JPH07267115A - 直流モータの負荷トルク検出方法、直流モータ制御装置および電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置を複雑にすることなく正確に負荷トルク
を検出する直流モータの負荷トルク検出方法を得る。 【構成】 １１はマイコン、１３は直流モータ、１２ａ
〜１２ｄは直流モータ１３を駆動するためのパワーＭＯ
ＳＦＥＴである。マイコン１１よりゲート駆動回路１４
を介してＦＥＴ１２ａ〜１２ｄの動作を制御する。負荷
トルクの検出時には、ＦＥＴ１２ａをＰＷＭ駆動し、Ｆ
ＥＴ１２ｄをオンとして所定電流を所定時間だけ流し、
通電停止から所定時間だけ経過後の発電電圧ＶMよりモ
ータ１３の負荷トルクを推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、直流モータの負荷ト
ルク検出方法、その方法を使用した直流モータ制御装置
およびその装置を備える電動式パワーステアリング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータは、モータ自体の故障、
あるいはモータから負荷に動力を伝達するためのギヤ等
の伝達機構の故障等により、ロック状態になることがあ
る。このようなロック状態は、モータが車両の操舵系に
使用されている場合等においてはハンドルが固定されて
操舵不可能となる虞れがあるので非常に危険である。従
来、このような問題を解決するため、モータの駆動電流
と角度ないしは角速度からモータの負荷トルクを推定
し、推定された負荷トルクが異常であるときはモータの
出力軸を操舵装置より機械的に離脱するようにクラッチ
を制御することが行われている。また、モータ制御装置
の構成上、モータの角度ないしは角速度が得られない場
合には、モータを定電圧で駆動し、電機子電流を検出す
ることで負荷トルクを推定している。

【０００３】図１０は、例えば１９９３年３月にコロナ
社より発行された土手，原島共著「モーションコントロ
ール」に記載されたモータの駆動電流と角速度から負荷
トルクを推定する方法を模式的に示す図である。図にお
いて、駆動回路１からモータ３に供給される駆動電流を
電流検出器２で検出し、また、モータ３に連結され、実
質的にモータのトルク定数，外乱トルク，モータの慣性
および粘性摩擦係数等で表される負荷４より例えばタコ
ジェネレータからなる角速度検出器５を用いてモータ３
の角速度を検出する。

【０００４】そして、電流検出器２で検出された駆動電
流を、乗算器６１，加算器６２および演算器６３等で構
成されるマイクロコンピュータ６の乗算器６１に供給
し、これにモータのトルク定数を乗じて加算器５２の一
方の入力端子に印加する。一方、角速度検出器４で検出
された角速度を演算器６３に供給し、ここで所定のモー
タの慣性と角速度を乗じたものを微分すると共に、所定
の粘性摩擦係数と角速度を乗じ、両方の値を加算して加
算器６２の他方の入力端子に印加する。加算器６２では
乗算器６１の出力値より演算器６１の出力値を減じ、こ
れを例えば１次遅れ回路からなるローパスフィルタ７を
通すことにより出力端子８に負荷トルクの推定値が得ら
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のモータの負荷ト
ルクの検出方法は、以上のように負荷トルクの推定を行
っていたため、モータを定電流で駆動した状態で負荷ト
ルクを推定するには専用の電流検出器やタコジェネレー
タ等の角速度検出器を用いる必要があり、従って、タコ
ジェネレータ等の角速度検出器やポテンショメータ等の
モータ角度検出器を具備しない場合には負荷トルクの推
定は困難で、構成が複雑で高価となる等の問題点があっ
た。

【０００６】また、上記の場合においても、モータの発
電電圧を検出すれば、角速度を検出したことと等価とな
るが、一般にモータを駆動中にはモータへの印加電圧と
発電電圧とが混在するので発電電圧のみを抽出して検出
することは困難であり、従って、この場合も負荷トルク
の推定は困難で、構成の複雑さ、コストアップを余儀な
くされる等の問題点があった。

【０００７】さらに、モータやギヤは、異物等をかみ込
んで急にロック状態に陥る場合よりも、徐々に特性が劣
化して負荷トルクが増加していく場合が多く、従って、
モータが車両の操舵系に使用されている場合等において
は、危険な状態を事前に検知するために、できる限り正
確に負荷トルクを検出できることが所望されている。

【０００８】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、構成簡単にして正確に負荷トルク
を検出することができる廉価な直流モータの負荷トルク
検出方法、その方法を使用した直流モータ制御装置およ
びその装置を備える電動式パワーステアリング装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項第１項の発明に係
る直流モータの負荷トルク検出方法は、所定の駆動トル
クにて所定の駆動時間だけ直流モータを駆動し、直流モ
ータの駆動停止から所定時間経過後の上記直流モータの
発電電圧より直流モータの負荷トルクを推定するように
したものである。

【００１０】請求項第２項の発明に係る直流モータの負
荷トルク検出方法は、請求項第１項の発明において、駆
動トルクおよび駆動時間を直流モータが少なくとも所定
の角度以上回転するように設定するものである。

【００１１】請求項第３項の発明に係る直流モータの負
荷トルク検出方法は、請求項第１項または第２項の発明
において、直流モータに対する通電電流を可変とするも
のである。

【００１２】請求項第４項の発明に係る直流モータ制御
装置は、直流モータを所定の駆動トルクにて所定の駆動
時間だけ駆動制御する駆動トルク制御手段と、直流モー
タの駆動停止から所定の時間経過後の該直流モータの発
電電圧を検出する発電電圧検出手段と、直流モータの発
電電圧より該直流モータの負荷トルクを推定する負荷ト
ルク推定手段とを備えたものである。

【００１３】請求項第５項の発明に係る直流モータ制御
装置は、請求項第４項の発明において、駆動トルク制御
手段が直流モータの電流を制御するモータ電流制御手段
を含むものである。

【００１４】請求項第６項の発明に係る直流モータ制御
装置は、請求項第４項または第５項の発明において、駆
動トルクおよび駆動時間を直流モータが少なくとも所定
の角度以上回転するように設定するものである。

【００１５】請求項第７項の発明に係る直流モータ制御
装置は、請求項第４項〜第６項のいずれかの発明におい
て、負荷トルク推定手段で推定された直流モータの負荷
トルクが異常であると判断した場合には、警報器を駆動
して異常警報を行うものである。

【００１６】請求項第８項の発明に係る直流モータ制御
装置は、請求項第４項〜第７項のいずれかの発明におい
て、直流モータの端子を接地側または電源側に接続する
ためのスイッチング素子を有する直流モータ駆動手段を
備え、直流モータの非駆動時にスイッチング素子を導通
または非導通とし、発電電圧検出手段では接地電圧基準
で直流モータの発電電圧を検出するものである。

【００１７】請求項第９項の発明に係る直流モータ制御
装置は、請求項第８項の発明において、直流モータ駆動
手段は直流モータの端子を電源側または接地側に選択的
に接続するための複数のスイッチング素子を有し、直流
モータの非駆動時に直流モータ駆動手段の接地側のスイ
ッチング素子を導通させ、発電電圧検出手段では接地電
圧基準で直流モータの発電電圧を検出するものである。

【００１８】請求項第１０項の発明に係る直流モータ制
御装置は、請求項第８項の発明において、直流モータ駆
動手段は直流モータの接地側と反対の端子を電源側に接
続するための単一のスイッチング素子を有し、直流モー
タの非駆動時にスイッチング素子を非導通とし、発電電
圧検出手段では接地電圧基準で直流モータの発電電圧を
検出するものである。

【００１９】請求項第１１項の発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、移動体の操舵または操舵時の補助
負荷付勢を行う直流モータと、直流モータの出力軸を操
舵装置に機械的に連結または離脱を行うクラッチと、ク
ラッチの連結または離脱を制御するクラッチ制御手段
と、直流モータを所定の駆動トルクにて所定の駆動時間
だけ駆動制御する駆動トルク制御手段、直流モータの駆
動停止から所定の時間経過後の該直流モータの発電電圧
を検出する発電電圧検出手段、直流モータの発電電圧よ
り該直流モータの負荷トルクを推定する負荷トルク推定
手段を有する直流モータ制御装置とを備え、クラッチ制
御手段は負荷トルク推定手段で推定された直流モータの
負荷トルクに応じてクラッチの連結または離脱を制御す
るようにしたものである。

【００２０】請求項第１２項の発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項第１１項の発明において、
直流モータ制御装置における駆動トルクおよび駆動時間
を直流モータが少なくとも所定の角度以上回転するよう
に設定するものである。

【００２１】請求項第１３項の発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項第１１項または第１２項の
発明において、直流モータ駆動手段は直流モータの端子
を接地側または電源側に接続するためのスイッチング素
子を有し、直流モータの非駆動時にスイッチング素子を
導通させ、発電電圧検出手段では接地電圧基準で直流モ
ータの発電電圧を検出するものである。

【００２２】請求項第１４項の発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項第１１項〜第１３項のいず
れかの発明において、負荷トルク推定手段で推定された
直流モータの負荷トルクが異常であると判断した場合に
は、警報器を駆動して異常警報を行うものである。

【００２３】請求項第１５項の発明に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項第１１項〜第１４項のいず
れかの発明において、移動体が車両であるものである。

【００２４】

【作用】請求項第１項の発明においては、直流モータの
負荷トルクが大きくなるのに従って駆動時の直流モータ
の加速度は小さく、駆動停止後の直流モータの減速度は
大きくなる。そのため、駆動停止から所定時間経過後の
直流モータの発電電圧より直流モータの負荷トルクを正
確に検出することが可能となる。

【００２５】請求項第２項の発明においては、負荷トル
クの推定時に直流モータを少なくとも所定の角度以上回
転させることにより、異物のかみ込み等による負荷トル
クの増大をより確実に検出することが可能となる。

【００２６】請求項第３項の発明においては、直流モー
タに対する通電電流を可変とし、直流モータの目標電流
の時間に対する変化量を小さくできるため、電流のオー
バーシュート等により検出トルクの誤差が大きくなるの
を抑制できることが可能となる。

【００２７】請求項第４項の発明においては、直流モー
タの負荷トルクが大きくなるのに従って駆動時の直流モ
ータの加速度は小さく、駆動停止後の直流モータの減速
度は大きくなる。そのため、駆動停止から所定時間経過
後の直流モータの発電電圧より直流モータの負荷トルク
を正確に検出することが可能となる。

【００２８】請求項第５項の発明においては、駆動トル
ク制御手段にモータ電流制御手段を設けて実質的にハー
ドウェア的にモータ電流を制御するようにしたため、そ
れだけ、使用されるマイクロコンピュータの負担が軽減
されてこれを安価なものにすることが可能となる。

【００２９】請求項第６項の発明においては、負荷トル
クの推定時に直流モータを少なくとも所定の角度以上回
転させることにより、異物のかみ込み等による負荷トル
クの増大をより確実に検出することが可能となる。

【００３０】請求項第７項の発明においては、直流モー
タの負荷トルクが異常であると判断した場合には警報器
を駆動して異常警報をするため、負荷トルクの異常を知
らせることが可能となる。

【００３１】請求項第８項の発明においては、接地側ま
たは電源側のスイッチング素子を導通または非導通とす
ることで、接地電圧基準で直流モータの発電電圧を検出
でき、例えばマイコンへの入力インタフェース回路等の
発電電圧の検出回路を簡略化することが可能となると共
に、発電電圧の測定分解能の向上が可能となる。

【００３２】請求項第９項の発明においては、電源側の
スイッチング素子を非導通、接地側のスイッチング素子
を導通とすることで、接地電圧基準で正逆転が可能な直
流モータの発電電圧を検出でき、例えばマイコンへの入
力インタフェース回路等の発電電圧の検出回路を簡略化
することが可能となると共に、発電電圧の測定分解能の
向上が可能となる。

【００３３】請求項第１０項の発明においては、電源側
のスイッチング素子を非導通とすることで、接地電圧基
準で単一方向に回転する直流モータの発電電圧を検出で
き、例えばマイコンへの入力インタフェース回路等の発
電電圧の検出回路を簡略化することが可能となると共
に、発電電圧の測定分解能の向上が可能となる。

【００３４】請求項第１１項の発明においては、直流モ
ータの負荷トルクが大きくなるのに従って駆動時の直流
モータの加速度は小さく、駆動停止後の直流モータの減
速度は大きくなる。そのため、駆動停止から所定時間経
過後の直流モータの発電電圧より直流モータの負荷トル
クを正確に検出でき、そのモータ負荷トルクが異常と判
断した場合には直流モータを操舵装置より離脱すること
ができ安全性を高めることが可能となる。

【００３５】請求項第１２項の発明においては、負荷ト
ルクの推定時に直流モータを少なくとも所定の角度以上
回転させることにより、異物のかみ込み等による負荷ト
ルクの増大をより確実に検出することが可能となる。

【００３６】請求項第１３項の発明においては、接地側
または電源側のスイッチング素子を導通とすることで、
接地電圧基準で直流モータの発電電圧を検出でき、例え
ばマイコンへの入力インタフェース回路等の発電電圧の
検出回路を簡略化することが可能となると共に、発電電
圧の測定分解能の向上が可能となる。

【００３７】請求項第１４項の発明においては、直流モ
ータの負荷トルクが異常であると判断した場合には警報
器を駆動して異常警報をするため、運転者等に負荷トル
クの異常を知らせることが可能となる。

【００３８】請求項第１５項の発明においては、移動体
として車両に適用した場合であるため、車両の安全性を
向上することが可能となる。

【００３９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図を参照して説
明する。 実施例１．図１は、この発明の一実施例による直流モー
タ制御装置を示す構成図である。図において、１１はマ
イクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）であ
り、種々の演算処理を行う負荷トルク推定手段としての
ＣＰＵ１１ａ、予め図３に示すようなプログラム等が格
納されたＲＯＭ１１ｂ、ＣＰＵ１１ａが演算処理する際
に情報の読み書きを行うためのＲＡＭ１１ｃ、後述の直
流モータからの電機子電流や発電電圧をディジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換器１１ｄ、ＣＰＵ１１ａからの制
御出力をパルス幅変調（ＰＷＭ）し駆動信号として出力
するパルス幅変調回路１１ｅおよび同じくＣＰＵ１１ａ
からの制御出力を駆動信号として出力する入出力インタ
フェース１１ｆから成る。

【００４０】１２は直流モータ１３を駆動するためのＨ
形ブリッジ回路であり、スイッチング素子としてのパワ
ーＭＯＳＦＥＴ１２ａ〜１２ｄよりなる。すなわち、Ｆ
ＥＴ１２ａ，１２ｂの直列回路とＦＥＴ１２ｃ，１２ｄ
の直列回路とを並列接続し、ＦＥＴ１２ａ，１２ｂの接
続点Ｑ１を直流モータ１３の一端に接続し、ＦＥＴ１２
ｃ，１２ｄの接続点Ｑ２を直流モータ１３の他端に接続
する。

【００４１】また、ＦＥＴ１２ａ，１２ｃの接続点を電
機子電流を検出するための抵抗器１６を介して直流電圧
Ｖ_Ｂが供給される電源端子３１に接続し、ＦＥＴ１２
ｂ，１２ｄの接続点を接地する。また、ＦＥＴ１２ａ，
１２ｃのゲートにはマイコン１１のパルス幅変調回路１
１ｅよりパルス幅変調された駆動信号をゲート駆動回路
１４を介して供給すると共に、ＦＥＴ１２ｂ，１２ｄの
ゲートにはマイコン１１の入出力インタフェース１１ｆ
よりゲート駆動回路１４を介して駆動信号を供給する。

【００４２】また、接続点Ｑ１，Ｑ２の間に得られるモ
ータ１３の発電電圧Ｖ_Ｍを入力インタフェース回路１５
を介し、さらにＡ／Ｄ変換器１１ｄでディジタル信号に
変換してＣＰＵ１１ａに供給する。また、抵抗器１６の
両端間に得られる電機子電流の検出信号を入力インタフ
ェース回路１７を介し、さらにＡ／Ｄ変換器１１ｄでデ
ィジタル信号に変換してＣＰＵ１１ａに供給する。な
お、抵抗器１６，入力インタフェース回路１７およびＡ
／Ｄ変換器１１ｄは駆動トルク制御手段を構成し、入力
インタフェース回路１５およびＡ／Ｄ変換器１１ｄは発
電電圧検出手段を構成し、ブリッジ回路１２，ゲート駆
動回路１４，パルス幅変調回路１１ｅおよび入出力イン
タフェース１１ｆは直流モータ駆動手段を構成する。

【００４３】次に、図２および図３を参照しながら図１
の動作についての説明する。まず、所定時間ｔ_１の間、
図１に破線の矢印で示す方向にモータ電流Ｉ_Ｍを所定の
電流Ｉ_１だけ流して通電状態とする（図２参照）。この
動作を、図３のフローチャートに基づいて説明する。モ
ータ電流Ｉ_Ｍを抵抗器１６にて検出し、入力インタフェ
ース回路１７およびＡ／Ｄ変換器１１ｄを介してＣＰＵ
１１ａに入力する。このモータ電流Ｉ_Ｍの検出値をステ
ップＳ２の入力処理にて読み込む。

【００４４】そして、モータ電流Ｉ_ＭがステップＳ３で
設定された目標電流Ｉ_１と一致するように、ステップＳ
４でフィードバック制御し、パルス幅変調回路１１ｅの
出力信号のデューティ比を決定する。そして、後述のス
テップＳ５をパスして最後に、ステップＳ６の出力処理
で、ＦＥＴ１２ａをＰＷＭ駆動し、ＦＥＴ１２ｂ，１２
ｃをオフとし、ＦＥＴ１２ｄをオン（一定のデューティ
で駆動）とし、直流モータ１３の通電電流とその方向を
制御する。勿論、ＦＥＴ１２ａ，１２ｄを同時にまたは
個別にＰＷＭ駆動してもよい。以上の動作を、ｔ_１時間
だけ継続して行う。

【００４５】次に、ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄを全てオフと
して直流モータ１３への通電を停止し、この通電停止か
ら所定の時間ｔ_２だけ経過後の直流モータ１３の発電電
圧Ｖ_２から負荷トルクＴ_Ｌを演算する。この動作を、図
３のフローチャートに基づいて説明する。ステップＳ３
にて、目標電流Ｉ_１をゼロに設定し、ステップＳ６にて
ＦＥＴ１２ａ〜１２ｄを全てオフとする。この状態で、
接続点Ｑ１，Ｑ２の間に得られる電圧Ｖ_Ｍを入力インタ
フェース回路１５およびＡ／Ｄ変換器１１ｄを介してＣ
ＰＵ１１ａに入力する。この電圧Ｖ_ＭをステップＳ２の
入力処理にて読み込み、直流モータ１３の発電電圧
Ｖ_２、つまり直流モータ１３が慣性力で回っているとき
の逆起電力を得る。さらに、次のサイクルでこの発電電
圧Ｖ_２と通電停止からの経過時間ｔ_２に基づいて、ステ
ップＳ５にて直流モータ１３の負荷トルクＴ_Ｌを演算す
る。

【００４６】ステップＳ５における負荷トルクＴ_Ｌの演
算方法について説明する。所定の電流Ｉ_１を直流モータ
１３に通電した場合、直流モータ１３の軸受け等のベア
リングの摩擦等速度に比例する項を無視すれば、以下の
（１）式および（２）式が成立する。なお、Ｔはモータ
駆動トルク、Ｊはモータ慣性モーメント、ωはモータ角
速度、ｋ_Ｔはモータトルク定数である。

【００４７】 Ｔ−Ｔ_Ｌ＝Ｊ・ｄω／ｄｔ ・・・（１） Ｔ＝ｋ_ＴＩ_１ ・・・（２）

【００４８】ここで、Ｔ_Ｌは定トルク負荷であるとし、
直流モータ１３の初速度＝０と仮定し、所定時間ｔ_１だ
け経過後のモータ角速度ω_１を、（１）式、（２）式よ
り求めると、以下の（３）式で示すようになる。

【００４９】 ω_１＝ｔ_１（ｋ_ＴＩ_１−Ｔ_Ｌ）／Ｊ ・・・（３）

【００５０】通電停止後は、（１）式にＴ＝０を代入し
た式、すなわち以下の（４）式が成立する。

【００５１】 −Ｔ_Ｌ＝Ｊ・ｄω／ｄｔ ・・・（４）

【００５２】直流モータ１３の初速度＝ω_１とし、所定
時間ｔ_２だけ経過後のモータ角速度ω_２を（４）式から
求めると、以下の（５）式で示すようになる。

【００５３】 ω_２＝ω_１−Ｔ_Ｌ・ｔ_２／Ｊ ・・・（５）

【００５４】（３）式および（５）式からω_１を消去
し、ω_２＝Ｖ_２／ｋ_Ｃを代入して、Ｔ_Ｌに関して解く
と、以下の（６）式が成立する。ここで、ｋ_Ｃはモータ
逆起電力定数である。

【００５５】 Ｔ_Ｌ＝（ｋ_ＴＩ_１ｔ_１−ＪＶ_２／ｋ_Ｃ）／（ｔ_１＋ｔ_２） ・・・（６）

【００５６】上記（６）式の右辺は、ｔ_２とＶ_２を除い
て全て定数であるから、ｔ_２とＶ_２がわかれば、負荷ト
ルクＴ_Ｌを演算することが可能である。すなわち、直流
モータ１３への通電電流Ｉ_１と、通電時間ｔ_１を、例え
ば負荷トルクが異常な場合でも危険がないような適当な
値に定めておけば、通電を停止して所定時間ｔ_２だけ経
過後のモータ発電電圧Ｖ_２は、図２に示すように負荷ト
ルクＴ_Ｌが大きくなるに従って低くなるため、つまり、
図２に示すような特性を得ることことによりモータ発電
電圧Ｖ_２の変化を検出できるため、（６）式によって負
荷トルクＴ_Ｌを求めることができる。

【００５７】なお、図３におけるステップＳ１はＡ／Ｄ
変換器１１ｄ等の周辺装置の初期化処理であり、ステッ
プＳ７は以上の一連の処理が一定周期で実行されるよう
に管理し、時間ｔ_１，ｔ_２の計測が容易に行えるように
するための待機処理である。

【００５８】このように本実施例においては、直流モー
タ１３を定電流駆動するモータ制御装置において、直流
モータ１３の発電電圧Ｖ_２から負荷トルクＴ_Ｌを演算し
て得るため、タコジェネレータ等のモータ角速度検出器
を具備しない場合にも、装置を複雑にすることなく正確
に負荷トルクＴ_Ｌを検出できる。また、以上の動作を、
モータ制御装置の起動後少なくとも１回実行するように
すれば、つまり、直流モータ１３を常にオンさせないで
１回だけオンさせるだけで、直流モータ１３がロック状
態に陥る危険な故障を事前に検知でき、フェールセーフ
処理をすることが可能となり、安全性が向上する。さら
に、負荷トルクＴ_Ｌに応じた直流モータ１３の制御を行
うことも可能となる。

【００５９】実施例２．図４は、この発明の他の実施例
による直流モータ制御装置を示す構成図である。この図
４において、図１と対応する部分には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。図１の例は実質的にソフトウ
ェアでモータ電流Ｉ_Mを制御するものであったが、本実
施例はモータ電流制御手段１８を設けて、ハードウェア
でモータ電流Ｉ_Mを制御するものである。従って、本実
施例におけるマイコン１１Ａはマイクロコンピュータ１
１で使用されたパルス幅変調回路１１ｅは省略され、モ
ータ電流制御手段１８内に含まれるようになされてい
る。その他は、図１の例と同様に構成する。

【００６０】図５はモータ電流制御手段１８の具体的回
路構成の一例を示す構成図である。図において、１８ａ
はＣＰＵ１１ａより入出力インタフェース１１ｆを介し
て設定されたモータ目標電流をアナログの電圧Ｖ₁に変
換するＤ／Ａ変換器、１８ｂはモータ電流Ｉ_Mを電圧Ｖ₂
に変換するモータ電流検出回路、１８ｃは例えば演算増
幅器ＯＰとコンデンサＣからなり、電圧Ｖ₁と電圧Ｖ₂が
一致するように出力電圧Ｖ₃を制御するモータ電流制御
回路、１８ｄは例えば三角波比較によりモータ電流制御
回路１８ｃの出力電圧Ｖ₃を所定のデューティ比のパル
ス信号に変換するパルス幅変調回路、１８ｅはパルス幅
変調回路１８ｄからのパルス信号を駆動信号としてＦＥ
Ｔ１２ａ，１２ｃに供給するゲート駆動回路である。

【００６１】かかる構成により、ＣＰＵ１１ａの設定し
た直流モータ１３の目標電流と実電流が一致するように
ＦＥＴ１２ａ，１２ｃがＰＷＭ駆動される。従って、本
実施例においては、図１の例と同様に負荷トルクＴ_Lを
正確に検出できる他に、マイコン１１Ａはソフトウェア
的には図３のステップＳ４を省くことができ、マイコン
１１Ａの負担が軽減され、マイコン１１Ａとして安価な
ものを使用できる利益がある。

【００６２】実施例３．なお、上記実施例においては、
通電電流Ｉ₁および通電時間ｔ₁は任意でそれらをどのよ
うに設定するかについては述べていないが、これらを負
荷トルクＴ_Lが所定の値以下の場合に、直流モータ１３
や直流モータ１３に接続される減速ギヤ等（図示せず）
が例えば３６０度以上回転するように設定すれば、異物
のかみ込み等による負荷トルクＴ_Lの増大をより確実に
検出することが可能となる。

【００６３】以下、上記したように通電電流Ｉ₁，通電
時間ｔ₁を設定する方法について説明する。所定の電流
Ｉ₁を所定の時間ｔ₁の間だけ通電した後の直流モータ１
３の回転角をθ₁とし、直流モータ１３の回転速度と回
転角の初期値を０として、上記（１）式および（２）式
を直流モータ１３の回転角について解けば、以下の
（７）式に示すようになる。ｋ_TとＪは定数であるか
ら、所望のθ₁とＴ_Lが得られるようにＩ₁とｔ₁を決めれ
ばよい。

【００６４】 θ₁＝ｔ₁ ²（ｋ_TＩ₁−Ｔ_L）／２Ｊ ・・・（７）

【００６５】このように、本実施例においては、負荷ト
ルクＴ_Lが所定の値以下の場合、直流モータ１３やこれ
に接続される減速ギヤ等が所定角度以上回転するように
設定したので、異物のかみ込み等による負荷トルクＴ_L
の増大をより確実に検出することができる。

【００６６】実施例４．また、上記実施例においては、
通電電流Ｉ₁を一定値としたが、時間に応じて変化する
ようにしてもよい。例えば、図６に示すようにランプ関
数とすれば、上述した（３）式および（６）式は、それ
ぞれ以下の（８）式および（９）式に示すようになる。

【００６７】 ω₁＝ｔ₁（ｋ_TＩ₂／２−Ｔ_L）／Ｊ ・・・（８） Ｔ_L＝（ｋ_TＩ₂ｔ₁／２−ＪＶ₂／ｋ_C）／（ｔ₁＋ｔ₂） ・・・（９）

【００６８】従って、通電電流Ｉ₁を一定値とした場合
には、モータ電流Ｉ_Mの目標値がステップ状に変化する
ため、通電電流と通電時間の設定および電流制御（フィ
ードバック制御）系の設計によっては、電流のオーバー
シュート等により検出トルクの誤差が大きくなることも
懸念されるが、本実施例のように目標モータ電流の時間
に対する変化量を小さくすれば、つまり、図５におい
て、フィードバック制御により時間０より所定の時間ｔ
₁に向かって徐々にモータ電流を上昇させることにより
オーバシュートが出なくなるので、上記のような問題は
回避できる。このように、本実施例にいては、目標モー
タ電流の時間に対する変化量を小さくすることにより、
電流のオーバーシュート等により検出トルクの誤差が大
きくなることがなくなる。

【００６９】実施例５．また、上記実施例においては、
直流モータ１３の発電電圧の測定時に、ＦＥＴ１２ａ〜
１２ｄを全てオフとしていたが、接地側のＦＥＴ、つま
りＦＥＴ１２ｂ，１２ｄをオンにした状態で直流モータ
１３の発電電圧の読み込みを行ってもよい。例えば、図
１に示す方向にモータ電流Ｉ_Mを流して通電状態とした
後、ＦＥＴ１２ｂ，１２ｃをオフ、ＦＥＴ１２ｄをオン
としたままの状態でＦＥＴ１２ａをオフして、図１中の
電圧Ｖ_Mを測定すれば、接地電位基準で正側の電圧とし
て直流モータ１３の発電電圧Ｖ₂を検出することができ
る。

【００７０】これにより、上記実施例の場合、ＦＥＴ１
２ｄがオフのとき直流モータ１３の両端の電圧を検出す
る必要があるのでインタフェース回路１５内に差動アン
プ（図示せず）を設ける必要があるが、本実施例では、
接地側にＦＥＴであるＦＥＴ１２ｄをオンとしているの
で、直流モータ１３のＦＥＴ１２ｄと反対側の端子と接
地との間の電圧を検出すればよいので、上述のような差
動アンプは不要となり、それだけ入力インタフェース回
路１５の構成を簡略化することができる。

【００７１】また、上記実施例では、ＦＥＴ１２ｄをオ
フして直流モータ１３の両端の電圧を見ているので、例
えばＡ／Ｄ変換器１１ｄの基準電圧を５Ｖとすると、そ
の１／２の０〜2.5Ｖの範囲しか使用できないが、本実
施例では、ＦＥＴ１２ｄをオンして接地電位基準で見て
いるので、０〜５Ｖの全範囲に亙って使用でき、それだ
け直流モータ１３の発電電圧の測定分解能を向上させる
ことができる。

【００７２】実施例６．図７は、この発明のまた他の実
施例による直流モータ制御装置を示す構成図である。本
実施例は、上記実施例のように直流モータ１３の正逆転
が可能な回路ではなく、直流モータ１３を単一方向に回
転させる回路の例である。この図７において、図１と対
応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。図において、直流モータ１３の一端を接地し、その
他端をスイッチング素子例えばＰＮＰ形トランジスタ２
０のコレクタ・エミッタおよび電機子電流検出用の抵抗
器１６の直列回路を介して電源端子３１に接続する。ト
ランジスタ２０のベースにはモータ電流設定手段として
の例えばＤ／Ａ変換器１９より駆動信号を供給する。

【００７３】また、直流モータ１３と並列にフライホイ
ールダイオード２１を接続する。そして、直流モータ１
３およびトランジスタ２０のコレクタの接続点に得られ
る電圧を入力インタフェース回路１５を介し、さらにＡ
／Ｄ変換器１１ｄでディジタル信号に変換してＣＰＵ１
１ａに供給する。

【００７４】次に動作について説明する。まず、ＣＰＵ
１１ａよりインタフェース回路１１ｆおよびＤ／Ａ変換
器１９を介して目標電流を電圧Ｖ₄としてトランジスタ
２０のベースに設定する。ここで、トランジスタ２０が
ダーリントン接続等により十分電流増幅率が高くされ、
ベース電流Ｉ_Bがエミッタ電流Ｉ_E，コレクタ電流Ｉ_Cに
比べて無視できるものとすれば、直流モータ１３を流れ
るモータ電流Ｉ_Mは、次式のように表される。

【００７５】 Ｉ_M＝Ｉ_C≒Ｉ_E＝（Ｖ_B−Ｖ_BE−Ｖ₄）／Ｒ_E ・・・（１０）

【００７６】ここで、Ｖ_BEはトランジスタ２０のベース
−エミッタ間電圧，Ｒ_Eは抵抗器１６の抵抗値である。
従って、電源電圧Ｖ_B，ベースーエミッタ間電圧Ｖ_BE，
抵抗値Ｒ_Eが一定ならば、直流モータ１３は、電圧Ｖ₄を
設定すると定電流駆動されることになる。また、直流モ
ータ１３の一端が接地されているため、駆動停止後の電
圧Ｖ_Mを測定すれば、接地電位基準で正側の電圧として
直流モータ１３の発電電圧Ｖ₂を検出することができ
る。従って、上述した図３のフローチャートに従って
（ただし、この場合、ステップＳ４は省略される）発電
電圧Ｖ₂と通電停止からの経過時間に基づいて直流モー
タ１３の負荷トルクＴ_Lを演算することにより、本実施
例でも、図１および図４の実施例と同様に直流モータ１
３の負荷トルクを検出することができる。

【００７７】このように本実施例においては、直流モー
タ１３を単一方向に回転させる場合にも図１の例と同様
に負荷トルクＴ_Lを正確に検出できる他に、マイコン１
１Ａはソフトウェア的には図３のステップＳ４を省くこ
とができ、マイコン１１Ａとして安価なものを使用でき
る利益がある。また、本実施例では、接地電位基準で見
ているので、直流モータ１３の発電電圧の測定分解能を
向上させることができる。

【００７８】実施例７．図８は、この発明のさらに他の
実施例による上述のような直流モータ制御装置を用いた
車両等の電動式パワーステアリング装置を概略的に示す
構成図である。この図８において、図１と対応する部分
には同一符号を付して示している。図において、２２は
ハンドル、２３はハンドル２２に連結されたステアリン
グ軸、２４はステアリング軸２３のトルクを測定するた
めのトルクセンサ、２５は直流モータ１３とステアリン
グ軸２３を減速ギヤ２６を介して機械的な連結または離
脱を行うためのクラッチ、２７はステアリング軸２３と
車輪を連結するラッチ軸、２８はトルクセンサ２４等の
出力信号等に基づいて直流モータ１３およびクラッチ２
５を制御するコントロールユニットで上述の直流モータ
制御装置に相当するものである。２９はコントロールユ
ニット２８等に電源を供給するバッテリ、３０はバッテ
リ２９とコントロールユニット２８の間に設けられたイ
グニッションスイッチである。なお、ここではクラッチ
２５の連結または離脱を制御するクラッチ制御手段は図
示していない。

【００７９】次に、図９のフローチャートを参照しなが
らコントロールユニット２８の処理動作を説明する。ま
ず、イグニッションスイッチ３０がオンとされると、ス
テップＳ１１でコントロールユニット２８の初期化処理
をする。次に、ステップＳ１２でクラッチ２５をオフに
し、直流モータ１３をステアリング軸２３から機械的に
離脱した後、ステップＳ１３で上述した実施例で説明し
たような方法で直流モータ１３の負荷トルクＴ_Lを検出
してチェックをする。

【００８０】なお、直流モータ１３がステアリング軸２
３から機械的に離脱されているにも拘らず負荷トルクＴ
_Lが異常に大きいと判断された場合には、クラッチ２５
をオンとせずに、ステップＳ１６でクラッチ２５のオ
フ、直流モータ１３への通電禁止等のフェールセーフ処
理をする。一方、正常と判断された場合には、ステップ
Ｓ１４でクラッチ２５をオンとし、直流モータ１３をス
テアリング軸２３と機械的に連結し、ステップＳ１５で
トルクセンサ２４の出力信号等に従ってパワーステアリ
ングの制御をする。

【００８１】このように、本実施例においては、パワー
ステアリングのコントロールユニット２８の起動後、少
なくとも１回、この発明の方法で直流モータ１３の負荷
トルクＴ_Lを測定することにより、ハンドル２２が固着
されるような危険な故障を事前に正確に検知することが
でき、より安全性の高いパワーステアリング装置を得る
ことができる。

【００８２】実施例８．なお、図８の例においては、ク
ラッチ２５は直流モータ１３と減速ギヤ２６の間に設置
したが、直流モータ１３とステアリング軸２３を機械的
に離脱できる位置であればどこでもよい。例えば、減速
ギヤ２６とステアリング軸２３の間に設置すれば、減速
ギヤ２６における異物のかみ込み等による故障をも検出
可能となる。

【００８３】また、図８の例においては、車両の状態を
検知する手段としてはトルクセンサ２４のみを具備して
いるが、より操舵フィーリングや安全性を高めるため、
車速、ハンドル角等の車両の状態を検知する手段を具備
してもよく、例えばパルス発生器（ＰＧ）を設け、パル
ス発生器からのパルス周期をＣＰＵで演算して車速を検
出したり、あるいはポテンショメータを設け、その出力
をＣＰＵで演算してハンドル角を検出して車両の状態を
検知するようにしてもよい。また、故障時に運転者に異
常であることを知らせるために、ブザー、ランプ等の警
報器を具備してもよい。この場合、警報器は図９のステ
ップＳ１６のフェールセーフ処理にて駆動されることに
なる。

【００８４】実施例９．また、図９のフローチャートの
ステップＳ１３でモータ１３の負荷トルクＴ_Lのチェッ
クを行う前に、クラッチ２５がオフしていること、車速
が充分低いこと等のチェックを行って、負荷トルクＴ_L
のチェックのために直流モータ１３に通電しても安全で
あることが確認できた場合のみステップＳ１３を実行す
るように処理してもよい。このように処理すれば、例え
ばクラッチ２５がオフできない故障状態にある場合に、
負荷トルクＴ_Lのチェックによって車輪が操舵されるこ
とを未然に防ぐことができ、あるいは万一車輪が操舵さ
れても充分な安全性を確保することができ、さらに安全
性の高いパワーステアリング装置を得ることができる。

【００８５】実施例１０．また、図９のフローチャート
においては、コントロールユニット２８の起動後に、１
回のみ直流モータ１３の負荷トルクＴ_Lのチェックを行
うように処理しているが、クラッチ２５がオフしていれ
ば、随時負荷トルクＴ_Lのチェックを実行してもよい。
例えば、車両が信号待ち等で停車している場合等に負荷
トルクＴ_Lのチェックを行うようにすれば、より綿密に
直流モータ１３の故障検出を行うことが可能となる。

【００８６】また、図９のフローチャートにおいては、
ステップＳ１２でクラッチ２５をオフした後に、ステッ
プＳ１３で直流モータ１３の負荷トルクＴ_Lのチェック
を行っているが、減速ギヤ２６の減速比が充分に高く、
負荷トルクＴ_Lを測定するために必要な角度だけ直流モ
ータ１３を回転しても車輪の操舵角が充分に小さく、危
険でないと判断できる場合には、クラッチ２５をオンし
たまま負荷トルクＴ_Lのチェックを行ってもよい。この
ようにクラッチ２５をオンしたまま負荷トルクＴ_Lのチ
ェックを行う場合には、減速ギヤ２６やクラッチ２５の
部分における異物かみ込み等による負荷トルクの増大を
も検出することができる。

【００８７】実施例１１．さらに、上述の実施例ではい
わゆるブラシ付き直流モータを用いる場合について述べ
たが、この発明による負荷トルクの検出方法はブラシレ
ス直流モータについても同様に適用できる。また、上述
では移動体として車両の操舵装置への適用例を述べた
が、船舶や二輪車等の操舵装置にも同様に適用できるこ
とは勿論である。

【００８８】

【発明の効果】請求項第１項の発明によれば、所定の駆
動トルクにて所定の駆動時間だけ直流モータを駆動し、
直流モータの駆動停止から所定時間経過後の直流モータ
の発電電圧より直流モータの負荷トルクを推定するよう
にしたものであるので、直流モータの負荷トルクが大き
くなるのに従って駆動時の直流モータの加速度は小さ
く、駆動停止後の直流モータの減速度は大きくなり、以
て、装置を複雑にすることなく駆動停止から所定時間経
過後の直流モータの発電電圧より直流モータの負荷トル
クを正確に検出することができるという効果がある。

【００８９】請求項第２項の発明によれば、請求項第１
項の発明において、駆動トルクおよび駆動時間を直流モ
ータが少なくとも所定の角度以上回転するように設定す
るものであるので、請求項第１項の発明の効果に加え
て、さらに、負荷トルクの推定時に直流モータを少なく
とも所定の角度以上回転させることにより、異物のかみ
込み等による負荷トルクの増大をより確実に検出するこ
とができるという効果がある。

【００９０】請求項第３項の発明によれば、請求項第１
項または第２項の発明において、直流モータに対する通
電電流を可変とするものであるので、請求項第１項また
は第２項の発明の効果に加えて、さらに、直流モータに
対する通電電流を可変とし、直流モータの目標電流の時
間に対する変化量を小さくできるため、電流のオーバー
シュート等により検出トルクの誤差が大きくなるのを抑
制できるという効果がある。

【００９１】請求項第４項の発明によれば、直流モータ
を所定の駆動トルクにて所定の駆動時間だけ駆動制御す
る駆動トルク制御手段と、直流モータの駆動停止から所
定の時間経過後の該直流モータの発電電圧を検出する発
電電圧検出手段と、直流モータの発電電圧より該直流モ
ータの負荷トルクを推定する負荷トルク推定手段とを備
えたものであるので、直流モータの負荷トルクが大きく
なるのに従って駆動時の直流モータの加速度は小さく、
駆動停止後の直流モータの減速度は大きくなり、以て、
駆動停止から所定時間経過後の直流モータの発電電圧よ
り直流モータの負荷トルクを正確に検出することができ
る構成簡単にして安価な直流モータ制御装置が得られる
という効果がある。

【００９２】請求項第５項の発明によれば、請求項第４
項の発明において、駆動トルク制御手段が直流モータの
電流を制御するモータ電流制御手段を含むものであるの
で、請求項第４項の発明の効果に加えて、さらに、実質
的にハードウェア的にモータ電流を制御することがで
き、それだけ、使用されるマイクロコンピュータの負担
が軽減されて安価なものとなり、低廉化が図れるという
効果がある。

【００９３】請求項第６項の発明によれば、請求項第４
項または第５項の発明において、駆動トルクおよび駆動
時間を直流モータが少なくとも所定の角度以上回転する
ように設定するものであるので、請求項第４項または第
５項の発明の効果に加えて、負荷トルクの推定時に直流
モータを少なくとも所定の角度以上回転させることによ
り、異物のかみ込み等による負荷トルクの増大をより確
実に検出することができるという効果がある。

【００９４】請求項第７項の発明によれば、請求項第４
項〜第６項のいずれかの発明において、負荷トルク推定
手段で推定された直流モータの負荷トルクが異常である
と判断した場合には、警報器を駆動して異常警報を行う
ものであるので、請求項第４項〜第６項の発明の効果に
加えて、さらに、負荷トルクの異常を知らせることがで
きるという効果がある。

【００９５】請求項第８項の発明によれば、請求項第４
項〜第７項のいずれかの発明において、直流モータの端
子を接地側または電源側に接続するためのスイッチング
素子を有する直流モータ駆動手段を備え、直流モータの
非駆動時にスイッチング素子を導通または非導通とし、
発電電圧検出手段では接地電圧基準で直流モータの発電
電圧を検出するものであるので、請求項第４項〜第７項
の発明の効果に加えて、さらに、例えばマイコンへの入
力インタフェース回路等の発電電圧の検出回路を簡略化
でき、また、直流モータの発電電圧の測定分解能を向上
させることができるという効果がある。

【００９６】請求項第９項の発明によれば、請求項第８
項の発明において、直流モータ駆動手段は直流モータの
端子を電源側または接地側に選択的に接続するための複
数のスイッチング素子を有し、直流モータの非駆動時に
直流モータ駆動手段の接地側のスイッチング素子を導通
させ、発電電圧検出手段では接地電圧基準で直流モータ
の発電電圧を検出するものであるので、請求項第８項の
発明の効果に加えて、特に、正逆転が可能な直流モータ
が搭載された直流モータ制御装置における構成の簡略
化、測定分解能の向上が図れるという効果がある。

【００９７】請求項第１０項の発明によれば、請求項第
８項の発明において、直流モータ駆動手段は直流モータ
の接地側と反対の端子を電源側に接続するための単一の
スイッチング素子を有し、直流モータの非駆動時にスイ
ッチング素子を非導通とし、発電電圧検出手段では接地
電圧基準で直流モータの発電電圧を検出するものである
ので、請求項第８項の発明の効果に加えて、特に、単一
方向に回転する直流モータが搭載された直流モータ制御
装置における構成の簡略化、測定分解能の向上が図れる
という効果がある。

【００９８】請求項第１１項の発明によれば、移動体の
操舵または操舵時の補助負荷付勢を行う直流モータと、
直流モータの出力軸を操舵装置に機械的に連結または離
脱を行うクラッチと、クラッチの連結または離脱を制御
するクラッチ制御手段と、直流モータを所定の駆動トル
クにて所定の駆動時間だけ駆動制御する駆動トルク制御
手段、直流モータの駆動停止から所定の時間経過後の該
直流モータの発電電圧を検出する発電電圧検出手段、直
流モータの発電電圧より該直流モータの負荷トルクを推
定する負荷トルク推定手段を有する直流モータ制御装置
とを備え、クラッチ制御手段は負荷トルク推定手段で推
定された直流モータの負荷トルクに応じてクラッチの連
結または離脱を制御するようにしたものであるので、直
流モータの負荷トルクが大きくなるのに従って駆動時の
直流モータの加速度は小さく、駆動停止後の直流モータ
の減速度は大きくなり、以て、駆動停止から所定時間経
過後の直流モータの発電電圧より直流モータの負荷トル
クを正確に検出でき、そのモータ負荷トルクが異常と判
断した場合には直流モータを操舵装置より離脱すること
ができ、操舵ハンドルが固着されるような危険な故障を
事前に正確に検知することができるため、構成簡単にし
て安価な本装置の搭載された移動体の性能と安全性を高
めることができるという効果がある。

【００９９】請求項第１２項の発明によれば、請求項第
１１項の発明において、直流モータ制御装置における駆
動トルクおよび駆動時間を直流モータが少なくとも所定
の角度以上回転するように設定するものであるので、請
求項第１１項の発明の効果に加えて、さらに、負荷トル
クの推定時に直流モータを少なくとも所定の角度以上回
転させることにより、異物のかみ込み等による負荷トル
クの増大をより確実に検出することができるという効果
がある。

【０１００】請求項第１３項の発明によれば、請求項第
１１項または第１２項の発明において、直流モータ駆動
手段は直流モータの端子を接地側または電源側に接続す
るためのスイッチング素子を有し、直流モータの非駆動
時にスイッチング素子を導通させ、発電電圧検出手段で
は接地電圧基準で直流モータの発電電圧を検出するもの
であるので、請求項第１１項または第１２項の発明の効
果に加えて、さらに、例えばマイコンへの入力インタフ
ェース回路等の発電電圧の検出回路を簡略化でき、ま
た、直流モータの発電電圧の測定分解能を向上させるこ
とができるという効果がある。。

【０１０１】請求項第１４項の発明によれば、請求項第
１１項〜第１３項のいずれかの発明において、負荷トル
ク推定手段で推定された直流モータの負荷トルクが異常
であると判断した場合には、警報器を駆動して異常警報
を行うものであるので、請求項第１１項〜第１３項の発
明の効果に加えて、さらに、負荷トルクの異常を知らせ
ることができ、本装置の搭載された移動体の安全性をよ
り高めることができるという効果がある。

【０１０２】請求項第１５項の発明によれば、請求項第
１１項〜第１４項のいずれかの発明において、移動体が
車両であるとしたので、特に、車両に搭載されたパワー
ステアリング装置おいて請求項第１１項〜第１４項の発
明と同様の効果を呈することができ、車両の性能と安全
性等の向上に寄与できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による直流モータ制御装置
を示す構成図である。

【図２】図１の動作を説明するための図である。

【図３】図１の処理動作を説明するためのフローチャー
トである。

【図４】この発明の他の実施例による直流モータ制御装
置を示す図である。

【図５】図４のモータ電流制御手段の具体的回路構成の
一例を示す構成図である。

【図６】モータ電流の通電方法の他の例を示す図であ
る。

【図７】この発明の他の実施例による直流モータ制御装
置を示す図である。

【図８】この発明の他の実施例による電動式パワーステ
アリング装置を示す構成図である。

【図９】図８のコントロールユニットの処理動作を示す
フローチャートである。

【図１０】従来の直流モータの負荷トルクを推定するた
めの方法に用いられる装置の一例を示す構成図である。

【符号の説明】 １１，１１Ａ，１１Ｂ マイクロコンピュータ １２ Ｈ形ブリッジ回路 １２ａ〜１２ｄ パワーＭＯＳＦＥＴ １３ 直流モータ １４ ゲート駆動回路 １５，１７ 入力インタフェース回路 １６ 電機子電流検出用の抵抗器 １８ モータ電流制御手段 １９ Ｄ／Ａ変換器 ２０ ＰＮＰ形トランジスタ ２１ フライホイールダイオード ２２ ハンドル ２３ ステアリング軸 ２４ トルクセンサ ２５ クラッチ ２６ 減速ギヤ ２７ ラック軸 ２８ バッテリ ２９ イグニッションスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 俊一 姫路市千代田町840番地 三菱電機株式会 社姫路製作所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の駆動トルクにて所定の駆動時間だ
   け直流モータを駆動し、 上記直流モータの駆動停止から所定時間経過後の上記直
   流モータの発電電圧より上記直流モータの負荷トルクを
   推定するようにしたことを特徴とする直流モータの負荷
   トルク検出方法。
2. 【請求項２】 上記駆動トルクおよび駆動時間を上記直
   流モータが少なくとも所定の角度以上回転するように設
   定する請求項第１項記載の直流モータの負荷トルク検出
   方法。
3. 【請求項３】 上記直流モータに対する通電電流を可変
   とする請求項第１項または第２項記載の直流モータの負
   荷トルク検出方法。
4. 【請求項４】 直流モータを所定の駆動トルクにて所定
   の駆動時間だけ駆動制御する駆動トルク制御手段と、 上記直流モータの駆動停止から所定の時間経過後の該直
   流モータの発電電圧を検出する発電電圧検出手段と、 上記直流モータの発電電圧より該直流モータの負荷トル
   クを推定する負荷トルク推定手段とを備えたことを特徴
   とする直流モータ制御装置。
5. 【請求項５】 上記駆動トルク制御手段が上記直流モー
   タの電流を制御するモータ電流制御手段を含む請求項第
   ４項記載の直流モータ制御装置。
6. 【請求項６】 上記駆動トルクおよび駆動時間を上記直
   流モータが少なくとも所定の角度以上回転するように設
   定する請求項第４項または第５項記載の直流モータ制御
   装置。
7. 【請求項７】 上記負荷トルク推定手段で推定された上
   記直流モータの負荷トルクが異常であると判断した場合
   には、警報器を駆動して異常警報を行う請求項第４項〜
   第６項のいずれかに記載の直流モータ制御装置。
8. 【請求項８】 上記直流モータの端子を接地側または電
   源側に接続するためのスイッチング素子を有する直流モ
   ータ駆動手段を備え、上記直流モータの非駆動時に上記
   スイッチング素子を導通または非導通とし、上記発電電
   圧検出手段では接地電圧基準で上記直流モータの発電電
   圧を検出する請求項第第４項または第７項のいずれかに
   記載の直流モータ制御装置。
9. 【請求項９】 上記直流モータ駆動手段は上記直流モー
   タの端子を電源側または接地側に選択的に接続するため
   の複数のスイッチング素子を有し、上記直流モータの非
   駆動時に上記直流モータ駆動手段の接地側のスイッチン
   グ素子を導通させ、上記発電電圧検出手段では接地電圧
   基準で上記直流モータの発電電圧を検出することを特徴
   とする請求項第８項記載の直流モータ制御装置。
10. 【請求項１０】 上記直流モータ駆動手段は上記直流モ
    ータの接地側と反対の端子を電源側に接続するための単
    一のスイッチング素子を有し、上記直流モータの非駆動
    時に上記スイッチング素子を非導通とし、上記発電電圧
    検出手段では接地電圧基準で上記直流モータの発電電圧
    を検出することを特徴とする請求項第８項記載の直流モ
    ータ制御装置。
11. 【請求項１１】 移動体の操舵または操舵時の補助負荷
    付勢を行う直流モータと、 上記直流モータの出力軸を操舵装置に機械的に連結また
    は離脱を行うクラッチと、 上記クラッチの連結または離脱を制御するクラッチ制御
    手段と、 上記直流モータを所定の駆動トルクにて所定の駆動時間
    だけ駆動制御する駆動トルク制御手段、上記直流モータ
    の駆動停止から所定の時間経過後の該直流モータの発電
    電圧を検出する発電電圧検出手段、上記直流モータの発
    電電圧より該直流モータの負荷トルクを推定する負荷ト
    ルク推定手段を有する直流モータ制御装置とを備え、上
    記クラッチ制御手段は上記負荷トルク推定手段で推定さ
    れた上記直流モータの負荷トルクに応じて上記クラッチ
    の連結または離脱を制御するようにしたことを特徴とす
    る電動式パワーステアリング装置。
12. 【請求項１２】 上記直流モータ制御装置における上記
    駆動トルクおよび駆動時間を上記直流モータが少なくと
    も所定の角度以上回転するように設定する請求項第１１
    項記載の電動式パワーステアリング装置。
13. 【請求項１３】 上記直流モータ駆動手段は上記直流モ
    ータの端子を接地側または電源側に接続するためのスイ
    ッチング素子を有し、上記直流モータの非駆動時に上記
    スイッチング素子を導通させ、上記発電電圧検出手段で
    は接地電圧基準で上記直流モータの発電電圧を検出する
    請求項第１１項または第１２項記載の電動式パワーステ
    アリング装置。
14. 【請求項１４】 上記負荷トルク推定手段で推定された
    上記直流モータの負荷トルクが異常であると判断した場
    合には、警報器を駆動して異常警報を行う請求項第１１
    項〜第１３項のいずれかに記載の電動式パワーステアリ
    ング装置。
15. 【請求項１５】 移動体が車両である請求項第１１項〜
    第１４項のいずれかに記載の電動式パワーステアリング
    装置。