(57)【要約】【課題】ブラシ付きＤＣモータの駆動停止による車両の走行不能または走行困難な状況に陥ることを抑制できる、モータ制御装置を提供する。【解決手段】ブラシ付きＤＣモータであるモータ２のブラシの摩耗が基準以上進行すると、トルクセンサ１２により検出されるステアリングトルクおよび車速センサ１３により検出される車速に応じた正常時アシストトルクから低減された摩耗時アシストトルクがモータ２から出力されるように、ＥＣＵ１１により、モータ２が制御される。【選択図】図１
2015144523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるアシストトルク発生用のブラシ付きＤＣモータを制御するモータ制御装置であって、
前記ブラシ付きＤＣモータのブラシの摩耗が基準以上進行したか否かを判断する摩耗判断手段と、
前記摩耗判断手段により前記ブラシの摩耗が基準以上進行したと判断された場合に、前記ブラシ付きＤＣモータが発生するアシストトルクを低減させるアシストトルク低減手段とを含む、モータ制御装置。
【請求項２】
前記ブラシ付きＤＣモータの回転量または稼働時間を積算する積算手段をさらに含み、
前記摩耗判断手段は、前記積算手段による積算値が所定値以上になると、前記ブラシの摩耗が基準以上進行したと判断し、
前記アシストトルク低減手段は、前記積算値が大きくなるにつれて、前記ブラシ付きＤＣモータが発生するアシストトルクを大きく低減させる、請求項１に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるブラシ付きＤＣモータを制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシ付きＤＣモータは、ロータ位置の検出やインバータ回路を必要とせず、比較的安価で提供されていることから、たとえば、自動車などの車両に搭載されるモータに多用されている。
【０００３】
ブラシ付きＤＣモータの欠点の１つは、ブラシが整流子との摺擦により摩耗することである。ブラシの摩耗が限界を超えると、ブラシから整流子に電流を流すことができず、ブラシ付きＤＣモータの駆動が停止する。そのため、ブラシの摩耗状態を検出し、ブラシの摩耗が限界に達すると、ブラシの摩耗限界を警告して、使用者にブラシの交換を促すことが提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１４１５１３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両においては、走行中に、ブラシの摩耗限界が警告され、その後まもなく、ブラシの摩耗が限界を超えて、ブラシ付きＤＣモータが駆動停止することが考えられる。そして、車両の走行中に、ブラシ付きＤＣモータが駆動停止すると、それ以上の走行が不能または困難となる場合が想定される。たとえば、電動パワーステアリング装置のアシストトルク発生用モータにブラシ付きＤＣモータが採用されている場合、車両の走行中に、ブラシ付きＤＣモータが駆動停止すると、ステアリングが急激に重くなり、操舵が不安定になるため、それ以上の走行が不能または困難となる。その場合、車両を整備工場（修理工場）まで走行させることができず、ブラシの交換に手間がかかる。
【０００６】
とくに、近年開発されている１人乗りまたは２人乗りの近距離コミュータでは、従来の自動車と比較して、走行距離に対する操舵の割合が大きいため、走行中に、電動パワーステアリング装置に備えられるブラシ付きＤＣモータがブラシの摩耗限界により駆動停止する事態が生じやすい。
【０００７】
本発明の目的は、ブラシ付きＤＣモータの駆動停止による車両の走行不能または走行困難な状況に陥ることを抑制できる、モータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明に係るモータ制御装置は、車両に搭載されるアシストトルク発生用のブラシ付きＤＣモータを制御するモータ制御装置であって、ブラシ付きＤＣモータのブラシの摩耗が基準以上進行したか否かを判断する摩耗判断手段と、摩耗判断手段によりブラシの摩耗が基準以上進行したと判断された場合に、ブラシ付きＤＣモータが発生するアシストトルクを低減させるアシストトルク低減手段とを含む。
【０００９】
この構成によれば、ブラシ付きＤＣモータのブラシの摩耗が基準以上進行すると、ブラシ付きＤＣモータが発生するアシストトルクが低減される。これにより、ブラシの電気摩耗の進行を抑制することができ、ブラシ付きＤＣモータがブラシの摩耗限界により駆動停止するまでの時間を延ばすことができる。そして、ブラシ付きＤＣモータが車両の走行に関与する構成、たとえば、ブラシ付きＤＣモータが車両の電動パワーステアリング装置のアシストトルク発生用モータとして使用されている構成では、ブラシ付きＤＣモータの駆動停止による車両の走行不能または走行困難な状況に陥る前に、ステアリングが重くなることにより、ブラシ付きＤＣモータの異常を運転者に認識させることができる。
【００１０】
ブラシ付きＤＣモータの回転量または稼働時間が積算されて、当該積算値が所定値以上になると、ブラシの摩耗が基準以上進行したと判断されて、その後、当該積算値が大きくなるにつれて、ブラシ付きＤＣモータから発生するアシストトルクが大きく低減されることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、ブラシの摩耗の進行に伴って、ブラシ付きＤＣモータが発生するアシストトルクが低減されるので、アシストトルクの急変による不都合の発生を抑制できる。たとえば、ブラシ付きＤＣモータが車両の電動パワーステアリング装置のアシストトルク発生用モータとして使用されている構成では、操舵アシストが急減することを抑制でき、ステアリングが急激に重くなることを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ブラシの摩耗の進行を抑制することができ、ブラシ付きＤＣモータがブラシの摩耗限界により駆動停止するまでの時間を延ばすことができるので、ブラシ付きＤＣモータの駆動停止による車両の走行不能または走行困難な状況に陥ることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が備えられた電動パワーステアリング装置の構成を示す図である。
【図２】ＥＣＵにより実行されるブラシ摩耗処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】モータのブラシの摩耗量とモータが発生するアシストトルクとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が備えられた電動パワーステアリング装置１の構成を示す図である。
【００１６】
電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering）１は、車両、とくに軽自動車や近距離コミュータなどの小型車両に好適に用いられ、モータ２が発生するアシストトルクにより、運転者によるステアリングホイール３の操作をアシスト（操舵補助）するように構成されている。モータ２には、ブラシ付きＤＣモータが採用されている。
【００１７】
具体的には、電動パワーステアリング装置１は、モータ２、ステアリングホイール３、ステアリングギヤ４およびステアリングシャフト５を備えている。
【００１８】
ステアリングギヤ４は、ラックアンドピニオン式のステアリング機構である。ステアリングギヤ４は、ギヤハウジング６およびラック軸７を備えている。ギヤハウジング６は、車室の前方において、車幅方向（左右方向）に延在されて、車体に対して固定されている。ラック軸７は、ギヤハウジング６に車幅方向に往復移動可能に保持されている。ラック軸７には、ラックギヤ（図示せず）が形成されており、そのラックギヤには、ピニオン（図示せず）が噛合している。ラック軸７の両端部（左端部および右端部）は、ギヤハウジング６から車幅方向の外側に突出している。ラック軸７の左端部および右端部には、それぞれ左右のタイロッド８Ｌ，８Ｒの一端部が連結されている。左右のタイロッド８Ｌ，８Ｒの他端部は、それぞれ電動パワーステアリング装置１が搭載される車両の左右の操舵輪（前輪）９Ｌ，９Ｒに対応して設けられたナックル（図示せず）に連結されている。
【００１９】
ステアリングシャフト５は、車室内外を貫通して設けられている。ステアリングシャフト５の下端部は、ギヤハウジング６内に配置され、ピニオンに連結されている。ステアリングシャフト５の上端部は、車室内に突出し、運転席の前方に配置されたステアリングホイール３に連結されている。
【００２０】
また、電動パワーステアリング装置１は、モータ２の制御のために、マイクロコンピュータを含む構成のＥＣＵ（電子制御ユニット）１１を備えている。ＥＣＵ１１には、ステアリングホイール３に入力されるステアリングトルク（操舵トルク）を検出するためのトルクセンサ１２と、車速を検出するための車速センサ１３とが接続されている。
【００２１】
運転者がステアリングホイール３を左に操作すると、ステアリングシャフト５の回動に連動して、ラック軸７が左側に移動する。ラック軸７の移動に伴って、左側のタイロッド８Ｌが左側のナックルを押し、右側のタイロッド８Ｒが右側のナックルを引く。これにより、左右のナックルが回動し、このナックルの回動に伴って、左右の車輪９Ｌ，９Ｒが左を向くように転舵される。逆に、運転者がステアリングホイール３を右に操作すると、ステアリングシャフト５の回動に連動して、ラック軸７が右側に移動する。ラック軸７の移動に伴って、左側のタイロッド８Ｌが左側のナックルを引き、右側のタイロッド８Ｒが右側のナックルを押す。これにより、左右のナックルが回動し、このナックルの回動に伴って、左右の車輪９Ｌ，９Ｒが右を向くように転舵される。
【００２２】
このステアリングホイール３の操作時に、ＥＣＵ１１は、トルクセンサ１２および車速センサ１３から入力される各検出信号に基づいて、ステアリングトルクが大きいほど、アシストトルクが大きく、かつ、ステアリングトルクが一定である場合に、車速が小さいほど、アシストトルクが大きくなるアシスト特性が発揮されるように、モータ２を制御する。モータ２が発生するアシストトルクは、減速機構（図示せず）を介して、ステアリングシャフト５に入力される。
【００２３】
図２は、ＥＣＵ１１により実行されるブラシ摩耗処理の流れを示すフローチャートである。図３は、モータ２のブラシの摩耗量とモータ２が発生するアシストトルクとの関係を示す図である。
【００２４】
モータ２の駆動中、ＥＣＵ１１により、図２に示されるブラシ摩耗処理が繰り返し実行される。
【００２５】
ブラシ摩耗処理では、モータ２のブラシの摩耗が基準以上進行したか否かが判断される（ステップＳ１）。この判断のために、ＥＣＵ１１により、ブラシの新品時からのモータ２の回転量が積算されている。ブラシの新品時からのモータ２の回転量の積算値は、ブラシの摩耗量に対応する。モータ２の回転量の積算値が所定値以上になると、ＥＣＵ１１により、ブラシの摩耗が基準以上に進行したと判断される。
【００２６】
モータ２のブラシの摩耗の進行が基準未満である場合、つまりモータ２の回転量の積算値が所定値未満である場合には（ステップＳ１のＮＯ）、以下に説明する処理が実行されずに、ブラシ摩耗処理が終了される。この場合、トルクセンサ１２により検出されるステアリングトルクおよび車速センサ１３により検出される車速に応じたアシストトルク（以下「正常時アシストトルク」という。）がモータ２から出力されるように、モータ２が制御される。
【００２７】
モータ２の回転量の積算値が所定値以上であり、モータ２のブラシの摩耗が基準以上に進行していると判断された場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、正常時アシストトルクにから低減されたアシストトルク（以下「摩耗時アシストトルク」という。）がモータ２から出力されるように、モータ２が制御される（ステップＳ２）。そして、モータ２の回転量の積算値が所定値を超えて大きくなるにつれて、正常時アシストトルクに対する摩耗時アシストトルクの低減量が大きくされる。そのため、モータ２のブラシの摩耗が進行するにつれて、モータ２から出力される摩耗時アシストトルクが徐々に小さくなり、ステアリングが徐々に重くなる。これにより、電動パワーステアリング装置１に異常があることを運転者に認識させることができる。
【００２８】
また、正常時アシストトルクに対する摩耗時アシストトルクの低減率（＝摩耗時アシストトルク／正常時アシストトルク）が一定率（たとえば、０．７）以下であるか否かが判定される（ステップＳ３）。
【００２９】
そして、正常時アシストトルクに対する摩耗時アシストトルクの低減率が一定率以下である場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、ブラシが摩耗限界に近いことを運転者に知らせるための警報が出力されて（ステップＳ４）、ブラシ摩耗処理が終了される。
【００３０】
正常時アシストトルクに対する摩耗時アシストトルクの低減率が一定率以下でない場合には（ステップＳ３のＮＯ）、警報は出力されずに、ブラシ摩耗処理が終了される。
【００３１】
以上のように、ブラシ付きＤＣモータであるモータ２のブラシの摩耗が基準以上進行すると、ステアリングトルクおよび車速に応じた正常時アシストトルクから低減された摩耗時アシストトルクがモータ２から出力されるように、モータ２が制御される。これにより、ブラシの電気摩耗の進行を抑制することができ、モータ２がブラシの摩耗限界により駆動停止するまでの時間を延ばすことができる。そして、モータ２の駆動停止による車両の走行不能または走行困難な状況に陥る前に、ステアリングが重くなることにより、モータ２の異常を運転者に認識させることができる。
【００３２】
また、ブラシの新品時からのモータ２の回転量が積算されて、当該積算値が所定値以上になると、ブラシの摩耗が基準以上進行したと判断されて、その後、当該積算値が大きくなるにつれて、モータ２から発生する摩耗時アシストトルクが大きく低減される。これにより、ブラシの摩耗の進行に伴って、モータ２が発生する摩耗時アシストトルクが低減されるので、摩耗時アシストトルクの急変による不都合、つまり操舵アシストが急減することを抑制でき、ステアリングが急激に重くなることを防止できる。
【００３３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００３４】
前述の実施形態では、ブラシの新品時からのモータ２の回転量が積算されて、その積算値が所定値以上になると、ブラシの摩耗が基準以上に進行したと判断されるとした。これに限らず、たとえば、ブラシの新品時からのモータ２の稼働時間の積算値はブラシの摩耗量に対応するので、ブラシの新品時からのモータ２の稼働時間が積算されて、その積算値が所定値以上になると、ブラシの摩耗が基準以上に進行したと判断されてもよい。
【００３５】
また、電動パワーステアリング装置１を取り上げたが、本発明は、アシストトルク発生用のモータとしてブラシ付きＤＣモータが採用された電動アシスト自転車に適用することも可能である。
【００３６】
その他、前述の構成には、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できる。
【符号の説明】
【００３７】
２    モータ
１１  ＥＣＵ（モータ制御装置、積算手段、摩耗判断手段、アシストトルク低減手段）
【図１】
2015144523.tif 000003
【図２】
2015144523.tif 000004
【図３】
2015144523.tif 000005