JPH0939809A - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドル戻しの状態を正確に検出できる電動
パワ−ステアリング装置の制御装置を提供する。 【解決手段】 ハンドル戻し検出器４２は、所定時間内
に検出されたモ−タ電流ｉの微分値が予め設定された所
定値を越える回数を計数し、所定値を越える回数が予め
設定された所定回数以上のとき、ハンドル戻しの状態と
判定する。また、検出されたモ−タ電流ｉ、モ−タを駆
動するデユ−テイ比Ｄ、及びバツテリ電圧Ｖb に基づい
てモ−タ角速度を推定演算し、モ−タ角速度推定値の微
分値が予め設定された所定値を越える回数を計数し、所
定値を越える回数が予め設定された所定回数以上のと
き、ハンドル戻しの状態と判定する。ハンドル戻しの状
態にあつてデユ−テイ比Ｄ＝０の付近におけるモ−タ電
流ｉの不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電流とな
つても、ハンドル戻しの状態を正確に判定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動パワ−ステアリ
ング装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置に
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクその他を検出し、その検出信号に基
づいてモ−タの制御目標値である電流指令値を演算し、
電流フイ−ドバツク制御回路において、前記した制御目
標値である電流指令値と実際にモ−タに流れる電流との
差を電流制御値として求め、電流制御値によりモ−タを
制御して操向ハンドルの操舵力を補助するものがある。

【０００３】このような電動パワ−ステアリング装置で
は、図１０に示すように、４個の電界効果型トランジス
タＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 をブリツジに接続して第１及び第
２の２つのア−ムを備えたＨブリツジ回路を構成し、そ
の入力端子間に電源を、出力端子間にモ−タＭを接続し
たモ−タ駆動回路が使用されている。

【０００４】その動作を簡単に説明すると、モ−タ駆動
回路を構成するＨブリツジ回路の、第１のア−ムのＦＥ
Ｔ1 （或いは第２のア−ムのＦＥＴ2 ）を電流制御値に
基づいて決定されるデユ−テイ比ＤのＰＷＭ信号（パル
ス幅変調信号）で駆動することによりモ−タ電流の大き
さが制御される。

【０００５】また、電流制御値の符号に基づいて第２の
ア−ムのＦＥＴ3 をＯＮ、第１のア−ムのＦＥＴ4 をＯ
ＦＦ（或いは第２のア−ムのＦＥＴ3 をＯＦＦ、第１の
ア−ムのＦＥＴ4 をＯＮ）とすることによりモ−タＭの
回転方向が制御される。

【０００６】一方、一般にステアリング機構は、走行中
に操向ハンドルを回転操作した後、操向ハンドルから手
を放した場合（以下、「ハンドル戻し」という）には、
タイヤからの反力によるセルフアライニングトルクによ
りステアリング機構を中立位置に復帰させる力が作用
し、ステアリング機構は自動的に直進走行位置（中立位
置）に復帰する。

【０００７】電動パワ−ステアリング装置において上記
したハンドル戻しの状態をみると、ステアリング機構を
駆動するモ−タに慣性があるため、低速走行時には操向
ハンドルの戻りが悪く、また高速走行時には中立位置を
越えて反対側に振れたり戻つたりする振動が発生する。
また、高速走行時には路面からのキツクバツクによるス
テアリング機構の振動の発生や、自動車のヨ−角速度の
収束が悪いなどの不都合がある。

【０００８】このため、従来から電動パワ−ステアリン
グ装置には、低速走行時には操向ハンドルが戻り易くす
るようにステアリング機構を制御し、高速走行時にはス
テアリング機構の振動を抑えるようにステアリング機構
を制御することが提案されている。

【０００９】このような制御を行うためには、ステアリ
ング機構がハンドル戻しの状態にあるか否かを検出する
ことが必要になる。従来の電動パワ−ステアリング装置
では、モ−タ角速度を検出するセンサを備え、操舵トル
クが所定値以下で、且つ検出されたモ−タの角速度が所
定値以上であるとき、ハンドル戻しの状態であると判定
する手段を採用するものが提案されている（特開昭６２
−２４４７６１号公報参照）。

【００１０】また、このようなハンドル戻しの状態の検
出に、モ−タ角速度を検出するセンサを設けることな
く、電動パワ−ステアリング装置を制御する電流フイ−
ドバツク制御回路内において検出されたモ−タ電流とモ
−タ端子間電圧などからモ−タ角速度を推定し、モ−タ
角速度の推定値と操舵トルクとに基づいてハンドル戻し
の状態か否かを判定する手段を採用するものも提案され
ている（特開平３−１８２８７４号公報参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た前者のハンドル戻しの状態を検出する手段では、モ−
タ角速度を検出するセンサを必要とするため、構成部品
数が増えて製造コストを増加させる結果となる。また、
上記した後者のハンドル戻しの状態を検出する手段で
は、モ−タ角速度を検出するセンサを必要としない点で
有利ではあるが、以下のような問題がある。

【００１２】即ち、モ−タ駆動回路におけるデユ−テイ
比ＤのＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）とモ−タ電流ｉ
との関係は、通常の状態、即ちモ−タ角速度ω＝０の状
態では、図１１の線（ａ）に示すようにデユ−テイ比Ｄ
とモ−タ電流ｉとは線形特性を示す。

【００１３】しかしながら、ハンドル戻しの状態におい
ては、操舵トルクがほぼ０であり、且つモ−タがセルフ
アラインメントトルクにより逆方向に回転するために、
モ−タ角速度ωはω＜０、或いはω＞０となり、図１１
の線（ｂ）或いは線（ｃ）に示すようにモ−タの逆起電
力に相当するだけ上或いは下にずれ、デユ−テイ比Ｄ＝
０の付近においてモ−タ電流ｉに不連続部分がある非線
形特性が生ずる。

【００１４】ハンドル戻しの状態においては、この非線
形特性を通過するために電流フイ−ドバツク制御回路の
モ−タ電流ｉは振動電流となる。振動電流であるモ−タ
電流から推定したモ−タ角速度には誤差を生ずるため、
ハンドル戻しの状態を正確に検出することができないと
いう不都合がある。この発明は上記課題を解決すること
を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、請求項１の発明は、少なくともステアリ
ングシヤフトに発生する操舵トルク信号と車速信号に基
づいて演算された電流指令値と検出されたモ−タ電流値
から演算した電流制御値に基づいてステアリング機構に
操舵補助力を与えるモ−タの出力を制御するフイ−ドバ
ツク制御手段を備えた電動パワ−ステアリング装置の制
御装置において、半導体素子４個をＨブリツジに接続し
て構成したブリツジ回路の入力端子間に電源を、出力端
子間に前記モ−タを接続したモ−タ駆動回路と、所定時
間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め設定された
所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状態を検
出するハンドル戻し検出手段と、ハンドル戻しの状態が
検出されたとき、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１６】そして、さらに、モ−タ電流検出値とＨブ
リツジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデユ−
テイ比に基づいてモ−タ角速度を推定するモ−タ角速度
推定手段と、検出された操舵トルクとモ−タ角速度推定
値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第２のハン
ドル戻し検出手段とを備え、２つのハンドル戻し検出手
段のいずれかがハンドル戻しの状態を検出したとき、ハ
ンドル戻しの状態が検出されたものと判定して、予め車
速に応じて設定されているハンドル戻し補正値により電
流指令値を補正する補正手段を作動させるようにしても
よい。

【００１７】また請求項３の発明は、少なくともステア
リングシヤフトに発生する操舵トルク信号と車速信号に
基づいて演算された電流指令値と検出されたモ−タ電流
値から演算した電流制御値に基づいてステアリング機構
に操舵補助力を与えるモ−タの出力を制御するフイ−ド
バツク制御手段を備えた電動パワ−ステアリング装置の
制御装置において、半導体素子４個をＨブリツジに接続
して構成したブリツジ回路の入力端子間に電源を、出力
端子間に前記モ−タを接続したモ−タ駆動回路と、モ−
タ電流検出値とＨブリツジ回路の半導体素子を駆動する
ＰＷＭ信号のデユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度推定
値を演算するモ−タ角速度推定手段と、所定時間内に検
出されたモ−タ電流検出値とデユ−テイ比に基づいて演
算されたモ−タ角速度推定値の微分値が予め設定された
所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状態を検
出するハンドル戻し検出手段と、ハンドル戻しの状態が
検出されたとき、予め車速に応じて設定されているハン
ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１８】さらに、検出された操舵トルクとモ−タ角
速度推定値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第
２のハンドル戻し検出手段とを備え、２つのハンドル戻
し検出手段のいずれかがハンドル戻しの状態を検出した
とき、ハンドル戻しの状態が検出されたものと判定し
て、予め車速に応じて設定されているハンドル戻し補正
値により電流指令値を補正する補正手段を作動させるよ
うにしてもよい。

【００１９】

【作用】請求項１の発明では、ハンドル戻しの状態にお
いて、デユ−テイ比Ｄ＝０の付近におけるモ−タ電流ｉ
の不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電流となつて
も、所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め
設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻し
の状態を検出するから、ハンドル戻しの状態を正確に検
出することができる。

【００２０】また、請求項３の発明では、ハンドル戻し
の状態において、デユ−テイ比Ｄ＝０の付近におけるモ
−タ電流ｉの不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電
流となつても、所定時間内に検出されたモ−タ電流検出
値とデユ−テイ比に基づいて演算されたモ−タ角速度推
定値の微分値が予め設定された所定値を越える頻度に基
づいてハンドル戻しの状態を検出するから、ハンドル戻
しの状態を正確に検出することができる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、図１乃至図３により、この発明を実施するに適し
た電動パワ−ステアリング装置の概略を説明する。図１
は電動パワ−ステアリング装置の構成の概略を説明する
図で、操向ハンドル１の軸２は減速ギア４、ユニバ−サ
ルジョイント５ａ、５ｂ、ピニオンラツク機構７を経て
操向車輪のタイロツド８に結合されている。軸２には操
向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ３が
設けられており、また、操舵力を補助するモ−タ１０が
クラツチ９、減速ギア４を介して軸２に結合している。

【００２２】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路１３は、バツテリ１４からイグニツシヨンキ−１
１でＯＮ／ＯＦＦされるリレ−を経て電力が供給され
る。電子制御回路１３は、トルクセンサ３で検出された
操舵トルクと車速センサ１２で検出された車速に基づい
て電流指令値の演算を行い、演算された電流指令値に基
づいてモ−タ１０に供給する電流を制御する。

【００２３】クラツチ９は電子制御回路１３により制御
される。クラツチ９は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路１３によりパワ−ステアリング装置の
故障と判断された時、及び電源がＯＦＦとなつている時
に切離される。

【００２４】図２は、電子制御回路１３の構成を示すブ
ロツク図である。この実施例では電子制御回路１３は主
としてＣＰＵから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内
部においてプログラムで実行される機能を示してある。
例えば、安定化補償器２１は独立したハ−ドウエアとし
ての安定化補償器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実
行される安定化補償機能を示す。

【００２５】以下、電子制御回路１３の機能と動作を説
明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号
は、安定化補償器２１で操舵系の安定を高めるために位
相補償され、電流指令値演算器２２に入力される。ま
た、車速センサ１２で検出された車速信号は車速演算器
２３で車速が演算された上、電流指令値演算器２２に入
力される。

【００２６】電流指令値メモリ２４は、通常状態（ハン
ドル戻しでない状態）における操舵トルクに対応した電
流指令値を示すマツプを記憶したメモリで、また、車速
補正メモリ２５は、通常状態（ハンドル戻しでない状
態）における車速に対応した補正値を示すマツプを記憶
したメモリである。

【００２７】電流指令値演算器２２は、入力された操舵
トルクに基づいて電流指令値メモリ２４を参照して電流
指令値を求め、また、入力された車速に基づいて車速補
正メモリ２５を参照して電流指令値を補正し、操舵トル
クと車速に対応した通常状態における電流指令値Ｉ0 を
出力する。

【００２８】２７は加算器で、電流指令値Ｉ0 と後述す
るハンドル戻しの状態においてステアリング機構のダン
ピングを補正する補正値Ｉs が加算され、モ−タ１０に
供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉが出力さ
れる。

【００２９】比較器２８、微分補償器２９、比例演算器
３０、積分演算器３１、加算器３２から構成される回路
は、実際のモ−タ電流値ｉが電流指令値Ｉに一致するよ
うにフイ−ドバツク制御を行う回路である。

【００３０】比較器２８では、加算器２７から出力され
たモ−タの制御目標値である電流指令値Ｉと、後述する
モ−タ電流検出器３５で検出された実際のモ−タ電流値
ｉとが比較され、その差の信号が出力される。

【００３１】比例演算器３０では、電流指令値Ｉと実際
のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値が出力され
る。また、微分補償器２９は、電流指令値Ｉに対する実
際にモ−タに流れるモ−タ電流値ｉの応答速度を高める
ために、電流指令値Ｉの微分値に比例した値が出力され
る。積分演算器３１においてはフイ−ドバツク系の特性
を改善するために積分され、積分値に比例した値が出力
される。

【００３２】微分補償器２９から出力された電流指令値
Ｉの微分値、比例演算器３０から出力された比例値、積
分演算器３１から出力された積分値は加算器３２におい
て加算演算され、演算結果である電流制御値Ｅがモ−タ
制御回路３３に出力され、モ−タ駆動回路３４を介して
モ−タ１０が駆動される。モ−タ電流ｉはモ−タ電流検
出器３５により検出される。

【００３３】モ−タ角速度推定器４１は、モ−タ１０を
駆動するＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄの情報、モ−タ電
流検出器３５により検出されたモ−タ電流ｉ、及びバツ
テリ電圧Ｖb に基づいてモ−タ角速度ωの推定値を演算
する。モ−タ角速度ωの推定値の演算については、後で
詳細に説明する。

【００３４】ハンドル戻し検出器４２は、検出されたモ
−タ電流の微分値を求め、所定の時間内における微分値
が予め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を
越える回数が予め設定した所定回数以上のとき、ハンド
ル戻しの状態であると判定する第１の構成と、また、モ
−タ角速度推定値の微分値を求め、所定の時間内におけ
る微分値が予め設定した所定値を越える回数を計数し、
所定値を越える回数が予め設定した所定回数以上のと
き、ハンドル戻しの状態であると判定する第２の構成と
があるが、これ等については、図６乃至図９のフロ−チ
ヤ−トにより後で詳細に説明する。図２に示す電子制御
回路１３の上ではハンドル戻し検出器４２として示して
おく。

【００３５】また、ハンドル戻し検出器４２には、推定
されたモ−タ角速度ωと操舵トルクに基づいてハンドル
戻しの状態を検出する構成が前記第１の構成、第２の構
成に付加されている。これについても、図６乃至図９の
フロ−チヤ−トにより後で詳細に説明する。

【００３６】ダンピング補正メモリ４４は、車速演算器
２３で演算された車速に応じたステアリング機構のダン
ピング補正値Ｉs を示すマツプが記憶されたメモリであ
る。ダンピング補正値を示すマツプは、車速が低速の場
合にハンドル戻しの状態で生じるハンドル戻りの遅さを
改善するダンピング補正値Ｉs と、車速が高速の場合に
ハンドル戻しの状態で生じるハンドルの振動等、ハンド
ル戻りの不安定さを改善するダンピング補正値Ｉs が記
録されている。

【００３７】ダンピング補正制御器４３は、ハンドル戻
しの状態を示す信号がハンドル戻し検出器４２から入力
されたとき、車速演算器２３で演算された車速を参照
し、ダンピング補正メモリ４４からその時の車速に応じ
たステアリング機構のダンピング補正値Ｉs を求め、加
算器２７に出力する。

【００３８】図３にモ−タ制御回路３３、モ−タ駆動回
路３４、及びモ−タ電流検出器３５の構成の一例を示
す。モ−タ制御回路３３は加算器３２から入力された電
流制御値Ｅに基づいて決定されるデユ−テイ比ＤのＰＷ
Ｍ信号を発生させると共に、電流制御値Ｅの符号に基づ
いてモ−タの回転方向を決定する回転方向信号を出力す
るＰＷＭ回路３３１、Ｈブリツジ回路のＦＥＴ1 〜ＦＥ
Ｔ4 のゲ−トを駆動するゲ−ト駆動回路３３２から構成
される。

【００３９】モ−タ駆動回路３４は、４個の電界効果型
トランジスタＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 をブリツジに接続して
第１及び第２の２つのア−ムを備えたＨブリツジ回路で
あり、その入力端子にはバツテリ１４からイグニツシヨ
ンキ−１１によつて操作されるリレ−を経て電圧Ｖb の
電力が供給され、出力端子間にはモ−タ１０が接続され
る。

【００４０】ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前記した電流制御値
Ｅに基づいて決定されるデユ−テイ比ＤのＰＷＭ信号に
基づいてゲ−トがＯＮ／ＯＦＦされ、モ−タに流れる電
流ｉの大きさが制御される。また、ＦＥＴ3 とＦＥＴ4
は電流制御値Ｅの符号に基づいて決定される回転方向信
号によりゲ−トがＯＮ／ＯＦＦされる。

【００４１】ＦＥＴ3 が導通状態にあるときは、電流は
ＦＥＴ1 、モ−タ１０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ1 を経て流
れ、モ−タ１０に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ
4 が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モ−タ１
０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ2 を経て流れ、モ−タ１０に負方
向の電流が流れる。

【００４２】モ−タ電流検出器３５は、ＦＥＴ3 の下流
側に挿入された抵抗Ｒ1 、ＦＥＴ4の下流側に挿入され
た抵抗Ｒ2 、抵抗Ｒ1 及び抵抗Ｒ2 の両端の電圧降下を
検出してモ−タ電流を検出する電流検出回路３５１から
構成される。検出されたモ−タ電流ｉはフイ−ドバツク
制御系の比較器２８にフイ−ドバツクされるほか、モ−
タ角速度推定器４１に入力される。

【００４３】次に、モ−タ角速度推定器４１におけるモ
−タ角速度ωの推定値の演算について説明する。

【００４４】モ−タの端子間に電圧を印加するとモ−タ
は回転するが、モ−タが回転するとその回転数に比例し
て逆起電力が発生し、モ−タ印加電圧に加算される。

【００４５】モ−タ印加電圧とモ−タの逆起電力との関
係は、以下の式（１）で表すことができる。

【００４６】 Ｖm ＝（Ｌｓ＋Ｒ）ｉ＋Ｋ_T ω ・・・・・・・・・・・・（１） ここで、Ｖm ：モ−タ印加電圧、 Ｌ：モ−タのインダ
クタンス ｓ：ラプラス演算子、 Ｒ：モ−タの端子間抵抗 ｉ：モ−タ電流 Ｋ_T ：モ−タの逆起電力定数 ω：モ−タの角速度 式（１）をωで解くと、モ−タの角速度ωは、以下の式
（２）で表すことができる。

【００４７】 ω＝｛Ｖm −（Ｌｓ＋Ｒ）ｉ｝／Ｋ_T ・・・・・・・・（２） 先に説明したとおり、フイ−ドバツク制御系から出力さ
れる電流制御値Ｅは、モ−タ制御回路３３及びモ−タ駆
動回路３４においてデユ−テイ比ＤのＰＷＭ信号に変換
され、Ｈブリツジ回路のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 のゲ−トが
駆動される。このため、モ−タにはデユ−テイ比ＤのＰ
ＷＭ信号がＯＮとなる時間だけバツテリ電圧Ｖb が印加
されるから、モ−タ印加電圧Ｖm は平均的には（Ｖb ・
Ｄ）で表すことができる。また、モ−タ電流ｉはモ−タ
電流検出器３５で検出される。

【００４８】したがつて、モ−タのインダクタンスＬと
モ−タの端子間抵抗Ｒで決定されるモ−タのモデル（Ｌ
ｓ＋Ｒ）と、モ−タの逆起電力定数Ｋ_T を知れば、モ−
タの角速度ωを推定することができる。

【００４９】モ−タの角速度とその推定値を区別するた
めに、推定値をω1 とすれば、モ−タの角速度推定値ω
1 は、以下の式（３）で表すことができる。

【００５０】 ω1 ＝｛Ｖm −（Ｌｓ＋Ｒ）ｉ｝／Ｋ_T ＝｛（Ｖb ・Ｄ）−（Ｌｓ＋Ｒ）ｉ｝／Ｋ_T ・・・（３） これをＣＰＵにおいてプログラムで演算するためには、
（Ｌｓ＋Ｒ）の項が演算できないので、公知の離散化手
段を使用して、例えば ｓ＝2/h ・(z-1)/(z+1) と置き、ｄａ′(s)=（Ｌｓ＋
Ｒ）ｉ(s) に代入すると、ｄａ′(k)=b1ｉ(k) ＋b2ｉ(k
-1) −a1・ｄａ′(k-1)となり、計算可能となる。ここ
で(k) は現時点のサンプルを、(k-1) は１つ前の時点の
サンプルを示す。

【００５１】モ−タの角速度推定値ω1 は以下の式
（４）で表すことができ、プログラムに記述可能とな
る。

【００５２】 ω1(k)＝（Ｖb(k)・Ｄ(k) ／Ｋ_T ）−（ｉ(k) ・ｄａ′(k) ／Ｋ_T ） ・・・・・・・（４） ここで、Ｖb(k)は、現時点のバツテリ電圧のサンプルを
表す。

【００５３】次に、ハンドル戻しの状態の検出について
説明する。ハンドル戻しの状態の検出は、操舵トルクが
０（或いは殆ど０）で、且つモ−タが回転していると
き、即ちモ−タ角速度が有限の値のとき、ハンドル戻し
の状態にあると判定することができる。

【００５４】しかしながら、先に、発明が解決しようと
する課題において、図１１を参照して説明したとおり、
モ−タ駆動回路におけるデユ−テイ比ＤのＰＷＭ信号と
モ−タ電流ｉとの関係は、図１１の線（ｂ）或いは線
（ｃ）に示すように、デユ−テイ比Ｄが０の付近におい
て、モ−タ電流ｉに不連続部分が生じる。

【００５５】ハンドル戻しの状態（例えばω＜０）で
は、モ−タを含むステアリング機構の慣性のため、ハン
ドルを戻すことを妨げる方向に電流指令値Ｉret が与え
られる。電流フイ−ドバツク制御系はこの電流指令値Ｉ
ret に追従するように制御するが、電流指令値Ｉret は
図１１の部分Ａにあるため、Ｉret に対応するデユ−テ
イ比Ｄが存在しない。このため、ハンドル戻しの状態に
おいては、電流フイ−ドバツク制御回路のモ−タ電流ｉ
は振動電流となるため、検出したモ−タ電流ｉを使用し
たのでは、モ−タの角速度を正確に推定することができ
ず、この結果、ハンドル戻しの状態を検出することがで
きない。

【００５６】そこで、この発明のハンドル戻しの状態を
検出する第１の構成は、検出されたモ−タ電流の微分値
を求め、所定の時間内における微分値の振幅が予め設定
した所定値を越える回数（頻度）を計数し、所定値を越
える回数が予め設定した所定回数以上のとき、ハンドル
戻しの状態であると判定するものである。

【００５７】即ち、図４はモ−タ電流ｉの変動の状態を
示した一例で、通常の操舵状態では領域（ａ）で示すよ
うに、モ−タ電流ｉはハンドル操作に応答して緩やかに
変動しているが、ハンドル戻しの状態においては領域
（ｂ）で示すように振動電流となる。

【００５８】一般に、ある信号の微分値はその信号の変
化率を示すから、振動電流を微分した波形は、微分前の
振動電流の波形よりも振幅が拡大される。通常の操舵状
態においては、図５の領域（ａ）で示すように、モ−タ
電流ｉの微分値は大きく振れないが、ハンドル戻しの状
態においては、領域（ｂ）で示すように、モ−タ電流ｉ
の微分値は大きく振れる。したがつて、モ−タ電流ｉの
微分値が予め設定した所定値を越える回数（頻度）を計
数し、所定値を越える回数が予め設定した所定回数以上
出現するとき、ハンドル戻しの状態であると判定するこ
とができる。

【００５９】図６及び図７は、この発明のハンドル戻し
の状態を検出する第１の構成を含む電子制御回路１３の
制御動作を説明するフロ−チヤ−トである。まず、トル
クセンサ、車速センサからの信号を入力し、電流指令値
Ｉ0 を演算する（ステツプＰ１、Ｐ２、Ｐ３）。ＰＷＭ
信号のデユ−テイ比Ｄ、及びモ−タ電流ｉを検出する
（ステツプＰ４、Ｐ５）。

【００６０】モ−タ電流ｉとＰＷＭ信号のデユ−テイ比
Ｄに基づいてモ−タの角速度推定値ω1 を演算し（ステ
ツプＰ６）、さらにモ−タ電流ｉの微分値を演算する
（ステツプＰ７）。

【００６１】モ−タ電流ｉの微分値が予め設定された所
定値を越える否かを判定し（ステツプＰ８）、所定値を
越える時はその所定値を越える回数をカウントする（ス
テツプＰ９）。

【００６２】所定時間の経過を判定し（ステツプＰ１
０）、所定時間が経過しているときはステツプＰ９で計
数したカウント値が予め設定された所定回数を越えたか
否かを判定する（ステツプＰ１１）。所定回数を越えた
ときは、ハンドル戻しの状態であると判定できる。

【００６３】ステツプＰ１０の判定で所定時間が経過し
ていないとき、及びステツプＰ１１の判定で所定回数を
越えていないときは、さらに、操舵トルクが所定値を越
え、且つ、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたか否か
を判定し（ステツプＰ１２、Ｐ１３）、操舵トルクが所
定値を越え、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたとき
は、ハンドル戻しの状態であると判定する。これは、ス
テツプＰ８からＰ１１までの処理で実行した、予め設定
された所定値を越えるモ−タ電流ｉの微分値が所定回数
を越えて出現するという条件によるハンドル戻しの状態
の判定を補い、ハンドル戻し状態の判定を確実にするた
めである。

【００６４】車速を判定し、ダンピング補正メモリから
車速に応じた補正値Ｉs を読み出し、電流指令値Ｉを補
正する（ステツプＰ１４、Ｐ１５、Ｐ１６）。即ち、低
車速であれば電流指令値Ｉ0 にハンドルの戻りを向上さ
せる補正値Ｉs を加算し、高車速であれば電流指令値Ｉ
0 に収斂性を向上させる補正値Ｉs を加算し、補正され
た電流指令値Ｉに基づいて電流制御値Ｅを求め、電流制
御値Ｅに基づいてＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄを決定し
てモ−タ制御を行い（ステツプＰ１７）、ステツプＰ１
に戻る。

【００６５】次に、この発明のハンドル戻しの状態を検
出する第２の構成について説明する。前記したハンドル
戻しの状態を検出する第１の構成は、検出されたモ−タ
電流の微分値を求め、所定の時間内における微分値が予
め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を越え
る回数が予め設定した所定回数以上出現するとき、ハン
ドル戻しの状態であると判定するものであるが、第２の
構成は、モ−タ角速度を推定した後、モ−タ角速度推定
値の微分値を求め、所定の時間内における微分値の振幅
が予め設定した所定値を越える回数を計数し、所定値を
越える回数が予め設定した所定回数以上出現するとき、
ハンドル戻しの状態であると判定するものである。

【００６６】図８及び図９は、この発明のハンドル戻し
の状態を検出する第２の構成を含む電子制御回路１３の
制御動作を説明するフロ−チヤ−トである。まず、トル
クセンサ、車速センサからの信号を入力し、電流指令値
Ｉ0 を演算する（ステツプＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２３）。
ＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄ、及びモ−タ電流ｉを検出
する（ステツプＰ２４、Ｐ２５）。

【００６７】モ−タ電流ｉとＰＷＭ信号のデユ−テイ比
Ｄに基づいてモ−タの角速度推定値ω1 を演算し（ステ
ツプＰ２６）、さらにモ−タの角速度推定値ω1 の微分
値を演算する（ステツプＰ２７）。

【００６８】モ−タの角速度推定値ω1 の微分値が予め
設定された所定値を越える否かを判定し（ステツプＰ２
８）、所定値を越える時はその所定値を越える回数をカ
ウントする（ステツプＰ２９）。

【００６９】所定時間の経過を判定し（ステツプＰ３
０）、所定時間が経過しているときはステツプＰ２９で
計数したカウント値が予め設定された所定回数を越えた
か否かを判定する（ステツプＰ３１）。所定回数を越え
たときは、ハンドル戻しの状態であると判定できる。

【００７０】ステツプＰ３０の判定で所定時間が経過し
ていないとき、及びステツプＰ３１の判定で所定回数を
越えていないときは、さらに、操舵トルクが所定値を越
え、且つ、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたか否か
を判定し（ステツプＰ３２、Ｐ３３）、操舵トルクが所
定値を越え、モ−タ角速度推定値が所定値を越えたとき
は、ハンドル戻しの状態であると判定する。これは、ス
テツプＰ２８からＰ３１までの処理で実行した、予め設
定された所定値を越えるモ−タ角速度推定値の微分値が
所定回数を越えて出現するという条件によるハンドル戻
しの状態の判定を補い、ハンドル戻しの状態の判定を確
実にするためである。

【００７１】車速を判定し、ダンピング補正メモリから
車速に応じた補正値Ｉs を読み出し、電流指令値Ｉを補
正する（ステツプＰ３４、Ｐ３５、Ｐ３６）。即ち、低
車速であれば電流指令値Ｉ0 にハンドルの戻りを向上さ
せる補正値Ｉs を加算し、高車速であれば電流指令値Ｉ
0 に収斂性を向上させる補正値Ｉs を加算し、補正され
た電流指令値Ｉに基づいて電流制御値Ｅを求め、電流制
御値Ｅに基づいてＰＷＭ信号のデユ−テイ比Ｄを決定し
てモ−タ制御を行い（ステツプＰ３７）、ステツプＰ２
１に戻る。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置は、ハンドル戻しの時
に、デユ−テイ比Ｄ＝０の付近におけるモ−タ電流ｉの
不連続特性に起因してモ−タ電流が振動電流となつて
も、所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め
設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻し
の状態を検出するか、或いは所定時間内に検出されたモ
−タ電流検出値とデユ−テイ比に基づいて演算されたモ
−タ角速度の推定値が予め設定された所定値を越える頻
度に基づいてハンドル戻しの状態を検出するものである
から、ハンドル戻しの状態を正確に検出することができ
る。そして、モ−タ角速度を検出するセンサなどを必要
とせず、製造コストを増大させることもないなど、顕著
な作用効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電動式パワ−ステアリング装置の構成の概略を
説明する図。

【図２】電動式パワ−ステアリング装置の電子制御回路
のブロツク図。

【図３】モ−タ制御回路、モ−タ駆動回路、及びモ−タ
電流検出回路のブロツク図。

【図４】モ−タ電流の変動の状態の一例を示す図。

【図５】モ−タ電流の抽出を説明する図。

【図６】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
１３の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト（その１）。

【図７】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
１３の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト（その２）。

【図８】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
１３の第２の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト（その
１）。

【図９】ハンドル戻しの状態の検出を含む電子制御回路
１３の第２の制御動作を説明するフロ−チヤ−ト（その
２）。

【図１０】ＦＥＴ1 で構成したＨブリツジ回路からなる
モ−タ駆動回路のブロツク図。

【図１１】モ−タ角速度、モ−タ電流、及びデユ−テイ
比の関係を説明する図。

【符号の説明】

３ トルクセンサ １０ モ−タ １２ 車速センサ １３ 電子制御回路 ２１ 安定化補償器 ２２ 電流指令値演算器 ２３ 車速演算器 ２４ 静特性指令値メモリ ２５ 静特性車速補正メモリ ２７ 加算器 ２８ 比較器 ２９ 微分補償器 ３０ 比例演算器 ３１ 積分演算器 ３２ 加算器 ３３ モ−タ制御回路 ３４ モ−タ駆動回路 ３５ モ−タ電流検出回路 ４１ モ−タ角速度推定器 ４２ ハンドル戻し検出器 ４３ ダンピング補正制御器 ４４ ダンピング補正メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともステアリングシヤフトに発生
   する操舵トルク信号と車速信号に基づいて演算された電
   流指令値と検出されたモ−タ電流値から演算した電流制
   御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与える
   モ−タの出力を制御するフイ−ドバツク制御手段を備え
   た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、 半導体素子をＨブリツジに接続して構成したブリツジ回
   路の入力端子間に電源を、出力端子間に前記モ−タを接
   続したモ−タ駆動回路と、 所定時間内に検出されたモ−タ電流の微分値が予め設定
   された所定値を越える頻度に基づいてハンドル戻しの状
   態を検出するハンドル戻し検出手段と、 ハンドル戻しの状態が検出されたとき、予め車速に応じ
   て設定されているハンドル戻し補正値により電流指令値
   を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする電動パ
   ワ−ステアリング装置の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電動パワ−ステアリング
   装置の制御装置において、さらに、モ−タ電流検出値と
   Ｈブリツジ回路の半導体素子を駆動するＰＷＭ信号のデ
   ユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度を推定するモ−タ角
   速度推定手段と、検出された操舵トルクとモ−タ角速度
   推定値に基づいてハンドル戻しの状態を検出する第２の
   ハンドル戻し検出手段とを備え、 ２つのハンドル戻し検出手段のいずれかがハンドル戻し
   の状態を検出したとき、ハンドル戻しの状態が検出され
   たものと判定し、予め車速に応じて設定されているハン
   ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段を
   作動させることを特徴とする電動パワ−ステアリング装
   置の制御装置。
3. 【請求項３】 少なくともステアリングシヤフトに発生
   する操舵トルク信号と車速信号に基づいて演算された電
   流指令値と検出されたモ−タ電流値から演算した電流制
   御値に基づいてステアリング機構に操舵補助力を与える
   モ−タの出力を制御するフイ−ドバツク制御手段を備え
   た電動パワ−ステアリング装置の制御装置において、 半導体素子をＨブリツジに接続して構成したブリツジ回
   路の入力端子間に電源を、出力端子間に前記モ−タを接
   続したモ−タ駆動回路と、 モ−タ電流検出値とＨブリツジ回路の半導体素子を駆動
   するＰＷＭ信号のデユ−テイ比に基づいてモ−タ角速度
   推定値を演算するモ−タ角速度推定手段と、 所定時間内に検出されたモ−タ電流検出値とデユ−テイ
   比に基づいて演算されたモ−タ角速度推定値の微分値が
   予め設定された所定値を越える頻度に基づいてハンドル
   戻しの状態を検出するハンドル戻し検出手段と、 ハンドル戻し状態が検出されたとき、予め車速に応じて
   設定されているハンドル戻し補正値により電流指令値を
   補正する補正手段とを備えたことを特徴とする電動パワ
   −ステアリング装置の制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の電動パワ−ステアリング
   装置の制御装置において、さらに、検出された操舵トル
   クとモ−タ角速度推定値に基づいてハンドル戻しの状態
   を検出する第２のハンドル戻し検出手段とを備え、 ２つのハンドル戻し検出手段のいずれかがハンドル戻し
   の状態を検出したとき、ハンドル戻しの状態が検出され
   たものと判定し、予め車速に応じて設定されているハン
   ドル戻し補正値により電流指令値を補正する補正手段を
   作動させることを特徴とする電動パワ−ステアリング装
   置の制御装置。