JP2009196532A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転角補正制御部40は、ステアリング操作の方向に位相をずらすべく回転角θを補正するような第2補正量ε2を演算する第2補正量演算部42を備え、その演算された第2補正量ε2を回転角θに加算することにより該回転角θを補正する。また、回転角補正制御部40は、電流制限の実行により生じた減速区間の存在に起因するステアリング操作に対するモータ回転の著しい追従性の低下、即ち引っ掛かりの発生を検出する引っ掛かり判定部45を備える。そして、第2補正量演算部42は、当該引っ掛かりの発生が検出された場合には、その出力する第2補正量ε2を、通常時の値(絶対値)よりも大きな値(ε2´)へと変更する。
【選択図】図9
Description
上記構成によれば、容易且つ簡素な構成にて、回転角補正量の適正化を図ることができるとともに、引っ掛かり発生時における当該回転補角正量の増大に伴う逆アシストトルクの変化を穏やかなものとすることができる。その結果、引っ掛かり後の動き出しを円滑化して、更なる操舵フィーリングの向上を図ることができるようになる。
以下、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した第1の実施形態を図面に従って説明する。
図2は、本実施形態のEPSの制御ブロック図である。同図に示すように、ECU11は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン17と、モータ制御信号に基づいてモータ12に三相の駆動電力を供給する駆動回路18とを備えている。
図2に示すように、本実施形態のECU11では、マイコン17には、EPS1に何らかの異常が生じた場合に、該異常の態様を特定するための異常判定部31が設けられている。そして、ECU11(マイコン17)は、この異常判定部31により特定(判定)された異常の態様に応じて、モータ12の制御モードを変更する。
− 電流指令自体が略「0」である場合
この点を踏まえ、本実施形態では、先ず、判定対象であるX相の相電流値Ixを所定値Ithと比較することにより、当該相電流値Ixが「0」であるか否かを判定する。そして、断線時以外に相電流値Ixが「0」若しくは「0に近い値」をとる上記二つのケースに該当するか否かを判定し、当該二つのケースに該当しない場合には、X相に断線が発生したものと判定する。
図7のフローチャートに示すように、マイコン17は、先ず何らかの異常が発生したか否かを判定し(ステップ201)、異常が発生したと判定した場合(ステップ201:YES)には、続いてその異常が制御系の異常であるか否かを判定する(ステップ202)。次に、ステップ202において、制御の異常が発生したと判定した場合(ステップ202:YES)、現在の制御モードが二相駆動モードであるか否かを判定し(ステップ203)、二相駆動モードではない場合(ステップ203:NO)には、当該制御系の異常が、通電不良相の発生であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、通電不良相が発生したと判定した場合(ステップ204:YES)には、当該通電不良相以外の残る二相を通電相とするモータ制御信号の出力を実行する(二相駆動モード、ステップ205)。
次に、本実施形態における二相駆動時の回転角補正制御の態様について説明する。
図3に示すように、本実施形態では、二相駆動時、相電流フィードバック制御を実行することにより各相電圧指令値Vu**,Vv**,Vw**を演算する第2電流制御部24bには、その相電流指令値Iv*を生成する際に基礎となる回転角θを補正する回転角補正制御部40が設けられている。そして、相電流指令値演算部33には、電流指令値演算部23の出力するq軸電流指令値Iq*とともに、この回転角補正制御部40において補正された後の回転角θ´が入力されるようになっている。
上述のように、二相駆動時、各通電相に対して正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電する構成においては、その通電相となる各相電流値の符号が、その漸近線に対応する各回転角θA,θBを挟んで反転する(図5参照)。そのため、電流指令値としての相電流指令値Ix*と実電流である相電流値Ixとの間に位相のずれが生じた場合(図10参照)には、モータ12の回転角θが、上記漸近線に対応する所定の回転角θA,θBを通過する際、当該所定の回転角θA,θBの近傍に、その電流制御における電流指令値の符号と実電流値の符号とが一致しなくなる領域が発生する。つまり、モータ12を逆方向に回転させるような電流の発生する領域が存在することになり、その逆方向の電流の発生、即ち操舵方向とは逆向きのアシストトルク(逆アシストトルク)の発生によりモータ12の円滑な回転が妨げられ、ひいては操舵フィーリングの低下を招くおそれがある。
図16及び図17は、ともに、二相駆動時における操舵トルクτとモータ12の回転角速度ωとの関係、即ちステアリング操作に対するモータ回転の追従性を示すグラフであり、図16は上記回転角補正制御を行わない場合のグラフ、図17は上記回転角補正制御を行った場合のグラフである。尚、これら各図において、破線に示す波形Lは操舵トルクτの推移を示し、実線に示す波形Mはモータの回転角速度ωの推移を示している。
次に、本実施形態における上記回転角補正に起因する振動及び引っ掛かりの抑制制御の態様について説明する。
(1)回転角補正制御部40は、ステアリング操作の方向に位相をずらすべく回転角θを補正するような第2補正量ε2を演算する第2補正量演算部42を備え、その演算された第2補正量ε2を回転角θに加算することにより回転角補正を実行する。また、回転角補正制御部40は、電流制限の実行により生じた上記減速区間の存在に起因するステアリング操作に対するモータ回転の著しい追従性の低下、即ち引っ掛かりの発生を検出する検出手段としての引っ掛かり判定部45を備える。そして、第2補正量演算部42は、当該引っ掛かりの発生が検出された場合には、その出力する第2補正量ε2を、通常時の値(絶対値)よりも大きな値(ε2´)へと変更する。
以下、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した第2の実施形態を図面に従って説明する。
図23のフローチャートに示すように、逆アシスト補正量演算部51は、先ず、操舵方向とモータ回転方向とが不一致であるか否かを判定し(ステップ501)、不一致である場合(ステップ501:YES)には、続いて回転角θが上記電流制限範囲内(θ1<θ<θ2,θ3<θ<θ4)にあるか否かを判定する(ステップ502)。尚、上記ステップ501における回転方向の判定は、操舵トルクτ及びモータ12の回転角速度ωの符号が一致するか否かに基づいて行われ、その場合における「不一致」には、上記第1の実施形態と同様に、モータ12が停止している場合(回転角速度ω=0)も含まれる。
次に、本実施形態における上記回転角補正に起因する振動及び引っ掛かりの抑制制御の態様について説明する。
(1)回転角補正制御部50には、逆アシスト補正量演算部51が設けられており、同逆アシスト補正量演算部51は、上記減速区間の存在に起因するモータ回転の停止及び逆回転の発生を検知して、一定の値(絶対値)を有する逆アシスト補正量εraを演算する。そして、逆アシスト補正量演算部51は、回転角θと上記漸近線に相当する所定の回転角θvとの位置関係に基づいて(θv=θA,θB)、その加算による補正後の回転角θ´を当該所定の回転角θv側にずらすような「進み位相補正」又は「遅れ位相補正」が行われるよう当該逆アシスト補正量εraの符号を決定して出力する。
以下、本発明を電動パワーステアリング装置(EPS)に具体化した第2の実施形態を図面に従って説明する。
・上記各実施形態では、モータ制御装置としてのECU11は、大別して、「通常制御モード」、「アシスト停止モード」、及び「二相駆動モード」の3つの制御モードを有することとした。しかし、異常発生時におけるモータ制御の形態は、これらのモードに限るものではない。つまり、通電不良相発生時に該通電不良発生相以外の二相を通電相としてモータ制御を実行する構成であれば、どのようなものに適用してもよい。また、異常検出(判定)の方法についても、本実施形態の構成に限るものではない。
・上記第2の実施形態では、意図的に逆アシストトルクを発生させるような回転角補正を行う際には、回転角θが電流制限範囲内にあることを条件とした(図23参照、ステップ502)。しかし、このような条件判定は、必ずしも行わなくとも良い。
・さらに、電流制御の形態としては、必ずしも、上記各実施形態のような三相交流座標(U,V,W)における相電流フィードバック制御でなくともよい。例えば、以下に示す(6)〜(8)式により、通電不良発生相に応じた所定の回転角θA,θBを漸近線として、正接曲線(タンジェント)状に変化するd軸電流指令値Id*を演算する。そして、該d軸電流指令値Id*に基づくd/q座標系の電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成する構成に適用してもよい(図27参照、同図はU相通電不良時の例)。また、フィードバック制御に限らず、オープン制御の実行によりモータ制御信号の出力を実行するものに適用してもよい。
Claims (5)
- モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の前記駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備えてなり、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時には、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行し、且つ前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、前記ステアリング操作の方向に位相をずらすべく前記回転角を補正するものであって、
前記ステアリング操作に対するモータ回転の追従性低下を検出する検出手段を備え、
前記モータ制御信号出力手段は、前記モータ回転の追従性低下が検出された場合には、前記回転角の補正量を増大させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - モータを駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置と、前記モータに対する駆動電力の供給を通じて前記操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段と、前記モータ制御信号に基づいて前記モータに三相の前記駆動電力を供給する駆動回路と、前記モータの各相に生じた通電不良を検出可能な異常検出手段とを備えてなり、前記モータ制御信号出力手段は、前記モータの回転角に基づく電流制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、前記通電不良の発生時には、その通電不良発生相以外の二相を通電相として前記モータ制御信号の出力を実行する電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記通電不良の発生時には、前記各通電相に対し、前記通電不良発生相に応じた所定の回転角を漸近線として正割曲線又は余割曲線状に変化する相電流を通電すべく前記電流制御を実行し、且つ前記相電流を所定範囲内に制限する電流制限を行うとともに、前記ステアリング操作の方向と前記モータの回転方向とが一致しない場合には、前記漸近線に相当する所定の回転角の方向に位相をずらすべく前記回転角を補正するものであって、
前記ステアリング操作に対するモータ回転の追従性低下を検出する検出手段を備え、
前記モータ制御信号出力手段は、前記モータ回転の追従性低下が検出された場合には、前記回転角の補正量を増大させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記モータ制御信号出力手段は、前記追従性低下が解消されるまで、前記回転角の補正量を漸次増大させること、を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記検出手段は、前記モータの回転角が前記電流制限の行われる範囲内にある場合にのみ、前記追従性低下を検出した旨の判定をすること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記検出手段は、前記モータの回転角が一定となった後の操舵トルクの変化量が所定の閾値を超えた場合に、前記追従性低下が発生したものと判定すること、
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
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