(57)【要約】【課題】フィードバック制御の応答性に影響を受けることなく電動モータの構造に起因するトルクリップルを抑制することができる技術を提供する。【解決手段】車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータ１１０と、電動モータ１１０の電気角θを検出するレゾルバ１２０と、電動モータ１１０に供給する目標電流と電動モータ１１０に供給される実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行うｄ軸減算部４１ｄ，ｑ軸減算部４１ｑおよびｄ軸ＰＩ制御部４２ｄ，ｑ軸ＰＩ制御部４２ｑと、レゾルバ１２０にて検出された検出電気角θを補正する電気角補正部３８と、ｄ軸減算部４１ｄ，ｑ軸減算部４１ｑおよびｄ軸ＰＩ制御部４２ｄ，ｑ軸ＰＩ制御部４２ｑにてフィードバック制御された値と電気角補正部３８にて補正された補正後電気角θｃとに基づいて電動モータ１１０に印加する印加電圧を決定する２軸３相変換部５１とを備える。【選択図】図４
2015171871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータと、
前記電動モータの電気角を検出する検出手段と、
前記電動モータに供給する目標電流と当該電動モータに供給される実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
前記検出手段にて検出された検出電気角を補正する補正手段と、
前記フィードバック制御手段にてフィードバック制御された値と前記補正手段にて補正された補正後電気角とに基づいて前記電動モータに印加する印加電圧を決定する決定手段と、
を備え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２】
前記補正手段は、前記電動モータの回転速度に基づいて定めた補正量を用いて前記検出電気角を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記目標電流に基づいて定めた補正量を用いて前記検出電気角を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
コンピュータに、
車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータの電気角を検出する機能と、
前記電動モータに供給する目標電流と当該電動モータに供給された実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行う機能と、
前記検出する機能にて検出された検出電気角を補正する機能と、
前記フィードバック制御を行う機能にてフィードバック制御された値と前記補正する機能にて補正された補正後電気角とに基づいて前記電動モータに印加する印加電圧を決定する機能と、
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動パワーステアリング装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動パワーステアリング装置において、電動モータのトルクリップルを抑制する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置は、以下のように構成されている。すなわち、トルクセンサ信号を用いて制御を行なうトルク系制御部と、モータの駆動に関連した制御を行なうモータ制御部とで構成されており、トルク系制御部にはアシスト量演算部、微分制御器、ヨーレート収れん性制御部、ロバスト安定化補償部、位相補償部及び加算器が設けられている。モータ制御部は、モータ出力の制御目標値である電流指令値とモータ電流値とに基づいて、制御系の出力基準における希望するモータ制御特性との差を演算してフィードバック制御するようになっている。そして、ロバスト安定化補償部と位相補償部で、トルクリップル感を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２３８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィードバック制御の前段で、電動モータの構造に起因するトルクリップルを抑制するために目標電流（電流指令値）を補正し、補正後の目標電流に対してフィードバック制御を行う構成において、モータ高出力領域の音・振動を抑制するためにフィードバック制御の応答性を低下させる場合がある。かかる場合、電動モータに供給される実電流が、フィードバック制御の前段で補正された補正後の目標電流の位相にリニアに追従できず、トルクリップルに起因する音・振動を低減しきれないおそれがある。
本発明は、フィードバック制御の応答性に影響を受けることなく電動モータの構造に起因するトルクリップルを抑制することができる電動パワーステアリング装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的のもと、本発明は、車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータと、前記電動モータの電気角を検出する検出手段と、前記電動モータに供給する目標電流と当該電動モータに供給される実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記検出手段にて検出された検出電気角を補正する補正手段と、前記フィードバック制御手段にてフィードバック制御された値と前記補正手段にて補正された補正後電気角とに基づいて前記電動モータに印加する印加電圧を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【０００６】
ここで、前記補正手段は、前記電動モータの回転速度に基づいて定めた補正量を用いて前記検出電気角を補正してもよい。
また、前記補正手段は、前記目標電流に基づいて定めた補正量を用いて前記検出電気角を補正してもよい。
【０００７】
他の観点から捉えると、本発明は、コンピュータに、車両のステアリングホイールの操舵に対してアシスト力を付与する電動モータの電気角を検出する機能と、前記電動モータに供給する目標電流と当該電動モータに供給された実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行う機能と、前記検出する機能にて検出された検出電気角を補正する機能と、前記フィードバック制御を行う機能にてフィードバック制御された値と前記補正する機能にて補正された補正後電気角とに基づいて前記電動モータに印加する印加電圧を決定する機能と、を実現させるプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フィードバック制御の応答性に影響を受けることなく電動モータの構造に起因するトルクリップルを抑制することができる
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の概略構成図である。
【図３】目標電流算出部の概略構成図である。
【図４】制御部の概略構成図である。
【図５】電気角補正部の概略構成図である。
【図６】第１補正係数Ｋ１とモータ回転速度Ｎｍとの対応を示す制御マップの概略図である。
【図７】第２補正係数Ｋ２とｑ軸目標電流Ｉｑｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
【図８】補正前電気角θと、補正量と、補正後電気角θｃとを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の形態に係る電動パワーステアリング装置１００の概略構成を示す図である。
電動パワーステアリング装置１００（以下、単に「ステアリング装置１００」と称する場合もある。）は、乗り物の進行方向を任意に変えるためのかじ取り装置であり、本実施の形態においては車両の一例としての自動車に適用した構成を例示している。
【００１１】
ステアリング装置１００は、自動車の進行方向を変えるために運転者が操作する車輪（ホイール）状のステアリングホイール（ハンドル）１０１と、ステアリングホイール１０１に一体的に設けられたステアリングシャフト１０２とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ステアリングシャフト１０２と自在継手１０３ａを介して連結された上部連結シャフト１０３と、この上部連結シャフト１０３と自在継手１０３ｂを介して連結された下部連結シャフト１０８とを備えている。下部連結シャフト１０８は、ステアリングホイール１０１の回転に連動して回転する。
【００１２】
また、ステアリング装置１００は、転動輪としての左右の前輪１５０のそれぞれに連結されたタイロッド１０４と、タイロッド１０４に連結されたラック軸１０５とを備えている。また、ステアリング装置１００は、ラック軸１０５に形成されたラック歯１０５ａとともにラック・ピニオン機構を構成するピニオン１０６ａを備えている。ピニオン１０６ａは、ピニオンシャフト１０６の下端部に形成されている。これらラック軸１０５、ピニオンシャフト１０６などが、ステアリングホイール１０１の回転操作力を前輪１５０の転動力として伝達する伝達機構として機能する。ピニオンシャフト１０６は、前輪１５０を転動させるラック軸１０５に対して、回転することにより前輪１５０を転動させる駆動力を加える。
【００１３】
また、ステアリング装置１００は、ピニオンシャフト１０６を収納するステアリングギヤボックス１０７を有している。ピニオンシャフト１０６は、ステアリングギヤボックス１０７内にてトーションバー１１２を介して下部連結シャフト１０８と連結されている。そして、ステアリングギヤボックス１０７の内部には、下部連結シャフト１０８とピニオンシャフト１０６との相対回転角度に基づいて、言い換えればトーションバー１１２の捩れ量に基づいて、ステアリングホイール１０１に加えられた操舵トルクＴを検出するトルクセンサ１０９が設けられている。
【００１４】
また、ステアリング装置１００は、ステアリングギヤボックス１０７に支持された電動モータ１１０と、電動モータ１１０の駆動力を減速してピニオンシャフト１０６に伝達する減速機構１１１とを有している。減速機構１１１は、例えば、ピニオンシャフト１０６に固定されたウォームホイール（不図示）と、電動モータ１１０の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）などから構成される。電動モータ１１０は、ピニオンシャフト１０６に回転駆動力を加えることにより、ラック軸１０５に前輪１５０を転動させる駆動力を加える。本実施の形態に係る電動モータ１１０は、電動モータ１１０の電気角θを検出する検出手段の一例としてのレゾルバ１２０を有する３相ブラシレスモータである。
【００１５】
また、ステアリング装置１００は、電動モータ１１０の作動を制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９、レゾルバ１２０からの出力信号が入力される。また、制御装置１０には、自動車に搭載される各種の機器を制御するための信号を流す通信を行うネットワーク（ＣＡＮ）を介して、自動車の移動速度である車速Ｖｃを検出する車速センサ１７０などからの出力信号が入力される。
【００１６】
以上のように構成されたステアリング装置１００は、トルクセンサ１０９が検出した検出トルクに基づいて電動モータ１１０を駆動し、電動モータ１１０の発生トルクをピニオンシャフト１０６に伝達する。これにより、電動モータ１１０の発生トルクが、ステアリングホイール１０１に加える運転者の操舵力をアシストする。
【００１７】
次に、制御装置１０について説明する。
図２は、制御装置１０の概略構成図である。
制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable & Programmable Read Only Memory）等からなる算術論理演算回路である。
制御装置１０には、上述したトルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴが出力信号に変換されたトルク信号Ｔｄと、車速センサ１７０にて検出された車速Ｖｃが出力信号に変換された車速信号ｖ、レゾルバ１２０からの電動モータ１１０の電気角θに応じた出力信号である角度信号θｓ、などが入力される。
【００１８】
そして、制御装置１０は、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖなどに基づいて電動モータ１１０に供給する目標電流を算出（設定）する目標電流算出部２０と、目標電流算出部２０が算出した目標電流に基づいてフィードバック制御などを行う制御部３０と、を備えている。
【００１９】
次に、目標電流算出部２０について詳述する。
図３は、目標電流算出部２０の概略構成図である。
目標電流算出部２０は、目標電流を設定する上で基準となるベース電流Ｉｂを算出するベース電流算出部２１と、電動モータ１１０の慣性モーメントを打ち消すためのイナーシャ補償電流Ｉｓを算出するイナーシャ補償電流算出部２２と、モータの回転を制限するダンパー補償電流Ｉｄを算出するダンパー補償電流算出部２３とを備えている。また、目標電流算出部２０は、ベース電流算出部２１、イナーシャ補償電流算出部２２、ダンパー補償電流算出部２３にて算出された値に基づいて目標電流を決定する目標電流決定部２５を備えている。また、目標電流算出部２０は、トルクセンサ１０９にて検出された操舵トルクＴの位相を補償する位相補償部２６を備えている。
なお、目標電流算出部２０には、トルク信号Ｔｄ、車速信号ｖ、電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍが出力信号に変換されたモータ回転速度信号Ｎｍｓなどが入力される。
【００２０】
ベース電流算出部２１は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓと、車速センサ１７０からの車速信号ｖとに基づいてベース電流Ｉｂを算出する。ベース電流算出部２１は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とベース電流Ｉｂとの対応を示す制御マップに、操舵トルクＴおよび車速Ｖｃを代入することによりベース電流Ｉｂを算出する。
【００２１】
イナーシャ補償電流算出部２２は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓ、車速信号ｖに基づいてイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。イナーシャ補償電流算出部２２は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）および車速Ｖｃ（車速信号ｖ）とイナーシャ補償電流Ｉｓとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴおよび車速Ｖｃを代入することによりイナーシャ補償電流Ｉｓを算出する。
【００２２】
ダンパー補償電流算出部２３は、位相補償部２６にてトルク信号Ｔｄが位相補償されたトルク信号Ｔｓ、車速信号ｖ、モータ回転速度信号Ｎｍｓなどに基づいてダンパー補償電流Ｉｄを算出する。ダンパー補償電流算出部２３は、例えば、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、位相補償された操舵トルクＴ（トルク信号Ｔｓ）、車速Ｖｃ（車速信号ｖ）およびモータ回転速度Ｎｍ（モータ回転速度信号Ｎｍｓ）と、ダンパー補償電流Ｉｄとの対応を示す制御マップに、位相補償された操舵トルクＴ、車速Ｖｃおよびモータ回転速度Ｎｍを代入することによりダンパー補償電流Ｉｄを算出する。
【００２３】
目標電流決定部２５は、ベース電流算出部２１にて算出されたベース電流Ｉｂ、イナーシャ補償電流算出部２２にて算出されたイナーシャ補償電流Ｉｓおよびダンパー補償電流算出部２３にて算出されたダンパー補償電流Ｉｄに基づいて、ｄ−ｑ座標系のｑ軸目標電流Ｉｑｃを算出するｑ軸目標電流算出部２５１を有している。ｄ−ｑ座標系は、電動モータ１１０のロータ（永久磁石）と同期して回転するｄ軸およびｑ軸からなる回転直交座標系であり、ｄ軸は、ロータが形成する磁束の方向に沿った軸であり、ｑ軸は、電動モータ１１０が発生するトルクの方向に沿った軸である。
【００２４】
また、目標電流決定部２５は、ｑ軸目標電流算出部２５１が算出したｑ軸目標電流Ｉｑｃと、電動モータ１１０のモータ回転速度Ｎｍとに基づいてｄ−ｑ座標系のｄ軸目標電流Ｉｄｃを算出する界磁電流算出部２５２を有している。ｑ軸目標電流算出部２５１は、例えば、ベース電流Ｉｂに、イナーシャ補償電流Ｉｓを加算するとともにダンパー補償電流Ｉｄを減算して得た補償電流を、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、補償電流とｑ軸目標電流Ｉｑｃとの対応を示すマップに代入することにより、ｑ軸目標電流Ｉｑｃを算出する。
【００２５】
次に、制御部３０について詳述する。
図４は、制御部３０の概略構成図である。
制御部３０は、電動モータ１１０の作動を制御するモータ駆動制御部３１と、電動モータ１１０を駆動させるモータ駆動部３２と、を有している。また、制御部３０は、電動モータ１１０に実際に流れる実電流に応じた値を出力するモータ電流検出部３３と、このモータ電流検出部３３によって検出された電流をｄ−ｑ座標系の電流に変換する３相２軸変換部３５と、を有している。また、制御部３０は、レゾルバ１２０からの角度信号θｓに基づいて電動モータ１１０の電気角θを算出する電気角算出部３６と、電気角算出部３６で算出された電気角θに基づいて電動モータ１１０の回転速度であるモータ回転速度Ｎｍを算出するモータ回転速度算出部３７と、を有している。また、制御部３０は、電気角算出部３６で算出された検出電気角の一例としての電気角θを補正して補正後の電気角θである補正後電気角θｃを出力する補正手段の一例としての電気角補正部３８を有している。
【００２６】
モータ駆動制御部３１、モータ駆動部３２および電気角補正部３８は、後で詳述する。
モータ電流検出部３３は、３相ブラシレスモータである電動モータ１１０のＵ相に実際に流れる電流であるＵ相実電流を検出するためのＵ相電流検出部と、電動モータ１１０のＷ相に実際に流れる電流であるＷ相実電流を検出するためのＷ相電流検出部と、を有している。Ｕ相電流検出部およびＷ相電流検出部は、それぞれ電動モータ１１０のＵ相、Ｗ相に接続されたいわゆるシャント抵抗の両端に生じる電圧から各相に流れる実電流の値を検出する。
【００２７】
３相２軸変換部３５には、モータ電流検出部３３にて検出されたＵ相実電流，Ｗ相実電流、および電気角算出部３６にて算出された電気角θが入力される。そして、３相２軸変換部３５は、予め定められた式に従って、Ｕ相実電流，Ｗ相実電流をｄ−ｑ座標系の値であるｄ軸実電流Ｉｄａとｑ軸実電流Ｉｑａとに変換し、変換したｄ軸実電流Ｉｄａ，ｑ軸実電流Ｉｑａを出力する。
【００２８】
電気角算出部３６は、電動モータ１１０に設けられたレゾルバ１２０からの角度信号θｓに基づいて電気角θを算出する。
モータ回転速度算出部３７は、電気角算出部３６で算出された電気角θに基づいてモータ回転速度Ｎｍを算出し、算出したモータ回転速度Ｎｍが出力信号に変換されたモータ回転速度信号Ｎｍｓを出力する。
【００２９】
次に、モータ駆動制御部３１およびモータ駆動部３２について詳述する。
モータ駆動制御部３１は、目標電流算出部２０の目標電流決定部２５にて算出されたｄ軸目標電流Ｉｄｃから、３相２軸変換部３５にて算出されたｄ軸実電流Ｉｄａを減算するｄ軸減算部４１ｄと、目標電流決定部２５にて算出されたｑ軸目標電流Ｉｑｃから、３相２軸変換部３５にて算出されたｑ軸実電流Ｉｑａを減算するｑ軸減算部４１ｑとを有している。
【００３０】
また、モータ駆動制御部３１は、ｄ軸減算部４１ｄにて算出された偏差（Ｉｄｃ−Ｉｄａ）に基づいてｄ軸目標電流Ｉｄｃとｄ軸実電流Ｉｄａとが一致するようにＰＩ（比例積分）制御を行い、ｄ軸目標電圧Ｖｄｃを算出するｄ軸ＰＩ制御部４２ｄと、ｑ軸減算部４１ｑにて算出された偏差（Ｉｑｃ−Ｉｑａ）に基づいてｑ軸目標電流Ｉｑｃとｑ軸実電流Ｉｑａとが一致するようにＰＩ（比例積分）制御を行い、ｑ軸目標電圧Ｖｑｃを算出するｑ軸ＰＩ制御部４２ｑと、を有している。
【００３１】
ｄ軸減算部４１ｄ，ｑ軸減算部４１ｑおよびｄ軸ＰＩ制御部４２ｄ，ｑ軸ＰＩ制御部４２ｑが、電動モータ１１０に供給する目標電流（ｄ軸目標電流Ｉｄｃ，ｑ軸目標電流Ｉｑｃ）と電動モータ１１０に供給される実電流（ｄ軸実電流Ｉｄａ，ｑ軸実電流Ｉｑａ）との偏差が零となるようにフィードバック制御を行うフィードバック制御手段の一例として機能する。
【００３２】
また、モータ駆動制御部３１は、ｄ軸ＰＩ制御部４２ｄおよびｑ軸ＰＩ制御部４２ｑにて算出されたｄ軸目標電圧Ｖｄｃ，ｑ軸目標電圧Ｖｑｃを、３相交流座標系のＵ相目標電圧ＶｕｃとＷ相目標電圧Ｖｗｃとに変換する２軸３相変換部５１と、２軸３相変換部５１にて変換されたＵ相目標電圧ＶｕｃとＷ相目標電圧ＶｗｃとからＶ相目標電圧Ｖｖｃを算出するＶ相目標電圧算出部５２とを有している。
【００３３】
２軸３相変換部５１は、予め定められた式および電気角補正部３８から出力された補正後電気角θｃに基づいて、ｄ軸目標電圧Ｖｄｃおよびｑ軸目標電圧Ｖｑｃを、Ｕ相目標電圧ＶｕｃおよびＷ相目標電圧Ｖｗｃに変換する。つまり、２軸３相変換部５１は、ｄ軸ＰＩ制御部４２ｄおよびｑ軸ＰＩ制御部４２ｑから出力された、言い換えればフィードバック制御手段にてフィードバック制御された値と、補正後電気角θｃとに基づいて電動モータ１１０に印加する印加電圧を決定する決定手段の一例として機能する。
Ｖ相目標電圧算出部５２は、零からＵ相目標電圧ＶｕｃおよびＷ相目標電圧Ｖｗｃを減算することによりＶ相目標電圧Ｖｖｃを算出する。
【００３４】
さらに、モータ駆動制御部３１は、２軸３相変換部５１およびＶ相目標電圧算出部５２にて算出されたＵ相目標電圧Ｖｕｃ，Ｖ相目標電圧Ｖｖｃ，Ｗ相目標電圧Ｖｗｃに基づいて電動モータ１１０をＰＷＭ駆動するためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号生成部６０を有している。
【００３５】
次に、モータ駆動部３２について詳述する。
モータ駆動部３２は、所謂インバータであり、例えば、スイッチング素子として６個の独立したトランジスタ（ＦＥＴ）を備え、６個の内の３個のトランジスタは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、他の３個のトランジスタは各相の電気コイルと電源の負極側（アース）ラインと接続されている。そして、６個の中から選択した２個のトランジスタのゲートを駆動してこれらのトランジスタをスイッチング動作させることにより、電動モータ１１０の駆動を制御する。
【００３６】
次に、電気角補正部３８について詳述する。
電動モータ１１０は、３相ブラシレスモータであるため、電動モータ１１０およびレゾルバ１２０の構造に起因するトルクリップル（以下、「構造起因トルクリップル」と称する場合がある）が発生する。例えば、電動モータ１１０の極数であるモータ極数が６個、スロット数であるモータスロット数が９個、レゾルバ１２０の極数であるレゾルバ極数が３個である場合、６と９の最小公倍数１８をレゾルバ極数の３で除算した６次のトルクリップルが発生する。また、トルクリップルの振幅は、モータ回転速度Ｎｍや、電動モータ１１０に流れる電流（実電流）の大きさに比例する。
【００３７】
以上のことより、電動モータ１１０およびレゾルバ１２０の構造は予め決まっているので、あるモータ回転速度Ｎｍおよびある実電流における構造起因トルクリップル（電気角θおよび振幅）を予め導き出すことは可能である。それゆえ、あるモータ回転速度Ｎｍおよびある実電流における構造起因トルクリップルと逆位相のリップル（逆位相の電気角θおよび振幅）を予め導き出すことは可能である。
【００３８】
かかる事項に鑑み、本実施の形態に係る電気角補正部３８は、先ず、電気角算出部３６にて算出された電気角θに基づいて、あるモータ回転速度Ｎｍおよびある実電流における構造起因トルクリップルと逆位相の電気角θおよび基準振幅を導き出す。そして、モータ回転速度算出部３７が算出したモータ回転速度Ｎｍ、および実電流の基となる目標電流算出部２０が設定したｑ軸目標電流Ｉｑｃに基づいて基準振幅を補正する。その後、電気角算出部３６にて算出された電気角θに、これと逆位相の電気角θおよび補正後の振幅を持つ補正量を加算することで電気角θを補正し、補正後の電気角θである補正後電気角θｃを出力する。
【００３９】
図５は、電気角補正部３８の概略構成図である。
電気角補正部３８は、補正量のベースとなるベース補正量を導出するベース補正量導出部３８１と、モータ回転速度Ｎｍに基づいてベース補正量導出部３８１が導出したベース補正量を補正する第１補正係数Ｋ１を設定する第１補正係数設定部３８２と、ｑ軸目標電流Ｉｑｃに基づいてベース補正量を補正する第２補正係数Ｋ２を設定する第２補正係数設定部３８３と、を有している。また、電気角補正部３８は、ベース補正量導出部３８１が導出したベース補正量と、第１補正係数Ｋ１と、第２補正係数Ｋ２とに基づいて補正量を算出する補正量算出部３８４と、電気角算出部３６で算出された電気角θと補正量算出部３８４が算出した補正量とを加算することにより補正後電気角θｃを算出する加算部３８５と、を有している。
【００４０】
ベース補正量導出部３８１は、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた導出式と、電気角算出部３６で算出された電気角θとを用いて、予め定められた所定モータ回転速度および予め定められた所定電流における構造起因トルクリップルと逆位相の電気角θおよび基準振幅から構成されるベース補正量を導出する。
【００４１】
図６は、第１補正係数Ｋ１とモータ回転速度Ｎｍとの対応を示す制御マップの概略図である。
第１補正係数設定部３８２は、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、第１補正係数Ｋ１とモータ回転速度Ｎｍとの対応を示す図６に例示した制御マップに、モータ回転速度Ｎｍを代入することにより第１補正係数Ｋ１を算出する。
図６に例示した制御マップにおいては、電動モータ１１０に生じるトルクリップルの振幅はモータ回転速度Ｎｍに比例して加減することに鑑み、モータ回転速度Ｎｍが大きくなるに従って第１補正係数Ｋ１が大きくなるように作成されている。そして、モータ回転速度Ｎｍが上述した所定モータ回転速度のときに第１補正係数Ｋ１が１となるように設定されている。
【００４２】
図７は、第２補正係数Ｋ２とｑ軸目標電流Ｉｑｃとの対応を示す制御マップの概略図である。
第２補正係数設定部３８３は、予め経験則に基づいて作成しＲＯＭに記憶しておいた、第２補正係数Ｋ２とｑ軸目標電流Ｉｑｃとの対応を示す図７に例示した制御マップに、ｑ軸目標電流Ｉｑｃを代入することにより第２補正係数Ｋ２を算出する。
図７に例示した制御マップにおいては、電動モータ１１０に生じるトルクリップルの振幅はｑ軸目標電流Ｉｑｃに比例して加減することに鑑み、ｑ軸目標電流Ｉｑｃが大きくなるに従って第２補正係数Ｋ２が大きくなるように作成されている。そして、ｑ軸目標電流Ｉｑｃが上述した所定電流のときに第２補正係数Ｋ２が１となるように設定されている。
【００４３】
補正量算出部３８４は、ベース補正量導出部３８１が導出したベース補正量と、第１補正係数設定部３８２が設定した第１補正係数Ｋ１と、第２補正係数設定部３８３が設定した第２補正係数Ｋ２とを乗算することにより補正量を算出する。
加算部３８５は、電気角算出部３６で算出された電気角θと補正量算出部３８４が算出した補正量とを加算することにより補正後電気角θｃを算出する。
【００４４】
図８は、電気角算出部３６にて算出された電気角θであり電気角補正部３８にて補正される前の電気角θ（補正前電気角θ）と、補正量と、電気角補正部３８にて補正後の補正後電気角θｃとを示す図である。
以上のように構成された電気角補正部３８は、構造起因トルクリップルを補正して、リップルが抑制された、図８に示した直線形状の補正後電気角θｃを出力する。
【００４５】
そして、２軸３相変換部５１は、電気角補正部３８から出力された補正後電気角θｃを用いて、ｄ軸ＰＩ制御部４２ｄおよびｑ軸ＰＩ制御部４２ｑにて算出されたｄ軸目標電圧Ｖｄｃおよびｑ軸目標電圧Ｖｑｃを、Ｕ相目標電圧ＶｕｃおよびＷ相目標電圧Ｖｗｃに変換する。また、Ｖ相目標電圧算出部５２は、これらＵ相目標電圧ＶｕｃおよびＷ相目標電圧Ｖｗｃに基づいてＶ相目標電圧Ｖｖｃを算出する。したがって、電動モータ１１０には、構造起因トルクリップルの影響が抑制された目標電圧に基づいた電流が供給されることになるのでトルクリップルが生じ難くなる。その結果、電動モータ１１０の構造に起因して生じる音や振動を抑制することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態に係る制御装置１０においては、フィードバック制御を行う、ｄ軸減算部４１ｄ，ｑ軸減算部４１ｑおよびｄ軸ＰＩ制御部４２ｄ，ｑ軸ＰＩ制御部４２ｑの後段にてＵ相目標電圧Ｖｕｃ，Ｗ相目標電圧Ｖｗｃに変換する２軸３相変換部５１が、これらの目標電圧に変換する際に補正後電気角θｃを用いる。つまり、補正後電気角θｃを用いてｑ軸目標電流Ｉｑｃを補正するなど、フィードバック制御の前段にて補正後電気角θｃを用いるのではない。それゆえ、モータ高出力領域の音・振動を抑制するためにフィードバック制御の応答性を低下させたとしても、補正後電気角θｃは影響されない。したがって、本実施の形態に係る制御装置１０によれば、フィードバック制御の応答性に影響を受けることなく電動モータ１１０の構造に起因するトルクリップルを抑制することができる。
【００４７】
なお、上述した構成においては、電気角補正部３８は、モータ回転速度Ｎｍが所定の回転速度範囲内の場合のみ電気角算出部３６にて算出された電気角θを補正してもよい。つまり、電気角補正部３８は、モータ回転速度Ｎｍが所定の回転速度範囲外である場合には電気角算出部３６にて算出された電気角θをそのまま出力し、モータ回転速度Ｎｍが所定の回転速度範囲内である場合には補正後電気角θｃを出力するようにしてもよい。電動モータ１１０に生じる音や振動の対策をする必要があるモータ回転速度Ｎｍの範囲は決まっているので、この範囲に限って補正することで、全範囲補正する場合よりも電気角補正部３８の処理負荷を低減することができるからである。
【００４８】
＜プログラムの説明＞
また以上詳述した制御装置１０が行なう処理は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現することができる。この場合、制御装置１０に設けられた制御用コンピュータ内部の図示しないＣＰＵが、制御装置１０の各機能を実現するプログラムを実行し、これらの各機能を実現させる。
【００４９】
よって制御装置１０が行なう処理は、コンピュータに、車両のステアリングホイール１０１の操舵に対してアシスト力を付与する電動モータ１１０の電気角θを検出する機能と、電動モータ１１０に供給する目標電流と電動モータ１１０に供給された実電流との偏差が零となるようにフィードバック制御を行う機能と、検出する機能にて検出された検出電気角θを補正する機能と、フィードバック制御を行う機能にてフィードバック制御された値と補正する機能にて補正された補正後電気角θｃとに基づいて電動モータ１１０に印加する印加電圧を決定する機能と、を実現させるプログラムとして捉えることもできる。
【００５０】
なお、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…制御装置、２０…目標電流算出部、３０…制御部、３１…モータ駆動制御部、３２…モータ駆動部、３３…モータ電流検出部、３８…電気角補正部、４１ｄ…ｄ軸減算部、４１ｑ…ｑ軸減算部、４２ｄ…ｄ軸ＰＩ制御部、４２ｑ…ｑ軸ＰＩ制御部、５１…２軸３相変換部、１００…電動パワーステアリング装置、１１０…電動モータ、１２０…レゾルバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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