[发明专利]电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用了PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)控制方式的电动机驱动装置，尤其涉及使用单个电流检测单元检测各相的电流值的电动机驱动装置。

背景技术

在车辆的电动动力转向装置中，为了对转向机构赋予与驾驶盘的操舵转矩对应的操舵辅助力，设置有3相无刷电动机等电动式电动机。作为驱动该电动机的装置，公知有利用PWM控制方式的电动机驱动装置(例如专利文献1)。

在PWM控制方式的电动机驱动装置中，设置有3组在上臂和下臂分别具有开关元件的上下一对臂。此外，根据由转矩传感器检测出的操舵转矩计算应该流过电动机的电流的目标值，并根据该目标值和实际流过电动机的电流值的偏差，生成具有预定占空比的PWM信号。并且，根据基于该PWM信号的各开关元件的导通/截止动作，驱动电动机。

在专利文献1的电动机驱动装置中，在各相的下臂分别设置有用于检测流过电动机的电流的电流检测电阻(分流电阻)。即，设置有3个电流检测电阻，通过测定各电阻的两端电压，由此检测实际流过电动机的电流。此外，在专利文献2中，记载了具有过电流检测功能的电动机驱动装置，在该装置中也在下臂分别设置有电流检测电阻。与此相对，公知有使用了单个电流检测电阻的电动机驱动装置(例如专利文献3)。

图20示出了使用了单个电流检测电阻的PWM控制方式的电动机驱动装置的一例。电源电路1由整流电路或平滑电路等构成，在输出端连接有电容器C。开关电路2由与U相、V相、W相对应设置有3组上下一对臂的3相电桥构成。U相的上臂A1具有开关元件Q1，U相的下臂A2具有开关元件Q2。V相的上臂A3具有开关元件Q3，V相的下臂A4具有开关元件Q4。W相的上臂A5具有开关元件Q5，W相的下臂A6具有开关元件Q6。这些开关元件Q1～Q6由例如FET(Field EffectTransistor：场效应晶体管)构成。

电动机M是用于例如车辆的电动动力转向装置的3相无刷电动机。在电源电路1和开关电路2之间连接有用于检测流过电动机M的电流检测电阻R。由差动放大器等构成的放大电路5对电流检测电阻R两端的电压进行放大，并输出至CPU 4。CPU4根据检测电流值和目标电流值计算与各相的PWM信号的占空比对应的占空比设定值，上述检测电流值是根据从放大电路5赋予的电压计算出的，上述目标电流值是根据从转矩传感器(省略图示)赋予的操舵转矩计算出的。并且，将根据该占空比设定值和锯齿状的载波信号生成的各相的PWM信号提供给驱动器IC 3。驱动器IC 3将用于使开关元件Q1～Q6单独导通/截止的各相的PWM信号输出到各开关元件Q1～Q6的栅极。根据基于该PWM信号的开关元件Q1～Q6的导通/截止，从开关电路2向电动机3提供相电压，从而电动机M旋转。

在上述那样的使用了单个电流检测电阻R的电动机驱动装置的情况下，通常时，通过在图21的电路状态下检测U相电流、在图22的电路状态下检测W相电流来进行流过电动机M的电流检测。另外，此处，设U相为占空比最大的最大相、V相为占空比为中间的中间相、W相为占空比最小的最小相。

如图21所示，在上臂的开关元件(以下称作“上级开关元件”)Q1、Q3、Q5分别为导通、截止、截止，下臂的开关元件(以下称作“下级开关元件”)Q2、Q4、Q6分别为截止、导通、导通的期间进行U相电流的检测。此时，在电动机M中电流沿由箭头所示的路径流过，在电流检测电阻R中流过U相电流。通过该U相电流而在电流检测电阻R两端产生的电压经由放大电路5(图20)被输入至CPU 4，在CPU4中被AD转换，由此检测U相电流值。

如图22所示，在上级开关元件Q1、Q3、Q5分别为导通、导通、截止，下级开关元件Q2、Q4、Q6分别为截止、截止、导通的期间进行W相电流的检测。此时，在电动机M中电流沿由箭头所示的路径流过，在电流检测电阻R中流过W相电流。通过该W相电流而在电流检测电阻R的两端产生的电压经由放大电路5(图20)被输入至CPU 4，在CPU 4中被AD转换，由此检测W相电流值。

此外，关于V相电流值，能够根据U相电流值和W相电流值通过计算来求出。即，在设U相电流值为Iu、V相电流值为Iv、W相电流值为Iw时，在它们之间以下关系成立。

Iu+Iv+Iw＝0

由此，能够将V相电流值Iv计算为

Iv＝-(Iu+Iv)。