JP2009001043A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】昇圧回路を使用することなく高電圧を発生させて、電動モータを最適状態で駆動制御することが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】操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段３と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータ１２と、前記操舵トルク検出手段３で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段２０と、通常の車載バッテリより高い電圧を発電する高電圧発電装置１３と、該高電圧発電装置１３から出力される高電圧を前記電動モータ１２の駆動電圧として供給する駆動電圧供給手段１４とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

この種の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールに伝達される操舵トルクに応じて電動モータを駆動制御することにより操舵系に操舵補助力を与えて、運転者が軽い操舵を行うことができるようにしているものであるが、前方の障害物を回避する場合のように急操舵を行う場合には、ステアリングホイールの操舵速度が速くなり、電動モータの誘起電圧即ち逆起電力が大きくなることにより、電動モータに流れる電流の増加が抑制され、操舵補助力が不足してしまう。

この操舵補助力不足を解消するために、従来、バッテリ電圧を昇圧回路で昇圧してモータ駆動回路に供給することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−２００８４５号公報（段落番号「００２５」、図２）

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、バッテリ電圧を昇圧回路で昇圧するようにしているので、バッテリから昇圧回路に供給する電流は、駆動電圧の昇圧に比例して増加すると共に、昇圧回路における電力損失もバッテリ電流の増加要因となり、バッテリ電流の増加は、バッテリ内部抵抗、ハーネス抵抗、ヒューズ抵抗、リレー抵抗、各部接触抵抗等における電力損失（Ｉ×Ｉ×Ｒ）となり、電流の二乗で増加することになり、バッテリ電流の増加に伴う電力損失の増加により、モータ出力向上の効果が少ないと共に、バッテリ電流を過剰に消費した場合、バッテリ電圧の低下により、車両全体の電装システムが停止してしまうおそれがあるという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、昇圧回路を使用することなく高電圧を発生させて、電動モータを最適状態で駆動制御することができる電動パワーステアリング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段と、通常の車載バッテリより高い電圧を発電する高電圧発電装置と、該高電圧発電装置から出力される高電圧を前記電動モータの駆動電圧として供給する駆動電圧供給手段とを備えたことを特徴としている。

また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１の発明において、前記高電圧出力装置は、前記操舵補助制御手段の制御状態に応じて出力電圧を制御可能に構成されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１又は２の発明において、前記高電圧発電装置は、４２Ｖの電圧を発電するオルタネータと、該オルタネータの出力電圧を直流に変換するＡＣ−ＤＣコンバータとで構成されていることを特徴としている。

さらにまた、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜３の何れか１つの発明において、前記駆動電圧供給手段は、前記高電発電装置のみから前記電動モータの駆動電圧が供給されるように構成されていることを特徴としている。
なおさらに、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、記電動モータは、界磁制御型直流ブラシ付きモータで構成されていることを特徴としている。

本発明によれば、通常の車載用バッテリの電圧より高い高電圧発電装置を設けることにより、バッテリ電流を使用することなく、高電圧を得ることができ、この高電圧を電動モータに供給することにより電流値を低減することが可能となり、各部の抵抗における電力損失を大幅に低減することができ、モータ出力の向上を効率よく行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端はトルク検出手段としての操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、補助操舵力を出力軸２ｂに伝達する減速ギヤ１０が連結されており、この減速ギヤ１０には、操舵系に対して補助操舵力を発生する界磁制御型のブラシ付き直流モータで構成される電動モータ１２の出力軸が連結されている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位をポテンショメータで検出するように構成されている。この操舵トルクセンサ３は、図２に示すように、入力される操舵トルクが零のときには、所定の中立電圧Ｖ₀となり、この状態から右切りすると、操舵トルクの増加に応じて中立電圧Ｖ₀より増加する電圧となり、操舵トルクが零の状態から左切りすると操舵トルクの増加に応じて中立電圧Ｖ₀より減少する電圧となるトルク検出値Ｔを出力するように構成されている。

電動モータ１２は、図３に示すように、エンジンの回転駆動力で駆動され通常の車載用バッテリのバッテリ電圧１２Ｖより高い４２Ｖの高電圧を発電する高電圧発電装置１３から出力される電力が後述する制御装置２０によってオン・オフ制御される駆動電圧供給手段としてのリレー１４を介して入力され、界磁コイルＬｆｍに供給される界磁電流Ｉｆｍが後述する制御装置２０によって制御されることにより、回転速度が制御される。

一方、高電圧発電装置１３は、界磁電流制御型のオルタネータで構成され、スター結線された三相コイルＬｕ、Ｌｖ及びＬｗから出力される三相電圧がＡＣ−ＤＣコンバータを構成する全波整流器１５によって直流電圧に変換されて出力される。
この高電圧発電装置１３の界磁コイルＬｆｇには、その一端に車載バッテリ１６から１２Ｖのバッテリ電圧Ｖｂが逆流防止用ダイオードＤ１を介して供給されると共に、全波整流器１５から出力される４２Ｖの発電電圧ＶｇがダイオードＤ２を介して供給され、他端が後述する制御装置２０によって駆動制御される電界効果トランジスタＦＥＴを介して接地され、さらに界磁コイルＬｆｇと並列にフライホイールダイオードＤ３が接続されている。

そして、高電圧発電装置１３から電動モータ１２に供給される電機子電流Ｉａｍが電機子電流検出回路１７で検出され、この電機子電流検出回路１７で検出された電機子電流検出値Ｉａｄがマイクロコンピュータを含んで構成される制御装置２０に入力されている。
この制御装置２０には、電機子電流検出値Ｉａｄの他に、操舵トルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔ及び車速を検出する車速センサ２１から出力される車速検出値Ｖが入力されている。

そして、制御装置２０では、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助トルクを電動モータ１２で発生する操舵補助トルク目標値Ｔ^*として算出し、算出した操舵補助トルク目標値Ｔ^*とモータ界磁電流Ｉｆｍとに基づいて電機子電流目標値Ｉａｍ^*を算出し、この電機子電流目標値Ｉａｍ^*に電機子電流検出回路１７で検出した電機子電流検出値Ｉａｄが一致するように高電圧発電装置１３の界磁コイルＬｆｇに供給する界磁電流Ｉｆｇを制御すると共に、電動モータ１２の界磁コイルＬｆｍに供給する界磁電流Ｉｆｍを制御して電動モータ１２のトルクを制御する。

ここで、制御装置２０は、図３に示すように、モータ界磁コイル駆動回路２２を有する。このモータ界磁コイル駆動回路２２は、４つのスイッチング素子としての電界効果トランジスタＦＥＴ１１〜ＦＥＴ１４を２つずつ直列に接続した２つの直列回路を互いに並列に接続して所謂Ｈブリッジ回路を構成し、電界効果トランジスタＦＥＴ１１及びＦＥＴ１２の接続点が電動モータ１２の界磁コイルＬｆｍの一端に接続され、電界効果トランジスタＦＥＴ１３及びＦＥＴ１４の接続点が電動モータ１２の界磁コイルＬｆｍの他端に接続されている。また、電界効果トランジスタＦＥＴ１２及びＦＥＴ１４の接続点と接地との間に介挿された抵抗Ｒの両端がモータ界磁電流検出回路２３に接続され、このモータ界磁電流検出回路２３からモータ界磁電流検出値Ｉｆｍｄが出力される。なお、制御装置２０には車載バッテリ１６の１２Ｖのバッテリ電圧Ｖｂが制御電圧としてキースイッチ２４を介して供給されている。

この制御装置２０では、図４に示す操舵制御処理を実行することにより、電動モータ１２の界磁電流Ｉｆｍ及び高電圧発電装置１３の界磁電流Ｉｆｇを制御する。
この操舵制御処理は、キースイッチ２４がオン状態となって、制御装置２０に電源が投入されたときに実行され、図４に示すように、先ず、ステップＳ１でイグニッションスイッチ（図示せず）がオン状態となったか否かを判定し、イグニッションスイッチがオフ状態であるときにはこれがオン状態となるまで待機し、イグニッションスイッチがオン状態となったときには、ステップＳ２に移行する。

このステップＳ２では、リレー１４をオン状態に制御してからステップＳ３に移行し、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルク検出値Ｔを読込むと共に、車速センサ２１で検出した車速検出値Ｖを読込んでからステップＳ４に移行する。
このステップＳ４では、操舵トルク検出値Ｔから中立電圧Ｖ₀ を減算して操舵トルクＴｓを算出し、次いでステップＳ５に移行して、操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜と車速検出値Ｖとに基づいて図５に示す操舵補助トルク目標値算出用制御マップを参照して操舵補助トルク目標値Ｔ^*を算出してからステップＳ６に移行する。

ここで、操舵補助トルク目標値算出マップは、図５に示すように、横軸に操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜をとり、縦軸に操舵補助トルク目標値Ｔ^*をとると共に、車速Ｖをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜が"０"からその近傍の設定値Ｔｓ１までの間は操舵補助トルク指令値Ｉｒｅｆが"０"を維持し、操舵トルクＴｓが設定値Ｔｓ１を超えると最初は操舵補助トルク目標値Ｔ^*が操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜の増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜が増加すると、その増加に対して操舵補助トルク目標値Ｔ^*が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速Ｖの増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。

また、ステップＳ６では、ステアリングホイール１の操舵角θを検出する操舵角センサ２５で検出した操舵角θを読込み、次いでステップＳ７に移行して、操舵角θを微分することにより、操舵角速度θｖを算出し、次いでステップＳ８に移行して、算出した操舵角速度θｖと操舵補助トルク目標値Ｔ^*との乗算値θｖ・Ｔ^*をもとに図６に示す電機子電流目標値算出用マップを参照して電機子電流目標値Ｉａｍ^*を算出してからステップＳ９に移行する。

ここで、電機子電流目標値算出用マップは、図６に示すように、操舵角速度θｖと操舵補助トルク目標値Ｔ^*との乗算値θｖ・Ｔ^*が“０”であるときに電機子電流目標値Ｉａｍ^*が最小値Ｉｆｍ_MINとなり、この状態から乗算値θｖ・Ｔ^*が増加するに応じて電機子電流目標値Ｉａｍ^*が徐々に増加するように特性線Ｌｉが設定されている。
ステップＳ９では、電機子電流検出回路１７で検出した電機子電流検出値Ｉａｄを読込み、次いでステップＳ１０に移行して、電機子電流検出値Ｉａｄが電機子電流目標値Ｉａｍ^*に一致するようにフィードバック制御処理を行って高電圧発電装置１３の電界効果トランジスタＦＥＴにパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力してからステップＳ１１に移行する。

このステップＳ１１では、操舵補助トルク目標値Ｔ^*と電機子電流検出値Ｉａｄとに基づいてこれらの関数で表されるモータ界磁電流目標値Ｉｆｍ^*（＝ｆ（Ｔ^*，Ｉａｄ）を算出し、次いでステップＳ１２に移行して、モータ界磁コイル駆動回路２２に設けられたモータ界磁電流検出回路２３で検出したモータ界磁電流検出値Ｉｆｍｄを読込み、次いでステップＳ１３に移行して、モータ界磁電流検出値Ｉｆｍｄをモータ界磁電流目標値Ｉｆｍ^*に一致するように電流フィードバック制御処理を行ってモータ界磁電流Ｉｆｍを算出してからステップＳ１４に移行する。

このステップＳ１４では、前記ステップＳ１１で算出したモータ界磁電流Ｉｆｍに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成し、次いでステップＳ１５に移行して操舵トルクＴｓの符号に基づいて操舵方向が右操舵状態であるか否かを判定し、右操舵状態であるときにはステップＳ１６に移行してモータ界磁コイル駆動回路２２の電界効果トランジスタＦＥＴ１１をオン状態に制御する制御信号を出力すると共に電界効果トランジスタＦＥＴ１４に対して前記ステップＳ１４で生成したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力してからステップＳ１８に移行する。

また、ステップＳ１５の判定結果が、操舵方向が左操舵状態であるときには、ステップＳ１７に移行して、モータ界磁コイル駆動回路２２の電界効果トランジスタＦＥＴ１３をオン状態とする制御信号を出力すると共に、電界効果トランジスタＦＥＴ１２に対して前記ステップＳ１４で生成したパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力してからステップＳ１８に移行する。

このステップＳ１８では、イグニッションスイッチがオフ状態となったか否かを判定し、これがオン状態を継続している場合には、前記ステップＳ３に戻り、イグニッションスイッチがオフ状態となったときにはステップＳ１９に移行して、リレー１４をオフ状態に制御してから前記ステップＳ１に戻る。
次ぎに、上記実施形態の動作を説明する。

今、車両が停止しており、キースイッチ２４がオフ状態であるときには、制御装置２０に対して制御電力が供給停止されているので、この制御装置２０での発電機界磁コイルＬｆｇ及びモータ界磁コイルＬｆｍの電流制御は停止されている。この状態では、エンジンも停止されていることから、高電圧発電装置１３のロータも停止しており、その出力電圧は“０”となっていると共に、リレー１４がオフ状態にあって、電動モータ１２に電機子電流Ｉａが供給されず、この電動モータ１２も停止しており、操舵補助トルクが発生されることはない。

この状態で、ステアリングホイール１を操舵しても、電動モータ１２が駆動されることはないので、操舵補助トルクは得られず、重い操舵状態となる。
この状態からキースイッチ２４をオン状態とすると、これによって車載バッテリ１６からバッテリ電圧Ｖｂがキースイッチ２４を介して制御装置２０に供給されるので、この制御装置２０に電源が投入され、このため、制御装置２０で図４の操舵制御処理の実行を開始する。しかしながら、この状態では、イグニッションスイッチ（図示せず）がオフ状態にあるので、エンジンは始動されていないと共に、図４の操舵制御処理では、イグニッションスイッチがオフ状態であるので、これがオン状態となるまで待機状態となる。

このため、制御装置２０から発電機界磁電流Ｉｆｇ及びモータ界磁電流Ｉｆｍが出力されず、高電圧発電装置１３では、エンジンが停止を継続しているので、ロータが回転することはないので、電動モータ１２に対して電機子電流Ｉａを出力することはないと共にリレー１４もオフ状態となっており、電動モータ１２も回転停止状態を継続する。
この状態からイグニッションスイッチをオン状態とすると、図４の操舵制御処理において、ステップＳ１ステップＳ２に移行してリレー１４に対してオン状態の制御信号を供給することにより、このリレー１４がオン状態となり、高電圧発電装置１３から電機子電流Ｉａを電動モータ１２に供給可能な状態となる。

このイグニッションスイッチがオン状態となることにより、エンジンが始動され、これによって高電圧発電装置１３のロータが回転を開始して、三相コイルＬｕ〜Ｌｗから三相交流電圧が出力され、これが全波整流器１５で全波整流されて電動モータ１２に電機子電流Ｉａを供給開始する。このとき、エンジン回転速度が低い状態では、高電圧発電装置１３で発電される発電電圧Ｖｇが車載バッテリ１６から出力されるバッテリ電圧Ｖｂより低い状態では、発電機界磁コイルＬｆｇにバッテリ電圧ＶｂがダイオードＤ１を介して供給される。

その後、エンジン回転速度が増加して、高電圧発電装置１３の全波整流器１５から出力される発電電圧Ｖｇが車載バッテリ１６のバッテリ電圧Ｖｂを超える状態となると、この発電電圧がダイオードＤ２を介して発電機界磁コイルＬｆｇに供給されることになり、車載バッテリ１６の電力消費が停止される。
このとき、ステアリングホイール１が操舵されていない状態では、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴが中立電圧Ｖ₀となっており、これを読込んで図４の操舵制御処理におけるステップＳ４で操舵トルクＴから中立電圧Ｖ₀を減算して算出される実操舵トルクＴｓは“０”となっているので、ステップＳ５で算出される操舵補助トルク目標値Ｔ^*も“０”となる。

一方、ステアリングホイール１が操舵されていないので、操舵角センサ２５から出力される操舵角θが変化しないので、これを微分した操舵角速度θｖも“０”となっている。このため、ステップＳ８で操舵角速度θｖと操舵補助トルク目標値Ｔ^*との乗算値θｖ・Ｔ^*に基づいて算出される電機子電流目標値Ｉａｍ^*は最小値Ｉａｍ_MINとなっている。
しかしながら、発電機界磁電流Ｉｆｇが、電機子電流Ｉａが最小値Ｉａｍ_MINを保持する値に設定され、設定された発電機界磁電流Ｉｆｇが高電圧発電装置１３の電界効果トランジスタＦＥＴに供給されることにより、発電機界磁コイルＬｆｇに供給される発電機界磁電流が制御される。

この状態から、車両の停止状態で、右操舵の据え切りを行う場合、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルク検出値Ｔが中立電圧Ｖ₀より大きな値となり、図４の処理におけるステップＳ４で算出される操舵トルクＴｓは正の大きな値となる。このため、ステップＳ５で算出される操舵補助トルク目標値Ｔ^*が、車速検出値Ｖが“０”であるので大きな値となる一方、ステアリングホイール１の回転速度は比較的遅いので、操舵角速度θｖは小さな値となることから、電機子電流目標値Ｉａｍ^*は最小値に近い状態を維持する。

ここで、電機子電流検出値Ｉａｄが電機子電流目標値Ｉａｍ^*に一致するようにフィードバック制御処理を行って、高電圧発電装置１３の電界効果トランジスタＦＥＴにパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が出力される（ステップＳ１０）。
このため、高電圧発電装置１３から電機子電流目標値Ｉａｍ^*に相当する出力電流が出力され、これがリレー１４を介して電動モータ１２に供給される。

一方、操舵トルクＴｓが正値であり、右操舵状態であるので、図４の操舵制御処理におけるステップＳ１６からステップＳ１７に移行して、モータ界磁コイル駆動回路２２に対して、電界効果トランジスタＦＥＴ１１をオン状態とする制御信号が出力されると共に、電界効果トランジスタＦＥＴ１４にパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が供給されて、界磁電流Ｉｆｍの方向が右操舵と同一方向に操舵補助トルクを発生するように制御されて、電動モータ１２で操舵補助トルク目標値Ｔ^*に相当する操舵補助トルクを発生し、これが減速ギヤ１０を介してステアリングシャフト２に伝達されるので、ステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。

この車両の停止状態での据え切り状態から車両を発進させると、これに応じて路面からの操舵反力が低下することからステアリングホイール１を右又は左操舵したときに、操舵トルクセンサ３で検出される操舵トルクＴｓの絶対値｜Ｔｓ｜は据え切り状態より小さい値となると共に、車速検出値Ｖの増加によって図５の特性線の傾きが小さくなるので、算出される操舵補助トルク目標値Ｔ^*が小さくなり、これに応じて電機子電流目標値Ｉａｍ^*も小さい値となり、この電機子電流目標値Ｉａｍ^*に電機子電流検出値Ｉａｄが一致するように発電機界磁電流Ｉｆｇが算出される。そして、算出される発電機界磁電流Ｉｆｇが発電機界磁コイルＬｆｇに流れるように電界効果トランジスタＦＥＴに対してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が出力され、これによって、電機子電流Ｉａが低い値となって、電動モータ１２で発生される操舵補助トルクが減少されて、過剰補助トルクとなることを防止して、適正な操舵補助トルクを発生することができる。

また、車両の走行状態で、車両前方に停止車両や割込車両等の障害物が存在し、これを回避するために、緊急操舵を行う場合には、ステアリングホイール１が急速に操舵されることにより、操舵角センサ２５で検出された操舵角θの変化率が大きくなって、図４におけるステップＳ７で算出される操舵角速度θｖが大きな値となると共に、操舵補助トルク目標値Ｔ^*も大きな値となるので、図４のステップＳ８で算出される電機子電流目標値Ｉａｍ^*が大きな値となって、高電圧発電装置１３の界磁電流が増加するように、高電圧発電装置１３の電界効果トランジスタＦＥＴにパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が出力される（ステップＳ１０）。

このとき、急操舵により電動モータ１２の誘起電圧即ち逆起電圧が大きくなるが、高電圧発電装置１３の界磁を強め、発電電圧を増加することで、発生する逆起電圧に十分に打ち勝つことができ、急操舵時に最適な状態で電動モータ１２を回転駆動することができる。
このように、上記実施形態によれば、昇圧回路を設けることなく、高電圧発電装置１３によって直接電動モータ１２を駆動制御するようにしたので、電流系統の全てのラインにおける電流値を低減することができ、各部の抵抗における電力損失を大幅に低減することができ、結果としてモータ出力の向上を効率よく行うことができる。

しかも、電動モータの駆動制御を、４２Ｖ電源電流と直流モータ界磁電流制御とで行うことができるので、４２Ｖの高電圧発電装置１３と電動モータ１２との間にバッテリや駆動回路を必要しないので、全体の構成を簡易小型化することかできると共に、製造コストを低減することができる。
また、発電機界磁コイルＬｆｇ及びモータ界磁コイルＬｆｍに対する界磁電流を制御するだけで良いので、比較的小電流で且つ車載バッテリの電源系の駆動回路のみで構成することができるので、小型、低損失且つ低コストの回路構成とすることができる。

なお、上記実施形態においては、制御装置２０で図４の操舵制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、演算回路、比較回路、論理回路等を使用してハードウェア構成とすることもできる。
また、上記実施形態においては、操舵角θを検出して、これを微分することにより操舵角速度θｖを検出し、この操舵角速度θｖに基づいてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍ^*を算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ１２の回転速度をエンコーダやレゾルバ等で検出し、検出したモータ回転速度に基づいてモータ界磁電流目標値Ｉｆｍ^*を算出するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態においては、モータ界磁電流Ｉｆｍ及び発電機界磁電流Ｉｆｇを算出する場合に、フィードバック制御処理によって算出する場合について説明したがこれに限定されるものではなく、モータ界磁電流検出値Ｉｆｍｄ及び電機子電流検出値Ｉａｄを用いることなくオープンループ制御するようにしてもよい。
さらにまた、上記実施形態においては、高電圧発生装置１３で４２Ｖを発生するように構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、車載用バッテリ１６のバッテリ電圧Ｖｂより高い電圧で急操舵時に電動モータ１２を低電流で駆動することができる電圧であれば任意の発電電圧を適用することができる。

本発明の一実施形態を示す電動パワーステアリング装置の一例を示す概略構成図である。 操舵トルクセンサで検出されるトルク検出信号の特性線図である。 高電圧発電装置及び電動モータの駆動系統の一例を示す回路図である。 制御装置で実行する操舵制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 操舵トルクと操舵補助指令値との関係を示す操舵補助トルク目標算出マップを示す図である。 操舵角速度とモータ界磁電流目標値との関係を示すモータ界磁電流目標値算出マップを示す図である。

符号の説明

１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、８…ステアリングギヤ、１０…減速ギヤ、１２…電動モータ、１３…高電圧発電装置、１４…リレー、１５…全波整流器、１６…車載バッテリ、１７…電機子電流検出回路、２１…車速センサ、２２…モータ界磁コイル駆動回路、２３…モータ界磁電流検出回路、２４…キースイッチ、２５…操舵角センサ

Claims (5)

1. 操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段と、通常の車載バッテリより高い電圧を発電する高電圧発電装置と、該高電圧発電装置から出力される高電圧を前記電動モータの駆動電圧として供給する駆動電圧供給手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記高電圧発電装置は、前記操舵補助制御手段の制御状態に応じて出力電圧を制御可能に構成されてい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. 前記高電圧発電装置は、４２Ｖの電圧を発電するオルタネータと、該オルタネータの出力電圧を直流に変換するＡＣ−ＤＣコンバータとで構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記駆動電圧供給手段は、前記高電圧発電装置のみから前記電動モータの駆動電圧が供給されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記電動モータは、界磁制御型直流ブラシ付きモータで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置。

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