JP2002249058A

JP2002249058A - 電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2002249058A
Application number: JP2001050723A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Izumitani; 圭亮泉谷; Tomoyasu Kada; 友保嘉田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】低周波数の微振動を抑制することによって、操
舵フィーリングを向上することができる電動パワーステ
アリング装置を提供する。【解決手段】ステアリング機構に操舵補助力を与えるた
めの電動モータは、操舵トルクに基づいて制御される。
操舵トルクに対応した制御用トルクデータＴnowに基づ
いて基本目標電流値Ｉｂが設定される（Ｒ２）。制御用
トルクデータＴnowに対して一次低域通過フィルタ処理
を施して、トルクデータＢが求められる（Ｒ３）。この
トルクデータＢと制御用トルクデータＴnowとの差を求
めることによって、トルク微分値Ｔdifが求められる
（Ｒ４）。このトルク微分値Ｔdifに基づいて基本目標
電流値Ｉｂが補正されて、目標電流値Ｉ_objが求められ
る（Ｒ５）。この目標電流値に基づいて電動モータが制
御される（Ｒ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動モータを駆
動源とした電動パワーステアリング装置のための制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両のステアリング機構に電
動モータが発生するトルクを伝達することにより、操舵
の補助を行う電動パワーステアリング装置が用いられて
いる。電動モータは、ステアリングホイールに加えられ
た操舵トルクや車速に応じて定められた目標電流値に基
づいて駆動制御されるようになっている。そのために、
操舵トルクを検出するトルクセンサや、車速を検出する
車速センサからのセンサ信号が、電動パワーステアリン
グ装置用の電子制御ユニット（ＥＣＵ）に入力されるよ
うになっている。

【０００３】具体的には、トルクセンサの出力信号をサ
ンプリングして得られるトルクデータに基づいて目標電
流値が設定される。そして、電動モータの実際の電流値
が目標電流値に一致するように電動モータの駆動がフィ
ードバック制御される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ステアリン
グ機構のメカ系における応答遅れやフリクション等の非
線型要素に起因して、トルクの検出から操舵補助力の発
生までに位相遅れが生じる。これに起因して、トルクデ
ータには低周波数のゆらぎが生じ、操舵時に、数十Hz程
度の比較的低い周波数の微振動が発生することがあっ
た。これにより、操舵フィーリングが悪くなる場合があ
った。

【０００５】そこで、この発明の目的は、低周波数の微
振動を抑制することによって、操舵フィーリングを向上
することができる電動パワーステアリング装置を提供す
ることである。

【０００６】

【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、車両のス
テアリング機構（３）に操舵補助力を与える電動モータ
（Ｍ）を、操作部材（１）に加えられる操舵トルクを表
すトルクデータに基づいて駆動制御する電動パワーステ
アリング装置であって、トルクデータの高周波成分を除
去する低域通過フィルタ（Ｒ３）と、上記低域通過フィ
ルタによる処理前のトルクデータ（Ｔnow）と、上記低
域通過フィルタによる処理後のトルクデータ（Ｂ，Ｃ）
との差を求めることによって、トルクデータの微分値を
求める微分手段（Ｒ４，Ｒ２０）と、トルクデータに基
づいて上記電動モータの目標電流値の基本値である基本
目標電流値（Ｉｂ）を求める基本目標電流値演算手段
（Ｒ２）、およびこの基本目標電流値演算手段によって
求められた基本目標電流値を、上記微分手段によって求
められた微分値に基づいて補正する補正手段（Ｒ５）を
備え、この補正手段による補正後の値を上記電動モータ
の目標電流値として定める目標電流値演算手段（Ｒ２，
Ｒ５）と、この目標電流値演算手段によって定められた
目標電流値に基づいて、上記電動モータを駆動するモー
タ駆動手段（Ｒ６）とを含むことを特徴とする電動パワ
ーステアリング装置である。

【０００７】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。この構成によれば、低域通過フィルタによって高
周波成分除去処理が行われ、それに伴って位相の遅れた
トルクデータと、低域通過フィルタ処理前のトルクデー
タとの差を求めることにより、トルクデータの微分値が
求められる。トルクデータに基づく基本目標電流値を、
上記の微分値に基づいて補正することにより、電動モー
タの目標電流値が定められる。この目標電流値に基づい
て電動モータが駆動されることにより、トルクデータに
おける低周波数域のゆらぎを防止することができ、低周
波数の微振動の発生を抑制できる。これによって、操舵
フィーリングを向上できる。

【０００８】上記トルクデータは、操作部材（ステアリ
ングホイール等）に加えられた操舵トルクを検出するト
ルクセンサの出力信号を、サンプリングして得られるデ
ィジタルデータであってもよい。また、上記低域通過フ
ィルタは、一次の低域通過フィルタであることが好まし
い。このような低域通過フィルタは、１／（Ｔｓ＋１）
（ただし、Ｔは時定数であり、ｓはラブラシアン演算子
である。）のような形式のものであってもよいし、位相
遅れフィルタの低周波部分を抽出する形式のものであっ
てもよい。

【０００９】請求項２記載の発明は、ステアリング機構
において発生する振動の周波数を検出する振動周波数検
出手段（Ｒ１１〜Ｒ１４）と、この振動周波数検出手段
によって検出される振動の周波数に基づいて、上記補正
手段における補正の態様を変更する振動周波数適応手段
（Ｒ１７，Ｒ１８）とをさらに含む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装置である。この
発明によれば、ステアリング機構において発生する振動
の周波数が検出され、この周波数に応じて、基本目標電
流値の補正の態様が変更される。したがって、ステアリ
ング機構に発生している振動に応じた最適な補正処理を
行えるから、ステアリング機構に振動が発生することを
確実に防止できる。

【００１０】上記振動周波数検出手段は、たとえば、ト
ルクデータの変動周期（または変動周波数）を検出する
手段を含んでいてもよい。また、上記振動周波数適応手
段は、基本目標電流値の補正の位相（具体的には、低域
通過フィルタの時定数）を振動の周波数に応じて変更す
るものであってもよい。また、上記振動周波数適応手段
は、上記位相の変更とともに、または位相の変更に代え
て、基本目標電流値の補正のゲイン（補正係数）を変更
するものであってもよい。

【００１１】請求項３記載の発明は、上記トルクデータ
は、操作部材に加えられる操舵トルクを検出するトルク
センサ（５）の出力を時系列に従ってサンプリングする
ことによって得られるデータであり、上記目標電流値演
算手段は、制御周期毎に目標電流値を演算するものであ
り、前制御周期において上記電動モータの制御に用いた
制御用トルクデータと、時系列に従ってサンプリングさ
れた複数のトルクデータとの各偏差を求める偏差演算手
段（Ｓ６）と、この偏差演算手段によって求められた偏
差のうち最小のものに対応する上記トルクデータを制御
用トルクデータとして定める手段（Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８）
とをさらに含み、上記低域通過フィルタ、微分手段およ
び目標電流値演算手段は、上記制御用トルクデータを用
いて各処理を実行するものであることを特徴とする請求
項１または２記載の電動パワーステアリング装置であ
る。

【００１２】上記複数のトルクデータは、制御周期を圧
迫することなくサンプリングすることができる数とされ
ることが好ましい。すなわち、たとえば、時系列に従っ
てサンプリングされる２〜３個のトルクデータを用いる
ようにすればよい。請求項３記載の発明によれば、時系
列に従ってサンプリングされたトルクデータのうちで前
制御周期において電動モータの制御に用いられた制御用
トルクデータに最も近いトルクデータを用いて今制御周
期における電動モータの制御が実行される。すなわち、
前制御周期で採用された制御用トルクデータに基づいて
最も確からしいトルクデータが今制御周期において採用
される。

【００１３】これにより、位相遅れを生じることなく、
ノイズ等の影響を効果的に排除することができるので、
振動を抑制して、操舵フィーリングを向上することがで
きるとともに、コストの増加を招くことなく、応答性の
良好な制御を実現できる。また、多数個のトルクデータ
の平均値を用いるわけではないので、制御周期を圧迫す
ることなく、実質的に良好なフィルタリングを実現でき
る。請求項４記載の発明は、上記トルクデータは、操作
部材（１）に加えられる操舵トルクを検出するトルクセ
ンサ（５）の出力を時系列に従ってサンプリングするこ
とによって得られるデータであり、上記目標電流値演算
手段は、制御周期毎に目標電流値を演算するものであ
り、前制御周期において上記電動モータの制御に用いた
制御用トルクデータと、時系列に従ってサンプリングさ
れた複数のトルクデータおよびこれらの複数のトルクデ
ータの平均値との各偏差を求める偏差演算手段（Ｓ２
１，Ｓ２２）と、この偏差演算手段によって求められた
偏差のうち最小のものに対応する上記トルクデータまた
は上記平均値を制御用トルクデータとして定める手段
（Ｓ２２〜Ｓ２５）とをさらに含み、上記低域通過フィ
ルタ、微分手段および目標電流値演算手段は、上記制御
用トルクデータを用いて各処理を実行するものであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステ
アリング装置である。

【００１４】この発明では、複数のトルクデータだけで
なく、その複数のトルクデータの平均値も用いられ、そ
れらのうちで前制御周期において採用された制御用トル
クデータに最も近いものが今制御周期における電動モー
タの制御のために用いられる。これにより、請求項３記
載の発明の場合よりも、さらに効果的にノイズの除去を
図ることができ、振動を効果的に抑制して、操舵フィー
リングの向上を図ることができる。そして、単なる平滑
化処理ではないので、たとえば２〜３個の少数のトルク
データと、これらの平均値とを求め、これらから最も確
からしい値を選択するという、簡単な処理によって、ノ
イズ除去効果を高めることができる。そのため、制御周
期を圧迫することもない。

【００１５】

【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
電気的構成を示すブロック図である。操作部材としての
ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクは、ス
テアリングシャフト２を介して、ステアリング機構３に
機械的に伝達される。ステアリング機構３には、電動モ
ータＭから操舵補助力が伝達されるようになっている。

【００１６】ステアリングシャフト２は、ステアリング
ホイール１側に結合された入力軸２Ａと、ステアリング
機構３側に結合された出力軸２Ｂとに分割されていて、
これらの入力軸２Ａおよび出力軸２Ｂは、トーションバ
ー４によって互いに連結されている。トーションバー４
は、操舵トルクに応じてねじれを生じるものであり、こ
のねじれの方向および量は、トルクセンサ５によって検
出されるようになっている。

【００１７】トルクセンサ５は、たとえば、入力軸２Ａ
と出力軸２Ｂとの回転方向の位置関係の変化に応じて変
化する磁気抵抗を検出する磁気式のもので構成されてい
る。このトルクセンサ５の出力信号は、コントローラ１
０（ＥＣＵ）に入力されている。このコントローラ１０
には、さらに、車速センサ６からの信号も入力されるよ
うになっている。コントローラ１０は、トルクセンサ５
が出力するアナログトルクセンサ信号を時系列に従って
サンプリングしてディジタルトルクデータに変換するＡ
／Ｄ変換器１１と、車速センサ６が出力するアナログ車
速センサ信号を時系列に従ってサンプリングしてディジ
タル車速データに変換するＡ／Ｄ変換器１２とを有して
いる。さらに、コントローラ１０は、Ａ／Ｄ変換器１
１，１２からのトルクデータ，車速データが入力される
ＣＰＵ１３と、ＣＰＵ１３が実行する動作プログラムな
どを記憶したＲＯＭ１４と、ＣＰＵ１３のワークエリア
を提供するＲＡＭ１５とを備えている。

【００１８】この構成により、ＣＰＵ１３は、トルクセ
ンサ５によって検出される操舵トルクおよび車速センサ
６によって検出される車速などに応じて電動モータＭの
目標電流値を定め、この目標電流値に対応したデューテ
ィのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動信号をモー
タドライバ８に供給する。これにより、モータドライバ
８からの電流が供給される電動モータＭが、目標電流値
に対応したトルクを発生することになる。こうして、適
切な操舵補助力がステアリング機構３に与えられるよう
になっている。

【００１９】図２は、Ａ／Ｄ変換器１１から出力される
トルクデータに基づいてＣＰＵ１３が実行する処理を説
明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１３は、こ
の図２に示された処理を、制御周期毎に繰り返し実行す
る。ＣＰＵ１３が実行する無限ループの最初の処理は、
Ａ／Ｄ変換器１１が出力するトルクデータに基づいて、
制御用トルクデータＴnowを演算する処理である（ステ
ップＲ１）。この制御用トルクデータＴnowの演算処理
については、後述する。

【００２０】次に、ＣＰＵ１３は、制御用トルクデータ
Ｔnowに対応した基本目標電流値Ｉｂを演算する（ステ
ップＲ２）。基本目標電流値Ｉｂの演算は、たとえば、
ＲＯＭ１４に格納されたテーブルを参照して実行され
る。すなわち、ＲＯＭ１４には、制御用トルクデータＴ
nowの各値に対応した基本目標電流値Ｉｂが、テーブル
の形式で格納されている。そして、ＣＰＵ１３は、ＲＯ
Ｍ１４から、制御用トルクデータＴnowに対応した基本
目標電流値Ｉｂを読み出すことにより、ステップＲ２の
処理を達成する。

【００２１】基本目標電流値Ｉｂは、たとえば、制御用
トルクデータＴnowの増加に伴って単調に増加するよう
に予め定められている。ただし、制御用トルクデータＴ
nowは、ステアリングホイール１に加えられた操舵トル
クの方向に対応した符号を有しており、同様に、基本目
標電流値Ｉｂも、電動モータＭによって発生すべきトル
クの方向に対応した符号を有する値とされている。制御
用トルクデータＴnow＝０の付近の所定トルク範囲につ
いては、基本目標電流値Ｉｂは０に設定されて、不感帯
とされている。

【００２２】次に、ＣＰＵ１３は、制御用トルクデータ
Ｔnowに対して、一次低域通過フィルタ（ＬＰＦ）処理
演算を実行して、一次低域通過フィルタ処理後の制御用
トルクデータＢを求める（ステップＲ３）。一次低域通
過フィルタ演算は、たとえば、制御用トルクデータＴno
wに対して、下記（１）式で示されるフィルタ演算子に
よる処理を施すことによって達成される。

【００２３】

【数１】

【００２４】制御用トルクデータＴnowに対して一次低
域通過フィルタ処理を施すことにより、制御用トルクデ
ータＴnowに含まれているノイズ成分（高周波成分）が
除去された制御用トルクデータＢが得られる。さらに、
制御用トルクデータＢは、制御用トルクデータＴnowに
対して位相の遅れたデータとなっている。次に、ＣＰＵ
１３は、制御用トルクデータＴnowから一次低域通過フ
ィルタ処理後の制御用トルクデータＢを減じることによ
って、トルク微分値Ｔdifを求める（ステップＲ４）。
このトルク微分値Ｔdifを用いて、ＣＰＵ１３は、基本
目標電流値Ｉｂに対して補正処理を施し、その結果とし
て電動モータＭを駆動するための目標電流値Ｉ_objを求
める（ステップＲ５）。

【００２５】具体的には、目標電流値Ｉ_objは、下記
（２）式に従って演算される。Ｉ_obj＝Ｉｂ＋ｋ＊Ｔdif …（２）ただし、ｋは補正のゲインを表わす係数である。こうし
て目標電流値Ｉ_objが定まると、ＣＰＵ１３は、目標電
流値Ｉ_objに対応したデューティ比のＰＷＭ駆動パルス
をモータドライバ８に与える（ステップＲ６）。こうし
て、目標電流値Ｉ_objが達成されるように電動モータＭ
が駆動され、ステアリングホイール１に加えられた操舵
トルクに対応した適切な操舵補助力がステアリング機構
３に与えられることになる。

【００２６】上記（２）式の第２項は、トルク微分値Ｔ
difを含む、いわば微分項であり、この微分項を目標電
流値の算出のために用いていることによって、目標電流
値の位相を進める効果が得られる。その結果、トルクセ
ンサ５による操舵トルクの検出からステアリング機構３
への操舵補助力の付与までの応答遅れ、すなわち位相遅
れの影響を補償することができる。これによって、ステ
アリング機構３およびステアリングホイール１に低周波
域の微振動が生じることを防止できる。その結果、操舵
フィーリングを向上することができる。

【００２７】図３は、制御用トルクデータＴnowの時間
変化を示す波形図である。図３(a)は、図２におけるス
テップＲ３，Ｒ４，Ｒ５の処理を省いて、基本目標電流
値Ｉｂに基づいて電動モータＭの駆動制御を行った場合
における制御用トルクデータＴnowの時間変化を示して
いる。この場合、制御用トルクデータＴnowは、０．２
秒の期間に約６周期のゆらぎを生じており、これによ
り、約３０Hzの微振動がステアリング機構３およびステ
アリングホイール１に生じていることが理解される。

【００２８】これに対して、図２のフローチャートに従
う処理を実行することによって、図３(b)に示すよう
に、制御用トルクデータＴnowの低周波数域のゆらぎを
防止することができる。このことから、この実施形態の
適用によって、ステアリング機構３およびステアリング
ホイール１に低周波域の微振動が生じることを防止でき
ることが理解される。図４は、この発明の第２の実施形
態に係る電動パワーステアリング装置の動作を説明する
ためのフローチャートである。この実施形態の説明で
は、上述の図１を再び参照する。また、図４において、
図２に示された各ステップと同様の処理が行われるステ
ップには、図２の場合と同一の参照符号を付して示す。

【００２９】上記図２に示された第１の実施形態の処理
では、一次低域通過フィルタ処理における時定数Ｔと、
目標電流値Ｉ_objを定める際のトルク微分値Ｔdifに関
するゲインを表わす係数ｋが一定値とされている。その
ため、一定周波数の振動の抑制のみが可能であって、負
荷等の外部要因や経時変化等によって振動（共振）周波
数が変化した場合などに、最適な補正が行われず、振動
を完全に解消できないおそれがある。

【００３０】そこで、この実施形態では、ステアリング
機構３およびステアリングホイール１に生じている低周
波振動の周波数を検出し、この検出された振動周波数に
応じて時定数Ｔおよび補正係数ｋを可変設定することに
よって、より広範囲の周波数域における振動の防止が図
られている。具体的に説明すると、ステップＲ４におい
てトルク微分値Ｔdifが演算された後、振動周波数ｆｔ
を求めるための処理が実行される（ステップＲ１１，Ｒ
１２，Ｒ１３，Ｒ１４）。すなわち、まず、今制御周期
におけるトルク微分値Ｔdifと、前制御周期におけるト
ルク微分値Ｔdif_oldとが掛け合わされて、それらの積
の値が負であるかどうか、すなわち今制御周期と前制御
周期とでトルク微分値Ｔdifの符号が変化したかどうか
が調べられる（ステップＲ１１）。トルク微分値Ｔdif
の符号に変化があれば、制御用トルクデータが増加傾向
から減少傾向に転じたか、または減少傾向から増加傾向
に転じたことを意味する。この場合には、ステップＲ１
２においてパラメータｃｎｔが＋１だけインクリメント
される。トルク微分値Ｔdifの符号に変化がなければ、
パラメータｃｎｔのインクリメントは行われない。

【００３１】そして、ステップＲ１３において、タイマ
ｔの値が定数ａに達したかどうかが判断される。タイマ
ｔが定数ａに達するまでの一定時間内において、図４に
示された無限ループ処理を繰り返し実行することによ
り、制御用トルクデータＴnowのゆらぎの周波数、すな
わち振動周波数を求めることができる。パラメータｃｎ
ｔは、定数ａに相当する一定時間内における制御用トル
クデータＴnowの増減の回数に相当するから、振動周波
数ｆｔは、パラメータｃｎｔの関数ｆ１(cnt)として求
めることができる（ステップＲ１４）。

【００３２】こうして振動周波数ｆｔが求まると、タイ
マｔおよびパラメータｃｎｔがそれぞれ０にリセットさ
れる（ステップＲ１５）。続いて、振動周波数ｆｔが不
快な低周波振動に相当する周波数域の値かどうかを調べ
るための判断が行われる（ステップＲ１６）。すなわ
ち、振動周波数ｆｔが定数ｂ，ｃ（ただし、ｂ，ｃは定
数であり、ｂ＜ｃである。）の間の値をとるかどうかが
調べられる。振動周波数ｆｔが定数ｂ，ｃの間をとると
きには、一次低域通過フィルタ（上記（１）式）におけ
る最適な時定数Ｔが求められる（ステップＲ１７）。す
なわち、最適な時定数Ｔが、振動周波数ｆｔの関数ｆ２
(ft)として演算される。さらに、補正係数ｋが振動周波
数ｆｔの関数ｆ３(ft)として最適な値に設定される（ス
テップＲ１８）。

【００３３】次に、制御用トルクデータＴnowに対して
ステップＲ１７で設定された最適時定数Ｔが代入された
上記の一次低域通過フィルタ（上記（１）式）による処
理が行われて、低域通過フィルタ処理後の制御用トルク
データＣが演算される（ステップＲ１９）。そして、制
御用トルクデータＴnowから一次低域通過フィルタ処理
後の制御用トルクデータＣを減じることによって、トル
ク微分値Ｔdifが新たに求められる（ステップＲ２
０）。

【００３４】こうして求められたトルク微分値Ｔdifを
用いて、基本目標電流値が補正され、目標電流値Ｉ_obj
が求められることになる（ステップＲ５）。ただし、ス
テップＲ５における補正処理においては、ステップＲ１
８において最適化された補正係数ｋが用いられる。その
後、ステップＲ５で設定された目標電流値に基づいて、
デューティ比が設定され、そのデューティ比のＰＷＭパ
ルス信号がモータドライバ８に与えられることによっ
て、電動モータＭが駆動される。

【００３５】そして、タイマｔが一定値Δｔだけインク
リメントされ、前周期のトルク微分値Ｔdif_oldに今周
期のトルク微分値Ｔdifを代入して、今周期の無限ルー
プ処理を終える（ステップＲ２１）。ステップＲ１３に
おいて、タイマｔが定数ａに達していなければ（ステッ
プＲ１３のＮＯ）、振動周波数ｆｔが求まらないので、
処理はステップＲ５へと進むことになる。この場合に
は、それまでの制御周期において設定されていた補正係
数ｋを用いて目標電流値Ｉ_objが求められることにな
る。

【００３６】また、ステップＲ１６において、振動周波
数ｆｔが定数ｂ，ｃの間の値をとらない場合には、ステ
ップＲ１７〜Ｒ２０の処理が省かれて、ステップＲ５の
処理が行われる。この場合、ステップＲ４において求め
られたトルク微分値Ｔdifが用いられ、かつ、前制御周
期までに設定された補正係数ｋを用いて、目標電流値Ｉ
_objが求められることになる（ステップＲ５）。以上の
ように、この実施形態では、制御用トルクデータのゆら
ぎの周波数（振動周波数ｆｔ）が求められ（ステップＲ
１１〜Ｒ１４）、この求められた振動周波数ｆｔに基づ
いて一次低域通過フィルタ演算の時定数Ｔが最適化さ
れ、さらに、トルク微分値Ｔdifに基づく基本目標電流
値Ｉｂの補正のための補正係数ｋの値が最適化される。
これによって、より広範囲の周波数の振動を抑制するこ
とが可能になる。

【００３７】一次低域通過フィルタの時定数Ｔおよび補
正係数ｋは、振動周波数ｆｔに自動的に適応して可変設
定されることになるから、負荷等の外部要因や経時変化
により振動（共振）周波数が変化した場合でも、振動の
抑制を効果的に行える。また、個々の車両のステアリン
グ機構において異なる振動周波数を予め調べて、それに
応じた時定数Ｔおよび補正係数ｋを予め設定しておく必
要がない。すなわち、特にチューニングを行わなくて
も、ステアリング機構における振動の発生を抑制でき
る。

【００３８】このことは、図４の処理に対応したソフト
ウェアをＲＯＭ１４に搭載しておくことにより、コント
ローラ１０は、ギヤ機構等の異なる複数の車種に対し
て、チューニングを行うことなく適用できることを意味
する。図５は、制御用トルクデータ演算処理（図２およ
ず図４のステップＲ１）の第１の例を説明するためのフ
ローチャートである。車両のイグニッションスイッチが
オンされると、初期設定（ステップＳ１）の後、Ａ／Ｄ
変換器１１からのトルクデータが時系列に従って３回サ
ンプリングされ、そのうちで値が近接した２つのトルク
データの平均値が求められ、今制御周期における電動モ
ータＭの目標電流の設定のために用いる制御用トルクデ
ータＴnowと、前制御周期において電動モータＭの目標
電流の設定のために用いられた制御用トルクデータを表
す変数Ｔoldとに代入される（ステップＳ２）。そし
て、制御用トルクデータＴnowを用いて電動モータＭの
目標電流が定められ（ステップＳ３）、これに対応した
ＰＷＭ駆動信号がモータドライバ８に与えられる（ステ
ップＳ４）。この後、制御周期ごとに実行される無限ル
ープに入る。

【００３９】無限ループでは、Ａ／Ｄ変換器１１からの
トルクデータが時系列に従って２回サンプリングされ、
これらが変数Ｄ１，Ｄ２にそれぞれ代入される（ステッ
プＳ５）。次に、変数Ｄ１，Ｄ２と前制御周期において
電動モータＭの制御のために採用された制御用トルクデ
ータに対応した変数Ｔoldとの各偏差｜Ｄ１−Ｔold｜，
｜Ｄ２−Ｔold｜が演算され、これらが大小比較される
（ステップＳ６）。そして、偏差が小さい方に対応した
いずれかの変数Ｄ１，Ｄ２が、今制御周期における制御
用トルクデータＴnowとされる（ステップＳ７，Ｓ
８）。さらに、この制御用トルクデータＴnowが、変数
Ｔoldに代入される（ステップＳ９）。

【００４０】そして、制御用トルクデータＴnowに基づ
いて今制御周期における電動モータＭの目標電流値が定
められ（図２のステップＲ２〜Ｒ５、または図４のステ
ップＲ２〜Ｒ４，Ｒ１１〜Ｒ２０，Ｒ５）、この定めら
れた目標電流値に基づいて、ＰＷＭ駆動信号がモータド
ライバ８に与えられる（図２または図４のステップＲ
６）。以後、ステップＳ５以降の無限ループが繰り返し
実行され、制御用トルクデータＴnowが制御周期ごとに
更新されて電動モータＭの目標電流値の設定のために用
いられる。

【００４１】このように、各制御周期において２つのト
ルクデータが時系列に従ってサンプリングされ、これら
のうちで前制御周期において電動モータＭの制御のため
に採用されたものに近い方のトルクデータが今制御周期
における制御用トルクデータＴnowとして採用される。
これにより、ＰＷＭ駆動に起因するスイッチングノイズ
による影響を回避することができ、電動モータＭの不所
望な制御が防がれるから、高周波数の振動を抑制でき、
操舵フィーリングを向上できる。

【００４２】また、１回の制御周期において、２個のト
ルクデータをサンプリングしているだけであるので、制
御周期を圧迫するおそれもない。さらには、複数の制御
周期におけるトルクデータを平滑化する場合に比較する
と、低周波振動の原因となる位相遅れが生じず、格段に
優れた応答性を実現できる。図６は、制御用トルクデー
タ演算処理の第２の例を説明するためのフローチャート
である。この図６において、上述の図５に示された各ス
テップと実質的に同じ処理が行われるステップには、図
５の場合と同じ参照符号を付して示す。

【００４３】この例では、制御周期ごとに実行される無
限ループにおいて、時系列に従って２個のトルクデータ
がサンプリングされた後（ステップＳ５）、さらに、こ
れらの２個のトルクデータを表す変数Ｄ１，Ｄ２の平均
値ＡＶ＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２が求められる（ステップＳ
２１）。そして、変数Ｄ１，Ｄ２および平均値ＡＶと前
制御周期において採用された制御用トルクデータに対応
する変数Ｔoldとの各偏差｜Ｄ１−Ｔold｜，｜Ｄ２−Ｔ
old｜，｜ＡＶ−Ｔold｜が演算され、これらが大小比較
される（ステップＳ２２）。そして、変数Ｄ１，Ｄ２お
よび平均値ＡＶのうちで変数Ｔoldとの偏差が最も小さ
いものが、今制御周期における制御用トルクデータＴno
wとされる（ステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２５）。その
後は、上述のステップＳ９以降の処理が行われる。

【００４４】このように、この例では、今制御周期にお
いてサンプリングされた２個のトルクデータ（Ｄ１，Ｄ
２）と、それらの平均値（ＡＶ）とのうちで、前制御周
期において採用された制御用トルクデータ（Ｔold）に
最も近いものを、電動モータＭの駆動制御のために用い
るようにしている。これにより、さらに効果的にノイズ
の影響を回避することができ、操舵フィーリングをより
一層向上することができる。

【００４５】以上、この発明の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
り、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
リング装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の第１の実施形態における電動モータ
の制御処理を説明するためのフローチャートである。

【図３】制御用トルクデータの時間変化を示す波形図で
ある。

【図４】この発明の第２の実施形態における電動モータ
の制御処理を説明するためのフローチャートである。

【図５】制御用トルクデータ演算処理の第１の例を説明
するためのフローチャートである。

【図６】制御用トルクデータ演算処理の第２の例を説明
するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１ステアリングホイール３ステアリング機構５トルクセンサ６車速センサ１０コントローラ１１Ａ／Ｄ変換器１２Ａ／Ｄ変換器１３ＣＰＵ１４ＲＯＭ１５ＲＡＭＭ電動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両のステアリング機構に操舵補助力を与
える電動モータを、操作部材に加えられる操舵トルクを
表すトルクデータに基づいて駆動制御する電動パワース
テアリング装置であって、トルクデータの高周波成分を除去する低域通過フィルタ
と、上記低域通過フィルタによる処理前のトルクデータと、
上記低域通過フィルタによる処理後のトルクデータとの
差を求めることによって、トルクデータの微分値を求め
る微分手段と、トルクデータに基づいて上記電動モータの目標電流値の
基本値である基本目標電流値を求める基本目標電流値演
算手段、およびこの基本目標電流値演算手段によって求
められた基本目標電流値を、上記微分手段によって求め
られた微分値に基づいて補正する補正手段を備え、この
補正手段による補正後の値を上記電動モータの目標電流
値として定める目標電流値演算手段と、この目標電流値演算手段によって定められた目標電流値
に基づいて、上記電動モータを駆動するモータ駆動手段
と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】ステアリング機構において発生する振動の
周波数を検出する振動周波数検出手段と、この振動周波数検出手段によって検出される振動の周波
数に基づいて、上記補正手段における補正の態様を変更
する振動周波数適応手段とをさらに含むことを特徴とす
る請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】上記トルクデータは、操作部材に加えられ
る操舵トルクを検出するトルクセンサの出力を時系列に
従ってサンプリングすることによって得られるデータで
あり、上記目標電流値演算手段は、制御周期毎に目標電流値を
演算するものであり、前制御周期において上記電動モータの制御に用いた制御
用トルクデータと、時系列に従ってサンプリングされた
複数のトルクデータとの各偏差を求める偏差演算手段
と、この偏差演算手段によって求められた偏差のうち最小の
ものに対応する上記トルクデータを制御用トルクデータ
として定める手段とをさらに含み、上記低域通過フィルタ、微分手段および目標電流値演算
手段は、上記制御用トルクデータを用いて各処理を実行
するものであることを特徴とする請求項１または２記載
の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】上記トルクデータは、操作部材に加えられ
る操舵トルクを検出するトルクセンサの出力を時系列に
従ってサンプリングすることによって得られるデータで
あり、上記目標電流値演算手段は、制御周期毎に目標電流値を
演算するものであり、前制御周期において上記電動モータの制御に用いた制御
用トルクデータと、時系列に従ってサンプリングされた
複数のトルクデータおよびこれらの複数のトルクデータ
の平均値との各偏差を求める偏差演算手段と、この偏差演算手段によって求められた偏差のうち最小の
ものに対応する上記トルクデータまたは上記平均値を制
御用トルクデータとして定める手段とをさらに含み、上記低域通過フィルタ、微分手段および目標電流値演算
手段は、上記制御用トルクデータを用いて各処理を実行
するものであることを特徴とする請求項１または２記載
の電動パワーステアリング装置。