JP2003175850A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ端子電圧が異常になった場合、操舵フィ
ーリングの悪化を抑制した状態で、アシスト制御が継続
でき、運転者にとり操舵の負荷を少なくした電動パワー
ステアリング装置の制御装置を提供する。 【解決手段】電動パワーステアリング装置の制御装置２
０は、ＣＰＵ２１（中央処理装置）がハンドルの操舵ト
ルクＴｈに基づいてアシスト電流指令値Ｉを演算する。
ＣＰＵ２１はモータ６の端子間電圧Ｖｍに基づいて演算
された操舵角速度Ｑｓに基づき補償制御電流値であるダ
ンパ電流Ｉｄ、ハンドル戻し電流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉ
ｆをそれぞれ演算する。ＣＰＵ２１は前記Ｉｄ、Ｉｈ、
Ｉｆとアシスト電流指令値Ｉを加算し、同加算値とモー
タ６のモータ電流値とから演算した制御値に基づいてモ
ータ６を制御する。ＣＰＵ２１はモータ端子電圧Ｍ１，
Ｍ２の異常を検出した際、操舵角速度Ｑｓを固定値に設
定して前記Ｉｄ、Ｉｈ、Ｉｆを演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによるアシスト力を付与する電動パワース
テアリング装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車や車両の電動パワーステア
リング装置の制御装置はステアリングホイール（ハンド
ル）の操作により、ステアリングシャフトに発生する操
舵トルクを検出し、その検出信号に基づいて電動モータ
（以下、モータという）の制御目標値である電流指令値
を演算するようにされている。以下、この制御をアシス
ト制御という。そして、制御装置の電流フィードバック
制御系にて、制御目標値である電流指令値と実際にモー
タに流れる電流との差を制御値として求め、この制御値
により、前記モータを制御して操向ハンドルの操舵力を
補助している。

【０００３】ところで、一般に、ステアリング機構は、
走行中にハンドルを回転操作した後、ハンドルから、手
を放した際に、路面（タイヤ）からの反力によるセルフ
アライニングトルクによって、自動的に直進走行位置
（中立位置）に復帰する。

【０００４】電動パワーステアリング装置の制御装置で
は、上記のように走行中にハンドルを回転操作した後、
ハンドルから、手を放した際（以下、ハンドル戻しとい
う）の状態では、ステアリング機構を駆動するモータに
慣性がある。このモータの慣性によって、低速走行時に
は、ハンドルの戻り性が悪く、高速走行時には、中立位
置を越えて反対側に振れたり戻る振動が発生する。

【０００５】このようなことを防ぐために、従来から電
動パワーステアリング装置の制御装置では、低速走行時
には操向ハンドルが戻りやすく、高速走行時にはステア
リング機構の振動を抑制するように制御（以下、ハンド
ル戻し制御という。）することが行なわれている。

【０００６】又、電動パワーステアリング装置の制御装
置では、ハンドル戻しを行った際に、モータの慣性によ
り、ステアリングホイール（ハンドル）が中立位置を越
えてしまうをことを抑制するために、ダンパ制御（ダン
ピング制御ともいう）が行われている。すなわち、この
ダンパ制御は、特に高速走行時においてハンドルを戻し
た際の中立位置への収斂性を向上するための制御であ
る。

【０００７】さらに、電動パワーステアリング装置の制
御装置では、操舵系の機構内の摩擦及びタイヤ−路面間
の摩擦を補償するために、摩擦補償制御が行われている
ものもある。

【０００８】前記ダンパ制御、ハンドル戻し制御、及び
摩擦補償制御では、モータの端子間電圧が検出され、こ
の端子間電圧に基づいてモータ角速度が演算され、同モ
ータ角速度に基づいて、操舵角速度が推定演算されてい
る。そして、この操舵角速度及び車速に基づいて、前記
各制御が行われ、操舵フィーリングの向上を実現してい
る。

【０００９】又、前記制御装置では、モータ端子電圧が
異常か否かを常時検出するようにしている。そして、従
来は、モータ端子電圧の異常が検出された際、前記アシ
スト制御、ダンパ制御、ハンドル戻し制御、及び摩擦補
償制御を停止するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記モータ
端子電圧の異常が検出され、推定演算された操舵角速度
が不正な値になった際、アシスト制御を停止すると、ハ
ンドルの操舵力が重くなるため、運転者の負担が重くな
る問題がある。このため、このようにモータ端子電圧が
異常となった場合でも、アシスト制御を継続させたい要
望がある。

【００１１】しかし、従来は、アシスト制御を行う場合
には、他の補償制御（ダンパ制御、ハンドル戻し制御、
摩擦補償制御）も実行している。このため、モータ端子
電圧が異常の場合には、アシスト制御とともに他の補償
制御を実行すると、操舵角速度の演算（推定演算）に悪
影響が出てしまい、不正な補償制御量が出力される問題
が生じ、操舵フィーリングが悪化する。

【００１２】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、モータ端子電圧が異常に
なった場合、操舵フィーリングの悪化を抑制した状態
で、アシスト制御が継続でき、運転者にとり操舵の負荷
を少なくした電動パワーステアリング装置の制御装置を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、ステアリングホイール
の操舵トルクに基づいてアシスト電流指令値を演算し、
モータの端子間電圧に基づいて推定演算された操舵角速
度に基づいて、補償制御電流値を演算し、同補償制御電
流値と前記アシスト電流指令値を加算し、同加算値と前
記モータのモータ電流値とから演算した制御値に基づい
てアシスト力を出力するように前記モータを制御する制
御手段を備えた電動パワーステアリング装置の制御装置
において、モータ端子電圧の異常を検出する検出手段を
備え、前記検出手段にてモータ端子電圧の異常を検出し
た際には、前記制御手段は、前記操舵角速度を固定値に
設定して補償制御電流値を演算することを特徴とする電
動パワーステアリング装置の制御装置を要旨とするもの
である。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１において、前
記固定値は０であることを特徴とする。請求項３の発明
は、請求項１又は請求項２において、前記制御手段は、
補償制御電流値としての操舵角速度に基づいてダンパ電
流を演算するダンパ制御手段を含むことを特徴とする。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３
のうちいずれか１項において、前記制御手段は、補償制
御電流値としての操舵角速度に基づいてハンドル戻し電
流を演算するハンドル戻し制御手段を含むことを特徴と
する。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のうちいずれか１項において、前記制御手段は、補償制
御電流値としての操舵角速度に基づいて摩擦補償電流を
演算する摩擦補償制御手段を含むことを特徴とする。

【００１７】請求項６の発明は、請求項１又は請求項２
において、前記制御手段は、補償制御電流値としての操
舵角速度に基づいてダンパ電流を演算するダンパ制御手
段、補償制御電流値としての操舵角速度に基づいてハン
ドル戻し電流を演算するハンドル戻し制御手段、及び補
償制御電流値としての操舵角速度に基づいて摩擦補償電
流を演算する摩擦補償制御手段を含むことを特徴とす
る。

【００１８】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
のうちいずれか１項において、前記検出手段が、モータ
端子電圧の異常を検出した後、所定時間内に正常に戻っ
た際、前記制御手段は、前記固定値を解除し、正常に戻
ったモータの端子間電圧に基づいて推定演算された操舵
角速度に基づき、補償制御電流値を演算することを特徴
とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、自動車に搭載し
た電動パワーステアリング装置の制御装置に具体化した
実施形態を図１〜図４を参照して説明する。

【００２０】図１は、電動パワーステアリング装置及び
その制御装置の概略を示す。ステアリングホイール１に
連結したステアリング軸としてのステアリングシャフト
２には、トーションバー３が設けられている。このトー
ションバー３には、トルクセンサ４が装着されている。
そのセンサ出力は制御装置２０へ供給される。そして、
ステアリングシャフト２が回転してトーションバー３に
力が加わると、加わった力に応じてトーションバー３が
捩れ、その捩れ、即ちステアリングホイール１にかかる
操舵トルクＴｈをトルクセンサ４が検出している。その
センサ出力は制御装置２０へ供給される。なお、以下の
説明では、ステアリングホイールのことをハンドルと言
うことがある。

【００２１】又、ステアリングシャフト２には減速機５
が固着されている。この減速機５には電動モータ（以
下、モータという）６の回転軸に取着したギア７が噛合
されている。更に、減速機５には、ピニオンシャフト８
が固着されている。ピニオンシャフト８の先端には、ピ
ニオン９が固着されるとともに、このピニオン９はラッ
ク１０と噛合している。前記ラック１０とピニオン９と
によりラック＆ピニオン機構１１が構成されている。前
記ラック１０の両端には、タイロッド１２が固設されて
おり、そのタイロッド１２の先端部にはナックル１３が
回動可能に連結されている。このナックル１３には、タ
イヤとしての前輪１４が固着されている。又、ナックル
１３の一端は、クロスメンバ１５に回動可能に連結され
ている。

【００２２】ステアリングシャフト２、トーションバー
３、減速機５、モータ６、ギア７、ピニオンシャフト
８、ピニオン９、ラック１０、ピニオン機構１１、タイ
ロッド１２等によりステアリング機構が構成されてい
る。

【００２３】従って、モータ６が回転すると、その回転
数は減速機５によって減少されてラック１０に伝達され
る。そして、ラック１０は、タイロッド１２を介してナ
ックル１３に設けられた前輪１４の向きを変更して車両
の進行方向を変えることができる。前輪１４には、車速
センサ１６が設けられ、そのセンサ出力は制御装置２０
へ供給される。

【００２４】（電気的構成）次に、この電動パワーステ
アリング装置の制御装置２０の電気的構成を図１に示
す。

【００２５】トルクセンサ４は、ステアリングホイール
１の操舵トルクＴｈを示す信号を出力している。車速セ
ンサ１６は、その時の車速Ｖを示す前輪１４の回転数に
相対する検出信号を出力している。

【００２６】又、図２に示すように、制御装置２０に
は、モータ６に流れる駆動電流（モータ電流Ｉｍ、モー
タ電流値に相当）を検出するモータ駆動電流センサ１８
が電気的に接続されており、モータ駆動電流センサ１８
からのモータ電流Ｉｍ（モータ電流値）を示す信号が供
給されている。端子間電圧検出回路１９はモータ６の端
子間電圧Ｖｍを制御装置２０に出力している。

【００２７】制御装置２０は、制御手段としての中央処
理装置（ＣＰＵ）２１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
２２及びデータを一時記憶する読み出し及び書き込み専
用メモリ（ＲＡＭ）２３を備えている。

【００２８】このＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１により実
行される各種制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ
２３は、ＣＰＵ２１が演算処理を行うときの演算処理結
果等を一時記憶する。

【００２９】ＣＰＵ２１は、前記各種センサからの検出
信号を入力し、アシスト制御、補償制御及びモータ端子
電圧異常判定プログラム等の各種制御プログラムの処理
を行う。そして、ＣＰＵ２１は、それらの検出信号に基
づいた電流値（制御値）を演算し、さらに、この制御値
に基づいてＰＷＭ演算を行って、その結果をモータ駆動
装置２４に出力し、同モータ駆動装置２４を介してモー
タ６を駆動制御する。

【００３０】図２は、ＣＰＵ２１の機能ブロック図であ
る。この実施形態ではＣＰＵ２１内部は、プログラムで
実行される機能を示している。例えば、位相補償器３０
は独立したハードウエアではなく、ＣＰＵ２１内部で実
行される位相補償機能を示している。以下のＣＰＵ２１
内部の機能の説明では、「車速Ｖ」、「操舵トルクＴ
ｈ」、等の各種パラメータは、説明の便宜上、それらの
対応する信号の意味として使用するものとする。

【００３１】ここで、ＣＰＵ２１のアシスト制御の概要
を説明する。トルクセンサ４で検出した操舵トルクＴｈ
は、電動パワーステアリング装置の安定性を高めるため
に、位相補償器３０で位相補償され、位相補償された操
舵トルクＴｈが電流指令値演算部３１に入力される。
又、車速センサ１６で検出された車速Ｖも電流指令値演
算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、予め
ＲＯＭ２２に記憶されているアシストマップに基づい
て、車速Ｖ、操舵トルクＴｈに対応したアシスト電流指
令値Ｉを演算する。

【００３２】アシスト電流指令値Ｉは加算器３５にて、
後記するハンドル戻し電流指令値Ｉｈ＊、ダンパ電流指
令値Ｉｄ＊、摩擦補償電流指令値Ｉｆ＊を加算して、電
流制御部３６に供給する。

【００３３】電流制御部３６では、加算器３５の出力
と、モータ駆動電流センサ１８にて検出した実際のモー
タ電流（モータ駆動電流）Ｉｍとの差に相当する信号に
基づいて、ＰＩ制御値やＰＩＤ制御値を演算し、この制
御値をＰＷＭ演算部３７に出力する。ＰＷＭ演算部３７
では、この制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、その演算
結果をモータ駆動装置２４に供給する。

【００３４】この結果、モータ駆動装置２４を介してモ
ータ６を駆動制御することにより、モータ６による適正
なアシスト力が得られる。モータ角速度推定器３８はモ
ータ駆動電流センサ１８にて検出したモータ６のモータ
電流Ｉｍと、モータ６の端子間電圧検出回路１９で検出
したモータ６の端子間電圧Ｖｍに基づいて下記のモータ
電圧方程式にてモータ角速度ωを推定する。

【００３５】ω＝｛Ｖｍ−（Ｒ＋ＬＳ）Ｉｍ｝／Ｋｅ なお、Ｒはモータ抵抗、Ｌはモータインダクタンス、Ｋ
ｅはモータ逆起電力定数、Ｓは微分演算子である。

【００３６】操舵角速度推定器３９では、モータ角速度
推定器３８で算出されたモータ角速度ωに基づいて、減
速機５の減速比Ｇで除算することにより操舵角速度Ｑｓ
（＝ω／Ｇ）を推定する。操舵角速度推定器３９で算出
された操舵角速度Ｑｓはハンドル戻し制御器３２、ダン
パ制御器３３及び摩擦補償制御器３４に入力される。
又、車速センサ１６で検出された車速Ｖは、ハンドル戻
し制御器３２、ダンパ制御器３３及び摩擦補償制御器３
４に入力される。

【００３７】端子電圧異常検出器４０は、モータ６の端
子電圧（モータ端子電圧）Ｍ１，Ｍ２が異常か否かを判
定する。端子電圧異常検出器４０は、端子電圧Ｍ１，Ｍ
２が下記の第１条件、又は第２条件を満足し、その条件
を満足する合計時間の割合が、所定値Ｎｓ以上のとき、
異常であると判定する。なお、この時間条件を第３条件
という。第３条件の詳細については、後述する。

【００３８】第１条件乃至第３条件は、１次異常条件に
相当する。 １．第１条件 両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ２）＜下限値（バッテ
リ電圧Ｂ−δ１）であって、いずれか一方の端子電圧が
δ２以下のとき。

【００３９】２．第２条件 両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ２）＞下限値（バッテ
リ電圧Ｂ＋δ１）であって、端子電圧Ｍ１＞δ３ 又は
端子電圧Ｍ２＞δ３ のとき。

【００４０】なお、δ３，δ１，及びδ２は、δ３＞δ
１＞δ２＞０ であって予め定められた所定値である。
バッテリ電圧Ｂは、モータ６を駆動するためのバッテリ
の印加電圧である。

【００４１】なお、両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ
２）は、異常でない場合、すなわち、正常な場合、バッ
テリ電圧Ｂと等しくなる。そこで、第１条件及び第２条
件では、いずれも両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ２）
が下限値（バッテリ電圧Ｂ−δ１）未満の場合や、上限
値（バッテリ電圧Ｂ＋δ１）を超える場合を、１次異常
条件の要素としている。

【００４２】端子電圧異常検出器４０は、第１条件又は
第２条件を端子電圧Ｍ１，Ｍ２が満足するときは、ハン
ドル戻し制御器３２、ダンパ制御器３３及び摩擦補償制
御器３４に異常信号（異常フラグ）αを入力する。

【００４３】前記ハンドル戻し制御器３２について説明
する。ハンドル戻し制御器３２は、低速走行時のハンド
ル戻り特性を改善するために、ハンドル戻し状態の時
に、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑｓに応じたハンドル戻し電
流指令値Ｉｈ＊を出力して、ハンドルが戻る方向にアシ
ストを行うものである。

【００４４】すなわち、ハンドル戻し制御器３２は、ハ
ンドル戻し電流マップを備え、操舵角速度Ｑｓが入力さ
れると、ハンドル戻し電流マップを参照して、ハンドル
戻し電流Ｉｆを算出する。又、ハンドル戻し制御器３２
は、入力された車速Ｖに応じてハンドル戻しゲインマッ
プを参照してハンドル戻しゲインＫｈを算出する。

【００４５】そして、ハンドル戻し制御器３２は、Ｉ
ｈ、Ｋｈを乗算して、ハンドル戻し電流指令値Ｉｈ＊を
算出する。又、ハンドル戻し制御器３２は、ハンドル戻
し判定マップを備えており、操舵トルクＴｈが入力され
ると、同マップに基づいて操舵トルクＴｈが閾値以内の
ときは、ハンドル戻し状態と判定し、閾値を超える場合
には、切り込み・保舵状態と判定する。そして、車速が
低速走行の際に、ハンドル戻しがされていると判定が行
われた場合には、ハンドル戻し電流指令値Ｉｈ＊が加算
器３５にてアシスト電流指令値Ｉに加算されて、低速走
行時のハンドル戻り特性が改善する。

【００４６】又、ハンドル戻し制御器３２は異常信号
（異常フラグ）αを入力すると、入力している操舵角速
度Ｑｓを０とする。すなわち、ハンドル戻し制御器３２
はハンドル戻しマップを参照して、操舵角速度Ｑｓが０
のときの、ハンドル戻し電流Ｉｈ（＝０）を算出する。
この結果、Ｉｈ、Ｋｈを乗算すると、ハンドル戻し電流
指令値Ｉｈ＊は０となり、ハンドル戻し判定がされた場
合、このハンドル戻し電流指令値Ｉｈ＊（＝０）を加算
器３５に出力する。

【００４７】次に、ダンパ制御器３３について説明す
る。ダンパ制御器３３は、中高速走行時の車両のヨーの
収斂性を改善するために、車速Ｖ及び操舵角速度Ｑｓに
応じたダンパ電流指令値Ｉｄ＊を出力して、ハンドルが
回転する方向と逆方向にダンパ電流指令値Ｉｄ＊を加え
て操舵にブレーキをかけるためのものである。

【００４８】ダンパ制御器３３は、ダンパ電流マップを
備え、操舵角速度Ｑｓが入力されると、ダンパ電流マッ
プを参照して、ダンパ電流Ｉｄを算出する。前記ダンパ
電流マップは、モータ６の慣性モーメントの影響を電流
指令値に加味するためのものである。すなわち、モータ
６が回転状態にあるとき、その回転方向と同方向のトル
クをモータ６から発生させるには、モータ６が停止状態
のときに比較して絶対値の小さな電流指令値が適切であ
る。一方、モータ６が回転状態にあるときに、その回転
方向と逆方向のトルクをモータ６から発生させるために
は、モータ６を速やかに停止状態に導かなければならな
い。このため、モータ６が停止状態のときよりも絶対値
の大きな電流指令値が適値となる。

【００４９】なお、ダンパ電流Ｉｄは、操舵角速度を減
速する方向に設定されており、ハンドル戻し制御とは極
性が逆になっている。そして、ダンパ制御器３３は、入
力された車速Ｖに応じてダンパゲインマップを参照して
ダンパゲインを算出する。このダンパゲインＫｄは、低
速走行ではダンパ電流が０になるようにし、中高速では
ダンパ制御が効くように設定されている。

【００５０】そして、ダンパ制御器３３は、Ｉｄ、Ｋｄ
を乗算して、ダンパ電流指令値Ｉｄ＊を加算器３５に出
力する。従って、車速が中高速の際、ダンパ制御器３３
により、アシスト電流指令値Ｉにダンパ電流指令値Ｉｄ
＊が加算されて、中高速時のダンパ特性が改善する。

【００５１】又、ダンパ制御器３３は異常信号（異常フ
ラグ）αを入力すると、入力している操舵角速度Ｑｓを
０とする。すなわち、ダンパ制御器３３はダンパ電流マ
ップを参照して、操舵角速度Ｑｓが０のときの、ダンパ
電流Ｉｄ（＝０）を算出する。この結果、Ｉｄ、Ｋｄを
乗算すると、ダンパ電流指令値Ｉｄ＊は０となり、この
ダンパ電流指令値Ｉｄ＊（＝０）を加算器３５に出力す
ることになる。

【００５２】次に、摩擦補償制御器３４について説明す
る摩擦補償制御器３４は、操舵系の機構内の摩擦及びタ
イヤ−路面間の摩擦を補償するために、車速Ｖ及び操舵
角速度Ｑｓに応じた摩擦補償電流指令値Ｉｆ＊を出力す
る。すなわち、摩擦補償制御器３４は、摩擦補償電流マ
ップを備え、操舵角速度Ｑｓが入力されると、摩擦補償
電流マップを参照して、摩擦補償電流Ｉｆを算出する。
又、摩擦補償制御器３４は、入力された車速Ｖに応じて
摩擦補償ゲインマップを参照して摩擦補償ゲインＫｆを
算出する。

【００５３】そして、摩擦補償制御器３４は、Ｉｆ、Ｋ
ｆを乗算して、摩擦補償電流指令値Ｉｆ＊を加算器３５
に出力する。この結果、摩擦補償制御器３４は、操舵角
速度Ｑｓに基づき、モータ６の回転に応じた摩擦補償値
が算出され、この摩擦補償値をアシスト電流指令値Ｉに
加算して得られた指令信号によってモータ６の駆動が制
御される。従って、操舵系の機構内の摩擦及びタイヤ−
路面間の摩擦を補償することができる。

【００５４】又、摩擦補償制御器３４は異常信号（異常
フラグ）αを入力すると、入力している操舵角速度Ｑｓ
を０とする。すなわち、摩擦補償制御器３４は摩擦補償
電流マップを参照して、操舵角速度Ｑｓが０のときの、
摩擦補償電流Ｉｆ（＝０）を算出する。この結果、Ｉ
ｆ、Ｋｆを乗算すると、摩擦補償電流指令値Ｉｆ＊は０
となり、この摩擦補償電流指令値Ｉｆ＊（＝０）を加算
器３５に出力する。

【００５５】前記ハンドル戻し制御器３２にて行われる
ハンドル戻し制御、ダンパ制御器３３にて行われるダン
パ制御、及び摩擦補償制御器３４にて行われる摩擦補償
制御は、それぞれ補償制御に相当する。

【００５６】前記ＣＰＵ２１は、制御手段、検出手段、
ダンパ制御手段、ハンドル戻し制御手段、及び摩擦補償
制御手段に相当する。ダンパ電流Ｉｄ、ハンドル戻し電
流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆは、補償制御電流値に相当す
る。

【００５７】（実施形態の作用）次に、本実施形態の作
用を図３及び図４を参照して説明する。図３はモータ端
子電圧異常判定プログラムのフローチャートであり、数
ｍｓ毎の所定周期の割込でＣＰＵ２１はこのプログラム
を実行する。

【００５８】（Ｓ１０）ステップ１０（以下、ステップ
をＳという）で、１次判定確定前か否かを判定する。１
次判定確定前の判定は１次異常判定フラグＦが「１」に
なっているか否かにより行う。すなわち、前回以前のモ
ータ端子電圧判定プログラム実行時に、１次異常判定フ
ラグが「１」にセットされているか否かを判定するので
ある。

【００５９】このＳ１０において、１次異常判定フラグ
が「０」のときは、判定を「ＹＥＳ」とし、Ｓ２０に移
行する。又、１次異常判定フラグが「１」にセットされ
ていると、１次異常確定前ではなく、１次異常確定であ
るとして判定を「ＮＯ」とし、Ｓ５０に移行する。

【００６０】（Ｓ２０）ここでは、１次異常条件が成立
しているか否かを判定する。１次異常条件は、端子電圧
に関する第１条件、第２条件、及び時間条件である第３
条件からなり、第１条件又は第２条件は下記の通りであ
る。

【００６１】１．第１条件 両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ２）＜下限値（バッテ
リ電圧Ｂ−δ１）であって、いずれか一方の端子電圧が
δ２以下のとき。

【００６２】２．第２条件 両モータ端子電圧の和（Ｍ１＋Ｍ２）＞下限値（バッテ
リ電圧Ｂ＋δ１）であって、端子電圧Ｍ１＞δ３ 又は
端子電圧Ｍ２＞δ３ のとき。

【００６３】又、第１条件又は第２条件が成立している
ときに、ＣＰＵ２１は第１タイマＴ１をインクリメント
する。又、ＣＰＵ２１は、第１条件及び第２条件の成否
に関係なく、Ｓ２０から、このフローチャートを抜け出
る際に、第２タイマＴ２をインクリメントする。

【００６４】そして、第１タイマＴ１のカウント値及び
第２タイマＴ２のカウント値に基づいて、Ｔ１／（Ｔ１
＋Ｔ２）を演算し、この割合が、所定値Ｎｓ以上となっ
ている場合、第３条件を満足しているものとする。

【００６５】すなわち、第１条件又は、第２条件のいず
れかを満足し、かつ、第３条件を満足したとき、１次異
常条件が成立しているものとする。なお、第１タイマＴ
１を、インクリメントして、そのカウント値が予め定め
られたタイマ上限値に達したとき、第１タイマＴ１及び
第２タイマＴ２は０にリセットされる。なお、前記タイ
マ上限値は、このフローチャートの制御周期よりも長い
時間に設定されている。

【００６６】Ｓ２０で、１次異常条件が成立している場
合は、Ｓ３０に移行し、成立していない場合には、この
フローチャートを一旦抜け出る。 （Ｓ３０）Ｓ３０では、１次異常確定しているとして、
１次異常判定フラグＦを「１」にセットし、Ｓ４０に移
行する。

【００６７】（Ｓ４０）Ｓ４０では、操舵角速度Ｑｓを
所定値に固定する。本実施形態では、操舵角速度Ｑｓを
所定値（固定値）として０にセットし、このフローチャ
ートを一旦終了する。

【００６８】ここで、操舵角速度Ｑｓが０にセットされ
るＳ４０での処理は、ハンドル戻し制御器３２、ダンパ
制御器３３、及び摩擦補償制御器３４に対して、端子電
圧異常検出器４０から異常信号（異常フラグ）αを入力
したことに相当する。

【００６９】（Ｓ５０）ここでは、両モータ端子電圧
が、前述した１次異常条件中の第１条件又は第２条件を
満足しているか、否かについて判定する。これらのいず
れかの条件が成立している場合には、「ＹＥＳ」と判定
してＳ６０に移行し、不成立の場合、「ＮＯ」と判定
し、第３タイマＴ３をインクリメントしてＳ７０に移行
する。

【００７０】（Ｓ６０）ここでは、異常確定処理する。
すなわち、操舵角速度Ｑｓを前記所定値に固定したまま
とし、このフローチャートを一旦終了する。

【００７１】ここで、操舵角速度Ｑｓが０にセットされ
るＳ６０での処理は、ハンドル戻し制御器３２、ダンパ
制御器３３、及び摩擦補償制御器３４において、端子電
圧異常検出器４０から異常信号（異常フラグ）αを入力
したことに相当する。

【００７２】（Ｓ７０）ここでは、前記第３タイマの値
Ｔ３が所定時間Ｔを経過したか、否かを判定する。すな
わち、１次異常確定後において、Ｓ５０での１次異常条
件中の第１条件又は第２条件が不成立になったときから
の経過時間をここで監視している。

【００７３】そして、経過時間（第３タイマＴ３のカウ
ント値）が所定時間Ｔ未満であれば、このフローチャー
トを一旦終了する。この場合には、１次異常確定した
後、Ｓ５０において第１条件又は第２条件が不成立との
判定が行われてからの時間が短いため、ノイズによっ
て、これらいずれかの条件の不成立がある場合を除くた
めの処理である。

【００７４】又、経過時間（第３タイマＴ３のカウント
値）が所定時間Ｔを経過していると判定した場合、Ｓ８
０に移行する。この場合、１次異常確定した後、Ｓ５０
において第１条件又は第２条件が不成立との判定が行わ
れてからの経過時間が長いため、ノイズによって第１条
件又は第２条件の不成立がなされていないと判定するの
である。

【００７５】（Ｓ８０）Ｓ８０では、操舵角速度Ｑｓを
所定値に固定していたのを解除する。又、１次異常判定
フラグＦを「０」にリセットするとともに、前記第３タ
イマＴ３を０にリセットし、このフローチャートを一旦
終了する。

【００７６】ここでの処理は、ハンドル戻し制御器３
２、ダンパ制御器３３、及び摩擦補償制御器３４に対し
て、端子電圧異常検出器４０から異常信号（異常フラ
グ）αの入力を停止したことに相当する。

【００７７】図４は、アシスト制御及び補償制御を実行
する制御プログラムのフローチャートであり、所定周期
の定時割込みでＣＰＵ２１が実行する。 （Ｓ１００）Ｓ１００では、両モータ端子電圧が異常か
否かを判定する。この判定は、異常信号（異常フラグ）
αがあったか否かにより、判定する。ここで、異常なし
と判定すると、Ｓ２００に移行する。又、異常であると
判定すると、Ｓ３００に移行する。

【００７８】（Ｓ２００）ここでは、異常判定がされて
いないため、通常制御、すなわち、アシスト制御と補償
制御が実行される。

【００７９】この結果、異常判定がされていない場合、
モータ駆動装置２４を介してモータ６を駆動制御するこ
とにより、検出された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖに応じ
てモータ６による、ハンドル戻し制御、ダンパ制御及び
摩擦補償制御を加えたアシスト制御が行われ、適正なア
シスト力が得られる。

【００８０】（Ｓ３００）ここでは、異常判定がされて
いるため、補償制御を停止し、アシスト制御のみを実行
する。

【００８１】前記「補償制御の停止」とは、補償制御に
係る各制御器３２〜３４の動作を停止するのではなく、
操舵角速度Ｑｓを所定値「０」として各制御器３２〜３
４に通常動作を行わせることにより、補償制御電流値
「０」を出力させ、補償制御の機能を事実上無効にする
ことを意味する。

【００８２】この結果、異常判定がされている場合、補
償制御が行われず、モータ駆動装置２４を介してモータ
６を駆動制御することにより、検出された操舵トルクＴ
ｈ及び車速Ｖに応じてモータ６によるアシスト力が得ら
れる。

【００８３】このとき、モータ端子電圧が異常な状態に
もかかわらず、アシスト制御を行うことができ、運転者
にとり、操舵の負担を軽減することができ、安全性が向
上する。

【００８４】又、従来と異なり、モータ端子電圧が異常
な場合、補償制御（ハンドル戻し制御、ダンパ制御及び
摩擦補償制御）が実行されないため、操舵フィーリング
に左右差があったり、高速時に操舵が不安定となるよう
な操舵フィーリングが悪化することはない。

【００８５】従って、上記実施形態によれば、以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１） 本実施形態の電動パワーステアリング装置の制
御装置２０は、ＣＰＵ２１（制御手段）がステアリング
ホイール１の操舵トルクＴｈに基づいてアシスト電流指
令値Ｉを演算するようにした。又、ＣＰＵ２１はモータ
の端子間電圧Ｖｍに基づいて推定演算された操舵角速度
Ｑｓに基づいて、補償制御電流値であるダンパ電流Ｉ
ｄ、ハンドル戻し電流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆをそれぞ
れ演算するようにした。

【００８６】さらに、ＣＰＵ２１は、ダンパ電流Ｉｄ、
ハンドル戻し電流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆとアシスト電
流指令値Ｉを加算し、同加算値とモータ６のモータ電流
値とから演算した制御値に基づいてアシスト力を出力す
るようにモータ６を制御するようにした。

【００８７】そして、ＣＰＵ２１は、検出手段としてモ
ータ端子電圧Ｍ１，Ｍ２の異常を検出した際には、操舵
角速度Ｑｓを固定値に設定してダンパ電流Ｉｄ、ハンド
ル戻し電流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆ（補償制御電流値）
を演算するようにした。

【００８８】この結果、アシスト制御はモータ端子電圧
Ｍ１，Ｍ２が異常になったにもかかわらず、継続して行
うことができ、一方、ダンパ電流Ｉｄ、ハンドル戻し電
流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆが固定値となるため、安定し
た補償制御を実現できる。このため、車両の操舵フィー
リングの悪化を抑制した状態で、アシスト制御が継続で
きる。又、運転者の操舵の負担を少なくでき、安全性が
向上する。

【００８９】仮に、モータ端子電圧が異常の場合、アシ
スト制御とともに補償制御（ダンパ制御、ハンドル戻し
制御、摩擦補償制御）を実行すると、操舵角速度の演算
（推定演算）に悪影響が出てしまうが、特に、操舵の左
右差の操舵フィーリングが違ったり、高速走行時に操舵
が不安定となる。

【００９０】本実施形態では、このように左右差の操舵
フィーリングが違ったり、高速走行時に操舵が不安定と
なることはない。 （２） 本実施形態では、端子電圧異常検出器４０（検
出手段）にてモータ端子電圧が異常検出した際には、Ｃ
ＰＵ２１は、操舵角速度Ｑｓを固定値を０とした。

【００９１】この結果、最も操舵フィーリングの悪化が
抑制された状態で、アシスト制御が継続できる。 （３） 本実施形態では、ＣＰＵ２１（制御手段）は、
操舵角速度Ｑｓに基づきダンパ電流Ｉｄ、ハンドル戻し
電流Ｉｈ、及び摩擦補償電流Ｉｆをそれぞれ演算するダ
ンパ制御器３３（ダンパ制御手段）、ハンドル戻し制御
器３２（ハンドル戻し制御手段）、摩擦補償制御器３４
（摩擦補償制御手段）を備えた。

【００９２】この結果、ダンパ制御、ハンドル戻し制
御、及び摩擦補償制御が行われる電動パワーステアリン
グ装置の制御装置において、上記（１）又は（２）の作
用効果を実現できる。

【００９３】（４） 本実施形態では、端子電圧異常検
出器４０（検出手段）が、モータ端子電圧Ｍ１，Ｍ２の
異常を検出した後、所定時間Ｔ内に正常に戻った際、Ｃ
ＰＵ２１は、操舵角速度Ｑｓの固定値を解除した。そし
て、正常に戻ったモータ６の端子間電圧Ｖｍに基づいて
推定演算された操舵角速度Ｑｓに基づき、ダンパ電流Ｉ
ｄ、ハンドル戻し電流Ｉｈ、及び摩擦補償電流Ｉｆ（補
償制御電流値）をそれぞれ演算するようにした。

【００９４】この結果、所定時間Ｔ内に、端子電圧Ｍ
１，Ｍ２の異常が検出されない場合には、所定時間Ｔ内
で正常値に復帰して回復するような場合には、誤検出と
なることがなく、より精確な端子電圧異常の検出を行う
ことができる。

【００９５】なお、本実施形態は以下のように変更して
もよい。 （１）前記実施形態では、各補償制御で使用される操舵
角速度Ｑｓを０の固定値に設定したが、０に限定するも
のではない。０以外の他の固定値でもよい。

【００９６】好ましくは、０に近い値ほどよい。すなわ
ち、０に近いほど補償制御電流値として、ダンパ電流Ｉ
ｄ、ハンドル戻し電流Ｉｈ、摩擦補償電流Ｉｆが小さく
なるため、０から遠い場合に比較して操舵フィーリング
の悪化がより抑制できる。

【００９７】（２）前記実施形態では、ハンドル戻し制
御器３２（ハンドル戻し制御器３２）、ダンパ制御器３
３（ダンパ制御手段）、摩擦補償制御器３４（摩擦補償
手段）にて、補償制御手段を構成した。

【００９８】しかし、補正制御手段は、この３者を全て
組合わせて構成する必要はない。例えば、ハンドル戻し
制御器３２、及びダンパ制御器３３を備えた電動パワー
ステアリング装置の制御装置に具体化してもよい。

【００９９】又、ハンドル戻し制御器３２、及び摩擦補
償制御器３４を備えた電動パワーステアリング装置の制
御装置に具体化してもよい。或いは、ダンパ制御器３３
及び摩擦補償制御器３４を備えた電動パワーステアリン
グ装置の制御装置に具体化してもよい。

【０１００】（３） 前記実施形態では、ハンドル戻し
制御器３２（ハンドル戻し制御手段）、ダンパ制御器３
３（ダンパ制御手段）、摩擦補償制御器３４（摩擦補償
制御手段）にて、補償制御手段を構成した。

【０１０１】しかし、補正制御手段は、この３者を全て
組合わせて構成する必要はない。例えば、補償制御手段
としてハンドル戻し制御器３２のみ備えた電動パワース
テアリング装置の制御装置に具体化してもよい。

【０１０２】又、補償制御手段としてダンパ制御器３３
のみ備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に具
体化してもよい。或いは、補償制御手段として補償制御
器３４のみを備えた電動パワーステアリング装置の制御
装置に具体化してもよい。

【０１０３】（４） 前記実施形態では、操舵トルクＴ
ｈと車速Ｖに応じて、車速感応のアシスト制御を行うよ
うにしたが、操舵トルクＴｈのみに応じてアシスト制御
を行うようにしてもよい。

【０１０４】（５） 前記実施形態では、操舵トルクＴ
ｈと車速Ｖに応じて、車速感応のアシスト制御を行うよ
うにしたが、エンジン回転数と操舵トルクＴｈに応じた
エンジン回転数感応のアシスト制御を行うようにしても
よい。

【０１０５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至請求
項７の発明によれば、モータ端子電圧が異常になった場
合、操舵フィーリングの悪化を抑制した状態で、アシス
ト制御が継続でき、運転者にとり操舵の負荷を少なくで
きる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態における電動パワーステ
アリング装置及びその制御装置の概略図。

【図２】同じく制御装置のＣＰＵの機能ブロック図。

【図３】同じくモータ端子電圧異常判定プログラムのフ
ローチャート。

【図４】同じくアシスト制御及び補償制御を実行する制
御プログラムのフローチャート。

【符号の説明】

１…ステアリングホイール（ハンドル） ２１…ＣＰＵ（検出手段、制御手段、ハンドル戻し制御
手段、ダンパ制御手段、摩擦補償制御手段） ３２…ハンドル戻し制御器（ハンドル戻し制御手段） ３３…ダンパ制御器（ダンパ制御手段） ３４…摩擦補償制御器（摩擦補償制御手段） ４０…端子電圧異常検出器（検出手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 清貴 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 伊藤 彰 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3D032 CC32 CC40 DA08 DA15 DA23 DA64 DA65 DC17 DD01 DD10 DE08 EC23 GG01 3D033 CA13 CA16 CA19 CA20 CA21 CA31

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングホイールの操舵トルクに基
   づいてアシスト電流指令値を演算し、モータの端子間電
   圧に基づいて推定演算された操舵角速度に基づいて、補
   償制御電流値を演算し、同補償制御電流値と前記アシス
   ト電流指令値を加算し、同加算値と前記モータのモータ
   電流値とから演算した制御値に基づいてアシスト力を出
   力するように前記モータを制御する制御手段を備えた電
   動パワーステアリング装置の制御装置において、 モータ端子電圧の異常を検出する検出手段を備え、 前記検出手段にてモータ端子電圧の異常を検出した際に
   は、前記制御手段は、前記操舵角速度を固定値に設定し
   て補償制御電流値を演算することを特徴とする電動パワ
   ーステアリング装置の制御装置。
2. 【請求項２】 前記固定値は０であ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の制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、補償制御電流値として
   の操舵角速度に基づいてダンパ電流を演算するダンパ制
   御手段を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、補償制御電流値とし
   ての操舵角速度に基づいてハンドル戻し電流を演算する
   ハンドル戻し制御手段を含むことを特徴とする請求項１
   乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の電動パワース
   テアリング装置の制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段、補償制御電流値としての
   操舵角速度に基づいて摩擦補償電流を演算する摩擦補償
   制御手段を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４
   のうちいずれか１項に記載の電動パワーステアリング装
   置の制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、補償制御電流値として
   の操舵角速度に基づいてダンパ電流を演算するダンパ制
   御手段、補償制御電流値としての操舵角速度に基づいて
   ハンドル戻し電流を演算するハンドル戻し制御手段、及
   び補償制御電流値としての操舵角速度に基づいて摩擦補
   償電流を演算する摩擦補償制御手段を含むことを特徴と
   する請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリ
   ング装置の制御装置。
7. 【請求項７】 前記検出手段が、モータ端子電圧の異常
   を検出した後、所定時間内に正常に戻った際、前記制御
   手段は、前記固定値を解除し、正常に戻ったモータの端
   子間電圧に基づいて推定演算された操舵角速度に基づ
   き、補償制御電流値を演算することを特徴とする請求項
   １乃至請求項６のうちいずれか１項に記載の電動パワー
   ステアリング装置の制御装置。