JP2006282121A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電圧の自由度が高く、メンテナンスが容易で部品寿命が長く、バッテリに与える負担が少なく、操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング用電源制御装置の実現を課題とする。
【解決手段】 制御手段を介して前記モータに電力を供給するバッテリ２と、バッテリ２の出力電圧を昇圧して制御手段を介してモータに供給する昇圧回路３と、昇圧回路３の入力側に電力を放電するコンデンサＣとを設けたことを特徴とする。また、コンデンサＣは、昇圧回路３の出力側から順方向に接続されたダイオードＤを介して接続され、半導体スイッチング素子Ｓを介して昇圧回路３の入力側にも接続されることが好ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電源に昇圧回路を有する電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルを操舵する際にステアリング軸に発生する操舵トルクを検出し、この検出信号に基づいて大きな操舵力が必要なとき、モータを駆動して操舵補助力を発生させ、操向ハンドルの操舵力を軽減するように動作する。すなわち、操向ハンドルが操舵されているときに、その操舵トルクが大きい場合には大きな操舵力が必要とされるので大きな操舵補助力を供給するように、モータ電流の目標値を設定して、モータの実電流値をこの目標値と一致するようにフィードバック制御を行う。また、操舵トルクが小さい場合には大きな操舵力を必要としないので小さな操舵補助力を供給するようにモータ電流の目標値を設定する。

ところで、このようなシステムでは、モータに常に電流が流れるわけではなく、操向ハンドルが駆動されない限りモータに電流は流れない。しかし、モータが電流を必要とする場合には、大電流を流す必要がある。最大の操舵補助力が必要とされる据切りなどのとき、要求される電力は通常の２０００ｃｃクラスの自動車で６００ワット〜８００ワット程度になり、電源を１２Ｖバッテリに求めるとモータ効率を考えて６０Ａ以上の電流が必要となることがある。

このように大きな電流を制御するためには大電流に対応した半導体スイッチング素子が必要になる。半導体スイッチング素子の大きさは流しうる電流の大きさによって決まる。しかも、実際に大電流をチョッパ制御するためには、モータに流す最大電流の１．５倍乃至２倍のピーク電流値を有する半導体スイッチング素子が必要になり、このため、回路が大型化し、高価になることが避けられない。さらに大きな電流を流すためには、回路周辺の配線も電流を流すに充分な太さが要求されることになり、配線の重量が問題になってくる。さらに、モータ電流を制限すると所定のトルクを得るためにはより大型のモータが必要となり、装置がより大型になるという問題が生まれる。また、モータの回転が速い状態では、モータからの起電力が大きくなって電流が流れ難くなるという現象も知られている。さらに、電池（バッテリ）から大きな電流を取ると、操向ハンドルを操舵するたびに電池の電圧が低下し、電気系統に雑音が発生したり、夜間走行中などではヘッドランプの明るさに変動を起こしたりする原因になっていた。

このような問題を解決するため、昇圧回路の出力側に第２の電池を設けた電源装置の例が報告されている。たとえば、第１の電池と、この第１の電池に接続された昇圧装置と、この昇圧装置に接続された第２の電池と、この第２の電池に接続され、操向ハンドルの回転力信号に対応したステアリングモータの駆動電力を供給する制御回路と、この制御回路に接続されたステアリングモータとで構成した電動パワーステアリング用の電源装置の例が報告されている（特許文献１参照。）。

図８に示すように、特許文献１の電源装置２５は、昇圧装置３２により第１の電池３１の電圧を昇圧し、第２の電池３３に電力を蓄え、第２の電池３３よりステアリングモータ１９などの負荷に電力を供給するので、昇圧装置３２の小形化が図れ、回路重量の低下、価格の低減が可能となる。また機器を使用しても第１の電池３１の電圧変動は生じないので、第１の電池３１に接続される照明用ランプの明るさの変動を低減することができる。
特公平８-５３９号公報

しかし、このように昇圧装置の出力に第２の電池を接続する場合、
１）電圧が一般的に使用される単位バッテリの整数倍の電圧となって、電圧の自由度が少なく任意の電圧値を取ることができない。
２）昇圧電圧が第２の電池の電圧で決まってしまうので状況に応じて変更することができない。
３）通常の蓄電池（バッテリ）は寿命があり、定期交換品であるため、メンテナンスが煩雑で維持費の高いシステムとなる。
４）所定の電圧を得るため複数のバッテリを用いると装置が大きくなる。また、特殊な電池を用いるとコストが高くなる。
５）昇圧装置の出力につけたバッテリで負荷を駆動するため、バッテリ電圧が低下しても電圧を上げることができないため、操向ハンドルを速く操作した場合には、負荷に電流が流れにくくなる。
６）通常の鉛バッテリは取り出せる電荷を正確に推定することが出来ないため、バッテリの状況に応じて出力の制御を行いにくい。
などの問題が生まれる。

本発明は、これらの問題を解決して、電圧の自由度が高く、メンテナンスが容易で部品寿命が長く、バッテリに与える負担が少なく、操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング装置の実現を課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵入力検出手段からの出力信号に基づいて目標電流を算出し、該目標電流によってモータを制御する電動パワーステアリング装置であって、電源の出力電圧を昇圧して前記モータに供給する昇圧手段と、前記昇圧手段の入力側に設けられ、電力を放電する容量手段とを具備することを特徴とする。これによれば、バッテリの電圧が減少しても昇圧手段の入力側に設けられた容量手段を用いて昇圧が行われる。

前記電動パワーステアリング装置において、前記容量手段から前記昇圧手段への放電を制御する放電電力制御手段を有することを特徴とする。このようにすれば、モータの情報を得て、容量手段の出力制御を加味して補正を加えることができる。

前記電動パワーステアリング装置において、前記バッテリの前記昇圧手段への電力供給を制御する供給電力制御手段を有することができる。これにより、バッテリから昇圧手段への電流を制限することができる。

前記電動パワーステアリング装置において、前記昇圧手段の出力から前記容量手段への充電を制御する電力制御手段を有することを特徴とする。このようにすれば、バッテリの出力電圧が基準電圧より高いようなバッテリの負担が小さい場合に容量手段に充電することができる。

昇圧手段の出力から前記容量手段への充電を制御する電力制御手段を有する構成の電動パワーステアリング用電源制御装置において、前記電力制御手段は、前記バッテリの電圧が低下したとき、又は前記昇圧手段から出力される電圧が低下したときに充電電力を上昇させることができる。

バッテリの電圧が低下したとき、又は前記昇圧手段から出力される電圧が低下したときに充電電力を上昇させる構成の電動パワーステアリング装置において、前記容量手段は、前記バッテリと前記昇圧手段とを結ぶ電力供給ラインとは別のラインに配置され、前記別のラインは、一端が前記昇圧手段の出力側から前記容量手段に接続されると共に、他端は前記バッテリの出力電圧または電流が基準値よりも低い場合に導通されるスイッチ手段を介して前記昇圧手段の入力側に接続されていることが好ましい。

容量手段が、前記バッテリと前記昇圧手段とを結ぶ電力供給ラインとは別のラインに配置されている構成の電動パワーステアリング装置において、前記容量手段は複数個からなり、この複数個の容量手段と前記別ラインとの接続を並列あるいは直列に切り替える切替え手段を有することが好ましい。このようにすれば、容量手段を並列に接続し、充電を行い、バッテリの電圧が低下したときに、直列接続に切り替えればコンデンサ電圧が２倍になるので、バッテリの電圧の低下を補うことが出来る。

本発明によれば、電圧の自由度が高く、メンテナンスが容易で部品寿命が長く、バッテリに与える負担が少なく、操舵補助を行うことができる電動パワーステアリング装置を実現することができる。

本発明の実施の形態について添付図面に添って詳細に説明する。

本発明の実施の形態である電動パワーステアリング装置１０の構成を図１に示す。この装置は、駆動機構９と電源制御装置１とから構成され、操向ハンドル１１を回転させると操向ハンドル１１に直結するステアリング軸１２は連結されたトルクセンサ２０（操舵入力検出手段）を介してラックピニオン機構１５を構成するピニオン１３を回転し、これによってラック軸１４を移動させて前輪１７の方向を変えて操舵する。このとき、トルクセンサ２０が検出したトルク信号Ｔと車速センサ２１が検出した車速信号Ｖに応じて制御回路２２は電源制御装置１からモータ１９に電力を供給し目標のモータ電流を流すよう制御する。この供給電力によってモータ１９は動力伝達機構１８を介してピニオン１３を回転させ、操向ハンドル１１の操舵トルクを軽減するように動作する。
すなわち、電源制御装置１は、操舵補助力を与えるモータ１９に流れる電力を供給する機能を有し、この機能を実現するために、電源制御装置１は充電電荷を保持するコンデンサを有していて、昇圧回路の入力側に電力を提供しているバッテリ(一次電源)の電圧が低下したとき、このコンデンサの電荷を昇圧回路の入力側に与えて、バッテリの電力不足を補う働きをするように構成されている。

図２は、本発明の一実施の形態である電動パワーステアリング装置１０ａを構成する電源制御装置１ａの回路ブロック図である。図２において、符号２はバッテリ、符号３は昇圧回路（昇圧手段）、符号１０ａは電動パワーステアリング装置、符号Ｃはコンデンサ（容量手段）、符号Ｄ１はダイオード（ダイオード手段）、符号Ｄ２は他のダイオード、符号Ｑは電圧比較回路、符号Ｒは抵抗器、符号Ｓは半導体スイッチング素子（スイッチ手段）、符号Ｖｒは基準電圧である。半導体スイッチング素子Ｓは、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタなど高電力をスイッチングできるものであればどのようなものでも差し支えない。
昇圧回路３の入力にバッテリ２がダイオードＤ２を介して接続され、出力に制御回路２２が接続されている。また、昇圧回路３の入力と出力の間には半導体スイッチング素子Ｓと抵抗ＲとダイオードＤ１とが直列に接続されている。ここで、半導体スイッチング素子Ｓのドレイン−ソース間に並列に接続されているダイオードは保護用ダイオードである。また、サブストレートは、ドレイン、ソースあるいは接地端子に接続することが好ましい。さらに、半導体スイッチング素子Ｓの一端と抵抗Ｒの接続点にはコンデンサＣが接続され、昇圧回路３の出力電圧がダイオードＤ１を介して充電されるように構成されている。電圧比較回路Ｑの出力は、半導体スイッチング素子Ｓのゲートに接続されており、正転入力（＋）には基準電圧Ｖｒが印加され、反転入力（−）にはバッテリ２の電圧が印加されている。

図２に沿って、本実施の形態の動作を説明する。
昇圧回路３の出力電圧がコンデンサＣの電圧よりも高い場合、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒを介してコンデンサＣは常時充電される。装置の起動時にはプリチャージ回路を別途設けて充電を行ってもよい。コンデンサＣは例えば５０Ｆ、動作電圧２５Ｖのものが用いられる。ダイオードＤ１はコンデンサＣの電荷の昇圧回路３の出力側への逆流を防止する機能を有し、抵抗器ＲはコンデンサＣへの充電電流を制限して過渡的に大電流が流れるのを防止する機能を有している。

電圧比較回路Ｑによって、バッテリ２の出力電圧は基準電圧Ｖｒと比較されている。基準電圧Ｖｒはバッテリ２の電池電圧が１２Ｖであるとすると、例えば１１Ｖに設定される。バッテリ２につながるシステムの負荷が大きくなり、バッテリ２からの電力の持ち出しが多く、バッテリ２の出力電圧が基準電圧Ｖｒ（１１Ｖ）よりも低くなると、電圧比較回路Ｑが働いて半導体スイッチング素子Ｓを導通させ、これにより、コンデンサＣの電力が昇圧回路３の入力側に供給される。このとき、バッテリ２と昇圧回路３の入力との間に接続されたダイオードＤ２は逆電圧になるため、バッテリ２と昇圧回路３の入力との接続は絶たれた形となる。

コンデンサＣの電力が昇圧回路３の入力側に供給されて、それによってバッテリ２の負荷が軽くなり、その出力電圧が上昇して基準電圧Ｖｒ（１１Ｖ）よりも高くなると、電圧比較回路Ｑが半導体スイッチング素子Ｓ１をオフにする。すると、コンデンサＣと昇圧回路３の入力側との接続がたたれ、バッテリ２からダイオードＤ２を介して昇圧回路３の入力に電流が流れる。

このように本実施の形態では、特別な制御回路を設けなくとも、一次電源であるバッテリ２と補助電源であるコンデンサＣからの昇圧回路３への電力供給を制御することができ、バッテリ２の負担が大きく、バッテリ２の出力電圧が低下した場合に、コンデンサＣから電力を供給してバッテリ２の負担を減らすと共に、この電源制御装置１ａの負荷である制御回路２２への電力供給を充分に行えるようにする。
なお、コンデンサＣは昇圧回路３の出力により常時充電されているように述べたが、コンデンサＣと昇圧回路３の出力との間にも半導体スイッチング素子を設け、電圧比較回路Ｑの反転出力で制御するなどの方法で、バッテリ２の出力電圧が基準電圧Ｖｒより高く、バッテリ２の負担が小さい場合にだけコンデンサＣを充電するようにしてもよい。あるいは、別に設けたプリチャージ回路を常時働かせて充電することもできる。

図３に、本発明の他の実施の形態である電動パワーステアリング用装置１０ｂを構成する電源制御装置１ｂの回路ブロック図を示す。図３において、符号４はコンデンサ出力制御装置（放電電力制御手段）、符号７は制御情報、符号Ｒｅはリレーで、それ以外の同一の機能の要素には理解が容易なように図２と同一の符号を付して示した。

この実施の形態が図２に示したものと異なる点は、コンデンサ出力制御装置４が、負荷である制御回路２２の制御情報７を得て、コンデンサＣの出力制御に加味して補正を加えるようにしている点である。また、半導体スイッチング素子Ｓと昇圧回路３との間にリレーＲｅが挿入されている点が相違する。

この実施の形態でも、コンデンサＣは、昇圧回路３の出力電圧がコンデンサＣの電圧よりも高い場合、昇圧回路３の出力により、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒを介して常時充電されている。あるいは、コンデンサＣと昇圧回路３出力との間にもスイッチング素子を設け、コンデンサ出力制御装置４の制御で、バッテリ２の出力電圧が基準電圧より高いようなバッテリ２の負担が小さい場合にだけコンデンサＣを充電するようにしてもよい。

コンデンサ出力制御装置４は、コンデンサＣの電圧を監視して充電が所定値以上になったときリレーＲｅをオンにしておき、バッテリ２の出力電圧が基準電圧（例えば、１２Ｖのバッテリ電圧に対して１１Ｖ）よりも低くなったとき、半導体スイッチング素子Ｓを導通させ、コンデンサＣの電力を昇圧回路３の入力に供給する。したがって、この状態では、コンデンサＣの電圧が充分高く、バッテリ２の出力電圧が基準電圧よりも低くなったとき、自動的にコンデンサＣの電力が昇圧回路３の入力に供給される。また、このスイッチング素子Ｓを制御することでコンデンサＣからの電流がバッテリ２に流れ込むことを防止できるので、ダイオード２を設けない構成とすることもできる。

また、コンデンサ出力制御装置４は、コンデンサＣの電圧を監視して、電圧の大きさによってバッテリ２の閾値である基準電圧を補正しながら、コンデンサＣの電力の昇圧回路３の入力への放電を調整することもできる。すなわち、コンデンサＣの充電量が少なく電圧が低いときには、基準電圧を下げて、バッテリ２の電圧がある程度下がってもコンデンサＣから昇圧回路３の入力への電力放電が起こらないようにし、バッテリ２の電流負担を増大させるようにする。これにより、コンデンサＣによるアシスト時間とバッテリ２の電圧との調整を行うことができる。

図４に、本発明のさらに他の実施の形態である電動パワーステアリング装置１０ｃを構成する電源制御装置１ｃの回路ブロック図を示す。図４において、符号５は入力電流制御放電制御回路（供給電力制御手段、放電電力制御手段）、符号Ｓ１、Ｓ２は半導体スイッチング素子、符号Ｒ１，Ｒ２は抵抗器であり、これ以外の図２及び図３と同一の機能の要素には図２及び図３と同一の符号を付して示した。

この実施の形態が図２及び図３の実施の形態と異なっている点は、バッテリ２とダイオードＤ２との間に半導体スイッチング素子Ｓ２が挿入されている点である。また、入力電流制御放電制御回路５を設け、半導体スイッチング素子Ｓ２を用いてバッテリ２から昇圧回路３入力側への電流の制限と、半導体スイッチング素子Ｓ１を用いてコンデンサＣの昇圧回路３入力側への放電の制御とを同時に行っている点が異なる。

コンデンサＣは、装置の起動前に抵抗器Ｒ２からなるプリチャージ回路で、バッテリ２の電圧によって例えば１２Ｖ程度まで充電されている。さらに、装置が起動した後は、昇圧回路３の出力電圧がコンデンサＣの電圧よりも高い場合、昇圧回路３の出力により、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒ１を介して常時充電される。あるいは、コンデンサＣと昇圧回路３の出力との間にも半導体スイッチング素子を設け、入力電流制御放電制御回路５の制御で、バッテリ２の出力電圧が基準電圧より高いようなバッテリ２の負担が小さい場合にだけコンデンサＣを充電するようにしてもよい。

入力電流制御放電制御回路５は、制御回路２２での負荷が大きくなり、バッテリ２からの放電電流が多くなった場合に、コンデンサＣからの出力を昇圧回路３の入力側に接続する。さらに、コンデンサＣの電圧やバッテリの電圧を検出し、この検出値に応じて、半導体スイッチング素子Ｓ１及び半導体スイッチング素子Ｓ２を断続して、バッテリ２から昇圧回路３へ入力される電流と、コンデンサＣから昇圧回路３へ入力される電流とを制御し、バッテリ２の電圧ができるだけ１１Ｖを下回ることがないように、また、コンデンサＣの電荷を多くしてコンデンサＣからの放電時間をできるだけ長くできるように調整する。

図５に、本発明の他の実施の形態である電動パワーステアリング装置１０ｄを構成する電源制御装置１ｄの回路ブロック図を示す。図５において、符号６は充電電流制御回路、符号Ｓ３は半導体スイッチング素子であり、この充電電流制御回路６と半導体スイッチング素子Ｓ３とで電力制御手段８を構成する。なお、その他の図２、図３及び図４に示したものと同一の機能の要素には、図２、図３及び図４と同一の符号を付して示した。

この実施の形態が、図４に示したものと異なる点は、抵抗器Ｒ１の代わりに半導体スイッチング素子Ｓ３を設け、充電電流制御回路６によりコンデンサＣの充電を制御した点である。特に、半導体スイッチング素子Ｓ３は、ダイオードＤ１とコンデンサＣ及び半導体スイッチング素子Ｓ１との間に接続され、ゲート電位が充電電流制御回路６により制御される。

入力電流制御放電制御回路５は、バッテリ２の出力電圧が基準電圧（１１Ｖ）よりも高いとき、その旨を充電電流制御回路６に送り、充電電流制御回路６はさらに昇圧回路３の負荷電流を検出して、バッテリ２の出力電圧が基準電圧（１１Ｖ）よりも高く、昇圧回路３の負荷電流が２０Ａよりも小さいときに、半導体スイッチング素子Ｓ３をオンにしてコンデンサＣを充電する。

昇圧回路３から制御回路２２に供給される負荷電流が大きくなり、２０Ａを超えた場合には、充電電流制御回路６は半導体スイッチング素子Ｓ３を制御してコンデンサＣの充電を徐々に減少させ、昇圧回路３の負荷電流が４０Ａを超えた場合には充電を停止するように制御する。また、充電電流制御回路６は、通常は一定の充電を行うが、電力持ち出しが多く昇圧回路３の出力電圧が低下したとき、あるいはバッテリ電圧が低下したときに通常よりも充電量を上げて、半導体スイッチング素子Ｓ３とともに電力制御手段として機能する。

昇圧回路３からの負荷電流が一時的に増加し、これによってバッテリ２の出力電圧が基準電圧（１１Ｖ）よりも低くなった場合、入力電流制御放電制御回路５は半導体スイッチング素子Ｓ１をオンにして、コンデンサＣの出力を昇圧回路３入力に接続して電力を補助する。この場合には、充電電流制御回路６は、昇圧回路３の負荷電流が２０Ａよりも小さいときでも、半導体スイッチング素子Ｓ３をオフにしてコンデンサＣの充電を禁止する。

このように、本実施の形態では、コンデンサＣの充電と放電を制御する機能を有していて、バッテリ２の出力に余裕があり且つ昇圧回路３の出力電流が小さいときにコンデンサＣを充電し、バッテリ２の電圧が低下した際にコンデンサＣの出力で昇圧回路３の入力に電力を供給するようにし、コンデンサＣの放電中は充電を行わないようにしている。したがって、バッテリ２と昇圧回路３に余裕のあるとき、コンデンサＣを充電し、バッテリ２の出力が不足しはじめたとき、コンデンサＣの出力で補って、各部の負担を少なくした無理のない電力補助が行える。

図６及び図７に、本発明の他の実施の形態である電動パワーステアリング装置１０ｅを構成する電源制御装置１ｅの回路ブロック図を示す。図６及び図７において、符号Ｃ１及び符号Ｃ２は第１及び第２のコンデンサ、符号Ｓｗ１及びＳｗ２は第１及び第２のスイッチである。このコンデンサＣ１及びＣ２の組合せを図３のコンデンサＣに対応させると、この実施の形態の構成は基本的には先に図３に示した実施の形態と一致する。
この実施の形態では、複数のコンデンサＣ１及びＣ２とこのコンデンサＣ１、Ｃ２の接続を切り替えるスイッチＳｗ１及びＳｗ２とを設けて、スイッチＳｗ１及びＳｗ２を切り替えることで、複数のコンデンサＣ１及びＣ２を並列又は直列に接続できるようにしている。また、コンデンサＣ１及びＣ２は、バッテリ２から昇圧回路３への電力供給ラインに対して別のラインと接地との間に接続され、半導体スイッチング素子Ｓ１（スイッチ手段）及びリレーＲｅ（スイッチ手段）を介して昇圧回路３の入力側に接続されている。
コンデンサＣ１及びＣ２には、例えば、容量１０Ｆ、動作電圧２５Ｖのものなどを用い、スイッチＳｗ１及びＳｗ２には制御可能なものであればリレーなどをはじめ特に限定されない。

当初、スイッチＳｗ１及びＳｗ２は図６に示すように切り替えられ、コンデンサＣ１及びＣ２は別ラインから接地に対して並列に接続されている。図３の場合と同様、この実施の形態でも、コンデンサＣ１及びＣ２は、昇圧回路３の出力電圧がこれらのコンデンサＣ１あるいはＣ２の電圧よりも高い場合、昇圧回路３の出力により、ダイオードＤ１及び抵抗器Ｒを介して常時充電される。

コンデンサ出力制御装置４は、コンデンサＣ１及びＣ２の電圧を監視していて電圧が所定値以上になったときリレーＲｅをオンにする。そうして、バッテリ２の出力電圧が基準電圧（１１Ｖ）よりも低くなったとき、半導体スイッチング素子Ｓ１を導通させ、コンデンサＣ１及びＣ２の電力を昇圧回路３の入力に供給する。この状態では、コンデンサＣ１及びＣ２の電圧が充分高く、バッテリ２の出力電圧が基準電圧よりも低くなった時、自動的にコンデンサＣ１及びＣ２の電力が昇圧回路３の入力に供給される。

コンデンサ出力制御装置４は、また、コンデンサＣ１及びＣ２の電圧を監視して、コンデンサＣ１及びＣ２の電圧が昇圧回路３への補助によって低下した場合、スイッチＳｗ１及びＳｗ２を図７に示すように切り替えて、コンデンサＣ１及びＣ２の接続を前記別のラインから接地に対する直列に変える。これにより、コンデンサＣ１とＣ２の端子電圧は並列接続の場合のほぼ倍の電圧になる。したがって、コンデンサＣ１及びＣ２の電圧の低下をしばらくの間は補って昇圧回路３への電力供給を継続することができる。

以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明してきたが、これらの実施の形態を組み合わせることによって、より無理のない、より安全な、より効果的なコンデンサによる昇圧回路入力への電力補助が行える。コンデンサを用いているため、目的に応じてその容量を選択でき、また、電荷量を正確に把握でき、動作中でも電圧を可変にできるので、状況に応じた制御を自由に行える。その結果、電動パワーステアリング装置での操舵補助が、確実に無駄なく効果的に行える。本発明は、ステアリング系Ｓにおけるステアリングホイールと前輪とが機械的に切り離されたステアバイワイヤ（Steer＿By＿Wire）にも適用可能である。
さらに、装置を小型廉価で且つ長寿命、メンテナンスフリーにすることができる。この電源装置を用いることにより、バッテリの負担を平均化することができ、バッテリの出力電圧の変動や雑音を少なくすることができ、さらに、電動パワーステアリング装置へ流す電流を少なくして、電動パワーステアリング装置及びモータを小型軽量にすることができる。

本実施形態の電動パワーステアリング装置は、以上のように構成したので、電動パワーステアリング装置を有する車両に用いて特に小型軽量化の面で効果を上げることができ、乗用車両などに広く用いることができる。

本発明の電動パワーステアリング装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態である電動パワーステアリング装置を構成する電源制御装置の回路ブロック図である。 本発明の他の実施の形態である電動パワーステアリング装置を構成する電源制御装置の回路ブロック図である。 本発明のさらに他の実施の形態である電動パワーステアリング装置を構成する電源制御装置の回路ブロック図である。 本発明のさらに他の実施の形態である電動パワーステアリング装置を構成する電源制御装置の回路ブロック図である。 本発明のさらに他の実施の形態である電動パワーステアリング装置を構成する電源制御装置の回路ブロック図である。 図６に示す回路ブロック図でスイッチが切り替わった状態を示す図である。 従来の電動パワーステアリング用電源装置のブロック図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 電源制御装置
２ バッテリ
３ 昇圧回路（昇圧手段）
４ コンデンサ出力制御装置（放電電力制御手段）
５ 入力電流制御放電制御回路（供給電力制御手段，放電電力制御手段）
６ 充電電流制御回路
７ 制御情報
８ 電力制御手段
９ 駆動機構
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ 電動パワーステアリング装置
１１ 操向ハンドル
１２ ステアリング軸
１３ ピニオン
１４ ラック軸
１５ ラックピニオン機構
１７ 前輪
１９ モータ
２０ トルクセンサ（操舵入力検出手段）
２１ 車速センサ
２２ 制御回路（制御手段）
２５ 電源装置
３１，３３ 電池
３２ 昇圧装置
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ（容量手段）
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード（ダイオード手段）
Ｑ 電圧比較回路
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２ 抵抗器
Ｒｅ リレー（スイッチ手段）
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ３ 半導体スイッチング素子（スイッチ手段）
Ｓｗ１、Ｓｗ２ スイッチ
Ｖｒ 基準電圧

Claims (7)

1. 少なくとも操舵入力検出手段からの出力信号に基づいて目標電流を算出し、該目標電流によってモータを制御する電動パワーステアリング装置であって、
   電源の出力電圧を昇圧して前記モータに供給する昇圧手段と、前記昇圧手段の入力側に設けられ、電力を放電する容量手段とを具備することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記容量手段から前記昇圧手段への放電を制御する放電電力制御手段を有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。
3. 前記バッテリの前記昇圧手段への電力供給を制御する供給電力制御手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記昇圧手段の出力から前記容量手段への充電を制御する電力制御手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記電力制御手段は、前記バッテリの充電電圧が低下したとき、又は前記昇圧手段から出力される電圧が低下したときに充電電力を上昇させることを特徴とする請求項４に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 前記容量手段は、前記バッテリと前記昇圧手段とを結ぶ電力供給ラインとは別のラインに配置され、
   前記別のラインは、一端が前記昇圧手段の出力側から前記容量手段に接続されると共に、他端は前記バッテリの出力電圧または電流が基準値よりも低い場合に導通されるスイッチ手段を介して前記昇圧手段の入力側に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
7. 前記容量手段は複数個からなり、この複数個の容量手段と前記別のラインとの接続を並列あるいは直列に切り替える切替え手段を有することを特徴とする請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。

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