(57)【要約】  複数の電源回路を備えた電動パワーステアリング装置であって、複数の電源回路は、制御ユニット内のＣＰＵのための第２電源回路と、その他の回路部のための第１電源回路を有し、第１電源回路の出力電圧は第２電源回路よりも高く、装置に供給される入力電圧を要求仕様に応じて上位、中間、下位の３レベルに分割し、入力電圧が下位レベルに含まれる場合には第１、第２電源回路ともに出力機能を停止させ、入力電圧が中間レベルに含まれる場合には第１電源回路の出力機能を停止させ、入力電圧が上位レベルに含まれる場合には全回路を作動させるように制御複数の電源回路を制御する。
2017175381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の操舵機構を回転させる電動モータと、
前記電動モータを駆動するとともに、ＣＰＵと複数の電源回路とを有する制御ユニットと
を備えて構成された電動パワーステアリング装置において、
前記複数の電源回路に対して共通に供給される入力電圧の読み取り結果に基づいて、前記複数の電源回路の出力機能を個別に停止させるための停止信号を出力する電源制御回路をさらに備え、
前記複数の電源回路は、
入力電圧から、前記ＣＰＵ以外の回路部に供給する第１出力電圧を生成する第１電源回路と
前記入力電圧から、前記制御ユニット内のＣＰＵに供給する第２出力電圧を生成する第２電源回路と、
を有し、
前記第１出力電圧は、前記第２出力電圧よりも高い電圧であり、
前記電源制御回路は、
前記入力電圧の範囲に関して、少なくとも上位レベル、中間レベル、下位レベルの３つに分割された電圧範囲が、要求仕様に応じてあらかじめ設定されており、
前記入力電圧の読み取り結果に応じて、前記入力電圧が前記下位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記第１電源回路および前記第２電源回路の両方に対して前記停止信号を出力し、前記入力電圧が前記中間レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記第１電源回路に対して前記停止信号を出力し、前記入力電圧が前記上位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記停止信号を出力しないようにして、前記第１電源回路および前記第２電源回路を制御する
電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記第１電源回路は、前記入力電圧から、前記電動モータの駆動部および前記ＣＰＵ以外の回路部に供給する第１出力電圧を生成し、
前記複数の電源回路は、
前記入力電圧から、前記電動モータの前記駆動部に供給する第３出力電圧を生成する第３電源回路をさらに有し、
前記前記第３出力電圧は、前記第１出力電圧および前記第２出力電圧よりも高い電圧であり、
前記電源制御回路は、
前記入力電圧の範囲に関して、前記上位レベルが、第１上位レベルと、前記第１上位レベルよりも高いレベルの第２上位レベルに２分割された電圧範囲として、前記要求仕様に応じてあらかじめ設定されており、
前記入力電圧の読み取り結果に応じて、前記入力電圧が前記下位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記第１電源回路、前記第２電源回路、および前記第３電源回路の全てに対して前記停止信号を出力し、前記入力電圧が前記中間レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記第１電源回路および前記第３電源回路の両方に対して前記停止信号を出力し、前記入力電圧が前記上位レベル内の前記第１上位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記前記第３電源回路に対して前記停止信号を出力し、前記入力電圧が前記上位レベル内の前記第２上位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、前記停止信号を出力しないようにして、前記第１電源回路、前記第２電源回路、および前記第３電源回路を制御する
請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記電源制御回路は、前記ＣＰＵ内に組み込まれている
請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記第３電源回路は、前記入力電圧よりも高い電圧を出力する昇圧機能を有する
請求項２または３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記第１電源回路および前記第２電源回路は、前記入力電圧よりも高い電圧および低い電圧を出力する昇降圧機能を有する
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記第１電源回路および前記第２電源回路の最低動作電圧は、前記入力電圧の供給源であるバッテリ電圧の低下により予測される低下予測電圧よりも低い電圧範囲に設定されている
請求項１から５のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記ＣＰＵに供給される前記第２出力電圧をモニタし、前記第２出力電圧があらかじめ設定した許容最小値未満となった場合には、前記ＣＰＵ１０に対してリセット信号を出力する、または電源異常を知らせる異常信号を出力する電圧モニタ回路をさらに備える
請求項１から６のいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置において、バッテリ電圧変動に対する電源回路の機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、車載バッテリからの電源により、各回路へ電源供給される。しかしながら、この車載バッテリは、電圧変動が大きく、特にエンジン始動時にはその低下が激しい。【０００３】
従来技術として、演算回路の作動を確保するための昇圧回路を設け、エンジン始動時に予測される低下電圧よりも、昇圧回路の最低動作電圧を低い値に設定した電動パワーステアリング装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８１６２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。特許文献１に開示された従来の構造は、エンジン始動時にバッテリ電圧が低下する際の予測電圧を設定し、この設定よりも昇圧回路の最低動作電圧を低い値に設計している。これにより、エンジン始動時であっても、例えばＣＰＵのような演算回路にリセットが掛かることがなく、演算回路を正常に動作させることができるものではあった。【０００６】
しかしながら、例えば、特許文献１に記載されているように、５Ｖをバッテリ低下予測電圧とし、昇圧回路の最低動作電圧を３Ｖと設定し、昇圧電圧は、９Ｖを確保する設定とした場合について検討する。この場合、パワーステアリングの基本機能である操舵力のアシスト制御を行うことを考えると、搭載されたセンサ、ＣＰＵ等の小電流駆動部品は、９Ｖの昇圧電圧により正常に動作することを確保できる。【０００７】
しかしながら、例えば、バッテリ電圧６〜８Ｖ付近である場合には、アシストするモータに正規の電流を供給できるかは、はなはだ問題である。また、昇圧回路の最低動作電圧付近に長時間バッテリ電圧が留まった場合には、昇圧回路の消費電力は大きく、無駄な昇圧電力を作動させている可能性があった。さらには、長時間留まっていたバッテリ電圧は、エンジン始動を妨害する可能性もあった。【０００８】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、バッテリ電圧が変動した場合にも、無駄な電力消費を防止することのできる電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、車両の操舵機構を回転させる電動モータと、電動モータを駆動するとともに、コントローラであるＣＰＵと複数の電源回路とを有する制御ユニットとを備えて構成された電動パワーステアリング装置において、複数の電源回路に対して共通に供給される入力電圧の読み取り結果に基づいて、複数の電源回路の出力機能を個別に停止させるための停止信号を出力する電源制御回路をさらに備え、複数の電源回路は、入力電圧から、ＣＰＵ以外の回路部に供給する第１出力電圧を生成する第１電源回路と入力電圧から、制御ユニット内のＣＰＵに供給する第２出力電圧を生成する第２電源回路とを有し、第１出力電圧は、第２出力電圧よりも高い電圧であり、電源制御回路は、入力電圧の範囲に関して、少なくとも上位レベル、中間レベル、下位レベルの３つに分割された電圧範囲が、要求仕様に応じてあらかじめ設定されており、入力電圧の読み取り結果に応じて、入力電圧が下位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、第１電源回路および第２電源回路の両方に対して停止信号を出力し、入力電圧が中間レベルの電圧範囲に含まれる場合には、第１電源回路に対して停止信号を出力し、入力電圧が上位レベルの電圧範囲に含まれる場合には、停止信号を出力しないようにして、第１電源回路および第２電源回路を制御するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、制御ユニットが少なくとも２個以上の電源回路を備え、装置に供給される入力電圧範囲を、要求仕様に応じて、少なくとも３つ以上の範囲に分割し、入力電圧が属する電圧範囲に従って、それぞれの電源回路の出力機能の実行、停止を制御できる構成を備えている。この結果、バッテリ電圧が変動した場合にも、無駄な電力消費を防止することのできる電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置の全体の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電源回路の回路構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における各電源回路の作動電圧範囲をまとめた説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２における各電源回路の作動電圧範囲をまとめた説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の電動パワーステアリング装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電動パワーステアリング装置の全体の回路図である。図１に示した本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、制御ユニット１、および３相２組のモータ２を備えて構成されている。さらに、制御ユニット１は、ＣＰＵ１０を搭載した制御回路部４、モータ２へ電流を供給するインバータ回路３、電源リレー用スイッチング素子５、およびフィルタ部１７を主に構成されている。
【００１４】
制御ユニット１には、フィルタ部１７を介して、車両に搭載されたバッテリ６から電源＋Ｂ、ＧＮＤが接続されている。また、イグニッションスイッチ（ＩＧ）７がオン状態となることにより、制御回路部４の第１電源回路１３、第２電源回路１４、第３電源回路１５にバッテリ６の電源が投入される。
【００１５】
さらに、例えば、ハンドルの近傍に搭載された操舵トルクを検出するトルクセンサ、車両の走行速度を検出する速度センサ等の情報が、センサ類８から制御回路部４に入力される。センサ類８からの情報は、制御回路部４の入力回路１２を介して、ＣＰＵ１０に伝達される。
【００１６】
ＣＰＵ１０は、入力された情報からモータ２を回転させるための制御量である電流値を演算し、出力する。この出力信号は、出力回路を構成する駆動回路１１、およびインバータ回路３へ伝達される。
【００１７】
駆動回路１１は、ＣＰＵ１０の指令信号を受け、インバータ回路３の各スイッチング素子を駆動する駆動信号を出力する。なお、駆動回路１１は、小電流しか流れていないため、制御回路部４に装着されているが、インバータ回路３に配置することも可能である。
【００１８】
インバータ回路３は、モータ２の３相の巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のための上下アーム用スイッチング素子３１、３２と、モータ巻線との配線を接続・遮断するモータリレー用スイッチング素子３４と、電流検出用のシャント抵抗３３と、さらにはノイズ抑制用コンデンサ３０とを主に構成されている。インバータ回路３は、各相の巻線に対して同一な回路構成を有しており、各相巻線に独立に電流供給が行える。
【００１９】
また、シャント抵抗３３の両端間の電位差、および、例えばモータ巻線端子の電圧等も、入力回路１２に伝達されている。これらの情報も、ＣＰＵ１０に入力される。そして、ＣＰＵ１０は、算出した電流値と、対応する検出値との差異を演算して、いわゆるフィードバック制御を行うことで、所望のモータ電流を供給し、操舵力をアシストする。
【００２０】
さらに、ＣＰＵ１０からは、バッテリ＋Ｂとインバータ回路３の電源の接続・遮断を行うリレーとして作動する電源リレー用スイッチング素子５の駆動信号も出力される。ＣＰＵ１０は、の電源リレー用スイッチング素子５を制御することにより、モータ２自体への電流供給を遮断することができる。モータリレー用スイッチング素子３４も、インバータ回路３とモータ２との間に配設され、各相をそれぞれ遮断することができる。
【００２１】
また、インバータ回路３のＰＷＭ駆動によるノイズの放出を抑制する目的で、コンデンサおよびコイルからなるフィルタ部１７が、バッテリ６（＋Ｂ、ＧＮＤ）の近傍に配置されている。なお、電源リレー用スイッチング素子５は、大電流が流れ、発熱を伴うので、インバータ回路３に包含させてもよい。
【００２２】
ＣＰＵ１０は、駆動回路１１、インバータ回路３、モータ巻線等の異常を検出する異常検出機能を有している。そして、ＣＰＵ１０は、異常を検出した場合には、その異常に応じて、所定の相のみの電流供給を遮断することができる。具体的には、ＣＰＵ１０は、異常が発生した相の上下スイッチング素子３１、３２、モータリレー用スイッチング素子３４をオフすることで、所定の相のみの電流供給を遮断することができる。または、ＣＰＵ１０は、電源自体を元から遮断するために、電源リレー用スイッチング素子５をオフすることも可能である。
【００２３】
モータ２は、３相巻線がスター結線されているブラシレスモータである。モータ２は、ブラシレスモータのため、ロータの回転位置を検出するための回転センサ９が搭載されている。この回転センサ９により検出される回転情報も、制御回路部４の入力回路１２に伝達されている。
【００２４】
なお、モータ２は、３相スター結線のブラシレスモータでなくても、デルタ結線であっても、２極２対のブラシ付きモータであってもよい。また、巻線仕様は、従来装置と同様に、分布巻き、集中巻きも採用できる。また、モータ２は、２個の巻線を有する２重３相モータであってもよい。この場合には、２組の３相巻線のために、インバータ回路３も２組必要となる。
【００２５】
次に、制御ユニット１の電源回路について説明する。本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、その出力電圧がそれぞれ異なる３個の電源回路を備えている。
【００２６】
第１電源回路１３は、主にセンサ類８の電源であり、例えば６．５Ｖ出力である。第２電源回路１４は、主にＣＰＵ１０の電源であり、５Ｖ出力である。第３電源回路１５は、インバータ回路３のための電源であり、バッテリ電圧より１０Ｖ程度高い昇圧電源である。
【００２７】
図１において、第１電源回路１３の出力電圧は●として、第２電源回路１４の出力電圧は○として、第３電源回路１５の出力電圧は▽として、それぞれ示されている。また、第１電源回路１３、第２電源回路１４、および第３電源回路１５は、それぞれ信号ライン１６ａ、１６ｂ、１６ｃによりＣＰＵ１０と接続されている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１における電源回路の回路構成を示す図である。各電源回路は、ほぼ同一の機能を有している。そこで、図２を用いて、第１電源回路１３を例に、具体的な機能を説明する。
【００２９】
第１電源回路１３は、降圧、昇圧の両方の機能を有している。ＩＧ（７）を介してバッテリ６からの電源が、端子１３ｂに供給される。そして、ドライバ回路１３ｈは、昇圧、降圧用スイッチング素子１３ｃ、１３ｇを制御する。
【００３０】
降圧部は、スイッチング素子１３ｃ、ダイオード１３ｄ、およびインダクタンス１３ｅにより構成される。また、昇圧部は、スイッチング素子１３ｇ、ダイオード１３ｆ、およびインダクタンス１３ｅにより構成される。
【００３１】
従って、ドライバ回路１３ｈは、降圧用バックブースト（Ｂｕｃｋ）端子と、昇圧用のブースト（Ｂｏｏｓｔ）出力を備えている。さらに、ドライバ回路１３ｈは、出力端子１３ａの電圧フィードバックのためのＶｒｅｇ端子と、発振用のコンデンサ１３ｉが接続されたｏｓｃ端子も備えている。
【００３２】
さらに、ドライバ回路１３ｈは、外部からの信号がＳｔｏｐ端子から入力されると、出力信号を停止する。これにより、昇降圧機能は停止され、出力端子１３ａには、電圧が出力されない。
【００３３】
第１電源回路１３は、例えば、バッテリ６の電圧が８Ｖ以上であれば、降圧機能により出力端子１３ａから６．５Ｖの定電圧を出力する。また、第１電源回路１３は、バッテリ６の電圧が５〜８Ｖになると、昇圧機能も作動して、６．５Ｖの出力電圧を確保する。さらに、第１電源回路１３は、例えば、バッテリ６の電圧が４Ｖ未満となると、完全に出力端子１３ａに電圧が発生できないものとする。
【００３４】
通常、図２に示したような回路で構成された第１電源回路１３は、端子１３ｂへの入力電圧が４〜５Ｖの場合には、作動はするが、６．５Ｖ一定の電圧を出力できない可能性もある。すなわち、第１電源回路１３として機能を保証できない入力電圧の領域（以下、この領域のことを不完全領域と称す）が必ず存在する。
【００３５】
このように、不完全領域で第１電源回路１３を使用した場合には、例えば、センサ類８に供給される電源が安定しないこととなる。この結果、センサ類８が低電圧で動作することとなり、センサ類８から取得されたデータは、正確ではない可能性がある。
【００３６】
従って、このような不完全領域では、第１電源回路１３を使用できないこととなる。換言すると、このような不完全領域では、第１電源回路１３を作動させる必要もなく、作動させた場合には、電流消費の無駄となる。
【００３７】
そこで、ＣＰＵ１０は、入力回路１２を通じてバッテリ６の電圧、またはＩＧ７の電圧をモニタする。そして、ＣＰＵ１０は、モニタした電圧が不完全領域（例えば、５Ｖ以下）になると、Ｓｔｏｐ端子へ制御信号を出力することで、第１電源回路１３を停止させる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１に係る電動パワーステアリング装置は、不完全領域をＣＰＵ１０により監視して、この不完全領域では、電源回路自体の機能を停止させ、無駄な消費電流を削減する。
【００３９】
なお、上述した具体例では、ＣＰＵ１０を介してＳｔｏｐ信号を出力する場合について説明した。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ＣＰＵ１０の代わりに付加される回路網（電源制御回路）により、Ｓｔｏｐ信号を出力させる構成とすることも可能である。
【００４０】
次に、第２電源回路１４について説明する。第２電源回路１４も、上述した第１電源回路１３とほぼ同一の昇降圧機能を有している。ただし、第２電源回路１４は、各部の電圧が、第１電源回路１３とは異なる。つまり、第２電源回路１４の出力電圧は、主にＣＰＵ１０、入力回路１２、その周辺回路などへ供給する５Ｖである。
【００４１】
従って、第２電源回路１４から供給されるこの５Ｖは、精度も必要である。上述したように、第１電源回路１３は、入力電圧が５Ｖ以下となった場合に昇圧機能を停止させる。このことから、第２電源回路１４は、５Ｖよりもさらに低い電圧、例えば、３．５Ｖまで、５Ｖを供給できるように設定される必要がある。
【００４２】
また、第２電源回路１４は、入力電圧が３Ｖ未満では、出力電圧として５Ｖが確保できないとする。そのため、第２電源回路１４は、入力電圧が３．５Ｖ以下になることで、出力を停止するＳｔｏｐ機能を有することが必要である。
【００４３】
ＣＰＵ１０は、通常、Ａ／Ｄ変換器などの電圧モニタ機能を有している。従って、第２電源回路１４からＣＰＵ１０に供給される電圧は、正確な一定電圧でなければ、正確な電圧モニタができないこととなる。
【００４４】
この点を考慮し、第２電源回路１４からの５Ｖの出力電圧を、付加回路である電圧モニタ回路（図示せず）により直接モニタし、例えば、出力電圧が４．７Ｖ以下となった場合に、ＣＰＵ１０へリセット、または電源異常を知らせる異常信号を伝達するような構成を採用することもできる。
【００４５】
図１において、第２電源回路１４とＣＰＵ１０との間の信号線１６ｂが２本で記載されているのは、このためである。ＣＰＵ１０から第２電源回路１４に入力される信号線１６ｂは、ＣＰＵ１０から出力されたＳｔｏｐ用の制御信号に相当し、第２電源回路１４内の付加回路からＣＰＵ１０に入力される信号線１６ｂは、付加回路から出力された５Ｖ一定電圧低下を示す異常信号に相当する。
【００４６】
最後に、第３電源回路１５について説明する。第３電源回路１５は、主にインバータ回路３のスイッチング素子３１、３２、３４用の昇圧回路である。そのため、第３電源回路１５には、降圧機能は不要である。第３電源回路１５により昇圧された出力電圧１５ａは、バッテリ電圧＋１０Ｖである。
【００４７】
第３電源回路１５の出力電圧は、第１電源回路１３、第２電源回路１４ほど正確な電圧である必要はなく、約１０Ｖでよい。この理由は、第３電源回路１５の出力電圧は、スイッチング素子を駆動するためのものであり、スイッチング素子をＦＥＴとすると、ドレイン電圧よりも高い１０Ｖ程度であれば、ＦＥＴは、充分に駆動できるためである。
【００４８】
本実施の形態１における電動パワーステアリング装置の正常な動作範囲を、バッテリ電圧１０Ｖ以上とする。この場合には、バッテリ電圧が１０Ｖ以上であれば、各電源回路は元より、すべての回路が正常に動作し、モータ２に対しては、所望の電流を供給する必要がある。
【００４９】
一方、バッテリ電圧が１０Ｖ未満において、例えば、８Ｖ以上１０Ｖ未満の電圧範囲では、正規電流をモータ２へ供給しなくてもよい、あるいは制御停止するといった仕様が採用される。さらに、８Ｖ未満の低い電圧であれば、制御中断とする仕様が採用される。
【００５０】
まず、制御中断の電圧を８Ｖ未満とし、バッテリ電圧が８Ｖ未満である場合を考える。この場合には、第３電源回路１５の昇圧機能を作動させる意味がない。この場合に昇圧機能を動作させた場合には、消費電流が無駄であるばかりでなく、電源回路自体の消費電流も、バッテリ電圧が低下すればするほど増加する傾向にあり、発熱も多くなる。
【００５１】
そこで、バッテリ電圧が８Ｖ未満の場合には、ＣＰＵ１０、または図示しない付加回路は、電圧モニタの結果から、第３電源回路１５を停止するＳｔｏｐ信号を出力する。
【００５２】
また、バッテリ電圧が８〜１０Ｖの場合には、ＣＰＵ１０は、Ｓｔｏｐ信号を出力しない。ただし、ＣＰＵ１０は、モータ２へ供給する正規電流を制限するような制御に変更することも可能である。
【００５３】
上述した内容に基づいて、バッテリ６から各電源回路に供給される入力電圧に対して、システム、回路がどのように作動するかをまとめたものが図３である。図３は、本発明の実施の形態１における各電源回路の作動電圧範囲をまとめた説明図である。
【００５４】
図３の縦軸は、第１電源回路１３、第２電源回路１４、第３電源回路１５のそれぞれに供給される入力電圧を示しており、バッテリ電圧、またはＩＧ電圧に相当する。
【００５５】
入力電圧が１０Ｖ以上であれば、全回路、全機能が正常に作動する。そして、入力電圧が１０Ｖ以上の場合は、第１電源回路１３は、６．５Ｖを出力し、第２電源回路１４は、５．０Ｖを出力し、第３電源回路１５は、バッテリ電圧＋１０Ｖを出力している。
【００５６】
入力電圧が８Ｖ〜１０Ｖの範囲でも、電源回路はすべて正常に作動している。ただし、モータ２に供給する正規電流に制限をかけている範囲である。
【００５７】
入力電圧が５Ｖ〜８Ｖの範囲では、第１電源回路１３および第２電源回路１４のみが正常に作動し、第３電源回路１５は、出力停止する。電動パワーステアリング装置としては、モータ電流供給制御は、停止しているが、ＣＰＵ１０、センサ類８は作動している状態である。
【００５８】
このような状態は、つまり、駆動部のみ停止、中断しているものである。従って、電源電圧が再度上昇した場合には、すぐに制御を開始できるように待機している状態に相当する。
【００５９】
入力電圧が３．５Ｖ〜５Ｖの範囲では、第２電源回路１４のみが正常に作動する。さらに、入力電圧が３ｖ以下の範囲では、全機能、全回路が停止状態となる。
【００６０】
入力電圧が３Ｖ〜３．５Ｖの範囲では、第２電源回路１４は、作動しているが、５Ｖ一定の定電圧を出力できているかどうかは不安定な状態といえる。この範囲では、前述のように、第２電源回路１４の出力電圧をモニタし、例えば、出力電圧が４．７Ｖ以下になった時点で、ＣＰＵ１０を停止するように、別回路を設けることができる。
【００６１】
このような別回路を備えていれば、出力電圧が４．７Ｖ超あれば、ＣＰＵ１０を正常に作動させ、これ未満では、ＣＰＵ１０を停止させることができる。この結果、入力電圧が３Ｖ〜３．５Ｖの範囲でＣＰＵ１０の作動が不安定になることはない。
【００６２】
以上のように、実施の形態１によれば、複数の電源回路を備えた制御ユニットにおいて、複数の電源回路のそれぞれに供給される電圧に応じて、不必要な領域では電源回路の出力機能を停止できる構成を備えている。このような構成を備えることで、電源回路での無駄な消費電流を削減でき、さらに電源回路自体の発熱も抑制することができる。
【００６３】
特に、複数の電源回路の中で、ＣＰＵ用の電源回路を、最も低い電圧でも作動するように設定することにより、他の電源回路の制御を、ＣＰＵで受け持つことができる。このような設定を採用することで、付加回路を削減することができる。
【００６４】
実施の形態２．
本実施の形態２では、各電源回路の最低作動電圧が、先の実施の形態１と異なる場合について、説明する。なお、本実施の形態２における電動パワーステアリング装置の回路構成は、先の実施の形態１における図１と同等である。
【００６５】
図４は、本発明の実施の形態２における各電源回路の作動電圧範囲をまとめた説明図である。図４の縦軸は、第１電源回路１３、第２電源回路１４、第３電源回路１５のそれぞれに供給される入力電圧を示しており、バッテリ電圧、またはＩＧ電圧に相当する。
【００６６】
第３電源回路１５は、図４に示したように、入力電圧が８Ｖ以上の範囲では、正常に作動する必要がある。このため、第３電源回路１５自体は、少なくとも８Ｖ未満の例えば６Ｖ以上で、正規の出力電圧が発生するように作動する。ただし、ＣＰＵ１０、または付加回路は、安定した動作を保証するために、８Ｖ未満にバッテリ電圧が下回った時点で、第３電源回路１５の出力を停止させるように制御する。
【００６７】
第１電源回路１３の出力電圧１３ａは、主にセンサ類８へ供給されるものである。従って、第１電源回路１３の最低作動電圧は、エンジン始動時に予測されるバッテリ電圧よりも低く、例えば、３Ｖに設定されている。他の機能については、先の実施の形態１における第１電源回路１３と同一であり、本実施の形態２における第１電源回路１３は、Ｓｔｏｐ端子に外部からの信号が入力されると、出力電圧１３ａが出力されない状態となる。
【００６８】
例えば、実際の製品仕様において、バッテリ電圧が３Ｖまで、センサ類８の性能を保証する必要がない場合がある。そのような場合には、バッテリ電圧３Ｖまで第１電源回路１３を作動させる必要はなく、作動させた場合には消費電力の無駄となる。そのため、ＣＰＵ１０は、入力回路１２を通じてバッテリ電圧、またはＩＧ７電圧をモニタする。そして、ＣＰＵ１０は、モニタされた電圧値が、作動させる必要がない領域、例えば６Ｖ以下になると、Ｓｔｏｐ端子へ制御信号を出力し、第１電源回路１３を停止させる。
【００６９】
なお、第２電源回路１４は、３Ｖまでは正規の出力電圧１４ａを出す必要がある。すなわち、この第２電源回路１４は、他の電源回路よりも最も低い最低電圧を出力するものである。第２電源回路１４は、他の電源回路と比較して消費電流が最も少ない。このため、第２電源回路１４は、最低動作電圧が低くても、他の電源回路と比べて無駄な電流を消費することが少ない。
【００７０】
さらに、ＣＰＵ１０は、この第２電源回路１４によって電圧を供給されている。従って、ＣＰＵ１０は、第２電源回路１４から正規の出力電圧１４ａが供給される限りは、電源電圧の変動により、誤った制御指令を出力する、あるいは間違った異常判定等をすることもない。
【００７１】
以上のように、実施の形態２によれば、複数の電源回路への入力電圧が、作動保証外の領域であるか否かを、ＣＰＵ１０により監視する構成を備えている。そして、ＣＰＵは、入力電圧が作動保証外の領域では、電源回路自体の機能を停止させ、無駄な消費電流を削減することができる。
【００７２】
実際の製品において要求される作動保証電圧は、様々である。これに対して、本実施の形態２における電動パワーステアリング装置は、製品仕様に応じてＣＰＵによる監視電圧を設定変更することで、フレキシブルに様々な製品仕様に対応が可能である。この結果、製品仕様に応じて、電源回路ごとに出力機能を停止するレベルを適切に分割することができ、電源回路による無駄な消費電流を削減可能である。
【００７３】
なお、上述した実施の形態２では、ＣＰＵ１０を介してＳｔｏｐ信号を出力する場合について説明した。しかしながら、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ＣＰＵ１０の代わりに付加される回路網（電源制御回路）により、Ｓｔｏｐ信号を出力させる構成とすることも可能である。
【００７４】
なお、上述した実施の形態１、２では、第１から第３の３つの電源回路を有する場合について説明したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。ＣＰＵ用の電源と、ＣＰＵ以外の回路用の電源を分けた２つの電源回路を用いる構成、あるいはさらに細分化して４つ以上の電源回路を用いる構成を採用することもでき、同様の効果を得ることができる。
【００７５】
さらに、作動電圧範囲の分割方法も、図３、図４の分割に限定されるものではなく、要求仕様に応じて、適切な電圧範囲によるレベル分けを実施することができる。
【００７６】
例えば、第１と第２の２つの電源回路を用いる場合に対して、作動電圧範囲を上位レベル、中間レベル、下位レベルの３つに分割した場合には、以下のようにして２つの電源回路を個別に制御することができる。
・入力電圧が下位レベルの場合には、第１電源回路および第２電源回路の両方に対して停止信号を出力し、出力機能を停止させる。
・入力電圧が中間レベルの場合には、第１電源回路に対して停止信号を出力し、出力機能を停止させる。
・入力電圧が上位レベルの場合には、停止信号を出力せず、いずれの電源回路も通常運転を継続させる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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