JP2008132920A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】何れかの電流検出手段で異常が発生して、例えば正常なものを識別不可能な場合あるいは電流検出センサ全部が異常発生した場合においても、モータの電流値を使用せずに、モータの電流値を推定してアシスト制御を継続することができる。
【解決手段】電流フィードバック処理器３９は、電流検出器３７ａ，３８ｂの検出結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第１電流フィードバック処理部３９ａと、モータ２０の端子電圧ｖ_ｒ，ａ，ｖ_ｒ，ｂ，ｖ_ｒ，ｃと前記モータ２０のモータ角度信号θとに基づいて前記モータ２０の電流値を推定して、この推定結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第２電流フィードバック処理部３９ｂとを備え、コントロールユニット３０は異常検出器４１の判定結果に基づいてモータ２０を制御する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、操舵者が操向ハンドルを操舵する際にステアリング機構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に関し、特に異常が検出された場合にも操舵補助力を付与し続け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に関する。

車両用電動パワーステアリング装置の制御装置は、操向ハンドルに発生する操舵トルクを検出し、当該操舵トルクに少なくとも基いて指令値（電流指令値）を演算し、この演算結果に基づいてモータの出力トルクを制御している。これにより、車両用電動パワーステアリング装置は、ステアリング装置に対して操舵補助力を付与して、操舵者の操舵を支援している。なお、当該車両用電動パワーステアリング装置では、前記モータの出力トルクを、減速機とギアまたはベルト等の伝導機構を介して操向ハンドル、あるいはラック軸に伝達していることによりステアリング装置に操舵補助力を付与している。

このような車両用電動パワーステアリング装置は、操舵補助力（アシストトルク）を正確に発生させるために、複数の電流検出センサ（電流検出手段）を備えて、制御装置によりモータの電流値を検出して処理し、電流フィードバック指令値としてフィードバックしてモータの制御を行っている。このフィードバック制御では、電流制御値と電流フィードバック指令値との差が小さくなるようにモータを制御してアシスト制御を実現するものであり、一般にＰＷＭ（パルス幅変調）制御におけるデュ−ティ比の調整で制御を行っている。

このような従来の制御装置では、モータの電流値を正常に検出できない異常事態に備え、フェイルセーフ機能が実装されている。しかしながら、従来実装されるフェイルセーフ機能は、異常を発生したと判断するとすぐにアシスト制御を停止するものであった。これは、従前の電動パワーステアリング装置の適用車両が軽自動車の範囲であったため、従来の安全思想に基づいてなされたとしても安全側に傾くと判断されていた。実際に軽自動車ではアシスト制御が停止した場合にでも、車両重量が軽量であったため操舵者が充分に操舵可能であった。

しかしながら、近年では電動パワーステアリング装置の適用が、排気量が２リットルクラスの大型車両まで拡大し、これら大型車両ではアシスト制御が停止した場合、操舵者の操舵力が多大となってしまい、操舵困難となってしまう嫌いがあった。

この対策として、モータの電流値を検出する電流検出センサの故障後はアシスト制御を制限して矩形波でアシスト制御を施すもの（例えば、特許文献１参照）、あるいは故障したモータの相の電流を異常が発生していない相の電流から推定してアシスト制御を継続するもの（例えば、特許文献２参照）がある。

特開２００５−３９８９９号公報 特開２００５−１８４９６６号公報

しかし、特許文献１では、電流を使用しないオープンループ系の制御を行うため、ステアリング装置に振動あるいは騒音が発生してしまう問題があった。また、特許文献２では、故障の部位の特定が難しく、複数のセンサで異常が発生した場合にはアシスト制御を継続できない虞があった。

また、従来の車両用電動パワーステアリング装置では、電流検出センサの何れかで異常が発生した場合、アシスト制御を継続させるためには、アシスト制御が可能な異常状態とアシスト制御が不可能な異常状態とを区別する必要があった。即ち、複数ある電流検出センサのうち、異常発生したものと正常なものとを識別することができなければ、残存する正常なものを利用してアシスト制御することができないというものであり、またその識別を実現するためには別途装置を拵える必要が生じ、コストが高くなってしまう嫌いがあった。

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は何れかの電流検出手段で異常が発生して、例えば正常なものを識別不可能な場合あるいは電流検出センサ全部が異常発生した場合においても、モータの電流値を使用せずに、モータの電流値を推定してアシスト制御を継続することができる安価な車両用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。

前述した目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング装置のトルクセンサは、下記（１）〜（２）の構成により達成される。

（１） 操向ハンドルに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルクに基いて電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、当該モータの電流値を検出する電流検出手段と、電流フィードバック指令値を処理する電流フィードバック処理手段と、前記電流フィードバック指令値と前記電流指令値とに基づいて電流制御値を演算出力して前記モータを制御する電流制御手段と、を備えた車両用電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記電流検出手段の検出結果により異常を検出する異常検出手段を備え、前記電流フィードバック処理手段は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第１電流フィードバック処理部と、前記モータの端子電圧と前記モータの回転数とに基づいて前記モータの電流値を推定して、この推定結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第２電流フィードバック処理部と、を有し、且つ前記異常検出手段が異常を検出しない場合には、前記第１電流フィードバック処理部の処理結果により前記モータを制御し、前記異常検出手段が異常を検出した場合には、前記第２電流フィードバック処理部の処理結果により前記モータを制御することを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御装置。
（２） 前記モータが３相ブラシレスモータであり、前記第２電流フィードバック処理部は、前記モータの界磁電流Ｉ_ｄとトルク電流Ｉ_ｑを推定するｄｑ軸電流推定値算出手段と、前記モータの各相のモータ端子電圧を界磁電圧Ｖ_ｄとトルク電圧Ｖ_ｑとに変換する三軸／ｄｑ軸電圧変換器とを有し、且つ前記ｄｑ軸電流推定値算出手段は、前記界磁電圧Ｖ_ｄと前記トルク電圧Ｖ_ｑと前記モータの回転数と１サンプリング周期前の界磁電流Ｉ_ｄとトルク電流Ｉ_ｑとを入力として、ｄｑ軸電流を推定することを特徴とする前記（１）に記載の車両用電動パワーステアリング装置の制御装置。

何れかの電流検出手段で異常が発生して、例えば正常なものを識別不可能な場合あるいは電流検出センサ全部が異常発生した場合においても、モータの電流値を使用せずに、モータの電流値を推定してアシスト制御を継続することができ、且つ製造コストを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用電動パワーステアリング装置の制御装置の実施形態について、図面に従って説明する。

（第１実施形態）
本発明に係る第１実施形態である車両用電動パワーステアリング装置の構成について、図１および図２に従って説明する。図１は、車両用電動パワーステアリング装置の全構成を示す概略図である。図２はコントロールユニットの一般的な機能とその機能の動作手順を示す制御ブロック構成図である。なお、図２において、例えば後述する操舵補助指令値演算器１２は独立したハードウェアとしての操舵補助指令値演算器を示すものではなく、例えばＣＰＵで実行されるプログラムの一機能として実現される操舵補助指令値演算機能を示すものである。また、本実施形態に制御ブロック構成はこれにより何ら制限を受けるものではなく、適宜様々な制御ブロックが適用できる。

本実施形態に係る車両用電動パワーステアリング装置では、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，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。また、モータ２０には、当該モータの回転角度を検出する、例えばレゾルバなどにより構成されるモータ角度検出回路２１が取り付けられている。そして、電動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（制御装置）３０には、バッテリ１４からイグニションキー１１およびリレー１３を経て電力が供給される。これによりコントロールユニット３０は、トルクセンサ１０、車速センサ１２、モータ角度検出回路２１のそれぞれで検出された操舵トルク信号Ｔと車速信号Ｖとモータ角度信号θとに基づ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に基づいてモータ２０に供給する電流（アシスト電流）を制御することにより、操向ハンドル１に操舵補助力を付与して、アシスト制御を実現している。

コントロールユニット３０は主としてＭＰＵから構成される。当該ＭＰＵ内部においてＲＯＭなどに格納され、制御機能を実現する制御プログラムが読み込みこまれて、前記アシスト制御が実施される。

コントロールユニット３０のアシスト制御の流れを図２の制御ブロック構成図に従って説明する。なお、本実施形態では、モータ２０はａ相、ｂ相、ｃ相の三相を有したブラシレス同期モータであり、コントロールユニット３０はこれら三相にそれぞれ印加する電流をロータ回転座標系上のｄ軸およびｑ軸として取り扱って電流制御するベクトル制御を実施して、前記モータ２０を回転駆動している。

コントロールユニット３０のベクトル制御の流れを図２の制御ブロック構成図に従って説明する。コントロールユニット３０は、操舵補助指令値演算器（操舵補助指令値演算手段）３１と電流指令値演算器３２と電流制御器（電流制御手段）３３とｄｑ軸／三相軸変換器３４とデューティ比演算器３５とインバータ回路３６と電流検出センサ（電流検出手段）３７ａ，３７ｂとモータ端子電圧検出器３８ａ，３８ｂ，３８ｃと電流フィードバック処理器３９と出力切換器（出力切換手段）４０と異常検出器（異常検出手段）４１とモータ角速度演算器４２とモータ角加速度演算器４３と収斂性補償器４４と慣性補償器４５とＳＡＴ推定補償器４６と加算器４７ａ，４７ｂ，４７ｃと減算器４８ａ，４８ｂとを備えて構成される。

また、当該コントロールユニット３０に入力される前記操舵トルク信号Ｔと前記車速信号Ｖと前記モータ角度信号θなどの外部から入力される外部情報信号は、前記コントロールユニット３０で演算処理できるように、例えば図示しないＡ／Ｄ変換器にてアナログ信号からデジタル信号に変換されている。なお、前記速度信号Ｖなどの信号は車両に搭載されているＣＡＮなどのデジタル通信回線を経由して、コントロールユニット３０に入力されてもよい。また、これら信号は図示しない増幅器で増幅され、また図示しないローパスフィルタにて濾波処理が適宜施されている。

ここで、アシスト制御を実現するための前記コントロールユニット３０の動作の流れについて説明する。

コントロールユニット３０に入力される、トルクセンサ１０で検出された操舵トルク信号Ｔと、車速センサ１２で検出された車速信号Ｖとは操舵補助指令値演算器３１に入力される。当該操舵補助指令値演算器３１は、入力された操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖとに基づいてモータ２０に供給する電流の制御目標値（アシスト指令）である操舵補助指令値Ｉを決定する。

また、操舵トルクは、車両が停止した状態では最も大きく、一方車速が大きいほど前記操舵トルクは小さくなる特性がある。したがって、操舵補助指令値演算器３１では、操舵トルク信号Ｔとモータ２０に供給される操舵補助指令値Ｉとの関係を車速信号Ｖに応じて変化させることによって、操舵フィーリングを向上させるとともに車両挙動の安定化を図っている。

前記操舵補助指令値Ｉは加算器４７ａとＳＡＴ推定補償器４６とに出力される。また、前記操舵トルク信号Ｔは、ＳＡＴ推定補償器４６にも入力される。

一方、前記モータ角速度演算器４２では、前記モータ角度検出回路２１で検出されたモータ角度信号θを取り込み、当該モータ角度信号θを例えば微分処理を施してモータ角速度ωを算出する。当該モータ角速度ωは収斂性補償器４４と、モータ角加速度演算器４３と、ＳＡＴ推定補償器４６とにそれぞれ入力される。さらに、当該モータ角加速度演算器４３は、前記モータ角速度ωを、例えばさらに微分処理を施してモータ角加速度αを算出し、慣性補償器４５とＳＡＴ推定補償器４６とに出力する。

収斂性補償器４４は、前記モータ角速度ωを入力として、車両の収斂性を改善するために、操向ハンドル１の回転を妨げる方向に前記操舵補助指令値Iを補正して当該操向ハンドル１の振れ回る動作に対してブレーキをかけるようになっており、操舵後の当該操向ハンドル１の挙動を安定化する。

そして、慣性補償器４５は、前記モータ角加速度演算器４３で算出され出力されたモータ角加速度αを入力として、操向ハンドル１やピニオンラック機構５やモータ２０や減速ギア３などの駆動系に係る慣性系の変動に応じて前記操舵補助指令値Iを補正して補助トルクの変動を抑制する。これにより、操舵者に駆動系の慣性が伝達しないように働き、操舵フィーリングを向上させている。

また、ＳＡＴ推定補償器４６は、前記操舵トルク信号Ｔと操舵補助指令値Ｉと前記モータ角加速度αと前記モータ角速度ωとを入力とし、操向ハンドル１の操作を助ける方向に前記操舵補助指令値Ｉを補正し、操舵後の操向ハンドル１の戻りを改善する。

さらに、加算器４７ｃは、前記慣性補償器４５の出力と前記ＳＡＴ推定補償器４６の出力とを加算処理して加算器４７ｂに出力する。当該加算器４７ｂは、前記加算器４７ｃの出力と収斂性補償器４４との出力とを加算処理して加算器４７ａに出力する。

加算器４７ａは、前記加算器４７ｂの出力と前記操舵補助指令値Ｉとを入力として、これら入力を加算処理した後に電流指令値演算器３２に出力される。当該電流指令値演算器３２は、前記加算器４７ａの出力に基づいて、モータ２０各相の電流指令値をロータ回転座標系のｄ軸およびｑ軸の各電流指令値として算出し、それぞれを減算器４８ａ，４８ｂに出力する。

次に、電流フィードバック処理器３９について説明する。
電流フィードバック処理部３９は、第１電流フィードバック処理部３９ａと第２フィードバック処理部３９２ｂを有して構成される。

前記第１電流フィードバック処理器３９ａは、モータ２０のａ相、ｂ相とにそれぞれ付設された電流検出センサ３８ａ，３８ｂによりそれぞれ検出された，ａ相，ｂ相の電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂを入力とする。ここで、次式に示す三相モータの電流値の関係式がある。

この式（１）により、三相モータの２相から検出される電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂ関しｄ・ｑ軸における電流値の回転座標系変換式は式（２）として簡略化できる。ただし、πは円周率である。

したがって、前記第１電流フィードバック処理器３９ａは、前記電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂが入力されて、式（２）に基づきｄ軸およびｑ軸における電流値を演算して、電流フィードバック指令値として、前記電流フィードバック処理器の後段に設けられた出力切換器４０に出力する。

また、前記第２電流フィードバック処理演算器３９ｂでは、モータ２０の各相に付設されたモータ端子電圧検出器３８ａ，３８ｂ，３８ｃにより検出される各相の電圧検出値ｖ_ｒ，ａ，ｖ_ｒ，ｂ，ｖ_ｒ，ｃが入力され、ｄ軸およびｑ軸における電流値を推定演算して、電流フィードバック指令値として出力切換器４０に出力する。

前記前記第２電流フィードバック処理演算器３９ｂにおけるｄ軸およびｑ軸における電流値を推定演算は、次に示す同期モータの電圧電流方程式に基づいて算出している。

なお、ｉ_ｄはｄ軸における電流値（界磁電流）、ｉ_ｑはｑ軸における電流値（トルク電流）、Ｖ_ｄはｄ軸における電圧値（界磁電圧）、Ｖ_ｑはｑ軸における電圧値（トルク電圧）、Ｒはモータ２０の巻線抵抗、Ｌはモータ２０のインダクタンス、ωはモータ２０内での回転磁界の角速度、Ｋｅは誘起電圧定数、ｓはｄ／ｄｔ（ラプラス演算子）である。
さらに、ここでサンプリング周期ｔｓで微分を差分商で置き換えて、ｓ・ｉ_ｄ＝｛ｉ_ｄ（ｋ）−ｉ_ｄ（ｋ−１）｝／ｔｓ、ｓ・ｉ_ｑ＝｛ｉ_ｑ（ｋ）−ｉ_ｑ（ｋ−１）｝／ｔｓ（ただし、ｋは整数）とし、式（３）を離散化すると式（４）が導き出される。

したがって、式（４）によれば１サンプリング周期前の電流検出値ｉ_ｄ（ｋ−１），ｉ_ｑ（ｋ−１）と、電圧値Ｖ_ｄ，Ｖ_ｑと、モータ角速度ωと、によりｄ軸およびｑ軸における電流値を推定演算することができることがわかる。

この演算の流れを図３に従って詳細に説明する。
第２電流フィードバック処理器３９ｂは、三軸／ｄｑ軸電圧変換器５１とｄｑ軸電流推定値算出器５０と遅延演算器５２，５２を備えている。

三軸／ｄｑ軸電圧変換器５１では、各相の電圧検出値ｖ_ｒ，ａ，ｖ_ｒ，ｂ，ｖ_ｒ，ｃが入力され、変換演算を行って界磁電圧Ｖ_ｄとトルク電圧Ｖ_ｑとを算出し、ｄｑ軸電流推定値算出器５０に出力する。

ここで、遅延演算器は、ｄｑ軸電流推定値算出器５０の出力である界磁電流ｉ_ｄ（ｋ）とトルク電流ｉ_ｑ（ｋ）とにより、１サンプリング周期前の界磁電流ｉ_ｄ（ｋ−１）とトルク電流ｉ_ｑ（ｋ−１）とを算出してｄｑ軸電流推定値算出器５０に出力する。

ｄｑ軸電流推定値算出器５０では、界磁電流ｉ_ｄ（ｋ−１）とトルク電流ｉ_ｑ（ｋ−１）と、界磁電圧Ｖ_ｄとトルク電圧Ｖ_ｑと、モータ角速度ωとを入力として、式（４）に従って界磁電流ｉ_ｄ（ｋ）とトルク電流ｉ_ｑ（ｋ）とを推定演算する。これら処理をサンプリング周期ごとに行うことにより、次々にｄ軸およびｑ軸における電流値を推定演算する。また、当該推定演算にあたっては、推定誤差を除去するためローパスフィルタなどの濾波処理を施してもよい。

ここで、再び図２に戻って説明を続ける。
異常検出器４１は、前記第１電流フィードバック処理部３９ａと同じく前記電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂが入力され、コントロールユニット３０の出力異常の判定を行い、その判定結果を出力切換器４０に出力する。出力切換器４０は、当該判定結果に基づき、前記第１電流処理演算器と前記第２電流フィードバック処理演算器との出力の切換えを選択的に行う。即ち、前記出力切換器４０は、前記判定結果が正常であった場合には第１電流処理演算器の演算結果を、前記判定結果が異常であった場合には第２電流フィードバック処理演算器の演算結果をそれぞれ切り換えて最終的な電流フィードバック指令値ｉ_ｄ，ｉ_ｑとして出力する。

なお、異常検出器４１の異常判定は、前記前記電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂが正常状態（通常稼動状態）では検出されない値を示す場合によって行うか、あるいは前記電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂと前述した第２電流フィードバック処理部３９ｂの出力値（推定演算値）との偏差を算出し当該偏差が予め設定される閾値異常の値を示す場合によって行うが、特にこれに限らず種々のものが採用できる。

そして、減算器４８ａ，４９ｂでは、前記電流指令値演算器３２の出力（電流値）から、出力切換器４０の出力（電流フィードバック値ｉ_ｄ，ｉ_ｑ）をｄ軸、ｑ軸それぞれで減算処理する。この電流フィードバックにより、モータ２０の出力トルクの制御を実現している。

電流制御器３３は、前記減算器４８ａ，４８ｂの出力を取り込みｄ軸およびｑ軸の電圧指令値を演算して、その演算結果をｄｑ／三軸変換器に出力する。当該ｄｑ／三軸変換器では、モータ２０に実際に印加する制御指令値（電圧値）を各相別に等価変換してデューティ比演算器３６に伝達する。当該デューティ比演算器３６では、前記ｄｑ／三軸変換器の出力結果に基づいてＰＷＭ（パルス幅変調）信号の演算を行ってインバータ回路３７を駆動する。

インバータ回路３７は、図示しない複数のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）駆動回路などから構成され、当該ＦＥＴ駆動回路は前記ＰＷＭ信号によって、ＯＮ／ＯＦＦされ、実際にモータ２０に印加される電流を制御する。これにより、モータ２０は操舵補助指令値Ｉに基づく駆動電流が供給されて、操向ハンドル１に操舵補助力を伝達して、操舵者の操舵支援を実現している。

なお、コントロールユニット３０には、上述の伝達関数のほか、適宜種々の制御部および補償器などを有すことができ、例えばモータ最大電流制限部、自己診断部、情報通信部などを有すことができる。なお、前記情報通信部は、ＬＡＮやＣＡＮなどの情報ネットワークで構成することができる。

したがって、本実施形態によれば、電流フィードバック処理器３９は、電流検出器３７ａ，３８ｂの検出結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第１電流フィードバック処理部３９ａと、モータ２０の端子電圧ｖ_ｒ，ａ，ｖ_ｒ，ｂ，ｖ_ｒ，ｃと前記モータ２０のモータ角度信号θとに基づいて前記モータ２０の電流値を推定して、この推定結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第２電流フィードバック処理部３９ｂとを備え、コントロールユニット３０は異常検出器４１が異常を検出しない場合には前記第１電流フィードバック処理部３９ａの処理結果によりモータ２０を制御し、前記異常検出器４１が異常を検出した場合には前記第２電流フィードバック処理部３９ｂの処理結果により前記モータを制御するので、何れかの電流検出手段で異常が発生して、例えば正常なものを識別不可能な場合あるいは電流検出センサ全部が異常発生した場合においても、モータの電流値を使用せずに、モータの電流値を推定してアシスト制御を継続することができる。

さらに、本実施形態によれば、例えば、電流検出器３７ａ，３８ｂの一方が異常発生して正常なものを識別不可能な場合、あるいは電流検出器３７ａ，３８ｂ全部が異常発生した場合などにおいても、別途装置を設けることなくアシスト制御を継続することができるので、製造コストを抑制することができる。

（第２実施形態）
さらに、図４を参照して、本発明に係る第２実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置について説明する。なお、前述の図１および図２に示した構造と同様な部分の構成については図１および図２と同符号で示し、その説明を簡略化あるいは省略する。

本実施形態では、電流制御においてベクトル制御を行わず、モータ２０の相ごとに電流フィードバック指令値をフィードバックして制御を行っている構成である。

電流フィードバック処理器１３９では、第１電流フィードバック処理演算器１３９ａと第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂとを備えており、前記第１電流フィードバック処理演算器１３９ａには、電流検出器３７ａ，３７ｃにより検出された電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｃが入力され、また第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂにはモータ端子電圧検出器３８ａ，３８ｂ，３８ｃにより検出される各相の電圧検出値ｖ_ｒ，ａ，ｖ_ｒ，ｂ，ｖ_ｒ，ｃが入力される。なお、本実施形態では、前記電流検出器３７ａ，３７ｃはモータ２０のａ相とｃ相とに付設されている。

前記第１電流フィードバック処理演算器１３９ａは、上述した式（１）の関係式があるので、

の式により、残るモータ２０のｂ相の電流値により算出して、モータ２０のａ相、ｂ相、ｃ相の電流検出値ｉ_ｒ，ａ，ｉ_ｒ，ｂ，ｉ_ｒ，ｃを出力切換器１４１に電流フィードバック値ｉ_ａ，ｉ_ｂ，ｉ_ｃとして出力する。

また、三軸―ｄｑ軸の電流変換は、

により行うことができるので、この逆変換行列を用いてｄｑ軸から三軸への電流変換は、

により演算することができる。

したがって、前記第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂは、図５に示した処理を行うことにより、モータ２０のａ相、ｂ相、ｃ相の電流値を推定して、電流フィードバック値ｉ_ａ，ｉ_ｂ，ｉ_ｃとして出力する。即ち、第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂは、三軸／ｄｑ軸電圧変換器５１とｄｑ軸電流推定値算出器５０と遅延演算器５２，５２と、さらにｄｑ軸／三軸変換器１５３とを備えて、ｄｑ軸電流推定値算出器５０から出力された演算結果を上述した式（７）に従って三相に変換して電流フィードバック値ｉ_ａ，ｉ_ｂ，ｉ_ｃを出力している。

ここで再度、図４に戻って説明を続ける。
出力切換器１４１は、前記第１電流フィードバック処理演算器１３９ａと前記第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂとの演算結果を取り込む。そして、当該出力切換器１４１は、異常検出器４０が異常を検出しない場合には前記第１電流フィードバック処理演算器１３９ａの演算結果を、異常検出器４０が異常を検出する場合には前記第２電流フィードバック処理演算器１３９ｂの演算結果を最終的な電流フィードバック値ｉ_ａ，ｉ_ｂ，ｉ_ｃとして減算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃに出力する。

一方、電流指令値演算器１３２は、加算器４７ａの出力に基いて、モータ２０の各相の電流制御値をそれぞれ算出して、減算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃに出力する。当該減算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃは、前記電流指令値演算器１３２と前記出力切換器１４０との出力とを取り込み、前記電流指令値演算器１３２の出力から前記出力切換器１４０の出力をモータ２０の各相に対応して減算演算し、その演算結果を電流制御器１３３に出力する。当該電流制御器１３３は前記減算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃの出力結果に基づき、モータ２０の各相における電圧指令値を算出して、この算出結果をデューティ比演算器３６に伝達する。それ以外の様態は、第１実施形態と同様である。

したがって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様な効果を奏するが、特に電流フィードバック値をモータ２０の各相に対応してそのままフィードバックするので、ｄｑ軸への変換演算回数を減らすことができ、演算処理の速度を向上させることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、その一部またはすべてをＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウエアで実現してもよい。また、本発明の様態では操舵補助指令値演算器は操舵トルク信号と車速信号とが入力され、これら入力値に基いて操舵指令値を演算したが、少なくとも操舵トルク信号が入力されていればよい。

さらに、第２電流フィードバック処理部の電流推定精度が十分に高ければ、電流検出器を設けず、常時、推定電流でアシスト制御を実施することができ、これにより電動パワーステアリング装置を低コスト化することができるとともに、信頼性の高い電動パワーステアリング装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置を示す概略模式図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットのブロック構成図である。 第１実施形態に係る第２電流フィードバック処理器を示すブロック構成図である。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットのブロック構成図である。 第２実施形態に係る第２電流フィードバック処理器を示すブロック構成図である。

符号の説明

１ 操舵ハンドル
２ コラム軸
３ 減速ギア
４ａ，４ｂ ユニバーサルジョイント
５ ピニオンラック機構
６ タイロッド
１０ トルクセンサ
１１ イグニッションキー
１２ 車速センサ
１４ バッテリ
２０ モータ
２１ モータ角度検出回路
３０ コントロールユニット（制御装置）
３１ 操舵補助指令値演算器
３２ 電流指令値演算器（電流指令値演算手段）
３３，１３３ 電流制御器（電流制御手段）
３７ａ，３７ｂ，３７ｃ 電流検出器（電流検出手段）
３９ 電流フィードバック処理手段
３９ａ，１３９ａ 第１電流フィードバック処理器（第１電流フィードバック処理器手段）
３９ｂ，１３９ｂ 第２電流フィードバック処理器（第２電流フィードバック処理器手段）
４０，１４０ 出力切換器（出力切換手段）
４１ 異常検出器（異常検出手段）
５０ ｄｑ軸電流推定値算出器（ｄｑ軸電流推定値算出手段）
５１ 三軸／ｄｑ軸電圧変換器（三軸／ｄｑ軸電圧変換手段）
５２ 遅延素子

Claims (2)

1. 操向ハンドルに発生する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、少なくとも前記操舵トルクに基いて電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、ステアリング機構に操舵補助力を付与するモータと、当該モータの電流値を検出する電流検出手段と、電流フィードバック指令値を処理する電流フィードバック処理手段と、前記電流フィードバック指令値と前記電流指令値とに基づいて電流制御値を演算出力して前記モータを制御する電流制御手段と、を備えた車両用電動パワーステアリング装置の制御装置において、
   前記電流検出手段の検出結果により異常を検出する異常検出手段を備え、
   前記電流フィードバック処理手段は、前記電流検出手段の検出結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第１電流フィードバック処理部と、前記モータの端子電圧と前記モータの回転数とに基づいて前記モータの電流値を推定して、この推定結果に基づいて電流フィードバック指令値を処理する第２電流フィードバック処理部と、を有し、且つ
   前記異常検出手段が異常を検出しない場合には、前記第１電流フィードバック処理部の処理結果により前記モータを制御し、
   前記異常検出手段が異常を検出した場合には、前記第２電流フィードバック処理部の処理結果により前記モータを制御することを特徴とする車両用電動パワーステアリング装置の制御装置。
2. 前記モータが３相ブラシレスモータであり、
   前記第２電流フィードバック処理部は、前記モータの界磁電流Ｉ_ｄとトルク電流Ｉ_ｑを推定するｄｑ軸電流推定値算出手段と、前記モータの各相のモータ端子電圧を界磁電圧Ｖ_ｄとトルク電圧Ｖ_ｑとに変換する三軸／ｄｑ軸電圧変換器とを有し、且つ
   前記ｄｑ軸電流推定値算出手段は、前記界磁電圧Ｖ_ｄと前記トルク電圧Ｖ_ｑと前記モータの回転数と１サンプリング周期前の界磁電流Ｉ_ｄとトルク電流Ｉ_ｑとを入力として、ｄｑ軸電流を推定することを特徴とする請求項１に記載の車両用電動パワーステアリング装置の制御装置。

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