信号処理部１８、エラー発報部１９、及び駆動源しゃ断操作部２０を備える。
【0037】
速度制御部１０は、モータ２００に取り付けられた図示省略のエンコーダからの信号に基づいて得られる速度応答が速度指令に追従するように電流指令を生成する。電流指令変換部１１は、ベクトル制御により、電流指令からＡ相電流指令及びＢ相電流指令を生成する。図７は、電流指令変換部の機能を説明するための図である。図７には、横軸をＡ相電流指令とし、縦軸をＢ相電流指令とするグラフが示されている。電流指令変換部１１は、電流指令を回転座標変換することで、電流指令をＡ相と位相がＡ相の位相と９０°異なるＢ相とに分割した、Ａ相電流指令及びＢ相電流指令を生成する。
【0038】
図６に戻り、Ａ相電流指令操作部１２は、電流指令変換部１１からのデジタル値のＡ相電流指令を、ＤＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ）変換器でアナログ値に変換する。
【0039】
Ｂ相電流指令操作部１３は、電流指令変換部１１からのデジタル値のＢ相電流指令を、ＤＡ変換器でアナログ値に変換する。
【0040】
Ａ相電流認識部１４は、アナログ値のＡ相電流応答を、ＡＤ変換器でデジタル値に変換する。Ｂ相電流認識部１５は、アナログ値のＢ相電流応答を、ＡＤ変換器でデジタル値に変換する。
【0041】
過電流比較部１６は、過大な電流を検出したときエラー通知を行う。図８は、過電流比較部の機能ブロックを示す図である。過電流比較部１６は、第２閾値設定部２１－１、短絡検出部２２－１、及びエラー通知部２３を備える。
【0042】
第２閾値設定部２１－１は、前述したハードウェア構成で設定する第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する。第２閾値は、第１閾値と値が異なる閾値と解釈してよい。
【0043】
具体的には、第２閾値設定部２１－１は、上限電流と想定電流の何れか小さい方を、第２閾値に設定してよい。上限電流は、図１に示す電流検出部５が検出可能な電流の上限を示す電流と解釈してよい。想定電流は、モータ２００の巻線抵抗及び電源電圧に基づきモータ２００に流れることが想定される電流と解釈してよい。具体的には、想定電流をＩ、駆動電圧をＶ［Ｖ］、モータ２００の巻線抵抗をＲ［Ω］とした場合、想定電流は、Ｉ＝Ｖ÷Ｒにより算出される電流と解釈してよい。モータ２００の巻線抵抗の値は、仕様値(公称値)と解釈してよく、仕様値(公称値)そのものではなくケーブル抵抗、±１０％の公差などを考慮した値と解釈してもよい。そのため、第２閾値設定部２１－１は、上限電流を記憶しておくと共に、モータ２００の種別で決まる巻線抵抗の値及び電源電圧の値を記憶しておく。そして、第２閾値設定部２１－１は、記憶した巻線抵抗の値及び電源電圧の値に基づき、制御装置１００－１に接続されているモータ２００の種別に応じた想定電流を算出する。
【0044】
ここで、上限電流と想定電流の何れか小さい方を選択する理由は以下の通りである。すなわち、短絡発生時の電流に関しては詳細を後述するが、Ａ相駆動ＦＥＴ３等に短絡が発生して電流が流れても巻線抵抗の値によっては比較的小さい電流が流れることがあり、電流検出部５の検出能力（回路構成）で決まる上限電流を超えない場合がある。そのため、第２閾値として上限電流を設定するだけでは、短絡を検出できない場合がある。また、モータ２００の巻線抵抗の値によっては想定電流が上限電流よりも比較的大きく、想定電流のみを第２閾値として設定するだけでは短絡を検出できない場合もある。したがって、上限電流と想定電流の何れか小さい方を第２閾値として選択することでより正確に短絡を検出させることが可能になる。
【0045】
短絡検出部２２－１は、上限電流と想定電流の何れか小さい方に設定された第２閾値を、検出電流が超えた場合、短絡を検出し、短絡を検出したことを示す検出情報をエラー通知部２３に入力する。短絡検出部２２－１は、第２閾値と検出電流との比較結果に応じて、複数のスイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と解釈してよい。
【0046】
エラー通知部２３は、検出情報を入力した場合、過大な電流を検出したことを示すエラー通知を図６に示すエラー発報部１９に入力する。
【0047】
図６に戻り、過電流検出信号認識部１７は、図１に示す過電流検出部６からの過電流検出信号の状態を認識する。具体的には、過電流検出信号認識部１７は、過電流検出部６からの過電流検出信号がローレベルであるかハイレベルであるかを認識する。過電流検出信号がハイレベルである場合、過電流検出信号認識部１７は、図１に示す電流検出部５で検出された電流が過大であること、つまり、前述したハードウェア構成で設定する第１閾値を超えたことを示すデジタル値の過電流検出信号を生成する。
【0048】
過電流信号処理部１８は、過電流検出信号認識部１７からの過電流検出信号を入力した場合、過大な電流を検出したことを示すエラー通知を、エラー発報部１９に入力する。
【0049】
エラー発報部１９は、過電流比較部１６及び過電流信号処理部１８の何れかのエラー通知を入力した場合、エラー発報を行う。具体的には、エラー発報部１９は、図１に示す駆動源３００をしゃ断するための指令を生成し、駆動源しゃ断操作部２０に入力する。エラー発報部１９は、エラー通知を入力していない場合には、当該指令の生成を停止する。
【0050】
駆動源しゃ断操作部２０は、エラー発報部１９からの指令を入力した場合、駆動源しゃ断指令を生成して、図１に示す駆動源しゃ断部１に入力する。
【0051】
次に図９から図１４を参照して第１実施形態にかかる制御装置の動作を説明する。図９、図１０、図１２、図１３及び図１４は、スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。図１１は、スイッチング素子が短絡していない正常時に流れる電流について説明するための図である。
【0052】
（バイポーラ型：正常時）
図９の上側には、バイポーラ型モータに接続されるスイッチング素子が示されている。バイポーラ型モータでは、少なくとも４つのスイッチング素子がバイポーラ型モータ用のブリッジ回路として利用されており、１つのモータコイルに複数のスイッチング素子が接続される。
図９の上側には、バイポーラ型モータに接続されるスイッチング素子が示されている。バイポーラ型モータでは、少なくとも４つのスイッチング素子がバイポーラ型モータ用のブリッジ回路として利用されており、１つのモータコイルに複数のスイッチング素子が接続される。
【0053】
当該ブリッジ回路では、例えば、Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及び／Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴの第１スイッチング素子対と、／Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及びＡ相ローサイド駆動ＦＥＴの第２スイッチング素子対とが、相補的にオンオフ動作を繰り返す。なお、当該ブリッジ回路の構成例は一例であり、バイポーラ型モータには当該ブリッジ回路以外の回路を適用してもよい。
【0054】
これにより、Ａ相コイルには、特定方向と、当該方向と逆方向とに、交互に電流が流れる。矢印は、特定方向に流れる電流を表す。具体的には、第１スイッチング素子対がオン、かつ、第２スイッチング素子対がオフになることで、Ａ相コイルには特定方向に電流が流れる。当該電流は、Ａ相コイルの巻線抵抗及び電源電圧に基づき規定される値と略等しい値となる。
【0055】
（バイポーラ型：短絡時）
図９の下側には、Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴは正常であるがＡ相ハイサイド駆動ＦＥＴが短絡した場合に流れる電流が示されている。Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴが短絡した状態で、Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴがオンになると、Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及びＡ相ローサイド駆動ＦＥＴが導通状態になる。この場合、駆動源３００からの電流は、Ａ相コイルのインピーダンスよりも低いインピーダンスの経路、つまりＡ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及びＡ相ローサイド駆動ＦＥＴを流れる。当該電流は、Ａ相コイルの巻線抵抗で減衰しないため、図９の上側に示す電流に比べて大きな値になる。当該電流は、図１に示す過電流検出部６に設定される第１閾値、つまり、モータ２００と制御装置１００－１とを接続するケーブルの短絡又はモータ２００の焼損を想定してハードウェア構成で設定される閾値で検出することが可能である。
図９の下側には、Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴは正常であるがＡ相ハイサイド駆動ＦＥＴが短絡した場合に流れる電流が示されている。Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴが短絡した状態で、Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴがオンになると、Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及びＡ相ローサイド駆動ＦＥＴが導通状態になる。この場合、駆動源３００からの電流は、Ａ相コイルのインピーダンスよりも低いインピーダンスの経路、つまりＡ相ハイサイド駆動ＦＥＴ及びＡ相ローサイド駆動ＦＥＴを流れる。当該電流は、Ａ相コイルの巻線抵抗で減衰しないため、図９の上側に示す電流に比べて大きな値になる。当該電流は、図１に示す過電流検出部６に設定される第１閾値、つまり、モータ２００と制御装置１００－１とを接続するケーブルの短絡又はモータ２００の焼損を想定してハードウェア構成で設定される閾値で検出することが可能である。
【0056】
なお、Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴに代えて、Ａ相ローサイド駆動ＦＥＴが短絡した場合において、Ａ相ハイサイド駆動ＦＥＴがオンになったときも同様の電流が検出される。
【0057】
【0058】
（ユニポーラ型：Ａ相駆動ＦＥＴオンオフ動作、かつ、／Ａ相駆動ＦＥＴオフ）
図１０の上側には、ユニポーラ型モータに接続されるスイッチング素子が示されている。ユニポーラ型モータでは、１つのモータコイルに１つのスイッチング素子が接続される。具体的には、Ａ相コイルにＡ相駆動ＦＥＴ３が接続され、／Ａ相コイルに／Ａ相駆動ＦＥＴ４が接続される。矢印は、／Ａ相駆動ＦＥＴ４がオフ状態で、Ａ相駆動ＦＥＴ３が短絡せずにオンオフ動作した場合に、Ａ相コイルに流れる電流を表す。当該電流は、Ａ相コイルに対して特定の方向のみに流れる。図１１を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
図１０の上側には、ユニポーラ型モータに接続されるスイッチング素子が示されている。ユニポーラ型モータでは、１つのモータコイルに１つのスイッチング素子が接続される。具体的には、Ａ相コイルにＡ相駆動ＦＥＴ３が接続され、／Ａ相コイルに／Ａ相駆動ＦＥＴ４が接続される。矢印は、／Ａ相駆動ＦＥＴ４がオフ状態で、Ａ相駆動ＦＥＴ３が短絡せずにオンオフ動作した場合に、Ａ相コイルに流れる電流を表す。当該電流は、Ａ相コイルに対して特定の方向のみに流れる。図１１を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
【0059】
図１１の上側には、図１０の上側に示すＡ相駆動ＦＥＴ３がオンオフ動作時に流れるＡ相電流、／Ａ相電流、及びＡ相電流指令が示されている。縦軸は電流、横軸は時間を表す。Ａ相電流指令は太実線で示され、Ａ相電流は普通実線で示され、さらに／Ａ相電流は点線で示されている。図１１の下側には、Ａ相駆動ＦＥＴ３の状態、及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の状態が示されている。
【0060】
時刻ｔ１で、／Ａ相駆動ＦＥＴ４がオフの状態で、Ａ相駆動ＦＥＴ３がオフからオンになると、Ａ相電流は、Ａ相電流指令を目標値として、増加し始める。Ａ相電流は、Ａ相電流応答と解釈してよい。Ａ相電流は、Ａ相コイルのインダクタンス成分により流れが妨げられるため、緩やかに上昇する。なお、／Ａ相駆動ＦＥＴ４がオフの状態を維持しているため、／Ａ相電流は０［Ａ］である。
【0061】
時刻ｔ１から一定時間経過後の時刻ｔ２で、Ａ相電流がＡ相電流指令に達すると、Ａ相電流がＡ相電流指令で規定される電流を維持するように、Ａ相駆動ＦＥＴ３がスイッチング動作、つまりオンオフ動作を開始する。
【0062】
時刻ｔ２から一定時間経過後の時刻ｔ３で、Ａ相電流指令が小さくなる方向に変化すると、Ａ相駆動ＦＥＴ３がスイッチング動作を停止し、オフ状態になる。Ａ相コイルの逆起電圧とスイッチング素子のインピーダンスにより、Ａ相コイルが電流の流れを維持しようとするため、Ａ相電流は、緩やかに下降する。
【0063】
時刻ｔ３から一定時間経過後の時刻ｔ４で、Ａ相電流がＡ相電流指令を下回ると、Ａ相電流指令で規定されるＡ相電流を維持するように、Ａ相駆動ＦＥＴ３がスイッチング動作を再開する。
【0064】
時刻ｔ４から一定時間経過後の時刻ｔ５で、Ａ相電流指令がさらに小さくなる方向に変化すると、Ａ相駆動ＦＥＴ３がスイッチング動作を停止する。
【0065】
（ユニポーラ型：Ａ相駆動ＦＥＴ短絡、かつ、／Ａ相駆動ＦＥＴオフ）
図１０に戻り、図１０の下側には、Ａ相駆動ＦＥＴ３がオンオフ動作中に短絡した場合に流れる電流が示されている。この場合、Ａ相コイルがＡ相駆動ＦＥＴ３を介して接地された状態となるため、Ａ相コイルを介して流れる電流は、前述した図９の下側に示す電流、つまりＡ相コイルを介さずに流れる電流と比較して、小さい値になる。これは、モータ２００の巻線抵抗、つまりＡ相コイルの抵抗成分で、電流が減衰するためである。図１２を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
図１０に戻り、図１０の下側には、Ａ相駆動ＦＥＴ３がオンオフ動作中に短絡した場合に流れる電流が示されている。この場合、Ａ相コイルがＡ相駆動ＦＥＴ３を介して接地された状態となるため、Ａ相コイルを介して流れる電流は、前述した図９の下側に示す電流、つまりＡ相コイルを介さずに流れる電流と比較して、小さい値になる。これは、モータ２００の巻線抵抗、つまりＡ相コイルの抵抗成分で、電流が減衰するためである。図１２を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
【0066】
図１２の上側には、図１０の下側に示すＡ相駆動ＦＥＴ３が短絡する前後に流れるＡ相電流、／Ａ相電流、及びＡ相電流指令が示されている。縦軸は電流、横軸は時間を表す。Ａ相電流指令は太実線で示され、Ａ相電流は普通実線で示され、さらに／Ａ相電流は点線で示されている。図１２の下側には、Ａ相駆動ＦＥＴ３の状態、及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の状態が示されている。
【0067】
時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作は、図１１で説明した時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作と同様である。
【0068】
時刻ｔ４から一定時間経過後の時刻ｔ４’でＡ相駆動ＦＥＴ３が短絡した場合、Ａ相コイルが接地された状態となるため、Ａ相コイルを介して電流が流れる。Ａ相コイルに流れる電流は、時刻ｔ４’から緩やかに上昇し始め、特定の値に達したところで飽和する。特定の値は、Ａ相コイルの巻線抵抗及び電源電圧に基づき規定される値と略等しい値と解釈してよい。
【0069】
この電流は、前述の通り比較的に小さい値になる上に、モータ２００の種別、Ａ相コイルの巻線抵抗の値、モータ２００の動作状態などによって、飽和する値が変わり得るため、ケーブルの短絡又はモータ２００の焼損を想定してハードウェア構成で設定される１つの第１閾値では検出が困難な場合がある。
【0070】
この対策のため、モータ２００の種別などに応じて、ハードウェア構成を設定し直すと、制御装置１００－１の製造が遅延し得る。また、複数の第１閾値を設定してモータ２００の種別などに応じて、特定の第１閾値を選択する構成とした場合、制御装置１００－１の構成が複雑になり、制御装置１００－１の歩留まりが低下し得る。
【0071】
これに対して、図８に示す第２閾値設定部２１－１に設定される第２閾値、つまりソフトウェア構成で設定される閾値を利用することで、回路構成を複雑にすることなく第２閾値を容易に設定することができ、第１閾値では検出が困難な短絡を検出し得る。
【0072】
【0073】
過電流比較部１６は、電流応答を入力すると（ステップＳ１１）、電流応答が第２閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１２）。電流応答は、Ａ相検出電流応答及び／Ａ相検出電流応答の差であるＡ相電流応答と解釈してよい。図１４には、横軸を時間とし、縦軸を電流、つまりＡ相電流応答とするグラフが示されている。図１４では、第２閾値を超える前の電流応答と、第２閾値を超えた電流応答が特定時間Ｔ（例えば２００ｍｓ）継続した状態とが示されている。
【0074】
過電流比較部１６は、電流応答が第２閾値を超えた場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、電流応答が第１閾値を超えたか否かに関わりなく、ソフトウェア過電流監視カウンタをインクリメントする（ステップＳ１３）。
【0075】
過電流比較部１６は、ソフトウェア過電流監視カウンタが規定値以上か否かを判定する（ステップＳ１４）。具体的には、過電流比較部１６は、第２閾値を超えた電流応答の継続時間が、規定値である特定時間Ｔ（例えば２００ｍｓ）を超えたか否かを判定する。
【0076】
ステップＳ１４において、ソフトウェア過電流監視カウンタが規定値以上の場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、過電流比較部１６は、エラー通知を行い（ステップＳ１５）、一連の処理を終了する。つまり、電流応答が第２閾値を超えた状態が特定時間Ｔ継続した場合、過電流比較部１６は、短絡を検出し、エラー通知を行う。
【0077】
ソフトウェア過電流監視カウンタが規定値以上ではない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、過電流比較部１６は、エラー通知を行わず、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。
【0078】
ステップＳ１２において、過電流比較部１６は、電流応答が第２閾値を超えていない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ソフトウェア過電流監視カウンタをクリアし（ステップＳ１６）、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。
【0079】
なお、ソフトウェア構成で設定される第２閾値は、モータ２００の種別などに対応した複数の値を制御装置１００－１に予め設定しておき、制御装置１００－１の利用時に第２閾値を選択して、選択した第２閾値により短絡を検出するようにしてもよい。
【0080】
（作用・効果）
以上に説明したように、第１実施形態にかかる制御装置１００－１によれば、ソフトウェア構成で設定される第２閾値を利用することで、ハードウェア閾値である第１閾値では検出が困難な短絡を検出することが可能である。
以上に説明したように、第１実施形態にかかる制御装置１００－１によれば、ソフトウェア構成で設定される第２閾値を利用することで、ハードウェア閾値である第１閾値では検出が困難な短絡を検出することが可能である。
【0081】
また、制御装置１００－１によれば、モータ２００の種別などに対応した複数のハードウェア閾値を予め設定して、各ハードウェア閾値を設定しているハードウェア構成を切り替えるという複雑な構成としなくてよい。具体的には、第１の値の抵抗値を有するモータコイルを含む第１モータと、第１の値とは異なる第２の値の抵抗値を有するモータコイルを含む第２モータとのそれぞれに対応するハードウェア構成を切り替える構成としなくてよい。このため、制御装置１００－１の構成が簡素化され、制御装置１００－１の歩留まりが向上し得る。また特定のハードウェア閾値を設定した後、当該設定を変更せずに、ソフトウェア閾値を変更することで様々なモータ２００に対応させることができるため、制御装置１００－１の仕様変更が容易になり、制御装置１００－１の運用コストを低減し得る。
【0082】
また、制御装置１００－１によれば、第２閾値を超えた電流応答の継続時間が、規定値である特定時間Ｔを超えたか否かを判定することで、駆動源３００から供給される電力の変動、モータ２００の負荷の変動などにより、突発的に過電流状態となった場合でも、短絡の発生を誤検出することを抑制できる。
【0083】
また、制御装置１００－１によれば、ハードウェア閾値のみ設定する場合に比べてスイッチング素子の短絡の検出精度が向上するため、短絡状態でモータ２００に電流が流れ続けることでモータ２００が焼損することを抑制できる。
【0084】
（第２実施形態）
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【0085】
図１５は、本開示の第２実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。第１実施形態との相違点は、第２実施形態にかかる制御装置１００－２は、図１に示すしゃ断指令生成部８－１に代えて、エンコーダ２０２からの位置情報信号とサーボ指令を入力するしゃ断指令生成部８－２を備えていることである。エンコーダ２０２は、モータ２００の回転量、回転方向などを位置情報として検出し、検出した位置情報を電気信号として出力する光電式エンコーダ、静電容量式エンコーダ、又は磁気式エンコーダと解釈してよい。
【0086】
図１６は、第２実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。第１実施形態との相違点は、第２実施形態にかかるしゃ断指令生成部８－２は、図６に示す過電流比較部１６に代えて、サーボオフ時過電流監視部３１、位置応答認識部３２、速度応答生成部３３、サーボ指令認識部３４、及びサーボ制御判定部３５を備えていることである。
【0087】
【0088】
位置応答認識部３２は、エンコーダ２０２からの位置情報信号に基づき、モータ２００の回転量を示す位置情報である位置応答を生成する。
【0089】
速度応答生成部３３は、単位時間あたりの位置応答の変化量に基づき、モータ２００の回転速度である速度応答を生成する。
【0090】
サーボ指令認識部３４は、上位システムから送信されたサーボ指令をサーボ指令入力として取得する。サーボ指令は、モータ２００の駆動を許可するサーボオン指令、モータ２００の駆動を禁止するサーボオフ指令などを含み得る。
【0091】
サーボ制御判定部３５は、サーボ指令認識部３４からのサーボ指令入力、駆動源３００からの電力の供給状態、エラー通知の有無などに応じて、サーボ状態を通知する。サーボ状態は、モータ２００の駆動を許可し又は禁止する状態を含み得る。
【0092】
サーボオフ時過電流監視部３１は、サーボオフ状態にもかかわらず、モータ２００に電流が流れ得る、Ａ相駆動ＦＥＴ３又は／Ａ相駆動ＦＥＴ４の短絡を検出してエラー通知を実行し得る。具体的には、サーボオフ時過電流監視部３１は、速度応答が速度規定値以下であり、かつ、サーボオフ状態の場合に、電流応答がサーボオフ時の監視閾値を超過したとき、エラー通知を実行し得る。
【0093】
サーボオフ状態は、モータ２００の駆動が禁止されている状態と解釈してよく、Ａ相駆動指令及び／Ａ相駆動指令がオフの状態と解釈してよい。
【0094】
速度規定値は、具体的には９０ｒｐｍと解釈してよい。なお、速度規定値は、モータ２００の種別、用途などにより９０ｒｐｍ以外の速度に設定してよい。
【0095】
電流応答がサーボオフ時の監視閾値を超過した場合とは、定格電流を超える電流応答が検出されている状態と解釈してよい。サーボオフ時の監視閾値は、定格電流に設定される第２閾値と解釈してよい。
【0096】
定格電流は、モータコイル２０１に連続で流すことができる電流値と解釈してよい。具体的には、定格電流は、ユニポーラ型モータ、バイポーラ型モータ、又はこれら以外のモータ（例えば誘導モータ、同期モータ）が定格電圧で定格出力の運転をする際の電流値と解釈してよい。なお、第２閾値は、定格電流に限るものではなく、０以上定格電流未満の範囲の任意の値であってもよい。すなわち、第２実施形態の第２閾値は、０以上定格電流以下の範囲の任意の値と解釈してよい。
【0097】
図１７は、サーボオフ時過電流監視部の構成例を示す図である。第１実施形態との相違点は、サーボオフ時過電流監視部３１は、図８に示す第２閾値設定部２１－１及び短絡検出部２２－１に代えて、第２閾値設定部２１－２及び短絡検出部２２－２を備えていることである。
【0098】
第２閾値設定部２１－２は、前述したハードウェア構成で設定する第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する。第２閾値は、第１閾値よりも値が小さい閾値と解釈してよい。具体的には、第２閾値設定部２１－２は、モータ２００の種別に応じて定まる定格電流を第２閾値に設定してよい。
【0099】
短絡検出部２２－２は、特定条件下で、当該第２閾値を検出電流が超えた場合に、短絡を検出してよい。特定条件は、モータ２００の駆動が禁止されている状態かつ、モータ２００の速度応答が規定値以下の場合と解釈してよい。短絡検出部２２－２は、短絡を検出した場合、短絡を検出したことを示す検出情報をエラー通知部２３に入力する。
【0100】
【0101】
サーボオフ時過電流監視部３１は、サーボ状態通知、電流応答、及び速度応答を入力すると（ステップＳ２１）、サーボ状態がサーボオフ状態であり、かつ、速度応答が速度規定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【0102】
図１９の左側には、横軸を時間とし、縦軸をモータ２００の回転速度、つまり速度応答とするグラフが示されている。当該グラフでは、サーボオフ指令が上位システムから送信されたことで、モータ２００の速度応答が特定の時刻ｔａで、速度規定値以下に変化している。速度規定値は例えば９０［ｒｐｍ］である。
【0103】
図１８に戻り、ステップＳ２２において、サーボオフ状態、かつ、速度応答が速度規定値以下ではない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、サーボオフ時過電流監視部３１は、ステップＳ２１以降の処理を実行する。
【0104】
サーボ状態がサーボオフ状態、かつ、速度応答が速度規定値以下の場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、サーボオフ時過電流監視部３１は、電流応答が第２閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ２３）。図１９の右側には、横軸を時間とし、縦軸を電流、つまりＡ相電流応答とするグラフが示されている。当該グラフでは、定格電流である第２閾値未満の電流応答が、前述した時刻ｔａから一定時間経過後の時刻ｔｂで、第２閾値を超えている。
【0105】
図１８に戻り、電流応答が第２閾値を超えた場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、サーボオフ時過電流監視部３１は、エラー通知を行い（ステップＳ２４）、一連の処理を終了する。電流応答が第２閾値を超えていない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、サーボオフ時過電流監視部３１は、ステップＳ２１以降の処理を実行する。
【0106】
ここで、一般に、モータ２００の減速中、モータ２００には誘起電圧の影響で電流が流れる。そのため、第２実施形態で電流応答が第２閾値を超えたか否かを判定することのみでは、短絡が発生していないのに短絡が発生したと誤検出してしまうおそれがある。つまり、サーボオン中にモータ２００の減速により生じた誘起電圧の影響で電流が流れた場合もあるからである。そこで、ステップＳ２２の処理を行って、サーボオフ状態（電流指令がなくモータ２００を駆動していない状態）であり、誘起電圧の影響が比較的小さい速度でモータ２００が回転していることを判定することで、モータ２００の誘起電圧によって流れる応答電流で、スイッチング素子の短絡を誤検出することを回避し得る。そして、ステップＳ２２の処理を行った上でステップＳ２３の処理を行うことで、モータ２００を駆動していない状態かつ誘起電圧の影響により流れる電流も小さくなる状況であるにもかかわらず、スイッチング素子に大きな電流が流れているため、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
【0107】
（作用・効果）
以上に説明したように、第２実施形態にかかる制御装置１００－２によれば、例えば、サーボオン状態からサーボオフ状態に移行した場合などにおいて、サーボオフ状態であり且つ速度応答が速度規定値以下であることを検出して誘起電圧の影響による短絡の誤検出を抑制しつつ、本来ならスイッチング素子に流れない電流を検出することで、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
以上に説明したように、第２実施形態にかかる制御装置１００－２によれば、例えば、サーボオン状態からサーボオフ状態に移行した場合などにおいて、サーボオフ状態であり且つ速度応答が速度規定値以下であることを検出して誘起電圧の影響による短絡の誤検出を抑制しつつ、本来ならスイッチング素子に流れない電流を検出することで、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
【0108】
（第３実施形態）
第３実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第３実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【0109】
図２０は、本開示の第３実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。第２実施形態との相違点は、第３実施形態にかかる制御装置１００－３は、図１５に示すしゃ断指令生成部８－２に代えて、しゃ断指令生成部８－３を備えていることである。第３実施形態にかかる電流検出部５は、モータ２００の各相について、対応するスイッチング素子に流れる電流とその逆相の電流との差を検出電流として検出する。
【0110】
図２１は、第３実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。第２実施形態との相違点は、第３実施形態にかかるしゃ断指令生成部８－３は、図１６に示すサーボオフ時過電流監視部３１、サーボ指令認識部３４、及びサーボ制御判定部３５に代えて、電流指令応答乖離監視部３６を備えていることである。
【0111】
電流指令応答乖離監視部３６は、Ａ相電流応答、Ｂ相電流応答、速度応答、Ａ相電流指令、及びＢ相電流指令に基づき、電流指令が電流規定値よりも大きいにもかかわらず、電流応答である検出電流が、ゼロ電流判定値である第２閾値未満と認識したときに、エラー通知を実行し得る。具体的には、電流指令応答乖離監視部３６は、サーボオン中で、かつ、電流指令が電流規定値よりも大きいときに、検出電流が第２閾値を下回る場合、スイッチング素子の短絡を検出して、エラー通知を実行し得る。サーボオン中であるか否かは、電流応答の値により判定することができる。低速か否かは、速度応答の値により判定することができる。
【0112】
電流規定値は、電流リップルにより、電流応答がゼロ近傍まで下がらないような十分に大きな値としてよい。具体的には、モータ２００を駆動するための各相駆動ＦＥＴのスイッチングにより、モータコイルに流れる電流にリップル（変動）が生じる。そのため、電流応答がゼロ近傍まで下がり得る。したがって、電流規定値を上記のように十分に大きな値とする理由は、電流応答と後述のゼロ電流判定値とを比較する際に、各相駆動ＦＥＴのスイッチングに伴う電流応答のリップル（変動）の影響によりゼロ近傍まで下がってしまい、電流応答がゼロ電流判定値未満となることを抑制するためである。
【0113】
例えば、電流規定値は、リップル電流を２倍した値に定格電流の５％の電流を加算した値（リップル電流×２倍＋定格電流×０．０５）に設定してよい。
【0114】
リップル電流は、例えば、電源電圧をスイッチング周期の１／２の時間印加したときの電流近似値と解釈してよい。電流指令応答乖離監視部３６は、モータ種別毎に算出した当該リップル電流のデータを保持してよい。なお、リップル電流として、モータ内のロータとステータの位置関係で、各相のコイルの間に生じる相互誘導作用により、コイルのインダクタンスが変化することで生じる電流リップルを考慮に入れてもよい。
【0115】
ゼロ電流判定値である第２閾値は、モータ２００の種別に応じて定まる定格電流から、特定の値だけ低い電流に設定される閾値と解釈してよい。
【0116】
電流指令応答乖離監視部３６は、検出電流が第２閾値を下回る状態が、特定時間継続した場合に短絡を検出してよい。特定時間は、例えば２００ｍｓである。
【0117】
図２２は、電流指令応答乖離監視部の構成例を示す図である。第２実施形態との相違点は、電流指令応答乖離監視部３６は、図１７に示す第２閾値設定部２１－２及び短絡検出部２２－２に代えて、第２閾値設定部２１－３及び短絡検出部２２－３を備えていることである。
【0118】
第２閾値設定部２１－３は、前述したハードウェア構成で設定する第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する。第２閾値は、第１閾値よりも値が小さい閾値と解釈してよい。具体的には、第１閾値が定格電流に相当する場合、第２閾値設定部２１－３は、モータ２００の種別に応じて定まる定格電流から特定の値だけ低い電流に設定される閾値を、第２閾値に設定してよい。特定の値は、定格電流×０．９、つまり定格電流の９０％に相当する電流と解釈してよい。定格電流から特定の値だけ低い電流は、定格電流×０．１、つまり定格電流の１０％に相当する電流と解釈してよい。
【0119】
短絡検出部２２－３は、サーボオン中で、かつ、電流指令が規定値よりも大きいときに、検出電流が第２閾値を下回る場合、短絡を検出してよい。短絡検出部２２－３は、短絡を検出した場合、短絡を検出したことを示す検出情報をエラー通知部２３に入力する。
【0120】
【0121】
電流指令応答乖離監視部３６は、速度応答及び電流応答を入力すると（ステップＳ３１）、速度応答が速度規定値以下、かつ、電流指令が電流規定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【0122】
図２４の左側には、横軸を時間とし、縦軸をモータ２００の速度応答とするグラフが示されている。当該グラフでは、動作指令が上位システムから送信されたことで、時刻ｔｃでモータ２００の速度応答が速度規定値以下に変化している。
【0123】
図２４の右側には、横軸を時間とし、縦軸を電流とするグラフが示されている。当該グラフでは、電流指令が電流規定値よりも大きく、電流応答が、前述した時刻ｔｃから一定時間経過後の時刻ｔｄで第２閾値未満に変化している。
【0124】
図２３に戻り、速度応答が速度規定値以下、かつ、電流指令が電流規定値を超えている場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、電流指令応答乖離監視部３６は、電流応答がゼロ電流判定値である第２閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。当該判定を行うことで、電流規定値を超える電流指令が出力されることで、サーボオン状態でモータ２００が回転しているとき、第２閾値未満に低下した電流応答を検出し得る。
【0125】
電流応答が第２閾値未満の場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、ゼロ電流カウンタをインクリメントする（ステップＳ３４）。
【0126】
電流指令応答乖離監視部３６は、ゼロ電流カウンタが規定値以上か否かを判定する（ステップＳ３５）。具体的には、電流指令応答乖離監視部３６は、電流応答がゼロ電流判定値未満の継続時間が、規定値である特定時間Ｔ（例えば２００ｍｓ）を超えたか否かを判定する。
【0127】
ゼロ電流カウンタが規定値以上の場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、電流指令応答乖離監視部３６は、エラー通知を行い（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する。つまり、電流指令応答乖離監視部３６は、電流指令が規定値よりも大きにもかかわらず、ゼロ電流判定値未満の電流応答が一定時間継続していることを認識したとき、エラー通知を行う。
【0128】
ゼロ電流カウンタが規定値以上ではない場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、電流指令応答乖離監視部３６は、エラー通知を行わず、ステップＳ３１以降の処理を繰り返す。
【0129】
ステップＳ３２において、速度応答が速度規定値以下ではなく、又は、電流指令が電流規定値を超えていない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、電流指令応答乖離監視部３６は、ゼロ電流カウンタをクリアし（ステップＳ３７）、ステップＳ３１以降の処理を繰り返す。
【0130】
ステップＳ３３において、電流応答が第２閾値未満ではない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、つまり、電流応答がゼロ電流判定値を超えている場合には、電流指令応答乖離監視部３６は、ゼロ電流カウンタをクリアし（ステップＳ３７）、ステップＳ３１以降の処理を繰り返す。
【0131】
なお、前述の図１０では、／Ａ相駆動ＦＥＴをオフした状態でオンオフ動作するＡ相駆動ＦＥＴが短絡した場合について説明したが、Ａ相駆動ＦＥＴがオンオフ動作中に、／Ａ相駆動ＦＥＴが短絡した場合にも当該短絡を検出することが可能である。以下にその具体例を図２５及び図２６を参照して説明する。
【0132】
（ユニポーラ型：Ａ相駆動ＦＥＴオンオフ動作、かつ、／Ａ相駆動ＦＥＴ短絡）
図２５及び図２６は、スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。図２５には、Ａ相駆動ＦＥＴがオンオフ動作中に、オフ固定であった／Ａ相駆動ＦＥＴが短絡した場合に流れる電流が示されている。この場合、Ａ相コイル及び／Ａ相コイルの双方に電流が流れ得る。各コイルに流れる電流は、各コイルを介さずに流れる電流と比較し、モータ２００の巻線抵抗、つまりＡ相コイル又は／Ａ相コイルの抵抗成分により小さい値になる。図２６を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
図２５及び図２６は、スイッチング素子が短絡したときに流れる電流について説明するための図である。図２５には、Ａ相駆動ＦＥＴがオンオフ動作中に、オフ固定であった／Ａ相駆動ＦＥＴが短絡した場合に流れる電流が示されている。この場合、Ａ相コイル及び／Ａ相コイルの双方に電流が流れ得る。各コイルに流れる電流は、各コイルを介さずに流れる電流と比較し、モータ２００の巻線抵抗、つまりＡ相コイル又は／Ａ相コイルの抵抗成分により小さい値になる。図２６を参照して当該電流の様子を詳細に説明する。
【0133】
図２６の上側には、図２５に示す／Ａ相駆動ＦＥＴ４が短絡する前後に流れるＡ相電流、／Ａ相電流、及びＡ相電流指令が示されている。縦軸は電流、横軸は時間を表す。Ａ相電流指令は太実線で示され、／Ａ相電流は普通実線で示され、さらに／Ａ相電流は点線で示されている。図２６の下側には、Ａ相駆動ＦＥＴ３の状態、及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の状態が示されている。
【0134】
時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作は、図１１で説明した時刻ｔ１から時刻ｔ４までの動作と同様である。
【0135】
時刻ｔ４から一定時間経過後の時刻ｔ４’で、それまでオフ固定であった／Ａ相駆動ＦＥＴ４が短絡した場合、／Ａ相コイルが接地された状態となるため、／Ａ相コイルに電流が流れる。また、Ａ相電流応答は、Ａ相電流と／Ａ相電流との差であるため、短絡発生前はＡ相電流と等しかったＡ相電流応答が、／Ａ相コイルに電流が流れる影響でＡ相電流指令に追従しない状態となる。そのため、Ａ相電流応答をＡ相電流指令に追従させるべく、Ａ相駆動ＦＥＴ３をオンし、双方のコイルに電流が流れる状態となる。双方のコイルに電流が流れると、互いのコイルのインダクタンス成分が打ち消されることで、Ａ相コイルに流れる電流は、時刻ｔ４’から急激に上昇し、特定の値に達したところで飽和する。特定の値は、Ａ相コイルの巻線抵抗及び電源電圧に基づき規定される値と略等しい値と解釈してよい。
【0136】
／Ａ相コイルに流れる電流は、互いのコイルのインダクタンス成分が打ち消されることで、時刻ｔ４’から急激に下降し、特定の値に達したところで飽和する。特定の値は、／Ａ相コイルの巻線抵抗及び電源電圧に基づき規定される値と略等しい値と解釈してよい。
【0137】
短絡が生じた後のこれらの電流の差で表されるＡ相電流応答は、一点鎖線で示すように、Ａ相電流指令よりも大幅に低い値となる。具体的には、当該Ａ相電流応答は、短絡が生じる前に検出されるＡ相電流応答に比べて、大幅に低く、略０［Ａ］となる。図２６に示す短絡が生じ、特定の相及びその逆相の両方に電流が流れた場合、当該特定の相の電流応答は、ゼロ近傍の微少な値となるため、前述したハードウェア構成では検出が困難であるが、第２閾値としてゼロ電流判定閾値を利用することで、第１閾値では検出が困難な短絡を検出することが可能である。また、ゼロ電流判定閾値を第２閾値に設定して検出できる短絡は、図２６に示す短絡に限るものではなく、例えば、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の両方が短絡した場合も含む。これは、特定の相の駆動ＦＥＴ及びその逆相の駆動ＦＥＴの両方が短絡した場合も特定の相の電流応答がゼロ近傍になり得るためである。
【0138】
なお、時刻ｔ４’以降、Ａ相駆動ＦＥＴ３がオンし続けている理由は、時刻ｔ４’でＡ相電流応答がＡ相電流指令よりも小さいため、Ａ相電流応答がＡ相電流指令に達すように、Ａ相電流制御部２がＡ相駆動ＦＥＴ３をオンし続けるためである。
【0139】
（作用・効果）
以上に説明したように、第３実施形態にかかる制御装置１００－３によれば、電流指令が電流規定値よりも大きいにもかかわらず、電流応答がゼロ近傍（第２閾値＝ゼロ電流判定値未満）であることを検出することで、スイッチング素子の短絡を検出することができる。つまり、制御装置１００－３では、Ａ相コイル及び／Ａ相コイルの両方に電流が流れるスイッチング素子の短絡状態（すなわち、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の両方が短絡、又は一方が短絡して他方がオンのとき）を検出することができる。
以上に説明したように、第３実施形態にかかる制御装置１００－３によれば、電流指令が電流規定値よりも大きいにもかかわらず、電流応答がゼロ近傍（第２閾値＝ゼロ電流判定値未満）であることを検出することで、スイッチング素子の短絡を検出することができる。つまり、制御装置１００－３では、Ａ相コイル及び／Ａ相コイルの両方に電流が流れるスイッチング素子の短絡状態（すなわち、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の両方が短絡、又は一方が短絡して他方がオンのとき）を検出することができる。
【0140】
また、制御装置１００－３によれば、電流応答が第２閾値未満となる状態の継続時間が、規定値である特定時間Ｔを超えたか否かを判定することで、駆動源３００から供給される電力の変動、モータ２００の負荷の変動などにより、突発的に低電流状態となった場合でも、短絡の発生を誤検出することを抑制できる。
【0141】
（第４実施形態）
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【0142】
図２７は、本開示の第４実施形態にかかる制御装置の構成を示す図である。第１実施形態との相違点は、第４実施形態にかかる制御装置１００－４は、図１に示すしゃ断指令生成部８－１に代えて、しゃ断指令生成部８－４を備え、さらに駆動源電流検出部９を備えることである。
【0143】
駆動源電流検出部９は、駆動源３００からモータ２００に供給される電流を検出し、検出した電流である駆動源電流をしゃ断指令生成部８－４に入力する。駆動源電流は、モータ２００が消費している電流量と解釈してよい。
【0144】
しゃ断指令生成部８－４は、駆動源電流、Ａ相電流応答、及び過電流検出信号に基づき、駆動源しゃ断指令を生成する。図２８を参照して、しゃ断指令生成部８－４の構成を具体的に説明する。
【0145】
図２８は、第４実施形態にかかるしゃ断指令生成部の機能の構成例を示す図である。第１実施形態との相違点は、第４実施形態にかかるしゃ断指令生成部８－４は、図６に示す過電流比較部１６に代えて、駆動源電流認識部３７、駆動源電力推定部３８、モータ指令電力推定部３９、モータ応答電力推定部４０、及び電力比較部４１を備えていることである。
【0146】
駆動源電流認識部３７は、アナログ値の駆動源電流を、ＡＤ変換器で駆動源電力推定部３８が取り扱い可能なデジタル値の駆動源電流に変換して、駆動源電力推定部３８に入力する。アナログ値の駆動源電流は、モータ２００が消費しているアナログ値の電流量と解釈してよい。
【0147】
駆動源電力推定部３８は、駆動源電流に基づき、モータ２００が消費している電力を推定する。具体的には、駆動源電力推定部３８は、駆動源３００からモータ２００に供給される電流に基づき、駆動源３００からモータ２００に供給される電力である駆動源電力を推定する。
【0148】
モータ指令電力推定部３９は、速度制御部１０からのモータ２００の電流指令に基づき、モータ２００の駆動に要する電力であるモータ指令電力を推定する。
【0149】
モータ応答電力推定部４０は、検出電流に基づき、モータ２００の駆動に使用される電力であるモータ応答電力を推定する。具体的には、モータ応答電力推定部４０は、Ａ相電流認識部１４からのＡ相電流応答と、Ｂ相電流認識部１５からのＢ相電流応答とを、検出電流として、当該検出電流に基づき、モータ応答電力を推定する。
【0150】
電力比較部４１は、駆動源電力推定部３８が推定した駆動源電力と、モータ応答電力推定部４０が推定した応答電力との電力差分が電力閾値以上のとき、短絡を検出し、エラー通知を実行してよい。当該電力閾値は、駆動源電力から応答電力までの特定の乖離幅を規定する、電力乖離規定値と解釈してよい。電力差分が電力閾値以上のときとは、モータ２００に供給される電力に対してモータ応答電力が小さ過ぎることを意味する。この場合、例えば、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の両方が短絡するか、又は、Ａ相駆動ＦＥＴ３及び／Ａ相駆動ＦＥＴ４の一方が短絡した状態で他方がオンされており、応答電力がゼロ近傍となっているおそれがある。すなわち、スイッチング素子の短絡の影響により、モータ２００で消費される駆動源電力は大きいが応答電力はゼロ近傍となり得る。このように応答電力がゼロ近傍の場合でも、電力比較部４１は、応答電力との電力差分が電力閾値以上であることを判定することで、短絡を検出することができる。
【0151】
電力比較部４１は、駆動源電力推定部３８が推定した駆動源電力と、モータ指令電力推定部３９が推定したモータ指令電力との電力差分が電力閾値以上のとき、短絡を検出し、エラー通知を実行してよい。当該電力閾値は、駆動源電力からモータ指令電力までの特定の乖離幅を規定する、電力乖離規定値と解釈してよい。電力差分が電力閾値以上のときとは、モータ指令電力に対してモータ２００に供給される電力が大き過ぎることを意味する。例えば、サーボオフ状態では指令電力はゼロだが、スイッチング素子の短絡の影響によりモータ２００で消費される駆動源電力は大きい状態となるため、電力比較部４１は、モータ指令電力との電力差分が電力閾値以上であることを判定することで、短絡を検出することができる。また、サーボオン状態において所定の電流指令によってモータ２００を制御している際にスイッチング素子が短絡したときも、電流指令に対して比較的大きい電流が流れており、モータ２００で消費される電力が大きい状態となるため、電力比較部４１は、モータ指令電力との電力差分が電力閾値以上であることを判定することで、短絡を検出することができる。
【0152】
図２９は、電力比較部の構成例を示す図である。第１実施形態との相違点は、電力比較部４１は、図８に示す第２閾値設定部２１－１及び短絡検出部２２－１に代えて、電力閾値設定部２１－４及び短絡検出部２２－４を備えていることである。
【0153】
電力閾値設定部２１－４は、前述したハードウェア構成で設定する第１閾値と値が異なる電力閾値をソフトウェア構成で設定する。
【0154】
具体的には、電力閾値設定部２１－４は、駆動源電力から応答電力までの特定の乖離幅を規定する電力乖離規定値を、電力閾値に設定してよい。また、電力閾値設定部２１－４は、駆動源電力からモータ指令電力までの特定の乖離幅を規定する電力乖離規定値を、電力閾値に設定してよい。
【0155】
短絡検出部２２－４は、駆動源電力推定部３８が推定した駆動源電力と、モータ応答電力推定部４０が推定した応答電力との電力差分が電力閾値以上のとき、短絡を検出してよい。短絡検出部２２－４は、短絡を検出した場合、短絡を検出したことを示す検出情報をエラー通知部２３に入力する。
【0156】
また短絡検出部２２－４は、駆動源電力推定部３８が推定した駆動源電力と、モータ指令電力推定部３９が推定したモータ指令電力との電力差分が電力閾値以上のとき、短絡を検出してよい。短絡検出部２２－４は、短絡を検出した場合、短絡を検出したことを示す検出情報をエラー通知部２３に入力する。
【0157】
図３０は、第４実施形態にかかる制御装置の動作を説明するための第１フローチャートである。
【0158】
電力比較部４１は、駆動源電力及び応答電力を入力すると（ステップＳ４１）、駆動源電力及び応答電力の電力差分が電力閾値以上か否かを判定する（ステップＳ４２）。
【0159】
電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上の場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、応答電力不整合カウンタをインクリメントする（ステップＳ４３）。
【0160】
電力比較部４１は、応答電力不整合カウンタが規定値以上か否かを判定する（ステップＳ４４）。具体的には、電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上となる時間が、規定値である特定時間（例えば２００ｍｓ）を超えたか否かを判定する。
【0161】
ステップＳ４４において、応答電力不整合カウンタが規定値以上の場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、電力比較部４１は、エラー通知を行い（ステップＳ４５）、一連の処理を終了する。つまり、電力差分が電力閾値以上の状態が特定時間継続した場合、電力比較部４１は、短絡を検出し、エラー通知を行う。
【0162】
応答電力不整合カウンタが規定値以上ではない場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、電力比較部４１は、エラー通知を行わず、ステップＳ４１以降の処理を繰り返す。
【0163】
ステップＳ４２において、電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上ではない場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、応答電力不整合カウンタをクリアし（ステップＳ４６）、ステップＳ４１以降の処理を繰り返す。
【0164】
図３１は、第４実施形態にかかる制御装置の動作を説明するための第２フローチャートである。
【0165】
電力比較部４１は、駆動源電力及びモータ指令電力を入力すると（ステップＳ５１）、駆動源電力及びモータ指令電力の電力差分が電力閾値以上か否かを判定する（ステップＳ５２）。
【0166】
電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上の場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、指令電力不整合カウンタをインクリメントする（ステップＳ５３）。
【0167】
電力比較部４１は、指令電力不整合カウンタが規定値以上か否かを判定する（ステップＳ５４）。具体的には、電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上となる時間が、規定値である特定時間（例えば２００ｍｓ）を超えたか否かを判定する。
【0168】
ステップＳ５４において、指令電力不整合カウンタが規定値以上の場合（ステップＳ５４：ＹＥＳ）、電力比較部４１は、エラー通知を行い（ステップＳ５５）、一連の処理を終了する。つまり、電力差分が電力閾値以上の状態が特定時間継続した場合、電力比較部４１は、短絡を検出し、エラー通知を行う。
【0169】
指令電力不整合カウンタが規定値以上ではない場合（ステップＳ５４：ＮＯ）、電力比較部４１は、エラー通知を行わず、ステップＳ５１以降の処理を繰り返す。
【0170】
ステップＳ５２において、電力比較部４１は、電力差分が電力閾値以上ではない場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、指令電力不整合カウンタをクリアし（ステップＳ５６）、ステップＳ５１以降の処理を繰り返す。
【0171】
（作用・効果）
以上に説明したように、第４実施形態にかかる制御装置１００－４によれば、駆動源電力と応答電力との差を電力閾値と比較することで、モータ２００に供給される電力に対してモータ応答電力がゼロ近傍となる場合でも、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
以上に説明したように、第４実施形態にかかる制御装置１００－４によれば、駆動源電力と応答電力との差を電力閾値と比較することで、モータ２００に供給される電力に対してモータ応答電力がゼロ近傍となる場合でも、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
【0172】
また、制御装置１００－４によれば、駆動源電力とモータ指令電力との差を電力閾値と比較することで、モータ２００の指令電力に対してモータ２００で消費される電力が大きい状態のときでも、スイッチング素子の短絡を検出することができる。
【0173】
このように電力差の大きさに応じて短絡を検出した場合、エラー通知を行うことでモータ２００への電力供給を停止できるため、短絡状態でモータコイル２０１に過大な電流が流れ続けることによるモータ２００の焼損を抑制し得る。
【0174】
また、第１実施形態から第３実施形態の電流を利用した短絡の検出に加え、第４実施形態の電力を利用した短絡の検出を行うことで、短絡の検出精度が向上し得る。
【0175】
なお第２実施形態から第４実施形態にかかる制御装置は、ユニポーラ型以外のモータにも適用可能である。ユニポーラ型以外のモータは、バイポーラ型モータ、三相交流モータを含み得る。
【0176】
＜付記＞
本発明の特徴を以下の通り示す。
（付記１）
ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、
前記第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、
前記第２閾値と前記検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、
を備える制御装置。
本発明の特徴を以下の通り示す。
（付記１）
ユニポーラ型のモータを駆動する複数のスイッチング素子のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した電流である検出電流と比較することで過電流状態を検出する第１閾値をハードウェア構成で設定する第１閾値設定部と、
前記第１閾値と値が異なる第２閾値をソフトウェア構成で設定する第２閾値設定部と、
前記第２閾値と前記検出電流との比較結果に応じて、複数の前記スイッチング素子の短絡を検出する短絡検出部と、
を備える制御装置。
【0177】
（付記２）
前記短絡検出部は、前記電流検出部が検出可能な電流の上限を示す上限電流と前記モータの巻線抵抗及び電源電圧に基づき前記モータに流れることが想定される電流である想定電流との何れか小さい方に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、付記１に記載の制御装置。
前記短絡検出部は、前記電流検出部が検出可能な電流の上限を示す上限電流と前記モータの巻線抵抗及び電源電圧に基づき前記モータに流れることが想定される電流である想定電流との何れか小さい方に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、付記１に記載の制御装置。
【0178】
（付記３）
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が超えた状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、付記１又は２に記載の制御装置。
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が超えた状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、付記１又は２に記載の制御装置。
【0179】
（付記４）
前記短絡検出部は、前記モータの駆動が禁止されている状態で、前記モータの回転速度が速度規定値以下のときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、付記１から３の何れか一つに記載の制御装置。
前記短絡検出部は、前記モータの駆動が禁止されている状態で、前記モータの回転速度が速度規定値以下のときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が超えた場合、前記短絡を検出する、付記１から３の何れか一つに記載の制御装置。
【0180】
（付記５）
前記電流検出部は、前記モータの各相について、対応するスイッチング素子に流れる電流とその逆相の電流との差を前記検出電流として検出し、
前記短絡検出部は、前記モータの電流指令が前記モータの種別に応じて定まる電流規定値よりも大きいときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流から特定の値だけ低い電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が下回る場合、前記短絡を検出する、付記１から４の何れか一つに記載の制御装置。
前記電流検出部は、前記モータの各相について、対応するスイッチング素子に流れる電流とその逆相の電流との差を前記検出電流として検出し、
前記短絡検出部は、前記モータの電流指令が前記モータの種別に応じて定まる電流規定値よりも大きいときに、前記モータの種別に応じて定まる定格電流から特定の値だけ低い電流に設定される前記第２閾値を、前記検出電流が下回る場合、前記短絡を検出する、付記１から４の何れか一つに記載の制御装置。
【0181】
（付記６）
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が下回る状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、付記１から５の何れか一つに記載の制御装置。
前記短絡検出部は、前記第２閾値を、前記検出電流が下回る状態が特定時間継続した場合、前記短絡を検出する、付記１から５の何れか一つに記載の制御装置。
【0182】
（付記７）
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記検出電流に基づき、前記モータに前記モータの駆動に使用される電力であるモータ応答電力を推定するモータ応答電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ応答電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、付記１から６の何れか一つに記載の制御装置。
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記検出電流に基づき、前記モータに前記モータの駆動に使用される電力であるモータ応答電力を推定するモータ応答電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ応答電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、付記１から６の何れか一つに記載の制御装置。
【0183】
（付記８）
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記モータの電流指令に基づき、前記モータの駆動に要する電力であるモータ指令電力を推定するモータ指令電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ指令電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、付記１から７の何れか一つに記載の制御装置。
前記モータの駆動源から前記モータに供給される電流に基づき、前記駆動源から前記モータに供給される電力である駆動源電力を推定する駆動源電力推定部と、
前記モータの電流指令に基づき、前記モータの駆動に要する電力であるモータ指令電力を推定するモータ指令電力推定部と、
を備え、
前記短絡検出部は、前記駆動源電力と前記モータ指令電力との差が電力閾値以上のとき、前記短絡を検出する、付記１から７の何れか一つに記載の制御装置。
【0184】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【0185】
２ Ａ相電流制御部
５ 電流検出部
６ 過電流検出部
７ Ａ相電流変換部
８－１、８－２、８－３、８－４ しゃ断指令生成部
９ 駆動源電流検出部
１０ 速度制御部
１１ 電流指令変換部
１２ Ａ相電流指令操作部
１３ Ｂ相電流指令操作部
１４ Ａ相電流認識部
１５ Ｂ相電流認識部
１６ 過電流比較部
１７ 過電流検出信号認識部
１８ 過電流信号処理部
１９ エラー発報部
２０ 駆動源しゃ断操作部
２１－１、２１－２、２１－３ 第２閾値設定部
２２－１、２２－２、２２－３、２２－４ 短絡検出部
２１－４ 電力閾値設定部
２３ エラー通知部
３１ サーボオフ時過電流監視部
３２ 位置応答認識部
３３ 速度応答生成部
３４ サーボ指令認識部
３５ サーボ制御判定部
３６ 電流指令応答乖離監視部
３７ 駆動源電流認識部
３８ 駆動源電力推定部
３９ モータ指令電力推定部
４０ モータ応答電力推定部
４１ 電力比較部
５１ Ａ相電流検出部
５２ Ｂ相電流検出部
６１ コンパレータ
６２ 第１閾値設定部
７１ オペアンプ
１００－１、１００－２、１００－３、１００－４ 制御装置
２００ モータ
２０１ モータコイル
２０２ エンコーダ
３００ 駆動源
５ 電流検出部
６ 過電流検出部
７ Ａ相電流変換部
８－１、８－２、８－３、８－４ しゃ断指令生成部
９ 駆動源電流検出部
１０ 速度制御部
１１ 電流指令変換部
１２ Ａ相電流指令操作部
１３ Ｂ相電流指令操作部
１４ Ａ相電流認識部
１５ Ｂ相電流認識部
１６ 過電流比較部
１７ 過電流検出信号認識部
１８ 過電流信号処理部
１９ エラー発報部
２０ 駆動源しゃ断操作部
２１－１、２１－２、２１－３ 第２閾値設定部
２２－１、２２－２、２２－３、２２－４ 短絡検出部
２１－４ 電力閾値設定部
２３ エラー通知部
３１ サーボオフ時過電流監視部
３２ 位置応答認識部
３３ 速度応答生成部
３４ サーボ指令認識部
３５ サーボ制御判定部
３６ 電流指令応答乖離監視部
３７ 駆動源電流認識部
３８ 駆動源電力推定部
３９ モータ指令電力推定部
４０ モータ応答電力推定部
４１ 電力比較部
５１ Ａ相電流検出部
５２ Ｂ相電流検出部
６１ コンパレータ
６２ 第１閾値設定部
７１ オペアンプ
１００－１、１００－２、１００－３、１００－４ 制御装置
２００ モータ
２０１ モータコイル
２０２ エンコーダ
３００ 駆動源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
