JP3405292B2 - 車両の電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルの回
動操作に対してアシスト力を付与する電動モータを備え
た車両の電動パワーステアリング装置に係り、特に、電
動モータに流れる電流を制限して装置（電動モータ、電
気制御装置）の過熱防止を行う電動パワーステアリング
装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種の電動パワーステアリング装置
は、例えば特開平９−２４８４５号公報に開示されてい
るように、操舵補助力（アシスト力）を発生する電動モ
ータと、電動モータの電流を制御する電気制御装置を備
えている。この電気制御装置は、操舵ハンドルの操舵状
態に応じた指令電流値を設定する手段と、前記電動モー
タに流れる電流の平均値（平均電流値）に応じて監視信
号を発生する手段とを備え、監視信号が発生したときに
前記指令電流値に対して前記平均電流値に応じた制限を
加え、この制限された指令電流値に応じた電流を前記電
動モータに流すように構成されている。また、運転者が
イグニッションスイッチを一旦オフ状態へと変更し、そ
の直後にオン状態へと変更した場合においても、前記指
令電流値の制限が適切になされるようにするため、前記
監視信号が発生している間はイグニッションスイッチが
オフ状態とされても電気制御装置に電源を供給し続けて
前記平均電流値を求めておき、イグニッションスイッチ
が再びオン状態とされたとき、この平均電流値に基づい
て前記指令電流値の制限を行うように構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置においては、イグニッションスイッチがオフ状
態へと変更された後であっても、監視信号が消滅しない
限り車両のバッテリから電気制御装置へ電源の供給が継
続されるため、バッテリの負担が大きいという問題があ
る。 【０００４】 【本発明の概要】本発明の特徴は、車両電動パワーステ
アリング装置が、操舵ハンドルの回動操作に対してアシ
スト力を付与する電動モータと、操舵ハンドルの操舵状
態に応じてアシスト電流値ICTRLを決定するアシスト電
流値決定手段と、前記電動モータの通電状態に応じて更
新されていく前記電動モータの過熱状態を表す値SQIMSU
Mがモータ電流制限判定値ITHよりも大きいときは電流制
限値を小さくするように同電流制限値を更新するととも
に、前記アシスト電流値ICTRLを同電流制限値により制
限して最終アシスト電流値IFINALを決定する最終アシス
ト電流値決定手段と、電力供給を受けることなくデータ
を保持する記憶手段と、イグニッションスイッチがオン
状態からオフ状態へと変更されたときに前記電動モータ
の過熱状態を表す値SQIMSUMと前記モータ電流制限判定
値ITHの最大値ITH0の比率を前記電流制限値に関するデ
ータとして前記記憶手段に記憶させるとともに、前記イ
グニッションスイッチがオフ状態からオン状態へと変更
されたときに前記記憶された電流制限値に関するデータ
に応じた値を前記電動モータの過熱状態を表す値SQIMSU
Mの初期値とする初期値設定手段と、前記最終アシスト
電流値に応じた電流を前記電動モータに流すモータ通電
手段とを備えたことにある。 【０００５】これによれば、アシスト電流値決定手段が
操舵ハンドルの操舵状態に応じてアシスト電流値ICTRL
を決定し、最終アシスト電流値決定手段は電動モータの
通電状態に応じて更新されていく電動モータの過熱状態
を表す値SQIMSUMがモータ電流制限判定値ITHよりも大き
いときは電流制限値を小さくするように同電流制限値を
更新するとともに、前記アシスト電流値ICTRLを同電流
制限値により制限して最終アシスト電流値IFINALを決定
する。また、初期値設定手段は、イグニッションスイッ
チがオン状態からオフ状態へと変更されたときに前記電
動モータの過熱状態を表す値SQIMSUMと前記モータ電流
制限判定値ITHの最大値ITH0の比率を前記電流制限値に
関するデータとして記憶手段に記憶させるとともに、前
記イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態へと
変更されたときに前記記憶された電流制限値に関するデ
ータに応じた値を前記電動モータの過熱状態を表す値SQ
IMSUMの初期値とする。このように、イグニッションス
イッチがオン状態からオフ状態となったとき、バッテリ
に負担を与えることなく電流制限値に関するデータ（値
SQIMSUMに応じたデータ）を保持することが可能となる
とともに、次にイグニッションスイッチがオン状態とな
ったときに保持しているデータ（記憶値SQIMSUMA）を読
み出して加工し、これを電動モータの通電状態に応じて
更新されていく電動モータの過熱状態を表す値SQIMSUM
の初期値とするので、イグニッションスイッチがオン状
態から一旦オフ状態とされ、その後オンの状態に短時間
内に変更された場合であっても、電流制限値が適切な値
となる。従って、最終アシスト電流値（IFINAL）を最適
な値とすることができ、駆動回路や電動モータの過熱を
防止することができる。また、電動モータの過熱状態を
表す値SQIMSUMAを電力供給を受けることなくデータを保
持する記憶手段に格納して保持させるので、イグニッシ
ョンスイッチがオフ状態にあるときに余分な電力を必要
とせず、バッテリの消耗を防止することができる。更
に、上記構成では、電流制限値のデータの一つである電
動モータの過熱状態を表す値SQIMSUMを記憶値SQIMSUMA
として記憶させる場合の基準となる値をモータ電流制限
判定値の最大値ITH0 としている。これは、通常は値SQI
MSUMがモータ電流制限判定値（の最大値ITH0）以上とな
ると、モータ電流値に制限が加わることになるから、同
値SQIMSUMAがモータ電流制限 判定値の最大値ITH0 より
も極めて大きくなることは考えにくく、従って、モータ
電流制限判定値の最大値ITH0を基準としてその比率を記
憶することにより、少ない容量を使用しつつ記憶される
データの精度を向上することができるからである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しつつ説明すると、図１は本発明による電
動パワーステアリング装置の概略をブロック図により示
していて、この電動パワーステアリング装置は、電気制
御回路１０と同電気制御回路１０と接続された駆動回路
２０とを含んで構成される電気制御ユニット（以下「Ｅ
ＣＵ」と称する。）２５と、駆動回路２０により通電制
御される直流電動モータ３０とを備えている。 【０００７】電動モータ３０は、操舵ハンドル（ステア
リングホイール）３１の回動操作による前輪の操舵に対
してアシスト力を付与するもので、減速機構３２を介し
て操舵軸３３にトルク伝達可能に取付けられていて、そ
の回転に応じてラックバー３４を軸線方向に駆動し、同
ラックバー３４にタイロッドを介して連結されている前
輪を操舵する。前記操舵軸３３には操舵トルクセンサ３
５が組みつけられていて、同操舵トルクセンサ３５は操
舵軸３３に作用する操舵トルクTMを検出して同トルクを
表す操舵トルク信号を出力する。 【０００８】次に、図１に示した電動パワーステアリン
グ装置の電気系統の詳細について図２を参照しつつ説明
すると、電気制御回路１０は、マイクロコンピュータ
（ＣＰＵ）１１と、入力インターフェース１２と、出力
インターフェース１３と、ＥＥＰＲＯＭ１４（Electric
al Erasable PROM）とから構成されていて、ＣＰＵ１１
は、後述するプログラム及びマップ等を記憶したメモリ
１１ａを内蔵している。 【０００９】入力インターフェース１２は、バスを介し
てＣＰＵ１１に接続されるとともに、前述した操舵トル
クセンサ３５、車速Ｖを検出する車速センサ４１、エン
ジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ４２、
及び駆動回路２０のプリント基板上に配設され同プリン
ト基板の温度TMPBORDを検出する基板温度センサ２３と
接続され、ＣＰＵ１１に対し各センサの検出信号を供給
するようになっている。 【００１０】出力インターフェース１３は、バスを介し
てＣＰＵ１１に接続されるとともに、駆動回路２０、及
び常開（ノーマリー・オープン）型のリレー２１に接続
されていて、ＣＰＵ１１からの指令に基づきこれらの導
通状態を変更する信号を送出するようになっている。ま
た、ＥＥＰＲＯＭ１４は、車両バッテリ５０からの電源
の供給を受けない状態においてもデータを記憶・保持す
る記憶手段であり、バスを介してＣＰＵ１１と接続され
ていて、電源供給時においてはＣＰＵ１１から供給され
るデータを記憶（格納）するとともにＣＰＵ１１の要求
に応じて保持しているデータを同ＣＰＵ１１に供給する
ようになっている。 【００１１】駆動回路２０は、ゲートが出力インターフ
ェース１３にそれぞれ接続されたＭＯＳＦＥＴからなる
４個のスイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、２つの抵抗
２０ａ，２０ｂと、前述した基板温度センサ２３とを備
えている。抵抗２０ａの一端は、車両に搭載されたバッ
テリ５０の電源ラインＬに上流側端子が接続されたリレ
ー２１の下流側端子に接続されていて、同抵抗２０ａの
他端はスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２の各ソースに接
続されている。スイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ２のドレ
インは、スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４のソースにそ
れぞれ接続され、同スイッチング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４の
ドレインは抵抗２０ｂを介して接地されている。また、
スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３との間は電動モータ３
０の一側に接続され、スイッチング素子Ｔｒ２とＴｒ４
との間は電動モータ３０の他側に接続されている。な
お、電動モータ３０の両端、及び抵抗２０ｂとスイッチ
ング素子Ｔｒ３，Ｔｒ４との間は入力インターフェース
１２に接続されていて、これによりＣＰＵ１１が電動モ
ータ３０のモータ端子間電圧Ｖｔとモータ電流値IMOTR
とを入力し得るようになっている。 【００１２】以上の構成により、駆動回路２０（即ち、
電動モータ３０）はリレー２１がオン(閉成)したときに
バッテリ５０から電源の供給を受け得る状態となり、ス
イッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４が選択的に導通状態（オ
ン状態）とされたとき、電動モータ３０に所定の方向の
電流が流れて同モータ３０は右回転し、スイッチング素
子Ｔｒ２，Ｔｒ３が選択的に導通状態とされたとき、電
動モータ３０に前記所定の方向と反対方向の電流が流れ
て同モータ３０は左回転する。また、リレー２１がオフ
（開成）したときには電動モータ３０の電源供給経路が
遮断され、同モータ３０への通電は停止する。 【００１３】前記バッテリ５０の電源ラインＬには、運
転者によりオン（閉成）状態又はオフ（開成）状態に切
換えられるイグニッションスイッチ（Ｉ／Ｇスイッチ）
２２の一端が接続されている。イグニッションスイッチ
２２の他端はダイオードＤ１を介してＣＰＵ１１、入力
インターフェース１２、出力インターフェース１３、Ｅ
ＥＰＲＯＭ１４、及び操舵トルクセンサ３５に接続され
ていて、イグニッションスイッチ２２がオン状態とされ
たとき、それぞれに電源が供給されるようになってい
る。また、ダイオードＤ１の下流は、リレー２１の下流
側から前記ダイオードＤ１の下流側へ向う電流のみを許
容するダイオードＤ２を介して前記リレー２１の下流側
端子と接続されていて、リレー２１がオン状態とされた
ときは、イグニッションスイッチ２２の状態にかかわら
ず、ＣＰＵ１１、入力インターフェース１２、出力イン
ターフェース１３、ＥＥＰＲＯＭ１４、及び操舵トルク
センサ３５に同リレー２１を介して電源が供給されるよ
うになっている。 【００１４】次に、上記のように構成した電動パワース
テアリング装置の作動について、図３〜図１３を参照し
て説明する。図３，図４及び図７〜１３は、ＣＰＵ１１
が実行するプログラム（ルーチン）をフローチャートに
て示したものであり、図３のルーチンはイグニッション
スイッチ２２がオフ状態からオン状態へと変更されたと
きに、図４及び図７〜図１２は所定時間の経過毎に、図
１３はイグニッションスイッチ２２がオン状態からオフ
状態に変更されたときに、それぞれ実行されるものであ
る。 【００１５】先ず、運転者が、車両の運転を開始するた
めにイグニッションスイッチ２２をオフ状態からオン状
態へと変更すると、ＣＰＵ１１は図３に示したイグニッ
ションスイッチオン時制御のルーチンをステップ３００
から開始してステップ３０５に進み、同ステップ３０５
にてＥＥＰＲＯＭ１４が記憶・保持しているモータ電流
２乗積算記憶値SQIMSUMAにモータ電流制限判定値の最大
値ITH0 の１／４を乗じた値をモータ電流２乗積算値SQI
MSUMの初期値として設定する。なお、モータ電流制限判
定値の最大値ITH0とモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMA
については後述する。次いで、ＣＰＵ１１はステップ３
１０にてリレー２１をオン状態に変更し、ステップ３９
５に進んで、本ルーチンを終了する。 【００１６】その後、ＣＰＵ１１は所定のタイミングに
て図４に示したメインルーチンの処理をステップ４００
から開始し、ステップ４１０に進んで基本目標電流値TK
IHONの演算を行う。この演算は、操舵トルクセンサ３５
のからの操舵トルクTMと、車速センサ４１からの車速Ｖ
と、メモリ１１ａに記憶されている図５に示した基本目
標電流マップ（テーブル）とに基づいて、その時点の基
本目標電流値TKIHONを求めるものである。なお、基本目
標電流マップは車速別（この場合、低車速、中車速、高
車速）に区分されていて、ＣＰＵ１１は、実際の車速Ｖ
に最も近い車速及び次に近い車速に対応した２つの基本
目標電流マップ（車速Ｖと基本目標電流TKIHONとの関係
線）から、それぞれ基本目標電流値TKIHONを求め、それ
らを車速Ｖに関して補間計算して最終的な基本目標電流
値TKIHONを決定する。 【００１７】次いで、ＣＰＵ１１は図４のステップ４２
０に進み、モータの慣性感等を低減して操舵フィーリン
グを向上するための慣性補償電流値TKANの演算を行う。
具体的には、操舵トルクセンサ３５からの操舵トルクTM
の時間微分値を求め、図６（Ａ）に示したマップと同操
舵トルクTMの時間微分値（dTM／dt）とから、同操舵ト
ルクTMの時間微分値dTM／dtが大きいほど大きくなる慣
性補償電流基本値TKANBを求めるとともに、図６（Ｂ）
に示したマップと実際の車速Ｖとからゲインk1を求め、
これらの積（＝k1・TKANB）を最終的な慣性補償電流値T
KANとする。 【００１８】次いで、ＣＰＵ１１は図４のステップ４３
０に進み、操舵ハンドル３１の戻り性能（中立点への復
帰性能）を向上するため、及び操舵に伴う機械系の摩擦
を補償するたのハンドル戻し制御電流値TMODの演算を行
う。具体的には、図７に詳細なフローチャートを示した
ように、ＣＰＵ１１はステップ７１０にて電動モータ３
０の端子間電圧Ｖｔ、同電動モータ３０の電流値IMOTR
に正負の符号を付した符号付きモータ電流値IMOTRS、及
び電圧方程式（Ｋ・ω＝Ｖｔ−Ｒ・IMOTRS、ここでＫは
定数，Ｒは電動モータ３０の端子間の抵抗値）とから、
電動モータ３０の回転角速度ωを求め、これに所定の定
数を乗じて操舵角速度推定値STRVを求める。なお、符号
付き電動モータ電流値IMOTRSは、既に求められている最
終アシスト電流値IFINAL（後述）の符号と同じ符号をモ
ータ電流値IMOTRに付したものである。 【００１９】次に、ＣＰＵ１１はステップ７２０にて操
舵角速度推定値STRVと同ステップ７２０中に示したマッ
プからハンドル戻し制御電流基本値TMODBを求め、ステ
ップ７３０にて操舵角速度推定値STRVと同ステップ７３
０中に示したマップから摩擦補償電流基本値TMASABを求
め、続くステップ７４０にて車速Ｖと同ステップ７４０
中に示したマップからゲインk2を求める。 【００２０】次いで、ＣＰＵ１１はステップ７５０にて
フラグFMODの値が「１」か否かを判定する。このフラグ
FMODは、その値「１」にて操舵ハンドル３１が戻し状態
にあることを示すものであり、操舵トルクTMが正の値で
あり且つ操舵角速度推定値STRVが負の値である状態が所
定時間以上継続した場合に「１」に設定され、この場合
には操舵角速度推定値STRVが正の値となったときに
「０」に設定される。同様に、フラグFMODは、操舵トル
クTMが負の値であり且つ操舵角速度推定値STRVが正の値
である状態が所定時間以上継続した場合に「１」に設定
され、この場合には操舵角速度推定値STRVが負の値とな
ったときに「０」に設定される。 【００２１】そして、ＣＰＵ１１はフラグFMODの値が
「１」の場合には、ステップ７６０にてハンドル戻し制
御電流基本値TMODBにゲインk2を乗じた値を今回のハン
ドル戻し制御電流値TMODXに設定し、FMODの値が「０」
の場合には、ステップ７７０にて摩擦補償電流基本値TM
ASABにゲインk2を乗じた値を今回のハンドル戻し制御電
流値TMODXに設定する。次いでＣＰＵ１１は、ハンドル
戻し制御電流値TMODの急変を防止するために、ステップ
７８０に示した計算式（ここで、knm1は０〜１の定数）
を用いてハンドル戻し制御電流値TMODをなまし、最終的
なハンドル戻し制御電流値TMODを演算する。 【００２２】次いで、ＣＰＵ１１は図４のステップ４４
０に進み、高車速でのハンドル操舵の収斂性、及び運転
者が操舵ハンドル３１を所定の角度に操舵している状態
から更に角度を増大する（切り込む）際の手応え感等の
向上を図るためのダンピング制御電流値TDAMPの演算を
行う。具体的には、図８に詳細なフローチャートを示し
たように、ＣＰＵ１１はステップ８１０にて操舵トルク
TMの絶対値が所定の閾値THDより小さいか否かを判定
し、小さい場合（「Ｙｅｓ」と判定される場合）にはス
テップ８２０に進んで操舵角速度推定値STRVと、同ステ
ップ８２０中に示したマップとからダンピング制御電流
基本値TDAMPBを演算する。 【００２３】次に、ＣＰＵ１１はステップ８３０へと進
み、車速Ｖと同ステップ８３０に示したマップとからゲ
インk3を求め、ステップ８４０にて今回のダンピング制
御電流値TDAMPXにダンピング制御電流基本値TDAMPBとゲ
インk3の積値を設定する。一方、前記ステップ８１０に
て「Ｎｏ」と判定される場合には、ステップ８５０に
て、今回のダンピング制御電流値TDAMPXを「０」に設定
する。そして、ＣＰＵ１１はステップ８６０にてダンピ
ング制御電流値TDAMPの急変を防止するために、ステッ
プ８６０に示した計算式（ここで、knm2は０〜１の定
数）を用いてダンピング制御電流値TDAMPをなまし、最
終的なダンピング制御電流値TDAMPを演算する。 【００２４】なお、上記ステップ８１０にて操舵トルク
TMの絶対値が所定の閾値THDより大きい場合に、ステッ
プ８５０にてダンピング制御電流値TDAMPXを「０」に設
定するのは、ダンピング制御値自体は操舵に対して反力
を付与して操舵フィーリングを向上しようとするもので
あるが、真に操舵ハンドル３１をすばやく且つ大きく操
舵する必要がある場合には、同ダンピング制御値を小さ
くしてその操舵を優先させるようにする必要があるため
である。 【００２５】次いで、ＣＰＵ１１は図４のステップ４５
０に進み、ＥＣＵ２５（駆動回路２０）内のスイッチン
グ素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を過熱から保護するためのＥＣＵ
側電流制限値ILECUを演算する。具体的には、図９に詳
細なフローチャートを示したように、ＣＰＵ１１はステ
ップ９１０にて電動モータ３０の電流値IMOTRを擬似的
に積分した第１電動モータ電流積分値ISUM1を求める。
即ち、電動モータ３０の電流値IMOTRと０〜１までの所
定のなまし係数ke1とを用い、同ステップ９１０に示し
た計算式にしたがって求めた値を第１電動モータ電流積
分値ISUM1とする。 【００２６】同様に、続くステップ９２０にて電動モー
タ３０の電流値IMOTRを擬似的に積分した第２電動モー
タ電流積分値ISUM2を、電流値IMOTRと０〜１までの値で
あってなまし係数ke1より大きな係数ke2とを用い、同ス
テップ９２０に示した計算式にしたがって求める。そし
て、ステップ９３０にて、第１電動モータ電流積分値IS
UM1と第２電動モータ電流積分値ISUM2の和を求め、その
和を電動モータ電流積分値ISUMとする。なお、なまし係
数ke1はなまし係数ke2より小さいので、第１電動モータ
電流積分値ISUM1は主としてモータ電流値の定常的な変
動を反映した値となり、一方、なまし係数ke2はなまし
係数ke1より大きいので、第２電動モータ電流積分値ISU
M2は主としてモータ電流値の過渡的な変化を反映した値
となる。従って、これらの和である電動モータ電流積分
値ISUMは、実際に電動モータ３０に流れるモータ電流値
の積分値によく近似した値となる。 【００２７】次いで、ＣＰＵ１１はステップ９４０へと
進み、所定の係数ke3と、電動モータ電流積分値ISUM
と、基板温度センサ２３が検出する基板温度TMPBORDと
を用いて同ステップ９４０に示した計算式（TMPECU＝ke
3・ISUM＋TMPBORD）にしたがった演算を行い、スイッチ
ング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の推定温度TMPECUを求める。こ
こで、基板温度TMPBORDはＥＣＵの雰囲気温度と良く相
関する値であり、また、電動モータ電流積分値ISUMはス
イッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の発熱による温度上昇分
と良く相関する値である。従って、上記のように基板温
度TMPBORDに電動モータ電流積分値ISUMを定数倍した値
を加えたスイッチング素子推定温度TMPECUは、実際のス
イッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４（MOSジャンクション）
の温度を精度良く表す値となる。 【００２８】その後、ＣＰＵ１１は、ステップ９５０に
て、スイッチング素子推定温度TMPECUと同ステップ９５
０に示したマップとから、ECU側電流制限値ILECUを決定
する。これにより、ECU側電流制限値ILECUはスイッチン
グ素子推定温度TMPECUが高いほど小さくなる値となり、
電動モータ３０の電流値をより小さい値に制限するもの
となる。 【００２９】次いで、ＣＰＵ１１は、図４のステップ４
６０に進み、電動モータ３０を過熱から保護するための
モータ側電流制限値ILMOTRを演算する。具体的には、図
１０に詳細なフローチャートを示したように、ＣＰＵ１
１はステップ１００５にて操舵角速度推定値STRVの絶対
値が所定の操舵角速度（閾値）THSTRVより大きいか否か
を判定する。これは、操舵中であるか保舵中（操舵ハン
ドル３１を所定角度だけ回動した状態に保つ状態）であ
るかを区別するためである。 【００３０】そして、ＣＰＵ１１はステップ１００５に
て「Ｙｅｓ」（操舵中）と判定するとステップ１０１０
に進んで熱収支バランス電流THSQIMに第１の所定値（４
０Ａ）を設定し、ステップ１００５にて「Ｎｏ」（保舵
中）と判定するとステップ１０１５にて熱収支バランス
電流THSQIMに前記第１の所定値より小さい第２の所定値
（２０Ａ）を設定し、ステップ１０２０にて電動モータ
３０のモータ電流値IMOTRから熱収支バランス電流THSQI
Mを減算した値を熱収支バランス化後電流（単に、バラ
ンス化後電流ともいう。）IMBARAとして設定する。上記
熱収支バランス電流THSQIMの大きさは、操舵中と保舵中
のそれぞれの状態において電動モータ３０に常時通電し
たときに、電動モータ３０が過熱状態以下の所定の温度
にて温度的に平衡状態に達する電流値であり、予め実験
的に求められている。 【００３１】次いで、ＣＰＵ１１はステップ１０２５に
進んで熱収支バランス化後電流IMBARAが「０」以上か否
かを判定し、熱収支バランス化後電流IMBARAが「０」以
上の場合にはステップ１０３０に進み、同ステップ１０
３０にて熱収支バランス化後電流IMBARAを２乗した値に
所定の正の係数kupを乗じた値をその時点のモータ電流
２乗積算値SQIMSUMに加え、その結果を新たなモータ電
流２乗積算値SQIMSUMとし、ステップ１０３５にてオー
バーフローガードをかけてステップ１０４０へと進む。
一方、ステップ１０２５にて熱収支バランス化後電流IM
BARAが「０」より小さい場合にはステップ１０４５に進
み、熱収支バランス化後電流IMBARAを２乗した値に所定
の正の係数kdwnを乗じた値をその時点のモータ電流２乗
積算値SQIMSUMから減算し、その結果を新たなモータ電
流２乗積算値SQIMSUMとし、ステップ１０５０にて
「０」以下とならないようにガードをかける。 【００３２】次に、ＣＰＵ１１はステップ１０４０にて
基板温度 TMPBORDの増大にしたがって低下するモータ電
流制限判定値ITHを、実際の基板温度TMPBORDとステップ
１０４０に示したマップから決定する。なお、基板温度
TMPBORDが小さいとき、モータ電流制限判定値ITHは最大
値ITH0となる。次いで、ＣＰＵ１１はステップ１０５５
にてモータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電流制限判
定値ITH以上か否かを判定し、判定結果が「Ｙｅｓ」で
ある場合にはステップ１０６０にてその時点のモータ側
電流制限値ILMOTRから正の所定値αを減算した値を新た
なモータ側電流制限値ILMOTRとし、一方ステップ１０５
５の判定結果が「Ｎｏ」である場合にはステップ１０６
５にてその時点のモータ側電流制限値ILMOTRに正の所定
値βを加えた値を新たなモータ側電流制限値ILMOTRとす
る。その後、ＣＰＵ１１はステップ１０７０にてモータ
側電流制限値ILMOTRを所定の上下限値（上限値Imax,下
限値Imin）でガードし、以上によりモータ側電流制限値
ILMOTRが決定される。 【００３３】上記図１０に示したルーチンのステップ１
００５から１０１５において、保舵中の熱収支バランス
電流THSQIMの値（２０Ａ）が操舵中の熱収支バランス電
流THSQIMの値（４０Ａ）よりも小さくなるように設定し
ているのは、保舵中にあっては電動モータ３０の回転角
度の変化が小さいので、同モータ３０のブラシ部等が過
熱しやすいことを考慮したことによる。即ち、保舵中に
おいては、熱収支バランス電流THSQIMの値（２０Ａ）を
操舵中のそれ（４０Ａ）よりも小さい値とし、これによ
り熱収支バランス化後電流IMBARAを大きくさせてモータ
電流２乗積算値SQIMSUMを増大し易くさせ、以ってモー
タ側電流制限値ILMOTRを小さくし易くして、電動モータ
３０の過熱を有効に防止する。 【００３４】また、上記熱収支バランス電流THSQIMは、
その大きさの電流を電動モータ３０に通電し続けても同
電動モータ３０が過熱温度以下の温度（例えば１５０
℃）で温度的に平衡状態となると考えられる値に選択さ
れているので、ステップ１０２０にて実際のモータ電流
値IMOTRから熱収支バランス電流THSQIMを減算して求め
られる熱収支バランス化後電流IMBARAは、電動モータ３
０の放熱特性が加味された値となり、電動モータ３０自
体の通電による平衡温度からの温度変化分に強い相関を
有する値となる。 【００３５】また、ステップ１０３０，１０４５にて、
そのときのモータ電流２乗積算値SQIMSUMに熱収支バラ
ンス化後電流IMBARAを２乗した値に係数kupを乗じた値
を加算し、又はそのときのモータ電流２乗積算値SQIMSU
Mから熱収支バランス化後電流IMBARAを２乗した値に係
数kdwn（kupと異なる）係数を乗じた値を減算すること
としている。これは、一つには、バランス化後電流値を
２乗した２乗電流値は、平衡温度からの温度上昇又は温
度下降の程度をよく表した値となるため、これに基づけ
ばモータ電流２乗積算値SQIMSUMを電動モータの過熱状
態を精度良く表す値とすることができるからである。ま
た、係数kupとkdwnとを異なる値とすることにより、モ
ータ電流２乗積算値SQIMSUMを、装置（電動モータ３
０）の温度上昇特性と放温度下降特性により一層適合
（マッチング）した値とすることができるからである。 【００３６】また、ステップ１０４０でモータ電流制限
判定値ITHを基板温度 TMPBORDの増大にしたがって低下
する値とし、モータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電
流制限判定値ITHよりも大きいときステップ１０６０に
てモータ側電流制限値ILMOTRを小さくすることとしたの
は、基板温度TMPBORDが高いときはモータの過熱が発生
しやすいことから、モータ側電流制限値ILMOTRを早めに
低下させる必要があるからである。 【００３７】また、上記ステップ１０７０では、モータ
側電流制限値ILMOTRが許容値（下限値）Iminよりも小さ
くならないようにガードをかけるが、この許容値Iminは
保舵時の熱収支バランス電流THSQIM（２０Ａ）と同一に
しておくことが好適である。このようにすれば、電動モ
ータ３１は過熱することはなく、また、アシスト力を少
しでも発生させることができるからである。 【００３８】上記モータ側電流制限値ILMOTRの演算後、
ＣＰＵ１１は図４のステップ４７０に進み、図１１に詳
細に示した電流制限値ILTEMP演算ルーチンを実行する。
具体的には、ステップ１１０５にてモータ電流２乗積算
値SQIMSUMの増大に伴って負の値から正の値へと増大す
る電流制限加減値ILFGを、モータ電流２乗積算値SQIMSU
Mと同ステップ１１０５に示したマップから求め、ステ
ップ１１１０にて基板温度センサ２３が異常か否かを判
定する。例えば、基板温度センサ２３が示す基板温度TM
PBORDが予定している温度範囲の最低値以下（例えば−
２０℃以下）又は最大値以上（例えば２００℃以上）で
ある場合、或いはモータ電流積算値ISUMが所定値以上変
化したにもかかわらず基板温度TMPBORDが所定時間に亘
り変化しない場合等が検出されたとき、基板温度センサ
２３が異常であると判定する。 【００３９】ステップ１１１０にて基板温度センサ２３
が異常であると判定されるとき、ＣＰＵ１１はステップ
１１１５に進み、電流制限値ILTEMPから電流制限加減値
ILFGを減算した値を新たな電流制限値ILTEMPとして、ス
テップ１１３５へと進む。上記ステップ１１０５〜１１
１５は、基板温度センサ２３が異常となった場合であっ
ても、適切な電流制限値ILTEMPを得るために設けたステ
ップである。 【００４０】一方、ステップ１１１０にて基板温度セン
サ２３が異常でないと判定されるとき、ＣＰＵ１１はス
テップ１１２０に進んでECU側電流制限値ILECUとモータ
側電流制限値ILMOTRとを比較し、ECU側電流制限値ILECU
がモータ側電流制限値ILMOTRより小さいときステップ１
１２５にて電流制限値ILTEMPにECU側電流制限値ILECUを
設定し、ECU側電流制限値ILECUがモータ側電流制限値IL
MOTRより大きいときステップ１１３０にて電流制限値IL
TEMPにモータ側電流制限値ILMOTRを設定して、ステップ
１１３５へと進む。以上のステップ１１２０〜１１３０
は、ECU側電流制限値ILECUとモータ側電流制限値ILMOTR
のうち、小さい方を最終的な電流制限値ILTEMPとするた
めのステップである。そして、ＣＰＵ１１はステップ１
１３５に進み、同ステップ１１３５にて電流制限値ILTE
MPを０〜５０Ａでガードして電動モータ３０の通電状態
に応じた最終的な電流制限値ILTEMPを決定する。 【００４１】次いで、ＣＰＵ１１は、図４のステップ４
８０に進み、図１２に詳細に示した最終アシスト電流値
IFINALの演算ルーチンを実行する。具体的には、ＣＰＵ
１１はステップ１２０５にて、慣性補償電流値TKANとハ
ンドル戻し制御電流値TMODの和を慣性・戻し電流値TKM
とし、ステップ１２１０〜ステップ１２２５の実行によ
り慣性・戻し電流値TKMの絶対値がガード値KGを超えな
いようにガードし、ステップ１２３０に進む。 【００４２】次いで、ＣＰＵ１１はステップ１２３０に
て基本目標電流値TKIHON、慣性・戻し電流値TKM、及び
ダンピング制御電流値TDAMPの和を求め、この和をアシ
スト電流値ICTRLとし、ステップ１２３５にて同アシス
ト電流値ICTRLの絶対値と電流制限値ILTEMPとを比較す
る。そして、アシスト電流値ICTRLの絶対値が電流制限
値ILTEMPよりも大きいときはステップ１２４０にて同ア
シスト電流値ICTRLの正負を判定し、正であるときには
ステップ１２４５にて最終アシスト電流値IFINALを電流
制限値ILTEMPとし、負であるときにはステップ１２５０
にて最終アシスト電流値IFINALを電流制限値ILTEMPの符
号を逆転した値（‐ILTEMP）とした後、ステップ１２９
５に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップ
１２３５にてアシスト電流値ICTRLの絶対値が電流制限
値ILTEMPよりも小さいと判定されるときは、ＣＰＵ１１
はステップ１２５５にてアシスト電流値ICTRLを最終ア
シスト電流値IFINALとし、ステップ１２９５に進んで本
ルーチンを一旦終了する。以上により電流制限値ILTEMP
による制限がなされたアシスト電流値（最終アシスト電
流値）IFINALが決定される。 【００４３】なお、上記ステップ１２１０〜ステップ１
２２５の実行により慣性・戻し電流値TKMの絶対値がガ
ード値KGを超えないようにガードするのは次の理由によ
る。即ち、本電動パワーステアリング装置は、図示しな
いサブのＣＰＵにてメインＣＰＵ１１を監視している
が、サブのＣＰＵには操舵トルクTMしか入力されていな
いため、メインのＣＰＵ１１が計算したアシスト電流値
ICTRLが異常に大きい値であるか否かを判定する判定値
を、操舵トルクTMと図５に示した基本目標電流値TKIHON
マップから求めた値に所定の電流値（例えば５Ａ）を加
えたものとしている。従って、操舵トルクTMとは独立し
て得られる慣性補償電流値TKANとハンドル戻し制御電流
値TMODの和である慣性・戻し電流値TKMを所定の電流値
（５Ａ）よりも小さくガードしておかない場合には、計
算値は正常であるにもかかわらず、異常であると判定さ
れることがあるからである。 【００４４】次いで、ＣＰＵ１１は、図４のステップ４
９０にて上記最終アシスト電流値IFINALに基づき、周知
のＰＩＤ制御、及びＰＷＭ制御を実施してスイッチング
素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の各々の通電時間を決定し、これに
応じて駆動回路２０に制御信号を発生する。その結果、
電動モータ３０には最終アシスト電流値IFINALに応じた
電流が流れ、同電流に応じたアシスト力が操舵軸３３に
付与される。そして、ＣＰＵ１１はステップ４９５にて
本ルーチンを一旦終了し、所定時間後に再び同ルーチン
をステップ４００から開始する。 【００４５】次に、この状態においてイグニッションス
イッチ２２がオン状態からオフ状態へと変更された場合
について説明すると、ＣＰＵ１１はイグニッションスイ
ッチ２２のオン状態からオフ状態への変更をトリガとし
て図１３に示したルーチンをステップ１３００から開始
し、ステップ１３０５に進む。ＣＰＵ１１は、同ステッ
プ１３０５にてモータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ
電流制限判定値の最大値ITH0 の１／４より小さいか否
かを判定し、モータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電
流制限判定値の最大値ITH0 の１／４より小さい場合に
はステップ１３１０にてＥＥＰＲＯＭ１４内に格納され
るモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAに値「０」を設定
する。即ち、モータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAの値を
「０」としてＥＥＰＲＯＭ１４に記憶させる。 【００４６】ステップ１３０５にて「Ｎｏ」と判定され
る場合には、ＣＰＵ１１はステップ１３１５にてモータ
電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電流制限判定値の最大
値ITH0 の１／４以上〜１／２の範囲にあるか否かを判
定し、その判定結果が「Ｙｅｓ」である場合にはステッ
プ１３２０にてモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAに値
「１」を格納してステップ１３４０に進む。また、ステ
ップ１３１５にて「Ｎｏ」と判定される場合には、ＣＰ
Ｕ１１はステップ１３２５にてモータ電流２乗積算値SQ
IMSUMがモータ電流制限判定値の最大値ITH0 の１／２以
上〜３／４の範囲にあるか否かを判定し、その判定結果
が「Ｙｅｓ」である場合にはステップ１３３０にてモー
タ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAに値「２」を格納してス
テップ１３４０に進む。そして、ステップ１３２５にて
「Ｎｏ」と判定される場合には、ステップ１３３５にて
モータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAに値「３」を格納
し、ステップ１３４０に進み、同ステップ１３４０にて
リレー２１をオフ状態に変更する。 【００４７】以上により、イグニッションスイッチ２２
がオン状態からオフ状態へと変更された時点にて、電流
制限値ILTEMPに関するデータの一つであるモータ電流２
乗積算値SQIMSUMがモータ電流制限判定値の最大値ITH0
に対する比率に応じた値に変換され、その変換後の値が
ＥＥＰＲＯＭ１４内にモータ電流２乗積算記憶値SQIMSU
MAとして記憶される。これにより、運転者が再びイグニ
ッションスイッチ２２をオフ状態からオン状態へと変更
したとき、図３に示したルーチンにより、この記憶され
たモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAにモータ電流制限
判定値の最大値ITH0 の１／４を乗じた値が求められ、
その値が以降に電動モータ３０の通電状態に応じて更新
されるモータ電流２乗積算値SQIMSUMの初期値とされる
（図３のステップ３０５、及び図１０のステップ１０３
０，１０４５参照）。 【００４８】以上に説明したように、本発明による実施
形態の電動パワーステアリング装置は、各々がバッテリ
５０からの電力供給を受けて機能する手段であって、操
舵ハンドル３１の操舵状態に応じたアシスト電流値（IC
TRL）を決定するアシスト電流値決定手段（ステップ４
１０〜４４０）と、電動モータ３０の通電状態に応じて
電流制限値を更新するとともに前記アシスト電流値を同
電流制限値により制限して最終アシスト電流値（IFINA
L）を決定する最終アシスト電流値決定手段（ステップ
４５０〜４８０）と、最終アシスト電流値(IFINAL)に応
じた電流を電動モータ３０に流すモータ通電手段（ステ
ップ４９０，駆動回路２０、リレー２１等）とを備えた
車両の電動パワーステアリング装置において、電力供給
を受けることなくデータを保持する記憶手段（ＥＥＰＲ
ＯＭ１４）と、イグニッションスイッチ２２がオン状態
からオフ状態へと変更されたときに前記電流制限値に関
するデータ（SQIMSUMに応じたデータ）を前記記憶手段
に記憶させるとともに（ステップ１３０５〜１３３
５）、前記イグニッションスイッチがオフ状態からオン
状態へと変更されたときに前記記憶されたデータに応じ
た値を前記電流制限値の初期値とする初期値設定手段
（ステップ３０５）とを備えている。 【００４９】従って、イグニッションスイッチ２２がオ
ン状態からオフ状態となったとき、バッテリ５０に負担
を与えることなく電流制限値に関するデータ（モータ電
流２乗積算値SQIMSUMに応じたデータ）を保持すること
が可能となるとともに、次にイグニッションスイッチ２
２がオン状態となったときに保持しているデータ（モー
タ電流２乗積算記憶値SQIMSUMA）を読み出して加工し、
これを電動モータ３０の通電状態に応じて更新されてい
くモータ電流２乗積算値SQIMSUMの初期値とするので、
イグニッションスイッチ２２がオン状態から一旦オフ状
態とされ、その後オンの状態に短時間内に変更された場
合であっても、電流制限値ILTEMPが適切な値となる。従
って、最終アシスト電流値（IFINAL）を最適な値とする
ことができ、駆動回路２０や電動モータ３０の過熱を防
止することができる。また、モータ電流２乗積算記憶値
SQIMSUMAをＥＥＰＲＯＭ１４内に格納して保持させるの
で、イグニッションスイッチ２２がオフ状態にあるとき
に余分な電力を必要とせず、バッテリ５０の消耗を防止
することができる。 【００５０】なお、上記実施形態においては、電流制限
値のデータの一つであるモータ電流２乗積算値SQIMSUM
をモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAとして記憶させる
場合の基準となる値をモータ電流制限判定値の最大値IT
H0 としている。これは、通常はモータ電流２乗積算値S
QIMSUMがモータ電流制限判定値（の最大値ITH0）以上と
なると、モータ電流値IMOTRに制限が加わることから、
モータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電流制限判定値
の最大値ITH0 よりも極めて大きくなることは考えにく
く、従って、同モータ電流制限判定値の最大値ITH0を基
準としてその比率を記憶することにより、少ない容量を
使用しつつ記憶されるデータの精度を向上する（LSBを
小さくする）ことができるからである。 【００５１】以上、本発明の一実施形態について説明し
てきたが、本発明の範囲内において種々の変形が可能で
ある。例えば、上記実施形態においては、モータ電流２
乗積算値SQIMSUMを４段階に区別して、その区別した結
果をモータ電流２乗積算記憶値SQIMSUMAとして記憶させ
ているが、モータ電流２乗積算値SQIMSUMがモータ電流
制限判定値の最大値ITH0に対して何％であるかを計算
し、その計算結果を例えばLSBを１％として記憶するよ
うにしてもよい。 【００５２】また、上記実施形態においては、イグニッ
ションスイッチ２２がオン状態からオフ状態に変更され
たときに、モータ電流２乗積算値SQIMSUM（の比率）を
ＥＥＰＲＯＭ１４に記憶させているが、ＣＰＵ１１に電
源が供給されているとき（リレー２１又はイグニッショ
ンスイッチ２２がオン状態にあるとき）には、所定のタ
イミング毎に記憶させるように構成することもできる。
なお、この場合であっても、通常はリレー２１はイグニ
ッションスイッチ２２のオフ後の短時間内にオフされる
ので、ＥＥＰＲＯＭ１４に記憶される値はイグニッショ
ンスイッチ２２がオン状態からオフ状態へと変化したと
きの値と実質的に等しい値となる。 【００５３】また、上記実施形態においては、アシスト
電流値ICTRLは、基本目標電流値TKIHON、慣性補償電流
値TKAN、ハンドル戻し制御電流値TMOD及びダンピング制
御電流値TDAMPから求めているが、これに限定されるこ
とはなく、例えば基本目標電流値TKIHONとハンドル戻し
制御電流値TMODとから求めてもよい。 【００５４】また、上記実施形態においては、モータ電
流２乗積算値SQIMSUMに基づいて、モータ側電流制限値I
LMOTRを求めているが、電動モータ３０の平均電流値を
求め、同平均電流が大きいほど小さくなる係数を求め、
その係数をアシスト電流値ICTRLに乗じることにより、
最終アシスト電流値IFINALを決定するような構成とする
こともできる。なお、この場合には、イグニッションス
イッチ２２がオン状態からオフ状態となったときにＥＥ
ＰＲＯＭ１４に記憶させる電流制限値に関するデータと
しては、当該平均電流値となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の実施形態に係る電動パワーステアリ
ング装置の概略ブロック図である。 【図２】 図１に示した電動パワーステアリング装置の
電気回路図である。 【図３】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラムを
示すフローチャートである。 【図４】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラムを
示すフローチャートである。 【図５】 基本目標電流値を示すマップ（テーブル）で
ある。 【図６】 (Ａ)は慣性補償電流基本値を示すマップ、
（Ｂ）はゲインを示すマップである。 【図７】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラムを
示すフローチャートである。 【図８】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラムを
示すフローチャートである。 【図９】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラムを
示すフローチャートである。 【図１０】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
を示すフローチャートである。 【図１１】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
を示すフローチャートである。 【図１２】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
を示すフローチャートである。 【図１３】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
を示すフローチャートである。 【符号の説明】 １０…電気制御回路、１１ａ…メモリ、２０…駆動回
路、２１…リレー、２２…イグニッションスイッチ、２
３…基板温度センサ、２５…電気制御ユニット、３０…
直流電動モータ、３１…操舵ハンドル、３２…減速機
構、３３…操舵軸、３５…操舵トルクセンサ、５０…バ
ッテリ、Ｔｒ１〜Ｔｒ４…スイッチング素子。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−99833（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−153614（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−42534（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】操舵ハンドルの回動操作に対してアシスト
   力を付与する電動モータと、 操舵ハンドルの操舵状態に応じてアシスト電流値ICTRL
   を決定するアシスト電流値決定手段と、 前記電動モータの通電状態に応じて更新されていく前記
   電動モータの過熱状態を表す値SQIMSUMがモータ電流制
   限判定値ITHよりも大きいときは電流制限値を小さくす
   るように同電流制限値を更新するとともに、前記アシス
   ト電流値ICTRLを同電流制限値により制限して最終アシ
   スト電流値IFINALを決定する最終アシスト電流値決定手
   段と、 電力供給を受けることなくデータを保持する記憶手段
   と、 イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へと変
   更されたときに前記電動モータの過熱状態を表す値SQIM
   SUMと前記モータ電流制限判定値ITHの最大値ITH0の比率
   を前記電流制限値に関するデータとして前記記憶手段に
   記憶させるとともに、前記イグニッションスイッチがオ
   フ状態からオン状態へと変更されたときに前記記憶され
   た電流制限値に関するデータに応じた値を前記電動モー
   タの過熱状態を表す値SQIMSUMの初期値とする初期値設
   定手段と、 前記最終アシスト電流値に応じた電流を前記電動モータ
   に流すモータ通電手段と、 を備えた車両の電動パワーステアリング装置。