電動機驅(qū)動電路、電動機驅(qū)動系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動制動系統(tǒng)、車輛驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及驅(qū)動多相電動機的電動機驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著控制的自動化的發(fā)展，對電子控制裝置的安全性和可靠性的要求變高。為了確保電子控制裝置的安全性，要求在異常發(fā)生時立刻檢測出該異常而使動作停止。并且，不僅要求在故障發(fā)生時立刻使動作停止，而且還要求繼續(xù)進行正常動作。
[0003]在下述專利文獻I中記載有一種控制方式，在用于驅(qū)動無刷電動機的三相的驅(qū)動電路中的一個相發(fā)生了故障時，利用剩余的兩相的驅(qū)動電路繼續(xù)驅(qū)動電動機。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011-51481號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明想要解決的技術(shù)問題
[0008]根據(jù)上述專利文獻1，即使發(fā)生故障也能夠繼續(xù)驅(qū)動電動機，但是，各相的驅(qū)動電路相同，因此存在跨相間的功能在驅(qū)動電路間重復(fù)而成為冗余電路結(jié)構(gòu)的可能性。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述那樣的課題而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和低成本化，并且能夠?qū)⑴c發(fā)生了故障的相所對應(yīng)的部分分離的電動機驅(qū)動電路。
[0010]用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明所涉及的電動機驅(qū)動電路包括:驅(qū)動多相電動機的各相的預(yù)驅(qū)動器；和根據(jù)所指定的動作模式切換內(nèi)部的電部件間的連接關(guān)系從而提供與動作模式對應(yīng)的電路功能的電路。
[0012]發(fā)明效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明所涉及的電動機驅(qū)動電路，在一個相的驅(qū)動電路內(nèi)分別設(shè)置每個相所需要的預(yù)驅(qū)動器，由此能夠排除冗余性提高安裝效率，并且易于以使一個相的故障不波及其它相的方式進行切分。另外，能夠根據(jù)動作模式切換電路功能，因此能夠抑制開發(fā)的電路的種類而減少開發(fā)成本。
[0014]上述以外的課題、結(jié)構(gòu)和效果通過以下的實施方式的說明變得明確。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施方式I的電動機驅(qū)動電路100的電路塊圖。
[0016]圖2是表示使用實施方式I的電動機驅(qū)動電路100驅(qū)動無刷直流電動機4的電路例的圖。
[0017]圖3是表示使電路120-1?120-3分別為不同的調(diào)節(jié)器121-1?121-3的電路例的圖。
[0018]圖4是表示圖3的具體例的圖。
[0019]圖5是表示使電路120為調(diào)節(jié)器121的電路例的圖。
[0020]圖6是表示調(diào)節(jié)器121的動作模式、各電部件的連接關(guān)系和調(diào)節(jié)器121所提供的電路功能的對應(yīng)關(guān)系的表。
[0021]圖7是表示使電路120為復(fù)位電路122的電路例的圖。
[0022]圖8是表示復(fù)位電路122的動作模式、各電部件的連接關(guān)系和復(fù)位電路122所提供的電路功能的對應(yīng)關(guān)系的表。
[0023]圖9是表示使電路120為差動輸入電路123的電路例的圖。
[0024]圖10是表示保持電路124的電路例的圖。
[0025]圖11是表示保持電路124的動作模式、各電部件的連接關(guān)系和保持電路124所提供的電路功能的對應(yīng)關(guān)系的表。
[0026]圖12是表示差動輸入電路123的變形例的圖。
[0027]圖13是表示差動輸入電路123的動作模式、各電部件的連接關(guān)系和差動輸入電路123所提供的電路功能的對應(yīng)關(guān)系的表。
[0028]圖14是實施方式5所涉及的電動機驅(qū)動系統(tǒng)和使用該電動機驅(qū)動系統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電路圖。
[0029]圖15是表示圖14所示的各電動機驅(qū)動電路100的模式設(shè)定的表。
[0030]圖16是實施方式6的電動機驅(qū)動系統(tǒng)和使用該電動機驅(qū)動系統(tǒng)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電路圖。
[0031]圖17是表示預(yù)備控制功能150的電路例的圖。
[0032]圖18是表示調(diào)節(jié)器121中將鋸齒波振蕩器1214和比較器1215兼用作PWM調(diào)制器158的電路例的圖。
[0033]圖19是表示調(diào)節(jié)器121的動作模式、各電部件的連接關(guān)系和調(diào)節(jié)器121所提供的電路功能的對應(yīng)關(guān)系的表。
[0034]圖20是表示實施方式7中的電動機驅(qū)動系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電源部以外的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖21是表示實施方式7中的電動機驅(qū)動系統(tǒng)和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電源部的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖22是表示圖21所示的各電動機驅(qū)動電路100的模式設(shè)定的表。
[0037]圖23是表示電動機驅(qū)動電路100-1發(fā)生了故障時的動作的圖。
[0038]圖24是表示電動機驅(qū)動電路100-2發(fā)生了故障時的動作的圖。
[0039]圖25是表示電動機驅(qū)動電路100-3發(fā)生了故障時的動作的圖。
[0040]圖26是實施方式8的電動制動系統(tǒng)的電路圖。
[0041]圖27是實施方式8的車輛驅(qū)動系統(tǒng)的電路圖。
【具體實施方式】
[0042]<本發(fā)明的基本思考方法>
[0043]以下，首先對本發(fā)明的基本思考方法進行說明，之后對具體的實施方式進行說明。特別是對于與動作模式對應(yīng)的不同的電路功能的各種結(jié)構(gòu)例，在各實施方式中與具體例一起進行說明。
[0044]本發(fā)明中，構(gòu)成電動機驅(qū)動電路的集成電路采用N芯片結(jié)構(gòu)(N:多相電動機的相數(shù))。關(guān)于每相所需要的功能，要求內(nèi)置于各相的集成電路芯片ASIC(Applicat1nSpecified Integrated Circuit:專用集成電路設(shè)計)，排除冗余性并提高安裝效率，并且能夠以使得一個相的故障不會波及其他相的方式切分。關(guān)于跨相共用所需要的功能，以集成為各個類似的功能組，能夠根據(jù)動作模式的設(shè)置來切換類似的各功能的方式構(gòu)成。
[0045]每個相所需要的功能是指，具有多相電動機的各相的預(yù)驅(qū)動器、用于預(yù)驅(qū)動器的電荷泵、各相的電流檢測電路、電壓檢測電路等。預(yù)驅(qū)動器(pre-driver，前級驅(qū)動器)是用于對供給與多相電動機的各相對應(yīng)的驅(qū)動電流供給的各相的驅(qū)動電路進行驅(qū)動的電路。在驅(qū)動N相的電動機時，使用N芯片的集成電路，由此，每個相所需要的電路元件設(shè)置在每個相中，因此能夠排除不需要或者過多的冗余性。
[0046]跨相共用所需要的功能具有電源電路、輸入電路、輸出電路等。關(guān)于電源電路具有輸出電壓的不同、開關(guān)調(diào)節(jié)器/線性調(diào)節(jié)器的不同等，但是它們?yōu)轭愃频墓δ?，因此，?gòu)成為能夠根據(jù)動作模式切換這些功能。同樣，輸入電路構(gòu)成為能夠根據(jù)增益、輸入電壓范圍、采樣保持/峰值保持的不同等來切換功能。輸出電路構(gòu)成為能夠根據(jù)增益、電壓驅(qū)動/電流驅(qū)動的不同等來切換功能。這些電路元素能夠預(yù)先構(gòu)成為將類似的功能集成為一個電路，通過切換動作模式來切換功能。由此，不需要對各個電路功能安裝電路元素，能夠抑制開發(fā)成本。
[0047]<實施方式1>
[0048]圖1是本發(fā)明的實施方式I的電動機驅(qū)動電路100的電路塊圖。電動機驅(qū)動電路100構(gòu)成為IC芯片，具有預(yù)驅(qū)動器110和電路120。電路120根據(jù)從電動機驅(qū)動電路100的外部輸入的模式設(shè)定信號，來指定動作模式A/B/C的任一者，提供與所指定的動作模式對應(yīng)的電路功能。
[0049]模式設(shè)定信號能夠由對電動機驅(qū)動電路100的模式輸入引線施加的電壓構(gòu)成。例如設(shè)定為，(引線(pin)l、引線2)的輸入電平為(L、L)時為模式A，(引線1、引線2)的輸入電平為(L、H)時為模式B，(引線1、引線2)的輸入電平為(H、L)時為模式C。另外，能夠考慮利用串行通信等將動作模式的值寫入電動機驅(qū)動電路100內(nèi)部的方法等。在利用對電動機驅(qū)動電路100的模式輸入引線施加的電壓設(shè)定動作模式時，能夠通過將模式輸入引線上拉/下拉(pull up/pull down)來設(shè)定動作模式，不考慮串行通信等的功能故障的影響即可完成，因此從動作的可靠性的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。
[0050]圖2是表示使用本實施方式I的電動機驅(qū)動電路100驅(qū)動無刷直流電動機4的電路例的圖。電動機驅(qū)動電路100-1?100-3各自為圖1所示的電動機驅(qū)動電路100，但是，電路120的動作模式各自不同。以下，為了區(qū)別各電路部，適當(dāng)標(biāo)注與各相對應(yīng)的標(biāo)記。
[0051]電動機驅(qū)動電路100-1?100-3各自具有的預(yù)驅(qū)動器110-1?110-3，分別驅(qū)動M0SFET2-1?2-3和3-1?3-3，對電動機4的U、V、W相供給驅(qū)動電流。電路120-1?120-3根據(jù)模式設(shè)定信號分別設(shè)定為動作模式A/B/C，分別提供電路功能A/B/C。電動機驅(qū)動電路100-1?100-3構(gòu)成為將各相的預(yù)驅(qū)動器110-1?110-3和電路功能A/B/C的功能綜合，由此能夠作為驅(qū)動無刷直流電動機4的電路提供必要的功能。
[0052]<實施方式2>
[0053]圖3是表示將電路120-1?120-3構(gòu)成為各自不同的調(diào)節(jié)器121-1?121-3的電路例的圖。作為調(diào)節(jié)器121的種類例如考慮開關(guān)調(diào)節(jié)器和線性調(diào)節(jié)器的不同、輸出電壓的不同等。在電動機驅(qū)動系統(tǒng)中，存在需要多個種類的調(diào)節(jié)器的情況，因此如圖3所示，作為類似的電路功能將各自不