CN107078682A - 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆 - Google Patents

电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置即使电源电压下降，也可以通过简易并且廉价的结构，以便能够可靠地回避控制部的电源复位。本发明的电动机控制装置基于被供给电源电压的控制部(MCU)的运算指令值经由逆变器来驱动电动机，其具备充放电机构和分离机构，充放电机构对被供应到逆变器的逆变器电压的电荷进行充电和放电，分离机构从电源电压中分离充放电机构，当用来通知电源电压的下降的警告信号被输入到控制部的时候，通过分离机构从电源电压中分离充放电机构，并且，将来自充放电机构的电压施加到控制部，以便回避控制部的电源复位。电动机也可以为具有多系统绕组的电动机。

Description

电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转 向装置和车辆
技术领域
本发明涉及一种电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置即使在用于通过控制部(MCU、CPU、MPU、微机或类似装置)来对电动机(也包含具有多系统绕组(多个系统的绕组)的电动机)进行驱动控制的电动机控制装置的电源电压下降的情况下，也可以通过简易并且廉价的结构，以便能够可靠地回避控制部的电源复位。
背景技术
搭载了电动机控制装置并且利用电动机的旋转力对车辆的转向机构施加转向辅助力(辅助力)的电动助力转向装置(EPS)将电动机的驱动力经由减速装置通过诸如齿轮或皮带之类的传送机构向转向轴或齿条轴施加转向辅助力。为了准确地产生转向辅助力的扭矩，这样的现有的电动助力转向装置进行电动机电流的反馈控制。反馈控制调整电动机外加电压，以便使转向辅助指令值(电流指令值)与电动机电流检测值之间的差变小，电动机外加电压的调整通常通过调整PWM(脉冲宽度调制)控制的占空比(duty)来进行。
参照图1对电动助力转向装置(EPS)的一般结构进行说明。如图1所示，转向盘(方向盘)1的柱轴(转向轴或方向盘轴)2经过减速齿轮3、万向节4a和4b、齿轮齿条机构5、转向横拉杆6a和6b，再通过轮毂单元7a和7b，与转向车轮8L和8R连接。另外，在柱轴2上设有用于检测出转向盘1的转向扭矩的扭矩传感器10，对转向盘1的转向力进行辅助的电动机20通过减速齿轮3与柱轴2连接。作为电源的电池13对用于控制电动助力转向装置的控制单元(ECU)30进行供电，同时，经过点火开关11，点火信号被输入到控制单元30。控制单元30基于由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel，进行作为辅助(转向辅助)指令的电流指令值的运算，通过对运算出的电流指令值实施补偿等而得到的电压控制值Vref，来控制供给电动机20的电流。此外，转向角传感器14不是必须的，可以不设置转向角传感器14。还有，也可以通过与电动机20连接的旋转传感器来获得转向角。
另外，收发车辆的各种信息的CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)40被连接到控制单元30，车速Vel也能够从CAN40处获得。此外，收发CAN40以外的通信、模拟/数字信号、电波等的非CAN41也被连接到控制单元30。
在这样的电动助力转向装置中，控制单元30主要由MCU(也包含CPU、MPU和类似装置)的控制部构成，该控制部中由程序执行的一般功能如图2所示。
参照图2对控制单元30的功能和动作进行说明。如图2所示，由扭矩传感器10检测出的转向扭矩Th和由车速传感器12检测出的车速Vel被输入到电流指令值运算单元31中。电流指令值运算单元31基于转向扭矩Th和车速Vel并使用辅助图(アシストマップ)等来运算出电流指令值Iref1。运算出的电流指令值Iref1在加法单元32A与来自用于改善特性的补偿单元34的补偿信号CM相加，相加后得到的电流指令值Iref2在电流限制单元33中被限制了最大值，被限制了最大值的电流指令值Irefm被输入到减法单元32B中，减法单元32B对电流指令值Irefm和电动机电流检测值Im进行减法运算。
PI控制单元35对在减法单元32B中得到的减法结果I(＝Irefm-Im)进行PI(比例积分)控制，经过了PI控制后的电压控制值Vref和调制信号(载波信号)CF一起被输入到PWM控制单元36中以便运算出占空比，通过被运算出占空比的PWM信号并经由逆变器37来对电动机20进行PWM驱动。电动机电流检测器38检测出电动机20的电动机电流值Im，由电动机电流检测器38检测出的电动机电流值Im被反馈输入到减法单元32B中。
补偿单元34先在加法单元344将检测或估计出的自对准扭矩(SAT)与惯性补偿值342相加，然后在加法单元345再将在加法单元344得到的加法结果与收敛性控制值341相加，最后将在加法单元345得到的加法结果作为补偿信号CM输入到加法单元32A中以便进行特性改善。
在电动机20为三相无刷电动机的情况下，PWM控制单元36和逆变器107的详细结构，例如为如图3所示的结构。如图3所示，PWM控制单元36由占空比运算单元36A和栅极驱动单元36B构成，其中，占空比运算单元36A通过使电压控制值Vref按照规定公式来运算出三个相的PWM占空比值D1～D6；栅极驱动单元36B通过PWM占空比值D1～D6来驱动作为驱动元件的FET的栅极，同时，进行无感时间(dead time)的补偿并导通或关断(ON/OFF)FET。调制信号(载波信号)CF被输入到占空比运算单元36A中，占空比运算单元36A与调制信号CF同步运算出PWM占空比值D1～D6。逆变器37由FET的三相电桥构成，其通过PWM占空比值D1～D6来控制各个FET的导通或关断以便驱动电动机20。
此外，用于在辅助控制停止时等情况下切断电流供给的电动机开放开关23被插入在逆变器37与电动机20之间。电动机开放开关23由被插入在各个相中的内部带有寄生二极管的FET构成。
在这样的电动助力转向装置中，近年来，以减少燃料消耗量以及减少排放物(废弃物)为目的从而搭载了诸如怠速停止(アイドルストップ，No Idling)(即，停车时停止发动机)、领航功能(セーリングファンクション)之类的功能的车辆已经被实用化。在这样的车辆中，因为在重新起动发动机的时候，正在启动(クランキング，Cranking)的起动机(スタータ，Starter)一般来说需要消耗相当多的电力，特别是在频繁地重复停车和起步的市区行驶等情况下，随着发动机的起动次数的增加，作为电源的电池的消耗也变得越来越严重。在这一类搭载了怠速停止功能的车辆中，即使在发动机自动停止时，也会让电动助力转向装置和空调风扇继续工作，从而这样的控制也成为促进电池的消耗的主要原因。因此，在发动机启动的瞬间，会发生电池电压一时性地急剧下降的现象，从而造成这样的不良状况，即，使ECU、MCU进行电源复位，并且到那个时刻为止的学习内容等会消失。
还有，在安全性上有一个极高的要求，即，不仅要处理因如上所述那样的发动机的起动次数的增加而造成的低电压，而且要让诸如ECU、MCU之类的控制部在低电压时也可以将功能继续维持下去。
为了解决这样的问题，提出了日本特开2002-38984号公报(专利文献1)所公开的搭载了怠速停止功能的车辆。专利文献1所公开的搭载了怠速停止功能的车辆由电压补偿控制器和电压补偿电路构成，在通常的发动机运转的时候，电压补偿控制器同时开放电压补偿电路的放电用开关和充电用开关，当发动机停止信号被输入时，则电压补偿控制器闭合充电用开关，来自电池的电流被供应到电压补偿电路的电容器以便对电容器进行充电。当随着发动机起动条件的成立而开始工作时，在因电池的消耗而造成起动机工作时输入电压低于第一设定值的情况下，电压补偿控制器打开电压补偿电路内的充电用开关，闭合放电用开关以便使积蓄在电容器内的电荷放电，当来自电池的输入电压等于或高于第二设定值时，打开放电用开关，复归到初始的状态。就这样，在发动机起动前，对电容器进行充电，与发动机起动同步让电压补偿电路工作。
还有，日本特开2005-256643号公报(专利文献2)所公开的驱动电压供给装置为这样一种驱动电压供给方法，即，除了上述专利文献1的内容之外，还考虑下一级的装置的发热，同时，控制供应给电气负荷的驱动电压。专利文献2的驱动电压供给装置总是在监控电池的电压，当电池电压下降到低于最小电压时，通过控制装置和升压电路使电压升高。日本特开2009-255742号公报(专利文献3)所公开的装置立即判定起动机驱动时的电池的状态，进行诸如减少电动助力转向机构的传动器的辅助力之类的处理。
另外，日本特开2013-224097号公报(专利文献4)所公开的车辆用电动机控制装置将继电器开关设置在电池与电动机驱动电路之间，当接收到怠速停止后的复归(起动机起动)信号时，使继电器只在所规定的时间内闭合，在电池变成低电压的情况下，通过断绝从电容器对电池放电的路径，并且将电源经由从电容器至控制部的电源供给路径供应给控制部，以便防止控制部的复位。在经过所规定的时间之后，当打开继电器时，则立即开始进行电动机驱动控制，通过这样做，能够缩短从重新起动发动机到进行电动机驱动的时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-38984号公报
专利文献2：日本特开2005-256643号公报
专利文献3：日本特开2009-255742号公报
专利文献4：日本特开2013-224097号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在专利文献1所公开的装置中，因为设置了电压补偿控制器和电压补偿电路并对它们进行控制，所以结构复杂并且价格昂贵。
还有，在专利文献2所公开的方法中，因为当升压工作时间经过所规定的时间的时候，进行用来停止电源电压的升压的控制和诸如基于从上次升压工作结束时起的经过时间来决定所规定的时间之类的细微的控制，并且设置了升压电路，所以不仅需要追加硬件结构，而且还需要安装软件，从而造成成本增加并且结构也很复杂。
另外，尽管专利文献3所公开的装置为一种能够以低成本实现启动时的电池劣化的判定的电池状态判定装置，但因为停留在用于进行减少电动助力转向机构的传动器的辅助力等的警告，所以电动助力转向装置功能的一部分有可能会受到限制。还有，专利文献3没有公开检测出电压下降状态后的处理。
还有，在专利文献4所公开的装置中，因为需要将使继电器闭合的所规定的时间设定成使其比因起动机起动时的电池电压下降而造成电压等于或小于复位电压的时间长，所以当设定了留有余量的时间的话，则到进行电动机驱动为止的时间会变长。
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明的目的在于提供一种高可靠性的电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆，该电动机控制装置即使电源(电池)电压下降，也可以通过简易并且廉价的结构，以便能够可靠地回避控制部(MCU、微机或类似装置)的电源复位。本发明的电动机控制装置也可以应用于具有多系统绕组的电动机的控制装置。
解决技术问题的手段
本发明涉及一种电动机控制装置，其基于被供给电源电压的控制部(MCU)的运算指令值经由逆变器来驱动电动机，本发明的上述目的可以通过下述这样实现，即：具备充放电机构和分离机构，所述充放电机构对被供应到所述逆变器的逆变器电压的电荷进行充电和放电，所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，当用来通知所述电源电压的下降的警告信号被输入到所述控制部的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位；
或，具备充放电机构、分离机构和电压检测单元，所述充放电机构对被供应到所述电动机驱动电路的电动机驱动电压的电荷进行充电和放电，所述分离机构通过由FET构成的结构从所述电源电压中分离所述充放电机构，所述电压检测单元检测出所述电源电压，当认识到所述电源电压的限度下降的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，当认识到所述电源电压的复归的时候，通过所述分离机构将所述充放电机构连接到所述电源电压，并且，将来自所述电源电压的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位；
或，具备控制部、多个逆变器、充放电机构和回流防止用二极管，所述控制部对具有多系统电动机绕组的电动机进行控制，所述多个逆变器被连接到电源，通过所述控制部来驱动所述多系统电动机绕组的各个系统，所述充放电机构分别经由分离机构被连接到所述电源，并且，分别被连接到所述多个逆变器，所述回流防止用二极管分别被连接到所述多个逆变器，当用来通知所述电源电压的下降的警告信号被输入到所述控制部的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述多个充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位。
还有，通过搭载了所述警告信号从CAN被输入到所述控制部(MCU)的上述电动机控制装置，并且通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来对车辆的转向系统施加辅助力的电动助力转向装置或者搭载了该电动助力转向装置的车辆，也可以实现本发明的上述目的。
发明效果
根据本发明的具有电源复位回避功能的电动机控制装置，即使在因启动等而造成电池电压下降的情况下，通过来自大容量的电解电容器的放电，可以维持电压，并且还可以回避控制部(MCU、微机或类似装置)的电源复位。还有，通过将本发明的具有电源复位回避功能的电动机控制装置应用在具有多系统电动机绕组的电动机的控制装置，也可以获得同样的效果。
通过将具有上述电源复位回避功能的电动机控制装置搭载在电动助力转向装置中，可以提供具备了高可靠性ECU的电动助力转向装置，同时还可以提供搭载了该具备了高可靠性ECU的电动助力转向装置的车辆。
附图说明
图1是表示电动助力转向装置的概要的结构图。
图2是表示电动助力转向装置的控制系统的结构示例的结构框图。
图3是表示PWM控制单元和逆变器的结构示例的接线图。
图4是表示本发明的结构示例(第一实施方式)的接线图。
图5是表示本发明的动作示例(第一实施方式)的流程图。
图6是表示本发明的结构示例(第二实施方式)的接线图。
图7是表示本发明的动作示例(第二实施方式)的流程图。
图8是表示本发明的结构示例(第三实施方式)的接线图。
图9是表示本发明的动作示例(第三实施方式)的流程图。
图10是表示本发明的结构示例(第四实施方式)的接线图。
图11是表示本发明的结构示例(第五实施方式)的接线图。
图12是表示电流上限的设定示例的特性图。
图13是表示本发明的动作示例(第五实施方式)的流程图。
图14是表示现有技术的动作示例的时序图。
图15是表示本发明的动作示例(第一实施例)的时序图。
图16是表示现有技术的其他的动作示例的时序图。
图17是表示本发明的动作示例(第二实施例)的时序图。
图18是表示本发明的动作示例(第三实施例)的时序图。
图19是表示双系统电动机绕组(两个系统的电动机绕组)结构(星形接线)的示意图。
图20是表示双系统电动机绕组结构(三角形接线)的示意图。
图21是表示本发明的结构示例(第六实施方式)的接线图。
图22是表示本发明的动作示例(第六实施方式)的流程图。
具体实施方式
在本发明中，当接收到因启动等而产生的来自CAN的电池电压下降的警告信号的时候，不需要追加新的升压电路等，仅仅通过利用现状的电路结构并且变更通向控制部的电源供给路径，就可以回避控制部的电源复位。因此，本发明能够以低成本来解决因电源(电池)电压下降而造成的问题，而且本发明的结构也简易。
实际上因为将积蓄在被搭载在现状的逆变器中的大容量电解电容器内的电荷一时性地供应给控制部的电源，所以通过将来自电池的电源供给线的FET开关从ON切换到OFF，能够实现将电源供给线变更成电解电容器。在该切换中，因为来自电解电容器的供给可以为数百毫秒～数秒(随辅助的限制量而变化)，并且，另一方的因启动而造成的电池电压下降的时间为数十毫秒～百毫秒，所以供给稳定地被实施。还有，尽管在电池电压下降的期间里，限制辅助或停止辅助，但由于回避了因起因于启动的电池电压下降而造成的控制部的电源复位，所以能够消除到那个时刻(电源复位)为止的学习内容等会消失的不良状况，从而可以稳定电动助力转向装置的动作。
还有，在本发明中，当认识到电池电压(电源电压)的限度下降(リミット低下)的时候，即，当接收到来自车辆的用来预先通知起动机起动(启动)等的发动机的起动的信号(以下，称为“起动机通知信号”)从而认识到电池电压下降的状况的时候，或者，当检测出电池电压下降到低于所规定的电压(电动机驱动可能电压)的时候，通过一时性地关断被设置在来自电池的电源供给线上的回流保护用FET来变更通向控制部的电源供给路径，使得能够回避控制部的电源复位。通过关断(OFF)FET，使得电动机驱动电源线从电池被切断，通过将积蓄在附属于电动机驱动电路的大容量电解电容器内的电荷一时性地供应给包括MCU在内的控制部的电源，以便延迟因电池电压下降而造成的控制部电源的电压下降时间。就这样，因为本发明不需要追加新的升压电路等，并且将电解电容器和回流保护用FET分别作为充放电机构和分离机构使用，所以能够以低成本来解决因电源(电池)电压下降而造成的问题，而且结构也简易。
当电池电压复归，电池电压高于所规定的电压(电动机驱动许可电压)的时候，或者，当发动机转速满足了所规定的指定值的时候，通过导通(ON)FET，使得电池变得可以供应电源
如上所述，因为通过关断回流保护用FET来防止积蓄在电解电容器内的电荷对电池一侧进行放电，所以在电池电压复归的情况下，即使不导通FET，也可以通过寄生二极管对电动机驱动电路一侧进行充电，从而电解电容器被充电，并且，通过在驱动控制电动机所需要的最小限度的电压中设定电动机驱动许可电压，以便能够迅速地开始进行电动机驱动控制。还有，通过在流向电池的回流防止措施的开始条件中加上不仅是起动机通知信号，还有电池电压下降到低于电动机驱动可能电压的场合的条件，以便能够提高低电压时的复位耐受性。
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
图4示出了本发明的第一实施方式。如图4所示，作为内置于ECU中的控制部的MCU100通过辅助指令AC经由逆变器121来驱动控制电动机120。电动机开放开关122被插入在逆变器121与电动机120之间，逆变器电源VR被供应给逆变器121。电动机开放开关122由被插入在各个相中的FET构成，寄生二极管被连接到各个FET。逆变器电源VR经由回流防止用二极管D2被供应给MCU100的电源110，同时还对大容量的电解电容器C1进行充电。电解电容器C1通常作为逆变器121的电源平滑用电容器发挥作用。
作为电源的电池101的电压Vbat经由作为共模和常模的EMC(电磁兼容性，electromagnetic compatibility)噪声对策的噪声滤波器102后，再经由回流防止用二极管D1被供应给电源110。被用来作为系统电源的旁路电容器的电容器C2被连接到电源110与二极管D1、D2之间的连接点。
来自CAN的用来通知电池电压Vbat的下降(包括解除)的警告信号VF被输入到MCU100中，作为ON/OFF开关的FET11以及FET12被连接在逆变器电源VR与电池101之间，通过来自MCU100的开关信号SW1以及SW2来导通或关断(ON/OFF)FET11以及FET12。还有，寄生二极管pd11以及pd12被分别连接到FET11以及FET12。
FET11为紧急断开用的ON/OFF开关，FET12具有回流保护的功能并且还是作为分离机构的ON/OFF开关，当警告信号VF被输入到MCU100的时候，通过开关信号SW2来导通或关断FET12。
在这样的结构中，参照图5的流程图对其动作示例(第一实施方式)进行说明。
当动作开始的时候，通常情况下FET11被导通，通过开关信号SW2来导通FET12(步骤S1)，电源沿着图示的第一路径被供应给MCU100(步骤S2)。也就是说，电池101的电压Vbat经由噪声滤波器102后，再经由二极管D1被供应给电源110。还有，逆变器电压VR为电池电压Vbat经由噪声滤波器102、FET11、FET12对电解电容器C1充电后的电压。
接下来，MCU100输出辅助指令AC的话(步骤S3)，则逆变器121基于另行运算出的电流指令值来驱动电动机120(步骤S4)。然后，返回到步骤S1(步骤S5)，重复上述动作，直到因启动等而造成电池电压下降，来自CAN的警告信号VF被输入到MCU100中为止。
在上述步骤S5中，当来自CAN的警告信号VF被输入到MCU100的时候，MCU100输出开关信号SW2以便关断作为分离机构的FET12(步骤S10)。通过FET12被关断，电池101向电解电容器C1充电，充电后的电解电容器C1所带的电荷，即，一时性地与逆变器电压VR分离，充电后的电解电容器C1所带的电荷经由二极管D2沿着第二路径被供应给电源110(步骤S11)。此时，因为FET12的寄生二极管pd12，所以没有回流流向电池101一侧。MCU100输出辅助指令AC的话(步骤S12)，则逆变器121基于另行运算出的电流指令值来驱动电动机120(步骤S13)，返回到上述步骤S11，重复上述动作(步骤S14)，直到来自CAN的警告解除的信号VF被输入到MCU100中为止。
当电池电压恢复，警告解除的信号VF被输入到MCU100的时候，返回到上述步骤S1，通过开关信号SW2来导通FET12(步骤S1)。此时，即使在还没有完全导通FET12的情况下，也可以通过寄生二极管pd12将电源供应给逆变器电源VR一侧，从而能够立即进行辅助控制。
还有，在上述步骤S3以及S12中，在辅助指令AC还没有被输出的情况下，均为结束。
与图4相对应的图6示出了第二实施方式。如图6所示，ECU内的控制部123具备MCU100、电源生成单元110和电压检测单元130。MCU100通过辅助指令AC经由电动机驱动电路121来驱动控制电动机120。电源生成单元110以由外部供给的电源为基础，将电源供应给MCU100。电压检测单元130将FET的漏极端子的电压VBAT0作为电池电压检测出来，并且将检测出的值作为电池电压检测值VBD输出到MCU100。电动机继电器122被插入在电动机驱动电路121与电动机120之间，电动机驱动VR被供应给电动机驱动电路121。电动机继电器122由被插入在各个相中的FET构成，寄生二极管被连接到各个FET。
电池101(电压VB)经由噪声滤波器102(电压VBAT0)向控制部123以及电动机驱动电路121供应电源。经由噪声滤波器102后，再通过回流保护用二极管D1电源被供应给控制部123内的电源生成单元110；经由噪声滤波器102后，再通过FET11以及FET12电源被供应给电动机驱动电路。此外，当有必要时，可以删除FET11。
大容量的电解电容器C1被连接到电动机驱动电路121，通常情况下，其作为电动机驱动电路121的电源平滑用电容器发挥作用。
从电动机驱动电压VR线到控制部供给电压VBAT1线沿着顺方向插入二极管D2，被构成为在供给电压VBAT1为低于电动机驱动电压VR的电压的情况下，电源能够从电动机驱动电压VR被供应给供给电压VBAT1。这条路径被构成为这样一条路径，当被设置在通向控制部123的电源供给路径上的回流保护用二极管D1发生开路故障的时候，其还能够将电源从电动机驱动电路121供应给控制部123。
被用来作为电源生成单元110的旁路电容器的电解电容器C2被连接到控制部123的电源生成单元110与二极管D1、D2之间的连接点。
在这样的结构中，参照图7的流程图对其动作示例进行说明。
当动作开始的时候，通常情况下FET11被导通，通过开关信号SW2来导通FET12(步骤S20)，电源沿着图6所示的第一路径被供应给控制部123(步骤S21)。也就是说，电池101的电池电压VB经由噪声滤波器102后，再经由二极管D1被供应给控制部123的电源生成单元110。还有，电动机驱动电压VR为电池电压VB经由噪声滤波器102、FET11、FET12对电解电容器C1充电后的电压。
控制部123的MCU100输出辅助指令AC的话(步骤S22)，则电动机驱动电路121基于另行运算出的电流指令值来驱动电动机120(步骤S23)。电压检测单元130检测出电池电压(步骤S24)，并将其作为电池电压检测值VBD输出到MCU100。
在电池电压检测值VBD等于或大于电动机驱动可能电压的期间里，返回到步骤S20(步骤S25)，重复上述动作。
在上述步骤S25中，在MCU100检测出因启动等而造成电池电压下降，进而导致电池电压检测值VBD低于电动机驱动可能电压的情况下，停止电动机120的驱动(步骤S26)，通过开关信号SW2来关断作为分离机构的FET12(步骤S27)。通过关断FET12，即使电池电压下降，也能够防止电流从电动机驱动电压VR一侧流向电池101一侧。在控制部123，当控制部供给电压VBAT1等于或大于电动机驱动电压VR的时候(步骤S28)，积蓄在供给电压VBAT1一侧的电解电容器C2内的电荷被消耗掉(步骤S30)，当供给电压VBAT1低于电动机驱动电压VR的时候(步骤S28)，积蓄在电解电容器C1内的电荷沿着图6所示的第二路径经由二极管D2被供应给电源生成单元110(步骤S31)。只有小容量的电解电容器C2的话，则驱动控制部123所需要的电力很快被消耗掉，尽管供给电压VBAT1下降到使MCU进行电源复位的电压(以下，称为“复位电压”)，通过来自大容量的电解电容器C1的电源供给来进行补足，以便能够使供给电压VBAT1的下降时间变得平缓，同时还可以保持供给电压VBAT1使其等于或大于复位电压。因为通过增大电解电容器C1的容量可以使供给电压VBAT1的下降时间变得更平缓，所以可以根据被推测出的电池电压的下降时间来调整电解电容器C1的容量。
然后，当电池电压复归，电池电压高于电动机驱动电压VR的时候，通过被关断的FET12的寄生二极管pd12对电解电容器C1进行充电。电压检测单元130继续进行电池电压的检测(步骤S32)，尽管当来自电压检测单元130的电池电压检测值VBD等于或小于电动机驱动许可电压的时候(步骤S33)，返回到步骤S28，重复上述动作，但在MCU100检测出电池电压检测值VBD变得高于电动机驱动许可电压的情况下(步骤S33)，返回到步骤S20，通过重复从通过开关信号SW2来导通FET12的动作(步骤S20)开始的动作来驱动电动机120。此外，电动机驱动许可电压和电动机驱动可能电压即可以为相同的值，也可以为不同的值。
在上述步骤S22中，在辅助指令AC还没有被输出的情况下，动作结束。
还有，图8示出了其他的结构示例(第三实施方式)，与图6所示的第二实施方式相比，控制部223除了具备MCU200、电源生成单元110以及电压检测单元130之外,还具备通信单元140。通信单元140与车辆之间发送和接收诸如起动机通知信号、发动机转速、转向速度等信号。尽管通信单元140与图1所示的CAN40之间发送和接收这些信号，但通信单元140也可以与图1所示的CAN41之间发送和接收这些信号。通信单元140将接收到的信号中的起动机通知信号ES以及发动机转速ER输出到MCU200。MCU200通过起动机通知信号ES的输入会认识到电池电压VR下降的状况。还有，当发动机转速ER满足了所规定的指定值的时候，具体而言，当发动机转速ER相对于发动机的最大容许转速的比率[％]超过了所规定的指定值的时候，MCU200通过开关信号SW2使被关断的FET12导通。也就是说，尽管在第二实施方式中，将电池电压检测值VBD下降到低于电动机驱动可能电压的时候(以下，称为“第一OFF条件”)认识成(当作)电池电压的限度下降，但在第三实施方式中，将输入了起动机通知信号ES的时候(以下，称为“第二OFF条件”)认识成(当作)电池电压的限度下降。还有，尽管在第二实施方式中，将电池电压复归，使被关断的FET12导通的定时设定为电池电压检测值VBD变成了高于电动机驱动许可电压的时候(以下，称为“第一ON条件”)，但在第三实施方式中，将电池电压复归，使被关断的FET12导通的定时设定为发动机转速ER满足了所规定的指定值的时候(以下，称为“第二ON条件”)。
此外，也可以将针对发动机转速ER的所规定的指定值设定为转速本身，而不是上述那样的比率。也就是说，也可以在发动机转速ER超过了所规定的转速的时候，使被关断的FET12导通。
参照图9的流程图对第三实施方式的动作示例进行说明。
与图7所示的第二实施方式的动作示例相比，因为从电压检测单元130输出的电池电压检测值VBD没有被使用，所以没有步骤S24和步骤S32，并且，通过执行步骤S25A和步骤S33A来分别替代步骤S25和步骤S33。由于除此以外的动作与第二实施方式的动作示例相同，因此在此省略说明。
在步骤S25A中，通信单元140接收到来自CAN40的起动机通知信号ES并将其输出到MCU200，MCU200输入了起动机通知信号ES之后，停止电动机120的驱动(步骤S26)，通过开关信号SW2来关断FET12(步骤S27)。在接收到起动机通知信号ES之前，返回到步骤S20，重复从步骤S20开始的动作。
在步骤S33A中，通信单元140接收到来自CAN40的发动机转速ER并将其输出到MCU200，MCU200运算出发动机转速ER相对于发动机的最大容许转速的比率，当该比率超过了所规定的指定值的时候，返回到步骤S20，通过重复从通过开关信号SW2来导通FET12的动作(步骤S20)开始的动作来驱动电动机120。当发动机转速ER相对于发动机的最大容许转速的比率等于或小于所规定的指定值的时候，返回到步骤S28。
此外，尽管在第二实施方式中，采用了第二OFF条件和第二ON条件的组合，但也可以采用第一OFF条件和第二ON条件的组合或第二OFF条件和第一ON条件的组合。或者，也可以在其中一个条件成立的时候，执行所规定的动作。也就是说，还可以将第一OFF条件或第二OFF条件成立的时候认识成(当作)电池电压的限度下降，并且，还可以在第一ON条件或第二ON条件成立的时候导通FET12。还有，也可以在两个条件均成立的时候，执行所规定的动作。也就是说，还可以将第一OFF条件和第二OFF条件均成立的时候认识成(当作)电池电压的限度下降，并且，还可以在第一ON条件和第二ON条件均成立的时候导通FET12。通过可以变更条件的组合，以便能够采取更柔软的对应。
图10示出了本发明的第四实施方式，与图6所示的第二实施方式相比，控制部323的电压检测单元330没有将FET的漏极端子的电压VBAT0作为电池电压检测出来，而是将源极端子的电压作为电池电压检测出来。因为漏极端子的电压VBAT0与源极端子的电压相关联地发生变化，所以可以将源极端子的电压作为电池电压检测出来，以便替代漏极端子的电压VBAT0。
第四实施方式的动作示例除了电压检测单元330将源极端子的电压作为电池电压检测出来之外，其他的动作与图7所示的第二实施方式的动作示例相同。
还有，图11示出了本发明的第五实施方式，与图6所示的第二实施方式相比，控制部423的MCU400具备电动机电流限制单元410。电动机电流限制单元410根据电池电压的值来设定用来驱动电动机的电流的上限(以下，称为“电流上限”)，其输入来自电压检测单元130的电池电压检测值VBD，基于电池电压检测值VBD来决定电流上限，限制用来驱动电动机的电流。在本结构示例中，作为用来驱动电动机的电流，使用电流指令值，将电流指令值相对于电流指令值的最大容许值的比率[％]作为电流上限的对象。例如，在没有对电流指令值设置限制，从而导致能够取得增大到最大容许值的值的情况下，电流上限变成100％。通过这样做，在电池电压下降，用来驱动电动机驱动电路121内的FET的电压下降的状态，能够防止大电流流经电动机120时的FET的发热故障。电动机电流限制单元410还执行在第二实施方式的动作示例中已经进行了说明的电池电压检测值VBD与电动机驱动可能电压的比较以及电池电压检测值VBD与电动机驱动许可电压的比较。此外，也可以使电动机电流限制单元410与图2所示的电流限制单元33共用。
参照图12对电流上限的设定示例进行说明。
如图12所示，在电池电压小于V1的情况下，将电流上限设为0％，即，将电流指令值设为0；在电池电压等于或大于V1并且小于V2的情况下，在A％～100％的范围内设定电流上限以便使其与电池电压成比例；在电池电压等于或大于V2并且小于V3的情况下，将电流上限设为100％；在电池电压等于或大于V3的情况下，再次将电流上限设为0％，即，将电流指令值设为0。因为在电池电压为高电压的时候，有可能会发生由开关电涌(スイッチングサージ)等造成的FET故障，所以为了防止这种可能性，在电池电压等于或大于V3的情况下，将电流上限设为0％。根据需要在A％～100％的范围内设定A的值。还有，通过将电动机驱动可能电压以及电动机驱动许可电压均设为V1，以便能够与通向MCU的电源供给线的变更相关联地进行电流指令值的限制。
参照图13的流程图对第五实施方式的动作示例进行说明。
与图7所示的第二实施方式的动作示例相比，追加了用来限制电流指令值的步骤S24A。由于除此以外的动作与第二实施方式的动作示例相同，因此在此省略说明。此外，步骤S25和步骤S33是由电动机电流限制单元410来执行的。
因为电流指令值被用于驱动电动机120，并且电流上限是基于电池电压检测值VBD来决定的，所以在执行了驱动电动机(步骤S23)以及检测出电池电压(步骤S24)之后，执行电流指令值的限制(步骤S24A)。在步骤S24A中，电动机电流限制单元410使用从电压检测单元130输出的电池电压检测值VBD并且基于图12所示的特性来决定电流上限，通过被决定好的电流上限来限制电流指令值。也就是说，将电流上限的值与电流指令值的最大容许值相乘，在电流指令值大于该乘法值的情况下，将该乘法值作为电流指令值，在电流指令值等于或小于该乘法值的情况下，电流指令值原封不动地被使用。
此外，也可以将用来设定电流上限的对象设定为电流指令值本身，而不是电流指令值相对于电流指令值的最大容许值的比率。
在这里，通过时序图对基于本发明的动作示例和不进行电源供给线的变更的现有技术的动作示例进行比较并进行说明。
首先，对本发明的动作示例(第一实施例)进行说明。在第一实施例中，在将起动机通知信号的输入认识成电池电压的限度下降(第二OFF条件)，电池电压检测值变成了高于电动机驱动许可电压的时候，导通FET12(第一ON条件)，电动机电流限制单元410执行电流指令值的限制，将电动机驱动可能电压以及电动机驱动许可电压均设为V1。此外，即使在现有技术的动作示例中，也执行电流指令值的限制。
图14是现有技术的动作示例的时序图，图15是第一实施例的时序图。如图14所示，图14(A)分别示出了电池电压VB(或电池电压检测值VBD)、电动机驱动电压VR和控制部供给电压VBAT1的变化的样子(其中，VB(VBD)、电动机驱动电压VR和供给电压VBAT1分别用实线、虚线和点划线表示)。此外，通常情况下的电池电压为12V,V1和V2分别为图12所示的V1和V2，V0为复位电压。图14(B)、图14(C)、图14(D)、图14(E)和图14(F)分别示出了ECU的状态、FET11的ON/OFF的状态、起动机通知信号的接收状态和电流上限。图15也同样。此外，图14(F)所示的电流上限示出了电流上限被有效地使用时的数据，在电动机驱动还没有开始的时候为0。
如图14所示，在现有技术的动作示例中，因为不是起动机在时刻t11起动的话就接收起动机通知信号的结构，所以没有通知(参照图14(E))，即，没有起动机通知信号的通知，并且，电池电压VB(电池电压检测值VBD)急剧开始下降(参照图14(A))。当电池电压检测值VBD在时刻t12变成等于或小于V2的时候，电流上限开始减少(参照图14(F))，开始进行电流指令值的限制(参照图14(B))。当电池电压检测值VBD在时刻t13变成低于V1的时候，电流上限变成0％(参照图14(F))，停止电动机驱动(参照图14(B))。之后电池电压检测值VBD还是继续下降，同时控制部供给电压VBAT1也下降。当控制部供给电压VBAT1在时刻t14变成低于复位电压V0的时候，对控制部进行复位(参照图14(B))。此时，关断FET11和FET12(参照图14(C)和图14(D))。电池电压复归，控制部供给电压VBAT1上升，当控制部供给电压VBAT1在时刻t15变成超过复位电压V0的时候，控制部的复位被解除(参照图14(B))。复位解除后，开始进行初始诊断(参照图14(B))，在初始诊断中的时刻t16，导通FET11和FET12(参照图14(C)和图14(D))。然后，当初始诊断在时刻t17结束的时候，电动机驱动正常地被执行(参照图14(B))。
就这样，在现有技术的动作示例中，当由于起动机起动而导致电池电压下降的时候，对控制部进行复位，并且，在开始进行电动机驱动之前需要耗费时间。
另一方面，如图15所示，在第一实施例中，在起动机起动前的时刻t21，起动机通知信号被通知(参照图15(E))，在时刻t22停止电动机驱动，关断FET12(参照图15(B)和图15(D))。此外，使FET11保持导通状态(参照图15(C))。当起动机在时刻t23起动的时候，尽管电池电压VB(电池电压检测值VBD)急剧开始下降，但因为有来自电解电容器C1的电源供给，所以控制部供给电压VBAT1不会低于复位电压V0(参照图15(A))。然后，电池电压复归，当电池电压检测值VBD在时刻t24变成超过V1的时候，即，当电池电压检测值VBD在时刻t24变成超过电动机驱动许可电压的时候，导通FET12，开始进行电动机驱动(参照图15(B)和图15(D))。尽管在这个阶段对电流指令值设置了限制，但当电池电压检测值VBD在时刻t25变成超过V2的时候，针对电流指令值的限制被解除，因此电动机可以全速运转(参照图15(B))。
就这样，在第一实施例中，通过有效地利用FET12和电解电容器C1，即使因起动机起动而造成电池电压下降，也不会对控制部进行复位，同时还可以缩短直到开始进行电动机驱动为止的时间。
接下来，对本发明的动作示例(第二实施例)进行说明。在第二实施例中，将认识成电池电压的限度下降的定时设定为第一OFF条件，即，在电池电压检测值下降到低于电动机驱动可能电压的场合，而不是将认识成电池电压的限度下降的定时设定为第二OFF条件。第二实施例的其他的条件与第一实施例相同。
图16是现有技术的动作示例的时序图，图17是第二实施例的时序图。图16和图17所示的数据与图14和图15同样。
尽管图16所示的在现有技术的动作示例中的各个数据的变化在从电池电压下降到电池电压复归的期间中的各个电压值上有一些不同的变化，但基本上与图14所示的变化相同。此外，在第二实施例中，也可以是电池电压的下降并不一定是由起动机起动而造成的。
如图17所示，在第二实施例中，电池电压VB(电池电压检测值VBD)下降，当电池电压检测值VBD在时刻t31变成等于或小于V2的时候，电流上限开始减少(参照图17(F))，开始进行电流指令值的限制(参照图17(B))。之后电池电压检测值VBD还是继续下降，当电池电压检测值VBD在时刻t32变成低于V1的时候，即，当电池电压检测值VBD在时刻t32变成低于电动机驱动可能电压的时候，停止电动机驱动，关断FET12(参照图17(B)和图17(D))。此外，使FET11保持导通状态(参照图17(C))。之后尽管电池电压检测值VBD还是继续下降，但因为有来自电解电容器C1的电源供给，所以控制部供给电压VBAT1不会低于复位电压V0(参照图17(A))。然后，电池电压复归，当电池电压检测值VBD在时刻t33变成超过V1的时候，即，当电池电压检测值VBD在时刻t33变成超过电动机驱动许可电压的时候，导通FET12，开始进行电动机驱动(参照图17(B)和图17(D))。尽管在这个阶段对电流指令值设置了限制，但当电池电压检测值VBD在时刻t34变成超过V2的时候，针对电流指令值的限制被解除，因此电动机可以全速运转(参照图17(B))。
就这样，在第二实施例中，也通过有效地利用FET12和电解电容器C1，即使电池电压下降，也不会对控制部进行复位，同时还可以缩短直到开始进行电动机驱动为止的时间。
接下来，对本发明的动作示例(第三实施例)进行说明。在第三实施例中，将导通FET12的定时设定为第二ON条件，即，在发动机转速满足了所规定的指定值的场合，而不是将导通FET12的定时设定为第一ON条件。第三实施例的其他的条件与第一实施例相同。
因为现有技术的动作示例与图14所示的现有技术的动作示例相同，所以仅仅通过图18来示出第三实施例的时序图。图18除了图15所示的数据之外,还通过图18(G)来示出发动机转速相对于发动机的最大容许转速的比率。
在图18中，到时刻t23为止，具有与图15所示的时序图相同的变化。时刻t23以后，电池电压复归，当电池电压检测值VBD在时刻t24变成超过V1的时候，变成限制了电流指令值的状态，然后，当电池电压检测值VBD在时刻t25变成超过V2的时候，尽管变成解除了电流指令值限制的状态，但因为发动机转速的比率没有超过指定值，所以电流指令值为0，不会开始进行电动机驱动(参照图18(B)和图18(G))。然后，当发动机转速的比率在时刻t26超过指定值的时候，导通FET12，开始进行电动机驱动(参照图18(B)和图18(D))。
在第三实施例中，通过有效地利用FET12和电解电容器C1，也可以获得与第一实施例以及第二实施例同等的效果。
在上述的实施方式中，尽管作为FET11和FET12使用N型(N沟道)FET，但也可以使用P型(P沟道)FET。还有，为了驱动电动机，尽管从MCU向电动机驱动电路输出辅助指令，但也可以使电流指令值具有辅助指令的功能。
近年来，要求实现转向系统的冗余化，并且辅助控制用电动机也使用具有多系统电动机绕组(多个系统的电动机绕组)的电动机。例如，图19示出了星形接线的三相电动机，一个系统由U相绕组UW1、V相绕组VW1和W相绕组WW1构成，另外一个系统由U相绕组UW2、V相绕组VW2和W相绕组WW2构成。通过向绕组UW1～WW1或绕组UW2～WW2施加三相电流以便驱动电动机。还有，图20示出了三角形接线的三相电动机，一个系统由U相绕组UW1、V相绕组VW1和W相绕组WW1构成，另外一个系统由U相绕组UW2、V相绕组VW2和W相绕组WW2构成。通过向绕组UW1～WW1或绕组UW2～WW2施加三相电流以便驱动电动机。对于具有这样的多系统电动机绕组的电动机的控制，也期望尽可能地回避控制部(MCU、微机)的电源复位。
图21示出了针对具有多系统电动机绕组的电动机150的控制装置的结构示例(第六实施方式)，在本实施方式中，对以图19或图20所示那样的具有双系统电动机绕组的电动机150为例的二重化系统进行说明。因此，逆变器也采用二重化系统(121A、121B)。
通常情况下，对控制部的电源供给是从电池101(Vbat)被供给的。内置于ECU中的MCU100基于辅助指令AC，通过逆变器121A来驱动控制电动机150的第一系统绕组，还通过逆变器121B来驱动控制电动机150的第二系统绕组。电动机开放开关122A被插入在逆变器121A与电动机150的第一系统绕组之间，电动机开放开关122B被插入在逆变器121B与电动机150的第二系统绕组之间，逆变器电源VR1被供应给逆变器121A，逆变器电源VR2被供应给逆变器121B。电动机开放开关122A以及电动机开放开关122B分别由被插入在各个相(U1～W1、U2～W2)中的FET构成，寄生二极管被连接到各个FET。
逆变器电源VR1经由回流防止用二极管D2被供应给MCU100的电源110，同时还对大容量的电解电容器C2进行充电。还有，逆变器电源VR2经由回流防止用二极管D3被供应给MCU100的电源110，同时还对大容量的电解电容器C3进行充电。电解电容器C2以及C3通常分别作为逆变器121A以及121B的电源平滑用电容器发挥作用。被连接到电源110的电解电容器C1作为系统电源的旁路电容器发挥作用。
作为电源的电池101的电压Vbat经由噪声滤波器102后，再经由回流防止用二极管D1被供应给电源110。被用来作为系统电源的旁路电容器的电容器C2被连接到电源110与二极管D1、D2、D3之间的连接点。
来自CAN的用来通知电池电压Vbat的下降(包括解除)的警告信号VF被输入到MCU100中，作为辅助ON/OFF开关的FET11以及FET12被连接在逆变器电源VR1与电池101之间，通过来自MCU100的开关信号SW1以及SW2来导通或关断(ON/OFF)FET11以及FET12。同样地，作为辅助ON/OFF开关的FET13以及FET14被连接在逆变器电源VR2与电池101之间，通过来自MCU100的开关信号SW3以及SW4来导通或关断(ON/OFF)FET13以及FET14。
FET11以及FET13均为紧急断开用的ON/OFF开关，FET12以及FET14均具有回流保护的功能并且还都是作为分离机构的ON/OFF开关，当警告信号VF被输入到MCU100的时候，通过开关信号SW2以及SW4来导通或关断FET12以及FET14。
此外，FET11～FET14由N沟道型FET构成，尽管FET11～FET14也可以由P沟道型FET构成，但因为需要追加部件等，所以在搭载性、成本面上是不现实的。
在这样的结构中，参照图22的流程图对其动作示例进行说明。
当动作开始的时候，通常情况下FET11以及FET13被导通，通过开关信号SW2以及SW4来导通FET12以及FET14(步骤S40)，电源沿着图示的第一路径→第一路径→第一路径被供应给MCU100(步骤S41)。也就是说，电池101的电压Vbat经由噪声滤波器102后，再经由二极管D1被供应给电源110。还有，逆变器电压VR1为电池电压Vbat经由噪声滤波器102、FET11、FET12对电解电容器C2充电后的电压，逆变器电压VR2为电池电压Vbat经由噪声滤波器102、FET13、FET14对电解电容器C3充电后的电压。
接下来，MCU100输出辅助指令AC的话(步骤S42)，则逆变器121A以及121B基于另行运算出的电流指令值来驱动电动机120(步骤S43)。然后，返回到步骤S40(步骤S44)，重复上述动作，直到因启动等而造成电池电压Vbat下降，来自CAN的警告信号VF被输入到MCU100中为止。
在上述步骤S44中，当来自CAN的警告信号VF被输入到MCU100的时候，MCU100将辅助从ON切换到OFF(或限制)。然后，MCU100输出开关信号SW2以及SW4以便关断作为分离机构的FET12以及FET14(步骤S50)。通过FET12被关断，电池101向电解电容器C2充电，充电后的电解电容器C2所带的电荷，即，一时性地与逆变器电压VR1分离，充电后的电解电容器C2所带的电荷经由二极管D2沿着第二路径→第四路径被供应给电源110(步骤S51)。还有，通过FET14被关断，电池101向电解电容器C3充电，充电后的电解电容器C3所带的电荷，即，一时性地与逆变器电压VR2分离，充电后的电解电容器C3所带的电荷经由二极管D3沿着第五路径→第三路径→第六路径被供应给电源110(步骤S51)。通过这样做，就可以回避MCU100的电源复位。此时，因为FET12的寄生二极管pd12，所以没有回流流向电池101一侧，因为FET14的寄生二极管pd14，所以没有回流流向电池101一侧。
然后，判定电源是否复归(电池电压Vbat是否等于或大于MCU复位电压)(步骤S60)，在电源复归的情况下，通过开关信号SW2以及SW4来导通FET12以及FET14(步骤S61)，将辅助从OFF切换到ON。此时，即使还没有完全导通FET12以及FET14，也可以通过FET12以及FET14的寄生二极管pd12以及pd14自动地(不需要开关的控制)将电源供应给电源VR1以及VR2侧，从而能够立即开始进行辅助。
然后，MCU100输出辅助指令AC的话(步骤S62)，则逆变器121A以及121B基于另行运算出的电流指令值来驱动电动机120(步骤S63)，返回到上述步骤S51，重复上述动作(步骤S64)，直到来自CAN的警告解除的信号VF被输入到MCU100中为止。当电池电压恢复，警告解除的信号VF被输入到MCU100的时候，返回到上述步骤S41。
在电池电压Vbat复归的情况下，即使不再次导通FET12以及FET14，也能够通过FET的寄生二极管瞬时对电动机驱动电路一侧进行充电。还有，因为将关断FET后再次将其导通的定时设定为检测出电动机驱动可能电压的时刻，而不是将关断FET后再次将其导通的定时设定为所规定的时间，所以能够迅速地开始进行电动机驱动控制。
还有，在上述步骤S42以及S62中，在辅助指令AC还没有被输出的情况下，均为结束。
另外，尽管在上述实施方式中，对具有双系统绕组(两个系统的绕组)的电动机的二重化装置的场合进行了说明，但本发明也可以同样适用于三重化以上的多重化装置。还有，具有多系统绕组的电动机150也可以同样适用于如上所述的第二实施方式～第五实施方式。
附图标记说明
1 转向盘(方向盘)
2 柱轴(转向轴或方向盘轴)
10 扭矩传感器
12 车速传感器
13、101 电池
20、120、150 电动机
23、122、122A、122B 电动机开放开关
30 控制单元(ECU)
31 电流指令值运算单元
37、121、121A、121B 逆变器
100、200、400 MCU
102 噪声滤波器
110 电源
123 控制部
140 通信单元
410 电动机电流限制单元

Claims (22)

1.一种电动机控制装置，其基于被供给电源电压的控制部的运算指令值经由逆变器来驱动电动机，其特征在于：
具备充放电机构和分离机构，
所述充放电机构对被供应到所述逆变器的逆变器电压的电荷进行充电和放电，
所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，
当用来通知所述电源电压的下降的警告信号被输入到所述控制部的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位。
2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于：所述分离机构由FET构成。
3.根据权利要求1或2所述的电动机控制装置，其特征在于：回流防止用二极管被分别插入在从所述电源电压至所述控制部的电流供给路径和从所述充放电机构至所述控制部的电流供给路径。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：所述控制部为MCU，所述充放电机构为大容量的电解电容器。
5.一种电动机控制装置，其通过被供给电源电压的控制部经由电动机驱动电路来驱动电动机，其特征在于：
具备充放电机构、分离机构和电压检测单元，
所述充放电机构对被供应到所述电动机驱动电路的电动机驱动电压的电荷进行充电和放电，
所述分离机构通过由FET构成的结构从所述电源电压中分离所述充放电机构，
所述电压检测单元检测出所述电源电压，
当认识到所述电源电压的限度下降的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，
当认识到所述电源电压的复归的时候，通过所述分离机构将所述充放电机构连接到所述电源电压，并且，将来自所述电源电压的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位。
6.根据权利要求5所述的电动机控制装置，其特征在于：回流防止用二极管被分别插入在从所述电源电压至所述控制部的电流供给路径和从所述充放电机构至所述控制部的电流供给路径。
7.根据权利要求5或6所述的电动机控制装置，其特征在于：将所述电压检测单元检测出的电压变成了低于所规定的电动机驱动可能电压的时候认识成所述电源电压的限度下降。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：将接收到用来通知发动机的起动的通知信号的时候认识成所述电源电压的限度下降。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：将所述电压检测单元检测出的电压变成了高于所规定的电动机驱动许可电压的时候认识成所述电源电压的复归。
10.根据权利要求5至9中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：将发动机转速满足了所规定的指定值的时候认识成所述电源电压的复归。
11.根据权利要求5至10中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：所述电压检测单元检测出由所述FET构成的分离机构的电源电压一侧的电压。
12.根据权利要求5至11中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：所述电压检测单元检测出由所述FET构成的分离机构的充放电机构一侧的电压。
13.根据权利要求5至12中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：具备用来对用于驱动所述电动机的电流进行限制以便使其不超过所规定的上限的电流限制单元，根据所述电源电压的值来设定所述上限。
14.根据权利要求5至13中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：所述控制部为MCU，所述充放电机构为大容量的电解电容器。
15.一种电动机控制装置，其特征在于：
具备控制部、多个逆变器、充放电机构和回流防止用二极管，
所述控制部对具有多系统电动机绕组的电动机进行控制，
所述多个逆变器被连接到电源，通过所述控制部来驱动所述多系统电动机绕组的各个系统，
所述充放电机构分别经由分离机构被连接到所述电源，并且，分别被连接到所述多个逆变器，
所述回流防止用二极管分别被连接到所述多个逆变器，
当用来通知所述电源电压的下降的警告信号被输入到所述控制部的时候，通过所述分离机构从所述电源电压中分离所述多个充放电机构，并且，将来自所述充放电机构的电压施加到所述控制部，以便回避所述控制部的电源复位。
16.根据权利要求15所述的电动机控制装置，其特征在于：所述多系统电动机绕组为两个系统，所述多个逆变器以及所述充放电机构各为两个。
17.根据权利要求15或16所述的电动机控制装置，其特征在于：所述各个分离机构由两个被串联连接的FET构成。
18.根据权利要求17所述的电动机控制装置，其特征在于：所述FET均为N沟道型FET。
19.根据权利要求15至18中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：电源复归时通过所述寄生二极管电源自动地被供应到下一级。
20.根据权利要求15至19中任意一项所述的电动机控制装置，其特征在于：所述控制部为MCU，所述充放电机构为大容量的电解电容器。
21.一种电动助力转向装置，其特征在于：搭载了所述警告信号从CAN被输入到所述控制部的权利要求1至20中任意一项所述的电动机控制装置，并且通过至少基于转向扭矩运算出的电流指令值来对车辆的转向系统施加辅助力。
22.一种车辆，其特征在于：搭载了权利要求21所述的电动助力转向装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108407886A (zh) * 2018-03-06 2018-08-17 北京汽车股份有限公司 车辆电动助力转向系统的低电压报警方法、装置和车辆
CN109194317A (zh) * 2018-09-05 2019-01-11 潍坊歌尔电子有限公司 一种复位电路及可穿戴设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017057580A1 (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社ミツバ 電動パワーステアリング装置
CN109314483B (zh) * 2016-06-07 2020-01-31 日本精工株式会社 电动机控制装置以及搭载了该电动机控制装置的电动助力转向装置和车辆
WO2018037506A1 (ja) * 2016-08-24 2018-03-01 三菱電機株式会社 回転機の制御装置及び電動パワーステアリングの制御装置
DE102016222340A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sicherungsverfahren, Vorrichtung zu dessen Umsetzung und Hybrid- oder Elektro-Fahrzeug
JP7074074B2 (ja) * 2017-01-31 2022-05-24 日本電産株式会社 モータ駆動装置、および電動パワーステアリング装置
KR102458757B1 (ko) 2017-11-29 2022-10-26 현대자동차주식회사 리어 휠 스티어링 제어시스템 및 이를 이용한 제어방법
JP7010058B2 (ja) * 2018-02-26 2022-01-26 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
CN112219347B (zh) * 2018-09-04 2024-04-16 株式会社日立制作所 电力变换装置以及电力变换方法
JP2020125996A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 日本電産モビリティ株式会社 制御装置および制御方法
JP2021044968A (ja) * 2019-09-12 2021-03-18 日本電産エレシス株式会社 モータ制御装置
CN118061790A (zh) * 2020-04-29 2024-05-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 负载控制方法及电路、电池管理系统及车辆
JP7276244B2 (ja) * 2020-05-12 2023-05-18 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置
DE102021205208A1 (de) 2021-05-21 2022-11-24 Thyssenkrupp Ag Elektromechanisches Lenksystem mit Schutzschaltung bei Spannungsabfall sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Lenksystems

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004073339A1 (de) * 2003-02-14 2004-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Kommunikationsgerät
JP2005193751A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
CN102224059A (zh) * 2010-02-17 2011-10-19 日本精工株式会社 电动动力转向装置
CN102570937A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 株式会社电装 控制器
JP2013224097A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Omron Automotive Electronics Co Ltd 車両用モータ制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3826992B2 (ja) 2000-07-25 2006-09-27 三菱自動車工業株式会社 アイドルストップ車両
JP4259356B2 (ja) 2004-03-09 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 駆動電圧供給装置、駆動電圧供給方法、および駆動電圧供給方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
JP4352268B2 (ja) * 2005-10-21 2009-10-28 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4749852B2 (ja) * 2005-11-30 2011-08-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ駆動装置及びそれを用いた自動車
JP5034824B2 (ja) * 2007-09-25 2012-09-26 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP2009255742A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Toyota Motor Corp 電池状態判定装置
JP2010074915A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Jtekt Corp モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP5311233B2 (ja) 2010-12-27 2013-10-09 株式会社デンソー モータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JPWO2013140906A1 (ja) * 2012-03-22 2015-08-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置、電動パワーステアリングシステム、電気自動車、電子制御スロットル、電動ブレーキ
JP5688689B2 (ja) * 2012-08-27 2015-03-25 株式会社デンソー 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
WO2014073339A1 (ja) 2012-11-09 2014-05-15 日産自動車株式会社 車両制御装置
JP6051803B2 (ja) 2012-11-15 2016-12-27 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004073339A1 (de) * 2003-02-14 2004-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Kommunikationsgerät
JP2005193751A (ja) * 2004-01-06 2005-07-21 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
CN102224059A (zh) * 2010-02-17 2011-10-19 日本精工株式会社 电动动力转向装置
CN102570937A (zh) * 2010-12-28 2012-07-11 株式会社电装 控制器
JP2013224097A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Omron Automotive Electronics Co Ltd 車両用モータ制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108407886A (zh) * 2018-03-06 2018-08-17 北京汽车股份有限公司 车辆电动助力转向系统的低电压报警方法、装置和车辆
CN108407886B (zh) * 2018-03-06 2020-01-21 北京汽车股份有限公司 车辆电动助力转向系统的低电压报警方法、装置和车辆
CN109194317A (zh) * 2018-09-05 2019-01-11 潍坊歌尔电子有限公司 一种复位电路及可穿戴设备

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WO2016035826A1 (ja) 2016-03-10

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