JP4779380B2 - ブラシレスモータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目したものであり、中性点電圧を検出するための電位検出引出線に天絡や地絡が発生したときに、電位検出引出線やその周辺部品が損傷を受けることがないと共に、正確に中性点異常を検出することができるブラシレスモータ及びこれを使用した電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は2に記載のブラシレスモータを車両の操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機として備えたことを特徴としている。
図1は、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
操舵トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位をポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ3は、図2に示すように、入力される操舵トルクが零のときには、所定の中立電圧V0 となり、この状態から右切りすると、操舵トルクの増加に応じて中立電圧V0 より増加する電圧となり、操舵トルクが零の状態から左切りすると操舵トルクの増加に応じて中立電圧V0 より減少する電圧となるトルク検出値Tを出力するように構成されている。
ここで、保護用抵抗R1の抵抗値は、天絡や地絡が発生して電位検出引出線23に過電流が流れる場合に、電位検出引出線23や電圧検出器24等の周辺機器を十分に保護することができる値以上に設定されている。
今、ブラシレスモータ12の各励磁コイルLu〜Lw及びその接続線と、中性点電圧検出部22とに天絡や地絡が発生していない正常状態であるものとすると、前述した図7に示すように、中性点電圧Vnは(1/2)Eとなっており、これが電圧検出器24で検出される。このとき、演算制御部15Aでは、電圧検出器24で検出した中性点電圧Vnが(1/2)Eであるので、バッテリ電圧Eの1/2を含みその近傍に設定された正常範囲であると判断して各相電流制御部15Bに対する電流指令値出力を継続する。
また、欠陥部位v2の一部である(2/5)E〜(1/2)Eの範囲及び欠陥部位v3についてはその地絡状況を検出することはできないが、この場合は中性点Nの電圧Vnが(1/2)Eに略近い値であるので、大電流が流れるおそれはなく、この欠陥部位v2の位置部やv3の地絡については通電パターンP2となれば中性点電圧Vnが接地電位〜(1/3)Eとなるので、この時点で正常範囲外となるので、地絡の発生を検出することができる。
このため、電位検出引出線23に天絡又は地絡が発生したときに、中性点Nを通り、励磁コイルLu〜Lwの何れかとモータ駆動回路20のパワートランジスタとを通って低インピーダンスでバッテリ21に短絡することが確実に阻止され、電位検出引出線23や電圧検出器24等の周辺機器を損傷することがないと共に、電圧検出器24でバッテリの電源電圧E又は接地電位が検出されることにより、正常範囲外となって、天絡又は地絡の発生を正確に検出することができる。
しかも、本発明によるブラシレスモータ12を電動パワーステアリング装置に適用したので、操舵トルクT及び車速検出値Vに基づいて操舵補助指令値を算出し、これに基づいてブラシレスモータ12を制御している操舵補助状態で、ブラシレスモータ12における電位検出引出線23に天絡や地絡が発生した場合に、上述したように保護用抵抗R1によって電位検出引出線23に過電流が流れることを確実に抑制し、正確な中性点電圧Vnを検出することができるので、電動パワーステアリング装置の信頼性を向上させることができる。
また、上記実施形態においては、本発明を3相のブラシレスモータに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、4相以上の多相ブラシレスモータにも本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、本発明によるブラシレスモータを電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の車両用機器や動力発生装置等の回転駆動源を必要とする任意の装置に本発明のブラシレスモータを適用することができる。
Claims (3)
- スター結線した複数の励磁コイルと、該励磁コイルの中性点に接続されて中性点電圧を検出する中性点電圧検出部とを備えたブラシレスモータであって、
前記中性点電圧検出部は、前記中性点及び接地間に接続され、当該中性点側にモータ内で保護用抵抗が介挿され、前記接地側に電圧検出用抵抗が介挿された電位検出引出線と、前記電圧検出用抵抗に接続された電圧検出部とで構成されていることを特徴とするブラシレスモータ。 - 前記保護用抵抗は、前記電位検出用引出線に過電流を流す過電流異常が発生したときに、過電流を抑制可能な高抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のブラシレスモータ。
- 請求項1又は2に記載のブラシレスモータを車両の操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機として備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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