(57)【要約】【課題】マイコンのタスクロードを低減しつつ、ｎ相電流検出補正値演算を可能とし、高機能、高出力なモータ駆動制御装置及び電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電流制御器３５において、ｎ相電流制御器演算とｎ−１相電流制御器演算とを切り替え可能に構成する。そして、電流検出補正値演算時にはｎ相電流制御器演算としてｎ相の電流検出補正値を演算し、正確なｎ相の電流検出値を得る。一方、電流検出補正値演算を行わない通常制御時にはｎ−１相電流制御器演算とする。このとき、ｎ−１相電流制御器演算時には、ｎ−１相の電流指令値とｎ−１相の駆動電流検出値とに基づいてｎ−１相の電圧指令値を演算すると共に、当該ｎ−１相の電圧指令値に基づいて残りの１相の電圧指令値を演算する。【選択図】図３
2009027819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ相（ｎは３以上の整数）の電動モータにおけるｎ相の駆動電流を検出する電流検出手段と、ｎ相の電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値と前記駆動電流検出値とに基づいて電圧指令値を演算するｎ相の電流制御器を有する電流制御手段とを備えるモータ駆動制御装置であって、
前記電流制御手段は、ｎ相の電流制御器のうち、有効にする電流制御器の相数をｎ相及びｎ−１相の何れかに切り替え可能な相数切り替え手段を有し、前記相数切り替え手段でｎ相の電流制御器を有効にしたとき、ｎ相の電流指令値とｎ相の駆動電流検出値とに基づいてｎ相の電圧指令値を演算し、前記相数切り替え手段でｎ−１相の電流制御器を有効にしたとき、ｎ−１相の電流指令値とｎ−１相の駆動電流検出値とに基づいてｎ−１相の電圧指令値を演算すると共に、当該ｎ−１相の電圧指令値に基づいて残りの１相の電圧指令値を演算することを特徴とするモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記駆動電流検出値を補正するための電流検出補正値を演算する電流検出補正値演算を行うか否かを判定する補正演算判定手段と、該補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、前記電流制御手段で演算された電圧指令値が所定範囲内になるように前記電流検出補正値を演算する補正値演算手段とを有し、前記相数切り替え手段は、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、ｎ相の電流制御器を有効にし、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行わないと判定したとき、ｎ−１相の電流制御器を有効にすることを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記電流指令値演算手段は、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、零となる電流指令値を演算し、前記補正値演算手段は、前記電流指令値演算手段が零の電流指令値を演算した所定時間後から、所定回数、前記電流制御手段で演算したｎ相の電圧指令値のサンプリングを実施し、当該サンプリングにより抽出されたサンプリング値の平均値が零又は零を跨ぐ所定範囲内になるようにｎ相の電流検出補正値を演算することを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項４】
前記電流制御手段で演算された電圧指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するインバータ回路を有し、前記電流検出手段が前記インバータ回路の下段に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項５】
前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、前記電流検出補正値演算に必要な演算器のみを作動状態とし、それ以外を非作動状態とすることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置。
【請求項６】
操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータを、前記請求項１〜５の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置で駆動制御するようにしたことを特徴とする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、ｎ相（ｎは３以上の整数）の電動モータを駆動制御するモータ駆動制御装置、及びこれを使用した電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動パワーステアリング装置としては、目標電流値とモータ回転数とに基づいて電圧指令値が零と見なせる状態を判定し、電圧指令値が零と見なせる状態のとき、電圧指令値が零となるようにモータ電流検出値を補正する電流検出補正値を演算するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１３１０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、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、電圧指令値に基づいて電流検出補正値演算を行うことについて述べているが、電圧指令値を演算する電流制御器の数については言及していない。
近年、電動パワーステアリング装置には高機能、多機能が求められ、それに伴い、制御機能も多機能化しているため、マイコンのタスクロードをできるだけ節約することが求められている。そして、このタスクロード低減を考慮した電流制御器演算として、ｎ相のモータに対してｎ−１相電流制御器演算を行うことが考えられている。
【０００４】
一方、電動パワーステアリング装置では、電流検出手段をインバータ下段に備える構造が簡単で低コストにできる利点があり普及しているが、このような構造の場合、ＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％を超える相については電流が正確に検出できない。
さらに、近年、電動パワーステアリング装置には高出力化が要求されており、電圧も有効に利用してモータ駆動制御を行う必要があり、このような電圧を有効に利用しようとした制御においては、（同時ではないが）どの相でもデューティ値がおよそ９０％以上となり得るため、どの相でも電流検出ができないタイミングが発生し得ることになる。
【０００５】
上記のように、あるタイミングで電流検出ができない相については、他相の電流検出値を用いて演算した値を用いるようにしなければならない。
したがって、通常制御時に上記タスクロード低減を考慮してｎ−１相電流制御器演算を行う場合でも、正確なｎ相の電流検出値が必要となるので、ｎ相分の電流検出補正値演算が必要となる。
【０００６】
そこで、本発明は、マイコンのタスクロードを低減しつつ、ｎ相電流検出補正値演算を可能とし、ひいては、高機能、高出力なモータ駆動制御装置及び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】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に係るモータ駆動制御装置は、ｎ相（ｎは３以上の整数）の電動モータにおけるｎ相の駆動電流を検出する電流検出手段と、ｎ相の電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、前記電流指令値と前記駆動電流検出値とに基づいて電圧指令値を演算するｎ相の電流制御器を有する電流制御手段とを備えるモータ駆動制御装置であって、
前記電流制御手段は、ｎ相の電流制御器のうち、有効にする電流制御器の相数をｎ相及びｎ−１相の何れかに切り替え可能な相数切り替え手段を有し、前記相数切り替え手段でｎ相の電流制御器を有効にしたとき、ｎ相の電流指令値とｎ相の駆動電流検出値とに基づいてｎ相の電圧指令値を演算し、前記相数切り替え手段でｎ−１相の電流制御器を有効にしたとき、ｎ−１相の電流指令値とｎ−１相の駆動電流検出値とに基づいてｎ−１相の電圧指令値を演算すると共に、当該ｎ−１相の電圧指令値に基づいて残りの１相の電圧指令値を演算することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に係るモータ駆動制御装置は、請求項１に係る発明において、前記駆動電流検出値を補正するための電流検出補正値を演算する電流検出補正値演算を行うか否かを判定する補正演算判定手段と、該補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、前記電流制御手段で演算された電圧指令値が所定範囲内になるように前記電流検出補正値を演算する補正値演算手段とを有し、前記相数切り替え手段は、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、ｎ相の電流制御器を有効にし、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行わないと判定したとき、ｎ−１相の電流制御器を有効にすることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項３に係るモータ駆動制御装置は、請求項２に係る発明において、前記電流指令値演算手段は、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、零となる電流指令値を演算し、前記補正値演算手段は、前記電流指令値演算手段が零の電流指令値を演算した所定時間後から、所定回数、前記電流制御手段で演算したｎ相の電圧指令値のサンプリングを実施し、当該サンプリングにより抽出されたサンプリング値の平均値が零又は零を跨ぐ所定範囲内になるようにｎ相の電流検出補正値を演算することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に係るモータ駆動制御装置は、請求項１〜３の何れか１項に係る発明において、前記電流制御手段で演算された電圧指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するインバータ回路を有し、前記電流検出手段が前記インバータ回路の下段に設けられていることを特徴としている。
さらにまた、請求項５に係るモータ駆動制御装置は、請求項１〜４の何れか１項に係る発明において、前記補正演算判定手段で前記電流検出補正値演算を行うと判定したとき、前記電流検出補正値演算に必要な演算器のみを作動状態とし、それ以外を非作動状態とする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、操舵系に運転者の操舵負担を軽減する操舵補助力を付与する電動モータを、前記請求項１〜５の何れか１項に記載のモータ駆動制御装置で駆動制御するようにしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るモータ駆動制御装置によれば、ｎ相電流制御器演算とｎ−１相電流制御器演算とを切り替え可能に構成するので、通常制御時にｎ−１相電流制御器演算とすることで、マイコンのタスクロードを低減することができるという効果が得られる。
また、例えば、電動モータの駆動電流検出値を補正するための電流検出補正値を演算する際にｎ相電流制御器演算とすることで、ｎ相の電流検出補正値を演算することができ、正確にｎ相の電流検出値を補正することができる。その結果、電動モータをＰＷＭ制御によって駆動する場合において、ＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％以上となって電流検出ができない相が発生しても、他相の電流検出値を用いて適正なｎ相の電流検出値を得ることができるので、電圧を有効に利用したモータ駆動制御が可能となる。
【００１３】
したがって、このようなモータ駆動制御装置を適用することで、高機能、多機能で高出力な電動パワーステアリング装置を実現することが可能となる。
【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】
コントローラ１５は、車載のバッテリ１７（例えば、定格電圧が１２Ｖである）から電源供給されることによって作動する。バッテリ１７の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッションスイッチ１８を介してコントローラ１５に接続されると共に、イグニッションスイッチ１８を介さず直接コントローラ１５に接続されている。
また、本実施形態の電動モータ１２は、例えば３相ブラシレスモータであり、図２に示すように、Ａ相コイルＬａ、Ｂ相コイルＬｂ及びＣ相コイルＬｃの一端が互いに接続されたスター結線となっている。また、電動モータ１２は、ロータの回転位置を検出するレゾルバ、エンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路を備え、回転角センサ１３はこのロータ位置検出回路から出力されるロータ回転位置をもとにモータ角度θを検出するようになっている。
【００１８】
コントローラ１５には、図２に示すように、トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１６で検出された車速検出値Ｖが入力されると共に、回転角センサ１３で検出されたモータ角度θが入力され、さらに電流検出手段としてのモータ電流検出器１４で検出された各相電流検出値ｉａ、ｉｂ及びｉｃが入力される。
ここで、本実施形態では、モータ電流検出器１４は後述するインバータ回路２４の下段に配設されているものとする。このように、モータ電流検出器１４をインバータ回路２４の下段に配設する構造は、比較的簡易で低コストに実現できるという利点がある。
【００１９】
このコントローラ１５は、操舵トルクＴ、車速検出値Ｖ及びモータ角度θに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生するための各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ、Ｖｒｅｆｂ及びＶｒｅｆｃを出力する例えばマイクロコンピュータで構成される制御演算装置２３と、電動モータ１２を駆動する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成されるモータ駆動回路（インバータ回路）２４と、制御演算装置２３から出力される各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ、Ｖｒｅｆｂ及びＶｒｅｆｃに基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）制御処理を実行し、モータ駆動回路２４の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するＦＥＴゲート駆動回路（ＰＷＭ制御部）２５と、を備えている。
【００２０】
制御演算装置２３は、図３に示すように、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた電流指令値Ｉｒｅｆをもとに各相電流指令値Ｉｒｅｆａ〜Ｉｒｅｆｃを算出し、各相電流指令値Ｉｒｅｆａ〜Ｉｒｅｆｃと各相電流検出値Ｉａ〜Ｉｃとで電流フィードバック処理を行って各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃを出力するようになっている。
この制御演算装置２３は、電流指令値作成部３１と、角速度演算部３２と、各相電流指令値演算部３３と、減算器３４と、電流制御器３５と、電流検出補正演算部３６と、加算器３７と、電流切り替え演算部３８と、逆起電圧補償部３９と、加算器４０とを備えている。
【００２１】
電流指令値作成部３１は、トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴ及び車速センサ１６で検出した車速検出値Ｖを入力として、公知の手順により電流指令値Ｉｒｅｆを算出し、これを各相電流指令値演算部３３及び電流検出補正演算部３６に出力する。
角速度演算部３２は、回転角センサ１３で検出されるモータ角度θを微分してモータ角速度ωｍを算出し、これを各相電流指令値演算部３３及び電流検出補正演算部３６に出力する。
【００２２】
各相電流指令値演算部３３は、電流指令値Ｉｒｅｆ、モータ角速度ωｍ、及び後述する電流検出補正演算部３６から出力される電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇが入力されて、電流検出補正演算部３６から電流検出補正値演算を実施しないことを示す“０”にリセットされた電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇが入力されているとき（通常制御時）には、電流指令値Ｉｒｅｆ及びモータ角速度ωｍをもとにｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆを算出し、さらにｄ−ｑ軸電流指令値Ｉｄｒｅｆ，Ｉｑｒｅｆを２相／３相変換して３相電流指令値Ｉｒｅｆａ〜Ｉｒｅｆｃを算出し、これらを出力する。
【００２３】
一方、電流検出補正演算部３６から電流検出補正値演算を実施することを示す“１”にセットされた電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇが入力されているとき（電流検出補正演算時）には、電流指令値演算の実施を停止し、３相電流指令値Ｉｒｅｆａ〜Ｉｒｅｆｃをそれぞれ“０”として出力する。
電流制御器３５は、減算器３４ａ〜３４ｃで、３相電流指令値Ｉｒｅｆａ〜Ｉｒｅｆｃから、後述する電流切り替え演算部３８から出力される３相電流検出値Ｉａ〜Ｉｃをそれぞれ減算した電流制御入力Ｉｄａ〜Ｉｄｃと、後述する電流検出補正演算部３６から出力される電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇとが入力されて、３相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃを出力する。
【００２４】
図４は、電流制御器３５の詳細な構成を示すブロック図である。
この図４に示すように、電流制御器３５は、ａ相電流制御入力Ｉｄａをもとにａ相電圧指令値Ｖｒｅｆａを算出するＡ相電流制御器３５ａと、ｂ相電流制御入力Ｉｄｂをもとにｂ相電圧指令値Ｖｒｅｆｂを算出するＢ相電流制御器３５ｂと、ｃ相電流制御入力Ｉｄｃをもとにｃ相電圧指令値Ｖｒｅｆｃを算出するＣ相電流制御器３５ｃと、切り替えスイッチ３５ｄと、加算器３５ｅとを備えている。
【００２５】
切り替えスイッチ３５ｄは、電流検出補正演算部３６からｉｃｆｌｇ＝０が入力されている通常制御時には、図中実線で示す状態となっており、ｉｃｆｌｇ＝１が入力されたときに、図中破線で示す状態に切り替わるようになっている。
また、Ｂ相電流制御器３５ｂは、ｉｃｆｌｇ＝０が入力されているときに、演算実施を中止するようになっている。
【００２６】
このような構成により、ｉｃｆｌｇ＝０の通常制御時には、Ａ相電流制御器３５ａ及びＣ相電流制御器３５ｃで、それぞれａ相電圧指令値Ｖｒｅｆａ及びｃ相電圧指令値Ｖｒｅｆｃを算出すると共に、ａ相電圧指令値Ｖｒｅｆａ及びｃ相電圧指令値Ｖｒｅｆｃに対して、相電圧の総和が零であるという関係に基づいて、加算器３５ｅで（−Ｖｒｅｆａ−Ｖｒｅｆｃ）の演算を行い、その結果をｂ相電圧指令値Ｖｒｅｆｂとして算出する。これにより、３相ブラシレスモータで構成される電動モータ１２に対して１相少ない２相で電流制御器演算を行うことになる。
【００２７】
一方、ｉｃｆｌｇ＝１の電流検出補正演算時には、Ｂ相電流制御器３５ｂを演算実施状態とし、Ｂ相電流制御器３５ｂで算出された結果をｂ相電圧指令値Ｖｒｅｆｂとして出力する。このように、電動モータ１２に対して３相で電流制御器演算を行う。
次に、図３の電流検出補正演算部３６について説明する。
図５は、電流検出補正演算部３６の詳細な構成を示すブロック図である。この図５に示すように、電流検出補正演算部３６は、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａと、電流検出補正値演算部３６ｂとを備えている。
【００２８】
電流検出補正演算実施条件判定部３６ａは、電流指令値作成部３１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆ及び角速度演算部３２から出力されるモータ角速度ωｍが入力されて、電流検出補正値演算を実施するか否かを判定すると共に、その判定結果に応じた電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇを、各相電流指令値演算部３３、電流制御器３５及び逆起電圧補償部３９に対して出力する。
【００２９】
ここで、本実施形態では、モータ角速度ωｍが所定値ωｍTH以下、且つ電流指令値Ｉｒｅｆが所定値ＩｒｅｆTH以下である状態が所定時間継続したときに、電流検出補正値演算を実施するものと判定してｉｃｆｌｇ＝１を出力し、それ以外の場合にはｉｃｆｌｇ＝０を出力する。
なお、ここではωｍ≦ωｍTH、且つＩｒｅｆ≦ＩｒｅｆTHであるときに電流検出補正値演算を実施するものと判定する場合について説明したが、運転者が操舵操作していない状態であり、電流制御器３５からの出力が零（０）であると見なせる状態であれば、電流検出補正値演算を実施するものと判定することができる。
【００３０】
電流検出補正値演算部３６ｂは、前記電流検出補正演算実施条件判定部３６ａで電流検出補正値演算を実施すると判定されたとき、電流制御器３５から出力される各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃをもとに各相電流検出補正値ｉｃａ〜ｉｃｃを演算し、出力する。
図６は、電流検出補正値演算部３６ｂで実行される電流検出補正値演算処理手順を示すフローチャートである。この電流検出補正値演算処理は、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａから電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇ＝１が入力されるタイミングで相毎に実行開始される。以下、Ａ相の電流検出補正値演算処理について説明する。
【００３１】
先ずステップＳ１で、ｉｃｆｌｇ＝１が入力されてから所定時間Ｔ１THが経過したか否かを判定し、所定時間Ｔ１THが経過していないときには当該ステップＳ１の判定を繰り返し、所定時間Ｔ１THが経過するとステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、電流制御器３５の出力であるａ相電圧指令値Ｖｒｅｆａをサンプリングし、ステップＳ３に移行する。
【００３２】
ステップＳ３では、電流指令値作成部３１から出力される電流指令値Ｉｒｅｆの絶対値｜Ｉｒｅｆ｜が所定値ＩｒｅｆTH以下であるか否かを判定し、｜Ｉｒｅｆ｜＞ＩｒｅｆTHであるときには、電流検出補正値演算の実施を中断するものと判断してステップＳ４に移行し、後述するサンプリング数Ｓ及びカウント値Ｎｉｃａなど、電流検出補正値演算処理のための設定をクリアしてから電流検出補正値演算処理を終了する。
【００３３】
一方、前記ステップＳ３で｜Ｉｒｅｆ｜≦ＩｒｅｆTHであると判定したときには、ステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、モータ角速度ωｍが所定値ωｍTH以下であるか否かを判定し、ωｍ＞ωｍTHであるときには前記ステップＳ４に移行し、ωｍ≦ωｍTHであるときにはステップＳ６に移行する。
【００３４】
ステップＳ６では、モータ電流検出器１４で検出されたａ相電流検出値ｉａが所定値ｉTH以上であるか否かを判定し、ｉａ≧ｉTHであるときには前記ステップＳ４に移行し、ｉａ＜ｉTHであるときにはステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、ａ相電圧指令値Ｖｒｅｆａのサンプリング数Ｓが所定個数ＳTH（例えば、１００個）以上であるか否かを判定し、Ｓ＜ＳTHであるときには前記ステップＳ２に移行し、Ｓ≧ＳTHであるときにはステップＳ８に移行する。
【００３５】
ステップＳ８では各サンプリング値の平均値Ｓｍを演算し、ステップＳ９に移行して、前記ステップＳ８で演算した平均値Ｓｍの絶対値｜Ｓｍ｜が所定値Ｓｍ１（例えば、１００）以上であるか否かを判定する。そして、｜Ｓｍ｜≧Ｓｍ１であるときには、フィードバック系に異常ノイズ等が混入したものと判定し、電流検出補正値演算処理を終了するものと判断して前記ステップＳ４に移行し、｜Ｓｍ｜＜Ｓｍ１であるときにはステップＳ１０に移行する。
【００３６】
ステップＳ１０では、前記ステップＳ８で演算した平均値Ｓｍが所定値Ｓｍ２（例えば、５）以上であるか否かを判定し、Ｓｍ≧Ｓｍ２であるときにはステップＳ１１に移行して、電流検出値ｉａの補正を行うためのａ相電流検出補正値ｉｃａに、ＣＰＵが扱う最小単位である１ビット（最小桁ビットＬＳＢ）を加算し、これを新しいａ相電流検出補正値ｉｃａとして出力すると共に、ａ相電流検出補正値ｉｃａの更新を行った回数を示すカウント値Ｎｉｃａをインクリメントしてから後述するステップＳ１４に移行する。
【００３７】
一方、前記ステップＳ１０でＳｍ＜Ｓｍ２であると判定したときには、ステップＳ１２に移行し、平均値Ｓｍが所定値Ｓｍ３（例えば、−５）以下であるか否かを判定する。そして、Ｓｍ≦Ｓｍ３であるときにはステップＳ１３に移行し、ａ相電流検出補正値ｉｃａから、ＣＰＵが扱う最小単位である１ビット（最小桁ビットＬＳＢ）を減算し、これを新しいａ相電流検出補正値ｉｃａとして出力すると共に、カウント値Ｎｉｃａをインクリメントしてから後述するステップＳ１４に移行する。
【００３８】
また、前記ステップＳ１２で、Ｓｍ＞Ｓｍ３であると判定したときには、平均値ＳｍがＳｍ３＜Ｓｍ＜Ｓｍ２の範囲内にあり、相電圧指令値Ｖｒｅｆａが零又は零を跨ぐ所定範囲内に収斂しているため、電流検出補正値演算処理を行う必要がないと判断して前記ステップＳ４に移行する。
ステップＳ１４では、現在のカウント値Ｎｉｃが所定値ＮｉｃTH（例えば、５）以上であるか否かを判定し、Ｎｉｃ≧ＮｉｃTHであるときには、フィードバック系に異常ノイズ等が混入したものと判定し、電流検出補正値演算処理を中止するものと判断して前記ステップＳ４に移行し、Ｎｉｃ＜ＮｉｃTHであるときには、ステップＳ１５に移行する。
【００３９】
ステップＳ１５では、今までのカウント値Ｎｉｃの積算値ΣＮｉｃが所定値ΣＮｉｃTH（例えば、２０）以上であるか否かを判定し、ΣＮｉｃ≧ΣＮｉｃTHであるときには、フィードバック系に異常ノイズ等が混入したものと判定し、電流検出補正値演算処理を中止するものと判断して前記ステップＳ４に移行し、ΣＮｉｃ＜ΣＮｉｃTHであるときには、前記ステップＳ２に移行して相電圧指令値Ｖｒｅｆａのサンプリング処理を継続する。
【００４０】
このように、電流検出補正値演算部３６ｂでは、電圧指令値が零であると見なせる状態であるとき、当該電圧指令値のサンプリング値の平均値が零を跨ぐ所定範囲内となるように、電流検出補正値を演算する。
図３に戻り、加算器３７は、モータ電流検出器１４で検出された各相電流検出値ｉａ〜ｉｃに、電流検出補正演算部３６から出力された各相電流検出補正値ｉｃａ〜ｉｃｃをそれぞれ加算し、その結果を電流切り替え演算部３８に出力する。
【００４１】
そして、電流切り替え演算部３８は、入力された電流検出値（補正後の電流検出値）Ｉａ〜Ｉｃをそれぞれ減算器３４ａ〜３４ｃに出力する。なお、この電流切り替え演算部３８には、ＰＷＭ制御部２５へ入力される各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃも入力され、これらを監視することで、ＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％を超える相の電流検出値については、他相の電流検出値を用いて演算し、これを出力するようにする。
【００４２】
一方、逆起電圧補償部３９は、電動モータ１２に発生する逆起電力やモータ電流に含まれる高調波リップル等を補償する逆起電圧補償値Ｖｃａ〜Ｖｃｃを算出し、これらを加算器４０ａ〜４０ｃに出力する。また、この逆起電圧補償部３９には、電流検出補正演算部３６から電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇが入力されるようになっており、電流検出補正値演算を実施することを示す“１”にセットされた電流検出補正演算実施フラグｉｃｆｌｇが入力されたときには、逆起電圧補償値Ｖｃａ〜Ｖｃｃの演算を中止する（出力を０とする）ようになっている。
【００４３】
そして、加算器４０ａ〜４０ｃでは、電流制御器３５から出力される各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃに、逆起電圧補償部３９から出力される逆起電圧補償値Ｖｃａ〜Ｖｃｃを加算し、その結果をＰＷＭ制御部２５に出力する。
なお、図３において、電流指令値作成部３１及び各相電流指令値演算部３３が電流指令値演算手段に対応し、電流制御器３５が電流制御手段に対応している。また、図４において、切り替えスイッチ３５ｄが相数切り替え手段に対応し、図５において、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａが相数切り替え判定手段に対応し、電流検出補正値演算部３６ｂが補正値演算手段に対応している。
【００４４】
次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。
今、運転者がステアリング操作を行っておらず、車両が直線走行しているものとする。この場合、トルクセンサ３から操舵トルクＴ＝０が検出されるため、電流指令値作成部３１で電流指令値Ｉｒｅｆ＝０が演算されると共に、電動モータ１２が停止状態にあることからモータ角度θの変化が０となり、角速度演算部３２でモータ角速度ωｍ＝０が演算される。ωｍ≦ωｍTH、且つＩｒｅｆ≦ＩｒｅｆTHであるため、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａでは、電流検出補正値演算を実施するものと判定されて、各相電流指令値演算部３３、電流制御器３５及び逆起電圧補償部３９に対してｉｃｆｌｇ＝１が出力される。
【００４５】
これにより、各相電流指令値演算部３３及び逆起電圧補償部３９の出力がそれぞれ“０”となると共に、電流制御器３５では切り替えスイッチ３５ｄが破線で示す状態に切り替わり、Ｂ相電流制御器３５ｂが演算実施状態となって、３相での電流制御器演算が行われる。
このとき、電流検出補正値演算部３６ｂでは、ｉｃｆｌｇ＝１が入力された所定時間Ｔ１TH後から、電流制御器３５から出力される各相電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃのサンプリング処理が開始され、そのサンプリング値の平均値Ｓｍが零を跨ぐ所定範囲内（Ｓｍ３＜Ｓｍ＜Ｓｍ２）に納まるように、電流検出補正値ｉｃａ〜ｉｃｃが演算される。
【００４６】
これにより、例えば、モータ電流検出器１４を構成する差動増幅器等のオフセットが原因で電流検出値ｉａ〜ｉｃに誤差が生じている場合であっても、運転者がステアリング操作を行っておらず操舵トルクＴ＝０であり、本来は電動モータ１２の駆動電流値及び電圧指令値が共に“０”の状態である場合には、電圧指令値Ｖｒｅｆａ〜Ｖｒｅｆｃが零を跨ぐ所定範囲内となるように、電流検出値ｉａ〜ｉｃが電流検出補正値ｉｃａ〜ｉｃｃによって補正されるので、電流検出値ｉａ〜ｉｃの誤差が補正されることになる。
【００４７】
ところで、本実施形態のように、モータ電流検出器１４をインバータ回路２４の下段に配設した場合、ＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％を超える相については、電流が正確に検出できない。したがって、上記のように電流検出ができない相については、他相の電流検出値を用いて演算した値を用いて電流検出値を推定演算する必要があるため、正確なｎ相の電流検出値が必要となり、その結果、ｎ相分の電流検出補正値演算が必要となる。
【００４８】
上述したように、本実施形態では、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａで電流検出補正値演算を実施すると判定したときには、Ｂ相電流制御器３５ｂを演算実施状態として電流制御器演算をｎ相としているので、ｎ相分の電流検出補正値演算を行うことができ、正確な３相の電流検出値を得ることができる。
したがって、どの相でデューティ値がおよそ９０％以上となって電流検出ができない状態となっても、適正にモータ駆動制御を行うことができる。その結果、どの相でも電流検出ができないタイミングが発生し得る、電圧を有効に利用したモータ駆動制御を行うことも可能となり、電動パワーステアリング装置の高出力化を実現することができる。
【００４９】
一方、車両が直進走行している状態からカーブ路に進入し、運転者がステアリングホイールを比較的大きく操作したものとすると、トルクセンサ３で運転者による操舵操作に応じた操舵トルクＴが検出される。このとき、電流指令値作成部３１で所定値ＩｒｅｆTHより大きな電流指令値Ｉｒｅｆが演算されると、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａで、電流検出補正値演算を実施しないものと判定される。そのため、電流検出補正演算実施条件判定部３６ａから、各相電流指令値演算部３３、電流制御器３５及び逆起電圧補償部３９に対してｉｃｆｌｇ＝０が出力される。
【００５０】
その結果、各相電流指令値演算部３３及び逆起電圧補償部３９が通常の演算実施状態となると共に、電流制御器３５ではＢ相電流制御器３５ｂが非作動状態となって、２相での電流制御器演算が行われる。
このように、電流検出補正値演算を実施していない通常の操舵補助制御時には、ｎ−１相の電流制御器を用いて、ｎ−１相の電圧指令値を演算し、残りの１相の電圧指令値は演算したｎ−１相の電圧指令値に基づいて演算するので、マイコンの演算付加を減少させることができる。
【００５１】
また、このとき、モータ電流検出器１４で検出した電流検出値ｉａ〜ｉｃのオフセット誤差を、電流検出補正値ｉｃａ〜ｉｃｃで補正するので、運転者がステアリングホイールを操作したときに、左右の操舵感覚にアンバランスが生じることを防止することができ、運転者に違和感のない操舵補助制御を行うことができる。
このように、上記実施形態では、必要に応じてｎ相電流制御器演算とｎ−１相電流制御器演算とを切り替えることができるので、例えば、通常制御時にはｎ−１相電流制御器演算として、マイコンのタスクロードを低減することができる。
【００５２】
したがって、このようなモータ駆動制御装置を適用することで、高機能、多機能な電動パワーステアリング装置を実現することができる。
また、電流検出補正値演算を行う際にｎ相電流制御器演算とするので、ｎ相の電流検出補正値を演算することができる。そのため、電動モータをＰＷＭ制御により駆動制御する場合において、ＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％以上となって電流検出ができない相が発生した場合であっても、他相の電流検出値を用いて、正確なｎ相電流検出値を得ることができる。その結果、どの相でもＰＷＭのデューティ値がおよそ９０％以上となり得るような、電圧を有効に利用したモータ駆動制御も実施可能となる。
【００５３】
したがって、このようなモータ駆動制御装置を適用することで、高出力の電動パワーステアリング装置を実現することができる。
さらに、電流指令値を零とした所定時間後から電圧指令値のサンプリングを実施するので、適正なサンプリング値を取得することができる。また、所定個数のサンプリング値の平均値が零近傍の所定範囲内となるように電流検出補正値を演算するので、より適正な電流検出補正値を得ることができる。さらに、電流検出補正の際には、デジタル値の最小桁に１を加減算する手法を適用するので、精度良く電流検出値を補正することができる。
【００５４】
したがって、このようなモータ駆動制御装置を適用することで、運転者がステアリングホイールを操作したときに、左右の操舵感覚にアンバランスが生じることを防止することができ、運転者に違和感のない操舵補助制御を行うことができると共に、トルクリップルの少ない電動パワーステアリング装置を実現することができる。
また、電流検出手段をインバータ回路の下段に設けるので、比較的簡易で且つ低コストに電動モータの駆動電流値を検出することができる。
【００５５】
さらに、電流検出補正値演算の際には、電流指令値演算や逆起電圧補償演算など、電流検出補正値演算に不必要な制御演算を停止する（出力を零とする）ので、適正に電流検出補正値を演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【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】第１の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】図２の制御演算装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図４】図３の電流制御器の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】図３の電流検出補正演算部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】電流検出補正値演算部で実行される電流検出補正値演算処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
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、１３…回転角センサ、１４…モータ電流検出器、１５…コントローラ、１６…車速センサ、１７…バッテリ、１８…イグニッションスイッチ、２３…制御演算装置、２４…モータ駆動回路、２５…ＦＥＴゲート駆動回路、３１…電流指令値作成部、３２…角速度演算部、３３…各相電流指令値演算部、３４…減算器、３５…電流制御器、３６…電流検出補正演算部、３７…加算器、３８…電流切り替え演算部、３９…逆起電圧補償部、４０…加算器
【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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