JPH10258752A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクセンサのセンタ値調整作業が容易で、
センタ値がずれても左右方向の操舵トルクに対して電動
機のアシスト禁止動作点をバランスさせることができる
電動パワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】 センタ値補正手段２１と、目標電流信号
設定手段２２と、偏差演算手段２３と、駆動制御手段２
４と、基準値変更手段２６、比較手段２７を備えた方向
禁止手段２５とを有する制御手段１５を備えた電動パワ
ーステアリング装置１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は操舵トルクセンサ
のセンタ値のずれに対応して方向禁止回路の基準値を補
正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】従来の電動パワーステアリング装置にお
いて、操舵トルクセンサに差動変圧器を用い、ハンドル
操作により発生する時計回り方向および反時計回り方向
の操舵トルクを差動変圧器に発生する電気的な差動出力
として検出し、差動出力の絶対値で操舵トルクの大き
さ、差動出力の極性（±）で操舵トルクの方向を検出す
るよう構成されたものは知られている。

【０００３】また、操舵トルク検出器に５Ｖ単一電源駆
動の演算増幅器を用い、演算増幅器の仮想接地点を２.
５Ｖに設定し、差動変圧器に発生した差動出力が０（操
舵トルクが０）を２.５Ｖ、差動出力が負極性（操舵ト
ルクが反時計回り方向）の場合には０から２.５Ｖ、差
動出力が正極性（操舵トルクが時計回り方向）の場合に
は２.５Ｖから５.０Ｖの検出出力で検出するように構成
されたものも知られている。

【０００４】このような、操舵トルク検出器は、ハンド
ルに操舵トルクが加えられない状態（操舵トルク＝０）
を中立点とし、中立点に対応する演算増幅器の出力２.
５Ｖがセンタ値として設定されている。

【０００５】なんらかの原因、例えば操舵トルクセンサ
を構成する差動変圧器の経時変化等によって中立点（操
舵トルク＝０）に対応する演算増幅器の出力（センタ
値）が２.５Ｖから増減変動してずれを生じた場合に
は、センタ値補正回路を用いて増減変動した出力をセン
タ値（例えば、２.６Ｖまたは２.４Ｖ）を新たなセンタ
値として設定することにより、ハンドルに加えられる時
計回り方向および反時計回り方向の操舵トルクに対応し
て操向車輪に左右バランスしたアシスト力を付勢するよ
う構成されている。

【０００６】一方、従来の電動パワーステアリング装置
において、方向禁止回路を設け、電動機を駆動制御する
制御系から出力される電動機制御信号の方向信号と、方
向禁止回路から出力される方向信号の一致、不一致を判
定し、不一致の場合には操舵方向と反対方向の電動機ア
シストを禁止するよう構成されたものも知られている。

【０００７】このような方向禁止回路には、操舵トルク
検出器の時計回り方向および反時計回り方向の検出出力
に対応して２つの動作基準値を設定し、時計回り方向の
検出出力が反時計回り方向の動作基準値を超えた場合に
は、反時計回り方向の電動機アシストを禁止し、反時計
回り方向の検出出力が時計回り方向の動作基準値を超え
た場合には、時計回り方向の電動機アシストを禁止する
ように構成することにより、例えば制御系を構成するＣ
ＰＵ（マイクロプロセッサ）に異常が発生し、方向禁止
回路で検出した方向信号と制御系から出力される電動機
制御信号の方向信号が一致しない場合には、制御系から
出力される電動機制御信号による電動機アシストが禁止
される。

【０００８】これにより、ドライバが時計回り方向にハ
ンドルを操作しているのに、電動機が反時計回り方向に
アシストされるような、ドライバの意志とは反対方向の
電動機アシストを禁止して車両の不自然な挙動が防止さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置は、操舵トルクの検出出力のセンタ値（中
立点）調整は、操舵トルクセンサ単体または車両に搭載
する時に実施しているが、調整作業が、例えばステアリ
ングシャフトの入力軸とトーションバーのピン打ち前に
操舵トルクセンサからの検出出力が中立点（検出出力
２.５Ｖ）となるよう機械的な調整をするため、調整作
業に多くの時間を要したり、調整が微妙となって調整作
業自体が困難であるという課題がある。

【００１０】このような課題を解決するために、センタ
値（中立点）調整を電気的に行なう方法がある。例え
ば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）内のメモリに予めセン
タ値を設定しておき、ＥＣＵが有するマイクロプロセッ
サ（ＣＰＵ）でセンタ値を調整することによって調整作
業の簡略化と調整作業の時間短縮を図ることができる。

【００１１】この方法では、マイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）暴走時の対策として設けた方向禁止回路の動作基準
値が一定であり、操舵トルクに換算して左右トルクとも
に、例えば３０kg・cmであるため、センタ値のずれは操
舵トルクに換算して１０kg・cm以下にしないと実用的で
なく、センタ値のずれを１０kg・cm以下にすることは高
価な操舵トルクセンサを使用したり、センタ値の設定が
一層困難になってコストアップを招く課題がある。

【００１２】図１０に従来の電動パワーステアリング装
置のトルクセンサのセンタ値ずれに対する操舵トルクと
トルク検出出力の関係図を示す。図１０において、トル
クセンタ値（中立点）Ｃ_O1がノミナル値２.５Ｖ、方向
禁止回路の左方向アシスト禁止の左動作基準値Ｋ_Lが２.
７Ｖ、方向禁止回路の右方向アシスト禁止の右動作基準
値Ｋ_Rが２.３Ｖに設定されている。

【００１３】この状態では、操舵トルクが０でトルク検
出出力Ｔ_Oは、センタ基準値Ｃ_O1と同じ２.５Ｖであり、
右操舵トルク（ハンドルの時計回り方向操作）Ｔ_Rが増
加してＴ_R1に達するとトルク検出出力Ｔ_ONは、方向禁止
回路の左操作基準値Ｋ_L（＝２.７Ｖ）となり、ハンドル
の反時計回り方向操作に対応した電動機の左方向へのア
シストは禁止される。

【００１４】また、操舵トルク０から左トルク（ハンド
ルの反時計回り方向操作）Ｔ_Lが増加してＴ_L1に達する
とトルク検出出力Ｔ_ONは、方向禁止回路の右操作基準値
Ｋ_R（＝２.３Ｖ）となり、ハンドルの時計回り方向操作
に対応した電動機の右方向へのアシストは禁止される。

【００１５】このように、トルク検出出力Ｔ_Oに基づい
て電動機をアシストする制御系の、例えばマイクロプロ
セッサ（ＣＰＵ）が暴走し、ハンドル操作による操舵ト
ルク（例えば、右操舵トルクＴ_R）と反対の方向に電動
機を駆動する信号が出力される場合には、方向禁止回路
によって操舵トルクが動作基準値（例えば、左動作基準
値Ｋ_L）に達すると電動機のアシストが禁止される。

【００１６】また、右動作基準値Ｋ_R、左動作基準値Ｋ_L
をそれぞれ２.７Ｖ、２.３Ｖとし、センサ基準値Ｃ
_O1（＝２.５Ｖ）からそれぞれ等しい偏差（＝０.２Ｖ）
に設定したので、操舵トルク０から左右方向に等しい操
舵トルク（Ｔ_L1、Ｔ_R1、｜Ｔ_L1｜＝｜Ｔ_R1｜）に対して
左右バランスして電動機のアシストが禁止される。

【００１７】次に、トルクセンサのセンタ値がＣ_O1（＝
２.５Ｖ）からＣ_O2（＝２.６Ｖ）に変動すると、右操舵
トルクＴ_Rおよび左操舵トルクＴ_Lに対応したトルク検出
出力Ｔ_OはＴ_OH特性となり、右操舵トルクＴ_RがＴ_R2（＝
Ｔ_R1−ΔＴ）になると、トルク検出出力Ｔ_OHは左動作基
準値Ｋ_L（＝２.７Ｖ）に達し、方向禁止回路が動作して
電動機の左方向アシストが禁止される。

【００１８】また、左操舵トルクＴ_LがＴ_L2（＝Ｔ_L1＋
ΔＴ）になると、トルク検出出力Ｔ_{O H}は右左動作基準値
Ｋ_R（＝２.３Ｖ）に達し、方向禁止回路が動作して電動
機の右方向アシストが禁止される。

【００１９】図１０から明らかなように、右操舵トルク
Ｔ_RがＴ_R2（＝Ｔ_R1−ΔＴ）で方向禁止回路の左動作基
準値Ｋ_L（＝２.７Ｖ）に達するのに対し、左操舵トルク
Ｔ_LはＴ_L2（＝Ｔ_L1＋ΔＴ）にならなければ方向禁止回
路の右動作基準値Ｋ_R（＝２.３Ｖ）に達しなく、Ｔ_R1と
Ｔ_L1の絶対値が等しい（｜Ｔ_L1｜＝｜Ｔ_R1｜）ことから
Ｔ_L2の絶対値はＴ_R2の絶対値よりも２ΔＴだけ大きくな
り、方向禁止回路が動作する左右操舵トルク（Ｔ_L、
Ｔ_R）にアンバランスが生じてしまう課題がある。

【００２０】なお、方向禁止回路を２個のマイクロプロ
セッサ（ＣＰＵ）で構成し、ソフトウェアで処理するこ
とによってセンタ値のずれを大きく（１０kg・cm以上）
し、操舵トルクセンサのコストアップは解消できるが、
方向禁止回路を２個のマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）で
構成するため、コストアップを招く課題がある。

【００２１】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は、方向禁止回路の動作基準
値を操舵トルクセンサのセンタ値のずれに対応させて変
更することにより、操舵トルクセンサのセンタ値の調整
が容易で、方向禁止性能に優れた電動パワーステアリン
グ装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置の方向禁止
手段は、センタ値のずれに対応して左右方向の動作基準
値を変更する基準値変更手段を備えたことを特徴とす
る。

【００２３】この発明に係る電動パワーステアリング装
置の方向禁止手段は、センタ値のずれに対応して左右方
向の動作基準値を変更する基準値変更手段を備えたの
で、センタ値がずれても左右方向の操舵トルクに対する
電動機のアシスト禁止動作点の変動を補償することがで
きる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、方向禁止
手段の動作基準値を操舵トルクセンサのセンタ値のずれ
に対応させて変更することにより、操舵トルクセンサの
センタ値の調整が容易で、方向禁止性能に優れた電動パ
ワーステアリング装置を提供するものである。

【００２５】図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。図１において、電動パワ
ーステアリング装置１は、ステアリングホイール１７に
一体的に設けられたステアリング軸２に自在継ぎ手３
ａ、３ｂを備えた連結軸３を介し、ステアリング・ギア
ボックス４内に設けたラック＆ピニオン機構５のピニオ
ン５ａに連結されて手動操舵力発生手段６を構成する。

【００２６】ピニオン５ａに噛み合うラック歯７ａを備
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７
は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左
右の前輪９が連結される。

【００２７】このようにして、ステアリングホイール１
７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発
生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を転
動させて車両の向きを変えている。

【００２８】手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減
するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸
７と同軸的に配設し、ラック軸７と同軸に設けられたボ
ールねじ機構１１を介して推力に変換し、ラック軸７
（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。

【００２９】ステアリング・ギアボックス４内にはドラ
イバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵ト
ルクセンサ１２を配置し、操舵トルクセンサ１２が検出
した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵トル
ク信号Ｔ_Sを制御手段１５に提供する。

【００３０】制御手段１５は、マイクロプロセッサを基
本に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等
で構成し、操舵トルク信号Ｔ_Sに対応する電動機制御信
号Ｖ_O（例えば、オン信号とＰＷＭ信号の混成信号）を
発生して電動機駆動手段１６を駆動制御する。

【００３１】また、制御手段１５は、センタ値補正手段
を備え、操舵トルクセンサ１２から供給される操舵トル
ク信号Ｔ_Sに基づいてトルクセンタ値がずれた場合に
は、ずれたトルクセンタ値を新たなトルクセンタ値とし
て検出する。

【００３２】さらに、制御手段１５は、方向禁止手段を
備え、トルクセンタ値がずれた場合には、方向禁止手段
の動作開始を規定する動作基準値を新たなトルクセンタ
値に対応して変更する。

【００３３】電動機駆動手段１６は、例えば４個のパワ
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のスイッチング素子
からなるブリッジ回路で構成し、電動機制御信号Ｖ_Oに
基づいてブリッジ回路の対角にある２個一対のパワーＦ
ＥＴをそれぞれＰＷＭ（パルス幅変調）駆動、オン駆動
する駆動電動機電圧Ｖ_Mを出力して電動機１０を駆動す
る。

【００３４】電動機電流検出手段１８は、電動機１０に
実際に流れる電動機電流Ｉ_Mを検出し、電動機電流Ｉ_Mに
対応した電動機電流信号Ｉ_MOを制御手段１５にフィード
バック（負帰還）する。

【００３５】図２はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の要部ブロック構成図である。図２において、
電動パワーステアリング装置１の制御手段１５は、セン
タ値補正手段２１、目標電流信号設定手段２２、偏差演
算手段２３、駆動制御手段２４、方向禁止手段２５を備
える。

【００３６】センタ値補正手段２１は、変換手段を備
え、操舵トルクセンサ１２が検出した電気的な操舵トル
ク信号Ｔ_S1、Ｔ_S2に基づいて時計回り方向の操舵トルク
および反時計回り方向の操舵トルクを単一極性の電圧値
のトルク検出出力Ｔ_Oとして出力する。

【００３７】また、センタ値補正手段２１は、センタ値
記憶手段、減算手段を備え、センタ値を記憶し、このセ
ンタ値（ノミナル値２.５Ｖ）を中心にしてトルク検出
出力Ｔ_Oを出力するとともに、センタ値がなんらかの原
因でずれた場合には、ずれたセンタ値を新たなセンタ値
として記憶し、この新たなセンタ値をノミナル値２.５
Ｖに補正してトルク検出出力Ｔ_Oを出力する。

【００３８】図３にセンタ値補正手段の要部ブロック構
成図を示す。図３において、センタ値補正手段２１は、
変換手段３１、センタ値記憶手段３２、減算手段３３を
備える。

【００３９】変換手段３１は、単一電源（例えば、５
Ｖ）駆動の差動増幅器（仮想接地点が２.５Ｖ）で構成
し、操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルク信号Ｔ
_S1、Ｔ_{S 2}の差動入力（＝Ｔ_S1−Ｔ_S2）を増幅し、図１０
に示すようにセンタ値２.５Ｖを中心として差動入力が
マイナス極性の場合には２.５Ｖを下回る出力Ｖ_D、差動
入力がプラス極性の場合には２.５Ｖを超える出力Ｖ_Dを
発生し、出力Ｖ_Dをセンタ値記憶手段３２、減算手段３
３および方向禁止手段２５に供給する。

【００４０】センタ値記憶手段３２は、ＥＥＰＲＯＭ等
の書き換え可能な不揮発性メモリ、減算手段で構成し、
操舵トルク信号Ｔ_S1、Ｔ_S2が０（ハンドルが中立位置）
の場合に、出力Ｖ_D（ノミナル値２.５Ｖ）をセンタ値Ｃ
_O1（図１０参照）として記憶するとともに、センタ値Ｃ
_O1とノミナル値２.５Ｖの偏差ΔＣ_O（＝Ｃ_O1−２.５
Ｖ）を演算し、センタ値偏差信号ΔＣ_Oを減算手段３３
に供給するとともに、センタ値Ｃ_O1をセンタ値信号Ｃ_OX
として方向禁止手段２５に提供する。

【００４１】センタ値Ｃ_O1（ノミナル値２.５Ｖ）がず
れてセンタ値Ｃ_O2（例えば、２.６Ｖ：図１０参照）に
なると、センタ値Ｃ_O2を新たなセンタ値Ｃ_OXとして記憶
するともに、センタ値Ｃ_O2とノミナル値２.５Ｖの偏差
ΔＣ_O（＝Ｃ_O2−２.５Ｖ）を演算し、センタ値偏差信号
ΔＣ_Oを減算手段３３に供給するとともに、センタ値Ｃ_O
2をセンタ値信号Ｃ_OXとして方向禁止手段２５に提供す
る。

【００４２】減算手段３３は、変換手段３１から供給さ
れる出力Ｖ_Dとセンタ値記憶手段３２から供給されるセ
ンタ値偏差信号ΔＣ_Oの偏差（＝Ｖ_D−ΔＣ_O）を演算
し、この偏差をトルク検出出力Ｔ_Oとして目標電流信号
設定手段２２に供給する。

【００４３】このように、センタ値補正手段２１は、変
換手段３１から供給される出力Ｖ_Dとセンタ値記憶手段
３２から供給されるセンタ値偏差信号ΔＣ_Oの偏差（＝
Ｖ_D−ΔＣ_O）をトルク検出出力Ｔ_Oとして出力するの
で、操舵トルクセンサ１２のセンタ値がずれてもトルク
検出出力Ｔ_Oはセンタ値を常にノミナル値２.５Ｖに補正
することができる。

【００４４】目標電流信号設定手段２２は、ＲＯＭ等の
メモリで構成し、予め実験値または設計値に基づいて設
定したトルク検出出力Ｔ_Oと目標電流信号Ｉ_MSの対応デ
ータを記憶しておき、センタ値補正手段２１からトルク
検出出力Ｔ_Oが供給されると、対応する目標電流信号デ
ータＩ_MSを読み出し、目標電流信号Ｉ_MSを偏差演算手段
２３に提供する。

【００４５】図４にトルク検出出力（Ｔ_O）−目標電流
信号（Ｉ_MS）特性図を示す。図４において、目標電流信
号Ｉ_MSはトルク検出出力Ｔ_Oが２.５Ｖのとき（Ｔ_O＝２.
５Ｖ）に０、トルク検出出力Ｔ_Oが２.５Ｖを超える場合
には正極性（＋）、トルク検出出力Ｔ_Oが２.５Ｖを下回
る場合には負極性（−）の目標電流信号Ｉ_MSを出力す
る。

【００４６】偏差演算手段２３は、減算器やソフト制御
の減算機能を備え、目標電流信号設定手段２２から供給
される目標電流信号Ｉ_MSと電動機電流検出手段１８で検
出した電動機電流Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOと
の偏差ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MO）を演算し、偏差信号ΔＩを
駆動制御手段２４に供給する。

【００４７】駆動制御手段２４は、ＰＩＤコントロー
ラ、ＰＷＭ信号発生手段、論理回路等で構成し、偏差演
算手段２３から供給される偏差信号ΔＩ（＝Ｉ_MS−
Ｉ_MO）にＰ（比例）、Ｉ（積分）およびＤ（微分）制御
を施した後、偏差信号ΔＩの大きさおよび極性に対応し
たＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オン信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFを電
動機制御信号Ｖ_Oとして発生する。

【００４８】また、駆動制御手段２４は、ＰＷＭ信号Ｖ
_PWM、オン信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFの電動機制御信号Ｖ_O
を論理回路に入力し、方向禁止手段２５から供給される
方向禁止信号Ｋ_OL、Ｋ_ORの論理レベルに基づいて電動機
制御信号Ｖ_Oの出力または禁止の制御を実行する。

【００４９】図５に駆動制御手段の論理回路出力と電動
機駆動手段の動作の説明図を示す。（ａ）図に駆動制御
手段の論理回路図、（ｂ）図に電動機駆動手段の回路図
を示す。

【００５０】（ａ）図において、駆動制御手段２４の論
理回路２４Ａは、例えばインバータとＡＮＤ回路からな
る論理回路Ｐ１〜Ｐ４を備える。ハンドルが時計回り方
向に操作されている場合を想定すると、電動機制御信号
Ｖ_Oは、論理回路Ｐ１〜Ｐ４のＡＮＤ回路の一方の入力
端子のそれぞれにＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オフ信号Ｖ_OF、オ
フ信号Ｖ_OF、オン信号Ｖ_ONが入力されており、方向禁止
手段２５から供給される左方向禁止信号Ｋ_OLおよび右方
向禁止信号Ｋ_ORの双方がＬレベルならば、論理回路Ｐ１
〜Ｐ４から入力と同じＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オフ信号
Ｖ_OF、オフ信号Ｖ_OF、オン信号Ｖ_ONを出力し、それぞれ
（ｂ）図に示す電動機駆動手段１６を構成する、例えば
パワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ４のゲ
ートＧ１〜Ｇ４に供給する。

【００５１】ゲートＧ１〜Ｇ４に供給される信号によ
り、Ｑ１はＰＷＭ駆動、Ｑ２およびＱ３はオフ、Ｑ４は
オン駆動され、電動機電流Ｉ_Mは電源（１２Ｖ）→Ｑ１
→電動機１０→Ｑ４→ＧＮＤの経路で流れ、電動機１０
は、例えば正回転し、車両は右方向にアシストされる。

【００５２】一方、ハンドルが反時計回り方向に操作さ
れている場合を想定すると、電動機制御信号Ｖ_Oは、論
理回路Ｐ１〜Ｐ４のＡＮＤ回路の一方の入力端子のそれ
ぞれにオフ信号Ｖ_OF、ＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オン信号
Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFが入力されており、方向禁止手段２
５から供給される左方向禁止信号Ｋ_OLおよび右方向禁止
信号Ｋ_ORの双方がＬレベルならば、論理回路Ｐ１〜Ｐ４
から入力と同じオフ信号Ｖ_OF、ＰＷＭ信号Ｖ_PWM、オン
信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFを出力し、それぞれ（ｂ）図に
示す電動機駆動手段１６のＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）Ｑ１〜Ｑ４のゲートＧ１〜Ｇ４に供給する。

【００５３】ゲートＧ１〜Ｇ４に供給される信号によ
り、Ｑ１はオフ駆動、Ｑ２はＰＷＭ駆動、Ｑ３はオン駆
動、Ｑ４はオフ駆動され、電動機電流Ｉ_Mは電源（１２
Ｖ）→Ｑ２→電動機１０→Ｑ３→ＧＮＤの経路で流れ、
電動機１０は、逆回転し、車両は左方向にアシストされ
る。

【００５４】ハンドルが時計回り方向に操作されている
場合に、なんらかの原因によって制御系のマイクロプロ
セッサに異常が生じ、正常ならば論理回路Ｐ１〜Ｐ４の
ＡＮＤ回路の一方の入力端子のそれぞれにＰＷＭ信号Ｖ
_PWM、オフ信号Ｖ_OF、オフ信号Ｖ_OF、オン信号Ｖ_ONが入
力されるものが、論理回路Ｐ１〜Ｐ４のＡＮＤ回路の一
方の入力端子のそれぞれにオフ信号Ｖ_OF、ＰＷＭ信号Ｖ
_PWM、オン信号Ｖ_ON、オフ信号Ｖ_OFが入力されてあたか
もハンドルが反時計回り方向に操作されているような電
動機制御信号Ｖ_Oが出力される時には、時計回り方向の
ハンドル操作によって図３に示す出力Ｖ_Dが方向禁止手
段２５の左動作基準値Ｋ_Lに達した場合には、左方向禁
止信号Ｋ_OLがＨレベルとなって論理回路Ｐ２およびＰ３
の出力が禁止され、Ｑ２およびＱ３の駆動を禁止する。

【００５５】方向禁止手段２５は、基準値変更手段２
６、比較手段２７を備え、センタ値補正手段２１から供
給されるセンタ値信号Ｃ_OXに対応して左右の動作基準値
Ｋ_L、Ｋ_Rを変更し、センタ値補正手段２１から供給され
る出力Ｖ_Dが変更した左右の動作基準値Ｋ_L、Ｋ_Rに達し
た場合には、左方向禁止信号Ｋ_OLおよび右方向禁止信号
Ｋ_ORを図５に示す論理回路２４Ａに供給し、駆動制御手
段２４にから出力されるそれぞれ左右方向の駆動制御信
号Ｖ_Oの出力を禁止する。

【００５６】基準値変更手段２６は、新たなセンタ値信
号Ｃ_OXに対応して複数の電圧値パターンを発生する電圧
パターン設定手段、またはセンタ値信号Ｃ_OXを対応した
動作基準値に変換する動作基準値変換手段等の基準値発
生手段を備え、センタ値補正手段２１から供給されるセ
ンタ値信号Ｃ_OXに対応した左動作基準値Ｋ_Lおよび右動
作基準値Ｋ_Rを発生し、左動作基準値信号Ｋ_Lおよび右動
作基準値信号Ｋ_Rを比較手段２７に提供する。

【００５７】比較手段２７は、演算増幅器等を備えたコ
ンパレータで構成し、センタ値補正手段２１から供給さ
れる出力Ｖ_Dと、基準値変更手段２６から提供される左
動作基準値Ｋ_Lまたは右動作基準値Ｋ_Rとを比較し、出力
Ｖ_Dが左動作基準値Ｋ_Lまたは右動作基準値Ｋ_Rに達した
場合（Ｖ_D＝Ｋ_L、またはＶ_D＝Ｋ_R）に、左方向禁止信号
Ｋ_OLまたは右方向禁止信号Ｋ_ORを駆動制御手段２４に供
給する。

【００５８】図６はこの発明に係る複数の電圧値パター
ンを発生する方向禁止手段の要部ブロック構成図であ
る。図６において、方向禁止手段２５は、基準値変更手
段２６、比較手段２７を備える。

【００５９】基準値変更手段２６は、基準値発生手段を
ＲＯＭ等のメモリで構成したそれぞれ３出力を有する左
電圧パターン設定手段３５および右電圧パターン設定手
段３６を備え、それぞれ予めセンタ値信号Ｃ_OXに対応し
た左電圧値パターンＶ_L1、Ｖ_L2、Ｖ_L3および右電圧値パ
ターンＶ_R1、Ｖ_R2、Ｖ_R3を設定しておき、センタ値補正
手段２１からセンタ値信号Ｃ_OXが供給された場合に、対
応する左電圧値パターンＶ_L1、Ｖ_L2、Ｖ_L3および右電圧
値パターンＶ_R1、Ｖ_R2、Ｖ_R3を発生する。

【００６０】比較手段２７は、それぞれ３入力のコンパ
レータで構成し、演算増幅器ＯＰ−Ｌおよび演算増幅器
ＯＰ−Ｒを備える。演算増幅器ＯＰ−Ｌの３入力抵抗器
は、それぞれ抵抗値Ｒ_L1、Ｒ_L2、Ｒ_L3に設定し、演算増
幅器ＯＰ−Ｒの３入力抵抗器は、それぞれ抵抗値Ｒ_R1、
Ｒ_R2、Ｒ_R3に設定する。

【００６１】図７にセンタ値（Ｃ_OX）に対する左電圧パ
ターン（Ｖ_L1〜Ｖ_L3）および左電圧パターン（Ｖ_R1〜Ｖ
_R3）対応図を示す。例えば、センタ値Ｃ_OXが２.５Ｖの
場合には、左電圧パターン設定手段３５から出力される
左電圧値パターンＶ_L1、Ｖ_L2、Ｖ_L3をそれぞれＺ、Ｚ、
Ｌに設定することにより、左動作基準値Ｋ_Lは５Ｖを抵
抗値Ｒ_Aと、抵抗値Ｒ_Bおよび抵抗値Ｒ_L3の並列値｛並列
合成抵抗Ｒ_L:（１／Ｒ_L）＝（１／Ｒ_B）＋（１／
Ｒ_L3）｝とで分圧した値２.７Ｖに設定する。

【００６２】一方、センタ値Ｃ_OXが２.５Ｖの場合に
は、右電圧パターン設定手段３６から出力される右電圧
値パターンＶ_R1、Ｖ_R2、Ｖ_R3をそれぞれＬ、Ｌ、Ｚに設
定することにより、右動作基準値Ｋ_Rは５Ｖを抵抗値Ｒ_C
と、抵抗値Ｒ_D、Ｒ_R1およびＲ_{R 2}の並列値｛並列合成抵
抗Ｒ_R:（１／Ｒ_R）＝（１／Ｒ_D）＋（１／Ｒ_R1）＋（１
／Ｒ_R2）｝とで分圧した値２.３Ｖに設定する。

【００６３】同様に、センタ値Ｃ_OXが２.５Ｖから増加
または減少した場合には、図７に示す左電圧値パターン
Ｖ_L1〜Ｖ_L3および右電圧値パターンＶ_R1〜Ｖ_R3を発生
し、センタ値Ｃ_OXの変化に対応した左動作基準値Ｋ_Lお
よび右動作基準値Ｋ_Rを設定するよう構成する。

【００６４】比較手段２７は、センタ値補正手段２１か
ら供給される出力Ｖ_Dと、左動作基準値Ｋ_Lおよび右動作
基準値Ｋ_Rとを比較し、出力Ｖ_Dが左動作基準値Ｋ_L以上
（Ｖ_D≧Ｋ_L）の場合、または出力Ｖ_Dが右動作基準値Ｋ_R
以下（Ｖ_D≦Ｋ_R）の場合に、例えばそれぞれＨレベルの
左方向禁止信号Ｋ_OL、右方向禁止信号Ｋ_ORを駆動制御手
段２４に供給する。

【００６５】図８はこの発明に係る動作基準値を発生す
る方向禁止手段の要部ブロック構成図である。図８にお
いて、方向禁止手段４０は、基準値変更手段４１、比較
手段４２を備える。

【００６６】基準値変更手段４１は、基準値発生手段を
ＲＯＭ等のメモリで構成し、左動作基準値変換手段４
３、右動作基準値変換手段４４を備え、それぞれ予めセ
ンタ値信号Ｃ_OXに対応した左動作基準値Ｋ_Lおよび右動
作基準値Ｋ_Rを記憶しておき、センタ値補正手段２１か
らセンタ値信号Ｃ_OXが供給された場合に、センタ値信号
Ｃ_OXに対応する左動作基準値Ｋ_Lおよび右動作基準値Ｋ_R
を読み出し、比較手段４２に供給する。

【００６７】なお、左動作基準値Ｋ_Lおよび右動作基準
値Ｋ_Rは、センタ値信号Ｃ_OXのずれと同じ方向に同じ値
だけ移動するよう設定する。例えば、センタ値信号Ｃ_OX
が２.５Ｖから２.６Ｖにプラス変動した場合には、左動
作基準値Ｋ_Lを２.７Ｖから２.８Ｖ、右動作基準値Ｋ_Rを
２.３Ｖから２.４Ｖにそれぞれ設定する。一方、センタ
値信号Ｃ_OXが２.５Ｖから２.４Ｖにマイナス変動した場
合には、左動作基準値Ｋ_Lを２.７Ｖから２.６Ｖ、右動
作基準値Ｋ_Rを２.３Ｖから２.２Ｖにそれぞれ設定す
る。

【００６８】比較手段４２は、演算増幅器等からなるコ
ンパレータで構成し、コンパレータＯＰ−Ｌおよびコン
パレータＯＰ−Ｒを備える。

【００６９】コンパレータＯＰ−Ｌは、マイナス（−）
端子に左動作基準値Ｋ_Lを取り込み、プラス（＋）端子
にセンタ値補正手段２１から供給される出力Ｖ_Dが供給
される。一方、コンパレータＯＰ−Ｒは、プラス（＋）
端子に右動作基準値Ｋ_Rを取り込み、マイナス（−）端
子にセンタ値補正手段２１から供給される出力Ｖ_Dが供
給される。

【００７０】出力Ｖ_Dが左動作基準値Ｋ_Lを下回る場合
（Ｖ_D＜Ｋ_L）には、Ｌレベルの左方向禁止信号Ｋ_OL、出
力Ｖ_Dが左動作基準値Ｋ_L以上の場合（Ｖ_D≧Ｋ_L）には、
Ｈレベルの左方向禁止信号Ｋ_OLを駆動制御手段２４に供
給する。

【００７１】一方、出力Ｖ_Dが右動作基準値Ｋ_Rを上回る
場合（Ｋ_L＜Ｖ_D）には、Ｌレベルの左方向禁止信号
Ｋ_OL、出力Ｖ_Dが左動作基準値Ｋ_L以下の場合（Ｖ_D≦
Ｋ_L）には、Ｈレベルの左方向禁止信号Ｋ_OLを駆動制御
手段２４に供給する。

【００７２】Ｌレベルの左方向禁止信号Ｋ_OLが図５に示
す論理回路２４Ａに供給された場合には、電動機制御信
号Ｖ_OをゲートＧ２およびゲートＧ３に供給し、Ｈレベ
ルの左方向禁止信号Ｋ_OLが供給された場合にはゲートＧ
２およびゲートＧ３への電動機制御信号Ｖ_Oの供給を禁
止する。

【００７３】一方、Ｌレベルの右方向禁止信号Ｋ_ORが図
５に示す論理回路２４Ａに供給された場合には、電動機
制御信号Ｖ_OをゲートＧ１およびゲートＧ４に供給し、
Ｈレベルの右方向禁止信号Ｋ_ORが供給された場合にはゲ
ートＧ１およびゲートＧ４への電動機制御信号Ｖ_Oの供
給を禁止する。

【００７４】図９はこの発明に係るセンタ値（Ｃ_OX）の
ずれに対応した動作基準値（Ｋ_L、Ｋ_R）の補償特性図で
ある。図９において、センタ値Ｃ_OXが基準値２.５Ｖの
とき、左動作基準値Ｋ_L、右動作基準値Ｋ_Rの基準値はそ
れぞれ２.７Ｖ、２.３Ｖに設定されている。

【００７５】この状態では、右操舵トルクＴ_RがＴ_R1に
なると、左動作基準値Ｋ_L（＝２.７Ｖ）によって左方向
の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止され、左操舵トルクＴ_LがＴ
_L1になると、右動作基準値Ｋ_R（＝２.３Ｖ）によって右
方向の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止される。

【００７６】右操舵トルクＴ_R1と左操舵トルクＴ_L1は、
絶対値が同じ（｜Ｔ_R1｜＝｜Ｔ_L1｜）で方向（極性）が
反対となっており、左右の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止さ
れるポイントは左右の操舵トルクでバランスしている。

【００７７】この状態からなんらかの原因によってセン
タ値Ｃ_OXがずれ、例えば２.６Ｖになった場合には、左
動作基準値Ｋ_L（＝２.７Ｖ）および右動作基準値Ｋ
_R（＝２.３Ｖ）もそれぞれセンタ値Ｃ_OXのずれ（＋０.
１Ｖ）だけ増加して左動作基準値Ｋ_Lが２.８Ｖ、右動作
基準値Ｋ_Rが２.４Ｖとなるため、右操舵トルクＴ_RがＴ
_R1で左方向の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止され、左操舵ト
ルクＴ_LがＴ_L1で右方向の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止され
ることになり、左右の電動機駆動信号Ｖ_Oが禁止される
ポイントは左右の操舵トルクでバランスを保つ。

【００７８】

【発明の効果】この発明に係る電動パワーステアリング
装置の方向禁止手段は、センタ値のずれに対応して左右
方向の動作基準値を変更する基準値変更手段を備え、セ
ンタ値がずれても左右方向の操舵トルクに対する電動機
のアシスト禁止動作点の変動を補償することができるの
で、電動機のアシスト禁止動作点を常に左右の操舵トル
クに対してバランスさせることができる。

【００７９】なお、センタ値のずれに応じて左右方向の
動作基準値を補償することができるので、センタ値の調
整に厳しい精度が要求されず、トルクセンサのセンタ値
調整作業の単純化を図ることができる。

【００８０】よって、トルクセンサのセンタ値調整作業
が容易で、センタ値がずれても左右方向の操舵トルクに
対して電動機のアシスト禁止動作点をバランスさせるこ
とができる電動パワーステアリング装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図

【図２】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
要部ブロック構成図

【図３】センタ値補正手段の要部ブロック構成図

【図４】トルク検出出力（Ｔ_O）−目標電流信号
（Ｉ_MS）特性図

【図５】駆動制御手段の論理回路出力と電動機駆動手段
の動作の説明図

【図６】この発明に係る複数の電圧値パターンを発生す
る方向禁止手段の要部ブロック構成図

【図７】センタ値（Ｃ_OX）に対する左電圧パターン（Ｖ
_L1〜Ｖ_L3）および左電圧パターン（Ｖ_R1〜Ｖ_R3）対応図

【図８】この発明に係る動作基準値を発生する方向禁止
手段の要部ブロック構成図で

【図９】この発明に係るセンタ値（Ｃ_OX）のずれに対応
した動作基準値（Ｋ_L、Ｋ_R）の補償特性図

【図１０】従来の電動パワーステアリング装置のトルク
センサのセンタ値ずれに対する操舵トルクとトルク検出
出力の関係図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング
軸、３…連結軸、４…ステアリング・ギアボックス、５
…ラック＆ピニオン機構、６…手動操舵力発生手段、７
…ラック軸、８…タイロッド、９…左右の前輪、１０…
電動機、１１…ボールねじ機構、１２…操舵トルクセン
サ、１５…制御手段、１６…電動機駆動手段、１７…ス
テアリングホイール、１８…電動機電流検出手段、２１
…センタ値補正手段、２２…目標電流信号設定手段、２
３…偏差演算手段、２４…駆動制御手段、２４Ａ…論理
回路、２５，４０…方向禁止手段、２６，４１…基準値
変更手段、２７，４２…比較手段、３１…変換手段、３
２…センタ値記憶手段、３３…減算手段、３５…左電圧
パターン設定手段、３６…右電圧パターン設定手段、４
３…左動作基準値変換手段、４４…右動作基準値変換手
段、Ｃ_OX…センタ値信号、Ｉ_M…電動機電流、Ｉ_MO…電
動機電流信号、Ｉ_MS…目標電流信号、ΔＩ…偏差信号、
Ｋ_L…左動作基準値、Ｋ_R…右動作基準値、Ｋ_OL…左方向
禁止信号、Ｋ_OR…右方向禁止信号、Ｔ_O…トルク検出出
力、Ｔ_S1，Ｔ_S2…操舵トルク信号、Ｖ_D…出力、Ｖ_L1，
Ｖ_L2，Ｖ_L3…左電圧値パターン、Ｖ_R1，Ｖ_R2，Ｖ_R3…右
電圧値パターン、Ｖ_M…駆動電動機電圧、Ｖ_O（Ｖ_PWM，
Ｖ_OF，Ｖ_ON）…電動機制御信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵トルク信号に基づいて目標電流信号
   を発生する目標電流信号発生手段、目標電流信号に基づ
   いて電動機制御信号を発生する電動機制御信号発生手段
   を備えた制御手段と、電動機制御信号に基づいて電動機
   を駆動する駆動手段とを備えるとともに、前記制御手段
   に、操舵トルクセンサのセンタ値のずれを補正するセン
   タ値補正手段、操舵トルク信号に基づいて電動機制御信
   号の駆動手段への供給を禁止する方向禁止手段を備えた
   電動パワーステアリング装置において、 前記方向禁止手段は、センタ値のずれに対応して左右方
   向の動作基準値を変更する基準値変更手段を備えたこと
   を特徴とする電動パワーステアリング装置。