JP2014180124A - モータ駆動装置 - Google Patents

モータ駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014180124A
JP2014180124A JP2013052145A JP2013052145A JP2014180124A JP 2014180124 A JP2014180124 A JP 2014180124A JP 2013052145 A JP2013052145 A JP 2013052145A JP 2013052145 A JP2013052145 A JP 2013052145A JP 2014180124 A JP2014180124 A JP 2014180124A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
relay
power supply
power
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013052145A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6010490B2 (ja
Inventor
Tomoyasu Fuse
智靖 布施
Tomonobu Koseki
知延 小関
Fumishige Yatsugi
富美繁 矢次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2013052145A priority Critical patent/JP6010490B2/ja
Priority to KR1020140026111A priority patent/KR101704112B1/ko
Priority to CN201410085755.6A priority patent/CN104052372B/zh
Priority to US14/206,129 priority patent/US9438148B2/en
Priority to DE102014204783.8A priority patent/DE102014204783A1/de
Publication of JP2014180124A publication Critical patent/JP2014180124A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6010490B2 publication Critical patent/JP6010490B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/12Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0487Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0844Fail safe control, e.g. by comparing control signal and controlled current, isolating motor on commutation error
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/027Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an over-current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P31/00Arrangements for regulating or controlling electric motors not provided for in groups H02P1/00 - H02P5/00, H02P7/00 or H02P21/00 - H02P29/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

【課題】回路構成の簡単化と部品点数の削減により、コストの低減が図れるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置は、電動モータMに電力を供給するインバータ回路1と、電源14からインバータ回路に電力を供給する電源ライン13上に配置された電源リレー5と、インバータ回路と電動モータとの間の駆動ライン11U,11V,11W上に配置され、半導体スイッチング素子からなる相リレー3U,3V,3Wと、相リレー及び電源リレーに接続された駆動回路8とを備える。相リレーと電源リレーの駆動回路を共有化し、この駆動回路から出力される制御信号CSによって電源リレーと相リレーとを一括して駆動する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電動モータを駆動するモータ駆動装置に関し、更に詳しくは、電源リレーとフェールセーフ用の相リレーを駆動する駆動回路を備えたモータ駆動装置に関する。
特許文献1には、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御方式によるモータ駆動装置が開示されている。このモータ駆動装置は、所定のデューティを持ったPWM信号により駆動されるインバータ回路と、このインバータ回路とモータとの間に設けられたフェールセーフ回路を備えている。
上記インバータ回路は、いわゆる3相ブリッジから構成され、PWM信号に基づいて各スイッチング素子がオン/オフ動作を行うことにより、インバータ回路からフェールセーフ回路を介してモータの各相に駆動電圧を供給する。上記フェールセーフ回路は、故障などが発生した場合に、インバータ回路からモータへの通電を遮断してモータを停止させることで、フェールセーフ機能を働かせるものである。上記インバータ回路とフェールセーフ回路を構成するスイッチング素子には、Nチャネル型MOSFETを用いる例が記載されている。
特開2011−244611号公報
ところで、上記特許文献1のモータ駆動装置では、フェールセーフ回路の各MOSFETをフェールセーフ駆動部で個別にオン/オフ制御している。また、電源リレーにはメカニカルリレーを採用しており、この電源リレーの開閉は制御部によって制御している。上記特許文献1には、メカニカルリレーに代えて半導体スイッチング素子を用いてもよいことが記載されているが、基本的にはメカニカルリレーを用いてフェールセーフ回路の各MOSFETとは別々に制御することが前提の回路構成になっている。
しかしながら、フェールセーフ回路の各MOSFETを個別にオン/オフ制御するとフェールセーフ駆動部の回路構成が複雑化する。また、このフェールセーフ駆動部と、電源リレーを駆動する制御部とが別になっているため、部品点数が増加してコストの低減が困難である、という問題がある。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、回路構成の簡単化と部品点数の削減により、コストの低減が図れるモータ駆動装置を提供することにある。
本発明の一態様に係るモータ駆動装置は、電動モータに電力を供給するインバータ回路と、電源から前記インバータ回路に電力を供給する電源ライン上に配置された電源リレーと、前記インバータ回路と前記電動モータとの間の駆動ライン上に配置され、半導体スイッチング素子からなる相リレーと、前記相リレー及び前記電源リレーに接続された駆動回路とを備え、前記駆動回路の出力によって前記電源リレーと前記相リレーとを駆動する。
このような構成によれば、相リレーと電源リレーの駆動回路を共有化し、この駆動回路の出力で電源リレーと相リレーとを駆動することで、駆動回路の回路構成を簡単化するとともに部品点数を削減し、コストの低減が図れる。
本発明によれば、相リレーと電源リレーの駆動回路を共有化し、この駆動回路の出力で電源リレーと相リレーとを駆動することで、駆動回路の回路構成を簡単化するとともに部品点数を削減し、コストの低減が図れるモータ駆動装置を提供できる。
本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。 本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。 本発明の第3の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。 図3に示したモータ駆動装置の変形例1を示す回路図である。 図3に示したモータ駆動装置の変形例2を示す回路図である。 本発明の実施形態に係るモータ駆動装置をパワーステアリングのアシスト用モータに適用したEPSシステムの構成例を示す概略図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。このモータ駆動装置は、電動モータ(本例では3相モータ)Mを駆動するインバータ回路1、このインバータ回路1を制御するインバータ用ドライバ回路2、相リレー3U,3V,3W、サージ保護用のツェナーダイオード4U,4V,4W、電源リレー5、電源IC6、制御装置として働くマイクロコンピュータ(マイコン)7、駆動回路(ディスクリート)8、昇圧回路9及びスイッチ10などを含んで構成されている。
上記インバータ回路1は、駆動ライン11U,11V,11Wを介して電動モータMのU相,V相及びW相をそれぞれ相毎に駆動する3組のスイッチング素子を備えている。本例では、各スイッチング素子がNチャネル型MOSFET1UH,1UL,1VH,1VL,1WH,1WLで構成されている。MOSFET1UH,1ULは、バッテリー14などの電源から電力を供給する電源ライン13と接地点間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に上記駆動ライン11Uの一端が接続される。上記MOSFET1VH,1VLは、電源ライン13と接地点間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に上記駆動ライン11Vの一端が接続される。また、上記MOSFET1WH,1WLは、電源ライン13と接地点間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点に上記駆動ライン11Wの一端が接続されている。
上記インバータ用ドライバ回路2は、電源側のMOSFET1UH,1VH,1WHにそれぞれ対応するH側ドライバ2UH,2VH,2WHと、接地点側のMOSFET1UL,1VL,1WLにそれぞれ対応するL側ドライバ2UL,2VL,2WLを備えている。これらH側ドライバ2UH,2VH,2WHとL側ドライバ2UL,2VL,2WLには、昇圧回路9で昇圧された電圧が供給される。各H側ドライバ2UH,2VH,2WHの出力端にはそれぞれ、上記MOSFET1UH,1VH,1WHのゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御され、各L側ドライバ2UL,2VL,2WLの出力端にはそれぞれ、上記MOSFET2UL,2VL,2WLのゲートが接続されて選択的にオン/オフ制御される。
上記相リレー3U,3V,3Wはそれぞれ、電動モータMを駆動するための駆動ライン11U,11V,11W上に設けられている。これら相リレー3U,3V,3Wには、半導体スイッチング素子、本例ではNチャネル型MOSFETを用いている。これら各MOSFETのゲートには、駆動回路8から第1の制御ライン15を介して制御信号CSが供給される。この第1の制御ライン15と、上記駆動ライン11U,11V,11Wにおける電動モータMと相リレー3U,3V,3Wを接続するモータ側ライン部との間には、サージ保護用のツェナーダイオード(第1のサージ保護手段)4U,4V,4Wのカソード・アノードが相毎に接続されている。すなわち、相リレー3U,3V,3Wの各MOSFETにおける駆動回路8に接続される第1接続端子と、これらMOSFETの電動モータMに接続される第2接続端子との間が、ツェナーダイオード4U,4V,4Wで接続されている。
上記駆動回路8は、マイクロコンピュータ7による制御に基づいて、昇圧回路9で昇圧された電圧レベルの制御信号CSを第1の制御ライン15を介して各相リレー3U,3V,3Wに供給し、一括してオン/オフ制御する。また、この駆動回路8は、上記制御信号CSを第2の制御ライン16を介して電源リレー(メカニカルリレー)5に供給して開閉制御し、バッテリー14からインバータ回路1に電力(動作電源)を供給するようになっている。
上記電源IC6は、バッテリー14からスイッチ10、例えばイグニッションスイッチを介して供給される電源電圧に基づいて、マイクロコンピュータ7に動作電源を供給する。昇圧回路9にもバッテリー14からスイッチ10を介して電源電圧が供給され、この電源電圧を昇圧した昇圧電圧を生成する。
なお、図1のMOSFET1UH,1UL,1VH,1VL,1WH,1WL、及び相リレー3U,3V,3Wを構成する各MOSFETにおいて、ドレイン・ソース間のダイオードD1〜D9は寄生ダイオードである。
上記のような構成において、スイッチ10がオンすると、電源IC6からマイクロコンピュータ7に動作電源が供給されるともに、昇圧回路9によりこの電源電圧が昇圧されてインバータ用ドライバ回路2に供給される。マイクロコンピュータ7は駆動回路8を制御し、この駆動回路8からインバータ用ドライバ回路2に、例えばパルス幅変調信号(PWM信号)を出力する。インバータ用ドライバ回路2中の各H側ドライバ2UH,2VH,2WHとL側ドライバ2UL,2VL,2WLはそれぞれ、上記PWM信号に基づいて、インバータ回路1中の各MOSFET1UH,1VH,1WH,1UL,1VL,1WLのゲートにそれぞれ上記PWM信号に基づく駆動信号を供給して選択的にオン/オフ制御する。
また、この駆動回路8は、第1の制御ライン15を介して上記相リレー3U,3V,3Wに制御信号CSを供給して一括してオン/オフ制御するとともに、電源リレー5に第2の制御ライン16を介して上記制御信号CSを供給して開閉制御する。
そして、電動モータMの駆動時には、相リレー3U,3V,3Wの各MOSFETをオン状態、電源リレー5を閉状態にし、インバータ回路1の各MOSFET1UH,1VH,1WH,1UL,1VL,1WLを選択的にオン/オフ制御することで、電動モータMを駆動ライン11U,11V,11Wを介して三相駆動する。この際、必要に応じてPWM信号のデューティを可変し、電動モータMの回転速度を制御する。
一方、故障などが発生した場合には、駆動回路8により、相リレー3U,3V,3Wの各MOSFETをオフ状態にしてインバータ回路1から電動モータMへの通電を遮断するとともに、電源リレー5を開状態にしてバッテリー14からの電力の供給を遮断する。これによって、電動モータMを強制的に停止させ、フェールセーフ機能などを働かせることができる。
上記のような構成によれば、相リレー3U,3V,3Wと電源リレー5の駆動回路8を共有化し、相リレーと電源リレーを一括して制御するので、駆動回路の回路構成を簡単化するとともに部品点数を削減して、コストの低減、小型化、故障率の低減による信頼性の向上などが図れる。
しかも、バッテリー14からインバータ回路1への電源ライン13と、電動モータMの駆動ライン11U,11V,11Wの両方を遮断し、インバータ回路1への電力の供給を停止するとともに、電動モータMへの駆動電圧の供給も停止するので、一方では遮断できないような状態であっても、電動モータMを停止させることができる。
[第2の実施形態]
図2は、本発明の第2の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。このモータ駆動装置は、図1に示した回路における電源リレー5をメカニカルリレーから半導体リレーに変更したものである。本例では、電源リレー17の半導体スイッチング素子としてNチャネル型MOSFETを用いている。このMOSFETは、電源ライン13上に設けられており、ドレインはバッテリー14などの電源に接続され、ソースはインバータ回路1の電源端子に接続される。そして、このMOSFETのゲートに、上記駆動回路8から第2の制御ライン16を介して制御信号CSが供給される。このMOSFETのソース・ゲート間には、サージ保護用のツェナーダイオード(第2のサージ保護手段)18のアノード・カソードがそれぞれ接続されている。
なお、MOSFETにおけるドレイン・ソース間のダイオードD10は、寄生ダイオードである。
他の基本的な回路構成は図1と同様であるので、図2において図1と同一構成部に同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
上述した第2の実施形態では、電源リレー17をメカニカルリレーから半導体リレーに代えたことで、故障率を低減して信頼性を向上するとともに、体積縮小による小型化も図れる。
[第3の実施形態]
図3は、本発明の第3の実施形態に係るモータ駆動装置を示す回路図である。このモータ駆動装置は、図2に示した回路における第1の制御ライン15上と第2の制御ライン16上にそれぞれ高抵抗19,20(第1、第2の抑制手段)を配置するとともに、電源ライン13における電源リレー17とインバータ回路1とを接続するインバータ側ライン部と接地点間に平滑用コンデンサ(蓄電手段)21を接続したものである。
他の基本的な回路構成は図2と同様であるので、図3において図2と同一構成部に同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
このような構成によれば、相リレー3U,3V,3Wのオフ時に、電動モータMのコイルから発生する逆起電力による電流が、ツェナーダイオード4U,4V,4W、第1の制御ライン15及び第2の制御ライン16を介して電源リレー17に回り込む(回り込み電流)のを高抵抗19,20で抑制できる。これによって、電源リレー17として働くMOSFETのゲート・ソース間電圧が上昇し、誤オンするのを抑制できる。
また、インバータ回路1の電源ライン13に平滑用コンデンサ21を設けたことにより、インバータ回路1の電流供給能力を確保することができる。しかも、平滑用コンデンサ21を配置したことで、電動モータMが停止するときに、平滑用コンデンサ21に蓄積された電荷による電流がツェナーダイオード18、第2の制御ライン16及び第1の制御ライン15を介して相リレー3U,3V,3Wに回り込む(回り込み電流)のを、高抵抗20,19で抑制できる。これにより、相リレー3U,3V,3Wを構成するMOSFETのゲート・ソース間電圧が上昇し、誤オンするのを抑制できる。
このように、本第3の実施形態では、駆動回路8を相リレー3U,3V,3Wと電源リレー17で共有化することによって発生する回り込み電流を抑制できるので、相リレー3U,3V,3Wと電源リレー17の誤作動を抑制できる。
(変形例1)
図4は、図3に示したモータ駆動装置の変形例1を示す回路図である。このモータ駆動装置は、図3に示した回路における高抵抗19に代えて、相リレー3U,3V,3Wを構成する各MOSFETのゲートと、駆動回路8から制御信号CSが供給される第1の制御ライン15との間に、それぞれ高抵抗19U,19V,19W(第1の抑制手段)を接続したものである。換言すれば、図3に示した回路では第1の制御ライン15上に高抵抗19を設けたのに対し、図4に示す回路では駆動ライン11U,11V,11Wにおける電動モータMと相リレー3U,3V,3Wを接続するモータ側ライン部から分岐してそれぞれツェナーダイオード4U,4V,4Wと直列となる位置に高抵抗19U,19V,19Wを設けている。
他の基本的な回路構成は図3と同様であるので、図4において図3と同一構成部に同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
このような構成によれば、相リレー3U,3V,3Wがオフしたときに、電動モータMのコイルから発生する逆起電力による電流が、ツェナーダイオード4U,4V,4W、第1の制御ライン15及び第2の制御ライン16を介して電源リレー17に回り込む(回り込み電流)のを高抵抗19U,19V,19W及び抵抗20で抑制でき、電源リレー17のMOSFETが誤オンするのを防止できる。
また、平滑用コンデンサ21を配置したことで、電動モータMが停止するときに、平滑用コンデンサ21に蓄積された電荷による電流が、ツェナーダイオード18、第2の制御ライン16及び第1の制御ライン15を介して相リレー3U,3V,3Wに回り込む(回り込み電流)のを、高抵抗20,19U,19V,19Wで低減できるので、相リレー3U,3V,3Wを構成するMOSFETが誤オンするのを抑制できる。
(変形例2)
図5は、図3に示したモータ駆動装置の変形例2を示す回路図である。このモータ駆動装置は、第1、第2の抑制手段として、抵抗に代えてツェナーダイオードを用いるものである。すなわち、相リレー3U,3V,3Wのサージ保護用のツェナーダイオード4Ua,4Va,4Waに加えて、バックトゥーバックで電流回り込み防止用のツェナーダイオード4Ub,4Vb,4Wb(第1の抑制手段)を設けるとともに、電源リレー17のサージ保護用のツェナーダイオード18aに加えて、バックトゥーバックで電流回り込み防止用のツェナーダイオード18b(第2の抑制手段)を設けたものである。
他の基本的な回路構成は図3と同様であるので、図5において図3と同一構成部に同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
このような構成によれば、相リレー3U,3V,3Wのオフ時、電動モータMのコイルから発生する逆起電力による電流が、ツェナーダイオード4Ua,4Va,4Wa、第1の制御ライン12及び第2の制御ライン16を介して電源リレー17に回り込むのを、逆方向のツェナーダイオード4Ub,4Vb,4Wbで抑制でき、電源リレー17が誤作動するのを防止できる。
また、平滑用コンデンサ21を配置したことで、電動モータMが停止するときに、平滑用コンデンサ21に蓄積された電荷による電流が、ツェナーダイオード18a、第2の制御ライン16及び第1の制御ライン15を介して相リレー3U,3V,3Wに回り込むのを、ツェナーダイオード18bで低減して、相リレー3U,3V,3Wが誤作動するのを抑制できる。
なお、上記第1乃至第3の実施形態及び変形例1及び2では、昇圧回路9の出力をインバータ用ドライバ回路2と駆動回路8に供給するようにしたが、インバータ回路1にも供給するようにし、電源リレー17、相リレー3U,3V,3W及びインバータ回路1への昇圧電圧を1つの昇圧回路から供給するようにしてもよい。
また、サージ保護用にツェナーダイオードを用いる例を示したが、ダイオードを用いてもよく、必要に応じてこれらを複数段縦続接続して設けてもよい。更に、回り込み電流の抑制用に抵抗とツェナーダイオードを用いる例を示したが、ダイオードや他の負荷素子、あるいはこれらの組み合わせで構成してもよい。
(適用例)
図6は、前述した本発明の実施形態に係るモータ駆動装置を、パワーステアリングのアシスト用モータの駆動に適用したEPS(Electric Power Steering)システムの構成例を示す概略図である。このEPSシステムは、ステアリング30、操舵トルク検出センサ31、アシスト用モータ32及びコントロールユニット33などを含んで構成されている。ステアリングシャフト34を内包するステアリングコラム35内には、上記操舵トルク検出センサ31及び減速機36が設けられている。
そして、車両の運転者がステアリング30の操作を行う際に、ステアリングシャフト34に発生する操舵トルクを操舵トルク検出センサ31によって検出し、この操舵トルク信号S1と車速信号S2等に基づいて、コントロールユニット33でアシスト用モータ32を駆動することにより、アシスト用モータ32から走行状態に応じたステアリングアシスト力を発生させる。これによって、ステアリングシャフト34の先端に設けられたピニオンギア37が回転すると、ラック軸38が進行方向左右に水平移動することで、運転者のステアリング30の操作がタイヤ39に伝達されて向きを変える。
ここで、アシスト用モータ32を電動モータMに、コントロールユニット33をマイクロコンピュータ7にそれぞれ対応させ、マイクロコンピュータ7に操舵トルク信号S1と車速信号S2等を供給し、駆動回路8を制御する。そして、インバータ用ドライバ回路2及びインバータ回路1によりアシスト用モータ32を駆動して走行状態に応じたステアリングアシスト力を発生させることで、上述した各実施形態並びにその変形例で説明したような作用効果を有するEPSシステムを構築できる。
(検証結果)
現行のECU(Electronic Control Unit)構成でリレー毎に駆動回路を設置した場合と、本発明の実施形態に係る回路構成に対してコストの試算を行ったところ、25%程度コストを削減できることを確認した。
なお、本発明のモータ駆動装置は、上述したパワーステアリングのアシスト用モータに限らず、様々な電動モータの駆動に適用できるのはもちろんである。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
(イ)請求項1記載のモータ駆動装置において、
前記半導体スイッチング素子からなる相リレーが、前記電動モータの相毎に配置され、
各相の半導体スイッチング素子において、前記駆動回路と接続する第1接続端子と、前記半導体スイッチング素子の前記電動モータと接続する第2接続端子との間を接続するサージ保護手段を備え、
前記駆動回路と前記第2接続端子との間に少なくとも1つの回り込み電流を抑制する抑制手段を配置するモータ駆動装置。
前記サージ保護手段は、例えばツェナーダイオードで構成され、前記抑制手段は、ダイオード、抵抗、ツェナーダイオードなどで構成される。
上記構成によると、サージ保護手段でサージから保護することができ、抑制手段で回り込み電流を抑制して電源リレーの誤作動を抑制できる。
(ロ)請求項1記載のモータ駆動装置において、
電源電圧を昇圧して前記駆動回路に供給し、前記駆動回路から前記相リレー及び前記電源リレーに昇圧電圧に基づく制御信号を供給する昇圧回路を更に備えるモータ駆動装置。
上記構成によると、昇圧回路を相リレーと電源リレーで共有化することができるので、昇圧回路を構成する電子部品の増加を抑制し、コストの上昇を抑制することができる。
1…インバータ回路、2…インバータ用ドライバ回路、3U,3V,3W…相リレー、4U,4V,4W,4Ua,4Va,4Wa…ツェナーダイオード(第1のサージ保護手段)、4Ub,4Vb,4Wb…ツェナーダイオード(第1の抑制手段)、5…電源リレー(メカニカルリレー)、8…駆動回路、11U,11V,11W…駆動ライン、13…電源ライン、14…バッテリー(電源)、15…第1の制御ライン、16…第2の制御ライン、17…電源リレー(半導体リレー)、18,18a…ツェナーダイオード(第2のサージ保護手段)、18b…ツェナーダイオード(第2の抑制手段)、19,19U,19V,19W…高抵抗(第1の抑制手段)、20…高抵抗(第2の抑制手段)、21…平滑用コンデンサ(蓄電手段)、M…電動モータ、CS…制御信号

Claims (3)

  1. 電動モータに電力を供給するインバータ回路と、
    電源から前記インバータ回路に電力を供給する電源ライン上に配置された電源リレーと、
    前記インバータ回路と前記電動モータとの間の駆動ライン上に配置され、半導体スイッチング素子からなる相リレーと、
    前記相リレー及び前記電源リレーに接続された駆動回路とを備え、
    前記駆動回路の出力によって前記電源リレーと前記相リレーとを駆動するモータ駆動装置。
  2. 前記駆動回路と前記相リレーを接続する第1の制御ラインと、
    前記第1の制御ラインと前記駆動ラインにおける前記電動モータと前記相リレーを接続するモータ側ライン部との間に接続された第1のサージ保護手段と、
    前記モータ側ライン部から分岐して前記第1のサージ保護手段と直列となる位置、または前記第1の制御ライン上に配置され、前記電動モータから前記第1の制御ラインに流入する回り込み電流を抑制する第1の抑制手段とを更に備える請求項1記載のモータ駆動装置。
  3. 前記駆動回路と前記電源リレーとを接続する第2の制御ラインと、
    前記電源ラインにおける前記インバータ回路と前記電源リレーとの間のインバータ側ライン部に配置された蓄電手段と、
    前記第2の制御ラインと前記インバータ側ライン部との間に接続された第2のサージ保護手段と、
    前記電源ラインから分岐して前記第2のサージ保護手段と直列となる位置、または前記第2の制御ライン上に配置され、前記蓄電手段から前記第2の駆動ラインに流入する回り込み電流を抑制する第2の抑制手段とを更に備える請求項1または2記載のモータ駆動装置。
JP2013052145A 2013-03-14 2013-03-14 モータ駆動装置 Active JP6010490B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052145A JP6010490B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 モータ駆動装置
KR1020140026111A KR101704112B1 (ko) 2013-03-14 2014-03-05 모터 구동 장치
CN201410085755.6A CN104052372B (zh) 2013-03-14 2014-03-10 电机驱动装置
US14/206,129 US9438148B2 (en) 2013-03-14 2014-03-12 Motor drive device
DE102014204783.8A DE102014204783A1 (de) 2013-03-14 2014-03-14 Motortreibervorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013052145A JP6010490B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 モータ駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014180124A true JP2014180124A (ja) 2014-09-25
JP6010490B2 JP6010490B2 (ja) 2016-10-19

Family

ID=51419332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013052145A Active JP6010490B2 (ja) 2013-03-14 2013-03-14 モータ駆動装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9438148B2 (ja)
JP (1) JP6010490B2 (ja)
KR (1) KR101704112B1 (ja)
CN (1) CN104052372B (ja)
DE (1) DE102014204783A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018145698A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 住友重機械工業株式会社 作業機械

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6623540B2 (ja) * 2015-04-10 2019-12-25 株式会社デンソー 制御装置及び電動パワーステアリング装置
GB201513200D0 (en) * 2015-07-27 2015-09-09 Trw Ltd Control for electric power steering
CN109104896B (zh) * 2016-03-04 2022-04-05 日本电产株式会社 电力转换装置、马达驱动单元和电动助力转向装置
JP6743687B2 (ja) * 2016-12-26 2020-08-19 日本電産株式会社 電力変換装置、モータ駆動ユニット、および電動パワーステアリング装置
KR102569824B1 (ko) * 2018-10-29 2023-08-23 현대모비스 주식회사 차량 보호 장치 및 방법
KR20200068375A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 주식회사 엘지화학 배터리 제어 장치
JP7192625B2 (ja) * 2019-04-02 2022-12-20 株式会社デンソー 電子制御装置
KR20210075284A (ko) 2019-12-12 2021-06-23 현대자동차주식회사 차량의 다중 모터 구동 시스템
JP2022077909A (ja) * 2020-11-12 2022-05-24 富士電機株式会社 半導体装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0386094A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Nippon Seiko Kk 3相y結線dcブラシレスモータ駆動用ドライバ
JP2009226121A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk 補助人工心臓ポンプ駆動装置及び補助人工心臓システム
JP2011178245A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2011239489A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Omron Automotive Electronics Co Ltd モータ駆動装置
JP2011244611A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Omron Automotive Electronics Co Ltd モータ駆動装置
JP2012065405A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Hitachi Automotive Systems Ltd モータ制御装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3805657B2 (ja) * 2001-09-18 2006-08-02 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP2004247588A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 保護回路
KR101321361B1 (ko) * 2005-09-05 2013-10-22 페어차일드코리아반도체 주식회사 모터구동용 인버터 모듈 및 이를 구비한 모터구동장치와인버터 집적회로 패키지
CN101682277B (zh) * 2007-06-07 2013-08-21 三菱电机株式会社 电动机控制装置
JP4960813B2 (ja) * 2007-09-14 2012-06-27 株式会社リコー 電力制御システム
US7989985B2 (en) * 2008-06-26 2011-08-02 Ciena Corporation Method and system to stop return current from flowing into a disconnected power port of a dual battery powered device
EP2293426B1 (en) * 2009-09-02 2016-04-27 Carlo Gavazzi Services AG Softstarter device and method for an electric motor
JP5665056B2 (ja) 2011-09-05 2015-02-04 サミー株式会社 弾球遊技機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0386094A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Nippon Seiko Kk 3相y結線dcブラシレスモータ駆動用ドライバ
JP2009226121A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk 補助人工心臓ポンプ駆動装置及び補助人工心臓システム
EP2255839A1 (en) * 2008-03-25 2010-12-01 Sun Medical Technology Research Corporation Auxiliary artificial heart pump drive and auxiliary artificial heart system
JP2011178245A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2011239489A (ja) * 2010-05-06 2011-11-24 Omron Automotive Electronics Co Ltd モータ駆動装置
JP2011244611A (ja) * 2010-05-19 2011-12-01 Omron Automotive Electronics Co Ltd モータ駆動装置
JP2012065405A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Hitachi Automotive Systems Ltd モータ制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018145698A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 住友重機械工業株式会社 作業機械

Also Published As

Publication number Publication date
KR101704112B1 (ko) 2017-02-07
KR20140113363A (ko) 2014-09-24
JP6010490B2 (ja) 2016-10-19
US9438148B2 (en) 2016-09-06
CN104052372A (zh) 2014-09-17
DE102014204783A1 (de) 2014-09-18
CN104052372B (zh) 2017-11-21
US20140265959A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6010490B2 (ja) モータ駆動装置
US8941337B2 (en) Motor driving device and electric power steering apparatus including motor driving device
US9762050B2 (en) Motor drive device
US9787240B2 (en) Controller and control method for motor
JP5743934B2 (ja) インバータ装置及びパワーステアリング装置
JP6182385B2 (ja) 電動モータの制御装置
JP6129677B2 (ja) 電動モータの駆動制御装置
JP5742356B2 (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
CN110268622B (zh) 电机系统
KR101512953B1 (ko) 전동 모터의 구동 장치
JP5946786B2 (ja) モータの駆動制御装置
US10840899B2 (en) Motor drive device and electric power steering device
JP7128950B2 (ja) モータアクチュエータ
JP5574155B2 (ja) モータ制御装置
JP7482014B2 (ja) モータ駆動制御装置
WO2015019653A1 (ja) 車両用電動モータの制御装置
JP2015165745A (ja) 電源供給回路
WO2024057878A1 (ja) モータ制御装置及び電動操舵装置
CN109383619B (zh) 马达驱动控制设备和转向系统
JP2011178244A (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160531

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160725

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160823

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160916

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6010490

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250