JP2010207087A - Controller of motor for electric power steering - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller of a motor that detects a current with high accuracy using an amplifier with general accuracy, and also, prevents the accuracy of current detection from being deteriorated even when the temperature changes. <P>SOLUTION: The controller includes: a switch circuit 10 for supplying a driving current to a motor 17, a resistor 7 for detecting the driving current, an amplifying circuit 2 for amplifying the potential difference between the ends of the resistor 7, an input-unit switching means 15 provided in the input unit of the amplifying circuit 2 to change the direction of the potential difference between two sides, an output-unit switching means 20 provided in the output unit of the amplifying circuit 2 to change the direction of the output voltage of the amplifying circuit 2 between two sides, and a CPU 50 for averaging the two voltages obtained when the direction of the output voltage of the amplifying circuit 2 is switched between the two sides. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ制御装置に関し、特に、電動パワーステアリング装置のアシスト用モータ等に利用する3相ブラシレスDCモータのモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device for a three-phase brushless DC motor used for an assist motor or the like of an electric power steering device.

近年、車両の重量軽減による燃費の向上等を目的として、従来の油圧によるパワーアシスト装置の代わりに、モータを用いてトルクアシストを行う技術が導入されている。   In recent years, for the purpose of improving fuel consumption by reducing the weight of a vehicle, a technique for performing torque assist using a motor instead of a conventional hydraulic power assist device has been introduced.

例えば、電動パワーステアリング装置(EPS:Electric Power Steering)のアシスト用モータには、比較的俊敏で高トルクを発生でき、制御が容易な3相ブラシレスDCモータが用いられている。この3相ブラシレスDCモータは、トルクが電流に比例して変動することから、このモータを正確に制御するためには、モータに流れる電流を正確に検出する必要がある。   For example, as a motor for assisting an electric power steering device (EPS), a three-phase brushless DC motor that is relatively agile and can generate high torque and is easy to control is used. In this three-phase brushless DC motor, the torque varies in proportion to the current. Therefore, in order to accurately control the motor, it is necessary to accurately detect the current flowing through the motor.

このため、従来は、例えば、特許文献1(特開2004−117070号公報)に記載されているような方法が採られている。すなわち、外付けに電流検出用の抵抗器(シャント抵抗)を付加して、モータ駆動電流により発生する電位差をオペアンプ等の増幅回路で増幅し、A/D変換機能を用いてマイコンに取り込む。このデータを用いて、流れる電流と目標電流とが一致するように電流値フィードバックを行うことにより、PWM制御でモータを駆動している。   For this reason, conventionally, for example, a method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-117070) has been adopted. That is, an external resistor (shunt resistor) for current detection is added, the potential difference generated by the motor drive current is amplified by an amplifier circuit such as an operational amplifier, and taken into the microcomputer using an A / D conversion function. Using this data, the motor is driven by PWM control by performing current value feedback so that the flowing current matches the target current.

特開2004−117070号公報JP 2004-1117070 A

しかしながら、通常、オペアンプ等の増幅器には、入力オフセットが存在する。一般的に用いられるオペアンプでは、入力オフセットは最大10mV程度となる。これは、温度による変動を含んでいるため、温度が変化すると、最大で10mV程度のオフセットずれを考慮する必要がある。   However, normally, an amplifier such as an operational amplifier has an input offset. In an operational amplifier generally used, the input offset is about 10 mV at maximum. Since this includes fluctuation due to temperature, it is necessary to consider an offset deviation of about 10 mV at the maximum when the temperature changes.

一方、電動パワーステアリング用のモータを制御する場合、最大で100Aを越える電流の制御が必要となる。この場合、シャント抵抗としては、発熱等を考慮して1mΩ程度のものを用いる必要がある。   On the other hand, when controlling a motor for electric power steering, it is necessary to control a current exceeding 100 A at the maximum. In this case, it is necessary to use a shunt resistor having a resistance of about 1 mΩ in consideration of heat generation.

精度が悪化すると、上記のように、操作中の人に違和感を与える可能性があるため、電流の検出精度は±数%以内であることが要求される。入力オフセットが±10mA程度発生すると、1mΩのシャント抵抗を使った場合は10Aの誤差に相当する。このため、100Aの制御電流のうち誤差が10%程度含まれることとなり、トルクリップル等の問題を招く可能性がある。特に微小電流が流れる際、制御電流に対するオフセットずれの影響が大きくなり、この傾向が顕著となる。   If the accuracy deteriorates, there is a possibility that the person who is operating is uncomfortable as described above. Therefore, the current detection accuracy is required to be within ± several percent. If an input offset occurs about ± 10 mA, using a shunt resistor of 1 mΩ corresponds to an error of 10 A. For this reason, an error of about 10% is included in the control current of 100 A, which may cause problems such as torque ripple. In particular, when a minute current flows, the influence of the offset deviation on the control current becomes large, and this tendency becomes remarkable.

また、精度を上げるために入力オフセットの少ないオペアンプを用いると、コストアップに繋がり、また、オペアンプの選択肢が少なくなり温度条件等、他の条件が満たせない場合が多い。   Also, using an operational amplifier with a small input offset to increase accuracy leads to an increase in cost, and there are many cases where other options such as temperature conditions cannot be satisfied because there are fewer choices for the operational amplifier.

また、本問題は、増幅回路に必然的に内在する入力オフセットに依存するので、CPUのA/D精度を上げる等によっては解決することはできない。   In addition, since this problem depends on the input offset inherent in the amplifier circuit, it cannot be solved by increasing the A / D accuracy of the CPU.

また、初期キャリブレーションにより、入力オフセットの初期ずれ補正を行っても、温度によるオフセットずれには対応できないという問題もある。   Further, there is a problem that even if the initial offset correction of the input offset is performed by the initial calibration, the offset shift due to the temperature cannot be dealt with.

また、近年はコストを抑えるため、電流駆動回路,電流検出回路等を集積化してIC化することが行われている。この場合、オペアンプ等の回路の性能はIC化を行う場合のデバイス,プロセス特性に依存するので、高精度のアンプを実現できない場合や、チップサイズの増大によりコストアップする場合等が考えられる。   In recent years, in order to reduce costs, a current drive circuit, a current detection circuit, and the like are integrated and integrated into an IC. In this case, since the performance of a circuit such as an operational amplifier depends on the device and process characteristics in the case of making an IC, there may be a case where a highly accurate amplifier cannot be realized or a case where the cost increases due to an increase in chip size.

本発明の目的は、通常の入力オフセットを持つオペアンプ等の増幅回路を用いた場合でも、オフセットずれによる精度悪化のない、モータ制御装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a motor control device that does not deteriorate accuracy due to offset deviation even when an amplifier circuit such as an operational amplifier having a normal input offset is used.

また、電流検出回路のIC化を行う場合でも、どのようなデバイス,プロセス特性によっても影響されないモータ制御装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a motor control device that is not affected by any device or process characteristics even when the current detection circuit is integrated into an IC.

本発明に係るモータ制御装置のうち代表的な一つは、モータへ駆動電流を供給するためのスイッチ回路と、駆動電流を検出して電圧に変換するための電流検出回路と、電流検出回路により変換された電圧を増幅するための増幅回路とを有し、増幅回路の入力オフセットを補正する手段を備えたものである。   A typical motor control device according to the present invention includes a switch circuit for supplying a drive current to a motor, a current detection circuit for detecting the drive current and converting it to a voltage, and a current detection circuit. And an amplifier circuit for amplifying the converted voltage, and provided with means for correcting an input offset of the amplifier circuit.

本発明に係るモータ制御装置のうち他の代表的な一つは、三相モータへ駆動電流を供給するため、ハイサイドスイッチ及びロウサイドスイッチを有するスイッチ回路と、駆動電流を検出するための抵抗と、抵抗における両端の電位差を増幅するための増幅回路と、増幅回路の入力部に設けられ、電位差を正転または反転させるように切り替えるための入力部スイッチ手段と、増幅回路の出力部に設けられ、増幅回路の出力電圧を正転または反転させるように切り替えるための出力部スイッチ手段と、増幅回路の出力電圧を正転させたときの第1出力電圧、及び、増幅回路の出力電圧を反転させたときの第2出力電圧を平均化するための演算処理装置とを有するものである。   Another representative one of the motor control devices according to the present invention is a switch circuit having a high-side switch and a low-side switch for supplying a drive current to a three-phase motor, and a resistor for detecting the drive current. And an amplifier circuit for amplifying the potential difference between both ends of the resistor, an input unit switch means for switching the potential difference so as to rotate forward or reverse, and an output circuit of the amplifier circuit. Output unit switch means for switching the output voltage of the amplifier circuit to normal or reverse, the first output voltage when the output voltage of the amplifier circuit is normal, and the output voltage of the amplifier circuit are inverted And an arithmetic processing unit for averaging the second output voltage.

本発明によれば、低コストで精度の良いモータ制御装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a low-cost and accurate motor control apparatus can be provided.

第1の実施例を説明する回路ブロック図。1 is a circuit block diagram illustrating a first embodiment. 第1の実施例の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of a 1st Example. 図1のCPUにおける演算動作の例を説明するフローチャート。3 is a flowchart for explaining an example of a calculation operation in the CPU of FIG. 第2の実施例を説明する回路ブロック図。The circuit block diagram explaining the 2nd example. 第2の実施例の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of a 2nd Example. 第2の実施例における電圧平滑化手段の一例を示す回路図。The circuit diagram which shows an example of the voltage smoothing means in a 2nd Example. 第3の実施例を説明する回路ブロック図。The circuit block diagram explaining the 3rd example. 第3の実施例の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of a 3rd Example. 第3の実施例の効果を説明する電流−電圧特性図。The current-voltage characteristic view explaining the effect of the third embodiment. 図1と同様な構成における別実施例を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining the other Example in the structure similar to FIG. 図1と同様な構成における別実施例を説明するフローチャート。The flowchart explaining another Example in the structure similar to FIG. 第4の実施例を説明する回路ブロック図。The circuit block diagram explaining the 4th example. 第4の実施例の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of a 4th Example. 第4の実施例において別効果の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining the operation | movement of another effect in a 4th Example. 図1と同様な構成における別実施例を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining the other Example in the structure similar to FIG. 第5の実施例を説明する回路ブロック図。The circuit block diagram explaining the 5th example. 第5の実施例におけるDuty制限手段の構成を説明するブロック図。The block diagram explaining the structure of the duty restriction | limiting means in a 5th Example. 第5の実施例の動作を説明するタイミングチャート。The timing chart explaining operation | movement of a 5th Example.

以下、本発明の実施例について、図1〜図18を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図1は、本発明の第1の実施例であるモータ駆動電流検出回路を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a motor drive current detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

図1において、1はシャント抵抗7の両端電圧差9を増幅する増幅手段であり、+,−の二つの入力の差を増幅する増幅回路2,増幅回路の+側入力信号3,−側入力信号4,プラスゲイン出力18,マイナスゲイン出力19,シャント抵抗電圧5,6と増幅手段の+側入力信号3,−側入力信号4への接続を、交互に切り替えるための入力スイッチ手段15、及び、プラスゲイン出力18とマイナスゲイン出力19を切り替え出力する出力スイッチ手段20から構成される。16は、増幅回路2の入力オフセット電圧Vofsを示す。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an amplifying means for amplifying the voltage difference 9 across the shunt resistor 7, which amplifies the difference between two inputs, + and −, + side input signal 3 and − side input of the amplifier circuit. An input switch means 15 for alternately switching the connection of the signal 4, the positive gain output 18, the negative gain output 19, the shunt resistance voltage 5, 6 and the amplifying means to the + side input signal 3 and the-side input signal 4; And an output switch means 20 for switching between a positive gain output 18 and a negative gain output 19. Reference numeral 16 denotes an input offset voltage Vofs of the amplifier circuit 2.

7は、モータ17を駆動する駆動電流8を検出するためのシャント抵抗、5,6はシャント抵抗7の両端電圧、9はその電位差を示す。10は、電流をモータ17に流してモータ17を駆動させるためのMOSトランジスタ等の駆動スイッチ回路であり、CPU等のPWM制御信号によってON/OFFスイッチング制御される。11はモータ駆動信号、12は増幅手段1からの増幅出力信号、13は駆動スイッチ回路10をON/OFF制御するためのハイサイドスイッチ駆動信号、14はロウサイドスイッチ駆動信号、17は実際に駆動される3相モータである。   7 is a shunt resistor for detecting the drive current 8 for driving the motor 17, 5 and 6 are voltage across the shunt resistor 7, and 9 is the potential difference. Reference numeral 10 denotes a drive switch circuit such as a MOS transistor for driving a motor 17 by causing a current to flow through the motor 17, and ON / OFF switching control is performed by a PWM control signal from a CPU or the like. 11 is a motor drive signal, 12 is an amplified output signal from the amplification means 1, 13 is a high-side switch drive signal for ON / OFF control of the drive switch circuit 10, 14 is a low-side switch drive signal, and 17 is actually driven It is a three-phase motor.

40は、CPU50からPWM周期に同期して出力される増幅手段切替信号で、本信号により増幅手段1内の入力スイッチ手段15,出力スイッチ手段20は切り替えられる。50はCPUであり、ハイサイドスイッチ駆動信号13,ロウサイドスイッチ駆動信号14,増幅手段切替信号40を生成しており、これらはCPU50のPWM信号発生ユニット50aより出力されている。   Reference numeral 40 denotes an amplifying means switching signal output from the CPU 50 in synchronization with the PWM cycle, and the input switch means 15 and the output switch means 20 in the amplifying means 1 are switched by this signal. A CPU 50 generates a high-side switch drive signal 13, a low-side switch drive signal 14, and an amplification means switching signal 40, which are output from the PWM signal generation unit 50a of the CPU 50.

90は、ハイサイドスイッチ駆動信号13を分周するPWM分周手段であり、分周手段の出力信号であるPWM分周信号91が増幅手段1に入力される。入力スイッチ手段15、及び出力スイッチ手段20は、PWM分周信号91に応じて切り替えられる構成になっている。51は電源、52はGNDを示している。   Reference numeral 90 denotes PWM frequency dividing means that divides the high-side switch drive signal 13, and a PWM frequency division signal 91 that is an output signal of the frequency dividing means is input to the amplification means 1. The input switch means 15 and the output switch means 20 are configured to be switched according to the PWM frequency division signal 91. Reference numeral 51 denotes a power supply, and 52 denotes GND.

なお、本実施例において、番号の後ろに付加されたa,b,cは、それぞれ3相モータ17のU,V,Wの各相を駆動する電流を検出する電流検出回路における同様な回路,手段であることを示している。   In the present embodiment, a, b, and c added after the numbers are similar circuits in the current detection circuit that detects currents driving the U, V, and W phases of the three-phase motor 17, respectively. It shows that it is a means.

次に、本実施例の動作を図2及び図3を用いて説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は図1の動作を説明するタイミングチャートである。図2において、60はモータを駆動するPWM周期を示し、増幅手段切替信号40は、このPWM周期に同期したタイミングで、ハイ/ロウが切り替えられる。61,62はそれぞれ電流検出手段(シャント抵抗)の両端に発生する両端電圧、63,65は増幅手段の入力オフセット16に増幅回路2の所定ゲイン値を乗じた値、64,66はシャント抵抗両端電圧61,62に増幅回路2の所定ゲイン値を乗じた値である。   FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of FIG. In FIG. 2, 60 indicates a PWM cycle for driving the motor, and the amplifying means switching signal 40 is switched between high and low at a timing synchronized with the PWM cycle. 61 and 62 are both-end voltages generated at both ends of the current detection means (shunt resistor), 63 and 65 are values obtained by multiplying the input offset 16 of the amplification means by a predetermined gain value of the amplification circuit 2, and 64 and 66 are both ends of the shunt resistance. This is a value obtained by multiplying the voltages 61 and 62 by a predetermined gain value of the amplifier circuit 2.

69は、CPU50のA/Dタイミングを示すサンプリングタイミング信号であり、本信号のタイミングで増幅手段出力信号12のサンプリングを行う。67は増幅手段出力電圧12をサンプリングタイミング信号69のタイミングでサンプリングしたサンプリング値を示し、68は前記サンプリング値67を平均化したものである。   Reference numeral 69 denotes a sampling timing signal indicating the A / D timing of the CPU 50, and the amplifier means output signal 12 is sampled at the timing of this signal. Reference numeral 67 denotes a sampling value obtained by sampling the amplifier output voltage 12 at the timing of the sampling timing signal 69, and 68 is an average of the sampling value 67.

第1の実施例の動作は、次の通りである。   The operation of the first embodiment is as follows.

図1に示す構成の回路では、CPU50よりPWM周期60に同期して、ハイサイドスイッチ駆動信号13及びロウサイドスイッチ駆動信号14が出力される。これにより、駆動スイッチ回路10のオン/オフが行われ、3相モータ17に接続されたU,V,Wの各モータ駆動信号11a,11b,11cに駆動電流を流す。ハイサイドスイッチ駆動信号13がハイの時は、電源51からモータ17に向かって電流が流れ、ロウサイドスイッチ駆動信号がハイの時は、モータ17からGND52に向かって電流が流れる。   In the circuit having the configuration shown in FIG. 1, the high-side switch drive signal 13 and the low-side switch drive signal 14 are output from the CPU 50 in synchronization with the PWM cycle 60. As a result, the drive switch circuit 10 is turned on / off, and a drive current is supplied to the U, V, and W motor drive signals 11a, 11b, and 11c connected to the three-phase motor 17. When the high-side switch drive signal 13 is high, a current flows from the power source 51 toward the motor 17, and when the low-side switch drive signal is high, a current flows from the motor 17 toward the GND 52.

第1の実施例の場合、駆動スイッチ回路10のロウサイドスイッチの下流側に電流検出用シャント抵抗7が付加されているため、図2に示すように、駆動電流8はロウサイドスイッチがオンしている間だけシャント抵抗に流れ、その両端に両端電圧9を発生させる。図2の61,62は周期60a,60bそれぞれの周期におけるシャント抵抗両端に表れる電圧レベルを示し、その電位差9は、(シャント抵抗値×電流量)で計算される値となる。   In the case of the first embodiment, since the current detecting shunt resistor 7 is added to the downstream side of the low-side switch of the drive switch circuit 10, as shown in FIG. The voltage flows through the shunt resistor only during the period, and a voltage 9 is generated at both ends of the shunt resistor. In FIG. 2, 61 and 62 indicate voltage levels appearing at both ends of the shunt resistor in each of the cycles 60a and 60b, and the potential difference 9 is a value calculated by (shunt resistance value × current amount).

シャント抵抗7の両端電圧5,6は増幅手段1に入力され、次のような動作により電流検出される。まず、周期60aにおいて、増幅手段切替信号40はハイなので、入力スイッチ手段15及び出力スイッチ手段20が(A)側に切り替えられている(これを正転側と呼ぶ)。この場合、シャント抵抗両端電圧5,6はそれぞれ、+側入力信号3,−側入力信号4に接続され、増幅回路2の+,−入力端子にそれぞれ接続される。増幅回路2では所定ゲイン倍されて、プラスゲイン出力18(ゲイン:GA),マイナスゲイン出力19(ゲイン:−GA)が出力される。出力スイッチ手段20も(A)側に切り替えられているため、増幅手段出力12にはプラスゲイン出力18が出力され、CPUに入力される。このとき、シャント抵抗両端電電圧が61、増幅回路2の入力オフセット16は+Vofsなので、増幅回路に入力される電圧は、(61+Vofs)となる。よって、増幅回路のプラスゲイン出力18は(61+Vofs)×GAとなる。   Voltages 5 and 6 across the shunt resistor 7 are input to the amplifying means 1 and current is detected by the following operation. First, in the period 60a, since the amplification means switching signal 40 is high, the input switch means 15 and the output switch means 20 are switched to the (A) side (this is called the normal rotation side). In this case, the voltages 5 and 6 across the shunt resistor are connected to the + side input signal 3 and the − side input signal 4, respectively, and are connected to the + and − input terminals of the amplifier circuit 2, respectively. The amplification circuit 2 multiplies by a predetermined gain and outputs a plus gain output 18 (gain: GA) and a minus gain output 19 (gain: -GA). Since the output switch means 20 is also switched to the (A) side, the plus gain output 18 is output to the amplification means output 12 and input to the CPU. At this time, since the voltage across the shunt resistor is 61 and the input offset 16 of the amplifier circuit 2 is + Vofs, the voltage input to the amplifier circuit is (61 + Vofs). Therefore, the positive gain output 18 of the amplifier circuit is (61 + Vofs) × GA.

一方、周期60bにおいては、増幅手段切替信号はロウとなり、増幅手段1の入力スイッチ手段15と、出力スイッチ手段20は(B)側に切り替えられる(これを反転側と呼ぶ)。この場合、シャント抵抗両端電圧5,6はそれぞれ、−側入力信号4,+側入力信号3に接続され、増幅回路2の−,+入力端子にそれぞれ接続される。増幅回路2では同様に所定ゲイン倍されて、プラスゲイン出力18(ゲイン:GA),マイナスゲイン出力19(ゲイン:−GA)が出力され、出力スイッチ手段20も(B)側に切り替えられているため、増幅手段出力12にはマイナスゲイン出力18が出力され、CPU50に入力される。このとき、シャント抵抗両端電圧は62、増幅回路2の入力オフセット16は+Vofsなので、増幅回路に入力される電圧は、−(62−Vofs)となる。よって、増幅回路のプラスゲイン出力18は(−62+Vofs)×(−GA)となる。   On the other hand, in the cycle 60b, the amplification means switching signal becomes low, and the input switch means 15 and the output switch means 20 of the amplification means 1 are switched to the (B) side (this is called the inverting side). In this case, the voltages 5 and 6 across the shunt resistor are connected to the negative side input signal 4 and the positive side input signal 3, respectively, and are connected to the negative and positive input terminals of the amplifier circuit 2, respectively. Similarly, the amplification circuit 2 multiplies a predetermined gain, outputs a positive gain output 18 (gain: GA) and a negative gain output 19 (gain: -GA), and the output switch means 20 is also switched to the (B) side. Therefore, a negative gain output 18 is output to the amplification means output 12 and input to the CPU 50. At this time, since the voltage across the shunt resistor is 62 and the input offset 16 of the amplifier circuit 2 is + Vofs, the voltage input to the amplifier circuit is − (62−Vofs). Therefore, the plus gain output 18 of the amplifier circuit is (−62 + Vofs) × (−GA).

上記増幅手段の出力電圧は、図2の増幅手段出力電圧12において、63〜66で示される。即ち、周期60aにおいて、64=入力電圧61×GAとなり、これに入力オフセットVofsがゲイン倍された63=Vofs×GAが加算された値が、増幅手段出力12となる。同様に、周期60bにおいては、66=入力電圧62×GAとなり、これに入力オフセットVofsがゲイン倍された65=−Vofs×GAが加算された値が、増幅手段出力12となる。   The output voltage of the amplifying means is indicated by 63 to 66 in the amplifying means output voltage 12 of FIG. That is, in the period 60a, 64 = input voltage 61 × GA, and a value obtained by adding 63 = Vofs × GA obtained by multiplying the input offset Vofs by gain is the amplification unit output 12. Similarly, in the period 60b, 66 = input voltage 62 × GA, and a value obtained by adding 65 = −Vofs × GA obtained by multiplying the input offset Vofs by gain is the amplification unit output 12.

上記増幅手段出力電圧12を、CPUサンプリングタイミング69でサンプリングすると、周期60a,60bそれぞれサンプリング値は67a,67bのようになる。このサンプリング値を、CPUにおいて図3に示すようなフローチャートで演算して平均値を取ると、平均電圧68は次のようになる。   When the amplifying means output voltage 12 is sampled at the CPU sampling timing 69, the sampling values of the periods 60a and 60b become 67a and 67b, respectively. When the sampling value is calculated by the CPU in the flowchart as shown in FIG. 3 and the average value is taken, the average voltage 68 is as follows.

平均電圧68=(67a+67b)/2
平均電圧68=((61×GA+Vofs×GA)+(62×GA−Vofs×GA)) /2
平均電圧68=(61×GA+62×GA)/2
このように、平均電圧68は増幅回路の入力オフセット成分を含まず、シャント抵抗の両端電圧に増幅回路の所定ゲインGAを掛けた値となる。よって、オフセット誤差の無い精度の良い電流検出を行う事が可能となる。
Average voltage 68 = (67a + 67b) / 2
Average voltage 68 = ((61 × GA + Vofs × GA) + (62 × GA−Vofs × GA)) / 2
Average voltage 68 = (61 × GA + 62 × GA) / 2
Thus, the average voltage 68 does not include the input offset component of the amplifier circuit, and is a value obtained by multiplying the voltage across the shunt resistor by the predetermined gain GA of the amplifier circuit. Therefore, accurate current detection without an offset error can be performed.

図3は、CPU50内で行われる平均電圧算出の為のフローチャートの一例である。このような演算により、PWM周期ごとに平均電圧値を演算して検出電圧値の更新を行うため、モータ17に流れる駆動電流を高精度に検出でき、精度良いモータ駆動制御を行うことができる。   FIG. 3 is an example of a flowchart for calculating the average voltage performed in the CPU 50. By such calculation, the average voltage value is calculated for each PWM cycle and the detected voltage value is updated, so that the drive current flowing through the motor 17 can be detected with high accuracy, and motor drive control with high accuracy can be performed.

なお、本実施例は電動パワーステアリングの構成に基づいて説明をしているが、同じ3相のDCモータ及び電流検出抵抗を用いた電動ブレーキ等のシステムに用いた場合でも、同様に高精度な電流検出を行うことができる。   Although the present embodiment has been described based on the configuration of the electric power steering, even when used in a system such as an electric brake using the same three-phase DC motor and current detection resistor, it is similarly highly accurate. Current detection can be performed.

次に、本実施例の別の効果を、図15のタイミングチャートを用いて説明する。   Next, another effect of the present embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG.

モータ17に駆動電流を流すために、ハイサイドスイッチ駆動信号13,ロウサイドスイッチ駆動信号14によって駆動スイッチ回路10をオン/オフさせる。このとき、PWM分周手段90では、ハイサイドスイッチ駆動信号13を分周して、PWM分周信号91を出力する。これにより、他の実施例と同様に増幅手段1の入力スイッチ手段15及び出力スイッチ手段20を切り替え、正転側,反転側の各信号を出力する。そしてCPU50でサンプリングを行い、平均電流を検出することができる。   The drive switch circuit 10 is turned on / off by the high-side switch drive signal 13 and the low-side switch drive signal 14 in order to pass a drive current to the motor 17. At this time, the PWM frequency dividing means 90 divides the high side switch drive signal 13 and outputs a PWM frequency divided signal 91. Thereby, the input switch means 15 and the output switch means 20 of the amplifying means 1 are switched as in the other embodiments, and the signals on the normal rotation side and the inversion side are output. The CPU 50 can perform sampling and detect the average current.

これにより、CPUの機能的または速度的な制限があり、PWM周期に同期して増幅手段1を切り替える増幅手段切替信号40を出力できないCPUを用いた場合でも、モータのPWM駆動周期に同期したハイサイドスイッチ駆動信号13を用いて増幅手段を正転側,反転側に切り替えることにより、オフセットずれの無い電流検出を行うことができる。   As a result, there is a limitation on the function or speed of the CPU, and even when a CPU that cannot output the amplification means switching signal 40 for switching the amplification means 1 in synchronization with the PWM cycle is used, the high synchronization synchronized with the PWM drive cycle of the motor is used. By using the side switch drive signal 13 to switch the amplification means between the normal rotation side and the reverse rotation side, current detection without offset deviation can be performed.

なお、本実施例においては、ハイサイドスイッチ駆動信号13の分周信号を用いて増幅手段を切り替えているが、ロウサイドスイッチ駆動信号14を用いても、同様な効果が得られる。   In this embodiment, the amplifying means is switched using the frequency-divided signal of the high-side switch drive signal 13, but the same effect can be obtained by using the low-side switch drive signal 14.

図4は本発明の第2の実施例であるモータ駆動電流検出回路を示すブロック図である。第2の実施例の説明において、第1の実施例と同一部分についての説明は省略する。   FIG. 4 is a block diagram showing a motor drive current detection circuit according to the second embodiment of the present invention. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment is omitted.

図4において、21は増幅手段1から出力される増幅手段出力電圧12を平滑化する電圧平滑化手段であり、68は平均電圧である。また、電流検出用のシャント抵抗7は、駆動スイッチ回路10のハイサイドスイッチとロウサイドスイッチの中間に配置されており、増幅手段1にはこの両端の電圧が入力される。   In FIG. 4, 21 is a voltage smoothing means for smoothing the amplification means output voltage 12 output from the amplification means 1, and 68 is an average voltage. The current detecting shunt resistor 7 is disposed between the high-side switch and the low-side switch of the drive switch circuit 10, and the voltage at both ends is input to the amplifier 1.

本実施例の動作を、図5を参照して説明する。   The operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

図5に示すように、ハイサイドスイッチ駆動信号13とロウサイドスイッチ駆動信号14により、駆動スイッチ回路10をオン/オフさせてモータ17を駆動する駆動電流を流すと、シャント抵抗7には駆動電流8が流れ、シャント抵抗7の両端には、電流検出手段両端電圧9に示す波形が検出される。これを増幅手段1に入力し、増幅手段切替信号40により入力信号及び出力信号を切り替えると、増幅手段1から、図2に示す増幅手段出力電圧12が出力される。第1の実施例で説明したように、本来の駆動電流による出力電圧70に対し、増幅回路の入力オフセットVofsが所定ゲイン倍されて、PWM周期ごとに正転側では加算、反転側では減算された出力となる。この信号が電圧平滑化手段21に入力される。   As shown in FIG. 5, when a drive current for driving the motor 17 is supplied by turning on / off the drive switch circuit 10 using the high-side switch drive signal 13 and the low-side switch drive signal 14, the drive current flows through the shunt resistor 7. 8 flows, and the waveform indicated by the voltage 9 across the current detection means is detected across the shunt resistor 7. When this is input to the amplifying means 1 and the input signal and the output signal are switched by the amplifying means switching signal 40, the amplifying means output voltage 12 shown in FIG. As described in the first embodiment, the input offset Vofs of the amplifier circuit is multiplied by a predetermined gain with respect to the output voltage 70 by the original drive current, and is added on the normal rotation side and subtracted on the inversion side every PWM cycle. Output. This signal is input to the voltage smoothing means 21.

電圧平滑化手段21は、例えば図6に示す抵抗と容量によって構成されたローパスフィルタ(LPF)等であり、増幅手段出力電圧を平滑化し、平均電圧68を出力する。CPU50は、この信号をA/D変換してサンプリングを行い、モータ17の駆動電流検出を行うことができる。本実施例の場合、CPU50外部の電圧平滑化回路により電圧の平均値を算出するため、CPUによる図3のフローチャートのような演算が必要なく、処理能力に乏しいCPUを使った回路にも適用可能というメリットがある。   The voltage smoothing means 21 is, for example, a low-pass filter (LPF) constituted by a resistor and a capacitor shown in FIG. 6 and smoothes the output voltage of the amplifying means and outputs an average voltage 68. The CPU 50 can perform A / D conversion on this signal, perform sampling, and detect the drive current of the motor 17. In the case of the present embodiment, since the average value of the voltage is calculated by a voltage smoothing circuit outside the CPU 50, it is not necessary to perform an operation as shown in the flowchart of FIG. 3 by the CPU, and can be applied to a circuit using a CPU with poor processing capability. There is a merit.

図7は、本発明の第3の実施例であるモータ駆動電流検出回路を示すブロック図である。既に説明した実施例と同一部分についての説明は省略する。図7において、24は電圧シフト手段であり、増幅手段1の出力電圧12とCPU50との間に配置される。   FIG. 7 is a block diagram showing a motor drive current detection circuit according to a third embodiment of the present invention. A description of the same parts as those of the embodiment already described is omitted. In FIG. 7, reference numeral 24 denotes voltage shift means, which is arranged between the output voltage 12 of the amplification means 1 and the CPU 50.

図8は、第3の実施例のモータ駆動電流検出回路の動作を示すタイミングチャートである。   FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the motor drive current detection circuit of the third embodiment.

ハイサイドスイッチ駆動信号13とロウサイドスイッチ駆動信号14により、駆動スイッチ回路10をオン/オフさせて駆動電流を流すと、シャント抵抗7には駆動電流8が流れ、シャント抵抗7の両端には、電流検出手段両端電圧9として示す電圧波形が検出される。この電圧が非常に小さく、増幅回路の入力オフセットVofs16よりも小さい場合、図8の12に示すように、増幅手段1から出力された信号が、0V以下になる場合がある。   When the driving switch circuit 10 is turned on / off by the high-side switch driving signal 13 and the low-side switch driving signal 14 and a driving current is caused to flow, the driving current 8 flows through the shunt resistor 7. A voltage waveform indicated as a voltage 9 across the current detection means is detected. When this voltage is very small and smaller than the input offset Vofs16 of the amplifier circuit, the signal output from the amplifying unit 1 may be 0 V or less as indicated by 12 in FIG.

通常、CPU50のサンプリング可能な電圧範囲は0以上であるため、正常な電流値のサンプリングができない。このため、増幅手段出力電圧12を電圧シフト手段24に入力し、所定電圧71だけ電圧を昇圧し、電圧シフトを行って電圧シフト手段出力23を出力する。これにより、CPUに入力される電圧は常に0V以上となり、電流が小さく反転側で増幅回路の出力が0V以下になる場合でも、CPUに入力される信号を0V以上にすることができる。このため、正常な電流値を検出して、モータの駆動電流の制御を行うことが可能となる。   Normally, since the voltage range that can be sampled by the CPU 50 is 0 or more, normal current values cannot be sampled. Therefore, the amplification means output voltage 12 is input to the voltage shift means 24, the voltage is boosted by a predetermined voltage 71, the voltage is shifted, and the voltage shift means output 23 is output. As a result, the voltage input to the CPU is always 0 V or higher, and even when the current is small and the output of the amplifier circuit is 0 V or lower on the inverting side, the signal input to the CPU can be 0 V or higher. For this reason, it is possible to detect a normal current value and control the drive current of the motor.

図9は第3の実施例における、モータ駆動電流8と、電圧シフト手段出力23の関係を示すグラフである。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the motor drive current 8 and the voltage shift means output 23 in the third embodiment.

モータ駆動電流8と、電圧シフト手段出力23の関係は、モータ駆動電流8が大きくなると、出力電圧23も大きくなり、小さくなると小さくなる右上がりの直線となる。このとき、駆動電流8が例えば0になった場合、増幅手段の出力電圧も0となる。例えば、モータ17及びシャント抵抗7が接続されているGND52と、CPUが接続されているGNDとに電位差があった場合、モータ駆動電流8が完全に0となる前に増幅手段1の出力が0となり、小さい電流を正常に検出できないおそれがある。   The relationship between the motor drive current 8 and the voltage shift means output 23 is a straight line that rises to the right as the motor drive current 8 increases and the output voltage 23 increases. At this time, when the drive current 8 becomes 0, for example, the output voltage of the amplification means also becomes 0. For example, when there is a potential difference between the GND 52 to which the motor 17 and the shunt resistor 7 are connected and the GND to which the CPU is connected, the output of the amplifying unit 1 is 0 before the motor driving current 8 becomes 0 completely. Therefore, there is a possibility that a small current cannot be detected normally.

本実施例では、電圧シフト手段により、CPUに入力される出力電圧はシフト電圧71だけ持ち上げられるため、駆動電流8が完全に0になった場合でも、所定シフト電圧量71が確保され、CPUは正常にA/D変換を行うことが可能となり、精度の良い駆動電流検出を行うことができる。   In the present embodiment, the output voltage input to the CPU is raised by the shift voltage 71 by the voltage shift means, so that even when the drive current 8 is completely zero, the predetermined shift voltage amount 71 is secured, and the CPU It becomes possible to perform A / D conversion normally, and drive current detection with high accuracy can be performed.

図12は、本発明の第4の実施例を説明する、モータ駆動電流検出回路の一例を示すブロック図である。既に説明した実施例と同一部分についての説明は省略する。   FIG. 12 is a block diagram showing an example of a motor drive current detection circuit for explaining a fourth embodiment of the present invention. A description of the same parts as those of the embodiment already described is omitted.

図12において、80は分周手段であり、CPUから入力される増幅手段切替信号40を分周して、増幅手段切替分周信号81を出力し、増幅手段1に入力される。また、増幅手段切替分周信号81は、同時にCPUにも入力される。   In FIG. 12, reference numeral 80 denotes a frequency dividing means, which divides the amplifying means switching signal 40 input from the CPU, outputs an amplifying means switching frequency dividing signal 81, and is input to the amplifying means 1. The amplification means switching frequency division signal 81 is also input to the CPU at the same time.

本実施例の動作は、図13及び図14を参照して、次のように説明される。   The operation of the present embodiment will be described as follows with reference to FIGS. 13 and 14.

CPUもしくはソフトウェアにより、増幅手段切替信号40の反転タイミングが、図13のタイミングチャートのように、PWM周期の半分のタイミングで反転する場合がある。この場合、分周手段80により増幅手段切替信号を分周して増幅手段切替分周信号81を生成し、本信号によって増幅手段を切り替えることにより、PWM周期毎に正転,反転を行い、平均電流を検出することができる。   Depending on the CPU or software, the inversion timing of the amplifying means switching signal 40 may be inverted at half the PWM cycle as shown in the timing chart of FIG. In this case, the amplifying means switching signal is divided by the frequency dividing means 80 to generate the amplifying means switching divided signal 81, and the amplifying means is switched by this signal, so that normal rotation and inversion are performed every PWM period, and the average Current can be detected.

また、図14は、本実施例において、別の効果を説明するタイミングチャートである。図14において、CPUから入力される増幅手段切替信号40に対し、分周手段で3分周を行い、増幅手段切替分周信号81を生成し、これにより増幅手段1を切り替えている。   FIG. 14 is a timing chart for explaining another effect in the present embodiment. In FIG. 14, the amplifying means switching signal 40 inputted from the CPU is divided by 3 by the dividing means to generate an amplifying means switching frequency dividing signal 81, thereby switching the amplifying means 1.

また、同時に前記増幅手段切替分周信号81をCPU50に入力するため、CPU50では増幅手段切替分周信号81に同期したタイミングでサンプリングタイミングパルス69を発生し、サンプリングを行うことができる。これにより、増幅手段1の切り替えを行った後、十分な時間をおいてCPUによるサンプリングを行うことができるため、PWM周期を奇数回数毎に1度サンプリングすることで、正常な平均電流を得ることができる。また、切り替えによるノイズ等の影響を受けずにサンプリングすることが可能になるというメリットもある。   At the same time, since the amplification means switching frequency division signal 81 is input to the CPU 50, the CPU 50 can generate a sampling timing pulse 69 at a timing synchronized with the amplification means switching frequency division signal 81 and perform sampling. Thereby, after switching of the amplifying means 1, it is possible to perform sampling by the CPU after a sufficient time, so that a normal average current can be obtained by sampling the PWM cycle once every odd number of times. Can do. In addition, there is an advantage that sampling can be performed without being affected by noise or the like due to switching.

図16は、本発明の第5の実施例を説明する、モータ駆動電流検出回路の一例を示すブロック図である。既に説明した実施例と同一部分についての説明は省略する。   FIG. 16 is a block diagram showing an example of a motor drive current detection circuit for explaining the fifth embodiment of the present invention. A description of the same parts as those of the embodiment already described is omitted.

図16において、92はDuty制限手段、93はDuty制限信号であり、ハイサイド駆動信号13がDuty制限手段92に入力され、Duty制限信号93が分周手段90に入力される。   In FIG. 16, reference numeral 92 denotes a duty limiting unit, 93 denotes a duty limiting signal, the high-side drive signal 13 is input to the duty limiting unit 92, and the duty limiting signal 93 is input to the frequency dividing unit 90.

図17及び図18は、本実施例の動作を説明するものである。   17 and 18 explain the operation of this embodiment.

図17は、Duty制限手段の内部構成を示すブロック図である。図17において、110は入力信号のエッジを検出するエッジ検出手段、111はエッジ信号、112はOR回路で、114はカウント回路であり、OR回路出力リセット信号113によってリセットされる。117は所定設定値を保持するレジスタを意味しており、保持されている所定値は、PWM周期60の周期によって可変できるようになっている。   FIG. 17 is a block diagram showing the internal configuration of the duty limiting means. In FIG. 17, 110 is an edge detection means for detecting the edge of an input signal, 111 is an edge signal, 112 is an OR circuit, 114 is a count circuit, and is reset by an OR circuit output reset signal 113. Reference numeral 117 denotes a register that holds a predetermined set value, and the held predetermined value can be varied according to the period of the PWM period 60.

設定値出力118及びカウンタ出力121が比較手段119により比較され、所定のカウント値で比較手段出力115が出力される。比較手段出力115は、OR回路112を介して、カウント手段114のリセットを行う。同時に、比較手段出力115は、入力されたハイサイド駆動信号13と、AND回路120によってAND加算され、Duty制限手段出力信号93が出力される。   The set value output 118 and the counter output 121 are compared by the comparison unit 119, and the comparison unit output 115 is output at a predetermined count value. The comparing means output 115 resets the counting means 114 via the OR circuit 112. At the same time, the comparison means output 115 is ANDed with the input high-side drive signal 13 by the AND circuit 120, and a duty limiting means output signal 93 is output.

この動作を図18のタイミングチャートを用いて説明する。   This operation will be described with reference to the timing chart of FIG.

入力されたハイサイドスイッチ駆動信号13のエッジが検出され、所定クロックで動作しているカウント手段がリセットされる。これにより、カウント手段出力121は、エッジ信号111が入力される毎にリセットされて0値に戻る。Duty0%、及び100%の場合以外、PWM周期60毎に一度PWM信号が入力されるため、このPWM信号を分周することにより、PWM周期ごとに反転する分周手段出力信号91を生成し、電流検出を行うことができる。   The edge of the input high side switch drive signal 13 is detected, and the counting means operating at a predetermined clock is reset. As a result, the count means output 121 is reset every time the edge signal 111 is input and returns to the zero value. Since the PWM signal is input once every PWM cycle 60 except in the case of Duty 0% and 100%, the PWM signal is divided to generate a frequency dividing means output signal 91 that is inverted every PWM cycle, Current detection can be performed.

Dutyが0%または100%の場合、そのPWM周期ではPWM信号が入力されないため、エッジ信号111によりカウンタはリセットされず、カウント値は上昇を続ける。所定設定値117により設定された設定信号118と、カウント手段出力121の値が一致すると、比較手段119より比較手段出力115が出力され、分周手段90に入力されて、分周信号を生成することができる。このため、PWM信号のDutyが0%または100%になる場合でも、その周期で分周信号を反転し、PWM周期毎に反転する分周手段出力91を生成できるため、周期ごとに増幅回路のスイッチ手段を反転させ、正確に電流検出を行うことができる。   When the duty is 0% or 100%, the PWM signal is not input in the PWM cycle. Therefore, the counter is not reset by the edge signal 111, and the count value continues to increase. When the setting signal 118 set by the predetermined setting value 117 matches the value of the counting means output 121, the comparison means output 115 is outputted from the comparison means 119 and is inputted to the frequency dividing means 90 to generate a frequency division signal. be able to. For this reason, even when the duty of the PWM signal becomes 0% or 100%, the frequency division signal can be inverted at each cycle, and the frequency dividing means output 91 that is inverted every PWM cycle can be generated. The switch means can be reversed to accurately detect the current.

なお本実施例では、Duty制限手段92にハイサイドスイッチ駆動信号13を入力しているが、ロウサイドスイッチ駆動信号14を入力しても、同様な効果が得られる。   In this embodiment, the high-side switch drive signal 13 is input to the duty limiting means 92. However, the same effect can be obtained even if the low-side switch drive signal 14 is input.

図10及び図11は、第1の実施例と同様な回路構成における、別の実施例を示すタイミングチャート、及び、フローチャートである。   10 and 11 are a timing chart and a flowchart showing another embodiment in the same circuit configuration as that of the first embodiment.

図10において、ハイサイドスイッチ駆動信号13,ロウサイドスイッチ駆動信号14によって駆動スイッチ回路10をオン/オフさせて駆動電流を流すと、シャント抵抗7には駆動電流8が流れ、シャント抵抗7の両端には、電流検出手段両端電圧9として示す電圧波形が検出される。   In FIG. 10, when the drive switch circuit 10 is turned on / off by the high-side switch drive signal 13 and the low-side switch drive signal 14 and a drive current is supplied, the drive current 8 flows through the shunt resistor 7, and both ends of the shunt resistor 7 are connected. The voltage waveform shown as the voltage 9 across the current detection means is detected.

これを増幅手段1に入力し、増幅手段切替信号40によって切り替えると、正転側,逆転側それぞれ図中の増幅手段出力電圧12のような電圧信号が出力される。増幅手段切替信号40はPWM周期毎に交互に反転しているため、増幅手段出力電圧12も、交互に正転側,反転側を繰り返している。このとき、図11のフローチャートにより、CPU50でサンプリングを行うと、奇数回数に一度のサンプリングとなり、図10の69に示すサンプリングタイミングとなる。後は同様に、サンプリングしたデータ(67a〜67d)を用いて平均電圧を求め、その平均データを基にしてモータを駆動制御することができる。   When this is input to the amplifying means 1 and switched by the amplifying means switching signal 40, a voltage signal such as the amplifying means output voltage 12 in the figure is output on each of the forward rotation side and the reverse rotation side. Since the amplifying means switching signal 40 is alternately inverted every PWM cycle, the amplifying means output voltage 12 also repeats the normal rotation side and the inversion side alternately. At this time, if the CPU 50 performs sampling according to the flowchart of FIG. 11, the sampling is performed once every odd number of times, and the sampling timing indicated by 69 in FIG. Thereafter, similarly, the average voltage can be obtained using the sampled data (67a to 67d), and the motor can be driven and controlled based on the average data.

このように、PWM周期毎に出力が正転,反転を繰り返しているとき、CPUの演算能力が乏しく、PWM周期毎回のサンプリングが困難な場合でも、奇数回に一度のサンプリングを実施することにより、正常な平均電圧を得ることができる。このため、それに基づき平均電流を検出することにより、モータ駆動電流の制御を行うことが可能になる。   As described above, when the output repeats normal rotation and inversion every PWM cycle, even when sampling of the PWM cycle is difficult and sampling is difficult every time, the sampling is performed once every odd number of times. A normal average voltage can be obtained. For this reason, it becomes possible to control the motor drive current by detecting the average current based thereon.

これらの実施例によれば、通常のオフセットを持ったオペアンプを用いても、モータ駆動電流を精度良く行うことができる。また、温度変動等の外的要因に影響されないため、トルクリップルの無いモータ制御装置を提供できる。これらの実施例で説明したモータ制御装置は、電動パワーステアリング装置だけでなく、ブレーキ制御装置や車両駆動制御装置等の、モータを用いた他のアプリケーションにも適用することができる。   According to these embodiments, even if an operational amplifier having a normal offset is used, the motor drive current can be accurately performed. In addition, since it is not affected by external factors such as temperature fluctuations, a motor control device without torque ripple can be provided. The motor control apparatus described in these embodiments can be applied not only to an electric power steering apparatus but also to other applications using a motor, such as a brake control apparatus and a vehicle drive control apparatus.

1…増幅手段、2…増幅回路、7…シャント抵抗、10…駆動スイッチ回路、15…入力スイッチ手段、17…モータ、20…出力スイッチ手段、21…電圧平滑化手段、24…電圧シフト手段、40…増幅手段切替信号、50…CPU、51…電源、52…GND、90…PWM分周手段、92…Duty制限手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Amplifying means, 2 ... Amplifying circuit, 7 ... Shunt resistance, 10 ... Drive switch circuit, 15 ... Input switch means, 17 ... Motor, 20 ... Output switch means, 21 ... Voltage smoothing means, 24 ... Voltage shift means, 40 ... amplifying means switching signal, 50 ... CPU, 51 ... power source, 52 ... GND, 90 ... PWM frequency dividing means, 92 ... Duty limiting means.

Claims (17)

モータへ駆動電流を供給するためのスイッチ回路と、
前記駆動電流を検出して電圧に変換するための電流検出回路と、
前記電流検出回路により変換された前記電圧を増幅するための増幅回路とを有するモータ制御装置であって、
前記モータ制御装置は、前記増幅回路の入力オフセットを補正する手段を備えていることを特徴とするモータ制御装置。
A switch circuit for supplying drive current to the motor;
A current detection circuit for detecting the drive current and converting it into a voltage;
A motor control device having an amplifier circuit for amplifying the voltage converted by the current detection circuit,
The motor control device includes means for correcting an input offset of the amplifier circuit.
請求項1記載のモータ制御装置において、
前記電流検出回路は、シャント抵抗から構成されることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The motor control device, wherein the current detection circuit is constituted by a shunt resistor.
請求項1記載のモータ制御装置において、
前記増幅回路は、該増幅回路の入力部に設けられた入力部スイッチ手段と、該増幅回路の出力部に設けられた出力部スイッチ手段とを有し、
前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段は、所定周期で切り替わるように制御されることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The amplifier circuit has input unit switch means provided at an input unit of the amplifier circuit, and output unit switch means provided at an output unit of the amplifier circuit,
The motor control apparatus, wherein the input unit switch unit and the output unit switch unit are controlled to be switched at a predetermined cycle.
請求項3記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記増幅回路の出力に応じて前記駆動電流を演算し、前記モータの回転をPWM制御するためのPWM制御信号を出力する演算処理装置と、
前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段を前記所定周期で切り替えるためのスイッチ切替信号を出力するスイッチ切替手段とを有し、
前記スイッチ切替手段は、前記PWM制御信号に同期して前記スイッチ切替信号を出力することにより、前記入力部スイッチ手段及び前記出力スイッチ手段を切り替えることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 3, wherein
The motor control device calculates the drive current according to the output of the amplifier circuit, and outputs a PWM control signal for PWM control of rotation of the motor;
A switch switching unit that outputs a switch switching signal for switching the input unit switch unit and the output unit switch unit at the predetermined period;
The motor switching device, wherein the switch switching means switches the input switch means and the output switch means by outputting the switch switching signal in synchronization with the PWM control signal.
請求項4記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記PWM制御信号を分周するための分周手段を有し、
前記分周手段により分周された分周信号に基づいて前記入力部スイッチ手段及び前記出力スイッチ手段を切り替えることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 4, wherein
The motor control device has frequency dividing means for dividing the PWM control signal,
A motor control device that switches between the input switch means and the output switch means on the basis of the frequency-divided signal divided by the frequency dividing means.
請求項5記載のモータ制御装置において、
前記分周信号は前記演算処理装置に入力され、
前記演算処理装置は、前記分周信号に同期したタイミングで前記増幅回路からの出力をサンプリングすることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 5, wherein
The frequency-divided signal is input to the arithmetic processing unit,
The said arithmetic processing unit samples the output from the said amplifier circuit at the timing synchronized with the said frequency-divided signal, The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項4記載のモータ制御装置において、
前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段は、第1状態または第2状態のいずれかの状態をとるように切り替わり、
前記演算処理装置は、前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段が前記第1状態にある場合に取り込んだ第1サンプリング値と、前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段が前記第2状態にある場合に取り込んだ第2サンプリング値とを平均化することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 4, wherein
The input unit switch unit and the output unit switch unit are switched to take either the first state or the second state,
The arithmetic processing unit includes: a first sampling value captured when the input unit switch unit and the output unit switch unit are in the first state; and the input unit switch unit and the output unit switch unit in the second state. A motor control device that averages the second sampling value captured in the case of
請求項7記載のモータ制御装置において、
前記演算処理装置が前記第1サンプリング値を取り込んでから、前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段が奇数回切り替わったときに前記第2サンプリング値を取り込むことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 7, wherein
A motor control device that takes in the second sampling value when the input unit switch unit and the output unit switch unit are switched an odd number of times after the arithmetic processing unit has fetched the first sampling value.
請求項3記載のモータ制御装置において、
前記スイッチ回路は、ハイサイドスイッチと、該ハイサイドスイッチと第1接点を介して接続されたロウサイドスイッチとを有し、
前記電流検出回路は、前記モータと前記第1接点との間に設けられ、
前記モータ制御装置は、前記増幅回路からの出力電圧を平坦化する電圧平坦化手段を有することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 3, wherein
The switch circuit includes a high-side switch, and a low-side switch connected to the high-side switch via a first contact,
The current detection circuit is provided between the motor and the first contact;
The motor control device includes voltage flattening means for flattening an output voltage from the amplifier circuit.
請求項9記載のモータ制御装置において、
前記電圧平坦化手段は、抵抗と容量により構成されたローパスフィルタであることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 9, wherein
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the voltage flattening means is a low-pass filter composed of a resistor and a capacitor.
請求項7記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記増幅回路からの出力電圧をシフトする電圧シフト手段を有することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 7, wherein
The motor control device includes voltage shift means for shifting an output voltage from the amplifier circuit.
請求項7記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記PWM制御信号のDutyを制限するためのDuty制限手段を有し、
前記Duty制限手段は、前記PWM制御信号のDutyが0%または100%の場合に、前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段を切り替えるための前記スイッチ切替信号を出力することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 7, wherein
The motor control device has a duty limiting means for limiting the duty of the PWM control signal,
The duty limiting unit outputs the switch switching signal for switching the input unit switching unit and the output unit switching unit when the duty of the PWM control signal is 0% or 100%. Control device.
三相モータへ駆動電流を供給するため、ハイサイドスイッチ及びロウサイドスイッチを有するスイッチ回路と、
前記駆動電流を検出するための抵抗と、
前記抵抗における両端の電位差を増幅するための増幅回路と、
前記増幅回路の入力部に設けられ、前記電位差を正転または反転させるように切り替えるための入力部スイッチ手段と、
前記増幅回路の出力部に設けられ、該増幅回路の出力電圧を正転または反転させるように切り替えるための出力部スイッチ手段と、
前記増幅回路の出力電圧を正転させたときの第1出力電圧、及び、前記増幅回路の出力電圧を反転させたときの第2出力電圧を平均化するための演算処理装置とを有することを特徴とするモータ制御装置。
A switch circuit having a high-side switch and a low-side switch for supplying a driving current to the three-phase motor;
A resistor for detecting the drive current;
An amplifier circuit for amplifying a potential difference between both ends of the resistor;
An input unit switch means provided at an input unit of the amplifier circuit, for switching the potential difference so as to rotate forward or reverse;
An output unit switching means provided at the output unit of the amplifier circuit, for switching the output voltage of the amplifier circuit so as to rotate forward or reverse;
An arithmetic processing unit for averaging the first output voltage when the output voltage of the amplifier circuit is rotated forward and the second output voltage when the output voltage of the amplifier circuit is inverted; A motor control device.
請求項13記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記三相モータの回転をPWM制御するものであり、
前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段は、PWM制御信号に同期して切り替わることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 13,
The motor control device PWM-controls the rotation of the three-phase motor,
The motor controller according to claim 1, wherein the input unit switch unit and the output unit switch unit are switched in synchronization with a PWM control signal.
請求項13記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、PWM分周手段を有し、
前記PWM分周手段は、前記PWM制御信号を分周して分周信号を生成し、
前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段は、前記分周信号に基づいて切り替わることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 13,
The motor control device has PWM frequency dividing means,
The PWM frequency dividing means divides the PWM control signal to generate a frequency divided signal,
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the input unit switch unit and the output unit switch unit are switched based on the frequency division signal.
請求項15記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記増幅回路からの出力電圧をシフトする電圧シフト手段を有することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 15, wherein
The motor control device includes voltage shift means for shifting an output voltage from the amplifier circuit.
請求項15記載のモータ制御装置において、
前記モータ制御装置は、前記PWM制御信号のDutyを制限するためのDuty制限手段を有し、
前記Duty制限手段は、前記PWM制御信号のDutyが0%または100%の場合に、前記入力部スイッチ手段及び前記出力部スイッチ手段を切り替えるための前記スイッチ切替信号を出力することを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 15, wherein
The motor control device has a duty limiting means for limiting the duty of the PWM control signal,
The duty limiting unit outputs the switch switching signal for switching the input unit switching unit and the output unit switching unit when the duty of the PWM control signal is 0% or 100%. Control device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013150948A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 日本精工株式会社 Motor control device and electric power steering device equipped with same
WO2023157432A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 日本精工株式会社 Current detection device, motor control device, and electric power steering device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257869A (en) * 2001-02-28 2002-09-11 Sanyo Electric Co Ltd Current detection circuit
JP2004309386A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp Current detector
JP2005130578A (en) * 2003-10-22 2005-05-19 Koyo Seiko Co Ltd Power steering apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002257869A (en) * 2001-02-28 2002-09-11 Sanyo Electric Co Ltd Current detection circuit
JP2004309386A (en) * 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp Current detector
JP2005130578A (en) * 2003-10-22 2005-05-19 Koyo Seiko Co Ltd Power steering apparatus

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013150948A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-10 日本精工株式会社 Motor control device and electric power steering device equipped with same
JP2013215064A (en) * 2012-04-04 2013-10-17 Nsk Ltd Motor control device and electric power steering device mounted with the same
US8831832B2 (en) 2012-04-04 2014-09-09 Nsk Ltd. Motor control apparatus and electric power steering apparatus provided with the same
WO2023157432A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 日本精工株式会社 Current detection device, motor control device, and electric power steering device
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