JP3133896B2 - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、手放し時のハンドル
戻りの収束性、操縦安定性を改善し、過大なハンドル戻
りトルクが発生したときの操縦者への負担を軽減する電
動パワーステアリング制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３４は、例えば特開平４−１９２７０
号公報に示された従来の電動パワーステアリング制御装
置の全体の構成図を示したものであり、図３５は、その
制御部の回路構成図を示したものである。図３４におい
て、ハンドル２０１の入力軸２０２にセンサ２０３が設
けられ、このセンサ２０３が電動パワーステアリング制
御回路２０４に接続されている。

【０００３】この電動パワーステアリング制御回路２０
４はセンサ２０３からの信号に応じた出力信号を出力
し、電動モータ１を駆動する。電動モータ１が駆動し、
その駆動力が出力軸２０５に伝達されると、出力軸２０
５が回転し、それに伴ってピニオン２０６が回転してラ
ック２０７を左右いずれかに移動させる。そして、その
ラック２０７の移動に伴って、前輪２０８が左右いずれ
かに転舵される。

【０００４】図３５においては、第１〜４ＦＥＴ２１〜
２４と電動モータ１はブリッジ回路を構成し、第１〜４
ＦＥＴ２１〜２４はロジック制御部２５に接続し、ロジ
ック制御部２５はＣＰＵ２６に接続している。ロジック
制御部２５は一対のＡＮＤ回路２５ａ、２５ｂと増幅器
２５ｃ〜２５ｇから構成され、増幅器２５ｃは第１ＦＥ
Ｔ２１に、増幅器２５ｅは第２ＦＥＴ２２に、増幅器２
５ｆは第４ＦＥＴ２４に、増幅器２５ｇは第３ＦＥＴ２
３に接続されている。ＣＰＵ２６からはＰＷＭ信号Ｓ
１、電動モータ１の正転信号Ｓ２および逆転信号Ｓ３が
出力され、ＡＮＤ回路２５ａはＣＰＵ２６からＰＷＭ信
号Ｓ１と電動モータ１の正転信号Ｓ２が同時に入力した
時に第１ＦＥＴ２１をオン動作させ、ＡＮＤ回路２５ｂ
はＣＰＵ２６からＰＷＭ信号Ｓ１と電動モータ１の逆転
信号Ｓ３が同時に入力した時に第２ＦＥＴ２２をオン動
作させる。

【０００５】また、ＣＰＵ２６から正転信号Ｓ２が出力
されると第４ＦＥＴ２４が常時オン動作し、ＣＰＵ２６
から逆転信号Ｓ３が出力されると第３ＦＥＴ２３が常時
オン動作する。さらに、ＣＰＵ２６には、正転時の電流
を検出する電流検出器２７、逆転時の電流を検出する電
流検出器２８、トルクセンサ３０に接続した増幅器２
９、車速センサ３２に接続された波形整形回路３１が接
続されている。

【０００６】次に、動作について説明する。いま、ハン
ドル２０１を操作すると、トルクセンサ３０と車速セン
サ３２が動作して、その時のトルク信号と車速信号をＣ
ＰＵ２６に入力する。これらの信号を受けたＣＰＵ２６
では、それぞれの信号に基づいた指令値を演算し、それ
と同時に電流検出器２７で検出したブリッジ回路の帰還
電流をＣＰＵ２６に入力する。そして、上述の指令値と
帰還電流値との差に基づいてＰＷＭ値を演算し、それを
出力する。なお、トルクセンサ３０は、ハンドル２０１
を正転方向に回した時にプラス、逆転方向に回した時に
マイナスの信号を出力する。

【０００７】ハンドル２０１を正転させれば、指令値が
プラスになり、ＰＷＭ値もプラスになって、ＰＷＭ信号
のデューティ比を決めることができる。ＰＷＭ信号のデ
ューティ比が決まれば、ＣＰＵ２６からＰＷＭ信号Ｓ１
とモータ１の正転信号Ｓ２が出力され、ロジック制御部
２５のＡＮＤ回路２５ａが動作して第１ＦＥＴ２１がＰ
ＷＭ制御のもとでオン動作すると共に、正転信号Ｓ２に
よって第４ＦＥＴ２４がオン動作する。第１、第４ＦＥ
Ｔ２１、２４がオン動作すれば、第１ＦＥＴ２１→電動
モータ１→第４ＦＥＴ２４の方向に電流が流れ、電動モ
ータ１を正転させることができる。

【０００８】上述の状態でハンドル２０１から手を放す
と、車輪のキャスタの作用でハンドル２０１が逆転する
と共に、電動モータ１を逆転するのでＰＷＭ値がマイナ
スになる。ＰＷＭ値がマイナスであれば、そのときの車
速を判定し、その車速が低速域にあれば、回生電流を打
ち消すようなデューティ比をセットし、車速が高速域に
あれば、デューティ比を０にセットする。デューティ比
が０になると、第１ＦＥＴ２１が実質的にオフの状態に
なるので、第３ＦＥＴ２３→電動モータ１→第４ＦＥＴ
２４を結ぶ短絡回路に回生電流が流れ、電動モータ１に
回生ブレーキが作用して、ハンドル戻りのスピードを抑
制することになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の電
動パワーステアリング制御装置では、ハンドル戻り状態
時のモータ電流の方向を検出し、その検出結果に応じて
ＦＥＴを制御しているが、そのモータ電流の方向を検出
するためには、モータ線の電流を直接検出するかまたは
モータ駆動制御用のＨブリッジ内の回生電流が検出可能
な位置にモータ電流を検出する電流検出回路を設ける必
要があり、回路が複雑になりかつコストもかさむという
問題点があった。

【００１０】また、ブレーキ力が小さいので、過大な反
力によってハンドルが戻された場合、ハンドル戻りスピ
ードを充分抑制することができず、過大なハンドル戻り
トルクによってハンドルが高速で戻った場合、操縦者へ
の負担を増加させるという問題点があった。

【００１１】また、反力の小さい低速走行時のハンドル
戻り時や操舵角が大きい場合にはブレーキ力が発生する
が、このブレーキ力がハンドル戻りスピードを抑制する
ため、ハンドルを素早く中立付近に戻したい場合や操舵
状態から素早く直進状態に戻りたい時には、操縦者がハ
ンドルを中立方向に操舵する必要があり、操縦者に負担
がかかるという問題点があった。

【００１２】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたものであり、過大な反力によってハンド
ルが戻された場合の操縦者への負担を軽減し、低速走行
時のハンドル戻りを低下させずに、また、大きく操舵し
た後のハンドル戻りの敏速性を損なわずに収束性、操縦
安定性を改善する電動パワーステアリング制御装置を得
ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電動パワーステアリング制御装置は、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手段と、ステア
リング系の操舵力を軽減するために補助力を発生する電
動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段の検出
値に応じて操舵力を軽減する方向に前記電動モータを駆
動するモータ駆動手段と、モータの回転速度を検出する
ためのモータ回転速度検出手段と、前記操舵トルクが所
定値以下のとき、前記モータ回転速度が所定値を越えな
いように制御する回転速度制御手段とを備え、前記電動
モータは直流モータであり、前記モータ回転速度検出手
段は、前記直流モータに電圧を印加することによって前
記直流モータを制御するモータ制御手段と、前記直流モ
ータの端子間を開放したときに発生する起電圧からモー
タ回転速度を推定するモータ回転速度推定手段と、前記
モータ制御と前記モータ回転速度の推定とを交互に行う
直流モータ駆動装置とにより構成されたものである。

【００１４】この発明の請求項２に係る電動パワーステ
アリング制御装置は、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手段と、ステアリング系の操舵力
を軽減するために補助力を発生する電動モータと、少な
くとも前記操舵トルク検出手段の検出値に応じて操舵力
を軽減する方向に前記電動モータを駆動するモータ駆動
手段と、モータの回転速度を検出するためのモータ回転
速度検出手段と、前記モータの回転方向を検出するため
のモータ回転方向検出手段と、前記操舵トルクが所定値
以下のとき、車速またはモータ回転速度または操舵角の
内の少なくとも一つから前記モータの駆動量を決定し、
前記モータ回転方向検出手段の検出した回転方向と逆方
向に前記モータを前記駆動量で駆動する駆動量制御手段
とを備え、前記電動モータは直流モータであり、前記モ
ータ回転速度検出手段は、前記直流モータに電圧を印加
することによって前記直流モータを制御するモータ制御
手段と、前記直流モータの端子間を開放したときに発生
する起電圧からモータ回転速度を推定するモータ回転速
度推定手段と、前記モータ制御と前記モータ回転速度の
推定とを交互に行う直流モータ駆動装置とにより構成さ
れたものである。

【００１５】この発明の請求項３に係る電動パワーステ
アリング制御装置は、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手段と、ステアリング系の操舵力
を軽減するために補助力を発生する電動モータと、少な
くとも前記操舵トルク検出手段の検出値に応じて操舵力
を軽減する方向に前記電動モータを駆動するモータ駆動
手段と、モータの回転速度を検出するためのモータ回転
速度検出手段と、前記操舵トルクが所定値以下の時、車
速またはモータ回転速度または操舵角の内の少なくとも
一つからデューティ比を決定するデューティ比決定手段
と、前記デューティ比決定手段で決定されたデューティ
比のＰＷＭ信号に応じて前記モータを短絡するモータ短
絡手段とを備え、前記電動モータは直流モータであり、
前記モータ回転速度検出手段は、前記直流モータに電圧
を印加することによって前記直流モータを制御するモー
タ制御手段と、前記直流モータの端子間を開放したとき
に発生する起電圧からモータ回転速度を推定するモータ
回転速度推定手段と、前記モータ制御と前記モータ回転
速度の推定とを交互に行う直流モータ駆動装置とにより
構成されたものである。

【００１６】

【００１７】

【作用】この発明の請求項１に係る電動パワーステアリ
ング制御装置では、ハンドル手放し状態で操舵トルクが
所定値以下になると、モータが所定値以上で回転しない
ように制御されるので、ハンドル戻りスピードが抑制さ
れる。また、モータの端子間を開放したときのモータ端
子間電圧からモータ回転速度を推定し、その推定値から
モータ回転速度抑制制御を行うので、モータの回転速度
を検出する特別なセンサを用いることなく、ハンドル手
放し状態でのモータの回転速度が抑制され、ハンドル戻
りスピードも抑制される。

【００１８】この発明の請求項２に係る電動パワーステ
アリング制御装置では、ハンドル手放し状態で操舵トル
クが所定値以下になると、そのときの車速またはモータ
回転速度または操舵角の内の少なくとも一つから決定さ
れる駆動量でモータをその回転方向と逆方向に前記駆動
量で駆動するので、過大な反力でハンドルが急速に中立
方向に回転しようとしてもモータの回転速度が抑制さ
れ、ハンドル戻りスピードも抑制される。また、モータ
の端子間を開放したときのモータ端子間電圧からモータ
回転速度を推定し、その推定値からモータ回転速度抑制
制御を行うので、モータの回転速度を検出する特別なセ
ンサを用いることなく、ハンドル手放し状態でのモータ
の回転速度が抑制され、ハンドル戻りスピードも抑制さ
れる。

【００１９】この発明の請求項３に係る電動パワーステ
アリング制御装置では、ハンドル手放し状態で操舵トル
クが所定値以下になると、そのときの車速またはモータ
回転速度または操舵角の内の少なくとも一つから決定さ
れるデューティ比のＰＷＭ信号に応じてモータを短絡す
るので、モータの回転速度が抑制され、ハンドルの戻り
スピードも抑制される。また、モータの端子間を開放し
たときのモータ端子間電圧からモータ回転速度を推定
し、その推定値からモータ回転速度抑制制御を行うの
で、モータの回転速度を検出する特別なセンサを用いる
ことなく、ハンドル手放し状態でのモータの回転速度が
抑制され、ハンドル戻りスピードも抑制される。

【００２０】

【００２１】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す回路構成
図である。図において、モータ１を駆動するトランジス
タ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはブリッジ回路を構成してお
り、トランジスタ３ａ、３ｄがオンした時にモータ１を
右方向に駆動し、トランジスタ３ｂ、３ｃがオンした時
にモータ１を左方向に駆動する。ドライブ回路４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄはそれぞれマイコン１０の出力ポートＰ
ｏ、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄからの信号を入力として動
作するＡＮＤ回路５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの出力信号を
受けて、トランジスタ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを駆動す
る。

【００２２】モータ電流検出手段６は、電源２に接続さ
れ、モータ電流を検出するシャント抵抗器６ａと、この
シャント抵抗器６ａの端子電圧からモータ電流を検出す
る電流検出回路６ｂより構成され、電流検出回路６ｂか
らのモータ電流信号をマイコン１０に内蔵されたＡ／Ｄ
変換器Ａ／Ｄ１に出力する。モータ回転速度検出手段７
はモータ１の回転速度を右回転の場合にはプラスの値、
左回転の場合にはマイナスの値で検出し、その検出値を
マイコン１０の入力ポートＰ２に入力する。また、操舵
トルク検出手段８からのトルク信号は、マイコン１０に
内蔵されたＡ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ２に入力され、車速検出
手段９からの検出信号は、マイコン１０の入力ポートＰ
１に入力される。

【００２３】次に、ブリッジ回路を構成するトランジス
タ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの動作について説明する。ト
ランジスタ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、マイコン１０の
出力ポートＰ０からＰＷＭ信号が出力され、出力ポート
Ｐａがハイになるとトランジスタ３ａが、出力ポートＰ
ｂがハイになるとトランジスタ３ｂが、出力ポートＰｃ
がハイになるとトランジスタ３ｃが、出力ポートＰｄが
ハイになるとトランジスタ３ｄがＰＷＭ動作するように
接続されているので、出力ポートＰａ、Ｐｄがハイ、出
力ポートＰｂ、Ｐｃがローになるとトランジスタ３ａ、
３ｄがＰＷＭ動作し、トランジスタ３ｂ、３ｃがオフし
てモータ１を右方向に駆動し、出力ポートＰａ、Ｐｄが
ロー、出力ポートＰｂ、Ｐｃがハイになるとトランジス
タ３ａ、３ｄがオフし、トランジスタ３ｂ、３ｃがＰＷ
Ｍ動作してモータ１を左方向に駆動する。

【００２４】次に、全体の動作について説明する。図４
は、メインプログラムのフローチャートを示したもので
ある。先ず、操舵トルク検出手段８から操舵トルクＴＲ
Ｑを検出し（ステップＳ１）、操舵トルクＴＲＱの絶対
値が所定値Ｔ１（例えば１Ｎ・ｍ）以上であれば、ステ
ップＳ３のアシスト制御を行い、操舵トルクＴＲＱの絶
対値が所定値Ｔ１未満であれば、ステップＳ４の抑制制
御を行う。

【００２５】アシスト制御は図５に示したフローチャー
トの流れに沿って制御され、先ず、車速検出手段９から
車速を検出し（ステップＳ１０）、図４のステップＳ１
で検出した操舵トルクＴＲＱとステップＳ１０で検出し
た車速Ｖｐからモータ電流の目標値Ｉｔを決定し（ステ
ップＳ１１）、ステップＳ１２でモータ電流検出手段か
らモータ電流を検出した後、ステップＳ１３でモータ電
流の目標値Ｉｔと検出電流値Ｉｓの偏差εＩがゼロにな
るようなデューティ比を決定する。

【００２６】操舵トルクＴＲＱが右まわりを示すときは
ステップＳ１４からステップＳ１５へ進み、ステップＳ
１５でトランジスタ３ａ、３ｄをステップＳ１３で決定
されたデューティ比でＰＷＭ駆動し、トランジスタ３
ｂ、３ｃをオフして、モータ１を右方向に駆動する。操
舵トルクが左まわりを示すときはステップＳ１４からス
テップＳ１６へ進み、ステップ１６でトランジスタ３
ａ、３ｄをオフし、トランジスタ３ｂ、３ｃをステップ
Ｓ１３で決定されたデューティ比でＰＷＭ駆動して、モ
ータ１を左方向に駆動する。

【００２７】また、図６は上述のアシスト制御をブロッ
ク図を用いて示したものである。図において、モータ電
流決定手段１０１は操舵トルク検出手段８から検出した
操舵トルクＴＲＱと車速検出手段９から検出した車速Ｖ
ｐからモータ電流の目標値Ｉｔを決定し、モータ駆動手
段１０２はモータ電流の目標値Ｉｔとモータ電流検出手
段から検出したモータ電流Ｉｓの偏差εＩをゼロにする
ようにモータ１を駆動する。

【００２８】モータ電流決定手段１０１は図５のステッ
プＳ１１に対応しており、モータ駆動手段１０２は図５
のステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６に対応して
いる。図６において、右方向の操舵トルクをプラス、左
方向の操舵トルクをマイナス、モータを右方向に駆動す
る電流をプラス、左方向に駆動する電流をマイナスで示
すと、図７のようなモータ電流特性が得られる。

【００２９】図７において、Ｖｐ０は停車時の電流特性
であり、車速が上がるにつれてその特性はＶｐ１、Ｖｐ
２、…と変化する。このように、アシスト制御時には車
速及び操舵力に応じた電流がモータ１に流れるので、車
速及び操舵トルクに応じた補助力が発生して操舵力を軽
減することが出来る。

【００３０】次に、抑制制御について説明する。図８
は、抑制制御のフローチャートを示したものである。ス
テップＳ２０でモータ回転速度検出手段７からモータ回
転速度Ｎｓを検出し、ステップＳ２１でステップＳ２０
で検出したモータ回転速度に応じた目標電流を図１０の
目標電流決定手段の特性図より決定し、ステップＳ２２
でモータ電流Ｉｓを検出し、ステップＳ２３でステップ
Ｓ２１で決定した目標電流ＩｔとステップＳ２２で検出
したモータ電流Ｉｓの偏差εＩがゼロになるようなデュ
ーティ比Ｄを決定する。

【００３１】ステップＳ２４でデューティ比Ｄがプラス
ならばステップＳ２５でトランジスタ３ａ、３ｄをステ
ップＳ２３で決定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動
し、トランジスタ３ｂ、３ｃをオフしてモータ１を右方
向に駆動する。ステップＳ２４でデューティ比Ｄがマイ
ナスならばステップＳ２６でトランジスタ３ａ、３ｄを
オフし、トランジスタ３ｂ、３ｃをステップ２３で決定
されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動してモータ１を左方
向に駆動する。

【００３２】図９は、抑制制御の動作をブロック図で示
したものである。図において、目標電流決定手段１１０
はモータ回転速度検出手段７の検出値Ｎｓからモータ電
流の目標値Ｉｔを決定するものであり、図１０は、その
特性図を示したものである。

【００３３】ここで、モータ回転速度Ｎｓのプラスは右
回転、マイナスは左回転、モータ電流目標値Ｉｔのプラ
スはモータの右駆動、マイナスは左駆動を示しており、
モータの回転速度の絶対値が所定値Ｎ１（例えば１００
０ｒｐｍ）を越えると、モータは回転方向と逆方向に駆
動するので、モータ１は回転速度が所定値Ｎ１を越えな
いように制御される。また、目標電流決定手段１１０の
特性を図１１のようにすると、モータ回転速度はＮ２か
らＮ１の間の適当な位置でバランスし、図１０の特性の
時のようなハンチングは発生しなくなる。

【００３４】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になり、アシスト制御によって操舵
力を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵
トルクが所定値Ｔ１以下になると、抑制制御によってモ
ータ回転速度が所定値Ｎ１以上にならないように制御さ
れるので、ハンドル戻りスピードを抑制することがで
き、高速走行時の操舵後、ハンドルを手放しによって直
進状態に戻す場合、路面からの反力が大きくてもハンド
ル戻りスピードが抑制されるので、オーバーシュートが
小さくなりハンドルの収束性及び、操縦安定性が改善さ
れると共に、過大な反力が発生した場合でも、そのショ
ックを抑えることによって操縦者への負担を軽減するこ
とができる。

【００３５】実施例２．次に、この発明の他の実施例を
示す。本実施例の回路構成図、メインプログラムのフロ
ーチャート、アシスト制御のフローチャートはそれぞれ
上述の実施例１の図１、図４、図５と同じであり、ここ
では説明を省略する。

【００３６】図１２は、本実施例の抑制制御のフローチ
ャートを示したものであり、ステップＳ２０でモータ回
転速度検出手段７からモータ回転速度Ｎｓを検出し、ス
テップＳ３０で車速検出手段９から車速Ｖｐを検出し、
ステップＳ３１でステップＳ２０で検出したモータ回転
速度ＮｓとステップＳ３０で検出した車速Ｖｐに応じた
目標電流Ｉｔを目標電流決定手段の特性図、図１０及び
図１４より決定し、ステップＳ２２でモータ電流Ｉｓを
検出し、ステップＳ２３でステップＳ３１で決定した目
標電流ＩｔとステップＳ２２で検出したモータ電流Ｉｓ
の偏差εＩがゼロになるようなデューティ比Ｄを決定す
る。

【００３７】ステップＳ２４でデューティ比Ｄがプラス
ならばステップＳ２５でトランジスタ３ａ、３ｄをステ
ップＳ２３で決定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動
し、トランジスタ３ｂ、３ｃをオフしてモータ１を右方
向に駆動する。ステップＳ２４でデューティ比Ｄがマイ
ナスならばステップＳ２６でトランジスタ３ａ、３ｄを
オフし、トランジスタ３ｂ、３ｃをステップＳ２３で決
定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動してモータ１を左
方向に駆動する。

【００３８】図１３は、本実施例の抑制制御の動作をブ
ロック図で示したものである。図において、目標電流決
定手段１２０はモータ回転速度検出手段７の検出値Ｎｓ
と車速検出手段９の検出値Ｖｐからモータ電流の目標値
Ｉｔを決定するものであり、図１０、図１４はその特性
図を示したものである。

【００３９】図１０において、モータ回転速度Ｎｓのプ
ラスは右回転、マイナスは左回転、モータ電流目標値Ｉ
ｔのプラスはモータ右駆動、マイナスは左駆動を示して
おり、モータの回転速度の絶対値が所定値Ｎ１を越える
と、モータは回転方向と逆方向に駆動するので、モータ
１は回転速度が所定値Ｎ１を越えないように制御され
る。

【００４０】また、図１４において、車速ＶｐがＶｐｔ
（例えば３０ｋｍ／ｈ）以下の時は、Ｎ１をモータ回転
速度検出手段７の検出値の最大値Ｎｓｍａｘより大きい
値に設定しているので、モータ回転速度は抑制されな
い。

【００４１】以上のように、操舵トルクが所定値Ｔ１以
上になるハンドル操舵時には、アシスト制御によって操
舵力を軽減する事ができるし、また、手放しによって、
操舵トルクが所定値Ｔ１以下になる時も、抑制制御によ
って、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上にならないよう
に制御されるので、ハンドル戻りスピードを抑制するこ
とができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手放しで直
進状態に戻す場合、路面からの反力が大きくてもハンド
ル戻りスピードが抑制されて、オーバーシュートが小さ
くなりハンドルの収束性及び、操縦安定性を改善するこ
とができるし、過大な反力が発生した場合でも、そのシ
ョックを抑えることによって操縦者への負担を軽減する
ことができる。

【００４２】さらに、所定値Ｎ１は図１４のように車速
Ｖｐが増加するにつれて減少するように設定されている
ので、路面からの反力が大きくなる高速走行時にはハン
ドル戻りスピードが抑制され、路面からの反力が小さく
なる低速走行時（例えは３０ｋｍ／ｈ以下）には、ハン
ドル戻りスピードが抑制されないので、低速走行時のハ
ンドル戻りスピードを低下させることなく高速走行時の
ハンドルの収束性及び操縦安定性を改善することができ
る。これによって低速走行時でも操縦者が自らハンドル
を中立に戻す必要がなくなり、操縦者への負担が軽減さ
れる。

【００４３】実施例３．図２は、この発明の他の実施例
を示す回路構成図である。図２の回路構成は図１の回路
構成に操舵角検出手段１１の出力信号をマイコン１０に
内蔵されたＡ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ３に入力することを追加
した構成になっている。メインプログラム、アシスト制
御のフローチャートは図４、図５と同様である。

【００４４】図１５は、本実施例の抑制制御のフローチ
ャートを示したものであり、ステップＳ２０でモータ回
転速度検出手段７からモータ回転速度Ｎｓを検出し、ス
テップＳ４０で操舵角検出手段１１から操舵角θを検出
し、ステップＳ４１でステップＳ２０で検出したモータ
回転速度ＮｓとステップＳ４０で検出した操舵角θに応
じた目標電流Ｉｔを目標電流決定手段の特性図、図１０
及び図１７より決定し、ステップＳ２２でモータ電流Ｉ
ｓを検出し、ステップＳ２３でステップＳ４１で決定し
た目標電流ＩｔとステップＳ２２で検出したモータ電流
Ｉｓの偏差εＩがゼロになるようなデューティ比Ｄを決
定する。

【００４５】ステップＳ２４でデューティ比Ｄがプラス
ならばステップＳ２５でトランジスタ３ａ、３ｄをステ
ップＳ２３で決定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動
し、トランジスタ３ｂ、３ｃをオフしてモータ１を右方
向に駆動する。ステップＳ２４でデューティ比Ｄがマイ
ナスならばステップＳ２６でトランジスタ３ａ、３ｄを
オフし、トランジスタ３ｂ、３ｃをステップＳ２３で決
定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動してモータ１を左
方向に駆動する。

【００４６】図１６は、本実施例の抑制制御の動作をブ
ロック図で示したものである。図において、目標電流決
定手段１３０はモータ回転速度検出手段７の検出値Ｎｓ
と操舵角検出手段１１の検出値θからモータ電流の目標
値Ｉｔを決定するものであり、図１０、図１７はその特
性図を示したものである。

【００４７】図１０において、モータ回転速度Ｎｓのプ
ラスは右回転、マイナスは左回転、モータ電流目標値Ｉ
ｔのプラスはモータ右駆動、マイナスは左駆動を示して
おり、モータの回転速度の絶対値が所定値Ｎ１を越える
と、モータは回転方向と逆方向に駆動するので、モータ
１は回転速度が所定値Ｎ１を越えないように制御され
る。

【００４８】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になるので、アシスト制御によって
操舵力を軽減する事ができる。また、手放しによって、
操舵トルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御に
よって、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上にならないよ
うに制御されるので、ハンドル戻りスピードを抑制する
ことができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手放しに
よって直進状態に戻す場合、路面からの反力が大きくて
もハンドル戻りスピードが抑制されて、オーバーシュー
トが小さくなりハンドルの収束性及び、操縦安定性を改
善することができるし、過大な反力が発生した場合で
も、そのショックを抑えることによって操縦者への負担
を軽減することができる。

【００４９】さらに、所定値Ｎ１は図１７のように操舵
角θに応じて増加するように設定されているので、操舵
角θが大きい時は、ハンドル戻りスピードの抑制力が小
さくなり、操舵角θが小さい時はハンドル戻りスピード
の抑制力が大きくなって、大きく操舵したときのハンド
ル戻りスピードを低下させることなく、ハンドルの収束
性及び操縦安定性を改善することができる。これによっ
て大きく操舵した後、操縦者が自らハンドルを中立に戻
す必要がなくなるので操縦者への負担が軽減される。

【００５０】実施例４．図３は、この発明の他の実施例
を示す回路構成図である。図において、モータ電流は、
マイコン１０及びマイコン１０に内蔵されたＡ／Ｄ変換
器の電源電圧Ｖｃｃ（例えば５ｖ）から抵抗器１２、ダ
イオード１３、モータ１、抵抗器１４を介してグランド
に流れ、トランジスタ３ａ〜３ｄがオフでモータ１が停
止状態の時に、ａ点の電圧がＶｃｃ／２となるように設
定される。モータ端子電圧入力回路１５はローパスフィ
ルタ及び保護回路で構成されており、ａ点の電圧をマイ
コン１０に内蔵されたＡ／Ｄ変換器Ａ／Ｄ３へ入力し
て、モータ端子電圧を検出するようになっている。

【００５１】次に、メインプログラムのフローチャート
を図１８に示す。図において、ステップＳ５でカウンタ
Ｃｎｔ１とＣｎｔ２を初期化し、ステップＳ１で操舵ト
ルクを検出し、ステップＳ２で操舵トルクの絶対値が所
定値Ｔ１以下かどうかを判定し、所定値Ｔ１を越えてい
れば、ステップＳ３のアシスト制御を行い、ステップＳ
６でカウンタＣｎｔ１とＣｎｔ２に所定の値を代入して
ステップ１へ戻る。操舵トルクの絶対値が所定値Ｔ１以
下であれは、ステップＳ４の抑制制御を行い、ステップ
Ｓ１へ戻る。ここで、ステップＳ３のアシスト制御のフ
ローチャートは図５と同じである。

【００５２】ステップＳ４の抑制制御のフローチャート
を図１９に示す。最初は、カウンタＣｎｔ１が０になっ
ているので、ステップＳ５０でカウンタＣｎｔ１が０か
どうかの判定した時に、ＹｅｓのステップＳ５１へ進
み、ステップＳ５１でトランジスタ３ａ〜３ｄをオフ
し、ステップＳ５２へ進む。次に、カウンタＣｎｔ２の
最初の値は、所定値Ａになっており、ステップＳ５２で
カウンタＣｎｔ２が０かどうかの判定した時に、Ｎｏの
ステップＳ５３へ進み、カウンタＣｎｔ２をデクリメン
トして抑制制御を終了する。

【００５３】しかし、ここで操舵トルクの所定値がＴ１
以下の状態が継続していれば、再度抑制制御を行う。そ
の場合には、カウンタＣｎｔ２は所定値Ａで初期化され
ているので、所定時間（例えば４ｍｓｅｃ）連続でステ
ップＳ４の抑制制御を実行すると、カウンタＣｎｔ２が
０となり、ステップＳ５２でＹｅｓのステップＳ５４へ
進み、ステップＳ５４でモータ端子電圧からモータ回転
速度を推定する。このとき、トランジスタ３ａ〜３ｄは
オフであるから、モータ端子電圧とモータ回転速度との
関係は図２０に示すようになり、このときのモータ端子
電圧からモータ回転速度の右回転をプラス、左回転をマ
イナスの値として検出することが出来る。

【００５４】その後、ステップＳ５５でカウンタＣｎｔ
１に所定値Ｂ、Ｃｎｔ２に所定値Ａを代入して抑制制御
を終了する。さらに操舵トルクの絶対値が所定値Ｔ１以
下となる状態が継続していれば、再度抑制制御を行い、
カウンタＣｎｔ１が所定値Ｂであるから、ステップＳ５
０でＮｏに分岐し、ステップＳ５６でステップＳ５４で
推定したモータ回転速度Ｎｓに応じてモータ電流の目標
値Ｉｔを決定し、ステップＳ５７でモータ電流Ｉｓを検
出し、ステップＳ５８でステップＳ５６で決定したモー
タ電流目標値Ｉｔと、ステップＳ５７で検出したモータ
電流検出値Ｉｓの偏差εＩがゼロになるようなデューテ
ィ比Ｄを決定する。

【００５５】ステップＳ５９でデューティ比Ｄがプラス
ならば、ステップＳ６０でトランジスタ３ａ、３ｄをス
テップＳ５８で決定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動
し、トランジスタ３ｂ、３ｃをオフしてモータ１を右方
向に駆動する。ステップＳ５９でデューティ比Ｄがマイ
ナスならば、ステップＳ６１でトランジスタ３ａ、３ｄ
をオフし、トランジスタ３ｂ、３ｃをステップＳ５８で
決定されたデューティ比ＤでＰＷＭ駆動してモータ１を
左方向に駆動する。そして、ステップＳ６２でカウンタ
Ｃｎｔ１をデクリメントして抑制制御を終了する。

【００５６】さらに、操舵トルクの絶対値が所定値Ｔ１
以下の状態が継続していれば、再度抑制制御を行い、Ｃ
ｎｔ１が０になるまで（例えば１０ｍｓｅｃ間）ステッ
プＳ５６からステップＳ６２までの処理を繰り返す。こ
のときのブロック図は図９に示すようになり、実施例１
と同等の効果を得ることが出来る。

【００５７】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になり、アシスト制御によって操舵
力を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵
トルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御によっ
て、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上にならないように
制御されるので、ハンドル戻りスピードを抑制すること
ができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手放しによっ
て直進状態に戻す場合、路面からの反力が大きくてもハ
ンドル戻りスピードが抑制されて、オーバーシュートが
小さくなりハンドルの収束性及び、操縦安定性が改善す
ることができるし、過大な反力が発生した場合でも、そ
のショックを抑えることによって操縦者への負担を軽減
することができる。さらに、モータの回転速度を検出す
るための特別なセンサを付加することなくモータ回転速
度を検出することができるのでコストを低く抑えられ
る。

【００５８】実施例５．この発明の他の実施例を以下に
示す。回路構成図、メインプログラムのフローチャー
ト、アシスト制御のフローチャートは、実施例１の図
１、図４、図５と同じである。図２１は抑制制御のフロ
ーチャートを示したものである。図において、先ずステ
ップＳ７０でモータ回転速度検出手段７からモータ回転
速度Ｎｓ検出し、ステップＳ７１でモータ回転速度に応
じたデューティ比Ｄを決定し、ステップＳ７２で、トラ
ンジスタ３ａ、３ｂをステップＳ７１で決定したデュー
ティ比ＤでＰＷＭ駆動して、トランジスタ３ｃ、３ｄを
オフする。

【００５９】このときの動作をブロック図で示したの
が、図２４である。図において、デューティ比決定手段
１４０はモータ回転速度検出手段７から検出したモータ
回転速度Ｎｓよりデューティ比Ｄを決定し、モータ短絡
手段１４１はデューティ比決定手段１４０で決定したデ
ューティ比Ｄより、トランジスタ３ａ、３ｂをＰＷＭ駆
動し、トランジスタ３ｃ、３ｄをオフして、モータの両
端をデューティ比Ｄで短絡する。ここで、デューティ比
決定手段１４０に図２５のような特性を持たせれば、モ
ータ回転数Ｎｓが所定値Ｎ１（例えば５００ｒｐｍ）以
下の時には、デューティ比がゼロになり、トランジスタ
３ａ〜３ｄをオフし、モータ回転速度Ｎｓが所定値Ｎ１
以上の時には、トランジスタ３ａ、３ｂを所定のデュー
ティ比Ｄ１でＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄを
オフし、トランジスタ３ａ、３ｂに回生電流を流すこと
ができる。

【００６０】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になり、アシスト制御によって操舵
力を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵
トルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御によっ
て、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上になるとモータの
回転速度が抑制されるので、ハンドル戻りスピードを抑
制することができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手
放しで直進状態に戻す場合、路面からの反力が大きくて
もハンドル戻りスピードが抑制されるので、オーバーシ
ュートが小さくなりハンドルの収束性及び、操縦安定性
が改善される。

【００６１】また、デューティ比決定手段１４０の特性
を、図２６に示すように、モータの回転速度によってデ
ューティ比Ｄが徐々に増加するようにとると、ハンドル
の戻りスピードに応じたモータ回転速度の抑制を行いハ
ンドル戻りスピードを一定値以下にすることが出来る。

【００６２】なお、本実施例ではトランジスタ３ａ、３
ｂをＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄをオフする
ように構成したが、逆に、トランジスタ３ａ、３ｂをオ
フし、トランジスタ３ｃ、３ｄをＰＷＭ駆動するように
構成しても、同等の効果を得ることが出来る。

【００６３】実施例６．この発明の他の実施例を以下に
示す。回路構成図、メインプログラムのフローチャー
ト、アシスト制御のフローチャートは、実施例１の図
１、図４、図５と同じである。図２２は、抑制制御のフ
ローチャートを示したものである。図において、先ずス
テップＳ７０でモータ回転速度検出手段７からモータ回
転速度Ｎｓを検出し、ステップＳ８０で車速検出手段９
から車速Ｖｐを検出し、ステップＳ８１でモータ回転速
度Ｎｓ及び車速Ｖｐに応じたデューティ比Ｄを決定し、
ステップＳ７２で、トランジスタ３ａ、３ｂをステップ
Ｓ８１で決定したデューティ比ＤでＰＷＭ駆動し、トラ
ンジスタ３ｃ、３ｄをオフする。

【００６４】このときの動作をブロック図で示したの
が、図２７である。図において、デューティ比決定手段
１５０はモータ回転速度Ｎｓと車速Ｖｐからデューティ
比Ｄを決定し、モータ短絡手段１４１はデューティ比決
定手段１５０で決定したデューティ比Ｄよりトランジス
タ３ａ、３ｂをＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄ
をオフする。ここで、デューティ比決定手段１５０に図
２５のような特性を持たせ、さらに、図２５のデューテ
ィ比Ｄ１とモータ回転速度Ｎ１にそれぞれ車速Ｖｐに応
じて図２８、図２９のように変化する特性を持たせる
と、モータの回転速度Ｎｓと車速Ｖｐで決定されたデュ
ーティ比ＤによるＰＷＭ駆動でモータ１が短絡される。

【００６５】また、図２８で車速ＶｐがＶｐｔ（例えば
３０ｋｍ／ｈ）以下の時は、デューティ比を０、図２９
で車速ＶｐがＶｐｔ以下の時は、所定値Ｎ１をモータ回
転速度検出手段７の検出値の最大値ＮＳｍａｘより大き
い値に設定しているので、車速ＶｐがＶｐｔ以下の時、
モータ回転速度は抑制されない。

【００６６】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になりアシスト制御によって操舵力
を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵ト
ルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御によっ
て、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上になるとモータの
回転速度が抑制されるので、ハンドル戻りスピードを抑
制することができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手
放しによって直進状態に戻す場合、路面からの反力が大
きくてもハンドル戻りスピードが抑制されるので、オー
バーシュートが小さくなりハンドルの収束性及び、操縦
安定性が改善される。

【００６７】さらに、モータの両端を短絡するデューテ
ィ比Ｄ１と所定値Ｎ１を図２８、図２９のように車速Ｖ
ｐに応じて変化させているので、路面からの反力が大き
くなる高速走行時には、ハンドル戻りスピードが抑制さ
れ、路面からの反力が小さくなる低速走行時（例えば３
０ｋｍ／ｈ以下）には、ハンドル戻りスピードが抑制さ
れないので、低速走行時のハンドル戻りスピードを低下
させることなく高速走行時のハンドルの収束性及び操縦
安定性を改善することができるし、また、低速走行時
も、操舵者が自らハンドルを中立に戻す必要がなくな
り、操縦者への負担が軽減される。

【００６８】なお、本実施例ではトランジスタ３ａ、３
ｂをＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄをオフする
ように構成したが、逆に、トランジスタ３ａ、３ｂをオ
フし、トランジスタ３ｃ、３ｄをＰＷＭ動作するように
構成しても、同等の効果を得ることが出来る。

【００６９】実施例７．この発明の他の実施例を以下に
示す。回路構成図、メインプログラムのフローチャー
ト、アシスト制御のフロチャートは、実施例３の図２、
図４、図５と同じである。図２３は、抑制制御のフロー
チャートを示したものである。図において、先ずステッ
プＳ７０でモータ回転速度検出手段７からモータ回転速
度Ｎｓを検出し、ステップＳ９０で操舵角検出手段１１
から操舵角θを検出し、ステップＳ９１でモータ回転速
度Ｎｓ及び操舵角θに応じたデューティ比Ｄを決定し、
ステップＳ７２で、トランジスタ３ａ、３ｂをステップ
Ｓ９１で決定したデューティ比ＤでＰＷＭ駆動し、トラ
ンジスタ３ｃ、３ｄをオフする。

【００７０】このときの動作をブロック図で示したの
が、図３０である。図において、デューティ比決定手段
１６０はモータ回転速度Ｎｓと操舵角θからデューティ
比Ｄを決定し、モータ短絡手段１４１はデューティ比決
定手段１６０で決定したデューティ比Ｄよりトランジス
タ３ａ、３ｂをＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄ
をオフする。ここで、デューティ比決定手段１６０に図
２５のような特性を持たせ、さらに、図２５のデューテ
ィ比Ｄ１とモータ回転速度Ｎ１にそれぞれ操舵角θに応
じて図３１、図３２のように変化する特性を持たせる
と、モータの回転速度と操舵角で決定されたデューティ
比ＤによるＰＷＭ駆動でモータ１が短絡される。

【００７１】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になり、アシスト制御によって操舵
力を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵
トルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御によっ
て、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上になるとモータの
回転速度が抑制されるので、ハンドル戻りスピードを抑
制することができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手
放しによって直進状態に戻す場合、路面からの反力が大
きくてもハンドル戻りスピードが抑制されるので、オー
バーシュートが小さくなりハンドルの収束性及び、操縦
安定性が改善される。

【００７２】さらに、モータの両端を短絡するデューテ
ィ比Ｄ１と所定値Ｎ１を、図３１、図３２のように操舵
角θに応じて変化させているので、操舵角が大きい時は
ハンドル戻りスピードの抑制力が小さくなり、ハンドル
が中立付近の時はハンドル戻りスピードの抑制力が大き
くなるので、大きく操舵した時のハンドル戻りスピード
を低下させることなく収束性及び操縦安定性を改善する
ことができる。これによって、大きく操舵した後、操縦
者が自らハンドルを中立に戻す必要がなくなるので操縦
者への負担が軽減される。

【００７３】なお、本実施例ではトランジスタ３ａ、３
ｂをＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄをオフする
ように構成したが、逆に、トランジスタ３ａ、３ｂをオ
フし、トランジスタ３ｃ、３ｄをＰＷＭ動作するように
構成しても、同等の効果を得ることが出来る。

【００７４】以下、この発明の上記実施例１〜７におけ
るモータ１（直流モータ）の制御処理およびモータ回転
速度の推定処理について具体的に説明する。 なお、回路
構成図、メインプログラムのフローチャート、アシスト
制御のフローチャートは、実施例４の図３、図１８、図
５と同じである。図３３は、抑制制御のフローチャート
を示したものである。図において、先ずメインプログラ
ムでカウンタＣｎｔ１が０となっているので、ステップ
Ｓ１００でＹｓｅに分岐し、ステップＳ１０１でトラン
ジスタ３ａ〜３ｄをオフする。カウンタＣｎｔ２にはメ
インプログラムで所定値Ａが代入されているので、ステ
ップＳ１０２でＮｏに分岐し、ステップＳ１０３でカウ
ンタＣｎｔ２をデクリメントして抑制制御を終了する。
この時、操舵トルクの所定値がＴ１以下の状態が継続し
ていれば、再度抑制制御を行う。

【００７５】カウンタＣｎｔ２は所定値Ａで初期化され
ているので、所定時間（例えば４ｍｓｅｃ）連続でステ
ップＳ４の抑制制御を実行すると、カウンタＣｎｔ２が
０となり、ステップＳ１０２でＹｅｓに分岐し、ステッ
プＳ１０４でモータ端子電圧からモータ回転速度を推定
する。この時、トランジスタ３ａ〜３ｄはオフしている
ので、モータ端子電圧とモータ回転速度との関係は図２
０に示すようになり、この時のモータ端子電圧からモー
タ回転速度の右回転をプラス、左回転をマイナスの値と
して推定することが出来る。その後、ステップＳ１０５
でカウンタＣｎｔ１に所定値Ｂ、Ｃｎｔ２に所定値Ａを
代入して抑制制御を終了する。

【００７６】また、操舵トルクの絶対値が所定値Ｔ１以
下になる状態が継続していれば、再度抑制制御を行う。
カウンタＣｎｔ１が所定値Ｂであるから、ステップＳ１
００でＮｏに分岐し、ステップＳ１０６で車速検出手段
９から車速Ｖｐを検出し、ステップＳ１０７でステップ
Ｓ１０４で推定したモータ回転速度ＮｓとステップＳ１
０６で検出した車速Ｖｐに応じたデューティ比Ｄを決定
し、ステップＳ１０８でトランジスタ３ａ、３ｂを、デ
ューティ比ＤでＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄ
をオフする。この時のデューティ比Ｄはモータ回転速度
Ｎｓによって図２５のように決定され、図２５のデュー
ティ比Ｄ１とモータ回転速度Ｎ１は車速Ｖｐに応じて図
２８、図２９のように変化する。したがって、抑制制御
のブロック図は実施例６の図２７と同じになる。

【００７７】以上のように、ハンドル操舵時は操舵トル
クが所定値Ｔ１以上になり、アシスト制御によって操舵
力を軽減する事ができる。また、手放しによって、操舵
トルクが所定値Ｔ１以下になる時には、抑制制御によっ
て、モータ回転速度が所定値Ｎ１以上になるとモータの
回転速度が抑制されるので、ハンドル戻りスピードを抑
制することができ、高速走行時の操舵後、ハンドルを手
放しによって直進状態に戻す場合、路面からの反力が大
きくてもハンドル戻りスピードが抑制されるので、オー
バーシュートが小さくなりハンドルの収束性及び、操縦
安定性が改善される。

【００７８】さらに、モータの両端を短絡するデューテ
ィ比Ｄ１と所定値Ｎ１を車速Ｖｐに応じて図２８、図２
９のように変化させているので、路面からの反力が大き
くなる高速走行時にはハンドル戻りスピードが抑制さ
れ、路面からの反力が小さくなる低速走行時（例えば３
０ｋｍ／ｈ以下）にはハンドル戻りスピードが抑制され
ないので、低速走行時のハンドル戻りスピードを低下さ
せることなく高速走行時のハンドルの収束性及び操縦安
定性を改善することができる。これによって、低速走行
時、操舵者が自らハンドルを中立に戻す必要がなくな
り、操縦者への負担が軽減される。また、モータ端子電
圧からモータ回転速度を推定し、抑制制御とモータ回転
速度の推定を交互に行っているので、特別なセンサを追
加することなく安価な回路で構成する事が出来る。

【００７９】なお、ここではトランジスタ３ａ、３ｂを
ＰＷＭ駆動し、トランジスタ３ｃ、３ｄをオフするよう
に構成したが、逆に、トランジスタ３ａ、３ｂをオフ
し、トランジスタ３ｃ、３ｄをＰＷＭ動作するように構
成しても、同等の効果を得ることが出来る。

【００８０】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る電動パワース
テアリング制御装置は、操舵トルクが所定値以下の時、
モータの回転速度を検出し、その検出値が所定値を越え
ないように制御したため、走行時の操舵中、ハンドルを
手放し状態で中立に戻す場合、モータの回転速度を抑制
することによってハンドル戻りスピードを抑制し、ハン
ドルが中立点を通過した後のオーバーシュートを小さく
することができるので、ハンドルの収束性、操縦安定性
を改善することができる。また、過大な反力が発生した
場合、ハンドルへのショックが抑えられて操縦者への負
担を減少させることができるという効果を奏する。ま
た、モータの端子電圧からモータの回転速度を推定する
手段を設け、抑制制御とモータ回転速度の推定を交互に
行うようにしたため、モータの回転速度を検出するため
の特別なセンサを追加する必要がなく安価な回路で、上
述と同等の効果を得ることができるという効果を奏す
る。

【００８１】この発明の請求項２に係る電動パワーステ
アリング制御装置は、操舵トルクが所定値以下の時、モ
ータの回転速度を検出し、モータの回転方向とは逆方向
にモータを駆動するようにしたため、走行時の操舵中、
ハンドルを手放し状態で中立に戻す場合、モータの回転
速度を抑制することによってハンドル戻りスピードを抑
制し、ハンドルが中立点を通過した後のオーバーシュー
トを小さくすることができるので、ハンドルの収束性と
操縦安定性を改善することができると共に、過大な反力
が発生した場合、ハンドルへのショックが抑えられて操
縦者への負担を減少させることができるという効果を奏
する。また、モータの端子電圧からモータの回転速度を
推定する手段を設け、抑制制御とモータ回転速度の推定
を交互に行うようにしたため、モータの回転速度を検出
するための特別なセンサを追加する必要がなく安価な回
路で、上述と同等の効果を得ることができるという効果
を奏する。

【００８２】また、モータの回転を抑制するモータ駆動
量を車速に応じて変化させるようにすれば、路面からの
反力が大きくなる高速走行時には抑制力を大きくし、路
面からの反力が小さく、ハンドルが戻り難くなる低速走
行時には抑制力を小さくすることによって、低速走行時
のハンドル戻りを妨げることなく高速走行時のハンドル
の収束性と操縦安定性を改善することができ、これによ
って、低速走行時にハンドルを中立に戻したい場合で
も、操縦者が自らハンドルを中立に戻す必要がなくな
り、操縦者への負担が軽減されるという効果を奏する。

【００８３】そして、前記モータの駆動量をモータ回転
速度に応じて変化させるようにすれば、ハンチングをな
くすことができるし、また、前記モータの駆動量を操舵
角に応じて変化させるようにすれば、ハンドル手放し状
態でも操舵角が大きい時には、モータの駆動量を小さく
してハンドル戻りスピードを速くし、ハンドルが中立付
近となり操舵角が小さくなる時には、モータの駆動量を
大きくしてハンドルの回転速度を抑制することができる
ので、ハンドル戻りの敏速性を損なうことなくハンドル
の収束性を改善することが可能となり、これによって、
ハンドルを中立に戻したい場合、操縦者が自らハンドル
を戻す必要がなくなり、操縦者への負担が軽減されると
いう効果を奏する。

【００８４】さらに、前記モータの駆動量を前記車速、
前記モータの回転速度、前記操舵角の組み合わせで決定
できるようにしたので、上述と同等の効果を両立させて
得ることができるという効果を奏する。

【００８５】この発明の請求項３に係る電動パワーステ
アリング制御装置は、操舵トルクが所定値以下の時モー
タの回転速度を検出し、そのモータの回転速度が所定値
を越えた時、所定のデューティ比のＰＷＭ信号に応じて
モータの両端を短絡してモータの回転速度を抑制するよ
うにすれば、走行時の操舵中、ハンドルを手放し状態で
中立に戻す場合、モータの回転速度を抑制することによ
ってハンドル戻りスピードを抑制し、ハンドルが中立点
を通過した後のオーバーシュートを小さくすることがで
きるので、ハンドルの収束性と操縦安定性を改善するこ
とができるという効果を奏する。また、モータの端子電
圧からモータの回転速度を推定する手段を設け、抑制制
御とモータ回転速度の推定を交互に行うようにしたた
め、モータの回転速度を検出するための特別なセンサを
追加する必要がなく安価な回路で、上述と同等の効果を
得ることができるという効果を奏する。

【００８６】また、モータを短絡する時のデューティ比
を車速に応じて変化させるようにすれば、路面からの反
力が大きくなる高速走行時には抑制力を大きくし、路面
からの反力が小さく、ハンドルが戻り難くなる低速走行
時には抑制力を小さくすることによって、低速走行時の
ハンドル戻りを妨げることなく高速走行時のハンドルの
収束性を改善することができ、これによって、低速走行
時にハンドルを中立に戻したい場合でも、操縦者が自ら
ハンドルを中立に戻す必要がなくなり、操縦者への負担
が軽減されるという効果を奏する。

【００８７】そして、前記デューティ比をモータ回転速
度に応じて変化させるようにすれば、ハンドル戻りスピ
ードに応じた抑制力を発生させ、ハンドル戻りスピード
を一定値以下に抑えることができるし、また、前記デュ
ーティ比を操舵角に応じて変化させるようにすれば、ハ
ンドル手放し状態でも操舵角が大きい時には、前記デュ
ーティ比を小さくしてハンドル戻りスピードを速くし、
ハンドルが中立付近となり操舵角が小さい時には、前記
デューティ比を大きくしてハンドルの回転速度を抑制す
ることができるので、ハンドル戻りの敏速性を損なうこ
となくハンドルの収束性を改善することが可能となり、
これによって、ハンドルを中立に戻したい場合、操縦者
が自らハンドルを戻す必要がなくなり、操縦者への負担
が軽減されるという効果を奏する。

【００８８】さらに、前記デューティ比を前記車速、前
記モータの回転速度、前記操舵角の組み合わせで決定で
きるようにしたため、上述と同等の効果を両立して得る
ことができるという効果を奏する。

【００８９】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１、２、５、６による電動
パワーステアリング制御装置を示す回路構成図である。

【図２】 この発明の実施例３、７による電動パワース
テアリング制御装置を示す回路構成図である。

【図３】 この発明の実施例４による電動パワーステア
リング制御装置を示す回路構成図である。

【図４】 この発明の実施例１、２、３、５、６、７に
よるメインプログラムを示すフローチャート図である。

【図５】 この発明の実施例１〜７によるアシスト制御
を示すフローチャート図である。

【図６】 この発明の実施例１〜７によるアシスト制御
を示すブロック図である。

【図７】 この発明の実施例１〜７によるアシスト制御
時のモータ電流特性図である。

【図８】 この発明の実施例１による抑制制御を示すフ
ローチャート図である。

【図９】 この発明の実施例１、４による抑制制御を示
すブロック図である。

【図１０】 この発明の実施例１、２、３、４による抑
制制御の目標電流決定手段を示す特性図である。

【図１１】 この発明の実施例１による抑制制御を示す
目標電流決定手段の特性図である。

【図１２】 この発明の実施例２による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図１３】 この発明の実施例２による抑制制御を示す
ブロック図である。

【図１４】 この発明の実施例２による抑制制御を示す
目標電流決定手段の特性図である。

【図１５】 この発明の実施例３による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図１６】 この発明の実施例３による抑制制御を示す
ブロック図である。

【図１７】 この発明の実施例３による抑制制御を示す
目標電流決定手段の特性図である。

【図１８】 この発明の実施例４によるメインプログラ
ムを示すフローチャート図である。

【図１９】 この発明の実施例４による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図２０】 この発明の実施例４によるモータ回転速度
に対するモータ端子電圧の特性図である。

【図２１】 この発明の実施例５による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図２２】 この発明の実施例６による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図２３】 この発明の実施例７による抑制制御を示す
フローチャート図である。

【図２４】 この発明の実施例５による抑制制御を示す
ブロック図である。

【図２５】 この発明の実施例５〜７によるデューティ
比決定手段の特性図である。

【図２６】 この発明の実施例５によるデューティ比決
定手段の特性図である。

【図２７】 この発明の実施例６による抑制制御を示す
ブロック図である。

【図２８】 この発明の実施例６によるデューティ比決
定手段の特性図である。

【図２９】 この発明の実施例６によるデューティ比決
定手段の特性図である。

【図３０】 この発明の実施例７による抑制制御を示す
ブロック図である。

【図３１】 この発明の実施例７によるデューティ比決
定手段の特性図である。

【図３２】 この発明の実施例７によるデューティ比決
定手段の特性図である。

【図３３】 この発明の実施例１〜７による抑制制御を
示すフローチャート図である。

【図３４】 従来の電動パワーステアリング制御装置の
全体を示す構成図である。

【図３５】 従来の電動パワーステアリング制御装置の
制御部を示す回路構成図である。

【符号の説明】

１ 電動モータ、２ 電源（バッテリ）、３ａ〜３ｄ
トランジスタ、４ａ〜４ｄ トランジスタ駆動回路、５
ａ〜５ｄ ＡＮＤ回路、６ａ シャント抵抗器、６ｂ
電流検出回路、６ 電流検出手段、７ モータ回転速度
検出手段、８操舵トルク検出手段、９ 車速検出手段、
１０ マイコン、１１ 操舵角検出手段、１２ 抵抗
器、１３ ダイオード、１４ 抵抗器、１５ モータ端
子電圧入力回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 俊一 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式 会社 姫路製作所内 (56)参考文献 特開 昭62−241766（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−285459（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 B62D 5/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリング系の操舵トルクを検出する
   操舵トルク検出手段と、 ステアリング系の操舵力を軽減するために補助力を発生
   する電動モータと、 少なくとも前記操舵トルク検出手段の検出値に応じて操
   舵力を軽減する方向に前記電動モータを駆動するモータ
   駆動手段と、 モータの回転速度を検出するためのモータ回転速度検出
   手段と、 前記操舵トルクが所定値以下のとき、前記モータ回転速
   度が所定値を越えないように制御する回転速度制御手段
   とを備え、 前記電動モータは直流モータであり、 前記モータ回転速度検出手段は、 前記直流モータに電圧を印加することによって前記直流
   モータを制御するモータ制御手段と、 前記直流モータの端子間を開放したときに発生する起電
   圧からモータ回転速度を推定するモータ回転速度推定手
   段と、 前記モータ制御と前記モータ回転速度の推定とを交互に
   行う直流モータ駆動装置と により構成された ことを特徴
   とする電動パワーステアリング制御装置。
2. 【請求項２】 ステアリング系の操舵トルクを検出する
   操舵トルク検出手段と、ステアリング系の操舵力を軽減
   するために補助力を発生する電動モータと、少なくとも
   前記操舵トルク検出手段の検出値に応じて操舵力を軽減
   する方向に前記電動モータを駆動するモータ駆動手段
   と、モータの回転速度を検出するためのモータ回転速度
   検出手段と、前記モータの回転方向を検出するためのモ
   ータ回転方向検出手段と、前記操舵トルクが所定値以下
   のとき、車速またはモータ回転速度または操舵角の内の
   少なくとも一つから前記モータの駆動量を決定し、前記
   モータ回転方向検出手段の検出した回転方向と逆方向に
   前記モータを前記駆動量で駆動する駆動量制御手段とを
   備え、 前記電動モータは直流モータであり、 前記モータ回転速度検出手段は、 前記直流モータに電圧を印加することによって前記直流
   モータを制御するモータ制御手段と、 前記直流モータの端子間を開放したときに発生する起電
   圧からモータ回転速度を推定するモータ回転速度推定手
   段と、 前記モータ制御と前記モータ回転速度の推定とを交互に
   行う直流モータ駆動装置と により構成された ことを特徴
   とする電動パワーステアリング制御装置。
3. 【請求項３】 ステアリング系の操舵トルクを検出する
   操舵トルク検出手段と、ステアリング系の操舵力を軽減
   するために補助力を発生する電動モータと、少なくとも
   前記操舵トルク検出手段の検出値に応じて操舵力を軽減
   する方向に前記電動モータを駆動するモータ駆動手段
   と、モータの回転速度を検出するためのモータ回転速度
   検出手段と、前記操舵トルクが所定値以下の時、車速ま
   たはモータ回転速度または操舵角の内の少なくとも一つ
   からデューティ比を決定するデューティ比決定手段と、
   前記デューティ比決定手段で決定されたデューティ比の
   ＰＷＭ信号に応じて前記モータを短絡するモータ短絡手
   段とを備え、 前記電動モータは直流モータであり、 前記モータ回転速度検出手段は、 前記直流モータに電圧を印加することによって前記直流
   モータを制御するモータ制御手段と、 前記直流モータの端子間を開放したときに発生する起電
   圧からモータ回転速度を推定するモータ回転速度推定手
   段と、 前記モータ制御と前記モータ回転速度の推定とを交互に
   行う直流モータ駆動装置と により構成された ことを特徴
   とする電動パワーステアリング制御装置。