JP2002059855A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダンピング制御および／またはイナーシャ制
御を行っている場合でも異常判定を高精度に行い、異常
時には確実に電動機の駆動を禁止する電動パワーステア
リング装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 電動機８を制御する制御手段２０と異常
時に電動機８の駆動を禁止する駆動禁止手段３０とを備
える電動パワーステアリング装置であって、駆動禁止手
段３０は、操舵トルクの大きさおよび方向と電動機電流
の大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たすか否か
を判定する禁止条件判定手段（禁止領域判定部）３１
と、操舵トルクの大きさが減少する場合を除いて、禁止
条件判定手段３１からの出力に基づいて所定の禁止条件
を満たしている時間を積算する計時手段（計時部）３２
と、計時手段３２からの積算時間が所定時間以上となっ
た場合に、電動機８の駆動を禁止するための信号を出力
する禁止判定手段（禁止判定部）３４とを備えることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機パワーをス
テアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減
する電動パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、電動機
の駆動力を直接利用して補助トルクを発生し、ドライバ
の操舵力をアシストする。ところが、電動パワーステア
リング装置は、制御手段の異常等によって望ましくない
補助トルクが発生した場合、ドライバの意思に反して操
舵力をアシストする。例えば、制御手段を構成するＣＰ
Ｕ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉ
ｔ）等が異常の場合、電動機を制御するための電動機制
御信号に異常値が設定され、ドライバによる手動の操舵
方向とは逆方向の補助トルクを発生する方向に電動機が
異常駆動される場合がある。そこで、電動パワーステア
リング装置には、望ましくない補助トルク（異常な電動
機の駆動状況）を検知し、電動機による駆動を禁止する
駆動禁止手段が備わっているものがある。例えば、本願
出願人による特開平１１−５９４４６号公報には、補助
禁止手段（駆動禁止手段）を備える電動パワーステアリ
ング装置が開示されている。この補助禁止手段は、ドラ
イバによる操舵トルクの方向と電動機による補助トルク
の方向とが所定時間以上異なる場合に、電動機の駆動を
禁止する。

【０００３】また、電動パワーステアリング装置は、電
動機の駆動を制御するために、まず、操舵トルクや車速
等に基づいて電動機に供給する目標電流を設定する。さ
らに、電動パワーステアリング装置は、操舵フィーリン
グを向上させるために、ダンピング制御およびイナーシ
ャ制御によって目標電流を補正する。ダンピング制御
は、操舵時の安定性を向上させるために、電動機回転速
度や車速等に基づいてダンピング補正値を設定し、目標
電流を減衰補正する。また、イナーシャ制御は、操舵時
の応答性を向上させるために、操舵トルクの微分値や車
速等に基づいてイナーシャ補正値を設定し、目標電流に
加算補正する。特に、イナーシャ制御は、操舵トルクの
微分値に基づいて制御するので、ステアリング操作にお
ける切り返し等の操舵トルクが大きく変化する時に有効
に作用する。その結果、ダンピング制御やイナーシャ制
御が施されると、実際の操舵トルクの方向とは逆方向に
目標電流が補正され、操舵トルクの方向と補助トルクの
方向とが異なる場合がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た電動パワーステアリング装置に備えられる補助禁止手
段では、操舵トルクの方向と補助トルクの方向とが所定
時間以上異なっているか否かで電動機の駆動禁止を判定
するので、電動パワーステアリング装置での異常を高精
度に判定できない。つまり、所定時間を長く設定した場
合、実際にＣＰＵ等が異常にも拘わらず、電動機の駆動
が禁止されない場合がある。また、所定時間を短く設定
した場合、ダンピング制御やイナーシャ制御による正常
な制御にも拘わらず、電動機の駆動が禁止されてしまう
場合がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、ダンピング制御
および／またはイナーシャ制御を行っている場合でも異
常判定を高精度に行い、異常時には確実に電動機の駆動
を禁止する電動パワーステアリング装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング
系に補助トルクを付加する電動機と、前記電動機に流れ
る電動機電流の大きさおよび方向を検出する電動機電流
検出手段と、前記ステアリング系に作用する操舵トルク
の大きさおよび方向を検出する操舵トルクセンサと、前
記操舵トルクセンサからの出力に基づいて前記電動機を
制御する制御手段と、前記制御手段からの電動機制御信
号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、
前記操舵トルクセンサで検出される操舵トルクの大きさ
および方向と前記電動機電流検出手段で検出される電動
機電流の大きさおよび方向とに基づいて前記電動機の駆
動を禁止する駆動禁止手段とを備える電動パワーステア
リング装置であって、前記駆動禁止手段は、前記操舵ト
ルクの大きさおよび方向と前記電動機電流の大きさおよ
び方向とが所定の禁止条件を満たすか否かを判定する禁
止条件判定手段と、前記操舵トルクの大きさが減少する
場合を除いて、前記禁止条件判定手段からの出力に基づ
いて前記所定の禁止条件を満たしている時間を積算する
計時手段と、前記計時手段からの積算時間が所定時間以
上となった場合に、前記電動機の駆動を禁止するための
信号を出力する禁止判定手段とを備えることを特徴とす
る。この電動パワーステアリング装置によれば、計時手
段では、操舵トルクの大きさおよび方向と電動機電流の
大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たしているに
も拘わらず、操作トルクの大きさが減少している場合に
は異常と判定するための時間を積算しない。つまり、操
舵方向が切り変わろうとしている場合、電動機の慣性に
よって、通常の制御では切り変わる方向に対するアシス
トに遅れを生じる。そのため、その遅れを解消するため
に、イナーシャ制御による補正によって、操舵トルクの
方向とは逆方向に補助トルクを発生させるための電動機
電流を電動機に出力している場合がある。そこで、この
電動パワーステアリング装置では、所定の禁止条件を満
たしている場合でも操作トルクの大きさが減少している
時には正常なアシストとみなし、異常判定の精度を向上
させる。その結果、電動パワーステアリング装置は、ダ
ンピング制御やイナーシャ制御による正常制御時には電
動機の駆動禁止を防止し、異常時には確実に電動機の駆
動を禁止することができる。なお、所定の禁止条件は、
操舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる操舵
に反するような補助トルクを発生する関係にあることを
表す条件であり、条件が満たされた場合には電動機によ
るアシストを禁止するための条件である。本実施の形態
では、図３に示すマップＭのアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍ
ｂ，Ｍｃ，Ｍｄ内に操舵トルク（操舵トルク信号Ｔ）の
大きさおよび方向と電動機電流（電動機電流信号ＩＭ
Ｏ）の大きさおよび方向との関係が位置する場合であ
る。なお、第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂは、領域内
に入っている積算時間が１００ｍＳ以上になると電動機
によるアシストが禁止される領域である。第２アシスト
禁止領域Ｍｃ，Ｍｄは、領域内に１ｍＳでも入ると電動
機によるアシストが禁止される領域である。また、所定
時間とは、操舵トルクと電動機電流との関係が所定の禁
止条件を満たすが、実際の操舵中には満たされる可能の
ある条件であるため、所定時間内は所定の禁止条件を満
たしても電動機によるアシストを禁止しない許容時間で
ある。本実施の形態では、１００ｍＳである。

【０００７】さらに、前記電動パワーステアリング装置
において、前記計時手段は、前記操舵トルクの大きさが
減少する場合かつ前記操舵トルクの大きさの時間的変化
量が所定変化量以上である場合を除いて、前記禁止条件
判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件を満
たしている時間を積算することを特徴とする。この電動
パワーステアリング装置によれば、計時手段では、操舵
トルクの大きさの時間的変化量が所定変化量以上の場合
には異常と判定するための時間を積算しない。すなわ
ち、この電動パワーステアリング装置は、操舵トルクの
大きさが確実に減少していると判定できる場合のみ正常
なアシストとみなし、異常判定精度を一層向上させる。
なお、所定変化量とは、操舵トルクの大きさが減少して
いることを確実に示す時間経過に伴う操舵トルクの大き
さの変化量である。

【０００８】しかも、前記電動パワーステアリング装置
において、前記駆動禁止手段は、前記禁止条件判定手段
において前記所定の禁止条件が満たされていると判定さ
れ、前記操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準値以
上および／または前記電動機電流の大きさが電動機電流
禁止基準値以上の場合、直ちに前記電動機の駆動を禁止
するための信号を出力する補助禁止判定手段を備えるこ
とを特徴とする。この電動パワーステアリング装置によ
れば、補助禁止判定手段では、所定の禁止条件を満たし
ている時に、操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準
値以上および／または電動機電流の大きさが電動機電流
禁止基準値以上の場合には、直ちに電動機の駆動を禁止
する。すなわち、この電動パワーステアリング装置で
は、ダンピング制御やイナーシャ制御を考慮しても確実
に異常と判定できる場合には、迅速に補助トルクによる
アシストを禁止する。なお、操舵トルク禁止基準値と
は、操舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる
操舵に反するような補助トルクを発生する関係にある場
合の操舵トルクであり、ダンピング制御やイナーシャ制
御を考慮しても異常時でなければ絶対に検出されない操
舵トルクである。また、電動機電流禁止基準値とは、操
舵トルクと電動機電流との関係がドライバによる操舵に
反するような補助トルクを発生する関係にある場合の電
動機電流であり、ダンピング制御やイナーシャ制御を考
慮しても異常時でなければ絶対に検出されない電動機電
流である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る電動パワーステアリング装置の実施の形態について
説明する。

【００１０】本発明に係る電動パワーステアリング装置
は、駆動禁止手段によって、正常アシストか異常アシス
トかを高精度に判定し、異常時には電動機の駆動を禁止
する。そのために、駆動禁止手段では、操舵トルクの大
きさおよび方向と電動機電流の大きさおよび方向とが所
定の禁止条件であるにも拘わらず、操舵トルクの大きさ
が減少している場合には、正常アシストとみなす。特
に、駆動禁止手段では、操舵トルクの大きさの減少の度
合を厳密に判定するために、操舵トルクの大きさの時間
的変化量が所定変化量以上の場合のみ、正常アシストと
みなす。さらに、電動パワーステアリング装置は、駆動
禁止手段によって、電動パワーステアリング装置におけ
る全ての制御を考慮しても確実に異常アシストと判定で
きる場合には、直ちに電動機の駆動を禁止する。

【００１１】本実施の形態に係る電動パワーステアリン
グ装置は、主ＣＰＵを備える制御手段と補助ＣＰＵを備
える駆動禁止手段から構成される制御装置を有する。制
御手段は電動パワーステアリング装置を統括制御し、駆
動禁止手段は主ＣＰＵを含めた電動パワーステアリング
装置の異常を監視する。また、本実施の形態に係る電動
パワーステアリング装置は、操舵フィーリングを向上さ
せるために、制御手段ではイナーシャ制御およびダンピ
ング制御を行い、目標電流信号を補正する。なお、本実
施の形態では、操舵トルクセンサで検出される操舵トル
ク（操舵トルク信号）は右方向の操舵トルクをプラス値
で表し、左方向の操舵トルクをマイナス値で表すので、
操舵トルクの大きさの減少は、操舵トルク（操舵トルク
信号）の絶対値が減少した場合である。

【００１２】まず、図１を参照して、電動パワーステア
リング装置１の全体構成について説明する。

【００１３】電動パワーステアリング装置１は、ステア
リングホイール３から操舵輪Ｗ，Ｗに至るステアリング
系Ｓに備えられ、手動操舵力発生手段２による操舵力を
アシストする。そのために、電動パワーステアリング装
置１は、制御装置１２からの電動機制御信号ＶＯに基づ
いて電動機駆動手段１３で電動機電圧ＶＭを発生し、こ
の電動機電圧ＶＭによって電動機８を駆動して補助トル
ク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２に
よる手動操舵力を軽減する。なお、本実施の形態では、
電動機８が特許請求の範囲に記載の電動機に相当し、電
動機駆動手段１３が特許請求の範囲に記載の電動機駆動
手段に相当する。

【００１４】手動操舵力発生手段２は、ステアリングホ
イール３に一体に設けられたステアリング軸４に連結軸
５を介してステアリング・ギアボックス６内に設けたラ
ック＆ピニオン機構７のピニオン７ａが連結される。な
お、連結軸５は、その両端に自在継ぎ手５ａ，５ｂを備
える。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン７ａに噛み
合うラック歯７ｂがラック軸９に形成され、ピニオン７
ａとラック歯７ｂの噛み合いにより、ピニオン７ａの回
転運動をラック軸９の横方向（車両幅方向）の往復運動
とする。さらに、ラック軸９には、その両端にタイロッ
ド１０，１０を介して、操舵輪としての左右の前輪Ｗ，
Ｗが連結される。

【００１５】また、電動パワーステアリング装置１は、
補助操舵力（補助トルク）を発生させるために、電動機
８が、ラック軸９と同軸上に配設される。そして、電動
パワーステアリング装置１は、電動機８の回転をラック
軸９と同軸に設けられたボールねじ機構１１を介して推
力に変換し、この推力をラック軸９（ボールねじ軸１１
ａ）に作用させる。

【００１６】制御装置１２は、車速センサＶＳ、操舵ト
ルクセンサＴＳ、電動機電流検出手段１４、電動機電圧
検出手段１５の各検出信号Ｖ，Ｔ，ＩＭＯ，ＶＭＯが入
力される。そして、制御装置１２は、これらの検出信号
Ｖ，Ｔ，ＩＭＯ，ＶＭＯに基づいて電動機８に流す電動
機電流ＩＭの大きさおよび方向を決定し、電動機駆動手
段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。さらに、制御
装置１２は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯ
に基づいて、電動パワーステアリング装置１でのアシス
トが正常か異常かを判定し、異常時には電動機８の駆動
を禁止する。なお、制御装置１２は、各種演算や処理等
を行うＣＰＵ、入力信号変換手段、信号発生手段、記憶
手段等で構成される。ちなみに、制御装置１２は、少な
くとも２個のＣＰＵを備え、主ＣＰＵが電動パワーステ
アリング装置１での主な制御を行い、補助ＣＰＵが電動
パワーステアリング装置の異常判定を行う。なお、本実
施の形態では、操舵トルクセンサＴＳが特許請求の範囲
に記載の操舵トルクセンサに相当し、電動機電流検出手
段１４が特許請求の範囲に記載の電動機電流検出手段に
相当する。

【００１７】車速センサＶＳは、車速を単位時間当たり
のパルス数として検出し、検出したパルス数に対応した
アナログ電気信号を車速信号Ｖとして制御装置１２に送
信する。なお、車速センサＶＳは、電動パワーステアリ
ング装置１の専用センサであってもよいし、他のシステ
ムの車速センサを利用してもよい。

【００１８】操舵トルクセンサＴＳは、ステアリング・
ギアボックス６内に配設され、ドライバによる手動の操
舵トルクの大きさおよび方向を検出する。そして、操舵
トルクセンサＴＳは、検出した操舵トルクに対応したア
ナログ電気信号を操舵トルク信号Ｔとして制御装置１２
に送信する。なお、操舵トルク信号Ｔは、大きさを示す
操舵トルクとトルクの向きを示すトルク方向の情報を含
み、トルク方向は操舵トルクのプラス値／マイナス値で
表され、プラス値は操舵トルク方向が右方向であり、マ
イナス値は操舵トルク方向が左方向である。

【００１９】電動機電流検出手段１４は、電動機８に対
して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、
電動機８に実際に流れる電動機電流ＩＭの大きさおよび
方向を検出する。そして、電動機電流検出手段１４は、
電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを制御
装置１２にフィードバック（負帰還）する。なお、電動
機電流信号ＩＭＯは、大きさを示す電動機電流値と電動
機電流の向き（補助アシストの方向）を示す電流方向の
情報を含み、電流方向は電動機電流値のプラス値／マイ
ナス値で表され、プラス値は補助アシスト方向が右方向
であり、マイナス値は補助アシスト方向が左方向であ
る。

【００２０】電動機電圧検出手段１５は、電動機８の両
端の電圧を各々検出し、電動機８に実際に印加されてい
る電動機電圧ＶＭの大きさおよび方向を検出する。そし
て、電動機電圧検出手段１５は、電動機電圧ＶＭに対応
した電動機電圧信号ＶＭＯを制御装置１２に送信する。

【００２１】電動機駆動手段１３は、電動機制御信号Ｖ
Ｏに基づいて電動機電圧ＶＭを電動機８に印加し、電動
機８を駆動する。電動機駆動手段１３は、例えば、図５
に示すように４個のパワーＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆ
ｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジス
タ）１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのスイッチング素
子からなるブリッジ回路および電源電圧（１２ｖ）１３
ｅで構成される。パワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂ，１３
ｃ，１３ｄの各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に電動機
制御信号ＶＯが入力されると、電動機制御信号ＶＯに基
づいて電動機８に電動機電圧ＶＭが印加される。する
と、電動機８には電動機電流ＩＭが流れ、電動機８は電
動機電流ＩＭに比例した補助トルクを発生する。なお、
電動機駆動手段１３の動作については後で詳細に説明す
る。

【００２２】次に、図２を参照して、制御装置１２の構
成について詳細に説明する。前記したように、制御装置
１２は、少なくとも２個のＣＰＵを備え、制御手段２０
が主ＣＰＵにより電動パワーステアリング装置１の主な
制御を行い、駆動禁止手段３０が補助ＣＰＵにより主Ｃ
ＰＵの暴走等による電動パワーステアリング装置１の異
常時対応制御を行う。なお、制御装置１２は、操舵トル
クセンサＴＳ、車速センサＶＳ、電動機電流検出手段１
４および電動機電圧検出手段１５等からの検出信号がア
ナログ信号として入力されるので、図示しないＡ／Ｄ変
換手段によりアナログ信号をディジタル信号に変換し、
各ＣＰＵに取り込んでいる。なお、本実施の形態では、
制御手段２０が特許請求の範囲に記載の制御手段に相当
し、駆動禁止手段３０が特許請求の範囲に記載の駆動禁
止手段に相当する。

【００２３】まず、制御手段２０の構成について説明す
る。制御手段２０は、主に、電動機回転速度推定部２
１、目標電流信号設定部２２、イナーシャ補正信号設定
２３、ダンピング補正信号設定部２４、イナーシャ補正
部２５、ダンピング補正部２６、偏差演算部２７および
駆動制御部２８から構成される。制御手段２０は、補助
トルクを発生させるために、電動機８をフィードバック
制御する。さらに、制御手段２０は、操舵フィーリング
を向上させるために、イナーシャ制御およびダンピング
制御を行う。

【００２４】電動機回転速度推定部２１は、電動機電流
検出手段１４からの電動機電流信号ＩＭＯと電動機電圧
検出手段１５からの電動機電圧信号ＶＭＯが入力され、
ダンピング補正信号設定部２４に電動機回転速度信号Ｒ
Ｓを出力する。電動機回転速度推定部２１は、数１の式
（１）に基づいて、電動機電流信号ＩＭＯと電動機電圧
信号ＶＭＯから電動機回転速度を演算し、電動機回転速
度信号ＲＳとして出力する。なお、電動機抵抗と誘起電
圧係数は定数である。

【００２５】

【数１】

【００２６】目標電流信号設定部２２は、操舵トルクセ
ンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔおよび車速センサＶＳ
からの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補正部２５に
目標電流信号ＩＭＳを出力する。目標電流信号設定部２
２は、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵
トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳと
の対応するデータに基づいて、操舵トルク信号Ｔおよび
車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭ
Ｓを読み出す。なお、目標電流信号ＩＭＳは、電動機８
に流す目標の電動機電流を設定する上で基準となる電流
の情報を含む信号である。ちなみに、目標電流信号ＩＭ
Ｓは、車速信号Ｖに対して、路面反力の大きい低速の場
合には大きい値が対応づけられ、走行時の安定性を確保
するために高速の場合には小さい値が対応づけられてい
る。また、目標電流信号ＩＭＳは、操舵トルク信号Ｔに
対して、操舵トルク信号Ｔが０近傍では０に対応づけら
れ、所定の操舵トルク信号Ｔ以上になると操舵トルク信
号Ｔの増加に従って増加する値に対応づけられる。な
お、目標電流信号ＩＭＳは、電動機８に流すことができ
る最大電流が規定されているので、最大目標電流以下に
設定される。

【００２７】イナーシャ補正信号設定部２３は、操舵ト
ルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔおよび車速セン
サＶＳからの車速信号Ｖが入力され、イナーシャ補正部
２５にイナ−シャ補正信号ＩＳを出力する。まず、イナ
ーシャ補正信号設定部２３は、操舵トルク信号Ｔを時間
微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、
イナーシャ補正信号設定部２３は、予め実験値または設
計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および
車速信号Ｖとイナーシャ補正信号ＩＳとの対応するデー
タに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号
Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ補正信号ＩＳを
読み出す。ちなみに、イナーシャ補正信号ＩＳは、車速
信号Ｖに対して、低速の場合には大きい値が対応づけら
れ、高速の場合には小さい値が対応づけられている。ま
た、イナーシャ補正信号ＩＳは、操舵トルクの時間微分
値に対して、ドライバによるステアリング操作に対して
の応答性を向上させるために、この時間微分値が大きい
ほど大きな値が対応づけられる。

【００２８】ダンピング補正信号設定部２４は、電動機
回転速度推定部２１からの電動機回転速度信号ＲＳおよ
び車速センサＶＳからの車速信号Ｖが入力され、ダンピ
ング補正部２６にダンピング補正信号ＤＳを出力する。
ダンピング補正信号設定部２４は、予め実験値または設
計値に基づいて設定した電動機回転速度信号ＲＳおよび
車速信号Ｖとダンピング補正信号ＤＳとの対応するデー
タに基づいて、電動機回転速度信号ＲＳおよび車速信号
Ｖをアドレスとして対応するダンピング補正信号ＤＳを
読み出す。ちなみに、ダンピング補正信号ＤＳは、車速
信号Ｖに対して、低速の場合には小さい値が対応づけら
れ、高速の場合には大きい値が対応づけられている。ま
た、ダンピング補正信号ＤＳは、電動機回転速度信号Ｒ
Ｓに対して、アシストの効き過ぎを減衰するために、電
動機回転速度信号ＲＳが大きいほど大きな値が対応づけ
られる。

【００２９】イナーシャ補正部２５は、目標電流信号設
定部２２からの目標電流信号ＩＭＳおよびイナーシャ補
正信号設定部２３からのイナーシャ補正信号ＩＳが入力
され、ダンピング補正部２６に補正目標電流信号ＩＭ
Ｓ’を出力する。ちなみに、イナーシャ補正信号設定部
２３とイナーシャ補正部２５によるイナーシャ制御で
は、電動機８の回転部分の慣性による応答性の低下を向
上させ、操舵フィーリングを向上させる。つまり、電動
機８は、正回転から逆回転または逆回転から正回転と回
転方向を切り変える際、電動機電圧ＶＭの印加する向き
を変えても、電動機８の慣性によって直ぐには回転方向
が切り変わらない。そこで、イナーシャ制御では、電動
機８の回転方向の切り変わりがステアリングホイール３
の回転方向の切り変わるタイミングに一致するように制
御している。そのために、イナーシャ制御は、目標電流
信号ＩＭＳを、電動機８の慣性を打消すためにイナーシ
ャ補正信号ＩＳ分増加させる。そこで、イナーシャ補正
部２５は、目標電流信号ＩＭＳにイナーシャ補正信号Ｉ
Ｓを加算し、補正目標電流信号ＩＭＳ’を算出する。

【００３０】ダンピング補正部２６は、イナーシャ補正
部２５からの補正目標電流信号ＩＭＳ’およびダンピン
グ補正信号設定部２４からのダンピング補正信号ＤＳが
入力され、偏差演算部２７に補正目標電流信号ＩＭＳ”
を出力する。ちなみに、ダンピング補正信号設定部２４
とダンピング補正部２６によるダンピング制御では、電
動機８に大きな電動機電流ＩＭが供給された時の電動機
８の回転部分の慣性によるアシストの効き過ぎを減衰
し、操舵フィーリングを向上させる。つまり、電動機８
は、大きな電動機電流ＩＭが供給されて回転速度が速く
なると、電動機８の慣性によって直ぐには回転速度が低
下しない。そこで、ダンピング制御では、電動機８の回
転速度を抑制制御している。そのために、ダンピング制
御は、目標電流信号ＩＭＳをダンピング補正信号ＤＳ分
減衰させる。そこで、ダンピング補正部２６は、補正目
標電流信号ＩＭＳ’からダンピング補正信号ＤＳを減算
し、補正目標電流信号ＩＭＳ”を算出する。

【００３１】ちなみに、電動パワーステアリング装置１
では、イナーシャ制御やダンピング制御を施すことによ
って、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＳ
の方向とが異なる場合がある。例えば、ドライバがステ
アリングホイール３を右回転方向から左回転方向に切り
返す場合（つまり、右方向の操舵トルクが減少し、続い
て左方向の操舵トルクが増加する場合）において、ま
だ、右方向の操舵トルク信号Ｔが検出されているとす
る。そのとき、制御手段２０では、右方向の操舵トルク
信号Ｔに対応した目標電流信号ＩＭＳに、操舵トルクの
微分値に基づくイナーシャ制御によって左方向の大きな
イナーシャ補正信号ＩＳが加算され、さらにダンピング
制御によって右方向のダンピング補正信号ＤＳが減算さ
れる。その結果、制御手段２０では、右方向の操舵トル
ク信号Ｔであるにも拘わらず、操舵フィーリングを向上
させるために、左方向の補正目標電流信号ＩＭＳ”を設
定する場合がある。そのため、電動機８には左方向の電
動機電流ＩＭが供給され、電動機電流検出手段１４で左
方向の電動機電流信号ＩＭＯが検出される。つまり、正
常な制御にも拘わらず、右方向の操舵トルク信号Ｔの大
きさが減少している時には、左方向の電動機電流信号Ｉ
ＭＯが検出される場合がある。ちなみに、このような場
合は、図３に示す第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂにお
いて矢印に示す向きに操舵トルク信号Ｔが変化している
場合であり、イナーシャ制御やダンピング制御を考慮す
ると正常な制御である。

【００３２】偏差演算部２７は、ダンピング補正部２６
からの補正目標電流信号ＩＭＳ”と電動機電流検出手段
１４からの電動機電流信号ＩＭＯが入力され、駆動制御
部２８に偏差信号ΔＩＭを出力する。偏差演算部２７
は、補正目標電流信号ＩＭＳ”から電動機電流信号ＩＭ
Ｏを減算し、偏差信号ΔＩＭ（＝ＩＭＳ”−ＩＭＯ）を
算出する。

【００３３】駆動制御部２８は、偏差演算部２７からの
偏差信号ΔＩＭが入力され、電動機駆動手段１３に電動
機制御信号ＶＯを出力する。そのために、駆動制御部２
８は、ＰＩＤコントローラ、ＰＷＭ信号発生部および論
理回路等を備える。まず、駆動制御部２８は、偏差信号
ΔＩＭにＰ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）制御
を行い、偏差を０に近づけるために電動機８に供給する
電動機電流ＩＭの向きと電流値とを示すＰＩＤ（Ｐｒｏ
ｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ）制御信号を生成する。続いて、駆動制御
部２８は、このＰＩＤ制御信号に基づいて、電動機８に
供給する電動機電流ＩＭの向きと電流値に対応したＰＷ
Ｍ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦを生
成する。ＰＷＭ信号ＶＰＷＭは、電動機駆動手段１３の
パワーＦＥＴ１３ａのゲートＧ１またはパワーＦＥＴ１
３ｂのゲートＧ２に入力され、偏差信号ΔＩＭの大きさ
に応じてパワーＦＥＴ１３ａまたはパワーＦＥＴ１３ｂ
をＰＷＭ駆動する信号である（図５参照）。なお、ＰＷ
Ｍ信号ＶＰＷＭがゲートＧ１かゲートＧ２のどちらのゲ
ートに入力されるかは、偏差信号ΔＩＭの極性によって
決まる。また、ゲートＧ１またはゲートＧ２のうちＰＷ
Ｍ信号ＶＰＷＭが入力されないゲートにはオフ信号ＶＯ
Ｆが入力され、パワーＦＥＴ１３ａまたはパワーＦＥＴ
１３ｂはオフされる。そして、ゲートＧ１にＰＷＭ信号
ＶＰＷＭが入力される場合には、パワーＦＥＴ１３ｄの
ゲートＧ４にオン信号ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ
１３ｄがオン駆動される（図５参照）。また、ゲートＧ
１にオフ信号ＶＯＦが入力される場合には、ゲートＧ４
にオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ｄはオ
フされる。他方、ゲートＧ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭが入
力される場合には、パワーＦＥＴ１３ｃのゲートＧ３に
オン信号ＶＯＮが入力され、パワーＦＥＴ１３ｃがオン
駆動される（図５参照）。また、ゲートＧ２にオフ信号
ＶＯＦが入力される場合には、ゲートＧ３にオフ信号Ｖ
ＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ｃはオフされる。な
お、電動機制御信号ＶＯは、電動機駆動手段１３のゲー
トＧ１〜Ｇ４に出力するＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号
ＶＯＮ、オフ信号ＶＯＦで構成される。

【００３４】さらに、駆動制御部２８は、駆動禁止手段
３０からの駆動禁止信号ＳＳが入力され、この駆動禁止
信号ＳＳに従って電動機駆動手段１３に電動機制御信号
ＶＯを出力する（図４参照）。そのために、駆動制御部
２８は、論理回路２８ａを備え、駆動禁止信号ＳＳを論
理判定する。そして、駆動禁止信号ＳＳが電動機８によ
るアシストを許可する信号の場合、駆動制御部２８は、
電動機制御信号ＶＯとして偏差信号ΔＩＭの大きさおよ
び極性に対応したＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯ
Ｎ、オフ信号ＶＯＦを各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４
に出力する（図４、図５参照）。他方、駆動禁止信号Ｓ
Ｓが電動機８によるアシストを禁止する信号の場合、駆
動制御部２８は、電動機制御信号ＶＯとしてオフ信号Ｖ
ＯＦを全てのゲートＧ１、Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に出力する
（図４、図５参照）。なお、論理回路２８ａの構成につ
いては、後で詳細に説明する。

【００３５】次に、駆動禁止手段３０の構成について説
明する。駆動禁止手段３０は、主に、禁止領域判定部３
１、計時部３２、所定時間設定部３３および禁止判定部
３４から構成される。駆動禁止手段３０は、制御装置１
２の主ＣＰＵの暴走等によって電動機８が異常駆動され
ることを禁止するために、操舵トルク信号Ｔを基準にし
て電動機電流信号ＩＭＯを監視する。そして、駆動禁止
手段３０は、異常と判定した場合には、電動機８の駆動
を禁止するための信号を駆動制御部２８に送信し、電動
機８によるアシストを禁止する。

【００３６】禁止領域判定部３１は、操舵トルクセンサ
ＴＳからの操舵トルク信号Ｔと電動機電流検出手段１４
からの電動機電流信号ＩＭＯが入力され、計時部３２に
第１禁止領域判定信号ＰＳ１および禁止判定部３４に第
２禁止領域判定信号ＰＳ２を出力する。そのために、禁
止領域判定部３１は、予め実験値または設計値に基づい
て設定した操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯの
関係を示すマップＭを用い、操舵トルク信号Ｔの大きさ
および方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向
との関係がアシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ内
にあるか否かを判定する（図３参照）。なお、電動機電
流信号ＩＭＯ（電動機電流ＩＭ）の大きさおよび方向
は、補助トルクの大きさおよび方向に相当する。したが
って、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電
流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係を判定するこ
とは、操舵トルクの大きさおよび方向と補助トルクの大
きさおよび方向との関係を判定することに相当する。

【００３７】禁止領域判定部３１で使用されるマップ
は、図３に示すマップＭである。マップＭは、横軸が操
舵トルクセンサＴＳで検出した操舵トルク信号Ｔであ
り、縦軸が電動機電流検出手段１４で検出した電動機電
流信号ＩＭＯである。操舵トルク信号Ｔのプラス領域
（横軸の原点（０）の右側領域）はステアリングホイー
ル３に右回転方向の操舵トルクが入力された場合に対応
し、操舵トルク信号Ｔのマイナス領域（横軸の原点
（０）の左側領域）はステアリングホイール３に左回転
方向の操舵トルクが入力された場合に対応する。また、
電動機電流信号ＩＭＯのプラス領域（縦軸の原点（０）
の上側領域）は電動機８によって右回転方向の補助トル
クを発生する場合に対応し、電動機電流信号ＩＭＯのマ
イナス領域（縦軸の原点（０）の下側領域）は電動機８
が左回転方向の補助トルクを発生する場合に対応する。

【００３８】そして、マップＭの第１アシスト禁止領域
Ｍａ，Ｍｂは、操舵トルク信号Ｔに対して望ましくない
電動機電流信号ＩＭＯの領域（つまり、電動機８による
アシストを禁止する領域）であるが、ダンピング制御や
イナーシャ制御を考慮すると実際の走行中には入る可能
性のある領域である。そこで、駆動禁止手段３０では、
操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向と電動機電流信号
ＩＭＯの大きさおよび方向との関係が第１アシスト禁止
領域Ｍａ，Ｍｂ内に入っている時間が積算して１００ｍ
Ｓ以上となると、異常と判定する。なお、第１アシスト
禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内に入っている場合でも、操舵トル
ク信号Ｔの絶対値が減少している場合（図３の矢印方向
に操舵トルク信号Ｔが変化する場合）には、時間を積算
しない。また、マップＭの第２アシスト禁止領域Ｍｃ，
Ｍｄは、操舵トルク信号Ｔに対して望ましくない電動機
電流信号ＩＭＯの領域（つまり、電動機８によるアシス
トを禁止する領域）であり、ダンピング制御やイナーシ
ャ制御を考慮しても絶対に入る可能性のない領域であ
る。より具体的には、第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄ
は、アシストを禁止する領域の中でも、操舵トルク信号
Ｔの絶対値がＴｂ以上および／または電動機電流信号Ｉ
ＭＯの絶対値がＩｃ以上の領域である。そこで、駆動禁
止手段３０では、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび方向
と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関係が
第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄ内に入れば、直ちに異
常と判定する。なお、操舵トルク信号Ｔの絶対値Ｔｂと
電動機電流信号ＩＭＯの絶対値Ｉｃは、電動機８による
アシストを禁止する領域の中でも電動パワーステアリン
グ装置１が正常の場合には絶対に検出されない値であ
り、電動機８の特性等を考慮して設定される。なお、本
実施の形態では、アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，
Ｍｄが特許請求の範囲に記載の所定の禁止条件に相当
し、操舵トルク信号Ｔの絶対値Ｔｂが特許請求の範囲に
記載の操舵トルク禁止基準値に相当し、電動機電流信号
ＩＭＯの絶対値Ｉｃが特許請求の範囲に記載の電動機電
流禁止基準値に相当する。

【００３９】なお、マップＭでは操舵トルク信号Ｔが０
とＴａ（または−Ｔａ）との間にも、操舵トルク信号Ｔ
と電動機電流信号ＩＭＯとの方向が同一にも拘わらず、
第１アシスト禁止領域Ｍａ（またはＭｂ）と第２アシス
ト禁止領域Ｍｃ（またはＭｄ）を設け、操舵トルク信号
Ｔが０近傍では電動機８の駆動を禁止する。というの
は、操舵トルクが０近傍では、操舵トルクセンサＴＳの
センタ誤差等を考慮し、目標電流信号ＩＭＳを０に設定
して不感帯としているからである。また、操舵トルクが
０近傍の時に、制御手段２０等の異常による過大な電動
機電流ＩＭが出力されるのを防止し、異常な補助トルク
によるステアリングホイール３の回転を小さく抑えるた
めである。

【００４０】また、マップＭでは電動機電流信号ＩＭＯ
が０とＩｂ（または−Ｉｂ）または０とＩａ（または−
Ｉａ）との間には、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電
流信号ＩＭＯの方向とが異なっているにも拘わらず、ア
シストを禁止する領域を設けず、電動機電流信号ＩＭＯ
が０近傍では電動機８の駆動を禁止しない。というの
は、電動機電流ＩＭが０近傍では、電動機電流検出手段
１４の検出誤差等を考慮して、この誤差の影響による電
動機８の駆動が禁止される不具合を防止する。ちなみ
に、操舵トルク信号がＴｂ（または−Ｔｂ）以上になる
と電動機８の駆動を禁止しない領域を小さく（Ｉａ，−
Ｉａに）設定しているが、操舵トルクが大きいほど、操
舵トルクとは逆方向の電動機電流ＩＭが流れる可能性が
低いからである。

【００４１】そして、禁止領域判定部３１は、マップＭ
を検索し、操舵トルク信号ＴＳと電動機電流信号ＩＭＯ
との関係がマップＭの第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ
のどちらかの領域にある場合には第１禁止領域判定信号
ＰＳ１として論理レベル０を設定し、第１アシスト禁止
領域Ｍａ，Ｍｂ外の場合には第１禁止領域判定信号ＰＳ
１として論理レベル１を設定する。さらに、禁止領域判
定部３１は、第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄのどちら
かの領域にある場合には第２禁止領域判定信号ＰＳ２と
して論理レベル０を設定し、第２アシスト禁止領域Ｍ
ｃ，Ｍｄ外の場合には第２禁止領域判定信号ＰＳ２とし
て論理レベル１を設定する。なお、本実施の形態では、
禁止領域判定部３１が特許請求の範囲に記載の禁止条件
判定手段に相当する。

【００４２】計時部３２は、禁止領域判定部３１からの
第１禁止領域判定信号ＰＳ１および操舵トルクセンサＴ
Ｓからの操舵トルク信号Ｔが入力され、計時信号ＣＳを
禁止判定部３４に出力する。まず、計時部３２は、第１
禁止領域判定信号ＰＳ１の論理レベルが０の場合、操舵
トルク信号Ｔが入力される毎に、今回入力された操舵ト
ルク信号Ｔの絶対値から前回入力された操舵トルク信号
Ｔの絶対値を減算する。そして、計時部３２は、この減
算値を操舵トルク信号Ｔの今回と前回との入力時間間隔
で除算する。なお、操舵トルク信号Ｔが一定時間間隔毎
に入力される場合には、この一定時間で除算する。さら
に、計時部３２は、この除算値がマイナス値でない場合
（つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少していない
場合）、時間を積算し、計時信号ＣＳに設定する。他
方、計時部３２は、この除算値がマイナス値の場合（つ
まり、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少している場
合）、除算値の絶対値が減少基準値以上か否かを判定す
る。なお、減少基準値は、操舵トルク信号Ｔの大きさが
確実に減少していること（図３の矢印方向）を示す操舵
トルク信号Ｔの大きさの時間的変化における減少量であ
り、ステアリング系Ｓの設定等を考慮して設定される。
そして、除算値が減少基準値以上の場合（つまり、操舵
トルク信号Ｔの大きさが確実に減少していると判定で
き、ドライバによるステアリング操作において操舵方向
に対する手動での操舵力が弱められている場合）、計時
部３２は、時間の積算を停止する。他方、除算値が所定
変化量未満の場合、（つまり、操舵トルク信号Ｔの大き
さが確実に減少しているか否かを判定できず、ドライバ
によるステアリング操作において操舵方向に対する手動
での操舵力が弱められられているか否か判らない場
合）、計時部３２は、時間を積算し、計時信号ＣＳに設
定する。なお、計時部３２は、第１禁止領域判定信号Ｐ
Ｓ１の論理レベルが０から１に変わると、積算した時間
をリセットする。なお、本実施の形態では、計時部３２
が特許請求の範囲に記載の計時手段に相当し、減少基準
値が特許請求の範囲に記載の操舵トルクの大きさの時間
的変化量の所定変化量に相当する。

【００４３】つまり、操舵トルク信号Ｔの大きさおよび
方向と電動機電流信号ＩＭＯの大きさおよび方向との関
係が第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内にある場合でも
（図３参照）、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少
している時（図３の矢印の方向に操舵トルク信号Ｔが変
化している時）は、イナーシャ制御やダンピング制御を
考慮すると正常な制御である。すなわち、ステアリング
操作の切り返し時には、電動機８の慣性による逆回転方
向のアシストの遅れに対処するために、ステアリング操
作の回転方向とは逆回転方向に補助トルクを発生するた
めの電動機電流ＩＭを電動機８に供給する場合がある。
そのため、操舵トルク信号Ｔの大きさが減少している場
合には、操舵トルク信号Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭ
Ｏの方向とが異なる場合がある。そこで、このような場
合には、計時部３２では、電動パワーステアリング装置
１では正常な制御を行っているとみなし、電動機８の駆
動を禁止するための時間の積算を停止する。したがっ
て、電動パワーステアリング装置１では、イナーシャ制
御やダンピング制御を行っている場合には、電動機８の
駆動禁止を防止することができる。

【００４４】所定時間設定部３３は、第１アシスト禁止
領域Ｍａ，Ｍｂの許容時間Ｔ１として１００ｍＳを禁止
判定部３４に出力する。なお、許容時間Ｔ１は、操舵ト
ルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭ
の第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域に
あるが、実際の操舵中には満たされる可能のある領域で
あるため、電動機８によるアシストを許容する時間であ
る。なお、本実施の形態では、許容時間Ｔ１が特許請求
の範囲に記載の所定時間に相当する。

【００４５】禁止判定部３４は、禁止領域判定部３１か
らの第２禁止領域判定信号ＰＳ２、計時部３２からの計
時信号ＣＳおよび所定時間設定部３３からの許容時間Ｔ
１が入力され、駆動制御部２８に駆動禁止信号ＳＳを出
力する。まず、禁止判定部３４は、第２禁止領域判定信
号ＰＳ２の論理レベルが０の場合、駆動禁止信号ＳＳと
して論理レベル１を設定する。そして、第２禁止領域判
定信号ＰＳ２の論理レベルが１の場合、禁止判定部３４
は、計時信号ＣＳと許容時間Ｔ１を比較する。そして、
計時信号ＣＳが許容時間Ｔ１以上となると、禁止判定部
３４は、駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定す
る。他方、計時信号ＣＳが許容時間Ｔ１未満の場合、禁
止判定部３４は、駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル０
を設定する。すなわち、第２禁止領域判定信号ＰＳ２の
論理レベルが０の場合および計時信号ＣＳが許容時間Ｔ
１以上となった場合、禁止判定部３４は、制御手段２０
等の電動パワーステアリング装置１のシステムに異常が
ある判定し、電動機８によるアシストを禁止する。な
お、駆動禁止信号ＳＳの論理レベルの設定は、前記設定
に限定されず、駆動制御部２８の論理回路２８ａ（図４
参照）の構成等に対応して設定する。なお、本実施の形
態では、禁止判定部３４が特許請求の範囲に記載の禁止
判定手段に相当する。また、本実施の形態では、禁止領
域判定部３１と禁止判定部３４が特許請求の範囲に記載
の補助禁止判定手段に相当する。

【００４６】つまり、駆動禁止手段３０は、操舵トルク
信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭの第
１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂのどちらかの領域にあ
り、操舵トルク信号Ｔの大きさが確実に減少していない
場合の積算時間が許容時間Ｔ１（１００ｍＳ）以上とな
ると、電動パワーステアリング装置１が異常であると判
定する。特に、駆動禁止手段３０は、イナ−シャ制御や
ダンピング制御によって第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍ
ｂに入っている場合には積算時間から排除しているの
で、イナ−シャ制御やダンピング制御による影響で電動
機８の駆動が禁止されることはない。さらに、駆動禁止
手段３０は、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯ
との関係がマップＭの第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄ
のどちらかの領域にある場合には、直ちに、電動パワー
ステアリング装置１が異常であると判定する。

【００４７】ここで、制御装置１２による電動パワース
テアリング装置１の制御について説明する前に、駆動制
御部２８の論理回路２８ａ（図４参照）および電動機駆
動手段１３の電子回路（図５参照）について説明する。

【００４８】まず、図４を参照して、駆動制御部２８の
論理回路２８ａの構成について説明する。論理回路２８
ａは、ＮＯＴ回路（反転手段）とＡＮＤ回路（論理積演
算手段）からなる論理回路２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ，２
８ｅを備える。各ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、
２８ｉは、駆動禁止手段３０の禁止判定部３４からの駆
動禁止信号ＳＳが入力され、ＡＮＤ回路２８ｊ，２８
ｋ，２８ｌ，２８ｍに駆動禁止信号ＳＳの論理レベルを
各々反転出力する。各ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２８
ｌ，２８ｍは、各ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２８ｈ、
２８ｉの出力とＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮま
たはオフ信号ＶＯＦが入力され、パワーＦＥＴ１３ａ，
１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ４に電動機制御信号ＶＯを各々出力する。各ＡＮＤ回
路２８ｊ，２８ｋ，２８ｌ，２８ｍは、ＮＯＴ回路２８
ｆ，２８ｇ，２８ｈ、２８ｉの出力が０の場合（すなわ
ち、駆動禁止信号ＳＳの論理レベル１で電動機８の駆動
を禁止する場合）には、論理レベル０（オフ信号ＶＯ
Ｆ）を各々出力する。他方、各ＡＮＤ回路２８ｊ，２８
ｋ，２８ｌ，２８ｍは、ＮＯＴ回路２８ｆ，２８ｇ，２
８ｈ、２８ｉの出力が１の場合（すなわち、駆動禁止信
号ＳＳの論理レベル０で電動機８の駆動を禁止しない場
合）には、入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号Ｖ
ＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。なお、
電動機制御信号ＶＯは、ＡＮＤ回路２８ｊ，２８ｋ，２
８ｌ，２８ｍから出力されるＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン
信号ＶＯＮおよびオフ信号ＶＯＦであり、ＰＷＭ信号Ｖ
ＰＷＭのデューティ比で電動機電圧ＶＭを決定し、オン
信号ＶＯＮとオフ信号ＶＯＦで電動機８の回転方向を決
定する。

【００４９】次に、図５を参照して、電動機駆動手段１
３の回路の構成について説明する。電動機駆動手段１３
は、４個のパワーＦＥＴ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３
ｄでブリッジ回路が構成され、電源電圧１３ｅから１２
Ｖの電圧が供給される。さらに、電動機駆動手段１３
は、電動機８がパワーＦＥＴ１３ａとパワーＦＥＴ１３
ｄの間に直列にかつパワーＦＥＴ１３ｂとパワーＦＥＴ
１３ｃの間に直列に接続される。パワーＦＥＴ１３ａ，
１３ｂは、各ゲートＧ１，Ｇ２にＰＷＭ信号ＶＰＷＭま
たはオフ信号ＶＯＦが入力され、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭが
入力されて論理レベル１の時にオンする。パワーＦＥＴ
１３ｃ，１３ｄは、各ゲートＧ３，Ｇ４にオン信号ＶＯ
Ｎまたはオフ信号ＶＯＦが入力され、オン信号ＶＯＮが
入力された時にオンする。そして、電動機駆動手段１３
では、パワーＦＥＴ１３ａとパワーＦＥＴ１３ｄによっ
て電動機８を正回転方向（発生する補助トルクが右方
向）にＰＷＭ駆動し、パワーＦＥＴ１３ｂとパワーＦＥ
Ｔ１３ｃによって電動機８を逆回転方向（発生する補助
トルクが左方向）にＰＷＭ駆動する。なお、電動機８に
印加される電動機電圧ＶＭは、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデ
ューティ比によって決定される。そして、電動機８に流
れる電動機電流ＩＭは、電動機電圧ＶＭに対応する。例
えば、ＰＷＭ信号ＶＰＷＭのデューティ比が７（論理レ
ベル１）：３（論理レベル０）の場合、１２Ｖ×（７／
１０）＝８．４Ｖが電動機電圧ＶＭとなり、電動機８に
平均して８．４Ｖが印加されていることになる。

【００５０】それでは、図１乃至図５を参照して、制御
装置１２による電動パワーステアリング装置１での制御
について説明する。ここでは、ドライバが右回転方向か
ら左回転方向にステアリングホイール３を切り返し操作
する場合の制御と電動パワーステアリング装置１のシス
テムに異常がある場合の制御について説明する。

【００５１】まず、切り返し操作の場合について説明す
る。ドライバによるステアリングホイール３への右回転
方向の操舵力が弱められ、右方向の操舵トルク信号Ｔが
急激に減少する。このとき、制御手段２０では、目標電
流信号設定部２２で操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基
づいて目標電流信号ＩＭＳを設定し、イナーシャ補正信
号設定部２３で操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づい
てイナ−シャ補正信号ＩＳを設定し、ダンピング補正信
号設定部２４で電動機回転速度信号ＲＳと車速信号Ｖに
基づいてダンピング補正信号ＤＳを設定する。さらに、
制御手段２０では、目標電流信号ＩＭＳ、イナ−シャ補
正信号ＩＳおよびダンピング補正信号ＤＳから補正目標
電流信号ＩＭＳ”を演算する。なお、右方向の操舵トル
ク信号Ｔが減少し始めると、右方向の補正目標電流信号
ＩＭＳ”が減少し始める。そして、制御手段２０では、
偏差演算部２７で補正目標電流信号ＩＭＳ”と電動機電
流信号ＩＭＯから偏差信号ΔＩＭを演算する。さらに、
制御手段２０では、駆動制御部２８で正回転方向の電動
機電流ＩＭを減少させるための電動機制御信号ＶＯを生
成し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力
する。すると、電動機駆動手段１３では電動機制御信号
ＶＯに対応して電動機８を正回転方向（発生する補助ト
ルクが右方向）にＰＷＭ駆動するが、正回転方向（発生
する補助トルクが右方向）の電動機電流ＩＭは徐々に減
少している。そのため、電動パワーステアリング装置１
では、電動機８の正回転方向の駆動力が弱まり、ステア
リング系Ｓに付加される右方向の補助トルクが小さくな
る。

【００５２】このとき、電動機電流検出手段１４では、
右方向の電動機電流ＩＭを検出し、プラス値の電動機電
流信号ＩＭＯを出力する。したがって、操舵トルク信号
Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが共に右方向
となるため、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯ
との関係がマップＭでは第１象限となる。そのため、駆
動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止領
域判定信号ＰＳ１として論理レベル１および第２禁止領
域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。そし
て、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁止
信号ＳＳとして論理レベル０を設定し、駆動制御部２８
の論理回路２８ａに出力する。その結果、駆動制御部２
８では、論理回路２８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷ
Ｍ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま出
力する。

【００５３】やがて、イナーシャ補正信号ＩＳ等の影響
により、操舵トルク信号Ｔが右方向にも拘わらず、左方
向の補正目標電流信号ＩＭＳ”が演算される。すると、
制御手段２０では、駆動制御部２８で逆回転方向の電動
機電流ＩＭを増加させるための電動機制御信号ＶＯを生
成し、電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力
する。そして、電動機駆動手段１３では電動機制御信号
ＶＯに対応して電動機８を逆回転方向（発生する補助ト
ルクが左方向）にＰＷＭ駆動し、逆回転方向（発生する
補助トルクが左方向）の電動機電流ＩＭが増加し始め
る。

【００５４】このとき、電動機電流検出手段１４では、
左方向の電動機電流ＩＭを検出し、マイナス値の電動機
電流信号ＩＭＯを出力する。そのため、操舵トルク信号
Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが一致しなく
なり、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯとの関
係がマップＭでは第１アシスト禁止領域Ｍｂとなる。し
たがって、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１
で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル０およ
び第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設
定する。しかし、右方向の操舵トルク信号Ｔの大きさが
確実に減少しているので、駆動禁止手段３０では、第１
禁止領域判定信号ＰＳ１の論理レベルが０であるが、計
時部３２で時間を積算していない。つまり、駆動禁止手
段３０では、電動パワーステアリング装置１での制御と
しては正常とみなしている。そのため、駆動禁止手段３
０では、禁止判定部３４で駆動禁止信号ＳＳとして論理
レベル０を設定し、駆動制御部２８の論理回路２８ａに
出力する。その結果、駆動制御部２８では、論理回路２
８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰＷＭ、オン信号ＶＯＮ
またはオフ信号ＶＯＦをそのまま出力する。

【００５５】その後、ドライバによるステアリングホイ
ール３への右回転方向の操舵力から左回転方向の操舵力
に移り、左方向の操舵トルク信号Ｔが増加する。制御手
段２０では、駆動制御部２８で逆回転方向の電動機電流
ＩＭを増加させるための電動機制御信号ＶＯを生成し、
電動機駆動手段１３に電動機制御信号ＶＯを出力する。
そして、電動機駆動手段１３では電動機制御信号ＶＯに
対応して電動機８を逆回転方向（発生する補助トルクが
左方向）にＰＷＭ駆動し、逆回転方向（発生する補助ト
ルクが左方向）の電動機電流ＩＭが増加していく。する
と、電動パワーステアリング装置１では、電動機８の逆
回転方向の駆動力が強まり、ステアリング系Ｓに付加さ
れる左方向の補助トルクが大きくなる。

【００５６】このとき、電動機電流検出手段１４では、
左方向の電動機電流ＩＭを検出し、マイナス値の電動機
電流信号ＩＭＯを出力する。そのため、操舵トルク信号
Ｔの方向と電動機電流信号ＩＭＯの方向とが共に左方向
となるため、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信号ＩＭＯ
との関係がマップＭでは第３象限となる。したがって、
駆動禁止手段３０では、禁止領域判定部３１で第１禁止
領域判定信号ＰＳ１として論理レベル１および第２禁止
領域判定信号ＰＳ２として論理レベル１を設定する。そ
して、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３４で駆動禁
止信号ＳＳとして論理レベル０を設定し、駆動制御部２
８の論理回路２８ａに出力する。そのため、駆動制御部
２８では、論理回路２８ａに入力されたＰＷＭ信号ＶＰ
ＷＭ、オン信号ＶＯＮまたはオフ信号ＶＯＦをそのまま
出力する。

【００５７】次に、電動パワーステアリング装置１のシ
ステムに異常がある場合について説明する。なお、電動
パワーステアリング装置１のシステムの異常は、制御手
段２０の主ＣＰＵの暴走等により正常な電動機制御信号
ＶＯが生成されない場合、電動機駆動手段１３のパワー
ＦＥＴ１３ａ〜１３ｄがオン故障した場合、電動機電流
検出手段１４が故障した場合等の様々な場合を対象とす
る。このような場合、ドライバによるステアリング操作
によって操舵トルクが変化しても、操舵トルク信号Ｔに
対応して正常に電動機８に流れる電流が変化しない。

【００５８】そのため、操舵トルク信号Ｔの方向と電動
機電流信号ＩＭＯの方向とが異なり、操舵トルク信号Ｔ
と電動機電流信号ＩＭＯとの関係がマップＭではアシス
ト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄのいずれかの領域内
に入る。すると、駆動禁止手段３０では、禁止領域判定
部３１で第１禁止領域判定信号ＰＳ１として論理レベル
０または第２禁止領域判定信号ＰＳ２として論理レベル
０を設定する。第１禁止領域判定信号ＰＳ１が論理レベ
ル０の場合、駆動禁止手段３０では、計時部３２で操舵
トルク信号Ｔの大きさが減少していない時には時間を積
算する。なお、電動パワーステアリング装置１のシステ
ムに異常があるので、操舵トルク信号Ｔと電動機電流信
号ＩＭＯとの関係が第１アシスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂ内
にある場合でも、操舵トルク信号Ｔの大きさが一定であ
ったり増加したりする。そのため、積算時間が許容時間
Ｔ１以上になり、駆動禁止手段３０では、禁止判定部３
４で駆動禁止信号ＳＳとして論理レベル１を設定し、駆
動制御部２８の論理回路２８ａに出力する。他方、第２
禁止領域判定信号ＰＳ２が論理レベル０の場合、駆動禁
止手段３０では、禁止判定部３４で直ちに駆動禁止信号
ＳＳとして論理レベル１を設定し、駆動制御部２８の論
理回路２８ａに出力する。

【００５９】この場合、制御手段２０では、論理回路２
８ａの全ＮＯＴ回路２８ｆ〜２８ｉに論理レベル１が入
力され、全ＮＯＴ回路２８ｆ〜２８ｉから論理レベル０
を出力する。さらに、制御手段２０では、論理回路２８
ａの全ＡＮＤ回路２８ｊ〜２８ｍに論理レベル０が入力
されるため、全ＡＮＤ回路２８ｊ〜２８ｍから論理レベ
ル０（すなわち、オフ信号ＶＯＦ）を各ゲートＧ１，Ｇ
２，Ｇ３，Ｇ４に出力する。すると、電動機駆動手段１
３では、全パワーＦＥＴ１３ａ〜１３ｄがオフし、電動
機８に電動機電圧ＶＭを印加しない。したがって、電動
パワーステアリング装置１では、電動機８に電動機電流
ＩＭが流れないため、電動機８が回転駆動されず、補助
トルクが発生しない。

【００６０】この電動パワーステアリング装置１によれ
ば、駆動禁止手段３０によって電動パワーステアリング
装置１によるアシストが正常か異常かを判定し、異常の
場合には電動機８の駆動を禁止して補助トルクを発生し
ない。特に、駆動禁止手段３０では、マップＭの第１ア
シスト禁止領域Ｍａ，Ｍｂにおける操舵トルク信号Ｔの
大きさの時間的変化に着目し、電動パワーステアリング
装置１での制御が正常か否かを判断する。そのため、電
動パワーステアリング装置１は、イナーシャ制御やダン
ピング制御を確実に正常な制御と判定し、異常判定精度
を向上させている。さらに、電動パワーステアリング装
置１は、マップＭに第２アシスト禁止領域Ｍｃ，Ｍｄを
設け、電動パワーステアリング装置１での全ての制御を
考慮しても異常と判定できる場合には直ちに電動機８の
駆動を禁止して補助トルクを発生しない。

【００６１】以上、本発明は、前記の実施の形態に限定
されることなく、様々な形態で実施される。例えば、本
実施の形態では駆動禁止手段３０から駆動制御部２８に
駆動禁止信号ＳＳを出力する構成としたが、本発明に係
る電動パワーステアリング装置では駆動禁止手段から電
動機駆動手段に駆動禁止信号を出力する等の電動機の駆
動を禁止することができる構成であればよい。また、本
実施の形態では計時部３２において操舵トルク信号Ｔの
絶対値が減少する場合かつ操舵トルク信号Ｔの絶対値の
時間的変化量が減少基準値以上である場合には時間を積
算しなかったが、本発明に係る電動パワーステアリング
装置では操舵トルクの絶対値が減少する場合のみ時間を
積算しないように構成してもよい。また、本発明に係る
電動パワーステアリング装置では制御手段および／また
は駆動禁止手段を、アナログ回路で構成してもよい。ま
た、本実施の形態では許容時間（所定時間）Ｔ１を１０
０ｍＳに設定したが、本発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の構成に応じて所定時間を適宜設定してよい。
特に、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、イ
ナーシャ制御やダンピング制御を確実に正常な制御と判
定することができるので、所定時間を短く設定すること
が可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る電動パワーステ
アリング装置は、操舵トルクと電動機電流との関係が所
定の禁止条件を満たしている場合でも操作トルクの大き
さが減少している時には正常な制御とみなし、異常判定
の精度を向上させる。そのため、電動パワーステアリン
グ装置は、ダンピング制御および／またはイナーシャ制
御による正常制御時には電動機の駆動禁止を防止し、異
常時には確実に電動機の駆動を禁止することができる。

【００６３】本発明の請求項２に係る電動パワーステア
リング装置は、特に、操舵トルクの大きさが確実に減少
していると判定できる場合のみ正常なアシストとみな
し、異常判定精度を一層向上させる。

【００６４】本発明の請求項３に係る電動パワーステア
リング装置は、ダンピング制御および／またはイナーシ
ャ制御を考慮しても確実に異常と判定できる場合には、
直ちに電動機の駆動を禁止し、異常時に迅速に対応す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装
置の全体構成図である。

【図２】図１の電動パワーステアリング装置の制御装置
のブロック構成図である。

【図３】図２の制御装置の禁止領域判定部での電動機に
よるアシストを禁止する領域を検索するマップである。

【図４】図２の制御装置の駆動制御部内の論理回路図で
ある。

【図５】図１の電動パワーステアリング装置の電動機駆
動手段の回路図である。

【符号の説明】

１・・・電動パワーステアリング装置 ８・・・電動機 １２・・・制御装置 １３・・・電動機駆動手段 １４・・・電動機電流検出手段 ２０・・・制御手段 ２８・・・駆動制御部 ２８ａ・・・論理回路 ３０・・・駆動禁止手段 ３１・・・禁止領域判定部（禁止条件判定手段、補助禁
止判定手段） ３２・・・計時部（計時手段） ３３・・・所定時間設定部 ３４・・・禁止判定部（禁止判定手段、補助禁止判定手
段） Ｓ・・・ステアリング系 ＴＳ・・・操舵トルクセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６２Ｄ 101:00 Ｂ６２Ｄ 101:00 119:00 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC34 CC40 DA15 DA23 DA64 DA65 DD17 DE09 EA01 EC23 GG01 3D033 CA03 CA04 CA13 CA16 CA20 CA21 CA31 5H530 AA12 BB18 CC27 CD20 CD33 CD34 CD36 DD14 EF01 5H570 AA21 DD01 EE01 EE08 FF05 JJ03 JJ18 LL02 LL03 LL12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、前記電動機に流れる電動機電流の大きさおよ
   び方向を検出する電動機電流検出手段と、前記ステアリ
   ング系に作用する操舵トルクの大きさおよび方向を検出
   する操舵トルクセンサと、前記操舵トルクセンサからの
   出力に基づいて前記電動機を制御する制御手段と、前記
   制御手段からの電動機制御信号に基づいて前記電動機を
   駆動する電動機駆動手段と、前記操舵トルクセンサで検
   出される操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電
   流検出手段で検出される電動機電流の大きさおよび方向
   とに基づいて前記電動機の駆動を禁止する駆動禁止手段
   とを備える電動パワーステアリング装置であって、 前記駆動禁止手段は、 前記操舵トルクの大きさおよび方向と前記電動機電流の
   大きさおよび方向とが所定の禁止条件を満たすか否かを
   判定する禁止条件判定手段と、 前記操舵トルクの大きさが減少する場合を除いて、前記
   禁止条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止
   条件を満たしている時間を積算する計時手段と、 前記計時手段からの積算時間が所定時間以上となった場
   合に、前記電動機の駆動を禁止するための信号を出力す
   る禁止判定手段と、 を備える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】 前記計時手段は、前記操舵トルクの大き
   さが減少する場合かつ前記操舵トルクの大きさの時間的
   変化量が所定変化量以上である場合を除いて、前記禁止
   条件判定手段からの出力に基づいて前記所定の禁止条件
   を満たしている時間を積算することを特徴とする請求項
   １に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 前記駆動禁止手段は、前記禁止条件判定
   手段において前記所定の禁止条件が満たされていると判
   定され、前記操舵トルクの大きさが操舵トルク禁止基準
   値以上および／または前記電動機電流の大きさが電動機
   電流禁止基準値以上の場合、直ちに前記電動機の駆動を
   禁止するための信号を出力する補助禁止判定手段を備え
   ることを特徴とする請求項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。