(57)【要約】【課題】車両に搭載する際の高温側の温度条件を満足させることができる電動パワーステアリング用補助電源を提供する。【解決手段】車両のステアリング装置２のモータ４に電力を供給することができ、ケーシング２１、３１内に収容されてなる補助電源Ｓ１、Ｓ２。当該補助電源Ｓ１、Ｓ２を冷却することができる冷却手段を備えている。  【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリング装置のモータに電力を供給することができ、ケーシング内に収容されてなる補助電源であって、当該補助電源を冷却することができる冷却手段を備えていることを特徴とする電動パワーステアリング用補助電源。
【請求項２】
前記冷却手段が、前記ケーシングの外表面に接触して配設される冷却管と、この冷却管内に冷却液を循環させるポンプと、このポンプとケーシングとの間の冷却管に近接して配設される放熱用ファンとで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング用補助電源。
【請求項３】
前記冷却手段が、前記ケーシングの壁面を貫通して、その一部がケーシング内に配設される冷却管と、この冷却管内に冷却液を循環させるポンプと、このポンプとケーシングとの間の冷却管に近接して配設される放熱用ファンとで構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング用補助電源。
【請求項４】
補助電源の温度を検出する温度センサをさらに備えており、この温度センサからの温度信号にしたがってポンプの作動が制御されるように構成されている請求項２〜３のいずれかに記載の電動パワーステアリング用補助電源。
【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用補助電源に関する。さらに詳しくは、負荷に応じて主電源とともにステアリング装置駆動用モータに電力を供給する補助電源に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される電動パワーステアリング装置は必要とされる操舵補助力が大きいほど、モータに大電流を流す必要があるので、車載バッテリだけでは電力が不足することがある。そこで、通常は主電源である車載バッテリからモータに電力を供給するが、車庫入れ時や駐車時などの負荷増大によって主電源の端子電圧が低下してきたときは、予め電力を貯えておいた補助電源から電力を供給して主電源の負担を減らすようにした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
そして、特許文献１には、補助電源として、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池、コンデンサ、又は電気二重層コンデンサを用い得ることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３２０９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、補助電源デバイスとして考えられている電気二重層コンデンサや、リチウムイオン電池などの二次電池は、現状においては、比較的耐熱温度が低いことから、８５℃程度以上の高温になる可能性があるエンジンルーム内に搭載することが困難であるという問題がある。
【０００５】
特にリチウムイオン電池などの二次電池は、現状での動作保証温度が６０℃程度と低いことから、車室内に搭載する場合であっても、温度条件をクリアーできないことも考えられる。すなわち、夏場の炎天下では車室の内部温度が一時的に８０〜８５℃に達する可能性があることから、エアコンなどにより内部温度を低下させたとしても、動作保証温度を超える温度下で補助電源が使用されるケースが考えられるからである。動作保証温度を超える温度下で使用すると、所定の性能が得られず、また電池の寿命が短くなる。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載する際の高温側の温度条件を満足させることができる電動パワーステアリング用補助電源を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電動パワーステアリング用補助電源（以下、単に「補助電源」ともいう）は、車両のステアリング装置のモータに電力を供給することができ、ケーシング内に収容されてなる補助電源であって、当該補助電源を冷却することができる冷却手段を備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の補助電源は、冷却手段を備えているので、必要に応じて補助電源を冷却することができ、当該補助電源を車両に搭載する際に要求される高温側の温度条件を満たすことができる。これにより、補助電源に所定の機能を発揮させることができるとともに、その寿命を長く保つことができる。
【０００９】
前記冷却手段を、前記ケーシングの外表面に接触して配設される冷却管と、この冷却管内に冷却液を循環させるポンプと、このポンプとケーシングとの間の冷却管に近接して配設される放熱用ファンとで構成することができる。この場合、ケーシングの外表面に接触して冷却管が配設されているので、ケーシング内の熱を効率良く冷却管内の冷却液に伝達することができる。したがって、ケーシング内の温度、ひいては補助電源の温度を短時間で効果的に冷却することができる。また、冷却液が吸収した熱は放熱用ファンにより冷却管を空冷することにより外部に放出することができる。
【００１０】
また、前記冷却手段を、前記ケーシングの壁面を貫通して、その一部がケーシング内に配設される冷却管と、この冷却管内に冷却液を循環させるポンプと、このポンプとケーシングとの間の冷却管に近接して配設される放熱用ファンとで構成することができる。この場合、ケーシングの壁面を貫通した冷却管がケーシング内に配設されているので、ケーシング内の空気を直接冷却管で冷却することができる。したがって、ケーシング内の熱を効率良く冷却管内の冷却液に伝達することができる。
【００１１】
補助電源の温度を検出する温度センサをさらに備えており、この温度センサからの温度信号にしたがってポンプの作動が制御されるように構成されているのが好ましい。この場合、補助電源の温度に応じてポンプを作動させることにより、ポンプを効率良く運転させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の補助電源によれば、車両に搭載する際の高温側の温度条件を満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の補助電源の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の補助電源を含む電動パワーステアリング装置１のブロック図であり、図２は同電動パワーステアリング装置１の電気回路を主体とした概略構成を示す回路図である。図２に示されるように、ステアリング装置２は、ステアリングホイール（ハンドル）３に付与される運転者の操舵トルクと、モータ４から操舵軸２ａに減速機（図示せず）を介して伝達される操舵補助力とによって駆動される。モータ４は、３相ブラシレスモータであり、駆動回路５により駆動される。制御回路６はマイクロコンピュータを含むものであり、車速センサ７から入力される車速信号、及びトルクセンサ８から入力される操舵トルク信号に基づいて必要となる操舵補助力を決定し、その操舵補助力が操舵軸２ａに付与されるように、駆動回路５を制御する。
【００１４】
駆動回路５には、主電源９の電圧又は必要によりこれに補助電源Ｓ１の電圧を加えた直流電圧が付与される。主電源９は、バッテリ９Ｂとオルタネータ（整流及びレギュレータ機能を有するもの）９Ａとによって構成され、この主電源９の電圧を駆動回路５に導く電路Ｌ１、Ｌ３の途中に、放電回路の切り換えのためのスイッチ１１が設けられている。一方、補助電源Ｓ１は、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池などの二次電池や電気二重層コンデンサからなっており、主電源９に対して直列に接続されている。主電源９に補助電源Ｓ１を直列接続した出力電圧は、電路Ｌ２からスイッチ１１、電路Ｌ３を介して、駆動回路５に導かれる。
【００１５】
前記スイッチ１１は制御回路６からの制御により接続を切り換えることができる。実線で示す第１の出力状態では電路Ｌ１とＬ３とが互いに接続され、点線で示す第２の出力状態では電路Ｌ２とＬ３とが互いに接続される。なお、このスイッチ１１は、実際にはＭＯＳ−ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子を用いて、図示のような回路の切り換え機能を実現するよう構成される。
また、前記補助電源Ｓ１には充電回路１２が並列に接続されている。充電回路１２は、主電源９の電圧を昇圧して補助電源Ｓ１に充電する機能を備えている。この充電回路１２が充電を行うか否かは、制御回路６によって制御される。
【００１６】
制御回路６は、トルクセンサ８から送られてくる操舵トルク信号、及び車速センサ７から送られてくる車速信号に基づいて、適切な操舵補助力を発生させるべく、モータ４を駆動させる。すなわち、必要とされる操舵補助力が比較的小さいときは、制御回路６は、スイッチ１１を実線で示す第１の出力状態とする。この場合、主電源７の電圧は電路Ｌ１、Ｌ３を介して駆動回路５に供給され、駆動回路５は、制御回路６による制御信号に基づいてモータ４を駆動する。このとき、補助電源Ｓ１の電力は駆動回路５に供給されない。また、制御回路６は、補助電源Ｓ１の電圧を、充電回路１２内に内蔵する電圧センサ（図示せず）により監視し、一定の電圧に達していない場合には、充電回路１２を駆動して補助電源Ｓ１を充電する。
【００１７】
また、必要とされる操舵補助力が比較的大きく、主電源９のみではまかないきれないときは、制御回路６は、スイッチ１１を図２の点線で示される第２の出力状態とする。この結果、主電源９と補助電源Ｓ１とが互いに直列に接続された状態で、その高電圧が駆動回路５に供給される。これにより、所要の大電力を、駆動回路５に供給することができる。
【００１８】
前記制御回路６、駆動回路５及び充電回路１２を含む電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、図示しない基板上に形成されており、この基板と前記補助電源Ｓ１は、図３に示されるように、直方体形状のケーシング２１内に収容されている。このケーシング２１は、エンジンルーム又は車室内の適宜の箇所に配設される。
【００１９】
前記ケーシング２１は、大きな熱伝導率を有するとともに、耐食性に優れたアルミニウムなどで作製されており、その上面２１ａには、冷却液である冷却水が内部を流れる冷却管２２が当該上面２１ａと接触するように配設されている。前記上面２１ａ上における冷却管２２は、当該上面２１ａとの接触面積を大きくしてケーシング２１からの熱を効率良く冷却管２２内の冷却水に伝達するために、曲線状に形成されている。冷却水は、ポンプＰによって冷却管２２内を循環させられる。
【００２０】
ポンプＰとケーシング２１の間の冷却管２２（復路配管）の一部は曲線状に形成されており、この曲線状の冷却管２２の近傍には、放熱用のファン２３が配設されている。冷却水が吸収した熱は放熱用ファン２３により冷却管２２を空冷することにより外部に放出することができる。本実施の形態では、前記冷却管２２、ポンプＰ及び放熱用ファン２３により、補助電源Ｓ１を冷却する冷却手段が構成されている。そして、この冷却手段により、必要に応じて補助電源Ｓ１を冷却することができ、当該補助電源Ｓ１を車両に搭載する際に要求される高温側の温度条件を満たすことができる。これにより、補助電源Ｓ１に所定の機能を発揮させることができるとともに、その寿命を長く保つことができる。
【００２１】
ケーシング２１内に収容されている補助電源Ｓ１には、当該補助電源Ｓ１の温度を検出するサーミスタなどの温度センサ２４が付設されており、この温度センサ２４からの温度信号に基づいて、ポンプＰの作動が制御されるように構成されている。例えば、補助電源Ｓ１の動作保証温度よりも所定温度Δｔ１だけ低い温度（運転開始温度）でポンプＰの運転を開始させ、この運転開始温度よりも所定温度Δｔ２だけ低くなった時点でポンプＰの運転を停止させることができる。また、ポンプＰの流量を可変とし、動作保証温度に補助電源Ｓ１の温度が近づくほど、ポンプＰの流量が大きくなるようにすることもできる。補助電源Ｓ１の温度に応じてポンプＰを作動させることにより、ポンプＰを効率良く運転させることができる。
【００２２】
図４は、本発明の他の実施の形態に係る補助電源Ｓ２の説明図である。この実施の形態が図３に示されるものと異なる点は、冷却水を循環させる冷却管３２がケーシング３１の壁面を貫通しており、その一部がケーシング３１内に配設されていることである。ケーシング３１に配設される冷却管３２は曲線状に形成されている。ケーシング３１の壁面には、冷却管３２が挿通し得る大きさの貫通孔が穿設されており、例えば、曲線状に形成された冷却管部分３２ａをケーシング３１内に配置し、この冷却管部分３２ａの直線状の両端３２ｂを前記貫通孔から引き出してそれぞれ所定長さの接続用冷却管と溶接などにより接続し、ついで両接続用冷却管を若干ケーシング内に押し込むことにより、曲線状の冷却管部分３２ａをケーシング３１内の所定位置に配設することができる。前記所定長さの接続用冷却管の他端（曲線状の冷却管部分と接続されていない側の端部）は、補助電源Ｓ２のアセンブル工程において、ポンプＰからの、又はポンプＰへ戻る冷却管３２と溶接などにより接続される。なお、図４において、３３は冷却管３２の復路の一部に形成された曲線状部分の近傍に配設された放熱用のファンである。
【００２３】
本実施の形態では、ケーシング３１の壁面を貫通した冷却管３２が当該ケーシング３１内に配設されているので、ケーシング３１内の空気を直接冷却管３２で冷却することができる。したがって、ケーシング３１内の熱を効率良く冷却管３２内の冷却水に伝達することができる。
なお、図４に示される実施の形態においても、図３と同様の温度センサを配設して、ポンプＰの作動を制御することができる。
また、前述した実施の形態では、冷却液として水を用いているが、水に代えて油などの冷却液を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の補助電源を含む電動パワーステアリング装置のブロック図である。
【図２】本発明の補助電源を含む電動パワーステアリング装置の電気回路を主体とした概略構成を示す回路図である。
【図３】本発明の補助電源の一実施の形態の説明図である。
【図４】本発明の補助電源の他の実施の形態の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      電動パワーステアリング装置
２      ステアリング装置
４      モータ
９      主電源
２１      ケーシング
２２      冷却管
２３      放熱用ファン
２４      温度センサ
３１      ケーシング
３２      冷却管
３２ａ    曲線状部分
３３      放熱用ファン
３４      温度センサ
Ｓ１      補助電源
Ｓ２      補助電源
Ｐ      ポンプ
【図１】
2009154645.tif 000003
【図２】
2009154645.tif 000004
【図３】
2009154645.tif 000005
【図４】
2009154645.tif 000006