(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ電流を絶対値で検出し、モータ電流目標値と上記モータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動するモータ制御装置において、
上記モータ電流目標値がゼロ又は通流方向が切り替わる時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
上記モータ電流目標値がゼロ又は通流方向が切り替わる時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
モータ電流を絶対値で検出し、モータ電流目標値と上記モータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動するモータ制御装置において、
モータ誘起電圧を検出するモータ誘起電圧検出手段を備え、上記検出手段で検出されたモータ誘起電圧検出値がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
モータ誘起電圧を検出するモータ誘起電圧検出手段を備え、上記モータ誘起電圧検出値がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、
操舵系の舵角を検出する舵角検出手段を備え、上記舵角がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電動パワーステアリングに使用されるモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング素子で構成したブリッジ回路に負荷としてモータを接続し、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行なうモータ制御装置において、積分制御で演算される積分項は、モータ電流が絶対値で検出されるため、通流方向によらず正に大きい時に、モータを駆動するスイッチング素子駆動デューティ比を大きくするように構成されている。ここで、モータを逆転させる時に、図３に示すように積分制御が遅れて実施されるので、モータを駆動するスイッチング素子の駆動デューティ比が所望のモータ電流目標値に対して大きく演算され、モータ電流のオーバーシュートが発生していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この問題点に対して、従来例えば特開昭５７−１３９８０６号公報に示されるように、負荷変動により積分項が初期化するものが知られているが、負荷変動が生じてからでないと積分項を初期化しないため、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動に対しては抑制効果が不十分であった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、モータ反転時のモータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を有効かつ迅速に抑制するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、モータ電流を絶対値で検出し、モータ電流目標値と上記モータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動するモータ制御装置において、上記モータ電流目標値がゼロ又は通流方向が切り替わる時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化するものである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、上記モータ電流目標値がゼロ又は通流方向が切り替わる時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化するものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、モータ電流を絶対値で検出し、モータ電流目標値と上記モータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動するモータ制御装置において、モータ誘起電圧を検出するモータ誘起電圧検出手段を備え、上記検出手段で検出されたモータ誘起電圧検出値がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化するものである。
【０００８】
請求項４記載の発明は、操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、モータ誘起電圧を検出するモータ誘起電圧検出手段を備え、上記モータ誘起電圧検出値がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化するものである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、操舵系に連結され操舵アシストトルクを発生させるモータと、操舵トルクを検出するトルクセンサと、モータ電流を絶対値で検出するモータ電流検出手段を備え、上記トルク信号等の検出値に従ってモータ電流目標値を演算し、モータ電流目標値とモータ電流検出値の偏差に応じて少なくとも積分制御を行ないモータを駆動する電動パワーステアリング装置において、操舵系の舵角を検出する舵角検出手段を備え、上記舵角がゼロ又は極性が反転する時に、上記積分制御で演算される積分項を初期化するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示すブロック図であり、この実施の形態１では本発明のモータ制御装置を電動パワーステアリングに適用した例を表わしている。以下、図１に基づいて実施の形態１の構成を説明する。
【００１１】
図１において、モータ制御装置は、主にマイクロコンピュータ（中央演算処理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＡＭ，ＲＯＭ）等を有している）から構成された制御部６を備えており、この制御部６は、下記に説明するモータ電流目標値演算手段１，比例項演算手段２，積分項演算手段３，微分項演算手段４，及び積分項初期化判定手段５の演算を実行する機能を有する。
【００１２】
モータ電流目標値演算手段１は、ステアリングの操舵トルクを検出するトルクセンサ１０からのトルク信号と、車速を検出する車速センサ１１からの車速信号に基づいてモータ電流目標値を演算する。
【００１３】
比例項演算手段２は、モータ電流目標値演算手段１で演算されたモータ電流目標値とモータ電流検出手段９で検出されたモータ電流検出値との偏差ｅnから、下記（１）式に示すように、比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００１４】
積分項演算手段３は、前述したモータ電流目標値とモータ電流検出値との偏差ｅnから、下記（２）式に示すように、積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００１５】
微分項演算手段４は、前述したモータ電流目標値とモータ電流検出値との偏差ｅnから、下記（３）式に示すように、微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００１６】
積分項初期化判定手段５は、モータ電流目標値演算手段１で演算されたモータ電流目標値をもとに、積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）の初期化を行なう。
【００１７】
スイッチング素子駆動手段７は、前述の制御手段６により演算された結果に基づいて、モータ８に所望の電流を通流させるようにスイッチング素子を駆動するものであり、モータ電流検出手段９はモータ８の電流を検出するためのものである。
【００１８】
ｐ＿ｔｅｒｍ＝Ｋｅn                             …（１）
ｉ＿ｔｅｒｍ＝（Ｋ・Δｔ／Ｔl）×Σｅn           …（２）
ｄ＿ｔｅｒｍ＝（Ｋ・ＴD／Δｔ）×（ｅn−ｅn-1）  …（３）
【００１９】
ただし、上式において、Ｋは比例ゲイン、Ｔlは積分時間、ＴDは微分時間、Δｔはサンプリング時間を表わしており、比例項，積分項，微分項の各値の演算範囲は、スイッチング素子駆動デューティ比で−１００％〜１００％に相当する。また、ｅn-1は前回演算時の偏差である。
【００２０】
次に、図１のモータ制御装置の制御手段６の動作を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートは所定の演算周期毎に実行される。
【００２１】
まず、ステップS101において、トルクセンサ１０から検出されたトルク信号、車速センサ１１から検出された車速信号、並びにモータ電流検出手段９から検出されたモータ電流検出信号を、制御手段６に読み込ませる。
【００２２】
次にステップS102において、先に読み込んだ車速信号とトルクセンサ信号からステアリングに所定のアシストを行なうためのモータ電流目標値をモータ電流目標値演算手段により演算する。
【００２３】
次にステップS103において、ステップS102で演算したモータ電流目標値及びモータ電流検出手段により検出したモータ電流検出値との偏差ｅnから、（１）式に示すように比例項演算手段２で比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００２４】
次にステップS104において、先に演算した偏差ｅnから、（２）式に示すように積分項演算手段３で積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００２５】
次にステップS105において、積分項初期化手段５はステップS102で演算したモータ電流目標値がゼロか否かを判定し、モータ電流目標値＝０ならば、ステップS106に進み、ステップS104で演算した積分項を０に初期化し、ステップS107に進む。一方、ステップS105においてモータ電流目標値≠０ならば、そのままステップS107に進む。
【００２６】
ステップS107においては、今回演算時のモータ電流目標値と前回演算時のモータ電流目標値から、通流方向の切り替わりを判定して、通流方向が反転していれば、ステップS108に進みステップS104で演算した積分項を０に初期化し、ステップS109に進む。このように、モータ電流目標値により積分項を初期化することにより、図４に示すようにモータ反転時のモータ電流のオーバーシュートを抑制することができる。一方、ステップS107において、モータ電流目標値が反転していなければ、ステップS109に進む。
【００２７】
ステップS109においては、先に演算した偏差ｅnから（３）式に示すように微分項演算手段４にて微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）を演算し、ステップS110に進む。
【００２８】
ステップS110においては、先に演算された比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）、積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）、微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）の和から、モータを所望の電流となるように制御するスイッチング素子駆動デューティ比（ＯＮ／ＯＦＦ比）Ｄｔを、（４）式のごとく演算する。
【００２９】
0003640782.tif 000002
【００３０】
そして、ステップS110で演算されたデューティ比を基に、スイッチング素子駆動手段７によりスイッチング素子を駆動することにより、モータ８を駆動する。
【００３１】
以上のように、この実施の形態１によれば、モータ電流目標値がゼロ又はモータ電流の通流方向が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態１では、モータ電流目標値がゼロ又はモータ電流の通流方向が切り替わる時に積分項を初期化した例を示したが、モータ誘起電圧がゼロ又はその極性が切り替わる時に積分項を初期化してもよい。図５はこの発明の実施の形態２によるモータ制御装置を示すブロック図である。この実施の形態２では、図１の実施の形態１の構成に加えて、モータ８の誘起電圧を検出するモータ誘起電圧検出手段１２を備えており、この検出手段１２で検出されたモータ誘起電圧検出値は制御部６の積分項初期化手段５に入力される。
【００３３】
次に、図５のモータ制御装置の制御手段６の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートは所定の演算周期毎に実行される。
【００３４】
まず、ステップS201において、トルクセンサ１０から検出されたトルク信号、車速センサ１１から検出された車速信号、モータ電流検出手段９から検出されたモータ電流検出信号、並びにモータ誘起電圧検出手段１２から検出されたモータ誘起電圧検出値を、制御手段６に読み込ませる。
【００３５】
次に、ステップS202からステップS204にかけては、実施の形態１と同様に、車速信号とトルクセンサ信号からステアリングに所定のアシストを行なうためのモータ電流目標値をモータ電流目標値演算手段１により演算し、モータ電流目標値及びモータ電流検出値との偏差ｅnに基づいて（１）式のように比例項演算手段２で比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）を演算し、更に、先に演算した偏差ｅnから、積分項演算手段３で（２）式に示す積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００３６】
次に、ステップS205において、積分項初期化手段５はモータ誘起電圧検出手段１２から検出されたモータ誘起電圧検出値がゼロか否かを判定し、モータ誘起電圧検出値＝０ならば、ステップS206に進み、ステップS204で演算した積分項を０に初期化し、ステップS207に進む。一方、ステップS205においてモータ誘起電圧検出値≠０ならば、そのままステップS207に進む。
【００３７】
ステップS207においては、今回検出時のモータ誘起電圧と前回検出時のモータ誘起電圧から、極性の切り替わりを判定して、モータ誘起電圧の極性が反転したならば、ステップS208に進み、ステップS204で演算した積分項を０に初期化し、ステップS209に進む。このように、モータの回転数に比例するモータ誘起電圧を用いて積分項を初期化することにより、図７に示すようにモータ反転時のモータ電流のオーバーシュートを抑制することができる。一方、ステップS207において、モータ誘起電圧の極性が反転していなければ、ステップS209に進む。
【００３８】
ステップS209以降においては、実施の形態１と同様にして、偏差ｅnから（３）式に示すように微分項演算手段４にて微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）を演算し、ステップS210において、先に演算された比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）、積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）、微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）の和から、モータを所望の電流となるように制御するスイッチング素子駆動デューティ比（ＯＮ／ＯＦＦ比）Ｄｔを、（４）式のごとく演算する。そして、演算されたデューティ比を基に、スイッチング素子駆動手段７によりスイッチング素子を駆動することにより、モータ８を駆動する。
【００３９】
以上のように、この実施の形態２によれば、モータ誘起電圧検出値がゼロか又は極性が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【００４０】
実施の形態３．
実施の形態１では、モータ電流目標値により積分項を初期化した例を示したが、舵角センサを備えた電動パワーステアリングにおいては、舵角がゼロ又はその極性が切り替わる時に積分項を初期化してもよい。図８はこの発明の実施の形態３によるモータ制御装置を示すブロック図である。この実施の形態３では、図１の実施の形態１の構成に加えて、ステアリングの操舵角を検出する舵角検出手段１３を備えており、この検出手段１３で検出された舵角信号は制御部６の積分項初期化手段５に入力される。
【００４１】
次に、図８のモータ制御装置の制御手段６の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートは所定の演算周期毎に実行される。
【００４２】
まず、ステップS301において、トルクセンサ１０から検出されたトルク信号、車速センサ１１から検出された車速信号、モータ電流検出手段９から検出されたモータ電流検出信号、並びに舵角検出手段１３から検出されたステアリングの舵角信号を、制御手段６に読み込ませる。
【００４３】
次に、ステップS302からステップS304にかけては、実施の形態１と同様に、車速信号とトルクセンサ信号からステアリングに所定のアシストを行なうためのモータ電流目標値をモータ電流目標値演算手段１により演算し、モータ電流目標値及びモータ電流検出値との偏差ｅnに基づいて（１）式のように比例項演算手段２で比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）を演算し、更に、先に演算した偏差ｅnから、積分項演算手段３で（２）式に示す積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）を演算する。
【００４４】
次に、ステップS305において、積分項初期化手段５は舵角検出手段１３から検出された舵角信号がゼロか否かを判定し、舵角信号＝０ならば、ステップS306に進み、ステップS304で演算した積分項を０に初期化し、ステップS307に進む。一方、ステップS305において舵角信号≠０ならば、そのままステップS307に進む。
【００４５】
ステップS307においては、今回検出時の舵角と前回検出時の舵角から、極性の切り替わりを判定して、舵角の極性が反転したならば、ステップS308に進み、ステップS304で演算した積分項を０に初期化し、ステップS309に進む。このように、舵角を用いて積分項を初期化することにより、図１０に示すようにモータ反転時のモータ電流のオーバーシュートを抑制することができる。一方、ステップS307において、舵角の極性が反転していなければ、ステップS309に進む。
【００４６】
ステップS309以降においては、実施の形態１と同様にして、偏差ｅnから（３）式に示すように微分項演算手段４にて微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）を演算し、ステップS210において、先に演算された比例項（ｐ＿ｔｅｒｍ）、積分項（ｉ＿ｔｅｒｍ）、微分項（ｄ＿ｔｅｒｍ）の和から、モータを所望の電流となるように制御するスイッチング素子駆動デューティ比（ＯＮ／ＯＦＦ比）Ｄｔを、（４）式のごとく演算する。そして、演算されたデューティ比を基に、スイッチング素子駆動手段７によりスイッチング素子を駆動することにより、モータ８を駆動する。
【００４７】
以上のように、実施の形態３によれば、舵角信号がゼロか又は極性が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、モータ電流目標値がゼロ又はモータ電流の通流方向が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【００４９】
請求項３及び請求項４記載の発明によれば、モータ誘起電圧検出値がゼロか又は極性が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【００５０】
請求項５記載の発明によれば、舵角信号がゼロか又は極性が切り替わる時に積分項を初期化することにより、モータ電流のオーバーシュートによるトルク変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２】  実施の形態１の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図３】  従来のモータ制御装置の動作特性を示す図である。
【図４】  実施の形態１の動作特性を示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２によるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図６】  実施の形態１の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図７】  実施の形態２の動作特性を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態３によるモータ制御装置を示すブロック図である。
【図９】  実施の形態１の動作を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】  実施の形態３の動作特性を示す図である。
【符号の説明】
１  モータ電流目標値演算手段、２  比例項演算手段、３  積分項演算手段、４  微分項演算手段、５  積分項初期化判定手段、６  制御手段、７  スイッチング素子駆動手段、８  モータ、９  モータ電流検出手段、１０  トルクセンサ、１１  車速センサ、１２  モータ誘起電圧検出手段、１３  舵角検出手段。
【図１】
0003640782.tif 000003
【図２】
0003640782.tif 000004
【図３】
0003640782.tif 000005
【図４】
0003640782.tif 000006
【図５】
0003640782.tif 000007
【図６】
0003640782.tif 000008
【図７】
0003640782.tif 000009
【図８】
0003640782.tif 000010
【図９】
0003640782.tif 000011
【図１０】
0003640782.tif 000012