JP3405300B2 - 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、検
出される車両の運転状態に応じて前記電動モータに流す
電流値を決定するように構成された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、例えば特開昭６３−８７３６７号公報に開示されて
いるように、エンジン回転数等の車両の運転状態を表す
物理量を検出し、この検出された物理量に応じて電動モ
ータに通電する電流値を決定する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、検出す
る物理量はノイズが重畳する等の理由により大きく変動
する場合があり、上記従来の技術のように検出される物
理量をそのまま電流値の決定に使用したのでは、アシス
ト力が大きく変動して操舵フィーリングが悪化するとい
う問題がある。 【０００４】 【本発明の概要】本発明は、上記課題に対処すべくなさ
れたものであり、その特徴は、流される電流に応じたト
ルクを発生する電動モータと、所定時間が経過する毎に
車両の運転状態を表す物理量を検出する検出手段と、前
記検出された物理量に基づいて演算用物理量を決定する
演算用物理量決定手段と、前記決定された演算用物理量
に応じて指令電流値を決定する指令電流決定手段とを備
え、前記決定された指令電流値に応じた電流を前記電動
モータに流すことにより操舵ハンドルの回動操作に対し
アシスト力を付与する車両の電動パワーステアリング装
置において、前記演算用物理量決定手段は、前記検出手
段により前記所定時間前に検出された物理量と今回検出
された物理量との差の絶対値が所定のガード値より小さ
い場合には前記演算用物理量に今回検出された物理量を
設定し、前記差の絶対値が前記所定のガード値より大き
い場合には前記演算用物理量に同演算用物理量と前記所
定時間前に検出された物理量との差の絶対値が前記ガー
ド値以下となるように定められた所定の値を設定するガ
ード処理を行うとともに、前記ガード処理の実行の際に
前記検出手段により前記所定時間前の物理量が検出され
ていない場合には、同所定時間前の物理量として今回検
出された物理量を採用するガード手段を含むことにあ
る。 【０００５】これによれば、検出された物理量に基づい
て決定した演算用物理量に応じて指令電流値が決定さ
れ、この指令電流値に応じた電流が電動モータに流され
る。このとき、ガード手段は、所定時間前に検出された
物理量と今回検出された物理量との差の絶対値が所定の
ガード値より小さい場合には演算用物理量に今回検出さ
れた物理量を設定し、前記差の絶対値が前記所定のガー
ド値より大きい場合には演算用物理量に同演算用物理量
と所定時間前に検出された物理量との差の絶対値が前記
ガード値以下となるように定められた所定の値を設定す
るガード処理を行う。 【０００６】従って、ノイズ等によって検出物理量が急
変した場合にも、演算用物理量の所定時間における変化
はガード値以下に抑制されるので、これに応じて決定さ
れる指令電流値が安定し、操舵フィーリングが良好に維
持される。 【０００７】また、一般には、上記のようなガード処理
はマイクロコンピュータ等の演算機能を有する電気制御
装置により実行されるが、電気制御装置が起動された直
後においては所定時間前の物理量が検出されていないた
め、同所定時間前の物理量として予め定められた初期値
が使用される。しかしながら、このようにすると、例え
ば、前記物理量が車速であって車両の走行中に電気制御
装置が起動されたときには、その初期値と実際の車速と
の差が大きい場合があり、この場合、ガード処理により
演算用物理量の変化が遅いことから、同演算用物理量が
実際の物理量に等しくなるまで長時間を要するという問
題が生じる。 【０００８】そこで、前記ガード手段は、前記ガード処
理の実行の際に前記検出手段により前記所定時間前の物
理量が検出されていない場合には、同所定時間前の物理
量として今回検出された物理量を採用するように構成さ
れている。 【０００９】従って、本発明によれば、電気制御装置の
起動直後のように、検出手段により所定時間前の物理量
が検出されていない場合であっても、今回の検出物理量
と所定時間前の検出物理量との差は「０」となり、その
絶対値が前記ガード値以上となることはないので、演算
用物理量が直ちに実際の検出物理量と等しくされ、この
結果、指令電流値が適切な値となって良好な操舵アシス
ト力制御が達成され得る。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【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
御装置１０と同電気制御装置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。 【００１３】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、同トルクを
表す操舵トルク信号を出力する。 【００１４】次に、図１に示した電動パワーステアリン
グ装置の電気回路の詳細について図２を参照しつつ説明
すると、電気制御装置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。 【００１５】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。 【００１６】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、同ＣＰＵ１１から供給されるデータを保持する
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。 【００１７】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前記
リレー２１の下流側端子に接続されていて、同抵抗２０
ａ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，Ｔｒ
４のドレインは抵抗２０ｂを介して接地されている。 【００１８】また、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ３と
の間は電動モータ３０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ＣＰＵ
１１が電動モータ３０のモータ端子間電圧Ｖｔを入力す
るようになっている。また、抵抗２０ｂの両端も入力イ
ンターフェース１２に接続されていて、ＣＰＵ１１が同
抵抗２０ｂの両端電圧を検出することで、電動モータ３
０のモータ電流値IMOTRを検出し得るようになってい
る。 【００１９】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。 【００２０】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に電源が供給されるようになっている。 【００２１】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１０を参照し
て説明すると、図３及び図４は検出物理量としての操舵
トルクTM及び車速Ｖにガード処理を施すため、ＣＰＵ１
１が所定時間Ｔの経過毎に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る。また、図
５は、電動パワーステアリング装置によるアシスト力制
御のために、ＣＰＵ１１が所定時間毎に実行するメイン
ルーチンをフローチャートにて示したものであり、図６
は図５に示したステップ５１０の詳細を示したものであ
る。図７〜図１０はメモリ１１ａ内に記憶されている各
種のマップ(テーブル）を示したものである。 【００２２】初めに、図３を参照しつつ、操舵トルクセ
ンサ３５が検出する操舵トルクTMにガード処理を施して
演算用物理量の一つである演算用操舵トルクTMSを決定
するルーチンについて、操舵トルクセンサ３５の出力値
が正常である場合から説明する。先ず、運転者がイグニ
ッションスイッチ２２をオフからオンへと変更するとＣ
ＰＵ１１が起動され、同ＣＰＵ１１は図示しないイニシ
ャルルーチンを実行することでリレー２１をオン状態に
変更する。次いで、ＣＰＵ１１は、所定のタイミングに
て図３のルーチンの処理をステップ３００から開始して
ステップ３０５に進み、同ステップ３０５にて操舵トル
クセンサ３５の出力をＡＤ変換し、操舵トルクTMを読み
込む（検出する）。以下、この値を今回の検出操舵トル
クTMと称する。なお、上記ＡＤ変換は本ルーチンとは独
立して別途所定の短時間毎に行い、ステップ３０５では
最新のＡＤ変換値を読み込むことにより、今回の検出操
舵トルクTMを得るように構成することもできる。 【００２３】次いで、ＣＰＵ１１はステップ３１０に進
み、同ステップ３１０にてＣＰＵ１１が起動されてから
初めてこのルーチンを実行するか否かを判定する。この
段階においては、ＣＰＵ１１は起動後に初めて本ルーチ
ンを実行することになるため、ステップ３１０にて「Ｙ
ｅｓ」と判定してステップ３１５に進み、同ステップ３
１５にて演算用物理量の一つである演算用操舵トルクTM
Sに初期値として値「０」を設定する。この演算用操舵
トルクTMSは、後述するアシスト力制御において、電動
モータ３０へ通電すべき電流値を決定する際に使用され
るものである。 【００２４】次いで、ＣＰＵ１１はステップ３２０に進
み、ステップ３０５にて読み込んだ今回の検出操舵トル
クTMから前記ステップ３１０にて値「０」となっている
演算用操舵トルクTMSを減算した値が所定のガード値
（正の値）GTM以上か否かを判定する。このガード値GTM
は、通常の運転状態において操舵トルクTMが本ルーチン
の実行間隔時間Ｔ内に変化し得る最大値に選択されてい
る。 【００２５】現段階においては、操舵トルクセンサ３５
の出力は正常であるので、今回の検出操舵トルクTMから
演算用操舵トルクTMS（「０」）を減算した値がガード
値GTMを超えることはあり得ない。このため、ＣＰＵ１
１はステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３
２５へと進む。 【００２６】次いで、ＣＰＵ１１はステップ３２５に
て、検出操舵トルクTMから演算用操舵トルクTMS
（「０」）を減算した値が所定のガード値（正の値）GT
Mにマイナス符号を付した値（−GTM)以下か否かを判定
する。この場合においても、検出操舵トルクTMから演算
用操舵トルクTMSを減算した値が所定のガード値−GTM以
下となることはあり得ず、従って、ＣＰＵ１１はステッ
プ３２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３３０に進
み、同ステップ３３０にて演算用操舵トルクTMSに今回
の検出操舵トルクTMを設定し、ステップ３９５に進んで
本ルーチンを一旦終了する。 【００２７】その後、所定の時間Ｔが経過すると、ＣＰ
Ｕ１１は再びステップ３００から処理を開始し、ステッ
プ３０５に進んで新たに操舵トルクTMを読み込み、ステ
ップ３１０に進む。この段階においては、ＣＰＵ１１
は、起動後において既にステップ３０５を実行している
ため、同ステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定して直接ス
テップ３２０に進む。 【００２８】そして、ＣＰＵ１１は前述したステップ３
２０を実行するが、この段階における演算用操舵トルク
TMSは、ステップ３３０にて設定された所定時間Ｔ前の
検出操舵トルクTMとなっている。このため、今回の検出
操舵トルクTMと演算用操舵トルクTMSとの差は所定時間
Ｔ内の検出操舵トルクTMの変化量と等しく、この場合に
おいては操舵トルクセンサ３５は正常であるので、この
変化量がガード値GTM以上となることはない。従って、
ＣＰＵ１１はステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してス
テップ３２５に進む。 【００２９】ＣＰＵ１１は、ステップ３２５にて前述し
たように今回の検出操舵トルクTMと演算用操舵トルクTM
Sとの差が符号を変えたガード値−GTM以下であるか否か
を判定する。この場合においても、操舵トルクセンサ３
５が正常であるため、今回の検出操舵トルクTMと演算用
操舵トルクTMSとの差が符号を変えたガード値−GTM以下
となることはなく、従って、ＣＰＵ１１はステップ３２
５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３３０に進み、同ス
テップ３３０にて演算用操舵トルクTMSを今回の検出操
舵トルクTMとした後にステップ３９５にて本ルーチンを
一旦終了する。 【００３０】このように、操舵トルクセンサ３５の出力
が正常である場合には、ステップ３３０が繰り返し実行
され、演算用操舵トルクTMSは検出した操舵トルクTMと
等しい値に更新されて行く。 【００３１】次に、操舵トルクセンサ３５の出力がノイ
ズ等により急変した場合について説明する。この場合に
ついても、所定のタイミングにてＣＰＵ１１が図３に示
したルーチンの処理を開始すると、ステップ３０５にて
今回の操舵トルクTMを読み込み、今回の本ルーチンの実
行がＣＰＵ１１の起動後初めてであれば、ステップ３１
５にて演算用操舵トルクTMに初期値「０」を設定する。 【００３２】次いで、ＣＰＵ１１は前記ステップ３２０
以降の処理を実行する。この場合には所定時間Ｔ内にお
ける検出操舵トルクTMの変化量の絶対値がガード値GTM
以上となっているため、ＣＰＵ１１はステップ３２０又
はステップ３２５の何れかにて「Ｙｅｓ」と判定し、ス
テップ３３５又はステップ３４０の処理を実行する。 【００３３】即ち、今回の検出操舵トルクTMが異常に増
大していた場合には、ＣＰＵ１１はステップ３２０にて
「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３５に進み、同ステッ
プ３３５にて既に得られている演算用操舵トルクTMS
（起動後初めて本ルーチンを実行した場合には初期値
「０」）に所定のガード値GTMを加えた値を新たな演算用
操舵トルクTMSとし、ステップ３９５に進んで本ルーチ
ンを一旦終了する。また、上記ステップ３２５に「Ｙｅ
ｓ」と判定される場合には、ＣＰＵ１１はステップ３４
０に進み、同ステップ３４０にて既に得られている演算
用操舵トルクTMS（起動後初めて本ルーチンを実行した
場合には初期値「０」）がら所定のガード値GTMを減算し
た値を新たな演算用操舵トルクTMSとし、ステップ３９
５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 【００３４】以上の説明から明らかなように、本ルーチ
ンの実行により、今回（現時点）の検出操舵トルクTMと
所定時間Ｔ前の本ルーチン実行時に演算された演算用操
舵トルクTMS（前回の演算用操舵トルクTMS）の差の絶対
値が所定のガード値GTMより小さい場合には、今回の演
算用操舵トルクTMSは今回の検出操舵トルクTMと等しく
される。また、今回の検出操舵トルクTMと前回の演算用
操舵トルクTMSの差の絶対値が所定のガード値GTMを超え
る場合には、新たな演算用操舵トルクTMSは、その新た
な演算用操舵トルクTMと前回の演算用操舵トルクTMSと
の差の絶対値がガード値GTMとなるように決定される。
以上のガード処理により、演算用操舵トルクTMSの急激
な変化が抑制される。 【００３５】次に、図４を参照しつつ、車速センサ４１
が検出する車速Ｖにガード処理を施して演算用物理量の
一つである演算用車速VSを決定するルーチンについて説
明する。この図４に示したルーチンについても、ＣＰＵ
１１はイグニッションスイッチ２２のオン操作に伴う起
動後に図示しないイニシャルルーチンを実行した後、所
定のタイミングにてステップ４００から処理を開始し、
ステップ４０５に進んで車速センサ４１の出力に基づい
て現在の車速Ｖを読み込む。以下、この車速Ｖを今回の
検出車速Ｖと称する。 【００３６】次いで、ＣＰＵ１１はステップ４１０に進
み、同ステップ４１０にてＣＰＵ１１が起動されてから
初めてこのルーチンを実行するか否かを判定する。この
段階においては、ＣＰＵ１１は起動後に初めて本ルーチ
ンを実行することになるため、ステップ４１０にて「Ｙ
ｅｓ」と判定してステップ４１５に進み、同ステップ４
１５にて前回の車速VOLDにステップ４０５にて読み込ん
だ今回の検出車速Ｖを設定する。 【００３７】次いで、ＣＰＵ１１はステップ４２０に
て、ステップ４０５にて読み込んだ今回の検出車速Ｖか
ら前回の車速VOLDを減算した値が所定のガード値（正の
値）GV以上か否かを判定する。このガード値GVは、通常
の運転状態において車速Ｖが本ルーチンの実行間隔時間
Ｔ内に変化し得る最大値に選択されている。 【００３８】この段階においては、先のステップ４１５
の実行により、前回の車速VOLDは今回の検出車速Ｖと等
しくされているため、今回の検出車速Ｖから前回の車速
VOLDを減算した値がガード値GVを超えることはあり得な
い。このため、ＣＰＵ１１はステップ４２０にて「Ｎ
ｏ」と判定してステップ４２５に進み、同ステップ４２
５にて今回の検出車速Ｖから前回の車速VOLDを減算した
値が所定のガード値（正の値）GVにマイナス符号を付し
た値（−GV)以下か否かを判定する。 【００３９】この場合においても、前回の車速VOLDは今
回の検出車速Ｖと等しくされているため、今回の検出車
速Ｖから前回の車速VOLDをを減算した値がガード値−GV
以下となることはあり得ない。このため、ＣＰＵ１１は
ステップ４２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３０
へと進み、同ステップ４３０にて演算用車速VSに今回の
検出車速Ｖを設定する。 【００４０】次いで、ＣＰＵ１１はステップ４４５に進
み、次回の本ルーチンの実行に備えて前回の車速VOLDの
値に演算用車速VSを設定する。この場合においては、演
算用車速VSはステップ４３０にて今回の検出車速Ｖと等
しくされているので、前回の車速VOLDには今回の検出車
速Ｖが書き込まれることになる。そして、ＣＰＵ１１は
ステップ４９５に進み、同ステップ４９５にて本ルーチ
ンを一旦終了する。以上に説明したように、ＣＰＵ１１
の起動直後に本ルーチンが実行される場合には、必ずス
テップ４３０が実行されるため、同ステップ４３０にて
今回の検出車速Ｖが演算用車速VSとされる。 【００４１】以降、ＣＰＵ１１は、所定時間Ｔが経過す
る毎に本ルーチンの処理をステップ４００から開始し、
ステップ４０５を実行して今回の車速Ｖを読み込んだ後
にステップ４１０に進む。この段階においては、ＣＰＵ
１１は起動した後に既に本ルーチンを実行しているた
め、ステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４
１５を実行することなくステップ４２０へと直接進む。 【００４２】そして、ＣＰＵ１１はステップ４２０にて
今回の検出車速Ｖから前回の車速VOLDを減算した値が所
定のガード値（正の値）GV以上か否かを判定する。前述
したように、ガード値GVは、本ルーチンの実行間隔時間
Ｔ内で車速Ｖが変化することがあり得る最大値に選択さ
れている。従って、車速センサ４１の出力が正常であれ
ば、今回の検出車速Ｖから前回の車速VOLDを減算した値
がガード値GVを超えることはあり得ない。このため、通
常、ＣＰＵ１１はステップ４２０にて「Ｎｏ」と判定し
てステップ４２５へと進む。 【００４３】次いで、ＣＰＵ１１はステップ４２５に
て、今回の検出車速Ｖから演算用車速VSを減算した値が
所定のガード値（正の値）GVにマイナス符号を付した値
（−GV)以下か否かを判定する。この場合においても、
車速センサ４１の出力が正常であれば、今回の検出車速
Ｖから前回の車速VOLDを減算した値が所定のガード値−
GV以下となることはあり得ず、通常、ＣＰＵ１１はステ
ップ４２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４３０に進
み、同ステップ４３０にて演算用車速VSに今回の検出車
速Ｖを設定し、次いでステップ４４５にてこの演算用車
速VSを次回の演算に備えて前回の車速VOLDに書き込み、
その後、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了
する。このように、車速センサ４１の検出値が正常な場
合には、演算用車速VSは今回の検出車速Ｖと等しい値に
更新されて行く。 【００４４】一方、ノイズ等により検出車速Ｖが急増し
て上記ステップ４２０にて「Ｙｅｓ」と判定される場合
には、ＣＰＵ１１はステップ４３５に進み、同ステップ
４３５にて前回の車速VOLDに所定のガード値GVを加えた
値を新たな演算用車速VSとし、続くステップ４４５にて
この演算用車速VSを次回の演算に備えて前回の車速VOLD
に書き込み、その後ステップ４９５に進んで本ルーチン
を一旦終了する。また、検出車速Ｖが急減して上記ステ
ップ４２５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合には、ＣＰ
Ｕ１１はステップ４４０に進み、同ステップ４４０にて
前回の車速VOLDから所定のガード値GVを減算した値を新
たな演算用車速VSとし、ステップ４４５にてこの演算用
車速VSを次回の演算に備えて前回の車速VOLDとして書き
込んだ後、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終
了する。 【００４５】以上の説明から明らかなように、本ルーチ
ンの実行により、検出車速Ｖと所定時間Ｔ前に決定（検
出）された前回の車速VOLDの差の絶対値が所定のガード
値GVより小さい場合には、今回の演算用車速VSは今回の
検出車速Ｖと等しくされる。また、今回の検出車速Ｖと
前回の車速VOLDの差の絶対値が所定のガード値GVを超え
る場合には、新たな演算用車速VSは、その新たな演算用
車速VSと前回の車速VOLDとの差の絶対値がガード値GVと
なるように決定される。以上のガード処理により演算用
車速VSの急変が抑制される。 【００４６】次に、図５を参照しつつ、上記の演算用物
理量（演算用操舵トルクTMS，演算用車速VS）を用い
て、電動モータ３０への通電量を決定するルーチンにつ
いて説明する。 【００４７】前述したように、ＣＰＵ１１はイグニッシ
ョンスイッチ２２がオン状態にあるとき、図５に示した
メインルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従
って、ＣＰＵ１１は、イグニッションスイッチ２２がオ
ン状態にあるとき、所定のタイミングにてステップ５０
０から処理を開始してステップ５１０に進む。ＣＰＵ１
１は、このステップ５１０にて指令電流値の一つである
基本目標電流値TKIHONを、演算用操舵トルクTMSと図７
（Ａ）〜（Ｃ）に示した基本目標電流値マップ（以下、
単に「マップ」とも称する。）とから求める。なお、マ
ップＡ，Ｂ及びマップＣは、順に車速ＶＳ１，ＶＳ２及
びＶＳ３（ＶＳ１＜ＶＳ２＜ＶＳ３）に対応付けられて
いる。 【００４８】具体的には、ＣＰＵ１１はステップ５１０
の実行にあたり、図６のプログラムを実行する。即ち、
ＣＰＵ１１は、ステップ６００から処理を開始し、続く
ステップ６０５にて前述した演算用車速VSと演算用操舵
トルクTMSを読み込む。次いで、ＣＰＵ１１はステップ
６１０にて車速ＶがマップＡに対応付けられた車速ＶＳ
１より小さいか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定される
場合にはステップ６１５にて演算用操舵トルクTMSとマ
ップＡとから基本目標電流値TKIHONを求め、ステップ６
９５にて本ルーチンを一旦終了する。 【００４９】一方、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定
される場合には、ＣＰＵ１１はステップ６２０に進み、
演算用車速VSがマップＡに対応付けられている車速ＶＳ
１以上で、且つ図７（Ｂ）に示したマップＢに対応付け
られている車速ＶＳ２より小さいか否かを判定する。そ
して、このステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定される
場合には、ＣＰＵ１１はステップ６２５に進み、演算用
操舵トルクTMSとマップＡとから第１基本目標電流値TK1
を演算する。 【００５０】次いで、ＣＰＵ１１はステップ６３０に進
み、演算用操舵トルクTMSとマップＢとから第２基本目
標電流値TK2を演算し、ステップ６３５にて同ステップ
６３５中に示した式に従って第１基本目標電流値TK1と
第２基本目標電流値TK2を演算用車速VSに関して補間
し、その結果を基本目標電流値TKIHONとして設定した
後、ステップ６９５にて本ルーチンを一旦終了する。 【００５１】また、上記ステップ６２０にて「Ｎｏ」と
判定される場合には、ＣＰＵ１１はステップ６４０に進
み、演算用車速VSがマップＢに対応付けられている車速
ＶＳ２以上で、且つ図７（Ｃ）に示したマップＣに対応
付けられている車速ＶＳ３より小さいか否かを判定す
る。そして、このステップ６４０にて「Ｙｅｓ」と判定
される場合には、ＣＰＵ１１はステップ６４５に進み、
演算用操舵トルクTMSとマップＢとから第１基本目標電
流値TK1を演算する。 【００５２】次いで、ＣＰＵ１１はステップ６５０に進
み、演算用操舵トルクTMSとマップＣとから第２基本目
標電流値TK2を演算し、ステップ６５５にて同ステップ
６５５中に示した式に従って第１基本目標電流値TK1と
第２基本目標電流値TK2を演算用車速VSに関して補間
し、その結果を基本目標電流値TKIHONとして設定した
後、ステップ６９５にて本ルーチンを一旦終了する。 【００５３】更に、上記ステップ６４０にて「Ｎｏ」と
判定される場合には、ＣＰＵ１１はステップ６６０に進
み、演算用操舵トルクTMSとマップＣとから基本目標電
流値TKIHONを求め、ステップ６９５にて本ルーチンを一
旦終了する。以上により、図３，４のルーチンにて決定
された演算用操舵トルクTMSと演算用車速VSに基づき、
電動モータ３０の指令電流値の基礎となる基本目標電流
値TKIHONが決定される。 【００５４】次いで、ＣＰＵ１１は図５のステップ５２
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、演算用操舵トルクTMSの時間微分値（dTM／
dt）を求め、同演算用操舵トルクTMSの時間微分値が０
のとき０の値をとり、同操舵トルクTMS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、演算用車速VSに応じて変化するゲイ
ンk1（例えば、低車速域では車速に関し単調増加し、中
車速域で一定値となり、その後車速の増大に従って漸減
する）を求め、これらの積（＝k1・TKANB）を最終的な
慣性補償電流値TKANとする。 【００５５】次いで、ＣＰＵ１１は図５のステップ５３
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、ＣＰＵ１１は電動モータ３０の端子間
電圧Ｖｔ、同電動モータ３０の電流値IMOTR、及び電圧
方程式（Ｋ・ω＝Ｖｔ−Ｒ・IMOTR、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、この操舵角速度推定
値STRVと図８に示したハンドル戻し制御電流値マップ、
及び図９に示した摩擦補償電流値マップとからハンドル
戻し制御電流値TMOD及び摩擦補償電流基本値TMASAをそ
れぞれ求める。 【００５６】次いで、ＣＰＵ１１は図５のステップ５４
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、ＣＰＵ１１は操舵角速度推定値STRV
と図１０に示したダンピング制御電流値マップとからダ
ンピング制御電流値TDAMPを演算する。 【００５７】次いで、ＣＰＵ１１は図５のステップ５５
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、ＣＰＵ１
１は電動モータ３０の電流値IMOTRを積分して電動モー
タ電流積分値ISUMを得て、所定の係数ke3と、基板温度
センサ２３が検出する基板温度TMPBORDとを用いて所定
の計算式（TMPECU＝ke3・ISUM＋TMPBORD）に従った演算
を行い、スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４の推定温度TM
PECUを求め、この推定温度TMPECUの増大にともない減少
するECU側電流制限値ILECUを演算する。 【００５８】次いで、ＣＰＵ１１は、図５のステップ５
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、Ｃ
ＰＵ１１は、電動モータ３０のモータ電流値IMOTRから
所定の熱収支バランス電流THSQIMを減算した値を熱収支
バランス化後電流IMBARAとして設定する。なお、熱収支
バランス電流THSQIMは同電流を電動モータ３０に通電し
続けたとしても、同電動モータ３０が過熱温度以下の一
定温度にて平衡状態となる電流値である。 【００５９】そして、ＣＰＵ１１は熱収支バランス化後
電流IMBARAが「０」以上の場合には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、
熱収支バランス化後電流IMBARAが「０」より小さい場合
には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、このようにして求めたモー
タ電流２乗積算値SQIMSUMが所定の閾値を越えるとき所
定量づつ減少し、且つモータ電流２乗積算値SQIMSUMが
所定の閾値より小さいとき所定量づつ増大するモータ側
電流制限値ILMOTRを演算する。 【００６０】上記モータ側電流制限値ILMOTRの演算後、
ＣＰＵ１１は図５のステップ５７０に進み、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。 【００６１】次いで、ＣＰＵ１１は、図５のステップ５
８０に進み、最終アシスト電流値IFINALを演算する。具
体的には、ＣＰＵ１１は、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、この値が所定の値を超えないようにガードをかけた
後、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、アシスト電流値ICTRLの絶対値
が電流制限値ILTEMPよりも小さいときは、アシスト電流
値ICTRLを最終アシスト電流値IFINALとし、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、アシスト電流値ICTRLの正負に応じて電流制限値I
LTEMPに正負の符号を付したものを最終アシスト電流値I
FINALとする。 【００６２】次いで、ＣＰＵ１１は、図５のステップ５
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５９５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５００から開始する。 【００６３】以上、説明したように、本発明による実施
形態においては、車両の運転状態を表す物理量である操
舵トルクTM又は車速Ｖを検出する検出手段（操舵トルク
センサ３５，車速センサ４１）と、この検出手段により
検出された各物理量に基づいて演算用物理量を決定する
演算用物理量決定手段（図３，図４に示したルーチン）
と、決定された演算用物理量に応じて指令電流値を決定
する指令電流決定手段（図５に示したルーチン）とを備
え、前記演算用物理量決定手段は、前記運転状態検出手
段により検出された所定時間前の物理量（前回の演算用
操舵トルクTMS，前回の検出車速VOLD）と今回検出され
た物理量（今回の検出操舵トルクTM，今回の検出車速
Ｖ）との差の絶対値が所定のガード値（GTM，GV)より小
さい場合には前記演算用物理量（演算用操舵トルクTM
S，演算用車速VS)を今回検出された物理量とし、前記差
の絶対値が前記所定のガード値より大きい場合には前記
演算用物理量（TMS，VS)を同演算用物理量（TMS，VS)と
前記所定時間前に検出又は決定された物理量（TMS，VOL
D)との差の絶対値が前記ガード値以下となる所定の値
（TMS＋GTM又はTMS−GTM，VOLD＋GV又はVOLD−GV)とす
るガード処理を行う。（ステップ３２０〜３４０，ステ
ップ４２０〜４４０）。 【００６４】従って、検出物理量が通常ではあり得ない
変化を示した場合であっても、同検出物理量がアシスト
力制御（指令電流値の決定）にそのまま使用されること
はないため、同アシスト力制御が安定し、操舵フィーリ
ングの悪化が防止される。 【００６５】また、上記実施形態においては、前記演算
用物理量をガード値でガードした所定の値（TMS＋GTM又
はTMS−GTM，VOLD＋GV又はVOLD−GV)とした場合には、
ステップ３３５，３４０及びステップ４４５により、次
回のガード処理の実行の際に使用する前記所定時間前の
物理量を同所定の値としている。このため、次回のガー
ド処理が信頼性の低い前回の検出物理量を基準として成
されることがなく、その結果、得られる演算用物理量の
信頼度が向上する。 【００６６】また、ＣＰＵ１１（ＥＣＵ２５）がイグニ
ッションスイッチ２２のオフからオンへの操作等によっ
て起動された場合等のように、前記検出手段により所定
時間前の物理量が検出されていない場合には、少なくと
も車速Ｖに関し、ステップ４１０，４１５によって同所
定時間前の物理量として今回検出された物理量を使用す
るようになっている。これにより、演算用物理量が実際
の物理量とかけ離れた状態が継続することがなく、良好
なアシスト力制御が達成されるものとなる。 【００６７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、種々の変形例を採用することができる。
例えば、上記ステップ３３５，３４０又はステップ４３
５，４４０にて前回の値に加算、減算する値はガード値
GTM又はGVである必要はなく、同ガード値GTM又はGVより
小さい正の値であればよい。また、本発明が適用される
物理量としては、操舵トルクTM，車速Ｖに限定されるこ
とはなく、電動パワーステアリング装置のアシスト力制
御の入力として使用される他の物理量（例えば、エンジ
ン回転数、モータ回転速度、又はモータ電流値等）につ
いても本発明を適用することができる。 【００６８】また、上記実施形態においては、操舵トル
クTMと車速Ｖに対し所定のガード処理を施した値をその
まま演算用操舵トルクTMS及び演算用車速VSとしていた
が、所定のガード処理を施した値を更に加工し、その加
工後の値を演算用操舵トルクTMS及び演算用車速VSとす
ることも本発明の範囲内に含まれる。なお、そのような
加工としては、今回得られた上記ガード後の物理量をＸ
ｎとし、今回の演算用の物理量をＹｎ、前回の演算用物
理量をＹｎ−１とするとき、Ｙｎ＝α・Ｘｎ＋（１−
α）・Ｙｎ−１（αは「１」以下の正の値）とする、い
わゆる「なまし処理（デジタルフィルタ）」が一般的で
ある。 【００６９】また、上記実施形態における慣性補償電流
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は、車速Ｖに無関係のものであった
が、これらの値の各々に対し演算用車速VSに応じて変化
するゲインをそれぞれ決定し、このゲインを各値に乗じ
たものを最終的な慣性補償電流値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とする
ように構成することもできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の一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
（操舵トルクのガード処理）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
（車速のガード処理）を示すフローチャートである。 【図５】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
（メインルーチン）を示すフローチャートである。 【図６】 図２に示したＣＰＵが実行するプログラム
（基本目標電流値演算）を示すフローチャートである。 【図７】 基本目標電流値のマップ（テーブル）であ
る。 【図８】 ハンドル戻し制御電流値のマップである。 【図９】 摩擦補償電流値のマップである。 【図１０】 ダンピング制御電流値のマップである。 【符号の説明】 １０…電気制御装置、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、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 (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 127:00 127:00 (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】流される電流に応じたトルクを発生する電
   動モータと、 所定時間が経過する毎に車両の運転状態を表す物理量を
   検出する検出手段と、 前記検出された物理量に基づいて演算用物理量を決定す
   る演算用物理量決定手段と、 前記決定された演算用物理量に応じて指令電流値を決定
   する指令電流決定手段とを備え、 前記決定された指令電流値に応じた電流を前記電動モー
   タに流すことにより操舵ハンドルの回動操作に対しアシ
   スト力を付与する車両の電動パワーステアリング装置に
   おいて、 前記演算用物理量決定手段は、前記検出手段により 前記所定時間前に検出された物理量
   と今回検出された物理量との差の絶対値が所定のガード
   値より小さい場合には前記演算用物理量に今回検出され
   た物理量を設定し、前記差の絶対値が前記所定のガード
   値より大きい場合には前記演算用物理量に同演算用物理
   量と前記所定時間前に検出された物理量との差の絶対値
   が前記ガード値以下となるように定められた所定の値を
   設定するガード処理を行うとともに、前記ガード処理の
   実行の際に前記検出手段により前記所定時間前の物理量
   が検出されていない場合には、同所定時間前の物理量と
   して今回検出された物理量を採用するガード手段を含む
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。