JP2012254703A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力量に対して容量の小さい蓄電池を使用することが可能となる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＵ６は、モータ制御部１１と、モータ制御部１１によって制御され、電動モータ５に電力を供給する駆動回路１２とを含んでいる。主蓄電池７は、駆動回路１２を含むＥＣＵ６内の各部に電力を供給する。振動発電機８は、車両の振動を電気エネルギーに変換する。振動発電機８としては、整流回路９は、振動発電機８によって得られた交流電力を直流電力に変換する。補助蓄電池１０は、整流回路９から出力される直流電力を蓄積する。補助蓄電池１０は、ＥＣＵ６を介して、主蓄電池７に接続されているとともに、ＥＣＵ６内の駆動回路１２にも接続されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、電動モータが発生する駆動力を車両の舵取り機構に伝達して操舵補助を行う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（ＥＰＳ：Electric Power Steering）の電力は、車両に搭載された蓄電池によって供給されている。近年、中型乗用車や大型乗用車においても電動パワーステアリング装置が搭載されるようになってきている。中型乗用車や大型乗用車においては、転舵輪を転舵するために大きなラック軸力が必要となるため、電動パワーステアリング装置に用いられる電動モータも高出力化する必要がある。このようなことから、容量の大きい蓄電池が要求されるようになってきている。しかしながら、蓄電池の容量が大きくなると、車両の重量が増加するため、好ましくない。

特開昭64-89947号公報 特開平03-98455号公報

この発明の目的は、消費電力量に対して容量の小さい蓄電池を使用することが可能となる電動パワーステアリング装置を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１に記載の発明は、操舵補助力を発生する電動モータ（３）を備えた電動パワーステアリング装置であって、前記電動モータに電力を供給する駆動回路（１２）および前記駆動回路を制御するモータ制御部（１１）を含むＥＣＵ（６）と、前記ＥＣＵに接続され、前記駆動回路に電力を供給するための主蓄電池（７）と、車両の振動を電気エネルギーに変換する振動発電機（８）と、前記振動発電機によって得られる電気エネルギーを蓄積する補助蓄電池（１０）とを含み、前記振動発電機が、前記主蓄電池を充電可能に、前記ＥＣＵを介して前記主蓄電池に接続されている電動パワーステアリング装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。

この発明によれば、補助蓄電池によって主蓄電池を充電することができる。これにより、消費電力量に対して容量の小さい蓄電池を、主蓄電池として使用できるようになる。

図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。

以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的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、トルクセンサ１と、車速センサ２と、電動モータ３と、回転角センサ４と、電流センサ５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）と、主蓄電池７と、振動発電機８と、整流回路９と、補助蓄電池１０とを備えている。

トルクセンサ１は、車両のステアリングホイール等の操舵部材に加えられる操舵トルクを検出するためのセンサである。車速センサ２は、車両の速度を検出するためのセンサである。電動モータ３は、車両の舵取り機構（図示せず）に減速機構（図示せず）を介して操舵補助力を与えるためのモータである。電動モータ３は、この実施形態では、３相ブラシレスモータであり、界磁としてのロータ（図示せず）と、ロータに対向するステータ（図示せず）に配置されたＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータ巻線（図示せず）とを備えている。

回転角センサ４は、電動モータ３のロータの回転角を検出するためのセンサである。回転角センサ４は、例えばレゾルバである。電流センサ５は、電動モータ３に流れる電流（モータ電流）を検出するためのセンサである。
ＥＣＵ６は、電動モータ３を駆動制御するモータ制御装置として機能する。ＥＣＵ６は、モータ制御部１１と、モータ制御部１１によって制御され、電動モータ５に電力を供給する駆動回路（インバータ回路）１２とを含んでいる。モータ制御部１１は、ＣＰＵおよびメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）を含むマイクロコンピュータによって構成されている。

モータ制御部１１は、トルクセンサ１が検出する操舵トルクおよび車速センサ２が検出する車速に基づいて、操舵トルクおよび車速に応じたモータトルクを電動モータ３から発生させるための電流指令値を演算する。なお、モータ制御部１１は、トルクセンサ１が検出する操舵トルクおよび車速センサ２が検出する車速に加えて、エンジン回転速度などの車両情報を考慮して、電流指令値を演算するようにしてもよい。

そして、モータ制御部１１は、電流指令値、回転角センサ４によって検出されるロータ回転角および電流センサ４によって検出されるモータ電流に基づいて、電動モータ３に流れる電流が電流指令値と等しくなるように、駆動回路１２を制御する。これにより、操舵状況および車速に応じた適切な操舵補助が実現される。
主蓄電池７は、ＥＣＵ６に接続されている。主蓄電池７は、ＥＣＵ６を介して、ＥＣＵ６内の駆動回路１２等に接続されている。主蓄電池７は、駆動回路１２を含むＥＣＵ６内の各部に電力を供給する。

振動発電機８は、車両の振動（車両が路面から受ける振動等）を電気エネルギーに変換する。振動発電機８としては、振動エネルギーを電気エネルギーに変換するための公知の装置（例えば、前記特許文献１に記載されている車両用発電装置、前記特許文献２に記載されている電動機（発電機）等）を用いることができる。振動発電機８からは、交流電力が得られる。整流回路９は、振動発電機８によって得られた交流電力を直流電力に変換する。補助蓄電池１０は、整流回路９から出力される直流電力を蓄積する。

補助蓄電池１０は、逆流素子用ダイオード２１，２２を介してＥＣＵ６に接続されている。補助蓄電池１０は、ＥＣＵ６を介して、主蓄電池７に接続されているとともに、ＥＣＵ６内の駆動回路１２にも接続されている。具体的には、補助蓄電池１０は、主蓄電池７および駆動回路１２に対して並列に接続されている。
これにより、補助蓄電池１０によって主蓄電池７を充電することができるとともに、補助蓄電池１０によって駆動回路１２に電力を供給することもできる。このため、ＥＣＵ６の消費電力量に対して、容量の小さい蓄電池を主蓄電池７として使用できるようになる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

３…電動モータ、６…ＥＣＵ、７…主蓄電池、８…振動発電機、９…整流回路、１０…補助蓄電池、１１…モータ制御部、１２…駆動回路

Claims (1)

1. 操舵補助力を発生する電動モータを備えた電動パワーステアリング装置であって、
   前記電動モータに電力を供給する駆動回路および前記駆動回路を制御するモータ制御部を含むＥＣＵと、
   前記ＥＣＵに接続され、前記駆動回路に電力を供給するための主蓄電池と、
   車両の振動を電気エネルギーに変換する振動発電機と、
   前記振動発電機によって得られる電気エネルギーを蓄積する補助蓄電池とを含み、
   前記振動発電機が、前記主蓄電池を充電可能に、前記ＥＣＵを介して前記主蓄電池に接続されている電動パワーステアリング装置。

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