(57)【要約】【課題】モータ巻線の抵抗を通して電源リップル吸収用コンデンサに蓄積された電荷を放電させる際に、モータが回転しないようにし、運転者に不快感を与えない電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】駆動制御部１５は、モータ１に流す駆動電流指令値を、ｄ−ｑ座標系に変換した電流値指令値Ｉd*，Ｉq*により付与し、電源リレー１１が非導通状態に変化した後に、ｄ軸の電流指令値Ｉd*を所定値とし、ｑ軸の電流指令値Ｉq*を０とするとともに、モータ回転角センサ５から検出したモータ回転角θを検出値に固定し、モータ制御信号を生成するモータ制御信号出力部１６により、電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積された電荷をモータ１の巻線の一部を通して流した。【選択図】図３
2012153355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
車両のステアリング機構に与える操舵補助力を発生させるモータと、
前記モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
電流リップル吸収用のコンデンサと、
複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を制御する駆動制御部と、
前記電源と前記モータ駆動回路との間の接続を開閉する電源スイッチと、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記駆動制御部は、
前記モータに流す駆動電流指令値を、ｄ−ｑ座標系に変換した電流指令値により付与し、
前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記ｄ軸の電流指令値を所定の値とし、前記ｑ軸の電流指令値を０とするとともに、
前記モータ回転角センサから検出した前記モータ回転角を検出値に固定し、前記モータの巻線の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
電源と、
車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、
前記モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、
電流リップル吸収用のコンデンサと、
複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、
前記モータ駆動回路を制御する駆動制御部と、
前記電源と前記モータ駆動回路との間の接続を開閉する電源スイッチと、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記駆動制御部は、
前記モータに流す駆動電流指令値を、ｄ−ｑ座標系に変換した電圧指令値により付与し、
前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記ｄ軸の電圧指令値を所定の値とし、前記ｑ軸の電圧指令値を０とするとともに、
前記モータ回転角センサから検出した前記モータ回転角を検出値に固定し、前記モータの巻線の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記駆動制御部は、前記コンデンサの放電制御時に動作する放電時間監視手段を設ける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、電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置では、直流電源にてブラシレスモータを駆動する際にＰＷＭインバータ（以下、インバータという）が用いられる。インバータの直流電源側にはこの直流電源から供給される直流電圧を平滑する電流リップル吸収用コンデンサが設けられる。また、直流電源とインバータとの間には、両者の間の接続を開閉するための電源リレーが設けられる。次回の電源オン時に電源リレーの溶着あるいは断線の故障検査を正しく行うためには、電源オフ時に電源リレーをオフした後コンデンサに蓄積された電荷を放電する必要がある。そこで、例えば、２つの電源線の間に放電用回路として抵抗を設け、電源リレーがオフ状態となった後、コンデンサに蓄積された電荷を抵抗を通して放電させる方法がある。
【０００３】
しかしながら、このような抵抗を使用してコンデンサに蓄積された電荷を放電させると、電動パワーステアリング装置の動作時の消費電流が増大し、あるいは、放電用の抵抗を必要とするため回路が大型化し、電動パワーステアリング装置のコストが高くなる。そこで、放電のための専用の回路を用いずに、直流電源とインバータの間の電源リレーがオフした後にインバータを動作させ、コンデンサからモータの巻線に電流を流し、コンデンサに蓄積された電荷を放電させる電動パワーステアリング装置がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
上述のようにモータ巻線の抵抗を通してコンデンサから電荷を放電させる際には、モータを回転させるときと同じ処理を行って、モータが回転しないよう、インバータの動作を制御する必要がある。このため、電源リレーがオフの状態で、モータの駆動電流が流れる間、モータが回転しないように、インバータに含まれる６個のスイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ等）を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９４３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、モータの回転位置を検出するためモータのロータに取付けられるレゾルバ等の回転角センサの検出値に誤差が含まれていると（例えば、回転角センサをモータに組み付けた時の組み付け誤差等）、モータの各相電流の制御のため設定したｄ−ｑ座標系がずれて、モータへの駆動電流指令値にモータにトルクを付与するトルク電流成分が生じ、モータがわずかに回転する可能性がある。
このため、モータの回転や振動がステアリングホイールに伝わり、運転者に不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータ巻線の抵抗を通して電流リップル吸収用コンデンサに蓄積された電荷を放電させる際に、回転角センサの検出誤差があってもモータが回転しないようにし、運転者に不快感を与えない電動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】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源と、車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、前記モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、電流リップル吸収用のコンデンサと、複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路を制御する駆動制御部と、前記電源と前記モータ駆動回路との間の接続を開閉する電源スイッチとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記駆動制御部は、前記モータに流す駆動電流指令値を、ｄ−ｑ座標系に変換した電流指令値により付与し、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記ｄ軸の電流指令値を所定の値とし、前記ｑ軸の電流指令値を０とするとともに、前記モータ回転角センサから検出した前記モータ回転角を検出値に固定し、前記モータの巻線の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、電源オフ時に電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータ駆動回路とモータ巻線を通って放電される。このとき、モータ回転角の検出値を固定することにより、駆動電流指令値を設定したｄ−ｑ座標系がモータ回転角に追従して回転しないのでモータは回転しない。したがって、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、モータが回転しないため、車両のステアリング機構において、モータの不必要な回転や振動の発生を抑制できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、電源と、車両のステアリング機構に与えられる操舵補助力を発生させるモータと、前記モータの回転角を検出するモータ回転角センサと、電流リップル吸収用のコンデンサと、複数のスイッチング素子を含み、前記モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路と、前記モータ駆動回路を制御する駆動制御部と、前記電源と前記モータ駆動回路との間の接続を開閉する電源スイッチとを備えた電動パワーステアリング装置において、前記駆動制御部は、前記モータに流す駆動電流指令値を、ｄ−ｑ座標系に変換した電圧指令値により付与し、前記電源スイッチが非導通状態に変化した後に、前記ｄ軸の電圧指令値を所定の値とし、前記ｑ軸の電圧指令値を０とするとともに、前記モータ回転角センサから検出した前記モータ回転角を検出値に固定し、前記モータの巻線の一部に、前記コンデンサに蓄積された電荷が流れることを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、電源オフ時に電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷は、モータ駆動回路とモータ巻線を通って放電される。このとき、モータ回転角の検出値を固定することにより、電圧指令値を設定したｄ−ｑ座標系がモータ回転角に追従して回転しないのでモータは回転しない。したがって、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を放電する際に、モータが回転しないため、車両のステアリング機構において、モータの不必要な回転や振動の発生を抑制できる。
【００１２】
請求項１または請求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、前記駆動制御部は、前記コンデンサの放電制御時に動作する放電時間監視手段を設けることを要旨とする。
上記構成によれば、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を放電する際に放電制御時間を監視するので、電源とモータ駆動回路との間の接続を開閉する電源スイッチの故障発生を判断できる。
【発明の効果】
【００１３】
モータ巻線の抵抗を通して電源リップル吸収用コンデンサに蓄積された電荷を放電させる際に、モータが回転しないようにし、運転者に不快感を与えない電動パワーステアリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電動パワーステアリング装置の構成を示す概念図。
【図２】電動パワーステアリング装置に含まれるモータ制御回路の回路図。
【図３】本発明の第1の実施形態における電動パワーステアリング装置の制御ブロック図。
【図４】本発明の第1の実施形態における放電制御の処理手順を示すフローチャート図。
【図５】本発明の第２の実施形態における電動パワーステアリング装置の制御ブロック図。
【図６】本発明の第２の実施形態における放電制御の処理手順を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両の構成と共に示す概略図である。
【００１６】
図１に示す電動パワーステアリング装置１０は、モータ１、減速機２、トルクセンサ３、車速センサ４、モータ回転角センサ５（以下、回転角センサという）、および、電子制御ユニット（Electronic
Control Unit ：以下、ＥＣＵという）６を備えたコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置である。
【００１７】
図１に示すように、ステアリングシャフト１０２の一端にはステアリングホイール１０１が固着されており、ステアリングシャフト１０２の他端はラックピニオン機構１０３を介してラック軸１０４に連結されている。ラック軸１０４の両端は、タイロッドおよびナックルアームからなる連結部材１０５を介して車輪１０６に連結されている。運転者がステアリングホイール１０１を回転させると、ステアリングシャフト１０２は回転し、これに伴いラック軸１０４は往復運動を行う。ラック軸１０４の往復運動に伴い、車輪１０６の向きが変わる。
【００１８】
電動パワーステアリング装置１０は、運転者の負荷を軽減するために、以下に示す操舵補助を行う。トルクセンサ３は、ステアリングホイール１０１の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクτを検出する。車速センサ４は、車速Ｖを検出する。回転角センサ５は、モータ１のロータの回転位置（モータ回転角）θを検出する。回転角センサ５は、例えばレゾルバで構成される。
【００１９】
ＥＣＵ６は、車載バッテリ（以下、バッテリという）１００から電力の供給を受け、操舵トルクτ、車速Ｖおよびモータ回転角θに基づきモータ１を駆動する。モータ１は、ＥＣＵ６によって駆動されると、操舵補助力を発生させる。減速機２は、モータ１とステアリングシャフト１０２との間に設けられる。モータ１で発生した操舵補助力は、減速機２を介して、ステアリングシャフト１０２を回転させるように作用する。
【００２０】
この結果、ステアリングシャフト１０２は、ステアリングホイール１０１に加えられる操舵トルクτと、モータ１で発生した操舵補助力の両方によって回転する。このように電動パワーステアリング装置１０は、モータ１で発生した操舵補助力を車両のステアリング機構に与えることにより操舵補助を行う。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０に含まれるモータ制御回路の回路図である。図２に示すモータ制御回路は、電源リレー１１、コンデンサ１２、モータ駆動回路１３を備え、このモータ制御回路は、ＥＣＵ６の内部に設けられ、電源であるバッテリ１００に接続される。
【００２２】
図２において、モータ１は、３相の巻線（Ｕ相巻線Ｕｃ，Ｖ相巻線Ｖｃ，Ｗ相巻線Ｗｃ）を有する３相ブラシレスモータである。電源リレー１１は、コンデンサ１２およびモータ駆動回路１３をバッテリ１００に接続するか否かを切り替える電源スイッチである。電源リレー１１は、電動パワーステアリング装置１０の動作時にはオン状態（導通状態）、停止時にはオフ状態（非導通状態）となる。
【００２３】
モータ駆動回路１３は、スイッチング素子として、６個のＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２）を含んでいる。図２に示すように、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１とＵ２は直列に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｖ１とＶ２は直列に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ１とＷ２は直列に接続される。このように６個のＭＯＳ−ＦＥＴを２個ずつ直列に接続して形成された３つの回路は、２本の電源線Ｌ１，Ｌ２の間に並列に設けられる。ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｕ１とＵ２の接続点は、Ｕ相巻線Ｕｃの一端に接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｖ１とＶ２の接続点は、Ｖ相巻線Ｖｃの一端に接続される。ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ１とＷ２の接続点は、Ｗ相巻線Ｗｃの一端に直接接続される。モータ１の３相の巻線の他端は、共通の接続点（以下、中性点Ｑという）に接続される。
【００２４】
駆動制御部１５は、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。より詳細には、駆動制御部１５には、操舵トルクτ、車速Ｖおよびモータ回転角θが入力される。駆動制御部１５は、これらのデータに基づき、モータ１に供給すべき３相の駆動電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流）の目標値（目標電流）を決定し、後述する電流センサにより検出した電流（各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw）を目標電流に一致させるためのＰＷＭ信号を出力する。駆動制御部１５から出力された各相のＰＷＭ信号は、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子にそれぞれ供給される。
【００２５】
コンデンサ１２は、２本の電源線Ｌ１，Ｌ２の間に設けられる。コンデンサ１２は電荷を蓄積し、バッテリ１００からモータ駆動回路１３に流れる電流が不足するときには蓄積した電荷を放電する。このように、コンデンサ１２は、電流リップル吸収用のコンデンサとして機能する。
【００２６】
本実施形態の電動パワーステアリング装置１０では、電源リレー１１がオフ状態となった後、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、オン状態のＭＯＳ−ＦＥＴ、およびモータ１の巻線を通って放電される。
【００２７】
例えば、Ｕ相電流Ｉuが正、Ｖ相電流Ｉvが負、Ｗ相電流Ｉwが０である場合（２相の駆動電流が０でない場合の例）には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、Ｖ２がオン状態に制御され、ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｕ２、Ｖ１、Ｗ１、Ｗ２はオフ状態に制御される。この場合、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、Ｕ相巻線Ｕｃ、Ｖ相巻線Ｖｃ、およびＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｖ２を通る電流経路で放電される。
【００２８】
あるいは、Ｕ相電流Ｉuが正、Ｖ相電流Ｉvが負、Ｗ相電流Ｉwが負である場合（３相の駆動電流が０でない場合の例）には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、Ｖ２、Ｗ２がオン状態に制御され、ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｕ２、Ｖ１、Ｗ１はオフ状態に制御される。この場合、コンデンサ１２に蓄積された電荷は、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｕ１、およびＵ相巻線Ｕｃを経由して中性点Ｑに至り、中性点Ｑで２分岐して、一方はＶ相巻線Ｖｃ、およびＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｖ２を経由し、他方はＷ相巻線Ｗｃ、およびＭＯＳ−ＦＥＴ Ｗ２を経由する電流経路（図２に白抜き矢印で記載した経路）で放電される。なお、コンデンサ１２に蓄積された電荷を放電するための電流経路は、電源リレー１１がオフ状態となったときのモータ回転角θに応じて異なる。
【００２９】
次に、本実施形態の電動パワーステアリング装置１０における電気的構成について説明する。
図３は、本発明の第1の実施形態の電動パワーステアリング装置１０の制御ブロック図である。ただし、この図では、コンデンサ１２に蓄積された電荷を放電する放電制御時の説明のために必要な部分に関してのみ示している。図３に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ＥＣＵ６、モータ１、およびバッテリ１００を備える。モータ１は、ブラシレスモータであり、モータ回転角θを検出するためのモータ回転角センサ５を有する。ＥＣＵ６は、モータ制御信号を出力する駆動制御部１５と、そのモータ制御信号に基づいて、モータ１に３相の駆動電力を供給するモータ駆動回路１３と、モータ１に通電される各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉwを検出するための電流センサ２０u、２０v、２０wとを備える。
【００３０】
モータ駆動回路１３（図２参照）は、直列に接続された一対のスイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ等）を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる公知のインバータである。
【００３１】
駆動制御部１５は、上記各電流センサ２０u、２０v、２０w、回転角センサ５の出力信号に基づき検出されたモータ１の各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、およびモータ回転角θに基づいて、電流フィードバック制御を実行する。具体的に駆動制御部１５は、モータ駆動回路１３を構成する各ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２）のオンデューティ比を規定するモータ制御信号をモータ駆動回路１３に出力する。モータ制御信号が印加されると、モータ駆動回路１３では、モータ制御信号に応答して、各ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２）がオン/オフする。これによりモータ駆動回路１３は、バッテリ１００の電源電圧に基づく３相のモータ駆動電力を生成して、モータ１へ出力する。
【００３２】
以下に示す駆動制御部１５は、ＥＣＵ６に内蔵されたマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）が実行するコンピュータプログラムにより実現される演算処理である。ＣＰＵは、所定のサンプリング周期で上記各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００３３】
図３に示すように、駆動制御部１５は、上記モータ制御信号を生成するモータ制御信号出力部１６を備える。モータ制御信号出力部１６は、ｄ／ｑ変換演算部２１と、ＰＩ制御演算部２２、２３と、ｄ／ｑ逆変換演算部２４と、ＰＷＭ変換部２５とにより構成される。詳述すると、ｄ／ｑ変換演算部２１には、電流センサ２０u、２０v、２０wにより検出された各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉw、および回転角センサ５により検出されたモータ回転角θが入力される。ｄ／ｑ変換演算部２１は、入力されたモータ回転角θに基づいて、各相電流値Ｉu、Ｉv、Ｉwをｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換する。
【００３４】
ｄ／ｑ変換演算部２１により演算されたｄ軸電流値Ｉdおよびｑ軸電流値Ｉq、並びにｄ軸電流指令値Ｉd*は、それぞれｄ、ｑ各軸に対応するＰＩ制御演算部２２，２３に入力される。本実施形態では、ｄ軸に対応するＰＩ制御演算部２２には、ｄ軸電流指令値Ｉd*として所定値が入力され、ｑ軸に対応するＰＩ制御演算部２３には、ｑ軸電流指令値Ｉq*として０（Ｉq*＝０）が入力される。そして、ＰＩ制御演算部２２は、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸電流値Ｉdとの偏差に基づくフィードバック制御（比例・積分制御）によりｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算する。同様に、ＰＩ制御演算部２３は、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸電流値Ｉqとの偏差に基づくフィードバック制御（比例・積分制御）によりｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。
【００３５】
各ＰＩ制御演算部２２、２３により演算されたｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角センサ５により検出されたモータ回転角θとともにｄ／ｑ逆変換演算部２４に入力される。ｄ／ｑ逆変換演算部２４は、放電制御を実行するために固定されたモータ回転角θに基づきｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を３相の相電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に変換し、ＰＷＭ変換部２５に出力する。
【００３６】
次に、本発明の第１の実施形態の駆動制御部１５による放電制御の処理手順について説明する。
本実施形態おいて、駆動制御部１５は、図４のフローチャートに示すステップ４０１〜ステップ４０７の各処理を実行する。
【００３７】
図４に、ＥＣＵ６の動作の流れを示す。この図に示されるように、駆動制御部１５は、イグニッションスイッチがオフされると、電源リレー１１をオフさせ（ステップ４０１）、放電制御時間タイマを起動させる（ステップ４０２）。続いて、モータ回転角θを回転角センサ５により検出される最新値に固定し（ステップ４０３）、ｄ軸電流指令値Ｉd*を所定値に、またｑ軸電流指令値Ｉq*を０に、それぞれ設定し制御を実行する。（ステップ４０４）
【００３８】
駆動制御部１５は、このような制御を実行しながら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが０Ａ近傍に小さくなったか否かを判断する（ステップ４０５）。各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwのいずれかが、所定範囲値ε1より大きい場合（Ｉu,Ｉv,Ｉw＞ε1、ステップ４０５：ＮＯ）、すなわち、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwがゼロ近傍の所定範囲外にある場合、フローをステップ４０６に移行させる。
【００３９】
また、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwが、所定範囲値ε1以下の場合（Ｉu,Ｉv,Ｉw≦ε1、ステップ４０５：ＹＥＳ）、放電制御を終了し、固定値に設定されていたモータ回転角θを解除し（ステップ４０７）、ＥＣＵ６への電源供給がオフされる。
【００４０】
ステップ４０６において、駆動制御部１５は、放電制御時間タイマがタイムアップしたか否かを判定する（ステップ４０６）。放電制御時間タイマがタイムアップした場合（ステップ４０６：ＹＥＳ）、電源リレー１１に故障が発生したと判断し放電制御を終了し、固定値に設定されていたモータ回転角θを解除し（ステップ４０６）、ＥＣＵ６への電源供給がオフされる。
【００４１】
また、放電制御時間タイマがタイムアップしていない場合（ステップ４０６：ＮＯ）、駆動制御部１５は、ｄ軸電流指令値Ｉd*による放電制御を継続する。
【００４２】
以上に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置１０では、電源リレー１１がオフ時に電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積されている電荷は、モータ１の回転に必要な電流経路の一部（具体的には、オン状態のＭＯＳ−ＦＥＴ、および、モータ１の巻線）を通って放電される。したがって、電流リップル吸収用のコンデンサ１２に蓄積された電荷を専用の回路を用いないで放電することができる。よって、電動パワーステアリング装置を小型・低コスト化するとともに、電動パワーステアリング装置の消費電流を低減することができる。
【００４３】
また、駆動制御部１５は、電源リレー１１がオフ時に、２相以上の駆動電流が０ではなく、かつ、当該駆動電流の供給を受けてもモータ１が回転しないように、モータ駆動回路１３に含まれる６個のＭＯＳ−ＦＥＴを制御する。このため、電源リレー１１がオフ時にモータ駆動回路１３からモータ１に対して駆動電流が供給されるが、この駆動電流の供給を受けてもモータ１は回転しない。したがって、モータ１が不必要に回転して、車両のステアリング機構に不必要な操舵補助力を与えることを防止することができる。
【００４４】
次に、上記のように構成された本実施形態の電動パワーステアリング装置１０の作用および効果について説明する。
上述のように、第１の実施形態によれば、電源リレー１１をオフさせ、インバータが直流電源１００に接続されていない場合、コンデンサ１２が放電終了したと見なせるまで、モータ回転角θを固定し、ｄ軸電流指令値Ｉd*を所定値に、ｑ軸電流指令値Ｉq*を０にそれぞれ設定するようにしたため、モータ１のロータにかかるトルクを実質的に０にしながらコンデンサ１２の電荷をモータ１の巻線にて消費放電させることができる。これにより、モータ回転角θに何らかの誤差が含まれている場合であっても、この誤差によるｑ軸電流Ｉqの影響を軽減することができ、放電時のモータ１の回転および振動を低減できる。このため、電動パワーステアリング装置１０において運転者に不快感を与えることがない。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態の電動パワーステアリング装置１０の制御ブロック図である。ただし、この図では、コンデンサ１２に蓄積された電荷を放電する放電制御時の説明のために必要な部分に関してのみ示している。図５に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ＥＣＵ６、モータ１、およびバッテリ１００を備える。モータ１は、ブラシレスモータであり、モータ回転角θを検出するための回転角センサ５を有する。ＥＣＵ６は、モータ制御信号を出力する駆動制御部１５と、そのモータ制御信号に基づいて、モータ１に３相の駆動電力を供給するモータ駆動回路１３を備える。
【００４６】
モータ駆動回路１３（図２参照）は、直列に接続された一対のスイッチング素子（ＭＯＳ−ＦＥＴ等）を基本単位（アーム）として各相に対応する３つのアームを並列接続してなる公知のインバータである。
【００４７】
駆動制御部１５は、モータ駆動回路１３を構成する各ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２）のオンデューティ比を規定するモータ制御信号をモータ駆動回路１３に出力する。モータ制御信号が印加されると、モータ駆動回路１３では、モータ制御信号に応答して、各ＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２）がオン/オフする。これによりモータ駆動回路１３は、バッテリ１００の電源電圧に基づく３相のモータ駆動電力を生成して、モータ１へ出力する。
【００４８】
以下に示す駆動制御部１５は、ＥＣＵ６に内蔵されたＣＰＵが実行するコンピュータプログラムにより実現される演算処理である。ＣＰＵは、所定のサンプリング周期で上記状態量を検出し、所定周期毎に以下の各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。
【００４９】
図５に示すように、駆動制御部１５は、上記モータ制御信号を生成するモータ制御信号出力部１６を備える。モータ制御信号出力部１６は、ｄ／ｑ逆変換演算部２４と、ＰＷＭ変換部２５とにより構成される。
【００５０】
本実施形態では、ｄ軸電圧指令値Ｖd*として所定値が設定され、ｑ軸電圧指令値Ｖq*として０（Ｖq*＝０）が設定される。ｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角センサ５により検出されたモータ回転角θとともにｄ／ｑ逆変換演算部２４に入力される。ｄ／ｑ逆変換演算部２４は、放電制御を実行するために固定されたモータ回転角θに基づきｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を３相の相電圧指令値Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に変換し、ＰＷＭ変換部２５に出力する。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態の駆動制御部１５による放電制御の処理手順について説明する。
本実施形態おいて、駆動制御部１５は、図６のフローチャートに示すステップ６０１〜ステップ６０７の各処理を実行する。
【００５２】
図６に、ＥＣＵ６の動作の流れを示す。この図に示されるように、駆動制御部１５は、イグニッションスイッチがオフされると、電源リレー１１をオフさせ（ステップ６０１）、放電制御時間タイマを起動させる（ステップ６０２）。続いて、モータ回転角θを回転角センサ５により検出される最新値に固定し（ステップ６０３）、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を所定値に、またｑ軸電圧指令値Ｖq*を０に、それぞれ設定し制御を実行する。（ステップ６０４）
【００５３】
駆動制御部１５は、このような制御を実行しながらコンデンサ１２の一方の電極電位（図２に示すPIG点の電位）であるインバータ電圧値Ｖpigが０Ｖ近傍に小さくなったか否かを判断する（ステップ６０５）。インバータ電圧値Ｖpigが、所定範囲値ε2より大きい場合（Ｖpig＞ε2、ステップ６０５：ＮＯ）、すなわち、インバータ電圧値Ｖpigがゼロ近傍の所定範囲外にある場合、フローをステップ６０６に移行させる。
【００５４】
また、インバータ電圧値Ｖpigが、所定範囲値ε2以下の場合（Ｖpig≦ε2、ステップ６０５：ＹＥＳ）、放電制御を終了し、固定値に設定されていたモータ回転角θを解除し（ステップ６０７）、ＥＣＵ６への電源供給がオフされる。
【００５５】
ステップ６０６において、駆動制御部１５は、放電制御時間タイマがタイムアップしたか否かを判定する（ステップ６０６）。放電制御時間タイマがタイムアップした場合（ステップ６０６：ＹＥＳ）、電源リレー１１に故障が発生したと判断し放電制御を終了し、固定値に設定されていたモータ回転角θを解除し（ステップ６０７）、ＥＣＵ６への電源供給がオフされる。
【００５６】
また、放電制御時間タイマがタイムアップしていない場合（ステップ６０６：ＮＯ）、駆動制御部１５は、ｄ軸電圧指令値Ｖd*による放電制御を継続する。
【００５７】
第２の実施形態によれば、電源リレー１１をオフさせ、インバータがバッテリ１００に接続されていない場合、コンデンサ１２が放電終了したと見なせるまで、モータ回転角θを固定し、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を所定値に、ｑ軸電圧指令値Ｖq*を０にそれぞれ設定するようにしたため、モータ１のロータにかかるトルクを実質的に０にしながら、より短時間でコンデンサ１２の電荷をモータ１の巻線にて消費放電させることができる。これにより、モータ回転角θに何らかの誤差が含まれている場合であっても、この誤差によるｑ軸電圧Ｖqの影響を軽減することができ、放電時のモータ１の回転および振動を抑制できる。このため、電動パワーステアリング装置１０において運転者に不快感を与えることがない。
【００５８】
なお、本発明は、上述したコラムアシスト型の電動パワーステアリング装置だけでなく、ピニオンアシスト型やラックアシスト型の電動パワーステアリング装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１：モータ、２：減速機、３：トルクセンサ、４：車速センサ、５：回転角センサ、
６：ＥＣＵ、１０：電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１１：電源リレー、
１２：コンデンサ、１３：モータ駆動回路、１５：駆動制御部、
１６：モータ制御信号出力部、２０u、２０v、２０w：電流センサ、
２１：ｄ／ｑ変換演算部、２２，２３：ＰＩ制御演算部、２４：ｄ／ｑ逆変換演算部、
２５：ＰＷＭ変換部、１００：バッテリ、１０１：ステアリングホイール、
１０２：ステアリングシャフト、１０３：ラックピニオン機構、１０４：ラック軸、
１０５：連結部材、１０６：車輪、τ：操舵トルク、Ｖ：車速、θ：モータ回転角、
Ｉu、Ｉv、Ｉw：各相電流値、Ｉq*：ｑ軸電流指令値、Ｉd*：ｄ軸電流指令値、
Ｉd：ｄ軸電流値、Ｉq：ｑ軸電流値、Ｖd*：ｄ軸電圧指令値、Ｖq*：ｑ軸電圧指令値、
Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*：各相電圧指令値、Ｕｃ，Ｖｃ，Ｗｃ：各相巻線、
Ｕ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２：ＭＯＳ−ＦＥＴ、ε1，ε2：所定範囲値、
Ｖpig：インバータ電圧値、Ｌ１，Ｌ２：電源線
【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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