JP4617895B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモータ駆動用インバータのデッドバンド制御を操舵状態に応じて改善した電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助力を付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助力を付勢するようになっている。そして、当該モータが所望のトルクを発生するようにモータに電流を供給するため、モータ駆動回路にインバータなどが用いられている。

ここで、特開平８−１４２８８４号公報（特許文献１）に開示されている従来の電動パワーステアリング装置の制御装置の基本的構成を図９に示し、その動作を説明する。

トルクセンサ１０３で検出されたトルクが位相補償器１２１に入力され、トルク指令値が算出される。また、電流指令演算器１２２にトルク指令値が入力され、車速センサ１１２で検出された車速を加味して電流指令演算器１２２で電流指令値Ｉｒｅｆが算出される。この制御ではフィードバック制御が採用されており、制御対象であるモータ１１０の電流ｉをモータ電流検出回路１４２で検出し、減算器１２３にフィードバックする。減算器１２３で電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流との偏差（＝Ｉｒｅｆ−ｉ）が算出される。その偏差は比例演算器１２５及び積分演算器１２６でいわゆる比例積分制御され、加算器１２７に入力される。過渡応答を良くするための微分補償器１２４には電流指令値が入力され、加算器１２７で微分補償器１２４、比例演算器１２５及び積分演算器１２６の出力が合算され電流制御値Ｅが算出され、電流制御値Ｅはモータ駆動回路１４１に入力される。モータ駆動回路１４１は電流制御値Ｅに基づき、モータ１１０に電流を供給する。なお、バッテリ１１４はモータ駆動回路１４１の電源である。

モータ駆動回路１４１は図１０に示すような構成となっており、モータ駆動回路１４１は、スイッチング素子であるＦＥＴ１〜４で成るインバータ部と、ＦＥＴ１〜４の各ゲートを制御するゲート制御部とで構成されている。インバータ部はＦＥＴ１及びＦＥＴ３で成る上下アームと、ＦＥＴ２及びＦＥＴ４で成る上下アームとで構成されてＨブリッジを構成している。電流制御値Ｅはゲート制御部の変換部１３０に入力され、変換部１３０で各ＦＥＴ１〜４に対するタイミング信号が生成され、タイミング信号がゲート駆動回路１３３ａ，１３４ａ、１３３ｂ、１３４ｂへ入力されてＦＥＴ１〜４の各ゲート駆動が可能なゲート信号が生成される。しかし、変換部１３０で作成されたタイミング信号が直接ゲート駆動回路１３４ａ及び１３４ｂに入力されず、それぞれデッドタイム回路１３１及びデッドタイム回路１３２に入力されるのは、次の理由による。

インバータ部を構成する各上下アーム、例えばＦＥＴ１及びＦＥＴ３は交互にオンオフを繰り返し、同様にＦＥＴ２及びＦＥＴ４は交互にオンオフを繰り返す。しかし、ＦＥＴは理想スイッチではなく、ゲート信号の指示通りに瞬時にオンオフせず、ターンオンタイム及びターンオフタイムを要する。このため、ＦＥＴ１へのオンの指示とＦＥＴ３へのオフの指示が同時にされると、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３が同時にオンになって上下アームが短絡する問題がある。そこで、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３が同時にオンすることのないように、ゲート駆動回路１３３ａへオフ信号を与えた場合、ゲート駆動回路１３４ａに直ちにオン信号を与えず、デッドタイム回路１３１でデッドタイムという所定時間の間をおいてオン信号をゲート駆動回路１３４ａに与えることにより、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３の上下の短絡を防止している。このことは、ＦＥＴ２及びＦＥＴ４にも同様に当てはまる。

しかし、このデッドタイムの存在は、電動パワーステアリング装置の制御にとってトルク不足やトルクリップルの問題を引き起こす原因となっている。以下、この問題について詳しく説明する。

先ずデッドタイム、ターンオンタイム及びターンオフタイムについて、図１１のタイムチャートに関係を示して説明する。図１１（Ａ）に示す変換部１３０からの信号Ｋが、ＦＥＴ１及びＦＥＴ３に対するオンオフ信号とする。しかし、実際にはＦＥＴ１には図１１（Ｂ）に示すゲート信号Ｋ１が与えられ、ＦＥＴ３には図１１（Ｃ）に示すゲート信号Ｋ２が与えられる。つまり、ゲート信号Ｋ１及びＫ２にはいずれもデッドタイムＴｄが確保されている。ＦＥＴ１及びＦＥＴ３で構成される端子電圧を、図１１（Ｄ）に示すＶａｎとする。ゲート信号Ｋ１によるオン信号が与えられてもＦＥＴ１は直ちにオンせず、ターンオンタイムＴｏｎの時間を要してターンオンしており、オフ信号を与えても直ちにオフせず、ターンオフタイムＴｏｆｆの時間を要している。なお、Ｖｄｃはインバータの電源電圧（バッテリ１１４の電圧）である。

よって、全遅れ時間Ｔｔｏｔは、下記（１）式のように示される。

Ｔｔｏｔ＝Ｔｄ＋Ｔｏｎ−Ｔｏｆｆ …（１）

ここで、ターンオンタイムＴｏｎやターンオフタイムＴｏｆｆは、使用するＦＥＴやＩＧＢＴなどの種類、容量などによって変化する。また、デッドタイムＴｄは一般的にターンオンタイムＴｏｎやターンオフタイムＴｏｆｆよりは大きい値である。

次に、デッドタイムＴｄによる影響について説明する。

先ず、電圧に対する影響は次のようなものである。図１１に示したように、理想のゲート信号Ｋに対して実際のゲート信号Ｋ１及びＫ２は、デッドタイムＴｄの影響でゲート信号Ｋとは異なったものとなる。そのため電圧に歪みが発生するが、その歪み電圧ΔＶは、モータ電流の向きが正の場合（電流の向きが電源からモータへ流れる場合）は下記（２）式になり、電流の向きが負の場合（電流の向きがモータから電源へ流れる場合）は下記（３）式になる。

−ΔＶ＝−（Ｔｔｏｔ／Ｔｓ）・（Ｖｄｃ／２） …（２）
ここで、ＴｓはインバータをＰＷＭ制御した場合のＰＷＭ周波数Ｆｓの逆数Ｔｓ＝１／ｆｓである。

ΔＶ＝（Ｔｔｏｔ／Ｔｓ）・（Ｖｄｃ／２） …（３）

上記（２）式及び（３）式を１つの式で表わすと、下記（４）式のようになる。

ΔＶ＝−ｓｉｇｎ（Ｉｓ）・（Ｔｔｏｔ／Ｔｓ）・（Ｖｄｃ／２） …（４）
ここで、ｓｉｇｎ(Ｉｓ)はモータ電流の極性を表わしている。

上記（４）式から導かれることは、歪み電圧ΔＶは周波数ｆｓが高く、電源電圧Ｖｄｃが大きい時ほどデッドタイムＴｄの影響が大きく現れることである。

電圧歪みに対するデッドタイムＴｄの影響について説明したが、電流或いはトルクに関しても、デッドタイムＴｄによる好ましくない影響がある。電流歪みについては、電流が正から負へ、或いは負から正へ変化するときに電流が零付近に張り付く現象（零クランピング現象）がデッドタイムＴｄによって引き起こされる。これは負荷（モータ）がインダクタンスのため、デッドタイムＴｄによる電圧の減少が電流を零に維持しようとする傾向があるためである。

また、トルクに対するデッドタイムＴｄの影響としては、トルクの出力不足やトルクリップルの増加に現れる。つまり、電流歪みが低次の高調波を発生させ、それがトルクリップルの増加につながる。また、トルクの出力不足は、理想の電流よりデッドタイムＴｄの影響を受けた現実の電流が小さくなるために発生する。

このようなデッドタイムＴｄの好ましくない影響を防止するために、種々の対策、いわゆるデッドバンド補償が考えられてきた。その基本的な考えは、上記（４）式に示す歪み電圧ΔＶを補償することである。よって、（４）式を補償するためには、下記（５）式で示す補正値（電圧）Δｕによって補正することになる。

Δｕ＝ｓｉｇｎ(Ｉｓ)・（Ｔｔｏｔ／Ｔｓ）・（Ｖｄｃ／２） …（５）

特開平８−１４２８８４号公報 ベン ブラヒム 「３相ＰＷＭインバータのデッドタイム補償解析」学会誌ＩＥＥＥ−IECON98、２巻、792〜797頁（Ben−Brahim、Theanalysis and compensation of dead −time effects in the three phase ＰＷＭinverters） 特開２００２−２９４４１号公報

デッドバンド補償で問題となるのは、電流Ｉｓの極性ｓｉｇｎ（Ｉｓ）を正しく検出できないことである。電流Ｉｓの極性を測定するとき、ＰＷＭ制御のノイズや前述した電流の零クランピング現象が、電流Ｉｓの極性を正しく測定することを困難にしている。

多くの従来のデッドバンド補償（例えば非特許文献１）は方法が複雑で、ハードウェアの追加が必要で、さらにモータ電流などの負荷電流の変化（操舵状態）を考慮に入れた対策を施していない。そのため、インバータの上下アーム短絡を防止するためのデッドバンド補償が、モータ電圧、モータ電流の歪みや振動、或いはトルクリップルの増加を招く等の問題があった。

また、特開２００２−２９４４１号公報（特許文献２）は、ハンドルの切増しや切戻し状態を判定しているが、デッドバンド補償については全く記述されていない。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、構成が簡単で、モータ負荷電流の影響や操舵状態も考慮にいれたデッドバンド補償を電圧指令値に対して行うことにより、モータ電圧、モータ電流の歪みや振動、トルクリップルの少ない電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいて演算された電流指令値と、前記電流指令値を入力とする電流制御部からの電圧指令値とに基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータをインバータによって制御する電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って前記デッドバンド特性のゲインを可変するゲイン部と、前記操舵状態判定部の判定に従って極性判定方法を切替える極性判定部とを設け、前記ゲイン部の出力に前記極性判定部が判定した極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することにより、或いは前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って前記デッドバンド特性のゲインを可変するゲイン部とを設け、前記ゲイン部の出力に極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することにより、或いは前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って極性判定方法を切替える極性判定部とを設け、前記デッドバンド特性に前記極性判定部が判定した極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することにより達成される。

本発明の上記目的は、前記操舵状態判定部内の切増し切戻し判定部がハンドルの切増し及び切戻しを判定し、前記切増しが検出されたときに前記ゲインを“１”とし、前記切戻しが検出されたときに前記ゲインを“０”若しくは小とすることにより、或いは前記操舵状態判定部が開放状態を判定し、前記開放状態の判定に基づいて極性判定方法を可変とする極性判定部を設けることにより、或いは前記極性判定部が、前記モータの検出電流又は前記電流指令値、又は電流指令値に基づくモデル電流値に基づきヒステリシス付きで極性を判定し、前記開放判定部が開放状態と判定したときは前記ヒステリシス幅を大きく、それ以外では小さくなるように切替えられるようになっていることにより、或いは前記切増し切戻し判定部が、ハンドル若しくはモータ角速度信号、操舵トルク信号の少なくとも１つを用いて切増し切戻しの判定を行うことにより、或いは前記開放状態の判定に、車速信号、ハンドル若しくはモータ角度信号、ハンドル若しくはモータ角速度信号、操舵トルク信号、検出電流信号、前記電流指令値のうちの少なくとも１つを用いることによって、より効果的に達成される。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、電圧指令値に対してデッドバンド補償するので、従来のノイズを含んだ実測電流を基にしたデッドバンド補償と異なり、モータ電圧、電流の歪みが少なく、トルクリップルの少ないデッドバンド補償を行う電動パワーステアリング装置の制御装置を提供できる。

また、操舵状態に応じたモータ電流の変化も考慮したデッドバンド補償を行うので、従来のような固定値のみによるデッドバンド補償と異なり、モータ電圧、電流の歪みが少なく、トルクリップルの少ないデッドバンド補償が可能となる。

本発明では、モデル電流と、ハンドルの切増しや切戻し、開放といった操舵状態とに応じてデッドバンド補正値の算出を行うと共に、モータを駆動するインバータの電圧指令値に対してデッドバンド補償を行う。このため、従来のノイズを含んだ実測電流を基にしたデッドバンド補償と異なり、モータ電圧、電流の歪みが少なく、トルクリップルの少ないデッドバンド補償を実現することができる。

以下に本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１はブラシ付きモータ１Ａに対する本発明の構成例を示しており、トルクセンサからの操舵トルクＴと、車速センサからの車速Ｖとが操舵補助指令値演算部４に入力され、演算された操舵補助指令値Ｉｒｅｆ１が加算部７に入力される。加算部７には、補償部８からの補償信号ＣＭが入力されており、その加算結果Ｉｒｅｆ２（＝Ｉｒｅｆ１＋ＣＭ）が電流制御部３に入力され、ＰＷＭのための電圧指令値ｕが出力され、加算部９に入力される。補償部８は、セルフアライニングトルク及び慣性データが加算部８１で加算され、その加算値に収れん性データが加算部８２で加算され、その加算結果が補償値ＣＭとして出力される。

一方、モータ１の電流Ｉｍｅｓは電流検出器６で検出されて電流制御部３にフィードバックされ、加算部７からの電流指令値Ｉｒｅｆ２との偏差が算出され、その偏差に基づいた電圧指令値ｕが出力される。電圧指令値ｕは加算部９に入力される。電流指令値Ｉｒｅｆ２は操舵トルクＴ及び車速Ｖ、角度θ及び角速度ωと共にデッドタイム補償部５Ａに入力されている。デッドタイム補償部５Ａからは演算されたデッドタイム補正値Δｕが出力され、加算部９で加算された電圧指令値ｕ’（＝ｕ＋Δｕ）がインバータ２に入力される。インバータ２は入力された電圧指令値ｕ’に基づいてＰＷＭ制御され、モータ１Ａを駆動する。デッドタイム補償部５Ａへの入力として、電流指令値Ｉｒｅｆ２に代えて電圧指令値ｕとしても良い。

図１はブラシ付きモータ１Ａの場合の構成であるが、ブラシレスモータ１の場合の構成は図２に示すようになる。図２の表現においては、図１の補償部８は操舵補助指令値演算部４に含まれる。また、図２ではデッドタイム補償部５に操舵補助指令値演算部４からの操舵補助指令値Ｉｒｅｆ３が入力されている。

なお、インバータ２の構成は図１０に示すような上下アームが２本の単相インバータ（２相モータの場合）でも良いし、上下アームが３本で構成される３相インバータ（３相モータの場合）であっても良い。

ここではデッドタイム補償部５の構成例を図３に示して説明する。

操舵補助指令値演算部４からの電流指令値Ｉｒｅｆ３は操舵状態判定部５３に入力されると共に、デッドバンド特性部（演算部）５６に入力される。デッドバンド特性部（演算部）５６からのデッドバンド特性はゲイン部５５に入力される。デッドバンド特性部（演算部）５６は、電流指令値Ｉｒｅｆ３に対して図４に示すような特性のデッドバンド特性を有するデッドタイム補正値ＤＢを出力する。また、極性判定部５２はヒステリシス付き特性で入力信号極性を判定するものであり、極性判定部５２にはモータの検出電流又は電流指令値Ｉｒｅｆ３、又は電流指令値Ｉｒｅｆに基づくモデル電流が入力され、操舵状態判定部５３からの操舵状態信号ＳＴ１に基づきヒステリシス幅を変更させるようになっている。モデル電流は、電流指令値Ｉｒｅｆを下記（６）式の伝達関数で変換することにより得られる（例えば特願２００３−３１０１３１）。

ＭＲ（ｓ）＝１／（１＋Ｔｃ・ｓ） …（６）
ここで、Ｔｃ＝１／（２π・ｆｃ）であり、ｆｃは電流制御ループのカットオフ周波
数である。

上記（６）式の１次遅れ関数は、モータ１を示す伝達関数１／（Ｒ＋ｓ・Ｌ）を電流制御部３、インバータ２、電流検出器６を基に導いた電流制御ループのモデル関数である。

ここで、電流指令値Ｉｒｅｆと実際のモータ電流Ｉｍｅｓとの関係の一例を図５に示す。実際のモータ電流Ｉｍｅｓはノイズを多く含んでおり、これが零電流付近での極性判定を困難なものにしている。このため実際の電流Ｉｍｅｓを使用しないで、ノイズの無い電流指令値Ｉｒｅｆを基に１次遅れ回路を介してモータ１のモデル電流を生成し、モデル電流に基づいて極性を判定すれば、より効果的である。

操舵状態判定部５３は開放判定機能及び切増し切戻し判定機能を有しており、モータ角速度ω、操舵トルクＴ、車速Ｖ、モータ角度θ及び電流指令値Ｉｒｅｆ３が入力され、操舵状態判定部５３が開放を判定した場合には操舵状態信号ＳＴ１が極性判定部５２に入力され、切増し又は切戻しを判定した場合には操舵状態信号ＳＴ２がゲイン部５５に入力される。極性判定部５２で決定された極性ｓｉｇｎ（Ｐｉ）は乗算部５７に入力され、ゲイン部５５からのゲイン調整されたＤＢａと乗算され、デッドタイム補正値Δｕとして出力される。

なお、操舵状態判定部５３の開放判定機能は車速Ｖ、モータ角速度ω及び電流指令値Ｉｒｅｆ３に基づいて、ハンドルが回転していなくて操舵補助していない開放（手放し）を判定したときに操舵状態信号ＳＴ１を出力し、切増し切戻し判定機能はモータ角速度ω及び操舵トルクＴに基づいて、図６に示すようにモータ角速度ω及び操舵トルクＴが同方向の場合を切増しと判定し、方向が異なる場合を切戻しと判定して操舵状態信号ＳＴ２を出力する。

このような構成において、その動作を説明する。

モータの検出電流又は電流指令値Ｉｒｅｆ３、又は電流指令値Ｉｒｅｆに基づくモデル電流が操舵状態信号ＳＴ１と共に極性判定部５２に入力され、その極性が判定される。極性判定部５２の出力であるsign(Ｐｉ)は、下記（７）式に示されるように（＋１）又は（−１）の形で出力される。

実際のモータ電流やインバータ電流を測定して極性を正しく判定することは、上述したようにノイズ等で非常に困難であるが、モデル電流を用いて判定すれば、そのような心配はない。

ｓｉｇｎ(Ｐｉ)＝（＋１）又は（−１） …（７）

なお、極性判定部５２はヒステリシス付きの極性判定となっており、ハンドル開放（手放し）状態を判定したときの操舵状態信号ＳＴ１によって、極性判定のヒステリシス幅を次のように設定する。

開放時（ＳＴ１＝１）：ヒステリシス幅大
操舵時（ＳＴ１＝０）：ヒステリシス幅小

ハンドル開放を判定してヒステリシス幅を可変とする理由は、下記の通りである。電流指令の振れがデッドタイム補正ヒステリシス幅を超えた場合、デッドタイム補正の出力方向が正→負又は負→正に切り替わり、これがトルク制御を含めた閉ループによって自励振動を起こし、音となる。これは、指令値がほぼ０Ａを中心に外乱により変動するような状況で起こり得る問題である。操舵状態では指令値がある値以上となるため、自励振動を起こすことはない。従って、電流指令値の定まり難い開放状態では、指令値変動に対する感度をなくすため、ヒステリシス幅を大きくし、操舵時ではデッドタイム補償の遅れを招いてトルクリップルを発生させるため、操舵時にはヒステリシス幅を小さくする。

また、操舵状態判定部５３内の開放判定機能は車速Ｖ、モータ角速度ω及び電流指令値Ｉｒｅｆ３を入力とし、下記（８）式が成立したときに状態判定信号ＳＴ＝１を出力するようになっている。

車速Ｖ＜所定値α かつ角速度ω＜所定値β
かつ｜電流指令値Ｉｒｅｆ３｜＜所定値γ …（８）

なお、所定値αは自励振動による音が気にならない程度の車速であり、所定値βはノイズを検出しない程度の小さい値であり、所定値γはノイズを検出しない程度の小さい値である。

また、デッドバンド特性部５６からのデッドタイム補正値ＤＢはゲイン部５５に入力され、操舵状態判定部５３内の切増し切戻し判定機能からの操舵状態信号ＳＴ２に従ってゲインを調整される。切増し切戻しの判定は前述の図６に示すように判定される。即ち、操舵トルクＴ（若しくは電流指令値）と角速度ω（ハンドル回転方向）が一致する場合がハンドルの切増しであり、その他は切戻しと判定し、切増し時は補正の必要があるので、操舵状態信号ＳＴ２によってゲイン部５５のゲインを“１”とし、切戻し時は補正の必要がないので、操舵状態信号ＳＴ２によってゲイン部５５のゲインを“０”若しくは小さくする。

なお、切増し切戻しの判定は、例えば特開２００３−１７０８５６に開示されているように、操舵トルクＴのみで切増し切戻しの判定を行うことも可能である。

上述のように、切増し切戻し判定機能からの操舵状態信号ＳＴ２によってゲイン調整されたデッドタイム補正値ＤＢａは、乗算部５７で極性判定部５２からの極性（正負）に従って極性を付与されてデッドタイム補正値Δｕとして出力される。

このようにして算出された補正値Δｕは、図２で示す電流制御部３の出力である電圧指令値ｕに加算部９で加算される。電圧指令値ｕに対し補正値Δｕが加算される意味は、電圧指令値ｕの示す基本制御に、上下アーム短絡を防止するためのデッドタイムによる電圧、電流歪みやトルクリップルを改善させる補正値Δｕを加味して制御することである。

なお、上述ではブラシレスモータ１に対するデッドタイムの補償を説明したが、ブラシ付きモータ１Ａに対する補償も同様に可能である。この場合、図３の電流の表記とＩｒｅｆ３は図１のＩｒｅｆ２とする。

上述では操舵状態判定部５３が開放判定機能と切増し切戻し判定機能を具備する例を説明したが、図７に示すように操舵状態判定部５３が切増し切戻し判定機能のみを具備し、操舵状態信号ＳＴ２によってゲイン部５５のゲインのみを変えるようにしても良い。また、図８に示すように操舵状態判定部５３が開放判定機能のみを具備し、操舵状態信号ＳＴ１によって極性判定部５２のヒステリシスのみを変えるようにしても良い。

本発明によれば操舵状態に応じてデッドタイムの補償を行うことができるので、厳しい騒音や振動に対する要求をもクリアすることができ、高性能なパワーステアリング装置を実現することができる。

本発明の制御装置の一例（ブラシ付きモータ）を示すブロック構成図である。 本発明の制御装置の他の例（ブラシレスモータ）を示すブロック構成図である。 本発明に係るデッドタイム補償部の構成例を示すブロック図である。 デッドバンド特性の一例を示す図である。 実際の電流とモデル電流との関係を示す図である。 ハンドルの切増し切戻し判定を説明するための図である。 本発明に係るデッドタイム補償部の他の構成例を示すブロック図である。 本発明に係るデッドタイム補償部の他の構成例を示すブロック図である。 一般的な電動パワーステアリング装置の制御装置例を示すブロック構成図である。 モータ駆動回路の一例を示すブロック構成図である。 デッドタイムとターンオンタイム、ターンオフタイムの関係を説明するためのタイムチャートである。

符号の説明

１ ブラシレスモータ
１Ａ ブラシ付きモータ
２ インバータ
３ 電流制御部
４ 操舵補助指令値演算部
５、５Ａ デッドタイム補償部
６ 電流検出器
７ 減算部
８ 補償部
９ 加算部
５２ 極性判定部
５３ 操舵状態判定部
５５ ゲイン部
５６ デッドバンド特性部
５７ 乗算部

Claims (8)

1. ステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいて演算された電流指令値と、前記電流指令値を入力とする電流制御部からの電圧指令値とに基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータをインバータによって制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って前記デッドバンド特性のゲインを可変するゲイン部と、前記操舵状態判定部の判定に従って極性判定方法を切替える極性判定部とを備え、前記ゲイン部の出力に前記極性判定部が判定した極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. ステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいて演算された電流指令値と、前記電流指令値を入力とする電流制御部からの電圧指令値とに基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータをインバータによって制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って前記デッドバンド特性のゲインを可変するゲイン部とを備え、前記ゲイン部の出力に極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
3. ステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいて演算された電流指令値と、前記電流指令値を入力とする電流制御部からの電圧指令値とに基づいて、ステアリング機構に操舵補助力を与えるモータをインバータによって制御する電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記電流指令値に基づいてデッドバンド特性を演算する演算部と、ハンドルの操舵状態を判定する操舵状態判定部と、前記操舵状態判定部の判定に従って極性判定方法を切替える極性判定部とを備え、前記デッドバンド特性に前記極性判定部が判定した極性を付与して前記電圧指令値にデッドタイム補正値として付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
4. 前記操舵状態判定部内の切増し切戻し判定部がハンドルの切増し及び切戻しを判定し、前記切増しが検出されたときに前記ゲインを“１”とし、前記切戻しが検出されたときに前記ゲインを“０”若しくは小とするようになっている請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 前記操舵状態判定部が開放状態を判定し、前記開放状態の判定に基づいて極性判定方法を可変とする極性判定部を具備している請求項１又は３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
6. 前記極性判定部が、前記モータの検出電流又は前記電流指令値、又は電流指令値に基づくモデル電流値に基づきヒステリシス付きで極性を判定し、前記開放判定部が開放状態と判定したときは前記ヒステリシス幅を大きく、それ以外では小さくなるように切替えられるようになっている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
7. 前記切増し切戻し判定部が、ハンドル若しくはモータ角速度信号、操舵トルク信号の少なくとも１つを用いて切増し切戻しの判定を行うようになっている請求項４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
8. 前記開放状態の判定に、車速信号、ハンドル若しくはモータ角度信号、ハンドル若しくはモータ角速度信号、操舵トルク信号、検出電流信号、前記電流指令値のうちの少なくとも１つを用いて行うようになっている請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。

Images