JPH11240454A - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イグニッションキ−がオンとされたとき、ノ
イズ除去用の大容量コンデンサへの充電電流によるリレ
−接点の溶着などの障害を防止できる電動パワ−ステア
リング装置の制御装置を提供する。 【解決手段】 フエ−ルリレ−１８のノ−マルオ−プン
接点１８ａの負荷側には、大容量の電解コンデンサＣ1
とモ−タ駆動回路２１が接続されるほか、ノ−マルオ−
プン接点１８ａに並列にコンデンサＣ1 へ予備充電する
抵抗Ｒ7 とスイッチング要素ＳＷＰが直列接続されたプ
リチャ−ジ回路２５が接続される。イグニッションキ−
のオンが検出されたときは接点１８ａの負荷側電圧によ
り接点１８ａの溶着／非溶着を判断、非溶着を確認後、
プリチャ−ジ回路２５のＳＷＰをオンとしてコンデンサ
Ｃ1 へ予備充電を開始、充電終了のとき接点１８ａを閉
じてモ−タ駆動回路２１へ給電を開始し、ＳＷＰをオフ
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動パワ−ステ
アリング装置に関し、特にその制御回路の構成に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクを検出し、その検出信号に基づいて
操舵補助力を発生するモ−タを駆動し、操舵軸に取り付
けられた減速機構を介して舵取機構を駆動するように構
成されたものがある。

【０００３】図３は、従来の電動パワ−ステアリング装
置の制御回路の一例であり、制御回路はＣＰＵ１１によ
り構成され、トルクセンサ１４で検出された操舵トル
ク、操舵回転センサ１６で検出された操舵回転数、その
他の信号に基づいて操舵補助力指令値を決定し、決定さ
れた操舵補助力指令値に基づいてモ−タ駆動回路２１を
制御してモ−タを駆動するように構成されている。

【０００４】モ−タ駆動回路２１はフエ−ルリレ−１８
のノ−マルオ−プン接点１８ａを介してバッテリ１３に
接続されており、イグニッションキ−１２のオンが検出
されると、リレ−接点１８ａが閉じて給電されるように
構成されている。フエ−ルリレ−を介在させるのは、モ
−タ駆動回路に流れる大電流からイグニッションキ−の
接点を保護するためや、その他の保安制御のためであ
る。フエ−ルリレ−１８はＣＰＵ１１から出力される信
号によりオン／オフ制御されるトランジスタＴＲに直列
に接続され、ＣＰＵ１１により制御される。

【０００５】なお、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、及びダイオ−ドＤ
1 、Ｄ2 から構成される回路はイグニッションキ−１２
のオンを検出する回路、抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、及びダイオ−
ドＤ3 、Ｄ4 から構成される回路はノ−マルオ−プン接
点１８ａのオン／オフ状態の検出、及びモ−タ駆動回路
２１へ供給される電圧を検出する回路である。

【０００６】また、２３はステアリング系に操舵補助力
を供給するモ−タ、２４はモ−タ電流を検出するモ−タ
電流検出回路、１４は操舵トルクを検出するトルクセン
サ、１６は操舵回転数検出器、１９はＣＰＵ１１やその
他の制御系に定電圧Ｖccを供給する定電圧回路である。

【０００７】この種の電動パワ−ステアリング装置で
は、モ−タ駆動回路には半導体素子ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4
をＨブリツジ接続したモ−タ駆動回路２１が使用され、
ＣＰＵから操舵補助力指令値に基づいて出力されるゲ−
ト駆動指令信号に基づいてゲ−ト駆動回路２２が駆動さ
れ、ゲ−ト駆動指令信号に対応した所定時間幅のパルス
幅変調信号（ＰＷＭ信号）によりモ−タ駆動回路の半導
体素子を間欠的にオン／オフ制御してモ−タ２３を駆動
し、検出された操舵トルクに対応した操舵補助力を発生
するように構成されている。

【０００８】このように、半導体素子を間欠的にオン／
オフ制御してモ−タを駆動するためモ−タ駆動回路が作
動しているときはノイズが発生する。そこで、ノイズを
除去するために、大容量のコンデンサＣ1 をモ−タ駆動
回路２１に並列に挿入したノイズ除去回路が組み込まれ
ているものが一般的である（実用新案登録第２５０６２
６９号公報、実開平６−２７４３３号公報など参照）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】モ−タ駆動回路に組み
込まれるコンデンサは、ノイズ除去の効果を高めるため
に極めて大容量のものが使用されるのが一般的である。
しかしながら、大容量のコンデンサを使用する場合に
は、イグニッションキ−をオンとしてリレ−接点を閉じ
てモ−タ駆動回路を作動状態に設定すると、その瞬間に
モ−タ駆動回路に並列に挿入されたコンデンサに大電流
の充電電流が流れるため、リレ−接点が溶着するという
故障が発生する可能性があつた。

【００１０】リレ−接点が閉じる瞬間に生じる突入電流
によるリレ−接点の溶着を防ぐためには、ノ−マルオ−
プンの接点の両端に抵抗を接続し、接点が開いている場
合も常時コンデンサへ小電流を流して予備充電を行う方
法があるが、この方法では負荷側の接点にも常時バッテ
リ電圧が印加されることになるから、イグニッションキ
−をオンとして制御回路を起動する際に、リレ−接点の
溶着障害を検出することができないという不都合があつ
た。

【００１１】この発明は、上記課題を解決し、イグニッ
ションキ−をオンとした後にコンデンサへ予備充電を行
うと共に、リレ−接点の溶着を検出することができる電
動パワ−ステアリング装置の制御装置を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項１の発明は、電動モ−タと、前記
電動モ−タの駆動を制御する制御手段と、前記電動モ−
タを駆動するモ−タ駆動回路とを備え、検出された操舵
トルクに基づいて前記電動モ−タを駆動制御してステア
リング系に補助トルクを付与する電動パワ−ステアリン
グ装置の制御装置において、イグニッションキ−のオン
／オフ状態を検出するオン／オフ検出回路と、前記モ−
タ駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、バッテリ
から前記モ−タ駆動回路へ給電する給電回路上に配置さ
れたノ−マルオ−プン接点を備えたリレ−と、前記リレ
−を駆動するリレ−駆動回路と、前記リレ−のノ−マル
オ−プン接点の両端に並列接続された予備充電回路を備
え、前記制御手段は、イグニッションキ−のオン状態が
検出されたとき、前記リレ−接点が溶着していないこと
を確認した後に予備充電回路による前記コンデンサへの
予備充電を開始し、予備充電の終了を待つて前記リレ−
駆動回路を作動させてノ−マルオ−プン接点を閉じるよ
うに制御することを特徴とする。

【００１３】そして、制御手段による前記リレ−接点の
溶着／非溶着状態の確認は、イグニッションキ−のオン
状態が検出されたときの前記リレ−接点の負荷側の端子
電圧に基づいて確認することを特徴とする。

【００１４】また前記予備充電回路は直列接続された充
電電流設定用の抵抗素子と開閉手段から構成され、開閉
手段は前記制御手段により制御されることを特徴とす
る。

【００１５】さらに、前記制御手段は、前記リレ−接点
の溶着状態が確認されたときは、制御手段による制御動
作を停止するように制御するとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。図１は制御装置の回路構成を示すブロツク図
で、図３に示した従来の制御回路と同一要素には同一符
号を付し、従来の回路との対応関係を容易に理解できる
ようにした。図１において、１１はＣＰＵ、１２はイグ
ニッションキ−、１３はバッテリ、１８はノ−マルオ−
プン接点１８ａを備えたフエ−ルリレ−、１９は制御系
に定電圧を供給する定電圧回路、２１は電界効果トラン
ジスタＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 をＨブリツジ接続して構成し
たモ−タ駆動回路、２２はＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 のゲ−ト
を駆動するゲ−ト駆動回路、２３はステアリング系に操
舵補助力を供給するモ−タ、２４はモ−タ電流を検出す
るモ−タ電流検出回路である。

【００１７】定電圧回路１９はＣＰＵ１１やその他の制
御系に定電圧Ｖccを供給するもので、イグニッションキ
−１２を経てバッテリ１３に接続される。

【００１８】ＣＰＵ１１には定電圧回路１９から定電圧
Ｖccが供給され、その入力ポ−トには操舵トルクを検出
するトルクセンサ１４の出力及び操舵回転数検出器１６
の出力が、夫々Ａ／Ｄ変換器１５及び１７を経て入力さ
れる。

【００１９】ＣＰＵ１１の入力ポ−トに接続されている
抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、及びダイオ−ドＤ1 、Ｄ2 から構成さ
れる回路は、イグニッションキ−１２のオン／オフ状態
を検出するキ−オン検出回路で、イグニッションキ−１
２がオンになると、バッテリ１３の電圧が直列に接続さ
れた抵抗Ｒ1 、Ｒ2 の中点からＣＰＵ１１の入力ポ−ト
に入力され、イグニッションキ−１２のオンが検出され
る。

【００２０】また、ＣＰＵ１１の入力ポ−トに接続され
ている抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、及びダイオ−ドＤ3 、Ｄ4 から
構成される回路は、ノ−マルオ−プン接点１８ａのオン
／オフ状態の検出及びモ−タ駆動回路２１へ供給される
電圧を検出する電圧検出回路で、ノ−マルオ−プン接点
１８ａの負荷側に接続されており、接点１８ａがオンに
なると、バッテリ１３の電圧が直列に接続された抵抗Ｒ
3 、Ｒ4 の中点からＣＰＵ１１の入力ポ−トに入力さ
れ、接点１８ａのオン及びモ−タ駆動回路２１へ供給さ
れる電圧が検出される。

【００２１】ＣＰＵ１１の出力ポ−トにはトランジスタ
ＴＲ、抵抗Ｒ5 及びリレ−１８が直列接続されて構成さ
れたリレ−回路、及びゲ−ト駆動回路２２が接続され
る。

【００２２】フエ−ルリレ−１８のノ−マルオ−プン接
点１８ａの負荷側には、大容量の電解コンデンサＣ1 と
モ−タ駆動回路２１が接続されているほか、ノ−マルオ
−プン接点１８ａには、接点１８ａの両端に並列に、電
解コンデンサＣ1 へ予備充電するための、抵抗Ｒ7 とス
イッチング要素ＳＷＰが直列接続されたプリチャ−ジ回
路２５が接続され、スイッチング要素ＳＷＰはＣＰＵ１
１によりオン／オフ制御される。

【００２３】プリチャ−ジ回路２５のスイッチング要素
ＳＷＰはノ−マルオ−プン接点を有するリレ−でもよ
く、半導体素子で構成してもよい。また、抵抗Ｒ7 は電
解コンデンサＣ1 へ予備充電するときの充電電流を設定
する抵抗で、比較的高い抵抗値の抵抗を使用し、モ−タ
が駆動されることのない程度の充電電流に設定する。

【００２４】抵抗Ｒ6 はＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 を経てモ−
タに流れるモ−タ電流を検出する抵抗で、抵抗Ｒ6 の両
端の電位差がモ−タ電流検出回路２４により検出され、
検出されたモ−タ電流値がＣＰＵ１１に入力され、モ−
タ電流のフ−ドバック制御が行われる。

【００２５】次に、ＣＰＵ１１により実行される上記構
成の制御動作を、図１に示す制御装置のブロツク図及び
図２に示すフロ−チヤ−トを参照して説明する。

【００２６】イグニッションキ−１２がオフの状態にあ
るときは、リレ−１８のノ−マルオ−プン接点１８ａ、
及びプリチャ−ジ回路２５のスイッチング要素ＳＷＰは
開の状態にある。

【００２７】イグニッションキ−１２がオンとされる
と、抵抗Ｒ1 、Ｒ2 、及びダイオ−ドＤ1 、Ｄ2 から構
成されるキ−オン検出回路によりイグニッションキ−１
２のオン状態が検出され、検出信号（バッテリ電圧ＶB
）がＣＰＵ１１に入力される。ＣＰＵ１１は検出信号
の入力を待ち、入力されたときは起動と判断する（ステ
ツプＰ１１）。

【００２８】抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、及びダイオ−ドＤ3 、Ｄ
4 から構成される電圧検出回路によりノ−マルオ−プン
接点１８ａの負荷側（電解コンデンサＣ1 及びモ−タ駆
動回路２１側）の電圧ＶL を読み込み（ステツプＰ１
２）、予め設定されている所定の電圧値Ｖ0 と比較する
（ステツプＰ１３）。ＶL ＞Ｖ0 であればノ−マルオ−
プン接点１８ａの負荷側に異常な電圧が現れていること
を意味するから、接点１８ａが溶着していると判定し
（ステツプＰ１９）、制御装置の制御動作を停止させ
（ステツプＰ２０）、処理を終了する。

【００２９】ステツプＰ１３の判断でＶL ＞Ｖ0 でない
場合は、接点１８ａは溶着していないと判断されるか
ら、プリチャ−ジ回路２５のスイッチング要素ＳＷＰを
オンとして電解コンデンサＣ1 へ予備充電を開始する
（ステツプＰ１４）。

【００３０】抵抗Ｒ3 、Ｒ4 、及びダイオ−ドＤ3 、Ｄ
4 から構成される電圧検出回路によりノ−マルオ−プン
接点１８ａの負荷側（電解コンデンサＣ1 及びモ−タ駆
動回路２１側）の電圧ＶL を読み込み（ステツプＰ１
５）、電圧ＶL がバッテリ電圧ＶB に略等しいか否かを
判定する（ステツプＰ１６）。バッテリ電圧ＶB に略等
しい電圧が検出された場合は、電解コンデンサＣ1 への
予備充電が終了したことを意味するから、フエ−ルリレ
−１８をオンとしてノ−マルオ−プン接点１８ａを閉
じ、プリチャ−ジ回路２５のスイッチング要素ＳＷＰを
オフとして（ステツプＰ１７、Ｐ１８）、処理を終了す
る。

【００３１】以上の処理によりモ−タ駆動回路は作動状
態に設定されるから、以後、通常のモ−タ駆動制御が行
われる。即ち、ＣＰＵ１１からはトルクセンサ１４で検
出された操舵トルク及び操舵回転数検出器１６で検出さ
れた操舵回転数などに基づいて決定された操舵補助量に
対応した所定時間幅のＰＷＭ信号、及びモ−タ回転方向
信号がゲ−ト駆動回路２２に出力される。ゲ−ト駆動回
路２２はモ−タ駆動回路２１のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 を駆
動してモ−タ２３を回転させ、操舵補助が行われる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置は、イグニッションキ
−のオン状態が検出されたとき、リレ−接点が溶着して
いないことを確認した後に予備充電回路による前記コン
デンサへの予備充電を開始し、予備充電の終了を待つて
前記リレ−駆動回路を作動させてノ−マルオ−プン接点
を閉じるように制御する。

【００３３】これにより、イグニッションキ−がオンと
された後も、比較的小電流によりノイズ除去のための大
容量のコンデンサに予備充電が行われ、充電終了後にモ
−タ駆動回路が作動状態に設定されるから、従来の装置
のように、イグニッションキ−をオンとしたとき、その
瞬間にコンデンサに大電流が流れることはなく、リレ−
接点が溶着するような故障の発生する可能性を未然に防
ぐことができる。

【００３４】また、イグニッションキ−がオンとなつた
際に、フエ−ルリレ−の接点が溶着しているか否かを検
出することができ、溶着の場合は直ちに制御装置の制御
動作を停止させることが可能となるから、接点の溶着に
基づく事故を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の制御装置の回路構成を
示す図。

【図２】制御装置の制御動作を説明するフロ−チヤ−
ト。

【図３】従来の電動パワ−ステアリング装置の制御回路
の構成を示す図。

【符号の説明】

１１ ＣＰＵ １２ イグニッションキ− １３ バッテリ １４ トルクセンサ １６ 操舵回転センサ １８ フエ−ルリレ− １８ａ ノ−マルオ−プン接点 １９ 定電圧回路 ２１ モ−タ駆動回路 ２２ ゲ−ト駆動回路 ２３ モ−タ ２４ モ−タ電流検出回路 ２５ プリチャ−ジ回路 Ｃ1 電解コンデンサ ＳＷＰ スイッチング要素

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モ−タと、前記電動モ−タの駆動を
   制御する制御手段と、前記電動モ−タを駆動するモ−タ
   駆動回路とを備え、検出された操舵トルクに基づいて前
   記電動モ−タを駆動制御してステアリング系に補助トル
   クを付与する電動パワ−ステアリング装置の制御装置に
   おいて、 イグニッションキ−のオン／オフ状態を検出するオン／
   オフ検出回路と、 前記モ−タ駆動回路に並列に接続されたコンデンサと、 バッテリから前記モ−タ駆動回路へ給電する給電回路上
   に配置されたノ−マルオ−プン接点を備えたリレ−と、 前記リレ−を駆動するリレ−駆動回路と、 前記リレ−のノ−マルオ−プン接点の両端に並列接続さ
   れた予備充電回路を備え、 前記制御手段は、イグニッションキ−のオン状態が検出
   されたとき、前記リレ−接点が溶着していないことを確
   認した後に予備充電回路による前記コンデンサへの予備
   充電を開始し、予備充電の終了を待つて前記リレ−駆動
   回路を作動させてノ−マルオ−プン接点を閉じるように
   制御することを特徴とする電動パワ−ステアリング装置
   の制御装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段による前記リレ−接点の溶
   着／非溶着状態の確認は、イグニッションキ−のオン状
   態が検出されたときの前記リレ−接点の負荷側の端子電
   圧に基づいて確認することを特徴とする請求項１記載の
   電動パワ−ステアリング装置の制御装置。
3. 【請求項３】 前記予備充電回路は、直列接続された充
   電電流設定用の抵抗素子と開閉手段から構成され、開閉
   手段は前記制御手段により制御されることを特徴とする
   請求項１記載の電動パワ−ステアリング装置の制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記リレ−接点の溶着
   状態が確認されたときは、制御手段による制御動作を停
   止することを特徴とする請求項１記載の電動パワ−ステ
   アリング装置の制御装置。