JP3663887B2

JP3663887B2 - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置

Info

Publication number: JP3663887B2
Application number: JP04637198A
Authority: JP
Inventors: 秀明川田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: JPH11227619A

Description

【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】
このような電動パワ−ステアリング装置においては、操舵補助力を発生するモ−タを駆動するモ−タ駆動回路と、操舵トルクの検出信号及びその他の信号等に基づいてモ−タ駆動回路を制御する制御回路とを備えている。モ−タ駆動回路はノ−マルオ−プン接点を有するリレ−を介してバッテリに接続されており、イグニッションキ−のオンが検出されると、リレ−接点が閉じて給電されるように構成されている。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。
【０００４】
また、この種の電動パワ−ステアリング装置では、操舵補助力を発生するモ−タは半導体素子をＨブリツジ接続したモ−タ駆動回路が使用され、ＣＰＵで構成される制御回路において検出された操舵トルクに基づいて決定される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ものがある（一例として、実用新案登録第２５０６２６９号公報参照）。
【０００５】
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をモ−タ駆動回路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（一例として、実開平６−２７４３３号公報参照）。
【０００６】
【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。
【０００７】
大電流の充電電流によるリレ−接点の溶着を防ぐためには、イグニッションキ−をオンとした後、リレ−接点が閉じる前にコンデンサへ小電流で徐々に予備充電を開始し、十分に充電されてからリレ−接点が閉じるようにすればよいのであるが、一方、イグニッションキ−をオンとした後、リレ−接点が閉じるまでの時間を長くとることは実際上できず、結果として電解コンデンサに十分な電荷を充電することができないままにリレ−接点が閉じることになるから、コンデンサに大電流が流れてリレ−接点が溶着するという故障を完全に防止することはできなかつた。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決した電動パワ−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。
【０００９】
【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、及びバッテリからコンデンサへ充電するコンデンサ充電回路上に配置されたノ−マルクロ−ズ接点の２種の接点を備えたリレ−と、前記リレ−を駆動するリレ−駆動回路とを備え、前記制御手段は、前記オン／オフ検出回路によりイグニッションキ−のオフが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルクロ−ズ接点を閉じて前記コンデンサへの充電状態を設定し、イグニッションキ−のオンが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルオ−プン接点を閉じてモ−タ駆動状態を設定すると共に、前記ノ−マルオ−プン接点を経て前記コンデンサへの充電状態を維持す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である。
【００１０】
そして、前記コンデンサ充電回路は、充電電流を所定値に設定する抵抗素子を配置するとよい。
【００１１】
【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もので、１１はＣＰＵ、１２はイグニッションキ−、１３はバッテリ、１８は制御系に定電圧を供給する定電圧回路、１９はイグニッションキ−のオン／オフ状態を検出するオン／オフ検出回路、２０はリレ−駆動回路、２５はリレ−駆動回路２０で駆動されるリレ−で、共通端子２５ａのほかノ−マルオ−プン接点２５ｘ及びノ−マルクロ−ズ接点２５ｙとを備えている。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。
【００１２】
定電圧回路１８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の正極側に接続される。
【００１３】
ＣＰＵ１１には定電圧回路１８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。また、ＣＰＵ１１の入力ポ−トにはイグニッションキ−１２のオン／オフ状態を検出するオン／オフ検出回路１９からの検出信号、モ−タ電流検出回路２４からの検出信号が入力される。
【００１４】
ＣＰＵ１１の出力ポ−トにはリレ−駆動回路２０、ゲ−ト駆動回路２２が接続される。イグニッションキ−１２のオン／オフ状態の検出信号に基づいてリレ−駆動回路２０が駆動され、検出された操舵トルク等に基づいてＣＰＵ１１で実行される論理演算の結果によりゲ−ト駆動回路２２が駆動される。
【００１５】
バッテリ１３の正極側は常時直接にリレ−２５の共通端子２５ａに接続されており、リレ−２５のノ−マルオ−プン接点２５ｘは電界効果トランジスタＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 で構成されるモ−タ駆動回路２１に接続され、ノ−マルクロ−ズ接点２５ｙはダイオ−ドＤ1 、抵抗Ｒ1 を経て大容量の電解コンデンサＣ1 に接続されると共に、電解コンデンサＣ1 の充電側端子はモ−タ駆動回路２１に接続されている。抵抗Ｒ1 は後述するように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。また、ダイオ−ドＤ1 は電解コンデンサＣ1 からバッテリ１３側へ電流が逆流することを阻止するためのものである。
【００１６】
抵抗Ｒ2 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Ｒ2 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。
【００１７】
次に、以上の構成の動作を説明する。バッテリ１３の正極側は常時直接リレ−２５の共通端子２５ａに接続されている。イグニッションキ−１２がオフの状態にあるときは、共通端子２５ａとノ−マルクロ−ズ接点２５ｙは接触して導通状態に設定、即ちノ−マルクロ−ズ接点２５ｙは閉じているから、大容量の電解コンデンサＣ1 はリレ−２５のノ−マルクロ−ズ接点２５ｙ及び抵抗Ｒ１を経て常時充電されている。抵抗Ｒ１は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。充電電流が小さいのでノ−マルクロ−ズ接点２５ｙに大電流が流れることはなく、溶着のおそれはない。
【００１８】
次に、イグニッションキ−１２がオンとされ、オン／オフ検出回路１９によりイグニッションキ−１２のオンが検出され、検出信号がＣＰＵ１１に入力されると、ＣＰＵ１１はリレ−駆動回路２０に作動指令信号を出力してリレ−２５を励磁するように制御するから、リレ−２５の共通端子２５ａとノ−マルオ−プン接点２５ｘは接触して導通状態、即ちノ−マルオ−プン接点２５ｘは閉の状態に設定され、ノ−マルクロ−ズ接点２５ｙは開の状態に設定される。
【００１９】
これにより、バッテリ１３の正極側はノ−マルオ−プン接点２５ｘを経てモ−タ駆動回路２１に接続されると共に、大容量の電解コンデンサＣ1 もノ−マルオ−プン接点２５ｘを経てバッテリ１３の正極側に接続される。このとき、電解コンデンサＣ1 は充電状態にあるから、接点２５ｘに大電流が流れることはなく、溶着のおそれはない。
【００２０】
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。
【００２１】
【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／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、及びバッテリからコンデンサへ充電するコンデンサ充電回路上に配置されたノ−マルクロ−ズ接点の２種の接点を備えたリレ−と、前記リレ−を駆動するリレ−駆動回路とを備え、前記オン／オフ検出回路によりイグニッションキ−のオフが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルクロ−ズ接点を閉じて前記コンデンサへの充電状態を設定し、イグニッションキ−のオンが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルオ−プン接点を閉じてモ−タ駆動状態を設定すると共に、前記ノ−マルオ−プン接点を経て前記コンデンサへの充電状態を維持するように制御されるものである。
【００２２】
これにより、ノイズ除去のための大容量のコンデンサにはイグニッションキ−がオフの状態にあつても常時充電状態が維持されており、イグニッションキ−がオンとされてモ−タ駆動回路を作動状態に設定した場合もコンデンサへの充電状態は維持される。コンデンサには比較的小電流で常時充電され、大電流が流れることはないから、従来の装置のように、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、その瞬間に電解コンデンサに大電流が流れ、リレ−接点が溶着するという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。
【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。
【符号の説明】
１１ＣＰＵ
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定電圧回路
１９オン／オフ検出回路
２０リレ−駆動回路
２５リレ−
２５ａ端子
２５ｘノ−マルオ−プン接点
２５ｙノ−マルクロ−ズ接点
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
Ｃ1 電解コンデンサ

Claims

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、及びバッテリからコンデンサへ充電するコンデンサ充電回路上に配置されたノ−マルクロ−ズ接点の２種の接点を備えたリレ−と、
前記リレ−を駆動するリレ−駆動回路とを備え、
前記制御手段は、前記オン／オフ検出回路によりイグニッションキ−のオフが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルクロ−ズ接点を閉じて前記コンデンサへの充電状態を設定し、イグニッションキ−のオンが検出されたときはリレ−駆動回路を介して前記リレ−のノ−マルオ−プン接点を閉じてモ−タ駆動状態を設定すると共に、前記ノ−マルオ−プン接点を経て前記コンデンサへの充電状態を維持す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。
前記コンデンサ充電回路は、充電電流を所定値に設定する抵抗素子が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動パワ−ステアリング装置の制御装置。