JP3256211B2 - 電気アシスト・ステアリング・システムにおけるモータ・ストール状態の検出方法及び装置 - Google Patents
電気アシスト・ステアリング・システムにおけるモータ・ストール状態の検出方法及び装置Info
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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
- B62D5/0481—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 monitoring the steering system, e.g. failures
- B62D5/0496—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 monitoring the steering system, e.g. failures by using a temperature sensor
-
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- 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
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- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0469—End-of-stroke control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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- H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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、電気アシ
スト・ステアリング・システムにおいてモータ・ストー
ル状態を検出する方法及び装置に関する。
テアリング・システムに関し、更に詳しくは、電気アシ
スト・ステアリング・システムにおいてモータ・ストー
ル状態を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電気ア
シスト・ステアリング・システムはこの技術分野で広く
知られている。この電気アシスト・ステアリング・シス
テムでは、電気アシスト・モータは、付勢されると、ト
ルク・アシストを提供して車両のステアラブル・ホイー
ル（車輪）の方向を変える際に運転者を補助する。電気
アシスト・モータは、車両のステアリング・ホイール
（ハンドル）に加えられたステアリング・トルクと測定
された車両速度との両方に応答して制御されるのが典型
的である。コントローラは、ステアリング・トルクをモ
ニタし駆動回路を制御して電気アシスト・モータに与え
られる電流を制御する。この駆動回路は、典型的には、
車両バッテリと電気アシスト・モータとの間に動作的に
結合された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はそれ以
外の形態のソリッド・ステート・スイッチを含む。電流
は、ＦＥＴ又はスイッチのパルス幅変調によって制御さ
れる。
シスト・ステアリング・システムはこの技術分野で広く
知られている。この電気アシスト・ステアリング・シス
テムでは、電気アシスト・モータは、付勢されると、ト
ルク・アシストを提供して車両のステアラブル・ホイー
ル（車輪）の方向を変える際に運転者を補助する。電気
アシスト・モータは、車両のステアリング・ホイール
（ハンドル）に加えられたステアリング・トルクと測定
された車両速度との両方に応答して制御されるのが典型
的である。コントローラは、ステアリング・トルクをモ
ニタし駆動回路を制御して電気アシスト・モータに与え
られる電流を制御する。この駆動回路は、典型的には、
車両バッテリと電気アシスト・モータとの間に動作的に
結合された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はそれ以
外の形態のソリッド・ステート・スイッチを含む。電流
は、ＦＥＴ又はスイッチのパルス幅変調によって制御さ
れる。
【０００３】車輪が縁石（curb）に接しているときのよ
うに、ステアリング・トルクが加えられているにもかか
わらずステアラブル・ホイールが動くことができない状
態に保持される場合には、電気アシスト・モータとＦＥ
Ｔとの両方の温度が上昇する。このような状態は、電気
アシスト・モータのストール（stall）状態と称され
る。ストール状態が長時間継続すると、モータ及び／又
はＦＥＴが加熱し故障する可能性がある。
うに、ステアリング・トルクが加えられているにもかか
わらずステアラブル・ホイールが動くことができない状
態に保持される場合には、電気アシスト・モータとＦＥ
Ｔとの両方の温度が上昇する。このような状態は、電気
アシスト・モータのストール（stall）状態と称され
る。ストール状態が長時間継続すると、モータ及び／又
はＦＥＴが加熱し故障する可能性がある。
【０００４】ＴＲＷ社に譲渡されたMillerへの米国特許
第5,517,415号には、電気アシスト・ステアリング・シ
ステムのためのストール検出装置が開示されている。ス
トール検出器が、ストール状態の発生の検出に応答して
電気モータに供給される電流を制御する。これによっ
て、モータと駆動回路との両方への損傷が回避される。
第5,517,415号には、電気アシスト・ステアリング・シ
ステムのためのストール検出装置が開示されている。ス
トール検出器が、ストール状態の発生の検出に応答して
電気モータに供給される電流を制御する。これによっ
て、モータと駆動回路との両方への損傷が回避される。
【０００５】Kadeへの米国特許第4,532,567号には、モ
ータを流れる実際の電流を測定する電気アシスト・ステ
アリング・システムが開示されている。測定された電流
がある限度を超えると、モータの駆動電流が減少され
る。
ータを流れる実際の電流を測定する電気アシスト・ステ
アリング・システムが開示されている。測定された電流
がある限度を超えると、モータの駆動電流が減少され
る。
【０００６】Daido他への米国特許第5,097,918号には、
電磁クラッチを介してステアリング機構に接続された電
気アシスト・モータを含む電気アシスト・ステアリング
・システムが開示されている。更に、このシステムは、
電気アシスト・モータの回転運動を感知するセンサを含
んでいる。トルクが感知されているのにモータが回転し
ていないことを回転センサが示すとき、システムは電磁
スイッチを切り離す。
電磁クラッチを介してステアリング機構に接続された電
気アシスト・モータを含む電気アシスト・ステアリング
・システムが開示されている。更に、このシステムは、
電気アシスト・モータの回転運動を感知するセンサを含
んでいる。トルクが感知されているのにモータが回転し
ていないことを回転センサが示すとき、システムは電磁
スイッチを切り離す。
【０００７】Shimizuへの米国特許第4,878,004号には、
電気アシスト・モータとそのモータの動作を制御するコ
ントローラとを含む電気アシスト・ステアリング・シス
テムが開示されている。このシステムは、更に、電気ア
シスト・モータを流れる実際の電流の量を感知する電流
センサを含んでいる。モータ電流の平均値が決定され
る。モータは、この決定された平均の電流値に応答して
制御される。
電気アシスト・モータとそのモータの動作を制御するコ
ントローラとを含む電気アシスト・ステアリング・シス
テムが開示されている。このシステムは、更に、電気ア
シスト・モータを流れる実際の電流の量を感知する電流
センサを含んでいる。モータ電流の平均値が決定され
る。モータは、この決定された平均の電流値に応答して
制御される。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、車両ステアリ
ング・システムにおける電気アシスト・モータのストー
ル状態を検出する装置に関する。この装置は、車両ステ
アリング・システムの電気モータに電流を提供するスイ
ッチング回路を含む。スイッチング回路は温度条件を有
する。温度センサがスイッチング回路に結合されてお
り、スイッチング回路の温度条件を示す値を有する出力
信号を提供する。ストール検出器は、温度センサの出力
信号に応答する。特に、ストール検出器は、電気モータ
への電力をモータの転流（整流）に基づいて第１のレベ
ルまで減少させ、更に、（ｉ）モータの転流に基づき、
そして、（ｉｉ）スイッチング回路の温度条件が第１の
温度スレショルド以上であると判断されると、第２のレ
ベルまで減少させるように動作する。
ング・システムにおける電気アシスト・モータのストー
ル状態を検出する装置に関する。この装置は、車両ステ
アリング・システムの電気モータに電流を提供するスイ
ッチング回路を含む。スイッチング回路は温度条件を有
する。温度センサがスイッチング回路に結合されてお
り、スイッチング回路の温度条件を示す値を有する出力
信号を提供する。ストール検出器は、温度センサの出力
信号に応答する。特に、ストール検出器は、電気モータ
への電力をモータの転流（整流）に基づいて第１のレベ
ルまで減少させ、更に、（ｉ）モータの転流に基づき、
そして、（ｉｉ）スイッチング回路の温度条件が第１の
温度スレショルド以上であると判断されると、第２のレ
ベルまで減少させるように動作する。
【０００９】本発明の別の側面は、車両ステアリング・
システムにおける電気アシスト・モータのストール状態
を検出する方法に関する。この方法は、車両ステアリン
グ・システムの電気モータにスイッチング回路を介して
電流を提供するステップを含む。システムのスイッチン
グ回路の温度条件がモニタされ、温度条件を示す出力信
号が提供される。スイッチング回路の温度条件はこの出
力信号に応答して判断される。ストール状態にあると判
断されると、ストール検出器がイネーブルされ、電気モ
ータへの電力がスイッチング回路を介して第１のレベル
まで減少される。スイッチング回路の温度条件がストー
ル状態の間に第１の温度スレショルド以上であると判断
されると、ストール検出器は電気モータへの電力を第１
のレベルとは異なる第２のレベルまで減少させる。好ま
しくは、電力削減の第２のレベルは、スイッチング回路
の温度条件と関数関係を有する。
システムにおける電気アシスト・モータのストール状態
を検出する方法に関する。この方法は、車両ステアリン
グ・システムの電気モータにスイッチング回路を介して
電流を提供するステップを含む。システムのスイッチン
グ回路の温度条件がモニタされ、温度条件を示す出力信
号が提供される。スイッチング回路の温度条件はこの出
力信号に応答して判断される。ストール状態にあると判
断されると、ストール検出器がイネーブルされ、電気モ
ータへの電力がスイッチング回路を介して第１のレベル
まで減少される。スイッチング回路の温度条件がストー
ル状態の間に第１の温度スレショルド以上であると判断
されると、ストール検出器は電気モータへの電力を第１
のレベルとは異なる第２のレベルまで減少させる。好ま
しくは、電力削減の第２のレベルは、スイッチング回路
の温度条件と関数関係を有する。
【００１０】本発明のこれ以外の特徴及び効果は、以下
の詳細な説明を添付の図面を参照して読むことによっ
て、本発明が関係する技術分野の当業者には明らかにな
るはずである。
の詳細な説明を添付の図面を参照して読むことによっ
て、本発明が関係する技術分野の当業者には明らかにな
るはずである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による車両電気ア
シスト・ステアリング・システム１０の好適実施例を図
解している。システム１０は、入力シャフト１６に接続
された車両ステアリング・ホイール（ハンドル）１２と
ピニオン・シャフト１７に接続されたピニオン・ギア１
４とを含む。入力シャフト１６は、トーション・バー１
８を介してピニオン・シャフト１７に結合されている。
トーション・バー１８は、車両ステアリング・ホイール
１２に加えられるトルクに応答してねじれ、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
を可能にする。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との間の相対的な回転の
量をこの技術分野で公知である態様で制限している。
シスト・ステアリング・システム１０の好適実施例を図
解している。システム１０は、入力シャフト１６に接続
された車両ステアリング・ホイール（ハンドル）１２と
ピニオン・シャフト１７に接続されたピニオン・ギア１
４とを含む。入力シャフト１６は、トーション・バー１
８を介してピニオン・シャフト１７に結合されている。
トーション・バー１８は、車両ステアリング・ホイール
１２に加えられるトルクに応答してねじれ、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
を可能にする。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との間の相対的な回転の
量をこの技術分野で公知である態様で制限している。
【００１２】ピニオン・ギア１４は、直線状のステアリ
ング部材すなわちラック２０上の直線状に切られたギア
の１組の歯（図示せず）とかみ合って係合する１組の螺
旋状のギア歯（図示せず）を有する。ラック２０は、ス
テアリング・リンケージによって既知の態様で車両のス
テアラブル・ホイール２２、２４に結合されている。ピ
ニオン・ギア１４は、ラック２０と共に、ラックとピニ
オン・ギアとの組を形成する。ステアリング・ホイール
１２が回転されると、このラックとピニオン・ギアとの
組が、ステアリング・ホイールの回転運動をラック２０
の直線運動に変換する。ラック２０が直線状に動くと、
ステアラブル・ホイール（車輪）２２及び２４はその関
連するステアリング軸の回りをピボット運動し、車両の
ステアリング（操縦）がなされる。
ング部材すなわちラック２０上の直線状に切られたギア
の１組の歯（図示せず）とかみ合って係合する１組の螺
旋状のギア歯（図示せず）を有する。ラック２０は、ス
テアリング・リンケージによって既知の態様で車両のス
テアラブル・ホイール２２、２４に結合されている。ピ
ニオン・ギア１４は、ラック２０と共に、ラックとピニ
オン・ギアとの組を形成する。ステアリング・ホイール
１２が回転されると、このラックとピニオン・ギアとの
組が、ステアリング・ホイールの回転運動をラック２０
の直線運動に変換する。ラック２０が直線状に動くと、
ステアラブル・ホイール（車輪）２２及び２４はその関
連するステアリング軸の回りをピボット運動し、車両の
ステアリング（操縦）がなされる。
【００１３】電気アシスト・モータ２６は、好ましくは
ボール・ナット駆動構成（図示せず）を介して、ラック
２０と駆動的に接続されている。しかし、本発明による
装置及び方法が他のタイプの駆動構成にも等しく応用で
きることは、理解されるはずである。モータ２６は付勢
されるとアシストを提供し、ラック２０のステアリング
運動を補助する。本発明の好適実施例では、モータ２６
は可変リラクタンス・モータである。可変リラクタンス
・モータが好ましいのは、比較的小型であり、低摩擦で
あって、トルク対慣性比が高いからである。
ボール・ナット駆動構成（図示せず）を介して、ラック
２０と駆動的に接続されている。しかし、本発明による
装置及び方法が他のタイプの駆動構成にも等しく応用で
きることは、理解されるはずである。モータ２６は付勢
されるとアシストを提供し、ラック２０のステアリング
運動を補助する。本発明の好適実施例では、モータ２６
は可変リラクタンス・モータである。可変リラクタンス
・モータが好ましいのは、比較的小型であり、低摩擦で
あって、トルク対慣性比が高いからである。
【００１４】モータ２６は、複数の固定子磁極３０を有
する固定子（ステータ）２８（図２）を含む。それぞれ
の固定子磁極３０には、その固定子磁極の周囲に巻かれ
た固定子コイル（図示せず）が付随している。モータ２
６はまた、複数の回転子磁極３４を有する回転子（ロー
タ）３２を含む。好適実施例では、モータ２６は四相モ
ータであり、８つの固定子磁極３０と６つの回転子磁極
３４とを含む。
する固定子（ステータ）２８（図２）を含む。それぞれ
の固定子磁極３０には、その固定子磁極の周囲に巻かれ
た固定子コイル（図示せず）が付随している。モータ２
６はまた、複数の回転子磁極３４を有する回転子（ロー
タ）３２を含む。好適実施例では、モータ２６は四相モ
ータであり、８つの固定子磁極３０と６つの回転子磁極
３４とを含む。
【００１５】固定子磁極３０は、Ａａ、Ｂｂ、Ｃｃ及び
Ｄｄとして示されている対として付勢されるように配列
されている。１対の固定子磁極３０が付勢されると、回
転子３２は、付勢された固定子磁極と回転子磁極３４と
の間のリラクタンスが最小となるように動く。最小のリ
ラクタンスは、１対の回転子磁極３４が付勢された固定
子磁極３０と整列するときに生じる。例えば、図２に図
解されているモータ２６の位置では、固定子磁極の対Ａ
ａとこれらの固定子磁極Ａａと整列している回転子磁極
３４との間に最小のリラクタンスが存在する。回転子と
固定子との相対的な位置によって決定される最小のリラ
クタンスがいったん達成されると、付勢されている固定
子磁極３０は消勢され、隣接する固定子の対が付勢され
て回転子３２の回転を継続させることになる。
Ｄｄとして示されている対として付勢されるように配列
されている。１対の固定子磁極３０が付勢されると、回
転子３２は、付勢された固定子磁極と回転子磁極３４と
の間のリラクタンスが最小となるように動く。最小のリ
ラクタンスは、１対の回転子磁極３４が付勢された固定
子磁極３０と整列するときに生じる。例えば、図２に図
解されているモータ２６の位置では、固定子磁極の対Ａ
ａとこれらの固定子磁極Ａａと整列している回転子磁極
３４との間に最小のリラクタンスが存在する。回転子と
固定子との相対的な位置によって決定される最小のリラ
クタンスがいったん達成されると、付勢されている固定
子磁極３０は消勢され、隣接する固定子の対が付勢され
て回転子３２の回転を継続させることになる。
【００１６】回転子３２の回転方向は、固定子磁極３０
が付勢されるシーケンスによって制御される。例えば、
回転子３２を図２の位置から時計回りに回転させるため
には、固定子磁極対Ｄｄが次に付勢される。回転子３２
を図２の位置から反時計回りに回転させるには、固定子
磁極対Ｂｂが次に付勢される。
が付勢されるシーケンスによって制御される。例えば、
回転子３２を図２の位置から時計回りに回転させるため
には、固定子磁極対Ｄｄが次に付勢される。回転子３２
を図２の位置から反時計回りに回転させるには、固定子
磁極対Ｂｂが次に付勢される。
【００１７】モータ２６によって生じるトルクは、固定
子コイルを流れる電流の量によって制御される。可変リ
ラクタンス・モータを制御してモータのトルク及び方向
を制御するための好適な態様は、ＴＲＷ社に譲渡されて
いるMillerへの米国特許第5,257,828号に完全に記載さ
れている。この米国特許における開示内容はその全体を
この出願において援用する。
子コイルを流れる電流の量によって制御される。可変リ
ラクタンス・モータを制御してモータのトルク及び方向
を制御するための好適な態様は、ＴＲＷ社に譲渡されて
いるMillerへの米国特許第5,257,828号に完全に記載さ
れている。この米国特許における開示内容はその全体を
この出願において援用する。
【００１８】図１に図解されているように、回転子位置
センサ３６は、固定子２８に対する回転子３２の位置を
感知し、その相対的な位置を示す回転子位置信号３８を
提供する。好適実施例では、回転子位置センサ３６は離
散的（discrete）センサである。あるいは、モータ２６
の動作パラメータを用いて回転子の位置を感知すること
もできると考えられる。例えば、回転子の位置は、付勢
されていない固定子磁極３０と関連する固定子コイルを
流れる電流をモニタすることによって判断することがで
きる。離散的センサを用いずに回転子の位置を感知する
適切な構成が米国特許第5,072,166号に開示されてい
る。この米国特許はこの出願において援用する。
センサ３６は、固定子２８に対する回転子３２の位置を
感知し、その相対的な位置を示す回転子位置信号３８を
提供する。好適実施例では、回転子位置センサ３６は離
散的（discrete）センサである。あるいは、モータ２６
の動作パラメータを用いて回転子の位置を感知すること
もできると考えられる。例えば、回転子の位置は、付勢
されていない固定子磁極３０と関連する固定子コイルを
流れる電流をモニタすることによって判断することがで
きる。離散的センサを用いずに回転子の位置を感知する
適切な構成が米国特許第5,072,166号に開示されてい
る。この米国特許はこの出願において援用する。
【００１９】図１に戻ると、シャフト位置センサ４０
は、入力シャフト１６と出力シャフト１７とに接続され
ている。シャフト位置センサ４０は、トーション・バー
１８との両者でトルク・センサ４２を形成する。シャフ
ト位置センサ４０は、入力シャフト１６と出力シャフト
１７との間の相対的回転位置を示す信号４４を提供す
る。この入力シャフト１６と出力シャフト１７との間の
相対的回転位置は、車両運転者が車両のステアリング・
ホイール１２に与えたステアリング・トルクを示す。従
って、シャフト位置センサ４０の出力信号４４は、車両
のステアリング・ホイール１２に加えられたステアリン
グ・トルクを示しており、印加ステアリング・トルク信
号と称される。
は、入力シャフト１６と出力シャフト１７とに接続され
ている。シャフト位置センサ４０は、トーション・バー
１８との両者でトルク・センサ４２を形成する。シャフ
ト位置センサ４０は、入力シャフト１６と出力シャフト
１７との間の相対的回転位置を示す信号４４を提供す
る。この入力シャフト１６と出力シャフト１７との間の
相対的回転位置は、車両運転者が車両のステアリング・
ホイール１２に与えたステアリング・トルクを示す。従
って、シャフト位置センサ４０の出力信号４４は、車両
のステアリング・ホイール１２に加えられたステアリン
グ・トルクを示しており、印加ステアリング・トルク信
号と称される。
【００２０】印加ステアリング・トルク信号４４は、ト
ルク・コマンド回路４６に与えられる。トルク・コマン
ド回路４６によって決定されるアシスト・トルクは、
（ｉ）印加ステアリング・トルク信号４４の値と（ｉ
ｉ）車両速度という２つのパラメータの関数である。車
両速度センサ５０は、車両速度を示す車両速度信号をト
ルク・コマンド回路４６に提供する。典型的には、モー
タ２６が望むトルク・アシストの量は、車両速度が上昇
するにつれて減少する。これは、この技術分野では速度
比例ステアリングと称される。
ルク・コマンド回路４６に与えられる。トルク・コマン
ド回路４６によって決定されるアシスト・トルクは、
（ｉ）印加ステアリング・トルク信号４４の値と（ｉ
ｉ）車両速度という２つのパラメータの関数である。車
両速度センサ５０は、車両速度を示す車両速度信号をト
ルク・コマンド回路４６に提供する。典型的には、モー
タ２６が望むトルク・アシストの量は、車両速度が上昇
するにつれて減少する。これは、この技術分野では速度
比例ステアリングと称される。
【００２１】トルク・コマンド回路４６は、アシスト・
モータ２６が要求するトルク・アシスト値を示すトルク
・コマンド信号４８を提供する。トルク・コマンド信号
４８は、ゲインを調節可能な増幅器５２に向けて出力さ
れる。可変ゲイン増幅器５２は、トルク・コマンド信号
４８を増幅し、増幅されたトルク・コマンド信号５３を
出力する。
モータ２６が要求するトルク・アシスト値を示すトルク
・コマンド信号４８を提供する。トルク・コマンド信号
４８は、ゲインを調節可能な増幅器５２に向けて出力さ
れる。可変ゲイン増幅器５２は、トルク・コマンド信号
４８を増幅し、増幅されたトルク・コマンド信号５３を
出力する。
【００２２】増幅されたトルク・コマンド信号５３は、
駆動制御回路５４に与えられる。好ましくは、駆動制御
回路５４はマイクロプロセッサ又はマイクロコンピュー
タである。あるいは、駆動制御回路５４は、１つの集積
回路であったり、電気アシスト・モータ２６を制御する
ように構成されているより大きな制御回路の一部であっ
たりする。回転子位置信号３８も駆動制御回路５４に与
えられる。駆動制御回路５４は、増幅されたトルク・コ
マンド信号５３と回転子位置信号３８とを用いて、要求
されているステアリング方向を達成するのに必要なモー
タ付勢電流とモータ付勢シーケンスとを決定する。駆動
制御回路５４は、モータ制御信号５５及び６３をパワー
・スイッチ５６の組に向けて出力する。モータ制御信号
５５及び６３は、どの固定子磁極の対（すなわち、Ａ
ａ、Ｂｂ、Ｃｃ又はＤｄ）が付勢されるか（１つ又は複
数）を制御し、また、付勢電流も制御する。１対の制御
ライン５５及び６３が示されているが、各磁極対はそれ
自身に関連する制御ラインを有しているのが典型的であ
るから、駆動制御回路５４とパワー・スイッチ５６との
間には４本の制御ラインが存在する。ただし、本発明に
よる装置及び方法はこれ以外の駆動回路及びパワー・ス
イッチング構成、例えば、各固定子磁極対が２以上のパ
ワー・スイッチで制御される構成にも応用可能であるこ
とは理解されるであろう。
駆動制御回路５４に与えられる。好ましくは、駆動制御
回路５４はマイクロプロセッサ又はマイクロコンピュー
タである。あるいは、駆動制御回路５４は、１つの集積
回路であったり、電気アシスト・モータ２６を制御する
ように構成されているより大きな制御回路の一部であっ
たりする。回転子位置信号３８も駆動制御回路５４に与
えられる。駆動制御回路５４は、増幅されたトルク・コ
マンド信号５３と回転子位置信号３８とを用いて、要求
されているステアリング方向を達成するのに必要なモー
タ付勢電流とモータ付勢シーケンスとを決定する。駆動
制御回路５４は、モータ制御信号５５及び６３をパワー
・スイッチ５６の組に向けて出力する。モータ制御信号
５５及び６３は、どの固定子磁極の対（すなわち、Ａ
ａ、Ｂｂ、Ｃｃ又はＤｄ）が付勢されるか（１つ又は複
数）を制御し、また、付勢電流も制御する。１対の制御
ライン５５及び６３が示されているが、各磁極対はそれ
自身に関連する制御ラインを有しているのが典型的であ
るから、駆動制御回路５４とパワー・スイッチ５６との
間には４本の制御ラインが存在する。ただし、本発明に
よる装置及び方法はこれ以外の駆動回路及びパワー・ス
イッチング構成、例えば、各固定子磁極対が２以上のパ
ワー・スイッチで制御される構成にも応用可能であるこ
とは理解されるであろう。
【００２３】パワー・スイッチ５６は、パルス幅変調さ
れモータ電流を制御する。モータ２６の滑らかな動作を
保証するためには、回転子３０の位置を実際に回転子位
置を測定する間の所定の時点において評価することがで
きる。この評価は、何らかの既知の条件と何らかの仮定
との下でなされる。回転子位置評価の適切な方法は、W.
D. Harris and J.H. Lang, "A Simple Motion Estimato
r For VR Motors", IEEE Industry Applications Socie
ty Annual Meeting, October 1988及びA. Lumsdaine,
J.H. Lang, and M.J. Balas, "A State Observer for V
ariable Reluctance Motors: Analysis and Experiment
s", 19th ASILOMAR Conference on Circuits, Systems
& Computers, November 6-8, 1985に記載されている。
これらの論文における開示内容は本出願において援用す
る。
れモータ電流を制御する。モータ２６の滑らかな動作を
保証するためには、回転子３０の位置を実際に回転子位
置を測定する間の所定の時点において評価することがで
きる。この評価は、何らかの既知の条件と何らかの仮定
との下でなされる。回転子位置評価の適切な方法は、W.
D. Harris and J.H. Lang, "A Simple Motion Estimato
r For VR Motors", IEEE Industry Applications Socie
ty Annual Meeting, October 1988及びA. Lumsdaine,
J.H. Lang, and M.J. Balas, "A State Observer for V
ariable Reluctance Motors: Analysis and Experiment
s", 19th ASILOMAR Conference on Circuits, Systems
& Computers, November 6-8, 1985に記載されている。
これらの論文における開示内容は本出願において援用す
る。
【００２４】図３は、１つの固定子コイル対Ａａに関連
するパワー・スイッチ５６のパワー・スイッチ回路を図
解している。固定子コイルＡａの一方の側はメイン駆動
スイッチ５８を介して電気的グラウンドに接続されてい
る。固定子コイルＡａの他方の側はスイッチ６２とＬＣ
フィルタ・ネットワーク６０とを介して車両バッテリに
接続されている。駆動制御回路５４（図１）は、モータ
制御信号５５及び６３をスイッチ５８及び６２のそれぞ
れの制御端子に向けて出力する。モータ制御信号５５及
び６３は、駆動制御回路５４によってパルス幅変調さ
れ、固定子コイル対Ａａを流れる電流を制御する。ダイ
オード６４及び６５は、フライバック電流制御を提供す
る。ツェナー・ダイオード６６及び６７は、過電圧保護
を与える。
するパワー・スイッチ５６のパワー・スイッチ回路を図
解している。固定子コイルＡａの一方の側はメイン駆動
スイッチ５８を介して電気的グラウンドに接続されてい
る。固定子コイルＡａの他方の側はスイッチ６２とＬＣ
フィルタ・ネットワーク６０とを介して車両バッテリに
接続されている。駆動制御回路５４（図１）は、モータ
制御信号５５及び６３をスイッチ５８及び６２のそれぞ
れの制御端子に向けて出力する。モータ制御信号５５及
び６３は、駆動制御回路５４によってパルス幅変調さ
れ、固定子コイル対Ａａを流れる電流を制御する。ダイ
オード６４及び６５は、フライバック電流制御を提供す
る。ツェナー・ダイオード６６及び６７は、過電圧保護
を与える。
【００２５】再度図１を参照すると、モータ２６は、ス
イッチ５６の制御を介して付勢されて回転子３２を所望
のトルクで所望の方向に回転させる。回転子３２が回転
することの結果として、ラック２０の直線運動が生じ
る。ラック２０が直線運動すると、車両のステアラブル
・ホイール２２及び２４が回転し車両のステアリングが
なされる。
イッチ５６の制御を介して付勢されて回転子３２を所望
のトルクで所望の方向に回転させる。回転子３２が回転
することの結果として、ラック２０の直線運動が生じ
る。ラック２０が直線運動すると、車両のステアラブル
・ホイール２２及び２４が回転し車両のステアリングが
なされる。
【００２６】モータ２６やスイッチ回路５６のソリッド
ステート・スイッチ５８及び６２の加熱を防止する目的
でモータ・ストール条件を検出するために、システム１
０にはストール検出器７０が含まれている。ストール検
出器７０は、モータのストール状態に応答して、パワー
・スイッチ５６によって電気モータ２６に供給される電
力量を制御するように動作する。
ステート・スイッチ５８及び６２の加熱を防止する目的
でモータ・ストール条件を検出するために、システム１
０にはストール検出器７０が含まれている。ストール検
出器７０は、モータのストール状態に応答して、パワー
・スイッチ５６によって電気モータ２６に供給される電
力量を制御するように動作する。
【００２７】温度センサ６９がスイッチ５６に結合され
ており、スイッチの温度条件を検出する。温度センサ６
９は、スイッチ５６の温度条件を示す値を有する出力信
号７１をストール検出器７０に提供する。ストール検出
器７０は、温度センサ６９からの出力信号によってスイ
ッチ５６の温度を連続的にモニタする。
ており、スイッチの温度条件を検出する。温度センサ６
９は、スイッチ５６の温度条件を示す値を有する出力信
号７１をストール検出器７０に提供する。ストール検出
器７０は、温度センサ６９からの出力信号によってスイ
ッチ５６の温度を連続的にモニタする。
【００２８】ストール検出器７０はスイッチ５６の温度
条件に応答する。特に、ストール状態が存在する間にス
トール検出器７０によって提供される作用は、スイッチ
の温度条件の関数として変動する。
条件に応答する。特に、ストール状態が存在する間にス
トール検出器７０によって提供される作用は、スイッチ
の温度条件の関数として変動する。
【００２９】ストール検出器７０が付勢されるか消勢さ
れるかという動作は、温度によっても左右される。例え
ば、スイッチ５６の温度条件が第１の所定のスレショル
ド温度以上であるときには、ストール検出器７０は付勢
される。逆に、スイッチ５６の温度条件が第１の温度ス
レショルド未満であるときには、ストール検出器７０は
消勢される。
れるかという動作は、温度によっても左右される。例え
ば、スイッチ５６の温度条件が第１の所定のスレショル
ド温度以上であるときには、ストール検出器７０は付勢
される。逆に、スイッチ５６の温度条件が第１の温度ス
レショルド未満であるときには、ストール検出器７０は
消勢される。
【００３０】好ましくは、例えばスイッチ温度に基づい
てストール検出器７０が付勢され、ストール状態が検出
されると、ストール検出器７０はモータ２６への電力を
第１のレベルまで減少させるように動作する。更に、ス
トール状態が存在すると判断され、スイッチ５６の温度
条件が第１のスレショルドを超えるが第２のスレショル
ド未満であると判断されると、ストール検出器７０は電
力を第２のレベルまで減少させる。第２のレベルは第１
の動作レベルとは異なっており、好ましくはそれよりも
下にある。スイッチの温度条件が第２の温度スレショル
ド以上である場合には、ストール検出器７０は、モータ
への給電を更に第３のレベルまで減少させる。次に、ス
トール検出器７０による電気モータ２６への電力供給制
御の例を説明する。
てストール検出器７０が付勢され、ストール状態が検出
されると、ストール検出器７０はモータ２６への電力を
第１のレベルまで減少させるように動作する。更に、ス
トール状態が存在すると判断され、スイッチ５６の温度
条件が第１のスレショルドを超えるが第２のスレショル
ド未満であると判断されると、ストール検出器７０は電
力を第２のレベルまで減少させる。第２のレベルは第１
の動作レベルとは異なっており、好ましくはそれよりも
下にある。スイッチの温度条件が第２の温度スレショル
ド以上である場合には、ストール検出器７０は、モータ
への給電を更に第３のレベルまで減少させる。次に、ス
トール検出器７０による電気モータ２６への電力供給制
御の例を説明する。
【００３１】ストール検出器７０が付勢されていると仮
定すると、ストール状態が存在するかどうかが判断され
る。ストール検出器７０は、本発明の一実施例に従い、
モータ２６がストール状態にあるかどうかを判断する際
に２つのパラメータを用いる。第１のパラメータはトル
ク・コマンド信号４８の値である。モータ２６からの要
求されるアシスト・トルクを示すトルク・コマンド信号
４８がスレショルド値Ｔmin未満であるときには、モー
タからの所望のトルク量はゼロから比較的小さな値まで
の間にある。モータを流れる電流が所定の量未満である
場合には、スイッチ５６又はモータ２６への損傷は生じ
得ない。従って、そのような場合には、ストール検出器
７０は、ストール状態は存在し得ないと判断する。スト
ール検出器７０がトルク・コマンド信号４８がスレショ
ルドＴminよりも大きいと判断すると、ストール状態が
存在している可能性がある。そのような場合には、スト
ール検出器７０は第２のパラメータを考慮する。
定すると、ストール状態が存在するかどうかが判断され
る。ストール検出器７０は、本発明の一実施例に従い、
モータ２６がストール状態にあるかどうかを判断する際
に２つのパラメータを用いる。第１のパラメータはトル
ク・コマンド信号４８の値である。モータ２６からの要
求されるアシスト・トルクを示すトルク・コマンド信号
４８がスレショルド値Ｔmin未満であるときには、モー
タからの所望のトルク量はゼロから比較的小さな値まで
の間にある。モータを流れる電流が所定の量未満である
場合には、スイッチ５６又はモータ２６への損傷は生じ
得ない。従って、そのような場合には、ストール検出器
７０は、ストール状態は存在し得ないと判断する。スト
ール検出器７０がトルク・コマンド信号４８がスレショ
ルドＴminよりも大きいと判断すると、ストール状態が
存在している可能性がある。そのような場合には、スト
ール検出器７０は第２のパラメータを考慮する。
【００３２】ストール検出器７０によって用いられる第
２の組のパラメータは、（ｉ）モータが転流（commutat
ion）しているかどうかと（ｉｉ）モータの転流の間の
継続時間とである。
２の組のパラメータは、（ｉ）モータが転流（commutat
ion）しているかどうかと（ｉｉ）モータの転流の間の
継続時間とである。
【００３３】転流センサ７４は、駆動制御回路５４とス
トール検出器回路７０との出力５５及び６３のそれぞれ
に接続されている。駆動制御回路５４の出力５５及び６
３は、転流センサにどの固定子磁極対（１つ又は複数）
が付勢されているかを示す。転流センサ７４は、モータ
制御信号５５及び６３をモニタしこれらの信号を用いて
固定子磁極対が付勢される継続時間を決定する。転流セ
ンサ７４は２つのタイマＡ／Ｃ及びＢ／Ｄを含む。Ａ／
Ｃタイマは、固定子磁極対Ａａ又はＣｃが付勢される時
間周期を測定する。Ｂ／Ｄタイマは、固定子磁極対Ｂｂ
又はＤｄが付勢される時間周期を測定する。
トール検出器回路７０との出力５５及び６３のそれぞれ
に接続されている。駆動制御回路５４の出力５５及び６
３は、転流センサにどの固定子磁極対（１つ又は複数）
が付勢されているかを示す。転流センサ７４は、モータ
制御信号５５及び６３をモニタしこれらの信号を用いて
固定子磁極対が付勢される継続時間を決定する。転流セ
ンサ７４は２つのタイマＡ／Ｃ及びＢ／Ｄを含む。Ａ／
Ｃタイマは、固定子磁極対Ａａ又はＣｃが付勢される時
間周期を測定する。Ｂ／Ｄタイマは、固定子磁極対Ｂｂ
又はＤｄが付勢される時間周期を測定する。
【００３４】例えば、固定子磁極対Ａａが付勢されてい
るとモータ制御信号５５が示すときには、Ａ／Ｃタイマ
は、固定子磁極対Ａａが付勢状態に維持される（すなわ
ち、継続的にパルス幅変調されることによりＡａモータ
巻線に電流が流れる）時間周期の測定を開始する。Ａ／
Ｃタイマは、固定子磁極対Ａａが消勢される（すなわ
ち、電流の流れが中断する）まで測定を継続する。転流
センサ７４は、固定子磁極対Ａａが付勢されていた時間
周期を示す転流信号７５をストール検出器７０に向けて
出力する。２つの固定子磁極対が同時に付勢される場合
（例えば、Ａａ及びＢｂ、又は、Ａａ及びＤｄ）には、
転流センサは信号をストール検出器７０に出力し、どの
固定子磁極対が付勢されているかと、それぞれの固定子
磁極対が付勢される、すなわち、タイマＡ／ＣとＢ／Ｄ
との両方がカウント又は計測を行う時間周期とを指示す
る。
るとモータ制御信号５５が示すときには、Ａ／Ｃタイマ
は、固定子磁極対Ａａが付勢状態に維持される（すなわ
ち、継続的にパルス幅変調されることによりＡａモータ
巻線に電流が流れる）時間周期の測定を開始する。Ａ／
Ｃタイマは、固定子磁極対Ａａが消勢される（すなわ
ち、電流の流れが中断する）まで測定を継続する。転流
センサ７４は、固定子磁極対Ａａが付勢されていた時間
周期を示す転流信号７５をストール検出器７０に向けて
出力する。２つの固定子磁極対が同時に付勢される場合
（例えば、Ａａ及びＢｂ、又は、Ａａ及びＤｄ）には、
転流センサは信号をストール検出器７０に出力し、どの
固定子磁極対が付勢されているかと、それぞれの固定子
磁極対が付勢される、すなわち、タイマＡ／ＣとＢ／Ｄ
との両方がカウント又は計測を行う時間周期とを指示す
る。
【００３５】可変リラクタンス・モータでは、隣接する
磁極対を同時に付勢することが可能である。このような
アプローチは、この技術分野で公知のように、トルク・
リプルを減少させる。しかし、磁極対Ａａ及びＣｃは決
して同時には付勢されないし、磁極対Ｂｂ及びＤｄも決
して同時に付勢されることはない。従って、転流センサ
７４は、２つのタイマすなわちＡ／ＣタイマとＢ／Ｄタ
イマとを必要とするだけである。
磁極対を同時に付勢することが可能である。このような
アプローチは、この技術分野で公知のように、トルク・
リプルを減少させる。しかし、磁極対Ａａ及びＣｃは決
して同時には付勢されないし、磁極対Ｂｂ及びＤｄも決
して同時に付勢されることはない。従って、転流センサ
７４は、２つのタイマすなわちＡ／ＣタイマとＢ／Ｄタ
イマとを必要とするだけである。
【００３６】ストール検出器７０は、転流信号７５をモ
ニタしてそれぞれの固定子磁極が付勢される時間周期を
決定する。ストール検出器７０は、同じ固定子磁極対
（１つ又は複数）が所定の時間周期よりも長い間付勢さ
れていたかどうかを判断する。この判断が肯定的である
場合には、モータ転流は生じていないと判断される。
ニタしてそれぞれの固定子磁極が付勢される時間周期を
決定する。ストール検出器７０は、同じ固定子磁極対
（１つ又は複数）が所定の時間周期よりも長い間付勢さ
れていたかどうかを判断する。この判断が肯定的である
場合には、モータ転流は生じていないと判断される。
【００３７】ストール検出器７０が、（ｉ）同じ固定子
磁極対（１つ又は複数）が所定の時間周期よりも長い間
付勢されており、かつ（ｉｉ）トルク・コマンド信号が
スレショルドＴminよりも大きい、と判断する場合に
は、ストール状態が存在する。ストール検出器７０は、
イネーブルされておりストール状態が存在すると判断す
るときには、制御信号７６を可変ゲイン増幅器５２に出
力してそのゲインを調整し、モータ２６とパワー・スイ
ッチ５６とを保護する。
磁極対（１つ又は複数）が所定の時間周期よりも長い間
付勢されており、かつ（ｉｉ）トルク・コマンド信号が
スレショルドＴminよりも大きい、と判断する場合に
は、ストール状態が存在する。ストール検出器７０は、
イネーブルされておりストール状態が存在すると判断す
るときには、制御信号７６を可変ゲイン増幅器５２に出
力してそのゲインを調整し、モータ２６とパワー・スイ
ッチ５６とを保護する。
【００３８】可変ゲイン増幅器５２のゲインＧtotは、
本発明の一実施例では、好ましくはストール時間に基づ
いて、次の少なくとも３つの相対値の１つに設定するこ
とができる。すなわち、（１）最小のゲインＧmin、
（２）中間的なゲインＧint及び（３）通常のゲインＧ
normである。可変ゲイン増幅器５２のゲインは、最小の
ゲイン・レベルＧminにあるときには、その最低の値に
あるのでモータ２６への電流を最小化し、それによっ
て、モータへの電力を減少させる。この低いゲインの値
により、モータ及びスイッチ５６の加熱の可能性は最小
となる。可変ゲイン増幅器５２のゲインが中間的なゲイ
ン・レベルＧintにあるときには、中間的な量の電流が
モータ２６に提供される。可変ゲイン増幅器５２のゲイ
ンは、通常のゲイン・レベルＧnormにあるときには、駆
動制御回路５４が所望の量の電流をモータ２６に提供す
ることができる最大の値をとる。このようにして、スト
ール状態が存在すると判断されるときには、ストール検
出器７０は、モータ２６から要求されるトルクを制限す
ることによりモータの損傷とスイッチへの損傷とを回避
する。
本発明の一実施例では、好ましくはストール時間に基づ
いて、次の少なくとも３つの相対値の１つに設定するこ
とができる。すなわち、（１）最小のゲインＧmin、
（２）中間的なゲインＧint及び（３）通常のゲインＧ
normである。可変ゲイン増幅器５２のゲインは、最小の
ゲイン・レベルＧminにあるときには、その最低の値に
あるのでモータ２６への電流を最小化し、それによっ
て、モータへの電力を減少させる。この低いゲインの値
により、モータ及びスイッチ５６の加熱の可能性は最小
となる。可変ゲイン増幅器５２のゲインが中間的なゲイ
ン・レベルＧintにあるときには、中間的な量の電流が
モータ２６に提供される。可変ゲイン増幅器５２のゲイ
ンは、通常のゲイン・レベルＧnormにあるときには、駆
動制御回路５４が所望の量の電流をモータ２６に提供す
ることができる最大の値をとる。このようにして、スト
ール状態が存在すると判断されるときには、ストール検
出器７０は、モータ２６から要求されるトルクを制限す
ることによりモータの損傷とスイッチへの損傷とを回避
する。
【００３９】本発明に従って、ゲインの値Ｇtotは、パ
ワー・スイッチ５６の温度（Ｔ）と上述したストール状
態の範囲との両方と関数関係を有するように制御され
る。好ましくは、ストール検出器７０は、温度センサ６
９の出力信号７１に応答してゲイン値の項（term）Ｇ
tempを決定する。このＧtempの値を、増幅器５２のゲイ
ンとパワー・スイッチ５６の温度条件とが関数関係を有
するようにするために用いられる。ゲイン増幅器５２に
よって与えられる全ゲインＧtotは、Ｇtemp（すなわ
ち、感知されたスイッチ温度のゲインの項）と適切なゲ
インの値Ｇnorm、Ｇlo w又はＧint（すなわち、ストール
状態の範囲の結果としてのゲイン項）との関数として表
現することができる。すなわち、次の通りである。 Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇlow又は Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇint又は Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇnorm ストール状態の結果としてのゲイン項（すなわち、Ｇ
low、Ｇint、Ｇnorm）は、集合的にＧstと称することが
できる。従って、次の式が得られる。 Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇst 好ましくは、ストール検出器７０は、次の方程式に従っ
て、増幅器５２のストール検出器温度ゲイン項Ｇtempを
調整する。 Ｔ＜１２３℃の場合には、Ｇtemp＝１ １２３℃≦Ｔ＜１２８℃の場合には、Ｇtemp＝−０．０
１０１３６＊Ｔ＋２．２５５ Ｔ≧１２８℃の場合には、Ｇtemp＝−０．０２９９２６
＊Ｔ＋４．７８８ この分野の当業者には明らかなように、温度が１２３℃
のスレショルド温度未満であるときには、Ｇtempの値は
ほぼ単位ゲインである。温度がスレショルド温度より上
に上昇すると、Ｇtempの値は１よりも小さい値まで減少
し高温では０に近づく。この結果として、電気モータ５
２に供給される電力量は更に減少する。
ワー・スイッチ５６の温度（Ｔ）と上述したストール状
態の範囲との両方と関数関係を有するように制御され
る。好ましくは、ストール検出器７０は、温度センサ６
９の出力信号７１に応答してゲイン値の項（term）Ｇ
tempを決定する。このＧtempの値を、増幅器５２のゲイ
ンとパワー・スイッチ５６の温度条件とが関数関係を有
するようにするために用いられる。ゲイン増幅器５２に
よって与えられる全ゲインＧtotは、Ｇtemp（すなわ
ち、感知されたスイッチ温度のゲインの項）と適切なゲ
インの値Ｇnorm、Ｇlo w又はＧint（すなわち、ストール
状態の範囲の結果としてのゲイン項）との関数として表
現することができる。すなわち、次の通りである。 Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇlow又は Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇint又は Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇnorm ストール状態の結果としてのゲイン項（すなわち、Ｇ
low、Ｇint、Ｇnorm）は、集合的にＧstと称することが
できる。従って、次の式が得られる。 Ｇtot＝Ｇtemp＊Ｇst 好ましくは、ストール検出器７０は、次の方程式に従っ
て、増幅器５２のストール検出器温度ゲイン項Ｇtempを
調整する。 Ｔ＜１２３℃の場合には、Ｇtemp＝１ １２３℃≦Ｔ＜１２８℃の場合には、Ｇtemp＝−０．０
１０１３６＊Ｔ＋２．２５５ Ｔ≧１２８℃の場合には、Ｇtemp＝−０．０２９９２６
＊Ｔ＋４．７８８ この分野の当業者には明らかなように、温度が１２３℃
のスレショルド温度未満であるときには、Ｇtempの値は
ほぼ単位ゲインである。温度がスレショルド温度より上
に上昇すると、Ｇtempの値は１よりも小さい値まで減少
し高温では０に近づく。この結果として、電気モータ５
２に供給される電力量は更に減少する。
【００４０】ストール検出器７０はこのようにパワー・
スイッチの温度に基づき３つの可変レベルのゲイン制御
を提供する。第１のレベルは単位ゲインである。約１２
８℃などの第２の温度スレショルドによって、温度ゲイ
ン項Ｇtempに対してどの可変レベルが用いられるかが確
立される。ゲイン増幅器５２の温度に依存する動作に加
えて、ストール検出器７０の全ゲイン値Ｇtotもまたス
トール状態項の発生に応答する。上述したように、スイ
ッチ温度条件が当初のスイッチ温度スレショルドを超え
ると、ストール検出器７０の動作を条件付けることが可
能である。
スイッチの温度に基づき３つの可変レベルのゲイン制御
を提供する。第１のレベルは単位ゲインである。約１２
８℃などの第２の温度スレショルドによって、温度ゲイ
ン項Ｇtempに対してどの可変レベルが用いられるかが確
立される。ゲイン増幅器５２の温度に依存する動作に加
えて、ストール検出器７０の全ゲイン値Ｇtotもまたス
トール状態項の発生に応答する。上述したように、スイ
ッチ温度条件が当初のスイッチ温度スレショルドを超え
ると、ストール検出器７０の動作を条件付けることが可
能である。
【００４１】図４には、ストール検出器７０がモータ・
ストール状態を検出する際に実行される好適な制御プロ
セスが図解されている。好ましくは、トルク・コマンド
回路４６、駆動制御回路５４、ストール検出器７０、転
流センサ７４及び可変ゲイン増幅器５２の機能はすべ
て、マイクロコンピュータにおいて実行される。駆動制
御回路５４はパルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号を
出力してパワー・スイッチ５６を制御する。可変ゲイン
増幅器５２は、ＰＷＭ信号を制御する値を有するデジタ
ル信号を出力する。ストール状態が存在しないときに
は、ＰＷＭ信号はゲイン増幅器のゲインが１であればト
ルク・コマンド信号だけと関数関係にある。ストール検
出器７０は、この出願で述べられているようにパワー・
スイッチ５６の温度上昇に基づいてストール状態すなわ
ちトルク・コマンドがありモータ転流がない状態が検出
されるまでは、増幅器５２のゲイン値を減少させない。
ストール状態を検出する際に実行される好適な制御プロ
セスが図解されている。好ましくは、トルク・コマンド
回路４６、駆動制御回路５４、ストール検出器７０、転
流センサ７４及び可変ゲイン増幅器５２の機能はすべ
て、マイクロコンピュータにおいて実行される。駆動制
御回路５４はパルス幅変調（ＰＷＭ）された駆動信号を
出力してパワー・スイッチ５６を制御する。可変ゲイン
増幅器５２は、ＰＷＭ信号を制御する値を有するデジタ
ル信号を出力する。ストール状態が存在しないときに
は、ＰＷＭ信号はゲイン増幅器のゲインが１であればト
ルク・コマンド信号だけと関数関係にある。ストール検
出器７０は、この出願で述べられているようにパワー・
スイッチ５６の温度上昇に基づいてストール状態すなわ
ちトルク・コマンドがありモータ転流がない状態が検出
されるまでは、増幅器５２のゲイン値を減少させない。
【００４２】ステップ８０では、プロセスが開始し、内
部メモリ、フラグ、初期条件などが初期値に設定され
る。次に、プロセスはステップ８１に進み、内部カウン
タがゼロに初期化される。ステップ８１からは、プロセ
スはステップ８２に進む。ステップ８２では、トルク・
コマンド信号４８の値が所定の最小スレショルド値Ｔmi
nよりも大きいかどうかが判断される。ステップ８２で
の判断が否定的である場合には、プロセスはステップ８
１に戻る。このように、プロセスの残りのステップは、
トルク・コマンド信号の値が最小のスレショルド値Ｔ
minを超えるときにだけ実行される。
部メモリ、フラグ、初期条件などが初期値に設定され
る。次に、プロセスはステップ８１に進み、内部カウン
タがゼロに初期化される。ステップ８１からは、プロセ
スはステップ８２に進む。ステップ８２では、トルク・
コマンド信号４８の値が所定の最小スレショルド値Ｔmi
nよりも大きいかどうかが判断される。ステップ８２で
の判断が否定的である場合には、プロセスはステップ８
１に戻る。このように、プロセスの残りのステップは、
トルク・コマンド信号の値が最小のスレショルド値Ｔ
minを超えるときにだけ実行される。
【００４３】ステップ８２における判断が肯定的である
場合には、プロセスはステップ８４に進む。ステップ８
４では、電気アシスト・モータ２６が過去５秒間の間転
流していたことを転流センサ７４が示しているかどうか
が判断される。ステップ８６での判断が否定的である、
従って、ストール状態の可能性を示している場合には、
プロセスはステップ８５に進む。
場合には、プロセスはステップ８４に進む。ステップ８
４では、電気アシスト・モータ２６が過去５秒間の間転
流していたことを転流センサ７４が示しているかどうか
が判断される。ステップ８６での判断が否定的である、
従って、ストール状態の可能性を示している場合には、
プロセスはステップ８５に進む。
【００４４】ステップ８５では、スイッチ５６の温度が
第１の所定の温度スレショルドである例えば１２３℃以
上であるかどうかが判断される。この判断が肯定的であ
る場合には、プロセスはステップ８６に進み、温度ゲイ
ンＧtempが設定される。スイッチの温度はプロセスを通
じて連続的にモニタされているものとする。温度ゲイン
Ｇtempは検出されたスイッチ温度に基づいて設定され、
次に、既に述べたように、全体的なゲイン値Ｇtotを決
定するのに用いられる。温度ゲインＧtempを設定した後
で、プロセスはステップ８８に進む。ステップ８５での
判断が否定的である場合にもプロセスはステップ８８に
進むが、温度ゲインＧtempは単位ゲインである。この状
況では、Ｇtemp＝１であるから、モータ２６への電力の
減少は検出されたストール状態の重大さ（severity）に
基づく。従って、スイッチ温度が所定のスレショルド値
を超え、かつストール状態が検出されるときにだけ、温
度ゲイン減少機能が生じる。
第１の所定の温度スレショルドである例えば１２３℃以
上であるかどうかが判断される。この判断が肯定的であ
る場合には、プロセスはステップ８６に進み、温度ゲイ
ンＧtempが設定される。スイッチの温度はプロセスを通
じて連続的にモニタされているものとする。温度ゲイン
Ｇtempは検出されたスイッチ温度に基づいて設定され、
次に、既に述べたように、全体的なゲイン値Ｇtotを決
定するのに用いられる。温度ゲインＧtempを設定した後
で、プロセスはステップ８８に進む。ステップ８５での
判断が否定的である場合にもプロセスはステップ８８に
進むが、温度ゲインＧtempは単位ゲインである。この状
況では、Ｇtemp＝１であるから、モータ２６への電力の
減少は検出されたストール状態の重大さ（severity）に
基づく。従って、スイッチ温度が所定のスレショルド値
を超え、かつストール状態が検出されるときにだけ、温
度ゲイン減少機能が生じる。
【００４５】ステップ８８では、無転流カウンタ（no c
ommutation counter）は１だけインクリメントされ、プ
ロセスはステップ９０に進む。当初には、無転流カウン
タはステップ８２においてゼロの値に設定されている。
このカウンタはマイクロコンピュータのコントローラの
内部にあり、上下にインクリメントすることが可能であ
るが、ゼロよりも小さくなることはない。
ommutation counter）は１だけインクリメントされ、プ
ロセスはステップ９０に進む。当初には、無転流カウン
タはステップ８２においてゼロの値に設定されている。
このカウンタはマイクロコンピュータのコントローラの
内部にあり、上下にインクリメントすることが可能であ
るが、ゼロよりも小さくなることはない。
【００４６】ステップ９０では、無転流カウンタのカウ
ントが５以上であるかどうかが判断される。ステップ９
０における判断が否定的である場合、すなわち、モータ
の転流が過去２５秒間存在していた場合には、プロセス
はステップ８４に戻る。
ントが５以上であるかどうかが判断される。ステップ９
０における判断が否定的である場合、すなわち、モータ
の転流が過去２５秒間存在していた場合には、プロセス
はステップ８４に戻る。
【００４７】ステップ９０における判断が肯定的である
場合、すなわち、過去２５秒間モータの転流が存在して
いない場合には、プロセスはステップ９２に進む。ステ
ップ９２では、可変ゲイン増幅器５２のゲインは最小の
ゲイン・レベル（Ｇtemp＊Ｇ min）に設定され、モータ
２６とスイッチ５６との保護が最大化される。ステップ
９２からは、プロセスはステップ８４に戻る。
場合、すなわち、過去２５秒間モータの転流が存在して
いない場合には、プロセスはステップ９２に進む。ステ
ップ９２では、可変ゲイン増幅器５２のゲインは最小の
ゲイン・レベル（Ｇtemp＊Ｇ min）に設定され、モータ
２６とスイッチ５６との保護が最大化される。ステップ
９２からは、プロセスはステップ８４に戻る。
【００４８】ステップ９２では、ステップ９０で決定さ
れたカウントが５以上である場合には、電流が減少され
る。モータ２６が５秒の周期の間に転流しない度に、ス
テップ８８のカウンタはインクリメントされる。このよ
うに、トルク・コマンド信号４８がスレショルドＴmin
を超えておりモータ２６が２５秒の間転流していないと
きには、ストール検出器７０はモータ・ストール状態が
存在すると判断して、増幅器５２のゲインを最小値まで
減少させてモータ２６とスイッチ５６とを保護する。
れたカウントが５以上である場合には、電流が減少され
る。モータ２６が５秒の周期の間に転流しない度に、ス
テップ８８のカウンタはインクリメントされる。このよ
うに、トルク・コマンド信号４８がスレショルドＴmin
を超えておりモータ２６が２５秒の間転流していないと
きには、ストール検出器７０はモータ・ストール状態が
存在すると判断して、増幅器５２のゲインを最小値まで
減少させてモータ２６とスイッチ５６とを保護する。
【００４９】ステップ８４における判断が肯定的である
とき、すなわち、モータは過去５秒間転流していると転
流センサ７４が示すときには、プロセスはステップ９４
に進む。ステップ９４では、無転流センサが１だけデク
リメントされる。すでに述べたように、カウンタ値はゼ
ロよりも小さくなることはできない。つまり、カウンタ
がゼロである場合にはそれ以上のデクリメントは生じな
い。ステップ９４からは、プロセスはステップ９６に進
む。ステップ９６では、カウンタのカウントが５未満で
あるかどうかが判断される。
とき、すなわち、モータは過去５秒間転流していると転
流センサ７４が示すときには、プロセスはステップ９４
に進む。ステップ９４では、無転流センサが１だけデク
リメントされる。すでに述べたように、カウンタ値はゼ
ロよりも小さくなることはできない。つまり、カウンタ
がゼロである場合にはそれ以上のデクリメントは生じな
い。ステップ９４からは、プロセスはステップ９６に進
む。ステップ９６では、カウンタのカウントが５未満で
あるかどうかが判断される。
【００５０】ステップ９６における判断が否定的である
場合、すなわち、カウントが５未満でないときには、プ
ロセスはステップ９８に進む。ステップ９８では、カウ
ントが１１以下であるかどうかが判断される。ステップ
９８における判断が否定的である場合には、プロセスは
ステップ９２に進み、モータ電流を最小値に保つために
増幅器５２のゲインは最小値に維持される。しかし、カ
ウントが１１以下である場合には、ステップ９８におけ
る判断は肯定的でありプロセスはステップ１００に進
む。ステップ１００では、増幅器５２のゲインは、中間
的なゲイン値Ｇin tと決定されたＧtempの値との積に設
定され、結果的にＧint＊Ｇtempという増幅器のゲイン
が生じる。
場合、すなわち、カウントが５未満でないときには、プ
ロセスはステップ９８に進む。ステップ９８では、カウ
ントが１１以下であるかどうかが判断される。ステップ
９８における判断が否定的である場合には、プロセスは
ステップ９２に進み、モータ電流を最小値に保つために
増幅器５２のゲインは最小値に維持される。しかし、カ
ウントが１１以下である場合には、ステップ９８におけ
る判断は肯定的でありプロセスはステップ１００に進
む。ステップ１００では、増幅器５２のゲインは、中間
的なゲイン値Ｇin tと決定されたＧtempの値との積に設
定され、結果的にＧint＊Ｇtempという増幅器のゲイン
が生じる。
【００５１】ステップ９６及び９８の効果は、ストール
が検出され増幅器５２のゲインが最小値まで減少される
と、十分な時間周期の間のモータ転流の後で、増幅器の
ゲインは最終的には中間的なレベルに設定される又は中
間的なレベルまで増加される、ということである。増幅
器５２のゲインは、中間的な値に３５秒間とどまること
ができるが、これは、カウンタが１１から５までデクリ
メントされることに対応する。
が検出され増幅器５２のゲインが最小値まで減少される
と、十分な時間周期の間のモータ転流の後で、増幅器の
ゲインは最終的には中間的なレベルに設定される又は中
間的なレベルまで増加される、ということである。増幅
器５２のゲインは、中間的な値に３５秒間とどまること
ができるが、これは、カウンタが１１から５までデクリ
メントされることに対応する。
【００５２】ステップ９６における判断が肯定的である
場合、すなわち、無転流カウントが５未満であるときに
は、プロセスはステップ９６からステップ１０２に進
む。ステップ１０２では、可変ゲイン増幅器５２のゲイ
ンは通常のゲイン・レベルＧno rmと対応するＧtempとの
積であるＧnorm＊Ｇtempに設定される。ステップ１０２
からは、プロセスはステップ１０４に進む。ステップ１
０４では、電気アシスト・モータ２６が過去３０秒の間
転流したかどうかが判断される。モータ２６が過去３０
秒の間転流したと判断される場合には、モータ２６とス
イッチ５６とは容認可能な温度値以下であると想定され
る。ステップ１０４における判断が肯定的である場合に
は、プロセスはステップ８１に戻る。ステップ１０４に
おける判断が否定的である場合には、モータ２６とスイ
ッチ５６とは依然として上昇した温度レベルにあると考
えられるので、プロセスはステップ８４に戻る。
場合、すなわち、無転流カウントが５未満であるときに
は、プロセスはステップ９６からステップ１０２に進
む。ステップ１０２では、可変ゲイン増幅器５２のゲイ
ンは通常のゲイン・レベルＧno rmと対応するＧtempとの
積であるＧnorm＊Ｇtempに設定される。ステップ１０２
からは、プロセスはステップ１０４に進む。ステップ１
０４では、電気アシスト・モータ２６が過去３０秒の間
転流したかどうかが判断される。モータ２６が過去３０
秒の間転流したと判断される場合には、モータ２６とス
イッチ５６とは容認可能な温度値以下であると想定され
る。ステップ１０４における判断が肯定的である場合に
は、プロセスはステップ８１に戻る。ステップ１０４に
おける判断が否定的である場合には、モータ２６とスイ
ッチ５６とは依然として上昇した温度レベルにあると考
えられるので、プロセスはステップ８４に戻る。
【００５３】この制御構成は必ずしも完全にステアリン
グ・アシストを排除するのではなく、モータ２６とスイ
ッチ５６とを保護するようにアシスト・レベルを制御す
るものである。転流がないと無転流カウント値は増加す
るのに対し、転流の再開によってカウント値は減少し、
ある時点で通常のアシストが再開する。また、スイッチ
温度が約１２３℃などの最小の温度スレショルドを超え
ると、ストール検出器７０がステアリング・アシストを
減少させるのが好ましいと考えられる。そのような状況
では、ＧtotはＧtempとモータ転流に基づく対応するゲ
イン値であるＧs tとの積となる。
グ・アシストを排除するのではなく、モータ２６とスイ
ッチ５６とを保護するようにアシスト・レベルを制御す
るものである。転流がないと無転流カウント値は増加す
るのに対し、転流の再開によってカウント値は減少し、
ある時点で通常のアシストが再開する。また、スイッチ
温度が約１２３℃などの最小の温度スレショルドを超え
ると、ストール検出器７０がステアリング・アシストを
減少させるのが好ましいと考えられる。そのような状況
では、ＧtotはＧtempとモータ転流に基づく対応するゲ
イン値であるＧs tとの積となる。
【００５４】図４に示されている制御プロセスにおいて
用いられる温度スレショルド、継続時間及びカウント値
は、変更され、特定の車両タイプ及びモータ構成に適す
るように調整することができる。継続時間とカウント値
とは、単に説明の目的のために選択したのであって、本
発明を限定することを意図したのものではない。
用いられる温度スレショルド、継続時間及びカウント値
は、変更され、特定の車両タイプ及びモータ構成に適す
るように調整することができる。継続時間とカウント値
とは、単に説明の目的のために選択したのであって、本
発明を限定することを意図したのものではない。
【００５５】図５の流れ図（フローチャート）には、ス
トール検出器７０のための別の制御プロセスが示されて
いる。この制御プロセスは、トルク・コマンド信号に対
する初期のゲイン値を１に設定することを含む初期パラ
メータの設定がなされるステップ１１０において開始さ
れる。次に、プロセスはステップ１１１に進み、スイッ
チ５６の温度が例えば約１２３℃であるスレショルド温
度以上であるかどうかが判断される。スイッチ５６の感
知された温度がこのスレショルド・レベルに達しない場
合には、ストール検出器７０はイネーブルされない。
トール検出器７０のための別の制御プロセスが示されて
いる。この制御プロセスは、トルク・コマンド信号に対
する初期のゲイン値を１に設定することを含む初期パラ
メータの設定がなされるステップ１１０において開始さ
れる。次に、プロセスはステップ１１１に進み、スイッ
チ５６の温度が例えば約１２３℃であるスレショルド温
度以上であるかどうかが判断される。スイッチ５６の感
知された温度がこのスレショルド・レベルに達しない場
合には、ストール検出器７０はイネーブルされない。
【００５６】パワー・スイッチ５６の温度がスレショル
ド値以上であると感知される場合には、プロセスはステ
ップ１１２に進み、そこでトルク・コマンド信号４８が
ストール検出器７０によってモニタされる。ステップ１
１２からはプロセスはステップ１１４に進み、モニタさ
れたトルク・コマンド信号４８がリーク形ストール検出
積分器（leaky stall detect integrator）によって積
分される。リーク形積分を達成するには、プロセスがル
ープを通過する度に、すなわち、ステップ１１４が実行
される度に、比較的小さな定数値が積分値から減算され
る。
ド値以上であると感知される場合には、プロセスはステ
ップ１１２に進み、そこでトルク・コマンド信号４８が
ストール検出器７０によってモニタされる。ステップ１
１２からはプロセスはステップ１１４に進み、モニタさ
れたトルク・コマンド信号４８がリーク形ストール検出
積分器（leaky stall detect integrator）によって積
分される。リーク形積分を達成するには、プロセスがル
ープを通過する度に、すなわち、ステップ１１４が実行
される度に、比較的小さな定数値が積分値から減算され
る。
【００５７】プロセスは次にステップ１１６に進む。ス
テップ１１６では、積分されたトルク・コマンド値がス
レショルド値Ｔ0よりも大きいかどうかが判断される。
ステップ１１６における判断が否定的である場合には、
プロセスはステップ１１８に進み、そこで可変ゲイン増
幅器５２のゲインが増加される。次に、プロセスはステ
ップ１２２に進み、トルク・コマンド・ゲインが１の値
に制限される。そして、プロセスは、ステップ１１２に
戻る。
テップ１１６では、積分されたトルク・コマンド値がス
レショルド値Ｔ0よりも大きいかどうかが判断される。
ステップ１１６における判断が否定的である場合には、
プロセスはステップ１１８に進み、そこで可変ゲイン増
幅器５２のゲインが増加される。次に、プロセスはステ
ップ１２２に進み、トルク・コマンド・ゲインが１の値
に制限される。そして、プロセスは、ステップ１１２に
戻る。
【００５８】ステップ１１６における判断が肯定的であ
る場合には、モータ２６がストール状態にあるとプロセ
スは判断する。次に、プロセスはステップ１２０に進
む。ステップ１２０では、ストール検出器７０は可変ゲ
イン増幅器のゲインを減少させる。先に述べた実施例の
場合と同様に、このゲインはパワー・スイッチ５６の温
度と関数関係を有し、好ましくは、上述したＧtempの値
を含む。
る場合には、モータ２６がストール状態にあるとプロセ
スは判断する。次に、プロセスはステップ１２０に進
む。ステップ１２０では、ストール検出器７０は可変ゲ
イン増幅器のゲインを減少させる。先に述べた実施例の
場合と同様に、このゲインはパワー・スイッチ５６の温
度と関数関係を有し、好ましくは、上述したＧtempの値
を含む。
【００５９】次に、プロセスは、ステップ１２１に進
み、ゲインの減少は所定の最小値に制限される。ステッ
プ１２１からはプロセスはステップ１１２に戻る。制御
プロセスは、積分されたトルク・コマンドが十分な時間
周期にわたる積分器のリーク（漏洩）の結果としてスレ
ショルドＴ0未満にとどまるときにだけ、時間経過と共
に増幅器のゲインを通常レベルまで増加させる。ステッ
プ１１８におけるトルク・コマンド・ゲインの増加率と
ステップ１２０におけるトルク・コマンド・ゲインの減
少率とが相互に独立であることは、この技術分野の当業
者であれば理解するはずである。また、これらの率は線
形又は非線形であり得る。
み、ゲインの減少は所定の最小値に制限される。ステッ
プ１２１からはプロセスはステップ１１２に戻る。制御
プロセスは、積分されたトルク・コマンドが十分な時間
周期にわたる積分器のリーク（漏洩）の結果としてスレ
ショルドＴ0未満にとどまるときにだけ、時間経過と共
に増幅器のゲインを通常レベルまで増加させる。ステッ
プ１１８におけるトルク・コマンド・ゲインの増加率と
ステップ１２０におけるトルク・コマンド・ゲインの減
少率とが相互に独立であることは、この技術分野の当業
者であれば理解するはずである。また、これらの率は線
形又は非線形であり得る。
【００６０】また、当業者であれば理解するように、図
５の実施例は電気アシスト・ステアリング・システムの
過剰使用（over-use）を検出することができる。例えば
そのような過剰使用は、モータが動作しているにもかか
わらず大きなモータ・トルクがある長さの時間周期の間
命令されるときに生じる。やはり当業者であれば理解す
るように、ストール状態は、パワー・スイッチ５６の温
度がスレショルド温度を超えるなどの過剰使用状態でも
あり得る。
５の実施例は電気アシスト・ステアリング・システムの
過剰使用（over-use）を検出することができる。例えば
そのような過剰使用は、モータが動作しているにもかか
わらず大きなモータ・トルクがある長さの時間周期の間
命令されるときに生じる。やはり当業者であれば理解す
るように、ストール状態は、パワー・スイッチ５６の温
度がスレショルド温度を超えるなどの過剰使用状態でも
あり得る。
【００６１】図４及び図５に示されている制御プロセス
は、単一のストール及び過剰使用検出器７０において実
現することができる。そのような実現例では、ストール
及び過剰使用検出器７０は２つのプロセスのどちらか又
は両方がストール又は過剰使用状態の存在を示している
ときにストール又は過剰使用状態が存在すると判断す
る。実際、ストール状態は、トルク・コマンドがスレシ
ョルド値よりも大きくモータ転流のない状態が所定の時
間周期の間継続することの結果として検出され、過剰使
用状態は積分されたトルク・コマンドがスレショルド値
を超えることの結果である。
は、単一のストール及び過剰使用検出器７０において実
現することができる。そのような実現例では、ストール
及び過剰使用検出器７０は２つのプロセスのどちらか又
は両方がストール又は過剰使用状態の存在を示している
ときにストール又は過剰使用状態が存在すると判断す
る。実際、ストール状態は、トルク・コマンドがスレシ
ョルド値よりも大きくモータ転流のない状態が所定の時
間周期の間継続することの結果として検出され、過剰使
用状態は積分されたトルク・コマンドがスレショルド値
を超えることの結果である。
【００６２】駆動制御回路には自己診断機能を内蔵して
アシスト構成の適切な動作を保証することが望ましい。
電気アシスト・ステアリング・システムのためのそのよ
うな診断構成は、ＴＲＷ社に譲渡されているBehr他への
米国特許第4,660,671号に完全に記載されている。この
米国特許はこの出願において援用する。
アシスト構成の適切な動作を保証することが望ましい。
電気アシスト・ステアリング・システムのためのそのよ
うな診断構成は、ＴＲＷ社に譲渡されているBehr他への
米国特許第4,660,671号に完全に記載されている。この
米国特許はこの出願において援用する。
【００６３】本発明に関する以上の説明から、当業者で
あれば改良、変更及び修正に気付くことができるであろ
う。例えば、電力の減少や増加は、時間経過と共に生じ
るインクリメントするステップ関数として説明された。
しかし、制御システムが、電力の増加及び減少に関して
時間ベースのランプ関数（ramping function）を提供す
ることも考えられる。このランプ関数は、アナログ又は
デジタル制御のいずれかとして実現することができる。
以上の及びそれ以外の同様の改良、変更及び修正は、特
許請求の範囲に含まれることが意図されている。
あれば改良、変更及び修正に気付くことができるであろ
う。例えば、電力の減少や増加は、時間経過と共に生じ
るインクリメントするステップ関数として説明された。
しかし、制御システムが、電力の増加及び減少に関して
時間ベースのランプ関数（ramping function）を提供す
ることも考えられる。このランプ関数は、アナログ又は
デジタル制御のいずれかとして実現することができる。
以上の及びそれ以外の同様の改良、変更及び修正は、特
許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【図１】本発明に基づく電気アシスト・ステアリング・
システムを図解するブロック図である。
システムを図解するブロック図である。
【図２】図１に示された電気アシスト・モータの断面図
である。
である。
【図３】図１に示されたパワー・スイッチの一部分の回
路図である。
路図である。
【図４】図１のシステムと共に用いられるストール検出
プロセスを示す流れ図である。
プロセスを示す流れ図である。
【図５】図１のシステムと共に用いられる別のストール
検出プロセスを示す流れ図である。
検出プロセスを示す流れ図である。
フロントページの続き (72)発明者 アイヴァン・ジェイ・ウィリアムズ アメリカ合衆国カリフォルニア州90274, ローリング・ヒルズ，ラリアット・レー ン 12 (56)参考文献 特開 平８−127351（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−99981（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−207801（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−309249（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−207812（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/00 B62D 6/00
Claims (18)
- 【請求項１】 車両ステアリング・システムにおける電
気アシスト・モータ（２６）を制御する装置（１０）で
あって、 電力を前記車両ステアリング・システムの前記電気アシ
スト・モータ（２６）に接続し、ある温度を有するスイ
ッチング回路（５６）と、 前記スイッチング回路（５６）と関連しており、該スイ
ッチング回路の感知した温度を示す値を有する出力信号
（７１）を提供する温度センサ（６９）と、 前記電気アシスト・モータ（２６）がストール状態にあ
るときを判定するストール検出器（７０）であって、前
記温度センサ（６９）の出力信号（７１）に応答して、
前記スイッチング回路（５６）の温度が第１の温度スレ
ショルド未満であることを感知するとき前記電気アシス
ト・モータ（２６）の判定されたストール状態に応答し
て電気アシスト・モータのパワーをトルク・コマンド
（４６，４８，５２，５３）を介して第１のレベルまで
低下させ、前記スイッチング回路（５６）の温度が前記
第１の温度スレショルド以上であることを感知するとき
前記電気アシスト・モータの（２６）の判定されたスト
ール状態に応答して電気アシスト・モータのパワーをト
ルク・コマンド（４６，４８，５２，５３）を介して前
記第１のレベルと異なる第２のレベルまで低下させるス
トール検出器（７０））と、 から構成される装置。 - 【請求項２】 前記ストール検出器（７０）は、前記電
気アシスト・モータの（２６）の判定されたストール状
態に応答して、前記スイッチング回路（５６）の温度が
第２の温度スレショルド以上であることを感知すると
き、前記電気アシスト・モータへのパワーを前記第１及
び第２のレベルとは異なる第３のレベルまで低下させ
る、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記車両ステアリング・システムは、前
記車両のステアリング・ホイール（１２）に加えられた
ステアリング・トルクに応答してある値を有するトルク
・コマンド（４８）を前記ストール検出器（７０）に提
供するトルク・コマンド回路（４６）を備えている、請
求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記ストール検出器（７０）からの信号
（７６）に応答して前記トルク・コマンド（４６，４
８）の値を調整する手段（５２）を更に備えている、請
求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記ストール検出器（７０）は、前記電
気アシスト・モータ（２６）の判定されたストール状態
に応答して、前記スイッチング回路（５６）の温度が前
記第１の温度スレショルドより高いが第２の温度スレシ
ョルド未満であることを感知する（６９）とき、前記ト
ルク・コマンド（４６，４８）の値を調整する手段（５
２）を第１の値だけ制御するように動作する、請求項４
記載の装置。 - 【請求項６】 前記ストール検出器（７０）は、前記電
気アシスト・モータ（２６）の判定されたストール状態
に応答して、前記スイッチング回路（５６）の温度が第
２の温度スレショルド以上であることを感知する（６
９）とき、前記トルク・コマンド（４６，４８）の値を
調整する手段（５２）を第２の値だけ制御するように動
作する、請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 前記電気モータ（２６）の転流を感知し
該電気モータの転流を示す転流信号（７５）を前記スト
ール検出器に提供する転流センサ（７４）を更に備えて
おり、前記ストール検出器（７０）は前記トルク・コマ
ンド（４６，４８）及び転流信号（７５）に応答して前
記ストール状態の発生を判定する、請求項３記載の装
置。 - 【請求項８】 前記ストール検出器（７０）は、前記ス
イッチング回路（５６）の温度がイネーブル温度スレシ
ョルド以上であることを感知する（６９）ときイネーブ
ルされ、前記スイッチング回路（５６）の温度が前記イ
ネーブル温度スレショルド未満であると判定されるとき
ディセーブルされる、請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 車両の操縦可能な車輪（２２，２４）を
操縦するように動作可能なステアリング部材（１２，１
６，１８，１７，１４，２０）と、 加えられたステアリング・トルクを感知し、前記加えら
れたステアリング・トルクを示す印加ステアリング・ト
ルク信号（４４）を提供するトルク・センサ（４２）
と、 前記ステアリング部材（２０）と動作的に接続されてお
り、付勢されるときステアリング補助を提供する電気ア
シスト・モータ（２６）と、 前記電気アシスト・モータ（２６）と電気的に接続され
ており、トルク・コマンド信号（４８）に応答して電力
を提供し前記電気アシスト・モータ（２６）を付勢する
電力スイッチング回路（５６）と、 前記電力スイッチング回路（５６）に結合されており、
該スイッチング回路の温度を示す値を有する出力信号
（７１）を提供するように動作する温度センサ（６９）
と、 前記印加ステアリング・トルク信号（４４）をモニタ
し、該印加ステアリング・トルク信号（４４）に応答し
て前記トルク・コマンド信号（４８）を提供するコント
ローラ（４６）であって、前記電気アシスト・モータ
（２６）は前記トルク・コマンド信号（４８）に応答し
て付勢される、コントローラ（４６）と、 前記温度センサ（６９）の出力信号（７１）に応答する
ストール検出器（７０）であって、前記電気アシスト・
モータのストール状態を検出するように動作し、（ｉ）
ストール状態が存在すると判定し、かつ（ｉｉ）前記ス
イッチング回路（５６）の温度が第１の温度スレショル
ドより高いことを感知するとき、前記トルク・コマンド
信号（４８）を調整する（５２，７６）ことによって、
前記電気アシスト・モータのパワーを第１のレベルまで
低下させるように動作し、（ｉ）ストール状態が存在す
ると判定し、かつ（ｉｉ）前記スイッチング回路（５
６）の温度が第２の温度スレショルド以上であることを
感知するとき、前記トルク・コマンド信号（４８）を調
整（５２，７６）することによって、前記電気アシスト
・モータのパワーを前記第１のレベルとは異なる第２の
レベルまで低下させるストール検出器（７０）と、 から構成される車両ステアリング・システム。 - 【請求項１０】 前記電気アシスト・モータ（２６）の
転流を感知し前記電気アシスト・モータ（２６）の転流
を示す転流信号（７５）を提供する転流センサ（７４）
を更に備えており、前記ストール検出器（７０）は前記
トルク・コマンド信号（４８）と前記モータ転流信号
（７５）とに応答して前記電気アシスト・モータ（２
６）のストール状態の発生を検出する、請求項９記載の
システム。 - 【請求項１１】 前記ストール検出器（７０）は、
（ｉ）トルク・コマンド信号（４８）が所定のコマンド
・スレショルドを超えており、かつ（ｉｉ）前記転流セ
ンサ信号（７５）が前記電気アシスト・モータ（２６）
は転流していないことを示すとき、前記ストール検出信
号を提供する手段を更に備えている、請求項１０記載の
システム。 - 【請求項１２】 前記ストール検出器（７０）は、スト
ール状態の存在を判定し、前記電力スイッチング回路
（５６）の温度が前記第１の温度スレショルド以上であ
ることを感知するとき、前記トルク・コマンド信号（４
８）の値を第１の値だけ調整する手段（５２）を含む、
請求項１１記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記ストール検出器（７０）は、スト
ール状態の存在を判定し、前記電力スイッチング回路
（５６）の温度が第２の温度スレショルド以上であるこ
とを感知するとき、前記トルク・コマンド信号（４８）
の値を調整する手段（５２）を前記第１の値とは異なる
第２の値だけ制御するように動作する、請求項１２記載
のシステム。 - 【請求項１４】 前記ストール検出器（７０）は、前記
電力スイッチング回路（５６）の温度が前記第１の温度
スレショルド以上であることを感知するときイネーブル
され、前記電力スイッチング回路（５６）の温度が前記
第１の温度スレショルド未満であることを感知するとき
ディセーブルされる、請求項９記載のシステム。 - 【請求項１５】 車両ステアリング・システムにおける
電気アシスト・モータのストール状態を検出する方法で
あって、 スイッチング回路（５６）を介して電力を前記車両ステ
アリング・システムの前記電気アシスト・モータ（２
６）に提供するステップと、 前記スイッチング回路（５６）の温度を感知する（６
９，８５）ステップと、 前記スイッチング回路（５６）の前記感知された温度を
示す値を有する出力信号（７１）を提供するステップ
と、 前記電気アシスト・モータ（２６）がストール状態にあ
るか否かを判定する（７０，８２，８４）ステップと、 前記電気アシスト・モータの判定されたストール状態に
応答し、前記スイッチング回路（５６）の温度が第１の
温度スレショルドより高いことを感知するとき、前記電
気アシスト・モータへの電力をトルク・コマンドを介し
て第１のレベルまで低下させるように、前記スイッチン
グ回路（５６）を制御する（５２，５３）ステップと、 前記電気アシスト・モータ（２６）の判定されたストー
ル状態に応答し、前記スイッチング回路（５６）の温度
が第２の温度スレショルドより高いことを感知すると
き、前記電気アシスト・モータへの電力をトルク・コマ
ンド（４８，５２，５３）を介して第１のレベルとは異
なる第２のレベルまで低下させるように、前記スイッチ
ング回路（５６）を制御するステップと、 を含む、方法。 - 【請求項１６】 加えられたステアリング・トルクを感
知する（４２）ステップと、モータの転流を感知する
（７４）ステップと、前記感知された印加ステアリング
・トルクと前記感知されたモータの転流とに応答して、
ストール検出信号（７６）を提供するステップと、を更
に含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 車両ステアリング・システム（１０）
における電気アシスト・モータ（２６）を制御する装置
であって、 電力を前記車両ステアリング・システムの前記電気アシ
スト・モータに提供するスイッチング回路（５６）と、 前記スイッチング回路に結合されており、該スイッチン
グ回路（５６）の温度を感知し、該スイッチング回路
（５６）の感知された温度を示す値を有する出力信号
（７１）を提供する温度センサ（６９）と、 前記電気アシスト・モータ（２６）のストール状態を検
出するストール検出器（７０）であって、前記温度セン
サ（６９）の出力信号（７１）に応答して、 （ｉ）前記スイッチング回路（５６）の感知された温度
が第１の温度スレショルド以上であり、前記電気アシス
ト・モータ（２６）のストール状態が前記ストール検出
器によって検出されたとき、イネーブルされて前記電気
アシスト・モータ（２６）への電力をトルク・コマンド
（４８，５３）を介して低下させ、（ｉｉ）前記スイッ
チング回路（５６）の感知された温度が前記第１の温度
スレショルド未満であるとき、ディセーブルされるスト
ール検出器（７０）と、 から構成される装置。 - 【請求項１８】 車両ステアリング・システムに（１
０）おける電気アシスト・モータ（２６）のストール状
態を検出する方法であって、 スイッチング回路（５６）を介して電力を前記車両ステ
アリング・システムの前記電気アシスト・モータに提供
するステップと、 前記スイッチング回路の温度を感知する（６９）ステッ
プと、 前記スイッチング回路（５６）の温度が第１の温度スレ
ショルド以上であると判定するとき、前記電気アシスト
・モータ（２６）がストール状態にあるか否かを判定す
る（７０）ステップと、 判定されたストール状態に応答して、スイッチング回路
（５６）を通りトルク・コマンド（４８，５２，５３）
を介する前記電気アシスト・モータへの電力を低下させ
るステップと、 を含む、方法。
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