JP2005278350A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホールセンサを有し矩形波で駆動するブラシレスモータのトルク段差を簡易に低減する電動パワーステアリング装置の制御装置を提供する。
【解決手段】ブラシレスモータによるアシスト力を車両の操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記ブラシレスモータのトルク段差を低減させる補償値を、前記ブラシレスモータの回転角度検出手段の出力信号のタイミングに基づいて行うトルク段差補償手段を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にブラシレスモータの回転時に生ずるトルク段差を低減させるための電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助トルク）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。

ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図５に示して説明すると、操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１及びリレー１３を経て電力が供給され、コントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行い、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット３０は主としてＣＰＵ（ＭＰＵも含む）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図６のようになる。例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補償機能を示している。

コントロールユニット３０の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力される。また、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いてモータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Ｉを決定する。操舵補助指令値Ｉは減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３４に入力され、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算器３５に入力されると共に、フィードバック系の特性を改善するための積分演算器３６に入力される。微分補償器３４の出力と共に、比例演算器３５及び積分演算器３６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算器３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ２０の電流ｉはモータ電流検出回路３８で検出され、減算器３０Ａにフィードバックされる。

このような電動パワーステアリング装置において、従来モータとして可変速であり小型化を図れる特徴を持つブラシレスモータが使用され、ブラシレスモータによるアシストが行われている。ブラシレスモータは、モータ電流の相切替えを繰返すことでロータを回転させると共に、ロータの駆動を制御する構造を有する。しかしながら、相切替え部分、即ち各相の境界部分においてはトルク値が減少するため、各相の境界部分におけるトルクにはトルク段差と称される凹状の段差が断続的に生じ、トルクリップルと称されるトルクの脈動が生ずる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、矩形波のモータ電流によって駆動制御されるブラシレスモータに供給される電流波形と、かかる電流により発生ずるトルク値との関係を示す波形図である。モータ電流は図３（ａ）に示すように、例えば３相などの複数相であって各相は方形波状の矩形波であり、隣接した波形同士の側縁同士が重なり合って、各上辺部はほぼ直線となり一定値の電流となる。このような電流がブラシレスモータに供給されると、ブラシレスモータのトルクは各相の境界部分において図３（ｂ）に示すようなトルク段差を生じ、トルクリップルの原因となる。

このようなトルク段差に基づくトルクリップルのため、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、操舵者にステアリングが振動する不快感を与えるという問題がある。かかるトルク段差はブラシレスモータのモータ特性によって決まるものであり、モータ特性の改善によってトルク段差とそれに基づくトルクリップルを完全に消失させることはできない。

このような問題を解決する従来技術として、特開２００１−１８８２２（特許文献１）に開示されているものがある。特許文献１に記述された電動パワーステアリング装置では正弦波でブラシレスモータを駆動制御するようになっており、官能領域判定部とトルク段差補償値計算部（脈動トルク補正値計算部）とを設け、官能領域判定部において車速及びステアリング操舵速度が所定速度よりも遅いと判定した場合には、トルク段差補償値計算部においてトルク段差補償値（脈動トルク補正値）Ｉqrを下記（１）式で計算する。

Iqr = Kro・Fo(θ)/Kt + Krl・Fl(θ)・Iq/Kt − Kro・krl・Fo(θ)・Fl(θ)/Kt²
…（１）
ただし、Ktはトルク係数、Kro、Krlはトルク段差係数（脈動トルク係数）、Fo(θ)、
Fl(θ)はトルク段差関数（脈動トルク関数）である。

上記（１）式で計算されたトルク段差補償値Iqrを用い、更にｄ‐ｑ変換によるベクトル制御を用いてトルク段差の補償を行うようにしている。
特開２００１−１８８２２

しかし、上記特許文献１に開示されている電動パワーステアリング装置の制御装置においては、トルク係数Kt及びトルク段差係数Kro, Krlはトルク段差補償値計算部に予め記憶されている定数であり、トルク段差関数Fo(θ)，Fl(θ)はトルク段差補償値計算部内にてテーブル又は関数式で定義されると共に、予め記憶されている関数であって、現実の車両の走行によって生ずる現実のトルク段差に必ずしも適合しない。また、官能領域判定部において車速やステアリング操舵速度が所定速度以上と判定した場合には、トルク段差は全く補償されないため、ステアリングの操舵者に与える操舵の不快感は依然解消されていないという問題がある。

さらに、上記特許文献１に開示された電動パワーステアリング装置の制御装置においてトルク段差の補償を行うには、正確にモータ回転角度を検出する必要があり、例えばホールセンサのように検出精度が比較的劣るセンサを回転角度検出手段に用いることができず、必然的に高価で精度の高い回転角度検出手段を用いる必要が生じ、制御装置がコスト高になりがちという問題がある。また、特許文献１に開示されている電動パワーステアリング装置の制御装置は、ベクトル制御内部のｑ軸電流Ｉｑについてトルク段差の補償を行うため、矩形波によって駆動を制御するブラシレスモータには適用できないという問題もある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、簡単な構成で、回転角度検出手段に非常な高精度を必要とせず、矩形波制御のモータにも適用でき、ブラシレスモータのトルク段差を十分に補償してステアリングの操舵者に円滑な操舵感を与えることができる電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。

本発明はブラシレスモータによるアシスト力を車両の操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、前記ブラシレスモータのトルク段差を低減させる補償値を、前記ブラシレスモータの回転角度検出手段の出力信号のタイミング（例えばブラシレスモータの特定回転角度に達したタイミング）に基づいて行うトルク段差補償手段を設けることによって達成される。

また、本発明は電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、本発明の上記目的は、操舵ハンドルに操舵補助力を付与するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを駆動する駆動回路と、前記操舵ハンドルの操作によるトルク値を基に電流指令値を出力するトルク指令値算出手段と、前記ブラシレスモータの特定回転角度において前記電流指令値にトルク段差補償を施す補償値を出力するトルク段差補償手段と、前記電流指令値に前記補償値を加算した補償電流指令値を基に各相電流指令値を算出する各相電流指令値演算手段と、前記各相電流指令値の供給を受けて前記駆動回路を制御する指令値を出力する駆動回路制御手段とを設けることによって達成される。

本発明の上記目的は、前記補償値を前記電流指令値に比例させることにより、或いは前記ブラシレスモータの回転角度を検出するモータ回転角度検出手段を設け、前記トルク段差補償手段が、前記モータ回転角度検出手段が検出したモータ電流の転流時の回転角度を特定角度とするようにすることにより、或いは前記トルク段差補償手段がローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタが前記回転角度検出信号を入力して前記補償値を生成するトルク段差補償原形信号を出力することにより、或いは前記モータ回転角度検出手段をホールセンサとすることにより、より効果的に達成される。

本発明によれば、ブラシレスモータの駆動制御においてトルク段差が生ずる特定角度で補償値信号を出力するようにしており、これによりブラシレスモータのトルク段差を大幅に低減できると共に、トルクリップルを大きく低減させることができ、電動パワーステアリングを用いたステアリングにおいて操舵者に円滑な操舵感を与えることができる。

また、トルク段差の補償をテーブルデータ又は関数式で行うのではなく、現実の車両の走行によって生ずる現実のトルク段差に応じた補償を行うようにしているため、実際のブラシレスモータに適応したトルク段差の補償を行うことができ、自動車や車両の高性能化を安価に実現することができる。

本発明は、ブラシレスモータを用いて自動車や車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置であり、ブラシレスモータの回転時に生ずるトルク段差を低減させるためのトルク段差補償手段を設けている。そして、ブラシレスモータの回転角度検出手段の出力信号のタイミング（ブラシレスモータの特定回転角度に達したタイミング、ブラシレスモータの相切替えのタイミング、ホールセンサエッジ信号のタイミング等）に基づいて、ブラシレスモータのトルク段差の低減のための補償値を求め、トルク段差の補償を行うようにしており、操舵者に円滑な操舵感を与えることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明の全体構成を示す図１において、ブラシレスモータ２は一例として矩形波にて駆動制御する３相のブラシレスＤＣモータであり、ブラシレスモータ２は駆動回路としてのインバータ５より３相のモータ電流I_A、I_B、I_Cを入力し、モータ電流I_A、I_B、I_Cの相切替え及びそのタイミングによって駆動制御される。インバータ５は制御手段７からのＰＷＭ制御信号Ua, Ub, Ucによって駆動され、制御手段７には車速センサ９からの車速Ｖ、トルクセンサ１０からの操舵トルクτが入力されている。

また、ブラシレスモータ２には、特定角度（相切替え位置）を検出するための回転角度検出手段としてのホールセンサ３が配設されており、このホールセンサ３はホール素子で形成された第１センサ部3a、第２センサ部3b、第３センサ部3cで成り、各センサ部3a，3b，3cはロータ（図示せず）の近傍に略120°づつの間隔をおいて配設されている。ブラシレスモータ２のロータの回転により磁気が変化し、ホールセンサ３の第１センサ部3a〜第３センサ部3cは磁気変化に対応してそれぞれホールセンサ信号Ha，Hb，Hcを出力する。ここで、ブラシレスモータ２のロータ回転角度が特定角度に達すると、ホールセンサ３が検出する磁気は例えばＮ極からＳ極のように切替わり、かかる切替わりのタイミングにおいてホールセンサ信号Ha，Hb，Hcはそれぞれパルス信号を出力する。なお、ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcが検出する磁気の切替わりタイミングは、ブラシレスモータ２のモータ電流の相切替えを行うタイミングと一致している。

ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcは、制御手段７内のエッジ検出手段２１及びコミュテーション設定手段２２に入力され、エッジ検出手段２１はホールセンサ信号Ha，Hb，Hcの相切替えのタイミングにおいて形成される信号のエッジ部分を検出し、パルス状のエッジ信号HSedgをトルク段差補償手段１１に入力する。また、コミュテーション設定手段２２は、ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcに基づいて転流制御に用いるためのコミュテーション信号Ca，Cb，Ccを生成し、コミュテーション信号Ca，Cb，Ccを矩形波制御部１６に入力する。

ブラシレスモータ２には、３相の電流路4a、4b、4cによってモータ電流I_A、I_B、I_Cを出力するインバータ５が接続されており、インバータ５はＰＷＭ制御部２０からのＰＷＭ制御信号Ua、Ub、Ucを入力してモータ電流I_A、I_B、I_Cに変換し、電流路4a、4b、4cに出力する。そして、電流路4a、4b、4cには、インバータ５から出力されたモータ電流I_A、I_B、I_Cを検出するセンサ6a，6b，6cがそれぞれ設けられており、検出された電流値Ia, Ib, Icはそれぞれ駆動回路制御手段１８内の減算部17a,
17b, 17cにフィードバックされる。

制御手段７内のトルク指令値算出手段８には車速センサ９からの車速Ｖ及びトルクセンサ１０からの操舵トルクτが入力され、トルク指令値算出手段８は操舵トルクτの増加に従って増加すると共に、車速Ｖの増加に従って減少するアシストトルクを計算し、このアシストトルクなどに基づいて電流指令値Iref0を算出して出力する。電流指令値Iref0はトルク段差補償手段１１に入力されると共に、加算部１５に入力される。トルク段差補償手段１１は、電流指令値Iref0及びエッジ検出手段２１からのエッジ信号Hsedgに基づいて補償値Ｋ・Iref0・Hsedgfil（ただし、Ｋは定数）を出力し、加算部１５に入力する。

次に、加算部１５で電流指令値Iref0と補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilとを加算して得られる補償電流指令値Igpは、各相電流指令値演算手段としての矩形波制御部１６に供給される。矩形波制御部１６は補償電流指令値Igpを入力すると共に、コミュテーション設定手段２２からのコミュテーション信号Ca，Cb，Ccを入力し、ブラシレスモータ２の３相それぞれの値に変換した補償相電流指令値Ia_sref、Ib_sref、Ic_srefを算出し、それぞれ減算部17a, 17b, 17cに入力する。減算部17a,
17b, 17cにはそれぞれ電流値Ia, Ib, Icが入力されており、その減算結果、つまり補償相電流指令値Ia_sref、Ib_sref、Ic_srefから電流値Ia、Ｉb、Ｉcを減算した偏差がＰＩ制御部１９に入力される。ＰＩ制御部１９でそれぞれ比例積分演算された補償相電圧指令値va、vb、vcを各相毎に算出し、補償相電圧指令値va、vb、vcをＰＷＭ制御部２０に入力する。そして、ＰＷＭ制御部２０は各相毎の補償相電圧指令値va、vb、vcのそれぞれにＰＷＭ制御を行い、ＰＷＭ制御信号Ua、Ub、Ucをそれぞれ生成してインバータ５に入力する。

次に、本発明のトルク段差補償手段１１がトルク段差を補償する原理について説明する。

上述したように、図３（ａ）に示すような電流がブラシレスモータ２に入力された場合、ブラシレスモータ２のトルク値は図３（ｂ）に示すように相切替えのタイミングでトルク段差を生ずる。ここにおいて、トルク値はモータ電流の大きさに比例し、トルク段差の生ずるタイミングは相切替えのタイミングである特定角度に一致するため、特定角度において電流指令値Iref0を大きくして図３（ｃ）に示すように電流値を凸状に上昇させれば、図３（ｄ）に示すようにトルク段差は補償されることになる。即ち、トルク段差補償手段１１が、エッジ検出手段２１からのエッジ信号Hsedgに基づいて電流指令値Iref0を図３（ｃ）に示す補償値Ｋ・Iref0・Hsedgfilを生成し、加算部１５で電流指令値Iref0と加算することによって、図３（ｄ）に示すようなトルク段差補償のための補償電流指令値Igpが生成される。なお、図３（ｄ）は、モータ電流I_A、I_B、I_Cが供給されたときのブラシレスモータ２のトルク値の波形図であり、電流値が上昇するタイミングはトルク段差が生ずるタイミングに一致するため、段差の後半部分を中心にトルク段差は補償される。

次に、ブラシレスモータ２の特定角度にて電流指令値Iref0を大きくする一例として、図２に示すトルク段差補償手段１１の構成について説明する。

図２に示すように、トルク段差補償手段１１はローパスフィルタ１２、補正ゲイン部１３及び乗算部１４を備えている。そして、ローパスフィルタ１２は図４（ａ）に示すパルス状のエッジ信号HSedgを入力し、トルク段差を補償すべき信号の原形を形成するトルク段差補償原形信号HSedgfilを出力し、補正ゲイン部１３は電流指令値Iref0を入力して定数の補正値Ｋを乗じた補正ゲイン信号Ｋ・Iref0を出力する。ここで、補正値Ｋはトルク段差の落ち込みの比率を設定する比例定数であり、補正ゲイン部１３のチューニングにより変えることができる。また、電流指令値の大きさによって、トルク段差の補償の値も調整することができる。そして、補正ゲイン信号Ｋ・Iref0及びトルク段差補償原形信号HSedgfilは乗算部１４に入力され、乗算部１４はトルク段差補償原形信号HSedgfilの信号量を、トルク段差の落ち込み比率である補正値Ｋとモータ電流の大きさである電流指令値Iref0とで調整した補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを出力する。

以上により、トルク段差補償手段１１に入力される電流指令値Iref0と、ローパスフィルタ１２において生成されるトルク段差補償原形信号HSedgfilと、補正ゲイン部１３にて乗じられる補正値Ｋと、トルク段差補償手段１１が出力する補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilとの間には、下記（２）式の関係が成立する。

Ｋ・Iref0・HSedgfil = Iref0・Hsedgfil・Ｋ …（２）

即ち、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilは、ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcが出力されるブラシレスモータ２の相切替えタイミングにおいて、電流指令値Iref0に比例する値として生成される。

そして、トルク指令値算出手段８から出力された電流指令値Iref0と補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilとは加算部１５に入力され、加算部１５では電流指令値Iref0に補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilが加算されて補償電流指令値Igpを生成する。即ち、補償電流指令値Igpは、電流指令値Iref0にブラシレスモータ２の相切替えタイミングで補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを加算した信号として生成される。

次に、トルク段差補償手段１１におけるローパスフィルタ１２の仕様決定方法及び補正ゲイン部１３のチューニング方法について、図面を参照して説明する。

先ずローパスフィルタ１２は、入力された信号のうち特定周波数以上の成分をカットして出力するが、パルス信号の入力に対する出力は、時間の経過に伴って信号量が漸次減衰するインパルス応答となる。従って、図４（ａ）に示すように特定角度において略パルス状に増減するエッジ信号HSedgの入力により、ローパスフィルタ１２から出力されるトルク段差補償原形信号HSedgfilも図４（ｂ）に示すように特定角度において漸次減衰する波形となる。そして、前記式（２）に示すように、補償電流指令値Igpの生成において電流指令値Iref0に加算される補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilの波形はトルク段差補償原形信号HSedgfilの相似形であり、従って図４（ｃ）に示す補償後のモータ電流の補償部分の形状はインパルス応答の相似形となる。

ここで、ローパスフィルタ１２のインパルス応答の形状は、ローパスフィルタ１２の遮断周波数によって決定される。一方、ローパスフィルタ１２のインパルス応答は、次数が低いほど立上がりが速くかつ最大値が大きく、本実施例においてはトルク段差の後半部分を中心に段差補償するため、次数１のような低次数のローパスフィルタが適する。そして、１次のローパスフィルタの場合、伝達関数をＦ１とすると、下記（３）式で表わされる。

F1 = 1/(T1・s + 1) …（３）

そして、上記（３）式を逆ラプラス変換して導出されるインパルス応答について考えると、図４（ｄ）に示す一例としてのトルク段差の減衰傾向に最も近いと思われるインパルス応答形状を示すのは、遮断周波数が100Hz程度のときであり、かかる遮断周波数を有するローパスフィルタが最も適合する。このようにして、トルク段差補償原形信号HSedgfilの原形となる波形が決定される。

一方、補正ゲイン部１３の補正値Ｋは、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilの比率を決定する。ここで、一例としてのトルク段差は、図４（ｄ）に示すように１相当りの最大トルク値の１５パーセント程度の比率になる。そして、前述したようにトルク値は電流値に比例する。従って、モータ電流の補償値は、図４（ｃ）に示すように本来の電流指令値Iref0の１５パーセント程度になることが望ましい。そのため、補正値Ｋは、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilの最大値が電流指令値Iref0の比率の１５パーセント程度になる値にチューニングすることが望ましい。ただし、トルク段差の大きさは基本的にブラシレスモータ２やインバータ５などの個々の静特性によって決まるものであり、ローパスフィルタ１２の遮断周波数や補正ゲイン部１３の補正値Ｋの大きさは常に上述の値が望ましいとは限らないので、遮断周波数の設定や補正値Ｋのチューニングは、ブラシレスモータ２やインバータ５の機種に応じて調整する必要があることはいうまでもない。

以上により、ホールセンサとしての第１センサ部3a、第２センサ部3b、第３センサ部3cから出力される各ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcはブラシレスモータ２にトルク段差が生ずる相切替えのタイミングで変化し、各ホールセンサ信号Ha，Hb，Hcが入力されたトルク段差補償手段１１はかかるタイミングにおいて補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを出力する。また、補償電流指令値Igpは、電流指令値Iref0に補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを直接加えて生成するものであるため、矩形波制御のブラシレスモータのトルク段差の補償にも適用可能になる。

そして、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilは、各相に分離する前の電流指令値Iref0に比例するものであり、小さいトルクに対しては補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを小さくし、大きいトルクに対しては補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを大きくすることができるため、トルクが大きい場合の大きなトルク段差であっても十分に補償できる。

そして、補償電流指令値Igpの生成に用いる固定値は、補正ゲイン部１２にて加えられる補正値Ｋとローパスフィルタ１３のフィルタ定数のみであり、いずれもテーブルなど大きなＲＯＭ容量を要する値を用いずに生成することができるため、制御装置のコストを下げることができる。また、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilを生成する（２）式は単純であり、電流指令値Igpは簡単なアルゴリズムによって生成可能であるため、計算量を少なくしてトルク段差の補償に高い信頼性を持たせることができる。

なお、本実施例においては、補償値Ｋ・Iref0・HSedgfilはパルス信号としてのホールセンサ信号Ha，Hb，Hcをローパスフィルタ１３におけるインパルス応答を用いて形成しているが、これに限定されるものではなく、その他の手段によって形成することも可能である。また、本実施例においては、ブラシレスモータ２の各相電流指令値演算手段を矩形波制御としているが、これに限定されるものではなく、例えばベクトル制御のように、他の演算方式によるブラシレスモータにも適用できる。さらに、ブラシレスモータ２の回転角度を検出する手段は高精度なものでなくてもトルク段差を補償できるので、ホールセンサのような汎用的な回転角度検出手段も適用可能である。高精度なものとして、例えばレゾルバやエンコーダなどを用いることも可能である。

また、本実施例においてはブラシレスモータ２を３相としたが、これに限定されるものではなく、３相以上の多相ブラシレスモータにも適用できる。

なお、本実施例においては、制御手段７の各構成要素は全てハードウェア素子によって構成されるとしているが、これに限定されるものではなく、その一部又は全ての構成要素をＣＰＵの演算処理として行うことも可能である。

本発明によれば、ブラシレスモータの駆動制御においてトルク段差が生ずる特定角度で補償信号を出力するようにしており、これによりブラシレスモータのトルク段差を大幅に低減できると共に、操舵者に円滑な操舵感を与えることができ、自動車や車両の高性能電動パワーステアリングに適用可能である。

本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御装置の構成例を示すブロック図である。 電動パワーステアリング装置の制御装置のトルク段差補償手段の構成ブロック図である。 電動パワーステアリング装置のブラシレスモータに供給される電流と駆動により生ずるトルク値との関係例を示す波形図である。 電動パワーステアリング装置におけるローパスフィルタの仕様決定と補正ゲイン部の補正値Ｋの決定に関するエッジ信号、トルク段差補償原形信号、補償電流指令値、トルク値の相互関係の例を示す波形図である。 一般的な電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 一般的なコントロールユニットのブロック構成図である。

符号の説明

２ ブラシレスモータ
３ ホールセンサ
５ インバータ
８ トルク指令値算出手段
９ 車速センサ
１０ トルクセンサ
１１ トルク段差補償手段
１２ ローパスフィルタ
１６ 各相電流指令値演算手段としての矩形波制御部
１８ 駆動回路制御手段
１９ ＰＩ制御部
２０ ＰＷＭ制御部
２１ エッジ検出手段
２２ コミュテーション設定手段

Claims (7)

1. ブラシレスモータによるアシスト力を車両の操舵系に付与するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記ブラシレスモータのトルク段差を低減させる補償値を、前記ブラシレスモータの回転角度検出手段の出力信号のタイミングに基づいて行うトルク段差補償手段を具備したことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 前記モータ回転角度検出手段がホールセンサである請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
3. 操舵ハンドルに操舵補助力を付与するブラシレスモータと、前記ブラシレスモータを駆動する駆動回路と、前記操舵ハンドルの操作によるトルク値を基に電流指令値を出力するトルク指令値算出手段と、前記ブラシレスモータの特定回転角度において前記電流指令値にトルク段差補償を施す補償値を出力するトルク段差補償手段と、前記電流指令値に前記補償値を加算した補償電流指令値を基に各相電流指令値を算出する各相電流指令値演算手段と、前記各相電流指令値の供給を受けて前記駆動回路を制御する指令値を出力する駆動回路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の制御装置。
4. 前記補償値が前記電流指令値に比例している請求項３に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
5. 前記ブラシレスモータの回転角度を検出するモータ回転角度検出手段を備え、前記トルク段差補償手段は前記モータ回転角度検出手段が検出したモータ電流の転流時の回転角度を特定角度とするようになっている請求項３又は４に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
6. 前記トルク段差補償手段はローパスフィルタを備え、前記ローパスフィルタは前記回転角度検出信号を入力して前記補償値を生成するトルク段差補償原形信号を出力するようになっている請求項３乃至５のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
7. 前記モータ回転角度検出手段がホールセンサである請求項５に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。

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