JP3932176B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータによる電動機パワーをステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動パワーステアリング装置は、電動機として直流ブラシ付きモータを用いている。しかしながら、直流ブラシ付きモータの場合には経年変化によるブラシの磨耗等の問題があるので、電動機としてブラシレスモータを用いた電動パワーステアリングも開発されている。ブラシレスモータには、アウタステータとして三相巻線が設けられるとともに、インナロータとして複数の永久磁石が設けられている。そして、ブラシレスモータでは、インナロータの回転位相に基づいて三相巻線が通電されると、インナロータが回転駆動する。したがって、ブラシレスモータは、ブラシを必要としないので、ブラシの磨耗に起因して操舵フィーリングを低下させることはない。また、ブラシレスモータは、インナロータを磁石により構成しているので、その慣性モーメントが小さく、慣性モーメントが大きいことに起因して操舵フィーリングを低下させることもない。
【０００３】
ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータを駆動する電動機駆動回路を構成するＦＥＴ[Field Effect Transistor]をＰＷＭ[Pulse Width Modulation]駆動あるいはオフするために、電動機制御信号を電動機駆動回路に出力している。そのために、電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータで発生させる補助操舵力（すなわち、ブラシレスモータに流す目標電流）を決定するために、操舵トルク検出手段からの操舵トルク信号等に基づいて目標電流信号を設定するとともに、この目標電流信号にイナーシャ制御やダンパ制御による補正を行っている。さらに、電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータに目標電流を流すために、目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号（ブラシレスモータに実際に流れている電流）との偏差および電動機位相検出手段からの電動機位相信号（ブラシレスモータのインナロータの実際の回転位相）とに基づいてフィードバック制御により電動機制御信号を設定している。そして、電動パワーステアリング装置では、電動機駆動回路において電動機制御信号に基づいてＦＥＴがＰＷＭ駆動し、ブラシレスモータが正転駆動または逆転駆動している。
【０００４】
しかし、電動機駆動回路では、ＦＥＴによって数１０アンペア程度の電流を流すので、ＦＥＴにおいて熱を発生する。また、ブラシレスモータを駆動する場合、インナロータの実際の回転位相に基づいて正確に通電制御しなければならない。そこで、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置は、比較的安価で簡易な２個のマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する）で制御を分業する構成となっている。つまり、主として目標電流信号を設定するマイコンを有する制御装置は、電動機駆動回路から離間した位置に配設されているので、操舵トルク信号を整形するためのアナログ回路等が熱による影響を受けることなく、目標電流を高精度に設定できる。一方、主として電動機制御信号を設定するマイコンを有する駆動制御装置は、ブラシレスモータや電動機位相検出手段の近傍に配設されているので、電動機位相信号の伝達経路が短く、ノイズが少なく位相遅れのない電動機位相信号に基づいてブラシレスモータを正確に通電制御できる。そして、この制御装置（マイコン）と駆動制御装置（マイコン）とは、通信線で電気的に接続されており、相互に信号を送受信している。例えば、制御装置からは目標電流信号等を送信しており、一方、駆動制御装置からはダンパ制御に用いる電動機位相信号等を送信している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、制御装置のマイコンでは操舵トルクのセンタ値等のデータが必要であり、一方、駆動制御装置のマイコンではモータエンコーダのオフセット値等のデータが必要である。そのため、各マイコンで必要なデータは、２つのＥＥＰＲＯＭ[Electrically Erasable Programmble Read Only Memory]に各々格納され、各ＥＥＰＲＯＭから各マイコン内に各々読み出されて使用される。そのため、２つのマイコンでブラシレスモータの駆動を制御する電動パワーステアリング装置は、２つのマイコンに対してＥＥＰＲＯＭが各々必要となるので、コスト高となる。
【０００６】
また、２つのマイコン間では、高速通信を行うために、クロック同期式により信号を送受信している。このクロック同期式の通信では、マスタマイコン（制御装置のマイコン）がマイコン内で発生させているクロックに基づいてデータを送信し、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）がマスタマイコンから送信されたクロックに基づいてデータを受信している。そのため、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）では、受信したデータにずれが一度でも発生すると、データずれした信号を受信し続けることになる。この場合、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）では、正常なデータ（目標電流等）が得られないので、制御不能となり、正常な電動機制御信号を設定できない。その結果、電動パワーステアリング装置では、ステアリング系に補助操舵力を与えることができなくなる。
【０００７】
例えば、車両が起動（イグニッションスイッチがオン）したときに、駆動制御装置のマイコンの各部が電気的に立ち上がっていない場合や駆動制御装置のマイコン（ＣＰＵ[Central Processing Unit]）のイニシャルチェックが終了していない場合に制御装置のマイコンがデータの送信を開始すると、駆動制御装置のマイコンでは、データを受信可能な状態でないため、受信したデータにずれが発生する。また、通信中に制御装置のマイコンから駆動制御装置のマイコンへの通信線にノイズが乗ると、通信中のデータにずれが発生し、駆動制御装置のマイコンではデータずれした信号を受信してしまう。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ブラシレスモータを分業で制御する２つの制御手段（マイコン等）を備えることに起因する問題点を解消する電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、前記目標電流設定手段または前記駆動制御手段のいずれか一方に記憶装置を接続し、前記記憶装置が前記目標電流設定手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記目標電流設定手段から前記駆動制御手段に前記通信線を介して送信し、前記記憶装置が前記駆動制御手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記駆動制御手段から前記目標電流設定手段に前記通信線を介して送信することを特徴とする。
【００１０】
この電動パワーステアリング装置によれば、目標電流設定手段と駆動制御手段との間で記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）に格納されているデータを送受信することにより、１つの記憶装置を目標電流設定手段と駆動制御手段とで共有する。そのため、この電動パワーステアリング装置では、目標電流設定手段および駆動制御手段に記憶装置を各々必要としないので、コストを低減できる。
【００１１】
また、前記課題を解決した本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、前記駆動制御手段は、前記目標電流信号を受信可能な状態を示すスタンバイ信号を前記目標電流設定手段に送信し、前記目標電流設定手段は、前記スタンバイ信号を受信した後に、前記駆動制御手段への前記目標電流信号を送信することを特徴とする。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置によれば、駆動制御手段では目標電流信号を受信可能な状態になった場合にスタンバイ信号を送信し、目標電流設定手段ではそのスタンバイ信号を受信した後に駆動制御手段への目標電流信号の送信を開始する。そのため、この電動パワーステアリング装置では、駆動制御手段において、例えば、車両起動時に正常な目標電流信号を確実に受信でき、また、通信中に通信エラーが発生した場合でもスタンバイ信号を送信後には正常な通信を再開できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、コストを低減するために、ブラシレスモータの駆動を制御する目標電流設定手段（マイコン等）と駆動制御手段（マイコン等）の一方に記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）を接続し、記憶装置が接続されている一方の手段から記憶装置に格納されているデータを記憶装置が接続されていない他方の手段に送信する構成とする。また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、目標電流設定手段から送信するデータを駆動制御手段で正常に受信するために、駆動制御手段から目標電流設定手段にスタンバイ信号を送信し、目標電流設定手段ではスタンバイ信号を受信後にデータを駆動制御手段に送信する構成とする。
【００１５】
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータに供給する目標電流を設定するための制御装置と目標電流に基づいてブラシレスモータを駆動するための駆動装置とが離間して配設され、制御装置と駆動装置との間がワイヤハーネスによって接続されている。本実施の形態に係る制御装置は、各種演算を行うための１チップの制御用マイコンおよび各種データを記憶するためのＥＥＰＲＯＭを備えており、ピニオン軸に沿って配設される。一方、本実施の形態に係る駆動装置は、各種演算を行うための１チップの駆動制御用マイコンおよび電動機駆動回路を備えており、ブラシレスモータに隣接して配設される。本実施の形態では、制御用マイコンと駆動制御用マイコンとはクロック同期式により通信する。
【００１６】
まず、図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の全体構成について説明する。図１は、電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール３から操舵輪Ｗ，Ｗに至るステアリング系Ｓに備えられ、手動操舵力発生手段２による操舵力をアシストする。そのために、電動パワーステアリング装置１は、制御装置４からの目標電流信号ＩＭＳに基づいて駆動装置５で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧ＶＭによってブラシレスモータ６を駆動して補助トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力を軽減する。
なお、本実施の形態では、ブラシレスモータ６が特許請求の範囲に記載の電動機に相当する。
【００１８】
手動操舵力発生手段２は、ステアリングホイール３に一体に設けられたステアリング軸２ａに連結軸２ｂを介してラック＆ピニオン機構７のピニオン軸７ａが連結されている。なお、連結軸２ｂは、その両端に自在継ぎ手２ｃ，２ｄを備えている。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン軸７ａの先端のピニオン７ｂに噛み合うラック歯７ｄがラック軸７ｃに形成され、ピニオン７ｂとラック歯７ｄの噛み合いにより、ピニオン軸７ａの回転運動をラック軸７ｃの横方向（車両幅方向）の往復運動とする機構である。さらに、ラック軸７ｃには、その両端にボールジョイント８，８およびタイロッド９，９を介して、操舵輪としての左右の前輪Ｗ，Ｗが連結されている。
【００１９】
また、電動パワーステアリング装置１は、補助トルクを発生させるために、ブラシレスモータ６を備えている。ブラシレスモータ６は、補助トルクをトルクリミッタ１０および歯車式減速機構１１を介してピニオン軸７ａに作用させる。
【００２０】
つまり、電動パワーステアリング装置１は、ドライバがステアリングホイール３に加えた操舵トルクをピニオン軸７ａに伝達するとともにその操舵トルクに応じたブラシレスモータ６で発生させた補助トルクをピニオン軸７ａに伝達し、ラック＆ピニオン機構７によって操舵輪Ｗ，Ｗを転舵させる装置である。
【００２１】
電動パワーステアリング装置１では、車幅方向に延びるハウジング（図示せず）に、ラック軸７ｃが軸長手方向へスライド可能に収納されている。さらに、このハウジングには、ラック＆ピニオン機構７やトルクリミッタ１０、歯車式減速機構１１が収納されている。また、このハウジングの上部開口部は、リッド（図示せず）によって塞がれ、このリッドの中央にピニオン軸７ａが挿通され、内部に操舵トルクセンサＴＳが取り付けられている。さらに、リッドの外周面には、制御装置４を収納するための収納ケース（図示せず）が取り付けられ、制御装置４が配設されている。
【００２２】
また、前記ハウジングの側部開口は、別のリッド（図示せず）によって塞がれ、このリッドのハウジングとの反対側にはモータケース（図示せず）が取り付けられている。モータケースには、ブラシレスモータ６が収納されるとともに、ブラシレスモータ６の一端側に電動機回転検出手段１３が収納されている。また、モータケースの外周面には、駆動装置５を収納するための収納ケース（図示せず）が取り付けられている。したがって、駆動装置５は、ブラシレスモータ６および電動機回転検出手段１３に隣接して配設されている。
【００２３】
また、前記ハウジングの側部開口の内側には、トルクリミッタ１０が収納されている。トルクリミッタ１０は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）にセレーション結合した雄テーパ状のインナ部材（図示せず）を歯車式減速機構１１のウォーム軸（図示せず）にセレーション結合した雌テーパ状（カップ状）のアウタ部材（図示せず）に嵌合したトルク制限機構である。トルクリミッタ１０に所定の摩擦力を上回る大きなトルクが作用すると、インナ部材の外周面とアウタ部材の内周面とがスリップする。そのため、ブラシレスモータ６から歯車式減速機構１１へ伝達する補助トルクを制限し、オーバトルクをカットすることができる。したがって、ブラシレスモータ６に過大なトルクが発生することなく、トルクリミッタ１０の下流側にも過大なトルクが伝わらない。
【００２４】
さらに、前記ハウジングには、歯車式減速機構１１が収納されている。歯車式減速機構１１は、ブラシレスモータ６で発生した補助トルクをピニオン軸７ａに伝達するトルク伝達手段であり、ウォームギア機構からなる。歯車式減速機構１１は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）にトルクリミッタ１０を介して連結したウォーム軸（図示せず）、このウォーム軸に形成したウォームギア（図示せず）と、ピニオン軸７ａに連結したウォームホイール（図示せず）から構成される。
【００２５】
制御装置４は、車速センサＶＳ、操舵トルクセンサＴＳの各検出信号Ｖ，Ｔが入力される。そして、制御装置４は、これらの検出信号Ｖ，Ｔに基づいてブラシレスモータ６に流す目標となる電流として目標電流信号ＩＭＳを演算し、この目標電流信号ＩＭＳを駆動装置５に出力する。制御装置４は、駆動装置５とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されている。このワイヤハーネスＷＨは、クロック用通信線ＣＷ、データ送信用通信線ＴＷ、データ受信用通信線ＲＷ、スタンバイ信号用通信線ＳＷ等を有している（図２参照）。
なお、本実施の形態では、操舵トルクセンサＴＳが特許請求の範囲に記載の操舵トルク検出手段に相当し、クロック用通信線ＣＷ、データ送信用通信線ＴＷ、データ受信用通信線ＲＷ、スタンバイ信号用通信線ＳＷ等が特許請求の範囲に記載する通信線に相当する。
【００２６】
駆動装置５は、電動機電流検出手段１２、電動機回転検出手段１３の各検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯが入力される。そして、駆動装置５は、駆動制御用マイコン５０で目標電流信号ＩＭＳとこれらの検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯに基づいて電動機制御信号ＶＯを生成し、電動機駆動回路５１によって電動機制御信号ＶＯに基づいてブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する（図２参照）。また、駆動装置５は、バッテリＢＴにフューズＦＳを介して直接接続されるとともにフューズＦＳ，ＦＳおよびイグニッションスイッチＩＧを介して接続され、バッテリ電源（１２Ｖ）が供給される。そして、駆動装置５は、バッテリ電源（１２Ｖ）によって定電圧（５Ｖ）を発生させ、この定電圧を制御装置４にも供給している。
なお、本実施の形態では、電動機回転検出手段１３が特許請求の範囲に記載する電動機位相検出手段に相当し、電動機駆動回路５１が特許請求の範囲に記載する電動機駆動手段に相当する。
【００２７】
車速センサＶＳは、車速を単位時間当たりのパルス数として検出するセンサであり、検出したパルス数に対応したパルス信号を車速信号Ｖとして制御装置４に送信している。なお、車速センサＶＳは、電動パワーステアリング装置１の専用センサであってもよいし、他のシステムの車速センサを利用してもよい。
【００２８】
操舵トルクセンサＴＳは、ピニオン軸７ａに作用したトルクに応じて生じる磁歪効果を電気コイルによって電気磁気的に検出する磁歪式トルクセンサであり、ドライバによる手動の操舵トルクの大きさおよび方向を検出している。そして、操舵トルクセンサＴＳは、検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号を操舵トルク信号Ｔとして制御装置４に送信している。なお、操舵トルク信号Ｔは、大きさを示す操舵トルクとトルクの向きを示すトルク方向の情報を含んでいる。
【００２９】
電動機電流検出手段１２は、ブラシレスモータ６に対して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、ブラシレスモータ６に実際に流れる電動機電流ＩＭを検出している。そして、電動機電流検出手段１２は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを駆動装置５にフィードバック（負帰還）している。なお、電動機電流信号ＩＭＯは、三相交流信号であり、ブラシレスモータ６の各相の巻線に実際に流れる電流の大きさを示す電動機電流値と、ブラシレスモータ６の三相巻線の中で電動機電流が流れている相の巻線の情報とを含んでいる。
【００３０】
電動機回転検出手段１３は、ブラシレスモータ６の一端側に配設され、ブラシレスモータ６のインナロータ（図示せず）の電動機回転角度ＰＭを検出するためのレゾルバである。そのために、電動機回転検出手段１３は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）の一端に取り付けられた積層コアロータ（図示せず）と、その積層コアロータの回転角度を磁気的に検知する検知素子（励磁コイルと検出コイルの組合せ）（図示せず）を備えている。そして、電動機回転検出手段１３は、電動機回転角度ＰＭに対応した電動機回転信号ＰＭＯを駆動装置５に送信している。なお、電動機回転信号ＰＭＯは、ブラシレスモータ６のインナロータ（図示せず）の回転方向、回転角度等の情報を含み、２つの励磁信号、２つの余弦信号および２つの正弦信号からなる。
【００３１】
図２を参照して、制御装置４の構成について説明する。図２は、制御装置および駆動装置のブロック構成図である。
【００３２】
制御装置４は、駆動装置５とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されており、ワイヤハーネスＷＨを介して各種信号を通信している（図１参照）。制御装置４は、１チップの制御用マイコン４０、この制御用マイコン４０に含まれるトルクセンサＩ／Ｆ回路４１と車速センサＩ／Ｆ回路４２、各種信号の出力回路（図示せず）、制御用マイコン４０で使用する各種データを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ４３およびウォッチドックタイマ（図示せず）等から構成されている。なお、本実施の形態では、制御用マイコン４０が特許請求の範囲に記載する目標電流設定手段に相当し、ＥＥＰＲＯＭが特許請求の範囲に記載する記憶装置に相当する。
【００３３】
そして、制御装置４では、車両から各種検出信号Ｔ，Ｖおよび駆動装置５から電動機回転速度信号ＳＭＯを取り込み、取り込んだ信号Ｔ，Ｖ，ＳＭＯに基づいてブラシレスモータ６に流す目標電流を設定する。
【００３４】
また、制御装置４は、ウォッチドックタイマにより制御用マイコン４０の動作を監視しており、その動作を自己監視するとともに、ウォッチドックタイマにより制御用マイコン４０の動作の異常（故障）を検出した場合には駆動装置５（駆動制御用マイコン５０）に故障信号を送信する。さらに、制御装置４は、ウォッチドックパルスを駆動制御用マイコン５０に送信し、そのパルスが駆動制御用マイコン５０から返信されることを確認することによって、駆動制御用マイコン５０の動作を相互監視している。
【００３５】
制御用マイコン４０の制御構成を説明する前に、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１および車速センサＩ／Ｆ回路４２ならびにＥＥＰＲＯＭ４３について説明しておく。
【００３６】
トルクセンサＩ／Ｆ回路４１は、操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔ（アナログ信号）が入力され、目標電流設定部４０ａおよびイナーシャ制御部４０ｄに操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）を出力する。トルクセンサＩ／Ｆ回路４１では、アナログ信号である操舵トルク信号Ｔをディジタル信号に変換する。
【００３７】
車速センサＩ／Ｆ回路４２は、車速センサＶＳからの車速信号Ｖ（パルス信号）が入力され、目標電流設定部４０ａおよびイナーシャ制御部４０ｄに車速信号Ｖ（ディジタル信号）を出力する。車速センサＩ／Ｆ回路４２では、パルス信号である車速信号Ｖをディジタル信号に変換する。
【００３８】
ＥＥＰＲＯＭ４３は、制御用マイコン４０と駆動制御用マイコン５０とで共用する記憶装置であり、電気的な操作により書き換え可能である。ＥＥＰＲＯＭ４３には、制御用マイコン４０で使用する操舵トルクのセンタ値、目標電流信号ＩＭＳを設定するための各種マップ、制御用マイコン４０のフェール履歴等および駆動制御用マイコン５０で使用するモータエンコーダのオフセット値、駆動制御用マイコン５０のフェール履歴等が格納されている。ちなみに、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータは、車両の生産工場やディーラ等において書き換えられる。
【００３９】
制御用マイコン４０の制御構成について説明する。
制御用マイコン４０は、目標電流信号ＩＭＳを設定するために目標電流設定部４０ａ、ダンパ制御部４０ｂ、ダンパ補正部４０ｃ、イナーシャ制御部４０ｄおよびイナーシャ補正部４０ｅを備え、その他にクロック発生部４０ｆおよびスタンバイ信号受信部４０ｇ等を備えている。そして、制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて、目標電流信号ＩＭＳを設定するための各部４０ａ〜４０ｅにおける処理を基本処理時間（制御用）毎に繰り返し実行している。
【００４０】
目標電流設定部４０ａについて説明する。
目標電流設定部４０ａは、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１からの操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）および車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）が入力され、ダンパ補正部４０ｃに目標電流信号ＩＭＳを出力する。目標電流設定部４０ａでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳとの対応するマップに基づいて、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳを読み出す。この目標電流信号ＩＭＳは、ブラシレスモータ６に流す目標の電動機電流を設定する上で基準となる電流の情報を含む信号である。ちなみに、目標電流信号ＩＭＳは、車速信号Ｖに対して、路面反力の大きい低速の場合には大きい値が対応づけられ、走行時の安定性を確保するために高速の場合には小さい値が対応づけられている。また、目標電流信号ＩＭＳは、操舵トルク信号Ｔに対して、操舵トルク信号Ｔが０近傍では０に対応づけられ、所定の操舵トルク信号Ｔ以上になると操舵トルク信号Ｔの増加に従って増加する値に対応づけられている。なお、目標電流信号ＩＭＳは、ブラシレスモータ６に流すことができる最大電流が規定されているので、最大目標電流以下に設定される。
【００４１】
ダンパ制御部４０ｂについて説明する。
ダンパ制御部４０ｂは、駆動制御用マイコン５０から送信された電動機回転速度信号ＳＭＯが入力され、ダンパ補正部４０ｃにダンパ制御信号を出力する。ダンパ制御部４０ｂでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した電動機回転速度信号ＳＭＯとダンパ制御信号との対応するデータに基づいて、電動機回転速度信号ＳＭＯをアドレスとして対応するダンパ制御信号を読み出す。ダンパ制御信号は、アシストの効き過ぎを減衰させて操舵フィーリングを向上させるために、電動機回転速度信号ＳＭＯに対して、電動機回転速度信号ＳＭＯが大きいほど大きな値が対応づけられる。なお、ダンパ制御部４０ｂでは、車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）を入力し、車速信号Ｖも加味してダンパ制御信号を設定してもよい。
【００４２】
ダンパ補正部４０ｃについて説明する。
ダンパ補正部４０ｃは、目標電流設定部４０ａからの目標電流信号ＩＭＳおよびダンパ制御部４０ｂからのダンパ制御信号が入力され、イナーシャ補正部４０ｅに目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）を出力する。ちなみに、ダンパ制御部４０ｂとダンパ補正部４０ｃによるダンパ制御では、ブラシレスモータ６に大きな電動機電流ＩＭが供給されたときのブラシレスモータ６の回転部分の慣性によるアシストの効き過ぎを減衰し、操舵フィーリングを向上させる。つまり、ブラシレスモータ６は、大きな電動機電流ＩＭが供給されて回転速度が速くなると、その慣性によって直ぐには回転速度が低下しない。そこで、ダンパ制御では、ブラシレスモータ６の回転速度を抑制制御している。そのために、ダンパ制御は、目標電流信号ＩＭＳをダンパ制御信号分減衰させる。そこで、ダンパ補正部４０ｃでは、目標電流信号ＩＭＳからダンパ制御信号を減算し、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）を算出する。
【００４３】
イナーシャ制御部４０ｄについて説明する。
イナーシャ制御部４０ｄは、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１からの操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）および車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）が入力され、イナーシャ補正部４０ｅにイナーシャ制御信号を出力する。まず、イナーシャ制御部４０ｄでは、操舵トルク信号Ｔを時間微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、イナーシャ制御部４０ｄでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖとイナーシャ制御信号との対応するデータに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ制御信号を読み出す。また、イナーシャ制御信号は、操舵トルクの時間微分値に対して、ドライバによるステアリング操作に対しての応答性を向上させるために、この時間微分値が大きいほど大きな値が対応づけられる。
【００４４】
イナーシャ補正部４０ｅについて説明する。
イナーシャ補正部４０ｅは、ダンパ補正部４０ｃからの目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）およびイナーシャ制御部４０ｄからのイナーシャ制御信号が入力され、駆動制御用マイコン５０に目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を送信する。ちなみに、イナーシャ制御部４０ｄとイナーシャ補正部４０ｅによるイナーシャ制御では、ブラシレスモータ６の回転部分の慣性による応答性の低下を向上させ、操舵フィーリングを向上させる。つまり、ブラシレスモータ６は、正回転から逆回転または逆回転から正回転と回転方向を切り替える際、電動機電圧ＶＭの印加する向きを変えても、その慣性によって直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ制御では、ブラシレスモータ６の回転方向の切り替わりがステアリングホイール３の回転方向の切り替わるタイミングに一致するように制御している。そのために、イナーシャ制御は、目標電流信号ＩＭＳを、ブラシレスモータ６の慣性を打ち消すためにイナーシャ制御信号分増加させる。そこで、イナーシャ補正部４０ｅでは、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）にイナーシャ制御信号を加算し、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を算出する。
【００４５】
クロック発生部４０ｆについて説明する。
クロック発生部４０ｆでは、制御用マイコン４０における基本となるクロックを発生する。制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて基本処理時間（制御用）を生成している。また、制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて駆動制御用マイコン５０との間でクロック同期式の通信を行っており、データ送信用通信線ＴＷを介してデータを送信するとともにデータ受信用通信線ＲＷを介してデータを受信している。そのために、制御用マイコン４０では、発生したクロックをクロック用通信線ＣＷを介して駆動制御用マイコン５０に送信している。
【００４６】
スタンバイ信号受信部４０ｇについて説明する。
スタンバイ信号受信部４０ｇは、送信したデータが駆動制御用マイコン５０で正常に受信できるように、データの送信開始時点を管理している。そのために、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号用通信線ＳＷを介して駆動制御用マイコン５０から送信されたスタンバイ信号を受信し、そのスタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視している。つまり、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＨＩ信号の場合には駆動制御用マイコン５０においてデータを受信可能な状態と判定し、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を許可する。一方、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号の場合には駆動制御用マイコン５０においてデータを受信不可能な状態と判定し、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を禁止する。
【００４７】
具体的には、イグニッションスイッチＩＧがオンしたとき（図１参照）、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を許可する。このとき、制御用マイコン４０では、その許可がでるまで駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を停止し、許可がでるとデータの送信を開始する。また、イグニッションスイッチＩＧがオンした後に駆動制御用マイコン５０への送信を開始してから、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＨＩ信号からＬＯ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を禁止する。このとき、制御用マイコン４０では、一旦、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を停止する。その後、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を許可する。このとき、制御用マイコン４０では、再度、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。
【００４８】
特に、イグニッションスイッチＩＧがオンしたときには、制御用マイコン４０では、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータを読み出し、読み出したデータのうち駆動制御用マイコン５０で使用するデータを駆動制御用マイコン５０に送信する。
【００４９】
図２を参照して、駆動装置５の構成について説明する。
【００５０】
駆動装置５は、制御装置４とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されており、ワイヤハーネスＷＨを介して各種信号を通信している（図１参照）。駆動装置５は、１チップの駆動制御用マイコン５０、電動機駆動回路５１、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２、Ｒ／Ｄ変換回路５３、各種信号の出力回路（図示せず）およびウォッチドックタイマ（図示せず）等から構成されている。
なお、本実施の形態では、駆動制御用マイコン５０が特許請求の範囲に記載する駆動制御手段に相当する。
【００５１】
そして、駆動装置５では、車両から各種検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯおよび制御装置４から目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を取り込み、取り込んだ信号ＩＭＯ，ＰＭＯ，ＩＭＳに基づいて電動機制御信号ＶＯを設定し、ブラシレスモータ６を駆動するために通電する。
【００５２】
また、駆動装置５は、ウォッチドックタイマにより駆動制御用マイコン５０の動作を監視しており、その動作を自己監視するとともに、ウォッチドックタイマにより駆動制御用マイコン５０の動作の異常（故障）を検出した場合には制御装置４（制御用マイコン４０）に故障信号を送信する。さらに、駆動装置５は、ウォッチドックパルスを制御用マイコン４０に送信し、そのパルスが制御用マイコン４０から返信されることを確認することによって、制御用マイコン４０の動作を相互監視している。
【００５３】
駆動制御用マイコン５０を説明する前に、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２およびＲ／Ｄ変換回路５３について説明しておく。
【００５４】
電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２は、電動機電流検出手段１２からの電動機電流信号ＩＭＯ（アナログ信号）が入力され、駆動制御用マイコン５０に電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）を出力する。電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２では、アナログ信号である電動機電流信号ＩＭＯをディジタル信号に変換する。
【００５５】
Ｒ／Ｄ変換回路５３は、電動機回転検出手段１３からの電動機回転信号ＰＭＯ（アナログ信号）が入力され、駆動制御用マイコン５０に電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）を出力する。Ｒ／Ｄ変換回路５３では、アナログ信号である電動機回転信号ＰＭＯから回転方向、回転角度を演算し、ディジタル信号である電動機回転信号ＰＭＯに変換する。
【００５６】
駆動制御用マイコン５０について説明する。
駆動制御用マイコン５０は、電動機制御信号ＶＯを設定するために電流変換部５０ａ、回転角変換部５０ｂ、トルク用偏差演算部５０ｃ、磁界用偏差演算部５０ｄ、トルク用ＰＩ制御部５０ｅ、磁界用ＰＩ制御部５０ｆ、電圧変換部５０ｇ、ＰＷＭ変換部５０ｈを備え、その他にクロック発生部５０ｉおよびスタンバイ信号発信部５０ｊ等を備えている。そして、駆動制御用マイコン５０では、クロック発生部５０ｉで発生したクロックに基づいて、電動機制御信号ＶＯを設定するための各部５０ａ〜５０ｈにおける処理を基本処理時間（駆動制御用）毎に繰り返し実行している。
【００５７】
電流変換部５０ａについて説明する。
電流変換部５０ａは、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２からの電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）および回転角変換部５０ｂからの電動機回転位相信号が入力され、トルク用偏差演算部５０ｃにトルク制御用電流信号および磁界用偏差演算部５０ｄに磁界制御用電流信号を出力する。電流変換部５０ａでは、三相交流である電動機電流信号ＩＭＯと電動機回転位相信号等に基づいて、電動機電流からブラシレスモータ６の回転トルクを発生させている電流成分を取り出してトルク制御用電流信号を設定するとともにブラシレスモータ６の磁界を発生させている電流成分を取り出して磁界制御用電流信号を設定する。
【００５８】
回転角変換部５０ｂについて説明する。
回転角変換部５０ｂは、Ｒ／Ｄ変換回路５３からの電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）が入力され、電流変換部５０ａおよび電圧変換部５０ｇに電動機回転位相信号を出力するとともに制御用マイコン４０に電動機回転速度信号ＳＭＯを送信する。回転角変換部５０ｂでは、電動機回転信号ＰＭＯの回転角や回転方向に基づいてブラシレスモータ６の回転速度を算出し、電動機回転速度信号ＳＭＯを設定する。また、回転角変換部５０ｂでは、電動機回転信号ＰＭＯの回転角や回転方向および回転速度に基づいて進み角を加味した正確な回転位相を算出し、電動機回転位相信号を設定する。
【００５９】
トルク用偏差演算部５０ｃについて説明する。
トルク用偏差演算部５０ｃは、制御用マイコン４０から送信された目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）および電流変換部５０ａからのトルク制御用電流信号が入力され、トルク用ＰＩ制御部５０ｅにトルク制御用偏差信号を出力する。トルク用偏差演算部５０ｃでは、目標電流信号ＩＭＳからトルク制御用電流信号を減算し、トルク制御用偏差信号を設定する。
【００６０】
磁界用偏差演算部５０ｄについて説明する。
磁界用偏差演算部５０ｄは、電流変換部５０ａからの磁界制御用電流信号が入力され、磁界用ＰＩ制御部５０ｆに磁界制御用偏差信号を出力する。磁界用偏差演算部５０ｄでは、０から磁界制御用電流信号を減算し、磁界制御用偏差信号を設定する。
【００６１】
トルク用ＰＩ制御部５０ｅについて説明する。
トルク用ＰＩ制御部５０ｅは、トルク用偏差演算部５０ｃからのトルク制御用偏差信号が入力され、電圧変換部５０ｇにトルク用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）を出力する。トルク用ＰＩ制御部５０ｅでは、トルク制御用偏差信号にＰ（比例）およびＩ（積分）制御を行い、そのトルク制御用偏差を０に近づけるためにブラシレスモータ６に印加する電動機電圧（直流成分）とブラシレスモータ６の回転方向を示すトルク用ＰＩ制御信号を設定する。
【００６２】
磁界用ＰＩ制御部５０ｆについて説明する。
磁界用ＰＩ制御部５０ｆは、磁界用偏差演算部５０ｄからの磁界制御用偏差信号が入力され、電圧変換部５０ｇに磁界用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）を出力する。磁界用ＰＩ制御部５０ｆでは、磁界制御用偏差信号にＰ（比例）およびＩ（積分）制御を行い、その磁界制御用偏差を０に近づけるためにブラシレスモータ６に印加する電動機電圧（直流成分）とブラシレスモータ６の回転方向を示す磁界用ＰＩ制御信号を設定する。
【００６３】
電圧変換部５０ｇについて説明する。
電圧変換部５０ｇは、回転角変換部５０ｂからの電動機回転位相信号、トルク用ＰＩ制御部５０ｅからのトルク用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）および磁界用ＰＩ制御部５０ｆからの磁界用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）が入力され、ＰＷＭ変換部５０ｈにＰＩ制御信号（三相交流電圧成分）を出力する。電圧変換部５０ｇでは、電動機回転位相信号に基づいて、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）巻線のうちの電動機電圧を印加する相の巻線を決定する。そして、電圧変換部５０ｇでは、トルク用ＰＩ制御信号および磁界用ＰＩ制御信号に基づいて、三相交流成分であるＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧からなるＰＩ制御信号を設定する。
【００６４】
ＰＷＭ変換部５０ｈについて説明する。
ＰＷＭ変換部５０ｈは、電圧変換部５０ｇからのＰＩ制御信号（三相交流電圧成分）が入力され、電動機駆動回路５１に電動機制御信号ＶＯを出力する。ＰＷＭ変換部５０ｈでは、ＰＩ制御信号に基づいてブラシレスモータ６に供給する電動機電流ＩＭの電流値と各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応したＰＷＭ信号またはオフ信号を電動機駆動回路５１のＦＥＴ５１ａ〜５１ｆに対して各々生成する。つまり、ＰＷＭ変換部５０ｈでは、電圧を印加する相の巻線の情報を含むＰＩ制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成する対象となるＦＥＴ５１ａ〜５１ｆを判断し、ＰＩ制御信号のＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧の情報に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。
【００６５】
ちなみに、ブラシレスモータ６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線で構成されており、電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）が各相の端子Ｕ0，Ｖ0，Ｗ0に印加され、三相の巻線が位相順に三相交流として通電されることによってインナロータ（モータ軸）（図示せず）が回転する。また、ブラシレスモータ６は、Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相の位相順あるいはＵ相→Ｗ相→Ｖ相→Ｕ相の位相順に通電されることによって、正回転駆動あるいは逆回転駆動する。そこで、ＰＩ制御部５０ｅ，５０ｆでは各偏差信号によってブラシレスモータ６を回転させる方向と各相の電圧を決定し、電圧変換部５０ｇでは電動機回転位相信号に基づいて通電する相の巻線を決定している。
【００６６】
クロック発生部５０ｉについて説明する。
クロック発生部５０ｉでは、駆動制御用マイコン５０における基本となるクロックを発生する。駆動制御用マイコン５０では、クロック発生部５０ｉで発生したクロックに基づいて基本処理時間（駆動制御用）を生成している。なお、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から送信されたクロックに基づいて、制御用マイコン４０との間でクロック同期式の通信を行っており、データ送信用通信線ＴＷを介してデータを受信するとともにデータ受信用通信線ＲＷを介してデータを送信している。
【００６７】
スタンバイ信号発信部５０ｊについて説明する。
スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータを正常に受信するために、スタンバイ信号を制御用マイコン４０にスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信している。スタンバイ信号は、ＨＩ信号とＬＯ信号からなり、駆動制御用マイコン５０においてデータを正常に受信可能な状態やデータを正常に受信している場合にはＨＩ信号が設定され、駆動制御用マイコン５０においてデータを正常に受信不可能な状態やデータを正常に受信していない場合にはＬＯ信号が設定される。
【００６８】
具体的には、イグニッションスイッチＩＧがオンしたときに（図１参照）、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータを駆動制御用マイコン５０において受信可能な状態か否かを確認し、正常に受信できない状態の場合にはスタンバイ信号としてＬＯ信号を設定し、受信可能な状態であることを確認した場合にはスタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。続いて、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、データを正常に受信している場合にはスタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。また、制御用マイコン４０からのデータの受信を開始した後に、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出し、正常にデータを受信していない場合にはスタンバイ信号としてＬＯ信号を設定する。そして、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータの送信が一旦停止したことを確認すると、スタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。
なお、本実施の形態では、ＨＩ信号のスタンバイ信号が特許請求の範囲に記載するデータを受信可能な状態を示すスタンバイ信号に相当する。
【００６９】
駆動制御用マイコン５０において受信可能な状態かの確認では、例えば、駆動制御用マイコン５０の各部が電気的に立ち上がっているか、駆動制御用マイコン５０のＣＰＵのイニシャルチェックが終了しているか等を確認する。イグニッションスイッチＩＧがオンしたときにこのようなことを確認しておくことにより、受信開始時にデータずれが発生しない。また、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かの検出では、例えば、受信したデータに対してサムチェックやパリティチェックを行ったり、一定時間毎にデータを受信しているかのチェックを行う。このようなチェックを行うことにより、データずれ等を検出することができる。そのため、データ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等により通信エラーが発生した場合でも、そのエラーを解消して、正常な受信を再開することができる。
【００７０】
電動機駆動回路５１について説明する。
電動機駆動回路５１は、駆動制御用マイコン５０からの電動機制御信号ＶＯが入力され、ブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する。そのために、電動機駆動回路５１は、ＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆでブリッジ回路が構成され、電源電圧５１ｇから１２Ｖの電圧が供給される。さらに、電動機駆動回路５１は、ブラシレスモータ６のＵ0端子がＦＥＴ５１ａのソースＳａとＦＥＴ５１ｂのドレインＤｂとの接続端に接続され、ブラシレスモータ６のＶ0端子がＦＥＴ５１ｃのソースＳｃとＦＥＴ５１ｄのドレインＤｄとの接続端に接続され、ブラシレスモータ６のＷ0端子がＦＥＴ５１ｅのソースＳｅとＦＥＴ５１ｆのドレインＤｆとの接続端に接続されている。ＦＥＴ５１ａ〜５１ｆは、各ゲートＧａ〜ＧｆにＰＷＭ信号またはオフ信号が各々入力され、ＰＷＭ信号が入力されて論理レベル１のときにオンする。なお、ブラシレスモータ６に印加される電動機電圧ＶＭは、選択的にＰＷＭ駆動されるＦＥＴのＰＷＭ信号のデューティ比によって決定される。
【００７１】
それでは、図１および図２を参照して、電動パワーステアリング装置１における制御装置４および駆動装置５の動作について説明する。ここでは、イグニッションスイッチＩＧがオンした場合、駆動制御用マイコン５０でデータ受信中にデータ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等によりデータずれが発生した場合について説明する。
【００７２】
イグニッションスイッチＩＧがオンした場合について説明する。
【００７３】
イグニッションスイッチＩＧがオンすると、制御装置４では、各電気回路等が立ち上がるとともに、制御用マイコン４０に定電圧を供給する。すると、制御用マイコン４０では、各部が電気的に立ち上がるとともに、ＣＰＵがイニシャルチェックを行う。イニシャルチェック後、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０からのスタンバイ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して受信し、そのスタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視するとともに、クロック用通信線ＣＷを介して内部で発生しているクロックの送信を開始する。このとき、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わるまで、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０にデータの送信を行わない。また、制御用マイコン４０では、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータを内部のＲＡＭ[Random Access Memory]に読み出す。
【００７４】
一方、駆動装置５でも、各電気回路等が立ち上がるとともに、駆動制御用マイコン５０に定電圧を供給する。すると、駆動制御用マイコン５０では、各部が電気的に立ち上がるとともに、ＣＰＵがイニシャルチェックを行う。イニシャルチャック後、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０からのデータを受信可能な状態か否かを確認し、受信可能な状態になるまで制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＬＯ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信し、受信可能な状態を確認すると制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＨＩ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。
【００７５】
制御用マイコン４０では、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出すると、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。まず、制御用マイコン４０では、ＲＡＭに読み出しているＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータのうち駆動制御用マイコン５０で使用するデータを、データ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により送信する。
【００７６】
すると、駆動制御用マイコン５０では、そのＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータを、制御用マイコン４０から送信されているクロックに基づいてクロック同期式により受信する。このとき、駆動制御用マイコン５０では、各部が受信可能な状態なので、正常にデータを受信できる。そして、駆動制御用マイコン５０では、受信したＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータを、内部のＲＡＭに記憶させる。
【００７７】
そして、制御用マイコン４０では、基本処理時間（制御用）毎に、操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいて目標電流信号ＩＭＳを設定し、さらに、その目標電流信号ＩＭＳに操舵トルク信号Ｔ、車速信号Ｖおよび駆動制御用マイコン５０からの電動機回転速度信号ＳＭＯに基づいてダンパ制御およびイナーシャ制御による補正を施す。また、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視している。ちなみに、制御用マイコン４０では、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）等を駆動制御用マイコン５０にデータ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により送信するとともに、電動機回転速度信号ＳＭＯ等を駆動制御用マイコン５０からデータ受信用通信線ＲＷを介してクロック同期式により受信している。
【００７８】
一方、駆動制御用マイコン５０では、基本処理時間（駆動制御用）毎に、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）、電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）および電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）に基づいて電動機制御信号ＶＯを設定する。また、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出し、データを正常に受信している間はスタンバイ信号としてＨＩ信号を制御用マイコン４０にスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信している。ちなみに、駆動制御用マイコン５０では、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）等を制御用マイコン４０からデータ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により受信するとともに、電動機回転速度信号ＳＭＯ等を制御用マイコン４０にデータ受信用通信線ＲＷを介してクロック同期式により送信している。
【００７９】
さらに、電動機駆動回路５１では、電動機制御信号ＶＯに対応してＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆが選択的にＰＷＭ駆動し、ブラシレスモータ６のＵ0端子、Ｖ0端子あるいはＷ0端子に電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）を印加する。このとき、電動機駆動回路５１では、電動機制御信号ＶＯに応じてブラシレスモータ６を正回転方向（または逆回転方向）に駆動するために、選択的にＰＷＭ駆動するＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを順次変え、印加する電動機電圧ＶＭの電圧値も変化させている。
【００８０】
そして、ブラシレスモータ６では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの巻線に電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）が印加され、電動機電流ＩＭ（Ｕ相電流ＩＭＵ、Ｖ相電流ＩＭＶ、Ｗ相電流ＩＭＷ）が流れる。すると、ブラシレスモータ６では、インナロータ（図示せず）が正回転方向あるいは逆回転方向に駆動され、モータ軸（図示せず）が正回転あるいは逆回転する。このとき、電動機電流検出手段１２では、電動機電流ＩＭを検出し、電動機電流信号ＩＭＯを駆動装置５に送信している。また、電動機回転検出手段１３では、インナロータ（図示せず）の電動機回転角ＰＭを検出し、電動機回転信号ＰＭＯを駆動装置５に送信している。
【００８１】
そして、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）の回転駆動力は、トルクリミッタ１０および歯車式減速機構１１を介してピニオン軸７ａに伝達される。すると、ピニオン軸７ａでは、この回転駆動力が補助トルクとして作用し、ドライバによる操舵トルク（操舵力）をアシストする。その結果、ドライバによる操舵力が軽減される。
【００８２】
駆動制御用マイコン５０でデータ受信中にデータ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等によりデータずれが発生した場合について説明する。
【００８３】
前記したように、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出している。したがって、データずれが発生すると、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から受信したデータが異常であることを検出し、制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＬＯ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。ちなみに、データずれが発生した後、駆動制御用マイコン５０では、目標電流信号ＩＭＳ等を正常なデータとして受信できないので、ブラシレスモータ６の駆動制御を正常に行えない。
【００８４】
すると、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視しているので、スタンバイ信号がＨＩ信号からＬＯ信号に切り替わったことを検出する。そして、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を一旦停止する。
【００８５】
駆動制御用マイコン５０へのデータの送信が停止されると、駆動制御用マイコン５０では、データが送信されてこないことを確認し、制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＨＩ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。
【００８６】
すると、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視しているので、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出する。そして、制御用マイコン４０では、再度、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。
【００８７】
データ送信の再開後、駆動制御用マイコン５０では、データずれが解消し、制御用マイコン４０から正常にデータを受信する。そのため、駆動制御用マイコン５０では、正常な目標電流信号ＩＭＳ等に基づいてブラシレスモータ６の駆動制御を正常に行え、正常な電動機制御信号ＶＯを設定する。
【００８８】
そして、電動機駆動回路５１では、駆動制御用マイコン５０で設定した電動機制御信号ＶＯにより、前記と同様にブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する。すると、ブラシレスモータ６が正回転方向あるいは逆回転方向に駆動し、この回転駆動力が補助トルクとして作用し、ドライバによる操舵トルク（操舵力）をアシストする。その結果、ドライバによる操舵力が軽減される。
【００８９】
この電動パワーステアリング装置１によれば、ＥＥＰＲＯＭ４３を制御用マイコン４０と駆動制御用マイコン５０とで共用できる構成としているので、コストを低減できる。また、この電動パワーステアリング装置１によれば、スタンバイ信号により駆動制御用マイコン５０でのデータの受信状態を確認する構成としているので、駆動制御用マイコン５０ではイグニッションスイッチＩＧがオンしたときに正常なデータを確実に受信でき、また、受信エラーが発生した場合でも正常なデータの受信を再開できる。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では制御用マイコンにＥＥＰＲＯＭを接続し、ＥＥＰＲＯＭに格納されているデータを駆動制御用マイコンに送信する構成としたが、駆動制御用マイコンにＥＥＰＲＯＭを接続し、ＥＥＰＲＯＭに格納されているデータを制御用マイコンに送信する構成としてもよい。
また、本実施の形態では記憶装置をＥＥＰＲＯＭとしたが、ＥＰＲＯＭ、マスクＲＯＭ等の他の記憶装置でもよい。
また、本実施の形態ではスタンバイ信号としてデータを正常に受信可能な場合をＨＩ信号とし、受信不可能な場合にはＬＯ信号としたが、ＨＩ信号とＬＯ信号とを逆に設定する等の他の信号構成でもよいし、あるいは、スタンバイ信号としてデータを正常に受信可能な時やデータ送信のリセットを要求する時だけ特定の信号を送信するようにしてもよい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、１つの記憶装置を目標電流設定手段と駆動制御手段とで共有するので、コストを低減できる。
【００９２】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、駆動制御手段でスタンバイ信号を送信するとともに目標電流設定手段でそのスタンバイ信号を受信後に駆動制御手段へのデータの送信を開始することにより、駆動制御手段では正常なデータを確実に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置および駆動装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１・・・電動パワーステアリング装置
４・・・制御装置
５・・・駆動装置
６・・・ブラシレスモータ（電動機）
１２・・・電動機電流検出手段
１３・・・電動機回転検出手段（電動機位相検出手段）
４０・・・制御用マイコン（目標電流設定手段）
４３・・・ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）
５０・・・駆動制御用マイコン（駆動制御手段）
５１・・・電動機駆動回路（電動機駆動手段）
Ｓ・・・ステアリング系
ＣＷ・・・クロック用通信線（通信線）
ＲＷ・・・データ受信用通信線（通信線）
ＳＷ・・・スタンバイ信号用通信線（通信線）
ＴＳ・・・操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
ＴＷ・・・データ送信用通信線（通信線）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラシレスモータによる電動機パワーをステアリング系に直接作用させてドライバの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動パワーステアリング装置は、電動機として直流ブラシ付きモータを用いている。しかしながら、直流ブラシ付きモータの場合には経年変化によるブラシの磨耗等の問題があるので、電動機としてブラシレスモータを用いた電動パワーステアリングも開発されている。ブラシレスモータには、アウタステータとして三相巻線が設けられるとともに、インナロータとして複数の永久磁石が設けられている。そして、ブラシレスモータでは、インナロータの回転位相に基づいて三相巻線が通電されると、インナロータが回転駆動する。したがって、ブラシレスモータは、ブラシを必要としないので、ブラシの磨耗に起因して操舵フィーリングを低下させることはない。また、ブラシレスモータは、インナロータを磁石により構成しているので、その慣性モーメントが小さく、慣性モーメントが大きいことに起因して操舵フィーリングを低下させることもない。
【０００３】
ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータを駆動する電動機駆動回路を構成するＦＥＴ[Field Effect Transistor]をＰＷＭ[Pulse Width Modulation]駆動あるいはオフするために、電動機制御信号を電動機駆動回路に出力している。そのために、電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータで発生させる補助操舵力（すなわち、ブラシレスモータに流す目標電流）を決定するために、操舵トルク検出手段からの操舵トルク信号等に基づいて目標電流信号を設定するとともに、この目標電流信号にイナーシャ制御やダンパ制御による補正を行っている。さらに、電動パワーステアリング装置では、ブラシレスモータに目標電流を流すために、目標電流信号と電動機電流検出手段からの電動機電流信号（ブラシレスモータに実際に流れている電流）との偏差および電動機位相検出手段からの電動機位相信号（ブラシレスモータのインナロータの実際の回転位相）とに基づいてフィードバック制御により電動機制御信号を設定している。そして、電動パワーステアリング装置では、電動機駆動回路において電動機制御信号に基づいてＦＥＴがＰＷＭ駆動し、ブラシレスモータが正転駆動または逆転駆動している。
【０００４】
しかし、電動機駆動回路では、ＦＥＴによって数１０アンペア程度の電流を流すので、ＦＥＴにおいて熱を発生する。また、ブラシレスモータを駆動する場合、インナロータの実際の回転位相に基づいて正確に通電制御しなければならない。そこで、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置は、比較的安価で簡易な２個のマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する）で制御を分業する構成となっている。つまり、主として目標電流信号を設定するマイコンを有する制御装置は、電動機駆動回路から離間した位置に配設されているので、操舵トルク信号を整形するためのアナログ回路等が熱による影響を受けることなく、目標電流を高精度に設定できる。一方、主として電動機制御信号を設定するマイコンを有する駆動制御装置は、ブラシレスモータや電動機位相検出手段の近傍に配設されているので、電動機位相信号の伝達経路が短く、ノイズが少なく位相遅れのない電動機位相信号に基づいてブラシレスモータを正確に通電制御できる。そして、この制御装置（マイコン）と駆動制御装置（マイコン）とは、通信線で電気的に接続されており、相互に信号を送受信している。例えば、制御装置からは目標電流信号等を送信しており、一方、駆動制御装置からはダンパ制御に用いる電動機位相信号等を送信している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、制御装置のマイコンでは操舵トルクのセンタ値等のデータが必要であり、一方、駆動制御装置のマイコンではモータエンコーダのオフセット値等のデータが必要である。そのため、各マイコンで必要なデータは、２つのＥＥＰＲＯＭ[Electrically Erasable Programmble Read Only Memory]に各々格納され、各ＥＥＰＲＯＭから各マイコン内に各々読み出されて使用される。そのため、２つのマイコンでブラシレスモータの駆動を制御する電動パワーステアリング装置は、２つのマイコンに対してＥＥＰＲＯＭが各々必要となるので、コスト高となる。
【０００６】
また、２つのマイコン間では、高速通信を行うために、クロック同期式により信号を送受信している。このクロック同期式の通信では、マスタマイコン（制御装置のマイコン）がマイコン内で発生させているクロックに基づいてデータを送信し、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）がマスタマイコンから送信されたクロックに基づいてデータを受信している。そのため、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）では、受信したデータにずれが一度でも発生すると、データずれした信号を受信し続けることになる。この場合、スレーブマイコン（駆動制御装置のマイコン）では、正常なデータ（目標電流等）が得られないので、制御不能となり、正常な電動機制御信号を設定できない。その結果、電動パワーステアリング装置では、ステアリング系に補助操舵力を与えることができなくなる。
【０００７】
例えば、車両が起動（イグニッションスイッチがオン）したときに、駆動制御装置のマイコンの各部が電気的に立ち上がっていない場合や駆動制御装置のマイコン（ＣＰＵ[Central Processing Unit]）のイニシャルチェックが終了していない場合に制御装置のマイコンがデータの送信を開始すると、駆動制御装置のマイコンでは、データを受信可能な状態でないため、受信したデータにずれが発生する。また、通信中に制御装置のマイコンから駆動制御装置のマイコンへの通信線にノイズが乗ると、通信中のデータにずれが発生し、駆動制御装置のマイコンではデータずれした信号を受信してしまう。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、ブラシレスモータを分業で制御する２つの制御手段（マイコン等）を備えることに起因する問題点を解消する電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、前記目標電流設定手段または前記駆動制御手段のいずれか一方に記憶装置を接続し、前記記憶装置が前記目標電流設定手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記目標電流設定手段から前記駆動制御手段に前記通信線を介して送信し、前記記憶装置が前記駆動制御手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記駆動制御手段から前記目標電流設定手段に前記通信線を介して送信することを特徴とする。
【００１０】
この電動パワーステアリング装置によれば、目標電流設定手段と駆動制御手段との間で記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）に格納されているデータを送受信することにより、１つの記憶装置を目標電流設定手段と駆動制御手段とで共有する。そのため、この電動パワーステアリング装置では、目標電流設定手段および駆動制御手段に記憶装置を各々必要としないので、コストを低減できる。
【００１１】
また、前記課題を解決した本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、前記駆動制御手段は、前記目標電流信号を受信可能な状態を示すスタンバイ信号を前記目標電流設定手段に送信し、前記目標電流設定手段は、前記スタンバイ信号を受信した後に、前記駆動制御手段への前記目標電流信号を送信することを特徴とする。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置によれば、駆動制御手段では目標電流信号を受信可能な状態になった場合にスタンバイ信号を送信し、目標電流設定手段ではそのスタンバイ信号を受信した後に駆動制御手段への目標電流信号の送信を開始する。そのため、この電動パワーステアリング装置では、駆動制御手段において、例えば、車両起動時に正常な目標電流信号を確実に受信でき、また、通信中に通信エラーが発生した場合でもスタンバイ信号を送信後には正常な通信を再開できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、コストを低減するために、ブラシレスモータの駆動を制御する目標電流設定手段（マイコン等）と駆動制御手段（マイコン等）の一方に記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）を接続し、記憶装置が接続されている一方の手段から記憶装置に格納されているデータを記憶装置が接続されていない他方の手段に送信する構成とする。また、本発明に係る電動パワーステアリング装置は、目標電流設定手段から送信するデータを駆動制御手段で正常に受信するために、駆動制御手段から目標電流設定手段にスタンバイ信号を送信し、目標電流設定手段ではスタンバイ信号を受信後にデータを駆動制御手段に送信する構成とする。
【００１５】
本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置は、ブラシレスモータに供給する目標電流を設定するための制御装置と目標電流に基づいてブラシレスモータを駆動するための駆動装置とが離間して配設され、制御装置と駆動装置との間がワイヤハーネスによって接続されている。本実施の形態に係る制御装置は、各種演算を行うための１チップの制御用マイコンおよび各種データを記憶するためのＥＥＰＲＯＭを備えており、ピニオン軸に沿って配設される。一方、本実施の形態に係る駆動装置は、各種演算を行うための１チップの駆動制御用マイコンおよび電動機駆動回路を備えており、ブラシレスモータに隣接して配設される。本実施の形態では、制御用マイコンと駆動制御用マイコンとはクロック同期式により通信する。
【００１６】
まず、図１を参照して、電動パワーステアリング装置１の全体構成について説明する。図１は、電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【００１７】
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール３から操舵輪Ｗ，Ｗに至るステアリング系Ｓに備えられ、手動操舵力発生手段２による操舵力をアシストする。そのために、電動パワーステアリング装置１は、制御装置４からの目標電流信号ＩＭＳに基づいて駆動装置５で電動機電圧ＶＭを発生し、この電動機電圧ＶＭによってブラシレスモータ６を駆動して補助トルク（補助操舵力）を発生させ、手動操舵力発生手段２による手動操舵力を軽減する。
なお、本実施の形態では、ブラシレスモータ６が特許請求の範囲に記載の電動機に相当する。
【００１８】
手動操舵力発生手段２は、ステアリングホイール３に一体に設けられたステアリング軸２ａに連結軸２ｂを介してラック＆ピニオン機構７のピニオン軸７ａが連結されている。なお、連結軸２ｂは、その両端に自在継ぎ手２ｃ，２ｄを備えている。ラック＆ピニオン機構７は、ピニオン軸７ａの先端のピニオン７ｂに噛み合うラック歯７ｄがラック軸７ｃに形成され、ピニオン７ｂとラック歯７ｄの噛み合いにより、ピニオン軸７ａの回転運動をラック軸７ｃの横方向（車両幅方向）の往復運動とする機構である。さらに、ラック軸７ｃには、その両端にボールジョイント８，８およびタイロッド９，９を介して、操舵輪としての左右の前輪Ｗ，Ｗが連結されている。
【００１９】
また、電動パワーステアリング装置１は、補助トルクを発生させるために、ブラシレスモータ６を備えている。ブラシレスモータ６は、補助トルクをトルクリミッタ１０および歯車式減速機構１１を介してピニオン軸７ａに作用させる。
【００２０】
つまり、電動パワーステアリング装置１は、ドライバがステアリングホイール３に加えた操舵トルクをピニオン軸７ａに伝達するとともにその操舵トルクに応じたブラシレスモータ６で発生させた補助トルクをピニオン軸７ａに伝達し、ラック＆ピニオン機構７によって操舵輪Ｗ，Ｗを転舵させる装置である。
【００２１】
電動パワーステアリング装置１では、車幅方向に延びるハウジング（図示せず）に、ラック軸７ｃが軸長手方向へスライド可能に収納されている。さらに、このハウジングには、ラック＆ピニオン機構７やトルクリミッタ１０、歯車式減速機構１１が収納されている。また、このハウジングの上部開口部は、リッド（図示せず）によって塞がれ、このリッドの中央にピニオン軸７ａが挿通され、内部に操舵トルクセンサＴＳが取り付けられている。さらに、リッドの外周面には、制御装置４を収納するための収納ケース（図示せず）が取り付けられ、制御装置４が配設されている。
【００２２】
また、前記ハウジングの側部開口は、別のリッド（図示せず）によって塞がれ、このリッドのハウジングとの反対側にはモータケース（図示せず）が取り付けられている。モータケースには、ブラシレスモータ６が収納されるとともに、ブラシレスモータ６の一端側に電動機回転検出手段１３が収納されている。また、モータケースの外周面には、駆動装置５を収納するための収納ケース（図示せず）が取り付けられている。したがって、駆動装置５は、ブラシレスモータ６および電動機回転検出手段１３に隣接して配設されている。
【００２３】
また、前記ハウジングの側部開口の内側には、トルクリミッタ１０が収納されている。トルクリミッタ１０は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）にセレーション結合した雄テーパ状のインナ部材（図示せず）を歯車式減速機構１１のウォーム軸（図示せず）にセレーション結合した雌テーパ状（カップ状）のアウタ部材（図示せず）に嵌合したトルク制限機構である。トルクリミッタ１０に所定の摩擦力を上回る大きなトルクが作用すると、インナ部材の外周面とアウタ部材の内周面とがスリップする。そのため、ブラシレスモータ６から歯車式減速機構１１へ伝達する補助トルクを制限し、オーバトルクをカットすることができる。したがって、ブラシレスモータ６に過大なトルクが発生することなく、トルクリミッタ１０の下流側にも過大なトルクが伝わらない。
【００２４】
さらに、前記ハウジングには、歯車式減速機構１１が収納されている。歯車式減速機構１１は、ブラシレスモータ６で発生した補助トルクをピニオン軸７ａに伝達するトルク伝達手段であり、ウォームギア機構からなる。歯車式減速機構１１は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）にトルクリミッタ１０を介して連結したウォーム軸（図示せず）、このウォーム軸に形成したウォームギア（図示せず）と、ピニオン軸７ａに連結したウォームホイール（図示せず）から構成される。
【００２５】
制御装置４は、車速センサＶＳ、操舵トルクセンサＴＳの各検出信号Ｖ，Ｔが入力される。そして、制御装置４は、これらの検出信号Ｖ，Ｔに基づいてブラシレスモータ６に流す目標となる電流として目標電流信号ＩＭＳを演算し、この目標電流信号ＩＭＳを駆動装置５に出力する。制御装置４は、駆動装置５とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されている。このワイヤハーネスＷＨは、クロック用通信線ＣＷ、データ送信用通信線ＴＷ、データ受信用通信線ＲＷ、スタンバイ信号用通信線ＳＷ等を有している（図２参照）。
なお、本実施の形態では、操舵トルクセンサＴＳが特許請求の範囲に記載の操舵トルク検出手段に相当し、クロック用通信線ＣＷ、データ送信用通信線ＴＷ、データ受信用通信線ＲＷ、スタンバイ信号用通信線ＳＷ等が特許請求の範囲に記載する通信線に相当する。
【００２６】
駆動装置５は、電動機電流検出手段１２、電動機回転検出手段１３の各検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯが入力される。そして、駆動装置５は、駆動制御用マイコン５０で目標電流信号ＩＭＳとこれらの検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯに基づいて電動機制御信号ＶＯを生成し、電動機駆動回路５１によって電動機制御信号ＶＯに基づいてブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する（図２参照）。また、駆動装置５は、バッテリＢＴにフューズＦＳを介して直接接続されるとともにフューズＦＳ，ＦＳおよびイグニッションスイッチＩＧを介して接続され、バッテリ電源（１２Ｖ）が供給される。そして、駆動装置５は、バッテリ電源（１２Ｖ）によって定電圧（５Ｖ）を発生させ、この定電圧を制御装置４にも供給している。
なお、本実施の形態では、電動機回転検出手段１３が特許請求の範囲に記載する電動機位相検出手段に相当し、電動機駆動回路５１が特許請求の範囲に記載する電動機駆動手段に相当する。
【００２７】
車速センサＶＳは、車速を単位時間当たりのパルス数として検出するセンサであり、検出したパルス数に対応したパルス信号を車速信号Ｖとして制御装置４に送信している。なお、車速センサＶＳは、電動パワーステアリング装置１の専用センサであってもよいし、他のシステムの車速センサを利用してもよい。
【００２８】
操舵トルクセンサＴＳは、ピニオン軸７ａに作用したトルクに応じて生じる磁歪効果を電気コイルによって電気磁気的に検出する磁歪式トルクセンサであり、ドライバによる手動の操舵トルクの大きさおよび方向を検出している。そして、操舵トルクセンサＴＳは、検出した操舵トルクに対応したアナログ電気信号を操舵トルク信号Ｔとして制御装置４に送信している。なお、操舵トルク信号Ｔは、大きさを示す操舵トルクとトルクの向きを示すトルク方向の情報を含んでいる。
【００２９】
電動機電流検出手段１２は、ブラシレスモータ６に対して直列に接続された抵抗またはホール素子等を備え、ブラシレスモータ６に実際に流れる電動機電流ＩＭを検出している。そして、電動機電流検出手段１２は、電動機電流ＩＭに対応した電動機電流信号ＩＭＯを駆動装置５にフィードバック（負帰還）している。なお、電動機電流信号ＩＭＯは、三相交流信号であり、ブラシレスモータ６の各相の巻線に実際に流れる電流の大きさを示す電動機電流値と、ブラシレスモータ６の三相巻線の中で電動機電流が流れている相の巻線の情報とを含んでいる。
【００３０】
電動機回転検出手段１３は、ブラシレスモータ６の一端側に配設され、ブラシレスモータ６のインナロータ（図示せず）の電動機回転角度ＰＭを検出するためのレゾルバである。そのために、電動機回転検出手段１３は、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）の一端に取り付けられた積層コアロータ（図示せず）と、その積層コアロータの回転角度を磁気的に検知する検知素子（励磁コイルと検出コイルの組合せ）（図示せず）を備えている。そして、電動機回転検出手段１３は、電動機回転角度ＰＭに対応した電動機回転信号ＰＭＯを駆動装置５に送信している。なお、電動機回転信号ＰＭＯは、ブラシレスモータ６のインナロータ（図示せず）の回転方向、回転角度等の情報を含み、２つの励磁信号、２つの余弦信号および２つの正弦信号からなる。
【００３１】
図２を参照して、制御装置４の構成について説明する。図２は、制御装置および駆動装置のブロック構成図である。
【００３２】
制御装置４は、駆動装置５とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されており、ワイヤハーネスＷＨを介して各種信号を通信している（図１参照）。制御装置４は、１チップの制御用マイコン４０、この制御用マイコン４０に含まれるトルクセンサＩ／Ｆ回路４１と車速センサＩ／Ｆ回路４２、各種信号の出力回路（図示せず）、制御用マイコン４０で使用する各種データを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ４３およびウォッチドックタイマ（図示せず）等から構成されている。なお、本実施の形態では、制御用マイコン４０が特許請求の範囲に記載する目標電流設定手段に相当し、ＥＥＰＲＯＭが特許請求の範囲に記載する記憶装置に相当する。
【００３３】
そして、制御装置４では、車両から各種検出信号Ｔ，Ｖおよび駆動装置５から電動機回転速度信号ＳＭＯを取り込み、取り込んだ信号Ｔ，Ｖ，ＳＭＯに基づいてブラシレスモータ６に流す目標電流を設定する。
【００３４】
また、制御装置４は、ウォッチドックタイマにより制御用マイコン４０の動作を監視しており、その動作を自己監視するとともに、ウォッチドックタイマにより制御用マイコン４０の動作の異常（故障）を検出した場合には駆動装置５（駆動制御用マイコン５０）に故障信号を送信する。さらに、制御装置４は、ウォッチドックパルスを駆動制御用マイコン５０に送信し、そのパルスが駆動制御用マイコン５０から返信されることを確認することによって、駆動制御用マイコン５０の動作を相互監視している。
【００３５】
制御用マイコン４０の制御構成を説明する前に、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１および車速センサＩ／Ｆ回路４２ならびにＥＥＰＲＯＭ４３について説明しておく。
【００３６】
トルクセンサＩ／Ｆ回路４１は、操舵トルクセンサＴＳからの操舵トルク信号Ｔ（アナログ信号）が入力され、目標電流設定部４０ａおよびイナーシャ制御部４０ｄに操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）を出力する。トルクセンサＩ／Ｆ回路４１では、アナログ信号である操舵トルク信号Ｔをディジタル信号に変換する。
【００３７】
車速センサＩ／Ｆ回路４２は、車速センサＶＳからの車速信号Ｖ（パルス信号）が入力され、目標電流設定部４０ａおよびイナーシャ制御部４０ｄに車速信号Ｖ（ディジタル信号）を出力する。車速センサＩ／Ｆ回路４２では、パルス信号である車速信号Ｖをディジタル信号に変換する。
【００３８】
ＥＥＰＲＯＭ４３は、制御用マイコン４０と駆動制御用マイコン５０とで共用する記憶装置であり、電気的な操作により書き換え可能である。ＥＥＰＲＯＭ４３には、制御用マイコン４０で使用する操舵トルクのセンタ値、目標電流信号ＩＭＳを設定するための各種マップ、制御用マイコン４０のフェール履歴等および駆動制御用マイコン５０で使用するモータエンコーダのオフセット値、駆動制御用マイコン５０のフェール履歴等が格納されている。ちなみに、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータは、車両の生産工場やディーラ等において書き換えられる。
【００３９】
制御用マイコン４０の制御構成について説明する。
制御用マイコン４０は、目標電流信号ＩＭＳを設定するために目標電流設定部４０ａ、ダンパ制御部４０ｂ、ダンパ補正部４０ｃ、イナーシャ制御部４０ｄおよびイナーシャ補正部４０ｅを備え、その他にクロック発生部４０ｆおよびスタンバイ信号受信部４０ｇ等を備えている。そして、制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて、目標電流信号ＩＭＳを設定するための各部４０ａ〜４０ｅにおける処理を基本処理時間（制御用）毎に繰り返し実行している。
【００４０】
目標電流設定部４０ａについて説明する。
目標電流設定部４０ａは、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１からの操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）および車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）が入力され、ダンパ補正部４０ｃに目標電流信号ＩＭＳを出力する。目標電流設定部４０ａでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖと目標電流信号ＩＭＳとの対応するマップに基づいて、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖをアドレスとして対応する目標電流信号ＩＭＳを読み出す。この目標電流信号ＩＭＳは、ブラシレスモータ６に流す目標の電動機電流を設定する上で基準となる電流の情報を含む信号である。ちなみに、目標電流信号ＩＭＳは、車速信号Ｖに対して、路面反力の大きい低速の場合には大きい値が対応づけられ、走行時の安定性を確保するために高速の場合には小さい値が対応づけられている。また、目標電流信号ＩＭＳは、操舵トルク信号Ｔに対して、操舵トルク信号Ｔが０近傍では０に対応づけられ、所定の操舵トルク信号Ｔ以上になると操舵トルク信号Ｔの増加に従って増加する値に対応づけられている。なお、目標電流信号ＩＭＳは、ブラシレスモータ６に流すことができる最大電流が規定されているので、最大目標電流以下に設定される。
【００４１】
ダンパ制御部４０ｂについて説明する。
ダンパ制御部４０ｂは、駆動制御用マイコン５０から送信された電動機回転速度信号ＳＭＯが入力され、ダンパ補正部４０ｃにダンパ制御信号を出力する。ダンパ制御部４０ｂでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した電動機回転速度信号ＳＭＯとダンパ制御信号との対応するデータに基づいて、電動機回転速度信号ＳＭＯをアドレスとして対応するダンパ制御信号を読み出す。ダンパ制御信号は、アシストの効き過ぎを減衰させて操舵フィーリングを向上させるために、電動機回転速度信号ＳＭＯに対して、電動機回転速度信号ＳＭＯが大きいほど大きな値が対応づけられる。なお、ダンパ制御部４０ｂでは、車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）を入力し、車速信号Ｖも加味してダンパ制御信号を設定してもよい。
【００４２】
ダンパ補正部４０ｃについて説明する。
ダンパ補正部４０ｃは、目標電流設定部４０ａからの目標電流信号ＩＭＳおよびダンパ制御部４０ｂからのダンパ制御信号が入力され、イナーシャ補正部４０ｅに目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）を出力する。ちなみに、ダンパ制御部４０ｂとダンパ補正部４０ｃによるダンパ制御では、ブラシレスモータ６に大きな電動機電流ＩＭが供給されたときのブラシレスモータ６の回転部分の慣性によるアシストの効き過ぎを減衰し、操舵フィーリングを向上させる。つまり、ブラシレスモータ６は、大きな電動機電流ＩＭが供給されて回転速度が速くなると、その慣性によって直ぐには回転速度が低下しない。そこで、ダンパ制御では、ブラシレスモータ６の回転速度を抑制制御している。そのために、ダンパ制御は、目標電流信号ＩＭＳをダンパ制御信号分減衰させる。そこで、ダンパ補正部４０ｃでは、目標電流信号ＩＭＳからダンパ制御信号を減算し、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）を算出する。
【００４３】
イナーシャ制御部４０ｄについて説明する。
イナーシャ制御部４０ｄは、トルクセンサＩ／Ｆ回路４１からの操舵トルク信号Ｔ（ディジタル信号）および車速センサＩ／Ｆ回路４２からの車速信号Ｖ（ディジタル信号）が入力され、イナーシャ補正部４０ｅにイナーシャ制御信号を出力する。まず、イナーシャ制御部４０ｄでは、操舵トルク信号Ｔを時間微分し、操舵トルクの時間微分値を算出する。そして、イナーシャ制御部４０ｄでは、予め実験値または設計値に基づいて設定した操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖとイナーシャ制御信号との対応するデータに基づいて、操舵トルクの時間微分値および車速信号Ｖをアドレスとして対応するイナーシャ制御信号を読み出す。また、イナーシャ制御信号は、操舵トルクの時間微分値に対して、ドライバによるステアリング操作に対しての応答性を向上させるために、この時間微分値が大きいほど大きな値が対応づけられる。
【００４４】
イナーシャ補正部４０ｅについて説明する。
イナーシャ補正部４０ｅは、ダンパ補正部４０ｃからの目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）およびイナーシャ制御部４０ｄからのイナーシャ制御信号が入力され、駆動制御用マイコン５０に目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を送信する。ちなみに、イナーシャ制御部４０ｄとイナーシャ補正部４０ｅによるイナーシャ制御では、ブラシレスモータ６の回転部分の慣性による応答性の低下を向上させ、操舵フィーリングを向上させる。つまり、ブラシレスモータ６は、正回転から逆回転または逆回転から正回転と回転方向を切り替える際、電動機電圧ＶＭの印加する向きを変えても、その慣性によって直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ制御では、ブラシレスモータ６の回転方向の切り替わりがステアリングホイール３の回転方向の切り替わるタイミングに一致するように制御している。そのために、イナーシャ制御は、目標電流信号ＩＭＳを、ブラシレスモータ６の慣性を打ち消すためにイナーシャ制御信号分増加させる。そこで、イナーシャ補正部４０ｅでは、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後）にイナーシャ制御信号を加算し、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を算出する。
【００４５】
クロック発生部４０ｆについて説明する。
クロック発生部４０ｆでは、制御用マイコン４０における基本となるクロックを発生する。制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて基本処理時間（制御用）を生成している。また、制御用マイコン４０では、クロック発生部４０ｆで発生したクロックに基づいて駆動制御用マイコン５０との間でクロック同期式の通信を行っており、データ送信用通信線ＴＷを介してデータを送信するとともにデータ受信用通信線ＲＷを介してデータを受信している。そのために、制御用マイコン４０では、発生したクロックをクロック用通信線ＣＷを介して駆動制御用マイコン５０に送信している。
【００４６】
スタンバイ信号受信部４０ｇについて説明する。
スタンバイ信号受信部４０ｇは、送信したデータが駆動制御用マイコン５０で正常に受信できるように、データの送信開始時点を管理している。そのために、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号用通信線ＳＷを介して駆動制御用マイコン５０から送信されたスタンバイ信号を受信し、そのスタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視している。つまり、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＨＩ信号の場合には駆動制御用マイコン５０においてデータを受信可能な状態と判定し、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を許可する。一方、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号の場合には駆動制御用マイコン５０においてデータを受信不可能な状態と判定し、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を禁止する。
【００４７】
具体的には、イグニッションスイッチＩＧがオンしたとき（図１参照）、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を許可する。このとき、制御用マイコン４０では、その許可がでるまで駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を停止し、許可がでるとデータの送信を開始する。また、イグニッションスイッチＩＧがオンした後に駆動制御用マイコン５０への送信を開始してから、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＨＩ信号からＬＯ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を禁止する。このとき、制御用マイコン４０では、一旦、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を停止する。その後、スタンバイ信号受信部４０ｇでは、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出するとデータの送信を許可する。このとき、制御用マイコン４０では、再度、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。
【００４８】
特に、イグニッションスイッチＩＧがオンしたときには、制御用マイコン４０では、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータを読み出し、読み出したデータのうち駆動制御用マイコン５０で使用するデータを駆動制御用マイコン５０に送信する。
【００４９】
図２を参照して、駆動装置５の構成について説明する。
【００５０】
駆動装置５は、制御装置４とワイヤハーネスＷＨによって電気的に接続されており、ワイヤハーネスＷＨを介して各種信号を通信している（図１参照）。駆動装置５は、１チップの駆動制御用マイコン５０、電動機駆動回路５１、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２、Ｒ／Ｄ変換回路５３、各種信号の出力回路（図示せず）およびウォッチドックタイマ（図示せず）等から構成されている。
なお、本実施の形態では、駆動制御用マイコン５０が特許請求の範囲に記載する駆動制御手段に相当する。
【００５１】
そして、駆動装置５では、車両から各種検出信号ＩＭＯ，ＰＭＯおよび制御装置４から目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）を取り込み、取り込んだ信号ＩＭＯ，ＰＭＯ，ＩＭＳに基づいて電動機制御信号ＶＯを設定し、ブラシレスモータ６を駆動するために通電する。
【００５２】
また、駆動装置５は、ウォッチドックタイマにより駆動制御用マイコン５０の動作を監視しており、その動作を自己監視するとともに、ウォッチドックタイマにより駆動制御用マイコン５０の動作の異常（故障）を検出した場合には制御装置４（制御用マイコン４０）に故障信号を送信する。さらに、駆動装置５は、ウォッチドックパルスを制御用マイコン４０に送信し、そのパルスが制御用マイコン４０から返信されることを確認することによって、制御用マイコン４０の動作を相互監視している。
【００５３】
駆動制御用マイコン５０を説明する前に、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２およびＲ／Ｄ変換回路５３について説明しておく。
【００５４】
電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２は、電動機電流検出手段１２からの電動機電流信号ＩＭＯ（アナログ信号）が入力され、駆動制御用マイコン５０に電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）を出力する。電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２では、アナログ信号である電動機電流信号ＩＭＯをディジタル信号に変換する。
【００５５】
Ｒ／Ｄ変換回路５３は、電動機回転検出手段１３からの電動機回転信号ＰＭＯ（アナログ信号）が入力され、駆動制御用マイコン５０に電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）を出力する。Ｒ／Ｄ変換回路５３では、アナログ信号である電動機回転信号ＰＭＯから回転方向、回転角度を演算し、ディジタル信号である電動機回転信号ＰＭＯに変換する。
【００５６】
駆動制御用マイコン５０について説明する。
駆動制御用マイコン５０は、電動機制御信号ＶＯを設定するために電流変換部５０ａ、回転角変換部５０ｂ、トルク用偏差演算部５０ｃ、磁界用偏差演算部５０ｄ、トルク用ＰＩ制御部５０ｅ、磁界用ＰＩ制御部５０ｆ、電圧変換部５０ｇ、ＰＷＭ変換部５０ｈを備え、その他にクロック発生部５０ｉおよびスタンバイ信号発信部５０ｊ等を備えている。そして、駆動制御用マイコン５０では、クロック発生部５０ｉで発生したクロックに基づいて、電動機制御信号ＶＯを設定するための各部５０ａ〜５０ｈにおける処理を基本処理時間（駆動制御用）毎に繰り返し実行している。
【００５７】
電流変換部５０ａについて説明する。
電流変換部５０ａは、電動機電流Ｉ／Ｆ回路５２からの電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）および回転角変換部５０ｂからの電動機回転位相信号が入力され、トルク用偏差演算部５０ｃにトルク制御用電流信号および磁界用偏差演算部５０ｄに磁界制御用電流信号を出力する。電流変換部５０ａでは、三相交流である電動機電流信号ＩＭＯと電動機回転位相信号等に基づいて、電動機電流からブラシレスモータ６の回転トルクを発生させている電流成分を取り出してトルク制御用電流信号を設定するとともにブラシレスモータ６の磁界を発生させている電流成分を取り出して磁界制御用電流信号を設定する。
【００５８】
回転角変換部５０ｂについて説明する。
回転角変換部５０ｂは、Ｒ／Ｄ変換回路５３からの電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）が入力され、電流変換部５０ａおよび電圧変換部５０ｇに電動機回転位相信号を出力するとともに制御用マイコン４０に電動機回転速度信号ＳＭＯを送信する。回転角変換部５０ｂでは、電動機回転信号ＰＭＯの回転角や回転方向に基づいてブラシレスモータ６の回転速度を算出し、電動機回転速度信号ＳＭＯを設定する。また、回転角変換部５０ｂでは、電動機回転信号ＰＭＯの回転角や回転方向および回転速度に基づいて進み角を加味した正確な回転位相を算出し、電動機回転位相信号を設定する。
【００５９】
トルク用偏差演算部５０ｃについて説明する。
トルク用偏差演算部５０ｃは、制御用マイコン４０から送信された目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）および電流変換部５０ａからのトルク制御用電流信号が入力され、トルク用ＰＩ制御部５０ｅにトルク制御用偏差信号を出力する。トルク用偏差演算部５０ｃでは、目標電流信号ＩＭＳからトルク制御用電流信号を減算し、トルク制御用偏差信号を設定する。
【００６０】
磁界用偏差演算部５０ｄについて説明する。
磁界用偏差演算部５０ｄは、電流変換部５０ａからの磁界制御用電流信号が入力され、磁界用ＰＩ制御部５０ｆに磁界制御用偏差信号を出力する。磁界用偏差演算部５０ｄでは、０から磁界制御用電流信号を減算し、磁界制御用偏差信号を設定する。
【００６１】
トルク用ＰＩ制御部５０ｅについて説明する。
トルク用ＰＩ制御部５０ｅは、トルク用偏差演算部５０ｃからのトルク制御用偏差信号が入力され、電圧変換部５０ｇにトルク用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）を出力する。トルク用ＰＩ制御部５０ｅでは、トルク制御用偏差信号にＰ（比例）およびＩ（積分）制御を行い、そのトルク制御用偏差を０に近づけるためにブラシレスモータ６に印加する電動機電圧（直流成分）とブラシレスモータ６の回転方向を示すトルク用ＰＩ制御信号を設定する。
【００６２】
磁界用ＰＩ制御部５０ｆについて説明する。
磁界用ＰＩ制御部５０ｆは、磁界用偏差演算部５０ｄからの磁界制御用偏差信号が入力され、電圧変換部５０ｇに磁界用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）を出力する。磁界用ＰＩ制御部５０ｆでは、磁界制御用偏差信号にＰ（比例）およびＩ（積分）制御を行い、その磁界制御用偏差を０に近づけるためにブラシレスモータ６に印加する電動機電圧（直流成分）とブラシレスモータ６の回転方向を示す磁界用ＰＩ制御信号を設定する。
【００６３】
電圧変換部５０ｇについて説明する。
電圧変換部５０ｇは、回転角変換部５０ｂからの電動機回転位相信号、トルク用ＰＩ制御部５０ｅからのトルク用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）および磁界用ＰＩ制御部５０ｆからの磁界用ＰＩ制御信号（直流電圧成分）が入力され、ＰＷＭ変換部５０ｈにＰＩ制御信号（三相交流電圧成分）を出力する。電圧変換部５０ｇでは、電動機回転位相信号に基づいて、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）巻線のうちの電動機電圧を印加する相の巻線を決定する。そして、電圧変換部５０ｇでは、トルク用ＰＩ制御信号および磁界用ＰＩ制御信号に基づいて、三相交流成分であるＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧からなるＰＩ制御信号を設定する。
【００６４】
ＰＷＭ変換部５０ｈについて説明する。
ＰＷＭ変換部５０ｈは、電圧変換部５０ｇからのＰＩ制御信号（三相交流電圧成分）が入力され、電動機駆動回路５１に電動機制御信号ＶＯを出力する。ＰＷＭ変換部５０ｈでは、ＰＩ制御信号に基づいてブラシレスモータ６に供給する電動機電流ＩＭの電流値と各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に対応したＰＷＭ信号またはオフ信号を電動機駆動回路５１のＦＥＴ５１ａ〜５１ｆに対して各々生成する。つまり、ＰＷＭ変換部５０ｈでは、電圧を印加する相の巻線の情報を含むＰＩ制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成する対象となるＦＥＴ５１ａ〜５１ｆを判断し、ＰＩ制御信号のＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧の情報に基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。
【００６５】
ちなみに、ブラシレスモータ６は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線で構成されており、電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）が各相の端子Ｕ0，Ｖ0，Ｗ0に印加され、三相の巻線が位相順に三相交流として通電されることによってインナロータ（モータ軸）（図示せず）が回転する。また、ブラシレスモータ６は、Ｕ相→Ｖ相→Ｗ相→Ｕ相の位相順あるいはＵ相→Ｗ相→Ｖ相→Ｕ相の位相順に通電されることによって、正回転駆動あるいは逆回転駆動する。そこで、ＰＩ制御部５０ｅ，５０ｆでは各偏差信号によってブラシレスモータ６を回転させる方向と各相の電圧を決定し、電圧変換部５０ｇでは電動機回転位相信号に基づいて通電する相の巻線を決定している。
【００６６】
クロック発生部５０ｉについて説明する。
クロック発生部５０ｉでは、駆動制御用マイコン５０における基本となるクロックを発生する。駆動制御用マイコン５０では、クロック発生部５０ｉで発生したクロックに基づいて基本処理時間（駆動制御用）を生成している。なお、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から送信されたクロックに基づいて、制御用マイコン４０との間でクロック同期式の通信を行っており、データ送信用通信線ＴＷを介してデータを受信するとともにデータ受信用通信線ＲＷを介してデータを送信している。
【００６７】
スタンバイ信号発信部５０ｊについて説明する。
スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータを正常に受信するために、スタンバイ信号を制御用マイコン４０にスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信している。スタンバイ信号は、ＨＩ信号とＬＯ信号からなり、駆動制御用マイコン５０においてデータを正常に受信可能な状態やデータを正常に受信している場合にはＨＩ信号が設定され、駆動制御用マイコン５０においてデータを正常に受信不可能な状態やデータを正常に受信していない場合にはＬＯ信号が設定される。
【００６８】
具体的には、イグニッションスイッチＩＧがオンしたときに（図１参照）、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータを駆動制御用マイコン５０において受信可能な状態か否かを確認し、正常に受信できない状態の場合にはスタンバイ信号としてＬＯ信号を設定し、受信可能な状態であることを確認した場合にはスタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。続いて、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、データを正常に受信している場合にはスタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。また、制御用マイコン４０からのデータの受信を開始した後に、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出し、正常にデータを受信していない場合にはスタンバイ信号としてＬＯ信号を設定する。そして、スタンバイ信号発信部５０ｊでは、制御用マイコン４０からのデータの送信が一旦停止したことを確認すると、スタンバイ信号としてＨＩ信号を設定する。
なお、本実施の形態では、ＨＩ信号のスタンバイ信号が特許請求の範囲に記載するデータを受信可能な状態を示すスタンバイ信号に相当する。
【００６９】
駆動制御用マイコン５０において受信可能な状態かの確認では、例えば、駆動制御用マイコン５０の各部が電気的に立ち上がっているか、駆動制御用マイコン５０のＣＰＵのイニシャルチェックが終了しているか等を確認する。イグニッションスイッチＩＧがオンしたときにこのようなことを確認しておくことにより、受信開始時にデータずれが発生しない。また、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かの検出では、例えば、受信したデータに対してサムチェックやパリティチェックを行ったり、一定時間毎にデータを受信しているかのチェックを行う。このようなチェックを行うことにより、データずれ等を検出することができる。そのため、データ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等により通信エラーが発生した場合でも、そのエラーを解消して、正常な受信を再開することができる。
【００７０】
電動機駆動回路５１について説明する。
電動機駆動回路５１は、駆動制御用マイコン５０からの電動機制御信号ＶＯが入力され、ブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する。そのために、電動機駆動回路５１は、ＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆでブリッジ回路が構成され、電源電圧５１ｇから１２Ｖの電圧が供給される。さらに、電動機駆動回路５１は、ブラシレスモータ６のＵ0端子がＦＥＴ５１ａのソースＳａとＦＥＴ５１ｂのドレインＤｂとの接続端に接続され、ブラシレスモータ６のＶ0端子がＦＥＴ５１ｃのソースＳｃとＦＥＴ５１ｄのドレインＤｄとの接続端に接続され、ブラシレスモータ６のＷ0端子がＦＥＴ５１ｅのソースＳｅとＦＥＴ５１ｆのドレインＤｆとの接続端に接続されている。ＦＥＴ５１ａ〜５１ｆは、各ゲートＧａ〜ＧｆにＰＷＭ信号またはオフ信号が各々入力され、ＰＷＭ信号が入力されて論理レベル１のときにオンする。なお、ブラシレスモータ６に印加される電動機電圧ＶＭは、選択的にＰＷＭ駆動されるＦＥＴのＰＷＭ信号のデューティ比によって決定される。
【００７１】
それでは、図１および図２を参照して、電動パワーステアリング装置１における制御装置４および駆動装置５の動作について説明する。ここでは、イグニッションスイッチＩＧがオンした場合、駆動制御用マイコン５０でデータ受信中にデータ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等によりデータずれが発生した場合について説明する。
【００７２】
イグニッションスイッチＩＧがオンした場合について説明する。
【００７３】
イグニッションスイッチＩＧがオンすると、制御装置４では、各電気回路等が立ち上がるとともに、制御用マイコン４０に定電圧を供給する。すると、制御用マイコン４０では、各部が電気的に立ち上がるとともに、ＣＰＵがイニシャルチェックを行う。イニシャルチェック後、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０からのスタンバイ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して受信し、そのスタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視するとともに、クロック用通信線ＣＷを介して内部で発生しているクロックの送信を開始する。このとき、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わるまで、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０にデータの送信を行わない。また、制御用マイコン４０では、ＥＥＰＲＯＭ４３に格納されているデータを内部のＲＡＭ[Random Access Memory]に読み出す。
【００７４】
一方、駆動装置５でも、各電気回路等が立ち上がるとともに、駆動制御用マイコン５０に定電圧を供給する。すると、駆動制御用マイコン５０では、各部が電気的に立ち上がるとともに、ＣＰＵがイニシャルチェックを行う。イニシャルチャック後、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０からのデータを受信可能な状態か否かを確認し、受信可能な状態になるまで制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＬＯ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信し、受信可能な状態を確認すると制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＨＩ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。
【００７５】
制御用マイコン４０では、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出すると、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。まず、制御用マイコン４０では、ＲＡＭに読み出しているＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータのうち駆動制御用マイコン５０で使用するデータを、データ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により送信する。
【００７６】
すると、駆動制御用マイコン５０では、そのＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータを、制御用マイコン４０から送信されているクロックに基づいてクロック同期式により受信する。このとき、駆動制御用マイコン５０では、各部が受信可能な状態なので、正常にデータを受信できる。そして、駆動制御用マイコン５０では、受信したＥＥＰＲＯＭ４３に格納されていたデータを、内部のＲＡＭに記憶させる。
【００７７】
そして、制御用マイコン４０では、基本処理時間（制御用）毎に、操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいて目標電流信号ＩＭＳを設定し、さらに、その目標電流信号ＩＭＳに操舵トルク信号Ｔ、車速信号Ｖおよび駆動制御用マイコン５０からの電動機回転速度信号ＳＭＯに基づいてダンパ制御およびイナーシャ制御による補正を施す。また、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視している。ちなみに、制御用マイコン４０では、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）等を駆動制御用マイコン５０にデータ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により送信するとともに、電動機回転速度信号ＳＭＯ等を駆動制御用マイコン５０からデータ受信用通信線ＲＷを介してクロック同期式により受信している。
【００７８】
一方、駆動制御用マイコン５０では、基本処理時間（駆動制御用）毎に、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）、電動機電流信号ＩＭＯ（ディジタル信号）および電動機回転信号ＰＭＯ（ディジタル信号）に基づいて電動機制御信号ＶＯを設定する。また、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出し、データを正常に受信している間はスタンバイ信号としてＨＩ信号を制御用マイコン４０にスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信している。ちなみに、駆動制御用マイコン５０では、目標電流信号ＩＭＳ（ダンパ補正後かつイナーシャ補正後）等を制御用マイコン４０からデータ送信用通信線ＴＷを介してクロック同期式により受信するとともに、電動機回転速度信号ＳＭＯ等を制御用マイコン４０にデータ受信用通信線ＲＷを介してクロック同期式により送信している。
【００７９】
さらに、電動機駆動回路５１では、電動機制御信号ＶＯに対応してＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆが選択的にＰＷＭ駆動し、ブラシレスモータ６のＵ0端子、Ｖ0端子あるいはＷ0端子に電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）を印加する。このとき、電動機駆動回路５１では、電動機制御信号ＶＯに応じてブラシレスモータ６を正回転方向（または逆回転方向）に駆動するために、選択的にＰＷＭ駆動するＦＥＴ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆを順次変え、印加する電動機電圧ＶＭの電圧値も変化させている。
【００８０】
そして、ブラシレスモータ６では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの巻線に電動機電圧ＶＭ（Ｕ相電圧ＶＭＵ、Ｖ相電圧ＶＭＶ、Ｗ相電圧ＶＭＷ）が印加され、電動機電流ＩＭ（Ｕ相電流ＩＭＵ、Ｖ相電流ＩＭＶ、Ｗ相電流ＩＭＷ）が流れる。すると、ブラシレスモータ６では、インナロータ（図示せず）が正回転方向あるいは逆回転方向に駆動され、モータ軸（図示せず）が正回転あるいは逆回転する。このとき、電動機電流検出手段１２では、電動機電流ＩＭを検出し、電動機電流信号ＩＭＯを駆動装置５に送信している。また、電動機回転検出手段１３では、インナロータ（図示せず）の電動機回転角ＰＭを検出し、電動機回転信号ＰＭＯを駆動装置５に送信している。
【００８１】
そして、ブラシレスモータ６のモータ軸（図示せず）の回転駆動力は、トルクリミッタ１０および歯車式減速機構１１を介してピニオン軸７ａに伝達される。すると、ピニオン軸７ａでは、この回転駆動力が補助トルクとして作用し、ドライバによる操舵トルク（操舵力）をアシストする。その結果、ドライバによる操舵力が軽減される。
【００８２】
駆動制御用マイコン５０でデータ受信中にデータ送信用通信線ＴＷへのノイズの影響等によりデータずれが発生した場合について説明する。
【００８３】
前記したように、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から正常にデータを受信しているか否かを検出している。したがって、データずれが発生すると、駆動制御用マイコン５０では、制御用マイコン４０から受信したデータが異常であることを検出し、制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＬＯ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。ちなみに、データずれが発生した後、駆動制御用マイコン５０では、目標電流信号ＩＭＳ等を正常なデータとして受信できないので、ブラシレスモータ６の駆動制御を正常に行えない。
【００８４】
すると、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視しているので、スタンバイ信号がＨＩ信号からＬＯ信号に切り替わったことを検出する。そして、制御用マイコン４０では、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を一旦停止する。
【００８５】
駆動制御用マイコン５０へのデータの送信が停止されると、駆動制御用マイコン５０では、データが送信されてこないことを確認し、制御用マイコン４０にスタンバイ信号としてＨＩ信号をスタンバイ信号用通信線ＳＷを介して送信する。
【００８６】
すると、制御用マイコン４０では、スタンバイ信号のＨＩ信号／ＬＯ信号を監視しているので、スタンバイ信号がＬＯ信号からＨＩ信号に切り替わったことを検出する。そして、制御用マイコン４０では、再度、駆動制御用マイコン５０へのデータの送信を開始する。
【００８７】
データ送信の再開後、駆動制御用マイコン５０では、データずれが解消し、制御用マイコン４０から正常にデータを受信する。そのため、駆動制御用マイコン５０では、正常な目標電流信号ＩＭＳ等に基づいてブラシレスモータ６の駆動制御を正常に行え、正常な電動機制御信号ＶＯを設定する。
【００８８】
そして、電動機駆動回路５１では、駆動制御用マイコン５０で設定した電動機制御信号ＶＯにより、前記と同様にブラシレスモータ６に電動機電圧ＶＭを印加する。すると、ブラシレスモータ６が正回転方向あるいは逆回転方向に駆動し、この回転駆動力が補助トルクとして作用し、ドライバによる操舵トルク（操舵力）をアシストする。その結果、ドライバによる操舵力が軽減される。
【００８９】
この電動パワーステアリング装置１によれば、ＥＥＰＲＯＭ４３を制御用マイコン４０と駆動制御用マイコン５０とで共用できる構成としているので、コストを低減できる。また、この電動パワーステアリング装置１によれば、スタンバイ信号により駆動制御用マイコン５０でのデータの受信状態を確認する構成としているので、駆動制御用マイコン５０ではイグニッションスイッチＩＧがオンしたときに正常なデータを確実に受信でき、また、受信エラーが発生した場合でも正常なデータの受信を再開できる。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、前記の実施の形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
例えば、本実施の形態では制御用マイコンにＥＥＰＲＯＭを接続し、ＥＥＰＲＯＭに格納されているデータを駆動制御用マイコンに送信する構成としたが、駆動制御用マイコンにＥＥＰＲＯＭを接続し、ＥＥＰＲＯＭに格納されているデータを制御用マイコンに送信する構成としてもよい。
また、本実施の形態では記憶装置をＥＥＰＲＯＭとしたが、ＥＰＲＯＭ、マスクＲＯＭ等の他の記憶装置でもよい。
また、本実施の形態ではスタンバイ信号としてデータを正常に受信可能な場合をＨＩ信号とし、受信不可能な場合にはＬＯ信号としたが、ＨＩ信号とＬＯ信号とを逆に設定する等の他の信号構成でもよいし、あるいは、スタンバイ信号としてデータを正常に受信可能な時やデータ送信のリセットを要求する時だけ特定の信号を送信するようにしてもよい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、１つの記憶装置を目標電流設定手段と駆動制御手段とで共有するので、コストを低減できる。
【００９２】
本発明の請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、駆動制御手段でスタンバイ信号を送信するとともに目標電流設定手段でそのスタンバイ信号を受信後に駆動制御手段へのデータの送信を開始することにより、駆動制御手段では正常なデータを確実に受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置および駆動装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
１・・・電動パワーステアリング装置
４・・・制御装置
５・・・駆動装置
６・・・ブラシレスモータ（電動機）
１２・・・電動機電流検出手段
１３・・・電動機回転検出手段（電動機位相検出手段）
４０・・・制御用マイコン（目標電流設定手段）
４３・・・ＥＥＰＲＯＭ（記憶装置）
５０・・・駆動制御用マイコン（駆動制御手段）
５１・・・電動機駆動回路（電動機駆動手段）
Ｓ・・・ステアリング系
ＣＷ・・・クロック用通信線（通信線）
ＲＷ・・・データ受信用通信線（通信線）
ＳＷ・・・スタンバイ信号用通信線（通信線）
ＴＳ・・・操舵トルクセンサ（操舵トルク検出手段）
ＴＷ・・・データ送信用通信線（通信線）
Claims (2)
- ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、
前記目標電流設定手段または前記駆動制御手段のいずれか一方に記憶装置を接続し、
前記記憶装置が前記目標電流設定手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記目標電流設定手段から前記駆動制御手段に前記通信線を介して送信し、前記記憶装置が前記駆動制御手段に接続されている場合には前記記憶装置に記憶されているデータを前記駆動制御手段から前記目標電流設定手段に前記通信線を介して送信することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - ステアリング系に補助操舵力を付与する電動機と、ステアリング系に作用する操舵トルクを検出し、操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段と、前記電動機の回転位相を検出し、電動機位相信号を出力する電動機位相検出手段と、前記電動機に流れる電動機電流を検出し、電動機電流信号を出力する電動機電流検出手段と、少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて目標電流信号を設定する目標電流設定手段と、前記目標電流信号と前記電動機電流信号との偏差および前記電動機位相信号に基づいて電動機制御信号を設定する駆動制御手段と、前記電動機制御信号に基づいて前記電動機を駆動する電動機駆動手段と、を備え、前記目標電流設定手段と前記駆動制御手段とは通信線によって電気的に接続されており、前記電動機はブラシレスモータからなる電動パワーステアリング装置であって、
前記駆動制御手段は、前記目標電流信号を受信可能な状態を示すスタンバイ信号を前記目標電流設定手段に送信し、
前記目標電流設定手段は、前記スタンバイ信号を受信した後に、前記駆動制御手段への前記目標電流信号を送信することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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