JP2006082579A - パワーステアリング制御装置、および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パワーステアリング制御装置において、オフセット補正値の温度変化を表す補正テーブルを更新することにより、経年変化等によらず正確なオフセット補正を実現する。
【解決手段】 モータ駆動電流が流れない状態において、オフセット補正部２０は電流検出回路１２０，１２１からの電流検出値をオフセット補正値として算出する。温度センサ１１９によって検出された装置温度、およびオフセット補正値を用いて補正テーブルを更新する。これにより、温度変化、経年変化によらず正確なオフセット補正を行うことが可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、検出電流のオフセットの温度補正を行うことのできるパワーステアリング制御装置、および方法に関する。

自動車用の補助操舵装置として、電動モータのトルクを用いた電動パワーステアリング装置が利用されている。このパワーステアリング装置は、ドライバによるハンドルの操作を検出するトルクセンサと、トルクセンサからの検出信号に基づき補助操舵力を演算するパワーステアリング制御装置（ＥＣＵ）と、ＥＣＵからの出力信号に基づき回転トルクを発生する電動モータと、回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア等を備えて構成されている。

上述のＥＣＵは例えば、図１３のように構成されていた。この図において、ＥＣＵ９０にはトルクセンサ９１および車速センサ９２からの信号が入力されており、ＥＣＵ９０はこれらの信号に基づき電動モータ９３を制御する機能を有している。ＥＣＵ９０は、電流指令値演算部９０１、加算器９０２、電流制御部９０３、駆動回路９０４、電流検出回路９０５を備えて構成されている。電流指令値演算部９０１は、トルクセンサ９１および車速センサ９２からの信号に基づき電流指令値Ｉを演算するものである。加算器９０３は電流値指令値Ｉと電流検出回路９０５によって検出された検出電流ｉとの偏差電流ΔＩを算出するものであり、電流制御部９０３は誤差電流ΔＩがゼロとなるようなモータ制御信号を算出するためのものである。モータ駆動回路９０４は、モータ制御信号に基づき三相電流を電動モータ９３に供給する機能を備えている。電流検出回路９０５は２つの電流センサを有しており、三相電流のうちの１つを基準とした他の２つの電流値を検出するものである。検出された電流ｉは上述の加算器９０２に負信号として入力される構成となっている。

このように構成されたＥＣＵ９０において、検出電流ｉが電流指令値Ｉに等しくなるように負帰還制御が行われる。ところが、例えば電流検出回路９０５等の検出系に誤差が存在する場合には、当該誤差は三相電流にそのまま表れてしまう。電流検出回路９０５を構成する２つの電流センサにおいてオフセット電流または検出利得の誤差が存在する場合、駆動回路９０４から出力される三相電流の各電流値に誤差が生じ、この結果、電動モータ９３のトルクリップルが発生してしまう。かかるトルクリップルはハンドルフィーリング等に悪影響を与えるものである。特に、近年の高出力タイプのパワーステアリング装置においては、駆動電流の大容量化に伴い、オフセット電流の影響は体感できる程度にまで現れることがある。

かかる問題を回避するために、パワーステアリング装置の工場出荷時において一台毎にオフセットの測定および調整を行うことが行われている。しかしながら、工場出荷時にオフセット調整を行ったとしても、温度変化若しくは経年変化により、オフセット誤差が変化し、必ずしも正しいオフセット補正を行うことができない。

温度変化を考慮したオフセット補正可能な従来技術として、例えば、特開平８−１６３８８２号公報に記載の電動パワーステアリング制御装置が案出されている。この制御装置は、測定されたオフセット補正値と測定時におけるＥＣＵの装置温度とをＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記憶しておき、動作時における装置温度がメモリに記憶されていない場合にはオフセットの測定および調整を行うというものである。すなわち、装置温度がメモリに記憶されている限り、オフセット補正値の測定は行われず、オフセット補正値が更新されることはない。このため、経時変化等の要因によりオフセット誤差が変動した場合には、メモリに保存されたオフセット補正値はもはや不正確なものとなってしまい、精度良いオフセット補正を行うことが困難となる。

また、他の従来技術として、特開２００３−１１２６４８号公報に記載の電動パワーステアリング制御装置が案出されている。この装置は、オフセット補正をソフトウェアで行うことを目的したものであり、温度変化、経年変化に関する問題を解決することを目的としたものではない。
特開平８−１６３８８２号公報 特開２００３−１１２６４８号公報

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、温度変化、経時変化によらずに正確なオフセット補正を行うことが可能なパワーステアリング制御装置および方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明は、ステアリングに印加された操舵トルクに基づき操舵補助トルク発生用のモータを駆動するためのパワーステアリング制御装置であって、
前記モータにおける駆動電流を検出し、電流検出値を出力する電流検出手段と、前記操舵トルクおよび前記電流検出値に基づき、制御値を算出する制御手段と、前記制御値に基づく駆動電流を前記モータに与える駆動手段と、装置温度を検出するための温度検出手段と、前記電流検出値に含まれるオフセット電流を補正するためのオフセット補正値と前記装置温度との関係を表す補正テーブルを記憶する記憶手段と、前記電流検出手段から出力された電流検出値に基づきオフセット補正値を算出するとともに、当該時点における装置温度、および前記オフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新する更新手段とを備える。

また、本発明は、製造時において検出された電流検出値に基づき一の装置温度に係るオフセット補正値を前記補正テーブルに書き込み、他の装置温度に係るオフセット補正値を補間処理により算出し、当該オフセット補正値を前記補正テーブルに書き込む。
前記更新手段は、始動時において前記補正テーブルを更新する。さらに、前記更新手段は、ステアリングアシスト時において前記補正テーブルを更新する。

また、前記更新手段は、所定の基準温度に係る過去および現在の前記電流検出値の差分に基づき、当該基準温度に係るオフセット補正値および他の装置温度に係るオフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新する。
さらに、本発明は、前記電流検出手段により検出された電流検出値をディジタル信号に変換する前に、電圧増幅を行う増幅手段を備える。

本発明によれば、補正テーブルにはオフセット電流を補正するためのオフセット補正値と装置温度とが記憶される。更新手段は、駆動電流が略ゼロになった場合に、電流検出手段から出力された電流検出値に基づきオフセット補正値を算出するとともに、当該時点における装置温度、および前記オフセット補正値を用いて補正テーブルを更新することができる。このため、温度変化、経時変化によらず、常に最適な補正テーブルを使用することができ、正確なオフセット補正をすることが可能となる。

また、本発明は、製造時において検出された電流検出値に基づき一の装置温度に係るオフセット補正値を前記補正テーブルに書き込み、他の装置温度に係るオフセット補正値を補間処理により算出し、当該オフセット補正値を前記補正テーブルに書き込む。従って、製造時にはすべての装置温度についてオフセット補正値を測定する必要がなくなる。

更新手段は、始動時またはステアリングアシスト時において補正テーブルを更新することができ、年間を通じて最適な温度補正を行うことができる。また、更新手段は、所定の基準温度に係る過去および現在の電流検出値の差分に基づき、当該基準温度に係るオフセット補正値および他の装置温度に係るオフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新する。このため、経時変化によらず、最適な補正テーブルを利用することができる。

さらに、本発明は、前記電流検出手段により検出された電流検出値をディジタル信号に変換する前に、電圧増幅を行う増幅手段を備える。このため、Ａ／Ｄコンバータの１ＬＳＢあたりの分解能を実質的に細かくすることができ、大電流のパワーステアリング制御装置であってもトルクリップルを最小限に抑えることが可能となる。

以下に、図面を参照しながら本発明の最良の実施の形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略図である。この図において、ステアリング６１はステアリングシャフト６２、ユニバーサルジョイント６３、６４、シャフト６５を介してラック＆ピニオン６６に連結されている。さらに、ラック＆ピニオン６６には車輪のタイロッド６７が設けられており、ハンドル６１の回転運動はタイロッド６７の軸方向の運動に変換される構造となっている。

シャフト６５にはトルクセンサ４が設けられており、トルクセンサ４はステアリング６１に印加された操舵トルクを検出し、トルク信号を出力可能である。さらに、シャフト６５には減速ギア３１、モータ３が取り付けられており、モータ３の回転トルクが減速ギア３１を介してシャフト６５に伝達される構成となっている。

ＥＣＵ１は上述のようにトルクセンサ４からのトルク信号、車速センサ２からの車速信号に基づき補助操舵トルクを算出し、この算出結果に基づく駆動電流をモータ３に送出するものである。ＥＣＵ１にはイグニッションキー５ａを介して電源５が接続されており、イグニッションキー５ａをオンにすることによりＥＣＵ１に電流が供給される構成となっている。

図２はＥＣＵ１のハードウェア構成を表すブロック図である。ＥＣＵ１は、バス１００、不揮発性メモリ１０９、Ａ／Ｄコンバータ１１０，インタフェース１１１，クロック発生回路１１２，ＣＰＵ１１３，ＲＯＭ１１４，ＲＡＭ１１５、ＲＤコンバータ１１６，ＰＷＭコントローラ１１７，モータ駆動回路１１８、温度センサ１１９、モータ電流検出回路１２０、１２１、増幅回路１２２、１２３を備えて構成されている。

バス１００はＡ／Ｄコンバータ１１０、Ｉ／Ｆ１１１、クロック発生回路１１２、ＣＰＵ１１３、ＲＯＭ１１４、ＲＡＭ１１５等の間でデータの送受信を行うためのものである。Ａ／Ｄコンバータ１１０は、トルクセンサ４から出力されたメイントルク信号およびサブトルク信号、モータ電流検出回路１２０、１２１からの検出電流、ＲＤコンバータ１１６からのモータ回転角信号、モータ３の端子間電圧を入力し、ディジタル信号に変換するためのものである。

上述のトルクセンサ４は、メイントルク信号、サブトルク信号の２つの出力信号を備え、これらの信号の合計電圧は一定電圧（例えば５Ｖ）であるクロス特性となるように設定されている。すなわち、ステアリングにトルクが印加されない場合には、メイントルク信号およびサブトルク信号はそれぞれトルク中立電圧２．５Ｖとなり、ステアリングに何らかのトルクが印加された場合には、メイントルク信号およびサブトルク信号は中立電圧２．５Ｖを基準として互いに逆方向に変動する。

インタフェース１１１は車速センサ２からの車速パルスをカウントしディジタル信号に変換するものである。ＲＯＭ１１４はモータ３の制御プログラム、ＰＷＭの演算プログラム、フェールセーフプログラム等を記憶するためのメモリとして使用され、ＲＡＭ１１５は当該プログラムを動作させるためのワークメモリとして使用される。不揮発性メモリ１０９は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等により構成され、イグニッションキー５ａがオフになった後においてもメモリ内容を保持可能なものである。この不揮発性メモリ１０９は、後述するオフセット補正テーブル等のデータを記録するために用いられる。

ＰＷＭコントローラ１１７はモータ３のトルクを表す信号をパルス幅変調されたデューティ指令値Ｗ，Ｖ，Ｕ，Ｗｂ，Ｖｂ，Ｕｂに変換するためのものである。ここで、パルス信号Ｗ，Ｖ，Ｕは正相の三相信号を表し、パルス信号Ｗｂ，Ｖｂ，Ｕｂは逆相の三相信号を表している。

モータ駆動回路１１８は、WVUの三相電流を発生させるための３つのインバータ回路より構成され、各インバータ回路は電源電圧側（上段）のスイッチングトランジスタと接地電位側（下段）のスイッチングトランジスタを有している。上段のスイッチングトランジスタのゲートには、正相のデューティ指令値Ｗ，Ｖ，Ｕが入力され、下段のスイッチングトランジスタには逆相のデューティ指令値Ｗｂ，Ｖｂ，Ｕｂが入力されている。すなわち、上段、下段のスイッチングトランジスタは相補接続されており、交互にオン、オフ動作を繰り返すことにより、所望のパルス幅の駆動電流Ｉu、Ｉv、Ｉwを生成する。なお、上段のスイッチングトランジスタと下段のスイッチングトランジスタとが同時にオンにならないように、両者がオフになる時間（デッドタイム）が正相のデューティ指令値Ｗ，Ｖ，Ｕと逆相のデューティ指令値Ｗｂ，Ｖｂ，Ｕｂのオンの時間の前後に設けられている。このように、デッドタイムを設けることにより、上段、下段のスイッチングトランジスタの短絡を回避することができる。ＲＤコンバータ１１６は、励磁電流をレゾルバ３１に与えるとともに、レゾルバ３１からの出力信号を回転角信号としてＡ／Ｄコンバータ１１０に出力する機能を有している。

モータ電流検出回路１２０、１２１は抵抗等の電流−電圧変換素子から構成され、モータ３への駆動電流Ｉu、Iwを検出し、電流に応じた電圧を有する電流検出値を出力するためのものである。電流検出値は図示されていない電源電圧補正回路によって電圧変動補正がなされた後、増幅回路１２２，１２３に入力されている。さらに、増幅回路１２２，１２３によって増幅された電流検出値は、Ａ／Ｄコンバータ１１０に入力され、ディジタル信号に変換される構成となっている。

温度センサ１１９は半導体センサ、熱伝対センサ等により構成され、ＥＣＵ１の装置温度に応じた電圧を出力可能なものである。温度センサ１１９は、増幅回路１２２，１２３に直接に取り付けられていることが望ましいが、ＦＥＴ等のパワーモジュールに取り付けられたフェールセーフ用の温度センサを用いても良い。検出された電圧はＡ／Ｄコンバータ１１０によってディジタルの温度信号に変換される。温度信号に応じて、電流検出回路１２０、１２１の温度−オフセット補正値の温度補正を行うことにより、高精度のオフセット補正が可能となる。

図３に、ECU１の機能ブロック図を示す。トルクセンサ４からのメイントルク信号、サブトルク信号はＡ／Ｄ変換された後、電流指令値演算部１1に入力されている。電流指令値演算部１1は、トルク信号、車速信号に基づき電流指令値を演算する機能を有している。また、電流指令値演算部１２は、ハンドル戻り補償、モータ最大電流制御を有している。例えば、ハンドル戻り補償は、ハンドル６１を中立位置に復元させるための制御を行うものである。一般に、電動パワーステアリング装置においては、減速ギア３１等の影響によりセルフアライニングトルクが弱くなり易く、このためにハンドル６１が中立位置に戻り難くなってしまう。そこで、セルフアライニングトルクの作用によってモータ３が回転させられる際のモータの端子間電圧およびモータ電流を検出することによりモータ角速度を検出し、または角度センサの角度の差分からモータ角速度を検出することにより、ハンドルを中立位置に復元させるための補償電流値を算出することが可能である。

電流指令値制限部１２はモータ回転数に基づき電流指令値を制限し、ベクトル制御部１３はモータ角度に基づきＵＶＷの各相の電流指令値を表す三相電流指令値を出力する。この電流指令値は加算器１４に入力され、電流検出値と電流指令値とが一致するように負帰還制御が行われる。

モータ電流検出回路１２０、１２１はモータ３に供給されたＵ相、Ｗ相の電流を検出し、電流値に応じた電圧値を有する電流検出値を出力する。電流検出値はアナログの増幅部１２２，１２３によって増幅され、Ａ／Ｄ変換された後、さらにディジタルの増幅部１２４によって増幅される。このようにして増幅された電流検出値は加算器１６およびオフセット補正部２０に入力される。増幅部１２４は、Ａ／Ｄ変換された電流検出値を数ビット分シフトすることにより、ソフトウェア上において利得を増加するためのものである。本実施形態によれば、電流検出値の利得を増加し、平均化処理を行うことにより、電流検出値の１ＬＳＢあたりの分解能を高めることができる。また、利得増加処理と電流制御部１５における積分処理とを組み合わせることにより、電流検出値の１ＬＳＢあたりの分解能を高めても良い。

オフセット補正部２０はオフセット補正テーブル等を備え、オフセット補正テーブルに基づきオフセット補正値出力するとともに、温度センサ１１９からの温度Ｔおよび電流検出値に基づきオフセット補正テーブルの更新を行う機能を有している。このように、オフセット補正テーブルを随時更新することにより、温度変化、経年変化によらずに正確なオフセット補正を行うことが可能となる。

加算器１６は電流検出値からＵ相およびＷ相の各々のオフセット補正値Ｅを減算し、補正後の電流検出値を出力する。Ｕ、Ｗ相の電流検出値は加算器１４において電流指令値と比較され、制御偏差Δｉが電流制御部１５に与えられる。電流制御部１５は制御偏差Δｉに基づき、比例制御および積分制御を組み合わせたいわゆるＰＩ制御を行うためのものである。電流制御部１５からの出力信号は駆動回路１１７に出力され、三相の駆動電流がモータ３に出力される。

故障判断部１８はトルク信号、電源電圧等を監視することにより、パワーステアリング装置の初期診断、フェールセーフ処理を行うためのものである。例えば、故障診断部１５が、モータ３、トルクセンサ４等の異常を検出した場合には、補助トルクの漸減処理を行うように電流指令値演算部１１に指示を与えることができる。

図４は、オフセット補正部２０のブロック図である。オフセット補正部２０は補正テーブル２００、検出条件判定部２０１、オフセット算出部２０２、補正テーブル更新部２０３を備えて構成されている。検出条件判定部２０１は、オフセット電流値を検出可能な条件が満たされているか否か、すなわち、モータ駆動電流が流れていない状態を検出するためのものである。モータ駆動電流が流れていない場合には、電流検出回路１２０、１２１からの電流検出値はオフセット成分のみが含まれていると考えられるため、このときの電流検出値がオフセット値として検出される。

オフセット算出部２０２は検出された電流検出値および温度Ｔに基づき、オフセット補正値を算出する機能を有している。オフセット算出部２０２によって新たに算出されたオフセット補正値は補正テーブル更新部２０３に送出され、補正テーブル更新部２０３によって補正テーブル２００の更新が行われる。

補正テーブル２００は、所定温度毎（例えば１０℃毎）のオフセット補正値を記録したものである。また、補正テーブル２００は、記録されたオフセット補正値に基づき、温度Tに応じたオフセット値Eを出力する機能を有している。

続いて、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置の動作を説明する。図５はパワーステアリング制御装置の製造時における補正テーブル作成処理を表すフローチャートである。なお、当該処理は、図示されていない調整装置をパワーステアリング制御装置に接続することによって自動的に実行することが可能である。

先ず、恒温槽等においてパワーステアリング制御装置の温度を常温（２０℃）に設定する（ステップＳ５１）。オフセット補正部２０は電流検出値Ｕ，Ｗを検出しながら、電流検出値Ｕ，Ｗのオフセットがゼロとなるようなオフセット値Ｅ_２０を取得する（ステップＳ５２）。また、オフセット補正部２０は温度センサ１１９から出力された温度Ｔ（２０℃）を取得する（ステップＳ５３）。なお、常温時のオフセット電流は電流検出回路１２０，１２１等の抵抗のばらつきに起因するものであり、パワーステアリング制御装置の一台毎に調整する必要があるものである。

続いて、パワーステアリング制御装置の周囲温度を６０℃の高温に設定し（ステップＳ５４）、オフセット補正部２０は電流検出値Ｕ，Ｗを検出しながら、電流検出値Ｕ，Ｗのオフセットがゼロとなるようなオフセット値Ｅ_６０を取得する（ステップＳ５５）。また、オフセット補正部２０は温度センサ１１９から出力された温度Ｔ（６０℃）を取得する（ステップＳ５６）。高温時のオフセット電流は主に電流検出回路１２０，１２１等のオペアンプの温度特性に起因するものであり、一台毎の補正を行うことが望ましいものである。

このようにして取得されたオフセット値Ｅ_２０、Ｅ_６０は補正テーブル２００に記録される（ステップＳ５７）。なお、補正テーブル２００に記録されるデータは、温度２０℃におけるオフセット値Ｅ_２０をゼロとして算出される。すなわち、Ｅ_T２０＝Ｅ_２０−Ｅ_２０、Ｅ_T６０＝Ｅ_６０−Ｅ_２０の式により、温度２０℃を基準としたオフセット補正値が補正テーブル２００に記録される。温度２０℃、６０℃以外のオフセット補正値は、図１１に示されるようにＥ_T２０、Ｅ_T６０の補間処理によって作成される。この図において、黒丸が実測値により求められたデータを表し、白丸は補間によって求められたデータを表している。このように、補間によってオフセット補正値を算出することにより、補正テーブル２００作成を効率的に行うことができる。

続いて、パワーステアリング制御装置の実際の使用時の処理を説明する。図６はパワーステアリング制御装置の動作を表すメインフローチャートである。先ず、イグニッションスイッチ５ａをオンにすると、ＥＣＵ１は動作を開始し、パワーステアリング装置の初期診断等の初期設定を実行する（ステップＳ６１）。なお、初期設定時において、オフセット補正を実行しても良い。初期設定が正常に終了し、ＥＣＵ１がパワーステアリングのアシスト動作を許可すると（ステップＳ６２でＹＥＳ）、アシストの制御を開始する（ステップＳ６３）。すなわち、電流指令値演算部１１はトルク信号等に基づき、電流指令値を算出し、ベクトル制御部１３は三相の電流指令値を出力する。電流検出回路１２０，１２１はモータ３への駆動電流を検出し、電流検出値を出力する。電流制御部１５は電流検出値が電流指令値に等しくなるように駆動回路１１７にＰＷＭ信号を出力し、ＰＷＭ駆動回路１１７は三相の駆動電流をモータ３に供給し、補助操舵トルクがステアリング６１に印加される。

ＥＣＵ１のオフセット学習部２０は電流検出値等を監視しながら、オフセット補正条件が成立すれば、電流検出値におけるオフセット電流補正を行う（ステップＳ６４）。イグニッションスイッチ５ａがオフになるまで（ステップＳ６５でＹＥＳ）、ＥＣＵ１は上述の処理を繰り返し実行する。

図７は、上述のステップＳ６４のオフセット補正処理の詳細を表すフローチャートである。ステップＳ７１において、オフセット補正部２００は、モータ３に電流が流れていない状態において、電流検出回路１２０，１２１から出力された電流検出値Ｕ，Ｗに基づき現在のオフセット値Ｅ_ＮＯＷを検出し（ステップＳ７１）、この時の温度を検出する（ステップＳ７２）。オフセット補正部２００は補正テーブル２００を参照し、当該温度の過去のオフセット値Ｅ_ＯＬＤを読み出す（ステップＳ７３）。

さらに、オフセット補正部２００は現在のオフセット値Ｅ_ＮＯＷ、過去のオフセット値Ｅ_ＯＬＤに基づき新規のオフセット値Ｅ_ＮＥＷを算出する（ステップＳ７４）。新規のオフセット値Ｅ_ＮＥＷは、例えばＫ1×Ｅ_ＮＯＷ＋Ｋ2×Ｅ_ＯＬＤにより求められる。ここで、Ｋ１、Ｋ２は現在オフセット値、過去オフセット値の各々の係数であり、例えばＫ1＝０．５、Ｋ2＝０．５またはＫ1＝０．２、Ｋ2＝０．８のように定めることができる。係数Ｋ1、Ｋ2の値を適宜選択することにより、現在オフセット値、過去オフセット値の新規オフセット値に対する重み付け平均の割合を変更することができる。

新たに算出された新規オフセット値Ｅ_ＮＥＷは補正テーブル２００に書き込まれ（ステップＳ７５）、補正テーブル２００の更新が行われる。その後、処理はメインフローチャートに戻り、更新された補正テーブルに基づきオフセット補正が実行される。

さらに、オフセット補正の条件が満たされ、補正テーブル２００の更新が行われる毎に、補正テーブルは真値に収束し、補正による誤差はゼロに近づいていく。例えば、四季の温度変化に従って、補正テーブルの更新を行うことができ、あらゆる温度環境において最適なオフセット補正を行うことが可能となる。また、本実施形態によれば、図１１の（Ｂ）のように直線補間できないような特性においても各温度におけるオフセット値を求めることが可能となる。

上述したように、本実施形態によれば、常温および高温での補正テーブルを作成するだけで、他の温度の補正テーブルを自動的に作成することが可能となる。また、実使用時において温度補正テーブルを自動的に更新することができるため、様々な周囲温度において正確なオフセット補正を行うことが可能となる。
なお、本実施形態において、補正テーブルを一つではなく、複数用意しても良い。例えば、増幅部１２２，１２３のための補正テーブルを別に用いても良い。

（第２実施形態）
続いて第２実施形態に係るパワーステアリング制御装置を説明する。本実施形態のパワーステアリング制御装置は、第１実施形態における処理に加えて経年変化に伴う補正テーブルの更新を行うことが可能である。電流検出回路１２０，１２１における抵抗値は経年変化の要素を有しており、温度補正とは別に経年変化補正をすることが望ましい。

図８は本実施形態に係るパワーステアリング制御装置のオフセット補正処理を説明するためのフローチャートである。本実施形態に係るオフセット補正処理は、ステップＳ８０の経年変化算出処理をさらに実行する他は、上述の第１実施形態と同様である。すなわち、ステップＳ８１において、オフセット補正部２００は、現在のオフセット値Ｅ_ＮＯＷを検出し（ステップＳ８１）、この時の温度を検出する（ステップＳ８２）。さらに、オフセット補正部２００は、電流検出回路１２０，１２１からのオフセット電流の経年変化を算出するとともに（ステップＳ８０）、当該温度の過去のオフセット値Ｅ_ＯＬＤを読み出す（ステップＳ８３）。
続いて、オフセット補正部２００は現在のオフセット値Ｅ_ＮＯＷ、過去のオフセット値Ｅ_ＯＬＤに基づき新規のオフセット値Ｅ_ＮＥＷを算出し（ステップＳ８４）、補正テーブル２００に書き込む（ステップＳ８５）。

図９は、ステップＳ８０の経年変化算出処理の詳細を表すフローチャートである。先ず、オフセット補正部２００は現在の温度を検出し（ステップＳ９１）、検出温度が常温の約２０℃であるか否かを判断する（ステップＳ９２）。検出温度が常温であれば（ステップＳ９２でＹＥＳ）、オフセット補正部２００はステップＳ９３以降の経年変化算出を行い、検出温度が常温でなければ（ステップＳ９３）、図８のフローチャートに処理を戻す。

ステップＳ９３において、オフセット補正部２００は現在オフセットＥ_ＮＯＷと製造時の常温オフセットＥ_２０との差分を経年変化オフセットＥ_ＰＡＳＳとして求める。なお、Ｅ_ＰＡＳＳ＝Ｋ1×Ｅ_ＮＯＷ−Ｋ2×Ｅ_２０のように、重み付け平均を用いて経年変化オフセットＥ_ＰＡＳＳを算出しても良い。このようにして算出された経年変化オフセットＥ_ＰＡＳＳを更新し（ステップＳ９４）、補正テーブル２００を更新する（ステップＳ９５）。

検出電流のオフセット補正値においては、オフセット補正量Ｅ＝Ｅ_Ｔ(T)＋Ｅ_２０＋Ｅ_ＰＡＳＳを補正値として用いる。ここで、Ｔは検出温度、Ｅ_Ｔ(T)は補正テーブル中の温度Ｔにおけるオフセット補正値、Ｅ_２０は製造時の常温でのオフセット値、Ｅ_ＰＡＳＳは経年変化オフセット値をそれぞれ表している。このように、温度補正とは独立して、経年変化補正をオフセット補正値に対して行うことにより、温度補正に影響を与えることなく正確な経年変化補正を行うことが可能となる。

（第３実施形態）
続いて第３実施形態に係るパワーステアリング制御装置を説明する。本実施形態のパワーステアリング制御装置は、第１、第２実施形態の現在オフセット取得処理（ステップＳ７１，Ｓ８１）において、オフセット検出条件を判断することが可能なものである。

図１０は、現在オフセットＥ_ＮＯＷ取得処理の詳細を表すフローチャートである。初期診断時において、オフセット検出条件が充足したことを判断した後（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、オフセット補正部２００は電流制御部１５における電流指令値をゼロに設定するし（ステップＳ１０２）。初期診断時におけるオフセット検出条件としては、検出トルクが所定値以下、かつ、モータ角速度が所定値以下であることが挙げられる。

これらの検出条件が満たされなければ（ステップＳ１０１でＮＯ）、オフセット補正部２００は現在オフセットを取得することなく、メインフローチャートに戻る。一方、検出条件が満たされれば（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、オフセット補正部２００は電流制御部１５における電流指令値をゼロに設定した後（ステップＳ１０２）、電流検出回路１２０，１２１からの検出電流をオフセット値として検出する（ステップＳ１０３）。なお、検出電流には、リレー、ＦＥＴ等に起因する雑音が混入することがあるため、例えば４〜５回の複数回のサンプリングを行うことが望ましい。

そして、サンプリングされた複数の電流検出値の中から最大値および最小値を除いた後、これらの平均値Ｅ_ＡＶがオフセット値として用いられる。また、オフセット値はＡ／Ｄコンバータの分解能の±０〜３ＬＳＢ程度の非常に小さなものであるため、平均値の算出においては桁落ちによる誤差を回避するためにオフセット値の除算を行うことなく単に加算値を算出することが望ましい。このようにして算出された平均値Ｅ_ＡＶが現在オフセット値Ｅ_ＮＯＷとして用いられる（ステップＳ１０４）。

上述の処理は初期診断時におけるものであるが、アシスト動作時においてはステップＳ１０２の検出条件は、検出トルクが所定値以下、モータ角速度が所定値以下、かつ、電流指令値が所定値以下であることが挙げられる。すなわち、モータ駆動電流がゼロであると想定される状態において、オフセット値のサンプリングが行われる。

以上、述べたように、本発明によれば、常温および高温での補正テーブルを作成するだけで、他の温度の補正テーブルを自動的に作成することが可能となる。また、実使用時において温度補正テーブルを自動的に更新することができるため、様々な装置温度において正確なオフセット補正を行うことが可能となる。さらに、オフセット補正の経年変化を温度補正とは別に行うことにより、温度補正に影響を与えることなく経年変化補正を正確に行うことができる。

（第４実施形態）
図１２は第４実施形態に係るパワーステアリング制御装置の機能ブロック図である。この制御装置は、図３の制御装置に加えて増幅回路１２５を備えている。この増幅回路１２５はオペアンプ等により構成され、増幅回路１２２，１２３のオフセット補正のために用いられるものである。

増幅回路１２５の増幅率は例えば増幅回路１２２，１２３の出力をさらに１０倍程度に増幅するように設定されており、増幅回路１２２，１２３の１ＬＳＢあたりの分解能が３００ｍＡ程度であるのに対し、増幅回路１２５の１ＬＳＢあたりの分解能は３０ｍＡ程度である。逆に、増幅回路１２２，１２３は比較的に大きな駆動電流（±１５０Ａ）を表す検出電流値をＡ／Ｄコンバータ１１０の入力電圧範囲に収めることができるのに対し、増幅回路１２５は±１５Ａ程度の駆動電流を表す検出電流値のみをＡ／Ｄコンバータ１１０の入力範囲に収めるものである。

本実施形態によれば、近年のＥＰＳの高出力化に伴う大電流を検出できるとともに、従来のＡ／Ｄコンバータを用いながらも検出分解能を実施的に向上させることにより、高精度のオフセット補正を行うことが可能となる。例えば、微少電流用の増幅回路１２５における３ＬＳＢの誤差は９０ｍＡ程度であり、この検出精度は増幅回路１２２，１２３のオフセット補正のためには十分なものである。

なお、増幅アンプ１２５においてもオフセットの温度変化が存在するが、元の信号に比較すると１／１０程度にすぎず、十分に無視し得る値である。さらに、オフセットの温度変化を正確に補正する場合には、増幅回路１２５のためのオフセット補正テーブルを作成し、上述の実施形態と同様の処理によりオフセット補正テーブルの更新処理を行っても良い。

以上、本実施形態を説明したが、本発明は上述の構成に拘泥されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、本実施形態に係るパワーステアリング制御装置はコラムタイプ、ラックタイプを問わず、また、油圧式パワーステアリング装置にも適用可能である。さらに、プログラムの形態は上述のフローチャートに限定されず、同様の機能を実現できるものであれば変更可能である。

本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング装置の概略図である。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング制御装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るオフセット補正部のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る補正テーブルの作成処理を表すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング制御装置のメインフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るパワーステアリング制御装置のオフセット補正処理を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るパワーステアリング制御装置のオフセット補正処理を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るパワーステアリング制御装置のオフセット補正処理を表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るパワーステアリング制御装置の現在オフセット取得処理を表すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るオフセット補正テーブルの一例である。 本発明の第４実施形態に係るパワーステアリング制御装置の機能ブロック図である。 従来のパワーステアリング制御装置を説明するための図である。

符号の説明

１ ＥＣＵ
３ モータ
４ トルクセンサ
１１ 電流指令値演算部
１３ ベクトル制御部
１５ 電流制御部
２０ オフセット補正部
１２０，１２１ 電流検出回路
１２４，１２５ 増幅回路
２００ 補正テーブル
２０１ 検出条件判定部

Claims (12)

1. ステアリングに印加された操舵トルクに基づき操舵補助トルク発生用のモータを駆動するためのパワーステアリング制御装置であって、
   前記モータにおける駆動電流を検出し、電流検出値を出力する電流検出手段と、
   前記操舵トルクおよび前記電流検出値に基づき、制御値を算出する制御手段と、
   前記制御値に基づく駆動電流を前記モータに与える駆動手段と、
   前記パワーステアリング制御装置の装置温度を検出するための温度検出手段と、
   前記電流検出値に含まれるオフセット電流を補正するためのオフセット補正値と前記装置温度との関係を表す補正テーブルを記憶する記憶手段と、
   前記電流検出手段から出力された電流検出値に基づきオフセット補正値を算出するとともに、当該時点における装置温度、および前記オフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新する更新手段とを備えたパワーステアリング制御装置。
2. 製造時において検出された電流検出値に基づき一の装置温度に係るオフセット補正値を前記補正テーブルに書き込み、他の前記装置温度に係るオフセット補正値を補間処理により算出し、当該オフセット補正値を前記補正テーブルに書き込むことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
3. 前記更新手段は、始動時において前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
4. 前記更新手段は、ステアリングアシスト時において前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
5. 前記更新手段は、所定の基準温度に係る過去および現在の前記電流検出値の差分に基づき、当該基準温度に係るオフセット補正値および他の装置温度に係るオフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
6. 前記電流検出手段により検出された電流検出値をディジタル信号に変換する前に、電圧増幅を行う増幅手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパワーステアリング制御装置。
7. パワーステアリングに印加された操舵トルクに基づき操舵補助トルク発生用のモータを駆動するためのパワーステアリング制御方法であって、
   前記モータにおける駆動電流の値を検出し、電流検出値を出力するステップと、
   検出された前記操舵トルクおよび前記電流検出値に基づき、制御値を算出するステップと、
   前記制御値に基づく駆動電流を前記モータに与えるステップと、
   装置温度を検出するためのステップと、
   前記電流検出値に含まれるオフセット電流を補正するためのオフセット補正値と前記装置温度との関係を表す補正テーブルを記憶するステップと、
   前記電流検出手段から出力された電流検出値に基づきオフセット補正値を算出するとともに、当該時点における装置温度、および前記オフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新するステップとを備えたパワーステアリング制御方法。
8. 製造時において検出された電流検出値に基づき一の装置温度に係るオフセット補正値を前記補正テーブルに書き込み、他の装置温度に係るオフセット補正値を補間処理により算出し、当該オフセット補正値を前記補正テーブルに書き込むことを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング制御方法。
9. 始動時において前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング制御方法。
10. ステアリングアシスト時において前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング制御方法。
11. 所定の基準温度に係る過去および現在の前記電流検出値の差分に基づき、当該基準温度に係るオフセット補正値および他の装置温度に係るオフセット補正値を用いて前記補正テーブルを更新することを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング制御方法。
12. 検出された電流検出値をディジタル信号に変換する前に、電圧増幅を行うことを特徴とする請求項７に記載のパワーステアリング制御方法。
    

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