JP4475403B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、電動パワーステアリング制御装置に関するものであり、特に、故障発生時の電源遮断に係るものである。
図２に従来の電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示す。このような電動パワーステアリング制御装置において、モータＭは、図示しないステアリング系にアシストトルクを付与するものである。マイクロコントローラ（以下、ＭＣＵという）１は、電動パワーステアリングを制御するために、図示しないトルクセンサ、車速センサ等の出力に基づき演算したモータ電流目標値と、シャント抵抗２によって検出したモータ電流検出値とから目標印加電圧を求め、この目標印加電圧に応じた制御信号をゲートドライバ３に出力する。ゲートドライバ３は、制御信号に基づいた駆動信号によってブリッジ回路４を構成する各スイッチング素子をオン・オフ駆動して、モータＭの印加電圧を制御することにより、モータの回転方向および出力トルクを制御する。
このような従来の電動パワーステアリング制御装置において、ＭＣＵ１は、電動パワーステアリング制御装置に何らかの故障が生じていることを判定した場合、ブリッジ回路４とバッテリ５の間に備えられた電源リレ６ーあるいはブリッジ回路４とモータＭの間に備えられたモータリレー７を遮断することによってモータの駆動を停止する。（特許文献１参照）なお、故障検出方法は一般的に知られているため、ここでは説明を省略する。
特公平７−９６３８７号公報
上述したような制御装置においては、ブリッジ回路４とバッテリ５の間に備えられた電源リレー６あるいはブリッジ回路４とモータＭの間にリレーを挿入する必要がある。このリレーは、正常時には電動機電流を流す必要があり、電動パワーステアリング装置では数十Ａの電流が流れるため、電流容量の大きい大型のリレーを用いる必要があり、制御装置の小型化の障害となっていた。
また、比較的大型のリレーは基板等に設置した場合に、その重心が設置面から遠く（高く）なり、電動パワーステアリング装置が搭載された車両の種々の振動（エンジン振動や走行振動）に対して弱く、リレーの接続箇所が断線するおそれがあり、また、リレーはその接点が溶着するおそれがあり、制御装置の信頼性向上の面でも障害となっていた。
この発明は上記のような問題を解決するものであり、制御装置の大型化や信頼性低下を招くことなく、リレーを用いた場合と同等の冗長系を構築した電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的とする。
この発明にかかる電動パワーステアリング制御装置は、出力トルクをステアリング系に付与するモータと、このモータに通流すべき電流を演算するマイクロコントローラと、マイクロコントローラの演算結果に基づきブリッジ回路をなす複数のスイッチング素子を駆動するゲートドライバと、このゲートドライバの電源を遮断するためのスイッチング手段を備えるものである。
この発明にかかる電動パワーステアリング制御装置によれば、制御装置の大型化や信頼性低下を招くことなく、リレーを用いた場合と同等の冗長系を構築した電動パワーステアリング制御装置を提供することができる。
実施の形態１．
図１は、この発明にかかる電動パワーステアリング制御装置の構成を示す回路図である。図１において、モータＭは、図示しないステアリング系にアシストトルクを付与するものである。ＭＣＵ１は、電動パワーステアリングを制御するために、図示しないトルクセンサ、車速センサ等の出力に基づき演算したモータ電流目標値と、シャント抵抗２によって検出したモータ電流検出値とから目標印加電圧を求め、この目標印加電圧に応じた制御信号をゲートドライバ３に出力する。ゲートドライバ３は、制御信号に基づいた駆動信号によってブリッジ回路４を構成する各スイッチング素子をオン・オフ駆動して、モータＭの印加電圧を制御することにより、モータの回転方向および出力トルクを制御する。
この発明にかかる電動パワーステアリング制御装置は、さらに、ゲートドライバ３とバッテリ５との間に、ゲートドライバ３の電源を遮断するためのスイッチング手段としてリレー８を備えている。
ＭＣＵ１が電動パワーステアリング制御装置に何らかの故障が生じていることを判定した場合、ＭＣＵ１からの信号によってこのリレー８がオフされ、ゲートドライバ３の電源が遮断される。これにより、ゲートドライバ３からブリッジ回路４への駆動信号が停止され、モータＭを停止するというフェールセーフ処理が行われる。
ここで、ゲートドライバ３を動作させるために必要な電流は１００ｍＡ程度であり、モータＭを駆動するために必要な電流（数十Ａ）に対して、非常に小さい。従って、従来の電動パワーステアリング制御装置が備えていた電源リレーあるいはモータリレーに比べて、その電流容量の小さい小型のリレーが使用でき、従来と同等の冗長系を構築しながらも装置の小型化を実現できる。
上述の実施の形態１では、ゲートドライバ３の電源を遮断するスイッチング手段としてリレー８を用いたが、リレー８に代えて半導体スイッチング素子（例えば電界効果トランジスタ）を用いても良い。このように半導体スイッチング素子を用いることによって、回路基板上に設置した場合の素子の重心が設置面に近く（低く）なり、耐振性が向上し、また、接点の溶着のおそれがなくなり装置の信頼性が向上する。
上述の実施の形態１では、モータＭとして直流モータを用い、ブリッジ回路としてはいわゆるＨブリッジを用いたが、三相同期機、三相誘導機、直流ブラシレスモータ等の多相モータを用い、ブリッジ回路も３相ブリッジ回路を用いても同様の効果を奏することはいうまでも無い。
この発明の実施の形態１にかかる電動パワーステアリング制御装置の構成を示す回路図である。 従来の電動パワーステアリング制御装置の構成を示す回路図である。
符号の説明
１：マイクロコントローラ（ＭＣＵ）、２：シャント抵抗、３：ゲートドライバ、４：ブリッジ回路、５：バッテリ、８：スイッチング手段（リレー）

Claims (2)

  1. 出力トルクをステアリング系に付与するモータと、このモータを駆動するモータ駆動回路と、上記モータに通流すべき電流を演算するマイクロコントローラと、マイクロコントローラの演算結果に基づき上記モータ駆動回路を駆動するゲートドライバと、このゲートドライバの電源を遮断するためのスイッチング手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
  2. スイッチング手段は、半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
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