JP2011126372A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化に依らず、効率的に補助電源を用いた電力供給を行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】ＥＣＵは、温度センサを用いて補助電源の温度Ｔを検出する。そして、ＥＣＵは、補助電源を用いた電力供給形態にある場合には、当該補助電源（を構成するキャパシタ）の温度特性に合わせて、そのモータに対する駆動電力の供給を抑制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、このようなＥＰＳには、従来の油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという利点がある。このため、近年では、車種や車格等を問わず、幅広い範囲において、その採用が進められるようになっている。

ところで、従来、ＥＰＳにおいては、駆動源であるモータについて、その追従性の向上が重要な課題の一つとなっている。即ち、モータの回転速度は、その印加電圧に依存する。しかしながら、バッテリ（及び充電器としてのオルタネータ）を主電源とする車両においては、その出力可能な電圧が制限されている。このため、例えば、急操舵時等には、その印加電圧の不足によりモータの回転がステアリング操作に追従できなくなる可能性があり、これが操舵フィーリングの悪化を招く一因（所謂引っ掛かり感）となるおそれがある。そして、この問題は、大型車等、より大きな電力を必要とする用途において、より一層、顕著なものとなる。

そこで、従来、主電源とは別に補助電源を設けることにより、主電源のみによる通常の電力供給形態以外に、同補助電源を用いた電力供給形態として、主電源及び補助電源を直列に接続した状態での電力供給形態を選択可能な構成が提案されている。

例えば、特許文献１には、その補助電源として電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を用いる構成が開示されている。即ち、電気二重層キャパシタは、内部抵抗が低く短時間での充放電が可能という補助電源に適した特徴を有している。そして、これにより、急操舵時はもとより、所謂据え切り時等、大電力の供給が必要とされる場合には、その電力供給形態を補助電源を用いる形態に切り替えることにより、上記のようなモータ追従遅れの問題を回避し、併せて、そのアシスト力の強化を図ることが可能となっている。

特開２００８−２１３６１１号公報

しかしながら、一般に、補助電源の容量は、主電源よりも小さく設定される。このため、上記のような補助電源を用いる電力供給形態においては、その温度特性の影響が顕在化しやすいという問題がある。

即ち、例えば、上記の従来例において補助電源の構成要素に用いられた電気二重層キャパシタには、温度低下とともに内部抵抗が増大し、その出力効率が低下するという特性がある。そして、こうした温度変化を要因とする出力効率の低下は、二次電池等、補助電源の構成要素となり得るその他の蓄電装置（例えば、リチウムイオン電池等）にも共通する特性である。

ところが、ＥＰＳでは、通常、電流フィードバック制御の実行により、そのモータに対する駆動電力の供給が行われる。そのため、電源出力の低下により電流指令値に実電流が追従しない状況が生じた場合には、その偏差を解消すべくより大きな駆動電力を供給するような制御が実行される結果、電源装置から大電流が引き出されることにより、その出力損失が更に拡大するという状況が起こり得る。そして、これにより、補助電源の放電が早まることで、効率的に当該補助電源を用いた電力供給ができなくなる可能性があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

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って、その目的は、温度変化に依らず、効率的に補助電源を用いた電力供給を行うことのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、補助電源を用いた電力供給形態を選択可能な電源装置とを備え、前記制御手段は、目標アシスト力に対応する電流指令値に前記モータの実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する電動パワーステアリング装置であって、前記補助電源の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記補助電源を用いた電力供給形態においては、前記補助電源の温度特性に合わせて前記駆動電力の供給を抑制すること、を要旨とする。

即ち、モータに対する駆動電力の供給を抑制することにより、電源装置から引き出される電流（引き込み電流）が減少する。その結果、温度変化を要因とした出力効率の低下時においても、その大電流の引き込みにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源の急放電を回避することができる。従って、上記構成によれば、温度変化に依らず、効率的に、その補助電源を用いた電力供給を行うことができる。

請求項２に記載の発明は、前記制御手段は、前記補助電源の温度が低いほど、より大きく前記駆動電力の供給を抑制すること、を要旨とする。
即ち、補助電源の構成要素となる蓄電装置の多くは、その温度低下とともに出力効率が低下する。従って、上記構成によれば、モータに対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を最小限に抑えつつ、効率的に、その補助電源を用いた電力供給を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、前記補助電源は、電気二重層キャパシタにより構成されること、を要旨とする。
即ち、電気二重層キャパシタは、特定の温度よりも低い領域において、その温度低下とともに内部抵抗が急速に増大するという特性を有する。従って、このような構成において、より顕著な効果を得ることができる。

請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記電流指令値を低減することにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、を要旨とする。
即ち、電流フィードバック制御の基礎となる電流指令値を低減することで、出力効率の低下により電源出力が低下した場合であっても、実電流値との間に過大な偏差が発生し難くなる。従って、上記構成によれば、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御の実行を抑制して、大電流の引き込みにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源の急放電を回避することができる。その結果、効率的に、その補助電源を用いた電力供給を行うことができるようになる。

請求項５に記載の発明は、前記制御手段は、前記電流指令値が上限値を超えないように制限することにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、を要旨とする。
即ち、電流フィードバック制御の基礎となる電流指令値を制限することで、出力効率の低下に起因して電源出力が低下した場合であっても、実電流値との間に過大な偏差が発生し難くなる。従って、上記構成によれば、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御の実行を抑制して、大電流の引き込みにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源の急放電を回避することができる。その結果、効率的に、その補助電源を用いた電力供給を行うことができる。加えて、電流指令値が上限値に満たない場合には、そのガード処理によっても電流指令値は低減されない。その結果、モータに対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を回避することができる。

請求項６に記載の発明は、前記制御手段は、前記フィードバック制御のゲインを変更して該フィードバック制御の応答性を下げることにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、を要旨とする。

即ち、電流フィードバック制御の応答性を下げることで、温度変化を要因とする出力効率の低下により電源出力が低下しその実電流値との間に過大な偏差が発生するような状況となっても、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御の立ち上がりを抑える（遅くする）ことができる。従って、上記構成によれば、その電力供給の急激な拡大を抑制して、大電流の引き込みにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源の急放電を回避することができる。その結果、効率的に、その補助電源を用いた電力供給を行うことができるようになる。

本発明によれば、温度変化に依らず、効率的に補助電源を用いた電力供給を行うことが可能な電動パワーステアリング装置を提供することにある。

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。 第１の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図。 電源装置の回路図。 補助電源の温度と抑制ゲインとの関係を示す説明図。 補助電源の温度とその内部抵抗との関係を示す説明図。 第２の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図。 補助電源の温度とガード処理の上限値との関係を示す説明図。 ガード処理の実行手順を示すフローチャート。 第３の実施形態におけるＥＰＳの制御ブロック図。 Ｆ／Ｂゲイン演算部の概略構成図。

［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト３は、コラムシャフト３ａ、インターミディエイトシャフト３ｂ、及びピニオンシャフト３ｃを連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド６を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪７の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。

また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、駆動源であるモータ１２が減速機構１３を介してコラムシャフト３ａと駆動連結された所謂コラム型のＥＰＳアクチュエータとして構成されている。尚、本実施形態では、モータ１２には、ブラシ付の直流モータが採用されている。そして、ＥＰＳアクチュエータ１０は、このモータ１２の回転を減速してコラムシャフト３ａに伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

一方、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。尚、本実施形態では、ステアリングシャフト３を構成する上記コラムシャフト３ａの途中にトーションバー１６が設けられており、トルクセンサ１４は、このトーションバー１６の捩れ、即ち操舵系を伝達する操舵トルクに応じて、そのセンサ信号の出力レベルが変化するように構成されている。本実施形態のＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、操舵系に付与すべきアシスト力（目標アシスト力）を演算する。そして、その目標アシスト力をＥＰＳアクチュエータ１０に発生させるべく、モータ１２に対する駆動電力の供給を通じて、当該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する（パワーアシスト制御）。

また、本実施形態のＥＰＳ１は、車載のバッテリ及びオルタネータ等により構成された主電源１７のみによる電力供給形態（第１の電力供給形態）と、主電源１７とは別に設けられた補助電源１８を用いた電力供給形態（第２の電力供給形態）とを選択的に切り替え可能に構成された電源装置２０を備えている。

本実施形態の電源装置２０は、上記ＥＣＵ１１に接続されて同ＥＣＵ１１に電力を供給するとともに、当該ＥＣＵ１１により、上記電力供給形態の切り替えを含め、その作動が制御されている。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、状況に応じて電源装置２０の電力供給形態を切り替えつつ、当該電源装置２０からの電力供給を受けることにより、モータ１２に対する駆動電力の供給を実行する構成となっている。

次に、本実施形態のＥＰＳによるパワーアシスト制御の態様について説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を生成するモータ制御部２１を備えたマイコン２２と、そのモータ制御信号に基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２に駆動電力を供給する駆動回路２３とを備えている。

尚、本実施形態の駆動回路２３は、複数（４つ）のスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）をブリッジ状に接続してなり、その対角に位置する各組のスイッチング素子がオン／オフすることにより、その印加電圧、即ち上記電源装置２０の出力電圧Ｖbに基づく駆動電力を出力する周知の構成を有している。また、以下に示す各制御ブロックは、マイコン２２が実行するコンピュータプログラムにより実現されるものである。そして、同マイコン２２は、所定のサンプリング周期（検出周期）で各状態量を検出し、所定周期毎に以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、モータ制御信号を生成する。

詳述すると、モータ制御部２１は、モータ１２に供給する駆動電力の目標値、即ち目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*を演算する電流指令値演算部２５と、その電流指令値Ｉ*に基づいてモータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部２６とを備えている。

具体的には、本実施形態の電流指令値演算部２５は、上記トルクセンサ１４により検出される操舵トルクτ及び車速センサ１５により検出される車速Ｖに基づいて、その操舵トルクτ（の絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが遅いほど、より大きな値（絶対値）の目標アシスト力を演算する。そして、電流指令値演算部２５は、その目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉ*をモータ制御信号出力部２６に出力する。

一方、モータ制御信号出力部２６には、その電流指令値Ｉ*（Ｉ**）とともに、電流センサ２７により検出されたモータ１２の実電流値Ｉが入力されるようになっている。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部２６は、その電流指令値Ｉ*（Ｉ**）に実電流値Ｉを追従させるべくフィードバック制御を実行することにより、そのモータ制御信号を生成し、及び上記駆動回路２３に出力する構成となっている。

即ち、モータ制御信号出力部２６において、電流指令値Ｉ*（Ｉ**）及び実電流値Ｉは、減算器２８に入力され、同減算器２８において演算された偏差ΔＩは、更にＦ／Ｂ制御部２９へと入力される。そして、Ｆ／Ｂ制御部２９は、その偏差ΔＩ及びフィードバックゲインに基づいて、そのフィードバック制御（比例：Ｐ、積分：Ｉ）を実行する。

具体的には、Ｆ／Ｂ制御部２９は、偏差ΔＩに比例ゲインＫpを乗ずることにより得られる比例成分、及び偏差ΔＩの積分値に積分ゲインＫiを乗ずることにより得られる積分成分を加算することにより、電圧指令値Ｖ*を演算する。そして、この電圧指令値Ｖ*に基づいて、ＰＷＭ変換部３０がモータ制御信号を生成する。

このようにして生成されたモータ制御信号は、マイコン２２から駆動回路２３へと出力され、同駆動回路２３により当該モータ制御信号に基づく駆動電力がモータ１２へと供給される。そして、その目標アシスト力に相当するモータトルクが発生することにより、当該目標アシスト力に対応するアシスト力が操舵系に付与されるようになっている。

また、本実施形態のマイコン２２には、上記モータ制御部２１とともに、電源管理部３１が設けられている。そして、ＥＣＵ１１は、この電源管理部３１が生成する各種制御信号（Ｓ_vb，Ｓ_sw１，Ｓ_sw２）を上記電源装置２０に出力することにより、同電源装置２０の作動を制御する。

次に、本実施形態における電源装置構成、及びその電力供給形態の切替制御について説明する。
図３に示すように、本実施形態の電源装置２０において、補助電源１８は、主電源１７と直列に接続されている。また、主電源１７と補助電源１８との接続点Ｐ１、及び補助電源１８の他端（接続点Ｐ２）には、それぞれスイッチング素子３３，３４が接続されている。そして、これら各スイッチング素子３３，３４は、それぞれＥＣＵ１１の出力するスイッチング信号Ｓ_sw１，Ｓ_sw２に基づき作動する。尚、本実施形態では、これら各スイッチング素子３３，３４には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。

また、これら各スイッチング素子３３，３４は、その他端同士が互いに接続されている。そして、本実施形態の電源装置２０は、その接続点Ｐ３に平滑用のコンデンサ３５を接続することにより、当該接続点Ｐ３を出力部として構成されている。

即ち、各スイッチング素子３３，３４は、それぞれ、ＥＣＵ１１の出力する各スイッチング信号Ｓ_sw１，Ｓ_sw２がオンとなり、その対応する各駆動回路３７，３８の出力する駆動電圧がゲート端子に印加されることにより導通する。そして、本実施形態の電源装置２０は、これら各スイッチング素子３３，３４の何れか一方がオンとなることで、上記のように、その主電源１７のみによる第１の電力供給形態と、補助電源１８を用いた第２の電力供給形態とを選択的に切り替えることが可能となっている。

具体的には、上記接続点Ｐ１に接続されたスイッチング素子３３がオンとなり、接続点Ｐ２に接続されたスイッチング素子３４がオフとなることで、電源装置２０の出力電圧Ｖb（上記接続点Ｐ３の電圧）は、主電源１７と補助電源１８との接続点Ｐ１の電圧、即ち主電源の出力電圧Ｖ１と等しくなる（Ｖb＝Ｖ１）。そして、上記接続点Ｐ２に接続されたスイッチング素子３４がオンとなり、接続点Ｐ１に接続されたスイッチング素子３３がオフとなることで、電源装置２０の出力電圧Ｖbは、補助電源１８の他方の接続点Ｐ２における電圧、即ち直列に接続された主電源１７及び補助電源の合成出力電圧Ｖ２と等しくなる（Ｖb＝Ｖ２）。

即ち、本実施形態の電源装置２０は、ＥＣＵ１１の出力するスイッチング信号Ｓ_sw１がオン（スイッチング信号Ｓ_sw２はオフ）となることにより、その電力供給形態が、主電源１７のみによる第１の電力供給形態に切り替わる。そして、スイッチング信号Ｓ_sw２がオン（スイッチング信号Ｓ_sw１はオフ）となることにより、その電力供給形態が、主電源１７及び補助電源１８が直列に接続された状態での電力供給形態（第２の電力形態）に切り替わるように構成されている。

ここで、図２に示すように、本実施形態では、ＥＣＵ１１のマイコン２２に設けられた上記電源管理部３１には、電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*が入力されるようになっており、同電源管理部３１は、その電流指令値Ｉ*に基づいて、モータ１２に対して大電力の供給が必要な状況であるか否かを判定する。尚、本実施形態では、この大電力供給の要否に関する判定は、電流指令値Ｉ*（の絶対値）を所定の閾値に比較することにより行われる。そして、電源管理部３１は、大電力を供給する必要性の低い通常時には、主電源１７のみによる電力供給形態を選択し、大電力の供給を必要とする場合にのみ、その補助電源を用いた電力供給形態を選択する構成となっている。

また、本実施形態の補助電源１８は、大容量のキャパシタ（電気二重層キャパシタ：ＥＤＬＣ）４０により構成されている。そして、上記のように接続点Ｐ２側のスイッチング素子３４がオンとなった場合には、その接続点Ｐ２側に蓄積された電荷を放電することにより、速やかに大電力を出力することが可能となっている。

詳述すると、本実施形態の電源装置２０には、主電源１７の出力電圧Ｖ１を昇圧して出力する昇圧回路４１が形成されている。そして、上記キャパシタ４０の充電は、この昇圧回路４１の出力電圧Ｖ３を、キャパシタ４０の接続点Ｐ２側（の端子）に印加することにより行われる。

具体的には、図３に示すように、本実施形態では、上記主電源１７と補助電源１８との接続点Ｐ１にコイル４２の一端が接続されるとともに、そのコイル４２の他端には、ダイオード４３のアノード端子が接続されている。そして、そのダイオード４３のカソード端子は、上記接続点Ｐ２に接続されている。また、コイル４２とダイオード４３との接続点Ｐ４は、スイッチング素子４４を介して接地されている。尚、本実施形態では、このスイッチング素子４４には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。そして、本実施形態の昇圧回路４１は、このスイッチング素子４４が、ＥＣＵ１１の出力する昇圧信号Ｓ_bvに基づきオン／オフすることにより、主電源１７の出力電圧Ｖ１を昇圧してキャパシタ４０の接続点Ｐ２側（の端子）に印加する構成となっている。

即ち、本実施形態の昇圧回路４１は、スイッチング素子４４がオフ作動する瞬間にコイル４２に生ずる誘起電圧を利用した周知のフライバック型の昇圧回路であり、ダイオード４３は、その出力電圧Ｖ３を利用してキャパシタ４０の接続点Ｐ２側に充電した電荷が、接地側に逆流することを防止する機能を有している。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、その電力供給形態が主電源１７のみによる第１の電力供給形態である場合、即ち接続点Ｐ２側のスイッチング素子３４がオフである場合において、そのスイッチング素子４４をオン／オフ作動させるような昇圧信号Ｓ_bvを出力する構成となっている。

（補助電源使用時の温度適合制御）
次に、本実施形態における補助電源使用時の温度適合制御の態様について説明する。
上述のように、補助電源の構成要素となり得る蓄電装置には、多くの場合、その温度変化により出力特性が低下する傾向がある。しかしながら、通常、補助電源の容量は、比較的小さく設定される。このため、その温度特性の影響が顕在化しやすく、その結果、補助電源の放電が早まることで、効率的に当該補助電源を用いた電力供給ができなくなる可能性がある。

この点を踏まえ、本実施形態のＥＣＵ１１は、補助電源１８の温度を検出するとともに、その補助電源１８を用いた電力供給形態においては、当該補助電源１８の温度特性に合わせて、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。そして、本実施形態では、これにより、電源装置２０から大電流が引き出されることにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避して、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことが可能となっている。

詳述すると、図３に示すように、本実施形態の電源装置２０には、温度センサ５０が設けられており、同温度センサ５０は、補助電源１８（を構成するキャパシタ４０）の雰囲気温度に応じた検出信号をＥＣＵ１１に出力するように構成されている。そして、ＥＣＵ１１は、この温度センサ５０を用いて当該補助電源１８の温度Ｔを検出する。

即ち、本実施形態では、温度センサ５０及びＥＣＵ１１により温度検出手段が構成されている。そして、本実施形態のＥＣＵ１１は、補助電源１８を用いた電力供給形態においては、その検出される補助電源１８の温度Ｔに基づいて、上記マイコン２２（のモータ制御部２１）が実行する電流フィードバック制御の電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減することにより、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。

さらに詳述すると、図２に示すように、本実施形態のモータ制御部２１には、抑制ゲイン演算部５１が設けられており、上記温度センサ５０により検出される補助電源１８の温度Ｔは、この抑制ゲイン演算部５１に入力される。また、本実施形態の抑制ゲイン演算部５１は、上記電源管理部３１の出力する状態信号Ｓ_bkに基づいて、現在、上記補助電源１８を用いた電力供給形態であるか否かを検知する。そして、抑制ゲイン演算部５１は、当該補助電源を用いた電力供給形態にある場合には、その検出される補助電源１８の温度Ｔに基づいて、電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減させるような抑制ゲインＫを演算する。

具体的には、図４に示すように、本実施形態の抑制ゲイン演算部５１は、補助電源１８を用いた電力供給形態において、補助電源１８の検出温度（Ｔ）が所定値Ｔ０以下である場合には、その値が「１」よりも小さな抑制ゲインＫを演算する。尚、主電源１７のみを用いた第１の電力供給形態にある場合、抑制ゲイン演算部５１は、上記検出温度（Ｔ）にかかわらず、抑制ゲインＫとして「１」を演算する。本実施形態では、この抑制ゲイン演算部５１の出力する抑制ゲインＫは、電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*とともに、乗算器５２に入力される。そして、本実施形態のモータ制御信号出力部２６は、この抑制ゲインＫを乗ずることにより得られる電流指令値Ｉ**に基づいて（Ｉ**＝Ｉ*×Ｋ）、その電流フィードバック制御を実行する構成となっている。

即ち、本実施形態の補助電源１８は、電気二重層キャパシタ（キャパシタ４０）により構成されている。そして、同キャパシタ４０は、図５に示すように、所定値Ｔ０以下の温度領域においては、その温度低下とともに内部抵抗（倍率）が増大するという特性を有している。

つまり、本実施形態の抑制ゲイン演算部５１は、このようなキャパシタ４０の特性に合わせて、その検出される補助電源１８の温度Ｔが所定値Ｔ０以下である場合において、実際に電流指令値Ｉ*が低減される「１」よりも小さな抑制ゲインＫを演算する（図４参照）。そして、所定値Ｔ０以下の温度領域においては、その温度低下とともに増大するキャパシタ４０の内部抵抗、即ち、その出力特性の低下に対応して、当該補助電源１８の温度Ｔが低いほど、より大きく電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減するような抑制ゲインＫを演算する構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）ＥＣＵ１１は、電源装置２０に設けられた温度センサ５０を用いて補助電源１８の温度Ｔを検出する。そして、ＥＣＵ１１は、補助電源１８を用いた電力供給形態にある場合には、当該補助電源１８の温度特性に合わせて、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。

即ち、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することにより、電源装置２０から引き出される電流（引き込み電流）が減少する。その結果、温度変化を要因とした出力効率の低下時においても、その大電流の引き込みにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避することができる。従って、上記構成によれば、温度変化に依らず、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。

（２）ＥＣＵ１１は、そのマイコン２２（のモータ制御部２１）が実行する電流フィードバック制御の電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減することにより、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。

即ち、電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減することで、出力効率の低下に起因して電源出力が低下した場合であっても、実電流値Ｉとの間に過大な偏差ΔＩが発生し難くなる。従って、上記構成によれば、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御が実行される事態を回避して、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。

（３）モータ制御部２１は、検出される補助電源１８の温度Ｔに基づいて上記電流指令値Ｉ*を低減するための抑制ゲインＫを演算する抑制ゲイン演算部５１を備える。また、補助電源１８は、電気二重層キャパシタ（キャパシタ４０）により構成される。そして、抑制ゲイン演算部５１は、その補助電源１８を構成するキャパシタ４０の特性に合わせて、当該補助電源１８の検出温度（Ｔ）が所定値Ｔ０以下である場合において、実際に電流指令値Ｉ*が低減される「１」よりも小さな抑制ゲインＫを演算する。

即ち、電気二重層キャパシタは、特定の温度（本実施形態において補助電源を構成するキャパシタ４０においては所定値Ｔ０）よりも低い領域において、その内部抵抗が急速に増大するという特性を有する。従って、上記構成によれば、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を最小限に抑えつつ、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。

（４）また、抑制ゲイン演算部５１は、温度低下とともに増大するキャパシタ４０の内部抵抗に対応して、当該補助電源１８の温度Ｔが低いほど、より大きく電流指令値Ｉ*（の絶対値）を低減するような抑制ゲインＫを演算する。

上記構成によれば、より効率的に、低温時における補助電源１８を用いた電力供給を実行することができるようになる。
［第２の実施形態］
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態では、上記第１の実施形態において、そのモータ制御部２１に設けられていた抑制ゲイン演算部５１が廃止されている（図２参照）。そして、本実施形態のモータ制御部６１では、その抑制ゲイン演算部５１に代えて、電流指令値演算部２５が出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）を上限値（Ｉth）以下に制限するガード処理部６２が設けられている。

即ち、ガード処理部６２は、電流指令値Ｉ*の絶対値が上限値Ｉthを超える場合には（|Ｉ*|＞Ｉth）、その絶対値が上限値Ｉthと等しくなるように当該電流指令値Ｉ*を補正して（符号は変更せず）、そのガード処理後の電流指令値Ｉ**をモータ制御信号出力部２６に出力する機能を有している（Ｉ**＝Ｉth又は-Ｉth）。

また、本実施形態では、このガード処理部６２には、上記電源管理部３１の出力する状態信号Ｓ_bkが入力されるようになっており、同ガード処理部６２は、この状態信号Ｓ_bkに基づいて、補助電源１８を用いた電力供給形態であることを検知する。更に、ガード処理部６２には、上記電源装置２０に設けられた温度センサ５０（図３参照）により検出された補助電源１８の温度Ｔが入力される。そして、本実施形態のガード処理部６２は、補助電源１８を用いた電力供給形態であり、且つその補助電源１８の温度Ｔが当該補助電源１８を構成するキャパシタ４０の内部抵抗が増大する上記所定値Ｔ０以下である場合において、その電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）を上限値Ｉth以下に制限する。

具体的には、本実施形態のガード処理部６２は、そのガード処理後の電流指令値Ｉ**（の絶対値）を、通常のパワーアシスト制御において演算される電流指令値Ｉ*の最大値よりも低い値に制限する。そして、本実施形態では、これにより、補助電源１８を用いた電力供給形態において、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する構成となっている。

詳述すると、本実施形態のガード処理部６２は、図７に示すように、温度低下とともに内部抵抗（倍率）が増大するキャパシタ４０の特性（図５参照）に合わせて、そのガード処理における上限値Ｉthを可変する。具体的には、検出される補助電源１８の温度Ｔが低いほど、より小さな値に電流指令値Ｉ*（の絶対値）を制限するように、より小さな値に上限値Ｉthを変更する。そして、本実施形態では、このガード処理部６２によるガード処理後の電流指令値Ｉ**に基づいて、モータ制御信号出力部２６が電流フィードバック制御を実行することにより、そのモータ１２に供給する駆動電力を抑制する構成となっている。

次に、本実施形態のガード処理部よるガード処理の実行手順について説明する。
図８のフローチャートに示すように、ガード処理部６２は、先ず補助電源１８を用いた電力供給形態であるか否かを判定し（ステップ１０１）、当該補助電源１８を用いた電力供給形態である場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）には、続いて補助電源１８の検出温度（Ｔ）が所定値Ｔ０以下であるか否かを判定する（ステップ１０２）。そして、補助電源１８の温度Ｔが所定値Ｔ０以下である場合（ステップ１０２：ＹＥＳ）には、当該補助電源１８の温度Ｔに基づいて、そのガード処理における上限値Ｉthを演算する（ステップ１０３、図７参照）。

次に、ガード処理部６２は、電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）が、このステップ１０３において演算された上限値Ｉthを超えるか否かを判定する（ステップ１０４）。そして、電流指令値Ｉ*（の絶対値）が上限値Ｉthを超える場合（|Ｉ*|＞Ｉth、ステップ１０４：ＹＥＳ）には、その絶対値が上限値Ｉthと等しくなるように当該電流指令値Ｉ*を補正する（Ｉ**＝Ｉth又は-Ｉth、ステップ１０５）。

尚、上記ステップ１０４において、電流指令値Ｉ*（の絶対値）が上限値Ｉth以下であると判定した場合（|Ｉ*|≦Ｉth、ステップ１０４：ＹＥＳ）には、その電流指令値Ｉ*をガード処理後の電流指令値Ｉ**として、モータ制御信号出力部２６に出力する（Ｉ**＝Ｉ*、ステップ１０６）。そして、上記ステップ１０１において、補助電源１８を用いた電力供給形態ではないと判定した場合（ステップ１０１：ＮＯ）、又は上記ステップ１０１において、補助電源１８の温度Ｔが所定値Ｔ０よりも高いと判定した場合（ステップ１０２：ＮＯ）にも、同様にステップ１０６の処理を実行する。

本実施形態のＥＣＵ１１は、このようにして電流フィードバック制御の基礎となる電流指令値Ｉ*にガード処理を施すことにより、上記補助電源１８を用いた電力供給形態においては、その補助電源を構成するキャパシタ４０の温度特性に合わせて、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。そして、本実施形態では、これにより、電源装置２０から大電流が引き出されることにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避するとともに、その駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を最小限に抑えて、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことが可能になっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）モータ制御部６１には、電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）を上限値（Ｉth）以下に制限するガード処理部６２が設けられる。そして、ガード処理部６２は、補助電源１８を用いた電力供給形態にあり、且つその補助電源１８の温度Ｔが当該補助電源１８を構成するキャパシタ４０の内部抵抗が増大する所定値Ｔ０以下である場合には、その電流指令値演算部２５の出力する電流指令値Ｉ*（の絶対値）を上限値Ｉth以下に制限する。

即ち、電流指令値Ｉ*（の絶対値）を制限することで、出力効率の低下に起因して電源出力が低下した場合であっても、実電流値Ｉとの間に過大な偏差ΔＩが発生し難くなる。従って、上記構成によれば、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御が実行されることを抑制して、電源装置２０から大電流が引き出されることにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避することができ、その結果、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができるようになる。加えて、電流指令値Ｉ*（の絶対値）が上限値Ｉthに満たない場合には、そのガード処理によっても電流指令値Ｉ*は低減されない。その結果、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を回避することができる。

（２）ガード処理部６２は、その温度低下に従って内部抵抗（倍率）が増大するキャパシタ４０の特性に合わせて、検出される補助電源１８の温度Ｔが低いほど、より小さな値に電流指令値Ｉ*（の絶対値）を制限するように、そのガード処理における上限値Ｉthを可変する。

上記構成によれば、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を最小限に抑えつつ、より効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。

［第３の実施形態］
以下、本発明を具体化した第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜のため、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９に示すように、本実施形態では、上記第１の実施形態において、そのモータ制御部２１に設けられていた抑制ゲイン演算部５１が廃止されている（図２参照）。そして、本実施形態のモータ制御部７１では、そのモータ制御信号出力部７２に、Ｆ／Ｂ制御部２９が実行する電流フィードバック制御のゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算するＦ／Ｂゲイン演算部７３が設けられている。

詳述すると、本実施形態では、このＦ／Ｂゲイン演算部７３には、上記電源装置２０に設けられた温度センサ５０（図３参照）により検出された補助電源１８の温度Ｔが入力されるようになっている。そして、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部７３は、当該補助電源１８を用いた電力供給形態である場合には、検出される補助電源１８の温度Ｔに基づいて、そのＦ／Ｂ制御部２９に出力するフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を可変する。

具体的には、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部７３には、上記電源管理部３１の出力する状態信号Ｓ_bkが入力されるようになっており、同Ｆ／Ｂゲイン演算部７３は、この状態信号Ｓ_bkに基づいて、補助電源１８を用いた電力供給形態であることを検知する。そして、当該補助電源１８を用いた電力供給形態である場合には、その補助電源１８を構成するキャパシタ４０の温度特性に合わせて、電流フィードバック制御の応答性を低下させるような比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算してＦ／Ｂ制御部２９に出力する。

そして、本実施形態では、このようにフィードバックゲインを可変して電流フィードバック制御の応答性を下げることにより、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する構成となっている。

さらに詳述すると、図１０に示すように、本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部７３は、比例ゲイン演算部７５及び積分ゲイン演算部７６を備えており、これら比例ゲイン演算部７５及び積分ゲイン演算部７６は、それぞれ、その対応する比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiと補助電源１８の検出温度（Ｔ）とが関連付けられたマップ７５ａ，７６ａを備えている。

具体的には、比例ゲイン演算部７５に設けられたマップ７５ａにおいて、比例ゲインＫpは、検出される補助電源１８の温度Ｔ（の絶対値）が所定値Ｔ０以下である場合（|Ｔ|≦Ｔ０）には、当該補助電源１８の温度Ｔが低いほど、電流フィードバック制御の応答性を下げるような、より小さな値となるように設定されている（α０＞α１）。同様に、積分ゲイン演算部７６に設けられたマップ７６ａにおいてもまた、積分ゲインＫiは、検出される補助電源１８の温度Ｔ（の絶対値）が所定値Ｔ０以下である場合（|Ｔ|≦Ｔ０）には、当該補助電源１８の温度Ｔが低いほど、電流フィードバック制御の応答性を下げるような、より小さな値となるように設定されている（β０＞β１）。

そして、比例ゲイン演算部７５及び積分ゲイン演算部７６は、上記のように電源装置２０に設けられた温度センサ５０により検出される補助電源１８の温度Ｔを、そのマップ７５ａ，７６ａに参照することにより、当該補助電源１８の温度Ｔに応じた比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiを演算する。

本実施形態のＦ／Ｂゲイン演算部７３は、このようにして上記比例ゲイン演算部７５及び積分ゲイン演算部７６が演算した比例ゲインＫp及び積分ゲインＫiをＦ／Ｂ制御部２９に出力する。そして、本実施形態のモータ制御部２１は、これにより、補助電源１８を構成するキャパシタ４０の温度特性（図５参照）に合わせて、Ｆ／Ｂ制御部２９が実行する電流フィードバック制御の応答性を低下させる。

即ち、本実施形態のＥＣＵ１１は、補助電源１８を用いた電力供給形態にある場合、所定値Ｔ０以下の温度領域においては、その温度低下とともに内部抵抗（倍率）が増大するキャパシタ４０に合わせて、補助電源１８の検出温度（Ｔ）に基づき電流フィードバック制御の応答性を下げることで、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制する。そして、本実施形態では、これにより、電源装置２０から大電流が引き出されることにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避するとともに、その駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少を最小限に抑えて、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことが可能になっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）モータ制御信号出力部７２には、Ｆ／Ｂ制御部２９が実行する電流フィードバック制御のゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算するＦ／Ｂゲイン演算部７３が設けられる。そして、Ｆ／Ｂゲイン演算部７３は、当該補助電源１８を用いた電力供給形態である場合には、その補助電源１８を構成するキャパシタ４０の温度特性に合わせて、電流フィードバック制御の応答性を下げるようなフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算する。

即ち、電流フィードバック制御の応答性を下げることで、温度変化を要因とする出力効率の低下により電源出力が低下しその実電流値Ｉとの間に過大な偏差ΔＩが発生するような状況となっても、その偏差を解消すべく更に大きな駆動電力を供給するような制御の立ち上がりを抑える（遅くする）ことができる。従って、上記構成によれば、その電力供給の急激な拡大を抑制して、電源装置２０から大電流が引き出されることにより生ずる出力損失の拡大、及びそれに伴う補助電源１８の急放電を回避することができ、その結果、効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができるようになる。

（２）Ｆ／Ｂゲイン演算部７３は、その温度低下に従って内部抵抗（倍率）が増大するキャパシタ４０の特性に合わせて、検出される補助電源１８の温度Ｔが低いほど、電流フィードバック制御の応答性を下げるべく、より小さなフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）を演算する。

上記構成によれば、そのモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することにより生ずるアシスト力の減少、詳しくは、その応答性の低下により生ずる追従性低下の影響を最小限に抑えつつ、より効率的に、その補助電源１８を用いた電力供給を行うことができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、本発明を所謂コラム型のＥＰＳ１に具体化したが、本発明は、所謂ピニオン型やラックアシスト型のＥＰＳに適用してもよい。

・上記各実施形態では、本発明をブラシ付の直流モータを駆動源とするＥＰＳ１に具体化したが、ブラシレスモータを駆動源とするＥＰＳに適用してもよい。
・上記各実施形態では、電源装置２０は、補助電源１８を用いた電力供給形態として、主電源１７及び補助電源１８を直列に接続した状態での電力供給形態を選択可能に構成されることとした。しかし、これに限らず、補助電源１８のみによる電力供給形態を選択可能な構成に適用してもよい。

・上記各実施形態では、補助電源１８は、大容量の電気二重層キャパシタ（キャパシタ４０）により構成されることとした。しかし、これに限らず、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池、或いはその他の蓄電装置を補助電源の構成要素とするものに適用してもよい。そして、上記各実施形態のようにキャパシタ（コンデンサ）を用いる場合についても、その種類については、例えば、セラミックコンデンサ等、必ずしも電気二重層キャパシタに限るものではない。

・上記各実施形態では、所定値Ｔ０以下の温度領域においては、その温度低下とともに内部抵抗（倍率）が増大するキャパシタ４０に合わせて、検出される補助電源１８の温度Ｔが低いほど、より大きくモータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することとした。しかし、これに限らず、温度特性を要因とする出力効率の低下が顕著となる温度領域において、モータ１２に対する駆動電力の供給を抑制することができればよく、その抑制量については、必ずしも連続的に変化しなくともよい。

即ち、例えば、上記第１の実施形態における抑制ゲインＫ、及び上記第１の実施形態におけるフィードバックゲイン（比例ゲインＫp及び積分ゲインＫi）については、その非抑制時に対応する値（例えば、図１０参照、「α０」）と抑制時に対応する値（同図参照、「α１」）の二値を用いる構成としてもよい。そして、第２の実施形態においては、そのガード処理における上限値Ｉthを可変しなくともよい。

・上記各実施形態では、補助電源１８（を構成するキャパシタ４０）の雰囲気温度に基づいて、当該補助電源１８の温度Ｔを検出することとした。しかし、これに限らず、直接に補助電源１８の温度Ｔを検出する構成としてもよい。また、雰囲気温度に基づき検出する場合についても、その温度センサの配置については、特に限定されるものではない。即ち、推定により補助電源１８の温度Ｔを検出する構成であってもよい。

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、２…ステアリング、３…ステアリングシャフト、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１７…主電源、１８…補助電源、２０…電源装置、２１，６１，７２…モータ制御部、２２…マイコン、２３…駆動回路、２５…電流指令値演算部、２６，７２…モータ制御信号出力部、２９…Ｆ／Ｂ制御部、３１…電源管理部、４０…キャパシタ、５０…温度センサ、５１…抑制ゲイン演算部、５２…乗算器、６２…ガード処理部、７３…Ｆ／Ｂゲイン演算部、７５…比例ゲイン演算部、７５ａ…マップ、７６…積分ゲイン演算部、７６ａ…マップ、Ｉ…実電流値、Ｉ*，Ｉ**…電流指令値、ΔＩ…偏差、Ｉth…上限値、Ｋ…抑制ゲイン、Ｔ…温度、Ｔ０…所定値、Ｋp…比例ゲイン、Ｋi…積分ゲイン。

Claims (6)

1. モータを駆動源として操舵系にアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段と、補助電源を用いた電力供給形態を選択可能な電源装置とを備え、前記制御手段は、目標アシスト力に対応する電流指令値に前記モータの実電流値を追従させるべくフィードバック制御を実行することにより前記駆動電力を供給する電動パワーステアリング装置であって、
   前記補助電源の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記補助電源を用いた電力供給形態においては、前記補助電源の温度特性に合わせて前記駆動電力の供給を抑制すること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 請求項１に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記補助電源の温度が低いほど、より大きく前記駆動電力の供給を抑制すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
3. 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において、
   前記補助電源は、電気二重層キャパシタにより構成されること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記電流指令値を低減することにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記電流指令値が上限値を超えないように制限することにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。
6. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段は、前記フィードバック制御のゲインを変更して該フィードバック制御の応答性を下げることにより、前記駆動電力の供給を抑制すること、
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。

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