JP5126506B2

JP5126506B2 - Steering control device

Info

Publication number: JP5126506B2
Application number: JP2008057363A
Authority: JP
Inventors: 由之柴田; 豊森
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: JP2009214572A

Description

本発明は、モータ駆動回路にて生成したモータ駆動電流により操舵アシストモータを駆動して、ハンドルの操舵を補助する操舵制御装置に関する。 The present invention relates to a steering control device that assists steering of a steering wheel by driving a steering assist motor with a motor driving current generated by a motor driving circuit.

この種の操舵制御装置は、異常により、モータ駆動回路にて操舵アシストモータを駆動することができない場合には、ハンドルの操舵により操舵アシストモータが連れ回りして発電機として機能し、例えば、車両のバッテリ（直流電源）が充電される。このときの操舵抵抗には、可動部の摩擦抵抗に加えて、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電するための抵抗（以下、「発電抵抗」という）が含まれる。これに対し、モータ駆動回路のうち操舵アシストモータに接続される給電ラインにメカニカルスイッチを備えた操舵制御装置が知られている。この操舵制御装置では、異常発生時に、メカニカルスイッチをオフしてモータ駆動回路を操舵アシストモータから切り離すことで操舵抵抗から発電抵抗を排除し、異常時における操舵抵抗の低減を図っていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１９９７４６号公報（段落［００６３］、第４図） When this type of steering control device cannot drive the steering assist motor by the motor drive circuit due to an abnormality, the steering assist motor rotates with the steering of the steering wheel and functions as a generator. Battery (DC power supply) is charged. The steering resistance at this time includes, in addition to the frictional resistance of the movable part, a resistance for generating electric power by converting kinetic energy into electric energy (hereinafter referred to as “power generation resistance”). On the other hand, a steering control device having a mechanical switch in a power supply line connected to a steering assist motor in a motor drive circuit is known. In this steering control device, when an abnormality occurs, the mechanical switch is turned off and the motor drive circuit is disconnected from the steering assist motor to eliminate the power generation resistance from the steering resistance, thereby reducing the steering resistance at the time of abnormality (for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-199746 (paragraph [0063], FIG. 4)

しかしながら、メカニカルスイッチは、異物の噛み込みによる誤動作が懸念される。これに対し、メカニカルスイッチの代わりに、ＭＯＳＦＥＴに代表される半導体スイッチを給電ラインに設ける構成が考えられる。ところが、この構成では、通電中に半導体スイッチ素子がターンオフされると、その時発生するスパイク電圧により半導体スイッチ素子が破壊されて常オン状態になり得る。これに対し、スパイク電圧に耐え得る半導体スイッチ素子を選定すると、コストが大幅にアップする。 However, there is a concern that the mechanical switch malfunctions due to the biting of foreign matter. On the other hand, the structure which provides the semiconductor switch represented by MOSFET in the electric power feeding line instead of a mechanical switch can be considered. However, in this configuration, when the semiconductor switch element is turned off during energization, the semiconductor switch element can be destroyed by the spike voltage generated at that time and can be normally turned on. On the other hand, if a semiconductor switch element that can withstand the spike voltage is selected, the cost is significantly increased.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異常時にモータ駆動回路と操舵アシストモータとの間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置を低コストで提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a low-cost steering control device that can reliably disconnect a motor drive circuit and a steering assist motor when an abnormality occurs.

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る操舵制御装置（４０）は、車両（１０）に搭載された電動パワーステアリング装置（１１）の駆動源である操舵アシストモータ（１９）と直流電源（９２，９３）との間にモータ駆動回路（４３）を設け、そのモータ駆動回路（４３）により直流電源（９２，９３）の出力からモータ駆動電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を生成して操舵アシストモータ（１９）に通電すると共に、モータ駆動回路（４３）のうち操舵アシストモータ（１９）に接続される給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）上に非常用スイッチ素子（５１，５２）を設け、異常発生時に非常用スイッチ素子（５１，５２）をターンオフしてモータ駆動回路（４３）と操舵アシストモータ（１９）との間を断絶する操舵制御装置（４０）において、非常用スイッチ素子（５１，５２）と共に操舵アシストモータ（１９）に並列接続された保護回路（５６）を設け、その保護回路（５６）が無いと非常用スイッチ素子（５１，５２）がターンオフした際に発生し得る最大のスパイク電圧（Ｖｓｍａｘ）より最大許容電圧（Ｖｆｍａｘ）が小さいＭＯＳＦＥＴで、非常用スイッチ素子（５１，５２）を構成し、保護回路（５６）は、最大のスパイク電圧（Ｖｓｍａｘ）をＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧（Ｖｆｍａｘ）より低下させてから溶断されかつ非常用スイッチ素子（５１，５２）のターンオフ後、操舵アシストモータ（１９）にて発電される電力を受けて溶断され得るヒューズ（５５）と、コンデンサ（５４）とを直列接続してなるところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, a steering control device (40) according to the invention of claim 1 is a steering assist motor (19) which is a drive source of an electric power steering device (11) mounted on a vehicle (10). And a DC power source (92, 93) are provided with a motor drive circuit (43), and the motor drive circuit (43) generates a motor drive current (Iu, Iv, Iw) from the output of the DC power source (92, 93). It is generated and energized to the steering assist motor (19), and the emergency switch element (51, 42V, 42W) is connected to the power supply line (42U, 42V, 42W) connected to the steering assist motor (19) in the motor drive circuit (43). 52), and when the abnormality occurs, the emergency switch elements (51, 52) are turned off to disconnect the motor drive circuit (43) from the steering assist motor (19). In the device (40), a protection circuit (56) connected in parallel to the steering assist motor (19) is provided together with the emergency switch elements (51, 52). If the protection circuit (56) is not provided, the emergency switch element (51 , 52) are MOSFETs having a maximum allowable voltage (Vfmax) smaller than the maximum spike voltage (Vsmax) that can be generated when the switch is turned off to constitute an emergency switch element (51, 52), and the protection circuit (56) After the maximum spike voltage (Vsmax) is lowered below the maximum allowable voltage (Vfmax) of the MOSFET, the electric power generated by the steering assist motor (19) after being blown off and turning off the emergency switch elements (51, 52) It is characterized in that a fuse (55) that can be received and blown and a capacitor (54) are connected in series.

請求項２の発明は、請求項１に記載の操舵制御装置（４０）において、操舵アシストモータ（１９）は、３相交流モータ（１９）であり、モータ駆動回路（４３）には、直流電源（９２，９３）における正負の出力電極の間に並列接続される３つの相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）と、各相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）上で直列接続された１対の給電用半導体スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・）とが備えられると共に、給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）は、３つの相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）における１対の給電用半導体スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・）の共通接続部分と３相交流モータ（１９）における３相の相巻線（１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ）の端末との間を連絡し、非常用スイッチ素子（５１，５２）は、何れか２相の給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）のそれぞれに対をなして設けられかつ、それら対をなした非常用スイッチ素子（５１，５２）としてのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオード（５１Ｄ，５２Ｄ）が互いに逆向きに配され、保護回路（５６）は、１対の非常用スイッチ素子（５１，５２）を跨いで各給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）に接続されたところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the steering control device (40) according to the first aspect, the steering assist motor (19) is a three-phase AC motor (19), and the motor drive circuit (43) includes a DC power source. Three phase circuits (43U, 43V, 43W) connected in parallel between the positive and negative output electrodes in (92, 93) and a pair of power supplies connected in series on each phase circuit (43U, 43V, 43W) Semiconductor switch elements (UH, UL, VH,...) And power supply lines (42U, 42V, 42W) are a pair of power supply semiconductors in three phase circuits (43U, 43V, 43W). Communication between the common connection part of the switch elements (UH, UL, VH,...) And the terminals of the three-phase windings (19U, 19V, 19W) in the three-phase AC motor (19) Switch element (51, 2) is a parasitic diode (MOSFET) provided as a pair for each of the two-phase power supply lines (42U, 42V, 42W) and serving as an emergency switch element (51, 52). 51D, 52D) are arranged in opposite directions, and the protection circuit (56) is connected to each power supply line (42U, 42V, 42W) across the pair of emergency switch elements (51, 52). Has characteristics.

請求項３の発明は、請求項１に記載の操舵制御装置（４０）において、操舵アシストモータ（１９）は、３相交流モータ（１９）であり、モータ駆動回路（４３）には、直流電源（９２，９３）における正負の出力電極の間に並列接続される３つの相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）と、各相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）上で直列接続された１対の給電用半導体スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・）とが備えられると共に、給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）は、３つの相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）における１対の給電用半導体スイッチ素子（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・）の共通接続部分と、３相交流モータ（１９）における３相の相巻線（１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ）の端末との間を連絡し、非常用スイッチ素子（５９）は、３相全ての給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）にそれぞれに１つずつ設けられかつ、それら全ての非常用スイッチ素子（５９）としてのＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオード（５９Ｄ）が操舵アシストモータ（１９）に対して同じ向きに配され、保護回路（５６）は、各非常用スイッチ素子（５３）を跨いで各給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）に接続されたところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the steering control device (40) according to the first aspect, the steering assist motor (19) is a three-phase AC motor (19), and the motor drive circuit (43) includes a DC power source. Three phase circuits (43U, 43V, 43W) connected in parallel between the positive and negative output electrodes in (92, 93) and a pair of power supplies connected in series on each phase circuit (43U, 43V, 43W) Semiconductor switch elements (UH, UL, VH,...) And power supply lines (42U, 42V, 42W) are a pair of power supply semiconductors in three phase circuits (43U, 43V, 43W). Communication between the common connection of the switch elements (UH, UL, VH,...) And the terminals of the three-phase windings (19U, 19V, 19W) in the three-phase AC motor (19) Switch element (59 Are provided for each of the three-phase power supply lines (42U, 42V, 42W), and the parasitic diodes (59D) of the MOSFETs as all the emergency switch elements (59) are connected to the steering assist motor (19). The protection circuit (56) is characterized in that it is connected to each power supply line (42U, 42V, 42W) across each emergency switch element (53).

［請求項１の発明］
請求項１の操舵制御装置によれば、非常用スイッチ素子がＭＯＳＦＥＴであるから、従来のメカニカルスイッチのように異物を噛み込んで作動しなくなるような事態を防ぐことができる。また、非常用スイッチ素子が通電中にターンオフされても保護回路によってスパイク電圧が緩和又は除去され、非常用スイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴの破壊が防がれる。これにより、本発明では、異常時にモータ駆動回路と操舵アシストモータとの間を確実に切り離すことができる。 [Invention of Claim 1]
According to the steering control device of the first aspect, since the emergency switch element is the MOSFET, it is possible to prevent a situation in which foreign matter is caught and the device is not operated like a conventional mechanical switch. Further, even if the emergency switch element is turned off while being energized, the spike voltage is relaxed or removed by the protection circuit, and the destruction of the MOSFET as the emergency switch element is prevented. As a result, in the present invention, the motor drive circuit and the steering assist motor can be reliably disconnected in the event of an abnormality.

また、本発明では、非常用スイッチ素子がターンオフした際に保護回路が無いと発生し得る最大のスパイク電圧より、非常用スイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧が小さいので、比較的安価なＭＯＳＦＥＴを非常用スイッチ素子に利用することができる。しかも、保護回路をヒューズとコンデンサとの直列回路としたので、比較的小容量の安価なコンデンサを保護回路に利用することができる。詳細には、保護回路を、例えば、コンデンサと抵抗素子とを直列した一般的な構成（所謂、スナバ回路）とした場合には、非常用スイッチ素子のターンオフ後、操舵アシストモータで発電される電力に耐え得る大容量の高価なコンデンサが必要になる。これに対し、本発明の操舵制御装置に備えた保護回路は、コンデンサとヒューズとからなり、そのヒューズが、スパイク電圧にて溶断されるか又は操舵アシストモータで発電される電力により溶断され得るので、非常用スイッチ素子のターンオフ後、操舵アシストモータで発電され得る多大な電力をコンデンサが受電せず、比較的小容量の安価なコンデンサを利用することができる。これらにより本発明によれば、異常時にモータ駆動回路と操舵アシストモータとの間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置を低コストで提供することができる。 Further, in the present invention, since the maximum allowable voltage of the MOSFET as the emergency switch element is smaller than the maximum spike voltage that can be generated without the protection circuit when the emergency switch element is turned off, a relatively inexpensive MOSFET is provided. It can be used for an emergency switch element. In addition, since the protection circuit is a series circuit of a fuse and a capacitor, an inexpensive capacitor having a relatively small capacity can be used for the protection circuit. Specifically, when the protection circuit has, for example, a general configuration in which a capacitor and a resistance element are connected in series (so-called snubber circuit), the electric power generated by the steering assist motor after the emergency switch element is turned off. Therefore, an expensive capacitor with a large capacity that can withstand the above is required. On the other hand, the protection circuit provided in the steering control device of the present invention includes a capacitor and a fuse, and the fuse can be blown by a spike voltage or blown by electric power generated by a steering assist motor. After the emergency switch element is turned off, the capacitor does not receive a large amount of power that can be generated by the steering assist motor, and an inexpensive capacitor having a relatively small capacity can be used. Thus, according to the present invention, it is possible to provide a steering control device that can reliably disconnect the motor drive circuit and the steering assist motor at the time of abnormality at a low cost.

［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、モータ駆動回路における３相の給電ラインの何れか２相の給電ラインに、非常用スイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴを対にして設け、それらの寄生ダイオードを逆向きにしたので、それら非常用スイッチ素子を全てオフすると、２相分の給電ラインには電流が向きに関係なく流れなくなる。これにより、操舵アシストモータの３相の相回路を一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなり、操舵アシストモータの発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。 [Invention of claim 2]
According to the configuration of claim 2, MOSFETs as emergency switch elements are provided in pairs on any two-phase power supply line of the three-phase power supply lines in the motor drive circuit, and the parasitic diodes are reversed. Therefore, when all the emergency switch elements are turned off, the current does not flow through the power supply lines for two phases regardless of the direction. As a result, there is no closed circuit that can be energized partially including the three-phase circuit of the steering assist motor, the power generation resistance of the steering assist motor is eliminated, and the steering resistance at the time of abnormality can be reduced.

［請求項３の発明］
請求項３の構成によれば、モータ駆動回路における３相の給電ラインのそれぞれに非常用スイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴを１つずつ設けかつ、それら全ての寄生ダイオードを操舵アシストモータに対して同じ向きにしたので、非常用スイッチ素子を全てオフすると、操舵アシストモータの３相の相回路を一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなり、操舵アシストモータの発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。 [Invention of claim 3]
According to the configuration of the third aspect, one MOSFET as an emergency switch element is provided in each of the three-phase power supply lines in the motor drive circuit, and all the parasitic diodes are oriented in the same direction with respect to the steering assist motor. Therefore, when all the emergency switch elements are turned off, there is no closed circuit that can be energized including part of the three-phase circuit of the steering assist motor, the power generation resistance of the steering assist motor is eliminated, Steering resistance can be reduced.

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、電動パワーステアリング装置１１を搭載した車両１０が示されている。この電動パワーステアリング装置１１は、車両１０の左右方向に延びた転舵輪間シャフト１３を備え、その転舵輪間シャフト１３が、車両本体１０Ｈに固定された筒形ハウジング１５の内部に挿通されている。また、転舵輪間シャフト１３の両端部は、タイロッド１４，１４を介して各転舵輪１２，１２に連結されている。 [First Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a vehicle 10 equipped with an electric power steering device 11. This electric power steering device 11 includes a steered wheel shaft 13 extending in the left-right direction of the vehicle 10, and the steered wheel shaft 13 is inserted into a cylindrical housing 15 fixed to the vehicle body 10H. . Further, both end portions of the inter-steering wheel shaft 13 are connected to the respective steered wheels 12 and 12 via tie rods 14 and 14.

電動パワーステアリング装置１１の駆動源として操舵アシストモータ１９（以下、単に「モータ１９」という）は、例えば、中空の筒形構造をなした３相交流モータである。また、モータ１９のステータ２０が筒形ハウジング１５内に固定され、ロータ２１の中空部分を転舵輪間シャフト１３が貫通している。そして、ロータ２１の内面に固定されたボールナット２２と、転舵輪間シャフト１３の外面に形成されたボールネジ部２３とが螺合し、ロータ２１が回転するとボールネジ部２３が直動するようになっている。また、モータ１９には、ロータ２１の回転位置θ２を検出するための回転位置センサ２５が備えられている。さらに、図２に示すように、モータ１９におけるＵ，Ｖ，Ｗの相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗは、例えばスター結線されている。 A steering assist motor 19 (hereinafter simply referred to as “motor 19”) as a drive source of the electric power steering apparatus 11 is, for example, a three-phase AC motor having a hollow cylindrical structure. The stator 20 of the motor 19 is fixed in the cylindrical housing 15, and the steered wheel shaft 13 passes through the hollow portion of the rotor 21. Then, the ball nut 22 fixed to the inner surface of the rotor 21 and the ball screw portion 23 formed on the outer surface of the inter-steering wheel shaft 13 are screwed together, and when the rotor 21 rotates, the ball screw portion 23 moves directly. ing. The motor 19 is provided with a rotational position sensor 25 for detecting the rotational position θ2 of the rotor 21. Further, as shown in FIG. 2, the U, V, W phase windings 19U, 19V, 19W in the motor 19 are, for example, star-connected.

図１に示すように、転舵輪間シャフト１３の一端部側にはラック２４が形成され、操舵シャフト１６の下端部に備えたピニオン１８がこのラック２４に噛合している。また、操舵シャフト１６の上端部には、ハンドル１７が取り付けられていると共に、操舵シャフト１６の中間部には、トルクセンサ２７と舵角センサ２６とが取り付けられている。また、転舵輪１２の近傍には、その回転速度から車速Ｖを検出するための車速センサ２８が設けられている。 As shown in FIG. 1, a rack 24 is formed on one end portion side of the inter-steering wheel shaft 13, and a pinion 18 provided at the lower end portion of the steering shaft 16 is engaged with the rack 24. A handle 17 is attached to the upper end portion of the steering shaft 16, and a torque sensor 27 and a steering angle sensor 26 are attached to an intermediate portion of the steering shaft 16. Further, a vehicle speed sensor 28 for detecting the vehicle speed V from the rotational speed is provided in the vicinity of the steered wheel 12.

上記モータ１９を駆動制御するために、本発明に係る操舵制御装置４０が車両１０に搭載されている。操舵制御装置４０は、図２に示すように、モータ駆動回路４３と信号処理回路４４とを備えてなり、イグニッションスイッチ９４のオンにより、バッテリ９２に導通接続されて起動する。また、信号処理回路４４は、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、そのメモリに記憶されたプログラムを実行して、以下説明する、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。 In order to drive and control the motor 19, a steering control device 40 according to the present invention is mounted on the vehicle 10. As shown in FIG. 2, the steering control device 40 includes a motor drive circuit 43 and a signal processing circuit 44. When the ignition switch 94 is turned on, the steering control device 40 is activated and connected to the battery 92. The signal processing circuit 44 includes a CPU and a memory (not shown), executes a program stored in the memory, and performs on / off control of switch groups UH, UL, VH,.

モータ駆動回路４３は、バッテリ９２に接続された昇圧回路９３の正極と負極（ＧＮＤ）との間に、Ｕ、Ｖ、Ｗの相回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗを備えた３相ブリッジ回路になっている。そのＵ相回路４３Ｕには、上段側のスイッチＵＨ、下段側のスイッチＵＬとが直列接続して備えられ、それら両スイッチＵＨ，ＵＬの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｕに、電流センサ２９（例えば、ホール素子）を介してモータ１９のＵ相巻線１９Ｕが接続されている。これと同様に、Ｖ相回路４３Ｖには、上段側のスイッチＶＨ及び下段側のスイッチＶＬが備えられかつそれらの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｖに、電流センサ２９を介してモータ１９のＶ相巻線１９Ｖが接続されると共に、Ｗ相回路４３Ｗには、上段側のスイッチＷＨ及び下段側のスイッチＷＬが備えられかつそれらの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｗに、電流センサ２９を介してモータ１９のＷ相巻線１９Ｗが接続されている。また、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、それらＭＯＳＦＥＴのゲートが信号処理回路４４に接続されている。 The motor drive circuit 43 is a three-phase bridge circuit including U, V, and W phase circuits 43U, 43V, and 43W between a positive electrode and a negative electrode (GND) of the booster circuit 93 connected to the battery 92. Yes. The U-phase circuit 43U is provided with an upper switch UH and a lower switch UL connected in series, and a current sensor 29 () is connected to a power supply line 42U extending from a common connection point of both the switches UH and UL. For example, the U-phase winding 19U of the motor 19 is connected via a Hall element. Similarly, the V-phase circuit 43V includes an upper-stage switch VH and a lower-stage switch VL, and is connected to the power supply line 42V extending from the common connection point of the motor 19 via the current sensor 29. The phase winding 19V is connected, and the W-phase circuit 43W includes an upper-stage switch WH and a lower-stage switch WL, and is connected to a power supply line 42W extending from the common connection point via the current sensor 29. The W phase winding 19W of the motor 19 is connected. Further, the switch groups UH, UL, VH,... Are composed of, for example, N-channel MOSFETs, and the gates of these MOSFETs are connected to the signal processing circuit 44.

さて、モータ駆動回路４３における３相分の給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗのうち２つの給電ラインの途中には、非常用遮断回路５０がそれぞれ設けられている。本実施形態は、例えば、Ｖ相とＷ相の給電ライン４２Ｖ，４２Ｗの途中にそれぞれ非常用遮断回路５０が設けられている。 Now, an emergency cut-off circuit 50 is provided in the middle of two power supply lines among the three-phase power supply lines 42U, 42V, and 42W in the motor drive circuit 43, respectively. In the present embodiment, for example, emergency cutoff circuits 50 are provided in the middle of the V-phase and W-phase power supply lines 42V and 42W, respectively.

各非常用遮断回路５０は、１対の非常用スイッチ素子５１，５２のスイッチ直列回路５３と、コンデンサ５４及びヒューズ５５を直列接続してなる保護回路５６とを、給電ライン４２Ｖ（４２Ｗ）の途中に並列接続した構成になっている。 Each emergency cut-off circuit 50 includes a switch series circuit 53 of a pair of emergency switch elements 51 and 52, and a protection circuit 56 in which a capacitor 54 and a fuse 55 are connected in series, in the middle of the feed line 42V (42W). Are connected in parallel.

上記した非常用スイッチ素子５１，５２は、共にＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴである。そして、一方の非常用スイッチ素子５１の寄生ダイオード５１Ｄと、他方の非常用スイッチ素子５２の寄生ダイオード５２Ｄとが互いに逆向きに配置されている。具体的には、両非常用スイッチ素子５１，５２のソース同士が接続されて、寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄが互いに逆向きになっている。そして、非常用スイッチ素子５１，５２は、イグニッションスイッチ９４のオンと共に信号処理回路４４からゲート電圧を受けてオン状態に保持される。これにより、非常用遮断回路５０を有しない給電ライン４２Ｕと同様に各給電ライン４２Ｖ，４２Ｗにも電流を通電することが可能になる。 The emergency switch elements 51 and 52 are both N-channel MOSFETs. A parasitic diode 51D of one emergency switch element 51 and a parasitic diode 52D of the other emergency switch element 52 are arranged in opposite directions. Specifically, the sources of the emergency switch elements 51 and 52 are connected to each other, and the parasitic diodes 51D and 52D are opposite to each other. The emergency switch elements 51 and 52 receive the gate voltage from the signal processing circuit 44 as well as the ignition switch 94 is turned on and are kept in the on state. As a result, it is possible to energize each of the power supply lines 42V and 42W in the same manner as the power supply line 42U that does not have the emergency cutoff circuit 50.

非常用スイッチ素子５１，５２は、イグニッションスイッチ９４のオン状態の間は、通常、オン状態に維持され、イグニッションスイッチ９４がターンオフされると非常用スイッチ素子５１，５２もターンオフされる。これに対し、異常時には、イグニッションスイッチ９４がオン状態であっても、非常用スイッチ素子５１，５２に信号処理回路４４からゲート電圧が付与されなくなり、両非常用スイッチ素子５１，５２がターンオフされる。 The emergency switch elements 51 and 52 are normally kept in an on state while the ignition switch 94 is on, and the emergency switch elements 51 and 52 are also turned off when the ignition switch 94 is turned off. On the other hand, at the time of abnormality, even if the ignition switch 94 is in the ON state, the gate voltage is not applied from the signal processing circuit 44 to the emergency switch elements 51 and 52, and both the emergency switch elements 51 and 52 are turned off. .

ここで、非常用遮断回路５０が仮に１つの非常用スイッチ素子しか備えていないとすると、その非常用スイッチ素子をオフしていてもその寄生ダイオードを介して給電ライン４２Ｖ（４２Ｗ）の一方向に電流が流れ得る。これに対し、本実施形態では、各給電ライン４２Ｖ，４２Ｗ毎に１対の非常用スイッチ素子５１，５２を備え、それらの寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄを逆向きにしたので、両非常用スイッチ素子５１，５２が共にオフになると、給電ライン４２Ｖ，４２Ｗが完全に非導通状態になる。これにより、モータ１９におけるＵ，Ｖ，Ｗの相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗのうち２相の相巻線１９Ｖ，１９Ｗが通電不能に遮断され、モータ１９とモータ駆動回路４３とが電気的に切り離される。 Here, assuming that the emergency cut-off circuit 50 has only one emergency switch element, even if the emergency switch element is turned off, the power supply line 42V (42W) is directed in one direction via the parasitic diode. Current can flow. On the other hand, in the present embodiment, the pair of emergency switch elements 51 and 52 are provided for each of the power supply lines 42V and 42W, and the parasitic diodes 51D and 52D are reversed. , 52 are both turned off, the feed lines 42V, 42W are completely turned off. As a result, of the U, V, W phase windings 19U, 19V, 19W in the motor 19, the two-phase windings 19V, 19W are cut off so as not to be energized, and the motor 19 and the motor drive circuit 43 are electrically connected. Disconnected.

信号処理回路４４は、非常用スイッチ素子５１，５２をオンした後、図示しないメモリに記憶された操舵制御プログラム（図示せず）を繰り返して実行し、車速センサ２８、舵角センサ２６、回転位置センサ２５及びトルクセンサ２７の各検出結果（Ｖ，θ１，θ２，Ｔｆ）に基づいて、モータ電流指令値（ｑ軸電流指令値）を決定する。そして、モータ電流指令値に応じた３相交流のモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、回転位置センサ２５の検出結果に基づいて決定し、それらモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗがモータ駆動回路４３の給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに通電されるように、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。 The signal processing circuit 44, after turning on the emergency switch elements 51 and 52, repeatedly executes a steering control program (not shown) stored in a memory (not shown), and the vehicle speed sensor 28, the steering angle sensor 26, the rotational position. Based on the detection results (V, θ1, θ2, Tf) of the sensor 25 and the torque sensor 27, a motor current command value (q-axis current command value) is determined. Then, three-phase AC motor drive currents Iu, Iv, Iw corresponding to the motor current command value are determined based on the detection result of the rotational position sensor 25, and these motor drive currents Iu, Iv, Iw are determined by the motor drive circuit 43. On / off control of the switch groups UH, UL, VH,... Of the motor drive circuit 43 is performed so that the power supply lines 42U, 42V, 42W are energized.

具体的には、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、上段側のスイッチＵＨ，ＶＨ，ＷＨのうち何れか１つがオンしかつ下段側のスイッチＵＬ，ＶＬ，ＷＬのうち何れか２つがオンしたパターンと、上段側のスイッチＵＨ，ＶＨ，ＷＨのうち何れか２つがオンしかつ下段側のスイッチＵＬ，ＶＬ，ＷＬのうち何れか１つがオンしたパターンとがある。その一例として、図３（Ａ）のモータ駆動回路４３における破線矢印は、例えばモータ駆動回路４３のうち上段側ではＵ相のスイッチＵＨのみがオンしかつ下段側ではＶ相、Ｗ相のスイッチＶＬ，ＷＬのみがオンした場合のモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示している。この場合、Ｕ相回路４３Ｕの上段側から給電ライン４２Ｕを介してモータ１９のＵ相巻線１９Ｕにモータ駆動電流Ｉｕが流れ込み、そのモータ駆動電流Ｉｕがモータ１９のＶ，Ｗ相巻線１９Ｖ，１９Ｗに分かれてモータ駆動電流Ｉｖ，Ｉｗになる。なお、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに実際に流れたモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、電流センサ２９によって検出され、その検出結果に基づいて信号処理回路４４により、モータ駆動電流Ｉｖ，Ｉｕ，Ｉｗがフィードバック制御される。 Specifically, in the switch group UH, UL, VH,... Of the motor drive circuit 43, any one of the upper switches UH, VH, WH is turned on and the lower switches UL, VL, WL are turned on. There are a pattern in which any two of the switches are turned on and a pattern in which any two of the switches UH, VH, WH on the upper stage are turned on and one of the switches UL, VL, WL on the lower stage is turned on. . As an example, a broken line arrow in the motor drive circuit 43 in FIG. 3A indicates that, for example, only the U-phase switch UH is on on the upper side of the motor drive circuit 43 and the V-phase and W-phase switches VL are on the lower side. , WL show motor drive currents Iu, Iv, Iw when only WL is turned on. In this case, the motor drive current Iu flows into the U-phase winding 19U of the motor 19 from the upper stage side of the U-phase circuit 43U through the power supply line 42U, and the motor drive current Iu is supplied to the V of the motor 19, the W-phase winding 19V, The motor drive currents Iv and Iw are divided into 19W. The motor drive currents Iu, Iv, Iw that actually flow through the power supply lines 42U, 42V, 42W are detected by the current sensor 29, and the motor drive currents Iv, Iu, Iw, are detected by the signal processing circuit 44 based on the detection results. Iw is feedback controlled.

スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・のオンオフを切り替える際に、上段側のスイッチＵＨ（ＶＨ，ＷＨ）と、下段側のスイッチＵＬ（ＶＬ，ＷＬ）とが同時にオンして各相回路４３Ｕ（４３Ｖ，４３Ｗ）が短絡状態にならないようにするために、一時的に、全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・がオフ状態になる。このとき、モータ１９のインダクタンス（相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ）に蓄えられていた電力が放出されて、モータ駆動回路４３及びモータ１９に回生電流が流れる。具体的には、上述した図３（Ａ）の破線矢印で示したモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れた後に、全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・がオフ状態になると、図３（Ｂ）の破線矢印で示した回生電流が流れる。即ち、その回生電流は、Ｕ相の下段側のスイッチＵＬの寄生ダイオードを通ってＵ相回路４３Ｕの下段側から給電ライン４２Ｕ、モータ１９のＵ相巻線１９Ｕへと流れ込み、そのモータ駆動電流Ｉｕがモータ１９のＶ，Ｗ相巻線１９Ｖ，１９Ｗに分かれ、モータ１９から給電ライン４２Ｖ，４２Ｗを通り、さらに、給電ライン４２Ｖの上段側のスイッチＶＨの寄生ダイオードと、給電ライン４２Ｗの上段側のスイッチＷＨの寄生ダイオードとを通って、昇圧回路９３側に流れる。 When switching on / off of the switch groups UH, UL, VH,..., The upper-stage switch UH (VH, WH) and the lower-stage switch UL (VL, WL) are simultaneously turned on, and each phase circuit 43U In order to prevent (43V, 43W) from being short-circuited, all the switch groups UH, UL, VH,... Are temporarily turned off. At this time, the electric power stored in the inductance of the motor 19 (phase windings 19U, 19V, 19W) is released, and a regenerative current flows through the motor drive circuit 43 and the motor 19. Specifically, when all the switch groups UH, UL, VH,... Are turned off after the motor drive currents Iu, Iv, Iw indicated by the broken arrows in FIG. The regenerative current indicated by the broken-line arrow in FIG. That is, the regenerative current flows from the lower stage side of the U-phase circuit 43U through the parasitic diode of the U-phase lower stage switch UL to the power supply line 42U and the U-phase winding 19U of the motor 19, and the motor drive current Iu Is divided into V and W phase windings 19V and 19W of the motor 19, passes through the power supply lines 42V and 42W from the motor 19, and further, a parasitic diode of the switch VH on the upper stage side of the power supply line 42V and the upper stage side of the power supply line 42W. It flows to the booster circuit 93 side through the parasitic diode of the switch WH.

信号処理回路４４は、例えば、車速センサ２８等の異常発生時には、モータ駆動回路４３における全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオフしてモータ駆動回路４３からモータ１９への給電を停止してから、非常用スイッチ素子５１，５２をターンオフする。ここで、非常用スイッチ素子５１，５２が通電中にターンオフされる事態が生じ得る。具体的には、モータ駆動回路４３とモータ１９とに上記回生電流が通電されている場合、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・のオフ時にハンドル１７が操舵されていてモータ１９が発電機として機能している場合、非常用スイッチ素子５１，５２が通電中にターンオフされる事態が生じ得る。また、信号処理回路４４自体が異常によりダウンした場合に、モータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの通電中であっても、非常用スイッチ素子５１，５２が突如としてターンオフされることになる。 For example, when an abnormality occurs in the vehicle speed sensor 28 or the like, the signal processing circuit 44 turns off all the switch groups UH, UL, VH,... In the motor driving circuit 43 to supply power from the motor driving circuit 43 to the motor 19. After stopping, the emergency switch elements 51 and 52 are turned off. Here, the emergency switch elements 51 and 52 may be turned off during energization. Specifically, when the regenerative current is supplied to the motor drive circuit 43 and the motor 19, the handle 17 is steered when the switch groups UH, UL, VH,. , The emergency switch elements 51 and 52 may be turned off during energization. Further, when the signal processing circuit 44 itself is down due to an abnormality, the emergency switch elements 51 and 52 are suddenly turned off even when the motor drive currents Iu, Iv, and Iw are energized.

さて、通電中に非常用スイッチ素子５１，５２がターンオフされたとき、仮に保護回路５６が無いとすると、各非常用スイッチ素子５１，５２のソース・ドレイン間にスパイク電圧が発生する。また、スパイク電圧は、例えば、モータ駆動回路４３で生成したモータ駆動電流Ｉｖ，Ｉｗがピーク値になっている場合、又は、モータ１９で発電可能な最大の電力により通電される電流がピーク値になっている場合に最大になる。ここで、仮に保護回路５６が無いとすると発生し得る最大のスパイク電圧は、図５に符号Ｖｓｍａｘとして示されている。そして、同図に示すように、本実施形態の各非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧Ｖｆｍａｘは、最大のスパイク電圧Ｖｓｍａｘより小さい値になっている。なお、本実施形態における各非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの定格電流は、モータ１９の定格電流の２倍程度になっている。その理由は、ハンドル１７が可動範囲の端部に当てられて、電流サンプリングの間に瞬間的に大電流が流れても、その電流はモータ１９の定格電流の２倍以下と考えられるからである。 Now, when the emergency switch elements 51 and 52 are turned off during energization, if there is no protection circuit 56, a spike voltage is generated between the source and drain of each emergency switch element 51 and 52. The spike voltage is, for example, when the motor drive currents Iv and Iw generated by the motor drive circuit 43 have a peak value, or when the current supplied by the maximum power that can be generated by the motor 19 has a peak value. It becomes the maximum when it is. Here, if the protection circuit 56 is not provided, the maximum spike voltage that can be generated is indicated as Vsmax in FIG. As shown in the figure, the maximum allowable voltage Vfmax of the MOSFETs as the emergency switch elements 51 and 52 of the present embodiment is smaller than the maximum spike voltage Vsmax. Note that the rated current of the MOSFETs as the emergency switch elements 51 and 52 in this embodiment is about twice the rated current of the motor 19. The reason is that even if a large current flows instantaneously during current sampling when the handle 17 is applied to the end of the movable range, the current is considered to be less than twice the rated current of the motor 19. .

また、保護回路５６におけるヒューズ５５の容量は、最大のスパイク電圧Ｖｓｍａｘを非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧Ｖｆｍａｘより低下させてから溶断される大きさになっている。なお、本実施形態におけるヒューズ５５の容量は、モータ１９の定格電流の５％程度になっている。また、信号処理回路４４が電流センサ２９の検出結果に基づいてヒューズ５５が溶断されたことを検知する。そして、例えば、車内に備えたウォーニングランプを点灯させてヒューズ５５の交換を促す。 The capacity of the fuse 55 in the protection circuit 56 is such that the maximum spike voltage Vsmax is blown after the maximum spike voltage Vsmax is lowered below the maximum allowable voltage Vfmax of the MOSFET as the emergency switch elements 51 and 52. The capacity of the fuse 55 in this embodiment is about 5% of the rated current of the motor 19. Further, the signal processing circuit 44 detects that the fuse 55 has been blown based on the detection result of the current sensor 29. Then, for example, a warning lamp provided in the vehicle is turned on to prompt replacement of the fuse 55.

本実施形態の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態の操舵制御装置４０では、通常、車両１０の走行中は、モータ駆動回路４３で生成したモータ駆動電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを非常用スイッチ素子５１，５２を通してモータ１９に通電することでモータ１９を駆動し、操舵を補助する。また、走行中に異常が発生したときには、非常用スイッチ素子５１，５２をオフする。これにより、２相分の給電ライン４２Ｖ，４２Ｗが断絶され、モータ１９における相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗを一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなる。 This completes the description of the configuration of the present embodiment. Next, the effect of this embodiment is demonstrated. In the steering control device 40 of the present embodiment, normally, while the vehicle 10 is traveling, the motor 19 is energized with the motor drive currents Iu, Iv, and Iw generated by the motor drive circuit 43 through the emergency switch elements 51 and 52. The motor 19 is driven to assist steering. Further, when an abnormality occurs during traveling, the emergency switch elements 51 and 52 are turned off. As a result, the power supply lines 42V and 42W for two phases are cut off, and there is no closed circuit that includes the phase windings 19U, 19V, and 19W in the motor 19 and that can be energized.

ここで、例えば、非常用遮断回路５０の配置を変更し、図４（Ａ）に示すように、モータ駆動回路４３と昇圧回路９３との間を連絡する基幹ライン４３Ｚの途中に非常用遮断回路５０を設けたとすると、例えば、モータ駆動回路４３の全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオフしたときに、図４（Ａ）の破線で示すように、スイッチＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・の寄生ダイオードを通って昇圧回路９３側に向かう電流を、基幹ライン４３Ｚの途中の非常用遮断回路５０で遮断することができる。ところが、例えば、図４（Ｂ）に示すように、Ｕ相回路４３Ｕにおける上段側スイッチＵＨが破損し、その上段側スイッチＵＨが常時オン状態になると、モータ１９の相巻線１９Ｕ，１９Ｖを一部に含んだ通電可能な閉回路が構成される。これに対し、本実施形態のように非常用遮断回路５０を配置すれば、非常用遮断回路５０に含まれる非常用スイッチ素子５１，５２のオフにより、モータ１９と相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗを一部に含んだ通電可能な閉回路が完全に排除されてモータ１９の発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。 Here, for example, the arrangement of the emergency cut-off circuit 50 is changed, and as shown in FIG. 4A, an emergency cut-off circuit is provided in the middle of the main line 43Z that communicates between the motor drive circuit 43 and the booster circuit 93. 50, for example, when all the switch groups UH, UL, VH,... Of the motor drive circuit 43 are turned off, the switches UH, UL, VH as shown by the broken lines in FIG. ,... Can be blocked by the emergency cut-off circuit 50 in the middle of the main line 43Z. However, for example, as shown in FIG. 4B, when the upper switch UH in the U-phase circuit 43U is damaged and the upper switch UH is always on, the phase windings 19U and 19V of the motor 19 are turned on. A closed circuit that can be energized is included. On the other hand, if the emergency cut-off circuit 50 is arranged as in the present embodiment, the motor 19 and the phase windings 19U, 19V, 19W are turned off by turning off the emergency switch elements 51, 52 included in the emergency cut-off circuit 50. The closed circuit that can be energized including a part thereof is completely eliminated, the power generation resistance of the motor 19 is eliminated, and the steering resistance at the time of abnormality can be reduced.

また、本実施形態の操舵制御装置４０では、非常用スイッチ素子５１，５２がＭＯＳＦＥＴであるから、従来のメカニカルスイッチのように異物を噛み込んで作動しなくなるような事態を防ぐことができる。しかも、非常用スイッチ素子５１，５２が通電中にターンオフされても保護回路５６によってスパイク電圧が緩和又は除去され、非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの破壊が防がれる。これらにより、異常時にモータ駆動回路４３とモータ１９との間を確実に切り離すことができる。 Further, in the steering control device 40 of the present embodiment, since the emergency switch elements 51 and 52 are MOSFETs, it is possible to prevent a situation in which a foreign object is caught and does not operate like a conventional mechanical switch. In addition, even if the emergency switch elements 51 and 52 are turned off during energization, the spike voltage is relaxed or removed by the protection circuit 56, and the destruction of the MOSFET as the emergency switch elements 51 and 52 is prevented. As a result, the motor drive circuit 43 and the motor 19 can be reliably disconnected in the event of an abnormality.

さて、図５には、非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴのターンオフ時における電圧・電流軌跡が示されている。保護回路５６が無い場合には、図５におけるグラフｇ１に示すように、電圧スパイクＶｍａｘが発生する。ここで、スパイク電圧Ｖｓｍａｘが、非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧Ｖｆｍａｘより大きな場合は、そのＭＯＳＦＥＴは故障する。また、十分な容量のコンデンサと抵抗で構成された一般的なスナバ回路を設けた場合には、図５におけるグラフｇ３の軌跡になり、電圧スパイクが生じなくなり、ＭＯＳＦＥＴは故障しなくなる。しかしながら、この場合、十分な容量のコンデンサが必要になる。これらに対し、コンデンサ５４とヒューズ５５を用いた保護回路５６を設けた場合には、図５におけるグラフｇ２の軌跡になり、保護回路５６に電流が流れ始めるとヒューズ５５が溶断する。このとき電気エネルギーがヒューズ５５の溶断に消費され、スパイク電圧が抑えられる。これにより、スパイク電圧がＶｆｍａｘより小さくなって、ＭＯＳＦＥＴの故障が防がれる。 FIG. 5 shows a voltage / current locus when the MOSFETs as the emergency switch elements 51 and 52 are turned off. When the protection circuit 56 is not provided, a voltage spike Vmax is generated as shown by a graph g1 in FIG. Here, when the spike voltage Vsmax is larger than the maximum allowable voltage Vfmax of the MOSFET as the emergency switch elements 51 and 52, the MOSFET fails. Further, when a general snubber circuit composed of a capacitor and a resistor having a sufficient capacity is provided, the locus of the graph g3 in FIG. 5 is obtained, no voltage spike occurs, and the MOSFET does not fail. However, in this case, a capacitor having a sufficient capacity is required. On the other hand, when the protection circuit 56 using the capacitor 54 and the fuse 55 is provided, the locus of the graph g2 in FIG. 5 is obtained, and the fuse 55 is blown when current starts to flow through the protection circuit 56. At this time, electric energy is consumed to blow the fuse 55, and the spike voltage is suppressed. As a result, the spike voltage becomes smaller than Vfmax, thereby preventing the MOSFET from being broken.

詳細には、保護回路５６を、例えば、コンデンサと抵抗素子とを直列した一般的な構成とした場合には、非常用スイッチ素子５１，５２のターンオフ後、モータ１９で発電される電力に耐え得る大容量の高価なコンデンサが必要になる。これに対し、本実施形態の操舵制御装置４０に備えた保護回路５６は、コンデンサ５４とヒューズ５５とからなり、そのヒューズ５５が、スパイク電圧にて溶断されるか又はモータ１９で発電される電力により溶断され得るので、非常用スイッチ素子５１，５２のターンオフ後、モータ１９で発電され得る多大な電力をコンデンサ５４が受電せず、比較的小容量の安価なコンデンサを利用することができる。 Specifically, when the protection circuit 56 has a general configuration in which, for example, a capacitor and a resistance element are connected in series, the power generated by the motor 19 can be withstood after the emergency switch elements 51 and 52 are turned off. A large-capacity expensive capacitor is required. On the other hand, the protection circuit 56 provided in the steering control device 40 of the present embodiment includes a capacitor 54 and a fuse 55, and the fuse 55 is blown by a spike voltage or generated by the motor 19. Therefore, the capacitor 54 does not receive a large amount of power that can be generated by the motor 19 after the emergency switch elements 51 and 52 are turned off, and an inexpensive capacitor having a relatively small capacity can be used.

このように本実施形態によれば、保護回路５６が無い場合には発生するスパイク電圧Ｖｓｍａｘより、非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴの最大許容電圧Ｖｆｍａｘを小さくすることができるので、比較的安価なＭＯＳＦＥＴを非常用スイッチ素子５１，５２に利用することができる。しかも、保護回路５６をヒューズ５５とコンデンサ５４との直列回路としたので、比較的小容量の安価なコンデンサ５４を保護回路５６に利用することができる。これらにより本実施形態によれば、異常時にモータ駆動回路４３とモータ１９との間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置４０を低コストで提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, the maximum allowable voltage Vfmax of the MOSFETs as the emergency switch elements 51 and 52 can be made smaller than the spike voltage Vsmax generated when the protection circuit 56 is not provided. Inexpensive MOSFETs can be used for the emergency switch elements 51 and 52. In addition, since the protection circuit 56 is a series circuit of the fuse 55 and the capacitor 54, an inexpensive capacitor 54 having a relatively small capacity can be used for the protection circuit 56. Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide the steering control device 40 that can reliably disconnect the motor drive circuit 43 and the motor 19 at the time of abnormality at a low cost.

［第２実施形態］
本実施形態は、図６に示されており、モータ駆動回路４３における全ての給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに非常用遮断回路６０を備えている。各非常用遮断回路６０は、第１実施形態と同様の保護回路５６を、１つの非常用スイッチ素子５９とを並列接続した構造になっている。また、非常用スイッチ素子５９は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであり、全ての給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗの非常用スイッチ素子５９の寄生ダイオード５９Ｄ，５９Ｄ，５９Ｄが、モータ１９に対して同じ向きに配置になっている。具体的には、本実施形態では、非常用スイッチ素子５９としてのＭＯＳＦＥＴのドレインがモータ１９の相回路１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗにそれぞれ接続された構成になっている。その他の構成に関しては、第１実施形態と同様であるので、重複部分に関しては第１実施形態と同一符号を付して重複した説明は省略する。 [Second Embodiment]
This embodiment is shown in FIG. 6, and all power supply lines 42 </ b> U, 42 </ b> V, 42 </ b> W in the motor drive circuit 43 are provided with an emergency cutoff circuit 60. Each emergency cut-off circuit 60 has a structure in which a protection circuit 56 similar to that of the first embodiment is connected to one emergency switch element 59 in parallel. The emergency switch element 59 is an N-channel MOSFET, and the parasitic diodes 59D, 59D, 59D of the emergency switch elements 59 of all the power supply lines 42U, 42V, 42W are in the same direction with respect to the motor 19. It is arranged. Specifically, in this embodiment, the drain of the MOSFET as the emergency switch element 59 is connected to the phase circuits 19U, 19V, and 19W of the motor 19, respectively. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals as those of the first embodiment are assigned to the overlapping portions, and redundant description is omitted.

本実施形態の構成によれば、非常用スイッチ素子５９を全てオフすると、第１実施形態と同様に、モータ１９の３相の相回路１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗを一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなり、モータ１９の発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。 According to the configuration of the present embodiment, when all the emergency switch elements 59 are turned off, the energized closed circuit partially including the three-phase phase circuits 19U, 19V, and 19W of the motor 19 is provided as in the first embodiment. The circuit no longer exists, the power generation resistance of the motor 19 is eliminated, and the steering resistance at the time of abnormality can be reduced.

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。 [Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.

（１）前記第１実施形態では、ボールネジ機構で筒型のモータ１９と転舵輪間シャフト１３とを連結した所謂ラック電動パワーステアリング装置用の操舵制御装置に本発明を適用した例を示したが、ラックアンドピニオン機構でモータを転舵輪間シャフトに連結したピニオン電動パワーステアリング装置用の操舵制御装置に本発明を適用してもよいし、ステアリングシャフトの途中にモータをギヤ連結したコラム電動パワーステアリング装置用の操舵制御装置に本発明を適用してもよい。 (1) In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to a steering control device for a so-called rack electric power steering device in which a cylindrical motor 19 and a steered wheel shaft 13 are connected by a ball screw mechanism is shown. The present invention may be applied to a steering control device for a pinion electric power steering device in which a motor is connected to a shaft between steered wheels by a rack and pinion mechanism, or a column electric power steering in which a motor is geared in the middle of the steering shaft. The present invention may be applied to a steering control device for a device.

（２）前記第１及び第２の実施形態の非常用スイッチ素子５１，５２，５９は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであったが、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。 (2) The emergency switch elements 51, 52, and 59 of the first and second embodiments are N-channel MOSFETs, but may be P-channel MOSFETs.

（３）操舵制御装置をケースで覆われたユニットとし、そのケース内に前記した保護回路５６のヒューズ５５を配置してもよいし、ヒューズ５５のみを例えば、車内又はエンジンルームのヒューズボックスに配置して、運転者でも容易にヒューズ交換を行うことができる構成にしてもよい。 (3) The steering control device may be a unit covered with a case, and the fuse 55 of the protection circuit 56 described above may be disposed in the case, or only the fuse 55 may be disposed, for example, in a vehicle or in a fuse box in an engine room. Thus, the driver may be able to easily replace the fuse.

本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載した車両の概念図The conceptual diagram of the vehicle carrying the steering control apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 操舵制御装置の回路図Circuit diagram of steering control device モータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図Circuit diagram showing wiring between motor drive circuit and motor モータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図Circuit diagram showing wiring between motor drive circuit and motor 非常用スイッチ素子のターンオフ時の電圧・電流軌跡Voltage / current trajectory when turning off the emergency switch element 第２実施形態のモータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図The circuit diagram which showed the connection of the motor drive circuit and motor of 2nd Embodiment

Explanation of symbols

１０車両
１１電動パワーステアリング装置
１９操舵アシストモータ
１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ相巻線
４０操舵制御装置
４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ給電ライン
４３モータ駆動回路
４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ相回路
５１，５２，５９非常用スイッチ素子
５１Ｄ，５２Ｄ，５９Ｄ寄生ダイオード
５４コンデンサ
５５ヒューズ
５６保護回路
９２バッテリ（直流電源）
９３昇圧回路（直流電源）
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗモータ駆動電流 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vehicle 11 Electric power steering apparatus 19 Steering assist motor 19U, 19V, 19W Phase winding 40 Steering control apparatus 42U, 42V, 42W Feeding line 43 Motor drive circuit 43U, 43V, 43W Phase circuit 51, 52, 59 Emergency switch element 51D, 52D, 59D Parasitic diode 54 Capacitor 55 Fuse 56 Protection circuit 92 Battery (DC power supply)
93 Booster circuit (DC power supply)
Iu, Iv, Iw Motor drive current

Claims

A motor drive circuit is provided between a steering assist motor, which is a drive source of an electric power steering device mounted on a vehicle, and a DC power supply, and the motor drive current is generated from the output of the DC power supply by the motor drive circuit, and the steering is performed. While energizing the assist motor,
An emergency switch element is provided on a power supply line connected to the steering assist motor in the motor drive circuit, and when the abnormality occurs, the emergency switch element is turned off so that a gap between the motor drive circuit and the steering assist motor is provided. In the steering control device that breaks,
A MOSFET having a protective circuit connected in parallel to the steering assist motor together with the emergency switch element and having a maximum allowable voltage smaller than a maximum spike voltage that can be generated when the emergency switch element is turned off without the protective circuit And constituting the emergency switch element,
The protection circuit may be blown after the maximum spike voltage is lowered below the maximum allowable voltage of the MOSFET and blown by receiving power generated by the steering assist motor after the emergency switch element is turned off. A steering control device comprising a fuse and a capacitor connected in series.

The steering assist motor is a three-phase AC motor,
The motor drive circuit includes three phase circuits connected in parallel between positive and negative output electrodes of the DC power supply, and a pair of power supply semiconductor switch elements connected in series on the phase circuits. The power supply line communicates between a common connection portion of the pair of power supply semiconductor switch elements in the three-phase circuit and a terminal of a three-phase phase winding in the three-phase AC motor,
The emergency switch elements are provided in pairs in any of the two-phase power supply lines, and the parasitic diodes of the MOSFETs serving as the emergency switch elements that form the pairs are arranged in opposite directions,
The steering control device according to claim 1, wherein the protection circuit is connected to each of the power supply lines across the pair of emergency switch elements.

The steering assist motor is a three-phase AC motor,
The motor drive circuit includes three phase circuits connected in parallel between positive and negative output electrodes of the DC power supply, and a pair of power supply semiconductor switch elements connected in series on the phase circuits. The power supply line communicates between a common connection portion of the pair of power supply semiconductor switch elements in the three-phase circuit and a terminal of a three-phase phase winding in the three-phase AC motor,
The emergency switch element is provided for each of the power supply lines of all three phases, and the parasitic diodes of the MOSFETs as emergency switch elements are all arranged in the same direction with respect to the steering assist motor,
The steering control device according to claim 1, wherein the protection circuit is connected to each of the power supply lines across the emergency switch elements.