JP2001010514A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トルクセンサが出力する不定信号の影響を排除
して、操舵フィーリングを向上できる電動パワーステア
リング装置を提供する。 【解決手段】イグニッションスイッチ３１がオン／オフ
されるときのように、トルクセンサ５が不定信号を出力
するときには、リミッタ回路１２を作動させて、トルク
信号の上限値を制限する。この場合に、システムが停止
状態から動作状態に移る際には、リミッタ回路１２は、
トルク信号の上限値を零から漸増させる。また、システ
ムが動作状態から停止状態に移る際には、リミッタ回路
１２は、トルク信号の上限値を零まで漸減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、操舵トルクに基
づいて制御される電動モータを駆動源とした電動パワー
ステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両のステアリング機構に電
動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵
の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられて
いる。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目標電流に基づ
いて駆動制御されるようになっている。

【０００３】ところが、ステアリングホイールに操舵ト
ルクを加えている状態で、車両のイグニッションキース
イッチをオン／オフすると、電動モータの始動／停止に
伴って、ハンドルが急に軽くなったり重くなったりする
から、高級感が損なわれ、操舵フィーリングが悪化す
る。たとえば、特公平７−９４２２６号公報には、イグ
ニッションスイッチがオンされた直後には、操舵トルク
に基づいて定めた電動機制御信号を補正することによ
り、操舵補助力を漸増させることが開示されている。ま
た、特公平７−９４２２７号公報には、イグニッション
スイッチをオフした直後や、故障等でシステムが停止し
た直後には、操舵トルクに基づいて定めた電動機制御信
号を補正することによって、操舵補助力を漸減させるこ
とが開示されている。これらにより、システムの始動時
または停止時においてハンドルが急に軽くなったり重く
なったりすることを防止できるから、操舵フィーリング
を向上できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】イグニッションスイッ
チがオン／オフされた直後には、トルクセンサへの電源
供給が開始／停止され、これに伴って、トルクセンサの
出力信号は、ステアリングホイールに加えられている操
舵トルクとは無関係な不定信号となる場合がある。

【０００５】たとえば、トルクセンサは、ステアリング
ホイールに結合された入力軸と、ステアリング機構に結
合された出力軸とを連結するトーションバーのねじれを
検出する構成により実現できる。この場合、たとえば、
トルクセンサは、入力軸と出力軸との位置関係の変化を
磁気抵抗の変化により検出し、その磁気抵抗に応じた出
力信号を出力する磁気式のもので構成することができ
る。

【０００６】このような磁気式のトルクセンサは、イン
ダクタンス成分を有する構成となっているから、とく
に、イグニッションスイッチをオフする際に大きなサー
ジが生じる傾向があり、これにより、操舵トルクとは無
関係な大きな信号がモータ制御用のコントローラに入力
されることになる。さらに、とくにイグニッションスイ
ッチオフ時にトルクセンサが出力するサージがコントロ
ーラに入力されると、このコントローラ内の回路部品が
破壊されるおそれがある。この問題も、上述の先行技術
では回避不可能である。

【０００７】また、ディジタル回路では、マイクロコン
ピュータに不定信号が取り込まれると、制御不能となる
場合がある。そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、トルクセンサが出力する不定信号の影響
を排除して、操舵フィーリングを向上できる電動パワー
ステアリング装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モー
タ（Ｍ）を駆動源とし、車両に搭載されたステアリング
機構（３）に操作手段（１）の操作に応じた操舵補助力
を与える電動パワーステアリング装置であって、操作手
段に加えられた操舵トルクを検出し、その検出された操
舵トルクに対応したトルク信号を出力するトルクセンサ
（５）と、このトルクセンサが出力するトルク信号に基
づいて電動モータを制御するモータ制御手段（１４，Ｓ
５，Ｓ１７，Ｓ２６，Ｓ３４）と、上記トルクセンサが
出力するトルク信号の上記モータ制御手段への入力を制
限する入力制限手段（１２，Ｓ３，Ｓ１３，Ｓ２２，Ｓ
３２）と、上記トルク信号が不定となるおそれのある予
め定める期間において、上記入力制限手段を作動させて
制限動作を行わせる制限実行制御手段（２１，７０）と
を含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置で
ある。

【０００９】なお、括弧内の数字は、後述の実施形態に
おける対応構成要素等を表す。以下、この項において同
じ。上記入力制限手段は、ソフトウエア処理によるもの
であってもよいし、アナログ回路などのハードウエアで
構成してもよい。上記の構成によれば、トルク信号が不
定となるおそれのある期間には、モータ制御手段へのト
ルク信号の入力が制限される。これにより、トルクセン
サが不定信号を出力することにより生じる上述の問題を
一気に解決できる。このようにして、操舵フィーリング
がよく、かつ、異常判定に対する信頼性が向上された電
動パワーステアリング装置を実現できる。

【００１０】さらに、入力制限手段をモータ制御手段と
は別の回路で構成しておけば、トルクセンサから発生さ
れるサージがモータ制御手段を構成する回路に印加され
ることを防止できる。これにより、モータ制御手段の破
壊を防止できる。また、トルクセンサの出力信号を制限
するための回路は、低コストで実現できる。これによ
り、低コストでフィーリングのよい電動パワーステアリ
ング装置を提供できる。

【００１１】請求項２記載の発明は、上記入力制限手段
は、上記トルクセンサが出力するトルク信号の上限値を
漸次変化させるリミッタ手段（１２，Ｓ３，Ｓ１３，Ｓ
２２，Ｓ３２）を含むものであることを特徴とする請求
項１記載の電動パワーステアリング装置である。この構
成によれば、トルク信号が不定になる期間において、ト
ルク信号の上限値が漸次変更されるので、このような期
間における電動モータの発生トルクの急変を防止でき
る。これにより、ハンドルが急に軽くなったり重くなっ
たりといったことがなく、操舵フィーリングを向上でき
る。

【００１２】請求項３記載の発明は、電動モータ（Ｍ）
を駆動源とし、車両に搭載されたステアリング機構
（３）に操作手段（１）の操作に応じた操舵補助力を与
える電動パワーステアリング装置であって、操作手段に
加えられた操舵トルクを検出し、その検出された操舵ト
ルクに対応したトルク信号を出力するトルクセンサ
（５）と、このトルクセンサが出力するトルク信号に基
づいて電動モータの目標電流を定めるとともに、目標電
流とトルク信号との関係であるアシスト特性が変更可能
な目標電流設定手段（１４，７０）と、この目標電流設
定手段における上記アシスト特性を変更することによっ
て、目標電流を制限する目標電流制限手段（２１，７
０）と、上記トルク信号が不定となるおそれのある予め
定める期間において、上記目標電流制限手段を作動させ
て制限動作を行わせる制限実行制御手段（２１，７０）
とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装置
である。

【００１３】この構成によれば、目標電流とトルク信号
との関係であるアシスト特性を変更することによって、
目標電流を制限するようにしている。すなわち、一定の
アシスト特性に従って目標電流を定めた後に、これを補
正するのではなく、アシスト特性を変更することによっ
て、目標電流の決定に対するトルク信号の寄与を制限
し、このようにして、上述の公告公報に開示された先行
技術に比較して、より直接的に不定信号の影響が排除さ
れている。したがって、操舵フィーリングがよく、か
つ、異常判定に関する信頼性を向上できる。

【００１４】請求項４記載の発明は、上記目標電流制限
手段は、目標電流が漸次変化するように上記アシスト特
性を漸次変更するものであることを特徴とする請求項３
記載の電動パワーステアリング装置である。この構成に
よれば、トルク信号が不定になる期間において、目標電
流が漸次変化させられるので、このような期間における
電動モータの発生トルクの急変を防止できる。これによ
り、ハンドルが急に軽くなったり重くなったりすること
が無くなり、操舵フィーリングを向上できる。

【００１５】請求項５記載の発明は、上記制限実行制御
手段は、当該電動パワーステアリング装置が動作を開始
した直後の一定期間において、上記制限動作を行わせる
ものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載の電動パワーステアリング装置である。この構
成によれば、電動パワーステアリング装置の動作開始直
後の一定期間において、トルク信号の入力や目標電流が
制限を受けることになる。これにより、たとえば、運転
者がステアリングホイールなどの操作手段に操舵トルク
を加えている状態でイグニッションスイッチをオンする
場合などに、急に大きな操舵補助力がステアリング機構
に与えられることを防止できる。なお、電動パワーステ
アリング装置の動作が開始される場合には、イグニッシ
ョンスイッチがオンされる場合の他にも、故障と判定さ
れて電動パワーステアリング装置の動作が一旦停止され
た後に、故障状態から正常状態へと復帰したと判定され
た場合などがある。

【００１６】この場合に、上記入力制限手段は、トルク
信号の上限値を十分小さな所定値（たとえば零）から漸
増させるように動作することが好ましい。また、目標電
流制限手段は、目標電流を十分小さな所定値（たとえば
零）から漸増させるように動作することが好ましい。請
求項６記載の発明は、上記制限実行制御手段は、当該電
動パワーステアリング装置が動作を停止する際の一定期
間において、上記制限動作を行わせるものであることを
特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電動パ
ワーステアリング装置である。

【００１７】この構成によれば、電動パワーステアリン
グ装置の動作が停止する際には、トルク信号の入力また
は目標電流が制限される。これにより、たとえば、運転
者がステアリングホイールなどの操作手段に操舵トルク
を加えている状態でイグニッションスイッチをオフする
場合などに、操舵補助力が急減することを防止できる。
なお、電動パワーステアリング装置の動作が停止される
場合には、イグニッションスイッチがオフされる場合の
他にも、何らかの故障が生じたものとして電動パワース
テアリング装置の動作が停止させられる場合などがあ
る。

【００１８】なお、この場合に、上記入力制限手段は、
トルク信号の上限値を十分小さな所定値（たとえば零）
まで漸減させるように動作することが好ましい。また、
目標電流制限手段は、目標電流を十分小さな所定値（た
とえば零）まで漸減させるように動作することが好まし
い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の
電気的構成を示すブロック図である。操作手段としての
ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ス
テアリングシャフト２を介して，ステアリング機構３に
機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モ
ータＭから操舵補助力が伝達されるようになっている。

【００２０】ステアリングシャフト２は、ステアリング
ホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング
機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、
これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバ
ー４によって互いに連結されている。トーションバー４
は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、こ
のねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検
出されるようになっている。

【００２１】トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａ
と出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変
化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されてい
る。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１
０（ＥＣＵ）に入力されている。コントローラ１０は、
トルクセンサ５によって検出される操舵トルクに応じて
電動モータＭの目標電流を定め、操舵トルクに応じた操
舵補助力がステアリング機構３に与えられるように、電
動モータＭを駆動制御する。

【００２２】コントローラ１０は、トルクセンサ５が出
力するトルク信号を受け付けるインタフェース回路（Ｉ
／Ｆ）１１と、インタフェース回路１１が出力するトル
ク信号を制限する入力制限手段としてのリミッタ回路１
２と、このリミッタ回路１２が出力する信号の位相を補
償する位相補償回路１３と、この位相補償回路１３によ
って位相補償されたトルク信号に対応する目標電流信号
を発生するアシスト特性決定回路１４と、ステアリング
機構３や電動モータＭの慣性に起因する応答遅れを補償
するための慣性補償回路１５と、この慣性補償回路１５
の出力とアシスト特性決定回路１４の出力信号とを加算
することによって、慣性補償処理のされた目標電流信号
を発生する加算回路１６とを備えている。そして、モー
タ電流検出回路１７によって検出されたモータ電流と目
標電流信号との偏差が減算回路１８によって求められ、
この偏差信号がＰＷＭ(Pulse Width Modulation)変換回
路１９に入力される。このＰＷＭ変換回路１９は、偏差
信号に対応したパルス幅のＰＷＭ駆動信号を発生し、こ
のＰＷＭ駆動信号は、電動モータＭに電流を供給するモ
ータドライバ２０に入力される。

【００２３】この実施形態では、上述のリミッタ回路１
２、位相補償回路１３およびアシスト特性決定回路１４
などは、それぞれアナログ回路で構成されている。コン
トローラ１０は、さらに、マイクロコンピュータ２１を
備えている。このマイクロコンピュータ２１には、車速
センサ２２からの車速信号およびエンジン回転センサ２
４からのエンジン回転数信号が、それぞれインタフェー
ス回路２３，２５を介して入力されている。このマイク
ロコンピュータ２１は、車速信号により表される車速に
応じて、アシスト特性決定回路１４におけるトルク対目
標電流特性をライン２６を介して変化させ、これによ
り、いわゆる車速感応制御を実現している。すなわち、
高速走行時には目標電流を小さく設定し、低速走行時や
停止時には目標電流を大きく設定することにより、車速
に応じた適切な操舵補助力がステアリング機構３に与え
られるようにしている。車速センサ２２は、たとえば、
車輪の回転速度を検出する車輪速センサであってもよ
い。

【００２４】マイクロコンピュータ２１は、さらに、リ
ミッタ回路１２を制御し、トルクセンサ５が出力するト
ルク信号が不定となるおそれのある期間において、この
ようなトルク信号の位相補償回路１３およびアシスト特
性決定回路１４などへの入力を制限させる。より具体的
には、マイクロコンピュータ２１は、イグニッションス
イッチ３１がオンされて、車載バッテリ３２からのバッ
テリ電圧がコントローラ１０に与えられると、その直後
の期間には、リミッタ回路１２の出力上限値を漸増させ
る。すなわち、図２に示されているように、たとえば、
イグニッションスイッチ３１がオンされると、初期チェ
ックに引き続いて、出力上限値をたとえば、一定時間
（たとえば１．６秒）の期間に、０％から１００％まで
漸増させ、徐々に制限を解除していく。このように、イ
グニッションスイッチオン時において、トルク信号の入
力を制限し、その制限を徐々に解除していくことによっ
て、電動モータＭの発生トルクが急激に立ち上がること
を防止できる。これにより、とくに運転者がステアリン
グホイール１に手を掛けている場合に、ハンドルが不意
に軽くなったと感じることを防止できるので、操舵フィ
ーリングを向上できる。

【００２５】また、マイクロコンピュータ２１は、イグ
ニッションスイッチ３１がオフされて、車載バッテリ３
２からのバッテリ電圧の供給が遮断されたことが検出さ
れると、これに応答して、その直後の期間には、リミッ
タ回路１２の出力上限値を漸減させる。すなわち、図３
に示されているように、イグニッションスイッチ３１が
オフされると、終了処理に引き続いて、出力上限値をた
とえば、一定時間（たとえば０．４秒）の期間に、１０
０％から０％まで漸減させ、徐々に制限をかけていく。
そして、０％になった後に、リレー３３（図１参照）を
遮断し、マイクロコンピュータ２１が、コントローラ１
０の電源を遮断する。このように、イグニッションスイ
ッチオフ時において、トルク信号の入力を徐々に制限し
ていくことにより、電動モータＭの発生トルクが急変す
ることを防止できるので、ハンドルが不意に重くなった
り、ステアリングホイール１が振動したりすることがな
くなるから、操舵フィーリングを向上できる。

【００２６】なお、マイクロコンピュータ２１は、イグ
ニッションスイッチ３１がオンされたことに応答してリ
レー３３を導通させ、イグニッションスイッチ３１がオ
ンされている限りにおいて、このリレー３３を導通状態
に保持する。また、マイクロコンピュータ２１は、たと
えば、エンジン回転数信号があるのに、車速信号が０km
/hのときには、断線などの異常が生じたものと判断し
て、モータ駆動回路の動作を停止させる。この際、図４
に示されているように、マイクロコンピュータ２１は、
異常と判断されて一定時間（たとえば、５６０ミリ秒）
が経過した後、一定時間（たとえば１４秒）の期間に、
リミッタ回路１２の出力上限値を１００％から０％まで
漸減させる。これにより、電動モータＭの発生トルクは
緩やかに減少するから、ハンドルが不意に重くなったり
することがなく、故障発生時においても、操舵フィーリ
ングを著しく損なうことがない。

【００２７】さらに、異常判定がされた後に正常状態に
復帰した場合、たとえば、信号系コネクタの接触不良が
元に戻った場合には、電動パワーステアリング装置の動
作が再開される。この際、図５に示されているように、
マイクロコンピュータ２１は、正常状態に復帰したと判
定した後に、一定時間（たとえば１．６秒）の期間に、
リミッタ回路１２の出力の上限値を、０％から１００％
まで漸増させ、徐々に制限を解除する。これにより、正
常状態への復帰時には、ハンドルが不意に軽くなったり
することがなく、徐々に操舵補助力が増大するので、操
舵フィーリングを損なうことがない。

【００２８】さらには、とくに、システムが停止してト
ルクセンサ５への電源電圧の供給が停止されるときに、
このトルクセンサ５が有するインダクタンス成分に起因
するサージ電圧が位相補償回路１３やマイクロコンピュ
ータ２１などに印加されることを防止できる。これによ
り、回路の破壊が生じたりすることを防止できる。図６
は、リミッタ回路１２の構成例を示す電気回路図であ
る。リミッタ回路１２は、トルク信号のためのインタフ
ェース回路１１と位相補償回路１３との間のライン５８
にダイオード５３，５４を介して接続された一対のオペ
アンプ５１，５２を有している。一方のオペアンプ５１
は、左入力トルク信号（左方向操舵に対応したトルク信
号）の下限値設定用のものであり、その出力端子がダイ
オード５３を介してライン５８に接続され、かつ、その
反転入力端子には、ライン５８からのトルク信号Ｔが入
力されている。他方のオペアンプ５２は、右入力トルク
信号（右方向操舵に対応したトルク信号）の上限値設定
用のものであり、その出力端子がダイオード５４を介し
てライン５８に接続され、かつ、その反転入力端子に
は、ライン５８からのトルク信号が入力されている。

【００２９】オペアンプ５１の非反転入力端子には、抵
抗Ｒ１，Ｒ２およびコンデンサＣ１，Ｃ２で構成された
積分回路５５からのリミッタ指示電圧Ｖ１が入力されて
いる。また、オペアンプ５２の非反転入力端子には、積
分回路５５からのリミッタ指示電圧を、さらに、オペア
ンプ５６で反転して作成されたリミッタ指示電圧Ｖ２が
入力されている。積分回路５５には、マイクロコンピュ
ータ２１からのリミッタ値指示用ＰＷＭ信号が与えられ
るようになっている。マイクロコンピュータ２１は、リ
ミッタ値指示用ＰＷＭ信号のパルス幅を変更することに
より、リミッタ指示値を変更する。すなわち、積分回路
５５は、リミッタ値指示用ＰＷＭ信号のパルス幅Ｗに応
じた直流電圧を、リミッタ指示電圧として発生する。

【００３０】オペアンプ５１は、ライン５８より、リミ
ッタ指示電圧Ｖ１より低い信号（左入力トルク信号）が
入力された場合、リミッタ指示電圧Ｖ１との差電圧分を
ダイオード５３を通して、ライン５８に補う。オペアン
プ５２は、ライン５８より、リミッタ指示電圧Ｖ２より
高い信号（右入力トルク信号）が入力された場合、リミ
ッタ指示電圧Ｖ２との差電圧分をダイオード５４を通し
て、ライン５８よりグランドへ引き込む。

【００３１】このようにして、演算増幅器を用いた簡単
な回路構成により、リミッタ回路１２を実現できる。次
に、再び図１を参照して、この発明の第２の実施形態に
ついて説明する。この実施形態では、リミッタ回路１２
が省かれ、その代わりに、アシスト特性決定回路１４の
アシスト特性を、マイクロコンピュータ２１によって変
更することにより、トルクセンサ５が出力する不定信号
の目標電流決定への影響の抑制が図られる。

【００３２】図７は、マイクロコンピュータ２１の動作
を説明するための図であり、アシスト特性決定回路１４
におけるアシスト特性が示されている。すなわち、横軸
はトルク信号Ｔを表し、縦軸は目標電流を表している。
イグニッションスイッチオン時や、異常状態から正常状
態に復帰したときのように、システムが停止状態から作
動状態に移る際には、参照符号Ａ１で示すように、目標
電流値が徐々に大きくなるようにトルク対目標電流特性
が変化させられる。すなわち、当初は目標電流が零とな
るように曲線Ｌ０が採用され、曲線Ｌ１，Ｌ２，・・・・・・
へと順次切り換えられて、最終的に、通常のアシスト特
性曲線ＬＮが設定される。むろん、アシスト特性の変更
は、段階的に行うこともできるし、連続的に行うことも
できる。

【００３３】一方、イグニッションスイッチオフ時や、
何らかの異常が検出された場合のようにシステムが作動
状態から停止状態に移る際には、参照符号Ａ２で示すよ
うに、目標電流値が徐々に小さくなるようにトルク対目
標電流特性が変化させられる。すなわち、通常のアシス
ト特性曲線ＬＮに設定されている状態から、曲線Ｌ（Ｎ
−１），・・・・・・，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０へと順次切り換えら
れて、目標電流が零の状態へと導かれる。この場合に
も、アシスト特性の変更は、段階的に行われてもよい
し、連続的に行われてもよい。

【００３４】アシスト特性決定回路１４は、たとえば、
折れ線回路を形成するアナログ回路で実現することがで
き、これにマイクロコンピュータ２１からアシスト特性
決定用のＰＷＭ信号を入力することによって、アシスト
特性を変更するようにしてもよい。この場合、ＰＷＭ信
号をＲＣ積分回路などで直流電圧に変換してアシスト特
性指示電圧を作成することとしておけば、マイクロコン
ピュータ２１が、ＰＷＭ信号のパルス幅を変更すること
によって、アシスト特性を変更できる。

【００３５】このように、この実施形態においては、ト
ルク対目標電流特性を徐々に変更することによって、ト
ルクセンサ５からの不定信号の影響を制限し、この不定
信号により目標電流に不所望な変動が生じることを防止
している。これにより、不定信号の影響による操舵フィ
ーリングの悪化を防止できる。図８は、この発明の第３
の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的
構成を示すブロック図である。この図８において、上述
の図１に示された部分と共通する部分には、図１の場合
と同じ参照符号を付して示す。

【００３６】上述の図１の構成では、リミッタ回路１２
およびアシスト特性決定回路１４などはアナログ回路で
構成されているが、この実施形態では、これらの機能
は、マイクロコンピュータ７０がプログラムを実行する
ことによって行うソフトウエア処理によって実現されて
いる。したがって、トルクセンサ５からのトルク信号Ｔ
は、インタフェース回路１１からマイクロコンピュータ
７０に入力されており、このマイクロコンピュータ７０
がモータ駆動用のＰＷＭ信号をモータドライバ２０に入
力する。

【００３７】図９ないし図１２は、マイクロコンピュー
タ７０の動作を説明するためのフローチャートである。
図９は、イグニッションスイッチ３１がオンされた直後
の動作を示し、図１０は、イグニッションスイッチ３１
がオフされた直後の動作を示し、図１１は、異常が発生
したときの動作を示し、図１２は、異常状態から正常状
態へと復帰したときの動作を示す。

【００３８】まず、図９を参照すると、イグニッション
スイッチ３１がオンされた直後には、マイクロコンピュ
ータ７０は、初期化処理（ステップＳ１）を行う。この
とき、マイクロコンピュータ７０は、リレー３３を導通
させ、以後、イグニッションスイッチ３１が導通してい
る限りにおいて、このリレー３３を導通状態に保持す
る。

【００３９】続いて、トルクセンサ５からのトルク信号
がインタフェース回路１１を介して取り込まれ（ステッ
プＳ２）、このトルク信号に対してリミッタ処理（ステ
ップＳ３）が行われる。インタフェース回路１１から取
り込まれたアナログトルク信号は、ディジタルトルク信
号に変換されることになり、所定の最大値と最小値との
間の値をとる。そこで、ステップＳ３のリミッタ処理で
は、トルク信号の上限値を最大値の０％から１００％
（リミッタ係数）まで時間経過に伴って徐々に増大させ
ていき、インタフェース回路１１からのトルク信号がそ
の上限値を上回るときには、当該上限値を出力し、トル
ク信号がその上限値以下であれば、当該トルク信号の値
をそのまま出力する。こうして、イグニッションスイッ
チ３１がオンされた直後の期間における不定信号の入力
が制限される。

【００４０】こうしてリミッタ処理を経たトルク信号に
は、操舵トルク演算処理（ステップＳ４）が施され、ト
ルク信号に対応した操舵トルク値が求められる。そし
て、この操舵トルク値に基づいて、電動モータＭに供給
すべき目標電流値が求められ（ステップＳ５）、さら
に、この目標電流値に対応したＰＷＭ駆動信号が生成さ
れて（ステップＳ６）、モータドライバ２０に供給され
る。

【００４１】その後、リミッタ処理におけるリミッタ係
数が１００％に達したか否かが判断され（ステップＳ
７）、リミッタ係数が１００％に達していなければ、ス
テップＳ２からの処理を繰り返す。リミッタ処理（ステ
ップＳ３）では、イグニッションスイッチオンからの時
間経過に対応したリミッタ係数が設定されるから、操舵
トルク演算処理（ステップＳ４）に供されるトルク信号
の上限値は漸増していく。

【００４２】そうして、リミッタ係数が１００％に達し
た後には（ステップＳ７）、読み込まれたトルク信号を
リミッタ処理を施さずに操舵トルク演算処理に供し、こ
れにより求められた操舵トルク値に基づいて目標電流値
を定める通常の制御処理が行われる（ステップＳ８，Ｓ
９，Ｓ１０，・・・・・・）。次に図１０を参照すると、イグ
ニッションスイッチ３１をオフした直後には、終了処理
（ステップＳ１１）に続いて、トルク信号が読み込まれ
（ステップＳ１２）、このトルク信号に対してリミッタ
処理が施される（ステップＳ１３）。この場合のリミッ
タ処理は、トルク信号の上限値をその最大値の１００％
の値から０％の値へと、時間経過に伴って漸減させるた
めの処理である。

【００４３】リミッタ処理においてトルク信号の上限値
が０％まで制限されると（ステップＳ１４）、リレー３
３を遮断して、コントローラ１０への電源供給を遮断
し、システムを停止する（ステップＳ１５）。リミッタ
処理（ステップＳ１３）において、トルク信号の上限値
が０％にまで制限される前の期間には、リミッタ処理を
経たトルク信号は、操舵トルク演算処理（ステップＳ１
６）に供され、リミッタ処理後のトルク信号に対応した
操舵トルク値が求められる。この操舵トルク値に基づい
て、目標電流値が求められ（ステップＳ１７）、この目
標電流値に対応したＰＷＭ駆動信号がモータドライバ２
０に与えられる（ステップＳ１８）。この後の処理は、
ステップＳ１２に戻る。

【００４４】図１１を参照すると、なんらかの異常が発
生してフェールセーフ処理を行うときには、読み込まれ
たトルク信号（ステップＳ２１）は、リミッタ処理（ス
テップＳ２２）によって、その上限値が１００％から０
％へと時間経過に伴って漸減させられることにより、入
力が制限される。上限値が０％にまで制限された後には
（ステップＳ２３）、システムを停止して、正常状態へ
の復帰を監視する処理に移る（ステップＳ２４）。

【００４５】トルク信号の上限が０％に制限される前に
は（ステップＳ２３）、リミッタ処理後のトルク信号に
対応した操舵トルク値が演算される（ステップＳ２
５）。そして、この演算された操舵トルク値に基づいて
目標電流値が求められ（ステップＳ２６）、この目標電
流値に対応したＰＷＭ駆動信号がモータドライバ２０に
与えられる（ステップＳ２７）。

【００４６】図１２を参照すると、異常状態が発生した
ものと判定されて停止状態にあるシステムが正常状態に
復帰して動作を開始するときには、トルクセンサ５から
取り込まれたトルク信号（ステップＳ３１）に、リミッ
タ処理が施される（ステップＳ３２）。この場合のリミ
ッタ処理は、トルク信号の上限値を出力最大値の０％か
ら１００％へと時間経過に伴って漸増させることによ
り、当初の不定信号の入力を制限する処理である。

【００４７】リミッタ処理後のトルク信号は、操舵トル
ク演算処理（ステップＳ３３）に供せられ、これにより
求められた操舵トルク値に基づいて目標電流値が求めら
れる（ステップＳ３４）。そして、この目標電流値に対
応したＰＷＭ駆動信号がモータドライバ２０に与えられ
る（ステップＳ３５）。その後、リミッタ係数が１００
％に達したかどうかが調べられ（ステップＳ３６）、リ
ミッタ係数が１００％に達した後には、リミッタ処理の
ない通常の処理（図９のステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０，
・・・・・・の処理と同様の処理）が行われる。トルク信号の
上限値が１００％の値に達する以前であれば（ステップ
Ｓ３６）、ステップＳ３１からの処理を繰り返す。この
場合、ステップＳ３２のリミッタ処理では、正常状態に
復帰してからの経過時間に応じた上限値が設定されるこ
とになる。

【００４８】以上のようにこの実施形態によれば、マイ
クロコンピュータ７０によるソフトウエア処理によっ
て、トルクセンサ５からの不定信号の入力を制限するリ
ミッタ処理を行っており、これにより、上述の第１の実
施形態に関連して説明した効果を達成できる。図８のよ
うなディジタル方式の構成では、マイクロコンピュータ
の制御分解能を上げるため、通常制御に使用する範囲
を、マイクロコンピュータ内部で演算するビットの最大
値としているため、マイクロコンピュータ内に不定な信
号が取り込まれた場合には、演算上オーバーフローを起
こし、制御不能となる場合があるが、図９のフローチャ
ートに示されているように、トルク信号取り込み後にリ
ミッタ処理を入れることにより、このような不具合を防
げる。

【００４９】次に、この発明の第４の実施形態につい
て、上述の図７および図８を参照して説明する。操舵ト
ルク値に対応する目標電流値をソフトウエア処理により
求める場合に、マイクロコンピュータ７０は、たとえ
ば、図７の曲線ＬＮに従って目標電流値を求める。そこ
で、この実施形態では、上述の第３の実施形態の場合の
ようなリミッタ処理を行う代わりに、上述の第２の実施
形態の場合と同様の処理を、ソフトウエア処理により実
現する。

【００５０】すなわち、マイクロコンピュータ７０は、
イグニッションスイッチオン時や、異常状態から正常状
態に復帰したときのように、システムが停止状態から作
動状態に移る際には、参照符号Ａ１で示すように、目標
電流値が徐々に大きくなるようにトルク対目標電流特性
を変更する。すなわち、当初は目標電流が零となるよう
に曲線Ｌ０に従って目標電流値が演算され、時間経過に
伴って、曲線Ｌ１，Ｌ２，・・・・・・へと順次参照曲線が切
り換えられて、最終的に、通常のアシスト特性曲線ＬＮ
に従って目標電流値が演算される状態に至る。このよう
なアシスト特性の変更は、段階的に行うこともできる
し、連続的に行うこともできる。

【００５１】一方、イグニッションスイッチオフ時や、
何らかの異常が検出された場合のようにシステムが作動
状態から停止状態に移る際には、参照符号Ａ２で示すよ
うに、目標電流値が徐々に小さくなるようにトルク対目
標電流特性が変化させられる。すなわち、マイクロコン
ピュータ７０は、通常のアシスト特性曲線ＬＮに従って
目標電流値を演算している状態から、曲線Ｌ（Ｎ−
１），・・・・・・，Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０へと順次参照曲線を切
り換え、目標電流が零の状態へと導く。この場合にも、
アシスト特性の変更は、段階的に行われてもよいし、連
続的に行われてもよい。

【００５２】このようにして、上述の第２の実施形態と
同様の処理を、ソフトウエア処理によって実現できる。
以上、この発明の４つの実施形態について説明したが、
この発明はこれら以外の形態でも実施することができ、
特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変
更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る電動パワーステア
リング装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】イグニッションスイッチオン時におけるリミッ
タ処理を説明するための図である。

【図３】イグニッションスイッチオフ時におけるリミッ
タ処理を説明するための図である。

【図４】異常発生に伴うシステム停止時におけるリミッ
タ処理を説明するための図である。

【図５】異常状態から正常状態への復帰に伴うシステム
作動開始時におけるリミッタ処理を説明するための図で
ある。

【図６】リミッタ回路の構成例を説明するための図であ
る。

【図７】この発明の第２および第４の実施形態を説明す
るためのアシスト特性図である。

【図８】この発明の第３の実施形態に係る電動パワース
テアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図９】上記第３の実施形態において、イグニッション
スイッチがオンされた直後の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１０】上記第３の実施形態において、イグニッショ
ンスイッチがオフされた直後の動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１１】上記第３の実施形態において、異常が発生し
たときの動作を説明するためのフローチャートである。

【図１２】上記第３の実施形態において、異常状態から
正常状態へと復帰したときの動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ３ ステアリング機構 ５ トルクセンサ １０ コントローラ １２ リミッタ回路 １４ アシスト特性決定回路 ２１ マイクロコンピュータ ３１ イグニッションスイッチ ３３ リレー ７０ マイクロコンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 義之 大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋 精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC28 DA15 DA23 DA24 DA49 DA64 DA91 DC40 DD10 DD17 DE02 EA01 EB11 EC23 GG01 3D033 CA03 CA11 CA13 CA16 CA20 CA21 CA31 CA32 5H570 AA21 BB20 CC02 DD01 EE01 EE02 EE03 GG01 HB16 JJ03 JJ25 JJ30 KK06 KK08 LL02 LL12 LL40

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータを駆動源とし、車両に搭載され
   たステアリング機構に操作手段の操作に応じた操舵補助
   力を与える電動パワーステアリング装置であって、 操作手段に加えられた操舵トルクを検出し、その検出さ
   れた操舵トルクに対応したトルク信号を出力するトルク
   センサと、 このトルクセンサが出力するトルク信号に基づいて電動
   モータを制御するモータ制御手段と、 上記トルクセンサが出力するトルク信号の上記モータ制
   御手段への入力を制限する入力制限手段と、 上記トルク信号が不定となるおそれのある予め定める期
   間において、上記入力制限手段を作動させて制限動作を
   行わせる制限実行制御手段とを含むことを特徴とする電
   動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】上記入力制限手段は、上記トルクセンサが
   出力するトルク信号の上限値を漸次変化させるリミッタ
   手段を含むものであることを特徴とする請求項１記載の
   電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】電動モータを駆動源とし、車両に搭載され
   たステアリング機構に操作手段の操作に応じた操舵補助
   力を与える電動パワーステアリング装置であって、 操作手段に加えられた操舵トルクを検出し、その検出さ
   れた操舵トルクに対応したトルク信号を出力するトルク
   センサと、 このトルクセンサが出力するトルク信号に基づいて電動
   モータの目標電流を定めるとともに、目標電流とトルク
   信号との関係であるアシスト特性が変更可能な目標電流
   設定手段と、 この目標電流設定手段における上記アシスト特性を変更
   することによって、目標電流を制限する目標電流制限手
   段と、 上記トルク信号が不定となるおそれのある予め定める期
   間において、上記目標電流制限手段を作動させて制限動
   作を行わせる制限実行制御手段とを含むことを特徴とす
   る電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】上記目標電流制限手段は、目標電流が漸次
   変化するように上記アシスト特性を漸次変更するもので
   あることを特徴とする請求項３記載の電動パワーステア
   リング装置。
5. 【請求項５】上記制限実行制御手段は、当該電動パワー
   ステアリング装置が動作を開始した直後の一定期間にお
   いて、上記制限動作を行わせるものであることを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれかに記載の電動パワース
   テアリング装置。
6. 【請求項６】上記制限実行制御手段は、当該電動パワー
   ステアリング装置が動作を停止する際の一定期間におい
   て、上記制限動作を行わせるものであることを特徴とす
   る請求項１ないし５のいずれかに記載の電動パワーステ
   アリング装置。