无刷电动机控制装置及其诊断处理方法

摘要

本无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对电动机的电流进行检测；模数转换电路，其与电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入脉冲信号。并且，阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接与规定电源连结的上拉电阻，中间连接点连接模数转换电路。而且，基于模数转换电路的输出值来对时钟发生电路、模数转换电路以及电流检测电路的异常进行判定。

权利要求

1.一种无刷电动机控制装置，对无刷电动机进行驱动控制以使无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作，该无刷电动机控制装置的特征在于，具备：驱动控制部，其生成用于驱动所述无刷电动机的驱动信号；

电流检测电路，其对所述无刷电动机的各相的电流值进行检测；

多个模数转换电路，该多个模数转换电路与所述各相的电流检测电路连接；

时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲；

脉冲输出电路，其基于所述时钟脉冲来输出脉冲信号；

模数转换电路诊断部，其对所述多个模数转换电路进行诊断；以及

阻容滤波器，其被输入所述脉冲信号，

所述阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接有与规定电源连结的上拉电阻，并且所述中间连接点与所述多个模数转换电路连接，所述模数转换电路诊断部基于通过所述多个模数转换电路将所述中间连接点的电压转换为数字信号所得到的输出值，来对所述多个模数转换电路进行诊断。

2.根据权利要求1所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，

在向所述阻容滤波器的所述脉冲信号是“低”的状态且以所述中间连接点的电压为输入的所述多个模数转换电路的输出值脱离了规定范围的情况下，由所述模数转换电路诊断部判定为输出值脱离了规定范围的模数转换电路异常。

3.根据权利要求1或2所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，

在向所述阻容滤波器的所述脉冲信号是“高”的状态且以所述中间连接点的电压为输入的所述多个模数转换电路的输出值中只有一个输出值脱离了规定范围的情况下，由所述模数转换电路诊断部判定为输出值脱离了规定范围的模数转换电路异常。

4.根据权利要求1或2所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，

在向所述阻容滤波器的所述脉冲信号是“高”的状态且以所述中间连接点的电压为输入的所述多个模数转换电路的输出值全部超过规定范围或输出值全部低于规定范围的情况下，由无刷电动机控制装置所具备的时钟发生电路诊断部判定为所述时钟发生电路异常。

5.根据权利要求1或2所述的无刷电动机控制装置，其特征在于，

在所述无刷电动机的旋转动作停止期间且以所述电流检测电路的输出为输入的所述多个模数转换电路的输出值从规定范围脱离的情况下，由无刷电动机控制装置所具备的电流检测电路诊断部判定为电流检测电路异常。

6.一种无刷电动机控制装置的诊断处理方法，对无刷电动机控制装置的异常进行诊断，该无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对所述无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与所述各相的电流检测电路连接；以及时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲，该无刷电动机控制装置对所述无刷电动机进行驱动控制以使所述无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作，该无刷电动机控制装置的诊断处理方法的特征在于，将电阻与电容器串联连接来构成阻容滤波器，在电阻与电容器的中间连接点连接与规定电源连结的上拉电阻，并且所述中间连接点与所述多个模数转换电路连接，对所述阻容滤波器施加基于所述时钟脉冲生成的脉冲信号，基于通过多个模数转换电路将所述中间连接点的电压转换为数字信号所得到的输出值，来对所述模数转换电路和所述时钟发生电路进行诊断。

说明书

无刷电动机控制装置及其诊断处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种对无刷电动机进行驱动控制的无刷电动机控制装置及其诊断处理方法，特别是涉及一种具备诊断功能的无刷电动机控制装置及其诊断处理方法，该诊断功能为在转速和转矩相对于指令的偏差因电动机控制电路的一部分异常而增加之前对可能成为其原因的电路进行诊断。

背景技术

[0002] 近来，一般来说，在被使用的冰箱用等的冷却风扇中，基于冷却风扇的寿命、节能化的要求而使用无刷电动机。而且，在冷却风扇中，根据每时每刻的气温、冷却对象的温度来对风扇决定所需要的风量，或决定冷却风扇向周边附近发出的驱动声，需要对冷却风扇进行控制以满足所决定的风量或驱动声。已知风量的波动依赖于安装于叶轮(impeller)的电动机的转速的波动，驱动声依赖于电动机的旋转转矩。

[0003] 另外，在以脉宽调制(Pulse Width Modulation，以下适当地记为“PWM”)驱动来进行控制的无传感器的三相无刷电动机的情况下，以往例如由如下这种无刷电动机控制装置进行控制。首先，在该控制装置中，根据流向各相的线圈的电流值来估计电动机的旋转位置。进一步，根据每单位时间的旋转位置的变化量来计算实际转速。而且，在该控制装置中，按照计算出的实际转速来对配置在用于实现PWM驱动的逆变器电路内的MOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属-氧化物半导体场效应晶体管)元件的开关脉宽进行控制。

[0004] 因此，在用于对线圈的电流值进行检测的电流检测电路、用于将电流检测电路的输出取入到微型计算机的AD转换电路以及用于生成单位时间的时钟发生电路存在误差的情况下，所计算的实际转速和转矩也同样地产生误差，相比于目标值产生偏差。

[0005] 作为该时钟发生电路的异常误差的判定方法，以往提出了以下方法：例如将基于时钟脉冲生成的规定时间间隔的脉冲电压输入RC(Resistance-Capacitance：阻容)滤波器，在规定的采样时间内的电压脱离规定的范围的情况下判定为时钟发生电路异常(例如参照专利文献1)。

[0006] 然而，在上述以往的结构的情况下，能够判定时钟发生电路的异常，但是无法判定电流检测电路、AD转换电路的异常。因此，无法事前对因AD转换电路、电流检测电路的异常而导致的转速、转矩的误差增加进行检测，无法应对冷却风扇的风量、驱动声的波动扩大。并且，为了确保应对这些波动的余地，而搭载了大的电动机。另外，虽然还能够以追加许多复杂的诊断用电路等的方式应对，但是在利用引脚个数少的小型微型计算机的情况下无法实现电路结构，而大型微型计算机的搭载等会导致成本增加。

[0007] 专利文献1：日本特开平8-230651号公报

发明内容

[0008] 本发明的无刷控制装置是对无刷电动机进行驱动控制以使无刷电动机按照来自外部的指令进行旋转动作的无刷电动机控制装置。本无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与各相的电流检测电路连接；时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于时钟脉冲来输出脉冲信号，以及阻容滤波器，其被输入脉冲信号。并且，阻容滤波器是电阻与电容器串联连接而成，在电阻与电容器的中间连接点连接有与规定电源连结的上拉电阻，并且中间连接点与多个模数转换电路连接。

[0009] 而且，基于多个模数转换电路的输出值来判定时钟发生电路、模数转换电路以及电流检测电路的异常，在判定为异常的情况下，例如停止电动机的旋转动作。

[0010] 另外，本发明的无刷电动机控制装置的诊断处理方法是如下的无刷电动机控制装置的诊断处理方法，该无刷电动机控制装置具备：驱动控制部，其生成用于驱动无刷电动机的驱动信号；电流检测电路，其对无刷电动机的各相的电流值进行检测；多个模数转换电路，该多个模数转换电路与各相的电流检测电路连接；以及时钟发生电路，其输出成为动作周期的基准的时钟脉冲。在本诊断处理方法中，将电阻与电容器串联连接来构成阻容滤波器，在电阻与电容器的中间连接点连接与规定电源连结的上拉电阻，并且中间连接点与多个模数转换电路连接。而且，对阻容滤波器施加基于时钟脉冲生成的脉冲信号，通过多个模数转换电路将中间连接点的电压转换为数字信号。本诊断处理方法基于进行该转换所得到的输出值，来对模数转换电路和时钟发生电路进行诊断。

[0011] 根据本发明，能够事前对因模数转换电路、时钟发生电路以及电流检测电路的异常而导致的转速、转矩的误差增加进行检测，因此能够事先防止冷却风扇的风量、驱动声的波动扩大。因此，不需要为了确保应对这些波动的余地而搭载大的电动机，从而能够实现冷却风扇的小型化/轻量化。另外，根据本发明，不需要追加许多复杂的诊断用电路，因此能够利用引脚个数少的小型微型计算机和低价的电路结构容易地实现，能够抑制电路的成本。

附图说明

[0012] 图1是示出本发明的实施方式中的无刷电动机控制装置的结构的框图。

[0013] 图2A是示出在时钟发生电路正常的情况下对该无刷电动机控制装置的RC滤波器施加的脉冲信号Pls的波形和判定用电压Vc的波形、以及AD转换电路的读取定时的时序图。

[0014] 图2B是示出在时钟发生电路异常的情况下对该无刷电动机控制装置的RC滤波器施加的脉冲信号Pls的波形和判定用电压Vc的波形、以及AD转换电路的读取定时的时序图。

[0015] 图3是示出该无刷电动机控制装置的异常诊断过程的流程图。

具体实施方式

[0016] 下面，使用附图来对本发明的实施方式进行说明。

[0017] (实施方式)

[0018] 图1是示出本发明的实施方式中的无刷电动机控制装置10的结构的框图。在图1中，示出了在本无刷电动机控制装置10连接有无刷电动机40的结构的一例。通过这样的结构，无刷电动机控制装置10对无刷电动机40进行驱动控制以使无刷电动机40按照来自外部的指令进行旋转动作。

[0019] 无刷电动机40具备：定子，其具备将绕组卷绕于定子芯而得到的线圈41；以及转子，通过对线圈41进行通电驱动，该转子以轴为中心旋转。在本实施方式中，无刷电动机40具有设为U相、V相、W相的三相的线圈41，列举无刷电动机控制装置10利用脉宽调制(PWM)所得到的驱动信号Drv对各相进行旋转驱动的一例来进行说明。

[0020] 如图1所示那样，无刷电动机控制装置10是包括控制部11、逆变器电路14、电流检测电路15以及RC滤波器26的结构。

[0021] 向无刷电动机控制装置10输入用于指示转速、转矩量的信号即转速/转矩指令Tsp来作为例如来自外部的上级控制器(未图示)等的指令之一。无刷电动机控制装置10生成驱动信号Drv，使得无刷电动机40的旋转为与转速/转矩指令Tsp相应的转速、转矩。然后，无刷电动机控制装置10向各线圈41施加所生成的各个驱动信号Drv，通过这样来对无刷电动机40进行旋转控制。

[0022] 为了使无刷电动机控制装置10像这样动作，控制部11通过PID(比例、积分、微分)控制，基于转速/转矩指令Tsp与实际的转速之间的残差来生成PMW原信号Dp并输出该原信号Dp。然后，逆变器电路14根据PMW原信号Dp来使与电源连接的内部的开关元件进行开关，由此生成各相的驱动信号Drv并输出该驱动信号Drv。

[0023] 另外，在本实施方式中，设为无刷电动机控制装置10通过不设置位置传感器等的无传感器方式来对无刷电动机40进行驱动控制这样的结构。在本实施方式中，在这种无传感器方式中，为了检测旋转的转子的位置，设置有电流检测电路15。

[0024] 电流检测电路15配置在各相的驱动信号Drv的近处，检测流向无刷电动机40的缠绕于定子芯的线圈41的、U/V/W各相的电流值。而且，电流检测电路15将检测出的各个电流值转换为与各个电流值对应的电压Det后分别提供给控制部11。另外，控制部11具备AD(Analog-Digital：模数)转换电路，对该电压Det进行AD转换，利用AD转换的输出数据来计算转子的旋转位置、转速，在下面说明详细内容。

[0025] 并且，在本实施方式中，特征在于具备对电流检测电路15、AD转换电路等的异常进行判定的功能。即，在本实施方式中，为了判定这些异常，对无刷电动机控制装置10设置包括电阻器(R)和电容器(C)的RC滤波器26。

[0026] 接着，进一步说明无刷电动机控制装置10的各部的详细结构。

[0027] 首先，控制部11为了对无刷电动机40进行驱动控制使得无刷电动机40进行期望的旋转动作而具备旋转控制部12、驱动波形生成部13、第一AD转换电路221、第二AD转换电路222及第三AD转换电路223(以后有时将第一～三AD转换电路总称而简称为AD转换电路22)、电动机位置计算部18以及实际转速计算部17。而且，由这些各部和逆变器电路14构成生成用于驱动无刷电动机40的驱动信号Drv的驱动控制部。

[0028] 并且，控制部11为了进行数字处理而具备用于生成成为其时钟信号的时钟脉冲Clk的时钟发生电路23、以及用于基于时钟脉冲Clk来生成各种定时信号的计时电路24。

[0029] 而且，控制部11为了判定各AD转换电路22、时钟发生电路23以及电流检测电路15的异常而具备脉冲输出电路25、AD转换电路诊断部19、时钟发生电路诊断部20以及电流检测电路诊断部21。

[0030] 在这样构成的控制部11中，AD转换电路22将输入到通道ch1、ch2的模拟的电压分别转换为数字信号Dig1、Dig2、Dig3后输出。向通道ch1提供与电流检测电路15所检测出的电流值对应的电压Det。在第一AD转换电路221中，与U相的电流值对应的电压Det即电压DetU被提供到通道ch1，输出表示与电压DetU对应的数字值的数字信号Dig1。在第二AD转换电路222中，与V相的电流值对应的电压Det即电压DetV被提供到通道ch1，输出表示与电压DetV对应的数字值的数字信号Dig2。在第三AD转换电路223中，与W相的电流值对应的电压Det即电压DetW被提供到通道ch1，输出表示与电压DetW对应的数字值的数字信号Dig3。另外，从RC滤波器26向各AD转换电路22的通道ch2共同地提供用于异常判定的判定用电压Vc，在下面说明详细内容。

[0031] 从各AD转换电路22输出的数字信号Dig1～3被提供到电动机位置计算部18。电动机位置计算部18接受表示各相的电流值的数字信号Dig1～3来计算无刷电动机40的转子位置。即，在本实施方式中，电动机位置计算部18基于在各相检测出的电流值来检测转子的旋转位置。电动机位置计算部18将表示这样计算出的转子位置的转子位置信号Pd向实际转速计算部17和驱动波形生成部13输出。

[0032] 向实际转速计算部17除了通知转子位置信号Pd之外，还从计时电路24向实际转速计算部17通知表示规定的时宽的计时计数数Cnt。实际转速计算部17使用该计时计数数Cnt和转子位置信号Pd，根据规定的时宽内的转子位置的变化量来计算无刷电动机40的实际的转速。实际转速计算部17将计算出的表示转速的转速信号Vd向旋转控制部12输出。

[0033] 旋转控制部12对转速/转矩指令Tsp与转速信号Vd之差即偏差进行例如比例积分微分等的运算处理(PID处理)，生成与该运算处理的结果相应的驱动波形占空信号Dd并输出该驱动波形占空信号Dd。驱动波形生成部13基于驱动波形占空信号Dd和转子位置信号Pd来生成用于对逆变器电路14的开关元件进行控制的PMW原信号Dp，向逆变器电路14输出该PMW原信号Dp。

[0034] 像这样，在本实施方式中，基于由电流检测电路15检测出的电流值来生成表示转子的实际转速的转速信号Vd，并且通知表示为了控制转速而被指示的指令速度的转速/转矩指令Tsp。而且，通过无刷电动机控制装置10构成速度控制循环，该速度控制循环是基于转速信号Vd和转速/转矩指令Tsp来进行反馈控制使得转子的转速追随指令速度的循环。无刷电动机控制装置10通过连续地执行该一系列的循环来对无刷电动机40进行旋转控制。

[0035] 另外，控制部11为了通过数字处理来执行这样的一系列的循环处理或生成AD转换电路22的采样定时而具备时钟发生电路23和计时电路24。时钟发生电路23生成成为动作周期的基准的周期性的时钟脉冲Clk，向控制部11的各数字处理部输出该时钟脉冲Clk并且向计时电路24输出该时钟脉冲Clk。该时钟脉冲Clk成为控制部11的基准时钟。计时电路24使用基准的时钟脉冲Clk来进行动作。而且，计时电路24在规定的定时向AD转换电路22输出作为采样信号的触发信号Trg1、Trg3，向脉冲输出电路25输出触发信号Trg2、Trg4。

[0036] 具体地说，计时电路24具有对时钟脉冲Clk进行计数的计数器。而且，计时电路24通过该计数器将表示与预先决定的计数数相应的定时的脉冲信号作为触发信号Trg1～4、计时计数数Cnt而输出。

[0037] 作为更具体的例子，例如设时钟脉冲Clk的周期是0.1μS(即设频率是10MHz)。而且，在计时电路24中，将作为脉冲的“高(High)”期间的计数数设为200，将脉冲的“低(Low)”期间的计数数设为800。由此，从计时电路24输出“高”期间为20μS、“低”期间为80μS的10KHz的周期性的脉冲信号。另外，例如AD转换电路22利用这样的脉冲信号的从“低”向“高”上升的定时、或与之相反的下降的定时来作为采样的定时。例如，如果将上述10KHz的脉冲信号的上升设为AD转换电路22的采样定时，则AD转换电路22每隔100μS输出数字信号Dig。此外，以下与数字处理中的一般的表现同样，脉冲信号是指由“高”的水平和“低”的水平构成的信号，将“高”水平设为正电源Vcc的电压近处的水平、将“低”水平设为成为负侧电源的接地电压近处的水平来进行说明。

[0038] 接着，对用于判定各AD转换电路22、时钟发生电路23以及电流检测电路15的异常的详细结构进行说明。

[0039] 为了判定这些异常，设置于无刷电动机控制装置10的RC滤波器26是以电阻27与电容器28串联连结而构成的。该电阻27的一方连接由控制部11的脉冲输出电路25输出的异常判定用的脉冲信号Pls。而且，该电容器28的一方与接地29连接。并且，电阻27与电容器28之间的中间连接点P作为判定用电压Vc而与第一～三的各个AD转换电路22的通道ch2连接。并且，在例如作为正的5V电源的正电源Vcc与中间连接点P之间连接有规定的电阻值的上拉电阻30。

[0040] 针对RC滤波器26的中间连接点P的电压即判定用电压Vc，AD转换电路22分别在触发信号Trg1、Trg3所表示的两个定时读取判定用电压Vc。在读取完成后，计时电路24向脉冲输出电路25输出触发信号Trg2、Trg4。在触发信号Trg2、Trg4输入时，脉冲输出电路25对输出的信号水平进行切换，由此生成脉冲信号Pls，向RC滤波器26输出该脉冲信号。

[0041] 接着，说明利用如以上那样构成的RC滤波器26来进行各个AD转换电路22的异常诊断的AD转换电路诊断部19的诊断过程。如图1所示，通过对RC滤波器26连接上拉电阻30，中间连接点P的基准电压从0(零)向V1偏移。即，在来自脉冲输出电路25的脉冲信号Pls是“低”水平且电容器28的充电和放电完成之后经过了充足的时间的定时，中间连接点P的电压为由电阻27和上拉电阻30分压后的固定的电压。例如，设正电源Vcc为5V、上拉电阻30为4KΩ、电阻27为1KΩ。这样，如果脉冲信号Pls是“低”水平(即接地29的0V)，则中间连接点P的电压即判定用电压Vc为5V的正电源Vcc被分压而得到的1V。AD转换电路22分别对脉冲信号Pls成为足够“低”水平的时间点的判定用电压Vc进行AD转换，转换为数字信号Dig1～3而输出。而且，如果该时间点的数字信号Dig1～3的值脱离规定的范围，则AD转换电路诊断部19判断为AD转换电路22异常。

[0042] 作为更具体的例子，例如设在AD转换电路22正常地进行动作的情况下，如果对输入施加1V的电压则作为数字信号Dig1～3的值而输出“128”是标准的。针对这样的AD转换电路22，例如事先设置作为标准的“128”上下的“120”～“140”这样的范围来作为规定的范围。然后，AD转换电路诊断部19确认数字信号Dig1～3的各个值是否在“120”～“140”这样的范围内，如果脱离了规定的范围“120”～“140”，则判断为AD转换电路22异常。

[0043] 图2A示出了正常时的对RC滤波器26施加的脉冲信号Pls的波形(上侧)和中间连接点P的电容器电压即判定用电压Vc的波形(下侧)、以及AD转换电路22的读取定时。

[0044] 从计时电路24向脉冲输出电路25提供触发信号Trg2、Trg4。如图2A的上侧所示那样，脉冲输出电路25输出在触发信号Trg2的定时从“低”向“高”切换且在触发信号Trg4的定时从“高”向“低”切换的脉冲信号Pls。并且，通过向RC滤波器26施加这样的脉冲信号Pls来使电容器28反复充电和放电，因此判定用电压Vc成为图2A的下侧所示那样的波形。

[0045] 在本实施方式中，构成为在图2A所示的紧挨着脉冲信号Pls从“低”向“高”切换之前的定时C1，向AD转换电路22输出触发信号Trg1来作为采样的定时。即，该定时C1是脉冲信号Pls切换成“低”之后又经过了充足的时间的定时，因此AD转换电路22能够稳定地读取成为被电阻27和上拉电阻30分压所得到的电压值V1的判定用电压Vc。如上述那样，AD转换电路诊断部19根据在该定时C1读取的数字信号Dig1～3的各个值是否脱离规定的范围，来判断AD转换电路22的异常。

[0046] 如以上那样，在向RC滤波器26的脉冲信号Pls是“低”的状态下，AD转换电路诊断部19对以中间连接点P的电压为输入的多个AD转换电路22的输出值进行诊断。而且，AD转换电路诊断部19在进行了诊断的输出值脱离规定范围的情况下，判定为该AD转换电路22异常。

[0047] 在本实施方式中，进一步在紧挨着脉冲信号Pls从“高”向“低”切换之前的定时C2，也从计时电路24向AD转换电路22输出触发信号Trg3来作为采样的定时。而且，AD转换电路22读取RC滤波器26的中间连接点P的判定用电压Vc。该定时C2是在脉冲信号Pls切换成“高”之后且以由电阻27的电阻值和电容器28的容量值决定的时间常数向电容器28进行了充电的定时，AD转换电路22能够读取成为如图2A的下侧所示那样的电压值V2的判定用电压Vc。

[0048] 另外，如上述那样，这些触发信号Trg1～4是以通过计数器对时钟脉冲Clk进行计数这样的方法生成的。因此，如果时钟脉冲Clk是其周期在规定的范围内的周期性的脉冲，则脉冲信号Pls的波形也同样，其周期在规定的范围内且同样地具有周期性。相反，如果时钟脉冲Clk的周期脱离规定的范围，则脉冲信号Pls的周期也与此相应地发生变化。例如，如果时钟脉冲Clk的周期增加10％，则脉冲信号Pls的周期也与此相应地增加10％。

[0049] 在图2A中，像这样示出了时钟脉冲Clk的周期在规定的范围内、即时钟发生电路23正常的情况下的定时，判定用电压Vc为以电压值V1为基准且以规定的电压值V2为峰值的锯齿状的波形。与此相对，在图2B中，示出了时钟发生电路23发生了异常而时钟脉冲Clk的周期脱离了规定的范围的情况下的一例(图2B中示出了时钟频率下降的情况)。

[0050] 接着，参照图2A和图2B来说明进行时钟发生电路23的异常诊断的时钟发生电路诊断部20的诊断过程。

[0051] 假如考虑从时钟发生电路23输出的时钟脉冲Clk的频率即时钟频率下降而成为异常状态的情况。这样，由于脉冲信号Pls是基于时钟脉冲Clk的计数而生成的，因此如图2B那样脉冲信号Pls的频率也下降。其结果，电容器28的充电时间增加，因此判定用电压Vc的波形的峰值电压成为超过正常时的电压值V2的电压。相反，在脉冲信号的频率增加的情况下，变为低于正常时的电压值V2。

[0052] 因而，能够通过将该峰值电压与正常时的电压值V2进行比较来进行时钟发生电路23是否正常的诊断。如上述那样，触发信号Trg1～4是以通过计数器对时钟脉冲Clk进行计数这样的方法生成的。因此，在基于触发信号Trg3的定时C2，与时钟频率的波动无关地成为判定用电压Vc的峰值电压。而且，如图2B所示，例如在时钟频率低于标准的情况下，该情况下的峰值电压高于正常时的电压值V2。

[0053] 基于这样的原理，如果在定时C2时间点的数字信号Dig1～3的值全部同样地脱离了规定的范围，则时钟发生电路诊断部20判断时钟发生电路23异常。作为更具体的例子，例如设在时钟频率正常的情况下，作为在定时C2取入的数字信号Dig1～3的值而输出“240”是标准的。针对这样的时钟发生电路23，例如事先针对与该电压值V2对应的标准情况下的“240”设置“240”上下的“230”～“250”这样的范围来作为规定的范围。而且，时钟发生电路诊断部20确认数字信号Dig1～3的各个值是否在“230”～“250”这样的范围内。如果该确认的结果是数字信号Dig1～3的全部的值以小于规定的范围的下限“230”的方式或相反地全部的值以大于规定的范围的上限“250”的方式脱离规定的范围，则判断为时钟发生电路23异常。

[0054] 如以上那样，在向RC滤波器26的脉冲信号Pls是“高”的状态下，时钟发生电路诊断部20对以中间连接点P的电压为输入的多个AD转换电路22的输出值进行诊断。而且，在进行了诊断的输出值全部超过规定范围或进行了诊断的输出值全部低于规定范围的情况下，判定为时钟发生电路异常。

[0055] 此外，还能够利用定时C2时间点的数字信号Dig1～3的值来如下那样对AD转换电路22进行诊断。即，在本实施方式中，具备三个AD转换电路22。在此，在虽然向各AD转换电路22输入相同的电压但是一个AD转换电路22的输出值与其它两个AD转换电路22的输出值不同这样的情况下，能够判断为一个AD转换电路22异常。

[0056] 即，在向RC滤波器26的脉冲信号Pls是“高”的状态下，时钟发生电路诊断部20对以中间连接点P的电压为输入的多个AD转换电路22的输出值进行诊断。而且，在诊断出的输出值中只有一个脱离规定范围的情况下，时钟发生电路诊断部20判定为该AD转换电路22异常。通过这样，还能够进行AD转换电路22的异常判定。

[0057] 另外，电流检测电路诊断部21基于无刷电动机40停止的定时的数字信号Dig1～3的值，来判断电流检测电路15是否异常。即，在无刷电动机40停止的定时，AD转换电路22经由通道ch1而取入各个电压Det。对电流检测电路诊断部21输入与取入的电压Det对应的数字信号Dig1～3。而且，电流检测电路诊断部21根据数字信号Dig1～3的值来诊断电流检测电路15是否异常。

[0058] 如以上那样，在无刷电动机40的旋转动作停止期间，电流检测电路诊断部21对以电流检测电路15的输出电压为输入的多个AD转换电路的输出值进行诊断。而且，电流检测电路诊断部21在进行了诊断的输出值从规定范围脱离的情况下，判定为电流检测电路异常。

[0059] 另外，AD转换电路诊断部19、时钟发生电路诊断部20以及电流检测电路诊断部21在诊断结果为异常的情况下，向旋转控制部12输出错误停止信号Err，使无刷电动机40的旋转动作停止。此外，输出修理或更换的请求信号，或者也可以向用户报告异常。

[0060] 此外，以上列举控制部11包括基于数字电路等的功能块的结构例来进行了说明，但是也可以例如是基于程序这样的处理过程来进行处理的结构。即，例如将电动机位置计算部18、实际转速计算部17、旋转控制部12以及驱动波形生成部13等的功能设为执行旋转控制处理方法的程序，或者将AD转换电路诊断部19、时钟发生电路诊断部20以及电流检测电路诊断部21的功能设为执行诊断处理的方法的程序，并将它们存储于存储器等。然后，通过设为由微型计算机(microcomputer)执行这些程序这样的结构，也能够实现本实施方式。另外，还能够设为将也包括生成微型计算机的基准时钟的时钟发生电路23、AD转换电路22在内的控制部11与微型计算机的功能一起设为一个芯片的LSI(Large-scale integrated circuit：大规模集成电路)这样的结构。

[0061] 图3是示出本实施方式中的无刷电动机控制装置的诊断处理方法中的各步骤的流程图。

[0062] 接着，通过图3，说明控制部11基于本诊断处理方法的各步骤来执行上述的时钟发生电路诊断部20、AD转换电路诊断部19以及电流检测电路诊断部21的一系列的诊断流程这样的一例。

[0063] 此外，基本上，关于本无刷电动机控制装置的诊断处理方法，如上述那样，电阻27和电容器28串联连接而构成RC滤波器26，在它们的中间连接点P连接与规定电源Vcc连结的上拉电阻30，并且在中间连接点P连接多个AD转换电路22。而且，向RC滤波器26施加基于时钟脉冲Clk而生成的脉冲信号Pls，通过多个AD转换电路22来将中间连接点P的电压转换为数字信号Dig。根据本诊断处理方法，基于进行该转换后的输出值来诊断AD转换电路22和时钟发生电路23。然后，更详细地说，通过执行以下的步骤来进行诊断处理。

[0064] 首先，控制部11参照由计时电路24生成的定时来判断是否到达了对AD转换电路22进行诊断的定时、即定时C1(步骤S1)。而且，如果到达，则AD转换电路22读取判定用电压Vc(步骤S2)。

[0065] 接着，从AD转换电路22对AD转换电路诊断部19输入在定时C1读取的数字信号Dig1～3(步骤S3)，AD转换电路诊断部19判断数字信号Dig1～3的值是否脱离了规定的上限或下限范围(步骤S4)。

[0066] 如果通过步骤S4的判断为已脱离，则AD转换电路诊断部19判定为AD转换电路22异常(步骤S5)，输出错误停止信号Err(步骤S6)。另外，如果通过步骤S4的判断为没有脱离，则前进到步骤S7的处理。

[0067] 当前进到步骤S7的处理时，控制部11参照由计时电路24生成的定时来判断是否到达了对时钟发生电路23进行诊断的定时、即定时C2(步骤S7)。而且，如果到达，则AD转换电路22读取判定用电压Vc(步骤S8)。然后，从AD转换电路22对时钟发生电路诊断部20输入在定时C2读取的数字信号Dig1～3(步骤S9)。

[0068] 在此，首先，时钟发生电路诊断部20判断该数字信号Dig1～3中是否只有一个脱离了规定的范围(步骤S10)。

[0069] 时钟发生电路诊断部20在通过步骤S10的判断判断为只有一个脱离了规定的范围的情况下，判定为该一个AD转换电路22异常(步骤S5)，输出错误停止信号Err(步骤S6)。另外，如果通过步骤S10的判断判断为正常，则前进到步骤S11的处理。

[0070] 当前进到步骤S11的处理时，时钟发生电路诊断部20判断是否数字信号Dig1～3的全部的值超过规定的范围或全部的值低于规定的范围(步骤S11)。

[0071] 在通过步骤S11的判断为脱离了规定范围的情况下，AD转换电路诊断部19想定为时钟发生电路23的频率下降或增加，判定为时钟发生电路23异常(步骤S12)，输出错误停止信号Err(步骤S6)。另外，如果通过步骤S11的判断为时钟发生电路23没有异常，则前进到步骤S13的处理。

[0072] 当前进到步骤S13的处理时，控制部11判断无刷电动机40是否正在进行旋转动作(步骤S13)。然后，在无刷电动机40停止的定时，从电流检测电路15对AD转换电路22输入电压DetU、DetV、DetW(步骤S14)。

[0073] 然后，从AD转换电路22对电流检测电路诊断部21输入在无刷电动机40的停止定时读取的数字信号Dig1～3(步骤S15)，判断它们的值是否脱离了规定的上限或下限范围(步骤S16)。

[0074] 在通过步骤S16的判断为它们的值脱离了规定的范围的情况下，电流检测电路诊断部21判定为电流检测电路15异常(步骤S17)，输出错误停止信号Err(步骤S6)，使无刷电动机40旋转停止。另外，如果通过步骤S16的判断为没有异常则结束处理。此外，在步骤S13中无刷电动机40正在进行旋转动作的情况下，如上述那样对通常的无刷电动机40进行旋转控制。

[0075] 如果将以上那样的无刷电动机控制装置应用于冷却风扇的控制，则能够事前对因AD转换电路、时钟发生电路以及电流检测电路的异常而导致的转速、转矩的误差增加进行检测。因此，能够事先防止冷却风扇的风量、驱动声的波动扩大。而且，不需要搭载大的电动机以确保应对这些波动的余地，从而能够实现冷却风扇的小型化/轻量化。

[0076] 另外，本无刷电动机控制装置不需要追加许多复杂的诊断用电路，因此能够利用引脚个数少的小型微型计算机容易地实现，能够抑制电路的成本。

[0077] 产业上的可利用性

[0078] 本发明的无刷电动机控制装置能够以简单的结构进行高精度的速度控制和转矩控制，因此能够应用于家庭用或产业用的电动机，特别适合于要求高效、低噪音的冷却风扇、鼓风机的控制。

[0079] 附图标记说明

[0080] 10：无刷电动机控制装置；11：控制部；12：旋转控制部；13：驱动波形生成部；14：逆变器电路；15：电流检测电路；17：实际转速计算部；18：电动机位置计算部；19：AD转换电路诊断部；20：时钟发生电路诊断部；21：电流检测电路诊断部；22：AD转换电路；23：时钟发生电路；24：计时电路；25：脉冲输出电路；26：RC滤波器；27：电阻；28：电容器；29：接地；30：上拉电阻；40：无刷电动机；41：线圈。