JP2010254006A - 車両のステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 舵角比可変装置ＶＧＲＳにより舵角比が大きく設定される場合に、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの電動モータ３１の追従性を確保するために車両電源電圧を昇圧してモータ駆動回路５０に電源供給するものにおいて、操舵フィーリングを悪化させないように、昇圧回路６０の過熱を防止する。
【解決手段】 昇圧回路６０からモータ駆動回路５０への電源供給路に副電源７０を並列に接続し、副電源７０に充電した電気エネルギーを使ってモータ駆動回路５０への電源供給を補助する。昇圧温度センサ６６により検出した昇圧回路温度の上昇にしたがって、副電源７０からモータ駆動回路５０への電源供給割合が増加するようにスイッチング素子７４のデューティ比を調整する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、舵角比を可変する舵角比可変装置と、操舵アシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置とを備えたステアリング装置に関する。

従来から、操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置と、運転者のハンドル回動操作を補助する操舵アシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置とを備えたステアリング装置が知られている。舵角比可変装置は、操舵ハンドルを上端に固定した入力操舵軸と、ラックバーに噛合するピニオンギヤを下端に固定した出力操舵軸との間に設けられ、入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の回転角度を連続的に変更できるものである。尚、舵角比は、入力操舵軸の回転した角度ａに対する操舵輪の転舵した角度ｂの比（ｂ／ａ）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく操舵輪を転舵でき、舵角比が小さいほど操舵輪を転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。操舵輪の転舵角は、出力操舵軸の回転角度から一義的に決まるため、入力操舵軸の回転角度に対する出力操舵軸の回転角度の比を制御することにより舵角比を制御することができる。

こうした舵角比可変装置が装着されたステアリング装置においては、大きな舵角比を設定することにより、少ない操舵ハンドルの回転操作で操舵輪を大きく転舵することができるが、その場合、出力操舵軸の回転速度が速くなるため、電動パワーステアリング装置内の電動モータの追従性が悪くなる。そこで、特許文献１のステアリング装置においては、電動パワーステアリング装置のモータ駆動回路に供給する電源電圧を昇圧する昇圧回路を備え、舵角比が大きく設定されているときには昇圧電圧を高くするように制御している。また、昇圧回路の温度を検出し、検出温度が所定温度を超える場合には、舵角比を小さくするように変更する。

特開２００６−２０５８９５号公報

しかしながら、特許文献１のステアリング装置では、昇圧回路の温度が所定温度を超える場合に舵角比を小さくするため操舵フィーリングが悪化してしまう。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、操舵フィーリングを悪化させないように、昇圧回路の過熱を防止することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、運転者による操舵ハンドルの回動操作を電動モータの駆動によりアシストする電動パワーステアリング装置と、前記電動モータと前記操舵ハンドルとの間に設けられ、前記操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置とを備えた車両のステアリング装置において、
前記電動パワーステアリング装置は、車両電源から前記電動モータの駆動回路への電源供給路に設けられ、前記車両電源の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路に対して、前記電動モータの駆動回路と並列に接続されて前記昇圧回路の出力により充電されるとともに、充電された電気エネルギーを使って前記電動モータの駆動回路への電源供給を補助する副電源と、前記舵角比可変装置により可変される舵角比が大きくなるにしたがって前記昇圧回路の昇圧電圧を上昇させる昇圧制御手段と、前記昇圧回路の温度を検出する温度検出手段と、前記昇圧回路から前記電動モータの駆動回路へ供給される電源供給量と、前記副電源から前記電動モータの駆動回路へ供給される電源供給量との比を、前記昇圧回路の温度が高くなるにしたがって、前記副電源から前記電動モータの駆動回路へ供給する電源供給量の割合が増加するように変更する電源供給比制御手段とを備えたことにある。

本発明においては、電動パワーステアリング装置と舵角比可変装置とを備えるが、特に、電動パワーステアリング装置に特徴的な構成を備えている。電動パワーステアリング装置は、昇圧回路により車両電源の出力電圧を昇圧し、昇圧した電源を電動モータの駆動回路（以下、モータ駆動回路と呼ぶ）に供給する。この昇圧回路からモータ駆動回路への電源供給路には、副電源がモータ駆動回路と並列に接続されている。従って、副電源は昇圧回路の出力により充電されるとともに、充電された電気エネルギーを使ってモータ駆動回路への電源供給を補助する。

舵角比可変装置により舵角比が大きく設定された場合、ステアリング機構の操舵出力軸が高速回転するため、電動モータの追従性が悪いと運転者に対してハンドル操作に引っ掛かり感を与えてしまう。従って、電動モータを高速回転できるようにする必要がある。そこで、昇圧制御手段は、舵角比可変装置により可変される舵角比が大きくなるにしたがって昇圧回路の昇圧電圧を上昇させる。これにより電動モータを高速回転させることができる。

昇圧回路の昇圧電圧を上昇させた場合、昇圧回路の温度上昇が懸念される。そこで、本発明においては、昇圧回路の温度を検出する温度検出手段と、電源供給比制御手段とを備えている。電源供給比制御手段は、昇圧回路と副電源とにおけるモータ駆動回路への電源供給量の比を、昇圧回路の温度が高くなるにしたがって副電源からモータ駆動回路へ供給する電源供給量の割合が増加するように変更する。例えば、副電源のモータ駆動回路への放電路にスイッチング素子を設け、昇圧回路の温度が高くなるにしたがって、このスイッチング素子のデューティ比を増加させて電源供給比を制御することができる。

従って、昇圧回路の温度が高くなると、昇圧回路の電源供給負担が軽くなり、昇圧回路の発熱量が低下する。これにより、舵角比可変装置により舵角比が大きく設定された場合であっても、電動モータの追従性維持と昇圧回路の過熱防止とを両立させることができ、舵角比可変装置により舵角比を小さくする必要がなくなる。このため、操舵フィーリングの悪化も招かない。

本発明の他の特徴は、前記昇圧制御手段は、更に、前記昇圧回路の温度が高くなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧の上昇幅を小さくすることにある。

本発明においては、昇圧制御手段が、舵角比可変装置により可変される舵角比が大きくなるにしたがって昇圧回路の昇圧電圧を上昇させるが、その電圧上昇幅を、昇圧回路の温度が高くなるにしたがって小さくするため、適切な昇圧電圧に設定することができる。このため、電動モータの追従性維持と昇圧回路の過熱防止とのバランスを一層良好にすることができる。

本発明の他の特徴は、前記操舵ハンドルの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、前記昇圧制御手段は、前記検出された操舵速度が基準速度よりも高い操舵状態となる頻度が高くなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧の上昇幅を小さくすることにある。

運転者の感覚として、操舵開始当初においては電動モータの追従性が悪いとハンドル操作の引っ掛かりを感じるが、連続して速い操舵操作を行っている場合には、操舵開始から少し時間がたつとハンドル操作に引っ掛かりを感じにくくなる。そこで、本発明においては、操舵速度を検出し、検出した操舵速度が基準速度よりも高い操舵状態となる頻度が高くなるにしたがって、昇圧回路の昇圧電圧の上昇幅を小さくする。従って、大きな舵角比が設定されている場合であっても、操舵操作開始時においては、昇圧電圧の上昇幅が大きく設定されるため、電動モータを高速回転させてハンドル操作に引っ掛かり感を与えない。また、稀ではあるが、連続して速い操舵操作が続くことも考えられる。そうした場合には、昇圧電圧の上昇幅が小さく設定されるため、昇圧回路の過熱を防止できる。この場合、電動モータの追従性が低下するものの、運転者にとってハンドル操作に引っ掛かりを感じにくい。

本発明の他の特徴は、前記電動モータの駆動回路は、スイッチング素子のデューティ比を調整することにより前記電動モータの通電量を制御するものであり、前記昇圧制御手段は、前記スイッチング素子のデューティ比が小さくなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧を低くする側に補正することにある。

本発明においては、モータ駆動回路に設けられたスイッチング素子のデューティ比を調整して電動モータの通電量を制御する。例えば、モータ駆動回路として３相インバータ回路やＨブリッジ回路を使用することができる。電動モータが通電制御されているとき、モータ駆動回路のスイッチング素子のデューティ比（オンデューティ比）が小さい場合には、電動モータで大出力を必要としていない。そうした場合には、昇圧回路の昇圧電圧を高くしておく必要はない。そこで、本発明においては、昇圧制御手段が、スイッチング素子のデューティ比が小さくなるにしたがって昇圧電圧を低くする側に補正する。このため、電動モータの駆動状況に応じた適正な昇圧電圧が設定され、電動モータの適正駆動と昇圧回路の過熱防止とを良好に両立させることができる。

本発明の他の特徴は、前記昇圧制御手段は、前記スイッチング素子のデューティ比が増加側に変化した場合、その増加度合いが大きいほど前記昇圧回路の昇圧電圧を高くする側に補正することにある。

本発明においては、電動モータの駆動状況の急激な変化（出力増大側への急激な変化）に対して昇圧電圧を追従させることができる。この結果、電動モータを応答性よく駆動することができ、急激な操舵操作に対しても良好な操舵フィーリングが得られる。

本発明の実施形態に係る車両のステアリング装置の概略構成図である。 電動パワーステアリング装置の電源供給系統を表す概略構成図である。 操舵アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。 アシストトルクマップを表すグラフである。 電源供給制御ルーチンを表すフローチャートである。 基本昇圧電圧設定ルーチンを表すフローチャートである。 目標昇圧電圧設定ルーチンを表すフローチャートである。 昇圧増加係数マップを表すグラフである。 昇圧調整係数マップを表すグラフである。 目標昇圧電圧算出マップを表すグラフである。 副電源供給割合制御ルーチンを表すフローチャートである。 副電源供給割合マップを表すグラフである。 モータ駆動回路に供給される電源供給量の推移を表すグラフである。 第１変形例の目標昇圧電圧設定ルーチンの変形部分を表すフローチャートである。 補正電圧設定マップを表すグラフである。 第２変形例の目標昇圧電圧設定ルーチンの変形部分を表すフローチャートである。 第２補正電圧設定マップを表すグラフである。 車速−係数マップを表すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両のステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、実施形態として車両のステアリング装置の概略構成を表している。

車両のステアリング装置は、運転者によって回動操作される操舵ハンドル１１を操舵軸１２に固定して備えている。操舵軸１２は、操舵ハンドル１１を上端に固定する操舵軸１２ａ（以下、入力操舵軸１２ａと呼ぶ）と、ピニオンギヤ１３を下端に固定する操舵軸１２ｂ（以下、出力操舵軸１２ｂと呼ぶ）とに、上下に２分割されている。ピニオンギヤ１３は、ラックバー１４のラック歯が噛み合っている。ラックバー１４は、左右方向（車幅方向）に延設され、その両端が、図示しないタイロッドを介して操舵輪としての左右前輪１５ａ，１５ｂのナックルと操舵可能に連結されている。従って、操舵ハンドル１１の回動は、操舵軸１２およびピニオンギヤ１３を介してラックバー１４に伝達されて、ラックバー１４を軸線方向に変位させて、左右前輪１５ａ，１５ｂを操舵する。このような操舵軸１２、ピニオンギヤ１３、ラックバー１４等によりステアリング機構が構成されている。

２分割された操舵軸１２の入力操舵軸１２ａと出力操舵軸１２ｂとの間には、操舵ハンドル１１の操舵角に対する前輪（操舵輪）１５ａ，１５ｂの転舵角の比である舵角比を変更する舵角比可変機構２０が介装されている。舵角比可変機構２０は、入力操舵軸１２ａの下端部に一体回転するように接続された円筒状のケーシング２１を備えている。このケーシング２１内には、電動モータ２２が固定されている。電動モータ２２の出力軸２２ａは、ケーシング２１に回転可能に支持されていて、下端にて出力操舵軸１２ｂに一体回転可能に接続されている。電動モータ２２は、減速機構を内蔵していて、電動モータ２２の回転は減速されて出力軸２２ａに出力される。

電動モータ２２には、相対角センサ１８が設けられる。相対角センサ１８は、電動モータ２２の出力軸２２ａに組み付けられていて、出力操舵軸１２ｂのケーシング２１に対する回転角に応じた検出信号を出力する。この相対角センサ１８により検出される回転角の値を、以下、相対角Δθｖと呼ぶ。従って、出力操舵軸１２ｂの回転角は、入力操舵軸１２ａの回転角と相対角Δθｖとの和となる。

ラックバー１４には、操舵アシストトルクを出力して運転者の操舵ハンドルの回動操作を補助するパワーアシスト機構３０が設けられている。パワーアシスト機構３０は、電動モータ３１とボールねじ機構３２とを備えている。電動モータ３１の回転は、ボールねじ機構３２によってラックバー１４の軸線方向の運動に変換されてラックバー１４に伝達され、左右前輪１５ａ，１５ｂに転舵力を付与して運転者の操舵操作をアシストする。

電動モータ３１としては、３相ブラシレスモータが使用される。電動モータ３１には、回転制御に必要な回転角センサ３３が設けられる。この回転角センサ３３は、電動モータ３１内に組み込まれ、電動モータ３１の回転子の回転角度位置に応じた検出信号を出力する。この回転角センサ３３により検出される回転角の値を、以下、モータ回転角θｍと呼ぶ。モータ回転角θｍは、電動モータ３１の回転制御に必要な電気角θｅの計算に利用される。

また、ステアリング機構内には、操舵角センサ１６、操舵トルクセンサ１７が組み付けられている。操舵角センサ１６は、入力操舵軸１２ａに組み付けられていて、操舵ハンドル１１の中立位置からの回転角、すなわち、操舵角に応じた検出信号を出力する。この操舵角センサ１６により検出される回転角の値を、以下、操舵角θinと呼ぶ。操舵トルクセンサ１７は、出力操舵軸１２ｂに組み付けられており、出力操舵軸１２ｂに作用するトルク、すなわち、左右前輪１５ａ，１５ｂの操舵に伴う操舵トルクを表す検出信号を出力する。この操舵トルクセンサ１７により検出される操舵トルクの値を操舵トルクＴｒと呼ぶ。尚、操舵角θin、操舵トルクＴｒおよび相対角Δθｖは、正の値により右方向の角度およびトルクを表し、負の値により左方向の角度およびトルクを表すものとする。

舵角比可変機構２０の電動モータ２２は、舵角比電子制御ユニット２００（以下、舵角比ＥＣＵ２００と呼ぶ）によって駆動制御される。舵角比ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部２１０と、モータ駆動回路２２０とから構成される。マイコン部２１０は、図示しない入力インタフェースを介して操舵角センサ１６、相対角センサ１８、車速を検出する車速センサ１９を接続し、操舵角θinを表す信号、相対角Δθｖを表す信号、車速Ｖを表す信号を入力する。また、モータ駆動回路２２０は、Ｈブリッジ回路や３相インバータ回路であって、マイコン部２１０から出力されるＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比が制御されて、電動モータ２２の通電量および回転方向を調整する。

舵角比可変装置ＶＧＲＳは、舵角比可変機構２０と舵角比ＥＣＵ２００と上述のセンサ類（操舵角センサ１６、相対角センサ１８、車速センサ１９）とにより構成される。舵角比可変装置ＶＧＲＳにより調整される舵角比は、入力操舵軸１２ａの回転した角度ａに対する前輪１５ａ，１５ｂの転舵した角度ｂの比（ｂ／ａ）を意味し、舵角比が大きいほど少ないハンドル操作で大きく前輪を転舵でき、舵角比が小さいほど前輪を転舵するのに大きなハンドル操作を必要とする。前輪１５ａ，１５ｂの転舵角は、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutから一義的に決まるため、入力操舵軸１２ａの回転角度（操舵角θin）に対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θin）を制御することにより舵角比を制御することができる。また、出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutは、操舵角θinと相対角Δθｖとの和に等しい。従って、舵角比ＥＣＵ２００による電動モータ２２の回転角制御により舵角比を目標値に制御することができる。

マイコン部２１０は、入力した操舵角θinおよび車速Ｖを用いて、下記式の演算の実行により目標相対角Δθv＊を計算する。なお、下記式中の係数Ｋｃは予め決められた定数である。係数Ｋvは、マイコン部２１０のＲＯＭ内に設けられた車速−係数マップ（図１８参照）を参照することにより、車速Ｖが増加するにしたがって「１．０」より大きな所定値から「１．０」に徐々に減少する値に決定される。
Δθv＊＝Ｋｃ・(Ｋv−１)・θin

マイコン部２１０は、算出した目標相対角Δθｖ＊と、相対角センサ１８から入力した実際の相対角Δθｖとの偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）を演算し、偏差（Δθｖ＊−Δθｖ）に応じたフィードバック制御信号（ＰＷＭ制御信号）をモータ駆動回路２２０に出力する。モータ駆動回路２２０は、マイコン部２１０から出力されたＰＷＭ制御信号により内部のスイッチング素子のデューティ比を調整して電動モータ２２を駆動し、出力操舵軸１２ｂを目標相対角Δθｖ＊まで回転させる。

この状態では、操舵角（すなわち、操舵軸１２ａの基準回転位置からの回転角）がθinであれば、出力操舵軸１２ｂの回転角は（θin＋Δθｖ＊）となり、左右前輪１５ａ，１５ｂはこの回転角（θin＋Δθｖ＊）に比例した切れ角だけ操舵される。従って、車速Ｖが小さいほど操舵ハンドル１１の回転に対して左右前輪１５ａ，１５ｂは大きく操舵される。つまり、車速Ｖが小さくなるにしたがって舵角比が大きくなり、低速走行時における車両の小回り性能が良好になる。また、高速走行時における車両の走行安定性が良好になる。

パワーアシスト機構３０の電動モータ３１は、操舵アシスト電子制御ユニット１００（以下、操舵アシストＥＣＵ１００と呼ぶ）によって駆動制御される。操舵アシストＥＣＵ１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要部として備えたマイコン部４０と、３相インバータ回路からなるモータ駆動回路５０と、車両電源電圧を昇圧する昇圧回路６０と、副電源７０とを備えている。マイコン部４０は、舵角比ＥＣＵ２００のマイコン部２１０と通信可能に接続されている。電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、操舵アシストＥＣＵ１００と、パワーアシスト機構３０と、上述のセンサ類（操舵角センサ１６、操舵トルクセンサ１７、回転角センサ３３）とにより構成される。

ここで操舵アシストＥＣＵ１００における電源供給系統について図２を用いて説明する。電動パワーステアリング装置ＥＰＳは、車両電源８０から電源供給される。この車両電源８０は、舵角比可変装置ＶＧＲＳを含む他の車載電気負荷への電源供給をも共通して行う電源装置であり、定格出力電圧１２Ｖの一般的な車載バッテリである主バッテリ８１と、エンジンの回転により発電する定格出力電圧１４Ｖのオルタネータ８２とを並列接続して構成される。従って、車両電源８０は、１４Ｖ系の電源装置を構成している。

車両電源８０のプラス端子には、電源供給元ライン８３が接続され、グランド端子には接地ライン９１が接続される。電源供給元ライン８３は、制御系電源ライン８４と駆動系電源ライン８５とに分岐する。制御系電源ライン８４は、マイコン部４０のみに電源供給するための電源ラインとして機能する。駆動系電源ライン８５は、モータ駆動回路５０とマイコン部４０との両方に電源供給する電源ラインとして機能する。

制御系電源ライン８４には、イグニッションスイッチ８６が接続される。駆動系電源ライン８５には、電源リレー８７が接続される。この電源リレー８７は、マイコン部４０のアシスト制御部４１（後述する）からの制御信号によりオンして電動モータ３１への電源供給回路を形成するものである。制御系電源ライン８４は、マイコン部４０の電源＋端子に接続されるが、その途中で、イグニッションスイッチ８６よりも負荷側（マイコン部４０側）においてダイオード８８を備えている。このダイオード８８は、カソードをマイコン部４０側、アノードを車両電源８０側に向けて設けられ、電源供給方向にのみ通電可能とする逆流防止素子である。

駆動系電源ライン８５には、電源リレー８７よりも負荷側において制御系電源ライン８４と接続する連結ライン８９が分岐して設けられる。この連結ライン８９は、制御系電源ライン８４におけるダイオード８８の接続位置よりもマイコン部４０側に接続される。また、連結ライン８９には、ダイオード９０が接続される。このダイオード９０は、カソードを制御系電源ライン８４側に向け、アノードを駆動系電源ライン８５側に向けて設けられる。従って、連結ライン８９を介して駆動系電源ライン８５から制御系電源ライン８４には電源供給できるが、制御系電源ライン８４から駆動系電源ライン８５には電源供給できないような回路構成となっている。駆動系電源ライン８５および接地ライン９１は昇圧回路６０に接続される。また、接地ライン９１は、マイコン部４０の接地端子にも接続される。

昇圧回路６０は、駆動系電源ライン８５と接地ライン９１との間に設けられるコンデンサ６１と、コンデンサ６１の接続点より負荷側の駆動系電源ライン８５に直列に設けられる昇圧用コイル６２と、昇圧用コイル６２の負荷側の駆動系電源ライン８５と接地ライン９１との間に設けられる第１昇圧用スイッチング素子６３と、第１昇圧用スイッチング素子６３の接続点より負荷側の駆動系電源ライン８５に直列に設けられる第２昇圧用スイッチング素子６４と、第２昇圧用スイッチング素子６４の負荷側の駆動系電源ライン８５と接地ライン９１との間に設けられるコンデンサ６５とから構成される。昇圧回路６０の二次側には、昇圧電源ライン９２が接続される。

本実施形態においては、この昇圧用スイッチング素子６３，６４としてＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor Ｆield Ｅffect Ｔransistor）を用いるが，他のスイッチング素子を用いることも可能である。また、図中に回路記号で示すように、昇圧用スイッチング素子６３，６４を構成するＭＯＳＦＥＴには、構造上ダイオードが寄生している。

昇圧回路６０は、マイコン部４０の電源制御部４２（後述する）により昇圧制御される。電源制御部４２は、第１，第２昇圧用スイッチング素子６３，６４のゲートに所定周期のパルス信号を出力して両スイッチング素子６３，６４をオン・オフし、車両電源８０から供給された電源を昇圧して昇圧電源ライン９２に所定の出力電圧を発生させる。この場合、第１，第２昇圧用スイッチング素子６３，６４は、互いにオン・オフ動作が逆になるように制御される。昇圧回路６０は、第１昇圧用スイッチング素子６３をオン、第２昇圧用スイッチング素子６４をオフにして昇圧用コイル６２に短時間だけ電流を流して昇圧用コイル６２に電力をため、その直後に、第１昇圧用スイッチング素子６３をオフ、第２昇圧用スイッチング素子６４をオンにして昇圧用コイル６２にたまった電力を出力するように動作する。

第２昇圧用スイッチング素子６４の出力電圧は、コンデンサ６５により平滑される。従って、安定した昇圧電源が昇圧電源ライン９２から出力される。この場合、周波数特性の異なる複数のコンデンサを並列に接続して平滑特性を向上させるようにしてもよい。また、昇圧回路６０の入力側に設けたコンデンサ６１により、車両電源８０側へのノイズが除去される。

昇圧回路６０の昇圧電圧（出力電圧）は、第１，第２昇圧用スイッチング素子６３，６４のデューティ比の制御（ＰＷＭ制御）により調整可能となっている。本実施形態における昇圧回路６０は、例えば、入力電源電圧〜５０Ｖの範囲で昇圧電圧を調整できるように構成される。尚、昇圧回路６０として、汎用のＤＣ−ＤＣコンバータを使用することもできる。

昇圧電源ライン９２は、昇圧駆動ライン９３と充放電ライン９４とに分岐する。昇圧駆動ライン９３は、モータ駆動回路５０の電源入力部に接続される。充放電ライン９４は、副電源７０のプラス端子に接続される。

副電源７０は、昇圧回路６０の出力により充電され、モータ駆動回路５０で大電力を必要としたときに、蓄電しておいた電気エネルギーをモータ駆動回路５０に供給して車両電源８０を補助する蓄電装置である。従って、副電源７０は、昇圧回路６０の昇圧電圧相当の電圧を維持できるように複数の蓄電セルを直列に接続して構成される。副電源７０の接地端子は、接地ライン９１に接続される。この副電源７０として、例えば、キャパシタ（電気二重層コンデンサ）や二次電池を用いることができる。

昇圧回路６０の出力側には、電流センサ７１と電圧センサ７２とが設けられる。電流センサ７１は、昇圧電源ライン９２に流れる電流、つまり、昇圧回路６０の出力電流を検出し、その検出値に応じた信号を電源制御部４２に出力する。また、電圧センサ７２は、昇圧電源ライン９２と接地ライン９１との間の電圧、つまり、昇圧回路６０の昇圧電圧を検出し、その検出値に応じた信号を電源制御部４２に出力する。以下、電流センサ７１を昇圧電流センサ７１と呼び、その検出電流値を昇圧電流ｉ１と呼ぶ。また、電圧センサ７２を昇圧電圧センサ７２と呼び、その検出電圧値を昇圧電圧ｖ１と呼ぶ。

昇圧回路６０には、昇圧回路６０の発熱状態を検知するための温度センサ６６が設けられる。この温度センサ６６は、昇圧回路６０内の素子のうち通電により一番早く過熱状態に到達する可能性のある素子に取り付けられて素子温度を検出する。例えば、第１昇圧用スイッチング素子６３、第２昇圧用スイッチング素子６４、昇圧用コイル６２等に設けられる。温度センサ６６は、検出した温度に応じた信号を電源制御部４２に出力する。以下、温度センサ６６を昇圧温度センサ６６と呼び、昇圧温度センサ６６にて検出される温度を昇圧回路温度Ｋと呼ぶ。尚、昇圧回路６０の温度検出は、温度センサにより直接的に行うものに限らず、回路素子に流れる電流の積算値に基づいて演算した推定値を使って間接的に行うものであってもよい。

また、充放電ライン９４には、電流センサ７３が設けられる。電流センサ７３は、充放電ライン９４に流れる電流、つまり、副電源７０に流れる充放電電流を検出し、その検出値に応じた信号を電源制御部４２に出力する。電流センサ７３は、電流の向き、つまり、昇圧回路６０から副電源７０に流れる充電電流と、副電源７０からモータ駆動回路５０に流れる放電電流とを区別して、それらの大きさを検出する。以下、電流センサ７３を充放電電流センサ７３と呼び、その検出電流値を充放電電流ｉ２と呼ぶ。尚、電流の流れる方向を特定する場合には、充電電流ｉ２あるいは放電電流ｉ２と呼ぶ。

また、充放電ライン９４には、スイッチング素子７４が設けられる。このスイッチング素子７４は、マイコン部４０の電源制御部４２に接続され、電源制御部４２から出力されるＰＷＭ制御信号に応じたデューティ比でオン・オフする。スイッチング素子７４としては、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴが使用される。

モータ駆動回路５０は、ＭＯＳ−ＦＥＴからなる６個のスイッチング素子５１〜５６により３相インバータ回路を構成したものである。具体的には、第１スイッチング素子５１と第２スイッチング素子５２とを直列接続した回路と、スイッチング素子５３と第４スイッチング素子５４とを直列接続した回路と、第５スイッチング素子５５と第６スイッチング素子５６とを直列接続した回路とを並列接続し、各直列回路における２つのスイッチング素子間（５１−５２，５３−５４，５５−５６）から電動モータ３１への電力供給ライン５８を引き出した構成を採用している。

モータ駆動回路５０には、電動モータ３１に流れる電流を検出する電流センサ５７が設けられる。この電流センサ５７は、各相ごとに流れる電流をそれぞれ検出し、その検出した電流値に対応した検出信号をマイコン部４０のアシスト制御部４１に出力する。以下、この測定された電流値をモータ電流ｉｍと呼び、この電流センサ５７をモータ電流センサ５７と呼ぶ。

各スイッチング素子５１〜５６は、それぞれゲートがマイコン部４０のアシスト制御部４１に接続され、アシスト制御部４１からのＰＷＭ制御信号によりデューティ比が制御される。これにより電動モータ３１の駆動電圧が目標電圧に調整される。

マイコン部４０は、その機能から、アシスト制御部４１と電源制御部４２とに大別される。アシスト制御部４１は、操舵角センサ１６、操舵トルクセンサ１７、回転角センサ３３、モータ電流センサ５７、車速センサ１９を接続し、操舵角θin、操舵トルクＴｒ、モータ回転角θｍ、モータ電流ｉｍ、車速Ｖを表すセンサ信号を入力する。アシスト制御部４１は、これらのセンサ信号に基づいて、モータ駆動回路５０にＰＷＭ制御信号を出力して電動モータ３１を駆動制御し、運転者の操舵操作をアシストする。また、アシスト制御部４１は、電源制御部４２と相互に信号授受できるように構成されており、電源制御部４２に対して、センサ信号情報やモータ駆動回路５０のＰＷＭ制御情報を提供できるようになっている。

電源制御部４２は、昇圧回路６０の昇圧制御と、副電源７０による電源供給制御とを行う。電源制御部４２は、昇圧電流センサ７１、昇圧電圧センサ７２、充放電電流センサ７３、昇圧温度センサ６６を接続し、昇圧電流ｉ１、昇圧電圧ｖ２、充放電電流ｉ２、昇圧回路温度Ｋを表すセンサ信号を入力する。電源制御部４２は、これらセンサ信号と、アシスト制御部４１および舵角比ＥＣＵ２００からの情報に基づいて、昇圧回路６０およびスイッチング素子７４にそれぞれ独立したＰＷＭ制御信号を出力する。昇圧回路６０は、入力したＰＷＭ制御信号にしたがって第１，第２昇圧用スイッチング素子６３，６４のデューティ比を制御することにより、その出力電圧である昇圧電圧を変化させる。また、スイッチング素子７４は、入力したＰＷＭ制御信号に応じたデューティ比でオン・オフすることにより、副電源７０からモータ駆動回路５０への電源供給量を調整する。

次に、マイコン部４０のアシスト制御部４１が実行する操舵アシスト制御処理について説明する。図３は、アシスト制御部４１により行われる操舵アシスト制御ルーチンを表す。このアシスト制御ルーチンは、マイコン部４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、イグニッションスイッチ８６がオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、短い周期で繰り返し実行される。

操舵アシスト制御ルーチンが起動すると、アシスト制御部４１は、まず、ステップＳ１１において、車速センサ１９によって検出された車速Ｖと、操舵トルクセンサ１７によって検出された操舵トルクＴｒと、モータ電流センサ５７によって検出されたモータ電流ｉｍを読み込む。

続いて、図４に示すアシストトルクマップを参照して、入力した車速Ｖおよび操舵トルクＴｒに応じて設定される目標アシストトルクＴｒ＊を計算する（Ｓ１２）。アシストトルクマップは、マイコン部４０のＲＯＭ内に記憶されるもので、操舵トルクＴｒの増加にしたがって増加する目標アシストトルクＴｒ＊を設定する。この場合、目標アシストトルクＴｒ＊は、車速Ｖが低くなるほど大きな値となるように設定される。

尚、図４のアシストトルクマップは、右方向の操舵トルクＴｒに対する目標アシストトルクＴｒ＊の関係を示しているが、左方向の操舵トルクＴｒに対する目標アシストトルクＴｒ＊の関係に関しては、図４の特性グラフを原点を中心に点対称の位置に移動した関係になる。また、本実施形態では、目標アシストトルクＴｒ＊をアシストトルクマップを用いて算出するようにしたが、アシストトルクマップに代えて操舵トルクＴｒおよび車速Ｖに応じて変化する目標アシストトルクＴｒ＊を定義した関数を用意しておき、その関数を用いて目標アシストトルクＴｒ＊を計算するようにしてもよい。また、目標アシストトルクＴｒ＊の算出に関しては、例えば、操舵角θinに比例して大きくなる操舵軸１２の中立位置への復帰力や、操舵ハンドル１１の操舵速度に比例して大きくなる操舵軸１２の回転に対向する抵抗力に対応した戻しトルクを計算し、これらを補償トルクとして目標アシストトルクＴｒ＊に加算するようにしてもよい。

続いて、アシスト制御部４１は、ステップＳ１３において、目標アシストトルクＴｒ＊を発生させるために必要な目標電流ｉｍ＊を計算する。目標電流ｉｍ＊は、目標アシストトルクＴｒ＊をトルク定数で除算することにより求められる。この目標電流ｉｍ＊は、予め設定された上限電流値以下に制限される。従って、目標アシストトルクＴｒ＊から計算した目標電流ｉｍ＊が上限電流値以下であれば、その計算値をそのまま目標電流ｉｍ＊とするが、目標アシストトルクＴｒ＊から計算した目標電流ｉｍ＊が上限電流値を越える場合には、上限電流値を目標電流ｉｍ＊に設定する。

次に、アシスト制御部４１は、ステップＳ１４において、目標電流ｉｍ＊と実電流ｉｍとの偏差Δｉｍを算出し、この偏差Δｉｍに基づいて目標指令電圧ｖｍ＊を計算する。目標指令電圧ｖｍ＊は、例えば、下記のＰＩ制御（比例積分制御）式により計算する。
ｖｍ＊＝Ｋｐ・Δｉｍ＋Ｋｉ・∫Δｉｍ ｄｔ
ここでＫｐは、ＰＩ制御における比例項の制御ゲイン、Ｋｉは、ＰＩ制御における積分項の制御ゲインである。

次に、アシスト制御部４１は、ステップＳ１５において、目標指令電圧ｖｍ＊に応じたＰＷＭ制御信号をモータ駆動回路５０に出力する。この場合、目標指令電圧ｖｍ＊に応じたデューティ比のパルス信号列がＰＷＭ制御信号として出力される。こうして、電動モータ３１には、電流フィードバック制御により運転者の操舵方向と同じ方向に回転する向きの目標電流ｉｍ＊が流れる。この結果、電動モータ３１は、目標アシストトルクＴｒ＊に等しいトルクを出力し、運転者の操舵操作をアシストする。

ステップＳ１５の処理が行われると、操舵アシスト制御ルーチンは一旦終了する。操舵アシスト制御ルーチンは、イグニッションスイッチ８６がオフするまでのあいだ短い周期で繰り返される。

こうした操舵アシスト制御を行っているときに、舵角比可変装置ＶＧＲＳにおいては、上述したように車速Ｖに応じた舵角比制御が行われている。舵角比制御は、入力操舵軸１２ａの回転角度（操舵角θin）に対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θin）を制御することにより行われる。ここで、入力操舵軸１２ａの回転角度（操舵角θin）に対する出力操舵軸１２ｂの回転角度θoutの比（θout／θin）を操舵角増幅率Ａと呼ぶ。車速Ｖが高い場合には、上述した目標相対角Δθｖがゼロに設定されるため操舵角増幅率Ａは１となり、車速Ｖが低い場合には目標相対角Δθｖが上記計算式により設定されるため操舵角増幅率Ａは１より大きな値となる。尚、操舵角比は、この操舵角増幅率Ａに、出力操舵軸１２ｂの回転角度outを左右前輪１５ａ，１５ｂの切れ角に変換する係数を乗じたものとなる。

操舵角増幅率Ａが大きい場合（操舵角比が大きい場合）、操舵ハンドル１１の回動操作に対して出力操舵軸１２ｂが高速で回転するため、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの電動モータ３１による操舵アシストが追従できなくなる可能性がある。そうした場合には、ハンドル操作に引っ掛かりを感じてしまう。そこで、本実施形態においては、電動モータ３１の追従性を確保するために、操舵角増幅率Ａが大きい場合には、昇圧回路６０の昇圧電圧を上昇させることにより高電圧の電源をモータ駆動回路５０に供給する。以下、モータ駆動回路５０への電源供給制御について説明する。

図５は、マイコン部４０の電源制御部４２により行われる電源供給制御ルーチンを表す。この電源供給制御ルーチンは、マイコン部４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、イグニッションスイッチ８６がオンされて所定の初期診断が完了すると起動し、短い周期で繰り返し実行される。

電源供給制御ルーチンは、大別すると、操舵速度ωに基づいて基本昇圧電圧ｖ０を設定する基本昇圧電圧設定処理（ステップＳ１００）と、基本昇圧電圧ｖ０に加算する昇圧上昇幅を演算して目標昇圧電圧ｖ＊を設定する目標昇圧電圧設定処理（ステップＳ２００）と、昇圧回路６０の昇圧電圧が目標昇圧電圧ｖ＊となるように昇圧回路６０の作動を制御する昇圧回路制御処理（ステップＳ３００）と、昇圧回路温度Ｋに基づいて副電源７０からモータ駆動回路５０に電源供給する割合を制御する副電源供給割合制御処理（ステップＳ４００）とからなる。

まず、ステップＳ１００の基本昇圧電圧設定処理について説明する。図６は、電源供給制御ルーチンにおけるステップＳ１００の処理として組み込まれるサブルーチン（基本昇圧電圧設定ルーチンと呼ぶ）を表す。基本昇圧電圧設定ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ１０１において、操舵速度ωを検出する。この処理は、操舵角センサ１６により検出される操舵角θinを時間微分して求められる。続いて、ステップＳ１０２において、フラグＦが「０」に設定されているか否かを判断する。このフラグＦは、基本昇圧電圧ｖ０の設定状況を表すもので、電源供給制御ルーチンの起動時においては、「０」に設定されている。従って、ここでは「Ｙｅｓ」と判断して、続くステップＳ１０３において、操舵速度ωが予め設定した基準操舵速度ω０以上であるか否かを判断する。つまり、運転者が操舵ハンドル１１を基準操舵速度ω０以上の速さで操舵している状態か否かを判断する。尚、本ルーチンにおいては、操舵速度ωは、その大きさを検出するために用いるものであるため、その絶対値である操舵速度｜ω｜を意味する。操舵速度ωが基準操舵速度ω０以上であれば、ステップＳ１０４において、フラグＦを「１」に設定し、操舵速度ωが基準操舵速度ω０未満であればステップＳ１０４の処理をスキップする。この基準操舵速度ω０としては、例えば、８rad/秒が設定される。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ１０５において、フラグＦの設定状況を確認し、フラグＦが「０」に設定されている場合には、ステップＳ１０６において基本昇圧電圧ｖ０を低電圧ｖＬに設定し、フラグＦが「１」に設定されている場合には、ステップＳ１０７において基本昇圧電圧ｖ０を高電圧ｖＨに設定する。例えば、低電圧ｖＬは２０ボルト、高電圧ｖＨは３０ボルトに設定される。こうして、基本昇圧電圧ｖ０を設定すると、基本昇圧電圧設定ルーチンをいったん抜けて、目標昇圧電圧設定ルーチン（Ｓ２００）に進む。

基本昇圧電圧設定ルーチンは、電源供給制御ルーチンにおけるサブルーチンとして所定の短い周期で繰り返される。フラグＦが「０」に設定されている状況であれば、上述したようにステップＳ１０３からの処理を行うが、フラグＦが「１」に設定されている状況（Ｓ１０２：Ｎｏ）、つまり、基本昇圧電圧ｖ０が高電圧ｖＨに設定されている状況においては、その処理をステップＳ１０８に進める。電源制御部４２は、ステップＳ１０８において、操舵速度ωが基準操舵速度ω０未満となっているか否かを判断する。操舵速度ωが基準操舵速度ω０以上であれば（Ｓ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１０９において、タイマ値ｔωをゼロクリアして、その処理をステップＳ１０５に進める。この場合、フラグＦが変更されないため、基本昇圧電圧ｖ０が高電圧ｖＨに維持される。尚、タイマ値ｔωは、後述する処理からわかるように、操舵速度ωが基準操舵速度ω０を下回っている連続時間を測定した値であり、電源供給制御ルーチンの起動時においては、「０」に設定されている。

操舵速度ωが基準操舵速度ω０を下回ると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０において、タイマ値ｔωを値「１」だけインクリメントする。続いて、ステップＳ１１２において、タイマ値ｔωが基準時間ｔ０に達したか否かを判断する。基準時間ｔ０としては、例えば、５秒程度の時間が設定される。タイマ値ｔωが基準時間ｔ０に達しないあいだは、その処理をステップＳ１０５に進める。この場合、フラグＦが変更されないため、基本昇圧電圧ｖ０が高電圧ｖＨに維持される。そして、タイマ値ｔωが基準時間ｔ０に達すると、つまり、操舵速度ωが基準操舵速度ω０を下回っている状態が基準時間ｔ０以上経過すると、ステップＳ１１３において、フラグＦを「０」に設定し、その処理をステップＳ１０５に進める。従って、この段階で基本昇圧電圧ｖ０が低電圧ｖＬに戻されることになる。

このように、基本昇圧電圧設定ルーチンによれば、運転者が、操舵速度ωが基準操舵速度ω０以上となるハンドル操作したときに基本昇圧電圧ｖ０を高電圧ｖＨに設定し、その後、操舵速度ωが基準操舵速度ω０を下回り、その下回っている連続時間が基準時間ｔ０に達したときに基本昇圧電圧ｖ０を低電圧ｖＬに設定する。つまり、速い操舵操作が行われたときに基本昇圧電圧ｖ０を高電圧ｖＨに設定し、その後、操舵操作が弱まって基準時間経過したときに基本昇圧電圧ｖ０を低電圧ｖＬに戻すのである。

次に、ステップＳ２００の目標昇圧電圧設定処理について説明する。図７は、電源供給制御ルーチンにおけるステップＳ２００の処理として組み込まれるサブルーチン（目標昇圧電圧設定ルーチンと呼ぶ）を表す。目標昇圧電圧設定ルーチンが開始されると、電源制御部４２は、まず、ステップＳ２０１において、舵角比ＥＣＵ２００のマイコン部２１０から現時点の操舵角増幅率Ａ（θout／θin）を読み込む。続いて、ステップＳ２０２において、この操舵角増幅率Ａに基づいて、昇圧増加係数αを設定する。昇圧増加係数αは、基本昇圧電圧ｖ０を増加させる度合いを設定する１つのパラメータであり、図８に示す昇圧増加係数マップから算出される。昇圧増加係数αは、舵角比可変装置ＶＧＲＳにより制御される操舵角増幅率Ａが１以下の場合は、値「１」に設定され、操舵角増幅率Ａが１より大きい場合には、操舵角増幅率Ａの増加にしたがって大きくなる値に設定される。つまり、舵角比可変装置ＶＧＲＳにより操舵ハンドル１１の回動操作に対して出力操舵軸１２ｂの回転速度が大きく増幅されるほど昇圧増加係数αが大きな値に設定される。尚、本実施形態においては、ＲＯＭ内に記憶した昇圧増加係数マップを用いて昇圧増加係数αを算出するが、昇圧増加係数マップに代えて、操舵角増幅率Ａと昇圧増加係数αとの関係を定義した関数を記憶しておき、その関数を用いて昇圧増加係数αを算出するようにしてもよい。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２０３において、昇圧温度センサ６６により検出される昇圧回路温度Ｋを読み込む。続いて、ステップＳ２０４において、この昇圧回路温度Ｋに基づいて、昇圧調整係数βを設定する。昇圧調整係数βは、基本昇圧電圧ｖ０を低減させる度合いを設定する１つのパラメータであり、図９に示す昇圧調整係数マップから算出される。昇圧調整係数βは、昇圧回路温度Ｋが第１基準温度Ｋ１以下のときは値「１」に設定され、昇圧回路温度Ｋが第１基準温度Ｋ１より高いときには、昇圧回路温度Ｋの増加にともなって低下する値に設定される。また、昇圧回路温度Ｋが第２基準温度Ｋ２以上の場合には、値「０」に設定される。この昇圧調整係数βは、その値が小さいほど基本昇圧電圧ｖ０を低減する度合いが大きくなる。尚、本実施形態においては、ＲＯＭ内に記憶した昇圧調整係数マップを用いて昇圧調整係数βを算出するが、昇圧調整係数マップに代えて、昇圧回路温度Ｋと昇圧調整係数βとの関係を定義した関数を記憶しておき、その関数を用いて昇圧調整係数βを算出するようにしてもよい。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２０５において、操舵速度ωを検出する。この操舵速度ωは、上述した基本昇圧電圧設定ルーチンのステップＳ１０１にて検出した操舵速度ωを用いることができる。次に、ステップＳ２０６において、操舵速度ω（操舵速度ωの絶対値｜ω｜を意味する）が予め設定した基準操舵速度ω１以上であるか否かを判断する。このステップＳ２０６は、運転者の操舵状態を判定するもので、基準操舵速度ω１を、基本昇圧電圧設定ルーチンのステップＳ１０３で用いた基準操舵速度ω０と同じ値に設定してもよい。

操舵速度ωが基準操舵速度ω１以上であれば（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７において、加減算タイマ値Ｔを「１」だけ加算する。この加減算タイマ値Ｔは、電源制御ルーチンの起動時においては「０」に設定されている。一方、操舵速度ωが基準操舵速度ω１未満であれば（Ｓ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０８において、加減算タイマ値Ｔを「１」だけ減算する。この場合、ステップＳ２０９において、加減算タイマ値Ｔの値が負になったか否かを判断し、負の値であれば、ステップＳ２１０において、加減算タイマ値Ｔの値を「０」に設定する。

電源制御部４２は、加減算タイマ値Ｔの加算あるいは減算を行うと、続いて、ステップＳ２１１において、昇圧増加係数α、昇圧調整係数β、加減算タイマ値Ｔ、および、基本昇圧電圧ｖ０に基づいて、目標昇圧電圧ｖ＊を計算する。この目標昇圧電圧ｖ＊の計算にあたっては、図１０に示す目標昇圧電圧算出マップを参照する。加減算タイマ値ＴがＴ１より小さい状況、つまり、操舵操作があまり連続的に行われていない状況においては、次式により、目標昇圧電圧ｖ＊を計算する。
ｖ＊＝ｖ０（１＋α×β）
従って、目標昇圧電圧ｖ＊は、操舵角増幅率Ａが大きいほど、かつ、昇圧回路温度Ｋが低いほど高い値に設定される。この場合、昇圧電圧の基本昇圧電圧ｖ０に対する上昇幅は、（ｖ０×α×β）となる。

また、加減算タイマ値ＴがＴ２（＞Ｔ１）より大きい状況、つまり、操舵操作が頻繁に行われている状況においては、目標昇圧電圧ｖ＊は、基本昇圧電圧ｖ０と等しい値に設定される。この場合は、昇圧電圧の基本昇圧電圧ｖ０に対する上昇幅はゼロとなる。

また、加減算タイマ値ＴがＴ１〜Ｔ２のあいだの値となる状況においては、次式により、目標昇圧電圧ｖ＊を計算する。
ｖ＊＝ｖ０（１＋α×β×ｋ）
ここでｋは、２つの直線間を線形補間するための係数で、ｋ＝（Ｔ２―Ｔ）／（Ｔ２−Ｔ１）で表すことができる。この場合は、昇圧電圧の基本昇圧電圧ｖ０に対する上昇幅は（ｖ０×α×β×ｋ）となる。

尚、本実施形態では、ＲＯＭに記憶した目標昇圧電圧算出マップを用いて目標昇圧電圧ｖ＊を算出するようにしたが、目標昇圧電圧算出マップに代えて加減算タイマ値Ｔと基本昇圧電圧ｖ０に対する上昇幅との関係を定義した関数を用意しておき、その関数を用いて目標昇圧電圧ｖ＊を計算するようにしてもよい。

こうして、目標昇圧電圧ｖ＊を計算すると、目標昇圧電圧設定ルーチンを一旦抜けて、昇圧回路制御処理（Ｓ３００）に進む。

目標昇圧電圧設定ルーチンは、電源供給制御ルーチンにおけるサブルーチンとして所定の短い周期で繰り返される。従って、加減算タイマ値Ｔは、操舵状況に応じて変化していく。速い操舵操作が行われた場合、それが短期間であれば、加減算タイマ値ＴはＴ１以内に収まるため、昇圧電圧の上昇幅を大きく設定することができる。一般的な運転操作においては、連続的な操舵操作は行われないため加減算タイマ値ＴはＴ１以内に収まるが、まれに、速い操舵操作が連続して行われることもある。こうした場合には、一時的に加減算タイマ値ＴがＴ１よりも大きくなり昇圧電圧の上昇幅が抑えられる。つまり、基準操舵速度より速い操舵操作が行われる頻度が高い状況ほど、加減算タイマ値Ｔが大きくなって昇圧電圧の上昇幅が小さく設定される。

舵角比可変装置ＶＧＲＳにより操舵角増幅率Ａが大きく設定された状態で操舵ハンドル１１の速い回動操作が行われた場合には、昇圧電圧を上昇させることにより電動モータ３１の追従性を向上させてハンドル操作の引っ掛かり感を抑制できるが、昇圧電圧の高い状態が長く続くと昇圧回路６０の過熱を招いてしまう。そこで、実際に昇圧回路６０の発熱状態を昇圧温度センサ６６にて検出し、検出した昇圧回路温度Ｋに基づいて昇圧調整係数βを設定することで、発熱が進むにしたがって昇圧電圧の上昇幅を少なくする。

また、運転者の感覚として、操舵開始当初においては電動モータ３１の追従性が悪いとハンドル操作の引っ掛かりを感じるが、連続して速い操舵操作を行っている場合には、操舵開始から少し時間がたつとハンドル操作に引っ掛かりを感じにくくなる。従って、加減算タイマ値Ｔが大きくなった場合に、昇圧電圧の上昇幅を少なくしても、ハンドル操作に引っ掛かりを感じにくくなる。このため、操舵フィーリングを悪化させることなく昇圧回路６０の過熱を防止できる。

こうして、目標昇圧電圧設定ルーチンにより目標昇圧電圧ｖ＊が計算されると、電源制御部４２は、ステップＳ３００において、昇圧回路６０の昇圧電圧を目標昇圧電圧ｖ＊に制御する。例えば、昇圧電圧センサ７２により検出される昇圧電圧ｖ１が目標昇圧電圧ｖ＊より低い場合には昇圧電圧が上昇するように、逆に、昇圧電圧センサ７２により検出される昇圧電圧ｖ１が目標昇圧電圧ｖ＊より高い場合には昇圧電圧が下降するように、第１，第２昇圧用スイッチング素子６３，６４のデューティ比を調整する。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ４００の副電源供給割合制御処理を行う。図１１は、電源供給制御ルーチンにおけるステップＳ４００の処理として組み込まれるサブルーチン（副電源供給割合制御ルーチンと呼ぶ）を表す。副電源供給割合制御ルーチンが開始されると、電源制御部４２は、まず、ステップＳ４０１において、昇圧回路温度Ｋを読み込む。この昇圧回路温度Ｋは、上述した目標昇圧電圧設定ルーチンのステップＳ２０３にて検出した昇圧回路温度Ｋを用いることができる。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ４０２において、この昇圧回路温度Ｋに基づいて副電源供給割合γ設定する。副電源供給割合γは、モータ駆動回路５０へ供給する電源供給量（昇圧回路６０からモータ駆動回路５０へ供給する電源供給量と、副電源７０からモータ駆動回路５０へ供給する電源供給量の和）に対して副電源７０が負担する電源供給量の割合を意味する。この副電源供給割合γは、図１２に示す副電源供給割合マップから算出される。図示するように、副電源供給割合γは、昇圧回路温度Ｋの増加にしたがって増加するように設定される。この例では、昇圧回路温度ＫがＫ３以下の場合には、一定のγ１となる副電源供給割合γが設定され、昇圧回路温度ＫがＫ３〜Ｋ４（＞Ｋ３）の範囲では、昇圧回路温度Ｋの増加に比例してγ２まで増加する副電源供給割合γが設定され、昇圧回路温度ＫがＫ４以上の場合には、一定のγ２となる副電源供給割合γが設定される。尚、本実施形態では、ＲＯＭに記憶した副電源供給割合マップを用いて副電源供給割合γを算出するようにしたが、副電源供給割合マップに代えて昇圧回路温度Ｋと副電源供給割合γとの関係を定義した関数を用意しておき、その関数を用いて副電源供給割合γを計算するようにしてもよい。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ４０３において、昇圧電流センサ７１により検出される昇圧電流ｉ１と、充放電電流センサ７３により検出される充放電電流ｉ２とを読み込む。次に、ステップＳ４０４において、昇圧電流ｉ１と充放電電流ｉ２とに基づいて、副電源供給割合γが得られるように、スイッチング素子７４に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。この場合、次式の関係が得られるようにデューティ比を調整する。
ｉ２／（ｉ１＋ｉ２）＝γ
ここでｉ２は副電源７０から放電される放電電流である。図１３は、このように副電源供給割合γが制御されたときの、昇圧回路６０からの電源供給量Ｅ１と副電源７０からの電源供給量Ｅ２の推移の一例を示したものである。尚、昇圧電流ｉ１と放電電流ｉ２との合計値（ｉ１＋ｉ２）は、モータ電流センサ５７により検出される３相のモータ電流ｉｍから計算により求めることもできる。

これにより、昇圧回路温度Ｋが高くなるにしたがって昇圧回路６０からの電源供給割合が減るように、昇圧回路６０からの電源供給量と副電源７０からの電源供給量との比が調整される。従って、昇圧回路温度Ｋが高い場合には、昇圧回路６０の負担が低減されるため、昇圧回路６０の過熱を防止できる。また、それに伴って、昇圧回路温度Ｋが低下して、昇圧調整係数βによる制限が緩くなる（βが大きくなり）ため、舵角比増大に伴う昇圧電圧の上昇幅を増大させることができる。従って、電動モータ３１を適正な高電圧で駆動することができ良好な追従性を確保することができる。

以上説明した本実施形態の車両のステアリング装置によれば、舵角比可変装置ＶＧＲＳにより設定される舵角比が大きくなるにしたがって昇圧回路６０の昇圧電圧を上昇させるため、電動パワーステアリング装置ＥＰＳの電動モータ３１の追従性を向上させることができる。また、昇圧回路６０の昇圧電圧の上昇幅を、昇圧回路温度Ｋが高くなるにしたがって小さくなるように調整するため、昇圧回路６０の過熱を防止できる。また、加減算タイマ値Ｔに基づいて、短期間における速い操舵操作が行われているあいだは、適度な昇圧電圧の上昇幅を確保し、速い操舵操作が連続的に行われているような状態（操舵頻度が高い状態）であれば昇圧電圧の上昇幅を抑えるため、操舵フィーリングを悪化させることなく昇圧回路６０の過熱防止を行うことができる。

更に、昇圧回路温度Ｋの増加にしたがって副電源７０からの電源供給量の割合を増加させて昇圧回路６０の負担を低減するため、昇圧回路６０の発熱を抑制することができ、これに伴って、舵角比増大に伴う昇圧電圧の上昇幅を増大させることができる。従って、電動モータ３１を高い電圧で駆動することができ良好な追従性を確保することができる。また、舵角比可変装置ＶＧＲＳにより舵角比を小さくしなくてもよいため、舵角比可変装置ＶＧＲＳの性能を十分発揮することができ良好な操舵フィーリングが得られる。

次に、上記実施形態における第１変形例について説明する。この第１変形例は、実施形態における目標昇圧電圧設定ルーチン（図７）において、ステップＳ２１１の処理の後に、図１４に示すステップＳ２１２〜Ｓ２１４の処理を追加したものであり、他の構成については実施形態と同一である。

電源制御部４２は、ステップＳ２１１において目標昇圧電圧ｖ＊を計算すると、続く、ステップＳ２１２において、モータ駆動回路５０におけるデューティ比を読み込む。モータ駆動回路５０は、アシスト制御部４１から出力されるＰＷＭ制御信号によりスイッチング素子５１〜５６のデューティ比が制御される。従って、電源制御部４２は、アシスト制御部４１から出力されるＰＷＭ制御信号を読み込んでデューティ比を検出する。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２１３において、デューティ比に基づいて補正電圧Δｖを計算する。補正電圧Δｖは、図１５に示す補正電圧設定マップから算出される。図示するように、デューティ比（スイッチがオンされる期間割合を表すオンデューティ比）が基準範囲ＤＳより大きい領域においては、正の補正電圧Δｖが設定され、デューティ比が基準範囲ＤＳより小さい領域においては、負の補正電圧Δｖが設定される。この場合、デューティ比が基準範囲ＤＳから離れるほど正あるいは負の補正電圧Δｖの大きさ（絶対値）が大きくなるように設定される。尚、本実施形態では、ＲＯＭに記憶した補正電圧設定マップを用いて補正電圧Δｖを算出するようにしたが、補正電圧設定マップに代えてデューティ比と補正電圧Δｖとの関係を定義した関数を用意しておき、その関数を用いて補正電圧Δｖを計算するようにしてもよい。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２１４において、目標昇圧電圧ｖ＊を補正する。つまり、ステップＳ２１１で計算した目標昇圧電圧ｖ＊に補正電圧Δｖを加算した値を、最終的な目標昇圧電圧ｖ＊に設定する（ｖ＊←ｖ＊＋Δｖ）。従って、補正された目標昇圧電圧ｖ＊に基づいて、昇圧回路６０の昇圧電圧が制御される。

上述したように目標昇圧電圧ｖ＊は、速い操舵速度ωでハンドル操作されたときに高く設定されるが、必ずしも、操舵速度ωが速いときに電動モータ３１で大出力を必要とするわけではない。電動モータ３１で大出力を必要としていないときには、モータ駆動回路５０のデューティ比が小さく設定される。そこで、第１変形例においては、デューティ比が小さく設定されている場合には、昇圧回路６０の昇圧電圧を低めに抑えることで、過剰な昇圧動作を防止することができる。この結果、電動モータ３１の駆動状況に応じた適正な昇圧電圧が設定され、電動モータ３１の適正駆動と昇圧回路６０の過熱防止とを良好に両立させることができる。

次に、第２変形例について説明する。この第２変形例は、実施形態における目標昇圧電圧設定ルーチン（図７）において、ステップＳ２１１の処理の後に、図１６に示すステップＳ２２０〜Ｓ２２３の処理を追加したものであり、他の構成については実施形態と同一である。

電源制御部４２は、ステップＳ２１１において目標昇圧電圧ｖ＊を計算すると、続く、ステップＳ２２０において、モータ駆動回路５０におけるデューティ比を読み込む。この処理は、第１変形例のステップＳ２１２の処理と同じである。続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２２１において、デューティ比に基づいて第１補正電圧Δｖ１を計算する。この第１補正電圧Δｖ１は、第１変形例の補正電圧Δｖと同じである。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２２２において、デューティ比の単位時間当たりの変化量に基づいて第２補正電圧Δｖ２を計算する。デューティ比は、所定の周期で制御されるため、今回検出したデューティ比（Ｄn）と１周期前のデューティ比（Ｄn-1）との差（Ｄn−Ｄn-1）を求めて、デューティ比の単位時間当たりの変化量とする。そして、図１７に示す第２補正電圧設定マップから第２補正電圧Δｖ２を算出する。図示するように、デューティ比の単位時間当たりの変化量が正の値、つまり、デューティ比が増加傾向にあれば、その変化量が大きいほど大きくなる第２補正電圧Δｖ２（＞０）を設定する。また、デューティ比が減少傾向にあれば、第２補正電圧Δｖ２をゼロ（Δｖ２＝０）に設定する。尚、本実施形態では、ＲＯＭに記憶した第２補正電圧設定マップを用いて第２補正電圧Δｖ２を算出するようにしたが、第２補正電圧設定マップに代えてデューティ比の変化量と第２補正電圧Δｖ２との関係を定義した関数を用意しておき、その関数を用いて第２補正電圧Δｖ２を計算するようにしてもよい。

続いて、電源制御部４２は、ステップＳ２２３において、第１補正電圧Δｖ１と第２補正電圧Δｖ２を用いて目標昇圧電圧ｖ＊を補正する。つまり、ステップＳ２１１で計算した目標昇圧電圧ｖ＊に、第１補正電圧Δｖ１と第２補正電圧Δｖ２とを加算した値を、最終的な目標昇圧電圧ｖ＊に設定する（ｖ＊←ｖ＊＋Δｖ１＋Δｖ２）。従って、補正された目標昇圧電圧ｖ＊に基づいて、昇圧回路６０の昇圧電圧が制御される。

この第２変形例によれば、第１変形例の効果に加えて、電動モータ３１の駆動状態の急激な変化に対して昇圧電圧を追従させることができる。このため、電動モータ３１を応答性よく駆動することができ、急激な操舵操作に対しても良好な操舵フィーリングが得られる。

以上、本実施形態の車両のステアリング装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態においては、操舵速度ωに応じて基本昇圧電圧ｖ０を変化させているが、操舵速度ωに応じて昇圧電圧を変化させない構成であってもよい。

また、本実施形態においては、図８に示すように、昇圧増加係数αの設定にあたって、操舵角増幅率Ａの増加とともにリニアに増加する特性領域を備えているが、段階的に増加するように設定してもよい。例えば、操舵角増幅率Ａをｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、操舵角増幅率Ａが大きい範囲ほど昇圧増加係数αを大きな値に段階的に設定するものであってもよい。同様に、昇圧調整係数βの設定にあたっても、昇圧回路温度Ｋをｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、昇圧回路温度Ｋが高い範囲ほど昇圧調整係数βを小さな値に段階的に設定するものであってもよい。同様に、目標昇圧電圧ｖ＊の設定にあたっても、加減算タイマ値をｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、加減算タイマ値が大きい範囲ほど目標昇圧電圧ｖ＊を小さな値に段階的に設定するものであってもよい。同様に、副電源供給割合γの設定にあたっても、昇圧回路温度Ｋをｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、昇圧回路温度Ｋが高い範囲ほど副電源供給割合γを大きな値に段階的に設定するものであってもよい。同様に、補正電圧Δｖの設定にあたっても、デューティ比をｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、デューティ比が小さい範囲ほど補正電圧Δｖを低い値に段階的に設定するものであってもよい。同様に、第２補正電圧Δｖ２の設定にあたっても、デューティ比の変化量をｎ個（ｎ≧２）の範囲に区分し、デューティ比の変化量が大きな範囲ほど第２補正電圧Δｖ２を高い値に段階的に設定するものであってもよい。

また、本実施形態においては、電動パワーステアリング装置ＥＰＳ側にのみ昇圧回路を備えているが、舵角比可変装置ＶＧＲＳの舵角比ＥＣＵ２００にも車両電源電圧を昇圧する昇圧回路を備えてもよい。また、本実施形態においては、操舵アシストトルクを発生させるアクチュエータとして３相ブラシレスモータを備え、３相インバータ回路にて３相ブラシレスモータを駆動制御するが、Ｈブリッジ回路により単相モータを駆動制御する構成に代えることもできる。

尚、本実施形態において、電源制御部４２が実行する目標昇圧電圧設定ルーチン（Ｓ２００）が本発明の昇圧制御手段に相当し、電源制御部４２が実行する副電源供給割合制御ルーチン（Ｓ４００）およびスイッチング素子７４が本発明の電源供給比制御手段に相当する。

ＶＧＲＳ…舵角比可変装置、ＥＰＳ…電動パワーステアリング装置、１１…操舵ハンドル、１２…操舵軸、１２ａ…入力操舵軸、１２ｂ…出力操舵軸、１３…ピニオンギヤ、１４…ラックバー、１５ａ，１５ｂ…前輪、１６…操舵角センサ、１７…操舵トルクセンサ、１８…相対角センサ、１９…車速センサ、２０…舵角比可変機構、２２…電動モータ、３０…パワーアシスト機構、３１…電動モータ、４０…マイコン部、４１…アシスト制御部、４２…電源制御部、５０…モータ駆動回路、５７…モータ電流センサ、６０…昇圧回路、６１…コンデンサ、６２…昇圧用コイル、６２…電源制御部、６３，６４…昇圧用スイッチング素子、６６…昇圧温度センサ、７０…副電源、７１…昇圧電流センサ、７２…昇圧電圧センサ、７３…充放電電流センサ、７４…スイッチング素子、８０…車両電源、８１…主バッテリ、８２…オルタネータ、９２…昇圧電源ライン、９３…昇圧駆動ライン、９４…充放電ライン、１００…操舵アシストＥＣＵ、２００…舵角比ＥＣＵ、２１０…マイコン部、２２０…モータ駆動回路。

Claims (5)

1. 運転者による操舵ハンドルの回動操作を電動モータの駆動によりアシストする電動パワーステアリング装置と、
   前記電動モータと前記操舵ハンドルとの間に設けられ、前記操舵ハンドルの操舵角に対する操舵輪の転舵角の比である舵角比を可変する舵角比可変装置と
   を備えた車両のステアリング装置において、
   前記電動パワーステアリング装置は、
   車両電源から前記電動モータの駆動回路への電源供給路に設けられ、前記車両電源の出力電圧を昇圧する昇圧回路と、
   前記昇圧回路に対して、前記電動モータの駆動回路と並列に接続されて前記昇圧回路の出力により充電されるとともに、充電された電気エネルギーを使って前記電動モータの駆動回路への電源供給を補助する副電源と、
   前記舵角比可変装置により可変される舵角比が大きくなるにしたがって前記昇圧回路の昇圧電圧を上昇させる昇圧制御手段と、
   前記昇圧回路の温度を検出する温度検出手段と、
   前記昇圧回路から前記電動モータの駆動回路へ供給される電源供給量と、前記副電源から前記電動モータの駆動回路へ供給される電源供給量との比を、前記昇圧回路の温度が高くなるにしたがって、前記副電源から前記電動モータの駆動回路へ供給する電源供給量の割合が増加するように変更する電源供給比制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両のステアリング装置。
2. 前記昇圧制御手段は、更に、前記昇圧回路の温度が高くなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧の上昇幅を小さくすることを特徴とする請求項１記載の車両のステアリング装置。
3. 前記操舵ハンドルの操舵速度を検出する操舵速度検出手段を備え、
   前記昇圧制御手段は、前記検出された操舵速度が基準速度よりも高い操舵状態となる頻度が高くなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧の上昇幅を小さくすることを特徴とする請求項１または２記載の車両のステアリング装置。
4. 前記電動モータの駆動回路は、スイッチング素子のデューティ比を調整することにより前記電動モータの通電量を制御するものであり、
   前記昇圧制御手段は、前記スイッチング素子のデューティ比が小さくなるにしたがって、前記昇圧回路の昇圧電圧を低くする側に補正することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の車両のステアリング装置。
5. 前記昇圧制御手段は、前記スイッチング素子のデューティ比が増加側に変化した場合、その増加度合いが大きいほど前記昇圧回路の昇圧電圧を高くする側に補正することを特徴とする請求項４記載の車両のステアリング装置。

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