JP2017077832A - ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの出力の低下を抑制できるステアリング装置を提供する。【解決手段】ＥＰＳのＥＣＵ４は、第１ＥＣＵ４ａおよび第２ＥＣＵ４ｂを有している。第１ＥＣＵ４ａは、モータ２０に電力を供給する第１駆動回路５０と、バッテリ４０から第１駆動回路５０への給電のオンオフを切り替える第１電源リレー６０と、第１駆動回路５０および第１電源リレー６０を制御する第１制御回路７０とを有している。また、第１ＥＣＵ４ａは、バッテリ４０から第２駆動回路１００への給電のオンオフを切り替える第１補助電源リレー６１を有している。第２ＥＣＵ４ｂは、第１ＥＣＵ４ａと同様に、第２駆動回路１００と、第２電源リレー１１０と、第２制御回路１２０と、バッテリ４１から第１駆動回路５０への給電のオンオフを切り替える第２補助電源リレー１１１とを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリング装置に関する。

従来、車両用のステアリング装置には、モータを駆動源として操舵機構にアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）がある。このモータの動作を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）は、複数のスイッチング素子を有する駆動回路と、複数のスイッチング素子のオンオフを制御するモータ制御信号を出力する制御回路とを備えている。このようなＥＣＵには、たとえばバッテリとＥＣＵとの間に設けられる給電経路上に電源リレーが設けられたものがある。たとえば、駆動回路にショート故障等の異常が発生した場合には、電源リレーをオフ状態にすることにより、駆動回路とモータとの間を通電不能に遮断する。

また、特許文献１に示すように、ＥＣＵを、２つの駆動回路および２つの給電経路を有する２系統の構成とすることで、ＥＣＵに冗長性を持たせたＥＰＳもある。このＥＰＳによれば、たとえば一方の駆動回路に異常が発生した場合でも、他方の駆動回路からモータに電力を供給することで、モータの駆動を継続できる。

特開２００４−２１６９２８号公報

しかし、特許文献１のようなＥＰＳでは、２系統の駆動回路のうち一方の系統の給電経路に異常が発生した場合、他方の系統の駆動回路のみでモータに電力を供給する必要がある。２系統の駆動回路からモータに電力を供給していた状態が、１系統の駆動回路からモータに電力を供給する状態となるため、モータへ供給される電力が通常時よりも減少する。このため、モータの出力も通常時よりも低下する。したがって、当該異常時には、本来要求されるアシスト力が得られないおそれがある。

本発明の目的は、モータの出力の低下を抑制できるステアリング装置を提供することである。

上記目的を達成しうるステアリング装置は、複数相のモータコイルを有するモータと、車載される電源の電力を利用して、前記モータに駆動用の電力を供給する複数の駆動回路と、前記電源と前記複数の駆動回路との間をそれぞれ接続する複数の電力供給路と、前記電源と前記複数の駆動回路との間に設けられ、前記複数の電力供給路の間を全て遮断する第１の状態と、前記複数の電力供給路の間を少なくとも１つ接続する第２の状態との間で切り替える切り替え部と、前記複数の駆動回路および前記切り替え部の動作を制御することにより、前記モータへの給電を制御する少なくとも１つの制御部と、を備えている。前記制御部は、通常時には前記切り替え部を前記第１の状態に維持し、前記複数の電力供給路のうちいずれか１つに異常が生じた異常時には前記切り替え部を前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替える。

この構成によれば、複数の電力供給路のうちいずれかに異常が生じた場合、切り替え部が第１の状態から第２の状態に切り替えられることにより、異常が生じた電力供給路は、正常な他の電力供給路と接続されることとなる。このため、本来ならば異常が生じた電力供給路から電力が供給される駆動回路は、正常な他の電力供給路から電力が供給される。このため、異常が発生した場合であれ、複数相のモータコイルへの給電が通常通り継続される。したがって、モータの出力の低下が抑えられる。

上記のステアリング装置において、前記複数の電力供給路上にそれぞれ設けられ、これら電力供給路を開閉するスイッチを備え、前記切り替え部は、前記複数の電力供給路において、互いの前記スイッチの上流側の部分と下流側の部分との間を接続する複数の補助電力供給路と、前記複数の補助電力供給路にそれぞれ設けられ、これら補助電力供給路を開閉する補助スイッチと、を有し、前記制御部は、通常時には前記スイッチをオン、かつ前記補助スイッチをオフにした状態に維持することにより、前記切り替え部を前記第１の状態に維持し、前記複数の電力供給路のうちいずれか１つに異常が生じた異常時には、異常な電力供給路の前記スイッチの下流側と正常な電力供給路の前記スイッチの上流側とを接続する前記補助電力供給路の前記補助スイッチをオンすることにより、前記切り替え部を前記第２の状態に切り替えることが好ましい。

この構成によれば、いずれか１つの電力供給路で異常が発生することにより、異常が発生した電力供給路と対応する駆動回路への給電が遮断されたとき、その駆動回路への給電を継続すべく、正常な他の電力供給路のスイッチの上流側と異常が発生した電力供給路のスイッチの下流側との間の補助電力供給路の補助スイッチをオンにする。これにより、異常が発生した電力供給路には、正常な電力供給路から電力が供給されることとなり、異常が発生した電力供給路に対応する駆動回路への給電は継続される。

上記のステアリング装置において、前記複数の駆動回路は、前記モータに電力を供給する第１の駆動回路と、前記モータに電力を供給する第２の駆動回路と、を含み、前記複数の電力供給路は、前記電源と前記第１の駆動回路との間を接続する第１の電力供給路と、前記電源と前記第２の駆動回路との間を接続する第２の電力供給路と、を含み、前記複数のスイッチは、前記第１の電力供給路に設けられる第１のスイッチと、前記第２の電力供給路に設けられる第２のスイッチと、を含み、前記複数の補助電力供給路は、前記第１の電力供給路と前記第２の駆動回路との間を接続する第１の補助電力供給路と、前記第２の電力供給路と前記第１の駆動回路との間を接続する第２の補助電力供給路と、を含み、前記複数の補助スイッチは、前記第１の補助電力供給路に設けられる第１の補助スイッチと、前記第２の補助電力供給路に設けられる第２の補助スイッチと、を含むことが好ましい。

この構成によれば、第２の電力供給路における電源と第２のスイッチとの間の部分に断線などの異常が発生した場合、第１の補助スイッチがオンされることにより、第１の補助電力供給路への給電が許容される。これにより、第１の補助電力供給路を介して第２の駆動回路に給電が継続される。また、第１の供給路における電源と第１のスイッチとの間の部分に断線などの異常が発生した場合、第２の補助スイッチがオンされることにより第２の補助電力供給路への給電が許容される。これにより、第２の補助電力供給路を介して第１の駆動回路に給電が継続される。

上記のステアリング装置において、前記電源は、第１の電源と、第２の電源と、を有し、前記第１の電源は、前記第１の電力供給路に接続され、前記第２の電源は、前記第２の電力供給路に接続されることが好ましい。

この構成によれば、第１の電源は第１の駆動回路へ給電するために用いられ、第２の電源は第２の駆動回路へ給電するために用いられる。このため、第１の電源と第２の電源に要求される性能は、電源を１つしか設けない場合と比べて、ある程度低くすることができる。また、電源が冗長化されるため、第１の電源が故障した場合であっても、第２の電源によって第１の駆動回路および第２の駆動回路への給電が継続される。

上記のステアリング装置において、前記複数の電力供給路上にそれぞれ設けられ、これら電力供給路を開閉するスイッチと、前記複数の電力供給路における前記スイッチと前記電源との間の部分を互いに接続するワイヤードオアを備え、前記制御部は、前記ワイヤードオアを介して給電されることが好ましい。

この構成によれば、複数の電力供給路のうちいずれか１つが断線故障した場合であっても、制御部には残る電力供給路からワイヤードオアを介して直ちに給電される。たとえば、制御部が電源から直接給電されている場合には、その給電経路の途中で断線などが生じると、制御部は停止してしまう。そして、再度何らかの形でその制御部に給電が再開された場合には、その制御部を再度起動する必要が生じる。これに対し、ワイヤードオアから制御部に常時給電されることによって、制御部が一時的に停止すること（瞬断）が抑制される。

上記のステアリング装置において、前記制御部は、前記複数の駆動回路にそれぞれ対応して設けられることが好ましい。
この構成によれば、制御部は自らの系統の駆動回路のみを駆動すればよいので、複数の系統の駆動回路を同時に制御しなくてよい分、各制御部の駆動回路を制御する演算負荷はそれぞれ低減される。

本発明のステアリング装置によれば、モータの出力の低下を抑制できる。

一実施形態の電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構成図。 一実施形態の電動パワーステアリング装置について、そのＥＣＵの概略構成を示す構造図。 （ａ）は、一実施形態の電動パワーステアリング装置について、通常時におけるＥＣＵのモータへの給電の態様を示す模式図、（ｂ）は、一実施形態の電動パワーステアリング装置について、異常時におけるＥＣＵのモータへの給電の態様を示す模式図。 他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、そのＥＣＵの概略構成を示す構造図。 他の実施形態の電動パワーステアリング装置について、そのＥＣＵの概略構成を示す構造図。

以下、ステアリング装置をＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）に具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３、およびアシスト機構３を制御するモータ制御装置としてのＥＣＵ４を備えている。

操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックシャフト１２に噛み合わされている。したがって、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃの先端に設けられたピニオンギヤとラックシャフト１２に設けられたラックからなるラックアンドピニオン機構１３を介して、ラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変更される。

アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ２０を備えている。モータ２０としては、たとえば、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する３相ブラシレスモータが採用される。モータ２０の回転軸２１は、減速機構２２を介してピニオンシャフト１１ｃに連結されている。減速機構２２はモータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をピニオンシャフト１１ｃに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０の回転力（トルク）がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＣＵ４は、車載される２つのバッテリ４０，４１から電力が供給されることにより動作する。ＥＣＵ４は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果に基づいてモータ２０を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルクセンサ３０が設けられる。トルクセンサ３０はコラムシャフト１１ａに設けられている。トルクセンサ３０は、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクτを検出する。ＥＣＵ４はセンサの出力（たとえば操舵トルクτ）に基づいて、目標のアシスト力を設定し、実際のアシスト力が目標のアシスト力となるように、モータ２０に供給される電流を制御する。

つぎに、ＥＣＵ４について詳細に説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４は、第１ＥＣＵ４ａおよび第２ＥＣＵ４ｂを有している。第１ＥＣＵ４ａは、モータ２０に電力を供給する第１駆動回路５０と、バッテリ４０から第１駆動回路５０への給電のオンオフを切り替える第１電源リレー６０と、第１駆動回路５０および第１電源リレー６０を制御する第１制御回路７０とを有している。また、第２ＥＣＵ４ｂは、モータ２０に電力を供給する第２駆動回路１００と、バッテリ４１から第２駆動回路１００への給電のオンオフを切り替える第２電源リレー１１０と、第２駆動回路１００および第２電源リレー１１０を制御する第２制御回路１２０とを有している。バッテリ４０はグランド４０ａに接地され、バッテリ４１はグランド４１ａに接地されている。ＥＣＵ４は、モータ２０への電力の供給を制御することにより、モータ２０の動作を制御する。

第１駆動回路５０は、複数のスイッチング素子を有し、それらのスイッチング素子をオンまたはオフすることにより、バッテリ４０からの直流電力を３相交流電力に変換する。すなわち、第１駆動回路５０は、バッテリ４０側に接続される上側ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）５１ｕ，５１ｖ，５１ｗと、グランド側に接続される下側ＦＥＴ５２ｕ，５２ｖ，５２ｗとを有している。第１駆動回路５０は、上側ＦＥＴ５１ｕと下側ＦＥＴ５２ｕを直列に接続したハーフブリッジ５３ｕと、上側ＦＥＴ５１ｖと下側ＦＥＴ５２ｖを直列に接続したハーフブリッジ５３ｖと、上側ＦＥＴ５１ｗと下側ＦＥＴ５２ｗを直列に接続したハーフブリッジ５３ｗとを並列に接続することにより設けられている。

第１電源リレー６０は、バッテリ４０と第１駆動回路５０（上側ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗ）との間の給電経路Ｃ１上に設けられている。第１電源リレー６０は、通常オン状態に維持される。給電経路Ｃ１において、断線故障やショート故障などの異常が生じた場合、第１電源リレー６０はオフ状態へ切り替えられる。給電経路Ｃ１が遮断されることにより、バッテリ４０からモータ２０への給電も遮断される。

第１制御回路７０は、バッテリ４０からの電力を一定の電圧に変換する定電圧回路７１と、定電圧回路７１から一定の電圧が印加されることにより駆動するＣＰＵ（中央処理装置）７２とを有している。定電圧回路７１は、バッテリ４０，４１の電圧値の大きさがどのようなものであっても、定電圧回路７１からの出力電圧を一定にする。ＣＰＵ７２は、上側ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗおよび下側ＦＥＴ５２ｕ，５２ｖ，５２ｗのゲート電極にそれぞれ接続されている。ＣＰＵ７２は、たとえば車載されるセンサにより検出される操舵トルクτやモータ２０の回転角などの状態量を取り込み、これらの状態量に基づいてモータ制御信号（電圧信号）を生成する。ＣＰＵ７２は、各ゲート電極にモータ制御信号を印加することにより、上側ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗおよび下側ＦＥＴ５２ｕ，５２ｖ，５２ｗのオンオフを制御する。また、ＣＰＵ７２は、第１電源リレー６０にも接続されている。ＣＰＵ７２は、第１電源リレー６０のオンオフを制御する。

第２駆動回路１００も第１駆動回路５０と同様の構成を有している。第２駆動回路１００は、バッテリ４１からの直流電力を３相交流電力に変換する。第２駆動回路１００は、上側ＦＥＴ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗおよび下側ＦＥＴ１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗを有している。上側ＦＥＴ１０１ｕおよび下側ＦＥＴ１０２ｕはハーフブリッジ１０３ｕを、上側ＦＥＴ１０１ｖおよび下側ＦＥＴ１０２ｖはハーフブリッジ１０３ｖを、上側ＦＥＴ１０１ｗおよび下側ＦＥＴ１０２ｗはハーフブリッジ１０３ｗをそれぞれ構成する。

第２電源リレー１１０は、バッテリ４１と第２駆動回路１００（上側ＦＥＴ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ）との間の給電経路Ｃ２上に設けられている。第２電源リレー１１０は、通常オン状態に維持される。給電経路Ｃ２において、断線故障やショート故障などの異常が生じた場合（異常検出については説明を省略するが、異常検出手段からの信号に基づき異常判定する）、第２電源リレー１１０はオフ状態へ切り替えられる。給電経路Ｃ２が遮断されることにより、バッテリ４１からモータ２０への給電も遮断される。

第２制御回路１２０は、第１制御回路７０と同様の構成を有している。第２制御回路１２０も定電圧回路１２１およびＣＰＵ１２２を有している。ＣＰＵ１２２は、上側ＦＥＴ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗおよび下側１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗのゲート電極にそれぞれ接続されている。ＣＰＵ１２２は車載されるセンサにより検出される状態量を取り込み、この状態量に基づいてモータ制御信号を生成することによって、上側ＦＥＴ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗおよび下側１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗのオンオフを制御する。また、ＣＰＵ１２２は、第２電源リレー１１０にも接続されている。ＣＰＵ１２２は、第２電源リレー１１０のオンオフを制御する。

また、第１ＥＣＵ４ａは、バッテリ４０から第２駆動回路１００への給電のオンオフを切り替える第１補助電源リレー６１を有している。また、第２ＥＣＵ４ｂは、バッテリ４１から第１駆動回路５０への給電のオンオフを切り替える第２補助電源リレー１１１を有している。

第１補助電源リレー６１は、バッテリ４０と第２駆動回路１００（上側ＦＥＴ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ）との間の給電経路Ｓ１上に設けられている。給電経路Ｓ１は、給電経路Ｃ１におけるバッテリ４０と第１電源リレー６０との間（第１電源リレー６０の上流側の部分）、および給電経路Ｃ２における第２電源リレー１１０と第２駆動回路１００との間（第１電源リレー６０の下流側の部分）に接続されている。第１補助電源リレー６１は、通常オフ状態に維持される。すなわち、第１補助電源リレー６１によって、通常はバッテリ４０から第２駆動回路１００への給電は遮断されている。

給電経路Ｃ２（正確には、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と給電経路Ｓ１の接続点との間の給電経路Ｃ２ａ）において、断線故障（たとえばグランド４１ａの断線）やショート故障などの異常が生じた場合、第２電源リレー１１０はオン状態からオフ状態に切り替えられる。これに伴い、バッテリ４１から第２駆動回路１００への給電は遮断されるため、第２駆動回路１００からモータ２０へ電力は供給されなくなる。このとき、第１補助電源リレー６１は、オン状態に切り替えられる。このため、バッテリ４０と第２駆動回路１００との間の給電経路Ｓ１の通電が許容され、バッテリ４０から第２駆動回路１００へ給電される。なお、ＣＰＵ７２によって第１補助電源リレー６１のオンオフが制御される。ＣＰＵ１２２は、一例として、第２電源リレー１１０がオフ状態であるにも関わらず、第２駆動回路１００に電力が供給されないとき、給電経路Ｃ２に異常が発生したことを検出する。ＣＰＵ１２２は、給電経路Ｃ２の異常が検出されたとき、その旨をＣＰＵ７２に通知する。

第２補助電源リレー１１１は、バッテリ４１と第１駆動回路５０（上側ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗ）との間の給電経路Ｓ２上に設けられている。給電経路Ｓ２は、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と第２電源リレー１１０との間（第２電源リレー１１０の上流側の部分）、および給電経路Ｃ１における第１電源リレー６０と第１駆動回路との間（第２電源リレー１１０の下流側の部分）に接続されている。第２補助電源リレー１１１は、通常オフ状態に維持される。すなわち、第２補助電源リレー１１１によって、通常はバッテリ４１から第１駆動回路５０への給電は遮断されている。

給電経路Ｃ１（正確には、給電経路Ｃ１におけるバッテリ４０と給電経路Ｓ２の接続点との間の給電経路Ｃ１ａ）において、断線故障（たとえばグランド４０ａの断線）やショート故障などの異常が生じた場合、第１電源リレー６０はオン状態からオフ状態に切り替えられる。これに伴い、バッテリ４０から第１駆動回路５０への給電は遮断されるため、第１駆動回路５０からモータ２０へ電力は供給されなくなる。このとき、第２補助電源リレー１１１は、オン状態に切り替えられる。このため、バッテリ４１と第１駆動回路５０との間の給電経路Ｓ２の通電が許容され、バッテリ４１から第１駆動回路５０へ給電される。なお、ＣＰＵ１２２によって第２補助電源リレー１１１のオンオフが制御される。一例として、ＣＰＵ７２は、第１電源リレー６０がオフ状態にあるにも関わらず、第１駆動回路５０に電力が給電されないとき、給電経路Ｃ１に異常が発生したことを検出する。ＣＰＵ７２は、給電経路Ｃ１の異常が検出されたとき、その旨をＣＰＵ１２２に通知する。

また、ＥＣＵ４は、ダイオードオア８０を有している。ダイオードオア８０は、給電経路Ｃ１におけるバッテリ４０と第１ＥＣＵ４ａとの間と、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と第２ＥＣＵ４ｂとの間とを接続する給電経路Ｃ３上に設けられている。ダイオードオア８０は、２つのダイオード８１，８２を有している。ダイオード８１とダイオード８２とは、互いに反対向きに配置されている。ダイオード８１は、バッテリ４０から第１制御回路７０および第２制御回路１２０への給電を許容する向きに設けられている。ダイオード８２は、バッテリ４１から第１制御回路７０および第２制御回路１２０への給電を許容する向きに設けられている。また、給電経路Ｃ３におけるダイオード８１とダイオード８２との間は、給電経路Ｃ４を介して第１制御回路７０に接続され、給電経路Ｃ５を介して第２制御回路１２０に接続されている。ダイオードオア８０は、バッテリ４０およびバッテリ４１のうち電圧の高い方からの電力が第１制御回路７０および第２制御回路１２０へ供給されることを許容する。

つぎに、ＥＣＵ４の動作について詳しく説明する。まず給電経路Ｃ２に何ら故障が生じていない通常時の動作について説明し、次に給電経路Ｃ２に何らかの故障が生じた異常時の動作について説明する。

図３（ａ）に示すように、通常時は、第１電源リレー６０および第２電源リレー１１０はオン状態に維持される。このため、第１ＥＣＵ４ａでは、バッテリ４０から第１電源リレー６０を介して第１駆動回路５０に給電される。また、第２ＥＣＵ４ｂでは、バッテリ４１から第２電源リレー１１０を介して第２駆動回路１００に給電される。なお、バッテリ４０およびバッテリ４１のうち、電圧値が大きいほうの電力が第１制御回路７０および第２制御回路１２０に供給される。第１制御回路７０および第２制御回路１２０は、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００の各ＦＥＴのスイッチングを制御することにより、モータ２０へ供給される電力を制御する。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、たとえば、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と第２ＥＣＵ４ｂとの間で断線故障が発生した場合には、バッテリ４１から第２ＥＣＵ４ｂへの給電が遮断される。このため、第２駆動回路１００はモータ２０に電力を供給することができなくなる。

しかし、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と第２ＥＣＵ４ｂとの間で断線故障が生じたとき、第１制御回路７０（ＣＰＵ７２）によって、第１補助電源リレー６１がオフ状態からオン状態に切り替えられることにより、バッテリ４０から第２ＥＣＵ４ｂに給電される。言い換えれば、バッテリ４０から給電されている第１ＥＣＵ４ａから第１補助電源リレー６１（給電経路Ｓ１）を介して第２ＥＣＵ４ｂへと電力が供給される。このため、第２駆動回路１００からモータ２０に電力を継続して供給することができる。

このため、通常時と同様に、異常時も第１制御回路７０および第２制御回路１２０は、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００の２系統を介してモータ２０への給電を継続できる。したがって、異常時であれ、モータ２０により、本来要求されるアシスト力が発揮される。

ところで、給電経路Ｃ２におけるバッテリ４１と第２ＥＣＵ４ｂとの間で断線故障が発生した場合には、第２制御回路１２０は、第２電源リレー１１０をオフ状態にする。たとえば第１補助電源リレー６１がオン状態に切り替えられることにより給電経路Ｓ１での給電が許容される場合に、何らかの異常が解消されるとき、第２電源リレー１１０がオン状態に維持されていると、バッテリ４１から第２ＥＣＵ４ｂへの給電が再開されることが想定される。この場合、第２ＥＣＵ４ｂには、バッテリ４０およびバッテリ４１の両方から電力が流れ込むこととなり、本来想定される電力よりも大きな電力が供給されることとなる。このため、バッテリ４１と第２ＥＣＵ４ｂとの間で何らかの異常が発生した場合、第２制御回路１２０は第２電源リレー１１０をオフ状態にしておくことが好ましい。なお、何らかの異常としては、たとえば断線故障やバッテリと配線との間の接触不良などが挙げられる。

なお、給電経路Ｃ２ａで断線故障が生じた場合に限らず、給電経路Ｃ１ａで断線故障が生じた場合も同様である。すなわち、給電経路Ｃ１ａで断線故障が生じた場合には、第２補助電源リレー１１１がオフ状態からオン状態に切り替えられることにより、バッテリ４０の代わりにバッテリ４１から第１ＥＣＵ４ａへ給電される。これにより、通常時も異常時も同様に、モータ２０により、本来要求されるアシスト力が発揮される。なお、給電経路Ｃ１におけるバッテリ４０と第１ＥＣＵ４ａとの間で断線故障が発生した場合、第１制御回路７０は、第１電源リレー６０をオフ状態にする。

また、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００にそれぞれ対応して第１制御回路７０および第２制御回路１２０が設けられている。このため、１つの制御回路で２つの駆動回路（第１駆動回路５０および第２駆動回路１００）を制御する場合と比べて、第１制御回路７０および第２制御回路１２０の演算負荷はそれぞれ低減される。複数の系統の駆動回路を同時に制御しなくてもよいためである。

つぎに、ＥＣＵ４に設けられるダイオードオア８０の動作について説明する。通常時、ダイオードオア８０は、バッテリ４０およびバッテリ４１のうち、電圧の高い方の電力が、第１制御回路７０および第２制御回路１２０へ給電されることを許容する。また、たとえば給電経路Ｃ２ａで断線故障が発生した場合、バッテリ４１の電圧はダイオードオア８０に印加されないので、直ちにバッテリ４０から第１制御回路７０および第２制御回路１２０へそれぞれ給電される。これに対し、たとえば給電経路Ｃ１ａで断線故障が発生した場合には、バッテリ４０の電圧はダイオードオア８０に印加されないので、直ちにバッテリ４１から第１制御回路７０および第２制御回路１２０へそれぞれ給電される。このように、第１制御回路７０および第２制御回路１２０は、バッテリ４０およびバッテリ４１のいずれか一方から給電される。

本実施形態の効果を説明する。
（１）バッテリ４０と第２ＥＣＵ４ｂとの間に給電経路Ｓ１が設けられている。このため、給電経路Ｃ２ａが遮断された場合、第１補助電源リレー６１がオン状態に切り替えられることにより、給電経路Ｓ１を介してバッテリ４０から第２ＥＣＵ４ｂへの給電が継続される。また、バッテリ４１と第１ＥＣＵ４ａとの間に給電経路Ｓ２が設けられている。このため、給電経路Ｃ１ａが遮断された場合も、第２補助電源リレー１１１がオン状態に切り替えられることにより、給電経路Ｓ２を介してバッテリ４１から第１ＥＣＵ４ａへの給電が継続される。このため、通常時も異常時も同様に、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００からモータ２０に給電されることとなり、モータ２０により要求されるアシスト力が発揮される。

（２）給電経路Ｃ１ａで断線故障が発生することによりバッテリ４０から第１ＥＣＵ４ａへの給電が行われない場合も、給電経路Ｃ２ａで断線故障が発生することによりバッテリ４１から第２ＥＣＵ４ｂへの給電が行われない場合も、第１制御回路７０および第２制御回路１２０には、ダイオードオア８０を介してバッテリ４０およびバッテリ４１のいずれか一方から直ちに給電される。ダイオードオア８０を介して第１制御回路７０および第２制御回路１２０へ常時電力が供給される。ダイオードオア８０を設けず、第１制御回路７０がバッテリ４０から直接給電されるようにした場合、その給電経路で断線が生じると直ちに第１制御回路７０への給電が停止する。このため、第１制御回路７０は停止する。何らかの手段によって第１制御回路７０へ再度給電されたとしても、わずかな時間であれ第１制御回路７０への給電が途切れる、いわゆる瞬断が生じる。また、第１制御回路７０を再度起動するための時間が必要となってしまう。これに対し、本実施形態では、第１制御回路７０および第２制御回路１２０には、バッテリ４０またはバッテリ４１のいずれか一方から常に給電されるため、瞬断が発生することが抑制される。また、第１制御回路７０および第２制御回路１２０を再度立ち上げる必要もない。

本実施形態は次のように変更してもよい。なお、以下の他の実施形態は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
・本実施形態におけるバッテリ４０，４１は、同一品であってもよいし、電圧値や容量が異なるバッテリであってもよい。

・本実施形態では、給電経路Ｃ１におけるバッテリ４０と第１ＥＣＵ４ａとの間で断線故障が発生した場合には、第１制御回路７０は、第１電源リレー６０をオフ状態にしたが、これに限らない。バッテリ４０と第１ＥＣＵ４ａとの間の給電の再開が問題とならない場合、第１制御回路７０は、第１電源リレー６０をオン状態に維持してもよい。また、同様に、第２制御回路１２０は、第２電源リレー１１０をオン状態に維持してもよい。なお、第１電源リレー６０および第２電源リレー１１０は設けなくてもよい。

・本実施形態では、２つのバッテリ４０，４１が設けられたが、これに限らない。たとえば、図４に示すように、１つのバッテリ４０のみを設けてもよい。この場合、たとえば給電経路Ｃ１上の分岐点Ｂに給電経路Ｃ２が接続される。給電経路Ｃ１における分岐点Ｂと第１電源リレー６０との間の部分、または給電経路Ｃ２における分岐点Ｂと第２電源リレー１１０との間の部分で断線などの異常が発生した場合であっても、第１補助電源リレー６１または第２補助電源リレー１１１が閉じられることにより、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００への給電は継続される。

・本実施形態では、ダイオードオア８０が設けられたが、これは設けられなくてもよい。ダイオードオア８０を設けない場合、第１制御回路７０はバッテリ４０と第１電源リレー６０との間に接続され、第２制御回路１２０はバッテリ４１と第２電源リレー１１０との間に接続される（図５参照）。

・本実施形態では、第１制御回路７０と第２制御回路１２０とが設けられたが、これに限らない。たとえば、図４に示すように、第１制御回路７０の１つのみが設けられてもよい。この場合、第１制御回路７０は、第１駆動回路５０および第２駆動回路１００の各ＦＥＴのオンオフを制御する。また、第１制御回路７０は、第１電源リレー６０および第２電源リレー１１０、ならびに第１補助電源リレー６１および第２補助電源リレー１１１のオンオフを制御する。すなわち、駆動回路ごとにそれぞれ制御回路を設ける必要はなく、全ての駆動回路をまとめて制御する制御回路があればよい。また、全ての駆動回路をまとめて制御する制御回路は、第１ＥＣＵ４ａに限らず、第２ＥＣＵ４ｂに設けられてもよい。また、全ての駆動回路をまとめて制御する制御回路は、第１ＥＣＵ４ａおよび第２ＥＣＵ４ｂに設けるのに限らず、ＥＣＵ４の内部に設ければよい。

・本実施形態では、第１ＥＣＵ４ａおよび第２ＥＣＵ４ｂの２系統からモータ２０に電力を供給したが、図５に示すように、第１ＥＣＵ４ａおよび第２ＥＣＵ４ｂに加え、第３ＥＣＵ４ｃの３系統からモータ２０に電力を供給するようにしてもよい。この場合、たとえば車両にはバッテリ４０，４１に加え、バッテリ４２が設けられる。第３ＥＣＵ４ｃは、モータ２０に電力を供給する第３駆動回路１３０と、バッテリ４２から第３駆動回路１３０への給電のオンオフを切り替える第３電源リレー１４０と、第３駆動回路１３０および第３電源リレー１４０を制御する第３制御回路１５０とを有している。また、第１ＥＣＵ４ａは、補助電源リレー６１および補助電源リレー６２を有している。補助電源リレー６１は、第１ＥＣＵ４ａから第２ＥＣＵ４ｂへ電力を供給するための給電経路上に、補助電源リレー６２は、第１ＥＣＵ４ａから第３ＥＣＵ４ｃへ電力を供給するための給電経路上に設けられている。第２ＥＣＵ４ｂは、補助電源リレー１１１および補助電源リレー１１２を有している。補助電源リレー１１１は、第２ＥＣＵ４ｂから第１ＥＣＵ４ａへ電力を供給するための給電経路上に、補助電源リレー１１２は、第２ＥＣＵ４ｂから第３ＥＣＵ４ｃへ電力を供給するための給電経路上に設けられている。第３ＥＣＵ４ｃは、補助電源リレー１４１および補助電源リレー１４２を有している。補助電源リレー１４１は、第３ＥＣＵ４ｃから第１ＥＣＵ４ａへ電力を供給するための給電経路上に、補助電源リレー１４２は、第３ＥＣＵ４ｃから第２ＥＣＵ４ｂへ電力を供給するための給電経路上に設けられている。すなわち、第１ＥＣＵ４ａ、第２ＥＣＵ４ｂ、および第３ＥＣＵ４ｃは、各補助電源リレーをオンすることにより、相互に給電し合うことが可能である。なお、４系統以上のモータに対応する場合、３系統の場合と同様に、ＥＣＵ４の構成を多重化すればよい。バッテリ４２は、系統数と同数だけ設けてもよいし、図４に示されているように、１つだけ設けてもよい。複数のバッテリを設ける場合、１つ１つのバッテリに要求される性能を低くすることができる。なお、図２に示される場合と同様にダイオードオア８０を設ける場合、ダイオードオア８０は、各給電経路における各バッテリと各ＥＣＵとの間を互いに接続する給電経路上に設ければよい。

・本実施形態では、バッテリ４０に対応してグランド４０ａが設けられ、バッテリ４１に対応してグランド４１ａが設けられたが、これに限らない。たとえば、バッテリ４０およびバッテリ４１に共通したグランドが設けられてもよい。

・本実施形態では、第１電源リレー６０および第２電源リレー１１０、ならびに第１補助電源リレー６１および第２補助電源リレー１１１が用いられたが、これらは電気的なスイッチ（たとえばＦＥＴ）であってもよいし、機械的なスイッチであってもよい。

・本実施形態では、ＥＣＵ４は１つのモータ２０に電力を供給したが、２つ以上のモータに電力を供給するようにしてもよい。
・本実施形態では、ＥＰＳに具体化して示したが、これに限らない。たとえば、ステアバイワイヤ（ＳＢＷ）に適用してもよい。また、ＳＢＷに限らず、後輪操舵装置や４輪操舵装置（４ＷＳ）として具体化してもよい。なお、ＳＢＷの場合、ラックを有するラックシャフト１２に限らず、ラックを有さないシャフトを転舵シャフトとして採用してもよい。この場合、たとえばボールねじ機構を用いることにより、転舵シャフトに転舵力を付与する。

１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、４…ＥＣＵ、４ａ…第１ＥＣＵ、４ｂ…第２ＥＣＵ、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…ラックシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、２０…モータ、２１…回転軸、２２…減速機構、３０…トルクセンサ、４０，４１，４２…バッテリ（電源）、４０ａ，４１ａ，４２ａ…グランド、５０…第１駆動回路（駆動回路）、５１ｕ，５１ｖ，５１ｗ…上側ＦＥＴ、５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ…下側ＦＥＴ、５３ｕ，５３ｖ，５３ｗ…ハーフブリッジ、６０…第１電源リレー（スイッチ）、６１…第１補助電源リレー（切り替え部、補助スイッチ）、６２…第３補助電源リレー（切り替え部、補助スイッチ）、７０…第１制御回路（制御部）、７１…定電圧回路、７２…ＣＰＵ、８０…ダイオードオア、８１，８２…ダイオード、１００…第２駆動回路（駆動回路）、１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ…上側ＦＥＴ、１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ…下側ＦＥＴ、１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗ…ハーフブリッジ、１１０…第２電源リレー（スイッチ）、１１１…第２補助電源リレー（切り替え部、補助スイッチ）、１２０…第２制御回路（制御部）、１２１…定電圧回路、１２２…ＣＰＵ、１３０…第３駆動回路（駆動回路）、１５０…第３制御回路（制御部）、τ…操舵トルク、Ｂ…分岐点、Ｃ１〜Ｃ５…給電経路（電力供給路）、Ｓ１，Ｓ２…給電経路（補助電力供給路）。

Claims (6)

1. 複数相のモータコイルを有するモータと、
   車載される電源の電力を利用して、前記モータに駆動用の電力を供給する複数の駆動回路と、
   前記電源と前記複数の駆動回路との間をそれぞれ接続する複数の電力供給路と、
   前記電源と前記複数の駆動回路との間に設けられ、前記複数の電力供給路の間を全て遮断する第１の状態と、前記複数の電力供給路の間を少なくとも１つ接続する第２の状態との間で切り替える切り替え部と、
   前記複数の駆動回路および前記切り替え部の動作を制御することにより、前記モータへの給電を制御する少なくとも１つの制御部と、を備え、
   前記制御部は、通常時には前記切り替え部を前記第１の状態に維持し、前記複数の電力供給路のうちいずれか１つに異常が生じた異常時には前記切り替え部を前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替えるステアリング装置。
2. 請求項１に記載のステアリング装置において、
   前記複数の電力供給路上にそれぞれ設けられ、これら電力供給路を開閉するスイッチを備え、
   前記切り替え部は、
   前記複数の電力供給路において、互いの前記スイッチの上流側の部分と下流側の部分との間を接続する複数の補助電力供給路と、
   前記複数の補助電力供給路にそれぞれ設けられ、これら補助電力供給路を開閉する補助スイッチと、を有し、
   前記制御部は、通常時には前記スイッチをオン、かつ前記補助スイッチをオフにした状態に維持することにより、前記切り替え部を前記第１の状態に維持し、
   前記複数の電力供給路のうちいずれか１つに異常が生じた異常時には、異常な電力供給路の前記スイッチの下流側と正常な電力供給路の前記スイッチの上流側とを接続する前記補助電力供給路の前記補助スイッチをオンすることにより、前記切り替え部を前記第２の状態に切り替えるステアリング装置。
3. 請求項２に記載のステアリング装置において、
   前記複数の駆動回路は、前記モータに電力を供給する第１の駆動回路と、前記モータに電力を供給する第２の駆動回路と、を含み、
   前記複数の電力供給路は、前記電源と前記第１の駆動回路との間を接続する第１の電力供給路と、前記電源と前記第２の駆動回路との間を接続する第２の電力供給路と、を含み、
   前記複数のスイッチは、前記第１の電力供給路に設けられる第１のスイッチと、前記第２の電力供給路に設けられる第２のスイッチと、を含み、
   前記複数の補助電力供給路は、前記第１の電力供給路と前記第２の駆動回路との間を接続する第１の補助電力供給路と、前記第２の電力供給路と前記第１の駆動回路との間を接続する第２の補助電力供給路と、を含み、
   前記複数の補助スイッチは、前記第１の補助電力供給路に設けられる第１の補助スイッチと、前記第２の補助電力供給路に設けられる第２の補助スイッチと、を含むステアリング装置。
4. 請求項３に記載のステアリング装置において、
   前記電源は、第１の電源と、第２の電源と、を有し、
   前記第１の電源は、前記第１の電力供給路に接続され、
   前記第２の電源は、前記第２の電力供給路に接続されるステアリング装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
   前記複数の電力供給路上にそれぞれ設けられ、これら電力供給路を開閉するスイッチと、
   前記複数の電力供給路における前記スイッチと前記電源との間の部分を互いに接続するワイヤードオアを備え、
   前記制御部は、前記ワイヤードオアを介して給電されるステアリング装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のステアリング装置において、
   前記制御部は、前記複数の駆動回路にそれぞれ対応して設けられるステアリング装置。

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