(57)【要約】【課題】車載バッテリに加えて補助電源を適切に用いることにより、車載バッテリの電力管理を不要にし、システムコストの抑制を図る。【解決手段】モータ制御装置１２は、車両の電動パワーステアリング装置１１の電動モータ１４に電力を供給する車載バッテリ１６と、電動モータ１４に電力を供給することができる補助電源１９と、車載バッテリ１６から電動モータ１４に供給される所定の電流値を閾値として補助電源１９を充放電させる制御回路２３とを備え、電動モータ１４に対する車載バッテリ１６の消費電力を抑制するための電力管理が不要となるように、充放電閾値を設定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給する主電源と、
前記電動モータに電力を供給することができる補助電源と、
前記主電源から前記電動モータに供給される所定の電流値を閾値として、前記補助電源を充放電させる制御手段と、を備えており、
前記電動モータに対する前記主電源の消費電力を抑制するための電力管理が不要となるように、前記閾値が設定されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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のモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、ステアリングホイールから操向車輪に至る操舵系に、電動モータによる操舵補助力を付与することでドライバーの操舵負担を軽減する電動パワーステアリング装置を備えているものがある。この電動パワーステアリング装置の電動モータは、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクや車速に応じて定められた要求出力（要求電力）に基づいて、駆動制御されるようになっている。
具体的に、電動モータは、モータ駆動回路やこのモータ駆動回路に制御信号を与える制御回路によって駆動制御されるようになっており、この制御回路は、要求出力に応じた電流を車載バッテリから引き出して電動モータに供給するようモータ駆動回路を制御している。
【０００３】
ところで、車庫入れ時や駐車時にステアリングホイールの据切りを行ったり、走行中に急操舵を行ったりすると、大きな操舵補助力が必要になり、電動モータへの要求出力が大きくなる。そのため、車載バッテリからは大電流が引き出され、車載バッテリの電圧が低下する。また、さらに操舵を続けた場合には、車載バッテリの電圧が低下していることから、より大きな電流が車載バッテリから引き出される場合がある。
電動パワーステアリング装置のモータ駆動回路等の電気回路には、スイッチング素子等の多くの電子部品が含まれており、これら電子部品に許容値以上の大きな電流が流れてしまうと破損する可能性がある。また、車両には、電動パワーステアリング装置以外にも多くの電気機器が備わっており、車載バッテリの電圧が低下すると、他の電気機器へ安定した電力供給が行えなくなるという不都合も生じる。
【０００４】
これらの問題を解消するため、車載バッテリから電動モータへ過大な電流が引き出されるのを抑制するべく、電動モータに対する車載バッテリの消費電力を制限するような電力管理を行うことが考えられている。つまり、この電力管理は、図３に示す電動モータのＴ−Ｎ特性のように、トルク（負荷）の大きい領域Ａでは、モータ回転数を下げるように車載バッテリの引き出し電流を強制的に抑制し、車載バッテリの消費電力が所定以下となるように制限するものである。
【０００５】
しかしながら、このような電力管理を行うには、専用のＥＣＵ（電子制御装置）が別途必要になったり、電力管理専用のＥＣＵと、電動パワーステアリング装置やその他の装置のＥＣＵとの間の通信インタフェース等が新たに必要になったりする場合がある。そのため、電力管理に伴う車両の全体のシステムコストが増大してしまうという新たな問題が生じる。また、このような電力管理を行うことによって高負荷時に電動モータの出力が低下するため、操舵感が重たくなってしまうという問題も生じる。
【０００６】
一方、電動パワーステアリング装置においては、車庫入れ時や駐車時等、必要とされる操舵補助力が大きい場合に、車載バッテリからだけではなく予め電力を貯えている補助電源からも電力を供給して、車載バッテリの負担を軽減することも従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【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】
【０００８】
本発明は、前述のような車載バッテリ（主電源）の電力管理を不要にするべく、車載バッテリに加えて補助電源を適切に用いることによって、システムコストの低減を図ることができる電動パワーステアリング装置のモータ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】
【０００９】
本発明の電動パワーステアリング装置のモータ制御装置は、
車両の電動パワーステアリング装置の電動モータに電力を供給する主電源と、
前記電動モータに電力を供給することができる補助電源と、
前記主電源から前記電動モータに供給される所定の電流値を閾値として、前記補助電源を充放電させる制御手段と、を備えており、
前記電動モータに対する前記主電源の消費電力を抑制するための電力管理が不要となるように、前記閾値が設定されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、補助電源を充放電させる際の基準となる閾値が、主電源の電力管理が不要となるように設定されているので、当該電力管理を行うための専用のＥＣＵや、このＥＣＵと他のＥＣＵとの間の通信インタフェース等を設ける必要が無くなり、システムコストの増大を抑制することができる。また、車庫入れ時や駐車時等に大きな操舵補助力が必要とされる場合でも、主電源と補助電源とから十分な電力を電動モータに供給することができ、運転者に軽快な操舵感を与えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、補助電源を適切に用いることにより車載バッテリの電力管理を不要にし、システムコストの抑制を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１１のモータ制御装置１２を示すブロック回路図である。図１において、車両のステアリング装置１３には、ブラシレスモータ等からなる電動モータ１４により操舵補助力が付与される。電動モータ１４には、ＥＣＵ１５を介して車載バッテリ（主電源）１６及びオルタネータ１７からの電力が供給される。また、車載バッテリ１６はオルタネータ１７によって充電される。
【００１３】
ＥＣＵ１５は、電動モータ１４へ電力を供給することができる補助電源１９、この補助電源１９を充電するための充電回路２０、補助電源１９の充電と放電とを切り換える切換手段２１、電動モータ１４を駆動するためのモータ駆動回路２２、並びに、充電回路２０、切換手段２１、及びモータ駆動回路２２を制御する制御回路２３等を備えている。
【００１４】
モータ駆動回路２２は、高電位側電路２５及び低電位側電路２６を介して車載バッテリ１６に接続されている。高電位側電路２５には、車載バッテリ１６と直列に補助電源１９が設けられている。補助電源１９は、電気二重層コンデンサやリチウムイオン充電池等から構成されており、高電位側電路２５に接続された充電回路２０を介して車載バッテリ１６により充電される。
【００１５】
また、高電位側電路２５において、補助電源１９の上流側と下流側とを補助電源１９を迂回して接続する迂回電路２７が設けられており、補助電源１９の下流側には、迂回電路２７の高電位側電路２５への断接を切り換える切換スイッチ２８が設けられている。この迂回電路２７及び切換スイッチ２８等により切換手段２１が構成される。そして、切換スイッチ２８を実線で示す位置ａに切り換えることにより、車載バッテリ１６と補助電源１９とが直列に接続され、補助電源１９が放電されることによって、車載バッテリ１６及び補助電源１９の電力がモータ駆動回路２２に供給される。また、切換スイッチ２８を点線で示す位置ｂに切り換えることにより、車載バッテリ１６の電力が迂回電路２７を介してモータ駆動回路２２に供給される。また、この際、補助電源１９の電力はモータ駆動回路２２に供給されず、補助電源１９は充電回路２０によって充電される。
【００１６】
制御回路２３には、運転者によるステアリングホイールの操舵トルクや車速の情報が入力されるようになっており、制御回路２３は、これらの情報に応じて必要な操舵補助力を発生させるべく、電動モータ１４の要求出力（要求電力）を求める。また、制御回路２３は、この要求出力に応じた電流を車載バッテリ１６から引き出すようにモータ駆動回路２２を制御し、電動モータ１４を駆動する。具体的に、モータ駆動回路２２には、電動モータ１４へ流れる電流値を検出する電流検出部２９が設けられており、この電流検出部２９の検出信号は制御回路２３に入力される。制御回路２３は、電流検出部２９によって検出された電流値と要求出力に応じた電流値との偏差に基づいてモータ駆動回路２２をフィードバック制御する。
【００１７】
また、車載バッテリ１６の端子電圧を検出する電圧検出部３０が設けられており、この電圧検出部３０の検出信号も制御回路２３に入力される。制御回路２３は演算部３１を備えており、この演算部３１は、電流検出部２９の検出信号に基づき、電動モータ１４の駆動のために車載バッテリ１６から引き出された電流値を演算により推定し、この電流値と電圧検出部３０により検出された電圧値とから車載バッテリ１６の消費電力を求める。
【００１８】
前記の構成において、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２３は切換スイッチ２８を位置ｂに操作するように切換手段２１に制御信号を与える。その結果、車載バッテリ１６の電力がモータ駆動回路２２に供給され、モータ駆動回路２２は制御回路２３による制御信号に基づいて電動モータ１４を駆動する。このとき、補助電源１９の電力はモータ駆動回路２２に供給されない。
【００１９】
一方、必要とされる操舵補助力が比較的大きい場合には、制御回路２３は、切換スイッチ２８を位置ａに操作するように切換手段２１に制御信号を与える。この結果、車載バッテリ１６と補助電源１９とが互いに直列に接続され、車載バッテリ１６と補助電源１９との両方の電力がモータ駆動回路２２に供給される。
【００２０】
制御回路（制御手段）２３は、補助電源１９の電力をモータ駆動回路２２に供給するか否かを、車載バッテリ１６からモータ駆動回路２２に供給される電流値についての所定の充放電閾値に基づいて決定する。例えば、車載バッテリ１６から電動モータ１４へ引き出される電流値が８０Ａであるときを閾値とし、車載バッテリ１６から引き出される電流値が８０Ａを超えた場合に、補助電源１９の電力をもモータ駆動回路２２に供給する。
【００２１】
より詳しく説明すると、図２に示すように、電動モータ１４の駆動にかかる消費電力が実線で示すように変動しているとき、車載バッテリ１６から電動モータ１４へ供給される電流値が閾値を超える領域（点線よりも上側の領域）では補助電源１９を放電させ、車載バッテリ１６に加えて補助電源１９からの電力をモータ駆動回路２２に供給することによって、電動モータ１４の要求出力を下げることなく電動モータ１４への電流値を下げることができる。また、閾値以下の領域では車載バッテリ１６からの電力を電動モータ１４に供給するとともに、補助電源１９の充電を行うようになっている。
【００２２】
この閾値は、モータ駆動回路２２等を構成するスイッチング素子やその他の電子部品の許容電流値を超えない値であり、さらには、当該閾値を超えて車載バッテリ１６から電動モータ１４へ電流が引き出されると、車載バッテリ１６の電圧低下によって車両に搭載された他の電気機器に対する電力不足が生じうるような値として設定されている。
【００２３】
電子部品の破損や他の電気機器への電力不足が生じないようにするためには、電動モータ１４に対する要求出力を強制的に下げて車載バッテリ１６の消費電力を抑制するような電力管理が必要となるが、本発明では、前記閾値を基準として補助電源１９を使用するか否かを決定しているので、当該閾値を超えた場合には、車載バッテリ１６と補助電源１９との電力をモータ駆動回路２２に供給することによって、電子部品の許容電流値を超えるような過大な電流が流れることが無く、しかも、他の電気機器への電力不足が生じることが無く、必要な操舵補助力をステアリング装置１３に与えることができる。
【００２４】
また、車載バッテリ１６の消費電力に関する電力管理が不要となり、当該電力管理を行うためのＥＣＵや、このＥＣＵと電動パワーステアリング装置１１や他の装置のＥＣＵ１５との通信インタフェース構造等を設ける必要もなく、システムコストを抑制することが可能となる。
本発明は、前記実施の形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された範囲内で適宜設計変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るモータ制御装置のブロック回路図である。
【図２】車載バッテリ及び補助電源の使用領域を示すグラフである。
【図３】電力管理を行う場合の電動モータのＴ−Ｎ特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１１  電動パワーステアリング装置
１２  モータ制御装置
１３  ステアリング装置
１４  電動モータ
１６  車載バッテリ
１９  補助電源
２３  制御回路（制御手段）
【図１】
2009107416.tif 000003
【図２】
2009107416.tif 000004
【図３】
2009107416.tif 000005