JP2967981B1 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 操舵補助トルクを発生させるための電動機に
実際に供給されている電流を検出して電動機に供給する
電流をフィードバック制御するものにおいて、フィード
バック制御の応答遅れに伴って電動機電流が過大となる
のを防止できるようにした電動パワーステアリング装置
を提供する。 【解決手段】 ステアリング系に補助トルクを付加する
電動機１０と、ステアリング系の操舵トルクＴｐを検出
する操舵トルク検出器１２と、電動機電流ＩＭを検出す
る電動機電流検出器１４と、少なくとも操舵トルクＴｐ
に基づいて電動機１０に供給すべき目標電流ＩＴを設定
する目標電流設定部３０と、目標電流ＩＴと電動機電流
ＩＭとの偏差に基づいて電動機１０に供給する電流をフ
ィードバック制御する電動機駆動部４０とからなる電動
パワーステアリング装置において、目標電流ＩＴの単位
時間当りの変化量を制限する目標電流変化量制限部５１
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動機の動力を
ステアリング系に作用させて運転者の操舵力を軽減する
電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、電動機
に実際に供給されている電流を検出して電動機に供給す
る電流をフィードバック制御するものにおいて、フィー
ドバック制御の応答遅れに伴って電動機電流が過大とな
るのを防止できるようにした電動パワーステアリング装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は電動パワーステアリング装置の模
式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ス
テアリング系に電動機１０を備え、電動機１０から供給
する動力を制御装置２０を用いて制御することによっ
て、運転者の操舵力を軽減している。

【０００３】ステアリングホイール（ハンドル）２に一
体的に設けられたステアリング軸３は、自在継ぎ手４
ａ，４ｂを有する連結軸４を介してラック＆ピニオン機
構５のピニオン６へ連結される。ラック軸７はピニオン
６と噛合するラック歯７ａを備える。ラック＆ピニオン
機構５は、ピニオン６の回動をラック７の軸方向への往
復運動へ変換する。ラック軸７の両端にタイロッド８を
介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。ステ
アリングホイール２を操舵すると、ラック＆ピニオン機
構５ならびにタイロッド８を介して前輪９が揺動され
る。これにより車両の向きを変えることができる。

【０００４】操舵力を軽減するために、操舵補助トルク
（アシストトルク）を供給する電動機１０をラック軸７
と同軸的に配置し、ラック軸７にほぼ平行に設けられた
ボールねじ機構１１を介して電動機１０の回動出力を推
力に変換して、ラック軸７に作用させている。電動機１
０のロータには、駆動側ヘリカルギア１０ａが一体的に
設けられている。ボールねじ機構１１のねじ軸１１ａの
軸端に一体的に設けられたヘリカルギア１１ｂと駆動側
ヘリカルギア１０ａとを噛合させている。ボールねじ機
構１１のナット１１ｃはラック軸７に連結されている。

【０００５】ステアリングボックス（図示しない）に設
けられた操舵トルク検出器１２によってピニオン６に作
用する手動操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに
応じた操舵トルク信号Ｔｐを制御装置２０へ供給してい
る。制御装置２０は、操舵トルク信号Ｔｐを主信号とし
て電動機１０の運転を行なって、電動機１０の出力パワ
ー（操舵補助トルク）を制御する。

【０００６】図２は従来の電動パワーステアリング装置
のブロック構成図である。従来の制御装置２０Ｊは、目
標電流設定部３０と、電動機駆動部４０とからなる。電
動機駆動部４０は、高周波成分除去部４１と、偏差演算
部４２と、ＰＩＤ制御部４３と、ＰＷＭ信号生成部４４
と、ゲート駆動回路部４５と、４個の電力用電界効果ト
ランジスタＱ１〜Ｑ４をＨ型ブリッジ接続した電動機駆
動回路４６とを備える。符号１２は操舵トルク検出器、
符号１３は車速検出器、符号１４は電動機電流検出器、
符号１９はバッテリ電源である。操舵トルク検出器１２
は手動操舵トルクの方向と大きさに係る操舵トルク信号
Ｔｐを出力する。車速検出器１３は、車両の速度に係る
車速信号ＶＳを出力する。電動機電流検出器１４は、電
動機１０に流れる電流の方向と大きさに係る電動機電流
信号（以下、電動機電流と記す）ＩＭを出力する。

【０００７】目標電流設定部３０は、操舵トルク検出器
１２から出力される操舵トルク信号Ｔｐに基づいて、操
舵トルクに応じた操舵補助トルクを電動機１０から発生
させるために電動機１０に供給すべき基本電流値を求め
るとともに、車速検出器１３によって検出された車速に
応じて基本電流値を補正し、補正して得た電流値を目標
電流信号（以下、目標電流と記す）ＩＴとして出力す
る。車速補正は、高車速になるほど目標電流を小さく設
定するようにしている。目標電流ＩＴは電動機駆動部４
０へ供給される。

【０００８】高周波成分除去部４１は、電動機電流検出
器１４で検出した電動機電流ＩＭの高周波成分を除去し
て、高周波成分を除去した電動機電流４１ａを出力す
る。電動機１０をＰＷＭ（パルス幅変調）運転すること
で電動機１０から供給する操舵補助トルクを制御してい
る。このため、電動機電流検出器１４で検出した電動機
電流ＩＭには、電動機電流のスイッチング制御に伴う高
周波成分が含まれている。この高周波成分が含まれた電
動機電流ＩＭを用いてフィードバック制御を行なうと、
フィードバック制御が正しく行なわれないために、高周
波成分除去部４１によって高周波成分を除去している。

【０００９】偏差演算部４２は、目標電流ＩＴと高周波
成分を除去した電動機電流４１ａとの偏差を求め偏差信
号４２ａを出力する。ＰＩＤ制御部４３は、偏差信号４
２ａに対して比例，積分，微分等の処理を施して偏差が
ゼロに近づくように電動機１０に供給する電流を制御す
るための駆動制御信号４３ａを生成して出力する。ＰＷ
Ｍ信号生成部４４は、駆動制御信号４３ａに基づいて電
動機１０をＰＷＭ運転するためのＰＷＭ（パルス幅変
調）信号４４ａを生成して出力する。ゲート駆動回路部
４５は、ＰＷＭ信号４４ａに基づいて各電界効果トラン
ジスタＱ１〜Ｑ４のゲートを駆動して各電界効果トラン
ジスタＱ１〜Ｑ４をスイッチング駆動する。

【００１０】以上の構成であるから従来の制御装置２０
Ｊは、操舵トルク検出部１２によって検出された操舵ト
ルクＴｐに基づいてバッテリ電源１９から電動機１０へ
供給する電力をＰＷＭ制御し、電動機１０の出力パワー
（操舵補助トルク）を制御する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の制
御装置２０Ｊは、目標電流ＩＴと高周波成分を除去した
電動機電流４１ａとの偏差がゼロに近づくように電動機
１０へ供給する電流をフィードバック制御している。ス
テアリングを早く切る操作がなされ、目標電流が短時間
に大きく変化した場合、目標電流の変化に対応して電動
機電流を大きく変化させることになる。電動機電流検出
器１４で検出された電動機電流ＩＭが短時間で大きく変
化していても、高周波成分除去部４１を介して高周波成
分を除去した電動機電流信号４１ａが偏差演算部４２へ
供給されるために、電動機電流ＩＭの変化に対して偏差
演算部４２へ供給される電動機電流信号４１ａに時間遅
れが生ずる。

【００１２】また、制御装置２０Ｊをマイクロコンピュ
ータシステムを用いて構成する場合、電動機電流検出器
１４で検出された電動機電流ＩＭはＡ／Ｄ変換器を介し
てデジタルデータとして取り込まれることになる。この
場合、所定のサンプリング周期で電動機電流ＩＭをＡ／
Ｄ変換して電動機電流データを取り込むことになり、さ
らに、取り込んだ電動機電流データにデジタルフィルタ
処理を施して高周波成分を除去することになるので、電
動機電流ＩＭの変化に対して偏差演算部４２へ供給され
る電動機電流信号４１ａに時間遅れが生ずる。

【００１３】このため、目標電流ＩＴを短時間で増加さ
せるステアリング操作がなされた場合、電動機１０に実
際に供給される電動機電流ＩＭは目標電流ＩＴに対応し
た電流値に達しているにも拘わらず、偏差演算部４２へ
供給されるフィードバック電流値に時間的な遅れを生じ
ることがある。この場合は、偏差演算部４２から電動機
電流をさらに増加させようとする偏差信号４２ａが出力
されるために、電動機１０に供給する電流が一時的に過
大となることがある。電動機電流が一時的に過大になる
と、電動機１０ならびに電動機駆動回路４６を構成する
各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４の特性を劣化させる
虞れがあり望ましくない。

【００１４】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、電動機電流を短時間で増加させるステ
アリング操作がなされた場合でも、フィードバック制御
系の時間遅れやハンチングによって電動機に実際に流れ
る電流が過大になるのを防止できるようにした電動パワ
ーステアリング装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、少なく
とも操舵トルク検出器で検出された操舵トルクに基づい
て電動機に供給すべき目標電流を設定する目標電流設定
部と、目標電流と電動機電流検出器で検出された電動機
電流との偏差に基づいて電動機に供給する電流をフィー
ドバック制御する電動機駆動部を備えた電動パワーステ
アリング装置において、目標電流の単位時間当りの変化
量を制限する目標電流変化量制限部を備えたことを特徴
とする。

【００１６】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め
設定した所定値を越えている場合は目標電流を減少補正
する目標電流制限部を備えたことを特徴とする。

【００１７】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、目標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した
許容変化量を越えている場合は目標電流を減少補正する
目標電流制限部を備えたことを特徴とする。

【００１８】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流検出器で検出された電動機電流の単位
時間当りの変化量が予め設定した許容変化量を越えてい
る場合は目標電流を減少補正する目標電流制限部を備え
たことを特徴とする。

【００１９】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、目標電流が予め設定した所定値を越えており、か
つ、目標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した許
容変化量を越えている場合は目標電流を減少補正する目
標電流制限部を備えたことを特徴とする。

【００２０】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め
設定した所定値を越えており、かつ、電動機電流の単位
時間当りの変化量が予め設定した許容変化量を越えてい
る場合は目標電流を減少補正する目標電流制限部を備え
たことを特徴とする。

【００２１】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、目標電流の単位時間当りの変化量を制限する目標
電流変化量制限部を備えたので、急操舵がなされた場合
でも目標電流の単位時間当りの変化量を所定値以下に制
限することができる。目標電流の単位時間当りの変化量
をフィードバック制御の応答時間に対応した値に制限す
ることで、電動機に実際に流れる電流が過大になるのを
防止でき、電動機ならびに電動機駆動回路を構成する各
電界効果トランジスタの特性劣化を防止できる。

【００２２】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め
設定した所定値（例えば電動機の最大定格電流の例えば
８０〜９０パーセント程度）を越えている場合に、目標
電流を減少補正する構成としたので、フィードバック制
御系に応答遅れがある場合でも電動機電流が過大になる
のを防止できる。

【００２３】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、目標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した
許容変化量を越えている場合に目標電流を減少補正する
構成としたので、目標電流の単位時間当りの変化量が許
容変化量を越えている場合にのみ目標電流を減少補正し
て、電動機電流が過大になるのを防止できる。目標電流
の単位時間当りの変化量が許容変化量を越えている場合
にのみ目標電流の減少補正がなされるが、それ以外では
目標電流の減少補正がなされないので、操舵応答性が低
下することがない。

【００２４】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流の単位時間当りの変化量が予め設定し
た許容変化量を越えている場合に目標電流を減少補正す
る構成としたので、電動機電流の単位時間当りの変化量
が許容変化量を越えた場合にのみ目標電流が減少補正さ
れる。これにより、電動機電流が過大になるのを防止す
る。電動機電流の単位時間当りの変化量が許容変化量未
満であれば目標電流の減少補正はなされないので、操舵
応答性が低下することがない。

【００２５】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、目標電流が大きく（例えば電動機の定格電流の例
えば８０〜９０パーセント程度）さらに目標電流の変化
量が大きい場合にのみ目標電流を減少補正する構成とし
たので、目標電流が大きくない範囲では急操舵を行なっ
ても操舵応答性が低下することがない。目標電流が大き
くその変化量が大きい場合は、電動機電流が過大になる
のを防止できる。

【００２６】 この発明 に係る電動パワーステアリング装
置は、電動機電流が予め設定した所定値（例えば電動機
の定格電流の例えば８０〜９０パーセント程度）を越え
ており、かつ、電動機電流の単位時間当りの変化量が予
め設定した許容変化量を越えている場合に目標電流を減
少補正する構成としたので、電動機電流が過大になるの
を防止できる。電動機電流が所定値未満であればその変
化量が大きくても目標電流が減少補正されることがない
ので、操舵応答性が低下することはない。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図３はこの発明に係る電動パ
ワーステアリング装置の制御装置のブロック構成図であ
る。図３に示す制御装置２０Ａは、目標電流設定部３０
と電動機駆動部４０との間に目標電流変化量制限部５１
を介設している点が、図２に示した従来の制御装置２０
Ｊと異なる。

【００２８】 目標電流設定部３０から出力される目標電
流ＩＴは、正負の極性によって電動機１０の回動方向
（操舵補助トルクの左右方向）を指定し、その絶対値に
よって目標とする電動機電流値（目標電流値）を指定し
ている。

【００２９】 目標電流変化量制限部５１は、目標電流Ｉ
Ｔの絶対値が増加する変化に対してその単位時間当りの
変化量を監視し、単位時間当りの変化量が予め設定した
許容変化量未満の場合は、目標電流設定部３０から出力
される目標電流ＩＴをそのまま偏差演算部４２へ供給す
る。目標電流変化量制限部５１は、単位時間当りの変化
量が予め設定した許容変化量を越えている場合は、単位
時間当りの変化量が許容変化量を越えないように目標電
流を制限し、制限した目標電流５１ａを偏差演算部４２
へ供給する。

【００３０】 図４は目標電流変化量制限部の動作を示す
説明図である。ここでは、単位時間当りの許容変化量を
１ミリ秒当り１０アンペア（１０Ａ／１ｍＳ）としてい
る。目標電流ＩＴの変化量が１ミリ秒当り１０アンペア
以内であれば、フィードバック制御系の応答遅れに等よ
って電動機１０に実際に流れる電流にオーバーシュート
やアンダーシュート等が発生しても、目標電流と電動機
１０に実際に流れる電流との差が所定値以内となり、目
標電流が最大値となった場合でも電動機１０に実際に流
れる電流が過電流にはならないものとする。

【００３１】 図４において、縦軸は目標電流の絶対値
を、横軸は時間の経過を示している。一点鎖線は目標電
流設定部３０から出力された目標電流ＩＴの変化特性を
示している。実線は目標電流変化量制限部５１から出力
された目標電流（単位時間当りの変化量が制限された目
標電流）の変化特性を示している。時間０〜４ミリ秒ま
では目標電流ＩＴの単位時間当りの変化量が許容変化量
（１ミリ秒当り１０アンペア）未満であるので、目標電
流ＩＴがそのまま目標電流変化量制限部５１から出力さ
れる。時間４〜６ミリ秒までの間は目標電流ＩＴの単位
時間当りの変化量が許容変化量（１ミリ秒当り１０アン
ペア）を越えているので、目標電流変化量制限部５１か
ら出力され目標電流５１ａは単位時間当りの変化量が許
容変化量（１ミリ秒当り１０アンペア）を越えないよう
に制限される。

【００３２】 したがって、急操舵操作等によって目標電
流設定部３０で設定された目標電流ＩＴが短時間で増大
する場合でも、目標電流変化量制限部５１によって単位
時間当りの変化量を制限した目標電流５１ａを生成し、
生成した目標電流５１ａを電動機駆動部４０へ供給する
ので、電動機駆動部４０による電流フィードバック制御
が安定になされる。よって、手動操舵トルクを急増する
操舵操作がなされても、電動機１０に過電流が供給され
ることを防止することができる。

【００３３】 なお、図３では目標電流変化量制限部５１
を独立に設ける構成を示したが、目標電流設定部３０内
に目標電流変化量部５１の機能を備える構成としてもよ
い。

【００３４】 図５はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御装置のブロック構成図である。図５に示
す制御装置２０Ｂは、目標電流設定部３０と電動機駆動
部４０との間に目標電流制限部５２を介設している点
が、図２に示した従来の制御装置２０Ｊと異なる。目標
電流制限部５２は、目標電流設定部３０から出力された
目標電流ＩＴの絶対値が予め設定した所定値未満である
場合は、目標電流設定部３０から出力される目標電流Ｉ
Ｔをそのまま偏差演算部４２へ供給する。目標電流制限
部５２は、目標電流設定部３０から出力された目標電流
ＩＴの絶対値が予め設定した所定値を越えた場合は、目
標電流ＩＴを減少補正した電流５２ａを出力する。

【００３５】 図６は目標電流制限部の一動作例を示す説
明図である。図６において、縦軸は目標電流の絶対値
を、横軸は時間の経過を示している。一点鎖線は目標電
流設定部３０から出力された目標電流ＩＴの変化特性を
示している。実線は目標電流制限部５２から出力された
目標電流（上限値が制限された目標電流）の変化特性を
示している。図６では、電動機の最大定格電流ならびに
目標電流ＩＴの最大値を１００アンペアとし、目標電流
ＩＴの制限開始電流を９０アンペアとした例を示してい
る。

【００３６】 目標電流制限部５２は、目標電流ＩＴが制
限開始電流である９０アンペアを越えた時点から所定時
間（例えば４ミリ秒）の間は、偏差演算部４２へ供給す
る目標電流５２ａの上限値を９０アンペアに制限し、次
の所定時間の間（制限開始電流を越えた時点から４〜８
ミリ秒の間）は上限値を９１アンペアに制限する。目標
電流制限部５２は、このようにして、目標電流ＩＴが制
限開始電流を越えた時点からの経過時間に応じて偏差演
算部４２へ供給する目標電流５２ａの上限値を段階的に
増加させていく。したがって、目標電流ＩＴが短時間で
最大値１００アンペアに変化した場合でも、電動機駆動
部４０へ供給される電流５２ａは制限開始電流値である
９０アンペアから時間の経過とともに段階的に増加する
ことになる。よって、手動操舵トルクを急増する操舵操
作がなされても、目標電流ＩＴが制限開始電流を越えた
時点から電動機駆動部４０へ供給される電流５２ａの上
限値が段階的に制限されるので、電動機駆動部４０によ
る電流フィードバック制御が安定になされる。したがっ
て、手動操舵トルクを急増する操舵操作がなされても、
電動機１０に過電流が供給されることを防止することが
できる。

【００３７】 なお、目標電流制限部５２は、目標電流Ｉ
Ｔが制限開始電流である、例えば８０アンペアを越えた
場合は、８０アンペアを越えている分の１／２の値を８
０アンペアに加算した値を出力し、次の時点では目標電
流ＩＴと先に出力した値との差分に対して例えば１／２
を乗じた値を先に出力した値に加算した値を出力するこ
とを順次繰り返すことで、目標電流ＩＴを減少補正する
ようにしてもよい。

【００３８】 図７はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御装置のブロック構成図である。図７に示
す制御装置２０Ｃは、目標電流設定部３０と電動機駆動
部４０との間に目標電流制限部５３を介設してなる。目
標電流制限部５３は、高周波成分を除去した電動機電流
４１ａが最大定格電流の、例えば８０パーセントを越え
た場合は、電動機駆動部４０へ供給する目標電流を最大
定格電流の、例えば８５パーセントを越えないように制
限し、時間の経過とともに制限条件を１００パーセント
に向けて段階的に引き上げるようにしている。したがっ
て、目標電流ＩＴがほぼ定格電流値に相当する大きな値
であっても、電動機駆動部４０に供給される電流値は前
述の制限条件に従って上限値が段階的に制限される。こ
れにより、電動機駆動部４０による電流フィードバック
制御が安定になされる。したがって、手動操舵トルクを
急増する操舵操作がなされても、電動機１０に過電流が
供給されることを防止することができる。なお、電動機
電流の信号としては、高周波成分を除去する前の電動機
電流の信号を用いてもよい。

【００３９】 図８はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御装置のブロック構成図である。この発明
に係る電動パワーステアリング装置は、電動機１０の回
転速度を検出して電動機速度信号（以下、電動機速度Ｓ
Ｍと記す）とする電動機速度検出部１５を備える。電動
機速度検出部１５は、発電機構等を備え、電動機１０の
回転速度に対応した電圧を出力するものや、電動機の出
力軸が所定角度回転する毎にパルス信号を出力するもの
を用いることができる。また、電動機速度検出部１５
は、電動機１０に供給されている電動機電圧ＶＭを電圧
検出器で検出するとともに、電動機電圧ＶＭと電動機電
流ＩＭとに基づいて推定電動機速度ＳＭを演算によって
求めるようにしてもよい。

【００４０】 なお、推定電動機速度ＳＭは次式で求める
ことができる。 ＳＭ＝（ＶＭ−ＩＭ・ＲＭ）／Ｋｐ ここで、ＲＭは電動機の抵抗値、Ｋｐは誘起電圧係数で
ある。

【００４１】 目標電流制限部５４は、電動機速度ＳＭが
予め設定した所定値未満である場合は目標電流ＩＴをそ
のまま電動機駆動部４０へ供給する。目標電流制限部５
４は、電動機速度ＳＭが予め設定した所定値を越えてい
る場合は、目標電流ＩＴを減少補正した補正目標電流５
４ａを電動機駆動部４０へ供給する。電動機速度ＳＭは
電動機に流れる電流に対応しているので、電動機速度Ｓ
Ｍが所定値を越えている場合に目標電流ＩＴを減少補正
することで、電動機１０に過電流が流れることを防止す
ることができる。

【００４２】 図９はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の制御装置のブロック構成図である。図９に示
す制御装置２０Ｅは、目標電流設定部３０と電動機駆動
部４０との間に目標電流制限部５５を介設してなる。目
標電流制限部５５は、目標電流設定部３０から目標電流
ＩＴの単位時間当りの変化量を監視しており、単位時間
当りの変化量が予め設定した許容変化量未満の場合は、
目標電流設定部３０から出力された目標電流ＩＴをその
まま電動機駆動部４０へ供給する。目標電流制限部５５
は、単位時間当りの変化量が予め設定した許容変化量を
越えている場合は、目標電流ＩＴを減少補正した補正目
標電流５５ａを電動機駆動部４０へ供給する。目標電流
制限部５５は、単位時間当りの変化量が大きいほど減少
補正量を大きくするようにしている。

【００４３】 図１０は、図９に示した目標電流制限部の
一動作例を示す説明図である。目標電流制限部５５は、
目標電流ＩＴの単位時間当りの変化量が、例えば５アン
ペア／１ミリ秒未満である場合には、目標電流ＩＴに補
正係数１を乗ずることで、目標電流ＩＴをそのまま出力
する。目標電流ＩＴの単位時間当りの変化量が、例えば
５アンペア／１ミリ秒までは補正係数を１に設定してい
る。単位時間当りの変化量が、例えば５アンペア／１ミ
リ秒から１０アンペア／１ミリ秒までの間は、単位時間
当りの変化量の増加に対応して、補正係数を１から０．
５へ順次小さな値に設定している。単位時間当りの変化
量が１０アンペア／１ミリ秒以上では、補正係数を０．
５に設定している。

【００４４】 したがって、急操舵操作等によって目標電
流ＩＴの単位時間当りの変化量が例えば５アンペア／１
ミリ秒を越えた場合は、目標電流ＩＴの単位時間当りの
変化量に大きさに対応して電動機駆動部４０へ供給され
る目標電流（補正目標電流）５５ａが減少補正される。
これにより、手動操舵トルクを急増する操舵操作がなさ
れても、電動機１０に過電流が供給されることを防止す
ることができる。

【００４５】 図１１はこの発明に係る電動パワーステア
リング装置の制御装置のブロック構成図である。図１１
に示す制御装置２０Ｆは、目標電流設定部３０と電動機
駆動部４０との間に目標電流制限部５６を介設してな
る。目標電流制限部５６は、高周波成分を除去した電動
機電流４１ａの単位時間当りの変化量を監視しており、
単位時間当りの変化量が予め設定した許容変化量未満の
場合は、目標電流設定部３０から出力された目標電流Ｉ
Ｔをそのまま電動機駆動部４０へ供給する。目標電流制
限部５６は、単位時間当りの変化量が予め設定した許容
変化量を越えている場合は、目標電流ＩＴを減少補正し
た補正目標電流５６ａを電動機駆動部４０へ供給する。
目標電流制限部５６は、単位時間当りの変化量が大きい
ほど減少補正量を大きくするようにしている。

【００４６】 図１２は、図１１に示した目標電流制限部
の一動作例を示す説明図である。目標電流制限部５６
は、電動機電流ＩＭの単位時間当りの変化量が、例えば
５アンペア／１ミリ秒未満である場合には、目標電流Ｉ
Ｔに補正係数１を乗ずることで、目標電流ＩＴをそのま
ま出力する。電動機電流ＩＭの単位時間当りの変化量
が、例えば５アンペア／１ミリ秒までは補正係数を１に
設定している。単位時間当りの変化量が、例えば５アン
ペア／１ミリ秒から１０アンペア／１ミリ秒までの間
は、単位時間当りの変化量の増加に対応して、補正係数
を１から０．５へ順次小さな値に設定している。単位時
間当りの変化量が１０アンペア／１ミリ秒以上では、補
正係数を０．５に設定している。

【００４７】 したがって、急操舵操作等によって電動機
電流ＩＭの単位時間当りの変化量が、例えば５アンペア
／１ミリ秒を越えた場合は、電動機電流ＩＭの単位時間
当りの変化量に大きさに対応して電動機駆動部４０へ供
給される目標電流（補正目標電流）５６ａが減少補正さ
れる。これにより、手動操舵トルクを急増する操舵操作
がなされても、電動機１０に過電流が供給されることを
防止することができる。なお、電動機電流の信号として
は、高周波成分を除去する前の電動機電流の信号を用い
てもよい。

【００４８】 図１３はこの発明に係る電動パワーステア
リング装置の制御装置のブロック構成図である。図１３
に示す制御装置２０Ｇは、目標電流設定部３０と電動機
駆動部４０との間に目標電流制限部５７を介設してな
る。目標電流制限部５７は、目標電流設定部３０から出
力される目標電流ＩＴの絶対値と目標電流ＩＴの単位時
間当りの変化量を監視している。目標電流制限部５７
は、目標電流ＩＴが予め設定した制限開始電流（例え
ば、８０アンペア）未満である場合は、目標電流設定部
３０から出力された目標電流ＩＴをそのまま電動機駆動
部４０へ供給する。目標電流制限部５７は、目標電流Ｉ
Ｔが予め設定した制限開始電流（例えば、８０アンペ
ア）を越えた場合は、目標電流ＩＴの単位時間当りの変
化量に応じて、目標電流ＩＴを減少補正させた補正電流
５７ａを電動機駆動部４０へ供給する。

【００４９】 目標電流制限部５７は、目標電流ＩＴが予
め設定した制限開始電流（例えば、８０アンペア）を越
えていても、目標電流ＩＴの単位時間当りの増加変化量
が、例えば２０アンペア／１ミリ秒未満である場合は、
目標電流設定部３０から出力された目標電流ＩＴをその
まま電動機駆動部４０へ供給する。目標電流制限部５７
は、目標電流ＩＴが予め設定した制限開始電流（例え
ば、８０アンペア）を越えており、目標電流ＩＴの単位
時間当りの増加変化量が、例えば２０アンペア／１ミリ
秒以上である場合は、電動機駆動部４０へ供給する補正
目標電流５７ａの単位時間当りの増加変化量が、例えば
２０アンペア／１ミリ秒を越えないように制限する。

【００５０】 図１４は、図１３に示した目標電流制限部
の動作例を示す説明図である。目標電流制限部５７は、
目標電流ＩＴが制限開始電流を越えた場合には、目標電
流の単位時間当りの増加変化量が所定量（例えば、２０
アンペア／１ミリ秒）を越えないように制限する。この
ため、急操舵操作等によって目標電流ＩＴが短時間で増
大している場合でも、制限開始電流を越えた時点以降で
は目標電流の単位時間当りの増加変化量が所定量（例え
ば、２０アンペア／１ミリ秒）を越えないように制限さ
れる。これにより、電動機駆動部４０による電流フィー
ドバック制御が安定になされる。よって、手動操舵トル
クを急増する操舵操作がなされても、電動機１０に過電
流が供給されることを防止することができる。

【００５１】 なお、目標電流制限部５７は、目標電流Ｉ
Ｔが制限開始電流である、例えば８０アンペアを越えて
おり、かつ、目標電流ＩＴの単位時間当りの増加変化量
が許容量を越えている場合には、８０アンペアを越えて
いる分の、例えば１／４の値を８０アンペアに加算した
値を出力し、次の時点では目標電流ＩＴと先に出力した
値との差分に対して、例えば１／４を乗じた値を先に出
力した値に加算した値を出力することを順次繰り返すこ
とで、目標電流ＩＴを減少補正するようにしてもよい。
また、目標電流ＩＴの単位時間当りの増加変化量が大き
くなるにしたがって、８０アンペアを越えている分に乗
ずる係数を１／２，１／４，１／８のように順次小さく
設定するようにしてもよい。

【００５２】 図１５はこの発明に係る電動パワーステア
リング装置の制御装置のブロック構成図である。図１５
に示す制御装置２０Ｈは、目標電流設定部３０と電動機
駆動部４０との間に目標電流制限部５８を介設してな
る。目標電流制限部５８は、高周波成分を除去した電動
機電流４１ａの絶対値と電動機電流４１ａの単位時間当
りの変化量を監視している。目標電流制限部５８は、電
動機電流ＩＭが予め設定した制限開始電流（例えば、８
０アンペア）未満である場合は、目標電流設定部３０か
ら出力された目標電流ＩＴをそのまま電動機駆動部４０
へ供給する。目標電流制限部５８は、電動機電流ＩＭが
予め設定した制限開始電流（例えば、８０アンペア）を
越えた場合は、電動機電流ＩＭの単位時間当りの変化量
に応じて、目標電流ＩＴを減少補正させた補正電流５８
ａを電動機駆動部４０へ供給する。

【００５３】 目標電流制限部５８は、電動機電流ＩＭが
予め設定した制限開始電流（例えば、８０アンペア）を
越えていても、電動機電流ＩＭの単位時間当りの増加変
化量が例えば、１０アンペア／１ミリ秒未満である場合
は、目標電流設定部３０から出力された目標電流ＩＴを
そのまま電動機駆動部４０へ供給する。目標電流制限部
５８は、電動機電流ＩＭが予め設定した制限開始電流
（例えば、８０アンペア）を越えており、目標電流ＩＴ
の単位時間当りの増加変化量が、例えば１０アンペア／
１ミリ秒以上である場合は、電動機駆動部４０へ供給す
る補正目標電流５８ａの単位時間当りの増加変化量が、
例えば１０アンペア／１ミリ秒を越えないように制限す
る。

【００５４】 なお、目標電流制限部５８は、電動機電流
ＩＭが制限開始電流である、例えば８０アンペアを越え
ており、かつ、電動機電流ＩＭの単位時間当りの増加変
化量が許容量を越えている場合には、８０アンペアを越
えている分の例えば１／４の値を８０アンペアに加算し
た値を出力し、次の時点では目標電流ＩＴと先に出力し
た値との差分に対して、例えば１／４を乗じた値を先に
出力した値に加算した値を出力することを順次繰り返す
ことで、目標電流ＩＴを減少補正するようにしてもよ
い。また、目標電流ＩＴの単位時間当りの増加変化量が
大きくなるにしたがって、８０アンペアを越えている分
に乗ずる係数を１／２，１／４，１／８のように順次小
さく設定するようにしてもよい。

【００５５】 また、目標電流制限部５８は、電動機電流
ＩＭが制限開始電流である、例えば８０アンペアを越え
ており、かつ、電動機電流ＩＭの単位時間当りの増加変
化量が許容量を越えている場合には、電動機電流ＩＭの
単位時間当りの増加変化量に対応して予め設定した補正
係数（１よりも小さい値）を目標電流ＩＴに乗ずること
で、目標電流値を減少補正した補正目標電流５８ａを電
動機駆動部４０へ供給するようにしてもよい。なお、電
動機電流の信号としては、高周波成分を除去する前の電
動機電流の信号を用いてもよい。

【００５６】 図１６はこの発明に係る電動パワーステア
リング装置における過電流防止効果を示す説明図であ
る。縦軸は電流値を、横軸は時間を示している。図１６
は、ステアリング（ハンドル）が右に切れており且つ手
動操舵トルクが大きくかかっている状態から、ステアリ
ング（ハンドル）を左へ切る操作が短時間でなされ、ス
テアリング（ハンドル）が左に切れており且つ手動操舵
トルクが大きくかかっている状態となった際の目標電流
ＩＴの変化と電動機電流ＩＭの変化を示したものであ
る。

【００５７】 従来の電動パワーステアリング装置では、
手動操舵トルクに対応して目標電流ＩＴを設定している
ために、右から左への操舵操作を行なった際に、目標電
流ＩＴは一点鎖線で示すように、最終目標電流値まで短
時間で変化する。電流フィードバック制御系の応答遅れ
があるため、従来の電動パワーステアリング装置では、
電動機に実際に流れる電動機電流は２点鎖線で示すよう
に最終目標電流値を大きく越えてしまう。このため、最
終目標電流値が電動機の定格電流値に近い値である場合
には、電動機に実際に流れる電動機電流が電動機の定格
電流値を越えた過電流状態となることがある。

【００５８】 この発明に係る電動パワーステアリング装
置では、目標電流変化量制限部５１や目標電流制限部５
２〜５８によって過電流状態にならないように目標電流
の減少補正を行なっているので、電動機に実際に流れる
電動機電流は、点線で示すように、目標電流から大きく
ずれることがない。このように、目標電流を減少補正す
ることで、制御遅れ要素に伴うオーバーシュートを抑制
することができる。よって、電動機ならびに電動機駆動
回路を構成する各電界効果トランジスタに過電流が流れ
るのを防止することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る電動
パワーステアリング装置は、目標電流の単位時間当りの
変化量を制限する目標電流変化量制限部を備えたので、
急操舵がなされた場合でも目標電流の単位時間当りの変
化量を所定値以下に制限することができる。目標電流の
単位時間当りの変化量をフィードバック制御の応答時間
に対応した値に制限することで、電動機に実際に流れる
電流が過大になるのを防止でき、電動機ならびに電動機
駆動回路を構成する各電界効果トランジスタの特性劣化
を防止できる。

【００６０】 この発明に係る 電動パワーステアリング装
置は、電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め
設定した所定値（例えば電動機の最大定格電流の例えば
８０〜９０パーセント程度）を越えている場合に、目標
電流を減少補正する構成としたので、フィードバック制
御系に応答遅れがある場合でも電動機電流が過大になる
のを防止できる。

【００６１】 この発明に係る 電動パワーステアリング装
置は、目標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した
許容変化量を越えている場合に目標電流を減少補正する
構成としたので、目標電流の単位時間当りの変化量が許
容変化量を越えている場合にのみ目標電流を減少補正し
て、電動機電流が過大になるのを防止できる。操舵速度
が極めて早い場合にのみ目標電流の減少補正がなされる
が、それ以外では目標電流の減少補正がなされないの
で、操舵応答性が低下することがない。

【００６２】 この発明に係る 電動パワーステアリング装
置は、電動機電流の単位時間当りの変化量が予め設定し
た許容変化量を越えている場合に目標電流を減少補正す
る構成としたので、電動機電流の単位時間当りの変化量
が許容変化量を越えた場合にのみ目標電流が減少補正さ
れる。これにより、電動機電流が過大になるのを防止す
る。電動機電流の単位時間当りの変化量が許容変化量未
満であれば目標電流の減少補正はなされないので、操舵
応答性が低下することがない。

【００６３】 この発明に係る 電動パワーステアリング装
置は、目標電流が大きく（例えば電動機の定格電流の例
えば８０〜９０パーセント程度）さらに目標電流の変化
量が大きい場合にのみ目標電流を減少補正する構成とし
たので、目標電流が大きくない範囲では急操舵を行なっ
ても操舵応答性が低下することがない。目標電流が大き
くその変化量が大きい場合は、電動機電流が過大になる
のを防止できる。

【００６４】 この発明に係る 電動パワーステアリング装
置は、電動機電流が予め設定した所定値（例えば電動機
の定格電流の例えば８０〜９０パーセント程度）を越え
ており、かつ、電動機電流の単位時間当りの変化量が予
め設定した許容変化量を越えている場合に目標電流を減
少補正する構成としたので、電動機電流が過大になるの
を防止できる。電動機電流が所定値未満であればその変
化量が大きくても目標電流が減少補正されることがない
ので、操舵応答性が低下することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動パワーステアリング装置の模式構造図

【図２】従来の電動パワーステアリング装置のブロック
構成図

【図３】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図

【図４】目標電流変化量制限部の動作を示す説明図

【図５】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図

【図６】目標電流制限部の一動作例を示す説明図

【図７】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図

【図８】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図

【図９】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
制御装置のブロック構成図

【図１０】図９に示した目標電流制限部の一動作例を示
す説明図

【図１１】この発明に係る電動パワーステアリング装置
の制御装置のブロック構成図

【図１２】図１１に示した目標電流制限部の一動作例を
示す説明図

【図１３】この発明に係る電動パワーステアリング装置
の制御装置のブロック構成図

【図１４】図１３に示した目標電流制限部の動作例を示
す説明図

【図１５】この発明に係る電動パワーステアリング装置
の制御装置のブロック構成図

【図１６】この発明に係る電動パワーステアリング装置
における過電流防止効果を示す説明図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホ
イール（ハンドル）、１０…電動機、１２…操舵トルク
検出器、１３…車速検出器、１４…電動機電流検出器、
１５…電動機速度検出部、２０Ａ〜２０Ｈ…制御装置、
３０…目標電流設定部、４０…電動機駆動部、４１…高
周波成分除去部、４２…偏差演算部、４３…ＰＩＤ制御
部、４４…ＰＷＭ信号生成部、４５…ゲート駆動回路
部、４６…電動機駆動回路、５１…目標電流変化量制限
部、５２〜５８…目標電流制限部、Ｑ１〜Ｑ４…電界効
果トランジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── 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 B62D 101:00 B62D 119:00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 目標電流の単位時間当りの変化量を制限する目標電流変
   化量制限部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. 【請求項２】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 前記電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め設
   定した所定値を越えている場合は目標電流を減少補正す
   る目標電流制限部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。
3. 【請求項３】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 目標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した許容変
   化量を越えている場合は目標電流を減少補正する目標電
   流制限部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。
4. 【請求項４】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 前記電動機電流検出器で検出された電動機電流の単位時
   間当りの変化量が予め設定した許容変化量を越えている
   場合は目標電流を減少補正する目標電流制限部を備えた
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
5. 【請求項５】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 目標電流が予め設定した所定値を越えており、かつ、目
   標電流の単位時間当りの変化量が予め設定した許容変化
   量を越えている場合は目標電流を減少補正する目標電流
   制限部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。
6. 【請求項６】 ステアリング系に補助トルクを付加する
   電動機と、 前記ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク
   検出器と、 前記電動機に流れる電流を検出する電動機電流検出器
   と、 少なくとも前記操舵トルク検出器で検出された操舵トル
   クに基づいて前記電動機に供給すべき目標電流を設定す
   る目標電流設定部と、 目標電流と前記電動機電流検出器で検出された電動機電
   流との偏差に基づいて前記電動機に供給する電流をフィ
   ードバック制御する電動機駆動部とからなる電動パワー
   ステアリング装置において、 前記電動機電流検出器で検出された電動機電流が予め設
   定した所定値を越えており、かつ、前記電動機電流検出
   器で検出された電動機電流の単位時間当りの変化量が予
   め設定した許容変化量を越えている場合は目標電流を減
   少補正する目標電流制限部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。