JP2004001643A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の電動パワーステアリング制御装置では、トルクセンサの調整を行い誤差がゼロとなるようにしたとしても、経年変化で誤差が発生することを考えると、不感帯を狭くすることに限界があった。
【解決手段】メイントルクセンサによって検出されたメイントルクと、サブトルクセンサによって検出されたサブトルクとから、トルク誤差設定手段１２１によってトルク誤差を設定し、不感帯処理手段１２２によりトルク誤差分の不感帯を、モータ電流決定手段１２３によって決定されるモータ電流特性に設けるようにして、トルクセンサの誤差が小さくトルク偏差が小さいときは不感帯の小さい良好な操舵フィーリングが得られ、トルク誤差が増加したときはそれに伴って不感帯を大きくするので直進時やハンドル手放し時のトルク信号は不感帯内の値となり異常なモータ駆動を避けるようにした。
【選択図】 図３
【解決手段】メイントルクセンサによって検出されたメイントルクと、サブトルクセンサによって検出されたサブトルクとから、トルク誤差設定手段１２１によってトルク誤差を設定し、不感帯処理手段１２２によりトルク誤差分の不感帯を、モータ電流決定手段１２３によって決定されるモータ電流特性に設けるようにして、トルクセンサの誤差が小さくトルク偏差が小さいときは不感帯の小さい良好な操舵フィーリングが得られ、トルク誤差が増加したときはそれに伴って不感帯を大きくするので直進時やハンドル手放し時のトルク信号は不感帯内の値となり異常なモータ駆動を避けるようにした。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、モータによって運転者の操舵トルクを補助する電動パワーステアリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３２は、従来の電動パワーステアリングを示す構成図である。
図３２において、１はハンドル、２は操舵トルクを検出するトルクセンサ、３は車速を検出する車速センサ、４は操舵トルクを補助する操舵補助力を発生するモータ、５はトルクセンサ２と車速センサ３の出力に応じてモータ４の電流を制御する制御装置、６はモータ４の出力をステアリング系に伝達する減速ギヤ、７はラック＆ピニオン機構、８は操舵輪、９は制御装置５に電力を供給するバッテリである。
図３３は、従来の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサとモータ電流の関係を示す図である。
【０００３】
次に、制御装置５の基本的な動作を図３３を用いて説明する。
図３３は、トルクセンサ２と車速センサ３とモータ電流の関係を示しており、トルクセンサ２からの信号が右（プラス）を示した時は、モータ４に右方向（プラス方向）の電流を通電し、トルクセンサ２からの信号が左（マイナス）を示した時は、モータ４に左方向（マイナス方向）の電流を通電し、さらに車速センサ３から検出した車速に応じて、モータ電流を小さくする特性となっている。
制御装置５が、図３３のように動作することによって、ハンドル１を右方向に操舵すると、モータ４に右方向の電流が流れ、モータ４から右方向のトルクが発生し、操舵力が低減する。また逆に、ハンドル１を左方向に操舵すると、モータ４に左方向の電流が流れ、モータ４から左方向のトルクが発生し、操舵力が低減するパワーステアリングとして動作する。
また、モータ電流を車速に応じて変化させることで、各車速毎に最適な操舵フィーリングを得ることができる。
【０００４】
従来の電動パワーステアリングは、図３２のように、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサが検出したトルクに応じてモータ電流を制御することで、運転者の操舵トルクを補助する操舵補助力を発生している。この時のトルクとモータ電流の関係を示すモータ電流特性は、図３３のようになっているが、トルクセンサ２には検出誤差があるので、実際のトルクがゼロのとき、モータ電流をゼロにするため、図３３のモータ電流特性には不感帯ｄｚが設けられている。不感帯はトルクがゼロのとき、モータ電流を確実にゼロにすることができるので、不要な電流通電が無くなり、温度上昇やノイズなどに対し有利である反面、不感帯があることによって、操舵してもトルクの微小範囲ではアシストが無いので、操舵フィーリングが悪化するという問題がある。
【０００５】
特公平５−４２６７号公報は、上述のような問題に対する発明で、ハンドル手放しなどトルクが中立付近となる可能性が高い停車中は、不感帯を広く設定し、操舵フィーリングが重要視される走行中は、不感帯を狭くすることによって、操舵フィーリングを悪化させないようにして、両立を図るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トルクセンサは、調整を行い誤差がゼロとなるようにしたとしても、経年変化で誤差が発生してしまうので、従来の技術のように停車時と走行時で不感帯を切り替えても、不感帯を小さくすることには限界があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、トルクセンサの誤差に応じてモータ電流特性を設定することができる電動パワーステアリング制御装置を得ることを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動パワーステアリング制御装置においては、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルク及びトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたものである。
【０００９】
また、モータ電流決定手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するものである。
【００１０】
また、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流をトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて補正するモータ電流補正手段と、このモータ電流補正手段によって補正されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたものである。
【００１１】
さらに、モータ電流補正手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するものである。
【００１２】
また、トルク検出手段は複数設けられると共に、トルク誤差設定手段は、複数のトルク検出手段によって検出された複数の操舵トルクの偏差を検出するトルク偏差検出手段を有し、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差をトルク誤差として設定するものである。
【００１３】
また、トルク誤差設定手段は、トルク偏差の最大値を検出する最大偏差検出手段を有し、最大偏差検出手段によって検出されたトルク偏差の最大値をトルク誤差として設定するものである。
さらにまた、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するものである。
また、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差の最大値とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。実施の形態１は、トルクセンサの出力するトルク誤差を検出して、そのトルク誤差をモータ電流特性の不感帯にして、操舵フィーリングを良くしたものである。
実施の形態１の電動パワーステアリングの構成は、図３２と同じである。
次に、図３２中の制御装置５の回路構成について、図１を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
図１において、２ａは操舵メイントルクを検出するメイントルクセンサ（トルク検出手段）、２ｂは操舵サブトルクを検出するサブトルクセンサ（トルク検出手段）で、トルクセンサ２内に２系統あるトルクセンサである。３は車速を検出する車速センサ、４は操舵トルクを補助する操舵補助力を発生するモータ、５はメイントルクセンサ２ａ及びサブトルクセンサ２ｂと車速センサ３の出力に応じてモータ４の電流を制御する制御装置、９は制御装置５に電力を供給するバッテリである。１０１は車速センサ３からの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０２はメイントルクセンサ２ａからの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０３はサブトルクセンサ２ｂからの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０４はメイントルクセンサ２ａからの信号を増幅する増幅回路、１０５はモータ４を駆動するＨブリッジ回路（モータ駆動手段）、１０６はモータ電流を検出するためのシャント抵抗、１０７はシャント抵抗１０６の両端の電圧からモータ電流を検出する電流検出回路、１０８はパワーステアリングの制御を行うマイクロコンピュータ（以後マイコンと略す）である。
【００１５】
次に、メイントルクセンサ２ａの信号とサブトルクセンサ２ｂの信号と増幅回路１０４を通した制御トルク信号の関係を図２に示す。
図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの信号と制御トルク信号の関係を示す図である。
図２では、どの信号も操舵トルクが中立のとき、０を示し、右方向のトルクが発生すると信号はプラス方向へ変化し、左方向のトルクが発生すると信号はマイナス方向へ変化する。メイントルク信号とサブトルク信号は、同じ特性を有しており、制御トルク信号は増幅回路１０４で増幅されることによって、メイントルク信号より増幅回路１０４のゲイン（Ｇ）分傾きが大きくなっている。
【００１６】
次に、マイコン１０８の内部動作について、図３を用いて説明する。
図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図３において、１２１はメイントルクセンサ２ａの信号Ｔｍａｉｎとサブトルクセンサ２ｂの信号Ｔｓｕｂからトルク信号の誤差を算出し、トルク誤差εＴを設定するトルク誤差設定手段、１２２は増幅回路１０４から得られた制御トルク信号Ｔｃｏｎｔに対し、トルク誤差設定手段１２１が設定したトルク誤差εＴの不感帯を与え、トルク信号Ｔｃｏｎｔ２を算出する不感帯処理手段、１２３は不感帯処理を施したトルク信号Ｔｃｏｎｔ２に応じて、目標モータ電流Ｉｍｔを決定するモータ電流決定手段である。
【００１７】
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作について図４を用いて説明する。
図４は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差設定手段の動作を示す図である。
図５は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の制御トルクと目標モータ電流との関係を示す図である。
図４のトルク誤差設定手段１２１は、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差を算出し、そのトルク偏差（絶対値）Ｔｅｒｒを求める。さらに、このトルク偏差Ｔｅｒｒに増幅回路１０４のゲインＧを乗じた値を、トルク誤差設定値εＴとするよう動作する。
図３と図４に示される動作によって、制御トルクＴｃｏｎｔと目標モータ電流の関係は、図５のように不感帯εＴが設けられたモータ電流特性になっている。マイコン１０８は、目標モータ電流Ｉｍｔと電流検出回路１０７が検出した検出モータ電流Ｉｍｄが等しくなるよう電流フィードバック制御を行い、Ｈブリッジ回路１０５を介してモータ４を駆動する。
また、図３のモータ電流決定手段１２３は、一つの特性しか図示されていないが、車速に応じて複数の特性をもたせることで、図３３のような車速感応の制御を行うことができる。
【００１８】
図６は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
次に、トルクセンサの出力からモータ電流制御を行うまでを、図６のフローチャートで説明する。
図６では、ステップ２０１で、増幅回路１０４からの信号と、Ｉ／Ｆ回路１０２からの信号と、Ｉ／Ｆ回路１０３からの信号を、各々Ａ／Ｄ変換し、制御トルク信号Ｔｃｏｎｔとメイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂを検出する。次に、ステップ２０２で、トルク誤差設定手段１２１の処理を行う。次に、ステップ２０３で、不感帯処理手段１２２によって不感帯処理を施し、制御トルクＴｃｏｎｔ２を算出し、ステップ２０４で、車速センサ３から車速Ｖｓｐを検出し、ステップ２０５で、車速Ｖｓｐと制御トルクＴｃｏｎｔ２から目標モータ電流Ｉｍｔを決定する。次に、ステップ２０６で、電流検出回路１０７からの信号をＡ／Ｄ変換することで、モータ電流Ｉｍｄを検出し、ステップ２０７では、目標モータ電流Ｉｍｔと検出モータ電流Ｉｍｄを比較し、目標モータ電流Ｉｍｄと検出モータ電流が等しくなるよう電流フィードバック制御を行う。
【００１９】
図７は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
次に、ステップ２０２のトルク誤差算出処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。
図７では、ステップ２１１（トルク偏差検出手段）で、メイントルク信号Ｔｍａｉｎからサブトルク信号Ｔｓｕｂを減じてトルク偏差Ｔｅｒｒを求め、ステップ２１２で、トルク偏差Ｔｅｒｒがマイナスのときステップ２１３でトルク偏差Ｔｅｒｒを−１倍する。そしてステップ２１４で、トルク偏差Ｔｅｒｒに増幅回路１０４のゲインＧを乗じた値を、トルク誤差εＴに設定する。ステップ２１２で、トルク偏差Ｔｅｒｒがゼロ以上のときは、ステップ２１４に進む。このように処理することによって、図４の動作すなわちトルク誤差εＴを得ることができる。
【００２０】
図８は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を示すフローチャートである。
図９は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理結果を示す図である。
次に、ステップ２０３の不感帯処理について、図８を用いて説明する。
図８では、ステップ２２１で、検出された制御トルクＴｃｏｎｔの方向を判定する。トルクが右の場合、Ｔｃｏｎｔはプラスとなりステップ２２２へ進む。ステップ２２２では、制御トルクＴｃｏｎｔからトルク誤差εＴを減じ、制御トルクＴｃｏｎｔ２を得る。次に、ステップ２２３では、制御トルクＴｃｏｎｔ２の正負を判定し、負の場合、ステップ２２４で、制御トルクＴｃｏｎｔ２をゼロにクリップする。ステップ２２３で、制御トルクＴｃｏｎｔ２がゼロ以上の場合、Ｎｏに分岐する。
また、ステップ２２１で、制御トルクＴｃｏｎｔがゼロ未満の場合、ステップ２２５で、トルク誤差設定値εＴを加算し、制御トルクＴｃｏｎｔ２を得る。次に、ステップ２２６で、制御トルクＴｃｏｎｔ２の正負判定を行い、正の場合ステップ２２７で、制御トルクＴｃｏｎｔ２をゼロにクリップし、ステップ２２６で、制御トルクＴｃｏｎｔ２が負の場合、Ｎｏに分岐する。
図８の処理によって、制御トルクＴｃｏｎｔとＴｃｏｎｔ２の関係は、図９のようになり、図３の不感帯処理手段１２２の動作となる。
【００２１】
上述のように構成することによって、実施の形態１の電動パワーステアリング制御装置は、以下のように動作する。
トルクセンサが図２のような特性を示す場合、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差はゼロとなるので、トルク誤差設定手段１２１の出力値のトルク誤差εＴはゼロとなる。このため不感帯処理手段１２２から得られる制御トルクＴｃｏｎｔ２の不感帯はゼロとなる。従って、図５に示す操舵トルクとモータ電流の関係は、不感帯の無い（εＴ＝０）特性となり、操舵フィーリング上非常に好ましい特性となる。
しかし、電動パワーステアリングを使用しつづけていると、トルクセンサの劣化が懸念される。今、劣化によってトルクセンサが図１０のようになった場合を考える。
【００２２】
図１０は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
図１０では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎが劣化によって、トルク偏差Ｔｅｒｒだけの誤差を発生している。実施の形態１の電動パワーステアリング制御装置では、トルク誤差設定手段１２１によって、増幅トルク信号の誤差εＴを算出することが可能であり、またそのトルク誤差εＴが、図５の不感帯となるので、直進走行中またはハンドル手放し時に異常な電流を通電することが無い。従って安全上好ましい特性となる。
【００２３】
また、前述ではトルクセンサが劣化した場合の動作を説明したが、トルクセンサの故障によって、メイントルク信号Ｔｍａｉｎ、サブトルク信号Ｔｓｕｂの一方が、異常な信号を示した場合でも、そのときに発生したトルク誤差εＴがモータ電流特性の不感帯となり直進時、またはハンドル手放し時の異常な電流を防ぐことができ、安全上好ましい動作となる。
また、実施の形態１では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差で、モータ電流特性の不感帯を設定しているだけなので、ドライバーが操舵し、トルク誤差εＴより大きいトルクが入力された場合は、それに応じてモータ電流が通電され、パワーステアリングとして動作させることができる。
【００２４】
実施の形態１によれば、上述のように、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂに誤差が無い場合、不感帯の無いモータ電流特性によって、操舵フィーリング上好ましいパワーステアリングを構成することができる。
また、トルクセンサの劣化や故障でトルク信号に誤差が発生した場合、その誤差に応じてモータ電流特性の不感帯を設定することによって、直進時またはハンドル手放し時など操舵トルクがゼロの場合、モータ電流をゼロにし異常なアシストを防ぐことができる。さらにその状態で操舵すると、操舵トルクの発生に伴ってモータ電流が流れ、アシストをすることが可能である。
【００２５】
従来から電動パワーステアリング制御装置では、トルクセンサが２重系になっており、その二つのトルクセンサの偏差が、所定値以上の状態が所定時間継続したとき、アシストを停止させることで、異常なアシストを防ぐようにしていた。しかし、急にアシストを停止することによってハンドルが重くなり、操舵が困難になるなど好ましくない部分があった。
一方、実施の形態１では、２つのトルクセンサの偏差が大きくなっても、それに応じてモータ電流特性の不感帯が増加するだけなので、操舵時にはアシストが可能である。従って、従来のようにハンドルが重くなり、操舵が困難になることを避けることができるという効果もある。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について以下に述べる。
図１１は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
図１２は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
図１３は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図１４は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差、ゲイン誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
図１５は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク偏差の特性を示す図である。
実施の形態２は、トルク偏差の最大値を用いてトルク誤差とするものであり、実施の形態１に比べて以下の部分が異なる。
先ず、図１１は、実施の形態２の基本動作を示すフローチャートであり、実施の形態１の図６に置き換わるものであるが、図６に対し、ステップ２３１を追加している。また、図６のステップ２０２のトルク誤差算出処理が、図１２のように変わっている。
【００２７】
次に、動作について説明する。
図１１では、ステップ２３１で、トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘにゼロを代入し、初期化する。その後は、実施の形態１と同じである。
次に、ステップ２０２の動作について、図１２を用いて説明する。
図１２で、ステップ２１１からステップ２１３までの処理は、実施の形態１の図７と同じで、ここまででメイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差を求め、トルク偏差Ｔｅｒｒが得られている。次に、ステップ２４１でトルク偏差Ｔｅｒｒと、トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘを比較し、トルク偏差Ｔｅｒｒの方が大きい場合、ステップ２４２で、最大値ＴｅｒｒＭａｘにトルク偏差Ｔｅｒｒを代入する。トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘは、図１１のステップ２３１で、ゼロに初期化されているので、以降図１２のステップ２４１、２４２（最大偏差検出手段）の動作によって、最大値ＴｅｒｒＭａｘにはトルク偏差Ｔｅｒｒの最大値が保持されている。次に、ステップ２１４で、最大値ＴｅｒｒＭａｘに増幅回路１０４のゲインＧを乗じ、トルク誤差εＴを設定する。
図１２の動作をブロック図で表したものが図１３である。その他の動作については、実施の形態１と同じである。
【００２８】
実施の形態２は、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差が、モータ電流特性の不感帯に反映され、さらに、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差であるトルク偏差Ｔｅｒｒの最大値ＴｅｒｒＭａｘが、モータ電流特性の不感帯に適用されるため、トルク偏差Ｔｅｒｒが変動しても、モータ電流特性の不感帯は変動しない。これはトルクセンサ信号の特性が、図１４のような場合に効果がある。
図１４では、メイントルク信号とサブトルク信号の傾きにズレがあり、さらにメイントルク信号はトルク中立でのズレも発生している。このような特性の場合、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差の絶対値であるトルク偏差Ｔｅｒｒは、図１５のように操舵状態によって変化する特性となる。
【００２９】
実施の形態２によれば、実施の形態１では、このトルク偏差Ｔｅｒｒに応じてモータ電流特性の不感帯が変化してしまうのを、トルク偏差Ｔｅｒｒの最大値ＴｅｒｒＭａｘを用いて、モータ電流特性の不感帯を設定するので、不感帯が安定し、操舵フィーリング上好ましい特性となる。
【００３０】
実施の形態３．
図１６は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
図１７は、この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
実施の形態３は、予め定められた所定値とトルク偏差を比較し、トルク偏差が所定値より小さい場合は、所定値をトルク誤差とするものであり、実施の形態１の図６のステップ２０２の処理を、図１６のようにしたもので、図１６は、実施の形態１の図７のステップ２１４をステップ２５１〜２５４のように変更したものである。
【００３１】
次に、図１６について説明する。
ステップ２１１〜２１３は、実施の形態１と同様の動作をし、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差の絶対値であるトルク偏差Ｔｅｒｒを算出する部分である。次に、ステップ２５１で、予め設定されている所定値ｄｚ０とトルク偏差Ｔｅｒｒを比較し、トルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０より小さい場合、ステップ２５２で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２には所定値ｄｚ０が設定される。また、ステップ２５１で、トルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０以上の場合は、ステップ２５３で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２にはトルク偏差Ｔｅｒｒが設定される。次に、ステップ２５４で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２に増幅回路１０４のゲインＧを乗じてトルク誤差εＴを設定する。この動作をブロック図で示したのが図１７である。その他の動作については実施の形態１と同じである。
上述のように構成することで、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差が所定値ｄｚ０以下の場合、モータ電流特性の不感帯は、所定値ｄｚ０となり、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂのトルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０以上の時は、モータ電流特性の不感帯がトルク偏差Ｔｅｒｒとなるように動作する。
【００３２】
実施の形態３によれば、上述のように動作するので、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの両方に幾らか誤差が発生している場合でも、その誤差が所定値ｄｚ０以下ならば、直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流がモータに流れるのを防ぐことができる。
さらに、経年変化や異常で一方のトルク信号に誤差が発生しても、実施の形態１と同様に直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流がモータに流れるのを防ぐことができる。
また、操舵によってトルクがトルク偏差Ｔｅｒｒ以上発生すれば、それに応じてアシストでき、実施の形態１と同等の効果も得ることができる。
【００３３】
なお、実施の形態３では、トルク偏差Ｔｅｒｒと所定値ｄｚ０を比較したが、実施の形態２で示した最大偏差検出手段の出力であるトルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘと所定値ｄｚ０を比較するようにしてもよい。このように構成することによって、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの両方に幾らか誤差が発生している場合にも、その誤差が所定値ｄｚ０以下ならば、直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流が流れるのを防ぎ、さらに、経年変化で図１４に示したようにゲインを含む誤差が発生した場合でも、実施の形態２と同様に、不感帯を安定させることができるので、操舵フィーリング上好ましい特性を得ることができる。
【００３４】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、メイントルクセンサからの信号を増幅した信号で制御を行う場合について述べているが、実施の形態４は、増幅回路を用いない場合のものである。
図１８は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図１に対し、増幅回路１０４を削除したものである。
図１８において、２ａ、２ｂ、３〜５、９、１０１〜１０３、１０５〜１０８は図１におけるものと同一のものである。
図１９は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２０は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【００３５】
次に、図１８の制御装置の制御内容について、図１９を用いて説明する。
図１９は、実施の形態１の図３に対し、制御トルクＴｃｏｎｔがメイントルクＴｍａｉｎから入力されるよう変更したもので、それ以外は、実施の形態１と同じである。
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作について、図２０を用いて説明する。図２０は、実施の形態１の図４に対し、ゲインＧの乗算を削除したものである。実施の形態４では、トルク信号の増幅回路が無いので、図２０のトルク誤差設定手段内にゲインＧによる乗算は不要である。
【００３６】
実施の形態４によれば、上述のように構成することで、実施の形態１と実質的に同じ動作となり、同等の効果を得ることができる。
【００３７】
実施の形態５．
実施の形態５は、マイコンの内部動作で、制御トルクとメイントルクとサブトルクのそれぞれを補正する補正手段を設けたものである。
図２１は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２１において、１２１〜１２３は図３におけるものと同一のものである。１２４は制御トルクの補正手段、１２５はメイントルクの補正手段、１２６はサブトルクの補正手段である。
図２２は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のトルク補正処理を示すブロック図である。
図２２において、１２７は入力されてくる信号に対し、所定値Ｖｏｆｆｓｅｔによるオフセット補正を行うオフセット補正手段、１２８は入力される信号に対し、所定値Ｇｃｏｍｐによるゲイン補正をかけるゲイン補正手段である。
【００３８】
図２１は、図３に対し、制御トルクの補正手段１２４とメイントルクの補正手段１２５とサブトルクの補正手段１２６を追加したもので、その他は実施の形態１と同じである。補正手段１２４〜１２６は、それぞれ図２２のように構成されており、オフセット補正手段１２７により、入力されてくる信号に対し、所定値Ｖｏｆｆｓｅｔによるオフセット補正と、ゲイン補正手段１２８により、所定値Ｇｃｏｍｐによるゲイン補正をかけることができる。所定値ＶｏｆｆｓｅｔとＧｃｏｍｐは、制御トルクの補正手段１２４とメイントルクの補正手段１２５とサブトルクの補正手段１２６で各々最適な値をＥＥＰＲＯＭ等へ保存しておくことで、メイントルクセンサの信号、サブトルクセンサの信号、増幅回路１０４から出力された制御トルク信号が、図１４のようになっていても、補正処理によって、図２のような誤差の無い特性を得ることができる。
【００３９】
実施の形態５によれば、上述のように構成することで、トルク信号の調整をソフトウエアで行った場合でも、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４０】
実施の形態６．
実施の形態６は、メイントルク及びサブトルク信号が入力されるトルク誤差設定手段に制御トルクをも入力させたものである。
図２３は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２３において、１２１〜１２３は図３に示すものと同一のものであるが、図２３では、トルク誤差設定手段１２１に制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを入力している。
図２４は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図２３は、実施の形態１の図３に対し、トルク誤差設定手段１２１に制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを追加入力し、トルク誤差設定手段１２１の動作を、図２４のようにしたもので、その他の動作は、実施の形態１と同じである。
【００４１】
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作を、図２４を用いて説明する。
図２４では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂに、図１の増幅回路１０４のゲインＧを乗じ、メイントルクセンサの信号とサブトルクセンサの信号のレベルを制御トルクＴｃｏｎｔに合わせた後、メイントルクとサブトルク、サブトルクと制御トルク、制御トルクとメイントルクの偏差を夫々算出し、さらにそれぞれの絶対値を求め、その絶対値の最大値を算出してトルク誤差εＴとするものである。
【００４２】
実施の形態６によれば、上述のように構成することで、トルク誤差設定手段は、メイントルク信号、サブトルク信号、制御トルク信号から誤差を設定することが可能となるので、実施の形態１に比べて増幅回路１０４の誤差を含めた設定が可能となる効果がある。
【００４３】
実施の形態７．
図２５は、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
図２６は、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図２５は、メイントルク信号とサブトルク信号が逆特性となっている場合の信号特性を示しており、実施の形態７は、メイントルク信号とサブトルク信号の特性が異なる場合でも、実施の形態１の図３のトルク誤差設定手段１２１を、図２６のように、サブトルク信号Ｔｓｕｂを−１倍して、メイントルク信号Ｔｍａｉｎと偏差を算出するように動作させることで、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態８．
実施の形態１〜７では、トルク誤差により、制御トルク信号に不感帯を設ける場合について述べたが、実施の形態８は、トルク誤差により、目標モータ電流を補正して不感帯を設けるようにしたものである。
図２７は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２７において、１２１、１２３は図３におけるものと同一のものである。１２９はトルク誤差設定手段１２１によって設定されたトルク誤差εＴに応じて、電流補正量Ｉｃｏｍｐを設定する電流補正量設定手段である。１３０はモータ電流決定手段１２３が決定したモータ電流Ｉｍｔ０に対し、補正処理を行い、目標電流Ｉｍｔを決定するモータ電流補正手段である。
図２８は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の電流補正テーブルを示す図である。
図２９は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
図３０は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の目標電流補正処理を示すフローチャートである。
図３１は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のモータ電流特性を示す図である。
【００４５】
次に、実施の形態８について図２７を用いて説明する。
図２７では、トルク誤差設定手段１２１とモータ電流決定手段１２３は、実施の形態１の図３と同じである。電流補正量設定手段１２９では、トルク誤差設定手段１２１が設定したトルク誤差εＴに応じて、電流補正量Ｉｃｏｍｐを設定する。この時の補正量の特性を図２８に示す。次に、図２７のモータ電流補正手段１３０で、モータ電流決定手段１２３が決定したモータ電流Ｉｍｔ０に対し、補正処理を行い、目標電流Ｉｍｔを決定する。
【００４６】
次に、実施の形態８の動作を図２９のフローチャートを用いて説明する。
図２９で、同一番号のステップは、実施の形態１の図６と同じなので、詳細説明は省略する。
先ず、ステップ２０１で、メイントルク信号Ｔｍａｉｎ、サブトルク信号Ｔｓｕｂ、制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを検出し、ステップ２０２で、トルク誤差εＴを設定する。ステップ２０２の処理については、図７の通りである。次に、ステップ２６１で、図２８の特性に従って電流補正量Ｉｃｏｍｐを決定する。ここは図２７の電流補正量設定手段１２９に相当する処理である。
次に、ステップ２０４で、車速Ｖｓｐを検出し、次に、ステップ２６２で、モータ電流Ｉｍｔ０を決定する。ここは、図２７のモータ電流決定手段１２３に相当する部分である。次に、ステップ２６３では、ステップ２６２で決定した目標モータ電流Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で決定した電流補正量Ｉｃｏｍｐで補正し、目標電流Ｉｍｔを算出する。以降ステップ２０６で、モータ電流を検出し、ステップ２０７で、電流フィードバック制御によって、モータ電流を制御する。
【００４７】
次に、ステップ２６３の目標電流補正処理について、図３０を用いて説明する。
図３０では、ステップ２７１で、モータ電流決定手段１２３で決定された電流の方向を判定し、プラス（右）ならばＹｅｓに分岐し、ステップ２７２へ進む。ステップ２７２では、モータ電流決定手段１２３で決定された電流値Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で設定された電流補正値Ｉｃｏｍｐを減算し、ステップ２７３で前記減算結果が負になったとき、ステップ２４７で、ゼロクリップを行う。一方ステップ２７１で、モータ電流決定手段１２３が決定した電流Ｉｍｔ０の方向がマイナス（左）ならば、Ｎｏへ分岐し、ステップ２７５へ進む。ステップ２７５では、モータ電流決定手段１２３の結果Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で設定された電流補正値Ｉｃｏｍｐを加算し、ステップ２７６で、前記加算結果が正になったとき、ステップ２７７でゼロクリップを行う。
上述のように処理した場合の、制御トルクＴｃｏｎｔに対するモータ電流決定手段１２３の結果Ｉｍｔ０と補正処理後の目標電流Ｉｍｔの関係を示したものが図３１であり、不感帯が設けられている。
【００４８】
このように実施の形態８によれば、トルク誤差設定手段によってモータ電流特性の不感帯を設定することが可能となり、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４９】
また、実施の形態８は、実施の形態２〜７と組み合わせて使用しても良い。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルク及びトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたので、トルク誤差が小さいときは操舵フィーリングを重視した補助が行えるモータ電流特性を、トルク誤差が大きい時は異常な電流が流れないようなモータ電流特性を設定することができる。
【００５１】
また、モータ電流決定手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するので、経年変化などでトルク誤差が増大しても、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流を流さないモータ電流特性を得ることができる。
【００５２】
また、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流をトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて補正するモータ電流補正手段と、このモータ電流補正手段によって補正されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたので、トルク誤差が小さいときは操舵フィーリングを重視した補助が行えるモータ電流特性を、トルク誤差が大きい時は異常な電流が流れないようなモータ電流特性を設定することができる。
【００５３】
さらに、モータ電流補正手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するので、経年変化などでトルク誤差が増大しても、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流を流さないモータ電流特性を得ることができる。
【００５４】
また、トルク検出手段は複数設けられると共に、トルク誤差設定手段は、複数のトルク検出手段によって検出された複数の操舵トルクの偏差を検出するトルク偏差検出手段を有し、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差をトルク誤差として設定するので、複数の操舵トルクに基づきトルク誤差を求めることができる。
【００５５】
また、トルク誤差設定手段は、トルク偏差の最大値を検出する最大偏差検出手段を有し、最大偏差検出手段によって検出されたトルク偏差の最大値をトルク誤差として設定するので、トルク誤差の変動による操舵フィーリングの悪化を防ぐことができる。
さらにまた、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するので、トルク偏差が所定値以下でも、所定値をトルク誤差として、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流が流れないようにすることができる。
【００５６】
また、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差の最大値とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するので、トルク偏差が所定値以下でも、所定値をトルク誤差とすることで、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流が流れないようにすることができると共に、トルク偏差が発生しそれが所定値以上になっても、その偏差の最大値をトルク誤差として設定するので、トルク誤差の変動による操舵フィーリングの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１〜３、５〜８による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１〜３、７による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１、５、８による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差設定手段を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１〜７による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を行った場合の操舵トルクとモータ電流の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１、３〜７による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１、８による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１〜７による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１〜７におる電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理の処理結果を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差が発生している時のトルクセンサの特性を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差、ゲイン誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク偏差の特性を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２１】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のトルク補正処理を示すブロック図である。
【図２３】この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２５】この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
【図２６】この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２７】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２８】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の電流補正テーブルを示す図である。
【図２９】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図３０】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の目標電流補正処理を示すフローチャートである。
【図３１】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のモータ電流特性を示す図である。
【図３２】従来の電動パワーステアリングを示す構成図である。
【図３３】従来の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサとモータ電流の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ハンドル、２ａ メイントルクセンサ、２ｂ サブトルクセンサ、
３ 車速センサ、４ モータ、５ 制御装置、６ 減速機、
７ ラック・ピニオン機構、８ 車輪、９ バッテリ、
１０１ Ｉ／Ｆ回路、１０２ Ｉ／Ｆ回路、１０３ Ｉ／Ｆ回路、
１０４ 増幅回路、１０５ Ｈブリッジ回路、１０６ シャント抵抗、
１０７ 電流検出回路、１０８ マイクロコンピュータ、
１２１ トルク誤差設定手段、１２２ 不感帯処理手段、
１２３ モータ電流決定手段、１２４ 制御トルクの補正回路、
１２５ メイントルクの補正回路、１２６ サブトルクの補正回路、
１２７ オフセット補正手段、１２８ ゲイン補正手段、
１２９ 電流補正量設定手段、１３０ モータ電流補正手段。
【産業上の利用分野】
この発明は、モータによって運転者の操舵トルクを補助する電動パワーステアリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３２は、従来の電動パワーステアリングを示す構成図である。
図３２において、１はハンドル、２は操舵トルクを検出するトルクセンサ、３は車速を検出する車速センサ、４は操舵トルクを補助する操舵補助力を発生するモータ、５はトルクセンサ２と車速センサ３の出力に応じてモータ４の電流を制御する制御装置、６はモータ４の出力をステアリング系に伝達する減速ギヤ、７はラック＆ピニオン機構、８は操舵輪、９は制御装置５に電力を供給するバッテリである。
図３３は、従来の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサとモータ電流の関係を示す図である。
【０００３】
次に、制御装置５の基本的な動作を図３３を用いて説明する。
図３３は、トルクセンサ２と車速センサ３とモータ電流の関係を示しており、トルクセンサ２からの信号が右（プラス）を示した時は、モータ４に右方向（プラス方向）の電流を通電し、トルクセンサ２からの信号が左（マイナス）を示した時は、モータ４に左方向（マイナス方向）の電流を通電し、さらに車速センサ３から検出した車速に応じて、モータ電流を小さくする特性となっている。
制御装置５が、図３３のように動作することによって、ハンドル１を右方向に操舵すると、モータ４に右方向の電流が流れ、モータ４から右方向のトルクが発生し、操舵力が低減する。また逆に、ハンドル１を左方向に操舵すると、モータ４に左方向の電流が流れ、モータ４から左方向のトルクが発生し、操舵力が低減するパワーステアリングとして動作する。
また、モータ電流を車速に応じて変化させることで、各車速毎に最適な操舵フィーリングを得ることができる。
【０００４】
従来の電動パワーステアリングは、図３２のように、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサが検出したトルクに応じてモータ電流を制御することで、運転者の操舵トルクを補助する操舵補助力を発生している。この時のトルクとモータ電流の関係を示すモータ電流特性は、図３３のようになっているが、トルクセンサ２には検出誤差があるので、実際のトルクがゼロのとき、モータ電流をゼロにするため、図３３のモータ電流特性には不感帯ｄｚが設けられている。不感帯はトルクがゼロのとき、モータ電流を確実にゼロにすることができるので、不要な電流通電が無くなり、温度上昇やノイズなどに対し有利である反面、不感帯があることによって、操舵してもトルクの微小範囲ではアシストが無いので、操舵フィーリングが悪化するという問題がある。
【０００５】
特公平５−４２６７号公報は、上述のような問題に対する発明で、ハンドル手放しなどトルクが中立付近となる可能性が高い停車中は、不感帯を広く設定し、操舵フィーリングが重要視される走行中は、不感帯を狭くすることによって、操舵フィーリングを悪化させないようにして、両立を図るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
トルクセンサは、調整を行い誤差がゼロとなるようにしたとしても、経年変化で誤差が発生してしまうので、従来の技術のように停車時と走行時で不感帯を切り替えても、不感帯を小さくすることには限界があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、トルクセンサの誤差に応じてモータ電流特性を設定することができる電動パワーステアリング制御装置を得ることを目的にしている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動パワーステアリング制御装置においては、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルク及びトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたものである。
【０００９】
また、モータ電流決定手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するものである。
【００１０】
また、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流をトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて補正するモータ電流補正手段と、このモータ電流補正手段によって補正されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたものである。
【００１１】
さらに、モータ電流補正手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するものである。
【００１２】
また、トルク検出手段は複数設けられると共に、トルク誤差設定手段は、複数のトルク検出手段によって検出された複数の操舵トルクの偏差を検出するトルク偏差検出手段を有し、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差をトルク誤差として設定するものである。
【００１３】
また、トルク誤差設定手段は、トルク偏差の最大値を検出する最大偏差検出手段を有し、最大偏差検出手段によって検出されたトルク偏差の最大値をトルク誤差として設定するものである。
さらにまた、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するものである。
また、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差の最大値とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。実施の形態１は、トルクセンサの出力するトルク誤差を検出して、そのトルク誤差をモータ電流特性の不感帯にして、操舵フィーリングを良くしたものである。
実施の形態１の電動パワーステアリングの構成は、図３２と同じである。
次に、図３２中の制御装置５の回路構成について、図１を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
図１において、２ａは操舵メイントルクを検出するメイントルクセンサ（トルク検出手段）、２ｂは操舵サブトルクを検出するサブトルクセンサ（トルク検出手段）で、トルクセンサ２内に２系統あるトルクセンサである。３は車速を検出する車速センサ、４は操舵トルクを補助する操舵補助力を発生するモータ、５はメイントルクセンサ２ａ及びサブトルクセンサ２ｂと車速センサ３の出力に応じてモータ４の電流を制御する制御装置、９は制御装置５に電力を供給するバッテリである。１０１は車速センサ３からの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０２はメイントルクセンサ２ａからの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０３はサブトルクセンサ２ｂからの信号を入力するＩ／Ｆ回路、１０４はメイントルクセンサ２ａからの信号を増幅する増幅回路、１０５はモータ４を駆動するＨブリッジ回路（モータ駆動手段）、１０６はモータ電流を検出するためのシャント抵抗、１０７はシャント抵抗１０６の両端の電圧からモータ電流を検出する電流検出回路、１０８はパワーステアリングの制御を行うマイクロコンピュータ（以後マイコンと略す）である。
【００１５】
次に、メイントルクセンサ２ａの信号とサブトルクセンサ２ｂの信号と増幅回路１０４を通した制御トルク信号の関係を図２に示す。
図２は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの信号と制御トルク信号の関係を示す図である。
図２では、どの信号も操舵トルクが中立のとき、０を示し、右方向のトルクが発生すると信号はプラス方向へ変化し、左方向のトルクが発生すると信号はマイナス方向へ変化する。メイントルク信号とサブトルク信号は、同じ特性を有しており、制御トルク信号は増幅回路１０４で増幅されることによって、メイントルク信号より増幅回路１０４のゲイン（Ｇ）分傾きが大きくなっている。
【００１６】
次に、マイコン１０８の内部動作について、図３を用いて説明する。
図３は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図３において、１２１はメイントルクセンサ２ａの信号Ｔｍａｉｎとサブトルクセンサ２ｂの信号Ｔｓｕｂからトルク信号の誤差を算出し、トルク誤差εＴを設定するトルク誤差設定手段、１２２は増幅回路１０４から得られた制御トルク信号Ｔｃｏｎｔに対し、トルク誤差設定手段１２１が設定したトルク誤差εＴの不感帯を与え、トルク信号Ｔｃｏｎｔ２を算出する不感帯処理手段、１２３は不感帯処理を施したトルク信号Ｔｃｏｎｔ２に応じて、目標モータ電流Ｉｍｔを決定するモータ電流決定手段である。
【００１７】
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作について図４を用いて説明する。
図４は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差設定手段の動作を示す図である。
図５は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の制御トルクと目標モータ電流との関係を示す図である。
図４のトルク誤差設定手段１２１は、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差を算出し、そのトルク偏差（絶対値）Ｔｅｒｒを求める。さらに、このトルク偏差Ｔｅｒｒに増幅回路１０４のゲインＧを乗じた値を、トルク誤差設定値εＴとするよう動作する。
図３と図４に示される動作によって、制御トルクＴｃｏｎｔと目標モータ電流の関係は、図５のように不感帯εＴが設けられたモータ電流特性になっている。マイコン１０８は、目標モータ電流Ｉｍｔと電流検出回路１０７が検出した検出モータ電流Ｉｍｄが等しくなるよう電流フィードバック制御を行い、Ｈブリッジ回路１０５を介してモータ４を駆動する。
また、図３のモータ電流決定手段１２３は、一つの特性しか図示されていないが、車速に応じて複数の特性をもたせることで、図３３のような車速感応の制御を行うことができる。
【００１８】
図６は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
次に、トルクセンサの出力からモータ電流制御を行うまでを、図６のフローチャートで説明する。
図６では、ステップ２０１で、増幅回路１０４からの信号と、Ｉ／Ｆ回路１０２からの信号と、Ｉ／Ｆ回路１０３からの信号を、各々Ａ／Ｄ変換し、制御トルク信号Ｔｃｏｎｔとメイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂを検出する。次に、ステップ２０２で、トルク誤差設定手段１２１の処理を行う。次に、ステップ２０３で、不感帯処理手段１２２によって不感帯処理を施し、制御トルクＴｃｏｎｔ２を算出し、ステップ２０４で、車速センサ３から車速Ｖｓｐを検出し、ステップ２０５で、車速Ｖｓｐと制御トルクＴｃｏｎｔ２から目標モータ電流Ｉｍｔを決定する。次に、ステップ２０６で、電流検出回路１０７からの信号をＡ／Ｄ変換することで、モータ電流Ｉｍｄを検出し、ステップ２０７では、目標モータ電流Ｉｍｔと検出モータ電流Ｉｍｄを比較し、目標モータ電流Ｉｍｄと検出モータ電流が等しくなるよう電流フィードバック制御を行う。
【００１９】
図７は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
次に、ステップ２０２のトルク誤差算出処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。
図７では、ステップ２１１（トルク偏差検出手段）で、メイントルク信号Ｔｍａｉｎからサブトルク信号Ｔｓｕｂを減じてトルク偏差Ｔｅｒｒを求め、ステップ２１２で、トルク偏差Ｔｅｒｒがマイナスのときステップ２１３でトルク偏差Ｔｅｒｒを−１倍する。そしてステップ２１４で、トルク偏差Ｔｅｒｒに増幅回路１０４のゲインＧを乗じた値を、トルク誤差εＴに設定する。ステップ２１２で、トルク偏差Ｔｅｒｒがゼロ以上のときは、ステップ２１４に進む。このように処理することによって、図４の動作すなわちトルク誤差εＴを得ることができる。
【００２０】
図８は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を示すフローチャートである。
図９は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理結果を示す図である。
次に、ステップ２０３の不感帯処理について、図８を用いて説明する。
図８では、ステップ２２１で、検出された制御トルクＴｃｏｎｔの方向を判定する。トルクが右の場合、Ｔｃｏｎｔはプラスとなりステップ２２２へ進む。ステップ２２２では、制御トルクＴｃｏｎｔからトルク誤差εＴを減じ、制御トルクＴｃｏｎｔ２を得る。次に、ステップ２２３では、制御トルクＴｃｏｎｔ２の正負を判定し、負の場合、ステップ２２４で、制御トルクＴｃｏｎｔ２をゼロにクリップする。ステップ２２３で、制御トルクＴｃｏｎｔ２がゼロ以上の場合、Ｎｏに分岐する。
また、ステップ２２１で、制御トルクＴｃｏｎｔがゼロ未満の場合、ステップ２２５で、トルク誤差設定値εＴを加算し、制御トルクＴｃｏｎｔ２を得る。次に、ステップ２２６で、制御トルクＴｃｏｎｔ２の正負判定を行い、正の場合ステップ２２７で、制御トルクＴｃｏｎｔ２をゼロにクリップし、ステップ２２６で、制御トルクＴｃｏｎｔ２が負の場合、Ｎｏに分岐する。
図８の処理によって、制御トルクＴｃｏｎｔとＴｃｏｎｔ２の関係は、図９のようになり、図３の不感帯処理手段１２２の動作となる。
【００２１】
上述のように構成することによって、実施の形態１の電動パワーステアリング制御装置は、以下のように動作する。
トルクセンサが図２のような特性を示す場合、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差はゼロとなるので、トルク誤差設定手段１２１の出力値のトルク誤差εＴはゼロとなる。このため不感帯処理手段１２２から得られる制御トルクＴｃｏｎｔ２の不感帯はゼロとなる。従って、図５に示す操舵トルクとモータ電流の関係は、不感帯の無い（εＴ＝０）特性となり、操舵フィーリング上非常に好ましい特性となる。
しかし、電動パワーステアリングを使用しつづけていると、トルクセンサの劣化が懸念される。今、劣化によってトルクセンサが図１０のようになった場合を考える。
【００２２】
図１０は、この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
図１０では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎが劣化によって、トルク偏差Ｔｅｒｒだけの誤差を発生している。実施の形態１の電動パワーステアリング制御装置では、トルク誤差設定手段１２１によって、増幅トルク信号の誤差εＴを算出することが可能であり、またそのトルク誤差εＴが、図５の不感帯となるので、直進走行中またはハンドル手放し時に異常な電流を通電することが無い。従って安全上好ましい特性となる。
【００２３】
また、前述ではトルクセンサが劣化した場合の動作を説明したが、トルクセンサの故障によって、メイントルク信号Ｔｍａｉｎ、サブトルク信号Ｔｓｕｂの一方が、異常な信号を示した場合でも、そのときに発生したトルク誤差εＴがモータ電流特性の不感帯となり直進時、またはハンドル手放し時の異常な電流を防ぐことができ、安全上好ましい動作となる。
また、実施の形態１では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差で、モータ電流特性の不感帯を設定しているだけなので、ドライバーが操舵し、トルク誤差εＴより大きいトルクが入力された場合は、それに応じてモータ電流が通電され、パワーステアリングとして動作させることができる。
【００２４】
実施の形態１によれば、上述のように、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂに誤差が無い場合、不感帯の無いモータ電流特性によって、操舵フィーリング上好ましいパワーステアリングを構成することができる。
また、トルクセンサの劣化や故障でトルク信号に誤差が発生した場合、その誤差に応じてモータ電流特性の不感帯を設定することによって、直進時またはハンドル手放し時など操舵トルクがゼロの場合、モータ電流をゼロにし異常なアシストを防ぐことができる。さらにその状態で操舵すると、操舵トルクの発生に伴ってモータ電流が流れ、アシストをすることが可能である。
【００２５】
従来から電動パワーステアリング制御装置では、トルクセンサが２重系になっており、その二つのトルクセンサの偏差が、所定値以上の状態が所定時間継続したとき、アシストを停止させることで、異常なアシストを防ぐようにしていた。しかし、急にアシストを停止することによってハンドルが重くなり、操舵が困難になるなど好ましくない部分があった。
一方、実施の形態１では、２つのトルクセンサの偏差が大きくなっても、それに応じてモータ電流特性の不感帯が増加するだけなので、操舵時にはアシストが可能である。従って、従来のようにハンドルが重くなり、操舵が困難になることを避けることができるという効果もある。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２について以下に述べる。
図１１は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
図１２は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
図１３は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図１４は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差、ゲイン誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
図１５は、この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク偏差の特性を示す図である。
実施の形態２は、トルク偏差の最大値を用いてトルク誤差とするものであり、実施の形態１に比べて以下の部分が異なる。
先ず、図１１は、実施の形態２の基本動作を示すフローチャートであり、実施の形態１の図６に置き換わるものであるが、図６に対し、ステップ２３１を追加している。また、図６のステップ２０２のトルク誤差算出処理が、図１２のように変わっている。
【００２７】
次に、動作について説明する。
図１１では、ステップ２３１で、トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘにゼロを代入し、初期化する。その後は、実施の形態１と同じである。
次に、ステップ２０２の動作について、図１２を用いて説明する。
図１２で、ステップ２１１からステップ２１３までの処理は、実施の形態１の図７と同じで、ここまででメイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差を求め、トルク偏差Ｔｅｒｒが得られている。次に、ステップ２４１でトルク偏差Ｔｅｒｒと、トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘを比較し、トルク偏差Ｔｅｒｒの方が大きい場合、ステップ２４２で、最大値ＴｅｒｒＭａｘにトルク偏差Ｔｅｒｒを代入する。トルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘは、図１１のステップ２３１で、ゼロに初期化されているので、以降図１２のステップ２４１、２４２（最大偏差検出手段）の動作によって、最大値ＴｅｒｒＭａｘにはトルク偏差Ｔｅｒｒの最大値が保持されている。次に、ステップ２１４で、最大値ＴｅｒｒＭａｘに増幅回路１０４のゲインＧを乗じ、トルク誤差εＴを設定する。
図１２の動作をブロック図で表したものが図１３である。その他の動作については、実施の形態１と同じである。
【００２８】
実施の形態２は、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差が、モータ電流特性の不感帯に反映され、さらに、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差であるトルク偏差Ｔｅｒｒの最大値ＴｅｒｒＭａｘが、モータ電流特性の不感帯に適用されるため、トルク偏差Ｔｅｒｒが変動しても、モータ電流特性の不感帯は変動しない。これはトルクセンサ信号の特性が、図１４のような場合に効果がある。
図１４では、メイントルク信号とサブトルク信号の傾きにズレがあり、さらにメイントルク信号はトルク中立でのズレも発生している。このような特性の場合、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差の絶対値であるトルク偏差Ｔｅｒｒは、図１５のように操舵状態によって変化する特性となる。
【００２９】
実施の形態２によれば、実施の形態１では、このトルク偏差Ｔｅｒｒに応じてモータ電流特性の不感帯が変化してしまうのを、トルク偏差Ｔｅｒｒの最大値ＴｅｒｒＭａｘを用いて、モータ電流特性の不感帯を設定するので、不感帯が安定し、操舵フィーリング上好ましい特性となる。
【００３０】
実施の形態３．
図１６は、この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
図１７は、この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
実施の形態３は、予め定められた所定値とトルク偏差を比較し、トルク偏差が所定値より小さい場合は、所定値をトルク誤差とするものであり、実施の形態１の図６のステップ２０２の処理を、図１６のようにしたもので、図１６は、実施の形態１の図７のステップ２１４をステップ２５１〜２５４のように変更したものである。
【００３１】
次に、図１６について説明する。
ステップ２１１〜２１３は、実施の形態１と同様の動作をし、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの偏差の絶対値であるトルク偏差Ｔｅｒｒを算出する部分である。次に、ステップ２５１で、予め設定されている所定値ｄｚ０とトルク偏差Ｔｅｒｒを比較し、トルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０より小さい場合、ステップ２５２で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２には所定値ｄｚ０が設定される。また、ステップ２５１で、トルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０以上の場合は、ステップ２５３で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２にはトルク偏差Ｔｅｒｒが設定される。次に、ステップ２５４で、トルク偏差Ｔｅｒｒ２に増幅回路１０４のゲインＧを乗じてトルク誤差εＴを設定する。この動作をブロック図で示したのが図１７である。その他の動作については実施の形態１と同じである。
上述のように構成することで、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの誤差が所定値ｄｚ０以下の場合、モータ電流特性の不感帯は、所定値ｄｚ０となり、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂのトルク偏差Ｔｅｒｒが所定値ｄｚ０以上の時は、モータ電流特性の不感帯がトルク偏差Ｔｅｒｒとなるように動作する。
【００３２】
実施の形態３によれば、上述のように動作するので、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの両方に幾らか誤差が発生している場合でも、その誤差が所定値ｄｚ０以下ならば、直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流がモータに流れるのを防ぐことができる。
さらに、経年変化や異常で一方のトルク信号に誤差が発生しても、実施の形態１と同様に直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流がモータに流れるのを防ぐことができる。
また、操舵によってトルクがトルク偏差Ｔｅｒｒ以上発生すれば、それに応じてアシストでき、実施の形態１と同等の効果も得ることができる。
【００３３】
なお、実施の形態３では、トルク偏差Ｔｅｒｒと所定値ｄｚ０を比較したが、実施の形態２で示した最大偏差検出手段の出力であるトルク偏差の最大値ＴｅｒｒＭａｘと所定値ｄｚ０を比較するようにしてもよい。このように構成することによって、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂの両方に幾らか誤差が発生している場合にも、その誤差が所定値ｄｚ０以下ならば、直進時またはハンドル手放し時に、異常な電流が流れるのを防ぎ、さらに、経年変化で図１４に示したようにゲインを含む誤差が発生した場合でも、実施の形態２と同様に、不感帯を安定させることができるので、操舵フィーリング上好ましい特性を得ることができる。
【００３４】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、メイントルクセンサからの信号を増幅した信号で制御を行う場合について述べているが、実施の形態４は、増幅回路を用いない場合のものである。
図１８は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図であり、実施の形態１の図１に対し、増幅回路１０４を削除したものである。
図１８において、２ａ、２ｂ、３〜５、９、１０１〜１０３、１０５〜１０８は図１におけるものと同一のものである。
図１９は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２０は、この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【００３５】
次に、図１８の制御装置の制御内容について、図１９を用いて説明する。
図１９は、実施の形態１の図３に対し、制御トルクＴｃｏｎｔがメイントルクＴｍａｉｎから入力されるよう変更したもので、それ以外は、実施の形態１と同じである。
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作について、図２０を用いて説明する。図２０は、実施の形態１の図４に対し、ゲインＧの乗算を削除したものである。実施の形態４では、トルク信号の増幅回路が無いので、図２０のトルク誤差設定手段内にゲインＧによる乗算は不要である。
【００３６】
実施の形態４によれば、上述のように構成することで、実施の形態１と実質的に同じ動作となり、同等の効果を得ることができる。
【００３７】
実施の形態５．
実施の形態５は、マイコンの内部動作で、制御トルクとメイントルクとサブトルクのそれぞれを補正する補正手段を設けたものである。
図２１は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２１において、１２１〜１２３は図３におけるものと同一のものである。１２４は制御トルクの補正手段、１２５はメイントルクの補正手段、１２６はサブトルクの補正手段である。
図２２は、この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のトルク補正処理を示すブロック図である。
図２２において、１２７は入力されてくる信号に対し、所定値Ｖｏｆｆｓｅｔによるオフセット補正を行うオフセット補正手段、１２８は入力される信号に対し、所定値Ｇｃｏｍｐによるゲイン補正をかけるゲイン補正手段である。
【００３８】
図２１は、図３に対し、制御トルクの補正手段１２４とメイントルクの補正手段１２５とサブトルクの補正手段１２６を追加したもので、その他は実施の形態１と同じである。補正手段１２４〜１２６は、それぞれ図２２のように構成されており、オフセット補正手段１２７により、入力されてくる信号に対し、所定値Ｖｏｆｆｓｅｔによるオフセット補正と、ゲイン補正手段１２８により、所定値Ｇｃｏｍｐによるゲイン補正をかけることができる。所定値ＶｏｆｆｓｅｔとＧｃｏｍｐは、制御トルクの補正手段１２４とメイントルクの補正手段１２５とサブトルクの補正手段１２６で各々最適な値をＥＥＰＲＯＭ等へ保存しておくことで、メイントルクセンサの信号、サブトルクセンサの信号、増幅回路１０４から出力された制御トルク信号が、図１４のようになっていても、補正処理によって、図２のような誤差の無い特性を得ることができる。
【００３９】
実施の形態５によれば、上述のように構成することで、トルク信号の調整をソフトウエアで行った場合でも、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４０】
実施の形態６．
実施の形態６は、メイントルク及びサブトルク信号が入力されるトルク誤差設定手段に制御トルクをも入力させたものである。
図２３は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２３において、１２１〜１２３は図３に示すものと同一のものであるが、図２３では、トルク誤差設定手段１２１に制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを入力している。
図２４は、この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図２３は、実施の形態１の図３に対し、トルク誤差設定手段１２１に制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを追加入力し、トルク誤差設定手段１２１の動作を、図２４のようにしたもので、その他の動作は、実施の形態１と同じである。
【００４１】
次に、トルク誤差設定手段１２１の動作を、図２４を用いて説明する。
図２４では、メイントルク信号Ｔｍａｉｎとサブトルク信号Ｔｓｕｂに、図１の増幅回路１０４のゲインＧを乗じ、メイントルクセンサの信号とサブトルクセンサの信号のレベルを制御トルクＴｃｏｎｔに合わせた後、メイントルクとサブトルク、サブトルクと制御トルク、制御トルクとメイントルクの偏差を夫々算出し、さらにそれぞれの絶対値を求め、その絶対値の最大値を算出してトルク誤差εＴとするものである。
【００４２】
実施の形態６によれば、上述のように構成することで、トルク誤差設定手段は、メイントルク信号、サブトルク信号、制御トルク信号から誤差を設定することが可能となるので、実施の形態１に比べて増幅回路１０４の誤差を含めた設定が可能となる効果がある。
【００４３】
実施の形態７．
図２５は、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
図２６は、この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
図２５は、メイントルク信号とサブトルク信号が逆特性となっている場合の信号特性を示しており、実施の形態７は、メイントルク信号とサブトルク信号の特性が異なる場合でも、実施の形態１の図３のトルク誤差設定手段１２１を、図２６のように、サブトルク信号Ｔｓｕｂを−１倍して、メイントルク信号Ｔｍａｉｎと偏差を算出するように動作させることで、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４４】
実施の形態８．
実施の形態１〜７では、トルク誤差により、制御トルク信号に不感帯を設ける場合について述べたが、実施の形態８は、トルク誤差により、目標モータ電流を補正して不感帯を設けるようにしたものである。
図２７は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
図２７において、１２１、１２３は図３におけるものと同一のものである。１２９はトルク誤差設定手段１２１によって設定されたトルク誤差εＴに応じて、電流補正量Ｉｃｏｍｐを設定する電流補正量設定手段である。１３０はモータ電流決定手段１２３が決定したモータ電流Ｉｍｔ０に対し、補正処理を行い、目標電流Ｉｍｔを決定するモータ電流補正手段である。
図２８は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の電流補正テーブルを示す図である。
図２９は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
図３０は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の目標電流補正処理を示すフローチャートである。
図３１は、この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のモータ電流特性を示す図である。
【００４５】
次に、実施の形態８について図２７を用いて説明する。
図２７では、トルク誤差設定手段１２１とモータ電流決定手段１２３は、実施の形態１の図３と同じである。電流補正量設定手段１２９では、トルク誤差設定手段１２１が設定したトルク誤差εＴに応じて、電流補正量Ｉｃｏｍｐを設定する。この時の補正量の特性を図２８に示す。次に、図２７のモータ電流補正手段１３０で、モータ電流決定手段１２３が決定したモータ電流Ｉｍｔ０に対し、補正処理を行い、目標電流Ｉｍｔを決定する。
【００４６】
次に、実施の形態８の動作を図２９のフローチャートを用いて説明する。
図２９で、同一番号のステップは、実施の形態１の図６と同じなので、詳細説明は省略する。
先ず、ステップ２０１で、メイントルク信号Ｔｍａｉｎ、サブトルク信号Ｔｓｕｂ、制御トルク信号Ｔｃｏｎｔを検出し、ステップ２０２で、トルク誤差εＴを設定する。ステップ２０２の処理については、図７の通りである。次に、ステップ２６１で、図２８の特性に従って電流補正量Ｉｃｏｍｐを決定する。ここは図２７の電流補正量設定手段１２９に相当する処理である。
次に、ステップ２０４で、車速Ｖｓｐを検出し、次に、ステップ２６２で、モータ電流Ｉｍｔ０を決定する。ここは、図２７のモータ電流決定手段１２３に相当する部分である。次に、ステップ２６３では、ステップ２６２で決定した目標モータ電流Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で決定した電流補正量Ｉｃｏｍｐで補正し、目標電流Ｉｍｔを算出する。以降ステップ２０６で、モータ電流を検出し、ステップ２０７で、電流フィードバック制御によって、モータ電流を制御する。
【００４７】
次に、ステップ２６３の目標電流補正処理について、図３０を用いて説明する。
図３０では、ステップ２７１で、モータ電流決定手段１２３で決定された電流の方向を判定し、プラス（右）ならばＹｅｓに分岐し、ステップ２７２へ進む。ステップ２７２では、モータ電流決定手段１２３で決定された電流値Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で設定された電流補正値Ｉｃｏｍｐを減算し、ステップ２７３で前記減算結果が負になったとき、ステップ２４７で、ゼロクリップを行う。一方ステップ２７１で、モータ電流決定手段１２３が決定した電流Ｉｍｔ０の方向がマイナス（左）ならば、Ｎｏへ分岐し、ステップ２７５へ進む。ステップ２７５では、モータ電流決定手段１２３の結果Ｉｍｔ０に対し、ステップ２６１で設定された電流補正値Ｉｃｏｍｐを加算し、ステップ２７６で、前記加算結果が正になったとき、ステップ２７７でゼロクリップを行う。
上述のように処理した場合の、制御トルクＴｃｏｎｔに対するモータ電流決定手段１２３の結果Ｉｍｔ０と補正処理後の目標電流Ｉｍｔの関係を示したものが図３１であり、不感帯が設けられている。
【００４８】
このように実施の形態８によれば、トルク誤差設定手段によってモータ電流特性の不感帯を設定することが可能となり、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００４９】
また、実施の形態８は、実施の形態２〜７と組み合わせて使用しても良い。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルク及びトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたので、トルク誤差が小さいときは操舵フィーリングを重視した補助が行えるモータ電流特性を、トルク誤差が大きい時は異常な電流が流れないようなモータ電流特性を設定することができる。
【００５１】
また、モータ電流決定手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するので、経年変化などでトルク誤差が増大しても、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流を流さないモータ電流特性を得ることができる。
【００５２】
また、操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流をトルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて補正するモータ電流補正手段と、このモータ電流補正手段によって補正されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動手段とを備えたので、トルク誤差が小さいときは操舵フィーリングを重視した補助が行えるモータ電流特性を、トルク誤差が大きい時は異常な電流が流れないようなモータ電流特性を設定することができる。
【００５３】
さらに、モータ電流補正手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、不感帯は、トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化するので、経年変化などでトルク誤差が増大しても、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流を流さないモータ電流特性を得ることができる。
【００５４】
また、トルク検出手段は複数設けられると共に、トルク誤差設定手段は、複数のトルク検出手段によって検出された複数の操舵トルクの偏差を検出するトルク偏差検出手段を有し、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差をトルク誤差として設定するので、複数の操舵トルクに基づきトルク誤差を求めることができる。
【００５５】
また、トルク誤差設定手段は、トルク偏差の最大値を検出する最大偏差検出手段を有し、最大偏差検出手段によって検出されたトルク偏差の最大値をトルク誤差として設定するので、トルク誤差の変動による操舵フィーリングの悪化を防ぐことができる。
さらにまた、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するので、トルク偏差が所定値以下でも、所定値をトルク誤差として、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流が流れないようにすることができる。
【００５６】
また、トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、トルク偏差の最大値とを比較し、比較の結果大きい方をトルク誤差として設定するので、トルク偏差が所定値以下でも、所定値をトルク誤差とすることで、直進走行時または手放し時に異常なモータ電流が流れないようにすることができると共に、トルク偏差が発生しそれが所定値以上になっても、その偏差の最大値をトルク誤差として設定するので、トルク誤差の変動による操舵フィーリングの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１〜３、５〜８による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１〜３、７による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１、５、８による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差設定手段を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１〜７による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を行った場合の操舵トルクとモータ電流の関係を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１、３〜７による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１、８による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１〜７による電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態１〜７におる電動パワーステアリング制御装置の不感帯処理の処理結果を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態１による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差が発生している時のトルクセンサの特性を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のオフセット誤差、ゲイン誤差が発生しているときのトルクセンサの特性を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態２による電動パワーステアリング制御装置のトルク偏差の特性を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態３による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態３の電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図１８】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１９】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２０】この発明の実施の形態４による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２１】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態５による電動パワーステアリング制御装置のトルク補正処理を示すブロック図である。
【図２３】この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態６による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２５】この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサの特性を示す図である。
【図２６】この発明の実施の形態７による電動パワーステアリング制御装置のトルク誤差算出処理を示すブロック図である。
【図２７】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のマイコンの内部動作を示す図である。
【図２８】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の電流補正テーブルを示す図である。
【図２９】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のメインプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図３０】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置の目標電流補正処理を示すフローチャートである。
【図３１】この発明の実施の形態８による電動パワーステアリング制御装置のモータ電流特性を示す図である。
【図３２】従来の電動パワーステアリングを示す構成図である。
【図３３】従来の電動パワーステアリング制御装置のトルクセンサとモータ電流の関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ハンドル、２ａ メイントルクセンサ、２ｂ サブトルクセンサ、
３ 車速センサ、４ モータ、５ 制御装置、６ 減速機、
７ ラック・ピニオン機構、８ 車輪、９ バッテリ、
１０１ Ｉ／Ｆ回路、１０２ Ｉ／Ｆ回路、１０３ Ｉ／Ｆ回路、
１０４ 増幅回路、１０５ Ｈブリッジ回路、１０６ シャント抵抗、
１０７ 電流検出回路、１０８ マイクロコンピュータ、
１２１ トルク誤差設定手段、１２２ 不感帯処理手段、
１２３ モータ電流決定手段、１２４ 制御トルクの補正回路、
１２５ メイントルクの補正回路、１２６ サブトルクの補正回路、
１２７ オフセット補正手段、１２８ ゲイン補正手段、
１２９ 電流補正量設定手段、１３０ モータ電流補正手段。
Claims (8)
- 操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、上記トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、上記トルク検出手段によって検出された操舵トルク及び上記トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、上記操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動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制御装置。
- 上記モータ電流決定手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、上記不感帯は、上記トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化する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制御装置。
- 操舵トルクを検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段によって検出された操舵トルクにより、上記トルク検出手段の検出誤差を求めてトルク誤差として設定するトルク誤差設定手段と、上記トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づきモータ電流を決定するモータ電流決定手段と、このモータ電流決定手段によって決定されたモータ電流を上記トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて補正するモータ電流補正手段と、このモータ電流補正手段によって補正されたモータ電流に基づき、モータを駆動して、上記操舵トルクを補助する操舵補助力をステアリング系に与えるモータ駆動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制御装置。
- 上記モータ電流補正手段によって決定されるモータ電流は、操舵トルクに対して不感帯をもつモータ電流特性を有すると共に、上記不感帯は、上記トルク誤差設定手段によって設定されたトルク誤差に応じて変化することを特徴とする請求項３記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 上記トルク検出手段は複数設けられると共に、トルク誤差設定手段は、上記複数のトルク検出手段によって検出された複数の操舵トルクの偏差を検出するトルク偏差検出手段を有し、上記トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差をトルク誤差として設定することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 上記トルク誤差設定手段は、トルク偏差の最大値を検出する最大偏差検出手段を有し、上記最大偏差検出手段によって検出されたトルク偏差の最大値をトルク誤差として設定することを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 上記トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、上記トルク偏差検出手段によって検出されたトルク偏差とを比較し、上記比較の結果大きい方をトルク誤差として設定することを特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 上記トルク誤差設定手段は、予め設定された所定値と、上記トルク偏差の最大値とを比較し、上記比較の結果大きい方をトルク誤差として設定することを特徴とする請求項６記載の電動パワーステアリング制御装置。
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