JP5471207B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の操舵系にモータによるアシスト力（操舵補助力）を付与する電動パワーステアリング装置に関する。

従来、この種の電動パワーステアリング装置としては、車速センサを通じて検出される車速及びトルクセンサを通じて検出される操舵トルクに基づきモータを駆動制御するものがよく知られている。実際には、車速及び操舵トルクのみならず、レゾルバ等の回転角センサを通じて検出される操舵角をも加味してモータ制御が実行される。このモータの駆動力（回転力）が操舵補助力として歯車等からなる減速機構を介してステアリングシャフトあるいはラック軸に伝達されることにより、ステアリング操作が補助される。

こうした電動パワーステアリング装置では、その動作電源として車載バッテリが使用される。この車載バッテリの電圧は様々な原因により変動するところ、当該電圧が低下した際には、電動パワーステアリング装置の電子制御装置にリセットがかかったり、回転角センサにおいて生成される信号の波形に乱れが発生したりするおそれがある。ちなみに、電子制御装置のリセットとは、当該電子制御装置が正常な動作をしなくなったときに、強制的に起動しなおすことをいう。

そこで、車載バッテリの電圧の低下に起因する電子制御装置のリセット、あるいは回転角センサにおいて生成される信号波形の乱れに起因する誤作動等を抑制するために、車載バッテリの電圧の低下が検出されるときには、モータへの供給電流（モータ電流）、正確にはステアリングの操作状態等に応じて設定される電流指令値を制限することが従来提案されている。すなわち、車載バッテリからの引き込み電流を低減することにより、車載バッテリのさらなる電圧低下が抑制される（例えば、特許文献１を参照。）。

例えば図７のグラフにポイントＡ１で示されるように、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実行している場合に、バッテリの電圧低下に伴うモータ電流の制限制御が実行されたときについて説明する。なお、当該グラフにおいて、横軸はモータ電流、縦軸はモータの回転数（モータ電圧）である。また当該グラフには、モータの特性（正確には、モータの消費電力）を示すモータ特性マップ、及び引き込み電流の特性を示す引き込み電流マップが併せて示されている。

この場合には、図７のグラフに矢印Ｘ１で示されるように、モータ電流（引き込み電流）の制限制御が実行されて、モータ電流がポイントＡ１で示される領域から当該ポイントＡ１よりも値の小さなポイントＡ１′で示される領域に抑えられる。これにより、モータ電力（モータの消費電力）が抑制されるとともに、引き込み電流の低減化が図られる。引き込み電流は、モータの消費電力に依存するからである。したがって、車載バッテリのさらなる電圧低下が抑制される。なお、電流制限制御に際して設定される電流値（電流指令値）は、車載バッテリの電圧状態に応じて直線的（リニア）に変化する。

特開２００５−２９７７４８号公報

ところが、前記従来の電動パワーステアリング装置には、次のような問題があった。すなわち、図７のグラフにおいて、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であっても、前述のポイントＡ１で示される領域よりもモータ電流の値が小さなポイントＡ２で示される領域で操舵補助を実施していたときには、車載バッテリの電圧低下のさらなる抑制が困難となるおそれがある。すなわち、車載バッテリの電圧低下により、矢印Ｘ２で示されるようにモータ電流の制限を行ったとしても、モータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない。したがって、この場合には、引き込み電流の低減化は図られず、ひいては車載バッテリのさらなる電圧低下の抑制も困難となる。

また、図７のグラフにおいて、ポイントＡ３で示される領域、すなわちモータ特性の最大値に達していない領域で操舵補助を実行していた場合、引込み電流が小さい領域（すなわち、大きな電力を必要としない領域）であるにも関わらず、車載バッテリの電圧が低下したときにはモータ電流に制限が掛かる。このため、十分なアシスト力が得られないおそれがある。すなわち、前述のポイントＡ３で示されるような必要電力の小さなアシスト領域を有効に使用することができない状況の発生が懸念される。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、アシスト可能領域を好適に維持することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、昇圧制御を通じて昇圧される電源電圧を、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータに印加することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する制御手段を備えてなる電動パワーステアリング装置において、前記制御手段による昇圧制御を通じて前記電源電圧を昇圧する昇圧回路と、車両のイグニッションスイッチが設けられる第１の電力供給経路と、当該第１の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第２の電力供給経路とを備え、前記制御手段は、前記電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、前記第１及び第２の電力供給経路の電圧値を取得して、前記第１及び第２の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記電源電圧が低下した場合における当該電源電圧のさらなる低下を抑制するための制限電力を求め、前記第２の電力供給経路の電圧値に基づき、前記昇圧回路の出力電力の最大許容値である最大許容電力を求め、前記制限電力及び前記最大許容電力のうち値の小さい方の値である最終許容電力を前記モータに印加するべく、前記昇圧回路の昇圧制御を通じて昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することをその要旨とする。

本発明によれば、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であれ、電源電圧が低下した旨判断されるときには、電源電圧の昇圧制御を通じてモータ電力が通常時よりも小さな値に制限される。このため、電源電圧のさらなる低下がより確実に抑制される。ちなみに、モータ電流の制限を通じて電源電圧の低下を抑制することも考えられるところ、この場合には、モータ特性に対する操舵補助の実行領域によっては、モータ電流の制限の前後においてモータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない状況も想定される。本発明によれば、このような状況の発生はない。また、前述したように、モータ電流を制限する場合と異なり、大きな電力を必要としない操舵補助領域については継続して操舵補助を実行することが可能となる。したがって、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、操舵補助可能領域（アシスト可能領域）を好適に維持することができる。

また、本発明は、上記に示すように、前記制御手段による昇圧制御を通じて電源電圧を昇圧する昇圧回路を備え、前記制御手段は、電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、前記昇圧回路の出力電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、前記モータに印加される電力の値を通常時よりも小さな値に制限する。

このため、昇圧回路により昇圧された電源電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、モータに印加される電力の値を通常値よりも小さな値に制限することができる。

また、本発明は、車両のイグニッションスイッチが設けられる第１の電力供給経路と、当該第１の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第２の電力供給経路とを備え、前記制御手段は、前記第１及び第２の電力供給経路の電圧値を取得して、これら電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記モータへの印加が許容される許容電力の値を通常時よりも小さな値として求め、この求められる許容電力を前記モータへ印加するべく前記昇圧回路の昇圧制御を通じて前記昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限する。

この構成によれば、第１及び第２の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、モータへの印加が許容される許容電力の値を求めることにより、より好適に電源電圧の低下が抑制される。

本発明によれば、電源電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、アシスト可能領域を好適に維持することができる。

電動パワーステアリング装置の概略構成図。 電動パワーステアリング装置の電気的な構成を示すブロック図。 昇圧回路の回路図。 （ａ）は、電源電圧低下抑制制御部の機能ブロック図、（ｂ）は制限電力算出用の特性マップ。 電力制限処理の手順を示すフローチャート。 モータ電力の制限態様を示すグラフ。 従来のモータ電流の制限態様を示すグラフ。

以下、本発明をパワーアシストユニット及びその制御装置等がステアリングコラムに設けられる、いわゆるコラム型の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施の形態を説明する。

＜全体構成＞
まず電動パワーステアリング装置の概略的な構成について説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置１において、ステアリングホイール２と一体回転するステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２側からコラムシャフト８、インターミディエイトシャフト９及びピニオンシャフト１０の順に連結されてなる。ピニオンシャフト１０はこれに直交して設けられるラック軸５のラック部分５ａに噛合されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ピニオンシャフト１０及びラック部分５ａからなるラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルアームに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角が変更される。

また、電動パワーステアリング装置１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置（パワーアシストユニット）１３、及び操舵力補助装置１３の作動を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１４を備えてなる。

操舵力補助装置１３の駆動源であるモータ１５は、歯車等からなる減速機構１６を介してコラムシャフト８に作動連結されている。モータ１５の回転力は減速機構１６により減速されてこれがアシスト力として操舵系、正確にはコラムシャフト８に伝達される。電子制御装置１４は、このアシスト力を次のようにして制御する。すなわち、電子制御装置１４は、転舵輪１２等に設けられる車速センサ１７を通じて車速Ｖを取得する。また、電子制御装置１４は、コラムシャフト８に設けられるトルクセンサ１８及び舵角センサ１９を通じて、ステアリングホイール２に印加される操舵トルクτ、及びステアリングホイール２の操舵角（回転角）θｓを取得する。そして電子制御装置１４は、これら車速Ｖ、操舵トルクτ、操舵角θｓに基づき目標アシスト力を算出し、この算出される目標アシスト力を発生させるべくモータ１５の給電制御を行う。このモータ１５の給電制御を通じて操舵系に印加されるアシスト力が制御される。なお、本例では、モータ１５として、ブラシレスモータが採用される。

＜電気的な構成＞
次に、電動パワーステアリング装置の電気的な構成について説明する。
図２に示されるように、電子制御装置１４は、モータ制御信号を生成するマイクロコンピュータ３１と、当該マイクロコンピュータ３１により生成されるモータ制御信号に基づいてモータ１５に３相の駆動電力を供給する駆動回路３２とを備えてなる。また、電子制御装置１４は、マイクロコンピュータ３１からの指令信号（昇圧制御信号）に基づき車載電源であるバッテリ４１の直流電圧を昇圧してこれを駆動回路３２に印加する昇圧回路４２を備えてなる。昇圧回路４２は、バッテリ４１と駆動回路３２との間の電力供給経路４３上に設けられている。この昇圧回路４２については後に詳述する。

駆動回路３２は、直列に接続された一対の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）等のスイッチング素子を基本単位（アーム）として、各相に対応する３つのアームが並列接続されてなる周知のＰＷＭインバータである。マイクロコンピュータ３１により生成されるモータ制御信号は、駆動回路３２を構成する各スイッチング素子のオンデューティを規定する。モータ制御信号が各スイッチング素子のゲート端子に印加されて、同モータ制御信号に応答して各スイッチング素子がオン／オフすることにより、バッテリ４１の直流電圧（正確には、昇圧回路４２により昇圧された昇圧電圧）が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１５に供給される。

マイクロコンピュータ３１は、モータ１５に供給される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出する電流センサ３３、及びモータ１５の回転角θ（電気角）を検出する回転角センサ３４が接続されてなる。マイクロコンピュータ３１は、これら各センサを通じて検出されるモータ１５の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ並びに前述した操舵トルクτび車速Ｖに基づいて、目標アシスト力に対応する電流指令値を演算する。そしてマイクロコンピュータ３１は、当該電流指令値及び実電流であるモータ１５の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwに基づき電流フィードバック制御を行う。

なお、バッテリ４１と電子制御装置１４との間の他の電力供給経路４４上にはイグニッションスイッチ４５が設けられている。このイグニッションスイッチ４５がオンされることにより、バッテリ４１の直流電圧が電子制御装置１４の各部へ供給される。

＜昇圧回路＞
ここで、昇圧回路４２の構成を詳細に説明する。図３に示すように、昇圧回路４２は、昇圧用コイル５１、整流用コンデンサ５２、昇圧用コンデンサ５３、第１のＦＥＴ５４及び第２のＦＥＴ５５を備えている。第１及び第２のＦＥＴ５４，５５は、ｎチャネル形のＭＯＳＦＥＴである。

バッテリ４１と駆動回路３２との間の電力供給経路４３上において、バッテリ４１からの入力電圧印加点Ｐ１と駆動回路３２への出力電圧印加点Ｐ２との間には、昇圧用コイル５１と第２のＦＥＴ５５との直列回路が接続されている。第２のＦＥＴ５５のソースは昇圧用コイル５１に接続され、同じくドレインは出力電圧印加点Ｐ２に接続されている。また、第２のＦＥＴ５５のゲートはマイクロコンピュータ３１に接続されている。第２のＦＥＴ５５のソースとドレインとの間にはダイオード５６が寄生している。

入力電圧印加点Ｐ１と昇圧用コイル５１との接続点は整流用コンデンサ５２を介して接地されている。出力電圧印加点Ｐ２と第２のＦＥＴ５５との接続点Ｐ３は昇圧用コンデンサ５３を介して接地されている。この昇圧用コンデンサ５３は昇圧用コイル５１による昇圧電圧を平滑する。第１のＦＥＴ５４のドレインは昇圧用コイル５１と第２のＦＥＴ５５との接続点Ｐ４に接続され、同じくソースは接地されている。また、第１のＦＥＴ５４のゲートはマイクロコンピュータ３１に接続されている。第１のＦＥＴ５４のソースとドレインとの間にはダイオード５７が寄生している。

マイクロコンピュータ３１は、第１及び第２のＦＥＴ５４，５５のゲートに所定のデューティ比を有する昇圧制御信号（パルス信号）を印加することにより、第１及び第２のＦＥＴ５４，５５を交互にオンオフ制御する。すなわち、マイクロコンピュータ３１は、図示しない電圧センサを通じて取得されるバッテリ４１の電圧（正確には、後述するバッテリ４１からの引き込み電圧であるＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇ）に基づき昇圧制御信号のデューティ比を設定する。マイクロコンピュータ３１は、昇圧制御信号のデューティ比の設定を通じて第１及び第２のＦＥＴ５４，５５のオンオフ時間を変化させることにより、昇圧回路４２の出力電圧（昇圧電圧）Ｖｏｕｔを制御する。なお、当該出力電圧Ｖｏｕｔは、昇圧制御信号のデューティ比を大きな値にするほど高くなり、同じく小さな値にするほど低くなる。

接続点Ｐ４における電圧は、第１のＦＥＴ５４のオフ時には昇圧用コイル５１に発生する逆起電力がバッテリ４１の電圧（正確には、後述するＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇ）に重畳された電圧となり、第１のＦＥＴ５４のオン時には接地電位となる。接続点Ｐ４の電圧は、第２のＦＥＴ５５のオン時に接続点Ｐ３に伝達される。この接続点Ｐ３において脈動的に変化する電圧及び電流は昇圧用コンデンサ５３により平滑化される。このようにして昇圧回路４２は、バッテリ４１の直流電圧を昇圧して出力電圧（昇圧電圧）Ｖｏｕｔを生成する。

＜マイクロコンピュータ＞
次に、マイクロコンピュータ３１の構成を詳細に説明する。
図２に示されるように、マイクロコンピュータ３１は、操舵角速度演算部３５、アシスト制御部３６、及び電流制御部３７、並びに電源電圧低下抑制制御部３８及び昇圧制御部３９を備えてなる。なお、マイクロコンピュータ３１の各部は、マイクロコンピュータ３１の図示しない不揮発性メモリに格納される各種の制御プログラムに基づく各種の演算機能をブロックとして示したものである。各部の演算結果などは図示しない揮発性メモリに一時的に格納される。以下、マイクロコンピュータ３１の各部で実行される演算処理の概要を説明する。

操舵角速度演算部３５は、回転角センサ３４を通じて取得されるモータ１５の回転角θを操舵角速度ωに変換する。
アシスト制御部３６は、操舵トルクτ及び車速Ｖに操舵角速度ωを加味して、電流指令値Ｉ＊を演算する。アシスト制御部３６は、操舵トルクτ（正確には、その絶対値）が大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、絶対値の大きな電流指令値Ｉ＊を演算する。なお、アシスト制御部３６は、マイクロコンピュータ３１の図示しない記憶装置に格納されるアシストトルクマップに基づき電流指令値Ｉ＊を算出する。当該アシストトルクマップは、車速Ｖ及び操舵トルクτ並びに目標アシスト力が関連付けられたマップであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。

電流制御部３７は、アシスト制御部３６により算出される電流指令値Ｉ＊、及び電流センサ３３を通じて取得されるモータ１５の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwとの差の値に基づき、所定のデューティ比を有するモータ制御信号を生成する。そして、電流制御部３７は、当該モータ制御信号の各スイッチング素子（正確には、そのゲート端子）への供給を通じて、駆動回路３２の駆動、ひいてはモータ１５への電力の供給を制御する。

電源電圧低下抑制制御部３８は、バッテリ４１からの引き込み電圧である電力供給経路４３の電圧（以下、「ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇ」という。）、及び電力供給経路４４におけるイグニッションスイッチ４５の負荷側の電圧（以下、「ＩＧ電圧Ｖｉｇ」という。）を取り込み、これら電圧値に基づきバッテリ４１の電圧の低下の有無を判定する。そして電源電圧低下抑制制御部３８は、バッテリ４１の電圧が低下している旨判定される場合に、当該バッテリ４１の電圧のさらなる低下を抑制するべく、モータへの供給電力を制限する。すなわち、電源電圧低下抑制制御部３８は、ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇ及びＩＧ電圧Ｖｉｇに基づき昇圧回路４２の出力電力の値、換言すればモータ１５における消費電力の値を演算する。なお、この電源電圧低下抑制制御部３８については、後に詳述する。

昇圧制御部３９は、操舵角速度演算部３５を通じて算出される操舵角速度ω及び電源電圧低下抑制制御部３８により算出される出力電力の値に基づき、昇圧制御信号のデューティ比を設定する。昇圧制御部３９は、第１及び第２のＦＥＴ５４，５５のオンオフ制御を通じて、出力電圧（昇圧電圧）Ｖｏｕｔ、ひいては駆動回路３２及びモータ１５への出力電力を制御する。

＜電源電圧低下抑制制御部＞
次に、電源電圧低下抑制制御部３８について詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、電源電圧低下抑制制御部３８は、第１のマップ演算部６１、ハイセレクト部６２、第２のマップ演算部６３、及びミニマムセレクト部６４を備えてなる。

第１のマップ演算部６１は、取り込んだＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇに基づき最大許容電力Ｐｍａｘ、すなわち昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔの上限値を演算する。第１のマップ演算部６１は、ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇの低下の割合に応じて最大許容電力Ｐｍａｘの値を小さく設定する。

本例では、第１のマップ演算部６１は、マイクロコンピュータ３１の図示しない記憶装置に格納される最大許容電力算出用のマップを参照してＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇに対応する最大許容電力Ｐｍａｘを算出する。この最大許容電力算出用のマップは、ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇと最大許容電力Ｐｍａｘとが関連付けられたものであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。ここで、昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔは、昇圧回路４２の発熱と大きな相関性がある。すなわち、出力電力Ｐｏｕｔが大きい場合には、昇圧回路４２の発熱の問題が懸念される。最大許容電力算出用のマップでは、この昇圧回路４２の発熱の問題が顕著となる限界の出力電力Ｐｏｕｔの値を踏まえて、ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇに対する出力電力Ｐｏｕｔの値が設定される。

ハイセレクト部６２は、取り込んだＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇの値と、同じくＩＧ電圧Ｖｉｇの値とを比較し、これらのうち値の大きい方の電圧値をハイセレクト電圧値Ｖｈｉとして求める。

第２のマップ演算部６３は、ハイセレクト部６２において求められるハイセレクト電圧値Ｖｈｉに基づき制限電力Ｐlimの値を算出する。第２のマップ演算部６３は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉの値が大きいほど制限電力Ｐlimの値を大きな値に設定する。

本例では、第２のマップ演算部６３は、マイクロコンピュータ３１の図示しない記憶装置に格納される制限電力算出用の特性マップを参照してハイセレクト電圧値Ｖｈｉに対応する制限電力Ｐlimを算出する。図４（ｂ）に示されるように、この制限電力算出用の特性マップＭlimは、ＰＩＧ電圧Ｖｐｉｇと最大許容電力Ｐｍａｘとが関連付けられたものであって、車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められる。同図に示されるように、制限電力算出用の特性マップＭlimは、横軸をハイセレクト電圧値Ｖｈｉ、縦軸を制限電力Ｐlimとしたとき、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが増大するにつれて制限電力Ｐlimの値が徐々に大きくなるように設定されている。制限電力Ｐlimは、電源電圧（バッテリ４１の電圧）が低下した場合において、当該電圧のさらなる低下を抑制するべく求められるものである。

ミニマムセレクト部６４は、第１のマップ演算部６１により求められる最大許容電力Ｐｍａｘの値と、第２のマップ演算部６３により求められる制限電力Ｐlimの値とを比較し、これらのうち値の小さい方の電力値を最終許容電力Ｐfinとして算出する。

そして前述した昇圧制御部３９は、昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔの値が、ミニマムセレクト部６４により求められる最終許容電力Ｐfinの値となるように昇圧回路４２の出力電圧Ｖｏｕｔの値を制御する。すなわち、「Ｖｏｕｔ＝Ｐfin／Ｉｏｕｔ」となるように、昇圧回路４２の各スイッチング素子（ＦＥＴ）のスイッチングを制御する。ただし、Ｉｏｕｔは、昇圧回路４２の出力電流である。

＜電源電圧低下抑制制御＞
前述したように、バッテリ４１の電圧は様々な原因により変動するところ、当該電圧が低下した際には、電動パワーステアリング装置の制御に好ましくない状況の発生が懸念される。このため、本例では、バッテリ４１の電圧が低下した旨判断されるときには、バッテリ４１の電圧のさらなる低下を抑制するべく昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔが制限される。

次に、このような電源電圧低下抑制制御の処理手順を図５のフローチャートに従って説明する。当該フローチャートは、マイクロコンピュータ３１の図示しない不揮発性メモリに格納される制御プログラムに従って実行される。なお、本例では、バッテリ４１として、１２Ｖ（満充電時）のものが採用されている。

さて、図５に示されるように、マイクロコンピュータ３１は、バッテリ４１の電圧の低下の有無を判断する（ステップＳ１０１）。すなわち、マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト部６２により求められるハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第１の電圧判定閾値Ｖ１以下であるかどうかを判断する。第１の電圧判定閾値Ｖ１は、バッテリ４１の電圧が低下しているか否かの判断基準となるものであって、満充電時のバッテリ４１の電圧よりも小さな値に設定される。本例では、第１の電圧判定閾値Ｖ１は、９．７Ｖ（ボルト）に設定される。

マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第１の電圧判定閾値Ｖ１以下である旨判断される場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）には、電力制限演算を実行して（ステップＳ１０２）、処理を終了する。なお、電力制限演算とは、先の電源電圧低下抑制制御部３８の第２のマップ演算部６３による制限電力Ｐl imの算出処理に相当する。

これに対して、マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第１の電圧判定閾値Ｖ１以下ではない旨判断した場合（ステップＳ１０１でＮＯ）には、ステップＳ１０３へ処理を移行する。

このステップＳ１０３において、マイクロコンピュータ３１は、バッテリ４１の電圧が十分であるかどうかを判断する。すなわち、マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第２の電圧判定閾値Ｖ２以上であるかどうかを判断する。この第２の電圧判定閾値Ｖ２は、バッテリ４１の電圧が十分であるか否かの判断基準となるものであって、満充電時のバッテリ４１の電圧（本例では、１２Ｖ）より小さく、かつ第１の電圧判定閾値Ｖ１よりも大きな値に設定される。本例では、第２の電圧判定閾値Ｖ２は、１０．０Ｖに設定されている。

マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第２の電圧判定閾値Ｖ２以上である旨判断される場合（ステップＳ１０３でＹＥＳ）には、バッテリ４１の電圧が回復したとして、電力制限を解除して（ステップＳ１０４）、処理を終了する。電力制限が解除された状態においては、マイクロコンピュータ３１は、電源電圧低下抑制制御部３８により算出される最終許容電力Ｐfinを加味することなく、昇圧制御信号のデューティ比を設定する。

本例では、マイクロコンピュータ３１は、電力制限が解除された状態においては、第１のマップ演算部６１において求められる最大許容電力Ｐｍａｘを最終許容電力Ｐfinとする。バッテリ４１の電圧が低下していない通常時においても同様である。そしてこの場合、マイクロコンピュータ３１は、昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔの値が最終許容電力Ｐfin（ここでは、最大許容電力Ｐｍａｘ）を超えないように、昇圧回路４２の昇圧制御（正確には、出力電圧Ｖｏｕｔの制御）を実行する。これにより、通常時において、昇圧回路４２はその発熱等から保護される。

これに対して、マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉが第２の電圧判定閾値Ｖ２以上ではない旨判断した場合（ステップＳ１０３でＮＯ）には、バッテリ４１の電圧は回復していないとして処理を終了する。すなわち、電力制限を継続して実行する。

以後、マイクロコンピュータ３１は、所定の制御周期で前記ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰り返す。
＜電力制限の態様＞
次に、バッテリ４１の電圧が低下した場合に実行される昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔの制限処理について図６のグラフを参照しつつ詳細に説明する。なお、この図６のグラフは、先の図７のグラフに対応するものであって、基本的には同じものである。すなわち、図６のグラフにおいて、横軸はモータ電流、縦軸はモータの回転数（モータ電圧）である。また当該グラフには、モータの特性（正確には、モータの消費電力）を示すモータ特性マップ（モータ電流マップ）、引き込み電流の特性を示す引き込み電流マップ、及び電力制限マップが併せて示されている。図６に破線で示される電力制限マップは、先の最大許容電力Ｐｍａｘの値に対応する。

ここでは、電源電圧の低下時にモータ電流の制限制御を実行するようにした場合において、バッテリの電圧低下の抑制が困難となるおそれがある領域（図６におけるポイントＡ２で示される領域）で操舵補助を実行しているときについて説明する。このポイントＡ２で示される領域は、前述したように、モータ特性の最大値付近の領域である。

さて、バッテリ電圧の低下に伴い、モータ電力の制限、すなわち昇圧回路４２の出力電力Ｐｏｕｔの制限処理が実行された場合、電力制限マップは、図６に矢印Ｙ１で示されるように、当該グラフに破線で示される状態から同じく実線で示される状態に変化する。すなわち、モータ電力が制限されることにより、図６のグラフにおいて、ポイントＡ２で示される領域で使用していたモータ電力がポイントＡ２′で示される領域に抑えられる。なお、このポイントＡ２′で示される領域は、ポイントＡ２で示される領域よりも、モータ電流及びモータ電圧（モータ回転数）の値が小さくなる領域である。また、電力制限後の電力制限マップは、先の制限電力Ｐlimの値に対応する。

そしてモータ電力の制限により、引込み電流マップは、図６に矢印Ｙ２で示されるように、引き込み電流のピーク値が制限されるように変化する。すなわち、引込み電流が低減されることにより、バッテリ４１の電圧低下が抑制される。さらに、従来のモータ電流制限において、バッテリ電圧が低下した場合に使用できなかった領域、すなわち図６にポイントＡ３で示される領域（引込み電流が小さく、大きな電力を必要としない領域）についても、モータ電力を制限することにより、操舵補助の継続が可能となる。正確には、バッテリ４１の電圧低下時にモータ電力を制限することにより、従来のモータ電流制限方式では使用することができなかった、図６にハッチングで示される領域Ａ４についても使用することができる。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ３１は、バッテリ４１の電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、モータ１５に印加される電力の値を通常時よりも小さな値に制限するべく昇圧制御する。この構成によれば、モータ特性の最大値付近で操舵補助を実施していた場合であれ、バッテリ４１の電圧が低下した旨判断されるときには、昇圧回路４２の昇圧制御を通じてモータ電力が通常時よりも小さな値に制限される。このため、バッテリ４１の電圧のさらなる低下がより確実に抑制される。ちなみに、前述したように、モータ電流の制限を通じて電源電圧の低下を抑制することも考えられるところ、この場合には、モータ特性に対する操舵補助の実行領域によっては、モータ電流の制限の前後においてモータ特性の最大値付近で電力を消費していることに変わりはない状況も想定される。本例によれば、このような状況の発生はない。また、これも前述したように、モータ電流を制限する場合と異なり、大きな電力を必要としない操舵補助領域については継続して操舵補助を実行することが可能となる。したがって、バッテリ４１の電圧が低下した場合において、当該電圧の低下をより確実に抑制するとともに、操舵補助可能領域（アシスト可能領域）を好適に維持することができる。

（２）マイクロコンピュータ３１は、電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、昇圧回路４２の出力電圧である昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限することにより、モータ１５に印加される電力の値を通常値よりも小さな値に制限することができる。

（３）マイクロコンピュータ３１は、両電力供給経路４３，４４の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧値Ｖｈｉの値に基づき、モータ１５への印加が許容される許容電力（Ｐfin）の値を通常時よりも小さな値として求める。そしてマイクロコンピュータ３１は、この求められる許容電力をモータ１５へ印加するべく昇圧回路４２の昇圧制御を通じて出力電圧（昇圧電圧）Ｖｏｕｔの値を通常時よりも小さな値に制限する。

このように、両電力供給経路４３，４４の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧値Ｖｈｉの値に基づき、モータ１５への印加が許容される許容電力の値を求めることにより、より好適に電源電圧の低下を抑制することができる。

（４）マイクロコンピュータ３１は、ハイセレクト電圧値Ｖｈｉの値に応じて制限電力Ｐlimの値を求めるための特性マップＭlimを参照して制限電力Ｐlim（ひいては最終許容電力Ｐfin）を求める。制限電力Ｐlimの値をその都度演算により求めるようにした場合と異なり、マイクロコンピュータ３１の演算負荷が軽減される。

（５）マイクロコンピュータ３１は、電力供給経路４３の電圧値に基づき昇圧回路４２への印加が許容される最大の電力である最大許容電力Ｐｍａｘの値を求める。そしてマイクロコンピュータ３１は、当該最大許容電力Ｐｍａｘの値及びハイセレクト電圧値Ｖｈｉに基づき求められる制限電力Ｐlimのうち値の小さい方の電力を、モータ１５への印加が許容される最終的な電力である最終許容電力Ｐfinとして算出する。このように、モータ電力をより値の小さな電力とすることにより、バッテリ４１の電圧低下が好適に抑制される。また、通常時には、モータ電力が最大許容電力Ｐｍａｘを超えないように昇圧回路４２の出力電圧Ｖｏｕｔを制御することにより、当該昇圧回路４２を発熱等から保護することが可能になる。

＜他の実施の形態＞
なお、前記実施の形態は、次のように変更して実施してもよい。
・昇圧回路４２の構成は、先の図３に示される構成に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。

・最大許容電力Ｐｍａｘの算出処理は省略してもよい。この場合、図４（ａ）に示される第１のマップ演算部６１、及びミニマムセレクト部６４は省略可能となる。すなわち、第２のマップ演算部６３により求められる制限電力Ｐlimの値が常に最終許容電力Ｐfinとされる。このようにした場合であれ、バッテリ４１の電圧低下時には、そのさらなる低下を抑制することは可能である。

＜他の技術的思想＞
次に、前記実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）請求項３に記載の電動パワーステアリング装置において、前記制御手段は、前記ハイセレクト電圧の値に応じて前記許容電力の値を求めるための特性マップを参照して前記許容電力を求める電動パワーステアリング装置。

（ロ）請求項３又は前記（イ）項において、前記制御手段は、前記第２の電力供給経路の電圧値に基づき前記昇圧回路への印加が許容される最大の電力である最大許容電力の値を求め、当該最大許容電力の値及び前記ハイセレクト電圧に基づき求められる許容電力のうち値の小さい方の電力を前記モータへの印加が許容される最終的な電力の値として算出する電動パワーステアリング装置。

１…電動パワーステアリング装置、１５…モータ、３１…マイクロコンピュータ（制御手段）、
４１…イグニッションスイッチ、４２…昇圧回路、４４…電力供給経路（第１の電力供給経路）、４３…電力供給経路（第２の電力供給経路）。

Claims (1)

1. 昇圧制御を通じて昇圧される電源電圧を、複数のスイッチング素子のスイッチング制御を通じて車両の操舵系に作動連結されるモータに印加することにより当該操舵系にステアリング操作を補助する操舵補助力を付与する制御手段を備えてなる電動パワーステアリング装置において、
   前記制御手段による昇圧制御を通じて前記電源電圧を昇圧する昇圧回路と、
   車両のイグニッションスイッチが設けられる第１の電力供給経路と、
   当該第１の電力供給経路における前記イグニッションスイッチの電源側から分岐して前記昇圧回路に接続される第２の電力供給経路とを備え、
   前記制御手段は、
   前記電源電圧の値が特定の閾値以下に低下した旨判断される場合、
   前記第１及び第２の電力供給経路の電圧値を取得して、
   前記第１及び第２の電力供給経路の電圧値のうち値の大きい方の電圧値であるハイセレクト電圧の値に基づき、前記電源電圧が低下した場合における当該電源電圧のさらなる低下を抑制するための制限電力を求め、
   前記第２の電力供給経路の電圧値に基づき、前記昇圧回路の出力電力の最大許容値である最大許容電力を求め、
   前記制限電力及び前記最大許容電力のうち値の小さい方の値である最終許容電力を前記モータに印加するべく、前記昇圧回路の昇圧制御を通じて昇圧電圧の値を通常時よりも小さな値に制限する
   電動パワーステアリング装置。

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