JP2003341534A - パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電動モータの中低トルク域において大きな回転
速度を得ることができ、かつ、大幅なコスト増加を招く
こともないパワーステアリング装置を提供する。 【解決手段】このパワーステアリング装置は、電動モー
タ２７により駆動されるポンプの発生油圧によって操舵
補助力を発生させる。電動モータ２７は、３相ブラシレ
スモータからなり、その回転角はホールセンサ１５Ｕ，
１５Ｖ，１５Ｗによって検出される。Ｕ相、Ｖ相および
Ｗ相の界磁コイル２７Ｕ，２７Ｖ，２７Ｗには、モータ
駆動制御部４５からの駆動信号によって駆動される駆動
回路２８からの電流が供給される。モータ駆動制御部４
５は、低中速回転域においては、ＰＷＭ制御によって電
動モータ２７を制御し、中高速域においては、ＰＷＭデ
ューティを１００％として、進み角制御によって電動モ
ータ２７を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータによ
り駆動されるポンプの発生油圧により、ステアリング機
構に与える操舵補助力を発生するパワーステアリング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステアリング機構に結合されたパワーシ
リンダにオイルポンプからの作動油を供給することによ
って、ステアリングホイールの操作を補助するパワース
テアリング装置が知られている。オイルポンプは、電動
モータによって駆動され、その回転速度に応じた操舵補
助力がパワーシリンダから発生される。ステアリング軸
には、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクの
方向および大きさに応じてねじれを生じるトーションバ
ーと、トーションバーのねじれの方向および大きさに応
じて開度が変化する油圧制御弁とが組み込まれている。
この油圧制御弁は、オイルポンプとパワーシリンダとの
間の油圧系統に介装されていて、操舵トルクに応じた操
舵補助力をパワーシリンダから発生させる。

【０００３】電動モータの駆動制御は、たとえば、ステ
アリングホイールの舵角速度に基づいて行われる。すな
わち、ステアリングホイールに関連して設けられた舵角
センサの出力に基づいて舵角速度が求められ、この舵角
速度に基づいて電動モータの目標回転速度が設定され
る。この目標回転速度が達成されるように、電動モータ
に電圧が供給される。電動モータには、通常、３相ブラ
シレスモータが採用される。３相ブラシレスモータは、
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の界磁コイルを有するステ
ータと、界磁コイルからの反発磁界を受ける永久磁石が
固定されたロータと、このロータの回転位置を検出する
ためのホールセンサとを含む。ホールセンサは、Ｕ相、
Ｖ相およびＷ相に対応して、電気角にして１２０度の角
度間隔で３個設けられている。

【０００４】３相ブラシレスモータは、通常、１２０度
通電方式で駆動される。この１２０度通電方式は、図７
に示されている。すなわち、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のホ
ールセンサが出力するホール信号は、１２０度ずつ位相
がずれている。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のホール
信号に同期するように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の界磁コ
イルに対して、１２０度の電気角に相当する期間にわた
り、順に通電が行われることになる。１２０度の通電期
間中における各界磁コイルへの駆動電流の供給をＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御することによって、ブ
ラシレスモータの回転速度を変化させることができる。

【０００５】図８は、３相ブラシレスモータにおけるロ
ータの回転速度と出力トルクとの関係を示す図である。
ブラシレスモータでは、図８に示すように、回転速度の
上昇とともに出力トルクが減少することが知られてい
る。すなわち、下記第(1)式に示すモータの式から理解
されるように、モータの回転速度ωが大きくなれば、モ
ータ発生誘起電圧ｋωの増加に伴って、モータに流れる
電流Ｉが小さくなり、その結果、電流Ｉに比例する出力
トルクが小さくなる。

【０００６】 Ｖ＝ＩＲ＋ｋω ・・・・・・(1) ただし、Ｖはモータへの印加電圧、Ｉはモータに流れる
電流、Ｒはモータの電気抵抗、ｋは定数、ωはモータの
回転速度である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最近では、３相ブラシ
レスモータの中低トルク域においてより大きな回転速度
が求められるようになってきている。しかし、このよう
な特性を満たすためには、３相ブラシレスモータの制御
システムを見直したり、３相ブラシレスモータ自体の設
計を見直したりする必要があり、大幅なコスト増加は避
けられない。そこで、この発明の目的は、電動モータの
中低トルク域において大きな回転速度を得ることがで
き、かつ、大幅なコスト増加を招くこともないパワース
テアリング装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モー
タ（２７）により駆動されるポンプ（２６）の発生油圧
によって操舵補助力を発生させるパワーステアリング装
置であって、上記電動モータの回転角を検出する回転角
検出手段（１５，１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ）と、操向の
ための操作部材（２）による操舵を検出する操舵検出手
段（１１，４１）と、この操舵検出手段の出力信号に基
づいて上記電動モータの駆動目標値を設定する駆動目標
値設定手段（４２）と、この駆動目標値設定手段によっ
て設定された駆動目標値に基づいて、上記電動モータを
駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段
（４８）と、上記回転角検出手段によって検出される回
転角に対する上記駆動信号の位相の進み角を、上記駆動
目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づい
て定め、これにより通電時間を変動させる進み角設定手
段（４７）とを含むことを特徴とするパワーステアリン
グ装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態
における対応構成要素等を表す。以下、この項において
同じ。

【０００９】上記の構成によれば、電動モータ（たとえ
ば、ブラシレスモータ）の駆動目標値に応じて駆動信号
の位相の進み角が設定され、それに応じて通電時間が変
動する。たとえば、電動モータが３相ブラシレスモータ
からなる場合に、この３相ブラシレスモータを１２０度
通電方式で駆動するとすれば、進み角の可変設定によっ
て、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の界磁コイルに対する通電開
始タイミングが、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した回転
角センサ（たとえばホールセンサ）の出力信号の位相に
対して可変設定されることになる。そこで、高速回転域
に対応する駆動目標値に対しては比較的大きな進み角を
設定することによって、電動モータへの供給電流（通電
時間）を増加させることができるから、モータ発生誘起
電圧が小さくなり、出力トルクを増大させることができ
る。

【００１０】このように、この発明によれば、モータの
設計やシステム全体の設計を大幅に変更することなく、
中低トルク域における回転速度を増大させることができ
る。したがって、大幅なコスト増加を招くこともない。
また、必要なモータ回転速度に対して適切な進み角（必
要最小限の進み角）が設定されるように制御することが
できるから、進み角制御における主要な問題（永久磁石
の減磁や効率の低下）を最小限に抑えることができる。

【００１１】また、駆動信号の位相の進み角を一定値と
しておき、この一定の進み角の期間の通電に対してＰＷ
Ｍ制御を行うことが考えられるが、この場合には、ＰＷ
Ｍ制御を実現するためのスイッチング手段（たとえば、
電界効果トランジスタ）における熱損失が問題となる。
これに対して、この発明では、進み角分の期間において
ＰＷＭ制御を行うのではなく、進み角を大小に変動させ
ることによって通電期間を変動させるようにしているの
で、スイッチングロスの増加を考慮する必要がなく、熱
損失の増加を抑制することができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記進み角設定手
段は、上記電動モータへの通電が未飽和の状態のときに
は、上記駆動目標値によらずに一定の進み角を設定し、
上記電動モータへの通電が飽和したときには、上記駆動
目標値設定手段によって設定される駆動目標値に基づい
て進み角を設定するものであることを特徴とする請求項
１記載のパワーステアリング装置である。この構成で
は、たとえば１２０度通電が飽和した後にのみ、駆動目
標値に応じた進み角を設定するようにできる。通電が未
飽和の状態のときには、進み角を一定値（たとえば０
度）とし、たとえば、１２０度の通電期間内におけるＰ
ＷＭ制御を行うことによって、電動モータの低速回転制
御および中速回転制御を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の一実施形態に係るパワーステアリング装置の基本
的な構成を示す概念図である。このパワーステアリング
装置は、車両のステアリング機構１に関連して設けら
れ、このステアリング機構１に操舵補助力を与えるため
のものである。

【００１４】ステアリング機構１は、運転者によって操
作されるステアリングホイール２と、このステアリング
ホイール２に連結されたステアリング軸３と、ステアリ
ング軸３の先端に設けられたピニオンギア４と、ピニオ
ンギア４に噛合するラックギア部５ａを有し、車両の左
右方向に延びたラック軸５とを備えている。ラック軸５
の両端にはタイロッド６がそれぞれ結合されており、こ
のタイロッド６は、それぞれ、操舵輪としての前左右輪
ＦＬ，ＦＲを支持するナックルアーム７に結合されてい
る。ナックルアーム７は、キングピン８まわりに回動可
能に設けられている。

【００１５】この構成により、ステアリングホイール２
が操作されてステアリング軸３が回転されると、この回
転がピニオンギア４およびラック軸５によって車両の左
右方向に沿う直線運動に変換される。この直線運動は、
ナックルアーム７のキングピン８まわりの回動に変換さ
れ、これによって、前左右輪ＦＬ，ＦＲの転舵が達成さ
れる。ステアリング軸３には、ステアリングホイール２
に加えられた操舵トルクの方向および大きさに応じてね
じれを生じるトーションバー９と、トーションバー９の
ねじれの方向および大きさに応じて開度が変化する油圧
制御弁２３とが組み込まれている。油圧制御弁２３は、
ステアリング機構１に操舵補助力を与えるパワーシリン
ダ２０に接続されている。パワーシリンダ２０は、ラッ
ク軸５に一体的に設けられたピストン２１と、ピストン
２１によって区画された一対のシリンダ室２０ａ，２０
ｂとを有しており、シリンダ室２０ａ，２０ｂは、それ
ぞれ、オイル供給／帰還路２２ａ，２２ｂを介して、油
圧制御弁２３に接続されている。

【００１６】油圧制御弁２３は、さらに、リザーバタン
ク２５およびオイルポンプ２６を通るオイル循環路２４
の途中部に介装されている。オイルポンプ２６は、電動
式のモータ２７によって駆動され、リザーバタンク２５
に貯留されている作動油を汲み出して油圧制御弁２３に
供給する。余剰分の作動油は、油圧制御弁２３からオイ
ル循環路２４を介してリザーバタンク２５に帰還され
る。油圧制御弁２３は、トーションバー９に一方方向の
ねじれが加わった場合には、オイル供給／帰還路２２
ａ，２２ｂのうちの一方を介してパワーシリンダ２０の
シリンダ室２０ａ，２０ｂのうちの一方に作動油を供給
する。また、トーションバー９に他方方向のねじれが加
えられた場合には、オイル供給／帰還路２２ａ，２２ｂ
のうちの他方を介してシリンダ室２０ａ，２０ｂのうち
の他方に作動油を供給する。トーションバー９にねじれ
がほとんど加わっていない場合には、油圧制御弁２３
は、いわば平衡状態となり、作動油はパワーシリンダ２
０に供給されることなく、オイル循環路２４を循環す
る。

【００１７】パワーシリンダ２０のいずれかのシリンダ
室に作動油が供給されると、ピストン２１が車幅方向に
沿って移動する。これにより、ラック軸５に操舵補助力
が作用することになる。油圧制御弁２３に関連する構成
例は、たとえば、特開昭５９−１１８５７７号公報に詳
しく開示されている。電動モータ２７は、たとえば、３
相ブラシレスモータからなり、駆動回路２８を介して、
電子制御ユニット３０によって制御される。駆動回路２
８は、たとえば、パワートランジスタのブリッジ回路か
らなり、電源としての車載バッテリ４０からの電力を、
電子制御ユニット３０から与えられる制御信号に応じて
電動モータ２７に供給する。

【００１８】電子制御ユニット３０は、車載バッテリ４
０からの電力供給を受けて動作するマイクロコンピュー
タを含み、このマイクロコンピュータは、ＣＰＵ３１
と、ＣＰＵ３１のワークエリアなどを提供するＲＡＭ３
２と、ＣＰＵ３１の動作プログラムおよび制御用のデー
タ等を記憶したＲＯＭ３３と、ＣＰＵ３１、ＲＡＭ３２
およびＲＯＭ３３を相互接続するバス３４とを備えてい
る。電子制御ユニット３０には、舵角センサ１１から出
力される舵角データが与えられるようになっている。舵
角センサ１１は、ステアリングホイール２に関連して設
けられており、イグニッションキースイッチが導通され
てエンジンが始動したときのステアリングホイール２の
舵角を初期値「０」として、この初期値からの相対舵角
に対応し、かつ操舵方向に応じた符号の舵角データを出
力する。ＣＰＵ３１は、この舵角データに基づいて、そ
の時間微分値に相当する舵角速度を演算する。

【００１９】電子制御ユニット３０には、さらに、電動
モータ２７に流れる電流を検出する電流センサ１２から
の電流検出信号と、電動モータ２７のロータ位置を検出
するロータ位置センサとしてのホールセンサ１５からの
検出信号とが与えられるようになっている。さらに、電
子制御ユニット３０には、車速センサ１３から出力され
る車速信号が与えられるようになっている。車速センサ
１３は、車速を直接的に検出するものでもよく、また、
車輪に関連して設けられた車輪速センサの出力パルスに
基づいて車速を計算により求めるものであってもよい。

【００２０】電子制御ユニット３０は、舵角センサ１
１、電流センサ１２および車速センサ１３からそれぞれ
与えられる舵角データ、電流データおよび車速データに
基づいて、電動モータ２７の駆動を制御する。図２は、
電子制御ユニット３０の機能的な構成を示すブロック図
である。電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３１がＲＯＭ
３３に記憶されたプログラムを実行することによって実
現される複数の機能手段を実質的に有している。すなわ
ち、電子制御ユニット３０は、舵角センサ１１の出力信
号に基づいて舵角速度を演算する舵角速度演算部４１
と、この舵角速度演算部４１によって演算された舵角速
度および車速センサ１３によって検出される車速に基づ
いて電動モータ２７の目標回転速度Ｒを設定する目標回
転速度設定部４２とを備えている。

【００２１】さらに、電子制御ユニット３０は、目標回
転速度設定部４２によって設定された目標回転速度Ｒが
達成されるように電動モータ２７を駆動制御するモータ
駆動制御部４５を備えている。モータ駆動制御部４５
は、電流センサ１２によって検出されるモータ電流に基
づいて、目標回転速度Ｒを達成するための駆動信号を作
成し、この駆動信号を駆動回路２８に与える。電動モー
タ２７は、Ｕ相界磁コイル２７Ｕ、Ｖ相界磁コイル２７
ＶおよびＷ相界磁コイル２７Ｗを有するステータと、こ
れらの界磁コイル２７Ｕ，２７Ｖ，２７Ｗからの反発磁
界を受ける永久磁石が固定されたロータとを備え、この
ロータの回転角がホールセンサ１５によって検出される
ようになっている。ホールセンサ１５は、Ｕ相、Ｖ相お
よびＷ相に対応してそれぞれ設けられたホールセンサ１
５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗを有している。

【００２２】電動モータ２７に流れる電流を検出する電
流センサ１２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相にそれぞれ流れ
る電流を検出する電流センサ１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗを
備えている。この電流センサ１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗお
よび上述のホールセンサ１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗの出力
信号は、適宜、増幅等されてモータ駆動制御部４５に入
力されるようになっている。駆動回路２８は、Ｕ相に対
応した一対の電界効果トランジスタＵＨ，ＵＬの直列回
路と、Ｖ相に対応した一対の電界効果トランジスタＶ
Ｈ，ＶＬと、Ｗ相に対応した一対の電界効果トランジス
タＷＨ，ＷＬの直列回路とを、車載バッテリ４０に対し
て並列に接続して構成されている。電動モータ２７のＵ
相界磁コイル２７Ｕは電界効果トランジスタＵＨ，ＵＬ
の間の接続点に接続されており、Ｖ相界磁コイル２７Ｖ
は電界効果トランジスタＶＨ，ＶＬの間の接続点に接続
されており、Ｗ相界磁コイル２７Ｗは電界効果トランジ
スタＷＨ，ＷＬの間の接続点に接続されている。

【００２３】モータ駆動制御部４５は、電界効果トラン
ジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨを各一定の電気角の期間だけ順
にオン状態とするとともに、電界効果トランジスタＵ
Ｌ，ＶＬ，ＷＬに対してはＰＷＭパルスからなる駆動信
号を与えることによって、電動モータ２７の回転を制御
するようになっている。より具体的には、モータ駆動制
御部４５は、目標回転速度設定部４２によって設定され
る目標回転速度Ｒに応じたＰＷＭデューティを設定する
ＰＷＭデューティ設定部４６と、同じく目標回転速度設
定部４２によって設定される目標回転速度に応じた進み
角Δθを設定する進み角設定部４７と、ＰＷＭデューテ
ィ設定部４６によって設定されるＰＷＭデューティおよ
び進み角設定部４７によって設定される進み角Δθに基
づいて、駆動回路２８の電界効果トランジスタＵＨ，Ｕ
Ｌ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに与えるべき駆動信号を生
成する駆動信号生成部４８とを備えている。

【００２４】図３は、舵角速度と目標回転速度設定部４
２が設定する目標回転速度との関係を示す特性図であ
る。目標回転速度Ｒは、舵角速度Ｖθについての区間０
≦Ｖθ≦ＶＴ（ＶＴはしきい値）の範囲で単調に増加
（この実施形態ではリニアに増加）するように、下限値
Ｒ１と上限値Ｒ２との間で定められる。目標回転速度設
定部４２は、車速に基づいて、図３に示すように、舵角
速度Ｖθに対する目標回転速度Ｒの傾きを可変設定す
る。すなわち、しきい値ＶＴが、車速域に応じて可変設
定される。より具体的には、車速が大きいほど、しきい
値ＶＴは大きな値に設定される。これにより、車速が大
きいほど目標回転速度Ｒが小さく設定されることにな
り、操舵補助力が小さくなる。こうして、車速に応じた
適切な操舵補助力を発生するための車速感応制御が行わ
れる。

【００２５】図４は、電動モータ２７を駆動するための
通電方式を説明するためのタイムチャートである。図４
(a)は、ホールセンサ１５Ｕが出力するＵ相ホール信号
を示し、図４(b)はホールセンサ１５Ｖが出力するＶ相
ホール信号を示し、図４(c)はホールセンサ１５Ｗが出
力するＷ相ホール信号を示す。さらに、図４(d)は、電
界効果トランジスタＵＨに与えられる駆動信号波形を示
し、図４(e)は、電界効果トランジスタＶＨに与えられ
る駆動信号の波形を示し、図４(f)は、電界効果トラン
ジスタＷＨに与えられる駆動信号波形を示す。

【００２６】電動モータ２７のロータの回転に伴って、
Ｕ相ホール信号、Ｖ相ホール信号およびＷ相ホール信号
は、１２０度の電気角ずつ位相のずれた波形となる。駆
動信号生成部４８は、基本的に１２０度通電方式に従う
駆動信号を生成する。すなわち、たとえば、電界効果ト
ランジスタＵＨに与えられる駆動信号はＵ相ホール信号
と同期して立ち上がり、１２０度に進み角Δθを加えた
電気角の期間だけオン状態に保持された後にオフ状態に
反転する。同様に、電界効果トランジスタＶＨに与えら
れる駆動信号は、Ｖ相ホール信号の立ち上がりに同期し
て立ち上がり、１２０度に進み角Δθを加えた電気角の
期間だけオン状態に保持された後にオフ状態に反転す
る。電界効果トランジスタＷＨの駆動信号についても同
様であり、Ｗ相ホール信号の立ち上がりに同期してオン
状態に立ち上がるとともに、１２０度に進み角Δθを加
えた電気角の期間だけオン状態に保持された後に、オフ
状態へと反転する。このような制御が行われる一方で、
電界効果トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬには、ＰＷＭデ
ューティ設定部４６において設定されたデューティ比の
パルス幅制御信号が与えられることになる。

【００２７】進み角設定部４７は、ホール信号に対する
駆動信号の位相の進み角を目標回転速度Ｒに基づいて設
定するものである。進み角設定部４７は、ＰＷＭデュー
ティ設定部４６が１００％未満のＰＷＭデューティを設
定している限りにおいて、進み角Δθを０に設定する。
このとき、駆動信号生成部４８は、通常の１２０度通電
方式に従う駆動信号を生成する。これに対して、ＰＷＭ
デューティ設定部４６が１００％のＰＷＭデューティを
設定し、したがって、ＰＷＭ制御による通電が飽和した
状態においては、進み角設定部４７は、目標回転速度Ｒ
に応じて進み角Δθを可変設定する。このとき、駆動信
号生成部４８は、ホール信号に対して進み角Δθだけ位
相を進めたタイミングで電界効果トランジスタＵＨ，Ｖ
Ｈ，ＷＨをオン状態とする。その結果、通電時間は、１
２０度＋Δθに対応する時間となり、進み角Δθに対応
する時間だけ通電時間が長くなることになる。

【００２８】ホール信号に対して進み角Δθだけ早いタ
イミングでＵ相、Ｖ相およびＷ相の駆動信号をオン状態
とするには、１周期前の転流信号を用いて、Ｗ相、Ｕ相
およびＶ相の駆動信号のオンタイミングを設定すればよ
い。図５は、進み角設定部４７が設定する進み角Δθと
目標回転速度設定部４２が設定する目標回転速度Ｒとの
関係を示す図である。たとえば、ＰＷＭデューティ設定
部４６が、目標回転速度４０００ｒｐｍにおいて１００
％のＰＷＭデューティを設定することとし、必要とされ
る電動モータ２７の最高回転速度は５０００ｒｐｍであ
る場合を例にとる。この場合、進み角設定部４７は、目
標回転速度Ｒの４０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍの区間
において、０度から６０度までの範囲で単調に増加する
ように進み角Δθを設定する。

【００２９】進み角Δθは、目標回転速度Ｒの増加に伴
ってリニアに増加するように設定されてもよいし、目標
回転速度Ｒに対する進み角Δθの変化が非線形変化であ
るようにされてもよい。進み角Δθの上限値は６０度と
することが好ましく、これを超える進み角Δθを設定す
ると、電界効果トランジスタＵＨ，ＵＬ；ＶＨ，ＶＬ；
ＷＨ，ＷＬが同時オンされ、駆動回路２８のパワー素子
（電界効果トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，Ｗ
Ｈ，ＷＬ）の損傷を招くことになる。

【００３０】図６は、電動モータ２７の回転速度に対す
るトルクの関係を示す特性図である。上記第(1)式に示
したとおり、回転速度ωが増加すると、これにより生じ
るモータ発生誘起電圧ｋωのために、モータ電流Ｉが減
少し、このモータ電流Ｉに比例するトルクが減少するこ
とになる。この実施形態では、４０００ｒｐｍまでの低
中速回転域においてはＰＷＭ制御によって電動モータ２
７の回転を制御する一方で、４０００ｒｐｍ以上の中高
速回転域においてはＰＷＭデューティを１００％とし、
進み角制御によって電動モータ２７の回転を制御するこ
とになる。その結果、進み角制御が行われる中高速回転
域においては、進み角Δθの分だけ通電時間が長くなる
ので、動作磁束密度が低下し、高速回転時におけるモー
タ発生誘起電圧が小さくなり、図６に示されているよう
に、中低トルク域において高い回転速度を得ることがで
きる。

【００３１】以上のように、この実施形態によれば、電
動モータ２７の設計や仕様を変更するのではなく、制御
上の工夫によって中低トルク域における回転速度を増加
させることができる。したがって、大幅なコスト増加を
招くことなく、良好な操舵補助が可能となる。また、進
み角Δθを一定値に固定するのではなく、目標回転速度
Ｒに応じた適切な進み角Δθが設定されるから、過度な
進み角制御を実施した場合の問題（進み角制御量を大き
くしていった場合にモータの減磁や効率の低下が生じる
問題）を最小限に抑えることができる。

【００３２】さらに、進み角Δθを一定値に固定して、
この一定の進み角Δθの期間内においてＰＷＭ制御を行
う場合に比較すると、電界効果トランジスタのスイッチ
ングロスを考慮する必要がないから、熱損失を抑制する
ことができ、駆動回路２８の熱設計が容易になる。以
上、この発明の一実施形態について説明したが、この発
明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記
の実施形態では、低中速回転域においてＰＷＭ制御を実
行し、中高速回転域において進み角制御を実行すること
としているが、高速回転域においてのみ進み角制御を実
施することとしてもよい。

【００３３】その他、特許請求の範囲に記載された事項
の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るパワーステアリン
グ装置の基本的な構成を示す概念図である。

【図２】上記パワーステアリング装置の電子制御ユニッ
トの機能的な構成を示すブロック図である。

【図３】舵角速度と目標回転速度との関係を示す特性図
である。

【図４】電動モータを駆動するための通電方式を説明す
るためのタイムチャートである。

【図５】進み角と目標回転速度との関係を示す図であ
る。

【図６】電動モータの回転速度に対するトルクの関係を
示す特性図である。

【図７】通常の１２０度通電方式を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図８】３相ブラシレスモータにおける回転速度と出力
トルクとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１ ステアリング機構 ２ ステアリングホイール １１ 舵角センサ １２，１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗ 電流センサ １３ 車速センサ １５，１５Ｕ，１５Ｖ，１５Ｗ ホールセンサ ２０ パワーシリンダ ２３ 油圧制御弁 ２６ オイルポンプ ２７ 電動モータ ２７Ｕ Ｕ相界磁コイル ２７Ｖ Ｖ相界磁コイル ２７Ｗ Ｗ相界磁コイル ２８ 駆動回路 ３０ 電子制御ユニット ４１ 舵角速度演算部 ４２ 目標回転速度設定部 ４５ モータ駆動制御部 ４６ ＰＷＭデューティ設定部 ４７ 進み角設定部 ４８ 駆動信号生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城ノ口 秀樹 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 山崎 義之 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 ジェームス ブレット エスクリット カナダ、Ｂ３Ｌ ４Ｓ９、ノヴァ スコテ ィア、ハリファクス、イングリス ストリ ート 5386番地 Ｆターム(参考） 3D032 CC48 DA03 DA09 DA23 DA63 DA64 DA66 DC17 DD10 EB07 EC03 EC23 GG01 3D033 EB02 EB04 EB07 JB12 JB14 JB16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータにより駆動されるポンプの発生
   油圧によって操舵補助力を発生させるパワーステアリン
   グ装置であって、 上記電動モータの回転角を検出する回転角検出手段と、 操向のための操作部材による操舵を検出する操舵検出手
   段と、 この操舵検出手段の出力信号に基づいて上記電動モータ
   の駆動目標値を設定する駆動目標値設定手段と、 この駆動目標値設定手段によって設定された駆動目標値
   に基づいて、上記電動モータを駆動するための駆動信号
   を生成する駆動信号生成手段と、 上記回転角検出手段によって検出される回転角に対する
   上記駆動信号の位相の進み角を、上記駆動目標値設定手
   段によって設定される駆動目標値に基づいて定め、これ
   により通電時間を変動させる進み角設定手段とを含むこ
   とを特徴とするパワーステアリング装置。
2. 【請求項２】上記進み角設定手段は、上記電動モータへ
   の通電が未飽和の状態のときには、上記駆動目標値によ
   らずに一定の進み角を設定し、上記電動モータへの通電
   が飽和したときには、上記駆動目標値設定手段によって
   設定される駆動目標値に基づいて進み角を設定するもの
   であることを特徴とする請求項１記載のパワーステアリ
   ング装置。