JP2003267247A

JP2003267247A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2003267247A
Application number: JP2002073044A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsutsui; 敏雄筒井; Hiroyuki Kawada; 川田　　裕之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP3885621B2

Abstract

(57)【要約】【課題】昇降圧回路に使用している素子が発熱するおそ
れのある状況を事前に判断して適切に昇圧することによ
り、常に適切な出力電圧を電動機へ供給することを可能
とし、さらには昇圧回路の小型化が可能な電動パワース
テアリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】電動機トルク指令値Ｔｓやｑ軸アシスト電
流Ｉｑｆに基づき周波数ｆを設定する。電動機トルク指
令値Ｔｓが大きい場合やｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが大き
い場合には、周波数ｆは高く設定される。その周波数ｆ
に基づき昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作を行うこと
により、インダクタに大電流を流すことなく入力電圧を
昇圧することができる電動パワーステアリング装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車両に装
備される電動パワーステアリング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、ハンド
ルを通してステアリング軸にかかる操舵トルクおよび車
速に応じてパワーアシスト電動機を駆動することにより
適正な操舵補助力を発生させている。そして、このパワ
ーアシスト電動機は車載コンピュータ（以下、「ＥＣ
Ｕ」とする）により制御されている。具体的には、操舵
トルク信号および車速信号に基づきパワーアシスト電動
機へ供給するアシスト電流を制御することにより行われ
ている。

【０００３】また、パワーアシスト電動機への電力の供
給は、バッテリや充電発電機からＥＣＵを介して行われ
ている。電力供給に際して、バッテリや充電発電機から
入力される入力電圧をＥＣＵ内の昇圧回路により昇圧し
てパワーアシスト電動機へ印加している。これは、高速
走行中の急転舵時の即応性等の種々の理由によるもので
ある。さらに、特開平８−１２７３５１号公報には、昇
圧回路を用いる理由として小電流によりパワーアシスト
電動機の小型化が可能となることが記載されている。

【０００４】しかし、入力電圧を昇圧する際には、昇圧
回路に使用しているインダクタやスイッチング素子等が
発熱して回路の故障等を生ずるおそれがあった。

【０００５】この問題に対し、特開平８−１２７３５１
号公報には昇圧回路で使用している素子の温度を監視
し、その温度が所定値以上になった場合に昇圧する出力
電圧を下げることにより回路の故障等を防止することが
記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、使用してい
る素子の温度が所定値以上になった場合に出力電圧を下
げると、一時的に電動機へ供給する電力が非常に小さく
なる。これは操舵補助力に多大な影響を及ぼすことにな
る。従って、出力電圧を下げることなく、常に適正な出
力電圧を印加することが望まれる。

【０００７】また、電動機がさらに大きなトルクを必要
とする場合には、昇圧回路に大電流が流れることになる
ため、昇圧回路が大型化する。具体的には、大電流が流
れるために素子等の発熱が大きくなり、その発熱に耐え
得る大きさのインダクタやスイッチング素子にせざるを
得ない。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みて為され
たものであり、事前に素子が発熱するおそれのある状況
を判断して適切に昇圧することにより、常に適切な出力
電圧を電動機へ供給することを可能とし、さらには昇圧
回路の小型化が可能な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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
操舵状態、例えば電動機へのトルク指令値やｑ軸アシス
ト電流に応じて昇圧回路を制御する周波数を変更するこ
とにより素子等の発熱を抑制できることを思いつき、本
発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明の電動パワーステアリン
グ装置の電動機制御手段は、昇圧回路と、周波数信号設
定手段と、昇圧回路制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００１１】ここで、昇圧回路は、バッテリや充電発電
機である電力供給源から入力される入力電圧を昇圧した
出力電圧に変換しパワーアシスト電動機に印加する回路
である。具体的には、昇圧回路は、インダクタと、昇圧
用スイッチと、ダイオードとからなる。そして、昇圧用
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作によりインダクタにてエネ
ルギーの蓄積と放出が繰り返され、ダイオードのカソー
ド側へ放出する際に高電圧が発生することにより昇圧が
可能となる。また、周波数信号設定手段は、操舵状態に
応じて周波数信号を設定する設定手段である。また、昇
圧回路制御手段は、昇圧回路を周波数信号に基づき制御
する制御手段である。具体的には、昇圧回路の昇圧用ス
イッチを周波数信号に基づきＯＮ・ＯＦＦ動作させる手
段である。

【００１２】これにより、操舵状態に応じて周波数を変
更することができるので、インダクタの発熱を抑制する
ことができる。その際には、出力電圧を下げることがな
いため、適切な操舵補助力を得ることができ操作性を維
持できる。また、インダクタの発熱を抑制できるので、
インダクタの小型化が可能となる。

【００１３】ここで、周波数の変更によりインダクタの
発熱が抑制できる理由について一例として図４、図１０
および図１１を参照して具体的に説明する。

【００１４】図４は、入力電圧を昇圧する際、すなわち
昇圧用スイッチをＯＮ・ＯＦＦ動作させるときのインダ
クタに流れる電流ＩＬの変化を示す。図４に示すよう
に、昇圧用スイッチのＯＮ動作（Ｔｏｎ）時、すなわち
エネルギーを蓄積している間は、インダクタに流れる電
流が増加する。一方、昇圧用スイッチのＯＦＦ動作（Ｔ
ｏｆｆ）時、すなわちエネルギーを放出している間は、
インダクタに流れる電流が減少する。また、図１０は、
インダクタに流れる電流に対するインダクタンスＬの関
係であるインダクタの直流重畳特性の代表例を示す。図
１０に示すように、ある電流値以上の場合にはインダク
タンスＬが低下する領域がある。この領域を特性飽和領
域という。

【００１５】そして、図１１に、インダクタに流れる電
流について、昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作の周波
数が２０ｋＨｚ（周期＝５０μｓ）の場合を実線ａによ
り、４０ｋＨｚ（周期＝２５μｓ）の場合を破線ｂによ
り示す。ここで、周波数が２０ｋＨｚの場合の昇圧用ス
イッチのＯＮ動作をＴ１ｏｎと、ＯＦＦ動作をＴ１ｏｆ
ｆとし、周波数が４０ｋＨｚの場合の昇圧用スイッチの
ＯＮ動作をＴ２ｏｎと、ＯＦＦ動作をＴ２ｏｆｆとす
る。

【００１６】まず、周波数が２０ｋＨｚの場合には、昇
圧用スイッチのＯＮ動作（Ｔ１ｏｎ）時にインダクタに
流れる電流が増加して特性飽和領域に達するため、イン
ダクタンスＬが減少する。その結果、インダクタに流れ
る電流はさらに増加し、インダクタの発熱を引き起こ
す。周波数が４０ｋＨｚの場合には、インダクタに流れ
る電流が特性飽和領域に達しないため、インダクタの発
熱を抑制できる。このように、周波数を高くすることに
よりインダクタの発熱を抑制できる。

【００１７】この周波数信号は電動機トルク指令値に基
づき設定するとよい。ここで、電動機トルク指令値と
は、操舵トルク信号および車速信号に基づきパワーアシ
スト電動機が要するトルクの指令値である。この電動機
トルク指令値が大きい場合には、昇圧回路のインダクタ
に大電流が流れるため、特性飽和領域に達する可能性が
ある。

【００１８】従って、電動機トルク指令値が大きい場合
に周波数を高く設定し、インダクタの発熱を確実に抑制
できる。その結果、出力電圧を下げることがないため、
適切な操舵補助力を得ることができ操作性を維持でき
る。また、インダクタの発熱を抑制できるので、インダ
クタの小型化が可能となる。

【００１９】また、周波数信号はｑ軸アシスト電流に基
づき設定するとよい。この場合には、電動機制御手段、
いわゆるＥＣＵは、アシスト電流検出手段と、ｑ軸アシ
スト電流算出手段とを有する必要がある。

【００２０】ここで、アシスト電流検出手段は、パワー
アシスト電動機へ供給されるアシスト電流を検出する検
出手段である。また、ｑ軸アシスト電流算出手段は、ア
シスト電流に基づきｑ軸アシスト電流を算出する算出手
段である。なお、ｑ軸アシスト電流は、三相のアシスト
電流を二相（ｑ軸とｄ軸）に変換した場合の等価な電流
のうち一方の電流である。このｑ軸アシスト電流が大き
い場合には、昇圧回路のインダクタに大電流が流れるお
それがあり、特性飽和領域に達する可能性がある。

【００２１】従って、ｑ軸アシスト電流が大きい場合に
周波数を高くすることができるため、インダクタの発熱
を確実に抑制できる。その結果、出力電圧を下げること
がないため、適切な操舵補助力を得ることができ操作性
を維持できる。また、インダクタの発熱を抑制できるの
で、インダクタの小型化が可能となる。

【００２２】また、周波数信号はインダクタの温度に基
づき設定するとよい。この場合には、電動機制御手段、
いわゆるＥＣＵは、インダクタ温度監視手段を有する必
要がある。ここで、インダクタ温度監視手段は、昇圧回
路に使用しているインダクタの温度を監視する温度監視
手段である。

【００２３】従って、発熱原因であるインダクタの温度
に基づき周波数を変更できるので、電圧を降下させるこ
となく発熱を抑制できる。また、インダクタの小型化が
可能となる。

【００２４】また、周波数信号は素子の温度に基づき設
定するとよい。この場合には、電動機制御手段、いわゆ
るＥＣＵは、素子温度監視手段を有する必要がある。こ
こで、素子温度監視手段は、昇圧回路に使用している素
子の温度を監視する温度監視手段である。なお、素子に
は、昇圧用スイッチやダイオード、さらには後述する降
圧用スイッチ等がある。

【００２５】従って、発熱原因である素子の温度に基づ
き周波数を変更できるので、電圧を降下させることなく
発熱を抑制できる。そして、発熱による故障を防止でき
る。

【００２６】また、周波数信号は可聴周波数以外の値を
設定するとよい。これにより、騒音を防止できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明の
電動パワーステアリング装置をより詳しく説明する。

【００２８】（全体構成）図１に示すように、本発明の
電動パワーステアリング装置は、ＥＣＵ１６と、パワー
アシスト電動機１４と、位置検出装置１５と、操舵トル
ク検出装置１７と、車速検出装置１１と、バッテリ１２
と、充電発電機１３とからなる。なお、本実施形態では
パワーアシスト電動機１４として三相ブラシレスモータ
を用いている。

【００２９】ＥＣＵ１６は、マイコン６と、昇降圧回路
１と、昇降圧駆動回路２と、入力電圧検出回路４と、出
力電圧検出回路３と、電動機駆動回路５と、アシスト電
流検出回路７と、操舵トルク検出回路９とから構成され
る。

【００３０】まず、操舵トルク検出装置１７によりステ
アリング軸にかかる操舵トルクが検出される。検出され
た操舵トルクに基づき、操舵トルク検出回路９により操
舵トルク信号が生成される。操舵トルク検出装置７と操
舵トルク検出回路９が操舵トルク検出手段である。ま
た、車速検出手段である車速検出装置１１により車両の
速度を検出して車速信号が生成される。そして、操舵ト
ルク信号と車速信号とに基づき三相ブラシレスモータ１
４に指令されるトルク値（以下「電動機トルク指令値」
という）がマイコン６の電動機トルク指令値算出手段に
より算出される。さらに、算出された電動機トルク指令
値に基づき三相ブラシレスモータ１４に供給される電流
に相当する出力信号がマイコン６の電動機制御手段によ
り生成される。

【００３１】一方、電力供給源であるバッテリ１２や充
電発電機１３から入力される入力電圧は昇降圧回路１に
より昇圧される。昇降圧回路１の制御は、マイコン６か
らの指令信号に基づき昇降圧駆動回路２により行われ
る。そして、昇圧された出力電圧と供給電流に相当する
出力信号とに基づき電動機駆動回路５により三相ブラシ
レスモータ１４に相電流が供給される。そして、三相ブ
ラシレスモータ１４が駆動し、操舵補助力を発生させ
る。

【００３２】なお、入力電圧検出回路４は昇降圧回路１
に入力される電圧を検出し、出力電圧検出回路３は昇降
圧回路１から出力される電圧を検出し、位置検出装置１
５は三相ブラシレスモータ１４の位置信号を検出する。

【００３３】（マイコン６の電動機制御手段による電動
機駆動回路５への出力信号の生成処理）次に、マイコン
６による電動機駆動回路５への出力信号の生成処理につ
いて、図２を参照して説明する。

【００３４】生成された電動機トルク指令値Ｔｓがトル
ク電流変換部６０１に送られ、トルク電流指令値Ｒｉｑ
＊が出力される。このトルク電流指令値Ｒｉｑ＊は、後
述するｑ軸アシスト電流Ｉｑｆと比較部６１０にて比較
される。その結果、ｑ軸電流差ΔＩｑ（＝｜Ｒｉｑ＊−
Ｉｑｆ｜）がある場合は、ＰＩ制御部６０２にて比例積
分制御を受けて補正され、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊が出
力される。

【００３５】また、磁化電流指令値Ｉｄ＊は、後述する
ｄ軸アシスト電流Ｉｄｆと比較部６０９にて比較され
る。その結果、ｄ軸電流差ΔＩｄ（＝｜Ｉｄ＊−Ｉｄｆ
｜）がある場合は、ＰＩ制御部６０３にて比例積分制御
を受けて補正され、ｄ軸アシスト電圧Ｖｄ＊が出力され
る。ここで、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊とｄ軸アシスト電
圧Ｖｄ＊は、三相ブラシレスモータ１４への指令値とし
ての直交座標系の電圧である。

【００３６】そして、ｑ軸アシスト電圧Ｖｑ＊およびｄ
軸アシスト電圧Ｖｄ＊は、三相変換部（ｄｑ逆変換部）
６０４にて三相の相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換され、
パルス幅変調部（ＰＷＭ）６０５に出力される。パルス
幅変調部６０５により出力されたパルス電流に基づき、
電動機駆動回路５（図１に示す）が作動してＵ相、Ｖ相
およびＷ相の各導線を介して三相ブラシレスモータ１４
を給電状態にする。

【００３７】この間、三相ブラシレスモータ１４に接続
された位置検出装置（回転角センサ）１５（図１に示
す）により検出された位置検出信号は、電気角演算回路
６１２に出力される。そして、電気角演算回路６１２に
より、位置検出信号に基づき三相ブラシレスモータ１４
の電気角（角度）が算出され、電気信号として二相変換
部（ｄｑ変換部）６０８に出力される。ここで、角度を
括弧書きとしたのは、三相ブラシレスモータ１４の電気
角と実際の角度（あるいは回転角）との間には相関関係
があり、電気角と角度とは三相ブラシレスモータ１４の
構成等により異なるが、互いに変換可能であるため、包
括的な文言の角度の具体例として電気角を用いた。

【００３８】そして、アシスト電流検出手段であるアシ
スト電流検出回路７（図１に示す）により、電動機駆動
回路５から三相ブラシレスモータ１４に供給される相電
流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ（以下「アシスト電流」という）が
検出され、アシスト電流信号が生成される。アシスト電
流信号と電気角演算回路６１２から出力された電気信号
とに基づき、ｑ軸アシスト電流算出手段およびｄ軸アシ
スト電流算出手段である二相変換部（ｄｑ変換部）６０
８にて二相の電流に変換される。変換される電流は、ｑ
軸アシスト電流Ｉｑｆおよびｄ軸アシスト電流Ｉｄｆで
ある。これらｑ軸アシスト電流Ｉｑｆおよびｄ軸アシス
ト電流Ｉｄｆが、上述のとおり比較部６０９、６１０に
出力されることで、フィードバックして三相ブラシレス
モータ１４の制御を行っている。

【００３９】（昇降圧回路１の基本動作）次に、昇降圧
回路１の動作について、図３を参照して説明する。

【００４０】昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作によりイ
ンダクタ１０１にてエネルギーが蓄積され、ＯＦＦ動作
によりエネルギーが放出される。この繰り返しによりダ
イオード１０４のカソード側に放出の際の高電圧が発生
することで昇圧が可能となる。

【００４１】すなわち、昇圧用スイッチ１０２がＯＮ動
作するとインダクタ１０１に短絡電流が流れ、昇圧用ス
イッチ１０２がＯＦＦ動作するとインダクタ１０１に流
れる電流が遮断される。インダクタ１０１に流れる電流
が遮断されると、この電流の遮断による磁束の変化を妨
げるように、ダイオード１０４のカソード側に高電圧が
繰り返し発生する。発生した電圧がコンデンサ１０５で
平滑され、出力電圧Ｖｏが電動機駆動回路５に出力され
る。これを昇圧チョッパ方式といい、広く一般に知られ
ている。なお、この場合の降圧用スイッチ１０３は通常
ＯＦＦ動作状態であるので、電流はダイオード１０４を
通ることになる。なお、本実施形態においては、便宜上
ダイオード１０４を図中に記載して説明しているが、こ
れは昇圧スイッチング素子１０２にＭＯＳ−ＦＥＴを使
用することにより、ＭＯＳ−ＦＥＴに構成される寄生ダ
イオードでも同じであることの説明は省略する。

【００４２】ここで、昇圧用スイッチ１０２および降圧
用スイッチ１０３のＯＮ・ＯＦＦ動作は、マイコン６の
昇降圧回路制御手段からの指令信号に基づき昇降圧回路
駆動回路２により行われる。このマイコン６からの指令
信号は、パルス波であって、所定周波数のデューティー
値を示す信号である。一般に、昇圧用スイッチ１０２の
デューティー値が大きい場合には昇圧割合が大きくな
り、デューティー値が小さい場合には昇圧割合が小さく
なる。

【００４３】なお、降圧用スイッチ１０３がＯＮ動作す
ると、入力電圧Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏの電圧が大きい方
から小さい方へ電流が流れる。すなわち、入力電圧Ｖｉ
ｎが大きい場合には、電流がダイオードを介さずに降圧
用スイッチ１０３を通じて、インダクタ１０１側からコ
ンデンサ１０５側へ流れる。一方、入力電圧Ｖｉｎが小
さい場合には逆流することになる。通常は、入力電圧Ｖ
ｉｎが小さいので逆流することになる。

【００４４】次に、図４は、入力電圧Ｖｉｎを昇圧する
際、すなわち昇圧用スイッチ１０２をＯＮ・ＯＦＦ動作
させるときのインダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化
を示す。昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作（Ｔｏｎ）
時、すなわちエネルギーを蓄積している間は、インダク
タ１０１に流れる電流が増加する。一方、昇圧用スイッ
チ１０２のＯＦＦ動作（Ｔｏｆｆ）時、すなわちエネル
ギーを放出している間は、インダクタ１０１に流れる電
流が減少する。

【００４５】次に昇降圧回路１の制御方法について具体
的に説明する。

【００４６】（目標昇圧電圧の設定による制御）本発明
の特徴部分である昇降圧回路１の制御方法について説明
する。

【００４７】まず、マイコン６の目標昇圧電圧設定手段
により、出力電圧Ｖｏの目標値である目標昇圧電圧Ｖｔ
が操舵状態に応じて設定される。目標昇圧電圧Ｖｔは、
例えば電動機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される。電
動機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される目標昇圧電圧
Ｖｔを図５に示す。電動パワーステアリング装置におい
て、ハンドルを急操舵する際は、三相ブラシレスモータ
１４の回転力（追従性）を引き出さなければならない。
そのため、三相ブラシレスモータ１４に印加する電圧は
より高い電圧が必要となる。なお、ハンドルを急操舵す
る際には、電動機トルク指令値Ｔｓは比較的小さい。ま
た、ハンドルを据え切りする際は、三相ブラシレスモー
タ１４のトルクが必要となり、大きい電流を流すが、こ
の時にモータ１４の回転力は必要としないため目標昇圧
電圧Ｖｔは小さく設定される。

【００４８】次に、バッテリ１２や充電発電機１３から
入力される入力電圧Ｖｉｎを設定された目標昇圧電圧Ｖ
ｔまで昇圧することができる昇圧用スイッチ１０２のデ
ューティー値（以下「昇圧デューティー値」という）の
指令信号が生成される。ここで、入力電圧Ｖｉｎは車両
の状態（電気負荷の変動等）により変動することは周知
である。従って、マイコン６は、変動する入力電圧Ｖｉ
ｎと設定された目標昇圧電圧Ｖｔに基づき昇圧デューテ
ィー値の指令信号を決定する。なお、昇圧デューティー
値とは１周期における昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作
時間の割合を意味する。

【００４９】ここで、入力電圧Ｖｉｎ、目標昇圧電圧Ｖ
ｔおよび昇圧デューティー値との関係について説明す
る。

【００５０】昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作時のイン
ダクタ１０１から流れる電流変化率Ｉａを数１に示す。
Ｌはインダクタ１０１のインダクタンス値である。

【００５１】

【数１】Ｉａ＝ｄｉ／ｄｔ＝Ｖｉｎ／Ｌまた、昇圧用スイッチ１０２のＯＦＦ動作時のインダク
タ１０１から流れる電流変化率Ｉｂを数２に示す。

【００５２】

【数２】Ｉｂ＝ｄｉ／ｄｔ＝（Ｖｏ−Ｖｉｎ）／Ｌそして、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作時間Ｔｏｎと
ＯＦＦ動作時間Ｔｏｆｆが等しい場合には、Ｉａ＝Ｉｂ
となる。すなわち、数３に示すようになる。

【００５３】

【数３】Ｉａ＊Ｔｏｎ＝Ｉｂ＊ＴｏｆｆＶｉｎ＊Ｔｏｎ＝（Ｖｏ−Ｖｉｎ）＊Ｔｏｆｆここで、入力電圧Ｖｉｎを１０Ｖ、目標昇圧電圧Ｖｔを
２５Ｖの場合の昇圧デューティー値を算出すると、数４
のようになる。なお、Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ＝１とする。ま
た、ダイオード１０４による電圧降下分および配線抵抗
による損失は考慮しないものとする。

【００５４】

【数４】Ｔｏｎ＝｛（２５−１０）／１０｝＊（１−Ｔｏｎ）Ｔｏｎ＝０．６＝６０％従って、この場合には昇圧デューティー値６０％の指令
信号が生成される。つまり、昇圧用スイッチ１０２の駆
動周波数およびインダクタンスＬの値が固定の場合に
は、入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔにより昇圧デュ
ーティー値は一義的に定まることになる。この関係をマ
ップ表にしたものを図７に示す。

【００５５】次に、マイコン６により生成された指令信
号が昇降圧駆動回路２に出力される。出力された信号に
基づき昇降圧駆動回路２により昇圧用スイッチ１０２お
よび降圧用スイッチ１０３が駆動する。

【００５６】このように昇降圧回路１を制御することに
より、以下の効果を有する。

【００５７】電動機トルク指令値Ｔｓが大きい場合に
は、昇降圧回路１に大電流が流れるおそれがある。この
ような場合に、マイコン６の目標昇圧電圧設定手段は目
標昇圧電圧Ｖｔを小さく設定することできる。そのた
め、昇降圧回路１には大電流が流れず、インダクタ１０
１、昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチ１０３等の
発熱を抑制することができる。

【００５８】また、本実施形態では電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき目標昇圧電圧Ｖｔを設定したが、ｑ軸アシ
スト電流Ｉｑｆに基づき設定してもよい。その際の目標
昇圧電圧Ｖｔを図６に示す。ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが
大きい程、目標昇圧電圧Ｖｔは小さく設定される。ｑ軸
アシスト電流Ｉｑｆが大きい場合には、昇降圧回路１に
大電流が流れているおそれがある。このような場合に目
標昇圧電圧Ｖｔを小さく設定することができる。そのた
め、昇降圧回路１には大電流が流れなくなり、インダク
タ１０１、昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチ１０
３等の発熱を抑制することができる。

【００５９】また、マイコン６は、電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき得られた目標昇圧電圧Ｖｔとｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆに基づき得られた目標昇圧電圧Ｖｔのうち、
小さい方を目標昇圧電圧Ｖｔとして設定してもよい。

【００６０】なお、図５および図６に示す電動機トルク
指令値Ｔｓ若しくはｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づく目
標昇圧電圧Ｖｔの対応をより細分化したり、マップ間を
補間したりすることもできる。これにより、より快適な
操舵性を実現できる。

【００６１】また、入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔ
と昇圧デューティー値との関係を示す図７のようなマッ
プ表を予め設定しておく必要は必ずしもないが、マップ
表を用いることによりマイコン６による昇圧デューティ
ー値の算出時間が短縮できる。なお、マップ間の補間や
マップ数についてはより細分化することもできる。

【００６２】また、目標昇圧電圧Ｖｔが変更され、その
変化率が所定値以上となった場合に、ソフトウエアによ
り昇圧する際の応答性を鈍化させるか、若しくはハード
ウエアにより昇圧の変化を徐変させるとよい。このよう
にすることで、操舵補助力を急変させないため、違和感
なく快適にハンドル操舵可能となる。

【００６３】また、指令信号の周波数は可聴周波数以外
の値とすることで、騒音が防止できる。

【００６４】（昇圧デューティー値の設定による制御）
本発明の特徴部分である昇降圧回路１の制御方法につい
て説明する。

【００６５】まず、マイコン６により、出力電圧Ｖｏの
目標値である目標昇圧電圧Ｖｔが電動機トルク指令値Ｔ
ｓに基づき設定される。次に、バッテリ１２や充電発電
機１３から入力される入力電圧Ｖｉｎを設定された目標
昇圧電圧Ｖｔまで昇圧することができる昇圧デューティ
ー値がマイコン６の基準デューティー値算出手段により
算出される。入力電圧Ｖｉｎと目標昇圧電圧Ｖｔと昇圧
デューティー値の関係を図７に示す。この昇圧デューテ
ィー値を基準昇圧デューティー値とする。

【００６６】一方、マイコン６のｑ軸デューティー値算
出手段によりによりｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに応じてｑ
軸昇圧デューティー値が算出される。この関係を図８に
示す。

【００６７】そして、マイコン６のデューティー値比較
判定手段によりｑ軸昇圧デューティー値と基準昇圧デュ
ーティー値のうち小さい方が判定される。判定された昇
圧デューティー値を最大デューティー値Ｔｍａｘとす
る。また、目標昇圧電圧Ｖｔに制御するデューティー値
を指令信号として指令デューティー値設定手段により生
成される。生成された指令信号が昇降圧駆動回路２に出
力される。出力された信号に基づき昇降圧駆動回路２に
より昇圧用スイッチ１０２および降圧用スイッチ１０３
が駆動する。

【００６８】このように昇圧デューティー値の最大値を
制限することでインダクタ１０１に過剰な電流を流すこ
とがなく、発熱を抑制できる。なお、図５、図７および
図８に示すマップ間の補間やマップ数についてはより細
分化することもできる。

【００６９】ここで、本実施形態の代表的なマイコン６
の処理について図９のフローチャートを用いて説明す
る。

【００７０】入力電圧検出回路４により検出された入力
電圧Ｖｉｎを読み込む（ステップＳ１）。一方、操舵ト
ルク信号および車速信号に基づき電動機トルク指令値Ｔ
ｓを算出する（ステップＳ２）。そして、アシスト電流
検出回路７の出力信号および電気角演算回路６１２の電
気信号に基づき二相変換部（ｄｑ変換部）６０８により
二相の電流に変換された電流の一方であるｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆを算出する（ステップＳ３）。続いて、算出
した電動機トルク指令値Ｔｓに基づき目標昇圧電圧Ｖｔ
を設定する（ステップＳ４）。入力電圧Ｖｉｎおよび目
標昇圧電圧Ｖｔに基づき基準昇圧デューティー値を算出
する。また、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づき昇圧デュ
ーティー値を算出する。そして、そのうち小さい方を最
大デューティー値Ｔｍａｘとして設定する（ステップＳ
５）。そして、出力電圧検出回路３により検出された出
力電圧Ｖｏを読み込む（ステップＳ６）。

【００７１】続いて、出力電圧Ｖｏと目標昇圧電圧Ｖｔ
を比較し、一致すれば処理は終了し、現在の昇圧の状態
が維持される（ステップＳ７：Ｙ）。しかし、異なる場
合、すなわち目標昇圧電圧が変更された場合は、変更さ
れた目標昇圧電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏより大きいか小さ
いかにより処理が異なるため、その比較を行う（ステッ
プ８）。変更された目標昇圧電圧Ｖｔが出力電圧Ｖｏよ
り大きい場合（ステップＳ８：Ｙ）、現在指令されてい
る昇圧デューティー値Ｔｃを所定値減少させる（ステッ
プＳ１０）。一方、変更された目標昇圧電圧Ｖｔが出力
電圧Ｖｏより小さい場合（ステップＳ８：Ｎ）、昇圧デ
ューティー値Ｔｃを所定値増加させる（ステップＳ
９）。そして、変更された昇圧デューティー値Ｔｃと算
出された最大デューティー値Ｔｍａｘと比較し、一致す
るならば処理は終了し、その昇圧デューティー値Ｔｃに
より昇圧される（ステップＳ１１）。一致しなければ、
出力電圧Ｖｏと目標昇圧電圧Ｖｔが一致するかを比較
し、一致するならばこの場合も処理は終了し、その目標
昇圧電圧Ｖｔに基づき昇圧される（ステップＳ１２）。
しかし、一致しなければ、ステップＳ８に戻り、昇圧デ
ューティー値の変更処理を行う。

【００７２】（三相ブラシレスモータ１４の発電時にお
ける降圧処理の制御）本発明の特徴部分である昇降圧回
路１の制御方法について説明する。

【００７３】三相ブラシレスモータ１４は、車両および
操舵状態によっては逆起電力を発生する状態（発電状
態）になることがある。そこで、発電状態になった場
合、図３に示した降圧用スイッチ１０３をＯＮ動作させ
ることで、回生エネルギーとしてバッテリ１２へ戻すこ
とができる。発電状態は、目標昇圧電圧Ｖｔと出力電圧
Ｖｏを比較発電検出手段により比較して判定される。す
なわち、出力電圧Ｖｏが目標昇圧電圧Ｖｔより所定値超
えた場合を発電状態と判定する。

【００７４】パワーアシスト電動機が発電する場合に
は、昇圧された電圧を平滑するために用いているコンデ
ンサ１０５（図３に示す）に発電された電圧がかかるこ
とになる。このような場合に、降圧用スイッチ１０３を
ＯＮ動作させることで、コンデンサ１０５に発電された
電圧がかからなくなるため、コンデンサ１０５の耐圧を
必要以上に上げることがなくない。そのため、コンデン
サ１０４を小型化できる。ただし、降圧用スイッチ１０
３のＯＮ動作は、昇圧用スイッチ１０２のＯＦＦ動作時
に行う必要がある。昇圧用スイッチ１０２と降圧用スイ
ッチ１０３が同時にＯＮ動作すると、コンデンサ１０５
に蓄えられている三相ブラシレスモータ１４に印加する
電圧が短絡状態になり、ハンドル操舵に違和感を生じさ
せる。また、発電状態の場合には、昇圧用スイッチ１０
２に過大な電流が流れることになり、昇降圧回路１が故
障する原因となるためである。この動作は、マイコン６
により同時にＯＮ動作することを禁止することができ
る。なお、ハードウエアにより同時にＯＮ動作すること
を禁止することも可能であり、マイコン６が誤動作した
場合にも故障を防止することができる。

【００７５】（周波数の設定による制御）本発明の特徴
部分である昇降圧回路１の制御方法について説明する。

【００７６】まず、マイコン６の周波数信号設定手段に
より、昇圧用スイッチ１０２を駆動する周波数ｆが電動
機トルク指令値Ｔｓに基づき設定される。電動機トルク
指令値Ｔｓに基づき設定される周波数ｆを図１２に示
す。この周波数ｆは、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ動作
時間（Ｔｏｎ）とＯＦＦ動作時間（Ｔｏｆｆ）の和（Ｐ
ＷＭ周期）の逆数である。次に、入力電圧Ｖｉｎを所定
の電圧まで昇圧することができる昇圧デューディー値が
算出される。そして、設定された周波数ｆと算出された
昇圧デューティー値に基づき指令信号が生成される。生
成された指令信号が昇降圧回路制御手段により昇降圧駆
動回路２に出力される。出力された信号に基づき昇降圧
駆動回路２により昇圧用スイッチ１０２および降圧用ス
イッチ１０３を駆動し、入力電圧Ｖｉｎが昇圧される。

【００７７】従って、電動機トルク指令値Ｔｓが大きい
場合には、周波数ｆを高く設定することができる。その
ため、昇降圧回路１には大電流が流れず、インダクタ１
０１の発熱を抑制することができる。その際には、出力
電圧Ｖｏを下げることがないため、適切な操舵補助力を
得ることができ操作性を維持できる。また、インダクタ
１０１の発熱を抑制できるので、インダクタ１０１の小
型化が可能となる。

【００７８】ここで、周波数ｆの変更によりインダクタ
１０１の発熱が抑制できる理由については上述したとお
りである。

【００７９】また、本実施形態では電動機トルク指令値
Ｔｓに基づき周波数ｆを設定したが、ｑ軸アシスト電流
Ｉｑｆに基づき設定してもよい。その際の周波数ｆを図
１３に示す。ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが大きい程、周波
数ｆが高く設定される。この場合には、昇降圧回路１に
大電流が流れるおそれがあるためインダクタ１０１の発
熱を引き起こす。従って、周波数ｆを高くすることによ
り、出力電圧Ｖｏを下げることがなくインダクタ１０１
の発熱を抑制できる。

【００８０】また、インダクタ１０１の温度ＴＬをイン
ダクタ温度監視手段により検出して、その温度に基づき
周波数ｆを設定してもよい。ここで、この場合に用いら
れる昇降圧回路１を図１７に示す。図３に示す昇降圧回
路１と同一のものは同一符号を示す。昇降圧回路１は、
さらに、サーミスタ等の温度センサ１０７を有する。温
度センサ１０７はインダクタ１０１の近傍に設置され
る。そして、検出された温度がマイコン６に入力され、
温度演算処理される。インダクタ１０１の温度ＴＬに適
切な周波数ｆを図１４に示す。インダクタ１０１の温度
ＴＬが高い程、周波数ｆが高く設定される。

【００８１】ここで、この場合のマイコン６の処理につ
いて図１８のフローチャートを用いて説明する。

【００８２】まず、周波数ｆの初期値を設定する（ステ
ップＳ３１）。例えば、２０ｋＨｚと設定する。次に、
温度センサ１０７により検出されたインダクタ１０１の
温度ＴＬを読み込む（ステップＳ３２）。その温度ＴＬ
が条件式「−４０≦ＴＬ≦８５」を満たすか否かを判定
する（ステップＳ３３）。条件式を満たす場合には、周
波数ｆは初期値のまま維持される。すなわち、周波数２
０ｋＨｚで駆動する。条件式を満たさない場合には、イ
ンダクタ１０１の温度ＴＬに応じて図１４の表に基づき
周波数ｆ１を算出する（ステップＳ３４）。周波数ｆと
して周波数ｆ１が再設定される（ステップＳ３５）。

【００８３】従って、インダクタ１０１の過昇温状態を
マイコン６にて判定することで、出力電圧Ｖｏを下げる
ことなくインダクタ１０１の発熱を抑制できる。

【００８４】また、昇圧用スイッチ１０２の温度Ｔｃま
たは降圧用スイッチ１０３の温度Ｔｄを素子温度監視手
段により検出して、その温度に基づき周波数ｆを設定し
てもよい。昇圧用スイッチ１０２や降圧用スイッチは、
ＯＮ・ＯＦＦ動作が激しいと発熱を起こすことになる。
すなわち、周波数ｆが高いと発熱する。ここで、この場
合に用いられる昇降圧回路１を図１７に示す。昇降圧回
路１は、さらに、温度センサ１０６、１０７を有する。
温度センサ１０６は、昇圧用スイッチ１０２の近傍に設
置される。温度センサ１０８は、降圧用スイッチ１０３
の近傍に設置される。そして、検出された温度がマイコ
ン６に入力され、温度演算処理される。昇圧用スイッチ
１０２の温度Ｔｃに適切な周波数ｆを図１５に示す。ま
た、降圧用スイッチ１０３の温度Ｔｄに適切な周波数ｆ
を図１６に示す。スイッチの温度が高い程、周波数ｆが
低く設定される。従って、スイッチング損失を低減する
ことができる。

【００８５】ここで、昇圧用スイッチ１０２の温度Ｔｃ
に基づき周波数ｆが設定される場合のマイコン６の処理
について図１９のフローチャートを用いて説明する。

【００８６】まず、周波数ｆの初期値を設定する（ステ
ップＳ４１）。例えば、２０ｋＨｚと設定する。次に、
温度センサ１０６により検出された昇圧用スイッチ１０
２の温度Ｔｃを読み込む（ステップＳ４２）。その温度
Ｔｃが条件式「−４０≦Ｔｃ≦１２０」を満たすか否か
を判定する（ステップＳ４３）。条件を満たす場合に
は、周波数ｆは初期値のまま維持される。すなわち、周
波数２０ｋＨｚで駆動する。条件式を満たさない場合に
は、昇圧用スイッチ１０２の検出温度Ｔｃに応じて図１
５の表に基づき周波数ｆ１を算出する（ステップＳ４
４）。算出された周波数ｆ１が初期値ｆ以下の場合は、
周波数ｆは初期値のまま維持される（ステップＳ４
５）。そうでなければ、周波数ｆとして周波数ｆ１が再
設定される（ステップＳ４６）。

【００８７】従って、昇圧用スイッチ１０２および降圧
用スイッチ１０３の過昇温状態をマイコン６にて判定す
ることで、出力電圧Ｖｏを下げることなくインダクタ１
０１の発熱を抑制できる。

【００８８】また、周波数ｆは可聴周波数以外の値とす
ることで、騒音が防止できる。

【００８９】なお、周波数ｆを高くしすぎると制御が困
難となるため、周波数ｆの上限値を定めておき、それ以
下の範囲で変更するようにするとよい。その際には、目
標昇圧電圧Ｖｔの設定や昇圧デューティー値の設定等に
より発熱を抑制するとよい。

【００９０】（昇圧用スイッチ１０２の動作と降圧用ス
イッチ１０３の動作の同期制御）本発明の特徴部分であ
る昇降圧回路１の制御方法について説明する。

【００９１】本実施形態の制御方法は、降圧用スイッチ
１０３を積極的にＯＮ動作させることに特徴がある。す
なわち、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定値より大きい場
合には、昇圧用スイッチ１０２の動作と降圧用スイッチ
１０３の動作を同期制御する。この同期制御とは、昇圧
用スイッチ１０２のＯＮ動作時に降圧用スイッチ１０３
をＯＦＦ動作させ、または昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作時に降圧用スイッチ１０３をＯＮ動作させるよう
する制御である。また、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定
値より小さい場合には、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・
ＯＦＦ動作とは無関係に降圧用スイッチ１０３をＯＦＦ
動作させるように制御する。そして、マイコン６によ
り、昇降圧回路１の昇圧用スイッチ１０２および降圧用
スイッチ１０３をこのように動作させるための指令信号
が生成される。生成された指令信号が昇降圧駆動回路２
に出力される。出力された信号に基づき昇降圧駆動回路
２により昇圧用スイッチ１０２および降圧用スイッチ１
０３を駆動し、入力電圧Ｖｉｎが昇圧される。

【００９２】しかし、降圧用スイッチ１０３がＯＮ動作
すると、通常は電流が逆流することになる。そこで、電
流が逆流しない状態を判断して同期制御を行わなければ
ならない。

【００９３】ここで、同期制御を行った場合でも電流を
逆流させない状態について図２０および図２１を参照し
て説明する。

【００９４】図２０は、操舵補助力が小さい場合、すな
わちｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが小さい場合におけるイン
ダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化を示す。昇圧用ス
イッチ１０２のＯＮ動作（Ｔｓ＿ｏｎ）時、すなわちエ
ネルギーを蓄積している間は、インダクタ１０１に流れ
る電流が増加する。一方、昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作（Ｔｓ＿ｏｆｆ）時、すなわちエネルギーを放出
している間は、インダクタ１０１に流れる電流が減少す
る。そして、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・ＯＦＦ動作
は所定の周期（ＰＷＭ周期）で繰り返されている。この
場合に同期制御を行うと、昇圧用スイッチ１０２のＯＦ
Ｆ動作（Ｔｓ＿ｏｆｆ）時に降圧用スイッチ１０３がＯ
Ｎ動作するため、インダクタ１０１に電流が流れていな
い時間（Ｔｒ）には電流が逆流することになる。すなわ
ち、出力電圧Ｖｏが降下することになる。

【００９５】このことから、電流を逆流させないで同期
制御を行うには、インダクタ１０１に電流が流れていな
い時間（Ｔｒ）を０にすればよいことが分かる。すなわ
ち、図２１に示すように、インダクタ１０１に常に電流
が流れている場合には、同期制御を行ったとしても逆流
することがない。なお、図２１は、ｑ軸アシスト電流Ｉ
ｑｆが大きくなった場合におけるインダクタ１０１に流
れる電流ＩＬの変化を示す。また、Ｔｄ＿ｏｎは降圧用
スイッチ１０３のＯＮ動作を、Ｔｄ＿ｏｆｆは降圧用ス
イッチ１０３のＯＦＦ動作を示す。

【００９６】そして、同期制御を行った場合には、昇降
圧回路１の発熱を抑制できるのであるが、その理由につ
いて説明する。

【００９７】降圧用スイッチ１０３がＯＦＦ動作した場
合は、電流が逆流しないので、電流はインダクタ１０１
側からコンデンサ１０５側へ流れる。そして、降圧用ス
イッチ１０３がＯＮ動作した場合には、電流はダイオー
ド１０４を通らずに、降圧用スイッチ１０３を通ること
になる。ここで、ダイオード１０４の消費電力Ｐｄと降
圧用スイッチ１０３のＯＮ動作時の消費電力Ｐｍを数５
に示す。

【００９８】

【数５】Ｐｄ＝（ダイオードの順方向電圧）＊（電流）Ｐｍ＝（電流）²＊（第２スイッチのＯＮ抵抗）一般に、ダイオード１０４の消費電力Ｐｄよりも降圧用
スイッチ１０３のＯＮ動作時の消費電力Ｐｍの方が小さ
い。従って、ダイオード１０４の発熱よりも降圧用スイ
ッチ１０３の発熱の方が小さいので、昇降圧回路１全体
として発熱を抑制することができる。

【００９９】従って、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが所定値
より大きい場合には、同期制御を行うことにより、昇降
圧回路１の発熱を抑制できる。すなわち、電流がダイオ
ード１０４を通過しないで、ダイオード１０４より消費
電力の小さい降圧用スイッチ１０３を通過するので、ダ
イオード１０４の発熱を抑制できる。また、逆流しない
で確実に昇圧することできる。

【０１００】図２２に、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが最大
時のインダクタ１０１に流れる電流ＩＬの変化を示す。
この状態においても、同期制御を行った場合に、逆流し
ないで昇降圧回路１の発熱を抑制することができること
は明らかである。

【０１０１】また、本実施形態ではｑ軸アシスト電流Ｉ
ｑｆに基づき同期制御を行うこととしたが、入力電圧Ｖ
ｉｎに基づき行ってもよい。すなわち、入力電圧Ｖｉｎ
が所定電圧以上の場合に同期制御を行う。入力電圧Ｖｉ
ｎが大きい場合には昇圧の割合が小さいため逆流のおそ
れがある。そのため、逆流しない場合にのみ同期制御を
行い、確実に昇圧すると共に昇降圧回路１の発熱を抑制
することができる。

【０１０２】また、昇圧用スイッチ１０２のＯＮ・ＯＦ
Ｆ動作時間（ＰＷＭ周期）におけるＯＮ動作（Ｔｓ＿ｏ
ｎ）時間の割合が所定値より大きい場合に、同期制御を
行う。従って、上述の入力電圧Ｖｉｎやｑ軸アシスト電
流Ｉｑｆに基づく場合よりもより広範囲に同期制御を行
うことができるため、昇降圧回路１の発熱をさらに抑制
でできる。

【０１０３】ここで、本実施形態のマイコン６の処理の
一例について図２３のフローチャートを用いて説明す
る。

【０１０４】入力電圧検出回路４により検出された入力
電圧Ｖｉｎを読み込む（ステップＳ４１）。一方、操舵
トルク信号および車速信号に基づき電動機トルク指令値
Ｔｓを算出する（ステップＳ４２）。算出した電動機ト
ルク指令値Ｔｓに基づき昇圧用スイッチ１０２のデュー
ティー値を算出する（ステップＳ４３）。続いて、アシ
スト電流検出回路７の出力信号および電気角演算回路６
１２の電気信号に基づき二相変換部（ｄｑ変換部）６０
８により二相の電流に変換された電流の一方であるｑ軸
アシスト電流Ｉｑｆを算出する（ステップＳ４４）。

【０１０５】続いて、入力電圧Ｖｉｎが１６Ｖ以下であ
るかを判定する（ステップＳ４５）。この条件を満たす
場合は、さらに、ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上
であるかを判定する（ステップＳ４６）。この条件も満
たす場合には、同期制御を開始する条件が整ったと判断
し、同期制御を開始する（ステップＳ４８）。入力電圧
Ｖｉｎが１６Ｖ以下でない場合（ステップＳ４５：Ｎ）
およびｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上でない場合
（ステップＳ４６：Ｎ）には、算出された昇圧用スイッ
チ１０２のデューティー値が所定値より大きいかを判定
する（ステップＳ４７）。この所定値とは、入力電圧Ｖ
ｉｎやｑ軸アシスト電流Ｉｑｆに基づき設定されたデュ
ーティー値に相当するものである。この関係を図２４に
示す。例えば、入力電圧が８Ｖであって、ｑ軸アシスト
電流Ｉｑｆが２５Ａ以上の場合の所定値は６０となる。
その判定の結果、この条件を満たす場合（ステップＳ４
７：Ｙ）には、同期制御を開始する（ステップＳ４
８）。そうでない場合には、同期制御を停止して、処理
を終了する（ステップＳ４９）。

【０１０６】図２５は、入力電圧Ｖｉｎとｑ軸アシスト
電流ＩｑｆとステップＳ４７の比較対象である所定値
（デューティー値に相当）との関係を示す。実線は、同
期制御を行った場合にでも電流が逆流しない状態を示
す。領域ａは、入力電圧Ｖｉｎが１６Ｖ以下であって、
ｑ軸アシスト電流Ｉｑｆが３５Ａ以上の場合である。す
なわち、図２３のステップＳ４５およびＳ４６の条件を
満たす場合に相当する領域である。

【０１０７】なお、図２４に示すマップ表のマップ間の
補間やマップ数についてはより細分化することもでき
る。

【０１０８】

【発明の効果】本発明の電動パワーステアリング装置に
よれば、昇降圧回路に使用している素子が発熱するおそ
れのある状況を事前に判断して適切に昇圧することによ
り、常に適切な出力電圧を電動機へ供給することを可能
とし、さらには昇圧回路の小型化が可能な電動パワース
テアリング装置を提供することを目的とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動パワーステアリング装置の全体構
成を示す図である。

【図２】マイコンによる電動機駆動回路への出力信号の
生成処理を示すブロック図である。

【図３】本発明の昇降圧回路を示す電気回路図である。

【図４】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にインダ
クタに流れる電流の変化を示す図である。

【図５】電動機トルク指令値に基づく目標昇圧電圧を示
す表である。

【図６】ｑ軸アシスト電流に基づく目標昇圧電圧を示す
表である。

【図７】入力電圧と目標昇圧電圧に対する最大デューテ
ィー値を示す表である。

【図８】ｑ軸アシスト電流に基づく最大デューディー値
を示す表である。

【図９】昇圧デューディー値の設定による制御方法にお
けるマイコンの処理を示すフローチャートである。

【図１０】インダクタの直流重畳特性を示す図である。

【図１１】周波数の設定による制御方法における昇圧用
スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にインダクタに流れる電
流の変化を示す図である。

【図１２】電動機トルク指令値に基づく周波数を示す表
である。

【図１３】ｑ軸アシスト電流に基づく周波数を示す表で
ある。

【図１４】インダクタの温度に基づく周波数を示す表で
ある。

【図１５】昇圧用スイッチの温度に基づく周波数を示す
表である。

【図１６】降圧用スイッチの温度に基づく周波数を示す
表である。

【図１７】昇降圧回路を示す電気回路図である。

【図１８】周波数の設定による制御方法におけるマイコ
ンの処理を示すフローチャートである。

【図１９】周波数の設定による制御方法における他のマ
イコンの処理を示すフローチャートである。

【図２０】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。

【図２１】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。

【図２２】昇圧用スイッチのＯＮ・ＯＦＦ動作時にイン
ダクタに流れる電流の変化を示す図である。

【図２３】同期制御方法におけるマイコンの処理を示す
フローチャートである。

【図２４】入力電圧とｑ軸アシスト電流に基づく所定値
を示す図である。

【図２５】入力電圧とｑ軸アシスト電流と所定値との関
係を示す図である。

【符号の説明】

１・・・昇降圧回路２・・・昇降圧駆動回路５・・・電動機駆動回路６・・・マイコン７・・・アシスト電流検出回路９・・・操舵トルク検出回路１２・・・バッテリ１３・・・充電発電機１４・・・三相ブラシレスモータ１６・・・ＥＣＵ１０１・・・インダクタ１０２・・・昇圧用スイッチ１０３・・・降圧用スイッチ１０４・・・ダイオード１０５・・・コンデンサ１０６、１０７、１０８・・・温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｂ６２Ｄ 137:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC50 DA15 DA23 DA64 DA67 EC22 EC24 3D033 CA13 CA16 CA20 CA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵力を補助するパワーアシスト電動機
と、ステアリング軸にかかる操舵トルクを検出して操舵
トルク信号を生成する操舵トルク検出手段と、車両の速
度を検出して車速信号を生成する車速検出手段と、該操
舵トルク信号および該車速信号に基づき該パワーアシス
ト電動機が要するトルクの指令値を算出する電動機トル
ク指令値算出手段と、該電動機トルク指令値に基づき該
パワーアシスト電動機を制御する電動機制御手段と、該
電動機制御手段を介して該パワーアシスト電動機へ駆動
用電力を供給する電力供給源を有する電動パワーステア
リング装置において、前記電動機制御手段は、前記電力供給源から入力される入力電圧を昇圧した出力
電圧に変換し前記パワーアシスト電動機に印加する昇圧
回路と、操舵状態に応じて周波数信号を設定する周波数信号設定
手段と、該昇圧回路を該周波数信号に基づき制御する昇圧回路制
御手段と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。
【請求項２】前記周波数信号は前記電動機トルク指令値
に基づき設定されることを特徴とする請求項１記載の電
動パワーステアリング装置。
【請求項３】前記電動機制御手段は、さらに、前記パワ
ーアシスト電動機へ供給されるアシスト電流を検出する
アシスト電流検出手段と、該アシスト電流を二相変換し
た等価な電流であるｑ軸アシスト電流を算出するｑ軸ア
シスト電流算出手段とを有し、前記周波数信号は該ｑ軸アシスト電流に基づき設定され
ることを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリ
ング装置。
【請求項４】前記電動機制御手段は、さらに、前記昇圧
回路に使用しているインダクタの温度を監視するインダ
クタ温度監視手段とを有し、前記周波数信号は該インダ
クタの温度に基づき設定されることを特徴とする請求項
１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】前記電動機制御手段は、さらに、前記昇圧回路に使用している素子の温度を監視
する素子温度監視手段とを有し、前記周波数信号は該素子の温度に基づき設定されること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装
置。
【請求項６】前記周波数信号設定手段は、前記周波数信
号を可聴周波数以外の値に設定することを特徴とする請
求項１乃至５記載の電動パワーステアリング装置。