(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アシスト力を発生する電動モータと、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出信号により決定する基本アシスト指令値決定手段と、操舵トルク検出信号により決定する操舵トルク微分指令値決定手段と、上記電動モータの出力を検出するモータ電流検出手段と、電動モータの出力を制御する出力制御手段とを備え、基本アシスト指令値と操舵トルク微分指令値とからなるモータ電流指令値信号に、モータ電流検出信号を付加した基準レベルのモータ電流制御信号に応じて、上記出力制御手段が電動モータの出力を制御する構成にした電動パワーステアリング制御装置において、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて基準レベルまたは増幅レベルを選択する信号レベル判定手段と、上記モータ電流指令値信号を基準レベルまたは増幅レベルの信号レベルに選択可能とする第１調整手段と、上記モータ電流検出信号を基準レベルまたは増幅レベルの信号レベルに選択可能とする第２調整手段と、この第２調整手段から出力する信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、上記モータ電流制御信号を基準レベルに調整する第３調整手段とを備え、上記信号レベル判定手段からの信号レベル判定信号に応じて上記第１調整手段および第２調整手段が信号レベルを決定し、上記信号レベル判定信号に応じて上記第３調整手段は、モータ電流制御信号を基準レベルに調整し、この調整した信号を上記出力制御手段に入力する構成にした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】
ＡＤ変換手段の出力に増幅率Ｎの信号増幅手段を設け、この信号増幅手段でＡＤ変換後のモータ電流検出信号をＮ倍する一方、操舵トルク検出信号に対する操舵トルク微分指令値を上記操舵トルク微分指令値決定手段でＮ倍して、この値を操舵トルク微分指令値決定信号とするとともに、操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値を上記基本アシスト指令値決定手段でＮ倍して、この値を基本アシスト指令値決定信号とし、上記操舵トルク微分指令値決定信号に基本アシスト指令値決定信号を加算した信号をモータ電流指令値信号とする構成にしたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項３】
操舵トルク微分指令値決定手段の出力、または基本アシスト指令値決定手段の出力の少なくともどちらか一方にフィルターを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の電動パワーステアリング制御装置。
【請求項４】
操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて信号レベル判定手段が信号レベルを切り換えるとき、基準レベルから増幅レベルへの切り換えとその逆の切り換えとで、切り換えの操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号が異なる構成にしたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の電動パワーステアリング制御装置である。また、この電動パワーステアリング制御装置の制御を図７のブロック図に示す。
図６に示すように、ステアリングホイールＷに連係する入力軸１の先端に、ピニオン２を設けている。また、両端に車輪３Ｒ、３Ｌが連係するロッド４に、ラック５を形成している。そして、上記入力軸１のピニオン２を、このロッド４のラック５にかみ合わせている。
また、減速機７に連係する電動モータ６を設けるとともに、減速機７の出力軸に設けたピニオンも上記ロッド４のラック５にかみ合わせている。さらに、入力軸１に作用する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段８を設け、コントローラーＣＴに接続している。
【０００３】
このコントローラーＣＴには、図７に示すように、上記センサ８からの操舵トルク検出信号に応じて基本アシスト指令値を決定する基本アシスト指令値決定手段９と、操舵トルク検出信号を微分する操舵トルク微分指令値決定手段１０とを備えている。
また、上記コントローラーＣＴには、電動モータ６の出力を制御する出力制御手段１１を備えている。この出力制御手段１１には、入力信号を増幅するモータ電流増幅手段１２と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換手段１３とを備えている。例えば、上記モータ電流増幅手段１２とＤＡ変換手段１３とを合わせたパルス幅変調回路である。
【０００４】
さらに、電動モータ６の出力を検出するために、モータ電流検出手段１４を上記出力制御手段１３の出力配線に接続している。そして、このモータ電流検出手段１４からのモータ電流検出信号を、コントローラーＣＴに戻すために、ＡＤ変換手段１５をコントローラーＣＴ内に設けている。すなわち、アナログ信号であるモータ電流検出信号を、ＡＤ変換手段１５がデジタル信号に変換している。
このように、モータ電流検出信号をコントローラーＣＴに戻すフィードバック制御を行なっている。
【０００５】
上記のような構成により、この制御装置は、次のように作用して電動モータ６を制御している。
図７に示すように、操舵トルク検出手段８からの操舵トルク検出信号を、基本アシスト指令値決定手段９に入力する。そして、基本アシスト指令値決定手段９は、操舵トルク検出信号に応じた基本アシスト指令値信号を出力する。また、上記操舵トルク検出信号を、操舵トルク微分指令値決定手段１０にも入力する。そして、操舵トルク微分指令値決定手段１０は、操舵トルク検出信号に応じた操舵トルク微分指令値信号を出力する。さらに、この操舵トルク微分指令値信号を上記基本アシスト指令値信号に加算した信号は、モータ電流指令値信号となる。
なお、上記基本アシスト指令値信号および操舵トルク微分指令値信号は、デジタル信号である。
【０００６】
また、上記出力制御手段１１から出力されるモータ電流を、モータ電流検出手段１４が検出する。そして、検出したモータ電流検出信号をコントローラー内のＡＤ変換手段１５を介して、上記出力制御手段１１の入力側に戻している。
このモータ電流検出信号を上記モータ電流指令値信号に付加した信号は、モータ電流制御信号となる。このモータ電流制御信号を、出力制御手段１１内のモータ電流増幅手段１２に入力する。モータ電流増幅手段１２は、入力したモータ電流制御信号を増幅する。そして、増幅したモータ電流制御信号をＤＡ変換手段１３に入力する。
【０００７】
さらに、ＤＡ変換手段１３は、増幅したモータ電流制御信号に応じたモータ電流を電動モータ６に出力する。
上記のようにして、操舵トルク検出信号およびモータ電流検出信号に応じて、この電動パワーステアリング制御装置は、電動モータ６の電流を制御している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記電動パワーステアリング制御装置では、モータ電流指令値信号をデジタル信号でコントローラーＣＴに入力している。つまり、モータ電流検出信号をデジタル信号に変換してから、モータ電流指令値信号に付加している。
このように、モータ電流検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する必要がある。上記ＡＤ変換手段１５は、次のようにアナログ信号をデジタル信号に変換している。
【０００９】
図８は、モータ電流検出信号について、ＡＤ変換前の入力信号とＡＤ変換後の出力信号との関係を示すグラフである。つまり、図８では、横軸にモータ電流検出信号の入力信号をとり、縦軸に出力信号をとっている。
図８に示す実線Ａのグラフは、鎖線Ｂで示すアナログ信号のグラフをＡＤ変換手段１５に入力したときの出力を示す。図８に示すように実線Ａは、階段状になっている。このように出力信号が階段状になるのは、次のような理由からである。
【００１０】
このＡＤ変換手段１５は、分解能が１０ビットの変換回路を備えている。すなわち、デジタル信号の分割数は、２の１０乗＝１０２４ビットである。また、モータ電流の出力範囲に合わせて、モータ電流の検出範囲を−８０Ａから＋８０Ａとしている。そのため、１ビット当たりのモータ電流変化量は、１６０Ａ／１０２４ビット＝０．１５６Ａ／ビットとなる。
上記のように１ビット当たりのモータ電流変化量が０．１５６Ａ／ビットなので、入力信号のモータ電流検出信号が０．１５６Ａ変化するごとに、１ビット変化する。１ビット変化すると、出力するモータ電流検出信号が０．１５６Ａ分急激に増える。つまり、アナログ信号で入力するモータ電流検出信号が連続的に変化しても、デジタル信号で出力するモータ電流検出信号は、０．１５６Ａごとの飛び飛びの値しかとらない。
なお、出力信号が急激に変化する点、例えば図８に示す点ａ、ｂ、ｃを、以下において変化点とする。
【００１１】
上記のようにＡＤ変換後のモータ電流検出信号が、上記変化量の飛び飛びの値をとるので、次のような問題が起こり得る。
車を直進走行させているとき、運転手は、ステアリングホイールＷを中立位置付近に保持する。このとき、運転手は、ステアリングホイールＷを軽く握っているだけではなく、正確には、右回転および左回転の微小角回転を繰り返すのが通常である。つまり、中立位置を中心に、微小な回転角で左右にステアリングホイールＷを振幅させている。
【００１２】
上記のように、ステアリングホイールＷを微小角で振幅させていると、モータ電流検出信号も０点を中心にプラス値とマイナス値とを振幅することになる。そして、このモータ電流検出信号の振幅範囲内に、上記変化点があると、モータ電流検出信号が変化点を前後するたびに、ＡＤ変換後の出力信号が急激な増加と減少とを繰り返す。
【００１３】
また、前記したように、ＡＤ変換後の出力信号は、モータ電流指令値信号に付加して、モータ電流制御信号となっている。そのため、ＡＤ変換後の出力信号が急激な増加と減少とを繰り返すと、モータ電流制御信号も急激な増減を繰り返す。さらに、電動モータ６に流れるモータ電流も急激な増加と減少とを繰り返すことになる。
【００１４】
このようにモータ電流が急激な増加と減少とを繰り返すと、ステアリングホイールＷに脈動が生じるという問題が起こる。ステアリングホイールＷの中立位置付近で脈動が生じると、運転者は、ステアリングホイールＷを握る手に違和感を受ける。なぜなら、ステアリングホイールＷの中立位置付近ではモータ電流が小さいだけでなく、操舵力やタイヤからの反力も小さいので、モータ電流の変化がわずかであっても、脈動がステアリングホイールＷを握る手に伝わりやすいからである。
【００１５】
一方、脈動を防ぐためには、ＡＤ変換で１ビット当たりのモータ電流変化量を小さくする必要がある。そして、１ビット当たりのモータ電流変化量を小さくするために、分解能が１０ビットより大きなＡＤ変換回路を使用することも考えられる。しかし、分解能が１０ビットより大きなＡＤ変換回路は高価であるため、電動パワーステアリング制御装置も高価になってしまう。そのため、高価なＡＤ変換手段を使用することができない。
この発明の目的は、モータ電流検出信号が小さいときに、その信号分解能を大きくして、脈動を生じない制御をする電動パワーステアリング制御装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、アシスト力を発生する電動モータと、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵トルク検出信号により決定する基本アシスト指令値決定手段と、操舵トルク検出信号により決定する操舵トルク微分指令値決定手段と、上記電動モータの出力を検出するモータ電流検出手段と、電動モータの出力を制御する出力制御手段とを備え、基本アシスト指令値と操舵トルク微分指令値とからなるモータ電流指令値信号に、モータ電流検出信号を付加した基準レベルのモータ電流制御信号に応じて、上記出力制御手段が電動モータの出力を制御する構成にした電動パワーステアリング制御装置を前提とする。
そして、第１の発明は、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて基準レベルまたは増幅レベルを選択する信号レベル判定手段と、上記モータ電流指令値信号を基準レベルまたは増幅レベルの信号レベルに選択可能とする第１調整手段と、上記モータ電流検出信号を基準レベルまたは増幅レベルの信号レベルに選択可能とする第２調整手段と、この第２調整手段から出力する信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段と、上記モータ電流制御信号を基準レベルに調整する第３調整手段とを備え、上記信号レベル判定手段からの信号レベル判定信号に応じて上記第１調整手段および第２調整手段が信号レベルを決定し、上記信号レベル判定信号に応じて上記第３調整手段は、モータ電流制御信号を基準レベルに調整し、この調整した信号を上記出力制御手段に入力する構成にした点に特徴を有する。
【００１７】
第２の発明は、上記第１の発明を前提にしつつ、ＡＤ変換手段の出力に増幅率Ｎの信号増幅手段を設け、この信号増幅手段でＡＤ変換後のモータ電流検出信号をＮ倍する一方、操舵トルク検出信号に対する操舵トルク微分指令値を上記操舵トルク微分指令値決定手段でＮ倍して、この値を操舵トルク微分指令値決定信号とするとともに、操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値を上記基本アシスト指令値決定手段でＮ倍して、この値を基本アシスト指令値決定信号とし、上記操舵トルク微分指令値決定信号に基本アシスト指令値決定信号を加算した信号をモータ電流指令値信号とする構成にした点に特徴を有する。
【００１８】
第３の発明は、上記第１または第２の発明を前提にしつつ、操舵トルク微分指令値決定手段の出力、または基本アシスト指令値決定手段の出力の少なくともどちらか一方にフィルターを設けた点に特徴を有する。
第４の発明は、上記発明を前提にしつつ、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて信号レベル判定手段が信号レベルを切り換えるとき、基準レベルから増幅レベルへの切り換えとその逆の切り換えとで、切り換えの操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号が異なる構成にした点に特徴を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１、２に、この発明の第１実施例を示す。ただし、以下では、上記従来例との相違点を中心に説明するとともに、上記従来例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図１に示すように、操舵トルク検出手段８からの操舵トルク検出信号を入力する信号レベル判定手段１６を設けている。また、この信号レベル判定手段１６には、モータ電流指令値信号を入力している。この信号レベル判定手段１６は、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて、制御に用いる２つの信号レベルのうちどちらを選択するか判定する構成にしている。そして、２つの信号レベルとは、基準レベルと増幅レベルとである。
また、この信号レベル判定手段１６は、判定した信号レベルを示す信号レベル判定信号を、後で述べる第１調整手段１７、第２調整手段１８および第３調整手段１９に入力する。
【００２０】
図１に示すように、操舵トルク微分指令値決定手段１０と基本アシスト指令値決定手段９との出力に、第１調整手段１７を設けている。この第１調整手段１７は、入力した信号のレベルを、基準レベルまたは増幅レベルに選択できるように構成している。そして、この第１調整手段１７は、この２つの信号レベルのうち、上記信号レベル判定信号により、どちらか一方を選択する。
なお、この実施例では、基準レベルを選択すると、入力信号に増幅率１を乗算して出力する構成にしている。図１に示すように、入力信号を１倍して出力する増幅器を備えている。一方、増幅レベルを選択すると、入力信号に増幅率４を乗算して出力する構成にしている。図１に示すように、入力信号を４倍して出力する増幅器を備えている。
【００２１】
上記信号レベル判定信号が基準レベルのとき、第１調整手段１７は基準レベルを選択する。つまり、第１調整手段１７は、入力信号を１倍して出力する。一方、信号レベル判定信号が増幅レベルのとき、第１調整手段１７は増幅レベルを選択する。つまり、第１調整手段１７は、入力信号を４倍して出力する。
したがって、第１調整手段１７は、操舵トルク微分指令値信号に基本アシスト指令値信号を加算したモータ電流指令値信号を、上記選択した信号レベルで出力する。
【００２２】
また、図１に示すように、モータ電流検出手段１４からの出力に第２調整手段１８を設けている。この第２調整手段１８には、上記第１調整手段１７と同様に、入力した信号のレベルを、基準レベルまたは増幅レベルに選択できるように構成している。
【００２３】
すなわち、この第２調整手段１８は、上記２つの信号レベルのうち、上記信号レベル判定信号により、どちらか一方を選択する。そして、この信号レベル判定信号が基準レベルのとき、第２調整手段１７は、入力信号を１倍して出力する。反対に、信号レベル判定信号が増幅レベルのとき、第２調整手段１７は、入力信号を４倍して出力する。
したがって、第２調整手段１８は、モータ電流検出信号を、上記選択した信号レベルで、ＡＤ変換手段１５に入力する。
【００２４】
なお、上記モータ電流指令値信号は、デジタル信号である。これに対し、上記第２調整手段１８に入力するモータ電流検出信号は、アナログ信号である。そのため、上記のように、第２調整手段１８から出力されるモータ電流検出信号をＡＤ変換手段１５に入力している。そして、このＡＤ変換手段１５には、従来と同様に、分解能が１０ビットのＡＤ変換回路を備えている。
【００２５】
さらに、コントローラーＣＴには、上記モータ電流指令値信号とモータ電流検出信号とを加算したモータ電流制御信号を、入力する第３調整手段１９を設けている。この第３調整手段１９は、入力する信号のレベルを基準レベルに調整して、この調整後の信号をモータ電流増幅手段１２に入力する構成にしている。
上記信号レベル判定信号が基準レベルのとき、第３調整手段１９は、入力信号を１倍して出力する。一方、信号レベル判定信号が増幅レベルのとき、第３調整手段１９は、入力信号を４で除算して出力する。
したがって、モータ電流制御信号を、この第３調整手段１９は、基準レベルの信号で出力している。
【００２６】
このように、信号レベル判定信号が増幅レベルの場合に、上記第３調整手段１９が、入力信号を４で除算するのは、以下の理由による。
上記第３調整手段１９に入力する信号は、上記モータ電流指令値信号とモータ電流検出信号とを加算したモータ電流制御信号である。しかも、この場合、モータ電流指令値信号を上記第１調整手段１７は４倍している。また、モータ電流検出信号を上記第２調整手段１８が４倍している。すなわち、モータ電流指令値信号とモータ電流検出信号とを加算したモータ電流制御信号は、基準レベルの４倍の信号になっている。そのため、第３調整手段１９は、入力信号を増幅率４で除算して、入力信号を基準レベルに戻してから、出力している。
【００２７】
ここで、上記信号レベル判定手段１６は、次のようにして、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて信号レベルを選択する。
操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号が所定値より小さいとき、信号レベル判定手段１６は、増幅レベルを選択する信号を出力する。操舵トルク検出信号が所定値より小さいときとは、ステアリングホイールＷが中立位置付近にあるような状態のときである。そして、モータ電流指令値信号が所定値より小さいときとは、モータ電流指令値が−２０Ａから＋２０Ａの範囲のときである。
【００２８】
その反対に、操舵トルク検出信号が所定値より大きいときには、上記信号レベル判定手段１６は、基準レベルを選択する信号を出力する。操舵トルク検出信号が所定値より大きいときとは、ステアリングホイールＷを切ったときなどステアリングホイールＷが中立位置付近にないときである。そして、モータ電流指令値信号が所定値より大きいときとは、モータ電流指令値が−８０Ａから−２０Ａの範囲、または、＋２０Ａから＋８０Ａの範囲のときである。
なお、以下において、信号レベル判定手段１６が操舵トルク検出信号で信号レベルを判定する場合で説明する。
【００２９】
上記構成により、操舵トルク検出信号が所定値より小さいとき、上記ＡＤ変換の分解能を従来例の４倍に増やすことができる。このことを以下に説明する。
操舵トルク検出信号が小さいときには、上記信号レベル判定信号は増幅レベルを選択する信号となり、第２調整手段１８は増幅レベルを選択する。つまり、モータ電流検出手段１４で検出したモータ電流検出信号を４倍にして、ＡＤ変換手段１５に入力する。
【００３０】
そして、上記のように操舵トルク検出信号が所定値より小さいとき、上記第２調整手段１８は、モータ電流の検出範囲である−２０Ａから＋２０Ａを４倍する。そのため、このＡＤ変換の１ビット当たりの電流変化量は、見かけ上、−８０Ａから＋８０Ａの電流検出範囲を１０２４ビットで分割した値になる。
ところが実際は、上記検出範囲の−２０Ａから＋２０Ａの４０Ａ分を１０２４ビットで分割していることに他ならない。なぜなら、４倍した信号をデジタル信号に変換した後、この信号を上記第３調整手段１９が増幅率４で除算して、基準レベルに戻しているからである。
したがって、このＡＤ変換において、実際の１ビットあたりのモータ電流変化量は、４０Ａ／１０２４ビット＝０．０３９Ａ／ビットとなる。
【００３１】
前記したように、従来例の１ビット当たりのモータ電流変化量が０．１５６Ａ／ビットであった。これに対して、上記モータ電流変化量は、従来例の４分の１になっている。このことを、さらに図２を用いて説明する。
【００３２】
図２は、モータ電流検出信号が所定値より小さいときについて、従来のＡＤ変換とこの実施例のＡＤ変換とを比較するグラフである。横軸にアナログ信号のモータ電流検出信号をとり、縦軸にデジタル信号のモータ電流検出信号をとっている。
図２に示す実線Ｃのグラフは、鎖線Ｂで示すアナログ信号を入力信号にして、この実施例のＡＤ変換で変換したデジタル信号出力を示すグラフである。また、図２に示す破線Ｄは、図８と同様に、従来例のＡＤ変換で変換したデジタル信号を示すグラフである。
なお、比較のために、実線Ｃのグラフを、第３調整手段１９により、基準レベルに戻した信号で示している。
【００３３】
図２から明らかなように、実線Ｃの段差は破線Ｄの４分の１であり、従来例の場合より、入力信号に応じて信号をより細かく出力できる。つまり、ＡＤ変換の分解能を従来例の４倍にすることができる。そして、この分解能の倍率は、増幅レベルで設定される倍率に他ならない。
【００３４】
次に、この第１実施例の電動パワーステアリング制御装置の作用を説明する。まず、運転手がステアリングホイールＷを大きく操作して、操舵トルクが所定値より大きな値をとる場合、信号レベル判定手段１６は、基準レベルを選択する。そして、基準レベルを選択した信号レベル判定信号を、第１調整手段１７、第２調整手段１８および第３調整手段１９に入力する。
この信号レベル判定信号により、第１調整手段１７、第２調整手段１８および第３調整手段１９は、入力信号に対して基準レベルを選択する。このように基準レベルを選択することにより、第１から第３の調整手段は、入力する信号を基準レベルのまま、出力する。
【００３５】
そのため、操舵トルク微分指令値に基本アシスト指令値を加算したモータ電流指令値信号を、第１調整手段１７を介して、基準レベルのまま出力する。また、モータ電流検出信号を、第２調整手段１８を介して、基準レベルのまま、ＡＤ変換手段１５に入力する。ＡＤ変換手段１５から出力したモータ電流検出信号をモータ電流指令値信号に付加して、モータ電流制御信号となる。
したがって、このモータ電流制御信号も基準レベルのデジタル信号となっている。
【００３６】
上記モータ電流制御信号を、上記第３調整手段１９は、基準レベルのまま、モータ電流増幅手段１２に入力する。モータ電流増幅手段１２は、モータ電流制御信号を増幅し、その増幅した信号をＤＡ変換手段１３に入力する。ＤＡ変換手段１３は、この入力に合わせて、アナログ信号に変換したモータ電流を電動モータ６に出力する。
このように、操舵トルク検出信号が所定値より大きいときには、従来例と同様な制御が可能となる。そして、操舵トルク検出信号が所定値より大きいため、たとえモータ電流検出信号が変化して脈動が起こっても、運転手が気になる程ではない。
【００３７】
次に、運転手がステアリングホイールＷを中立位置付近で保持した場合について説明する。
運転手がステアリングホイールＷを中立位置付近で保持して、操舵トルク検出信号が所定値より小さい値をとる。このとき、モータ電流検出信号が−２０Ａから＋２０Ａの範囲の値をとる。そして、信号レベル判定手段１６は、信号の増幅レベルを選択する。そして、増幅レベルを選択した信号レベル判定信号が、第１調整手段１７、第２調整手段１８および第３調整手段１９に入力する。この信号レベル判定信号により、第１調整手段１７および第２調整手段１８は、増幅レベルを選択する。また、第３調整手段１９は、入力信号を基準レベルに調整するため、入力信号を増幅率４で除算する設定を選択する。
【００３８】
操舵トルク微分指令値および基本アシスト指令値の加算からなるモータ電流指令値信号は、第１調整手段１７を経ると、基準レベルの４倍の信号となる。
また、モータ電流検出信号を、第２調整手段１８を介して、基準レベルの４倍にして、ＡＤ変換手段１５に入力する。このＡＤ変換手段１５からの信号を、上記モータ電流指令値信号に付加してモータ電流制御信号となる。
【００３９】
そして、このモータ電流制御信号は基準レベルの４倍の信号となっている。このモータ電流制御信号を、第３調整手段１９が増幅率４で除算して、基準レベルにする。
ここで、このモータ電流制御信号のうちモータ電流検出信号は、前記したように、従来例の４倍の分解能でデジタル信号に変換されたものである。そのため、モータ電流制御信号は、従来例の場合より、モータ電流検出信号の変化に応じたより細かい信号となっている。
この基準レベルに戻したモータ電流制御信号を、モータ電流増幅手段１２は増幅する。さらに、この増幅した信号をＤＡ変換手段１３に入力する。ＤＡ変換手段１３は、この入力に合わせて、アナログ値のモータ電流を電動モータ６に出力する。
【００４０】
このようにステアリングホイールＷが中立位置付近では、モータ電流検出信号をデジタル信号に変換するとき、従来の４倍の分解能で変換している。そのため、このデジタル信号のモータ電流検出信号は、従来例に比べ、急激な増減変化を抑えた信号となっている。モータ電流検出信号の急激な変化を抑えているので、このモータ電流検出信号とモータ電流指令値信号とからなるモータ電流制御信号も従来例に比べ、より細かい制御をした信号になる。このようにモータ電流制御信号がより細かい制御をした信号であるため、このモータ電流制御信号に応じてモータ電流出力もより細かく制御できる。
したがって、ステアリングホイールＷを中立位置付近で保持したとき、脈動を抑えることができる。
【００４１】
なお、上記第１実施例において、増幅レベルの倍率は、上記４に限らず、任意の実数を設定することが可能である。例えば、モータ電流の全出力を、脈動が起こるモータ電流出力の範囲で除算した値を、増幅レベルの倍率に設定することができる。
【００４２】
また、上記第１実施例では、第１調整手段１７および第２調整手段１８に、入力信号を１倍する増幅器と入力信号を４倍する増幅器とを備えていた。このように別々の増幅器を備える場合に限らず、第１調整手段１７および第２調整手段１８を、それぞれ一つの増幅器としてもよい。一つの増幅器とする場合には、増幅器の中で１倍または４倍の増幅率を切り換えられるようにしておく。そして、この切り換えを、上記信号レベル判定信号で行うように設定する。
【００４３】
図３に示す第２実施例は、上記第１実施例に、次のように構成している。
基本アシスト指令値決定手段９は、アナログ信号の操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値をＮ倍して、この値を基本アシスト指令値決定信号として、デジタル信号で出力する構成にしている。また、操舵トルク微分指令値決定手段１０は、操舵トルク検出信号に対する微分指令値をＮ倍して、この値を操舵トルク微分指令値決定信号として出力している。さらに、ＡＤ変換手段１５の出力に増幅率Ｎの信号増幅手段２０を設けている。そして、この信号増幅手段２０は、ＡＤ変換後のモータ電流検出信号をＮ倍している。なお、この増幅率Ｎは、あらかじめ設定した実数である。
ただし、以下では、上記第１実施例との相違点を中心に説明するとともに、上記第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
上記基本アシスト指令値決定手段９は、基本アシスト指令値決定テーブルに基づいて、操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値を特定している。そして、上記の構成により、基本アシスト指令値決定手段９は、操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値をＮ倍して、この信号を、基本アシスト指令値決定信号として、デジタル信号で出力する。そのため、上記第１実施例のＡＤ変換のように、従来例に比べ、基本アシスト指令値の分解能をＮ倍に上げることができる。同様に、操舵トルク微分指令値についても、分解能をＮ倍に上げることができる。
【００４５】
そして、上記操舵トルク微分指令値決定信号に基本アシスト指令値決定信号を加算したモータ電流指令値信号も、分解能がＮ倍になっているが、この信号レベルは、基準レベルとなっている。
【００４６】
このように、第２実施例によれば、基本アシスト指令値および操舵トルク微分指令値の分解能をＮ倍に上げることができる。そのため、第１実施例のようにモータ電流検出信号をより細かく検出するだけでなく、モータ電流指令値信号をより細かく制御することができる。このようなモータ電流指令値信号に上記モータ電流検出信号を加算した信号を、モータ電流制御信号として、出力制御手段１１に入力するので、モータ電流の全出力の範囲で、脈動を抑えた制御をすることができる。
また、モータ電流指令値に対するモータ電流検出手段１４の分解能が低い場合でも、フィードバック制御により、モータ電流検出手段１４の分解の中間値を出力することができるので、上記のきめ細かなモータ電流の出力ができる。
【００４７】
図４に示す第３実施例は、上記第２実施例に、基本アシスト指令値決定手段９と操舵トルク微分指令値決定手段１０とを接続した出力にフィルター２１を設けたものである。ただし、以下では、上記第２実施例との相違点を中心に説明するとともに、上記第２実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
このフィルター２１は、入力したモータ電流指令値信号を滑らかな信号にして出力する構成にしている。そのため、デジタル信号であるモータ電流指令値信号をアナログ信号のように、より滑らかな信号にすることができる。
このことから、上記第２実施例の場合より、より滑らかなモータ電流指令値信号となる。モータ電流指令値信号が滑らかになるので、モータ電流制御信号もより滑らかな信号となる。このようなモータ電流制御信号を出力制御手段１１に入力するので、モータ電流の全出力の範囲で、ほとんど脈動を起こさない制御をすることができる。
なお、上記構成においては、基本アシスト指令値決定手段９と操舵トルク微分指令値決定手段１０とを接続した出力にフィルター２１を設けているが、操舵トルク微分指令値決定手段１０の出力、または基本アシスト指令値決定手段９の出力の少なくともどちらか一方にフィルター２１を設けてもよい。これらの出力のどちらか一方にフィルター２１を設けても、モータ電流指令値信号を滑らかにする効果が得られるからである。
【００４９】
また、この第３実施例に示すフィルター２１を、上記第１実施例に、設けてもよい。すなわち、第１実施例に、上記第３実施例に示す態様で、フィルター２１を設けると、モータ電流指令値信号が滑らかな信号になるので、モータ電流制御信号もより滑らかな信号になる。そのため、第１実施例に比べ、ステアリングホイールＷが中立位置付近にあるとき、脈動をさらに抑えることができる。また、モータ電流の全出力の範囲で、モータ電流の出力をより滑らかにすることができる。
【００５０】
なお、上記全ての実施例において、信号レベル判定手段１６の信号レベル判定に、次のようなヒステリシス特性を持たせてもよい。つまり、操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号に応じて信号レベル判定手段１６が信号レベルを切り換えるとき、基準レベルから増幅レベルへの切り換えとその逆の切り換えとで、切り換えの操舵トルク検出信号またはモータ電流指令値信号が異なる構成にした。この構成を以下に説明する。
【００５１】
図５は、ＡＤ変換手段１５におけるＡＤ変換の入力信号と出力信号とを示すグラフである。モータ電流検出信号の電流値が２０Ａ付近のグラフを示している。図５に示すように、入力信号が２０Ａより大きいとき、出力信号は実線で示す基準レベルの信号となる。これに対し、入力信号が２０Ａより小さいとき、その出力信号は図５の鎖線で示す増幅レベルの信号となる。図５に示すように、入力信号が２０Ａより小さくなると、前記したように、ＡＤ変換の分解能が４倍になっている。
さらに、図５に示すように、破線で示すグラフの出力信号をとれるように構成している。この破線で示すグラフは基準レベルの信号にしている。つまり、０．１５６Ａ分だけ基準レベルのグラフを増幅レベルのグラフの方へ延ばしている。
【００５２】
また、信号レベルが基準レベルから増幅レベルへ切り替わる点を、図５に示す点ｈにしている。さらに、信号レベルが増幅レベルから基準レベルへ切り替わる点を、図５に示す点ｅにしている。
【００５３】
上記構成により、次のように作用する。
入力信号が図５に示す点ｄから小さくなる場合、出力信号は、点ｅを経由して、さらに点ｆに達する。このとき、入力信号が２０Ａより小さくなっても、信号レベルが切り替わらないので、点ｆを経由している。そして、入力信号がさらに小さくなって、点ｈまで変化する。点ｈに入力信号がなったとき、上記構成により信号レベルを増幅レベルに切り換える。
【００５４】
反対に入力信号が図５に示す点ｉから大きくなる場合、出力信号は、点ｈを経由して、さらに点ｇに達する。そして、入力信号がさらに大きくなって、点ｅまで変化する。点ｅに入力信号がなったとき、上記構成により信号レベルを基準レベルに切り換える。
【００５５】
上記のように出力信号が２０Ａより小さくなるとき、点ｈで信号レベルを切り換えるのは、次の理由からである。点ｅのところで信号レベルを切り換えるようにすると、点ｅの出力付近で出力信号が振幅したとき、モータ電流出力に急な増減変化を生じてしまうからである。
また、出力信号が大きくなるときに、信号レベルの切り換えを点ｈにせずに点ｅにしたのも、点ｈ付近で出力信号が振幅したとき、モータ電流出力に急な増減変化が生じるためである。
【００５６】
このように信号レベル判定にヒステリシス特性を持たせると、信号レベルの切り換え点で、モータ電流出力の急な増減変化を防げる。そのため、信号レベル切り換え点付近でモータ電流出力が振幅しても、ステアリングホイールＷに脈動を起こすことがない。
【００５７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ステアリングホイールが中立位置付近で、モータ電流検出信号をデジタル信号に変換するとき、大きい分解能で変換するように切り換えをしている。そのため、このデジタル信号のモータ電流検出信号は、従来例に比べ、急激な増減変化を抑えた信号となっている。モータ電流検出信号の急激な変化を抑えているので、モータ電流制御信号も従来例に比べ、より細かい制御をした信号になる。そのため、モータ電流制御信号に応じてモータ電流出力もより細かく制御できる。
したがって、ステアリングホイールを中立位置付近で保持したとき、脈動を抑えることができる。
【００５８】
第２の発明によれば、基本アシスト指令値決定手段は、操舵トルク検出信号に対する基本アシスト指令値をＮ倍して、基本アシスト指令値決定信号として、出力している。また、操舵トルク微分指令値決定手段は、操舵トルク検出信号に対する操舵トルク微分指令値をＮ倍して、操舵トルク微分指令値決定信号として、出力している。そのため、基本アシスト指令値決定信号と操舵トルク微分指令値とを加算したモータ電流指令値信号をより細かく制御することができる。さらに、モータ電流の全出力の範囲で、脈動を抑えた制御をすることができる。
【００５９】
第３の発明によれば、基本アシスト指令値決定手段の出力、または操舵トルク微分指令値決定手段の出力の少なくともどちらか一方にフィルターを設けている。そのため、モータ電流指令値信号だけでなく、モータ電流制御信号も滑らかな信号となる。したがって、モータ電流の全出力の範囲で、ほとんど脈動を起こさない制御をすることができる。
【００６０】
第４の発明によれば、信号レベル判定手段の信号レベル判定に、ヒステリシス特性を持たせている。信号レベル判定にヒステリシス特性を持たせているので、信号レベルの切り換え点で、モータ電流出力の急な増減変化を防げる。そのため、信号レベル切り換え点付近でモータ電流出力が振幅しても、ステアリングホイールに脈動を起こすことがない
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例のブロック図である。
【図２】第１実施例のＡＤ変換による入力信号と出力信号との関係を示す図である。
【図３】第２実施例のブロック図である。
【図４】第３実施例のブロック図である。
【図５】モータ制御とモータ出力とのヒステリシスを示す図である。
【図６】従来の制御装置の構成図である。
【図７】従来例のブロック図である。
【図８】従来例のＡＤ変換による入力信号と出力信号との関係を示す図である。
【符号の説明】
８          操舵トルク検出手段
９          基本アシスト指令値決定手段
１０        操舵トルク微分指令値決定手段
１１        出力制御手段
１２        モータ電流増幅手段
１３        ＤＡ変換手段
１４        モータ電流検出手段
１５        ＡＤ変換手段
１６        信号レベル判定手段
１７        第１調整手段
１８        第２調整手段
１９        第３調整手段
２０        信号増幅手段
２１        フィルター
【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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