JP7303903B2 - 電動モータの駆動装置 - Google Patents
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Description
しかし、抵抗器を介して電力供給するラインをオンオフする第1リレーと、抵抗器を介さずに電力供給するラインをオンオフする第2リレーとを個別に制御するために、リレー制御回路から第1リレー用のリレー制御信号及び第2リレー用のリレー制御信号を出力する構成とした場合、突入電流を抑制する機能を追加するためにリレー制御回路の出力コネクタ数(換言すれば、出力端子数)が増加し、リレー制御回路の仕様変更が生じてしまうという問題があった。
また、本発明に係る電動モータの駆動装置は、別の態様として、前記遅延部は、前記第1リレーがオンする電圧を、前記第2リレーがオンする電圧よりも高く設定し、前記リレー制御回路から、立ち上がり遅延時間を有する前記リレー制御信号を出力させ、前記リレー制御信号の立ち上がり応答の間で、前記第2リレーをオンさせた後に前記第1リレーをオンさせる。
図1は、電動モータの駆動装置の第1実施形態を示す回路図である。
そして、第1リレー102と、第2リレー103、抵抗器104、電動モータ105、及び、遅延回路106は、リレーモジュール120を構成する。
第1リレー102は、第1コイル102a及び第1接点部102bを有するメカニカルリレー(換言すれば、有接点リレー)であり、同様に、第2リレー103は、第2コイル103a及び第2接点部103bを有するメカニカルリレー(換言すれば、有接点リレー)である。
つまり、ECU107は、リレー制御信号RCSを出力するリレー制御回路としての機能を有する。
バッテリ101から電動モータ105への電力供給ライン108に、第1リレー102が配置され、第1リレー102は、電力供給ライン108のオンオフ、換言すれば、電力供給ライン108を介した電動モータ105への電力供給、遮断を制御する。
つまり、第1リレー102と、抵抗器104と第2リレー103との直列回路とは、並列接続されていて、第2リレー103は、バイパスライン109のオンオフ、換言すれば、バイパスライン109を介した電動モータ105への電力供給、遮断を制御する。
遅延回路106は、ECU107が出力したリレー制御信号RCSを遅らせて第1コイル102aに出力する回路であり、例えば、オンディレータイマー回路、抵抗器とコンデンサとを組み合わせたRC回路などのアナログローパスフィルタで構成される。
このように、第1リレー102は遅延回路106を介してリレー制御信号RCSを入力し、第2リレー103は遅延回路106を介さずにリレー制御信号RCSを入力するように構成されている。
図2において、時刻t1にて、ECU107がリレー制御信号RCSをステップ的にオフからオンに立ち上げる、換言すれば、リレー制御信号RCSの電圧を零から所定レベルにまでステップ的に立ち上げると、リレー制御信号RCSを駆動電圧RDV2として直接的に入力する第2リレー103が、オフ状態からオン状態に切り替わり、バッテリ101から抵抗器104及び第2リレー103を介して電動モータ105に電力供給される。
つまり、遅延回路106は、リレー制御信号RCSに基づく第1リレー102のオンタイミングを、リレー制御信号RCSに基づく第2リレー103のオンタイミングよりも遅らせる。
また、突入電流Icが抑制された後に、第1リレー102がオン状態になって、抵抗器104を介さずに電力供給する電力供給ライン108がオンすることで、時刻t2以降での無駄な電力消費が抑制される。
遅延回路106を設けることなく、ECU107が、第1リレー102を制御するためのリレー制御信号と、第2リレー103を制御するためのリレー制御信号とを個別に出力する構成とすれば、遅延回路106を有する駆動装置100と同様に、電力供給ライン108及びバイパスライン109のオンオフを制御することができる。
これに対し、ECU107が出力するリレー制御信号RCSを直接的に第2リレー103に入力させる一方、遅延回路106で遅延させたリレー制御信号RCSを第1リレー102に入力させる構成とすれば、ECU107の出力コネクタ数を増加させることなく、突入電流Icを抑制する機能を追加することができる。
なお、図3において、図1の駆動装置100と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
ECU107の出力コネクタ107aと、リレーモジュール120の入力コネクタ120aとは、ハーネス121によって電気的に接続される。
また、リレーモジュール120の入力コネクタ120aと、第2リレー103の第2コイル103aとが第1リレー駆動ライン132によって電気的に接続され、第2コイル103aとグランドGNDとの間に、コンデンサ131を直列に接続してある。
つまり、コンデンサ131と、第1リレー102の第1コイル102aとが並列に接続され、係る並列回路の上流に第2コイル103aが直列に接続されている。換言すれば、第2コイル103aの下流に第1コイル102aを直列に接続し、コンデンサ131を第1コイル102aと並列に接続してある。
つまり、図3の駆動装置100において、遅延回路であるLCローパスフィルタ134によって遅延させたリレー制御信号RCSで第1リレー102をオンさせ、LCローパスフィルタ134で遅延される前のリレー制御信号RCSで第2リレー103をオンさせることで、リレー制御信号RCSに基づく第1リレー102のオンタイミングを、リレー制御信号RCSに基づく第2リレー103のオンタイミングよりも遅らせるよう構成されている。
図4において、時刻t1にて、ECU107がリレー制御信号RCSをステップ的にオフからオンに立ち上げる、換言すれば、リレー制御信号RCSの電圧を零から所定レベルにまでステップ的に立ち上げると、リレー制御信号RCSを駆動電圧RDV2として直接的に入力する第2リレー103が、オフ状態からオン状態に切り替わり、バッテリ101から抵抗器104及び第2リレー103を介して電動モータ105に電力供給されるようになる。
このため、時刻t1から所定時間Δtだけ遅れた時刻t2にて、第1リレー102の駆動電圧RDV1が、第1リレー102がオンするレベルにまで上昇し、第1リレー102がオフ状態からオン状態に切り替わる。
つまり、遅延回路としてのLCローパスフィルタ134は、リレー制御信号RCSに基づく第1リレー102のオンタイミングを、リレー制御信号RCSに基づく第2リレー103のオンタイミングよりも遅らせる。
また、突入電流Icが抑制された後に、第1リレー102がオン状態になって、抵抗器104を介さずに電力供給する電力供給ライン108がオンすることで、時刻t2以降での無駄な電力消費が抑制される。
更に、図3の駆動装置100では、コンデンサ131と第1リレー102の第1コイル102aとを組み合わせて、遅延回路として機能するLCローパスフィルタ134を構成するので、遅延回路を簡易に設けることができ、駆動装置100の回路構成を簡素化できる。
なお、図5において、図1の駆動装置100と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
ECU107の出力コネクタ107aと、リレーモジュール120の入力コネクタ120aとは、ハーネス121によって電気的に接続される。
また、リレーモジュール120の入力コネクタ120aと、第1リレー102の第1コイル102aとが第1リレー駆動ライン151によって電気的に接続され、更に、第1リレー駆動ライン151から分岐延設される第2リレー駆動ライン152が第2リレー103の第2コイル103aに接続される。
一方、ECU107は、内部にリレー制御信号RCSを遅延させる遅延回路155を備え、遅延回路155を通過させたリレー制御信号RCSを、第1リレー102及び第2リレー103に共通のリレー制御信号RCSとして出力コネクタ107aから出力する。
また、第1リレー102がオンする電圧を、第2リレー103がオンする電圧よりも高く設定してあり、ECU107(換言すれば、アナログローパスフィルタである遅延回路155)が出力するリレー制御信号RCSの立ち上がり応答の間で、先に第2リレー103をオンし、所定時間後に第1リレー102が遅れてオンするように構成してある。
ここで、第1リレー102がオンする電圧は、第2リレー103がオンする電圧よりも高く設定されているから、リレー制御信号RCSの電圧レベルは立ち上がり応答の間で、まず第2リレー103がオンする電圧に達し、その後遅れて第1リレー102がオンする電圧に達することになる。
このように、第1リレー102のオン電圧と第2リレー103のオン電圧とを異ならせる設定、及び、ECU107から立ち上がり遅れ時間を有するリレー制御信号RCSを出力させる構成によって、リレー制御信号RCSに基づく第1リレー102のオンタイミングを、リレー制御信号RCSに基づく第2リレー103のオンタイミングよりも遅らせる遅延部が構成される。
図6において、ECU107は、電動モータ105の作動指示に基づき、時刻t1にてリレー制御信号RCSをステップ的にオフからオンに立ち上げ、遅延回路155の出力DCoutは、時刻t1から立ち上がり遅延時間を有して徐々に最終値にまで変化する。
係る立ち上がり応答の間の時刻t2にて、リレー制御信号RCSの電圧(換言すれば、第2リレー103の駆動電圧RDV2)が第2リレー103のオン電圧Vth2に達して第2リレー103がオンし、その後の時刻t3にて、リレー制御信号RCSの電圧(換言すれば、第1リレー102の駆動電圧RDV1)が第1リレー102のオン電圧Vth1(Vth1>Vth2)に達して第1リレー102がオンする。
また、突入電流Icが抑制された後に、時刻t3で第1リレー102がオン状態になって、抵抗器104を介さずに電力供給する電力供給ライン108がオンすることで、時刻t3以降での無駄な電力消費が抑制される。
更に、図5の駆動装置100では、リレーモジュール120に電子部品を追加することなく、リレー制御信号RCSに基づく第1リレー102のオンタイミングを、リレー制御信号RCSに基づく第2リレー103のオンタイミングよりも遅らせることができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
また、図1又は図5に示す駆動装置100において、第1リレー102及び第2リレー103として、無接点リレー(換言すれば、半導体リレー)を用いることができる。
Claims (5)
- 電動モータの駆動装置であって、
電源から前記電動モータへの電力供給ラインをオンオフする第1リレーと、
前記第1リレーを迂回するバイパスラインに設けられた抵抗器と、
前記バイパスラインをオンオフする第2リレーと、
前記第1リレー及び前記第2リレーに共通のリレー制御信号を出力するリレー制御回路と、
前記リレー制御信号に基づく前記第1リレーのオンタイミングを、前記リレー制御信号に基づく前記第2リレーのオンタイミングよりも遅らせる遅延部と、
を有し、
前記第1リレーは、
第1コイルと第1接点部とを有するメカニカルリレーであり、
前記遅延部は、
前記リレー制御信号を遅延させる遅延回路を含み、
前記遅延回路によって遅延させた前記リレー制御信号で前記第1リレーをオンさせ、
前記遅延回路で遅延される前の前記リレー制御信号で前記第2リレーをオンさせ、
前記遅延回路は、
前記第1コイルと、コンデンサとを組み合わせたローパスフィルタで構成される、
電動モータの駆動装置。 - 請求項1記載の電動モータの駆動装置であって、
前記第2リレーは、第2コイルと第2接点部とを有するメカニカルリレーであり、
前記第2コイルの下流に前記第1コイルを直列に接続し、
前記コンデンサを前記第1コイルと並列に接続した、
電動モータの駆動装置。 - 電動モータの駆動装置であって、
電源から前記電動モータへの電力供給ラインをオンオフする第1リレーと、
前記第1リレーを迂回するバイパスラインに設けられた抵抗器と、
前記バイパスラインをオンオフする第2リレーと、
前記第1リレー及び前記第2リレーに共通のリレー制御信号を出力するリレー制御回路と、
前記リレー制御信号に基づく前記第1リレーのオンタイミングを、前記リレー制御信号に基づく前記第2リレーのオンタイミングよりも遅らせる遅延部と、
を有し、
前記遅延部は、
前記第1リレーがオンする電圧を、前記第2リレーがオンする電圧よりも高く設定し、
前記リレー制御回路から、立ち上がり遅延時間を有する前記リレー制御信号を出力させ、
前記リレー制御信号の立ち上がり応答の間で、前記第2リレーをオンさせた後に前記第1リレーをオンさせる、
電動モータの駆動装置。 - 請求項3記載の電動モータの駆動装置であって、
前記リレー制御回路は、
前記リレー制御信号を遅延させる遅延回路を有し、
前記遅延回路の出力を、前記第1リレー及び前記第2リレーに共通の前記リレー制御信号として出力する、
電動モータの駆動装置。 - 請求項1又は請求項3記載の電動モータの駆動装置であって、
前記リレー制御回路は、ECUに含まれ、
前記第1リレー、前記抵抗器、前記第2リレー、及び、前記電動モータは、リレーモジュールを構成し、
前記ECUの前記リレー制御信号を出力する出力コネクタが前記リレーモジュールの入力コネクタに接続される、
電動モータの駆動装置。
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