JPH0733042A - 電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧に応じた補償を実施する装置におい
て、電圧検出ラインの断線等の故障に対して、装置の駆
動トルクや速度が異常に変化するのを防止する。 【構成】 独立した複数系統の電圧検出ラインＰ１，Ｐ
２を設け、互いに異なる位置で複数の電圧ＰＩＧＡ，Ｐ
ＩＧＢを検出し、検出した複数の電圧に基づいて補償を
実施する。複数の電圧の差が大きい時には、最大の電圧
に基づいて補償し、差が小さい時には複数の平均電圧に
基づいて補償する。下限電圧又は上限電圧の範囲を越え
る時には、下限電圧又は上限電圧を用いて補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気モ−タ駆動機器の
電圧補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車に搭載される各種電動装置
においては、その電源は車上バッテリ−から供給され
る。従って、一定でない電源電圧が駆動源の電気モ−タ
に印加されるので、特別な補償制御をしない限り、電気
モ−タのトルクや駆動速度は、バッテリ−電圧の変動に
伴なって変化する。電圧変動に応じた電気モ−タのトル
クや駆動速度の変動は、様々な弊害をもたらすので、こ
の種の電動装置においては、従来より電源電圧の変動を
補償するための制御を実施している。

【０００３】例えば、特開昭６４−７４１７５号公報に
開示された「前後輪操舵車両の操舵制御装置」において
は、車上バッテリ−の電圧を検出し、検出した電圧の変
化に応じて電気モ−タへの制御出力値を補正し、電気モ
−タへ供給される電力が一定になるように制御してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各種電動装
置においては、配線上の断線やコネクタ部分での接触不
良等が生じる場合がある。仮に前記特開昭６４−７４１
７５号公報のような装置において、バッテリ−の電圧を
検出する信号線に断線が生じた場合、制御装置は、バッ
テリ−の電圧が異常に低下したとみなし、電気モ−タへ
の制御出力値を大幅に増加させ、電気モ−タに印加され
る電力が異常に増大する。この種の異常が発生すると、
モ−タのトルクや駆動速度が急激に変化するので、例え
ば４輪操舵装置においては、操舵フィ−リングが変化し
たり、後輪操舵系で操舵のハンチングが生じる。

【０００５】また、車上の各種電動装置と車上バッテリ
−とは、通常、比較的長い配線を介して接続されている
ので、モ−タが比較的大きな電流を消費する場合、配線
による電圧降下はかなり大きくなる。実際には、配線に
より１Ｖ程度の電圧降下が生じる場合もある。従って、
各々の装置の電源ラインの電圧と車上バッテリ−の電圧
とが大きく異なる場合もある。そのため、検出したバッ
テリ−電圧に基づいて、電気モ−タへの制御出力値を補
償するような制御を実施する場合、バッテリ−電圧を検
出する配線上の位置によっては、検出誤差が大きく、正
確な補償ができない場合がある。

【０００６】従って本発明は、電気モ−タ駆動機器の電
圧補償装置において、配線の断線等に対する装置の信頼
性を高めること、及びできる限り正確な補償を実施する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１番の発明では、電源（ＢＴ），電気モ−タ（Ｍ
１），前記電源と前記電気モ−タとの間に配置され該電
気モ−タの通電を制御する通電制御手段（５，６），及
び前記電源の電圧を検出し検出した電圧に応じて前記電
気モ−タに印加される電力を補償する補償手段、を備え
る電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置において：前記電
源とそれぞれ接続された、複数の配線手段（Ｐ１，Ｐ
２）；及び該複数の配線手段のそれぞれを介して前記電
源の電圧を測定し、測定された複数の電圧（ＰＩＧＡ，
ＰＩＧＢ，ＩＧＡ）のうち、最大の電圧（Ｖmax）に基
づいて前記電気モ−タに印加される電力を補償する最大
電圧補償手段（５２，５７）；を設ける。

【０００８】また第２番の発明では、電源（ＢＴ），電
気モ−タ（Ｍ１），前記電源と前記電気モ−タとの間に
配置され該電気モ−タの通電を制御する通電制御手段
（５，６），及び前記電源の電圧を検出し検出した電圧
に応じて前記電気モ−タに印加される電力を補償する補
償手段、を備える電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置に
おいて：前記電源とそれぞれ接続された、複数の配線手
段（ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢ，ＩＧＡ）；該複数の配線手段
のそれぞれを介して前記電源の電圧を測定し、測定され
た複数の電圧のうち、最大の電圧と最小の電圧との差分
（ΔＶ）を検出する差分検出手段（６２）；該差分検出
手段が検出した差分が所定しきい値より大きい時には、
前記最大の電圧に基づいて前記電気モ−タに印加される
電力を補償する最大電圧補償手段（６３，６４，６
Ａ）；及び前記差分検出手段が検出した差分が前記しき
い値以内の時には、前記複数の電圧の平均値に基づいて
前記電気モ−タに印加される電力を補償する平均電圧補
償手段（６３，６５，６Ａ）；を設ける。

【０００９】また第３番の発明では更に、前記複数の電
圧中の最大の電圧もしくは複数の電圧の平均電圧が、予
め定めた下限電圧未満の場合には、該下限電圧に基づい
て前記電気モ−タに印加される電力を補償する下限電圧
補償手段（５３，５５，６６，６８）を備える。

【００１０】また第４番の発明では更に、前記複数の電
圧中の最大の電圧もしくは複数の電圧の平均電圧が、予
め定めた上限電圧を越える場合には、該上限電圧に基づ
いて前記電気モ−タに印加される電力を補償する上限電
圧補償手段（５４，５６，６７，６９）を備える。

【００１１】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１２】

【作用】第１番の発明によれば、複数の配線手段のそれ
ぞれを介して電源の電圧が測定され、得られた複数の電
圧（ＰＩＧＡとＰＩＧＢ，又はＰＩＧＡとＩＧＡ）のう
ち、最大の電圧（Ｖmax）に基づいて、電気モ−タに印
加される電力の補償が実施される。従って、仮に前記複
数の配線手段の１つが断線し、検出した複数の電圧の１
つが０Ｖになっても、断線していない残りの配線手段を
介して検出された正常な電源電圧に基づいて、電力の補
償が実施されることになり、電気モ−タの速度及びトル
クが異常に増大するのが防止される。

【００１３】また第２番の発明によれば、複数の配線手
段のそれぞれを介して電源の電圧が測定され、測定され
た複数の電圧（ＰＩＧＡとＰＩＧＢ，又はＰＩＧＡとＩ
ＧＡ）の最大の電圧と最小の電圧との差分（ΔＶ）が検
出される。そして、検出した差分が所定しきい値より大
きい時には、前記最大の電圧に基づいて電気モ−タに印
加される電力が補償され、差分が前記しきい値以内の時
には、前記複数の電圧の平均値に基づいて電気モ−タに
印加される電力が補償される。

【００１４】１つの電源から供給される電圧を、例え
ば、２つの配線手段を介して、２つの位置でそれぞれ測
定する場合、通常は測定される２つの電圧の差は比較的
小さいが、一方の配線手段に断線等が生じると、２つの
電圧の差が異常に大きくなる。即ち、第２番の発明で
は、配線手段に断線等が生じていない時には、検出した
複数の電圧の平均値に基づいて電力の補償を実施し、配
線手段に断線等が生じた時には、検出した複数の電圧の
最大値に基づいて電力の補償を実施する。従って、仮に
前記複数の配線手段の１つが断線し、検出した複数の電
圧の１つが０Ｖになっても、断線していない残りの配線
手段を介して検出された正常な電源電圧に基づいて、電
力の補償が実施されることになり、電気モ−タの速度及
びトルクが異常に増大するのが防止される。また、断線
が生じていない時には、検出した複数の電圧の平均値に
基づいて電力の補償を実施するので、検出される各々の
電圧に比較的大きな誤差がある場合でも、誤差が平均化
されるので、より正確な補償が実現する。

【００１５】また第３番の発明によれば、前記複数の電
圧中の最大の電圧もしくは複数の電圧の平均電圧が、予
め定めた下限電圧未満の場合、該下限電圧に基づいて電
力の補償が実施される。この下限電圧は、電源電圧の通
常の変動範囲の下限、自動車の場合には例えば１０Ｖに
設定すればよい。仮に前記複数の配線手段の全てが断線
し、検出した複数の電圧の全てが例えば０Ｖ程度になっ
た場合、検出したいずれかの電圧に基づいて補償を実施
しようとすれば、実際には補償が必要でない場合でも、
顕著な補償が実施されることになり、電気モ−タの速度
及びトルクが異常に増大する。しかしそのような場合、
第３番の発明では、下限電圧に基づいて電力の補償が実
施されるので、補償の程度が小さく、電気モ−タの速度
及びトルクが異常に増大するのが防止される。しかも、
検出した電圧が下限電圧未満であっても、該下限電圧に
基づいて補償を実施するので、補償しない場合よりも大
きな電力を電気モ−タに印加することができ、実際に電
源電圧が異常低下した時でも、電気モ−タのトルク及び
速度の低下を最小限に抑えることができる。

【００１６】また第４番の発明では、前記複数の電圧中
の最大の電圧もしくは複数の電圧の平均電圧が、予め定
めた上限電圧を越える場合には、該上限電圧に基づいて
前記電気モ−タに印加される電力が補償される。この下
限電圧は、電源電圧の通常の変動範囲の上限、自動車の
場合には例えば１６Ｖに設定すればよい。例えば、マイ
クロコンピュ−タの誤動作やＡ／Ｄ変換の誤りによっ
て、実際の電源電圧が１２Ｖであるにも関わらず、異常
に高い電圧が検出された場合、検出した電圧に基づいて
補償を実施すると、電気モ−タのトルク及び速度が大幅
に低下してしまう。しかしそのような場合、第４番の発
明では、上限電圧に基づいて電力の補償が実施されるの
で、補償の程度が小さく、電気モ−タの速度及びトルク
が異常に低下するのが防止される。しかも、例えば電源
の電圧レギュレ−タの故障により、実際の電源電圧が異
常に上昇した場合、上限電圧に基づいて電力の補償を実
施するので、補償しない場合よりも抑制した電力を電気
モ−タに印加することになるので、電気モ−タのトルク
及び速度の増大を最小限に抑えることができる。

【００１７】

【実施例】本発明を実施する一形式の自動車用４輪操舵
システムの構成を図１に示す。図１を参照してこのシス
テムの概略を説明する。前側の車輪ＴＦＬ及びＴＦＲ
は、ドライバがステアリングホイ−ルＷＨを回すことに
よって、手動で操舵することができる。即ち、ステアリ
ングホイ−ルＷＨが回転すると、それら連結された軸Ｓ
Ｈが回転し、図示しないラック＆ピニオン機構を介し
て、軸ＳＨと連結されたロッドＦＳＲが左右方向に移動
する。ロッドＦＳＲの移動に伴なって、車輪ＴＦＬ及び
ＴＦＲの向きが変わる。

【００１８】一方、後側の車輪ＴＲＬ及びＴＲＲの向き
も調整可能になっており、この操舵角は前輪側の舵角等
に応じて自動的に調整される。この例では、後輪の目標
舵角を決定するための情報は、前輪舵角センサＳＳ，Ｐ
Ｆ，車速センサＶＬ，ＶＲ及びヨ−レ−トセンサＹＳか
ら入力され、これらの情報に基づいて制御ユニットＥＣ
Ｕが後輪の目標舵角を決定する。前輪舵角センサＳＳ
は、軸ＳＨに装着されたポテンショメ−タであり、前輪
舵角センサＰＦは、ロッドＦＳＲの移動量に応じたパル
ス信号を出力するロ−タリ−エンコ−ダである。車速セ
ンサＶＬ及びＶＲは、それぞれ左車輪及び右車輪の速度
を検出する。後輪側のロッド１の近傍には、後輪舵角セ
ンサＰＲが設置されている。

【００１９】後輪操舵機構１０には、電気モ−タＭ１が
設置されており、電気モ−タＭ１の駆動軸は、所定の歯
車機構を介して、後輪側のロッド（ラック）１と連結さ
れている。従って、電気モ−タＭ１を駆動することによ
り、ロッド１を左右方向に動かし、後輪ＴＲＬ及びＴＲ
Ｒの向きを調整することができる。電気モ−タＭ１に
は、その回転子の磁極の位置を検出する磁極センサＲＳ
が備わっている。

【００２０】図１のシステムの電気回路の構成を図２に
示す。図２を参照すると、マイクロコンピュ−タ３，イ
ンタ−フェ−ス４，リレ−ドライバ７，電圧レギュレ−
タ８等が図１に示す制御ユニットＥＣＵを構成してい
る。前輪舵角センサＰＦ，ＳＳからの信号θｆ１及びθ
ｆ２，後輪舵角センサＰＲからの信号θｒ，車速センサ
ＶＬ，ＶＲからの信号Ｖ１及びＶ２，ヨ−レ−トセンサ
ＹＳからの信号γ，磁極センサＲＳからの信号ＨＡ，Ｈ
Ｂ及びＨＣは、それぞれインタ−フェ−ス４を介して、
マイクロコンピュ−タ３に入力される。

【００２１】後輪操舵駆動用の電気モ−タＭ１は、モ−
タドライバ５及び６を介して、マイクロコンピュ−タ３
と接続されており、マイクロコンピュ−タ３により制御
される。この実施例で用いている電気モ−タＭ１は、ブ
ラシレスモ−タであり、回転子に４つの磁極を有し、固
定子に設けられた３相２系統の巻線１１ｕ，１１ｖ，１
１ｗ，１２ｕ，１２ｖ及び１２ｗを有している。巻線１
１ｕ，１１ｖ及び１１ｗと巻線１２ｕ，１２ｖ及び１２
ｗとは互いに独立しており、いずれの系統の巻線を通電
しても、電気モ−タＭ１に駆動力を与えることができ
る。この実施例では、２系統の巻線ＳＡ及びＳＢを同時
に励磁し、それらを並列に使用して電気モ−タＭ１を駆
動している。マイクロコンピュ−タ３は、電気モ−タＭ
１を制御するために、パルス幅変調信号ＰＷＭと相切換
信号群Ｌを出力しており、これらの信号は、２組のモ−
タドライバ５及び６に共通に入力される。

【００２２】このシステムの電源は、自動車のバッテリ
−ＢＴ及び図示しない発電機から供給される。バッテリ
−ＢＴの負極はア−スに接続されている。また、バッテ
リ−ＢＴの正極は、ヒュ−ズＦ１及びリレ−１１の接点
を介して電源ラインＰ１に接続され、ヒュ−ズＦ２及び
リレ−１２の接点を介して電源ラインＰ２に接続され、
更にヒュ−ズＦ３，イグニッションスイッチＩＧＳ及び
ヒュ−ズＦ４又はＦ５を介して、電源ラインＩＧＡ又は
ＩＧＢに接続されている。マイクロコンピュ−タ３の電
源電圧Ｖccは、電源ラインＩＧＡに接続された電圧レギ
ュレ−タ８によって生成される。電気モ−タＭ１の一方
の系統の巻線ＳＡには、モ−タドライバ５に接続された
電源ラインＰ１から電力が供給され、他方の系統の巻線
ＳＢには、モ−タドライバ５に接続された電源ラインＰ
２から電力が供給される。ＰＩＧＡは電源ラインＰ１の
電圧を示し、ＰＩＧＢは電源ラインＰ２の電圧を示す。

【００２３】リレ−１１及び１２の各接点は、通常はそ
れぞれスプリングの力で開いているが、各々のソレノイ
ドに通電することにより閉じることができる。これらの
ソレノイドの通電は、マイクロコンピュ−タ３の制御に
より、リレ−ドライバ７を介して行なわれる。通常は、
イグニッションキ−の操作によりイグニッションスイッ
チＩＧＳがオンした直後に、マイクロコンピュ−タ３が
リレ−１１及び１２の各接点を閉じる。それによって、
電源ラインＰ１及びＰ２にそれぞれ電力が供給される。

【００２４】電源ラインＰ１とア−スとの間には大容量
のコンデンサＣＡが接続されており、電源ラインＰ２と
ア−スとの間には大容量のコンデンサＣＢが接続されて
いる。これらのコンデンサＣＡ及びＣＢは、それぞれ巻
線ＳＡ及びＳＢに通電した時の配線の電圧降下による電
圧変動を抑制するために設けられている。また、電源ラ
インＰ１及びＰ２は、各々、マイクロコンピュ−タ３の
Ａ／Ｄ変換入力端子ＡＤ１及びＡＤ２に接続されてい
る。従って、マイクロコンピュ−タ３は、電源ラインＰ
１の電圧ＰＩＧＡ及び電源ラインＰ２の電圧ＰＩＧＢを
測定し入力することができる。

【００２５】このシステムの制御ユニット（ＥＣＵ）及
びドライバにバッテリ−ＢＴの電力を供給するワイヤハ
−ネスの構成及び配置を図９に示す。図９を参照する
と、ヒュ−ズ，リレ−などはエンジンル−ム内にあり、
制御ユニット及びドライバはラゲ−ジ内にある。エンジ
ンル−ム内のバッテリ−ＢＴとラゲ−ジ内の制御ユニッ
ト及びドライバは、ワイヤハ−ネスを介して接続されて
いる。システムの信頼性を高めるため、このワイヤハ−
ネスの電源ラインは二重化されており、ワイヤハ−ネス
の途中に介在されたコネクタ（ＣＮＡ１，ＣＮＡ２，Ｃ
ＮＢ１，ＣＮＢ２）も、系統毎に独立している。

【００２６】例えば、コネクタＣＮＡ１又はＣＮＡ２が
外れるような故障が生じた場合、制御ユニット及びドラ
イバの電源ラインＰＩＧＡ，ＲＬＹＡ，ＩＧＡ及びＰＧ
ＮＤに電力が供給されなくなるので、一般のシステムで
あれば、その時に電気モ−タＭ１を動かすことはできな
くなる。その結果、自動車が直進する時でも後輪の舵角
が中立に戻らない、という不具合が生じる。しかしこの
実施例では、例えば、一系統のコネクタＣＮＡ１又はＣ
ＮＡ２が外れても、別系統のコネクタＣＮＢ１及びＣＮ
Ｂ２が同時に外れない限り、制御ユニット及びドライバ
の電源ラインＰＩＧＢ，ＲＬＹＢ，ＩＧＢ及びＰＧＮＤ
に電力が供給されるので、電気モ−タＭ１を動かすこと
ができる。

【００２７】２組のモ−タドライバ５及び６は、それら
に接続された電源の系統が異なり、それらの出力に接続
されたモ−タの端子が異なる他は互いに同一の構成にな
っている。一方のモ−タドライバ５の内部構成を図３に
示す。図３を参照して説明する。３つの端子Ｕ１，Ｖ
１，Ｗ１と電源ライン（Ｐ１及びア−ス）との接続を制
御するために、６個のトランジスタＴＡ１１，ＴＢ１
１，ＴＣ１１，ＴＡ２１，ＴＢ２１及びＴＣ２１が備わ
っている。これらのトランジスタは、全てパワ−ＭＯＳ
ＦＥＴ素子であり、各々のゲ−ト端子のレベルを制御
することにより、それらの導通をオン／オフすることが
できる。

【００２８】３個のトランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１及
びＴＣ１１は、ドレイン端子が抵抗器Ｒｓ，チョ−クコ
イルＴＣ，及びパタ−ンヒュ−ズＰＨを介して電源ライ
ンＰ１と接続されており、ソ−ス端子は、それぞれ電気
モ−タＭ１の端子Ｕ１，Ｖ１及びＷ１と接続されてい
る。また残りのトランジスタＴＡ２１，ＴＢ２１及びＴ
Ｃ２１は、ドレイン端子がそれぞれ、電気モ−タＭ１の
端子Ｕ１，Ｖ１及びＷ１と接続され、ソ−ス端子が接地
されている。トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１
１，ＴＡ２１，ＴＢ２１及びＴＣ２１の各ドレイン端子
とソ−ス端子との間には、それぞれ保護用のダイオ−ド
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７及びＤ８が接続されてい
る。また、各トランジスタのゲ−ト端子とソ−ス端子と
の間には、それぞれツェナ−ダイオ−ドが接続されてい
る。

【００２９】トランジスタＴＡ１１，ＴＢ１１及びＴＣ
１１のゲ−ト端子には、それぞれ、相切換信号ＬＡ１
１，ＬＢ１１及びＬＣ１１が、異常電流制限回路８８及
びゲ−トドライバＧ１１を介して印加される。また、ト
ランジスタＴＡ２１，ＴＢ２１及びＴＣ２１のゲ−ト端
子には、それぞれ、相切換信号ＬＡ２１，ＬＢ２１及び
ＬＣ２１が、信号合成回路８９，異常電流制限回路８８
及びゲ−トドライバＧ２１を介して印加される。信号合
成回路８９は、マイクロコンピュ−タ３が出力するパル
ス幅変調信号ＰＷＭを、各相切換信号ＬＡ２１，ＬＢ２
１及びＬＣ２１と合成する。従って、トランジスタＴＡ
１１，ＴＢ１１及びＴＣ１１は、それぞれ、相切換信号
ＬＡ１１，ＬＢ１１及びＬＣ１１によりスイッチングさ
れ、トランジスタＴＡ２１，ＴＢ２１及びＴＣ２１は、
それぞれ相切換信号ＬＡ２１，ＬＢ２１及びＬＣ２１と
パルス幅変調信号ＰＷＭとに応じてスイッチングされ
る。

【００３０】ゲ−トドライバＧ１１及びＧ２１は、比較
的低い電圧の相切換信号ＬＡ１１，ＬＢ１１，ＬＣ１
１，ＬＡ２１，ＬＢ２１及びＬＣ２１を、それぞれトラ
ンジスタＴＡ１１，ＴＢ１１，ＴＣ１１，ＴＡ２１，Ｔ
Ｂ２１及びＴＣ２１をスイッチングするのに必要な比較
的高い電圧に昇圧する。ゲ−トドライバＧ１１が出力す
る信号ＲＶ１のレベルは、昇圧された信号ＬＡ１１，Ｌ
Ｂ１１及びＬＣ１１のレベルに対応する。信号ＲＶ１は
マイクロコンピュ−タ３に入力される。

【００３１】電流検出回路８６は、抵抗器Ｒｓの両端の
電圧を入力し、その電圧によって電気モ−タＭ１の巻線
に流れる電流の値を検出する。また電流検出回路８６
は、検出した電流値を予め定めた２種類のしきい値とそ
れぞれ比較した結果を、２種類の２値信号ＭＯＣ１及び
ＭＳ１として出力する。これらの信号ＭＯＣ１及びＭＳ
１は、過電流検出信号として、それぞれ信号合成回路８
９及び異常電流制限回路８８に印加される。また、電流
検出回路８６で検出された電流値は、ピ−クホ−ルド回
路１０１にも印加される。ピ−クホ−ルド回路１０１で
検出されたピ−ク電流値ＭＩ１は、マイクロコンピュ−
タ３に入力される。ＤＲ１はリセット信号である。

【００３２】図２に示すマイクロコンピュ−タ３の制御
の主要部分の構成を図４に示す。なお図４において、各
ブロック内に示すグラフは、横軸が入力値のレベルを示
し、縦軸が出力値のレベルを示している。

【００３３】図４を参照して説明する。目標舵角演算処
理４１では、マイクロコンピュ−タ３は、前輪舵角セン
サＰＦ，ＳＳからの信号θｆ１及びθｆ２，車速センサ
ＶＬ，ＶＲからの信号Ｖ１及びＶ２，及びヨ−レ−トセ
ンサＹＳからの信号γに基づいて、後輪操舵用の目標舵
角ＡＧＬＡを生成する。微分処理４２では、目標舵角Ａ
ＧＬＡを入力し、それの微分値ＳＡＧＬＡを生成する。
次の変換処理４３では、微分値ＳＡＧＬＡを入力し、予
め定めた変換マップに従って、微分ゲインYTDIFGAINを
生成する。減算処理４４では、目標舵角ＡＧＬＡからフ
ィ−ドバック量ＲＡＧＬを減算し、舵角誤差ΔＡＧＬを
生成する。次の変換処理４５では、舵角誤差ΔＡＧＬを
入力し、予め定めた変換マップに従って、制御量ＥＴＨ
２を生成する。

【００３４】微分処理４６では、制御量ＥＴＨ２を入力
し、それの微分値ＳＥＴＨ２を生成する。掛算処理４７
では、微分値ＳＥＴＨ２と微分ゲインYTDIFGAINとの積
を計算し、その結果を制御量ＤＡＧＬＡとして出力す
る。比例処理４Ａでは、制御量ＥＴＨ２を入力し、それ
に予め定めた比例ゲインを掛けた結果を比例制御量ＰＡ
ＧＬＡとして出力する。加算処理４８では、比例制御量
ＰＡＧＬＡと微分制御量ＤＡＧＬＡとを加算した結果
を、制御量ＨＰＩＤとして出力する。変換処理４９で
は、制御量ＨＰＩＤを入力し、それを所定の変換マップ
に従って変換した結果を制御舵角ＡＮＧとして出力す
る。

【００３５】電圧補償処理４Ｂでは、その時の電源電圧
を検出し、電圧の高低に応じて制御舵角ＡＮＧを補償す
る。補償した結果を、制御舵角ＡＮＧ２として出力す
る。この処理については、後で詳細に説明する。次のＰ
ＷＭ処理４Ｄでは、制御舵角ＡＮＧ２を入力し、それに
基づいてパルス幅変調信号ＰＷＭを生成する。即ち、制
御舵角ＡＮＧ２の大小に応じて、パルス幅変調信号ＰＷ
Ｍのパルス幅が変化する。このパルス幅変調信号ＰＷＭ
は、前述のモ−タドライバ５及び６に印加され、電気モ
−タＭ１の付勢に利用される。信号ＰＷＭのパルス幅
が、電気モ−タＭ１の各巻線に印加する電圧を決定す
る。

【００３６】相切換信号生成処理４Ｅでは、磁極センサ
ＲＳが出力する信号ＨＡ，ＨＢ及びＨＣに基づいて、電
気モ−タＭ１を回転させるのに必要な相切換信号群Ｌを
生成し、それらをモ−タドライバ５及び６に印加する。
変換処理４Ｃでは、磁極センサＲＳが出力する信号Ｈ
Ａ，ＨＢ及びＨＣにより定まる回転角度θｍを入力し、
実舵角値ＲＡＧＬをフィ−ドバック信号として生成す
る。

【００３７】ところで電気モ−タＭ１は、図８に示すグ
ラフのような特性を有しており、それの各巻線に印加さ
れる電力の変化に応じて、トルクと回転数（速度）が変
化する。通常、車上バッテリ−の電圧は比較的広い範囲
で変動するので、モ−タドライバに印加する信号ＰＷＭ
のパルス幅を一定に維持している場合であっても、電気
モ−タＭ１に印加される電圧は大きく変動し、それの電
力も変動する。従って、特別な補償制御を実施しない
と、バッテリ−の電圧変動に伴なって、電気モ−タＭ１
トルク及び回転数が変化し、後輪操舵の速度が変わるの
で操舵フィ−リング等に変化が生じる。

【００３８】このような電源電圧変動に伴なう電気モ−
タＭ１の特性変化を補償するために、この実施例では、
図４の電圧補償処理４Ｂを実施している。この処理の具
体的な内容を、図５に示す。図５を参照して電圧補償処
理４Ｂを説明する。最初のステップ５１では、アナログ
電圧入力端子ＡＤ１を介して電源ラインＰ１の電圧ＰＩ
ＧＡを入力してＡ／Ｄ変換し、アナログ電圧入力端子Ａ
Ｄ２を介して電源ラインＰ２の電圧ＰＩＧＢを入力して
Ａ／Ｄ変換する。次のステップ５２では、ステップ５１
で入力された２つの電圧ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢのうちいず
れか大きい方のデ−タを、レジスタＶｍａｘにストアす
る。

【００３９】次のステップ５３では、レジスタＶｍａｘ
の内容を予め定めた下限電圧１０［Ｖ］と比較する。そ
してＶｍａｘ＜１０［Ｖ］なら、次にステップ５５に進
んでレジスタＶｍａｘに下限値の１０［Ｖ］をストア
し、そうでなければ次にステップ５４に進む。ステップ
５４では、レジスタＶｍａｘの内容を予め定めた上限電
圧１６Ｖと比較する。そしてＶｍａｘ＞１６［Ｖ］な
ら、次にステップ５６に進んでレジスタＶｍａｘに上限
値の１６［Ｖ］をストアし、そうでなければ次にステッ
プ５７に進む。つまり、レジスタＶｍａｘの内容が下限
値より小さい時にはＶｍａｘの内容は下限値に変更さ
れ、Ｖｍａｘの内容が上限値より大きい時にはＶｍａｘ
の内容は上限値に変更される。

【００４０】ステップ５７では、図４に示す前の処理で
生成された制御舵角ＡＮＧと、レジスタＶｍａｘの内容
とに基づいて、補償後の制御舵角ＡＮＧ２を求め、制御
舵角ＡＮＧ２を出力する。この例では、１２［Ｖ］を基
準にして補償を実施している。即ち、検出した電源電圧
（この例ではＰＩＧＡとＰＩＧＢの大きい方）が１２
［Ｖ］の時には補償量は零になり、補償後の制御舵角Ａ
ＮＧ２は補償前の制御舵角ＡＮＧと同一になる。そし
て、検出した電源電圧が基準値の１２［Ｖ］より低い時
には、ＡＮＧ２＞ＡＮＧになり、ＰＷＭのパルス幅が増
大する方向に補償される。また検出した電源電圧が基準
値の１２［Ｖ］より高い時には、ＡＮＧ２＜ＡＮＧにな
り、ＰＷＭのパルス幅が減少する方向に補償される。従
って、電源電圧変動に対しては、電気モ−タＭ１の巻線
に印加される電力が一定になるように補償される。

【００４１】上記電圧補償処理４Ｂのもう１つの実施例
を図６に示す。これ以外の処理及びハ−ドウェアの構成
は前記実施例と同一である。図６を参照して説明する。
最初のステップ６１では、アナログ電圧入力端子ＡＤ１
を介して電源ラインＰ１の電圧ＰＩＧＡを入力してＡ／
Ｄ変換し、アナログ電圧入力端子ＡＤ２を介して電源ラ
インＰ２の電圧ＰＩＧＢを入力してＡ／Ｄ変換する。次
のステップ６２では、ステップ６１で入力された２つの
電圧ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢの差分の絶対値を計算し、その
結果をレジスタΔＶにストアする。

【００４２】次のステップ６３では、レジスタΔＶの内
容を予め定めたしきい値Ｖα（例えば１［Ｖ］）と比較
する。そしてΔＶ＞Ｖαであれば次にステップ６４に進
み、そうでなければステップ６５に進む。ステップ６４
は、前記実施例のステップ５２と同様であり、２つの電
圧ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢの大きい方を検出し、それをレジ
スタＶｘにストアする。ステップ６５では、２つの電圧
ＰＩＧＡ，ＰＩＧＢの平均値を計算し、その計算結果を
レジスタＶｘにストアする。即ち、２つの電圧ＰＩＧ
Ａ，ＰＩＧＢの差が比較的大きい時には、それらの大き
い方をレジスタＶｘにストアし、差が比較的小さい時に
は、２つの電圧の平均値をレジスタＶｘにストアする。

【００４３】次のステップ６６では、レジスタＶｘの内
容を予め定めた下限電圧１０［Ｖ］と比較する。そして
Ｖｘ＜１０［Ｖ］なら、次にステップ６８に進んでレジ
スタＶｘに下限値の１０［Ｖ］をストアし、そうでなけ
れば次にステップ６７に進む。ステップ６７では、レジ
スタＶｘの内容を予め定めた上限電圧１６Ｖと比較す
る。そしてＶｘ＞１６［Ｖ］なら、次にステップ６９に
進んでレジスタＶｘに上限値の１６［Ｖ］をストアし、
そうでなければ次にステップ６Ａに進む。つまり、レジ
スタＶｘの内容が下限値より小さい時にはＶｘの内容は
下限値に変更され、Ｖｘの内容が上限値より大きい時に
はＶｘの内容は上限値に変更される。次のステップ６Ａ
では、入力の制御舵角ＡＮＧと、レジスタＶｘの内容と
に基づいて、補償後の制御舵角ＡＮＧ２を求め、制御舵
角ＡＮＧ２を出力する。

【００４４】ハ−ドウェアの変形実施例を図７に示す。
図７を参照すると、この実施例においては、電気モ−タ
Ｍ１は１組の巻線だけを有しており、モ−タドライバも
１組だけ備わっている。単一の電源ラインＰ１が大電力
用に割り当てられ、単一の電源ラインＰ２が低電力用に
割り当てられている。電源ラインＰ１の電圧ＰＩＧＡが
マイクロコンピュ−タ３のアナログ入力端子ＡＤ１に印
加され、電源ラインＰ２の電圧ＩＧＡがマイクロコンピ
ュ−タ３のアナログ入力端子ＡＤ２に印加される。図示
しないが、電圧補償処理４Ｂの内容は、電圧ＰＩＧＢが
電圧ＩＧＡに置き代わる他は、図５の内容と同一であ
る。また図６の処理において、電圧ＰＩＧＢを電圧ＩＧ
Ａに置き代えて処理してもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のとおり第１番の発明によれば、仮
に複数の配線手段の１つが断線し、検出した複数の電圧
の１つが０Ｖになっても、断線していない残りの配線手
段を介して検出された正常な電源電圧に基づいて、電力
の補償が実施されることになり、電気モ−タの速度及び
トルクが異常に増大するのが防止される。

【００４６】また第２番の発明によれば、配線手段に断
線等が生じていない時には、検出した複数の電圧の平均
値に基づいて電力の補償を実施し、配線手段に断線等が
生じた時には、検出した複数の電圧の最大値に基づいて
電力の補償を実施するので、仮に複数の配線手段の１つ
が断線し、検出した複数の電圧の１つが０Ｖになって
も、断線していない残りの配線手段を介して検出された
正常な電源電圧に基づいて、電力の補償が実施されるこ
とになり、電気モ−タの速度及びトルクが異常に増大す
るのが防止される。また、断線が生じていない時には、
検出した複数の電圧の平均値に基づいて電力の補償を実
施するので、検出される各々の電圧に比較的大きな誤差
がある場合でも、誤差が平均化されるので、より正確な
補償が実現する。

【００４７】また第３番の発明によれば、仮に複数の配
線手段の全てが断線し、検出した複数の電圧の全てが例
えば０Ｖ程度になった場合でも、下限電圧に基づいて電
力の補償が実施されるので、補償の程度が小さく、電気
モ−タの速度及びトルクが異常に増大するのが防止され
る。しかも、検出した電圧が下限電圧未満であっても、
該下限電圧に基づいて補償を実施するので、補償しない
場合よりも大きな電力を電気モ−タに印加することがで
き、実際に電源電圧が異常低下した時でも、電気モ−タ
のトルク及び速度の低下を最小限に抑えることができ
る。

【００４８】また第４番の発明では、例えば、マイクロ
コンピュ−タの誤動作やＡ／Ｄ変換の誤りによって、実
際の電源電圧が１２Ｖであるにも関わらず、異常に高い
電圧が検出された場合でも、上限電圧に基づいて電力の
補償が実施されるので、補償の程度が小さく、電気モ−
タの速度及びトルクが異常に低下するのが防止される。
しかも、例えば電源の電圧レギュレ−タの故障により、
実際の電源電圧が異常に上昇した場合、上限電圧に基づ
いて電力の補償を実施するので、補償しない場合よりも
抑制した電力を電気モ−タに印加することになるので、
電気モ−タのトルク及び速度の増大を最小限に抑えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の４輪操舵システムの構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 図１のシステムの電気回路の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】 図２のモ−タドライバ５の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】 図２のマイクロコンピュ−タ３の動作の主要
部を示す機能ブロック図である。

【図５】 図４の電圧補償処理４Ｂの内容を示すフロ−
チャ−トである。

【図６】 電圧補償処理４Ｂの変形例を示すフロ−チャ
−トである。

【図７】 電気回路構成の変形例を示すブロック図であ
る。

【図８】 電気モ−タＭ１の特性を示すグラフである。

【図９】 実施例のワイヤハ−ネスの構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】 １：後輪側のロッド ３：マイクロコンピ
ュ−タ ４：インタ−フェ−ス ５，６：モ−タドラ
イバ ７：リレ−ドライバ ８：電圧レギュレ−
タ １０：後輪操舵機構 １１，１２：リレ− １１ｕ，１１ｖ，１１ｗ，１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，Ｓ
Ａ，ＳＢ：巻線 ４１：目標舵角演算処理 ４２，４６：微分処
理 ４３，４５，４９：変換処理 ４４：減算処理 ４７：掛算処理 ４８：加算処理 ４Ｂ：電圧補償処理 ４Ｄ：パルス幅変調
処理 ＴＦＬ，ＴＦＲ，ＴＲＬ，ＴＲＲ：車輪 ＷＨ：ステアリングホイ−ル ＳＨ：軸 ＦＳＲ：ロッド ＳＳ，ＰＦ：前輪舵
角センサ ＶＬ，ＶＲ：車速センサ ＹＳ：ヨ−レ−トセ
ンサ ＥＣＵ：制御ユニット ＰＲ：後輪舵角セン
サ Ｍ１：電気モ−タ ＲＳ：磁極センサ ＰＷＭ：パルス幅変調信号 Ｌ：相切換信号群 ＢＴ：バッテリ− Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５：ヒュ−ズ Ｐ１，Ｐ２：電源ライン ＰＩＧＡ，ＰＩＧ
Ｂ：電圧 ＩＧＡ，ＩＧＢ：電源ライン ＩＧＳ：イグニッシ
ョンスイッチ ＣＡ，ＣＢ：コンデンサ Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２：端子 ＴＡ１１,ＴＢ１１,ＴＣ１１,ＴＡ２１,ＴＢ２１,ＴＣ
２１：トランジスタ Ｒｓ：抵抗器 ＴＣ：チョ−クコイ
ル ＰＨ：パタ−ンヒュ−ズ Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８：ダイオ−ド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮 田 任 康 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 (72)発明者 藤 田 耕 造 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 上 原 康 生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 深 谷 克 己 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 松 本 只 一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源，電気モ−タ，前記電源と前記電気
   モ−タとの間に配置され該電気モ−タの通電を制御する
   通電制御手段，及び前記電源の電圧を検出し検出した電
   圧に応じて前記電気モ−タに印加される電力を補償する
   補償手段、を備える電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置
   において：前記電源とそれぞれ接続された、複数の配線
   手段；及び該複数の配線手段のそれぞれを介して前記電
   源の電圧を測定し、測定された複数の電圧のうち、最大
   の電圧に基づいて前記電気モ−タに印加される電力を補
   償する最大電圧補償手段；を設けたことを特徴とする、
   電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置。
2. 【請求項２】 電源，電気モ−タ，前記電源と前記電気
   モ−タとの間に配置され該電気モ−タの通電を制御する
   通電制御手段，及び前記電源の電圧を検出し検出した電
   圧に応じて前記電気モ−タに印加される電力を補償する
   補償手段、を備える電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置
   において：前記電源とそれぞれ接続された、複数の配線
   手段；該複数の配線手段のそれぞれを介して前記電源の
   電圧を測定し、測定された複数の電圧のうち、最大の電
   圧と最小の電圧との差分を検出する差分検出手段；該差
   分検出手段が検出した差分が所定しきい値より大きい時
   には、前記最大の電圧に基づいて前記電気モ−タに印加
   される電力を補償する最大電圧補償手段；及び前記差分
   検出手段が検出した差分が前記しきい値以内の時には、
   前記複数の電圧の平均値に基づいて前記電気モ−タに印
   加される電力を補償する平均電圧補償手段；を設けたこ
   とを特徴とする、電気モ−タ駆動機器の電圧補償装置。
3. 【請求項３】 前記複数の電圧中の最大の電圧もしくは
   複数の電圧の平均電圧が、予め定めた電圧範囲外の場合
   には、予め定めた所定電圧に基づいて前記電気モ−タに
   印加される電力を補償する電圧補償手段を備える、前記
   請求項１又は請求項２記載の電気モ−タ駆動機器の電圧
   補償装置。