(57)【要約】【課題】検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効をパラメータにより制御することで、操舵フィーリングを損なうことなく保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減すると共に、通常操舵時の操舵性能を確保するようにした電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】モータの回転数を検出するモータ回転検出手段と、フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更するパラメータ制御手段とを設け、モータ回転数に応じてフィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更してモータを制御する。【選択図】図１
2008184060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流指令値に基づいて、フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段でモータを制御するモータ制御装置において、前記モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段と、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更するパラメータ制御手段とを具備し、前記モータ回転数に応じて前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置において、前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度に基づいて前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効／無効を制御するパラメータ制御手段とを備えた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】
前記有効／無効をオンオフ制御する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記有効／無効を連続的に制御する請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値１以上の場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値２（＜閾値１）以下の場合に、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にする請求項２乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値１よりも小さく、閾値２よりも大きい場合に前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を有効にする請求項２乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値３よりも大きい場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値３よりも小さい場合には、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にする請求項２乃至４のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が上昇する場合に、前記フィードフォワード制御手段のフィードフォワード制御手段を徐々に無効にする共に、前記フィードバック制御手段のフィードバック制御手段を徐々に有効とする請求項２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、車両のステアリング装置にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にハンドル振動や騒音の少ない操舵フィーリングの良い電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には種々のコントロールユニットが搭載されており、車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置にも、コントロールユニットが設けられており、このコントロールユニットによりモータを駆動し、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補助負荷付勢するようになっている。
【０００３】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図１０に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸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を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。コラム軸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１０が設けられており、操向ハンドル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に結合されている。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３０には、バッテリ１４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信号が入力され、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Ｔと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。
【０００４】
コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵやＭＣＵを含む）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１１のようになる。
【０００５】
図１１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で検出されたトルクＴと、車速センサ１２で検出された車速Ｖとがアシストマップ３０１に入力され操舵補助指令値が算出される。さらに、補償値制御部３１０で演算される補償値、例えば収斂性制御部３１１で算出された収斂性、慣性補償部３１２で求められる慣性補償値、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）推定部３１３で求められたＳＡＴ値を加算部３１５及び３１６で加算して求めた補償値を加算部３０２で操舵補助指令値に加算してトルク指令値Ｔｒｅｆが決定される。そして、トルク指令値Ｔｒｅｆに基づいて電流指令値演算部３０３で電流指令値Ｉｒｅｆが決定され、減算部３０４に入力される。
【０００６】
一方、モータ２０へ供給されるモータ電流Ｉｍは電流検出器３０７で検出され、電流指令値Ｉｒｅｆとの偏差ΔＩ＝（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が算出される。
【０００７】
偏差ΔＩは、ＰＩ制御部３２０を構成する比例ゲインＫｐである比例項３２１と積分ゲインＫｉである積分項３２２とに入力され、比例項３２１の出力と積分項３２２の出力は、加算部３２３で加算され、電圧指令値Ｖｒｅｆが出力される。
【０００８】
電圧指令値ＶｒｅｆはＰＷＭ制御部３０５に入力され、インバータ回路３０６へＰＷＭ信号を出力することにより、ＰＷＭ信号に基づいてモータ２０へモータ電流Ｉｍが供給される。
【０００９】
ここで、ＰＩ制御部３２０の比例積分に関するゲインＧｉを式で表すと、数１のように示される。
【００１０】
【数１】
2008184060.tif 000003
つまり、偏差ΔＩが小さい値であっても、ゲインＧｉが無限大になるために、ハンドル保舵時やゆっくりした操舵時にも電圧指令値Ｖｒｅｆは大きな値として出力され、以下のような問題が発生する。
【００１１】
最近の電動パワーステアリング装置は、大容量化（大電流化）しているが、ＣＰＵを中心として構成される制御装置のディジタルフィルタ等は、大電流化に対して完全に対応ができていない。例えば、分解能に関しては１０ｂｉｔのままであるため、大電流化に伴い、その分解能が相対的に粗くなる。即ち、デジタルで電流フィードバック制御を構成すると、モータ電流ＩｍをＡ／Ｄ変換してデジタル化する必要がある。しかしながら、デジタル化したモータ電流ＩｍにはＡ／Ｄ変換による量子化誤差が含まれてしまう。そのため、モータ電流ＩｍをＡ／Ｄ変換の分解能以上の精度では制御できず、量子化誤差を含む信号でフィードバック制御を行うと、出力する電流がリミットサイクル振動を起こす。その結果、操向ハンドル１を固定するような操舵状態（保舵状態）で振動や異音が発生する。また、このようなリミットサイクル振動は、保舵時やゆっくりした操舵時の偏差ΔＩが小さい時のゲインが無限大となるフィードバックゲインによって増幅され、操向ハンドル１の振動や騒音となり、ドライバに対して不快感を与える問題がある。
【００１２】
上記の他に、コントロールユニット３０の電流制御においては、積分制御（Ｉ制御）、比例積分制御（ＰＩ制御）や比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）が一般的に用いられる。しかし、積分項を含む電流制御は、上述したようにゲインが定常状態において無限大となるため、電動パワーステアリング装置の定常状態である保舵状態や、ゆっくりした操舵した場合、振動や騒音を感じることとなり、ドライバのハンドル操舵に不快感を与える問題がある。
【００１３】
かかる問題を解決する手段として、例えば特開２００１−３１５６５７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の制御装置は、モータに働く外乱電圧を印加電圧に対する電流値から演算し、この外乱電圧を補償する電圧をモータに印加するよう構成し、外乱による電流の脈動が無く、快適な操舵フィーリングを得られるようにしている。即ち、ドライバの操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクをモータにより補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、モータに流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、目標電流値とモータの現在の電流値との差に基づく第１信号を出力する第１の電流制御器、モータに印加する電圧とモータの現在の電流値とから、モータに生じている外乱電圧に対応する第２信号を出力する外乱電圧演算手段と、第１信号と第２信号とを加算して、モータに印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器とを設けている。
【００１４】
また、特開２００３−１７０８５５号公報（特許文献２）に示される電動パワーステアリング装置は、零点を持つディジタルフィルタの入力をべき乗することにより入力の分解能を上げ、入力の変化が所定値より小さいときに所定のパルス伝達関数を通した入力値を使用することにより、入力信号の変化を抑えるようにしている。これにより、信号を微分したときのノイズも抑えるようにし、制御音の低減や滑らかな操舵フィーリングを得られるようにしている。即ち、操舵トルク及び車速に基づいて演算手段で演算された操舵補助指令値と、モータの電流値と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ータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置において、検出された操舵トルクに基づいてモータ電流を制御する電流制御機能が複数のＬＳＢフィルタを含み、ＬＳＢフィルタの中で零点を持つディジタルフィルタが、入力を２のべき乗倍してべき乗入力を設定し、べき乗入力の現在値と１サンプリング前との差の絶対値が所定値より大きいときには、零点を持つディジタルフィルタの入力にべき乗入力を使用するようにし、べき乗入力の現在値と１サンプリング前との差の絶対値が所定値以下のときには、零点を持つディジタルフィルタの入力に、べき乗入力を所定のパルス伝達関数を通した値を使用するフィルタ機能を設けている。
【００１５】
また、特許第３７０５５４５号公報（特許文献３）に示される電動パワーステアリング装置は、フィードフォワード制御部のフィードフォワード制御のゲインを車速が早いところで大きくし、車速が遅いところで小さくし、フィードバック制御部のフィードバック制御のゲインも同様に車速が早いところで大きくし、車速が遅いところで小さくしている。これにより、車速の低いところで発生しやすいオーバシュートや固有振動の発生を抑えて安定性を増すことができ、車速の高いところでは、高速応答性を高くして操作性を向上し、振動の収束性を上げ、安定した操作を行うことができるようにしている。即ち、ステアリング系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、ステアリング系に操舵補助力を与えるモータと、このモータの駆動電流を検出するモータ電流検出手段と、操舵トルク検出手段が検出する操舵トルクに基づいてモータを駆動する目標電流を設定する目標電流設定手段と、この目標電流設定手段が設定する目標電流とモータ電流検出手段が検出するモータ駆動電流の偏差に応じてフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、目標電流に応じてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御部とを有する電動パワーステアリング装置において、フィードフォワード制御部のフィードフォワード制御のゲインを車速が早いほど大きくするようにしている。
【００１６】
また、特開２００６−２７４１２号公報（特許文献４）に示される電動パワーステアリング装置は、定常ゲインを有限とする電流制御器を用いるので、ハンドルの保舵時やゆっくりとした操舵時は、偏差による出力トルクは、大きくならないので、ハンドルを介して振動を感じたり、騒音を発生せず、操舵フィーリングを良くするようにしている。即ち、車両の操舵系に操舵補助力を付与するようにしたモータと、ハンドルに作用する操舵力を検出するトルクセンサと、モータの電流を検出する電流検出器とを備え、トルクセンサの出力値に基づいて決定される電流指令値Ｉｒｅｆと、モータの電流Ｉｍとの偏差を入力とする電流制御器の出力に基づいてモータをフィードバック制御する電動パワーステアリング装置において、電流制御器のゲインが有限であるようにする。
【特許文献１】特開２００１−３１５６５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０８５５号公報
【特許文献３】特許第３７０５５４５号公報
【特許文献４】特開２００６−２７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述した特許文献１〜４の装置では、いずれも電流のフィードバック制御（積分制御）を行うため、電流のリミットサイクル振動を無くすことはできない問題がある。また、ハンドルの保舵時の振動や異音は改善されるものの不十分であり、操向ハンドルの振動や異音が発生してしまう問題がある。さらに、従来のシステムは大容量化、大電流化に対して完全には対応できていない問題がある。
【００１８】
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、検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効をパラメータ若しくは切替により制御することで、通常時の操舵フィーリングを損なうことなく保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減すると共に、大電流化に対応でき、しかも操舵性能を確保するようにした電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、電流指令値に基づいて、フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段でモータを制御するモータ制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータの回転数を検出するモータ回転検出手段と、前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更するパラメータ制御手段とを具備し、前記モータ回転数に応じて前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段のパラメータを変更することにより達成される。
【００２０】
また、本発明は、操舵トルクに基づいて決定される電流指令値とモータ電流との偏差に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、前記電流指令値に基づいてフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段とによりモータを制御し、操舵系に操舵補助力を付与するする電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータ回転数又はハンドル回転速度を検出する操舵検出手段と、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度に基づいて前記フィードフォワード制御手段及び前記フィードバック制御手段の有効／無効を制御するパラメータ制御手段とを設けることにより効果的に達成される。
【００２１】
また、本発明の上記目的は、前記有効／無効をオンオフ制御することにより、或いは前記有効／無効を連続的に制御することにより、或いは前記モータ回転数又は前記ハンドルの回転速度が閾値１以上の場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値２（＜閾値１）以下の場合に、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にすることにより、或いは前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値１よりも小さく、閾値２よりも大きい場合に前記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段を有効にすることにより、或いは前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が閾値３よりも大きい場合に、前記フィードフォワード制御手段を無効にすると共に、前記フィードバック制御手段を有効にし、前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が前記閾値３よりも小さい場合には、前記フィードフォワード制御手段を有効にすると共に、前記フィードバック制御手段を無効にすることにより、或いは前記モータ回転数又は前記ハンドル回転速度が上昇する場合に、前記フィードフォワード制御手段のフィードフォワード制御手段を徐々に無効にする共に、前記フィードバック制御手段のフィードバック制御手段を徐々に有効とすることにより、より効果的に達成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電動パワーステアリング装置によれば、検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて、モータの回転数又はハンドルの回転速度がゼロに近い場合にフィードフォワード制御のみを有効にし、モータの回転数又はハンドルの回転速度が大きい場合にはフィードバック制御のみを有効にするように、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効をパラメータ若しくは切替により制御するようにしているので、通常時の操舵フィーリングを損なうことなく保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減すると共に、大電流化に伴う高性能で高価なハードウェアを使用する必要がなくなることにより、構成部品のコスト低減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る電動パワーステアリング装置は、操舵検出手段（モータ回転数検出手段又はハンドル回転速度検出手段）により検出されるモータの回転数又はハンドルの回転速度に基づいて保舵状態であるか或いは操舵状態であるかを判定する。その判定結果に基づいて、フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段の有効／無効をパラメータ制御手段若しくは切替手段により制御する。つまり、モータ回転数又はハンドルの回転速度に基づいて操向ハンドルが保舵状態である（モータの回転数がゼロに近い状態又はハンドルの回転速度がゼロに近い状態）と判定された場合、フィードフォワード制御を有効にすると共に、フィードバック制御を無効にする。また、操向ハンドルが操舵状態であり、モータの回転数又はハンドルの回転速度が十分に大きい状態であると判定された場合には、フィードフォワード制御を無効にすると共に、フィードバック制御を有効にする。また、操向ハンドルが操舵状態であり、モータの回転数又はハンドルの回転速度が徐々に高くなるような状態と判定された場合には、フィードフォワード制御を徐々に無効にする共に、フィードバック制御を徐々に有効にすることで、保舵時のリミットサイクル振動や騒音を低減してハンドル操舵の操舵フィーリングを良くすると共に、通常操舵時の操舵性能も確保する。
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の構成例を示すブロック図であり、操舵検出手段をモータ回転数検出手段とした例を示す。
【００２６】
本発明の電動パワーステアリング装置は、電流指令値Ｉｒｅｆに基づいて応答性改善のためフィードフォワード制御を行うフィードフォワード制御手段５１と、電流指令値Ｉｒｅｆ及び電流検出部３８において検出されるモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ＝（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）に基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御手段５２と、モータの回転角検出部等の入力信号からモータ回転数ｒｓを検出する回転数検出手段５３と、回転数検出手段５３からのモータ回転数ｒｓにより、フィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２のパラメータを変えてフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効を制御するパラメータ制御手段５０とを備えている。
【００２７】
また、パラメータ制御手段５０が設定するパラメータにより有効／無効が制御されるフィードフォワード制御手段５１からの出力と、フィードバック制御手段５２からの出力とは、加算部５５で加算処理された後、モータ電流Ｉｍとしてモータ２０へ入力される。また、モータ電流Ｉｍは電流検出部３８により検出されて減算部５４に入力され、電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩがフィードバック制御手段５２に入力される。
【００２８】
このような構成において、その動作例を図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
先ず、回転数検出手段５３は常時モータ２０の回転数を検出しており、検出したモータ回転数ｒｓをパラメータ制御手段５０に入力する（ステップＳ１０）。次に、パラメータ制御手段５０は、ヒステリシスを持たせた所定の上限の閾値１とモータ回転数ｒｓとの比較を行い（ステップＳ１１）、モータ回転数ｒｓが上限の閾値１以上と判定された場合は、十分なハンドル操舵が行われている状態として、パラメータ制御手段５０は制御系のパラメータを変更してフィードバック制御を有効にすると共に（ステップＳ１５）、フィードフォワード制御を無効にする（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１５にてフィードバック制御が有効となり、図３の網掛領域ＡＲ１のようにフィードバック制御のみが行われる（ステップＳ１９）。
【００３０】
一方、ステップＳ１１において、上限の閾値１よりモータ回転数ｒｓが小さいと判定された場合には、ヒステリシスを持たせた所定の下限の閾値２とモータ回転数ｒｓとの比較を行い（ステップＳ１２）、モータ回転数ｒｓが下限の閾値２以下であると判定された場合には、次のようなパラメータ制御を行う（ステップＳ１４）。即ち、ハンドル操舵が保舵状態であるとして、パラメータ制御手段５０はパラメータの変更によりフィードバック制御を無効すると共に（ステップＳ１７）、フィードフォワード制御を有効にする（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１８にてフィードフォワード制御が有効となり、図３の網掛領域ＡＲ２のようにフィードフォワード制御のみが行われる（ステップＳ２０）。
【００３１】
また、ステップＳ１２において、モータ回転数ｒｓが下限の閾値２よりも大きいと判定された場合には、モータ回転数ｒｓが上下限の閾値１及び２の範囲内であり、通常の制御であるフィードフォワード制御及びフィードバック制御共に有効の状態で制御が行われる（ステップＳ２１）。
【００３２】
図３は、モータ回転数ｒｓが実線のように変化したときのパラメータ制御手段５０によるパラメータの制御例を示しており、時点ｔ１まではモータ回転数ｒｓが閾値２よりも大きく閾値１よりも小さいのでフィードフォワード制御とフィードバック制御共に有効である。そして、時点ｔ１〜ｔ２ではモータ回転数ｒｓが閾値１以上となっているので、フィードバック制御を有効としてフィードフォワード制御を無効とする。
【００３３】
時点ｔ２〜ｔ３はフィードフォワード制御とフィードバック制御共に有効であるが、時点ｔ３〜ｔ４ではモータ回転数ｒｓが閾値２以下となるのでフィードフォワード制御を有効としてフィードバック制御を無効とし、時点ｔ４以降はフィードフォワード制御及びフィードバック制御が有効となる様子を示している。
【００３４】
次に、本発明を電動パワーステアリング装置のコントロールユニットに搭載し、操舵補助力を付与するモータ２０の制御を行う実施例を図４のブロック図を参照して説明する。
【００３５】
トルクセンサからの操舵トルクＴは、操舵補助指令値演算部１００及び微分補償部１０１に入力される。車速センサからの車速Ｖは、ゲイン設定部１０２、操舵補助指令値演算部１００、収斂性制御部１０４、慣性補償部１０５に入力される。また、操舵角センサ、操舵速度センサ及びＳＡＴ（セルフアライニングトルク）推定手段からの、操舵速度、操舵角及びＳＡＴ推定値は、ゲイン設定部１０２に入力される。
【００３６】
操舵トルクＴに基づいて操舵補助指令値演算部１００により算出される操舵補助指令値Ｉａは、動作安定のため位相補償部１０３に入力され操舵補助指令値Ｉｂとして加算部６０に入力され、微分補償部１０１において応答性改善された操舵トルクｄｈも、加算部６０に入力される。収斂性制御部１０４と慣性補償部１０５の出力は減算部６３に入力され、減算処理結果ｓｋは加算部６０に入力され、加算部６０において操舵補助指令値Ｉｂ、操舵トルクｄｈ及び減算処理結果ｓｋが加算処理される。加算部６０の加算結果である操舵補助指令値Ｉｃは、応答性改善のためフィードフォワード制御手段５１に入力されると共に減算部６１に入力され、フィードフォワード制御手段５１の出力Ｉｇは切替部５０２の接点ａに入力されている。電流検出部３８において検出されるモータ電流Ｉｄとゲイン設定部１０２により算出されるゲイン値ｇｓは加算部６２で加算処理され、加算された電流値Ｉｅが出力されて減算部６１で操舵補助指令値Ｉｃから減算処理される。減算部６１で求められた偏差Ｉｆはフィードバック制御部５２に入力され、フィードバック制御手段５２の出力Ｉｈは切替部５０２の接点ｂに入力されている。フィードフォワード制御手段５１の出力Ｉｇと、フィードバック制御手段５２の出力Ｉｈは加算処理され、加算処理された電圧指令値ＶａがＰＷＭ制御部１１２に入力される。そして、ＰＷＭ制御された電圧指令値Ｖｂが、インバータ回路１１１を介してモータ２０に印加される。
【００３７】
また、モータ２０に連結された回転角検出部１１０は、レゾルバやロータリエンコーダ等で構成されており、検出される回転角θは角速度演算部１０８に入力され、演算された角速度ωはモータ回転数検出手段５３、角加速度演算部１０７、収斂性制御部１０４に入力される。モータ回転数検出手段５３は入力される角速度ωに基づいてモータ回転数ｒｓを検出し、モータ回転数ｒｓは比較切替手段５０１に入力される。比較切替手段５０１はモータ回転数ｒｓを閾値１及び閾値２と比較して切替信号Ｓｗを出力する。また、角加速度演算部１０７に入力された角速度ωは、角加速度αとして慣性補償部１０５に入力される。
【００３８】
なお、慣性補償部１０５は、モータの慣性により発生する力相当分をアシストするものであり、慣性又は制御の応答性の悪化を防止する。収斂性制御部１０４は、ヨーの収斂性を改善するためにハンドルが振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっている。
【００３９】
このような構成において、モータ２０の回転数に応じてフィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２が、比較切替手段５０１及び切替部５０２によって切替えられる。即ち、モータ回転数ｒｓが閾値１以上のときに比較切替手段５０１は切替信号Ｓｗによって切替部５０２の接点ｂのみをオンさせ、モータ回転数ｒｓが閾値２以下のときに比較切替手段５０１は切替信号Ｓｗによって切替部５０２の接点ａのみをオンさせる。そして、モータ回転数ｒｓが閾値１よりも小さく、閾値２よりも大きい場合に接点ａ及びｂをオンさせて制御する。
【００４０】
次に、本発明を電動パワーステアリング装置に搭載した他の実施例を、図４に対応させた図５のブロック図を参照して説明する。
【００４１】
図４の実施例では、フィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２を切替信号Ｓｗによって切替部５０２でオンオフ制御しているが、図５の実施例では、モータ回転数検出手段５３により検出されるモータ回転数ｒｓの上昇又は下降に伴い、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効を出力調整部５０４により徐々に（連続的に）変更する構成例である。
【００４２】
本例によれば、図６に示すようにモータ回転数ｒｓの上昇に伴い、フィードフォワード制御手段５１からの出力Ｉｇを徐々に無効（小さく）にすると共に、フィードバック制御手段５２の出力Ｉｈを徐々に有効（大きく）にする。これによっても、閾値１以上はフィードバック制御のみを行い、閾値２以下ではフィードフォワード制御のみを行い、閾値１及び２の間ではフィードフォワード制御とフィードバック制御の両方を行うことができる。なお、本例では出力調整部５０４を設け、フィードフォワード制御手段５１の出力Ｉｇとフィードバック制御手段の出力Ｉｈの出力合成比を可変しているが、フィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２にモータ回転数ｒｓを入力して内部パラメータを換えることによって出力Ｉｇ及びＩｈを、図６に示すような特性で出力することも可能である。
【００４３】
上述の例では、上下限の閾値１及び２を用いて、保舵状態であるか或いはハンドル操舵を行っている状態かを判別しているが、図１の構成例と同様の構成で、１つの閾値３をもってフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効を制御することも可能である。その例として図７のフローチャート及び図８の特性例を参照して説明する。
【００４４】
本例は閾値３のみで制御を行い、モータ回転数ｒｓが閾値３以上のときは図８に示すようにフィードフォワード制御を無効とすると共に、フィードバック制御を有効にし、モータ回転数ｒｓが閾値３よりも小さくなったとき（図８の時点ｔ１０〜ｔ１１）、フィードバック制御を無効にすると共にフィードフォワード制御を有効にする。
【００４５】
即ち、回転数検出手段５３はモータ回転数検ｒｓを検出してパラメータ制御手段５０に入力し（ステップＳ３０）、パラメータ制御手段５０は閾値３とモータ回転数ｒｓとの比較を行う（ステップＳ３１）。モータ回転数ｒｓが閾値３以上と判定された場合は、十分なハンドル操舵が行われているとして、フィードバック制御を有効にすると共に（ステップＳ３４）、フィードフォワード制御を無効にする（ステップＳ３５）。そして、図８の時点ｔ１０までのようにフィードバック制御が有効となり、フィードバック制御のみ行われる（ステップＳ３８）。上記ステップＳ３１において、閾値３よりモータ回転数ｒｓが小さいと判定された場合（図８の時点１０）には、ハンドル操舵が保舵状態であるとして、パラメータ制御手段５０はフィードバック制御を無効にすると共に（ステップＳ３６）、フィードフォワード制御を有効にする（ステップＳ３７）。そして、図８の時点ｔ１０〜ｔ１１に示すようにフィードフォワード制御が有効となり、フィードフォワード制御のみ行われる（ステップＳ３９）。
【００４６】
上述の例では、操舵検出手段をモータ回転数検出手段５３として制御する例を説明したが、操舵検出手段をハンドル回転速度検出手段として、検出されるハンドルの回転速度に基づき、パラメータ制御手段による同様の制御を行う例を図９を参照して説明する。
【００４７】
図９は本発明の別の構成例を示すブロック図である。また、図１に対応させて示す図であり同一部には同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
本発明の電動パワーステアリング装置は、舵角センサからの入力信号からハンドル回転速度ｓｓを検出するハンドル回転速度検出手段６３と、ハンドル回転速度検出手段６３からのハンドル回転速度ｓｓにより、フィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２のパラメータを変えてフィードフォワード制御及びフィードバック制御の有効／無効を制御するパラメータ制御手段５０とを備える。
【００４９】
このような構成において、ハンドル回転速度ｓｓに基づいて行われる制御方法は、図２及び図７における動作例のモータ回転数ｒｓと閾値との比較判定方法と同様に、パラメータ制御手段５０は検出されるハンドル回転速度ｓｓと閾値との判定結果に基づきフィードフォワード制御及びフィードバック制御を行う。また、図６に示した例においても同様に、モータ回転数ｒｓとハンドル回転速度ｓｓとを置換することにより同等の効果が得られる。例えば、パラメータ制御手段５０は検出されるハンドル回転速度ｓｓの上昇に伴い、フィードフォワード制御手段５１からの出力を徐々に無効（小さく）にすると共に、フィードバック制御手段５２の出力を徐々に有効（大きく）にすることにより、図６に示すような特性で出力することも可能である。
【００５０】
なお、実施例としてモータ回転数ｒｓ又はハンドル回転速度ｓｓが徐々に上昇する場合を説明したが、モータ回転数ｒｓ又はハンドル回転速度ｓｓが徐々に下降する場合もある。しかしながら、上昇する場合と同様にフィードフォワード制御を徐々に有効にすると共に、フィードバック制御を徐々に無効にするパラメータをパラメータ制御手段５０に設定することで同様の効果が得られる。また、上下限の閾値１及び２、或いは１つの閾値３をモータ回転数ｒｓ又はハンドル回転速度ｓｓと比較することにより、フィードフォワード制御及びフィードバック制御を同時に有効／無効にするパラメータを説明したが、フィードフォワード制御手段５１及びフィードバック制御手段５２は別々にパラメータを設定することができるので、時間的要素を含めるようにしても良い。例えばモータ回転数ｒｓ又はハンドル回転速度ｓｓが上昇して閾値１又は３を超えた場合に、フィードフォワード制御が先に有効になり、その後フィードバック制御が無効になるようにパラメータを設定しても良く、或いはモータ回転数又はハンドル回転速度ｓｓが下降して閾値２を超えた場合に、フィードフォワードが先に無効になり、その後にフィードバック制御が有効になるようにパラメータを設定しても良い。また、モータの回転角検出部１１０としてレゾルバやロータリエンコーダを例として説明したが、逆起電圧推定値から算出したモータ角速度を用いてモータ回転数ｒｓを算出するようにしても良い。
【００５１】
さらに、上述では電動パワーステアリング装置を例に挙げて説明したが、電流指令値に基づいてモータを制御するモータ制御装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る制御系の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の動作例を説明するための図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の動作例を説明するための図である。
【図７】本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の動作例を説明するための図である。
【図９】本発明に係る制御系の別の構成例を示すブロック図である。
【図１０】一般的な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１１】従来の制御系の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１          操向ハンドル
２          コラム軸
３          減速ギア
１０        トルクセンサ
２０        モータ
３０        コントロールユニット
３８        電流検出部
５０        パラメータ制御手段
５１        フィードフォワード制御手段
５２        フィードバック制御手段
５３        モータ回転数検出手段
６３        ハンドル回転速度検出手段
１００      操舵補助指令値演算部
１０１      微分補償部
１０４      収斂性制御部
１０５      慣性補償部
１０８      角速度演算部
１１０      回転角検出部
５０１      比較切替手段
５０２      切替部
５０４      出力調整部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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