JPH1178922A - 電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステアリング操舵時に制御系の異常による自励
振動の発生を確実に防止することができる電動式パワー
ステアリング装置を提供する。 【解決手段】操舵系に加えられる操舵トルクを操舵トル
クセンサ１３で検出し、その操舵トルク検出信号Ｖ_T を
マイクロコンピュータ１５に供給することにより、モー
タ目標電流値ｉ^* を算出してこれを出力すると共に、回
転方向信号ＬＤ，ＲＤを出力する。一方、操舵トルク検
出信号Ｖ_T を制限電流発生回路１６に供給することによ
り、モータ目標電流値ｉ^* に対して高めに設定されたモ
ータ電流上限値ｉ_MAX を発生し、このｉ_MAX に基づいて
電流制限回路１７でモータ目標電流値ｉ^* をｉ_MAX に制
限して、操舵補助モータ８を回転駆動することにより、
マイクロコンピュータ１５でのプログラム暴走等の異常
が発生したときに、操舵補助モータ８で過剰な操舵補助
トルクを発生することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵系に加えられ
る操舵トルクを操舵トルク検出手段で検出し、その検出
値に応じて電動機で発生する操舵補助力を制御すること
により、軽い操舵を行うようにした電動式パワーステア
リング装置に関し、特に制御電流異常発生時に運転者に
違和感を与えないようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動式パワーステアリング装置と
しては、例えば特公平６−５１４７５号公報（以下、単
に従来例と称す）に記載されているものがある。

【０００３】この従来例には、操舵トルク検出器で検出
した操舵トルクをマイクロコンピュータに入力して、操
舵トルクに応じたモータ電流目標値をＤ／Ａ変換回路を
介してモータ電流検出値が入力された誤差増幅器に出力
し、この誤差増幅器の出力をＰＷＭ変調してモータ駆動
回路に供給すると共に、操舵トルク検出値に基づいて２
系統のモータ右方向駆動出力又は左方向駆動出力をイン
タフェース回路を介して例えばＨブリッジ回路で構成さ
れるモータ駆動回路に供給するが、インタフェース回路
とモータ駆動回路との間の一方の系統のモータ右方向駆
動出力及び左方向駆動出力に夫々アンド回路が介挿さ
れ、これらアンド回路に操舵トルク検出器の操舵トルク
検出値に基づいてトルク信号方向判別を行うトルク信号
方向判別回路からの右方向駆動信号及び左方向駆動信号
が供給されることにより、マイクロコンピュータからの
モータ右方向駆動出力又はモータ左方向駆動出力とトル
ク信号方向判別回路から出力される右方向駆動信号又は
左方向駆動信号とが一致したときにアンド回路から右方
向駆動出力又は左方向駆動出力がモータ駆動回路に出力
されるように構成された電動式パワーステアリング装置
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電動式パワーステアリング装置にあっては、トルク
検出値に基づいてマイクロコンピュータから出力される
左右の回転方向駆動信号と、モータ回転駆動方向判別回
路から出力される左右の方向駆動信号との一致の有無を
アンド回路で判別して、両信号が一致したときにモータ
駆動回路に対して回転駆動信号を与えるようにしたの
で、マイクロコンピュータが外来ノイズなどの影響によ
ってその回転方向判別機能を失った場合でもモータが不
測の方向に回転すること等が防止されて安全性を著しく
向上させることができるものであるが、ステアリング操
舵時に操舵トルク検出値Ｔがトルク信号判別回路で右方
向駆動出力又は左方向駆動出力が得られる程度に大きい
電流制御可能状態で、マイクロコンピュータが暴走した
り、制御系の異常によって操舵トルク検出値に基づくモ
ータ電流目標値が通常値に比べて高い異常値となると、
これによって操舵力補助モータで大きな操舵補助力が発
生されることにより、操舵トルク検出値が低下して、ト
ルク信号判別回路からの右方向回転駆動出力又は左方向
駆動出力の出力が停止されることにより、モータ駆動回
路からモータへの駆動電流が停止されて、操舵補助力が
零となって、操舵トルク検出値が増加することを繰り返
すことになり、自励振動が発生するという未解決の課題
がある。

【０００５】そこで、本発明は、上記従来例の未解決の
課題に着目してなされたものであり、ステアリング操舵
時に制御系の異常による自励振動の発生を確実に防止す
ることができる電動式パワーステアリング装置を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る電動式パワーステアリング装置は、
操舵系に加えられる操舵トルクを検出する操舵トルク検
出手段と、前記操舵系に対して操舵補助力を付加する電
動機と、前記操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値に
基づいて電動機を電流制御する制御手段とを有する電動
式パワーステアリング装置において、前記制御手段は、
前記操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値に基づく前
記電動機に供給する電流に対して許容上限値を設定した
ことを特徴としている。

【０００７】また、請求項２に係る電動式パワーステア
リング装置は、請求項１の発明において、前記許容上限
値は、操舵トルク検出値に基づいて設定される正常電流
値に所定値を加算した値に設定されていることを特徴と
している。

【０００８】さらに、請求項３に係る電動式パワーステ
アリング装置は、請求項１又は２の発明において、車速
を検出する車速検出手段を有し、該車速検出手段の車速
検出値に基づいて前記許容上限値を変更するようにした
ことを特徴としている。

【０００９】さらにまた、請求項４に係る電動式パワー
ステアリング装置は、請求項１乃至３の何れかの発明に
おいて、操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値が低い
状態で前記電動機に供給する電流に対する許容上限値を
機械的摩擦によって電動機が回転しない程度の電流値に
設定したことを特徴としている。

【００１０】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、制御手段
で操舵トルク検出値に基づいて形成される操舵補助力を
発生する電動機に対する電流に対して許容上限値が設定
されているので、マイクロコンピュータの暴走や制御系
の異常によって操舵補助力を発生する電動機に供給する
目標電流値が正常時に比較して大きい異常値となったと
きに、電動機に供給される電流値は許容上限値に制限さ
れるので、電動機で大きな補助操舵力を発生することが
抑制され、操舵力が軽い程度となって、自励振動の発生
を確実に防止することができるという効果が得られる。

【００１１】また、請求項２に係る発明によれば、許容
上限値が正常電流値に所定値を加算した値に設定されて
いることにより、操舵トルク検出値の増加による電動機
電流の増加に応じて許容上限値も増加することになり、
操舵トルク制御範囲の全般にわたって過大な操舵補助力
の発生を確実に抑制することができるという効果が得ら
れる。

【００１２】さらに、請求項３に係る発明によれば、許
容上限値を車速に応じて変更するようにしたので、操舵
補助力を必要とする低速領域では許容上限値を大きく
し、高速領域では許容上限値を小さくすることにより、
自励振動の発生を確実に防止することができるという効
果が得られる。

【００１３】さらにまた、請求項４に係る発明によれ
ば、操舵トルク検出値が低い状態で電動機に供給する許
容上限値を機械的摩擦によって電動機が回転しない程度
の電流値に設定されているので、操舵トルク検出値が小
さい状態で電動機に予め電流を通電しておくことがで
き、操舵補助力を発生させる際の応答性を向上させるこ
とができるという効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態を
示す概略構成図であり、ステアリングホイール１は、ス
テアリングシャフト２の上端部に連結され、このステア
リングシャフト２は固定部に支持されて下方に延長さ
れ、その下端部にピニオン３が装着されている。

【００１５】このピニオン３は、車両幅方向に水平に延
長するラック４に噛合して、ステアリングギヤを構成
し、ステアリングホイール１からステアリングシャフト
２回りの回転運動がラック４の直進運動（並進運動）に
変換される。

【００１６】そして、水平に延在するラック４の両端部
は、夫々タイロッド５を介してナックル及び転舵輪６に
接続され、ラック４が水平方向移動（並進運動）するこ
とで左右の転舵輪６が転舵される。

【００１７】また、ステアリングシャフト２におけるピ
ニオン３の上部には、減速機を構成するリングギヤ１１
が同軸に固定され、このリングギヤ１１に操舵補助モー
タ８の駆動軸９に連結されたリングギヤ１０が噛合さ
れ、操舵補助モータ８が後述するコントロールユニット
７から出力されるデューティ制御されたパルス電流によ
って操舵トルクに応じた操舵補助力を発生するように制
御される。

【００１８】さらに、ステアリングシャフト２における
リングギヤ１１の上部にトルク検出機構１２が設けられ
ている。このトルク検出機構１２は、ステアリングシャ
フト２の下端部とピニオン３の上端部を連結する図示さ
れないトーションバーと、その外周に配置された操舵ト
ルクセンサ１３とで構成されている。

【００１９】これら操舵トルクセンサ１３は、図３に示
すように、操舵トルクが“０”の状態（Ｔ_N ）で所定の
中立電圧Ｖ_N となり、これよりステアリングホイール１
を右切り（ピニオン３からの入力に対しては左回り）し
たときには、そのときの操舵トルクの増加に応じて中立
電圧より増加する電圧となり、逆にステアリングホイー
ル１を左切り（日にオン３からの入力に対しては右回
り）したときには、そのときの操舵トルクの増加に応じ
て中立電圧Ｖ_N より減少する電圧となるトルク検出信号
Ｖ_T を出力する。

【００２０】また、操舵補助モータ８には電流検出手段
を構成する電流検出器１４が取付けられており、この電
流検出器１４で操舵補助モータ８に流れる実電流が検出
され、その大きさに応じた電流信号からなる実電流検出
値ｉが、後述する電流制御回路１９に供給される。

【００２１】コントロールユニット７は、図２に示すよ
うに、操舵トルクセンサ１３から出力される操舵トルク
検出信号Ｖ_T を入力し且つ操舵補助モータ８の回転方向
と回転速度とを制御するためのモータ目標電流値ｉ^* を
出力するマイクロコンピュータ１５と、操舵トルクセン
サ１３から出力される操舵トルク検出信号Ｖ_T に基づい
てモータ電流上限値ｉ_MAX を出力する制限電流発生回路
１６と、マイクロコンピュータ１５から出力されるモー
タ目標電流値ｉ^* と制限電流発生回路１６から出力され
るモータ電流上限値ｉ_MAX とを比較してモータ目標電流
値ｉ^* がモータ電流上限値ｉ_MAX を越えたときにこれを
モータ電流上限値ｉ_MAX に制限した実モータ目標電流ｉ
ｒ^* を出力する電流制限回路１７と、この電流制限回路
１７から出力されるモータ目標電流ｉｒ^* と前記電流検
出器１４からの実電流検出値ｉとの偏差をパルス幅変調
したデューティ制御パルスＬＰ及びＲＰを出力する電流
制御回路１９と、操舵トルクセンサ１３の操舵トルク検
出信号Ｖ_T に基づいて検出し、回転方向に応じて高レベ
ルとなる左回転方向信号ＬＴ及び右回転方向信号ＲＴを
出力するモータ回転方向検出回路２０と、マイクロコン
ピュータ１５から出力される左切り及び右切り方向信号
ＬＤ及びＲＤとモータ回転方向検出回路２０の左及び右
回転方向信号ＬＴ及びＲＴとが入力されるアンドゲート
２１Ｌ及び２１Ｒと、これらアンドゲート２１Ｌ及び２
１Ｒの出力と電流制御回路１９から出力されるデューテ
ィ制御パルスＬＰ及びＤＰとが入力され、これらに基づ
いて操舵補助モータ８の回転方向と回転速度とを制御す
るモータ駆動回路２２とを備えている。

【００２２】ここで、マイクロコンピュータ１５は、Ａ
／Ｄ変換機能を備えた入力側インタフェース回路１５
ａ、マイクロプロセッサユニット等からなる演算処理装
置（ＣＰＵ）１５ｂ及びＲＡＭ，ＲＯＭ等からなる記憶
装置１５ｃ及び出力側インタフェース回路１５ｄを有す
る。そして、入力インタフェース回路１５ａには、前記
操舵トルクセンサ１３の操舵トルク検出信号Ｖ_T が入力
され、出力インタフェース回路１５ｄからは操舵補助モ
ータ８を駆動する例えばアナログ電圧でなるモータ目標
電流値ｉ^* を電流制限回路１７に出力すると共に、操舵
補助力発生方向を表す左切り方向信号ＬＤ及び右切り方
向信号ＲＤと、モータ駆動回路２２の通電を制御する通
電制御信号ＣＳとをモータ駆動回路２２に出力する。

【００２３】また、演算処理装置１５ｂは、後述する図
６の演算処理を所定サンプリング時間ΔＴ（例えば５ｍ
ｓｅｃ）毎に実行して、操舵トルクセンサ１３の操舵ト
ルク検出信号Ｖ_T を実際の操舵トルク検出値Ｔに変換
し、この操舵トルク検出値Ｔをもとに予め記憶装置１５
ｃに格納された目標電流算出制御マップを参照してモー
タ目標駆動電流ｉ^* を算出すると共に、操舵方向を判定
して、左右切り方向信号ＬＤ，ＲＤを形成し、これらを
出力側インタフェース回路１５ｄに送出する。

【００２４】さらに、記憶装置１５ｃには、予め演算処
理装置１５ｂの演算処理に必要な目標電流算出制御マッ
プや演算式、プログラム等が格納されていると共に、演
算処理装置１５ｂの演算過程で必要な演算結果を逐次記
憶する。

【００２５】ここで、目標電流算出制御マップは、図４
に示すように、操舵トルク検出値Ｔが予め設定された設
定トルク値＋Ｔ_R 及び−Ｔ_L の中間である場合には、モ
ータ目標駆動電流ｉ^* が“０”を維持し、操舵トルク検
出値Ｔが＋Ｔ_R 以上である場合及び−Ｔ_L 以下である場
合には、夫々操舵トルク検出値Ｔの増加及び減少に応じ
てモータ目標駆動電流ｉ^* が増加するように設定されて
いる。

【００２６】一方、制限電流発生回路１６は、関数発生
器で構成され、図５に示すように、横軸に操舵トルク検
出信号Ｖ_T を、縦軸にモータ電流上限値ｉ_MAX をとり、
操舵トルク検出信号Ｖ_T が中立電圧Ｖ_N より高い値に設
定された所定電圧Ｖ_H1以上となると操舵トルク検出信号
Ｖ_T の増加に応じてモータ電流上限値ｉ_MAX が増加して
操舵トルク検出信号Ｖ_T が所定電圧Ｖ_H2以上となると飽
和し、逆に操舵トルク検出信号Ｖ_T が中立電圧Ｖ_N より
低い値に設定された所定電圧Ｖ_L1以下となると操舵トル
ク検出信号Ｖ_T の減少に応じてモータ電流上限値ｉ_MAX
が増加して操舵トルク検出信号Ｖ_T が所定電圧Ｖ_L2以下
となると飽和し、操舵トルク検出値Ｔをもとにマイクロ
コンピュータ１５で算出される破線図示のモータ目標駆
動電流ｉ ^* に対して所定値だけ高いモータ電流上限値ｉ
_MAX をアナログ電圧として出力するように構成されてい
る。

【００２７】また、電流制限回路１７は、マイクロコン
ピュータ１５から出力されるモータ目標電流値ｉ^* と制
限電流発生回路１６から出力されるモータ電流上限値ｉ
_MAXとが入力されると共に、選択信号ＳＥが入力され、
選択信号ＳＥが低レベルであるときにモータ目標電流値
ｉ^* を、選択信号ＳＥが高レベルであるときにモータ電
流上限値ｉ_MAX を夫々選択して実モータ目標電流値ｉｒ
^* として出力するアナログスイッチ１７ａと、モータ目
標電流値ｉ^* が非反転入力端子にモータ電流上限値ｉ
_MAX が反転入力端子に入力され、ｉ^* ＜ｉ_MAX であると
きに低レベル、ｉ ^* ≧ｉ_MAX であるときに高レベルとな
る選択信号ＳＥをアナログスイッチ１７ａに出力するコ
ンパレータ１７ｂとを備えている。

【００２８】さらに、電流制御回路１９は、電流制限回
路１７からの実モータ目標電流値ｉ ^* と操舵補助モータ
８の駆動電流を検出する電流検出器１８からの実電流検
出値ｉとが入力され、これらの偏差に応じた電圧信号を
出力する誤差増幅器１９ａと、この誤差増幅器１９ａか
ら出力される電圧信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）してデ
ューティ制御用パルス信号ＤＰを形成するパルス幅変調
回路１９ｂと、このパルス幅変調回路１９ｂから出力さ
れるパルス信号ＤＰが入力されると共に、アンドゲート
２１Ｌから出力される左方向信号ＬＤが選択信号として
入力され、左方向信号ＬＤが低レベルであるときに右方
向出力端子からパルス信号ＤＰを右方向パルス信号ＲＰ
として出力し、左方向信号ＬＤが高レベルであるときに
左方向出力端子からパルス信号ＤＰを左方向パルス信号
ＬＤとして出力するアナログスイッチ１９ｃとを備えて
いる。

【００２９】さらにまた、モータ回転方向検出回路２０
は、反転入力端子に操舵トルクセンサ１３の操舵トルク
検出信号Ｖ_T が、非反転入力端子に非操舵時における操
舵トルク検出信号Ｖ_N の中立電圧Ｖ_N より高く前述した
制限電流発生回路１６の所定電圧Ｖ_H1と等しいか又はこ
れより小さい値に設定された参照電圧Ｅ_R が夫々入力さ
れたコンパレータ２０Ｒと、非反転入力端子に操舵トル
クセンサ１３の操舵トルク検出信号Ｖ_T が、反転入力端
子に非操舵時における操舵トルク検出信号Ｖ_Tの中立電
圧Ｖ_N より低く前述した制限電流発生回路１６の所定電
圧Ｖ_L1と等しいか又はこれより大きい値に設定された参
照電圧Ｅ_L が夫々入力されたコンパレータ２０Ｌとを備
えている。

【００３０】そして、コンパレータ２０Ｒから操舵トル
ク検出信号Ｖ_T が参照電圧Ｅ_R より高い時に右方向操舵
であることを表す高レベルの右方向信号ＲＴがアンド回
路２１Ｒに出力され、コンパレータ２０Ｌから操舵トル
ク検出信号Ｖ_T が参照電圧Ｅ _L より低いときに左方向操
舵であることを表す高レベルの左方向信号ＬＴがアンド
回路２１Ｌに出力される。

【００３１】なおさらに、モータ駆動回路２２は、４個
のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ４を２個
づつ直列に接続して２組の直列回路を構成し、これら直
列回路のスイッチング素子Ｔ１及びＴ２間とＴ３及びＴ
４間との間に操舵補助モータ８を接続し、且つスイッチ
ング素子Ｔ１及びＴ３の入力側が互いに接続されてモー
タリレー２３、キースイッチ２４を介して負極側が接地
されたバッテリ２５の正極側に接続され、スイッチング
素子Ｔ２及びＴ４の出力側が互いに接続されて電流検出
用抵抗でなる電流検出器１８を介して接地されて、所謂
Ｈブリッジ回路に構成されている。

【００３２】そして、スイッチング素子Ｔ１及びＴ３に
夫々アンド回路２１Ｌ及び２１Ｒから出力される左方向
信号及び右方向信号が、スイッチング素子Ｔ４及びＴ２
に夫々電流制御回路１９のアナログスイッチ１９ｃから
から出力されるデューティ制御用パルス信号ＬＰ及びＲ
Ｐが夫々供給され、モータリレー２３のリレーコイルの
一端がスイッチング素子としてのＮＰＮトランジスタ２
６を介してキースイッチ２４に接続されていると共に、
他端が接地され、このトランジスタ２６にマイクロコン
ピュータ１５の出力側インタフェース回路１５ｄから出
力される通電制御信号ＣＳが供給され、さらに電流検出
器１８を構成する電流検出用抵抗の上流側が電流制御回
路１９の誤差増幅器１９ａに接続されている。

【００３３】次に、上記実施形態の動作をマイクロコン
ピュータ１５における演算処理装置１５ｂで実行される
操舵補助制御処理手順を示す図６を伴って説明する。図
６の操舵補助制御処理は、メインプログラムとして実行
され、先ずステップＳ１で、モータ駆動回路２２に通電
を開始するモータリレー２３をオン状態とする通電制御
信号ＣＳをオン状態とし、次いでＳ２に移行して操舵ト
ルクセンサ１３の操舵トルク検出信号Ｔを読込んでから
ステップＳ３に移行する。

【００３４】このステップＳ３では、読込んだ操舵トル
ク検出信号Ｖ_T から非操舵状態即ち操舵トルクが“０”
を表す中立電圧Ｖ_N を減算した値から操舵トルク検出値
Ｔを算出し、次いでステップＳ４に移行して、上記ステ
ップＳ３で算出した操舵トルク検出値Ｔをもとに図４の
制御マップを参照して、操舵補助モータの目標駆動電流
ｉ^* を算出する。

【００３５】次いで、ステップＳ５に移行して、前記ス
テップＳ２で読込んだ操舵トルク検出値Ｔが零を含む負
であるか否かを判定し、Ｔ≦０であるときには左切り状
態であると判断してステップＳ６に移行し、左切り方向
信号ＬＤをオン状態とし、且つ右切り方向信号ＲＤをオ
フ状態とすると共に、ステップＳ４で算出されたモータ
目標電流値ｉ^* を出力してからステップＳ８に移行し、
Ｔ＞０であるときには右切り状態であると判断してステ
ップＳ７に移行し、右切り方向信号ＲＤをオン状態と
し、且つ左切り方向信号ＬＤをオフ状態とすると共に、
ステップＳ４で算出されたモータ目標電流値ｉ^* を出力
してからステップＳ８に移行する。

【００３６】ステップＳ８では、操舵補助制御処理を終
了するか否かを判定し、操舵補助制御処理を継続する場
合には、前記ステップＳ２に戻り、操舵補助制御処理を
終了する場合には、ステップＳ９に移行して、モータ駆
動回路２２に対する通電制御信号ＣＳをオフ状態として
から操舵補助制御処理を終了する。

【００３７】したがって、今、キースイッチ２４がオフ
状態で車両が停止状態にあるものとすると、この状態で
は、コントロールユニット７の電源が遮断状態にあり、
モータ駆動回路２２のモータリレー２３もオフ状態とな
って、操舵補助モータ８への通電が遮断状態となってい
る。

【００３８】この停止状態で、キースイッチ２４をオン
状態とすることにより、コントロールユニット７の各部
に電源が投入され、マイクロコンピュータ１５で処理が
開始される。このとき、演算処理装置１５ｂでは、図６
の操舵補助制御処理が実行開始され、ステップＳ１でオ
ン状態の通電制御信号ＣＳをモータ駆動回路２２のトラ
ンジスタ２６に出力する。

【００３９】このため、トランジスタ２６がオン状態と
なって、モータリレー２３がオン状態となり、バッテリ
ー２５からの直流電力がＨブリッジ回路に供給開始され
る。このときステアリングホイール１を操舵していない
ときには、操舵トルクセンサ１３の操舵トルク検出信号
Ｖ_T は略中立電圧Ｖ_N となっており、図６の操舵補助制
御処理が実行されたときに、ステップＳ３で算出される
操舵トルク検出値Ｔが略“０”となっている。

【００４０】このため、ステップＳ４で算出されるモー
タ目標電流値ｉ^* も“０”となると共に、ステップＳ５
を経てステップＳ６に移行して、高レベルの左切り方向
信号ＬＤをモータ駆動回路２２に出力し、且つモータ目
標電流値ｉ^* を電流制限回路１７に出力する。

【００４１】一方、制限電流発生回路１６でも、入力さ
れる操舵トルク検出信号Ｖ_T が中立電圧Ｖ_N であること
により、モータ電流上限値ｉ_MAX も“０”となる。この
ため、電流制限回路１７では、コンパレータ１７ｂに入
力されるモータ目標電流値ｉ^* 及びモータ電流上限値ｉ
_MAX が共に零であるので、高レベルの選択信号ＳＥがア
ナログスイッチ１７ａに出力され、このアナログスイッ
チ１７ａでモータ電流上限値ｉ_MAX が選択され、これが
実モータ目標電流値ｉｒ^* として電流制御回路１９に出
力される。

【００４２】電流制御回路１９では、誤差増幅器１９ａ
に入力される実モータ目標電流値ｉｒ^* 及び操舵補助モ
ータ８の実電流検出値ｉが共に“０”であるので、その
出力も“０”となり、パルス幅変調回路１９ｂの出力も
デューティ比“０”即ちオフ状態を維持する。

【００４３】また、モータ回転方向検出回路２０では、
操舵トルクセンサ１３から入力される操舵トルク検出信
号Ｖ_T が中立電圧Ｖ_N であるので、Ｅ₁ ＞Ｖ_N ＞Ｅ₂ と
なり、左回転方向信号ＬＴ及び右回転方向信号ＲＴが共
に低レベルとなり、これらがアンドゲート２１Ｌ及び２
１Ｒに供給されるので、これらアンドゲート２１Ｌ及び
２１Ｒの出力信号はマイクロコンピュータ１５からの左
切り方向信号ＬＤ及び右切り方向信号ＲＤのレベルにか
かわらず低レベルとなり、これらがモータ駆動回路２２
のスイッチング素子Ｔ１及びＴ３に供給されるので、こ
れらが共にオフ状態となり、Ｈ型ブリッジ回路には電流
が流れず、操舵補助モータ８は非通電状態に維持され、
この操舵補助モータ８で発生する操舵補助トルクは
“０”を維持し、非操舵状態が継続される。

【００４４】この停車状態で、ステアリングホイール１
を右切りする所謂据え切りを行うと、これに応じて操舵
トルクセンサ１３で検出される操舵トルク検出信号Ｖ_T
が中立電圧Ｖ_N から増加するため、図６の操舵補助制御
処理が実行されたときに、操舵トルク検出値Ｔが正方向
に増加し、この操舵トルク検出値Ｔに基づいてモータ目
標電流値ｉ^* が算出される。

【００４５】そして、操舵トルク検出値Ｔが正であるの
で、ステップＳ５からステップＳ７に移行して、右切り
方向信号ＲＤをオン状態、左切り方向信号ＬＤをオフ状
態とすると共に、モータ目標電流値ｉ^* を出力する。

【００４６】一方、モータ回転方向検出回路２０では、
操舵トルク検出信号Ｖ_T が参照電圧Ｅ_R を越えると、コ
ンパレータ２０ａから出力される右方向信号ＲＴが高レ
ベルとなり、これがアンドゲート２１Ｒに入力されるの
で、このアンドゲート２１Ｒが開いてマイクロコンピュ
ータ１５からの左切り方向信号ＲＤがモータ駆動回路２
２のスイッチング素子Ｔ３に供給される。

【００４７】また、制限電流発生回路１６でも、操舵ト
ルク検出信号Ｖ_T に基づいてモータ目標電流値ｉ^* より
大きな値のモータ電流上限値ｉ_MAX を出力するので、電
流制限回路１７のコンパレータ１７ｂから出力される選
択信号ＳＥが低レベルとなり、アナログスイッチ１７ａ
でモータ目標電流値ｉ^* が選択され、これが実モータ目
標電流値ｉｒ^* として電流制御回路１９に出力される。

【００４８】このため、電流制御回路１９のアナログス
イッチ１９ｃから実モータ目標電流値ｉｒ^* に応じたデ
ューティ比のデューティ制御パルスＲＰが出力され、こ
れがスイッチング素子Ｔ２に出力される。したがって、
モータ駆動回路２２のスイッチング素子Ｔ３がオン状態
を継続し、これに加えてスイッチング素子Ｔ２がデュー
ティ制御パルスＲＰのデューティ比でオン・オフするの
で、操舵補助モータ８にデューティ比に応じた右切り用
の駆動電流ｉが流れることになり、操舵補助モータ８が
回転駆動されて操舵トルク検出信号Ｖ_T に応じた右切り
用操舵補助トルクを発生することにより、軽い操舵を行
うことができる。

【００４９】その後、据え切りを終了すると、操舵トル
ク検出値Ｖ_T が略中立電圧Ｖ_N となる初期状態に戻る。
この状態から、車両を直進走行させてステアリングホイ
ール１を操舵した場合も、上記と同様に操舵トルクセン
サ１３の操舵トルク検出信号Ｖ_T の値に応じた操舵方向
及び電流値の電流ｉが操舵補助モータ８に供給されて操
舵補助トルクを発生し、軽い操舵を行うことができる。

【００５０】このように、操舵トルク検出値Ｔが正又は
負方向に増加してマイクロコンピュータ１５から右切り
方向信号ＲＤ及び左切り方向信号ＬＤの何れかが高レベ
ルとなってもモータ回転方向検出回路２０の右方向信号
ＲＴ及び左方向信号ＬＴの何れかが高レベルとならない
限り操舵補助モータ８の駆動が禁止されるので、マイク
ロコンピュータ１５で何らかの異常が発生して方向判別
機能が失われた場合に、操舵補助モータ８で操舵トルク
とは逆方向の操舵補助トルクを発生することを確実に防
止することができる。

【００５１】一方、マイクロコンピュータ１５が何らか
の異常によってプログラム暴走が発生して、操舵トルク
検出値Ｔに基づいて算出されるモータ目標電流値ｉ^* が
正常値に対して非常に高い異常値となったときには、制
限電流発生回路１６では、操舵トルク検出信号Ｖ_T に基
づいてマイクロコンピュータ１５で算出されるモータ目
標電流値ｉ^* の正常値よりは所定値だけ高いモータ電流
上限値ｉ_MAX が出力されているので、電流制限回路１７
のコンパレータ１７ｂから出力される選択信号ＳＥが高
レベルとなり、これがアナログスイッチ１７ａに供給さ
れることにより、このアナログスイッチ１７ａで異常値
となったモータ目標電流値ｉ^* に代えてモータ電流上限
値ｉ_MAX が選択されることになり、これが実モータ目標
電流値ｉｒ^* として電流制御回路１９に入力されること
になる。

【００５２】このとき、マイクロコンピュータ１５から
例えば右切り方向信号ＲＤが高レベルで、左切り方向信
号ＬＤが低レベルであり、これらが正常であるものとす
ると、モータ駆動回路２２のスイッチング素子Ｔ３がオ
ン状態に制御され、且つ電流制御回路１９のアナログス
イッチ１９ｃでモータ電流上限値ｉ_MAX に応じたデュー
ティ比のパルス信号ＲＰが選択され、これがスイッチン
グ素子Ｔ２に入力されるので、スイッチング素子Ｔ２が
テューティ制御されて、操舵補助モータ８に正常時の電
流値よりは高いが過剰な補助操舵とならない程度の電流
が供給されることになり、この操舵補助モータ８でステ
アリングホイール１の操舵が正常時よりは多少軽くなる
程度の操舵補助トルクが発生され、操舵補助トルクが過
大となって自励振動を発生することを確実に防止するこ
とができる。

【００５３】また、左切り方向信号ＲＤが高レベルで、
右切り方向信号が低レベルである場合も、上記と同様
に、正常時の操舵補助トルクよりは大きめの操舵補助ト
ルクを発生して、自励振動の発生を確実に防止すること
ができる。

【００５４】このように、上記第１の実施形態による
と、制限電流発生回路１６で操舵トルクセンサ１３の操
舵トルク検出信号Ｖ_T に基づいてモータ電流上限値ｉ
_MAX を発生し、このモータ電流上限値ｉ_MAX とマイクロ
コンピュータ１５で算出されるモータ目標電流値ｉ^* と
を電流制限回路１７に供給することにより、この電流制
限回路１７で、両者を比較して、モータ目標電流値ｉ^*
がモータ電流上限値ｉ_MAXを越えたときに、モータ電流
上限値ｉ_MAX に制限することができ、操舵補助モータ８
で過大な操舵補助トルクを発生することを確実に防止し
て、自励振動の発生を防止することができる。

【００５５】次に、本発明の第２の実施形態を図７につ
いて説明する。この第２の実施形態は、車速に応じてモ
ータ電流上限値ｉ_MAX を変更することにより、車両の走
行状況に応じた最適な電流制限機能を発揮させるように
したものである。

【００５６】この第２の実施形態では、図７に示すよう
に、操舵トルクセンサ１３に特性の異なる２つの制限電
流発生回路１６Ａ，１６Ｂを並列に接続し、各制限電流
発生回路１６Ａ，１６Ｂから出力されるモータ電流上限
値ｉ_AMAX，ｉ_BMAXをアナログスイッチ３１に入力して選
択し、このアナログスイッチ３１で選択されたモータ電
流上限値を電流制限回路１７に供給すると共に、車両の
車速をパルス信号として検出する車速センサ３２を設
け、この車速センサ３２の車速検出パルスＰ_SPを周波数
−電圧変換回路３３に供給して電圧に変換し、この出力
電圧を車速判別回路３４に供給して車速が予め設定され
た低車速域及び高車速域の何れであるかを判別し、その
判別結果を表す２つの選択信号ＳＥ_SPをアナログスイッ
チ３１に供給するように構成されていることを除いては
前記第１の実施形態における図２と同様の構成を有す
る。

【００５７】ここで、制限電流発生回路１６Ａは、操舵
トルクセンサ１３の操舵トルク検出信号Ｖ_T に対してマ
イクロコンピュータ１５で算出される正常時のモータ目
標電流値ｉ^* に比較して十分に大きな値のモータ電流上
限値ｉ_AMAXを出力するように電流許容幅が大きく設定さ
れ、制限電流発生回路１６Ｂは制限電流発生回路１６Ａ
の電流許容幅の例えば１／４程度のモータ電流上限値ｉ
_BMAXを出力するように設定されされている。

【００５８】一方、アナログスイッチ３１は、入力され
る選択信号ＳＥ_SPが低レベルであるときに低車速領域で
あると判断して制限電流発生回路１６Ａを選択し、選択
信号ＳＥ_SPが高レベルであるときにルであるときに高車
速領域であると判断して制限電流発生回路１６Ｂを選択
するように構成されている。

【００５９】さらに、車速判別回路３４は、周波数−電
圧変換回路３３の出力電圧Ｖ_SPが反転入力側端子に、所
定の中車速に相当する閾値電圧に設定された参照電圧Ｖ
_M が非反転入力端子に夫々入力されるコンパレータ３４
ａを有し、このコンパレータ３４ａからＶ_SP≦Ｖ_M であ
るときに低レベル、Ｖ_SP＞Ｖ_M であるときに高レベルと
なる選択信号ＳＥ_SPがマルチプレクサ３１に出力され
る。

【００６０】この第２の実施形態によると、車両が停車
中か又は低速走行している低車速領域であるときには、
車速センサ３１で検出される車速検出パルスＰ_SPの単位
時間当たりのパルス数が少ないので、周波数−電圧変換
回路３３の出力電圧Ｖ_SPは“０”又は車速に応じた参照
電圧Ｖ_M より低い値となる。

【００６１】このため、車速判別回路３４のコンパレー
タ３４ａから出力される選択信号ＳＥ_SPが低レベルとな
り、これがアナログスイッチ３１に入力され、このアナ
ログスイッチ３１で制限電流発生回路１６Ａから出力さ
れるモータ電流上限値ｉ_AMAXが選択され、これが電流制
限回路１７に入力される。

【００６２】したがって、据切り等の大きな操舵補助ト
ルクを必要とする低車速領域では、電流許容幅の広い制
限電流発生回路１６Ａが選択されて、そのモータ電流上
限値ｉ_AMAXが電流制限回路１７に入力されるので、マイ
クロコンピュータ１５で何らかの原因でプログラム暴走
が発生して、モータ目標電流値ｉ^* が正常時に比較して
大きな値の異常値となったときに、操舵補助モータ８で
余裕代の大きなモータ電流上限値ｉ_AMAXに応じた操舵補
助トルクを発生させることができ、自励振動の発生を確
実に防止しながら操舵補助トルク不足感を与えることを
防止することができる。

【００６３】また、車両が高車速領域で走行している場
合には、電流許容幅が低車速領域の制限電流発生回路１
６Ａより小さく設定された制限電流発生回路１６Ｂが選
択されるので、セルフアライニングトルクが大きく大き
な操舵補助トルクを必要としていない高車速領域で操舵
補助トルクが過大となって自励振動の発生を確実に防止
することができると共に、運転者が過剰な操舵補助トル
クが作用していると認識することを確実に防止すること
ができる。

【００６４】なお、上記第２の実施形態においては、特
性の異なる２つの制限電流発生回路１６Ａ，１６Ｂを設
け、これらからのモータ電流上限値ｉ_AMAX及びｉ_BMAXを
車速に応じて選択する場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、特性の異なる３つ以上の制限
電流発生回路を設け、これらを車速に応じて選択するよ
うにしてもよいことは言うまでもない。

【００６５】さらに、本発明の第３の実施形態を図８に
ついて説明する。この第３の実施形態は、操舵トルクが
小さい範囲内で操舵補助モータ８への電流供給を可能と
することにより、操舵の応答性を向上させるようにした
ものである。

【００６６】この第３の実施形態においては、図８に示
すように、前述した第１の実施形態における図２のモー
タ回転方向検出回路２０及びアンドゲート２１Ｌ，２１
Ｒが省略されて、マイクロコンピュータ１５から出力さ
れる左切り方向信号ＬＤ及び右切り方向信号ＲＤが直接
モータ駆動回路２２のスイッチング素子Ｔ１及びＴ３に
供給されていると共に、マイクロコンピュータ１５にお
ける記憶装置１５ｃに格納されている目標電流算出用制
御マップが、図９に示すように、前述した図４の特性線
Ｌ₁ と操舵補助モータが操舵系の機械的摩擦力よって回
転しない程度の停止維持モータ電流値ｉ_MIN を維持する
直線Ｌ₂ とによって設定され、さらに制限電流発生回路
１６の特性が、図１０に示すように、操舵トルク検出信
号Ｖ_T が所定電圧Ｖ_H1及びＶ_L1の範囲内にあるときに、
操舵補助モータ８に対して、この操舵補助モータ８を含
む操舵系の機械的摩擦力によって操舵補助モータ８が回
転しない程度の上述した図９の停止維持モータ電流値ｉ
_MIN と略等しいモータ電流値のモータ電流上限値ｉ_MAX0
を出力するように構成されことを除いては前述した第１
の実施形態と同様の構成を有する。

【００６７】この第３の実施形態によれば、前述した第
１の実施形態において操舵補助モータ８を駆動しない不
感帯領域においても、操舵補助モータ８に対して、操舵
系の機械的摩擦力によって回転を開始しない程度の停止
維持モータ電流値ｉ_MIN が操舵トルク検出値Ｔに応じた
回転方向となるように供給されることになり、操舵トル
ク検出値Ｔが不感帯を外れた際に、操舵系に対して操舵
補助トルクを増加させることが可能となり、操舵補助制
御の応答性を向上させることができる。

【００６８】なお、上記各実施形態においては、制限電
流発生回路１６，１６Ａ，１６Ｂ及び電流制限回路１７
をハードウェアで構成する場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ１
５とは異なるマイクロコンピュータを別途適用して、ソ
フトウェア処理するようにしてもよい。

【００６９】また、上記各実施形態においては、操舵ト
ルクセンサ１３から中立電圧Ｖ_N に対して増減するアナ
ログ電圧が出力される場合について説明したが、これに
限定されるものではなく、操舵トルクが“０”であると
きに“０”で例えば右操舵時に正（又は負）、左操舵時
に負（又は正）となる電圧を出力するようにしてもよ
く、これに応じて制限電流発生回路１６及びモータ回転
方向検出回路２０の構成を変更すればよい。

【００７０】さらに、モータ駆動回路２２も上記構成に
限定されるものではなく、Ｈ型ブリッジ回路を構成する
スイッチング素子はトランジスタやリレー等の他の任意
のスイッチング素子を適用することができる。

【００７１】さらにまた、上記各実施形態においては、
マイクロコンピュータ１５における目標電流算出用制御
マップが固定されている場合について説明したが、これ
に限定されるものではなく、車速に応じて特性が異なる
制御マップを複数用意しておき、これらを車速に応じて
選択するようにしてもよい。

【００７２】なおさらに、上記各実施形態においては、
モータ電流上限値ｉ_MAX が図５に示すように、モータ目
標電流値ｉ^* に対して所定値を加算した値に設定されて
いる場合について説明したが、これに限定されるもので
はなく、操舵トルク検出信号Ｖ_T が中立電圧Ｖ_N から離
れるに従って徐々にモータ目標電流値ｉ^* に対する加算
値が大きくなるようにして放物線状に変化させるように
してもよく、この場合には、大きな操舵補助トルクを必
要とする場合に、これに対応してモータ電流上限値ｉ
_MAX も大きくなるので、十分な操舵補助トルクを発生す
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図１のコントロールユニットの具体例を示すブ
ロック図である。

【図３】操舵トルクセンサの操舵トルクに対する操舵ト
ルク検出信号の関係を示す特性線図である。

【図４】コントロールユニットにおけるマイクロコンピ
ュータの操舵トルク検出値とモータ目標電流値との関係
を示す制御マップである。

【図５】制限電流発生回路の操舵トルク検出信号に対す
るモータ電流上限値の関係を示す特性線図である。

【図６】コントロールユニットにおけるマイクロコンピ
ュータの操舵補助制御処理の一例を示すフローチャート
である。

【図７】本発明の第２の実施形態を示す図２と同様のコ
ントロールユニットの具体例を示すブロック図である。

【図８】本発明の第３の実施形態を示す図２と同様のコ
ントロールユニットの具体例を示すブロック図である。

【図９】第３の実施形態におけるマイクロコンピュータ
の操舵トルク検出値とモータ目標電流値との関係を示す
制御マップである。

【図１０】第３の実施形態における制限電流発生回路の
操舵トルク検出信号とモータ電流上限値との関係を示す
特性線図である。

【符号の説明】

１ ステアリングホイール ２ ステアリングシャフト ７ コントロールユニット ８ 操舵補助モータ １３ 操舵トルクセンサ １４ 電流検出器 １５ マイクロコンピュータ １６，１６Ａ，１６Ｂ 制限電流発生回路 １７ 電流制限回路 １９ 電流制御回路 ２０ モータ回転方向検出回路 ２２ モータ駆動回路 ３１ アナログスイッチ ３２ 車速センサ ３４ 車速判別回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵系に加えられる操舵トルクを検出す
   る操舵トルク検出手段と、前記操舵系に対して操舵補助
   力を付加する電動機と、前記操舵トルク検出手段の操舵
   トルク検出値に基づいて電動機を電流制御する制御手段
   とを有する電動式パワーステアリング装置において、前
   記制御手段は、前記操舵トルク検出手段の操舵トルク検
   出値に基づく前記電動機に供給する電流に対して許容上
   限値を設定したことを特徴とする電動式パワーステアリ
   ングの制御装置。
2. 【請求項２】 前記許容上限値は、操舵トルク検出値に
   基づいて設定される正常電流値に所定値を加算した値に
   設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電動
   式パワーステアリング装置。
3. 【請求項３】 車速を検出する車速検出手段を有し、該
   車速検出手段の車速検出値に基づいて前記許容上限値を
   変更するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に
   記載の電動式パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 操舵トルク検出手段の操舵トルク検出値
   が低い状態で前記電動機に供給する電流に対する許容上
   限値を機械的摩擦によって電動機が回転しない程度の電
   流値に設定したことを特徴とする請求項１乃至３の何れ
   かに記載の電動式パワーステアリング装置。