(57)【要約】【課題】動作中に温度変化等によって電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、トルクリップルが生じることなく、違和感のない操舵感が得られる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。【解決手段】イグニッションスイッチがオンされたときのＰＷＭ信号のデューティ比を保持する。モータ６の動作中、モータ６に流すべき目標電流値が所定値以下であるか否か、かつ、モータ角速度が所定速度以下であるか否かを判定する。当該条件が一定時間続いたときに、保持しているデューティ比でモータ６を駆動させる。このときに電流検出器によって検出された検出電流値によりオフセット値を更新する。このため、オフセット電流が変動しても、随時オフセット値が更新される。これにより、トルクリップルが防止でき、運転者は違和感のない操舵感が得られる。【選択図】        図２
2005001513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両操舵のための操作に応じて決定される目標電流値に基づきブラシレスモータを駆動することにより、当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記ブラシレスモータに流れる電流を検出し、その検出電流値を出力するモータ電流検出手段と、
前記検出電流値を所定のオフセット値で補正し、前記目標電流値と当該補正後の検出電流値との偏差に基づき前記ブラシレスモータを駆動するための指令値を生成するモータ制御手段と、
前記指令値に応じて前記ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、
前記ブラシレスモータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段とを備え、
前記モータ制御手段は、前記目標電流値が所定値以下かつ前記モータ角速度が所定速度以下である状態が所定時間継続したときに前記オフセット値を前記検出電流値に基づき更新するオフセット値更新手段を含むことを特徴とする、電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記モータ駆動回路は、電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とは、前記指令値に応じて決定されるデューティ比で断続的にオンし、
前記オフセット値更新手段は、
前記ブラシレスモータの始動時における前記デューティ比を保持し、
前記目標電流値が前記所定値以下かつ前記モータ角速度が前記所定速度以下である状態が前記所定時間継続したときに、当該保持されたデューティ比で前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを断続的にオンさせた状態で前記モータ電流検出手段によって検出される検出電流値で前記オフセット値を更新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】
前記モータ駆動回路は、電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、
前記オフセット値更新手段は、前記目標電流値が前記所定値以下かつ前記モータ角速度が前記所定速度以下である状態が前記所定時間継続したときに、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを全てオフさせた状態で前記モータ電流検出手段によって検出される検出電流値で前記オフセット値を更新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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータを駆動することにより車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。この電動パワーステアリング装置には、操舵のための操作手段であるハンドルに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられており、トルクセンサで検出される操舵トルクに基づき電動モータに供給すべき電流の目標値（以下「目標電流値」という）が設定される。そして、この目標電流値と電動モータに実際に流れる電流の値との偏差に基づいて比例積分演算により電動モータの駆動手段に与えるべき指令値が生成される。電動モータの駆動手段は、その指令値に応じたデューティ比のパルス幅変調信号（以下「ＰＷＭ信号」という）を生成するＰＷＭ信号生成回路と、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン／オフするパワートランジスタを用いて構成されるモータ駆動回路とを備え、そのデューティ比に応じた電圧を電動モータに印加する。この電圧印加によって電動モータに流れる電流は電流検出器によって検出され、目標電流値と検出された検出電流値との差が上記指令値を生成するための偏差として使用される。
【０００３】
このような電動パワーステアリング装置において、近年は電動モータとしてブラシレスモータが使用されているものもある。３相のブラシレスモータが使用されている電動パワーステアリング装置では、電流検出器はいずれかの２相に備えられているのが一般的である。例えば、Ｕ相とＶ相とに電流検出器が備えられており、モータのＵ相およびＶ相に流れる電流が検出される。
【０００４】
上記のような構成において、モータに流すべき電流が零であるにも拘わらず、実際には電流検出器で電流が検出されることがある。このような電流はオフセット電流と呼ばれており、モータの動作中、電流検出器によって検出される検出電流値は、当該モータに流れている電流にオフセット電流が重畳されたものとなる。また、上記のようなオフセット電流の値は、各相の電流検出器ごとに異なっている。オフセット電流の影響を考慮せずにモータ制御が行われた場合、本来モータの各相に流すべき電流と実際にモータの各相に流れる電流との間に誤差が生じる。これにより、トルクリップルが発生し、運転者はハンドル操舵に違和感を感じていた。
【０００５】
従来、上述のようなオフセット電流の影響を解消するため、オフセット電流の値（以下「オフセット値」という）を保持し、電流検出器で検出された検出電流値からオフセット値を減算することにより検出電流値が補正されている。具体的には、イグニッションスイッチがオンされたときに電流検出器で検出される検出電流値をオフセット値として保持し、モータの動作中には、電流検出器で検出された検出電流値から当該オフセット値を減算することにより検出電流値を補正し、その補正後の電流値によってモータ制御が行われる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８４７４０６号公報
【特許文献２】
特許第２９１４４８０号公報
【特許文献３】
特許第３０１９２４５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、モータの動作中には、温度変化等の影響により、電流検出器で生じるオフセット電流は変動する。また、このようなオフセット電流の変動は、電流検出器ごとに異なっている。このため、従来の構成では、イグニッションスイッチがオンされたときに検出されるオフセット値を考慮したモータ制御が行われているが、温度変化等によりオフセット電流の変動が大きくなると、オフセット値の補正による効果が十分に得られない。
【０００８】
そこで本発明では、動作中に温度変化等によって電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、トルクリップルが生じることなく、違和感のない操舵感が得られる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、車両操舵のための操作に応じて決定される目標電流値に基づきブラシレスモータを駆動することにより、当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置であって、
前記ブラシレスモータに流れる電流を検出し、その検出電流値を出力するモータ電流検出手段と、
前記検出電流値を所定のオフセット値で補正し、前記目標電流値と当該補正後の検出電流値との偏差に基づき前記ブラシレスモータを駆動するための指令値を生成するモータ制御手段と、
前記指令値に応じて前記ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路と、
前記ブラシレスモータのモータ角速度を検出するモータ角速度検出手段とを備え、
前記モータ制御手段は、前記目標電流値が所定値以下かつ前記モータ角速度が所定速度以下である状態が所定時間継続したときに前記オフセット値を前記検出電流値に基づき更新するオフセット値更新手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
このような第１の発明によれば、モータの動作中、目標電流値が所定値以下であるか否かが判定され、また、モータ角速度が所定速度以下であるか否かが判定される。そして、目標電流値が所定値以下で、かつ、モータ角速度が所定速度以下である状態が所定時間継続したときに、オフセット値が更新される。このため、電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、オフセット値が随時更新される。これにより、オフセット電流の変動によるトルクリップルの発生が防止され、運転者に違和感のない操舵感を与えることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、
前記モータ駆動回路は、電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とは、前記指令値に応じて決定されるデューティ比で断続的にオンし、
前記オフセット値更新手段は、
前記ブラシレスモータの始動時における前記デューティ比を保持し、
前記目標電流値が前記所定値以下かつ前記モータ角速度が前記所定速度以下である状態が前記所定時間継続したときに、当該保持されたデューティ比で前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを断続的にオンさせた状態で前記モータ電流検出手段によって検出される検出電流値で前記オフセット値を更新することを特徴とする。
【００１２】
このような第２の発明によれば、目標電流値が所定値以下で、かつ、モータ角速度が所定速度以下である状態が所定時間継続したときに、モータの始動時のＰＷＭ信号のデューティ比で当該モータが駆動される。そして、そのときに電流検出器で検出される検出電流値によってオフセット値が更新される。このため、電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、オフセット値が随時更新される。これにより、オフセット電流の変動によるトルクリップルの発生が防止され、運転者に違和感のない操舵感を与えることができる。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、
前記モータ駆動回路は、電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、
前記オフセット値更新手段は、前記目標電流値が前記所定値以下かつ前記モータ角速度が前記所定速度以下である状態が前記所定時間継続したときに、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子とを全てオフさせた状態で前記モータ電流検出手段によって検出される検出電流値で前記オフセット値を更新することを特徴とする。
【００１４】
このような第３の発明によれば、目標電流値が所定値以下で、かつ、モータ角速度が所定速度以下である状態が所定時間継続したときに、モータ駆動回路の全ての相がオフ状態にされる。そして、そのときに電流検出器で検出される検出電流値によってオフセット値が更新される。このため、電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、オフセット値が随時更新される。これにより、オフセット電流の変動によるトルクリップルの発生が防止され、運転者に違和感のない操舵感を与えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ３と、当該車両の走行速度Ｖｓを検出する車速センサ４と、ハンドル操作による運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生するブラシレスモータ６と、その操舵補助力をラック軸に伝達するボールねじ駆動部１１と、ブラシレスモータ６のロータの回転位置を検出する位置検出センサ１２と、車載バッテリ８から電源の供給を受けて、トルクセンサ３および車速センサ４からのセンサ信号に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。
【００１６】
運転者がハンドル１００を操作すると、トルクセンサ３によって検出された操舵トルクＴｓと車速センサ４によって検出された車速Ｖｓと位置検出センサ１２によって検出されたロータの回転位置とに基づいて、ＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、その操舵補助力がボールねじ駆動部１１を介してラック軸に加えられることにより、運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクＴｓとモータ６の発生する操舵補助力とによって、ラック軸が往復運動を行う。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。
【００１７】
＜２．制御装置の構成＞
図２は、上記電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵ５の構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）１０とモータ駆動部とから構成される。マイコン１０は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、車速演算部１８４と、目標電流演算部１１４と、減算器１２２、１２４と、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８と、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２と、符号反転加算器１３４と、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８と、ロータ角速度演算部１４２と、ロータ角加速度演算部１８６と、オフセット値更新部１７０とからなるモータ制御部として機能する。目標電流演算部１１４には、基本アシスト制御部１８０と補償制御部１８２とモータ電流指令値演算部１８８とが含まれている。また、マイコン１０は、現在時刻を示すタイマー１９０を備えている。モータ駆動部は、モータ制御部としてのマイコン１０から出力される電圧指令値に基づき３相のブラシレスモータ６を駆動するハードウェア（回路）であり、ＰＷＭ信号生成回路１５０と、モータ駆動回路１５２と、Ｕ相電流検出器１５６と、Ｖ相電流検出器１５４と、ロータ角度位置検出器１６２とから構成される。また、ＥＣＵ５にはリレー（不図示）が設けられており、当該リレーが閉じられている期間中、モータ駆動部およびブラシレスモータ６へ電源が供給される。なお、本実施形態では、ロータ角度位置検出器１６２とロータ角速度演算部１４２とは、モータ角速度を検出するモータ角速度検出手段として機能しているが、その機能すべてをハードウェアで実現してもよい。
【００１８】
ハンドル１００が操作されると、トルクセンサ３によって検出される操舵トルクＴｓがＥＣＵ５に入力されるとともに、車速センサ４によって検出される車速信号ＶｓもＥＣＵ５に入力される。車速演算部１８４では、車速信号Ｖｓに基づいて車速Ｖが算出される。また、モータ６に取り付けられた位置検出センサ１２から出力されるセンサ信号に基づいて、ロータ角度位置検出器１６２は、モータ６のロータである回転界磁（永久磁石）の回転位置すなわち電気角θｒｅを示す信号を出力する。ロータ角速度演算部１４２は、ロータ角度に相当する電気角θｒｅを示す信号に基づき、ロータ角速度ωｒｅを示す信号を出力する。ロータ角加速度演算部１８６は、ロータ角速度ωｒｅを示す信号に基づいて、ロータ角加速度ω’ｒｅを示す信号を出力する。
【００１９】
補償制御部１８２では、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ、ロータ角速度（モータ角速度）ωｒｅ、ロータ角加速度（モータ角加速度）ω’ｒｅに基づいて、収斂性の補正や位相補償を施し、補償電流値ｉｃを出力する。基本アシスト制御部１８０は、アシストマップと呼ばれる、操舵トルクと目標電流値とを対応づけるテーブルを参照して、操舵トルクＴｓと車速Ｖとに基づいて、モータ６に流すべき目標電流値Ｉｔを決定する。モータ電流指令値演算部１８８は、目標電流値Ｉｔと補償電流値ｉｃとに基づいて、ｑ軸電流指令値ｉｑを出力する。このｑ軸電流指令値ｉｑは、モータ６が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器１２４に入力される。一方、ｄ軸電流指令値ｉｄは、トルクに関与しないのでｉｄ＝０として、減算器１２２に入力される。
【００２０】
Ｕ相電流検出器１５６とＶ相電流検出器１５４は、それぞれモータのＵ相、Ｖ相に流れる電流を検出し、Ｕ相検出電流値ｉｕとＶ相検出電流値ｉｖとをそれぞれ出力する。なお、Ｕ相検出電流値ｉｕおよびＶ相検出電流値ｉｖは、実際にモータ６に流れた電流の値にオフセット電流の値が重畳されたものである。
【００２１】
オフセット値更新部１７０は、Ｕ相検出電流値ｉｕ、Ｖ相検出電流値ｉｖ、ロータ角速度ωｒｅなどに基づいて、オフセット値を更新する。また、オフセット値更新部１７０は、Ｕ相検出電流値ｉｕとＶ相検出電流値ｉｖからそれぞれオフセット値を減算することにより補正し、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕとＶ相モータ電流値ｉｍｖとを出力する。なお、オフセット値更新部１７０における処理の詳しい説明は後述する。
【００２２】
３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８は、ロータの電気角θｒｅに基づいて、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕおよびＶ相モータ電流値ｉｍｖを、ｄ−ｑ座標上の値であるｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑに変換する。このｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑは、減算器１２２および減算器１２４にそれぞれ入力される。
【００２３】
減算器１２２では、ｄ軸電流指令値ｉｄとｄ軸モータ電流値ｉｄとの偏差ｉｄ−ｉｄが出力される。そして、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６では、その偏差ｉｄ−ｉｄに基づく比例積分演算によって、ｄ軸電圧指令値ｖｄが出力される。一方、減算器１２４では、ｑ軸電流指令値ｉｑとｑ軸モータ電流値ｉｑとの偏差ｉｑ−ｉｑが出力される。そして、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２６では、その偏差ｉｑ−ｉｑに基づく比例積分演算によって、ｑ軸電圧指令値ｖｑが出力される。
【００２４】
ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２では、ロータの電気角θｒｅに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄおよびｑ軸電圧指令値ｖｑを、３相交流座標上の値であるＵ相電圧指令値ｖｕおよびＶ相電圧指令値ｖｖに変換する。そして、符号反転加算器１３４は、Ｕ相電圧指令値ｖｕおよびＶ相電圧指令値ｖｖからＷ相電圧指令値ｖｗを算出する。
【００２５】
ＰＷＭ信号生成回路１５０は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ、Ｖ相電圧指令値ｖｖ、Ｗ相電圧指令値ｖｗを受け取り、それらの指令値に応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する。モータ駆動回路１５２では、そのＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによってスイッチング素子がオン／オフされ、それにより、デューティ比に応じた電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗがモータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ印加される。
【００２６】
＜３．オフセット値の更新＞
次に、本実施形態におけるオフセット値の更新について説明する。図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置における、オフセット値の更新手順を示すフローチャートである。なお、図２のオフセット値更新部１７０は、このフローチャートで、ステップＳ１０３、ステップＳ１０５、ステップＳ１０９、ステップＳ１１１、ステップＳ１１３、ステップＳ１１５、ステップＳ１１７、ステップＳ１１９、ステップＳ１２１、およびステップＳ１２３で示すステップにより実現される。
【００２７】
この電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチ９がオンされると（ステップＳ１０１）、マイコン１０にて動作するプログラムで参照するパラメータ（変数）の初期値を設定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、Ｕ相オフセット値ｉｏｕ、Ｖ相オフセット値ｉｏｖ、Ｕ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｕ、Ｖ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｖ、Ｗ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｗ、基準時刻Ｔｂ、および経過時間Ｔｐに零を設定する。また、基準モータ電流指示値ｉｂ、基準モータ角速度ωｂ、および基準経過時間Ｔｐｂに所望の値を設定する。ここで、基準モータ電流指示値ｉｂは、操舵補助力が発生しているか否かを判定するための閾値となる電流値であり、ステップＳ１１３で、ｑ軸電流指令値ｉｑと比較される。また、基準モータ角速度ωｂは、モータ６が停止しているとみなすことができるか否かを判定するための閾値となるモータ角速度であり、ステップＳ１１３で、ロータ角速度ωｒｅと比較される。さらに、基準経過時間Ｔｐｂは、ステップＳ１１７で、後述する条件に合致する状態となってからの経過時間Ｔｐと比較されるものであり、経過時間Ｔｐが基準経過時間Ｔｐｂ以上になれば、ステップＳ１１９でオフセット値が更新される。以上の初期値を設定すると、ステップＳ１０５に進む。
【００２８】
ステップＳ１０５では、Ｕ相電流検出器１５６によって検出されたＵ相検出電流値ｉｕとＶ相電流検出器１５４によって検出されたＶ相検出電流値ｉｖとをそれぞれＵ相オフセット値ｉｏｕ、Ｖ相オフセット値ｉｏｖに設定する。すなわち、イグニッションスイッチ９がオンされた直後にＵ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４で生じているオフセット電流の値が、Ｕ相オフセット値ｉｏｕおよびＶ相オフセット値ｉｏｖにそれぞれ設定される。
【００２９】
その後、リレーが閉じられ（オン状態にされ）、モータ６の駆動が開始される（ステップＳ１０７）。そして、モータ６が駆動されたときにモータ駆動回路１５２に与えられるＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのＰＷＭ信号のデューティ比Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを、Ｕ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｕ、Ｖ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｖ、Ｗ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｗとしてそれぞれ設定する（ステップＳ１０９）。ここで設定されたＵ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｕ、Ｖ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｖ、Ｗ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｗに基づいてモータ６を駆動させると、電流検出器ではオフセット電流のみが検出されることになる。後述するオフセット値の更新の際に、これらのデューティ比に基づいてモータ６を駆動させるので、それぞれのデューティ比を保持しておく。その後、ステップＳ１１１に進む。
【００３０】
ステップＳ１１１では、オフセット値を更新するか否かを判定するために、モータ電流指令値演算部１８８が出力するｑ軸電流指令値ｉｑとロータ角速度演算部１４２が出力するロータ角速度ωｒｅとタイマー１９０が出力する現在時刻Ｔｉとを取得する。そして、ステップＳ１１３に進む。
【００３１】
ステップＳ１１３では、ｑ軸電流指令値ｉｑが基準モータ電流指示値ｉｂ以下であるか否かを判定し、さらに、ロータ角速度ωｒｅが基準モータ角速度ωｂ以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｑ軸電流指令値ｉｑが基準モータ電流指示値ｉｂ以下であり、かつ、ロータ角速度ωｒｅが基準モータ角速度ωｂ以下あれば、ステップＳ１１５に進む。上記条件が満たされていなければ、ステップＳ１２３に進む。なお、上記条件が満たされているときは、操舵補助力が発生しておらず、かつ、モータ６がほぼ停止しているとみなすことができる。
【００３２】
ステップＳ１１５では、基準時刻Ｔｂが零であるか否かを判定する。判定の結果、基準時刻Ｔｂが零であればステップＳ１２１に進み、基準時刻Ｔｂが零でなければステップＳ１１７に進む。なお、基準時刻Ｔｂは、上述した条件が満たされた状態になったときの時刻であり、モータ６が再度駆動されると後述するステップＳ１２３で零に設定される。
【００３３】
ステップＳ１１７では、現在時刻Ｔｉと基準時刻Ｔｂとに基づいて経過時間Ｔｐを算出し、経過時間Ｔｐが基準経過時間Ｔｐｂ以上であるか否かを判定する。この経過時間Ｔｐは、上述した条件が満たされた状態が継続している時間である。判定の結果、経過時間Ｔｐが基準経過時間Ｔｐｂ以上であればステップＳ１１９に進み、経過時間Ｔｐが基準経過時間Ｔｐｂ未満であればステップＳ１２５に進む。
【００３４】
ステップＳ１１９では、イグニッションスイッチがオンされたときのＰＷＭ信号のデューティ比に基づいてモータ６を駆動させる。すなわち、Ｕ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｕ、Ｖ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｖ、Ｗ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｗによりモータ６がＰＷＭ駆動される。そして、そのときにモータ６に流れる電流値をＵ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４より取得する。これによって得られたＵ相検出電流値ｉｕおよびＶ相検出電流値ｉｖを更新後のオフセット値として、それぞれＵ相オフセット値ｉｏｕ、Ｖ相オフセット値ｉｏｖに設定する。その後、基準時刻Ｔｂを零に設定し、ステップＳ１２５に進む。
【００３５】
基準時刻Ｔｂが零であるとステップＳ１１５で判定されたとき、ステップＳ１２１で基準時刻Ｔｂに現在時刻Ｔｉを設定し、ステップＳ１２５に進む。すなわち、操舵補助力が発生しておらず、かつ、モータ６がほぼ停止しているとみなすことができる状態となったときの時刻が基準時刻Ｔｂに設定される。
【００３６】
上述した、操舵補助力が発生しておらず、かつ、モータ６がほぼ停止しているとみなすことができる状態ではないとステップＳ１１３で判定されたとき、ステップＳ１２３で基準時刻Ｔｂを零に設定し、ステップＳ１２５に進む。
【００３７】
ステップＳ１２５では、Ｕ相検出電流値ｉｕおよびＶ相検出電流値ｉｖをＵ相オフセット値ｉｏｕおよびＶ相オフセット値ｉｏｖによって補正した電流値に基づいて従来のモータ駆動処理を行う。その後、ステップＳ１１１に戻り、ステップＳ１１１からステップＳ１２５までが、この電動パワーステアリング装置の動作中、繰り返される。
【００３８】
＜４．効果＞
以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、モータの動作中、モータに流すべき目標電流値が所定値以下であるか否かが判定され、なおかつ、モータ角速度が所定値以下であるか否かが判定される。すなわち、操舵補助力が発生しておらず、かつ、モータがほぼ停止しているとみなすことができるか否かが判定される。そして、その条件が満たされる状態が一定時間続いたときに、電流検出器からオフセット電流のみが検出されるような指令値によりモータを駆動させる。このときに、電流検出器によって検出された電流値によりオフセット値を更新する。電流検出器によって検出された電流値からオフセット値を減算すると、実際にモータに流れる電流値が求められる。このため、環境変化等の影響で電流検出器で生じるオフセット電流が変動しても、モータに流れる電流値が正しく求められる。これにより、オフセット電流の変動によるトルクリップルの発生が防止され、運転者に違和感のない操舵感を与えることができる。
【００３９】
＜５．変形例＞
次に、上記実施形態の変形例について説明する。なお、全体構成および制御装置の構成は、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。図４は、本変形例に係る電動パワーステアリング装置における、オフセット値の更新手順を示すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、本実施形態の変形例におけるオフセット値の更新について説明する。なお、上記実施形態で説明した図３に示した処理と同様の処理が行われるステップについては、同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
本変形例では、図３に示すステップＳ１０９に対応する処理は行われない。上記実施形態では、イグニッションスイッチ９がオンされたときのＰＷＭ信号のデューティ比によってモータ６を駆動させて更新後のオフセット値を取得していたが、本変形例では、モータ駆動回路１５２の全ての相をオフ状態にすることにより更新後のオフセット値を取得するので、ＰＷＭ信号のデューティ比を保持する必要はない。このため、ステップＳ１０９に対応する処理は行われない。
【００４１】
また、本変形例では、図３に示すステップＳ１１９に代えてステップＳ２１９が行われる。ステップＳ２１９では、モータ駆動回路１５２の全ての相をごく短時間（数ミリ秒以下）オフ状態にする。そして、そのときにモータ６に流れる電流値をＵ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４によって取得する。これによって得られたＵ相検出電流値ｉｕおよびＶ相検出電流値ｉｖを更新後のオフセット値として、それぞれＵ相オフセット値ｉｏｕ、Ｖ相オフセット値ｉｏｖに設定する。その後、基準時刻Ｔｂを零に設定し、ステップＳ１２５に進む。
【００４２】
本変形例によっても、電動パワーステアリング装置の動作中、オフセット値が随時更新される。これにより、オフセット電流の変動によるトルクリップルの発生が防止され、運転者に違和感のない操舵感を与えることができる。また、上記実施形態および変形例では、フィードバック制御によりモータを制御する構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィードバック制御によらないモータ制御にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。
【図２】上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置を制御的観点から見た構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態における、オフセット値の更新手順を示すフローチャートである。
【図４】上記実施形態の変形例における、オフセット値の更新手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５    …ＥＣＵ（電子制御ユニット）
６    …ブラシレスモータ
１０  …マイコン
１３８…３相交流／ｄ−ｑ座標変換部
１５０…ＰＷＭ信号生成回路
１５２…モータ駆動回路
１５４…Ｖ相電流検出器
１５６…Ｕ相電流検出器
１７０…オフセット値更新部
ｉｄ  …ｄ軸電流指令値
ｉｑ  …ｑ軸電流指令値
ｉｕ  …Ｕ相検出電流値
ｉｖ  …Ｖ相検出電流値
ωｒｅ…ロータ角速度
【図１】
2005001513.tif 000003
【図２】
2005001513.tif 000004
【図３】
2005001513.tif 000005
【図４】
2005001513.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月5日(2003.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
補償制御部１８２では、操舵トルクＴｓ、車速Ｖ、ロータ角速度（モータ角速度）ωｒｅ、ロータ角加速度（モータ角加速度）ω’ｒｅに基づいて、収斂性の補正や位相補償を施し、補償電流値ｉｃを出力する。基本アシスト制御部１８０は、アシストマップと呼ばれる、操舵トルクと目標電流値とを対応づけるテーブルを参照して、操舵トルクＴｓと車速Ｖとに基づいて、モータ６に流すべき目標電流値Ｉｔを決定する。モータ電流指令値演算部１８８は、目標電流値Ｉｔと補償電流値ｉｃとに基づいて、ｑ軸電流指令値ｉ*ｑを出力する。このｑ軸電流指令値ｉ*ｑは、モータ６が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器１２４に入力される。一方、ｄ軸電流指令値ｉ*ｄは、トルクに関与しないのでｉ*ｄ＝０として、減算器１２２に入力される。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
減算器１２２では、ｄ軸電流指令値ｉ*ｄとｄ軸モータ電流値ｉｄとの偏差ｉ*ｄ−ｉｄが出力される。そして、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６では、その偏差ｉ*ｄ−ｉｄに基づく比例積分演算によって、ｄ軸電圧指令値ｖ*ｄが出力される。一方、減算器１２４では、ｑ軸電流指令値ｉ*ｑとｑ軸モータ電流値ｉｑとの偏差ｉ*ｑ−ｉｑが出力される。そして、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８では、その偏差ｉ*ｑ−ｉｑに基づく比例積分演算によって、ｑ軸電圧指令値ｖ*ｑが出力される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２では、ロータの電気角θｒｅに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖ*ｄおよびｑ軸電圧指令値ｖ*ｑを、３相交流座標上の値であるＵ相電圧指令値ｖ*ｕおよびＶ相電圧指令値ｖ*ｖに変換する。そして、符号反転加算器１３４は、Ｕ相電圧指令値ｖ*ｕおよびＶ相電圧指令値ｖ*ｖからＷ相電圧指令値ｖ*ｗを算出する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ＰＷＭ信号生成回路１５０は、Ｕ相電圧指令値ｖ*ｕ、Ｖ相電圧指令値ｖ*ｖ、Ｗ相電圧指令値ｖ*ｗを受け取り、それらの指令値に応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する。モータ駆動回路１５２では、そのＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗによってスイッチング素子がオン／オフされ、それにより、デューティ比に応じた電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗがモータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ印加される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
この電動パワーステアリング装置において、イグニッションスイッチ９がオンされると（ステップＳ１０１）、マイコン１０にて動作するプログラムで参照するパラメータ（変数）の初期値を設定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、Ｕ相オフセット値ｉｏｕ、Ｖ相オフセット値ｉｏｖ、Ｕ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｕ、Ｖ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｖ、Ｗ相基準ＰＷＭデューティ比Ｄｂｗ、基準時刻Ｔｂ、および経過時間Ｔｐに零を設定する。また、基準モータ電流指示値ｉｂ、基準モータ角速度ωｂ、および基準経過時間Ｔｐｂに所望の値を設定する。ここで、基準モータ電流指示値ｉｂは、操舵補助力が発生しているか否かを判定するための閾値となる電流値であり、ステップＳ１１３で、ｑ軸電流指令値ｉ*ｑと比較される。また、基準モータ角速度ωｂは、モータ６が停止しているとみなすことができるか否かを判定するための閾値となるモータ角速度であり、ステップＳ１１３で、ロータ角速度ωｒｅと比較される。さらに、基準経過時間Ｔｐｂは、ステップＳ１１７で、後述する条件に合致する状態となってからの経過時間Ｔｐと比較されるものであり、経過時間Ｔｐが基準経過時間Ｔｐｂ以上になれば、ステップＳ１１９でオフセット値が更新される。以上の初期値を設定すると、ステップＳ１０５に進む。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ステップＳ１１１では、オフセット値を更新するか否かを判定するために、モータ電流指令値演算部１８８が出力するｑ軸電流指令値ｉ*ｑとロータ角速度演算部１４２が出力するロータ角速度ωｒｅとタイマー１９０が出力する現在時刻Ｔｉとを取得する。そして、ステップＳ１１３に進む。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ステップＳ１１３では、ｑ軸電流指令値ｉ*ｑが基準モータ電流指示値ｉｂ以下であるか否かを判定し、さらに、ロータ角速度ωｒｅが基準モータ角速度ωｂ以下であるか否かを判定する。判定の結果、ｑ軸電流指令値ｉ*ｑが基準モータ電流指示値ｉｂ以下であり、かつ、ロータ角速度ωｒｅが基準モータ角速度ωｂ以下あれば、ステップＳ１１５に進む。上記条件が満たされていなければ、ステップＳ１２３に進む。なお、上記条件が満たされているときは、操舵補助力が発生しておらず、かつ、モータ６がほぼ停止しているとみなすことができる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
５    …ＥＣＵ（電子制御ユニット）
６    …ブラシレスモータ
１０  …マイコン
１３８…３相交流／ｄ−ｑ座標変換部
１５０…ＰＷＭ信号生成回路
１５２…モータ駆動回路
１５４…Ｖ相電流検出器
１５６…Ｕ相電流検出器
１７０…オフセット値更新部
ｉ*ｄ …ｄ軸電流指令値
ｉ*ｑ …ｑ軸電流指令値
ｉｕ …Ｕ相検出電流値
ｉｖ …Ｖ相検出電流値
ωｒｅ…ロータ角速度ｄ軸電流指令値を示す符号は、「ｉ＊ｄ」が正しく、「ｉｄ」は誤記であります。ｑ軸電流指令値を示す符号は、「ｉ＊ｑ」が正しく、「ｉｑ」は誤記であります。ｄ軸電圧指令値を示す符号は、「ｖ＊ｄ」が正しく、「ｖｄ」は誤記であります。ｑ軸電圧指令値を示す符号は、「ｖ＊ｑ」が正しく、「ｖｑ」は誤記であります。Ｕ相電圧指令値を示す符号は、「ｖ＊ｕ」が正しく、「ｖｕ」は誤記であります。Ｖ相電圧指令値を示す符号は、「ｖ＊ｖ」が正しく、「ｖｖ」は誤記であります。Ｗ相電圧指令値を示す符号は、「ｖ＊ｗ」が正しく、「ｖｗ」は誤記であります。また、ｑ軸電流ＰＩ制御部を示す符号は、「１２８」が正しく、「１２６」は誤記であります。以上のことは、図２より明らかであります。従いまして、本補正は新規事項を追加するものではありません。