KR20070049558A

KR20070049558A - 모터 제어 장치

Info

Publication number: KR20070049558A
Application number: KR1020060106293A
Authority: KR
Inventors: 히로시 우에노; 마유미 코마츠
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-05-11
Also published as: CN1964180A; CN100454752C; JP2007131017A; EP1783032A2; EP1783032B1; KR100768397B1; US7466906B2; JP4799133B2; US20070104468A1; EP1783032A3

Abstract

과제

지령치가 임계치를 초과하고 있어도, 승압이 불필요해진 경우는 승압을 정지시킴으로써, 전력 손실을 종래보다도 더욱 저감한다.

해결 수단

모터(M)에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 전류 목표치 산출부(1)와, 모터(M)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기(8)와, 전류 목표치 산출부(1)가 산출한 전류 목표치와 전류 검출기(8)가 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 모터(M)에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출부(2)와, 지령치에 의거하여 모터(M)를 구동하는 PWM 제어부(3) 및 모터 구동 회로(4)와, 모터(M)에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로(6)를 구비한 모터 제어 장치에 있어서, 지령치 산출부(2)에서 산출된 지령치가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정함과 함께, 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출하고, 상기 판정의 결과와 지령치의 변화량에 의거하여 승압 회로(6)의 승압 동작을 제어하는 승압 제어부(7)를 마련하였다.

모터, 제어, 파워스티어링

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도.

도 2는 승압 제어의 예를 도시한 그래프.

도 3은 제 1 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도.

도 5는 승압 제어의 예를 도시한 그래프.

도 6은 제 2 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도.

도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도.

도 8은 승압 제어의 예를 도시한 그래프.

도 9는 제 3 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도.

도 10은 승압 제어의 다른 예를 도시한 그래프.

도 11은 전동 파워 스티어링 장치의 한 예를 도시한 구성도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 전류 목표치 산출부 2 : 지령치 산출부

3 : PWM 제어부 4 : 모터 구동 회로

5 : 배터리 6 : 승압 회로

7 : 승압 제어부 8 : 전류 검출기

9 : 전압 검출부 10 : 모터 전압 보정부

11 : 회전수 검출부 M : 모터

Do : 산출 듀티비 Vo : 전압 지령치

Po : 모터 회전수 δ1, δ2 : 임계치

V1, V2 : 임계치 P1, P2 : 임계치

기술 분야

본 발명은, 전동 파워 스티어링 장치 등에 있어서의 모터 제어에 관한 것으로서, 특히, 모터에 공급되는 전원 전압의 승압 제어에 관한 것이다.

배경 기술

전동 파워 스티어링 장치는, 운전자가 차량의 스티어링 휠을 조타할 때에, 전동식 모터에 의해 조타 보조력을 주는 것이다. 도 11은, 전동 파워 스티어링 장치의 한 예를 도시한 구성도이다. 도면에서, 50은 차량의 운전석에 마련되어 있는 스티어링 휠(이하 「핸들」이라고 하다), 51은 핸들(50)에 일단이 연결된 샤프트, 52는 조타시에 샤프트(51)에 가하여지는 토크를 검출하는 토크 센서, 53은 샤프트(51)의 타단에 연결된 기어 기구이다. 54는 조타 보조력을 발생시키는 전동식의 모터, 55는 핸들(50)의 조타력 및 모터(54)의 조타 보조력을 기어 기구(53)를 통하여 차륜(56)에 전달하는 전달 기구이다. 57은 모터(54)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기, 58은 차량의 주행 속도를 검출하는 차속 센서이다. 59는 모터(54)를 구동하기 위한 전원 전압을 공급하는 배터리, 60은 배터리(59)의 전압을 승압하는 승압 회로, 61은 모터(54)의 제어를 행하는 전자 제어 유닛(ECU； Electronic Control Unit)으로 이루어지는 컨트롤러이다.

핸들(50)이 조타되면, 조타에 의해 샤프트(51)에 발생한 토크가 토크 센서(52)에 의해 검출되고, 이 토크 값과, 차속 센서(58)에 의해 검출된 차속에 의거하여, 모터(54)에 흘려야 할 전류의 목표치가 컨트롤러(61)에서 산출된다. 그리고, 이 전류 목표치에 의거하여, 컨트롤러(61)에 내장되어 있는 모터 구동 회로(도시 생략)로부터 모터(54)에 전류가 공급되고, 모터(54)가 회전하여 조타 보조력이 발생한다. 또한, 모터(54)의 전류는, 전류 검출기(57)에서 검출되고, 검출된 전류치가 컨트롤러(61)에 입력된다. 컨트롤러(61)에서는, 이 검출된 전류치와 상기한 전류 목표치를 비교하고, 그들의 편차에 의거하여 지령치를 연산한다. 예를 들면, 모터 구동 회로가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 온/오프하는 스위칭 소자를 구비하고 있고, PWM 신호의 듀티비에 응한 전압을 모터에 인가하도록 되어 있는 경우는, 그 듀티비가 지령치가 된다. 그리고, 컨트롤러(61)는, 이 지령치에 의거하여, 모터(54)에 목표치의 전류가 흐르도록, 피드백 제어를 행한다.

이와 같은 전동 파워 스티어링 장치에 관해서는, 예를 들면 하기의 특허문헌1에 기재되어 있다.

그런데, 상술한 전동 파워 스티어링 장치에서, 배터리(59)의 전압이 예를 들면 12볼트라고 하면, 모터(54)에 의한 조타 보조의 최대 부하시(초저속 주행시 등)에, 배터리(59)에 수10암페어의 전류가 흐르기 때문에, 배터리(59)의 내부 저항에 의한 전압 강하 때문에, 컨트롤러(61)에 주어지는 모터 구동용의 전원 전압이 감소한다. 또한, 컨트롤러(61)에서도 스위칭 소자 등에서의 전압 강하가 발생하고, 또한, 컨트롤러(61)와 모터(54)를 접속하는 케이블에서도 전압 강하가 발생하기 때문에, 실제로 모터(54)에 공급되는 전압은 7볼트 정도까지 감소한다. 이 때문에, 모터(54)의 토크가 작아져서, 충분한 조타 보조력을 얻을 수 없다는 문제가 생긴다.

그래서, 이와 같은 문제에 대처하기 위해, 도 11에서는, 배터리(59)의 전압을 승압하기 위한 승압 회로(60)가 마련되어 있다. 승압 회로(60)는, 예를 들면, 펄스를 출력하는 발진 회로와, 이 펄스에 의해 스위칭 동작을 행하는 스위칭 소자와, 스위칭 동작에 의한 전기 에너지의 축적/방출을 반복하여 고전압을 발생하는 코일과, 승압된 전압을 평활하는 콘덴서 등으로 구성된다. 승압 회로의 상세에 관해서는, 예를 들면, 하기의 특허문헌2에 기재되어 있다. 이와 같은 승압 회로(60)를 마련함에 의해, 모터(54)에 승압 전압을 주어서, 큰 조타 보조력을 얻을 수 있다.

그러나, 종래의 장치에서는, 승압 회로(60)가 항상, 승압한 전압을 모터(54)에 공급하기 때문에, 승압 회로(60)에서의 스위칭 소자는 정상적으로 온/오프 동작 을 반복하고, 이로 인해, 스위칭 소자에서의 전력 손실이 커진다는 문제가 있다. 그래서, 전술한 지령치(예를 들면 PWM 신호의 듀티비)에 대해 임계치를 설정하고, 지령치가 임계치를 초과할 때까지는 승압 회로에 의한 승압은 행하지 않고, 지령치가 임계치를 초과한 때에 승압 회로에 의한 승압을 행하는 것이 생각된다. 이와 같이 하면, 지령치가 임계치를 초과한 때, 즉 승압이 필요해진 경우에만, 스위칭 소자가 온/오프 동작을 하여 승압이 행하여지기 때문에, 스위칭 소자에서의 전력 손실을 억제할 수 있다. 이와 같은 승압 제어의 기술에 관해서는, 예를 들면, 하기의 특허문헌3, 특허문헌4에 기재되어 있다.

특허문헌3, 특허문헌4에서는, 모터 전류의 목표치와 검출치와의 편차로부터 산출된 지령치에 의거하여 PWM 신호의 듀티비를 산출하고, 이 산출 듀티비가 100% 이하인 경우는 승압을 행하지 않고, 산출 듀티비가 100%를 초과한 경우는, 그 초과분에 응한 듀티비로 스위칭 소자를 온/오프함으로써, 해당 초과분에 응한 승압 전압이 모터 구동 회로에 공급되도록 하고 있다.

특허문헌1 : 일본 특공평6-51474호 공보

특허문헌2 : 일본 특개2005-51951호 공보

특허문헌3 : 일본 특개2003―153584호 공보

특허문헌4 : 일본 특개2003-200845호 공보

특허문헌3이나 특허문헌4와 같이 지령치가 임계치를 초과한 때에 승압을 행하는 방식에서는, 지령치가 임계치를 초과하고 있는 동안, 승압이 계속된다. 그러 나, 지령치가 일단 임계치를 초과하여도, 그 후, 시간과 함께 지령치가 감소하여, 임계치를 하회하는 일도 있다. 이와 같은 때에는, 모터는 승압을 필요로 하지 않기 때문에, 그 경우에도 승압 동작을 계속하는 것은, 승압 회로의 스위칭 소자에 있어서 전력 손실의 낭비가 생긴다.

그래서, 본 발명의 과제는, 지령치가 임계치를 초과하고 있어도, 승압이 불필요하게 된 경우는 승압을 정지시킴에 의해, 전력 손실을 종래보다도 더욱 저감할 수 있도록 하는 것에 있다.

제 1의 발명은, 모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과, 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과, 목표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과, 이 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 모터를 구동하는 모터 구동 수단과, 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서, 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과, 판정 수단의 판정 결과 및 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량에 의거하여, 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것이다.

제 2의 발명은, 모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과, 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과, 목 표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과, 이 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 모터를 구동하는 모터 구동 수단과, 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서, 모터의 전원 전압을 검출하는 전압 검출 수단과, 이 전압 검출 수단에서 검출된 모터의 전원 전압에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 수단과, 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치가, 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과, 판정 수단의 판정 결과 및 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량에 의거하여, 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것이다.

제 1 및 제 2의 발명에서는, 지령치가 임계치를 초과하는지의 여부만에 의해 승압의 요/불요를 판정하는 것이 아니라, 이에 더하여, 지령치가 시간에 대해 어떻게 변화하는지를 가미하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 예를 들어 지령치가 임계치를 초과하고 있어도, 지령치의 변화의 양상으로부터 승압이 불필요하다고 판단된 경우는, 승압 동작을 정지시킴에 의해, 승압 회로에서의 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 판정 수단에 의해 지령치가 소정의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 승압 제어 수단은, 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량이 정(正)의 값(지령치 증가)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어한다. 또한, 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량이 부(負)의 값(지령치 감소)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 승압 회로를 제어한다.

제 1 및 제 2의 발명의 바람직한 실시형태에서는, 임계치는 제 1의 임계치과 제 2의 임계치로 이루어진다. 그리고, 예를 들면, 판정 수단에 의해 지령치가 제 1의 임계치를 초과한다고 판정된 경우, 승압 제어 수단은, 지령치의 변화량이 정의 값(지령치 증가)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어하고, 지령치의 변화량이 부의 값(지령치 감소)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 승압 회로를 제어한다. 또한, 판정 수단에 의해 지령치가 제 2의 임계치를 초과한다고 판정된 경우, 승압 제어 수단은, 지령치의 변화량의 정부에 관계없이, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어한다. 이에 의하면, 지령치가 제 1의 임계치를 초과하고 있어도, 지령치가 감소하고 있는 경우는 승압 동작을 정지하여 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있음과 함께, 지령치가 제 2의 임계치를 초과하고 있는 경우는, 승압의 계속이 필요하다고 판단하고, 지령치가 감소하여도 승압 동작을 정지하지 않도록 함으로써, 안정된 승압 전압을 모터에 공급할 수 있다.

다음에, 제 3의 발명은, 모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과, 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과, 목표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과, 이 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 상기 모터를 구동하는 모터 구동 수단과, 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있 어서, 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과, 이 회전수 검출 수단에서 검출된 모터의 회전수가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과, 회전수의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과, 판정 수단의 판정 결과, 및 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량에 의거하여, 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것이다.

제 3의 발명에서는, 회전수가 임계치를 초과하는지의 여부만에 의해 승압의 요/불요를 판정하는 것이 아니라, 이에 더하여, 회전수가 시간에 대해 어떻게 변화하는지를 가미하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 예를 들어 회전수가 임계치를 초과하고 있어도, 회전수의 변화의 양상으로부터 승압이 불필요하다고 판단된 경우는, 승압 동작을 정지시킴에 의해, 승압 회로에서의 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 판정 수단에 의해 회전수가 소정의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 승압 제어 수단은, 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량이 정의 값(회전수 증가)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어한다. 또한, 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량이 부의 값(회전수 감소)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 승압 회로를 제어한다.

제 3의 발명의 바람직한 실시형태에서도, 임계치는 제 1의 임계치과 제 2의 임계치로 이루어진다. 그리고, 예를 들면, 판정 수단에 의해 회전수가 제 1의 임계치를 초과한다고 판정된 경우, 승압 제어 수단은, 회전수의 변화량이 정의 값(회전수 증가)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어하고, 회전수 의 변화량이 부의 값(회전수 감소)이면, 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 승압 회로를 제어한다. 또한, 판정 수단에 의해 회전수가 제 2의 임계치를 초과한다고 판정된 경우, 승압 제어 수단은, 회전수의 변화량의 정부에 관계없이, 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 승압 회로를 제어한다. 이에 의하면, 회전수가 제 1의 임계치를 초과하고 있어도, 회전수가 감소하고 있는 경우는 승압 동작을 정지하여 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있음과 함께, 회전수가 제 2의 임계치를 초과하고 있는 경우는, 승압의 계속이 필요하다고 판단하여, 회전수가 감소하여도 승압 동작을 정지하지 않도록 함으로써, 안정된 승압 전압을 모터에 공급할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 전동 파워 스티어링 장치에 적용한 경우의 실시형태에 관해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 전동 파워 스티어링 장치의 기본적인 구성은, 도 11에 도시한 것과 같기 때문에, 이하에서는 도 11을 본 발명의 실시형태로서 인용한다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도이다. 모터 제어 장치는, 전류 목표치 산출부(1), 지령치 산출부(2), PWM(Pulse Width Modulation) 제어부(3), 모터 구동 회로(4), 배터리(5), 승압 회로(6), 승압 제어부(7) 및 전류 검출기(8)의 각 블록으로 구성되어 있다. 전류 목표치 산출부(1)와, 지령치 산출부(2)와, PWM 제어부(3)와, 모터 구동 회로(4)와, 승압 제어부(7)는, 도 11에서 도시한 컨트롤러(61)에 구비되어 있는 블록이다. 또한, 배터리(5), 승압 회로(6), 전류 검출기(8)는, 각각, 도 11에서의 배터리(59), 승압 회로(60), 전류 검출기(57)에 상당하는 블록이다. 또한, 도 1에서는, 도 11의 토크 센서(52) 및 차속 센서(58)에 상당하는 각 센서의 도시를 생략하고 있다.

전류 목표치 산출부(1)는, 토크 센서에서 검출된 토크 값과, 차속 센서에서 검출된 차속치에 의거하여, 모터(M)에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출한다. 지령치 산출부(2)는, 전류 목표치 산출부(1)가 산출한 전류 목표치와, 전류 검출기(8)가 검출한 모터 전류의 전류치와의 편차에 의거하여, 모터(M)에 대한 지령치를 산출한다. 이 지령치는, 모터(M)에 목표치의 전류가 흐르도록 피드백 제어를 행하기 위한 패러미터로서, 여기서는 PWM 신호의 듀티비로서 산출된다. PWM 제어부(3)는, 지령치 산출부(2)에서 산출된 지령치에 응한 듀티비의 PWM 신호를 생성한다.

PWM 제어부(3)로부터 출력되는 PWM 신호는, 모터 구동 회로(4)에 주어지는다. 모터 구동 회로(4)는 공지의 회로로서, 4개의 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)로 이루어지는 브리지 회로를 구비하고 있다. 이 브리지 회로의 일단은 승압 회로(6)에 접속되고, 타단은 저항(R)을 통하여 접지되어 있다. 모터(M)는, 스위칭 소자(Q1 및 Q2)의 접속점과, 스위칭 소자(Q3 및 Q4)의 접속점 사이에 걸쳐서 접속된다. 여기서는, 스위칭 소자(Q1 내지 Q4)가 MOS형의 FET(전계 효과 트랜지스터)로 구성되어 있지만, 이에 대신하여, IGBT(절연 게이트형 바이폴러 트랜지스터)와 같은 소자를 이용하여 구성하여도 좋다.

지금, 예를 들면 핸들의 우방향으로의 조타에 대해, 모터(M)에 의한 조타 보조력을 주는 경우는, PWM 제어부(3)로부터 스위칭 소자(Q1 및 Q4)의 게이트에 PWM 신호가 입력된다. 그러면, 스위칭 소자(Q1 및 Q4)는, PWM 신호의 펄스 폭에 상당하 는 기간만큼 온 상태가 되고, 지령치(듀티비)에 응한 값의 전압이 모터(M)에 인가되고, 이 인가 전압에 응한 전류가 모터(M)에 흐른다. 이로써, 모터(M)는 일방향으로 회전하고, 흐르는 전류에 응한 크기의 우방향의 토크, 즉 조타 보조력을 발생한다.

한편, 핸들의 좌방향으로의 조타에 대해, 모터(M)에 의한 조타 보조력을 주는 경우는, PWM 제어부(3)로부터 스위칭 소자(Q2 및 Q3)의 게이트에 PWM 신호가 입력된다. 그러면, 스위칭 소자(Q2 및 Q3)는, PWM 신호의 펄스 폭에 상당하는 기간만큼 온 상태가 되고, 지령치(듀티비)에 응한 갑의 전압이 모터(M)에 인가되고, 이 인가 전압에 응한 전류가 모터(M)에 흐른다. 이로써, 모터(M)는 다른 방향으로 회전하고, 흐르는 전류에 응한 크기의 좌방향의 토크, 즉 조타 보조력을 발생한다.

이와 같이 하여, PWM 제어부(3)로부터 모터 구동 회로(4)에 주어지는 PWM 신호에 응하여 모터(M)에 전류가 흐르고, 이 전류치에 응한 토크가 모터(M)에 발생함에 의해, 소정의 조타 보조력을 얻을 수 있다. 또한, 모터(M)에 흐르는 전류는 저항(R)에 흐르기 때문에, 저항(R)에 접속된 전류 검출기(8)에 의해, 모터 전류의 전류치가 검출된다. 이 검출된 전류치는, 전술한 바와 같이, 지령치 산출부(2)에서 지령치를 산출할 때에 이용된다.

승압 회로(6)는, 배터리(5)의 전압을 승압하여, 모터 구동 회로(4)에 공급한다. 승압 회로(6)는, MOS형 FET로 이루어지는 스위칭 소자(Q5), 승압용의 코일(L), 정류용의 다이오드(D) 및 평활용의 콘덴서(C)로 구성된 공지의 회로이다. 스위칭 소자(Q5)는, 후술하는 승압 제어부(7)로부터의 승압 신호에 의거하여 온/오프 동작 을 행한다. 이 온/오프 동작에 의해, 코일(L)은 전기 에너지의 축적/방출을 반복하여 고전압을 발생한다. 발생한 고전압은, 다이오드(D)에서 정류되고, 콘덴서(C)에서 평활되어, 모터 구동 회로(4)에 주어진다.

승압 제어부(7)는, 지령치 산출부(2)에서 산출된 지령치(듀티비)가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하고, 또한, 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출한다. 그리고, 상기 판정의 결과와, 지령치의 변화량에 의거하여, 승압 회로(6)의 승압 동작을 제어한다. 승압 동작이 행하여지는 경우는, 승압 제어부(7)로부터, 소정의 듀티비를 갖은 펄스 신호인 승압 신호가 출력되고, 이 신호가 승압 회로(6)의 스위칭 소자(Q5)의 게이트에 주어지고, 스위칭 소자(Q5)의 온/오프 동작에 의거하여, 배터리(5)의 전압의 승압이 행하여진다. 승압 동작이 행하여지지 않는 경우는, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호는 출력되지 않는다.

이상의 구성에 있어서, 전류 목표치 산출부(1)는, 본 발명에서의 목표치 산출 수단의 한 실시형태이고, 지령치 산출부(2)는, 본 발명에서의 지령치 산출 수단의 한 실시형태이고, PWM 제어부(3) 및 모터 구동 회로(4)는, 본 발명에서의 모터 구동 수단의 한 실시형태이고, 승압 제어부(7)는, 본 발명에서의 판정 수단, 변화량 산출 수단 및 승압 제어 수단의 한 실시형태이고, 전류 검출기(8)는, 본 발명에서의 전류 검출 수단의 한 실시형태이다.

다음에, 제 1 실시형태에서의 승압 제어부(7)의 제어 동작의 상세에 관해, 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다.

도 2는, 승압 제어의 예를 도시한 그래프이다. 횡축은 시간을 나타내고 있 고, 종축은 지령치, 즉 지령치 산출부(2)에서 산출된 듀티비(이하 「산출 듀티비」라고 한다.)를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는, 산출 듀티비(Do)에 대한 임계치로서, δ1(제 1의 임계치)과 δ2(제 2의 임계치)의 2개의 임계치가 승압 제어부(7)에 설정되어 있다. δ1과 δ2는, δ1<δ2의 관계에 있다. 예를 들면, 산출 듀티비 100%에 대해, δ1은 90%, δ2는 95%로 설정되어 있다. 산출 듀티비(Do)는, 전류 목표치 산출부(1)에 입력되는 토크 값이나 차속치에 의해 시간적으로 변화하기 때문에, 임계치(δ1, δ2)를 초과하거나 하회하거나 하는 일이 일어난다.

도 2에서, 구간(A)은, 산출 듀티비(Do)가 연속적으로 증가하고 있는 영역이지만, 산출 듀티비(Do)는 아직 임계치(δ1)에 달하고 있지 않기 때문에, 이 구간(A)에서는 승압의 필요가 없다. 따라서 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되지 않고, 승압 회로(6)는 승압 동작을 행하지 않는다.

구간(B)에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고, 또한 증가를 계속하고 있다. 이 때, 산출 듀티비(Do)의 시간에 대한 변화량은 정의 값을 취한다. 이와 같은 경우는, 승압 제어부(7)는 승압의 필요가 있다고 판단하고 승압 신호를 출력하고, 승압 회로(6)에 준다. 이로써, 승압 회로(6)는 전술한 승압 동작을 행한다.

구간(C)에서는, 최초의 C1의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고 있지만, 감소로 바뀌어 있다. 이 때, 산출 듀티비(Do)의 시간에 대한 변화량은 부의 값을 취한다. 이와 같은 경우는, 승압 제어부(7)는 승압의 필요가 없다고 판단하고 승압 신호의 출력을 정지한다. 이로써, 승압 회로(6)는 승압 동작을 행하지 않게 된다. 다음의 C2의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 하회하고 있기 때문에, 승압의 필요가 없고, 승압의 정지 상태가 계속된다. 그 다음의 C3의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)는 증가로 바뀌어 있지만, 임계치(δ1)에 달하여 있지 않기 때문에, 승압 동작은 정지한 채로 된다.

구간(D)에서는, 최초의 D1의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고, 또한 증가를 계속하고 있기 때문에, 구간(B)과 마찬가지로, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되고, 승압 회로(6)는 승압 동작을 행한다. 다음의 D2의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 초과하고 더욱 증가를 계속하고 있기 때문에, 승압 동작이 계속된다. 그 다음의 D3의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)는 임계치(δ2)를 초과하고 있지만, 감소로 바뀌어 있다. 그러나, 이 경우, 승압 제어부(7)는 승압의 필요가 없다고는 판단하지 않고, 계속해서 승압 동작을 계속한다. 이와 같이 하는 이유는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 초과한 상태에서는, 산출 듀티비(Do)가 100%에 가까운 값으로 되기 때문에, 안정된 승압 동작이 필요하게 되기 때문이다. 만약 D3의 부분에서 승압을 정지하면, 그 후 산출 듀티비(Do)가 증가로 바뀌어 승압을 재개하는 경우에, 시간차에 의해 승압 시작의 타이밍에 지연이 발생하여, 승압 동작의 안정성이 손상되게 된다.

구간(E)에서는, 최초의 E1의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 하회하고, 또한 감소를 계속하고 있기 때문에, 구간(C)의 C1의 부분과 마찬가지로, 승압 제어부(7)는 승압의 필요가 없다고 판단하고 승압 신호의 출력을 정지한다. 이로써, 승압 회로(6)는 승압 동작을 행하지 않게 된다. 다음의 E2의 부분에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 하회하고 있기 때문에, 구간(C)의 C2의 부분과 마찬가지로, 승압의 정지 상태가 계속된다.

도 3은, 상술한 제 1 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도이다. 이 순서는, 승압 제어부(7)에서 실행되는 순서를 나타내고 있다. 스텝 S11에서는, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되어 있지의 여부가 판정된다. 승압 신호가 출력되어 있으면(스텝 S11 : YES), 스텝 S12로 이동하여, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 하회하고 있는지의 여부를 판정한다. Do가 δ2를 하회하지 않으면(스텝 S12 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 2의 D2, D3), 스텝 S11로 되돌아온다. Do가 δ2를 하회하고 있는 경우는(스텝 S12 : YES), 스텝 S13으로 이동하여, 산출 듀티비(Do)의 변화량(△Do)가 부의 값인지의 여부를 판정한다. △Do가 정의 값이면(스텝 S13 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 2의 B, D1), 스텝 S11로 되돌아온다. △Do가 부의 값이면(스텝 S13 : YES), 스텝 S14로 이동하여 승압 신호를 정지하고(도 2의 C1, E1), 스텝 S11로 되돌아온다.

또한, 스텝 S11에서, 승압 신호가 출력되지 않으면(스텝 S11 : NO), 스텝 S15로 이동하여, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. Do가 δ1을 초과하지 않으면(스텝 S15 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 2의 A, C2, C3, E2), 스텝 S11로 되돌아온다. Do가 δ1을 초과하고 있는 경우는(스텝 S15 : YES), 스텝 S16으로 이동하여, 산출 듀티비(Do)의 변화율(△Do)이 정의 값인지의 여부를 판정한다. △Do가 부의 값이면(스텝 S16 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 2의 C1, E1), 스텝 S11로 되돌아온다. △Do가 정의 값이면(스 텝 S13 : YES), 스텝 S17로 이동하여 승압 신호를 출력하고(도 2의 B, D1), 스텝 S11로 되돌아온다.

이상과 같이, 제 1 실시형태에서는, 산출 듀티비(Do)가 임계치를 초과하는지의 여부에만 의해 승압의 요/불요를 판정하는 것이 아니라, 이에 더하여, 산출 듀티비(Do)의 시간적 변화(△Do)를 가미하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 예를 들어 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고 있어도, 그 변화량(△Do)으로부터 승압이 불필요하다고 판단된 경우(도 2의 C1, E1)는, 승압 회로(6)의 승압 동작을 정지시킴에 의해, 승압 회로(6)에서의 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 임계치로서 2개의 임계치(δ1, δ2)를 이용하고, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하는 경우는, 산출 듀티비의 변화량(△Do)이 정의 값이면(도 2의 B, D1) 승압을 행하고, 변화량(△Do)가 부의 값이면(도 2의 C1, E1) 승압을 행하지 않도록 승압 회로(6)를 제어하는 한편, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 초과한다고 판정된 경우는(도 2의 D2, D3), 산출 듀티비의 변화량(△Do)의 정부에 관계없이, 승압을 행하도록 승압 회로(6)를 제어하고 있다. 이 때문에, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ1)를 초과하고 있어도, 산출 듀티비(Do)가 감소하고 있는 경우는, 승압 동작을 정지하여 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있음과 함께, 산출 듀티비(Do)가 임계치(δ2)를 초과하고 있는 경우는, 산출 듀티비(Do)가 감소하여도 승압 동작이 정지되지 않기 때문에, 안정된 승압 전압을 모터(M)에 공급할 수 있다.

또한, 산출 듀티비가 100%를 초과하여 비로서 승압을 시작하면, 승압 시작의 타이밍이, PWM 제어부(3)에 주어진 듀티비에 의거한 모터 구동까지 시간에 대지 못하는 일이 있지만, 본 실시형태에서는, 임계치(δ1)는 산출 듀티비 100%의 직전인 90%로 설정되어 있기 때문에, 미리 승압을 시작할 수 있고, 승압 동작에 지연이 생기는 일이 없다. 그리고, 승압 시작 후에 승압이 불필요하게 된 경우는, 그 시점에서 승압 동작을 정지시키기 때문에, 전력 손실을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 2개의 임계치(δ1, δ2)를 설정함에 의해, 임계치가 하나인 경우에 비하여, 섬세하고 치밀한 승압 제어를 행하는 것이 가능해진다.

도 4는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도이다. 본 실시형태는, 배터리 전압의 변동을 검출하여, 모터에 인가하는 전압을 보정하도록 한 것이다. 배터리(5)의 전압은 일정하지가 않고, 여러가지의 요인에 의해 변동하기 때문에, 배터리 전압의 변동에 의해 모터 전압이 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직한다. 그래서, 도 4에서는, 도 1의 구성에 더하여, 전압 검출부(9)와 모터 전압 보정부(10)가 마련되어 있다. 그 밖의 블록에 관해서는, 도 1과 기본적으로 같기 때문에, 도 1과 동일한 블록에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

도 4에서, 전압 검출부(9)는 승압 회로(6)의 출력측에 접속되어 있고, 모터(M)의 전원 전압을 검출한다. 전압 검출부(9)를 승압 회로(6)의 출력측에 접속하는 이유는, 코일(L)의 특성이 온도에 의해 변화하여 승압 전압의 값이 이론치로부터 변동하기 때문에, 전압 검출부(9)를 승압 회로(6)의 입력측에 접속한 것에서는, 실제의 모터 전압을 정확하게 검출할 수가 없게 되기 때문이다. 모터 전압 보정 부(10)에는, 전압 검출부(9)에서 검출된 전압치(V)와, 지령치 산출부(2)에서 산출된 지령치(Vo)가 입력된다. 이 때의 지령치(Vo)는 전압치이고, 이하 이것을 「전압 지령치」라고 한다. 모터 전압 보정부(10)는, 이들의 전압치(V)와 전압 지령치(Vo)에 의거하여, 보정된 산출 듀티비(Dc)를 다음 식에 의해 산출한다.

Dc=(Vo/V)·100%

윗식에서, Vo>V가 되어 산출 듀티비(Dc)가 100%를 초과한 경우는, 산출 듀티비(Dc)로서 100%의 값을 이용한다.

또한, 전압 검출부(9)에서 검출된 전압치(V)는, 승압 제어부(7)에도 입력된다. 승압 제어부(7)에서는, 이 전압치(V)에 의거하여, 전압 지령치(Vo)에 대한 임계치를 결정한다. 임계치로서는, 도 5에 도시한 바와 같이, V1(제 1의 임계치)과 V2(제 2의 임계치)의 2개가 이용되고, 각각은, V1=V×90%, V2=V×95%로서 산출된다.

이상의 구성에서, 전류 목표치 산출부(1)는, 본 발명에서의 목표치 산출 수단의 한 실시형태이고, 지령치 산출부(2) 및 모터 전압 보정부(10)는, 본 발명에서의 지령치 산출 수단의 한 실시형태이고, PWM 제어부(3) 및 모터 구동 회로(4)는, 본 발명에서의 모터 구동 수단의 한 실시형태이고, 승압 제어부(7)는, 본 발명에서의 판정 수단, 변화량 산출 수단, 승압 제어 수단 및 임계치 결정 수단의 한 실시형태이고, 전류 검출기(8)는, 본 발명에서의 전류 검출 수단의 한 실시형태이고, 전압 검출부(9)는, 본 발명에서의 전압 검출 수단의 한 실시형태이다.

도 5는, 승압 제어의 예를 도시한 그래프이다. 횡축은 시간을 나타내고 있 고, 종축은 지령치, 즉 지령치 산출부(2)에서 산출된 전압 지령치(Vo)를 나타내고 있다. V1과 V2는, 전술한 임계치이다. 이 도 5는, 앞서의 도 2와 기본적으로 같고, 도 2의 종축의 산출 듀티비(Do)가 도 5에서는 전압 지령치(Vo)로 치환되고, 도 2의 임계치(δ1, δ2)가 도 5에서는 임계치(V1, V2)로 치환되어 있는 점이 다를 뿐이다. 따라서 도 5에 관해서는, 이하에서 간단하게 설명하는 것으로 그친다.

도 5에서, 구간(A)은, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)에 달하여 있지 않기 때문에, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되지 않고, 승압 회로(6)는 승압 동작을 행하지 않는다. 구간(B)에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하고, 변화량도 정의 값을 취하기 때문에, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되고, 승압 회로(6)가 승압 동작을 행한다. 구간(C)에서, C1에서는, 전압 지령치(Vo)는 임계치(V1)를 초과하고 있지만, 변화량이 부의 값이 되기 때문에, 승압 신호의 출력이 정지되고, 승압 동작은 행하여지지 않는다. C2에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 하회하고 있기 때문에 승압은 행하여지지 않고, C3에서는, 전압 지령치(Vo)는 증가로 비뀌어 있지만, 임계치(V1)에 달하여 있지 않기 때문에 승압 동작은 정지한 채이다. 구간(D)에서, D1에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하고, 증가를 계속하고 있기 때문에, 승압이 행하여지고, D2에서도, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V2)를 초과하고 증가를 계속하고 있기 때문에, 승압 동작이 계속된다. D3에서는, 전압 지령치(Vo)는 임계치(V2)를 초과하고 있기 때문에, 앞서 기술한 이유에 의해, 전압 지령치(Vo)가 감소로 바뀌어도, 승압 동작이 계속된다. 구간(E)에서, E1에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V2)를 하회하고, 감소를 계속하고 있기 때문에, 승압 동작이 정지되고, E2에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 하회하기 때문에, 승압의 정지 상태가 계속된다.

도 6은, 상술한 제 2 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도이다. 이 순서는, 승압 제어부(7)에서 실행되는 순서를 나타내고 있다. 스텝 S21에서는, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되고 있는지의 여부가 판정된다. 승압 신호가 출력되어 있으면(스텝 S21 : YES), 스텝 S22로 이동하여, 임계치(V2)를 계산한다. 이미 기술한 바와 같이 임계치(V2)는, V2=V×95%로 산출된다. 다음에, 스텝 S23으로 이동하여, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V2)를 하회하고 있는지의 여부를 판정한다. Vo이 V2를 하회하지 않으면(스텝 S23 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 5의 D2, D3), 스텝 S21로 되돌아온다. Vo이 V2를 하회하고 있는 경우는(스텝 S23 : YES), 스텝 S24로 이동하여, 전압 지령치(Vo)의 변화량(△Vo)이 부의 값인지의 여부를 판정한다. △Vo이 정의 값이면(스텝 S24 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 5의 B, D1), 스텝 S21로 되돌아온다. △Vo이 부의 값이면(스텝 S24 : YES), 스텝 S25로 이동하여 승압 신호를 정지하고(도 5의 C1, E1), 스텝 S21로 되돌아온다.

또한, 스텝 S21에서, 승압 신호가 출력되지 않으면(스텝 S21 : NO), 스텝 S26으로 이동하여, 임계치(V1)를 계산한다. 이미 기술한 바와 같이 임계치(V1)는, V1=V×90%로 산출된다. 다음에, 스텝 S27로 이동하여, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. Vo이 V1을 초과하지 않으면(스텝 S27 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 5의 A, C2, C3, E2), 스텝 S21로 되돌 아온다. Vo이 V1을 초과하고 있는 경우는(스텝 S27 : YES), 스텝 S28로 이동하여, 전압 지령치(Vo)의 변화율(△Vo)이 정의 값인지의 여부를 판정한다. △Vo이 부의 값이면(스텝 S28 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 5의 C1, E1), 스텝 S21로 되돌아온다. △Vo이 정의 값이면(스텝 S28 : YES), 스텝 S29로 이동하여 승압 신호를 출력하고(도 5의 B, D1), 스텝 S21로 되돌아온다.

이상과 같이, 제 2 실시형태에서는, 전압 지령치(Vo)가 임계치를 초과하는지의 여부에만 의해 승압의 요/불요를 판정하는 것이 아니라, 이에 더하여, 전압 지령치(Vo)의 시간적 변화(△Vo)를 가미하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 예를 들어 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하고 있어도, 그 변화량(△Vo)으로부터 승압이 불필요하다고 판단된 경우(도 5의 C1, E1)는, 승압 회로(6)의 승압 동작을 정지시킴에 의해, 승압 회로(6)에서의 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있다.

또한, 제 2 실시형태에서도, 임계치로서 2개의 임계치(V1, V2)를 이용하고, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하는 경우는, 전압 지령치의 변화량(△Vo)이 정의 값이면(도 5의 B, D1) 승압을 행하고, 변화량(△Vo)이 부의 값이면(도 5의 C1, E1) 승압을 행하지 않도록 승압 회로(6)를 제어하는 한편, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V2)를 초과한다고 판정된 경우는(도 5의 D2, D3), 전압 지령치의 변화량(△Vo)의 정부에 관계없이, 승압을 행하도록 승압 회로(6)를 제어하고 있다. 이 때문에, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V1)를 초과하고 있어도, 전압 지령치(Vo)가 감소하고 있는 경우는, 승압 동작을 정지하여 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있음과 함께, 전압 지령치(Vo)가 임계치(V2)를 초과하고 있는 경우는, 전압 지령치(Vo)가 감 소하여도 승압 동작이 정지되지 않기 때문에, 안정된 승압 전압을 모터(M)에 공급할 수 있다.

또한, 전압 지령치의 임계치(V1)는 전원 전압(V)의 90%로 설정되기 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 미리 승압을 시작할 수 있어서, 승압 동작에 지연이 생기는 일이 없다. 그리고, 승압 시작 후에 승압이 불필요하게 된 경우는, 그 시점에서 승압 동작을 정지시키기 때문에, 전력 손실을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 2개의 임계치(V1, V2)를 설정함에 의해, 임계치가 하나인 경우에 비하여, 섬세하고 치밀한 승압 제어를 행하는 것이 가능해진다.

도 7은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 모터 제어 장치의 한 예를 도시한 회로 구성도이다. 본 실시형태는, 앞서의 2개의 실시형태에서의 지령치 대신에, 모터의 회전수를 이용하여, 승압 제어를 행하는 것이다. 이 때문에, 도 7에서는, 도 1의 구성에 더하여, 모터(M)의 회전수를 검출하는 회전수 검출부(11)가 마련되어 있다. 또한, 도 1에서는, 지령치 산출부(2)에서 산출된 지령치(산출 듀티비)가 승압 제어부(7)에 주어졌지만, 도 7에서는, 이 지령치는 승압 제어부(7)에 주어지지 않는다. 그 밖의 블록에 관해서는, 도 1과 기본적으로 같기 때문에, 도 1과 동일한 블록에는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.

도 7에서, 회전수 검출부(11)는, 예를 들면, 모터(M)의 회전에 동기한 펄스 신호를 발생하는 로터리 인코더와, 이 로터리 인코더로부터 출력되는 펄스 신호를 검출하는 펄스 검출 회로와, 이 펄스 검출 회로에서 검출된 펄스의 주파수를 계측하여 모터(M)의 회전수를 산출하는 연산 회로 등으로 구성되어 있다. 회전수 검출 부(11)에서 검출된 모터(M)의 회전수(Po)는, 승압 제어부(7)에 입력된다. 승압 제어부(7)에는, 회전수(Po)에 대한 임계치로서, 도 8에 도시한 바와 같이, P1(제 1의 임계치)과 P2(제 2의 임계치)의 2개의 임계치가 설정되어 있다. P1과 P2는, P1<P2의 관계에 있다. 예를 들면, 최대 회전수(Pm)에 대해, P1은 P1=Pm×90%, P2=Pm×95%로 설정되어 있다.

이상의 구성에 있어서, 전류 목표치 산출부(1)는, 본 발명에서의 목표치 산출 수단의 한 실시형태이고, 지령치 산출부(2)는, 본 발명에서의 지령치 산출 수단의 한 실시형태이고, PWM 제어부(3) 및 모터 구동 회로(4)는, 본 발명에서의 모터 구동 수단의 한 실시형태이고, 승압 제어부(7)는, 본 발명에서의 판정 수단, 변화량 산출 수단 및 승압 제어 수단의 한 실시형태이고, 전류 검출기(8)는, 본 발명에서의 전류 검출 수단의 한 실시형태이고, 회전수 검출부(11)는, 본 발명에서의 회전수 검출 수단의 한 실시형태이다.

도 8은, 승압 제어의 예를 도시한 그래프이다. 횡축은 시간을 나타내고 있고, 종축은 회전수 검출부(11)에서 검출된 모터 회전수(Po)를 나타내고 있다. P1과 P2는, 전술한 임계치이다. 이 도 8은, 앞서의 도 2와 기본적으로 같고, 도 2의 종축의 산출 듀티비(Do)가 도 8에서는 모터 회전수(Po)로 치환되고, 도 2의 임계치(δ1, δ2)가 도 8에서는 임계치(P1, P2)로 치환되어 있는 점이 다를 뿐이다. 따라서 도 8에 관해서는, 이하에서 간단하게 설명하는 것으로 그친다.

도 8에서, 구간(A)은, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)에 달하여 있지 않기 때문에, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되지 않고, 승압 회로(6)는 승압 동 작을 행하지 않는다. 구간(B)에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하고, 변화량도 정의 값을 취하기 때문에, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되고, 승압 회로(6)가 승압 동작을 행한다. 구간(C)에서, C1에서는, 모터 회전수(Po)는 임계치(P1)를 초과하고 있지만, 변화량이 부의 값이 되기 때문에, 승압 신호의 출력이 정지되고, 승압 동작은 행하여지지 않는다. C2에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 하회하고 있기 때문에 승압은 행하여지지 않고, C3에서는, 모터 회전수(Po)는 증가로 비뀌어 있지만, 임계치(P1)에 달하여 있지 않기 때문에 승압 동작은 정지한 채이다. 구간(D)에서, D1에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하고, 증가를 계속하고 있기 때문에, 승압이 행하여지고, D2에서도, 모터 회전수(Po)가 임계치(P2)를 초과하고 증가를 계속하고 있기 때문에, 승압 동작이 계속된다. D3에서는, 모터 회전수(Po)는 임계치(P2)를 초과하고 있기 때문에, 앞서 기술한 이유에 의해, 모터 회전수(Po)가 감소로 바뀌어도, 승압 동작이 계속된다. 구간(E)에서, E1에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치(P2)를 하회하고, 감소를 계속하고 있기 때문에, 승압 동작이 정지되고, E2에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 하회하기 때문에, 승압의 정지 상태가 계속된다.

도 9는, 상술한 제 3 실시형태에 의한 승압 제어의 순서를 도시한 순서도이다. 이 순서는, 승압 제어부(7)에서 실행되는 순서를 나타내고 있다. 스텝 S31에서는, 승압 제어부(7)로부터 승압 신호가 출력되고 있는지의 여부가 판정된다. 승압 신호가 출력되어 있으면(스텝 S31 : YES), 스텝 S32로 이동하여, 모터 회전수(Po)가 임계치(P2)를 하회하고 있는지의 여부를 판정한다. Po가 P2를 하회하지 않으면 (스텝 S32 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 8의 D2, D3), 스텝 S31로 되돌아온다. Po가 P2를 하회하고 있는 경우는(스텝 S32 : YES), 스텝 S33으로 이동하여, 모터 회전수(Po)의 변화량(△Po)이 부의 값인지의 여부를 판정한다. △Po가 정의 값이면(스텝 S33 : NO), 승압 신호의 출력을 계속하고(도 8의 B, D1), 스텝 S31로 되돌아온다. △Po가 부의 값이면(스텝 S33 : YES), 스텝 S34로 이동하여 승압 신호를 정지하고(도 8의 C1, E1), 스텝 S31로 되돌아온다.

또한, 스텝 S31에서, 승압 신호가 출력되지 않으면(스텝 S31 : NO), 스텝 S35로 이동하여, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하고 있는지의 여부를 판정한다. Po가 P1을 초과하지 않으면(스텝 S35 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 8의 A, C2, C3, E2), 스텝 S31로 되돌아온다. Po가 P1을 초과하고 있는 경우는(스텝 S35 : YES), 스텝 S36으로 이동하여, 모터 회전수(Po)의 변화율(△Po)이 정의 값인지의 여부를 판정한다. △Po가 부의 값이면(스텝 S36 : NO), 승압 신호의 정지를 계속하고(도 8의 C1, E1), 스텝 S31로 되돌아온다. △Po가 정의 값이면(스텝 S36 : YES), 스텝 S37로 이동하여 승압 신호를 출력하고(도 8의 B, D1), 스텝 S31로 되돌아온다.

이상과 같이, 제 3 실시형태에서는, 모터 회전수(Po)가 임계치를 초과하는지의 여부에만 의해 승압의 요/불요를 판정하는 것이 아니라, 이에 더하여, 모터 회전수(Po)의 시간적 변화(△Po)를 가미하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 예를 들어 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하고 있어도, 그 변화량(△Po)으로부터 승압이 불필요하다고 판단된 경우(도 8의 C1, E1)는, 승압 회로(6)의 승압 동작 을 정지시킴에 의해, 승압 회로(6)에서의 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있다.

또한, 제 3 실시형태에서도, 임계치로서 2개의 임계치(P1, P2)를 이용하고, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하는 경우는, 모터 회전수의 변화량(△Po)이 정의 값이면(도 8의 B, D1) 승압을 행하고, 변화량(△Po)이 부의 값이면(도 8의 C1, E1) 승압을 행하지 않도록 승압 회로(6)를 제어하는 한편, 모터 회전수(Po)가 임계치(P2)를 초과한다고 판정된 경우는(도 8의 D2, D3), 모터 회전수의 변화량(△Po)의 정부에 관계없이, 승압을 행하도록 승압 회로(6)를 제어하고 있다. 이 때문에, 모터 회전수(Po)가 임계치(P1)를 초과하고 있어도, 모터 회전수(Po)가 감소하고 있는 경우는, 승압 동작을 정지하여 필요없는 전력 손실을 없앨 수 있음과 함께, 모터 회전수(Po)가 임계치(P2)를 초과하고 있는 경우는, 모터 회전수(Po)가 감소하여도 승압 동작이 정지되지 않기 때문에, 안정된 승압 전압을 모터(M)에 공급할 수 있다.

또한, 회전수의 임계치(P1)는 최대 회전수(Pm)의 90%로 설정되기 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 미리 승압을 시작할 수 있고, 승압 동작에 지연이 생기는 일이 없다. 그리고, 승압 시작 후에 승압이 불필요하게 된 경우는, 그 시점에서 승압 동작을 정지시키기 때문에, 전력 손실을 최소한으로 할 수 있다. 또한, 2개의 임계치(P1, P2)를 설정함에 의해, 임계치가 하나인 경우에 비하여, 섬세하고 치밀한 승압 제어를 행하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 상술한 이외에도 여러가지의 실시형태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 2개의 임계치를 이용하여 승압 제어를 행하는 예를 나타냈지만, 본 발명에서는 반드시 2개의 임계치를 이용할 필요는 없고, 도 10에 도시하는 바와 같이, 지령치나 회전수(이하, 지령치로 대표한다)에 대해 하나의 임계치를 설정하여, 승압 제어를 행하도록 하여도 좋다. 도 10에서는, 지령치가 임계치를 초과하지 않는 경우는 승압이 행하여지지 않고, 임계치를 초과한 경우는, 지령치의 변화량이 정의 값(증가)이면, 승압 회로(6)에 의한 승압이 행하여지고, 지령치의 변화량이 부의 값(감소)이면, 승압 회로(6)에 의한 승압은 행하여지지 않는다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 지령치나 회전수가 제 1의 임계치를 초과한 후, 감소로 바뀐 시점, 즉 그들의 변화율이 부로 된 시점에서 승압을 정지하도록 하였지만, 변화율이 부로 되는 상태가 일정 시간 계속하였는지의 여부를 감시하고, 부의 상태가 일정 시간 계속할 때까지는 승압을 유지하고, 부의 상태가 일정 시간 계속한 시점에서 승압을 정지하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 제 3의 실시형태에서는, 모터(M)의 회전수를 검출하는데, 로터리 인코더나 펄스 검출 회로 등으로 이루어지는 회전수 검출부(11)을 마련하였지만, 전류 검출기(8)에서 검출된 전류치에 의거하여 모터 회전수를 검출하는 회전수 검출부를 마련하여도 좋다.

또한, 이상 기술한 실시형태에서는, 본 발명을 전동 파워 스티어링 장치에 적용한 예를 들었지만, 본 발명의 모터 제어 장치는, 전동 파워 스티어링 장치 이외의 장치에도 이용할 수 있다.

본 발명에 의하면, 지령치나 회전수가 임계치를 초과하고 있는 경우에도, 지령치나 회전수의 변화량에 의거하여 승압의 요/불요를 판정하기 때문에, 승압이 불필요해진 경우는 승압을 정지함에 의해, 승압 회로에서의 필요없는 전력소비를 없앨 수 있다. 이 때문에, 지령치 등이 임계치를 초과하고 있는 동안은 승압 동작이 계속되는 종래의 것에 비하여, 에너지 손실을 더욱 저감하는 것이 가능해진다.

Claims

모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과,

상기 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과,

상기 목표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 상기 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 상기 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과,

상기 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 상기 모터를 구동하는 모터 구동 수단과,

상기 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,

상기 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과,

상기 판정 수단의 판정 결과, 및 상기 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량에 의거하여, 상기 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과,

상기 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과,

상기 목표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 상기 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 상기 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과,

상기 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 상기 모터를 구동하는 모터 구동 수단과,

상기 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,

상기 모터의 전원 전압을 검출하는 전압 검출 수단과,

상기 전압 검출 수단에서 검출된 모터의 전원 전압에 의거하여 임계치를 결정하는 임계치 결정 수단과,

상기 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치가, 상기 임계치 결정 수단에서 결정된 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 지령치의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과,

상기 판정 수단의 판정 결과, 및 상기 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량에 의거하여, 상기 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 판정 수단에 의해 상기 지령치가 소정의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량이 정의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하고, 상기 변화량 산출 수단이 산출한 지령치의 변화량이 부의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 상기 승압 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 임계치는, 제 1의 임계치과 제 2의 임계치로 이루어지고,

상기 판정 수단에 의해 상기 지령치가 제 1의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 지령치의 변화량이 정의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하고, 상기 지령치의 변화량이 부의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 상기 승압 회로를 제어하고,

상기 판정 수단에 의해 상기 지령치가 제 2의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 지령치의 변화량의 정부에 관계없이, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
모터에 흘려야 할 전류의 목표치를 산출하는 목표치 산출 수단과,

상기 모터에 흐르는 전류를 검출하여 그 전류치를 출력하는 전류 검출 수단과,

상기 목표치 산출 수단이 산출한 전류 목표치와 상기 전류 검출 수단이 검출한 전류치와의 편차에 의거하여, 상기 모터에 대한 지령치를 산출하는 지령치 산출 수단과,

상기 지령치 산출 수단에서 산출된 지령치에 의거하여 상기 모터를 구동하는 모터 구동 수단과,

상기 모터에 공급되는 전압을 승압하는 승압 회로를 구비한 모터 제어 장치에 있어서,

상기 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출 수단과,

상기 회전수 검출 수단에서 검출된 모터의 회전수가 소정의 임계치를 초과하는지의 여부를 판정하는 판정 수단과,

상기 회전수의 시간에 대한 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단과,

상기 판정 수단의 판정 결과, 및 상기 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량에 의거하여, 상기 승압 회로의 승압 동작을 제어하는 승압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제 5항에 있어서,

상기 판정 수단에 의해 상기 회전수가 소정의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량 이 정의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하고, 상기 변화량 산출 수단이 산출한 회전수의 변화량이 부의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 상기 승압 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
제 6항에 있어서,

상기 임계치는, 제 1의 임계치과 제 2의 임계치로 이루어지고,

상기 판정 수단에 의해 상기 회전수가 제 1의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 회전수의 변화량이 정의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하고, 상기 회전수의 변화량이 부의 값이면, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하지 않도록 상기 승압 회로를 제어하고,

상기 판정 수단에 의해 상기 회전수가 제 2의 임계치를 초과한다고 판정된 경우에, 상기 승압 제어 수단은, 상기 회전수의 변화량의 정부에 관계없이, 상기 모터에 공급되는 전압을 승압하도록 상기 승압 회로를 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.