旋转电机控制设备和使用该设备的电力转向系统技术方案

本发明专利技术提供了一种旋转电机控制设备和使用该设备的电力转向系统。合成信号生成电路（41、42、43）分别对应于U线圈（11）、V线圈（12）、W线圈（13）而设置，并且通过对由指令信号生成电路（31）所生成的第一指令信号和第二指令信号进行合成来生成合成信号。CPU输出端子（32、33、34）输出合成信号。信号线（51、52、53）设置有分别电连接至CPU输出端子（32、33、34）的一端，以及分别电连接至驱动器IC（60）的IC输入端子（61、62、63）的另一端。栅极信号生成电路（71、72、73）对施加至IC输入端子（61、62、63）的合成信号进行分离以生成作为用于高压侧FET（21、22、23）的栅极信号的第一栅极信号和作为用于低压侧FET（24、25、26）的栅极信号的第二栅极信号。

【技术实现步骤摘要】
旋转电机控制设备和使用该设备的电力转向系统
本专利技术涉及一种旋转电机控制设备和使用该设备的电力转向系统。
技术介绍
传统的旋转电机控制设备通过控制电力转换装置的开关元件的导通/关断操作来控制旋转电机的驱动。根据JP-A-2004-248466（专利文献）中所公开的示例性旋转电机控制设备，CPU生成用于指令开关元件的导通/关断操作的指令信号，以及对应于该指令信号，驱动器IC生成用于开关元件的栅极信号。当由驱动器IC所生成的栅极信号被输出至开关元件的栅极时，开关元件响应于栅极信号而导通和关断，从而旋转地驱动旋转电机。根据示例性旋转电机控制设备，针对旋转电机的多相线圈中的每个相设置有一对开关元件（即，高压侧开关元件和低压侧开关元件）。CPU因此需要分别生成用于一对高压侧和低压侧开关元件的指令信号。CPU针对每个相生成两个指令信号并且分别将所生成的两个指令信号通过CPU输出端子、信号线以及驱动器IC输入端子施加至驱动器IC。结果，CPU与驱动器IC之间的输出端子、信号线以及输入端子的数量相对于线圈的相的数量而加倍。例如，在三相线圈的情况下，CPU输出端子、信号线以及驱动器IC输入端子的数量分别为6。在示例性旋转电机控制设备应用于电力转向系统的情况下，旋转电机控制设备需要进行尺寸压缩以安装在有限的空间中。为了减小旋转电机控制设备的尺寸，需要减小CPU和驱动器IC的尺寸以及需要减小用于在其上安装CPU和驱动器IC的基底的面积。在示例性旋转电机控制设备的情况下，需要在CPU与驱动器IC之间设置大量的CPU输出端子、信号线以及驱动器IC输入端子。结果，CPU的尺寸的减小以及用于安装CPU和驱动器IC的基底的面积的减小受到限制。因而不能充分地减小旋转电机控制设备的尺寸。
技术实现思路
因此，目的是提供一种在CPU与驱动器IC之间具有较少数量的端子和信号线的旋转电机控制设备；以及一种使用该旋转电机控制设备的电力转向系统。根据一个方面，提供了一种旋转电机控制设备，其用于驱动旋转电机，该旋转电机具有由对应于旋转电机的多个相的多个线圈形成的线圈组并且由电源供电。旋转电机控制设备包括电力转换器、CPU、驱动器IC以及多个信号线。电力转换器具有形成多个开关元件对的开关元件，该多个开关元件对分别对应于旋转电机的多个相。开关元件对中的每个开关元件对包括设置在电源的高压侧的第一开关元件和设置在电源的低压侧的第二开关元件。电力转换器通过第一开关元件和第二开关元件的导通/关断操作来对从电源供给至旋转电机的电力进行转换。CPU包括指令信号生成电路、多个合成信号生成电路以及多个CPU输出端子。指令信号生成电路针对旋转电机的每个相生成：第一指令信号，包括用于指令第一开关元件的导通操作或关断操作的第一导通信号或第一关断信号；以及第二指令信号，包括用于指令第二开关元件的导通操作或关断操作的第二导通信号或第二关断信号。合成信号生成电路中的每个合成信号生成电路通过对由指令信号生成电路所生成的第一指令信号和第二指令信号进行合成来生成合成信号。CPU输出端子中的每个CPU输出端子对应于合成信号生成电路而设置，并且输出由合成信号生成电路所生成的合成信号。多个信号线分别对应于CPU输出端子而设置，并且具有连接至CPU输出端子的一端。驱动器IC包括多个IC输入端子、多个栅极信号生成电路、多个第一IC输出端子以及多个第二IC输出端子。IC输入端子中的每个IC输入端子对应于CPU输出端子而设置并且电连接至信号线的另一端以接收合成信号。栅极信号生成电路中的每个栅极信号生成电路通过对输入至IC输入端子的合成信号进行分离来生成作为用于第一开关元件的栅极信号的第一栅极信号和作为用于第二开关元件的栅极信号的第二栅极信号。第一IC输出端子输出由栅极信号生成电路所生成的第一栅极信号。第二IC输出端子输出由栅极信号生成电路所生成的第二栅极信号。驱动器IC通过将第一栅极信号从第一IC输出端子输出至第一开关元件来导通和关断第一开关元件，以及通过将第二栅极信号从第二IC输出端子输出至第二开关元件来导通和关断第二开关元件。附图说明根据参照附图而进行的以下详细描述，上述的和其它的目的、特征以及优点将变得更加明显。在附图中：图1是根据第一实施方式的旋转电机控制设备的电路图；图2是用于使用根据第一实施方式的旋转电机控制设备的车辆的电力转向系统的示意图；图3A是示出了第一实施方式中的指令信号与开关元件的操作之间的关系的图；图3B是示出了根据第一实施方式的旋转电机控制设备的操作的时间图；图4是根据比较例的旋转电机控制设备的电路图；图5A是示出了比较例中的指令信号与开关元件的操作之间的关系的图；图5B是示出了根据比较例的旋转电机控制设备的操作的时间图；以及图6A是根据第二实施方式的旋转电机控制设备的一部分的电路图；和图6B是示出了第二实施方式中的指令信号与开关元件的操作之间的关系的图。具体实施方式下面将参照附图中所示的多个实施方式来描述旋转电机控制设备，在附图中，基本上相同的部件由相同的附图标记所标示，由此简化描述。（第一实施方式）首先参照图1，旋转电机控制设备1被配置成控制供给至电动机2（其为旋转电机）的电力和控制电动机2的驱动。如图2所示，旋转电机控制设备1被用于电力转向系统109中，在转向系统100中电力转向系统109与电动机2共同地辅助车辆的转向操作。在电力转向系统109中，转矩传感器104附接至转向轴102，转向轴102耦合至转向盘101。转矩传感器104检测转向转矩，该转向转矩由驾驶员通过转向盘101施加至转向轴102。在转向轴102的顶端设置有小齿轮106。小齿轮106与齿条轴107啮合。一对胎轮108通过连接杆等可旋转地耦合至齿条轴107的两端。当驾驶员旋转转向盘101时，耦合至转向盘101的转向轴102被旋转。转向轴102的旋转运动由小齿轮106转换成齿条轴107的直线运动。一对胎轮108以与齿条轴107的直线运动的距离相对应的角度进行转向。电力转向系统109由旋转电机控制设备1、电动机2、电池（+B）3、减速齿轮103、转矩传感器104、车辆速度传感器105等形成。电动机2生成转向辅助转矩。旋转电机控制设备1控制电动机2的驱动。减速齿轮103在减速之后将电动机2的旋转传递至转向轴102。例如，电动机2是三相无刷电动机并且包括未示出的转子和定子。转子被成形为圆柱状。永磁体附接至转子表面以沿圆周方向交替地提供磁极N和S。定子在其中容置转子并且可旋转地支撑转子。定子具有突起部，该突起部沿圆周方向在每隔预定角间隔处沿径向向内方向突起。如图1所示，电动机2具有关于突起部卷绕的U线圈11、V线圈12以及W线圈13。U线圈11、V线圈12以及W线圈13分别是对应于U相、V相以及W相的绕组，并且形成了线圈组14。电动机2由来自电池3（其为电源）的电力供给所驱动。电动机2沿正常方向或相反方向旋转减速齿轮103。电力转向系统109包括转矩传感器104和速度传感器105。电力转向系统109基于从转矩传感器104、车辆速度传感器105等输入的信号来生成用于辅助转向盘101的转向操作的转向辅助转矩。此辅助转矩被传递至转向轴102。旋转电机控制设备1包括逆变器电路20、CPU30、信号线51、52、53本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动旋转电机（2）的旋转电机控制设备（1），所述旋转电机（2）具有由对应于所述旋转电机的多个相的多个线圈（11、12、13）形成的线圈组（14）并且由电源（3）供电，所述旋转电机控制设备包括：电力转换器（20），具有形成多个开关元件对（27、28、29）的开关元件（21、22、23、24、25、26），所述多个开关元件对分别对应于所述旋转电机的所述多个相，所述开关元件对中的每个开关元件对包括设置在所述电源的高压侧的第一开关元件（21、22、23）和设置在所述电源的低压侧的第二开关元件（24、25、26），以及所述电力转换器（20）通过所述第一开关元件和所述第二开关元件的导通/关断操作来对从所述电源供给至所述旋转电机的电力进行转换；CPU（30），包括指令信号生成电路（31）、多个合成信号生成电路（41、42、43）以及多个CPU输出端子（32、33、34），所述指令信号生成电路针对所述旋转电机的每个相生成：第一指令信号，包括用于指令所述第一开关元件的导通操作或关断操作的第一导通信号或第一关断信号；以及第二指令信号，包括用于指令所述第二开关元件的导通操作或关断操作的第二导通信号或第二关断信号，所述合成信号生成电路中的每个合成信号生成电路通过对由所述指令信号生成电路所生成的所述第一指令信号和所述第二指令信号进行合成来生成合成信号，以及所述CPU输出端子中的每个CPU输出端子对应于所述合成信号生成电路而设置，并且输出由所述合成信号生成电路所生成的所述合成信号；多个信号线（51、52、53），分别对应于所述CPU输出端子而设置，并且具有连接至所述CPU输出端子的一端；以及驱动器IC（60），包括多个IC输入端子（61、62、63）、多个栅极信号生成电路（71、72、73）、多个第一IC输出端子（91、93、95）以及多个第二IC输出端子（92、94、96），所述IC输入端子中的每个IC输入端子对应于所述CPU输出端子而设置，并且电连接至所述信号线的另一端以接收所述合成信号，所述栅极信号生成电路中的每个栅极信号生成电路通过对输入至所述IC输入端子的所述合成信号进行分离来生成作为用于所述第一开关元件的栅极信号的第一栅极信号和作为用于所述第二开关元件的栅极信号的第二栅极信号，所述第一IC输出端子输出由所述栅极信号生成电路所生成的所述第一栅极信号，所述第二IC输出端子输出由所述栅极信号生成电路所生成的所述第二栅极信号，以及所述驱动器IC通过将所述第一栅极信号从所述第一IC输出端子输出至所述第一开关元件来导通和关断所述第一开关元件，以及通过将所述第二栅极信号从所述第二IC输出端子输出至所述第二开关元件来导通和关断所述第二开关元件。...

【技术特征摘要】
2012.07.04 JP 2012-1508501.一种用于驱动旋转电机(2)的旋转电机控制设备(1)，所述旋转电机(2)具有由对应于所述旋转电机的多个相的多个线圈(11、12、13)形成的线圈组(14)并且由电源(3)供电，所述旋转电机控制设备包括：电力转换器(20)，具有形成多个开关元件对(27、28、29)的开关元件(21、22、23、24、25、26)，所述多个开关元件对分别对应于所述旋转电机的所述多个相，所述开关元件对中的每个开关元件对包括设置在所述电源的高压侧的第一开关元件(21、22、23)和设置在所述电源的低压侧的第二开关元件(24、25、26)，以及所述电力转换器(20)通过所述第一开关元件和所述第二开关元件的导通/关断操作来对从所述电源供给至所述旋转电机的电力进行转换；CPU(30)，包括指令信号生成电路(31)、多个合成信号生成电路(41、42、43)以及多个CPU输出端子(32、33、34)，所述指令信号生成电路针对所述旋转电机的每个相生成：第一指令信号，包括用于指令所述第一开关元件的导通操作或关断操作的第一导通信号或第一关断信号；以及第二指令信号，包括用于指令所述第二开关元件的导通操作或关断操作的第二导通信号或第二关断信号，所述合成信号生成电路中的每个合成信号生成电路通过对由所述指令信号生成电路所生成的所述第一指令信号和所述第二指令信号进行合成来生成合成信号，以及所述CPU输出端子中的每个CPU输出端子对应于所述合成信号生成电路而设置，并且输出由所述合成信号生成电路所生成的所述合成信号；多个信号线(51、52、53)，分别对应于所述CPU输出端子而设置，并且具有连接至所述CPU输出端子的一端；以及驱动器IC(60)，包括多个IC输入端子(61、62、63)、多个栅极信号生成电路(71、72、73)、多个第一IC输出端子(91、93、95)以及多个第二IC输出端子(92、94、96)，所述IC输入端子中的每个IC输入端子对应于所述CPU输出端子而设置，并且电连接至所述信号线的另一端以接收所述合成信号，所述栅极信号生成电路中的每个栅极信号生成电路通过对输入至所述IC输入端子的所述合成信号进行分离来生成作为用于所述第一开关元件的栅极信号的第一栅极信号和作为用于所述第二开关元件的栅极信号的第二栅极信号，所述第一IC输出端子输出由...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本敏久，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
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