JP2008029126A - 昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイル211、221をスイッチング素子212、222のスイッチング動作によって繰り返しオン/オフして誘起させた電圧を、整流手段215、225を介して出力する昇圧部21、22が2つ以上並設された昇圧回路20において、各スイッチング素子212、222への制御入力電圧及び前記各スイッチング素子212、222からの出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、前記各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、故障処理手段とを装備する。
【選択図】 図1
Description
上記昇圧回路(5)によれば、前記昇圧部におけるスイッチング素子が故障した場合、前記昇圧部を外部電源から遮断するための遮断スイッチをオフさせることにより、故障のあった昇圧部を熱破壊から保護することができる。
上記モータドライバ回路(6)によれば、例えば、すべての昇圧部に故障が発生した場合、前記バイパス手段により、前記昇圧部の入力側に印加された電圧を直接負荷へ出力することができる。
通常、故障した昇圧部が回路から切り離された後、残りの昇圧部への負荷が大きくなり、過熱の発生が心配される。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る昇圧回路が採用された電動パワーステアリング制御装置の要部を示した回路図である。図中40は電動パワーステアリング制御装置を示しており、電動パワーステアリング制御装置40は、第1昇圧部21と第2昇圧部22、コイル232(例えば、10μH)、コンデンサ233(例えば、3000μF)、マイクロコンピュータ(マイコン)25、バイパススイッチ26、モータ29に接続されたスイッチング素子ユニット27、及びスイッチング制御回路28を含んで構成されている。
また、コイル232とコンデンサ233の働きにより、スイッチングによる電流変動から生じるノイズをDC電源24側へ流れ込まないようにフィルタリングされる。
まず、図5に示したフローチャートに基づいて第1昇圧部21に関する処理動作(A)について説明する。図5に示したように、ステップS111では、ゲート電圧V1gがローレベル電圧VL(例えば、0.5V)より小さいか否かを判断し、ゲート電圧V1gがローレベル電圧VLより小さくないと判断した場合、処理動作を終了し(循環ループへ)、他方、ゲート電圧V1gがローレベル電圧VLより小さいと判断した場合、ステップS112に進む。ステップS112では、ドレイン電圧V1dがハイレベル電圧VH(例えば、27V)より大きいか否かを判断し、ドレイン電圧V1dがハイレベル電圧VHより大きいと判断した場合、処理動作を終了し(循環ループへ)、他方、ドレイン電圧V1dがハイレベル電圧VHより大きくないと判断した場合、ステップS113に進む。
ステップS116では、動作状態表示値B1の値を1(即ち、MOSFET212にオープン故障が発生したことを示す)と設定し、その後、ステップS118に進む。
なお、初期処理(例えば、K1=0、B1=0、Ka=1)及びループの循環制御はメイン処理プログラム(図示せず)にて行われるようになっている。
まず、図12に示したフローチャートに基づいてMOSFET312、322の故障検出などに関する処理動作(E)について説明する。図12に示したように、ステップS211では、電流センサー318により測定した電流I1bと、電流センサー328により測定した電流I2bとの差の絶対値が所定値Idm(例えば、35A)より大きいか否かを判断し、前記差の絶対値が所定値Idmより大きくないと判断した場合、処理動作を終了し(循環ループへ)、他方、前記差の絶対値が所定値Idmより大きいと判断した場合、ステップS212に進む。ステップS212では、電流I1bが電流I2bより大きいか否かを判断し、電流I1bが電流I2bより大きくないと判断した場合、ステップS218へ進み、他方、電流I1bが電流I2bより大きいと判断した場合、ステップS213に進む。
20、30 モータ駆動回路
11、12、21、22、31、32 昇圧部
13、231、331 電源スイッチ
14、24、34 DC電源
25、35 マイコン
26、36 バイパススイッチ
27、37 スイッチング素子ユニット
28、38 スイッチング制御回路
29、39 モータ
40、50 電動パワーステアリング制御装置
111、121、211、221、311、321、232 コイル
112、122、212、222、312、322 MOSFET
114、124、214、224、314、324 ダイオード
115、125、215、225、315、325、233 コンデンサ
216、226、316、326 遮断スイッチ
217、227、317、327 パルス電圧発生回路
318、328 電流センサー
319、329、361 温度センサー
371、372、373、374、375、376 MOSFET
Ka、Kb、Kc、Kd、Ke、C1、C2 制御指令値
B1、B2 動作状態表示値
Claims (11)
- 外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン/オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が2つ以上並設された昇圧回路において、
前記各スイッチング素子への制御入力電圧及び前記各スイッチング素子からの出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、
前記各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、
前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路。 - 前記故障検出手段が、前記スイッチング素子への制御入力電圧がオフレベルにある状態において、前記スイッチング素子からの出力電圧が所定出力電圧より低い値が所定回数以上検出されると、該スイッチング素子の故障と判断するものであることを特徴とする請求項1記載の昇圧回路。
- 外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン/オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が2つ以上並設された昇圧回路において、
前記各コイルに流れる電流をそれぞれ検出する電流検出手段と、
該電流検出手段により検出された前記各コイルに流れる電流値を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、
前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路。 - 前記故障検出手段が、前記各コイルに流れる電流の実測値又は平均値の間の差分値が所定差分値を超えた場合、前記各コイルに流れる電流の中から異常電流を割り出すことにより、該異常電流が発生した昇圧部におけるスイッチング素子の故障を検出するものであることを特徴とする請求項3記載の昇圧回路。
- 前記昇圧部には、該昇圧部を外部電源から遮断するための遮断スイッチが設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載の昇圧回路。
- 前記昇圧部の入力側に印加された電圧を直接負荷へ出力させるバイパス手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載の昇圧回路。
- 前記昇圧部における前記スイッチング素子及び/又は前記コイルには、温度を検出するための温度検出手段が添設されており、
前記故障処理手段が、検出された温度が所定温度を超えると過熱信号を外部へ出力するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載の昇圧回路。 - 昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、
前記昇圧回路として、請求項1〜6のいずれかの項に記載の昇圧回路が使用されていることを特徴とするモータ駆動回路。 - 昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、
前記昇圧回路として、請求項7記載の昇圧回路が使用され、
前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路における前記温度検出手段から過熱信号を受け取ると、前記モータに供給する電流を所定値以下に制限するものであることを特徴とするモータ駆動回路。 - 前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路から故障発生を示す信号を受け取ると、モータ電流を故障前よりも制限した運転状態とするものであることを特徴とする請求項8又は請求項9記載のモータ駆動回路。
- モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路を備えた電動パワーステアリング制御装置において、
前記モータ駆動回路に含まれる昇圧回路として、請求項1〜7のいずれかの項に記載の昇圧回路が使用されていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
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