(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータが発生するトルクをステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置であって、
前記電動モータに与えるべき電流である電流指令値を設定する電流指令値設定手段と、
この電流指令値設定手段により設定される電流指令値に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を設定するｄ−ｑ指令値設定手段と、
このｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、前記電動モータに印加される電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電動モータに生じる速度起電圧を求める速度起電圧演算手段と、
前記電動モータに実際に流れる三相交流電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段によって検出される三相交流電流をｄ−ｑ座標系のｄ軸電流およびｑ軸電流に変換する三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段と、
前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて、オフセットが生じているか否かを判断する異常判断手段とを含み、
前記電圧制御手段は、前記速度起電圧演算手段により求められる速度起電圧を考慮してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を設定し、前記ｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値、ならびに前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて、前記電動モータに印加される電圧をフィードバック制御するものであることを特徴とする、電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動モータが発生するトルクをステアリング機構に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、たとえば三相ブラシレスモータなどの電動モータが発生するトルクをステアリング機構に伝達し、これにより操舵の補助を行う電動パワーステアリング装置が知られている。このような電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置の構成は、図４に示されている。
このモータ制御装置は、ハンドルに加えられた操舵トルクなどに基づいて定められる電流指令値ｉ*（実効値）を、モータＭのロータの角度θreに基づいて三相交流座標系のベクトルであるＵ相電流指令値ｉua*およびＶ相電流指令値ｉva*に変換する三相交流座標変換部９１を備えている。上記ロータ角度θreは、モータＭに関連して設けられたレゾルバＲの出力信号に基づいてロータ角度検出回路９２により検出される。
【０００３】
Ｕ相電流指令値ｉua*およびＶ相電流指令値ｉva*は、それぞれ減算部９３ｕ，９３ｖに入力される。これらの減算部９３ｕ，９３ｖには、それぞれモータＭのＵ相に実際に流れる電流であるＵ相電流ｉuaを検出するためのＵ相電流検出回路９４ｕおよびＶ相に実際に流れる電流であるＶ相電流ｉvaを検出するためのＶ相電流検出回路９４ｖの出力が与えられるようになっている。したがって、減算部９３ｕ，９３ｖからは、それぞれＵ相電流ｉuaのＵ相電流指令値ｉua*に対する偏差およびＶ相電流ｉvaのＶ相電流指令値ｉva*に対する偏差が出力されることになる。
【０００４】
この減算部９３ｕ，９３ｖから出力される偏差は、それぞれＵ相電流ＰＩ（比例積分）制御部９５ｕおよびＶ相電流ＰＩ制御部９５ｖに与えられる。また、Ｕ相電流ＰＩ制御部９５ｕおよびＶ相電流ＰＩ制御部９５ｖには、ロータ角度θreの変化率であるロータ角速度ωreに基づいてＰＩゲイン補正部９６により設定された補正ゲインが入力されている。Ｕ相電流ＰＩ制御部９５ｕおよびＶ相電流ＰＩ制御部９５ｖは、減算部９３ｕ，９３ｖから入力される偏差およびＰＩゲイン補正部９６から入力される補正ゲインに基づいて、それぞれＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*を求める。
【０００５】
なお、上記ロータ角速度ωreは、ロータ角度検出回路９２で検出されたロータ角度θreに基づいてロータ角速度演算部９７により求められる。
Ｕ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*は、３相ＰＷＭ変調部９８に入力される。また、Ｕ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*は、Ｗ相電圧指令値算出部９９にも入力されるようになっている。Ｗ相電圧指令値算出部９９は、零からＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*を減算することによりＷ相電圧指令値Ｖwa*を求め、この算出したＷ相電圧指令値Ｖwa*を３相ＰＷＭ変調部９８に与える。すなわち、３相ＰＷＭ変調部９８には、Ｕ相電圧指令値Ｖua*、Ｖ相電圧指令値Ｖva*およびＷ相電圧指令値Ｖwa*が入力されることになる。
【０００６】
３相ＰＷＭ変調部９８は、それぞれＵ相電圧指令値Ｖua*、Ｖ相電圧指令値Ｖva*およびＷ相電圧指令値Ｖwa*に対応したＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwを作成し、その作成したＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwをパワー回路Ｐに向けて出力する。これにより、パワー回路ＰからモータＭのＵ相、Ｖ相およびＷ相に、それぞれＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwに応じた電圧Ｖua，Ｖva，Ｖwaが印加され、モータＭから操舵補助に必要なトルクが発生される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
Ｕ相電流指令値ｉua*およびＶ相電流指令値ｉva*は、いずれも、ロータ角度θreの変化に従って正弦波状に変動する。また、Ｕ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaは、ロータ角度θreの変化に従って正弦波状に変動する正弦波電流である。そのため、モータＭの回転速度が大きくなると、Ｕ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaの変化がそれぞれＵ相電流指令値ｉua*およびＶ相電流指令値ｉva*の変動に追従できず、Ｕ相電流ｉuaとＵ相電流指令値ｉua*との間、およびＶ相電流ｉvaとＶ相電流指令値ｉva*との間に位相ずれを生じるおそれがある。このような位相ずれが生じると、モータＭから適切な大きさのトルクが発生されないために、操舵補助の応答性やハンドルの収斂性の悪化を招き、操舵フィーリングが損なわれるおそれがある。
【０００８】
また、従来のモータ制御装置が有する他の問題として、電流指令値ｉ*が零であるにもかかわらずモータＭに電流が流れるオフセットなどの異常の検出が困難であるといったことがあった。すなわち、Ｕ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaは、正弦波電流であるから、ロータ角度θreによって零となる瞬間（ゼロクロス）がある。したがって、オフセットの有無を正確に検出するには、上記ゼロクロスを避けてＵ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaを取得するためにロータ角度θreを常にモニタしておくか、取得したＵ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaからモータＭに流れる電流の実効値を演算する必要があった。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、操舵フィーリングを向上できる電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置を提供することである。
また、この発明の他の目的は、オフセットなどの異常を容易に検出できる電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、電動モータ（Ｍ）が発生するトルクをステアリング機構（１）に与えて操舵補助を行う電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置（Ｃ）であって、前記電動モータに与えるべき電流である電流指令値（ｉa*）を設定する電流指令値設定手段（６１，６２）と、この電流指令値設定手段により設定される電流指令値に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電流指令値（ｉda*）およびｑ軸電流指令値（ｉqa*）を設定するｄ−ｑ指令値設定手段（６６）と、このｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいて、前記電動モータに印加される電圧を制御する電圧制御手段と、前記電動モータに生じる速度起電圧を求める速度起電圧演算手段と、前記電動モータに実際に流れる三相交流電流を検出する電流検出手段（４１，４１ｕ，４１ｖ）と、この電流検出手段によって検出される三相交流電流をｄ−ｑ座標系のｄ軸電流（ｉda）およびｑ軸電流（ｉqa）に変換する三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段（６８）と、前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて、オフセットが生じているか否かを判断する異常判断手段（７４）とを含み、前記電圧制御手段は、前記速度起電圧演算手段により求められる速度起電圧を考慮してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を設定し、前記ｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値、ならびに前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて、前記電動モータに印加される電圧をフィードバック制御するものであることを特徴とする、電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置である。
【００１１】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じである。
この発明によれば、電流指令値設定手段によって設定された電流指令値に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値が設定され、その設定されたｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値に基づいてモータが制御されるようになっている。ｄ−ｑ座標系の電流指令値であるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値は、モータのロータ角度とは無関係な直流量である。したがって、三相交流座標系の電流指令値に基づいてモータを制御する従来装置とは異なり、モータの出力トルクが、電流指令値とモータに実際に流れる電流との位相ずれのためにダウンするといったことがない。ゆえに、従来と比較して、操舵補助の応答性やハンドルの収斂性の向上を図ることができ、操舵フィーリングを格段に向上できる。しかも、速度起電圧演算手段により求められる速度起電圧を考慮してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値が設定されることにより、速度起電圧の影響による電動モータの出力ダウンを回避できるので、操舵フィーリングのさらなる向上を図ることができる。
また、異常判断手段は、三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて異常が生じているか否かを判断する。ｄ軸電流およびｑ軸電流は、ロータ角度とは無関係な直流量であるから、異常判断手段は、ロータ角度と無関係にｄ軸電流およびｑ軸電流を取得し、その取得したｄ軸電流およびｑ軸電流に基づいて異常の有無を判断できる。これにより、ロータの角度を常にモニタする必要などがなく、異常判断のための処理を簡素化することができる。
【００１３】
また、前記電圧制御手段は、前記ｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｄ軸電流指令値と前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｄ軸電流との偏差を求めるｄ軸偏差演算手段（６７ｄ）と、このｄ軸偏差演算手段により求められる偏差に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電圧指令値（Ｖda*）を設定するｄ軸電圧指令値設定手段（６９ｄ，７１ｄ）と、前記ｄ−ｑ指令値設定手段により設定されるｑ軸電流指令値と前記三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段から出力されるｑ軸電流との偏差を求めるｑ軸偏差演算手段（６７ｑ）と、このｑ軸偏差演算手段により求められる偏差に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｑ軸電圧指令値（Ｖqa*）を設定するｑ軸電圧指令値設定手段（６９ｑ，７１ｑ）とをさらに含むことが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この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電気的構成をステアリング機構の断面構造とともに示すブロック図である。ステアリング機構１は、車幅方向に沿って配置されたラック１１と、このラック１１にギアボックス１７内において噛合するピニオン部を先端に有するピニオン軸１２と、ラック１１の両端に回動自在に結合されたタイロッド１３と、このタイロッド１３の先端に回動自在に結合されたナックルアーム１４とを備えている。ナックルアーム１４は、キングピン１５まわりに回動自在に設けられており、このナックルアーム１４に操舵輪１６が取り付けられている。
【００１７】
ピニオン軸１２の基端部は、ユニバーサルジョイントを介してステアリング軸に結合されており、このステアリング軸の一端には、ハンドル（ステアリングホイール）が固定されている。この構成により、ハンドルを回転させることによって、ラック１１がその長手方向に変位し、ナックルアーム１４がキングピン１５まわりに回動して、操舵輪１６の方向が変化する。
電動パワーステアリング装置２は、たとえば、ラック１１の途中部に関連して設けられた三相ブラシレスモータＭを有している。モータＭは、車両に固定されたケース２１を備えており、このケース２１内には、ラック１１を取り囲むようにロータ２２が配置され、さらに、ロータ２２を取り囲むようにステータ２３が配置されている。
【００１８】
ロータ２２の一端部には、ボールナット３１が連結されている。このボールナット３１は、ラック１１の途中部に形成されたねじ軸部３２に複数個のボールを介して螺合していて、これによりボールねじ機構３０が形成されている。また、ボールナット３１とモータＭのケース２１との間には、軸受け３３，３４が介装されており、ケース２１とロータ２２の他端部付近との間には、軸受け３５が介装されている。この構成により、モータＭへの通電が行われて、ロータ２２にトルクが与えられると、その与えられたトルクは、ロータ２２に連結されたボールナット３１に伝達される。ボールナット３１に伝達されたトルクは、ボールねじ機構３０によってラック１１の車幅方向への駆動力に変換される。こうして、モータＭから発生するトルクがステアリング機構１に与えられる。
【００１９】
モータＭは、コントローラＣによってフィードバック制御されるようになっている。すなわち、コントローラＣには、モータＭに流れる電流（Ｕ相電流ｉua、Ｖ相電流ｉva）を検出するモータ電流検出回路４１および車速Ｖを検出する車速センサ４２の出力信号が入力されている。また、操舵トルクＴを検出するトルクセンサ４３の出力信号が位相補償回路４４を介して入力されている。この位相補償回路４４は、トルクセンサ４３の出力信号の位相を進めて、制御系を安定化させるための回路である。コントローラＣにはさらに、レゾルバＲの出力信号に基づいてロータ角度θreを検出するロータ角度検出回路４５の出力信号が入力されている。ロータ角度θreは、モータＭのＵ相電機子巻線の位置を基準とするロータ（界磁）の角度である。コントローラＣは、車速センサ４２および位相補償回路４４の出力信号に基づいてモータＭの電流指令値を設定し、さらに、この電流指令値とモータ電流検出回路４１の出力信号とに基づいて電圧指令値を設定し、この電圧指令値をモータドライバ５０に与える。これにより、モータドライバ５０からモータＭに適切な電圧が印加され、モータＭから操舵補助に必要十分なトルクが発生する。
【００２０】
図２は、コントローラＣの機能構成を説明するためのブロック図である。コントローラＣは、たとえばＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むマイクロコンピュータを備えていて、図２に二点鎖線で示す枠内の各機能手段は、たとえば、ＣＰＵがＲＯＭ内に記憶されているプログラムを実行することにより実現されるようになっている。
コントローラＣは、車速センサ４２の出力信号Ｖおよび位相補償回路４４の出力信号に基づいて目標電流値を演算する目標電流演算部６１を備えている。この目標電流演算部６１が出力する目標電流値は、加算部６２および指示電流方向判定部６３に入力されるようになっている。指示電流方向判定部６３は、目標電流演算部６１から入力される目標電流値の符号を判定し、その判定結果を収斂性補正部６４に与える。目標電流値は、たとえば、右方向操舵に対する補助力（右方向トルク）をモータＭから発生させる場合に正の符号をとり、左方向操舵に対する補助力（左方向トルク）をモータＭから発生させる場合に負の符号をとる。
【００２１】
収斂性補正部６４には、指示電流方向判定部６３の判定結果の他に、車速センサ４２の出力信号Ｖと、ロータ角度検出回路４５で検出されたロータ角度θreに基づいてロータ角速度ωreを演算するロータ角速度演算部６５の出力信号とが入力されている。これらの入力信号に基づき、収斂性補正部６４は、ハンドルの収斂性を向上させるための収斂性補正値を演算し、その収斂性補正値を加算部６２に与える。加算部６２では、目標電流演算部６１から入力される目標電流値と収斂性補正部６４から入力される収斂性補正値が足し合わされ、これにより、モータＭのＵ相、Ｖ相およびＷ相に与えるべき電流（正弦波電流）の振幅を表す電流指令値Ｉa*が設定される。
【００２２】
加算部６２で設定された電流指令値Ｉa*は、ｑ軸電流指令値演算部６６に与えられる。このｑ軸電流指令値演算部６６は、電流指令値Ｉa*に基づいて、ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸電流指令値ｉqa*を演算により求める。
ｄ−ｑ座標系は、モータＭのロータ（永久磁石）と同期して回転するｄ軸およびｑ軸からなる回転直交座標系である。図３に示すように、ｄ軸は、ロータが形成する磁束の方向に沿った軸であり、ｑ軸は、モータＭが発生するトルクの方向に沿った軸である。
【００２３】
ここで、三相交流座標をｄ−ｑ座標に変換するための変換行列［ｃ］は、
【００２４】
【数１】
0004154101.tif 000002
【００２５】
であるから、電流指令値Ｉa*を三相分相処理して得られるＵ相電流指令値をｉua*とし、Ｖ相電流指令値をｉva*とし、Ｗ相電流指令値をｉwa*とすると、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*は、下記第(2)式で表される。
【００２６】
【数２】
0004154101.tif 000003
【００２７】
また、Ｕ相電流指令値ｉua*、Ｖ相電流指令値ｉva*およびＷ相電流指令値ｉwa*は、それぞれ下記第(3)，(4)，(5)式で表される。
【００２８】
【数３】
0004154101.tif 000004
【００２９】
そして、これらの第(3)，(4)，(5)式を上記第(2)式に代入して整理すると、ｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*は、下記第(6)式のように表すことができる。
【００３０】
【数４】
0004154101.tif 000005
【００３１】
したがって、ｑ軸電流指令値演算部６６は、次の第(7)式に従ってｑ軸電流指令値ｉqa*を算出する。
【００３２】
【数５】
0004154101.tif 000006
【００３３】
ｑ軸電流指令値演算部６６によって算出されたｑ軸電流指令値ｉqa*は、減算部６７ｑに入力されるようになっている。この減算部６７ｑには、モータ電流検出回路４１が検出するＵ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaを三相交流／ｄ−ｑ座標変換して求められるｑ軸電流ｉqaが入力されている。すなわち、モータ電流検出回路４１には、モータＭのＵ相に実際に流れる電流であるＵ相電流ｉuaを検出するためのＵ相電流検出回路４１ｕと、モータＭのＶ相に実際に流れる電流であるＶ相電流ｉvaを検出するためのＶ相電流検出回路４１ｖとが含まれている。これらのＵ相電流検出回路４１ｕおよびＶ相電流検出回路４１ｖの出力信号は、三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８に入力されており、三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８は、下記第(8)式に従って、Ｕ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaをｄ−ｑ座標系の値に変換する。
【００３４】
【数６】
0004154101.tif 000007
【００３５】
そして、三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８は、三相交流／ｄ−ｑ座標変換により得られたｑ軸電流ｉqaを減算部６７ｑに与える。したがって、減算部６７ｑからは、ｑ軸電流ｉqaのｑ軸電流指令値ｉqa*に対する偏差が出力されることになる。
一方、上記第(6)式から、ｄ軸電流指令値ｉda*は、電流指令値Ｉa*にかかわらず零に設定することが好ましいことが理解できる。そこで、このｄ軸電流指令値ｉda*は常に零に設定され、この「ｄ軸電流指令値ｉda*＝０」は減算部６７ｄに入力されるようになっている。そして、減算部６７ｄには、三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８において上記第(8)式に従い、Ｕ相電流ｉuaおよびＶ相電流ｉvaを三相交流／ｄ−ｑ座標変換して得られるｄ軸電流ｉdaが入力されている。これにより、減算部６７ｄは、ｄ軸電流ｉdaのｄ軸電流指令値ｉda*に対する偏差を出力することになる。
【００３６】
減算部６７ｄ，６７ｑから出力される偏差は、それぞれｄ軸電流ＰＩ（比例積分）制御部６９ｄおよびｑ軸電流ＰＩ制御部６９ｑに与えられる。ＰＩ制御部６９ｄ，６９ｑは、それぞれ、減算部６７ｄ，６７ｑから入力される偏差に基づいてＰＩ演算を行い、これによりｄ軸電圧基本値Ｖ'da*およびｑ軸電圧基本値Ｖ'qa*を求める。
ここで、ｄ−ｑ座標系で表すモータＭの回路方程式は、下記第(9)式で表されることが知られている。
【００３７】
【数７】
0004154101.tif 000008
【００３８】
この第(9)式を展開して整理すると、下記第(10)式および第(11)式を得ることができる。
Ｖda＝(Ｒa＋ＰＬa)ｉda−ωreＬaｉqa              ・・・・・・(10)
Ｖqa＝(Ｒa＋ＰＬa)ｉqa＋ωre(Ｌaｉda＋Φfa)       ・・・・・・(11)
上記第(10)式の第２項「−ωreＬaｉqa」および上記第(11)式の第２項「ωre(Ｌaｉda＋Φfa)」は、ロータが形成する磁束と電機子巻線を流れる電流が形成する磁束により生じる速度起電圧である。上記第(10)式および第(11)式から、速度起電圧「−ωreＬaｉqa」および「ωre(Ｌaｉda＋Φfa)」は、それぞれｄ軸電圧Ｖdaおよびｑ軸電圧Ｖqaに影響を及ぼすことが判る。したがって、ｄ軸電圧基本値Ｖ'da*およびｑ軸電圧基本値Ｖ'qa*に基づいてモータＭを制御した場合、モータ電流検出回路４１の出力信号を三相交流／ｄ−ｑ座標変換して得られるｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaは、それぞれｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*と良好に一致しない。
【００３９】
そこで、この実施形態では、ロータ角速度演算部６５から出力されるロータ角速度ωre、ならびに三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８から出力されるｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaに基づいて、速度起電圧「−ωreＬaｉqa」および「ωre(Ｌaｉda＋Φfa)」の影響を排除するための非干渉化制御が行われる。
すなわち、ロータ角速度演算部６５から出力されるロータ角速度ωre、ならびに三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８から出力されるｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaが、非干渉化制御部７０に入力されるようになっており、この非干渉化制御部７０によって、速度起電圧「−ωreＬaｉqa」および「ωre(Ｌaｉda＋Φfa)」が演算される。そして、この速度起電圧「−ωreＬaｉqa」および「ωre(Ｌaｉda＋Φfa)」が、それぞれ、加算部７１ｄ，７１ｑにおいてｄ軸電圧基本値Ｖ'da*およびｑ軸電圧基本値Ｖ'qa*と足し合わされ、その演算結果がｄ軸電圧指令値Ｖda*およびｑ軸電圧指令値Ｖqa*とされる。
【００４０】
ｄ軸電圧指令値Ｖda*およびｑ軸電圧指令値Ｖqa*は、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２に入力されるようになっている。このｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２にはまた、ロータ角度検出回路４５で検出されるロータ角度θreが入力されており、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２は、下記第(12)式に従って、ｄ軸電圧指令値Ｖda*およびｑ軸電圧指令値Ｖqa*を三相交流座標系の指令値Ｖua*，Ｖva*に変換する。そして、その得られたＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*を、モータドライバ５０に備えられた３相ＰＷＭ変調部５１に入力する。
【００４１】
【数８】
0004154101.tif 000009
【００４２】
ただし、Ｗ相電圧指令値Ｖwa*は、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２では算出されず、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２で算出されたＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*に基づいて、Ｗ相電圧指令値算出部７３において算出される。すなわち、Ｗ相電圧指令値算出部７３には、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２からＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*が入力されており、Ｗ相電圧指令値算出部７３は、零からＵ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*を減算することによりＷ相電圧指令値Ｖwa*を求める。
【００４３】
なお、このようにＷ相電圧指令値Ｖwa*をｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２で算出せずに、Ｗ相電圧指令値算出部７３で算出するのは、上記第(12)式に従った演算を行うことによるＣＰＵへの負担を避けるためである。したがって、ＣＰＵの演算速度が十分である場合には、ｄ−ｑ／三相交流座標変換部７２でＷ相電圧指令値Ｖwa*を算出するようにしてもよい。
Ｗ相電圧指令値算出部７３で算出されたＷ相電圧指令値Ｖwa*は、Ｕ相電圧指令値Ｖua*およびＶ相電圧指令値Ｖva*と同様に３相ＰＷＭ変調部５１に与えられる。３相ＰＷＭ変調部５１は、それぞれＵ相電圧指令値Ｖua*、Ｖ相電圧指令値Ｖva*およびＷ相電圧指令値Ｖwa*に対応したＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwを作成し、その作成したＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwをパワー回路５２に向けて出力する。これにより、パワー回路５２からモータＭのＵ相、Ｖ相およびＷ相に、それぞれＰＷＭ信号Ｓu，Ｓv，Ｓwに応じた電圧Ｖua，Ｖva，Ｖwaが印加され、モータＭから操舵補助に必要なトルクが発生される。
【００４４】
以上のようにこの実施形態によれば、車速Ｖや操舵トルクＴなどに応じて設定された電流指令値Ｉa*に基づいて、ｄ−ｑ座標系のｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*が設定され、その設定されたｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*に基づいてモータＭが制御されるようになっている。ｄ軸電流指令値ｉda*およびｑ軸電流指令値ｉqa*は、上記第(6)式から理解できるようにロータ角度θreとは無関係である。したがって、三相交流座標系の電流指令値に基づいてモータＭを制御する従来装置とは異なり、モータＭの出力トルクが、電流指令値とモータＭに実際に流れる電流との位相ずれのためにダウンするといったことがない。ゆえに、従来と比較して、操舵補助の応答性やハンドルの収斂性の向上を図ることができ、操舵フィーリングを格段に向上できる。
【００４５】
さらに、この実施形態では、ロータが形成する磁束と電機子巻線を流れる電流が形成する磁束によりモータＭに生じる速度起電圧が演算され、この速度起電圧を考慮してｄ軸電圧指令値Ｖda*およびｑ軸電圧指令値Ｖqa*が設定される（非干渉化制御）。これにより、速度起電圧の影響によるモータＭの出力ダウンを回避でき、操舵フィーリングのさらなる向上を図ることができる。
また、この実施形態では、オフセットなどの異常が生じているか否かを判断するための異常判断部７４が備えられており、この異常判断部７４は、三相交流／ｄ−ｑ座標変換部６８から出力されるｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaに基づいて異常が生じているか否かを判断するようになっている。ｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaは、Ｕ相電流ｉua、Ｖ相電流ｉvaおよびＷ相電流ｉwaの振幅をＩaとすると、下記第(13)式のように表すことができ、ロータ角度θreとは無関係であることが理解できる。したがって、異常判断部７４は、ロータ角度θreと無関係にｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaを取得し、その取得したｄ軸電流ｉdaおよびｑ軸電流ｉqaに基づいて異常の有無を判断できる。また、モータＭに流れる電流の実効値を演算する必要もない。
【００４６】
【数９】
0004154101.tif 000010
【００４７】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の実施形態では、ＰＩ制御が適用された場合を例にあげたが、このＰＩ制御に代えて、ＰＩＤ（比例積分微分）制御が適用されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この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示すブロック図である。
【図２】コントローラ（モータ制御装置）の機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】ｄ−ｑ座標系について説明するための図である。
【図４】従来の電動パワーステアリング装置のためのモータ制御装置の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１      ステアリング機構
２      電動パワーステアリング装置
４１    モータ電流検出回路（電流検出手段）
６１    目標電流演算部（電流指令値設定手段）
６２    加算部（電流指令値設定手段）
６６    ｑ軸電流指令値演算部（ｄ−ｑ指令値設定手段）
６７ｄ  減算部（ｄ軸偏差演算手段、電圧制御手段）
６７ｑ  減算部（ｑ軸偏差演算手段、電圧制御手段）
６８    三相交流／ｄ−ｑ座標変換部（三相交流／ｄ−ｑ座標変換手段）
６９ｄ  ｄ軸電流ＰＩ制御部（ｄ軸電圧指令値設定手段、電圧制御手段）
６９ｑ  ｑ軸電流ＰＩ制御部（ｑ軸電圧指令値設定手段、電圧制御手段）
７０    非干渉化制御部（速度起電圧演算手段）
７１ｄ  加算部（ｄ軸電圧指令値設定手段、電圧制御手段）
７１ｑ  加算部（ｑ軸電圧指令値設定手段、電圧制御手段）
７２    ｄ−ｑ／三相交流座標変換部（電圧制御手段）
７３    Ｗ相電圧指令値算出部（電圧制御手段）
７４    異常判断部（異常判断手段）
Ｃ      コントローラ（モータ制御装置）
Ｍ      三相ブラシレスモータ（電動モータ）
【図１】
0004154101.tif 000011
【図２】
0004154101.tif 000012
【図３】
0004154101.tif 000013
【図４】
0004154101.tif 000014