JP3358329B2

JP3358329B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置

Info

Publication number: JP3358329B2
Application number: JP26610194A
Authority: JP
Inventors: 久賀小岩井; 修司遠藤; 秀明川田; 広之狩野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1994-10-06
Filing date: 1994-10-06
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JPH08108858A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の操舵系に電動モ
ータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワー
ステアリング装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動パワーステアリング装置の制
御装置としては、ステアリングホイールが固定された入
力軸に操舵トルクを検出するトルクセンサ等の操舵トル
ク検出器を取り付け、操舵トルク検出器で検出した操舵
トルクを電動モータでアシストするものが知られてい
る。

【０００３】この電動モータはコントローラによって制
御されており、コントローラでは、トルクセンサで検出
したトルク検出信号と、車速を検出する車速センサから
の車速検出信号とに基づいてアシスト電流を制御し、こ
のアシスト電流を電動モータに供給することによって、
ステアリングホイールの操舵力を補助するようになされ
ており、この電動モータによるアシストによって、例え
ば低速コーナリング時や車庫入れ時に操舵操作が容易に
なると共に、高速走行時にはステアリングホイールの手
応え感を得ることができ走行安定性を確保できるように
なされている。

【０００４】そして、コントローラでは、据え切り状態
でのステアリングホイールのストローク端に長時間保持
されたり、長時間の車庫入れ動作を繰り返すこと等を行
った場合には、電動モータに大電流が連続して流れるこ
とから、モータの異常発熱、或いは、発煙、焼損等を引
き起こす可能性があるため、これを回避するために、電
動モータに供給するモータ電流を制限するようなされて
おり、例えば、特開平１−１８６４６８号公報に記載さ
れているように、電動モータに所定時間以上連続して電
流が流れた場合には、このモータ電流の所定時間毎の平
均電流の大きさに応じて電動モータに供給するモータ電
流を制限する方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電動パワーステアリング装置の制御装置において
は、電動モータに通電されるモータ電流に基づいてモー
タ電流の制限を行うようになされているために、このモ
ータ電流はノイズを含みやすいためモータ電流の測定を
行うモータ電流検出回路にノイズフィルタを挿入しなけ
ればならず、そのため、この制御装置全体の安定性を低
下させてしまうという問題がある。また、大きな操舵力
によってステアリングホイールを左右に周期的に操舵し
た場合等には、所定時間毎の平均電流の大きさが、実際
には大電流が流れているにも関わらず小さくなってしま
い、そのため、モータ電流の電流制限が行われないとい
う未解決の課題がある。

【０００６】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、制御装置の安定性
を低下させることなく、また、周期的に左右方向にステ
アリングホイールを操舵した場合でも確実に電流制限を
行うことの可能な電動パワーステアリング装置の制御装
置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に関わる電動パワーステアリング装置の制御
装置は、操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出
手段と、前記操舵系に対して操舵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トルク
検出値に基づいて前記電動モータに操舵補助力を発生さ
せる制御信号を出力する制御手段と、該制御手段からの
制御信号に基づいて前記電動モータの通電方向および通
電量を制御するモータ駆動回路とを備えた電動パワース
テアリング装置の制御装置において、前記制御信号の絶
対値を所定時間積算し続けて前記制御信号の絶対値の所
定時間毎の積算値を算出する積算手段と、当該積算手段
の積算値に応じて前記制御信号の最大値を制限する制限
手段とを備えることを特徴としている。

【０００８】本発明によれば、操舵トルク検出手段で検
出した操舵トルクをもとに電動モータを駆動する制御信
号を制御手段により形成し、この制御信号に基づいてＨ
ブリッジ回路が作動して電動モータへの通電方向及び通
電量を制御し、このとき、モータ駆動回路への制御信号
の絶対値を所定時間積算し続けて算出した所定時間毎の
積算値に応じて制御信号の最大値を制限する。例えば、
制御信号の絶対値の積算値が大きい場合には制御信号を
小さく制限し、逆に小さい場合には制御信号の最大値を
大きくすることによって操舵トルクが大きく電動モータ
に大電流が流れる場合でも、制御信号の積算値に応じて
制御信号の最大値を制限手段によって制限しているの
で、電動モータに連続して大電流が流れることはない。
また、このとき、前記制御信号の絶対値を所定時間積算
し続けて所定時間毎の積算値を算出するようにしている
から、ステアリングホイールを左右に周期的に操舵した
場合等には、右方向に操舵する場合の制御信号の絶対値
と左方向に操舵する場合の制御信号の絶対値との積算値
が算出されることになり、電動モータに流れる電流量を
的確に検出することが可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１実施例を示す概略構成図で
ある。図中、１はステアリングホイールであり、このス
テアリングホイールに作用された操舵力は、入力軸２ａ
と出力軸２ｂとから構成されたステアリングシャフト２
に伝達される。この入力軸２ａの一端はステアリングホ
イール１に連結され、他端は操舵トルク検出手段として
のトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結され
ている。そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユ
ニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達
され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニ
オンシャフト７に伝達される。操舵力は、さらにステア
リングギヤ８を介してタイロッド９に伝達されて転舵輪
を転舵させる。ステアリングギヤ８は、ピニオン８ａと
ラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形に構成さ
れ、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで
直進運動に変換している。

【００１０】ステアリングシャフト２の出力軸２ｂに
は、補助操舵力（アシスト力）を出力軸２ｂに伝達する
減速ギヤ１０が連結されており、減速ギヤ１０には、補
助操舵力の伝達・遮断を行う例えば、電磁式で構成され
ている電磁クラッチ装置１１（以後、クラッチとい
う。）を介して、補助操舵力を発生する、例えば、直流
サーボ電動機で構成される電動モータとしてのモータ１
２の出力軸が連結されている。クラッチ１１はソレノイ
ドを有し、このソレノイドに後述するコントローラ１３
によって励磁電流ｉ_Cが供給されることによって、減速
ギヤ１０とモータ１２とが機械的に連結され、励磁電流
ｉ_Cの供給停止により離脱される。

【００１１】トルクセンサ３は、ステアリングホイール
１に配設されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検
出するものであり、例えば、操舵トルクを入力軸２ａ及
び出力軸２ｂ間に介挿したトーションバーの捩じれ角変
位に変換し、この捩じれ角変位をポテンショメータで検
出するように構成され、乗員がステアリングホイール１
を操舵操作することによって、ステアリングシャフト２
に生じる捩じれの大きさと方向とに応じたアナログ電圧
からなるトルク検出信号Ｔ_Vを出力する。そして、この
トルクセンサ３は、例えば、図２に示すように、ステア
リングホイール１が中立状態にある場合には、所定の中
立電圧Ｖ₀をトルク検出信号Ｔ_Vとして出力し、これよ
りステアリングホイール１を右切りするとそのときの操
舵トルクに応じて中立電圧Ｖ₀より増加する電圧を、左
切りするとそのときの操舵トルクに応じて中立電圧Ｖ₀
より減少する電圧を出力するようになされている。

【００１２】１３は、モータ１２を駆動制御し、操舵系
への操舵補助力の制御を行うコントローラであって、車
載のバッテリ１６から電源供給されることによって作動
するようになされている。そして、バッテリ１６の負極
は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッシ
ョンスイッチ１４及びヒューズ１５ａを介してコントロ
ーラ１３に接続されると共に、ヒューズ１５ｂを介して
コントローラ１３に直接接続されており、このヒューズ
１５ｂを介して供給される電源は例えば、メモリバック
アップ用に使用される。

【００１３】そして、コントローラ１３はトルクセンサ
３からのトルク検出信号Ｔ_V及び、例えば、変速機の出
力軸に配設された車速センサ１７からの車速検出信号Ｖ
_Pに基づきモータ１２を駆動制御すると共に、クラッチ
１１の制御を行いモータ１２の出力軸と減速ギヤ１０と
を結合／離脱状態に制御する。図３は、コントローラ１
３の構成を示すブロック図であり、コントローラ１３
は、例えば、制御手段としての制御回路２０、モータ駆
動回路３０、電流検出回路６１、クラッチ制御回路６
２、リレー駆動回路６３及びフェールリレー６４から構
成されている。

【００１４】そして、制御回路２０は、マイクロコンピ
ュータ２１、Ａ／Ｄ変換器２２，２３，２４、位相補償
器２５、カウンタ２６とから構成されている。このマイ
クロコンピュータ２１は、少なくとも、外部接続機器と
の入出力処理を行うインタフェース部とＲＯＭ，ＲＡＭ
等の記憶部とを備えて形成されている。位相補償器２５
は、制御系を安定化させるために、例えば、入力信号に
対して位相を進める等の位相補償処理を行うものであ
り、トルクセンサ３からのトルク検出信号Ｔ_Vに対して
位相補償を行い、トルク補償信号Ｔ_PとしてＡ／Ｄ変換
器２２に出力する。Ａ／Ｄ変換器２２は位相補償器２５
からのトルク補償信号Ｔ_Pを入力し、これをデジタル値
に変換してトルク検出値Ｔとしてマイクロコンピュータ
２１に出力する。

【００１５】また、カウンタ２６は、例えば図示しない
変速機の出力軸に配設され、出力軸の回転に応じてパル
ス信号を発生する回転数センサ等の車速センサ１７から
のパルス信号でなる車速検出信号Ｖ_Pを入力し、単位時
間当たりのパルス数を積算し、マイクロコンピュータ２
１に積算値が読み込まれたとき、マイクロコンピュータ
２１からのリセット信号Ｒ_Cによってカウント値がリセ
ットされるようになされている。

【００１６】そして、マイクロコンピュータ２１は、Ａ
／Ｄ変換器２２からのトルク検出値Ｔ、カウンタ２６か
らの車速検出値Ｖを入力すると共に、電流検出回路６１
からの右方向モータ電流検出信号Ｉ_RをＡ／Ｄ変換器２
４を介してモータ電流検出値ｉ_Rとして入力し、また、
左方向モータ電流検出信号Ｉ_LをＡ／Ｄ変換器２３を介
してモータ電流検出値ｉ_Lとして入力し、これら入力信
号に基づいて、例えば、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制
御によりモータ１２に供給するモータ駆動信号Ｓ_Mを算
出し、このモータ駆動信号Ｓ_Mに基づいてＰＷＭ（Puls
e Width Modulation) 信号を形成し、このＰＷＭ信号に
基づいて左パルス幅変調信号ＰＷＭ_L，右パルス幅変調
信号ＰＷＭ_R，右方向信号Ｄ_R，左方向信号Ｄ_Lを形成
し、これらの各指令信号ＰＷＭ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ
_L信号をモータ駆動回路３０に出力する。

【００１７】また、マイクロコンピュータ２１では、起
動時には、所定の故障検出処理を実行し、正常であると
きリレー駆動回路６３に対するリレー制御信号Ｓ_Rを
“ＨＩＧＨ”として出力した後、クラッチ制御回路６２
に徐々に漸増するクラッチ制御信号Ｓ_Cを出力する。ま
た、モータ１２の駆動制御時には、電流検出回路６１か
らの左右方向のモータ電流検出値ｉ_R及びｉ_Lに基づい
て異常監視処理を行い、異常検出時にはモータ駆動回路
３０への各指令信号ＰＷＭ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ_Lを
“ＬＯＷ”として出力し、クラッチ１１を離脱状態とす
るクラッチ制御信号Ｓ_Cを形成して出力した後、フェー
ルリレー６４を開状態とするリレー制御信号Ｓ_Rを形成
してリレー駆動回路６３に出力し、例えば、異常ランプ
を点灯させる等の異常発生時の所定の処理を行う。ま
た、終了時には、例えば、ステアリング系に蓄えられた
弾性エネルギを吸収すべく、モータ角速度に比例したク
ラッチ制御信号Ｓ_Cをクラッチ制御回路６２に出力し、
所定時間、粘性負荷を与えるように制御を行うようなさ
れている。

【００１８】モータ駆動回路３０は、少なくとも、４つ
のスイッチング素子を有するＨブリッジ回路４０と、こ
れらスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路５１〜
５４とから構成されている。そして、Ｈブリッジ回路４
０は、例えば、エンハンスト型のＮチャネルＭＯＳ型Ｆ
ＥＴ（電界効果トランジスタ）等の４つのＦＥＴ４１〜
４４で構成され、そのＦＥＴ４１及び４３が直列に接続
されていると共に、ＦＥＴ４２及び４４が直列に接続さ
れ、これらの直列回路が並列に接続されてＦＥＴ４１及
び４２のドレイン側がフェールリレー６４及びイグニッ
ションスイッチ１４を介してバッテリ１６に接続され
る。そして、ＦＥＴ４１と４３との接続点とＦＥＴ４２
と４４との接続点との間にモータ１２が接続されてい
る。また、ＦＥＴ４３のソース側は右方向電流検出抵抗
Ｒ_Rを介して接地され、同様に、ＦＥＴ４４のソース側
は左方向電流検出抵抗Ｒ_Lを介して接地されている。

【００１９】そして、これらＦＥＴ４１〜４４の各ゲー
ト端子Ｇ₁〜Ｇ₄は、ゲート端子Ｇ₁がゲート駆動回路
５１と、ゲート端子Ｇ₂がゲート駆動回路５２と、ゲー
ト端子Ｇ₃がゲート駆動回路５３と、ゲート端子Ｇ₄が
ゲート駆動回路５４と接続され、ゲート駆動回路５１〜
５４から各ゲート端子Ｇ₁〜Ｇ₄に所定の電圧供給が行
われたとき、対応するＦＥＴ４１〜４４がオン状態とな
るようになされており、ＦＥＴ４１及び４４のみがオン
状態となったとき、ＦＥＴ４１、モータ１２、ＦＥＴ４
４、左方向電流検出抵抗Ｒ_Lの方向に通電されてモータ
１２が逆回転し、ＦＥＴ４２及び４３のみがオン状態と
なったとき、ＦＥＴ４２、モータ１２、ＦＥＴ４３、右
方向電流検出抵抗Ｒ_Rの方向に通電されて、モータ１２
が正回転するようになされている。

【００２０】そして、制御回路２０からの左パルス幅変
調信号ＰＷＭ_Lがゲート駆動回路５１に出力され、右パ
ルス幅変調信号ＰＷＭ_Rはゲート駆動回路５２に、右方
向信号Ｄ_Rはゲート駆動回路５３に、左方向信号Ｄ_Lは
ゲート駆動回路５４にそれぞれ出力される。そして、ゲ
ート駆動回路５１〜５４では、入力した各指令信号ＰＷ
Ｍ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ_Lに基づき、図示しない昇圧
電源によりＦＥＴ４１及び４２のゲート端子Ｇ₁及びＧ
₂に電圧供給を行い、また、ＦＥＴ４３及び４４のゲー
ト端子Ｇ₃及びＧ₄にバッテリ電圧を供給し、各指令信
号ＰＷＭ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ_L信号が“ＨＩＧＨ”
である間、対応するゲート端子に所定の電圧供給を行
い、指令信号が“ＬＯＷ”である間、対応するゲート端
子への電圧供給を停止する。

【００２１】一方、電流検出回路６１は、例えば、右方
向電流検出抵抗Ｒ_R 及び左方向電流検出抵抗Ｒ_L の両端
に発生した電圧の増幅及びノイズの除去を行い、右方向
モータ電流検出信号Ｉ_R 及び左方向モータ電流検出信号
Ｉ_L として制御回路２０に出力する。また、クラッチ制
御回路６２は、制御回路２０からのクラッチ制御信号Ｓ
_C に応じて励磁電流ｉ_C を形成してクラッチ１１のソレ
ノイドに供給しモータ１２の出力軸と減速ギヤ１０との
機械的結合状態／離脱状態を制御する。

【００２２】そして、リレー駆動回路６３は、制御回路
２０からのリレー制御信号Ｓ_Rに基づいてフェールリレ
ー６４のオン／オフ制御を行っており、このフェールリ
レー６４は、常開接点を有するリレースイッチであっ
て、Ｈブリッジ回路４０へのバッテリ１６の供給電源を
ＯＮ／ＯＦＦ制御するものであり、リレー制御信号Ｓ_R
が“ＨＩＧＨ”のとき、フェールリレー６４のコイル６
４Ｌへの通電を行ってリレー接点６４ａを閉状態とし
て、バッテリ１６からのＨブリッジ回路４０への電源供
給を可能とし、リレー制御信号Ｓ_Rが“ＬＯＷ”のと
き、フェールリレー６４のコイル６４Ｌへの通電を遮断
してリレー接点６４ａを開状態とし、バッテリ１６から
のＨブリッジ回路４０への電源供給を遮断する。

【００２３】次に、マイクロコンピュータ２１でのモー
タ１２の駆動制御処理と、電流制限値設定処理との処理
手順を図４及び図７に示すフローチャートに基づいて説
明する。なお、マイクロコンピュータ２１では、イグニ
ッションスイッチ１４がオン状態となったときに所定の
故障検出処理を実行し、異常が検出されないときには、
リレー制御信号Ｓ_R を“ＨＩＧＨ”としてリレー駆動回
路６３に出力した後、図示しないクラッチ制御処理に基
づいて漸増するクラッチ制御信号Ｓ_C を生成してクラッ
チ制御回路６２に出力するものとする。これにより、リ
レー駆動回路６３で、コイル６４Ｌへの通電を行うこと
によって、フェールリレー６４が閉状態となり、Ｈブリ
ッジ回路４０への通電が行われ、また、クラッチ制御回
路６２で、クラッチ制御信号Ｓ_C に応じてクラッチ１１
のソレノイドに励磁電流ｉ_C を供給することによって、
モータ１２の回転軸と減速ギヤ１０とが徐々に機械的結
合状態にされる。また、マイクロコンピュータ２１は、
起動時には、各ゲート駆動回路５１〜５４への各指令信
号を“ＬＯＷ”として出力するものとする。

【００２４】図４は、モータ駆動制御処理の処理手順を
示すフローチャートであり、この処理は、予め設定され
た所定時間毎のタイマ割り込みによって行われる。この
モータ駆動制御処理では、まず、ステップＳ１で、Ａ／
Ｄ変換器２２を介して位相補償器２５で位相補償を行っ
たトルクセンサ３からのトルク検出値Ｔを読み込む。

【００２５】次いで、ステップＳ２に移行し、Ｔ＝Ｔ−
Ｖ₀なる演算を行い、中立時のトルク検出値Ｔが零とな
るようオフセット処理を行う。次いで、ステップＳ２ａ
に移行し、カウンタ２６のカウント値、すなわち、車速
検出値Ｖを読み込み、カウンタ２６にリセット信号Ｒ_C
を出力してカウンタ値をリセットした後、ステップＳ３
に移行する。

【００２６】このステップＳ３では、図５に示す、操舵
トルクと車速とモータ電流との対応を表す特性線図を参
照し、例えば、オフセット処理したトルク検出値Ｔと車
速検出値Ｖとに対応するモータ電流を検索し、これをモ
ータ電流指令値Ｓ_I として設定し、予め設定された所定
の記憶領域に更新記憶する。この特性線図は、ステアリ
ングシャフト２に入力された操舵トルクに対応する補助
操舵力をモータ１２に発生させるためにモータ１２を駆
動するのに必要とするモータ電流と、操舵トルクと、車
速との対応を表したものであり、車速が小さくなるほど
モータ電流指令値は大きくなり、また、操舵トルクが大
きくなるほどモータ電流指令値は大きくなり、ある値を
超えるとそれ以上は大きくならないように設定されてい
る。

【００２７】次いで、ステップＳ３ａに移行し、後述の
図７に示す電流制限値設定処理により設定され所定の記
憶領域に記憶されている電流制限値Ｉ_LIMを読み込み、
この電流制限値Ｉ_LIMとステップＳ３で設定したモータ
電流指令値Ｓ_Iの絶対値とをもとに、｜Ｓ_I｜＜Ｉ_LIM
であるか否かを判定し、｜Ｓ_I｜＜Ｉ_LIMである場合に
は、そのまま、ステップＳ４に移行し、｜Ｓ_I｜＜Ｉ
_LIMでない場合には、ステップＳ３ｂに移行し、モータ
電流指令値Ｓ_Iの符号はそのままで、その大きさを電流
制限値Ｉ_LIMに変更設定し（｜Ｓ_I｜＝Ｉ_LIM）、例え
ば、モータ電流指令値Ｓ_Iが正の値である場合には、モ
ータ電流指令値Ｓ_I＝＋Ｉ_LIMとし、モータ電流指令値
Ｓ_Iが負の値である場合には、モータ電流指令値Ｓ_I＝
−Ｉ_LIMとし、ステップＳ４に移行する。

【００２８】そして、ステップＳ４では、モータ電流指
令値Ｓ_Iに対して微分処理等所定の処理を行った値に、
所定の微分ゲインＫ_Dを乗算してこれを微分処理値ｆ_D
とし、次いで、ステップＳ５に移行して、右方向のモー
タ電流検出値ｉ_R及び左方向のモータ電流検出値ｉ_Lを
読み込み、右方向のモータ電流検出値ｉ_Rを正の値、左
方向のモータ電流検出値ｉ_Lを負の値として設定し、こ
れらの検出信号の和からモータ電流検出値ｉ_Mを算出す
る。すなわち、ｉ_M＝ｉ_R−ｉ_Lにより算出する。

【００２９】ここで、電流検出回路６１では、左右方向
のモータ電流検出信号Ｉ_R及びＩ_Lの実効値が得られる
よう、それぞれの信号に対し充分なフィルタ処理を行っ
ているものとする。次いで、ステップＳ５ａに移行し、
例えば、図６のフローチャートに示すような異常監視処
理を行う。

【００３０】この異常監視処理では、まず、ステップＳ
２１で、モータ電流検出値ｉ_Mの絶対値｜ｉ_M｜が、モ
ータ駆動回路３０が正常に作動しているとみなす予め設
定した最大電流値Ｉ_MAXよりも小さいか否かを判定し、
この絶対値｜ｉ_M｜が最大電流値Ｉ_MAXよりも小さいと
きには、モータ電流検出値ｉ_Mは正常範囲内にあるもの
と判定してモータ駆動制御処理プログラムに戻る。

【００３１】一方、ステップＳ２１で、｜ｉ_M｜≧Ｉ
_MAXである場合には、Ｈブリッジ回路４０に過大電流が
流れており、異常が発生したものと判定してステップＳ
２２に移行し、ステップＳ２２では、ゲート駆動回路５
１〜５４への各指令信号ＰＷＭ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ
_Lを“ＬＯＷ”として出力し、これによってＨブリッジ
回路４０の通電路を遮断する。次いで、ステップＳ２３
に移行して、クラッチ制御回路６２へのクラッチ制御信
号Ｓ_Cの出力を停止することによって、クラッチ制御回
路６２がクラッチ１１を作動してモータ１２の出力軸と
減速ギヤ１０とを離脱状態にする。

【００３２】そして、ステップＳ２４に移行し、リレー
駆動回路６３へのリレー制御信号Ｓ_Rを“ＬＯＷ”とし
て出力することによって、フェールリレー６４を作動し
て、バッテリ１６からのＨブリッジ回路４０への通電を
遮断し、ステップＳ２５で、例えば、メイン処理プログ
ラム等の上位プログラムに異常通知を行い、異常監視処
理を終了する。以後、上位プログラムでは、モータ駆動
制御処理を実行しない。

【００３３】そして、ステップＳ５ａの異常監視処理の
結果、モータ駆動電流に異常が検出されない場合には、
ステップＳ６に移行する。このステップＳ６では、ステ
ップＳ３で設定したモータ電流指令値Ｓ_IとステップＳ
５で算出したモータ電流検出値ｉ_Mとの差、すなわち、
ｅ_M＝Ｓ_I−ｉ_Mにより、電流偏差ｅ_Mを算出する。

【００３４】次いで、ステップＳ７で、電流偏差ｅ_Mに
所定の比例ゲインＫ_Pを乗算してこれを比例処理値ｆ_P
とし、さらに、ステップＳ８で比例処理値ｆ_Pを積分し
所定の積分ゲインＫ_Iを乗算してこれを積分処理値ｆ_I
とする。そして、ステップＳ９で、微分処理値ｆ_Dと、
比例処理値ｆ_Pと、積分処理値ｆ_Iとを加算し、これを
モータ駆動信号Ｓ_Mとする。そして、ステップＳ１０に
移行する。

【００３５】このステップＳ１０では、モータ駆動信号
Ｓ_MがＳ_M≧０であるか否かを判定し、Ｓ_M≧０である
場合にはステップＳ１１に移行し、モータ１２の回転方
向を正回転方向に設定する右方向信号Ｄ_Rを“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号Ｓ_Mに応じた駆動電流
をモータ１２に供給するためのデューティ比Ｄを設定し
これを右パルス幅変調信号ＰＷＭ_Rとしてそれぞれ対応
するゲート駆動回路５２及び５３に出力し、ゲート駆動
回路５１及び５４には左パルス幅変調信号ＰＷＭ_L及び
左方向信号Ｄ_Lを“ＬＯＷ”として出力し、処理を終了
してメインプログラムに戻る。

【００３６】一方、ステップＳ１０で、Ｓ_M≧０でない
場合にはステップＳ１２に移行し、モータ１２の回転方
向を逆回転方向に設定する左方向信号Ｄ_Lを“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号Ｓ_Mに応じた駆動電流
をモータ１２に供給するためのデューティ比Ｄを設定し
これを左パルス幅変調信号ＰＷＭ_Lとして、それぞれ対
応するゲート駆動回路５１及び５４に出力する。また、
右方向信号Ｄ_R及び右パルス幅変調信号ＰＷＭ_Rは“Ｌ
ＯＷ”としてそれぞれゲート駆動回路５２及び５３に出
力し、処理を終了してメインプログラムに戻る。

【００３７】次に図７の電流制限値設定処理の処理手順
を示すフローチャートについて説明する。この処理は、
予め設定された所定時間毎のタイマ割り込みによって実
行される。そして、この電流制限値設定処理では、ま
ず、ステップＳ３０で、図４のモータ駆動制御処理で設
定し、所定の記憶領域に記憶されているモータ電流指令
値Ｓ_Iを読み出し、次いでステップＳ３０ａで、この読
み出したモータ電流指令値Ｓ _Iの絶対値｜Ｓ_I｜を算出
する。そして、ステップＳ３１に移行し、この絶対値｜
Ｓ_I｜を積算値Ｉ_SUMに加算してこれを新たな積算値Ｉ
_SUMとし（Ｉ_SUM＝Ｉ_SUM＋｜Ｓ_I｜）、また、Ｎ＝Ｎ
＋１により積算数Ｎを更新し、ステップＳ３２に移行す
る。

【００３８】このステップＳ３２では、積算数Ｎが予め
設定した基準値Ｎαよりも大きくなったか否かを判定
し、Ｎ＞Ｎαとなった場合にはステップＳ３３に移行
し、Ｎ＞Ｎαとならない場合には、そのままこの処理を
終了する。そして、ステップＳ３３では、積算値Ｉ_SUM
と積算数Ｎとをもとに、Ｉ_AV＝Ｉ_SUM／Ｎにより、モー
タ電流指令値の絶対値｜Ｓ_I｜の平均値Ｉ_AVを算出し、
次いで、ステップＳ３４に移行し、積算値Ｉ_SUM及び加
算数ＮをＩ_SUM＝０，Ｎ＝０にリセットし、ステップＳ
３５に移行する。このステップＳ３５では、平均値Ｉ_AV
が、Ｉ_AV＞Ｉｍａｘ・６０％であるか否かを判定する。
ここで、Ｉｍａｘはモータ１２の定格電流値である。

【００３９】そして、Ｉ_AV＞Ｉｍａｘ・６０％である場
合、すなわち、平均値Ｉ_AVがモータ最大電流制限値の６
０％よりも大きい場合には、電流制限値Ｉ_LIMを小さく
する必要があるものとしてステップＳ３６に移行し、ス
テップＳ３６で、電流制限値を５％減少させてステップ
Ｓ３９に移行する。一方、ステップＳ３５で、Ｉ_AV＞Ｉ
ｍａｘ・６０％でない場合、すなわち、平均値Ｉ_AVがモ
ータ最大電流制限値の６０％よりも小さい場合には、ス
テップＳ３７に移行し、Ｉ_AV＜Ｉｍａｘ・３０％である
か、すなわち、平均値Ｉ_AVがモータ最大電流制限値の３
０％よりも小さいか否かを判定する。そして、Ｉ_AV＜Ｉ
ｍａｘ・３０％である場合には、電流制限値Ｉ_LIMを大
きくする必要があるものとしてステップＳ３８に移行
し、電流制限値を５％増加させて、ステップＳ３８ａに
移行し、５％増加させた電流制限値Ｉ_LIMがモータ最大
電流制限値Ｉｍａｘよりも小さいか否かを判定する。そ
して、Ｉ_LIM＜Ｉｍａｘである場合には、そのままステ
ップＳ３９に移行し、Ｉ_LIM＜Ｉｍａｘでない場合に
は、ステップＳ３８ｂに移行して、電流制限値Ｉ_LIM＝
Ｉｍａｘに設定した後ステップＳ３９に移行する。

【００４０】そして、ステップＳ３９で予め設定された
所定の記憶領域に更新した電流制限値Ｉ_LIM を更新記憶
し、処理を終了する。そして、ステップＳ３７で、Ｉ_AV
＜Ｉｍａｘ・３０％でない場合には、電流制限値Ｉ_LIM
の変更は行わないものとしてそのまま処理を終了し、メ
インプログラムに戻る。なお、図７のステップＳ３０〜
ステップＳ３２の処理が積算手段に対応し、ステップＳ
３３〜ステップＳ３９の処理が制限手段に対応してい
る。

【００４１】次に、上記第１実施例の動作を説明する。
今、車両が停車している状態であるものとし、この状態
からイグニッションスイッチ１４をオン状態にしたもの
とすると、マイクロコンピュータ２１では、所定の故障
監視処理を行い、異常がなければ、リレー制御信号Ｓ_R
を“ＨＩＧＨ”としてリレー駆動回路６３に出力し、ま
た、クラッチ制御回路６２へのクラッチ制御信号Ｓ_Cを
漸増して出力する。これによってリレー駆動回路６３
が、コイル６４Ｌへの通電を行うことによってフェール
リレー６４が閉状態となり、バッテリ１６の供給電源が
Ｈブリッジ回路４０に供給可能となる。また、クラッチ
１１が徐々に作動し、モータ１２の回転軸と減速ギヤ１
０とが機械的結合状態となり、モータ１２の回転駆動力
がステアリングシャフト２に伝達可能となる。

【００４２】そして、図４のモータ駆動制御処理を所定
の割り込み周期で行い、このとき、乗員が操舵操作を行
っていないものとすると、トルクセンサ３からのトルク
検出信号Ｔ_Vが中立電圧Ｖ₀となり、このとき、車両は
停車中であるので、車速検出値Ｖは零となることから、
図４のモータ駆動制御処理においては、図５の特性線図
からモータ電流指令値Ｓ_Iは略零となるので、モータ１
２は駆動されない。

【００４３】そして、この停車している状態から車両を
走行状態とすると、非操舵状態である間は、トルクセン
サ３からのトルク検出信号Ｔ_Vが中立位置Ｖ₀近傍にあ
るので、上述と同様に、モータ電流指令値Ｓ_Iが略零と
なるのでモータ１２は駆動されない。この走行中に、例
えば乗員が右操舵を行った場合には、トルクセンサ３か
らのトルク検出信号Ｔ_Vは、右操舵を行ったので、中立
電圧Ｖ₀よりも大きい電圧値となり、マイクロコンピュ
ータ２１では、Ａ／Ｄ変換器２２を介して入力したトル
ク検出値ＴをもとにＴ＝Ｔ−Ｖ₀によりオフセット処理
し、中立点を零とするトルク検出値Ｔを算出する。

【００４４】そして、このトルク検出値Ｔと車速検出値
Ｖとをもとに図５の特性線図から対応するモータ電流指
令値Ｓ_Iを設定する（ステップＳ３）。このとき、例え
ば、車両が低速走行している状態で操舵トルクが大きい
場合には、大きな補助操舵力を必要とするのでモータ電
流指令値Ｓ_Iは大きく設定され、このとき、高速走行し
ている場合には、ステアリングホイール１の手応え感が
あるように小さな補助操舵力を発生させるためにモータ
電流指令値Ｓ_Iは小さな値に設定される。また、操舵ト
ルクが小さい場合にも同様に、車速が小さいほど大きな
モータ電流指令値Ｓ_Iを設定し、車速が大きくなるにつ
れてステアリングホイール１の手応え感があるように小
さなモータ電流指令値Ｓ_Iに設定される。

【００４５】そして、図７の電流制限値設定処理によっ
て設定され記憶されている電流制限値Ｉ_LIMと算出した
モータ電流指令値Ｓ_Iの絶対値とが｜Ｓ_I｜＜Ｉ_LIMで
あるか否かを判定し、｜Ｓ_I｜＜Ｉ_LIMであるときに
は、そのままモータ電流指令値Ｓ_Iに対して処理を行
い、｜Ｓ_I｜＜Ｉ_LIMでない場合には、モータ電流指令
値Ｓ_Iの符号はそのままで大きさを電流制限値Ｉ_LIMに
変更設定し、この場合右操舵が行われ、モータ電流指令
値Ｓ_Iは正の値であるので、モータ電流指令値Ｓ_I＝＋
Ｉ_LIMとし、以後、変更設定したモータ電流指令値Ｓ_I
に対して処理を行う。

【００４６】そして、モータ電流指令値Ｓ_Iに対して微
分処理等所定の処理を行い、微分ゲインＫ_Dを乗算して
微分処理値ｆ_Dを算出する（ステップＳ４）。また、左
右方向のモータ電流検出値ｉ_R及びｉ_Lをもとに、ｉ_M
＝ｉ_R−ｉ_Lにより、モータ１２に流れる電流値として
モータ電流検出値ｉ_Mを算出する。そして、異常監視処
理を実行した後、モータ電流指令値Ｓ_Iとこのモータ電
流検出値ｉ_Mとから電流偏差ｅ_Mを算出する（ステップ
Ｓ６）。そして、算出した電流偏差ｅ_Mに比例ゲインＫ
_Pを乗算して比例処理値ｆ_Pを算出し（ステップＳ
７）、この比例処理値ｆ_Pに対して積分処理した値に積
分ゲインＫ_Iを乗算して積分処理値ｆ_Iを算出し（ステ
ップＳ８）、これら、微分処理値ｆ_Dと比例処理値ｆ_P
と積分処理値ｆ_Iとを加算しモータ駆動信号Ｓ_Mを算出
する（ステップＳ９）。

【００４７】そして、モータ駆動信号Ｓ_Mの符号に基づ
き電流方向を判断し、この場合、モータ駆動信号Ｓ_M≧
０となることから、指令信号ＰＷＭ_L及びＤ_Lは“ＬＯ
Ｗ”として出力し、指令信号Ｄ_Rは“ＨＩＧＨ”、指令
信号ＰＷＭ_Rはモータ駆動信号Ｓ_Mに応じたデューティ
比Ｄのパルス信号としてそれぞれ対応するゲート駆動回
路５１〜５４に出力する（ステップＳ１１）。

【００４８】よってゲート駆動回路５３が所定の電圧供
給を行ってＦＥＴ４３をオン状態とし、また、ゲート駆
動回路５２が指令信号ＰＷＭ_Rが“ＨＩＧＨ”である
間、所定の電圧供給を行うことによってＦＥＴ４２がオ
ンオフ制御される。このとき、指令信号ＰＷＭ_L及びＤ
_Lが“ＬＯＷ”であることから、ゲート駆動回路５１、
５４はＦＥＴ４１及び４４に所定の電圧供給を行わない
ので、ＦＥＴ４１及び４４はオフ状態のままである。

【００４９】したがって、ＦＥＴ４２がオン状態となる
とき、バッテリ１６からの電源供給により、ＦＥＴ４
２、モータ１２、ＦＥＴ４３、右方向電流検出抵抗Ｒ_R
の方向に通電されてモータ１２が正回転し、ＦＥＴ４２
がオンオフ制御されることによってモータ駆動信号Ｓ_M
に応じた電流が供給されてモータ１２が駆動制御され
る。

【００５０】これによって、モータ１２の回転駆動力が
減速ギヤ１０を介してステアリングシャフト２に伝達さ
れ、よって、操舵トルクに応じた所定の操舵補助力が伝
達され、車両が低速走行している状態で操舵トルクが大
きい場合には、モータ電流指令値Ｓ_Iが大きな値に設定
され、モータ１２から大きな操舵補助力がステアリング
シャフト２に伝達されるので、例えば、車庫入れや低速
コーナリング時の操舵操作を容易に行うことができ、ま
た、車両が高速走行している状態では、操舵トルクが大
きい場合でも小さな操舵補助力がモータ１２から伝達さ
れるので、ステアリングホイール１の手応え感を得るこ
とができる。

【００５１】このとき、図７の第１実施例における電流
制限値設定処理では、所定時間毎のタイマ割り込みによ
って処理を行っており、車両がイグニッションスイッチ
１４をオン状態とした状態から、操舵操作を行なってい
ない場合には、上述のようにトルクセンサ３からのトル
ク検出信号Ｔ_Vが中立位置Ｖ₀近傍にあることから、図
５の特性線図により設定されるモータ電流指令値Ｓ_Iが
略零となる。

【００５２】したがって、この場合には、積算数ＮがＮ
＞Ｎαとなった場合でも積算値Ｉ_SUMは略零となり、よ
って、ステップＳ３５からステップＳ３７、ステップＳ
３８を実行し、電流制限値Ｉ_LIMを５％増加するが、こ
のとき、起動時には、電流制限値Ｉ_LIMとして、モータ
最大電流制限値Ｉｍａｘが設定されているものとする
と、ステップＳ３８ａで、Ｉ_LIM＜Ｉｍａｘとならない
ことから、電流制限値Ｉ_LIMの更新は行わないので、電
流制限値Ｉ_LIMとしてはモータ最大電流制限値Ｉｍａｘ
が設定されたままである。

【００５３】この状態から、操舵操作を行う等によっ
て、ステアリングシャフト２に操舵トルクが発生し、こ
のとき、例えば、据え切り等を行った場合等、操舵トル
クが大きい場合には、モータ電流指令値Ｓ_Iは大きく設
定されるので、このときの、モータ電流指令値の絶対値
の平均値Ｉ_AVは大きくなり、例えば、モータ最大電流制
限値Ｉｍａｘの６０％よりも大きいものとすると、ステ
ップＳ３５からステップＳ３６に移行し、現在の電流制
限値、すなわち、モータ最大電流制限値Ｉｍａｘを５％
減少した値を新たに電流制限値Ｉ_LIMとして設定し、モ
ータ駆動制御処理では、モータ電流指令値Ｓ_Iをこの電
流制限値Ｉ_LIMに制限してモータ駆動回路３０に出力す
る。そして、電流制限値設定処理において再度モータ電
流指令値Ｓ_Iの平均値Ｉ_AVを算出したとき、この平均値
Ｉ_AVがモータ最大電流制限値Ｉｍａｘの６０％よりも大
きいものとすると、上記と同様に、さらに電流制限値Ｉ
_LIMを５％減少した値を新たに電流制限値Ｉ_LIMとして
設定する。

【００５４】以後、所定時間毎、すなわち、積算数Ｎが
Ｎ＞Ｎαとなる毎のモータ電流指令値Ｓ_Iの平均値Ｉ_AV
がモータ最大電流制限値Ｉｍａｘの６０％よりも大きい
場合には、電流制限値Ｉ_LIMを５％づつ減少させるの
で、例えば、左右方向の操舵を周期的に行う場合等、モ
ータ電流指令値Ｓ_Iが連続して大きな値となる場合で
も、その所定時間毎の平均値Ｉ_AVが大きい場合には、所
定時間経過毎に電流制限値Ｉ_LIMを５％づつ徐々に低下
させることによって、モータ１２に大電流が継続して流
れることを確実に防止することができ、大電流による発
熱、発煙等の熱破壊が生じることはない。

【００５５】そして、徐々に電流制限値Ｉ_LIMが小さく
設定され、これによって、モータ電流指令値Ｓ_Iが制限
されることから、その平均値Ｉ_AVが小さくなり、モータ
最大電流制限値Ｉｍａｘの６０％よりも小さくなると、
ステップＳ３５からステップＳ３７に移行し、このと
き、平均値Ｉ_AVがモータ最大電流制限値Ｉｍａｘの３０
％よりも大きい場合には、そのまま処理を終了するの
で、電流制限値Ｉ_LIMの更新は行わない。

【００５６】そして、この状態から、操舵トルクが低下
し、これに応じてモータ電流指令値Ｓ_Iが小さくなり、
その平均値Ｉ_AVがモータ最大電流制限値Ｉｍａｘの３０
％よりも小さくなると、ステップＳ３７からステップＳ
３８に移行し、今度は電流制限値Ｉ_LIMをその５％増加
させ、増加させた電流制限値Ｉ_LIMはモータ最大電流制
限値Ｉｍａｘよりも小さいことから、ステップＳ３９に
移行し、この電流制限値Ｉ_LIMを新たな電流制限値とし
て更新記憶する。

【００５７】そして、上記と同様にこの操作をモータ電
流指令値Ｓ_Iの平均値Ｉ_AVが小さい間、繰り返し行うの
で、電流制限値Ｉ_LIMは徐々に増加し、モータ電流指令
値Ｓ_Iが小さく、よってその平均値Ｉ_AVが小さく、過大
電流によりモータ駆動回路３０、或いは、モータ１２に
異常が発生することはないので、平均値Ｉ_AVに応じて電
流制限値Ｉ_LIMを徐々に大きく設定することによって、
効率良くモータ電流指令値Ｓ_Iを制限することができ
る。

【００５８】したがって、上記第１実施例によれば、所
定時間当たりの平均値Ｉ_AVが、モータ最大電流制限値Ｉ
ｍａｘの６０％より大きい間は電流制限値Ｉ_LIMを徐々
に小さく設定し、逆に平均値Ｉ_AVがモータ最大電流制限
値Ｉｍａｘの３０％より小さい間は電流制限値Ｉ_AVを徐
々に大きく設定することによって、モータ電流指令値Ｓ
_Iの平均値Ｉ_AVが小さい間は、必要以上にモータ電流指
令値Ｓ_Iを制限することはなく、平均値Ｉ_AVが大きい間
はモータ電流指令値Ｓ_Iを小さく制限することにより、
長時間大電流が流れることによってモータ駆動回路３０
等に異常発熱、発煙、焼損等が発生することを確実に防
止することができる。

【００５９】また、上記第１実施例によれば、制御回路
２０内でモータ指令電流値Ｓ_Iの絶対値から算出した平
均値Ｉ_AVをもとに電流制限値Ｉ_AVを設定するようにして
いるので、従来のように追加のフィルタ等を設ける必要
がなく、よって、制御系が不安定になることはない。ま
た、この平均値Ｉ_AVはモータ電流指令値Ｓ_Iの絶対値を
もとに算出するようになされており、モータ電流の実効
値を検出することにより、従来のように、左右方向に操
舵を繰り返し行った場合でも、通電方向に関わらず、確
実に電流制限を行うことができる。

【００６０】次に、本発明の第２実施例を説明する。こ
の第２実施例は、マイクロコンピュータ２１での電流制
限値設定処理の処理手順が異なるほかは、上記第１実施
例と同様である。この第２実施例における電流制限値設
定処理は、図８に示すように、上記第１実施例では、平
均値Ｉ_AVに応じて電流制限値Ｉ_LIMをその５％ずつ増加
又は減少させていたのに対し、モータ電流指令値Ｓ_Iの
平均値Ｉ_AVの大きさに応じて増減させる割合を変更する
ようにしたものであり、上記第１実施例と同様に、予め
設定された所定時間毎に割り込みによって実行される。

【００６１】そして、ステップＳ３０からステップＳ３
４の処理は上記第１実施例と同様であり、所定の記憶領
域に記憶されたモータ電流指令値Ｓ_Iを読み込み、この
モータ電流指令値の絶対値｜Ｓ_I｜を積算数ＮがＮ＞Ｎ
αとなるまで積算してその平均値Ｉ_AVを算出する。そし
て、ステップＳ５１に移行し、算出した平均値Ｉ_AVに予
め設定した係数Ｋを乗算し、これをモータ指令電流値Ｓ
_Iの制限度合ｄＩとし、次いでステップＳ５２に移行し
て、この平均値Ｉ_AVが予め設定したモータ連続運転可能
電流値Ｉｍよりも大きいか否かを判定し、Ｉ_AV＞Ｉｍで
ある場合にはステップＳ５３に移行し、Ｉ_AV＞Ｉｍでな
い場合にはステップＳ５７に移行する。

【００６２】ここで、モータ連続運転可能電流値Ｉｍ
は、連続して通電した場合でもモータ１２が異常となら
ない電流値のことである。そして、ステップＳ５３で
は、電流制限値Ｉ_LIMから制限度合ｄＩを減算した値を
電流制限値Ｉ_LIMとし、次いで、ステップＳ５４で、電
流制限値Ｉ_LIMとモータ連続運転可能電流値Ｉｍとが、
Ｉ_LIM＜Ｉｍであるか否かを判定し、Ｉ_LIM＜Ｉｍであ
る場合には、電流制限値Ｉ_LIMを減少しすぎであるもの
としてステップＳ５５に移行して電流制限値Ｉ_LIM＝Ｉ
ｍとしステップＳ５６に移行する。そして、ステップＳ
５４でＩ_LIM＜Ｉｍでない場合にはそのままステップＳ
５６に移行する。

【００６３】一方、ステップＳ５２でＩ_AV＞Ｉｍでない
場合にはステップＳ５７に移行し、このステップＳ５７
では、電流制限値Ｉ_LIMに制限度合ｄＩを加算した値を
電流制限値Ｉ_LIMとし、次いで、ステップＳ５８で、電
流制限値Ｉ_LIMとモータ最大電流制限値Ｉ_LMAXとが、Ｉ
_LIM＞Ｉ_LMAXであるか否かを判定し、Ｉ_LIM＞Ｉ_LMAXで
ある場合にはステップＳ５９に移行し、Ｉ_LIM＞Ｉ_LMAX
でない場合にはそのままステップＳ５６に移行する。

【００６４】ここで、モータ最大電流制限値Ｉ_LMAXは、
電流制限値Ｉ_LIMとして設定することのできる最大値で
あり、これは、モータ電流指令値Ｓ_Iとして設定可能な
モータ電流指令値Ｓ_Iの最大値を表している。そして、
ステップＳ５９では、電流制限値Ｉ_LIM＝Ｉ_LMAXとした
後、ステップＳ５６に移行する。

【００６５】そして、ステップＳ５６では、設定した電
流制限値Ｉ_LIMを新たな電流制限値Ｉ_LIMとして所定の
記憶領域に更新記憶し、メインプログラムに戻る。次
に、上記第２実施例の動作を説明する。ここで、操舵ト
ルク及び車速に伴う図４のモータ駆動制御処理に基づく
動作は上記第１実施例と同様であるので、ここでは省略
する。

【００６６】このとき、図８の第２実施例における電流
制限値設定処理では、所定時間毎のタイマ割り込みによ
って処理を行っており、車両がイグニッションスイッチ
をオン状態とした状態から、停車中、或いは操舵操作を
行なっていない場合には、トルクセンサ３からのトルク
検出信号Ｔ_Vが中立位置Ｖ₀近傍にあることから、図５
の特性線図により設定されるモータ電流指令値Ｓ_Iが略
零となる。したがって、この場合には、積算数ＮがＮ＞
Ｎαとなった場合でも積算値Ｉ_SUMは略零となる。よっ
て、平均値Ｉ_AVが零、制限度合ｄＩが零となり、このと
き、平均値Ｉ_AVが零であることから、ステップＳ５２か
らステップＳ５７に移行し、電流制限値Ｉ_LIMに制限度
合ｄＩを加算して電流制限値Ｉ_LIMを更新するが、この
とき、起動時の電流制限値Ｉ_LIMは初期値として、モー
タ最大電流制限値Ｉ_LMAXが設定されているものとする
と、ステップＳ５８で、Ｉ_LIM＞Ｉ_LMAXとなることか
ら、ステップＳ５９でＩ_LIM＝Ｉ_LMAXとして設定するの
で電流制限値Ｉ_LIMの更新は行わない。

【００６７】この状態から、操舵操作を行う等によっ
て、ステアリングシャフト２に操舵トルクが発生し、こ
のとき、例えば、据え切り等を行った場合等、操舵トル
クが大きい場合には、モータ電流指令値Ｓ_Iは大きく設
定されるので、このときの、モータ電流指令値の平均値
Ｉ_AVは大きくなり、例えば、モータ連続運転可能電流値
Ｉｍよりも大きいものとすると、ステップＳ５２からス
テップＳ５３に移行し、電流制限値Ｉ_LIMから平均値Ｉ
_AVに応じた制限度合ｄＩを減算した値を新たに電流制限
値Ｉ_LIMとして設定し、モータ駆動制御処理では、モー
タ電流指令値Ｓ_Iを電流制限値Ｉ_LIMに制限してモータ
駆動回路３０に出力する。

【００６８】これによって、次回、電流制限値処理を行
った場合には、モータ電流指令値Ｓ_Iが電流制限値Ｉ
_LIMによって制限されるので、その平均値Ｉ_AVは前回の
平均値Ｉ_AVよりも小さくなるが、例えば、まだ、平均値
Ｉ_AVがモータ連続運転可能電流値Ｉｍよりも大きいもの
とすると、ステップＳ５２からステップＳ５３に移行し
てさらに、電流制限値Ｉ_LIMから平均値Ｉ_AVに応じた制
限度合ｄＩを減算した値を新たに電流制限値Ｉ_LIMとし
て設定し、所定時間毎のモータ電流指令値Ｓ_Iの平均値
Ｉ_AVがモータ連続運転可能電流値Ｉｍよりも大きい場合
には、平均値Ｉ_AVに応じた制限度合ｄＩづつ電流制限値
Ｉ_LIMを減少させる。

【００６９】これにより、例えば、左右方向の操舵を周
期的に行う場合等、モータ電流指令値Ｓ_Iが連続して大
きな値となる場合でも、モータ電流指令値Ｓ_Iが大きく
設定され、その所定時間毎の平均値Ｉ_AVが大きい場合に
は、平均値Ｉ_AVに応じた制限度合ｄＩにより大きく電流
制限値Ｉ_LIMを減少させるので、モータ１２、或いは、
Ｈブリッジ回路４０等モータ駆動回路３０において、過
大電流による発熱、発煙等の熱破壊が生じることはな
い。

【００７０】そして、徐々に電流制限値Ｉ_LINを減少さ
せることによりモータ電流指令値Ｓ_Iが小さく制限され
ることによってその平均値Ｉ_AVが小さくなり、例えば、
Ｉ_AV＞Ｉｍとなった場合には、ステップＳ５２からステ
ップＳ５７に移行して、今度は、ｄＩ＝Ｋ・Ｉ_AVにより
設定される制限度合ｄＩを電流制限値Ｉ_LIMに加算する
ことによって、電流制限値Ｉ_LIMを増加させるので、モ
ータ電流指令値Ｓ_Iが制限されなくなり、モータ電流指
令値Ｓ_Iの平均値Ｉ_AVが小さい間、繰り返しこの操作を
行い平均値Ｉ_AVに応じた制限度合ｄＩづつ電流制限値Ｉ
_LIMが徐々に増加するので、平均値Ｉ_AVが小さい間は、
大電流、或いは、長時間の通電によりモータ駆動回路３
０、或いは、モータ１２に異常が発生することはないの
で、平均値Ｉ_AVに応じた制限度合ｄＩづつ電流制限値Ｉ
_LIMを大きく設定することによって、効率良くモータ電
流指令値Ｓ_Iを制限することができる。

【００７１】したがって、上記第２実施例によれば、所
定時間当たりの平均値Ｉ_AVが大きい間は電流制限値Ｉ
_LIMを平均値Ｉ_AVに応じた制限度合ｄＩづつ小さく設定
し、逆に平均値Ｉ_AVが小さい間は電流制限値Ｉ_LIMを制
限度合ｄＩづつ大きく設定することによって、継続して
大電流が流れることによってモータ駆動回路３０、モー
タ１２等に発熱異常、発煙等の異常が発生することを確
実に防止することができる。

【００７２】また、モータ電流指令値Ｓ_Iの平均値Ｉ_AV
に応じて電流制限値Ｉ_LIMを増減させることができるの
で、電流制限値Ｉ_LIMを平均値Ｉ_AVに応じて効果的に設
定することができるので、例えば、平均値Ｉ_AVが小さく
発熱等が生じる可能性がない場合には電流制限値Ｉ_LIM
を大きく設定しモータ電流指令値Ｓ_Iを制限しないよう
にすることができ、モータ１２を効果的に駆動制御する
ことができる。

【００７３】また、上記第２実施例では、制御回路２０
内で、モータ電流指令値Ｓ_Iをもとに平均値Ｉ_AVを算出
し、この平均値Ｉ_AVをもとに電流制限値Ｉ_LIMを設定す
るようになされているので、従来のようにフィルタ等を
設ける必要がなく、よって、制御系が不安定になること
はない。また、モータ電流指令値Ｓ_Iの絶対値をもとに
平均値Ｉ_AVを算出し、この平均値Ｉ_AVに基づいて電流制
限値Ｉ_LIMを設定しているので、従来のように、左右方
向に操舵を繰り返し行った場合でも、確実にモータ電流
の大きさを検出することができ、平均値Ｉ_AVに応じて確
実に電流制限を行うことができる。

【００７４】なお、上記第１及び第２実施例では、右操
舵を行った場合について説明したが、左操舵を行った場
合でも、上記と同様の効果を得ることができる。また、
上記第１及び第２実施例では、Ｈブリッジ回路のスイッ
チング素子としてＦＥＴを用いた場合について説明した
が、これに限らず、バイポーラトランジスタ等、その他
のスイッチング素子を適用することも可能である。

【００７５】また、上記第１及び第２実施例では、ＰＩ
Ｄ制御によってモータ１２の駆動制御を行う場合につい
て説明したが、これに限らず、例えば、ＰＩ制御、Ｐ制
御等により制御を行うことも可能である。また、上記第
１及び第２実施例では、車速と操舵トルクとをもとにモ
ータを駆動制御する場合について説明したが、これに限
らず、例えば、操舵トルクのみに基づいてモータを駆動
制御することも可能である。

【００７６】さらに、上記第１及び第２実施例では、コ
ントローラ１３をマイクロンピュータ２１を用いて形成
した場合について説明したが、これに限らず、演算回
路、加算回路、論理回路等の電子回路を組み合わせて構
成することも可能であり、図９は、その一例を示したも
のである。この図９について簡単に説明すれば、このコ
ントローラ１３は、例えば、位相補償器２５、カウンタ
２６、電流指令演算器３２、電流フィードバック制御回
路３３、モータ駆動回路９３、電流検出回路９１及び制
限手段としての制限値設定回路１０５から構成され、位
相補償器２５、カウンタ２６、電流指令演算器３２及び
電流フィードバック制御回路３３が制御手段に対応して
いる。

【００７７】そして、位相補償器２５からのトルク補償
信号Ｔ_Pと、カウンタ２６からの車速検出値Ｖとをもと
に電流指令演算器３２でモータ電流指令値Ｓ_Iを設定し
ており、この電流指令演算器３２は、例えば、関数発生
器で形成され、前述の図５の特性線図において、車速を
もとに関数を選択し、操舵トルクに対する必要とするモ
ータ電流指令値Ｓ_Iを算出し、このモータ電流指令値Ｓ
_Iが後述の制限値設定回路１０５から入力される電流制
限値Ｉ_LIMよりも大きいとき、モータ電流指令値Ｓ_Iを
電流制限値Ｉ_LIMに制限し、これをモータ指令電流値Ｓ
_Iとして電流フィードバック制御回路３３及び制限値設
定回路１０５に出力する。

【００７８】ここで、この制限値設定回路１０５は、例
えば、カウンタ、加算器、演算器等で構成され、モータ
電流指令値Ｓ_Iの絶対値を算出してこれを所定回数加算
し平均値Ｉ_AVを算出するモータ保護検出器１０５ａと、
例えば、比較器、乗算器_,加算器等の演算器等から構成
され、モータ保護検出器１０５ａからの平均値Ｉ_AVに応
じて電流制限値Ｉ_LIMを設定し、電流指令演算器３２に
出力する最大電流制限器１０５ｂから構成されている。

【００７９】この電流フィードバック制御回路３３は、
例えば、微分補償器３６、加算器３７ａ及び３７ｂ、比
例演算器３８、積分演算器３９から構成され、電流指令
演算器３２からのモータ電流指令値Ｓ_Iは、微分補償器
３６及び加算器３７ａに入力され、微分補償器３６で
は、入力したモータ電流指令値Ｓ_Iを微分し微分値に比
例した微分処理値ｆ_Dを加算器３７ｂに出力し、加算器
３７ａはモータ電流指令値Ｓ_Iと、電流検出回路９１か
らの左右の電流検出抵抗Ｒ_R及びＲ_Lの両端の電圧をも
とに算出したモータ電流検出値ｉ_Mとの差を算出し、こ
れを電流偏差ｅ_Mとして比例演算器３８に出力し、比例
演算器３８でこれを比例処理して比例処理値ｆ_Pとして
加算器３７ｂおよび積分演算器３９に出力する。

【００８０】そして、積分演算器３９で積分処理した積
分処理値ｆ_Iと微分処理値ｆ_Dと比例処理値ｆ_pとを加
算器３７ｂで加算してモータ駆動信号Ｓ_Mとしてモータ
駆動回路９３に出力している。そして、このモータ駆動
回路９３では、このモータ駆動信号Ｓ_MをもとにＰＷＭ
回路４６ａで、左右のパルス幅変調信号ＰＷＭ_L及びＰ
ＷＭ_R、左右の方向信号Ｄ_R及びＤ_Lを形成してゲート
駆動回路４９に出力し、ゲート駆動回路４９で、これら
各指令信号ＰＷＭ_L，ＰＷＭ_R，Ｄ_R，Ｄ_Lに応じて各
ＦＥＴ４１〜４４をオンオフ制御することによりモータ
駆動信号Ｓ_Mに応じた電流を供給し、モータ１２を駆動
制御する。

【００８１】さらに、上記実施例では、トルク検出値の
みに基づいて操舵状態を検知し、このトルク検出値に応
じて補助操舵トルクを発生するモータ駆動制御について
説明したが、この他に、例えば、高速走行中に走行車線
を変更する場合には、操舵トルクの他に更に、ステアリ
ングホイールの舵角速度や舵角加速度に応じて操舵状態
を検知し、これらの値に応じた補助トルクを発生してモ
ータ駆動制御を行うことも可能である。

【００８２】図１０は、トルク検出値、舵角速度値及び
舵角加速度値に基づいて操舵状態を検知する制御回路の
一例を示す概略ブロック図である。この制御回路２０ａ
は、図１０に示すように、電流指令演算器３２と、加算
器３７ａと、比例演算器３８と、積分演算器３９と、加
算器３７ｂと、舵角速度加速度演算回路１０２と、ダン
パ係数回路１０３と、慣性補償係数回路１０４とから構
成される。

【００８３】そして、トルク検出値Ｔは、制御回路２０
ａの電流指令演算器３２に入力され、所定のモータ電流
指令値Ｓ_Iに変換された後、加算器３７ａに供給され
る。加算器３７ａには、モータ電流指令値Ｓ_Iの他にさ
らに、電流検出回路９１、ダンパ係数回路１０３及び慣
性補償係数回路１０４のそれぞれの出力信号であるモー
タ電流検出値ｉ_M、ダンパ信号Ｄ_Iおよび慣性信号
Ｋ_I′が供給され、モータ電流指令値Ｓ_Iに対して、モ
ータ電流検出値ｉ_Mの減算、ダンパ信号Ｄ_Iの減算、及
び慣性信号Ｋ_I′の加算の処理が行われる。加算器３７
ａの出力信号が供給される比例演算器３８では所定の比
例ゲインが乗算され、その乗算値は、加算器３７ｂに直
接供給されると共に、所定の積分処理を行う積分演算器
３９を介して加算器３７ｂに供給される。そして、これ
ら入力信号を加算処理した加算器３７ｂからの出力信号
はモータ駆動回路９３ｂに供給され、モータ駆動回路９
３ｂでは、この出力信号をもとに所定のパルス幅を有す
るパルス幅変調信号ＰＷＭを形成しこれを舵角速度加速
度演算回路１０２に供給すると共に、形成したパルス幅
変調信号ＰＷＭに応じてモータ１２を駆動する。

【００８４】そして、モータ１２からは、検出されたモ
ータ電流検出値ｉ（ｉ_R，ｉ_L）が、舵角速度加速度演
算回路１０２及び電流検出回路９１に出力され、舵角速
度加速度演算回路１０２では、入力されたパルス幅変調
信号ＰＷＭ及びモータ電流検出値ｉに基づいて算出した
舵角速度ω₀をダンパ係数回路１０３に出力すると共
に、同じく算出した舵角加速度ω₁を慣性補償係数回路
１０４に出力する。

【００８５】舵角速度加速度演算回路１０２での舵角速
度ω₀及び舵角加速度ω₁の算出は次のように行われ
る。パルス幅変調信号ＰＷＭのデューティ比Ｄ、電源電
圧Ｖ_BATとすると、モータ１２に供給される平均電圧Ｖ
は、次のように表される。Ｖ＝Ｄ・Ｖ_BAT …（１）また、モータ１２は回転することにより逆起電力が発生
し、逆起電力定数をｋ_Tとすると、モータ１２に発生す
る逆起電圧はｋ_T・ω₀となるので、コイル抵抗Ｒを有
するモータ１２に供給された平均電圧Ｖは次のようにも
表される。

【００８６】Ｖ＝ｋ_T・ω₀＋Ｒ・ｉ …（２）よって、式（１）及び（２）より、舵角速度ω₀は次の
ように求められる。 ω₀＝（Ｄ・Ｖ_BAT−Ｒ・ｉ）／ｋ_T …（３）この式（３）を時間ｔで微分することにより、舵角加速
度ω₁が算出される。算出された舵角速度ω₀は、ダン
パ係数回路１０３で所定のダンパ係数Ｋ_Vと乗算され、
この乗算値をモータ電流指令値Ｓ_Iから減算してダンパ
制御を実行し、これにより、操舵系に電気的粘性抵抗が
与えられ車両の安定性の向上が図られる。また、算出さ
れた舵角加速度ω₁は、慣性補償係数回路１０４で所定
の慣性補償係数Ｋ_Gと乗算され、この乗算値とモータ電
流指令値Ｓ_Iとを加算して慣性補償制御を実行し、これ
により、モータ慣性に起因するモータの応答性の遅れが
補償される。なお、舵角加速度ω₁はセンサで直接検出
してもよく、また、例えば、モータ軸に取り付けた角度
センサにより検出された角度値を、時間ｔで微分してま
ず舵角速度ω₀を求め、更にもう一度微分して舵角加速
度ω₁を求めるようにしてもよい。

【００８７】以上説明したように、本発明に関わる電動
パワーステアリング装置の制御装置によれば、操舵トル
ク検出手段で検出した操舵トルクをもとに電動モータを
駆動する制御信号を制御手段により形成し、この制御信
号に基づいてＨブリッジ回路が作動して電動モータへの
通電方向及び通電量を制御し、このとき、モータ駆動回
路への制御信号の絶対値を所定時間積算し続けて算出し
た積算値に応じて制御信号の最大値を制限することによ
り、例えば、積算値が大きい場合には制御信号を小さく
制限し、逆に小さい場合には制御信号の最大値を大きく
することによって操舵トルクが大きく電動モータに大電
流が流れる場合でも、制御信号の積算値に応じて制御信
号の最大値を制限手段によって制限しているので、電動
モータに連続して大電流が流れることはなく、よって大
電流が流れることに伴う電動モータの異常発熱等の異常
発生を確実に防止することができる。また、制御信号の
絶対値を所定時間積算し続けて算出した積算値に応じて
制限するようにしているから、ステアリングホイールを
左右に周期的に操舵するような場合であっても、右方向
及び左方向への操舵に伴い電動モータに通電される電流
量を的確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】操舵トルクとトルクセンサの出力電圧との関係
を示す特性線図である。

【図３】コントローラのブロック図である。

【図４】マイクロコンピュータでのモータの駆動制御処
理の処理手順を示すフローチャートである。

【図５】車速をパラメータとして操舵トルクとモータ電
流値との関係を示す特性線図である。

【図６】マイクロコンピュータでの異常監視処理の処理
手順を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第１実施例における電流制限値設定処
理の処理手順を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例における電流制限値設定処
理の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】本発明によるコントローラ１３を電子回路によ
り構成した場合の一例である。

【図１０】トルク検出値、舵角速度値及び舵角加速度値
に基づいて操舵状態を検知する制御回路の概略ブロック
図である。

【符号の説明】

１ステアリングホイール３トルクセンサ１１電磁クラッチ装置（クラッチ）１２モータ１３コントローラ１６バッテリ１７車速センサ２０制御回路２１マイクロコンピュータ３０モータ駆動回路４０Ｈブリッジ回路４１〜４４ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）５１〜５５ゲート駆動回路６１電流検出回路６２クラッチ制御回路６３リレー駆動回路

フロントページの続き (56)参考文献特開平５−254454（ＪＰ，Ａ) 特開平２−37074（ＪＰ，Ａ) 特開平１−186468（ＪＰ，Ａ) 特開平２−246871（ＪＰ，Ａ) 特開平３−132473（ＪＰ，Ａ) 特開平３−235759（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−205556（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 6/00 - 6/06 B62D 5/00 - 5/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵系の操舵トルクを検出する操舵トル
ク検出手段と、前記操舵系に対して操舵補助力を発生す
る電動モータと、少なくとも前記操舵トルク検出手段の
トルク検出値に基づいて前記電動モータに操舵補助力を
発生させる制御信号を出力する制御手段と、該制御手段
からの制御信号に基づいて前記電動モータの通電方向お
よび通電量を制御するモータ駆動回路とを備えた電動パ
ワーステアリング装置の制御装置において、前記制御信
号の絶対値を所定時間積算し続けて前記制御信号の絶対
値の所定時間毎の積算値を算出する積算手段と、当該積
算手段の積算値に応じて前記制御信号の最大値を制限す
る制限手段とを備えることを特徴とする電動パワーステ
アリング装置の制御装置。