(57)【要約】【課題】大型化およびコスト増加を抑制しながら、補助電源によって主電源の電力不足を補うことができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】電動モータＭに電力を供給する主電源１０の出力電力不足を補うために、補助電源２０が備えられている。補助電源２０の充電電流経路２１および放電電流経路２２には、それぞれ、充電制御回路２１および放電制御回路２２が介装されている。充電制御回路２１および放電制御回路２２は、電流経路２１，２２に介装されたスイッチング手段とともに、当該電流経路２１，２２に流れる電流を検出する電流検出手段を１チップ化したスイッチング素子７１で構成されている。コントローラ５は、前記電流検出手段によって検出される電流値に応じて前記スイッチング手段を制御する。【選択図】図１
2008062712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータに電力を供給する主電源と、
前記電動モータに電力を供給することが可能な補助電源と、
この補助電源の充電電流経路または放電電流経路に介装されたスイッチング手段とともに、当該電流経路に流れる電流を検出する電流検出手段を内蔵したスイッチング素子と、
前記電流検出手段によって検出される電流値に応じて前記スイッチング手段を制御する制御手段とを含む、モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを制御するためのモータ制御装置に関する。このモータ制御装置は、たとえば、ステアリングホイール等の操作部材の操作に応じて電動モータを駆動し、この電動モータを駆動源として舵取り車輪に転舵力を与える車両用操舵装置に適用することができる。このような車両用操舵装置には、電動モータによって舵取り機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置、電動モータによって駆動されるポンプの発生油圧を舵取り機構に伝達して操舵補助する電動ポンプ式パワーステアリング装置、操作部材と舵取り機構との間の機械的なリンクを無くし、専ら電動モータの駆動力によって舵取り車輪を転舵させるステア・バイ・ワイヤ・システムなどが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両の舵取り機構に電動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられている。電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクや車速に応じて定められた目標電流値に基づいて駆動制御されるようになっている。
電動モータを駆動制御するためのモータ制御装置は、モータ駆動回路と、電流検出回路と、制御回路とを備えている。モータ駆動回路は、車載バッテリおよびオルタネータを電源として動作し、この電源からの電力を電動モータに供給する。電流検出回路は、電動モータに流れるモータ電流を検出する。制御回路は、電動モータの目標電流値であるモータ指示電流値を定めるとともに、実際のモータ電流がモータ指示電流値に近づくように、モータ駆動回路をフィードバック制御する。
【特許文献１】特開２００２−３７０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、据え切り操舵時や急操舵時のように、電動モータから大きなトルクを発生させるべきときには、大電流の供給に伴って、配線抵抗等での電圧降下が顕著になる。そのため、車載バッテリおよびオルタネータからの電力だけでは、十分な出力を得ることができなくなる場合がある。
この問題を緩和または解消するために、電気二重層コンデンサや二次電池のような補助電源を用いることが考えられる。ところが、このような補助電源を充電または放電するためのスイッチング素子が必要になるうえに、充電電流または放電電流を検出するための電流検出部と、検出された電流に基づいてスイッチング素子を制御する制御部とが必要になる。そのため、部品点数が多くなり、モータ制御装置が大型化し、また、コスト高となるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の目的は、大型化およびコスト増加を抑制しながら、補助電源によって主電源の電力不足を補うことが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】
【０００５】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（Ｍ）に電力を供給する主電源（１０）と、前記電動モータに電力を供給することが可能な補助電源（２０）と、この補助電源の充電電流経路（２１）または放電電流経路（２２）に介装されたスイッチング手段（５１）とともに、当該電流経路に流れる電流を検出する電流検出手段（５２，６６，６８，ｒ１，ｒ２）を内蔵した（より具体的には１チップ化した）スイッチング素子（７１）と、前記電流検出手段によって検出される電流値に応じて前記スイッチング手段を制御する制御手段（５）とを含む、モータ制御装置である。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。以下、この項において同じ。
【０００６】
この構成によれば、電流検出手段が内蔵されたスイッチング素子を用いて補助電源の充電または放電を制御できる。これにより、部品点数および配線数を抑制できるので、大幅なコスト増加や大型化を招くことなく、主電源の出力電力不足を補助電源によって補う構成のモータ制御装置を実現できる。
なお、前記スイッチング素子は、電流経路に流れる電流が通る電界効果型トランジスタ素子（５１）等のスイッチング手段と、このスイッチング手段に流れる電流を分流して、前記電流経路に流れる電流を検出する電流検出手段（５２，６６，６８，ｒ１，ｒ２）とを内蔵するもの（１チップ化したもの）であってもよい。
【０００７】
また、前記スイッチング素子は、前記スイッチング手段に並列に接続され、このスイッチング手段と共通の制御信号によってオン／オフされる分流用トランジスタ素子（５２）と、この分流用トランジスタ素子と電源との間に接続され、電気抵抗素子（Ｒ１，Ｒ２）および電流調節用トランジスタ素子（６５，６７）を直列接続した直列回路（６６，６８）と、前記分流用トランジスタ素子および前記スイッチング手段の対応する各一端の電位が互いに等しくなるように前記電流調節用トランジスタを制御する演算増幅器（５６）とを含むものであってもよい。
【０００８】
また、前記スイッチング素子は、前記スイッチング手段に並列に接続され、このスイッチング手段と共通の制御信号によってオン／オフされる分流用トランジスタ素子（５２）と、この分流用トランジスタ素子と電源の高電位部との間に接続され、高電位側電気抵抗素子（Ｒ１）および高電位側電流調節用トランジスタ素子（６５）を直列接続した高電位側直列回路（６６）と、前記分流用トランジスタ素子と電源の低電位部との間に接続され、低電位側電気抵抗素子（Ｒ２）および低電位側電流調節用トランジスタ素子（６７）を直列接続した低電位側直列回路（６８）と、前記分流用トランジスタ素子および前記スイッチング手段の対応する各一端の電位が等しくなるように前記高電位側および低電位側電流調節用トランジスタを制御する演算増幅器（５６）とを含むものであってもよい。
【０００９】
この場合に、前記高電位側電流調節用トランジスタおよび前記低電位側電流調節用トランジスタが前記電源の高電位部および低電位部にそれぞれ接続されており、前記高電位側および低電位側電流調節用トランジスタの間において、前記高電位側電気抵抗素子および前記低電位側電気抵抗素子が互いに接続されていて、前記高電位側および低電位側電流調節用トランジスタの間において、前記高電位側および低電位側電気抵抗素子の直列回路に並列に接続された、第１抵抗素子（ｒ１）および第２抵抗素子（ｒ２）の直列回路がさらに備えられていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では、この発明の実施の形態を、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モータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、車両の舵取り機構１に対して、電動モータＭが発生する操舵補助力を与えるためのものであり、コントローラ５と、このコントローラ５によって制御されるモータ駆動回路６とを備え、このモータ駆動回路６から電動モータＭへの給電が行われるようになっている。コントローラ５には、ステアリングホイール等の操作部材に運転者が加える操舵トルクを検出するトルクセンサ２と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の車速を検出する車速センサ３とが接続されており、これらのセンサ２，３の出力信号が入力されるようになっている。これにより、コントローラ５は、操舵トルクおよび車速に応じた制御信号をモータ駆動回路６に与え、その結果、操舵トルクおよび車速に応じた操舵補助力が電動モータＭから舵取り機構１に与えられるようになっている。
【００１１】
モータ駆動回路６には、車載バッテリ８およびオルタネータ９を含む主電源１０からの電力が、高電位側給電線１１および低電位側（接地側）給電線１２を介し、さらに、電解コンデンサ１３で平滑化されて、供給されるようになっている。また、主電源１０の出力不足を補うための補助電源２０が接続されている。この補助電源２０は、主電源１０の出力電力が不足するときに、主電源１０とともにモータ駆動回路６に電力を供給するものである。
【００１２】
補助電源２０は、電気二重層コンデンサや二次電池で構成されている。この補助電源２０の一方の端子２０ａは、給電線１１に接続された充電電流経路２１と、同じく給電線１１に接続された放電電流経路２２とに接続されている。また、補助電源２０の他方の端子２０ｂは、コントローラ５によって制御されるリレー等の切替器２３を介して、接地電位または給電線１１に接続されるようになっている。そして、補助電源２０の両端子２０ａ，２０ｂ間の電圧は、電圧検出部２４によって検出されるようになっている。この電圧検出部２４は、その検出結果を表す信号をコントローラ５に与えるようになっている
充電電流経路２１には、充電制御回路２５が介装されており、放電電流経路２２には放電制御回路２６が介装されている。充電制御回路２５は、充電電流経路２１に介装され、当該充電電流経路２１を開閉するとともに、当該充電電流経路２１に流れる電流を検出する電流検出機能を有するスイッチング素子で構成されている。同様に、放電制御回路２６は、放電電流経路２２に介装され、当該放電電流経路２２を開閉するとともに、当該放電電流経路２２に流れる電流を検出する電流検出機能を有するスイッチングで構成されている。充電制御回路２５は、コントローラ５によって制御されるとともに、モニタ回路３５を介してコントローラ５に電流検出信号を与えるようになっている。
【００１３】
コントローラ５は、充電電流値を設定するとともにモニタ回路３５から与えられる電流検出信号を参照して、当該充電電流値を達成するための制御信号を作成し、この制御信号を充電制御回路２５に与える。同様に、放電制御回路２６は、コントローラ５によって制御されるとともに、モニタ回路３６を介してコントローラ５に電流検出信号を与えるようになっている。コントローラ５は、放電電流値を設定するとともにモニタ回路３６から与えられる電流検出信号を参照して、当該放電電流値を達成するための制御信号を作成し、この制御信号を放電制御回路２６に与える。具体的には、コントローラ５は、充電制御回路２５および放電制御回路２６を構成するスイッチング素子をオン／オフ制御するためのＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号を生成する。このＰＷＭ制御信号のデューティが、充電電流値／放電電流値と、モニタ回路３５，３６から与えられる電流検出信号とに基づいて定められる。
【００１４】
高電位側給電線１１には、電解コンデンサ１３と主電源１０との間に、ダイオード１４が介装されている。この構成により、放電制御回路２６から放電電流経路２２へと放電電流が流されて電解コンデンサ１３側が高電位となったとき、ダイオード１４の働きによって、主電源１０への電流の逆流が防止される。なお、ダイオード１４に代えて、上記放電時にオフされて主電源１０への逆流を阻止するリレーを設けてもよい。
【００１５】
図２は、コントローラ５が所定の制御周期毎に繰り返し実行する動作を説明するためのフローチャートである。コントローラ５は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを備えたコンピュータとしての基本形態を有するものであり、所定のプログラムを実行することによって、図２に示された処理を実現する。
コントローラ５は、操舵トルクおよび車速に基づいてモータ指示電流値Ｉを演算し（ステップＳ１）、電動モータＭに流れる電流値がモータ指示電流値Ｉに追従するように制御信号を作成し、この制御信号をモータ駆動回路６に与える。
【００１６】
コントローラ５は、次に、演算されたモータ指示電流値Ｉを所定の基準値Ｉrefと比較し（ステップＳ２）、これによって、主電源１０だけからの給電では電力が不足するかどうかを判断する。すなわち、急操舵時や据え切り時のように、電動モータＭに大電流を供給すべきときには、配線抵抗等での電圧降下のために、電動モータＭに必要な電力を供給することができない。そこで、コントローラ５は、モータ指示電流値Ｉが基準値Ｉrefを超えていて（ステップＳ２：ＹＥＳ）、主電源１０だけでは出力電力が不足すると見込まれるときには、切替器２３を給電線１１側に接続させる。これにより、補助電源２０が給電線１１に接続され、主電源１０に対して補助電源２０が直列に接続される（ステップＳ３）。さらに、コントローラ５は、モータ指示電流値Ｉに基づいて放電電流値を演算し（ステップＳ４）、その演算された放電電流値に基づいて、放電制御回路２６を制御する（ステップＳ５）。すなわち、放電制御回路２６から与えられる電流検出信号に基づいて当該放電制御回路２６を構成するスイッチング素子をオン／オフ制御し、演算された放電電流値で補助電源２０を放電させる。これにより、主電源１０の出力電力不足を補うように、補助電源２０からモータ駆動回路６へと電力が供給される。
【００１７】
一方、モータ指示電流値Ｉが基準値Ｉref以下であれば（ステップＳ２：ＮＯ）、主電源１０だけで十分な電力供給が可能であると判断して、切替器２３を接地側に接続させる（ステップＳ６）。これにより、補助電源２０は給電線１１から切り離された状態（すなわち、主電源１０から切り離された状態）となり、主電源１０のみがモータ駆動回路６への給電を行うことになる。このとき、コントローラ５は、電圧検出部２４によって検出される補助電源２０の端子間電圧に応じて、充電電流値を演算する（ステップＳ７）。そして、コントローラ５は、その演算された充電電流値に基づいて、充電制御回路２５を制御する（ステップＳ８）。すなわち、充電制御回路２５から与えられる電流検出信号に基づいて当該充電制御回路２５を構成するスイッチング素子をオン／オフ制御し、演算された充電電流値で補助電源２０を充電する。
【００１８】
図３Ａは補助電源２０の充電動作を説明するためのタイムチャートである。充電動作時には、切替器２３は接地側に接続されており、放電制御回路２６の出力電流は零に保持されている。補助電源２０の充電が始まると、充電制御回路２５の出力電流が充電電流値（設定値）Ｉ0まで増加する。充電の進行に伴って補助電源２０の端子間電圧（補助電源電圧）が上昇していく。そして、この端子間電圧が所定値Ｖ0に達し、満充電状態になると、コントローラ５は、充電制御回路２５の動作を停止させる。
【００１９】
図３Ｂは補助電源２０の放電動作を説明するためのタイムチャートである。放電動作時には、切替器２３は給電線１１側（車載バッテリ８側）に接続され、充電制御回路２５の出力電流（充電電流）は零に保持される。コントローラ５は、放電制御回路２６を制御して、その出力電流を放電電流値（設定値）まで増加させていく。これによって補助電源２０が放電し、その電力がモータ駆動回路６に供給される。放電に伴って、補助電源２０の端子間電圧が下がっていく。
【００２０】
図４は、充電制御回路２５および放電制御回路２６を構成するスイッチング素子として適用することができるパワーＭＯＳＩＣ７１の構成を説明するための図である。このパワーＭＯＳＩＣは、高電位側端子ａと、制御入力端子ｂと、低電位側端子ｃと、電流モニタ端子ｄとを備えている。このパワーＭＯＳＩＣが充電制御回路２５に適用される場合、高電位側端子ａが給電線１１に接続され、低電位側端子が補助電源２０の端子２０ａに接続され、コントローラ５からのＰＷＭ制御信号が制御入力端子ｂに入力され、電流モニタ端子ｄに導出される電流検出信号がモニタ回路３５を介してコントローラ５に与えられる。また、このパワーＭＯＳＩＣが放電制御回路２６に適用される場合、高電位側端子ａが補助電源２０の端子２０ａに接続され、低電位側端子が給電線１１に接続され、コントローラ５からのＰＷＭ制御信号が制御入力端子ｂに入力され、電流モニタ端子ｄに導出される電流検出信号がモニタ回路３６を介してコントローラ５に与えられる。
【００２１】
高電位側端子ａと低電位側端子ｃとの間にスイッチング手段としての電界効果型トランジスタ素子であるパワーＭＯＳＦＥＴ５１が接続されており、このパワーＭＯＳＦＥＴ５１のゲートに制御入力端子ｂから制御信号が入力されるようになっている。一方、高電位側端子ａには、分流用ＦＥＴ５２の一端が接続されている。
この分流用ＦＥＴ５２には、電流検出用抵抗Ｒ１，Ｒ２がそれぞれ接続されている。さらに、電流検出用抵抗Ｒ１と車載バッテリ８の高電位側（＋Ｂ）との間に電流調節用ＮＰＮトランジスタ６５が接続されており、これらが高電位側直列回路６６を形成している。また、電流検出用抵抗Ｒ２と車載バッテリ８の低電位側（接地側）との間に電流調節用ＰＮＰトランジスタ６７が接続されており、これらが低電位側直列回路６８を形成している。電流調節用ＮＰＮトランジスタ６５および電流調節用ＰＮＰトランジスタ６７のベース同士はそれぞれ共通接続されていて、プッシュプル回路が形成されている。分流用ＦＥＴ５２は、パワーＭＯＳＦＥＴ５１に対して並列に、高電位側端子ａに接続されている。分流用ＦＥＴ５２のゲートには、制御入力端子ｂからの制御信号が入力されるようになっていて、この分流用ＦＥＴ５２は、パワーＭＯＳＦＥＴ５１と同様にオン／オフし、パワーＭＯＳＦＥＴ５１に流れ込む電流を分流する。
【００２２】
分流用ＦＥＴ５２と電流調節用トランジスタ６５，６７との接続ライン６９は演算増幅器５６の反転入力端子に接続されており、パワーＭＯＳＦＥＴ５１の低電位側（低電位側端子ｃ）は演算増幅器５６の非反転入力端子に接続されている。この演算増幅器５６の出力は、電流調節用トランジスタ６５，６７のベースに共通に入力されている。
一方、電流検出用抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路に対して並列に、基準電位発生用抵抗ｒ１，ｒ２の直列回路が接続されており、抵抗Ｒ１，Ｒ２，ｒ１，ｒ２のブリッジ回路が形成されている。基準電位発生用抵抗ｒ１，ｒ２は、電流検出用抵抗Ｒ１，Ｒ２よりもはるかに大きな抵抗値（たとえば１００倍程度）を有しており、また、抵抗値間には、次の関係式(1)が成立している。
【００２３】
ｒ１／ｒ２＝Ｒ１／Ｒ２          …… (1)
たとえば、抵抗値Ｒ１，Ｒ２が等しければ、抵抗値ｒ１，ｒ２が等しく定められる。
モニタ回路３５，３６は、抵抗ｒ１，ｒ２の接続点である基準電位点８１の電位と、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点である測定点８２の電位との電位差を検出し、これを増幅して、対応する電圧信号を出力する。この電圧信号がコントローラ５に入力される。
【００２４】
パワーＭＯＳＦＥＴ５１がオン状態であり、かつ、高電位側端子ａから低電位側端子ｃに向かう電流Ｉａが流れるとき、低電位側の電流調節用ＰＮＰトランジスタ６７がオンする。このとき、分流用ＭＯＳＦＥＴ５２からの電流Ｉｓは、測定点８２から電流検出用抵抗Ｒ２を通って接地電位側へ流れるとともに、測定点８２から抵抗Ｒ１，ｒ１，ｒ２を順に通って接地電位側に流れる。このとき、測定点８２の電位がＶｓであるとすると、基準電位点８１の電位は、次式のとおりとなる。
【００２５】
Ｖｓ・ｒ２／（Ｒ１＋ｒ１＋ｒ２）≒Ｖｓ・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）  ……(2)
∵Ｒ１＜＜ｒ１，ｒ２
したがって、測定点８２の電位と基準電位点８１の電位との差Δは、Δ＝ｒ１・Ｖｓ／（ｒ１＋ｒ２）となる。Ｖｓ＝Ｒ２・Ｉｓであるから、分流用ＭＯＳＦＥＴ５２に流れる電流Ｉｓは、次式で求められる。
【００２６】
Ｉｓ＝（ｒ１＋ｒ２）・Δ／ｒ１・Ｒ２    ……(3)
そこで、（ｒ１＋ｒ２）／ｒ１・Ｒ２＝α（定数）とおけば、Ｉｓ＝α・Δとして、分流用ＦＥＴ５２に流れる電流Ｉｓが求まる。そこで、パワーＭＯＳＦＥＴ５１と分流用ＦＥＴ５２との内部抵抗比をβとすると、上記求められた電流Ｉｓに基づいて、電流経路２１，２２に流れる電流Ｉａが、Ｉａ＝β・Ｉｓにより求まることになる。
【００２７】
以上のようにこの実施形態によれば、電流検出手段およびスイッチング手段を内蔵して１チップ化したスイッチング素子（パワーＭＯＳＩＣ７１）を用いて充電制御回路２５および放電制御回路２６が構成されている。これにより、部品点数や配線数を大幅に増やすことなく、したがって、コストの増加および大型化を抑制しつつ、主電源１０の出力電力不足を補う補助電源２０に対する充放電を制御することができる。これにより、大幅なコスト増加を招くことなく、電動パワーステアリング装置の性能を向上することができる
図５は、この発明の他の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。この図５において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、同一参照符号を付して示す。この実施形態では、補助電源２０は、給電線１１に常時直列に接続されている。そして、オルタネータ９に並列に接続された昇圧制御回路２７により、オルタネータ９の出力を昇圧して、補助電源２０を充電する構成としている。その他の構成は、前述の図１の場合と同様である。
【００２８】
図６は、昇圧制御回路２７の構成例を説明するための図である。この昇圧制御回路２７は、給電線１１に接続されたリアクトル７０（所定のインダクタンスを有するコイル）と、リアクトル７０から補助電源２０に至る充電電流経路２１に介装されたパワーＭＯＳＩＣ７１と、リアクトル７０およびパワーＭＯＳＩＣ７０の間において給電線１１，１２間に接続された電界効果型トランジスタ（ＰチャネルＭＯＳトランジスタ）７２と、充電電流経路２１と接地電位との間に接続された平滑コンデンサ７３とを備えた昇圧チョッパ回路からなる。そして、パワーＭＯＳＩＣ７１の制御入力端子ｂおよび電界効果型トランジスタ７２のゲートに、コントローラ５からのＰＷＭ制御信号が共通に入力されるようになっている。また、パワーＭＯＳＩＣ７１の高電位側端子ａがリアクトル７０側に接続され、低電位側端子ｃが補助電源２０側に接続され、電流モニタ端子ｄがモニタ回路３５に接続されている。パワーＭＯＳＩＣ７１は、前述の図４に示された構成を有しているので、以下では、図４を併せて参照する。
【００２９】
パワーＭＯＳＩＣ７１に備えられたパワーＭＯＳＦＥＴ５１は、Ｎチャネルトランジスタであるので、ＰＷＭ制御信号がハイレベルの期間にオンし、ＰＷＭ制御信号がローレベルの期間にオフする。Ｐチャネルトランジスタである電界効果型トランジスタ７２は、逆に、ＰＷＭ制御信号がハイレベルの期間にオフし、ＰＷＭ制御信号がローレベルの期間にオンする。すなわち、パワーＭＯＳＦＥＴ５１および電界効果型トランジスタ７２は、相補的に駆動される。
【００３０】
ＰＷＭ制御信号がローレベルの期間は、パワーＭＯＳＩＣ７１のオフ期間であり、電界効果型トランジスタ７２のオン期間である。この期間には、電界効果型トランジスタ７２へと電流が引き込まれることにより、車載バッテリ８およびオルタネータ９からリアクトル７０へと電流が流れ込む。この期間には、オフ状態のパワーＭＯＳＩＣ７１によって、平滑コンデンサ７３側から電界効果型トランジスタ７２に向かう電流が阻止される。
【００３１】
一方、ＰＷＭ制御信号がハイレベルの期間は、パワーＭＯＳＩＣ７１のオン期間であり、電界効果型トランジスタ７２のオフ期間である。この期間には、リアクトル７０に流れる電流が遮断される。このとき、オン状態のパワーＭＯＳＩＣ７１では、その低電位側端子ｃにおいて、リアクトル７０の電流遮断による磁束の変化を妨げるように、高電圧が生じる。このような動作を繰り返すことによって発生する高電圧は、平滑コンデンサ７３によって平滑化されて、充電電流経路２１から補助電源２０へと供給される。
【００３２】
パワーＭＯＳＩＣ７１の低電位側端子ｃに発生する高電圧は、ＰＷＭ制御信号のハイレベル期間は、パルス幅が長いほど高くなる。コントローラ５は、補助電源２０を充電するのに適切な電圧に応じてＰＷＭ制御信号のデューティを定める。一方、充電電流経路２１に流れる充電電流は、パワーＭＯＳＩＣ７１の電流モニタ端子ｄおよびモニタ回路３５を介してコントローラ５でモニタされる。コントローラ５は、パワーＭＯＳＩＣ７１から与えられる電流検出信号に応じて、パワーＭＯＳＩＣ７１に与えるべきＰＷＭ制御信号のデューティを制御する。
【００３３】
図７は、動作を説明するためのタイムチャートである。コントローラ５は、電圧検出部２４によって検出される補助電源２０の両端電圧に応じて、充電電流値を設定する。そして、コントローラ５は、パワーＭＯＳＩＣ７１の電流モニタ端子ｄから与えられる電流検出信号および前記設定された充電電流値に基づき、当該充電電流値を達成できるように定めたデューティのＰＷＭ制御信号を生成する。このＰＷＭ制御信号が、パワーＭＯＳＩＣ７１の制御入力端子ｂおよび電界効果型トランジスタ７２のゲートに与えられる。これにより、パワーＭＯＳＩＣ７１がオン／オフし、補助電源２０が充電される。操舵トルクおよび車速に応じて定められるモータ指示電流値Ｉが所定の基準値Ｉref以下の場合に、このような充電動作が行われる。
【００３４】
モータ指示電流値Ｉが基準値Ｉrefを超える場合には、コントローラ５は、昇圧制御回路２７による充電動作を停止させ、放電制御回路２６を作動させて、補助電源２０を放電させる。このときの動作は、前述の第１の実施形態の場合と同様であり、放電制御回路２６の出力電流は、放電電流値（設定値）まで立ち上がる。これにより、主電源１０および補助電源２０の両方からモータ駆動回路６への給電が行われ、主電源１０の出力不足が補助電源２０からの電力によって補われる。
【００３５】
以上のように、この実施形態では、電流検出機能を有するパワーＭＯＳＩＣ７１を用いて昇圧制御回路２７が構成されている。これにより、部品点数や配線数を大幅に増やすことなく補助電源２０を適切に充放電することができる。その結果、主電源１０の出力不足を補助電源２０からの電力で補う構成のモータ制御装置を、比較的安価にかつ小型に作製することができる。
【００３６】
以上、この発明の２つ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。たとえば、電動モータＭとしては、ブラシレスモータを用いてもよいし、ブラシ付きのモータを用いてもよい。また、補助電源は、主電源に対して直列に接続されてもよいし、並列に接続されてもよい。さらに、モニタ回路３５，３６をパワーＭＯＳＩＣ７１内に構成して、モニタ回路３５，３６まで含めて１チップ化するようにしてもよい。また、補助電源は、主電源故障時のバックアップ電源として使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】前記電動パワーステアリング装置に備えられたコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３Ａは補助電源の充電動作を説明するためのタイムチャートである。図３Ｂは補助電源の放電動作を説明するためのタイムチャートである。
【図４】充電制御回路および放電制御回路を構成するスイッチング素子として適用することができるパワーＭＯＳＩＣの構成を説明するための図である。
【図５】この発明の第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図６】前記第２の実施形態に係る電動パワーステアリング装置に備えられた昇圧制御回路の構成例を説明するための図である。
【図７】前記第２の実施形態における補助電源の充電および放電動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
Ｍ…電動モータ、８…車載バッテリ、９…オルタネータ、１０…主電源、５１…パワーＭＯＳＦＥＴ、５２…分流用ＭＯＳＦＥＴ
【図１】
2008062712.tif 000003
【図２】
2008062712.tif 000004
【図３】
2008062712.tif 000005
【図４】
2008062712.tif 000006
【図５】
2008062712.tif 000007
【図６】
2008062712.tif 000008
【図７】
2008062712.tif 000009