【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により駆動するブラシレスモータを備え、操舵部材による操舵動作に基づき、ブラシレスモータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング（ハンドル）では、車両の車庫入れ時等にしばしば端当て動作（左右の回転限界で停止する動作）が行われる。端当て動作は、ラック軸は作動しないにもかかわらず、ステアリングに操舵力が加わった状態が持続する。この状態は、電動パワーステアリング装置では、モータのロック状態となり、モータにロック時の電流が流れる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１８０３３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電動パワーステアリング装置に３相のブラシレスモータを使用する場合、３相正弦波電流によりブラシレスモータを駆動するが、ブラシレスモータがロック状態になると、正弦波電流のある一時点の電流値が維持されており、実効電流値の最大１．４倍の電流が保持されることになる。
この為、ブラシレスモータが回転しているときに比べて、ロックしているときには、スイッチング素子の内部抵抗に最大２倍（１．４２ 倍）近い熱量が発生し、急激にスイッチング素子の温度が上昇するという問題がある。特に、高温に弱く、比較的抵抗が大きい（数ｍΩ）電流制御用半導体素子（スイッチング素子）では、発熱により破損する虞がある。
【０００５】
特許文献１には、ステアリングモータがロックしたときでも、車両の不適当な運動を回避出来る電動パワーステアリング装置が開示されている。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、スイッチング素子が発熱により破損する虞がない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により駆動されるブラシレスモータを備え、操舵部材による操舵動作に基づき、前記ブラシレスモータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材が左右の回転限界位置に停止しているときに、前記スイッチング素子の内で最も大きい電流が流れるスイッチング素子に、他のスイッチング素子よりも低抵抗のスイッチング素子を使用してあることを特徴とする。
【０００７】
この電動パワーステアリング装置では、操舵部材による操舵動作に基づき、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により、ブラシレスモータを駆動して操舵補助する。操舵部材が左右の回転限界位置に停止しているときに、スイッチング素子の内で最も大きい電流が流れるスイッチング素子に、他のスイッチング素子よりも低抵抗のスイッチング素子を使用してある。
これにより、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、最も大きい電流が流れるスイッチング素子の発熱量は小さくなるので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【０００８】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により駆動されるブラシレスモータを備え、操舵部材による操舵動作に基づき、前記ブラシレスモータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材が左右の回転限界位置に停止しているときに、前記複数相の内で最も大きい電流が流れるスイッチング素子は、２つのスイッチング素子が並列接続してあることを特徴とする。
【０００９】
この電動パワーステアリング装置では、操舵部材による操舵動作に基づき、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により、ブラシレスモータを駆動して操舵補助する。操舵部材が左右の回転限界位置に停止しているときに、複数相の内で最も大きい電流が流れるスイッチング素子は、２つのスイッチング素子を並列接続している。
これにより、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、最も大きい電流が流れるべきスイッチング素子の電流は、２つのスイッチング素子に分流され、それぞれの発熱量は小さくなるので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００１０】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置は、舵取機構に歯車により連結され、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により駆動されるブラシレスモータを備え、操舵部材による操舵動作に基づき、前記ブラシレスモータを駆動して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記操舵部材が左右の回転限界位置にそれぞれ停止しているときに、前記複数相の電流のそれぞれが最大となることを避けるべく、前記歯車の歯数を定めてあると共に、前記ブラシレスモータ及び舵取機構を組み付けてあることを特徴とする。
【００１１】
この電動パワーステアリング装置では、舵取機構に歯車により連結されたブラシレスモータを、操舵部材による操舵動作に基づき、複数のスイッチング素子により作成された複数相の電流により駆動して操舵補助する。操舵部材が左右の回転限界位置にそれぞれ停止しているときに、複数相の電流のそれぞれが最大とならないように、歯車の歯数を定めてあると共に、ブラシレスモータ及び舵取機構を組み付けてある。
これにより、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、特定のスイッチング素子に大きな電流が流れず、発熱量が大きくならないので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態を示す図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態１の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵軸（図示せず）に加えられたトルクを検出するトルクセンサ１０が検出し出力したトルク検出信号が、インタフェイス回路１１を介して制御部１２へ与えられ、車速を検出する車速センサ２０が検出し出力した車速信号が、インタフェイス回路２１を介して制御部１２へ与えられる。
【００１３】
制御部１２から出力されるリレー制御信号がリレー駆動回路１５へ入力され、リレー駆動回路１５はリレー制御信号に従ってフェイルセーフリレー接点１５ａをオン又はオフさせる。
制御部１２は、トルク検出信号、車速信号及び後述するモータ電流信号に基づき、内蔵するトルク／電流テーブル１６を参照することにより、モータ電流指令値（ＰＷＭ指令値）を作成し、作成したモータ電流指令値は駆動回路１３へ与えられる。駆動回路１３は、フェイルセーフリレー接点１５ａを通じて、車載バッテリーＰの電源電圧が印加され、与えられたモータ電流指令値に基づき、操舵補助用のモータであるブラシレスモータ１８を回転駆動させる。
【００１４】
ブラシレスモータ１８が回転する際、ロータ位置検出器１４がそのロータ位置を検出し、駆動回路１３は、この検出したロータ位置信号に基づき、ブラシレスモータ１８を回転制御する。
ブラシレスモータ１８に流れるモータ電流は、モータ電流検出回路１７により検出され、モータ電流信号として制御部１２に与えられる。
【００１５】
図２は、ブラシレスモータ１８、駆動回路１３及びモータ電流検出回路１７の構成例を示すブロック図である。ブラシレスモータ１８は、コイルＡ，Ｂ，Ｃがスター結線された固定子１８ａと、コイルＡ，Ｂ，Ｃが発生させる回転磁界により回転する回転子１８ｂと、この回転子１８ｂの回転位置を検出するロータ位置検出器１４とを備えている。
【００１６】
駆動回路１３は、車載バッテリーＰの電源電圧がスイッチング回路８ａの正極側端子に接続されている。スイッチング回路８ａは、正極側端子と接地端子との間に直列接続されたトランジスタ（スイッチング素子）Ｑ１，Ｑ２と、逆方向に直列接続されたダイオードＤ１，Ｄ２とが並列接続され、直列接続されたトランジスタＱ３，Ｑ４と、逆方向に直列接続されたダイオードＤ３，Ｄ４とが並列接続され、直列接続されたトランジスタＱ５，Ｑ６と、逆方向に直列接続されたダイオードＤ５，Ｄ６とが並列接続されている。
また、トランジスタＱ５には、トランジスタＱ７が並列接続され、ダイオードＤ５には、ダイオードＤ７が並列接続されている。
【００１７】
トランジスタＱ１，Ｑ２の共通接続節点と、ダイオードＤ１，Ｄ２の共通接続節点とには、スター結線されたコイルＡの他方の端子Ｕが接続され、トランジスタＱ３，Ｑ４の共通接続節点と、ダイオードＤ３，Ｄ４の共通接続節点とには、スター結線されたコイルＢの他方の端子Ｖが接続され、トランジスタＱ５，Ｑ６の共通接続節点と、ダイオードＤ５，Ｄ６の共通接続節点とには、スター結線されたコイルＣの他方の端子Ｗが接続されている。
【００１８】
ロータ位置検出器１４が検出した、回転子１８ｂの回転位置は、ゲート制御回路８ｂに通知される。ゲート制御回路８ｂには、制御部１２から回転方向及びモータ電流指令値（ＰＷＭ指令値）が与えられる。ゲート制御回路８ｂは、回転方向の指示と回転子１８ｂの回転位置とに応じて、トランジスタＱ１〜Ｑ７の各ゲートをオン／オフし、例えば、Ｕ−Ｖ，Ｕ−Ｗ，Ｖ−Ｗ，Ｖ−Ｕ，Ｗ−Ｕ，Ｗ−Ｖ，Ｕ−Ｖのように、固定子１８ａに流れる電流の経路を切り換え、回転磁界を発生させる。
【００１９】
回転子１８ｂは、永久磁石であり、回転磁界から回転力を受け回転する。ゲート制御回路８ｂは、また、モータ電流指令値に従って、トランジスタＱ１〜Ｑ７のオン／オフをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することにより、ブラシレスモータ１８の回転トルクを増減制御する。
ゲート制御回路８ｂは、同じタイミングでＱ５，Ｑ７をオン／オフする。
ダイオードＤ１〜Ｄ７は、トランジスタＱ１〜Ｑ７を保護し、固定子１８ａに流れる電流を持続させるフリーホイールダイオードである。
モータ電流検出回路１７は、ブラシレスモータ１８の各端子Ｕ，Ｖ，Ｗに流れる電流を検出し、モータ電流信号として制御部１２に与える。
【００２０】
図３は、この電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を模式的に示す縦断面図である。この電動パワーステアリング装置は、舵取りの為の操舵輪２３（操舵部材）と、操舵輪２３の操舵に応じて駆動される操舵補助用のブラシレスモータ１８と、ブラシレスモータ１８の回転を減速歯車機構２２（歯車）を介して舵取機構３３，３３に伝える伝動手段３０と、ブラシレスモータ１８の駆動回路１３を制御する制御部１２とを備えている。
【００２１】
操舵輪２３は、入力軸２６に連結されている。
伝動手段３０は、入力軸２６にトーションバー２８を介して連結される出力軸２９と、出力軸２９に連結軸４０を介して連結されるピニオン軸３１と、ピニオン軸３１のピニオンに噛合するラック歯を有し、左右の操向輪Ｔ，Ｔに舵取機構３３，３３を介して連結されるラック軸３２とを備えている。
【００２２】
入力軸２６の周りには、操舵輪２３を操作することにより入力軸２６に加わる操舵トルクを、トーションバー２８に生じる捩れによって検出するトルクセンサ１０が配置されている。
減速歯車機構２２は、ブラシレスモータ１８の出力軸に繋がるウォーム２４と、出力軸２９の途中に嵌合されるウォームホイール２５とを備えており、ブラシレスモータ１８の回転をウォーム２４及びウォームホイール２５から出力軸２９に伝達するように構成してある。
【００２３】
このような構成の電動パワーステアリング装置では、操舵輪２３の操作による舵取り操作力を入力軸２６、トーションバー２８、出力軸２９、連結軸４０及びピニオン軸３１を介してラック軸３２に伝達し、ラック軸３２を軸長方向へ移動させ、舵取機構３３，３３を作動させる。また、それと共に、トルクセンサ１０が検出した操舵トルクに基づき、制御部１２が駆動回路１３を制御してブラシレスモータ１８を駆動し、ブラシレスモータ１８の駆動力を出力軸２９に伝達することにより、舵取り操作力を補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減する。
【００２４】
ブラシレスモータ１８及び舵取機構３３，３３間にはずれが生じないので、ブラシレスモータ１８に流れるＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の大きさは、操舵位置に応じて定まっている。この電動パワーステアリング装置では、例えば、図４に示すように、操舵輪２３が、左右の回転限界位置（Ｅ，Ｆ）に停止しているときに、Ｗ相の電流が最も大きくなるように設定してある。尚、左右の回転限界位置（Ｅ，Ｆ）で異なる相の電流が最も大きくなるように設定しても良い。
この電動パワーステアリング装置では、上述したように、Ｗ相の正極側であるトランジスタＱ５には、トランジスタＱ７が並列接続されている。尚、左右で異なる相の電流が最も大きくなるように設定してある場合は、異なる各相のトランジスタをそれぞれ並列接続しておく。
【００２５】
従って、ステアリングの端当て動作（左右の回転限界で停止する動作）が行われ、ブラシレスモータ１８がロック状態となり、そのロック状態のモータ電流が流れ続けても、そのモータ電流の内、最も大きい電流が流れるＷ相の正極側には、トランジスタＱ５，Ｑ７が並列接続されているので、電流が分散され、トランジスタＱ５，Ｑ７が破損する程には発熱しない。
尚、トランジスタＱ５，Ｑ７を並列接続する代わりに、他のトランジスタＱ１〜Ｑ４，Ｑ６より低抵抗タイプの１つのトランジスタを接続しても同様の効果を得ることが出来る。
【００２６】
実施の形態２．
本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態２の構成は、実施の形態１で説明した構成（図１〜３）と略同様である。但し、トランジスタＱ７及びダイオードＤ７は含まない。
この電動パワーステアリング装置では、上述したように、ブラシレスモータ１８及び舵取機構間にはずれが生じないので、ブラシレスモータ１８に流れるＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流の大きさは、操舵位置に応じて定まっている。
【００２７】
そこで、例えば、図５（ａ）に示すように、操舵輪２３が、左右の回転限界位置（Ｇ，Ｈ）に停止しているときに、何れかの相の電流が最大となる状態（最悪時；図５（ｃ））を回避し、各相電流が出来るだけ平均化された状態（最良時；図５（ｂ））に近付くように、減速歯車機構２２の各歯車の歯数を定める。そして、操舵輪２３が、左右の回転限界位置（Ｇ，Ｈ）に停止しているときに、各相電流が出来るだけ小さい状態に近付くように、予めブラシレスモータ１８の回転位置を調整した上で、ブラシレスモータ１８及び舵取機構を組み付ける。
尚、上述した実施の形態１，２は、操舵輪及び舵取機構間が機械的には連結されないステア・バイ・ワイヤ型の車両用操舵装置にも適用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、最も大きい電流が流れるスイッチング素子の発熱量は小さくなるので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００２９】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、最も大きい電流が流れるべきスイッチング素子の電流は、２つのスイッチング素子に分流され、それぞれの発熱量は小さくなるので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【００３０】
第３発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、ステアリングの端当て動作により、ブラシレスモータがロックしても、特定のスイッチング素子に大きな電流が流れず、発熱量が大きくならないので、スイッチング素子が熱で破損する虞がない電動パワーステアリング装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】ブラシレスモータ、駆動回路及びモータ電流検出回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作を示す説明図である。
【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
８ａ スイッチング回路
８ｂ ゲート制御回路
１０ トルクセンサ
１２ 制御部
１３ （モータ）駆動回路
１４ ロータ位置検出器
１７ モータ電流検出回路
１８ ブラシレスモータ
２２ 減速歯車機構（歯車）
２３ 操舵輪（操舵部材）
２４ ウォーム
２５ ウォームホイール
２６ 入力軸
２８ トーションバー
２９ 出力軸
３１ ピニオン軸
３２ ラック軸
３３ 舵取機構
４０ 連結軸
Ｄ５〜Ｄ７ ダイオード
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ 左右の回転限界位置
Ｐ 車載バッテリー
Ｑ１〜Ｑ７ トランジスタ（スイッチング素子）
Ｔ 操向輪[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric power steering device that includes a brushless motor that is driven by a plurality of phases of currents generated by a plurality of switching elements, and that drives a brushless motor to assist steering based on a steering operation by a steering member.
[0002]
[Prior art]
In the steering (handle), an edge contact operation (an operation of stopping at a left and right rotation limit) is often performed when the vehicle is put in a garage or the like. In the end abutting operation, the state where the steering force is applied to the steering wheel is maintained even though the rack shaft does not operate. In this state, in the electric power steering device, the motor is in a locked state, and a current flows when the motor is locked.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-180331
[Problems to be solved by the invention]
When a three-phase brushless motor is used in the electric power steering device, the brushless motor is driven by a three-phase sine wave current. When the brushless motor is locked, the current value at a certain point of the sine wave current is maintained. As a result, a current that is at most 1.4 times the effective current value is held.
Therefore, compared to when the brushless motor is rotating, when it is locked, up to twice (1.4 2-fold) is close heat generated in the internal resistance of the switching element, the temperature of the rapidly switching element There is a problem of rising. In particular, a current-controlling semiconductor element (switching element) that is weak to high temperatures and has relatively large resistance (several mΩ) may be damaged by heat generation.
[0005]
Patent Literature 1 discloses an electric power steering device that can avoid inappropriate movement of a vehicle even when a steering motor is locked.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an electric power steering device in which a switching element is not likely to be damaged by heat generation even when a brushless motor is locked by an end contact operation of a steering. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes a brushless motor driven by a plurality of phase currents generated by a plurality of switching elements, and drives the brushless motor based on a steering operation by a steering member to assist steering. In the electric power steering device, when the steering member is stopped at the left and right rotation limit positions, the switching element through which the largest current flows among the switching elements is provided with a switching element having a lower resistance than other switching elements. It is characterized by being used.
[0007]
In this electric power steering apparatus, a brushless motor is driven by a plurality of phase currents generated by a plurality of switching elements to assist steering based on a steering operation by a steering member. When the steering member is stopped at the left and right rotation limit positions, a switching element having a lower resistance than other switching elements is used for the switching element through which the largest current flows among the switching elements.
As a result, even when the brushless motor is locked by the end contact operation of the steering, the amount of heat generated by the switching element through which the largest current flows is reduced, so that an electric power steering apparatus that does not have a risk of the switching element being damaged by heat is realized. I can do it.
[0008]
An electric power steering device according to a second aspect of the present invention includes a brushless motor driven by a plurality of phase currents generated by a plurality of switching elements, and drives the brushless motor based on a steering operation by a steering member to assist steering. In the electric power steering device, the switching element through which the largest current flows among the plurality of phases when the steering member is stopped at the left and right rotation limit positions is such that two switching elements are connected in parallel. Features.
[0009]
In this electric power steering apparatus, a brushless motor is driven by a plurality of phase currents generated by a plurality of switching elements to assist steering based on a steering operation by a steering member. When the steering member stops at the left and right rotation limit positions, the switching element through which the largest current flows among the plurality of phases has two switching elements connected in parallel.
As a result, even if the brushless motor locks due to the steering end contact operation, the current of the switching element through which the largest current should flow is divided into the two switching elements, and the amount of heat generated by each becomes small. An electric power steering device that is not likely to be damaged by heat can be realized.
[0010]
An electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention includes a brushless motor connected to a steering mechanism by a gear, and driven by a multi-phase current created by a plurality of switching elements, and based on a steering operation by a steering member, In an electric power steering device that drives a brushless motor and assists steering, when the steering member is stopped at left and right rotation limit positions, respectively, in order to avoid that each of the currents of the plurality of phases becomes maximum, The number of teeth of the gear is determined, and the brushless motor and the steering mechanism are assembled.
[0011]
In this electric power steering device, a brushless motor connected to a steering mechanism by a gear is driven by a plurality of phases of current generated by a plurality of switching elements based on a steering operation by a steering member to assist steering. When the steering member is stopped at the left and right rotation limit positions, the number of gear teeth is determined so that each of the currents of the plurality of phases does not become maximum, and the brushless motor and the steering mechanism are assembled. .
Accordingly, even if the brushless motor is locked by the steering end contact operation, a large current does not flow to a specific switching element, and the amount of heat generated does not increase, so that the electric power steering apparatus has no risk of the switching element being damaged by heat. Can be realized.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing the embodiments.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electric power steering apparatus according to a first embodiment of the present invention. In this electric power steering device, a torque detection signal detected and output by a torque sensor 10 that detects a torque applied to a steering shaft (not shown) is provided to a control unit 12 via an interface circuit 11 and a vehicle speed is controlled. The vehicle speed signal detected and output by the vehicle speed sensor 20 for detecting the vehicle speed is supplied to the control unit 12 via the interface circuit 21.
[0013]
The relay control signal output from the control unit 12 is input to the relay drive circuit 15, and the relay drive circuit 15 turns on or off the fail-safe relay contact 15a according to the relay control signal.
The control unit 12 creates a motor current command value (PWM command value) by referring to a built-in torque / current table 16 based on the torque detection signal, the vehicle speed signal, and a motor current signal to be described later. The command value is provided to the drive circuit 13. The drive circuit 13 is supplied with the power supply voltage of the vehicle-mounted battery P through the fail-safe relay contact 15a, and drives the brushless motor 18, which is a steering assist motor, to rotate based on the given motor current command value.
[0014]
When the brushless motor 18 rotates, the rotor position detector 14 detects the rotor position, and the drive circuit 13 controls the rotation of the brushless motor 18 based on the detected rotor position signal.
The motor current flowing through the brushless motor 18 is detected by the motor current detection circuit 17 and provided to the control unit 12 as a motor current signal.
[0015]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the brushless motor 18, the drive circuit 13, and the motor current detection circuit 17. The brushless motor 18 detects a stator 18a in which the coils A, B, and C are star-connected, a rotor 18b that is rotated by a rotating magnetic field generated by the coils A, B, and C, and a rotational position of the rotor 18b. And a rotor position detector 14.
[0016]
In the drive circuit 13, the power supply voltage of the vehicle-mounted battery P is connected to the positive terminal of the switching circuit 8a. In the switching circuit 8a, transistors (switching elements) Q1 and Q2 connected in series between the positive terminal and the ground terminal, and diodes D1 and D2 connected in series in opposite directions are connected in parallel and connected in series. Transistors Q3, Q4 and diodes D3, D4 connected in series in the reverse direction are connected in parallel, and transistors Q5, Q6 connected in series and diodes D5, D6 connected in series in the reverse direction are connected in parallel. I have.
Further, a transistor Q7 is connected in parallel to the transistor Q5, and a diode D7 is connected in parallel to the diode D5.
[0017]
The other terminal U of the star-connected coil A is connected to the common connection node of the transistors Q1 and Q2 and the common connection node of the diodes D1 and D2, and the common connection node of the transistors Q3 and Q4 and the diode D3 The other terminal V of the star-connected coil B is connected to the common connection node of D4, and the star connection is made to the common connection node of the transistors Q5 and Q6 and the common connection node of the diodes D5 and D6. The other terminal W of the coil C is connected.
[0018]
The rotation position of the rotor 18b detected by the rotor position detector 14 is notified to the gate control circuit 8b. The rotation direction and the motor current command value (PWM command value) are given from the control unit 12 to the gate control circuit 8b. The gate control circuit 8b turns on / off each gate of the transistors Q1 to Q7 in accordance with the instruction of the rotation direction and the rotation position of the rotor 18b, and for example, UV, UW, VW, V The path of the current flowing through the stator 18a is switched as in -U, WU, WV, and UV to generate a rotating magnetic field.
[0019]
The rotor 18b is a permanent magnet, and rotates by receiving a rotational force from a rotating magnetic field. The gate control circuit 8b controls the ON / OFF of the transistors Q1 to Q7 by PWM (Pulse Width Modulation) according to the motor current command value, thereby increasing or decreasing the rotational torque of the brushless motor 18.
The gate control circuit 8b turns on / off Q5 and Q7 at the same timing.
The diodes D1 to D7 are freewheel diodes that protect the transistors Q1 to Q7 and maintain the current flowing through the stator 18a.
The motor current detection circuit 17 detects a current flowing through each of the terminals U, V, and W of the brushless motor 18 and supplies the detected current to the control unit 12 as a motor current signal.
[0020]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of the embodiment of the electric power steering apparatus. This electric power steering apparatus includes a steering wheel 23 (steering member) for steering, a brushless motor 18 for steering assist driven in accordance with the steering of the steering wheel 23, and a reduction gear mechanism 22 for rotating the brushless motor 18. A transmission means 30 for transmitting the steering mechanism 33 to the steering mechanism 33 via a (gear) and a control unit 12 for controlling the drive circuit 13 of the brushless motor 18 are provided.
[0021]
The steered wheels 23 are connected to the input shaft 26.
The transmission means 30 includes an output shaft 29 connected to the input shaft 26 via a torsion bar 28, a pinion shaft 31 connected to the output shaft 29 via a connection shaft 40, and a rack meshing with the pinion of the pinion shaft 31. A rack shaft 32 having teeth and being connected to left and right steering wheels T, T via steering mechanisms 33, 33 is provided.
[0022]
Around the input shaft 26, a torque sensor 10 that detects a steering torque applied to the input shaft 26 by operating the steering wheel 23 by a torsion generated in the torsion bar 28 is provided.
The reduction gear mechanism 22 includes a worm 24 connected to the output shaft of the brushless motor 18 and a worm wheel 25 fitted in the middle of the output shaft 29, and rotates the brushless motor 18 from the worm 24 and the worm wheel 25. It is configured to transmit to the output shaft 29.
[0023]
In the electric power steering device having such a configuration, the steering operation force by operating the steered wheels 23 is transmitted to the rack shaft 32 via the input shaft 26, the torsion bar 28, the output shaft 29, the connecting shaft 40, and the pinion shaft 31, The rack shaft 32 is moved in the axial direction, and the steering mechanisms 33 are operated. At the same time, based on the steering torque detected by the torque sensor 10, the control unit 12 controls the drive circuit 13 to drive the brushless motor 18 and transmit the driving force of the brushless motor 18 to the output shaft 29, The steering operation force is assisted, and the driver's labor burden for steering is reduced.
[0024]
Since there is no disconnection between the brushless motor 18 and the steering mechanisms 33, the magnitudes of the U, V, and W currents flowing through the brushless motor 18 are determined according to the steering position. In this electric power steering apparatus, for example, as shown in FIG. 4, when the steered wheels 23 are stopped at the left and right rotation limit positions (E, F), the W-phase current is set to be the largest. I have. Note that the currents of different phases may be set to be the largest at the left and right rotation limit positions (E, F).
In this electric power steering device, as described above, the transistor Q5 on the positive side of the W phase is connected in parallel with the transistor Q7. If the currents of the different phases on the left and right are set to be the largest, transistors of the different phases are connected in parallel.
[0025]
Therefore, the end contact operation of the steering (operation of stopping at the left and right rotation limits) is performed, and the brushless motor 18 is locked. Even if the motor current in the locked state continues to flow, the largest current among the motor currents is obtained. Since the transistors Q5 and Q7 are connected in parallel to the positive side of the W phase through which the current flows, the current is dispersed, and the transistors Q5 and Q7 do not generate heat enough to be damaged.
The same effect can be obtained by connecting one transistor having a lower resistance type than the other transistors Q1 to Q4 and Q6 instead of connecting the transistors Q5 and Q7 in parallel.
[0026]
Embodiment 2 FIG.
The configuration of the electric power steering apparatus according to the second embodiment of the present invention is substantially the same as the configuration (FIGS. 1 to 3) described in the first embodiment. However, the transistor Q7 and the diode D7 are not included.
In this electric power steering apparatus, as described above, since there is no disconnection between the brushless motor 18 and the steering mechanism, the magnitudes of the U, V, and W currents flowing through the brushless motor 18 depend on the steering position. Is determined.
[0027]
Therefore, for example, as shown in FIG. 5A, when the steered wheels 23 are stopped at the left and right rotation limit positions (G, H), a state in which the current of one of the phases is maximized (worst case). Time; FIG. 5 (c)) is avoided, and the number of teeth of each gear of the reduction gear mechanism 22 is determined so that each phase current approaches a state in which the phase currents are averaged as much as possible (best case; FIG. 5 (b)). . When the steered wheels 23 are stopped at the left and right rotation limit positions (G, H), the rotation position of the brushless motor 18 is adjusted in advance so that the current of each phase approaches a state as small as possible. The brushless motor 18 and the steering mechanism are assembled.
The first and second embodiments described above can also be applied to a steer-by-wire type vehicle steering system in which the steered wheels and the steering mechanism are not mechanically connected.
[0028]
【The invention's effect】
According to the electric power steering apparatus of the first aspect, even when the brushless motor is locked by the end contact operation of the steering, the amount of heat generated by the switching element through which the largest current flows becomes small, and the switching element is damaged by heat. An electric power steering device without fear can be realized.
[0029]
According to the electric power steering apparatus according to the second aspect of the present invention, even when the brushless motor is locked by the end contact operation of the steering, the current of the switching element through which the largest current should flow is divided into two switching elements. Since the amount of heat generation is reduced, it is possible to realize an electric power steering device in which the switching element is not likely to be damaged by heat.
[0030]
According to the electric power steering apparatus of the third aspect, even if the brushless motor is locked by the end contact operation of the steering, a large current does not flow to a specific switching element, and the amount of heat generation does not increase. Thus, it is possible to realize an electric power steering device that is not likely to be damaged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a brushless motor, a drive circuit, and a motor current detection circuit.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an embodiment of an electric power steering device according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an operation of the electric power steering device according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation of the electric power steering device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
8a switching circuit 8b gate control circuit 10 torque sensor 12 control unit 13 (motor) drive circuit 14 rotor position detector 17 motor current detection circuit 18 brushless motor 22 reduction gear mechanism (gear)
23 Steering wheel (steering member)
24 Worm 25 Worm Wheel 26 Input Shaft 28 Torsion Bar 29 Output Shaft 31 Pinion Shaft 32 Rack Shaft 33 Steering Mechanism 40 Connecting Shaft D5 to D7 Diodes E, F, G, H Left and Right Rotation Limit Position P Vehicle Battery Q1 to Q7 Transistor (Switching element)
T steering wheel
