JPH08244634A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

電動パワーステアリング制御装置

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JPH08244634A
JPH08244634A JP7049897A JP4989795A JPH08244634A JP H08244634 A JPH08244634 A JP H08244634A JP 7049897 A JP7049897 A JP 7049897A JP 4989795 A JP4989795 A JP 4989795A JP H08244634 A JPH08244634 A JP H08244634A
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steering
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一寿 西野
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有史 高塚
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俊一 和田
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    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動パワーステアリング制御装置において、
ステアリングの操作フィーリングを改善することを目的
とする。 【構成】 この発明は、操舵力を検出する操舵力検出手
段と、操舵補助力を発生するモータと、このモータのモ
ータ電流を検出するモータ電流検出手段と、少なくとも
前記操舵力検出手段により検出された操舵力から前記モ
ータに必要なモータ電流値とモータの駆動方向を決定
し、モータ電流を制御するモータ制御手段と、前記操舵
力検出手段から検出された操舵力および前記モータ電流
検出手段から検出されたモータ電流検出値により、前記
モータ電流を制限するモータ電流制限手段とを備えたこ
とを特徴とする電動パワーステアリング制御装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動パワーステアリング
制御装置に関し、安全性を損なうことなくモータの制御
性を向上させるもので、更には、操舵フィーリングの改
善を容易にするものに関する。
【０００２】
【従来の技術】図35に一般的な電動パワーステアリング
制御装置の構成を示す。同図ではステアリングホイール
200の入力軸201にトルクセンサ15を設け、このトルクセ
ンサ15をコントロールユニット20に接続している。コン
トロールユニット20には車速センサ16も接続されてお
り、トルクと車速に応じてモータ１の電流を制御する。
モータ１はクラッチ13と減速機202を介して出力軸203に
連結している。クラッチ13はコントロールユニット20に
よって制御されている。クラッチ13が接続状態であれ
ば、モータ１の回転に伴って出力軸203が回転し、ピニ
オン204が回転し、ラック205を左右いずれかの方向に移
動させる。モータ電流特性は図７のようになっているの
で、操舵力を軽減する方向にモータを駆動することにな
る。次に従来の技術について説明する。例えば特開平1-
257674号公報などがそれである。これを簡単に説明する
と、操舵トルクから操舵方向を検出するトルク信号方向
判別手段を設け、操舵トルクと逆方向にはモータを駆動
出来ないように構成するものである。このような技術を
図35のコントロールユニット20に組み込むことによっ
て、コントロールユニット20内のコンピュータが故障し
てもモータ１が操舵方向に反して操舵補助力を発生しな
くなるので安全性を向上させることが可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような電動パワーステアリング制御装置では、ステアリ
ング系にモータが接続されるので、慣性マスの増加やロ
ストルクの増加が発生し、操舵フィーリングの悪化の原
因となっている。そこで操舵フィーリングを改善するた
めに慣性補償やロストルク補償など種々の方法が提案さ
れている。
【０００４】慣性補償を行なっていない制御装置の場合
ステアリングを図８(a)のように操舵したとすると、操
舵を開始したの時点ではモータがまだ回転していない
ので、モータを回転させる分だけ操舵力の増加が発生
し、また保持状態に入るの時点ではモータの慣性によ
って、オーバーシュートが発生し操舵フィーリングが悪
化する。そこで慣性補償を行なうとの時点では同図
(e)のようにモータが回転し始める時に発生する慣性を
打ち消すだけの電流を流し、またの時点では、同図
(e)のようにモータを停止させる時に発生する慣性を打
ち消すような電流を流すことによって、モータの慣性感
を打ち消すことが可能となり、操舵フィーリングが向上
する。
【０００５】次に、ロストルク補償を行なっていない制
御装置の場合ステアリングを図13(a)のように右操舵後
ハンドル手放し状態でハンドルを中立に戻すと、路面か
らの反力でモータを回転させてハンドルを中立に戻す必
要があるため、モータのロストルクの分だけハンドル戻
りスピードの低下、およびハンドルが中立まで戻らない
という不具合が発生する。そこでロストルク補償によっ
て、ハンドル戻り時にはモータのロストルクを打ち消す
だけの電流を同図(e)のようにモータに流すことによっ
てハンドル戻り性能の悪化を無くすことができる。
【０００６】上述のように慣性補償、ロストルク補償は
操舵トルクの方向と逆方向に、モータ電流を流すことに
よってフィーリングの改善を行なうものである。しかし
前記従来の技術のように操舵トルクの方向と逆方向への
モータ駆動が出来ないようにすると、慣性補償制御や、
ロストルク補償制御が妨げられ充分なフィーリング改善
が出来ないという問題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この請求項１の発明に係
る電動パワーステアリング制御装置においては、操舵力
を検出し、操舵補助力を発生するモータのモータ電流を
検出し、少なくとも操舵力からモータ電流値と駆動方向
を決定しモータ電流を制御するモータ制御手段とを備え
操舵力とモータ電流検出値によってモータ電流を制限す
るものである。
【０００８】この請求項２の発明は、モータ電流制限手
段によってモータ電流検出値が所定値以上の時は、操舵
トルクの方向と逆方向にはモータ電流を流さないように
制限し、モータ電流検出値が所定値以下の時は操舵トル
クの方向に関係なくモータ電流を流せるようにしてい
る。
【０００９】また、請求項３の発明は、操舵力からモー
タ電流値と駆動方向を決定しＰＷＭ制御によってモータ
電流を制御し、モータを駆動するためのブリッジ回路
と、モータの電源とブリッジ回路間の電流またはブリッ
ジ回路とグランド間の電流をＰＷＭ信号に同期してサン
プルホールドすることによってモータ電流を検出し、そ
のモータ電流検出値からモータ電流異常を検出し、さら
にモータ制御手段がモータ非駆動状態にある時、サンプ
ルホールド回路をオン状態にするようにしたものであ
る。
【００１０】さらに、請求項４の発明は操舵力からモー
タ電流値と駆動方向を決定しＰＷＭ制御によってモータ
電流を制御し、モータを駆動するためのブリッジ回路
と、モータの電源とブリッジ回路間の電流またはブリッ
ジ回路とグランド間の電流をＰＷＭ信号に同期してサン
プルホールドすることによってモータの非駆動時におい
てもモータ電流を検出し、操舵力とモータ電流検出値が
所定値が所定値以上のとき操舵力の方向と逆方向へのモ
ータの回転を制限し、また所定値以下のとき操舵力の方
向とは関係なくモータに電流を流すものである。
【００１１】さらにまた、請求項５の発明は操舵力から
モータ電流目標値と駆動方向決定しモータ電流を制御す
るモータ制御手段が、そのモータ電流目標値と設定値と
を比較して所定範囲でモータ電流を制限するモータ電流
制限手段の制限を受けない範囲でモータ制御を行なうよ
うにしたものである。
【００１２】また、請求項６の発明はモータを右方向に
駆動するモータ右駆動手段と、モータを左方向に駆動す
るモータ左駆動手段と、操舵力がモータ右駆動禁止領域
にある時、右駆動禁止信号を出力すると共に前記モータ
右駆動手段を強制的にオフする機能を備えた右駆動禁止
手段と、前記操舵力から左駆動禁止領域にある時、左駆
動禁止信号を出力すると共に前記モータ左駆動手段を強
制的にオフする機能を有する左駆動禁止手段と、前記モ
ータ電流検出値が所定値以下の時、前記右駆動禁止手段
と左駆動禁止手段の機能を停止させるモータ駆動許可手
段とを備えた電動パワーステアリング制御装置におい
て、前記モータ電流検出値が前記所定値以上で且つ操舵
力が右の時前記左駆動禁止信号を検出し左駆動許可状態
にある時左駆動禁止手段の異常と判定する第１の故障判
定手段と、また前記モータ電流検出値が前記所定値以上
で且つ操舵力が左の時前記右駆動禁止信号を検出し右駆
動許可状態にある時右駆動禁止手段の異常と判定する第
２の故障判定手段とを備え、前記第１、第２の故障判定
手段の何れかが故障と判定した時、モータ制御を停止す
るようにしたものである。
【００１３】さらに、請求項７の発明は右駆動禁止信号
と左駆動禁止信号の両方が許可状態にあるか否かを判定
する判定手段と、電流検出値が所定値以上で且つ判定手
段が両方許可状態にあると判定した時、右駆動禁止手段
または左駆動禁止手段の何れかの異常と判定しモータ制
御を停止するようにしたものである。
【００１４】さらにまた、請求項８の発明は操舵力から
右操舵状態を検出する右操舵検出手段と、操舵力から左
操舵状態を検出する左操舵検出手段と、右操舵検出手段
が右操舵状態を検出しモータ制御手段が左方向にモータ
を駆動する第１の状態と左操舵検出手段が左操舵状態を
検出しモータ制御手段が右方向にモータを駆動する第２
の状態を検出し、第１の状態または第２の状態になる割
合が所定値以上になった時モータを停止するようにした
ものである。
【００１５】また、請求項９の発明はモータ電流を制限
するときのモータの駆動用トランジスタの駆動周波数が
所定値以下になるようにしたものである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明では操舵力およびモータ電流検
出値に基づきモータ電流制限手段によってモータ電流が
制限され過大な電流が流れずモータの制御性を改善でき
る。
【００１７】請求項２の発明では、モータ電流制限手段
によってモータ電流検出値が所定値以上の時は、操舵ト
ルクの方向と逆方向にはモータ電流を流さないように制
限し、モータ電流検出値が所定値以下の時は操舵トルク
の方向に関係なくモータ電流を流せるようにしているの
で、慣性補償をするための電流またはロストルク補償を
行なうための電流は操舵トルクの方向に関係なくモータ
に流すことができるようになる。
【００１８】請求項３の発明では、モータ制御手段がモ
ータ非駆動状態の時、サンプルホールド回路を強制的に
オン状態にすることによってモータ非駆動時のモータ電
流の検出が可能となるのでモータ電流異常検出手段によ
ってモータ非駆動時でもモータ電流異常を検出すること
ができる。
【００１９】請求項４の発明では、モータ制御手段がモ
ータ非駆動状態の時、サンプルホールド回路を強制的に
オン状態にすることによって、モータ非駆動時のモータ
電流の検出が可能となるのでモータ電流異常検出手段に
よってモータ非駆動時でもモータ電流異常を検出するこ
とができる。さらにモータ電流制限手段にモータ電流検
出値を与えることが出来るのでモータ電流制限手段を正
常に動作させることができる。
【００２０】請求項５の発明では、モータ制御手段がモ
ータ電流制限手段の制限を受けない範囲でモータ電流を
制御するので、モータ電流の目標値とモータ電流の検出
値は常に等しくなるのでモータ電流異常の誤検出を避け
ることができる。
【００２１】請求項６の発明では、右駆動禁止信号と、
左駆動禁止信号を監視し、操舵トルクとモータ電流検出
値によって右駆動が禁止されるはずの時に右駆動禁止信
号が出力されていなければ、右駆動禁止手段の異常と判
定し、操舵トルクとモータ電流検出値によって左駆動が
禁止されるはずの時に左駆動禁止信号が出力されていな
ければ、左駆動禁止手段の異常と判定することによって
モータ電流制限手段の異常を検出しモータ制御を停止す
ることができる。
【００２２】請求項７の発明では、モータ電流が所定値
以上の時は、右駆動禁止信号と左駆動禁止信号の何れか
が出力されているので、モータ電流が所定値以上の時、
右駆動禁止信号と左駆動禁止信号が両方とも出力されて
いなければ、右駆動禁止手段または左駆動禁止手段の異
常と判定し、モータ制御を停止することができる。
【００２３】請求項８の発明では、操舵トルクの方向と
モータの駆動方向が逆になる割合を検出し、その割合が
所定値以上になった時モータの制御を停止するようにし
ているのでモータから発生する操舵トルクと逆方向の補
助力が小さい範囲では逆駆動ができる。逆駆動が連続的
または断続的に繰り返し発生するとモータの駆動を禁止
する。
【００２４】請求項９の発明では、モータの駆動用トラ
ンジスタが高い周波数で駆動されることがないのでトラ
ンジスタの損失が低下し、トランジスタの破壊を防ぐこ
とができる。
【００２５】
【実施例】
実施例１．図１はこの発明の実施例１を示す。同図にお
いて１は操舵補助力を発生するモータ、２はモータ１に
電力を供給するためのバッテリ、３はリレー、4a〜4dは
モータ１を駆動するためにブリッジ構成されたトランジ
スタ、5a〜5dはトランジスタ4a〜4dを各々駆動するため
のトランジスタ駆動回路、6a〜6dはＡＮＤ回路、７はモ
ータ電流を検出する手段となるシャント抵抗器、８はパ
ルス幅変調（以下、ＰＷＭという）信号がハイの時にオ
ンしＰＷＭ信号がローの時にオフするアナログスイッ
チ、９はアナログスイッチがオンした時の電圧を保持す
るコンデンサ、10はモータ１の時定数に合わせてコンデ
ンサ９に充電された電荷を放電させる抵抗器、11はアナ
ログスイッチ８とコンデンサ９と抵抗器10で構成された
サンプルホールド回路、12はサンプルホールド回路から
の信号を増幅する増幅回路、13はモータ１とステアリン
グ系とを機械的に接続または遮断するクラッチ、14はク
ラッチ13を駆動するクラッチ駆動回路、15は操舵トルク
を検出するトルクセンサ、16は車速を検出する車速セン
サ、17はモータ１の回転速度を検出するモータ回転速度
センサ、18はトルクセンサ15、車速センサ16、モータ回
転速度センサ17からの信号によってモータ電流を制御す
るモータ制御手段であるマイクロコンピュータ（以下、
マイコンという）、19はトルクセンサ15の操舵トルク信
号ＴＲＱとモータ電流検出信号ＩＭＤによってモータ電
流を制限するモータ電流制限手段、20は電動パワーステ
アリング制御装置のコントロールユニットである。
【００２６】次にモータ電流制限手段19について図２を
用いて説明する。同図でＶccは５Ｖ電源、50、51、52は
抵抗器で、これらによりしきい値ＴＨ１、ＴＨ２を決定
し、コンパレータ53、54によって入力されるトルク信号
ＴＲＱと比較している。55、56は抵抗器で、これらによ
りしきい値ＴＨ３を決定し、コンパレータ57で入力され
るモータ電流検出値ＩＭＤと比較している。58、59はＯ
Ｒ回路である。
【００２７】トルクセンサ15の操舵トルク信号ＴＲＱは
操舵トルクに応じて図３のような特性になっており、操
舵トルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ１（例えば右トルク１
Ｎ・ｍ）より右を示した時コンパレータ53の出力はハイ
となり、操舵トルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ１より左を
示した時はコンパレータ53の出力はローになる。一方、
操舵トルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ２（例えば左トルク
１Ｎ・ｍ）より左を示した時はコンパレータ54の出力は
ハイになり、操舵トルクが所定値ＴＨ２より右を示した
時はコンパレータ54の出力はローとなる。
【００２８】また、コンパレータ57はモータ電流検出値
ＩＭＤと所定値ＴＨ３を比較しＩＭＤがＴＨ３以下（例
えば３Ａ以下）の時はコンパレータ57の出力はハイ、モ
ータ電流検出値が所定値ＴＨ３以上の時はコンパレータ
57の出力はローとなる。コンパレータ53、54、57はＯＲ
回路58、59に接続されているので出力ＩＬＬ、ＩＬＲ
は、モータ電流検出値ＩＭＤが所定値ＴＨ３以下の時は
共にハイ、モータ電流検出値ＩＭＤが所定値ＴＨ３以上
の時はＩＬＬが図４(a)、ＩＬＲが図４(b)のように所定
値ＴＨ１、ＴＨ２との比較により、ハイ又はローとな
る。
【００２９】次に電動パワーステアリング制御装置のコ
ントロールユニット20の動作について説明する。右駆動
の場合、マイコン18のＰＷＭポートからはモータ１をＰ
ＷＭ駆動するためのＰＷＭ信号が出力され、ポートＲが
ハイ、ポートＬがロー、モータ電流制限手段19の出力Ｉ
ＬＲはハイ、ＩＬＬがローの時、トランジスタ4aはＰＷ
Ｍ動作、トランジスタ4bはオフ、トランジスタ4cはオ
ン、トランジスタ4dはオフとなり、モータ１にはＡの方
向に電流が流れ右方向の補助力が発生する。逆にマイコ
ン18のポートＲがロー、ポートＬがハイ、モータ電流制
限手段19の出力ＩＬＲがロー、ＩＬＬがハイの時、トラ
ンジスタ4aはオフ、トランジスタ4bはＰＷＭ動作、トラ
ンジスタ4cはオフ、トランジスタ4dはオンすることによ
って、モータ１にはＢの方向に電流が流れ左方向の補助
力が発生する。
【００３０】また、モータ電流検出値が所定値ＴＨ３以
上の時はトランジスタ4c、4dはＡＮＤ回路6c、6dとモー
タ電流制限手段19からの信号ＩＬＲ、ＩＬＬがローにな
ることによって操舵トルクの方向と逆方向にはモータを
駆動出来ないようにしている。
【００３１】次に電流検出に係るサンプルホールド回路
の動作をモータが右方向に駆動している場合を例に図５
を用いて説明する。この時ポートＲはハイ、ポートＬは
ロー、ＩＬＲはハイ、ＩＬＬはローである。図５で(a)
はＰＷＭ信号、(b)はトランジスタ4aの動作波形、(c)は
トランジスタ4bの動作波形、(d)はトランジスタ4cの動
作波形、(e)はトランジスタ4dの動作波形である。トラ
ンジスタ4a、4cがオン、4b、4dがオフとなるＩの区間で
はバッテリ２からリレー３、トランジスタ4a、モータ
１、トランジスタ4c、シャント抵抗器７を介してグラン
ドに電流が流れ、トランジスタ4a、4b、4dがオフ、4cが
オンとなるIIの区間ではモータ１のインダクタンスによ
ってモータ１からトランジスタ4c、トランジスタ4dに内
蔵されたダイオードを介してモータ１へフライホイール
電流がＡの方向に流れるのでモータ電流波形は図５(f)
のような波形となる。
【００３２】シャント抵抗器７にはＩの区間の時にはモ
ータ電流が流れ、IIの区間では電流が流れないので、シ
ャント抵抗器７による検出波形は図５(g)のようにな
る。アナログスイッチ８はＰＷＭ信号に応じて図５(h)
のタイミングでオン／オフされる。コンデンサ９には、
アナログスイッチ８がオンとなるＩの区間では、シャン
ト抵抗器７による検出電圧が充電され、アナログスイッ
チ８がオフとなるIIの区間では、Ｉの区間で充電された
電荷が抵抗器10を介して放電され図５(i)のような波形
となる。この時の放電波形がモータ電流波形(f)の
と等しくなるように放電時定数を設定することによって
モータ電流に相当する信号を得ることができる。
【００３３】次に制御内容について図６を用いて説明す
る。トルクセンサ15で操舵トルク、車速センサ16で車速
を検出し、目標電流決定手段100によってモータ電流の
目標値ＩＭＴを決定する。目標電流決定手段100の入出
力特性は図７のようになっており、右方向のトルクが発
生すると、右方向の補助力が発生するように電流を流
し、左方向のトルクが発生すると、左方向の補助力が発
生するように電流を流す。また車速によってもモータ電
流を変化させ車速に応じた操舵補助力を発生するように
している。さらにモータ回転速度センサ17からモータ回
転速度信号ＮＭを検出し慣性補償手段101で慣性補償分
の電流ＩＭＣを決定し、加算器102でＩＭＴとＩＭＣを
加算しモータ電流の指示値ＩＭＩを求める。103ではモ
ータ電流の指示値ＩＭＩと、モータ電流検出回路105に
よるモータ電流検出値ＩＭＤの偏差ΔＩＭを求め、モー
タ駆動手段104によってΔＩＭがゼロになるように制御
される。
【００３４】ハンドルを右に操舵した場合の動作につい
て図８のタイミングチャートを用いて説明する。同図に
おいて(a)はハンドルの操舵角θ、(b)は慣性補償手段に
よってモータ１の慣性成分を打ち消すための電流ＩＭ
Ｃ、(c)は操舵トルクＴＲＱ、(d)は操舵トルクＴＲＱと
車速ＶＳＰによって決定されたモータ電流ＩＭＴ、(e)
はＩＭＴとＩＭＣを加算したモータ電流指示値ＩＭＩ、
(f)はモータの回転速度ＮＭである。
【００３５】本実施例では慣性補償電流ＩＭＣをモータ
回転速度ＮＭの変化量に比例させることによってモータ
１の慣性を補償しの時点ではモータの起動トルクを補
償するための電流、の時点ではモータを停止させるた
めのトルクを補償する電流を流すことによってモータの
慣性感を軽減している。の時点では操舵トルクの示す
方向と逆方向になっているが、モータ１の慣性を補償す
るための電流はしきい値ＴＨ３（例えば３Ａ）以下であ
るから、モータ電流制限手段19の制限を受けない。
【００３６】マイコン18に異常が発生し操舵トルクに関
係なくモータを駆動するような状態になった場合につい
て図９を用いて説明する。同図は操舵トルクが中立の時
の時点でモータを右方向に駆動するようにマイコン18
が故障した場合であり、(a)はトランジスタ4aの動作、
(b)はトランジスタ4bの動作、(c)はトランジスタ4cの動
作、(d)はトランジスタ4dの動作、(e)はモータ電流、
(f)はコンパレータ53の出力、(g)はコンパレータ54の出
力、(h)はコンパレータ57の出力、(i)はＩＬＲ、ＩＬＬ
信号を示している。の時点でマイコン18が故障しモー
タに電流が流れ出すと、モータの時定数で決まる傾きで
モータ電流が上昇し所定値ＴＨ３以上になるとコンパレ
ータ57の出力がローになりＩＬＲ、ＩＬＬがローになり
トランジスタ4cはオフする。トランジスタ4cがオフする
とモータ電流が減少し、所定値ＴＨ３以下になると再び
コンパレータ57の出力がハイになりＩＬＲ、ＩＬＬがハ
イになりトランジスタ4cがオンしモータ電流が増加し、
この動作を繰り返すのでモータ電流は所定値ＴＨ３で制
限される。これは操舵方向と逆方向にモータを駆動する
ような場合でも同様の動作をする。
【００３７】上述のように実施例１では、モータ電流検
出値が所定値ＴＨ３以下のときは、操舵トルクの方向と
逆方向の補助力を発生するためのモータ電流を流すこと
が出来るので、慣性補償手段による操舵フィーリングの
改善を行なうことができる。またモータ電流検出値が所
定値ＴＨ３以上の時は、モータ電流を制限しているので
マイコン18等が故障して操舵トルクに関係なくモータを
駆動するような状態になってもモータ電流は所定値ＴＨ
３以下に制限される。所定値ＴＨ３は、モータ１の慣性
を補償するのに必要な電流値（例えば３Ａ）でありハン
ドルの自転を招くような過大な電流では無いので、マイ
コン18等の故障によって操舵を妨げる方向にモータ電流
が流れても危険には至らない。つまり、安全性を損なう
こと無く操舵フィーリングの改善を図ることができる。
【００３８】さらにモータ電流制限手段19の特性が図10
のようにしきい値ＴＨ１が中立より左、しきい値ＴＨ２
が中立より右にある場合、また図11のようにしきい値Ｔ
Ｈ１、ＴＨ２が共に中立である場合でも同様の効果を得
ることができる。
【００３９】実施例２．次にこの発明の実施例２につい
て説明する。この実施例２は、実施例１の図６の慣性補
償手段101をロストルク補償手段106に変更したもので図
12に制御ブロック図を示す。その他については実施例１
と同じであるから説明は省略する。次に走行中、右操舵
後、ハンドル手放し状態で操舵角が中立に戻る時の動作
を図13を用いて説明する。同図で(a)はハンドルの操舵
角θでの時点でハンドル手放し状態に入り、の時点
で操舵角が中立になっていることを示している。(b)は
その時の操舵トルク、(c)は操舵トルクＴＲＱに応じた
モータ電流の目標値ＩＭＴ、(d)はモータのロストルク
を打ち消すための電流ＩＭＣ、(e)はＩＭＴとＩＭＣを
加算したモータ電流の指示値ＩＭＩ、(f)はモータ回転
速度ＮＭである。ロストルク補償手段106はモータの回
転速度ＮＭに応じた電流をモータの回転方向に流すこと
によってモータのロストルクを打ち消している。この時
の範囲では操舵トルクの方向と逆方向のモータ電流を
流すことになるがモータ電流が所定値ＴＨ３以下では操
舵トルクの方向と逆方向への通電が可能であるからモー
タ電流を流すことができる。
【００４０】上述のようにこの実施例２では、モータ電
流検出値が所定値ＴＨ３以下の時は、操舵トルクの方向
と逆方向の補助力を発生するためのモータ電流を流すこ
とが出来るので、ロストルク補償手段によるハンドル戻
り特性の改善を行なうことができる。またモータ電流検
出値が所定値ＴＨ３以上の時は、操舵トルクの方向と逆
方向のモータ電流は流さないようにしているので、マイ
コン18等が故障してもモータ電流は所定値ＴＨ３以下に
制限される。所定値ＴＨ３は、モータ１のロストルクを
補償するのに必要な電流値（例えば３Ａ）でありハンド
ルの自転を招くような過大な電流では無いので、マイコ
ン18等の故障によって操舵を妨げる方向にモータ電流が
流れても危険には至らない。つまり、安全性を損なうこ
と無くハンドル戻り特性の改善を図ることができる。
【００４１】実施例３．この発明の実施例３を図14に示
す。同図で21はアナログスイッチであり、サンプルホー
ルド回路11の入出力間をオン又はオフするスイッチであ
り、マイコン18によってオン・オフ出来るように構成し
ている。その他は図１と同じであるから説明は省略す
る。次に動作について図15のフローチャートを用いて説
明する。トルクセンサ15から操舵トルクＴＲＱを検出し
（ステップ１）、車速センサ16から車速ＶＳＰを検出し
（ステップ２）、操舵トルクＴＲＱと車速ＶＳＰから図
７の特性に従ってモータ電流の目標値ＩＭＴを決定しモ
ータ電流検出回路による検出値ＩＭＤと目標値ＩＭＴが
等しくなるようにモータ電流をＰＷＭ制御する（ステッ
プ３）。モータ電流の目標値ＩＭＴがゼロの時はアナロ
グスイッチ21をオンし、モータ電流の目標値ＩＭＴがゼ
ロ以外の時はアナログスイッチ21をオフする（ステップ
４、５、６）。モータ電流の異常を検出し（ステップ
７）、異常が無ければステップ８でＮＯに分岐しステッ
プ１からの処理を繰り返す。モータ電流の異常を検出し
た場合はステップ８でＹＥＳに分岐し、モータ、クラッ
チ、及びリレーをオフしパワーステアリングの制御を停
止する（ステップ９）。ステップ７のモータ電流異常検
出の処理を図16に示す。モータ電流の目標値ＩＭＴとモ
ータ電流の検出値ＩＭＤの差の絶対値が所定値（例えば
５Ａ）以上の状態が（ステップ20）、所定時間（例えば
50ｍｓ）継続した場合（ステップ21）、モータ電流の異
常と判定する（ステップ22）。
【００４２】本実施例では、ＰＷＭ信号がローでサンプ
ルホールド回路11のアナログスイッチ８がオフとなるモ
ータオフ時すなわちモータ１が本来駆動されていない時
には、アナログスイッチ21をオンすることによってサン
プルホールド回路11間がオンされモータ電流の状況を検
出することが可能となるのでステップ７のモータ電流異
常検出によってモータ電流の異常を検出することが可能
となる。
【００４３】実施例４．この発明の実施例４を図17に示
す。同図は実施例３の図14にモータ電流制限手段19とＮ
ＯＴ回路22、25とトランジスタ23、24、26、27を追加し
たもので、モータの右駆動を禁止する右駆動禁止信号Ｉ
ＬＲがローの時トランジスタ23、24がオンしトランジス
タ4a、4cを強制的にオフする。またモータ左駆動を禁止
する左駆動禁止信号ＩＬＬがローの時トランジスタ26、
27がオンしトランジスタ4b、4dを強制的にオフするよう
にしている。また処理内容は実施例３と同じであるから
説明は省略する。
【００４４】上述のように構成することによってトラン
ジスタ駆動回路5a〜5d、及びＡＮＤ回路6a、6bの故障に
よって操舵トルクの方向と逆方向にモータ電流が流れる
場合でもモータ電流を所定値ＴＨ３以下にすることがで
きる。さらに、モータ電流がゼロでＰＷＭ信号がローの
時でもアナログスイッチ21をオンすることによってモー
タ電流を検出するようにしているのでモータオフ時でも
モータ電流制限手段19を有効に動作させることができ
る。本実施例では慣性補償制御、ロストルク補償等につ
いては触れていないが併用しても良い。
【００４５】実施例５．この発明の実施例５を以下に示
す。回路の全体構成は実施例１と同じであるから説明は
省略する。次に動作について図18のフローチャートを用
いて説明する。トルクセンサ15から操舵トルクを検出し
（ステップ１）、車速センサ16から車速を検出し（ステ
ップ２）、モータ回転速度センサ17からモータ回転速度
を検出し（ステップ40）、目標電流決定手段と慣性補償
手段からモータ電流の指示値ＩＭＩを決定する（ステッ
プ41）。モータ電流の指示値ＩＭＩがモータ電流制限手
段19内に設けられたしきい値ＴＨ３（例えば３Ａ）以下
の時、またはモータ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３
以上で且つ操舵トルク信号ＴＲＱがモータ電流制限手段
19内に設けられた所定値ＴＨ１以上の時（例えば操舵ト
ルクが１Ｎ・ｍ以上の右トルクを示している時）、また
はモータ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３以上で且つ
操舵トルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ２以下の時（例えば
操舵トルクが１Ｎ・ｍ以上の左トルクを示している時）
は、モータ電流の指示値はステップ41で決定した値とす
る。
【００４６】また、モータ電流の指示値ＩＭＩがしきい
値ＴＨ３以上で且つ操舵トルク信号ＴＲＱがしきい値Ｔ
Ｈ１とＴＨ２の間にある時はモータ電流の指示値ＩＭＩ
をゼロにする（ステップ42、43、44、45）。モータ電流
指示値ＩＭＩとモータ電流検出値ＩＭＤが等しくなるよ
うにモータ電流をＰＷＭ制御する（ステップ46）。そし
て実施例３で示したモータ電流異常検出を行い（ステッ
プ７）、モータ電流に異常が無ければステップ８でＮＯ
に分岐しステップ１からの処理を繰り返す。ステップ７
でモータ電流異常を検出した時はステップ８でＹＥＳに
分岐し、モータ、クラッチ、およびリレーをオフし（ス
テップ９）電動パワーステアリング制御を停止する。
【００４７】本実施例ではモータ駆動が禁止されている
状態か否かをステップ42、43、44で判定し、モータ駆動
が禁止されている状態ではモータ電流の指示値ＩＭＩを
ゼロに制限しているので（ステップ45）、モータ電流異
常検出処理内の電流誤差検出（図16のステップ20）にお
ける電流誤差が所定値（５Ａ）以上ということはなくな
る。また本実施例では、操舵トルクとモータ電流検出値
によるモータ電流制限手段を用いた場合であるが、図19
のような操舵トルクＴＲＱのみによるモータ電流制限手
段でも図20のフローチャートに示すように制御すること
によって同様の効果を得ることができる。
【００４８】すなわち、図18のフローチャートにおける
ステップ42を省略し、図20のフローチャートのように、
モータ電流目標値決定（ステップ41）した後、操舵トル
ク信号ＴＲＱがしきい値ＴＨ１とＴＨ２の間にある時は
モータ電流の指示値ＩＭＩをゼロにし（ステップ43、4
4、45）、モータ電流を制御する（ステップ46）。
【００４９】実施例６．この発明の実施例６を図21に示
す。同図は図１の回路にモータ１の右駆動禁止信号ＩＬ
Ｒとモータ左駆動禁止信号ＩＬＬをマイコン18で監視出
来るようにしたもので、マイコン18の入力信号レベルと
右駆動禁止信号ＩＬＲ、左駆動禁止信号ＩＬＬのレベル
を合わせるためのバッファ28、29を追加し右駆動禁止信
号ＩＬＲを入力ポートＰ１、左駆動禁止信号ＩＬＬを入
力ポートＰ２に入力している。その他は実施例１と同じ
であるから説明は省略する。
【００５０】次に動作について図22のフローチャートを
用いて説明する。基本的にはトルクセンサ15から操舵ト
ルクを検出し（ステップ１）、車速センサ16から車速を
検出し（ステップ２）、モータ回転速度センサ17からモ
ータ回転速度を検出し（ステップ40）、目標電流検出手
段と慣性補償手段からモータ電流の指示値ＩＭＩを決定
し（ステップ41）、モータ電流の指示値ＩＭＩとモータ
電流の検出値ＩＭＤが等しくなるようにモータ電流をＰ
ＷＭ制御する（ステップ46）。さらにモータ電流制限手
段の異常検出を行い（ステップ50）、異常が無ければス
テップ51でＮＯに分岐しステップ１からの処理を繰り返
す。ステップ50で異常を検出した場合はステップ51でＹ
ＥＳに分岐し、モータ、クラッチ、リレーをオフし（ス
テップ９）、電動パワーステアリング制御を停止する。
【００５１】次にステップ50のモータ電流制限手段の異
常検出処理を図23のフローチャートを用いて説明する。
まずモータ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３以下の時
はステップ60でＹＥＳに分岐しモータ電流制限手段の異
常検出処理の必要性がないので終了する。モータ電流の
指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３以上の時はステップ60でＮ
Ｏに分岐する。モータの右駆動については操舵トルク信
号ＴＲＱが所定値ＴＨ１以下で且つポートＰ１がハイの
状態が所定時間（例えば0.2秒間）継続すればモータ電
流制御手段19すなわち右駆動禁止手段の異常と判定し
（ステップ61、62、63、64）第１の故障判定手段とな
る。さらにモータの左駆動については操舵トルク信号Ｔ
ＲＱが所定値ＴＨ２以上で且つポートＰ２がハイの状態
が所定時間（例えば0.2秒間）継続すればモータ電流制
御手段19すなわち左駆動禁止手段の異常と判定し（ステ
ップ65、66、67、68）第２の故障判定手段となる。
【００５２】そして、第１、第２の故障判定手段のいず
れかが故障と判定したとき、モータ電流制限手段19の異
常を検出することが可能となりさらにモータ電流制限手
段19の異常時には電動パワーステアリングの制御を停止
することによって安全性の向上を図ることができる。
【００５３】実施例７．この発明の実施例７を図24に示
す。同図は図１に対し判定手段となるＡＮＤ回路30と、
マイコン18の入力信号レベルとＡＮＤ回路30の出力レベ
ルを合わせるためのバッファ31を追加し、モータ右駆動
禁止信号ＩＬＲとモータ左駆動禁止信号ＩＬＬのＡＮＤ
信号をマイコン18のポートＰ３に入力するようにしてい
る。その他は実施例１と同じであるから説明は省略す
る。また基本的な処理は図22のフローチャートのように
なり実施例６と同様であるから説明は省略する。
【００５４】次にモータ電流制限手段の異常検出処理
（図22のステップ50）について図25のフローチャートを
用いて説明する。モータ電流の指示値ＩＭＩが所定値Ｔ
Ｈ３以下の時はステップ70でＹＥＳに分岐しモータ電流
制限手段の異常検出の必要性がないので終了する。モー
タ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３以上の時はステッ
プ70でＮＯに分岐し、ポートＰ３がハイの状態が所定時
間（例えば0.2秒間）継続した場合、モータ電流制限手
段の異常と判定する（ステップ71、72、73）。
【００５５】モータ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３
（例えば３Ａ）以上の時、操舵トルク信号が右方向を示
していれば右駆動禁止信号ＩＬＲがハイで左駆動禁止信
号ＩＬＬがロー、逆に操舵トルク信号が左方向を示して
いればＩＬＲがローでＩＬＬがハイとなる。このように
モータ電流の指示値ＩＭＩが所定値ＴＨ３以上の時はＩ
ＬＲまたはＩＬＬ何れかがローとなるのでＡＮＤ回路30
で判定されることになりマイコン18の入力ポートＰ３は
ローになる。しかしモータ電流制限手段が故障し、操舵
トルクの示す方向と逆方向のモータ駆動禁止信号をハイ
にした場合（許可にした場合）、ＩＬＲ、ＩＬＬ信号が
共にハイになりＡＮＤ回路30により入力ポートＰ３がハ
イとなるので、右駆動禁止手段または左駆動禁止手段の
いずれかのモータ電流制限手段の異常を検出することが
可能となる。そしてモータ電流制限手段の異常と判定さ
れた時には電動パワーステアリングの制御を停止するこ
とによって安全性の向上を図ることができる。また本実
施例では、右駆動禁止信号ＩＬＲ、左駆動禁止信号ＩＬ
Ｌの監視するための入力ポートが一つで良いという利点
もある。
【００５６】実施例８．この発明の実施例８を図26に示
す。同図で32はマイコン18の動作を監視し異常時にはモ
ータの駆動を停止させるためのモータ駆動制限手段、6
c、6d、33、34はＡＮＤ回路で、モータ駆動制限手段32
からのＭＴＯＦＦ信号がローのとき、ＡＮＤ回路6a、6d
によってモータが停止し、ＰＳＯＦＦ信号がローのと
き、ＡＮＤ回路33によってリレーがオフし、さらにＡＮ
Ｄ回路34によってクラッチがオフするように構成されて
いる。
【００５７】次にモータ駆動制限手段32について図27を
用いて説明する。同図で50、51、52は抵抗器で所定値Ｔ
Ｈ１、ＴＨ２を決定している。70はコンパレータで操舵
トルク信号ＴＲＱと所定値ＴＨ１を比較しておりコンパ
レータ70の出力信号は図28の(b)のようになる。71はコ
ンパレータで操舵トルク信号ＴＲＱと所定値ＴＨ２を比
較しておりコンパレータ71の出力信号は図28の(a)のよ
うになる。トルクセンサの出力信号ＴＲＱは実施例１と
同じで図３のようになっているので、所定値ＴＨ１は右
トルクのしきい値（例えば右操舵の１Ｎ・ｍ）で所定値
ＴＨ２は左トルクのしきい値（例えば左操舵の１Ｎ・
ｍ）である。
【００５８】またモータ電流特性は図７で示され操舵ト
ルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ１以上でモータを右方向に
駆動し、操舵トルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ２以下でモ
ータを左方向に駆動するので、コンパレータ70の出力信
号はモータを右に駆動する時にローそれ以外の時にハイ
となり、コンパレータ71の出力信号はモータを左に駆動
する時にローそれ以外の時にハイとなる。72、73はＡＮ
Ｄ回路、74はＯＲ回路で図27のように構成されているの
でＯＲ回路74の出力信号は、トルク信号ＴＲＱが所定値
ＴＨ１以下の時にマイコン18が右方向にモータを駆動し
た時、またはトルク信号ＴＲＱが所定値ＴＨ２以上の時
にマイコン18が左方向にモータを駆動した時にハイとな
る。つまりトルクの方向とモータの駆動方向が異なった
時にハイになる。
【００５９】75は抵抗器、76はコンデンサでＯＲ回路74
の出力信号を平滑している。77、78は抵抗器で所定値Ｔ
Ｈ４を決定し、コンパレータ80でＯＲ回路74の出力信号
を平滑した信号ＳＩＧ１と比較している。ＳＩＧ１が所
定値ＴＨ４以上になるとＭＴＯＦＦ信号はローになる。
さらにＭＴＯＦＦ信号はタイマ81に入力されローの状態
が所定時間（例えば0.2秒間）継続したら、ラッチ回路8
2によって電源をオフするまでＰＳＯＦＦ信号をローに
する。その他の構成については実施例１と同様であるか
ら説明は省略する。
【００６０】次に動作について実施例１と同じ場合で説
明する。図29で(a)は操舵角θ、(b)はモータ電流の指示
値ＩＭＩ、(c)はＰＷＭ信号、(d)は右駆動信号Ｒ、(e)
は左駆動信号Ｌ、(f)はＯＲ回路74の出力信号、(g)は
(f)を平滑した信号ＳＩＧ１、(h)はＭＴＯＦＦ信号、
(i)はＰＳＯＦＦ信号、(j)は操舵トルク信号である。
【００６１】実施例１と同様の時点で操舵を開始し、
の時点でハンドルを停止するとモータの慣性を打ち消
すために(b)のようにモータ電流が流れ、の時点では
操舵トルクの方向と逆方向の電流が一瞬流れる。従って
ＯＲ回路７４の出力信号は一瞬ハイになるが平滑された
信号ＳＩＧ１は所定値ＴＨ４に達しないのでＭＴＯＦＦ
信号、ＰＳＯＦＦ信号はハイのままである。従ってモー
タの制御は制限されないので慣性感に対するフィーリン
グの改善を行なうことができる。
【００６２】次に、マイコン18のトルク信号入力端子の
接触不良、またはモータ駆動用ポートの故障等によって
操舵トルクに関係なくモータを一定方向に駆動し続ける
ような故障をした場合について説明する。例えば操舵し
ていない時に右駆動状態になった場合は図30のようにな
る。同図で(a)はＰＷＭ信号、(b)は右駆動信号Ｒ、(c)
は左駆動信号Ｌ、(d)はコンパレータ70の出力信号、(e)
はコンパレータ71の出力信号、(f)はＯＲ回路74の出力
信号、(g)は(f)を平滑した信号ＳＩＧ１、(h)はＭＴＯ
ＦＦ信号、(i)はＳＰＯＦＦ信号、(j)はモータ電流であ
る。
【００６３】の時点で異常が発生しＰＷＭ出力ポート
がＰＷＭ動作またはハイ固定、右駆動信号Ｒがハイにな
ると、ＯＲ回路74の出力がハイになり、コンデンサ76が
充電され信号ＳＩＧ１が上昇する。信号ＳＩＧ１が所定
値ＴＨ４以上になるとＭＴＯＦＦ信号がローになる。Ｍ
ＴＯＦＦ信号はＡＮＤ回路6c、6dに接続されているので
トランジスタ4cがオフしモータが停止する。さらにその
状態が所定時間Ｔ（例えば0.2秒）継続するとラッチ82
がローにラッチされＰＳＯＦＦ信号がローになりリレ
ー、クラッチがオフし電源をオフするまでパワーステア
リングの制御は停止する。
【００６４】次に、マイコン18の接触不良、またはマイ
コン18の不良によって操舵トルクに関係なく断続的にモ
ータが駆動される場合について説明する。例えば操舵し
ていない時に右方向に断続的にモータが駆動された場合
は図31のようになる。同図で(a)はＰＷＭ信号、(b)は右
駆動信号Ｒ、(c)は左駆動信号Ｌ、(d)はコンパレータ70
の出力信号、(e)はコンパレータ71の出力信号、(f)はＯ
Ｒ回路74の出力信号、(g)は(f)を平滑した信号ＳＩＧ
１、(h)はＭＴＯＦＦ信号、(i)はＳＰＯＦＦ信号、(j)
はモータ電流である。
【００６５】の時点で異常が発生しＩの区間は右駆
動、IIの区間はモータオフを繰り返しているので、ＯＲ
回路74の出力はハイ／ローを繰り返し、平滑信号ＳＩＧ
１は徐々に上昇し、所定値ＴＨ４以上になるとＭＴＯＦ
Ｆ信号がローになりトランジスタ4cが強制的にオフされ
モータは停止する。さらにその状態が所定時間Ｔ（例え
ば0.2秒）継続するとラッチ82がローにラッチされＰＳ
ＯＦＦ信号がローになりリレー、クラッチがオフし電源
をオフするまでパワーステアリングの制御は停止する。
【００６６】上記のようにこの実施例８によれば、操舵
トルクの方向と逆方向にモータを駆動する状態が、正常
時に発生した場合は逆駆動を禁止しないので慣性補償等
による操舵フィーリングの改善が可能となるが、マイコ
ンの異常によってモータが操舵トルクに関係なく駆動さ
れる場合はモータを停止し、さらにパワーステアリング
の制御を停止することができるので安全性が向上する。
また異常状態の発生する割合を検出し、その割合から異
常判定をしているので断続的に異常が発生しても異常を
検出することができる。また異常状態が発生する割合が
少なければ故障を検出することが出来ないがその時のモ
ータ電流は小さくなるように（例えば３Ａ以下）所定値
ＴＨ４を設定しておくことによって、モータからは過大
なトルクは発生しなくなるので安全性は損なわない。ま
た、モータ電流検出手段が故障し、モータ電流検出値が
常にゼロになっていても有効に動作する。
【００６７】実施例９．この発明の実施例９を示す。本
実施例は実施例１のモータ電流制限手段19を図32のよう
に変更したものである。図32の回路は図２に対して抵抗
器83を追加しモータ電流のしきい値にヒステリシスを設
けているので、コンパレータ57の入出力特性は図33のよ
うになる。従ってモータ電流制限手段19はモータ電流検
出値ＩＭＤが所定値ＴＨ５（例えば３Ａ）以下の時はＩ
ＬＲ、ＩＬＬ信号が両方ハイ、モータ電流検出値ＩＭＤ
がしきい値ＴＨ５以上になるとＩＬＲ、ＩＬＬ信号は図
４のような特性、そしてモータ電流検出値ＩＭＤが所定
値ＴＨ６（例えば２Ａ）以下になると再びＩＬＲ、ＩＬ
Ｌ信号が両方ハイになる。
【００６８】次に動作について図34を用いて説明する。
同図で(a)はトランジスタ4aの動作、(b)はトランジスタ
4bの動作、(c)はトランジスタ4cの動作、(d)はトランジ
スタ4dの動作、(e)はモータ電流検出値ＩＭＤで、操舵
トルクが中立での時点でマイコン18に異常が発生しモ
ータ右駆動状態になった場合である。モータ右駆動状態
に入ると、モータ電流はモータの時定数で決まる傾きで
上昇する。モータ電流が所定値ＴＨ５に達するとコンパ
レータ57の出力がローになる。操舵トルクが中立である
からＩＬＲ、ＩＬＬ信号は共にローとなりトランジスタ
4cはの時点でオフし、モータ電流検出値ＩＭＤはモー
タの時定数に応じた傾きで減少する。モータ電流検出値
ＩＭＤが所定値ＴＨ６以下になるとコンパレータ57の出
力は再びハイになり、ＩＬＲ、ＩＬＬ信号は共にハイに
なるので、トランジスタ4cはオンしの時点から再びモ
ータ電流が上昇し以降同じ動作を繰り返す。
【００６９】上記のようにモータ電流検出値ＩＭＤのし
きい値にヒステリシスを設けることによってトランジス
タのオン・オフの周波数を下げることができる。トラン
ジスタのオン・オフの周波数が高くなるとトランジスタ
が追従出来なくなり活性領域で動作することになるので
損失が増加しトランジスタの破壊を招く可能性がある
が、本実施例９ではトランジスタのオン・オフの周波数
を抑制することによって上記のような問題点を避けるこ
とができるという効果が得られる。周波数は例えば30kH
z以下に抑制する。また実施例１と同様の効果も得られ
る。
【００７０】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
モータ電流が制限されている状態で操舵トルクの方向と
逆方向の駆動が可能のため操舵フィーリングの改善が図
れ、安全性を損なうこと無く、モータ制御ができる。
【００７１】請求項２の発明によれば、操舵トルクの方
向と逆方向の駆動が可能になるので慣性補償制御、ロス
トルク補償制御などによる操舵フィーリングの改善が容
易になる。また操舵トルク方向と逆方向に流せる電流は
モータの慣性分やロストルク分などを打ち消す程度の電
流であるから、マイコンの故障によって駆動トルクの方
向と逆方向のモータ電流が流れても危険を招くようなト
ルクは発生しない。従って安全性を損なうこと無く操舵
フィーリングの改善を行なうことができる。また、位相
補償に対しても同様の効果を得ることができる。
【００７２】また請求項３の発明では、サンプルホール
ド回路を用いてモータ電流を検出するモータ電流検出回
路と、モータ電流検出値からモータ電流異常を検出する
ような電動パワーステアリング制御装置において、モー
タ非駆動時でもサンプルホールド回路をオン状態にする
ことによってモータ非駆動時のモータ電流検出が可能に
なるのでモータ電流異常検出が可能になり電動パワース
テアリング制御装置の安全性が向上する。
【００７３】また請求項４の発明では、サンプルホール
ド回路を用いてモータ電流を検出するモータ電流検出手
段と、モータ電流検出値からモータ電流異常を検出する
モータ電流異常検出手段と、操舵トルクとモータ電流検
出値からモータ電流を制限するモータ電流制限手段を備
えた電動パワーステアリング制御装置において、モータ
非駆動時でもサンプルホールド回路をオン状態にするこ
とによってモータ非駆動時のモータ電流検出が可能にな
るのでモータ電流異常検出が可能になると共にモータ電
流制限手段によって操舵トルクの方向と逆方向のモータ
電流を制限することができ電動パワーステアリング制御
装置の安全性が向上する。
【００７４】また請求項５の発明では、モータ電流の目
標値をモータ電流制限手段によって制限される範囲内に
することによって、モータ電流の指示値とモータ電流検
出値との電流誤差が発生しなくなり、モータ電流異常の
誤検出が無くなり電動パワーステアリング制御装置の信
頼性が向上する。
【００７５】また請求項６の発明では、モータ電流制限
手段の異常を検出し異常時には電動パワーステアリング
の制御を停止することによって電動パワーステアリング
制御装置の安全性を向上させることができる。
【００７６】また請求項７の発明では、請求項６の効果
に加えて、モータ電流制限手段の異常を検出するための
信号を一つにすることによって、マイコンの入力ポート
が一つで良いという効果がある。
【００７７】また請求項８の発明では、操舵トルクの方
向と逆方向にモータを駆動する割合が所定値を越えると
モータを停止するようにしているので、慣性補償などの
ように逆駆動の割合が小さければ逆駆動が可能であり操
舵フィーリングの改善ができる。またマイコンの故障に
よって操舵トルクに関係なくモータが連続的または断続
的に駆動されるような場合は逆駆動の割合が増加しモー
タの駆動が停止し安全性が確保される。少ない割合でモ
ータが操舵トルクに関係なく断続的に駆動されるような
場合はモータの駆動は停止しないが、この場合モータに
流れる電流は小さいので危険を招かない。さらにモータ
電流検出手段が故障しモータ電流検出値が常にゼロの状
態でも有効に動作する。つまり安全性を損なうこと無く
操舵フィーリングを向上させることができる。
【００７８】また請求項９の発明では、モータ電流を制
限するとき、モータ駆動用トランジスタの駆動周波数を
所定値以下に制御することによって、トランジスタの活
性領域での動作を避け、損失を軽減することによって、
トランジスタの破壊を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例１、２、５、９の構成図で
ある。
【図２】 この発明の実施例１の電流制限手段の構成図
である。
【図３】 この発明のトルクセンサの特性を示すグラフ
である。
【図４】 この発明の電流制限手段の特性を示すグラフ
である。
【図５】 この発明のモータ電流検出手段の動作を示す
ためのタイミングチャートである。
【図６】 この発明の電動パワーステアリングの制御を
示す制御ブロック図である。
【図７】 この発明のモータ電流特性を示すグラフであ
る。
【図８】 この発明の慣性補償制御を備えた電動パワー
ステアリングの動作を示すタイミングチャートである。
【図９】 この発明のモータ電流制限手段の動作を示す
タイミングチャートである。
【図１０】 この発明のモータ電流制限手段の特性を示
すグラフである。
【図１１】 この発明のモータ電流制限手段の特性を示
すグラフである。
【図１２】 この発明の実施例２を示す制御ブロック図
である。
【図１３】 この発明のロストルク補償制御を備えた電
動パワーステアリングの動作を示すタイミングチャート
である。
【図１４】 この発明の実施例３の構成図である。
【図１５】 この発明の実施例３の制御を示すフローチ
ャートである。
【図１６】 この発明の実施例３のモータ電流異常検出
処理を示すフローチャートである。
【図１７】 この発明の実施例４の構成図である。
【図１８】 この発明の実施例５の制御を示すフローチ
ャートである。
【図１９】 この発明の実施例５で用いたモータ電流制
限手段の一例をし示す回路図である。
【図２０】 この発明の図19のモータ電流制限手段を用
いたときに制御を示すフローチャートである。
【図２１】 この発明の実施例６の構成図である。
【図２２】 この発明の実施例６、７の制御を示すフロ
ーチャートである。
【図２３】 この発明の実施例６のモータ電流制限手段
の異常検出処理を示すフローチャートである。
【図２４】 この発明の実施例７の構成図である。
【図２５】 この発明の実施例７のモータ電流制限手段
の異常検出処理を示すフローチャートである。
【図２６】 この発明の実施例８の構成図である。
【図２７】 この発明の実施例８のモータ電流制限手段
を示す回路図である。
【図２８】 図27の回路図の動作を示すためのグラフで
ある。
【図２９】 この発明の実施例８の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図３０】 この発明の実施例８の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図３１】 この発明の実施例８の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図３２】 この発明の実施例９のモータ電流制限手段
の回路図である。
【図３３】 図32のモータ電流制限手段の動作を示すグ
ラフである。
【図３４】 この発明の実施例９の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図３５】 従来の電動パワーステアリング制御装置の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ モータ、4a〜4d トランジスタ、5a〜5d トランジ
スタ駆動回路、6a〜6dＡＮＤ回路、７ シャント抵抗
器、８ アナログスイッチ、11 サンプルホールド回
路、15 トルクセンサ、16 車速センサ、17 モータ回
転速度センサ、18マイコン、19 モータ電流制限手段、
20 電動パワーステアリングのコントロールユニット、
22，25 ＮＯＴ回路、23，24，26，27 トランジスタ、
30 ＡＮＤ回路、32 モータ駆動禁止手段、33，34 Ａ
ＮＤ回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６６】上記のようにこの実施例８によれば、操舵
トルクの方向と逆方向にモータを駆動する状態が、正常
時に発生した場合は逆駆動を禁止しないので慣性補償等
による操舵フィーリングの改善が可能となるが、マイコ
ンの異常によってモータが操舵トルクに関係なく駆動さ
れる場合はモータを停止し、さらにパワーステアリング
の制御を停止することができるので安全性が向上する。
また逆駆動が断続的に発生しても、逆駆動が発生してい
ることを示すＯＲ回路７４の出力信号の平滑信号ＳＩＧ
１のレベルと所定値ＴＨ４を比較して異常を判定してい
るので逆駆動が発生していない時間Ｔ２に対して逆駆動
が発生する時間Ｔ１の割合が大きくなると平滑信号ＳＩ
Ｇ１のレベルが上昇し所定値ＴＨ４以上となり異常を検
出することができる。逆に逆駆動が発生していない時間
Ｔ２に対して逆駆動が発生する時間Ｔ１の割合が小さく
なると平滑信号ＳＩＧ１のレベルが所定値ＴＨ４以上に
上昇しないので故障を検出することができない。この場
合操舵トルクと逆方向のモータ電流が断続的に流れる事
になるが、断続的に流れるモータ電流の平均値が小さく
なるように（例えば３Ａ以下）所定値ＴＨ４を設定する
ことによって、モータからは過大なトルクが発生しなく
なるので安全性は損なわれない。また、モータ電流検出
手段が故障しモータ電流検出値がゼロになるような場合
でも有効に動作する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７０】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば操
舵力とモータ電流検出値からモータ電流を制限するの
で、パワーステアリングの制御性を損なわず且つステア
リング系に危険を及ぼすようなモータ電流に対してモー
タ電流を制限する様にモータ電流に制限を掛ける事によ
って、安全性を損なうことなく操舵フィーリングの改善
を図ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７１】請求項２の発明によれば、操舵トルクの方
向と逆方向のモータ電流を流すことができるので慣性補
償制御、ロストルク補償制御、位相補償制御等によって
発生する操舵方向と逆方向のモータ電流が有効に作用し
操舵フィーリングを改善することができる。さらに、逆
方向に駆動するためのモータ電流は危険を招かない電流
値に制限されるので安全性を損なわない。従って安全性
を損なうことなく操舵フィーリングを改善することがで
きる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３１】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータのモータ電流を検出するモータ電流検出手段
    と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、モータ電流を制御するモータ制御手段と、 前記操舵力検出手段から検出された操舵力および前記モ
    ータ電流検出手段から検出されたモータ電流検出値によ
    り、前記モータ電流を制限するモータ電流制限手段とを
    備えたことを特徴とする電動パワーステアリング制御装
    置。
  2. 【請求項２】 操舵力検出手段から検出された操舵力お
    よびモータ電流検出手段から検出されたモータ電流検出
    値が所定値以上のときは前記操舵力の方向と逆方向への
    モータの駆動を制限するようにモータ電流を制限し、 前記モータ電流検出手段から検出されたモータ電流検出
    値が所定値以下のときは前記操舵力の方向とは関係する
    ことなく前記モータに電流を流すモータ電流制限手段と
    を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動パワース
    テアリング制御装置。
  3. 【請求項３】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータに電力を供給する電源と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、パルス幅変調制御によりモータ電流を制御
    するモータ制御手段と、 前記モータを駆動するためのブリッジ回路と、 前記電源と前記ブリッジ回路間の電流または前記ブリッ
    ジ回路と接地間の電流をパルス幅変調信号に同期してサ
    ンプルホールドするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路によりモータ電流を検出する
    モータ電流検出手段と、 このモータ電流検出手段により検出されたモータ電流検
    出値からモータ電流の異常を検出するモータ電流異常検
    出手段とを備え、 前記モータ制御手段による前記モータの非駆動状態時に
    おいても前記サンプルホールド回路を動作状態にし、モ
    ータ電流の検出を行うことを特徴とする電動パワーステ
    アリング制御装置。
  4. 【請求項４】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータに電力を供給する電源と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、パルス幅変調制御によりモータ電流を制御
    するモータ制御手段と、 前記モータを駆動するためのブリッジ回路と、 前記電源と前記ブリッジ回路間の電流または前記ブリッ
    ジ回路と接地間の電流をパルス幅変調信号に同期してサ
    ンプルホールドするサンプルホールド回路と、 このサンプルホールド回路によりモータ電流を検出する
    モータ電流検出手段と、 このモータ電流検出手段により検出されたモータ電流検
    出値からモータ電流の異常を検出するモータ電流異常検
    出手段とを備え、 前記モータ制御手段による前記モータの非駆動状態時に
    おいても前記サンプルホールド回路を動作状態にし、モ
    ータ電流の検出を行い、 前記操舵力検出手段から検出された操舵力および前記モ
    ータ電流検出手段から検出されたモータ電流検出値が所
    定値以上のときは前記操舵力の方向と逆方向へのモータ
    の駆動を制限するようにモータ電流を制限し、 前記モータ電流検出手段から検出されたモータ電流検出
    値が所定値以下のときは前記操舵力の方向とは関係する
    ことなく前記モータに電流を流すモータ電流制限手段と
    を特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
  5. 【請求項５】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータのモータ電流値を検出するモータ電流検出手
    段と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流目標値とモータの駆
    動方向を決定し、モータ電流を制御するモータ制御手段
    と、 前記モータ電流目標値と所定値とを比較して所定範囲で
    前記モータ電流を制限するモータ電流制限手段と、 前記モータ電流目標値と前記モータ電流検出値からモー
    タ電流の異常を検出するモータ電流異常検出手段とを備
    え、 前記モータ電流制限手段の制限を受けない範囲で前記モ
    ータ制御手段によりモータ制御を行うことを特徴とする
    電動パワーステアリング制御装置。
  6. 【請求項６】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータのモータ電流値を検出するモータ電流検出手
    段と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、モータ電流を制御するモータ制御手段と、 前記モータを右方向に駆動するモータ右駆動手段と、 前記モータを左方向に駆動するモータ左駆動手段と、 前記操舵力がモータ右駆動禁止領域にあるとき右駆動禁
    止信号ＩＬＲを出力すると共に前記モータ右駆動手段を
    強制的にオフする機能を有する右駆動禁止手段と、 前記操舵力がモータ左駆動禁止領域にあるとき左駆動禁
    止信号ＩＬＬを出力すると共に前記モータ左駆動手段を
    強制的にオフする機能を有する左駆動禁止手段と、 前記モータ電流の検出値が所定値以下のとき前記右駆動
    禁止手段および前記左駆動禁止手段の禁止機能を停止さ
    せモータ駆動を許可するモータ駆動許可手段と、 前記モータ電流が前記所定値以上でかつ操舵力が右方向
    のとき前記左駆動禁止信号を検出し、左駆動許可状態に
    あるとき左駆動禁止手段の異常と判定する第１の故障判
    定手段と、 前記モータ電流が前記所定値以上でかつ操舵力が左方向
    のとき前記右駆動禁止信号を検出し、右駆動許可状態に
    あるとき右駆動禁止手段の異常と判定する第２の故障判
    定手段とを備え、 前記第１、第２の故障判定手段のいずれか故障と判定し
    たとき、前記モータ制御を停止することを特徴とする電
    動パワーステアリング制御装置。
  7. 【請求項７】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 このモータのモータ電流値を検出するモータ電流検出手
    段と、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、モータ電流を制御するモータ制御手段と、 前記モータを右方向に駆動するモータ右駆動手段と、 前記モータを左方向に駆動するモータ左駆動手段と、 前記操舵力がモータ右駆動禁止領域にあるとき右駆動禁
    止信号ＩＬＲを出力すると共に前記モータ右駆動手段を
    強制的にオフする機能を有する右駆動禁止手段と、 前記操舵力がモータ左駆動禁止領域にあるとき左駆動禁
    止信号ＩＬＬを出力すると共に前記モータ左駆動手段を
    強制的にオフする機能を有する左駆動禁止手段と、 前記モータ電流の検出値が所定値以下のとき前記右駆動
    禁止手段および前記左駆動禁止手段の禁止機能を停止さ
    せモータ駆動を許可するモータ駆動許可手段と、 前記右駆動禁止信号と左駆動禁止信号の両方が許可状態
    にあるか否かを判定する判定手段と、 前記モータ電流が前記所定値以上でかつ前記判定手段が
    前記両方とも許可状態にあると判定したとき、右駆動禁
    止手段または左駆動禁止手段のいずれかが異常と判定
    し、前記モータ制御を停止することを特徴とする電動パ
    ワーステアリング制御装置。
  8. 【請求項８】 操舵力を検出する操舵力検出手段と、 操舵補助力を発生するモータと、 少なくとも前記操舵力検出手段により検出された操舵力
    から前記モータに必要なモータ電流値とモータの駆動方
    向を決定し、モータ電流を制御するモータ制御手段と、 前記操舵力から右操舵状態を検出する右操舵検出手段
    と、 前記操舵力から左操舵状態を検出する左操舵検出手段
    と、 前記右操舵検出手段が右操舵状態を検出し、前記モータ
    制御手段が左方向に前記モータを駆動する第１の状態
    と、前記左操舵検出手段が左操舵状態を検出し、前記モ
    ータ制御手段が右方向に前記モータを駆動する第２の状
    態とを検出し、 前記第１の状態または第２の状態になる割合が所定値以
    上になったとき、前記モータの制御を停止するモータ駆
    動制限手段とを備えたことを特徴とする電動パワーステ
    アリング制御装置。
  9. 【請求項９】 モータ電流検出値が所定値を超えたと
    き、モータをオフすることによりモータ電流を所定値以
    下に制限するモータ電流制限手段を備え、モータ電流を
    制限するとき、前記モータの駆動用トランジスタの駆動
    周波数が所定値以下になるように制御することを特徴と
    する請求項１ないし８のいずれかに記載の電動パワース
    テアリング制御装置。
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