JP3440902B2 - 車両の電動パワーステアリング装置 - Google Patents
車両の電動パワーステアリング装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操舵ハンドルの操
舵操作を電動モータの回転によりアシストする車両の電
動パワーステアリング装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平１
１−２９０５５号公報に示されているように、操舵トル
クを検出する操舵トルクセンサを設け、操舵トルクセン
サによって検出された操舵トルクを制御値演算手段に取
込み、制御値演算手段にて前記取込んだ操舵トルクに応
じて電動モータの制御値を演算し、同制御値に対応した
駆動電流が電動モータに流れるように同モータを制御し
て、電動モータの回転を操舵トルクに応じて制御するよ
うにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この種の電動モータの
制御においては、一般的に、電動モータの制御値を検出
操舵トルクの取込み時間間隔よりも短い時間間隔で計算
しても意味がない、電動モータの制御の追従性はそれほ
ど高くはない、電動モータの制御値を計算するためには
比較的多くの時間を必要とするなどの問題がある反面、
操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクを比較
的短時間毎に制御値演算手段に取込むことは可能である
とともに、複数の検出操舵トルクを用いて電動モータの
制御値を演算する（例えば、ローパスフィルタ処理した
検出操舵トルクを用いて電動モータの制御値を演算す
る）方が制御値の演算精度が高くなるなどの理由によ
り、制御値演算手段にて電動モータの制御値が演算され
る時間間隔を、同制御値演算手段に操舵トルクが取込ま
れる時間間隔よりも大きくするようにしている。 【０００４】しかしながら、前記操舵トルクを制御値演
算手段に取込む時間間隔と、前記電動モータの制御値を
計算する時間間隔との関係を何ら定めないとし（例えば
図６に示すように、前者の時間間隔を２００μｓとする
とともに後者の時間間隔を５００μｓ）、かつ制御値の
演算タイミングの直前に取込んだ所定数（例えば、３
個）の操舵トルクを前記制御値の演算に用いるとする
と、操舵トルクを取込んだタイミングから制御値の演算
タイミングまでの遅れ時間が制御値の演算タイミング毎
に異なってしまい、制御値演算手段は常に一定の条件で
電動モータの制御値を計算できない。したがって、電動
モータの制御値を適切に演算するためには複雑な補正演
算を施す必要がある。また、前記複雑な補正演算を施さ
なければ、電動モータの制御値の計算タイミング毎の遅
れ時間の相違を含んだまま制御値の演算をすることにな
り、前記演算された制御値が不自然に変化したり、滑ら
かに変化しなかったりして、電動モータを検出操舵トル
クに応じて良好に制御できないという問題がある。 【０００５】 【発明の概略】本発明は、上記問題に対処するためにな
されたもので、その目的は、操舵ハンドルの操舵操作を
電動モータの回転によりアシストする車両の電動パワー
ステアリング装置において、検出された操舵トルクに応
じて電動モータの回転を良好に制御して良好なアシスト
制御を実現することにある。 【０００６】前記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、操舵トルクセンサによって検出された操舵
トルクを所定の時間間隔で取込み、同取込んだ操舵トル
クに応じて電動モータの制御値を所定の時間間隔で演算
する制御値演算手段を備え、制御値演算手段によって演
算された制御値に応じて電動モータの回転を制御する車
両の電動パワーステアリング装置において、制御値演算
手段にて電動モータの制御値が演算される時間間隔を、
制御値演算手段に操舵トルクが取込まれる時間間隔より
も大きくかつ同時間間隔の整数倍に設定するとともに、
前記取込んだ複数回分の操舵トルクを用いて電動モータ
の制御値を演算するようにしたことにある。 【０００７】前記のように構成した本発明においては、
制御値演算手段にて電動モータの制御値が演算される時
間間隔は、制御値演算手段に操舵トルクが取込まれる時
間間隔よりも大きくかつ同時間間隔の整数倍に設定され
ているので、制御値演算手段にて検出操舵トルクを用い
て電動モータの制御値を演算する場合、前記操舵トルク
の取込みタイミングと前記制御値の演算タイミングとの
間にタイミングのずれがあっても、全ての制御値演算タ
イミングにおけるタイミングのずれは等しくなり、制御
値演算手段は、電動モータの制御値を常に一定の条件下
で演算できるようになる。また、この電動モータの制御
値の演算においては、取込んだ複数回分の操舵トルクが
用いられる。したがって、本発明によれば、複雑な補正
演算をすることなく、自然かつ滑らかに変化する電動モ
ータの制御値を演算することができるので、電動モータ
の回転を検出操舵トルクに応じて良好に制御できて良好
なアシスト制御を実現できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明すると、図1は、同実施形態に係る車両の
電動パワーステアリング装置を概略的に示している。 【０００９】この電動パワーステアリング装置は、操舵
ハンドル１１の回動操作をラックアンドピニオン機構１
２を介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に伝達する操舵軸１
３に組み付けられた電動モータ１４を備えている。電動
モータ１４は、直流モータで構成されて、その回転に応
じて操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を
付与するもので、その回転は減速機構１５を介して操舵
軸１３に伝達されるようになっている。 【００１０】電動モータ１４は、電気制御装置２０によ
り制御されるようになっており、電気制御装置２０に
は、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ２２が接続さ
れている。操舵トルクセンサ２１は、操舵軸１３に組み
付けられて、操舵ハンドル１１の回動に伴い操舵軸１３
に発生する操舵トルク（捩れ）ＴＭを検出して、同トル
クＴＭを表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。
なお、操舵トルクＴＭは、操舵ハンドル１１を右方向及
び左方向にそれぞれ回動した場合の操舵トルク（捩れ）
を正及び負でそれぞれ表し、その絶対値により前記操舵
トルクの大きさを表す。車速センサ２２は、車速Ｖを検
出して、同車速Ｖを表す検出信号を電気制御装置２０に
供給する。 【００１１】電気制御装置２０は、図２に示すように、
電動モータ１４に駆動電流Ｉｍを流すための駆動回路３
０と、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖに応じて電動モータ１
４の制御値としての指令電流値Ｉ＊を演算して前記駆動
電流Ｉｍが指令電流値Ｉ＊に等しくなるように駆動回路
３０を制御するマイクロコンピュータ４０とを備えてい
る。 【００１２】駆動回路３０は、ＦＥＴなどのスイッチン
グ素子３１〜３４を４辺とするブリッジ回路からなる。
ブリッジ回路の互いに対向する一対の各対角位置にはシ
ャント抵抗３５，３６の各一端がそれぞれ接続されてお
り、シャント抵抗３５の他端は、図示しないリレーコイ
ルによりオンオフ制御されるリレースイッチ５１を介し
てバッテリ５２に接続されているとともに、シャント抵
抗３６の他端は接地されている。また、前記ブリッジ回
路の他方の対角位置には、電動モータ１４の両端子がそ
れぞれ接続されている。 【００１３】マイクロコンピュータ４０は、ＣＰＵ４
１、メモリ装置４２、入力インターフェース回路４３及
び出力インターフェース回路４４からなる。ＣＰＵ４１
は、図３のフローチャートに示すアシスト制御プログラ
ムを所定の短時間（例えば、２５０μｓ）毎に繰り返し
実行して電動モータ１４の回転を制御する。メモリ装置
４２は、前記アシスト制御プログラムが記憶されている
とともにアシストマップが設けられているＲＯＭと、前
記アシスト制御プログラムの実行に必要な変数を一時的
に記憶するＲＡＭとからなる。アシストマップは、図４
に示すように、操舵トルクＴＭの増加にしたがって増加
する指令電流値Ｉ＊を複数の異なる車速Ｖ毎に記憶して
いる。なお、指令電流値Ｉ＊の絶対値｜Ｉ＊｜は、車速
Ｖの増加にしたがって小さくなる。入力インターフェー
ス回路４３には、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ
２２が接続されているとともに、電流検出回路２３も接
続されている。電流検出回路２３は、シャント抵抗３６
の両端に接続され、同抵抗３６の両端の電圧に基づいて
電動モータ１４に流れる駆動電流Ｉｍを表す検出信号を
出力する。 【００１４】出力インターフェース回路４４は、前記プ
ログラムの実行により計算された電動モータ１４に流す
ための指令電流値Ｉ＊に応じた制御信号を駆動制御回路
２５に出力する。駆動制御回路２５は、前記制御信号に
応じて駆動回路３０内のスイッチング素子３１〜３４を
オン・オフ制御する。これらのマイクロコンピュータ４
０、電流検出回路２３及び駆動制御回路２５は、ダイオ
ード５３及びイグニッションスイッチ５４を介してバッ
テリ５２に接続されており、イグニッションスイッチ５
４のオン時に前記各回路４０，２３，２５にバッテリ電
圧が供給されるようになっている。また、ダイオード５
３のカソード側にはダイオード５５を介してリレースイ
ッチ５１からのバッテリ電圧も供給されるようになって
いる。 【００１５】次に、上記のように構成した実施形態の動
作を説明する。イグニッションスイッチ５４を投入する
と、同スイッチ５４及びダイオード５３を介してマイク
ロコンピュータ４０、電流検出回路２３及び駆動制御回
路２５にバッテリ電圧が供給され、ＣＰＵ４１は動作を
開始して図示しない初期制御プログラムを実行する。こ
の初期制御プログラムにおいては、電気制御装置２０内
の各部をチェックし、同装置２０の各部が正常であれば
図示しないリレーコイルを通電してリレースイッチ５１
をオンする。これにより、駆動回路３０にもリレースイ
ッチ５１を介してバッテリ電圧が供給されるようにな
る。なお、このリレースイッチ５１は、図示しない異常
検出プログラムの実行によってこの電動パワーステアリ
ング装置の異常が検出されたときにはじめてオフされる
もので、本実施形態においては、イグニッションスイッ
チ５４のオン後には常にオンしているものとして説明す
る。前記リレースイッチ５１のオン後、ＣＰＵ４１は図
３のアシスト制御プログラムを所定の短時間（例えば、
２５０μｓ）毎に繰り返し実行することを許容する。 【００１６】このアシスト制御プログラムは、図３のス
テップ１００にて開始され、ＣＰＵ４１は、ステップ１
０２にて操舵トルクセンサ２１及び車速センサ２２から
操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを入力インターフェース回路
４３を介して取込む。この場合、操舵トルクセンサ２１
から供給される操舵トルクＴＭはアナログ信号であり、
入力インターフェース回路４３に設けたＡ／Ｄ変換器に
よってディジタル信号に変換されてＣＰＵ４１に取込ま
れる。なお、前記取込まれた操舵トルクＴＭ及び車速Ｖ
に関しては、同操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを表すデータ
を後述するステップ１１０のローパスフィルタ処理（な
まし処理）のために過去に遡って数個分（例えば、３個
分）をＲＡＭ内に記憶しておく。 【００１７】次に、ステップ１０４にて初期には「０」
に設定されている変数Ｋに「１」を加算して、ステップ
１０６にて変数Ｋが所定値Ｋ０以上であるか否かを判定
する。変数Ｋは、電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を計
算するタイミングを決定するためのものであり、所定値
Ｋoは「１」よりも大きな正の整数に予め設定されてい
る。なお、本実施形態では、所定値Ｋoは「２」に設定
されているが、「１」よりも大きな正の整数であれば
「２」以外の値でもよい。 【００１８】変数Ｋが所定値Ｋ０未満であれば、ステッ
プ１０６にて「ＮＯ」と判定して、プログラムをステッ
プ１１４に進める。ステップ１１４においては、電流検
出回路２３から電動モータ１４の駆動電流Ｉｍを取込む
とともに、初期には「０」に設定されていて、その後に
後述するステップ１１２の処理により演算される電動モ
ータ１４の指令電流値Ｉ＊と前記取込んだ駆動電流Ｉｍ
との差を計算して、同差に応じた制御信号を出力インタ
ーフェース回路４４を介して駆動制御回路２５に出力す
る。なお、この駆動電流Ｉｍも、入力インターフェース
回路４３内にてＡ／Ｄ変換されて供給される。駆動制御
回路２５は、駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３
４を制御して、電動モータ１４の駆動電流Ｉｍが前記指
令電流値Ｉ＊に等しくなるようにする。前記ステップ１
１４の処理後、ステップ１１６にて、このアシスト制御
プログラムの実行を一旦終了する。 【００１９】前記アシスト制御プログラムの実行の終了
から所定時間が経過すると、同アシスト制御プログラム
がふたたびステップ１００にて開始される。そして、前
記したステップ１０２〜１０６，１１４，１１６の処理
が実行されるが、この場合、ステップ１０４の変数Ｋの
加算処理により変数Ｋが所定値Ｋ０に達すると、ステッ
プ１０６にて「ＹＥＳ」と判定して、ステップ１０８に
て変数Ｋを「０」にクリアした後、ステップ１１０に
て、前記ステップ１０２の処理によって取込むとともに
ＲＡＭに記憶しておいた操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを表
す複数（例えば、３個）のデータを用いて、操舵トルク
センサ２１及び車速センサ２２により検出された操舵ト
ルクＴＭ及び車速Ｖにローパスフィルタ処理（なまし処
理）を施す。 【００２０】次に、ステップ１１２にてアシストマップ
を参照して、前記ローパスフィルタ処理の施された操舵
トルクＴＭ及び車速Ｖに対応した電動モータ１４の指令
電流値Ｉ＊を演算する。なお、アシストマップは、操舵
トルクＴＭ及び車速Ｖに応じて変化する指令電流値Ｉ＊
を離散的に記憶しているので、前記指令電流値Ｉ＊の決
定には周知の補間演算が利用される。この指令電流値Ｉ
＊の演算後、前述したステップ１１４の処理により、前
記計算した指令電流値Ｉ＊と電動モータ１４の駆動電流
Ｉｍとの差を計算して、同差に応じた制御信号を出力イ
ンターフェース回路４４を介して駆動制御回路２５に出
力する。 【００２１】駆動制御回路２５は、前述のように、駆動
回路３０のスイッチング素子３１〜３４を制御して、電
動モータ１４の駆動電流Ｉｍが前記指令電流値Ｉ＊に等
しくなるようにする。その結果、電動モータ１４は回転
して、この回転は減速機構１５を介して操舵軸１３に伝
達されて同操舵軸１３を前記指令電流値Ｉ＊に対応した
アシスト力で回動するので、操舵ハンドル１１の回動操
作は操舵トルクＴＭに応じたアシスト力でアシストされ
る。 【００２２】上記動作説明からも理解できるとおり、上
記実施形態によれば、電動モータ１４に対する制御値で
ある指令電流値Ｉ＊の演算の時間間隔（本実施形態では
５００μｓ）が、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ
２２によりそれぞれ検出された操舵トルクＴＭ及び車速
Ｖの取込みの時間間隔（本実施形態では２５０μｓ）に
対して、「１」よりも大きな整数倍（本実施形態では２
倍）になるようにしたので、図５に示すように、操舵ト
ルクＴＭ及び車速Ｖのローパスフィルタ処理、並びに指
令電流値Ｉ＊の演算に対する操舵トルクＴＭ及び車速Ｖ
の取込みタイミングの時間ずれが常に一定となる。した
がって、ＣＰＵ４１は、電動モータ１４の指令電流値Ｉ
＊を常に一定の条件下で演算できるようになり、複雑な
補正演算をすることなく、自然かつ滑らかに変化する電
動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算することができる
ので、電動モータ１４の回転を検出操舵トルクに応じて
良好に制御できて良好なアシスト制御を実現される。 【００２３】なお、上記実施形態においては、駆動電流
Ｉｍを電流検出回路２３からマイクロコンピュータ４０
に直接取込むようにしたが、電流検出回路２３とマイク
ロコンピュータ４０との間にハード回路で構成したフィ
ルタ回路を挿入して、フィルタ回路を介した駆動電流Ｉ
ｍをマイクロコンピュータ４０に取込むようにしてもよ
い。 【００２４】また、上記実施形態においては、ステップ
１１０，１１２の処理により、３個の操舵トルクＴＭ及
び車速Ｖを用いてローパスフィルタ処理を行うとともに
電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するようにした
が、２、４、５個などの複数の操舵トルクＴＭ及び車速
Ｖを用いてローパスフィルタ処理を行うとともに電動モ
ータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するようにしてもよ
い。また、本発明は、ステップ１１０のローパスフィル
タ処理を省略して、1個の操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを
用いて電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するよう
にした場合にも適用できる。この場合、操舵トルクセン
サ２１及び車速センサ２２によってそれぞれ検出された
操舵トルクＴＭ及び車速Ｖをハード回路などにより構成
されたローパスフィルタ回路を介してマイクロコンピュ
ータ４０に供給するようにするとよい。 【００２５】また、上記実施形態においては、操舵トル
クＴＭ及び車速Ｖのマイクロコンピュータ４０への取込
みの時間間隔を２５０μｓとするとともに、電動モータ
１４の指令電流値Ｉ＊のマイクロコンピュータ４０によ
る演算の時間間隔を前記取込み時間間隔の２倍である５
００μｓとするようにした。しかし、上述したように、
前記指令電流値Ｉ＊の演算の時間間隔は、前記操舵トル
クＴＭ及び車速Ｖの取込み時間間隔に対して「１」より
も大きな整数倍であればよく、例えば、前記演算の時間
間隔を５００μｓとするとともに前記取込みの時間間隔
を１００μｓとしたり、前記演算の時間間隔を６００μ
ｓとするとともに前記取込みの時間間隔を２００μｓと
したりするようにしてもよい。 【００２６】また、上記実施形態においては、操舵トル
クＴＭ及び車速ＶをＫ０回取込む毎に、操舵トルクＴＭ
及び車速Ｖのローパスフィルタ処理、並びに指令電流値
Ｉ＊の演算処理を行うようにして、これらの各処理を操
舵トルクＴＭ及び車速Ｖの取込みにほぼ同期して行うよ
うにした。しかし、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖのローパ
スフィルタ処理、並びに指令電流値Ｉ＊の計算処理の時
間間隔が、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖの取込みの時間間
隔の「１」より大きな整数倍であれば、両者を全く独立
したタイミングで行ってもよい。
舵操作を電動モータの回転によりアシストする車両の電
動パワーステアリング装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば特開平１
１−２９０５５号公報に示されているように、操舵トル
クを検出する操舵トルクセンサを設け、操舵トルクセン
サによって検出された操舵トルクを制御値演算手段に取
込み、制御値演算手段にて前記取込んだ操舵トルクに応
じて電動モータの制御値を演算し、同制御値に対応した
駆動電流が電動モータに流れるように同モータを制御し
て、電動モータの回転を操舵トルクに応じて制御するよ
うにしている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】この種の電動モータの
制御においては、一般的に、電動モータの制御値を検出
操舵トルクの取込み時間間隔よりも短い時間間隔で計算
しても意味がない、電動モータの制御の追従性はそれほ
ど高くはない、電動モータの制御値を計算するためには
比較的多くの時間を必要とするなどの問題がある反面、
操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクを比較
的短時間毎に制御値演算手段に取込むことは可能である
とともに、複数の検出操舵トルクを用いて電動モータの
制御値を演算する（例えば、ローパスフィルタ処理した
検出操舵トルクを用いて電動モータの制御値を演算す
る）方が制御値の演算精度が高くなるなどの理由によ
り、制御値演算手段にて電動モータの制御値が演算され
る時間間隔を、同制御値演算手段に操舵トルクが取込ま
れる時間間隔よりも大きくするようにしている。 【０００４】しかしながら、前記操舵トルクを制御値演
算手段に取込む時間間隔と、前記電動モータの制御値を
計算する時間間隔との関係を何ら定めないとし（例えば
図６に示すように、前者の時間間隔を２００μｓとする
とともに後者の時間間隔を５００μｓ）、かつ制御値の
演算タイミングの直前に取込んだ所定数（例えば、３
個）の操舵トルクを前記制御値の演算に用いるとする
と、操舵トルクを取込んだタイミングから制御値の演算
タイミングまでの遅れ時間が制御値の演算タイミング毎
に異なってしまい、制御値演算手段は常に一定の条件で
電動モータの制御値を計算できない。したがって、電動
モータの制御値を適切に演算するためには複雑な補正演
算を施す必要がある。また、前記複雑な補正演算を施さ
なければ、電動モータの制御値の計算タイミング毎の遅
れ時間の相違を含んだまま制御値の演算をすることにな
り、前記演算された制御値が不自然に変化したり、滑ら
かに変化しなかったりして、電動モータを検出操舵トル
クに応じて良好に制御できないという問題がある。 【０００５】 【発明の概略】本発明は、上記問題に対処するためにな
されたもので、その目的は、操舵ハンドルの操舵操作を
電動モータの回転によりアシストする車両の電動パワー
ステアリング装置において、検出された操舵トルクに応
じて電動モータの回転を良好に制御して良好なアシスト
制御を実現することにある。 【０００６】前記目的を達成するために、本発明の構成
上の特徴は、操舵トルクセンサによって検出された操舵
トルクを所定の時間間隔で取込み、同取込んだ操舵トル
クに応じて電動モータの制御値を所定の時間間隔で演算
する制御値演算手段を備え、制御値演算手段によって演
算された制御値に応じて電動モータの回転を制御する車
両の電動パワーステアリング装置において、制御値演算
手段にて電動モータの制御値が演算される時間間隔を、
制御値演算手段に操舵トルクが取込まれる時間間隔より
も大きくかつ同時間間隔の整数倍に設定するとともに、
前記取込んだ複数回分の操舵トルクを用いて電動モータ
の制御値を演算するようにしたことにある。 【０００７】前記のように構成した本発明においては、
制御値演算手段にて電動モータの制御値が演算される時
間間隔は、制御値演算手段に操舵トルクが取込まれる時
間間隔よりも大きくかつ同時間間隔の整数倍に設定され
ているので、制御値演算手段にて検出操舵トルクを用い
て電動モータの制御値を演算する場合、前記操舵トルク
の取込みタイミングと前記制御値の演算タイミングとの
間にタイミングのずれがあっても、全ての制御値演算タ
イミングにおけるタイミングのずれは等しくなり、制御
値演算手段は、電動モータの制御値を常に一定の条件下
で演算できるようになる。また、この電動モータの制御
値の演算においては、取込んだ複数回分の操舵トルクが
用いられる。したがって、本発明によれば、複雑な補正
演算をすることなく、自然かつ滑らかに変化する電動モ
ータの制御値を演算することができるので、電動モータ
の回転を検出操舵トルクに応じて良好に制御できて良好
なアシスト制御を実現できる。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明すると、図1は、同実施形態に係る車両の
電動パワーステアリング装置を概略的に示している。 【０００９】この電動パワーステアリング装置は、操舵
ハンドル１１の回動操作をラックアンドピニオン機構１
２を介して左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２に伝達する操舵軸１
３に組み付けられた電動モータ１４を備えている。電動
モータ１４は、直流モータで構成されて、その回転に応
じて操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を
付与するもので、その回転は減速機構１５を介して操舵
軸１３に伝達されるようになっている。 【００１０】電動モータ１４は、電気制御装置２０によ
り制御されるようになっており、電気制御装置２０に
は、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ２２が接続さ
れている。操舵トルクセンサ２１は、操舵軸１３に組み
付けられて、操舵ハンドル１１の回動に伴い操舵軸１３
に発生する操舵トルク（捩れ）ＴＭを検出して、同トル
クＴＭを表す検出信号を電気制御装置２０に供給する。
なお、操舵トルクＴＭは、操舵ハンドル１１を右方向及
び左方向にそれぞれ回動した場合の操舵トルク（捩れ）
を正及び負でそれぞれ表し、その絶対値により前記操舵
トルクの大きさを表す。車速センサ２２は、車速Ｖを検
出して、同車速Ｖを表す検出信号を電気制御装置２０に
供給する。 【００１１】電気制御装置２０は、図２に示すように、
電動モータ１４に駆動電流Ｉｍを流すための駆動回路３
０と、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖに応じて電動モータ１
４の制御値としての指令電流値Ｉ＊を演算して前記駆動
電流Ｉｍが指令電流値Ｉ＊に等しくなるように駆動回路
３０を制御するマイクロコンピュータ４０とを備えてい
る。 【００１２】駆動回路３０は、ＦＥＴなどのスイッチン
グ素子３１〜３４を４辺とするブリッジ回路からなる。
ブリッジ回路の互いに対向する一対の各対角位置にはシ
ャント抵抗３５，３６の各一端がそれぞれ接続されてお
り、シャント抵抗３５の他端は、図示しないリレーコイ
ルによりオンオフ制御されるリレースイッチ５１を介し
てバッテリ５２に接続されているとともに、シャント抵
抗３６の他端は接地されている。また、前記ブリッジ回
路の他方の対角位置には、電動モータ１４の両端子がそ
れぞれ接続されている。 【００１３】マイクロコンピュータ４０は、ＣＰＵ４
１、メモリ装置４２、入力インターフェース回路４３及
び出力インターフェース回路４４からなる。ＣＰＵ４１
は、図３のフローチャートに示すアシスト制御プログラ
ムを所定の短時間（例えば、２５０μｓ）毎に繰り返し
実行して電動モータ１４の回転を制御する。メモリ装置
４２は、前記アシスト制御プログラムが記憶されている
とともにアシストマップが設けられているＲＯＭと、前
記アシスト制御プログラムの実行に必要な変数を一時的
に記憶するＲＡＭとからなる。アシストマップは、図４
に示すように、操舵トルクＴＭの増加にしたがって増加
する指令電流値Ｉ＊を複数の異なる車速Ｖ毎に記憶して
いる。なお、指令電流値Ｉ＊の絶対値｜Ｉ＊｜は、車速
Ｖの増加にしたがって小さくなる。入力インターフェー
ス回路４３には、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ
２２が接続されているとともに、電流検出回路２３も接
続されている。電流検出回路２３は、シャント抵抗３６
の両端に接続され、同抵抗３６の両端の電圧に基づいて
電動モータ１４に流れる駆動電流Ｉｍを表す検出信号を
出力する。 【００１４】出力インターフェース回路４４は、前記プ
ログラムの実行により計算された電動モータ１４に流す
ための指令電流値Ｉ＊に応じた制御信号を駆動制御回路
２５に出力する。駆動制御回路２５は、前記制御信号に
応じて駆動回路３０内のスイッチング素子３１〜３４を
オン・オフ制御する。これらのマイクロコンピュータ４
０、電流検出回路２３及び駆動制御回路２５は、ダイオ
ード５３及びイグニッションスイッチ５４を介してバッ
テリ５２に接続されており、イグニッションスイッチ５
４のオン時に前記各回路４０，２３，２５にバッテリ電
圧が供給されるようになっている。また、ダイオード５
３のカソード側にはダイオード５５を介してリレースイ
ッチ５１からのバッテリ電圧も供給されるようになって
いる。 【００１５】次に、上記のように構成した実施形態の動
作を説明する。イグニッションスイッチ５４を投入する
と、同スイッチ５４及びダイオード５３を介してマイク
ロコンピュータ４０、電流検出回路２３及び駆動制御回
路２５にバッテリ電圧が供給され、ＣＰＵ４１は動作を
開始して図示しない初期制御プログラムを実行する。こ
の初期制御プログラムにおいては、電気制御装置２０内
の各部をチェックし、同装置２０の各部が正常であれば
図示しないリレーコイルを通電してリレースイッチ５１
をオンする。これにより、駆動回路３０にもリレースイ
ッチ５１を介してバッテリ電圧が供給されるようにな
る。なお、このリレースイッチ５１は、図示しない異常
検出プログラムの実行によってこの電動パワーステアリ
ング装置の異常が検出されたときにはじめてオフされる
もので、本実施形態においては、イグニッションスイッ
チ５４のオン後には常にオンしているものとして説明す
る。前記リレースイッチ５１のオン後、ＣＰＵ４１は図
３のアシスト制御プログラムを所定の短時間（例えば、
２５０μｓ）毎に繰り返し実行することを許容する。 【００１６】このアシスト制御プログラムは、図３のス
テップ１００にて開始され、ＣＰＵ４１は、ステップ１
０２にて操舵トルクセンサ２１及び車速センサ２２から
操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを入力インターフェース回路
４３を介して取込む。この場合、操舵トルクセンサ２１
から供給される操舵トルクＴＭはアナログ信号であり、
入力インターフェース回路４３に設けたＡ／Ｄ変換器に
よってディジタル信号に変換されてＣＰＵ４１に取込ま
れる。なお、前記取込まれた操舵トルクＴＭ及び車速Ｖ
に関しては、同操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを表すデータ
を後述するステップ１１０のローパスフィルタ処理（な
まし処理）のために過去に遡って数個分（例えば、３個
分）をＲＡＭ内に記憶しておく。 【００１７】次に、ステップ１０４にて初期には「０」
に設定されている変数Ｋに「１」を加算して、ステップ
１０６にて変数Ｋが所定値Ｋ０以上であるか否かを判定
する。変数Ｋは、電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を計
算するタイミングを決定するためのものであり、所定値
Ｋoは「１」よりも大きな正の整数に予め設定されてい
る。なお、本実施形態では、所定値Ｋoは「２」に設定
されているが、「１」よりも大きな正の整数であれば
「２」以外の値でもよい。 【００１８】変数Ｋが所定値Ｋ０未満であれば、ステッ
プ１０６にて「ＮＯ」と判定して、プログラムをステッ
プ１１４に進める。ステップ１１４においては、電流検
出回路２３から電動モータ１４の駆動電流Ｉｍを取込む
とともに、初期には「０」に設定されていて、その後に
後述するステップ１１２の処理により演算される電動モ
ータ１４の指令電流値Ｉ＊と前記取込んだ駆動電流Ｉｍ
との差を計算して、同差に応じた制御信号を出力インタ
ーフェース回路４４を介して駆動制御回路２５に出力す
る。なお、この駆動電流Ｉｍも、入力インターフェース
回路４３内にてＡ／Ｄ変換されて供給される。駆動制御
回路２５は、駆動回路３０のスイッチング素子３１〜３
４を制御して、電動モータ１４の駆動電流Ｉｍが前記指
令電流値Ｉ＊に等しくなるようにする。前記ステップ１
１４の処理後、ステップ１１６にて、このアシスト制御
プログラムの実行を一旦終了する。 【００１９】前記アシスト制御プログラムの実行の終了
から所定時間が経過すると、同アシスト制御プログラム
がふたたびステップ１００にて開始される。そして、前
記したステップ１０２〜１０６，１１４，１１６の処理
が実行されるが、この場合、ステップ１０４の変数Ｋの
加算処理により変数Ｋが所定値Ｋ０に達すると、ステッ
プ１０６にて「ＹＥＳ」と判定して、ステップ１０８に
て変数Ｋを「０」にクリアした後、ステップ１１０に
て、前記ステップ１０２の処理によって取込むとともに
ＲＡＭに記憶しておいた操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを表
す複数（例えば、３個）のデータを用いて、操舵トルク
センサ２１及び車速センサ２２により検出された操舵ト
ルクＴＭ及び車速Ｖにローパスフィルタ処理（なまし処
理）を施す。 【００２０】次に、ステップ１１２にてアシストマップ
を参照して、前記ローパスフィルタ処理の施された操舵
トルクＴＭ及び車速Ｖに対応した電動モータ１４の指令
電流値Ｉ＊を演算する。なお、アシストマップは、操舵
トルクＴＭ及び車速Ｖに応じて変化する指令電流値Ｉ＊
を離散的に記憶しているので、前記指令電流値Ｉ＊の決
定には周知の補間演算が利用される。この指令電流値Ｉ
＊の演算後、前述したステップ１１４の処理により、前
記計算した指令電流値Ｉ＊と電動モータ１４の駆動電流
Ｉｍとの差を計算して、同差に応じた制御信号を出力イ
ンターフェース回路４４を介して駆動制御回路２５に出
力する。 【００２１】駆動制御回路２５は、前述のように、駆動
回路３０のスイッチング素子３１〜３４を制御して、電
動モータ１４の駆動電流Ｉｍが前記指令電流値Ｉ＊に等
しくなるようにする。その結果、電動モータ１４は回転
して、この回転は減速機構１５を介して操舵軸１３に伝
達されて同操舵軸１３を前記指令電流値Ｉ＊に対応した
アシスト力で回動するので、操舵ハンドル１１の回動操
作は操舵トルクＴＭに応じたアシスト力でアシストされ
る。 【００２２】上記動作説明からも理解できるとおり、上
記実施形態によれば、電動モータ１４に対する制御値で
ある指令電流値Ｉ＊の演算の時間間隔（本実施形態では
５００μｓ）が、操舵トルクセンサ２１及び車速センサ
２２によりそれぞれ検出された操舵トルクＴＭ及び車速
Ｖの取込みの時間間隔（本実施形態では２５０μｓ）に
対して、「１」よりも大きな整数倍（本実施形態では２
倍）になるようにしたので、図５に示すように、操舵ト
ルクＴＭ及び車速Ｖのローパスフィルタ処理、並びに指
令電流値Ｉ＊の演算に対する操舵トルクＴＭ及び車速Ｖ
の取込みタイミングの時間ずれが常に一定となる。した
がって、ＣＰＵ４１は、電動モータ１４の指令電流値Ｉ
＊を常に一定の条件下で演算できるようになり、複雑な
補正演算をすることなく、自然かつ滑らかに変化する電
動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算することができる
ので、電動モータ１４の回転を検出操舵トルクに応じて
良好に制御できて良好なアシスト制御を実現される。 【００２３】なお、上記実施形態においては、駆動電流
Ｉｍを電流検出回路２３からマイクロコンピュータ４０
に直接取込むようにしたが、電流検出回路２３とマイク
ロコンピュータ４０との間にハード回路で構成したフィ
ルタ回路を挿入して、フィルタ回路を介した駆動電流Ｉ
ｍをマイクロコンピュータ４０に取込むようにしてもよ
い。 【００２４】また、上記実施形態においては、ステップ
１１０，１１２の処理により、３個の操舵トルクＴＭ及
び車速Ｖを用いてローパスフィルタ処理を行うとともに
電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するようにした
が、２、４、５個などの複数の操舵トルクＴＭ及び車速
Ｖを用いてローパスフィルタ処理を行うとともに電動モ
ータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するようにしてもよ
い。また、本発明は、ステップ１１０のローパスフィル
タ処理を省略して、1個の操舵トルクＴＭ及び車速Ｖを
用いて電動モータ１４の指令電流値Ｉ＊を演算するよう
にした場合にも適用できる。この場合、操舵トルクセン
サ２１及び車速センサ２２によってそれぞれ検出された
操舵トルクＴＭ及び車速Ｖをハード回路などにより構成
されたローパスフィルタ回路を介してマイクロコンピュ
ータ４０に供給するようにするとよい。 【００２５】また、上記実施形態においては、操舵トル
クＴＭ及び車速Ｖのマイクロコンピュータ４０への取込
みの時間間隔を２５０μｓとするとともに、電動モータ
１４の指令電流値Ｉ＊のマイクロコンピュータ４０によ
る演算の時間間隔を前記取込み時間間隔の２倍である５
００μｓとするようにした。しかし、上述したように、
前記指令電流値Ｉ＊の演算の時間間隔は、前記操舵トル
クＴＭ及び車速Ｖの取込み時間間隔に対して「１」より
も大きな整数倍であればよく、例えば、前記演算の時間
間隔を５００μｓとするとともに前記取込みの時間間隔
を１００μｓとしたり、前記演算の時間間隔を６００μ
ｓとするとともに前記取込みの時間間隔を２００μｓと
したりするようにしてもよい。 【００２６】また、上記実施形態においては、操舵トル
クＴＭ及び車速ＶをＫ０回取込む毎に、操舵トルクＴＭ
及び車速Ｖのローパスフィルタ処理、並びに指令電流値
Ｉ＊の演算処理を行うようにして、これらの各処理を操
舵トルクＴＭ及び車速Ｖの取込みにほぼ同期して行うよ
うにした。しかし、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖのローパ
スフィルタ処理、並びに指令電流値Ｉ＊の計算処理の時
間間隔が、操舵トルクＴＭ及び車速Ｖの取込みの時間間
隔の「１」より大きな整数倍であれば、両者を全く独立
したタイミングで行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る電動パワーステア
リング装置の全体概略図である。 【図２】 図１の電気制御装置の全体ブロック図であ
る。 【図３】 図２のＣＰＵにより実行されるアシスト制御
プログラムのフローチャートである。 【図４】 異なる車速毎に操舵トルクと指令電流値との
関係を示すグラフである。 【図５】 本実施形態における操舵トルクの取込みタイ
ミングと指令電流値の演算タイミングとの関係を示す図
である。 【図６】 従来技術における操舵トルクの取込みタイミ
ングと指令電流値の演算タイミングとの関係を示す図で
ある。 【符号の説明】 ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、１１…操舵ハンドル、１３
…操舵軸、１４…電動モータ、２０…電気制御装置、２
１…操舵トルクセンサ、２２…車速センサ、２３…電流
検出回路、３０…駆動回路、４０…マイクロコンピュー
タ、４１…ＣＰＵ、４２…メモリ装置。
リング装置の全体概略図である。 【図２】 図１の電気制御装置の全体ブロック図であ
る。 【図３】 図２のＣＰＵにより実行されるアシスト制御
プログラムのフローチャートである。 【図４】 異なる車速毎に操舵トルクと指令電流値との
関係を示すグラフである。 【図５】 本実施形態における操舵トルクの取込みタイ
ミングと指令電流値の演算タイミングとの関係を示す図
である。 【図６】 従来技術における操舵トルクの取込みタイミ
ングと指令電流値の演算タイミングとの関係を示す図で
ある。 【符号の説明】 ＦＷ１，ＦＷ２…左右前輪、１１…操舵ハンドル、１３
…操舵軸、１４…電動モータ、２０…電気制御装置、２
１…操舵トルクセンサ、２２…車速センサ、２３…電流
検出回路、３０…駆動回路、４０…マイクロコンピュー
タ、４１…ＣＰＵ、４２…メモリ装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 河西 栄治
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−29055（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−154491（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B62D 6/00
B62D 5/04
H02P 5/00
H02P 7/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】操舵ハンドルの回動操作に対してアシスト
力を付与する電動モータと、 操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、 前記操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクを
所定の時間間隔で取込み、同取込んだ操舵トルクに応じ
て電動モータの制御値を所定の時間間隔で演算する制御
値演算手段とを備え、前記制御値演算手段によって演算
された制御値に応じて電動モータの回転を制御する車両
の電動パワーステアリング装置において、 前記制御値演算手段にて電動モータの制御値が演算され
る時間間隔を、前記制御値演算手段に操舵トルクが取込
まれる時間間隔よりも大きくかつ同時間間隔の整数倍に
設定するとともに、前記取込んだ複数回分の操舵トルク
を用いて電動モータの制御値を演算するようにしたこと
を特徴とする車両の電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32280699A JP3440902B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 車両の電動パワーステアリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32280699A JP3440902B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 車両の電動パワーステアリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001138937A JP2001138937A (ja) | 2001-05-22 |
| JP3440902B2 true JP3440902B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18147843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32280699A Expired - Fee Related JP3440902B2 (ja) | 1999-11-12 | 1999-11-12 | 車両の電動パワーステアリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440902B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4901841B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2012-03-21 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP5936277B2 (ja) * | 2013-12-17 | 2016-06-22 | Ｋｙｂ株式会社 | 電動パワーステアリングの制御装置 |
| KR20220008013A (ko) * | 2020-07-13 | 2022-01-20 | 현대모비스 주식회사 | 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 장치 및 방법 |
-
1999
- 1999-11-12 JP JP32280699A patent/JP3440902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001138937A (ja) | 2001-05-22 |
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