JP2007118932A - 電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリ電圧の変動に影響されることなく適正な制御電力を確保して操舵補助力の発生を継続させる。
【解決手段】操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段17と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータ5と、前記操舵トルク検出手段17で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段3とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車載バッテリ1のバッテリ電圧を昇圧して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を少なくとも操舵補助制御手段3に供給する制御電力形成回路20を備えている。
【選択図】図3
【解決手段】操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段17と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータ5と、前記操舵トルク検出手段17で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段3とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車載バッテリ1のバッテリ電圧を昇圧して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を少なくとも操舵補助制御手段3に供給する制御電力形成回路20を備えている。
【選択図】図3
Description
本発明は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置に関する。
この種の電動パワーステアリング制御装置として、例えば電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する電動モータを駆動するHブリッジ回路を構成する4つの電界効果トランジスタのうちの電源電圧Vcc側の2つの電界効果トランジスタに夫々チャージポンプを接続して、これらチャージポンプで電源電圧Vcc〜2Vccの電圧を発生させて電界効果トランジスタのゲートに供給することにより、電界効果トランジスタをパルス幅変調信号で駆動する場合のデューティ比100%近傍でデューティ比制限を行う必要がないようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−340694号公報(第4頁、図1)
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、モータを駆動するHブリッジ回路を構成する電界効果トランジスタについてはバッテリ電圧をチャージポンプで昇圧して供給するので、電界効果トランジスタをオンさせるために必要なゲート電圧を維持することができるものであるが、バッテリ電圧が低下した場合には、チャージポンプから出力される昇圧電圧自体も低下することになり、電界効果トランジスタをオンさせるために必要なゲート電圧を確保できない場合が生じるという未解決の課題がある。
また、電動パワーステアリング装置全体で見た場合には、例えばモータの回転を検出するためにレゾルバを適用した場合には、バッテリ電圧が低下しているときに、バッテリ電圧低下の影響を受けてレゾルバ信号の上限側がカットされて歪んだり、トルクセンサでも磁気信号を電気的な信号に変換する際に励磁回路を用いるので、この励磁回路の線形な範囲がバッテリ電圧の低下の影響を受けて狭まってしまったり、モータ電流を検出するモータ電流検出回路では、シャント抵抗の両端の電位差を演算増幅器で増幅するが、この場合もバッテリ電圧の低下の影響を受けて正確な電流検出値を得ることができなかったり、操舵角センサを適用する場合においてもバッテリ電圧の低下の影響を受けて、正確な舵角情報が得られなかったりするという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、バッテリ電圧の変動に影響されることなく適正な制御電力を確保して操舵補助力の発生を継続することができる電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、請求項1に係る電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車載バッテリのバッテリ電圧を調整して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を少なくとも前記操舵補助制御手段に供給する制御電力形成回路を備えていることを特徴としている。
また、請求項2に係る電動パワーステアリング制御装置は、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、車載バッテリのバッテリ電圧を調整して制御用電力を形成する制御電力形成回路を備え、前記操舵補助制御手段は、少なくとも操舵補助制御処理を実行するマイクロコンピュータと、前記電動モータを駆動するスイッチング素子を有するモータ駆動回路と、該マイクロコンピュータからの指令に基づいて前記モータ駆動回路のスイッチング素子を駆動制御するゲートドライブ回路と、該ゲートドライブ回路に高電圧を供給する電源用昇圧回路とを備え、前記制御電力形成回路で形成した制御用電力を前記電源用昇圧回路に供給するようにしたことを特徴としている。
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項2に係る発明において、前記電源用昇圧回路は、チャージポンプで構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下する低電圧状態を検出するバッテリ電圧検出手段を有し、前記制御電力形成回路は、車載バッテリと直列に接続され、前記バッテリ電圧検出手段で低電圧状態を検出したときに、バッテリ電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴としている。
さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下する低電圧状態を検出するバッテリ電圧検出手段を有し、前記制御電力形成回路は、車載バッテリと直列に接続され、前記バッテリ電圧検出手段で低電圧状態を検出したときに、バッテリ電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴としている。
なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項1乃至4の何れか1つに係る発明において、前記車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以上に増加する高電圧状態を検出するバッテリ電圧検出手段を有し、前記制御電力形成回路は、前記バッテリ電圧検出手段で高電圧状態を検出したときに、前記バッテリ電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで降圧して制御用電力を形成する制御電力用降圧回路を備えていることを特徴としている。
また、請求項6に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項1に係る発明において、前記操舵補助制御手段は、マイクロコンピュータと前記車載バッテリのバッテリ電圧に基づいて前記マイクロコンピュータに供給する制御電圧を形成する安定化電源回路とを少なくとも有し、前記制御電力形成回路は、前記安定化電源回路と直列に接続され、当該安定化電源回路の出力電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴としている。
また、請求項7に係る電動パワーステアリング制御装置は、請求項2に係る発明において、前記操舵制御手段は、前記マイクロコンピュータに供給する制御電圧を形成する安定化電源回路を有し、前記制御電力形成回路は、前記安定化電源回路と直列に接続され、当該安定化電源回路の出力電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴としている。
請求項1に係る発明によれば、車載バッテリの電圧を制御用電力形成回路で調整して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を少なくとも操舵補助制御手段に供給するので、バッテリ電圧が低下しても制御電力を必要とする各機器の制御電圧を確保することができ、電動モータを駆動して操舵補助力を発生する状態を継続することができるという効果が得られる。
また、請求項2に係る発明によれば、車載バッテリの電圧を制御用電力形成回路で調整して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を電源用昇圧回路に供給するので、バッテリ電圧が低下しても電源用昇圧回路で十分な昇圧を行ってゲートドライブ回路に十分な高電圧を供給することができ、電動モータを駆動して操舵補助力を発生する状態を継続することができるという効果が得られる。
さらに、請求項3に係る発明によれば、電源用昇圧回路をチャージポンプで構成したので、簡易な構成で昇圧電力を得ることができる。
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、制御電力形成回路は、車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下したことをバッテリ電圧検出手段で検出したときに、制御電力用昇圧回路で、制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成するので、車載バッテリのバッテリ電圧が一時的に急激に低下した場合でも制御電力用昇圧回路によって制御電力を形成することができるので、操舵補助力の発生状態を維持することができるという効果が得られる。
さらにまた、請求項4に係る発明によれば、制御電力形成回路は、車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下したことをバッテリ電圧検出手段で検出したときに、制御電力用昇圧回路で、制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成するので、車載バッテリのバッテリ電圧が一時的に急激に低下した場合でも制御電力用昇圧回路によって制御電力を形成することができるので、操舵補助力の発生状態を維持することができるという効果が得られる。
なおさらに、請求項5に係る発明によれば、制御用電力降圧回路は、車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以上に増加した高電圧状態となると、制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで降圧して制御用電力を生成するので、車載バッテリのバッテリ電圧が急増した場合でも制御電圧を正常範囲内に維持することができ、電動モータを良好に駆動して操舵補助制御範囲を拡大することができるという効果が得られる。
また、請求項6及び7に係る発明によれば、車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下した低電圧状態となると、マイクロコンピュータに供給する制御電圧を形成する安定化電源回路の出力電圧を制御電力用昇圧回路で昇圧するので、バッテリ電圧の変動に係わらず略一定の制御電圧を確保することができ、電動モータを良好に駆動して操舵補助力の発生状態を継続することができるという効果が得られる。
以下、本発明の第一の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明による電動パワーステアリング制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図中、1は通常の車両に搭載されている定格電圧が12Vのバッテリであって、このバッテリ1から出力されるバッテリ電圧Vbがヒューズ2を介して操舵補助制御手段としての制御装置3に入力される。この制御装置3は、ヒューズ2を介して入力されるバッテリ電圧Vbが図3中に示すリレー4を介して入力された操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ5を駆動するモータ駆動手段としてのモータ駆動回路6を有する。
図1は本発明による電動パワーステアリング制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図中、1は通常の車両に搭載されている定格電圧が12Vのバッテリであって、このバッテリ1から出力されるバッテリ電圧Vbがヒューズ2を介して操舵補助制御手段としての制御装置3に入力される。この制御装置3は、ヒューズ2を介して入力されるバッテリ電圧Vbが図3中に示すリレー4を介して入力された操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ5を駆動するモータ駆動手段としてのモータ駆動回路6を有する。
ここで、電動モータ5は、三相交流駆動されるブラシレスモータで構成され、電動パワーステアリング制御装置の操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。この電動モータ5は、ステアリングホイール11が接続されたステアリングシャフト12に減速機構13を介して連結され、このステアリングシャフト12がラックピニオン機構14に連結され、このラックピニオン機構14がタイロッド等の連結機構15を介して左右の転舵輪16に連結されている。
そして、ステアリングシャフト12には、ステアリングホイール11に入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ17が配設されていると共に、電動モータ5にはモータ回転角を検出するレゾルバ18が配設され、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク検出信号及びレゾルバ18で検出したモータ回転角検出信号が後述するマイクロコンピュータ30へ入力されている。
ここで、操舵トルクセンサ17は、ステアリングホイール11に付与されてステアリングシャフト12に伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。この操舵トルクセンサ17は、図2に示すように、入力される操舵トルクが零のときには、所定の中立電圧V0 となり、この状態から右切りすると、操舵トルクの増加に応じて中立電圧V0 より増加する電圧となり、操舵トルクが零の状態から左切りすると操舵トルクの増加に応じて中立電圧V0 より減少する電圧となるトルク検出値Tを出力するように構成されている。
モータ駆動回路6は、図3に示すように、2つの電界効果トランジスタFET1及びFET2が直列に接続された直列回路と、この直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタFET3及びFET4の直列回路、電界効果トランジスタFET5及びFET6の直列回路とで所謂インバータが構成されている。そして、電界効果トランジスタFET1及びFET2の接続点、電界効果トランジスタFET3及びFET4の接続点並びに電界効果トランジスタFET5及びFET6の接続点が電動モータ5に接続され、さらにインバータから電動モータ5に出力されるモータ駆動電流Imu、Imvがモータ電流検出回路7で検出される。
また、リレー4及びモータ駆動回路6間にバッテリ電圧Vbに基づいて制御電圧Vcを形成する制御電力形成回路としての制御電圧形成回路20が接続されている。この制御電圧形成回路20は、リレー4及びモータ駆動回路6間に接続された選択スイッチ21に接続された制御電力用の昇圧回路22及び降圧回路23を有する。
昇圧回路22は、選択スイッチ21の一方の出力側に一端が接続されたリアクトルLuと、このリアクトルLuの他端と接地との間に接続された電界効果トランジスタFET7と、この電界効果トランジスタFET7のソース及びドレイン間にアノードをソース側とし、カソードをドレイン側として接続したダイオードD1と、リアクトルLu及び電界効果トランジスタFET7との接続点にアノードが接続されたダイオードD2と、このダイオードD2のカソードと接地との間に接続された平滑用コンデンサC1とで構成されている。そして、リアクトルLu及び電界効果トランジスタFET7と並列に入力されるバッテリ電圧Vbを分圧バッテリ電圧Vb′として検出するための抵抗R3及びR4を直列に接続した分圧回路25が接続され、且つ平滑用コンデンサC1と並列に制御電圧Vcを分圧制御電圧Vc′として検出するための抵抗R5及びR6を直列に接続した分圧回路26が接続されている。
昇圧回路22は、選択スイッチ21の一方の出力側に一端が接続されたリアクトルLuと、このリアクトルLuの他端と接地との間に接続された電界効果トランジスタFET7と、この電界効果トランジスタFET7のソース及びドレイン間にアノードをソース側とし、カソードをドレイン側として接続したダイオードD1と、リアクトルLu及び電界効果トランジスタFET7との接続点にアノードが接続されたダイオードD2と、このダイオードD2のカソードと接地との間に接続された平滑用コンデンサC1とで構成されている。そして、リアクトルLu及び電界効果トランジスタFET7と並列に入力されるバッテリ電圧Vbを分圧バッテリ電圧Vb′として検出するための抵抗R3及びR4を直列に接続した分圧回路25が接続され、且つ平滑用コンデンサC1と並列に制御電圧Vcを分圧制御電圧Vc′として検出するための抵抗R5及びR6を直列に接続した分圧回路26が接続されている。
また、降圧回路23は、選択スイッチ21の他方の出力側にドレインが接続された電界効果トランジスタFET8と、この電界効果トランジスタFET8のソースに一端が接続されたリアクトルLdと、電界効果トランジスタFET8及びリアクトルLdとの接続点と接地との間にアノードを接地側として介挿されたダイオードD3と、リアクトルLdの他端と接地との間に介挿された平滑用コンデンサC2とで構成され、平滑用コンデンサC2の両端から制御電圧Vcが出力される。この降圧回路23でも、電界効果トランジスタFET8のソース側と接地との間にバッテリ電圧Vbを分圧バッテリ電圧Vb′として検出するための抵抗R7及びR8を直列に接続した分圧回路27が接続され、且つ平滑用コンデンサC2と並列に制御電圧Vcを分圧制御電圧Vc′として検出するための抵抗R9及びR10を直列に接続した分圧回路28が接続されている。
また、制御装置3は、昇圧回路22及び降圧回路23から出力される制御電圧Vcが入力される電源用昇圧回路としてのチャージポンプ41及びモータ駆動回路6の各電界効果トランジスタFET1〜FET6を制御するゲートドライブ回路43を有する。
チャージポンプ41は、3つのダイオードD4〜D6が順方向に直列に接続され、ダイオードD4及びD5間に充放電用コンデンサC3の一端が接続され、ダイオードD5及びD6間に充放電用コンデンサC4の一端が接続され、充放電用コンデンサC3及びC4の他端間にインバータIN1が接続され、このインバータIN1及び充放電用コンデンサC3との接続点にインバータIN2を介して発振器42を接続した構成を有し、ダイオードD6から入力される制御電圧Vcを2倍に昇圧した昇圧電圧Vuをゲートドライブ回路43に供給する。
チャージポンプ41は、3つのダイオードD4〜D6が順方向に直列に接続され、ダイオードD4及びD5間に充放電用コンデンサC3の一端が接続され、ダイオードD5及びD6間に充放電用コンデンサC4の一端が接続され、充放電用コンデンサC3及びC4の他端間にインバータIN1が接続され、このインバータIN1及び充放電用コンデンサC3との接続点にインバータIN2を介して発振器42を接続した構成を有し、ダイオードD6から入力される制御電圧Vcを2倍に昇圧した昇圧電圧Vuをゲートドライブ回路43に供給する。
ゲートドライブ回路43は、モータ駆動回路6の電界効果トランジスタFET1〜FET6を、後述するマイクロコンピュータ30から出力される電流指令値Iut、Ivt及びIwtに基づいて決定されるデューティ比Du、Dv及びDwのPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際に電動モータ5に流れる電流Imu、Imv及びImwの大きさが制御される。ここで、デューティ比Du、Dv及びDwの大きさに伴って上アームを構成するFET1、FET3及びDFET5と下アームを構成するFET2、FET4及びFET6は、夫々アームショットを避けるためのデッドタイムを持ってPWM駆動される。
さらに、制御装置3は選択スイッチ21、昇圧回路22及び降圧回路23を制御すると共に、ゲートドライブ回路43に対して電動モータ5で操舵補助力を発生させるデューティ比のパルス幅変調信号を供給するマイクロコンピュータ30を有する。
このマイクロコンピュータ30には、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク信号が入力され、これに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出回路31からの操舵トルク検出信号TがA/D変換入力端子に入力されると共に、レゾルバ18の出力信号が入力されたモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出回路32からのモータ回転角信号θM が入力端子に入力され、さらに車速を検出する車速センサ33から出力される車速検出値Vsが入力され、さらに昇圧回路22及び降圧回路23の入力電圧検出回路を構成する分圧回路の抵抗R3及びR4と抵抗R7及びR8で検出される分圧バッテリ電圧Vb′がA/D変換端子に入力されると共に、昇圧回路22及び降圧回路23の制御電圧検出回路を構成する分圧回路の抵抗R5及びR6と抵抗R9及びR10で検出される分圧制御電圧Vc′がA/D変換端子に入力される。このマイクロコンピュータ30には、ヒューズ2及びリレー4の接続点に接続されて例えば5Vのマイクロコンピュータ用電源を形成する安定化電源回路34から出力される安定化電源が制御電源として入力されている。
このマイクロコンピュータ30には、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク信号が入力され、これに基づいて操舵トルクを検出するトルク検出回路31からの操舵トルク検出信号TがA/D変換入力端子に入力されると共に、レゾルバ18の出力信号が入力されたモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出回路32からのモータ回転角信号θM が入力端子に入力され、さらに車速を検出する車速センサ33から出力される車速検出値Vsが入力され、さらに昇圧回路22及び降圧回路23の入力電圧検出回路を構成する分圧回路の抵抗R3及びR4と抵抗R7及びR8で検出される分圧バッテリ電圧Vb′がA/D変換端子に入力されると共に、昇圧回路22及び降圧回路23の制御電圧検出回路を構成する分圧回路の抵抗R5及びR6と抵抗R9及びR10で検出される分圧制御電圧Vc′がA/D変換端子に入力される。このマイクロコンピュータ30には、ヒューズ2及びリレー4の接続点に接続されて例えば5Vのマイクロコンピュータ用電源を形成する安定化電源回路34から出力される安定化電源が制御電源として入力されている。
そして、マイクロコンピュータ30は、各入力信号に基づいて図4に示す操舵制御処理、図6に示す制御用電力形成処理を実行する。
操舵制御処理は、図4に示すように、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ17で検出したトルク検出値Tを読込み、次いでステップS2に移行して、トルク検出値Tから中立電圧V0 を減算して操舵トルクTs(=T−V0 )を算出する。次いで、ステップS3に移行して、車速センサ33で検出した車速検出値Vsを読込み、次いでステップS4に移行して、トルク検出値及び車速検出値Vsに基づいて図5に示す操舵補助指令値算出マップを参照して、モータ電流指令値となる操舵補助指令値IM *を算出する。
操舵制御処理は、図4に示すように、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ17で検出したトルク検出値Tを読込み、次いでステップS2に移行して、トルク検出値Tから中立電圧V0 を減算して操舵トルクTs(=T−V0 )を算出する。次いで、ステップS3に移行して、車速センサ33で検出した車速検出値Vsを読込み、次いでステップS4に移行して、トルク検出値及び車速検出値Vsに基づいて図5に示す操舵補助指令値算出マップを参照して、モータ電流指令値となる操舵補助指令値IM *を算出する。
ここで、操舵補助指令値算出マップは、図5に示すように、横軸に操舵トルク検出値Tをとり、縦軸に操舵補助指令値IM *をとり、車速検出値Vsをパラメータとした特性線図で構成され、操舵トルクTsが“0”から正方向に増加して第1の設定値Ts1に達するまでの間は車速検出値Vsにかかわらず比較的緩い勾配で延長する直線部L1と、操舵トルクTsが第1の設定値Ts1より増加したときに、車速検出値Vsが比較的速い状態では、比較的緩やかな勾配で延長する直線部L2及びL3と操舵トルク検出値Tsが第1の設定値Ts1より大きい第2の設定値Ts2に近傍で横軸と平行となる直線部L4及びL5と、車速検出値Vsが遅い状態では、比較的勾配の大きい直線部L6及びL7と、これら直線部L6及びL7より勾配の大きい直線部L8及びL9と、直線部L8より勾配の大きい直線部L10と、直線部L9及びL10の終端から横軸と平行に延長する直線部L11及びL12とで構成される4本の特性線が形成され、同様に操舵トルクTsが負方向に増加する場合には、上記と原点を挟んで点対象となる4本の特性線が形成された構成を有する。
次いで、ステップS5に移行して、モータ回転角検出回路32からのモータ回転角信号θM を読込み、次いでステップS6に移行して、読込んだモータ回転角信号θMを微分演算処理してモータ回転角速度ωを算出してからステップS7に移行する。
このステップS7では、モータ角速度ωに慣性ゲインKi を乗算して、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクTsから排除し、慣性感のない操舵感覚を得るための慣性補償制御用の慣性補償値Ii (=Ki ・ω)を算出すると共に、操舵補助指令値IM *の絶対値に摩擦係数ゲインKf を乗算して、動力伝達部や電動モータの摩擦が操舵力に影響することを排除するため摩擦補償制御用の摩擦補償値If (=Kf ・IM *)を算出する。ここで、摩擦補償値If の符号は操舵トルクTsの符号とこの操舵トルクTsにより操舵の切り増し/切り戻しを判定する操舵方向信号とに基づいて決定する。
このステップS7では、モータ角速度ωに慣性ゲインKi を乗算して、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクTsから排除し、慣性感のない操舵感覚を得るための慣性補償制御用の慣性補償値Ii (=Ki ・ω)を算出すると共に、操舵補助指令値IM *の絶対値に摩擦係数ゲインKf を乗算して、動力伝達部や電動モータの摩擦が操舵力に影響することを排除するため摩擦補償制御用の摩擦補償値If (=Kf ・IM *)を算出する。ここで、摩擦補償値If の符号は操舵トルクTsの符号とこの操舵トルクTsにより操舵の切り増し/切り戻しを判定する操舵方向信号とに基づいて決定する。
次いで、ステップS8に移行して、操舵トルクTsを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Irを算出し、次いでステップS9に移行して、算出した慣性補償値Ii 、摩擦補償値If 及びセンタ応答性改善指令値Irを操舵補助指令値IM *に加算して操舵補助補償値IM *′(=IM *+Ii +If +Ir)を算出する。
次いで、ステップS10に移行して、モータ電流検出回路7で検出した電動モータ5へ出力する相電流Imu及びImwを読込み、次いでステップS11に移行して、読込んだ相電流Imu及びImwに基づいて相電流Imvを算出する。
次いで、ステップS12に移行して、ステップS9で算出した操舵補助補償値IM *′とステップS5で読込んだモータ回転角θM とに基づいて電動モータ5のU相、V相及びW相の目標相電流値Imu* 、Imv* 及びImw* に変換する三相分相処理を行ってからステップS13に移行する。
次いで、ステップS12に移行して、ステップS9で算出した操舵補助補償値IM *′とステップS5で読込んだモータ回転角θM とに基づいて電動モータ5のU相、V相及びW相の目標相電流値Imu* 、Imv* 及びImw* に変換する三相分相処理を行ってからステップS13に移行する。
このステップS13では、ステップS10で読込んだモータ相電流Imu及びImwとステップS11で算出したモータ相電流Imvと上記ステップS12で変換した目標相電流値Imu* 、Imv* 及びImw* とに基づいて両者の偏差にPID処理を行って電流指令値Iut、Ivt及びIwtを算出する電流フィードバック処理を行い、次いでステップS14に移行して、算出した各相の電流指令値Iut、Ivt及びIwtに対応するパルス幅変調(PWM)信号を形成し、これをゲートドライブ回路43へ出力してから前記ステップS1に戻る。
また、マイクロコンピュータ30で実行する制御用電力形成処理は、図6に示すように、所定のメインプログラムに対する所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS21で、分圧回路25で検出した分圧バッテリ電圧Vb′をバッテリ電圧Vbに換算して読込み、次いでステップS22に移行して、バッテリ電圧Vbが予め設定した上限制御電圧VcHを超えているか否かを判定し、Vb<VsuHであるときには、昇圧回路22を使用して昇圧処理を行うものと判断してステップS23に移行する。
このステップS23では、ステップS21で読込んだバッテリ電圧Vbに基づいて図7に示す昇圧用デューティ比算出用マップを参照して昇圧用デューティ比Dsuを算出してからステップS24に移行する。ここで、昇圧用デューティ比算出用マップは、図7に示すように、バッテリ電圧Vbが下限制御電圧VcLと等しい時に昇圧用デューティ比Dsuが0%に設定され、この状態からバッテリ電圧Vbが降下するに応じて昇圧用デューティ比Dsuが増加するように特性線Lsuが設定されている。
次いで、ステップS25では、ステップS24で算出した昇圧用デューティ比Dsuのパルス幅変調信号を昇圧回路22の電界効果トランジスタFET7に出力してからステップS26に移行し、分圧回路26で検出した分圧制御電圧Vc′を制御電圧Vcに換算して読込んでからステップS27に移行する。
このステップS27では、読込んだ制御電圧Vcが下限制御電圧VcL及び上限制御電圧VcHの範囲内であるか否かを判定し、VcL≦Vc≦VcHであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Vc<VcL又はVc>VcHであるときにはステップS28に移行する。
このステップS27では、読込んだ制御電圧Vcが下限制御電圧VcL及び上限制御電圧VcHの範囲内であるか否かを判定し、VcL≦Vc≦VcHであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Vc<VcL又はVc>VcHであるときにはステップS28に移行する。
このステップS28では、昇圧制御電圧Vsuが下限制御電圧VcL未満であるか否かを判定し、Vsu<VcLであるときにはステップS29に移行して、現在の昇圧用デューティ比Dsuに比較的小さな値の所定値ΔDを加算した値を新たな昇圧用デューティ比Dsuとして設定してから前記ステップS25に戻り、Vsu>VcLであるときにはステップS30に移行して、現在の昇圧用デューティ比Dsuに前記所定値ΔDを減算した値を新たな昇圧用デューティ比Dsuとして設定してから前記ステップS25に戻る。
一方、前記ステップS22の判定結果が、Vb>VcHであるときには、バッテリ電圧Vbを降圧する必要があるものと判断してステップS31に移行し、選択スイッチ21を降圧回路23側に切換える論理値“1”の選択信号SLを選択スイッチ21に出力してからステップS32に移行する。
このステップS32では、バッテリ電圧Vbに基づいて図8に示す降圧用デューティ比算出用マップを参照して降圧用デューティ比Dsdを算出してからステップS33に移行する。ここで、降圧用デューティ比算出用マップは図8に示すように、バッテリ電圧Vbが上限制御電圧VcHと等しいときに降圧用デューティ比Dsdが100%に設定され、この状態からバッテリ電圧Vbが増加するに応じて降圧用デューティ比Dsdが減少するように特性線Lsdが設定されている。
このステップS32では、バッテリ電圧Vbに基づいて図8に示す降圧用デューティ比算出用マップを参照して降圧用デューティ比Dsdを算出してからステップS33に移行する。ここで、降圧用デューティ比算出用マップは図8に示すように、バッテリ電圧Vbが上限制御電圧VcHと等しいときに降圧用デューティ比Dsdが100%に設定され、この状態からバッテリ電圧Vbが増加するに応じて降圧用デューティ比Dsdが減少するように特性線Lsdが設定されている。
ステップS33では、降圧用デューティ比Dsdのパルス幅変調信号を降圧回路23の電界効果トランジスタFET8に出力してからステップS34に移行し、分圧回路28で検出した分圧制御電圧Vc′を制御電圧Vcに換算して読込んでからステップS35に移行する。
このステップS35では、読込んだ制御電圧Vcが下限制御電圧VcL及び上限制御電圧VcHの範囲内であるか否かを判定し、VcL≦Vc≦VcHであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Vc<VcL又はVc>VcHであるときにはステップS36に移行する。
このステップS35では、読込んだ制御電圧Vcが下限制御電圧VcL及び上限制御電圧VcHの範囲内であるか否かを判定し、VcL≦Vc≦VcHであるときには、そのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、Vc<VcL又はVc>VcHであるときにはステップS36に移行する。
このステップS36では、降圧制御電圧Vsdが上限制御電圧VcH未満であるか否かを判定し、Vsd<VcHであるときにはステップS37に移行して、現在の降圧用デューティ比Dsdに比較的小さな値の所定値ΔDを加算した値を新たな降圧用デューティ比Dsdとして設定してから前記ステップS33に戻り、Vsd>VcHであるときにはステップS38に移行して、現在の降圧用デューティ比Dsdから前記所定値ΔDを減算した値を新たな降圧用デューティ比Dsdとして設定してから前記ステップS33に戻る。
次ぎに、上記第1の実施形態の動作を説明する。
今、バッテリ電圧Vbが上限制御電圧VcHに近い正常電圧であるものとする。この状態でキースイッチをオン状態とすると、車載バッテリ1からバッテリ電圧Vbが制御装置3に供給され、この制御装置3の安定化電源回路34でマイクロコンピュータ用制御電圧Vcmが形成され、これがマイクロコンピュータ30に供給されることにより、このマイクロコンピュータ30が作動状態となり、図4に示す操舵補助制御処理及び図6に示す制御用電力形成処理を実行開始する。
今、バッテリ電圧Vbが上限制御電圧VcHに近い正常電圧であるものとする。この状態でキースイッチをオン状態とすると、車載バッテリ1からバッテリ電圧Vbが制御装置3に供給され、この制御装置3の安定化電源回路34でマイクロコンピュータ用制御電圧Vcmが形成され、これがマイクロコンピュータ30に供給されることにより、このマイクロコンピュータ30が作動状態となり、図4に示す操舵補助制御処理及び図6に示す制御用電力形成処理を実行開始する。
このとき、図6の制御用電力形成処理では、バッテリ電圧Vbが正常であって、上限制御電圧VcHに近い電圧であるので、ステップS22からステップS23に移行して、選択スイッチ21を昇圧回路22側に切換える論理値“0”の選択信号SLを選択スイッチ21に出力してからステップS24に移行して、バッテリ電圧Vbをもとに図7の昇圧用デューティ比算出マップを参照して昇圧用デューティ比Dsuを算出する。このとき、バッテリ電圧Vbが比較的高い値であるので、昇圧用デューティ比Dsuは比較的小さい値に設定され、設定された昇圧用デューティ比Dsuが昇圧回路22の電界効果トランジスタFET7のゲートに供給されるので、昇圧回路22で電界効果トランジスタFET7がオン状態であるときにリアクトルLuに蓄積された電気エネルギが、電界効果トランジスタFET7がオフ状態であるときダイオードD2を介してチャージポンプ41に出力される。このため、昇圧回路22から出力される制御電圧Vcが上限制御電圧VcH及び下限制御電圧VcLの範囲内に制御される。
この状態で、イグニッションスイッチをオン状態としてスタータモータを作動させてエンジンを始動すると、車載バッテリ1のバッテリ電圧Vbが一時的に大きく降下し6V程度に減少するが、この場合には、バッテリ電圧Vbの減少に応じて大きな昇圧用デューティ比Dsuが設定されるので、昇圧回路22から出力される制御電圧Vcはバッテリ電圧の低下にかかわらず上限制御電圧VcH及び下限制御電圧VcLの範囲内に維持される。
この制御電圧Vcがチャージポンプ41に供給されることにより、このチャージポンプ41で、制御電圧Vcをさらに昇圧してモータ駆動回路6の電界効果トランジスタFET1〜FET6を確実にターンオンさせることができる電圧まで昇圧し、昇圧電圧Vuがゲートドライブ回路43に電源電圧として供給される。
そして、エンジンが始動すると、スタータモータが停止されるので、バッテリ電圧Vbは正常電圧Vbに復帰し、これに応じて昇圧用デューティ比Dsuも小さい値に復帰して、制御電圧Vcが所定電圧範囲内に維持される。
そして、エンジンが始動すると、スタータモータが停止されるので、バッテリ電圧Vbは正常電圧Vbに復帰し、これに応じて昇圧用デューティ比Dsuも小さい値に復帰して、制御電圧Vcが所定電圧範囲内に維持される。
この状態で、ステアリングホイール11が操舵されていないものとすると、操舵トルクセンサ17で検出される操舵トルクTが“0”となり、これに応じて図4の操舵補助制御処理で算出される操舵補助電流値IM *が“0”となることにより、電動モータ5に対する電流指令値Iut、Ivt及びIwtも“0”となり、ゲートドライブ回路43に出力されるパルス幅変調信号もデューティ比が50%となるので、このゲートドライブ回路43から出力されるパルス幅変調信号PWM1〜PWM6のデューティ比も50%となって、モータ駆動回路6の各電界効果トランジスタFET1〜FET6がデューティ比50%となって、電動モータ5が停止状態となっている。
このステアリングホイール11へ操舵力が伝達されていない状態から、運転者がステアリングホイール11を例えば左方向へ操舵する所謂据切りを行うと、これに応じて操舵トルクセンサ17からトルク検出信号が出力され、これに応じて操舵トルク検出回路31から操舵トルクTがマイクロコンピュータ30に入力される。
このマイクロコンピュータ30では、図4の操舵補助力制御処理において、操舵トルクTから中立電圧V0を減算して実操舵トルクTsを算出し(ステップS2)、次いで車速センサ33から車速検出値Vsを読込み(ステップS3)、操舵トルクTsと車速検出値Vsとに基づいて図6に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値IM *を算出する(ステップS4)。
このマイクロコンピュータ30では、図4の操舵補助力制御処理において、操舵トルクTから中立電圧V0を減算して実操舵トルクTsを算出し(ステップS2)、次いで車速センサ33から車速検出値Vsを読込み(ステップS3)、操舵トルクTsと車速検出値Vsとに基づいて図6に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値IM *を算出する(ステップS4)。
一方、モータ回転角検出回路32からレゾルバ18で検出したモータ回転角θMを読込み(ステップS5)、このモータ回転角θMを微分演算してモータ角速度ωを算出し(ステップS6)、算出したモータ角速度ωに基づいて慣性補償制御用の慣性補償値Ii を算出すると共に、摩擦補償制御用の摩擦補償値If を算出し(ステップS7)、さらに操舵トルクTsを微分演算してセンタ応答性改善指令値Ir を算出し(ステップS8)、これら慣性補償値Ii、摩擦補償値If 及びセンタ応答性改善補償値Ir を操舵補助指令値IM *に加算して操舵補助補償値IM *′を算出する(ステップS9)。
この操舵補助補償値IM *に基づいて電動モータ5の各相の電流指令値Iut、Ivt及びIwtを算出し(ステップS13)、これら各相電流指令値Iut、Ivt及びIwtに基づくパルス幅変調信号をゲートドライブ回路43に出力することにより(ステップS14)、このゲートドライブ回路43でチャージポンプ41から供給されている高電圧でモータ駆動回路6の電界効果トランジスタFET1〜FET6をパルス幅変調制御することにより、モータ駆動回路6から電動モータ5に三相駆動電流を供給して、この電動モータ5でステアリングホイール11に作用された操舵トルクに応じた左方向の操舵補助力を発生させ、これを減速ギヤ13を介して出力軸12に伝達する。
このとき、車両が停車している状態でステアリングホイール11を操舵する所謂据え切り状態では、図5に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の勾配が大きいことにより、小さい操舵トルクTsで大きな操舵補助指令値IM *を算出するので、電動モータ5で大きな操舵補助力を発生して軽い操舵を行うことができる。
この車両の停車状態から車両を発進させて走行状態とし、この状態でステアリングホイール11を操舵する通常操舵状態では、車速の増加に応じて必要とする操舵補助トルクが小さくなることから、ステアリングホイール11に伝達される操舵トルクも小さい値となり、これが操舵トルクセンサ17で検出されてマイクロコンピュータ30に入力される。このため、操舵補助指令値IM *も小さい値となり、電動モータ5で発生される操舵補助トルクは据切り時の操舵補助トルクに比較して小さくなる。
この車両の停車状態から車両を発進させて走行状態とし、この状態でステアリングホイール11を操舵する通常操舵状態では、車速の増加に応じて必要とする操舵補助トルクが小さくなることから、ステアリングホイール11に伝達される操舵トルクも小さい値となり、これが操舵トルクセンサ17で検出されてマイクロコンピュータ30に入力される。このため、操舵補助指令値IM *も小さい値となり、電動モータ5で発生される操舵補助トルクは据切り時の操舵補助トルクに比較して小さくなる。
この操舵補助制御状態で、車載用バッテリ1のバッテリ電圧Vbが減少したときには、前述したように、昇圧回路22の電界効果トランジスタFET7に対する昇圧用デューティ比Dsuが増加されることにより、昇圧率が増加されて、制御電圧Vcは適正範囲内に維持されることにより、チャージポンプ41で安定した昇圧電圧Vuを発生させて、ゲートドライブ回路43によるモータ駆動回路6の電界効果トランジスタFET1〜FET6のオン・オフ制御を正確に行うことができる。
一方、何らかの原因例えばバッテリ端子開放などで、車載バッテリ1のバッテリ電圧Vbが上限制御電圧VcHを超えた場合には、図6の制御用電力形成処理で、ステップS22からステップS31に移行して、選択スイッチ21を降圧回路23側に切換える論理値“1”の選択信号SLが選択スイッチ21に出力されることにより、選択スイッチ21が降圧回路23側に切換えられ、バッテリ電圧Vbに基づいて図8の降圧用デューティ比算出マップを参照して降圧用デューティ比Dsdが算出される。
この降圧用デューティ比Dsdが降圧回路23の電界効果トランジスタFET8のゲートに供給されることにより、この電界効果トランジスタFET8が降圧用デューティ比Dsdに基づいてオン・オフ制御され、これによってバッテリ電圧Vbが降圧された制御電圧Vcが上限制御電圧VcH及び下限制御電圧VcL内の正常制御電圧範囲内に制御されることになり、バッテリ電圧Vbの増加した場合でも制御電圧Vcは正常制御電圧範囲内に保持することができ、バッテリ電圧Vbが高電圧となることにより制御素子保護のために制御装置3の作動を停止させることを回避することができる。
因みに、従来例では、降圧回路を設けていないので、バッテリ端子開放などに起因するバッテリ電圧Vbの上昇時に制御素子を保護するために、制御装置3の作動を停止させて操舵補助制御処理を停止させる必要があるが、本実施形態では、降圧回路23を有しているので、この降圧回路23によってバッテリ電圧Vbを降圧して正常範囲内の制御電圧Vcを形成することができ、制御装置3での操舵補助制御処理を継続することができる。
このように、上記第1の実施形態によれば、制御電圧形成回路20によってバッテリ電圧Vbの変動に係わらず制御電圧Vcを正常範囲内に確実に維持することができるので、チャージポンプ41から出力される昇圧電圧Vuも常に一定の高電圧に維持することが可能となり、ゲートドライブ回路43によるモータ駆動回路6の電界効果トランジスタFET1〜FET6の駆動を正確に行うことかできる。
また、制御電圧形成回路20で形成される正常範囲内に制御される制御電圧Vcがモータ電流検出回路7、操舵トルクセンサ17、レゾルバ18に制御電圧として供給されるので、バッテリ電圧Vbの低下時にこれら各制御回路での出力信号が影響されることを確実に回避することができ、正確な操舵補助制御処理を行うことができる。
さらに、上記第1の実施形態のように制御電圧形成回路20に降圧回路23を設けると、バッテリ電圧Vbが高電圧異常となった場合でも、制御電圧Vcを正常範囲内に維持して操舵補助制御処理を継続することができ、操舵補助制御範囲を拡大することができる。
さらに、上記第1の実施形態のように制御電圧形成回路20に降圧回路23を設けると、バッテリ電圧Vbが高電圧異常となった場合でも、制御電圧Vcを正常範囲内に維持して操舵補助制御処理を継続することができ、操舵補助制御範囲を拡大することができる。
さらにまた、昇圧回路22としては、制御電圧Vcを形成するためだけで、モータ駆動回路6には接続されていないので、モータの回生電力が入力されることはなく、逆流防止用のダイオードD2を設けるだけの簡易な構成とすることができ、回生電流を車載バッテリ1側に戻す電界効果トランジスタ等のスイッチング素子を必要とすることがない。
なお、上記第1の実施形態では、制御電圧形成回路20に降圧回路23を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、降圧回路23を省略して、昇圧回路22のみで構成して必要最低限の制御電圧Vcの安定化を行うようにしてもよい。
なお、上記第1の実施形態では、制御電圧形成回路20に降圧回路23を設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、降圧回路23を省略して、昇圧回路22のみで構成して必要最低限の制御電圧Vcの安定化を行うようにしてもよい。
また、上記第1の実施形態においては、実施形態においては、マイクロコンピュータ30で制御電圧形成回路20及びゲートドライブ回路43を制御する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御電圧形成回路20とゲートドライブ回路43とに個別のマイクロコンピュータを適用し、これらで図4及び図6の処理を個別に行うようにしてもよい。
次ぎに、本発明の第2の実施形態を図9及び図10について説明する。
この第2の実施形態では、マイクロコンピュータ30に制御電源を供給する安定化電源回路34の出力電圧を昇圧回路で昇圧するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図9に示すように、前述した第1の実施形態における図3における選択スイッチ21及び降圧回路23が省略され、これらに代えて、昇圧回路22のリアクトルLuの一端が安定化電源回路34の出力側に接続されていることを除いては図3と同様の構成を有し、図3との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第2の実施形態では、マイクロコンピュータ30に制御電源を供給する安定化電源回路34の出力電圧を昇圧回路で昇圧するようにしたものである。
すなわち、第2の実施形態では、図9に示すように、前述した第1の実施形態における図3における選択スイッチ21及び降圧回路23が省略され、これらに代えて、昇圧回路22のリアクトルLuの一端が安定化電源回路34の出力側に接続されていることを除いては図3と同様の構成を有し、図3との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この場合、安定化電源回路34では、バッテリ電圧がマイクロコンピュータ30に供給する電源電圧Vcm(例えば5V)以下に低下するまでは、バッテリ電圧Vbの変動にかかわらず電源電圧Vcmを維持することができるので、昇圧回路22の電界効果トランジスタFET7に対するパルス幅変調信号のデューティ比Dsuとしては、安定化電源回路34の一定の電源電圧Vcmを必要とする制御電圧Vcに昇圧するだけであり、昇圧率が一定であることから、昇圧率に応じた一定の昇圧用デューティ比Dに制御するだけでよく、前述した第1の実施形態における制御電圧形成処理を省略することができる。
この第2の実施形態によると、図10に示すように、安定化電源回路34からマイクロコンピュータ30に出力される電源電圧Vcmは、バッテリ電圧Vbが電源電圧Vcmを下回るまでは、一定電圧を維持し、バッテリ電圧Vbが電源電圧Vcmを下回ったときにバッテリ電圧Vbの低下に応じて電源電圧Vcmが低下することになる。
このため、電源電圧Vcmを昇圧回路22で一定の昇圧率で昇圧することにより、図10で点線図示のように制御電圧Vcを比較的高い一定電圧とすることができ、この制御電圧Vcもバッテリ電圧Vbが電源電圧Vcmを下回ったときに減少することになる。
このため、電源電圧Vcmを昇圧回路22で一定の昇圧率で昇圧することにより、図10で点線図示のように制御電圧Vcを比較的高い一定電圧とすることができ、この制御電圧Vcもバッテリ電圧Vbが電源電圧Vcmを下回ったときに減少することになる。
そして、電源電圧Vcmが一定値より低下するとマイクロコンピュータ30ではリセット信号が例えば論理値“0”となって、マイクロコンピュータ30がリセットされる。
したがって、制御電圧形成回路20では、マイクロコンピュータ30がリセットされるまでの間一定の制御電圧Vcを発生することができるので、この間操舵補助制御を確実に継続することができる。
したがって、制御電圧形成回路20では、マイクロコンピュータ30がリセットされるまでの間一定の制御電圧Vcを発生することができるので、この間操舵補助制御を確実に継続することができる。
しかも、安定化電源回路34の電源電圧Vcmを昇圧回路22の入力電圧としているので、バッテリ電圧Vbがバッテリ端子開放等によって高電圧異常となった場合でも、電源電圧Vcmは一定値を維持することができるので、制御電圧Vcも一定値を維持することができ、降圧回路を設けることなくバッテリ電圧の高電圧異常に対処することができる。
このため、制御電圧形成回路20の構成を昇圧回路22だけのより簡易な構成とすることができると共に、複雑な制御電圧形成処理を行う必要がなく、しかも操舵補助制御処理の制御範囲をより広く拡大することができる。
このため、制御電圧形成回路20の構成を昇圧回路22だけのより簡易な構成とすることができると共に、複雑な制御電圧形成処理を行う必要がなく、しかも操舵補助制御処理の制御範囲をより広く拡大することができる。
因みに、従来例では、チャージポンプ41の入力電圧としてバッテリ電圧Vbをそのまま使用している関係で、バッテリ電圧Vbが低下すると、チャージポンプ41の昇圧電圧も低下してしまいゲートドライブ回路43でモータ駆動回路6の各電界効果トランジスタFET1〜FET6をターンオンさせることができなくなり、正確なモータ駆動を行うことができなくなるものであるが、第1及び第2の実施形態では昇圧回路22でバッテリ電圧又は安定化電源回路34の電源電圧を昇圧して制御電圧Vcを形成するので、チャージポンプ41で入力電圧が不足することを確実に防止することができる。
なお、上記第1及び第2の実施形態においては、昇圧回路22を構成する昇圧チョッパをリアクトルLuと電界効果トランジスタFET7とダイオードD2とで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、昇圧チョッパに代えてDC−DCコンバータ、スイッチドキャパシタ等の任意の昇圧回路を適用することができる。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、電源用昇圧回路としてチャージポンプ41を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、昇圧チョッパ等の他の任意の昇圧回路を適用することができる。しかもチャージポンプ41としては上記第1及び第2の実施形態の構成に限定されるものではなく、任意の構成のチャージポンプを適用することができる。
また、上記第1及び第2の実施形態においては、電源用昇圧回路としてチャージポンプ41を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、昇圧チョッパ等の他の任意の昇圧回路を適用することができる。しかもチャージポンプ41としては上記第1及び第2の実施形態の構成に限定されるものではなく、任意の構成のチャージポンプを適用することができる。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、制御装置3の外側に制御電圧形成回路20を設けて、この制御電圧形成回路20で形成した制御電圧Vcをチャージポンプ41に供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、制御装置3に制御電圧形成回路20を内蔵させて、この制御電圧形成回路20で形成した制御電圧Vcをチャージポンプ41に供給するようにしてもよい。
さらに、上記第1及び第2の実施形態においては、モータ回転角がレゾルバ18を使用して検出される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ロータリエンコーダやホール素子等を使用した回転角センサを適用するようにしてもよい。
さらにまた、上記第1及び第2の実施形態においては、電動モータ5として三相ブラシレスモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、4相以上のブラシレスモータや直流駆動されるモータ等を適用するようにしてもよい。
さらにまた、上記第1及び第2の実施形態においては、電動モータ5として三相ブラシレスモータを適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、4相以上のブラシレスモータや直流駆動されるモータ等を適用するようにしてもよい。
なおさらに、上記第1及び第2の実施形態においては、制御電圧Vcを適用する回路をゲートドライブ回路43、操舵トルクセンサ17、レゾルバ18としたが、これに限定されるものではなく、操舵角センサやホールセンサ、ロータリエンコーダ等に適用するようにしてもよい。また、操舵トルクセンサがポテンショメータで構成されるときのように昇圧電圧を必要とない構成である場合には制御電圧Vcの供給を省略することができる。
1…車載バッテリ、3…制御装置、5…電動モータ、6…モータ駆動回路、11…ステアリングホイール、12…ステアリングシャフト、13…減速装置、17…トルクセンサ、18…レゾルバ、20…制御電源形成回路、21……選択スイッチ、22…昇圧回路、23…降圧回路、30…マイクロコンピュータ、31…トルク検出回路、32…モータ回転角検出回路、33…車速センサ、34…安定化電源回路、41チャージポンプ、43…ゲートドライブ回路
Claims (7)
- 操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、
車載バッテリのバッテリ電圧を調整して制御用電力を形成し、形成した制御用電力を少なくとも前記操舵補助制御手段に供給する制御電力形成回路を備えていることを特徴とする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操舵トルク検出手段と、操舵系に対して操舵補助力を発生させる電動モータと、前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて前記電動モータを制御する操舵補助制御手段とを備えた電動パワーステアリング制御装置において、
車載バッテリのバッテリ電圧を調整して制御用電力を形成する制御電力形成回路を備え、前記操舵補助制御手段は、少なくとも操舵補助制御処理を実行するマイクロコンピュータと、前記電動モータを駆動するスイッチング素子を有するモータ駆動回路と、該マイクロコンピュータからの指令に基づいて前記モータ駆動回路のスイッチング素子を駆動制御するゲートドライブ回路と、該ゲートドライブ回路に高電圧を供給する電源用昇圧回路とを備え、前記制御電力形成回路で形成した制御用電力を前記電源用昇圧回路に供給するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 - 前記電源用昇圧回路は、チャージポンプで構成されていることを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以下に低下する低電圧状態を検出するバッテリ電圧検出手段を有し、前記制御電力形成回路は、車載バッテリと直列に接続され、前記バッテリ電圧検出手段で低電圧状態を検出したときに、バッテリ電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記車載バッテリのバッテリ電圧が設定電圧以上に増加する高電圧状態を検出するバッテリ電圧検出手段を有し、前記制御電力形成回路は、前記バッテリ電圧検出手段で高電圧状態を検出したときに、前記バッテリ電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで降圧して制御用電力を形成する制御電力用降圧回路を備えていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵補助制御手段は、マイクロコンピュータと前記車載バッテリのバッテリ電圧に基づいて前記マイクロコンピュータに供給する制御電圧を形成する安定化電源回路とを少なくとも有し、前記制御電力形成回路は、前記安定化電源回路と直列に接続され、当該安定化電源回路の出力電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を生成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置。
- 前記操舵制御手段は、前記マイクロコンピュータに供給する制御電圧を形成する安定化電源回路を有し、前記制御電力形成回路は、前記安定化電源回路と直列に接続され、当該安定化電源回路の出力電圧を制御用電力供給対象機器で必要とする電圧まで昇圧して制御用電力を形成する制御電力用昇圧回路を備えていることを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング制御装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011057024A (ja) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Jtekt Corp | 電動パワーステアリング装置 |
JP2014192909A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Sinfonia Technology Co Ltd | 充電装置及び発電システム |
JP2018030454A (ja) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用乗員拘束装置 |
CN110771003A (zh) * | 2017-06-30 | 2020-02-07 | 法国大陆汽车公司 | 用于紧急呼叫设备的备用电池管理的系统和方法 |
-
2006
- 2006-09-27 JP JP2006262659A patent/JP2007118932A/ja active Pending
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