JP2010088183A - モータ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ駆動制御装置において、高価なセンサや回転パルス発生器を設けることなく、電動モータの断線等の異常を検知する。
【解決手段】電圧が加わったときに電動モータ６に対して駆動又は停止信号を送るＦＥＴ回路８を設け、このＦＥＴ回路８に対して電圧を供給するモータ駆動回路７を設ける。ＣＰＵ４（主制御部）によって、電源スイッチ３がオン操作され、かつ操作スイッチ５が駆動操作されたときにモータ駆動回路７にＦＥＴ回路８に対して電圧を供給する指示をするようにする。電源スイッチ３がオン操作され、操作スイッチ５が停止操作されているときには、電動モータ６が通常に接続されていれば電圧がかからず、電動モータ６が断線していれば電圧がかかることにより、電動モータ６の断線を検出してＣＰＵ４に信号を送る故障検出回路１０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置に関し、特に電動モータの断線の検出に関するものである。

従来より、断線や回路異常を判別するモータ駆動制御回路が知られている。

例えば、特許文献１のように、モータに連動する回転パルス発生器から出力される回転パルス信号を検出することによりモータの回転状態を把握すると共に、モータに対して回転制御信号を出力する主制御部を有し、回転制御信号をモータ停止時に所定値にて出力し、所定値の出力時には主制御部への回転パルス信号の入力を禁止すると共に、所定値にて出力される回転制御信号を主制御部に入力する切換回路を設けたモータ駆動制御装置は知られている。
特開２００１−８６７９１号公報

ところで、この種のモータ駆動制御回路は、通常、モータの回転数を検出する回転速度センサや、回転パルス発生器による検出により、モータの異常を検出していた。このため、モータを駆動する命令を出すモータ駆動回路に電流を流さないと、モータの異常が検出できなかった。このため、無駄な電力を消費し、余計な熱が発生していた。

上記特許文献１のモータ駆動制御装置では、モータの停止時においてモータの回転信号が発生していなくてもモータ制御回路の異常を監視することができるが、依然として高価な回転パルス発生器を用いる必要があり、構成が複雑で製造コストがかかるという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高価なセンサや回転パルス発生器を設けることなく、電動モータの断線等の異常を検知することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、電動モータの断線を検出して主制御部に信号を送る故障検出回路を設けた。

具体的には、第１の発明では、電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置を前提とし、このモータ駆動制御装置は、
電源スイッチと、
上記電動モータの駆動又は停止操作するための操作スイッチと、
電圧が加わったときに上記電動モータに対して駆動又は停止信号を送るＦＥＴ回路と、
上記ＦＥＴ回路に対して電圧を供給するモータ駆動回路と、
上記電源スイッチがオン操作され、かつ上記操作スイッチが駆動操作されたときに上記モータ駆動回路にＦＥＴ回路に対して電圧を供給する指示をする主制御部と、
上記電源スイッチがオン操作され、上記操作スイッチが停止操作されたときには、上記電動モータが通常に接続されていれば電圧がかからず、該電動モータが断線していれば電圧がかかることにより、上記電動モータの断線を検出して上記主制御部に信号を送る故障検出回路とを備えている。

上記の構成によると、操作スイッチが停止状態で電源スイッチのみがオン操作されていると、電動モータに断線等の異常がない場合には、モータ駆動回路から故障検出回路に電圧がかからないが、電動モータが断線しているとモータ駆動回路に使用しているＩＣの特性により故障検出回路に約４Ｖの電圧がかかる。このため、故障検出回路にかかる電圧の有無を主制御部が検出することにより、センサや回転パルス発生器を設けなくても、電源スイッチオンのみの状態で電動モータの断線が検出される。また、操作スイッチを駆動状態にしなくても電動モータの断線が検出されるので、モータ駆動回路における余計な熱の発生が最小限に抑えられる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記モータ駆動制御装置は、
上記電動モータに送られる電流を検出し、上記主制御部に検出結果を送信するモータ電流検出回路をさらに備えている。

上記の構成によると、電源スイッチがオン操作されて操作スイッチが駆動状態において、電動モータに断線等の異常がない場合には、電動モータに電流が流れるので、モータ電流検出回路に電流が流れたことを主制御部が検知する。一方、電動モータが断線していると、電動モータには電流が流れないので、モータ電流検出回路に電流が流れていないことを主制御部が検知する。このことで、操作スイッチが駆動状態においても、モータ電流検出回路により、モータの断線等の異常が即時に検出されるので、主制御部がすぐにモータ駆動回路に停止命令を出すことができ、このモータ駆動回路及びＦＥＴ回路における余計な熱の発生が最小限に抑えられる。

第３の発明では、第１の発明において、
上記モータ駆動制御装置は、
上記モータ電流検出回路又は上記故障検出回路からの信号を受けた上記主制御部の指示により、上記電動モータが断線していることを報知する報知手段をさらに備えている。

上記の構成によると、主制御部は、操作スイッチが停止状態では、故障検出回路からの異常信号を受け、駆動状態では、モータ電流検出回路からの異常信号を受け、報知手段に信号を送ることにより、いずれの場合でも、報知手段がユーザに電動モータに異常があることを知らせる。

第４の発明では、第２又は第３の発明において、
上記モータ電流検出回路は、１つの抵抗器よりなり、
上記主制御部は、上記抵抗器に流れる電流及び電圧を計測可能に構成されている。

上記の構成によると、モータ電流検出回路が１つの抵抗器だけという簡単な構成でありながら、操作スイッチが駆動状態における電動モータの断線等を検出できるので、製造コストが低減される。

以上説明したように、本発明によれば、電源スイッチがオン状態で操作スイッチが停止状態のときに電動モータが通常に接続されていれば故障検出回路に電圧がかからず、電動モータが断線していれば故障検出回路に電圧がかかるようにして電動モータの断線を検出して主制御部に信号を送るようにしたことにより、高価なセンサや回転パルス発生器を設けることなく、電動モータの断線等の異常を検知することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態のモータ駆動制御装置１を示し、このモータ駆動制御装置１は、電源２と、電源スイッチ３と、主制御部としてのＣＰＵ４とを備えている。このＣＰＵ４が、電源スイッチ３と、操作スイッチ５とがオンのときに電動モータ６を駆動し、操作スイッチ５がオフのときに電動モータ６を停止するように制御するようになっている。

具体的には、電源スイッチ３がオン操作され、操作スイッチ５が駆動操作されたときにＣＰＵ４がモータ駆動回路７に信号を出し、このモータ駆動回路７が、ＦＥＴ回路８に対して電圧を供給する指示をするように構成されている。モータ駆動回路７は、電源２による電圧とは別にＦＥＴ回路８に対して例えば１０Ｖの電圧を供給する回路となっている。

ＦＥＴは無接点でオン・オフをするトランジスタであり、ＦＥＴ回路８は実際にモータ駆動回路７からの駆動信号（電圧）があれば、オンとなって電動モータ６が回り、駆動信号がなければオフ状態のままで電動モータ６は動作しないように構成されている。

モータ駆動制御装置１は、ＦＥＴ回路８と電動モータ６との間にモータ電流検出回路９を備えている。モータ電流検出回路９は、例えば１つの抵抗器よりなる。ＣＰＵ４は、この抵抗器に流れる電流及び電圧を計測可能に構成されている。

モータ駆動制御装置１は、ＦＥＴ回路８及びモータ電流検出回路９とＣＰＵ４とモータ駆動回路７とに接続された故障検出回路１０を備えている。この故障検出回路１０は、電源スイッチ３がオン操作され、操作スイッチ５が停止操作されたときには、電動モータ６が通常に接続されていれば電圧がかからない。一方、電動モータ６が断線していれば電圧がかかるので、このことで、電動モータ６の断線を検出してＣＰＵ４に信号を送るように構成されている。

モータ駆動制御装置１は、モータ電流検出回路９又は上記故障検出回路１０からの信号を受けたＣＰＵ４の指示により、電動モータ６が断線していることを報知する報知手段１１をさらに備えている。報知手段１１は、警告ブザーや警告ランプで構成すればよい。

−作動−
次に、本実施形態にかかるモータ駆動制御装置１の作動について図２及び図３を用いて説明する。

まず、ステップＳ０１において、電源スイッチ３をオンにする。

次いで、ステップＳ０２において、故障検出回路１０にかかっている電圧が異常かどうかを検出する。電動モータ６に断線等の異常がない場合には、電動モータ６に電圧がかかって故障検出回路１０に電圧がかからない（０Ｖ）ので、ステップＳ０５に進む。逆に、電動モータ６が断線していると、電動モータ６には電圧がかからず、モータ駆動回路７に使用しているＩＣの特性により、故障検出回路１０に電圧（例えば４Ｖ）がかかり、ステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３では、故障検出回路１０がＣＰＵ４に電動モータ６に異常がある旨の信号を送出し、ステップＳ０４に進む。

ステップＳ０４において、ＣＰＵ４は、故障検出回路１０からの断線エラーを検出し、報知手段１１によって報知させる。このように、センサや回転パルス発生器を設けなくても、電動モータ６の断線が検出される。

一方、ステップＳ０５で、操作スイッチ５をオン（駆動状態）にすると、ステップＳ０６に進む。

ステップＳ０６において、ＣＰＵ４は、モータ駆動回路７に対するモータ駆動命令信号を送出する。具体的には、ＦＥＴ回路８に対して１０Ｖの電圧を供給し、ステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７では、電動モータ６が駆動され、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８では、ＣＰＵ４はモータ電流検出回路９の電流を計測し、ステップＳ０９に進む。

ステップＳ０９において、ＣＰＵ４が電動モータ６に断線があるかを判断する。電動モータ６に断線等の異常がない場合には、電動モータ６に電流（例えば、１０Ａ）が流れるので、モータ電流検出回路９が電流が流れていることから断線がないと判断し、ステップＳ１０に進む。逆に電動モータ６が断線していると、電動モータ６には電流が流れない（０Ａ）ので、ＣＰＵ４は電流が流れていないことから断線があると判断し、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１において、ＣＰＵ４は、直ちにモータ駆動回路７に対するモータ駆動命令信号を停止して、電動モータ６の駆動を停止する。このことで、操作スイッチ５が駆動状態においても、モータ電流検出回路９により、モータの断線等の異常が即時に検出されるので、ＣＰＵ４がすぐにモータ駆動回路７に停止命令を出すことができる。このため、モータ駆動回路７及びＦＥＴ回路８における余計な熱の発生が最小限に抑えられる。また、モータ電流検出回路９が１つの抵抗器だけという簡単な構成でありながら、ＣＰＵ４が駆動状態における電動モータ６の断線等を検出できるので、製造コストが低減される。

なお、ステップＳ１０では、操作スイッチ５がオフ（停止状態）にならない限り、ステップＳ０９が繰り返され、オフ操作されると、ステップＳ１２に進み、モータ駆動命令信号を停止して、電動モータ６の駆動を停止する。

このように、ＣＰＵ４は、操作スイッチ５が停止状態では、故障検出回路１０からの異常信号を受け、駆動状態では、モータ電流検出回路９からの異常信号を受け、報知手段１１に信号を送ることにより、報知手段１１がユーザに電動モータ６に異常があることを知らせる。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態にかかるモータ駆動制御装置１によると、電源スイッチ３がオン状態で操作スイッチ５が停止状態のときに電動モータ６が通常に接続されていれば故障検出回路１０に電圧がかからず、電動モータ６が断線していれば故障検出回路１０に電圧がかかるようにして電動モータ６の断線を検出してＣＰＵ４に信号を送るようにしたことにより、高価なセンサや回転パルス発生器を設けることなく、電動モータ６の断線等の異常を検知することができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

モータ駆動制御装置のブロック図である。 モータ駆動制御装置にかかる電流及び電圧を示す図である。 モータ駆動制御装置のフローチャートである。

符号の説明

１ モータ駆動制御装置
３ 電源スイッチ
４ ＣＰＵ（主制御部）
５ 操作スイッチ
６ 電動モータ
７ モータ駆動回路
８ ＦＥＴ回路
９ モータ電流検出回路
１０ 故障検出回路
１１ 報知手段

Claims (4)

1. 電動モータの駆動制御を行うモータ駆動制御装置において、
   電源スイッチと、
   上記電動モータの駆動又は停止操作するための操作スイッチと、
   電圧が加わったときに上記電動モータに対して駆動又は停止信号を送るＦＥＴ回路と、
   上記ＦＥＴ回路に対して電圧を供給するモータ駆動回路と、
   上記電源スイッチがオン操作され、かつ上記操作スイッチが駆動操作されたときに上記モータ駆動回路にＦＥＴ回路に対して電圧を供給する指示をする主制御部と、
   上記電源スイッチがオン操作され、上記操作スイッチが停止操作されたときには、上記電動モータが通常に接続されていれば電圧がかからず、該電動モータが断線していれば電圧がかかることにより、上記電動モータの断線を検出して上記主制御部に信号を送る故障検出回路と、
   を備えていることを特徴とするモータ駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動制御装置において、
   上記電動モータに送られる電流を検出するモータ電流検出回路をさらに備えている
   ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
3. 請求項２に記載のモータ駆動制御装置において、
   上記モータ電流検出回路又は上記故障検出回路からの信号を受けた上記主制御部の指示により、上記電動モータが断線していることを報知する報知手段をさらに備えている
   ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
4. 請求項２又は３に記載のモータ駆動制御装置において、
   上記モータ電流検出回路は、１つの抵抗器よりなり、
   上記主制御部は、上記抵抗器に流れる電流及び電圧を計測可能に構成されている
   ことを特徴とするモータ駆動制御装置。

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