JPH10271892A - 誘導負荷の電流検出装置 - Google Patents
誘導負荷の電流検出装置Info
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- JPH10271892A JPH10271892A JP9078091A JP7809197A JPH10271892A JP H10271892 A JPH10271892 A JP H10271892A JP 9078091 A JP9078091 A JP 9078091A JP 7809197 A JP7809197 A JP 7809197A JP H10271892 A JPH10271892 A JP H10271892A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】誘導負荷のシャント抵抗に表皮効果が発生した
場合でも、その電流を正確に検出することができるよう
にする。 【解決手段】指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ発生回路と、このＰＷＭ発生回路から発生される
ＰＷＭ信号によって誘導負荷を流れる電流のスイッチン
グ制御を行うスイッチング回路と、このスイッチング回
路に直列に接続されるシャント抵抗と、このシャント抵
抗の電圧に基づいて前記誘導負荷を流れる電流を検出す
る電流検出回路とを備えた誘導負荷の電流検出装置にお
いて、前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号が
オンになった時点からシャント抵抗の表皮効果が発生す
る期間に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ信号を
オフにしたＰＷＭ補正信号を発生し、このＰＷＭ補正信
号がオンの期間にのみ前記電流検出回路の検出出力を有
効とするＰＷＭ補正回路を備えるようにする。
場合でも、その電流を正確に検出することができるよう
にする。 【解決手段】指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ発生回路と、このＰＷＭ発生回路から発生される
ＰＷＭ信号によって誘導負荷を流れる電流のスイッチン
グ制御を行うスイッチング回路と、このスイッチング回
路に直列に接続されるシャント抵抗と、このシャント抵
抗の電圧に基づいて前記誘導負荷を流れる電流を検出す
る電流検出回路とを備えた誘導負荷の電流検出装置にお
いて、前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号が
オンになった時点からシャント抵抗の表皮効果が発生す
る期間に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ信号を
オフにしたＰＷＭ補正信号を発生し、このＰＷＭ補正信
号がオンの期間にのみ前記電流検出回路の検出出力を有
効とするＰＷＭ補正回路を備えるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電動式パワーステ
アリング装置などに適用される誘導負荷の電流検出回路
に関し、特にシャント抵抗の表皮効果および電動機のシ
ョートなどを考慮した電流検出回路の改良に関する。
アリング装置などに適用される誘導負荷の電流検出回路
に関し、特にシャント抵抗の表皮効果および電動機のシ
ョートなどを考慮した電流検出回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】電動式パワーステアリング装置は、電動
機を用いて操舵力の補助を行うもので、油圧式に比べ配
置スペースがコンパクトでよい等の利点を有している。
機を用いて操舵力の補助を行うもので、油圧式に比べ配
置スペースがコンパクトでよい等の利点を有している。
【０００３】かかる電動式パワーステアリング装置にお
いては、Ｈブリッジ回路に操舵力アシスト用の直流モー
タを接続し、Ｈブリッジ回路をＰＷＭ(pulse width mod
ulation)方式によって駆動するのが一般的であり、その
従来技術として例えば特公平８−１８５６５号公報あ
る。図４はこの従来技術の要部箇所の信号のタイムチャ
ートを示すものである。
いては、Ｈブリッジ回路に操舵力アシスト用の直流モー
タを接続し、Ｈブリッジ回路をＰＷＭ(pulse width mod
ulation)方式によって駆動するのが一般的であり、その
従来技術として例えば特公平８−１８５６５号公報あ
る。図４はこの従来技術の要部箇所の信号のタイムチャ
ートを示すものである。
【０００４】この従来技術によれば、車速、操舵トルク
に応じて最適な補助操舵力を与えるための電流指令値を
生成し、この電流指令値と電流フィードバック値との偏
差を演算し、この偏差を電圧指令ｖr（図４(a)参照）に
変換する。また、この電圧指令ｖrを鋸歯状の搬送波信
号ｖc（図４(a)参照）と比較し、ｖr≧ｖcのときにオン
となるＰＷＭ信号（図４(b)参照）を出力する。
に応じて最適な補助操舵力を与えるための電流指令値を
生成し、この電流指令値と電流フィードバック値との偏
差を演算し、この偏差を電圧指令ｖr（図４(a)参照）に
変換する。また、この電圧指令ｖrを鋸歯状の搬送波信
号ｖc（図４(a)参照）と比較し、ｖr≧ｖcのときにオン
となるＰＷＭ信号（図４(b)参照）を出力する。
【０００５】そして、このＰＷＭ信号と操舵トルクの極
性（ハンドリングの左右切替え信号）に応じてＨブリッ
ジ回路の各スイッチング素子を駆動することにより、モ
ータにハンドル回転方向に応じた方向の電流が流れるよ
うに制御する。
性（ハンドリングの左右切替え信号）に応じてＨブリッ
ジ回路の各スイッチング素子を駆動することにより、モ
ータにハンドル回転方向に応じた方向の電流が流れるよ
うに制御する。
【０００６】一方、この従来技術では、電流検出端子付
きスイッチング素子あるいはシャント抵抗等の電流検出
回路を用いるなどして直流モータの電流ｉdを検出する
ようにしているが、脈動するモータ電流から平均値とほ
ぼ一致する電流瞬時値を得、かつこの電流瞬時値を上記
電流指令値の電流フィードバック値として使えるように
するための以下のような手法を用いるようにしている。
きスイッチング素子あるいはシャント抵抗等の電流検出
回路を用いるなどして直流モータの電流ｉdを検出する
ようにしているが、脈動するモータ電流から平均値とほ
ぼ一致する電流瞬時値を得、かつこの電流瞬時値を上記
電流指令値の電流フィードバック値として使えるように
するための以下のような手法を用いるようにしている。
【０００７】すなわち、電圧指令値ｖr／２に一致する
電流検出用電圧ｖd（図４(a)参照）を作成し、この電流
検出用電圧ｖdを搬送波信号ｖcと比較し、ｖd≧ｖcのと
きにオンとなる電流検出用ＰＷＭ信号（図４(c)参照）
を出力する。
電流検出用電圧ｖd（図４(a)参照）を作成し、この電流
検出用電圧ｖdを搬送波信号ｖcと比較し、ｖd≧ｖcのと
きにオンとなる電流検出用ＰＷＭ信号（図４(c)参照）
を出力する。
【０００８】そして、上記電流検出端子付きスイッチン
グ素子あるいはシャント抵抗等の電流検出回路の検出電
流ｉdを、前記電流検出用ＰＷＭ信号がオンからオフに
なるタイミングでサンプルホールドし、このサンプルホ
ールド電流ｉfを前記電流フィードバック値として用い
るようにする。
グ素子あるいはシャント抵抗等の電流検出回路の検出電
流ｉdを、前記電流検出用ＰＷＭ信号がオンからオフに
なるタイミングでサンプルホールドし、このサンプルホ
ールド電流ｉfを前記電流フィードバック値として用い
るようにする。
【０００９】すなわち、電流検出端子付きスイッチング
素子あるいはシャント抵抗等の電流検出回路を用いた場
合には、ＰＷＭ信号がオンしている期間中にしか電流検
出信号が出力されないために、このままではこの電流検
出信号をモータ電流のフィードバック信号に使うことが
できない。したがってこの従来技術では、ＰＷＭ信号が
オンの期間のほぼ中心で検出電流をサンプルホールドす
るようにしている。
素子あるいはシャント抵抗等の電流検出回路を用いた場
合には、ＰＷＭ信号がオンしている期間中にしか電流検
出信号が出力されないために、このままではこの電流検
出信号をモータ電流のフィードバック信号に使うことが
できない。したがってこの従来技術では、ＰＷＭ信号が
オンの期間のほぼ中心で検出電流をサンプルホールドす
るようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
技術によれば、ＰＷＭ信号がオンの期間のほぼ中心でモ
ータ検出電流をサンプルホールドするようにしているの
で、 (1)実際のモータ電流値がフィードバックされなく、モ
ータ制御の応答性が悪い (2)図４(e)の矢印ｕで示すようなモータのショート等に
よる異常なモータ電流の上昇が発生した場合これを検出
できない などの問題がある。
技術によれば、ＰＷＭ信号がオンの期間のほぼ中心でモ
ータ検出電流をサンプルホールドするようにしているの
で、 (1)実際のモータ電流値がフィードバックされなく、モ
ータ制御の応答性が悪い (2)図４(e)の矢印ｕで示すようなモータのショート等に
よる異常なモータ電流の上昇が発生した場合これを検出
できない などの問題がある。
【００１１】また、上記ＰＷＭ方式によるＨ型ブリッジ
の駆動においては、周波数特性を向上させるためやチョ
ッパ音を聞こえ難くするために、通常、チョッパ（ＰＷ
Ｍ）周波数（上記搬送波信号ｖcの周波数）を高く設定
するようにするが、上記電流検出回路として安価なシャ
ント抵抗を用いた場合、前述したようにＰＷＭ周波数が
高く設定されているために、シャント抵抗の両端電圧に
は、ＰＷＭ信号がオンになった時点から所定期間の間
に、図４(e)の矢印ｑで示すような表皮効果による電圧
上昇が発生し、電流検出精度を著しく低下させるという
問題がある。即ち、図５は、シャント抵抗のＰＷＭ周波
数に対応するインピーダンス特性の一例を示すものであ
るが、ＰＷＭ周波数が高い領域では周波数の上昇にとも
なってシャント抵抗のインピーダンスが上昇しているこ
とが判る。この表皮効果による電圧上昇分は、実際のモ
ータ電流に対応してはいないので、この表皮効果による
電圧上昇分を検出していたのでは、正確なモータ電流を
検出することができない。
の駆動においては、周波数特性を向上させるためやチョ
ッパ音を聞こえ難くするために、通常、チョッパ（ＰＷ
Ｍ）周波数（上記搬送波信号ｖcの周波数）を高く設定
するようにするが、上記電流検出回路として安価なシャ
ント抵抗を用いた場合、前述したようにＰＷＭ周波数が
高く設定されているために、シャント抵抗の両端電圧に
は、ＰＷＭ信号がオンになった時点から所定期間の間
に、図４(e)の矢印ｑで示すような表皮効果による電圧
上昇が発生し、電流検出精度を著しく低下させるという
問題がある。即ち、図５は、シャント抵抗のＰＷＭ周波
数に対応するインピーダンス特性の一例を示すものであ
るが、ＰＷＭ周波数が高い領域では周波数の上昇にとも
なってシャント抵抗のインピーダンスが上昇しているこ
とが判る。この表皮効果による電圧上昇分は、実際のモ
ータ電流に対応してはいないので、この表皮効果による
電圧上昇分を検出していたのでは、正確なモータ電流を
検出することができない。
【００１２】なお、上記従来技術では、ＰＷＭ信号がオ
ンの期間のほぼ中心でモータ検出電流をサンプルホール
ドするようにしているので、電流フィードバック信号と
しては上記表皮効果による電圧上昇分を検出することは
ないが、この従来方式では、ＰＷＭ信号がオンの期間中
における全てのモータ電流ｉdを検出するようにしてい
るので、前述したシャント抵抗による表皮効果が発生し
た場合は、実際にモータ電流を正確に検出することはで
きない。
ンの期間のほぼ中心でモータ検出電流をサンプルホール
ドするようにしているので、電流フィードバック信号と
しては上記表皮効果による電圧上昇分を検出することは
ないが、この従来方式では、ＰＷＭ信号がオンの期間中
における全てのモータ電流ｉdを検出するようにしてい
るので、前述したシャント抵抗による表皮効果が発生し
た場合は、実際にモータ電流を正確に検出することはで
きない。
【００１３】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、誘導負荷のシャント抵抗に表皮効果が発生し
た場合でも、その電流を正確に検出することができる誘
導負荷の電流検出装置を提供することを目的とする。
たもので、誘導負荷のシャント抵抗に表皮効果が発生し
た場合でも、その電流を正確に検出することができる誘
導負荷の電流検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】またこの発明では、実際に誘導負荷に流れ
る電流を常に正確に検出することができる誘導負荷の電
流検出装置を提供することを目的とする。
る電流を常に正確に検出することができる誘導負荷の電
流検出装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用効果】請求項１に
対応する発明では、指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発
生するＰＷＭ発生回路と、このＰＷＭ発生回路から発生
されるＰＷＭ信号によって誘導負荷を流れる電流のスイ
ッチング制御を行うスイッチング回路と、このスイッチ
ング回路に直列に接続されるシャント抵抗と、このシャ
ント抵抗の電圧に基づいて前記誘導負荷を流れる電流を
検出する電流検出回路とを備えた誘導負荷の電流検出装
置において、前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ
信号がオンになった時点からシャント抵抗の表皮効果が
発生する期間に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ
信号をオフにしたＰＷＭ補正信号を発生し、このＰＷＭ
補正信号がオンの期間にのみ前記電流検出回路の検出出
力を有効とするＰＷＭ補正回路を備えるようにしたこと
を特徴とする。
対応する発明では、指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発
生するＰＷＭ発生回路と、このＰＷＭ発生回路から発生
されるＰＷＭ信号によって誘導負荷を流れる電流のスイ
ッチング制御を行うスイッチング回路と、このスイッチ
ング回路に直列に接続されるシャント抵抗と、このシャ
ント抵抗の電圧に基づいて前記誘導負荷を流れる電流を
検出する電流検出回路とを備えた誘導負荷の電流検出装
置において、前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ
信号がオンになった時点からシャント抵抗の表皮効果が
発生する期間に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ
信号をオフにしたＰＷＭ補正信号を発生し、このＰＷＭ
補正信号がオンの期間にのみ前記電流検出回路の検出出
力を有効とするＰＷＭ補正回路を備えるようにしたこと
を特徴とする。
【００１６】係る発明によれば、ＰＷＭ信号がオンにな
った後、シャント抵抗の表皮効果の影響がなくなる所定
時間を待ってから電流検出回路の出力を有効とするよう
にしたので、スイッチング回路を高周波でチョッピング
した場合でも、正しい誘導負荷電流を検出することがで
きる。
った後、シャント抵抗の表皮効果の影響がなくなる所定
時間を待ってから電流検出回路の出力を有効とするよう
にしたので、スイッチング回路を高周波でチョッピング
した場合でも、正しい誘導負荷電流を検出することがで
きる。
【００１７】請求項２に対応する発明では、指令電圧に
対応するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ発生回路と、この
ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって誘導
負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッチン
グ回路と、このスイッチング回路に直列に接続されるシ
ャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて前記
誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを備
え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆動
回路のフィードバック信号として用いるようにした誘導
負荷の電流検出装置において、前記電流検出回路に、前
記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号がオンの期
間は前記シャント抵抗の電圧波形をそのまま用い、前記
ＰＷＭ信号がオフの期間は該ＰＷＭ信号がオフになる直
前の前記シャント抵抗の両端電圧をサンプルホールドし
て電流信号として出力するサンプルホールド手段を具え
るようにしたことを特徴とする。
対応するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ発生回路と、この
ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって誘導
負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッチン
グ回路と、このスイッチング回路に直列に接続されるシ
ャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて前記
誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを備
え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆動
回路のフィードバック信号として用いるようにした誘導
負荷の電流検出装置において、前記電流検出回路に、前
記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号がオンの期
間は前記シャント抵抗の電圧波形をそのまま用い、前記
ＰＷＭ信号がオフの期間は該ＰＷＭ信号がオフになる直
前の前記シャント抵抗の両端電圧をサンプルホールドし
て電流信号として出力するサンプルホールド手段を具え
るようにしたことを特徴とする。
【００１８】かかる発明では、ＰＷＭ信号がオンの期間
はシャント波形をそのまま出力し、ＰＷＭ信号がオフに
なる直前のシャント波形値をサンプルホールドして電流
波形を形成するようにしているので、誘導負荷制御の応
答性が向上すると共に、誘導負荷のショート等による異
常な電流の上昇が発生した場合でも、これを適格に検出
することができるようになる。
はシャント波形をそのまま出力し、ＰＷＭ信号がオフに
なる直前のシャント波形値をサンプルホールドして電流
波形を形成するようにしているので、誘導負荷制御の応
答性が向上すると共に、誘導負荷のショート等による異
常な電流の上昇が発生した場合でも、これを適格に検出
することができるようになる。
【００１９】請求項３に対応する発明では、指令電圧に
対応するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ発生回路と、この
ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって誘導
負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッチン
グ回路と、このスイッチング回路に直列に接続されるシ
ャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて前記
誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを備
え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆動
回路のフィードバック信号として用いるようにした誘導
負荷の電流検出装置において、前記ＰＷＭ発生回路から
発生されるＰＷＭ信号がオンになった時点からシャント
抵抗の表皮効果が発生する期間に対応する所定の時間の
間だけ前記ＰＷＭ信号をオフにしたＰＷＭ補正信号を発
生するＰＷＭ信号補正手段を具えると共に、前記電流検
出回路に、前記ＰＷＭ信号補正手段から発生されるＰＷ
Ｍ補正信号がオンの期間は前記シャント抵抗の電圧波形
をそのまま用い、前記ＰＷＭ補正信号がオフの期間は該
ＰＷＭ補正信号がオフになる直前の前記シャント抵抗の
両端電圧をサンプルホールドして電流信号として出力す
るサンプルホールド手段を具えるようにしたことを特徴
とする。
対応するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ発生回路と、この
ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって誘導
負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッチン
グ回路と、このスイッチング回路に直列に接続されるシ
ャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて前記
誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを備
え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆動
回路のフィードバック信号として用いるようにした誘導
負荷の電流検出装置において、前記ＰＷＭ発生回路から
発生されるＰＷＭ信号がオンになった時点からシャント
抵抗の表皮効果が発生する期間に対応する所定の時間の
間だけ前記ＰＷＭ信号をオフにしたＰＷＭ補正信号を発
生するＰＷＭ信号補正手段を具えると共に、前記電流検
出回路に、前記ＰＷＭ信号補正手段から発生されるＰＷ
Ｍ補正信号がオンの期間は前記シャント抵抗の電圧波形
をそのまま用い、前記ＰＷＭ補正信号がオフの期間は該
ＰＷＭ補正信号がオフになる直前の前記シャント抵抗の
両端電圧をサンプルホールドして電流信号として出力す
るサンプルホールド手段を具えるようにしたことを特徴
とする。
【００２０】係る発明によれば、ＰＷＭ補正信号によっ
てシャント抵抗の表皮効果の影響を排除するようにした
ので、スイッチング回路を高周波でチョッピングした場
合でも、正しい誘導負荷電流を検出することができる。
また、ＰＷＭ補正信号がオンの期間はシャント波形をそ
のまま出力し、ＰＷＭ補正信号がオフになる直前のシャ
ント波形値をサンプルホールドして電流波形を形成する
ようにしているので、誘導負荷制御の応答性が向上する
と共に、誘導負荷のショート等による異常な電流の上昇
が発生した場合でも、これを適格に検出することができ
る。
てシャント抵抗の表皮効果の影響を排除するようにした
ので、スイッチング回路を高周波でチョッピングした場
合でも、正しい誘導負荷電流を検出することができる。
また、ＰＷＭ補正信号がオンの期間はシャント波形をそ
のまま出力し、ＰＷＭ補正信号がオフになる直前のシャ
ント波形値をサンプルホールドして電流波形を形成する
ようにしているので、誘導負荷制御の応答性が向上する
と共に、誘導負荷のショート等による異常な電流の上昇
が発生した場合でも、これを適格に検出することができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。
に従って詳細に説明する。
【００２２】図２は、本発明を適用する電動式パワース
テアリング機構の概要構成を示す図である。
テアリング機構の概要構成を示す図である。
【００２３】図２において、ハンドル１は入力軸３に連
結されており、ハンドル１の操舵トルクは入力軸３に伝
達される。入力軸３は、トルクセンサ４を介して出力軸
５に結合されている。
結されており、ハンドル１の操舵トルクは入力軸３に伝
達される。入力軸３は、トルクセンサ４を介して出力軸
５に結合されている。
【００２４】出力軸５は、ジョイント６を介してギアボ
ックス７に接続されており、出力軸５の回動はギアボッ
クス７を介してタイヤ８に伝達される。
ックス７に接続されており、出力軸５の回動はギアボッ
クス７を介してタイヤ８に伝達される。
【００２５】トルクセンサ４は、入力軸３と出力軸４と
の回動差、すなわちねじれの大きさをその回転方向とと
もに、電気信号に変換し、この変換した信号をトルク信
号としてコントローラＣＴに出力する。
の回動差、すなわちねじれの大きさをその回転方向とと
もに、電気信号に変換し、この変換した信号をトルク信
号としてコントローラＣＴに出力する。
【００２６】コントローラＣＴは、トルクセンサ４から
のトルク信号および車速信号をもとに、アシストモータ
ＡＭへの電流の通電量及びその回転方向を制御する。こ
のアシストモータＡＭは永久磁石型の直流モータであ
る。
のトルク信号および車速信号をもとに、アシストモータ
ＡＭへの電流の通電量及びその回転方向を制御する。こ
のアシストモータＡＭは永久磁石型の直流モータであ
る。
【００２７】アシストモータＡＭは、コントローラＣＴ
の制御によって右回転あるいは左回転のトルクを出力す
る。この結果、モータＡＭの出力トルクがギア１０を介
して出力軸５に出力されることになり、ハンドル１の操
舵力に応じて出力軸５の回動力が助勢される。
の制御によって右回転あるいは左回転のトルクを出力す
る。この結果、モータＡＭの出力トルクがギア１０を介
して出力軸５に出力されることになり、ハンドル１の操
舵力に応じて出力軸５の回動力が助勢される。
【００２８】次に、図１に上記コントローラ内の制御構
成例を示す。
成例を示す。
【００２９】図１において、バッテリーＢＴの正極側と
アシストモータＡＭの点ＰＡ側との間及びバッテリーＢ
Ｔの正極側とアシストモータＡＭの点ＰＢ側との間にそ
れぞれスイッチＱ１，Ｑ３が並列接続され、バッテリー
ＢＴの負極側とアシストモータＡＭの点ＰＡ側との間及
びバッテリーＢＴの負極側とアシストモータＡＭの点Ｐ
Ｂ側との間にそれぞれスイッチＱ２，Ｑ４が並列接続さ
れている。すなわち、アシストモータＭを中心にしたＨ
型ブリッジによるスイッチング回路が構成されている。
また、このブリッジスイッチ回路とバッテリーＢＴとの
間には、アシストモータＭのシャント抵抗Ｒが接続され
る。
アシストモータＡＭの点ＰＡ側との間及びバッテリーＢ
Ｔの正極側とアシストモータＡＭの点ＰＢ側との間にそ
れぞれスイッチＱ１，Ｑ３が並列接続され、バッテリー
ＢＴの負極側とアシストモータＡＭの点ＰＡ側との間及
びバッテリーＢＴの負極側とアシストモータＡＭの点Ｐ
Ｂ側との間にそれぞれスイッチＱ２，Ｑ４が並列接続さ
れている。すなわち、アシストモータＭを中心にしたＨ
型ブリッジによるスイッチング回路が構成されている。
また、このブリッジスイッチ回路とバッテリーＢＴとの
間には、アシストモータＭのシャント抵抗Ｒが接続され
る。
【００３０】一方、モータ速度演算回路２０では、検出
したアシストモータＡＭの両端電圧と、後述するモータ
電流検出器４０で検出されかつ補正されたアシストモー
タＡＭの電流信号Ｉfに基づきアシストモータ速度を演
算し、該演算したアシストモータ速度をトルク指令回路
３０にフィードバックする。
したアシストモータＡＭの両端電圧と、後述するモータ
電流検出器４０で検出されかつ補正されたアシストモー
タＡＭの電流信号Ｉfに基づきアシストモータ速度を演
算し、該演算したアシストモータ速度をトルク指令回路
３０にフィードバックする。
【００３１】トルク指令回路３０には、トルクセンサ４
からのトルク信号と、車速センサからの車速信号と、モ
ータ速度演算回路２０で演算されたモータ速度が入力さ
れており、トルク指令回路２０は、これらの入力信号に
基づいてアシストモータのＡＭのモータ速度指令を生成
し、さらにこのモータ速度指令をモータトルク指令（電
流指令）Ｉcに変換して加算点３２に出力する。
からのトルク信号と、車速センサからの車速信号と、モ
ータ速度演算回路２０で演算されたモータ速度が入力さ
れており、トルク指令回路２０は、これらの入力信号に
基づいてアシストモータのＡＭのモータ速度指令を生成
し、さらにこのモータ速度指令をモータトルク指令（電
流指令）Ｉcに変換して加算点３２に出力する。
【００３２】加算点２２には、モータ電流検出器４０で
検出されかつ補正されたアシストモータＡＭの電流信号
Ｉfがフィードバックされており、加算点３２では上記
電流指令Ｉcと電流フィードバック信号Ｉfとの偏差ΔＩ
をとって電圧指令回路３３に出力する。
検出されかつ補正されたアシストモータＡＭの電流信号
Ｉfがフィードバックされており、加算点３２では上記
電流指令Ｉcと電流フィードバック信号Ｉfとの偏差ΔＩ
をとって電圧指令回路３３に出力する。
【００３３】電圧指令回路３３は、上記偏差信号ΔＩを
電圧指令Ｖcに変換し、この電圧指令ＶcをＰＷＭ発生回
路３４に出力する。
電圧指令Ｖcに変換し、この電圧指令ＶcをＰＷＭ発生回
路３４に出力する。
【００３４】ＰＷＭ発生回路３４は、入力された電圧指
令を所定の周波数の三角波信号と比較し、この比較結果
に応じてオンオフされるＰＷＭ信号を生成する。
令を所定の周波数の三角波信号と比較し、この比較結果
に応じてオンオフされるＰＷＭ信号を生成する。
【００３５】スイッチング制御回路３５は、ＰＷＭ発生
回路３４から入力されるＰＷＭ信号とトルク指令回路３
０から入力されるモータの左右切替え信号とに基づいて
Ｈ型ブリッジ回路の各スイッチＱ１〜Ｑ４のオンオフ切
替え制御を実行する。
回路３４から入力されるＰＷＭ信号とトルク指令回路３
０から入力されるモータの左右切替え信号とに基づいて
Ｈ型ブリッジ回路の各スイッチＱ１〜Ｑ４のオンオフ切
替え制御を実行する。
【００３６】すなわち、アシストモータＡＭを右回転さ
せる場合は、スイッチＱ４をオンするとともに、生成さ
れたＰＷＭ信号に基づいたオン・オフ制御をスイッチＱ
１に対して実行する。これにより、ＰＷＭ信号がオンの
状態のときは、スイッチＱ１，Ｑ４がともにオンにな
り、スイッチＱ１→アシストモータＡＭ→スイッチＱ４
を介した電流がバッテリーＢＴから流れ、アシストモー
タＡＭが右回転する。
せる場合は、スイッチＱ４をオンするとともに、生成さ
れたＰＷＭ信号に基づいたオン・オフ制御をスイッチＱ
１に対して実行する。これにより、ＰＷＭ信号がオンの
状態のときは、スイッチＱ１，Ｑ４がともにオンにな
り、スイッチＱ１→アシストモータＡＭ→スイッチＱ４
を介した電流がバッテリーＢＴから流れ、アシストモー
タＡＭが右回転する。
【００３７】一方、アシストモータＡＭを左回転させる
場合は、スイッチＱ２をオンするとともに、生成された
ＰＷＭ信号に基づいたオン・オフ制御をスイッチＱ３に
対して実行する。これにより、ＰＷＭ信号がオンの状態
のときは、スイッチＱ２，Ｑ３がともにオンになり、ス
イッチＱ３→アシストモータＡＭ→スイッチＱ２を介し
た電流がバッテリーＢＴから流れ、アシストモータＡＭ
が左回転する。
場合は、スイッチＱ２をオンするとともに、生成された
ＰＷＭ信号に基づいたオン・オフ制御をスイッチＱ３に
対して実行する。これにより、ＰＷＭ信号がオンの状態
のときは、スイッチＱ２，Ｑ３がともにオンになり、ス
イッチＱ３→アシストモータＡＭ→スイッチＱ２を介し
た電流がバッテリーＢＴから流れ、アシストモータＡＭ
が左回転する。
【００３８】次に、本発明の主要部に係わるモータ電流
検出回路４０の構成及び動作について図３のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。
検出回路４０の構成及び動作について図３のタイムチャ
ートを参照しながら説明する。
【００３９】ＰＷＡ信号発生回路３４からは、図３(a)
に示すようなＰＷＡ信号が出力される。
に示すようなＰＷＡ信号が出力される。
【００４０】ＰＷＭ信号補正回路４１は、入力されたＰ
ＷＡ信号に所定時間Ｔの遅延をかけるディレイ回路４２
とアンド回路４３とで構成され、ＰＷＡ信号に所定時間
Ｔの遅延をかけた信号と元のＰＷＡ信号との論理積をと
ることにより、ＰＷＡ信号がオンになった時点から所定
の時間Ｔの間だけ前記ＰＷＭ信号をオフにした、図３
(b)に示すようなＰＷＡ補正信号ＰＷ´を出力する。上
記ディレイ回路４２のディレイ時間Ｔは、シャント抵抗
の表皮効果が発生する期間に対応する時間に設定されて
いる。
ＷＡ信号に所定時間Ｔの遅延をかけるディレイ回路４２
とアンド回路４３とで構成され、ＰＷＡ信号に所定時間
Ｔの遅延をかけた信号と元のＰＷＡ信号との論理積をと
ることにより、ＰＷＡ信号がオンになった時点から所定
の時間Ｔの間だけ前記ＰＷＭ信号をオフにした、図３
(b)に示すようなＰＷＡ補正信号ＰＷ´を出力する。上
記ディレイ回路４２のディレイ時間Ｔは、シャント抵抗
の表皮効果が発生する期間に対応する時間に設定されて
いる。
【００４１】一方、差動増幅回路４４はシャント抵抗Ｒ
の両端電圧を検出し、その出力をサンプルホールド回路
４５に出力する。
の両端電圧を検出し、その出力をサンプルホールド回路
４５に出力する。
【００４２】図３(c)は、実際にアシストモータＡＭを
流れるモータ電流Ｉmの一例を示している。
流れるモータ電流Ｉmの一例を示している。
【００４３】また、図３(d)は、差動増幅回路４４で検
出されるシャント抵抗Ｒの両端電圧波形を示している。
出されるシャント抵抗Ｒの両端電圧波形を示している。
【００４４】この場合、図３(d)に示すシャント電圧に
は、矢印ｑで示すような表皮効果による電圧上昇と、矢
印ｕで示すようなモータのショート等による異常な電圧
上昇が発生しているとする。
は、矢印ｑで示すような表皮効果による電圧上昇と、矢
印ｕで示すようなモータのショート等による異常な電圧
上昇が発生しているとする。
【００４５】サンプルホールド回路４５は、ＰＷＭ補正
信号ＰＷ´がオンの期間中は差動増幅器４４の出力をそ
のまま出力し、ＰＷＭ補正信号ＰＷ´がオンからオフに
なる直前の差動増幅器４４の出力をサンプルホールドす
るよう動作するもので、この結果、サンプルホールド回
路４５からは図３(e)に示すような電流フィードバック
信号Ｉfが出力される事になる。
信号ＰＷ´がオンの期間中は差動増幅器４４の出力をそ
のまま出力し、ＰＷＭ補正信号ＰＷ´がオンからオフに
なる直前の差動増幅器４４の出力をサンプルホールドす
るよう動作するもので、この結果、サンプルホールド回
路４５からは図３(e)に示すような電流フィードバック
信号Ｉfが出力される事になる。
【００４６】すなわち、この実施例では、ＰＷＭ信号の
最初の立上がり部分をオフにしたＰＷＭ補正信号ＰＷ´
用いて、ＰＷＭ信号のオンの後表皮効果の影響が無くな
る所定の時間Ｔだけ待ってからシャント電圧を取り込む
ようにすることで、ＰＷＭ信号がオンからオフになる際
に発生する表皮効果による電圧上昇部分ｑを取り除いた
サンプリングを行い、これにより高周波でチョッピング
を行っても正しいモータ電流を検出できるようにしてい
る。
最初の立上がり部分をオフにしたＰＷＭ補正信号ＰＷ´
用いて、ＰＷＭ信号のオンの後表皮効果の影響が無くな
る所定の時間Ｔだけ待ってからシャント電圧を取り込む
ようにすることで、ＰＷＭ信号がオンからオフになる際
に発生する表皮効果による電圧上昇部分ｑを取り除いた
サンプリングを行い、これにより高周波でチョッピング
を行っても正しいモータ電流を検出できるようにしてい
る。
【００４７】また、この実施例では、ＰＷＭ補正信号Ｐ
Ｗ´がオンの期間はシャント波形をそのまま出力し、Ｐ
ＷＭ補正信号ＰＷ´がオフになる直前の値をホールドす
るようにしているので、モータ制御の応答性が向上する
と共に、矢印ｕで示すようなモータのショート等による
異常なモータ電流の上昇が発生した場合でも、これを適
格に検出することができるようになる。
Ｗ´がオンの期間はシャント波形をそのまま出力し、Ｐ
ＷＭ補正信号ＰＷ´がオフになる直前の値をホールドす
るようにしているので、モータ制御の応答性が向上する
と共に、矢印ｕで示すようなモータのショート等による
異常なモータ電流の上昇が発生した場合でも、これを適
格に検出することができるようになる。
【００４８】なお、シャント抵抗Ｒによって検出したシ
ャント波形をフィードバック信号として用いない場合
は、特に波形整形の必要がないので、ホールド動作は不
要になる。このような場合は、上記ＰＷＭ補正信号ＰＷ
´がオンの期間中にのみ、差動増幅回路４４の出力を取
り込むようにすればよい。この場合の、電流波形を図３
(f)に示す。
ャント波形をフィードバック信号として用いない場合
は、特に波形整形の必要がないので、ホールド動作は不
要になる。このような場合は、上記ＰＷＭ補正信号ＰＷ
´がオンの期間中にのみ、差動増幅回路４４の出力を取
り込むようにすればよい。この場合の、電流波形を図３
(f)に示す。
【００４９】また、上記実施例では、ＰＷＭ補正信号Ｐ
Ｗ´によってシャント波形をサンプルホールドするよう
にしたが、ＰＷＭ信号発生回路３４から出力される補正
前のＰＷＭ信号を用いてＰＷＭ信号がオンの期間中は差
動増幅器４４の出力をそのまま出力し、かつＰＷＭ信号
がオンからオフになる直前の差動増幅器４４の出力をサ
ンプルホールドするようにしてもよい。
Ｗ´によってシャント波形をサンプルホールドするよう
にしたが、ＰＷＭ信号発生回路３４から出力される補正
前のＰＷＭ信号を用いてＰＷＭ信号がオンの期間中は差
動増幅器４４の出力をそのまま出力し、かつＰＷＭ信号
がオンからオフになる直前の差動増幅器４４の出力をサ
ンプルホールドするようにしてもよい。
【００５０】なお、この発明の電流検出装置は、電動式
パワーステアリング以外にも適用可能であり、誘導負荷
を利用した任意の駆動回路に適用するようにしてもよ
い。
パワーステアリング以外にも適用可能であり、誘導負荷
を利用した任意の駆動回路に適用するようにしてもよ
い。
【図１】この発明の実施例を示す図。
【図２】電動式パワーステアリング装置の機構を示す
図。
図。
【図３】この発明の実施例の動作を説明するタイムチャ
ート。
ート。
【図４】従来技術の動作を説明するタイムチャート。
【図５】シャント抵抗のインピーダンス特性の一例を示
す図。
す図。
１…ハンドル ４…トルクセンサ ８…タイヤ ２０…モータ速度演算回路 ３０…トルク指令回路 ３３…電圧指令回路 ３４…ＰＷＭ信号発生回路 ３５…スイッチング制御回路 ４０…モータ電流検出回路 ４１…ＰＷＭ信号補正回路 ４２…ディレイ回路 ４４…差動増幅回路 ４５…サンプルホールド回路 ＡＭ…アシストモータ ＢＴ…バッテリー
Claims (3)
- 【請求項１】指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ発生回路と、 このＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって
誘導負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッ
チング回路と、このスイッチング回路に直列に接続され
るシャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて
前記誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを
備えた誘導負荷の電流検出装置において、 前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号がオンに
なった時点からシャント抵抗の表皮効果が発生する期間
に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ信号をオフに
したＰＷＭ補正信号を発生し、このＰＷＭ補正信号がオ
ンの期間にのみ前記電流検出回路の検出出力を有効とす
るＰＷＭ補正回路を備えるようにしたことを特徴とする
誘導負荷の電流検出装置。 - 【請求項２】指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ発生回路と、 このＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって
誘導負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッ
チング回路と、このスイッチング回路に直列に接続され
るシャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて
前記誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを
備え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆
動回路のフィードバック信号として用いるようにした誘
導負荷の電流検出装置において、 前記電流検出回路に、 前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号がオンの
期間は前記シャント抵抗の電圧波形をそのまま用い、前
記ＰＷＭ信号がオフの期間は該ＰＷＭ信号がオフになる
直前の前記シャント抵抗の両端電圧をサンプルホールド
して電流信号として出力するサンプルホールド手段を具
えるようにしたことを特徴とする誘導負荷の電流検出装
置。 - 【請求項３】指令電圧に対応するＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ発生回路と、 このＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号によって
誘導負荷を流れる電流のスイッチング制御を行うスイッ
チング回路と、このスイッチング回路に直列に接続され
るシャント抵抗と、このシャント抵抗の電圧に基づいて
前記誘導負荷を流れる電流を検出する電流検出回路とを
備え、前記電流検出回路の検出電流を前記誘導負荷の駆
動回路のフィードバック信号として用いるようにした誘
導負荷の電流検出装置において、 前記ＰＷＭ発生回路から発生されるＰＷＭ信号がオンに
なった時点からシャント抵抗の表皮効果が発生する期間
に対応する所定の時間の間だけ前記ＰＷＭ信号をオフに
したＰＷＭ補正信号を発生するＰＷＭ信号補正手段を具
えるとともに、 前記電流検出回路に、 前記ＰＷＭ信号補正手段から発生されるＰＷＭ補正信号
がオンの期間は前記シャント抵抗の電圧波形をそのまま
用い、前記ＰＷＭ補正信号がオフの期間は該ＰＷＭ補正
信号がオフになる直前の前記シャント抵抗の両端電圧を
サンプルホールドして電流信号として出力するサンプル
ホールド手段を具えるようにしたことを特徴とする誘導
負荷の電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078091A JPH10271892A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 誘導負荷の電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9078091A JPH10271892A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 誘導負荷の電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10271892A true JPH10271892A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13652195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9078091A Pending JPH10271892A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 誘導負荷の電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10271892A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005114828A1 (ja) * | 2004-05-24 | 2008-03-27 | ローム株式会社 | 回転制御装置及び方法、及びその回転制御装置を利用可能な電子機器 |
| WO2011036896A1 (ja) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | ダイキン工業株式会社 | 相電流検出装置、及びそれを用いた電力変換装置 |
| WO2016185739A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | シャープ株式会社 | 抵抗素子 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP9078091A patent/JPH10271892A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005114828A1 (ja) * | 2004-05-24 | 2008-03-27 | ローム株式会社 | 回転制御装置及び方法、及びその回転制御装置を利用可能な電子機器 |
| WO2011036896A1 (ja) * | 2009-09-28 | 2011-03-31 | ダイキン工業株式会社 | 相電流検出装置、及びそれを用いた電力変換装置 |
| JP2011091992A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-05-06 | Daikin Industries Ltd | 相電流検出装置、及びそれを用いた電力変換装置 |
| CN102577070A (zh) * | 2009-09-28 | 2012-07-11 | 大金工业株式会社 | 相电流检测装置及使用该相电流检测装置的功率转换装置 |
| US8605461B2 (en) | 2009-09-28 | 2013-12-10 | Daikin Industries, Ltd. | Phase current detection device and power conversion device using the same |
| CN102577070B (zh) * | 2009-09-28 | 2014-08-27 | 大金工业株式会社 | 相电流检测装置及使用该相电流检测装置的功率转换装置 |
| WO2016185739A1 (ja) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | シャープ株式会社 | 抵抗素子 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040713 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040907 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050208 |