JP2003267237A - 電動パワーステアリング装置とその制御方法 - Google Patents
電動パワーステアリング装置とその制御方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ブラシレスモータを用いた電動パワーステア
リング装置でモータ制御部に動作速度の遅いマイクロコ
ンピュータを使用したとしても制御性能の悪化を防止し
た電動パワーステアリング装置とその制御方法を提供す
る。 【解決手段】 この電動パワーステアリング装置は、ブ
ラシレスモータ１９、操舵トルク検出部２０、目標電流
設定部３１、モータ電流検出部３５，３６、モータ回転
角検出部２３、目標電流とモータ電流の偏差信号を演算
する偏差演算部４１，４３、モータ制御部３２を備え
る。モータ制御部は、第１制御要素（モータ電流信号の
フィードバックによるＰＩ制御）と、第２制御要素（電
気角に基づくモータの駆動制御）を有し、第１制御要素
による制御の実行周期を第２制御要素による制御の実行
周期よりも長くしている。
リング装置でモータ制御部に動作速度の遅いマイクロコ
ンピュータを使用したとしても制御性能の悪化を防止し
た電動パワーステアリング装置とその制御方法を提供す
る。 【解決手段】 この電動パワーステアリング装置は、ブ
ラシレスモータ１９、操舵トルク検出部２０、目標電流
設定部３１、モータ電流検出部３５，３６、モータ回転
角検出部２３、目標電流とモータ電流の偏差信号を演算
する偏差演算部４１，４３、モータ制御部３２を備え
る。モータ制御部は、第１制御要素（モータ電流信号の
フィードバックによるＰＩ制御）と、第２制御要素（電
気角に基づくモータの駆動制御）を有し、第１制御要素
による制御の実行周期を第２制御要素による制御の実行
周期よりも長くしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動パワーステアリ
ング装置とその制御方法に関し、特に、乗用自動車等の
車両のステアリング装置でモータの回転力をステアリン
グ系に付与して運転者の操舵力の負担を軽減し操舵フィ
ーリングを高めた電動パワーステアリング装置とその制
御方法に関するものである。
ング装置とその制御方法に関し、特に、乗用自動車等の
車両のステアリング装置でモータの回転力をステアリン
グ系に付与して運転者の操舵力の負担を軽減し操舵フィ
ーリングを高めた電動パワーステアリング装置とその制
御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動パワーステアリング装置は、自動車
を運転中、運転者がステアリングホイール（操舵ハンド
ル）を操作するとき、モータを連動させて操舵力を補助
する支援装置である。電動パワーステアリング装置で
は、運転者のハンドル操舵によりステアリング軸に生じ
る操舵トルクを検出する操舵トルク検出部からの操舵ト
ルク信号、および、車速を検出する車速検出部からの車
速信号を利用し、モータ制御部の制御動作に基づいて補
助操舵力を出力する支援用のモータを駆動制御し、運転
者の操舵力を軽減している。モータ制御部の制御動作で
は、上記の操舵トルク信号と車速信号に基づきモータに
通電するモータ電流の目標電流値を設定し、この目標電
流値に係る信号（目標電流信号）と、モータに実際に流
れるモータ電流を検出するモータ電流検出部からフィー
ドバックされるモータ電流信号との差を求め、この偏差
信号に対して比例・積分の補償処理（ＰＩ制御）を行
い、モータを駆動制御する信号を発生させている。
を運転中、運転者がステアリングホイール（操舵ハンド
ル）を操作するとき、モータを連動させて操舵力を補助
する支援装置である。電動パワーステアリング装置で
は、運転者のハンドル操舵によりステアリング軸に生じ
る操舵トルクを検出する操舵トルク検出部からの操舵ト
ルク信号、および、車速を検出する車速検出部からの車
速信号を利用し、モータ制御部の制御動作に基づいて補
助操舵力を出力する支援用のモータを駆動制御し、運転
者の操舵力を軽減している。モータ制御部の制御動作で
は、上記の操舵トルク信号と車速信号に基づきモータに
通電するモータ電流の目標電流値を設定し、この目標電
流値に係る信号（目標電流信号）と、モータに実際に流
れるモータ電流を検出するモータ電流検出部からフィー
ドバックされるモータ電流信号との差を求め、この偏差
信号に対して比例・積分の補償処理（ＰＩ制御）を行
い、モータを駆動制御する信号を発生させている。
【０００３】上記電動パワーステアリング装置で、その
モータとしてブラシレスモータを用いた装置は知られて
いる。ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリン
グ装置は、ブラシとコミテータの間の電圧降下によるモ
ータ出力の低下や変動がないため、安定した操舵補助力
を得られる。またモータの慣性モーメントが、ブラシ付
きモータに比較して小さいため、高速直進時の操舵ハン
ドルの切り返し時に良好な操舵フィーリングを得られ
る。
モータとしてブラシレスモータを用いた装置は知られて
いる。ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリン
グ装置は、ブラシとコミテータの間の電圧降下によるモ
ータ出力の低下や変動がないため、安定した操舵補助力
を得られる。またモータの慣性モーメントが、ブラシ付
きモータに比較して小さいため、高速直進時の操舵ハン
ドルの切り返し時に良好な操舵フィーリングを得られ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ブラシレスモータを用
いた電動パワーステアリング装置では、モータの回転角
に応じてモータ電流の通電量を制御することが必要とな
るため、フィードバック制御用検出部として、モータ電
流を検出するモータ電流検出部に加えて、モータ回転角
（電気角）を検出するモータ回転角検出部を設け、これ
らの出力信号をモータ制御部へフィードバックさせる。
モータ制御部では、モータ電流とモータ回転角を考慮に
入れてブラシレスモータをＰＷＭ駆動するためのモータ
制御信号を生成する。ここでモータ回転角すなわち「電
気角」とは、ロータに設けられたマグネットとその近傍
に配置される磁気検出素子とによって、マグネットの位
置に基づいて得られるロータの角度である。ロータの端
部には、例えば、４個のマグネット（一対のＮ極とＳ極
から成る）が円周方向に配列されている。ロータの端部
の所定箇所の円周方向には、８個のＮ極とＳ極が交互に
等間隔で配置されている。ロータが回転すると、Ｎ極と
Ｓ極による磁気が交互に磁気検出素子に作用しする。上
記の構成では、ロータの１回転（機械角３６０°）で４
周期分の電気角が生じる。ロータの１／４回転が１周期
分の電気角３６０°に対応している。ロータの回転位置
は電気角によって求められ、この電気角を参照してブラ
シレスモータに供給されるモータ電流の位相が制御され
る。
いた電動パワーステアリング装置では、モータの回転角
に応じてモータ電流の通電量を制御することが必要とな
るため、フィードバック制御用検出部として、モータ電
流を検出するモータ電流検出部に加えて、モータ回転角
（電気角）を検出するモータ回転角検出部を設け、これ
らの出力信号をモータ制御部へフィードバックさせる。
モータ制御部では、モータ電流とモータ回転角を考慮に
入れてブラシレスモータをＰＷＭ駆動するためのモータ
制御信号を生成する。ここでモータ回転角すなわち「電
気角」とは、ロータに設けられたマグネットとその近傍
に配置される磁気検出素子とによって、マグネットの位
置に基づいて得られるロータの角度である。ロータの端
部には、例えば、４個のマグネット（一対のＮ極とＳ極
から成る）が円周方向に配列されている。ロータの端部
の所定箇所の円周方向には、８個のＮ極とＳ極が交互に
等間隔で配置されている。ロータが回転すると、Ｎ極と
Ｓ極による磁気が交互に磁気検出素子に作用しする。上
記の構成では、ロータの１回転（機械角３６０°）で４
周期分の電気角が生じる。ロータの１／４回転が１周期
分の電気角３６０°に対応している。ロータの回転位置
は電気角によって求められ、この電気角を参照してブラ
シレスモータに供給されるモータ電流の位相が制御され
る。
【０００５】ブラシレスモータを用いた電動パワーステ
アリング装置でのモータ制御部によるフィードバック制
御に基づくモータ制御プロセスは、大きく分けると、
（１）電気角を検出して読み込む、（２）モータ電流を
検出して３相２相変換（３相−ｄｑ）を行う、（３）Ｐ
Ｉ制御を行う、（４）２相３相変換（ｄｑ−３相）を行
う、という４つのステップに分けられる。さらに、これ
らの４つのステップは、モータ電流のフィードバック制
御に係る部分（ステップ（２），（３））と、電気角を
利用してモータ制御信号を生成する制御に係る部分（ス
テップ（１），（４））とに分けることができる。モー
タ制御部はマイクロコンピュータで構成されるので、上
記の４つのステップはソフトウェア構成に基づいて実現
される。
アリング装置でのモータ制御部によるフィードバック制
御に基づくモータ制御プロセスは、大きく分けると、
（１）電気角を検出して読み込む、（２）モータ電流を
検出して３相２相変換（３相−ｄｑ）を行う、（３）Ｐ
Ｉ制御を行う、（４）２相３相変換（ｄｑ−３相）を行
う、という４つのステップに分けられる。さらに、これ
らの４つのステップは、モータ電流のフィードバック制
御に係る部分（ステップ（２），（３））と、電気角を
利用してモータ制御信号を生成する制御に係る部分（ス
テップ（１），（４））とに分けることができる。モー
タ制御部はマイクロコンピュータで構成されるので、上
記の４つのステップはソフトウェア構成に基づいて実現
される。
【０００６】モータ制御部に使用されるマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）が動作速度の速い高性能のものである
ならば、たとえモータが高速回転状態になったとして
も、ＣＰＵの動作性能上、上記の４つのステップを常に
行っても問題は生じない。しかしながら、製作コストの
観点から使用されるマイクロコンピュータが比較的に動
作速度の遅い性能を有する場合には、モータが高速回転
状態になると、３相正弦波が崩れ、制御性能が悪化する
という問題が起きる。
ュータ（ＣＰＵ）が動作速度の速い高性能のものである
ならば、たとえモータが高速回転状態になったとして
も、ＣＰＵの動作性能上、上記の４つのステップを常に
行っても問題は生じない。しかしながら、製作コストの
観点から使用されるマイクロコンピュータが比較的に動
作速度の遅い性能を有する場合には、モータが高速回転
状態になると、３相正弦波が崩れ、制御性能が悪化する
という問題が起きる。
【０００７】本発明の目的は、上記課題に鑑み、ブラシ
レスモータを用いた電動パワーステアリング装置におい
てモータ制御部に動作速度の遅いマイクロコンピュータ
を使用したとしても制御性能の悪化を防止する電動パワ
ーステアリング装置とその制御方法を提供することにあ
る。
レスモータを用いた電動パワーステアリング装置におい
てモータ制御部に動作速度の遅いマイクロコンピュータ
を使用したとしても制御性能の悪化を防止する電動パワ
ーステアリング装置とその制御方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
電動パワーステアリング装置とその制御方法は、上記目
的を達成するために、次の通り構成される。
電動パワーステアリング装置とその制御方法は、上記目
的を達成するために、次の通り構成される。
【０００９】本発明に係る電動パワーステアリング装置
（請求項１に対応）：この電動パワーステアリング装置
では、操舵トルクを補助するモータとしてブラシレスモ
ータを備えている。ブラシレスモータは、少なくとも３
相のモータ電流でＰＷＭ駆動され、ステアリング系に操
舵トルクを与える。電動パワーステアリング装置は、さ
らに、ステアリングホイールの操作に応じた操舵トルク
を検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出部
と、少なくとも操舵トルク信号に基づいて決まる目標電
流を設定する目標電流設定部と、ブラシレスモータへ供
給される上記モータ電流を検出してモータ電流信号を出
力するモータ電流検出部と、ブラシレスモータの電気角
信号を検出する電気角検出部（モータ回転角検出部）
と、目標電流とモータ電流の偏差信号を演算する偏差演
算部と、ブラシレスモータの動作を制御するモータ制御
部とを備えている。モータ制御部は、モータ電流検出部
から出力されるモータ電流信号を読み込み、３相−２相
変換を行い、読み込んだモータ電流信号を用いて偏差演
算部で偏差信号を演算し、偏差信号をＰＩ制御する第１
制御要素（モータ電流信号のフィードバックによるＰＩ
制御）と、電気角検出部から出力される電気角信号を読
み込み、読み込んだ電気角信号を用いて２相−３相変換
を行い、モータ制御信号を生成し、このモータ制御信号
によってブラシレスモータを駆動するモータ電流を生成
する第２制御要素（電気角に基づくモータの駆動制御）
を有し、かつ第１制御要素による制御の実行周期を第２
制御要素による制御の実行周期よりも長くしている。
（請求項１に対応）：この電動パワーステアリング装置
では、操舵トルクを補助するモータとしてブラシレスモ
ータを備えている。ブラシレスモータは、少なくとも３
相のモータ電流でＰＷＭ駆動され、ステアリング系に操
舵トルクを与える。電動パワーステアリング装置は、さ
らに、ステアリングホイールの操作に応じた操舵トルク
を検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク検出部
と、少なくとも操舵トルク信号に基づいて決まる目標電
流を設定する目標電流設定部と、ブラシレスモータへ供
給される上記モータ電流を検出してモータ電流信号を出
力するモータ電流検出部と、ブラシレスモータの電気角
信号を検出する電気角検出部（モータ回転角検出部）
と、目標電流とモータ電流の偏差信号を演算する偏差演
算部と、ブラシレスモータの動作を制御するモータ制御
部とを備えている。モータ制御部は、モータ電流検出部
から出力されるモータ電流信号を読み込み、３相−２相
変換を行い、読み込んだモータ電流信号を用いて偏差演
算部で偏差信号を演算し、偏差信号をＰＩ制御する第１
制御要素（モータ電流信号のフィードバックによるＰＩ
制御）と、電気角検出部から出力される電気角信号を読
み込み、読み込んだ電気角信号を用いて２相−３相変換
を行い、モータ制御信号を生成し、このモータ制御信号
によってブラシレスモータを駆動するモータ電流を生成
する第２制御要素（電気角に基づくモータの駆動制御）
を有し、かつ第１制御要素による制御の実行周期を第２
制御要素による制御の実行周期よりも長くしている。
【００１０】本発明に係る電動パワーステアリング装置
の制御方法（請求項２に対応）：この制御方法は、ステ
アリングホイールの操作に応じた操舵トルクを検出し、
操舵トルクに応じて決まる目標電流を設定し、この目標
電流に対してブラシレスモータへ供給されるモータ電流
を検出しフィードバックしてモータ制御信号を生成し、
このモータ制御信号を利用してブラシレスモータを少な
くとも３相のモータ電流でＰＷＭ駆動する方法であり、
ブラシレスモータへ供給されるモータ電流を検出してモ
ータ電流信号を出力するモータ電流検出部と、ブラシレ
スモータの電気角信号を検出する電気角検出部と、目標
電流とモータ電流の偏差信号を演算する偏差演算部を備
える電動パワーステアリング装置に適用される制御方法
である。この制御方法は、電気角検出部からの電気角信
号を読み込む第１ステップと、モータ電流検出部からの
モータ電流信号を読み込み、３相−２相変換を行う第２
ステップと、読み込んだモータ電流信号を用いて偏差演
算部で偏差信号を演算し、偏差信号をＰＩ制御する第３
ステップと、読み込んだ電気角信号を用いて２相−３相
変換を行い、モータ制御信号を生成し、モータ電流を生
成する第４ステップとを有し、第１ステップから第４ス
テップまでの制御プロセスをモータ制御に問題が起きな
い程度の比較的に長い周期で実行し、その合間の期間で
は第１ステップと前記第４ステップのみを繰返して実行
する方法である。
の制御方法（請求項２に対応）：この制御方法は、ステ
アリングホイールの操作に応じた操舵トルクを検出し、
操舵トルクに応じて決まる目標電流を設定し、この目標
電流に対してブラシレスモータへ供給されるモータ電流
を検出しフィードバックしてモータ制御信号を生成し、
このモータ制御信号を利用してブラシレスモータを少な
くとも３相のモータ電流でＰＷＭ駆動する方法であり、
ブラシレスモータへ供給されるモータ電流を検出してモ
ータ電流信号を出力するモータ電流検出部と、ブラシレ
スモータの電気角信号を検出する電気角検出部と、目標
電流とモータ電流の偏差信号を演算する偏差演算部を備
える電動パワーステアリング装置に適用される制御方法
である。この制御方法は、電気角検出部からの電気角信
号を読み込む第１ステップと、モータ電流検出部からの
モータ電流信号を読み込み、３相−２相変換を行う第２
ステップと、読み込んだモータ電流信号を用いて偏差演
算部で偏差信号を演算し、偏差信号をＰＩ制御する第３
ステップと、読み込んだ電気角信号を用いて２相−３相
変換を行い、モータ制御信号を生成し、モータ電流を生
成する第４ステップとを有し、第１ステップから第４ス
テップまでの制御プロセスをモータ制御に問題が起きな
い程度の比較的に長い周期で実行し、その合間の期間で
は第１ステップと前記第４ステップのみを繰返して実行
する方法である。
【００１１】上記の電動パワーステアリング装置または
その制御方法では、モータ制御部によるモータ電流信号
のフィードバックによるＰＩ制御（第１制御要素、また
は第２ステップおよび第３ステップ）と、電気角に基づ
くモータの駆動制御（第２制御要素、または第１ステッ
プおよび第４ステップ）について、前者の処理を適当に
省略することにより、モータ制御部を構成するマイクロ
コンピュータでの電流フィードバック制御部分の処理負
担を軽減し、高回転時にブラシレスモータに供給される
正弦波状の３相モータ電流の崩れを防止することが可能
となる。電動パワーステアリング装置の制御全体におい
て、マイクロコンピュータにとって処理負担が重い電流
フィードバック制御部分の周期を実質的に延長すること
によって、負担を軽減する。
その制御方法では、モータ制御部によるモータ電流信号
のフィードバックによるＰＩ制御（第１制御要素、また
は第２ステップおよび第３ステップ）と、電気角に基づ
くモータの駆動制御（第２制御要素、または第１ステッ
プおよび第４ステップ）について、前者の処理を適当に
省略することにより、モータ制御部を構成するマイクロ
コンピュータでの電流フィードバック制御部分の処理負
担を軽減し、高回転時にブラシレスモータに供給される
正弦波状の３相モータ電流の崩れを防止することが可能
となる。電動パワーステアリング装置の制御全体におい
て、マイクロコンピュータにとって処理負担が重い電流
フィードバック制御部分の周期を実質的に延長すること
によって、負担を軽減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】実施形態で説明される構成、形状、大きさ
および配置関係については本発明が理解・実施できる程
度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構
成要素の組成（材質）については例示にすぎない。従っ
て本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範
囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができ
る。
および配置関係については本発明が理解・実施できる程
度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構
成要素の組成（材質）については例示にすぎない。従っ
て本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範
囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができ
る。
【００１４】図１を参照して本発明に係る電動パワース
テアリング装置の全体的構成を説明する。電動パワース
テアリング装置１０は例えば乗用車両に装備される。電
動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイー
ル１１に連結されるステアリング軸１２等に対して補助
用の操舵トルクを与えるように構成されている。ステア
リング軸１２の上端はステアリングホイール１１に連結
され、下端にはピニオンギヤ１３が取り付けられてい
る。ピニオンギヤ１３に対して、これに噛み合うラック
ギヤ１４ａを設けたラック軸１４が配置されている。ピ
ニオンギヤ１３とラックギヤ１４ａによってラック・ピ
ニオン機構１５が形成される。ラック軸１４の両端には
タイロッド１６が設けられ、各タイロッド１６の外側端
には前輪１７が取り付けられる。上記ステアリング軸１
２に対し動力伝達機構１８を介してブラスレスモータ１
９が設けられている。ブラシレスモータ１９は、操舵ト
ルクを補助する回転力（トルク）を出力し、この回転力
を、動力伝達機構１８を経由して、ステアリング軸１２
に与える。またステアリング軸１２には操舵トルク検出
部２０が設けられている。操舵トルク検出部２０は、運
転者がステアリングホイール１１を操作することによっ
て生じる操舵トルクをステアリング軸１２に加えたと
き、ステアリング軸１２に加わる当該操舵トルクを検出
する。また２１は車両の車速を検出する車速検出部であ
り、２２はコンピュータ（マイクロコンピュータ等）で
構成される制御装置である。制御装置２２は、操舵トル
ク検出部２０から出力される操舵トルク信号Ｔと車速検
出部２１から出力される車速信号Ｖを取り入れ、操舵ト
ルクに係る情報と車速に係る情報に基づいて、ブラシレ
スモータ１９の回転動作を制御する駆動制御信号ＳＧ１
を出力する。またブラシモータ１９には、レゾルバ等に
よって構成されるモータ回転角検出部２３が付設されて
いる。モータ回転角検出部２３の回転角（電気角）に係
る信号ＳＧ２は制御装置２２に入力されている。上記の
ラック・ピニオン機構１５等は図１中で図示しないギヤ
ボックス２４に収納されている。
テアリング装置の全体的構成を説明する。電動パワース
テアリング装置１０は例えば乗用車両に装備される。電
動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイー
ル１１に連結されるステアリング軸１２等に対して補助
用の操舵トルクを与えるように構成されている。ステア
リング軸１２の上端はステアリングホイール１１に連結
され、下端にはピニオンギヤ１３が取り付けられてい
る。ピニオンギヤ１３に対して、これに噛み合うラック
ギヤ１４ａを設けたラック軸１４が配置されている。ピ
ニオンギヤ１３とラックギヤ１４ａによってラック・ピ
ニオン機構１５が形成される。ラック軸１４の両端には
タイロッド１６が設けられ、各タイロッド１６の外側端
には前輪１７が取り付けられる。上記ステアリング軸１
２に対し動力伝達機構１８を介してブラスレスモータ１
９が設けられている。ブラシレスモータ１９は、操舵ト
ルクを補助する回転力（トルク）を出力し、この回転力
を、動力伝達機構１８を経由して、ステアリング軸１２
に与える。またステアリング軸１２には操舵トルク検出
部２０が設けられている。操舵トルク検出部２０は、運
転者がステアリングホイール１１を操作することによっ
て生じる操舵トルクをステアリング軸１２に加えたと
き、ステアリング軸１２に加わる当該操舵トルクを検出
する。また２１は車両の車速を検出する車速検出部であ
り、２２はコンピュータ（マイクロコンピュータ等）で
構成される制御装置である。制御装置２２は、操舵トル
ク検出部２０から出力される操舵トルク信号Ｔと車速検
出部２１から出力される車速信号Ｖを取り入れ、操舵ト
ルクに係る情報と車速に係る情報に基づいて、ブラシレ
スモータ１９の回転動作を制御する駆動制御信号ＳＧ１
を出力する。またブラシモータ１９には、レゾルバ等に
よって構成されるモータ回転角検出部２３が付設されて
いる。モータ回転角検出部２３の回転角（電気角）に係
る信号ＳＧ２は制御装置２２に入力されている。上記の
ラック・ピニオン機構１５等は図１中で図示しないギヤ
ボックス２４に収納されている。
【００１５】上記において電動パワーステアリング装置
１０は、通常のステアリング系の装置構成に対し、操舵
トルク検出部２０、車速検出部２１、制御装置２２、ブ
ラシレスモータ１９、動力伝達機構１８を付加すること
によって構成されている。
１０は、通常のステアリング系の装置構成に対し、操舵
トルク検出部２０、車速検出部２１、制御装置２２、ブ
ラシレスモータ１９、動力伝達機構１８を付加すること
によって構成されている。
【００１６】上記構成において、運転者がステアリング
ホイール１１を操作して自動車の走行運転中に走行方向
の操舵を行うとき、ステアリング軸１２に加えられた操
舵トルクに基づく回転力はラック・ピニオン機構１５を
介してラック軸１４の軸方向の直線運動に変換され、さ
らにタイロッド１６を介して前輪１７の走行方向を変化
させようとする。このときにおいて、同時に、ステアリ
ング軸１２に付設された操舵トルク検出部２０は、ステ
アリングホイール１１での運転者による操舵に応じた操
舵トルクを検出して電気的な操舵トルク信号Ｔに変換
し、この操舵トルク信号Ｔを制御装置２２へ出力する。
また車速検出部２１は、車両の車速を検出して車速信号
Ｖに変換し、この車速信号Ｖを制御装置２２へ出力す
る。制御装置２２は、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号
Ｖに基づいてブラシレスモータ１９を駆動するためのモ
ータ電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を発生する。ブラシレス
モータ１９は３相ブラシレスモータであり、そのモータ
電流はＵ相とＶ相とＷ相から成る３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，
Ｉｗである。上記の駆動制御信号ＳＧ１は３相であるモ
ータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。このようなモータ電
流によって駆動されるブラシレスモータ１９は、動力伝
達機構１８を介して補助の操舵トルクをステアリング軸
１２に作用させる。以上のごとくブラシレスモータ１９
を駆動することにより、ステアリングホイール１１に加
えられる運転者による操舵力が軽減される。
ホイール１１を操作して自動車の走行運転中に走行方向
の操舵を行うとき、ステアリング軸１２に加えられた操
舵トルクに基づく回転力はラック・ピニオン機構１５を
介してラック軸１４の軸方向の直線運動に変換され、さ
らにタイロッド１６を介して前輪１７の走行方向を変化
させようとする。このときにおいて、同時に、ステアリ
ング軸１２に付設された操舵トルク検出部２０は、ステ
アリングホイール１１での運転者による操舵に応じた操
舵トルクを検出して電気的な操舵トルク信号Ｔに変換
し、この操舵トルク信号Ｔを制御装置２２へ出力する。
また車速検出部２１は、車両の車速を検出して車速信号
Ｖに変換し、この車速信号Ｖを制御装置２２へ出力す
る。制御装置２２は、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号
Ｖに基づいてブラシレスモータ１９を駆動するためのモ
ータ電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を発生する。ブラシレス
モータ１９は３相ブラシレスモータであり、そのモータ
電流はＵ相とＶ相とＷ相から成る３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，
Ｉｗである。上記の駆動制御信号ＳＧ１は３相であるモ
ータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。このようなモータ電
流によって駆動されるブラシレスモータ１９は、動力伝
達機構１８を介して補助の操舵トルクをステアリング軸
１２に作用させる。以上のごとくブラシレスモータ１９
を駆動することにより、ステアリングホイール１１に加
えられる運転者による操舵力が軽減される。
【００１７】次に図２を参照して制御装置２２の構成を
説明する。図２は、制御装置２２の内部構成であって３
相のブラシレスモータ１９のトルクを制御するための回
路構成を示す。
説明する。図２は、制御装置２２の内部構成であって３
相のブラシレスモータ１９のトルクを制御するための回
路構成を示す。
【００１８】制御装置２２の内部には、目標電流設定部
３１と、モータ制御部３２と、モータ電流に係る検出信
号のフィードバック部３３と、モータ回転角（または電
気角という）を検出するモータ回転角検出部２３とが設
けられている。本実施形態に係る電動パワーステアリン
グ装置１０では、補助操舵トルクを出力するモータとし
て、前述の通り、３相ブラシレスモータ１９を用いてい
る。このブラシレスモータ１９では、ブラシレスモータ
１９の回転子（回転軸）の電気角に応じてモータ電流の
通電量を制御することが必要となるので、３相であるモ
ータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの例えば２相にモータ
電流検出部３５，３６を設けてモータ電流の通電量を検
出すると共に、上記のモータ回転角検出部２３を設けて
電気角を検出している。ブラシレスモータ１９は、制御
装置２２の内部に設けられた上記の目標電流設定部３１
とモータ制御部３２に基づいて、かつモータ回転角検出
部２３と２つのモータ電流検出部３５，３６のそれぞれ
から出力される検出信号を利用することによって、ＰＷ
Ｍ駆動される。
３１と、モータ制御部３２と、モータ電流に係る検出信
号のフィードバック部３３と、モータ回転角（または電
気角という）を検出するモータ回転角検出部２３とが設
けられている。本実施形態に係る電動パワーステアリン
グ装置１０では、補助操舵トルクを出力するモータとし
て、前述の通り、３相ブラシレスモータ１９を用いてい
る。このブラシレスモータ１９では、ブラシレスモータ
１９の回転子（回転軸）の電気角に応じてモータ電流の
通電量を制御することが必要となるので、３相であるモ
ータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの例えば２相にモータ
電流検出部３５，３６を設けてモータ電流の通電量を検
出すると共に、上記のモータ回転角検出部２３を設けて
電気角を検出している。ブラシレスモータ１９は、制御
装置２２の内部に設けられた上記の目標電流設定部３１
とモータ制御部３２に基づいて、かつモータ回転角検出
部２３と２つのモータ電流検出部３５，３６のそれぞれ
から出力される検出信号を利用することによって、ＰＷ
Ｍ駆動される。
【００１９】ブラシレスモータ１９のモータ回転角検出
部２３は、ブラシレスモータ１９に付設されたレゾルバ
２３ｃとＲＤ(Resolver-Digital)変換部２３ｄから構成
されている。ＲＤ変換部２３ｄは励磁電流をレゾルバ２
３ｃへ送り、レゾルバ２３ｃからの出力信号はＲＤ変換
部２３ｄへ送られる。ＲＤ変換部２３ｄは、レゾルバ２
３ｃからの出力信号に基づいてブラシレスモータ１９の
回転子の回転位置に係る電気角信号（θ）を取り出して
出力する。
部２３は、ブラシレスモータ１９に付設されたレゾルバ
２３ｃとＲＤ(Resolver-Digital)変換部２３ｄから構成
されている。ＲＤ変換部２３ｄは励磁電流をレゾルバ２
３ｃへ送り、レゾルバ２３ｃからの出力信号はＲＤ変換
部２３ｄへ送られる。ＲＤ変換部２３ｄは、レゾルバ２
３ｃからの出力信号に基づいてブラシレスモータ１９の
回転子の回転位置に係る電気角信号（θ）を取り出して
出力する。
【００２０】制御装置２２において、操舵トルク検出部
２０から出力される操舵トルク信号Ｔと車速検出部２１
から出力される車速信号Ｖは目標電流設定部３１に入力
されている。目標電流設定部３１はトルク電流指令部３
１ａと界磁電流指令部３１ｂを備える。目標電流設定部
３１では、操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいて、
トルク電流（ｑ軸電流）指令部３１ａと界磁電流（ｄ軸
電流）指令部３１ｂのそれぞれからブラシレスモータ１
９のｑ軸目標電流（Ｉｑ*）とｄ軸目標電流（Ｉｄ*）が
設定され、出力される。
２０から出力される操舵トルク信号Ｔと車速検出部２１
から出力される車速信号Ｖは目標電流設定部３１に入力
されている。目標電流設定部３１はトルク電流指令部３
１ａと界磁電流指令部３１ｂを備える。目標電流設定部
３１では、操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖに基づいて、
トルク電流（ｑ軸電流）指令部３１ａと界磁電流（ｄ軸
電流）指令部３１ｂのそれぞれからブラシレスモータ１
９のｑ軸目標電流（Ｉｑ*）とｄ軸目標電流（Ｉｄ*）が
設定され、出力される。
【００２１】本実施形態によれば、モータ制御部３２に
よる３相ブラシレスモータ１９のトルク制御は、高速か
つ正確なトルク応答を得るため、ベクトル制御に基づい
ている。ここでベクトル制御について説明する。３相ブ
ラシレスモータ１９のトルクは、３相であるモータ電流
（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の大きさ（トルク）と位相によっ
て決定される。ベクトル制御によれば、ブラシレスモー
タ１９の固定子巻線に供給されるモータ電流を、ブラシ
レスモータ１９の内部で確立された主磁束方向に磁束を
作る電流成分（磁束電流）と、これに対して位相的に９
０°進んだ、トルクを直接制御する電流成分（トルク電
流）とに分けて、独立に制御する。ベクトル制御でトル
ク制御されるブラシレスモータ１９ではその内部でｄｑ
軸座標系が定義される。ｄｑ軸座標系は、回転軸と回転
子から成る部分の横断面で中心点から磁石のＮ極に向か
う主磁束方向をｄ軸（磁束軸）とし、このｄ軸に対して
位相的に９０°進む方向をｑ軸（トルク軸）として定義
される。上記の磁束電流はｄ軸方向に磁界を作る電流成
分すなわちｄ軸電流であり、上記のトルク電流はｑ軸方
向に磁界を作る電流成分すなわちｑ軸電流として定義さ
れる。ｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）は、３相で
あるモータ電流（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電
流Ｉｗ）との間で、主磁束の固定子に対する回転角度を
用いてよく知られた所定変換式によって関係づけられて
いる。ｄ軸電流とｑ軸電流はｄｑ軸座標系上の２軸直流
電流である。従って上記ベクトル制御ではブラシレスモ
ータ１９のモータ電流である３相の瞬時電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗをｄｑ軸座標系上の２軸直流電流Ｉｄ，Ｉｑに
変換し、モータ制御部３２では直流電流であるｄ軸電流
Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑの状態で制御処理が行われる。
よる３相ブラシレスモータ１９のトルク制御は、高速か
つ正確なトルク応答を得るため、ベクトル制御に基づい
ている。ここでベクトル制御について説明する。３相ブ
ラシレスモータ１９のトルクは、３相であるモータ電流
（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）の大きさ（トルク）と位相によっ
て決定される。ベクトル制御によれば、ブラシレスモー
タ１９の固定子巻線に供給されるモータ電流を、ブラシ
レスモータ１９の内部で確立された主磁束方向に磁束を
作る電流成分（磁束電流）と、これに対して位相的に９
０°進んだ、トルクを直接制御する電流成分（トルク電
流）とに分けて、独立に制御する。ベクトル制御でトル
ク制御されるブラシレスモータ１９ではその内部でｄｑ
軸座標系が定義される。ｄｑ軸座標系は、回転軸と回転
子から成る部分の横断面で中心点から磁石のＮ極に向か
う主磁束方向をｄ軸（磁束軸）とし、このｄ軸に対して
位相的に９０°進む方向をｑ軸（トルク軸）として定義
される。上記の磁束電流はｄ軸方向に磁界を作る電流成
分すなわちｄ軸電流であり、上記のトルク電流はｑ軸方
向に磁界を作る電流成分すなわちｑ軸電流として定義さ
れる。ｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）は、３相で
あるモータ電流（Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電
流Ｉｗ）との間で、主磁束の固定子に対する回転角度を
用いてよく知られた所定変換式によって関係づけられて
いる。ｄ軸電流とｑ軸電流はｄｑ軸座標系上の２軸直流
電流である。従って上記ベクトル制御ではブラシレスモ
ータ１９のモータ電流である３相の瞬時電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗをｄｑ軸座標系上の２軸直流電流Ｉｄ，Ｉｑに
変換し、モータ制御部３２では直流電流であるｄ軸電流
Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑの状態で制御処理が行われる。
【００２２】目標電流設定部３１から出力された上記の
ｑ軸目標電流Ｉｑ*とｄ軸目標電流Ｉｄ*は、ブラシレス
モータ１９の供給されるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの
目標値を与えるものである。ｑ軸目標電流Ｉｑ*とｄ軸
目標電流Ｉｄ*はモータ制御部３２に入力される。モー
タ制御部３２で、ｑ軸目標電流Ｉｑ*は偏差演算部４１
でフィードバック電流信号（モータ電流に係るｑ軸検出
電流信号）Ｉｑactが減算されて偏差信号が算出され、
偏差信号はＰＩ制御部４２に入力される。ＰＩ制御部４
２は、偏差信号にＰＩ補償処理を施し、ｑ軸目標電流に
追従するｑ軸目標電圧Ｖｑを出力する。ｄ軸目標電流Ｉ
ｄ*は偏差演算部４３でフィードバック電流信号（モー
タ電流に係るｄ軸検出電流信号）Ｉｄactが減算されて
偏差信号が算出され、偏差信号はＰＩ制御部４４に入力
される。ＰＩ制御部４４は、偏差信号にＰＩ補償処理を
施し、ｄ軸目標電流に追従するｄ軸目標電圧Ｖｄを出力
する。ｑ軸およびｄ軸の目標電圧Ｖｑ，Ｖｄは、それぞ
れ、ｄｑ−３相変換部４５に出力される。
ｑ軸目標電流Ｉｑ*とｄ軸目標電流Ｉｄ*は、ブラシレス
モータ１９の供給されるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの
目標値を与えるものである。ｑ軸目標電流Ｉｑ*とｄ軸
目標電流Ｉｄ*はモータ制御部３２に入力される。モー
タ制御部３２で、ｑ軸目標電流Ｉｑ*は偏差演算部４１
でフィードバック電流信号（モータ電流に係るｑ軸検出
電流信号）Ｉｑactが減算されて偏差信号が算出され、
偏差信号はＰＩ制御部４２に入力される。ＰＩ制御部４
２は、偏差信号にＰＩ補償処理を施し、ｑ軸目標電流に
追従するｑ軸目標電圧Ｖｑを出力する。ｄ軸目標電流Ｉ
ｄ*は偏差演算部４３でフィードバック電流信号（モー
タ電流に係るｄ軸検出電流信号）Ｉｄactが減算されて
偏差信号が算出され、偏差信号はＰＩ制御部４４に入力
される。ＰＩ制御部４４は、偏差信号にＰＩ補償処理を
施し、ｄ軸目標電流に追従するｄ軸目標電圧Ｖｄを出力
する。ｑ軸およびｄ軸の目標電圧Ｖｑ，Ｖｄは、それぞ
れ、ｄｑ−３相変換部４５に出力される。
【００２３】なお、ＰＩ制御部４２，４４とｄｑ−３相
変換部４５の間には非干渉化制御部などが設けられ、非
干渉化制御補正が行われるが、この実施形態では説明の
便宜上図示が省略されている。
変換部４５の間には非干渉化制御部などが設けられ、非
干渉化制御補正が行われるが、この実施形態では説明の
便宜上図示が省略されている。
【００２４】ｄｑ−３相変換部（直流・交流変換部）４
５は、ｄ軸およびｑ軸の補正目標電圧Ｖｄ，Ｖｑを下記
の（数１）に示した変換式に基づく変換処理によって、
かつＲＤ変換部２３Ｄから与えられる電気角信号θを用
いて、３相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して出力す
る。計算の実際では（数１）で明らかなように、２相の
目標電圧Ｖｕ，Ｖｗを算出し、その後で目標電圧Ｖｕ，
Ｖｗを用いて目標電圧Ｖｖを算出している。これらの３
相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗはモータ駆動部４６に入力
される。
５は、ｄ軸およびｑ軸の補正目標電圧Ｖｄ，Ｖｑを下記
の（数１）に示した変換式に基づく変換処理によって、
かつＲＤ変換部２３Ｄから与えられる電気角信号θを用
いて、３相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して出力す
る。計算の実際では（数１）で明らかなように、２相の
目標電圧Ｖｕ，Ｖｗを算出し、その後で目標電圧Ｖｕ，
Ｖｗを用いて目標電圧Ｖｖを算出している。これらの３
相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗはモータ駆動部４６に入力
される。
【００２５】
【数１】
【００２６】モータ駆動部４６はＰＷＭ電圧発生部４７
とＦＥＴスイッチング回路（インバータ回路）４８を含
んで構成されている。ＰＷＭ電圧発生部４７は、３相目
標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対応したＰＷＭ制御の電圧信
号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを生成してＦＥ
Ｔスイッチング回路４８に対して出力する。ＦＥＴスイ
ッチング回路４８は、ＰＷＭ制御電圧信号に対応してＦ
ＥＴをスイッチングすることにより３相のモータ電流Ｉ
ｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れるようにする。
とＦＥＴスイッチング回路（インバータ回路）４８を含
んで構成されている。ＰＷＭ電圧発生部４７は、３相目
標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対応したＰＷＭ制御の電圧信
号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを生成してＦＥ
Ｔスイッチング回路４８に対して出力する。ＦＥＴスイ
ッチング回路４８は、ＰＷＭ制御電圧信号に対応してＦ
ＥＴをスイッチングすることにより３相のモータ電流Ｉ
ｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れるようにする。
【００２７】３相のモータ電流の伝送路のうちの２つの
伝送路には上記のごとくモータ電流検出部３５，３６が
設けられている。モータ電流検出部３５，３６は、ブラ
シレスモータ１９に対して供給される３相のモータ電流
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２つのモータ電流Ｉｕ，Ｉｗ
を検出してフィードバック部３３の相電流Ａ／Ｄ変換部
４９に供給する。相電流Ａ／Ｄ変換部４９はアナログ値
のモータ電流Ｉｕ，Ｉｗをディジタル値に変換する。デ
ィジタル値にされたモータ電流Ｉｕ，Ｉｗは３相−ｄｑ
変換部（交流・直流変換部）５０に入力される。３相−
ｄｑ変換部５０では、モータ電流Ｉｕ，Ｉｗに基づいて
残りのモータ電流Ｉｖが算出され、下記の（数２）に示
した変換式とＲＤ変換部２３ｄから与えられる電気角信
号θとを用いて、２相のｄ軸直流電流Ｉｄactとｑ軸直
流電流Ｉｑactに変換する。ｄ軸とｑ軸の直流電流Ｉｄ
act，Ｉｑactは、それぞれ、前述したモータ電流に係る
ｄ軸検出電流信号とｑ軸検出電流信号のことである。
伝送路には上記のごとくモータ電流検出部３５，３６が
設けられている。モータ電流検出部３５，３６は、ブラ
シレスモータ１９に対して供給される３相のモータ電流
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２つのモータ電流Ｉｕ，Ｉｗ
を検出してフィードバック部３３の相電流Ａ／Ｄ変換部
４９に供給する。相電流Ａ／Ｄ変換部４９はアナログ値
のモータ電流Ｉｕ，Ｉｗをディジタル値に変換する。デ
ィジタル値にされたモータ電流Ｉｕ，Ｉｗは３相−ｄｑ
変換部（交流・直流変換部）５０に入力される。３相−
ｄｑ変換部５０では、モータ電流Ｉｕ，Ｉｗに基づいて
残りのモータ電流Ｉｖが算出され、下記の（数２）に示
した変換式とＲＤ変換部２３ｄから与えられる電気角信
号θとを用いて、２相のｄ軸直流電流Ｉｄactとｑ軸直
流電流Ｉｑactに変換する。ｄ軸とｑ軸の直流電流Ｉｄ
act，Ｉｑactは、それぞれ、前述したモータ電流に係る
ｄ軸検出電流信号とｑ軸検出電流信号のことである。
【００２８】
【数２】
【００２９】３相−ｄｑ変換部５０から出力されたｄ軸
検出電流信号Ｉｄactはフィードバック伝送路を経由し
て偏差演算部４３にフィードバックされる。３相−ｄｑ
変換部５０から出力されたｑ軸検出電流信号Ｉｑ
actは、フィードバック伝送路を経由して偏差演算部４
１にフィードバックされる。
検出電流信号Ｉｄactはフィードバック伝送路を経由し
て偏差演算部４３にフィードバックされる。３相−ｄｑ
変換部５０から出力されたｑ軸検出電流信号Ｉｑ
actは、フィードバック伝送路を経由して偏差演算部４
１にフィードバックされる。
【００３０】次に、上記の構成を有する制御装置２２に
おいて、ブラシレスモータ１９のトルクを制御するモー
タ制御部３２の制御機能について説明する。
おいて、ブラシレスモータ１９のトルクを制御するモー
タ制御部３２の制御機能について説明する。
【００３１】前述の通り制御装置２２はコンピュータで
構成され、モータ制御部３２の主要部（前半部分）はソ
フト的構成で実現される。すなわち、電動パワーステア
リング装置の制御全体は、制御装置２２によるソフト的
構成を利用して実現される。ここでモータ制御部３２の
主要な制御機能を制御工程（制御ステップ）として大き
く分けると、次の通りである。
構成され、モータ制御部３２の主要部（前半部分）はソ
フト的構成で実現される。すなわち、電動パワーステア
リング装置の制御全体は、制御装置２２によるソフト的
構成を利用して実現される。ここでモータ制御部３２の
主要な制御機能を制御工程（制御ステップ）として大き
く分けると、次の通りである。
【００３２】制御工程（１）：モータ回転角検出部２３
による電気角信号θの読込み処理 制御工程（２）：モータ電流検出部３５，３６および相
電流Ａ／Ｄ変換部４９によるモータ電流の検出、および
３相−ｄｑ変換部５０による３相−２相変換処理 制御工程（３）：偏差演算部４１，４３による偏差演算
処理、およびＰＩ制御部４２，４４による制御処理（フ
ィードバック制御） 制御工程（４）：電気角信号θを利用するｄｑ−３相変
換部４５による２相−３相変換処理
による電気角信号θの読込み処理 制御工程（２）：モータ電流検出部３５，３６および相
電流Ａ／Ｄ変換部４９によるモータ電流の検出、および
３相−ｄｑ変換部５０による３相−２相変換処理 制御工程（３）：偏差演算部４１，４３による偏差演算
処理、およびＰＩ制御部４２，４４による制御処理（フ
ィードバック制御） 制御工程（４）：電気角信号θを利用するｄｑ−３相変
換部４５による２相−３相変換処理
【００３３】図２に示したモータ制御部３２において
は、上記の各制御工程（１）〜（４）のそれぞれを実行
する箇所に対応させて数字（１），（２），（３），
（４）が表記されている。本実施形態によるモータ制御
部３２では上記の制御工程（１）〜（４）を次のように
実行する。
は、上記の各制御工程（１）〜（４）のそれぞれを実行
する箇所に対応させて数字（１），（２），（３），
（４）が表記されている。本実施形態によるモータ制御
部３２では上記の制御工程（１）〜（４）を次のように
実行する。
【００３４】図３にモータ制御部３２で実行される２種
類の基本的な制御プロセス（制御方法）（Ａ），（Ｂ）
を示す。制御プロセス（Ａ）は、通常の制御プロセスで
あり、上記の４つの制御工程（１）〜（４）のすべてが
（１）から（４）の順序で実行される制御プロセスであ
る。制御プロセス（Ｂ）は、簡略化した制御プロセスで
あり、上記の４つの制御工程（１）〜（４）のうち
（２）と（３）が省略され、（１）と（４）のみが図示
順序で実効される制御プロセスである。本来的には制御
プロセス（Ａ）が繰返し実行されることが望ましいが、
コンピュータの性能と負担を考慮して、本実施形態では
簡略した制御プロセス（Ｂ）を用意し、制御プロセス
（Ａ）と制御プロセス（Ｂ）を適宜に組み合せて全体の
制御を行うように構成している。
類の基本的な制御プロセス（制御方法）（Ａ），（Ｂ）
を示す。制御プロセス（Ａ）は、通常の制御プロセスで
あり、上記の４つの制御工程（１）〜（４）のすべてが
（１）から（４）の順序で実行される制御プロセスであ
る。制御プロセス（Ｂ）は、簡略化した制御プロセスで
あり、上記の４つの制御工程（１）〜（４）のうち
（２）と（３）が省略され、（１）と（４）のみが図示
順序で実効される制御プロセスである。本来的には制御
プロセス（Ａ）が繰返し実行されることが望ましいが、
コンピュータの性能と負担を考慮して、本実施形態では
簡略した制御プロセス（Ｂ）を用意し、制御プロセス
（Ａ）と制御プロセス（Ｂ）を適宜に組み合せて全体の
制御を行うように構成している。
【００３５】図３に示した制御プロセス（Ａ），（Ｂ）
では、横軸は時間軸を示し、矢印のごとく左から右に向
かってプロセスは進行している。図３では、制御工程
（１）〜（４）の各々の工程に要する時間は同じである
ように示されているが、実際には制御工程ごとで時間は
異なる。通常、制御工程（２），（３）はモータ制御部
３２にとって処理負担は重くなっており、処理時間は長
くなっている。
では、横軸は時間軸を示し、矢印のごとく左から右に向
かってプロセスは進行している。図３では、制御工程
（１）〜（４）の各々の工程に要する時間は同じである
ように示されているが、実際には制御工程ごとで時間は
異なる。通常、制御工程（２），（３）はモータ制御部
３２にとって処理負担は重くなっており、処理時間は長
くなっている。
【００３６】そこでモータ制御部３２による制御方法で
は、一例として、図４に示すごとく制御プロセス（Ａ）
を実行する間に３回の制御プロセス（Ｂ）を実行するよ
うにしている。すなわち、常に通常の制御プロセス
（Ａ）を実行せず、通常の制御プロセス（Ａ）の実行回
数を少なくし、簡略した制御プロセス（Ｂ）の実行回数
を多くするように全体の制御を組み立てている。この制
御方法によれば、制御工程（２），（３）を適宜に間引
くことにより、制御工程（２）（モータ電流の検出と３
相２相変換処理）と制御工程（３）（フィードバックに
よるＰＩ制御処理）の実行周期Ｔ１を、実質的に延長化
し、制御工程（１），（４）の実行周期よりも長くして
いる。
は、一例として、図４に示すごとく制御プロセス（Ａ）
を実行する間に３回の制御プロセス（Ｂ）を実行するよ
うにしている。すなわち、常に通常の制御プロセス
（Ａ）を実行せず、通常の制御プロセス（Ａ）の実行回
数を少なくし、簡略した制御プロセス（Ｂ）の実行回数
を多くするように全体の制御を組み立てている。この制
御方法によれば、制御工程（２），（３）を適宜に間引
くことにより、制御工程（２）（モータ電流の検出と３
相２相変換処理）と制御工程（３）（フィードバックに
よるＰＩ制御処理）の実行周期Ｔ１を、実質的に延長化
し、制御工程（１），（４）の実行周期よりも長くして
いる。
【００３７】上記の制御方法をＵ相のモータ電流の関係
で示すと、図５に示すごとくなる。図５において、５１
は正弦波であるＵ相モータ電流Ｉｕであり、折れ線５２
は通常の制御プロセス（Ａ）のみで制御が実行された場
合の例であり、折れ線５３は簡略した制御プロセス
（Ｂ）を加えたプロセスで制御された場合の例である。
折れ線５３の方が、実行周期が小さくなっている分、モ
ータ電流Ｉｕへの追従性が高くなっている。折れ線５２
は追従性が悪く、正弦波であるモータ電流Ｉｕに対して
崩れた形になっている。従って、折れ線５２の特性が生
じやすくなるように、制御プロセスの（Ａ）と（Ｂ）を
組み合せ、かつ制御プロセス（Ａ）の実行周期を長くし
て、電動パワーステアリング装置１０の全体制御を行う
ように制御ソフトが設定される。
で示すと、図５に示すごとくなる。図５において、５１
は正弦波であるＵ相モータ電流Ｉｕであり、折れ線５２
は通常の制御プロセス（Ａ）のみで制御が実行された場
合の例であり、折れ線５３は簡略した制御プロセス
（Ｂ）を加えたプロセスで制御された場合の例である。
折れ線５３の方が、実行周期が小さくなっている分、モ
ータ電流Ｉｕへの追従性が高くなっている。折れ線５２
は追従性が悪く、正弦波であるモータ電流Ｉｕに対して
崩れた形になっている。従って、折れ線５２の特性が生
じやすくなるように、制御プロセスの（Ａ）と（Ｂ）を
組み合せ、かつ制御プロセス（Ａ）の実行周期を長くし
て、電動パワーステアリング装置１０の全体制御を行う
ように制御ソフトが設定される。
【００３８】上記の電動パワーステアリング装置１０に
おける制御装置２２のモータ制御部３２による制御方法
では、モータ電流信号のフィードバックによるＰＩ制御
と、電気角信号に基づくモータの駆動制御とについて、
前者の処理を適当に省略することにより、モータ制御部
３２におけるモータ電流フィードバック制御部分の処理
負担が軽減される。
おける制御装置２２のモータ制御部３２による制御方法
では、モータ電流信号のフィードバックによるＰＩ制御
と、電気角信号に基づくモータの駆動制御とについて、
前者の処理を適当に省略することにより、モータ制御部
３２におけるモータ電流フィードバック制御部分の処理
負担が軽減される。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、電動パワーステアリング装置の制御装置におい
て、モータ電流の検出および３相２相変換処理とフィー
ドバックによるＰＩ制御処理に関する制御の実行周期を
延長化したので、モータ電流フィードバック制御部分の
処理負担を軽減し、高回転時にブラシレスモータに供給
される正弦波状の３相モータ電流の崩れを防止できる。
れば、電動パワーステアリング装置の制御装置におい
て、モータ電流の検出および３相２相変換処理とフィー
ドバックによるＰＩ制御処理に関する制御の実行周期を
延長化したので、モータ電流フィードバック制御部分の
処理負担を軽減し、高回転時にブラシレスモータに供給
される正弦波状の３相モータ電流の崩れを防止できる。
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の全
体構成を示す構成図である。
体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制御装置内の電気回路
構成を示すブロック構成図である。
構成を示すブロック構成図である。
【図３】制御装置内のモータ制御部で実行される基本的
な制御プロセスを説明する図である。
な制御プロセスを説明する図である。
【図４】本発明に係る制御プロセスを説明する図であ
る。
る。
【図５】Ｕ相のモータ電流と本発明に係る制御プロセス
の関係を説明する図である。
の関係を説明する図である。
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸
１７ 前輪
１９ ブラシレスモータ
２０ 操舵トルク検出部
２１ 車速検出部
２２ 制御装置
３１ 目標電流設定部
３２ モータ制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｈ０２Ｐ 6/02 ３５１Ｊ
137:00 5/408 Ｃ
Ｆターム(参考） 3D032 CC02 CC08 DA15 DA23 DA63
DA64 DC01 DC02 DD02 DD10
DD17 EA01 EB11 EC23 GG01
3D033 CA13 CA16 CA20 CA21
5H560 AA10 BB07 BB12 DA10 DC12
DC20 EB01 EC01 EC10 GG04
RR06 SS02 TT15 TT20 UA05
XA02 XA12 XA13
5H576 AA15 BB09 CC04 DD07 EE01
EE11 GG04 HA03 HB02 JJ03
JJ16 JJ24 KK06 LL22 LL42
LL58
Claims (2)
- 【請求項１】 ステアリングホイールの操作に応じた操
舵トルクを検出し操舵トルク信号を出力する操舵トルク
検出手段と、 少なくとも３相のモータ電流でＰＷＭ駆動され、ステア
リング系に操舵トルクを与えるブラシレスモータと、 少なくとも前記操舵トルク信号に基づいて決まる目標電
流を設定する目標電流設定手段と、 前記ブラシレスモータへ供給される前記モータ電流を検
出してモータ電流信号を出力するモータ電流検出手段
と、 前記ブラシレスモータの電気角信号を検出する電気角検
出手段と、 前記目標電流と前記モータ電流の偏差信号を演算する偏
差演算手段と、 前記モータ電流検出手段から出力される前記モータ電流
信号を読み込み、３相−２相変換を行い、読み込んだ前
記モータ電流信号を用いて前記偏差演算手段で前記偏差
信号を演算し、前記偏差信号をＰＩ制御する第１制御要
素と、前記電気角検出手段から出力される前記電気角信
号を読み込み、読み込んだ前記電気角信号を用いて２相
−３相変換を行い、モータ制御信号を生成し、このモー
タ制御信号によって前記ブラシレスモータを駆動する前
記モータ電流を生成する第２制御要素を有し、前記第１
制御要素による制御の実行周期を前記第２制御要素によ
る制御の実行周期よりも長くしたモータ制御手段と、 を備えた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】 ステアリングホイールの操作に応じた操
舵トルクを検出し、前記操舵トルクに応じて決まる目標
電流を設定し、この目標電流に対してブラシレスモータ
へ供給されるモータ電流を検出しフィードバックしてモ
ータ制御信号を生成し、このモータ制御信号を利用して
前記ブラシレスモータを少なくとも３相のモータ電流で
ＰＷＭ駆動する電動パワーステアリング装置であり、 前記ブラシレスモータへ供給される前記モータ電流を検
出してモータ電流信号を出力するモータ電流検出手段
と、前記ブラシレスモータの電気角信号を検出する電気
角検出手段と、前記目標電流と前記モータ電流の偏差信
号を演算する偏差演算手段を備える電動パワーステアリ
ング装置に適用される制御方法であり、 前記電気角検出手段からの前記電気角信号を読み込む第
１ステップと、 前記モータ電流検出手段からの前記モータ電流信号を読
み込み、３相−２相変換を行う第２ステップと、 読み込んだ前記モータ電流信号を用いて前記偏差演算手
段で前記偏差信号を演算し、前記偏差信号をＰＩ制御す
る第３ステップと、 読み込んだ前記電気角信号を用いて２相−３相変換を行
い、前記モータ制御信号を生成し、前記モータ電流を生
成する第４ステップとを有し、 前記第１ステップから前記第４ステップまでの制御プロ
セスを所定周期で実行し、その合間の期間では前記第１
ステップと前記第４ステップのみを繰返し実行すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置の制御方法。
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2003
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