(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の運転者による操舵トルクに基づきアシストトルクを発生する電動機と、前記電動機を制御する制御ユニットと、前記車両に搭載されたバッテリに接続され前記制御ユニットと前記電動機に電源を供給する電源用コネクタと、を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電動機は、実質的の同一構成の第１の電機子巻線と第２の電機子巻線からなる２組の電機子巻線を備え、
前記制御ユニットは、前記第１の電機子巻線を独立に制御可能に構成された第１の制御ユニットと、前記第２の電機子巻線を独立に制御可能に構成された第２の制御ユニットからなる実質的に同一構成の２組の制御ユニットにより構成され、
前記第１の制御ユニットと前記第２の制御ユニットは、それぞれ、
電源を開閉可能に構成された電源リレーと、
前記電源リレーに接続されたフィルタ回路と、
センサからの情報が入力される入力回路と、
前記電動機を駆動する駆動信号を発生する駆動回路と、
前記駆動信号により制御されるインバータ回路と、
前記入力回路に入力された前記情報に基づき前記電動機を制御するための指令信号を前記駆動回路へ出力するＣＰＵを備えた制御回路部と、
を備え、
前記電源用コネクタは、単一のコネクタにより構成され、
前記電源用コネクタのターミナルのうち、少なくとも前記バッテリの正極側に接続される電源系統は、前記ターミナルの直近において２つのラインに分岐され、前記分岐された一方のラインは前記第１の制御ユニットに接続され、前記分岐された他方のラインは前記第２の制御ユニットに接続され、
前記分岐された２つのラインは、それぞれさらに、前記電源リレーと前記フィルタ回路と前記インバータ回路の上流側で２つのラインに再分岐され、
前記電源リレーと、前記フィルタ回路と、前記インバータ回路は、前記再分岐されたラインのうちの一方のラインに接続され、
前記制御回路部は、前記制御回路部に接続された回路の異常を検出する第１の検出回路を介して、前記再分岐されたラインのうちの他方のラインに接続され、
前記制御ユニットにおける前記第１の検出回路は、前記再分岐された前記他方のラインに流れる電流が予め設定された所定範囲を越えた場合、前記他方のラインに接続された前記制御回路部の機能を停止するとともに、前記ＣＰＵへ前記停止したことを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインに流れる電流を検出する第２の検出回路を備え、
前記第２の検出回路が検出した電流が予め定められた所定値以上である場合、前記電源リレーを動作させて前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインを遮断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインに於ける前記フィルタ回路の下流に流れる電流を検出する第３の検出回路を備え、
前記第３の検出回路が検出した前記フィルタ回路の下流側に流れる電流が予め定められた所定値以上である場合、前記電源リレーを動作させて前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインを遮断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は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の検出回路は、前記電流の検出に代えて前記フィルタ回路の下流側の直後の電圧、又は前記インバータ回路へ供給される電圧を検出するように構成され、
前記第３の検出回路が検出した前記フィルタ回路の下流側の直後の電圧、又は前記インバータ回路へ供給される電圧が予め定められた所定値以上である場合、前記電源リレーを動作させて前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインを遮断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記インバータ回路から前記電動機の電機子巻線に供給する電流、又は前記電動機の電機子巻線の巻線端子の電圧を検出する第４の検出回路を備え、
前記第４の検出回路が検出した前記電動機の電機子巻線に供給する電流、又は前記電動機の電機子巻線の巻線端子の電圧が予め定められた所定値以上である場合、前記電源リレーを動作させて前記再分岐されたラインのうちの前記一方のラインを遮断するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記電動機と前記制御ユニットは、軸方向に同軸状に配置され、
前記電源用コネクタは、前記制御ユニットの反電動機側の軸方向の端部に配置され、
前記電源リレーと、前記第１の検出回路と、前記フィルタ回路は、前記電源用コネクタが配置された位置に対する軸方向の近傍の位置で前記制御ユニットに配置され、
前記ＣＰＵと、前記インバータ回路は、前記電源リレーと前記第１の検出回路と前記フィルタ回路に対して前記電動機側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一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】
この発明は、電動機により車両の運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生するようにした電動パワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、電動機とこの電動機を制御する制御ユニットに冗長性を持たせるようにした電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機により車両の運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生するようにした電動パワーステアリング装置において、実質的に同一構成の２組の電機子巻線を有する電動機を備え、その２組の電機子巻線をそれぞれ独立に駆動できるインバータ回路を制御ユニットに備えた電動パワーステアリング装置が存在する。このように構成された従来の電動パワーステアリング装置は、通常時には２組のインバータ回路を協働させて電動機を制御するが、２組のインバータ回路のうち一方のインバータ回路に異常が発生したときには、正常な他方のインバータ回路のみで電動機の駆動を継続させるように構成されている。【０００３】
又、従来、インバータ回路以外の制御ユニットの構成要素も２重系として冗長性を高め、故障に対する対応をより充実させるようにした電動パワーステアリング装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置にあっては、電動機の電機子巻線が２組設けられるのみならず、車載バッテリの正極側に接続される＋Ｂ電源、入力回路、ＣＰＵ、出力回路等をそれぞれ備えた２組の制御ユニットが設けられ、それらのうちの一方に異常が発生したときは、正常である他方により電動機の駆動を継続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８３９３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置は、２組の電機子巻線と２組の制御ユニットが設けられているので、故障に対する対応力を高めることができるが、制御ユニットを２組備えて冗長性を持たせることは、車両への搭載性、コスト面等から不利なことが多く、従って、コストパフォーマンスと安全性の両方を考慮して冗長性を構成する必要があった。特に、コネクタは、その数が増加すればするほど、コネクタに嵌合するハーネスが増加するばかりでなく、コネクタターミナルから回路網への電気的接続に要する面積も、制御ユニットを１組しか持たない場合に対して２倍の面積が必要となる。さらにインバータ回路は大電流をスイッチングするため制御ユニットから放出するノイズに対する対策にもまだ改良の余地があった。【０００６】
この発明は、従来の電動パワーステアリング装置における前述のような課題を解決するためになされたもので、冗長性を有した上でコネクタ周辺の回路の簡略化、さらにはノイズ放出抑制をすることができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による電動パワーステアリング装置は、
車両の運転者による操舵トルクに基づきアシストトルクを発生する電動機と、前記電動機を制御する制御ユニットと、前記車両に搭載されたバッテリに接続され前記制御ユニットと前記電動機に電源を供給する電源用コネクタと、を備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記電動機は、実質的の同一構成の第１の電機子巻線と第２の電機子巻線からなる２組の電機子巻線を備え、
前記制御ユニットは、前記第１の電機子巻線を独立に制御可能に構成された第１の制御ユニットと、前記第２の電機子巻線を独立に制御可能に構成された第２の制御ユニットからなる実質的に同一構成の２組の制御ユニットにより構成され、
前記第１の制御ユニットと前記第２の制御ユニットは、それぞれ、
電源を開閉可能に構成された電源リレーと、
前記電源リレーに接続されたフィルタ回路と、
センサからの情報が入力される入力回路と、
前記電動機を駆動する駆動信号を発生する駆動回路と、
前記駆動信号により制御されるインバータ回路と、
前記入力回路に入力された前記情報に基づき前記電動機を制御するための指令信号を前記駆動回路へ出力するＣＰＵを備えた制御回路部と、
を備え、
前記電源用コネクタは、単一のコネクタにより構成され、
前記電源用コネクタのターミナルのうち、少なくとも前記バッテリの正極側に接続される電源系統は、前記ターミナルの直近において２つのラインに分岐され、前記分岐された一方のラインは前記第１の制御ユニットに接続され、前記分岐された他方のラインは前記第２の制御ユニットに接続され、
前記分岐された２つのラインは、それぞれさらに、前記電源リレーと前記フィルタ回路と前記インバータ回路の上流側で２つのラインに再分岐され、
前記電源リレーと、前記フィルタ回路と、前記インバータ回路は、前記再分岐されたラインのうちの一方のラインに接続され、
前記制御回路部は、前記制御回路部に接続された回路の異常を検出する第１の検出回路を介して、前記再分岐されたラインのうちの他方のラインに接続され、
前記制御ユニットにおける前記第１の検出回路は、前記再分岐された前記他方のラインに流れる電流が予め設定された所定範囲を越えた場合、前記他方のラインに接続された前記制御回路部の機能を停止するとともに、前記ＣＰＵへ前記停止したことを伝達するように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による電動パワーステアリング装置によれば、異常発生した系統のみのラインを遮断し、正常側のラインで電動機の制御を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の全体回路図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の一部分の詳細回路図である。
【図４】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の一部分の詳細回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置について、図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の全体回路図である。図１において、車両の運転者の操舵トルクを補助するアシストトルクを発生する電動機２は、３相の第１の電機子巻線２ａと３相の第２の電機子巻線２ｂからなる２組の電機子巻線を備えている。第１の電機子巻線２ａと第２の電機子巻線２ｂは、実質的に同一構成とされているが、互いに電気角１２０度ずれて配置されている。
【００１１】
第１の制御ユニット１ａと第２の制御ユニット１ｂからなる２組の制御ユニットは、それぞれ同一の構成部材により構成されており、実質的に同一の構成である。第１の制御ユニット１ａは、独立して第１の電機子巻線２ａに電力を供給することができ、第２の制御ユニット１ｂは、独立して第２の電機子巻線２ｂに電力を供給することができる。なお、図中の○印は、第１の制御ユニット１ａ及び第２の制御ユニット１ｂにおける接続端子を示している。
【００１２】
先ず、２組の制御ユニットのうち、第１の制御ユニット１ａについて説明する。第１の制御ユニット１ａは、第１のＣＰＵ（central processing unit）１０ａを搭載した第１の制御回路部４ａと、電動機２の第１の電機子巻線２ａに電流を供給する第１のインバータ回路３ａと、第１の電源リレー５ａと、第１のフィルタ回路６ａを備えている。第１の制御ユニット１ａは、車両に搭載されたバッテリ９の正極側端子に接続された＋Ｂ電源と、バッテリ９の負極側端子であるグランド端子ＧＮＤに接続されている。又、第１の制御ユニット１ａは、イグニッションスイッチ７により第１の制御回路部４ａに電源が投入され、さらに例えば車両の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や、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から入力される。
【００１３】
センサ類８からの情報は、第１の制御回路部４ａに設けられた第１の入力回路１２ａを介して第１のＣＰＵ１０ａに伝達される。第１のＣＰＵ１０ａは、伝達されたそれらの情報から電動機２を回転させるための制御量である電流値を演算し、その演算値に相当する出力信号を出力する。第１のＣＰＵ１０ａからの出力信号は、第１の出力回路を構成する第１の駆動回路１１ａと第１のインバータ回路３ａへ伝達される。第１の駆動回路１１ａは、第１のＣＰＵ１０ａからの出力信号である第１の指令信号を受け、第１のインバータ回路３ａの後述する各スイッチング素子を駆動する第１の駆動信号を出力する。第１の駆動回路１１ａには小電流しか流れないため、実施の形態１では第１の制御回路部４ａに搭載されているが、第１のインバータ回路３ａに配置することもできる。
【００１４】
第１のインバータ回路３ａは、３相ブリッジ回路により構成され、直列接続されたＵ相上アームスイッチング素子３１ＵａとＵ相下アームスイッチング素子３２ＵａとからなるＵ相アームと、直列接続されたＶ相上アームスイッチング素子３１ＶａとＶ相下アームスイッチング素子３２ＶａとからなるＶ相アームと、直列接続されたＷ相上アームスイッチング素子３１ＷａとＷ相下アームスイッチング素子３２ＷａとからなるＷ相アームとを備えている。
【００１５】
Ｕ相上アームスイッチング素子３１ＵａとＵ相下アームスイッチング素子３２Ｕａとの直列接続部は、Ｕ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｕａを介して第１の電機子巻線２ａのＵ相巻線Ｕ１に接続されている。Ｖ相上アームスイッチング素子３１ＶａとＶ相下アームスイッチング素子３２Ｖａとの直列接続部は、Ｖ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｖａを介して第１の電機子巻線２ａのＶ相巻線Ｖ１に接続されている。Ｗ相上アームスイッチング素子３１ＷａとＷ相下アームスイッチング素子３２Ｗａとの直列接続部は、Ｗ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｗａを介して第１の電機子巻線２ａのＷ相巻線Ｗ１に接続されている。
【００１６】
Ｕ相電流検出用のＵ相シャント抵抗３３Ｕａは、Ｕ相下アームスイッチング素子３２Ｕａに直列接続され、Ｖ相電流検出用のＶ相シャント抵抗３３Ｖａは、Ｖ相下アームスイッチング素子３２Ｖａに直列接続され、Ｗ相電流検出用のＷ相シャント抵抗３３Ｗａは、Ｗ相下アームスイッチング素子３２Ｗａに直列接続されている。
【００１７】
Ｕ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｕａは、Ｕ相上アームスイッチング素子３１ＵａとＵ相下アームスイッチング素子３２ＵａとからなるＵ相アームに並列接続されている。Ｖ相ノイズ抑制用コンデンサ３０ｖａは、Ｖ相上アームスイッチング素子３１ＶａとＶ相下アームスイッチング素子３２ＶａとからなるＶ相アームに並列接続されている。そしてＷ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｗａは、Ｗ相上アームスイッチング素子３１ＷａとＷ相下アームスイッチング素子３２ＷａとからなるＷ相アームに並列接続されている。
【００１８】
Ｕ相シャント抵抗３３Ｕａ、Ｖ相シャント抵抗３３ｖａ、及びＷ相シャント抵抗３３Ｗａの両端間の電位差、及び、第１の電機子巻線２ａの各巻線端子の電圧は、第１の制御回路部４ａに伝達されて第１のＣＰＵ１０ａに入力される。第１のＣＰＵ１０ａは、運転者の操舵トルク等に基づいて自身が演算した電流指令値と、入力された各シャント抵抗３３Ｕａ、３３Ｖａ、３３Ｗａの両端間の電位差に基づいて算出した電流検出値との偏差を演算し、その偏差を零とする第１の駆動指令を第１の駆動回路１１ａに与える。
【００１９】
第１の駆動回路１１ａは、第１のＣＰＵ１０ａからの第１の駆動指令に基づいて、第１のインバータ回路３ａのＵ相上アームスイッチング素子３１ＵａとＵ相下アームスイッチング素子３２Ｕａ、及びＶ相上アームスイッチング素子３１ＶａとＶ相下アームスイッチング素子３２Ｖａ、及びＷ相上アームスイッチング素子３１ＷａとＷ相下アームスイッチング素子３２Ｗａ、の各ゲート電極に駆動信号を与え、これらのスイッチング素子をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。
【００２０】
このように、第１の制御ユニット１ａは、電流指令値と電流検出値との偏差を零とするようにフィードバック制御を行うことで、所望の電動機電流を第１の電機子巻線２ａに供給し、運転者の操舵トルクをアシストするアシストトルクを電動機２に発生させるように構成されている。
【００２１】
さらに、第１の制御ユニット１ａには、バッテリ９の＋Ｂ電源から第１のインバータ回路３ａへの電源の供給をオン／オフする第１の電源リレー５ａが設けられている。第１の電源リレー５ａは、電源リレー用スイッチング素子Ｑａにより構成されている。第１の電源リレー５ａは、第１の制御回路部４ａからの駆動信号により電源リレー用スイッチング素子Ｑａがオン／オフされることにより、電動機２の第１の電機子巻線２ａへ供給する電流をオン／オフすることができる。
【００２２】
第１のインバータ回路３ａに設けられたＵ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｕａ、Ｖ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｖａ、Ｗ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｗａは、第１の制御回路部４ａからの駆動信号によりオン／オフされることにより、第１のインバータ回路３ａから第１の電機子巻線２ａのＵ相巻線Ｕ１、Ｖ相巻線Ｖ１、Ｗ相巻線Ｗ１へ供給する電流を、個別にオン／オフすることができる。
【００２３】
第１のＣＰＵ１０ａは、入力されたセンサ類８からの操舵トルク検出値や車速等の各種情報に基づく前述の電動機を回転させるための制御量である電流値の演算のほか、第１の駆動回路１１ａ、第１のインバータ回路３ａ、第１の電機子巻線２ａ等の異常を検出する異常検出機能を有し、これらの異常を検出した場合には、その異常に応じて例えば所定の相のみへの電流供給を遮断するために、異常を検出した相における、上アームスイッチング素子、下アームスイッチング素子、電動機リレー用スイッチング素子をオフすることができる。あるいは、前述の異常を検出した場合に、第１の制御ユニット１ａに供給する電源自体を遮断するために、第１の電源リレー５ａをオフすることも可能である。
【００２４】
また、前述のように、第１のインバータ回路３ａは、第１のＣＰＵ１０ａからの第１の駆動指令に基づいて第１の駆動回路１１ａから与えられる駆動信号により、ＰＷＭ駆動されている。このＰＷＭ駆動による第１のインバータ回路３ａの各スイッチング素子のオン／オフによりスイッチングノイズが発生してしまう。そこで、このスイッチングノイズの放出を抑制する目的でフィルタコンデンサＣａとフィルタコイルＣＬａからなる第１のフィルタ回路６ａが第１のインバータ回路３ａの入力側に配置されている。
【００２５】
なお、第１の電源リレー５ａ、および第１のフィルタ回路６ａに供給される＋Ｂ電源とグランド端子ＧＮＤの△印は、○印で示す接続端子から延長された部位を示しているが、それらの詳細は後述する。
【００２６】
次に、第２の制御ユニット１ｂについて説明する。第２の制御ユニット１ｂは、第２のＣＰＵ１０ｂを搭載した第２の制御回路部４ｂと、電動機２の第２の電機子巻線２ｂに電流を供給する第２のインバータ回路３ｂと、第２の電源リレー５ｂと、第２のフィルタ回路６ｂを備えている。第２の制御ユニット１ｂは、車両に搭載されたバッテリ９の正極側端子である＋Ｂ電源と、バッテリ９の負極側端子であるグランド端子ＧＮＤに接続されている。又、第２の制御ユニット１ｂは、イグニッションスイッチ７により第２の制御回路部４ｂに電源が投入され、さらに例えば車両の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や、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から入力される。
【００２７】
センサ類８からの情報は、第２の制御回路部４ｂに設けられた第２の入力回路１２ｂを介して第２のＣＰＵ１０ｂに伝達される。第２のＣＰＵ１０ｂは、伝達されたそれらの情報から電動機２を回転させるための制御量である電流値を演算し、その演算値に相当する出力信号を出力する。第２のＣＰＵ１０ｂからの出力信号は、第２の出力回路を構成する第２の駆動回路１１ｂと第２のインバータ回路３ｂへ伝達される。第２の駆動回路１１ｂは、第２のＣＰＵ１０ｂからの出力信号である第２の指令信号を受け、第２のインバータ回路３ｂの後述する各スイッチング素子を駆動する第２の駆動信号を出力する。第２の駆動回路１１ｂには小電流しか流れないため、実施の形態１では第２の制御回路部４ｂに搭載されているが、第２のインバータ回路３ｂに配置することもできる。
【００２８】
第２のインバータ回路３ｂは、３相ブリッジ回路により構成され、直列接続されたＵ相上アームスイッチング素子３１ＵｂとＵ相下アームスイッチング素子３２ＵｂとからなるＵ相アームと、直列接続されたＶ相上アームスイッチング素子３１ＶｂとＶ相下アームスイッチング素子３２ＶｂとからなるＶ相アームと、直列接続されたＷ相上アームスイッチング素子３１ＷｂとＷ相下アームスイッチング素子３２ＷｂとからなるＷ相アームとを備えている。
【００２９】
Ｕ相上アームスイッチング素子３１ＵｂとＵ相下アームスイッチング素子３２Ｕｂとの直列接続部は、Ｕ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｕｂを介して第２の電機子巻線２ｂのＵ相巻線Ｕ２に接続されている。Ｖ相上アームスイッチング素子３１ＶｂとＶ相下アームスイッチング素子３２Ｖｂとの直列接続部は、Ｖ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｖｂを介して第２の電機子巻線２ｂのＶ相巻線Ｖ２に接続されている。Ｗ相上アームスイッチング素子３１ＷｂとＷ相下アームスイッチング素子３２Ｗｂとの直列接続部は、Ｗ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｗｂを介して第２の電機子巻線２ｂのＷ相巻線Ｗ２に接続されている。
【００３０】
Ｕ相電流検出用のＵ相シャント抵抗３３Ｕｂは、Ｕ相下アームスイッチング素子３２Ｕｂに直列接続され、Ｖ相電流検出用のＶ相シャント抵抗３３Ｖｂは、Ｖ相下アームスイッチング素子３２Ｖｂに直列接続され、Ｗ相電流検出用のＷ相シャント抵抗３３Ｗｂは、Ｗ相下アームスイッチング素子３２Ｗｂに直列接続されている。
【００３１】
第２のインバータ回路３ｂにおいて、Ｕ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｕｂは、Ｕ相上アームスイッチング素子３１ＵｂとＵ相下アームスイッチング素子３２ＵｂとからなるＵ相アームに並列接続されている。Ｖ相ノイズ抑制用コンデンサ３０ｖｂは、Ｖ相上アームスイッチング素子３１ＶｂとＶ相下アームスイッチング素子３２ＶｂとからなるＶ相アームに並列接続されている。そしてＷ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｗｂは、Ｗ相上アームスイッチング素子３１ＷｂとＷ相下アームスイッチング素子３２ＷｂとからなるＷ相アームに並列接続されている。
【００３２】
Ｕ相シャント抵抗３３Ｕｂ、Ｖ相シャント抵抗３３ｖｂ、及びＷ相シャント抵抗３３Ｗｂの両端間の電位差、及び、第２の電機子巻線２ｂの各巻線端子の電圧は、第２の制御回路部４ｂに伝達されて第２のＣＰＵ１０ｂに入力される。第２のＣＰＵ１０ｂは、運転者の操舵トルク等に基づいて自身が演算した電流指令値と、入力された各シャント抵抗３３Ｕｂ、３３Ｖｂ、３３Ｗｂの両端間の電位差に基づいて算出した電流検出値との偏差を演算し、その偏差を零とする第２の駆動指令を第２の駆動回路１１ｂに与える。
【００３３】
第２の駆動回路１１ｂは、第２のＣＰＵ１０ｂからの第２の駆動指令に基づいて、第２のインバータ回路３ｂのＵ相上アームスイッチング素子３１ＵｂとＵ相下アームスイッチング素子３２Ｕｂ、及びＶ相上アームスイッチング素子３１ＶｂとＶ相下アームスイッチング素子３２Ｖｂ、及びＷ相上アームスイッチング素子３１ＷｂとＷ相下アームスイッチング素子３２Ｗｂ、の各ゲート電極に駆動信号を与え、これらのスイッチング素子をＰＷＭ制御する。
【００３４】
このように、第２の制御ユニット１ｂは、前述の第１の制御ユニット１ａと同様に、電流指令値と電流検出値との偏差を零とするようにフィードバック制御を行うことで、所望の電動機電流を第２の電機子巻線２ｂに供給し、運転者の操舵トルクをアシストするアシストトルクを電動機２に発生させるように構成されている。
【００３５】
さらに、第２の制御ユニット１ｂには、バッテリ９の＋Ｂ電源から第２のインバータ回路３ｂへの電源の供給をオン／オフする第２の電源リレー５ｂが設けられている。第２の電源リレー５ｂは、電源リレー用スイッチング素子Ｑｂにより構成されている。第２の電源リレー５ｂは、第２の制御回路部４ｂからの駆動信号により電源リレー用スイッチング素子Ｑｂがオン／オフされることにより、電動機２の第２の電機子巻線２ｂへ供給する電流をオン／オフすることができる。
【００３６】
第２のインバータ回路３ｂに設けられたＵ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｕｂ、Ｖ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｖｂ、Ｗ相電動機リレー用スイッチング素子３４Ｗｂは、第２の制御回路部４ｂからの駆動信号によりオン／オフされることにより、第２のインバータ回路３ｂから第２の電機子巻線２ｂのＵ相巻線Ｕ２、Ｖ相巻線Ｖ２、Ｗ相巻線Ｗ２へ供給する電流を、個別にオン／オフすることができる。
【００３７】
第２のＣＰＵ１０ｂは、入力されたセンサ類８からの操舵トルク検出値や車速等の各種情報に基づく前述の電動機を回転させるための制御量である電流値の演算のほか、第２の駆動回路１１ｂ、第２のインバータ回路３ｂ、第２の電機子巻線２ｂ等の異常を検出する異常検出機能を有し、これらの異常を検出した場合には、その異常に応じて例えば所定の相のみへの電流供給を遮断するために、異常を検出した相における、上アームスイッチング素子、下アームスイッチング素子、電動機リレー用スイッチング素子をオフすることができる。あるいは、前述の異常を検出した場合に、第２の制御ユニット１ｂに供給する電源自体を遮断するために、第２の電源リレー５ｂをオフすることも可能である。
【００３８】
また、前述のように、第２のインバータ回路３ｂは、第２のＣＰＵ１０ｂからの第２の駆動指令に基づいて第２の駆動回路１１ｂから与えられる駆動信号により、ＰＷＭ駆動されている。このＰＷＭ駆動による第２のインバータ回路３ｂの各スイッチング素子のオン／オフによりスイッチングノイズが発生してしまう。そこで、このスイッチングノイズの放出を抑制する目的でフィルタコンデンサＣｂとフィルタコイルＣＬｂからなる第２のフィルタ回路６ｂが第２のインバータ回路３ｂの入力側に配置されている。
【００３９】
なお、第２の電源リレー５ｂ、および第２のフィルタ回路６ｂに供給される＋Ｂ電源とグランド端子ＧＮＤの△印は、○印で示す接続端子から延長された部位を示しているが、それらの詳細は後述する。
【００４０】
電動機２は、前述のように３相の第１の電機子巻線２ａと３相の第２の電機子巻線２ｂからなる２組の電機子巻線が、それぞれデルタ結線されたブラシレス電動機により構成されている。ブラシレス電動機のためにロータの回転位置を検出するために、第１の回転センサ１７ａと第２の回転センサ１７ｂが搭載されている。このように、冗長性を確保するために、実質的に同一構成の２組の回転センサが搭載されている。第１の回転センサ１７ａが検出したロータの回転位置を示す情報は、第１の制御回路部４ａに伝達され、第１の入力回路１２ａに入力される。第２の回転センサ１７ｂが検出したロータの回転位置を示す情報は、第２の制御回路部４ｂに伝達され、第２の入力回路１２ｂに入力される。
【００４１】
なお、電動機２は、３相デルタ結線のブラシレス電動機でなくても、スター結線であっても、あるいは２極２対のブラシ付き電動機であってもよい。また、電機子巻線の巻線仕様は、従来の装置と同様に、分布巻き、集中巻きのいずれでもあってもよい。さらに、いわゆる２個のステータを有するタンデム電動機であってもよい。この場合、１組の電機子巻線のみであってもよく、あるいは、２組の電機子巻線を設けてこれらの電機子巻線の協働により駆動するように構成されていてもよく、要は、所望の電動機回転数、トルクが出力できる構成であればよい。
【００４２】
報知手段１５は、例えばランプを点灯できるように構成されており、第１のＣＰＵ１０ａが前述の異常を検出した場合に、第１のＣＰＵ１０ａから第１の出力回路１６ａを介して出力される警報信号に基づいてランプを点灯するなどの動作を行って運転者に以上を報知し、あるいは、第２のＣＰＵ１０ｂが前述の異常を検出した場合に、第２のＣＰＵ１０ｂから第２の出力回路１６ｂを介して出力される警報信号に基づいてランプを点灯するなどの動作を行って運転者に異常を報知するように構成されている。
【００４３】
以上述べたように、第１の制御ユニット１ａと第２の制御ユニット１ｂは、それぞれ独立に入力情報、制御量の演算値を使用して、独立に電動機２を駆動できる構成となっている。また、第１の制御ユニット１ａと第２の制御ユニット１ｂは、相手側のデータ、情報を授受できるように通信ライン１４により相互に接続されている。この通信ライン１４は、第１のＣＰＵ１０ａと第２のＣＰＵ１０ｂの間を相互に接続することにより、相手方の状況を把握することができる。例えば第１のＣＰＵ１０ａが前述の異常を検出し、その結果、前述の所定のスイッチング素子をオフにしたとすると、異常検知の内容、異常部品、電動機駆動内容等を第２のＣＰＵ１０ｂへ伝達することができる。もし、ＣＰＵ自体に異常を発生した場合は、所定のフォーマットによる定期的な通信信号を授受することができなくなり、これにより一方のＣＰＵが他方ＣＰＵ自体の異常発生を検知することもできる。
【００４４】
次に、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の構造について説明する。図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の断面図である。図２において、図中、下側部分が電動機２であり、電動機２の上側部分に前述の第１の制御ユニットと第２の制御ユニットからなる制御ユニット１が配置されている。電動機２と制御ユニット１は、後述するフレーム２８を介して電動機出力軸２１と同軸上に軸方向に一体化されている。
【００４５】
電動機２は、実質的に円筒形に構成された電動機ケース２５を備えている。電動機ケース２５は、図の最下部が軸方向に対して垂直に延びる壁部により閉塞され、図の最上部が開口されている。電動機ケース２５における前述の壁部は減速機構部のケース（図示せず）に連結される。電動機出力軸２１は、電動機ケース２５の壁部に設けられた軸受部材により回転自在に支持され、そして電動機ケース２５を貫通しており、図示していない減速機構部の入力軸に連結される。
【００４６】
電動機ケース２５の内部には、電動機出力軸２１の外周面に周囲に永久磁石により構成された複数対の界磁極を備えたロータ２３と、ロータ２３の外周面に対して間隙を介して対向する内周面を備えたステータ２２とが配置されている。ロータ２３は、電動機出力軸２１の外周面に固定されている。電機子巻線２４は、ステータ２３に設けられたスロットに挿入されており、前述の３相の第１の電機子巻線２ａ（図示せず）と３相の第２の電機子巻線２ｂ（図示せず）により構成されている。
【００４７】
環状の接続リング２７は、電機子巻線２４の軸方向の一方の端部に軸方向に近接して配置されてステータ２２に固定されている。電機子巻線２４を構成する第１の電機子巻線と第２の電機子巻線は、前述のようにそれぞれＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を備えている。電機子巻線２４における第１の電機子巻線のＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線は、接続リング２７によりデルタ結線され、各相巻線にそれぞれ接続された３本の第１の巻線端部２６ａは、接続リング２７から電動機２の軸方向に導出されて制御ユニット１の内部まで延びている。同様に、電機子巻線２４に於ける第２の電機子巻線のＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線は、接続リング２７によりデルタ結線され、各相巻線にそれぞれ接続された３本の第２の巻線端部２６ｂは、接続リング２７から電動機２の軸方向に導出されて制御ユニット１の内部まで延びている。
【００４８】
金属製のフレーム２８は、電動機ケース２５の開口部に結合され、電動機ケース２５の開口部を閉塞すると共に、軸受部材により電動機出力軸２１を回転自在に支持している。電動機出力軸２１は、フレーム２８を軸方向に貫通して制御ユニット１を覆うハウジング４０の内部に延びている。また、フレーム２８は、第１の巻線端部２６ａを軸方向に貫通させる貫通孔（図示せず）と、第２の巻線端部２６ｂを貫通させる貫通孔（図示せず）を、軸心を介して対向する周縁部近傍の位置にそれぞれ備え、これらの貫通孔に前述の第１の巻線端部２６ａと第２の巻線端部２６をそれぞれ貫通させている。
【００４９】
ハウジング４０は、制御ユニット１を覆い、内部に前述の図１に示す第１の制御回路部４ａと第２の制御回路部４ｂ構成する制御基板４、第１のインバータ回路３ａ、第２のインバータ回路３ｂ等を内蔵している。ハウジング４０の図における上部、つまり軸方向の端面には、軸方向に突出する凸状の第１のフィルタ室４１ａと、軸方向に突出する凸状の第２のフィルタ室４１ｂとを備えている。第１のフィルタ室４１ａの内部には、第１の電源リレー５ａを構成する電源リレー用スイッチング素子Ｑａと、第１のフィルタ回路６ａを構成するフィルタコンデンサＣａとフィルタコイルＣＬａとが収納されている。第２のフィルタ室４１ｂの内部には、第２の電源リレー５ｂを構成する電源リレー用スイッチング素子Ｑｂと、第２のフィルタ回路６ｂを構成するフィルタコンデンサＣｂとフィルタコイルＣＬｂとが収納されている。
【００５０】
また、ハウジング４０の軸方向の端面における第１のフィルタ室４１ａと第２のフィルタ室４１ｂの近傍で且つハウジング４０の周縁部には電源用コネクタ４２が配置され、さらに電源用コネクタ４２から離れた位置に、センサ類８からの第１の信号用コネクタ４３ａと第２の信号用コネクタ４３ｂが配設されている。ハウジング４０と、第1のフィルタ室４１ａと、第２のフィルタ室４１ｂと、電源用コネクタ４２と、第1の信号用コネクタ４３ａと、第２の信号用コネクタ４３ｂは、樹脂により形成されており、これら全体若しくは一部分が一体化されている。
【００５１】
制御基板４は、前述の第１の制御回路部４ａと第２の制御回路部４ｂを構成する回路部品を搭載している。すなわち、制御基板４の図における上面、つまり反電動機側表面には第１のＣＰＵ１０ａと第２のＣＰＵ１０ｂが搭載され、制御基板４の図における下面、つまり電動機側表面には第１の駆動回路１１ａと第２の駆動回路１１ｂ等が搭載されている。
【００５２】
第1のインバータ回路３ａは、Ｕ相上アームスイッチング素子３１Ｕａ、Ｖ相上アームスイッチング素子３１Ｖａ、Ｗ相上アームスイッチング素子３１Ｗａ、Ｕ相下アームスイッチング素子３２Ｕａ、Ｖ相下アームスイッチング素子３２Ｖａ、Ｗ相下アームスイッチング素子３２Ｗａ、および、Ｕ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｕａ、Ｖ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｖａ、Ｗ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｗａ、および、Ｕ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｕａ、Ｖ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｖａ、Ｗ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｗａ、および、Ｕ相シャント抵抗３３Ｕａ、Ｖ相シャント抵抗３３Ｖａ、Ｗ相シャント抵抗３３Ｗａを、樹脂により一体にモールドした第１のパワーモジュールとして構成されている。
【００５３】
第２のインバータ回路３ｂは、Ｕ相上アームスイッチング素子３１Ｕｂ、Ｖ相上アームスイッチング素子３１Ｖｂ、Ｗ相上アームスイッチング素子３１Ｗｂ、Ｕ相下アームスイッチング素子３２Ｕｂ、Ｖ相下アームスイッチング素子３２Ｖｂ、Ｗ相下アームスイッチング素子３２Ｗｂ、および、Ｕ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｕｂ、Ｖ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｖｂ、Ｗ相モータリレー用スイッチング素子３４Ｗｂ、および、Ｕ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｕｂ、Ｖ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｖｂ、Ｗ相ノイズ抑制用コンデンサ３０Ｗｂ、および、Ｕ相シャント抵抗３３Ｕｂ、Ｖ相シャント抵抗３３Ｖｂ、Ｗ相シャント抵抗３３Ｗｂを、樹脂により一体にモールドした第２のパワーモジュールとして構成されている。
【００５４】
第１のパワーモジュールとしての第１のインバータ回路３ａと、第２のパワーモジュールとしての第２のインバータ回路３ｂは、それぞれ駆動により発熱を伴うため、金属製のフレーム２８へ伝熱可能なように、フレーム２８の制御ユニット側の表面に当接されている。つまり、フレーム２８は、ヒートシンクの役目もなしている。第１の巻線端部２６ａは、第１のパワーモジュールとしての第１のインバータ回路３ａの出力端子に接続されている。第２の巻線端部２６ｂは、第２のインバータ回路３ｂの出力端子に接続されている。
【００５５】
次に、制御ユニットにおける電源リレー、フィルタ回路等の周辺の回路構成について詳細に説明する。以下の説明では第１の制御ユニット１ａについて説明するが、第２の制御ユニット１ｂも同様の構成である。図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置の一部分の詳細回路図であって、図１に示す第１の制御ユニット１ａの一部分の回路構成を詳細に示すものである。図３において、バッテリ９の正極側電極に接続された＋Ｂ電源が図中の○印で示された接続端子を介して電動パワーステアリング装置に接続され、図中の△印により示される分岐点により、第１の制御ユニット１ａと第２の制御ユニット１ｂに分岐される。
【００５６】
さらに、第１の制御ユニット１ａにおいて、△印で示す分岐点に続く第２の分岐点により第１の検出回路３６ａと第１の電源リレー５ａとに分岐される。第１の電源リレー５ａは、図３に示すように、並列接続されたダイオードの向きが逆向きの電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２が直列に接続されて構成されている。なお、図１に示す第１の電源リレー５ａにおける電源リレー用スイッチング素子Ｑａは、図３に示す電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２を包含するものとして記載したものである。
【００５７】
前述のように、第１の電源リレー５ａにおける電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２は、並列接続されたダイオードの向きを逆向きとして直列に接続されているので、電流の流れる方向が決定され、例えばバッテリ９の正極側電極と負極側電極を逆に接続したとしても電流が流れることがない。さらには前述のように何らかの異常時には第１のＣＰＵ１０ａからの指令に基づいて電源供給を遮断することができる。
【００５８】
この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング装置では、第１の電源リレー５ａにおける電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２を駆動するため、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、トランジスタＴ１、Ｔ２で構成された電源リレー駆動回路３５ａを備えている。電源リレー駆動回路３５ａにおいて、トランジスタＴ１は、エミッタが第１の制御ユニット１ａ内の▽印で示す電源に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ４との直列接続点に接続されている。
【００５９】
抵抗Ｒ１の一端は、電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２のゲート電極にそれぞれ接続されている。トランジスタＴ１のベースは、トランジスタＴ２のコレクタに抵抗Ｒ２を介して接続されている。トランジスタＴ２のエミッタはグランドレベルに接続され、ベース電極は抵抗Ｒ３を介して第１の制御回路部４ａに接続されている。抵抗Ｒ５の両端間の電圧は第１の制御回路部４ａに入力されている。トランジスタＴ２は、第１のＣＰＵ１０ａからの指令に基づく第１の制御回路部４ａからの駆動信号によりオン／オフ制御され、トランジスタＴ１は、トランジスタＴ２のオン／オフに基づいてオン／オフ制御される。
【００６０】
なお、トランジスタＴ１のエミッタの接続先である電源▽は、バッテリ９の正極側電極に接続された＋Ｂ電源よりも高電位の電源であり、これにより電源リレー用スイッチング素子Ｑａ１、Ｑａ２をオンすることが可能となる。抵抗Ｒ４、Ｒ５はモニタ用の分圧抵抗であり、トランジスタＴ１、Ｔ２のオン状態を第１の制御回路部４ａにより検出できるように構成されている。
【００６１】
第１の電源リレー５ａの下流側にフィルタコンデンサＣａ、フィルタコイルＣＬａ等から構成された第１のフィルタ回路６ａが接続され、第１のフィルタ回路６ａの下流側に第１のインバータ回路３ａが接続されている。第１のフィルタ回路６ａと第１のインバータ回路３ａとの中間点としての接続点の電位は、第２の検出回路１３ａにより検出されて第１の制御回路部４ａに入力され、第１の制御回路部４ａによりその電圧が監視される。第１のＣＰＵ１０ａは、抵抗Ｒ４、Ｒ５によりモニタされた電圧と、第２の検出回路１３ａからの電圧に基づいて、第１の電源リレー５ａをオンしているにもかかわらず、第２の検出回路１３ａがバッテリ９の出力電圧に相当する電圧を検出できない場合は、第１の制御ユニット１ａにおける第１のインバータ回路３ａの上流側に地絡故障が発生している可能性があると判断することができる。
【００６２】
第３の検出回路１８ｕは、第１のインバータ回路３ａにおけるＵ相下アームに流れる電流を検出して第１の制御回路部４ａに入力し、第４の検出回路１９ｕは第１の電機子巻線２ａのＵ相巻線Ｕ１の端子電圧を検出して第１の制御回路部４ａに入力する。第１のインバータ回路３ａにおけるＶ相下アーム、およびＷ相下アームに流れる電流も第３の検出回路１８ｕと同様の検出回路により検出されて第１の制御回路部４ａに入力される。第１の電機子巻線２ａのＶ相巻線Ｖ１、およびＷ相巻線Ｗ１の端子電圧も第４の検出回路と同様の検出回路により検出され、第１の制御回路部４ａに入力される。第１の制御回路部４ａは、入力された各相下アームの電流、電動機２の電機子巻線２ａの各巻線端子の電圧をモニタして、第１のインバータ回路３ａにおける各スイッチング素子、電動機２の電機子巻線２ａ等の短絡故障や、地絡故障を検出し、それらの故障内容によっては第１の電源リレー５ａを遮断することができる。
【００６３】
前述の電源リレー駆動回路３５ａ、第２の検出回路１３ａ、第３の検出回路１８ｕ等の各相の電流検出回路、第４の検出回路１９ｕ等の巻線端子電圧検出回路は、第１の制御ユニットｐ１ａ、および第２の制御ユニット１ｂからなる３相２組すべてに設置されることが望ましい。
【００６４】
前述の各間出回路により監視された電圧または電流は、第１の制御回路部４ａにおける第１のＣＰＵ１０ａに伝達される。第１のＣＰＵ１０ａは、自身の制御指令に応じて、モニタ電圧または電流の内容を把握して異常の有無を判断する。つまり、第１のＣＰＵ１０ａは、電動機２へ所定電流を流しているにもかかわらず、第３の検出回路１８ｕにより電圧が検出できない場合、又は所定電流に相当する以外の電圧が発生している場合に、異常と判断できる。また第１のＣＰＵ１０ａは、第４の検出回路１９ｕ等の各相の検出回路では電動機２の各相の端子電圧をモニタしているので電動機を駆動しているにもかかわらず電圧発生しない場合、あるいは電動機２を駆動していないときに電圧が発生している場合に、異常と判断できる。これらの異常時には、第１のＣＰＵ１０ａは、第１の電源リレー５ａを遮断するように第１の駆動回路１１ａに制御指令を出力する。さらには電源回路１２を停止することも可能である。
【００６５】
バッテリ９の＋Ｂ電源のラインのもう１つの分岐には、比較的小電流が流れる第１の電源リレー５ａをオンするための電源、及びその制御指令回路に接続されている。そのためこの回路網でも故障が発生する可能があり、その故障により過電流が流れる場合は電源リレーを遮断する必要がある。そこで第１の検出回路３６ａが設置されている。図３に示すように、第１の検出回路３６ａは、＋Ｂ電源の分岐点▽に一端が接続された抵抗Ｒ６とＲ７とＲ９、及び抵抗Ｒ９の他端にエミッタが接続され、コレクタが抵抗Ｒ１１を介してグランドレベルに接続されたトランジスタＴ３、一端が抵抗Ｒ９の他端に接続された抵抗Ｒ８、入力端子の一報が抵抗Ｒ７とＲ８の他端に接続され、他方の入力端子が抵抗Ｒ６の他端に接続され、出力端子がトランジスタＴ３のベースに抵抗Ｒ１０を介して接続された増幅器Ｉ１により構成されている。
【００６６】
この第１の検出回路３６ａの基本的な動作は、抵抗Ｒ６に電流が流れることで発生する電位差を増幅器Ｉ１で増幅することであり、第１の検出回路３６ａにより増幅された値が所定範囲内に入っているか否かを第１のＣＰＵ１０ａがモニタする。
【００６７】
第１の制御回路部４ａには、コンデンサとダイオードを備えた回路１２ａとトランジスタを備えた回路１２ｂを有する電源回路１２が設けられており、この電源回路１２の入力端子は増幅器Ｉ１の他方の入力端に接続されている。電源回路１２の出力端は第１のＣＰＵ１０ａに接続されている。
【００６８】
前述のように、第１の検出回路３６ａにより増幅された値が所定範囲に入っているか否かを第１のＣＰＵ１０ａがモニタするが、この所定範囲の設定は、第１の検出回路３６ａ及び電源回路Ｉ２等が消費する電流値で決定する。もし第１の検出回路３６ａが抵抗Ｒ６に過電流が流れていることを検出した場合、第１のＣＰＵ１０ａは、第１の検出回路３６ａ、電源回路Ｉ２等に異常が発生したことになるので、第１の電源リレー５ａを遮断するように出力すること以外に、例えば電源回路Ｉ２を停止し、過電流防止の措置を取る。
【００６９】
なお、電源回路Ｉ２は、▽印で示す高い電圧、及びバッテリ電圧よりも低いが、バッテリで直接駆動されるべき回路への電源を生成している。また、電源回路Ｉ２は、例えばチャージポンプ回路により構成され、図３に示すコンデンサとダイオードからなる回路Ｉ２ａ、さらには第１のＣＰＵ１０ａに用いる定電源の機能を有するトランジスタを備えた回路Ｉ２ｂも有しているので、第１のＣＰＵ１０ａは、イグニッションスイッチ７が投入されていないときであってもその機能を実行できるように構成されている。
【００７０】
以上述べたように、電源リレー周辺に複数の回路網が構成され、これが２組存在する。冗長性を考慮すると、装置に接続された後は２重系で各回路が構成され、さらに一方が異常時に他方に影響を及ぼすことがないように遮断することが必要である。そのため電源リレーをまず介して、その後にフィルタ回路、インバータ回路を接続する。例えばフィルタ回路のコンデンサに短絡故障が発生した場合、故障箇所が電源リレーより下流に位置するため電源リレー遮断により正常系統に影響を及ぼすことがない。なお、第２の駆動回路、第１の検出回路３６ａで地絡故障時のように過電流が流れた場合には、例えば配線パターンをその電流で切断できるような細いパターンで接続することで大電流が流れることを防止することもできる。
【００７１】
実施の形態２．
次にこの発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置について説明する。図４は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置の一部分の詳細回路図であって、実施の形態１における図３に相当する回路網であり、図３と同一符号は同一又は相当の部位を示している。その他の構成は、実施の形態１による電動パワーステアリング装置と同様である。
【００７２】
図４に於いて、昇圧回路としての第１の検出回路３７ａが図３の第１の検出回路３６ａに代わって挿入されている。第１の検出回路３７ａは、ＩＣ回路Ｉ３と、ダイオードとコンデンサからなる回路Ｉ４と、増幅器を備えた回路Ｉ５を備えている。図４に示す昇圧回路としての第１の検出回路３７ａの主な機能は、昇圧電源発生器としての機能であり、例えば回路Ｉ４で示したように昇圧機能はコッククロフトウォルトンラダーの構成であり、図に▽印で示す昇圧電源を作っている。つまり、この機能は、実施の形態１の図３における電源回路Ｉ２に相当するものである。一方、第１の制御回路部４ａには、例えば第１のＣＰＵ１０ａに用いる定電圧回路Ｉ６が含まれている。この第１の検出回路３７ａにより構成される▽印で示す昇圧電源は、第１の電源リレー５ａ等を駆動するために使用されるので、＋Ｂ電源のラインから作られている。＋Ｂ電源のラインは電源用コネクタのターミナルの直近で４つに分岐されたうちの１本のラインであり、このラインはＩＣＩ３に直接入力されている。
【００７３】
ＩＣＩ５は、▽印の電圧モニタ回路であって、この昇圧電圧が所定値以上となると昇圧を禁止するため信号をＩＣＩ３へ伝達する。ＩＣＩ３は昇圧回路のための発振部であり、さらにこの昇圧電源に過電流検出機能、高温時の遮断機能も含んでいれば、異常時は昇圧を停止するように作動する機能を有することができる。また第１の検出回路３７ａの異常は、第１のＣＰＵ１０ａへも伝達され、第１のＣＰＵ１０ａはその異常の有無のみならず、異常内容も把握することができ、異常の内容によっては、電動機駆動の全面停止、一部駆動と臨機応変に対応することができる。
【００７４】
このように、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング装置によれば、第１の検出回路３７ａを小電流の＋Ｂ電源のラインに挿入し、この回路の異常、特に過電圧、又は過電流を検出し、この回路の機能を停止することができる構成となっている。電源用コネクタのターミナルから各組に少なくとも２点の分岐、つまり計４点の分岐を有し、小電流ラインであっても大電流ラインと同様にそのラインの挿入された回路における異常検出手段を備え、例えば過電流が流れた時にはその機能を停止、又はそのライン自体を切断することにより、他のラインへこの異常の影響が及ぼすことがないように作動する。
【００７５】
また定電圧回路Ｉ６の元電源としてイグニッションスイッチ７のみならず＋Ｂ電源を利用することもあり、そのためこの回路にも過電流検出、定電圧が所定範囲を越えたことを検出する機能を包含させ、異常時には自身の回路機能を停止することも可能である。これは第１のＣＰＵ１０ａの電源自体も供給しているため、第１のＣＰＵ１０ａを介する駆動停止はできない場合もあり、回路網自身により停止する方が望ましい。
【００７６】
以上のように電源ラインに接続、挿入されている回路については最上流位置で異常、特に過電流を検出して、異常の原因の可能性のある箇所の機能を停止、リレーを遮断することにより、他の回路、他の組へ影響が及ぶことがないように作用することにより、冗長性を確保することができる。
【００７７】
尚、この発明は、前述の実施の形態１及び２による電動パワーステアリング装置に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１及び２の構成を適宜組み合わせたり、その構成に一部変形を加えたり、構成を一部省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
この発明による電動パワーステアリング装置は、電動機により車両の運転者の操舵トルクを補助するようにした電動パワーステアリング装置の分野、ひいてはその電動パワーステアリングを搭載する自動車等の車両の分野に利用することが出来る。
【符号の説明】
【００７９】
１  制御ユニット、１ａ  第１の制御ユニット、１ｂ  第２の制御ユニット、２  電動機、２４  電機子巻線、２ａ  第１の電機子巻線、２ｂ  第２の電機子巻線、１０ａ  第１のＣＰＵ、１０ｂ  第２のＣＰＵ、３ａ  第１のインバータ回路、３ｂ  第２のインバータ回路、４ａ  第１の制御回路部、４ｂ  第２の制御回路部、５ａ  第１の電源リレー、５ｂ  第２の電源リレー、６ａ  第１のフィルタ回路、６ｂ  第２のフィルタ回路、７  イグニッションスイッチ、８  センサ類、９  バッテリ、１２ａ 第1の入力回路、１２ｂ  第２の入力回路、１１ａ  第１の駆動回路、１１ｂ  第２の駆動回路、３０Ｕａ、３０Ｕｂ  Ｕ相ノイズ抑制用コンデンサ、３０Ｖａ、３０Ｖｂ  Ｖ相ノイズ抑制用コンデンサ、３０Ｗａ、３０Ｗｂ  Ｗ相ノイズ抑制用コンデンサ、３１Ｕａ、３１Ｕｂ  Ｕ相上アームスイッチング素子、３１Ｖａ、３１Ｖｂ  Ｖ相上アームスイッチング素子、３１Ｗａ、３１Ｗｂ  Ｗ相上アームスイッチング素子、３２Ｕａ、３２Ｕｂ  Ｕ相下アームスイッチング素子、３２Ｖａ、３２Ｖｂ  Ｖ相下アームスイッチング素子、３２Ｗａ、３２Ｗｂ  Ｗ相下アームスイッチング素子、３３Ｕａ、３３Ｕｂ  Ｕ相シャント抵抗、３３Ｖａ、３３Ｖｂ  Ｖ相シャント抵抗、３３Ｗａ、３３Ｗｂ  Ｗ相シャント抵抗、３４Ｕａ、３４Ｕｂ  Ｕ相モータリレー用スイッチング素子、３４Ｖａ、３４Ｖｂ  Ｖ相モータリレー用スイッチング素子、３４Ｗａ、３４Ｗｂ  Ｗ相モータリレー用スイッチング素子、５ａ  第１の電源リレー、５ｂ  第２の電源リレー、Ｑａ、Ｑａ１、Ｑａ２、Ｑｂ  電源リレー用スイッチング素子、Ｃａ、Ｃｂ  フィルタコンデンサ、ＣＬａ、ＣＬｂ  フィルタコイル、１７ａ  第１の回転センサ、１７ｂ  第２の回転センサ、１５  報知手段、１６ａ  第１の出力回路、１６ｂ  第２の出力回路、２１  電動機出力軸、２５  電動機ケース、２６ａ  第１の巻線端部、２６ｂ  第２の巻線端部、２７  接続リング、２８  フレーム、４１ａ  第１のフィルタ室、４１ｂ  第２のフィルタ室、４２  電源用コネクタ、４３ａ 第1の信号用コネクタ、４３ｂ  第２の信号用コネクタ、３５ａ  電源リレー駆動回路、３６ａ、３７ａ  第１の検出回路、１３ａ  第２の検出回路、１８ｕ  第３の検出回路、１９ｕ  第４の検出回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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