[go: up one dir, main page]

JP7632221B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

負荷駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7632221B2
JP7632221B2 JP2021166732A JP2021166732A JP7632221B2 JP 7632221 B2 JP7632221 B2 JP 7632221B2 JP 2021166732 A JP2021166732 A JP 2021166732A JP 2021166732 A JP2021166732 A JP 2021166732A JP 7632221 B2 JP7632221 B2 JP 7632221B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
voltage
power supply
battery
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021166732A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023057297A5 (ja
JP2023057297A (ja
Inventor
宏紀 名倉
秀樹 株根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2021166732A priority Critical patent/JP7632221B2/ja
Priority to PCT/JP2022/037603 priority patent/WO2023063253A1/ja
Priority to CN202280067675.0A priority patent/CN118176651A/zh
Publication of JP2023057297A publication Critical patent/JP2023057297A/ja
Publication of JP2023057297A5 publication Critical patent/JP2023057297A5/ja
Priority to US18/630,865 priority patent/US20240258947A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7632221B2 publication Critical patent/JP7632221B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/07DC-DC step-up or step-down converter inserted between the power supply and the inverter supplying the motor, e.g. to control voltage source fluctuations, to vary the motor speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、負荷駆動装置に関する。
従来、バッテリの直流電力をインバータ等の電力変換器で変換し、三相モータ等の負荷に供給する負荷駆動装置が知られている。
例えば特許文献1に開示された舵角検出装置は、モータの回転角を検出する回転角センサが設けられている。回転角センサには、バッテリからレギュレータを経由して電力が供給される。バッテリからレギュレータを経由して供給される電力により、回転角センサは動作を継続可能である。
特開2018-177097号公報
特許文献1の装置では、ハーネスが切れかかっているなどバッテリから電源ラインへの電力供給が途絶する異常や、エンジンクランキングによりバッテリ電圧が低下した場合、回転角センサへの電力供給が途絶し、回転角センサが動作を継続できなくなる。特に電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータでは、回転角センサが一時的に動作を停止すると、復帰後に舵角の中立位置の情報が維持されず、アシスト制御での正確な舵角演算ができなくなるという問題がある。
また、装置の構成によっては、回転角センサ以外に三相プリドライバ、CANトランシーバ、ウェイクアップ用CANドライバ等の機器もバッテリからの供給電圧が低下すると動作を継続できなくなる。
本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、バッテリから電源ラインに供給される電圧が一時的に低下しても対象回路の動作を継続可能とする負荷駆動装置を提供することにある。
本発明の第一の態様の負荷駆動装置は、電気自動車に適用され、電力変換器(60)と、昇圧回路(20)と、昇圧後コンデンサ(25)と、特定レギュレータ(36)と、を備える。電力変換器は、24V又は48Vのバッテリ(15)に接続される電源ライン(Lp)とグランドライン(Lg)との間に設けられ、バッテリの直流電力を変換して負荷である三相のモータ(80)に供給する。
昇圧回路は、電源ラインを経由して供給されるバッテリの電圧を昇圧する。昇圧後コンデンサは、昇圧回路による昇圧後電圧が充電される。
特定レギュレータは、電力供給経路(31、32)を経由して下限値以上の電圧が印加されているとき対象回路(85、37、38、40)を動作させる。対象回路には、シャフト(86)の先端に固定されたセンサマグネット(87)に対向するホール素子で構成されており、センサマグネットの磁束の変化に基づいてモータの回転角を検出する回転角センサ(85)、及び、駆動信号に従って前記電力変換器を動作させる三相プリドライバ回路(40)が含まれる。
少なくとも昇圧後コンデンサに充電された電圧が特定レギュレータに印加される。これにより、バッテリから電源ラインに供給される電圧が一時的に低下しても対象回路は動作を継続することができる。
本発明の第二の態様の負荷駆動装置は、第一の態様の負荷駆動装置に対し昇圧回路及び昇圧後コンデンサを備えなくてもよく、その代わり、電力変換器コンデンサを備えることを要件とする。電力変換器コンデンサは、電源ラインとグランドラインとの間に電力変換器と並列に接続され、電力変換器に印加される電圧が充電される。
少なくとも電力変換器コンデンサに充電された電圧が特定レギュレータに印加される。これにより、バッテリから電源ラインに供給される電圧が一時的に低下しても対象回路は動作を継続することができる。
第1実施形態のモータ駆動装置の構成図。 電動パワーステアリング装置の概略構成図。 第1実施形態でのバッテリ電圧低下時における各部の電圧変化を示す図。 第2実施形態のモータ駆動装置の構成図。 比較例のモータ駆動装置の構成図。 比較例でのバッテリ電圧低下時における各部の電圧変化を示す図。
本発明の複数の実施形態による負荷駆動装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第1、第2実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の負荷駆動装置はモータ駆動装置である。このモータ駆動装置は、電動パワーステアリング装置においてバッテリの直流電力を変換して「負荷」としての操舵アシストモータに供給する。操舵アシストモータは三相ブラシレスモータで構成されている。
なお、車両に搭載される補機バッテリの電圧は従来12Vが一般的であったが、本実施形態では主に、今後、電気自動車で採用される予定である24V又は48Vを想定する。図中及び以下の明細書中の「24V/48V」は「24V又は48V」を意味する。ただし、12Vのバッテリを用いる場合でも本実施形態の構成は基本的に同様である。後述の説明でエンジンクランキングに言及していることからも明らかなように、本実施形態は、電気自動車に限らずエンジン車に適用されてもよい。
具体的には、電動パワーステアリング装置のECUがモータ駆動装置として機能する。ECUは、マイコンやカスタマイズされた統合IC等で構成され、図示しないCPU、ROM、RAM、I/O、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ECUは、ROM等の実体的なメモリ装置(すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体)に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。
(第1実施形態)
図1に第1実施形態のモータ駆動装置101の構成を示す。モータ駆動装置101は、「電力変換器」としてのインバータ60、「電力変換器コンデンサ」としてのインバータコンデンサ56、昇圧回路20、昇圧後コンデンサ25、特定レギュレータ36等を備える。図1には一系統のモータ駆動装置101の構成を例示するが、二系統以上の冗長構成であってもよい。例えば二系統のモータ駆動装置では、二組の巻線組を有する二重巻線モータに対し二つのインバータから電力供給する。
インバータ60は、バッテリ15の正極と電源ラインLpを介して接続され、バッテリ15の負極とグランドラインLgを介して接続される。インバータ60は、電源ラインLpとグランドラインLgとの間に直列接続された、三相の上下アームのスイッチング素子61-66を含む。詳しくは、U相、V相、W相の上アームのスイッチング素子61、62、63及び下アームのスイッチング素子64、65、66がブリッジ接続されている。本実施形態では、インバータ60のスイッチング素子61-66としてMOSFETが用いられる。以下、本実施形態で用いられるMOSFETは基本的にNチャネル型である。
各相の上下アームのスイッチング素子の接続点を「アーム間接続点Nu、Nv、Nw」と定義する。アーム間接続点Nu、Nv、Nwは、それぞれモータ80の三相巻線81、82、83に接続されている。インバータ60は、バッテリ15の直流電力を変換して三相巻線81、82、83に供給する。例えばY結線のモータ80の場合、三相巻線81、82、83は中性点Nmで接続されている。なお、三相巻線81、82、83はΔ結線されてもよい。
インバータコンデンサ56は、電源ラインLpとグランドラインLgとの間にインバータ60と並列に接続され、インバータ60に印加される電圧が充電される。モータ駆動装置101の通常動作時、インバータコンデンサ56は平滑コンデンサとして機能する。
インバータ60のバッテリ15側には、ノイズ対策用LCフィルタ回路を構成するフィルタコンデンサ16及びチョークコイル(インダクタ)17が設けられている。フィルタコンデンサ16及びインバータコンデンサ56は、例えば有極性のアルミ電解コンデンサで構成されている。チョークコイル17は電源ラインLpに設けられている。
図1の構成では、チョークコイル17とインバータ60との間の電源ラインLpには、バッテリ15に電源リレー51、及び、インバータ60側に逆接続保護リレー52が直列接続されている。電源リレー51は、インバータ60側からバッテリ15側への電流を導通する還流ダイオードが並列接続されており、OFF時にバッテリ15側からインバータ60側への電流を遮断する。
逆接続保護リレー52は、バッテリ15側からインバータ60側への電流を導通する還流ダイオードが並列接続されており、OFF時にインバータ60側からバッテリ15側への電流を遮断する。例えば電源リレー51及び逆接続保護リレー52はMOSFETで構成されており、MOSFETの寄生ダイオードが還流ダイオードとして機能する。
他の構成例では電源リレー51は設けられなくてもよい。また、逆接続保護リレー52はグランドラインLgに設けられてもよい。
モータリレー71、72、73は、各相のアーム間接続点Nu、Nv、Nwと三相巻線81、82、83との間のモータ電流経路に設けられる。例えばモータリレー71、72、73はMOSFETで構成されている。寄生ダイオードは、アーム間接続点Nu、Nv、Nwから三相巻線81、82、83への電流を導通する。モータリレー71、72、73は、OFF時にモータ80側からインバータ60側への電流を遮断する。
図示を省略するが、インバータ60又は各相モータ電流経路には相電流を検出する電流センサが設けられる。モータ駆動装置101の通常動作時、マイコン(制御部)30は、モータ80が指令トルクを出力するように、相電流検出値及びモータ回転角に基づく電流フィードバック制御によりインバータ60の駆動信号を演算する。三相プリドライバ回路40は、マイコン30が演算した駆動信号に従ってインバータ60を動作させる。なお、マイコン30による制御部としての機能の一部を統合ICが分担してもよい。また二系統構成の場合、各系統のマイコンの間で制御情報を相互に通信してもよい。
また、システムの起動、停止時や異常発生時等に、マイコン30からの指令に基づき、図示しないリレードライバ回路により電源リレー51、逆接続保護リレー52、及びモータリレー71、72、73がON/OFF操作される。各リレーのゲート信号等の図示は省略する。
昇圧回路20は、チョークコイル17後の電源ラインLpに接続されており、電源ラインLpを経由して供給されるバッテリ電圧を昇圧する。昇圧回路20は、例えばコイルとスイッチング素子とを含むチョッパ回路で構成される。バッテリ電圧が24V/48Vの場合、降圧レギュレータ18で一旦12V程度に降圧されてから昇圧回路20に入力されてもよい。昇圧後コンデンサ25は、昇圧回路20による昇圧後電圧が充電される。
三相プリドライバ回路40には、上アーム(ハイサイド)スイッチング素子61-63のゲート電圧生成用電源として24V/48Vが入力され、下アーム(ローサイド)スイッチング素子64-66のゲート電圧生成用電源として、降圧レギュレータ18後の12Vが入力される。バッテリ電圧が12Vの場合、降圧レギュレータ18は不要である。
特定レギュレータ36は、電力供給経路を経由して下限値以上の電圧が印加されているとき対象回路を動作させる低暗電流電源である。本実施形態で特に重要な対象回路は、モータ80の回転角を検出するホール素子等の回転角センサ85である。その理由は後述する。回転角センサ85以外の対象回路として、三相プリドライバ回路40、CANトランシーバ37、ウェイクアップ用CANドライバ38等のICが適用可能である。
CANトランシーバ37は、車内ネットワークのCAN通信バスとマイコン30との間の通信を中継する。ウェイクアップ用CANドライバ38は、CANバスを介したウェイクアップ信号を生成する。回転角センサ85及びその他の対象回路37、38、40における入出力信号の図示を省略する。
第1実施形態では、特定レギュレータ36に電力供給する二つの電力供給経路31、32が設けられている。各電力供給経路31、32には、電流の逆流を防止するダイオード34が設けられている。第1の電力供給経路31は、チョークコイル17後の電源ラインLpから直接特定レギュレータ36に接続されている。第1の電力供給経路31を経由してバッテリ電圧が特定レギュレータ36に印加される。
第2の電力供給経路32は第1の電力供給経路31から分岐し、降圧レギュレータ18及び昇圧回路20を経由して特定レギュレータ36に接続されている。昇圧後コンデンサ25に充電された昇圧後電圧は、第2の電力供給経路32を経由して特定レギュレータ36に印加される。
次に図2を参照し、車両のステアリングシステム99においてモータ駆動装置101が適用される電動パワーステアリング装置(図中「EPS」)90の概略構成を説明する。図2に示される電動パワーステアリング装置90はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置にも同様に適用可能である。
ステアリングシステム99は、ハンドル91、ステアリングシャフト92、ピニオンギア96、ラック軸97、車輪98、及び、電動パワーステアリング装置90等を含む。ハンドル91にはステアリングシャフト92が接続されている。ステアリングシャフト92の先端に設けられたピニオンギア96は、ラック軸97に噛み合っている。ラック軸97の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪98が設けられる。運転者がハンドル91を回転させると、ハンドル91に接続されたステアリングシャフト92が回転する。ステアリングシャフト92の回転運動は、ピニオンギア96によりラック軸97の直線運動に変換され、ラック軸97の変位量に応じた角度に一対の車輪98が操舵される。
電動パワーステアリング装置90は、操舵アシストモータ80、モータ駆動装置101、操舵トルクセンサ94及び減速ギア89等を含む。例えばモータ駆動装置101はモータ80の軸方向の一端に一体に設けられ、「機電一体式モータ」として構成されている。操舵トルクセンサ94は、ステアリングシャフト92の途中に設けられ、運転者の操舵トルクを検出する。モータ駆動装置101は、操舵トルクに基づいて、モータ80が所望のアシストトルクを発生するようにモータ80の駆動を制御する。モータ80が出力したアシストトルクは、減速ギア94を介してステアリングシャフト92に伝達される。
例えば回転角センサ85は、シャフト86の先端に固定されたセンサマグネット87に対向するホール素子で構成されており、センサマグネット87の磁束の変化に基づいてモータ回転角θを検出する。ホール素子以外にもレゾルバ等の回転角センサが用いられてもよい。モータ回転角θは、減速比を用いてハンドル91の舵角に換算される。モータ回転角θを用いる演算では舵角の中立位置が基準となる。
ここで図5、図6を参照し、比較例のモータ駆動装置109の作用について説明する。比較例のモータ駆動装置109は、昇圧回路20及び昇圧後コンデンサ25を備えていない。特定レギュレータ36には、第1の電力供給経路31を経由するバッテリ電圧のみが供給される。なお、たとえ別の目的で昇圧回路20及び昇圧後コンデンサ25を備えていても、昇圧後電圧が特定レギュレータ36に供給される経路が設けられていなければ、比較例と等価である。
ここでは、対象回路として回転角センサ85のみについて記す。バッテリ15から第1の電力供給経路31を経由して下限値以上の電圧が特定レギュレータ36に定常的に供給されている場合、回転角センサ85は動作を継続することができる。したがって、舵角の中立位置の情報が維持され、モータ駆動装置は、アシスト制御での正確な舵角演算を実行することができる。
しかし、例えばエンジン車では、エンジンクランキングによりバッテリ電圧が一時的に低下する場合がある。電気自動車でも、バッテリを共用する他の装置で一時的に大電流が消費されると同様の電圧低下が起きる可能性がある。バッテリ電圧低下時における図5の[A]、[B]、[C]の電圧変化を図6に示す。[A]は、バッテリ15から電源ラインLpに供給される電圧を示す。[B]は、第1の電力供給経路31から特定レギュレータ36に入力される電圧を示す。[C]は、特定レギュレータ36から回転角センサ85に入力される電圧を示す。
バッテリ15から電源ラインLpへの供給電圧の低下に伴って特定レギュレータ36の入力電圧が下限値以下にまで低下すると、特定レギュレータ36は、回転角センサ85を動作させる電圧を出力できなくなる。すると、回転角センサ85の入力電圧が下限値を下回り、回転角センサ85は動作を停止する。その後、例えばエンジンクランキングの終了によりバッテリ電圧が復帰すると、[A]、[B]、[C]の電圧は復帰する。
しかし、回転角センサ85が一時的に動作を停止すると、復帰後に舵角の中立位置の情報が維持されず、アシスト制御での正確な舵角演算ができなくなるため、電動パワーステアリング装置では影響が大きい。そこで、回転角センサ85については、一時的にでも動作を停止させることなく、確実に動作を継続することが求められる。なお、他の対象回路である三相プリドライバ回路40、CANトランシーバ37及びウェイクアップ用CANドライバ38では一時的な動作停止による影響は小さい。
比較例に対し第1実施形態のモータ駆動装置101は、昇圧回路20及び昇圧後コンデンサ25を備え、昇圧後コンデンサ25と特定レギュレータ36とを接続する第2の電力供給経路32が設けられている。したがって、昇圧後コンデンサ25の容量に基づく放電時間の範囲内であれば、バッテリ電圧の低下にかかわらず、少なくとも昇圧後コンデンサ25に充電された電圧が特定レギュレータ36に印加される状態となる。実際に回転角センサ85の消費電流は小さいため、昇圧後コンデンサ25の放電可能時間は十分に長い。
比較例の図6に対応し、図3に、第1実施形態でのバッテリ電圧低下時における各部の電圧変化を示す。[B]は、第2の電力供給経路32から特定レギュレータ36に入力される電圧を示す。[A]の供給電圧が比較例と同様に低下した状況においても、[B]の特定レギュレータ36への入力電圧、及び、[C]の回転角センサ85への入力電圧は、下限値以上の値が維持される。
このように第1実施形態のモータ駆動装置101では、バッテリ15から電源ラインLpに供給される電圧が一時的に低下しても回転角センサ85は動作を継続することができる。したがって、復帰後に舵角の中立位置の情報が維持されるため、電動パワーステアリング装置90のアシスト制御において正確な舵角演算を実行することができる。
(第2実施形態)
図4を参照し、第2実施形態について説明する。第2実施形態のモータ駆動装置102では、インバータコンデンサ56の高電位電極と特定レギュレータ36とが第3の電力供給経路33を介して接続されている。第3の電力供給経路33には、電流の逆流を防止するダイオード34が設けられている。
上述の通り、インバータコンデンサ56は、電源ラインLpとグランドラインLgとの間にインバータ60と並列に接続され、インバータ60に印加される電圧が充電される。インバータコンデンサ56に充電された昇圧後電圧は、第3の電力供給経路33を経由して特定レギュレータ36に印加される。したがって、インバータコンデンサ56の容量に基づく放電時間の範囲内であれば、バッテリ電圧の低下にかかわらず、少なくともインバータコンデンサ56に充電された電圧が特定レギュレータ36に印加される状態となる。よって、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
破線で示すように、第1実施形態の昇圧回路20、昇圧後コンデンサ25、及び第2の電力供給経路32は設けられなくてもよい。或いは、第1実施形態と第2実施形態とを組み合わせ、昇圧後コンデンサ25及びインバータコンデンサ56に充電された電圧が第2、第3の電力供給経路32、33を経由して特定レギュレータ36に二重に印加されるようにしてもよい。
ところで、電源ラインLpの逆接続保護リレー52がONのとき、インバータコンデンサ56に充電された電圧は電源ラインLpを経由して第1の電力供給経路31からも特定レギュレータ36に印加される。一方、逆接続保護リレー52がOFFのとき、インバータコンデンサ56から電源ラインLpを経由する電力供給経路は遮断される。なお、電源リレー51については、ON/OFFに関係なく還流ダイオードを経由する経路が有る。そのため第2実施形態では、特に逆接続保護リレー52がOFFした状態でも特定レギュレータ36への電力供給を継続することができる。
(その他の実施形態)
(a)負荷がモータであり、対象回路が回転角センサであるモータ駆動装置において、適用されるシステムは電動パワーステアリング装置に限らない。回転角センサの一時的な動作停止による影響が大きいシステムでは、本実施形態の効果が特に有効に発揮される。
(b)さらに、本発明の負荷駆動装置の負荷は三相モータ80に限らず、単相モータや三相以外の多相モータであってもよく、或いは、モータ以外のアクチュエータやその他の負荷であってもよい。「電力変換器」として、多相インバータに代えてHブリッジ回路等が用いられてもよい。
(c)特定レギュレータ36からの電力供給により動作する対象回路は、上記実施形態に例示したものに限らず、どのような回路であってもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
101-102・・・モータ駆動装置(負荷駆動装置)、 15・・・バッテリ、
20・・・昇圧回路、 25・・・昇圧後コンデンサ、
31、32、33・・・電力供給経路、
36・・・特定レギュレータ、
56・・・インバータコンデンサ(電力変換器コンデンサ)、
60・・・インバータ(電力変換器)、
80・・・モータ(負荷)、
85・・・回転角センサ(対象回路)、
Lp・・・電源ライン、 Lg・・・グランドライン。

Claims (3)

  1. 電気自動車に適用され、
    24V又は48Vのバッテリ(15)に接続される電源ライン(Lp)とグランドライン(Lg)との間に設けられ、前記バッテリの直流電力を変換して負荷である三相のモータ(80)に供給する電力変換器(60)と、
    前記電源ラインを経由して供給される前記バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路(20)と、
    前記昇圧回路による昇圧後電圧が充電される昇圧後コンデンサ(25)と、
    電力供給経路(31、32)を経由して下限値以上の電圧が印加されているとき対象回路(85、37、38、40)を動作させる特定レギュレータ(36)と、
    を備え、
    前記対象回路には、シャフト(86)の先端に固定されたセンサマグネット(87)に対向するホール素子で構成されており、前記センサマグネットの磁束の変化に基づいて前記モータの回転角を検出する回転角センサ(85)、及び、駆動信号に従って前記電力変換器を動作させる三相プリドライバ回路(40)が含まれ、
    少なくとも前記昇圧後コンデンサに充電された電圧が前記特定レギュレータに印加される負荷駆動装置。
  2. 電気自動車に適用され、
    24V又は48Vのバッテリ(15)に接続される電源ライン(Lp)とグランドライン(Lg)との間に設けられ、前記バッテリの直流電力を変換して負荷である三相のモータ(80)に供給する電力変換器(60)と、
    前記電源ラインと前記グランドラインとの間に前記電力変換器と並列に接続され、前記電力変換器に印加される電圧が充電される電力変換器コンデンサ(56)と、
    電力供給経路(31、33)を経由して下限値以上の電圧が印加されているとき対象回路(85、37、38、40)を動作させる特定レギュレータ(36)と、
    を備え、
    前記対象回路には、前記モータのシャフト(86)の先端に固定されたセンサマグネット(87)に対向するホール素子で構成されており、前記センサマグネットの磁束の変化に基づいて前記モータの回転角を検出する回転角センサ(85)、及び、駆動信号に従って前記電力変換器を動作させる三相プリドライバ回路(40)が含まれ、
    少なくとも前記電力変換器コンデンサに充電された電圧が前記特定レギュレータに印加される負荷駆動装置。
  3. 前記負荷は、電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータである請求項1または2に記載の負荷駆動装置。
JP2021166732A 2021-10-11 2021-10-11 負荷駆動装置 Active JP7632221B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021166732A JP7632221B2 (ja) 2021-10-11 2021-10-11 負荷駆動装置
PCT/JP2022/037603 WO2023063253A1 (ja) 2021-10-11 2022-10-07 負荷駆動装置
CN202280067675.0A CN118176651A (zh) 2021-10-11 2022-10-07 负载驱动装置
US18/630,865 US20240258947A1 (en) 2021-10-11 2024-04-09 Load driving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021166732A JP7632221B2 (ja) 2021-10-11 2021-10-11 負荷駆動装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023057297A JP2023057297A (ja) 2023-04-21
JP2023057297A5 JP2023057297A5 (ja) 2023-12-25
JP7632221B2 true JP7632221B2 (ja) 2025-02-19

Family

ID=85987767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021166732A Active JP7632221B2 (ja) 2021-10-11 2021-10-11 負荷駆動装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240258947A1 (ja)
JP (1) JP7632221B2 (ja)
CN (1) CN118176651A (ja)
WO (1) WO2023063253A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018761A (ja) 2006-07-11 2008-01-31 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
JP2015104220A (ja) 2013-11-25 2015-06-04 株式会社ジェイテクト 電力変換装置
JP2016201910A (ja) 2015-04-10 2016-12-01 株式会社デンソー 制御装置及び電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083947A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
JP6825250B2 (ja) * 2016-07-07 2021-02-03 株式会社デンソー 車載システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008018761A (ja) 2006-07-11 2008-01-31 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
JP2015104220A (ja) 2013-11-25 2015-06-04 株式会社ジェイテクト 電力変換装置
JP2016201910A (ja) 2015-04-10 2016-12-01 株式会社デンソー 制御装置及び電動パワーステアリング装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN118176651A (zh) 2024-06-11
WO2023063253A1 (ja) 2023-04-20
US20240258947A1 (en) 2024-08-01
JP2023057297A (ja) 2023-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101795926B (zh) 转向装置
JP6015693B2 (ja) 制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
KR100997067B1 (ko) 전동 스티어링 장치 및 전동 스티어링 장치를 제어하는방법
WO2018173469A1 (ja) モータシステム
JP2003089360A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2014121896A (ja) 電動パワーステアリング装置
CN110816645B (zh) 车辆控制装置
CN111130416B (zh) 电机控制装置以及电机控制方法
US11760284B2 (en) Electronic control unit and power supply system
JP4816293B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5310579B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP7128950B2 (ja) モータアクチュエータ
US11476777B2 (en) Power conversion device, driving device, and power steering device
JP2008160952A (ja) モータ駆動装置
JP7632221B2 (ja) 負荷駆動装置
JP2011178236A (ja) 電源回路及びこれを用いた電動パワーステアリング装置
JP2014172491A (ja) 電動パワーステアリング装置
JPWO2019151308A1 (ja) 電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置
US20240124050A1 (en) Auxiliary power supply unit, method for controlling auxiliary power supply unit, and steering system
JP7655194B2 (ja) モータ駆動装置
CN114144347A (zh) 电动转向装置及方法
JP2021013209A (ja) 電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置
JP6439631B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2009126319A (ja) 電動パワーステアリング装置のモータ駆動用昇圧装置
JP2009248922A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231215

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241022

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241101

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250120

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7632221

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150