(57)【要約】【課題】  構成が簡単であり、電源投入時に、平滑コンデンサの充電電流により、電源投入を行なうリレー接点に焼き付きが発生しない電源装置の提供。【解決手段】  直流電源２０と、負荷回路５へ直流電源２０を接続する接点回路ｒｙ１と、負荷回路５に並列に接続された平滑コンデンサＣとを備える電源装置。接点回路ｒｙ１及び平滑コンデンサＣ間に接続されたスイッチング素子ＳＷと、スイッチング素子ＳＷをオン／オフし、接点回路ｒｙ１が直流電源２０を負荷回路５へ接続する場合は、スイッチング素子ＳＷをオンにするスイッチング手段６とを備え、接点回路ｒｙ１が直流電源２０を負荷回路５へ接続する際は、接続の前後にかけて、スイッチング手段６が、オンする時間を漸増させながらスイッチング素子ＳＷをオン／オフする構成である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、負荷回路へ該直流電源を接続する接点回路と、前記負荷回路に並列に接続された平滑コンデンサとを備える電源装置において、
前記接点回路及び平滑コンデンサ間に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフし、前記接点回路が前記直流電源を負荷回路へ接続する場合は、前記スイッチング素子をオンにするスイッチング手段とを備え、前記接点回路が前記直流電源を負荷回路へ接続する際は、接続の前後にかけて、前記スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながら前記スイッチング素子をオン／オフするように構成してあることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
直流電源と、負荷回路へ該直流電源を接続する接点回路と、前記負荷回路に並列に接続された平滑コンデンサとを備える電源装置において、
前記直流電源及び平滑コンデンサ間に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフするスイッチング手段とを備え、前記直流電源を負荷回路へ接続する際は、前記スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながら、前記スイッチング素子をオン／オフさせて、前記平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサが充電された後に、前記接点回路を接続し、前記スイッチング素子をオフにするように構成してあることを特徴とする電源装置。
【請求項３】
アクチュエータと、該アクチュエータを駆動する駆動回路とを備え、該アクチュエータが車両の操舵補助を行なう車両用操舵制御装置において、
請求項１又は２に記載された電源装置を備え、該電源装置に接続される負荷回路は、前記アクチュエータ及び駆動回路であることを特徴とする車両用操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置、及びこの電源装置を備える車両用操舵制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用操舵制御装置には、電動モータを駆動して車両の舵取装置に操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減する電動パワーステアリング装置、及び電動ポンプにより油圧を保持された油圧機構が、車両の舵取装置に操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減するパワーステアリング装置等がある。
これらの車両用操舵制御装置には、電動モータを駆動するモータ駆動回路の電源装置に、大容量の平滑コンデンサを備え、モータ駆動回路のスイッチング素子のオン／オフによる電圧変動を抑制するものがある。
【特許文献１】特開２００１−２７０４０１号公報
【特許文献２】特開平１１−２４５８２９号公報
【特許文献３】特開２００２−０４４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したような従来の車両用操舵制御装置の電源装置では、電源投入時に、平滑コンデンサを充電する過大な電流が流れる為、電源投入を行なうリレー接点に焼き付き等が発生するという問題がある。また、今後は、電源に使用されるバッテリの電圧の４２Ｖ化等、高電圧化が予想されるが、その場合は、電源投入時に更に過大な電流が流れるという問題がある。
【０００４】
このような問題に関連する技術として、特許文献１には、イグニッションスイッチのオンにより、小電流の切換制御信号が開閉部のトランジスタをオンにし、このトランジスタのオンによりＡＰＣ回路のスイッチング手段がオンし、開閉部が閉成状態に切換えられて、バッテリからレギュレータへ給電路が閉成し、レギュレータを介して制御回路に電源供給され、周辺機器への電波障害ノイズの影響を抑制する車載用モータの制御装置が開示されているが、構成が複雑である。
特許文献２には、電源と駆動回路との間に設けられたリレー回路を閉成する前に、電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするプリチャージ回路を備えた電動機駆動回路が開示されているが、抵抗等の部品が必要である。
【０００５】
特許文献３には、リレー回路を閉じる前に電源安定化用コンデンサを充電するプリチャージ回路が、バッテリと電源安定化用コンデンサとの間をリレー回路を介することなく結線されるバイパス回路と、バイパス回路内に設けられ、電流の方向及び電流の最大値を制限するチャージ電流制限手段と、バイパス回路に電流が所定値以上流れたときに、バイパス回路を遮断するヒューズ手段とを備える電動機駆動装置が開示されているが、構成が複雑である。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、第１，２発明では、構成が簡単であり、電源投入時に、平滑コンデンサの充電電流により、電源投入を行なうリレー接点に焼き付きが発生しない電源装置を提供することを目的とする。
第３発明では、第１発明又は第２発明に係る電源装置を備える車両用操舵制御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】
第１発明に係る電源装置は、直流電源と、負荷回路へ該直流電源を接続する接点回路と、前記負荷回路に並列に接続された平滑コンデンサとを備える電源装置において、前記接点回路及び平滑コンデンサ間に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフし、前記接点回路が前記直流電源を負荷回路へ接続する場合は、前記スイッチング素子をオンにするスイッチング手段とを備え、前記接点回路が前記直流電源を負荷回路へ接続する際は、接続の前後にかけて、前記スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながら前記スイッチング素子をオン／オフするように構成してあることを特徴とする。
【０００８】
第２発明に係る電源装置は、直流電源と、負荷回路へ該直流電源を接続する接点回路と、前記負荷回路に並列に接続された平滑コンデンサとを備える電源装置において、前記直流電源及び平滑コンデンサ間に接続されたスイッチング素子と、該スイッチング素子をオン／オフするスイッチング手段とを備え、前記直流電源を負荷回路へ接続する際は、前記スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながら、前記スイッチング素子をオン／オフさせて、前記平滑コンデンサを充電し、該平滑コンデンサが充電された後に、前記接点回路を接続し、前記スイッチング素子をオフにするように構成してあることを特徴とする。
【０００９】
第３発明に係る車両用操舵制御装置は、アクチュエータと、該アクチュエータを駆動する駆動回路とを備え、該アクチュエータが車両の操舵補助を行なう車両用操舵制御装置において、第１発明又は第２発明に係る電源装置を備え、該電源装置に接続される負荷回路は、前記アクチュエータ及び駆動回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１発明に係る電源装置によれば、接点回路が直流電源を負荷回路へ接続する場合は、スイッチング素子をオンにし、接点回路が直流電源を負荷回路へ接続する際は、接続の前後にかけて、スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながらスイッチング素子をオン／オフするので、構成が簡単であり、電源投入時に、平滑コンデンサの充電電流により、電源投入を行なうリレー接点に焼き付きが発生しない電源装置を実現することができる。
【００１１】
第２発明に係る電源装置によれば、直流電源を負荷回路へ接続する際は、スイッチング手段が、オンする時間を漸増させながら、スイッチング素子をオン／オフさせて、平滑コンデンサを充電し、平滑コンデンサが充電された後に、接点回路を接続するので、構成が簡単であり、電源投入時に、平滑コンデンサの充電電流により、電源投入を行なうリレー接点に焼き付きが発生しない電源装置を実現することができる。
【００１２】
第３発明に係る車両用操舵制御装置によれば、請求項１又は２に記載された電源装置に接続される負荷回路は、車両の操舵補助を行なうアクチュエータ及び駆動回路であるので、第１発明又は第２発明に係る電源装置を備える車両用操舵制御装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る車両用操舵制御装置の実施の形態である電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。この電動パワーステアリング装置は、例えば舵取りの為の操舵輪７と、操舵輪７の操舵に応じて駆動される操舵補助用のモータ（アクチュエータ）１と、モータ１の回転を減速歯車機構２を介して舵取機構３，３に伝える伝動手段４と、モータ１の駆動回路（負荷回路）５を制御するコントローラ６（６ａ）とを備えている。
【００１４】
操舵輪７には、その回転角を検出する操舵輪回転角センサ１７が設けられ、操舵輪回転角センサ１７が検出した回転角はコントローラ６（６ａ）に与えられる。操舵輪７は、入力軸１６に連結されている。
伝動手段４は、入力軸１６に図示しない連結部材を介して連結される出力軸９と、出力軸９にユニバーサルジョイント等の連結軸１０を介して連結されるピニオン軸１１と、ピニオン軸１１のピニオンに噛合するラック歯を有し、左右の操向輪Ｔ，Ｔに舵取機構３，３を介して連結されるラック軸１２とを備えている。入力軸１６及び伝動手段４は操舵軸１９を構成している。
【００１５】
入力軸１６の周りには、操舵輪７を操作することにより入力軸１６に加わる操舵トルクを、連結部材に生じる捩れによって検出するトルクセンサ１３が配置されており、トルクセンサ１３が検出した操舵トルクに基づいて、コントローラ６（６ａ）が駆動回路５を制御するように構成してある。
コントローラ６（６ａ）は、電源回路８（８ａ）を制御し、電源回路８（８ａ）は、駆動回路５へ電力を供給する。
【００１６】
このような構成の電動パワーステアリング装置では、操舵輪７の操作による舵取り操作力を入力軸１６、連結部材、出力軸９、連結軸１０、及びピニオン軸１１を介してラック軸１２に伝達し、ラック軸１２を軸長方向へ移動させ、舵取機構３，３を作動させる。また、それと共に、トルクセンサ１３が検出した操舵トルクに基づき、コントローラ６（６ａ）が駆動回路５を制御してモータ１を駆動し、モータ１の駆動力を出力軸９に伝達することにより、舵取り操作力を補助し、舵取りのための運転者の労力負担を軽減する。
【００１７】
図２は、本発明に係る電源装置の実施の形態、及び図１に示す駆動回路５、コントローラ６等の構成例を示すブロック図である。
この電源装置は、電源回路８が、バッテリ２０と、バッテリ２０の陽極に一方の端子が接続されたリレー接点（接点回路）ｒｙ１と、リレー接点ｒｙ１の他方の端子にコレクタが接続されたＮＰＮ型トランジスタ（スイッチング素子）ＳＷとを備えている。また、トランジスタＳＷのエミッタに陽極が接続された電解コンデンサである平滑コンデンサＣと、リレー接点ｒｙ１をオン／オフするリレー駆動回路ＲＹ１とを備えている。バッテリ２０及び平滑コンデンサＣの各陰極は接地端子に接続されている。
【００１８】
平滑コンデンサＣには、駆動回路５が並列に接続されている。駆動回路５は、複数のトランジスタ及びダイオードからなるブリッジ回路であり、コントローラ６から各トランジスタが個別に制御されて、例えば３相電流をモータ１へ出力する。
コントローラ６には、トルクセンサ１３が検出した操舵トルク信号と、車両のキースイッチ（イグニッションキー）のオン／オフ信号とが与えられている。また、コントローラ（スイッチング手段）６は、その一部が電源装置の一部を構成し、リレー駆動回路ＲＹ１を駆動制御すると共に、トランジスタＳＷをオン／オフ制御する。
【００１９】
このような構成の電源装置では、コントローラ６は、キースイッチのオン信号が与えられると、先ず、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、図３（ｂ）のタイミングチャートに示すように、オン時間を増加させながらトランジスタＳＷをオン／オフ制御する。
コントローラ６は、トランジスタＳＷをオン／オフ制御しながら、リレー駆動回路ＲＹ１をオンにして、図３（ａ）のタイミングチャートに示すように、リレー接点ｒｙ１をオンにする。尚、トランジスタＳＷのオン／オフ制御とリレー接点ｒｙ１のオンとは、同時に開始しても良い。
【００２０】
平滑コンデンサＣが充電完了するだけの時間、又は充分充電されるだけの時間、トランジスタＳＷをオン／オフ制御することにより、リレー接点ｒｙ１がオンになったときに、平滑コンデンサＣへの充電電流が一時に過大に流れるのを抑制することができ、リレー接点ｒｙ１の焼き付き等の不具合を防止することができる。
コントローラ６は、オン時間を増加させながらトランジスタＳＷをオン／オフ制御して、平滑コンデンサＣが充分充電された後は、トランジスタＳＷをオンにする。
コントローラ６は、キースイッチのオフ信号が与えられると、トランジスタＳＷをオフにし、リレー駆動回路ＲＹ１をオフにして、リレー接点ｒｙ１をオフにする。
【００２１】
図４は、本発明に係る電源装置の他の実施の形態、及び図１に示す駆動回路５、コントローラ６ａ等の構成例を示すブロック図である。
この電源装置は、電源回路８ａが、バッテリ２０と、バッテリ２０の陽極に一方の端子が接続されたリレー接点ｒｙ２と、バッテリ２０の陽極にコレクタが接続されたＮＰＮ型トランジスタＳＷとを備えている。また、トランジスタＳＷのエミッタ、及びリレー接点ｒｙ２の他方の端子に陽極が接続された平滑コンデンサＣと、リレー接点ｒｙ２をオン／オフするリレー駆動回路ＲＹ２とを備えている。バッテリ２０及び平滑コンデンサＣの各陰極は接地端子に接続されている。
【００２２】
平滑コンデンサＣには、駆動回路５が並列に接続されている。駆動回路５は、複数のトランジスタ及びダイオードからなるブリッジ回路であり、コントローラ６ａから各トランジスタが個別に制御されて、例えば３相電流をモータ１へ出力する。
コントローラ６ａには、トルクセンサ１３が検出した操舵トルク信号と、車両のキースイッチ（イグニッションキー）のオン／オフ信号とが与えられている。また、コントローラ（スイッチング手段）６ａは、その一部が電源装置の一部を構成し、リレー駆動回路ＲＹ２を駆動制御すると共に、トランジスタＳＷをオン／オフ制御する。
【００２３】
このような構成の電源装置では、コントローラ６ａは、キースイッチのオン信号が与えられると、先ず、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、オン時間を増加させながらトランジスタＳＷをオン／オフ制御する。
平滑コンデンサＣが充電完了するだけの時間、又は充分充電されるだけの時間、トランジスタＳＷをオン／オフ制御することにより、平滑コンデンサＣへの充電電流が一時に過大に流れるのを抑制することができ、リレー接点ｒｙ２の焼き付き等の不具合を防止することができる。
コントローラ６ａは、オン時間を増加させながらトランジスタＳＷをオン／オフ制御して、平滑コンデンサＣが充分充電された後は、リレー駆動回路ＲＹ２をオンにして、図５（ａ）のタイミングチャートに示すように、リレー接点ｒｙ２をオンにする。
【００２４】
コントローラ６ａは、その後、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、トランジスタＳＷをオフにする。これにより、バッテリ２０の出力電力は、リレー接点ｒｙ２を経由して駆動回路５に与えられ、トランジスタＳＷの内部抵抗によるロスが生じない。
コントローラ６ａは、キースイッチのオフ信号が与えられると、リレー駆動回路ＲＹ２をオフにして、リレー接点ｒｙ２をオフにする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る車両用操舵制御装置の実施の形態である電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明に係る電源装置の実施の形態、及び図１に示す駆動回路、コントローラ等の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る電源装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明に係る電源装置の他の実施の形態、及び図１に示す駆動回路、コントローラ等の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る電源装置の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１  モータ（アクチュエータ）
３  舵取機構
５  駆動回路（負荷回路）
６，６ａ  コントローラ（スイッチング手段）
７  操舵輪
８，８ａ  電源回路
１３  トルクセンサ
２０  バッテリ（直流電源）
Ｃ  平滑コンデンサ
ｒｙ１，  ｒｙ２  リレー接点（接点回路）
ＲＹ１，ＲＹ２  リレー駆動回路
ＳＷ  トランジスタ（スイッチング素子）
【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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