JPH08253157A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マイクロコンピュータと、アナログ回路で構
成されたトルクサーボ系とのインターフェース部分を簡
易な構成にする。 【構成】 トルクセンサ１からの操舵トルク信号に基づ
き、位相補償フィルタ２から電流検出部９に至るトルク
サーボ系によりモータアシスト制御を行う。また、マイ
クロコンピュータ２０においては、中立舵角への復元補
償値を示すデューティ比の第１パルス信号と車速感応ゲ
インを示すデューティ比の第２パルス信号を出力する。
そして、トルクサーボ系においては、加算演算部３にて
第１パルス信号のデューティ比による復元補償値を操舵
トルク信号に加算する処理を行い、乗算演算部５にて第
２パルス信号のデューティ比による車速感応ゲインをア
シストトルク信号に乗算する処理を行う。このようにＰ
ＷＭ信号を用いることにより、そのインターフェース部
分での構成を簡易なものとすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動モータの駆動力
によって車両の操舵力を補助する電動パワーステアリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パワーステアリング装置においては、路
面情報を運転者に伝達するとともに、走行状態に応じて
適度な操舵反力を与えること、すなわち操舵フィーリン
グが重要である。従来、モータで直接トルクアシストす
る電動パワーステアリング装置があるが、このものでは
モータ制御法によって操舵フィーリングが決定される。
特に、トルク制御において運転者は、トルクの大きさに
対する感度は低いが、トルク変動に対しては感度が高
い。このため、僅かなトルク変動に対しても運転者は感
知するので、トルク変動の少ない制御系を構成する必要
がある。

【０００３】そして、マイクロコンピュータが出現する
以前は、オペアンプを用いたアナログ回路でトルクフィ
ードバック制御が行われていた。しかし、車速感応のよ
うな非線形要素の補正、中立舵角への復元制御、故障診
断などの機能が求められたことから、近年では、マイク
ロコンピュータによって総てデジタル制御することが主
流となっている。デジタル制御は、回路を簡略化できる
長所があるが、トルクセンサの出力をあるサンプリング
周期で読み込んで演算処理して出力する離散値制御系で
あるため、制御系に時間遅れが生じて自励振動を発生し
易い欠点を持っている。

【０００４】そこで、特公平１−２１８９７１号公報に
記載されているように、トルクサーボ制御をアナログ回
路で行い、車速感応などの制御パラメータの変更をマイ
クロコンピュータで行う方式が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公平１−２
１８９７１号公報に記載のものは、デジタル部からアナ
ログ回路に信号を伝送するためには、デコーダや複数の
ラッチ回路と、Ａ／Ｄコンバータなどが必要となるし、
ゲインの可変を行う複数の乗算器も必要となる。つま
り、デジタル部からアナログ回路へのインターフェース
部が複雑となるという問題がある。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みたもので、トルク
サーボ制御をアナログ回路により行い、その制御パラメ
ータをディジタル回路にて行うようにしたものにおい
て、アナログ回路とディジタル回路間のインターフェー
スを簡易な構成により行うことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、車両のステアリング
（１２）の操舵に対しアシストトルクを発生するモータ
（１３）と、前記ステアリングの操舵トルクを検出して
操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出手段（１）
と、この出力された操舵トルク信号に基づき前記モータ
によるアシストトルクを制御するアシストトルク制御手
段（２〜９）と、前記アシストトルクを変化させるため
の制御パラメータを設定するパラメータ設定手段（２
０）とを備えた電動パワーステアリング装置において、
前記パラメータ設定手段は、前記制御パラメータを示す
デューティ比のパルス信号を作成して出力するディジタ
ル回路手段（２０、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７）を有し、前記ア
シストトルク制御手段は、アナログ回路にて構成され、
前記出力されたパルス信号のデューティ比に基づき前記
アシストトルクを変化させる回路手段（３、５）を有す
ることを特徴としている。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の電動パワーステアリング装置において、前記ディジ
タル回路手段は、少なくとも車両の操舵角に基づき中立
舵角への復元補償トルクを示すデューティ比の第１パル
ス信号を作成して出力する手段（Ｓ４、Ｓ７）を有する
ことを特徴としている。請求項３に記載の発明では、請
求項２に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記回路手段は、前記第１パルス信号をそのデューティ
比に応じた大きさの直流信号に変換する変換回路（３４
〜３７）と、この変換された直流信号により前記アシス
トトルクを直流的にシフトする回路（３０、３２、３
３）とを有することを特徴としている。

【０００９】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置
において、前記ディジタル回路手段は、車両の走行速度
に応じたデューティ比の第２パルス信号を作成して出力
する手段（Ｓ６、Ｓ７）を有することを特徴としてい
る。請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の電動
パワーステアリング装置において、前記回路手段は、前
記第２パルス信号のデューティ比に応じて前記アシスト
トルクのゲインを変化させる回路（５）を有することを
特徴としている。

【００１０】請求項６に記載の発明においては、車両の
ステアリング（１２）の操舵に対しアシストトルクを発
生するモータ（１３）と、前記ステアリングの操舵トル
クを検出して操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出
手段（１）と、車両の操舵角を示す信号および車両の走
行速度を示す信号が入力され、それらの信号による操舵
角および走行速度に基づき復元補償のトルクを示すデュ
ーティ比の第１パルス信号を作成して出力するととも
に、前記検出された走行速度に応じたゲインを示すデュ
ーティ比の第２パルス信号を作成して出力するコンピュ
ータ手段（２０）と、前記出力された操舵トルク信号に
基づき前記モータを駆動してアシストトルク制御を行う
アナログ回路構成のアシストトルク制御回路（２〜９）
であって、このアシストトルク制御回路は、前記出力さ
れた第１パルス信号を平滑化するとともに、この平滑化
された平滑化信号により前記出力された操舵トルク信号
を直流的にシフトする復元補償部（３）と、この直流的
にシフトされた操舵トルク信号に基づいて前記モータの
回転駆動方向を判別するとともに前記モータを駆動する
ためのアシストトルク信号を出力するアシストトルク演
算部（４）と、この出力されたアシストトルク信号のゲ
インを前記第２パルス信号のデューティ比に応じて変更
するゲイン変更部（５）と、このゲインが変更されたア
シストトルク信号の大きさおよび前記判別されたモータ
の回転駆動方向に基づいて前記モータを駆動するモータ
駆動部（６〜９）とから構成されていることを特徴とし
ている。

【００１１】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載の電動パワーステアリング装置において、前記復元補
償部は、前記第１パルス信号をそのデューティ比に応じ
た大きさの信号に平滑化する平滑化回路（３４〜３７）
と、前記平滑化された直流信号と前記操舵トルク信号と
を加算する加算回路（３０、３２、３３）とを備えるこ
とを特徴としている。

【００１２】請求項８に記載の発明では、請求項６又は
７に記載の電動パワーステアリング装置において、前記
ゲイン変更部は、前記第２パルス信号によってスイッチ
ングするスイッチング回路（５２、５１、５５）を備
え、そのスイッチング動作により前記ゲインが変更され
たアシストトルク信号を直流信号として出力することを
特徴としている。

【００１３】請求項９に記載の発明では、請求項６乃至
８のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置
において、前記第１パルス信号および第２パルス信号の
周波数は、前記アシストトルク制御回路によるトルクサ
ーボ系の応答周波数に対し前記第１パルス信号および第
２パルス信号を直流信号として機能させ得る値にそれぞ
れ設定されていることを特徴としている。

【００１４】請求項１０に記載の発明では、請求項６乃
至９のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装
置において、前記コンピュータ手段は、前記モータに実
際に流れる実モータ電流値を読み込む手段（Ｓ２）と、
前記操舵トルク信号、前記操舵角を示す信号および車両
の走行速度を示す信号に基づき、前記モータを駆動する
目標モータ電流値を推定演算する手段（Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ
８）と、この目標モータ電流値と前記実モータ電流との
差が所定値以上の時に前記モータによるトルクアシスト
を停止させる故障診断手段（Ｓ９）とを有することを特
徴としている。

【００１５】請求項１１に記載の発明では、請求項６乃
至１０のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング
装置において、前記コンピュータ手段は、車両の直進走
行状態を検出する直進走行検出手段（Ｓ３１〜Ｓ３４）
と、この直進走行状態が検出された時に、前記復元補償
部にて直流的にシフトされる操舵トルク信号が操舵力が
ない状態の値になるように前記第１パルス信号のデュー
ティ比を変化させる手段（Ｓ３５〜Ｓ３７）とを有する
ことを特徴としている。

【００１６】請求項１２に記載の発明では、請求項１１
に記載の電動パワーステアリング装置において、前記直
進走行検出手段は、前記操舵角の変化量が所定値以下で
あり、かつ前記操舵トルクが所定値以下である時に前記
車両の直進走行状態を検出するものであることを特徴と
している。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述す
る実施例に記載の具体的手段との対応関係を示すもので
ある。

【００１７】

【発明の作用効果】請求項１〜１２に記載の発明によれ
ば、操舵トルク信号に基づきモータを駆動してアシスト
トルク制御を行う回路をアナログ回路にて構成し、この
アシストトルクの制御パラメータを設定する回路をディ
ジタル回路にて構成している。そして、ディジタル回路
から制御パラメータを示すデューティ比のパルス信号が
出力され、アナログ回路にてそのデューティ比に基づき
アシストトルクを変化させるようにしている。

【００１８】従って、制御パラメータをデューティ比と
したパルス信号、すなわちＰＷＭ信号により信号伝送す
ることにより、電動パワーステアリング装置における両
回路間のインターフェースを簡易な構成により行うこと
ができる。また、請求項９に記載の発明のように、第１
パルス信号および第２パルス信号の周波数を、それらの
信号がトルクサーボ系の応答周波数に対し直流信号とし
て機能し得る値とすることにより、デジタル回路とアナ
ログ回路とのマッチングを図ることができる。

【００１９】さらに、請求項１０に記載の発明によれ
ば、コンピュータ手段において目標モータ電流値を推定
するようにし、これと実際のモータ電流との差を見るこ
とにことにより、トルクサーボ系の異常を判定でき、そ
のような異常な場合にモータによるトルクアシストを停
止して、マニュアルによるステアリング操作を可能とす
ることができる。

【００２０】さらに、請求項１１、１２に記載の発明に
よれば、操舵トルク信号のドリフト補正を行うことがで
きる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の電動パワーステアリング装
置の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は、この
実施例の電動パワーステアリング装置の主要構成を示す
構成図である。図１において、ステアリングホイール
（以下、ステアリングという）１２が取付けられたステ
アリングシャフト１２ａの基部には、操舵トルクを検出
するトルクセンサ１が設けられ、右操舵輪１０と左操舵
輪１１とを連結するラック軸１６には操舵角を検出する
操舵角センサ１７が設けられている。ラック軸１６には
減速機１５が連結され、減速機１５には操舵力を補助す
るモータ１３が、電磁クラッチ１４を介して結合されて
いる。右操舵輪１０および左操舵輪１１には、車輪速度
信号を検出する車輪速度センサ１８、１９がそれぞれ設
けられている。

【００２２】ステアリング１２に加えられた操舵トルク
は、トルクセンサ１によって検出される。このトルクセ
ンサ１は、操舵トルクがゼロの時に所定の電圧レベル
で、右操舵力が印加された時に増加、左操舵力が印加さ
れた時に減少する電圧となるように、操舵力に比例した
直流電圧の操舵トルク信号を出力する。この操舵トルク
信号に基づき、位相補償フィルタ２から電流検出部９に
至るアナログ回路構成のトルクサーボ系によりモータ１
３にアシスト電流を供給するトルクサーボ制御が行われ
る。

【００２３】また、中立舵角への復元制御および車速感
応制御を行うための制御パラメータを出力するマイクロ
コンピュータ（以下、マイコンという）２０が設けられ
ており、このマイコン２０から、復元補償トルクを示す
デューティ比の第１パルス信号および車速感応のための
ゲインを示すデューティ比の第２パルス信号がそれぞれ
加算演算部（復元補償部）３、乗算演算部５に出力され
る。この第１、第２パルス信号の出力を行うマイコン２
０の演算処理については後述する。

【００２４】以下、それら第１、第２パルス信号を制御
パラメータとして用いたトルクサーボ制御について説明
する。トルクセンサ１からの操舵トルク信号は、位相補
償フィルタ２によって検出遅れの補正やノイズの除去が
行われ、加算演算部３に入力される。また、マイコン２
０からの第１パルス信号もバッファ２１を介して加算演
算部３に入力される。ここで、位相補償フィルタ２から
出力された信号を信号Ｖt といい、第１パルス信号を信
号Ｄoff という。

【００２５】この加算演算部３の具体的な回路を図２に
示す。加算演算部３は、オペアンプ（差動反転増幅器）
３０、抵抗３２〜３６およびコンデンサ３７にて構成さ
れている。信号Ｄoff は、抵抗３４〜３６およびコンデ
ンサ３７からなる平滑化回路に入力される。信号Ｄoff
が“ｈｉｇｈ”レベルの間は、抵抗３６は抵抗３４に並
列接続され、信号Ｄoff が“ｌｏｗ”レベルの間は、抵
抗３６は抵抗３５に並列接続される。従って、抵抗３４
と３５の分岐点Ｖoff の電圧は、抵抗３６の値と信号Ｄ
off のデューティ比によって変化され、またコンデンサ
３７によって平滑化されてオペアンプ３０の（＋）端子
に印加される。すなわち、抵抗３６を通った信号Ｄoff
は、コンデンサ３７によって平滑化されて直流信号（オ
フセット電圧）Ｖoff になり、オペアンプ３０の（＋）
端子へ入力される。

【００２６】オペアンプ３０は、直流信号Ｖoff と信号
Ｖt とを加算し、信号Ｖout を出力する。すなわち、ト
ルクセンサ１からの操舵トルク信号に対応する信号Ｖt
を、信号Ｄoff によりオフセットを加えた、すなわち直
流的に電圧シフトした信号として出力する。なお、抵抗
３６の抵抗値は、抵抗３４、３５のそれぞれの抵抗値よ
りも十分大きな値に設定されており、オフセット電圧の
変化幅を制限している。このことによりマイコン２０が
暴走して信号Ｄoff が異常な値になったとしても、異常
なアシストトルクが発生しないようにすることができ
る。

【００２７】そして、信号Ｖout は、アシストトルク演
算部４へ入力される。アシストトルク演算部４の具体的
な回路を図３に示す。（イ）で示す信号Ｖout は、比較
器４２へ入力されるとともに、基準電位４９と比較さ
れ、その比較結果によってモータ１３の回転方向が判定
される。その回転方向が判定された信号は回転方向信号
４０として出力される。

【００２８】また、信号Ｖout は、オペアンプ４３、４
４などで構成される絶対値回路Ａに入力され、（イ）で
示す信号の基準電位より下の部分を基準電位に対して反
転させた信号に変換される。この変換された信号は
（ロ）で示す信号になる。そして、その信号（ロ）は、
抵抗４６、４７、差動反転増幅器４５およびダイオード
Ｄ１、Ｄ２などで構成される回路により、（ハ）で示す
信号に変換され、アシストトルク演算部出力４１（アシ
ストトルク信号で、以下、Ｖtrq という）として出力さ
れる。

【００２９】この信号（ハ）は、図に示すように基準電
位でクランプされており、そのクランプする範囲は、抵
抗４６、４７により設定される。そのクランプ範囲にお
いては、トルクアシストを行わない不感帯領域となる。
このアシストトルク演算部４の出力信号Ｖtrq は乗算演
算部５に入力される。一方、マイコン２０からの、車速
感応のためのゲインを示すデューティ比の第２パルス信
号（以下、信号Ｄvgain という）も乗算演算部５に入力
される。この乗算演算部５の具体的な回路構成を図４に
示す。

【００３０】図４において、信号Ｖtrq は、抵抗５１、
ＦＥＴ５２を通ってオペアンプ５０に入力され、マイコ
ン２０からの信号Ｄvgain は、抵抗５５を通ってＦＥＴ
５２のゲートに入力される。ここで、抵抗５１、５５お
よびＦＥＴ５２にてスイッチング回路を構成しており、
オペアンプ５０、抵抗５３およびコンデンサ５４にて反
転増幅回路を構成している。

【００３１】ＦＥＴ５２は、信号Ｄvgain の入力レベル
に応じてスイッチング動作する。このスイッチング動作
に応じて、信号Ｖtrq の反転増幅回路への印加電圧が制
御される。すなわち、ＦＥＴ５２のスイッチング動作に
より、信号Ｄvgain のデューティ比に信号Ｖtrq を乗じ
た信号が作成される。この信号は、反転増幅回路により
増幅される。

【００３２】この反転増幅回路は、コンデンサ５４を用
いて構成されており、その作動により直流信号ＶＩを出
力する。その直流信号ＶＩは、ＶＩ＝Ｖtrq ・Ｄｕｔｙ
で表される。従って、信号Ｖtrq のゲインが、信号Ｄvg
ain のデューティ比、すなわち車速に応じて変化され
る。この乗算演算部５から出力された信号は、電流設定
部６においてモータ１３の電流指令値に変換される。こ
の場合、上述した基準電位と乗算演算部５から出力され
た直流信号ＶＩとの差に応じたアシスト電流の値が設定
される。そして、その設定されたアシストトルク値に基
づき、電流偏差補償演算部７、モータ駆動部８および電
流検出部９で構成される定電流制御のマイナーループに
よってモータ１３にアシスト電流を供給する。このこと
によって、モータ１３によるアシストトルク制御が行わ
れる。

【００３３】図５に、アシスト電流と操舵力との関係を
示す。（ａ）は、車両が直進走行状態にある場合の基本
パターンを示す。この（ａ）に示す基本パターンは、第
１パルス信号によるオフセット電圧（Ｖoffset）、すな
わち操舵角および車速に応じた復元補償値により、図面
の左右方向にシフトする。すなわち、車両が右に操舵さ
れた場合には、（ｂ）に示すパターンとなり、車両が左
に操舵された場合には、（ｃ）に示すパターンとなる。

【００３４】このようなシフトにより中立舵角への復元
制御が行われる。例えば、右に操舵しているときにステ
アリングを持つ手を放したとすると、操舵力は“０”に
なるから、左アシスト電流（−ｉ）が流れる。この左ア
シスト電流によりステアリングが中立位置へ復元され
る。なお、アシスト電流が流れない部分は、操舵力が所
定値より小さい（“０”に近い）場合に、過剰なアシス
トが行われないようにするための不感帯であり、この不
感帯の幅は、上述したようにアシストトルク演算部４に
おける抵抗４６と４７の分圧によって決定される。

【００３５】また、乗算演算部６において、信号Ｖtrq
のゲインを車速に応じて変化させているため、アシスト
電流は、図６に示すように、低速ほど大きなゲインで変
化するようになり、いわゆる車速感応型のアシスト制御
を行うことができる。次に、マイコン２０にて行われる
演算処理について説明する。マイコン２０は、上記した
中立舵角への復元制御および車速感応制御を行うための
第１、第２パルス信号を出力する演算処理を行うととも
に、上記したアナログ回路よるトルクサーボ系の特性モ
デルに基づきトルクセンサの入力からアシストモータ電
流を演算推定し、これと実際のモータ電流（以下、実モ
ータ電流という）とを比較し、その比較結果に基づいて
アナログサーボ系の故障診断を行うダイアグ処理などを
行う。

【００３６】このマイコン２０のメインの演算処理を示
すフローチャートを図７に示す。まず、ステップＳ１に
てトルクセンサ１から操舵トルク信号を読み込み、ステ
ップＳ２にて左右の車輪速信号、操舵角信号および実モ
ータ電流の値を読み込む。そして、ステップＳ３にて後
述する操舵トルク信号のドリフト補正処理を行い、ステ
ップＳ４に進んで復元補償演算を行う。

【００３７】この復元補償演算においては、まずステッ
プＳ２にて読み込んだ左右の車輪速信号の平均化処理に
より求められる車両の走行速度（車速ｖ）および操舵角
θに基づき、中立舵角への復元補償のトルク（復元補償
値）を求める。ここで、復元補償値は、車両の旋回中の
遠心力に対抗して復元補償するためのものであるので、
車速および操舵角に基づく関数、すなわちｆ（ｖ、θ）
として表される。この関数はマップとして記憶されてお
り、従ってそのマップを用いて操舵角および車速から復
元補償値が求められる。

【００３８】そして、この復元補償値とステップＳ１に
て読み込まれた操舵トルク信号の加算処理により加算値
が得られる。この加算値は、加算演算部３の出力信号Ｖ
outと同等のものとなる。次のステップＳ５ではアシス
トトルクを推定演算する。具体的には、ステップＳ４に
て求められた加算値に基づき、予め定めたマップを用い
てアシストトルクを得る。この値はアシストトルク演算
部４から出力される信号Ｖtrq と同等のものとなる。

【００３９】次のステップＳ５では、車速感応のための
ゲインを用いて車速感応の演算を行う。車速感応のゲイ
ンは、車速ｖに基づく関数ｋ（ｖ）として表される。こ
のこの関数はマップとして記憶されており、従ってその
マップを用いて車速から車速感応のゲインが求められ
る。そして、ステップＳ４にて求められたアシストトル
クに上記車速感応のゲインを掛け、ゲイン変更したアシ
ストトルクを得る。この値は、乗算演算部６の出力と同
等のものとなる。

【００４０】次のステップＳ７では、ステップＳ４にて
求められた復元補償値を示すデューティ比の第１パルス
信号を作成して出力するとともに、ステップＳ６にて求
められた車速感応ゲインを示すデューティ比の第２パル
ス信号を作成して出力する。これら第１、第２パルス信
号に基づき、加算演算部３、乗算演算部５にて上述した
処理が行われる。

【００４１】なお、マイコン２０から出力される第１、
第２パルス信号の周波数は、位相補償フィルタ２ないし
電流検出部９で構成されるアナログのトルクサーボ系の
制御応答周波数に対し、第１パルス信号および第２パル
ス信号をそれぞれ十分直流として平滑化できる値に設定
されており、例えば、信号Ｄvgain の周波数をトルクサ
ーボ系の制御応答周波数の１０倍以上の値に設定すれ
ば、平滑コンデンサ５４の容量を小さくしても、十分直
流信号として機能させ得ることができる。

【００４２】次のステップＳ８では、ステップＳ６にて
ゲイン変更されたアシストトルクに基づき予め定めたマ
ップを用いてモータアシスト目標電流、すなわちモータ
１３に流れる電流の推定値（目標電流値ＭC ）を求め
る。そして、次のステップＳ９にて、目標電流値ＭC と
ステップＳ２にて読み込まれたモータ実電流の実電流値
ｉｍとにより故障診断を行う。この故障診断の詳細な処
理を図８に示す。

【００４３】図９のステップＳ９１においては目標電流
値ＭC と実電流値ｉｍとの偏差の絶対値Ｋを演算する。
そして、ステップＳ９２にてその偏差の絶対値Ｋが所定
値Ａ以上であるか否かを判定する。そして、偏差の絶対
値Ｋが所定値Ａより小さい場合には、トルクサーボ系が
正常であるとしてステップＳ９３に進み、電磁クラッチ
１４のオンを維持するが、偏差の絶対値Ｋが所定値Ａ以
上であることを判定すると、ステップＳ９４に進み、電
磁クラッチ１４をオフさせる。つまり、実電流値ｉｍと
目標電流値ＭC が大きくずれた場合には、トルクサーボ
系に異常が発生したとして電磁クラッチ１４をオフさせ
る。

【００４４】従って、故障によってモータ１３によるト
ルクアシストを行うことができなくなった場合には、モ
ータ１３と減速機１５とが切り離されるため、モータ１
３と減速機１５間の摩擦トルクの影響を受けることなく
操舵することができる。なお、上記故障診断の場合、モ
ータ実電流の読み込み時と、入力信号に基づくモータア
シスト目標電流の演算時との間には時間的なズレが生じ
るが、それが十分許容できるような形で上記故障判定が
なされるように設定されている。

【００４５】また、上記故障診断機能は、トルクサーボ
やモータ電流制御のように高速で演算する必要がなく、
車両走行に悪影響を及ぼさない範囲内で処理すればよ
い。従って、マイコン２０は高価な高速処理タイプのも
のを用いなくても低速なタイプのもので十分故障診断の
演算処理を行うことができる。次に、操舵トルク信号の
ドリフト補正処理（ステップＳ３）について説明する。

【００４６】トルクセンサ１からの操舵トルク信号に
は、操舵力がゼロの場合でも所定の出力となるドリフト
が生じることがある。そこで、操舵力ゼロの場合のドリ
フトを相殺するように、マイコン２０は、操舵力ゼロの
直進走行状態を判別した時、加算演算部３の操舵トルク
信号読み込み値が見かけ上ゼロになるような第１パルス
信号を出力する。このドリフト補正の詳細な処理を図９
に示す。

【００４７】まず、ステップＳ２にて読み込まれた今回
の操舵角と、前回読み込まれて記憶されている操舵角と
の差（操舵角の変化量）を演算し（ステップＳ３１）、
その変化量を所定値αと比較し、操舵角に変化があるか
否か、つまりステアリングの保舵状態を判定する（ステ
ップＳ３２）。その判定結果が、所定値αより小さい、
つまり保舵状態である場合は、トルクセンサによって検
出されたトルクセンサ信号を読込む（ステップＳ３
３）。

【００４８】そして、読み込んだトルクセンサ信号の大
きさを示すトルクＴrqの絶対値を所定値Ｔ1 と比較し、
操舵トルクが加えられているか否か、つまりステアリン
グが中立位置にあるか否かを判定する（ステップＳ３
４）。その判定結果がトルクＴrqの絶対値が所定値Ｔ1
より小さいという結果である場合は、ステアリングを中
立位置において保舵している状態、すなわち車両の直進
走行状態であると推定することができる。

【００４９】次に、ステップＳ３５では、トルクＴrqの
大きさを判別する。上記のように車両の直進走行状態時
には本来Ｔrq＝０でなければならないのに正あるいは負
の値が検出された場合は、操舵トルク信号にドリフトが
生じているものと考えられるため、操舵トルク信号のド
リフトがゼロになるように、第１パルス信号のデューテ
ィ比を補正する。

【００５０】具体的には、Ｔrq＜０が判定された場合に
はステップＳ３６にてデューティ比を所定値増加させた
第１パルス信号を出力する。Ｔrq＞０が判定された場合
にはステップＳ３７にてデューティ比を所定値減少させ
た第１パルス信号を出力する。車両の直進走行状態が判
定されている間、Ｔrqがゼロになるまで上記処理を繰り
返し行い、操舵トルク信号のドリフト補正を行う。

【００５１】なお、上記実施例においては、操舵角検出
手段として、操舵角センサ１７を用いるものを示した
が、左右車輪速度の速度差から操舵角を求める手段を用
いてもよい。また、車両の走行速度を検出する車速検出
手段として左右車輪速度を検出するものを示したが、車
速センサにより車速を求めるようにしてもよい。さら
に、制御パラメータを出力する構成としてマイコン２０
を用いるものを示したが、他のディジタル回路構成のも
のを用いるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の主要構成を示す構成図であ
る。

【図２】加算演算部３の回路図である。

【図３】アシストトルク演算部４の回路図である。

【図４】乗算演算部５の回路図である。

【図５】操舵力とアシスト電流との関係を示すグラフで
ある。

【図６】操舵力、アシスト電流および車速の関係を示す
グラフである。

【図７】マイコンのメインフローチャートである。

【図８】故障診断の処理を示すフローチャートである。

【図９】操舵トルク信号のドリフト補正処理を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１・・操舵トルクセンサ、１４・・電磁クラッチ、１５
・・減速機、１７・・操舵角センサ、１８、１９・・車
輪速度センサ。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のステアリングの操舵に対しアシス
   トトルクを発生するモータと、前記ステアリングの操舵
   トルクを検出して操舵トルク信号を出力する操舵トルク
   検出手段と、この出力された操舵トルク信号に基づき前
   記モータによるアシストトルクを制御するアシストトル
   ク制御手段と、前記アシストトルクを変化させるための
   制御パラメータを設定するパラメータ設定手段とを備え
   た電動パワーステアリング装置において、 前記パラメータ設定手段は、前記制御パラメータを示す
   デューティ比のパルス信号を作成して出力するディジタ
   ル回路手段を有し、 前記アシストトルク制御手段は、アナログ回路にて構成
   され、前記出力されたパルス信号のデューティ比に基づ
   き前記アシストトルクを変化させる回路手段を有するこ
   とを特徴とする電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記ディジタル回路手段は、少なくとも
   車両の操舵角に基づき中立舵角への復元補償トルクを示
   すデューティ比の第１パルス信号を作成して出力する手
   段を有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. 【請求項３】 前記回路手段は、前記第１パルス信号を
   そのデューティ比に応じた大きさの直流信号に変換する
   変換回路と、この変換された直流信号により前記アシス
   トトルクを直流的にシフトする回路とを有することを特
   徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装
   置。
4. 【請求項４】 前記ディジタル回路手段は、車両の走行
   速度に応じたデューティ比の第２パルス信号を作成して
   出力する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
5. 【請求項５】 前記回路手段は、前記第２パルス信号の
   デューティ比に応じて前記アシストトルクのゲインを変
   化させる回路を有することを特徴とする請求項４に記載
   の電動パワーステアリング装置。
6. 【請求項６】 車両のステアリングの操舵に対しアシス
   トトルクを発生するモータと、 前記ステアリングの操舵トルクを検出して操舵トルク信
   号を出力する操舵トルク検出手段と、 車両の操舵角を示す信号および車両の走行速度を示す信
   号が入力され、それらの信号による操舵角および走行速
   度に基づき復元補償のトルクを示すデューティ比の第１
   パルス信号を作成して出力するとともに、前記検出され
   た走行速度に応じたゲインを示すデューティ比の第２パ
   ルス信号を作成して出力するコンピュータ手段と、 前記出力された操舵トルク信号に基づき前記モータによ
   るアシストトルクを制御するアナログ回路構成のアシス
   トトルク制御回路であって、このアシストトルク制御回
   路は、 前記出力された第１パルス信号を平滑化するとともに、
   この平滑化された平滑化信号により前記出力された操舵
   トルク信号を直流的にシフトする復元補償部と、 この直流的にシフトされた操舵トルク信号に基づいて前
   記モータの回転駆動方向を判別するとともに前記モータ
   を駆動するためのアシストトルク信号を出力するアシス
   トトルク演算部と、 この出力されたアシストトルク信号のゲインを前記第２
   パルス信号のデューティ比に応じて変更するゲイン変更
   部と、 このゲインが変更されたアシストトルク信号の大きさお
   よび前記判別されたモータの回転駆動方向に基づいて前
   記モータを駆動するモータ駆動部とから構成されている
   ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
7. 【請求項７】 前記復元補償部は、前記第１パルス信号
   をそのデューティ比に応じた大きさの信号に平滑化する
   平滑化回路と、前記平滑化された直流信号と前記操舵ト
   ルク信号とを加算する加算回路とを備えることを特徴と
   する請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
8. 【請求項８】 前記ゲイン変更部は、前記第２パルス信
   号によってスイッチングするスイッチング回路を備え、
   そのスイッチング動作により前記ゲインが変更されたア
   シストトルク信号を直流信号として出力することを特徴
   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。
9. 【請求項９】 前記第１パルス信号および第２パルス信
   号の周波数は、前記アシストトルク制御回路によるトル
   クサーボ系の応答周波数に対し前記第１パルス信号およ
   び第２パルス信号を直流信号として機能させ得る値にそ
   れぞれ設定されていることを特徴とする請求項６乃至８
   のいずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
10. 【請求項１０】 前記コンピュータ手段は、前記モータ
    に実際に流れる実モータ電流値を読み込む手段と、前記
    操舵トルク信号、前記操舵角を示す信号および車両の走
    行速度を示す信号に基づき、前記モータを駆動する目標
    モータ電流値を推定演算する手段と、この目標モータ電
    流値と前記実モータ電流との差が所定値以上の時に前記
    モータによるトルクアシストを停止させる故障診断手段
    とを有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか
    １つに記載の電動パワーステアリング装置。
11. 【請求項１１】 前記コンピュータ手段は、車両の直進
    走行状態を検出する直進走行検出手段と、この直進走行
    状態が検出された時に、前記復元補償部にて直流的にシ
    フトされる操舵トルク信号が操舵力がない状態の値にな
    るように前記第１パルス信号のデューティ比を変化させ
    る手段とを有することを特徴とする請求項６乃至１０の
    いずれか１つに記載の電動パワーステアリング装置。
12. 【請求項１２】 前記直進走行検出手段は、前記操舵角
    の変化量が所定値以下であり、かつ前記操舵トルクが所
    定値以下である時に前記車両の直進走行状態を検出する
    ものであることを特徴とする請求項１１に記載の電動パ
    ワーステアリング装置。