JP5743133B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、操舵手段とそれを補助する操舵補助モータとを含む電動パワーステアリング装置に関するものである。

電動パワーステアリング装置に使用される操舵補助モータ（以下単に「モータ」という）は、モータの回転に合わせてステータ巻線に電流を通電することによってモータトルクが制御される。このモータの回転速度（回転速度とも言う）とモータトルクとの関係を本明細書では「モータ出力特性」という。
モータには、当該モータを駆動する電源の電力限界があり、この電源の電力限界に基づいてモータの電力を制限することによって、電源からの引き出し電流が一定以下に抑えられる。これを「電源電力限界」という。

また、モータ又はＥＣＵが過電流や過熱によって故障しないようにする「モータ出力制限」もある。モータ出力制限と電源電力限界との関係を図９に示す。グラフの縦軸はモータトルクＴ、横軸は回転速度Ｎを示す。
通常の設計では、モータ出力制限の中であって、電源電力限界を超えない範囲において目標出力が設定され、モータの回転はその目標出力となるように制御される。

また図１０に示すように、ブラシレスモータの制御において、同じ電圧でも、モータ回転速度を高速側へ広げられる技術として、ｄ軸電流が負になるように制御する弱め界磁制御がある。

特開2003-212136号公報 特開2009-173179号公報

ところで、据え切りで急操舵を行った場合など、一時的に電源の電力限界を超える電力が必要になることがある。この場合、電源の電力限界のためにモータの出力が制限され、いわゆるアシスト切れが発生して、操舵トルクが増加し、引っ掛かり感などの違和感が発生するという問題があった。
この問題は、特に弱め界磁制御が作動するような高速回転（ハンドル急操舵）領域において顕著になると考えられる。

そこで本発明の目的は、モータの電力消費を限界以下に抑えつつ、トルク詰まりなどの違和感が出ないように、電力消費率に応じて、モータへの制御量を変化させるように設計された電動パワーステアリング装置を提供することである。

前記の目的を達成するための本発明の電動パワーステアリング装置は、操舵補助力を発生するための操舵補助モータと、前記操舵補助モータを駆動するインバータ駆動回路と、前記インバータ駆動回路に駆動電力を供給する電源と、前記電源の消費電力を算出又は推定する消費電力推定手段と、算出又は推定された前記消費電力と所定の電力制限値との比から電力消費率を算出する電力消費率算出手段と、前記操舵補助モータの出力を算出するモータ出力算出手段と、算出又は推定された前記操舵補助モータの出力と所定の出力制限値との比からモータの出力率を算出するモータ出力率算出手段と、前記電力消費率算出手段によって算出された電力消費率に応じて補正されたモータ電流指令値と、前記出力率算出手段によって算出されたモータ出力率に応じて補正されたモータ電流指令値との小さいほうを用いて前記操舵補助モータを制御する電力制御手段とを備えるものである。

この構成であれば、モータの消費電力が電源の限界に近い場合、あるいはモータの出力特性が限界に近い場合、電力消費率に応じて補正されたモータ電流指令値と、モータの出力率に応じて補正されたモータ電流指令値との小さいほうに基づいて、前記操舵補助モータを制御することができる。このようにモータ電流指令値として、より低くなる方向に変化した値を適用することができる。このため、電力消費率やモータ出力率が急激に増大して、本来ならば電源やモータの出力特性が限界に達して操舵トルクの急激な増加が起こる場合に、この現象を予め避けることができる。よってトルク詰まりなどの違和感が出なくなる。

前記電力制御手段は、前記電力消費率に応じて電力消費率ゲインを設定し、この電力消費率ゲインをｑ軸電流指令値に乗算することにより、前記モータ電流指令値を補正するものであってもよい。この場合、前記電力消費率が１に近くなるほど電力消費率ゲインを低下させるようして、モータ電流指令値の絶対値を小さくすることができる。
前記電力制御手段は、前記モータの出力率に応じてモータ出力率ゲインを設定し、このモータ出力率ゲインをｑ軸電流指令値に乗算することにより、前記モータ電流指令値を補正するものであってもよい。この場合、モータの出力率が１に近くなるほどモータ出力率ゲインを低下させるようして、モータ電流指令値の絶対値を小さくすることができる。

前記消費電力推定手段は、インバータ駆動回路の消費電力を検出することによって、前記電源の消費電力を算出又は推定するものであってもよい。
前記消費電力推定手段は、モータの回転速度を演算し、これとモータトルクとの積に基づいて、モータ出力率を求めるものであってもよい。

電動パワーステアリング装置の電気的構成と制御機能を説明するためのブロック図である。 モータの構成を説明するための図解図である。 インバータ電力消費率Ｐrateと、電力消費率ゲインＰrateGainとの関係を例示するグラフである。 モータ出力率Ｗrateと、出力率ゲインＷrateGainとの関係を例示するグラフである。 インバータ電力消費率演算部３７及び補正部２２の動作を示すフローチャートである。 モータ出力率演算部３３及び補正部２２の動作を示すフローチャートである。 補正部２２の比較処理を示すフローチャートである。 インバータ電力消費率Ｐrate及び／又はモータ出力率Ｗrateに基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉd^*を制御するときに使用するグラフである。 モータ出力特性と、電源電力限界とを重畳して描いたグラフである。 モータ出力特性と、電源電力限界（弱め界磁制御付き）とを重畳して描いたグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の電気的構成と制御機能とを説明するためのブロック図である。
この電動パワーステアリング装置は、車両を操向するための操作部材としてのステアリングホイール１０に加えられる操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１と、車両の舵取り機構２に減速機構８を介して操舵補助力を与えるモータ（操舵補助モータ）３と、モータ３を駆動するための電源（蓄電池など）３０と、モータ３の回転角（電気角）を検出するための回転角センサ（例えばモータレゾルバ）５と、当該電動パワーステアリング装置が搭載された車両の速度を検出する車速センサ７と、モータ３を駆動制御するモータ制御装置６とを備えている。前記モータ制御装置６に、前述の回転角センサ５、トルクセンサ１及び車速センサ７が接続されている。

モータ制御装置６は、トルクセンサ１が検出する操舵トルク及び車速センサ７が検出する車速に応じて、インバータ駆動回路１２を通してモータ３を駆動することによって、操舵状況及び車速に応じた適切な操舵補助を実現する。
モータ３は、この実施形態では、三相モータであり、図２に図解的に示すように、界磁としてのロータ５０と、このロータ５０に対向するステータ５５に配置されたＵ相、Ｖ相及びＷ相のステータ巻線５１，５２，５３とを備えている。モータ３は、ロータの外部にステータを対向配置したインナーロータ型のものであってもよいし、筒状のロータの内部にステータを対向配置したアウターロータ型のものであってもよい。

各相のステータ巻線５１，５２，５３の方向にＵ軸、Ｖ軸及びＷ軸をとった三相固定座標（ＵＶＷ座標系）を定義する。また、ロータ５０の磁極方向にｄ軸（磁極軸）をとり、ロータ５０の回転平面内においてｄ軸と直角な方向にｑ軸（トルク軸）をとった二相回転座標系（ｄ−ｑ座標系）を定義する。
ｄ−ｑ座標系は、ロータ５０とともに回転する回転座標系である。ｄ−ｑ座標系では、ｑ軸電流のみがロータ５０のトルク発生に寄与するので、ｄ軸電流を零又は負の値とし、ｑ軸電流を所望のトルクに応じて制御すればよい。ロータ５０の回転角θＭは、Ｕ軸に対するｄ軸の回転角である。ｄ−ｑ座標系は、ロータ角θＭに従う実回転座標系である。このロータ角θＭを用いることによって、ＵＶＷ座標系とｄ−ｑ座標系との間での座標変換を行うことができる。

図１に戻り、モータ制御装置６は、電流検出部１３及びインバータ駆動回路１２を有する。
電流検出部１３は、モータ３のステータ巻線５１，５２，５３（図２参照）を流れる電流を検出する。より具体的には、電流検出部１３は、三相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のステータ巻線５１，５２，５３における相電流ＩU，ＩV，ＩWをそれぞれ検出する電流検出器を有する。

モータ制御装置６の、電流検出部１３、インバータ駆動回路１２以外の部分は、ＣＰＵ及びメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭなど）を備えるマイクロコンピュータで構成されており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能する。
この複数の機能処理部には、目標モータトルク生成部２０と、電流指令値生成部２１と、補正部２２と、電流偏差演算器２３と、ＰＩ（比例積分）制御部２４と、ｄｑ／ＵＶＷ変換部２５と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部２６と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７と、回転角演算部３１と、回転角速度演算部３２と、モータ出力率演算部３３と、インバータ電力消費率演算部３７とが含まれている。

回転角演算部３１は、回転角センサ５の出力信号に基づいて、モータ３のロータ５０の回転角（電気角。以下、「回転角θＭ」という。）を演算するものである。この回転角θＭが座標変換用の変換角θsとして出力される。回転角速度演算部３２は、前記回転角θＭを微分処理等することにより、回転角速度Ｎを算出するものである。
目標モータトルク生成部２０は、トルクセンサ１により検出される操舵トルク（検出操舵トルク）と、車速センサ７により検出される車速とに基づいて目標モータトルクＴＭ^*を生成する。具体的には、目標モータトルク生成部２０は、車速毎に予め設定された検出操舵トルクに対する目標モータトルクＴＭ^*の関係に基づいて、検出された車速及び操舵トルクに応じた目標モータトルクＴＭ^*を生成する。

検出操舵トルクは、例えば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、目標モータトルクＴＭ^*は、モータ３から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、モータ３から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
目標モータトルク生成部２０によって生成された目標モータトルクＴＭ^*は、電流指令値生成部２１に与えられる。

電流指令値生成部２１は、ｄ−ｑ座標系の座標軸に流すべき電流を電流指令値として生成するものである。具体的には、ｄ軸電流指令値Ｉd^*及びｑ軸電流指令値Ｉq^*を生成する。さらに具体的には、電流指令値生成部２１は、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を有意値とする一方で、ｄ軸電流指令値Ｉd^*を零又は負の値とする（負の値にするのは弱め界磁制御を行う場合である）。より具体的には、電流指令値生成部２１は、目標モータトルク生成部２０によって生成された目標モータトルクＴＭ^*を、モータ３のトルク定数ＫTで除算することによって、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を求める。このｑ軸電流指令値Ｉq^*を本明細書では「モータ電流指令値」と言うことがある。電流指令値生成部２１によって生成されたｑ軸電流指令値Ｉq^*とｄ軸電流指令値Ｉd^*は、補正部２２を経て、電流偏差演算器２３に与えられる。

一方電流検出部１３は、インバータ駆動回路１２におけるモータ３のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV、Ｗ相電流ＩW（以下、これらを総称するときには「三相検出電流ＩUVW」という。）を検出する。電流検出部１３によって検出された三相検出電流ＩUVWは、ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７に与えられる。
ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７は、三相検出電流ＩUVWを、二相回転座標系(ｄ−ｑ座標系）上でのｄ軸電流Ｉd及びｑ軸電流Ｉq（以下、これらを総称するときには「二相検出電流Ｉdq」という。）に座標変換する。この座標変換には、回転角演算部３１によって得られた変換角θsが用いられる。

インバータ電力消費率演算部３７は、ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７によって得られる二相検出電流Ｉdq及び電源３０からインバータ駆動回路１２に供給される電圧Ｖdqに基づいて、インバータ駆動回路１２の消費電力Ｐinvを求める。このインバータ駆動回路１２の消費電力Ｐinvは、電源（バッテリ）３０の消費電力に相当する値である。

Ｐinv=ＶdＩd＋ＶqＩq・・・(1)
インバータ電力消費率演算部３７は、インバータ電力制限値Ｐinv_limを設定する。インバータ電力制限値Ｐinv_limは、インバータ駆動回路１２の消費電力の最大制限値である。図９の「電力制限」の曲線に記入したように、このインバータ電力制限値Ｐinv_limは、電源の電力限界とほぼ等しい。これを超えると電源に過大な負荷がかかる。インバータ電力消費率演算部３７は、さらにインバータ電力制限値Ｐinv_limと消費電力Ｐinvとに基づいて、インバータ電力消費率Ｐrateを求める。

Ｐrate=Ｐinv/Ｐinv_lim・・・(2)
このインバータ電力消費率Ｐrateは、現時点のインバータ駆動回路１２の消費電力が、インバータ電力制限値Ｐinv_limと比べてどのくらいの割合になっているかを示す値である。Ｐrateは、０＝＜Ｐrate＝＜１の範囲に入る。
補正部２２は、インバータ電力消費率Ｐrateに基づいて、電力消費率ゲインＰrateGainを設定する。これは、インバータ電力消費率Ｐrateの関数として求められる値である。電力消費率ゲインＰrateGainの関数形の具体例を、図３に示す。同図によれば、Ａ，Ｂを０から１までの範囲にある定数として、インバータ電力消費率Ｐrateが０からＡまでであれば、電力消費率ゲインＰrateGainは１である。インバータ電力消費率ＰrateがＡを超えると、電力消費率ゲインＰrateGainは１から低下していく。インバータ電力消費率Ｐrateが１に達すると、電力消費率ゲインＰrateGainはＢとなる。このように、"Ａ"は、電力消費率ゲインＰrateGainが１を維持するためのインバータ電力消費率Ｐrateの上限値であり、"Ｂ"はインバータ電力消費率Ｐrateが最大値１になったときの電力消費率ゲインＰrateGainの値である。なお、図３では、電力消費率ゲインＰrateGainは範囲Ａ〜１において直線状に変化していたが、曲線状に変化してもよい（二次曲線、指数曲線、正弦波曲線など）。

補正部２２は、この電力消費率ゲインＰrateGainを用いて、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を補正する。補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^*を"Ｉq^* ₁"と表記すると、
Ｉq^* ₁=Ｉq^*×ＰrateGain・・・(3)
である。

なおブラシ付きモータの場合は、インバータ消費電力Ｐinvを前記(1)式に代えて、
Ｐinv=ＶmＩm・・・(1a)
（Ｖm：モータ電圧、Ｉm：モータ電流）を用いて算出する。補正後のモータ電流指令値Ｉm^* ₁を、前記(3)式に代えて、
Ｉm^* ₁=Ｉm^*×ＰrateGain・・・(3a)
で算出する。このように、ブラシレスモータと同様に、モータ電圧、モータ電流によって電力消費率制限ができる。

モータ出力率演算部３３は、回転角速度演算部３２で算出された回転角速度Ｎに対応する出力Ｗnowを算出する。このためモータトルクＴmを求める必要があるが、モータトルクＴmはＵＶＷ／ｄｑ変換部２７で求められたｑ軸電流Ｉqにモータ３のトルク定数ＫTをかけて得ることができる。

Ｔm＝Ｉq×ＫT・・・(4)
モータ出力Ｗnowは、モータトルクＴmに回転角速度Ｎを乗算して求めることができる。
Ｗnow＝Ｔm×Ｎ・・・(5)
モータ出力率演算部３３は、ｑ軸電流Ｉqに対応するモータの最大出力値Ｗmaxを取得する。最大出力値Ｗmaxはモータ出力特性を表し、前記（５）式のＮをモータの最大回転速度Ｎmaxで置き換えた式Ｗmax＝Ｔm×Ｎmaxで算出できる。ここで、ＮmaxはモータトルクＴm又はｑ軸電流Ｉqとモータ駆動電圧に応じて設定できる値である。モータの最大出力値Ｗmaxは、モータ３の最大出力制限値であり、これを超えるとモータ３に過大な負荷がかかる。モータ出力率演算部３３は、さらにモータの最大出力値Ｗmaxとモータ出力Ｗnowとに基づいて、モータ出力率Ｗrateを求める。

Ｗrate=Ｗnow /Ｗmax・・・(6)
このモータ出力率Ｗrateは、現時点のモータ３の出力が、出力制限値Ｗmaxと比べてどのくらいの割合になっているかを示す値である。Ｗrateは、０＝＜Ｗrate＝＜１の範囲に入る。
補正部２２は、モータ出力率Ｗrateに基づいて、出力率ゲインＷrateGainを設定する。これは、モータ出力率Ｗrateの関数として求められる値である。出力率ゲインＷrateGainの関数形の具体例を、図４に示す。同図によれば、Ｃ，Ｄを０から１までの範囲にある定数として、モータ出力率Ｗrateが０からＣまでであれば、出力率ゲインＷrateGainは１である。モータ出力率ＷrateがＣを超えると、出力率ゲインＷrateGainは１から低下していく。モータ出力率Ｗrateが１に達すると、出力率ゲインＷrateGainはＤとなる。このように、"Ｃ"は、出力率ゲインＷrateGainが１を維持するためのモータ出力率Ｗrateの上限値であり、"Ｄ"はモータ出力率Ｗrateが最大値１になったときの出力率ゲインＷrateGainの値である。なお、図４では、出力率ゲインＷrateGainは範囲Ｃ〜１において直線状に変化していたが、曲線状に変化してもよい（二次曲線、指数曲線、正弦波曲線など）。

補正部２２は、この出力率ゲインＷrateGainを用いて、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を補正する。補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^*を"Ｉq^* ₂"と表記すると、
Ｉq^* ₂=Ｉq^*×ＷrateGain・・・(7)
である。

図５は、インバータ電力消費率演算部３７及び補正部２２の動作を示すフローチャートである。
インバータ電力消費率演算部３７は、前記(1)式を用いてインバータ消費電力Ｐinvを求め（ステップＳ１）、前記(2)式を用いてインバータ電力消費率Ｐrateを演算し（ステップＳ２）、図３に例示するマップを用いて電力消費率ゲインＰrateGain（ステップＳ３）を設定する。

補正部２２は、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を電流指令値生成部２１から取得して（ステップＳ４）、前記(3)式を用いて、ｑ軸電流指令値Ｉq^*に、この電力消費率ゲインＰrateGainを適用して補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₁を求める（ステップＳ５）。
図６は、モータ出力率演算部３３及び補正部２２の動作を示すフローチャートである。
モータ出力率演算部３３は、ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７からｑ軸電流値Ｉqを取得し（ステップＴ１）、前記(4)式を用いてモータトルクＴmに換算する（ステップＴ２）。ついで前記(5)式を用いてモータ出力Ｗnowを求める（ステップＴ３）。さらにモータ出力率演算部３３は、モータの最大出力値Ｗmaxを取得し（ステップＴ４）、これとモータ出力Ｗnowとに基づいて、モータ出力率Ｗrateを求める（ステップＴ５）。そして図４に例示するマップを用いて出力率ゲインＷrateGainを設定する（ステップＴ６）。

補正部２２は、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を電流指令値生成部２１から取得して、前記(7)式を用いて、ｑ軸電流指令値Ｉq^*にこの出力率ゲインＷrateGainを適用して補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₂を求める（ステップＴ７）。
そして補正部２２は、図７の比較処理フローチャートに示すように、補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₁と、補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₂とを絶対値で比較し（ステップＲ１）、小さいほうを選択し（ｑ軸電流指令値Ｉq^* ₃とする；ステップＲ２）、それを最終的なｑ軸電流指令値Ｉq^*とする（ステップＲ３）。

補正部２２は、このｑ軸電流指令値Ｉq^*を電流偏差演算器２３に提供する。電流偏差演算器２３は、ｑ軸電流指令値Ｉq^*及びｄ軸電流指令値Ｉd^*と、ＵＶＷ／ｄｑ変換部２７から与えられる二相検出電流Ｉq，Ｉdとの偏差をそれぞれ演算する。これらの偏差は、ＰＩ制御部２４に与えられる。
ＰＩ制御部２４は、偏差演算部２３によって演算された電流偏差に対するＰＩ演算を行うことにより、モータ３に印加すべき二相指示電圧Ｖdq^*（ｄ軸指示電圧Ｖd^*及びｑ軸指示電圧Ｖq^*）を生成する。この二相指示電圧Ｖdq^*は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部２５に与えられる。

ｄｑ／ＵＶＷ変換部２５は、二相指示電圧Ｖdq^*を三相指示電圧ＶUVW^*に変換する。この座標変換には、回転角演算部３１によって得られた変換角θsが用いられる。三相指示電圧ＶUVW^*は、Ｕ相指示電圧ＶU^*、Ｖ相指示電圧ＶV^*及びＷ相指示電圧ＶW^*からなる。この三相指示電圧ＶUVW^*は、ＰＷＭ制御部２６に与えられる。
ＰＷＭ制御部２６は、Ｕ相指示電圧ＶU^*、Ｖ相指示電圧ＶV^*及びＷ相指示電圧ＶW^*にそれぞれ対応するデューティのＵ相ＰＷＭ制御信号、Ｖ相ＰＷＭ制御信号及びＷ相ＰＷＭ制御信号を生成し、インバータ駆動回路１２に供給する。

インバータ駆動回路１２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相に対応した三相コンバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子が、ＰＷＭ制御部２６から与えられるＰＷＭ制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧ＶUVW^*に相当する電圧がモータ３の各相のステータ巻線５１，５２，５３に印加されることになる。
このような構成において、ステアリングホイール１０に操舵トルクが加えられると、これがトルクセンサ１によって検出される。そして、トルクセンサ１によって検出された操舵トルク及び車速センサ７によって検出された車速に応じた目標モータトルクＴＭ^*が目標モータトルク生成部２０によって生成される。そして、この目標モータトルクＴＭ^*に応じた電流指令値Ｉd^*,Ｉq^*が電流指令値生成部２１によって生成される。

補正部２２は、電流指令値生成部２１から取得したｑ軸電流指令値Ｉq^*に、電力消費率ゲインＰrateGainを適用して補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₁を得るとともに、出力率ゲインＷrateGainを適用して補正後のｑ軸電流指令値Ｉq^* ₂を求め、絶対値の小さいほうをｑ軸電流指令値Ｉq^*として出力する。
このモータ電流指令値Ｉd^*,Ｉq^*と二相検出電流Ｉd,Ｉqとの偏差が電流偏差演算器２３によって算出され、この偏差を零に導くようにＰＩ制御部２４によるＰＩ演算が行われ、この演算結果に対応した二相指示電圧Ｖdq^*がＰＩ制御部２４から出力される。この二相指示電圧Ｖdq^*は、ｄｑ／ＵＶＷ変換部２５によって、三相指示電圧ＶUVW^*に変換される。

そして、ＰＷＭ制御部２６の働きによって、その三相指示電圧ＶUVW^*に応じたデューティ比でインバータ駆動回路１２が動作することによって、モータ３が駆動され、最終的な電流指令値Ｉd^*,Ｉq^*に対応したモータトルク（アシストトルク）が舵取り機構２に与えられることになる。こうして、操舵トルク及び車速に応じて操舵補助を行うことができるとともに、急操舵時にトルク詰まりなどの違和感が出ないように、電力消費率に応じて、モータへの駆動電力をあらかじめ適正に抑えることができる。

次に、本発明の他の実施形態に係るモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置を説明する。いままでの実施形態では、インバータ電力消費率Ｐrate、モータ出力率Ｗrateに基づいて、図３、図４の関数形を使って、電力消費率ゲインＰrateGain、出力率ゲインＷrateGainを設定し、これらのゲインを用いて、ｑ軸電流指令値Ｉq^*を補正していた。

しかし弱め界磁制御を行っている場合、前記電力消費率ゲインＰrateGain及び／又は出力率ゲインＷrateGainを設定することに代えて、あるいは設定するとともに、図８に示すようにインバータ電力消費率Ｐrate及び／又はモータ出力率Ｗrateが１に近づくほど、ｄ軸電流指令値Ｉd^*を、負の一定値（Ｉd1^*）から０に近づくように制御することも可能である。この制御により、電力消費率の高い領域で、弱め界磁制御量を減らして、モータの出力トルクを低下させ、急操舵時にトルク詰まりなどの違和感が出ないようにすることができる。

また、この電動パワーステアリング装置において、電源３０の電圧を昇圧する昇圧回路が設けられているときは、インバータ電力消費率Ｐrate及び／又はモータ出力率Ｗrateが１に近づくほど、その昇圧電圧Ｖboostを低下させるという制御も採用することができる。これにより、電力消費率の高い領域で、モータ電圧を低下させることにより、モータの出力トルクを低下させ、急操舵時にトルク詰まりなどの違和感が出ないようにすることができる。

また、いままでの実施形態では、電源３０の消費電力を推定するために、インバータ駆動回路１２の消費電力Ｐinvを求めていた（前記(1)式）。しかし、電源３０の電圧と電流を直接検出して、電源（バッテリ）３０の消費電力を求める構成としても良い。
いままでに掲げた図３、図４、図８に示した電力消費率ゲイン、出力率ゲイン、弱め界磁電流の関数形を用いて演算で求める代わりに、あらかじめ電力消費率ゲイン、出力率ゲイン、弱め界磁電流に対応する値をこのメモリ内のテーブルに書き込んで、それを利用しても良い。

また高速走行中の緊急回避時には、ｑ軸電流指令値、昇圧電圧、弱め界磁制御量を制限しないようにする設定、車速が大きいときはこれらの制御量を制限しないようにする設定も可能である。また、ｑ軸電流指令値、昇圧電圧、弱め界磁制御の各制御を組み合わせることも可能である。

３…操舵補助モータ、１２…インバータ駆動回路、２２…補正部、３０…電源、３３…モータ出力率演算部、３７…インバータ電力消費率演算部

Claims (5)

1. 操舵補助力を発生するための操舵補助モータと、
   前記操舵補助モータを駆動するインバータ駆動回路と、
   前記インバータ駆動回路に駆動電力を供給する電源と、
   前記電源の消費電力を算出又は推定する消費電力推定手段と、
   算出又は推定された前記消費電力の所定の電力制限値に対する比から電力消費率を算出する電力消費率算出手段と、
   前記操舵補助モータの出力を算出するモータ出力算出手段と、
   算出された前記操舵補助モータの出力の所定の出力制限値に対する比からモータの出力率を算出するモータ出力率算出手段と、
   前記電力消費率算出手段によって算出された電力消費率が１に近くなるほど小さくなるように補正されたモータ電流指令値の絶対値と、前記出力率算出手段によって算出されたモータ出力率が１に近くなるほど小さくなるように補正されたモータ電流指令値の絶対値との小さいほうを用いて前記操舵補助モータを制御する電力制御手段とを備える、電動パワーステアリング装置。
2. 前記電力制御手段は、前記電力消費率に応じて電力消費率ゲインを設定し、この電力消費率ゲインをｑ軸電流指令値に乗算することにより、前記モータ電流指令値を補正するものである、請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
3. 前記電力制御手段は、前記モータの出力率に応じてモータ出力率ゲインを設定し、このモータ出力率ゲインをｑ軸電流指令値に乗算することにより、前記モータ電流指令値を補正するものである、請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
4. 前記消費電力推定手段は、インバータ駆動回路の消費電力を検出することにより前記電源の消費電力を推定する、請求項１から請求項３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 前記モータ出力算出手段は、モータの回転速度とモータトルクとの積に基づいて、モータ出力率を求める、請求項１から請求項３の何れかに記載の電動パワーステアリング装置。

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