(57)【要約】【課題】コンデンサの電荷を放電する際においても多相モータの回転を抑制することができる多相モータ駆動装置を提供する。【解決手段】バッテリに直列接続された電源供給スイッチ１１がＯＦＦしたときに、モータ７のモータ巻線の各相にコンデンサ５からインバータ回路４を介して供給される電流により発生する回転電流磁界の回転速度が、モータ７の定格回転速度より例えば５倍以上の回転速度となるように、インバータ回路４の各トランジスタを駆動させる。そして、モータ７に発生する回転電流磁界の回転速度は、定格回転速度より非常に大きいため、モータ７の回転子はほとんど回転することなく、コンデンサ５に蓄えられている電荷をモータ７のモータ巻線を介して放電することができる。【選択図】図２
2004357367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のモータ巻線が巻回された固定子と該固定子に対して相対回転する回転子とを備えた多相モータと、
電力供給源の出力電圧を平滑化するコンデンサと、
前記コンデンサの両極間の電圧をスイッチングして前記モータ巻線に電流を供給するスイッチング素子を備えたモータ駆動回路と、
前記電力供給源と前記コンデンサとの接続をＯＮ又はＯＦＦする電力供給スイッチ手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＮのときに前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子を駆動して前記多相モータを回転制御するモータ回転制御手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに前記スイッチング素子を駆動して前記コンデンサに蓄えられている電荷を前記モータ巻線を介して放電する放電制御手段と、
を備えた多相モータ駆動装置において、
前記放電制御手段は、
前記モータ巻線の各相に供給される電流により発生する回転電流磁界の回転速度が前記多相モータの定格回転速度より大きな回転速度となるように前記スイッチング素子を駆動することを特徴とする多相モータ駆動装置。
【請求項２】
複数相のモータ巻線が巻回された固定子と該固定子に対して相対回転する回転子とを備えた多相モータと、
電力供給源の出力電圧を平滑化するコンデンサと、
前記コンデンサの両極間の電圧をスイッチングして前記モータ巻線に電流を供給するスイッチング素子を備えたモータ駆動回路と、
前記電力供給源と前記コンデンサとの接続をＯＮ又はＯＦＦする電力供給スイッチ手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＮのときに前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子を駆動して前記多相モータを回転制御するモータ回転制御手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに前記スイッチング素子を駆動して前記コンデンサに蓄えられている電荷を前記モータ巻線を介して放電する放電制御手段と、
を備えた多相モータ駆動装置において、
前記放電制御手段は、
前記多相モータの定格回転速度における前記多相モータの電気角３６０度の定格回転周期より短い周期にて、前記モータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界方向が電気角１８０反転するように前記スイッチング素子を駆動することを特徴とする多相モータ駆動装置。
【請求項３】
複数相のモータ巻線が巻回された固定子と該固定子に対して相対回転する回転子とを備えた多相モータと、
電力供給源の出力電圧を平滑化するコンデンサと、
前記コンデンサの両極間の電圧をスイッチングして前記モータ巻線に電流を供給するスイッチング素子を備えたモータ駆動回路と、
前記電力供給源と前記コンデンサとの接続をＯＮ又はＯＦＦする電力供給スイッチ手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＮのときに前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子を駆動して前記多相モータを回転制御するモータ回転制御手段と、
前記電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに前記スイッチング素子を駆動して前記コンデンサに蓄えられている電荷を前記モータ巻線を介して放電する放電制御手段と、
を備えた多相モータ駆動装置において、
前記放電制御手段は、
前記多相モータの前記回転子に発生する回転子磁界方向の前記固定子に対する回転位置を検出する回転子磁界方向検出手段と、
前記モータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界方向のうち、検出した回転子磁界方向を電気角１８０度反転した方向とのなす角度が最も小さくなる前記電流磁界方向である発生磁界方向を選択する発生磁界方向選択手段と、
前記発生磁界方向に前記電流磁界を発生させるように前記スイッチング素子を駆動させるスイッチング駆動手段と、
を備えたことを特徴とする多相モータ駆動装置。
【請求項４】
前記放電制御手段は、さらに、前記モータ巻線に供給される電流値が前記多相モータの定格電流値近傍の所定電流閾値を越えた場合に前記スイッチング素子の駆動を一時停止させる放電停止手段を有することを特徴とする請求項３記載の多相モータ駆動装置。
【請求項５】
前記多相モータは、電動パワーステアリング装置に用いられる操舵力を補助するアシスト電動機であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の多相モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多相モータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平７−１７０７７６号公報や特開平１１−６９８８１号公報には、モータ駆動装置が備えるコンデンサに蓄えられた電荷を放電する技術が開示されている。当該公報には、バッテリからの電力供給がオフ（イグニッション・オフ）した後にモータの巻線に電流を供給することによりコンデンサの電荷を放電することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１７０７７６号公報
【特許文献２】
特開平１１−６９８８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータの巻線にどのように電流を供給するかによって、コンデンサの電荷の放電時にモータの回転子が回転してしまうおそれが生じる。モータ回転子が意図しない動作をすると様々な障害が発生する原因となる。例えば、モータ駆動装置のモータとして車両の電動パワーステアリング装置に用いられる操舵力を補助するアシスト電動機の場合は、ステアリングホイールが操作されないにも関わらず、モータの回転子が回転すると、この動作に伴い転舵輪が転舵し又はステアリングホイールが回転若しくは振動することになる。このようなことは運転者に違和感や不安感を与えることとなり、好ましくない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、コンデンサの電荷を放電する際においても多相モータの回転を抑制することができる多相モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
そこで、請求項１に記載の多相モータ駆動装置は、多相モータと、コンデンサと、モータ駆動回路と、電力供給スイッチ手段と、モータ回転制御手段と、放電制御手段とを備える。ここで、多相モータは、複数相のモータ巻線が巻回された固定子と、該固定子に対して相対回転する回転子とを備えたモータである。コンデンサは、電力供給源の出力電圧を平滑化する。モータ駆動回路は、前記コンデンサの両極間の電圧をスイッチングして、前記モータ巻線に電流を供給するスイッチング素子を備えた回路である。電力供給スイッチ手段は、前記電力供給源と前記コンデンサとの接続をＯＮ又はＯＦＦする手段である。モータ回転制御手段は、前記電力供給スイッチ手段がＯＮのときに、前記モータ駆動回路の前記スイッチング素子を駆動して、前記多相モータを回転制御する手段である。放電制御手段は、前記電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに、前記スイッチング素子を駆動して、前記コンデンサに蓄えられている電荷を前記モータ巻線を介して放電する手段である。
【０００７】
そして、本発明の多相モータ駆動装置の特徴的な構成は、前記放電制御手段が、モータ巻線の各相に供給される電流により発生する回転電流磁界の回転速度が、多相モータの定格回転速度より大きな回転速度となるように、スイッチング素子を駆動することである。
【０００８】
このように、回転電流磁界の回転速度を多相モータの定格回転速度より大きくすることにより、多相モータの回転子の回転を抑制することができる。つまり、コンデンサの電荷を放電する際の電流によって発生する回転電流磁界の回転速度が高速であると、回転子及び回転子に連結された部材のイナーシャや摩擦抵抗等にため回転子の回転動作が回転電流磁界の回転に追従できず、回転電流磁界はカラ回りする。ここで、回転電流磁界の回転速度は、回転子及び回転子に連結された部材のイナーシャや摩擦抵抗等との対比に応じて、回転子が僅かしか回転しない程度の回転速度であればよい。例えば、回転電流磁界の回転速度は、多相モータの定格回転速度の５倍以上、好ましくは定格回転速度の１０倍以上とするとよい。
【０００９】
なお、回転電流磁界とは、例えば、三相ブラシレスモータの場合は次のとおりである。すなわち、三相ブラシレスモータの固定子（ステータ）に巻回された三相分布巻線に電流を供給することにより電流磁界が発生する。そして、電流を供給する相を隣接する相に逐次変更することにより、モータの固定子（ステータ）に沿って電流磁界が回転することになる。この回転する電流磁界を回転電流磁界という。すなわち、回転電流磁界は、三相ブラシレスモータの場合、Ｕ相からＶ相へ、Ｖ相からＷ相へ、Ｗ相からＵ相へと、通電を切り換えることにより発生する。
【００１０】
さらに、本発明によれば、放電抵抗等を必要とすることなく、かつ、短時間で確実にコンデンサの電荷を放電することができる。また、コンデンサの電荷を放電するための放電抵抗やリレー等を必要としないことにより、部品削減が可能となり、低コスト化を図ることができる。また、放電抵抗を使用する場合は放電抵抗の発熱に配慮する必要があったが、多相モータは、もともと発熱には十分配慮されているため、コンデンサの電荷を放電するための放熱を配慮する必要はないので設計が容易となる。なお、多相モータとしては、ブラシレスモータや誘導機等の複数相を有するモータであればよい。
【００１１】
また、請求項２に記載の多相モータ駆動装置は、上述した、多相モータと、コンデンサと、モータ駆動回路と、電力供給スイッチ手段と、モータ回転制御手段とを備える。さらに、電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに、スイッチング素子を駆動して、コンデンサに蓄えられている電荷をモータ巻線を介して放電する放電制御手段を備える。そして、この多相モータ駆動装置の特徴的な構成は、前記放電制御手段が、前記多相モータの定格回転速度における前記多相モータの電気角３６０度の定格回転周期より短い周期にて、前記モータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界方向が電気角１８０度反転するように、スイッチング素子を駆動することである。
【００１２】
このように、定格回転周期より短い周期で反転する磁界を発生させることにより、多相モータの回転子の回転を抑制することができる。つまり、コンデンサの電荷を放電する際の電流によって固定子に発生する磁界によって回転子にトルクが発生しても、回転子が大きく回転する前に逆向きのトルクが発生し、回転子が引き戻されるため、回転子が回転するとしても狭い範囲の回転に抑えることができる。ここで、電流磁界方向を反転する周期は、回転子及び回転子に連結された部材のイナーシャや摩擦抵抗等との対比に応じて、回転子が僅かしか回転しない程度の周期であればよい。例えば、反転磁界の周期は、多相モータの電気角３６０度の定格回転周期の５分の１倍以下、好ましくは該定格回転周期の１０分の１倍以下とするとよい。なお、反転磁界は、三相ブラシレスモータの場合でいえば、例えば「Ｕ相からＶ相及びＷ相への通電状態」から、「Ｖ相及びＷ相からＵ相への通電状態」へと、切り換えることにより発生する。また、上述した他の効果と同様の効果も奏する。
【００１３】
また、請求項３に記載の多相モータ駆動装置は、上述した、多相モータと、コンデンサと、モータ駆動回路と、電力供給スイッチ手段と、モータ回転制御手段とを備える。さらに、電力供給スイッチ手段がＯＦＦになったときに、スイッチング素子を駆動して、コンデンサに蓄えられている電荷をモータ巻線を介して放電する放電制御手段を備える。
【００１４】
そして、この多相モータ駆動装置の特徴的な構成は、前記放電制御手段が、回転子磁界方向検出手段と、発生磁界方向選択手段と、スイッチング駆動手段とを備えたことである。ここで、回転子磁界方向検出手段は、多相モータの回転子に発生する回転子磁界方向の固定子に対する回転位置を検出する手段である。発生磁界方向選択手段は、モータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界方向のうち、検出した回転子磁界方向を電気角１８０度反転した方向とのなす角度が最も小さくなる電流磁界方向である発生磁界方向を選択する手段である。スイッチング駆動手段は、発生磁界方向に電流磁界を発生させるようにスイッチング素子を駆動させる手段である。
【００１５】
つまり、電流磁界を発生させる方向（発生磁界方向）が、回転子磁界方向に近似した方向、すなわち回転子に発生するトルクが最も小さい方向となる。これにより、回転子のトルクの発生が小さい電流（ｄ軸電流／無効電流）を供給してコンデンサの電荷を放電することにより、多相モータの回転子の回転を抑制することができる。例えば、三相ブラシレスモータの場合、回転子の回転角は最大で電気角３０度となる。なお、上述した他の効果と同様の効果も奏する。また、放電制御手段は、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ切換を繰り返しながら放電を行うようにしてもよいし、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作それぞれ一回で放電を行うようにしてもよい。
【００１６】
また、請求項４に記載の多相モータ駆動装置は、放電制御手段が、さらに、モータ巻線に供給される電流値が多相モータの定格電流値近傍の所定電流閾値を越えた場合に、スイッチング素子の駆動を一時停止させる放電停止手段を有するようにしてもよい。ここで、多相モータのモータ巻線に固定した相電流、例えばＵ相方向のみの電流を供給する場合には、通電開始直後はモータ巻線のインダクタンスにより電流が緩やかに増加するが、その後はモータ巻線の直流抵抗のみのインピーダンスとなり大きな電流が流れるおそれがある。そこで、放電停止手段を設けることにより、放電を一時停止して多相モータに過電流が供給されることを防止することができる。これにより、過電流による多相モータの破壊及びモータ駆動回路のスイッチング素子の破壊を防止することができる。なお、所定電流閾値は、例えば、多相モータの定格電流値の約８０％等とする。つまり、多相モータに供給される電流値が定格電流値の約８０％を越えた場合に、放電を一時停止することになる。なお、所定電流閾値は、多相モータ及びスイッチング素子等が過電流により破壊しない程度の閾値であればよい。
【００１７】
また、請求項５に記載の多相モータ駆動装置は、前記多相モータが、電動パワーステアリング装置に用いられる操舵力を補助するアシスト電動機としてもよい。アシスト電動機の回転子が回転すると、車輪が転舵し又はステアリングホイールが回転若しくは振動することになる。つまり、アシスト電動機が制御されることによる補助力が不要な場合、すなわちアシスト電動機が制御されていない場合には、アシスト電動機の回転子は回転しないようにすることが望ましい。また、ステアリングホイールが回転若しくは振動すると、運転者に違和感や不安感を与えることとなる。そこで、本発明によれば、上述したようにコンデンサの電荷を放電する際において、アシスト電動機（多相モータ）の回転子の回転を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
（電動パワーステアリング装置の構成）
本実施形態における多相モータ駆動装置として、車両の電動パワーステアリング装置に用いられる操舵力を補助するアシスト電動機の駆動装置を例に取り説明する。図１は、電動パワーステアリング装置の構成配置図を示す。図２は、電動パワーステアリング装置の構成ブロック図を示す。図３は、インバータ回路の詳細構成を示す。
【００１９】
図１及び図２に示すように、電動パワーステアリング装置は、トルクセンサ１と、車速センサ２と、ＥＣＵ（モータ回転制御手段、放電制御手段）３と、インバータ回路（モータ駆動回路）４と、コンデンサ５と、電流センサ６と、アシスト電動機（多相モータ）（以下、単に「モータ」という）７と、角度センサ８と、電源供給スイッチ１１とから構成される。
【００２０】
トルクセンサ１は、ステアリングホイール９に連結されたステアリングシャフト１０にかかる操舵トルクを検出して、トルク信号をＥＣＵ３に出力するセンサである。なお、トルクセンサ１は、ステアリングシャフト１０が有するトーションバー（図示せず）に取り付けられている。ここで、ステアリングホイール９が回転することによりトーションバーに回転力が加わり、その加わった回転力に応じてトーションバーが捻れる。そして、このトーションバーの捻れに対応するステアリングシャフト１０にかかる操舵トルクがトルクセンサ１により検出される。車速センサ２は、車両の走行速度を検出して、車速信号をＥＣＵ３に出力するセンサである。この車速センサ２は、車両の前輪に取り付けられている。
【００２１】
ＥＣＵ３は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３と、Ａ／Ｄ変換器３４，３５と、インターフェイスＩ／Ｆ３６〜３９とから構成され、後述するモータ駆動制御及び放電制御の演算処理を行っている。ＣＰＵ３１は、インバータ回路４を駆動するインバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成するための演算等を行う。具体的には、操舵トルク信号、車速信号、後述する電流値及びモータ回転角度等の各種信号に基づき、インバータ回路駆動信号を生成する。ＲＯＭ３２は、トルク信号や車速信号等の各種信号に対するインバータ回路駆動信号の関係を示すマップ等が記憶されている。ＲＡＭ３３は、読み込まれたトルク信号や車速信号等の各種信号を記憶している。Ａ／Ｄ変換器３４，３５は、後述する電流センサ６の出力信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ３１に出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器３４，３５は、それぞれモータ７のＵ相電流値，Ｖ相電流値をＡ／Ｄ変換している。Ｉ／Ｆ３６，３７，３８は、それぞれトルクセンサ１，車速センサ２，角度センサ８の出力信号をＣＰＵ３１に出力している。Ｉ／Ｆ３９は、ＣＰＵ３１から出力されるインバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）をインバータ回路４に出力している。
【００２２】
コンデンサ５は、バッテリ（電力供給源）（図示せず）により電圧が印加され、電荷を蓄えて平滑化している。このコンデンサ５は、一端側が電源供給スイッチ１１を介してバッテリの＋端子に接続され、他端側がアース接続されている。そして、電源供給スイッチ１１は、イグニッションスイッチがＯＮすることによりＯＮ動作し、イグニッションスイッチがＯＦＦすることによりＯＦＦ動作する。電源供給スイッチ１１はリレーによって構成される。また、コンデンサ５の電源供給スイッチ側（＋側端子）には、後述するインバータ回路４が接続されている。つまり、コンデンサ５は、電力供給スイッチ１１とインバータ回路４との間に接続されていることになる。そして、コンデンサ５は、電源供給スイッチ１１がＯＮのときに、バッテリと電気的に接続されて、バッテリにより電荷を蓄える。一方、コンデンサ５は、電源供給スイッチ１１がＯＦＦのときには、バッテリと電気的に接続されていないため電荷を蓄えることはない。
【００２３】
インバータ回路４は、入力されるバッテリ電圧又はコンデンサ電圧とＥＣＵ３から出力されるインバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）とに基づき、モータ７の各相に所定電流を供給する。このインバータ回路４の詳細を図３に示す。図３に示すように、インバータ回路４は、６つのトランジスタ（スイッチング素子）と、６つのダイオードとから構成される。このトランジスタは、それぞれ図３に示すように直列接続及び並列接続されている。そして、トランジスタは、コレクタ側が電源供給スイッチ側に接続され、エミッタ側がアース接続される。また、トランジスタのベース側は、ＥＣＵ３に接続されており、ＥＣＵ３からのインバータ回路駆動信号を入力している。なお、図３の各トランジスタに示す記号「Ｕ＋」「Ｕ−」「Ｖ＋」「Ｖ−」「Ｗ＋」「Ｗ−」は、該トランジスタがＯＮしたときにモータ７に電流が供給される相及びその方向を示す。
【００２４】
モータ７は、三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のモータ巻線が巻回された固定子と、固定子に対して相対回転する磁石からなる磁石回転子とから構成される三相ブラシレスモータである。このモータ７の各相のモータ巻線は、インバータ回路４の対応する各相に接続されている。つまり、インバータ回路４から供給される相電流に応じて電流磁界が発生する。そして、発生する電流磁界の方向（電流磁界方向）と磁石回転子の磁界方向（回転子磁界方向）との関係に応じて、磁石回転子に回転トルクが発生する。
【００２５】
電流センサ６は、インバータ回路４とモータ７との間に配設されており、モータ７のＵ相に流れる電流を検出するＵ相電流センサと、モータ７のＶ相に流れる電流を検出するＶ相電流センサとから構成される。そして、検出されたＵ相電流ＩｕまたはＶ相電流Ｉｖは、ＥＣＵ３に出力される。Ｗ相電流Ｉｗは、Ｕ相電流ＩｕとＶ相電流Ｉｖとから演算で求められる。角度センサ８は、固定子に取り付けられたモータ７の磁石回転子の回転角度（回転位置）を検出するセンサである。この角度センサ８により検出された回転角度は、ＥＣＵ３に出力される。
【００２６】
（電動パワーステアリング装置の動作）
次に、上述のように構成された電動パワーステアリング装置の動作について説明する。まず、イグニッションスイッチがＯＮした場合、すなわち、モータ７の駆動による操舵補助力が必要な場合について説明する。この場合は、イグニッションスイッチがＯＮしているため、電源供給スイッチ１１がＯＮ動作する。従って、コンデンサ５には、バッテリから印加される電圧により電荷が蓄えられる。続いて、トルクセンサ１，車速センサ２，電流センサ６及び角度センサ８により検出された操舵トルク信号，車速信号，相電流信号及び回転角度信号がＥＣＵ３に出力される。続いて、ＥＣＵ（モータ回転駆動手段）３にて、入力されたトルク信号，車速信号，相電流信号及び回転角度信号等の各種信号に基づき、モータ７に電流を供給する相方向及びその電流値を算出する。続いて、算出された相方向及び電流値に基づき、インバータ回路４の各トランジスタに対応したインバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成し、インバータ回路４に出力する。続いて、インバータ回路駆動信号に基づきインバータ回路４の各トランジスタが駆動し、バッテリ又はコンデンサにより供給される電力により、インバータ回路４はモータ７の各相に電流を供給する。続いて、モータ７は、各相に供給された電流に応じて、固定子に回転電流磁界を発生させて、磁石回転子を回転駆動する。そして、モータ７の磁石回転子が回転することにより、操舵力を補助するアシストトルクを発生し、転舵シャフトを補助駆動して転舵輪を転舵する。
【００２７】
次に、イグニッションスイッチがＯＦＦした場合、すなわち、モータ７の駆動による操舵補助力が不要な場合について説明する。この場合は、イグニッションスイッチがＯＦＦしているため、電源供給スイッチ１１がＯＦＦ動作する。従って、コンデンサ５にはバッテリによる電荷が蓄えられない。ただし、コンデンサ５には、放電されない限り、イグニッションスイッチがＯＮのときに蓄積された電荷が蓄えられている。そこで、イグニッションスイッチがＯＦＦした場合には、以下に示すコンデンサ５に蓄えられた電荷の放電を行う。
【００２８】
なお、この放電を行わないと、再びイグニッションスイッチがＯＮした際の電源供給スイッチ１１の固着検出（接続状態のまま溶着等していないかの検出）で誤って異常と判定してしまう可能性がある。即ち、電源供給スイッチ１１はアシスト電動機の駆動装置に何らかの異常が発生した際に、安全のため直ちにＯＦＦしなければならないことにより、イグニッションスイッチがＯＮした際に電源供給スイッチ１１が固着していないことを確認している。この固着検出はイグニッションスイッチのＯＮ後、電源供給スイッチ１１をＯＮする前にコンデンサ５の＋側端子の電位を測定し、電位が０Ｖであることにより正常確認をする。この時に電源供給スイッチ１１が固着していれば電力供給源であるバッテリの電圧が表れるので異常と判定される。従って、イグニッションスイッチがＯＦＦされた後、短時間で再びイグニッションスイッチがＯＮされた場合には、コンデンサ５に蓄えられた電荷が速やかに放電されていなければ、電源供給スイッチ１１が固着しているとの異常を誤検出してしまう可能性がある。
【００２９】
（第１放電制御）
第１放電制御におけるコンデンサ５に蓄えられた電荷の放電方法について説明する。電源供給スイッチ１１がＯＦＦすると、ＥＣＵ（放電制御手段）３にて、放電時インバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。この放電時インバータ回路駆動信号は、モータ７の各相のモータ巻線に供給される電流により発生する回転電流磁界の回転速度がモータ７の定格回転速度より大きな回転速度となるようにインバータ回路４のトランジスタを駆動させる信号である。なお、回転電流磁界の回転速度は、モータ７の定格回転速度より５倍以上の回転速度とする。ただし、回転電流磁界の回転速度は、磁石回転子及び磁石回転子に連結された部材等のイナーシャや摩擦抵抗等との対比に応じて決定されるものであって、磁石回転子が僅かしか回転しない程度の回転速度であればよい。なお、好ましくは、回転電流磁界の回転速度は、モータ７の定格回転速度の１０倍以上とし、大きければ大きいほどよい。
【００３０】
続いて、ＥＣＵ３から出力された放電時インバータ回路駆動信号に基づき、インバータ回路４の各トランジスタが駆動し、コンデンサ５に蓄えられた電荷により、インバータ回路４はモータ７の各相に電流を供給する。続いて、モータ７は、各相に電流が供給されることにより、コンデンサ５に蓄えられた電荷を放電する。このとき、モータ７に供給される電流により、モータ７の固定子に回転電流磁界が発生するが、この回転電流磁界は上述したようにモータ７の定格回転速度より５倍以上と大きいために、モータ７の磁石回転子はほとんど回転しない。そして、モータ７の磁石回転子がほとんど回転しないことにより、転舵シャフトが駆動することなく、その結果として転舵輪がほとんど転舵しない。
【００３１】
（第２放電制御）
第２放電制御におけるコンデンサ５に蓄えられた電荷の放電方法について説明する。電源供給スイッチ１１がＯＦＦすると、ＥＣＵ（放電制御手段）３にて、放電時インバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。この放電時インバータ回路駆動信号は、モータ７の定格回転速度におけるモータ７の電気角３６０度の定格回転周期より短い周期にて、モータ７のモータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界の方向（電流磁界方向）がモータ７の電気角１８０度毎の反転磁界を発生させるようにインバータ回路４のトランジスタを駆動させる信号である。なお、反転磁界の周期は、モータ７の電気角３６０度の定格回転周期の５分の１以下とする。ただし、反転磁界の周期は、磁石回転子及び磁石回転子に連結された部材等のイナーシャや摩擦抵抗等との対比に応じて決定されるものであって、磁石回転子が僅かしか回転しない程度の回転速度であればよい。なお、好ましくは、反転磁界の周期は、モータ７の電気角３６０度の定格回転周期の１０分の１以下とし、小さければ小さいほどよい。
【００３２】
続いて、ＥＣＵ３から出力された放電時インバータ回路駆動信号に基づき、インバータ回路４の各トランジスタが駆動し、コンデンサに蓄えられた電荷により、インバータ回路４はモータ７のモータ巻線に電流を供給する。例えば、［Ｕ＋］，「Ｖ−」，「Ｗ−」のトランジスタのＯＮ動作及び「Ｕ−」，「Ｖ＋」，「Ｗ＋」のトランジスタのＯＦＦ動作と、［Ｕ＋］，「Ｖ−」，「Ｗ−」のトランジスタのＯＦＦ動作及び「Ｕ−」，「Ｖ＋」，「Ｗ＋」のトランジスタのＯＮ動作との切換が行われる。
【００３３】
続いて、モータ７は、コンデンサ５からインバータ回路４を介して電流が供給されることにより、コンデンサ５に蓄えられた電荷を放電する。このとき、モータ７に供給される電流により、モータ７の固定子に電流磁界が発生するが、この電流磁界は上述した反転磁界である。例えば上述のトランジスタの切換動作が行われる場合は、「＋Ｕ相方向」と「−Ｕ相方向」との反転磁界が発生する。そして、この反転磁界の周期は、モータ７の電気角３６０度の定格回転周期の５分の１以下であるので、モータ７の磁石回転子はほとんど回転しない。そして、モータ７の磁石回転子がほとんど回転しないことにより、転舵シャフトが駆動することなく、その結果として転舵輪がほとんど転舵せず、また、ステアリングホイール９の回転や振動も少ない。
【００３４】
（第３放電制御）
第３放電制御におけるコンデンサ５に蓄えられた電荷の放電方法について説明する。電源供給スイッチ１１がＯＦＦすると、ＥＣＵ（放電制御手段）３にて、放電時インバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。ここで、ＥＣＵ３における放電時インバータ回路駆動信号の生成は、以下のように行われる。
【００３５】
まず、モータ７の磁石回転子に発生する回転子磁界方向Ｂｒを検出（算出）する（回転子磁界方向検出手段）。この検出は、角度センサ８により検出されたモータ７の磁石回転子の回転角度（回転位置）に基づき行われる。具体的には、角度センサ８により検出された磁石回転子の回転位置がＩ／Ｆ３８を介してＥＣＵ３のＣＰＵ３１に入力される。そして、予め記憶されたモータ７の磁石回転子の基準位置と、検出されたモータ７の磁石回転子の回転位置とを比較して、現在の磁石回転子により発生する回転子磁界方向Ｂｒを算出する。
【００３６】
続いて、モータ７のモータ巻線に供給される電流により発生する電流磁界方向のうち、検出された回転子磁界方向の電気角反対方向とのなす角度θが電気角３０度内に位置する電流磁界方向（発生磁界方向）を選択する（発生磁界方向選択手段）。この発生磁界方向の選択について図４を参照して説明する。図４は、モータ７の固定子７ａ及び磁石回転子７ｂの断面図を示す。そして、磁石回転子７ｂの回転子磁界方向Ｂｒは、図４に示すように、磁石回転子７ｂのＳ極からＮ極への方向である。また、説明を容易にするために固定子７ａが三極の場合、すなわち図４の一周が電気角３６０度の場合を考えると、電流磁界方向Ｂ１〜Ｂ６は、それぞれ「＋Ｕ相方向」，「−Ｗ相方向」，「＋Ｖ相方向」，「−Ｕ相方向」，「＋Ｗ相方向」，「−Ｖ相方向」の電流磁界方向を示す。そして、図４の場合には、電流磁界方向Ｂ１〜Ｂ６のうち、回転子磁界方向Ｂｒの電気角反対方向（電気角１８０度方向）とのなす角度θが電気角３０度以内のものは、電流磁界方向Ｂ２となる。つまり、電流磁界方向Ｂ２が選択される。
【００３７】
続いて、電流磁界方向Ｂ２に磁界を発生させるようにインバータ回路４のトランジスタを駆動させる信号である放電時インバータ回路駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する（スイッチング駆動手段）。ここで、図４の場合における放電時インバータ回路駆動信号は、インバータ回路４の「Ｕ＋」，「Ｖ＋」，「Ｗ−」のトランジスタのＯＮ動作信号と、「Ｕ−」，「Ｖ−」，「Ｗ＋」のトランジスタのＯＦＦ動作信号とから駆動信号となる。
【００３８】
次に、ＥＣＵ３から出力された放電時インバータ回路駆動信号に基づき、インバータ回路４の各トランジスタが駆動し、インバータ回路４はコンデンサ５に蓄えられた電荷により、モータ７のモータ巻線に電流を供給する。これにより、コンデンサ５からインバータ回路４及びモータ７各相のモータ巻線を介して電流が流れ、コンデンサ５に蓄えられた電荷が放電される。このとき、モータ７に流れる電流により、モータ７の固定子７ａに電流磁界が発生するが、この電流磁界は上述した電流磁界方向Ｂ２の方向に発生する磁界である。従って、モータ７の磁石回転子７ｂの回転は、電気角３０度以内となる。つまり、モータ７の磁石回転子７ｂの回転が電気角３０度以内に抑制することができるので、転舵シャフトが大きく駆動することなく、その結果として転舵輪がほとんど転舵せず、また、ステアリングホイール９の回転や振動も少ない。
【００３９】
次に、上述した放電制御を行っている際に、モータ７のモータ巻線に供給される電流値が所定電流閾値を越えた場合には、放電停止処理を行う。放電停止処理は、まず、電流センサ６により検出されたＵ相電流値Ｉｕ及びＶ相電流値ＩｖをＥＣＵ（放電停止手段）３に入力する。続いて、ＥＣＵ３のＣＰＵ３１にて、Ｕ相電流値Ｉｕ及びＶ相電流値Ｉｖに基づき、モータ７のＷ相に流れるＷ相電流値Ｉｗを算出する。続いて、ＥＣＵ３のＲＯＭ３２に予め記憶された電流閾値（所定電流閾値）Ｉｔと、Ｕ相電流値Ｉｕ及びＶ相電流値Ｉｖ及びＷ相電流値Ｉｗとを比較する。ここで、電流閾値Ｉｔは、モータ７の定格電流値の約８０％とする。続いて、Ｕ相電流値Ｉｕ及びＶ相電流値Ｉｖ及びＷ相電流値Ｉｗの何れかが電流閾値Ｉｔを越えている場合には、インバータ回路４のトランジスタの全てをＯＦＦさせる信号である放電時一時停止信号（ＰＷＭ信号）を生成する（放電停止手段）。これにより、インバータ回路４は、トランジスタを全てＯＦＦさせる。この後、各相モータ巻線に残存する磁界により、インバータ回路４の各トランジスタに並列に接続されたダイオードを介して電流が流れるが、磁界が減少するとともに電流も小さくなる。この間は、コンデンサ５の電荷の放電は行われない。その後、モータ７に供給される電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが、電流閾値Ｉｔを下回ると、再びコンデンサ５の電荷の放電が行われるように動作する。
【００４０】
上記説明した実施形態では、本発明を車両の電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、コンデンサにより平滑した電源電圧をインバータ回路でスイッチングし、多相モータを駆動する様々な装置に適用することができる。また、上記実施形態では、特に三相ブラシレスモータを使用した場合について説明したが、この種のモータに限らず、さらに多くの極数を持つモータや誘導電動機，ＤＤモータ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の構成配置図を示す図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の構成ブロック図を示す図である。
【図３】インバータ回路の詳細構成を示す図である。
【図４】第３放電制御を説明する図である。
【符号の説明】
１  ・・・  トルクセンサ
２  ・・・  車速センサ
３  ・・・  ＥＣＵ（モータ回転制御手段、放電制御手段）
４  ・・・  インバータ回路（モータ駆動回路）
５  ・・・  コンデンサ
７  ・・・  モータ（多相モータ）
１１  ・・・  電源供給スイッチ
Ｂｒ  ・・・  回転子磁界方向
Ｂ１〜Ｂ６  ・・・  電流磁界方向
【図１】
2004357367.tif 000003
【図２】
2004357367.tif 000004
【図３】
2004357367.tif 000005
【図４】
2004357367.tif 000006