JP3706296B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置。 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転者のハンドル操作により生じる操舵トルクを電動モータにより補助する、自動車用の電動パワーステアリング装置の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車のステアリングハンドル(以下ハンドル)を小さな力で操作出来るようにするため、ハンドルに働く運転者の力を他の駆動装置の力を用いて補助する装置があり、パワーステアリング装置と呼ばれている。そして、他の駆動装置として電動モータ(以下モータ)を用いるものがある。
図11は三菱電機技報 VOL.70 No9 1996 43〜49頁に記載された、従来の電動パワーステアリング装置の制御装置のブロック図である。図11において、1は図示しないステアリングのコラム軸に装着した操舵トルクセンサに接続された操舵トルク検出器、8は操舵トルク検出器1の出力を受けてその位相を補償する位相補償器である。また、14は図示しない車軸の回転などを検出して車速信号を出力するセンサに接続された車速検出器、2は位相補償器8の出力と車速検出器14の出力の両方を受けて、必要な操舵トルクを決定する操舵トルク制御器である。
【0003】
7は操舵トルク制御器2の決定したトルク値を発生するために必要なモータの電流値を決定するモータ電流決定器、3は加減算器13を備えた電流フィードバツク制御器、4はモータ電流決定器7の出力を伝達する電流フィードフォーワード制御器、19は加算器12を備えモータの電流を制御するモータ駆動器、10はこのパワーステアリング装置の駆動モータ、11はモータ10の電流値を検出して加減算器13へ負帰還させるモータ電流検出器である。
【0004】
次に動作について説明する。
ハンドルのトルクが操舵トルク検出器1により検出され、位相補償器8で位相遅れを補償し、その出力を操舵トルク制御器2に入力する。更に車速検出器14で検出した車速信号を操舵トルク制御器2に入力し、両入力に基づきドライバがハンドルを操作して発生させた操舵トルクを補助するトルク値を決定する。
そして、この補助するべきトルク値をモータ電流決定器7へ入力し、目標電流を決定する。この目標電流にもとづき電流フィードフォーワード制御器4の出力と、電流フィードバック制御器3の出力とを加算器12で加算し、該加算結果をモータ駆動器19へ入力し、モータ10の出力トルクが所望のトルクとなるように制御する。また、モータ10の電流はモータ電流検出器11により実電流値として検出され、フィードバツク制御器3へ加算器13を介してフィードバツクされる。
【0005】
ところで、モータ10はブラシ(ブラシ付モータの場合)の微小振動や、モータ駆動器19の転流(モータ駆動器19がチョッパなどのいわゆるオンオフ制御方式である場合)などによる電圧脈動(これらを総称して以下、外乱と呼ぶ)により、印加されている電圧の平均値が一定であっても、モータ10の電流値が脈動することがあり、モータ10の異音発生、不快なハンドルの振動などとなって運転者に不快感を与える。勿論、外乱に対抗して目標電流値を維持する公知の方法としては電流フィードバツク制御器3のゲインを上げる方法があるが、制御系全体の高い周波数でのゲインが高くなることにより、1KHz前後の高周波動作音が増加する弊害もあるので安易にゲインを上げることはできない。
【0006】
上記のような問題点を軽減するため、電流フィードバツク制御を行わずに制御装置を構成する方法として、例えば特開平8−310417号公報に記載された制御装置のブロック構成(伝達関数ブロック図)を図12に示す。
図に於いて、Iは目標電流指令値、iはモータの現在の電流値である。50は制御対象であるモータ、50aは比例定数Kで、バッテリの基準電圧VBSに対するその時点でのバッテリの電圧VBAの比で、バッテリ電圧の変動により生ずるPWM信号のデューティ比に対する印加電圧のゲインを表している。50bはモータ要素である。
51はフィードフォーワード補償器で電流指令値Iに対するモータ電流iの応答特性を定義するもの、52は加算器でフィードフォーワード補償器51の出力U1とフィルタ57の出力da’とを加算してU2を出力するもの、55は使用するモータの特性P=1/(Ls+R)の逆関数、即ち(L*s+R*)の回路要素である。
【0007】
そして、実際のモータ制御特性、即ち回路要素52の出力U2との差daを、フィルター57、Q=1/(T1 S+1)へ入力し、フィルター57の出力をフィードフォーワード補償器51の出力U1から減算する。これにより制御対象のモータ50のもつ変動分と、モータ50の回転により発生する逆起電力KTωの変動分は補償されるように構成されている。
しかし、このシステムは、実際に使用されるモータのコイルインピーダンスPの逆関数(L*s+R*)を実現して回路要素55を構成するには、100Hz以上の周波数帯域におよぶ完全微分の演算が必要なため、実際に自動車の車載機器として実現する上で、ノイズやA/D変換器の分解能の影響を受けやすく理論どうりの効果が得られない場合が多いという問題がある。
【0008】
【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の制御装置は、以上のように構成されているので、次のような課題がある。
1)電流フィードバツク制御を行うものでは、要するに応答速度が遅くて、高い周波数の外乱を押さえることが出来ない。また、応答速度を上げると不安定になるため上げることが出来ないという問題点があるため、モータのブラシの微小振動や、モータ駆動器19の転流ノイズなどによる電圧変動などの外乱により、モータの電流値が変動することがあり、モータの異音発生、不快なハンドルの振動などとなって運転者に不快感を与える。また、容易に電流フィードバツク制御器のゲインを上げることができない。
【0009】
2)フィードフォーワード制御を行うものでは、応答速度は早いが、実際に使用されるモータのコイルインピーダンスPの逆関数L*s+R*を実現するには、100Hz以上の周波数帯域におよぶ完全微分の演算が必要なため、実際に自動車の車載機器として実現するにはノイズやA/D変換器の分解能の影響を受けやすく理論式どうりの効果が得られない場合が多く、実用に供し難い。
【0010】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、使用するモータに生ずる種々の外乱に対応できる応答速度を容易に得ることが出来、実用に供することが可能で、外乱の影響をほとんど受けないようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明による電動パワーステアリング装置の制御装置は、運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクを電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
電動機に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
目標電流値と電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器、
電動機に印加する電圧と電動機の現在の電流値とから、電動機に生じている外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
第1信号と第2信号とを加算して、電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器とを備えたものである。
【0012】
また、運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクをブラシ付きの直流電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
直流電動機の電機子に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
目標電流値と直流電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器、
直流電動機の電機子の端子間電圧を検出する端子間電圧検出器、 端子間電圧と電動機の現在の電流値とから、電動機に生じている外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
第1信号と第2信号とを加算して、電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器とを備えたものである。
【0013】
また、運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクを電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
電動機の電機子に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
目標電流値と電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器と、
電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号または電機子の端子間電圧から予め記憶した電機子のコイルインピーダンスと電機子の現在の電流値との積を減算して、電動機に発生している外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
第1信号と第2信号とを加算して、電動機に印加する電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器とを備えた者である。
【0014】
また、外乱電圧演算手段が出力する第2信号は、あらかじめ定めた所定のゲインを乗じるとともに、予め定めた所定の上限または下限値に制限する第2の電流制御器を介して第1信号に加算されるようにしたものである。
【0015】
また、第2の電流制御器は位相進み補償特性を備えたものである。
【0016】
また、外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性とステップ状外乱電圧の和を電流モデルとしたものである。
【0017】
また、外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性と正弦波状外乱電圧の和を電流モデルとしたものである。
【0018】
また、外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性と時間に対する多項式で表される外乱電圧の和を電流モデルとしたものである。
【0019】
また、外乱電圧演算手段は、その入力側か、その出力側のすくなくとも一方にハイパスフィルターを備えたものである。
【0020】
また、予め記憶した電機子のコイルインピーダンスと電機子の現在の電流値との積を求める手段は、モータ電流に対応する信号を電機子コイルインピーダンスの逆モデルと等価のフィルターに通すこととしたものである。
【0021】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
本発明の実施の形態1による電動パワーステアリング装置の制御装置の構成を図1に示す。図に於いて20は目標電流決定手段であり、操舵トルクと車速信号から目標電流を決定する(図の一点罫線部分)部分であるが、従来の図11と同じなので説明は簡単にする。
図に於いて、1は図示しないステアリングのコラム軸に装着した操舵トルクセンサに接続された操舵トルク検出器、8は操舵トルク検出器1の出力を受けてその位相を補償する位相補償器である。また、14は図示しない車軸の回転などを検出して車速信号を出力するセンサに接続された車速検出器、2は位相補償器8の出力と、車速検出器14の出力の両方を受けて必要な操舵トルクを決定する操舵トルク制御器、7は操舵トルク制御器2の決定したトルク値を発生するために必要なモータの電流値を決定するモータ電流決定器である。9は制御対象であるモータの電機子コイル、10はモータの軸、11はモータの電流を検出するモータ電流検出器である。
【0022】
13は加減算器、3は電流フィードバック制御器であるが、以下、第1の電流制御器という。15は外乱電圧推定オブザーバであり、モータ駆動指令電圧Vrefと実電流値Iactが入力され、これらをもとに外乱電圧Vを推定する。16はハイパスフィルター、5は第2の電流制御器でありその特性は図2に示すように、入力に対して一定値を乗じるとともに所定のレベルでリミッタにより制限されるものである。12aは加算器で第1、第2のの電流制御器3、5の出力を加算する。
【0023】
次に動作について、図1のブロック図と図3のフローチャートにより説明する。目標電流Irefと実電流Iactとの差を加減算器13で演算し、第1の電流制御器3へ入力する。第1の電流制御器3内で、予めROMに記憶している比例ゲインKpと、積分ゲインKiを用いて、比例積分演算を行う。微分要素があっても構わないがここでは微分ゲインをゼロとして説明する。
第1の電流制御器3の出力である駆動基準電圧VdFBと第2の電流制御器5の出力である外乱補償電圧VdFFとを、加算器12aで加算してモータ駆動指令電圧Vrefとし、更にここから外乱電圧Vdist1とモータの逆起電力Vbを減算した実入力値Vcをモータの電機子コイル9へ入力する。
【0024】
モータ電機子コイル9は指令された電圧Vcに応じた電圧をモータに印加し、モータ10に流れた電流はモータ電流検出器11により実電流値として検出され、第1の制御器(フィードバック制御器)3へ加減算器13を介して入力される。
【0025】
外乱電圧推定オブザーバ15について説明する。外乱電圧推定オブザーバ15はコイルインピーダンス特性と外乱電圧の和として構成したモータ10の電流挙動のモデルを持つ。
外乱電圧Vdistの動特性が(1)式で与えられるステップ状であるものとしてモータの電流挙動をモデル化すると(2)式のようになる。この電流挙動モデル(2)式の中の状態量である外乱電圧Vdistを外乱電圧推定オブザーバにより推定する。
【0026】
【数1】
【0027】
(2)式の拡大系を(3)式に示す可観測正準系に変換する。この(3)式に対する外乱電圧推定オブザーバの基本式は(4),(5)式のようになる。
【0028】
【数2】
【0029】
この(4),(5)式へ制御の対象とするモータの抵抗値Rm、インダクタンス値Lmに対する係数を代入したものが外乱電圧推定オブザーバの機能を表す演算式となる。外乱電圧推定オブザーバ15は、この式に実電流Iact,駆動指令電圧Vrefを入力し、外乱電圧推定値Vdistを算出するものである。
式(4)で重み係数g1,g2は外乱電圧推定オブザーバ15の出力が安定になるように値を予め決めておく。
【0030】
操舵したときにはモータの逆起電力Vbはゼロではない。そして逆起電力も電流制御系内においては外乱の一つであるから、トータルの外乱電圧は
Vb+Vdist となる。
ここで逆起電力Vbは操舵速度に比例する。そして操舵速度の周波数範囲は高くとも3Hz程度であるので、周波数20〜200Hzのブラシ振動や、転流リップルによる外乱電圧とは周波数帯域が1桁以上異なる。そこで外乱電圧推定オブザーバ15の出力をハイパスフィルター16で処理して、モータの逆起電圧Vbの成分を取り除き、本来の外乱電圧のみを推定する。理解を助けるため図5に実際の外乱電圧の波形と外乱電圧オブザーバ15による演算の結果の波形とを示す。高い精度で実際の波形に極めて近い演算結果が得られるている。
【0031】
電動パワーステアリング装置の制御装置の動作はROMに記憶したプログラムをCPUにより実行する。この動作フローを図3のフローチャートにより説明する。
ステップ101で操舵トルクセンサの信号を操舵トルクThdlとして読込み、メモリに記憶する。
ステップ102で操舵トルクThdlに基づき予め定められたテーブルデータに基づき目標電流Irefをテーブルルックアップする。
ステップ103でモータ実電流Iactを読み込みメモリに記憶する。
ステップ104で該モータ実電流Iactと目標電流Irefとの電流偏差ΔI=Iref−Iactを演算する。
ステップ105で該電流偏差ΔIに基づき、比例、積分演算し、駆動基準電圧VdFBを決定し、第1の電流制御器3の出力として記憶する。
ステップ106でモータ実電流Iactとモータ駆動指令電圧Vrefとを外乱電圧推定オブザーバに入力し、外乱電圧推定値Vdistを前述の説明のように演算する。なお、モータ駆動指令電圧Vrefは電源投入と同時にゼロにリセットする。
ステップ107で外乱電圧推定値Vdistを次式のハイパスフィルタの演算式で処理し、低周波成分を除去する。ここでτは定数であり、除去する周波数帯域に対して予め設定し記憶しておく。
【0032】
【数3】
【0033】
ステップ108で該ハイパスフィルタの出力VdistHPに基づき、予め記憶しておいた図3に示すVdistHPとVdFFとの関係に基づき外乱補償電圧VdFFをテーブルルックアップにより決定し、その値を第2の電流制御器5の出力として記憶する。
ステップ109でステップ105で演算した第1の電流制御器3の出力VdFBと、ステップ108で演算した第2の電流制御器5の出力VdFFとを加算しモータ駆動指令電圧Vrefを演算する。
ステップ110で該モータ駆動指令電圧Vrefにもとづきモータ駆動回路へ駆動信号を出力する。
以上の処理ルーチンは所定の周期毎に実施され、外乱や目標値変化があっても常にモータ電流を目標値に制御することが出来る。
【0034】
上記に説明した第2の電流制御器5の特性は、必ずしも図2に示すものに限るものではなく、例えば図4に示すように、VdistHPの値に応じて切り替わる複数段のゲインを持つようにしてもよい。この場合も、所定のレベル以上の出力はリミッタ値により制限する。
【0035】
また、第2の電流制御器5は次式(7)で表される位相進みフィルターとしてもよい。(7)式に於いてKFFは第2の電流制御ゲイン、τ1とβはフィルター定数で、0<β<1であり、位相を進ませる周波数帯域に対して予め設定し、記憶しておく。このフィルターは実電流Iactの検出遅れや端子間電圧検出の遅れなどの位相遅れを補償するものである。
【0036】
【数4】
【0037】
また、図1に於いて第2の電流制御器5とハイパスフィルター16の接続順序は図6に示すように、逆であってもよい。即ち、外乱電圧推定オブザーバ15の出力をまず第2の電流制御器5に入力し、次にハイパスフィルター16に入力しこの出力を加算点12a入力してもよい。
【0038】
また、外乱電圧Vdistの動特性は、(1)式で与えられるステップ状であるものとして、モータ10の電流挙動をモデル化したが、次式(8)で与えられる周波数ωの正弦波状であるとして外乱電圧推定オブザーバ15を構成してもよい。
【0039】
【数5】
【0040】
また、他の方法としてVdistを、実際の外乱電圧波形を同定して決定した次式(9)で表されるものとして外乱電圧推定オブザーバ15を構成してもよい。ここでC1,C2,C3は実際の外乱電圧波形を同定して定めた定数である。なお、外乱電圧推定オブザーバ15とハイパスフィルター16とは、この発明に言う外乱電圧演算手段である。
【0041】
【数6】
【0042】
実施の形態2.
実施の形態2の電動パワーステアリング装置の制御装置の構成を図7で、動作を図8により説明する。なお、目標電流を決定するまでの部分(目標電流決定手段20)は実施の形態1の図1と同じなので図7では記載を省略しているが、同様に使用されている。図7において6は端子間電圧検出器、16c、16dはハイパスフィルターである。この構成の場合、外乱電圧推定オブザーバ15aで使用する演算式は実施の形態1の式(4)(5)のVrefをVTに置き換えたものとなる。これ以外は実施の形態1と同じなので説明を省略する。
【0043】
図8は図7のものの動作を説明するフローチャートである。ステップ101から105及び、ステップ108から110は図3のフローと同じなので説明を省略する。
ステップ206で端子間電圧VTを端子間電圧検出器6で検出し、ハイパスフィルター16dで処理してメモリに記憶する。
ステップ207で端子間電圧VTとモータ電流検出器11が検出した実電流Iactをハイパスフィルター16cで処理したものとを外乱電圧推定オブザーバ15aに入力し、実施の形態1の(4)(5)式を、前述のとおり、VrefをVTに置き換えた式により外乱電圧推定値を演算する。
以後は実施の形態1の図3のステップ108以後と同じである。
なお、外乱電圧推定オブザーバ15aとハイパスフィルター16c,16dとはこの発明に言う外乱電圧演算手段である。
【0044】
実施の形態3.
実施の形態3による電動パワーステアリング装置の制御装置の構成を図9に、動作を説明するフローチャートを図10に示す。なお、目標電流を決定するまでの部分(目標電流決定手段20)は実施の形態1の図1と同じなので図7では記載を省略しているが、同様に使用されている。外乱電圧推定オブザーバ15bと第2の電流制御器5との間にハイパスフィルター16がない点を除けば、構成は実施の形態1の図1と同じ構成である。外乱電圧推定オブザーバ15bの演算内容は実施の形態1の図1のものとも、実施の形態2の図7のものとも異なっている。
【0045】
モータ電流検出器11で検出した実電流値Iactと、モータ電流指令値Vrefとの間には、下記(10)式が成立する。
【0046】
【数7】
【0047】
従って、外乱電圧Vdistは、(10)式を変形した(11)式で明らかなように、実電流Iactをモータのコイルインピーダンスの逆モデル(Lms+Rm)に通して、コイルでの電圧損失を求め、モータ駆動指令値Vrefとの誤差から推定するように外乱電圧推定オブザーバ15bを構成する。
【0048】
【数8】
【0049】
図10のフローチャートにより動作について説明する。
ステップ101から105及び、ステップ108から110は図3のフローと同じなので説明は簡単にする。
ステップ307で実電流Iactとモータ駆動指令値Vrefをメモリから読みだし、(11)式に基づいて外乱電圧推定オブザーバ15bが演算を行う。
ステップ108では、ステップ105で演算した第1の電流制御器3の出力VdFBと、ステップ307で演算した第2の電流制御器5の出力VdFFとを加算し、モータ駆動指令電圧Vref=VdFB+VdFFを演算する。
以後は実施の形態1の図3のステップ109以後と同じである。
【0050】
以上の処理も、他の実施の形態と同様に、メインルーチンの中で所定の周期で実施されるので、外乱や目標値変更があっても、モータ電流を常に目標値に制御することができる。
【0051】
【発明の効果】
この発明の電動パワーステアリング制御装置の制御装置は、電動機に働く外乱電圧を印加電圧に対する電流値から演算し、この外乱電圧を補償する電圧を電動機に印加するよう構成したので、外乱による電流の脈動が無く、運転フィーリングも快適な電動パワーステアリング装置が得られる。
【0052】
また、外乱電圧は電機子の端子間電圧と電流値とから演算したので、ブラシの接触不良にもとづく外乱電圧をキャンセルすることができる。
【0053】
また、外乱電圧は電機子の端子間電圧から、電機子コイルインピーダンスと電流値の積を減算して求めたので、外乱電圧を容易にキャンセルすることができる。
【0054】
また、外乱電圧演算手段により求められた外乱電圧は、所定のゲインと、上下限制限を有する第2の電流制御器を介して使用されるので、極端に大きい異常な外乱により制御が攪乱されることがない。
【0055】
また、第2の電流制御器は位相進み補償特性を備えているので、高い周波数の外乱も補償することができる。
【0056】
また、外乱電圧演算手段は、その電流モデルを電機子コイルインピーダンス特性とステップ状外乱電圧の和としたので演算が容易である。
【0057】
また、外乱電圧演算手段は、その電流モデルを電機子コイルインピーダンス特性と正弦波状外乱電圧の和としたので、実際に外乱電圧波形を観察した結果から容易に演算することができる。
【0058】
また、外乱電圧演算手段は、その電流モデルを電機子コイルインピーダンス特性と時間に対する多項式で表される外乱電圧の和としたので、論理的に推定できる外乱電圧に対して演算が容易である。
【0059】
また、外乱電圧演算手段は、その入力側か出力側の少なくとも一方にハイパスフィルターを備えているので、フィードバツク制御系が対応出来ない高い周波数の外乱電圧に対する電流の変動を抑制できる。
【0060】
また、電機子コイルインピーダンスと電流との積を求める手段として、電機子コイルインピーダンスの逆モデルと等価のフィルタに電機子電流に対応する信号を流すことで得ているので、演算が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の電動パワーステアリング装置の制御装置の構成図である。
【図2】 図1中の第2の電流制御器の特性説明図である。
【図3】 図1の装置の動作を説明するフローチャートである。
【図4】 第2の電流制御器の他の特性説明図である。
【図5】 図1中の外乱電圧推定オブザーバの出力波形の説明図である。
【図6】 図1の構成の変形した構成を示す説明図である。
【図7】 実施の形態2の電動パワーステアリング装置の制御装置の構成図である。
【図8】 図7のものの動作を説明するフローチャートである。
【図9】 実施の形態3の電動パワーステアリング装置の制御装置の構成図である。
【図10】 図9のものの動作を説明するフローチャートである。
【図11】 電動パワーステアリング装置の従来の制御装置の構成図であるる。
【図12】 電動パワーステアリング装置の従来の制御装置の構成図であるる。
【符号の説明】
1 操舵トルク検出器、 2 操舵トルク制御器、
3 第1の電流制御器、 5 第2の電流制御器、
7 モータ電流決定器、 8 位相補償器、 19 モータ駆動器、
9 モータコイル、 10 モータ軸、 11 モータ電流検出器、
12、12a 加算器、 13 加減算器、 14 車速検出器、
15、15a、15b 外乱電圧推定オブザーバ、
16 ハイパスフィルター。
Claims (10)
- 運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクを電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
前記電動機に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
前記目標電流値と前記電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器、
前記電動機に印加する電圧と前記電動機の現在の電流値とから、前記電動機に生じている外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
前記第1信号と前記第2信号とを加算して、前記電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器と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の制御装置。 - 運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクをブラシ付きの直流電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
前記直流電動機の電機子に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
前記目標電流値と前記直流電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器、
前記直流電動機の前記電機子の端子間電圧を検出する端子間電圧検出器、
前記端子間電圧と前記電動機の現在の電流値とから、前記電動機に生じている外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
前記第1信号と前記第2信号とを加算して、前記電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器と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の制御装置。 - 運転者の操作によりハンドル軸に生じる操舵トルクを電動機により補助する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
前記電動機の電機子に流す目標電流値を決定する目標電流決定手段、
前記目標電流値と前記電動機の現在の電流値との差にもとづく第1信号を出力する第1の電流制御器と、
前記電動機に印加するべき電圧に対応する電圧基準信号または前記電機子の端子間電圧から予め記憶した前記電機子のコイルインピーダンスと前記電機子の現在の電流値との積を減算して、前記電動機に発生している外乱電圧に対応する第2信号を出力する外乱電圧演算手段と、
前記第1信号と前記第2信号とを加算して、前記電動機に印加する電圧に対応する電圧基準信号を出力する加算器と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の制御装置。 - 外乱電圧演算手段が出力する第2信号は、あらかじめ定めた所定のゲインを乗じるとともに、予め定めた所定の上限または下限値に制限する第2の電流制御器を介して第1信号に加算されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 第2の電流制御器は位相進み補償特性を備えたものであることを特徴とする請求項4に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性とステップ状外乱電圧の和を電流モデルとしたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性と正弦波状外乱電圧の和を電流モデルとしたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 外乱電圧演算手段は、電動機の電機子コイルインピーダンス特性と時間に対する多項式で表される外乱電圧の和を電流モデルとしたことを特徴とする請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 外乱電圧演算手段は、その入力側か、その出力側のすくなくとも一方にハイパスフィルターを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
- 予め記憶した電機子のコイルインピーダンスと電機子の現在の電流値との積を求める手段は、モータ電流に対応する信号を電機子コイルインピーダンスの逆モデルと等価のフィルターに通すことであることを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
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