JP3139977B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電動機の動力を操
舵補助力としてステアリング系に直接作用させ、ドライ
バの操舵力を軽減する電動パワーステアリング装置に係
り、特に温度特性等により発生する電動機電流センサの
オフセットを補償する電動パワーステアリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電動パワーステアリング装置は、
本願出願人が特開平０９−０１１９１８号公報で開示し
たように、電動機電流が０の場合に電動機電流検出手段
から検出される電動機電流信号に基づいて補正値を決定
する補正手段を備え、電動機電流が流れない場合には電
動機電流信号を０に補正することにより、電動機電流検
出手段のオフセットを補正するように構成されている。

【０００３】また、特開平０９−０１１９１８号公報に
開示された電動パワーステアリング装置は、イグニッシ
ョンスイッチのオン情報が入力される毎に補正値を設定
する補正値設定手段を備え、車両の始動時には電動機電
流信号の誤差を補正することができるので、車両の始動
時には常に電動機電流信号の補正値を更新して電動機電
流検出手段のオフセットが０に設定される。

【０００４】このように、従来の電動パワーステアリン
グ装置は、イグニッションスイッチがオン操作されて車
両が始動された場合には、常に電動機電流検出手段のオ
フセットを補正することができるので、操舵トルクに対
応した精度の高い電動機電流で電動機を駆動することが
でき、左右操舵特性がバランスした操舵フィーリングが
得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電動パワーステ
アリング装置は、イグニッションスイッチがオン操作さ
れた車両の始動時には、常に電動機電流検出手段のオフ
セットを補正することができるが、イグニッションスイ
ッチのオン操作（始動）後からイグニッションスイッチ
のオフ操作（停車）までの電動機電流検出手段のオフセ
ット変動に対してオフセット補正ができない。

【０００６】例えば、気温が低い状態で車両を始動さ
せ、充分長い時間車両を走行させるような場合、気温の
上昇、エアコンによる車室内の温度上昇、またはエンジ
ン駆動による温度上昇等により、電動機電流検出手段が
低温（例えば、−１０℃）から比較的高温（例えば、５
０℃）までの温度変化の影響を受け、電動機電流検出手
段の有する温度特性に起因したオフセットの変動が発生
し、このオフセット変動に伴って左右操舵特性にアンバ
ランスを生じ、操舵フィーリングの低下招く課題があ
る。

【０００７】電動機電流検出手段の温度特性に起因した
オフセットの変動に対しては、電動機電流検出手段を温
度補償すれば解消することができるが、オフセットの変
動を限りなく小さくすることは、温度補償のためのコス
トアップを招くという新たな課題が発生する。

【０００８】また、車両が走行中に、温度特性の他の何
らかの原因によって電動機電流検出手段のオフセットが
変動する場合には、原因が特定できないため温度補償の
ような有効なオフセット補償ができない課題がある。

【０００９】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、その目的は車両が走行中に、温度特性
や何らかの原因による電動機電流検出手段のオフセット
変動を補償して左右操舵特性をバランスさせ、安定した
操舵フィーリングを得ることができる電動パワーステア
リング装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係る電動パワーステアリング装置の制御手段
は、電動機電流を検出する電動機電流センサのオフセッ
トを、所定時間における右操舵と左操舵の頻度が同じで
あるとみなして所定時間内の右操舵と左操舵の頻度の差
が０でないときにはオフセットが発生していると判断し
て、この差が０になるように補償するオフセット補償手
段を備えたことを特徴とする。

【００１１】この発明に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段は、電動機電流を検出する電動機電流セン
サのオフセットを、所定時間における右操舵と左操舵の
頻度が同じであるとみなして所定時間内の右操舵と左操
舵のの頻度の差が０でないときにはオフセットが発生し
ていると判断して、この差が０になるように補償するオ
フセット補償手段を備えたので、右操舵と左操舵の所定
時間内の頻度が異なる場合には、電動機電流センサにオ
フセットがあると判断し、右操舵と左操舵の所定時間内
の頻度の違いに応じてオフセットを補正することができ
る。

【００１２】また、この発明に係るオフセット補償手段
は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間
を計時する計時手段と、右操舵時間と左操舵時間の時間
偏差を演算する偏差演算手段と、時間偏差に基づいてオ
フセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段と
を備えたことを特徴とする。

【００１３】この発明に係るオフセット補償手段は、電
動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間を計時
する計時手段と、右操舵時間と左操舵時間の時間偏差を
演算する偏差演算手段と、時間偏差に基づいてオフセッ
ト補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備え
たので、右操舵時間と左操舵時間の時間偏差からオフセ
ットの大きさおよび極性に対応したオフセット補正量を
決定し、電動機電流センサのオフセットを補正すること
ができる。

【００１４】さらに、この発明に係るオフセット補償手
段は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時
間を計時する計時手段と、操舵時間比を演算する操舵時
間比演算手段と、操舵時間比に基づいてオフセット補正
量を設定するオフセット補正量設定手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１５】この発明に係るオフセット補償手段は、電
動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間を計時
する計時手段と、操舵時間比を演算する操舵時間比演算
手段と、操舵時間比に基づいてオフセット補正量を設定
するオフセット補正量設定手段とを備えたので、右操舵
時間と左操舵時間の操舵時間比からオフセットの大きさ
および極性に対応したオフセット補正量を決定し、電動
機電流センサのオフセットを補正することができる。

【００１６】また、この発明に係るオフセット補償手段
は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積算
値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の左
積算値を計時する積算値計時手段と、右積算値と左積算
値の積算偏差を演算する偏差演算手段と、積算偏差に基
づいてオフセット補正量を設定するオフセット補正量設
定手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】この発明に係るオフセット補償手段は、右
操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積算値およ
び左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の左積算値
を計時する積算値計時手段と、右積算値と左積算値の積
算偏差を演算する偏差演算手段と、積算偏差に基づいて
オフセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段
とを備えたので、右操舵に対応した右積算値と左操舵に
対応した左積算値の積算偏差からオフセットの大きさお
よび極性に対応したオフセット補正量を決定し、電動機
電流センサのオフセットを補正することができる。

【００１８】さらに、この発明に係るオフセット補償手
段は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積
算値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の
左積算値を計時する積算値計時手段と、積算値の比を演
算する積算比演算手段と、積算比に基づいてオフセット
補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１９】この発明に係るオフセット補償手段は、右
操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積算値およ
び左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の左積算値
を計時する積算値計時手段と、積算値の比を演算する積
算比演算手段と、積算比に基づいてオフセット補正量を
設定するオフセット補正量設定手段とを備えたので、右
操舵に対応した右積算値と左操舵に対応した左積算値の
積算比からオフセットの大きさおよび極性に対応したオ
フセット補正量を決定し、電動機電流センサのオフセッ
トを補正することができる。

【００２０】また、この発明に係るオフセット補正量設
定手段は、オフセット補正量を電動機電流センサのオフ
セット最大値よりも小さい値に設定することを特徴とす
る。

【００２１】この発明に係るオフセット補正量設定手段
は、オフセット補正量を電動機電流センサのオフセット
最大値よりも小さい値に設定するので、一定の操舵角を
保持した状態で旋回を長時間行なうような特異操舵状態
のオフセット補正量を制限することができ、特異操舵状
態終了後の操舵特性への影響を少なくすることができ
る。

【００２２】さらに、この発明に係る制御手段は、電動
機電流を検出する電動機電流センサのオフセットを略非
操舵時における右操舵と左操舵の所定時間内の頻度が同
じとみなして補償するオフセット補償手段を備えたこと
を特徴とする。

【００２３】この発明に係る制御手段は、電動機電流を
検出する電動機電流センサのオフセットを略非操舵時に
おける右操舵と左操舵の所定時間内の頻度が同じとみな
して補償するオフセット補償手段を備えたので、特異操
舵状態のオフセット補正を禁止することができる。な
お、略非操舵状態とは、操舵トルク信号または電動機制
御信号が極めて小さい所定値以下となるような操舵状態
を表わす。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。なお、本発明は、車両が走
行中でも、所定時間の右操舵と左操舵の頻度が同じとみ
なして温度特性や何らかの原因による電動機電流検出手
段のオフセット変動を補償し、左右操舵特性をバランス
させて安定した操舵フィーリングを得ることができるも
のである。

【００２５】図１はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の全体構成図である。図１において、電動パワ
ーステアリング装置１は、ステアリングホイール１７に
一体的に設けられたステアリング軸２に自在継ぎ手３
ａ、３ｂを備えた連結軸３を介し、ステアリング・ギア
ボックス４内に設けたラック＆ピニオン機構５のピニオ
ン５ａに連結されて手動操舵力発生手段６を構成する。

【００２６】ピニオン５ａに噛み合うラック歯７ａを備
え、これらの噛み合いにより往復運動するラック軸７
は、その両端にタイロッド８を介して転動輪としての左
右の前輪９が連結される。

【００２７】このようにして、ステアリングホイール１
７操舵時には通常のラック＆ピニオン式の手動操舵力発
生手段６を介し、マニュアルステアリングで前輪９を転
動させて車両の向きを変えている。

【００２８】手動操舵力発生手段６による操舵力を軽減
するため、操舵補助力を供給する電動機１０をラック軸
７と同軸的に配設し、ラック軸７と同軸に設けられたボ
ールねじ機構１１を介して推力に変換し、ラック軸７
（ボールねじ軸１１ａ）に作用させる。

【００２９】ステアリング・ギアボックス４内にはドラ
イバの手動操舵トルクの方向と大きさを検出する操舵ト
ルクセンサ１２を配置し、操舵トルクセンサ１２が検出
した操舵トルクに対応したアナログ電気信号の操舵トル
ク信号Ｔ_Sを制御手段１５に提供する。また、車速セン
サ１４は車両の速度に対応した周波数の電気的なパルス
信号として検出し、車速信号Ｖ_Sを制御手段１５に提供
する。

【００３０】制御手段１５はマイクロプロセッサを基本
に各種演算手段、処理手段、信号発生手段、メモリ等で
構成し、車速信号Ｖ_Sに応動した操舵トルク信号Ｔ_Sに対
応する電動機制御信号Ｖ_O（例えば、オン信号、オフ信
号およびＰＷＭ信号の混成信号）を発生して電動機駆動
手段１６を駆動制御する。

【００３１】また、制御手段１５はオフセット補償手段
を備え、右操舵と左操舵に対応した電動機制御信号Ｖ_O
のオン信号の時間偏差、操舵時間比、操舵時間と対応す
る電動機制御信号の積である積算値に対応するＰＷＭ
（パルス幅変調）信号の継続時間（ＰＷＭ信号オン時
間）の偏差である積算偏差、ＰＷＭ（パルス幅変調）信
号の継続時間（ＰＷＭ信号オン時間）の比である積算比
に対応したオフセット補償量を出力し、電動機電流セン
サ１９のオフセットを補正するよう構成する。

【００３２】電動機駆動手段１６は、例えば４個のパワ
ーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のスイッチング素子
からなるブリッジ回路で構成し、電動機制御信号Ｖ_Oに
基づいて電動機電圧Ｖ_Mを出力し、電動機１０をＰＷＭ
駆動する。

【００３３】電動機電流センサ１９は、電流検知素子が
検知した電動機電流Ｉ_Mに対応した検知電圧Ｖ_Iを差動増
幅し、電動機電流Ｉ_Mに対応した電動機電流信号Ｉ_MOを
制御手段１５にフィードバック（負帰還）する。

【００３４】図２にこの発明に係る電動機駆動手段の駆
動説明図を示す。図２において、電動機駆動手段１６
は、４個のパワーＦＥＴ（電界効果トランジスタ）Ｑ１
〜Ｑ４からなるブリッジ回路で構成し、ドライバがステ
アリングホイールを右（時計回り方向）に操作した場合
には、制御手段１５からＱ１〜Ｑ４のそれぞれに電動機
制御信号Ｖ_Oを形成するオン信号Ｖ_ON+、オフ信号Ｖ_OF、
オフ信号Ｖ_OF、ＰＷＭ信号Ｖ_PWM+が供給され、電動機電
流Ｉ_M+が電源Ｖ_C→Ｑ１→電流検知素子（抵抗Ｒ_D）→電
動機１０→Ｑ４→車体アース（ＧＮＤ）の経路で流れ、
例えば電動機１０を正回転させてステアリング系に補助
操舵力を作用させて車両を右方向に操向させる。

【００３５】一方、ドライバがステアリングホイールを
左（反時計回り方向）に操作した場合には、制御手段１
５からＱ１〜Ｑ４のそれぞれに電動機制御信号Ｖ_Oを形
成するオフ信号Ｖ_OF、オン信号Ｖ_ON-、ＰＷＭ信号Ｖ
_PWM-、オフ信号Ｖ_OF、が供給され、電動機電流Ｉ_M-が電
源Ｖ_C→Ｑ３→電動機１０→電流検知素子（抵抗Ｒ_D）→
Ｑ２→車体アース（ＧＮＤ）の経路で流れ、例えば電動
機１０を逆回転させてステアリング系に補助操舵力を作
用させて車両を左方向に操向させる。

【００３６】電動機電流センサ１９は、電動機１０と直
列に接続された電流検知素子（抵抗Ｒ_D）と電動機電流
検出手段２０で構成し、電動機１０に流れる電動機電流
Ｉ_M+、Ｉ_M-を電流検知素子（抵抗Ｒ_D）で検出（電圧
Ｖ₊、Ｖ_-）し、差動の検知電圧Ｖ_I（＝Ｖ₊−Ｖ_-）を電
動機電流検出手段２０に供給する。

【００３７】図３にこの発明に係る電動機電流センサの
構成図を示す。図３において、電動機電流センサ１９
は、電流検知素子（抵抗Ｒ_D）と、変換手段２０Ａ、電
動機電流信号変換手段２０Ｂを備えた電動機電流検出手
段２０とから構成する。

【００３８】変換手段２０Ａは、例えばＩＣ化したオペ
アンプ（ＯＰ―１）をＶ_R（５Ｖ）の単一電源で駆動
し、図示しないバイアス抵抗でＶ_R／２（２.５Ｖ）の仮
想接地点を形成する。

【００３９】オペアンプ（ＯＰ―１）の仮想接地点をＶ
_R／２（２.５Ｖ）に設定したので、図４の電動機電流
（Ｉ_M）−検出電圧（Ｖ_DT）特性図において、抵抗Ｒ１
〜Ｒ４がノミナル値（Ｒ１＝Ｒ３、Ｒ２＝Ｒ４）で、電
動機電流Ｉ_Mが０の場合の検出電圧Ｖ_DTは２.５Ｖで検出
される。

【００４０】また、検出電圧Ｖ_DTは、電動機電流Ｉ_Mが
負（Ｉ_M-）の場合には所定の傾きＧ_K（＝Ｖ_DT／Ｉ_M-）
で２.５Ｖから０Ｖに向け減少し、電動機電流Ｉ_Mが正
（Ｉ_M+）の場合には傾きＧ_K（＝Ｖ_DT／Ｉ_M+）で２.５Ｖ
から５.０Ｖに向け増加する。

【００４１】なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ４がノミナル値（Ｒ１
＝Ｒ３、Ｒ２＝Ｒ４）であっても、オペアンプ（ＯＰ―
１）を含んだ変換手段２０Ａに温度特性がある場合に
は、電動機電流Ｉ_Mが０に対して検出電圧Ｖ_DTは２.５Ｖ
から増減した値となるオフセットを発生する。

【００４２】このように、変換手段２０Ａは仮想接地点
をＶ_R／２とした単一電源（Ｖ_R）駆動のオペアンプ（Ｏ
Ｐ―１）で構成したので、方向と電流値の異なる電動機
電流Ｉ_M-、Ｉ_M+（または、極性と絶対値の異なる検知電
圧Ｖ_I）を０ＶからＶ_R（５Ｖ）の単一極性の検出電圧Ｖ
_DTに変換して検出することができる。

【００４３】電動機電流信号変換手段２０Ｂは、ＲＯＭ
等のメモリで構成し、検出電圧Ｖ_DTを目標電流信号Ｉ_MS
のレベル範囲に対応した信号レベルに変換して電動機電
流信号Ｉ_MOを出力する。

【００４４】電動機電流信号Ｉ_MOは、抵抗Ｒ１〜Ｒ４が
ノミナル値のとき、変換手段２０Ａに温度特性ある場合
には、電動機電流Ｉ_Mが０でもオフセットに伴う変動分
を発生する。

【００４５】図５はこの発明に係る電動パワーステアリ
ング装置の要部ブロック構成図である。図５において、
制御手段１５は、マイクロプロセッサを基本に各種演算
手段、処理手段、メモリ等で構成し、目標電流設定手段
２１、偏差演算手段２２、駆動制御手段２３、オフセッ
ト補償手段２４、加算手段２８を備える。

【００４６】目標電流設定手段２１は、ＲＯＭ等のメモ
リを備え、予め設定した車速信号Ｖ_Sをパラメータとし
た操舵トルク信号Ｔ_Sと目標電流信号Ｉ_MSの対応データ
を記憶しておき、車速センサ１４が検出した車速信号Ｖ
_Sおよび操舵トルクセンサ１２が検出した操舵トルク信
号Ｔ_Sに基づいて対応する目標電流信号データＩ_MSを読
み出し、目標電流信号Ｉ_MSを加算手段２８に供給する。

【００４７】偏差演算手段２２は、減算機能を備え、目
標電流設定手段２１から供給される目標電流信号Ｉ
_MSと、加算手段２８から供給される電動機補正電流信号
Ｉ_MHとの偏差ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MH）を演算し、偏差信号
ΔＩを駆動制御手段２３に供給する。

【００４８】駆動制御手段２３は、ＰＩＤコントローラ
２３Ａ、電動機制御信号発生手段２３Ｂを備える。ＰＩ
Ｄコントローラ２３Ａは、比例（Ｐ）制御機能、積分
（Ｉ）制御機能、微分（Ｄ）制御機能を備え、偏差演算
手段２２から供給される偏差信号ΔＩ（＝Ｉ_MS−Ｉ_MH）
に比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御を施し、制御電流信
号Ｉ_Cを電動機制御信号発生手段２３Ｂに提供する。

【００４９】電動機制御信号発生手段２３Ｂは、ＰＷＭ
信号発生手段、オン信号発生手段を備え、ＰＩＤコント
ローラ２３Ａから提供される制御電流信号Ｉ_Cに基づい
てハンドルの右操舵または左操舵に対応した電動機制御
信号Ｖ_Oを発生し、電動機制御信号Ｖ_Oを電動機駆動手段
１６（図２参照）を構成するブリッジ回路のＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）Ｑ１〜Ｑ４に供給する。

【００５０】なお、電動機制御信号Ｖ_Oは、右操舵に対
応したオン信号Ｖ_ON+、ＰＷＭ信号Ｖ_PWM+、左操舵に対
応したオン信号Ｖ_ON-、ＰＷＭ信号Ｖ_PWM-、オフ信号Ｖ
_OFで形成され、オン信号Ｖ_ON+およびオン信号Ｖ_ON-、も
しくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM+およびＰＷＭ信号Ｖ_PWM-をオフ
セット補償手段２４に供給する。

【００５１】オフセット補償手段２４は、計時手段、演
算手段、メモリを備え、電動機制御信号発生手段２３Ｂ
から供給される右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+もしく
はＰＷＭ信号Ｖ_PWM+、左操舵に対応したオン信号Ｖ_ON-
もしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM-のオン時間に基づいて所定時
間Ｔ_O（例えば、１０分）間の右操舵と左操舵の頻度が
同じとみなし、オン時間の偏差、オン時間の比に対応し
たオフセット補正量Ｉ_STを加算手段２８に供給する。

【００５２】所定時間Ｔ_O間の右操舵と左操舵の頻度が
同じとみなすので、電動機電流センサ１９にオフセット
がない場合には、右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+もし
くはＰＷＭ信号Ｖ_PWM+と左操舵に対応したオン信号Ｖ
_ON-もしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM-のオン時間は等しくな
り、オフセット補正量Ｉ_STは０となる。

【００５３】一方、電動機電流センサ１９にオフセット
が発生した場合には、右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+
もしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM+と、左操舵に対応したオン信
号Ｖ_{O N-}もしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM-のオン時間は異なる
ので、オン時間の差異に応じたオフセット補正量Ｉ_STを
発生する。

【００５４】例えば、電動機電流センサ１９のオフセッ
トがプラス（＋：図４に示す検出電圧Ｖ_Tがノミナル値
２.５Ｖを超える）場合には、このオフセットに対応し
た電動機電流信号ΔＩ_MO+が出力され、電動機電流信号
ΔＩ_MO+に対応した偏差演算手段２２の偏差信号ΔＩは
マイナス（−）極性となるので、偏差信号ΔＩに対応し
た駆動制御手段２３のオン信号Ｖ_ONもしくはＰＷＭ信号
Ｖ_PWMは、左操舵に対応したオン信号Ｖ_ON-もしくはＰＷ
Ｍ信号Ｖ_PWM-となる。

【００５５】一方、電動機電流センサ１９のオフセット
がマイナス（−：図４に示す検出電圧Ｖ_Tがノミナル値
２.５Ｖを下回る）場合には、駆動制御手段２３のオン
信号Ｖ_ONもしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWMは、右操舵に対応し
たオン信号Ｖ_ON+もしくはＰＷＭ信号Ｖ_PWM+となる。

【００５６】従って、オフセット補償手段２４は、プラ
ス（＋）のオフセットに対してはマイナス（−）のオフ
セット補正量Ｉ_STを出力し、マイナス（−）のオフセッ
トに対してはプラス（＋）のオフセット補正量Ｉ_STを出
力するよう構成する。

【００５７】加算手段２８は、加算機能を備え、電動機
電流センサ１９から供給される電動機電流信号Ｉ_MOとオ
フセット補正手段２４から供給されるオフセット補正量
Ｉ_STを加算処理し、電動機電流信号Ｉ_MOのオフセットを
オフセット補正量Ｉ_STで補正した電動機補正電流信号Ｉ
_MHを偏差演算手段２２に供給する。

【００５８】この発明に係る電動パワーステアリング装
置の制御手段は、電動機電流を検出する電動機電流セン
サのオフセットを、所定時間における右操舵と左操舵の
頻度が同じであるとみなして所定時間内の右操舵と左操
舵の頻度の差が０でないときにはオフセットが発生して
いると判断して、この差が０になるように補償するオフ
セット補償手段を備えたので、右操舵と左操舵の所定時
間内の頻度が異なる場合には、電動機電流センサにオフ
セットがあると判断し、右操舵と左操舵の所定時間内の
頻度の違いに応じてオフセットを補正することができ
る。

【００５９】図６は請求項２に係るオフセット補償手段
の要部ブロック構成図である。図６において、オフセッ
ト補償手段２４は、右操舵計時手段２５Ａ、左操舵計時
手段２５Ｂを備えた計時手段２５と、偏差演算手段２６
と、オフセット補正量設定手段２７とから構成する。

【００６０】右操舵計時手段２５Ａは、タイマ手段、累
積演算手段、一時記憶手段を備え、駆動制御手段２３か
ら供給される右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+のオン時
間を所定時間Ｔ_Oの間累積して記憶し、所定時間Ｔ_Oが経
過すると右累積時間（右操舵時間）Ｔ_Rを偏差演算手段
２６に供給する。

【００６１】左操舵計時手段２５Ｂは、タイマ手段、累
積演算手段、一時記憶手段を備え、駆動制御手段２３か
ら供給される左操舵に対応したオン信号Ｖ_ON-のオン時
間を所定時間Ｔ_Oの間累積して記憶し、所定時間Ｔ_Oが経
過すると左累積時間（左操舵時間）Ｔ_Lを偏差演算手段
２６に供給する。

【００６２】偏差演算手段２６は、減算機能を備え、右
操舵計時手段２５Ａから供給される右累積時間Ｔ_Rと、
左操舵計時手段２５Ｂから供給される左累積時間Ｔ_Lの
偏差ΔＴ（＝Ｔ_R−Ｔ_L）を演算し、偏差時間信号ΔＴを
オフセット補正量設定手段２７に提供する。

【００６３】オフセット補正量設定手段２７は、ＲＯＭ
等のメモリで構成し、予め実験値や設計値からオフセッ
トに対応した偏差時間ΔＴとオフセット補正量との関連
データを設定しておき、偏差演算手段２６から偏差時間
信号ΔＴ（＝Ｔ_R−Ｔ_L）が供給されると対応したオフセ
ット補正量Ｉ_STを読み出し、オフセット補正量Ｉ_STを加
算手段２８に供給する。

【００６４】図１１は右操舵および左操舵に対応したオ
ン信号波形図である。図１１において、所定時間Ｔ_Oの
間に発生する右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+のオン時
間は、ｔ_R1、ｔ_R2、ｔ_R3、…、ｔ_RK、ｔ_RMであり、左操
舵に対応したオン信号Ｖ_ON-のオン時間は、ｔ_L1、
ｔ_L2、ｔ_L3、…、ｔ_LX、ｔ_LYである。

【００６５】右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+のオン時
間の右累積時間Ｔ_Rは、ｔ_R1、ｔ_R2、ｔ_R3、…、ｔ_RK、
ｔ_RMを累積した値となり、左操舵に対応したオン信号Ｖ
_ON-のオン時間の左累積時間Ｔ_Lは、ｔ_L1、ｔ_L2、ｔ_L3、
…、ｔ_LX、ｔ_LYを累積した値となる。

【００６６】所定時間Ｔ_Oの間の右累積時間Ｔ_Rと左累積
時間Ｔ_Lの偏差ΔＴ（＝Ｔ_R−Ｔ_L）は、所定時間Ｔ ₀ にお
ける右操舵の頻度と左操舵の頻度が同じであるとみなす
ことができるので、電動機電流センサ１９にオフセット
が発生していない場合には０であるが、電動機電流セン
サ１９に、例えば温度特性によるオフセットが発生して
いる場合には、オフセットに伴って発生する電動機電流
信号Ｉ_MOによって有限の値となる。

【００６７】したがって、オフセット補償手段２７で、
右累積時間Ｔ_Rと左累積時間Ｔ_Lの偏差ΔＴ（＝Ｔ_R−
Ｔ_L）に対応したオフセット補正量Ｉ_STを発生させ、こ
のオフセット補正量Ｉ_STでオフセットに伴って発生する
電動機電流信号Ｉ_MOを補正することによって電動機電流
センサ１９のオフセットを補正することができる。

【００６８】このように、この発明に係るオフセット補
償手段は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操
舵時間を計時する計時手段と、右操舵時間と左操舵時間
の時間偏差を演算する偏差演算手段と、時間偏差に基づ
いてオフセット補正量を設定するオフセット補正量設定
手段とを備えたので、右操舵時間と左操舵時間の時間偏
差からオフセットの大きさおよび極性に対応したオフセ
ット補正量を決定し、電動機電流センサのオフセットを
補正することができる。

【００６９】図７は請求項３に係るオフセット補償手段
の要部ブロック構成図である。図７において、オフセッ
ト補償手段３０は、計時手段２５、操舵時間比演算手段
３１、オフセット補正量設定手段３２を備える。なお、
計時手段２５は図６に示したものと同一なので、説明を
省略する。

【００７０】操舵時間比演算手段３１は、除算機能を備
え、右操舵計時手段２５Ａから供給される右累積時間Ｔ
_Rと、左操舵計時手段２５Ｂから供給される左累積時間
Ｔ_Lとの操舵時間比Ｈ_T（Ｔ_R／Ｔ_L）を演算し、操舵時間
比信号Ｈ_Tをオフセット補正量設定手段３２に供給す
る。

【００７１】オフセット補正量設定手段３２は、ＲＯＭ
等のメモリで構成し、予め実験値や設計値からオフセッ
トに対応した操舵時間比信号Ｈ_Tとオフセット補正量と
の関連データを設定しておき、操舵時間比演算手段３１
から操舵時間比信号Ｈ_T（＝Ｔ_R／Ｔ_L）が供給されると
対応したオフセット補正量Ｉ_STを読み出し、オフセット
補正量Ｉ_STを加算手段２８に供給する。

【００７２】操舵時間比信号Ｈ_Tは、右累積時間Ｔ_R／左
累積時間Ｔ_Lなので、所定時間Ｔ_O内の右操舵と左操舵の
頻度が等しいとみなした場合にはＨ_T＝１であるが、例
えば操舵時間比信号Ｈ_Tが１を超える（Ｈ_T＞１）とき
は、右操舵に対応したオン信号Ｖ_ON+が左操舵に対応し
たオン信号Ｖ_ON-より大きく、電動機電流センサ１９は
マイナス（−）にオフセットしていると判断する。

【００７３】従って、オフセット補正量Ｉ_STはプラス
（＋）の値を発生し、オフセットに伴うマイナス（−）
電動機電流信号Ｉ_MSをプラス（＋）のオフセット補正量
Ｉ_STで補正する。

【００７４】同様に、操舵時間比信号Ｈ_Tが１を下回る
（Ｈ_T＜１）ときは、マイナス（−）のオフセット補正
量Ｉ_STで補正する。

【００７５】このように、この発明に係るオフセット補
償手段は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操
舵時間を計時する計時手段と、操舵時間比を演算する操
舵時間比演算手段と、操舵時間比に基づいてオフセット
補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備えた
ので、右操舵時間と左操舵時間の操舵時間比からオフセ
ットの大きさおよび極性に対応したオフセット補正量を
決定し、電動機電流センサのオフセットを補正すること
ができる。

【００７６】図８は請求項４に係るオフセット補償手段
の要部ブロック構成図である。図８において、オフセッ
ト補償手段３５は、右積算値計時手段３６Ａ、左積算値
計時手段３６Ｂを備えた積算値計時手段３６と、偏差演
算手段２６と、オフセット補正量設定手段３７とから構
成する。

【００７７】図８において、オフセット補償手段３５を
構成する各手段の機能は、図６に示すオフセット補償手
段２４の対応する手段の各機能と同様であるので、説明
は省略する。

【００７８】図８の構成で注目すべきことは、操舵時間
と対応する電動機制御信号の積である積算値に対応する
値としてＰＷＭ信号の継続時間（ＰＷＭ信号オン時間）
を用いていることである。

【００７９】このように、この発明に係るオフセット補
償手段は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の
右積算値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の
積の左積算値を計時する積算値計時手段と、右積算値と
左積算値の積算偏差を演算する偏差演算手段と、積算偏
差に基づいてオフセット補正量を設定するオフセット補
正量設定手段とを備えたので、右操舵に対応した右積算
値と左操舵に対応した左積算値の積算偏差からオフセッ
トの大きさおよび極性に対応したオフセット補正量を決
定し、電動機電流センサのオフセットを補正することが
できる。

【００８０】図９は請求項５に係るオフセット補償手段
の要部ブロック構成図である。図９において、オフセッ
ト補償手段４０は、積算値計時手段３６、積算比演算手
段４１、オフセット補正量設定手段４２を備える。な
お、積算値計時手段３６は、図８に示すものと同一なの
で説明を省略する。

【００８１】さらに、オフセット補償手段４０を構成す
る各手段の機能も、図７に示すオフセット補償手段３０
を構成する各手段の機能と同様なので、説明は省略す
る。

【００８２】このように、この発明に係るオフセット補
償手段は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の
右積算値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の
積の左積算値を計時する積算値計時手段と、積算値の比
を演算する積算比演算手段と、積算比に基づいてオフセ
ット補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備
えたので、右操舵に対応した右積算値と左操舵に対応し
た左積算値の積算比からオフセットの大きさおよび極性
に対応したオフセット補正量を決定し、電動機電流セン
サのオフセットを補正することができる。

【００８３】なお、図５〜図９において、オフセット補
償手段２４、３０、３５、４０は、最大オフセット補正
量Ｉ_STMAXを電動機電流センサ１９に温度特性やその他
の原因によって発生するオフセットの最大値よりも小さ
な値に設定する。

【００８４】最大オフセット補正量Ｉ_STMAXをオフセッ
トの最大値よりも小さな値に設定することにより、一定
の操舵角を保持した状態で旋回を長時間行なうような特
異操舵状態のオフセット補正量を制限することができ、
特異操舵状態終了後の操舵特性への影響を少なくするこ
とができる。

【００８５】図１０は請求項７に係る制御手段の要部ブ
ロック構成図である。図１０において、制御手段４５
は、オフセット補償手段４６、比較手段４７を備える。
なお、オフセット補償手段４６、比較手段４７を除く制
御手段４５は、図２に示す制御手段１５と同様の構成な
らびに機能を有する。

【００８６】オフセット補償手段４６は、機能の動作お
よび停止を制御する動作／停止切替手段を備え、比較手
段４７から供給される比較信号Ｈ_Oに基づいてオフセッ
ト補正量Ｉ_STの出力または出力禁止を行なう。

【００８７】例えば、比較信号Ｈ_OがＨレベルの場合に
はオフセット補正量Ｉ_STを出力し、比較信号Ｈ_OがＬレ
ベルの場合にはオフセット補正量Ｉ_STの出力を禁止す
る。

【００８８】比較手段４７は、コンパレータ等で構成
し、コンパレータ内に設定した基準トルク値Ｔ_Kもしく
は基準目標電流値Ｉ_Kと、対応する操舵トルク信号Ｔ_Sも
しくは目標電流信号Ｉ_MSとを比較し、操舵トルク信号Ｔ
_Sもしくは目標電流信号Ｉ_MSが基準トルク値Ｔ_Kもしくは
基準目標電流値Ｉ_K以下の場合（Ｔ_S≦Ｔ_KまたはＩ_MS≦
Ｉ_K）には、例えばＨレベルの比較信号Ｈ_O、操舵トルク
信号Ｔ_Sもしくは目標電流信号Ｉ_MSが基準トルク値Ｔ_Kも
しくは基準目標電流値Ｉ_Kを超える場合（Ｔ_S＞Ｔ_Kまた
はＩ_MS＞Ｉ_K）には、Ｌレベルの比較信号Ｈ_Oをオフセッ
ト補償手段４６に供給する。

【００８９】なお、基準トルク値Ｔ_Kもしくは基準目標
電流値Ｉ_Kは、操舵トルク信号Ｔ_Sもしくは目標電流信号
Ｉ_MSが極めて小さい状態（略非操舵状態）の小さい上限
値に設定する。

【００９０】制御手段４５を図１０に示す構成にするこ
とにより、電動機電流センサ１９のオフセットを、略非
操舵時における右操舵と左操舵の所定時間内の頻度が同
じとみなすと、一定の操舵角を保持した状態で旋回を長
時間継続するような特異操舵状態の場合には、オフセッ
ト補正量Ｉ_STの出力を禁止してオフセット補償を禁止す
る。

【００９１】なお、図７〜図９において、オフセット補
償手段３０、３５、４０に機能の動作および停止を制御
する動作／停止切替手段を持たせることにより、オフセ
ット補償手段４６と同様の機能を発揮することができ
る。

【００９２】このように、この発明に係る制御手段は、
電動機電流センサのオフセットを、略非操舵時における
右操舵と左操舵の所定時間内の頻度が同じとみなして補
償するオフセット補償手段を備えたので、特異操舵状態
のオフセット補正を禁止することができる。

【００９３】図１２はこの発明に係る電動パワーステア
リング装置の操舵特性図である。図１２において、電動
機電流センサ１９のオフセットによって操舵トルクＴ_S
に対する電動機電流Ｉ_MがＦ１特性やＦ２特性となる場
合でも、オフセット補償手段２４、３０、３５、４０の
オフセット補正量Ｉ_STにより、オフセットを補正してＦ
_O特性にすることができる。

【００９４】つまり、操舵トルクＴ_Sが０のとき、電動
機電流センサ１９のオフセットによって発生する電動機
電流信号Ｉ_MOの変動分＋ΔＩ_MOや変動分−ΔＩ_MOを補正
して変動分＋ΔＩ_MO、−ΔＩ_MOを０に設定することがで
きる。

【００９５】

【発明の効果】前記課題を解決するためこの発明に係る
電動パワーステアリング装置の制御手段は、電動機電流
を検出する電動機電流センサのオフセットを、所定時間
における右操舵と左操舵の頻度が同じであるとみなして
所定時間内の右操舵と左操舵の頻度の差が０でないとき
にはオフセットが発生していると判断して、この差が０
になるように補償するオフセット補償手段を備え、右操
舵と左操舵の所定時間内の頻度が異なる場合には、電動
機電流センサにオフセットがあると判断し、右操舵と左
操舵の所定時間内の頻度の違いに応じてオフセットを補
正することができるので、車両が走行中の場合でも、電
動機電流センサのオフセットを精度よく補償することが
できる。

【００９６】また、この発明に係るオフセット補償手段
は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間
を計時する計時手段と、右操舵時間と左操舵時間の時間
偏差を演算する偏差演算手段と、時間偏差に基づいてオ
フセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段と
を備え、右操舵時間と左操舵時間の時間偏差からオフセ
ットの大きさおよび極性に対応したオフセット補正量を
決定し、電動機電流センサのオフセットを精度よく補正
することができるので、左右の操舵特性をバランスさせ
て運転中の操舵フィーリングを向上させることができ
る。

【００９７】さらに、この発明に係るオフセット補償手
段は、電動機制御信号に基づいて右操舵時間と左操舵時
間を計時する計時手段と、操舵時間比を演算する操舵時
間比演算手段と、操舵時間比に基づいてオフセット補正
量を設定するオフセット補正量設定手段とを備え、右操
舵時間と左操舵時間の操舵時間比からオフセットの大き
さおよび極性に対応したオフセット補正量を決定し、電
動機電流センサのオフセットを精度良く補正することが
できるので、左右の操舵特性をより安定にして運転中の
操舵フィーリングを向上させることができる。

【００９８】また、この発明に係るオフセット補償手段
は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積算
値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の左
積算値を演算する積算値演算手段と、右積算値と左積算
値の積算偏差を演算する偏差演算手段と、積算偏差に基
づいてオフセット補正量を設定するオフセット補正量設
定手段とを備え、右操舵に対応した右積算値と左操舵に
対応した左積算値の積算偏差からオフセットの大きさお
よび極性に対応したオフセット補正量を決定し、電動機
電流センサのオフセットを正確に補正することができる
ので、左右の操舵特性をバランスさせて運転中の操舵フ
ィーリングを向上させることができる。

【００９９】さらに、この発明に係るオフセット補償手
段は、右操舵時間と対応する電動機制御信号の積の右積
算値および左操舵時間と対応する電動機制御信号の積の
左積算値を演算する積算値演算手段と、積算値の比を演
算する積算比演算手段と、積算比に基づいてオフセット
補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備え、
右操舵に対応した右積算値と左操舵に対応した左積算値
の積算比からオフセットの大きさおよび極性に対応した
オフセット補正量を決定し、電動機電流センサのオフセ
ットをより正確に補正することができるので、左右の操
舵特性をより安定にして運転中の操舵フィーリングを向
上させることができる。

【０１００】また、この発明に係るオフセット補正量設
定手段は、オフセット補正量を電動機電流センサのオフ
セット最大値よりも小さい値に設定し、一定の操舵角を
保持した状態で旋回を長時間行なうような特異操舵状態
のオフセット補正量を制限することができるので、特異
操舵状態終了後の操舵特性への影響を少なくすることが
でき、操舵フィーリングの低下を防止することができ
る。

【０１０１】さらに、この発明に係る制御手段は、電動
機電流を検出する電動機電流センサのオフセットを略非
操舵時における右操舵と左操舵の所定時間内の頻度が同
じとみなして補償するオフセット補償手段を備え、特異
操舵状態のオフセット補正を禁止することができるの
で、特異操舵状態から通常の操舵に戻った場合の右操舵
と左操舵をバランスさせることができる。

【０１０２】よって、車両が走行中の場合でも、所定時
間内の左右の操舵頻度が同じであるとみなして電動機電
流センサのオフセットを精度良く補償し、左右の操舵特
性をより安定にして運転中の操舵フィーリングを向上さ
せることができる電動パワーステアリング装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
全体構成図

【図２】この発明に係る電動機駆動手段の駆動説明図

【図３】この発明に係る電動機電流センサの構成図

【図４】電動機電流センサの電動機電流（Ｉ_M）−検出
電圧（Ｖ_DT）特性図

【図５】この発明に係る電動パワーステアリング装置の
要部ブロック構成図

【図６】請求項２に係るオフセット補償手段の要部ブロ
ック構成図

【図７】請求項３に係るオフセット補償手段の要部ブロ
ック構成図

【図８】請求項４に係るオフセット補償手段の要部ブロ
ック構成図

【図９】請求項５に係るオフセット補償手段の要部ブロ
ック構成図

【図１０】請求項７に係る制御手段の要部ブロック構成
図

【図１１】右操舵および左操舵に対応したオン信号波形
図

【図１２】この発明に係る電動パワーステアリング装置
の操舵特性図

【符号の説明】

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリング
軸、３…連結軸、３ａ，３ｂ…自在継ぎ手、４…ステア
リング・ギアボックス、５…ラック＆ピニオン、５ａ…
ピニオン、６…手動操舵力発生手段、７…ラック軸、７
ａ…ラック歯、８…タイロッド、９…前輪、１０…電動
機、１１…ボールねじ機構、１１ａ…ボールねじ軸、１
２…操舵トルクセンサ、１４…車速センサ、１５，４５
…制御手段、１６…電動機駆動手段、１７…ステアリン
グホイール、１９…電動機電流センサ、２０…電動機電
流検出手段、２０ａ…変換手段、２０Ｂ…電動機電流信
号変換手段、２１…目標電流設定手段、２２…偏差演算
手段、２３…駆動制御手段、２３Ａ…ＰＩＤコントロー
ラ、２３Ｂ…電動機制御信号発生手段、２４，３０，３
５，４０，４６…オフセット補償手段、２５…計時手
段、２５Ａ…右操舵計時手段、２５Ｂ…左操舵計時手
段、２６…偏差演算手段、２７，３２，３７，４２…オ
フセット補正量設定手段、２８…加算手段、３１…操舵
時間比演算手段、４１…積算比演算手段、４７…比較手
段、Ｒ_D…電流検知素子、Ｈ_O…比較信号、Ｈ_S（＝Ｓ_R／
Ｓ_L）…積算比信号、Ｈ_T…操舵時間比信号、Ｉ_C…制御
電流信号、Ｉ_M，Ｉ_M+，Ｉ_M-…電動機電流、Ｉ_MH…電動
機補正電流信号、Ｉ_MO…電動機電流信号、Ｉ_MS…目標電
流信号、Ｉ_ST…オフセット補正量、ΔＩ…偏差信号、Ｓ
_L…左積算値、Ｓ_R…右積算値、ΔＳ（＝Ｓ_R−Ｓ_L）…積
算偏差信号、Ｔ_L…左積算時間、Ｔ_R…右積算時間、Ｔ_S
…操舵トルク信号、ΔＴ（＝Ｔ_R−Ｔ_L）…偏差時間信
号、Ｖ_M…電動機電圧、Ｖ_O…電動機制御信号、Ｖ_OF…オ
フ信号、Ｖ_ON，Ｖ_ON+，Ｖ_ON-…オン信号、Ｖ_PWM，Ｖ
_PWM+，Ｖ_PWM-…ＰＷＭ信号、Ｖ_S…車速信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 5/04 B62D 6/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操舵トルクに対応した目標電流信号と、
   電動機電流に対応した電動機電流信号との偏差に基づい
   て電動機制御信号を発生する制御手段と、この電動機制
   御信号に基づいてステアリング系に操舵補助力を作用さ
   せる電動機とを備えた電動パワーステアリング装置にお
   いて、 前記制御手段は、電動機電流を検出する電動機電流セン
   サのオフセットを、所定時間における右操舵と左操舵の
   頻度が同じであるとみなして前記所定時間内の前記右操
   舵と前記左操舵の前記頻度の差が０でないときにはオフ
   セットが発生していると判断して、この差が０になるよ
   うに補償するオフセット補償手段を備えたことを特徴と
   する電動パワーステアリング装置。
2. 【請求項２】 前記オフセット補償手段は、電動機制御
   信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間を計時する計時
   手段と、右操舵時間と左操舵時間の時間偏差を演算する
   偏差演算手段と、時間偏差に基づいてオフセット補正量
   を設定するオフセット補正量設定手段とを備えたことを
   特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装
   置。
3. 【請求項３】 前記オフセット補償手段は、電動機制御
   信号に基づいて右操舵時間と左操舵時間を計時する計時
   手段と、操舵時間比を演算する操舵時間比演算手段と、
   操舵時間比に基づいてオフセット補正量を設定するオフ
   セット補正量設定手段とを備えたことを特徴とする請求
   項１記載の電動パワーステアリング装置。
4. 【請求項４】 前記オフセット補償手段は、右操舵時間
   と対応する電動機制御信号の積の右積算値および左操舵
   時間と対応する電動機制御信号の積の左積算値を計時す
   る積算値計時手段と、右積算値と左積算値の積算偏差を
   演算する偏差演算手段と、積算偏差に基づいてオフセッ
   ト補正量を設定するオフセット補正量設定手段とを備え
   たことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリ
   ング装置。
5. 【請求項５】 前記オフセット補償手段は、右操舵時間
   と対応する電動機制御信号の積の右積算値および左操舵
   時間と対応する電動機制御信号の積の左積算値を計時す
   る積算値計時手段と、積算値の比を演算する積算比演算
   手段と、積算 比に基づいてオフセット補正量を設定する
   オフセット補正量設定手段とを備えたことを特徴とする
   請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
6. 【請求項６】 前記オフセット補正量設定手段は、オフ
   セット補正量を前記電動機電流センサのオフセット最大
   値よりも小さい値に設定することを特徴とする請求項１
   〜請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は、前記電動機電流センサ
   のオフセットを、略非操舵時における右操舵と左操舵の
   所定時間内の頻度が同じとみなして補償するオフセット
   補償手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電動
   パワーステアリング装置。