JPH10327597A - 車両の電動機駆動装置 - Google Patents
車両の電動機駆動装置Info
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- JPH10327597A JPH10327597A JP9186911A JP18691197A JPH10327597A JP H10327597 A JPH10327597 A JP H10327597A JP 9186911 A JP9186911 A JP 9186911A JP 18691197 A JP18691197 A JP 18691197A JP H10327597 A JPH10327597 A JP H10327597A
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Abstract
周波数の高調波成分に起因するカーラジオへのノイズを
防止することができる車両の電動機駆動装置を提供す
る。 【解決手段】 目標電流信号設定手段21、偏差演算手
段22、駆動制御手段23、受信手段24、周波数変更
手段25を有する制御手段15を備えた車両の電動機駆
動装置1。
Description
動する車両の電動機駆動装置に係り、特に電動機を駆動
するPWM(パルス幅変調)信号がラジオにノイズとし
て混入することを防止する車両の電動機駆動装置に関す
る。
搭載される電動パワーステアリング装置、4輪操舵の後
輪操舵用装置、自動操舵装置、パワーウィンドウ装置等
があり、これらの装置の電動機の駆動をバッテリの一定
電圧で行ない、電動機に流す電流を変化させるための一
手段としてPWM(パルス幅変調)駆動で行なってい
る。
号が音声となって乗員に聞こえるのを防止することと、
PWM駆動のスイッチングロスが少ないことを考慮し
て、例えば16KHzから20KHzの範囲に設定する
のが好ましい。
動装置は、PWM駆動周波数を、例えば18KHzに固
定し、PWM駆動の波形はパルスであるため、基本周波
数(18KHz)の高調波成分を含んでおり、この高調
波成分がラジオのチャネル周波数の近傍となる場合に
は、カーラジオのAM(振幅変調)信号として受信さ
れ、ノイズとなって聞こえる課題がある。
ャネル周波数1134KHz)を聞いている状態を想定
すると、PWM駆動周波数が18KHzに設定されてい
る場合には、PWM駆動周波数の63倍の高調波成分
(18KHz×63=1134KHz)がチャネル周波
数1134KHzと一致してカーラジオからノイズとし
て聞こえてしまう。
いている場合でも、PWM駆動周波数の高調波成分が、
チャネル周波数の近傍になる場合にはカーラジオからノ
イズとして聞こえてしまう。
オに受信されてノイズとなる現象を防止するため、PW
M駆動信号のパルス波形を鈍らして高調波成分を減衰さ
せることが試みられてきたが、パルス波形を鈍らすと電
動機駆動回路(例えば、スイッチング素子FETで構成
されたブリッジ回路)のスイッチングロスが増加してF
ETからの発熱が増加し、放熱フィン等を用いた発熱対
策の課題、FET素子のオン抵抗を小さくしたり、FE
Tを並列接続する等の部品選択や部品点数の増加を招き
製品コストが増加してしまう課題がある。
なされたもので、その目的はPWM駆動信号の駆動周波
数をカーラジオのチャネル周波数に応じて変更し、PW
M駆動周波数の高調波成分に起因してカーラジオへ飛び
込むノイズを防止することにある。
この発明に係る車両の電動機駆動装置の制御手段は、外
部特定情報を受信する受信手段と、この受信手段からの
信号に基づいてPWM制御信号の駆動周波数を変更する
周波数変更手段を備えたことを特徴とする。
御手段は、外部特定情報を受信する受信手段と、この受
信手段からの信号に基づいてPWM制御信号の駆動周波
数を変更する周波数変更手段を備えたので、外部特定情
報を受信し、この外部特定情報に応じてPWM制御信号
の駆動周波数を変更し、PWM駆動周波数の高調波成分
をラジオのチャネル周波数から離れた周波数に設定する
ことができる。
定情報のコードを検出するコード検出手段を備えたこと
を特徴とする。
のコードを検出するコード検出手段を備えたので、車両
の故障診断機から供給される外部特定情報(診断信号)
からラジオのチャネル周波数に対応した特定のコードを
検出することができる。
特定情報の周波数を検出する周波数検出手段を備えたこ
とを特徴とする。
の周波数を検出する周波数検出手段を備えたので、カー
ラジオのチャネル周波数を外部特定情報として検出する
ことができる。
は、基準クロックの分周数を設定する分周数設定手段を
備えたことを特徴とする。
ロックの分周数を設定する分周数設定手段を備えたの
で、受信した外部特定情報に基づいて分周数を変更して
PWM制御信号の駆動周波数を変更することができる。
部診断機から供給される診断信号であることを特徴とす
る。
機から供給される診断信号であるので、外部診断機およ
び電子制御ユニット(ECU)のインタフェースを使用
してPWM制御信号の駆動周波数を変更することができ
る。
ラジオ受信機が受信するチャネル信号であることを特徴
とする。
信機が受信するチャネル信号であるので、車両の電動機
駆動装置内部でPWM制御信号の駆動周波数を自動的に
変更することができる。
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、電動パワ
ーステアリング装置、4輪操舵の後輪操舵用装置、自動
操舵装置、パワーウィンドウ装置等の車両に搭載する電
動機を駆動するPWM駆動信号の駆動周波数をカーラジ
オ(特に、AMラジオ)の受信するチャネル周波数に応
じて変更し、PWM駆動周波数の高調波成分がラジオ放
送のチャネル周波数の近傍周波数となってカーラジオに
ノイズとして受信されることを防止するものである。
置の要部ブロック構成図である。図1において、車両の
電動機駆動装置1は、電動機10、制御手段15、電動
機駆動手段16、電動機電流検出手段18を備え、電動
機起動手段12から供給される電動機起動信号KSに基
づいて電動機10を駆動する。
するための、例えば電動パワーステアリング装置では操
舵トルクセンサ、パワーウィンドウでは窓開閉用スイッ
チで構成する。
本に各種演算機能、処理機能、メモリで構成し、目標電
流信号設定手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段
23、受信手段24、周波数変更手段25を備える。
メモリで構成し、予め実験値や設計値に基づいて設定さ
れた電動機起動信号KSに対応した目標電流信号データ
IMSを設定しておき、電動機起動手段12から電動機起
動信号KSが供給された場合には目標電流信号データI
MSを読み出し、目標電流信号IMSを偏差演算手段22に
供給する。
制御の減算機能で構成し、目標電流信号設定手段21か
ら供給される目標電流信号IMSと、電動機電流検出手段
18が検出した電動機電流IMに対応した電動機電流信
号IMOとの偏差ΔI(=IM−IMO)を演算し、偏差信
号ΔIを駆動制御手段23に供給する。
26、制御信号発生手段27を備える。PIDコントロ
ーラ26は、比例(P)演算機能、積分(I)演算機
能、微分(D)演算機能を備え、偏差演算手段22から
供給される偏差信号ΔIに比例制御、積分制御および微
分制御を施した後、合成した合成信号ICを制御信号発
生手段27に提供する。
段、PWM信号発生手段等を備え、PIDコントローラ
26から提供される合成信号ICに基づいてオン信号お
よび所定のデューティ比を有するPWM信号からなる電
動機制御信号VOを電動機駆動手段16に供給する。
一実施の形態要部ブロック構成図である。図2におい
て、制御信号発生手段27は、タイマ手段27A、オン
信号発生手段27B、デューティ比設定手段27C、分
周手段27D、PWM信号発生手段27Eを備える。
で構成し、PIDコントローラ26から提供される合成
信号ICをトリガとして計時を開始し、例えば、Hレベ
ルのタイマ信号TOをオン信号発生手段27BおよびP
WM信号発生手段27Eに供給する。なお、タイマ信号
TOは合成信号ICが消滅した時点で停止する。
構成し、タイマ手段27Aから供給されるタイマ信号T
Oに対応してタイマ信号TOがHレベルの場合にはHレベ
ル、タイマ信号TOがLレベルの場合にはLレベルのオ
ン信号VONを電動機制御信号VOの一部として出力す
る。
ントローラ26から提供される合成信号ICの大きさに
対応してパルスデューティ比を設定し、パルスデューテ
ィ比信号PDをPWM信号発生手段27Eに提供する。
成した分周回路を備え、制御手段15の基準クロックを
所定数に分周し、分周した周波数のクロックパルスFD
をPWM信号発生手段27Eに提供する。なお、分周手
段27Dの分周数は、後述する周波数変更手段25から
供給される分周数信号NDに基づいて設定される。
で構成し、デューティ比設定手段27Cから提供される
パルスデューティ比信号PDおよび分周手段27Dから
供給される分周数信号NDに基づいて合成し、合成信号
ICに対応したデューティと、分周数信号NDに対応した
駆動周波数(例えば、16〜20KHz)を有するPW
M信号VPWMを電動機制御信号VOの一部として出力す
る。
段、または周波数検出手段を備え、外部の故障診断機1
9から供給されるコード(符号)の診断信号、またはカ
ーラジオが受信するチャネル周波数からなる外部特定情
報JGに基づいて、外部特定情報JGの周波数データを検
出し、周波数データSDを周波数変換手段25に提供す
る。なお、外部の故障診断機19は、車両の整備工場な
どに設置し、車両の故障を検査する装置である。
形態要部ブロック構成図である。図3において、受信手
段24は、タイミングパルス発生手段31と、コード記
憶手段32、データアクセス手段33、コード変換手段
34を備えたコード検出手段28とから構成する。
段15を駆動する基準クロックを分周して所定周波数の
タイミングパルスを発生する信号発生器で構成し、タイ
ミングパルスTPをコード記憶手段32に供給する。
え可能なメモリを備え、外部の故障診断機19から供給
される外部特定情報JGに含まれるラジオのチャネル周
波数に対応したコード(符号)をタイミングパルスTP
が供給されている期間に記憶して保持し、保持したコー
ド(符号)をコードデータDCとしてデータアクセス手
段33に供給する。
パルスTPが供給されている期間に別の外部特定情報JG
が供給される場合には、外部特定情報JGに含まれるコ
ード(符号)を新たなコード(符号)として記憶し、保
持する。
(符号)は、ラジオのチャネル周波数に対応した、例え
ば2進化符号で構成する。
ス機能を有し、コード記憶手段32から供給されるコー
ドデータDCをコード変換手段34に送り、コード変換
手段34からコードデータDCに対応した周波数データ
SDを読み出して周波数変更手段25に供給する。
で構成し、予めコードデータDCに対応した周波数デー
タSDを記憶しておき、データアクセス手段33からコ
ードデータDCが供給されると、コードデータDCに対応
した周波数データSDをデータアクセス手段33に供給
する。
DCに対応したラジオのチャネル周波数からPWM駆動
周波数のN次および、N+1次またはN−1次の高調波
が最も離れるような基本周波数に設定し、N次および、
(N+1)次または(N−1)次の高調波がラジオのチ
ャネル周波数の近傍となって受信されないよう構成す
る。
形態要部ブロック構成図である。図4において、受信手
段30は、周波数判別手段36、周波数記憶手段37、
周波数変換手段38を備えた周波数検出手段29を有す
る。
数帯域のバンドパスフィルタ、デテクタ等で構成し、カ
ーラジオ20からラジオのチャネル周波数(例えば、A
M帯域)に一致した外部特定情報JGが供給されると、
チャネル周波数を検出して、例えばHレベルの周波数判
別信号DFを周波数記憶手段37に提供する。
AM等のメモリで構成し、周波数判別手段36で検出
し、チャネル周波数に対応した周波数判別信号DFを記
憶して保持し、周波数データFOとして周波数変換手段
38に提供する。
で構成し、予めラジオのチャネル周波数の周波数データ
FOに対応した周波数データSDを記憶しておき、周波数
記憶手段37から周波数データFOが供給されると、周
波数データFOに対応した周波数データSDを周波数変更
手段25に供給する。
FOに一致したラジオのチャネル周波数からPWM駆動
周波数のN次および、N+1次またはN−1次の高調波
が最も離れるような基本周波数に設定し、N次および、
(N+1)次または(N−1)次の高調波がラジオのチ
ャネル周波数の近傍となって受信されないよう構成す
る。
で構成した分周数設定手段を備え、予め図3に示すコー
ド検出手段28または図4に示す周波数検出手段29か
ら供給される周波数データSDと、制御手段15の基準
クロック周波数fC(16MHz〜32MHz)を分周
して形成したPWM駆動周波数の高調波成分がラジオの
チャネル周波数の近傍とならないような分周数NDの対
応データを記憶しておき、周波数データSDが供給され
た場合には、対応する分周数NDを読み出し、分周数デ
ータNDを図2に示す制御信号発生手段27の分周手段
27Dに供給する。
数NDは、基準クロック周波数fRを分周数ND分周した
PWM駆動周波数fPWMのN次高調波および、(N+
1)次高調波または(N−1)次高調波がラジオのチャ
ネル周波数fCに対して数1の関係を限りなく満たすよ
うにする。
(N−1)}/2 または、 fC={(fR/ND)×N+(fR/ND)×(N+
1)}/2
に分周したPWM駆動周波数fPWMは、可聴周波数外の
最低周波数である16KHzより高く、電動機駆動回路
を構成するスイッチング素子のスイッチングロスが小さ
い20KHzよりも低い値に設定する。
ーFET(電界効果トランジスタ)のスイッチング素子
からなるブリッジ回路で構成し、電動機制御信号VOに
基づいてブリッジ回路の対角にある2個一対のパワーF
ETをそれぞれPWM(パルス幅変調)駆動、オン駆動
する駆動電動機電圧VMを出力して電動機10を駆動す
る。
実際に流れる電動機電流IMを検出し、電動機電流IMに
対応した電動機電流信号IMOを制御手段15にフィード
バック(負帰還)する。
機電流信号IMOは、偏差演算手段22で目標電流信号I
MSとの偏差ΔI(=IMS−IMO)が演算され、電動機電
流信号IMOが目標電流信号IMSとが等しくなって偏差Δ
Iが0(IMS=IMO)となるよう駆動制御手段23で制
御される。
駆動装置1の制御手段15は、外部特定情報JGを受信
する受信手段24と、この受信手段24からの信号SD
に基づいてPWM制御信号の駆動周波数を変更する周波
数変更手段25を備えたので、外部特定情報JGを受信
し、この外部特定情報JGに応じてPWM制御信号の駆
動周波数を変更し、PWM駆動周波数の高調波成分をラ
ジオのチャネル周波数から離れた周波数に設定すること
ができる。
WM駆動しても、PWM駆動周波数の高調波成分がラジ
オのチャネル周波数の近傍となってラジオ受信されるこ
とによるノイズを防止することができる。
アリング装置の全体構成図である。図5において、電動
パワーステアリング装置40は、ステアリングホイール
17に一体的に設けられたステアリング軸2に自在継ぎ
手3a、3bを備えた連結軸3を介し、ステアリング・
ギアボックス4内に設けたラック&ピニオン機構5のピ
ニオン5aに連結されて手動操舵力発生手段6を構成す
る。
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸7
は、その両端にタイロッド8を介して転動輪としての左
右の前輪9が連結される。
7操舵時には通常のラック&ピニオン式の手動操舵力発
生手段6を介し、マニュアルステアリングで前輪9を転
動させて車両の向きを変えている。
するため、操舵補助力を供給する電動機10をラック軸
7と同軸的に配設し、ラック軸7と同軸に設けられたボ
ールねじ機構11を介して推力に変換し、ラック軸7
(ボールねじ軸11a)に作用させる。
動機起動手段12を構成するドライバの手動操舵トルク
の方向と大きさを検出する操舵トルクセンサ12を配置
し、操舵トルクセンサ12が検出した操舵トルクに対応
したアナログ電気信号の操舵トルク信号TS(電動機起
動信号KS)を制御手段15に提供する。
イクロプロセッサを基本に各種演算手段、処理手段、信
号発生手段、メモリ等で構成し、操舵トルク信号TSに
対応する電動機制御信号VO(例えば、オン信号とPW
M制御信号の混成信号)を発生して電動機駆動手段16
を駆動制御する。
うに外部特定情報JGとして外部の故障診断機19から
供給される診断信号としての特定コード符号や、ラジオ
受信機(カーラジオ)20が受信するチャネル周波数を
受信する受信手段24、この受信手段24が受信した外
部特定情報JGに基づいて電動機制御信号VOのPWM制
御信号の駆動周波数を変更する周波数変更手段25を備
える。
6、および電動機電流IMを検出して対応した電動機電
流信号IMOに変換し、制御手段15にフィードバックす
る電動機電流検出手段18についても図1に示すものと
同様なので、説明は省略する。
制御手段15、電動機駆動手段16、電動機電流検出手
段18および電動機10で構成する。
置を電動パワーステアリング装置に適用することによっ
て電動機をPWM駆動するPWM駆動周波数に起因して
カーラジオに混入するノイズを防止することができる。
置を電動パワーステアリング装置に適用した例を示した
が、4輪操舵の後輪操舵用装置、自動操舵装置、パワー
ウィンドウ装置にも同様に適用することができる。
制御手段は、外部特定情報を受信する受信手段と、この
受信手段からの信号に基づいてPWM制御信号の駆動周
波数を変更する周波数変更手段を備え、外部特定情報を
受信し、この外部特定情報に応じてPWM制御信号の駆
動周波数を変更し、PWM駆動周波数の高調波成分をラ
ジオのチャネル周波数から離れた周波数に設定すること
ができるので、PWM制御信号の駆動周波数の高調波成
分がラジオのチャネル周波数の近くとなってラジオから
ノイズとして聞こえることを防止することができる。
定情報のコードを検出するコード検出手段を備え、車両
の故障診断機から供給される外部特定情報(診断信号)
からラジオのチャネル周波数に対応した特定のコードを
検出することができるので、修理工場やサービスステー
ションで使用頻度の高いラジオチャネルにノイズとして
飛び込まないようPWM駆動周波数を容易に設定するこ
とができる。
特定情報の周波数を検出する周波数検出手段を備え、カ
ーラジオのチャネル周波数を外部特定情報として検出す
ることができるので、カーラジオで任意の選局をした場
合でも、ラジオチャネルにノイズとして飛び込まないよ
うなPWM駆動周波数を自動的に設定することができ
る。
基準クロックの分周数を設定する分周数設定手段を備
え、受信した外部特定情報に基づいて分周数を変更して
PWM制御信号の駆動周波数を変更することができるの
で、PWM制御信号の駆動周波数の高調波成分がラジオ
のチャネル周波数の近くとなってラジオからノイズとし
て聞こえることを防止することができる。
外部診断機から供給される診断信号とし、外部診断機お
よび電子制御ユニット(ECU)のインタフェースを使
用してPWM制御信号の駆動周波数を変更することがで
きるので、外部診断器または電子制御ユニット(EC
U)を大幅に変更することなくラジオのノイズ防止を実
現できる。
ジオ受信機が受信するチャネル信号とし、電動機駆動装
置内部でPWM制御信号の駆動周波数を自動的に変更す
ることができるので、地域を限定せずにラジオのノイズ
防止を実現することができる。
PWM駆動周波数の高調波成分に起因するカーラジオへ
のノイズを防止することができる車両の電動機駆動装置
を提供することができる。
ロック構成図
態要部ブロック構成図
ロック構成図
ロック構成図
置の全体構成図
連結軸、4…ステアリング・ギアボックス、5…ラック
&ピニオン機構、6…手動操舵力発生手段、7…ラック
軸、8…タイロッド、9…左右の前輪、10…電動機、
11…ボールねじ機構、12…電動機起動手段(操舵ト
ルクセンサ)、15…制御手段、16…電動機駆動手
段、17…ステアリングホイール、18…電動機電流検
出手段、21…目標電流信号設定手段、22…偏差演算
手段、23…駆動制御手段、24,30…受信手段、2
5…周波数変更手段、26…PIDコントローラ、27
…制御信号発生手段、27A…タイマ手段、27B…オ
ン信号発生手段、27C…デューティ比設定手段、27
D…分周手段、27E…PWM信号発生手段、28…コ
ード検出手段、29…周波数検出手段、31…タイミン
グパルス発生手段、32…コード記憶手段、33…デー
タアクセス手段、34…コード変換手段、36…周波数
判別手段、37…周波数記憶手段、38…周波数変換手
段、40…電動パワーステアリング装置、IC…合成信
号、IMO…電動機電流信号、IM…電動機電流、IMS…
目標電流信号、ΔI(=IMS−IMO)…偏差信号、JG
…外部特定情報、KS…電動機起動信号、ND…分周数信
号、SD…周波数データ、VO…電動機制御信号、VON…
オン信号、VPWM…PWM信号。
た電動機を駆動する車両の電動機駆動装置に係り、特に
電動機を駆動するPWM(パルス幅変調)信号がラジオ
にノイズとして混入することを防止する車両の電動機駆
動装置に関する。
Claims (6)
- 【請求項1】 電動機と、電動機起動信号に基づいて目
標電流信号を設定する目標電流設定手段、目標電流信号
に基づいてPWM制御信号を発生する駆動制御手段を備
えた制御手段と、PWM制御信号に基づいて前記電動機
をPWM駆動する電動機駆動手段と、を備えた車両の電
動機駆動装置において、 前記制御手段は、外部特定情報を受信する受信手段と、
この受信手段からの信号に基づいてPWM制御信号の駆
動周波数を変更する周波数変更手段を備えたことを特徴
とする車両の電動機駆動装置。 - 【請求項2】 前記受信手段は、外部特定情報のコード
を検出するコード検出手段を備えたことを特徴とする請
求項1記載の車両の電動機駆動装置。 - 【請求項3】 前記受信手段は、外部特定情報の周波数
を検出する周波数検出手段を備えたことを特徴とする請
求項1記載の車両の電動機駆動装置。 - 【請求項4】 前記周波数変更手段は、基準クロックの
分周数を設定する分周数設定手段を備えたことを特徴と
する請求項1記載の車両の電動機駆動装置。 - 【請求項5】 外部特定情報は、外部診断機から供給さ
れる診断信号であることを特徴とする請求項1記載の車
両の電動機駆動装置。 - 【請求項6】 外部特定情報は、ラジオ受信機が受信す
るチャネル信号であることを特徴とする請求項1記載の
車両の電動機駆動装置。
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JP18691197A JP3688437B2 (ja) | 1997-03-21 | 1997-07-11 | 車両の電動機駆動装置 |
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