JP3525515B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置の制御装置Info
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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
トルクに応じた補助トルクを電動モータにより発生させ
ることにより、この操舵トルクを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
した操舵トルク検出信号と車速センサで検出した車両の
車速とをもとに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
ホイールの操舵力の補助を行っている。そして、この電
動モータによるアシストの作用により、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。ま
た、高速走行時にはステアリングホイールの手応え感を
得ることができると共に、走行安定性を確保することが
できる。 【０００４】この従来のコントローラでは、電流フィー
ドバック制御系を構成して、比例制御、比例積分制御、
或いは、比例積分微分制御によって、電動モータへのア
シスト電流を制御している。図１１は、比例積分微分制
御によりアシスト電流を制御するコントローラの構成を
示したものであり、このコントローラ１３は、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及び電流
検出回路９１から構成される。 【０００５】トルクセンサ３からのトルク検出信号ＴV
は、位相補償器２５によって位相補償され、トルク補償
信号ＴP として電流指令演算器３２に出力され、一方、
車速センサ１７からの車速検出信号ＶP はカウンタ２６
を介して車速検出値Ｖとして電流指令演算器３２に入力
される。電流指令演算器３２では、車速検出値Ｖ及びト
ルク補償信号ＴP をもとに対応するモータ電流を算出
し、これをモータ電流指令値ＳI として電流フィードバ
ック制御回路３３に出力している。 【０００６】そして、電流フィードバック制御回路３３
では、電流指令演算器３２からのモータ電流指令値ＳI
と、電流検出回路９１からのモータ電流検出値ｉM とを
もとに、モータ１２を駆動するモータ駆動信号ＳM を生
成しこれをモータ駆動回路９３に出力する。モータ駆動
回路９３は、例えば、図１２に示すように、Ｈブリッジ
回路４０、ＰＷＭ信号出力回路４６、電流方向信号出力
回路４７、昇圧電源４８、及びＦＥＴゲート駆動回路４
９から構成され、ＰＷＭ信号出力回路４６及び電流方向
信号出力回路４７では、電流フィードバック制御回路３
３から供給されたモータ駆動信号ＳM をもとに、デュー
ティ比Ｄを表すパルス信号からなるデューティ信号Ｄ′
と方向信号ＳH とに変換してＦＥＴゲート駆動回路４９
に出力し、ＦＥＴゲート駆動回路４９では、デューティ
信号Ｄ′をＦＥＴ４１及び４２に供給し、このＦＥＴ４
１及び４２を方向信号ＳH に応じてオン／オフすること
により、モータ１２を駆動制御するようになされてい
る。すなわち、ＦＥＴ４３に方向信号ＳH が供給された
ときには、ＦＥＴ４２のみにデューティ信号Ｄ′が供給
され、モータ駆動電流はＦＥＴ４２からモータ１２を介
してＦＥＴ４３に流れ、一方、ＦＥＴ４４に方向信号Ｓ
H が供給されたときには、ＦＥＴ４１のみにデューティ
信号Ｄ′が供給され、モータ駆動電流は、ＦＥＴ４１か
らモータ１２を介してＦＥＴ４４に流れ、それぞれデュ
ーティ信号Ｄ′に応じたモータ駆動電流がＨブリッジ回
路４０に供給される。 【０００７】電流検出回路６１では、Ｈブリッジ回路４
０のＦＥＴ４３及び４４にそれぞれ直列に接続された、
左右の電流方向検出抵抗ＲR 及びＲL に発生した電圧を
もとにモータ電流の大きさと方向とを検出し、左右方向
のモータ電流検出値ｉR 及びｉL を求め、このモータ電
流検出値ｉR 及びｉL から、ｉM ＝ｉR −ｉL としてモ
ータ電流検出値ｉM を算出し、モータ電流検出値ｉM は
図１１に示す電流フィードバック制御回路３３の加算器
３７ａに供給される。 【０００８】そして、この電流フィードバック制御回路
３３は、図１１に示すように、微分補償器３６と比例演
算器３８と積分演算器３９と加算器３７ａ及び３７ｂと
で構成される。モータ電流検出値ｉM とモータ電流指令
値ＳI との差である電流偏差ｅM が比例演算器３８で所
定倍されて、比例処理値ｆP として加算器３７ｂに供給
されると共に、この比例処理値ｆP は積分演算器３９で
積分処理されて積分処理値ｆI として加算器３７ｂに供
給される。また、モータ電流指令値ＳI は微分補償器３
６で微分処理等の所定の処理が行われて微分処理値ｆD
として加算器３７ｂに供給される。そして、加算器３７
ｂでこれら比例処理値ｆP 、積分処理値ｆI 及び微分処
理値ｆD を加算し、その加算結果をモータ駆動信号ＳM
としてモータ駆動回路９３に出力する。このように、モ
ータ電流に対しＰＩＤ制御（比例・積分・微分）を行う
ことによって、モータ電流指令値ＳI に対してモータ電
流を正確に安定性よく追従させるようになされている。 【０００９】 【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、モータ駆動回路９３のＨブリッジ回路４０用の電源
として車載のバッテリ１６を直接用いており、このバッ
テリ電圧は、バッテリの経時変化と車両の運転状態に応
じて広範囲に変化する。このため、レギュレータ等を用
いてバッテリ電圧を安定化することも考えられるが、こ
れは高コストにつながるために好ましくない。そのた
め、一般的に、バッテリ１６とＨブリッジ回路４０とは
直接接続されるようになされている。 【００１０】図１３は、バッテリ１６の電圧変化に伴
う、Ｈブリッジ回路４０を駆動するデューティ比Ｄとモ
ータ１２へのモータ印加電圧Ｖｍとの対応を表した特性
線図であり、デューティ比Ｄが１００％のとき、バッテ
リ電圧に等しい電圧がモータ１２に印加される。したが
って、バッテリ電圧の変動に伴い、デューティ比Ｄ対モ
ータ印加電圧Ｖｍの比であるＰＷＭゲインＫPWM も変動
する。例えば、バッテリ電圧がＢMAX からＢMIN に変化
したときは、ＰＷＭゲインＫPWM もＫPWM(MAX)からＫ
PWM(MIN)に変化する。 【００１１】この状態で、例えば、バッテリ電圧Ｂが変
化して基準電圧Ｂ′よりも小さくなった場合には、特性
ｂに示すようにデューティ比Ｄが１００％に設定されて
いる場合でも、バッテリ電圧ＢがＢ＜Ｂ′であることか
ら、モータ印加電圧Ｖｍが、Ｖｍ＜Ｂ′となり、逆に、
バッテリ電圧Ｂが基準電圧Ｂ′よりも大きくなった場合
には、特性ｃに示すようにデューティ比Ｄが１００％に
設定されている場合とき、バッテリ電圧ＢがＢ＞Ｂ′で
あることから、モータ印加電圧Ｖｍが、Ｖｍ＞Ｂ′とな
ってしまう。 【００１２】ここで、図１４は、図１１に示すコントロ
ーラ１３の電流フィードバック制御系の伝達関数を示す
ブロック図であり、８１は微分補償器、８２は比例要
素、８３は積分要素、８４はモータ駆動回路４０の伝達
関数、８５はモータ１２の電気回路の伝達関数である。
図１４において、モータ駆動回路４０の伝達関数である
ＫPWM の値が変化すると、電流フィードバック制御系の
静特性の開ループ伝達関数のゲインとなる、ＫP ×Ｋ
PWM ×（１／Ｒ）も変化する。このため、基準バッテリ
電圧Ｂ′で設定した制御性能もバッテリ電圧Ｂの変化に
より維持されなくなる。例えば、バッテリ電圧ＢがＢ
MAX のときには、電流フィードバック制御系の静特性の
開ループ伝達関数のゲインが高くなり電流の応答は振動
的となり、バッテリ電圧ＢがＢMIN のときには、電流フ
ィードバック制御系の静特性の開ループ伝達関数のゲイ
ンは低くなり電流の応答特性が低下するという未解決の
課題がある。 【００１３】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、バッテリ１６とＨ
ブリッジ回路４０とを直接接続したとき、バッテリ電圧
が変動しても、応答性が損なわれることがなく、制御系
を安定化することができる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。 【００１４】 【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及び通電
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、前記モータ駆動回路
に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、前記操舵
トルク検出手段から前記電動モータまでの入出力系の予
め設定された制御ゲインと前記電圧検出手段の電圧検出
値とをもとに当該入出力系の制御ゲインを設定するゲイ
ン設定手段と、を備え、当該ゲイン設定手段は、イグニ
ッションスイッチがオン状態となったときに前記制御ゲ
インを設定し、当該制御ゲインを、前記イグニッション
スイッチがオフ状態となるまでの間、前記入出力系の制
御ゲインとして保持するようになっていることを特徴と
する。 【００１５】 【作用】本発明においては、操舵トルク検出手段で検出
した操舵系の操舵トルク検出値に基づき制御手段によっ
て制御信号を生成し、この生成した制御信号に基づいて
モータ駆動回路により電動モータを駆動制御して操舵ト
ルクに応じた操舵補助力を操舵系に発生させ、このと
き、電圧検出手段で検出したモータ駆動回路への供給電
圧の電圧検出値と操舵トルク検出手段から電動モータま
での入出力系の予め設定された制御ゲインとをもとに、
入出力系の制御ゲインを設定することにより、例えば、
モータ駆動回路への供給電圧が変化することにより制御
装置の設計時の制御特性が低下してしまう場合でも、ゲ
イン設定手段によってモータ駆動回路への供給電圧の変
動に応じて、制御装置全体のゲインが変化しないよう設
計時の制御ゲインに基づいて制御ゲインを設定すること
により、電圧変動に関わらず制御装置の設計時の制御特
性を維持する。また、前記制御ゲインの設定をイグニッ
ションスイッチがオン状態となったときに行い、以後、
設定した制御ゲインを、イグニッションスイッチがオフ
状態となるまで保持し、この制御ゲインを前記入出力系
の制御ゲインとして用いることにより、動作中に制御ゲ
インが変化することに起因してモータ電流が変動しこれ
によって乗員に不快感を与えることが回避される。 【００１６】 【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、本発明の一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。 【００１７】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１２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ｉC 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ｉC
の供給停止により離脱される。 【００１８】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ＴV 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ＴV 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。 【００１９】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。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ＴV 、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ＶP 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。 【００２０】図３は、コントローラ１３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６２、リレー駆動回路６
３、フェールリレー６４及び電圧検出手段としてのバッ
テリ電圧検出回路６６から構成されている。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２２，２３，２４，２７、位相補償器２５、カウンタ
２６とから構成されている。 【００２１】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、入力したトルク検出信号ＴV 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ＴV に対して位相補償を行
い、トルク補償信号ＴP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ＴP 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。 【００２２】また、カウンタ２６は、図示しない変速機
の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ＶP 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２１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。 【００２３】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ＩR をＡ／Ｄ変換器２
４を介して、また、左方向モータ電流検出信号ＩL をＡ
／Ｄ変換器２３を介して入力し、さらに、バッテリ電圧
検出回路６６で検出したバッテリ電圧ＢをＡ／Ｄ変換器
２７を介して入力する。そして、マイクロコンピュータ
２１は、これら入力信号に基づいて、例えば、ＰＩＤ制
御（比例・積分・微分）によりモータ１２に供給するモ
ータ駆動信号ＳM を算出し、このモータ駆動信号ＳM に
基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation) 信号を生成
し、このＰＷＭ信号に基づいて左パルス幅変調信号ＰＷ
ＭL ，右パルス幅変調信号ＰＷＭR ，右方向信号ＤR ，
左方向信号ＤL を生成し、これらの各指令信号ＰＷ
ＭL ，ＰＷＭR ，ＤR ，ＤL をモータ駆動回路３０に出
力する。 【００２４】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
きにはリレー駆動回路６３に対するリレー制御信号ＳR
を“ＨＩＧＨ”として出力した後、クラッチ制御回路６
２に徐々に漸増するクラッチ制御信号ＳC 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ｉR 及びｉL 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ＰＷＭL ，ＰＷＭR ，ＤR ，ＤL
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ＳC 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ＳR 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、ステアリング系に蓄えられた弾性エネ
ルギを吸収すべく例えばモータ角速度に比例したクラッ
チ制御信号ＳC を生成してクラッチ制御回路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。 【００２５】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。Ｈブリッジ回路４０は、例
えば、エンハンスト型のＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）等の４つのＦＥＴ４１〜４４を有
し、そのＦＥＴ４１及び４３が直列に接続されていると
共に、ＦＥＴ４２及び４４も直列に接続され、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、Ｆ
ＥＴ４１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、ＦＥＴ
４３のソース側は右方向電流検出抵抗ＲR 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ＲL を介して接地されている。 【００２６】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とそれぞれ接続され、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いる。そして、ＦＥＴ４１及
び４４のみがオン状態となったとき、ＦＥＴ４１、モー
タ１２、ＦＥＴ４４、左方向電流検出抵抗ＲL 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１
２、ＦＥＴ４３、右方向電流検出抵抗ＲR 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。 【００２７】制御回路２０からの左パルス幅変調信号Ｐ
ＷＭL はゲート駆動回路５１に出力され、右パルス幅変
調信号ＰＷＭR 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ＤL 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ＰＷＭL ，Ｐ
ＷＭR ，ＤR ，ＤL 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Ｇ2 に電圧
供給を行い、ＦＥＴ４３及び４４のゲート端子Ｇ3及び
Ｇ4 にはバッテリ電圧を供給し、指令信号が“ＨＩＧ
Ｈ”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。 【００２８】電流検出回路６１は、例えば、右方向電流
検出抵抗ＲR 及び左方向電流検出抵抗ＲL 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ＩR 及び左方向モータ電流検出信号ＩL を
制御回路２０に出力する。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ＳC に応じてクラッ
チ１１を制御し、クラッチ１１のソレノイドに励磁電流
ｉC を供給して、モータ１２の出力軸と減速ギヤ１０と
の機械的結合状態及び離脱状態を制御する。 【００２９】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ＳR 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制御するものである。ここで、リレー駆動
回路６３は、リレー制御信号ＳR が“ＨＩＧＨ”のと
き、フェールリレー６４のコイル６４Ｌ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ＳR 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。 【００３０】また、バッテリ電圧検出回路６６は、フェ
ールリレー６４と、Ｈブリッジ回路４０との間に介挿さ
れ、Ｈブリッジ回路４０に供給する電源電圧値を測定
し、バッテリ電圧Ｂとして制御回路２０に出力する。バ
ッテリ電圧検出回路６６は、例えば、直列に接続された
２つの抵抗で構成され、直列抵抗の両端間に電源電圧を
供給し、抵抗の接続点から２つの抵抗の抵抗比に対応し
て減衰された電圧を検出し、この検出電圧を制御回路２
０に供給する。 【００３１】次に、マイクロコンピュータ２１でのモー
タ１２の駆動制御処理の処理手順を図４及び図５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ＳR を“Ｈ
ＩＧＨ”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ＳC 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ＳC 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。 【００３２】そして、これら処理が終了すると、マイク
ロコンピュータ２１では、まず、図４に示す、ゲイン設
定手段としてのゲイン設定処理を実行して、後述の図５
に示すモータ駆動制御処理における制御ゲインを設定す
る。このゲイン設定処理では、まず、ステップＳ３１で
バッテリ電圧検出回路６６で検出したバッテリ電圧Ｂを
Ａ／Ｄ変換器２７を介して読み込み、次いで、ステップ
Ｓ３２で、例えば、所定の比例係数をバッテリ電圧Ｂに
乗算する等によって、バッテリ電圧Ｂに対応するＰＷＭ
ゲインＫPWM を設定する。ここで、ＰＷＭゲインＫPWM
は、上述の図１３におけるデューティ比Ｄに対するモー
タ印加電圧Ｖｍの比を表している。 【００３３】次いで、ステップＳ３３に移行し、ＫP ＝
α／ＫPWM から、制御ゲインとしての比例ゲインＫP を
算出する。ここで、αは、後述の図８に示すコントロー
ラ１３の電流フィードバック制御系の設計時のバッテリ
電圧Ｂが基準電圧Ｂ′である場合の基準比例ゲイン
ＫP ′とモータ駆動回路３０におけるＰＷＭゲインであ
る基準ＰＷＭゲインＫPWM ′との積で決定される値であ
る。 【００３４】そして、ステップＳ３４に移行し、ステッ
プＳ３３で算出した比例ゲインＫPを所定の記憶領域に
記憶し処理を終了する。このゲイン設定処理が終了した
後、マイクロコンピュータ２１は、図５に示すモータ駆
動制御処理を、予め設定された所定時間毎のタイマ割り
込みによって行う。 【００３５】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。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。 【００３６】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ＲC を出力してカウン
タ値をリセットし、次いで、ステップＳ３に移行して、
図６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、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ＳI として設定する。 【００３７】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、ある値を越えるとそれ以上
は大きくならないように設定されている。 【００３８】そして、ステップＳ４に移行し、モータ電
流指令値ＳI に対して所定の微分処理等を行い所定の微
分ゲインＫD を乗算してこれを微分処理値ｆD とし、次
いで、ステップＳ５で右方向のモータ電流検出値ｉR 及
び左方向のモータ電流検出値ｉL を読み込み、右方向の
モータ電流検出値ｉR を正の値、左方向のモータ電流検
出値ｉL を負の値として設定し、これら検出信号の和か
らモータ電流検出値ｉM を算出する。すなわち、ｉM ＝
ｉR −ｉL により算出する。 【００３９】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ＩR 及びＩL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。次に、ステップＳ５ａに移行し、例
えば、図７のフローチャートに示すような異常監視処理
を行う。 【００４０】この異常監視処理では、先ず、ステップＳ
２１で、モータ電流検出値ｉM の絶対値｜ｉM ｜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ＩMAX よりも小さいか否かを判定し、
絶対値｜ｉM ｜が最大電流値ＩMAX よりも小さいとき
は、モータ電流検出値ｉM 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。 【００４１】一方、ステップＳ２１の判定の結果、｜ｉ
M ｜≧ＩMAX のときには、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Ｓ２２に移行する。ステップＳ２２では、ゲート駆動
回路５１〜５４への各指令信号ＰＷＭL ，ＰＷＭR ，Ｄ
R ，ＤL 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ＳC の出力を停止することによって、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。 【００４２】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ＳR 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。 【００４３】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かったときに
は、ステップＳ６に移行する。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ＳI とステップＳ
５で算出したモータ電流検出値ｉM との差、すなわち、
ｅM ＝ＳI −ｉM により、電流偏差ｅM を算出する。 【００４４】次いで、ステップＳ７で、電流偏差ｅM に
所定の比例ゲインＫP を乗算してこれを比例処理値ｆP
とし、さらに、ステップＳ８で比例処理値ｆP を積分し
所定の積分ゲインＫI を乗算してこれを積分処理値ｆI
とする。そして、ステップＳ９で、微分処理値ｆD 、比
例処理値ｆP 、及び積分処理値ｆI を加算し、これをモ
ータ駆動信号ＳM とし、ステップＳ１０に移行する。 【００４５】このステップＳ１０では、モータ駆動信号
ＳM がＳM ≧０であるか否かを判定し、ＳM ≧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ＤR を“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号ＳM 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ＰＷＭR 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ＰＷＭL 及び
左方向信号ＤL 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。 【００４６】一方、ステップＳ１０で、ＳM ≧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ＤL を“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号ＳM 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ＰＷＭL 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ＤR 及び右パルス幅変調信号ＰＷＭR 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。 【００４７】次に、上記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ＳR 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ＳC 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
１０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。 【００４８】そして、マイクロコンピュータ２１では、
まず図４のゲイン設定処理を実行し、バッテリ電圧検出
回路６６からのバッテリ電圧Ｂを読み込み（ステップＳ
３１）、例えば所定の比例係数を乗算してＰＷＭゲイン
ＫPWM を算出し（ステップＳ３２）、このＰＷＭゲイン
ＫPWM をもとに、ＫP ＝α／ＫPWM によって比例ゲイン
ＫP を算出する（ステップＳ３３）。そして、算出した
比例ゲインＫP を予め設定した所定記憶領域に記憶し
（ステップＳ３４）、ゲイン設定処理を終了し、以後、
所定の割り込み周期でモータ駆動制御処理を実行する。 【００４９】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５のモー
タ駆動制御処理においては、図６の特性線図からモータ
電流指令値ＳI は略零となるので、モータ１２は駆動さ
れない。 【００５０】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からのトルク検出値Ｔ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ＳI 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ＴV 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。 【００５１】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６の特性線図から対応するモータ電流指
令値ＳI を設定する（ステップＳ３）。このとき、右操
舵を行ったので、オフセットしたトルク検出値Ｔは、正
の値となり、よって、図６から設定されるモータ電流指
令値ＳI も正の値となる。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ＳI
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ＳI 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ＳI に設定される。 【００５２】そして、設定したモータ電流指令値ＳI に
対して微分処理等所定の処理を行い、微分ゲインＫD を
乗算して微分処理値ｆD 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ｉR 及びｉL をもと
に、ｉM ＝ｉR −ｉL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ｉM を算出する。そして、異
常監視処理を実行し正常と判定した場合には、モータ電
流指令値ＳI とこのモータ電流検出値ｉM とから電流偏
差ｅM を算出する。そして、図４のゲイン設定処理で設
定し記憶している比例ゲインＫP を読み出し、算出した
電流偏差ｅM と読み出した比例ゲインＫP とを乗算して
比例処理値ｆP を算出し、（ステップＳ７）、また、比
例処理値ｆP に対して積分処理した値に積分ゲインＫI
を乗算して積分処理値ｆI を算出し（ステップＳ８）、
これら微分処理値ｆD と比例処理値ｆP と積分処理値ｆ
I とを加算してモータ駆動信号ＳM を算出する（ステッ
プＳ９）。 【００５３】そして、モータ駆動信号ＳM 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ＳM ≧
０となることから、指令信号ＰＷＭL 及びＤL は“ＬＯ
Ｗ”として出力し、指令信号ＤR は“ＨＩＧＨ”、指令
信号ＰＷＭR はモータ駆動信号ＳM に応じたデューティ
比Ｄのパルス信号として出力する（ステップＳ１１）。 【００５４】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、指令信
号ＰＷＭR が“ＨＩＧＨ”である間、ゲート駆動回路５
２が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ＰＷＭL 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。 【００５５】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ＲR
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ＳM
に応じた駆動電流が供給されてモータ１２の駆動制御が
行われる。 【００５６】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ＳI 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。 【００５７】ここで、図８は、図３に示すコントローラ
１３における電流フィードバック制御系のブロック図を
示したものであり、図中、８１は微分補償器、８２は比
例要素、８３は積分要素、８４はモータ駆動回路３０の
伝達関数、８５はモータ１２の伝達関数を表しており、
比例要素８２の比例ゲインＫP がＰＷＭゲインＫPWMに
応じて、ＫP ＝α／ＫPWM によって可変に設定されるよ
うになされている。 【００５８】このとき、バッテリ電圧Ｂの変動は前述の
ように、ＰＷＭゲインＫPWM の変化に等しく、バッテリ
電圧検出回路６６で検出したバッテリ電圧Ｂが基準電圧
Ｂ′と等しい場合には、バッテリ電圧Ｂに応じて設定さ
れるＰＷＭゲインＫPWM が基準ＰＷＭゲインＫPWM ′と
等しいことから、ＫP ＝α／ＫPWM より算出される比例
ゲインＫP は基準比例ゲインＫP ′と等しくなる。これ
は、電流フィードバック制御系の各パラメータ設定時の
性能を実現するための設定値と等しいので、この電流フ
ィードバック制御系は、パラメータ設定時の性能を維持
することができる。 【００５９】そして、例えば、検出したバッテリ電圧Ｂ
が基準電圧Ｂ′よりも低い場合には、ＰＷＭゲインＫ
PWM がバッテリ電圧Ｂに比例して小さくなるが、αは、
設計時の基準比例ゲインＫP ′と基準ＰＷＭゲインＫ
PWM ′により決定される固定値であることから、ＫP ＝
α／ＫPWM により算出される比例ゲインＫP は基準比例
ゲインＫP ′よりも大きく設定される。このとき、比例
ゲインＫP とＰＷＭゲインＫPWM との積はαとなり、よ
って、基準比例ゲインＫP ′と基準ＰＷＭゲイン
ＫPWM ′との積と等しくなるので、図８においては、バ
ッテリ電圧Ｂが低下することによりＰＷＭゲインＫPWM
が変化するが、電流フィードバック制御系全体のゲイン
としては設計時のゲインと等しいので、バッテリ電圧Ｂ
が低下した場合でも、基準電圧Ｂ′における設計時の安
定性、応答性を維持することができる。 【００６０】逆に、例えば、検出したバッテリ電圧Ｂが
基準電圧Ｂ′よりも高い場合には、ＰＷＭゲインＫPWM
がバッテリ電圧Ｂに比例して大きくなることから算出さ
れる比例ゲインＫP は基準比例ゲインＫP ′よりも小さ
く設定され、比例ゲインＫPとＰＷＭゲインＫPWM との
積は、上記と同様に、設計時の基準比例ゲインＫP ′と
基準ＰＷＭゲインＫPWM ′との積であるαに等しいの
で、電流フィードバック制御系全体のゲインとしては、
設計時の全体ゲインと等しいので、バッテリ電圧Ｂが上
昇した場合でも、基準電圧Ｂ′における設計時の安定
性、応答性を維持することができる。 【００６１】したがって、例えば、バッテリ１６の電圧
が下がった場合には、モータ駆動回路３０が制御回路２
０で算出したモータ駆動信号ＳM に応じてＨブリッジ回
路４０を作動した場合でも、バッテリ電圧Ｂが基準電圧
Ｂ′よりも小さいことから、モータ１２への印加電圧が
低くなってしまうが、このとき、バッテリ電圧Ｂの低下
に比例して減少するＰＷＭゲインＫPWM に応じて比例ゲ
インＫP を大きくなるように設定し、比例ゲインＫP と
ＰＷＭゲインＫPWM との積が一定値、すなわち、αとな
るように設定しているので、電流フィードバック制御系
の安定性、応答性をパラメータ設定時の特性に維持する
ことができる。 【００６２】したがって、バッテリ電圧Ｂの変動による
電流フィードバック制御系の特性の変化によって、モー
タ１２が振動したり、或いは、応答性が低下することは
なく、また、モータ１２の振動等によってステアリング
ホイール１が振動し、乗員に不快感を与えることを確実
に防止することができる。また、ゲイン設定処理による
比例ゲインＫP の設定は、イグニッションキー１４がオ
ン状態になったときにのみ実行し、以後は比例ゲインＫ
P の変更を行わないようにしているので、動作中に電流
フィードバック制御系の制御ゲインを変更することによ
って、モータ１２の電流が振動し、ステアリングホイー
ル１が振動する等によって乗員に不快感を与えることは
ない。 【００６３】なお、上記実施例では、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。 【００６４】また、上記実施例では、バッテリ電圧Ｂの
変動に応じて比例ゲインＫP を設定する場合について説
明したが、これに限らず、電流フィードバック制御系全
体のゲインが設計時のゲインと等しくなるならば、比例
ゲインＫP に限らず、その他のゲインを設定することも
可能であり、また、１つの制御ゲインだけでなく、複数
の制御ゲインをバッテリ電圧Ｂに応じて設定するように
することも可能である。 【００６５】また、上記実施例では、ＰＩＤ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、上記実施例では、
操舵トルクと車速とをもとにモータ電流指令値を設定す
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電流指令値を設定するよ
うにすることも可能である。 【００６６】また、上記実施例では、コントローラ１３
をマイクロンピュータ２１を用いて構成した場合につい
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、Ｈブリ
ッジ回路４０、Ｈブリッジ駆動回路９３ａ、電流検出回
路９１及び電圧検出手段としてのバッテリ電圧検出回路
６６から構成されている。そして、Ｈブリッジ駆動回路
９３ａは、例えば、前述の図１２に示す、ＰＷＭ信号出
力回路４６、電流方向信号出力回路４７、昇圧電源４８
及びＦＥＴゲート駆動回路４９から構成され、このＨブ
リッジ駆動回路９３ａとＨブリッジ回路４０とが前述の
図１２におけるモータ駆動回路９３に対応している。 【００６７】ここで、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３
３が制御手段に対応している。そして、位相補償器２５
からのトルク補償信号ＴP 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ＳI 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６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を算出してこれをモータ電流
指令値ＳI として電流フィードバック制御回路３３に出
力する。 【００６８】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、ゲイン設定手段として
のゲイン設定回路１０１から構成される。バッテリ電圧
検出回路６６で検出されたバッテリ電圧Ｂは、ゲイン設
定回路１０１に出力され、このゲイン設定回路１０１
は、例えば、電圧制御型利得連続可変回路等で構成さ
れ、入力されたバッテリ電圧Ｂに比例したＰＷＭゲイン
ＫPWM をもとにＫP ＝α／ＫPWM に応じた比例ゲインＫ
P を比例演算器３８に出力し、比例演算器３８では、こ
の比例ゲインＫP に応じて入力信号を比例処理するよう
になされている。 【００６９】一方、電流指令演算器３２からのモータ電
流指令値ＳI 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ＳI を微分し微分値に比例した微分処理値ｆD 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で算出したモータ電流検出値ｉM
との差を算出し、これを電流偏差ｅM として比例演算器
３８に出力し、比例演算器３８で、ゲイン設定回路１０
１により設定された比例ゲインＫP に応じて電流偏差ｅ
M を比例処理し、比例処理値ｆP として加算器３７ｂ及
び積分演算器３９に出力する。 【００７０】そして、積分演算器３９で積分処理した積
分処理値ｆI と、微分処理値ｆD と、比例処理値ｆp と
を加算器３７ｂで加算してモータ駆動信号ＳM としてＨ
ブリッジ駆動回路９３ａに出力し、Ｈブリッジ駆動回路
９３ａでは、上記と同様に、このモータ駆動信号ＳM に
基づいてデューティ比Ｄを表すパルス信号からなるデュ
ーティ信号Ｄ′と方向信号ＳH とに変換して対応するＦ
ＥＴ４１〜４４をオン／オフ制御することにより、モー
タ１２を駆動制御する。 【００７１】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。 【００７２】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。 【００７３】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ＳI 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ＳI 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ｉM 、ダンパ信号ＤI および慣性信号
ＫI ′が供給され、モータ電流指令値ＳI に対して、モ
ータ電流検出値ｉM の減算、ダンパ信号ＤI の減算、及
び慣性信号ＫI ′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。 【００７４】そして、モータ１２からは、検出されたモ
ータ電流検出値ｉ（ｉR ，ｉL ）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。 【００７５】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ＶBAT （＝バッテリ電圧Ｂ）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・ＶBAT …（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ｋT とすると、モータ１２に発生す
る逆起電圧はｋT ・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。 【００７６】Ｖ＝ｋT ・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・ＶBAT −Ｒ・ｉ）／ｋT …（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ＫV と乗算され、
この乗算値をモータ電流指令値ＳI 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ＫG と乗算され、この乗算値とモータ電
流指令値ＳI 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で微分して先
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。 【００７７】 【発明の効果】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系の操舵トルク検出値に基
づき制御手段によって制御信号を生成し、この生成した
制御信号に基づいてモータ駆動回路により電動モータを
駆動制御し、操舵トルクに応じた操舵補助力を操舵系に
発生し、このとき、電圧検出手段で検出したモータ駆動
回路への供給電圧の電圧検出値と操舵トルク検出手段か
ら電動モータまでの入出力系の予め設定された制御ゲイ
ンとをもとにこの入出力系の制御ゲインを設定すること
により、例えば、モータ駆動回路への供給電圧の変動等
により制御装置の設計時の制御特性が低下してしまう場
合でも、ゲイン設定手段によってモータ駆動回路への供
給電圧の変動に応じて、制御装置全体のゲインが変化し
ないよう予め設定された設計時の制御ゲインをもとに制
御ゲインを設定することにより、制御装置の設計時の制
御特性を確実に維持することができる。また、このと
き、前記制御ゲインの設定をイグニッションスイッチが
オン状態となったときに行い、以後、イグニッションス
イッチがオフ状態となるまでこの制御ゲインを前記入出
力系の制御ゲインとして保持するようにしたから、動作
中に制御ゲインが変化することに起因してモータ電流が
変動しこれによって乗員に不快感を与えることを回避す
ることができる。
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
トルクに応じた補助トルクを電動モータにより発生させ
ることにより、この操舵トルクを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
した操舵トルク検出信号と車速センサで検出した車両の
車速とをもとに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
ホイールの操舵力の補助を行っている。そして、この電
動モータによるアシストの作用により、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。ま
た、高速走行時にはステアリングホイールの手応え感を
得ることができると共に、走行安定性を確保することが
できる。 【０００４】この従来のコントローラでは、電流フィー
ドバック制御系を構成して、比例制御、比例積分制御、
或いは、比例積分微分制御によって、電動モータへのア
シスト電流を制御している。図１１は、比例積分微分制
御によりアシスト電流を制御するコントローラの構成を
示したものであり、このコントローラ１３は、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及び電流
検出回路９１から構成される。 【０００５】トルクセンサ３からのトルク検出信号ＴV
は、位相補償器２５によって位相補償され、トルク補償
信号ＴP として電流指令演算器３２に出力され、一方、
車速センサ１７からの車速検出信号ＶP はカウンタ２６
を介して車速検出値Ｖとして電流指令演算器３２に入力
される。電流指令演算器３２では、車速検出値Ｖ及びト
ルク補償信号ＴP をもとに対応するモータ電流を算出
し、これをモータ電流指令値ＳI として電流フィードバ
ック制御回路３３に出力している。 【０００６】そして、電流フィードバック制御回路３３
では、電流指令演算器３２からのモータ電流指令値ＳI
と、電流検出回路９１からのモータ電流検出値ｉM とを
もとに、モータ１２を駆動するモータ駆動信号ＳM を生
成しこれをモータ駆動回路９３に出力する。モータ駆動
回路９３は、例えば、図１２に示すように、Ｈブリッジ
回路４０、ＰＷＭ信号出力回路４６、電流方向信号出力
回路４７、昇圧電源４８、及びＦＥＴゲート駆動回路４
９から構成され、ＰＷＭ信号出力回路４６及び電流方向
信号出力回路４７では、電流フィードバック制御回路３
３から供給されたモータ駆動信号ＳM をもとに、デュー
ティ比Ｄを表すパルス信号からなるデューティ信号Ｄ′
と方向信号ＳH とに変換してＦＥＴゲート駆動回路４９
に出力し、ＦＥＴゲート駆動回路４９では、デューティ
信号Ｄ′をＦＥＴ４１及び４２に供給し、このＦＥＴ４
１及び４２を方向信号ＳH に応じてオン／オフすること
により、モータ１２を駆動制御するようになされてい
る。すなわち、ＦＥＴ４３に方向信号ＳH が供給された
ときには、ＦＥＴ４２のみにデューティ信号Ｄ′が供給
され、モータ駆動電流はＦＥＴ４２からモータ１２を介
してＦＥＴ４３に流れ、一方、ＦＥＴ４４に方向信号Ｓ
H が供給されたときには、ＦＥＴ４１のみにデューティ
信号Ｄ′が供給され、モータ駆動電流は、ＦＥＴ４１か
らモータ１２を介してＦＥＴ４４に流れ、それぞれデュ
ーティ信号Ｄ′に応じたモータ駆動電流がＨブリッジ回
路４０に供給される。 【０００７】電流検出回路６１では、Ｈブリッジ回路４
０のＦＥＴ４３及び４４にそれぞれ直列に接続された、
左右の電流方向検出抵抗ＲR 及びＲL に発生した電圧を
もとにモータ電流の大きさと方向とを検出し、左右方向
のモータ電流検出値ｉR 及びｉL を求め、このモータ電
流検出値ｉR 及びｉL から、ｉM ＝ｉR −ｉL としてモ
ータ電流検出値ｉM を算出し、モータ電流検出値ｉM は
図１１に示す電流フィードバック制御回路３３の加算器
３７ａに供給される。 【０００８】そして、この電流フィードバック制御回路
３３は、図１１に示すように、微分補償器３６と比例演
算器３８と積分演算器３９と加算器３７ａ及び３７ｂと
で構成される。モータ電流検出値ｉM とモータ電流指令
値ＳI との差である電流偏差ｅM が比例演算器３８で所
定倍されて、比例処理値ｆP として加算器３７ｂに供給
されると共に、この比例処理値ｆP は積分演算器３９で
積分処理されて積分処理値ｆI として加算器３７ｂに供
給される。また、モータ電流指令値ＳI は微分補償器３
６で微分処理等の所定の処理が行われて微分処理値ｆD
として加算器３７ｂに供給される。そして、加算器３７
ｂでこれら比例処理値ｆP 、積分処理値ｆI 及び微分処
理値ｆD を加算し、その加算結果をモータ駆動信号ＳM
としてモータ駆動回路９３に出力する。このように、モ
ータ電流に対しＰＩＤ制御（比例・積分・微分）を行う
ことによって、モータ電流指令値ＳI に対してモータ電
流を正確に安定性よく追従させるようになされている。 【０００９】 【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、モータ駆動回路９３のＨブリッジ回路４０用の電源
として車載のバッテリ１６を直接用いており、このバッ
テリ電圧は、バッテリの経時変化と車両の運転状態に応
じて広範囲に変化する。このため、レギュレータ等を用
いてバッテリ電圧を安定化することも考えられるが、こ
れは高コストにつながるために好ましくない。そのた
め、一般的に、バッテリ１６とＨブリッジ回路４０とは
直接接続されるようになされている。 【００１０】図１３は、バッテリ１６の電圧変化に伴
う、Ｈブリッジ回路４０を駆動するデューティ比Ｄとモ
ータ１２へのモータ印加電圧Ｖｍとの対応を表した特性
線図であり、デューティ比Ｄが１００％のとき、バッテ
リ電圧に等しい電圧がモータ１２に印加される。したが
って、バッテリ電圧の変動に伴い、デューティ比Ｄ対モ
ータ印加電圧Ｖｍの比であるＰＷＭゲインＫPWM も変動
する。例えば、バッテリ電圧がＢMAX からＢMIN に変化
したときは、ＰＷＭゲインＫPWM もＫPWM(MAX)からＫ
PWM(MIN)に変化する。 【００１１】この状態で、例えば、バッテリ電圧Ｂが変
化して基準電圧Ｂ′よりも小さくなった場合には、特性
ｂに示すようにデューティ比Ｄが１００％に設定されて
いる場合でも、バッテリ電圧ＢがＢ＜Ｂ′であることか
ら、モータ印加電圧Ｖｍが、Ｖｍ＜Ｂ′となり、逆に、
バッテリ電圧Ｂが基準電圧Ｂ′よりも大きくなった場合
には、特性ｃに示すようにデューティ比Ｄが１００％に
設定されている場合とき、バッテリ電圧ＢがＢ＞Ｂ′で
あることから、モータ印加電圧Ｖｍが、Ｖｍ＞Ｂ′とな
ってしまう。 【００１２】ここで、図１４は、図１１に示すコントロ
ーラ１３の電流フィードバック制御系の伝達関数を示す
ブロック図であり、８１は微分補償器、８２は比例要
素、８３は積分要素、８４はモータ駆動回路４０の伝達
関数、８５はモータ１２の電気回路の伝達関数である。
図１４において、モータ駆動回路４０の伝達関数である
ＫPWM の値が変化すると、電流フィードバック制御系の
静特性の開ループ伝達関数のゲインとなる、ＫP ×Ｋ
PWM ×（１／Ｒ）も変化する。このため、基準バッテリ
電圧Ｂ′で設定した制御性能もバッテリ電圧Ｂの変化に
より維持されなくなる。例えば、バッテリ電圧ＢがＢ
MAX のときには、電流フィードバック制御系の静特性の
開ループ伝達関数のゲインが高くなり電流の応答は振動
的となり、バッテリ電圧ＢがＢMIN のときには、電流フ
ィードバック制御系の静特性の開ループ伝達関数のゲイ
ンは低くなり電流の応答特性が低下するという未解決の
課題がある。 【００１３】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、バッテリ１６とＨ
ブリッジ回路４０とを直接接続したとき、バッテリ電圧
が変動しても、応答性が損なわれることがなく、制御系
を安定化することができる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。 【００１４】 【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及び通電
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、前記モータ駆動回路
に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、前記操舵
トルク検出手段から前記電動モータまでの入出力系の予
め設定された制御ゲインと前記電圧検出手段の電圧検出
値とをもとに当該入出力系の制御ゲインを設定するゲイ
ン設定手段と、を備え、当該ゲイン設定手段は、イグニ
ッションスイッチがオン状態となったときに前記制御ゲ
インを設定し、当該制御ゲインを、前記イグニッション
スイッチがオフ状態となるまでの間、前記入出力系の制
御ゲインとして保持するようになっていることを特徴と
する。 【００１５】 【作用】本発明においては、操舵トルク検出手段で検出
した操舵系の操舵トルク検出値に基づき制御手段によっ
て制御信号を生成し、この生成した制御信号に基づいて
モータ駆動回路により電動モータを駆動制御して操舵ト
ルクに応じた操舵補助力を操舵系に発生させ、このと
き、電圧検出手段で検出したモータ駆動回路への供給電
圧の電圧検出値と操舵トルク検出手段から電動モータま
での入出力系の予め設定された制御ゲインとをもとに、
入出力系の制御ゲインを設定することにより、例えば、
モータ駆動回路への供給電圧が変化することにより制御
装置の設計時の制御特性が低下してしまう場合でも、ゲ
イン設定手段によってモータ駆動回路への供給電圧の変
動に応じて、制御装置全体のゲインが変化しないよう設
計時の制御ゲインに基づいて制御ゲインを設定すること
により、電圧変動に関わらず制御装置の設計時の制御特
性を維持する。また、前記制御ゲインの設定をイグニッ
ションスイッチがオン状態となったときに行い、以後、
設定した制御ゲインを、イグニッションスイッチがオフ
状態となるまで保持し、この制御ゲインを前記入出力系
の制御ゲインとして用いることにより、動作中に制御ゲ
インが変化することに起因してモータ電流が変動しこれ
によって乗員に不快感を与えることが回避される。 【００１６】 【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、本発明の一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。 【００１７】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１２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ｉC 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ｉC
の供給停止により離脱される。 【００１８】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ＴV 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ＴV 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。 【００１９】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。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ＴV 、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ＶP 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。 【００２０】図３は、コントローラ１３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６２、リレー駆動回路６
３、フェールリレー６４及び電圧検出手段としてのバッ
テリ電圧検出回路６６から構成されている。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２２，２３，２４，２７、位相補償器２５、カウンタ
２６とから構成されている。 【００２１】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、入力したトルク検出信号ＴV 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ＴV に対して位相補償を行
い、トルク補償信号ＴP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ＴP 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。 【００２２】また、カウンタ２６は、図示しない変速機
の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ＶP 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２１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。 【００２３】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ＩR をＡ／Ｄ変換器２
４を介して、また、左方向モータ電流検出信号ＩL をＡ
／Ｄ変換器２３を介して入力し、さらに、バッテリ電圧
検出回路６６で検出したバッテリ電圧ＢをＡ／Ｄ変換器
２７を介して入力する。そして、マイクロコンピュータ
２１は、これら入力信号に基づいて、例えば、ＰＩＤ制
御（比例・積分・微分）によりモータ１２に供給するモ
ータ駆動信号ＳM を算出し、このモータ駆動信号ＳM に
基づいてＰＷＭ（Pulse Width Modulation) 信号を生成
し、このＰＷＭ信号に基づいて左パルス幅変調信号ＰＷ
ＭL ，右パルス幅変調信号ＰＷＭR ，右方向信号ＤR ，
左方向信号ＤL を生成し、これらの各指令信号ＰＷ
ＭL ，ＰＷＭR ，ＤR ，ＤL をモータ駆動回路３０に出
力する。 【００２４】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
きにはリレー駆動回路６３に対するリレー制御信号ＳR
を“ＨＩＧＨ”として出力した後、クラッチ制御回路６
２に徐々に漸増するクラッチ制御信号ＳC 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ｉR 及びｉL 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ＰＷＭL ，ＰＷＭR ，ＤR ，ＤL
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ＳC 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ＳR 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、ステアリング系に蓄えられた弾性エネ
ルギを吸収すべく例えばモータ角速度に比例したクラッ
チ制御信号ＳC を生成してクラッチ制御回路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。 【００２５】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。Ｈブリッジ回路４０は、例
えば、エンハンスト型のＮチャネルＭＯＳ型ＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）等の４つのＦＥＴ４１〜４４を有
し、そのＦＥＴ４１及び４３が直列に接続されていると
共に、ＦＥＴ４２及び４４も直列に接続され、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、Ｆ
ＥＴ４１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、ＦＥＴ
４３のソース側は右方向電流検出抵抗ＲR 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ＲL を介して接地されている。 【００２６】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とそれぞれ接続され、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いる。そして、ＦＥＴ４１及
び４４のみがオン状態となったとき、ＦＥＴ４１、モー
タ１２、ＦＥＴ４４、左方向電流検出抵抗ＲL 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１
２、ＦＥＴ４３、右方向電流検出抵抗ＲR 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。 【００２７】制御回路２０からの左パルス幅変調信号Ｐ
ＷＭL はゲート駆動回路５１に出力され、右パルス幅変
調信号ＰＷＭR 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ＤL 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ＰＷＭL ，Ｐ
ＷＭR ，ＤR ，ＤL 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Ｇ2 に電圧
供給を行い、ＦＥＴ４３及び４４のゲート端子Ｇ3及び
Ｇ4 にはバッテリ電圧を供給し、指令信号が“ＨＩＧ
Ｈ”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。 【００２８】電流検出回路６１は、例えば、右方向電流
検出抵抗ＲR 及び左方向電流検出抵抗ＲL 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ＩR 及び左方向モータ電流検出信号ＩL を
制御回路２０に出力する。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ＳC に応じてクラッ
チ１１を制御し、クラッチ１１のソレノイドに励磁電流
ｉC を供給して、モータ１２の出力軸と減速ギヤ１０と
の機械的結合状態及び離脱状態を制御する。 【００２９】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ＳR 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制御するものである。ここで、リレー駆動
回路６３は、リレー制御信号ＳR が“ＨＩＧＨ”のと
き、フェールリレー６４のコイル６４Ｌ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ＳR 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。 【００３０】また、バッテリ電圧検出回路６６は、フェ
ールリレー６４と、Ｈブリッジ回路４０との間に介挿さ
れ、Ｈブリッジ回路４０に供給する電源電圧値を測定
し、バッテリ電圧Ｂとして制御回路２０に出力する。バ
ッテリ電圧検出回路６６は、例えば、直列に接続された
２つの抵抗で構成され、直列抵抗の両端間に電源電圧を
供給し、抵抗の接続点から２つの抵抗の抵抗比に対応し
て減衰された電圧を検出し、この検出電圧を制御回路２
０に供給する。 【００３１】次に、マイクロコンピュータ２１でのモー
タ１２の駆動制御処理の処理手順を図４及び図５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ＳR を“Ｈ
ＩＧＨ”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ＳC 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ＳC 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。 【００３２】そして、これら処理が終了すると、マイク
ロコンピュータ２１では、まず、図４に示す、ゲイン設
定手段としてのゲイン設定処理を実行して、後述の図５
に示すモータ駆動制御処理における制御ゲインを設定す
る。このゲイン設定処理では、まず、ステップＳ３１で
バッテリ電圧検出回路６６で検出したバッテリ電圧Ｂを
Ａ／Ｄ変換器２７を介して読み込み、次いで、ステップ
Ｓ３２で、例えば、所定の比例係数をバッテリ電圧Ｂに
乗算する等によって、バッテリ電圧Ｂに対応するＰＷＭ
ゲインＫPWM を設定する。ここで、ＰＷＭゲインＫPWM
は、上述の図１３におけるデューティ比Ｄに対するモー
タ印加電圧Ｖｍの比を表している。 【００３３】次いで、ステップＳ３３に移行し、ＫP ＝
α／ＫPWM から、制御ゲインとしての比例ゲインＫP を
算出する。ここで、αは、後述の図８に示すコントロー
ラ１３の電流フィードバック制御系の設計時のバッテリ
電圧Ｂが基準電圧Ｂ′である場合の基準比例ゲイン
ＫP ′とモータ駆動回路３０におけるＰＷＭゲインであ
る基準ＰＷＭゲインＫPWM ′との積で決定される値であ
る。 【００３４】そして、ステップＳ３４に移行し、ステッ
プＳ３３で算出した比例ゲインＫPを所定の記憶領域に
記憶し処理を終了する。このゲイン設定処理が終了した
後、マイクロコンピュータ２１は、図５に示すモータ駆
動制御処理を、予め設定された所定時間毎のタイマ割り
込みによって行う。 【００３５】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。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。 【００３６】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ＲC を出力してカウン
タ値をリセットし、次いで、ステップＳ３に移行して、
図６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、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ＳI として設定する。 【００３７】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、ある値を越えるとそれ以上
は大きくならないように設定されている。 【００３８】そして、ステップＳ４に移行し、モータ電
流指令値ＳI に対して所定の微分処理等を行い所定の微
分ゲインＫD を乗算してこれを微分処理値ｆD とし、次
いで、ステップＳ５で右方向のモータ電流検出値ｉR 及
び左方向のモータ電流検出値ｉL を読み込み、右方向の
モータ電流検出値ｉR を正の値、左方向のモータ電流検
出値ｉL を負の値として設定し、これら検出信号の和か
らモータ電流検出値ｉM を算出する。すなわち、ｉM ＝
ｉR −ｉL により算出する。 【００３９】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ＩR 及びＩL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。次に、ステップＳ５ａに移行し、例
えば、図７のフローチャートに示すような異常監視処理
を行う。 【００４０】この異常監視処理では、先ず、ステップＳ
２１で、モータ電流検出値ｉM の絶対値｜ｉM ｜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ＩMAX よりも小さいか否かを判定し、
絶対値｜ｉM ｜が最大電流値ＩMAX よりも小さいとき
は、モータ電流検出値ｉM 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。 【００４１】一方、ステップＳ２１の判定の結果、｜ｉ
M ｜≧ＩMAX のときには、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Ｓ２２に移行する。ステップＳ２２では、ゲート駆動
回路５１〜５４への各指令信号ＰＷＭL ，ＰＷＭR ，Ｄ
R ，ＤL 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ＳC の出力を停止することによって、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。 【００４２】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ＳR 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。 【００４３】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かったときに
は、ステップＳ６に移行する。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ＳI とステップＳ
５で算出したモータ電流検出値ｉM との差、すなわち、
ｅM ＝ＳI −ｉM により、電流偏差ｅM を算出する。 【００４４】次いで、ステップＳ７で、電流偏差ｅM に
所定の比例ゲインＫP を乗算してこれを比例処理値ｆP
とし、さらに、ステップＳ８で比例処理値ｆP を積分し
所定の積分ゲインＫI を乗算してこれを積分処理値ｆI
とする。そして、ステップＳ９で、微分処理値ｆD 、比
例処理値ｆP 、及び積分処理値ｆI を加算し、これをモ
ータ駆動信号ＳM とし、ステップＳ１０に移行する。 【００４５】このステップＳ１０では、モータ駆動信号
ＳM がＳM ≧０であるか否かを判定し、ＳM ≧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ＤR を“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号ＳM 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ＰＷＭR 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ＰＷＭL 及び
左方向信号ＤL 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。 【００４６】一方、ステップＳ１０で、ＳM ≧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ＤL を“ＨＩＧ
Ｈ”とし、また、モータ駆動信号ＳM 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ＰＷＭL 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ＤR 及び右パルス幅変調信号ＰＷＭR 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。 【００４７】次に、上記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ＳR 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ＳC 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
１０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。 【００４８】そして、マイクロコンピュータ２１では、
まず図４のゲイン設定処理を実行し、バッテリ電圧検出
回路６６からのバッテリ電圧Ｂを読み込み（ステップＳ
３１）、例えば所定の比例係数を乗算してＰＷＭゲイン
ＫPWM を算出し（ステップＳ３２）、このＰＷＭゲイン
ＫPWM をもとに、ＫP ＝α／ＫPWM によって比例ゲイン
ＫP を算出する（ステップＳ３３）。そして、算出した
比例ゲインＫP を予め設定した所定記憶領域に記憶し
（ステップＳ３４）、ゲイン設定処理を終了し、以後、
所定の割り込み周期でモータ駆動制御処理を実行する。 【００４９】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５のモー
タ駆動制御処理においては、図６の特性線図からモータ
電流指令値ＳI は略零となるので、モータ１２は駆動さ
れない。 【００５０】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からのトルク検出値Ｔ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ＳI 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ＴV 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。 【００５１】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６の特性線図から対応するモータ電流指
令値ＳI を設定する（ステップＳ３）。このとき、右操
舵を行ったので、オフセットしたトルク検出値Ｔは、正
の値となり、よって、図６から設定されるモータ電流指
令値ＳI も正の値となる。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ＳI
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ＳI 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ＳI に設定される。 【００５２】そして、設定したモータ電流指令値ＳI に
対して微分処理等所定の処理を行い、微分ゲインＫD を
乗算して微分処理値ｆD 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ｉR 及びｉL をもと
に、ｉM ＝ｉR −ｉL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ｉM を算出する。そして、異
常監視処理を実行し正常と判定した場合には、モータ電
流指令値ＳI とこのモータ電流検出値ｉM とから電流偏
差ｅM を算出する。そして、図４のゲイン設定処理で設
定し記憶している比例ゲインＫP を読み出し、算出した
電流偏差ｅM と読み出した比例ゲインＫP とを乗算して
比例処理値ｆP を算出し、（ステップＳ７）、また、比
例処理値ｆP に対して積分処理した値に積分ゲインＫI
を乗算して積分処理値ｆI を算出し（ステップＳ８）、
これら微分処理値ｆD と比例処理値ｆP と積分処理値ｆ
I とを加算してモータ駆動信号ＳM を算出する（ステッ
プＳ９）。 【００５３】そして、モータ駆動信号ＳM 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ＳM ≧
０となることから、指令信号ＰＷＭL 及びＤL は“ＬＯ
Ｗ”として出力し、指令信号ＤR は“ＨＩＧＨ”、指令
信号ＰＷＭR はモータ駆動信号ＳM に応じたデューティ
比Ｄのパルス信号として出力する（ステップＳ１１）。 【００５４】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、指令信
号ＰＷＭR が“ＨＩＧＨ”である間、ゲート駆動回路５
２が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ＰＷＭL 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。 【００５５】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ＲR
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ＳM
に応じた駆動電流が供給されてモータ１２の駆動制御が
行われる。 【００５６】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ＳI 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。 【００５７】ここで、図８は、図３に示すコントローラ
１３における電流フィードバック制御系のブロック図を
示したものであり、図中、８１は微分補償器、８２は比
例要素、８３は積分要素、８４はモータ駆動回路３０の
伝達関数、８５はモータ１２の伝達関数を表しており、
比例要素８２の比例ゲインＫP がＰＷＭゲインＫPWMに
応じて、ＫP ＝α／ＫPWM によって可変に設定されるよ
うになされている。 【００５８】このとき、バッテリ電圧Ｂの変動は前述の
ように、ＰＷＭゲインＫPWM の変化に等しく、バッテリ
電圧検出回路６６で検出したバッテリ電圧Ｂが基準電圧
Ｂ′と等しい場合には、バッテリ電圧Ｂに応じて設定さ
れるＰＷＭゲインＫPWM が基準ＰＷＭゲインＫPWM ′と
等しいことから、ＫP ＝α／ＫPWM より算出される比例
ゲインＫP は基準比例ゲインＫP ′と等しくなる。これ
は、電流フィードバック制御系の各パラメータ設定時の
性能を実現するための設定値と等しいので、この電流フ
ィードバック制御系は、パラメータ設定時の性能を維持
することができる。 【００５９】そして、例えば、検出したバッテリ電圧Ｂ
が基準電圧Ｂ′よりも低い場合には、ＰＷＭゲインＫ
PWM がバッテリ電圧Ｂに比例して小さくなるが、αは、
設計時の基準比例ゲインＫP ′と基準ＰＷＭゲインＫ
PWM ′により決定される固定値であることから、ＫP ＝
α／ＫPWM により算出される比例ゲインＫP は基準比例
ゲインＫP ′よりも大きく設定される。このとき、比例
ゲインＫP とＰＷＭゲインＫPWM との積はαとなり、よ
って、基準比例ゲインＫP ′と基準ＰＷＭゲイン
ＫPWM ′との積と等しくなるので、図８においては、バ
ッテリ電圧Ｂが低下することによりＰＷＭゲインＫPWM
が変化するが、電流フィードバック制御系全体のゲイン
としては設計時のゲインと等しいので、バッテリ電圧Ｂ
が低下した場合でも、基準電圧Ｂ′における設計時の安
定性、応答性を維持することができる。 【００６０】逆に、例えば、検出したバッテリ電圧Ｂが
基準電圧Ｂ′よりも高い場合には、ＰＷＭゲインＫPWM
がバッテリ電圧Ｂに比例して大きくなることから算出さ
れる比例ゲインＫP は基準比例ゲインＫP ′よりも小さ
く設定され、比例ゲインＫPとＰＷＭゲインＫPWM との
積は、上記と同様に、設計時の基準比例ゲインＫP ′と
基準ＰＷＭゲインＫPWM ′との積であるαに等しいの
で、電流フィードバック制御系全体のゲインとしては、
設計時の全体ゲインと等しいので、バッテリ電圧Ｂが上
昇した場合でも、基準電圧Ｂ′における設計時の安定
性、応答性を維持することができる。 【００６１】したがって、例えば、バッテリ１６の電圧
が下がった場合には、モータ駆動回路３０が制御回路２
０で算出したモータ駆動信号ＳM に応じてＨブリッジ回
路４０を作動した場合でも、バッテリ電圧Ｂが基準電圧
Ｂ′よりも小さいことから、モータ１２への印加電圧が
低くなってしまうが、このとき、バッテリ電圧Ｂの低下
に比例して減少するＰＷＭゲインＫPWM に応じて比例ゲ
インＫP を大きくなるように設定し、比例ゲインＫP と
ＰＷＭゲインＫPWM との積が一定値、すなわち、αとな
るように設定しているので、電流フィードバック制御系
の安定性、応答性をパラメータ設定時の特性に維持する
ことができる。 【００６２】したがって、バッテリ電圧Ｂの変動による
電流フィードバック制御系の特性の変化によって、モー
タ１２が振動したり、或いは、応答性が低下することは
なく、また、モータ１２の振動等によってステアリング
ホイール１が振動し、乗員に不快感を与えることを確実
に防止することができる。また、ゲイン設定処理による
比例ゲインＫP の設定は、イグニッションキー１４がオ
ン状態になったときにのみ実行し、以後は比例ゲインＫ
P の変更を行わないようにしているので、動作中に電流
フィードバック制御系の制御ゲインを変更することによ
って、モータ１２の電流が振動し、ステアリングホイー
ル１が振動する等によって乗員に不快感を与えることは
ない。 【００６３】なお、上記実施例では、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。 【００６４】また、上記実施例では、バッテリ電圧Ｂの
変動に応じて比例ゲインＫP を設定する場合について説
明したが、これに限らず、電流フィードバック制御系全
体のゲインが設計時のゲインと等しくなるならば、比例
ゲインＫP に限らず、その他のゲインを設定することも
可能であり、また、１つの制御ゲインだけでなく、複数
の制御ゲインをバッテリ電圧Ｂに応じて設定するように
することも可能である。 【００６５】また、上記実施例では、ＰＩＤ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、上記実施例では、
操舵トルクと車速とをもとにモータ電流指令値を設定す
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電流指令値を設定するよ
うにすることも可能である。 【００６６】また、上記実施例では、コントローラ１３
をマイクロンピュータ２１を用いて構成した場合につい
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、Ｈブリ
ッジ回路４０、Ｈブリッジ駆動回路９３ａ、電流検出回
路９１及び電圧検出手段としてのバッテリ電圧検出回路
６６から構成されている。そして、Ｈブリッジ駆動回路
９３ａは、例えば、前述の図１２に示す、ＰＷＭ信号出
力回路４６、電流方向信号出力回路４７、昇圧電源４８
及びＦＥＴゲート駆動回路４９から構成され、このＨブ
リッジ駆動回路９３ａとＨブリッジ回路４０とが前述の
図１２におけるモータ駆動回路９３に対応している。 【００６７】ここで、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３
３が制御手段に対応している。そして、位相補償器２５
からのトルク補償信号ＴP 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ＳI 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６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を算出してこれをモータ電流
指令値ＳI として電流フィードバック制御回路３３に出
力する。 【００６８】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、ゲイン設定手段として
のゲイン設定回路１０１から構成される。バッテリ電圧
検出回路６６で検出されたバッテリ電圧Ｂは、ゲイン設
定回路１０１に出力され、このゲイン設定回路１０１
は、例えば、電圧制御型利得連続可変回路等で構成さ
れ、入力されたバッテリ電圧Ｂに比例したＰＷＭゲイン
ＫPWM をもとにＫP ＝α／ＫPWM に応じた比例ゲインＫ
P を比例演算器３８に出力し、比例演算器３８では、こ
の比例ゲインＫP に応じて入力信号を比例処理するよう
になされている。 【００６９】一方、電流指令演算器３２からのモータ電
流指令値ＳI 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ＳI を微分し微分値に比例した微分処理値ｆD 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で算出したモータ電流検出値ｉM
との差を算出し、これを電流偏差ｅM として比例演算器
３８に出力し、比例演算器３８で、ゲイン設定回路１０
１により設定された比例ゲインＫP に応じて電流偏差ｅ
M を比例処理し、比例処理値ｆP として加算器３７ｂ及
び積分演算器３９に出力する。 【００７０】そして、積分演算器３９で積分処理した積
分処理値ｆI と、微分処理値ｆD と、比例処理値ｆp と
を加算器３７ｂで加算してモータ駆動信号ＳM としてＨ
ブリッジ駆動回路９３ａに出力し、Ｈブリッジ駆動回路
９３ａでは、上記と同様に、このモータ駆動信号ＳM に
基づいてデューティ比Ｄを表すパルス信号からなるデュ
ーティ信号Ｄ′と方向信号ＳH とに変換して対応するＦ
ＥＴ４１〜４４をオン／オフ制御することにより、モー
タ１２を駆動制御する。 【００７１】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。 【００７２】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。 【００７３】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ＳI 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ＳI 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ｉM 、ダンパ信号ＤI および慣性信号
ＫI ′が供給され、モータ電流指令値ＳI に対して、モ
ータ電流検出値ｉM の減算、ダンパ信号ＤI の減算、及
び慣性信号ＫI ′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。 【００７４】そして、モータ１２からは、検出されたモ
ータ電流検出値ｉ（ｉR ，ｉL ）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。 【００７５】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ＶBAT （＝バッテリ電圧Ｂ）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・ＶBAT …（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ｋT とすると、モータ１２に発生す
る逆起電圧はｋT ・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。 【００７６】Ｖ＝ｋT ・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・ＶBAT −Ｒ・ｉ）／ｋT …（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ＫV と乗算され、
この乗算値をモータ電流指令値ＳI 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ＫG と乗算され、この乗算値とモータ電
流指令値ＳI 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で微分して先
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。 【００７７】 【発明の効果】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系の操舵トルク検出値に基
づき制御手段によって制御信号を生成し、この生成した
制御信号に基づいてモータ駆動回路により電動モータを
駆動制御し、操舵トルクに応じた操舵補助力を操舵系に
発生し、このとき、電圧検出手段で検出したモータ駆動
回路への供給電圧の電圧検出値と操舵トルク検出手段か
ら電動モータまでの入出力系の予め設定された制御ゲイ
ンとをもとにこの入出力系の制御ゲインを設定すること
により、例えば、モータ駆動回路への供給電圧の変動等
により制御装置の設計時の制御特性が低下してしまう場
合でも、ゲイン設定手段によってモータ駆動回路への供
給電圧の変動に応じて、制御装置全体のゲインが変化し
ないよう予め設定された設計時の制御ゲインをもとに制
御ゲインを設定することにより、制御装置の設計時の制
御特性を確実に維持することができる。また、このと
き、前記制御ゲインの設定をイグニッションスイッチが
オン状態となったときに行い、以後、イグニッションス
イッチがオフ状態となるまでこの制御ゲインを前記入出
力系の制御ゲインとして保持するようにしたから、動作
中に制御ゲインが変化することに起因してモータ電流が
変動しこれによって乗員に不快感を与えることを回避す
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】ゲイン設定処理の処理手順を示すフローチャー
トである。 【図５】モータ駆動制御処理の処理手順を示すフローチ
ャートである。 【図６】車速をパラメータとして操舵トルクとモータ電
流値との対応を示す特性線図である。 【図７】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８】本発明による電流フィードバック制御系のブロ
ック線図である。 【図９】本発明におけるコントローラを電子回路により
構成した場合のブロック図である。 【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。 【図１１】従来のコントローラのブロック図である。 【図１２】モータ駆動回路９３の構成図である。 【図１３】バッテリ電圧の変化に伴うデューティ比とモ
ータ印加電圧との対応を表す特性図である。 【図１４】従来のコントローラにおける電流フィードバ
ック制御系のブロック図である。 【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 ２６ カウンタ ３０ モータ駆動回路 ４０ Ｈブリッジ回路 ４１〜４４ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ） ５１〜５４ 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 ６６ バッテリ電圧検出回路
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】ゲイン設定処理の処理手順を示すフローチャー
トである。 【図５】モータ駆動制御処理の処理手順を示すフローチ
ャートである。 【図６】車速をパラメータとして操舵トルクとモータ電
流値との対応を示す特性線図である。 【図７】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８】本発明による電流フィードバック制御系のブロ
ック線図である。 【図９】本発明におけるコントローラを電子回路により
構成した場合のブロック図である。 【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。 【図１１】従来のコントローラのブロック図である。 【図１２】モータ駆動回路９３の構成図である。 【図１３】バッテリ電圧の変化に伴うデューティ比とモ
ータ印加電圧との対応を表す特性図である。 【図１４】従来のコントローラにおける電流フィードバ
ック制御系のブロック図である。 【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 ２６ カウンタ ３０ モータ駆動回路 ４０ Ｈブリッジ回路 ４１〜４４ ＦＥＴ（電界効果トランジスタ） ５１〜５４ 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 ６６ バッテリ電圧検出回路
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(56)参考文献 特開 平３−213464（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−212269（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−97197（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 5/00 - 5/26
H02P 7/00 - 7/34
B62D 5/04
Claims (1)
- (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
通電方向及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、 前記モータ駆動回路に供給される電圧を検出する電圧検
出手段と、 前記操舵トルク検出手段から前記電動モータまでの入出
力系の予め設定された制御ゲインと前記電圧検出手段の
電圧検出値とをもとに当該入出力系の制御ゲインを設定
するゲイン設定手段と、を備え、 当該ゲイン設定手段は、イグニッションスイッチがオン
状態となったときに前記制御ゲインを設定し、 当該制御ゲインを、前記イグニッションスイッチがオフ
状態となるまでの間、前記入出力系の制御ゲインとして
保持するようになっている 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26331194A JP3525515B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26331194A JP3525515B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08107696A JPH08107696A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3525515B2 true JP3525515B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=17387722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26331194A Expired - Lifetime JP3525515B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3525515B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4485214B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2010-06-16 | 三菱電機株式会社 | バルブ制御装置 |
| JP5233323B2 (ja) | 2008-02-29 | 2013-07-10 | 株式会社ジェイテクト | 補助電源装置及び電動パワーステアリング装置 |
| JP5396723B2 (ja) | 2008-03-06 | 2014-01-22 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP26331194A patent/JP3525515B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08107696A (ja) | 1996-04-23 |
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