升压电路及电动动力转向装置制造方法及图纸

在斩波电路的开关元件故障时，可将该开关元件从开关电路中断，从而电源输入不因斩波器动作而被升压，仍原封不动输出。电动动力转向装置的ＥＣＵ（１０６）中设置的电机控制单元（Ｐ）包括：进行升压动作的斩波电路（１０３）；检测斩波电路（１０３）内的第１开关元件（ＴＲ１）的故障的故障检测电路（１２）；以及中断继电器开关（１４）。控制单元（１０）对第１开关元件（ＴＲ１）进行导通／断开控制，故障检测电路（１２）检测出该开关元件（ＴＲ１）的故障时，将用于中断的继电器开关（１４）断开，从而将第１开关元件（ＴＲ１）从斩波电路（１０３）分离。此时，电池电压Ｖｉｎ不被斩波电路升压，而被作为输出电压Ｖｏｕｔ输出。

【技术实现步骤摘要】
升压电路及电动动力转向装置
本专利技术涉及采用斩波电路的升压电路、以及采用该升压电路的电动动力转向装置。
技术介绍
电动动力转向装置具有以下优点：由于不使用油压系统，通过电机驱动来辅助转向的操作力，所以构造简单，此外，由于只在必要时驱动电机，所以可以节省燃料费，而且，可以根据车速而加大或减轻转向的操作力。在这样的电动动力转向装置中，车载电池的电源电压通过电子控制电路供给到电机，其电流的大小依据车辆的行驶状态而受到控制。具体地说，电子控制电路检测转向(转向速度、转向扭矩)并参照预先设定的转向感应特性(根据转向而对供给电力的大小进行控制的特性)，输出合适的控制信号，同时检测车速并参照预先设定的车速感应特性(根据车速而对供给电力的大小进行控制的特性)，输出合适的控制信号。电动动力转向装置根据上述控制信号，随着车速的增加而使转向助推力(转向辅助力)减少，或者随着转向速度或转向扭矩的增加而使转向助推力增加。流过上述电动动力转向的电子控制电路的电流，通常根据该辅助助推时的负载的大小而在数安培～数十安培的范围内变动，所以在停车时的方向盘回转时或超低速行驶时等、对电机供给大电流时，不能忽略电流控制元件(例如，MOSFET等的开关元件)或电缆造成的电压降。即，电机的输入电压还因这种电压降而下降，通电效率明显地下降，同时对电机不能供给所需的电流，存在转向助推也不能充分产生的问题。因此，在专利文献1中，提出以下方案：设置通过斩波电路将电源电压升压，根据车速或转向，控制该升压的电压的大小的装置。此外，在专利文献2中，提出以下装置：采用将两个开关元件和两个电容器电桥状地连接的倍压电源电路，根据车速或转向变更开关元件的导通/断开占空比，从而将输出电压的大小控制到比电源电压高的规定的电压。-->此外，在专利文献3中，提出了以下装置：在使用了斩波电路的升压电路中，进行开关元件的短路或开路故障判定的情况下，将电感器和电源间切断，从而进行规定的故障判定。[专利文献1](日本)特开平8-127350号公报[专利文献2](日本)专利3205651号公报[专利文献1](日本)特平2005-51951号公报但是，在上述专利文献1的装置中，斩波电路的开关元件发生短路故障时，由于变成输出短路状态，所以电源输出不会被供给到电机端。电动动力转向装置中使用的斩波电路，如上述那样，为了流过数安培～数十安培的电流，即使采用高耐压开关元件(功率MOSFET等)，在发生长时间流过数十安培左右的大电流的状况时，也可能因元件的容许容量而损坏。斩波电路的开关元件发生短路故障，从而电源输出没有被供给到电机端时，转向助推力急剧地变成零，所以转向操作也急剧地变得非常沉重。例如，在处于交叉点前的右旋转车线的状态下从停止切换到起动时，如果上述开关元件发生短路故障，则向右方向的转向操作会变得非常沉重，有不能充分地操作的可能性。在专利文献2中，在构成电桥连接的开关电路方面与上述专利文献1有所不同，但即使是该电路结构，也有两个开关元件的其中一个因大电流而发生故障的可能性，此外，发生故障时电源输出因安全电路而不会被供给到电机端。在专利文献3中，展示了高效率地进行斩波电路的开关元件的短路或开路故障判定，但在故障时，与上述同样，电源输出不会被供给到电机端。
技术实现思路
本专利技术提供一种在斩波电路的开关元件发生故障时也可继续进行转向助推的升压电路、以及使用该电路的电动动力转向装置。本专利技术通过斩波电路串联连接电感器和开关元件，而且在该连接点上通过整流元件连接平滑电容器，从而将电源电压升压。在斩波电路中，通过对所述开关元件进行导通/断开驱动，将开关元件导通时积蓄在电感器中的能量在其断开时排放给平滑电容器。因此，通过使导通时间比断开时间长，可以将作为斩波电路的输入电压的电源电压升压输出。在本专利技术中，设有用于检测所述开关元件的故障的故障检测电路。该故-->障检测电路，例如，在电源电压的输入端串联地连接电流检测电阻，通过监视该电阻的两端电压来观察电源输入电流是否为过电流状态(异常电流状态)，从而检测有无故障。而且，所述故障检测电路设有根据检测出所述开关元件的故障时的信号，将所述开关元件从所述电感器中断的中断电路。这样，开关元件从电感器被中断时，电源输入电流不受到电感器的作用而被原封不动输出，其结果，电源电压不被升压而原封不动输出。再有，本专利技术的中断电路除了包含开关或保险丝等以外，还包含将表示高电阻值的热敏电阻等电路实质性地中断的电路。因此，即使开关元件发生故障，也对连接到输出端的电机供给电压，所以虽变成低输出，但电机的驱动不停止。因此，通过将上述升压电路装入电动动力转向，在斩波电路的开关元件发生故障的情况下，可以防止转向助推力急剧地变成零的不适状况。根据本专利技术，在斩波电路的开关元件发生故障的情况下，变成低输出，但可以对负载继续进行电压供给。附图说明图1表示本专利技术实施方式的电动动力转向装置的概略结构的图。图2是电机控制单元P的电路结构图。图3是电机驱动电路的结构图。图4是将转向感应特性表作为特性曲线表示的图。图5是表示本专利技术的另一个实施方式的图。具体实施方式图1是表示本专利技术实施方式的电动动力转向装置的概略结构的图。该电动动力转向装置包括：用于转向的方向盘100；一端被固定在方向盘100上的转向轴101；连结到转向轴101的另一端的齿轮齿条机构102；设置在所述转向轴101中途，检测通过方向盘100的操作而施加到转向轴101上的转向扭矩的扭矩传感器103；将电机104的旋转驱动力作为转向助推力(转向辅助力)提供给转向轴101的蜗轮机构105。在车辆的电子控制组件(ECU)106中，连接所述扭矩传感器103、电机104、以及车速传感器107，ECU106根据扭矩传感器103、车速传感器107-->的检测信号对电机104的驱动电流进行控制。该ECU106包括电机控制单元P，具备将12V电池E的电压升压到最大200V的升压控制功能和形成电机104的驱动电压的电机驱动电压形成功能。再有，在转向齿轮箱102中连结了拉杆108，在其两端设有用于连结车轮(未图示)的拉杆108、109。用以上的结构，ECU106根据方向盘100被转向时从扭矩传感器103获得的转向扭矩的检测信号、以及从车速传感器107获得的车速检测信号，参照预先设定的表，将与该检测信号对应的电机驱动电压施加在电机104上。由此，通过电机104对转向轴101提供转向助推力。再有，在本实施方式，根据转向扭矩和车速将电机驱动电压施加在电机104上，但由于转向扭矩与车速相关，所以也可以简单地仅根据转向扭矩而形成电机驱动电压。图2是上述电机控制单元P的电路结构图。而图3表示电机驱动电路。车辆内的电池E通过点火开关11和故障检测电路12，连接着斩波电路13。斩波电路13包括：由电感器L1和功率MOSFET构成的第1开关元件TR1；连接到它们的连接点的第2开关元件TR2；以及连接到其输出端的平滑电容器C1。开关元件TR1的控制端子(栅极端子)连接着控制单元10。故障检测电路12包括：连接在电感器L1和点火开关11之间用于电流检测的电阻R1、以及检测该电阻R1的两端电压的运算放大器OP1，运算放大器OP1的输出信号被输入到控制单元10。在所述电感器L1和第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压电路，包括：斩波电路，串联连接电感器和开关元件，而且在该连接点通过整流元件连接了平滑电容器；故障检测电路，检测所述开关元件的故障；以及中断电路，根据所述故障检测电路检测出所述开关元件的故障，将所述开关元件从所述电感器中断。

【技术特征摘要】
JP 2005-6-29 189539/051.一种升压电路，包括：斩波电路，串联连接电感器和开关元件，而且在该连接点通过整流元件连接了平滑电容器；故障检测电路，检测所述开关元件的故障；以及中断电路，根据所述故障检测电路检测出所述开关元件的故障，将所述开关元件从所述电感器中断。2.一种升压电路，包括：斩波电路，串联连接被接地的开关元件和电感器，而且在该连接点通过整流元件连接了平滑电容器；故障检测电路，检测所述开关元件的故障；以及中断电路，根据所述故障检测电路检测出所述开关元件的故障...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽野敬资，郡司敬太，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]