JP2008273466A - 電気式動力舵取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操舵状態に応じてオルタネータの発電電圧を制御してモータに供給することにより電圧制御における損失を低減し得る電気式動力舵取装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵ５０は、操舵角速度ωが第１角速度ω_１以上である場合に当該操舵角速度ωが大きくなるほど、または、操舵角速度ωと操舵トルクＴとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１以上である場合に当該操舵負荷Ｐが大きくなるほど、オルタネータ６１の発電電圧を増加させるようにレギュレータ６２を制御する。そしてこの増加された発電電圧をアシストモータ４０に供給することにより操舵状態に応じたアシスト力を発生させるとともに、上記増加された発電電圧を降圧回路５０ｂにより発電電圧値Ｖｏdに降圧してバッテリ７０または外部負荷８０に供給する。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置に関するものである。

従来より、モータのアシスト力により操舵を補助する電気式動力舵取装置として、下記特許文献１に示す、車両用パワーステアリングシステムが知られている。この車両用パワーステアリングシステムは、車載バッテリからのバッテリ電圧（１２Ｖ）を１００Ｖに昇圧して出力する昇圧回路と、１００Ｖ仕様のモータとを採用することにより、通常の１２Ｖ仕様のモータに比べて小さな電流で大きなトルクを出力している。そして、操舵しない時間や車速に応じて昇圧回路にて昇圧されて出力される出力電圧を低くすることにより、昇圧回路での昇圧動作が抑制されて昇圧回路におけるエネルギー消費が必要最低限となり省エネを図っている。
特開平０８−１２７３５０号公報

しかしながら、上述の車両用パワーステアリングシステムでは、操舵しない時間や車速に応じて昇圧回路にて昇圧されて出力される出力電圧を低くしているものの、昇圧回路により車載バッテリからの電圧を高い電圧に昇圧する昇圧動作を行う場合もあるため、この場合には昇圧回路において昇圧損失が発生するという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、操舵状態に応じてオルタネータの発電電圧を制御してモータに供給することにより電圧制御における損失を低減し得る電気式動力舵取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の電気式動力舵取装置では、車両のステアリングホイール（２１）による操舵状態に応じてオルタネータ（６１）の発電電圧をモータ（４０）に供給することにより操舵を補助可能なアシスト力を発生する電気式動力舵取装置（１０）であって、前記ステアリングホイールの操舵における操舵角速度（ω）を検出する角速度検出手段（３０）と、前記ステアリングホイールの操舵における操舵トルク（Ｔ）を検出するトルク検出手段（３０）と、前記操舵角速度が高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態に対応する所定の角速度閾値（ω_１）以上である場合に当該操舵角速度が大きくなるほど、または、前記操舵角速度と前記操舵トルクとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷（Ｐ）が大きなアシスト力を必要とする操舵状態に対応する所定の負荷閾値（Ｐ_１）以上である場合に当該操舵負荷が大きくなるほど、前記発電電圧を増加するように制御する発電電圧制御手段（５０、６２）と、前記増加された発電電圧を前記モータに供給してアシスト力を発生させるモータ制御手段（５０）と、前記増加された発電電圧を所定の電圧値（Ｖｏd）に降圧する降圧手段（５０ｂ）と、前記降圧手段により降圧された発電電圧を電源（７０）または外部負荷（８０）に供給する供給手段（５０）と、を備えることを技術的特徴とする。

請求項１の発明では、発電電圧制御手段は、操舵角速度が上記所定の角速度閾値以上である場合に当該操舵角速度が大きくなるほど、または、操舵角速度と操舵トルクとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷が上記所定の負荷閾値以上である場合に当該操舵負荷が大きくなるほど、オルタネータの発電電圧を増加させる。そしてこの増加された発電電圧をモータ制御手段によりモータに供給して操舵状態に応じたアシスト力を発生させるとともに、上記増加された発電電圧を降圧手段により所定の電圧値に降圧して電源またはブロアモータやワイパー用モータなどの外部負荷に供給手段により供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態である場合に操舵角速度が大きくなるほど、または、大きなアシスト力を必要とする操舵状態である場合に操舵負荷が大きくなるほど、オルタネータの発電電圧を増加させるように制御してモータに供給するので、上記操舵状態に対応し得るアシスト力をモータにより発生することができる。

また、この発電電圧の増加により、増加前の発電電圧をモータに供給する場合と比較して、オルタネータとモータとを接続する配線を流れる電流の電流値が低下するので、配線の線径を細くするとともに配線における損失を低減することができる。

さらに、この増加させた発電電圧を降圧手段により所定の電圧値、例えば、電源の定格電圧程度の電圧値に降圧して電源または外部負荷に供給手段により供給するので、上述のようなバッテリ電圧（電源電圧）を昇圧する昇圧回路を設ける必要もなく、また昇圧損失が発生するようなこともない。

一方、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合には、オルタネータの発電電圧を増加させることなく、例えば、電源の定格電圧程度の低い電圧に制御してモータに供給するとともにこの低い発電電圧を供給手段により電源または外部負荷に供給することとなるので、降圧手段を動作させることもなく降圧損失が発生することもない。
したがって、操舵状態に応じてオルタネータの発電電圧を制御してモータに供給することにより電圧制御における損失を低減することができる。

請求項２の発明では、発電電圧制御手段は、操舵角速度が上記所定の角速度閾値未満かつ操舵負荷が上記所定の負荷閾値未満であって電源の電源電圧値が当該電源の定格電圧より高い所定の電圧閾値以下である場合には、オルタネータの発電電圧を定格電圧よりも高くなるように制御する。そして、モータ制御手段は上記定格電圧よりも高い発電電圧をモータに供給してアシスト力を発生させ、供給手段は上記定格電圧よりも高い発電電圧を電源または外部負荷に供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合であっても電源の電源電圧が低下して上記所定の電圧閾値以下になった場合には、オルタネータの発電電圧を電源の定格電圧よりも高くして電源に供給（充電）するので、電源電圧が低下して電圧不足になるようなこともない。

請求項３の発明では、発電電圧制御手段は、操舵角速度が上記所定の角速度閾値未満かつ操舵負荷が上記所定の負荷閾値未満であって所定時間内における電源の入力電流値の積算値が出力電流値の積算値以下である場合には、オルタネータの発電電圧を電源の定格電圧よりも高くなるように制御する。そして、モータ制御手段は上記定格電圧よりも高い発電電圧をモータに供給してアシスト力を発生させ、供給手段は上記定格電圧よりも高い発電電圧を電源または外部負荷に供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合であっても所定時間内における電源の入力電流値の積算値が出力電流値の積算値以下になった場合には、オルタネータの発電電圧を電源の定格電圧よりも高くして電源に供給（充電）するので、電源電圧が低下して電圧不足になるようなこともない。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電気式動力舵取装置１０の構成概要を示す説明図である。図２は、電気式動力舵取装置１０のＥＣＵ５０の制御構成を示すブロック図である。

図１および図２に示すように、電気式動力舵取装置１０は、主に、ステアリングホイール２１、ステアリング軸２２、ピニオン軸２３、ラック軸２４、トルクセンサ３０、アシストモータ４０、モータレゾルバ４２、ボールねじ機構４４等を備える操舵機構２０と、この操舵機構２０のアシストモータ４０を駆動制御するとともにオルタネータ６１の発電電圧を制御する機能等を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit ）５０とから構成されている。

電気式動力舵取装置１０は、後述するようにトルクセンサ３０等により検出された操舵状態等に基づいて、アシストモータ４０を駆動して運転者による操舵をアシストするものである。なお、ラック軸２４の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の操舵輪が連結されている。

図１に示すように、ステアリングホイール２１には、ステアリング軸２２の一端側が連結され、このステアリング軸２２の他端側には、ピニオンハウジング２５内に収容されたトルクセンサ３０の入力軸２３ａおよび図略のトーションバーが連結されている。またこのトーションバーの他端側には、ピニオン軸２３の出力軸２３ｂがスプライン結合により連結されている。なお、ピニオン軸２３の出力軸２３ｂの端部にはピニオンギヤが形成されている。

トルクセンサ３０は、入力軸２３ａとピニオンハウジング２５との間に介在する第１レゾルバ３５と、出力軸２３ｂとピニオンハウジング２５との間に介在する第２レゾルバ３７とによって構成されている。このトルクセンサ３０は、ステアリングホイール２１による操舵状態（操舵トルクＴや操舵角θ）を検出する機能を有するもので、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている（図２参照）。

ラック軸２４は、ラックハウジング２６およびモータハウジング２７内に収容されており、ピニオン軸２３のピニオンギヤに噛合可能な図略のラック溝を備えている。これにより、ピニオン軸２３とともにラックアンドピニオン機構を構成している。またラック軸２４の中間部には、螺旋状にボールねじ溝２４ａが形成されている。

アシストモータ４０は、ラック軸２４と同軸に回転可能にベアリング２９により軸受される円筒形状のモータ軸４３、このモータ軸４３の外周に設けられた図略の永久磁石、図略のステータや励磁コイル等により構成されている電動機である。

即ち、このアシストモータ４０は、ステータに巻回された例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分の励磁コイルにより発生する界磁が、回転子に相当するモータ軸４３の永久磁石に作用することによって、モータ軸４３が回転し得るように構成されている。

モータレゾルバ４２は、アシストモータ４０が収容されているモータハウジング２７とモータ軸４３との間に設けられており、モータ軸４３の回転角（以下「モータ回転角」という。）を検出する機能を有するように構成されている。

ボールねじ機構４４は、ラック軸２４とモータ軸４３との間に介在して、モータ軸４３の正逆回転の回転トルクをラック軸２４の軸線方向における往復動に変換する機能を有するものである。これにより、この往復動は、ラック軸２４とともにラックアンドピニオン機構を構成するピニオン軸２３を介してステアリングホイール２１の操舵力を軽減するアシスト力にすることができる。

次に、ＥＣＵ５０の制御構成を図２に基づいて説明する。
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵを中心にＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体記憶装置、入出力インターフェイス回路やＡ／Ｄ変換回路等から構成される車載用電子制御装置（ＥＣＵ）のことで、本実施形態では操舵状態等に応じてアシストモータ４０にアシスト力を発生させる駆動回路５０ａを制御するほか、オルタネータ６１の発電電圧を調整するレギュレータ６２を制御して、この調整された発電電圧をアシストモータ４０だけでなくバッテリ７０、ブロアモータやワイパー用モータなどの外部負荷（以下、外部負荷８０ともいう）等に供給する機能を有するものである。また、ＥＣＵ５０は降圧回路５０ｂを備えており、この降圧回路５０ｂはオルタネータ６１から供給される発電電圧を降圧する役割を果たす。なお、上述したＥＣＵ５０によるオルタネータ６１の発電電圧を調整（制御）する流れについては、後述する図３に示すフローチャートにて詳細に説明する。

ＥＣＵ５０には、トルクセンサ３０に加えて、バッテリ７０のバッテリ電圧値Ｖｂを検出するバッテリ用電圧センサ７１、バッテリ７０の入力電流値Ｉｂ_１および出力電流値Ｉｂ_２を検出するバッテリ用電流センサ７２が電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ５０には、操舵トルクＴ、操舵角θ、バッテリ電圧値Ｖｂ、入力電流値Ｉｂ_１および出力電流値Ｉｂ_２が適宜入力される。

次に、ＥＣＵ５０によるオルタネータ６１の発電電圧を制御する流れについて図３に示すフローチャートを参照して説明する。
図３は、ＥＣＵ５０におけるオルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏの決定処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、トルクセンサ３０により検出される操舵トルクＴおよび操舵角θと、バッテリ用電圧センサ７１により検出されるバッテリ電圧値Ｖｂと、バッテリ用電流センサ７２により検出される入力電流値Ｉｂ_１および出力電流値Ｉｂ_２とを取得する。

次に、ステップＳ１０３において、操舵角θを時間微分して操舵角速度ωを算出するとともに、入力電流値Ｉｂ_１を正、出力電流値Ｉｂ_２を負として、所定時間ｔ内にバッテリ７０に入力する入力電流値Ｉｂ_１の積算値とバッテリ７０から出力する出力電流値Ｉｂ_２の積算値との和であるバッテリ電流積算値Ｉσを算出する。なお、本実施形態においては、上記所定時間ｔは、例えば、５分に設定されている。

次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０１にて取得した操舵角速度ωが高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態である第１角速度ω_１未満であるか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、第１角速度ω_１は、例えば、２rad／sに設定されている。

ここで、高いモータ端子電圧を必要とするような操舵状態であって、操舵角速度ωが第１角速度ω_１未満でなければ（Ｓ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０７において、図４に示す操舵角速度−第１電圧値マップに基づいて第１電圧値Ｖ_１の設定がなされる。

具体的には、図４に示すように、操舵角速度ω＝第１角速度ω_１であれば、第１電圧値Ｖ_１＝Ｖ_１Ｌに設定され、操舵角速度ωが増加するほど第１電圧値Ｖ_１がＶ_１ＬからＶ_１Ｈに向けて直線的に増加し、操舵角速度ωが第１角速度ω_１よりも大きな所定の角速度閾値ω_２以上になると第１電圧値Ｖ_１＝Ｖ_１Ｈに設定される。なお、本実施形態においては、Ｖ_１ＬおよびＶ_１Ｈは、例えば、１４Ｖおよび４８Ｖに設定されている。

ステップＳ１０７にて第１電圧値Ｖ_１が設定されると、ステップＳ１０９において、操舵角速度ωと操舵トルクＴとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷Ｐが大きなアシスト力を必要とする操舵状態である第１操舵負荷Ｐ_１未満であるか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、第１操舵負荷Ｐ_１は、例えば、５０Ｗに設定されている。

ここで、大きなアシスト力を必要とするような操舵状態であって、操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満でなければ（Ｓ１０９でＮｏ）、ステップＳ１１３において、図５に示す操舵負荷−第２電圧値マップに基づいて第２電圧値Ｖ_２の設定処理がなされる。また、上述したステップＳ１０５にてＹｅｓと判定された後、ステップＳ１１１にて操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満でなくＮｏと判定されると、ステップＳ１１３における第２電圧値Ｖ_２の設定処理がなされる。

具体的には、図５に示すように、操舵負荷Ｐ＝第１操舵負荷Ｐ_１であれば、第２電圧値Ｖ_２＝Ｖ_２Ｌに設定され、操舵負荷Ｐが増加するほど第２電圧値Ｖ_２がＶ_２ＬからＶ_２Ｈに向けて直線的に増加し、操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１よりも大きな所定の負荷閾値Ｐ_２以上になると第２電圧値Ｖ_２＝Ｖ_２Ｈに設定される。なお、本実施形態においては、Ｖ_２ＬおよびＶ_２Ｈは、例えば、１４Ｖおよび４８Ｖに設定されている。

ステップＳ１１３にて第２電圧値Ｖ_２が設定されるかステップＳ１０９にて操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満でありＹｅｓと判定されると、ステップＳ１１５において、発電電圧値Ｖｏ設定処理がなされる。この設定処理では、オルタネータ６１から出力される発電電圧値Ｖｏを、ステップＳ１０７にて設定された第１電圧値Ｖ_１と、ステップＳ１１３にて設定された第２電圧値Ｖ_２とのうち大きな電圧値に設定する。また、第１電圧値Ｖ_１と第２電圧値Ｖ_２とのどちらか一方の電圧値のみが設定されている場合は、発電電圧値Ｖｏを、その設定されている電圧値に設定する。

一方、上記ステップＳ１１１にて操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満でありＹｅｓと判定されると、ステップＳ１２１において、バッテリ電圧値Ｖｂが定格電圧よりも高く設定される所定の電圧閾値Ｖｂ_０より大きいか否かについて判定される。なお、本実施形態においては、電圧閾値Ｖｂ_０は、例えば、１２．５Ｖに設定されている。

ここで、バッテリ電圧値Ｖｂが電圧閾値Ｖｂ_０より大きい場合には（Ｓ１２１でＹｅｓ）、ステップＳ１２３において、ステップＳ１０３にて算出されたバッテリ電流積算値Ｉσが０（ゼロ）Ａより大きいか否かについて判定される。

ここで、バッテリ電流積算値Ｉσが０（ゼロ）Ａより大きい場合、すなわち、所定時間ｔ内にバッテリ７０に入力する入力電流値Ｉｂ_１の積算値の絶対値がバッテリ７０から出力する出力電流値Ｉｂ_２の積算値の絶対値より大きい場合には（Ｓ１２３でＹｅｓ）、ステップＳ１２５において、発電電圧値Ｖｏがバッテリ７０の定格電圧（１２Ｖ）程度の電圧値である通常発電電圧値Ｖｏ_１に設定される。なお、本実施形態においては、通常発電電圧値Ｖｏ_１は、例えば、１２．５Ｖに設定されている。

一方、ステップＳ１２１にてバッテリ電圧値Ｖｂが電圧閾値Ｖｂ_０以下である場合（Ｓ１２１でＮｏ）、または、ステップＳ１２３にてバッテリ電流積算値Ｉσが０（ゼロ）以下である場合（Ｓ１２３でＮｏ）には、ステップＳ１２７において、発電電圧値Ｖｏが通常発電電圧値Ｖｏ_１より高い電圧値である充電用発電電圧値Ｖｏ_２に設定される。なお、本実施形態においては、充電用発電電圧値Ｖｏ_２は、例えば、１４Ｖに設定されている。

このようにしてオルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏが設定されると、ＥＣＵ５０は、この発電電圧値Ｖｏに基づいてレギュレータ６２を制御してオルタネータ６１の発電電圧を調整する。そして、ＥＣＵ５０は、上述のように調整されたオルタネータ６１の発電電圧を駆動回路５０ａによりアシストモータ４０に供給して操舵状態に応じたアシスト力を発生させる。

また、ＥＣＵ５０は、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合には（Ｓ１０５でＹｅｓかつＳ１１１でＹｅｓ）、オルタネータ６１から供給される発電電圧を降圧することなく発電電圧値Ｖｏdとしてバッテリ７０や外部負荷８０に供給する。一方、高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態である場合（Ｓ１０５でＮｏ）、または、大きなアシスト力を必要とする操舵状態である場合（Ｓ１１１でＮｏ）には、オルタネータ６１から供給される発電電圧を降圧回路５０ｂにより発電電圧値Ｖｏdに降圧してバッテリ７０や外部負荷８０に供給する。なお、本実施形態においては、発電電圧値Ｖｏdは、バッテリ７０の定格電圧（１２Ｖ）程度の電圧値であって、例えば、通常発電電圧値Ｖｏ_１または、充電用発電電圧値Ｖｏ_２に等しくなるように設定されている。

以上説明したように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０において、ＥＣＵ５０は、操舵角速度ωが第１角速度ω_１以上である場合に当該操舵角速度ωが大きくなるほど、または、操舵角速度ωと操舵トルクＴとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１以上である場合に当該操舵負荷Ｐが大きくなるほど、オルタネータ６１の発電電圧を増加させるようにレギュレータ６２を制御する。そしてこの増加された発電電圧をアシストモータ４０に供給することにより操舵状態に応じたアシスト力を発生させるとともに、上記増加された発電電圧を降圧回路５０ｂにより発電電圧値Ｖｏdに降圧してバッテリ７０および外部負荷８０に供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態である場合に操舵角速度ωが大きくなるほど、または、大きなアシスト力を必要とする操舵状態である場合に操舵負荷Ｐが大きくなるほど、オルタネータ６１の発電電圧を増加させるようにレギュレータ６２を制御してアシストモータ４０に供給するので、上記操舵状態に対応し得るアシスト力を発生することができる。

また、この発電電圧の増加により、増加前の発電電圧をアシストモータ４０に供給する場合と比較して、オルタネータ６１とアシストモータ４０とを接続する配線を流れる電流の電流値が低下するので、配線の線径を細くするとともに配線における損失を低減することができる。

さらに、この増加させた発電電圧を降圧回路５０ｂにより発電電圧値Ｖｏd、例えば、バッテリ７０の定格電圧（１２Ｖ）程度の電圧値に降圧してバッテリ７０および外部負荷８０に供給するので、バッテリ７０のバッテリ電圧を昇圧するための昇圧回路を設ける必要もなく、また昇圧損失が発生するようなこともない。

また、上述のように、高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態である場合、または、大きなアシスト力を必要とする操舵状態である場合において、本発明におけるオルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏを例えば１２Ｖに降圧して外部負荷８０に供給する際の降圧損失と、上記特許文献１（従来技術）におけるバッテリ７０の電圧値を１２Ｖから発電電圧値Ｖｏに対応する高電圧値に昇圧してアシストモータ４０に供給する際の昇圧損失とを比較すると、一般に、降圧対象となる外部負荷８０の負荷は昇圧対象となるアシストモータ４０の負荷よりも小さいので、本発明における降圧損失の方が従来技術における昇圧損失よりも低くなる。

一方、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合には、オルタネータ６１の発電電圧を増加させることなく、バッテリ７０の定格電圧程度の電圧値である通常発電電圧値Ｖｏ_１または充電用発電電圧値Ｖｏ_２に制御してアシストモータ４０に供給するとともにこの通常発電電圧値Ｖｏ_１または充電用発電電圧値Ｖｏ_２をバッテリ７０および外部負荷８０に供給するので、降圧回路５０ｂを動作させることもなく降圧損失が発生することもない。
したがって、操舵状態に応じてオルタネータ６１の発電電圧を制御してアシストモータ４０に供給することにより電圧制御における損失を低減することができる。

また、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０において、ＥＣＵ５０は、操舵角速度ωが第１角速度ω_１未満かつ操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満であってバッテリ７０のバッテリ電圧値Ｖｂがバッテリ７０の定格電圧よりも高い電圧値である電圧閾値Ｖｂ_０以下である場合には、オルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏを、バッテリ７０の定格電圧よりも高い電圧値である充電用発電電圧値Ｖｏ_２になるようにレギュレータ６２を制御しつつアシストモータ４０に供給してアシスト力を発生させるとともに、バッテリ７０および外部負荷８０に供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合であってもバッテリ７０のバッテリ電圧値Ｖｂが低下して電圧閾値Ｖｂ_０以下になった場合には、オルタネータ６１の発電電圧をバッテリ７０の定格電圧よりも高くしてバッテリ７０に供給（充電）するので、バッテリ７０のバッテリ電圧値Ｖｂが低下して電圧不足になるようなこともない。

さらに、本実施形態に係る電気式動力舵取装置１０において、ＥＣＵ５０は、操舵角速度ωが第１角速度ω_１未満かつ操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１未満であってバッテリ電流積算値Ｉσが０（ゼロ）Ａ以下である場合には、オルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏを、バッテリ７０の定格電圧よりも高い電圧値である充電用発電電圧値Ｖｏ_２になるようにレギュレータ６２を制御しつつアシストモータ４０に供給してアシスト力を発生させるとともに、バッテリ７０および外部負荷８０に供給する。

このように、高いモータ端子電圧を必要としない操舵状態である場合、かつ、大きなアシスト力を必要としない操舵状態である場合であっても、バッテリ電流積算値Ｉσが０（ゼロ）Ａ以下である場合、すなわち、所定時間ｔ内におけるバッテリ７０に入力する入力電流値Ｉｂ_１の積算値の絶対値がバッテリ７０から出力する出力電流値Ｉｂ_２の積算値の絶対値以下になった場合には、オルタネータ６１の発電電圧をバッテリ７０の定格電圧よりも高くしてバッテリ７０に供給（充電）するので、バッテリ７０のバッテリ電圧値Ｖｂが低下して電圧不足になるようなこともない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）図４の操舵角速度−第１電圧値マップにおいて、第１電圧値Ｖ_１は、操舵角速度ωが増加するほど直線的に増加するように設定されることに限らず、例えば、操舵角速度ωが増加するほど二次曲線状など単調増加するように設定されてもよい。

（２）図５の操舵負荷−第２電圧値マップにおいて、第２電圧値Ｖ_２は、操舵負荷Ｐが増加するほど直線的に増加するように設定されることに限らず、例えば、操舵負荷Ｐが増加するほど二次曲線状など単調増加するように設定されてもよい。

（３）ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５にて操舵角速度ωが第１角速度ω_１以上である場合に設定される第１電圧値Ｖ_１、かつ、ステップＳ１０９またはステップＳ１１１にて操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１以上である場合に設定される第２電圧値Ｖ_２に基づいてＳ１１５で発電電圧値Ｖｏを設定することに限らず、操舵負荷Ｐを考慮することなく操舵角速度ωが第１角速度ω_１以上である場合に設定される第１電圧値Ｖ_１のみに基づいてオルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏを設定してもよいし、操舵角速度ωを考慮することなく操舵負荷Ｐが第１操舵負荷Ｐ_１以上である場合に設定される第２電圧値Ｖ_２のみに基づいてオルタネータ６１の発電電圧値Ｖｏを設定してもよい。

（４）上記実施形態では、ラックアシストタイプの電動式動力舵取装置を例示して説明したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、いわゆるコラムタイプの電動式動力舵取装置やピニオンタイプの電動式動力舵取装置等に適用してもよい。

本実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成概要を示す説明図である。 電気式動力舵取装置のＥＣＵの制御構成を示すブロック図である。 ＥＣＵにおけるオルタネータの発電電圧値の決定処理の流れを示すフローチャートである。 図３の第１電圧値設定処理に用いられる操舵角速度−第１電圧値マップの一例を示す説明図である。 図３の第２電圧値設定処理に用いられる操舵負荷−第２電圧値マップの一例を示す説明図である。

符号の説明

１０…電気式動力舵取装置
２１…ステアリングホイール
３０…トルクセンサ（角速度検出手段、トルク検出手段）
４０…アシストモータ（モータ）
５０…ＥＣＵ（発電電圧制御手段、モータ制御手段、供給手段）
５０ｂ…降圧回路（降圧手段）
６１…オルタネータ
６２…レギュレータ（発電電圧制御手段）
７０…バッテリ（電源）
７１…バッテリ用電圧センサ（電圧センサ）
７２…バッテリ用電流センサ（電流センサ）
８０…外部負荷
Ｉｂ_１…入力電流値
Ｉｂ_２…出力電流値
Ｉσ…バッテリ電流積算値
Ｐ…操舵負荷
Ｐ_１…第１操舵負荷（所定の負荷閾値）
Ｔ…操舵トルク
ｔ…所定時間
Ｖ_１…第１電圧値
Ｖ_２…第２電圧値
Ｖｂ…バッテリ電圧値（電源電圧値）
Ｖｂ_０…電圧閾値（所定の電圧閾値）
Ｖｏ、Ｖｏd…発電電圧値
Ｖｏ_１…通常発電電圧値
Ｖｏ_２…充電用発電電圧値
ω…操舵角速度
ω_１…第１角速度（所定の角速度閾値）

Claims (3)

1. 車両のステアリングホイールによる操舵状態に応じてオルタネータの発電電圧をモータに供給することにより操舵を補助可能なアシスト力を発生する電気式動力舵取装置であって、
   前記ステアリングホイールの操舵における操舵角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記ステアリングホイールの操舵における操舵トルクを検出するトルク検出手段と、
   前記操舵角速度が高いモータ端子電圧を必要とする操舵状態に対応する所定の角速度閾値以上である場合に当該操舵角速度が大きくなるほど、または、前記操舵角速度と前記操舵トルクとの乗算値に基づいて算出される操舵負荷が大きなアシスト力を必要とする操舵状態に対応する所定の負荷閾値以上である場合に当該操舵負荷が大きくなるほど、前記発電電圧を増加するように制御する発電電圧制御手段と、
   前記増加された発電電圧を前記モータに供給してアシスト力を発生させるモータ制御手段と、
   前記増加された発電電圧を所定の電圧値に降圧する降圧手段と、
   前記降圧手段により降圧された発電電圧を電源または外部負荷に供給する供給手段と、
   を備えることを特徴とする電気式動力舵取装置。
2. 前記電源の電源電圧値を検出する電圧センサを備え、
   前記発電電圧制御手段は、前記操舵角速度が前記所定の角速度閾値未満かつ前記操舵負荷が前記所定の負荷閾値未満であって前記電源電圧値が当該電源の定格電圧より高い所定の電圧閾値以下である場合には、前記発電電圧を前記定格電圧よりも高くなるように制御し、
   前記モータ制御手段は、前記定格電圧よりも高い発電電圧を前記モータに供給してアシスト力を発生させ、
   前記供給手段は、前記定格電圧よりも高い発電電圧を前記電源または前記外部負荷に供給することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。
3. 前記電源に入力する入力電流値と前記電源から出力する出力電流値とを検出する電流センサを備え、
   前記発電電圧制御手段は、前記操舵角速度が前記所定の角速度閾値未満かつ前記操舵負荷が前記所定の負荷閾値未満であって所定時間内における前記入力電流値の積算値が前記出力電流値の積算値以下である場合には、前記発電電圧を前記定格電圧よりも高くなるように制御し、
   前記モータ制御手段は、前記定格電圧よりも高い発電電圧を前記モータに供給してアシスト力を発生させ、
   前記供給手段は、前記定格電圧よりも高い発電電圧を前記電源または前記外部負荷に供給することを特徴とする請求項１記載の電気式動力舵取装置。

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