(57)【要約】【課題】急激な操舵が連続した場合等に、モータ電流の方向が急激に切り替わるような状況であっても、モータ電流の微振動が発生することなく、補助操舵力が変動しない、滑らかな操舵フィーリングを実現する電動パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】操舵トルクに対応して補助トルクを発生するモータ７を駆動するモータ駆動制御回路９を備えた電動パワーステアリング装置において、モータ駆動制御回路が複数のＦＥＴ３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂを有するブリッジ回路で構成され、このブリッジ回路の高電位側のＦＥＴを含んだ枝路の各々に対して昇圧回路３９ａ，３９ｂを設ける。【選択図】      図２
2004322863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクに対応した補助トルクを発生するモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動制御回路を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記モータ駆動制御回路は、複数のスイッチング素子を有するブリッジ回路を備え、このブリッジ回路の高電位側のスイッチング素子を含んだ枝路の各々に対してゲート駆動信号用昇圧回路を設けたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動パワーステアリング装置に関し、特に、モータの動力をステアリング系に付与して運転者の操舵力負担を軽減する電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、自動車を運転中、運転者がステアリングホイール（操舵ハンドル）を操作するとき、モータを連動させて操舵力を補助する支援装置である。電動パワーステアリング装置では、運転者のハンドル操舵によりステアリング軸に生じる操舵トルクを検出する操舵トルク検出部からの操舵トルク信号、および、車速を検出する車速検出部からの車速信号を利用し、モータ制御部（モータ駆動制御回路）の制御動作に基づいて、補助操舵力を出力する支援用のモータをＰＷＭ駆動し、運転者の操舵力を軽減している。
【０００３】
モータ制御部の制御動作では、上記の操舵トルク信号と車速信号に基づきモータに通電するモータ電流の目標電流値を設定し、この目標電流値に係る信号（目標電流信号）と、モータに実際に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出部からのモータ電流信号との差を求め、この偏差信号に対して比例・積分の補償処理（ＰＩ制御）を行い、モータを駆動制御する信号を発生させている。
【０００４】
上記の電動パワーステアリング装置に関する実際の構成要素のレイアウトでは、操舵力補助用のモータはステアリング軸等にその回転力を与えることができるようにステアリング軸の近くに設置され、さらにモータ制御部を構成する電子回路を備えた回路基板はモータに付設した配置状態で装備されている。モータとしてはブラシ付きモータやブラシレスモータが使用される。
【０００５】
上記電動式パワーステアリング装置において、例えば、ブラシ付きモータの駆動を制御するモータ制御部は、図８に示すように、例えば４個の電界効果型トランジスタ（以下ＦＥＴと記す）２１１，２１２，２１３，２１４から成るＨ型ブリッジ回路と、ＦＥＴのゲートに駆動信号電圧（ゲート電圧）を印加するブリッジ駆動回路（図示せず）を備える（特許文献１参照）。
【０００６】
マイクロコンピュータから成るブリッジ駆動回路が出力するＰＷＭ駆動制御信号に基づき、モータＭを駆動制御する。上記のＨ型ブリッジ回路の入力端子間にはバッテリ（電源）Ｖが接続され、出力端子間にはモータＭが接続される。ＰＷＭ駆動制御信号に基づいてＦＥＴ２１１，２１４または、２２２の第２ＦＥＴ２１２を駆動することにより、モータＭの回転方向が制御される。例えばＦＥＴ２１１，２１４が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ２１１、モータＭおよびＦＥＴ２１４を経て流れ、モータＭに正方向の電流が流れる。
【０００７】
ＦＥＴ２１１（またはＦＥＴ２１２）を、目標電流信号とモータ電流信号との差に基づいて決定されるデューティ比のＰＷＭ駆動制御信号（パルス幅変調信号）で駆動することにより、モータ電流の大きさが制御される。特に図８に示したＨ型ブリッジ回路では高電位側のＦＥＴ２１１，２１２に対して昇圧回路２１５を設けて、ＦＥＴ２１１，２１２をこの昇圧回路２１５を介して駆動するようにしている。これにより、滑らかな操舵フィーリングを得ている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第２８６４４７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなＨ型ブリッジ回路で構成されるモータ駆動制御回路を有する電動式パワーステアリング装置では、急激な操舵が連続した場合等に、モータＭに対して通電する電流の方向を急激な操舵に応じて切り替ることとなる。このとき、ＦＥＴがオンからオフに変わっても、モータ駆動制御回路や回路パターンのインピーダンス等の影響により、オフしたＦＥＴにも電力が供給されてしまうことがあった。特に図８で示したように昇圧回路２１５が１つであると、回路パターンのインピーダンス等の影響により、昇圧回路２１５の電力がオフした側の回路部分にも供給され、応答性が遅くなり、また、オンする側のＦＥＴに供給すべき昇圧回路からの出力が変動する場合があった。この変動が操舵フィーリングに悪い影響を与えていた。
【００１０】
ここで、１つのＦＥＴに注目する。図９は、ＦＥＴと、ＦＥＴに印加される電圧値と、ＦＥＴに流れる電流値とを示す図である。ドレイン−ソース間に印加される電圧値をＶＤＳ、ゲート−ソース間に印加される電圧値をＶＧＳと示し、ドレインからソースへ流れる電流値をＩＤと示す。ＦＥＴの温度はＴ［℃］となっている。
【００１１】
上述した急激な操舵による電圧変動において、ＦＥＴのゲート−ソース間の電圧ＶＧＳが低下したとき、ＦＥＴに電流を流そうとしても、ＦＥＴのオン抵抗ＲＤＳが高くなってしまいＦＥＴをオンできないおそれがある。図１０は、ドレイン−ソース間の電圧ＶＤＳとＦＥＴに流れる電流ＩＤとの関係をゲート−ソース間の電圧ＶＧＳをパラメータとして示した図である。ＦＥＴのオン抵抗ＲＤＳはＶＤＳ／ＩＤで算出されるものである。
【００１２】
急激な操舵による電圧変動によって低下したときのＦＥＴのゲート−ソース間の電圧ＶＧＳが、例えば、図１０中の５［Ｖ］であったときは、ＦＥＴをオンするために必要な電流ＩＤＴを流すことができない。電圧ＶＧＳが５［Ｖ］であるときには、どんなに電圧ＶＤＳをあげても、ＦＥＴを駆動させるために必要な電流ＩＤＴを流すことができない。一方、モータ制御部はモータＭに流れるモータ電流を検出するモータ電流検出部からのモータ電流信号のフィードバックに基づいて、ＦＥＴに流れる電流を一定に保とうと制御するが、この場合にはジュール熱（Ｑ＝Ｉ２Ｒｔ）が発生し、ＦＥＴの温度が上昇する。その結果、さらにオン抵抗ＲＤＳが高くなってしまう。つまり、フィードバックされたモータ電流とモータ制御部において設定された目標電流との差が大きくなるため、モータ制御部は大きな電流を流そうとしてしまう。
【００１３】
図１１はオン抵抗ＲＤＳと温度［℃］の関係を示した図である。温度ＴＦＥＴのときに、オン抵抗ＲＤＳが１［Ω］となるようにしている。温度が上がるほど、オン抵抗ＲＤＳが高くなることがわかる。モータ電流のフィードバック制御を行なっているモータ制御部によって、大きな電流がＦＥＴに流れ、結果としてＦＥＴの温度が上がってしまい、さらにＦＥＴのオン抵抗が高くなってしまうという循環に陥ってしまう。また、このような過程によりモータ電流に微振動（ハンチング）が発生することがあった。
【００１４】
上述したように、急激な操舵によって電圧が変動した結果、ＦＥＴのオン抵抗ＲＤＳが高くなり、モータを駆動する電圧が変動し、操舵フィーリングに影響を与えていた。また、ＦＥＴのオン抵抗ＲＤＳが高くなると、ＦＥＴ自体が発熱し高温となるため、さらにオン抵抗ＲＤＳが高くなり、モータ電流の微振動（ハンチング）が発生することにより滑らかな操舵フィーリングを得ることができないことがあった。
【００１５】
本発明の目的は、上記の問題を解決することにあり、急激な操舵が連続した場合等に、モータ電流の方向が急激に切り替わるような状況であっても、モータ電流の微振動が発生することなく、補助操舵力が変動しない、滑らかな操舵フィーリングを実現する電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
【００１７】
本発明に係る電動パワーステアリング装置（請求項１に対応）は、操舵トルクに対応した補助トルクを発生するモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動制御回路を備えた電動パワーステアリング装置であって、モータ駆動制御回路が複数のスイッチング素子（電界効果トランジスタ）を有するブリッジ回路を備え、このブリッジ回路の高電位側のスイッチング素子を含んだ枝路の各々に対してゲート駆動信号用昇圧回路を設けたことを特徴とする。
【００１８】
ブリッジ回路の高電位側のスイッチング素子を含んだ枝路の各々に対してゲート駆動信号用昇圧回路を設けたので、急激な操舵が連続した場合等に、モータ電流の方向が急激に切り替わるような状況であっても、オンする側のＦＥＴに供給すべき昇圧回路からの出力が変動することがなくなり、ＦＥＴのゲート駆動信号の電圧低下によってＦＥＴのオン抵抗が高くなることがなくなり、モータ電流の微振動の発生を抑えることができ、操舵フィーリングが向上する。ここで、枝路には複数個のスイッチング素子を並列接続してなる枝路も含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１、図２を参照して本発明に係る電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部構成および電子回路を説明する。図１は本発明に係る電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部構成図である。電動パワーステアリング装置は、入力軸１、操舵速度検出部２、操舵トルク検出部３、ラック軸４、ボールリサキュレーテイングナット（ボールねじ）５、ブラシ付きモータ７、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）８、モータ駆動回路９、電源回路９Ａと、を備える。
【００２１】
入力軸１の一端は図示しないユニバーサルジョイントを介してステアリングホイールに連結され、その他端にはピニオンギヤ１ｂが一体に取り付けられている。ラック軸４は、ピニオン１ｂに噛合し、入力軸１の回転変位をラック軸４の軸方向変位に変換している。ラック軸４の両端は、それぞれ図示しないボールジョイント、タイロッド、ナックルに連結され、車輪の操向を変化させる。
【００２２】
ここで、ラック軸４に負荷が作用し、その負荷が大きい場合には、ピニオン１ｂがラック軸４との噛み合い部を中心に回転する。例えば、入力軸１を矢印Ｘの方向にトルクを作用させ回転させると、そのトルクの大きさに応じてトーションバー１５が捩られ、ピニオン・ホルダ１２を矢印Ｙの方向に回転させる。この時の回転変位は、入力軸１に与えたトルク、即ち操舵トルクに比例する。
【００２３】
従って、ピン１１ｂにより可動鉄心１６を軸方向の変位Ｚに変換する。即ち、操舵トルクは可動鉄心１６の軸方向変位に比例し、この軸方向変位はコイル部１７により検出される。
【００２４】
このように、操舵トルク検出部３は、ピニオンギヤ１ｂ、ラック軸４、ピニオン・ホルダ１２、ピン１１ｂ、可動鉄心１６、差動変圧器より構成され、操舵トルクの大きさと、その方向が検出される。
【００２５】
入力軸１には、多数のスリット１８ａを周方向に有する遮光板１８が一体的に設けられており、この遮光板１８を挟む位置にフォト・カプラ１９，２０がピニオン・ホルダに一体的に固着されている。
【００２６】
このフォト・カプラ１９，２０により遮光板１８のスリット１８ａを通過する光を検出し、パルス状の電気信号が出力される。また、フォト・カプラ１９と２０の取付位置は、パルスの位相が約９０゜異なるように設けられる。このように、操舵速度検出部２は遮光板１８とフォト・カプラ１９，２０により構成され、操舵速度の大きさと、その回転速度を検出する。なお、操舵トルク検出部はトーションバータイプや磁歪式トルクセンサ等に置き換えられることは言うまでもない。
【００２７】
また、ナット２１の一端側にはラックケースに固着されるスラスト軸受２２が設けられ、ナット２１の他端には断面Ｖ溝のプーリ２３が一体的に設けられている。さらに、プーリ２３の端面にはラックケースに固着されるスラスト軸受（図示省略）が設けられており、ナット２１が軸方向に不動で回転自在に支承されている。
【００２８】
また、プーリ２３に沿ってブラシ付きモータ７の回転軸に取付けられた断面Ｖ溝のプーリ２４が配設されており、これらプーリ２３とプーリ２４の間には、Ｖベルト２５が懸け渡されている。ブラシ付きモータ７は弾性部材を介して車体に支持されている。したがって、ブラシ付きモータ７の回転は、ボールねじ５の回転を通じてラック軸４を軸方向に変位させることとなる。
【００２９】
一方、制御手段は電源回路９Ａ、マイクロコンピュータユニット８およびモータ駆動回路９とからなる。フォト・カプラ１９，２０にはマイクロコンピュータユニット８を通じて電源が供給され、フォト・カプラ１９，２０からの出力がマイクロコンピュータユニット８へ入力される。
【００３０】
電源回路９Ａは、車載バッテリ２６の＋端子にヒューズ２７を介して接続されるリレー回路２８を備えており、このリレー回路２８は、マイクロコンピュータユニット８からのＰＷＭ駆動制御信号Ｔ１  によりオン・オフ制御され、リレー回路２８の出力側からモータ駆動回路９に電源が供給されている。
【００３１】
図２はモータ駆動回路９の電子回路図である。ここで、図２にはモータ７との接続関係が認識できるように、モータ７を明示している。モータ駆動回路９は、ＦＥＴ３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂにより構成されたブリッジ回路を備えている。ここで、高電位側のスイッチング素子を含む枝路とはＦＥＴ３０Ａを含む枝路、ＦＥＴ３１Ａを含む枝路をいう。これらの枝路に対して、それぞれ昇圧回路３９ａ、昇圧回路３９ｂが設けられる。ブリッジ回路の互いに対向する対辺に位置するＦＥＴ３０Ａと３０Ｂ、ＦＥＴ３１Ａと３１Ｂがそれぞれ一組となって動作する。
【００３２】
ＦＥＴ３０Ａと３１Ａとのドレイン端子が接続され、この接続部がリレー回路２８の出力側に接続される一方、ＦＥＴ３０Ｂと３１Ｂとのソース端子が接続され、この接続部が抵抗３２を介してコモン側（アース）に接続されており、これらの接続部が入力端子となる。
【００３３】
ＦＥＴ３０Ａのゲート端子には抵抗３３を介してエミッタ接地のトランジスタ３４のコレクタに接続され、そのベースにはマイクロコンピュータユニット８からのＰＷＭ駆動制御信号Ｔ４が入力される。他方のＦＥＴ３１Ａのゲート端子には同様に抵抗３５を介してエミッタ接地のトランジスタ３６のコレクタに接続され、そのベースにはマイクロコンピュータユニット８からのＰＷＭ駆動制御信号Ｔ５が入力される。符号５１，５２はＭＣＵ８に設けられるＦＥＴ駆動回路である。
【００３４】
トランジスタ３４のコレクタには、抵抗３７を介してリレー回路２８の出力側に接続された昇圧回路３９ａに接続され、この昇圧回路３９ａにより約２倍に昇圧された動作用電源電圧が供給されている。また、トランジスタ３６のコレクタには、抵抗３８を介してリレー回路２８の出力側に接続された昇圧回路３９ｂに接続され、この昇圧回路３９ｂにより約２倍に昇圧された動作用電源電圧が供給されている。高電位側のＦＥＴ３０Ａ，３１Ａの各々に対してゲート駆動信号用の昇圧回路３９ａ，３９ｂを設けため、急激な操舵が連続した場合等により電圧変動が生じても、高電位側のＦＥＴ３０Ａ，３１Ａに昇圧された動作用電源電圧が供給され、確実にＦＥＴ３０Ａ，３１Ａがオン・オフ動作し、従来よりも操舵フィーリングが向上する。
【００３５】
ＦＥＴ３０Ｂのゲート端子には抵抗４０を介してマイクロコンピュータユニット８からのＰＷＭ駆動制御信号Ｔ２  が入力される一方、ＦＥＴ３１Ｂのゲート端子には抵抗４１を介してマイクロコンピュータユニット８からのＰＷＭ駆動制御信号Ｔ３  が入力され、ＰＷＭ駆動制御信号Ｔ２  またはＴ３  によりＦＥＴ３０Ｂまたは３１ＢがＰＷＭ駆動される。
【００３６】
したがって、例えば、ＰＷＭ駆動制御信号Ｔ４  を“Ｌレベル”、ＰＷＭ駆動制御信号Ｔ２  を“ＰＷＭ信号”とし、この場合他のＰＷＭ駆動制御信号Ｔ５  を“Ｈレベル”、Ｔ３  を“Ｌレベル”にしたり、反対にＰＷＭ駆動制御信号Ｔ５  を“Ｌレベル”、ＰＷＭ駆動制御信号Ｔ３  を“ＰＷＭ信号”とし、この場合他のＰＷＭ駆動制御信号Ｔ４  を“Ｈレベル”、Ｔ２  を“Ｌレベル”にすることにより、ブラシ付きモータ７の回転方向を制御するとともに、ＰＷＭ駆動制御信号Ｔ４  またはＰＷＭ駆動制御信号Ｔ５  のパルス幅制御によりブラシ付きモータ７に適切な制御電力が供給される。
【００３７】
次に本発明の他の実施形態を図３に示す。図３は本発明に係る電動パワーステアリング装置のモータ駆動回路９を示す図である。ここで、図３ではモータ７との接続関係が認識できるように、モータ７を明示している。モータ駆動回路９は、小電流容量のＦＥＴを並列接続してブリッジ回路を構成したものである。すなわち、先の実施形態の各ＦＥＴ３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂのソースおよびドレイン端子に、それぞれ同様のＦＥＴ４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂが並列に接続されている。符号５１，５２はＭＣＵ８に設けられる、ＰＷＭ駆動制御信号を送るＦＥＴ駆動回路部を模式的に示したものである。ここで、高電位側のスイッチング素子を含む枝路とは、並列接続されたＦＥＴ３０Ａ、ＦＥＴ４２Ａを含む枝路、並列接続されたＦＥＴ３１Ａ、ＦＥＴ４３Ａを含む枝路をいう。これらの枝路に対して、それぞれ昇圧回路３９ａ、昇圧回路３９ｂが設けられる。
【００３８】
ＦＥＴ駆動回路５１は、昇圧回路３９ａにより昇圧された動作用電源電圧を受け、ＦＥＴ３０Ａ、ＦＥＴ４２Ａのゲートへ供給する。ＦＥＴ駆動回路５２も、同様に昇圧回路３９ｂにより昇圧された動作用電源電圧を受け、ＦＥＴ３１Ａ、ＦＥＴ４３Ａのゲートへ供給する。また、並列接続された各ＦＥＴ３０Ａと４２Ａ、３０Ｂと４２Ｂ、３１Ａと４３Ａ、３１Ｂと４３Ｂのソース・ドレイン間のオン抵抗がさらに小さくなり、電力損失をさらに減少することが可能となる。
【００３９】
以上のように、ブラシ付きモータを用いた電動パワーステアリング装置における本実施形態では、高電位側のＦＥＴを含む枝路の各々に対して昇圧回路を設けたので、急激な操舵が連続した場合であっても、高電位側のＦＥＴのゲートに確実に動作用電源電圧を供給することができる。また、高電位側のＦＥＴの各々に対して昇圧回路を設けたので、回路パターンによるインピーダンスの差異がなくなり、応答性が良くなる。
【００４０】
次に、ブラシレスモータを備えた電動パワーステアリング装置について説明する。図４〜図７を参照して本発明に係る電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部構成、および電子回路ユニットのレイアウトを説明する。図４は、電動パワーステアリング装置１１０の機械的機構の要部と電気系の具体的構成に示す。ラック軸１１４の左端部および右端部の一部は断面で示されている。ラック軸１１４は、車幅方向（図４中左右方向）に配置される筒状ハウジング１３１の内部に軸方向へスライド可能に収容されている。ハウジング１３１から突出したラック軸１１４の両端にはボールジョイント１３２がネジ結合され、これらのボールジョイント１３２に左右のタイロッド１１６が連結されている。ハウジング１３１は、図示しない車体に取り付けるためのブラケット１３３を備えると共に、両端部にストッパ１３４を備えている。
【００４１】
図４において、１３５はイグニションスイッチ、１３６は車載バッテリ、１３７は車両エンジンに付設された交流発電機（ＡＣＧ）である。交流発電機１３７は車両エンジンの動作で発電を開始する。モータ制御装置１２２に対してバッテリ１３６または交流発電機１３７から必要な電力が供給される。モータ制御装置１２２はブラシレスモータ１１９に付設されている。また符号１３８はラック軸１１４の移動時にストッパ１３４に当たるラックエンド、符号１３９はギヤボックスの内部を水、泥、埃等から保護するためのダストシール用ブーツである。
【００４２】
図５は図４中のＡ−Ａ線断面図である。図５では、ステアリング軸１１２の支持構造、操舵トルク検出部１２０、動力伝達機構１１８、ラック・ピニオン機構１１５の具体的構成と、ブラシレスモータ１１９およびモータ制御装置１２２のレイアウトとが明示される。
【００４３】
図５において、上記ギヤボックス１２４を形成するハウジング１２４ａにおいてステアリング軸１１２は２つの軸受け部１４１，１４２によって回転自在に支持されている。ハウジング１２４ａの内部にはラック・ピニオン機構１１５と動力伝達機構１１８が収納され、さらに上部には操舵トルク検出部１２０が付設されている。ハウジング１２４ａの上部開口はリッド１４３で塞がれ、リッド１４３はボルト１４４で固定されている。ステアリング軸１１２の下端部に設けられたピニオン１１３は軸受け部１４１，１４２の間に位置している。ラック軸１１４は、ラックガイド１４５で案内され、かつ圧縮されたスプリング１４６で付勢された当て部材１４７でピニオン１１３側へ押え付けられている。動力伝達機構１１８は、ブラシレスモータ１１９の出力軸に結合される伝動軸１４８に固定されたウォームギヤ１４９とステアリング軸１１２に固定されたウォームホイール１５０とによって形成される。操舵トルク検出部１２０は、ステアリング軸１１２の周りに配置される操舵トルク検出センサ１２０ａと、操舵トルク検出センサ１２０ａから出力される検出信号を電気的に処理する電子回路部１２０ｂとから構成されている。操舵トルク検出センサ１２０ａはリッド１４３に取り付けられている。
【００４４】
図６は図５中のＢ−Ｂ線断面図である。図６ではブラシレスモータ１１９およびモータ制御装置１２２の内部の具体的構成が明示される。
【００４５】
ブラシレスモータ１１９は、回転軸１５１に固定された永久磁石により成る回転子１５２と、回転子１５２の周囲に配置された固定子１５４とを備える。固定子１５４は固定子巻線１５３を備える。回転軸１５１は、２つの軸受け部１５５，１５６によって回転自在に支持される。回転軸１５１の先部はブラシレスモータ１１９の出力軸１１９ａとなっている。ブラシレスモータ１１９の出力軸１１９ａは、トルクリミッタ１５７を介して、回転動力が伝達されるように伝動軸１４８に結合されている。伝動軸１４８には前述の通りウォームギヤ１４９が固定され、これに噛み合うウォームホイール１５０が配置されている。回転軸１５１の後端部には、ブラシレスモータ１１９の回転子１５２の回転角（回転位置）を検出するモータ回転角検出部（位置検出部）１２３が設けられる。モータ回転角検出部１２３は、回転軸１５１に固定された回転子１２３ａと、この回転子１２３ａの回転角を磁気的な作用を利用して検出する検出素子１２３ｂとから構成される。モータ回転角検出部１２３には例えばレゾルバが用いられる。固定子１５４の固定子巻線１５３には３相交流であるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが供給される。以上のブラシレスモータ１１９の構成要素は、モータケース１５８の内部に配置される。
【００４６】
モータ制御装置１２２は、ブラシレスモータ１１９のモータケース１５８の外側に取り付けられた制御ボックス１６１の内部に配置されている。モータ制御装置１２２は回路基板１６２上に電子回路要素を取り付けて成る電子回路で構成される。電子回路要素としては、１チップのマイクロコンピュータおよびその周辺回路、プリドライブ回路、ＦＥＴブリッジ回路、インバータ回路等である。モータ制御装置１２２からブラシレスモータ１１９の固定子巻線１５３に対してモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ（駆動制御信号）が供給される。またモータ回転角検出部１２３で検出された回転角信号はモータ制御装置１２２に入力される。
【００４７】
次に図７を参照してモータ制御装置１２２の電子回路の構成を説明する。図７は、モータ制御装置１２２の内部構成であって３相のブラシレスモータ１１９の回転動作を制御するための回路構成を示す図である。
【００４８】
モータ制御装置１２２の内部には、操舵トルク検出部１２０、車速検出部１２１、エンジン回転検出部１２５、レゾルバ１２３ｃの各検出部からの検出信号に基づいて目標電流を設定し、ブラシレスモータ１１９を駆動する信号を出力する１チップマイコン１７１が設けられている。操舵トルク検出部１２０、車速検出部１２１、エンジン回転検出部１２５からの検出信号はインターフェイス１７２を介して１チップマイコン１７１に入力され、レゾルバ１２３ｃからの検出信号はインターフェイス１７３とＲＤ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ−Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部１２３ｄを介して１チップマイコン１７１に入力される。また、１チップマイコン１７１へは、電流センサ１７５，１７６からモータ電流に係る電流信号がフィードバックされ、インターフェイス１７４を介して入力される。
【００４９】
ブラシレスモータ１１９では、ブラシレスモータ１１９の回転子１５２（回転軸１５１）の回転角に応じてモータ電流の通電量を制御することが必要となるので、３相交流であるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの例えば２相に電流センサ１７５，１７６を設けてモータ電流の通電量を検出すると共に、モータ回転角検出部１２３を設けてモータ回転角を検出している。ブラシレスモータ１１９は、モータ制御装置１２２の内部に設けられた１チップマイコン１７１とブリッジ回路に基づいて、かつモータ回転角検出部１２３と２つの電流センサ１７５，１７６のそれぞれから出力される検出信号を利用することによって、ＰＷＭ駆動される。
【００５０】
ブラシレスモータ１１９のモータ回転角検出部１２３は、ブラシレスモータ１１９に付設されたレゾルバ１２３ｃとＲＤ変換部１２３ｄから構成されている。ＲＤ変換部１２３ｄは励磁電流をレゾルバ１２３ｃへ送り、レゾルバ１２３ｃからの出力信号はＲＤ変換部１２３ｄへ送られる。ＲＤ変換部１２３ｄは、レゾルバ１２３ｃからの出力信号に基づいてブラシレスモータ１１９の回転子１５２の回転位置に係る回転角信号（θ）と回転角速度信号（ω）を取り出して出力する。回転角速度信号ωは１チップマイコン１７１へフィードバックされる。
【００５１】
モータ制御装置１２２は、３相のブラシレスモータ１１９の回転動作を制御する複数のＦＥＴ１８１，１８２，１９１，１９２，２０１，２０２から成るブリッジ回路を有し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応してそれぞれにＦＥＴドライブ回路１８３，１９３，２０３を備える。ここで、高電位側のスイッチング素子を含む枝路とは、ＦＥＴ１８１を含む枝路、ＦＥＴ１９１を含む枝路、ＦＥＴ２０１を含む枝路をいう。これらの枝路にあるＦＥＴ１８，１９１，２０１に対してＦＥＴドライブ回路１８３，１９３，２０３を介してそれぞれ昇圧回路１８４，１９４，２０４が設けられる。ＦＥＴドライブ回路１８３，１９３，２０３は、それぞれに設けられた昇圧回路１８４，１９４，２０４から昇圧された電圧の供給を受け、ＦＥＴ１８１，１９１，２０１のゲートに昇圧された動作用電源電圧を供給する。
【００５２】
以上のように、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置における本実施形態では、高電位側のスイッチング素子を含む枝路に対応した複数のＦＥＴドライブ回路の各々に対して昇圧回路を設けたので、急激な操舵が連続した場合であっても、各のＦＥＴに確実に動作用電源電圧を供給することができる。また、複数のＦＥＴドライブ回路の各々に対して昇圧回路を設けたので、ＦＥＴへ供給する電流追従性が良くなる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００５４】
本発明は、操舵トルクに対応した補助トルクを発生するモータをＰＷＭ駆動するモータ駆動制御回路を備えた電動パワーステアリング装置において、モータ駆動制御回路が、複数のスイッチング素子から成るブリッジ回路で構成され、このブリッジ回路の高電位側であって、スイッチング素子を含んだ枝路の各々に対しての昇圧回路を設けたので、急激な操舵が連続した場合であっても、各々の高電位側のスイッチング素子に確実に動作用電源電圧を供給することができ、モータ電流の微振動の発生を抑えることができる。従って、補助操舵力が変動せず、滑らかな操舵フィーリングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部構成および電子回路図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置のモータ駆動回路を示す図である。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の実施形態のモータ駆動回路を示す図である。
【図４】電動パワーステアリング装置の機械的機構の要部と電気系の具体的構成を示す図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】モータ制御装置の電気回路構成を示す図である。
【図８】従来の電動パワーステアリング装置のモータ制御部を示す図である。
【図９】ＦＥＴとＦＥＴに印加される電圧値およびＦＥＴに流れる電流値を示す図である。
【図１０】ドレイン−ソース間の電圧ＶＤＳとＦＥＴに流れる電流ＩＤとの関係をゲート−ソース間の電圧ＶＧＳをパラメータとして示した図である。
【図１１】オン抵抗ＲＤＳと温度［℃］の関係を示した図である。
【符号の説明】
２            操舵速度検出部
３            操舵トルク検出部
７            ブラシ付きモータ
９            モータ駆動回路
９Ａ            電源回路
２６            車載バッテリ
２８            リレー回路
３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ        ＦＥＴ
３９ａ，３９ｂ            昇圧回路
５１，５２            ＦＥＴ駆動回路
１１０              電動パワーステアリング装置
１１９              ブラシレスモータ
１２０              操舵トルク検出部
１２１              車速検出部
１２２              モータ制御装置
１２３              モータ回転角検出部
１８３，１９３，２０３      ドライブ回路
１８４，１９４，２０４      昇圧回路
【図１】
2004322863.tif 000003
【図２】
2004322863.tif 000004
【図３】
2004322863.tif 000005
【図４】
2004322863.tif 000006
【図５】
2004322863.tif 000007
【図６】
2004322863.tif 000008
【図７】
2004322863.tif 000009
【図８】
2004322863.tif 000010
【図９】
2004322863.tif 000011
【図１０】
2004322863.tif 000012
【図１１】
2004322863.tif 000013