JP6596846B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関する。

たとえば特許文献１に記載されるように、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）は、車両の操舵機構にモータのトルクを付与することにより運転者のステアリング操作を補助する。ＥＰＳでは、その動作電源としてバッテリが使用される。バッテリは、車両の走行等の駆動源であるエンジンの駆動に伴い発電するオルタネータからの電力により充電される。このため、ＥＰＳの制御は、バッテリが充電されるエンジンの駆動中に機能するように構成されるところ、オルタネータの発電が停止し、動作電源たるバッテリの充電が停止する車両エンジンの停止中に機能しなくなるように構成される。

特開２０１１−５７０２４号公報

ところで、エンジンの駆動中には、運転者の意図に関係なくエンジンが停止、所謂、エンストすることもある。そして、エンストが運転者の意図に関係ないところで発生することに鑑みれば、エンスト中であってもＥＰＳの機能を必要としている状況が想定されるというものである。こうして想定される状況では、運転者の安全性の確保の観点で改善の余地が残されている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転者の安全性を確保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。

上記課題を解決する駆動源であるエンジンと、エンジンの駆動を通じて充電されるバッテリとを備えた車両用の電動パワーステアリング装置は、バッテリの電力を消費してアシスト力を発生させるモータと、モータへ供給する電力を制御する制御装置とを備えている。そして、制御装置は、エンジンが停止している場合であってもモータへ供給する電力を制御することによって、バッテリの電力を消費してアシスト力を発生させるように構成される。

上記構成によれば、運転者の意図に関係なく発生するエンストに見舞われるとき、そうしたエンスト中においても電動パワーステアリング装置が機能しうることとなる。すなわちこの場合、エンスト中であっても電動パワーステアリング装置の機能を必要とする状況では、該電動パワーステアリング装置がアシスト力を発生させうるようになることから、運転者の安全性を確保することができる。

ただし、エンスト中には電動パワーステアリング装置以外、すなわちエンジンの再始動等のためにバッテリの電力を消費することもあるところ、エンスト中にむやみやたらにモータへ電力を供給してしまってはバッテリ上がりを招くおそれがある。

そこで、上記制御装置は、バッテリの残り電力に基づきモータへ供給する電力を変化させることによって、エンジンが停止している場合であってもバッテリの電力を消費してアシスト力を発生させることが好ましい。

上記構成によれば、エンスト中に電動パワーステアリング装置がアシスト力を発生させるようなとき、むやみやたらではなくバッテリの残り電力を考慮してモータへ電力が供給されることとなる。すなわちこの場合、例えば、エンスト中におけるバッテリの残り電力が少ないのであれば、アシスト力を発生させる場合であってもモータへ供給する電力を減らす等、調整する余地が生まれる。したがって、エンスト中に電動パワーステアリング装置を機能させるにもかかわらずバッテリ上がりを抑制することができる。

そして、こうしたエンスト中にモータへ電力を供給する方法の具体例として、例えば、上記制御装置は、エンジンが停止されて充電が停止されている場合であってもバッテリの残り電力から引き出すことができる許容電力に基づきモータへ供給する電力を変化させることによって、エンジンが停止している場合であってもバッテリの電力を消費してアシスト力を発生させるものがある。

上記構成によれば、アシスト力を発生させるために消費可能な許容電力として予め制限することができるので、エンスト中に電動パワーステアリング装置を機能させるにもかかわらずバッテリ上がりをより好適に抑制することができる。

またさらに、こうした制御装置は、バッテリの残り電力の減少に応じてモータへ供給する電力を減少変化させることによって、エンジンが停止している場合であってもバッテリの電力を消費してアシスト力を発生させることが好ましい。

上記構成によれば、エンスト中に電動パワーステアリング装置がアシスト力を発生させるようなとき、アシスト力が犠牲になるがバッテリ上がりする可能性を低減することができる。これにより、エンスト中においてバッテリ上がりが低減されるところ、電動パワーステアリング装置は供給される電力が少ないながらもいくらかのアシスト力を発生させることができる。したがって、電動パワーステアリング装置が全く機能しない場合に比べては運転者の安全性の確保という点で有利となる。

本発明によれば、運転者の安全性を確保することができる。

電動パワーステアリング装置の概略を示す図。 電動パワーステアリング装置の制御構成を示すブロック図。 電流指令値演算部における制御モードを切り替える処理の流れを示す図。 第１実施形態における電流の最大値Ｉｍａｘを示す図。 アシスト電流の変化を示す図。 第２実施形態における電流の最大値Ｉｍａｘを示す図であって、特にエンスト中の電流の最大値Ｉｍａｘを示す図。

（第１実施形態）
以下、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という）の第１実施形態を説明する。

図１に示すように、車両には、走行等の駆動源であるエンジン１１、及びエンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ１２が搭載される。エンジンＥＣＵ１２は、スタータ１３を通じてエンジン１１を始動させる。スタータ１３は、バッテリ１４の電力を消費してエンジン１１を始動させる。バッテリ１４は、エンジン１１の駆動に伴い発電するオルタネータ１５からの電力により充電される。

また、本実施形態の車両には、運転者のステアリング操作を補助するＥＰＳ１０が搭載される。ＥＰＳ１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、及び操舵補助機構３０の作動を制御する制御装置としてのＥＰＳＥＣＵ４０を備える。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、及びステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備える。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１の中心に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、及びインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確にはラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合される。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃ及びラック軸２３からなるラックアンドピニオン機構２４によりラック軸２３の往復直線運動に変換される。こうした往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角が変更される。

操舵補助機構３０は、アシスト力の発生源であるモータ３１を備える。モータ３１としては、ブラシレスモータなどが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結される。減速機構３２は、モータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータのトルクがアシスト力（操舵補助力）として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。

ＥＰＳＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求あるいは走行状態を示す情報として取得し、これら取得される各種の情報に応じてモータ３１を制御する。その他、ＥＰＳＥＣＵ４０は、エンジンＥＣＵ１２からエンジン１１の駆動状態を示す情報を取得し、この取得される情報も用いてモータ３１を制御することとなる。

各種のセンサとしては、例えば、車速センサ５１、ステアリングセンサ５２、トルクセンサ５３、回転角センサ５４、及び電圧センサ５５がある。車速センサ５１は、車速（車両の走行速度）ＳＰを検出する。ステアリングセンサ５２は、磁気式の回転角センサであってコラムシャフト２２ａに設けられて操舵角θｓを検出する。トルクセンサ５３は、コラムシャフト２２ａに設けられて操舵トルクτを検出する。回転角センサ５４は、モータ３１に設けられてモータ３１の回転角θｍを検出する。電圧センサ５５は、バッテリ１４に設けられてバッテリ電圧Ｖｂａｔｔを検出する。

ＥＰＳＥＣＵ４０は、車速ＳＰ、操舵角θｓ、操舵トルクτ、及び回転角θｍに基づき目標アシスト力を演算し、当該目標アシスト力を操舵補助機構３０に発生させるための駆動電力をモータ３１に供給する。

次に、ＥＰＳＥＣＵ４０の電気的な構成について説明する。
図２に示すように、ＥＰＳＥＣＵ４０は、駆動回路（インバータ回路）４１及びマイクロプロセッシングユニット（以下、「ＭＰＵ」という）４２を備える。

駆動回路４１は、ＭＰＵ４２により生成されるモータ制御信号Ｓｍ（ＰＷＭ駆動信号）に基づいて、直流電源であるバッテリ１４（＋Ｂ）から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。当該変換された三相交流電力は、各相の給電経路４３を介してモータ３１に供給される。各相の給電経路４３には電流センサ４４が設けられる。これら電流センサ４４は、各相の給電経路４３に生ずる実際の電流値Ｉｍを検出する。なお、図２では、説明の便宜上、各相の給電経路４３及び各相の電流センサ４４をそれぞれ１つにまとめて図示する。

ＭＰＵ４２は、車速センサ５１、ステアリングセンサ５２、トルクセンサ５３、回転角センサ５４、及び電流センサ４４の検出結果をそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。ＭＰＵ４２は、これら取り込まれる検出結果、すなわち車速ＳＰ、操舵角θｓ、操舵トルクτ、回転角θｍ、及び実際の電流値Ｉｍに基づきモータ制御信号Ｓｍを生成する。

次に、ＭＰＵ４２の機能的な構成を説明する。
ＭＰＵ４２は、図示しない記憶装置に格納された制御プログラムを実行することによって実現される各種の演算処理部を有する。

図２に示すように、ＭＰＵ４２は、これら演算処理部として電流指令値演算部６１及びモータ制御信号生成部６２を備える。
電流指令値演算部６１は、操舵トルクτ、車速ＳＰ、及び操舵角θｓに基づき電流指令値Ｉ＊を演算する。電流指令値Ｉ＊は、モータ３１に供給するべき電流を示す指令値である。正確には、電流指令値Ｉ＊は、ｄ／ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）及びｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を含む。本実施形態においてｄ軸電流指令値は零に設定される。ｄ／ｑ座標系は、モータ３１の回転角θｍに従う回転座標である。モータ制御信号生成部６２は、回転角θｍを使用してモータ３１の三相の電流値Ｉｍを二相のベクトル成分、すなわちｄ／ｑ座標系におけるｄ軸電流値及びｑ軸電流値に変換する。そして、モータ制御信号生成部６２は、ｄ軸電流値とｄ軸電流指令値との偏差、及びｑ軸電流値とｑ軸電流指令値との偏差をそれぞれ求め、これら偏差を解消するように電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実行する。また、モータ制御信号生成部６２は、電流フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を実行することによりｑ軸電圧指令値（Ｖｑ＊）及びｄ軸電圧指令値（Ｖｄ＊）を生成し、これら指令値を三相座標系に写像することにより、三相座標系における各電圧指令値（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を演算し、これら各電圧指令値に基づきモータ制御信号Ｓｍを生成する。

次に、電流指令値演算部６１について詳細に説明する。
図２に示すように、電流指令値演算部６１は、操舵トルクτ、車速ＳＰ、及び操舵角θｓの他、エンジン駆動情報ＩＧ及びバッテリ電圧Ｖｂａｔｔをそれぞれ定められたサンプリング周期で取り込む。電流指令値演算部６１は、これら取り込まれるエンジン駆動情報ＩＧ及びバッテリ電圧Ｖｂａｔｔに基づき電流指令値Ｉ＊を演算する演算モード（演算状態）を切り替える。演算状態としては、エンジン１１が駆動中である通常時のモード、及びエンジン１１がエンストした状態（停止中）にあるエンスト時のモードを有する。これら演算モードは、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘをそれぞれ制限するなかで、電流指令値Ｉ＊を演算する。なお、電流指令値演算部６１（ＥＰＳＥＣＵ４０）は、ＥＣＵ１２から取得できるエンジン駆動情報ＩＧに基づき、エンストを検出することができる。

具体的に、図３に示すように、電流指令値演算部６１は、エンジン駆動情報ＩＧに基づきエンジン１１が駆動中であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０にて、エンジン１１が駆動中であるとき（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、演算モードを通常時のモードとして電流指令値Ｉ＊を演算することとなる。

続いて、電流指令値演算部６１は、ステップＳ１０にて通常時のモードとして電流指令値Ｉ＊を演算するとき、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値を上回っているか否かを判断する（ステップＳ２０）。最低値は、車両の走行が最低限可能とされるとして経験的に導かれる値に設定される。そして、ステップＳ１０が「ＹＥＳ」且つステップＳ２０が「ＮＯ」となるとき、エンジン１１が駆動中であってオルタネータ１５による充電が可能にあるにもかかわらずバッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値以下であることから、バッテリ１４が故障している状態といえる。本実施形態では、例えば、バッテリ１４における最大電圧１６Ｖに対して最低値が９Ｖに設定される。

ステップＳ２０にて、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値を上回っているとき（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、電流指令値演算部６１は、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘを通常時電流最大値に制限して電流指令値Ｉ＊を演算する。なお、通常時電流最大値については、後で詳しく説明する。

一方、ステップＳ２０にて、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値以下にあるとき（ステップＳ２０：ＮＯ）、電流指令値演算部６１は、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘを０（零）、すなわちモータ３１に供給する電流を０（零）に制限して電流指令値Ｉ＊を演算する。すなわちこの場合、上述したようにバッテリ１４が故障している状態といえることから、ＥＰＳ１０について機能制限するという、所謂、故障モードといえる。

このように、電流指令値演算部６１は、通常時のモードの中でもバッテリ電圧Ｖｂａｔｔの状態に応じてモータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘをさらに変化させる。
また、ステップＳ１０にて、エンジン１１がエンストした状態（停止中）であるとき（ステップＳ１０：ＮＯ）、演算モードをエンスト時のモードとして電流指令値Ｉ＊を演算することとなる。

続いて、電流指令値演算部６１は、ステップＳ１０にてエンスト時のモードとして電流指令値Ｉ＊を演算するとき、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値を上回っているか否かを判断する（ステップＳ３０）。通常動作下限値は、エンジン１１、すなわちオルタネータ１５による充電が停止していてもバッテリ１４から引き出し可能とされるとして経験的に導かれる値に設定される。なお、通常動作下限値は、オルタネータ１５による充電が停止している状態を想定することから、オルタネータ１５による充電が可能な状態を想定する上記最低値よりも高い値に設定される。そして、ステップＳ１０，Ｓ３０が共に「ＮＯ」となるとき、エンジン１１が停止中であってオルタネータ１５による充電が停止されるなかでさらにバッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値以下であることから、他のスタータ１３等のシステムの関係上、ＥＰＳ１０のために消費する電力の確保が困難な状態といえる。本実施形態では、例えば、バッテリ１４における最大電圧１６Ｖに対して通常動作下限値が１１Ｖに設定される。

ステップＳ３０にて、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値を上回っているとき（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、電流指令値演算部６１は、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘをエンスト時電流最大値に制限して電流指令値Ｉ＊を演算する。なお、エンスト時電流最大値は、オルタネータ１５による充電が停止している状態を想定することから、オルタネータ１５による充電が可能な状態を想定する上記通常時電流最大値よりも低い値に設定される。すなわちこの場合、上述したようにオルタネータ１５による充電が停止している状態であることから、ＥＰＳ１０のために確保する電力を通常時のモードよりも制限するという、所謂、制限モードといえる。エンスト時電流最大値については、後で詳しく説明する。

一方、ステップＳ３０にて、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値以下にあるとき（ステップＳ３０：ＮＯ）、電流指令値演算部６１は、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘをエンスト時電流最大値未満のなかで制限して電流指令値Ｉ＊を演算する。すなわちこの場合、上述したようにバッテリ１４からの電力の確保が困難な状態といえることから、ＥＰＳ１０で確保する電力を上記制限モードの制限を超えてさらに制限するという、所謂、超制限モードといえる。

このように、電流指令値演算部６１は、エンスト時のモードの中でもバッテリ電圧Ｖｂａｔｔの状態に応じてモータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘをさらに変化させる。なお、電流指令値演算部６１は、エンジン１１が停止（ステップＳ１０：ＮＯ）から駆動（ステップＳ１０：ＹＥＳ）に復帰するとき、演算モードについてもエンスト時のモードから通常モード時のモードに復帰させることとなる。

ここで、通常時電流最大値及びエンスト時電流最大値について詳しく説明する。
図４に示すように、モータ３１に供給する電流の最大値Ｉｍａｘ（Ａ）と操舵角速度ω（ｒａｄ／ｓ）とは、モータ３１が発生させるトルクの関係を示すＴ−Ｎ特性曲線（図４中、実線で示す）をもとにした関係を有する。またさらに、電流の最大値Ｉｍａｘと操舵角速度ωとは、Ｔ−Ｎ特性曲線上において、バッテリ１４から引き出しが許容される許容電力の関係を示す通常時のモードに対応するエンジン駆動中電力制限曲線（図４中、一点鎖線で示す）、又はエンスト時のモードに対応するエンジン停止中電力制限曲線（図４中、二点鎖線で示す）に沿った関係を有する。操舵角速度ωは、操舵角θｓを微分器に通して微分することにより演算される。

本実施形態では、Ｔ−Ｎ特性曲線と各電力制限曲線とが交差するときに対応する電流値、すなわちＴ−Ｎ特性曲線上における各電力制限曲線の下限に対応する電流値をそれぞれの通常時電流最大値Ｉａとエンスト時電流最大値Ｉｂと定めている。

図４及び図５に示すように、エンスト時における電流の最大値Ｉｍａｘが、オルタネータ１５による充電が停止している状態であることからエンジン駆動中電力制限曲線よりも全体的に低く推移するエンジン停止中電力制限曲線に沿った関係を有するそのなかでも、さらに下限値にエンスト時電流最大値Ｉｂが定められる。したがって、エンスト時電流最大値Ｉｂは、通常時電流最大値Ｉａよりも小さい値に設定されることとなる。

以上に説明したＥＰＳ１０によれば、以下の（１）〜（５）に示す作用及び効果を奏する。
ＥＰＳＥＣＵ４０（ＭＰＵ４２）における電流指令値演算部６１は、各演算モードにおいて、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔ、すなわちバッテリ１４の残り電力を監視（モニタ）し、該監視結果（モニタ結果）として取り込まれるバッテリ電圧Ｖｂａｔｔ、すなわちバッテリ１４の残り電力に応じて変化させる電流の最大値に基づき電流指令値Ｉ＊を演算する。

すなわち、図５の実線で示すように、電流指令値演算部６１は、エンスト時のモード（ステップＳ１０：ＮＯ）において、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視するなかで該バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値（１１Ｖ）を上回っている（ステップＳ３０：ＹＥＳ）間、電流指令値Ｉ＊をエンスト時電流最大値Ｉｂに制限するように演算する。

（１）こうした本実施形態によれば、エンスト中であってもモータ３１に電力が供給されることから、運転者の意図に関係なく発生するエンストに見舞われるとき、そうしたエンスト中においてもＥＰＳ１０が機能しうることとなる。すなわちこの場合、エンスト中であってもＥＰＳ１０の機能を必要とする状況では、該ＥＰＳ１０がアシスト力を発生させうるようになることから、運転者の安全性を確保することができる。

（２）そして、本実施形態では、こうしてモータ３１に供給される電力は通常時電流最大値Ｉａよりも低いエンスト時電流最大値Ｉｂに制限されることとなるが、ＥＰＳ１０は最大でエンスト時電流最大値Ｉｂに基づきモータ３１が発生させるトルク分のアシスト力によって、運転者のステアリング操作を補助することができる。

ただし、エンスト中にはＥＰＳ１０以外、すなわちエンジン１１の再始動（スタータ１３）等のためにバッテリ１４の電力を消費することもあるところ、エンスト中にむやみやたらにモータ３１へ電力を供給してしまってはバッテリ上がりを招くおそれがある。

そこで、本実施形態では、電流指令値演算部６１がエンスト時のモード（ステップＳ１０：ＮＯ）において、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視するなかで該バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値（１１Ｖ）以下に達するとき（ステップＳ３０：ＮＯ）、電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘをエンスト時電流最大値Ｉｂ未満に変化させる。

すなわち、本実施形態によれば、エンスト中にＥＰＳ１０がアシスト力を発生させるようなとき、むやみやたらではなくバッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視して考慮しながらモータ３１へ電力が供給されることとなる。

（３）具体的に、図５の実線で示すように、エンスト中におけるバッテリ電圧Ｖｂａｔｔが低下しているのであれば、アシスト力を発生させる場合であってもモータ３１へ供給する電流の最大値Ｉｍａｘを低く変化させることとなる。したがって、エンスト中にＥＰＳ１０を機能させるにもかかわらずバッテリ上がりを抑制することができる。

（４）本実施形態では、Ｔ−Ｎ特性曲線上におけるエンジン停止中電力制限曲線の下限に対応する電流値をそれぞれのエンスト時電流最大値Ｉｂと定めている。すなわちこの場合、アシスト力を発生させるために消費可能な許容電力として、エンジン各電力制限曲線（許容電力）に対して余裕を持たせるようにして予め制限することができるので、エンスト中にＥＰＳ１０を機能させるにもかかわらずバッテリ上がりをより好適に抑制することができる。

（５）また、本実施形態によれば、エンスト中にＥＰＳ１０に供給する電力が通常時電流最大値Ｉａよりも低いエンスト時電流最大値Ｉｂに基づき制限されるなかでアシスト力を発生させるようなとき、アシスト力が犠牲になるがバッテリ上がりの可能性を低減することができる。これにより、エンスト中においてバッテリ上がりが低減されるところ、ＥＰＳ１０は供給される電力が少ないながらもいくらかのアシスト力を発生させることができる。したがって、ＥＰＳ１０が全く機能しない場合に比べては運転者の安全性の確保という点で有利となる。

図５の実線で示すように、電流指令値演算部６１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視するなかで該バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値（１１Ｖ）に達してからさらに低下していくにつれて、すなわちバッテリ１４の残り電力が少なくなるにつれて、徐々に電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘが低くなるように変化（減少変化）させる。すなわちこの場合、モータ３１に供給する電力（電流）を減らすように調整される。なお、電流指令値演算部６１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値（９Ｖ）に達するときに電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘが０（零）になるように一定の勾配で低くなるように変化させる。

一方、図５の一点鎖線で示すように、電流指令値演算部６１は、通常時のモード（ステップＳ１０：ＹＥＳ）において、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視するなかで該バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値（９Ｖ）を上回っている（ステップＳ２０：ＹＥＳ）間、電流指令値Ｉ＊を通常時電流最大値Ｉａに制限するように演算する。

またさらに、電流指令値演算部６１は、通常時のモード（ステップＳ１０：ＹＥＳ）において、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔを監視するなかで該バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが最低値（９Ｖ）以下に達するとき（ステップＳ２０：ＮＯ）、電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘを一気（大幅）に０（零）に変化させる。

すなわち、本実施形態では、エンスト時のモードにおいて、電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘをエンスト時電流最大値Ｉｂからさらに低く変化させるとき、通常時のモードように一気に低く変化するのではなく徐々に（傾きを持って）低く変化することとなる。すなわちこの場合、ステアリング操作の補助のために付与されるアシスト力の変化によって運転者が感じる違和感を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、電動パワーステアリング装置の第２実施形態を説明する。なお、本実施形態と上記第１実施形態との主たる相違点は、エンスト時電流最大値Ｉｂを設定する方法である。このため、既に説明した実施形態と同一構成及び同一制御内容などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。

図６に示すように、本実施形態では、Ｔ−Ｎ特性曲線とエンジン停止中電力制限曲線とが交差するときに対応する電流値、すなわちＴ−Ｎ特性曲線上におけるエンジン停止中電力制限曲線の下限に対応する電流値をエンスト時電流最大値Ｉｂと一義的に定めるのではなく、エンジン停止中電力制限曲線に沿って変化させることとしている。すなわちこの場合、ＥＰＳ１０で消費される電力として各電力制限曲線（許容電力）に対して最大限使うことができる範囲で引き出して、エンジン１１の停止中のその時点で付与可能な最大限のアシスト力を付与することができる。

本実施形態のＥＰＳ１０によれば、以下の（６）、（７）に示す作用及び効果を奏する。
（６）ＥＰＳＥＣＵ４０（ＭＰＵ４２）における電流指令値演算部６１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値を上回っているとき（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔ、すなわちバッテリ１４の残り電力で引き出せる電流の最大値Ｉｍａｘをエンスト時電流最大値Ｉｂｘとして電流指令値Ｉ＊を演算する。

すなわち、図６に示すように、エンスト時電流最大値Ｉｂｘは、Ｔ−Ｎ特性曲線上における各電力制限曲線の下限に対応する電流値の間で変化する。そして、例えば、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが、上述のエンスト時電流最大値Ｉｂよりも高い電流値を引き出せるとき、電流指令値Ｉ＊を演算する際の電流の最大値Ｉｍａｘを該エンスト時電流最大値Ｉｂよりも高い電流値に定める（変化させる）。すなわちこの場合、操舵角速度ωｘからＴ−Ｎ特性曲線上におけるエンジン停止中電力制限曲線の下限に対応する操舵角速度ω０の間で、Ｔ−Ｎ特性曲線上におけるエンジン停止中電力制限曲線の下限に対応する電流値をエンスト時電流最大値Ｉｂに定めるときに比べて大きなアシスト力を付与することができる。

（７）一方、本実施形態では、上述したようにしてエンスト時電流最大値Ｉｂｘを変化させる場合であっても、電流指令値演算部６１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔ、すなわちバッテリ１４の残り電力が低下するなかでは電流の最大値Ｉｍａｘを低く変化させることとなる。したがって、大きなアシスト力を得ながらもバッテリ上がりを抑制することができる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・エンスト中、ＥＰＳ１０の機能維持をバッテリ上がりよりも優先する場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値以下においては電流の最大値Ｉｍａｘを減少変化させないようにすることもできる。ＥＰＳ１０の機能維持とバッテリ上がりとのどちらを優先するかは、状況に応じて切り替え可能にしてもよい。

・エンスト中、ＥＰＳ１０の機能維持をバッテリ上がりよりも優先する場合、エンジン停止中電力制限曲線をエンジン駆動中電力制限曲線の側に近付けるようにして演算を行うこともできる。

・エンスト中、バッテリ電圧Ｖｂａｔｔが通常動作下限値以下において電流の最大値Ｉｍａｘを減少変化させる態様としては、曲線的に減少させたり、ステップ状に減少させたり、途中にフラットに維持する状態を挟み込んで段階的に減少させたりしてもよいし、通常時のモード同様、一気に０（零）に変化させてもよい。

・各実施形態では、エンスト中、電流の最大値Ｉｍａｘを減少変化させるバッテリ電圧Ｖｂａｔｔを通常動作下限値としたが、これを高低の側にずらしてもよい。ただし、低い側にずらすときには、最低値を上回る範囲でずらすようにすればよい。

・各実施形態では、モータ３１をステアリングシャフト２２（コラムシャフト２２ａ）に設けたが、ラック軸２３に設けてもよい。この場合、モータ３１のトルクがアシスト力としてラック軸２３に付与されることにより操舵が補助される。

・エンジン駆動情報ＩＧについては、エンジン１１から直接取り込むこともできる。
次に、上記各実施形態及び別例（変形例）から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記制御装置は、前記エンジンが停止しているなかで前記バッテリの電力を消費して前記アシスト力を発生させるとき、該バッテリの残り電力に基づき前記許容電力を変化させる。例えば、アシスト力を発生させるのに消費される電力として、バッテリの残り電力に対して最大限使うことができる範囲で引き出すようにすれば、エンジンの停止中のその時点で付与可能な最大限のアシスト力を発生させることができる。すなわちこの場合、より大きなアシスト力を発生させることができる。

１０…電動パワーステアリング装置、１１…エンジン、１４…バッテリ、３１…モータ、４０…ＥＰＳＥＣＵ、４２…マイクロプロセッシングユニット、５５…電圧センサ、６１…電流指令値演算部。

Claims (1)

1. 駆動源であるエンジンと、前記エンジンの駆動を通じて充電されるバッテリとを備えた車両用の電動パワーステアリング装置であって、
   前記バッテリの電力を消費してアシスト力を発生させるモータと、
   前記モータへ供給する電力を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、エンストしている場合であっても前記モータへ供給する電力を制御することによって、前記バッテリの電力を消費して前記アシスト力を発生させるように構成され、
   エンスト時において前記モータに供給する電流の最大値は、
   前記バッテリに充電が可能な通常時において前記モータに供給する電流の最大値である通常時電流最大値よりも低い値であって、
   前記バッテリの残り電力を示すバッテリ電圧が、エンスト時においても該バッテリから電力を引き出し可能とされる通常動作下限値よりも大きい場合には、前記モータのＴ−Ｎ特性曲線と、前記バッテリから引き出しが許容される許容電力の関係を示すエンスト時のモードに対応するエンジン停止中電力制限曲線とに基づくエンスト時電流最大値に設定され、
   前記バッテリ電圧が前記通常動作下限値以下の場合には、車両の走行が最低限可能とされる最低値となるまでの間、前記エンスト時電流最大値未満であって、該バッテリ電圧が低下していくにつれて徐々に低くなるように設定される電動パワーステアリング装置。