JP2007318910A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の電源装置を小型化することである。
【解決手段】パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２の最大出力電力を、パワーステアリング用インバータ１３の最大電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力の合計値より小さな値に設計する。これにより電源装置１１を小型化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のパワーステアリング用モータと姿勢制御用モータに電力を供給する電源装置に関する。

ハンドルの操舵力を軽減するためにパワーステアリング機構が設けられており、パワーステアリング機構にはパワーステアリング用モータが使用されている。また、車両の走行を安定させるために姿勢制御機構が設けられており、その姿勢制御機構には姿勢制御用モータが使用されている。

図３は、自動車のパワーステアリング用モータと姿勢制御用モータに駆動電圧を供給する従来の電源装置を示す図である。
バッテリＥ１の電圧はパワーステアリング（ＰＳ）用ＤＣＤＣコンバータ２１で所定の直流電圧に変換され、パワーステアリング（ＰＳ）用インバータ２２によりパワーステアリング用モータ２３を駆動するための交流電圧に変換される。

同様にバッテリＥ１の電圧は、姿勢制御のアクティブスタビライザ（ＡＳ）用ＤＣＤＣコンバータ２４で所定の直流電圧に変換され、アクティブスタビライザ用インバータ２５によりアクティブスタビライザ用モータ２６を駆動するための交流電圧に変換される。

上記の従来の電源装置においては、パワーステアリング用ＤＣＤＣコンバータ２１は、パワーステアリング用モータ２３を駆動する最大電力を供給できるように設計され、アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ２４は、アクティブスタビライザ用モータ２６を駆動する最大電力が供給できるように設計されていた。

特許文献１には、パワーアシスト電動機に昇圧した電圧を供給する昇圧回路を有するパワーステアリング装置において、昇圧回路の出力電圧の目標値である目標昇圧電圧を操舵状態に応じて設定する目標昇圧電圧設定手段を設けることで、昇圧回路の発熱を抑制することが記載されている。

特許文献２には、車両のスタビライザ装置の電動モータに流れる電流の低減時における減速機構の出力トルクの応答特性を向上させるために、電動モータに流れる電流の増加制御の終了を検出し、その検出に応答して電動モータに流れる電流を所定量低減する電流制御を行うことが記載されている。

特許文献３には、複数の車両制御装置に個別に設けられている電源回路を共通化することが記載されている。
特許文献３には、車両用制御装置の複数の電源回路を共通化することが記載されているが、電源回路を単純に共通化した場合には、各車両制御装置が必要とする最大電力の合計値以上の電力供給能力が必要となるので電源回路が大型化してしまう。
特開２００３−２６７２３５号公報 特開２００５−３３５５０４号公報 特開２００５−２６１０４７号公報

本発明の課題は、車両の電源装置のＤＣＤＣコンバータを共通化し、かつ電源装置を小型化することである。

本発明は、車両のパワーステアリング用モータと姿勢制御用モータに電力を供給する電源装置において、前記パワーステアリング用モータを駆動する電力を供給するパワーステアリング用インバータと、前記姿勢制御用モータを駆動する電力を供給する姿勢制御用インバータと、前記パワーステアリング用インバータと前記姿勢制御用インバータに電力を供給する１つのＤＣＤＣコンバータであって、前記パワーステアリング用インバータに供給すべき最大電力と前記姿勢制御用インバータに供給すべき最大電力の合計値より小さい最大出力電力を有するＤＣＤＣコンバータとを備える。

この発明によれば、ＤＣＤＣコンバータの最大出力電力をパワーステアリング用インバータに供給すべき最大電力と姿勢制御用インバータに供給すべき最大電力の合計値より小さくして電源装置を小型化することができる。また、ＤＣＤＣコンバータを共通化することで電源とＤＣＤＣコンバータとの間の配線を減らすことができる。

本発明の電源装置において、前記パワーステアリング用インバータが最大電力となる条件での前記姿勢制御用インバータの電力と前記パワーステアリング用インバータの最大電力の合計値に所定値を加算した値以上の値、または前記姿勢制御用インバータが最大電力となる条件での前記パワーステアリング用インバータの電力と前記姿勢制御用インバータの最大電力の合計値に所定値を加算した値以上の値を前記ＤＣＤＣコンバータの最大出力電力として設定する。

このように構成することで１つのＤＣＤＣコンバータからパワーステアリング用インバータと姿勢制御用インバータの両方に電力を供給し、かつ電源装置を小型化することができる。

本発明によれば車両の電源装置のＤＣＤＣコンバータを共通化し、かつ電源装置を小型化することができる。また、バッテリ等の電源とＤＣＤＣコンバータとの間の配線を減らすことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、実施の形態の自動車の電源装置１１とパワーステアリング用モータ１４とアクティブスタビライザ用モータ１６を示す図である。

パワーステアリング用モータ１４は、自動車のハンドルの操舵力を補助する補助操舵力を供給するモータである。アクティブスタビライザ用モータ２６は、自動車の姿勢の傾きを補正する制御を行う。

電源装置１１は、バッテリＥ１の電圧を所定の直流電圧に変換するパワーステアリング／アクティブスタビライザ（ＰＳ／ＡＳ）用ＤＣＤＣコンバータ１２と、パワーステアリング（ＰＳ）用モータ１４を駆動する電力を供給するパワーステアリング用インバータ１３と、アクティブスタビライザ（ＡＳ）用モータ１６を駆動する電力を供給するアクティブスタビライザ用インバータ（姿勢制御用インバータ）１５とからなる。

パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２は、パワーステアリング用インバータ１３とアクティブスタビライザ用インバータ１５の両方に電力を供給する。

パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２は、例えば、図２に示すような回路で構成されている。
図２に示すように、トランジスタＴＲ１とＴＲ２は直列に接続され、それぞれのトランジスタＴＲ１、ＴＲ２と並列にダイオードＤ１、Ｄ２が接続されている。ダイオードＤ１、Ｄ２のカソードはそれぞれのトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のコレクタに接続され、アノードはエミッタに接続されている。トランジスタＴＲ１のエミッタとトランジスタＴＲ２のコレクタの接続点にはインダクタＬ１の一端が接続され、インダクタＬ１の他端はバッテリＥ１に接続されている。トランジスタＴＲ１のコレクタとトランジスタＴＲ２のエミッタにキャパシタＣ１の両端が接続されている。図２のＤＣＤＣコンバータは、バッテリＥ１の電圧を昇圧してキャパシタＣ１に供給して外部に出力する。

ここでパワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力とアクティブスタビライザ用モータ１６が必要とする駆動力と走行速度の関係について説明する。
自動車の走行速度が速いときには、カーブを曲がるときにハンドルを大きく回す必要がないのでパワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力も小さくなる。また、高速時には、タイヤと路面との摩擦力が小さくなるのでパワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力は小さくなる。従って、走行速度が速いときには、パワーステアリング用インバータ１３は、走行速度が遅いときより少ない電力をパワーステアリング用モータ１４に供給すれば良い。

これに対して走行速度が遅いときには、カーブを曲がるときにハンドルを大きく回す必要があるので、パワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力も大きくなる。また、低速走行時にはタイヤと路面との摩擦力が大きくなるので、ハンドルの操舵力を補助するためのパワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力も大きくなる。従って、走行速度が遅いときには、パワーステアリング用インバータ１３は大きな電力をパワーステアリング用モータ１４に供給する必要がある。

他方、アクティブスタビライザ用モータ１６については、高速でカーブを曲がるときには、遠心力による車体の傾きが大きくなるので姿勢制御機構を制御するアクティブスタビライザ用モータ１６が必要とする駆動力も大きくなる。従って、アクティブスタビライザ用インバータ１５は大きな電力をアクティブスタビライザ用モータ１６に供給する必要がある。

走行速度が遅いときには、カーブを曲がるときの車体の傾きは小さくなるのでアクティブスタビライザ用モータ１６が必要とする駆動力は小さくなる。従って、走行速度が遅いときには、アクティブスタビライザ用インバータ１５は高速走行時より少ない電力をアクティブスタビライザ用モータ１６に供給すれば良い。

上記のようにパワーステアリング用モータ１４が必要とする駆動力とアクティブスタビライザ用モータ１６が必要とする駆動力は、一方が増加すると他方が減少する関係がある。従って、それらのモータに電力を供給するパワーステアリング用インバータ１３の出力電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の出力電力も一方が増加すると他方が減少する関係を有する。すなわち、パワーステアリング用インバータ１３の最大電力と、アクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力は同じ条件（例えば、走行速度）では発生しない。

上記の点に着目して実施の形態においては、パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２をパワーステアリング用インバータ１３とアクティブスタビライザ用インバータ１５で共用し、その最大出力電力をパワーステアリング用インバータ１３の最大電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力の合計値より小さな値に設計している。

パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２の最大出力電力は、例えば、パワーステアリング用インバータ１３が最大電力となる条件のときにアクティブスタビライザ用インバータ１５が必要とする電力とパワーステアリング用インバータ１３の最大電力の合計値に一定のマージンを見込んだ値以上、あるいはアクティブスタビライザ用インバータ１５が最大電力となる条件のときにパワーステアリング用インバータ１３が必要とする電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力の合計値に一定のマージンを見込んだ値以上で、かつパワーステアリング用インバータ１３の最大電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力の合計値より小さい値に設定する。あるいは、同時に必要となるパワーステアリング用インバータ１３の電力とアクティブスタビライザ用インバータ１５の電力の合計値の中の最大値に一定のマージンを見込んだ値以上で、上記の条件を満たす値に設定する。

上述した実施の形態によれば、共通化したパワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２の最大出力電力を、パワーステアリング用インバータ１３とアクティブスタビライザ用インバータ１５の最大電力の合計値より小さくすることでＤＣＤＣコンバータを小型化することができる。パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２を小型化することで電源装置１１を小型化できる。また、パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２を共用することで大きな電流が流れるバッテリからパワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ１２までの配線の本数を減らすことができるのでハーネスの重量を減らすことができる。

なお、本発明はアクティブスタビライザに限らず、アクティブサスペンションなどの他の姿勢制御機構にも適用できる。

実施の形態の電源装置とモータの構成を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの一例を示す図である。 従来の電源装置とモータの構成を示す図である。

符号の説明

１１ 電源装置
１２ パワーステアリング／アクティブスタビライザ用ＤＣＤＣコンバータ
１３，２２ パワーステアリング用インバータ
１４，２３ パワーステアリング用モータ
１５，２５ アクティブスタビライザ用インバータ
１６，２６ アクティブスタビライザ用モータ

Claims (2)

1. 車両のパワーステアリング用モータと姿勢制御用モータに電力を供給する電源装置において、
   前記パワーステアリング用モータを駆動する電力を供給するパワーステアリング用インバータと、
   前記姿勢制御用モータを駆動する電力を供給する姿勢制御用インバータと、
   前記パワーステアリング用インバータと前記姿勢制御用インバータに電力を供給する１つのＤＣＤＣコンバータであって、前記パワーステアリング用インバータに供給すべき最大電力と前記姿勢制御用インバータに供給すべき最大電力の合計値より小さい最大出力電力を有するＤＣＤＣコンバータとを備える電源装置。
2. 前記パワーステアリング用インバータが最大電力となる条件での前記姿勢制御用インバータの電力と前記パワーステアリング用インバータの最大電力の合計値に所定値を加算した値以上の値、または前記姿勢制御用インバータが最大電力となる条件での前記パワーステアリング用インバータの電力と前記姿勢制御用インバータの最大電力の合計値に所定値を加算した値以上の値を前記ＤＣＤＣコンバータの最大出力電力として設定した請求項１記載の電源装置。
   
   

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