(57)【要約】【課題】  車載電気負荷の電力制限を適切に行って電動モータの制御遅れを防止するとともに、過剰に電力制限を行わないようにする。【解決手段】  操舵角速度ωの大きさ｜ω｜が判定角速度ωｔｈ以上のときは、電動モータが所定の電力使用状態にあると推定して、制限判定閾値Ｖonｔｈを第１電圧値Ｖ１に設定し（Ｓ２４）、操舵角速度ωの大きさ｜ω｜が判定角速度ωｔｈ未満のときは、制限判定閾値Ｖonｔｈを第２電圧値Ｖ２（＞Ｖ１）に設定する（Ｓ２５）。そして、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っている状態が所定時間ｔ１継続したときに（Ｓ３０：ＹＥＳ）、特定車載電気負荷に対して電力使用制限指令を出力する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源装置から電力供給されて操舵トルクを発生する電動モータと、
操舵ハンドルの操作状態に応じて上記電動モータの通電量を制御するモータ制御手段と
を備えた操舵装置において、
上記電源装置の電源電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段により検出された検出電圧が制限判定閾値よりも下回っているか否かを判断し、上記検出電圧が上記制限判定閾値よりも下回っている場合には、上記電源装置から電源供給を受ける特定車載電気負荷における電力使用を制限させるための制限指令を出力する制限指令手段と、
上記電動モータの電力使用状況に応じて上記制限判定閾値を切り替え、上記電動モータが所定電力以上使用していると判断される場合に比べて、上記電動モータが上記所定電力以上使用していないと判断される場合の制限判定閾値を高く設定する判定閾値切替手段と
を備えたことを特徴とする操舵装置。
【請求項２】
上記操舵ハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を備え、
上記判定閾値切替手段は、上記検出された操舵角速度に基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記操舵角速度が所定角速度以上である場合に比べて、上記操舵角速度が上記所定角速度未満である場合の制限判定閾値を高く設定することを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項３】
上記操舵ハンドルに働く操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、
上記判定閾値切替手段は、上記検出された操舵トルクに基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記操舵トルクが所定トルク以上である場合に比べて、上記操舵トルクが上記所定トルク未満である場合の制限判定閾値を高く設定することを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項４】
上記電動モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段を備え、
上記判定閾値切替手段は、上記検出されたモータ電流に基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記モータ電流が所定電流以上である場合に比べて、上記モータ電流が上記所定電流未満である場合の制限判定閾値を高く設定することを特徴とする請求項１記載の操舵装置。
【請求項５】
上記制限指令手段により上記制限指令を出力している状態から、上記電圧検出手段により検出された電源電圧が予め設定した解除判定閾値よりも上回った場合に、上記電力使用の制限を解除する制限解除手段を備え、
上記解除判定閾値は、上記制限判定閾値よりも高い値に設定されることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の操舵装置。
【請求項６】
上記制限指令手段は、上記電圧検出手段により検出された検出電圧が制限判定時間以上継続して上記制限判定閾値よりも下回った場合に上記制限指令を出力し、
上記制限解除手段は、上記電圧検出手段により検出された電源電圧が解除判定時間以上継続して上記解除判定閾値よりも上回った場合に上記電力使用の制限を解除し、
上記解除判定時間は、上記制限判定時間よりも長い時間に設定されることを特徴とする請求項５記載の操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの操舵状態に応じて電動モータへの通電量を制御して操舵トルクを与える電動パワーステアリング装置等の操舵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の操舵装置として電動パワーステアリング装置が知られている。電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドルの操舵状態に応じて電動モータへの通電量を制御して操舵アシストトルクを与える装置であるが電力消費量がかなり高い。そのため、車載電源装置であるバッテリの能力が低下した場合には、電動モータへの電力供給量が不足したり、電動モータの作動時に電源電圧が一時的に低下したりして本来の性能を発揮できないことがある。そこで、特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置においては、電動モータへの必要供給電力が大きくなる状況を検知したとき、他の電装品（車載電気負荷）への給電を一時的に停止するようにして、バッテリに過大な負荷がかからないようにしている。具体的には、エンジン回転数が所定値以下でハンドル舵角の変化率が所定値以上になったときに他の電装品の給電を停止する構成を採用している。
【特許文献１】特開昭６３−６４８６９号
【発明の開示】
【０００３】
ところで、バッテリの能力が低下していない状況においては、このような他の電装品への電力供給制限を行うことは好ましくない。そこで、バッテリを含む電源装置の電源電圧を常時監視し、電源電圧が所定電圧（制限判定閾値）を下回ったときに特定の電装品に対して電力制限を行うようする電源マネージメントシステムが考えられている。しかし、こうした電源マネージメントシステムを使っても、適切に電力制限を行うことができない場合がある。
【０００４】
例えば、電動パワーステアリング装置においては、その性能を発揮できる必要最低限の電源電圧が予め分かっているため、その必要最低限の電源電圧を電力制限を行うか否かの制限判定閾値として設定することが考えられる。例えば、１２Ｖ仕様の電源装置から電動モータに電力供給して操舵アシストを行う電動パワーステアリング装置において、そのアシスト性能維持に必要とされる電源電圧が９Ｖであるとした場合、制限判定閾値が９Ｖに設定される。従って、電源電圧が９Ｖを下回っていれば他の車載電気負荷への電力制限が行われることになる。ところが、このような制限判定閾値の設定では、電動パワーステアリング装置の操舵アシスト（アシストトルクの発生）に遅れを生じることがある。
【０００５】
つまり、電動パワーステアリング装置においては、電動モータを駆動して操舵アシストを行うが、操舵アシスト時には電源装置（特にバッテリ）から大電流を引き出すため電源電圧が一時的に低下する。従って、操舵アシストを行っていないときに電源電圧が制限判定閾値を上回っていても、操舵アシスト時に電源電圧が低下して制限判定閾値を下回ることがある。電源マネージメントシステムは、この電源電圧が制限判定閾値を下回ったことを検知すると、他の車載電気負荷への電力制限を開始する。しかし、この時点で初めて電力制限を開始していたのでは、すでに駆動指令が出力されている電動モータに対して十分な電力を供給することができない。つまり、操舵アシストを開始する時点において電源装置から十分な電流を瞬時に引き出すことができず、制御遅れが発生してしまう。
【０００６】
図８は、操舵アシストによる電源電圧の変化を表す。バッテリの能力が低下していない場合、電源電圧はその定格電圧１２Ｖ近傍の値をとるが、バッテリが劣化してくると電源電圧は低下する。図８におけるケースＡは、能力が低下しているバッテリを使用して操舵アシストを行ったときの電源電圧の変化を表す。このケースＡにおいては、操舵アシストを行うと、電源電圧が１０Ｖから８.５Ｖにまで低下し、その性能維持に必要とされる電源電圧（９Ｖ）を下回る。このとき、電源マネージメントシステムは、電源電圧が９Ｖを下回ったことを検知した時点で他の車載電気負荷への電力制限を開始する。この場合、上述したように、操舵アシストの制御に遅れが生じてしまう。
【０００７】
そこで、こうした問題を解消するために、操舵アシストによる電圧降下分（１.５Ｖ）を予め加味して制限判定閾値を１０.５Ｖ（９Ｖ＋１.５Ｖ）に設定すると、上述した操舵アシスト制御の遅れについては防止できるものの、今度は、他の車載電気負荷への電力制限が過剰に行われてしまうという別の問題が発生する。
【０００８】
例えば、図８のケースＢに示すように、操舵アシスト時に電源電圧が１１Ｖから９.５Ｖにまで低下するケースにおいては、操舵アシストの性能を引き出せるだけの電源供給能力を備えているにもかかわらず、電源電圧が制限判定閾値（１０.５Ｖ）を下回ったことで他の車載電気負荷への電力制限が行われてしまう。このため、他の車載電気負荷を有効に使用できないばかりでなく、運転者に対して必要以上にバッテリの交換を促してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、車載電気負荷の電力制限を適切に行って電動モータの制御遅れを防止するとともに、過剰に車載電気負荷の電力制限を行わないようにすることにある。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、電源装置から電力供給されて操舵トルクを発生する電動モータと、操舵ハンドルの操作状態に応じて上記電動モータの通電量を制御するモータ制御手段とを備えた操舵装置において、上記電源装置の電源電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段により検出された検出電圧が制限判定閾値よりも下回っているか否かを判断し、上記検出電圧が上記制限判定閾値よりも下回っている場合には、上記電源装置から電源供給を受ける特定車載電気負荷における電力使用を制限させるための制限指令を出力する制限指令手段と、上記電動モータの電力使用状況に応じて上記制限判定閾値を切り替え、上記電動モータが所定電力以上使用していると判断される場合に比べて、上記電動モータが上記所定電力以上使用していないと判断される場合の制限判定閾値を高く設定する判定閾値切替手段とを備えたことにある。
【００１１】
この発明によれば、電源装置の電源電圧を電圧検出手段により検出し、この検出電圧が制限判定閾値を下回っている場合には、制限指令手段により特定車載電気負荷における電力使用を制限させるための制限指令を出力する。この制限判定閾値は、判定閾値切替手段により電動モータの電力使用状況に応じて切り替えられる。判定閾値切替手段は、この切替に際して、電動モータが所定電力以上使用していると判断される場合に比べて、電動モータが所定電力以上使用していないと判断される場合の制限判定閾値を高く設定する。
【００１２】
電源装置の電源電圧は、電動モータが駆動されると一時的に低下する。そこで、電動モータの消費電力が所定電力以上の場合には、電源電圧に所定の電圧降下が発生するものとして、この電力消費状況に応じて制限判定閾値を切り替える。つまり、電動モータを駆動していない状況における制限判定閾値を、駆動時における電圧降下分を考慮して、電動モータを駆動しているとき（所定電力以上使用しているとき）の制限判定閾値よりも高い値に設定する。従って、電動モータを駆動して所定の電圧降下が発生しても、その時になって初めて電源電圧が制限判定閾値を下回ってしまうということが抑制される。つまり、電動モータを駆動していない状況であっても、電源装置の能力が電動モータを適正に駆動できないと予想される程度まで低下してきた場合には、その時点から特定車載電気負荷への電力使用制限を行うことができる。この結果、電動モータを駆動制御開始するときの制御遅れを抑制することができる。
【００１３】
一方、電動モータの駆動中においては、駆動していないときに比べて制限判定閾値が低い値に設定されるため、特定車載電気負荷に対して過剰に電力使用制限を行ってしまうことを抑制できる。また、運転者に対して必要以上にバッテリの交換を促してしまうことも抑制できる。
【００１４】
尚、電動モータの電力使用状況を判断する「所定電力」とは、ゼロより大きな所定の電力値でありゼロ近傍の電力値であってもよい。
【００１５】
また、本発明における操舵トルクとは、操舵ハンドルの操舵操作をアシストする方向に働く操舵アシストトルク、操舵ハンドルの操舵操作を妨げる方向に働く操舵反力トルク、運転者の操舵操作力を使わずに転舵輪を操舵する操舵トルクなど、操舵制御に必要とされるトルクを意味する。従って、本発明の操舵装置は、電動パワーステアリング装置や、ステアリングバイワイヤ方式の操舵装置などに適用することができる。
【００１６】
また、モータ制御手段は、操舵ハンドル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、操舵ハンドルの操舵角を検出する操舵角検出手段、操舵ハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段の少なくとも１つを備え、それにより検出された操作状態に応じて電動モータの通電量を制御するものである。
【００１７】
本発明の他の特徴は、上記操舵ハンドルの操舵角速度を検出する操舵角速度検出手段を備え、上記判定閾値切替手段は、上記検出された操舵角速度に基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記操舵角速度が所定角速度以上である場合に比べて、上記操舵角速度が上記所定角速度未満である場合の制限判定閾値を高く設定することにある。
【００１８】
この発明においては、操舵角速度検出手段により検出された操舵角速度に基づいて電動モータの電力使用状況を推定する。つまり、操舵角速度が所定角速度以上である場合には、電動モータが所定電力以上使用していると推定し、操舵角速度が所定角速度未満である場合には、電動モータが所定電力以上使用していないと推定する。例えば、電動パワーステアリング装置においては、運転者のハンドル操作があればそれをアシストするように電動モータが駆動制御されるため、操舵ハンドルの操舵角速度により電動モータの電力使用状況を推定できる。そこで、判定閾値切替手段は、操舵角速度が所定角速度以上である場合に比べて、操舵角速度が所定角速度未満である場合の制限判定閾値を高く設定する。一般に、操舵ハンドルの操作状態に応じて電動モータの通電量を制御する操舵装置においては、操舵角速度検出手段を備えることから、この手段を電動モータの電力使用状況の推定に有効利用することができる。尚、ここでいう操舵角速度とは、その大きさを意味するものであって、操舵方向について特定するものではない。
【００１９】
本発明の他の特徴は、上記操舵ハンドルに働く操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段を備え、上記判定閾値切替手段は、上記検出された操舵トルクに基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記操舵トルクが所定トルク以上である場合に比べて、上記操舵トルクが上記所定トルク未満である場合の制限判定閾値を高く設定することにある。
【００２０】
この発明においては、操舵トルク検出手段により検出された操舵トルクに基づいて電動モータの電力使用状況を推定する。つまり、操舵トルクが所定トルク以上である場合には、電動モータが所定電力以上使用していると推定し、操舵トルクが所定トルク未満である場合には、電動モータが所定電力以上使用していないと推定する。例えば、電動パワーステアリング装置においては、運転者のハンドル操作があればそれをアシストするように電動モータが駆動制御されるため、操舵ハンドルに作用する操舵トルクにより電動モータの電力使用状況を推定できる。そこで、判定閾値切替手段は、操舵トルクが所定トルク以上である場合に比べて、操舵トルクが所定トルク未満である場合の制限判定閾値を高く設定する。一般に、操作ハンドルの操作状態に応じて電動モータの通電量を制御する操舵装置においては、操舵トルク検出手段を備えることから、この手段を電動モータの電力使用状況の推定に有効利用することができる。尚、ここでいう操舵トルクとは、その大きさを意味するものであって、操舵方向について特定するものではない。
【００２１】
本発明の他の特徴は、上記電動モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段を備え、上記判定閾値切替手段は、上記検出されたモータ電流に基づいて上記電動モータの電力使用状況を推定し、上記モータ電流が所定電流以上である場合に比べて、上記モータ電流が上記所定電流未満である場合の制限判定閾値を高く設定することにある。
【００２２】
この発明においては、モータ電流検出手段により検出されたモータ電流に基づいて電動モータの電力使用状況を推定する。つまり、モータ電流が所定電流以上である場合には、電動モータが所定電力以上使用していると推定し、モータ電流が所定電流未満である場合には、電動モータが所定電力以上使用していないと推定する。そこで、判定閾値切替手段は、モータ電流が所定電流以上である場合に比べて、モータ電流が所定電流未満である場合の制限判定閾値を高く設定する。一般に、電動モータの通電量を制御して操舵トルクを発生する操舵装置においては、モータ電流検出手段を備えることから、この手段を電動モータの電力使用状況の推定に有効利用することができる。尚、ここでいうモータ電流とは、その大きさを意味するものであって、通電方向について特定するものではない。
【００２３】
本発明の他の特徴は、上記制限指令手段により上記制限指令を出力している状態から、上記電圧検出手段により検出された電源電圧が予め設定した解除判定閾値よりも上回った場合に、上記電力使用の制限を解除する制限解除手段を備え、上記解除判定閾値は、上記制限判定閾値よりも高い値に設定されることにある。
【００２４】
この発明によれば、電源電圧が制限判定閾値よりも下回って制限指令を出力している状態から上昇して解除判定閾値を上回った場合には、制限解除手段が電力使用の制限を解除する。この解除判定閾値は、制限判定閾値よりも高い値に設定される。従って、電力使用制限が行われる状態と電力使用制限が行われない状態とが制限判定閾値を挟んで頻繁に切り替わることが無く、安定した電力使用制限制御を行うことができる。また、特定車載電気負荷の作動状況が過剰に切り替わらないため、特定車載電気負荷を保護することができる。
【００２５】
本発明の他の特徴は、上記制限指令手段は、上記電圧検出手段により検出された検出電圧が制限判定時間以上継続して上記制限判定閾値よりも下回った場合に上記制限指令を出力し、上記制限解除手段は、上記電圧検出手段により検出された電源電圧が解除判定時間以上継続して上記解除判定閾値よりも上回った場合に上記電力使用の制限を解除し、上記解除判定時間は、上記制限判定時間よりも長い時間に設定されることにある。
【００２６】
この発明によれば、電源電圧が制限判定閾値よりも下回ったときに電力使用制限を行うための制限指令を出力し、電源電圧が解除判定閾値よりも上回ったときに電力使用制限を解除するが、何れもその電圧条件が所定の判定時間以上継続した場合に行われるため、瞬時的な電源電圧変動に対しては電力使用制限状態が切り替わらず、安定した電力制限制御を行うことができる。しかも、電力使用制限を開始するための継続条件である制限判定時間に対して、電力使用制限を解除するための継続条件である解除判定時間を長く設定しているため、電力制限制御の安定性と応答性とを両立することができる。つまり、電力使用制限の開始判断については短時間で行って応答性を高め、電力使用制限の解除判断については速い応答性を必要としないため、それよりも長い時間をかけて行うことにより安定性を高めている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の操舵装置の実施形態としての車両の電動パワーステアリング装置を概略的に示し、図２は、その電動パワーステアリング装置における制御システムおよび電源供給系を概略的に示している。
【００２８】
この車両の電動パワーステアリング装置１は、大別すると、操舵ハンドル１１の操舵により転舵輪を操舵する操舵機構１０と、操舵機構１０に組み付けられ操舵アシストトルクを発生する電動モータ１５と、操舵ハンドル１１の操舵状態に応じて電動モータ１５の作動を制御するアシスト電子制御ユニット３０とから構成される。
【００２９】
操舵機構１０は、操舵ハンドル１１の回転操作により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵するための機構で、操舵ハンドル１１を上端に一体回転するように接続したステアリングシャフト１２を備える。このステアリングシャフト１２の下端には、ピニオンギヤ１３が一体回転するように接続されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４に形成されたラック歯と噛み合ってラックアンドピニオン機構を構成する。ラックバー１４の両端には、図示しないタイロッドおよびナックルアームを介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２が操舵可能に接続されている。左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２は、ステアリングシャフト１２の軸線回りの回転に伴うラックバー１４の軸線方向の変位に応じて左右に操舵される。従って、操舵ハンドル１１、ステアリングシャフト１２、ラックアンドピニオン機構１３，１４、タイロッド、ナックルアーム等により操舵機構１０が構成される。
【００３０】
ラックバー１４には、操舵アシスト用の電動モータ１５が組み付けられている。電動モータ１５は、本実施形態においては、三相永久磁石モータで構成したブラシレスモータが使用される。電動モータ１５の回転軸は、ボールねじ機構１６を介してラックバー１４に動力伝達可能に接続されていて、その回転により左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２の操舵をアシストする。ボールねじ機構１６は、減速機および回転−直線変換器として機能するもので、電動モータ１５の回転を減速するとともに直線運動に変換してラックバー１４に伝達する。また、電動モータ１５をラックバー１４に組み付けるのに代えて、電動モータ１５をステアリングシャフト１２に組み付けて、電動モータ１５の回転を減速機を介してステアリングシャフト１２に伝達して同シャフト１２を軸線周りに駆動するように構成してもよい。
【００３１】
ステアリングシャフト１２には、操舵トルクセンサ２１が設けられる。操舵トルクセンサ２１は、操舵ハンドル１１の回動操作によってステアリングシャフト１２に作用する操舵トルクに応じた信号を出力する。この操舵トルクセンサ２１から出力される信号により検出される操舵トルクの値を、以下、操舵トルクＴｈと呼ぶ。操舵トルクＴｈは、正負の値により操舵ハンドル１１の操作方向が識別される。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の右方向への操舵時における操舵トルクＴｈを正の値で、操舵ハンドル１１の左方向への操舵時における操舵トルクＴｈを負の値で示す。従って、操舵トルクＴｈの大きさは、その絶対値の大きさとなる。
【００３２】
電動モータ１５には、回転角センサ１７が設けられる。この回転角センサ１７は、電動モータ１５内に組み込まれ、電動モータ１５の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ１７の検出信号は、電動モータ１５の回転角および回転角速度の計算に利用される。一方、この電動モータ１５の回転角は、操舵ハンドル１１の操舵角に比例するものであるので、操舵ハンドル１１の操舵角としても共通に用いられる。また、電動モータ１５の回転角を時間微分した回転角速度は、操舵ハンドル１１の操舵角速度に比例するものであるため、操舵ハンドル１１の操舵角速度としても共通に用いられる。
【００３３】
以下、回転角センサ１７の出力信号により検出される操舵ハンドル１１の操舵角の値を操舵角θと呼び、その操舵角θを時間微分して得られる操舵角速度の値を操舵角速度ωと呼ぶ。尚、操舵角θおよび操舵角速度ωは、後述する電子制御装置４０内のモータ制御部４１により演算される。
操舵角θは、正負の値により操舵ハンドル１１の中立位置に対する右方向および左方向の舵角をそれぞれ表す。本実施形態においては、操舵ハンドル１１の中立位置を「０」とし、中立位置に対する右方向への舵角を正の値で示し、中立位置に対する左方向への舵角を負の値で示す。
【００３４】
アシスト電子制御ユニット３０（以下、アシストＥＣＵ３０と呼ぶ）は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として構成するとともに入出力インタフェースを備えた電子制御装置４０と、電子制御装置４０からの制御信号により電動モータ１５を駆動制御するモータ駆動回路５０とを有する。また、電子制御装置４０は、その機能面からモータ制御部４１と電源マネージメント部４２とに大別される。
【００３５】
モータ制御部４１は、回転角センサ１７、操舵トルクセンサ２１および車両の走行速度ｖを検出する車速センサ２２からの検出信号を入力し、それら検出信号にもとづいて電動モータ１５への目標電流を決定するとともに、電流センサ５３にて検出したモータ実電流と目標電流との偏差に基づいてモータ駆動回路５０を制御して所定の操舵アシストトルクを発生させる。このモータ制御部４１にて実行されるアシスト制御処理については後述する。
【００３６】
電源マネージメント部４２は、電源電圧（電動パワーステアリング装置１に供給される電源電圧）を監視し、電源電圧が所定の判定閾値より下回ったことを検出したときに、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限指令を出力する。この電源マネージメント部４２にて実行される電力使用制限処理についても後述する。
【００３７】
モータ駆動回路５０は、図２に示すように、３相インバータ回路を構成するもので、電動モータ１５の各コイルＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３にそれぞれ対応したスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２を有する。これらのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２は、本実施形態においてはＭＯＳＦＥＴが用いられ、モータ制御部４１からの信号によりオン・オフ制御される。また、モータ駆動回路５０には、電動モータ１５に流れる電流値を検出する電流センサ５３ａ、５３ｂ、５３ｃが各相に設けられる。以下、この３つの電流センサ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを合わせて電流センサ５３と呼ぶ。尚、ＭＯＳＦＥＴを用いたスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２は、それぞれ寄生ダイオードを備えているが、図中においては省略している。
【００３８】
次に、アシストＥＣＵ３０への電源供給系の構成について図２を用いて説明する。
アシストＥＣＵ３０は、バッテリ７１と発電機であるオルタネータ７２とからなる電源装置７０から電源供給される。バッテリ７１としては、定格出力電圧１２Ｖの一般の車載バッテリが用いられる。バッテリ７１の電源端子（＋端子）７３に接続される電源供給元ライン６２には、イグニッションスイッチ８０が接続される。アシストＥＣＵ３０は、このイグニッションスイッチ８０の二次側から電子制御装置４０に電源供給する制御電源供給ライン６３と、イグニッションスイッチ８０の一次側（電源側）から主にモータ駆動回路５０に電源供給する駆動電源供給ライン６４とを備える。
【００３９】
制御電源供給ライン６３には、ダイオード６８が設けられる。このダイオード６８は、カソードを電子制御装置４０側、アノードを電源装置７０側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。駆動電源供給ライン６４には、その途中に電源リレー６５が設けられる。この電源リレー６５は、電子制御装置４０からの制御信号によりオンして電動モータ１５への電力供給回路を形成するものである。
【００４０】
駆動電源供給ライン６４には、この電源リレー６５よりも負荷側において連結ライン６６により制御電源供給ライン６３と接続される。この連結ライン６６は、制御電源供給ライン６３におけるダイオード６８と電子制御装置４０との間に接続される。連結ライン６６にはダイオード６７が接続される。このダイオード６７は、カソードを制御電源供給ライン６３側、アノードを駆動電源供給ライン６４側に向けて設けられ、駆動電源供給ライン６４から制御電源供給ライン６３に向けてのみ通電可能とする逆流防止素子である。このように構成された電源供給系においては、電源リレー６５がオン状態とされたときには、イグニッションスイッチ８０の状態にかかわらず、電子制御装置４０および駆動回路５０に電源が供給される構成となっている。
【００４１】
電源マネージメント部４２は、アシストＥＣＵ３０へ供給される電源の電圧検出を行うが、この電圧検出にあたっては駆動電源供給ライン６４側の電圧と制御電源供給ライン６３側の電圧との２箇所で行う。具体的には、ダイオード６７の一次側電圧およびダイオード６８の一次側電圧をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータを設け、この２つの電源電圧モニタ信号を入力して得た２つのモニタ電圧値のうち高いほうの電圧値を電源電圧Ｖｘとみなす。
【００４２】
電源装置７０には、電動パワーステアリング装置１以外の複数の車載電気負荷が接続される。例えば、サスペンション制御装置、ブレーキ制御装置、エンジン制御装置といった車両の運転走行状態を制御する車載電気負荷や、空調制御装置、シートヒータ装置、デフォッガ装置（以上、図示略）といった車両運転走行とは直接関係しない車載電気負荷が接続される。
【００４３】
電源マネージメント部４２は、電源装置７０の電源供給能力が低下しているときに、車両運転走行に直接関係のない空調制御装置、シートヒータ装置、デフォッガ装置に対して電力使用制限を行うように制限指令を出力するもので、こうした車載電気負荷の制御装置と通信可能に接続されている。以下、電源マネージメント部４２と通信可能に接続され電力使用制限対象となる車載電気負荷を特定車載電気負荷１００と呼び、電力使用制限対象とならない車載電気負荷を一般車載電気負荷１０１と呼ぶ。
【００４４】
次に、電子制御装置４０のモータ制御部４１が実行するアシスト制御処理について説明する。図３は、モータ制御部４１により行われるアシスト制御ルーチンを表すもので、電子制御装置４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶される。本制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８０がオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、イグニッションスイッチ８０がオフされるまでのあいだ短い周期で繰り返し実行される。
【００４５】
本制御ルーチンが起動すると、モータ制御部４１は、まず、ステップＳ１１において、車速センサ２２によって検出された車速ｖと、操舵トルクセンサ２１によって検出された操舵トルクＴｈを読み込む。
【００４６】
続いて、モータ制御部４１は、図４に示すアシストトルクテーブルを参照して、入力した車速ｖおよび操舵トルクＴｈに応じて設定される基本アシストトルクＴａｓを計算する（Ｓ１２）。アシストトルクテーブルは、電子制御装置４０のＲＯＭ内に記憶されるもので、操舵トルクＴｈの増加にしたがって基本アシストトルクＴａｓも増加し、しかも、車速ｖが低くなるほど大きな値となるように設定される。
【００４７】
尚、図４の特性グラフは、正領域すなわち右方向の操舵トルクＴｈおよび基本アシストトルクＴａｓの関係についてのみ示しているが、負領域すなわち左方向の操舵トルクＴｈおよび基本アシストトルクＴａｓに関しては、図４の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移動した関係になる。また、本実施形態では、基本アシストトルクＴａｓをアシストトルクテーブルを用いて算出するようにしたが、アシストトルクテーブルに代えて操舵トルクＴｈおよび車速ｖに応じて変化する基本アシストトルクＴａｓを定義した関数を用意しておき、その関数を用いて基本アシストトルクＴａｓを計算するようにしてもよい。
また、基本アシストトルクＴａｓの算出に関しては、必ずしも車速ｖと操舵トルクＴｈとの組み合わせから算出する必要はなく、少なくとも操舵状態に応じた検出信号に基づいて行えばよい。
【００４８】
続いて、モータ制御部４１は、ステップＳ１３において、この基本アシストトルクＴａｓに補償トルクＴｒｔを加算して目標トルクＴ＊を算出する。この補償トルクＴｒｔは、必ずしも必要ではないが、例えば、操舵角θに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の基本位置への復帰力と、操舵角速度ωに比例して大きくなるステアリングシャフト１２の回転に対向する抵抗力に対応した戻しトルクとの和として計算する。この計算に当たっては、回転角センサ１７にて検出した電動モータ１５の回転角θおよび電動モータ１５の角速度ω（操舵ハンドル１１の操舵角θを時間で微分した操舵角速度ωに相当）を入力して算出する。
次に、モータ制御部４１は、ステップＳ１４において、目標トルクＴ＊を発生させるために必要な目標電流Ｉ＊を計算する。目標電流Ｉ＊は、目標トルクＴ＊をトルク定数で除算することにより求められる。
【００４９】
続いて、モータ制御部４１は、その処理をステップＳ１５に進めて、目標電流Ｉ＊と実電流Ｉｘとの偏差ΔＩを算出し、この偏差ΔＩに基づくＰＩ制御（比例積分制御）による目標指令電圧Ｖ＊を計算する。ステップＳ１５の演算に用いられる実電流Ｉｘは、電流センサ５３により検出した電動モータ１５に流れる電流値である。
目標指令電圧Ｖ＊は、例えば、下記式により計算する。
Ｖ＊＝Ｋｐ・ΔＩ＋Ｋｉ・∫ΔＩ  ｄｔ
ここでＫｐは、ＰＩ制御における比例項の制御ゲイン、Ｋｉは、ＰＩ制御における積分項の制御ゲインである。
【００５０】
そして、モータ制御部４１は、ステップＳ１６において、目標指令電圧Ｖ＊に応じたＰＷＭ制御電圧信号をモータ駆動回路５０に出力して本アシスト制御ルーチンを一旦終了する。本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。従って、本制御ルーチンの実行により、モータ駆動回路５０のスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ２１，ＳＷ３１，ＳＷ１２，ＳＷ２２，ＳＷ３２のデューティ比がＰＷＭ制御により制御されて、運転者の操舵操作に応じた操舵アシストトルクが得られる。
【００５１】
こうしたアシスト制御により電動モータ１５を駆動する場合、電源装置７０から大電流が引き出される。このとき、電源装置７０の出力電圧である電源電圧は一時的に低下する。特に、バッテリ７１が劣化してくると、電源電圧が低下するだけでなく、この一時的な電圧降下も大きくなる。この電源電圧の低下は、電動パワーステアリング装置１におけるアシスト性能の低下を招く。つまり、電源装置７０から目標電流Ｉ＊を引き出すことができず、所定の操舵アシストトルクが得られなくなる。また、電源電圧の低下は、他の車載電気負荷の性能低下をも招くことになる。
【００５２】
そこで、電子制御装置４０は、電源マネージメント部４２を備え、この電源マネージメント部４２により電源電圧を常時監視して必要に応じて特定車載電気負荷１００における電力使用制限をかけて電源装置７０の負荷を軽くする。以下、電源マネージメント部４２により実行される電力使用制限処理について説明する。
【００５３】
図５は、電源マネージメント部４２により行われる電力使用制限制御ルーチンを表すもので、電子制御装置４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶される。本制御ルーチンは、上述したアシスト制御が実施されているときに並行して行われ、短い周期で繰り返し実行される。
【００５４】
本制御ルーチンが起動すると、電源マネージメント部４２は、まず、ステップＳ２１において、電源電圧Ｖｘを検出する。具体的には、図２に示すダイオード６７の一次側電圧およびダイオード６８の一次側電圧をそれぞれ検出し、そのうちの高いほうの電圧値を電源電圧Ｖｘとして求める。尚、本実施形態においては、このアシストＥＣＵ３０に供給される電源の電源電圧Ｖｘを電源装置７０の電源電圧とみなしているが、電源装置７０の出力電圧を直接検出するようにしてもよい。
【００５５】
続いて、電源マネージメント部４２は、ステップＳ２２において操舵角速度ωを検出する。この操舵角速度ωは、モータ制御部４１にて逐次演算されており、回転角センサ１７の出力信号により検出される操舵ハンドル１１の操舵角θを時間微分演算することにより求められる。従って、電源マネージメント部４２は、このモータ制御部４１から操舵角速度ωを表すデータを読み込むことにより操舵角速度ωを検出する。次に、電源マネージメント部４２は、その処理をステップＳ２３に進め、検出した操舵角速度ωの大きさ（｜ω｜）が予め設定した閾値である判定角速度ωｔｈ以上であるか否かを判断する。
【００５６】
操舵角速度ωの大きさと電動モータ１５における電力使用量とは相関関係があり、操舵角速度ωが大きいほど電動モータ１５の電力使用量が増大する。このため、操舵角速度ωから電動モータ１５の電力使用状況を推定することができる。従って、ステップＳ２３の処理は、操舵角速度ωに基づいて電動モータ１５が電源装置７０から所定電力量以上の電力を使用しているか否かを推定により判断するものである。
【００５７】
そして、電源マネージメント部４２は、操舵角速度ωの大きさ（｜ω｜）が判定角速度ωｔｈ以上であると判断した場合には（Ｓ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２４にて制限判定閾値Ｖonｔｈを第１電圧値Ｖ１に設定し、逆に、操舵角速度ωの大きさ（｜ω｜）が判定角速度ωｔｈ未満であると判断した場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、ステップＳ２５にて制限判定閾値Ｖonｔｈを第２電圧値Ｖ２に設定する。この制限判定閾値Ｖonｔｈは、特定車載電気負荷１００に対して電力使用制限を行うか否かを判断するための電源電圧Ｖｘの判定閾値である。
【００５８】
第２電圧値Ｖ２は、第１電圧値Ｖ１に比べて高い値に設定される。本実施形態においては、例えば、Ｖ１＝９.０Ｖ，Ｖ２＝１０.５Ｖに設定される。この第１電圧値Ｖ１は、所期の操舵アシスト性能が得られるために必要となるモータ駆動時における最低限の電源電圧値である。一方、第２電圧値Ｖ２は、電動モータ１５を駆動したときに生じる電源電圧の予想低下分ΔＶを第１電圧値Ｖ１に加算したものである。つまり、第２電圧値Ｖ２は、所期の操舵アシスト性能が得られるために必要となるモータ非駆動時における最低限の電源電圧である。本実施形態では、モータ駆動時に電源電圧が９.０Ｖにまで低下する状態にある電源装置７０においては、そのときの電圧降下ΔＶが１.５Ｖであるとして、第２電圧値Ｖ２を１０.５Ｖ（＝９.０Ｖ＋１.５Ｖ）に設定している。
【００５９】
こうしたステップＳ２２からステップＳ２５までの処理は、所定電力以上の消費電力で電動モータ１５が駆動されているか否かを操舵角速度の大きさで推定し、所定電力以上の消費電力で電動モータ１５が駆動されていると推定したとき（以下、単に電動モータ１５が駆動されているときと呼ぶ）に制限判定閾値Ｖonｔｈを第１電圧値Ｖ１に設定し、そうでないとき（以下、単に電動モータ１５が駆動されていないときと呼ぶ）に制限判定閾値Ｖonｔｈを第２電圧値Ｖ２に設定するものである。
【００６０】
ステップＳ２４あるいはステップＳ２５において制限判定閾値Ｖonｔｈが設定されると、続いて、電源マネージメント部４２は、ステップＳ２１で検出した電源電圧Ｖｘと制限判定閾値Ｖonｔｈとを比較し、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っているか否かを判断する（Ｓ２６）。電源装置７０の電源供給能力が適正であれば、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを上回るため、ステップＳ２６の判断は「ＮＯ」となる。この場合、モータ制御部４１は、その処理をステップＳ２７に進める。
【００６１】
電源マネージメント部４２は、ステップＳ２７において、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを上回っているか否かを判断する。この解除判定閾値Ｖoffｔｈは、特定車載電気負荷１００に対して電力使用制限を行っているときに、その電力制限を解除するための電源電圧Ｖｘの判定閾値である。本実施形態における解除判定閾値Ｖoffｔｈは、制限判定閾値Ｖonｔｈよりも高い値、例えば、制限判定閾値Ｖonｔｈに所定値を加えた値に設定される。
【００６２】
電源装置７０が適正電圧を出力している状況においては、ステップＳ２７の判断は「ＹＥＳ」となり、電源マネージメント部４２は、その処理をステップＳ２８に進める。このステップＳ２８においては、フラグＦが「１」に設定されているか否かが判断される。このフラグＦは、本制御ルーチンの開始時においては「０」に設定され、特定車載電気負荷１００に対して電力使用制限指令を出力しているときに「１」に設定されるものである。従って、本制御ルーチンの開始から電源装置７０が適正電圧を出力している状況においては、フラグＦは「０」に設定されているため、ステップＳ２８の判断は「ＮＯ」となり、本制御ルーチンを一旦抜ける。
【００６３】
本制御ルーチンは、所定の短い周期で繰り返し実行される。そして、電源装置７０の電源供給能力が低下してきて、電源電圧Ｖｘが初めて制限判定閾値Ｖonｔｈを下回ると（Ｓ２６：ＹＥＳ）、電源マネージメント部４２は、その処理をステップＳ２９に進めフラグＦが「１」に設定されているか否かを判断する。この場合、フラグＦは、初期値である「０」に設定されている。従って、電源マネージメント部４２は、その処理をステップＳ３０に進める。
【００６４】
このステップＳ３０においては、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っている状態が制限判定時間ｔ１以上継続したか否かについて判断される。この計時測定は、マイクロコンピュータのソフトウエアタイマにより行なわれる。電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っている状態が制限判定時間ｔ１継続していない間は、ステップＳ３０の判断は「ＮＯ」となり、そのまま本制御ルーチンを抜け、所定の周期で上述した処理が繰り返される。
【００６５】
こうした処理が繰り返され、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っている状態が制限判定時間ｔ１以上継続したと判断されると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、電源マネージメント部４２は、ステップＳ３１において、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限指令を出力する。特定車載電気負荷１００は、この電源マネージメント部４２からの使用制限指令によりその作動を停止する。あるいは、その出力を低減（例えば半減）する。従って、電源装置７０の負荷が軽減されることになる。この特定車載電気負荷１００としては、空調制御装置、シートヒータ装置、デフォッガ装置といった車両運転走行に直接影響を与えない車載電気負荷が割り当てられているため、電力使用制限指令により作動停止しても安全上支障はない。
【００６６】
電源マネージメント部４２は、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限指令を出力すると、次に、ステップＳ３２においてフラグＦを「１」に設定し本制御ルーチンを一旦抜ける。
【００６７】
電源マネージメント部４２は、こうした処理を繰り返すことで、電源電圧Ｖｘを常時監視し続けるとともに、この電源電圧Ｖｘと制限判定閾値Ｖonｔｈとを比較し、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈより下回っているあいだはその状態を維持する（Ｓ２６：ＹＥＳ，Ｓ２９：ＮＯ）。従って、特定車載電気負荷１００においては、電力使用制限が働いた状態に維持される。
【００６８】
こうした状態から電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈにまで上昇復帰した場合には、ステップＳ２６の判断が「ＮＯ」となり、ステップＳ２７の処理に移行する。このステップＳ２７においては、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを上回っているか否か判断される。電源電圧Ｖｘが上昇して制限判定閾値Ｖonｔｈを上回ってはいるものの、解除判定閾値Ｖoffｔｈより低い状態であれば、「ＮＯ」と判断され、そのまま本制御ルーチンを一旦抜ける。
【００６９】
一方、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを上回るまで上昇復帰していれば、電源マネージメント部４２は、ステップＳ２８にてフラグＦを確認した後（Ｓ２８：ＹＥＳ）、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを上回っている状態が解除判定時間ｔ２以上継続したか否かについて判断する（Ｓ３３）。この計時測定は、マイクロコンピュータのソフトウエアタイマにより行なわれる。電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを上回っている状態が解除判定時間ｔ２継続していない間は、ステップＳ３３の判断は「ＮＯ」となり、そのまま本制御ルーチンを抜け、所定の周期で上述した処理が繰り返される。この解除判定時間ｔ２は、制限判定時間ｔ１よりも長い時間に設定されている。
【００７０】
こうした処理が繰り返され、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを下回っている状態が解除判定時間ｔ２以上継続したと判断されると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、電源マネージメント部４２は、ステップＳ３４において、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限の解除指令を出力する。従って、特定車載電気負荷１００は、この時点で電力使用制限が解除されて本来の作動状態に戻る。電源マネージメント部４２は、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限の解除指令を出力すると、ステップＳ３５においてフラグＦを「０」に設定し本制御ルーチンを一旦抜ける。
【００７１】
以上説明した本制御ルーチンにおいては、電源電圧Ｖｘを常時監視し、この電源電圧Ｖｘと制限判定閾値Ｖonｔｈとを比較して、電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回っている状況が制限判定時間ｔ１以上継続したときに、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用の制限指令を出力し電源装置７０の負担を軽減する。この場合、制限判定閾値Ｖonｔｈは、電動モータ１５が駆動されているときと、駆動されていないときとで異なる値が設定される。つまり、電動モータ１５が駆動されていないときの制限判定閾値Ｖonｔｈ（＝Ｖ２）は、電動モータ１５が駆動されているときの制限判定閾値Ｖonｔｈ（＝Ｖ１）よりもモータ駆動による電圧降下ΔＶ相当分だけ高く設定される。
【００７２】
そして、特定車載電気負荷１００の電力使用制限中においては、電源電圧Ｖｘと解除判定閾値Ｖoffｔｈとを比較して、電源電圧Ｖｘが解除判定閾値Ｖoffｔｈを下回っている状況が解除判定時間ｔ２以上継続したときに、特定車載電気負荷１００の制御装置に対して電力使用制限の解除指令を出力する。これにより特定車載電気負荷１００は、電力使用制限が解除されて本来の作動状態に戻る。
【００７３】
以上説明した本実施形態の電動パワーステアリング装置１によれば、以下の効果を奏する。
１．電動モータ１５を駆動していない状況における制限判定閾値Ｖonｔｈ（＝Ｖ２）を、駆動時における電圧降下分を考慮して、電動モータ１５を駆動しているときの制限判定閾値Ｖonｔｈ（＝Ｖ１）よりも高い値に設定するため、電動モータ１５を駆動して所定の電圧降下が発生しても、その時になって初めて電源電圧Ｖｘが制限判定閾値Ｖonｔｈを下回ってしまうということが抑制される。つまり、電動モータ１５を駆動していない状況であっても、電源装置７０の能力が電動モータ１５を適正に駆動できないと予想される程度まで低下してきた場合には、その時点から特定車載電気負荷１００への電力使用制限を行うことができる。この結果、電動モータ１５を駆動制御開始するときの制御遅れを抑制することができる。
【００７４】
２．一方、電動モータ１５の駆動中においては、駆動していないときに比べて制限判定閾値Ｖonｔｈが低い値に設定されるため、特定車載電気負荷１００に対して過剰に電力使用制限を行ってしまうことを抑制できる。つまり、一律に制限判定閾値Ｖonｔｈを設定した場合、制御遅れを防止するためには制限判定閾値Ｖonｔｈを高めの値に設定する必要があるが、それでは特定車載電気負荷１００に対して過剰に電力使用制限を行ってしまう。これに対して本実施形態は、電動モータ１５の駆動中においては、制限判定閾値Ｖonｔｈがアシスト制御性能を維持できる必要最小限の電圧値に設定されるため過剰な電力使用制限を抑制できる。これにより、運転者に対して必要以上にバッテリ７１の交換を促してしまうことも抑制できる。また、特定車載電気負荷１００を有効利用することができる。
【００７５】
３．電動モータ１５が所定電力以上の電力消費をしているか否かの判断を、回転角センサ１７の検出信号から演算した操舵角速度ωにより推定しているため、電動モータ１５の消費電力を求めるための特別な構成を必要としなくコストアップを招かない。また、操舵角速度ωにより電動モータ１５の電力使用状況を検出するメリットとして、操舵ハンドル１１が左右の限界舵角（いわゆるエンド位置）まできられているときに電動モータ１５の消費電力を過剰に推定しない点が挙げられる。つまり、操舵ハンドル１１がエンド位置に保持されている状態においては、電動モータ１５にはあまり電流が流れず、一方、操舵角速度ωはゼロとなる。このため、運転者が操舵ハンドル１１をエンド位置に強く保持していても、電動モータ１５の消費電力を過剰に推定しない。
【００７６】
４．電力使用制限を解除する判定条件である解除判定閾値Ｖoffｔｈを制限判定閾値Ｖonｔｈよりも高い値に設定しているため、電力使用制限が行われる状態と電力使用制限が行われない状態とが制限判定閾値Ｖonｔｈを挟んで頻繁に切り替わるといったハンチングを防止して、安定した電力使用制限制御を行うことができる。また、特定車載電気負荷１００の作動状況が過剰に切り替わらないため、特定車載電気負荷１００を保護することができる。
【００７７】
５．電力使用の制限指令あるいは解除指令は、その成立条件が制限判定時間あるいは解除判定時間の継続を確認してから行われる。従って、瞬時的な電源電圧変動に対しては電力使用制限状態が切り替わらず、安定した電力制限制御を行うことができる。しかも、電力使用の制限を開始するための継続条件である制限判定時間ｔ１に対して、電力使用の制限を解除するための継続条件である解除判定時間ｔ２を長く設定しているため、電力制限制御の安定性と応答性とを両立することができる。つまり、電力使用制限の開始判断については短時間で行って応答性を高め、電力使用制限の解除判断については速い応答性を必要としないため、それよりも長い時間をかけて行うことにより安定性を高めている。
【００７８】
以上、本実施形態の電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７９】
例えば、本実施形態においては、電動モータ１５の電力使用状況を操舵角速度ωにより推定しているが、これに代えて、操舵トルクセンサ２１（操舵トルク検出手段）により検出した操舵トルクＴｈにより推定してもよい。この場合、操舵トルクＴｈの大きさ｜Ｔｈ｜が所定の判定トルクＴｈ０以上である場合に電動モータ１５が所定電力以上使用していると推定する。つまり、図５のステップＳ２２，Ｓ２３を、図６のステップＳ２２ａ，Ｓ２３ａに代える。そして、操舵トルクＴｈの大きさ｜Ｔｈ｜が所定の判定トルクＴｈ０以上である場合には制限判定閾値Ｖonｔｈとして第１電圧値Ｖ１を設定し、操舵トルクＴｈの大きさ｜Ｔｈ｜が所定の判定トルクＴｈ０未満である場合には制限判定閾値Ｖonｔｈとして第２電圧値Ｖ２（＞Ｖ１）を設定する。尚、操舵トルクＴｈの検出は、モータ制御部４１で使用するデータを利用する。
【００８０】
また、電動モータ１５の電力使用状況を電動モータ１５に流れる電流Ｉに基づいて推定してもよい。この電動モータ１５に流れる電流Ｉは、電流センサ５３により検出される実電流Ｉｘでもよく、目標電流Ｉ＊であってもよい。この場合、モータ電流Ｉが所定の判定電流Ｉ０以上である場合に電動モータ１５が所定電力以上使用していると推定する。つまり、図５のステップＳ２２，Ｓ２３を、図７のステップＳ２２ｂ，Ｓ２３ｂに代える。そして、モータ電流Ｉが所定の判定電流Ｉ０以上である場合には制限判定閾値Ｖonｔｈとして第１電圧値Ｖ１を設定し、モータ電流Ｉが所定の判定電流Ｉ０未満である場合には制限判定閾値Ｖonｔｈとして第２電圧値Ｖ２（＞Ｖ１）を設定する。尚、モータ電流Ｉの検出は、モータ制御部４１で使用するデータを利用する。
【００８１】
また、特定車載電気負荷１００に対して電力使用制限を行う場合、その制限程度を可変にするようにしてもよい。つまり、制限指令手段としての電源マネージメント部４２から特定車載電気負荷１００の電力使用制限度合いを特定して制限指令を出力するようにしてもよい。例えば、検出した電源電圧Ｖｘと制限判定閾値Ｖonｔｈとの偏差（Ｖonｔｈ−Ｖｘ）が大きいほど、特定車載電気負荷１００の電力制限度合いを大きくするように電源マネージメント部４２から制限指令を出力する。この場合、例えば、特定車載電気負荷１００に対して制限率を特定して制限指令を出力してもよい。例えば、制限率が１００％であれば特定車載電気負荷１００の作動が禁止され、制限率が７０％であれば特定車載電気負荷１００が通常時の電力使用状態の３０％（許可率＝１００％−制限率７０％）にて駆動されるようにする。また、制限度合いとして特定車載電気負荷１００での使用可能な上限電力値を指令するようにしてもよい。尚、この偏差（Ｖonｔｈ−Ｖｘ）と制限度合いとの関係は、例えば、マップや関数等により記憶手段に記憶しておくとよい。
【００８２】
また、本実施形態においては、電動パワーステアリング装置１のアシストＥＣＵ３０内に特定車載電気負荷１００に対して直接的に電力使用制限を指令する電源マネージメント部４２を設けているが、電動パワーステアリング装置１とは別に、車載電気負荷の電力使用状態を総合的に制御する電源マネージメントシステムが構築されている場合には、アシストＥＣＵ３０から電源マネージメントシステムに電力使用の制限指令／解除指令を出力するようにしてもよい。
【００８３】
また、本実施形態においては、電力使用制限の解除を行うときに、解除指令を特定車載電気負荷１００に出力しているが、電力使用制限指令を停止するようにしてもよい。つまり、電力使用制限時においては、電力使用制限指令を出力し続けるようにし、電力使用制限の解除条件が成立したときに、この電力使用制限指令を停止するようにしてもよい。
【００８４】
また、本実施形態においては、ハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置について説明したが、操舵ハンドルと操舵輪とを機械的に切り離したステアリングバイワイヤ方式の操舵装置にも適用できる。つまり、運転者のハンドル操作に対して操舵反力トルクを発生する電動モータと、転舵輪を操舵するための操舵トルクを発生する電動モータの少なくとも一方を備え、その少なくとも一方の電動モータの電力使用状況に応じて制限判定閾値を切り替えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施形態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２】実施形態の電動パワーステアリング装置における制御システムおよび電源供給系を表す概略回路構成図である。
【図３】アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図４】基本アシストトルクを算出するためのテーブルを表す説明図である。
【図５】電力使用制限制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図６】電力使用制限制御ルーチンにおける一部変形例である。
【図７】電力使用制限制御ルーチンにおける一部変形例である。
【図８】電源電圧の変動を表す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１…電動パワーステアリング装置、１０…操舵機構、１５…電動モータ、１７…回転角センサ、２１…操舵トルクセンサ、２２…車速センサ、３０…アシストＥＣＵ、４０…電子制御装置、４１…モータ制御部、４２…電源マネージメント部、５０…モータ駆動回路、５３…電流センサ、７０…電源装置、７１…バッテリ、７２…オルタネータ、１００…特定車載電気負荷、Ｖｘ…電源電圧、Ｖ１…第１電圧値、Ｖ２…第２電圧値、Ｖonｔｈ…制限判定閾値、Ｖoffｔｈ…解除判定閾値、ω…操舵角速度、ωｔｈ…判定角速度、ｔ１…制限判定時間、ｔ２…解除判定時間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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