JP4483303B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用の電動パワーステアリング装置に関し、特に、ラック軸に大きな外力が作用してモータに定格電流以上の過電流が流れた場合に、モータ駆動回路を構成する半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を制限してモータ電流を減少させ、操舵フィーリングを損うことなくモータを保護する保護機能を備えた電動パワーステアリング装置に関する。

車両用の電動パワーステアリング装置は、少なくとも操舵輪の操作により発生した操舵トルクを検出し、検出された操舵トルクに応じた電流を操舵補助用のモータに供給し、操舵力を補助するように構成されている。

図４は、従来の電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ、４ｂ、ラックピニオン機構５を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。軸２には操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操舵補助用のモータ２０がクラッチ２１、減速ギア３を介して軸２に結合されている。

電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０は、バッテリ１４からイグニッションキー１１及びリレー１３を経て電力が供給される。コントロールユニット３０は、後述するように、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいて操舵補助指令値Ｉを演算し、必要に応じて前記演算された操舵補助指令値Ｉに種々の補正値を加算してモータ２０に供給するモータ電流制御値Ｅを決定する。そして、モータ２０に流れる電流を検出してフィードバック制御が行われる。

図５は、上記したコントロールユニット３０の構成を説明するブロック図である。コントロールユニット３０はＣＰＵで構成されており、図５ではＣＰＵで実行される機能を示している。即ち、例えば、位相補償器３１は独立した回路で構成された位相補償器ではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示している。なお、図５に示すそれぞれの機能要素をハードウエアで構成することもできることは言うまでもない。

コントロールユニット３０の機能及び動作を説明する。トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。

操舵補助指令値演算器３２は、入力された操舵トルクＴＡ、及び車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定するが、操舵補助指令値演算器３２には車速Ｖをパラメータとして操舵トルクＴＡに対応する操舵補助指令値Ｉを格納したメモリ３３が接続されており、車速Ｖと操舵トルクＴＡとから操舵補助指令値Ｉを求めることができる。

減算器３０Ａでは、入力された操舵補助指令値Ｉとモータ電流検出値ｉの差（Ｉ−ｉ）が演算されて比例演算器３５に入力されると共に、応答速度を高めるために微分補償器３４に入力される。比例演算器３５の出力は、フィードバック系の特性を改善するために積分演算器３６に入力される。加算器３０Ｂには比例演算器３５の出力、微分補償器３４の出力、積分演算器３６の出力が入力され、モータ２０に供給するモータ電流制御値Ｅが出力され、モータ駆動信号としてモータ制御回路３７Ａを経てモータ駆動回路３７Ｂに入力される。モータ２０に流れる電流ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、減算器３０Ａにフィードバックされ、フィードバック制御が行われる。

モータ制御回路３７Ａ及びモータ駆動回路３７Ｂは、電界効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で構成されるＨブリッジ回路と、モータ電流制御値Ｅに基づいて決定されたデューテイ比ＤでＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のゲートを駆動するゲート駆動回路、その他から構成される。モータ制御回路３７Ａ及びモータ駆動回路３７Ｂの詳細は後で説明する。

上記したコントロールユニット３０には、モータがロックされるなど装置が故障を起こした場合に、モータに過電流が流れて焼損することを防止するため、第１過電流検出回路４０が設けられており、モータ電流検出回路３８で検出されたモータ電流は第１過電流検出回路４０にも入力される。ここで装置の故障に基づく過電流が検出されたときは、モータ駆動回路３７Ｂにモータへの給電を遮断する遮断信号ＢＳが出力され、モータ２０への給電が遮断されるように構成されている。

このほか、例えば据え切り状態で操向ハンドルを操作しているときなどでは、大きな操舵補助力を供給するためにＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄは１００％近くになっているが、この状態において、例えば、操向ハンドルが限界回転角度まで回転してラックエンドに当たったような場合は、操向ハンドルの回転が停止されるから、モータも突然に停止して回転速度が零になる。このとき、ＣＰＵでは操舵角速度やモータ電流、その他を検出するためのサンプリングが実行されているから、モータが停止する前のサンプリングによりＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄが決定されていると、デューテイ比Ｄは１００％近くにあるから、モータはロックされた状態にありながらモータ電流（過電流（ロック電流））が流れてモータが焼損してしまうおそれがある。

このため、本来の装置の故障ではないが、モータに流れる過電流を検出する第２過電流検出回路４１が設けられており、所定の限界値を越えた過電流が検出されたときは、モータ制御回路３７Ａにモータ電流を制限する制限信号ＣＳが出力され、ＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを下げる処理を行うように構成されている。ここで、第２過電流検出回路４１で検出される過電流値は、第１過電流検出回路４０で検出される過電流値よりも小さく設定されている。

図６は、図５に示したモータ制御回路３７Ａ及びモータ駆動回路３７Ｂの構成を説明する図である。モータ制御回路３７Ａは、ＦＥＴゲート駆動回路３７１とＦＥＴのハイサイドを駆動する昇圧電源３７２から構成される。そして入力されたモータ電流制御値Ｅに基づいて決定されたデューテイ比Ｄの信号を、モータ駆動回路３７ＢのＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のゲートに出力する。

この他、モータ制御回路３７Ａには、前記したモータへの給電を制限する制限信号ＣＳが入力され、モータ電流制御値Ｅに基づいて決定されたＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを、所定の比率で制限する構成を備えている。前記したモータへの給電を制限する制限信号ＣＳは、例えばモータ温度やバッテリ電圧に応じてデューテイ比Ｄを制限するようにしてもよい。バッテリ電圧に応じてデューテイ比Ｄを制限するときは、バッテリ電圧が高い状態でもモータへ大電流が流れないように制限することができる。

モータ駆動回路３７Ｂは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートを駆動するゲート回路３７３とＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で構成されるＨブリッジ回路から構成される。ＦＥＴ１又はＦＥＴ２は、モータ電流制御値Ｅに基づいて決定されるデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号（パルス幅信号）によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、モータに流れる電流の大きさが制御される。このときＦＥＴ３又はＦＥＴ４は導通状態に維持されるか、或いは、デューテイ比Ｄ１の小さい領域では、デューテイ比Ｄ１の関数で定義されるＤ２（Ｄ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ 但しａ、ｂは定数）のＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御するようにしてもよい。

また、ゲート回路３７３には、前記した装置の故障に基づく過電流が検出されたとき出力される遮断信号ＢＳが入力される構成を備え、遮断信号ＢＳが入力されるとモータ２０への給電が遮断される。

モータを正方向に回転させるときは、ＦＥＴ１をデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号で駆動し、ＦＥＴ３を導通状態（或いはデューテイ比Ｄ２で駆動）する。またモータを負方向に回転させるときは、ＦＥＴ２をデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号で駆動し、ＦＥＴ４を導通状態（或いはデューテイ比Ｄ２で駆動）する。以上の構成は、電動パワーステアリング装置として公知のものである（特許文献１参照）。

特開平１１−２４０４５９号公報。

上記したコントロールユニットでは、モータ駆動回路に第２過電流検出回路を設けてあるので、通常の操舵においてもモータに過電流が検出されたときは、デューテイ比Ｄを下げてモータ電流を制限する制御が行われることになる。しかしながら通常の操舵において過電流が検出されたとき、デューテイ比Ｄを下げてモータ電流を制限する制御を行うと、モータ電流が急激に変化して操舵フィーリングを悪くしてしまう。通常の操舵において、操舵フィーリングを悪くしないように、且つ、モータに過電流が流れないようにデューテイ比Ｄを調整することは極めて困難であった。この発明はこの課題を解決することを目的とするものである。

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号と車速信号とに基づいて演算された電流指令値と検出されたモータ電流値とから演算された電流制御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、半導体素子をＨブリッジに接続して構成したブリッジ回路の入力端子間に電源を、出力端子間にモータを接続し、モータと電源との間にモータ電流検出手段を接続したモータ駆動手段と、前記モータ駆動手段の前記ブリッジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ制御手段とを備え、前記モータ制御手段は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して２以上の多段階にデューテイ比が設定されたデューテイ比制限手段を有し、前記デューテイ比制限手段は、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応するデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を制限することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。

そして、前記デューテイ比制限手段は、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のしきい値に対応した第１のデューテイ比に制限し、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のデューテイ比よりも小さい前記第２のしきい値に対応した第２のデューテイ比に制限する。

また、前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値とモータ電流が減少する場合のしきい値とで、異なる値に設定するとよい。

また、前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値よりもモータ電流が減少する場合のしきい値の方が小さく設定してもよい。

そして、前記モータ制御手段は、前記検出されたモータ電流値が予め設定された第１のしきい値を越えたときは、モータ電流値が減少して第１のしきい値以下になるまで前記デューテイ比制限手段を作動させるよう制御するとよい。

請求項６の発明は、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号と車速信号とに基づいて演算された電流指令値と検出されたモータ電流値とから演算された電流制御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、半導体素子で構成したブリッジ回路を有するモータ駆動手段と、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、前記モータ駆動手段のブリッジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ制御手段とを備え、前記モータ制御手段は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して多段階にデューテイ比が設定されたデューテイ比固定手段を有し、前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が前記多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応したデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を固定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。

そして、前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のしきい値に対応した第１のデューテイ比に固定し、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値の中の第２のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第２のしきい値に対応した第２のデューテイ比に固定し、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値以下に減少するときは前記デューテイ比の固定を解除する。

また、前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値とモータ電流が減少する場合のしきい値とで、異なる値に設定するとよい。

また、前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値よりもモータ電流が減少する場合のしきい値の方を小さく設定してもよい。

また、前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が予め設定された第１のモータ電流のしきい値を越えたときは、モータ電流値が減少して第１のしきい値以下になるまで前記デューテイ比を固定するとよい。

請求項１の発明は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して２以上の多段階のデューテイ比が設定されたデューテイ比制限手段を備え、検出されたモータ電流値が前記多段階に設定されたモータ電流しきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応したデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を制限するものであるから、モータ電流の変化に応じて第１段階、第２段階と段階を追って多段階にモータ電流値を制限することができ、モータの過熱焼損を防止できると共に、モータの駆動は継続されてモータ電流が急激に変化することがないので、操舵フィーリングを悪くしてしまうおそれがない。

請求項６の発明は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して２以上の多段階にデューテイ比が設定されたデューテイ比固定手段を備え、検出されたモータ電流値が前記多段階に設定されたモータ電流しきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応したデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を固定するものであるから、モータ電流に応じて第１段階、第２段階と段階を追って多段階にモータ電流値を固定することができ、モータの過熱焼損を防止できると共に、モータの駆動は継続されてモータ電流が急激に変化することがないので、操舵フィーリングを悪くしてしまうおそれがない。

以下、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置の全体構成の概略は、先に図３を参照して説明した従来構成と変わらないので、説明を省略し、以下、電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットについて説明する。

図１は、この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの構成を説明するブロック図である。コントロールユニット５０の構成は、先に図５を参照して説明した従来のコントロールユニット３０と類似しているが、モータに流れる過電流を検出する第２過電流検出回路４１に代えてデューテイ比制限器５１が設けられ、モータ制御回路３７Ａ及びモータ駆動回路３７Ｂに代えてモータ制御回路５２Ａ及びモータ駆動回路５２Ｂが設けられている。

その他の回路要素の機能は従来のコントロールユニット３０と変わらないので、同一回路要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

デューテイ比制限器５１について説明する。デューテイ比制限器５１は、モータに流れる過電流の状態を検出し、過電流の状態に応じてモータ電流を制限するため、モータ制御回路５２Ａに対してデューテイ比処理信号ＤＳを出力するものであり、モータ制御回路５２Ａは入力されたデューテイ比処理信号ＤＳに基づいてＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを変更し、モータ電流を制限する。

図２は、モータ制御回路５２Ａ及びモータ駆動回路５２Ｂの構成を示す図である。モータ制御回路５２Ａは、ＦＥＴゲート駆動回路５２１とＦＥＴのハイサイドを駆動する昇圧電源５２２から構成される。そして入力されたモータ電流制御値Ｅに基づいて決定されたデューテイ比Ｄの信号を、モータ駆動回路５２ＢのＦＥＴ１〜ＦＥＴ４のゲートに出力する。この他、モータ制御回路５２Ａには前記したモータへの給電を制限するデューテイ比制限信号ＤＳが入力され、モータ電流制御値Ｅに基づいて決定されたデューテイ比Ｄを、所定の比率で制限する構成を備えている。

モータ駆動回路５２Ｂは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートを駆動するゲート回路５２３とＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で構成されるＨブリッジ回路から構成され、ゲート回路５２３には、第１過電流検出回路４０から、モータがロックされるなど装置が故障を起こした場合にゲート回路５２３にモータへの給電を遮断する遮断信号ＢＳが入力される。

ＦＥＴ１又はＦＥＴ２は、モータ電流制御値Ｅに基づいて決定されるデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号（パルス幅信号）によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、モータに流れる電流の大きさが制御される。このときＦＥＴ３又はＦＥＴ４は導通状態に維持されるか、或いは、デューテイ比Ｄ１の小さい領域では、デューテイ比Ｄ１の関数で定義されるＤ２（Ｄ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）のＰＷＭ信号によりＯＮ／ＯＦＦ制御するように成してもよい。

なお、モータを正方向に回転させるときは、ＦＥＴ１をデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号で駆動し、ＦＥＴ３を導通状態（或いはデューテイ比Ｄ２で駆動）する。またモータを負方向に回転させるときは、ＦＥＴ２をデューテイ比Ｄ１のＰＷＭ信号で駆動し、ＦＥＴ４を導通状態（或いはデューテイ比Ｄ２で駆動）する。

図３は、モータ電流検出値の変化の状態、サンプリング時期、過電流の検出時期、デューテイ比の制限状態等を説明するタイミングチャートで、横軸は時間軸である。

まず、モータ電流検出値ｉの変化の状態は線（Ａ）で示されており、時刻ａ０においてモータ電流ｉは第１段階の所定電流値（例えば、８８Ａ）を越えたものとする。この状態は直ちに電流検出回路３８で検出され、ＣＰＵに割込が掛かる。ＣＰＵの割込処理において、デューテイ比Ｄを所定値に固定する処理を指令するクランプフラグを立て（フラグＦ←１）、デューテイ比Ｄを第１段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝３０％）に固定する。なお、この例ではモータの定格電流は８０Ａの場合を示しており、例示したモータ電流ｉの第１段階の所定のしきい値８８Ａは、モータの定格電流を１０％オーバーした過電流状態である。

以上のとおり、デューテイ比制限器５１はクランプフラグＦ＝１を判定し、クランプフラグＦ＝１のとき、即ち、モータ電流が過電流状態にあるときは、ＣＰＵではデューテイ比Ｄを所定値（例えばＤ＝３０％）に固定する。

次のサンプリング時刻ａ１において演算されたデューテイ比Ｄを読出し、クランプする第１段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝３０％）と比較する。その時点でのデューテイ比Ｄが第１段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝３０％）よりも大きい場合は、デューテイ比Ｄを既に設定された第１段階の所定のデューテイ比（例えばＤ＝３０％）に維持する。

さらに、サンプリング時刻ａ２において、モータ電流ｉが第２段階の所定のしきい値（例えば９５Ａ）を越えていることが電流検出回路３８で検出されると、その時点での演算されたデューテイ比Ｄを読出し、クランプする第２段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝１５％）と比較する。その時点でのデューテイ比Ｄが第２段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝１５％）よりも大きい場合は、デューテイ比Ｄを第２段階の所定のデューテイ比（例えばＤ＝１５％）に固定する。

サンプリング時刻ａ３において、モータ電流ｉが第３段階のしきい値（例えば９０Ａ）以下に減少したことが電流検出回路３８で検出されると、その時点での演算されたデューテイ比Ｄを読出し、クランプする第１段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝３０％）と比較する。その時点での演算されたデューテイ比Ｄが第２段階の所定のデューテイ比Ｄ（例えばＤ＝１５％）より大きく、第１段階のデューテイ比Ｄより小さい場合は、デューテイ比Ｄを第１段階の所定のデューテイ比（例えばＤ＝３０％）に戻して固定する。

さらに、サンプリング時刻ａ４において、モータ電流ｉが第４段階のしきい値（例えば、８２Ａ）以下に減少したことが電流検出回路３８で検出されると、この状態は直ちに電流検出回路３８で検出される。そして、次のサンプリング時刻ａ５の時点で、デューテイ比Ｄを所定値に固定する処理を指令するクランプフラグをリセットする（フラグＦ←０）。サンプリング時刻ａ５において、デューテイ比Ｄの制限を解除する。

以上、説明したとおり、デューテイ比制限器５１は、モータ電流ｉが増加する場合はモータ電流ｉの検出値に応じてデューテイ比Ｄを２段階に制限し、モータ電流ｉが減少する場合はモータ電流ｉの検出値に応じてデューテイ比Ｄの制限を２段階に解除するように構成した。

これにより、モータ電流ｉが第１段階のしきい値である所定電流値を越えていることが検出されたときは、デューテイ比Ｄを第１段階の所定値に固定してモータの駆動を継続することができる。そして、その後、さらにモータ電流ｉが第２段階のしきい値を越えていることが検出されたときは、デューテイ比Ｄを第１段階の所定値よりもさらに制限した第２段階の所定値に固定してモータの駆動を継続するから、モータ電流ｉを大幅に抑制しながらモータの駆動を継続することができ、操舵フィーリングを悪くすることなしにモータ駆動回路の過熱焼損を防止することができる。

さらに、モータ電流が減少する場合は、モータ電流検出値に応じてデューテイ比Ｄを２段階に解除するが、デューテイ比Ｄの制限解除を行うモータ電流のしきい値を、モータ電流が増加する場合のデューテイ比Ｄの制限を行うモータ電流のしきい値とは異なる値として、再びモータ電流が過電流状態に突入する可能性を排除している。

以上説明した実施の形態では、モータ電流検出値に応じてデューテイ比Ｄを２段階に制限するように構成されているが、デューテイ比Ｄを２以上の多段階に制限するように構成してもよい。即ち、予め設定された２以上の多段階のモータ電流しきい値に対応して２以上の多段階のデューテイ比を設定しておき、モータ電流検出値がモータ電流しきい値のどの段階に属するかを判定して、デューテイ比を２以上の多段階に制限する。この構成によれば、モータ電流値の変化に応じて２以上の多段階にモータ電流値を制限するから、デューテイ比Ｄを２段階に制限する構成よりもさらにモータ電流の急激な変化を抑え、一層操舵フィーリングの改善ができる。

この発明は、車両用の電動パワーステアリング装置であって、ラック軸に大きな外力が作用するなどしてモータに定格電流以上の過電流が流れた場合に、検出されたモータ電流に応じてモータ駆動回路を構成する半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を制限してモータ電流を減少させ、操舵フィーリングを損うことなくモータ駆動回路の過熱焼損を防止する保護機能を備えた電動パワーステアリング装置である。

電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニットの構成を説明するブロック図。 モータ制御回路及びモータ駆動回路の構成を示す図。 モータ電流の変化の状態、サンプリング時期、過電流の検出時期、デューテイ比の制限状態を説明するタイミングチャート。 従来の電動パワーステアリング装置の構成の概略を説明する図。 従来のコントロールユニットの構成を説明するブロック図。 従来のモータ制御回路及びモータ駆動回路の構成を示す図。

符号の説明

１ 操向ハンドル
２ 軸
３ 減速ギア
４ａ、４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ラックピニオン機構
６ タイロッド
１０ トルクセンサ
１２ 車速センサ
２０ モータ
２１ クラッチ
３０ コントロールユニット
３０Ａ 減算器
３０Ｂ 加算器
３１ 位相補償器
３２ 操舵補助指令値演算器
３３ メモリ
３４ 微分補償器
３５ 比例演算器
３６ 積分演算器
３７Ａ モータ制御回路
３７Ｂ モータ駆動回路
３８ モータ電流検出回路
４０ 第１過電流検出回路
５０ コントロールユニット
５１ デューテイ比制限器
５２Ａ モータ制御回路
５２Ｂ モータ駆動回路

Claims (10)

1. 少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号と車速信号とに基づいて演算された電流指令値と検出されたモータ電流値とから演算された電流制御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、
   半導体素子をＨブリッジに接続して構成したブリッジ回路の入力端子間に電源を、出力端子間にモータを接続し、モータと電源との間にモータ電流検出手段を接続したモータ駆動手段と、
   前記モータ駆動手段の前記ブリッジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ制御手段と
   を備え、
   前記モータ制御手段は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して２以上の多段階にデューテイ比が設定されたデューテイ比制限手段を有し、
   前記デューテイ比制限手段は、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応したデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を制限すること
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 前記デューテイ比制限手段は、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のしきい値に対応した第１のデューテイ比に制限し、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のデューテイ比よりも小さい前記第２のしきい値に対応した第２のデューテイ比に制限すること
   を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値とモータ電流が減少する場合のしきい値とで、異なる値に設定されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値よりもモータ電流が減少する場合のしきい値の方が小さく設定されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記モータ制御手段は、前記検出されたモータ電流値が予め設定された第１のしきい値を越えたときは、モータ電流値が減少して第１のしきい値以下になるまで前記デューテイ比制限手段を作動させること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
6. 少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号と車速信号とに基づいて演算された電流指令値と検出されたモータ電流値とから演算された電流制御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与えるモータの出力を制御する電動パワーステアリング装置において、
   半導体素子で構成したブリッジ回路を有するモータ駆動手段と、
   モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
   前記モータ駆動手段のブリッジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比に基づいて前記モータ駆動手段を制御するモータ制御手段とを備え、
   前記モータ制御手段は、予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値に対応して２以上の多段階にデューテイ比が設定されたデューテイ比固定手段を有し、
   前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が前記予め２以上の多段階に設定されたモータ電流のしきい値の中のいずれかのしきい値を越えたとき、当該越えたしきい値に対応したデューテイ比にＰＷＭ信号のデューテイ比を固定すること
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。
7. 前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値の中の第１のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第１のしきい値に対応した第１のデューテイ比に固定し、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値の中の第２のしきい値を越えたときは、前記ＰＷＭ信号のデューテイ比を前記第２のしきい値に対応した第２のデューテイ比に固定し、検出されたモータ電流値が予め設定されたモータ電流のしきい値以下に減少するときはデューテイ比の固定を解除すること
   を特徴とする請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値とモータ電流が減少する場合のしきい値とで、異なる値に設定されていること
   を特徴とする請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
9. 前記予め設定されたモータ電流のしきい値は、検出されたモータ電流が増加する場合のしきい値よりもモータ電流が減少する場合のしきい値の方が小さく設定されていること
   を特徴とする請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。
10. 前記デューテイ比固定手段は、検出されたモータ電流値が予め設定された第１のモータ電流のしきい値を越えたときは、モータ電流値が減少して第１のしきい値以下になるまで前記デューテイ比を固定すること
    を特徴とする請求項６又は７に記載の電動パワーステアリング装置。

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