(57)【要約】【課題】入力電源の電圧が立ち上がるときの入力電流が制限される昇圧回路および電動パワーステアリング装置を提供する  【解決手段】少なくともコイル１１０、充電器１６０およびスイッチング素子１２０を含み、入力電源７０の電圧を昇圧する昇圧回路２００であって、前記入力電源７０の電圧が立ち上がるときに、前記入力電源７０によって供給される電力を徐々に増加させる電力調整手段１４０を備える。また、前記電力調整手段１４０がスイッチング素子であるとき、このスイッチング素子が開放状態に遷移したときに、前記コイル１１０の蓄積エネルギーを還流させるダイオードを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコイル、充電器およびスイッチング素子を含み、入力電源の電圧を昇圧する昇圧回路であって、
前記入力電源によって供給される電源電力の供給・遮断を行う遮断素子が備えられ、
前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、前記電源電力を徐々に増加させる電力調整手段を備えたことを特徴とする昇圧回路。
【請求項２】
前記電力調整手段は、スイッチング素子からなり、
前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、このスイッチング素子をＰＷＭ駆動する信号のＤＵＴＹ比を徐々に増加させることを特徴とする請求項１に記載の昇圧回路。
【請求項３】
少なくともコイル、充電器およびスイッチング素子を含み、入力電源の電圧を昇圧する昇圧回路であって、
前記入力電源によって供給される電源電力の供給・遮断を行う遮断素子が備えられ、
前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、前記電源電力を徐々に増加させる電力調整手段を備え、
前記電力調整手段が供給する電力が所定値以上となったときに、前記コイルに蓄積された蓄積エネルギーを還流させるダイオードを備えたことを特徴とする昇圧回路。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の昇圧回路と、この昇圧回路の出力を用いて駆動される電動機とを含み、
前記昇圧回路は、前記充電器を出力側に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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電源の電圧を昇圧する昇圧回路および電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルを操舵する際にステアリング軸に発生する操舵トルクを検出し、この検出信号に基づいて電動機を駆動して操舵補助力を発生させ、操向ハンドルの操舵力を軽減するように動作する。
ところで、このようなシステムでは、電動機に常に電流が流れるわけではなく、操向ハンドルが操作されない限り電動機に電流は流れない。しかし、最大の操舵補助力が必要とされる据切りなどのときは、電動機に大電流を流す必要がある。例えば、要求される電力は通常の２０００ｃｃクラスの自動車で６００ワット〜８００ワット程度になり、電源を１２Ｖバッテリに求めると電動機の効率を考えて６０Ａ以上の電流が必要となる。
【０００３】
電動機に流れる一時的な大電流を低減するため、昇圧回路の出力側に第２の電池を設けた電源装置の例が報告されている。たとえば、特許文献１には、第１の電池と、この第１の電池に接続された昇圧装置と、この昇圧装置に接続された第２の電池と、この第２の電池に接続され、操向ハンドルのトルク信号に対応して電動機の駆動電力を供給する制御回路と、この制御回路に接続された電動機とで構成した電動パワーステアリング装置用の電源装置の例が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２，３には、コイル、および、スイッチング素子の直列回路が入力端子と出力端子との間に接続され、このコイルとスイッチング素子との接続点は他のスイッチング素子を介して接地されている昇圧回路が開示されている。また、この昇圧回路は、各スイッチング素子に並列してダイオードが接続されている。特に、特許文献２の技術は、入力側および出力側にコンデンサが接続されており、特許文献３の技術は、入力側に２次電池が直接接続されており、出力側にコンデンサが接続されている。
【特許文献１】特公平８-５３９号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００３−８９３６０号公報（図４）
【特許文献３】特開２０００−２４４９４３号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、昇圧回路は一般的に大容量コンデンサが用いられているため、電源スイッチがＯＮ状態に遷移するときに大電流（突入電流）が流れ、電源スイッチ（遮断素子）が溶着することがあった。例えば、特許文献２，３の技術は、コイルとスイッチング素子とコンデンサとの直列回路に入力電源の電圧が印加されている。このため、これらの技術は、少なくとも起動時のスイッチング素子が駆動しない状態では、入力電源の電圧がコイル、および、ダイオードを介して出力側のコンデンサに充電されるので、入力電源の電圧の立ち上がり時に突入電流が流れることがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、遮断素子がＯＮ状態に遷移するときの入力電流を低減し、遮断素子の溶着を防止することができる昇圧回路および電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明の昇圧回路は、少なくともコイル、充電器およびスイッチング素子を含み、入力電源の電圧を昇圧する昇圧回路であって、前記入力電源によって供給される電源電力の供給・遮断を行う遮断素子が備えられ、前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、前記電源電力を徐々に増加させる電力調整手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これによれば、遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、電力調整手段は入力電源によって供給される電源電力を徐々に増加させるので、充電器に充電される電荷も徐々に増加する。このため、充電器には突入電流が流れず、遮断素子は溶着しない。また、コイル、充電器および電力調整手段の直列回路が入力電源に接続されていても、突入電流が回避される。なお、充電器には、コンデンサおよび２次電池が含まれる。
【０００９】
なお、スイッチング素子とコイルとは、導通状態に遷移したスイッチング素子およびコイルの直列回路に入力電源の電圧が印加され、その後、このスイッチング素子の開放状態への遷移により、このコイルに蓄積された磁気エネルギーの逆起電力と、入力電源の電圧とが重畳された電圧が、充電器に供給され、昇圧を行うように構成することができる。この場合には、コイルは、スイッチング素子の下流側に設けられており、充電器はコイルの下流側に設けられている。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の昇圧回路において、前記電力調整手段は、スイッチング素子からなり、前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、このスイッチング素子をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動する信号のＤＵＴＹ比を徐々に増加させることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、他のスイッチング素子を駆動するＤＵＴＹ比（デューティ比）が徐々に増加する。すなわち、他のスイッチング素子が導通状態のときにコイルに流れる電流が増加し、充電器の充電電圧が徐々に上昇する。また、コイルに電流が流れない開放状態では、充電器の充電電圧が一定になる。ＤＵＴＹ比が徐々に増加することにより、充電器の充電速度が速まる。ここで、コイルに流れる電流の時間変化率は、入力電圧と充電器の充電電圧との差電圧をコイルのインダクタンスで除した値に相当するので、充電器の充電電圧の増加につれて、時間変化率が緩やかになる一方、通電時間が長くなるので、最大電流値の変化は少ない。
【００１２】
また、請求項３に係る昇圧回路は、少なくともコイル、充電器およびスイッチング素子を含み、入力電源の電圧を昇圧する昇圧回路であって、  前記入力電源によって供給される電源電力の供給・遮断を行う遮断素子が備えられ、前記遮断素子がＯＮ状態に遷移するときに、前記電源電力を徐々に増加させる電力調整手段を備え、前記電力調整手段が供給する電力が所定値以上となったときに、前記コイルに蓄積された蓄積エネルギーを還流させるダイオードを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このとき、前記したように、導通状態に遷移したスイッチング素子およびコイルの直列回路に入力電源の電圧が印加されることによって、このコイルに蓄積された磁気エネルギーの逆起電力と、入力電圧とが重畳された電圧が、このスイッチング素子の開放状態への遷移によって、充電器に供給されるようにコイル、充電器およびスイッチング素子を構成することが好ましい。
【００１４】
他のスイッチング素子はＰＷＭ駆動されるので、導通状態と開放状態とが繰り返される。他のスイッチング素子が導通状態になったときに、コイルに流れる電流が略直線的に増加し、コイルに磁気エネルギーが蓄積されると共に、充電器の充電電圧が増加する。さらに、他のスイッチング素子が開放状態になったときに、コイルに蓄積された磁気エネルギーがダイオードを介して還流（転流）させて、この還流電流により充電器の充電電圧がさらに上昇する。また、コイルによるスパイク電圧がスイッチング素子に印加されない。また、この還流電流により充電器の充電電圧をさらに上昇させることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明の電動パワーステアリング装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の昇圧回路と、この昇圧回路の出力を用いて駆動される電動機とを含み、前記昇圧回路は、前記充電器を出力側に設けたことを特徴とする。これによれば、電動機に流れる一時的な大電流は充電器を介して供給される。このため、昇圧回路に使用されるスイッチング素子等は大電流に耐えるものにする必要がない。また、イグニッションスイッチが遮断素子であるときは、イグニションスイッチを短絡したときに入力電源が立ち上がり、このときの突入電流が回避される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、遮断素子がＯＮ状態に遷移するときの入力電流を低減し、遮断素子の溶着を防止することができる昇圧回路および電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態である昇圧回路について説明する。
図１の回路図において、昇圧回路２００は、電池７０の電源電圧Ｅを入力電圧として、この入力電圧を最大２倍にして負荷６０に供給するものである。昇圧回路２００の構成は、スイッチ８０の一端が電池７０の正極に接続され、スイッチ８０の他端とスイッチング素子１４０のドレイン端とが接続され、スイッチング素子１４０のソース端とインバータ１００の入力端Ａとダイオード１５０のカソード端とが接続され、電池７０の負極は、ダイオード１５０のアノード端とインバータ１００の入力端Ｂとに接続されている。また、インバータ１００の出力端Ｃと出力端Ｄとの間には、充電器であるコンデンサ１６０と負荷６０とが並列接続されている。なお、スイッチング素子１４０のゲートには矩形波信号Ｇ１が入力される。
【００１８】
電池７０は、バッテリ等の２次電池であり、特に、大電流の場合、内部直列抵抗により出力電圧が低下する性質を備えている。スイッチ８０は、機械的接点のスイッチであり、大電流により溶着することがある。スイッチング素子１４０は、電力調整手段であるＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いた電気的スイッチであり、ゲート電位をHIGH LEVEL状態にすると、ドレイン−ソース間が導通状態になり、ゲート電位をLOW LEVEL状態にすると、ドレイン−ソース間が開放状態になる。コンデンサ１６０は、大容量かつ内部直列抵抗が小さなコンデンサであり、例えば、スーパーキャパシタが使用される。
【００１９】
インバータ１００は、入力端Ａにコイル１１０の一端が接続され、コイル１１０の他端と、スイッチング素子１２０のドレイン端と、ダイオード１３０のアノード端とが接続され、ダイオード１３０のカソード端が出力端Ｃに接続されている。また、スイッチング素子１２０のソース端が入力端Ｂと出力端Ｄとに接続され、スイッチング素子１２０のゲートには矩形波信号Ｇ２が入力されている。すなわち、インバータ１００は、非絶縁の昇圧型を構成している。また、インバータ１００には、矩形波信号Ｇ１，Ｇ２を生成する制御回路１８０が含まれている。なお、入力端Ａと入力端Ｂとの間の電圧が入力電圧ＶＩであり、出力端Ｃと出力端Ｄとの間の電圧が出力電圧ＶＯである。また、コンデンサ１６０の電圧が充電電圧ｖｃであり、コイル１１０に流れる電流がコイル電流ｉＬである。
【００２０】
次に、昇圧回路２００の動作を図１の回路図および図２のタイミングチャートを用いて説明する。図２の各図は、時刻「０」でスイッチ８０が導通し、入力電源が立ち上がってからの矩形波信号Ｇ１，Ｇ２の波形、コイル１１０に流れるコイル電流ｉＬの波形、および、コンデンサ１６０の充電電圧ｖＣの波形を示す。
【００２１】
図２（ａ）は、スイッチング素子１４０のゲートに入力される矩形波信号Ｇ１の波形であり、この波形は入力電源の立ち上がり時刻ｔ０からデューティ比が徐々に増加するｎ個（図面上は３個）のパルス信号と、時刻ｔ６以降のHIGH LEVEL信号とで構成される。これらのパルス列信号のパルス幅は、Ｔ１＝ｔ１−ｔ０＝ｔ１、Ｔ２＝（ｔ３−ｔ２）、Ｔ３＝（ｔ５−ｔ４）であり、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３と増加し、周期は（ｔ２−ｔ０）＝（ｔ４−ｔ２）＝（ｔ６−ｔ４）と同一周期である。なお、各パルス信号のデューティ比は、Ｔ１／ｔ２，Ｔ２／（ｔ４−ｔ２），Ｔ３／（ｔ６−ｔ４）である。
【００２２】
図２（ｂ）は、スイッチング素子１２０のゲートに入力される矩形波信号Ｇ２の波形であり、時刻ｔ０からｔ６前まではLOW LEVEL状態であり、時刻ｔ６（図２（ａ）参照）以降に矩形波信号が入力される。なお、後記するように、この矩形波信号はデューティ比が変化する。図２（ｃ）はコイル電流ｉＬ＝Ｅ２ｎ／Ｌ・ｔの波形であり、図２（ｄ）はコンデンサ１６０の充電電圧ｖＣの波形である。ここで、Ｅ２ｎ＝（Ｅ０−Ｖｃ（ｔ２ｎ））であり、Ｅ０は電池７０の電圧、すなわち、インバータ１００の入力電圧ＶＩであり、Ｖｃ（ｔ２ｎ）はコンデンサ１６０の充電電圧の初期値である。
【００２３】
まず、ｔ０＜ｔ＜ｔ６の範囲ではスイッチング素子１４０がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動される。すなわち、ｔ０＜ｔ＜ｔ１の範囲で、スイッチング素子１４０、コイル１１０、ダイオード１３０、および、コンデンサ１６０の閉回路が形成される。このとき、時刻ｔ０ではコンデンサ１６０の充電電圧ｖｃ（０）＝０であるので、Ｅ０／Ｌの勾配で略直線的にコイル電流ｉＬが増加し、増加電流が流れる。また、ｔ１＜ｔ＜ｔ２の範囲でスイッチング素子１４０が開放するので、コイル１１０に蓄積された磁気エネルギーがダイオード１５０を介して還流（転流）する。すなわち、ダイオード１５０、コイル１１０、ダイオード１３０およびコンデンサ１６０の閉回路が形成され、コイル１１０には減少電流が流れる。コイル１１０に流れる増加電流あるいは減少電流により、コンデンサ１６０の充電電圧ｖｃは上昇し、充電電圧はｖｃ（ｔ２）＝Ｅ０−Ｅ１となる。
【００２４】
時刻ｔ２で、再びスイッチング素子１４０のゲートにパルス幅Ｔ２＝（ｔ３−ｔ２）のパルス信号が入力されると、ｔ２＜ｔ＜ｔ３の範囲において、Ｅ２／Ｌ＝（Ｅ０−Ｖｃ（ｔ２））／Ｌの時間変化率で略直線的に増加するコイル電流ｉＬが流れる。すなわち、コンデンサ１６０の充電電圧ｖｃの増加により、時間変化率が減少すると共に、パルス幅が増加しているので、コイル電流ｉＬの最大値の変化は比較的少ない。また、パルス幅Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，…を目的とする入力電力（あるいは、コイル電流ｉＬ）の最大値となるように設定することができる。すなわち、入力電力が所定値（最大値）以上となったときに、コイル１１０に蓄積された磁気エネルギーが還流（転流）することになる。
【００２５】
さらに、時刻ｔ３以降でコイル電流ｉＬが減少し、コンデンサ１６０の充電電圧ｖｃがｖｃ（ｔ４）＝Ｅ０−Ｅ２となる。さらに、時刻ｔ４からｔ５迄はコイル電流ｉＬが増加し、その後減少することにより、充電電圧ｖｃがさらに増加し、入力電圧Ｅ０の定常値に到達し、充電が完了する。
【００２６】
さらに、時刻ｔ６以降においてスイッチング素子１４０は継続的な導通状態になり、その後スイッチング素子１２０のゲートに矩形波信号Ｇ２が入力され、昇圧動作が行われる。
まず、スイッチング素子１２０のゲート電位がHIGH LEVEL状態となりスイッチング素子１２０がＴＯＮ時間導通することにより、コイル１１０に電流が流れる。なお、このコイル電流ｉＬは、コイル１１０のインダクタンスＬに反比例する傾斜で直線的に増加し、電流の増加量は（Ｅ０／Ｌ）ＴＯＮとなる。そして、ＴＯＮ時間経過後、スイッチング素子１２０のゲート電位がLOW LEVEL状態となりスイッチング素子１２０をＴＯＦＦ時間開放させる。これにより、インダクタンスＬに反比例する傾斜でＴＯＦＦ時間直線的に電流が減少し、電流の減少量は、出力電圧を仮に、ＶＯとすると、（（ＶＯ−Ｅ０）／Ｌ）ＴＯＦＦとなる。そして、ＴＯＦＦ時間経過後、スイッチング素子１２０の導通が再び行われる。
【００２７】
スイッチング素子１２０の導通状態と開放状態とが交互に繰り返されることにより、定常的に電流の増加量と減少量とは等しくなり、
（Ｅ０／Ｌ）ＴＯＮ＝（（ＶＯ−Ｅ０）／Ｌ）ＴＯＦＦ
が成立する。すなわち、出力電圧ＶＯは（１＋ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）Ｅ０に収束し、スイッチング素子１２０のＯＮ時間と、ＯＦＦ時間との比で決まる電圧（ＴＯＮ／ＴＯＦＦ）Ｅ０が電池７０の電圧Ｅ０に加算されることになる。言い換えれば、導通状態に遷移したスイッチング素子１２０およびコイル１１０の直列回路に入力電圧が印加されることによって、コイル１１０に蓄積された磁気エネルギーの逆起電力と、入力電圧ＶＩとが重畳された電圧が、スイッチング素子１２０の開放状態への遷移により、コンデンサ１６０に供給される。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の昇圧回路２００によれば、スイッチング素子１２０が開放状態であるとき、スイッチ８０の投入時に流れるコンデンサ１６０の突入電流がスイッチング素子１４０により制限される。これにより、入力電源の立ち上がり時のように、スイッチング素子１２０が開放状態であっても、突入電流を防止することができる。また、インバータ１００の容量は、コンデンサ１６０で使用される平均電力よりも大きければ、最大電力よりも小さな容量にすることが可能である。これにより、電池７０の内部直列抵抗による電圧降下が低減する。
【００２９】
また、突入電流を回避する方法としてリレー（スイッチ８０に相当）と並列に抵抗器を接続する構成では、大容量のコンデンサに充電されるエネルギーと同一のエネルギーが抵抗器で消費されるために、一時的な発熱が発生することになるが、本実施形態の昇圧回路２００によれば、スイッチング素子１４０のＰＷＭ制御であるので、発熱を最小限に抑えることができる。
【００３０】
（電動パワーステアリング装置）
次に、昇圧回路２００が使用される電動パワーステアリング装置について説明する。
図３の構成図において、電動パワーステアリング装置３００は、操向ハンドル２が設けられたメインステアリングシャフト３と、シャフト１と、ピニオン軸５とが、２つの自在継手４によって連結され、また、ピニオン軸５の下端部に設けられたピニオンギア７は、車幅方向に往復運動可能なラック軸８のラック歯８ａに噛合し、ラック軸８の両端には、タイロッド９，９を介して左右の転舵輪１０，１０が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置３００は、操向ハンドル２の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。ここで、ラック軸８、ラック歯８ａ、および、タイロッド９，９は転舵機構を構成する。なお、ピニオン軸５はその下部、中間部、上部に設けられた軸受６ａ，６ｂ，６ｃを介してステアリングギアボックス２０に支持されている。
【００３１】
また、電動パワーステアリング装置３００は、操向ハンドル２による操舵力を軽減するための補助操舵力を供給する電動機１１を備えており、この電動機１１の出力軸に設けられたウォームギア１２が、ピニオン軸５に設けられたウォームホイールギア１３に噛合している。すなわち、ウォームギア１２とウォームホイールギア１３とで減速機構が構成されている。また、電動機１１の回転子と電動機１１に連結されているウォームギア１２とウォームホイールギア１３とピニオン軸５とラック軸８とラック歯８ａとタイロッド９，９等により、ステアリング系が構成される。
【００３２】
また、電動パワーステアリング装置３００は、前記した昇圧回路２００と、電池７０とを備え、さらに、制御装置９０と、電動機１１を駆動する電動機駆動手段６１と、レゾルバ５０と、ピニオン軸５に加えられるトルクを検出するトルクセンサ３０と、車速センサ４０とを備えている。なお、昇圧回路２００内部のスイッチ８０を介して電源が制御装置９０に供給されている。
【００３３】
電動機駆動手段６１は、前記した負荷６０に相当し、例えば、３相のＦＥＴブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置９０からのＤＵＴＹ信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機１１を駆動するものである。また、電動機駆動手段６１は図示しないホール素子を用いて３相の電動機電流Ｉを検出する機能を備えている。レゾルバ５０は、電動機１１の回転角を検出し、角度信号θを出力するものであり、例えば、磁気抵抗変化を検出するセンサを周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に近接させたものがある。
【００３４】
トルクセンサ３０は、ピニオン軸５に加えられるトルクを検出し、トルク信号Ｔを出力するものである。また、トルクセンサ３０は、ピニオン軸５の軸方向２箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸５に離間して挿入されている。車速センサ４０は、車両の車速Ｖを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速信号ＶＳを出力する。スイッチ８０は、イグニッションスイッチ、あるいは、イグニッションスイッチにより駆動されるリレーである。
【００３５】
制御装置９０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータ、および、プログラムからなり、各部を制御する。すなわち、トルク信号Ｔが大きな値の場合には大きな操舵補助力を供給するように、電動機電流Ｉの目標値を設定して、電動機１１の実電流値をこの目標値と一致するようなデューティ比のＤＵＴＹ信号を生成してフィードバック制御を行う。また、電動機電流Ｉの目標値は、車速Ｖが速くなるほどトルク信号Ｔに対するゲインを低くし、かつ、不感帯を大きくして、路面情報を運転者に与え、車速Ｖの増大に応じてしっかりとした操舵トルクの手応え感を付与する。また、角度信号θを用いて、電動機１１の回転子の磁極位置に対応する電気角でＤＵＴＹ信号を生成する。
【００３６】
以上説明したように、電動パワーステアリング装置３００によれば、イグニッションスイッチ（スイッチ８０）を投入したとき、インバータ１００（図１参照）の入力電圧ＶＩが不安定でありスイッチング素子１２０（図１参照）が開放状態であっても、コンデンサ１６０に流れる突入電流を回避することができる。
また、最大の操舵補助力が必要とされる据切りなどのとき、昇圧回路２００の出力に接続されているコンデンサ１６０から電動機駆動手段６１を介して電動機１１に供給される電力が供給される。これにより、コンデンサ１６０（図１参照）で使用される平均電力よりも小さな容量の昇圧回路２００で足りる。すなわち、昇圧回路２００の大型化が避けられ、大容量スイッチング素子あるいは太い電線を使用する必要が無くなる。また、電動機１１の回転速度が速いときの誘導起電力による電力供給低減の影響を少なくすることができる。
【００３７】
（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記実施形態のインバータ１００は、入力側にコンデンサが設けられておらず、出力側にコンデンサ１６０を設けていた。すなわち、出力側のコンデンサ１６０に流れる突入電流をコイル１１０を用いて制限していた。しかし、図４に示すようなインバータ１０５のように、入力側にコンデンサ１７０を設けた場合でも電力調整手段であるＦＥＴ１４５をスイッチ８０とコンデンサ１７０との間に設け、ＦＥＴ１４５を能動駆動して電流制限することが可能である。但し、ＦＥＴ１４５の発熱を考慮して、電流制限は短時間に行い、あるいは、開放状態による放熱と電流制限状態とを交互に繰り返すことが好ましい。
（２）また、図４のようにインバータ１０５の入力側にコンデンサ１７０を設けた場合には、変圧器およびスイッチング素子を用いて絶縁型の昇圧回路を構成することも可能である。
（３）前記実施形態は、スイッチング素子１２０，１４０としてＦＥＴを用いたが、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Implement an insulated gate bipolar transistor）等を用いることも可能である。また、前記実施形態では、充電器としてコンデンサ１６０を用いたがバッテリ等の２次電池を用いることもできる。
【００３８】
（４）前記実施形態は、電池７０の電圧を昇圧してコンデンサ１６０に充電したが、コンデンサ１６０に充電された過剰な電荷を電池７０に回生することができる。
図５の回路図を用いて、この変形例について説明する。インバータ１０７は、図１のインバータ１００に対して、ダイオード１３０に並列にスイッチング素子１２５を接続し、スイッチング素子１２０のドレイン端とソース端との間にダイオード１３５を接続した点で相違する。すなわち、インバータ１００は非絶縁の昇圧型を構成していたが、インバータ１０７は非絶縁の降圧型と昇圧型との組合せ回路を構成している。すなわち、コイル１１０とダイオード１３０とスイッチング素子１２０とで昇圧型を構成し、コイル１１０とスイッチング素子１２５とダイオード１３５とで降圧型を構成している。この構成によれば、スイッチング素子１４０が継続的に導通状態になった後に、スイッチング素子１２０のゲートに矩形波信号Ｇ２が入力されるときに昇圧され、スイッチング素子１２５のゲートに矩形波信号Ｇ３が入力されるときに回生が行われる。また、スイッチング素子１２０のゲートに矩形波信号Ｇ２が入力され、かつ、スイッチング素子１２５のゲートに矩形波信号Ｇ２の反転信号が入力されるときには、昇圧および回生が適宜行われる。なお、この場合には、矩形波信号Ｇ１，Ｇ２のHIGH LEVEL状態の電位は入力電圧Ｅでよいが、他のＦＥＴのゲートに印加される電位は入力電圧Ｅの２倍必要である。また、一般的にＦＥＴの飽和電圧（約０．３Ｖ）はダイオードの順方向電圧（約１Ｖ）よりも小さいので、昇圧時のコンデンサ１６０の充電電圧が若干上昇し、ダイオード１３０あるいはスイッチング素子１２５の発熱が減少する。
【００３９】
（５）前記実施形態は、入力電源の電圧とコンデンサ１６０に充電される電圧とが同一極性であったが、極性を反転させた電圧を出力させる反転型のインバータを用いることも可能である。この場合は、スイッチング素子１４０のソース端とダイオード１５０のカソード端との接続点が他のスイッチング素子のドレイン端に接続され、他のスイッチング素子のソース端と他のコイルの一端と他のダイオードのカソード端とが接続され、他のダイオードのアノード端とコンデンサ１６０の一端とが接続され、ダイオード１５０のアノード端と他のコイルの他端とコンデンサ１６０の他端とが接地されることになる。これによれば、他のスイッチング素子が導通状態のときに他のコイルに磁気エネルギーが蓄積され、他のスイッチング素子が開放状態に遷移すると、他のコイルと他のダイオードとコンデンサ１６０とで閉回路が形成され、コンデンサ１６０が負の電圧に充電される。
（６）本発明の電動パワーステアリング装置には、操向ハンドル２と転舵輪１０とが機械的に切り離されたり、遊星歯車機構などを介して接続された操舵装置が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である昇圧回路、および周辺回路の回路図である。
【図２】昇圧回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】電動パワーステアリング装置の構成図である。
【図４】昇圧回路の変形例を説明するための図である。
【図５】昇圧回路の他の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  シャフト
２  操向ハンドル
３  メインステアリングシャフト
４  自在継手
５  ピニオン軸
６ａ，６ｂ，６ｃ  軸受
７  ピニオンギア
８  ラック軸
８ａ  ラック歯
９  タイロッド
１０  転舵輪
１１  電動機
１２  ウォームギア
１３  ウォームホイールギア
２０  ステアリングギアボックス
３０  トルクセンサ
４０  車速センサ
５０  レゾルバ
６０  負荷
６１  電動機駆動手段
７０  電池
８０  スイッチ（遮断素子、イグニッションスイッチ）
９０  制御装置
１００，１０５  インバータ
１１０  コイル
１２０，１２５  スイッチング素子
１４０  スイッチング素子（電力調整手段）
１４５  ＦＥＴ（電力調整手段）
１３０，１３５，１５０  ダイオード
１６０  コンデンサ（充電器）
１７０  コンデンサ
１８０  制御回路
２００  昇圧回路
３００  電動パワーステアリング装置
【図１】
2007306681.tif 000003
【図２】
2007306681.tif 000004
【図３】
2007306681.tif 000005
【図４】
2007306681.tif 000006
【図５】
2007306681.tif 000007