KR101976341B1 - 모터 구동 장치, 모터 구동 장치의 진단 방법, 및 이 모터 구동 장치를 이용한 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기동 시간을 늦추는 일없이, 소비 전류와 고비용화를 억제할 수 있는 모터 구동 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
모터 구동 장치는, 복수의 인버터 회로, 복수의 릴레이 회로, 복수의 전원 안정화용 콘덴서, 복수의 프리차지 회로 및 제어부를 구비한다. 인버터 회로는, 복수의 권선조를 갖는 모터를 권선조마다 구동한다. 릴레이 회로는, 전원과 인버터 회로 사이에 각각 마련된다. 콘덴서는, 릴레이 회로와 인버터 회로 사이에 마련된다. 프리차지 회로는, 콘덴서에 대응하여 마련되어, 릴레이 회로를 구동하기 전에 그 콘덴서를 충전한다. 제어부는, 릴레이 회로의 진단 시에, 프리차지 회로를 제어하고, 콘덴서를 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하여 충전시키거나, 교대로 충전시키도록 구성되어 있다.

Description

모터 구동 장치, 모터 구동 장치의 진단 방법, 및 이 모터 구동 장치를 이용한 전동 파워 스티어링 장치
본 발명은 복수의 권선조를 갖는 모터를, 권선조마다 구동하는 복수 계통의 구동 회로를 구비하는 모터 구동 장치, 모터 구동 장치의 진단 방법 및 이 모터 구동 장치를 이용한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 전원 차단용으로 반도체 릴레이를 구비한 모터 제어 장치에 있어서, 전원 릴레이의 고장을 진단하는 방법으로서, 인버터 회로의 전원 안정화용 콘덴서에 전하를 충전하여, 전원 릴레이의 온/오프 제어를 행함으로써, 단락 고장 또는 단선 고장을 검출하는 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 모터 구동 장치의 전원 안정화용 콘덴서의 프리차지 회로로서, 저항을 통해 충전하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2012-139021호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2004-135389호 공보
그런데, 전술한 바와 같은 모터 제어 장치 혹은 모터 구동 장치를 이용한 전동 파워 스티어링(EPS) 장치에 있어서는, 고장 시에는 조타 보조력을 저하시켜 계속해서 보조를 계속할 수 있도록, 모터를 복수 계통의 구동 회로로 구동하는 용장 EPS라고 불리는 시스템이 채용되어 있다. 이러한 모터 구동 장치에서는, 구동 회로마다 전원 릴레이나 콘덴서를 마련하고 있기 때문에, 전원 릴레이의 고장을 진단하기 위해서는 계통마다 프리차지 회로가 필요로 된다.
그러나, 복수 계통의 구동 회로를 구비하는 모터 구동 장치에 있어서, 복수의 프리차지 회로를 동시에 구동시켜 전원 릴레이의 진단을 행하면, 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류가 증가하여, 시스템의 소비 전류의 증가를 초래한다. 또한, 복수의 프리차지 회로가 동시에 동작하는 것에 따른 피크 전류의 증대에 따라, 공통 회로부, 예컨대 전원의 역접 보호 기능부 등의 반도체 소자의 정격을 올릴 필요가 생겨, 고비용화를 초래할 가능성도 있다.
소비 전류의 증가를 억제하기 위해서는, 충전 전류를 제한하는 저항의 저항값을 크게 하면 좋지만, 저항값을 크게 하면 충전 시간이 길어져, 모터 구동 장치의 기동 시간이 길어진다. 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는, 차량 기동의 지령을 수신 후, 모터를 당장 기동시키고자 하는 요구가 있고, 기동 시간의 지연은 스티어링 조작의 응답의 지연으로 이어지기 때문에 바람직하지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 기동 시간을 늦추는 일없이, 소비 전류와 고비용화를 억제할 수 있는 모터 구동 장치, 모터 구동 장치의 진단 방법 및 이 모터 구동 장치를 이용한 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 모터 구동 장치는, 복수의 권선조를 갖는 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와, 전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련되어, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하기 전에 대응하는 상기 전원 안정화용 콘덴서를 충전하는 복수의 프리차지 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로의 진단 시에, 상기 복수의 프리차지 회로를 제어하여, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를 상기 복수의 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시키도록 구성된 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 모터 구동 장치의 진단 방법은, 복수의 권선조를 갖는 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와, 전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련된 복수의 프리차지 회로를 구비하는 모터 구동 장치를 진단하는 방법에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로에 의해, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를, 타이밍을 서로 어긋나게 하여 충전시키거나, 교대로 충전시키는 단계와, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서의 충전 종료 후에, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하는 단계와, 상기 복수의 릴레이 회로의 전압을 각각 검출하는 단계와, 검출한 상기 복수의 릴레이 회로의 전압에 기초하여 고장 판정을 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치는, 모터 구동 장치로 조타력 보조용 모터를 제어하여, 차량의 주행 상태로 따른 조타 보조력을 발생시키는 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 모터 구동 장치가, 복수의 권선조를 갖는 상기 조타력 보조용 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와, 전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련되어, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하기 전에 상기 전원 안정화용 콘덴서를 충전하는 복수의 프리차지 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로의 진단 시에, 상기 복수의 프리차지 회로를 제어하여, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를 상기 복수의 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 전원 안정화용 콘덴서를 복수의 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시킴으로써, 충전 전류의 합의 피크를 작게 할 수 있다. 따라서, 충전 전류를 제한하기 위한 저항의 저항값을 크게 할 필요가 없어, 충전 시간의 장시간화에 따른 모터 구동 장치의 기동 시간의 지연을 억제할 수 있다. 또한, 전원의 역접 보호 기능부 등의 반도체 소자의 정격을 올릴 필요가 없기 때문에 고비용화를 초래하는 일도 없다. 따라서, 기동 시간을 늦추는 일없이, 소비 전류와 고비용화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 EPS 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 회로도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 프리차지 회로의 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 4a는 종래의 1 계통의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 4b는 종래의 1 계통의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5a는 종래의 2 계통의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5b는 종래의 2 계통의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 5c는 종래의 2 계통의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 6a는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 어긋나게 하여 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 6b는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 어긋나게 하여 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 6c는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 어긋나게 하여 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 7a는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 교대로 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 7b는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 교대로 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 7c는 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서, 2 계통의 프리차지 회로를 교대로 구동한 경우의, 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압의 변화를 나타내는 파형도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 진단 제어부의 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로의 또 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로와 진단 제어부의 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로의 또 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로와 진단 제어부의 또 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 모터 구동 장치가 적용되는 EPS 장치의 개략 구성을 나타내고, 도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 회로 구성을 나타내고 있다. 먼저, EPS 장치에 대해서 간단히 설명하고, 계속해서 이 EPS 장치에 있어서 조타력을 보조하는 모터(전동 액츄에이터)를 제어하는 모터 구동 장치를 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, EPS 장치는, 핸들(10), 조타 토크 센서(11), 스티어각 센서(12), 조타력 보조용 모터(13) 및 이 모터(13)를 제어하는 모터 구동 장치(14) 등을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 스티어링 샤프트(15)를 내포하는 스티어링 칼럼(16)내에는, 조타 토크 센서(11), 스티어각 센서(12) 및 감속기(17)가 마련되어 있다.
그리고, 운전자가 스티어링 조작을 행할 때에, 스티어링 샤프트(15)에 발생하는 조타 토크를 조타 토크 센서(11)에 의해 검출하고, 스티어링의 각도를 스티어각 센서(12)에 의해 검출한다. 이들 센서(11, 12)로부터 얻어진 조타 토크 신호(S1)와 스티어각 신호(S2) 및 차량에서 검출한 차속 신호(S3) 등에 기초하여, 모터 구동 장치(14)로 모터(13)를 구동 제어함으로써, 차량의 주행 상태에 따른 조타 보조력을 모터(13)로부터 발생시킨다. 이에 의해, 스티어링 샤프트(15)의 선단에 마련된 피니언 기어(18)가 회전하면, 랙축(19)이 진행 방향 좌우로 수평 이동함으로써, 운전자의 스티어링 조작이 차륜(타이어)(20)에 전달되어 차량의 방향을 바꾼다.
도 2에 나타내는 모터 구동 장치에 있어서, 모터(13)는, 3상 브러시리스 모터이고, U 형상 코일(21U), V 형상 코일(21V), W 형상 코일(21W)로 이루어지는 제1 권선조(21)와, 마찬가지로 U 형상 코일(22U), V 형상 코일(22V), W 형상 코일(22W)로 이루어지는 제2 권선조(22)를 포함하는 스테이터(도시하지 않음)와, 이 스테이터의 중앙부에 회전 가능하게 구비된 영구 자석 회전자로서의 로터(13a)를 가지고 있다.
권선조(21, 22)는, 절연된 상태로 스테이터에 권취되어, 자기 회로를 공유하고 있다. 권선조(21)에 있어서의 U 형상 코일(21U), V 형상 코일(21V), W 형상 코일(21W)은, 각각의 일단이 중성점(N1)과 전기적으로 접속되어 스타 형상으로 결선되어 있다. 마찬가지로, 권선조(22)에 있어서의 U 형상 코일(22U), V 형상 코일(22V), W 형상 코일(22W)은, 각각의 일단이 중성점(N2)과 전기적으로 접속되어 스타 형상으로 결선되어 있다. 또한, 3상의 코일을 델타형으로 결선한 모터라도, 본 실시형태에 따른 모터 구동 장치(14)를 적용 가능하다.
이 모터(13)는, 권선조(21, 22)마다 제1, 제2 계통의 구동 회로(23, 24)에 의해 선택적으로 구동된다. 구동 회로(23)는, 인버터 회로(25), 릴레이 회로(27)[전원 릴레이(27a), 역접 차단 릴레이(27b), 풀다운 저항(27c)] 및 전원 안정화용 콘덴서(29) 등을 구비하고 있다. 또한, 구동 회로(24)는, 인버터 회로(26), 릴레이 회로(28)[전원 릴레이(28a), 역접 차단 릴레이(28b), 풀다운 저항(28c)] 및 전원 안정화용 콘덴서(30) 등을 구비하고 있다.
인버터 회로(25)는, 구동 라인(25U, 25V, 25W)을 통해 모터(13)의 제1 계통의 U 형상 코일(21U), V 형상 코일(21V) 및 W 형상 코일(21W)을 각각 상마다 구동하는 3조의 반도체 소자를 구비한 3상 브릿지 회로 구성이다. 본 예에서는, 각 반도체 소자가 N 채널형 MOSFET(1UH, 1UL, 1VH, 1VL, 1WH, 1WL)으로 구성되어 있다.
MOSFET(1UH, 1UL)은, 전원 라인(36)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(25U)의 일단이 접속된다. MOSFET(1VH, 1VL)은, 전원 라인(36)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(25V)의 일단이 접속된다. 또한, MOSFET(1WH, 1WL)은, 전원 라인(36)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(25W)의 일단이 접속되어 있다.
또한, 각 MOSFET(1UH, 1UL, 1VH, 1VL, 1WH, 1WL)에 있어서, 소스·드레인 사이에 순방향으로 접속되어 있는 다이오드(D1∼D6)는 기생 다이오드이다.
인버터 회로(26)는, 인버터 회로(25)와 마찬가지로, 구동 라인(26U, 26V, 26W)을 통해 모터(13)의 제2 계통의 U 형상 코일(22U), V 형상 코일(22V) 및 W 형상 코일(22W)을 각각 상마다 구동하는 3조의 반도체 소자를 구비한 3상 브릿지 회로 구성이다. 본 예에서는, 각 반도체 소자가 N 채널형 MOSFET(2UH, 2UL, 2VH, 2VL, 2WH, 2WL)으로 구성되어 있다.
MOSFET(2UH, 2UL)은, 전원 라인(37)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(26U)의 일단이 접속된다. MOSFET(2VH, 2VL)은, 전원 라인(37)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(26V)의 일단이 접속된다. 또한, MOSFET(2WH, 2WL)은, 전원 라인(37)과 접지점 사이에 드레인·소스 사이가 직렬 접속되고, 공통 접속점에 구동 라인(26W)의 일단이 접속되어 있다.
또한, 각 MOSFET(2UH, 2UL, 2VH, 2VL, 2WH, 2WL)에 있어서, 소스·드레인 사이에 순방향으로 접속되어 있는 다이오드(D7∼D12)는 기생 다이오드이다.
직류 전원(38)(배터리 전원)은, 릴레이 회로(27)와 전원 라인(36)을 통해 인버터 회로(25)에 공급되고, 릴레이 회로(28)와 전원 라인(37)을 통해 인버터 회로(26)에 공급된다. 릴레이 회로(27, 28)는, 직류 전원(38)과 각 인버터 회로(25, 26) 사이에서, 계통마다 2개의 반도체 소자(본 예에서는 N 채널형 MOSFET)(27a, 27b 및 28a, 28b)의 전류 통로를 직렬 접속하여 구성되어 있다. 각 계통에 이상이 발생한 경우에는, 그 계통의 릴레이 회로를 오프 상태로 하여, 하류의 인버터 회로에 대한 전력 공급을 차단하는 페일 세이프 처리를 행한다.
이들 릴레이 회로(27, 28)에는, 직류 전원(38)이 극성을 반대로 하여 모터 구동 장치(14)에 오접속된 경우에, 폐쇄 회로의 형성에 의해 단락 전류가 흐르지 않도록 하기 위해, 2개의 MOSFET을, 이들 기생 다이오드(D13과 D14 또는 D15와 D16)의 순방향을 서로 반대 방향으로 하여 배치하고 있다. MOSFET(27a, 28a)은 전원 릴레이이고, MOSFET(27b, 28b)은 역접 보호 기능부로서의 역접 보호 릴레이이다. 풀다운 저항(27c, 28c)은, 릴레이 회로(27, 28)의 고장을 검출하는 진단 시에, MOSFET(27a와 27b, 28a와 28b)의 전류 통로의 접속점(N3, N4)의 전하를 방전한다.
릴레이 회로(27, 28)와 각 인버터 회로(25, 26) 사이에는 각각, 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)가 마련되어 있다. 콘덴서(29, 30)의 한쪽의 전극은, 각 인버터 회로(25, 26)의 전원 라인(36, 37)에 접속되고, 다른쪽의 전극은 함께 접지된다. 또한, 이들 콘덴서(29, 30)에 대응하여 프리차지 회로(33, 34)가 마련되어 있고, 릴레이 회로(27, 28)를 구동하기 전에, 직류 전원(38)으로부터 다이오드(32)를 통해 상기 콘덴서(29, 30)를 선택적으로 충전하도록 되어 있다. 프리차지 회로(33, 34)는 각각, 진단 제어부(35)에 의해 충전 전류의 합의 피크가 미리 정해진 값, 예컨대 릴레이 회로(27, 28)를 구성하는 MOSFET(27b, 28b)의 게이트 절연 파괴 내압을 넘지 않는 전류로 제어된다.
주제어 장치(31)는, 도시하지 않는 드라이버를 각각 통해, 구동 회로(23, 24)의 인버터 회로(25, 26)와 릴레이 회로(27, 28)를 제어한다. 이 주제어 장치(31)는, Central Processing Unit(CPU)이나 마이크로 프로세서 등의 연산 및 처리 수단, Read Only Memory(ROM)나 Random Access Memory(RAM) 등의 기억 수단을 구비한다. 그리고, 이 주제어 장치(31)가, 조타 토크 신호(S1)와 스티어각 신호(S2) 및 차량에서 검출한 차속 신호(S3) 등에 기초하여, 운전자의 스티어링 조작에 의한 조타를 보조하기 위해 필요한 조타 보조력(목표 조타 보조력)을 연산하고, 목표 조타 보조력에 따라 구동 회로(23, 24)를 제어함으로써, 모터(13)를 구동한다.
여기서, 각종 연산 처리는, 연산 수단이 기억 수단에 미리 기억된 프로그램을 읽어들여 실행하는 것으로서 설명한다. 단, 이에 한정되지 않고, 하드웨어의 구성에 의해 각 연산 처리의 일부 또는 전부를 실현하는 것도 가능하다.
주제어 장치(31)는, 통상 시에는, 구동 회로(23, 24)의 2개의 출력 전류를 합계한 총출력 전류에 의해, 목표 조타 보조력에 상당하는 토크를 모터(13)에 발생시킨다. 통상 시에 있어서의 구동 회로(23, 24)와의 출력 전류 비율의 값은, 미리 ROM 등의 기억 수단에 기억되며, 예컨대, 50％대 50％으로 설정된다.
주제어 장치(31)는, 목표 조타 보조력에 따라, 모터(13)에 흐르게 하는 목표 총출력 전류를 연산한다. 예컨대, 목표 조타 보조력과 목표 총출력 전류를 미리 관련시킨 데이터 테이블을 ROM 등에 기억하여, 이 데이터 테이블을 참조하여, 목표 조타 보조력에 따른 목표 출력 전류를 선택하여도 좋다. 이에 의해, 주제어 장치(31)는, 목표 출력 전류와 인버터 회로(25, 26)의 출력 전류 비율에 기초하여, 인버터 회로(25)의 제1 목표 출력 전류와 인버터 회로(26)의 제2 목표 출력 전류를 연산한다.
주제어 장치(31)는, 인버터 회로(25)의 MOSFET(1UH, 1UL, 1VH, 1VL, 1WH, 1WL)과, 인버터 회로(26)의 MOSFET(2UH, 2UL, 2VH, 2VL, 2WH, 2WL)을, 예컨대 Pulse Width Modulation(PWM) 제어 등으로 개별로 온/오프 동작하는 제어 신호를 생성한다. 그리고, 주제어 장치(31)는, 이들 제어 신호를 도시하지 않는 드라이버를 통해 각 MOSFET의 게이트 단자에 출력하고, 이에 의해 모터(13)의 토크 제어를 행한다.
또한, 진단 제어부(35)는, 릴레이 회로(27, 28)의 진단 시에, 이들 릴레이 회로(27, 28)를 구동하기 전에 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 충전한다. 이 진단 제어부(35)는, CPU나 마이크로 프로세서를 가지고, 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 프리차지 회로(33, 34)로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시키기 위한 제어를 행하도록 구성되어 있다.
도 3은 도 2에 있어서의 프리차지 회로(33, 34)의 구성예를 나타내는 회로도이다. 프리차지 회로(33)는, NPN형 트랜지스터(Q1), PNP형 트랜지스터(Q2) 및 저항(R1∼R5)으로 구성된다. 저항(R1)의 일단은, 진단 제어부(35)의 제1 출력 단자에 접속되고, 타단은 NPN형 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속된다. 저항(R2)은, NPN형 트랜지스터(Q1)의 베이스·이미터 사이에 접속된다. NPN형 트랜지스터(Q1)의 이미터는 접지되고, 콜렉터는 저항(R3)의 일단에 접속된다. 저항(R3)의 타단은 PNP형 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속된다. 저항(R4)은, PNP형 트랜지스터(Q2)의 베이스·이미터 사이에 접속된다. PNP형 트랜지스터(Q2)의 이미터는, 다이오드(32)의 애노드에 접속되고, 콜렉터는 저항(R5)을 통해 전원 라인(36)에 접속된다.
여기서, 저항(R1과 R2)은, NPN형 트랜지스터(Q1)를 온/오프 제어하기 위한 전압을 생성하는 것이고, 저항(R3과 R4)은, PNP형 트랜지스터(Q2)를 온/오프 제어하기 위한 전압을 생성하는 것이다. 또한, 저항(R5)는, 전원 안정화용 콘덴서(29)의 충전 경로에 마련되어 있고, 충전 전류를 제한하는 것이다.
프리차지 회로(34)도 프리차지 회로(33)와 동일한 회로 구성이고, NPN형 트랜지스터(Q3), PNP형 트랜지스터(Q4) 및 저항(R6∼R10)으로 구성된다. 저항(R6)의 일단은, 진단 제어부(35)의 제2 출력 단자에 접속되고, 타단은 NPN형 트랜지스터(Q3)의 베이스에 접속된다. 저항(R7)은, NPN형 트랜지스터(Q3)의 베이스·이미터 사이에 접속된다. NPN형 트랜지스터(Q3)의 이미터는 접지되고, 콜렉터는 저항(R8)의 일단에 접속된다. 저항(R8)의 타단은 PNP형 트랜지스터(Q4)의 베이스에 접속된다. 저항(R9)은, PNP형 트랜지스터(Q4)의 베이스·이미터 사이에 접속된다. PNP형 트랜지스터(Q4)의 이미터는, 다이오드(32)의 애노드에 접속되고, 콜렉터는 저항(R10)을 통해 전원 라인(37)에 접속된다.
여기서, 저항(R6과 R7)은, NPN형 트랜지스터(Q3)를 온/오프 제어하기 위한 전압을 생성하는 것이고, 저항(R8과 R9)은, PNP형 트랜지스터(Q4)를 온/오프 제어하기 위한 전압을 생성하는 것이다. 또한, 저항(R10)은, 전원 안정화용 콘덴서(30)의 충전 경로에 마련되어 있고, 충전 전류를 제한하는 것이다.
다음에, 상기와 같은 구성에 있어서, 릴레이 회로(27, 28)의 진단 동작에 대해서 설명한다. 진단 제어부(35)는, 주제어 장치(31)에 의해 릴레이 회로(27, 28)를 구동하기 전에, 프리차지 회로(33, 34)에 의해 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)의 충전을 실행한다. 충전 동작은, 먼저 진단 제어부(35)의 제1 출력 단자로부터 NPN형 트랜지스터(Q1)의 구동 신호(CS1)를 출력한다. 이 구동 신호(CS1)가 NPN형 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급되면, NPN형 트랜지스터(Q1)가 온하고, PNP형 트랜지스터(Q2)도 온한다. 이에 의해, 직류 전원(38)으로부터 다이오드(32), PNP형 트랜지스터(Q2)의 이미터·콜렉터, 저항(R5) 및 전원 라인(36)을 통해 전원 안정화용 콘덴서(29)의 충전이 개시된다.
미리 정해진 시간(ΔT1) 경과 후에, 진단 제어부(35)의 제2 출력 단자로부터 NPN형 트랜지스터(Q3)의 구동 신호(CS2)를 출력한다. 이 구동 신호(CS2)가 NPN형 트랜지스터(Q3)의 베이스에 공급되면, NPN형 트랜지스터(Q3)가 온하고, PNP형 트랜지스터(Q4)도 온한다. 이에 의해, 직류 전원(38)으로부터 다이오드(32), PNP형 트랜지스터(Q4)의 이미터·콜렉터, 저항(R10) 및 전원 라인(37)을 통해 전원 안정화용 콘덴서(30)의 충전이 개시된다.
전원 안정화용 콘덴서(29)의 단자간 전압(충전 전압)은 서서히 상승하고, 미리 정해진 시간 경과 후에는 전압(Vcharge1)까지 상승한다. 또한, 전원 안정화용 콘덴서(30)의 단자간 전압도 서서히 상승하고, 전원 안정화용 콘덴서(29)보다 조금 늦게, 미리 정해진 시간 경과 후에는 전압(Vcharge2)까지 상승한다. 진단 제어부(35)는, 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)의 단자간 전압이 Vcharge1, Vcharge2까지 상승하면, 구동 신호(CS1, CS2)의 출력을 정지하여 충전을 종료한다. 이와 같이, 진단 제어부(35)에 의해, 프리차지 회로(33과 34)를 어긋나게 하여 구동한다.
전원 안정화용 콘덴서(29, 30)의 충전 종료 후에는, 주제어 장치(31)의 제어에 의해, 릴레이 회로(27, 28)의 MOSFET(27a, 27b, 28a, 28b)을 온/오프 제어하고, MOSFET(27a와 27b)의 전류 통로의 접속점(N3) 및 MOSFET(28a와 28b)의 전류 통로의 접속점(N4)의 전압을 검출함으로써 단락 고장 또는 단선 고장을 검출한다. 예컨대, MOSFET(27b, 28b)을 오프시킨 상태로, 접속점(N3 또는 N4)의 전압이 Vcharge1 또는 Vcharge2로 상승하면 단락 고장이 발생하고 있다. MOSFET(27b, 28b)을 온시킨 상태로, 접속점(N3 또는 N4)의 전위가 Vcharge1 또는 Vcharge2로 상승하지 않으면 단선 고장이 발생하고 있다.
MOSFET(27a, 28a)과 MOSFET(27b, 28b)의 온/오프를 조합하여, 직류 전원(38)의 전압(VB)과 단자간 전압(Vcharge1, Vcharge2)의 차이를 고려함으로써, MOSFET(27a, 28a)의 단락 고장 또는 단선 고장도 검출할 수 있다.
프리차지 회로(33, 34)의 구동 타이밍을 어긋나게 하는 것이 아니라, 진단 제어부(35)의 제1, 제2 출력 단자로부터 미리 정해진 시간 간격(ΔT2)으로, NPN형 트랜지스터(Q1)의 구동 신호(CS1)와 NPN형 트랜지스터(Q3)의 구동 신호(CS2)를 교대로 출력하여, 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)의 충전을 교대로 행하도록 하여도 좋다.
도 4a, 도 4b, 도 5a 내지 도 5c, 도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도 7c는 각각, 종래와 본 발명의 모터 구동 장치에 있어서의 전원 안정화용 콘덴서의 충전 전류와 단자간 전압의 변화를 대비하여 나타내고 있다. 도 4a 및 도 4b는 종래의 1 계통의 모터 구동 장치, 도 5a 내지 도 5c는 종래의 2 계통의 모터 구동 장치이다. 또한, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 2 계통의 프리차지 회로를 어긋나게 하여 구동한 경우, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 2 계통의 프리차지 회로를 교대로 구동한 경우이다.
1 계통의 경우에는, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 피크 전류(Ipeak)는, 직류 전원(38)의 전압(VB)과 충전 경로의 저항값(R)(Ipeak=VB/R)으로 결정되고, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 충전에 의해 단자간 전압(Vcharge)이 상승한다. 또한, 2 계통의 경우에는, 도 5b 및 도 5c에 나타내는 바와 같이, 2개의 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)의 단자간 전압(Vcharge1, Vcharge2)은, 충전에 의해 동시에 상승한다. 이 때문에, 도 5a에 나타내는 바와 같이 피크 전류(Ipeak)는, 2×(VB/R)이 된다.
이에 대하여, 본 발명에 있어서 2 계통의 프리차지 회로를 어긋나게 하여 구동한 경우에는, 도 6b 및 도 6c에 나타내는 바와 같이, 2개의 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압(Vcharge1, Vcharge2)이 시간차(ΔT1)로 상승한다. 따라서, 도 6a에 나타내는 바와 같이, ΔT1의 시간차로 2개의 전류 피크가 발생하고, 피크 전류(Ipeak)는, 종래의 1 계통의 경우와 마찬가지로 VB/R이 된다.
또한, 2 계통의 프리차지 회로를 교대로 구동한 경우에는, 도 7b 및 도 7c에 나타내는 바와 같이, 2개의 전원 안정화용 콘덴서의 단자간 전압(Vcharge1, Vcharge2)이 시간차(ΔT2)로 교대로 상승한다. 이 때문에, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 피크 전류(Ipeak)는, 역시 종래의 1 계통의 경우와 마찬가지로 VB/R이 된다.
따라서, 상기와 같은 구성에 따르면, 복수의 릴레이 회로의 진단 시에, 복수의 프리차지 회로의 동작 타이밍을 어긋나게 하여 구동하거나, 복수의 프리차지 회로를 교대로 구동함으로써, 복수의 프리차지 회로에 있어서의 충전 전류의 합의 피크가 미리 정해진 값을 넘지 않도록 제어할 수 있다. 따라서, 피크 전류를 제한하기 위한 저항의 저항값을 크게 할 필요가 없다. 또한, 전원의 역접 보호 기능부 등의 소자의 정격을 올릴 필요가 없기 때문에 고비용화를 억제할 수 있다. 따라서, 기동 시간을 늦추는 일없이 시스템의 소비 전류와 고비용화를 억제할 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 프리차지 회로(33, 34)에 있어서, 저항(R5, R10)의 저항값을 같게 하여, 프리차지 회로(33, 34)의 구동 타이밍을 어긋나게 하거나, 교대로 구동하도록 하여도 좋고, 저항(R5, R10)의 저항값을 상이하게 함으로써, 전원 안정화용 콘덴서에의 충전 전류를 바꾸어도 좋다.
저항(R5, R10)의 저항값을 상이하게 한 경우에는, 프리차지 회로(33, 34)를 동시에 구동하여도, 충전 전류의 합의 피크를 작게 할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 8은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 진단 제어부의 다른 구성예를 나타내고 있다. 이 회로는, 도 3에 나타낸 회로 구성의 프리차지 회로(33)를 진단 제어부(35-1)에서 제어하고, 프리차지 회로(34)를 진단 제어부(35-2)에서 제어하고 있다. 다른 기본적인 구성은, 도 3에 나타낸 회로와 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 프리차지 회로(33, 34)를 개별의 진단 제어부(35-1, 35-2)에서 제어하는 구성이어도, 도 3에 나타낸 회로와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
[제3 실시형태]
도 9는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로의 다른 구성예를 나타내고 있다. 이 회로는, 도 2에 있어서의 제1, 제2 프리차지 회로(33, 34)를 조절기(39)로 구성하고, 이 조절기(39)를 진단 제어부(35)에서 제어하고 있다. 조절기(39)는, 직류 전원(38)으로부터 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 충전하기 위한 미리 정해진 전압과 전류를 생성한다. 그리고, 릴레이 회로(27, 28)의 진단 시에, 이들 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 상이한 타이밍으로[미리 정해진 시간(ΔT1)의 어긋남을 가지고] 충전하는 것이다. 또는 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 미리 정해진 시간 간격(ΔT2)으로 충전한다.
이러한 구성이어도, 도 3에 나타낸 회로와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
[제4 실시형태]
도 10은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로와 진단 제어부의 별도의 구성예를 나타내는 회로도이다. 이 회로는, 2개의 조절기(39-1, 39-2)를 마련하여, 조절기(39-1)를 진단 제어부(35-1)에서 제어하고, 조절기(39-2)를 진단 제어부(35-2)에서 제어하고 있다. 다른 기본적인 구성은, 도 9에 나타낸 회로와 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
이러한 구성이어도, 도 9에 나타낸 회로와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제5 실시형태]
도 11은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로의 또 다른 구성예를 나타내고 있다. 이 회로는, 2개의 스위치[본 예에서는 N 채널형 MOSFET(40-1, 40-2)]를 마련하여, 이들 MOSFET(40-1, 40-2)을 진단 제어부(35)에서 제어하고 있다. MOSFET(40-1, 40-2)은, 진단 제어부(35)의 제어에 의해 온/오프 제어되어, 릴레이 회로(27, 28)의 진단 시에 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 상이한 타이밍으로[미리 정해진 시간(ΔT1)의 어긋남을 가지고] 충전한다. 또는 전원 안정화용 콘덴서(29, 30)를 미리 정해진 시간 간격(ΔT2)으로 충전한다.
이러한 구성이어도, MOSFET(40-1, 40-2)의 온 저항에 의해 도 3에 나타낸 회로와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것은 물론이다.
[제6 실시형태]
도 12는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 모터 구동 장치에 대해서 설명하기 위한 것으로, 프리차지 회로와 진단 제어부의 별도의 구성예를 나타내는 회로도이다. 이 회로는, 2개의 진단 제어부(35-1, 35-2)를 마련하여, MOSFET(40-1)을 진단 제어부(35-1)에서 제어하고, MOSFET(40-2)을 진단 제어부(35-2)에서 제어하고 있다. 다른 기본적인 구성은, 도 11에 나타낸 회로와 동일하기 때문에, 동일 부분에 동일한 부호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.
이러한 구성이어도, 도 11에 나타낸 회로와 실질적으로 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 제1 내지 제6 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
<변형예 1>
예컨대, 전술한 제1 내지 제6 실시형태에서는, 2 계통의 구동 회로로 제1, 제2 권선조를 갖는 모터를 구동하는 경우에 대해서 설명하였는데, 동일하게 하여 3계통 이상의 구동 회로로 3 이상의 권선조를 갖는 모터를 구동하는 모터 구동 장치에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
<변형예 2>
또한, 모터 구동 장치를 EPS 장치에 적용하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, EPS 장치에 한정되지 않고, 복수 계통의 구동 회로로 모터를 구동하는 다른 여러 가지 장치나 시스템에 이용할 수 있다.
<변형예 3>
또한, 진단 전용의 하나 또는 2개의 제어부를 마련하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 주제어 장치로 프리차지 회로, 조절기 및 스위치를 제어하도록 구성하여도 좋은 것은 물론이다.
13…조타력 보조용 모터(모터), 14…모터 구동 장치, 21, 22…권선조, 23, 24…구동 회로, 25, 26…인버터 회로, 27, 28…릴레이 회로, 29, 30…전원 안정화용 콘덴서, 31…주제어 장치(제어부), 33, 34…프리차지 회로, 35, 35-1, 35-2…진단 제어부(제어부), 36, 37…전원 라인, 38…직류 전원(전원), 39, 39-1, 39-2…조절기, 40-1, 40-2…스위치

Claims (20)

  1. 모터 구동 장치로서,
    복수의 권선조를 갖는 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와,
    전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와,
    상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와,
    상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련되어, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하기 전에 대응하는 상기 전원 안정화용 콘덴서를 충전하는 복수의 프리차지 회로와,
    상기 복수의 릴레이 회로의 진단 시에, 상기 복수의 프리차지 회로를 제어하여, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를 상기 복수의 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시키도록 구성된 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 프리차지 회로에 각각 대응하여 마련된 복수의 진단 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 또한, 상기 복수의 인버터 회로와 상기 복수의 릴레이 회로를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 프리차지 회로에 있어서의 충전 전류의 합의 피크가 미리 정해진 값을 넘지 않게 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 릴레이 회로가 각각 MOSFET으로 구성되고, 상기 미리 정해진 값은, 상기 MOSFET의 게이트 절연 파괴 내압을 넘지 않는 값인 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는, 상기 전원으로부터 상기 전원 안정화용 콘덴서에의 충전 경로의 저항값이 상이한 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는, 상기 전원으로부터 미리 정해진 전압과 전류를 생성하는 조절기를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는 각각, 상기 전원으로부터 상기 전원 안정화용 콘덴서에의 충전 경로에 삽입되는 스위치를 구비하고, 상기 스위치가 상기 제어부에서 온/오프 제어되는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 릴레이 회로는 각각, 전원 릴레이와, 상기 전원 릴레이에 직렬 접속된 역접 차단 릴레이와, 고장을 검출하는 진단 시에 상기 전원 릴레이와 상기 역접 차단 릴레이의 접속점의 전하를 방전하는 풀다운 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  10. 복수의 권선조를 갖는 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와, 전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와, 상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련된 복수의 프리차지 회로를 구비하는 모터 구동 장치를 진단하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 프리차지 회로에 의해, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를, 타이밍을 서로 어긋나게 하여 충전시키거나, 교대로 충전시키는 단계와,
    상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서의 충전 종료 후에, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하는 단계와,
    상기 복수의 릴레이 회로의 전압을 각각 검출하는 단계와,
    검출한 상기 복수의 릴레이 회로의 전압에 기초하여 고장 판정을 행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 릴레이 회로는 각각, 전원 릴레이와, 상기 전원 릴레이에 직렬 접속된 역접 차단 릴레이와, 상기 전원 릴레이와 상기 역접 차단 릴레이의 접속점의 전하를 방전하는 풀다운 저항을 구비하고,
    상기 고장 판정을 행하는 단계는, 상기 전원 릴레이와 상기 역접 차단 릴레이의 접속점의 전압을 검출함으로써 단락 고장 또는 단선 고장을 검출하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치의 진단 방법.
  12. 모터 구동 장치로 조타력 보조용 모터를 제어하여, 차량의 주행 상태에 따른 조타 보조력을 발생시키는 전동 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 모터 구동 장치가, 복수의 권선조를 갖는 상기 조타력 보조용 모터를, 권선조마다 구동하는 복수의 인버터 회로와,
    전원과 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 릴레이 회로와,
    상기 복수의 릴레이 회로와 상기 복수의 인버터 회로 사이에 각각 마련된 복수의 전원 안정화용 콘덴서와,
    상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서에 대응하여 마련되어, 상기 복수의 릴레이 회로를 구동하기 전에 상기 전원 안정화용 콘덴서를 충전하는 복수의 프리차지 회로와,
    상기 복수의 릴레이 회로의 진단 시에, 상기 복수의 프리차지 회로를 제어하여, 상기 복수의 전원 안정화용 콘덴서를 상기 복수의 프리차지 회로로 충전하는 타이밍을 서로 어긋나게 하거나, 교대로 충전시키는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 프리차지 회로에 각각 대응하여 마련된 복수의 진단 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어부는 또한, 상기 복수의 인버터 회로와 상기 복수의 릴레이 회로를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 프리차지 회로에 있어서의 충전 전류의 합의 피크가 미리 정해진 값을 넘지 않게 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 릴레이 회로가 각각 MOSFET으로 구성되고, 상기 미리 정해진 값은, 상기 MOSFET의 게이트 절연 파괴 내압을 넘지 않는 값인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는, 상기 전원으로부터 상기 전원 안정화용 콘덴서에의 충전 경로의 저항값이 상이한 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는, 상기 전원으로부터 미리 정해진 전압·전류를 생성하는 조절기를 구비한 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 복수의 프리차지 회로는 각각, 상기 전원으로부터 상기 전원 안정화용 콘덴서에의 충전 경로에 삽입되는 스위치를 구비하고, 상기 스위치가 상기 제어부에서 온/오프 제어되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 복수의 릴레이 회로는 각각, 전원 릴레이와, 상기 전원 릴레이에 직렬 접속된 역접 차단 릴레이와, 고장을 검출하는 진단 시에 상기 전원 릴레이와 상기 역접 차단 릴레이의 접속점의 전하를 방전하는 풀다운 저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6456529B1 (ja) * 2018-01-05 2019-01-23 三菱電機株式会社 回転電機装置
EP4037181A4 (en) * 2019-09-26 2022-08-24 Mitsubishi Electric Corporation DEVICE WITH AN AC LATHE
US11453994B2 (en) * 2020-01-16 2022-09-27 Delta Electronics, Inc Work equipment system and control method therefor
JP7389701B2 (ja) 2020-03-31 2023-11-30 株式会社ミツバ 電源回路、電源供給方法
US11785715B2 (en) 2021-12-17 2023-10-10 Exro Technologies Inc. Article for power inverter and power inverter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014045576A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Denso Corp 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002044990A (ja) * 2000-07-21 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd 電動機駆動装置および電動パワーステアリング装置
JP3989352B2 (ja) 2002-10-08 2007-10-10 本田技研工業株式会社 モータ駆動装置
JP2007137299A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Toyota Motor Corp 電源供給制御装置
JP2008285075A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Toyota Motor Corp 車両および車両の故障診断方法
US8207693B2 (en) * 2007-09-11 2012-06-26 Hydro-Gear Limited Partnership Controller assemblies for electric drive utility vehicles
JP4631928B2 (ja) * 2008-05-12 2011-02-16 トヨタ自動車株式会社 車両のステアリング装置
EP2556263B1 (en) * 2010-04-09 2016-10-19 Daniel John Kenway System for energy storage and retrieval
JP5311233B2 (ja) 2010-12-27 2013-10-09 株式会社デンソー モータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP5995877B2 (ja) * 2012-01-11 2016-09-21 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
US9586615B2 (en) * 2012-01-25 2017-03-07 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus
ES2683346T3 (es) * 2012-03-27 2018-09-26 Alstom Transport Technologies Precarga dura mejorada para inversores paralelos
JP6024601B2 (ja) * 2012-11-26 2016-11-16 株式会社豊田自動織機 インバータの暖機制御装置
JP6075029B2 (ja) * 2012-11-26 2017-02-08 株式会社豊田自動織機 インバータの暖機制御装置
CN105246763B (zh) * 2013-05-15 2017-05-03 三菱电机株式会社 电动助力转向装置
US9711778B2 (en) * 2013-09-06 2017-07-18 Johnson Controls Technology Company Layered battery module system and method of assembly
CN104270052A (zh) * 2014-10-08 2015-01-07 北京新能源汽车股份有限公司 一种车用永磁同步电机控制器
JP6497298B2 (ja) * 2015-11-10 2019-04-10 株式会社デンソー 異常診断装置
JP6852522B2 (ja) * 2017-04-03 2021-03-31 株式会社デンソー 多相回転機の制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014045576A (ja) * 2012-08-27 2014-03-13 Denso Corp 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

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Publication number Publication date
JP6529459B2 (ja) 2019-06-12
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