JP2008094342A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置の動作を停止するときに、電源リレー１１がオフ状態となった後も、モータリレー１４はオン状態を保つ。駆動制御部１５は、ｄ軸電流の目標値をゼロでない値、ｑ軸電流の目標値をゼロとした上で、モータ回転時と同じ処理を行う。モータ駆動回路１３に含まれるＭＯＳ−ＦＥＴは、２相以上の駆動電流がゼロではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けてもブラシレスモータ１が回転しないように制御される。コンデンサ１２に蓄積された電荷は、オン状態のＭＯＳ−ＦＥＴ、モータリレー１４、および、ブラシレスモータ１の巻線を通って放電される。コンデンサ１２に蓄積された電荷を、モータリレー１４の励磁コイルを通して放電してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置に関する。

従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することにより車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。電動パワーステアリング装置の電動モータには従来からブラシモータが広く使用されているが、信頼性および耐久性の向上や慣性の低減などの観点から、近年ではブラシレスモータも使用されている。

図４（ａ）は、従来の電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。図４（ａ）では、車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるために、３相ブラシレスモータ９０が用いられる。また、ブラシレスモータ９０に３相の駆動電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流）を供給するために、６個のＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ）を含むモータ駆動回路９３が用いられる。

電源リレー９１は、モータ制御回路を電源に接続するか否かを切り替え、モータリレー９４は、モータ駆動回路９３とブラシレスモータ９０を接続するか否かを切り替える。電源リレー９１とモータリレー９４は、電動パワーステアリング装置の動作時にはオン状態、停止時にはオフ状態となる。

モータ駆動回路９３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴは、駆動制御部（図示せず）から出力されたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を用いて制御され、モータ駆動回路９３からは、位相が２π／３ずつ異なり正弦波状に変化する３相の駆動電流が出力される。このようにＰＷＭ信号を用いてブラシレスモータ９０を駆動すると、電源からモータ駆動回路９３に流れる電流は短時間のうちに大きく変動し、電流リップルが発生する。そこで、この電流リップルを吸収するために、２本の電源線の間にコンデンサ９２が設けられる。コンデンサ９２は電荷を蓄積し、電源からモータ駆動回路９３に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。これにより、電流リップルを吸収することができる。

従来の電動パワーステアリング装置では、動作停止時には、モータ駆動回路９３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴはすべてオフ状態に制御され、その後に、電源リレー９１とモータリレー９４がオフ状態となる。この際、コンデンサ９２に蓄積された電荷を放電する必要がある。そこで、図４（ａ）に示すモータ制御回路では、２本の電源線の間に、放電用回路として抵抗９５が設けられている。電源リレー９１とモータリレー９４がオフ状態となった後、コンデンサ９２に蓄積された電荷は抵抗９５を通って放電される。また、放電用回路として、抵抗９５とスイッチ９６を直列に接続した回路を設けてもよい（図４（ｂ）を参照）。図４（ｂ）に示すモータ制御回路では、スイッチ９６は、電源リレー９１とモータリレー９４がオフ状態になった後にオン状態になる。

なお、コンデンサ９２に蓄積された電荷を電源オフ時に放電する理由は、次回の電源オン時に電源リレー９１の故障検査を行う際に、コンデンサ９２に電荷が蓄積されたままでは検査を正しく行えないからである。

電動パワーステアリング装置のモータ制御回路については、以下のような技術が知られている。特許文献１には、３相モータに駆動電流を供給する３本の信号線のすべてに半導体スイッチング素子を設けることが記載されている。特許文献２には、モータリレーを備えた電動パワーステアリング装置が記載されている。
特開２００６−２１６４５号公報 特開２００４−３３０８７７号公報

上述したように、従来の電動パワーステアリング装置には、電流リップル吸収用のコンデンサと、当該コンデンサに蓄積された電荷を放電するための回路とが設けられる。しかしながら、放電用回路として抵抗だけを設けた場合（図４（ａ））には、電動パワーステアリング装置の動作中も抵抗に電流が流れるので、電動パワーステアリング装置の動作時の消費電流が増大する。ワッテージの大きい抵抗を使用すれば、動作時の消費電流をある程度は削減できるが、そのような抵抗を使用すると電動パワーステアリング装置のコストが高くなる。また、放電用回路にスイッチを追加すれば（図４（ｂ））、動作時の消費電流は増大しないが、スイッチの分だけ回路規模が増大し、電動パワーステアリング装置のコストが高くなる。

それ故に、本発明は、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電できる、小型・低コスト・低消費電力の電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、電源に接続して使用される電動パワーステアリング装置であって、
車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、
電源スイッチと、
電流リップル吸収用のコンデンサと、
複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
前記スイッチング素子を制御する駆動制御部とを備え、
前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記モータの回転に必要な電流経路の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記モータは、多相の駆動電流の供給を受けて回転するブラシレスモータであり、
前記駆動制御部は、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、２相以上の駆動電流がゼロではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けても前記モータが回転しないように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、
前記モータと前記モータ駆動回路との間にモータスイッチをさらに備え、
前記モータスイッチは、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後も、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が完了するまで導通状態を保つことを特徴とする。

第４の発明は、電源に接続して使用される電動パワーステアリング装置であって、
車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、
電源スイッチと、
電流リップル吸収用のコンデンサと、
複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
前記スイッチング素子を制御する駆動制御部と、
前記モータと前記モータ駆動回路との間に設けられ、リレー素子で構成されたモータスイッチとを備え、
前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記モータスイッチの励磁コイルに、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、
前記モータスイッチの励磁コイルと直列に接続されたコイル制御用スイッチをさらに備え、
前記コイル制御用スイッチは、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後も、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が完了するまで導通状態を保つことを特徴とする。

第６の発明は、第４の発明において、
前記モータは、多相の駆動電流の供給を受けて回転するブラシレスモータであり、
前記駆動制御部は、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後は、すべての相の駆動電流がゼロとなるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする。

上記第１の発明によれば、電源オフ時に電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積されている電荷は、モータの回転に必要な電流経路の一部を通って放電される。したがって、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電することができる。よって、電動パワーステアリング装置を小型・低コスト化すると共に、電動パワーステアリング装置の消費電流を低減することができる。

上記第２の発明によれば、電源オフ時にモータ駆動回路からモータに対して駆動電流が供給されるが、この駆動電流の供給を受けてもモータは回転しない。このとき、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータ駆動回路とモータ巻線を通って放電される。したがって、モータが不必要に回転して、車両のステアリング機構に不必要な操舵補助力を与えることを防止しながら、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電することができる。

上記第３の発明によれば、モータスイッチを備えた電動パワーステアリング装置では、電源オフ後もモータスイッチを導通状態に保つことにより、モータが回転しないような駆動電流をモータに供給することができる。このとき、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータ駆動回路とモータスイッチとモータ巻線を通って放電される。したがって、モータスイッチを備えた電動パワーステアリング装置でも、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電することができる。

上記第４の発明によれば、リレー素子で構成されたモータスイッチを備えた電動パワーステアリング装置では、電源オフ後にモータスイッチの励磁コイルを通る電流経路を維持すれば、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータスイッチの励磁コイルを通って放電される。したがって、リレー素子で構成されたモータスイッチを備えた電動パワーステアリング装置では、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を、モータに駆動電流を供給せずに、かつ、専用の回路を用いずに放電することができる。

上記第５の発明によれば、電源オフ後もコイル制御用スイッチを導通状態に保つことにより、モータスイッチの励磁コイルを通る電流経路を維持し、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷をモータスイッチの励磁コイルを通して放電することができる。

上記第６の発明によれば、電源オフ後はモータに駆動電流は供給されないので、モータは回転しない。また、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータスイッチの励磁コイルを通って放電される。したがって、モータが不必要に回転して、車両のステアリング機構に不必要な操舵補助力を与えることを防止しながら、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。図１に示す電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１、減速機２、トルクセンサ３、車速センサ４、位置検出センサ５、および、電子制御ユニット（Electronic Control Unit ：以下、ＥＣＵという）６を備えたコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。

図１に示すように、ステアリングシャフト１０２の一端にはハンドル（ステアリングホイール）１０１が固着されており、ステアリングシャフト１０２の他端はラックピニオン機構１０３を介してラック軸１０４に連結されている。ラック軸１０４の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材１０５を介して車輪１０６に連結されている。運転者がハンドル１０１を回転させると、ステアリングシャフト１０２は回転し、これに伴いラック軸１０４は往復運動を行う。ラック軸１０４の往復運動に伴い、車輪１０６の向きが変わる。

電動パワーステアリング装置は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助を行う。トルクセンサ３は、ハンドル１０１の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクＴを検出する。車速センサ４は、車速Ｓを検出する。位置検出センサ５は、ブラシレスモータ１のロータの回転位置（角度）θを検出する。位置検出センサ５は、例えばレゾルバで構成される。

ＥＣＵ６は、車載バッテリ１００から電力の供給を受け、操舵トルクＴ、車速Ｓおよび角度θに基づきブラシレスモータ１を駆動する。ブラシレスモータ１は、ＥＣＵ６によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機２は、ブラシレスモータ１とステアリングシャフト１０２との間に設けられる。ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力は、減速機２を介して、ステアリングシャフト１０２を回転させるように作用する。

この結果、ステアリングシャフト１０２は、ハンドル１０１に加えられる操舵トルクと、ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力の両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１で発生した操舵補助力を車両のステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータ１の制御回路（モータ制御回路）に特徴がある。そこで以下では、各実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路について説明する。なお、本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置にも適用できる。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。図２に示すモータ制御回路は、電源リレー１１、コンデンサ１２、モータ駆動回路１３、および、モータリレー１４を備え、ブラシレスモータ１を駆動する。このモータ制御回路は、ＥＣＵ６の内部に設けられ、電源である車載バッテリ１００に接続して使用される。

図２において、ブラシレスモータ１は、３相の巻線（Ｕ相コイルＵｃ、Ｖ相コイルＶｃ およびＷ相コイルＷｃ）を有する３相ブラシレスモータである。電源リレー１１は、モータ制御回路を電源に接続するか否かを切り替える電源スイッチである。モータリレー１４は、モータ駆動回路１３とブラシレスモータ１を接続するか否かを切り替えるモータスイッチである。電源リレー１１とモータリレー１４は、電動パワーステアリング装置の動作時にはオン状態（導通状態）、停止時にはオフ状態（非導通状態）となる。

モータ駆動回路１３は、スイッチング素子として、６個のＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２）を含んでいる。図２に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１とＵ２は直列に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｖ１とＶ２は直列に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ１とＷ２は直列に接続される。このように６個のＭＯＳ−ＦＥＴを２個ずつ直列に接続して形成された３つの回路は、２本の電源線の間に並列に設けられる。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１とＵ２の接続点は、モータリレー１４を介してＵ相コイルＵｃの一端に接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｖ１とＶ２の接続点は、モータリレー１４を介してＶ相コイルＶｃの一端に接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ１とＷ２の接続点は、Ｗ相コイルＷｃの一端に直接接続される。ブラシレスモータ１の３相の巻線の他端は、共通の接続点（以下、中性点Ｑという）に接続される。

駆動制御部１５は、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。より詳細には、駆動制御部１５には、操舵トルクＴ、車速Ｓおよび角度θが入力される。駆動制御部１５は、これらのデータに基づき、ブラシレスモータ１に供給すべき３相の駆動電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流）の目標値（目標電流）を決定し、測定した電流（測定電流）を目標電流に一致させるためのＰＷＭ信号を出力する。駆動制御部１５から出力された各相のＰＷＭ信号およびその否定信号は、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子にそれぞれ供給される。

上記ＰＷＭ信号は、目標電流を決定し、測定電流を目標電流に一致させるための電流値を求め、求めた電流値を表す制御信号をＰＷＭ変換することにより得られる。このうち、目標電流を決定し、測定電流を目標電流に一致させるための電流値を求める処理は、ブラシレスモータ１のロータと共に回転する回転座標系（ｄ−ｑ座標系）を用いて行われ、その後に、ｄ−ｑ座標系の電流値を３相交流座標系（ｕｖｗ座標系）の電流値に変換する処理が行われる。なお、駆動制御部１５の処理のうちＰＷＭ変換以外の処理は、典型的には、ＥＣＵ６に内蔵されたマイクロコンピュータのソフトウェア処理によって行われる。

モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴは、駆動制御部１５から出力されたＰＷＭ信号によって制御され、ＰＷＭ信号が第１のレベル（例えば、ハイレベル）のときにはオン状態、ＰＷＭ信号が第２のレベル（例えば、ローレベル）のときにはオフ状態となる。駆動制御部１５は、３相の駆動電流が位相が互いに２π／３ずつ異なり正弦波状に変化するように、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。これにより、ブラシレスモータ１のロータにトルクを与え、ブラシレスモータ１を回転させることができる。

コンデンサ１２は、２本の電源線の間に設けられる。コンデンサ１２は電荷を蓄積し、電源からモータ駆動回路１３に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。このように、コンデンサ１２は、電流リップル吸収用のコンデンサとして機能する。

電動パワーステアリング装置の動作を停止するときには、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴは一旦すべてオフ状態に制御される。これにより、３相の駆動電流はすべてゼロとなり、ブラシレスモータ１は回転を停止する。その後に、電源リレー１１がオフ状態となり、モータ制御回路に対する電源の供給は遮断される。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、従来の電動パワーステアリング装置とは異なり、電源リレー１１がオフ状態となった後も、後述する条件を満たすまでの間、モータリレー１４はオン状態を保つ。

電源リレー１１がオフ状態で、モータリレー１４がオン状態である間、駆動制御部１５は、２相以上の駆動電流がゼロではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けてもブラシレスモータ１が回転しないように、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。より詳細には、駆動制御部１５は、ｄ軸電流の目標値をゼロでない所定の値（例えば、１０Ａ）、ｑ軸電流の目標値をゼロとした上で、ブラシレスモータ１を回転させるときと同じ処理（すなわち、測定電流を目標電流に一致させるための電流値を求め、求めた電流値を表す制御信号をＰＷＭ変換する処理）を行う。

ｑ軸電流はブラシレスモータ１を回転させる（ロータにトルクを与える）電流であるのに対し、ｄ軸電流はブラシレスモータ１の回転に影響を与えない（ロータにトルクを与えない）電流である。したがって、ｑ軸電流の目標値をゼロとして求めた３相の駆動電流をブラシレスモータ１に供給しても、ブラシレスモータ１は回転しない。

一方、ｄ軸電流の目標値をゼロでない値として３相の駆動電流を求めると、２相または３相の駆動電流がゼロではなくなる。２相の駆動電流がゼロでない場合には、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴのうち、２個のＭＯＳ−ＦＥＴがオン状態に制御され、残り４個のＭＯＳ−ＦＥＴはオフ状態に制御される。３相の駆動電流がゼロでない場合には、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴのうち、３個のＭＯＳ−ＦＥＴがオン状態に制御され、残り３個のＭＯＳ−ＦＥＴはオフ状態に制御される。いずれの場合も、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、オン状態のＭＯＳ−ＦＥＴ、モータリレー１４、および、ブラシレスモータ１の巻線を通って放電される。

例えば、Ｕ相電流が正、Ｖ相電流が負、Ｗ相電流がゼロである場合（２相の駆動電流がゼロでない場合の例）には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、Ｖ２がオン状態に制御され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ２、Ｖ１、Ｗ１、Ｗ２はオフ状態に制御される。この場合、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、モータリレー１４の一方のスイッチ（Ｕ相コイルＵｃに接続されたスイッチ）、Ｕ相コイルＵｃ、Ｖ相コイルＶｃ、モータリレー１４の他方のスイッチ（Ｖ相コイルＶｃに接続されたスイッチ）およびＭＯＳ−ＦＥＴ Ｖ２を通る電流経路で放電される。

あるいは、Ｕ相電流が正、Ｖ相電流が負、Ｗ相電流が負である場合（３相の駆動電流がゼロでない場合の例）には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、Ｖ２、Ｗ２がオン状態に制御され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ２、Ｖ１、Ｗ１はオフ状態に制御される。この場合、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、モータリレー１４の一方のスイッチ（Ｕ相コイルＵｃに接続されたスイッチ）およびＵ相コイルＵｃを経由して中性点Ｑに至り、中性点Ｑで２分岐して、一方はＶ相コイルＶｃ、モータリレー１４の他方のスイッチ（Ｖ相コイルＶｃに接続されたスイッチ）およびＭＯＳ−ＦＥＴ Ｖ２を経由し、他方はＷ相コイルＷｃおよびＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ２を経由する電流経路（図２に白抜き矢印で記載した経路）で放電される。なお、コンデンサ１２に蓄積された電荷を放電するための電流経路は、電源リレー１１がオフ状態となったときの角度θに応じて異なる。

コンデンサ１２に蓄積された電荷が放電され、コンデンサ１２の一方の電極電位（図２に示すＰ点の電位）が十分に低下したことが検知されると、モータリレー１４はオフ状態となる。このようにモータリレー１４は、電源リレー１１がオフ状態となった後も、コンデンサ１２に蓄積された電荷の放電が完了するまではオン状態を保つ。

以上に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、電源オフ時に電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積されている電荷は、モータの回転に必要な電流経路の一部（具体的には、オン状態のＭＯＳ−ＦＥＴ、モータリレー１４、および、ブラシレスモータ１の巻線）を通って放電される。したがって、電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電することができる。よって、電動パワーステアリング装置を小型・低コスト化すると共に、電動パワーステアリング装置の消費電流を低減することができる。

また、駆動制御部１５は、電源オフ時に、２相以上の駆動電流がゼロではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けてもブラシレスモータ１が回転しないように、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。このため、電源オフ時にモータ駆動回路１３からブラシレスモータ１に対して駆動電流が供給されるが、この駆動電流の供給を受けてもブラシレスモータ１は回転しない。したがって、ブラシレスモータ１が不必要に回転して、車両のステアリング機構に不必要な操舵補助力を与えることを防止することができる。

また、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置はモータリレー１４を備えているが、そのような場合でも、電源オフ後もモータリレー１４を導通状態に保つことにより、ブラシレスモータ１が回転しないような駆動電流をブラシレスモータ１に供給することができる。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。図３に示すモータ制御回路は、図２に示すモータ制御回路について、モータリレー１４の詳細を記載したものである。

モータリレー１４は、励磁コイル２１を含むリレー素子で構成される。モータリレー１４は、励磁コイル２１に所定以上の電流が流れているときはオン状態、それ以外のときはオフ状態となる。また、励磁コイル２１に電流を流すか否かを制御するコイル制御用スイッチとして、スイッチ２２が設けられる。励磁コイル２１とスイッチ２２は直列に接続され、２本の電源線の間に設けられる。

電源リレー１１とスイッチ２２は、電動パワーステアリング装置の動作時にはオン状態、停止時にはオフ状態となる。このため、電動パワーステアリング装置の停止時には、励磁コイル２１に電流は流れず、モータリレー１４はオフ状態となる。一方、電動パワーステアリング装置の動作時には、励磁コイル２１に電流が流れ、モータリレー１４はオン状態となる。電源リレー１１とスイッチ２２が共にオン状態のとき、図３に示すモータ制御回路は、第１の実施形態で述べたように動作する。

電動パワーステアリング装置の動作を停止するときには、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴはすべてオフ状態に制御され、その後もオフ状態に保たれる。これにより、３相の駆動電流はすべてゼロとなり、ブラシレスモータ１は回転を停止する。その後に、電源リレー１１がオフ状態となり、モータ制御回路に対する電源の供給は遮断される。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、電源リレー１１がオフ状態となった後も、後述する条件を満たすまでの間、スイッチ２２とモータリレー１４はオン状態を保つ。電源リレー１１がオフ状態で、スイッチ２２がオン状態である間、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、励磁コイル２１とスイッチ２２を通って放電される。図３には、コンデンサ１２に蓄積された電荷を放電するための電流経路が、白抜き矢印で記載されている。

コンデンサ１２に蓄積された電荷が放電され、コンデンサ１２の一方の電極電位（図３に示すＰ点の電位）が十分に低下したことが検知されると、スイッチ２２はオフ状態となる。これに伴い、モータリレー１４もオフ状態となる。あるいは、コンデンサ１２に蓄積された電荷が放電され、励磁コイル２１を流れる電流が減少したために、スイッチ２２がオフ状態となる前にモータリレー１４がオフ状態となることもある。いずれの場合も、モータリレー１４は、電源リレー１１がオフ状態となった後も、コンデンサ１２に蓄積された電荷の放電が完了するまではオン状態を保つ。

以上に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、電源オフ時に電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積されている電荷は、モータリレー１４の励磁コイル２１およびスイッチ２２を通って放電される。したがって、第１の実施形態と同様に、電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積された電荷を専用の回路を用いずに放電し、電動パワーステアリング装置を小型・低コスト化すると共に、電動パワーステアリング装置の消費電流を低減することができる。

また、電源オフ後もスイッチ２２を導通状態に保つことにより、モータリレー１４の励磁コイル２１を通る電流経路を維持し、電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積された電荷をモータリレー１４の励磁コイル２１を通して放電することができる。

また、駆動制御部１５は、電源オフ時に、すべての相の駆動電流がゼロとなるようにモータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。このため、電源オフ後は、ブラシレスモータ１に駆動電流は供給されず、ブラシレスモータ１は回転しない。したがって、ブラシレスモータ１が不必要に回転して、車両のステアリング機構に不必要な操舵補助力を与えることを防止することができる。

なお、モータリレー１４を備えていない電動パワーステアリング装置には、第１の実施形態で述べた方法を適用すればよい。モータリレー１４を備えた電動パワーステアリング装置には、第１の実施形態で述べた方法と第２の実施形態で述べた方法のいずれを適用してもよく、あるいは、２つの方法を両方とも適用してもよい。

本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。 従来の電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図である。

符号の説明

１…ブラシレスモータ、１１…電源リレー、１２…コンデンサ、１３…モータ駆動回路、１４…モータリレー（モータスイッチ）、１５…駆動制御部、２１…励磁コイル、２２…スイッチ（コイル制御用スイッチ）

Claims (6)

1. 電源に接続して使用される電動パワーステアリング装置であって、
   車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、
   電源スイッチと、
   電流リップル吸収用のコンデンサと、
   複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
   前記スイッチング素子を制御する駆動制御部とを備え、
   前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記モータの回転に必要な電流経路の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
2. 前記モータは、多相の駆動電流の供給を受けて回転するブラシレスモータであり、
   前記駆動制御部は、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、２相以上の駆動電流がゼロではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けても前記モータが回転しないように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする、請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記モータと前記モータ駆動回路との間にモータスイッチをさらに備え、
   前記モータスイッチは、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後も、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が完了するまで導通状態を保つことを特徴とする、請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 電源に接続して使用される電動パワーステアリング装置であって、
   車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、
   電源スイッチと、
   電流リップル吸収用のコンデンサと、
   複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
   前記スイッチング素子を制御する駆動制御部と、
   前記モータと前記モータ駆動回路との間に設けられ、リレー素子で構成されたモータスイッチとを備え、
   前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記モータスイッチの励磁コイルに、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
5. 前記モータスイッチの励磁コイルと直列に接続されたコイル制御用スイッチをさらに備え、
   前記コイル制御用スイッチは、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後も、前記コンデンサに蓄積された電荷の放電が完了するまで導通状態を保つことを特徴とする、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記モータは、多相の駆動電流の供給を受けて回転するブラシレスモータであり、
   前記駆動制御部は、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後は、すべての相の駆動電流がゼロとなるように前記スイッチング素子を制御することを特徴とする、請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。

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