(57)【要約】【課題】トルクセンサ信号にノイズが重畳されることを適切に回避し、操舵フィーリングを向上することができる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング機構に操舵補助トルクを伝達する電動モータ１２と、操舵トルクに基づく電流指令値に応じて電動モータ１２を駆動制御するコントローラ１５とを備え、コントローラ１５は、トルクセンサ３で検出した操舵トルク検出値ＴをＡ／Ｄ変換器３１でデジタル信号に変換し、これに基づいて前記電流指令値を算出する。このとき、モータ駆動回路４０のオン／オフのタイミングとは異なるタイミングで操舵トルク検出値ＴのＡ／Ｄ変換を行う。【選択図】図１
2008265645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクに対応したアナログ信号としてアナログトルク信号を検出する操舵トルク検出手段と、スイッチング素子で構成された駆動回路を介して駆動され、操舵系に操舵補助力を付与する電動モータと、少なくとも前記アナログトルク信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路の起動制御を行うと共に、前記Ａ／Ｄ変換回路で変換されたデジタル信号に基づいて、前記駆動回路に駆動信号を出力して前記電動モータを駆動制御する駆動制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記駆動制御手段は、前記駆動回路のスイッチング素子のオン／オフ制御のタイミングとは異なるタイミングで前記Ａ／Ｄ変換回路を起動して、前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換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２】
前記駆動制御手段は、パルス幅変調されたＰＷＭ波に基づいて前記電動モータを駆動制御するものであって、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングで前記Ａ／Ｄ変換回路を起動して、前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換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Ａ／Ｄ変換回路は、前記アナログトルク信号を含む複数のアナログ信号に対応した複数の入力チャネルを有し、前記駆動制御手段は、各入力チャネルの入力信号のＡ／Ｄ変換を連続的に行うＡ／Ｄ連続変換を行うものであって、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングに同期して前記Ａ／Ｄ連続変換を開始すると共に、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングで前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換することを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記Ａ／Ｄ連続変換の先頭で行うことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記ＰＷＭ波の基となる基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで行うことを特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記Ａ／Ｄ連続変換の１所要時間が前記基準波の半周期以上であって、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記１所要時間内における前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで行うことを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ連続変換の１所要時間が前記基準波の半周期より短いものであって、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記１所要時間外における前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで単独に行うことを特徴とする請求項５に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵系に操舵補助トルクを付与する電動モータを備える電動パワーステアリング装置に関し、特に操舵フィーリングを向上させることができる電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置として、トルク信号をデジタル信号でモータ制御手段へ送り、モータ制御手段で、このデジタル信号から求められる操舵トルクに適した電流が電動モータに流れるように駆動回路に駆動信号を出力するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、電源電圧の変動や温度変化等の外乱があっても、トルク信号が正確にモータ制御手段に伝達されるので、適切な操舵補助制御を行うことができる。
【０００３】
また、モータの電流を含む電流制御系に平滑フィルタを設け、ゆっくりした操舵時や保舵時に発生する電流制御系の量子化誤差に起因するトルクリップル、即ち、ハンドルの振動や騒音を抑制するという電動パワーステアリング装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１０４２１７号公報
【特許文献２】特開２００６−３６０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常、電動パワーステアリング装置は、操舵により生じるステアリングシャフトのねじれトルクをトルクセンサがアナログ信号に変換してＥＣＵに入力し、ＥＣＵ内のＡＤ変換回路によりデジタル値に変換している。そして、ＥＣＵでは、操舵トルクに適した電流が電動モータに流れるように駆動回路に駆動デューティ信号を出力し、その駆動デューティ信号に基づいて、駆動回路を構成するスイッチング素子をオン／オフ制御してＰＷＭ制御が行われる。
【０００５】
このとき、ＰＷＭのスイッチングのタイミングでトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を行った場合、トルク信号がＰＷＭのスイッチングノイズの影響を受けてしまい、操舵感に悪影響を与えるおそれがある。
また、近年、電動パワーステアリング装置においては、高出力化、高機能化の要求が高まっているが、高出力化を実現するためにアシスト電流を増加させると、スイッチングノイズは増加する。一方、高機能化を実現するためには、マイコンＡ／Ｄ変換器の高分解能化を行うなどにより、ノイズ耐性を厳しくする必要がある。このように、相反する２つの要求を満たす必要がある。
【０００６】
上記特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、トルク信号をデジタル信号としてモータ制御手段に伝達するため、当該トルク信号がＰＷＭのスイッチングノイズの影響を受けることを抑制することができるが、トルクセンサ内部にトルク信号をデジタル信号に変換する回路を追加する必要があり、コストが嵩む。
また、上記特許文献２に記載の電動パワーステアリング装置にあっては、フィルタを用いてトルクセンサ信号のノイズを低減させているため、ノイズの量が大きくなるにしたがって、重いフィルタをかける必要があり、操舵感に悪影響を与えることになる。
【０００７】
そこで、本発明は、トルクセンサ信号にノイズが重畳されることを適切に回避し、操舵フィーリングを向上することができる電動パワーステアリング装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る電動パワーステアリング装置は、操舵トルクに対応したアナログ信号としてアナログトルク信号を検出する操舵トルク検出手段と、スイッチング素子で構成された駆動回路を介して駆動され、操舵系に操舵補助力を付与する電動モータと、少なくとも前記アナログトルク信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路の起動制御を行うと共に、前記Ａ／Ｄ変換回路で変換されたデジタル信号に基づいて、前記駆動回路に駆動信号を出力して前記電動モータを駆動制御する駆動制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
前記駆動制御手段は、前記駆動回路のスイッチング素子のオン／オフ制御のタイミングとは異なるタイミングで前記Ａ／Ｄ変換回路を起動して、前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に係る電動パワーステアリング装置は、請求項１に係る発明において、前記駆動制御手段は、パルス幅変調されたＰＷＭ波に基づいて前記電動モータを駆動制御するものであって、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングで前記Ａ／Ｄ変換回路を起動して、前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換することを特徴としている。
さらに、請求項３に係る電動パワーステアリング装置は、請求項２に係る発明において、前記Ａ／Ｄ変換回路は、前記アナログトルク信号を含む複数のアナログ信号に対応した複数の入力チャネルを有し、前記駆動制御手段は、各入力チャネルの入力信号のＡ／Ｄ変換を連続的に行うＡ／Ｄ連続変換を行うものであって、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングに同期して前記Ａ／Ｄ連続変換を開始すると共に、前記ＰＷＭ波の中心のタイミングで前記アナログトルク信号をＡ／Ｄ変換することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３に係る発明において、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記Ａ／Ｄ連続変換の先頭で行うことを特徴としている。
さらにまた、請求項５に係る電動パワーステアリング装置は、請求項３に係る発明において、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記ＰＷＭ波の基となる基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで行うことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項６に係る電動パワーステアリング装置は、請求項５に係る発明において、前記Ａ／Ｄ連続変換の１所要時間が前記基準波の半周期以上であって、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記１所要時間内における前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで行うことを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項７に係る電動パワーステアリング装置は、請求項５に係る発明において、前記Ａ／Ｄ連続変換の１所要時間が前記基準波の半周期より短いものであって、前記駆動制御手段は、前記アナログトルク信号のＡ／Ｄ変換を、前記１所要時間外における前記Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングから前記基準波の半周期の整数倍が経過した何れかのタイミングで単独に行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を、モータ駆動回路のスイッチング素子のオン／オフ制御のタイミングとは異なるタイミングで行うので、トルクセンサ信号がＰＷＭスイッチングノイズに影響されることなく、運転者に違和感のない操舵フィーリングを得ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルク検出手段としてのトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
【００１５】
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。
【００１６】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔは、コントローラ１５に入力される。
【００１７】
このコントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に、車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖも入力され、コントローラ１５は、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生するための操舵補助指令値ＩM*を算出し、算出した操舵補助指令値ＩM*とモータ電流検出値ＩMDとにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するためのモータ駆動電流ＩMを算出する。これにより、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるようになっている。
【００１８】
図２は、コントローラ１５の構成を示すブロック図である。
この図２に示すように、コントローラ１５は、電動モータ１２の制御処理を実行するマイクロコンピュータ２０と、このマイクロコンピュータ２０から出力されるモータ駆動電流ＩMに基づいて電動モータ１２に供給する駆動電流を制御するモータ駆動回路４０と、電動モータ１２に流れる駆動電流ＩMDを検出するモータ電流検出回路４５とを備えている。
【００１９】
モータ駆動回路４０は、図２に示すように、電界効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲート駆動回路４１と、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４でなるＨブリッジ回路４２とを備える。
ＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、モータ駆動電流ＩMに基づいて、基準波である三角波との大小関係の比較により決定されるデューティ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／ＯＦＦされ、実際に電動モータ１２に流れる電流Ｉｒの大きさが制御される。
【００２０】
また、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ１の小さい領域では所定の１次関数式（ａ，ｂを定数としてＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。
例えば、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電流は、ＦＥＴ１、電動モータ１２、ＦＥＴ４、抵抗ＲLを経て流れ、電動モータ１２に正方向の電流が流れる。また、ＦＥＴ３が導通状態にあるときは、電流は、ＦＥＴ２、電動モータ１２、ＦＥＴ３、抵抗ＲRを経て流れ、電動モータ１２に負方向の電流が流れる。
【００２１】
さらに、モータ電流検出回路４５は、電界効果トランジスタＦＥＴ４と接地との間に介挿された抵抗ＲLの正転モータ電流を表す端子間電圧と電界効果トランジスタＦＥＴ３と接地との間に介挿された抵抗ＲRの逆転モータ電流を表す端子間電圧とを検出して、正転モータ電流検出時に正のモータ電流検出値"＋ＩMD"を、逆転モータ電流検出時に負のモータ電流検出値"−ＩMD"を出力する。
【００２２】
そして、電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２の接続点に、電源電圧Ｖｂが印加され、電界効果トランジスタＦＥＴ３及びＦＥＴ４はそれぞれ電流検出用抵抗ＲR及びＲLを介して接地されている。
このように、通常時には、電動モータ１２は、対向する上下段のＦＥＴ１〜ＦＥＴ４を異なるデューティ比Ｄ１，Ｄ２で駆動するＰＷＭ駆動によって制御される。
【００２３】
マイクロコンピュータ２０には、トルクセンサ３で検出したトルク検出値ＴがＡ／Ｄ変換器３１を介して入力されると共に、車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖが入力される。また、マイクロコンピュータ２０には、モータ電流検出回路４５で検出したモータ電流検出値ＩMDがＡ／Ｄ変換器３２を介して入力される。
各Ａ／Ｄ変換器は、各々対応するアナログ信号に応答する入力チャネルを備える。そして、マイクロコンピュータ２０では、クロック発生回路等により一定時間毎に基準クロックパルスを出力し、これをカウンタでカウントすると共に、予め設定された各チャネルのＡ／Ｄ変換タイミングを示すレジスタ値を参照して、各Ａ／Ｄ変換器における複数の入力チャネルから当該レジスタ値に対応する１つを選択し、選択した入力チャネルの入力信号をＡ／Ｄ変換する。
【００２４】
ここで、上記レジスタ値は、各入力チャネルを１チャネル毎に任意のタイミングでＡ／Ｄ変換するように設定されているものとする。
なお、ここでは図示しないが、本実施形態のような電動パワーステアリング装置においては、モータ回転速度など上記以外の多くのアナログ信号がデジタル信号に変換される必要がある。
【００２５】
この図２において、Ａ／Ｄ変換器３１及び３２がＡ／Ｄ変換回路に対応し、マイクロコンピュータ２０が駆動制御手段に対応し、モータ駆動回路４０が駆動回路に対応している。
図３は、各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。図３において、（ａ）はＨブリッジ回路の上側ＦＥＴのＰＷＭ信号、（ｂ）はＨブリッジ回路の下側ＦＥＴのＰＷＭ信号、（ｃ）はＰＷＭのスイッチングノイズ、（ｄ）はＡ／Ｄ変換のタイミングである。
【００２６】
図３（ｄ）に示すように、Ａ／Ｄ変換の割込みタイミングは１チャネル毎に独立して設定している。そして、本実施形態では、符号Ａに示すように、ＰＷＭ信号の中心のタイミングにおいてトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を実施するようにする。
ＰＷＭ信号は三角波から生成しているため、ＰＷＭ信号のデューティ比が変化しても、ＰＷＭ信号の中心は三角波の頂点と一致する。そのため、常にＰＷＭ信号の中心でトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することは容易になし得る。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態における動作について説明する。
イグニッションスイッチがオン状態となり、コントローラ１５に電源が投入されて操舵補助制御処理が実行開始されると、操舵トルクＴ、車速Ｖ、電動モータ１２に流れる駆動電流ＩMDがマイクロコンピュータ２０に供給される。したがって、マイクロコンピュータ２０では、操舵トルクＴと車速Ｖとに基づいてモータ駆動電流ＩMが算出される。そして、このモータ駆動電流ＩMに基づいて電動モータ１２が駆動制御されることにより、運転者の操舵負担を軽減するような操舵補助力が発生される。
【００２８】
このとき、電動モータ１２の駆動制御は、モータ駆動電流ＩMをもとに演算されたデューティ比に基づいて、Ｈブリッジ回路４２の上下段ＦＥＴを駆動するＰＷＭ駆動によって行われる（図３（ａ）及び（ｂ））。
そして、本実施形態では、図３（ｄ）に示すように、ＰＷＭ信号の中心となる時刻ｔ１において、マイクロコンピュータ２０はＡ／Ｄ変換器３１を起動し、このＡ／Ｄ変換器３１の入力チャネルの入力信号であるトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を行うようになっている。
【００２９】
ところで、図３（ｃ）にも示すように、ＰＷＭスイッチングのタイミングにおいては、スイッチングノイズが発生する。そして、図４（ｄ）に示すように、時刻ｔ０でスイッチングノイズの発生タイミングと、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換のタイミング（符号Ａ）が一致すると、トルクセンサ信号にノイズが重畳され、操舵フィーリングに悪影響を及ぼすという事態が生じる。
【００３０】
このノイズ対策として、ノイズに影響されないデジタル信号に変換されたトルクセンサ信号をモータ制御手段で取得するようにした電動パワーステアリング装置や、ソフトウェアフィルタを用いてトルクセンサ信号のノイズを低減させるようにした電動パワーステアリング装置が知られている。
しかしながら、前者の場合、トルクセンサ内部にトルク信号をデジタル信号に変換する回路を追加する必要があり、コストが嵩む。また、後者の場合、ノイズの量が大きくなるにしたがって、重いフィルタをかける必要があり、操舵感に悪影響を与えることになる。
【００３１】
これに対して、本実施形態では、ＰＷＭのスイッチングノイズを回避するタイミング、即ちモータ駆動回路のオン／オフのタイミングとは異なるタイミングでトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を行うようにするので、上述したような追加回路を必要とすることなく、滑らかで自然な操舵フィーリングを得ることができる。
このように、上記第１の実施形態では、モータ駆動回路のオン／オフのタイミングとは異なるタイミングでトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を行うので、トルクセンサ信号にＰＷＭのスイッチングノイズが重畳されることを回避することができ、操舵フィーリングを向上させることができる。また、このとき、従来装置のように追加回路を必要とすることがないため、回路規模やコストの増大を抑制することができる。
【００３２】
さらに、ＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換するので、当該トルクセンサ信号にＰＷＭスイッチングノイズが重畳されることを確実に回避することができる。
次に、本発明における第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態において、Ａ／Ｄ変換器の各入力チャネルのＡ／Ｄ変換を独立したタイミングで行っているのに対し、各入力チャネルのＡ／Ｄ変換を連続的に行うようにしたものである。
【００３３】
すなわち、第２の実施形態では、所定のタイミングから各Ａ／Ｄ変換器の全入力チャネルを順次選択し、各入力チャネルのＡ／Ｄ変換を連続して行うＡ／Ｄ連続変換を行うものとする。このとき、ＰＷＭ信号の中心のタイミングに同期して上記Ａ／Ｄ連続変換を開始するようにする。
図５は、第２の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。この図５（ｄ）に示すように、ＰＷＭ信号の中心のタイミングである時刻ｔ１１でＡ／Ｄ連続変換を開始し、このタイミングから全入力チャネル（例えば、０〜Ｎチャネル）のＡ／Ｄ変換が連続して行われる。
【００３４】
ここで、各チャネルのアナログ値を変換する順番は、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換が先頭にくるように設定されているものとする。これにより、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換が、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで行われることになる。
このように、上記第２の実施形態では、全入力チャネルを連続してＡ／Ｄ変換する連続変換モードにおいて、ＰＷＭ信号の中心のタイミングに同期してＡ／Ｄ連続変換を開始すると共に、ＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換するので、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換時におけるＰＷＭのスイッチングノイズの影響を確実に回避することができる。また、連続変換モードを採用することにより、Ａ／Ｄ変換の割込み発生を１回に止めることができ、Ａ／Ｄ変換回路を簡素化することができる。
【００３５】
さらに、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換をＡ／Ｄ連続変換の先頭で行うことで、ＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することができ、当該トルクセンサ信号にＰＷＭスイッチングノイズが重畳されることを確実に回避することができる。
次に、本発明における第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、上述した第２の実施形態において、連続変換モードにおけるＡ／Ｄ連続変換の開始から終了までの１変換期間がＰＷＭ三角波の半周期以上である場合のＡ／Ｄ変換の実行方法に関するものである。
【００３６】
図６は、第３の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。この図６（ｄ）に示すように、ＰＷＭ信号の中心のタイミングである時刻ｔ２１でＡ／Ｄ連続変換を開始し、このタイミングから全入力チャネルのＡ／Ｄ変換が連続して行われる。
このとき、Ａ／Ｄ連続変換を開始してから当該Ａ／Ｄ連続変換が終了するまでの１変換期間は、ＰＷＭ三角波の半周期以上、即ち図６の時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間以上となっている。
【００３７】
ここで、各チャネルのアナログ値を変換する順番は、例えば、モータ電流検出回路４５の検出信号のＡ／Ｄ変換が先頭にくるように設定されているものとする（符号Ｂ）。これにより、上記モータ電流検出信号のＡ／Ｄ変換は、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで行われることになる。また、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換は、電流検出信号のＡ／Ｄ変換のタイミングからＰＷＭ三角波の半周期後に行うものとする（符号Ａ）。これにより、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換においても、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで行われることになる。
【００３８】
このように、上記第３の実施形態では、全入力チャネルを連続してＡ／Ｄ変換する連続変換モードにおいて、ＰＷＭ信号の中心のタイミングに同期してＡ／Ｄ連続変換を開始すると共に、当該開始タイミングからＰＷＭ三角波の半周期後にトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換するので、ＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することができ、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換時におけるＰＷＭのスイッチングノイズの影響を確実に回避することができる。
【００３９】
また、電動モータの電流検出信号のＡ／Ｄ変換をＡ／Ｄ連続変換の先頭で行うことができるので、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで電流検出信号のＡ／Ｄ変換を行って、電流検出信号のＡ／Ｄ変換時におけるＰＷＭのスイッチングノイズの影響を回避することができる。
さらに、Ａ／Ｄ連続変換の１変換期間がＰＷＭ三角波の半周期以上であるとき、Ａ／Ｄ連続変換の開始タイミングからＰＷＭ三角波の半周期後にトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することで、前記１変換期間内におけるＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換を行うので、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換時におけるＰＷＭのスイッチングノイズの影響を回避することができる。
【００４０】
なお、上記第３の実施形態においては、例えば、１変換期間がＰＷＭ三角波の１周期以上であるときには、１変換期間の開始タイミングからＰＷＭ三角波の１周期後にトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換するなど、１変換期間内におけるＰＷＭ信号の中心となるタイミングであれば、何れのタイミングであってもトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することが可能である。
【００４１】
次に、本発明における第４の実施形態について説明する。
この第４の実施形態は、上述した第２の実施形態において、連続変換モードにおけるＡ／Ｄ連続変換の開始から終了までの１変換期間がＰＷＭ三角波の半周期より短い場合のＡ／Ｄ変換の実行方法に関するものである。
図７は、第４の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。この図７（ｄ）に示すように、ＰＷＭ信号の中心のタイミングである時刻ｔ３１でＡ／Ｄ連続変換を開始し、このタイミングから全入力チャネルのＡ／Ｄ変換が連続して行われる。
【００４２】
このとき、Ａ／Ｄ連続変換を開始してから当該Ａ／Ｄ連続変換が終了するまでの１変換期間は、ＰＷＭ三角波の半周期、即ち図７の時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの期間より短くなっている。
ここで、各チャネルのアナログ値を変換する順番は、例えば、モータ電流検出回路４５の検出信号のＡ／Ｄ変換が先頭にくるように設定されているものとする（符号Ｂ）。これにより、上記電流検出信号のＡ／Ｄ変換は、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで行われることになる。
【００４３】
また、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換は、電流検出信号のＡ／Ｄ変換のタイミングからＰＷＭ三角波の半周期後に、再度Ａ／Ｄ変換割込みを発生させて単独で行うものとする（符号Ａ）。これにより、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換においても、ＰＷＭ信号の中心のタイミングで行われることになる。
なお、１変換期間内におけるトルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換タイミング（符号Ａ´）では、当該トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換は行わないものとする。
【００４４】
このように、上記第４の実施形態では、全入力チャネルを連続してＡ／Ｄ変換する連続変換モードにおいて、１変換期間がＰＷＭ三角波の半周期より短いとき、ＰＷＭ信号の中心のタイミングに同期してＡ／Ｄ変換を開始すると共に、当該開始タイミングからＰＷＭ三角波の半周期後にトルクセンサ信号を単独でＡ／Ｄ変換するので、１変換期間内におけるＰＷＭ信号の中心のタイミングで電流検出信号のＡ／Ｄ変換が行われる場合であっても、ＰＷＭ信号の中心のタイミングでトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することができ、トルクセンサ信号のＡ／Ｄ変換時におけるＰＷＭのスイッチングノイズの影響を確実に回避することができる。
【００４５】
なお、上記第４の実施形態においては、１変換期間の開始タイミングからＰＷＭ三角波の半周期後にトルクセンサ信号を単独でＡ／Ｄ変換する場合について説明したが、上記開始タイミングからＰＷＭ三角波の半周期の整数倍が経過したタイミング、例えば、上記開始タイミングからＰＷＭ三角波の１周期後（時刻ｔ３３）など、Ａ／Ｄ変換周期内におけるＰＷＭ信号の中心のタイミングであれば、何れのタイミングであってもトルクセンサ信号をＡ／Ｄ変換することが可能である。
【００４６】
また、上記各実施形態においては、ブラシモータシステムを適用する場合について説明したが、電動モータとしてブラシレスモータを適用することもできる。
さらに、上記各実施形態においては、ポテンショメータ式のトルクセンサを適用する場合について説明したが、非接触タイプのトルクセンサを適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。
【図４】従来装置における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。
【図５】第２の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。
【図６】第３の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。
【図７】第４の実施形態における各入力チャネルのＡ／Ｄ変換のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１５…コントローラ、１６…車速センサ、２０…マイクロコンピュータ、３１，３２…Ａ／Ｄ変換器、４０…モータ駆動回路、４１…ＦＥＴゲート駆動回路、４２…Ｈブリッジ回路、４５…モータ電流検出回路
【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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