JP2011148408A - 電動油圧式パワーステアリング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の電動油圧式パワーステアリング装置に新たなセンサを備えることなく適切に端当て状態を検知して、駆動回路の異常な温度上昇を抑制できる電動油圧式パワーステアリング制御装置を提供する。
【解決手段】車速と操舵角速度に基づいて電動モータＭの目標回転数を設定するとともに、モータ駆動回路３の温度が閾値温度を超えると目標回転数を低下させる目標回転数設定処理部２Ａと、電動モータＭの回転数が目標回転数となるようにフィードバック制御するモータ制御部２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅと、電動モータの駆動電流値が所定の電流閾値を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると、モータ駆動回路の温度が閾値温度を超える前に、目標回転数を低下させる端当て保護処理部２Ｆとを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動モータで駆動するオイルポンプにより操舵を補助する油圧を発生させる電動油圧式パワーステアリング制御装置に関する。

従来から、電動モータによりオイルポンプを回転させ、オイルポンプからパワーシリンダに作動油を供給することで、ステアリングホイールの操作力を軽減させる電動油圧式パワーステアリング装置が知られている。

このようなパワーステアリング装置には、車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて電動モータを制御する電動油圧式パワーステアリング制御装置が備えられている。

電動油圧式パワーステアリング制御装置は、車速に応じてステアリング操作時のアシスト力を変化させるために、車速と操舵角速度に基づいて電動モータの回転数を制御する電子制御ユニットであり、電動モータを駆動するためのインバータ回路でなるモータ駆動回路を備えている。

当該電子制御ユニットは、環境温度が高温になるエンジンルーム内に設置される場合が多く、また、オイルポンプを駆動するために電動モータに大電流を通電する必要があることから、モータ駆動回路を構成する素子の発熱が大きくなり、素子の熱破壊を招く虞があった。

特にステアリングホイールの操作によりラックギアのギアエンドまで操舵され、さらに操舵力が加えられている端当て状態では、オイルポンプの負荷が最大となり、電動モータに最大電流が流れ続けるため、モータ駆動回路の発熱が非常に大きくなる。このような状況に対処すべく、モータ駆動回路に大型のヒートシンクを取り付け、耐熱温度の高い高価なスイッチング素子を用いると、部品コストの増大や、電子制御ユニットの設置スペース確保といった問題が発生するばかりか、その際に消費されるバッテリの電力を補うためにエンジンの燃費が悪化するという二次的な問題も発生する。

そこで、モータ駆動回路の近傍にサーミスタ等の温度センサを備えて、電子制御ユニットにより素子の温度上昇を監視し、監視温度が所定の閾値温度を超えると電動モータの回転数を低下させ、或いは上限回転数を制限する等の対策が講じられている。

しかし、素子の温度上昇により電動モータの回転数を低下させ、或いは上限回転数を制限すると、素子温度が低下するまで最大能力で電動モータを駆動することができなくなり、その後のステアリング操作時にアシスト力が低下してステアリングの操作性能が低下するという問題が発生する。

また、端当て状態ではそれ以上ラック軸が移動できないにも拘らず電動モータを駆動して負荷を掛け続けるため、ラック軸やコラム軸に過負荷がかかり、機械的に破損を招く虞があるという問題もあった。

電動式パワーステアリング装置でも同様の問題がある。この問題を解決するために、特許文献１には、操舵系に加えられる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付加する電動機と、操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値に基づいて電動機に対する電流指令値を出力する電流制御手段と、電流制御手段から出力される電流指令値を異常時に制限する電流制限手段とを備え、操舵系が最大転舵角に達したことを検出する最大転舵角操舵状態検出手段と、最大転舵角操舵状態検出手段で最大転舵角を検出し、且つ操舵トルク検出手段で検出した操舵トルク検出値が所定値以上であるときに電流制御手段で算出された電流指令値を低下させる電流指令値補正手段とを備えた電動式パワーステアリング装置が提案されている。

特開平１１−１２９９２５号公報

しかし、上述した特許文献１に開示された電動式パワーステアリング装置は、本来的にステアリング軸の下端部とピニオンの上端部をトーションバーで連結し、その外周に操舵トルクセンサを配置した高価な操舵トルク検出機構に基づいて制御する必要がある装置であり、このような操舵トルク検出機構を必須としない電動油圧式パワーステアリング装置に、専ら端当て状態を検知するためだけに操舵トルク検出機構を設けるのはコスト的に困難であった。

本発明の目的は、上述した問題に鑑み、既存の電動油圧式パワーステアリング装置に新たなセンサを備えることなく適切に端当て状態を検知して、駆動回路の異常な温度上昇を抑制できる電動油圧式パワーステアリング制御装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による電動油圧式パワーステアリング制御装置の特徴構成は、電動モータで駆動するオイルポンプにより操舵を補助する油圧を発生させる電動油圧式パワーステアリング制御装置であって、車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて前記電動モータの目標回転数を設定する目標回転数設定処理部と、前記電動モータの回転数が前記目標回転数となるように前記電動モータをフィードバック制御するモータ制御部と、前記電動モータの駆動負荷が所定の負荷閾値を超え、且つ、前記操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定して、端当て時保護処理を行なう端当て保護処理部と、を備えている点にある。

上述の構成によれば、端当て保護処理部が、電動モータの駆動負荷と操舵角速度を監視し、駆動負荷が所定の閾値負荷を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態であると判定し、例えば、電動モータの目標回転数を低下させるように制御する等の端当て時保護処理を行なうため、別途のセンサを備えずとも適切に端当て状態を検知することができ、モータ駆動回路の異常な温度上昇を抑制することができるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、既存の電動油圧式パワーステアリング装置にトルクセンサ等の新たなセンサを備えることなく適切に端当て状態を検知して、駆動回路の異常な温度上昇を抑制できる電動油圧式パワーステアリング制御装置を提供することができるようになった。

電動油圧式パワーステアリング装置の説明図 電動油圧式パワーステアリング制御装置の回路図 電動油圧式パワーステアリング制御装置の要部の機能ブロック構成図 電動油圧式パワーステアリング制御装置の電動モータ制御を示すフローチャート 電動油圧式パワーステアリング制御装置の端当て判定処理を示すフローチャート 電動油圧式パワーステアリング制御装置の絶対舵角初期化処理を示すフローチャート 電動油圧式パワーステアリング制御装置の絶対舵角推定処理を示すフローチャート 電動油圧式パワーステアリング制御装置の絶対舵角受信処理を示すフローチャート

以下に本発明による電動油圧式パワーステアリング制御装置を説明する。

図１に示すように、電動油圧式パワーステアリング装置１０は、ステアリング軸１２と、ステアリング軸１２の一端側に連結されたステアリングホイール１１と、ステアリング軸１２の他端側に取り付けられたピニオンギア１３と、ピニオンギア１３と噛合するラックギアが形成されたラック軸１４を備えている。ラック軸１４は車幅方向に延設され、両端部がタイロッド１５を介して転舵輪１６と連結されている。

ステアリングホイール１１が操作され、その回転力がステアリング軸１２に伝達されると、その先端部のピニオンギア１３が回転し、これに伴ってラック軸１４が車幅方向に移動する。その結果、ラック軸１４の移動がタイロッド１５に伝達され、左右の転舵輪１６の向きが変わる。

さらに電動油圧式パワーステアリング装置１０は、ラック軸１４に連結されたピストン２１と、このピストン２１によって形成される一対のシリンダ室２２，２３を備えたパワーシリンダ２０を備えている。各シリンダ室２２，２３には、オイル供給路２４，２５を介して油圧制御弁２６が接続されている。

油圧制御弁２６は、オイル循環路２７に介装されている。リザーバタンク２８に貯留されている作動油がオイルポンプ２９により汲み出され、この汲み出された作動油がオイルポンプ２９から吐出された後、油圧制御弁２６に供給され、再びリザーバタンク２８に戻る。オイルポンプ２９の駆動源として同期式の電動モータＭが設けられ、オイルポンプ２９が駆動されると作動油がオイル循環路２７を循環し、オイルポンプ２９が停止すると作動油の循環が停止する。

ステアリング軸１２に加えられるトルクの方向および大きさに応じて油圧制御弁２６の開度が変化し、作動油のパワーシリンダ２０への供給状態が変化する。パワーシリンダ２０の何れかのシリンダ室２２，２３に作動油が供給されると、ピストン２１が車幅方向に沿って何れかの方向に移動して、ラック軸１４の移動を付勢する。これによりステアリングホイール１１の操作方向に補助的な操舵力が付与される。

ステアリング軸１２には、ステアリングホイール１１の操作速度及び操作方向を検知する操舵角速度センサ８として、ロータリエンコーダが設けられている。ロータリエンコーダから出力されるＡ相、Ｂ相の二相の信号の周波数及び位相差により、ステアリングホイール１１の操作速度及び操作方向が判別可能になる。

上述した電動油圧式パワーステアリング装置１０には、オイルポンプ２９により操舵を補助する油圧を発生させるべく、電動モータＭを駆動制御する電動油圧式パワーステアリング制御装置１（以下、「電子制御ユニット１」と記す。）が組み込まれている。

図２に示すように、電子制御ユニット１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータ２と、入出力用の周辺回路を備えている。周辺回路には、電動モータＭを駆動する３相インバータ回路でなるモータ駆動回路３、マイクロコンピュータ２とモータ駆動回路３の間に設けられたプリドライバ４、制御に必要な信号を入力するためのバッファを備えた入力回路等が含まれる。

マイクロコンピュータ２は、電動モータＭのロータ位置を検知するホール素子でなる回転位置センサ５からのパルス信号、モータ駆動回路３の温度を検知するサーミスタ等の温度センサ６からの温度信号、電動モータＭに流れる電流を検知する電流センサ７からの電流信号、操舵角速度センサ８からの操舵角速度信号、車速センサからの車速信号、エンジン回転数センサからの信号等が入力され、プリドライバ４への制御信号、表示装置への制御信号等を出力する。尚、バッテリからモータ駆動回路３への給電線にはヒューズ９が設けられている。

電流センサ７は、モータ駆動回路３と接地間に接続された抵抗と、その抵抗の両端電圧を増幅する増幅回路で構成され、モータ駆動回路３を介して電動モータＭに流れる電流値が電子制御ユニット１に入力されるようになっている。

電動油圧式パワーステアリング装置１には、ステアリングホイール１１を介した操舵時に、路面と転舵輪１６との間に発生する摩擦力に起因する車軸反力や、油圧制御弁２６の開度の変化に伴う油路の抵抗により、シリンダ室に供給される圧油が変動してアシスト力が変動するという特性がある。電子制御ユニット１は、この変動を抑制するべく電動モータＭの回転数を目標回転数にフィードバック制御する。

電子制御ユニット１は、入力回路を介して入力されたエンジン回転数、車速、操舵角速度、電動モータＭの回転位置、モータ駆動回路３の温度、電動モータＭに流れる電流に基づいて、電動モータＭの回転数が所定の目標回転数となるように、所定のデューティ比でパルス幅変調した制御信号をプリドライバ４に出力する。プリドライバ４は当該制御信号に基づいてモータ駆動回路（インバータ回路）３を構成するスイッチング素子を駆動して電動モータＭのＵ，Ｖ，Ｗの各相に電流を供給する。その結果、オイルポンプ２６が駆動されて、作動油がオイル循環路２７に循環供給される。

図３には、電子制御ユニット１のマイクロコンピュータ２により実現される複数の機能ブロックが示されている。これらの機能ブロックは、ＲＯＭに格納された制御プログラムと、制御プログラムを実行するＣＰＵにより具現化される。

さらに、ＲＯＭには、車速と操舵角速度及び車速に対する電動モータの目標回転数の関係を示す制御マップ情報（図２の左下部に例示されている。）が格納されている。

以下、各機能ブロックを説明する。回転数演算部２Ａは、車速と操舵角速度とＲＯＭに格納された制御マップ情報に基づいて電動モータＭの目標回転数を設定する。回転数検知部２Ｅは、回転位置センサ５からの位置信号に基づいてロータの現在の回転数を算出する。フィードバック制御部２Ｂは、目標回転数と現在の回転数の偏差が小さくなるように、例えばＰＩＤ演算して電動モータＭに対する操作量を算出する。

デューティ変換部２Ｃは、算出された操作量に基づいてＰＷＭ変調したパルス信号を生成する。出力処理部２Ｄは、パルス信号のデューティ比と回転位置センサ５で検知されるロータの回転位置に基づいて、電動モータＭのＵ，Ｖ，Ｗの各相に供給する電流の印加タイミング、つまりモータ駆動回路（インバータ回路）３のスイッチング素子に対するオンまたはオフタイミングを制御する信号を出力する。

故障診断部２Ｆは、回転数検知部２Ｅで算出された回転数、モータ駆動回路３の周辺温度、電動モータＭに流れる電流、電動モータＭへの印加電圧をモニタして、電動モータＭの回転状態やモータ駆動回路３の温度状態を監視し、モータ駆動回路３の温度が予めＲＯＭに記憶設定された閾値温度を超えると、回転数演算部２Ａに異常高温信号を出力し、電動モータＭの回転数が目標回転数から大きく逸脱するような異常を検知すると、表示装置に異常状態を報知させるための制御信号を出力する。

故障診断部２Ｆから異常高温信号が入力された回転数演算部２Ａは、異常高温信号が解除されるまでの間、車速と操舵角速度と制御マップ情報に基づいて設定した電動モータＭの目標回転数よりも低いフェールセーフ用の回転数を目標回転数として設定する。

つまり、回転数演算部２Ａは、車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて電動モータの目標回転数を設定するとともに、温度センサで検知されるモータ駆動回路の温度が閾値温度を超えると目標回転数を低下させる目標回転数設定処理部として機能する。

また、フィードバック制御部２Ｂ、デューティ変換部２Ｃ、出力処理部２Ｄ及び回転数検知部２Ｅは、電動モータの回転数が目標回転数となるように電動モータＭをフィードバック制御するモータ制御部として機能する。

イグニッションスイッチがオンされてエンジンが始動されると、電子制御ユニット１は、エンジン回転数センサからの入力に基づいて、エンジン回転数が所定のアイドリング回転数（例えば６００ｒｐｍ）より高回転になると、ユーザによるステアリング操作に対するアシスト制御を開始すべく電動モータＭの駆動制御を開始する。つまり、モータ制御部は目標回転数設定処理部で設定された目標回転数となるように、電動モータＭをフィードバック制御する。そして、エンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下すると電動モータＭを停止制御する。

ユーザによるステアリングホイール１１の操作によりラック軸１４のギアエンドまで操舵され、さらに操舵力が加えられている端当て状態では、オイルポンプ２９の負荷が最大となり、電動モータＭに最大電流が流れ続けるため、モータ駆動回路３の発熱が非常に大きくなる。

このような状況に対処すべく、故障診断部２Ｆは、電流センサ７で検知される電動モータＭの駆動電流値が所定の閾値電流を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると、モータ駆動回路の温度が閾値温度を超える前に、目標回転数を低下させる等の端当て時保護処理を行なう端当て保護処理部として機能するように構成されている。つまり、電動モータＭの駆動電流値を電動モータＭの駆動負荷として捕捉している。

当該端当て保護処理部は、さらに操舵角速度に基づいて絶対操舵量を算出し、算出した絶対操舵量に基づいて端当て状態と推定すると、判定基準時間を第１基準時間より短い第２基準時間に設定することにより、より迅速に端当て状態と判定ができるように構成されている。

また、当該端当て保護処理部は、舵角センサで検知された絶対舵角に基づいて車両を制御する他の電子制御ユニットから絶対舵角が入力される場合に、絶対舵角に基づいて端当て状態と推定すると、判定基準時間を第１基準時間より短い第２基準時間に設定するように構成されている。

例えば、車両の横滑り防止用の電子制御ユニットが搭載されている場合には、絶対舵角に基づいて車両の姿勢を制御する必要があるため、ステアリング軸等にレゾルバ等のセンサを備え、絶対舵角が検知できるように構成されている。そのような場合に、横滑り防止用の電子制御ユニットからＣＡＮ等の車両ネットワークを介して送信される絶対舵角を受信することにより、より迅速に端当て保護ができるように構成されている。

尚、判定基準時間として設定される第１基準時間、第２基準時間は適宜設定される値であり、例えば、第１基準時間を数秒（具体的には３秒）、第２基準時間を数百ｍｓｅｃ（具体的には５００ｍｓｅｃ）に設定することができる。また、第２基準時間を０に設定してもよい。

そして、端当て保護処理部は、端当て状態と判定後、目標回転数を低下させた状態で電動モータＭを制御中に、操舵角速度が閾値角速度以上に変化すると、端当て状態との判定を解除して、目標回転数が目標回転数設定処理部により設定された通常の値に復帰する、つまり端当て時保護処理を終了するように構成されている。これにより、端当て状態が解消されると迅速にアシスト力が復帰するようになる。

さらに、端当て保護処理部は、車速が所定の車速閾値よりも低い場合に限り端当て判定処理を実行し、端当て状態と判定して目標回転数を低下させた状態で車速が車速閾値以上に変化すると、端当て状態との判定を解除して、目標回転数が目標回転数設定処理部により設定された通常の値に復帰するように構成されている。端当て状態は、車庫入れ等、車速が比較的低い場合に発生する確率が高く、通常走行時には殆ど発生しないため、車速が所定の車速閾値よりも低い場合に限り端当て判定が作動することで、端当て状態の判定精度を高めることができる。

以下、図４から図８のフローチャートに基づいて、電子制御ユニット１により実行される端当て保護処理の手順を説明する。

図４には、電子制御ユニット１により実行される電動モータ制御のメインフローが示されている。当該フローは所定のインタバル、例えば１ｍｓｅｃのインタバルで繰り返し実行される。

先ず、故障診断部２Ｆで端当て判定処理が実行され、ユーザによるステアリングホイール１１の操作によりラック軸１４のギアエンドまで操舵され、さらに操舵力が加えられている端当て状態であるか否かが判定され（ＳＡ１）、端当て状態でないと判定されると、回転数算出部２Ａで車速、操舵角速度及び制御マップ情報に基づいて通常時の目標回転数が算出され（ＳＡ２）、端当て状態であると判定されると端当て時の目標回転数が算出される（ＳＡ９）。ステップＳＡ２またはＳＡ９で算出された回転数が、目標回転数としてＲＡＭに記憶される（ＳＡ３）。端当て時の目標回転数は、オイルポンプ２９を駆動するために必要な最低回転数、例えば１０００ｒｐｍ程度に設定される。

回転数検知部２Ｅによって電動モータＭの現在の回転数が算出され（ＳＡ４）、フィードバック制御部２ＢによりＲＡＭに記憶された目標回転数と現在の回転数の差分が算出され（ＳＡ５）、差分に基づいて電動モータＭを目標回転数に制御するためのフィードバック操作量が、例えばＰＩＤ演算等により算出される（ＳＡ６）。

次に、デューティ変換部２Ｃによってフィードバック操作量に基づいてデューティ比が調整されたＰＷＭ信号が生成され（ＳＡ７）、出力処理部２ＤでＰＷＭ信号から電動モータＭの各相に対応する駆動信号がロータの回転位置に基づく所定のタイミングでプリドライバ４へ出力される。

図５には、図４のステップＳＡ１の端当て判定の詳細が示されている。操舵角速度センサ８からの二相のパルス信号により、ステアリングホイール１１の操作速度及び操作方向を判別して、操舵状態を把握できるが、正確な絶対舵角を把握することができないため、端当て判定時の精度を高めるため、二系統の絶対舵角の推定処理が実行される。一系統目の絶対舵角推定処理として、ステップＳＢ１では絶対舵角初期化処理が実行され、ステップＳＢ２では絶対舵角推定処理が実行される。これらの処理は図６及び図７の説明で詳述する。

二系統目の絶対舵角推定処理として、ステップＳＢ３では、他の電子制御ユニットで検知された絶対舵角の受信設定処理が実行される。この処理は図８の説明で詳述する。

ステップＳＢ４以下の処理は、ステップＳＢ１からＳＢ３の絶対舵角の推定ができない場合をも含めた端当て判定処理である。先ず、車速が所定の車速閾値より低いか否かが判定され、車速閾値よりも高い場合には、端当て状態にないと判定されて（ＳＢ４，Ｎ）、通常状態または端当て状態から通常状態に復帰したと判定される（ＳＢ１２）。端当て状態は、通常大きなステアリング操作がされる車庫入れ等の際に発生するため、車速閾値はその際の低速状態を検知するのに十分な値に設定され、例えば４ｋｍ／ｈ程度に設定されている。

車速が車速閾値よりも低い場合には、端当て状態に到る可能性があると判定されて（ＳＢ４，Ｙ）、電動モータＭに供給されている電流が算出される（ＳＢ５）。ここでは、電流センサ７から入力される各相電流の瞬時値の直近の所定時間（具体的には数十ｍｓｅｃから数百ｍｓｅｃ）内の平均値が算出される。

さらに、操舵角速度センサ８から入力される二相のパルス信号に基づいて、操舵方向と操舵速度が算出される（ＳＢ６）。操舵方向は二相の位相差に基づいて判別され、操舵速度はパルス信号の周波数により算出される。

ステップＳＢ７では、算出されたモータ電流が所定の閾値電流より大きく、且つ、算出された操舵角速度が所定の操舵閾値角速度より低いか否かが判定される。閾値電流として、例えば最大電流値の８０％の電流値に設定され、操舵閾値角速度として、例えば最大操舵角速度の数％の操舵角速度に設定される。

これらの条件を満たす場合には（ＳＢ７，Ｙ）、初期値が零にリセットされた端当て判定カウンタがインクリメントされる（ＳＢ８）。次に、端当て閾値が設定され（ＳＢ９）、端当て判定カウンタの値が所定の端当て閾値より大きいか否かが判定される（ＳＢ１０）。

端当て判定カウンタの値が所定の端当て閾値より大きいと判定されると（ＳＢ１０，Ｙ）、端当て状態と判定され（ＳＢ１１）、端当て判定カウンタの値が所定の端当て閾値以下と判定されると（ＳＢ１０，Ｎ）、通常状態と判定され、端当て判定カウンタの値がリセットされる（ＳＢ１２）。

端当て判定カウンタは、メインフローの実行周期でインクリメントされるため、メインフローが１ｍｓｅｃで繰り返される場合には、端当て判定カウンタの値×１ｍｓｅｃで、モータ電流が所定の閾値電流より大きく、且つ、操舵角速度が所定の操舵閾値角速度より低い状態の継続時間が計時されることになる。ステップ１０では、当該継続時間が基準時間より長いか否かが判定されるのである。

ステップＳＢ９で設定される端当て閾値は、ステップＳＢ２で推定された絶対舵角が端当て状態に相当する舵角となった場合（後述する推定端当て状態フラグがセットされた場合）、及び、ステップＳＢ３で他の電子制御ユニットから送信された絶対舵角の受信により得られた絶対舵角が端当て状態に相当する舵角となった場合（後述する受信端当て状態フラグがセットされた場合）に判定基準時間として第２基準時間に相当する値が設定され、それ以外の場合には判定基準時間として第２基準時間より長い第１基準時間に相当する値が設定される。「相当する値」とは各判定基準時間をメインフローの実行周期で除した値である。

尚、上述のメインフローには記載していないが、端当て判定中に故障検知部２Ｆにより、温度センサ８で検知されたモータ駆動回路３の温度が所定の閾値温度を超えたと判定されると、回転数演算部２Ａで設定される目標回転数が、制御マップ等に基づいて算出された目標回転数より低い値に設定された上限回転数に制限される。

端当て保護処理部は、電流センサで検知される電動モータの駆動電流値が所定の閾値電流を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると、モータ駆動回路の温度が閾値温度を超える前に、目標回転数を低下させるように構成され、絶対操舵量に基づいて端当て状態と推定すると、判定基準時間を第１基準時間より短い第２基準時間に設定するように構成されている。

ステップＳＢ１の絶対舵角初期化処理を説明する。図６に示すように、車速が上述した車速閾値より速く、操舵角速度が上述した操舵閾値角速度より低く、且つモータ電流が上述した閾値電流より小さい状態である場合には、車両が直進走行している確率が高いと判定して（ＳＣ１，Ｙ）、直進判定カウンタをインクリメントし（ＳＣ２）、何れかの条件が満たされない場合には（ＳＣ１，Ｎ）、直進判定カウンタの値がリセットされる（ＳＣ５）。

ステップＳＣ３では、直進判定カウンタの値と所定の直進判定閾値が比較され、直進判定カウンタの値が直進判定閾値より大きいと判定されると、車両が直進走行状態であると判定されて、ＲＡＭに記憶される推定絶対舵角が初期値である０度に設定される（ＳＣ４）。

つまり、車速が上述した車速閾値より速く、操舵角速度が上述した操舵閾値角速度より低く、且つモータ電流が上述した閾値電流より小さい状態である状態が直進判定閾値に相当する所定時間継続すると直進状態にあると判定して、推定絶対舵角を初期値に設定する。

ステップＳＢ２の絶対舵角推定処理を説明する。図７に示すように、操舵角速度センサ８で検知される操舵角速度と所定の計測時間の積を、ステップＳＣ４で初期化された後の推定絶対舵角に加算処理する推定絶対舵角積分処理が実行され（ＳＤ１）、直進状態からステアリング操作による操舵角が累積される。

例えば右方向へのステアリング操作がなされると操舵角速度と所定の計測時間の積が正の値として算出され、左方向へのステアリング操作がなされると操舵角速度と所定の計測時間の積が負の値として算出され、それらの値が推定絶対舵角に累積加算されることによって絶対舵角が推定される。

ステップＳＤ２では、累積加算された推定絶対舵角の絶対値が推定端当て舵角閾値より大であるか否かが判定され、推定絶対舵角の絶対値が推定端当て舵角閾値より大である場合には（ＳＤ２，Ｙ）、推定端当て状態フラグがセットされ（ＳＤ３）、推定絶対舵角の絶対値が推定端当て舵角閾値以下である場合には（ＳＤ２，Ｎ）、推定端当て状態フラグがリセットされる（ＳＤ４）。

ステップＳＢ３の絶対舵角の受信設定処理を説明する。図８に示すように、他の電子制御ユニット、例えば横滑り防止用の電子制御ユニットからＣＡＮ等の車両通信ネットワークを介して送信される絶対舵角を受信すると（ＳＥ１）、受信した絶対舵角（絶対受信舵角）の絶対値が受信端当て舵角閾値より大であるか否かが判定され、絶対受信舵角の絶対値が受信端当て舵角閾値より大である場合には（ＳＥ２，Ｙ）、受信端当て状態フラグがセットされ（ＳＥ３）、絶対受信舵角の絶対値が受信端当て舵角閾値以下である場合には（ＳＥ２，Ｎ）、受信端当て状態フラグがリセットされる（ＳＥ４）。

尚、推定端当て舵角閾値及び受信端当て舵角閾値は、端当て状態となる絶対舵角の９５％の値に設定されているが、この値に限るものではない。

上述した実施形態では、電動モータの駆動負荷を電動モータの駆動電流値で捕捉する態様を説明したが、電動モータの駆動負荷を捕捉することができる物理値であれば、駆動電流値以外の物理値であってもよい。例えば、駆動電流値に替えて電動モータの駆動トルクで捕捉してもよいし、電動モータの消費電力で捕捉してもよい。

さらに、電動モータを制御するためのＰＷＭ信号のデューティ比で電動モータの駆動負荷を捕捉するようにしてもよい。この場合、端当て判定時に、ＰＷＭ信号のデューティ比が所定のデューティ閾値を超えるか否かを判定要素とすればよい。

つまり、電動油圧式パワーステアリング制御装置は、車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて電動モータの目標回転数を設定する目標回転数設定処理部と、電動モータの回転数が目標回転数となるように電動モータをＰＷＭ制御するモータ制御部と、ＰＷＭ制御のデューティ比が所定の閾値デューティ比を超え、且つ、操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定し、目標回転数を低下させる端当て保護処理部と、を備えて構成される。

この場合にも、上述した図４から図８で説明したと同様の制御が実行されることは言うまでもなく、駆動電流値に関する処理をＰＷＭ信号のデューティ比に関する処理に置換すればよい。閾値デューティ比は適宜設定すればよく、例えば９５％から１００％の間の値に設定すればよい。

上述した実施形態では、絶対舵角の受信設定処理で、レゾルバにより検知された絶対舵角を横滑り防止用の電子制御ユニットから受信して絶対舵角を推定する構成を説明したが、絶対舵角の受信設定処理で絶対舵角を推定する場合、必ずしもレゾルバにより検知された絶対舵角に限るものではなく、他の物理値を受信して絶対舵角を推定してもよい。例えば、横方向の加速度センサの値、ヨーレートセンサの値等を用いることができる。

上述した実施形態では、端当て時の電動モータの目標回転数を、オイルポンプ２９を駆動するために必要な最低回転数、例えば１０００ｒｐｍ程度に設定する例を説明したが、温度センサによる検知温度に基づいて端当て時の電動モータの目標回転数を可変に設定するように構成してもよい。

例えば、温度センサによる検知温度が高いほど端当て判定時の目標回転数を連続的または段階的に低く設定することにより、端当て時の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。

上述した実施形態では、端当て状態を判定するための基準時間として第１基準時間及び第２基準時間を固定時間に設定する例を説明したが、温度センサによる検知温度に基づいて基準時間を可変に設定してもよい。

例えば、温度センサによる検知温度が高いほど、第１基準時間または第２基準時間が連続的または段階的に短くなるように可変に設定すれば、端当て時の温度上昇を効果的に抑制できるようになる。この場合、より確実にモータ駆動回路の温度が閾値温度を超える前に端当て制御を実行できるようになる。温度センサによる検知温度が閾値温度に近づくほど早く端当て状態と判定できるからである。

上述した実施形態では、端当て保護処理部が故障診断部２Ｆの一機能として実現されるように制御プログラムが構成されている場合を説明したが、端当て保護処理部が故障診断部２Ｆとは異なる機能ブロックとして構成される場合であってもよい。

尚、上述した各実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成、負荷閾値や閾値角速度等の各制御変数の閾値等を適用する電動油圧式パワーステアリング装置に応じて適宜変更設計できることは言うまでもない。

１：電動油圧式パワーステアリング制御装置
２：マイクロコンピュータ
２Ａ：目標回転数設定処理部（回転数演算部）
２Ｂ：モータ制御部（フィードバック制御部）
２Ｃ：モータ制御部（デューティ変換部）
２Ｄ：モータ制御部（出力処理部）
２Ｅ：モータ制御部（回転数検知部）
２Ｆ：端当て保護処理部（故障診断部）
３：モータ駆動回路（インバータ回路）
５：回転位置センサ
６：温度センサ
７：電流センサ
８：操舵角速度センサ
１０：電動油圧式パワーステアリング装置
２９：オイルポンプ
Ｍ：電動モータ

Claims (7)

1. 電動モータで駆動するオイルポンプにより操舵を補助する油圧を発生させる電動油圧式パワーステアリング制御装置であって、
   車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて前記電動モータの目標回転数を設定する目標回転数設定処理部と、
   前記電動モータの回転数が前記目標回転数となるように前記電動モータをフィードバック制御するモータ制御部と、
   前記電動モータの駆動負荷が所定の負荷閾値を超え、且つ、前記操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定して、端当て時保護処理を行なう端当て保護処理部と、
   を備えている電動油圧式パワーステアリング制御装置。
2. 前記目標回転数設定処理部は、温度センサで検知されるモータ駆動回路の温度が閾値温度を超えると、前記車速と操舵角速度に基づいて設定した目標回転数を低下させるように構成され、
   前記端当て保護処理部は、前記駆動負荷を電流センサで検知される前記電動モータの駆動電流値として検知し、当該駆動電流値が所定の閾値電流を超え、且つ、前記操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定して、前記モータ駆動回路の温度が前記閾値温度を超える前に、端当て時保護処理として前記目標回転数を低下させるように構成されている請求項１記載の電動油圧式パワーステアリング制御装置。
3. 前記端当て保護処理部は、さらに前記操舵角速度に基づいて絶対操舵角を算出し、算出した絶対操舵角に基づいて端当て状態と推定すると、前記判定基準時間を前記第１基準時間より短い第２基準時間に設定する請求項１または２記載の電動油圧式パワーステアリング制御装置。
4. 舵角センサで検知された絶対舵角に基づいて車両を制御する電子制御ユニットから絶対舵角が入力される場合に、前記絶対舵角に基づいて端当て状態と推定すると、前記判定基準時間を前記第１基準時間より短い第２基準時間に設定する請求項１から３に何れかに記載の電動油圧式パワーステアリング制御装置。
5. 前記目標回転数設定処理部は、前記端当て保護処理部により前記端当て時保護処理を行なっている状態で前記操舵角速度が前記閾値角速度以上に変化すると、端当て時保護処理を終了させる請求項１から４の何れかに記載の電動油圧式パワーステアリング制御装置。
6. 前記端当て保護処理部は、前記車速が所定の車速閾値よりも低い場合に限り端当て判定するように作動し、前記目標回転数設定処理部は、前記端当て保護処理部により端当て時保護処理を行なっている状態で前記車速が前記車速閾値以上に変化すると、端当て時保護処理を終了させる請求項１から４の何れかに記載の電動油圧式パワーステアリング制御装置。
7. 電動モータで駆動するオイルポンプにより操舵を補助する油圧を発生させる電動油圧式パワーステアリング制御装置であって、
   車速センサで検知される車速と操舵角速度センサで検知される操舵角速度に基づいて前記電動モータの目標回転数を設定する目標回転数設定処理部と、
   前記電動モータの回転数が前記目標回転数となるように前記電動モータをＰＷＭ制御するモータ制御部と、
   前記ＰＷＭ制御のデューティ比が所定の閾値デューティ比を超え、且つ、前記操舵角速度が所定の閾値角速度より低い状態が第１基準時間に設定した判定基準時間継続すると端当て状態と判定し、端当て時保護処理を行なう端当て保護処理部と、
   を備えている電動油圧式パワーステアリング制御装置。

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