(57)【要約】【課題】  配線損失を低減すると共に、配線距離が長くなる配線数の増加も抑制することができる車載用モータ制御装置を提供する。【解決手段】  モータ４の出力トルクによりステアリングシャフト９の駆動を補助するパワーステアリング装置１００において、モータ４近傍に配置された駆動制御部３は、通信手段８０を介して昇圧回路部２に昇圧電圧指令を送信し、バッテリ１近傍に配置された昇圧回路部２は、その指令に応じて昇圧動作を行うことでモータ駆動制御部３に昇圧電圧を供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリの近傍に配置され、前記バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路部と、
前記バッテリにより駆動電源が供給されるモータの近傍に配置され、前記昇圧回路部によって昇圧された電圧に基づいて前記モータの駆動をＰＷＭ制御する駆動制御部とで構成されることを特徴とする車載用モータ制御装置。
【請求項２】
前記昇圧回路部と、前記駆動制御部との間において通信を行うための通信手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の車載用モータ制御装置。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記通信手段を介して、前記昇圧回路部に昇圧電圧指令を送信することを特徴とする請求項２記載の車載用モータ制御装置。
【請求項４】
前記昇圧回路部は、前記通信手段を介して、前記駆動制御部にバッテリ電圧の検出結果を送信することを特徴とする請求項２又は３記載の車載用モータ制御装置。
【請求項５】
前記昇圧回路部は、前記通信手段を介して、前記駆動制御部にバッテリ電流の検出結果を送信することを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の車載用モータ制御装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、昇圧電圧指令と検出した昇圧電圧とを比較した結果に基づいて、前記昇圧回路部の異常を判定する判定手段を備えていることを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の車載用モータ制御装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記昇圧回路部より送信されたバッテリ電流の検出結果に基づいて、前記モータの巻線に通電する電流量を制御することを特徴とする請求項５記載の車載用モータ制御装置。
【請求項８】
前記駆動制御部は、三相モータを駆動制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の車載用モータ制御装置。
【請求項９】
前記三相モータは、ブラシレスモータであることを特徴とする請求項８記載の車載用モータ制御装置。
【請求項１０】
前記駆動制御部は、前記三相モータに配置されているレゾルバを用いて当該三相モータにおけるロータの回転位置検出を行ない、前記回転位置に基づいてＰＷＭ制御を行うことを特徴とする請求項８又は９記載の車載用モータ制御装置。
【請求項１１】
前記駆動制御部は、バッテリ電圧より制御用電源を生成するための電源回路を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の車載用モータ制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載の車載用モータ制御装置を備え、
モータの出力トルクによってステアリングの駆動を補助することを特徴とするパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたバッテリにより駆動電源が供給されるモータを制御する車載用モータ制御装置、及びそのモータ制御装置を備えてなるパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、バッテリを電源として動作し、モータに通電制御を行う制御装置が数多く使用されている。例えば、電動パワーステアリング装置はその一種であり、運転者がハンドルに加える操舵トルクをトルクセンサにより検出し、その操舵トルクに応じてモータをＰＷＭ制御により駆動することで、ステアリング機構に補助的な操舵力を加えるようになっている。
【０００３】
近年、小型車両だけでなく、中型や大型車両に対してもパワーステアリング装置を搭載することが望まれる傾向にあり、モータ及びその制御装置の大容量化を図ることで対応している。そして、モータについては、電流の制約があるブラシ付きＤＣモータに代えてブラシレスモータを採用し、また、制御装置については、バッテリ電圧を昇圧する機能を付与して高出力を得ることが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、昇圧機能を備えた制御装置を用い、必要とされるモータ電流に従って昇圧動作を実施する構成が開示されている。また、特許文献２には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）の内部にモータの制御装置と昇圧機能部とを配置して、より大きな操舵捕助力を得るようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２６０９０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２００８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、パワーステアリング装置の大容量化を図るに際してバッテリ出力の限界を考慮すれば、モータの高効率化、制御装置において発生する損失の低減や配線損失の低減などが必要となってくる。しかしながら、特許文献１，２に開示されている技術のような構成では、次のような問題が発生する。
ここで、図８乃至図１１を参照して説明する。図８は、バッテリ１０１とモータ１０２との間の配線抵抗を、１本当たり２０ｍΩとして、昇圧機能を備えたモータの制御装置１０３を、モータ１０２の近傍側となる比率９：１の位置に配置した場合（即ち、（バッテリ１０１〜制御装置１０３間の距離）：（制御装置１０３〜モータ１０２間の距離）＝９：１）を示す。また、バッテリ電流Ｉｂ＝１００Ａｄｃ，昇圧率「１」の場合のモータ１０２の定格電流Ｉｍ＝１２０Ａｒｍｓと仮定する。そして、図９には、モータ１０２が昇圧率に応じて電圧仕様を最適化して設計されるとした場合、昇圧率αの変化に対応する配線損失の変化を示す。
【０００６】
バッテリ電流Ｉｂによる配線損失は、（抵抗値:１８ｍΩ）×（Ｉｂ）2×（配線本数：２）で求め、モータ電流Ｉｍによる配線損失は、（抵抗値:２ｍΩ）×（Ｉｍ／α）2×（配線本数：３）で求めている。図９から明らかなように、図８の配置形態では、バッテリ電流Ｉｂによる配線損失が支配的であるため、バッテリ電圧を昇圧してモータ電流Ｉｍによる配線損失を減少させても、全体の配線損失低減効果は少ない。
【０００７】
図１０は、制御装置１０３を、バッテリ１０１の近傍側となる比率１：９の位置に配置した場合（即ち、（バッテリ１０１〜制御装置１０３間の距離）：（制御装置１０３〜モータ１０２間の距離）＝１：９）を示す。その他の諸条件は図８の場合と同じである。そして、図１１には、図１０の配置形態に対応した昇圧率αの変化に対応する配線損失の変化を示す。この場合、昇圧率αを十分に高くすれば、昇圧による配線損失の低減効果を得ることができる。
【０００８】
ところが、図１０に示すように制御装置１０３をバッテリ１０１の近傍側に配置すると、今度は、モータ１０２と制御装置１０３との間において接続が必要な、回転位置センサやトルクセンサの配線を伸ばす必要がある。すると、これらのセンサ信号はアナログ信号であるため、ノイズの影響を受け易くなって誤検出が生じたり、距離が伸びる配線の数が増加することでコストアップが問題となってしまう。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、配線損失を低減すると共に、配線距離が長くなる配線数の増加も抑制することができる車載用モータ制御装置、及びそのモータ制御装置を備えてなるパワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の車載用モータ制御装置は、車両に搭載されたバッテリの近傍に配置され、前記バッテリの出力電圧を昇圧する昇圧回路部と、
前記バッテリにより駆動電源が供給されるモータの近傍に配置され、前記昇圧回路部によって昇圧された電圧に基づいて前記モータの駆動をＰＷＭ制御する駆動制御部とで構成されることを特徴とする。
【００１１】
即ち、昇圧回路部はバッテリの近傍に配置されてバッテリ電圧の昇圧動作を行なうので、配線が長くなる昇圧回路部とモータ間の配線において高電圧・低電流化することができ、配線損失は低減される。一方、駆動制御部はモータの近傍に配置されるので、駆動制御に必要なモータに関する各種情報を得るため、モータ側に配置されているセンサの出力信号などを得るための配線距離も短くなる。
【００１２】
また、請求項１２記載のパワーステアリング装置は、請求項１乃至１１の何れかに記載の車載用モータ制御装置を備え、モータの出力トルクによってステアリングの駆動を補助する。即ち、パワーステアリング装置のモータは、通常ステアリング軸の近傍に配置されている。そして、前記モータを駆動して運転者の操舵力を補助するためには、回転位置検出センサやトルクセンサなどを用いてステアリング軸の回転位置や当該軸に作用するトルクなどの情報を得る必要がある。そのため、前記モータの位置はバッテリから離れて配置され、また、制御装置とモータとの間には各種センサ信号の配線を引き回す必要がある。従って、本発明の車載用モータ制御装置をパワーステアリング装置に適用すれば、上記のシステム形態に伴って発生する諸問題が解決される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車載用モータ制御装置によれば、限られたバッテリ出力の中で、配線損失を最小化して高いモータ出力を得ることが出来る。そして、本発明の車載用モータ制御装置を適用することで、高出力のパワーステアリング装置を構成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施例について図１乃至図７を参照して説明する。パワーステアリング装置１００全体の構成を示す図１において、車室内に配置されている操舵ハンドル８に一端が固定されるステアリングシャフト９の回転力は、ラックピニオン機構１０により、ラック軸の両端に連結機構１１を介して取り付けられた車輪１２の方向を変える力として伝達される。ステアリングシャフト９には、回転力を補助するための三相のブラシレスＤＣモータ４が配置されており、モータ４とシャフト９とは減速機構６を介して連結されている。
【００１５】
バッテリ１を電源とし、そのバッテリ電圧を昇圧する動作をなす昇圧回路部２は、バッテリ１の近傍に隣接または密着するようにして配置されている。昇圧回路部２によって昇圧された電圧は、配線１６ａ，１６ｂを経由してモータ駆動制御部３に供給される。モータ駆動制御部３は、ブラシレスモータ４の近傍に隣接または密着して配置されており、モータ４に対する通電をＰＷＭ制御するようになっている。モータ駆動制御部３には、制御電源用としてバッテリ電圧が配線１７を介して供給されると共に、ステアリングシャフト９に加えられるトルクを検出するトルクセンサ７の信号線１４や、モータ４の回転位置を検出するレゾルバ５の信号線１５が接続されている。
【００１６】
次に、昇圧回路部２の構成について図２を参照して説明する。昇圧回路部２の入力端子３０,３１はバッテリ１に接続されるが、正側入力端子３０は、シャント抵抗３２を介してリアクトル３８の一端に接続されている。また、シャント抵抗３２とリアクトル３８との共通接続点と負側入力端子３１との間には、コンデンサ３４、電源回路３５、分圧抵抗３６及び３７の直列回路が並列に接続されている。
【００１７】
シャント抵抗３２の両端は、その端子電圧をレベルシフトして増幅する電流検出回路３３に接続されており、電流検出回路３３の出力端子はマイコン４７のアナログ／デジタル変換入力端子に接続されている。電源回路３５は、マイコン４７、スイッチングＩＣ４１、通信ＩＣ４８の動作用電源を生成して供給し、分圧抵抗３６,３７は、バッテリ電圧を分圧してマイコン４７のアナログ／デジタル変換入力端子に供給するようになっている。
【００１８】
リアクトル３８の他端は、ソースが負側入力端子３１に接続されているＦＥＴ３９のドレインと、ＦＥＴ４０のソースに接続されている。ＦＥＴ４０のドレインは正側出力端子４５に接続されている。また、正側出力端子４５と負側出力端子４６と間には、分圧抵抗４２及び４３の直列回路とコンデンサ４４とが接続されている。
スイッチングＩＣ４１の入力端子には、分圧抵抗４２,４３による分圧電位である信号Ｓａとマイコン４７より出力される信号Ｓｂが与えられている。また、スイッチングＩＣ４１がＰＷＭ信号を出力する出力端子は、図示しないゲートドライブ回路を介してＦＥＴ３９,４０のゲート端子に接続されている。また、マイコン４７の通信用入出力端子は、通信ＩＣ４８を介して通信線１３に接続されている。
【００１９】
次に、駆動制御部３の構成について図３を参照して説明する。配線１７を介してバッテリ１の正側に直接接続される入力端子６１と負側入力端子６２との間には、コンデンサ６３とマイコン７７等の電源を供給する電源回路６４とが接続されている。配線１６ａを介して昇圧回路部２の正側出力端子４５に接続される正側入力端子６０は、シャント抵抗６５を介してインバータ主回路７０に接続されている。
【００２０】
負側入力端子６２は、配線１６ｂを介して昇圧回路部２の負側出力端子４６に接続されている。シャント抵抗６５のインバータ主回路７０側と負側入力端子６２との間には、分圧抵抗８０,８１の直列回路とコンデンサ６７とが並列に接続されている。インバータ主回路７０は、６個のＦＥＴ７０ｕ〜７０ｚを３相ブリッジ接続して構成されている。インバータ主回路７０を構成する各アーム出力点のＵ相，Ｗ相は夫々シャント抵抗６８,６９を介して出力端子７１,７３に接続されており、Ｖ相は出力端子７２に直接接続されている。
【００２１】
インバータ主回路７０の出力端子７１,７２,７３は、夫々ブラシレスモータ４の各相の巻線に接続されている。分圧抵抗８０,８１は、入力端子６０，６２間に印加されるＤＣ電圧を分圧してマイコン７７のアナログ／デジタル変換入力端子に供給する。シャント抵抗６５,６８,６９は、その両端電圧をレベルシフトして増幅する電流検出回路６６,７４,７５に接続され、電流検出回路６６,７４,７５の出力端子はマイコン７７のアナログ／デジタル変換入力端子に接続されている。マイコン７７は、インバータ主回路７０の各ＦＥＴ７０ｕ〜７０ｚに対し、図示しないゲートドライブ回路を介してオンオフ信号（ＰＷＭ信号）を出力する。また、マイコン７７の通信入出力端子は、通信ＩＣ７６を介して通信線１３に接続されている。
【００２２】
レゾルバ検出回路７８の入力端子は、配線１５を介してブラシレスモータ４内に配置されたレゾルバ５に接続されており、レゾルバ検出回路７８の出力端子はマイコン７７の入力端子に接続されている。また、トルク検出回路７９の入力端子は、配線１４を介してステアリングシャフト９に配置されたトルクセンサ７に接続されており、トルク検出回路７９の出力端子はマイコン７７のアナログ／デジタル変換入力端子に接続されている。
尚、昇圧回路部２のマイコン４７及び通信ＩＣ４８、通信線１３、モータ駆動制御部３のマイコン７７及び通信ＩＣ７６は、通信手段８０を構成している。また、通信ＩＣ４８，７６間で行われる通信は、例えば、ＲＳ−４８５などのシリアル通信である。そして、昇圧回路部２とモータ駆動制御部３とが車載用モータ制御装置９０を構成している。
【００２３】
次に、本実施例の作用について図４乃至図７も参照して説明する。バッテリ電源が投入されると、配線１７を介してモータ駆動制御部３の入力端子６１に電源が供給される。すると、電源回路６４により、マイコン７７、電流検出回路６６,７４,７５、通信ＩＣ７６、レゾルバ検出回路７８、トルク検出回路７９の動作用電源が生成供給されてそれらが動作を開始する。
【００２４】
電流検出回路６６,７４,７５は、夫々が接続されているシャント抵抗６５，６８，６９の端子電圧を、マイコン７７に対して入力可能となるように、例えば２.５Ｖ基準で２０倍に増幅された信号を形成する。また、分圧抵抗８０,８１は、正側入力端子６０に印加されるＤＣ電圧を例えば１／１０に分圧した信号を形成する。マイコン７７は、これらを周期的にアナログ／デジタル変換することにより、モータ駆動制御部３の入力ＤＣ電圧、ブラシレスモータ４の巻線電流及びモータ駆動制御部３の入力電流を検出するようになっている。
【００２５】
レゾルバ検出回路７８は、励磁信号をレゾルバ５に供給すると共に、レゾルバ５によって出力される余弦・正弦信号を受けてレゾルバ／デジタル変換し、１２ビツトのデジタル信号をマイコン７７に供給する。マイコン７７は、レゾルバ検出回路７８によって出力されるデジタル信号を参照することでブラシレスモータ４の回転位置を検出している。また、トルク検出回路７９は、トルクセンサ７によって出力される信号を差動増幅し、トルク信号としてマイコン７７に供給する。マイコン７７は、そのトルク信号を周期的にアナログ／デジタル変換することで、ステアリングシャフト９に掛かるトルクを検出している。
【００２６】
また、マイコン７７は、モータ電流をフィードバック制御しており、検出したモータ４の回転位置とトルク情報に基づいて電流指令を形成し、検出したモータ電流と比較することにより出力電圧を決定する。決定した出力電圧は、マイコン７７内でＰＷＭ信号に変換されて、ゲート信号として各ＦＥＴ７０ｕ〜７０ｚに出力される。各ＦＥＴ７０ｕ〜７０ｚは、与えられるゲート信号に応じてオンオフ動作することでＰＷＭ電圧をブラシレスモータ４の各相に供給する。以って、トルクセンサ７で得られるトルクに対応したブラシレスモータ４の電流制御が実行される。
【００２７】
ここで、図４（ａ），（ｂ）は、夫々昇圧回路部２側のマイコン４７，駆動制御部３側のマイコン７７による、両者間で行われる通信に関する処理内容を中心として示すフローチャートである。マイコン７７は、検出した回転位置の変化からブラシレスモータ４の回転数を検出する手段を備えており（ステップＢ１）、昇圧回路部２に対して、回転数に応じた昇圧電圧指令を決定する（ステップＢ２）。
【００２８】
具体的には、マイコン７７は、ブラシレスモータ４の回転数が所定値以下の場合には昇圧ゼロとし、所定回転数を超過した場合にその超過量に対応して昇圧電圧を決定する。例えば、運転者によりハンドル８が急回転で操作された場合、ステアリングシャフト９及び減速機構６を介してブラシレスモータ４の回転子は回転する。また、ハンドル８に与えられたトルクに応じて、駆動制御部３によりブラシレスモータ４の回転子は高速回転する。
【００２９】
このとき、マイコン７７は、ブラシレスモータ４の回転子の回転数を検出し、即座に昇圧電圧指令を決定する。このブラシレスモータ４の回転数と昇圧電圧指令の関係の一例を図５に示す。マイコン７７は、周期的にこの昇圧電圧指令をシリアルデータ化して通信出力端子に出力することで、昇圧回路部２に対して回転数に応じた昇圧電圧指令を送信する（ステップＢ３）。すると、通信ＩＣ７６は、これを増幅し２線差動信号化して通信線１３に出力する。
【００３０】
一方、昇圧回路部２においても、バッテリ電源が投入されると電源回路３５の作用によりマイコン４７、スイッチングＩＣ４１、通信ＩＣ４８に電源が供給される。電流検出回路３３は、シャント抵抗３２の両端電圧をマイコン４７に対して入力可能な例えば２.５Ｖ基準で２０倍に増幅された信号を形成する。また、分圧抵抗３６,３７は、バッテリ電圧を例えば１／１０に分圧している。
【００３１】
マイコン４７は、電流検出回路３３の出力信号と分圧抵抗３６,３７の出力信号を周期的にアナログ／デジタル変換することにより、バッテリ電流及びバッテリ電圧を検出している（ステップＡ１，Ａ２）。マイコン４７は、周期的に、このバッテリ電流及びバッテリ電圧をシリアルデータ化して通信出力端子に出力している（ステップＡ７，Ａ８）。通信ＩＣ４８は、これを増幅し２線差動信号化して通信線１３に出力する。
【００３２】
マイコン４７は、同時に、通信ＩＣ４８を介して通信線１３のシリアル信号を周期的に受信しており、以って、モータ駆動制御部３からの昇圧電圧指令を認識している（ステップＡ３）。マイコン４７は、この昇圧電圧指令に基づいて、デジタル／アナログ出力端子からアナログ信号Ｓｂを出力するが、この関係は、例えば、
信号Ｓｂ＝（昇圧電圧指令）／１０
のように設定される。
【００３３】
スイッチングＩＣ４１は、ＦＥＴ３９と４０を交互にオンオフする高周波数の信号を出力するが、その比率は入力信号である信号Ｓａ,Ｓｂにより決定される。信号Ｓａは、分圧抵抗４２,４３によりコンデンサ４４の電圧を例えば１／１０に分圧したものである。そして、スイッチングＩＣ４１は、入力信号Ｓａ,Ｓｂにより、Ｓａ＜ＳｂであればＦＥＴ３９のオン比率（ＦＥＴ４０のオフ比率）を増加させ、Ｓａ＞ＳｂであればＦＥＴ３９のオン比率（ＦＥＴ４０のオフ比率）を減少させるように動作する。
【００３４】
ＦＥＴ３９をオンさせると、リアクトル３８→ＦＥＴ３９の経路で電流が流れリアクトル３８にエネルギーが蓄えられる。その状態からＦＥＴ３９をオフさせ、ＦＥＴ４０をオンさせると、リアクトル３８に蓄えられたエネルギーが、リアクトル３８→ＦＥＴ４０→コンデンサ４４の経路で放電されてコンデンサ４４の端子電圧が上昇する。即ち、コンデンサ４４の端子電圧を分圧した信号Ｓａと、マイコン４７からの信号ＳｂとによりＦＥＴ３９,４０のオンオフ比率が調整されるから、コンデンサ４４の端子電圧は信号Ｓｂにより制御される。
【００３５】
信号Ｓｂは、マイコン４７が駆動制御部３により送信された昇圧電圧指令に基づいて決定するものであるから、昇圧回路部２の出力電圧は、モータ駆動制御部３により制御されていることになる。例えば、モータ駆動制御部３がブラシレスモータ４の回転数に基づいて昇圧電圧指令を０Ｖと決定したとする。すると、マイコン４７は、通信を介して得た昇圧電圧指令とバッテリ電圧（例えば１２Ｖ）とを比較する（ステップＡ４）。この場合、
（バッテリ電圧）≧（昇圧電圧指令）
であるから、マイコン４７は信号Ｓｂをゼロに決定して出力する（ステップＡ６）。すると、スイッチングＩＣ４１はＦＥＴ３９をオフ、ＦＥＴ４０をオンさせるから、昇圧回路部２は昇圧動作を実行しない。従って、出力端子４５,４６にはバッテリ電圧がそのまま出力される。
【００３６】
また、モータ駆動制御部３が，ブラシレスモータ４の回転数に基づいて昇圧電圧指令を例えば２０Ｖと決定したとする。この場合、
（バッテリ電圧）＜（昇圧電圧指令）
であるから、マイコン４７は信号Ｓｂを２Ｖに決定して出力する（ステップＡ５）。すると、スイッチングＩＣ４１は、ＦＥＴ３９,４０のオンオフ比率を調整し、昇圧回路部２が昇圧動作を実行することで、出力端子４５,４６には昇圧された２０Ｖの電圧が出力される。
また、モータ駆動制御部３が昇圧電圧指令を１０Ｖと決定した場合も、
（バッテリ電圧）≧（昇圧電圧指令）
となるから、マイコン４７は信号Ｓｂをゼロとするため（ステップＡ６）、昇圧回路部２は昇圧動作を実行しない。
【００３７】
また、モータ駆動制御部３のマイコン７７は、昇圧回路部２の異常動作判定機能も有している。マイコン７７は、分圧抵抗８０,８１による分圧電位をアナログ／デジタル変換してＤＣ電圧を検出し（ステップＢ４）、シャント抵抗６５によりＤＣ電流を検出する（ステップＢ５）。そして、ステップＢ３において昇圧回路部２に送信した昇圧電圧指令と、検出したＤＣ電圧に、ＤＣ電流値と配線１６の抵抗値の積を加えた値とを比較し（ステップＢ８）、それらの差が所定値より大きい場合は（「ＮＧ」）昇圧回路部２の異常と判定する（ステップＢ９）。即ち、ステップＢ８，Ｂ９は判定手段に対応する。
【００３８】
また、マイコン７７は、昇圧回路部２から送信されてくるバッテリ電流値及びバッテリ電圧値を受信し（ステップＢ６，Ｂ７）、それらに基づき昇圧回路部２の入力電力を計算すると、モータ駆動制御部３のＤＣ電圧とＤＣ電流から昇圧回路部２の出力電力を求め、両者の差から昇圧回路部２の損失を得る。そして、その損失と正常値と比較することで昇圧回路部２の異常判定を行っており（ステップＢ１０）、前者が後者を上回った場合は（「ＮＧ」）昇圧回路部２の異常と判定する（ステップＢ１１）。
【００３９】
更に、マイコン７７は、昇圧回路部２から送信されてくるバッテリ電圧値を監視して例えば正常範囲の８〜１６Ｖを超過した場合に（ステップＢ１２，「ＮＧ」）、バッテリ１の異常と判定する（ステップＢ１３）。また、マイコン７７は、昇圧回路部２から送信されてくるバッテリ電流値を監視して例えば１００Ａ以上となった場合には（ステップＢ１４，「≧」）、モータ４の巻線に通電させる電流を制限してバッテリの過電流を防止する（ステップＢ１５）。
【００４０】
以上のように本実施例によれば、モータ４近傍に配置された駆動制御部３は、通信手段８０を介して昇圧回路部２に昇圧電圧指令を送信し、バッテリ１近傍に配置された昇圧回路部２は、その指令に応じて昇圧動作を行うことでモータ駆動制御部３に昇圧電圧を供給するようにした。
即ち、モータ駆動制御部３とブラシレスモータ４及びトルクセンサ７とは隣接することになり配線１４,１５が極めて短くなるので、ノイズの影響を受けにくくすることが可能となる。また、ノイズ対策が容易となる。一方、モータ駆動制御部３と昇圧回路部２との配置間距離は長くなるためその間の通信線１３は長くなるが、両者間はデジタル信号で通信を行うのでノイズなどの影響は受けにくい。
【００４１】
ここで、本実施例のように、昇圧回路部２と駆動制御部３とを分離して配置した場合の配線損失に対する効果を、図６及び図７を参照して説明する。図６は、従来例の図１０や図１２に対応するものであり、駆動制御部３をモータ近傍の９：１の場所に、昇圧回路部２をバッテリ１近傍の１：９の場所に配置した場合を示している。その他の諸条件は、従来の場合と同様である。
【００４２】
図７によれば、昇圧を前提にしてブラシレスモータ４を高電圧仕様で設計することで、昇圧率αの上昇に応じてＤＣ電流及びモータ電流の低減が可能となり、本発明の構成を採用して昇圧を行うことで、従来以上に配線損失を低減できることを示している。配線損失を低減できるということは、限られたバッテリ出力の中でブラシレスモータ４の出力を増加させることが可能であることを意味する。そして、配線損失の低減効果は、従来の制御装置１０３をモータ近傍に配置した場合の図８と比較して明らかに大きい。また、制御装置１０３をバッテリ近傍に配置した場合の図１０と比較しても、少ない昇圧率で配線損失の低減効果が確認できる。
【００４３】
また、本実施例によれば、駆動制御部３は、昇圧回路部２に送信した昇圧電圧指令と検出した昇圧電圧とを比較した結果に基づいて昇圧回路部２の異常を判定するので、昇圧回路部２が指令に応じて適切に動作しているか否かを判断することができる。更に、昇圧回路部２は、通信手段８０を介して駆動制御部３にバッテリ電圧とバッテリ電流との検出結果を送信し、駆動制御部３は、送信されたバッテリ電圧値を監視してバッテリ１の異常判定を行うと共に、送信されたバッテリ電流値を監視し、必要に応じてモータ４の巻線電流を制限するようにした。従って、バッテリ１の過電流を防止することができる。
【００４４】
また、駆動制御部３は、ブラシレスモータ４を駆動制御する。即ち、ブラシ付き直流モータを用いる場合、駆動回路とモータとの配線は２本であるが、ブラシレスモータ４を用いる場合、上記配線は３本となる。従って、本実施例のように駆動制御部３をモータ４に隣接させれば、配線数が増加するとしても配線距離が短くなるから、配線処理を容易に行うことができコストの増加も抑制することができる。
【００４５】
加えて、本実施例では、レゾルバ５を用いてモータ４におけるロータの回転位置検出を行なうことで、レゾルバ５とその検出回路７８との間において必要な配線数は６本となるが、上記と同様、駆動制御部３をモータ４に隣接させたことで、それらの配線距離を短くすることができる。
また、駆動制御部３に、バッテリ電圧より制御用電源を生成するための電源回路６４を備え、その電源回路６４を、昇圧回路部２の出力線ではなく、バッテリ１の正側電源に直接接続されている配線１７に接続したので、昇圧回路部２が動作不能となった場合にも駆動制御部３のマイコン７７は動作が可能となり、図示しない通信手段により他の機器にパワーステアリング装置１００に異常が発生したことを報知できる。
【００４６】
そして、車載用モータ制御装置９０を、モータ４の出力トルクによってステアリングシャフト９の駆動を補助するパワーステアリング装置１００に適用した。即ち、パワーステアリング装置１００のモータ４はステアリングシャフト９の近傍に配置され、モータ４を駆動して運転者の操舵力を補助するために、レゾルバ５やトルクセンサ７などを用いてステアリングシャフト９の回転位置やシャフト９に作用するトルクなどの情報を得る必要がある。そのため、モータ４は必然的にバッテリ１から離れて配置され、また、駆動制御部３とモータ４との間には各種センサ信号の配線を引き回す必要がある。従って、車載用モータ制御装置９０を適用することで、パワーステアリング装置１００のシステム形態に伴って発生する諸問題を解決することができる。そして、高出力のパワーステアリング装置１００を構成することができる。
【００４７】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
駆動制御部３はモータ４のできるだけ近くに、即ち密接するように配置することが好ましく、同様に、昇圧回路部２はバッテリ１のできるだけ近くに配置することが好ましい。更に、可能であれば、駆動制御部３とモータ４、昇圧回路部２とバッテリ１とを夫々一体に構成しても良い。
【００４８】
ロータの回転位置を検出する手段は、レゾルバ５に代えてロータリエンコーダなどを用いても良い。また、ホールＩＣなどの位置検出素子を用いても良いし、素子が検出信号を出力する間の期間を測定してそれらの間を演算で求めて補完しても良い。
駆動制御部３が、昇圧回路部２やバッテリ１の異常を判定したり、モータ４の巻線電流を制限する処理は必要に応じて行えば良い。また、昇圧回路部２と駆動制御部３との間で転送する情報は、個別の設計に応じて必要なものを適宜選択すれば良い。
【００４９】
駆動制御部３に電源回路６４を配置することなく、昇圧回路部２側で生成された制御用電源を供給するように構成しても良い。
ブラシレスモータ４に代えて、その他の三相モータ、例えば誘導モータなどを用いても良い。
通信手段を設けることなく、昇圧回路部と、駆動制御部とが夫々独立に動作する構成であっても良い。即ち、昇圧回路部は、常に一定の昇圧率で昇圧動作を行うようにしても良い。
パワーステアリング装置１００に限ることなく、車載用のモータを駆動制御するものであれば適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施例であり、装置全体の構成を示す機能ブロック図
【図２】昇圧回路部の電気的構成を示す図
【図３】駆動制御部の電気的構成を示す図
【図４】（ａ），（ｂ）は、夫々昇圧回路部側のマイコン，駆動制御部側のマイコンにより、両者間で行われる通信に関する処理内容を中心に示すフローチャート
【図５】ブラシレスモータの回転数と昇圧電圧指令の関係の一例を示す図
【図６】バッテリ−モータ間において、駆動制御部をモータ近傍の９：１の場所に、昇圧回路部をバッテリ近傍の１：９の場所に配置した状態を示す図
【図７】図６の配置形態に基づいて昇圧回路部の昇圧率を変化させた場合に、配線損失が変化する状態を示す図
【図８】従来のモータ制御装置を、モータ近傍の比率９：１の位置に配置した場合を示す図
【図９】図８の配置形態に基づく図７相当図
【図１０】モータ制御装置を、バッテリ近傍の比率１：９の位置に配置した場合を示す図
【図１１】図１０の配置形態に基づく図７相当図
【符号の説明】
【００５１】
図面中、１はバッテリ、２は昇圧回路部、３は駆動制御部（判定手段）、４はブラシレスモータ、５はレゾルバ（回転位置検出手段）、８０は通信手段、９０は車載用モータ制御装置、１００はパワーステアリング装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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