CN110168920A - 马达驱动装置和电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

提供马达驱动装置，在使切断马达与逆变器电路之间的连接的定时比切断电源与逆变器电路之间的连接的定时延迟的控制的可靠性这方面有利。一种马达驱动装置，其具有：逆变器电路；第1开关电路，其使电源与逆变器电路之间的路径在导通与切断之间进行切换；第2开关电路，其对逆变器电路与马达之间的路径进行切换；电流检测部，其检测逆变器电路的电流；控制部，其在检测电流的电流值未收敛到规定范围的情况下，输出指示从导通切换为切断的指令电压；以及驱动部，其对从控制部输入的指令电压进行升压，并输出到各开关电路，在第2开关电路与驱动部之间配置有延迟电路，该延迟电路使将指令电压输入到第2开关电路的时刻比输入到第1开关电路的时刻延迟。

Description

马达驱动装置和电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及马达驱动装置和电动助力转向装置。
背景技术
作为对在电动助力转向装置等中使用的马达进行驱动的马达驱动装置，已知晓具有如下开关电路的马达驱动装置，该开关电路使逆变器电路与电源之间和逆变器电路与马达之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换。在逆变器电路中流过的电流的电流值超过规定的范围的情况下，电动助力转向装置停止方向盘操作的辅助。当在辅助停止之后，维持逆变器电路与马达之间的连接时，通过手动的方向盘操作使马达作为发电机发挥功能，对方向盘操作施加多余的负荷。此外，当维持逆变器电路与电源之间的连接时，有可能产生电动助力转向装置的错误动作。
在逆变器电路发生了故障的情况下，开关电路切断电源与逆变器电路之间的连接和马达与逆变器电路之间的连接。这里，当在切断电源与逆变器电路之间的连接之前切断马达与逆变器电路之间的连接时，来自马达的反电动势被施加到马达与逆变器电路之间的开关电路中包含的开关元件。通过反电动势而施加到开关元件的电压超过开关元件的最大额定值，有可能导致开关元件发生破损。
专利文献1公开了如下的马达驱动装置：将在停止对逆变器电路的电力供给之后切断马达与逆变器电路之间的连接的指令信号直接发送到开关元件。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：日本特开2011-239489号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1的马达驱动装置中，根据开关元件的响应速度的不同，按照指令信号进行连接的切换有可能变得困难。
本发明的目的在于提供一种马达驱动装置，该马达驱动装置例如在使切断马达与逆变器电路之间的连接的定时比切断电源与逆变器电路之间的连接的定时延迟的控制的可靠性这方面有利。
用于解决课题的手段
本申请的例示性的第1发明是一种马达驱动装置，其对马达进行驱动，该马达驱动装置的特征在于，具有：逆变器电路，其将从外部电源供给的电流供给到马达；第1开关电路，其使外部电源与逆变器电路之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换；第2开关电路，其使逆变器电路与马达之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换；电流检测部，其检测在逆变器电路中流过的电流；控制部，其在检测到的电流的电流值未收敛到规定的范围的情况下，输出指示从导通状态切换为切断状态的切断指令电压；以及开关驱动部，其对从控制部输入的切断指令电压进行升压，将升压后的切断指令电压输出到第1开关电路和第2开关电路，在第2开关电路与开关驱动部之间配置有延迟电路，该延迟电路使将升压后的切断指令电压输入到第2开关电路的定时比输入到第1开关电路的定时延迟。
发明效果
根据本申请的例示性的第1发明，能够提供一种马达驱动装置，该马达驱动装置在使切断马达与逆变器电路之间的连接的定时比切断电源与逆变器电路之间的连接的定时延迟的控制的可靠性这方面有利。
附图说明
图1是具有马达驱动装置的电动助力转向装置的示意图。
图2是示出马达驱动装置的结构的框图。
图3是示出控制部的各功能的框图。
图4A、图4B和图4C是示出延迟电路的结构例的图。
图5A、图5B和图5C是示出延迟电路的结构例的图。
图6是示出对2个马达进行控制的情况下的马达驱动装置的结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图等说明用于实施本发明的方式。此外，本发明的范围不限于以下的实施方式，在本发明的技术思想的范围内可任意地进行变更。
(实施方式)
<电动助力转向装置>
图1是具有本实施方式的马达驱动装置30的电动助力转向装置1的示意图。电动助力转向装置1是在汽车等输送设备中辅助驾驶员的方向盘操作的装置。如图1所示，本实施方式的电动助力转向装置1具有扭矩传感器10、马达20和马达驱动装置30。在本实施方式中，马达20和马达驱动装置30内置于公共的壳体中。通过将马达20设为所谓的机电一体型，例如，能够使电动助力转向装置1小型化。
扭矩传感器10安装在转向轴92上。当驾驶员操作方向盘91而使转向轴92旋转时，扭矩传感器10检测施加到转向轴92的扭矩。扭矩传感器10的检测信号即扭矩信号从扭矩传感器10输出到马达驱动装置30。马达驱动装置30根据从扭矩传感器10输入的扭矩信号，对马达20进行驱动。另外，马达驱动装置30也可以不仅参照扭矩信号，而是一并参照其他信息(例如，车速等)。
马达驱动装置30利用从外部电源40获得的电力，向马达20供给驱动电流。从马达20产生的驱动力经由齿轮箱50而传递到车轮93。由此，车轮93的转向角发生变化。这样，电动助力转向装置1利用马达20对转向轴92的扭矩进行放大，使车轮93的转向角发生变化。因此，驾驶员能够以较轻的力操作方向盘91。
<马达驱动装置>
接着，对马达驱动装置30的结构进行说明。图2是示出马达驱动装置30的结构的框图。如图2所示，该马达驱动装置30具有控制部31、电流检测部32、开关驱动部33、第1开关电路34、第2开关电路35、逆变器驱动部36、逆变器电路37和延迟电路38。
<马达>
在本实施方式中，作为马达20，使用三相同步无刷马达。马达20由U相20u、V相20v和W相20w的3相线圈构成。在驱动马达20时，从马达驱动装置30分别向马达20内的U相20u、V相20v和W相供给电流。当供给电流时，在具有U相20u、V相20v和W相20w的3相线圈的定子与具有磁铁的转子之间产生旋转磁场。其结果是，转子相对于马达20的定子旋转。
<控制部>
控制部31接收从扭矩传感器10输出的扭矩信号。控制部31例如可以使用具有CPU等运算处理部、RAM等存储器和硬盘驱动器等存储部的计算机。但是，也可以替代计算机，使用具有微型控制器等运算装置的电路。
图3是示出控制部31的各功能的框图。控制部31具有设定部311、反馈控制部312和开关指令部313。设定部311根据来自扭矩传感器10的扭矩信号，设定对马达20进行驱动的驱动信号。
反馈控制部312生成驱动信号，该驱动信号使得由电流检测部32检测出的在逆变器电路37中流过的电流的电流值接近与设定部311设定的驱动信号对应的电流值。例如，在本实施方式中，所生成的驱动信号是脉冲宽度调制方式(PWM方式)的PWM驱动信号，包含占空比的信息。反馈控制部312向逆变器驱动部36输出PWM驱动信号。
对开关指令部313输入由电流检测部32检测出的在逆变器电路37中流过的电流的电流值和开关驱动部33对是否存在第1开关电路34中流过的过电流的监视结果。此外，也从开关驱动部33对开关指令部313输入表示开关驱动部33对第1开关电路34指示了连接的切断的意思的信号和表示指示了电流供给路径的导通的意思的信号。第1开关电路34中流过的电流的电流值示出逆变器电路37是否存在故障。
在逆变器电路37中流过的电流的电流值未收敛到规定的范围的情况下，开关指令部313向开关驱动部33输出对第1开关电路34和第2开关电路35指示连接的切断的切断指令电压。
在逆变器电路37中流过的电流的电流值收敛到规定的范围的情况下，开关指令部313向开关驱动部33输出使第1开关电路34和第2开关电路35将电流供给路径设为导通状态的导通指令电压。
规定的范围是逆变器电路37未产生短路或断路的状态下的逆变器电路37中流过的电流的电流值的范围。连接的切断表示以下情况：将外部电源40与逆变器电路37之间(以下，称作电源线。)的电流供给路径从导通状态切换到切断状态；和将逆变器电路37与马达20之间的电流供给路径从导通状态切换到切断状态。以上的各功能能够根据控制部31内的存储器所预先存储的程序来实现。
<电流检测部>
返回图2，电流检测部32是用于检测逆变器电路37中包含的分流电阻372中流过的电流的电路。电流检测部32通过对3个分流电阻372的两端的电位差进行计测，生成表示各分流电阻372中流过的电流的检测信号。所生成的检测信号从电流检测部32发送到图3所示的控制部31的反馈控制部312和开关指令部313。
<开关驱动部>
开关驱动部33是具有对所输入的电压进行升压并输出的功能、监视是否存在电源线中流过的过电流并输出监视结果的功能和根据监视结果输出导通指令电压或切断指令电压的功能的电路。在输入导通指令电压的情况下，开关驱动部33将导通指令电压升压至能够使第1开关电路34和第2开关电路35中包含的场效应晶体管接通(ON)的电压，并输出到各开关电路。使场效应晶体管导通表示在场效应晶体管的源极与漏极之间流过电流。此外，使场效应晶体管断开(OFF)表示在场效应晶体管的源极与漏极之间不流过电流。另外，在输入切断指令电压的情况下，开关驱动部33以使场效应晶体管的栅极与源极之间的电位差成为0V的方式根据需要对切断指令电压进行升压并输出。
开关驱动部33通过监视第1开关电路34中包含的2个场效应晶体管的漏极间的电位差，监视电源线中流过的过电流。将电源线中流过过电流时的漏极间电压的电位差作为阈值，在漏极间电压超过阈值的情况下，开关驱动部33判断为检测出过电流。在漏极间电压为阈值以下的情况下，开关驱动部33判断为过电流未流过电源线。
在判断为检测出过电流的情况下，开关驱动部33将表示检测出过电流的意思的信号输出到开关指令部313。并且，开关驱动部33对第1开关电路输出指示连接的切断的切断指令电压，并且将表示指示了切断的意思的信号输出到开关指令部313。
在判定为过电流未流过电源线的情况下，开关驱动部33将表示过电流未流过电源线的意思的信号输出到开关指令部313。并且，开关驱动部33对第1开关电路34输出指示连接的导通的导通指令电压并且将表示指示了导通的意思的信号输出到开关指令部313。
电源线中流过的电流的电流值受到逆变器电路37是否存在故障的影响。开关驱动部33通过监视是否存在流过电源线的过电流，能够监视逆变器电路37的状态。因此，能够由电流检测部32和开关驱动部33双重地监视逆变器电路37的状态，能够进一步提高马达驱动装置30的安全性。
<开关电路>
第1开关电路34是使外部电源40与逆变器电路37之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换的电路。第1开关电路34从外部电源40的一侧起依次具有在相互的源极串联连接的一对场效应晶体管341。根据该连接的方法，能够防止由于对逆变器电路37的电流供给的切换引起的第1开关电路34的故障。
第2开关电路35是使逆变器电路37与马达20之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换的电路。第2开关电路35具有与马达20的相的数量相同数量的场效应晶体管351。此外，场效应晶体管351各自的漏极与马达20的各相连接。根据该连接的方法，能够在逆变器电路37产生了由于短路或断路引起的故障的情况下，切断逆变器电路37和马达20的各相，避免由于逆变器电路37的故障引起的马达20的锁定。
<逆变器驱动部>
逆变器驱动部36是用于使逆变器电路37进行动作的电路。在本实施方式中，逆变器驱动部36将图3所示的反馈控制部312所输出的PWM驱动信号供给到逆变器电路37中包含的6个开关元件371。
<逆变器电路>
逆变器电路37是将从外部电源40供给的电流供给到马达20的电路。作为逆变器电路37中包含的6个开关元件371，例如，可以使用场效应晶体管等晶体管。在本实施方式中，并联设置有三组串联地连接在外部电源40与地之间的一对开关元件371。在本实施方式中，作为场效应晶体管341、351和开关元件371，使用金属氧化膜半导体场效应晶体管(MOSFET)。
<延迟电路>
延迟电路38是使输出所输入的信号的定时延迟的电路。设从延迟电路38输出被输入到延迟电路38的信号为止的时间为延迟时间。在本实施方式中，延迟时间设为毫秒级。延迟电路38配置在第2开关电路35与开关驱动部33之间。开关驱动部33将切断指令电压输出到第1开关电路34和第2开关电路35。延迟电路38使将切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比将切断指令电压输入到第1开关电路34的定时延迟。
通过以上述的方式配置延迟电路38，能够在逆变器电路37产生了故障的情况下，在切断外部电源40与逆变器电路37的连接之后，提高切断马达20与逆变器电路37之间的连接的控制的可靠性。此外，例如，能够减少由于场效应晶体管341和场效应晶体管351的响应速度的不同引起的对延迟控制的影响。因此，能够防止如下情况：来自马达20的反电动势超过场效应晶体管351的最大额定值而使场效应晶体管351发生破损。
在本实施方式中，从延迟电路38输出的切断指令电压一并输入到场效应晶体管351的栅极。通过按马达20的各相一并地进行延迟控制，能够提高使将升压后的切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟的控制的可靠性。因此，能够在逆变器电路37发生了故障时，在切断电源20与逆变器电路37之间的连接之后，切断马达20与逆变器电路37之间的连接。而且，能够防止如下情况：来自马达20的反电动势超过场效应晶体管351的最大额定值而使场效应晶体管351发生破损。
<延迟电路的结构例>
图4A、图4B和图4C是示出延迟电路38的结构例的图。图4A所示的延迟电路38A具有一个电阻R1和与场效应晶体管351相同数量的电容器C1。电阻R1与电容器C1各自的一端串联地连接。电阻R1与电容器C1各自的一端的连接点与场效应晶体管351的栅极连接，电容器C1各自的另一端与场效应晶体管351的源极连接。延迟时间由电阻R1的电阻值和电容器C1的电容值决定。通过设为使将切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟的延迟时间，能够防止第2开关电路35的故障。
图4B所示的延迟电路38B是对延迟电路38A追加了二极管D1后的电路。二极管D1与电阻R1并联地连接。二极管D1是从开关驱动部33朝向电容器C1的正向的二极管。通过以这样的方式配置二极管D1，能够使将导通指令电压和切断指令电压中的切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟。由此，能够防止第2开关电路35的故障。
图4C所示的延迟电路38C是对延迟电路38B追加了电阻R2后的电路。电阻R2在二极管D1与电容器C1之间与电阻R1并列地配置。通过以这样的方式配置电阻R2，能够使将导通指令电压和切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟。由此，能够防止第2开关电路35的故障。
(实施方式的变形例)
在上述实施方式中，将从延迟电路38输出的切断指令电压一并地输入到场效应晶体管351的栅极。在本变形例中，对马达20的U相20u、V相20v和W相20w的各相单独地输入切断指令电压和导通指令电压。通过对各相单独地进行延迟控制，能够确定故障部位或者进行仅使用未发生故障的相的动作。
<延迟电路的结构例>
图5A、图5B和图5C是示出延迟电路38的结构例的图。图5A所示的延迟电路38D具有与场效应电容器351相同数量的电阻R1和与场效应晶体管351相同数量的电容器C1。电阻R1与电容器C1各自的一端串联地连接。电阻R1与电容器C1各自的一端的连接点与场效应晶体管351的栅极连接，电容器C1各自的另一端与场效应晶体管351的源极连接。延迟时间由电阻R1的电阻值和电容器C1的电容值决定。通过设为使将切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟的延迟时间，能够防止第2开关电路35的故障。
图5B所示的延迟电路38E是在延迟电路38D中追加了二极管D1后的电路。二极管D1分别与电阻R1并联地连接。二极管D1是从开关驱动部33朝向电容器C1的正向的二极管。通过以这样的方式配置二极管D1，能够使将导通指令电压和切断指令电压中的切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟。由此，能够防止第2开关电路35的故障。
图5C所示的延迟电路38F是对延迟电路38E追加了电阻R2后的电路。电阻R2在二极管D1与电容器C1之间与电阻R1并列地配置。通过以这样的方式配置电阻R2，能够使将导通指令电压和切断指令电压输入到第2开关电路35的定时比输入到第1开关电路34的定时延迟。由此，能够防止第2开关电路35的故障。
以上，根据本实施方式和本变形例，能够提供在使切断马达与逆变器电路之间的连接的定时比切断电源与逆变器电路之间的连接的定时延迟的控制的可靠性这方面有利的马达驱动装置。此外，在特别要求安全性的电动助力转向装置中，通过具有本实施方式和本变形例的马达驱动装置，能够满足安全性的要求。
在上述实施方式和变形例中，说明了控制部31对1个马达进行控制的情况，但是，要控制的马达的数量不限定于1个。例如，也可以对2个马达进行控制。图6是示出对2个马达进行控制的情况下的马达驱动装置的结构的框图。该情况下，电动助力转向装置1具有两个马达20。
设图2中的电流检测部32、开关驱动部33、第1开关电路34、第2开关电路35、逆变器驱动部36、逆变器电路37和延迟电路38与马达20的组合为第1系统601。除了第1系统601以外，图6的马达驱动装置60还具有第2系统602，该第2系统602具有与第1系统601相同的组合。即，第2系统602包含电流检测部62、开关驱动部63、第1开关电路64、第2开关电路65、逆变器驱动部66、逆变器电路67和延迟电路68、马达20。
马达驱动装置60具有控制部61，该控制部61包含第1控制部611和第2控制部612。第1控制部611进行第1系统601的控制，第2控制部612进行第2系统602的控制。在任意一方发生了故障的情况下，能够利用另一个系统继续电动助力转向装置1的动作。通过使用包含2个系统的马达驱动装置，能够提高电动助力转向装置的安全性。另外，在使用包含多个系统的马达驱动装置的情况下，需要进行各系统彼此不产生影响的设计。
另外，马达20不限于3相。此外，也可以将上述的马达驱动装置30或60应用于助力转向装置以外的装置。例如，也可以利用上述的马达驱动装置30或60对用于汽车等输送设备的其他部位的马达进行驱动。此外，也可以利用上述的马达驱动装置30或60对产业用机器人等除了汽车以外的设备所搭载的马达进行驱动。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不受这些实施方式限定，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形和变更。
标号说明
30：马达驱动装置；31：控制部；32：电流检测部；33：开关驱动部；34：第1开关电路；35：第2开关电路；36：逆变器驱动部；37：逆变器电路；38：延迟电路。

Claims (11)

1.一种马达驱动装置，其对马达进行驱动，其特征在于，该马达驱动装置具有：
逆变器电路，其将从外部电源供给的电流供给到所述马达；
第1开关电路，其使所述外部电源与所述逆变器电路之间的电流供给路径在导通状态与切断状态之间进行切换；
第2开关电路，其使所述逆变器电路与所述马达之间的电流供给路径在导通状态和切断状态之间进行切换；
电流检测部，其检测在所述逆变器电路中流过的电流；
控制部，其在检测出的所述电流的电流值未收敛到规定的范围的情况下，输出指示从导通状态切换到切断状态的切断指令电压；以及
开关驱动部，其对从所述控制部输入的切断指令电压进行升压，将升压后的切断指令电压输出到所述第1开关电路和所述第2开关电路，
在所述第2开关电路与所述开关驱动部之间配置有延迟电路，该延迟电路使将所述升压后的切断指令电压输入到所述第2开关电路的定时比输入到所述第1开关电路的定时延迟。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述马达具有多个相，
所述第2开关电路具有与所述马达的相的数量相同数量的场效应晶体管，
所述场效应晶体管各自的漏极与所述马达的各相连接。
3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述延迟电路向所述场效应晶体管各自的栅极一并地输出所述升压后的切断指令电压。
4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述延迟电路具有一个电阻和与所述场效应晶体管相同数量的电容器，
所述一个电阻与所述电容器各自的一端串联地连接，
所述一个电阻与所述电容器各自的一端的连接点与所述场效应晶体管的栅极连接，
所述电容器各自的另一端与所述场效应晶体管的源极连接。
5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，
从所述开关驱动部朝向所述多个电容器的正向的二极管与所述一个电阻并联地连接。
6.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述延迟电路向所述场效应晶体管各自的栅极单独地输出所述升压后的切断指令电压。
7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述延迟电路具有与所述场效应晶体管相同数量的电阻和与所述场效应晶体管相同数量的电容器，
所述电阻分别与所述电容器各自的一端串联地连接，
所述电阻与所述电容器各自的一端的连接点与所述场效应晶体管的栅极连接，
所述电容器各自的另一端与所述场效应晶体管的源极连接。
8.根据权利要求7所述的马达驱动装置，其特征在于，
从所述开关驱动部朝向所述电容器的正向的二极管与各个所述电阻并联地连接。
9.根据权利要求1～9中的任意一项所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述第1开关电路从所述外部电源起依次具有在相互的源极串联连接的一对场效应晶体管。
10.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其特征在于，
在所述一对场效应晶体管的漏极间的电位差超过规定的阈值的情况下，所述开关驱动部输出指示将所述电流供给路径从导通状态切换到切断状态的切断指令电压。
11.一种电动助力转向装置，其特征在于，
所述电动助力转向装置具有马达，该马达由权利要求1～10中的任意一项所述的马达驱动装置驱动。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11349426B1 (en) 2020-11-25 2022-05-31 Global Mixed-Mode Technology Inc. Motor controller
TWI778454B (zh) * 2020-11-24 2022-09-21 致新科技股份有限公司 馬達控制器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109921770A (zh) * 2019-03-07 2019-06-21 维沃移动通信有限公司 一种马达驱动电路及终端设备
KR20210014327A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 현대모비스 주식회사 전동식 조향장치에서의 상차단 스위치의 구동장치

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453709A (en) * 1993-07-20 1995-09-26 Sharp Kabushiki Kaisha Constant CMOS delay circuit
JPH10167085A (ja) * 1996-12-12 1998-06-23 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
CN1718490A (zh) * 2004-07-08 2006-01-11 三菱电机株式会社 电动动力转向装置
CN101086585A (zh) * 2006-06-08 2007-12-12 三星电机株式会社 用于lcd背光的逆变器驱动电路
CN101313462A (zh) * 2005-11-18 2008-11-26 Nxp股份有限公司 驱动电感性负载
CN101364781A (zh) * 2008-07-01 2009-02-11 上海大学 无滤波器的宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置
JP2010028984A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Denso Corp 電力変換器
CN102237849A (zh) * 2010-05-06 2011-11-09 欧姆龙汽车电子株式会社 电动机驱动装置
CN102255585A (zh) * 2010-05-19 2011-11-23 欧姆龙汽车电子株式会社 电动机驱动装置
CN102396150A (zh) * 2009-04-17 2012-03-28 大金工业株式会社 电源电路以及存储有电源电路的控制程序的可由计算机读取的存储介质
US20120286712A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Denso Corporation Motor drive apparatus
CN102844973A (zh) * 2010-04-01 2012-12-26 日立汽车系统株式会社 电力转换装置
US20130176056A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-11 SK Hynix Inc. Inverter delay compensation circuit
CN103296942A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 发那科株式会社 具备动态制动控制单元的电动机驱动装置
CN203267808U (zh) * 2013-05-31 2013-11-06 大洋电机新动力科技有限公司 一种带有能量回馈功能的永磁同步电机无轨电车控制系统
CN203289395U (zh) * 2013-04-28 2013-11-13 青岛歌尔声学科技有限公司 一种开关机电路和一种电子设备
CN103715971A (zh) * 2012-10-03 2014-04-09 日立空调·家用电器株式会社 马达控制装置以及空调机
CN106031020A (zh) * 2014-02-19 2016-10-12 日立汽车系统株式会社 电动机的驱动控制装置及驱动控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0591790A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Toshiba Corp ブラシレスモータ
JP2009220705A (ja) 2008-03-17 2009-10-01 Jtekt Corp 操舵制御装置
JP6129676B2 (ja) 2013-08-05 2017-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用電動モータの制御装置及び電動パワーステアリング制御装置
CN107078683B (zh) 2014-09-04 2019-03-26 日本精工株式会社 电动机控制装置、故障检测方法以及搭载了该电动机控制装置、该故障检测方法的电动助力转向装置和车辆
CN105119240B (zh) * 2015-09-15 2018-01-02 无锡芯朋微电子股份有限公司 原边反馈电压采样电阻短路保护电路

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5453709A (en) * 1993-07-20 1995-09-26 Sharp Kabushiki Kaisha Constant CMOS delay circuit
JPH10167085A (ja) * 1996-12-12 1998-06-23 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
CN1718490A (zh) * 2004-07-08 2006-01-11 三菱电机株式会社 电动动力转向装置
CN101313462A (zh) * 2005-11-18 2008-11-26 Nxp股份有限公司 驱动电感性负载
CN101086585A (zh) * 2006-06-08 2007-12-12 三星电机株式会社 用于lcd背光的逆变器驱动电路
CN101364781A (zh) * 2008-07-01 2009-02-11 上海大学 无滤波器的宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置
JP2010028984A (ja) * 2008-07-22 2010-02-04 Denso Corp 電力変換器
CN102396150A (zh) * 2009-04-17 2012-03-28 大金工业株式会社 电源电路以及存储有电源电路的控制程序的可由计算机读取的存储介质
CN102844973A (zh) * 2010-04-01 2012-12-26 日立汽车系统株式会社 电力转换装置
CN102237849A (zh) * 2010-05-06 2011-11-09 欧姆龙汽车电子株式会社 电动机驱动装置
CN102255585A (zh) * 2010-05-19 2011-11-23 欧姆龙汽车电子株式会社 电动机驱动装置
US20120286712A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Denso Corporation Motor drive apparatus
US20130176056A1 (en) * 2012-01-10 2013-07-11 SK Hynix Inc. Inverter delay compensation circuit
CN103296942A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 发那科株式会社 具备动态制动控制单元的电动机驱动装置
CN103715971A (zh) * 2012-10-03 2014-04-09 日立空调·家用电器株式会社 马达控制装置以及空调机
CN203289395U (zh) * 2013-04-28 2013-11-13 青岛歌尔声学科技有限公司 一种开关机电路和一种电子设备
CN203267808U (zh) * 2013-05-31 2013-11-06 大洋电机新动力科技有限公司 一种带有能量回馈功能的永磁同步电机无轨电车控制系统
CN106031020A (zh) * 2014-02-19 2016-10-12 日立汽车系统株式会社 电动机的驱动控制装置及驱动控制方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778454B (zh) * 2020-11-24 2022-09-21 致新科技股份有限公司 馬達控制器
US11349426B1 (en) 2020-11-25 2022-05-31 Global Mixed-Mode Technology Inc. Motor controller

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Publication number Publication date
US20190312536A1 (en) 2019-10-10
WO2018142828A1 (ja) 2018-08-09
US10833614B2 (en) 2020-11-10
JPWO2018142828A1 (ja) 2019-11-21
DE112017006963T5 (de) 2019-10-10
JP7124716B2 (ja) 2022-08-24

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