JP2001352789A

JP2001352789A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2001352789A
Application number: JP2000169319A
Authority: JP
Inventors: Eiki Noro; 栄樹野呂
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21
Anticipated expiration: 2020-06-06
Also published as: JP3525414B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電動パワーステ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、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。【解決手段】制御手段１２には、電動機８が停止して
いるか否かを判断するための電動機停止判断手段２４が
設けられている。電動機停止判断手段２４は、電動機電
流検出手段１５の電動機電流信号Ｉ_Mまたは電動機電圧
検出手段１６からの電動機電圧信号Ｖ_Mに基づいて電動
機８が停止したか否かを判断する。電動機停止判断手段
２４で電動機８が停止したと判断されたら、電動機停止
信号Ｍ _Sを駆動制御手段１３に出力する。電動機停止信
号Ｍ_Sが出力された駆動制御手段１３は、リレー回路１
４，１９にリレー回路オフ信号Ｒ_OFFを出力してリレー
回路１４，１９をオフする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のパワーを
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。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、電動機
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。

【０００３】このような電動パワーステアリング装置に
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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のパ
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。

【０００５】特に、イグニッションスイッチを切って電
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。

【０００６】そこで、本発明の課題は、電動パワーステ
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、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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
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、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に
前記リレー回路をオフする制御を行うことを特徴とする
電動パワーステアリング装置である。

【０００８】請求項１に係る発明においては、電動機の
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、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。

【０００９】請求項２に係る発明は、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である。

【００１０】請求項２に係る発明によれば、電圧センサ
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。

【００１１】なお、所定電圧値は、電動機が停止してい
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。

【００１２】請求項３に係る発明は、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である。

【００１３】請求項３に係る発明によれば、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。

【００１４】なお、所定電流値は、電動機が停止してい
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。

【００１５】請求項４に係る発明は、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である。

【００１６】請求項４に係る発明によれば、電動機を含
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。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら、具体的に説明する。

【００１８】本実施の形態の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。

【００１９】以下、本発明の実施の形態の電動パワース
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。

【００２０】図１に示すように、電動パワーステアリン
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Ｖ_O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。

【００２１】手動操舵力発生手段２は、ステアリングホ
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。

【００２２】電動パワーステアリング装置１は、補助操
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。

【００２３】制御手段１２には、操舵トルクセンサＴ
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，Ｉ_MO，Ｖ_MOが入力される。制御
手段１２は、この検出信号Ｔ，Ｖ，Ｉ_MO，Ｖ_MOに基づい
て電動機８に流す電動機電流Ｉ_Mの大きさを決定し、電
動機駆動手段１３に電動機制御信号Ｖ_O（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。

【００２４】操舵トルクセンサＴＳは、ステアリング・
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。

【００２５】車速センサＶＳは、変速機の出力軸に設け
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。

【００２６】電動機駆動手段１３は、制御手段１２が出
力した電動機制御信号Ｖ_O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Ｖ_Oが入力
されると、電動機制御信号Ｖ_O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Ｉ_Mが流れ、電動機８は電動機電流Ｉ_M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。

【００２７】電動機駆動手段１３において、ＰＷＭ信号
Ｖ_PWM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Ｖ_PWM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Ｖ_PWMは、偏差信号ΔＩ_M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Ｖ_PWM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Ｖ_PWM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Ｖ_PWM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ΔＩ_MのＰＩＤ制御結果の極性によって決ま
る。

【００２８】また、ゲートＧ１またはゲートＧ２のうち
ＰＷＭ信号Ｖ_PWM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Ｖ_OFF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Ｖ_PWM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Ｖ_PWMが入力される場
合には、パワーＦＥＴ１３ａ₃のゲートＧ３にオン信号
Ｖ_ON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。

【００２９】リレー回路１４は、電動機８と電動機駆動
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。

【００３０】電動機電流検出手段１５は、電動機８に対
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Ｉ_M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Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOを制御手段１
２にフィードバック（負帰還）する。

【００３１】電動機電圧検出手段１６は、電動機８に対
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Ｖ_M、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Ｖ_Mに対応した電動機電圧信号Ｖ_MOを制御手段１
２に出力している。

【００３２】電源となるバッテリ１７から供給される電
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。

【００３３】電源回路１８と電動機駆動手段１３の間に
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。

【００３４】次に、制御手段１２の構成について、図２
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。

【００３５】目標電流設定手段２１は、図示しないテー
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Ｉ_Mテーブルから目
標電流信号Ｉ_MS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Ｉ_MSを偏差演算
手段２２に出力する。

【００３６】偏差演算手段２２は、減算器またはソフト
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Ｉ_MS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Ｉ_MOが入力される。この目標
電流信号Ｉ_MSから電動機電流信号Ｉ_MOを減算し、偏差信
号ΔＩ_M（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を算出する。そして、算出し
た偏差信号ΔＩ_Mを駆動制御手段２３に出力する。

【００３７】駆動制御手段２３は、ＰＩＤコントロー
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ΔＩ_Mが入力され、電動
機制御信号Ｖ_O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ΔＩ_M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Ｖ_PWM、オン信号Ｖ_O _N、オフ信号Ｖ_OFFを生成し、電
動機制御信号Ｖ_O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
Ｖ_Mが電動機８に供給され、電動機８が駆動する。

【００３８】さらに、駆動制御手段２３においては、イ
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Ｒ_OFF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Ｍ_Sが入力されてから、
リレー回路オフ信号Ｒ_OFFを出力するように制御してい
る。

【００３９】電動機停止判断手段２４には、電動機電流
検出手段１５から出力された電動機電流信号Ｉ_MO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
Ｖ_MO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Ｉ_MO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Ｖ_MO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Ｍ_S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。

【００４０】定電圧回路２５には、バッテリ１７からの
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。

【００４１】次に、本実施形態の電動パワーステアリン
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。

【００４２】また、電動機電流検出手段１５では、電動
機８の電動機電流Ｉ_M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Ｉ_Mから電動機電流信号Ｉ
_MOを生成し、この電動機電流信号Ｉ_MOを偏差演算手段２
２に出力する。

【００４３】目標電流設定手段２１では、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に基づいて目標電流
信号Ｉ_MSを算出する。それから、この目標電流信号Ｉ_MS
を偏差演算手段２２に出力する。

【００４４】偏差演算手段２２では、目標電流設定手段
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Ｉ_MOを減算
して、偏差信号ΔＩ_Mを算出する。それから、この偏差
信号ΔＩ_M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ΔＩ_Mに基づい
て、電動機制御信号Ｖ_Oを電動機駆動手段１３に出力す
る。

【００４５】そして、電動機駆動手段１３は、電動機電
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。

【００４６】それから、車両を停止させて電動パワース
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Ｒ_OFF
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Ｉ_MO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Ｖ_MO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。

【００４７】ここで、電動機８が停止していないときに
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。

【００４８】逆に電動機８における起電力がＶＭ１＞Ｖ
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。

【００４９】このように、リレー回路１４，１９を含ん
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。

【００５０】そこで、電動機停止判断手段２４によっ
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Ｍ_S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Ｒ_OFF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。

【００５１】そして、電動機停止判断手段２４によって
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Ｍ_S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Ｍ_S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Ｒ_OFF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。

【００５２】続いて、電動機停止判断手段２４において
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Ｖ_M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Ｖ_M
を検出し、検出された電動機８の電動機電圧Ｖ_Mに対応
した電動機電圧信号Ｖ_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、電動機電圧信号Ｖ_MO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。

【００５３】電動機停止判断手段２４において、電動機
電圧信号Ｖ_MO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Ｍ_S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Ｖ_Mの検出を継続すると、や
がて電動機電圧信号Ｖ_MOが所定値以下となる。そうし
て、電動機電圧信号Ｖ_MO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Ｍ_S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Ｒ_OFFを出力して、リレー回路１
４，１９をオフする。

【００５４】ここで、電動パワーステアリング装置１を
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Ｖ_M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Ｖ_M（＝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。

【００５５】電動機電圧検出手段１６においてこのよう
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Ｖ_M＝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Ｍ_Sを出力して、駆動制御手段２３からリレ
ー回路オフ信号Ｒ_OFF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。

【００５６】続いて、第２の形態として、電動機電流検
出手段１５によって検出された電動機電流Ｉ_M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Ｉ_M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Ｉ_Mを検出し、検出した
電動機電流Ｉ_M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Ｉ_MO
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。

【００５７】パワーＦＥＴ１３ａ₃，１３ａ₄をオンした
ときに、電動機停止判断手段２４において、電動機電流
信号Ｉ_MO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Ｍ_S
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Ｉ_Mの検出を継続すると、やがて電動機電
流信号Ｉ_MOが所定電流値以下となる。その後、電動機電
流信号Ｉ_MO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Ｍ_S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Ｒ_OFFを出力して、リレー回路１４，１９をオ
フする。

【００５８】ここで、電動パワーステアリング装置１を
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Ｉ_M′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Ｉ_Mは、破線で示すように、電動機電
流制御値Ｉ_M′とは異なっている。具体的に電動機電流
Ｉ_M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Ｉ_Mが上昇したものである。

【００５９】電動機電流検出手段１５においてこのよう
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Ｉ_M＝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Ｍ_S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Ｖ_OFF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Ｒ_OFF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。

【００６０】なお、本第２の形態では、低電位側の２組
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。

【００６１】さらに、第３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Ｖ_M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
Ｉ_M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Ｖ_Mを検出
し、検出された電動機８の電動機電圧Ｖ_Mに対応した電
動機電圧信号Ｖ_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、電動機電圧信号Ｖ_MO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。

【００６２】そして、たとえばＶＭ１＜ＶＭ２であると
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Ｉ_Mを検出し、検出した電動機電流信号Ｉ_M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。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。

【００６３】なお、ＶＭ１＜ＶＭ２の場合には、高電位
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。

【００６４】以上、本発明の好適な実施形態について説
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。

【００６５】また、前記実施形態において、リレー回路
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。

【００６６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明のうちの請求項１
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。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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る電動パワーステアリング装置
の全体構成図である。

【図２】電動パワーステアリング装置における制御手段
を示すブロック構成図である。

【図３】電動機駆動手段の回路図である。

【図４】パワーステアリング装置の停止時における電動
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。

【図５】パワーステアリング装置の停止時における電動
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。

【符号の説明】

１電動パワーステアリング装置２手動操舵力発生手段（ステアリング系）８電動機１２制御手段１３電動機駆動手段１３ａ₁〜１３ａ₄ パワーＦＥＴ（電界効果トランジ
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Ｉ_M 電動機電流Ｉ_MO 電動機電流信号Ｖ_M 電動機電圧Ｖ_MO 電動機電圧信号Ｍ_S 電動機停止信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC35 DA15 DA23 DA64 DA65 DD17 EA01 EC23 EC24 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 CA28 5H571 AA03 BB07 CC04 FF06 GG04 HA04 HA09 HB01 HD02 HD03 KK05 LL22 LL23 LL29

Claims

【特許請求の範囲】

【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、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に前記リレー回路をオ
フする制御を行う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。