JP2007302177A

JP2007302177A - 電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2007302177A
Application number: JP2006134621A
Authority: JP
Inventors: Toru Sakaguchi; 徹坂口; Akira Osawa; 亮大澤
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP5011813B2

Abstract

【課題】ＰＩ制御のような積分項を含む演算と制限値が可変するリミッタとが組み合わされたデジタル演算処理（離散時間系演算）による制御であっても、リミッタの制限解除のときに積分値がリミッタ値の変更に追随でき、その結果、アシスト力がハンチングしない電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】デジタル演算による積分の中間変数を電流指令値、モータ電流、リミッタ値に基づいて補正することによって、積分値がリミッタ値の変更にも追随できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に過電流などによりモータの出力制限を課したときにモータ出力のハンチングを防止する電動パワーステアリング装置に関するものである。

自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で付与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力を付与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、電流制御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１０１のコラム軸１０２は減速ギア１０３、ユニバーサルジョイント１０４ａ及び１０４ｂ、ピニオンラック機構１０５を経て操向車輪のタイロッド１０６に結合されている。コラム軸１０２には、操向ハンドル１０１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１１０が設けられており、操向ハンドル１０１の操舵力をアシストするモータ１２０が減速ギア１０３を介してコラム軸１０２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１３０にはバッテリ１１４から電力が供給され、イグニションキー１１１からイグニションキー信号が入力され、コントロールユニット１３０は、トルクセンサ１１０で検出された操舵トルクＴｒｅｆと車速センサ１１２で検出された車速Ｖｅｌとに基づいてアシスト指令の電流指令値Ｉｒｅｆの演算を行い、演算された電流指令値Ｉｒｅｆに基づいてモータ１２０に供給する電流を制御する。

コントロールユニット１３０は主としてＣＰＵ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、比例積分制御部２０８は独立したハードウェアとしての比例積分演算器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される比例積分機能を示している。

コントロールユニット１３０の機能及び動作を説明する。トルクセンサ１１０で検出されて入力される操舵トルクＴｒｅｆ及び車速センサ１１２で検出された車速Ｖｅｌは、電流指令値演算部２０４に入力される。電流指令値演算部２０４は、入力された操舵トルクＴｒｅｆ及び車速Ｖｅｌに基づいてモータ１２０に供給する電流の制御目標値である電流指令値Ｉｒｅｆを演算して決定する。一方、モータ１２０のモータ電流Ｉｍは電流検出器２０５によって検出され、減算部２０７にフィードバックされる。電流指令値Ｉｒｅｆ及びモータ電流Ｉｍは減算部２０７に入力され、減算部２０７において、偏差ΔＩ＝（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が算出される。そして、偏差ΔＩは比例積分制御部（ＰＩ制御部）２０８に入力され、ＰＩ制御部２０８から電圧指令値が出力される。モータ１２０を駆動する駆動回路がＰＷＭ制御されるインバータ２１１である場合、電圧指令値はＰＭＷ制御部２１０のデューティ比（Ｄｕｔｙ）を示している。

一般的に、ＰＩ制御部２０８の出力にはリミッタ２０９が配されている。その理由は、前記デューティ比は最大でも１００％であり、ＰＩ制御部２０８がそれ（１００％）以上の値を演算してもモータ出力にとって意味がないからである。よって、リミッタ２０９の制限値（Ｄｌｉｍｉｔ）を１００％にして、ＰＩ制御部２０８の出力であるデューティ比（Ｄｕｔｙ）が１００％以上の場合は制限され、制限後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）が出力される。

また、リミッタ２０９の制限値（Ｄｌｉｍｉｔ）は、上述した理由の他に、特許文献１に開示されているように、例えば、操行ハンドル１０１がハンドルロックエンドに強く当たった場合など、モータ１２の逆起電圧が小さくなり、その結果、モータ電流に過電流が発生するので、リミッタ２０９の制限値（Ｄｌｉｍｉｔ）を、例えば１００％から５０％へ小さくして過電流を抑制することもある。具体的にはモータ電流Ｉｍを電流検出器２０５で検出し、過電流保護部２１２において、設定値よりモータ電流Ｉｍが大きい場合は、リミッタ２０９の制限値を１００％から５０％へ小さくして、モータ電流が過電流になることを防止している。
特開平１１−２４０４５９号公報

ところで、ＰＩ制御のような積分項を含む演算と制限値が可変するリミッタとが組み合わされてデジタル演算処理（離散時間系演算）が実行されると次のような問題が発生する。例えば、ハンドルがハンドルロックエンドに強く当たりモータ電流が過電流となり、リミッタの制限値を過電流などの理由で１００％から５０％に制限される。リミッタ値を小さくした結果、モータ電流は抑制され過電流状態を脱するので、その制限値を５０％から１００％に戻す。

しかし、デジタル演算による積分の値は過電流を発生するような値を維持しており、そのためＰＩ制御部の出力であるデューティ比は過電流を発生させる値であり、リミッタの制限値を５０％から１００％へ戻すと再びモータ電流が過電流状態になる。そのため、過電流保護が動作して、リミッタの制限値が再び１００％から５０％へ小さくなり、モータ電流が制限される。このような状態が繰り返されモータ電流は、１００％と５０％の間を高速で変化するハンチング現象が発生する。その結果、振動や騒音が発生してドライバに不快感を与えることになる。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的は、積分項を含む演算と可変するリミッタとを組み合わせた演算をデジタル演算処理する制御を用いた電動パワーステアリング装置であっても、アシスト力が与えるモータ出力がハンチングすることなく、また、振動や騒音を抑制してドライバに不快感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトに対し操舵補助力を付与するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動する制御手段とを具備した電動パワーステアリング装置に関するものであり、本発明の上記目的は、前記制御手段が、前記操舵トルクより算出される電流指令値を出力する電流指令値算出手段と、前記操舵補助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制御を行う積分項を含むデジタル演算で構成される電流制御手段と、前記電流制御手段の出力をリミッタ値で制限若しくは固定値でクランプする出力手段とを備え、前記出力手段が前記電流制御手段の出力を制限若しくはクランプしている期間内、又は解除した後の所定期間内に、前記積分項を含むデジタル演算の中間変数が、前記モータ電流、前記電流指令値及び前記リミッタ値若しくは固定値に基づいて変更されることによって達成される。

また、本発明の上記目的は、前記積分項を含むデジタル演算の中間変数を、前記モータの巻線抵抗値、或いはバッテリ電圧値のうちの少なくともどちらかの値に基づいて変更することによって、より効果的に達成される。

また、本発明の上記目的は、前記モータの巻線抵抗値を温度センサ検出値又は温度推定値に基づいて算出することによって、より効果的に達成される。

積分項を含むデジタル演算の中間変数が、電流指令値、モータ電流及びリミッタ値に基づいてフィードフォワード的に変更されるので、電流指令値とモータ電流を入力とする電流制御手段の出力値（デューティ比）は、既にリミッタ値に応じた値になっている。よって、リミッタ値が変化しても電流制御手段の出力値（デューティ比）は変化前のリミッタ値を基準に変化するので、リミッタ通過後のデューティ比がリミッタ値の変化に合わせて突然変化することがないので、リミッタ通過後のデューティ比がハンチングを起こすことはない。上記リミッタ値に代えて、所定の固定値でクランプしても同様な効果が得られる。よって、アシスト力がハンチングせず、また、振動や騒音を抑制してドライバに不快感を与えない電動パワーステアリング装置を提供できる。

また、積分項を含むデジタル演算の中間変数が、モータの巻線抵抗値やバッテリ電圧値も考慮して変更されるので、一層精度良く演算制御され、アシスト力のハンチングや、振動及び騒音をさらに効果的に防止することができる。

本発明の実施例を図１を参照しながら説明する。図６で説明した番号と同一の番号は同一の機能を有する。電流指令値Ｉｒｅｆとモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩ＝（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）が減算部２０７で算出される。そして、偏差ΔＩは図６のＰＩ制御部２０８に代る本発明に係るＰＩ制御部１０に入力される。ＰＩ制御部１０の内部については後で詳細に説明する。

ＰＩ制御部１０の出力であるデューティ比（Ｄｕｔｙ）は、リミッタ２０９に入力される。リミッタ２０９からは、リミッタ２０９の制限値（Ｄｌｉｍｉｔ）の制限を受けた後のデューティ比（Ｄｕｌｉｍ）が出力される。インバータ２１１とモータ１２０をモデル化すると、バッテリ電圧値Ｖｂａｔとデューティ比（Ｄｕｔｙ）が乗算部２１に入力され、乗算部２１の出力はモータ巻線抵抗値Ｒｍの逆数（１／Ｒｍ）を示す伝達関数２２に入力され、伝達関数２２からはモータ電流Ｉｍが出力される。

なお、バッテリ電圧値Ｖｂａｔ及びモータ巻線抵抗値Ｒｍを定数として扱う場合と、変化値として扱う場合とがある。変化値として扱う場合は、バッテリ電圧値Ｖｂａｔを電圧検出器２０で検出し、モータ巻線抵抗値Ｒｍを温度推定を利用して算出する。

このような制御構成とモータモデルにおいて、モータ電流Ｉｍとバッテリ電圧値Ｖｂａｔ、モータの巻線抵抗Ｒｍ、デューティ比（Ｄｕｔｙ）の関係は数１のように表わすことができる。
（数１）
Ｉｍ＝（Ｖｂａｔ／Ｒｍ）・Ｄｕｔｙ
＝（Ｖｂａｔ／Ｒｍ）・（Ｖｒｅｆ／Ｄｍａｘ）
ここで、Ｄｕｔｙ＝（Ｖｒｅｆ／Ｄｍａｘ）とし、Ｖｒｅｆは電圧指令値であり、
Ｄｍａｘは１００％のデューティ比を示す値である。

次に、ＰＩ制御部１０の内部について説明する。

まず、減算部１１には減算部２０７の出力である偏差ΔＩとゲイン部１４（ゲイン＝ａ１）の出力とが入力され、中間変数Ｗ（ｋ）が出力される。中間変数Ｗ（ｋ）はゲイン部１５（ゲイン＝ｂ０）及び単位遅延（ＵｎｉｔＤｅｌａｙ）部１３に入力される。ＵｎｉｔＤｅｌａｙ部１３の出力である１サンプリング前の中間変数の値である中間変数Ｗ（ｋ−１）は、ゲイン部１４及びゲイン部１６（ゲイン＝ｂ１）に入力される。ゲイン部１５の出力とゲイン部１６の出力が加算部１２に入力され、それらの加算値である電圧指令値Ｖｒｅｆが出力される。電圧指令値Ｖｒｅｆは比率部１７に入力され、デューティ比の１００％を表わす値Ｄｍａｘと比較される。具体的には、比率部１７において、入力された電圧指令値ＶｒｅｆをＤｍａｘで割り算し、その比率（Ｖｒｅｆ／Ｄｍａｘ）＝デューティ比（Ｄｕｔｙ）が出力される。つまり、加算部１２の出力値である電圧指令値ＶｒｅｆがＤｍａｘであれば、ＰＷＭ制御のデューティ比が１００％であり、加算部１１の出力である電圧指令値Ｖｒｅｆが（Ｄｍａｘ／２）であれば、ＰＷＭ制御のデューティ比（Ｄｕｔｙ）が５０％を表わす。

以上のように構成されたＰＩ制御部１０の中の各ゲイン部１４〜１６、単位遅延部１３、加算部１２、減算部１１の関係を式で表現すると、下記数２のように表現できる。
（数２）
Ｖｒｅｆ＝ｂ０・（ΔＩ−ａ１・Ｗ（ｋ−１））＋ｂ１・Ｗ（ｋ−１）
＝ｂ０・ΔＩ＋（ｂ１−ｂ０・ａ１）・Ｗ（ｋ−１）

つまり、デューティ比（Ｄｕｔｙ）はＤｕｔｙ＝（Ｖｒｅｆ／Ｄｍａｘ）で表現されるので、電圧指令値Ｖｒｅｆが決定すれば、デューティ比（Ｄｕｔｙ）も決定される。

ところで、数２について中間変数Ｗ（ｋ−１）を中心に表現し直すと、下記数３のようになる。
（数３）
Ｗ（ｋ−１）
＝Ｖｒｅｆ／（ｂ１−ｂ０・ａ１）−ｂ０・ΔＩ／（ｂ１−ｂ０・ａ１）

ここで、数１のＶｒｅｆ＝（Ｒｍ／Ｖｂａｔ）・（Ｉｍ・Ｄｍａｘ）の関係を用いて数３の“Ｖｒｅｆ”に代入する。さらに、Ｋ１＝１／（ｂ１−ｂ０・ａ１）、Ｋ２＝ｂ０／（ｂ１−ｂ０・ａ１）と置換して、Ｋ１及びＫ２も数３に代入する。なお、Ｋ１及びＫ２は、ＰＩ制御器の特性を一旦決定すれば定数である。よって、数３は下記数４として書き直すことができる。
（数４）
Ｗ（ｋ−１）＝（Ｒｍ／Ｖｂａｔ）・（Ｉｍ・Ｄｍａｘ）・Ｋ１−Ｋ２・ΔＩ
＝（Ｒｍ／Ｖｂａｔ）・（Ｄｍａｘ・Ｋ１）・Ｉｍ−Ｋ２・（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）

ここで、デューティ比（Ｄｕｔｙ）の１００％を示す値であるＤｍａｘを１とする。なお、Ｄｍａｘを１と規定すると、電圧指令値Ｖｒｅｆが０の場合デューティ比（Ｄｕｔｙ）は０％、０．５の場合５０％、１の場合１００％を意味し、また、制限値（リミッタ値）であるＤｌｉｍｉｔは０から１の間の値をとることになる。

Ｄｍａｘを１と規定し、リミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）が存在する場合は、数４は数５のように表現し直される。
（数５）
Ｗ（ｋ−１）
＝（Ｒｍ／Ｖｂａｔ）・（Ｄｌｉｍｉｔ・Ｋ１）・Ｉｍ−Ｋ２・（Ｉｒｅｆ−Ｉｍ）

数５の意味するところは、中間変数であるＷ（ｋ−１）を電流指令値Ｉｒｅｆ、モータ電流Ｉｍ及びリミッタ値Ｄｌｉｍｉｔに基づいてフィードフォワード的に変更すれば、数２で算出される電圧指令値Ｖｒｅｆ、即ちデューティ比（Ｄｕｔｙ）をリミッタ値、例えば５０％を出力するような値にフィードフォワード的に変更できる。数４の数５への書き換えは、Ｄｍａｘを予めｂ０及びｂ１に含めて考えれば良く、数５で演算されたＷ（ｋ−１）を数２に代入して整理するとｄｕｔｙとｄｌｉｍｉｔは等しくなり、電流が連続的になる。

上記数５に従って中間変数Ｗ（ｋ−１）を補正しないと、積分を含むデジタル演算によって算出される電圧指令値Ｖｒｅｆに基づいて算出されたデューティ比（Ｄｕｔｙ）は１００％の値を示しているので、リミッタ値が０．５（５０％）から１（１００％）に解除された場合、リミッタ通過後のデューティ比であるＤｕｔｌｉｍが突然５０％から１００％に変化するため、大きなモータ電流が出力される。その結果、再び過電流保護が動作してハンチングが発生する。

しかし、上記数５に従って、中間変数Ｗ（ｋ−１）をフィードフォワード的に補正すると、電圧指令値Ｖｒｅｆに基づいて算出されたデューティ比（Ｄｕｔｙ）は５０％の値を示しているので、リミッタ値が０．５（５０％）から１（１００％）に解除された場合でも、リミッタ通過後のデューティ比であるＤｕｔｌｉｍは５０％から徐々に変化することになり、過電流保護の動作を回避できる。この結果、過電流保護とリミッタの解除とによるハンチング現象を回避することができる。本発明は、この中間変数のフィードフォワード的な補正に基づいて成り立っている。

なお、中間変数Ｗ（ｋ−１）を補正する際に、モータ巻線抵抗値Ｒｍ及びバッテリ電圧値Ｖｂａｔを定数として扱う場合と、変数として場合とがある。この違いを考慮した各実施例を以下に説明する。

ここで、（Ｒｍ／Ｖｂａｔ）を定数と考えた実施例について説明する。モータの巻線抵抗値Ｒｍやバッテリ電圧Ｖｂａｔは変数であるが、電流指令値Ｉｒｅｆやモータ電流Ｉｍと比較すると変化が小さいので、定数と見なしても大きな制御誤差は発生しない。まず、モータの巻線抵抗値Ｒｍやバッテリ電圧Ｖｂａｔを一定として扱った場合の実施例について説明する。一例として、モータの巻線抵抗値Ｒｍは設計値を用い、バッテリ電圧値Ｖｂａｔは標準的な１２Ｖを用いる。

モータ１２０の制御を図２に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、モータ電流Ｉｍを電流検出器２０５で検出したモータ電流Ｉｍ、及び電流指令値演算部２０４で算出した電流指令値Ｉｒｅｆ、過電流保護部２１２で設定したリミッタ値Ｄｌｉｍｉｔを読み込む（ステップＳ１）。なお、実施例１では、バッテリ電圧値Ｖｂａｔ，モータ巻線抵抗値Ｒｍは定数とする。

次に、リミッタ２０９において、デューティ比（Ｄｕｔｙ）が制限を受けているかどうかを判定する（ステップＳ２）。制限を受けているとは、リミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）が１未満の値を取っていることを意味する。例えばリミッタ２０９がリミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）を１未満にする一例として、上述した過電流保護部２１２が動作してリミッタ値が１から０．５に変更した場合などが想定される。

リミッタによりデューティ比が制限を受けている（ＹＥＳ）場合、デューティ比が制限を受けている期間中に、或いは制限が解除されて所定期間、即ちＰＩ制御器が演算を開始する前までに、中間変数Ｗ（ｋ−１）の補正を上記数５に従って実行した後（ステップＳ３）に、次のステップである電圧指令値Ｖｒｅｆ（デューティ比）の算出に移行する。リミッタによりデューティ比が制限を受けていない（ＮＯ）場合、ステップＳ３を介さずに、次のステップである電圧指令値（デューティ比）の算出に移行する。

デューティ比（Ｄｕｔｙ）を算出する基になる電圧指令値Ｖｒｅｆを上記数２に従って算出する（ステップＳ４）。電圧指令値Ｖｒｅｆを算出した後は、リミッタ２０９によって制限されるべきかを判定する（ステップＳ５）。リミッタ値を制限しなくてもよいならば（ＮＯ）ならばリターンする。リミッタ値を制限（変更）する場合には（ＹＥＳ）、リミッタ２０９のリミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）を指定されたリミッタ値、例えば５０％に設定する（ステップＳ６）。

このフローチャートのような制御処理をされることにより、下記の作用がもたらされる。その前に、従来の問題点を再度説明しておく。

インバータ２１１に入力される最終的なデューティ比であるリミッタ制限後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）は、電圧指令値Ｖｒｅｆから算出されるデューティ比（Ｄｕｔｙ）＝（Ｖｒｅｆ／Ｄｍａｘ）がリミッタ値以下ならば、リミッタ制限後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）＝（Ｄｕｔｙ）となるが、デューティ比（Ｄｕｔｙ）がリミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）以上ならば、リミッタ制限後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）＝リミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）となる。よって、リミッタ値が５０％から突然１００％に解除されたときに、リミッタ制限後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）が突然５０％から１００％に変更される恐れがあった。

しかし、本実施例ではステップＳ３及びステップＳ４において、中間変数Ｗ（ｋ−１）及びデューティ比（Ｄｕｔｙ）算出の元になる電圧指令値Ｖｒｅｆは、リミッタ値５０％に応じた値にフィードフォワード的に補正されているので、リミッタ値が制限（５０％）から解除（１００％）された時、リミッタ後のデューティ比（Ｄｕｔｌｉｍ）はリミッタ値５０％からスムーズに変化できる。よって、リミッタ後のデューティ比であるＤｕｔｌｉｍが従来リミッタ値の制限解除によって引起こされていたハンチング現象の発生を低減することができる。従って、電動パワーステアリング装置のアシスト力がハンチングしてハンドル操作に違和感を与えたりせず、また、振動、騒音の発生を低減することができる。

次に、上述した実施例より制御精度の高い実施例について図３及び図４を参照して説明する。つまり、モータの巻線抵抗値Ｒｍが通電電流による温度上昇で変化することや、バッテリ電圧値Ｖｂａｔが変動することを考慮して制御した実施例である。

図４において、まず実施例１と同じようにモータ電流値Ｉｍ、電流指令値Ｉｒｅｆ及びリミッタ値（Ｄｌｉｍｉｔ）を読み込む（ステップＳ１）。次に、実施例２ではバッテリ電圧値Ｖｂａｔを検出し、また、モータ１２０の巻線抵抗値Ｒｍを算出する（ステップＳ１Ａ）。

ここで、モータ１２０の巻線抵抗値Ｒｍの算出するとは、モータの巻線に電流を通電すると巻線の温度が上昇して抵抗値が変化するので、温度変化を考慮して抵抗値を補正算出する必要がある。よって、基本的には、通電電流によって変化した巻線の温度を推定することが基本となる。このような温度推定を用いて巻線抵抗値を推定する技術或いは温度センサによって検出する技術は既に開示されおり、温度推定を開示している文献の一例として特許第３６０１９６７号公報がある。具体的には、図３において、モータ１２０の近傍に設置された温度センサ３０でモータの周囲温度Ｔａを検出し、また、モータ電流Ｉｍを検出して、モータ電流Ｉｍによる温度上昇（ΔＴ）を温度推定部３１において算出する。その巻線温度Ｔｍを入力として巻線抵抗値推定部３２において、Ｒｍ＝Ｒａ＋α・（ΔＴ）（ただし、Ｒａは周囲温度Ｔａにおける巻線抵抗値、αはモータ巻線の温度
係数である）として、モータ１２０の巻線抵抗値Ｒｍを推定する。一方、バッテリ電圧値Ｖｂａｔは、電圧検出器２０を用いてバッテリ１１４の電圧値を検出できる。

次に、図４において、Ｓ２〜Ｓ６までの各ステップに関しては、ステップＳ３の中間変数補正Ｗ（ｋ−１）の算出に関する点を除いて実施例１のステップＳ２からステップＳ６までの各ステップの動作と同じである。つまり、実施例１では数４のバッテリ電圧値Ｖｂａｔ及びモータ巻線抵抗値Ｒｍを定数として補正したが、実施例２では、ステップＳ１Ａで検出されたバッテリ電圧値Ｖｂａｔ及び推定されたモータ巻線抵抗値Ｒｍも用いて、ステップＳ３における中間変数Ｗ（ｋ−１）を補正するための演算を実施する（ステップＳ３）。

このように、実施例２では、バッテリ電圧値Ｖｂａｔ及びモータ巻線抵抗値Ｒｍを定数として扱わず、変数として扱い、バッテリ電圧値Ｖｂａｔ及びモータ巻線抵抗値Ｒｍをそれぞれ検出し、推定算出するので、実施例１と比較して精度の良い中間変数Ｗ（ｋ−１）の補正が可能となる。その結果、リミッタ値が解除された時も、実施例１よりデューティ比がリミッタ値からスムーズに変化して過電流保護による制限と解除のハンチングを発生させない効果が期待できる。従って、電動パワーステアリング装置のアシスト力がハンチングしてハンドル操作に違和感を与えたりせず、また、振動や騒音の発生をより効果的に低減することができる。

なお、本実施例では、バッテリ電圧値Ｖｂａｔ及びモータ巻線抵抗値Ｒｍを両方とも定数又は変数として扱かったが、片方を定数として、他方を変数として中間変数を補正しても中間の精度で効果が得られることは言うまでもない。例えば抵抗を定数とした場合、数５の第１項に対してはバッテリ電圧Ｖｂａｔに関して予め計算しておくことが可能であり、演算負荷を低減できる。

また、上述では電流制御手段の出力をリミッタ値で制限するリミッタを設けて説明しているが、固定値でクランプして出力する出力手段であっても良い。

本発明に係る比例積分制御部のデジタル演算を表わす図である。バッテリ電圧値とモータ巻線抵抗値を定数とした場合の中間変数を補正するためのフローチャートである。バッテリ電圧値を検出し、モータ巻線抵抗値を推定する機能を付加した制御ブロック図である。バッテリ電圧値とモータ巻線抵抗値を変数とした場合の中間変数を補正するためのフローチャートである。電動パワーステアリング装置の構成図である。本発明に係る電動パワーステアリング装置の制御ブロック図である。

符号の説明

１０比例積分制御部
１１減算部
１２加算部
１３単位遅延部
１４，１５，１６ゲイン部
１７比率部
２０電圧検出器
３０温度センサ
３１温度推定部
３２巻線抵抗値推定部

Claims

ハンドルの操舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリングシャフトに対し操舵補助力を付与するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モータを駆動する制御手段とを具備した電動パワーステアリング装置において、前記制御手段が、前記操舵トルクより算出される電流指令値を出力する電流指令値算出手段と、前記操舵補助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制御を行う積分項を含むデジタル演算で構成される電流制御手段と、前記電流制御手段の出力をリミッタ値で制限若しくは固定値でクランプする出力手段とを備え、前記出力手段が前記電流制御手段の出力を制限若しくはクランプしている期間内、又は解除した後の所定期間内に、前記積分項を含むデジタル演算の中間変数が、前記モータ電流、前記電流指令値及び前記リミッタ値若しくは固定値に基づいて変更されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
前記積分項を含むデジタル演算の中間変数が、前記モータの巻線抵抗値、或いはバッテリ電圧値のうちの少なくともどちらかの値に基づいて変更される請求項１に記載の電動パワーステアリング装置。
前記モータの巻線抵抗値は、温度センサ検出値又は温度推定値に基づいて算出される求項２に記載の電動パワーステアリング装置。