电动机驱动电路、电动机驱动系统、电动助力转向系统、电动制动系统、车辆驱动系统的制作方法_3

文档序号:8270203阅读:来源:国知局
示的结构,在模式C时以IN+ — Ri —开关1244 — MOSFET1246 — RL —接地的顺序形成电流路径。当设IN+和IN-间的电位差为Vi时,利用差动放大器1241的反馈动作,控制M0SFET1246使得流过差动放大器1241的输入端子间的电位差为0、即Ri导致的电压下降仅为Vi的电流。
[0079]由此,该电流路径中流过
[0080]Ri.I = Vi
[0081]即I = Vi/Ri
[0082]的电流I。由此在电阻RL输出成为
[0083]RL.I = Vi.RL/Ri
[0084]的与电位差Vi成比例的电压。
[0085]如以上所述,图12所示的差动输入电路123在模式C的全电流检测动作时,能够使电源电压附近的分路电阻的两端电位差进行电平移位而成为接地电位基准的电压。由此,能够易于检测分路电阻的两端电位差、即对电动机供给的全电流。
[0086]<实施方式5>
[0087]图14是本发明的实施方式5的电动机驱动系统和使用它的电动助力转向系统的电路图。电动机4由电动机驱动电路100-1?100-3驱动,提供辅助操舵机构18的动作的动力。
[0088]控制功能200基于来自安装于转向轮20的轴、测量操控者操控转向轮20的转矩的转矩传感器21的转矩输入、来自差动输入电路123-1和123-2的表示磁极位置的解析器信号、来自差动输入电路123-3的电流检测信号,输出UVW各相的驱动信号。预驱动器110-1?110-3根据该驱动信号经由利用MOSFET2-1?2_3和3_1?3_3的三相逆变器对电动机4进行驱动。电动机4经由减速机构19控制操舵机构18。
[0089]此外,在从MOSFET2-1?2-3和3_1?3-3向电动机4供给电流的路径、对MOSFET2-1?2-3和3_1?3_3供给电源的路径中串联地插入继电器开关接点的情况较多,但是,在图14中,为了记载简便而省略。
[0090]图15是表示图14所示的各电动机驱动电路100的模式设定的表。为了进行比较也一并记载有一般的电路规格。电动机驱动电路100作为每个相所需要的功能具有预驱动器110,此外,作为跨各相共用所需要的功能具有调节器121、复位电路122(未图示)、差动输入电路123、SEPP(Single-Ended Push-Pull:单端推挽)输出电路125等。
[0091]调节器121如在实施方式2中说明的那样,在电动机驱动电路100-1中设定为模式A,作为5V开关调节器121-1动作,在电动机驱动电路100-2中设定为模式B,作为3.3V线性调节器121-2动作,在电动机驱动电路100-3中设定为模式C,作为传感器电源用调节器121-3动作。
[0092]复位电路122如在实施方式3中说明的那样,在电动机驱动电路100-1中设定为模式A,作为上电复位电路122-1动作,在电动机驱动电路100-2中设定为模式B,作为5V系电压下降复位电路122-2动作,在电动机驱动电路100-3中设定为模式C,作为3.3V系电压降低复位电路122-3动作。
[0093]监视计时器1228-1?1228-3并联连接,在冗作结构或者不同的周期中实施监视。预驱动器110-1?110-3、驱动器、电荷泵、电流检测电路在各相具有相同的功能,在各电动机驱动电路100内在每个相中独立动作。
[0094]<实施方式6>
[0095]图16是本发明的实施方式6的电动机驱动系统和使用它的电动助力转向系统的电路图。为了记载的方便,仅图示电动机驱动系统所涉及的部分。操舵補助机构与实施方式5同样。本实施方式6的电动机驱动系统在实施方式5中说明的结构的基础上,还具有预备控制功能。此外,关于具有预备控制功能的电动机驱动系统,本申请发明者们已经提出了申请(PCT/JP2011/063725)。
[0096]在本实施方式6中,选择器113基于主控制诊断功能302和预备控制诊断功能301各自的诊断结果,切换主控制功能201的输出和预备控制功能150的输出。主控制诊断功能302的输出和预备控制诊断功能301的输出为H电平(高电平)表示正常,为L电平(低电平)表示异常。这些诊断结果中任一者为正常(H电平)时,对驱动器2和3供给蓄电池电压VB,驱动电动机4的继电器开关变为导通,电动机4被驱动。
[0097]作为安装各部分的方法的一个例子,例如主控制功能201内置于主微机,主控制诊断功能302和预备控制诊断功能301内置于子微机,将对预备控制功能150和各部供给电源的调节器121内置于电动机驱动电路100。由此,预备控制功能150和调节器121分别搭载于电动机驱动电路100-1?100-3。
[0098]图17是表示预备控制功能150的电路例的图。系数器151?154和加算器155-1?155-3对解析器(未图示)输出的与磁极位置Θ的正弦(sin Θ )和余弦(cos Θ )分别成比例的信号进行坐标转换而转换为UVW成分。运算功能156-1?156-3利用数字化转换器159将各成分数字化(3值化)。PWM(Pulse Width Modulat1n,脉冲宽度)调制器158输出与转矩输入τ成比例的占空比的Ρ?τ。乘法运算器157对PWM τ和数字化转换器159的输出进行乘法运算,获得UVW各相的P丽信号。
[0099]在图17中,被输入加算器155-1的1.0的系数能够通过直接连结信号线而实现,0.0的系数能够通过不连接信号线而实现,因此用虚线表示。系数器151?154能够通过电阻器实现。
[0100]图18是表示在调节器121中将锯齿波振荡器1214和比较器1215兼用作PWM调制器158的电路例的图。在调节器121作为开关调节器进行动作时,需要锯齿波振荡器1214和比较器1215,但是在作为线性调节器进行动作时不需要,因此,根据动作模式切换是否使用锯齿波振荡器1214和比较器1215,由此能够将这些电路部共用作PWM调制器158。
[0101]图19是表示调节器121的动作模式、各电部件的连接关系和调节器121所提供的电路功能的对应关系的表。在模式B和C时,如图19所示切换开关1218和1219各自的连接目标,由此,能够将锯齿波振荡器1214和比较器1215共用作PWM调制器158。
[0102]〈实施方式7>
[0103]在本发明的实施方式7中,除了在实施方式6中说明了的电动机驱动系统和电动助力转向系统的结构之外,对使调节器121冗余化而成的结构进行说明。
[0104]图20是表示本实施方式7中的电动机驱动系统和电动助力转向系统中的电源部以外的电路结构的图。除了在图14中说明的电路结构之外,在每相中搭载有预备控制功能150。
[0105]图21是表示本实施方式7中的电动机驱动系统和电动助力转向系统中的电源部的电路结构的图。在本实施方式7中,各电动机驱动电路100各自具有2个调节器121和121’。由此,在各电动机驱动电路100中,调节器功能被冗余化。
[0106]图22是表示图21所示的各电动机驱动电路100的模式设定的表。为了进行比较也一并记有一般的电路规格。如图22所示,调节器121在模式A时作为5V开关调节器121-1动作,在模式B和C时作为5V线性调节器121-2和121-3动作。在不进行开关动作的模式B和C时,PWM调制器158-2和158-3用于将转矩信号τ转换为PWM τ。
[0107]同样,调节器121’在模式A和B时作为3.3V线性调节器121’ -1和121’ -2动作,在模式C时作为传感器电源12Γ-3动作。如图21所示,5V开关调节器121-1、5V线性调节器121-2和121-3,在外部通过二极管“或”连接,在5V开关调节器121-1发生了故障时,其功能由5V线性调节器121-2和121-3替代。3.3V线性调节器121’ -1和121’ -2也在外部通过二极管“或”连接,在3.3V线性调节器121’ -1和121’ -2的任一者发生了故障的情况下,另一方替代其功能。
[0108]另外,使SEPP输出125在模式B时作为传感器电源125-2动作,在外部通过二极管与传感器电源121’ -3的输出进行“或”连接,由此,在故障时另一方能够替代功能。
[0109]在将SEPP输出125作为解析器激励信号输出使用的模式A和C时,优选根据模式设定进行电流驱动,在作为传感器电源动作的模式B时,优选根据模式设定进行电压驱动。
[0110]图23是表示电动机驱动电路100-1发生了故障时的动作的图。在内置于电动机驱动电路100-1的5V开关调节器121-1发生了故障的情况下,5V线性调节器121-2和121-3替代功能继续动作。在3.3V线性调节器121’ -1发生了故障的情况下,3.3V线性调节器121’ -2替代功能继续动作。在上电复位122-1发生了故障的情况下,5V系电压下降复位122-2替代功能继续动作。在WDT1228-1发生了故障的情况下,WDT1228-2和1228-3替代功能继续动作。在预驱动器U(IlO-1)、继电器驱动器U、预驱动器U用电荷泵、预驱动器U输入选择器113-1
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