JP3648361B2 - パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを用いて操舵補助力を発生させ、この発生された操舵補助力をステアリング機構に与えることにより操舵補助を行うパワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステアリング機構に結合されたパワーシリンダにオイルポンプからの作動油を供給することによって、ステアリングホイールの操作を補助するパワーステアリング装置が知られている。オイルポンプは、電動式のモータによって駆動され、その回転数に応じた操舵補助力がパワーシリンダから発生される。
【０００３】
図６は、従来のパワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。このパワーステアリング装置は、モータ５０を駆動するためのドライバ回路５１およびマイクロコンピュータ５２を備えている。ドライバ回路５１およびマイクロコンピュータ５２は、所定の電源電圧を発生するバッテリ５３から電力の供給を受けて動作する。マイクロコンピュータ５２は、モータ５０に流れる電流（以下「モータ電流」という。）に基づいて、モータ５０の駆動電圧をフィードバック制御する。モータ電流は、モータ５０の負荷、すなわちステアリングホイールに加えられた操舵トルクの大小に応じて変化する。したがって、モータ５０は、操舵トルクに応じて駆動制御されることになる。
【０００４】
このパワーステアリング装置は、モータ５０の駆動電圧を検出し、この検出された駆動電圧に対応する駆動電圧信号を出力する駆動電圧検出回路５４と、駆動電圧信号をフィルタリングし、駆動電圧信号に含まれるリプルおよびノイズを除去するための電圧用フィルタ回路５５とを備えている。フィルタリング後の駆動電圧信号は、マイクロコンピュータ５２に与えられる。
【０００５】
また、このパワーステアリング装置は、モータ電流を検出し、この検出されたモータ電流に対応するモータ電流信号を出力する電流検出回路５６と、モータ電流信号をフィルタリングし、リプルおよびノイズを除去するための電流用フィルタ回路５７とを備えている。フィルタリング後のモータ電流信号は、マイクロコンピュータ５２に与えられる。
【０００６】
マイクロコンピュータ５２は、モータ電流信号が与えられると、所定の処理周期ΔＴごとに、モータ電流を利用したフィードバック制御を実行する。すなわち、モータ電流信号は、入力フィルタ部５２ａに与えられ、この入力フィルタ部５２ａにおいてフィルタリングされる。その結果、電流用フィルタ回路５７で除去できなかったリプルおよびノイズが除去される。フィルタリング後のモータ電流信号は、駆動電圧指示部５２ｂに与えられる。なお、以下では、便宜上、駆動電圧指示部５２ｂに与えられる電流信号を「マイコン検出電流信号」と呼ぶ。駆動電圧指示部５２ｂは、マイコン検出電流信号の値に応じてモータ５０に印加すべき目標電圧値を設定し、この設定された目標電圧値に対応する目標電圧信号を出力する。
【０００７】
目標電圧信号は、出力フィルタ部５２ｃにおいてフィルタリングされる。その結果、出力フィルタ部５２ｃの出力である出力電圧信号がある一定の時定数で目標電圧信号に達する。出力電圧信号は、比較部５２ｄに与えられる。比較部５２ｄは、出力電圧信号と駆動電圧信号とを比較して出力電圧と駆動電圧との電圧差を求め、この求められた電圧差に基づいて、出力電圧と駆動電圧とが一致するようなデューティ比のＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を作成する。作成されたＰＷＭ信号は、ドライバ回路５１に与えられる。これにより、上記目標電圧値に対応する電圧がモータ５０に印加される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような制御では、バッテリ５３の電源電圧が急変動した場合には、操舵が行われたと誤認識され、モータ５０を適切に制御することができず、その結果操舵補助を適切に行うことができないという問題があった。
より詳述すれば、上述のように、マイクロコンピュータ５２は、処理周期ΔＴごとに、フィードバック制御を実行するから、バッテリ５３の電源電圧が一時的に急上昇した場合、即座にＰＷＭ信号のデューティ比を調整することができない。その結果、電源電圧の上昇によってモータ５０の駆動電圧が上昇し、これに伴ってモータ電流も上昇する。モータ電流が上昇すれば、マイコン検出電流も上昇する。そのため、マイクロコンピュータ５２では、モータ５０の目標電圧値が高く設定されるから、大きなデューティ比のＰＷＭ信号が作成される。その結果、モータ５０は大きな駆動電圧で駆動されることになる。よって、操舵が行われていないにもかかわらず、操舵補助が行われることになる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、電源電圧が急変動した場合でも、操舵補助を適切に行うことができるパワーステアリング装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータを用いて操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置において、上記電動モータに流れるモータ電流を検出するための電流検出回路（電流検出回路７）と、この電流検出回路により検出されたモータ電流に基づいて、上記電動モータに印加すべき電圧を制御するための制御回路（マイクロコンピュータ３）とを有し、上記制御回路は、上記電流検出回路により検出されたモータ電流をフィルタリングするためのフィルタ手段（入力フィルタ部２１）、このフィルタ手段によりフィルタリングされたモータ電流に基づいて、上記電動モータを駆動するための目標電圧値を設定するための電圧設定手段（駆動電圧指示部２２）、この電圧設定手段により設定された目標電圧値に対応する電圧を上記電動モータに印加するための電圧印加手段（比較部２６、ドライバ回路２）、電源電圧の急激な変動を検出するための急変検出手段（急変検出部２３）、この急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、モータ電流に基づく新たな目標電圧値の設定動作を禁止させる急変制御手段（急変検出部２３、図２のステップＳ３）、および上記急変検出手段において電源電圧の急激な変動が検出されてから所定時間が経過した場合に、上記急変制御手段における制御を禁止させる制御禁止手段（タイマ部２４、図２のステップＳ４〜Ｓ６）を含むものであることを特徴とするパワーステアリング装置である。
【００１１】
本発明によれば、電源電圧の急激な変動が検出された場合には、モータ電流に基づく新たな目標電圧値の設定動作が禁止されるから、電源電圧の急激な変動に基づいて電動モータが駆動されることはない。したがって、操舵が行われていない場合に操舵補助が誤って行われることを防止できる。
また、本発明では、電源電圧の急激な変動が検出されてから所定時間が経過した場合に、新たな目標電圧値の設定動作の禁止が解除される。したがって、上記所定時間としてモータ電流が安定するまでの時間以上の値を設定しておけば、その後に電源電圧の急激な変動に基づく電動モータの駆動制御が行われることはない。そのため、操舵補助を適切に行うことができる。
請求項２記載の発明は、上記制御回路は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記フィルタ手段におけるフィルタリングを禁止させるフィルタ制御手段（スイッチ部２０、図２のステップＳ２）をさらに含むものであることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置である。
【００１２】
本発明では、電源電圧の急激な変動が検出された場合には、フィルタリングが禁止される。もしもフィルタリングが行われれば、フィルタ手段の時定数によりモータ電流が変動してしまい、目標電圧値を設定するために用いられるマイコン検出電流信号（電圧設定手段に与えられるモータ電流）が収束するまでに長い時間を要する。この場合、モータ電流に応じた目標電圧値の設定動作をマイコン検出電流信号が安定するまで禁止すれば、電動モータの駆動制御に悪影響を与えるおそれがある。一方、フィルタリングを禁止させれば、モータ電流と同様に、マイコン検出電流信号は迅速に収束する。そのため、本発明によれば、モータ電流に基づく目標電圧値の設定動作の禁止を短時間で済ませることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記急変制御手段は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出される直前の目標電圧値を所定時間にわたって保持させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワーステアリング装置である。
【００１４】
本発明によれば、電源電圧の急激な変動の影響を受ける前の目標電圧値が所定時間にわたって保持されるから、電動モータには電源電圧の急激な変動の影響を受ける前の電圧が所定時間にわたって印加される。そのため、電源電圧の急激な変動に基づくモータの駆動制御を確実に禁止することができる。
請求項４記載の発明は、上記急変制御手段は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出される直前のモータ電流を所定時間にわたって保持させ、この保持されたモータ電流に基づいて目標電圧値を設定させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワーステアリング装置である。
【００１５】
本発明によれば、電源電圧の急激な変動の影響を受ける前のモータ電流に基づいて目標電圧値が設定されるから、結局、電源電圧の急激な変動の影響を受ける前の目標電圧値が所定時間にわたって目標電圧値として設定されることになる。そのため、電源電圧の急激な変動に基づくモータの駆動制御を確実に禁止することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、上記急変検出手段は、上記電流検出回路により検出されたモータ電流の時間変化量が所定の電流しきい値以上であるか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパワーステアリング装置である。
なお、電源電圧の急激な変動とは、たとえば、電源電圧が一定時間以内に所定のしきい値以上となった状態のことであることが好ましい。
【００１７】
電源電圧が急激に変動すれば、電動モータの駆動電圧が変動し、これに伴ってモータ電流も変動する。一方、ステアリングホイールが操作された場合には、電動モータの負荷が増大するから、この場合においてもモータ電流は変動する。ただし、電源電圧の急激な変動に基づくモータ電流の時間変化量は、操舵に基づくモータ電流の時間変化量に比べて大きな値をとることがわかっている。
【００１８】
そのため、本発明のように、モータ電流の時間変化量が所定の電流しきい値以上であるか否かに基づけば、電源電圧の急激な変動を確実に検出することができる。
請求項６記載の発明は、上記電動モータの駆動電圧を検出するための駆動電圧検出回路（駆動電圧検出回路６）をさらに有し、上記急変検出手段は、上記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧の時間変化量が所定の電圧しきい値以上であるか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパワーステアリング装置である。
【００１９】
なお、電源電圧の急激な変動とは、たとえば、操舵では変化しようもないほど大きくモータ電流が変化するような状態のことである。
電動モータの駆動電圧は、電源電圧が急激に変動した場合、操舵による時間変化量よりも大きな時間変化量で変動する。したがって、本発明によっても、電源電圧の急激な変動を確実に検出することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、電源電圧を検出するための電源電圧検出回路（電源電圧検出回路１０）をさらに有し、上記急変検出手段は、上記電源電圧検出手段により検出された電源電圧が一定時間以内に所定の電源しきい値以上になったか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のパワーステアリング装置である。
【００２１】
本発明によれば、電源電圧を直接検出し、その検出値が一定時間以内に電源しきい値以上になったか否かに基づいているから、電源電圧の急激な変動を確実に検出することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。このパワーステアリング装置は、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクに応じてモータ１の駆動を制御する。図示しないオイルポンプはモータ１によって駆動され、その回転数に応じた操舵補助力が図示しないステアリング機構に結合されたパワーシリンダから発生される。
【００２４】
このパワーステアリング装置は、パワートランジスタを有し、モータ１を駆動するためのドライバ回路２およびマイクロコンピュータ３を備えている。ドライバ回路２およびマイクロコンピュータ３は、所定の電源電圧Ｖccを発生するバッテリ４から電力が供給されて動作する。マイクロコンピュータ３は、モータ１に流れる電流（以下「モータ電流」という。）に基づいて、モータ１の駆動電圧をフィードバック制御する。モータ電流は、モータ１の負荷、すなわちステアリングホイールに加えられた操舵トルクの大小に応じて変化する。したがって、モータ１は、操舵トルクに応じて駆動制御される。
【００２５】
パワーステアリング装置は、ドライバ回路２に関連して設けられた駆動電圧検出回路６を備えている。駆動電圧検出回路６は、モータ１の駆動電圧を検出し、この検出された駆動電圧に対応する駆動電圧信号を出力する。駆動電圧信号は、電圧用フィルタ回路８に与えられ、この電圧用フィルタ回路８においてリプルおよびノイズが除去され、さらに増幅される。フィルタリング後の駆動電圧信号は、マイクロコンピュータ３に与えられる。
【００２６】
また、パワーステアリング装置は、ドライバ回路２に関連して設けられた電流検出回路７を備えている。電流検出回路７は、モータ電流を検出し、この検出されたモータ電流に対応するモータ電流信号を出力する。電流検出回路７は、たとえばシャント抵抗、およびシャント抵抗の両端電圧を検出し、この検出された両端電圧に対応する電流を出力する電圧検出素子を含む。出力されたモータ電流信号は、電流用フィルタ回路９に与えられる。電流用フィルタ回路９は、モータ電流信号に含まれるリプルおよびノイズを除去し、さらに増幅するためのもので、フィルタリングによる遅延時間が所定のしきい値以下となるように設計されている。具体的には、電流用フィルタ回路９におけるフィルタリングを必要最小限にするとともに、残り必要なフィルタリングをマイクロコンピュータ３に備えられている入力フィルタ部２１において行うようにし、電流用フィルタ回路９における遅延時間をほぼ０にしている。フィルタリング後のモータ電流信号は、マイクロコンピュータ３に与えられる。
【００２７】
さらに、パワーステアリング装置は、バッテリ４の電源電圧Ｖccを検出し、この検出された電源電圧Ｖccに対応する電源電圧信号を出力する電源電圧検出回路１０を備えている。電源電圧検出回路１０から出力される電源電圧信号は、マイクロコンピュータ３に与えられるようになっている。
マイクロコンピュータ３は、所定の処理周期ΔＴ（たとえばΔＴ＝1(msec) ）ごとに、モータ電流信号に基づいてモータ１に印加すべき目標電圧値V0を設定し、この設定された目標電圧値V0に対応する電圧がモータ１に印加されるように、ドライバ回路２を制御する。
【００２８】
マイクロコンピュータ３は、モータ電流信号が与えられるスイッチ部２０を備えている。スイッチ部２０は、モータ電流信号の供給先を切り替えるためのものである。具体的には、スイッチ部２０は、モータ電流信号を入力フィルタ部２１および駆動電圧指示部２２のいずれか一方に供給する。
入力フィルタ部２１は、電流用フィルタ回路９においてフィルタリングされたモータ電流信号をさらにフィルタリングするソフトウエアフィルタである。入力フィルタ部２１は、たとえば、ピークホールドや移動平均を行い、電流用フィルタ回路９において除去できなかったリプルおよびノイズを除去する。フィルタリング後のモータ電流信号は、駆動電圧指示部２２に与えられる。
【００２９】
なお、以下では、入力フィルタ部２１におけるフィルタリングを、電流用フィルタ回路９におけるフィルタリングと区別するために、「ソフトフィルタリング」と呼ぶ。
駆動電圧指示部２２は、スイッチ部２０から直接与えられるモータ電流信号、または入力フィルタ部２１から出力されるモータ電流信号に基づいて、モータ１の目標電圧値V0を設定し、この設定された目標電圧値V0に対応する目標電圧信号を出力するものである。
【００３０】
なお、以下では、便宜上、駆動電圧指示部２２に与えられるモータ電流信号を「マイコン検出電流信号」と呼ぶ。
スイッチ部２０におけるモータ電流信号の供給先の切替えは、急変検出部２３、およびタイマ部２４によって制御されるようになっている。
急変検出部２３は、バッテリ４の電源電圧Ｖccが急変動したことを検出するためのものである。具体的には、急変検出部２３は、駆動電圧検出回路６から与えられる駆動電圧信号、電流検出回路７から与えられるモータ電流信号、および電源電圧検出回路１０から与えられる電源電圧信号に基づいて、電源電圧Ｖccが急変動したことを検出する。急変検出部２３は、電源電圧Ｖccの急変動を検出した場合には、検出信号を出力する。
【００３１】
タイマ部２４は、所定の電流収束予想時間t0（たとえばt0＝５(msec)）を計測し、計測終了に応答してタイムアップ信号を出力するものである。電流収束予想時間t0は、予め測定された電流収束時間に所定の安全率を乗じた値に相当する。電流収束時間は、ソフトフィルタリングを禁止した状態において、モータ電流信号が変動した後安定するまでの時間を実測することにより得られる。
【００３２】
スイッチ部２０は、急変検出部２３から検出信号が与えられていない期間、すなわち電源電圧Ｖccが安定している期間においては、モータ電流信号を入力フィルタ部２１に与えるようにしている。急変検出部２３から検出信号が与えられた場合、すなわち電源電圧Ｖccが急変動した場合には、モータ電流信号を入力フィルタ部２１をバイパスさせて駆動電圧指示部２２に直接与えるようにする。これにより、電源電圧Ｖccの急変動に伴って変動したマイコン検出電流信号を迅速に安定させるようにしている。また、モータ電流信号をバイパスさせている状態においてタイマ部２４からタイムアップ信号が出力された場合には、モータ電流信号を入力フィルタ部２１に与えるようにする。
【００３３】
駆動電圧指示部２２には、急変検出部２３およびタイマ部２４の各出力が与えられるようになっている。駆動電圧指示部２２は、急変検出部２３およびタイマ部２４の各出力に基づいて、マイコン検出電流信号に応じた目標電圧値V0を設定する通常時設定処理、およびマイコン検出電流信号の値とは無関係に目標電圧値V0を設定する異常時設定処理のうちいずれかを実行する。
【００３４】
より詳述すれば、急変検出部２３から検出信号が出力されていない期間、すなわち電源電圧Ｖccが安定している期間においては、駆動電圧指示部２２は、通常時設定処理を実行する。急変検出部２３から検出信号が与えられた場合、すなわち電源電圧Ｖccが急変動した場合には、駆動電圧指示部２２は、異常時設定処理を実行する。さらに、タイマ部２４からタイムアップ信号が与えられた場合には、駆動電圧指示部２２は、異常時設定処理を終了して通常時設定処理を再開する。駆動電圧指示部２２は、目標電圧値V0を設定すると、この設定された目標電圧値V0に対応する目標電圧信号を出力する。
【００３５】
駆動電圧指示部２２から出力された目標電圧信号は、出力フィルタ部２５に与えられ、この出力フィルタ部２５において所定のフィルタリングが施される。その結果、出力フィルタ部２５の出力である出力電圧信号がある一定の時定数で目標電圧信号に達する。これにより、急に出力電圧を変化させた場合におけるモータ電流のオーバーシュートを防止し、目標電圧が脈動するのを防止する。
【００３６】
出力電圧信号は、比較部２６に与えられる。比較部２６には、出力電圧信号の他、電圧用フィルタ回路８から出力された駆動電圧信号が与えられる。比較部２６は、出力電圧信号と駆動電圧信号とを比較して出力電圧と駆動電圧との電圧差を求め、この求められた電圧差に基づいて、出力電圧と駆動電圧とが一致するようなデューティ比のＰＷＭ(Pulse Width Modulation)信号を作成する。作成されたＰＷＭ信号は、ドライバ回路２に与えられる。その結果、上記目標電圧値V0に対応する電圧がモータ１に印加される。
【００３７】
図２は、異常時設定処理を説明するためのフローチャートである。この異常時設定処理は、通常時設定処理に対する割り込み処理に相当するもので、電源電圧Ｖccの急変動が検出されたことに応答して開始される。
すなわち、マイクロコンピュータ３は、電源電圧Ｖccが急変動したことを検出したか否かを判断し（ステップＳ１）、この判断が肯定されれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、異常時設定処理を実行する。具体的には、マイクロコンピュータ３は、モータ電流信号に対するソフトフィルタリングを禁止させ（ステップＳ２）、モータ１の目標電圧値V0を電源電圧Ｖccの急変動直前の値に固定する（ステップＳ３）。さらに、タイマ部２４における電流収束予想時間t0の計測を開始させる（ステップＳ４）。
【００３８】
マイクロコンピュータ３は、電流収束予想時間t0の計測が終了したか否かを判断する（ステップＳ５）。この判断が否定されれば（ステップＳ５のＮＯ）、モータ電流信号に対するソフトフィルタリングの禁止状態、および目標電圧値V0の固定状態を維持する。一方、上記判断が肯定されれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、ソフトフィルタリングの禁止状態および目標電圧値V0の固定状態を解除する（ステップＳ６）。その後、通常時設定処理に復帰する。
【００３９】
このように、異常時設定処理では、電流収束予想時間t0が経過するまでは、電源電圧Ｖccの急変動直前の目標電圧信号が出力され続けることになる。したがって、モータ１には、電源電圧Ｖccの急変動の影響を受ける前の電圧が印加され続けることになる。すなわち、電源電圧Ｖccの急変動の影響を受けているモータ電流に応じたモータ１の駆動制御は、電流収束予想時間t0にわたって禁止されることになる。
【００４０】
また、電流収束予想時間t0は、上述のように、ソフトフィルタリングを行っていない場合に、モータ電流信号が安定するまでの時間に基づいて設定されたものである。一方、ソフトフィルタリングが禁止されている場合には、マイコン検出電流信号は迅速に安定する。したがって、モータ電流に応じたモータ１の駆動制御の禁止を電流収束予想時間t0が経過するまでに限定すれば、その後は電源電圧Ｖccの急変動の影響のない駆動制御を実現することができる。
【００４１】
図３は、電源電圧Ｖccの急上昇時におけるモータ電流信号およびマイコン検出電流信号を示す波形図である。タイミングｔ１において電源電圧Ｖccが急上昇した場合、これに応答してモータ１の駆動電圧が上昇する。一方、電源電圧Ｖccが急変動した場合には、目標電圧値V0が固定される。したがって、モータ１の駆動電圧は迅速に安定する。その結果、モータ電流信号は、図３(a) に示すように、急上昇した後迅速に安定する。この場合、モータ電流信号が安定するまでの時間は、電流収束予想時間t0よりも若干短い時間となる。具体的には、3(msec) 程度である。
【００４２】
また、この第１実施形態では、電流用フィルタ回路９における遅延時間がほぼ０にされているうえ、電源電圧Ｖccが急変動した場合には、ソフトフィルタリングが禁止されるから、マイコン検出電流信号は、図３(b) に実線で示すように、モータ電流信号と同じ波形となる。したがって、マイコン検出電流信号は、モータ電流信号と同じように、電流収束予想時間t0よりも若干短い時間で安定する。そのため、マイコン検出電流信号の値に応じたモータ１の駆動制御の禁止を電流収束予想時間t0が経過するまでに限定しておけば、その後は電源電圧Ｖccの急変動の影響のないモータ１の駆動制御を行うことができる。
【００４３】
もしも、電流用フィルタ回路９の遅延時間が大きく、かつ、ソフトフィルタリングを行うこととしていれば、マイコン検出電流信号は、図３(b) に二点鎖線で示すように、安定するまでに電流収束予想時間t0よりも長い時間（たとえば500(msec) ）を要する。したがって、この場合に、マイコン検出電流信号の値に応じたモータ１の駆動制御の禁止を電流収束予想時間t0が経過するまでに限定したとしても、その後に設定される目標電圧値V0は、電源電圧Ｖccの急変動の影響を受けた値となってしまい、モータ１を適切に駆動制御することができなくなる。
【００４４】
これに対処するためには、マイコン検出電流信号が安定するまでモータ電流に応じたモータ１の駆動制御を禁止するようにすることが考えられる。しかし、この場合には、モータ１の駆動制御が長時間にわたって禁止されることになるので、操舵補助が適切に行われなくなるおそれがある。
図４は、電源電圧Ｖccの急変動の検出処理を説明するためのフローチャートである。急変検出部２３は、駆動電圧信号に基づいて駆動電圧値を取得し、この取得された駆動電圧値と従前に求められた駆動電圧値とに基づいて、駆動電圧値の時間変化量ｄＶを求める（ステップＵ１）。また、モータ電流信号に基づいてモータ電流値を取得し、この取得されたモータ電流値と従前に取得されたモータ電流値とに基づいて、モータ電流値の時間変化量ｄＩを求める（ステップＵ２）。さらに、電源電圧信号に基づいて電源電圧値Ｖccs を取得する（ステップＵ３）。
【００４５】
次いで、急変検出部２３は、駆動電圧値の時間変化量ｄＶが所定の電圧しきい値Ｖｔ以上であるか否かを判断する（ステップＵ４）。駆動電圧値の時間変化量ｄＶが電圧しきい値Ｖｔ未満であれば（ステップＵ４のＮＯ）、急変検出部２３は、モータ電流値の時間変化量ｄＩが所定の電流しきい値Ｉｔ以上であるか否かを判断する（ステップＵ５）。モータ電流値の時間変化量ｄＩが電流しきい値Ｉｔ未満であれば（ステップＵ５のＮＯ）、急変検出部２３は、電源電圧値Ｖccs が一定時間t2（たとえばt2＝１(msec)）以内に所定の電源しきい値Ｖcct 以上になったか否かを判断する（ステップＵ６）。電源電圧値Ｖccs が一定時間t2以内に電源しきい値Ｖcct 以上になっていなければ（ステップＵ６のＮＯ）、バッテリ４の電源電圧Ｖccは安定していると考えられるから、プログラムは上記ステップＵ１に戻る。
【００４６】
一方、駆動電圧値の時間変化量ｄＶが電圧しきい値Ｖｔ以上であると判断された場合（ステップＵ４のＹＥＳ）、モータ電流値の時間変化量ｄＩが電流しきい値Ｉｔ以上であると判断された場合（ステップＵ５のＹＥＳ）、または、電源電圧値Ｖccs が一定時間t2以内に電源しきい値Ｖcct 以上になったと判断された場合（ステップＵ６のＹＥＳ）には、バッテリ４の電源電圧Ｖccは急変動したと考えられるから、急変検出部２３は検出信号を出力する（ステップＵ７）。
【００４７】
このように、上記ステップＵ４、Ｕ５およびＵ６の判断ステップのうちいずれか１つでも肯定された場合には、電源電圧Ｖccが急変動したと検出される。
電源電圧Ｖccの変動によるモータ１の駆動電圧およびモータ電流の時間変化量は、ステアリングホイールが操舵された場合におけるモータ１の駆動電圧およびモータ電流の時間変化量に比べて大きな値となる。そのため、駆動電圧値の時間変化量ｄＶおよびモータ電流値の時間変化量ｄＩを判断対象にすれば、電源電圧Ｖccが急変動したか否かを確実に検出することができる。
【００４８】
なお、電源電圧Ｖccを直接監視しているのにモータ１の駆動電圧およびモータ電流に基づいて電源電圧Ｖccの急変動を検出しているのは、電源電圧Ｖccは経時変化などによっても変動し、電源電圧Ｖccの急変動を高精度に検出しにくいからである。
また、上述の処理では、ステップＵ４、Ｕ５およびＵ６の判断ステップのうちいずれか１つでも満足された場合に、電源電圧Ｖccの急変動を検出することとしている。しかし、たとえばステップＵ４、Ｕ５およびＵ６の各判断ステップがすべて満足された場合に、電源電圧Ｖccの急変動を検出するようにしてもよい。この場合には、電源電圧Ｖccの急変動であるのか操舵が行われたのかをさらに高精度に検出できる。
【００４９】
さらに、たとえばステップＵ４、Ｕ５およびＵ６の各判断ステップのうちいずれか１つを削除し、残りの２つの判断ステップのいずれか１つまたは両方が満足された場合に、電源電圧Ｖccの急変動を検出するようにしてもよい。
さらにまた、たとえばステップＵ４、Ｕ５およびＵ６の各判断ステップのうちステップＵ４およびＵ６の各判断ステップ、または、ステップＵ５およびＵ６の各判断ステップを削除し、残りのステップＵ５またはＵ４の判断ステップが満足された場合に、電源電圧Ｖccの急変動を検出するようにしてもよい。
【００５０】
以上のようにこの第１実施形態によれば、電源電圧Ｖccが急変動した場合には、モータ１の目標電圧値V0を変動直前の値に固定するから、電源電圧Ｖccの急変動によってモータ１を誤って駆動することを防止できる。しかも、マイコン検出電流信号を迅速に安定させ、安定した後に通常のモータ電流に応じた駆動制御を再開するようにしているから、モータ電流に応じた駆動制御の禁止は非常に短い時間で済む。そのため、モータ１の駆動制御に大きな影響が出ることはなく、操舵補助を適切に行うことができる。
【００５１】
図５は、本発明の第２実施形態に係る異常時設定処理を説明するためのフローチャートである。
上記第１実施形態では、駆動電圧指示部２２において設定される目標電圧値V0を固定することにより、電源電圧Ｖccの急変動に影響されるモータ１の駆動制御を行わないようにしている。これに対して、この第２実施形態では、マイコン検出電流信号の値を固定することにより、電源電圧Ｖccの急変動に影響されるモータ１の駆動制御を行わないようにしている。
【００５２】
さらに詳述すれば、マイクロコンピュータ３は、電源電圧Ｖccが急変動したことが検出されたと判断された場合（ステップＴ１のＹＥＳ）、ソフトフィルタリングを禁止させるとともに（ステップＴ２）、マイコン検出電流信号を電源電圧Ｖccの急変動直前の値に固定する（ステップＴ３）。これにより、その後に設定される目標電圧値V0は、急変動直前の値に固定される。また、タイマ部２４における電流収束予想時間t0の計測を開始させ（ステップＴ４）、電流収束予想時間t0の計測が終了した（ステップＴ５のＹＥＳ）ことに応答して、ソフトフィルタリングの禁止状態を解除するとともに、マイコン検出電流信号の固定状態を解除する（ステップＴ６）。その後、通常時設定処理に復帰する。
【００５３】
このように、マイコン検出電流信号の値を急変動直前の値に固定した場合でも、目標電圧値V0は電源電圧Ｖccの急変動の影響を受けないから、電源電圧Ｖccの急変動の影響を受けているモータ電流に応じたモータ１の駆動制御を行わないようにすることができる。
本発明の実施の２つの形態の説明は以上のとおりであるが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】異常時設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】電源電圧が急上昇した場合における波形図である。
【図４】電源電圧の急変動を検出する処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る異常時設定処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のパワーステアリング装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ モータ
３ マイクロコンピュータ
４ バッテリ
６ 駆動電圧検出回路
７ 電流検出回路
１０ 電源電圧検出回路
２０ スイッチ部
２１ 入力フィルタ部
２２ 駆動電圧指示部
２３ 急変検出部
２４ タイマ部
２６ 比較部

Claims (7)

1. 電動モータを用いて操舵補助力を発生させるパワーステアリング装置において、
   上記電動モータに流れるモータ電流を検出するための電流検出回路と、
   この電流検出回路により検出されたモータ電流に基づいて、上記電動モータに印加すべき電圧を制御するための制御回路とを有し、
   上記制御回路は、
   上記電流検出回路により検出されたモータ電流をフィルタリングするためのフィルタ手段、
   このフィルタ手段によりフィルタリングされたモータ電流に基づいて、上記電動モータを駆動するための目標電圧値を設定するための電圧設定手段、
   この電圧設定手段により設定された目標電圧値に対応する電圧を上記電動モータに印加するための電圧印加手段、
   電源電圧の急激な変動を検出するための急変検出手段、
   この急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、モータ電流に基づく新たな目標電圧値の設定動作を禁止させる急変制御手段、および
   上記急変検出手段において電源電圧の急激な変動が検出されてから所定時間が経過した場合に、上記急変制御手段における制御を禁止させる制御禁止手段を含むものであることを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 上記制御回路は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記フィルタ手段におけるフィルタリングを禁止させるフィルタ制御手段をさらに含むものであることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリング装置。
3. 上記急変制御手段は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出される直前の目標電圧値を所定時間にわたって保持させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワーステアリング装置。
4. 上記急変制御手段は、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出された場合に、上記電圧設定手段を制御し、上記急変検出手段により電源電圧の急激な変動が検出される直前のモータ電流を所定時間にわたって保持させ、この保持されたモータ電流に基づいて目標電圧値を設定させるものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパワーステアリング装置。
5. 上記急変検出手段は、上記電流検出回路により検出されたモータ電流の時間変化量が所定の電流しきい値以上であるか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
6. 上記電動モータの駆動電圧を検出するための駆動電圧検出回路をさらに有し、
   上記急変検出手段は、上記駆動電圧検出手段により検出された駆動電圧の時間変化量が所定の電圧しきい値以上であるか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のパワーステアリング装置。
7. 電源電圧を検出するための電源電圧検出回路をさらに有し、
   上記急変検出手段は、上記電源電圧検出手段により検出された電源電圧が一定時間以内に所定の電源しきい値以上になったか否かに基づいて、電源電圧の急激な変動を検出するものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のパワーステアリング装置。

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