电机控制装置、电动助力转向装置以及车辆用转向装置的制作方法

专利名称：电机控制装置、电动助力转向装置以及车辆用转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机控制装置、电动助力转向装置以及车辆用转向装置。本发明参考编2009年11月16日提交的日本专利申请No. 2009-261245的说明书、 附图、摘要的全部内容。
背景技术：
在如电动助力转向装置(EPS)、或具备传动比可变机构的车辆用转向装置等那样 寻求高可靠性和安全性的装置中，在将构成其电机控制装置的驱动电路与电源连接的电源 线上设置有继电器。例如，参照JP特开2009-220766号公报。并且，在发生了构成驱动电路 的任一个开关臂中，高电位侧及低电位侧的各开关元件同时变为接通状态的短路故障(所 谓臂短路(arm short))的情况下等、变为了电源线中流过过大的电流的状况时，通过对上 述继电器进行断开动作而将该电源线阻断为不能通电，从而能够快速地实现故障保险。此外，在电机控制装置中，设置有基于控制电路(微机)输出的电机控制信号，向 驱动电路输出驱动信号(栅极驱动信号)的预驱动器。驱动电路，通过其各开关元件基于该驱动信号来接通或断开，而输出电机控制信 号所示的驱动电力。因此，为了确保更高的信赖性及安全性，不仅上述那样的由电源线的阻 断带来的对驱动电路的保护，对于其预驱动器及该预驱动器的供电线希望也采取同样的过 电流对策。如图7所示，通常、预驱动器70具备与驱动电路71的各开关元件(FET72a 72f) 对应的驱动器电路73 (73a 73f)。该例所示的电机控制装置是输出三相(U，V，W)的驱动 电力的无刷电机用的控制装置，因此其开关元件数及驱动器电路数同样为“6”。并且，构成 驱动电路71的各FET72a 72f，基于其对应的各驱动器电路73a 73f输出的栅极驱动信号 而接通或断开。驱动器电路73，在多数情况下，在其输出级具备推挽电路74。在该例子中，使用了 在高电位侧配置P沟道FET75、在低电位侧配置η沟道FET76的推挽电路74。并且，构成为 将成为其驱动器部的运算放大器电路(反转放大电路)77的输出，通过该推挽电路74进行 反转，从而向对应的驱动电路71的各FET72a 72f输出。S卩，预驱动器70的各驱动器电路73，通过基于其施加电压将电机控制信号放大， 而向驱动电路71的各FET72a 72f输出栅极驱动信号。因此，假设在该推挽电路74发生 了短路故障的情况下等，与上述那样的驱动电路71中发生短路故障时同样地，有可能在该 预驱动器70及其供电线中也有过电流流过。但是，在预驱动器70及其供电线的情况下，与驱动电路71及其电源线不同，只要 基本正常地工作就不会流过大电流。因此，在该预驱动器70的内部发生短路故障本身的可 能性极低。因此，一直以来，对于预驱动器及其供电线，该过电流对策的必要性低。但是，在电机控制装置中具有将经升压电路升压过的电压施加给预驱动器的构成。例如，参照JP特开2009-220766号公报。并且，通过采用这种将升压电压施加给预驱 动器的构成，例如在EPS中，在其左右的转向方向反转时等、发生了通电方向的切换的情况 下，能够提高其响应性。但是，通过这样提高施加电压，在预驱动器的内部发生短路故障的可能性会变高。 进而，通过在其升压电路的输出级设置了平滑电容器，而添加了使该电容器发生接地故障 的可能性。因此，在这样将升压电压施加给预驱动器的构成中，无法无视产生过电流的可能 性，因此强烈需要其有效的过电流对策。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够解决上述课题的电机控制装置、以及具备其的电 动助力转向装置及车辆用转向装置。本发明的一个方式的电机控制装置，包括将多个开关元件连接而成的驱动电路； 输出电机控制信号的电机控制信号输出器；将电源电压升压并输出的升压电路；基于上述 升压电路输出的升压电压，将与上述电机控制信号对应的驱动信号输出给上述各开关元件 的预驱动器，其特征在于，上述升压电路，其设置在从连接上述驱动电路和电源的电源线分 支的上述预驱动器的供电线上，并且在上述供电线上设置有电源阻断器，该电源阻断器可 控制成使该供电线以不能通电的方式被阻断。根据上述构成，在产生了在预驱动器及其供电线中流过过大的电流的情况下，也 能够迅速地将供电线阻断为不能通电，从而能够排除该过电流对电路带来的影响。其结果， 能够确保更高的信赖性。例如，在供电线设置有保险丝的情况下，该保险丝还具有将该供电线阻断为不能 通电的功能。但是，利用保险丝进行的阻断，到利用过电流的通电将该保险丝溶融为止需要 时间。因此，通过设置能够任意地控制其动作的电源阻断器，能够更有效地排除过电流的产 生给电路带来的影响。此外，作为在连接驱动电路与电源的电源线产生过电流的要因，可以举出在构成 驱动电路的开关元件对的串联电路(开关臂)中的任一个中，其高电位侧及低电位侧双方 的开关元件同时变为接通状态的短路故障(所谓臂短路)。这种臂短路大部分由于被输入 该各开关元件的各驱动信号的任何状态都固定为激活而产生。并且，驱动电路，一般构成 为在其所输入的驱动信号的信号电平为“Hi”的情况下各开关元件进行接通工作的“Hi激 活”。因此，停止向输出该各驱动信号的预驱动器的供电，使该驱动信号的状态变为非激活， 能够使全部的开关元件断开动作。根据上述构成，在发生了这种臂短路时也将供电线阻断为不能通电，可以有效地 排除因该臂短路引起的在驱动电路的电源线中流过过大的电流给电路带来的影响。其结 果，可以废弃在该电源线上设置的继电器电路。特别是，对于预驱动器的供电线不要求电源 线那样的大电流的通电。因此，即使构成为在供电线上设置继电器电路，与在电源线上设置 继电器电路的现有的构成相比较，也能够实现大幅的小型化及低成本化。在上述方式中， 也可以在上述供电线的中途设置电压传感器，上述电源阻断器，在 由上述电压传感器检测出的检测电压在规定的阈值以下的情况下，被控制成阻断上述供电 线。
S卩，在发生了预驱动器内部中的短路故障(接地)、或者在升压电路的输出级设置 的平滑电容器等与供电线连接的电容器中产生接地故障的情况下，理论上，至少比升压电 路低的电位侧(接地侧)的供电线的电压变为接地电压。因此，根据上述构成，可以更迅速 地检测到在预驱动器及其供电线中流过过大的电流的状况，从而迅速地将供电线阻断为不 能通电。在上述方式中，上述驱动电路也可以是将开关臂并列地连接而成的，该开关臂是 将两个开关元件串联连接而成的，上述驱动电路具有检测器，该检测器检测在任一个所述 开关臂中，高电位侧及低电位侧的开关元件同时变为接通状态的短路故障的发生，所述电 源阻断器，在检测出了所述短路故障的状态下被控制成阻断上述供电线。根据上述构成，可以更迅速地检测到在驱动器及其供电线中流过过大的电流的状 况，从而迅速地将供电线阻断为不能通电。并且，由此可以使驱动电路的全部的开关元件进 行断开动作，更有效地排除以该臂短路为起因而在电源线中流过的过大的电流给电路带来 的影响。在上述方式中，也可以在上述供电线上，在上述升压电路与上述预驱动器之间设 置有电容器，上述电源阻断器，相比上述电容器设置在电源侧，上述电源阻断器具有在上述 供电线阻断时使上述电容器放电的放电电路。即使在利用电源阻断器将供电线阻断为不能通电之后，通过在与比该电源阻断器 低的电位侧(接地侧)连接的电容器残留电荷，也会使对预驱动器施加的电压的降低产生 延迟。其结果，电源线的通电停止会有被延迟的危险。特别是，在使用了电解电容器的情况 下，由于其端子间峰值电流小，所以这种倾向更加显著。但是，根据上述构成，可以排除在电容器残留的电荷的影响，在供电线的通电阻断 后，迅速地使预驱动器的施加电压降低。并且，由此，不迟缓地使各驱动信号的输出停止 (输出电平“Lo” )，能够更迅速地使电源线的通电停止。其结果，能够有效地排除在电源线 中流过的过大的电流给电路带来的影响。在所述方式中，所述预驱动器具有与所述各开关元件对应的多个驱动电路，所述 供电线由设置有所述电源阻断器的干线和与各驱动电路对应地从所述干线分支的多个支 线构成，所述放电电路形成为对与所述支线连接的所述电容器放电，其中该支线与所述开 关臂中的低电位侧的开关元件及向该开关元件输出所述驱动信号的所述驱动电路对应。根据上述构成，在构成驱动电路的各开关臂中，在其低电位侧配置的开关元件以 比在高电位侧配置的开关元件小的电压进行接通工作。因此，在预驱动器中，低电位侧的各 驱动器电路，以更低的施加电压进行其输出的驱动信号变为“Hi”。因此，如上所述，通过将 与低电位侧的各支线连接的各电容器放电，能够有效地抑制电源线中的通电停止的延迟。 其结果，能够将该电路构成作为更简洁的结构而将基板小型化，同时实现制造成本的降低。也可以将所述方式的电机控制装置搭载在电动助力转向装置上。根据上述构成，能够提供结构简单且信赖性高的电动助力转向装置。也可以将所述方式的电机控制装置搭载在利用电机驱动转向系统的车辆用转向
t ο根据上述构成，能够提供结构简单且信赖性高的电动助力转向装置。本发明的其他特征和优点将结合附图以及具体实施方式
予以明确。


图1是电动助力转向装置(EPS)的概略构成图。图2是表示EPS的电 气结构的框图。图3是驱动电路的电路图。图4是第一实施方式中的E⑶的电路图(预驱动器关联部分)。图5是表示过电流回避控制的处理顺序的流程图。图6表示第二实施方式的ECU的电路图(预驱动器关联部分)。图7是预驱动器的电路图。
具体实施例方式以下根据附图，说明将本发明应用于电动助力转向(EPS)装置的第一实施方式。如1图所示，在本实施方式的电动助力转向装置(EPS)I中，固定着方向盘2的转 向轴3，经齿轮齿条机构4而与齿条轴5连接，随着转向操作的转向轴3的旋转，通过齿轮 齿条机构4变换为齿条轴5的往复直线运动。转向轴3是将柱身3a、中间轴3b、及小齿轮 轴3c连接而成的。并且，随着该转向轴3的旋转的齿条轴5的往复直线运动，经与该齿条 轴5的两端连接的横拉杆(tie-r0d)6被传递到未图示的转向节，从而变更了转向轮7的转 向角、即车辆的行进方向。此外，EPSl具备作为给转向系统提供用于辅助转向操作的辅助力的转向力辅助 装置的EPS促动器10，和作为控制该EPS促动器10的动作的控制器的E⑶11。EPS促动器10构成为将驱动源即电机12经由减速机构13与柱身3a连接的转向 柱助力式的EPS促动器。并且，EPS促动器10构成为，通过由其电机转矩对柱身3a旋转驱 动来给转向系统提供助力。另一方面，在E⑶11连接着转矩传感器14及车速传感器15，E⑶11基于由上述转 矩传感器14及车速传感器15检测出的转向转矩τ及车速V，计算应给转向系统提供的助 力(目标助力)。ECUll对目标辅助力进行计算，以使所检测出的转向转矩τ的绝对值越 大，且车速V越低，就给转向系统提供更大的辅助力。并且，构成为为了产生与该目标助力 相当的电机转矩、通过对作为其驱动源的电机12的驱动电力的供给，控制EPS促动器10的 动作、即给转向系统提供的助力。接着，针对本实施方式的EPS的电气构成进行说明。如图2所示，E⑶11具备将多个开关元件(FET)连接而成的驱动电路20、作为电 机控制信号输出器的微机21、基于该微机21输出的电机控制信号向驱动电路20的各开关 元件输出栅极驱动信号的预驱动器22。在E⑶11中，由上述转矩传感器14及车速传感器15检测出的转向转矩τ及车速 V被输入到微机21。该微机21基于上述转向转矩τ及车速V计算目标助力，输出用于对 要使与该目标助力相当的电机转矩产生的电机12进行控制的电机控制信号。向微机21输入由电流传感器23检测出的电机12的实际电流值I及由电机解算 器24检测出的电机12的旋转角θ。并且，微机21，通过执行电流反馈控制来生成上述电机 控制信号，以便使实际电流值I追随与应使该电机12产生的电机转矩对应的电流指令值。
此外，对驱动电路20及预驱动器22施加基于车载电源25的电源电压V_pig的电 压。具体而言，对驱动电路20经电源线Lpl施加电源电压V_pig。另一方面，预驱动器22 的供电线Lp2以从上述电源线Lpl分支的状态被布线。在该供电线Lp2上与该电源线Lpl 的连接点Pl附近设置保险丝26。在该供电线Lp2上设置升压电路27，该升压电路27在微 机21输出的启动信号S_ena是激活的情况下，将电源电压V_pig升压而输出。另外，微机 21通过打开接通车辆的点火开关而将向该升压电路27输出的启动信号S_ena变为激活。 在升压电路27与预驱动器22之间设置有平滑电路28。对预驱动器22，施加由该升压电路 27升压的升压电SV_bpig。预驱动器22，通过基于其被施加的升压电SV_bpig对电机控制信号进行放大，由 此向构成驱动电路20的各开关元件输出栅极驱动信号。并且，驱动电路20构成为，通过 基于该栅极驱动信号使各开关元件接通或断开，从而基于所施加的电源电压V_pig，将微机 21输出的电机控制信号所示的驱动电力向电机12输出。详细来说，如图3所示，EPS促动器10的驱动源即电机12采用利用三相(U，V，W) 的驱动电力的供给而旋转的无刷电机。驱动电路20构成为，将串联连接的两个开关元件作 为基本单位(开关臂)，将与各相对应的3个开关臂30U，30v，30w并联连接而成的周知的 PWM变矩器。在驱动电路20中，各开关臂30u，30v，30w是通过将FET30a，30d、FET30b，30e、及 FET30c，30f各组的开关元件对分别串联连接而形成的。并且，该FET30a，30d 之间、FET30b，30e 之间、FET30c，30f 之间的各连接点 31u， 31v, 31w分别成为与各相电机线圈12u，12v, 12w对应的输出部。通过在上述各开关臂30u，30v, 30w的低电位侧(接地侧、图3中下侧)分别连接 分流电阻32u，32v，32w，而形成上述电流传感器23。微机21由此成为将各相电流值Iu，Iv， Iw作为电机12的实际电流值I检测的构成。如4图所示，预驱动器22具备与构成上述驱动电路20的各FET30a 30f对应的 驱动器电路33a 33f。预驱动器22的供电线Lp2由在连接点Pl从驱动电路20的电源线 Lpl分支的干线34 (参照图2)、和与上述各驱动器电路33a 33f对应地从该干线34分支 出的多个支线35a 35f构成。并且，上述升压电路27，通过在上述各支线35a 35f上分 别设置供给泵电路37a 37f而形成，此外，平滑电路28是通过设置其一端被接地的电容 器38a 38f而形成的。对构成预驱动器22的各驱动器电路33a 33f，分别施加利用其对应的各供给泵 电路37a 37f升压、并利用各电容器38a 38f而被平滑化过的升压电压V_bpig。在本 实施方式中，给各电容器38a 38f使用电解电容器。向各驱动器电路33a 33f，从微机 21分别输入规定其对应的各开关臂30u，30v，30W的动作的电机控制信号。各驱动器电路 33a 33f，基于该被施加的升压电压V_bpig，分别对该被输入的电机控制信号S_mdl S_ md6进行放大，由此向对应的各FET30a 30f输出栅极驱动信号S_gdl S_gd6。 在驱动电路20中，各FET30a 30f响应上述各栅极驱动信号S_gdl S_gd6地 接通或断开，从而切换对各相电机线圈12u，12v, 12w的通电模式。并且，驱动电路20，由此 基于所施加的电源电生成三相(U，V，W)的驱动电力，向电机12输出。如图2及图4图所示，在预驱动器22的供电线Lp2上设置有作为电源阻断器的继电器电路40。并且，继电器电路40根据微机21输出的继电器信号S_rly来控制其动作。具体来说，继电器电路40构成为在该被输入的继电器信号S_rly是激活的情况 下进行接通动作而容许经供电线Lp2的通电，在继电器信号S_rly是非激活的情况下进行 断开动作而将供电线Lp2阻断为不能通电。并且，由于该继电器电路40设置在供电线Lp2 的干线34上，从而可在上述连接点Pl上跟与该供电线Lp2连接的驱动电路20的电源线 Lpl独立地，将该供电线Lp2阻断为不能通电。在本实施方式中，上述继电器电路40中使用半导体继电器。此外，对继电器信号 S_rly而言，在其信号电平是“Hi”时为激活，是“Lo”时为非激活。并且，微机21，通过将车 辆的点火开关接通，而将向该继电器电路40输出的继电器信号S_rly变为激活。在供电线Lp2上，在其升压电路27与平滑电路28之间设置有电压传感器41。电 压传感器41具有将串联电阻电路的分压作为其传感器输出的公知的结构。更具体来说，电 压传感器41，在各支线35a 35f上分别一个一个地设置。微机21，在由上述电压传感器 41检测出的检出电压V_fd (V_fdl V_fd6)在对应于接地电压地设定的所定的阈值Vth以 下时，为了将该供电线Lp2阻断为不能通电，将向该继电器电路40输出的继电器信号S_rly 变为非激活(S_rly = Lo)。如上述那样，在构成预驱动器22的各驱动器电路33a 33f的内部发生了短路故 障(接地故障)、或者构成平滑电路28的各电容器38a 38f发生了接地故障的情况下， 理论上来说，比各电容器38a 38f靠近电源侧的电压也会变为接地电压。在本实施方式 中，在这种情况下，通过迅速地将供电线Lp2阻断为不能通电，从而能够排除因该短路故障 引起的流过该供电线Lp2的过大的电流给电路带来的影响。进而，微机21，在构成驱动电路20的各开关臂30u，30v, 30w中的任一个，发生了其 高电位侧及低电位侧的各FET30a，30d、FET30b，30e、FET30c, 30f同时变为接通状态的短路 故障(所谓臂短路)的情况下，具有检测该情况的检测器的功能。在通过在各开关臂30u， 30v, 30w的低电位侧连接分流电阻32u，32v, 32w而成的上述电流传感器23，作为电机12的 实际电流值I而检测出的各相电流值Iu，Iv, Iw中的任一个，是规定的阈值Ith以上的情况 下，判断为在该相发生了上述臂短路。并且，微机21，在检测到发生了臂短路时，将向其继电 器电路40输出的继电器信号S_rly变为非激活。在构成驱动电路20的各FET30a 30f中，通常使用在其所输入的栅极驱动信号 的信号电平是“Hi”时进行接通动作的η沟道FET。并且，构成各开关臂30U，30v，30w的各 开关元件对(FET30a，30d、FET30b，30e、FET30c，30f)两方同时短路(short)的可能性极低。就是说，上述那样的臂短路大部分是因为向各FET30a 30f输入的各栅极驱动信 号S_gdl S_gd6中的任一个的信号电平固定为“Hi”而发生的。因此，停止向输出该各栅 极驱动信号S_gdl S_gd6的预驱动器22的供电，使该各栅极驱动信号S_gdl S_gd6的 信号电平变为“Lo”，由此能够使各FET30a 30f全部进行断开动作。在本实施方式中，通 过利用这种情况，在发生这样的臂短路时也将供电线Lp2阻断为不能通电，从而排除因该 臂短路引起的在驱动电路20的电源线Lpl中流过过大的电流给电路带来的影响。接着，针对本实施方式的利用微机的过电流回避控制的方式进行说明。如图5的流程图所示，微机21，首先，判断由各电压传感器41检测出的检测电压 V_fd，详细来说，各支线35a 35f的检测电压V_fdl V_fd6中的任一个是否大于与接地电压对应地设定的规定的阈值Vth(步骤101)。接着，在该步骤101中，在由各电压传感器 41检测出的检测电压V_fd大于阈值Vth时(V_fd > Vth、步骤101 是)、微机21判断电流 传感器23检测出的实际电流值I是否小于规定的阈值Ith(步骤102)。详细来说，判断在 各开关臂30u，30v，30w的低电位侧检测出的各相电流值Iu，Iv, Iw中的任一个是否小于规 定的阈值。然后，微机21，在该步骤102，在实际电流值I小于规定的阈值Ith时(I < Ith、 步骤102 是)，将向其继电器电路40输出的继电器信号S_rly维持为激活(S_rly = Hi、 步骤103)。另一方面，在上述步骤101中，在由各电压传感器41检测出的检测电压V_fd是阈 值Vth以下时(V_fd彡Vth、步骤101 否)、微机21，首先，将向升压电路27输出的启动信 号3^皿变为非激活(步骤104)。然后，将向继电器电路40输出的继电器信号S_rly变为 非激活(S_rly = Lo)，控制该继电器电路40以便将预驱动器22的供电线Lp2阻断为不能 通电(步骤105)。同样地，在由电流传感器23检测出的实际电流值I是规定的阈值Ith以上时 (I彡Ith、步骤102 否)，微机21也将向升压电路27输出的启动信变为非激活(步 骤104)。然后，同样地将向继电器电路40输出的继电器信号S_rly变为非激活(S_rly = Lo)，控制该继电器电路40以便将预驱动器22的供电线Lp2阻断为不能通电(步骤105)。以上，根据本实施方式，能够获得以下的效果。1)在预驱动器22的供电线Lp2上设置有作为电源阻断器的继电器电路40。并且， 该继电器电路40，通过微机21输出的继电器信号S_rly控制其动作。根据上述构成，即使发生了在预驱动器22及其供电线Lp2流过过大的电流之类的 情况下，也能够迅速地将供电线Lp2阻断为不能通电，排除该过电流给电路带来的影响。另外，在供电线Lp2上设置的保险丝26还具有将供电线Lp2阻断为不能通电的功 能。但是，利用保险丝26进行的阻断，到通过过电流的通电将该保险丝26溶融为止需要时 间。因此，能够任意地控制其动作的继电器电路40，能够更有效地排除发生过电流给电路带 来的影响。此外，作为在连接驱动电路20和车载电源25的电源线Lpl中产生过电流的要因， 可以举出在构成该驱动电路20的各开关臂30u，30v，30w中的任一个中，其高电位侧及低电 位侧两方的开关元件同时变为接通状态的短路故障(所谓臂短路)。但是，这种臂短路大 部分是由于输入到其各开关元件(FET30a 30f)中的各栅极驱动信号S_gdl S_gd6中 的任一个的信号电平固定为“Hi”而产生的。因此，停止向输出该各栅极驱动信号S_gdl S_gd6的预驱动器22的供电，将该各栅极驱动信号S_gdl S_gd6的信号电平变为“Lo”， 由此能够使各FET30a 30f全部进行断开动作。即，根据上述构成，在发生这种臂短路时也能够将供电线Lp2阻断为不能通电，从 而能够有效地排除因该臂短路而引起的驱动电路20的电源线Lpl中流过的过大的电流给 电路带来的影响。其结果，可以将在电源线Lpl上设置的继电器电路废弃。在此，对预驱动 器22的供电线Lp2，不要求像电源线Lpl那样地大电流的通电。因此，通过采用在供电线 Lp2设置继电器电路40的构成，与在电源线Lp 1设置继电器电路的现有构成相比较，能够实 现大幅的小型化及低成本化。2)在供电线Lp2上，在其升压电路27和平滑电路28之间设置有电压传感器41。
9并且，微机21，在由其电压传感器41检测出的检测电压是与接地电压对应地设定的规定的 阈值Vth以下时，控制继电器电路40以便将其供电线Lp2阻断为不能通电。S卩，在预驱动器22的内部发生了短路故障(接地故障)、或者构成平滑电路28的 各电容器38a 38f发生了接地故障的情况下，理论上比该各电容器38a 38f靠近电源 侧的电压也变为接地电压。因此，根据上述构成，能够更迅速地检测到在预驱动器22及其 供电线Lp2中流过过大的电流的状况，能够迅速地将供电线Lp2阻断为不能通电。3)微机21，在构成驱动电路20的各开关臂30u，30v，30w中的任一个中，发生了上 述臂短路的情况下，具有作为检测该情况的检测器的功能。根据上述构成，能够更迅速地检测到在驱动电路20及电源线Lpl中流过过大的电 流的状况，能够迅速地将供电线Lp2阻断为不能通电。并且，由此，能够使各FET30a 30f 进行断开动作，能更有效地排除因该臂短路引起的在驱动电路的电源线Lpl中流过过大的 电流给电路带来的影响。以下，根据

本发明的第二实施方式。另外，为了说明方便，针对与上述第 一实施方式相同的构成，标记相同的附图标记以省略其说明。图6是本实施方式的E⑶11的电路图。该图，为了说明方便，剔除了在E⑶11所形 成的电路中的、电源部及U相对应的部分。如该图所示，本实施方式，与上述第一实施方式相比较，其电源阻断器的构成不 同。在本实施方式中，在预驱动器22的供电线Lp2(的干线34)上，替代上述第1方式中构 成电源阻断器的继电器电路40，而设置有通电控制电路50。详细来说，如该图所示，在供电线Lp2的干线34上，与其电源线Lpl的连接点Pl 附近设置有P沟道FET51。此外，在连接点Pl处，经电阻52，连接着npn晶体管53的集电 极端子。并且，这些电阻52及npn晶体管53的连接点P2处，连接着上述ρ沟道FET51的 栅极端子，同时npn晶体管53的发射极端子被接地。进而，npn晶体管53的基极端子，经信号线54而与微机21连接。该信号线54上 设置有电阻55，同时连接着下拉电阻56。经该信号线54，向npn晶体管53的基极端子，输 入微机21输出的通电控制信号S_pc。S卩，微机21输出的通电控制信号S_pc的信号电平是“Hi”时，npn晶体管53变为 “接通”状态，由此，该npn晶体管53及上述电阻52间的连接点P2的电压大致变为接地电 压。并且，由此，与该连接点P2连接的ρ沟道FET51的栅极电压的电压电平变为“Lo”，该ρ 沟道FET51进行接通动作，由此容许经供电线Lp2的通电。另一方面，在通电控制信号S_pc是“Lo”时，npn晶体管53变为“截止”状态，由此 连接点P2的电压变为基于由电源电压V_pig及电阻52带来的电压下降量的值。由此，构 成为通过与该连接点P2连接的ρ沟道FET51的栅极电压变为“Hi”，该ρ沟道FET51进行 断开动作，从而供电线Lp2被阻断为不能通电。另外，在本实施方式中，也与上述第一实施方式同样地，微机21，通过接通车辆的 点火开关，从而将向构成上述通电控制电路50的npn晶体管53输出的通电控制信号S_pc 的信号电平变为与激活状态对应的“Hi”。并且，在发生了预驱动器22内部的短路故障(接 地故障)、发生了构成平滑电路28的各电容器38a 38f的接地故障、或者在构成驱动电路 20的各开关臂30U，30v，30w中的任一个中发生了臂短路的情况下，将与其输出的通电控制
10信号S_pc的信号电平变为与激活状态对应的“Lo” (参照图2 图4)。此外，在E⑶11中，如上所述，设置有在利用作为电源阻断器的通电控制电路50， 将预驱动器22的供电线Lp2阻断为不能通电的情况下，使构成上述平滑电路28的各电容 器放电的放电电路60。详细来说，放电电路60，可放电地形成有与其低电位侧的各支线35d，35e，35f连 接的各电容器38d，38e, 38f、即与跟低电位侧的各FET30d，30e, 30f及各驱动器电路33d， 33e，33f对应的各支线相连接的电容器(参照图3及图4)。对于使与该低电位侧的支线连接的各电容器放电的电路构成，U, V，W的各相都是 相同的。因此，以下、为了说明方便，仅针对用于使U相低电位侧的电容器38d放电的电路 构成进行说明，对于其他的相(V，W相)省略其说明。如图6所示，对放电电路60来说，针对各相，具备其发射极端子被接地了的2个 npn晶体管61，62。npn晶体管61，其集电极端子经电阻63而与直流电源64连接。另一方 面，npn晶体管62的集电极端子，在其电容器38d的连接点P3的低电位侧(接地侧)的连 接点P4处，与低电位侧的支线35d连接。并且，在其连接点P4与npn晶体管62的集电极 端子之间设置有放电电阻65。在npn晶体管61的基极端子，连接有从连接上述通电控制电路50和微机21的信 号线54分支的信号线66。在该信号线66上，在npn晶体管61的附近设置有电阻67，并且 连接有下拉电阻68。npn晶体管62的基极端子与npn晶体管61及电阻63间的连接点P5 连接。在微机21输出的通电控制信号S_pc的信号电平是“Hi”时，其通电控制信号S_pc 经信号线66而被输入，从而npn晶体管61变为“接通”状态。由此，该npn晶体管61及上 述电阻63间的连接点P5的电压大致变为接地电压，给npn晶体管62的基极端子施加的电 压电平变为“Lo”，从而该npn晶体管62变为断开状态。因此，在由上述通电控制电路50容 许供电线Lp2的通电的状态下，在该供电线Lp2流通的电流不会流入放电电路60。另一方面，在微机21输出的通电控制信号S_pc的信号电平是“Lo”时，其通电控 制信号S_pc经信号线66而被输入，从而npn晶体管61变为“断开”状态。由此，该npn晶 体管61及上述电阻63间的连接点P5的电压变为基于由直流电源64的控制电压Vcc及电 阻63带来的电压下降量的值，给npn晶体管62的基端子施加的电压电平变为“Hi”，由此该 npn晶体管62变为接通状态。通过将该npn晶体管62变为接通状态，电容器38d的电源侧端子，经由在上述连 接点P3处，与该电源侧端子连接的支线35d、及在该连接点P3的低电位侧的连接点P4处与 支线35d连接的放电电阻65及npn晶体管62而接地。放电电路60，由此在利用上述通电 控制电路50使供电线Lp2被阻断为不能通电的情况下，能够使与构成该供电线Lp2的低电 位侧的各支线35d，35e, 35f连接的各电容器38d，38e, 38f放电。根据本实施方式，除了在上述第一实施方式中记载的1) 3)的作用、效果之外， 还能够获得如下的效果。4)设置有在利用作为电源阻断器的通电控制电路50将供电线Lp2阻断为不能通 电的情况下，使构成上述平滑电路28的各电容器放电的放电电路60。即使将供电线Lp2阻断为不能通电之后，在与该供电线Lp2连接的电容器上还残留电荷，因此对预驱动器22的施加电压的降低会发生延迟，其结果，有电源线Lpl的通电停 止会延迟之虞。并且，特别是，在使用了电解电容器的情况下，其端子间的峰值电流小，因此 该倾向更加显著。但是，根据上述构成，排除了在电容器残留的电荷的影响，在供电线Lp2的通电阻 断后，能够迅速地使预驱动器22的施加电压降低。并且，由此，不迟缓地将各栅极驱动信号 的输出电平变为“Lo”，能够更迅速地使电源线Lpl的通电停止。5)放电电路60，将与供电线Lp2的低电位侧的各支线35d，35e，35f连接的各电容 器38d，38e，38f可放电地形成。在构成驱动电路20的各开关臂30u，30V，30W，在其低电位侧配置的各FET30d， 30e，30f，以比在高电位侧配置的各FET30a，30b，30c小的栅极电压进行接通动作。因此，在 预驱动器22中，低电位侧的各驱动器电路33d，33e, 33f以更低的施加电压使其输出的栅极 驱动信号变为“Hi”。如上所述，通过将与低电位侧的各支线35d，35e，35f连接的各电容器 38d，38e, 38f放电，能够有效地抑制电源线Lpl上的通电停止的延迟。其结果，能够将该电 路作成更简单的构成，将基板小型化，同时降低制造成本。另外，上述各实施方式也可以如下那样地变更。·在上述各实施方式中，将本发明具体化为作为控制EPS促动器10的驱动源即电 机12的动作的电机控制装置的ECU11。但是，不限于此，也可以用于EPS以外的用途。·此外，对于EPS的形式也不限于柱助力式，也可以是小齿轮助力式或齿条助力式。 进而，例如，只要是传动比装置等、具有驱动转向系统的电机的装置，则也可以适 用于EPS以外的车辆用转向装置。·在上述各实施方式中，在构成驱动电路20的各开关元件上使用了 FET30a 30f (MOSFET)。但是，不限于此，只要是根据预驱动器输出的驱动信号接通或断开的结构，则 也可以使用其他种类的晶体管。·在上述各实施方式中，E⑶11控制根据三相(U，V，W)的驱动电力的供给而旋转 的无刷电机。但是，不限于此，本发明也可以适用于带刷的直流电机用的电机控制装置。另 外，在此情况下的驱动电路中也可以采用将根据该预驱动器输出的驱动信号接通或断开的 各开关元件连接成H桥状的公知的构成、即将两个开关臂并列地连接而成的构成。 在上述各实施方式中，升压电路27是在构成供电线Lp2的各支线35a 35f上分 别设置了供给泵电路37a 37f而形成的。但是，不限于此，也可以利用供给泵电路37a 37f以外的升压元件、例如使用了线圈的回扫电路等来形成升压电路27。·此外，也不一定在全部的支线35a 35f设置升压要素。即，也可以使用将利用 一个升压电路升压的电压施加给预驱动器22的构成、切换多个升压电路的同时将该升压 后的电压施加给预驱动器22的构成、或仅给高电位侧的驱动器电路施加升压电压的构成 等。对于该情况下的平滑电路也可以在必须的部位连接电容器。·在上述各实施方式中，平滑电路28使用了电解电容器。但是，不限定于此，平滑 电路28也可以使用陶瓷电容器等、其他种类的电容器、或者也可以由还包含电解电容器的 其任意的组合来构成。·在上述第一实施方式中，上述继电器电路40使用了半导体继电器，但是也可以使用接点式的继电器电路。·此外，在上述第二实施方式中，对于构成电源阻断器的通电控制电路50的电路 构成并不限定于图6所示的构成。·并且，对于放电电路60的电路构成，也不限定于图6所示的构成。·上述第二实施方式中，放电电路60做成为将与供电线Lp2中的低电位侧的各支 线35d，35e, 35f连接的各电容器38d，38e, 38f可放电地形成。但是，不限定于此，对于与高 电位侧的各支线35a，35b，35c连接的各电容器38a，38b，38c也同样可以做成可放电的构 成。此外，如果存在使对预驱动器22的施加电压的降低发生延迟的电荷残留的电容器、具 体来说，在比电源阻断器低电位侧(接地侧)与供电线Lp2连接的电容器，则对于上述也可 以作成可放电的构成。由此，能够在供电线Lp2的通电阻断后，更迅速地使预驱动器22的 施加电压降低。
权利要求
1.一种电机控制装置，包括将多个开关元件连接而成的驱动电路； 输出电机控制信号的电机控制信号输出器； 将电源电压升压并输出的升压电路；基于所述升压电路输出的升压电压，将与所述电机控制信号对应的驱动信号输出给所 述各开关元件的预驱动器，其特征在于，所述升压电路，其设置在从连接所述驱动电路和电源的电源线分支的所述预驱动器的 供电线上，并且在所述供电线上设置有电源阻断器，该电源阻断器可控制成使该供电线以 不能通电的方式被阻断。
2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，还包括 在所述供电线的中途设置的电压传感器，所述电源阻断器，在由所述电压传感器检测出的检测电压在规定的阈值以下的情况 下，被控制成阻断所述供电线。
3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，所述驱动电路，是将开关臂并列地连接而成的，该开关臂是将两个开关元件串联连接 而成的，所述驱动电路具有检测器，该检测器检测在任一个所述开关臂中，高电位侧及低电位 侧的开关元件同时变为接通状态的短路故障的发生，所述电源阻断器，在检测出了所述短路故障的状态下被控制成阻断所述供电线。
4.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，在所述供电线上，在所述升压电路与所述预驱动器之间设置有电容器，所述电源阻断器，相比所述电容器设置在电源侧，所述电源阻断器具有在所述供电线阻断时使所述电容器放电的放电电路。
5.根据权利要求4所述的电机控制装置，其特征在于， 所述预驱动器具有与所述各开关元件对应的多个驱动电路，所述供电线由设置有所述电源阻断器的干线和与各驱动电路对应地从所述干线分支 的多个支线构成，所述放电电路形成为对与所述支线连接的所述电容器放电，其中该支线与所述开关臂 中的低电位侧的开关元件及向该开关元件输出所述驱动信号的所述驱动电路对应。
6.一种具备权利要求1至5中任一项所述的电机控制装置的电动助力转向装置。
7.一种由权利要求1至5中任一项所述的电机控制装置所控制的电机驱动转向系统的 车辆用转向装置。
全文摘要
本发明提供一种电机控制装置、电动助力转向装置以及车辆用转向装置，该电机控制装置使用于电动助力转向或搭载了其他电机的车辆用转向装置等。在构成该电机控制装置的电路的预驱动器(22)的供电线(Lp2)上设置有作为电源阻断器的继电器电路(40)。并且，该继电器电路(40)，根据微机(21)输出的继电器信号(S_rly)控制其动作。
文档编号H02P1/00GK102069842SQ20101054996
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月15日 优先权日2009年11月16日
发明者北本弘 申请人:株式会社捷太格特