JP2791300B2 - 電気アシスト・モータの制御方法及び装置 - Google Patents

電気アシスト・モータの制御方法及び装置

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JP2791300B2
JP2791300B2 JP7287643A JP28764395A JP2791300B2 JP 2791300 B2 JP2791300 B2 JP 2791300B2 JP 7287643 A JP7287643 A JP 7287643A JP 28764395 A JP28764395 A JP 28764395A JP 2791300 B2 JP2791300 B2 JP 2791300B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、電気アシスト・ス
テアリング・システムに関し、更に詳しくは、ステアリ
ング・システムにおける電気アシスト・モータの付勢を
制御する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】自動車のためのパワー・アシスト・ステア
リング・システムは、多くが知られている。液圧パワー
を用いてステアリング・アシストを提供するものもある
し、それ以外の電気的パワーを用いるものもある。
【０００３】電気アシスト・ステアリング・システム
は、ステアリング可能な車輪に駆動的に接続された電気
モータを含む。付勢されると、電気モータは、ステアリ
ング可能な車輪のステアリング運動を補助する。電気ア
シスト・モータは、ステアリング・ホイールに印加され
たステアリング・トルクに応答して制御される。
【０００４】既知の電気アシスト・ステアリング・シス
テムは、典型的には、Ｈブリッジ駆動回路を介して電気
的に付勢される直流永久磁石式の電気アシスト・モータ
を含む。そのような駆動構成の１つが、ＴＲＷ社に譲渡
されている米国特許第４６６０６７１号（Ｂｅｈｒ他）
に開示されている。この構成においては、Ｈブリッジ
が、Ｈ型のパターンに接続された４つの電界効果トラン
ジスタ（ＦＥＴ）を含む。電気アシスト・モータは、こ
れらのＦＥＴの中の１つを連続的にオンに付勢し、Ｈブ
リッジの対角線方向に対向するＦＥＴをパルス幅変調
（ＰＷＭ）することによって、付勢される。電流は、Ｐ
ＷＭ信号のデューティ・サイクルを変動させることによ
って制御される。モータを流れる電流の方向が、モータ
が回転する方向を制御し、更には、ステアリングの方向
を制御する。
【０００５】電気アシスト・ステアリング・システムに
おいては可変リラクタンス・モータを用いるのが好まし
いが、その理由は、小型で、摩擦が低く、トルク対慣性
比が高いからである。可変リラクタンス・モータの回転
方向は、固定子巻線が付勢されるシーケンスを制御する
ことによって制御される。トルクは、固定子巻線を流れ
る電流の量を制御することによって制御される。低いリ
プル・トルクを生じさせ、よって、ステアリング・ホイ
ールで感じられる振動を減少させるためには、正確な電
流制御が必要である。可変リラクタンス電気アシスト・
モータのための制御構成の１つが、ＴＲＷ社に譲渡され
ている米国特許第５２５７８２８号（Ｍｉｌｌｅｒ他）
に記載されており、この米国特許は、本明細書でその全
体を援用する。この米国特許第５２５７８２８号は、直
列に接続されたソリッドステート・スイッチをパルス幅
変調することによって、アシスト・モータにおける電流
を制御する。
【０００６】直流電気モータを用いるシステムに関して
は、可変リラクタンス・モータを用いるシステムにおけ
るフライバック電流は、典型的には、フライバック・ダ
イオードを介して制御される。フライバック・ダイオー
ドは、直前に消勢された固定子コイルの磁界が消滅する
ことの結果として生じるフライバック電流に電流経路を
提供する。
【０００７】また、電気アシスト・ステアリング・シス
テムにおける関心事として、電気アシスト・モータを流
れる電流を制御するのに用いられるスイッチング・デバ
イスの動作温度がある。上述の米国特許第４６６０６７
１号（Ｂｅｈｒ他）では、スイッチング用のＦＥＴの温
度が所定の値を超えると、ＰＷＭ制御信号をフォールド
バックする温度感知構成が開示されている。また、電流
感知構成が、モータを流れる電流を感知し、感知された
電流が所定の電流スレショルド値を超えると、電流をフ
ォールドバックする。
【０００８】電気アシスト・ステアリング・システムで
の更なる関心事は、システムの動作上の一体性（ｉｎｔ
ｅｇｒｉｔｙ）である。上述の米国特許第４６６０６７
１号（Ｂｅｈｒ他）では、システムの自己診断的な特徴
が幾つか開示されている。これらの診断的な特徴は、ト
ルク信号の絶対限界値（ａｂｓｏｌｕｔｅ ｌｉｍｉｔ
ｔｅｓｔ）テストや、加算トルク信号テストや、過剰
ＰＷＭテストや、方向テストなどを含む。
【０００９】
【発明が解決すべき課題】本発明は、電流感知能力が改
善され、駆動制御回路において必要とされる素子の数が
少なくてもよく、電気アシスト・モータを流れる電流を
制御するのに用いられるスイッチング・デバイスの熱管
理が向上した、電気アシスト・ステアリング・システム
を制御する方法及び装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電気モ
ータを制御する装置が提供される。この装置は、電気モ
ータの１つの端子と電気エネルギ源の第１の端子との間
に動作的に結合された第１のスイッチング・デバイス
と、電気モータの第２の端子と電気エネルギ源の第２の
端子との間に動作的に結合された第２のスイッチング・
デバイスと、を含む。この装置は、更に、電気モータの
付勢を制御する制御手段を含む。この制御手段は、第１
及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態とオフ状
態との間で周期的に切り換える手段を含み、それによ
り、第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれ
のオン状態は１つの周期の１００パーセントよりも少な
く、第１及び第２のスイッチング・デバイスのオン状態
の一部分が重複する。オン状態の重複部分の間に、電流
が、電気モータを流れる。重複の量が電気モータにおけ
る電流を制御する。制御手段は、重複を制御する手段を
含む。
【００１１】本発明の別の特徴によれば、ステアリング
可能部材に動作的に接続された電気アシスト・モータを
有する電気アシスト・ステアリング・システムを制御す
る装置が提供される。モータの付勢が、ステアリング可
能部材にステアリング・アシストを提供する。この装置
は、更に、印加されたステアリング・トルクを感知し
て、それを示すトルク信号を提供するトルク感知手段を
含む。この装置は、更に、電気アシスト・モータの１つ
の端子と電気エネルギ源の第１の端子との間に動作的に
結合された第１のスイッチング・デバイスと、電気アシ
スト・モータの第２の端子と電気エネルギ源の第２の端
子との間に動作的に結合された第２のスイッチング・デ
バイスと、を含む。電気アシスト・モータの付勢を制御
する制御手段が提供される。この制御手段は、第１及び
第２のスイッチング・デバイスをオン状態とオフ状態と
の間で周期的に切り換える手段を含み、それにより、第
１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれのオン
状態は１つの周期の１００パーセントよりも少なく、第
１及び第２のスイッチング・デバイスのオン状態の一部
分は重複する。電流が、スイッチング・デバイスのオン
状態の重複部分の間に、電気アシスト・モータを流れ
る。重複の量が、電気アシスト・モータにおける電流を
制御する。制御手段は、感知された印加されたステアリ
ング・トルクに応答して、重複を制御する手段を含む。
【００１２】好ましくは、電気アシスト・モータは、可
変リラクタンス・モータである。制御手段は、好ましく
は、第１及び第２のスイッチング・デバイスの両方をパ
ルス幅変調する手段を含む。第１のフライバック・ダイ
オードが、電気アシスト・モータの第２の端子と電気エ
ネルギ源の第１の端子との間に接続され、第２のフライ
バック・ダイオードが、電気アシスト・モータの第１の
端子と電気エネルギ源の第２の端子との間に接続され
る。制御手段は、ランプ信号を提供するランプ発生手段
と、ランプ信号を第１及び第２のエラー（誤差）基準信
号と比較する手段と、電気アシスト・モータを流れる電
流を感知しそれを示す信号を提供する手段と、感知され
た電流に応答して第１及び第２のエラー基準信号の値を
制御する手段と、を含む。第１及び第２のスイッチング
・デバイスのそれぞれをパルス幅変調する手段は、比較
に応答する。制御手段は、更に、第１及び第２のエラー
基準信号を第１及び第２の絶対基準値（ａｂｓｏｌｕｔ
ｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ）と比較する手段
と、第１及び第２のエラー基準信号のいずれかがそれに
関連する第１及び第２の絶対基準値を超える場合には電
気アシスト・システムを消勢する手段と、を含む。
【００１３】本発明の別の特徴によれば、電気モータを
制御する方法は、電気モータの１つの端子と電気エネル
ギ源の第１の端子との間に動作的に結合された第１のス
イッチング・デバイスを提供するステップと、電気モー
タの第２の端子と電気エネルギ源の第２の端子との間に
動作的に結合された第２のスイッチング・デバイスを提
供するステップと、を含む。電気モータの付勢は、
（ａ）第１及び第２のスイッチング・デバイスをオン状
態とオフ状態との間で周期的に切り換え、それにより、
第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれのオ
ン状態が１つの周期の１００パーセントよりも少なく、
第１及び第２のスイッチング・デバイスのオン状態の一
部分は重複しており、オン状態の重複部分の間に電流が
電気モータを流れ、オン状態の重複の量が電気モータに
おける電流を制御するようにし、更に、（ｂ）重複を制
御することによって、制御される。
【００１４】
【実施例】図１を参照すると、パワー・アシスト・ステ
アリング・システム１０は、ピニオン・ギア１４に動作
的に接続されたステアリング・ホイール１２を含む。詳
細には、車両のステアリング・ホイール１２は入力シャ
フト１６に接続され、ピニオン・ギア１４はピニオン・
シャフト１７に接続されている。入力シャフト１６は、
トーション・バー１８を介して、ピニオン・シャフト１
７に動作的に結合される。トーション・バー１８は、印
加されたステアリング・トルクに応答してねじれ、それ
によって、入力シャフト１６とピニオン・シャフト１７
との間の相対的な回転が可能になる。相対的な回転量
は、トーション・バーの強度と印加されたステアリング
・トルクの量との関数である。ストップ（図示せず）
が、入力シャフト１６とピニオン・シャフト１７との間
で動作しており、この技術分野において周知の態様で、
入力シャフト１６とピニオン・シャフト１７との間の相
対的な回転の量を制限する。
【００１５】ピニオン・ギア１４は、ラックすなわち線
形のステアリング部材２０上の直線状に切られた歯にか
み合って係合した螺旋状の歯を有する。ピニオン・ギア
は、ラック部材上の直線状に切られたギアの歯と組合わ
されて、ラックとピニオン・ギアとの組を形成する。ラ
ック２０は、公知の態様で、ステアリング・リンケージ
を用いて、車両のステアリング可能な車輪２２、２４
に、ステアリング可能に結合されている。ステアリング
・ホイール１２がターンされる際には、ラックとピニオ
ン・ギアとの組は、ステアリング・ホイールの回転運動
をラックの線形の運動に変換する。ラックが線形に運動
するときに、ステアリング可能な車輪２２、２４は、そ
れに伴うステアリング軸の周囲をピボット運動し、車両
がステアリングされる。
【００１６】シャフト位置センサ２５が、入力シャフト
１６とピニオン・シャフト１７とに亘って動作的に接続
され、入力シャフト１６とピニオン・シャフト１７との
間の相対的な回転位置を示す値を有する電気信号を提供
する。シャフト位置センサ２５は、トーション・バー１
８と組合わされて、トルク・センサ２７を形成する。ト
ルク・センサ２７の出力は、車両運転者によって車両の
ステアリング・ホイール１２に印加されたステアリング
・トルクを示す。
【００１７】トルク・センサ２７の出力は、コントロー
ラ７６に接続されている。コントローラ７６は、トルク
・センサ２７によって提供されたトルク信号を処理し、
この技術分野で既知である多くの方法のうちの任意の１
つに従って、それからトルク・コマンド及び方向値を決
定する。好ましくは、トルク・コマンド及び方向信号
は、上述の米国特許第５２５７８２８号（Ｍｉｌｌｅｒ
他）に記載されたプロセスに従って決定される。トルク
・コマンド及び方向値は、アシスト・モータ２６によっ
て生じるトルクの量と方向とを表す。
【００１８】電気アシスト型の可変リラクタンス・モー
タ２６は、ラック２０に、好ましくはボール・ナット駆
動構成を介して、駆動的に接続されている。モータ２６
は、付勢されると、パワー・アシスト・ステアリングを
提供し、車両運転者による車両のステアリング・ホイー
ル１２の回転を補助して、それにより、ステアリング可
能な車輪２２、２４のステアリングを補助する。電気ア
シスト・ステアリング・システムでは、可変リラクタン
ス・モータの使用が望ましいが、それは、可変リラクタ
ンス・モータが、小型で、低摩擦で、トルク対慣性比が
高いという理由による。
【００１９】図２を参照すると、本発明の好適実施例に
よる可変リラクタンス・モータ２６は、８つの固定子磁
極３０を有する固定子２８と、６つの回転子磁極３４を
有する回転子３２と、を含む。それぞれの固定子磁極３
０は、付随する固定子コイルを有する（図示せず）。固
定子磁極は、Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃ、Ｄｄで表される対（ペ
ア）で付勢されるように配列され、その結果として、４
つの固定子磁極の対と６つの回転子磁極３４とが得られ
る。モータ２６は、モータ・ハウジング３６の中に設置
されており、固定子２８はハウジング３６に対して固定
されている。
【００２０】可変リラクタンス・モータの動作原理は、
この技術分野において広く知られている。基本的には、
固定子磁極は、対で付勢される。詳細には、電流が、与
えられた一対の固定子磁極に付随する固定子コイルに提
供される。回転子は、付勢された固定子磁極と回転子磁
極との間のリラクタンスを最小化するように移動する。
最小のリラクタンスは、一対の回転子磁極が付勢された
固定子磁極と整列するときに生じる。いったん最小のリ
ラクタンスが達成されれば、すなわち、回転子磁極が付
勢された固定子磁極と整列すると、これらの付勢された
固定子磁極は消勢され、隣接する一対の固定子磁極が付
勢される。モータの回転方向は、固定子磁極が付勢され
るシーケンスを制御することによって制御される。モー
タによって生じるトルクは、付勢された固定子コイルを
流れる電流の量を制御することによって制御される。
【００２１】図１を参照すると、回転子位置センサ３８
は、モータ回転子３２とモータ固定子２８又はハウジン
グ３６との間に動作的に接続される。固定子２８とモー
タのハウジング３６とは、相対的に静止している。回転
子位置センサ３８の機能は、モータ固定子２８に対する
回転子３２の位置を示す電気信号を提供することであ
る。回転方向とモータ・トルクとを含む可変リラクタン
ス・モータ２６の動作の制御のためには、固定子２８に
対する回転子３２の位置を知ることが必要である。電気
アシスト・ステアリング・システムにおける可変リラク
タンス・モータの回転子の位置を感知するための１つの
構成が、上述の米国特許第５２５７８２８号（Ｍｉｌｌ
ｅｒ他）に完全に開示されている。
【００２２】コントローラ７６は、トルク・センサ２７
と、モータ位置センサ３８と、パワー・スイッチ・モジ
ュール４０と、に動作的に接続されている。パワー・ス
イッチ・モジュール４０は、車両のバッテリと電気アシ
スト・モータ２６との間に、動作的に接続されている。
コントローラ７６は、固定子磁極対Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃ、
Ｄｄ（図２）の付勢シーケンスを制御して、印加された
ステアリング・トルクの方向とモータ位置とに応答し
て、モータ方向を制御する。コントローラ７６は、印加
されたステアリング・トルクの量に応答して、固定子巻
線における電流を制御する。
【００２３】図３を参照すると、パワー・スイッチ・モ
ジュール４０は、車両のイグニション・スイッチを介し
て車両のバッテリの正の供給源に電気的に接続されたリ
レー・コイル５２の端子４３を有する通常は開いている
電磁気的リレー回路４２を含む。ツェナー・ダイオード
５４のアノードは、端子４３においてコイル５２と接続
されている。ツェナー・ダイオード５４のカソードは、
ダイオード５６のカソードに接続されている。コイル５
２が消勢されると、消滅する（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ）
磁界によって、逆向きの極性を有する誘導電流が生じ
る。ツェナー・ダイオード５４のツェナー・ブレークダ
ウン電圧が選択され、消滅する磁界に起因する逆極性の
電流のための電流経路を提供する。これによって、リレ
ー４２は、より高速にスイッチングして開くことが可能
になる。ダイオード５６のアノードは、コイル５２の他
方の端子に接続されている。コイル５２とダイオード５
６とによって形成される接続点は、ダイオード５８のア
ノードに接続される。ダイオード５８のカソードは、抵
抗６２を介してコントローラ７６の端子６０に接続され
る。
【００２４】コントローラ７６が端子６０にローを出力
するときには、リレー・コイル５２が付勢され、それに
よって、通常は開いているスイッチ４４を閉じる。スイ
ッチ４４が閉じているときには、パワー・スイッチ・モ
ジュール４０の残りの部分が付勢される。パワー・スイ
ッチ・モジュール４０からパワーを除去するために、コ
ントローラ７６は、コイル５２を消勢してスイッチ４４
を開くのに十分に高い電圧を出力する。コントローラ７
６は、幾つかのシステム診断的なテストを実行する。故
障状態の検出の際には、コントローラはコイル５２を消
勢し、それによって、ステアリング・システムがアシス
トなしの手動のステアリングに移行するようにする。
【００２５】スイッチ４４の消勢された位置である端子
４６は、抵抗４６を介して電気的に接地されている。抵
抗６４を介しての電流経路は、リレー４２が消勢される
ときには、パワー・スイッチ・モジュール４０における
電流のために帰還経路を提供する。ダイオード６６のカ
ソードは端子５０に接続され、ダイオード６６のアノー
ドは接地されている。ダイオード６６は、電流フライバ
ック経路を提供して、スイッチングされ開いた際のリレ
ー４２におけるアーク発生を防止する。誘導子（インダ
クタ）６８は、その一方の端子が端子５０に接続されて
いる。インダクタ６８の他方の端子は、コンデンサ７０
の一方の端子に接続されている。コンデンサの他方の端
子は、接地されている。インダクタ６８とコンデンサ７
０とは、ＬＣフィルタを形成するが、その機能及び動作
は、この技術分野では、周知である。
【００２６】インダクタ６８とコンデンサ７０との接続
点６９は、ソリッドステート・パワー・スイッチング・
デバイス７２のドレインに接続され、リレー４２が付勢
されたときには、リレー４２を介して車両のバッテリに
電気的に接続される。スイッチング・デバイス７２のゲ
ートは、抵抗７４を介してコントローラ７６の端子８４
に電気的に接続される。過度電圧保護用のツェナー・ダ
イオード８６のカソードは、スイッチング・デバイス７
２のゲートに電気的に接続される。ダイオード８６のア
ノードは、スイッチング・デバイス７２のソースに接続
される。フライバック・ダイオード８８のカソードは、
スイッチング・デバイス７２のソースに接続される。フ
ライバック・ダイオード８８のアノードは、接地され
る。電流感知抵抗９０の一方の端子は、スイッチング・
デバイス７２のソースと、テスト端子９２と、に接続さ
れる。電流感知抵抗９０の他方の端子は、モータ巻線Ａ
及びＣ（図２）の両方と、テスト電圧端子と、に接続さ
れる。
【００２７】４つのモータ磁極対は、付勢されると、正
のバッテリ電圧と負のバッテリ電圧（電気的なグランド
とも称される）とに、ソリッドステート・スイッチング
・デバイスを介して接続される。正のバッテリ端子に接
続され得る磁極対の端子は、この明細書では、ハイ（Ｈ
ＩＧＨ）側の端子と称される。負のバッテリ端子又は電
気的なグランドに接続され得る磁極対の端子は、この明
細書では、ロー（ＬＯＷ）側の端子と称される。したが
って、電流感知抵抗９０の他方の端子は、ハイ側のモー
タ巻線Ａ及びＢの両方に接続される。
【００２８】一度には固定子磁極Ａ又はＣの一方だけが
付勢されるので、共通のハイ側のソリッドステート・ス
イッチング・デバイス７２と共通のハイ側の電流感知抵
抗９０とを用いて、固定子磁極対Ａａ及びＣｃの両方に
電流を提供し、更に、両方の固定子磁極対における電流
をモニタする手段を提供し得る。固定子磁極ａ及びｃに
対するそれぞれのロー側の固定子巻線は、付随するソリ
ッドステート・スイッチング・デバイスを介して、個別
に接地可能である。ソリッドステート・スイッチング・
デバイス９８は、固定子磁極ａと電気的グランドとの間
に接続されている。ソリッドステート・スイッチング・
デバイス１０８は、固定子磁極ｃと電気的グランドとの
間に接続されている。
【００２９】フライバック・ダイオード９６のカソード
は、接続点９７において、リレー４２を介して、車両の
バッテリに電気的に接続される。ダイオード９６のアノ
ードは、固定子磁極ａのロー側のモータ巻線と、ソリッ
ドステート・パワー・スイッチング・デバイス９８のド
レインとに接続される。スイッチング・デバイス９８の
ゲートは、抵抗１００を介して、コントローラ７６の端
子１０２に電気的に接続される。過度電圧保護用ツェナ
ー・ダイオード１０４のカソードは、スイッチング・デ
バイス９８のゲートに電気的に接続される。ダイオード
１０４のアノードは、スイッチング・デバイス９８のソ
ースに接続される。スイッチング・デバイス９８のソー
スは、接地されている。
【００３０】フライバック・ダイオード１０６のカソー
ドは、接続点１０５において、リレー４２を介して、車
両のバッテリに電気的に接続される。ダイオード１０６
のアノードは、固定子磁極ｃに対するロー側のモータ巻
線と、ソリッドステート・パワー・スイッチング・デバ
イス１０８のドレインとに接続される。スイッチング・
デバイス１０８のゲートは、抵抗１１０を介して、コン
トローラ７６の端子１１２に電気的に接続される。過度
電圧保護用ツェナー・ダイオード１１４のカソードは、
スイッチング・デバイス１０８のゲートに電気的に接続
される。ダイオード１１４のアノードは、スイッチング
・デバイス１０８のソースに接続される。スイッチング
・デバイス１０８のソースは、接地されている。
【００３１】ソリッドステート・パワー・スイッチング
・デバイス１１６のドレインは、接続点１１８におい
て、リレー４２を介して、車両のバッテリに電気的に接
続される。スイッチング・デバイス１１６のゲートは、
抵抗１２０を介して、コントローラ７６の端子１２２に
電気的に接続される。過度電圧保護用ツェナー・ダイオ
ード１２４のカソードは、スイッチング・デバイス１１
６のゲートに電気的に接続される。ダイオード１２４の
アノードは、スイッチング・デバイス１１６のソースに
接続される。フライバック・ダイオード１２６のカソー
ドは、スイッチング・デバイス１１６のソースに接続さ
れる。フライバック・ダイオード１２６のアノードは、
接地される。電流感知抵抗１２８の一方の端子は、スイ
ッチング・デバイス１１６のソースと、テスト電圧端子
１３０とに接続される。電流感知抵抗１２８の他方の端
子は、固定子磁極Ｂ及びＤに対するハイ側のモータ巻線
（図２）と、テスト電圧端子１３２とに、接続される。
【００３２】一度には固定子磁極Ｂ又はＤに対する２つ
のハイ側の固定子巻線の一方だけが付勢されるので、共
通のハイ側のソリッドステート・スイッチング・デバイ
ス１１６と共通のハイ側の電流感知抵抗１２８とを用い
て、固定子磁極対Ｂｂ及びＤｄに電流を提供し、更に、
両方の固定子磁極対における電流をモニタする手段を提
供し得る。固定子磁極ｂ及びｄに対するそれぞれのロー
側の固定子巻線は、付随するソリッドステート・スイッ
チング・デバイスを介して、個別に接地可能である。ソ
リッドステート・スイッチング・デバイス１３８は、固
定子磁極ｂの巻線を接地することができ、ソリッドステ
ート・スイッチング・デバイス１４８は、固定子磁極ｄ
の巻線を接地することができる。
【００３３】フライバック・ダイオード１３４のカソー
ドは、接続点１３６において、リレー４２を介して、車
両のバッテリに電気的に接続される。ダイオード１３４
のアノードは、固定子磁極ｂに対するロー側のモータ巻
線と、ソリッドステート・パワー・スイッチング・デバ
イス１３８のドレインとに接続される。スイッチング・
デバイス１３８のゲートは、抵抗１４０を介して、コン
トローラ７６の端子１４２に電気的に接続される。過度
電圧保護用ツェナー・ダイオード１４４のカソードは、
スイッチング・デバイス１３８のゲートに電気的に接続
される。ダイオード１４４のアノードは、スイッチング
・デバイス１３８のソースに接続される。スイッチング
・デバイス１３８のソースは、接地されている。
【００３４】フライバック・ダイオード１４６のカソー
ドは、接続点１３６において、リレー４２を介して、車
両のバッテリに電気的に接続される。ダイオード１４６
のアノードは、固定子磁極ｄのロー側のモータ巻線と、
ソリッドステート・パワー・スイッチング・デバイス１
４８のドレインとに接続される。スイッチング・デバイ
ス１４８のゲートは、抵抗１５０を介して、コントロー
ラ７６の端子１５２に電気的に接続される。過度電圧保
護用ツェナー・ダイオード１５４のカソードは、スイッ
チング・デバイス１４８のゲートに電気的に接続され
る。ダイオード１５４のアノードは、スイッチング・デ
バイス１４８のソースに接続される。スイッチング・デ
バイス１４８のソースは、接地されている。
【００３５】図４〜図１０を参照することにより、本発
明による電気アシスト・モータの制御が、理解されよ
う。説明のために、固定子モータ巻線Ａａの１つの対だ
けの付勢を考える。他のモータ巻線の付勢制御も同じで
あることが理解できよう。
【００３６】車両速度センサ１４３は、コントローラ７
６に接続される。コントローラは、印加されたステアリ
ング・トルクと、車両速度と、モータ位置とに応答し
て、上述の米国特許第５２５７８２８号に完全に記載さ
れている態様で、モータ電流コマンド１４９を決定す
る。コントローラは、決定されたモータ・コマンドに応
答して、電流コマンド信号１４５を生じる。電流コマン
ド信号１４５は、電気アシスト・モータが印加されたス
テアリング・トルクの量と車両速度とモータ位置とに応
答して十分なトルク・アシストを生じるために、この電
気アシスト・モータに印加されなければならない電流の
量を示す値を有する。当業者であれば、電流コマンド信
号１４５は、好ましくは、車両速度と関数関係を有して
おり、車両速度が増加するにつれてステアリング・アシ
ストが減少することを理解しよう。また、電流コマンド
は、好ましくは、アシスト・モータの速度と関数関係を
有し、システムは、そのヨー（ｙａｗ）安定性が向上し
ている。アシスト・モータ速度は、モータ位置センサ３
８から決定される。これらの及びそれ以外の制御パラメ
ータは、上述の米国特許第５２５７８２８号に完全に記
載されている。本発明は、電流コマンド信号を生じるの
に用いられるパラメータとは独立に、電流コマンド信号
に応答してのモータの付勢に関するものである。
【００３７】電流コマンド信号１４５は、入力フィルタ
１４７によって濾波され、加算回路１５５（図４）の正
の入力に提供される。テスト電圧端子９２、９４は、電
流感知増幅器１５８への入力として、電流感知抵抗９０
の端子において生じる電圧値を提供する。電流感知増幅
器１５８は、差動増幅器であり、抵抗９０の両端での電
圧降下を示す信号を提供する。増幅器１５８の出力は、
モータの固定子巻線Ａａを流れる電流を示す。電流感知
増幅器１５８の出力は、加算回路１５５への第２の入力
として、負のフィードバック信号を提供する。加算回路
１５５は、電流感知増幅器１５８からの負のフィードバ
ック信号と電流コマンド信号とを加算して、コマンド・
エラー（誤差）信号１５３を出力する。加算回路１５５
からのコマンド・エラー信号１５３は、エラー増幅器１
５６への入力として提供される。
【００３８】図５を参照すると、エラー（誤差）増幅器
１５６の動作を理解できる。正のエラー増幅器１５７
は、加算回路１５５からのコマンド・エラー信号１５３
を増幅する。正のエラー増幅器１５７は、プラスのエラ
ー出力信号１６１を提供する。プラスのエラー出力信号
１６１は、（i）モータ駆動コントローラ１５１への入
力と、（ii）負のエラー増幅器１５９への入力信号と、
に接続される。負のエラー増幅器１５９は、（−１）の
ゲインを有する。負のエラー増幅器１５９の出力は、マ
イナスのエラー出力信号１６３である。マイナスのエラ
ー出力信号１６３は、モータ駆動コントローラ１５１の
第２の入力に接続される。
【００３９】エラー信号１６１、１６３の代数的な符号
は、加算回路１５５から出力されるコマンド・エラー信
号１５３の符号に依存して、正の値又は負の値のどちら
かである。コマンド・エラー信号１５３の符号は、
（i）電流感知抵抗９０の両端で感知された電圧の大き
さと、（ii）電流コマンド信号の大きさと、に依存す
る。コマンド前記エラー信号１５３が正の値であれば、
プラスのエラー信号１６１は正の値であり、マイナスの
エラー信号１６３は負の値である。この逆もまた真であ
って、コマンド・エラー信号１５３に対する負の値は、
プラスのエラー信号１６１に負の値を生じ、マイナスの
エラー信号１６３に正の値を生じる。負のエラー・コマ
ンド信号は、モータ巻線が消滅する磁界からの残留（ｒ
ｅｓｉｄｕｅ）電流を有するときに、生じる。これは、
巻線が最初に消勢され、加算回路１５５の正の入力に印
加される低減する電流コマンド信号が存在する場合に、
生じる。したがって、プラスのエラー信号１６１とマイ
ナスのエラー信号１６３との両方が、正又は負どちらか
の代数的な値を有し得る。
【００４０】図１０を参照すると、エラー増幅器１５６
の２つの出力信号１６１、１６３が、モータ駆動コント
ローラ１５１に接続される。ランプ（ｒａｍｐ）発生器
１６２は、モータ駆動コントローラ１５１におけるパル
ス幅変調装置１６０に動作的に接続された出力１６４を
有する。ランプ発生器１６２は、電源電圧Ｂ＋に比例す
る振幅を有するランプ出力を提供するように設計されて
おり、電源電圧Ｂ＋は、また、パワー・スイッチ・モジ
ュール４０に電力を提供する。
【００４１】図１３を参照すると、三角形のランプ信号
を生じるランプ発生器１６２が、より良く理解できる。
抵抗２１２は、その一方の端子が電気エネルギ源Ｂ＋に
接続され、他方の端子が抵抗２１４に接続されている。
抵抗２１４の他方の端子は、接地されている。抵抗２１
２、２１４は、抵抗値がほぼ等しく、分圧ネットワーク
を形成する。抵抗２１２、２１４によって形成される接
続点は、コンパレータ２１６の負の入力に基準電圧値を
提供する。コンパレータ２１６の出力は、プルアップ抵
抗２１８の一方の端子に接続される。プルアップ抵抗２
１８の他方の端子は、電気エネルギ源Ｂ＋に接続され
る。抵抗２３０は、その一方の端子がコンパレータ２１
６の出力に接続され、他方の端子がコンパレータ２１６
の正の入力に接続されている。抵抗２２０は、その一方
の端子がコンパレータ２１６の出力に接続され、他方の
端子が演算増幅器２２４の負の入力に接続されている。
コンデンサ２２２は、その一方の端子が演算増幅器２２
４の出力に接続され、他方の端子が演算増幅器２２４の
負の入力に接続されている。抵抗２３２は、その一方の
端子が演算増幅器２２４の出力に接続され、他方の端子
がコンパレータ２１６の正の入力に接続されている。コ
ンデンサ２２６は、その一方の端子が演算増幅器２２４
の出力に接続され、他方の端子が、パルス幅変調装置１
６０（図１０）とバイアス電流源抵抗２２８とに接続さ
れている。コンデンサ２２１は、ランプ発生器１６２を
パルス幅変調装置１６０に容量的に結合し、ゼロＶ（ボ
ルト）の周囲で対称性を有するランプ信号を生じる。演
算増幅器２２４の正の入力は、抵抗２１２、２１４の間
で形成される接続点に接続される。
【００４２】ランプ発生器１６２の動作を理解するため
に、コンパレータ２１６の出力が現時点でハイであると
仮定する。プルアップ抵抗２１８は、電源Ｂ＋からの電
流を抵抗２２０に提供する。抵抗２２０を流れる電流
は、電源Ｂ＋の電圧に比例する。演算増幅器２２４は、
抵抗２２０を流れる電流とコンデンサ２２２を流れる電
流との値が等しくなるように維持するのに要求される電
圧を、それがどのような値であれ、提供する。演算増幅
器２２４から出力される電圧は、抵抗２２０とコンデン
サ２２２とにおいて等しい電流が維持されるまで、減少
する（ｒａｍｐｄｏｗｎ）。演算増幅器２２４から出力
される減少する電圧値は、抵抗２３２を介して、コンパ
レータ２１６の正の入力にフィードバックされる。抵抗
２３０、２３２は、分圧ネットワークを形成する。演算
増幅器２２４からの電圧出力は、連続して減少するにつ
れて、結果的に、コンパレータ２１６の出力が状態をロ
ーに切り換えるのに十分な程に低い値まで減少する。プ
ルアップ抵抗２１８の抵抗値は、抵抗２３０、２３２の
値と比較すると、小さい。結果的には、プルアップ抵抗
の値は抵抗２３０、２３２と比較して小さいので、電圧
Ｂ＋が、抵抗２１２、２３０の端子において、分圧ネッ
トワーク２１２、２１４及び２３０、２３２の両方のハ
イ側に印加される。抵抗２１４のロー側は接地され、抵
抗２３２のロー側は、実際にはゼロＶ（ボルト）に近い
電位にある演算増幅器２２４の出力に接続される。
【００４３】抵抗２３０の抵抗値は、抵抗２３２の抵抗
値よりも大きい。好ましくは、抵抗２３０は、抵抗２３
２の抵抗値の２倍の抵抗値を有する。これによって、分
圧ネットワーク２３０、２３２が、コンパレータ２１６
の正の入力に、負の入力における電圧値よりも低い電圧
値を与え、コンパレータ２１６に状態を変化させること
ができるようになる。いったんコンパレータ２１６が、
ローを出力するように状態を変化させると、抵抗２２０
とコンデンサ２２２とにおける電流が逆向きになる。演
算増幅器２２４の電圧出力は、コンデンサ２２２と抵抗
２２０を流れる電流が等しく維持されるまで上昇する。
出力電圧が上昇すると、コンパレータ２１６の正の入力
に印加される電圧が上昇する。コンパレータ２１６の正
の入力における電圧値が負の入力端子への入力電圧より
も大きくなると、コンパレータ２１６の出力は、ハイを
出力するように状態を切り換える。
【００４４】当業者であれば、分圧ネットワークにおけ
る抵抗２３０、２３２の抵抗値の間の比率が電源Ｂ＋に
対するランプ発生器の出力のピーク・ピーク電圧値を決
定することを理解するであろう。
【００４５】電源電圧Ｂ＋が上昇する際には、コンパレ
ータ２１６の負の入力に提供される電圧値は、更に高く
なる。抵抗２３０のハイ側における電圧値もまた、上昇
する。抵抗２３０は、比較的小さい抵抗２１８を介し
て、電源Ｂ＋に有効に接続される。電圧Ｂ＋が上昇する
と、分圧ネットワーク２３０、２３２のハイ側が増加す
る。演算増幅器２２４は、したがって、コンパレータ２
１６に状態を切り換えさせるために、更に大きな及び更
に小さな大きさの電圧値を出力しなければならない。こ
のように、ランプ電圧のピーク・ピーク値は、増加す
る。電源Ｂ＋の増加は、ランプ信号の勾配と振幅との両
方を増加させる。コンパレータ２１６のスイッチング電
圧もまた調整されるので、ランプの周波数は、一定に保
たれる。
【００４６】パルス幅変調装置１６０は、パルス幅変調
された電流コマンド信号を、位相選択及び制御回路１６
６に提供する。トルク・コマンド及び方向信号１４５も
また、モータ方向を制御する目的で、モータ駆動コント
ローラ１５１の位相選択及び制御回路１６６に接続され
る。位相選択論理関数１６６は、トルク・コマンド及び
方向信号に基づいて、固定子磁極Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃ、Ｄ
ｄの中のどの対が付勢されるかを決定する。
【００４７】上述したように、固定子磁極Ａａが付勢さ
れると仮定する。固定子巻線Ａａ１４９を付勢するため
に、モータ駆動コントローラ１５１は、ＰＷＭ出力信号
を、コントローラ端子８４を介して、ソリッドステート
・スイッチング・デバイス７２に提供し、また、別のＰ
ＷＭ出力信号を、コントローラ端子１０２を介して、ソ
リッドステート・スイッチング・デバイス９８に提供す
る。
【００４８】図６及び図７を参照すると、モータ駆動コ
ントローラ１５１のＰＷＭ回路１６０の動作が、より良
く理解できるであろう。ＰＷＭ回路１６０は、パワー・
スイッチング・モジュール４０が動作されパワーをモー
タ巻線Ａａ１４９に与えるときに、パワー・スイッチン
グ・モジュール４０の熱管理とデューティ・サイクル制
御とを提供する。駆動電流が＋１２ボルトの電源すなわ
ち車両バッテリからモータ巻線１４９に印加されるため
には、スイッチング素子７２、９８の両方が、モータ駆
動コントローラ１５１によって、オンに切り換えられな
ければならない。スイッチング素子７２、９８の一方だ
けがオンである場合には、駆動電圧は巻線に印加されな
い。モータ駆動コントローラ１５１は、ランプ信号１６
４の値をエラー信号１６１、１６３と比較することによ
って、スイッチング素子７２、９８がいつオンに切り換
えられるかを判断する。
【００４９】ランプ発生器１６２は、ランプ信号を、Ｐ
ＷＭ回路１６０の、（i）ハイ側のコンパレータ１６８
と（ii）ロー側のコンパレータ１７０とへの１つの入力
として提供する。エラー増幅器１５６は、マイナスのエ
ラー信号１６３を、ハイ側のコンパレータ１６８への第
２の入力として提供する。ランプ信号１６４の値がマイ
ナスのエラー信号１６３の値よりも小さいときには、上
側の又はハイ側のスイッチング素子７２はオフである。
ランプ信号１６４がマイナスのエラー信号１６３よりも
大きいときには、上側のスイッチング素子７２は、オン
である。エラー増幅器１５６は、プラスのエラー信号１
６１を、ロー側のコンパレータ１７０への第２の入力と
して提供する。ランプ信号１６４がプラスのエラー信号
１６１よりも大きいときには、下側のスイッチング素子
９８はオフである。ランプ信号１６４がプラスのエラー
信号１６１よりも小さいときには、下側のスイッチング
素子９８は、オンである。
【００５０】特に図７を参照すると、モータ駆動コント
ローラ１５１がパワーをモータ巻線Ａａ１４９に与えて
いる間の、１ＰＷＭサイクルの間のスイッチング素子７
２、９８の制御が、より良く理解できよう。時刻ｔ０で
は、ランプ信号１６４はマイナスのエラー信号１６３よ
りも大きく、上側のスイッチング素子７２はオンであ
る。ランプ信号１６４はプラスのエラー信号１６１より
も大きく、下側のスイッチング素子９８はオフである。
ｔ０からｔ１への時間周期では、モータの磁界は消滅し
つつあり、モータ巻線Ａａ１４９における任意のフライ
バック電流は、ダイオード９６と上側のスイッチング素
子７２とを通って循環する。時刻ｔ１では、ランプ信号
１６４はマイナスのエラー信号１６３よりも大きくな
り、上側のスイッチング素子７２はオンのままである。
ランプ信号１６４はプラスのエラー信号１６１よりも小
さく、下側のスイッチング素子９８はオンに切り換えら
れる。スイッチング素子７２、９８の両方がオンである
ときには、駆動電圧が巻線Ａａ１４９に印加され、モー
タ・トルクが発生する。時刻ｔ２では、ランプ信号１６
４はマイナスのエラー信号１６３よりも小さく、上側の
スイッチング素子７２はオフに切り換えられる。ランプ
信号１６４はプラスのエラー信号１６１よりも小さく、
下側のスイッチング素子９８はオンのままである。この
状態では、モータの磁界は消滅しつつあり、モータ巻線
Ａａ１４９における任意のフライバック電流は、ダイオ
ード８８と下側のスイッチング素子９８とを通って循環
する。時刻ｔ３では、ランプ信号１６４はマイナスのエ
ラー信号１６３よりも大きく、上側のスイッチング素子
７２はオンに切り換えられる。ランプ信号１６４はプラ
スのエラー信号１６１よりも小さく、下側のスイッチン
グ素子９８はオンのままである。スイッチング素子７
２、９８の両方がオンであるので、駆動電圧が巻線Ａａ
１４９に印加され、モータ・トルクが再び発生する。
【００５１】１つのＰＷＭサイクルの間に両方のスイッ
チ７２、９８が同時にオンである時間のパーセンテージ
は、巻線ＰＷＭのデューティ・サイクルと称される。そ
れぞれのスイッチング素子７２、９８は、１ＰＷＭサイ
クルの時間周期の１００パーセントよりも小さい個別の
スイッチ・デューティ・サイクルを有する。異なるデュ
ーティ・サイクルの例として、図７のｔ０−ｔ４の間の
時間周期は等しい時間周期であると仮定する。周期ｔ１
−ｔ２とｔ３−ｔ４との間に両方のスイッチング素子が
オンであるから、巻線ＰＷＭデューティ・サイクルはお
よそ５０パーセントであることがわかる。スイッチング
素子７２に対するスイッチ・デューティ・サイクルは、
スイッチング素子７２がｔ０−ｔ１、ｔ１−ｔ２、ｔ３
−ｔ４の間にオンであるから、７５パーセントである。
スイッチング素子９８に対するスイッチ・デューティ・
サイクルも、スイッチング素子９８がｔ１−ｔ２、ｔ２
−ｔ３、ｔ３−ｔ０の間にオンであるから、やはり、７
５パーセントである。巻線デューティ・サイクルは、個
々のスイッチのデューティ・サイクルの重複する時間周
期の関数である。スイッチング素子７２、９８の個々の
スイッチ・デューティ・サイクルは、コマンド・エラー
信号の関数である。それぞれのスイッチング素子に対す
るオン時間は、システムが正しく動作している場合に
は、ＰＷＭサイクルの１００パーセントよりも常に小さ
い。
【００５２】感知抵抗９０によって感知される印加され
た駆動電流が電流コマンド信号と等しいときには、コマ
ンド・エラー信号１５３が安定化する。図７で見られる
ように、フライバック周期において経過した時間は、上
側のスイッチング素子７２と下側のスイッチング素子９
８との間で分割される。上側又は下側のスイッチング素
子を含むループの間でフライバック電流ループを交替さ
せることによって、スイッチング素子の間での更に均一
な熱管理が得られる。
【００５３】図８を参照すると、電流プロフィール１６
８が、可変リラクタンス・モータの巻線Ａａ１４９に対
して示されており、時間周期に亘るモータ巻線電流の変
化を図解している。ｔ５からｔ６の周期の間では、モー
タ巻線Ａａ１４９は付勢され始め、電流がモータ巻線に
供給され、それによって、モータ巻線Ａａ１４９におい
て磁界が確立される。ｔ６からｔ７では、モータ駆動電
流が、所望のトルクを生じている。付勢時間周期の終了
の近くでは、電流レベルが増加し、一定のトルクを維持
する。図７に示されたＰＷＭサイクルが、１つのＰＷＭ
サイクルの間にスイッチング素子７２、９８を制御し、
他方で、モータ駆動コントローラ１５１が、ｔ０からｔ
７にかけてモータ巻線Ａａ１４９にパワーを与える。図
８の電流プロフィールを作成するには、多数のＰＷＭサ
イクルが要求される。
【００５４】いったんモータ巻線Ａａ１４９が要求され
るトルクを提供すると、位相選択及び制御回路１６６
が、要求されるトルクと方向とに従って次の所望の固定
子巻線を付勢するように、パワー・スイッチ・モジュー
ル４０を制御する。時刻ｔ７では、モータ巻線Ａａ１４
９への電気エネルギの供給は、モータ巻線Ａａ１４９へ
の駆動電流の印加によって、中断される、又は、減少す
る。抵抗性の損失が、上述のように、フライバック・ダ
イオードとスイッチング素子ループとの１つにおいて、
電流を消費し始める。しかし、モータ固定子の巻線Ａａ
１４９においては抵抗値はほとんど存在せず、パワーも
ほとんど消費されない。
【００５５】可変リラクタンス・モータのモータ巻線な
どの誘導性の負荷においては、電流を、瞬間的に変化さ
せることはできない。このことは、次の基礎方程式に示
されている。すなわち、
【数１】Ｅ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ （方程式１） この方程式は、次のように書き直せる。
【００５６】
【数２】Ｅ／Ｌ＝ｄｉ／ｄｔ （方程式２） モータ巻線Ａａ１４９の誘導特性は、この２つの方程式
によって記述される原理に従う。駆動電流及び電圧がモ
ータ巻線から除去されると、巻線は、誘導電流の変化に
抵抗する。この周期の間に、モータは、発生器として機
能し、モータ巻線の極性は、消滅する磁界に起因して逆
転する。消滅する磁界は、固定子巻線Ａａ１４９におい
て、逆向きの起電力（逆向きのＥＭＦ）を生じ始める。
逆向きのＥＭＦによって生じる電圧は、パワーが巻線Ａ
ａに与えられているときに巻線の両端に生じる電圧とは
逆の極性を有する。たとえば、スイッチング・デバイス
７２、９８の両方をオンにすることによって電気的なパ
ワーがモータ巻線Ａａ１４９に与えられるときには、ほ
ぼ＋１２ボルトの電圧が巻線のＡの側に印加される。ス
イッチング・デバイス７２、９８の一方がオフに切り換
えられ、パワーがモータ巻線Ａａ１４９から除かれたと
きには、ほぼ＋１２ボルトの電圧が巻線のａの側に生じ
る。巻線における電圧の実際の値は、回路素子に依存す
る。
【００５７】上の方程式に従って、誘導性の負荷の両端
の電圧は、瞬間的な電流レベルを維持するのに必要な任
意のレベルまで上昇する。方程式２を参照すると、イン
ダクタ（誘導装置）Ｌの値が一定であるとすると、誘導
装置の電流をゼロまで減少させるのに必要な時間は、誘
導装置の端子に生じている電圧の関数であることがわか
る。１ボルトがモータ巻線Ａａ１４９の両端に印加され
る場合には、１２ボルトがモータ巻線Ａａ１４９の両端
に印加される場合よりも、巻線Ａａ１４９における電流
がゼロまで減少するのに長い時間が必要である。別言す
れば、誘導装置が電流を維持するためにより大きな電圧
を克服（ｏｖｅｒｃｏｍｅ）しなければならないほど、
時間に関する電流の変化は大きく、よって、電流は早く
ゼロまで減少する。電流が早くゼロまで減少すればする
ほど、新たに付勢された固定子巻線では、一定のトルク
を維持するために克服されなければならない残留トルク
は小さくなる。
【００５８】モータ巻線Ａａ１４９における任意の残留
電流は、それが所望のトルクを生じる巻線ではない場合
には、他の固定子巻線であるＢｂ、Ｃｃ、Ｄｄにおける
所望のモータ・トルクの生成を妨害する。したがって、
巻線電流の効率的な減少を達成するためには、固定子巻
線Ａａにおける電流変化に抵抗する逆向きのＥＭＦを用
い、電流を＋１２ボルトの電圧源に戻すことによって、
誘導装置の電流を効率的に減少させることができる。
【００５９】図４及び図９を参照すると、蓄積されたエ
ネルギをバッテリに戻すためのスイッチング素子７２、
９８の制御をより良く理解できよう。図９は、モータ駆
動コントローラ１５１がエネルギを車両バッテリに戻し
ているときの、１つのＰＷＭサイクルを示している。戻
されているエネルギは、図８のｔ８の後でモータ巻線Ａ
ａ１４９の消滅する磁界の結果として生じるエネルギで
ある。ＰＷＭ周波数は、好ましくは、２０ＫＨｚであ
る。したがって、図８の電流プロフィール曲線を作成す
るＰＷＭサイクルは、多くある。磁界が消滅すると、モ
ータ巻線Ａａ１４９の両端にかかる逆向きのＥＭＦの結
果として、駆動電流が与えられている間に生じるものと
は逆向きの極性を有する電圧値がモータ巻線Ａａ１４９
の両端に生じる。このときには、モータは、発生器とし
て機能する。巻線が発生器として機能するときには、モ
ータ巻線Ａａ１４９には電流が流れる。
【００６０】電流サイクルのこの段階では、濾波された
電流コマンド信号（加算回路１５５の正の入力）と電流
感知増幅器１５８からの出力（加算回路１５５の負の入
力）との加算の結果として、負のコマンド・エラー信号
１５３が生じる。負のコマンド・エラー信号１５３の結
果として、プラスのエラー信号１６１は代数的に負の値
を有し、図９の下側のエラー信号になる。マイナスのエ
ラー信号１６３は代数的に正の値を有し、図９の上側の
エラー信号になる。コンパレータ１６８、１７０（図
６）によって示される電圧の比較は、フライバック電流
の所望の制御を提供する。
【００６１】図９を参照すると、時刻ｔ９では、ランプ
信号１６４はマイナスのエラー信号１６３よりも大き
く、上側のスイッチング素子７２はオンである。ランプ
信号１６４はプラスのエラー信号１６１よりも大きく、
下側のスイッチング素子９８はオフである。この状態で
は、モータ巻線Ａａ１４９における任意のフライバック
電流が、ダイオード９６と上側のスイッチング素子７２
とを通って循環する。時刻ｔ10では、ランプ信号１６４
はマイナスのエラー信号１６３よりも小さくなり、上側
のスイッチング素子７２はオフに切り換えられる。ラン
プ信号１６４はプラスのエラー信号１６１の値よりも大
きく、下側のスイッチング素子９８はオフに切り換えら
れたままである。スイッチング素子７２、９８の両方が
オフに切り換えられたときには、フライバック電流が、
ダイオード８８を介して巻線Ａａ１４９に流れ、ダイオ
ード９６を介して正の電圧源に流れる。上述のように、
スイッチング素子７２、９８がオフに切り換えられる際
に巻線Ａａ１４９を流れる誘導電流の極性は、パワーが
供給されているときとは逆向きである。１２ボルトをダ
イオード９６のカソードに印加することによって、巻線
Ａａの磁界によって克服されるべき電圧は、１２ボルト
と、ダイオード９６の両端の電圧降下と、ダイオード８
８の両端の電圧降下とを加えたものになる。本発明で
は、ほぼ０．４ボルトの電圧降下に定格化されたショッ
トキ・ダイオードが、好ましくは用いられ、それによっ
て、巻線の両端に生じる全体の電圧をほぼ１２．８ボル
トに等しくしている。逆向きの誘導装置の極性は、モー
タ巻線Ａａ１４９のａの巻線において＋１２．８ボルト
を有する。ダイオード９６のアノードにおける＋１２．
８ボルトが、このダイオードに順バイアスを与え、それ
により、ダイオードに電流が流れ、パワーを＋１２ボル
トの電源すなわちバッテリに戻す。これにより、誘導装
置の電流は迅速にゼロまで減少する。
【００６２】時刻ｔ11では、ランプ信号１６４の値はマ
イナスのエラー信号１６３の値よりも小さく、上側のス
イッチング素子７２はオフのままである。ランプ信号１
６４の値はプラスのエラー信号１６１よりも小さく、下
側のスイッチング素子９８はオンに切り換えられる。こ
の状態では、モータ巻線Ａａ１４９における任意のフラ
イバック電流が、ダイオード８８と下側のスイッチング
素子９８とを通って循環する。
【００６３】時刻ｔ12では、ランプ信号１６４の値はマ
イナスのエラー信号１６３の値よりも小さく、上側のス
イッチング素子７２はオフのままである。ランプ信号１
６４の値はプラスのエラー信号１６１の値よりも大き
く、下側のスイッチング素子９８はオフに切り換えられ
る。スイッチング素子７２、９８の両方がオフに切り換
えられたときには、帰還電流がモータ巻線Ａａ１４９に
加えられ、また、上述のように、バッテリに戻る。
【００６４】図１０及び図１１を参照すると、本発明の
故障検出機能が、より良く理解されよう。電流感知増幅
器１５８の出力が、限界検出回路１７０の入力に接続さ
れる。電流感知増幅器１５８の出力の値は、所定のスレ
ショルド又は基準値と比較される。電流感知増幅器１５
８の出力の値がこの所定の基準値を超える場合には、限
界検出回路１７０は、それを示す信号をリレー４２に印
加し、リレー・ドライバ１７４を開く。リレー・ドライ
バ１７４は、エラーの生起をラッチして、リレー４２を
消勢する。また、限界検出回路１７０の出力は、指示器
１７２に接続され、車両運転者に電気アシスト・システ
ムの故障を警告する。また、指示器１７２は、エラーが
生じた際にラッチされ得る。システムの故障は、修理担
当者（テクニシャン）による日常のメンテナンスの間に
検索できるように、不揮発性のメモリに記憶することも
できる。
【００６５】エラー増幅器１５６の２つの出力は、故障
検出回路１７６に接続される。故障検出回路１７６の出
力は、指示器１７２とリレー・ドライバ１７４とに接続
される。図１１を参照すると、故障検出回路１７６の動
作がより良く理解し得る。エラー増幅器１５６は、故障
検出回路１７６への入力として、エラー信号１６１、１
６３を提供する。プラスのエラー信号１６１は、ローパ
スフィルタ１７８に接続される。好適実施例では、ロー
パスフィルタ１７８は、１〜１０Ｈｚよりも低い周波数
を有する信号を通過させる。ローパスフィルタ１７８の
出力は、コンパレータ１８０の一方の入力に接続され
る。基準電圧１８１が、コンパレータ１８０の他方の入
力に接続される。基準電圧１８１の値は、ランプ信号１
６４からの正のピーク値に等しい。プラスのエラー信号
１６１が基準電圧１８１よりも大きいときには、コンパ
レータ１８０は、ＯＲゲート１８２に、デジタル・ハイ
を出力する。マイナスのエラー信号１６３が、ローパス
フィルタ１８４に接続される。好適実施例では、ローパ
スフィルタ１８４は、１〜１０Ｈｚよりも低い周波数を
有する信号を通過させる。ローパスフィルタ１８４の出
力は、コンパレータ１８６の一方の入力として提供され
る。基準電圧１８５が、コンパレータ１８６の他方の入
力に接続される。基準電圧１８５の値は、ランプ信号１
６４からの負のピーク値に等しい。マイナスのエラー信
号１６３が負の基準電圧１８５よりも小さいときには、
コンパレータ１８６は、ＯＲゲート１８２に、デジタル
・ハイを出力する。各ＰＷＭサイクルについて、それぞ
れのフリー・ホイーリング周期のおよそ半分が、上側の
脚部（ｌｅｇ）すなわちスイッチ７２及びダイオード９
６で経過し、他方で、およそ半分が下側の脚部すなわち
スイッチ９８及びダイオード８８で経過する。したがっ
て、ソリッドステート・スイッチング・デバイスをオン
に維持することと同等の効果を有する任意の故障の発生
は、そのスイッチング・デバイスがオンであるべきでは
ない場合には、巻線のＰＷＭデューティ・サイクルを増
加させ、命じられていない電流をモータ巻線に流れさせ
る。結果的に、エラー信号がランプ信号１６４のピーク
値に向かって増加し、基準値１８１、１８５の１つを超
える。
【００６６】別の実施例では、エラー信号１６１、１６
３は、ローパスフィルタ１７８、１８４によって濾波さ
れる。濾波されたエラー信号は、ウィンドウ・コンパレ
ータを用いてコマンド信号と比較される。濾波されたエ
ラーがモータの転流（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ）周波数
の約１０分の１にブレーク・ポイントを有する場合に
は、適切にスケーリングされたコマンドの上のエラー
は、故障を示し得る。この故障は、出力状態の変化によ
ってコンパレータにおいて検出される。
【００６７】ＯＲゲート１８２の出力がハイであるとき
には故障条件が存在し、検出回路１７６は、それを示す
信号をリレー４２と指示器１７２とに提供する。エラー
はリレー・ドライバ１７４においてラッチされ、リレー
４２を消勢のまま維持し得る。
【００６８】図１２を参照すると、本発明の別の実施例
が示されている。電流感知抵抗２００の一方の端子が、
ダイオード８８のアノードと、テスト電圧端子２０４と
に電気的に接続される。テスト電圧端子２０４は、電流
感知増幅器及びフィルタ２０８への一方の入力として、
電圧値を提供する。電流感知抵抗２００の他方の端子
は、接地されている。電流感知抵抗２０２の一方の端子
は、スイッチング・デバイス９８のソースとテスト電圧
端子２０６とに電気的に接続される。テスト電圧端子２
０６は、電流感知増幅器及びフィルタ２０８への第２の
入力として、電圧値を提供する。電流感知抵抗２０２の
他方の端子は、接地されている。
【００６９】図７を参照すると、図１２に示された別の
実施例の動作が、より良く理解されよう。時刻ｔ０で
は、ランプ信号１６４はマイナスのエラー信号１６３よ
りも大きく、上側のスイッチング素子７２はオンであ
る。ランプ信号１６４はプラスのエラー信号１６１より
も大きく、下側のスイッチング素子９８はオフである。
この状態では、モータ巻線Ａａ１４９における任意のフ
ライバック電流は、ダイオード９６と上側のスイッチン
グ素子７２とを通って循環し、電流感知抵抗２００、２
０２によって感知された電流は、ゼロである。時刻ｔ１
では、ランプ信号１６４はマイナスのエラー信号１６３
よりも大きく、上側のスイッチング素子７２はオンであ
る。ランプ信号１６４がプラスのエラー信号１６１より
も小さいときには、下側のスイッチング素子９８はオン
に切り換えられる。スイッチング素子７２、９８の両方
がオンに切り換えられると、駆動電流が巻線Ａａ１４９
に印加され、トルク・アシストが提供される。モータ巻
線Ａａ１４９を流れる実際の電流が電流感知抵抗２０２
によって感知される。時刻ｔ２では、ランプ信号１６４
はマイナスのエラー信号１６３よりも小さく、上側のス
イッチング素子７２はオフである。ランプ信号１６４は
プラスのエラー信号１６１よりも小さいときには、下側
のスイッチング素子９８はオンに切り換えられる。この
状態では、モータ巻線Ａａ１４９における任意のフライ
バック電流は、ダイオード８８と下側のスイッチング素
子９８とを通って循環する。フライバック電流は、感知
抵抗２００、２０２の両方によって感知され、よって、
実際の循環するモータ・フライバック電流の２倍の値を
示す値を提供する。時刻ｔ３では、ランプ信号１６４は
マイナスのエラー信号１６３よりも大きく、上側のスイ
ッチング素子７２はオンである。ランプ信号１６４はプ
ラスのエラー信号１６１よりも小さく、下側のスイッチ
ング素子９８はオンに切り換えられる。スイッチング素
子７２、９８の両方がオンに切り換えられて駆動電流が
巻線Ａａ１４９に印加され、トルクを生じる。モータ巻
線Ａａ１４９を流れる電流は、電流感知抵抗２０２が感
知する。
【００７０】図７に示した１つのＰＷＭサイクルの間
は、電流感知増幅器及びフィルタ２０８は、テスト電圧
端子２０４、２０６によって提供されるモータ電流を示
す３つの異なる電圧値を有する。すなわち、（i）フラ
イバック電流がスイッチング・デバイス７２とダイオー
ド９６とを含む上側の回路ループを循環するときには、
テスト電圧は提供されない。これは、０ターム（ｔｅｒ
ｍ）と称される。（ii）両方のスイッチング・デバイス
７２、９８がオンであるときには、電流感知抵抗２０２
だけが実際のモータ電流の流れを示すテスト電圧値を提
供する。これは、１タームと称される。（iii）フライ
バック電流がスイッチング・デバイス９８とダイオード
８８とを含む下側の回路ループを循環するときには、両
方の電流感知抵抗２００、２０２が、実際のモータ電流
の２倍を示す値を有するテスト電圧を提供する。これ
は、２タームと称される。
【００７１】上述のように、フライバック電流が上側の
回路ループを循環する０タームの時間周期は、フライバ
ック電流が下側の回路ループを循環する２タームの時間
周期と、ほぼ等しい。フライバック電流が循環するこれ
らの時間周期は、ＰＷＭサイクルのオフ状態と称され
る。これらのオフ状態の間の平均の感知された電流は、
実際の電流にほぼ等しい。
【００７２】ＰＷＭサイクルのオン状態の間に感知され
る電流は、実際の電流に等しい。ＰＷＭサイクルの平均
の電流は、上述の０、１、２のタームを平均することに
よって得られるが、１つのＰＷＭサイクルの間の実際の
電流にほぼ等しい。
【００７３】電流感知増幅器及びフィルタ２０８は、ロ
ーパスフィルタを含む。当業者であれば、０、１、２タ
ームの必要な平均化を与え、１つのＰＷＭサイクルの間
の実際の電流を示す平均の出力を提供するローパスフィ
ルタを設計し得ることを理解するだろう。０、１、２タ
ームの配列（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）によって、Ｈブリッジ
回路の下側の脚部において、所望の感知抵抗を切り換え
る必要なしで、複数の感知抵抗を使用できるようにな
る。この配列によって、感知抵抗が回路の内外に切り換
えられるときに、電流スパイクや不連続を減少させるこ
とができる。
【００７４】当業者であれば、離散的な回路、マイクロ
コンピュータ、または、特定目的用の集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）を用いて、コントローラ７６を実現し得ることを理
解するであろう。マイクロコントローラが用いられる場
合には、上述の機能は、ソフトウェア・アルゴリズムを
介して達成され得る。
【００７５】異なる勾配や特性を有する他の波形を用い
てランプ信号１６４を与えることができることも、理解
されよう。
【００７６】本発明に関する以上の説明から、当業者で
あれば、改良、変更、修正を見いだすであろう。そのよ
うな改良、変更、修正は、冒頭の特許請求の範囲によっ
てカバーされることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気アシスト・ステアリング・シ
ステムの概略のブロック図である。
【図２】図１に示した可変リラクタンス電気アシスト・
モータの断面図である。
【図３】図１に示したパワー・スイッチング・モジュー
ルの概略の図解である。
【図４】図１のシステムの一部を更に詳細に示した概略
のブロック図である。
【図５】図４に示したエラー増幅器の概略のブロック図
である。
【図６】図４に示したモータ駆動コントローラの一部の
概略のブロック図である。
【図７】１つのサイクルの付勢部分の間のＰＷＭサイク
ルの図解的な表現である。
【図８】付勢サイクルの間の固定子巻線の電流プロフィ
ールの図解的な表現である。
【図９】１つのサイクルの非付勢部分の間のＰＷＭサイ
クルの図解的な表現である。
【図１０】図４に類似する、図１に示したコントローラ
の一部を更に詳細に示した概略のブロック図である。
【図１１】図１０に示した故障検出回路の概略のブロッ
ク図である。
【図１２】図１のシステムの一部の別の実施例の概略の
ブロック図である。
【図１３】図４及び図１０に示したランプ回路の概略図
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (40)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気モータを制御する装置であって、 前記電気モータの第１の端子と電気エネルギ源の第１の
    端子との間に動作的に結合された第１のスイッチング・
    デバイスと、 前記電気モータの第２の端子と前記電気エネルギ源の第
    ２の端子との間に動作的に結合された第２のスイッチン
    グ・デバイスと、 前記電気モータの付勢を制御する制御手段であって、該
    制御手段は、モータの転流期間中に前記第１及び第２の
    スイッチング・デバイスの両方をオン状態とオフ状態と
    の間で周期的に切り換える手段を含み、前記第１及び第
    ２のスイッチング・デバイスの切換期間はモータの転流
    期間よりも短く、前記第１及び第２のスイッチング・デ
    バイスのそれぞれのオン状態は前記切換期間の１００パ
    ーセントよりも少なく、切換期間中前記第１及び第２の
    スイッチング・デバイスのオン状態の各々の一部分のみ
    が重複しており、前記オン状態の各重複部分の間に電流
    が前記電気モータを流れて、電力消費スイッチング損失
    が第１及び第２スイッチング・デバイスの両方に分配さ
    れ、前記オン状態の重複の量が前記電気モータにおける
    電流を制御し、更に、制御手段は、前記オン状態の重複
    を制御する手段を含む、制御手段と、 を備えていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、前記電気
    モータの前記第２の端子と前記電気エネルギ源の前記第
    １の端子との間に接続された第１のフライバック・ダイ
    オードと、前記電気モータの前記第１の端子と前記電気
    エネルギ源の前記第２の端子との間に接続された第２の
    フライバック・ダイオードと、を更に含むことを特徴と
    する装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、前記第２
    のフライバック・ダイオードと前記電気エネルギ源の前
    記第２の端子との間に接続された第１の電流感知抵抗
    と、前記第２のスイッチング・デバイスと前記電気エネ
    ルギ源の前記第２の端子との間に接続された第２の電流
    感知抵抗と、を更に含むことを特徴とする装置。
  4. 【請求項４】 請求項２記載の装置において、前記制御
    手段は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスの
    それぞれをパルス幅変調（ＰＷＭ）する手段を含み、各
    パルス幅変調の期間は前記モータ転流期間よりも短いこ
    とを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の装置において、前記制御
    手段は、前記モータ転流期間よりも短い期間の周期的ラ
    ンプ信号を提供するランプ発生手段と、前記ランプ信号
    を第１及び第２のエラー基準信号と比較する手段と、前
    記電気モータを流れる電流を感知しそれを示す信号を提
    供する手段と、前記感知された電流に応答して前記第１
    及び第２のエラー基準信号の値を制御する手段と、を含
    み、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれ
    ぞれをパルス幅変調する前記手段は前記比較に応答する
    ことを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の装置において、前記第１
    及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれは、ＰＷ
    Ｍサイクルの間の前記比較に応答して周期的にオフ状態
    にあり、ＰＷＭサイクルの間の前記オフ状態の時間周期
    は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスによっ
    て均等に分配されることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の装置において、前記制御
    手段は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスを
    オン状態とオフ状態との間で前記第１及び第２のスイッ
    チング・デバイスのオン状態が重複しないように周期的
    に切り換える手段を含むことを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 電気モータを制御する装置であって、 前記電気モータの第１の端子と電気エネルギ源の第１の
    端子との間に動作的に結合された第１のスイッチング・
    デバイスと、 前記電気モータの第２の端子と前記電気エネルギ源の第
    ２の端子との間に動作的に結合された第２のスイッチン
    グ・デバイスと、 前記電気モータを制御する制御手段であって、前記第１
    及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態とオフ状
    態との間で、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スのオン状態に重複する部分がないようにし、前記第１
    及び第２スイッチング・デバイスの切換期間がモータ転
    流期間よりも短くして、周期的に切り換える手段を含む
    制御手段と、 を含むことを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項８記載の装置において、前記電気
    モータの前記第２の端子と前記電気エネルギ源の前記第
    １の端子との間に接続された第１のフライバック・ダイ
    オードと、前記電気モータの前記第１の端子と前記電気
    エネルギ源の前記第２の端子との間に接続された第２の
    フライバック・ダイオードと、を更に含むことを特徴と
    する装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の装置において、前記制
    御手段は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイス
    のそれぞれをパルス幅変調する手段を含み、各パルス幅
    変調の期間は前記モータ転流期間よりも短いことを特徴
    とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０記載の装置において、前記
    制御手段は、前記モータ転流期間よりも短い期間の周期
    的ランプ信号を提供するランプ発生手段と、前記ランプ
    信号を第１及び第２のエラー基準信号と比較する手段
    と、前記電気モータを流れる電流を感知しそれを示す信
    号を提供する手段と、前記感知された電流に応答して前
    記第１及び第２のエラー基準信号の値を制御する手段
    と、を含み、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スのそれぞれをパルス幅変調する前記手段は前記比較に
    応答することを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１記載の装置において、前記
    第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれは、
    ＰＷＭサイクルの間の前記比較に応答して周期的にオン
    状態にあり、ＰＷＭサイクルの間の前記オン状態の時間
    周期は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスに
    よって均等に分配されることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 ステアリング可能部材に動作的に接続
    された電気アシスト・モータを有する電気アシスト・ス
    テアリング・システムを制御する装置であって、前記モ
    ータの付勢が前記ステアリング可能部材にステアリング
    ・アシストを提供する装置において、 印加されたステアリング・トルクを感知して、それを示
    すトルク信号を提供するトルク感知手段と、 前記電気アシスト・モータの第１の端子と電気エネルギ
    源の第１の端子との間に動作的に結合された第１のスイ
    ッチング・デバイスと、 前記電気アシスト・モータの第２の端子と前記電気エネ
    ルギ源の第２の端子との間に動作的に結合された第２の
    スイッチング・デバイスと、 前記電気アシスト・モータの付勢を制御する制御手段で
    あって、該制御手段は、モータの転流期間中に前記第１
    及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態とオフ状
    態との間で周期的に切り換える手段を含み、前記第１及
    び第２のスイッチング・デバイスの切換期間はモータの
    転流期間よりも短く、前記第１及び第２のスイッチング
    ・デバイスのそれぞれのオン状態は前記切換期間の１０
    ０パーセントよりも少なく、切換期間中前記第１及び第
    ２のスイッチング・デバイスのオン状態の各々の一部分
    のみが重複しており、前記オン状態の各重複部分の間に
    電流が前記電気モータを流れて、電力消費スイッチング
    損失が第１及び第２スイッチング・デバイスに分配さ
    れ、前記オン状態の重複の量が前記電気モータにおける
    電流を制御し、更に、制御手段は、前記感知された印加
    されたステアリング・トルクに応答して、前記オン状態
    の重複を制御する手段を含む、制御手段と、 を備えていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１３記載の装置において、前記
    制御手段は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スの両方を、前記オン状態とオフ状態との間で、パルス
    幅変調する手段を含み、各パルス幅変調の期間は前記モ
    ータ転流期間よりも短いことを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１３記載の装置において、前記
    電気アシスト・モータは可変リラクタンス・モータであ
    ることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１３記載の装置において、前記
    電気アシスト・モータの前記第２の端子と前記電気エネ
    ルギ源の前記第１の端子との間に接続された第１のフラ
    イバック・ダイオードと、前記電気アシスト・モータの
    前記第１の端子と前記電気エネルギ源の前記第２の端子
    との間に接続された第２のフライバック・ダイオード
    と、を更に含むことを特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１６記載の装置において、前記
    制御手段は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スのそれぞれをパルス幅変調する手段を含み、各パルス
    幅変調の期間は前記モータ転流期間よりも短いことを特
    徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の装置において、前記
    制御手段は、前記モータ転流期間よりも短い期間の周期
    的ランプ信号を提供するランプ発生手段と、前記ランプ
    信号を第１及び第２のエラー基準信号と比較する手段
    と、前記電気モータを流れる電流を感知しそれを示す信
    号を提供する手段と、前記感知された電流に応答して前
    記第１及び第２のエラー基準信号の値を制御する手段
    と、を含み、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スのそれぞれをパルス幅変調する前記手段は前記比較に
    応答することを特徴とする装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１８記載の装置において、前記
    制御手段は、前記第１及び第２のエラー基準信号を第１
    及び第２の絶対基準値と比較する手段と、前記第１及び
    第２のエラー基準信号のいずれかがそれに関連する第１
    及び第２の絶対基準値を超える場合には前記電気アシス
    ト・システムを消勢する手段と、を更に含むことを特徴
    とする装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１８記載の装置において、前記
    制御手段は、前記感知された電流を電流スレショルド値
    と比較する手段と、前記感知された電流が前記電流スレ
    ショルド値を超える場合には前記電気アシスト・システ
    ムを消勢する手段と、を更に含むことを特徴とする装
    置。
  21. 【請求項２１】 電気モータを制御する方法であって、 前記電気モータの第１の端子と電気エネルギ源の第１の
    端子との間に動作的に結合された第１のスイッチング・
    デバイスを提供するステップと、 前記電気モータの第２の端子と前記電気エネルギ源の第
    ２の端子との間に動作的に結合された第２のスイッチン
    グ・デバイスを提供するステップと、 前記電気モータの付勢を、（ａ）モータの転流期間中に
    前記第１及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態
    とオフ状態との間で周期的に切り換え、前記第１及び第
    ２のスイッチング・デバイスの切換期間はモータの転流
    期間よりも短く、前記第１及び第２のスイッチング・デ
    バイスのそれぞれのオン状態は切換期間の１００パーセ
    ントよりも少なく、前記第１及び第２のスイッチング・
    デバイスのオン状態の各々の一部分のみが重複してお
    り、前記オン状態の前記重複部分の間に電流が前記電気
    モータを流れ、前記重複の量が前記電気モータにおける
    電流を制御するようにし、更に、（ｂ）前記重複を制御
    することによって、制御するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１記載の方法において、前記
    第２のフライバック・ダイオードと前記電気エネルギ源
    の前記第２の端子との間に接続された第１の電流感知抵
    抗と、前記第２のスイッチング・デバイスと前記電気エ
    ネルギ源の前記第２の端子との間に接続された第２の電
    流感知抵抗と、を提供するステップを更に含むことを特
    徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２１記載の装置において、前記
    電気モータの前記第２の端子と前記電気エネルギ源の前
    記第１の端子との間に接続された第１のフライバック・
    ダイオードと、前記電気モータの前記第１の端子と前記
    電気エネルギ源の前記第２の端子との間に接続された第
    ２のフライバック・ダイオードと、を提供するステップ
    を更に含むことを特徴とする装置。
  24. 【請求項２４】 請求項２３記載の方法において、切り
    換えを行う前記ステップは、前記第１及び第２のスイッ
    チング・デバイスのそれぞれをパルス幅変調するステッ
    プを含み、各パルス幅変調の期間は前記モータ転流期間
    よりも短いことを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２４記載の方法において、付勢
    を制御する前記ステップは、前記モータ転流期間よりも
    短い期間の周期的ランプ信号を提供するステップと、前
    記ランプ信号を第１及び第２のエラー基準信号と比較す
    るステップと、前記電気モータを流れる電流を感知しそ
    れを示す信号を提供するステップと、前記感知された電
    流に応答して前記第１及び第２のエラー基準信号の値を
    制御するステップと、を含んでおり、パルス幅変調を行
    う前記ステップは、前記第１及び第２のスイッチング・
    デバイスのそれぞれを前記比較に応答してパルス幅変調
    するステップを含むことを特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２５記載の方法において、前記
    第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれは、
    ＰＷＭサイクルの間の前記比較に応答して周期的にオフ
    状態にあり、ＰＷＭサイクルの間の前記オフ状態の時間
    周期は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスに
    よって均等に分配されることを特徴とする方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２１記載の方法において、前記
    第１及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態とオ
    フ状態との間で前記第１及び第２のスイッチング・デバ
    イスのオン状態が重複しないように周期的に切り替える
    ことによって、前記電気モータを制御するステップを更
    に含むことを特徴とする方法。
  28. 【請求項２８】 電気モータを制御する方法であって、 前記電気モータの第１の端子と電気エネルギ源の第１の
    端子との間に動作的に結合された第１のスイッチング・
    デバイスを提供するステップと、 前記電気モータの第２の端子と前記電気エネルギ源の第
    ２の端子との間に動作的に結合された第２のスイッチン
    グ・デバイスを提供するステップと、 前記第１及び第２のスイッチング・デバイスをオン状態
    とオフ状態との間で前記第１及び第２のスイッチング・
    デバイスのオン状態に重複する部分がないようにし、前
    記第１及び第２スイッチング・デバイスの切換期間がモ
    ータ転流期間よりも短くして、周期的に切り換えること
    によって、前記電気モータを制御するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の方法において、前記
    電気モータの前記第２の端子と前記電気エネルギ源の前
    記第１の端子との間に接続された第１のフライバック・
    ダイオードと、前記電気モータの前記第１の端子と前記
    電気エネルギ源の前記第２の端子との間に接続された第
    ２のフライバック・ダイオードと、を提供するステップ
    を更に含むことを特徴とする方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２９記載の方法において、切り
    換えを行う前記ステップは、前記第１及び第２のスイッ
    チング・デバイスのそれぞれをパルス幅変調するステッ
    プを含み、各パルス幅変調の期間は前記モータ転流期間
    よりも短いことを特徴とする方法。
  31. 【請求項３１】 請求項３０記載の方法において、付勢
    を制御する前記ステップは、前記モータ転流期間よりも
    短い期間の周期的ランプ信号を提供するステップと、前
    記ランプ信号を第１及び第２のエラー基準信号と比較す
    るステップと、前記電気モータを流れる電流を感知しそ
    れを示す信号を提供するステップと、前記感知された電
    流に応答して前記第１及び第２のエラー基準信号の値を
    制御するステップと、を含み、パルス幅変調を行う前記
    ステップは、前記第１及び第２のスイッチング・デバイ
    スのそれぞれを前記比較に応答してパルス幅変調するス
    テップを含むことを特徴とする方法。
  32. 【請求項３２】 請求項３１記載の方法において、前記
    第１及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれは、
    ＰＷＭサイクルの間の前記比較に応答して周期的にオン
    状態にあり、ＰＷＭサイクルの間の前記オン状態の時間
    周期は、前記第１及び第２のスイッチング・デバイスに
    よって均等に分配されることを特徴とする方法。
  33. 【請求項３３】 ステアリング可能部材に動作的に接続
    された電気アシスト・モータを有する電気アシスト・ス
    テアリング・システムを制御する方法であって、前記モ
    ータの付勢が前記ステアリング可能部材にステアリング
    ・アシストを提供する方法において、 印加されたステアリング・トルクを感知して、それを示
    すトルク信号を提供するステップと、 前記電気アシスト・モータの第１の端子と電気エネルギ
    源の第１の端子との間に動作的に結合された第１のスイ
    ッチング・デバイスを提供するステップと、 前記電気アシスト・モータの第２の端子と前記電気エネ
    ルギ源の第２の端子との間に動作的に結合された第２の
    スイッチング・デバイスを提供するステップと、 前記電気アシスト・モータの付勢を、（ａ）モータの転
    流期間中に前記第１及び第２のスイッチング・デバイス
    をオン状態とオフ状態との間で切り換え、前記第１及び
    第２のスイッチング・デバイスの切換期間はモータの転
    流期間よりも短く、前記第１及び第２のスイッチング・
    デバイスのそれぞれのオン状態は前記切換期間の１００
    パーセントよりも少なく、切換期間中前記第１及び第２
    のスイッチング・デバイスのオン状態の各々の一部分の
    みが重複しており、前記オン状態の各重複部分の間に電
    流が前記電気モータを流れて、電力消費スイッチング損
    失が第１及び第２スイッチング・デバイスに分配され、
    前記オン状態の重複の量が前記電気モータにおける電流
    を制御し、（ｂ）前記感知された印加されたステアリン
    グ・トルクに応答して、前記オン状態の重複を制御する
    ことによって、制御するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  34. 【請求項３４】 請求項３３記載の方法において、切り
    換えを行う前記ステップは、前記第１及び第２のスイッ
    チング・デバイスの両方を、前記オン状態とオフ状態と
    の間で、パルス幅変調するステップを含み、各パルス幅
    変調の期間は前記モータ転流期間よりも短いことを特徴
    とする方法。
  35. 【請求項３５】 請求項３３記載の方法において、前記
    電気アシスト・モータの前記第２の端子と前記電気エネ
    ルギ源の前記第１の端子との間に接続された第１のフラ
    イバック・ダイオードを提供するステップと、前記電気
    アシスト・モータの前記第１の端子と前記電気エネルギ
    源の前記第２の端子との間に接続された第２のフライバ
    ック・ダイオードを提供するステップと、を更に含むこ
    とを特徴とする方法。
  36. 【請求項３６】 請求項３３記載の方法において、前記
    モータ転流期間よりも短い期間の周期的ランプ信号を提
    供するステップと、前記ランプ信号を第１及び第２のエ
    ラー基準信号と比較するステップと、前記電気アシスト
    ・モータを流れる電流を感知しそれを示す信号を提供す
    るステップと、前記感知された電流に応答して前記第１
    及び第２のエラー基準信号の値を制御するステップと、
    を含み、パルス幅変調を行う前記ステップは、前記第１
    及び第２のスイッチング・デバイスのそれぞれを前記比
    較に応答してパルス幅変調するステップを含むことを特
    徴とする方法。
  37. 【請求項３７】 請求項３６記載の方法において、前記
    第１及び第２のエラー基準信号を第１及び第２の絶対基
    準値と比較するステップと、前記第１及び第２のエラー
    基準信号のいずれかがそれに関連する第１及び第２の絶
    対基準値を超える場合には前記電気アシスト・モータを
    消勢するステップと、を更に含むことを特徴とする方
    法。
  38. 【請求項３８】 請求項３６記載方法において、前記感
    知された電流を電流スレショルド値と比較するステップ
    と、前記感知された電流が前記電流スレショルド値を超
    える場合には前記電気アシスト・システムを消勢するス
    テップと、を更に含むことを特徴とする方法。
  39. 【請求項３９】 請求項１記載の装置において、前記モ
    ータを流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、過度
    の電流が検知された場合エラー信号を供給する手段と、
    を更に含むことを特徴とする装置。
  40. 【請求項４０】 請求項２１記載の方法において、モー
    タ電流を検知するステップと、過度の電流が検知された
    場合エラー信号を供給するステップと、を更に含むこと
    を特徴とする方法。
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