(57)【要約】【課題】操舵補助用モータの電流制限制御が実行されている場合でも、ドライバが操舵補助力の不足を感じることが少ない電動パワーステアリング装置の提供。【解決手段】操舵部材（図示せず）に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサ２１と、操舵補助用のモータ６と、トルクセンサ２１が検出した操舵トルク値に基づき、モータ６に流すべき目標電流値を定める電流制御手段１２と、目標電流値を一時的に制限する電流制限手段８，１２とを備え、電流制御手段１２が定めた目標電流値をモータ６に流すことにより操舵補助する電動パワーステアリング装置。電流制限手段８，１２が目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、目標電流値への立上り電流特性を急峻に設定する手段８，１６を備える構成である。【選択図】図１
2007223428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと、前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づき、前記モータに流すべき目標電流値を定める電流制御手段と、該目標電流値を一時的に制限する電流制限手段とを備え、前記電流制御手段が定めた目標電流値を前記モータに流すことにより操舵補助する電動パワーステアリング装置において、
前記電流制限手段が目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、前記目標電流値への立上り電流特性を急峻に設定する手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと、前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づき、前記モータに流すべき目標電流値を定める電流制御手段と、該目標電流値を一時的に制限する電流制限手段とを備え、前記電流制御手段が定めた目標電流値を、比例制御、積分制御及び微分制御の少なくとも１つの制御により、前記モータに流して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、
前記電流制限手段が目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、前記制御の少なくとも１つのゲインを高く設定する手段を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出し、検出した操舵トルク値に基づき、操舵補助用のモータに流すべき電流値を定め、定めた電流値をモータに流すことにより操舵補助すると共に、過熱防止の為にその電流値を一時的に制限することもある電動パワーステアリング装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータを駆動して操舵補助を行ない、運転者の負担を軽減する電動パワーステアリング装置は、操舵部材（ステアリングホイール、ハンドル）に繋がる入力軸と、ピニオン及びラック等により操向車輪に繋がる出力軸と、入力軸及び出力軸を連結する連結軸とを備え、連結軸に生じる捩れ角度によって、トルクセンサが入力軸に加わる操舵トルクを検出し、検出した操舵トルク値に基づき、出力軸に連動する操舵補助用のモータを駆動制御するものである。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置では、過剰な電流消費を避けてモータ及びモータ駆動回路の発熱による故障を未然に防ぐ為、高負荷継続時保護制御及び過熱保護制御の電流制限制御を備えたものがある。
高負荷継続時保護制御では、ステアリングホイールのエンド位置付近等で高負荷状態になったときに、一時的にモータの目標電流値を制限し、高負荷状態でなくなれば、目標電流値の制限を速やかに解除して、高負荷時の過剰な電流消費を避けて発熱を防ぎ、早期に過熱防止制御に至らないようにしている。
一方、過熱保護制御では、例えばモータに流れる電流の積算量から、モータ及びモータ駆動回路の温度を推定し、推定した温度が所定温度を超えたときに、比較的長時間、モータの目標電流値を制限し、電流の制限を解除するときは徐々に解除するようにしている。
【０００４】
特許文献１には、複数の操舵トルク対（操舵補助モータの）電流指令値特性を有し、急操舵を検出したときには、ゲインの高い操舵トルク対電流指令値特性に切換える電動パワーステアリング装置の制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２０３３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような操舵補助モータの電流制限制御を実行した場合、操舵補助力が抑制されるので、ドライバは必要以上に操舵力を強要されることになり、不快に感じたり、場合によっては操舵に遅れが生じることがあるという問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、操舵補助用のモータの電流制限制御が実行されている場合でも、ドライバが操舵補助力の不足を感じることが少ない電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと、前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づき、前記モータに流すべき目標電流値を定める電流制御手段と、該目標電流値を一時的に制限する電流制限手段とを備え、前記電流制御手段が定めた目標電流値を前記モータに流すことにより操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記電流制限手段が目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、前記目標電流値への立上り電流特性を急峻に設定する手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵部材に加えられた操舵トルク値を検出するトルクセンサと、操舵補助用のモータと、前記トルクセンサが検出した操舵トルク値に基づき、前記モータに流すべき目標電流値を定める電流制御手段と、該目標電流値を一時的に制限する電流制限手段とを備え、前記電流制御手段が定めた目標電流値を、比例制御、積分制御及び微分制御の少なくとも１つの制御により、前記モータに流して操舵補助する電動パワーステアリング装置において、前記電流制限手段が目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、前記制御の少なくとも１つのゲインを高く設定する手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、目標電流値への立上り電流特性を急峻に設定するので、操舵補助用のモータの電流制限制御が実行されている場合でも、ドライバが操舵補助力の不足を感じることが少ない電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【０００９】
第２発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、定めた目標電流値を、比例制御、積分制御及び微分制御の少なくとも１つの制御により、操舵補助用のモータに流して操舵補助し、目標電流値を制限しているときは、その他のときに比較して、前記制御の少なくとも１つのゲインを高く設定するので、操舵補助用のモータの電流制限制御が実行されている場合でも、ドライバが操舵補助力の不足を感じることが少ない電動パワーステアリング装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。この電動パワーステアリング装置は、図示しない操舵部材に加えられ、トルクセンサ２１が検出した操舵トルク値が、インタフェース２０によりサンプリングされ、サンプリングされた操舵トルク値Ｔが、制御装置１の関数発生部１２に与えられる。関数発生部１２には、車両の走行速度を検出する車速センサ３が検出し、インタフェース４がサンプリングした車速値Ｖも与えられている。
【００１１】
関数発生部１２では、図中で示すように、操舵トルク値Ｔが所定の不感帯を超えると、操舵トルク値Ｔの増加に従って目標モータ電流値（目標電流値）Ｉが増加し、さらに操舵トルク値Ｔが所定値以上になると目標モータ電流値Ｉが飽和するような関数が、車速値Ｖ（但しＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３…）に応じて可変的に定められている。前記関数は車速値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…が大となるに従って操舵トルク値Ｔに対する目標モータ電流値Ｉの比が小となると共に、目標モータ電流値Ｉの飽和値が小となるようになっている場合が多い。関数発生部１２が定めた目標モータ電流値Ｉは加算手段１３へ与えられる。
【００１２】
一方、トルクセンサ２１が検出し、インタフェース２０によりサンプリングされた操舵トルク値Ｔは例えば、制御装置１の微分演算部１４へも与えられる。微分演算部１４には、車速センサ３が検出し、インタフェース４によりサンプリングされた車速値Ｖも与えられる。微分演算部１４は、操舵トルク値Ｔを微分し、微分して得た操舵トルク微分値Ｔ′に、車速値Ｖに応じて定められた係数を乗じて、微分電流値Ｉｄとして加算手段１３へ与え、操舵補助用のモータ６及び舵取機構（図示せず）の慣性補償を行う。加算手段１３は、関数発生部１２及び微分演算部１４より与えられた目標モータ電流値Ｉ及び微分電流値Ｉｄを加算し、その加算結果を減算手段１５へ与える。
【００１３】
好ましくは、操舵角度センサ１８が検出した操舵角度が、インタフェース１９によりサンプリングされ、サンプリングされた操舵角度値θが、制御装置１内の制御部８に与えられる。制御部８には、操舵トルク値Ｔ及び目標モータ電流値Ｉも与えられる。制御部８は、与えられた操舵角度値θ、操舵トルク値Ｔ及び目標モータ電流値Ｉに基づき、操舵部材のエンド位置付近等で高負荷状態であるか否かを判定し、高負荷状態であれば、関数発生部１２が出力する目標モータ電流値Ｉを一時的に制限する高負荷継続時保護制御を実行する。高負荷状態でなくなれば、目標電流値の制限を速やかに解除する。また、制御部８には車速値Ｖも与えられる。
制御部８は、また、後述するモータ電流検出回路７が出力したモータ電流検出値Ｉｓの積算量から、モータ６及びモータ駆動回路５の温度を推定し、推定した温度が所定値を超えたときに、所定の計算方法により、モータ６の目標モータ電流値を徐々に制限する過熱保護制御を実行するとよい。
【００１４】
減算手段１５には、操舵補助を行うモータ６に流れる電流を検出するモータ電流検出回路７が出力したモータ電流検出値Ｉｓも与えられている。減算手段１５は、加算手段１３での目標モータ電流値Ｉ及び微分電流値Ｉｄの加算結果からモータ電流検出値Ｉｓを減算し、その減算結果を、ＰＩＤ制御部１６に与える。ＰＩＤ制御部１６は、与えられた減算結果に対してＰＩＤ演算を行い、その演算結果に基づくＰＷＭ信号をモータ駆動回路５へ与える。モータ駆動回路５は、与えられたＰＷＭ信号によりモータ６を駆動する。
この電動パワーステアリング装置の電源は、電源スイッチ回路２を通じてバッテリーＢから与えられる。
【００１５】
以下に、このような構成の電動パワーステアリング装置の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
制御部８は、先ず、トルクセンサ２１が検出し、インタフェース２０によりサンプリングされた操舵トルク値Ｔを読込み（Ｓ２）、操舵角度センサ１８が検出し、インタフェース１９によりサンプリングされた操舵角度値θを読込む（Ｓ３）。次いで、車速センサ３が検出し、インタフェース４によりサンプリングされた車速値Ｖを読込み（Ｓ４）、モータ電流検出回路７が検出したモータ電流値Ｉｓを読込む（Ｓ６）。
【００１６】
制御部８は、次に、操舵トルク値Ｔ、操舵角度値θ、モータ電流値Ｉｓ、及び計時手段の計時結果等に基づき、高負荷継続時保護制御又は過熱保護制御の電流制限処理が必要か否か、また、電流制限処理を実行しているときは、それを解除すべきか否かを判定する（Ｓ８）。
制御部８は、電流制限処理が不要であると判定したとき、又は電流制限処理を解除すべきと判定したとき（Ｓ１０でＮＯ）は、ＰＩＤ制御部１６のゲインを通常制御時のゲインに切換え（Ｓ１１）、関数発生部１２で、操舵トルク値Ｔ及び車速値Ｖに応じた通常の目標モータ電流値Ｉを決定する（Ｓ１２）。
【００１７】
制御部８は、電流制限処理が必要であると判定したとき、又は電流制限処理を実行しており、それを解除すべきでないと判定した（Ｓ１０でＹＥＳ）ときは、関数発生部１２で、目標モータ電流値Ｉを制限する処理を行い（Ｓ２２）、ＰＩＤ制御部１６のゲインを、電流制限時のゲインに切換える（Ｓ２４）。次いで、関数発生部１２で、操舵トルク値Ｔ及び車速値Ｖに応じた、また、制限処理された（Ｓ２２）目標モータ電流値Ｉを決定する（Ｓ１２）。
【００１８】
制御部８は、次に、加算手段１３で、関数発生部１２及び微分演算部１４より与えられた目標モータ電流値Ｉ及び微分電流値Ｉｄを加算し、モータ６及び舵取機構（図示せず）の慣性補償を行う（Ｓ１４）。次いで、減算手段１５で、慣性補償された目標モータ電流値からモータ電流検出値Ｉｓを減算し（Ｓ１６）、その減算結果を、ＰＩＤ制御部１６に与える。
制御部８は、次に、ＰＩＤ制御部１６で、減算手段１５の減算結果に対してＰＩＤ制御演算を行い（Ｓ１８）、その演算結果に基づくモータ電流指令値（ＰＷＭ信号）を出力し（Ｓ２０）モータ駆動回路５へ与え、リターンする。
モータ駆動回路５は、与えられたモータ電流指令値によりモータ６を駆動する。
【００１９】
ここで、ＰＩＤ制御部１６の伝達関数は、
Ｋ（ｋp ｓ＋ｋi ）／（Ｔｓ2 ＋（１＋Ｋｋp ）ｓ＋Ｋｋi ）
Ｋ；定数      ｋp ；比例ゲイン      ｋi ；積分ゲイン
で表される（ｋd ；微分ゲイン＝０とする）。
例えば、通常の制御では、ｋp ＝１、ｋi ＝０．３に設定されているが、電流制限時のゲインに切換えられた（Ｓ２４）ときは、ｋp ＝２、ｋi ＝０．５となり、それぞれ通常制御時より大きく設定される。その結果、モータ電流指令値（Ｓ２０）の立上り特性は、図３に示すように、通常制御時よりも急峻となり、ドライバは、操舵補助力の不足を感じることが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態の動作を説明する為の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  制御装置、５  モータ駆動回路、６  モータ、７  モータ電流検出回路、
８  制御部、１２  関数発生部、１３  加算手段、１５  減算手段、
１６  ＰＩＤ制御部、１８  操舵角度センサ、２１  トルクセンサ
【図１】
2007223428.tif 000003
【図２】
2007223428.tif 000004
【図３】
2007223428.tif 000005