(57)【要約】  計算容量の小さいフーリエ級数の式に基づいてハンドル等の振動抑制対象の振動成分を検出すると共に、所定周波数の振動が所定時間以上継続した場合にのみ、ＰＩ制御部のゲインを変更して振動を抑制し、操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング制御装置を提供するために、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置において、振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、継続信号に基づいてＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部とを具備し、振動信号の所定周波数及び所定時間以上の継続において、振動抑制対象の振動抑制を行う。
2015005222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置において、
振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、
前記振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、
前記継続信号に基づいて前記ＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部と、
を具備し、
前記振動信号の所定周波数及び所定時間以上の継続において、前記振動抑制対象の振動抑制を行うことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記振動検出部が、
前記振動抑制対象の所定周波数を抽出するＢＰＦと、
正弦波を生成する正弦波生成部と、
余弦波を生成する余弦波生成部と、
前記ＢＰＦで処理された振動抑制対象信号に前記正弦波を乗算する第１乗算部と、
前記振動抑制対象信号に前記余弦波を乗算する第２乗算部と、
前記第１乗算部からの第１乗算信号を積分する第１積分部と、
前記第２乗算部からの第２乗算信号を積分する第２積分部と、
前記第１積分部からの第１積分信号を２乗する第１の２乗部と、
前記第２積分部からの第２積分信号を２乗する第２の２乗部と、
前記第１の２乗部からの第１乗算信号と前記第２の２乗部からの第２乗算信号を加算して前記振動信号を出力する加算部と、
で構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記第１積分部及び前記第２積分部が所定周期で初期化され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制御装置。
【請求項４】
前記ＢＰＦが、５〜２０Ｈｚの振動周波数を抽出する請求項２又は３に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
前記振動抑制対象が、前記操舵トルク、前記電流指令値、前記モータのモータ速度である請求項１乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項６】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン又は積分ゲインである請求項１乃至５のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項７】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン及び積分ゲインである請求項１乃至５のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、車両の操舵系にモータによるアシスト力を付与するようにした電動パワーステアリング制御装置に関し、特にハンドル、電流指令値、モータ速度等の振動抑制対象の振動が所定周波数の範囲内で所定時間以上継続する場合の抑制を図り、操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング機構にモータの回転力で操舵補助力（アシスト力）を付与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操舵補助力を付与するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）は、操舵補助力のトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、操舵補助指令値（電流指令値）とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデューティの調整で行っている。【０００３】
電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５、タイロッド６ａ，６ｂを経て、更にハブユニット７ａ，７ｂを介して操向車輪８Ｌ，８Ｒに連結されている。また、コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）３０には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値の演算を行い、電流指令値に補償等を施した電流制御値Ｅによってモータ２０に供給する電流を制御する。なお、車速ＶｅｌはＣＡＮ（Controller Area Network）等から受信することも可能である。【０００４】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵ等も含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図２のようになる。【０００５】
図２を参照してコントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈ及び車速センサ１２で検出された車速Ｖｅｌは、電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する電流指令値演算部３１に入力される。電流指令値演算部３１は、入力された操舵トルクＴｈ及び車速Ｖｅｌに基づいてアシストマップ等を用いて、モータ２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆ１を演算する。電流指令値Ｉｒｅｆ１は加算部３２Ａを経て電流制限部３３に入力され、最大電流を制限された電流指令値Ｉｒｅｆ３が減算部３２Ｂに入力され、フィードバックされているモータ電流値Ｉｍとの偏差Ｉ（Ｉｒｅｆ３−Ｉｍ）が演算され、その偏差Ｉｒｅｆ４が操舵動作の特性改善のためのＰＩ制御部３５に入力される。ＰＩ制御部３５で特性改善された電圧制御指令値ＶｒｅｆがＰＷＭ制御部３６に入力され、更に駆動部としてのインバータ回路３７を介してモータ２０がＰＷＭ駆動される。モータ２０の電流値Ｉｍはモータ電流検出器３８で検出され、減算部３２Ｂにフィードバックされる。【０００６】
また、加算部３２Ａには補償信号生成部３４からの補償信号ＣＭが加算されており、補償信号ＣＭの加算によって操舵システム系の特性補償を行い、収れん性や慣性特性等を改善するようになっている。補償信号生成部３４は、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）３４３と慣性３４２を加算部３４４で加算し、その加算結果に更に収れん性３４１を加算部３４５で加算し、加算部３４５の加算結果を補償信号ＣＭとしている。【０００７】
更に、ＰＩ制御部３５は例えば図３に示すように、電流指令値Ｉｒｅｆ４を比例ゲインＧｐで比例制御する比例部３５１と、電流指令値Ｉｒｅｆ４を積分ゲインＧｉで積分する積分部３５２と、比例部３５１の出力Ｉｒｅｆｐ及び積分部３５２の出力Ｉｒｅｆｉを加算して電圧制御指令値Ｖｒｅｆ（＝Ｉｒｅｆｐ＋Ｉｒｅｆｉ）を出力する加算部３５３とで構成されている。【０００８】
このような電動パワーステアリング装置のＣＰＵ（マイクロコンピュータ等）は、上述のようにＰＩ制御によって、モータを制御するための電圧制御指令値を生成する。ＰＩ制御のゲインは、車両の種類毎に適切な値に調整される。【０００９】
ＰＩ制御のゲインを大きくすると、ノイズ等に起因する異音や振動が発生する。そのため、ＰＩ制御のゲインは、振動や異音が発生しないように制限しておく必要があるが、このようにＰＩ制御のゲインを制限すると、電流制御の周波数特性が低下し、操舵補助の応答性を高めるのが困難である。また、ＰＩ制御のゲインを十分に低くした場合であってもなお、操舵系の共振周波数付近での振動を完全には回避することができず、必ずしも良好な操舵フィーリングが得られていなかった。【００１０】
このような問題を解決するものとして、例えば特開２００６−１８８１８３号公報（特許文献１）に示される電動パワーステアリング装置が提案されている。即ち、特許文献１の電動パワーステアリング装置は、操作部材の振動を検出する振動検出手段を設け、振動検出手段によって操作部材の振動が検出されたときに、ＰＩ制御の比例ゲイン及び積分ゲインのうちの少なくともいずれか一方を低下させるゲイン変更手段を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１８８１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置では、ハンドル振動抑制のために振動波形の抽出を行っていないため、全周波数範囲に亘って演算処理しなければならないため、処理容量が大きくなってしまう問題がある。また、ハンドル振動波形の抽出を、差分ピークホールド処理等で行っており、ピーク間値が所定の閾値を超えたときに、振動が継続したとしてゲインを変更しているため、ピーク間の計測を正確に行う必要があり、計算容量が大きくなってしまう問題がある。【００１３】
また、振動成分としてはハンドルのトルクの他に、電流指令値やモータ速度等の振動もあるが、特許文献１ではこのような振動に対する対策を一切施していない。【００１４】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、計算容量の小さいフーリエ級数の式に基づいてハンドルや電流指令値等の振動抑制対象の振動成分を検出すると共に、所定周波数の振動が所定時間以上継続した場合にのみ、ＰＩ制御部のゲインを変更して振動を抑制し、操舵フィーリングを向上した電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置に関し、本発明の上記目的は、振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、前記振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、前記継続信号に基づいて前記ＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部とを具備し、前記振動信号の所定周波数及び所定時間以上の継続において、前記振動抑制対象の振動抑制を行うことにより達成される。【００１６】
本発明の上記目的は、前記振動検出部が、前記振動抑制対象の所定周波数を抽出するＢＰＦと、正弦波を生成する正弦波生成部と、余弦波を生成する余弦波生成部と、前記ＢＰＦで処理された振動抑制対象信号に前記正弦波を乗算する第１乗算部と、前記振動抑制対象信号に前記余弦波を乗算する第２乗算部と、前記第１乗算部からの第１乗算信号を積分する第１積分部と、前記第２乗算部からの第２乗算信号を積分する第２積分部と、前記第１積分部からの第１積分信号を２乗する第１の２乗部と、前記第２積分部からの第２積分信号を２乗する第２の２乗部と、前記第１の２乗部からの第１乗算信号と前記第２の２乗部からの第２乗算信号を加算して前記振動信号を出力する加算部とで構成されていることにより、或いは前記第１積分部及び前記第２積分部が所定周期で初期化されるようになっていることにより、或いは前記ＢＰＦが、５〜２０Ｈｚの振動周波数を抽出することにより、或いは前記振動抑制対象が、前記操舵トルク、前記電流指令値、前記モータのモータ速度であることにより、或いは変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン又は積分ゲイン、或いは比例ゲイン及び積分ゲインことにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る電動パワーステアリング制御装置によれば、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を用いて操舵トルク、電流指令値、モータ速度等の振動抑制対象の所定周波数成分のみを抽出し、抽出された周波数成分のみを処理しているので、演算処理の容量を小さくすることが可能である。また、振動継続の判定にフーリエ級数の式をベースにし、ピーク間計測を用いていないため、計算容量が小さくて安価なＣＰＵを利用することができる。【００１８】
更に本発明では、所定数の過去値と現在値のサンプリングデータから最小値と最大値を決定し、複数の出力値がある範囲内に収まる第１条件を設定し、その後に、所定時間が継続するか否かを閾値と比較する第２条件を判定しているので、演算を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電動パワーステアリング装置の概要を示す構成図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図３】ＰＩ制御部の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の構成例を示すブロック図である。
【図５】振動検出部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の動作例を示すフローチャート一部である。
【図７】本発明の動作例を示すフローチャート一部である。
【図８】操舵トルクとＢＰＦ処理後の操舵トルクの一例を示す波形図である。
【図９】三角関数を乗算した後の波形例を示す波形図である。
【図１０】積分部の出力である積部波形の一例を示す波形図である。
【図１１】振動の継続性を判定する動作例を示すフローチャートである。
【図１２】振動の継続性を判定する動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明では、計算容量が小さくて済むフーリエ級数の式をベースにして、ハンドル、電流指令値等の振動抑制対象の振動信号から抑制に必要な振動成分のみを抽出し、振動継続時間が所定時間を超えたときにＰＩ制御のゲイン（比例ゲイン、積分ゲイン）を変更する。本発明によれば、抽出した周波数成分について、振動が所定時間継続したときにのみＰＩ制御のゲインを変更しているので、小さな計算容量で、効率的で経済的に振動抑制対象の振動の抑制を図ることができる。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、振動抑制対象としてハンドル振動について説明するが、電流指令値やモータ速度等の振動についても同様に振動抑制対象として適用することができる。
【００２２】
本発明では、ハンドル振動を抑制したい周波数成分を操舵トルクから抽出するが、下記数１に示すフーリエ級数をベースにしている。角周波数ω［rad/s］を抽出したい角周波数とし、所定周期をＴとしている。
【００２３】
【数１】
2015005222.tif 000003
そして、数１の２／Ｔを考慮しないと、振幅成分Ａｎを下記数２から求めることができる。
【００２４】
【数２】
2015005222.tif 000004
また、演算を簡略化するために、数２の平方根を外すと下記数３となり、このＡｎ２を振幅成分とすることができる。
【００２５】
【数３】
2015005222.tif 000005
以上を前提にして、本発明を説明する。
図４は本発明の構成例を図２に対応させて示しており、本発明では、振動抑制対象の操舵トルクＴｈに基づいて、ハンドルの振動を所定周波数範囲で検出する振動検出部２００と、振動検出部２００で検出された振動信号ＶＳに基づいて、振動が所定時間以上継続しているか否かを判定する継続時間判定部２２０と、継続時間判定部２２０からの継続信号ＣＴに基づいて、ＰＩ制御部３５のゲイン（Ｇｐ，Ｇｉ）を変更するゲイン設定信号ＧＳを出力するゲイン設定部２３０とが新たに付加されている。ＰＩ制御部３５のゲイン変更は比例ゲインＧｐ又は積分Ｇｉのいずれか一方でも良く、或いは比例ゲインＧｐ及び積分ゲインＧｉの両方を変更するようにしても良い。
【００２６】
なお、本発明では、補償信号生成部３４による補償信号ＣＭによる補償は、必須のものではない。
【００２７】
例えば操舵トルクＴｈに１０Ｈｚの継続的な振動が含まれているとする。今回、１０Ｈｚの継続振動状態を判定する場合を考える。振動検出部２００は例えば図５に示すような構成となっており、演算周期は例えば１ｍｓである。操舵トルクＴｈはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０１に入力され、オフセット成分の低周波数と高周波のノイズ成分等の振動抑制対象信号としての振動操舵トルクＴｈａは、乗算部２０４ｓ及び２０４ｃに入力される。発振部２０２は時間ｔに従って角周波数ω（＝２πｆ）の周波数信号ＦＳを出力し、周波数信号ＦＳは正弦波（ｓｉｎ）生成部２０３ｓ及び余弦波（ｃｏｓ）生成部２０３ｃに入力され、それぞれ正弦波ｓｉｎ（ωｔ）及び余弦波ｃｏｓ（ωｔ）を生成する。なお、ｆは所定周波数１０Ｈｚとする。
【００２８】
正弦波ｓｉｎ（ωｔ）は乗算部２０４ｓに入力され、振動操舵トルクＴｈａとの乗算値Ｔｈｓ（＝Ｔｈａ・ｓｉｎ（ωｔ））は積分部２０５ｓに入力され、余弦波ｃｏｓ（ωｔ）は乗算部２０４ｃに入力され、振動操舵トルクＴｈａとの乗算値Ｔｈｃ（＝Ｔｈａ・ｃｏｓ（ωｔ））は積分部２０５ｃに入力される。積分部２０５ｓ及び２０５ｃは所定周期（例えば５００ｍｓ）で積分値＝０にリセットされるようになっている。積分部２０５ｓからの積分値ＩＴｓは２乗部２０６ｓに入力されて２乗され、積分部２０５ｃからの積分値ＩＴｃは２乗部２０６ｃに入力されて２乗され、各２乗値Ｍｓ及びＭｃは加算部２０７に入力されて加算され、加算値（＝Ｍｓ＋Ｍｃ）が振動信号ＶＳとして出力される。
【００２９】
振動検出部２００からの振動信号ＶＳは継続時間判定部２２０に入力され、継続時間判定部２２０は、振動信号ＶＳが所定時間（例えば１．５秒）継続したときに継続信号ＣＴを出力する。継続信号ＣＴはゲイン設定部２３０に入力され、ゲイン設定部２３０は、ＰＩ制御部３５の比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉを変更するゲイン設定信号ＧＳを出力する。ＰＩ制御部３５は変更された新たな比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉでＰＩ制御を実施する。
【００３０】
振動検出部２００、継続時間判定部２２０、ゲイン設定部２３０以外の動作は図２と同様であり、その説明は省略する。
【００３１】
このような構成において、その動作例を図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
振動検出部２００は操舵トルクＴｈを入力し（ステップＳ１）、振動検出部２００内のＢＰＦ２０１は所定周波数（例えば５〜２０Ｈｚ）の振動成分を抽出する（ステップＳ２）。図８は操舵トルクＴｈ［Ｎｍ］と、ＢＰＦ２０１でＢＰＦ処理された振動抑制対象信号としての振動操舵トルクＴｈａ［Ｎｍ］との関係を示しており、ＢＰＦ処理されていることが分かる。ただし、本例では、１０Ｈｚの振幅１Ｎｍの振動とし、抽出したい周波数はｆ＝１０Ｈｚ、ＢＰＦは１次ＬＰＦが１０Ｈｚ、１次ＨＰＦが１０Ｈｚとしている。
【００３３】
一方、発振部２０２は角周波数ω（＝２πｆ）の周波数信号ＦＳを発振して正弦波生成部２０３ｓ及び余弦波生成部２０３ｃに入力し、正弦波生成部２０３ｓは正弦波ｓｉｎ（ωｔ）を生成し（ステップＳ３）、余弦波生成部２０３ｃは余弦波ｃｏｓ（ωｔ）を生成する（ステップＳ４）。正弦波ｓｉｎ（ωｔ）は乗算部２０４ｓに入力され、余弦波ｃｏｓ（ωｔ）は乗算部２０４ｃに入力される。なお、正弦波ｓｉｎ（ωｔ）及び余弦波ｃｏｓ（ωｔ）の生成順序は任意であり、先に余弦波の生成をしても良い。
【００３４】
乗算部２０４ｓはＢＰＦ処理された振動操舵トルクＴｈａと正弦波ｓｉｎ（ωｔ）の乗算を行い（ステップＳ１０）、積分部２０５ｓは乗算信号Ｔｈｓを積分する（ステップＳ１１）。積分部２０５ｓで積分された積分信号ＩＴｓは２乗部２０６ｓに入力され、２乗部２０６ｓで２乗される（ステップＳ１２）。同様に、乗算部２０４ｃはＢＰＦ処理された振動操舵トルクＴｈａと余弦波ｃｏｓ（ωｔ）の乗算を行い（ステップＳ２０）、積分部２０５ｃは乗算信号Ｔｈｃを積分する（ステップＳ２１）。積分部２０５ｃで積分された積分信号ＩＴｃは２乗部２０６ｃに入力され、２乗部２０６ｃで２乗される（ステップＳ２２）。なお、積分の順序は正弦波、余弦波について任意であり、先に余弦波の処理を実施しても良い。
【００３５】
乗算部２０４ｓ及び２０４ｃでの乗算後の各波形は図９に示すようになり、図９の細線が正弦波ｓｉｎ（ωｔ）の乗算信号ＴＨｓの波形例を示し、太線が余弦波ｃｏｓ（ωｔ）の乗算信号ＴＨｃの波形例を示している。図１０は、正弦波ｓｉｎ（ωｔ）の乗算信号ＴＨｓと乗算信号ＴＨｓの積分結果である積分信号ＩＴｓの波形例を示している。本例では初期化時間を５００ｍｓとしており、５００ｍｓ毎に０に初期化されている。余弦波ｃｏｓ（ωｔ）についても同様である。
【００３６】
２乗部２０６ｃで２乗された２乗値Ｍｓ及び２乗部２０６ｃで２乗された２乗値ｍｃは加算部２０７に入力されて加算され（ステップＳ２３）、積分部２０５ｃが初期化時間であるか否かを判定し（ステップＳ２４）、初期化時間であれば初期化を行い（ステップＳ２５）、その後に、また、初期化時間でない場合には初期化することなく、加算値である振動信号ＶＳが継続時間判定部２２０に入力され、振動が継続性あるものか否かが判定される（ステップＳ３０）。振動が継続性ある場合には継続信号ＣＴを出力し、ゲイン設定部２３０は継続信号に基づいてゲイン設定信号ＧＳを出力して、ＰＩ制御部３５の比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉを変更する（ステップＳ４０）。比例ゲインＧｐ、積分ゲインＧｉの変更はいずれもゲインを下げる方向に変更し、変更は線形であっても非線形であっても良く、徐変で変更しても良い。
【００３７】
一方、上記ステップＳ３０において、振動に継続性がなく一時的と判定された場合には、上記ステップＳ１にリターンして上記動作を繰り返す。
【００３８】
上記ステップＳ３０の判定動作は、詳細には図１１に示すフローに従って実施される。
【００３９】
先ず加算値である振動信号ＶＳを１サンプリング目（ｙ［ｋ］）として入力し（ステップＳ３１）、メモリ（図示せず）に記憶する（ステップＳ３２）。その後、３サンプリング目のｙ［ｋ−２］となるまで振動信号ＶＳを入力し（ステップＳ３３）、３サンプリングデータｙ［ｋ］、ｙ［ｋ−１］、ｙ［ｋ−２］が入力された段階で、２つの過去値と現在値の中から最大値ｙｍａｘ及び最小値ｙｍｉｎを決定し（ステップＳ３４）、設定係数を“ａ”とし、“ｙｍｉｎ≧ａ・ｙｍａｘ”であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。この第１条件の判定は、３つの出力値が相対的に、ある範囲内にあるかどうかの判別である。
【００４０】
上記ステップＳ３５の第１条件の判定において、“ｙｍｉｎ≧ａ・ｙｍａｘ”である場合には、各出力値ｙ［ｋ］、ｙ［ｋ−１］、ｙ［ｋ−２］が所定の閾値ｙｔｈより大きいか否かの第２条件を判定し（ステップＳ３６）、各出力値ｙ［ｋ］、ｙ［ｋ−１］、ｙ［ｋ−２］が閾値ｙｔｈより大きいときに、継続信号ＣＴを出力して（ステップＳ３７）終了となる。
【００４１】
上記ステップＳ３５の第１条件の判定において、第１条件が成立せず“ｙｍｉｎ＜ａ・ｙｍａｘ”である場合にはリターンとなり、また、上記ステップＳ３６の第２条件の判定において、出力値ｙ［ｋ］、ｙ［ｋ−１］、ｙ［ｋ−２］のいずれか１つでも閾値ｙｔｈ以下である場合にはリターンとなる。なお、本例では３サンプリングデータに基づいて処理しているが、過去値のサンプリング数は任意である。
【００４２】
図１２は積分部の動作例を示しており、本例でも５００ｍｓ毎に初期化されている。出力値ｙの更新直前の値をｙ［ｋ］、閾値をｙｔｈ＝０．０１とし、設定係数“ａ”＝０．８である。そして、１．５ｓｅｃ時のｙ［ｋ］＝ｙ［３］＝０．０１５９、ｙ［ｋ−１］＝ｙ［２］＝０．０１５９、ｙ［ｋ−２］＝ｙ［１］＝０．０１４９である。そして、本例ではｙｍａｘ＝０．０１５９、ｙｍｉｎ＝０．０１４９であるため、第１条件を満たしている。更に各値はいずれも閾値ｙｔｈよりも大きいため、第２条件も満たしている。このため、継続振動の判定条件としての第１条件及び第２条件が満たされる。よって、１．５ｓｅｃ以降において、振動を抑制するための処理を行い、操舵トルクの振動が収束している。
【００４３】
上述の実施形態では振動抑制対象を操舵トルクＴｈとして説明したが、電流指令値の振動を抑制する場合には、電流指令値Ｉｒｅｆ１若しくはＩｒｅｆ２を振動検出部２００に入力して同様の制御を行えば良く、モータ速度の振動を抑制する場合には、モータ２０に接続された回転センサ（例えばレゾルバ）等に基づくモータ速度信号を振動検出部２００に入力して同様の制御を行えば良い。また、操舵トルクＴｈ、電流指令値Ｉｒｅｆ１若しくはＩｒｅｆ２、モータ速度を振動抑制対象として同時に制御することも可能である。
【００４４】
なお、更新周期は、ある抽出周波数の３周期以上でも良い。また、振動検出部は、異なる値に設定したものを複数設け、いずれか１つが継続振動を検出した場合に、継続振動検出状態となるようにしても良い。更に、継続振動の検出においては、最新の出力値が過去の出力値から最小二乗法などで算出した値と比較し、ある割合よりも大きい場合には継続振動検出状態となるようにしても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１                    ハンドル
２                    コラム軸（ステアリングシャフト、ハンドル軸）
１０                  トルクセンサ
１２                  車速センサ
２０                  モータ
３０                  コントロールユニット（ＥＣＵ）
３１                  電流指令値演算部
３３                  電流制限部
３５                  ＰＩ制御部
３６                  ＰＷＭ制御部
３７                  インバータ回路
２００                振動検出部
２０１                バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２０２                発振部  
２０３ｓ              正弦波生成部
２０３ｃ              余弦波生成部
２０４ｓ、２０４ｃ    乗算部
２０５ｓ、２０５ｃ    積分部
２０６ｓ、２０６ｃ    ２乗部
２２０                継続時間判定部
２３０                ゲイン設定部
【図１】
2015005222.tif 000006
【図２】
2015005222.tif 000007
【図３】
2015005222.tif 000008
【図４】
2015005222.tif 000009
【図５】
2015005222.tif 000010
【図６】
2015005222.tif 000011
【図７】
2015005222.tif 000012
【図８】
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【図９】
2015005222.tif 000014
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月1日(2014.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置において、
振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、
前記振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、
前記継続信号に基づいて前記ＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部と、
を具備し、
前記振動抑制対象が、前記操舵トルク、前記電流指令値、前記モータのモータ速度であり、前記振動信号の５〜２０Ｈｚの周波数及び所定時間以上の継続において、前記振動抑制対象の振動抑制を行うことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記振動検出部が、
前記振動抑制対象の５〜２０Ｈｚの周波数を抽出するＢＰＦと、
正弦波を生成する正弦波生成部と、
余弦波を生成する余弦波生成部と、
前記ＢＰＦで処理された振動抑制対象信号に前記正弦波を乗算する第１乗算部と、
前記振動抑制対象信号に前記余弦波を乗算する第２乗算部と、
前記第１乗算部からの第１乗算信号を積分する第１積分部と、
前記第２乗算部からの第２乗算信号を積分する第２積分部と、
前記第１積分部からの第１積分信号を２乗する第１の２乗部と、
前記第２積分部からの第２積分信号を２乗する第２の２乗部と、
前記第１の２乗部からの第１乗算信号と前記第２の２乗部からの第２乗算信号を加算して前記振動信号を出力する加算部と、
で構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記第１積分部及び前記第２積分部が所定周期で初期化され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制御装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン又は積分ゲインである請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項７】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン及び積分ゲインである請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月25日(2016.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置において、
振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、
全てのサンプリングデータが所定の範囲内に収まるという第１条件を満足するか否かを判定し、その後に、全ての前記サンプリングデータが閾値より大きいという第２条件を満足するか否かを判定することによって、前記振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、
前記継続信号に基づいて前記ＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部と、
を具備し、
前記振動抑制対象が、前記操舵トルク、前記電流指令値、前記モータのモータ速度であり、前記振動信号の５〜２０Ｈｚの周波数及び所定時間以上の継続において、前記振動抑制対象の振動抑制を行うことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
【請求項２】
前記振動検出部が、
前記振動抑制対象の５〜２０Ｈｚの周波数を抽出するＢＰＦと、
正弦波を生成する正弦波生成部と、
余弦波を生成する余弦波生成部と、
前記ＢＰＦで処理された振動抑制対象信号に前記正弦波を乗算する第１乗算部と、
前記振動抑制対象信号に前記余弦波を乗算する第２乗算部と、
前記第１乗算部からの第１乗算信号を積分する第１積分部と、
前記第２乗算部からの第２乗算信号を積分する第２積分部と、
前記第１積分部からの第１積分信号を２乗する第１の２乗部と、
前記第２積分部からの第２積分信号を２乗する第２の２乗部と、
前記第１の２乗部からの第１乗算信号と前記第２の２乗部からの第２乗算信号を加算して前記振動信号を出力する加算部と、
で構成されている請求項１に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
前記第１積分部及び前記第２積分部が所定周期で初期化され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制御装置。
【請求項４】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン又は積分ゲインである請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項５】
変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン及び積分ゲインである請求項１乃至３のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された電流指令値をＰＩ制御し、ＰＩ制御された制御指令値によりモータを駆動して操舵をアシスト制御する電動パワーステアリング制御装置において、振動抑制対象の振動を検出して振動信号を出力する振動検出部と、全てのサンプリングデータが所定の範囲内に収まるという第１条件を満足するか否かを判定し、その後に、全ての前記サンプリングデータが閾値より大きいという第２条件を満足するか否かを判定することによって、前記振動信号が所定時間以上継続したときに継続信号を出力する継続時間判定部と、前記継続信号に基づいて前記ＰＩ制御のゲインを変更するゲイン設定部と、を具備し、前記振動抑制対象が、前記操舵トルク、前記電流指令値、前記モータのモータ速度であり、前記振動信号の５〜２０Ｈｚの周波数及び所定時間以上の継続において、前記振動抑制対象の振動抑制を行うことにより達成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の上記目的は、前記振動検出部が、前記振動抑制対象の５〜２０Ｈｚの周波数を抽出するＢＰＦと、正弦波を生成する正弦波生成部と、余弦波を生成する余弦波生成部と、前記ＢＰＦで処理された振動抑制対象信号に前記正弦波を乗算する第１乗算部と、前記振動抑制対象信号に前記余弦波を乗算する第２乗算部と、前記第１乗算部からの第１乗算信号を積分する第１積分部と、前記第２乗算部からの第２乗算信号を積分する第２積分部と、前記第１積分部からの第１積分信号を２乗する第１の２乗部と、前記第２積分部からの第２積分信号を２乗する第２の２乗部と、前記第１の２乗部からの第１乗算信号と前記第２の２乗部からの第２乗算信号を加算して前記振動信号を出力する加算部と、で構成されていることにより、或いは前記第１積分部及び前記第２積分部が所定周期で初期化されるようになっていることにより、或いは変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン又は積分ゲインであることにより、或いは変更される前記ＰＩ制御のゲインが、比例ゲイン及び積分ゲインであることにより、より効果的に達成される。
【国際調査報告】
2015005222.tif 000018
2015005222.tif 000019
2015005222.tif 000020
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