(57)【要約】【課題】車載、即ち、ＥＰＳのＥＣＵ等において、リレーコイル部の自己発熱を抑制し、高温環境下でのリレーの信頼性を向上させるのみならず、バッテリ電圧が変動しても、常に一定のコイル電圧を保つことができるリレー制御装置を提供する。【解決手段】バッテリ１５の電源供給ライン１６に介装されるリレー接点２１，２２と、このリレー接点２１，２２に対峙して設けられリレー１７をオン・オフするリレーコイル２３と、このリレーコイル２３と直列に接続されるトランジスタ２４と、このトランジスタ２４にパルス電流を出力するリレー駆動指令部２８とを備えるリレー制御装置３０において、リレーコイル２３の端子２３ａ，２３ｂ間のコイル電圧を検出するコイル電圧検出部２６と、検出されたコイル電圧に応じてリレーコイル２３を通電する平均電圧を所定値に近づけるようにパルス電流のデューティ比を制御するコイル電圧制御部２７とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リレー接点に対峙して設けられリレーをオン・オフするリレーコイルと、このリレーコイルと直列に接続されるトランジスタと、このトランジスタにパルス電流を出力するリレー駆動指令部とを備えるリレー制御装置において、
前記リレーコイルの端子間のコイル電圧を検出するコイル電圧検出部と、検出されたコイル電圧に応じてリレーコイルを通電する平均電圧を所定値に近づけるように前記パルス電流のデューティ比を制御するコイル電圧制御部とを備えたことを特徴とするリレー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リレーをパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動するリレー制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のリレー制御装置として、図３に示すものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
これについて説明すると、リレーコイル１とサージ吸収ダイオード６を並列に接続し、トランジスタ３により駆動する。トランジスタ３はバッファ５を介し、マイコン４によりオン・オフする。マイコン４にはリレー駆動パターンを生成するリレー駆動パターン生成手段を有する。リレーのオン・オフはタイマーを用いて行っており、所定時間毎にリレー接点をオン・オフさせ、リレーコイル１に流れる電流を制御するようにしている。これにより、例えばリレーコイル１の発熱等を抑えることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２７５１８５号公報
【特許文献２】
特開平９−８１２１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳという。）は、比較的車両重量の軽い軽自動車から中〜大型車クラスに展開されつつあり、ＥＰＳのコントローラ（以下、ＥＣＵという。）及びモータに要求される電流値は、ＥＰＳ搭載車種の大型化に伴って大電流化が要求されてきている。このため、太線化されるケーブルは車両搭載時に配線工数が増大するほか、長いケーブルによる電圧降下がＥＰＳの大きな課題となっていた。これに対処すべく、ＥＣＵ制御対象の直近、すなわち、エンジンルーム内に搭載される場合が多くなってきており、ＥＣＵの高温動作環境が要求される。
【０００６】
ところで、一般にＥＰＳ用ＥＣＵには、バッテリからの電源のオン・オフの目的やシステム異常時の電動モータの発電ブレーキ対策の目的でモータ駆動ラインにメカリレーを搭載しており、このリレーについても、エンジンルーム搭載を考慮して高温対策の部品を選定している。しかし、実際の動作時にリレーの周囲温度はリレーコイルの自己発熱、接点部発熱のほか、モータ駆動用ＭＯＳ−ＦＥＴのスイッチング発熱などが加わり、リレー動作保証温度を超えてしまう可能性があった。
【０００７】
さらに、リレー駆動電圧をバッテリ電圧から直接取り込む場合、バッテリ電圧が変動しやすいという問題もあった。
【０００８】
これらの問題点に対処するため、前記従来装置に記載されているように、リレー接点をオン・オフさせて、リレーコイルに流れる電流を制御する方法が考えられる。しかし、前記従来装置にあっては、リレーコイルに印加される電圧を監視しているわけではなく、予め定められた所定時間毎にリレー駆動する場合にはリレーを安定して駆動できないという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明では、車載、即ち、ＥＰＳのＥＣＵ等において、リレーコイル部の自己発熱を抑制し、高温環境下でのリレーの信頼性を向上させるのみならず、バッテリ電圧が変動しても、常に一定のコイル電圧を保つことができるリレー制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、リレー接点に対峙して設けられリレーをオン・オフするリレーコイルと、このリレーコイルと直列に接続されるトランジスタと、このトランジスタにパルス電流を出力するリレー駆動指令部とを備えるリレー制御装置に適用する。
【００１１】
そして、リレーコイルの端子間のコイル電圧を検出するコイル電圧検出部と、検出されたコイル電圧に応じてリレーコイルを通電する平均電圧を所定値に近づけるようにパルス電流のデューティ比を制御するコイル電圧制御部とを備えたことを特徴とするものとした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、コイル電圧の平均値が所定値に近づくようにＰＷＭのデューティ比変化させているので、コイル電圧が所定値を超えて上昇してもリレーコイルを通電する平均電圧を略一定に保ち、リレーコイルの自己発熱を抑制することができる。しかも、リレーコイルに印加される電圧を常時検出し、この検出値に応じてデューティ比を変化させているので、不安定なバッテリ電圧下においても一定のコイル電圧を保つことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は自動車の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の回路構成を示す。図１において、１１は操舵力をアシストするモータ、１２はこのモータ１１の作動を制御するコントローラ（ＥＣＵ）である。コントローラ１２はモータ１１の駆動電流を出力するモータ駆動部１３と、車両の運転条件に応じてこのモータ駆動部１３の作動を制御する制御部１４を備える。
【００１５】
バッテリ１５とモータ駆動部１３を結ぶ電源供給ライン１６にはリレー１７が介装される。このリレー１７によってバッテリ１５からモータ駆動部１３への電力供給がオン・オフされる。
【００１６】
モータ駆動部１３とモータ１１を結ぶモータ駆動ライン１８にはリレー１９が介装される。コントローラ１２はシステム異常時にこのリレー１９によってモータ駆動ライン１８を遮断し、モータ１１が操舵時に発電ブレーキとなって作動不良を来さないようにする。
【００１７】
図２はリレー制御装置３０の構成を示す。リレー１７はバッテリ１５の電源供給ライン１６に介装されるリレー接点２１，２２と、このリレー接点２１，２２に対峙して設けられリレー１７をオン・オフするリレーコイル２３と、リレーコイル２３と直列に接続されるトランジスタ２４と、リレーコイル２３と並列に介装されるダイオード２５とを備える。
【００１８】
そして本発明の要旨とするところであるが、リレー制御装置３０はリレーコイル２３の端子２３ａ，２３ｂ間のコイル電圧を検出するコイル電圧検出部２６と、検出されたコイル電圧に応じてリレーコイル２３を通電する平均電圧を所定値に近づけるようにトランジスタ２４をパルス幅変調（ＰＷＭ）駆動するデューティ比を制御するコイル電圧制御部２７と、ここで演算されたデューティ比と制御部１４からの指令に基づいてトランジスタ２４にパルス電流を出力するリレー駆動指令部２８とを備える。
【００１９】
リレー制御装置３０は、ＰＷＭ駆動のキャリア周波数をリレーコイル２３の時定数より十分に早くすることで、駆動指令の平均値として扱うことができるが、この方法によりＰＷＭ駆動するデューティ比を変化させて、リレーコイル電圧を低下させる。これにより、リレーコイル２３の消費電力を低減することが可能となり、自己発電を低減させてエンジンルームの高温環境下での信頼性を向上させることができる。さらに、バッテリ電圧が変動した場合であっても、コイル電圧検出部２６によって端子２３ａ，２３ｂ間のコイル電圧を常時監視し、このコイル電圧に応じて、パルス幅変調幅、即ち、デューティ比をリアルタイムで変化させることで、常に一定のコイル電圧を保つことができる。
【００２０】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す電動パワーステアリング装置のシステム図。
【図２】同じくリレー制御装置の構成図。
【図３】従来例を示すリレー制御装置の構成図。
【符号の説明】
１６  電源供給ライン
１７  リレー
２１，２２  リレー接点
２３  リレーコイル
２３ａ，２３ｂ  リレーコイル端子
２４  トランジスタ
２６  コイル電圧検出部
２７  コイル電圧制御部
２８  リレー駆動指令部
３０  リレー制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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