JP3525414B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置Info
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Description
ステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽
減する電動パワーステアリング装置に関する。
の駆動力を直接利用してドライバの操舵力をアシストす
る。電動パワーステアリング装置を搭載した車両は一般
に普及しており、この電動パワーステアリング装置によ
り、ステアリングの動きが軽快になり、ドライバは強い
力でステアリングを操作する必要がなくなる。
おいては、電動機駆動手段が設けられている。この電動
機駆動手段としては、4組の電界効果トランジスタから
構成されるブリッジ回路の入力端子間に電源、たとえば
バッテリが接続される一方、このブリッジ回路の出力端
子間に電動機が接続されたものが知られている。また、
バッテリと電動機駆動手段の間や、電動機駆動手段と電
動機との間には、電流を供給したり遮断したりするため
のリレー回路が設けられている。そして、電動パワース
テアリング装置を駆動する際には、リレー回路をオンし
て電動機に電流を供給する。また、電動パワーステアリ
ング装置を停止させる場合や電動パワーステアリング装
置が故障した場合などには、リレー回路をオフして電動
機に流れる電流を遮断するようにしていた。
ワーステアリング装置においては、パワーステアリング
装置を停止させる場合などのリレー回路をオフする際、
電動機が回転している状態だと、電動機の逆起電力によ
りリレー回路に電流が流れたままとなっている。この状
態でリレー回路をオフすると、リレーがスパークして焼
き付けを起こし、いわゆるオン故障となった状態となる
問題があった。
動パワーステアリング装置を停止させる用意をし、数秒
間のフェードアウト処理をしてからリレー回路をオフす
る瞬間に、たとえばタイヤの捻じれ分が解消されること
によりタイヤが動いてしまうと、電動機が回転してしま
う。このときに電動機の回転によって起電力が生じ、リ
レー回路に電流が流れて、オン故障の原因となる問題が
あった。
アリング装置を停止させてリレー回路をオフするとき
に、所定のフェードアウト処理後に電動機が回転してい
る場合であっても、リレー回路に電流が流れてリレー回
路がオン故障する事態を防止することにある。
明のうちの請求項1に係る発明は、4組の電界効果トラ
ンジスタから構成されるブリッジ回路の入力端子間に電
源が接続される一方、前記ブリッジ回路の出力端子間に
電動機が接続された電動機駆動手段と、前記電動機駆動
手段と前記電動機の間、および前記電動機駆動手段と前
記電源の間の少なくとも一方に設けられたリレー回路
と、前記4組の電界効果トランジスタおよび前記リレー
回路を制御する制御手段とを備える電動パワーステアリ
ング装置において、前記電動機の停止状態を検出する電
動機停止検出手段が設けられているとともに、前記制御
手段は、前記リレー回路をオフするにあたり、電動機の
出力を徐々に低下させるフェードアウト処理後一定時間
経過した後に、前記電動機停止検出手段が前記電動機の
停止状態を検出した後、前記リレー回路をオフする制御
を行うことで車輪の戻りによるリレー回路のオン故障を
防止したことを特徴とする電動パワーステアリング装置
である。
回転が停止したか否かを検出する電動機停止検出手段に
よって、所定のフェードアウト処理後一定時間経過した
後、電動機が停止している状態を検出する。そして、電
動機が停止している状態のときに、リレー回路をオフす
る制御を行っているので、電動機が回転して起電力を発
しているときにリレー回路を開かないようになってい
る。したがって、リレー回路をオフするときにリレー回
路に電流が流れることに起因するオン故障を防止するこ
とができる。
出手段は前記電動機の両端電圧を検出する電圧センサを
含み、前記制御手段は、前記電圧センサから出力される
電動機電圧が所定電圧値以下となったときに前記電動機
の停止状態を検出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である。
に電動機の両端電圧を検出し、この両端電圧によって電
動機が停止しているか否かを判断することができる。こ
のため、たとえば電動機の駆動を検出する複雑なセンサ
を設ける必要がなく、装置全体を簡素化することができ
る。
ると判断できる所定の電圧値に設定することができ、た
とえば完全に停止している0Vに設定してもよいし、電
動機がわずかに回転している程度の場合にはこれを許容
して、0.3V、あるいはそれ以外の電圧値に設定する
こともできる。
出手段は前記電動機に流れる電流を検出する電流センサ
を含み、前記制御手段は、前記4組の電界効果トランジ
スタのうちの高電位側または低電位側の2組の電界効果
トランジスタをオンしたときに電流センサから出力され
る電動機電流信号が所定電流値以下のときに電動機の停
止状態を検出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である。
電界効果トランジスタのうちの高電位側または低電位側
の2組の電界効果トランジスタをオンすることによっ
て、電動機を含んだ閉回路を形成することができる。こ
のため、通常電動パワーステアリング装置でフィードバ
ック制御に用いている電流センサによって電動機が停止
しているか否かを検出するので、電動パワーステアリン
グ装置全体をさらに簡素化することができる。
ると判断できる所定の電流値に設定することができ、た
とえば完全に停止している0Aに設定してもよいし、電
動機がわずかに回転している程度の場合にはこれを許容
して、0.3Aやそれ以外の電流値に設定することもで
きる。
出手段は、前記電動機の両端電圧を検出する電圧センサ
と、前記電動機に流れる電流を検出する電流センサとを
含み、前記制御手段は、前記4組の電界効果トランジス
タのうち、高電位側の2組の電界効果トランジスタのう
ちの低電圧側の電界効果トランジスタ、または低電位側
の2組の電界効果トランジスタのうちの高電圧側の電界
効果トランジスタをオンしたときに電流センサからの出
力される電動機電流信号が所定電流値以下のときに電動
機の停止状態を検出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である。
んだ閉回路を形成するにあたり、電動機のどちら側に高
電圧が掛かっているかが判れば、1つの電界効果コンデ
ンサをオンするのみで閉回路を形成することができる。
そこで、電動機のどちら側が高電圧であるかを検出して
いる。この電圧の検出結果に基づいて、4組の電界効果
トランジスタのうちの高電位側の低電圧側、または低電
位側の高電圧側の1組の電界効果トランジスタをオンす
る。こうして、1つの電界効果トランジスタをオンする
ことのみによって、電動機を含んだ閉回路を形成するこ
とができる。その分無駄な電力を消費することなく、電
動機の停止を検出することができる。
面を参照しながら、具体的に説明する。
置は、ドライバの手動操舵トルクをアシストするべく、
電動機の駆動力で補助操舵トルク(補助操舵力)を発生
させる。そのために、電動パワーステアリング装置は、
ドライバの手動操舵トルク(操舵力)を検出する操舵ト
ルクセンサおよび電動機を制御する制御信号(電動機制
御信号)を出力する制御手段を備える。
テアリング装置を、図面を参照して詳細に説明する。ま
ず、図1〜図3を参照して、電動パワーステアリング装
置1の全体構成について説明する。ここで、図1は電動
パワーステアリング装置の全体構成図、図2は電動パワ
ーステアリング装置の電気系統におけるブロック構成
図、図3は制御手段の電動機駆動手段における回路図で
ある。
グ装置1は、ドライバによるステアリングホイール3の
操舵時に、手動操舵力発生手段(ステアリング系)2に
よってマニュアルステアリングで前輪W,Wを転動させ
て車両の向きを変える。さらに、電動パワーステアリン
グ装置1は、制御手段12からの電動機制御信号VOに
基づいて電動機駆動手段13で電動機電圧を発生し、こ
の電動機電圧で電動機8を駆動して補助操舵トルク(補
助操舵力)を発生させ、手動操舵力発生手段2による手
動操舵力を軽減する。
イール3に一体に設けられたステアリング軸4に連結軸
5を介してステアリング・ギアボックス6内に設けたラ
ック&ピニオン機構7のピニオン7aが連結される。な
お、連結軸5は、その両端に自在継手5a,5bを備え
る。ラック&ピニオン機構7は、ピニオン7aに噛み合
うラック歯7bがラック軸9に形成され、ピニオン7a
とラック歯7bの噛み合いにより、ピニオン7aの回転
をラック軸9の横方向の往復運動とする。さらに、ラッ
ク軸9には、その両端にタイロッド10,10を介し
て、転動輪としての左右の前輪W,Wが連結される。
舵トルクを発生させるために、電動機8が、ラック軸9
と同軸上に配設される。そして、電動機8の回転がラッ
ク軸9と同軸に設けられたボールねじ機構11を介して
推力に変換され、この推力をラック軸9(ボールねじ軸
11a)に作用させる。
S、車速センサVS、電流センサである電動機電流検出
手段15、および電圧センサである電動機電圧検出手段
16の検出信号T,V,IMO,VMOが入力される。制御
手段12は、この検出信号T,V,IMO,VMOに基づい
て電動機8に流す電動機電流IMの大きさを決定し、電
動機駆動手段13に電動機制御信号VO(制御信号)を
出力する。制御手段12は、各種演算や処理等を行う演
算手段、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶手段な
どで構成される。これらの点の詳細については後述す
る。
ギアボックス6内に配設され、ドライバによる手動操舵
トルク(操舵力)の大きさと方向を検出する。そして、
操舵トルクセンサTSは、検出した手動操舵トルクに対
応した手動操舵トルク信号Tを制御手段12に送信す
る。
られ、変速機の出力軸の回転速度の大きさに対応した車
速を検出する。そして、車速センサVSは、検出した車
速に対応した車速信号Vを制御手段12に送信する。
力した電動機制御信号VOに基づく電動機電圧を電動機
8に供給し、電動機8を駆動する。電動機駆動手段13
は、図3に示すような4組の電界効果トランジスタ(以
下「パワーFET」という)13a1,13a2,13a
3,13a4から構成されるブリッジ回路13aおよびゲ
ート駆動回路13bを有する。パワーFET13a1,
13a2,13a3,13a4の各ゲートG1,G2,G
3,G4に制御手段12から電動機制御信号VOが入力
されると、電動機制御信号VOに基づいて電動機8に電
動機電圧が供給される。すると、電動機8には電動機電
流IMが流れ、電動機8は電動機電流IMに比例した補助
操舵トルクを発生し、ドライバのステアリング操作をア
シストする。また、ブリッジ回路13aにおける入力端
子間には後述する電源回路18を介してバッテリ17が
接続されているとともに、出力端子間には電動機8が接
続されている。
VPWMは、ブリッジ回路13aを構成するパワーFET
13a1のゲートG1またはパワーFET13a2のゲー
トG2に入力され、PWM信号VPWMが入力されたパワ
ーFET13a1またはパワーFET13a2はオンされ
る。PWM信号VPWMは、偏差信号ΔIMの大きさに応じ
てパワーFET13a1またはパワーFET13a2をP
WM駆動する信号として作用する。ゲートG1にPWM
信号VPWMが入力されると、パワーFET13a1におけ
るドレインD1からソースS1に通電可能となる。一
方、ゲートG2にPWM信号VPWMが入力されると、パ
ワーFET13a2におけるドレインD2からソースS
2に通電可能となる。なお、PWM信号VPWMがゲート
G1かゲートG2のどちらのゲートに入力されるかは、
偏差信号ΔIMのPID制御結果の極性によって決ま
る。
PWM信号VPWMが入力されないゲートにはオフ信号V
OFFが入力され、オフ信号VOFFが入力されたパワーFE
T13a1またはパワーFET13a2はオフされる。そ
して、ゲートG1にPWM信号VPWMが入力される場合
には、パワーFET13a4のゲートG4にオン信号V
ONが入力されてパワーFET13a4がオンされる。パ
ワーFET13a4がオンされると、パワーFET13
a4のドレインD4からソースS4に通電可能となる。
さらに、ゲートG2にPWM信号VPWMが入力される場
合には、パワーFET13a3のゲートG3にオン信号
VONが入力され、パワーFET13a3がオンされる。
パワーFET13a3がオンされると、パワーFET1
3a3のドレインD3からソースS3に通電可能とな
る。
手段13の間に介在され、常時はリレーがオンして(閉
じて)電動機駆動手段13からの電流を電動機8に供給
している。また、たとえば電源回路18によって車両を
停止させる際に、リレーをオフして(開いて)電動機駆
動手段13から電動機8に流れる電流を遮断する。
して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、
電動機8に実際に流れる電動機電流IMの大きさと方向
を検出する。そして、電動機電流検出手段15は、電動
機電流IMに対応した電動機電流信号IMOを制御手段1
2にフィードバック(負帰還)する。
して並列に取り付けられ、電動機8に掛かる電位差から
なる電動機電圧VM、換言すれば電動機8の両端電圧を
検出している。また、電動機電圧検出手段16は、電動
機電圧VMに対応した電動機電圧信号VMOを制御手段1
2に出力している。
流は、電源回路18を介して電動機駆動手段13に供給
される。電源回路18は、図2に示すように、ヒューズ
回路31,32、およびイグニッションスイッチ33を
備えている。バッテリ17から出力される電流は、ヒュ
ーズ回路31,32に供給される。ヒューズ回路31に
供給された電流はリレー回路19に供給される。また、
ヒューズ回路32に供給された電流はイグニッションス
イッチ33を介して制御装置12における後述する低電
圧回路25に供給される。
介在されるリレー回路19は、常時はリレーがオンして
電源回路18からの電流を電動機駆動手段13および制
御装置12における後述する定電圧回路25に供給して
いる。また、イグニッションスイッチ33を切って車両
を停止させる際には、制御装置12における所定のフェ
ードアウト処理の後、リレーをオフして電動機駆動手段
13および制御装置12における定電圧回路25への電
流の供給を遮断する。
を参照してさらに説明する。制御手段12は、目標電流
設定手段21、偏差演算手段22、駆動制御手段23、
電動機停止判断手段24、および定電圧回路25を含ん
で構成される。
ブルルックアップ機能を備え、操舵トルクセンサTSか
ら出力された操舵トルク信号Tおよび車速センサVSか
ら出力された車速信号Vを基にあらかじめ設定されてい
る操舵トルクT−車速V−目標電流IMテーブルから目
標電流信号IMSを読み出すものである。また、目標電流
設定手段21は、算出した目標電流信号IMSを偏差演算
手段22に出力する。
制御の減算機能を備え、目標電流設定手段21から出力
された目標電流信号IMSと電動機電流検出手段15から
出力された電動機電流信号IMOが入力される。この目標
電流信号IMSから電動機電流信号IMOを減算し、偏差信
号ΔIM(=IMS−IMO)を算出する。そして、算出し
た偏差信号ΔIMを駆動制御手段23に出力する。
ラ、PWM信号発生手段および論理回路などを備え、偏
差演算手段22からの偏差信号ΔIMが入力され、電動
機制御信号VOを電動機駆動手段13に出力する。駆動
制御手段23は、まず偏差信号ΔIMにP(比例)、I
(積分)およびD(微分)制御を行い、さらにその制御
結果の大きさ、および極性に対応した図3に示すPWM
信号VPWM、オン信号VO N、オフ信号VOFFを生成し、電
動機制御信号VOとして電動機駆動手段13に出力す
る。そして、電動機駆動手段13が出力する電動機電圧
VMが電動機8に供給され、電動機8が駆動する。
グニッションスイッチ33がオンされたときに初期設定
が行われ、この初期設定時にリレー回路14,19をオ
ンする。こうして、バッテリ17からの電流が電源回路
18および電動機駆動手段13を介して電動機8に供給
可能な状態とする。また、イグニッションスイッチ33
を切ったときに、リレー回路14,19にリレー回路オ
フ信号ROFFを出力してリレー回路14,19をオフす
る。このとき、駆動制御手段23では、電動機停止判断
手段24からの電動機停止信号MSが入力されてから、
リレー回路オフ信号ROFFを出力するように制御してい
る。
検出手段15から出力された電動機電流信号IMOおよび
電動機電圧検出手段16から出力された電動機電圧信号
VMOが入力される。また、電動機停止判断手段24は、
電動機8が停止したと判断するための電流値および電圧
値が記憶されている。そして、入力された電動機電流信
号IMOが電動機が停止したと判断する電流値以下となっ
ているか否か、あるいは電動機電圧信号VMOが電動機8
が停止したと判断する電圧値以下となっているか否かを
判断する。その結果、電動機8が停止したと判断する電
流値または電圧値以下となったときに、電動機駆動手段
13に対して電動機停止信号MSを出力する。なお、電
動機停止判断手段24が電動機電流検出手段15および
電動機電圧検出手段16のうちの少なくとも一方ととも
に、本発明の電動機停止検出手段を構成する。
電流が電源回路18におけるイグニッションスイッチ3
3を介して供給される。さらに、バッテリ17からの電
流がリレー回路19を介しても供給される。定電圧回路
25に供給された電流は、定電圧回路25で所定の電圧
となるように調整されて、制御手段12の各手段に供給
される。
グ装置の動作・作用について説明する。車両の走行中な
ど、電動パワーステアリング装置1が作動しているとき
にドライバが、図1に示すステアリングホイール3を切
り返し始めると、図2に示す制御手段12においては、
操舵トルクセンサTSからの手動操舵トルク信号T、お
よび車速センサVSからの車速信号Vが目標電流設定手
段21に読み込まれる。
機8の電動機電流IMを検出する。電動機電流検出手段
15は、検出した電動機電流IMから電動機電流信号I
MOを生成し、この電動機電流信号IMOを偏差演算手段2
2に出力する。
ンサTSから出力された操舵トルク信号Tおよび車速セ
ンサVSから出力された車速信号Vに基づいて目標電流
信号IMSを算出する。それから、この目標電流信号IMS
を偏差演算手段22に出力する。
21より出力された目標電流信号I MSから、電動機電流
検出手段15より出力された電動機電流信号IMOを減算
して、偏差信号ΔIMを算出する。それから、この偏差
信号ΔIMを駆動制御手段23に出力する。駆動制御手
段23においては、出力された偏差信号ΔIMに基づい
て、電動機制御信号VOを電動機駆動手段13に出力す
る。
圧を電動機8に出力する。これにより、電動機8は、通
常どおりに補助操舵トルクを発生して、ドライバのステ
アリング操作をアシストする。
テアリング装置1の作動を停止させる際には、イグニッ
ションスイッチ33を切り、イグニッションスイッチ3
3を介してバッテリ17から定電圧回路25に供給され
る電流を遮断し、定電圧回路25にはリレー回路19か
らの電流のみが供給されるようにする。続いて、所定の
フェードアウト処理を行なった後に、駆動制御手段23
からリレー回路14,19にリレー回路オフ信号ROFF
を出力することによってリレー回路14,19をオフす
る。ここで、リレー回路14,19をオフするにあた
り、リレー回路14,19のオン故障を防止するため
に、電動機8が停止しているか否かを判断する。電動機
8が停止しているか否かの判断は、電動機停止判断手段
24において電動機電流検出手段15から出力される電
動機電流信号IMOまたは電動機電圧検出手段16から出
力される電動機電圧信号VMOに基づいて行われる。この
電動機8が停止しているか否かの判断については、後に
複数の例を挙げて説明する。
は、電動機8が回生して起電力を生じている。いま、電
動機8の起電力がバッテリ17の電圧よりも低いときに
は電動機8からの電流が流れることはないが、電動機8
の起電力がバッテリ17の電圧を超えたときに、電動機
8からの電流が流れてしまう。この起電力が、たとえば
図3に示すVM1<VM2となって生じている場合に
は、パワーFET13a 2の寄生ダイオードの作用によ
り、ソースS2からドレインD2に電流が流れる。ま
た、パワーFET13a3の寄生ダイオードの作用によ
り、ソースS3からドレインD3に向けて電流が流れ
る。したがって、パワーFET13a3に接続されるグ
ランドGNDから、パワーFET13a3、電動機8、
パワーFET13a2、バッテリ17などを介してグラ
ンドGNDに至るまでの間に閉回路が形成され、リレー
回路14,19にも電流が流れていることになる。
M2となって生じている場合には、パワーFET13a
1の寄生ダイオードの作用により、ソースS1からドレ
インD1に電流が流れる。また、パワーFET13a4
の寄生ダイオードの作用により、ソースS4からドレイ
ンD4に電流が流れる。したがって、パワーFET13
a4に接続されるグランドGNDから、パワーFET1
3a4、電動機8、パワーFET13a1、バッテリ17
などを介してグランドGNDに至るまでの間に閉回路が
形成され、リレー回路14,19にも電流が流れている
ことになる。
だ閉回路が形成され、リレー回路14,19に電流が流
れる状態でリレー回路14,19をオフしてしまうと、
リレー回路14,19におけるリレーが焼き付けを起こ
して、オン故障する原因となる。
て、電動機8がいまだ停止していないと判断された場合
には、電動機停止判断手段24から駆動制御手段23に
対して電動機停止信号MSは出力されない。この状態で
は駆動制御手段23からリレー回路14,19に対して
リレー回路オフ信号ROFFは出力されない。このため、
リレー回路14,19はオフされず、オン状態となった
ままとなっている。
電動機が停止していると判断された場合には、電動機停
止判断手段24から駆動制御手段23に対して電動機停
止信号MSが出力される。駆動制御手段23において
は、電動機停止信号MSを受けて、リレー回路14,1
9に対してリレー回路オフ信号ROFFを出力して、リレ
ー回路14,19をオフする。ここで、リレー回路1
4,19をオフする瞬間には、電動機8は停止している
ので、電動機8からの起電力は生じておらず、リレー回
路14,19に電流が流れていることはない。したがっ
て、リレー回路14,19のオン故障の発生を防止する
ことができる。
電動機8が停止したか否かの判断を行う手順について図
2および図3を参照して説明する。まず、第1の形態と
して、電動機電圧検出手段16によって検出された電動
機電圧VMに基づいて電動機8の停止を検出する手順に
ついて説明する。イグニッションスイッチ33を切って
電動パワーステアリング装置1を停止する際、電動機電
圧検出手段16においては、電動機8の電動機電圧VM
を検出し、検出された電動機8の電動機電圧VMに対応
した電動機電圧信号VMOを制御手段12における電動機
停止判断手段24に出力する。電動機停止判断手段24
においては、電動機電圧信号VMOが電動機8が停止して
いると判断される所定電圧値以下となっているか否かを
判断する。この所定電圧値は電動機8が停止していると
判断できる範囲で適宜決定することができ、たとえば0
Vとして設定してもよいし、その他の微小な電圧値に設
定することもできる。たとえば、微小な電流が流れてい
たとしても、リレー回路14,19がオン故障を起こす
ことがない程度の範囲における電圧値であれば、電動機
8が停止していると判断する所定電圧値として設定する
ことができる。
電圧信号VMOが所定電圧値を超えると判断した場合に
は、電動機8がいまだ回転していると判断して、電動機
停止信号MSを出力しない。そのまま電動機電圧検出手
段16によって電動機電圧VMの検出を継続すると、や
がて電動機電圧信号VMOが所定値以下となる。そうし
て、電動機電圧信号VMOが所定電圧値以下であると判断
すれば、電動機8が停止していると判断して電動機停止
判断手段24が駆動制御手段23に対して電動機停止信
号MSを出力する。駆動制御手段23においては、電動
機停止信号MSを受けて、リレー回路14,19に対し
てリレー回路オフ信号ROFFを出力して、リレー回路1
4,19をオフする。
停止させる際の電動機電圧の経時変化およびリレー回路
14,19のオフタイミングについて説明する。図4に
示すように、電動パワーステアリング装置1が駆動して
いる間は、リレー回路14,19がオンしている。その
後、電動パワーステアリング装置1を停止させるにあた
り、イグニッションスイッチ33をオフしてから、一定
時間のフェードアウト制御を行い、電位VM1を徐々に
低下させる。なお、電位VM2はグランドされており0
Vであるので、実質的には電位VM1の値が電動機電圧
V Mを意味することになる。ここで、実際には、電動機
8が回転している間は、電動機8から起電力が生じてい
るので、電動機電圧検出手段16で検出される電動機電
圧VMは、破線で示す電位VM1′となる。図4から判
るように、電動機電圧VM(=電位VM1′)は、フェ
ードアウト制御を行っている間は電位VM1に倣って下
降しているが、フェードアウト制御が終わった時点で急
激に上昇している。これは、車両における前輪W,Wの
捻じれ分が地面からの反力を受けて戻り、この車輪W,
Wの戻りによって生じた電動機8の回転に起因して生じ
る起電力によるものである。このときの電動機8の起電
力による電圧が、バッテリ17の電圧以下となっている
ときには、電動機8からの電流は流れない。そのため、
電動機8には、急激に電力が滞留される。その後、電動
機8の起電力による電圧がバッテリ17の電圧を超えた
瞬間に電動機8からの電流が閉回路に流れる。このた
め、電位VM1′は急激に下降することになる。
な電圧の増加が検出された場合には、電動機停止判断手
段24では、電動機8が停止したと判断せず、リレー回
路14,19をオンしたままとする。このタイミング
で、破線で示すようにリレー回路14,19をオフする
と、リレー回路14,19がオン故障する心配がある。
したがって、その後、電動機8の回転が止まり、電動機
電圧検出手段16によって電動機電圧VM=0(V)を
検出した後、電動機停止判断手段24で電動機8が停止
したことを判断する。そして、駆動制御手段23に電動
機停止信号MSを出力して、駆動制御手段23からリレ
ー回路オフ信号ROFFを出力して、リレー回路14,1
9をオフする。こうして、リレー回路14,19にオン
故障を生じさせることなく電動パワーステアリング装置
1の駆動が終了する。
出手段15によって検出された電動機電流IMに基づい
て電動機8の停止を検出する手順について図2および図
3を参照して説明する。電動機電流検出手段15におい
ては、電動機8の電動機電流IMを検出している。その
後、イグニッションスイッチ33を切って電動パワース
テアリング装置1を停止する際には、駆動制御手段23
から、電動機駆動手段13における低電位側の2組のパ
ワーFET13a3,13a4にオン信号が出力され、パ
ワーFET13a3,13a4がオンされる。電動機駆動
手段13における低電位側の2組のパワーFET13a
3,13a4がオンすることにより、パワーFET13a
3、パワーFET13a4、電動機8、およびリレー回路
14間に閉回路が形成される。したがって、電動機8が
回転していると、起電力を生じることによってこの閉回
路に電流が流れる。ここで、電動機電流検出手段15に
よって、電動機8の電動機電流IMを検出し、検出した
電動機電流IMに対応した電動機電流信号I MOを制御手
段12における電動機停止判断手段24に出力する。電
動機停止判断手段24においては、電動機8が停止して
いると判断される所定電流値以下に電動機電流信号IMO
がなっているか否かを判断する。この所定電流値は電動
機8が停止していると判断できる範囲で適宜決定するこ
とができ、たとえば0Aとして設定してもよいし、その
他の微小な電流値に設定することもできる。たとえば、
微小な電流が流れていたとしても、リレー回路14,1
9がオン故障を起こすことがない程度の範囲における電
流値であれば、電動機8が停止していると判断する所定
電流値として設定することができる。
ときに、電動機停止判断手段24において、電動機電流
信号IMOが所定電流値を超えると判断した場合には、電
動機8が回転していると判断して、電動機停止信号MS
を出力しない。そのまま電動機電流検出手段15によっ
て電動機電流IMの検出を継続すると、やがて電動機電
流信号IMOが所定電流値以下となる。その後、電動機電
流信号IMOが所定電流値以下であると判断すれば、電動
機8が停止していると判断して電動機停止判断手段24
が駆動制御手段23に対して電動機停止信号MSを出力
する。駆動制御手段23においては、電動機停止信号M
Sを受けて、リレー回路14,19に対してリレー回路
オフ信号ROFFを出力して、リレー回路14,19をオ
フする。
停止させる際の電動機電流の経時変化およびリレー回路
14,19のオフタイミングについて図2および図3を
参照して説明する。図5に示すように、電動パワーステ
アリング装置1が駆動している間は、リレー回路14,
19がオンしている。その後、電動パワーステアリング
装置1を停止させるにあたり、イグニッションスイッチ
33をオフすると、一定時間のフェードアウト制御を行
い、徐々に電動機電流制御値IM′を低下させる。ここ
で、実際には電動機8が回転しているときに電動機8か
ら起電力が生じるので、電動機電流検出手段15で検出
される電動機電流IMは、破線で示すように、電動機電
流制御値IM′とは異なっている。具体的に電動機電流
IMは、フェードアウト制御の終了後、いったん0Aと
なっているが、その後、パワーFET13a3,13a4
をオンすることによって、再び上昇している。この電動
機電流の変化は、たとえば前輪W,Wが地面の反力によ
って戻り、この車輪W,Wの戻りによって生じた電動機
8の回転に起因する。そして、パワーFET13a3,
13a4がオンされて閉回路が形成されることによって
電動機電流IMが上昇したものである。
な電流の増加が検出された場合には、電動機停止判断手
段24では、電動機8が停止したと判断せず、リレー回
路14,19をオンしたままとする。このタイミング
で、破線で示すようにリレー回路14,19をオフする
と、リレー回路14,19がオン故障する心配がある。
したがって、電動機8の回転が止まり、電動機電流検出
手段15によって電動機電流IM=0(A)を検出した
後、電動機停止判断手段24で電動機8が停止したこと
を判断する。そして、駆動制御手段23に電動機停止信
号MSを出力して、駆動制御手段23から電動機駆動手
段13に対してオフ信号VOFFを出力し、パワーFET
13a3,13a4をオフする。続いて、電動機停止判断
手段24からリレー回路オフ信号ROFFを出力して、リ
レー回路14,19をオフする。こうして、リレー回路
14,19のオン故障を生じさせることなく電動パワー
ステアリング装置1の駆動が終了する。
のパワーFET13a3,13a4をオンして電流を流し
ているが、高電位側の2組のパワーFET13a1,1
3a2をオンして電流を流す態様としてもよい。
出手段16によって検出された電動機電圧VMにおよび
電動機電流検出手段15によって検出された電動機電流
IMに基づいて電動機8の停止を検出する手順について
説明する。イグニッションスイッチ33を切って電動パ
ワーステアリング装置1を停止する際、電動機電圧検出
手段16においては、電動機8の電動機電圧VMを検出
し、検出された電動機8の電動機電圧VMに対応した電
動機電圧信号VMOを制御手段12における電動機停止判
断手段24に出力する。電動機停止判断手段24におい
ては、電動機電圧信号VMOが0Vでないときに、電動機
8のどちら側の電圧が高いかを検出する。
きには、駆動制御手段23から電動機駆動手段13にお
ける低電位側の2組のパワーFET13a3,13a4の
うちの高電圧側のパワーFET13a4にオン信号が出
力され、パワーFET13a4がオンされる。電動機駆
動手段13における低電位側の2組のパワーFET13
a3,13a4のうちの高電圧側のパワーFET13a4
がオンすることにより、パワーFET13a3、パワー
FET13a4、電動機8、およびリレー回路14間に
閉回路が形成される。したがって、電動機8が起電力を
生じることによってこの閉回路に電流が流れる。そし
て、電動機電流検出手段15によって、電動機8の電動
機電流IMを検出し、検出した電動機電流信号IMに対応
した電動機電流信号IMOを制御手段12における電動機
停止判断手段24に出力する。以後は、前記第2の形態
と同様の手順によって電動機8が停止したことを判断す
ることができる。
側の2組のパワーFET13a1,13a2のうちの低電
圧側のパワーFET13a1をオンしてもよい。また、
VM1>VM2の場合には、低電位側の2組のパワーF
ET13a3,13a4のうちの高電圧側のパワーFET
13a3、または高電位側の2組のパワーFET13
a1,13a2のうちの低電圧側のパワーFET13a2
をオンすればよい。
明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものでは
ない。たとえば、電動機が停止したことを検出するにあ
たり、電動機電流や電動機電圧を用いることなく、電動
機の回転を検出する回転数センサを設け、この回転数セ
ンサが所定値以下となったときに電動機が停止したと判
断する態様などとすることができる。
は電動機駆動手段と電動機の間、および電動機駆動手段
と電源電圧を介したバッテリとの間に介在させたが、こ
れらのうちの一方のみに介在させる態様とすることもで
きる。
に係る発明によれば、電動機が停止している状態のとき
に、リレー回路をオフする制御を行っているので、電動
機がフェードアウト処理後に回転して起電力を発してい
るときにリレー回路を開かないようになっている。した
がって、リレー回路をオフするときにリレー回路に電流
が流れることに起因するオン故障を防止することができ
る。請求項2に係る発明によれば、たとえば電動機の駆
動を検出する複雑なセンサを設ける必要がなく、装置全
体を簡素化することができる。請求項3に係る発明によ
れば、通常電動パワーステアリング装置でフィードバッ
ク制御を用いている電流センサによって電動機が停止し
ているか否かを検出するので、電動パワーステアリング
装置全体をさらに簡素化することができる。請求項4に
係る発明によれば、電動機電流によって電動機の停止を
検出するために、電動機を含んだ閉回路を形成するにあ
たり、1つの電界効果トランジスタをオンするのみによ
って、電動機を含んだ閉回路を形成することができる。
その分無駄な電力を消費することなく、電動機の停止を
検出することができる。
の全体構成図である。
を示すブロック構成図である。
機電圧の変化とリレー回路のオフタイミングの関係を示
すグラフである。
機電流の変化、パワーFETのオンタイミング、および
リレー回路のオフタイミングの関係を示すグラフであ
る。
スタ) 14,19 リレー回路 15 電動機電流検出手段(電流センサ) 16 電動機電圧検出手段(電圧センサ) 23 駆動制御手段 24 電動機停止判断手段 IM 電動機電流 IMO 電動機電流信号 VM 電動機電圧 VMO 電動機電圧信号 MS 電動機停止信号
Claims (4)
- 【請求項1】 4組の電界効果トランジスタから構成さ
れるブリッジ回路の入力端子間に電源が接続される一
方、前記ブリッジ回路の出力端子間に電動機が接続され
た電動機駆動手段と、前記電動機駆動手段と前記電動機
の間、および前記電動機駆動手段と前記電源の間の少な
くとも一方に設けられたリレー回路と、前記4組の電界
効果トランジスタおよび前記リレー回路を制御する制御
手段とを備える電動パワーステアリング装置において、 前記電動機の停止状態を検出する電動機停止検出手段が
設けられているとともに、前記制御手段は、前記リレー
回路をオフするにあたり、電動機の出力を徐々に低下さ
せるフェードアウト処理後一定時間経過した後に、前記
電動機停止検出手段が前記電動機の停止状態を検出した
後、前記リレー回路をオフする制御を行うことで車輪の
戻りによるリレー回路のオン故障を防止したことを特徴
とする電動パワーステアリング装置。 - 【請求項2】 前記電動機停止検出手段は前記電動機の
両端電圧を検出する電圧センサを含み、 前記制御手段は、前記電圧センサから出力される電動機
電圧が所定電圧値以下となったときに前記電動機の停止
状態を検出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。 - 【請求項3】 前記電動機停止検出手段は前記電動機に
流れる電流を検出する電流センサを含み、 前記制御手段は、前記4組の電界効果トランジスタのう
ちの高電位側または低電位側の2組の電界効果トランジ
スタをオンしたときに電流センサから出力される電動機
電流信号が所定電流値以下のときに電動機の停止状態を
検出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。 - 【請求項4】 前記電動機停止検出手段は、前記電動機
の両端電圧を検出する電圧センサと、前記電動機に流れ
る電流を検出する電流センサとを含み、 前記制御手段は、前記4組の電界効果トランジスタのう
ち、高電位側の2組の電界効果トランジスタのうちの低
電圧側の電界効果トランジスタ、または低電位側の2組
の電界効果トランジスタのうちの高電圧側の電界効果ト
ランジスタをオンしたときに電流センサからの出力され
る電動機電流信号が所定電流値以下のときに電動機の停
止状態を検出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。
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