JP3885920B2

JP3885920B2 - Electric power steering control device

Info

Publication number: JP3885920B2
Application number: JP2000050344A
Authority: JP
Inventors: 哲也福本
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001233234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両において操舵補助トルクを発生させる電動パワーステアリング装置に係わり、アシストモータの回転数感応制御等に必要なモータ回転数を、制御ユニット内において正確に推定演算することができる安価で車両搭載性の高い電動パワーステアリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、軽自動車などの小型車両に使用されている電動パワーステアリング装置は、ハンドル操作によりステアリングシャフトに発生する操舵トルクをトルクセンサ（操舵トルク検出手段）により検出し、それに応じてステアリングシャフト等に取り付けられたアシストモータ（以下、場合により単にモータという）に電流を流して操舵補助トルクを発生させるものである。そのためのアシストモータの電流制御には、通常四つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成されるＨブリッジ回路を用い、このＨブリッジ回路よりなる駆動回路（モータ駆動手段）を介してアシストモータをＰＷＭ（パルス幅変調）方式で駆動する。そして、検出された操舵トルクに応じて電流指令値が演算され、例えば、前記電流指令値に基づく電流制御信号（例えば、ＰＷＭ駆動のデューティ比を決める信号）の値と実際のアシストモータの電流値との差（偏差）に応じて、前記電流制御信号を修正する通常１ループのフィードバック制御により、前記アシストモータの電流値を操舵トルクに応じた好ましい値に制御する。
ここで、前記電流指令値の演算や、上記フィードバック制御処理を含む前記電流制御信号の生成などは、通常マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を含む制御回路によって行われる。
【０００３】
ところでこの種の装置では、軽自動車に比べて格段にモータの電流が増大する大型な車両（例えば小型自動車や普通自動車）への搭載傾向が高まっており、そのような状況などに伴って顕著となる課題に対処すべく、モータの回転数を考慮したより高度なモータの制御（電流制御等）を行うことが必要になっている。
例えば、一時的に操舵方向と逆にモータが回転するような操作（例えば、ハンドル端当て操作時）においては、相当な操舵トルクが生じている状態でモータの通電方向が一時的にその回転方向と逆になるため、モータの誘起電圧が電流をより増加させる方向に作用し瞬間的にスパイク状の大電流が流れることが分かっている。そして、このような瞬間的な大電流に対しては、前記電流指令値（操舵トルクに応じたもの）に基づく電流制御信号による制御のみでは、対処不可能であり、例えば出願人が提案しているような回転数感応制御を行って対処する必要がある。この回転数感応制御は、前述の制御回路によって、このような通常では制御不能な操舵状態（モータの通電方向が回転方向と逆になる状態）を判定して、通常はＰＷＭ駆動していない側のＦＥＴ（所定方向に通電する際に通常は常時オン状態に駆動されるＦＥＴ）を、誘起電圧分（即ち、モータ回転数分）の電流を打ち消すようなデューティ比でＰＷＭ駆動し（つまり、モータ回転数分だけモータの駆動出力を減衰させて）、上述のスパイク状の大電流を積極的に抑制するという優れたものである。
【０００４】
また、この種の装置では、操舵フィーリングの向上等を図るべく、モータの回転数を考慮したより高度なモータの制御（電流制御等）を行うこともある。
例えば、高速走行時などにハンドル操作の手応え感を増すために、ハンドル角速度（即ち、モータ回転数）の負帰還による制御を付加する場合がある。これは、モータの電流（即ち、操舵補助トルク）の大きさをハンドル角速度の大きさに応じて減らし、場合によっては操舵トルクと反対方向の操舵補助トルクを発生させるものであり、これによりハンドル操作の手応え感を車速などに応じたより好ましいものにするためのものである。
【０００５】
しかし、このようなモータ回転数を使用した制御では、モータ回転数のデータを必要な程度に精度良く得られることが当然必要であり、例えば上述の回転数感応制御においてこの回転数のデータが不正確になると、スパイク状の大電流が十分抑制できない、駆動出力が例えば過剰に減衰されて必要な操舵補助トルクが発生されないなどの不具合をかえって生じさせてしまうことになりかねない。
ところが、そのためにモータ回転数を検知するための回転センサ（例えば、モータの回転角度又は回転角速度を検出するセンサ、或いはハンドル又はステアリングシャフトの回転角度又は回転角速度を検出するセンサ）を設けることは、コスト面や車両への搭載性（装置の組付け性や小型化）の面から困難であり、市場ではそのような回転センサを設けない回転センサレスの構成が強く望まれている。というのは、このような回転センサを設けようとすると、そのセンサ自体のコストが装置コストに上乗せされ、かつ、そのセンサ自体の配置スペースが車両内に必要になるとともに、車両において前述の駆動回路や制御回路が収納される制御ユニットから、このようなセンサ類が配置される箇所（例えばアシストモータの配置個所）まで、そのセンサのための信号線や電源線を敷設するというめんどうな作業や、その信号線等の敷設のためのスペースが、さらに必要となるからである。
【０００６】
そのために近年では、例えば特開平１１−５９４６３号公報に開示されているように、制御ユニット内の演算回路（例えば、前述のマイコンよりなる制御回路）において、モータの電流ＩＭと電圧ＶＭ（印加電圧）と抵抗値Ｒから下記式（１）によりモータの回転数ωをリアルタイムに推定演算して求めることが提案されている。なお、Ｋはモータの誘起電圧定数である。
ω＝１／Ｋ・（ＶＭ−Ｒ・ＩＭ） …（１）
また上記公報には、上記式（１）の演算で使用するための抵抗値Ｒを、回転数ωがゼロになっていること（即ち、保舵状態であること）を判定して、上記式（１）においてω＝０として得られる下記式（２）から適宜演算して求める技術が提案されている。
Ｒ＝ＶＭ／ＩＭ …（２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のパワーステアリング装置では、上記公報にも示されているように、操舵角センサ等の回転検出手段によって回転数ωがゼロになっていることを判定するか、或いはモータの電流制御信号（電動機電流信号）が通常の操舵における最大値（最大目標電流信号）を越えている場合に回転数ωがゼロになっていると判定して、前記抵抗値Ｒを求める演算を実行する構成となっていた。
このため、以下のような問題があった。
即ち、操舵角センサ等の回転検出手段を用いる場合には、せっかく回転数ωを演算推定する構成であるにもかかわらず、回転センサレスの構成にならず、前述したような装置の高コスト化や車両への搭載性の悪化を招来する。さらにいえば、操舵角センサがあるのであれば、その出力を微分等すれば回転数ωの値が得られるのに、わざわざ抵抗値Ｒを求めてさらに回転数ωを推定演算する処理が無駄になっている。
【０００８】
また、いずれの場合にも、回転数ωがゼロになる状態とならなければ、抵抗値Ｒの最新値が得られないため、抵抗値Ｒをその時点でより正しい値に補正又は更新登録する学習の頻度が十分高くできず、温度による抵抗値Ｒの変化を十分に反映させることができない欠点がある。なお、経年変化によるモータの抵抗値の変化は、一般に緩やかであるが、温度に起因する変化（或いは変動）は、比較的短時間でその変化量も大きい。そのため、特にこの温度に起因する抵抗値変化を十分に反映させるためには、より頻繁な抵抗値Ｒの学習が必要になるが、従来の構成では、このような頻繁な学習ができないか、或いは不十分であった。特に、電流制御信号が最大値を越えた場合に回転数ωがゼロであると判定する構成では、回転数ωが実際にゼロとなっている状態を毎回判定できず、通常ではめったに行われないような特殊な操作（即ち、前記公報にも記載されているようにラックエンドで保舵しているような操作）が行われて回転数ωがゼロになったときに初めて、抵抗値Ｒの推定演算に基づく抵抗値Ｒの学習が実現されるから、学習頻度が極めて低く不十分であり、特に温度変化に起因する抵抗値Ｒの変化の影響を回転数ωの推定演算に反映することは、実際にはほとんど不可能となる。
したがって総括すると、従来では、回転センサレスの構成で、常に変化又は変動する抵抗値Ｒのデータを適正に確保して、このデータに基づき十分正確に回転数ωの推定演算を実行することができなかった。
そこで本発明は、回転センサレスの構成で、抵抗値Ｒのデータを適正に確保しつつ、このデータに基づき十分正確に回転数ωの推定演算を実行し、回転数ωを使用した各種の制御を的確に実現するための、優れた機能を備えた電動パワーステアリング制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願第１の発明による電動パワーステアリング制御装置は、車両の操舵系に連結されて操舵補助トルクを発生させるためのアシストモータを制御する制御ユニットと、前記操舵系の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段とを有し、前記制御ユニットが、少なくとも前記操舵トルク検出手段による操舵トルク検出値及び前記アシストモータの回転数を含むパラメータに基づいて、前記アシストモータを制御する電動パワーステアリング制御装置であって、
前記制御ユニットが、
前記アシストモータへの印加電圧を検出するモータ電圧検出手段と、
前記アシストモータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記アシストモータの抵抗値を記憶する抵抗値記憶手段と、
少なくとも、前記操舵トルク検出値の変動量が既定値以下であり、かつ、前記アシストモータの負荷の変動量が既定値以下になったことを条件として、保舵状態であると判断する保舵状態判断手段と、
少なくとも、この保舵状態判断手段によって保舵状態であることが判断されていることを条件として、前記モータ電圧検出手段及びモータ電流検出手段により検出されている電圧及び電流から、前記回転数がゼロであるとして前記アシストモータの抵抗値を推定演算するモータ抵抗値演算手段と、
このモータ抵抗値演算手段によって求められた抵抗値を、新たな抵抗値として前記抵抗値記憶手段に登録する抵抗値記憶処理手段と、
前記モータ電圧検出手段及びモータ電流検出手段により検出されている電圧及び電流、並びに前記モータ抵抗値記憶手段に記憶されている最新の抵抗値から前記回転数を推定演算する回転数演算手段と
を備えたものである。
【００１５】
なおここで、「抵抗値記憶手段」、「保舵状態判断手段」、「モータ抵抗値演算手段」、「抵抗値記憶処理手段」、及び「回転数演算手段」は、例えばマイコンを含む回路とそのＲＯＭ等に登録されたプログラムにより実現される。なお、上記「制御ユニット」は、例えば、モータを制御するためのモータ駆動手段（例えば前述したＨブリッジ回路）と、このモータ駆動手段に所定の制御信号（例えば、電流制御信号）を出力してモータの作動状態（例えば、電流の大きさや方向）を制御するモータ制御手段（例えばマイコンを含む回路）とを当然備えているが、上記「抵抗値記憶手段」、「保舵状態判断手段」、「モータ抵抗値演算手段」、「抵抗値記憶処理手段」、及び「回転数演算手段」が、このモータ制御手段と同一の回路（共通のＣＰＵ）によって実現されていてもよい。
また、「モータ電圧検出手段」は、例えば、前述したＨブリッジ回路におけるモータ接続端子（モータコイル両端にそれぞれ接続される両端子）間の電位差をモータ電圧値として検出する回路（分圧用の抵抗や波形成型用のフィルタ回路よりなるもの）である。
また、「モータ電流検出手段」は、例えば、前述したＨブリッジ回路の電源ライン（例えば低電位側電源ライン）上に接続されたシャント抵抗の両端子間の電位差をモータ電流値として検出する回路（波形成型用のフィルタ回路よりなるもの）である。
また、回転数演算手段による回転数の推定演算は、例えば周期的に行ってもよいが、必ずしも周期的に限られず、これを使用した制御（例えば、前述した回転数感応制御）での必要性に応じて、最新の抵抗値に基づいて適宜行われる構成であってもよい（後述する他の発明でも同様）。
また、モータ抵抗値演算手段による上記抵抗値の推定演算は、保舵状態判断手段によって保舵状態であることが判断されたときに毎回行う必要は、必ずしもない。
また、モータ抵抗値演算手段による推定演算は、前述した式（２）によるものである。
また、抵抗値記憶処理手段による抵抗値の更新登録は、モータ抵抗値演算手段による上記抵抗値の推定演算が実行されたときに無条件に実行するものでもよいし、例えば、推定演算された最新の抵抗値と抵抗値記憶手段の記憶値の差が規定の許容値を越えている場合にのみ実行するようにしてもよい（後述する第２の発明でも同様）。
また、「前記アシストモータの負荷の変動量」としては、推定演算された回転数の変動量、電流の検出値の変動量、電圧の検出値の変動量、前述したモータ制御手段から出力される電流制御信号の変動量などが使用できる（後述する第２の発明でも同様）。
また、モータ抵抗値演算手段によって求められた抵抗値の抵抗値記憶処理手段による登録は、以前の抵抗値を消去して同じエリアに行う更新登録でもよいし、以前の抵抗値を残したまま別のエリアに登録するものでもよい（後述する第２の発明でも同様）。
また、回転数の推定演算に使用する「最新の抵抗値」とは、モータ抵抗値演算手段によって求められ登録された抵抗値が複数ある場合には、そのうちの最新のものであり、抵抗値の演算が未だ一度も行われていない場合には、初期値として登録された抵抗値（最初の基準値）である（後述する第２の発明でも同様）。
【００１６】
この発明によれば、保舵状態判断手段が、操舵トルク検出値の変動量が既定値以下（例えばゼロ又はその近傍の値以下）であり、かつ、アシストモータの負荷の変動量が既定値以下（例えばゼロ又はその近傍の値以下）になったことを条件として、保舵状態であると判断する。即ち、トルク変動量と負荷変動量が小さい状態を、保舵判断の条件としている。このような状態は、回転数ωがゼロの状態（保舵状態）しかほとんどあり得ないので（トルク変動量と負荷変動量を小さく維持しつつハンドルを回転させることは困難であるため）、相当の精度で保舵状態が判断でき、しかも、必ずしもハンドル端当て操作時（ラックエンド時）のような特殊な状態に限られず、回転数ωが実際にゼロの状態が広く判定できる。
このため、回転センサレスの構成でありながら、上記保舵状態の判断に基づいて行われるモータ抵抗値演算手段による抵抗値の演算推定の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりも格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、上記回転数演算手段による回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
なおこの場合も、回転センサが全く不要な構成となるので、もちろんそのための配線（制御ユニットと回転センサ間の信号線等）も不要となる。また、上記回転数演算手段による回転数の推定演算に使用する電圧や電流としては、例えば前述したような制御ユニット内の回路によって実現された前記モータ電圧検出手段及びモータ電流検出手段により検出されたものが使用されるため、この電圧や電流を検出するセンサやそのための配線を制御ユニット外に設ける必要もない。したがって、制御ユニット外のセンサ数や配線数が格段に低減された車両搭載性の高い安価な装置が実現できる。
【００１７】
また、この発明の好ましい一態様は、前記保舵状態判断手段が、保舵状態であると判断する条件として、前記モータ電流検出手段により検出されている電流が既定値以上であることをさらに付加したものである。
この場合、保舵状態の判断がより確実になる。というのは、モータの電流は、操舵トルクに応じて制御されるのが基本であるから、この場合、電流が相当量（既定値以上）あるということは、操舵トルクが相当量多くあるということである。そして、トルク変動量と負荷変動量を非常に小さく維持しつつ、相当量の操舵トルクでハンドルを回転させることは非常に困難であるから、トルク変動量と負荷変動量が非常に小さく、かつ操舵トルクが相当量あるということは、保舵状態以外にまずあり得ない。このため、保舵状態の判断がより確実になり、ひいては前述した抵抗値の推定演算の精度や、この抵抗値の推定値を用いた回転数の推定演算の精度がより向上し、さらにはこの回転数の推定値を用いたモータの制御がより的確なものとなる。
ちなみに、アイスバーンなどの抵抗の極端に少ない路面上にタイヤがある場合には、トルク変動量と負荷変動量を小さく維持しつつハンドルを回転させることは可能であるが、このような状況でも、さらに操舵トルクを相当量に保ちつつハンドルを回転させることができないから、このような特殊な状況であっても、本態様であれば、誤った保舵判断（実際には、回転数がゼロでないのに保舵状態と判断してしまうこと）がなされてしまう可能性が極めて少ない。
【００１８】
なお、本態様における「既定値」（上述した保段判断のための電流のしきい値）は、上述したような作用効果をより高度に達成するためには、なるべく大きな値に設定することが好ましいが、あまりこの値を大きく設定すると、保舵判断の頻度（即ち、最新の抵抗値の学習頻度）が低下する傾向にあるため、そのバランスを考慮して上記「既定値」を設定すべきである。少なくとも、従来のようにモータの最大電流値以上とすることは、避けなければならない。
但し、後述するように、この第１の発明に抵抗値の温度補正を組み合わせる場合には、上述した学習頻度の低下の問題は考慮する必要はなく、上記「既定値」は無条件に大きな値とすることが好ましい（この場合には、最大電流値としてもよい）。というのは、抵抗値の温度補正がなされれば、温度変化に対する学習を行う必要がなくなり、モータ電流値の初期的なばらつき（製品毎のばらつき）や長時間をかけて徐々に変化する経年変化の影響を反映させるためにのみ、最新の抵抗値の推定演算を実行すればよいからである。
【００１９】
また、この発明の好ましい他の態様は、前記モータ抵抗値演算手段が、前記推定演算を実行する条件として、前記保舵状態判断手段が、保舵状態であることを判断している時間が規定時間を越えたことをさらに付加したものである。
この場合、抵抗値の推定演算の精度がさらに高まり、ひいては、この抵抗値の推定値を用いた回転数の推定演算の精度がさらに向上し、さらにはこの回転数の推定値を用いたモータの制御がさらに的確なものとなる。実際には保舵状態でないのに瞬間的に前述した保段判断の条件が成立して、抵抗値の推定演算が実行されてしまう可能性がなくなるからである。
【００２０】
また、本願第２の発明は、前記第１の発明と同様の電動パワーステアリング制御装置であって、
前記制御ユニットが、
前記アシストモータに流れる電流を制御するためのモータ駆動手段と
前記アシストモータへの印加電圧を検出するモータ電圧検出手段と、
前記電流を検出するモータ電流検出手段と、
前記アシストモータの抵抗値を記憶する抵抗値記憶手段と、
少なくとも、前記操舵トルク検出値の変動量が既定値以下であり、前記アシストモータの負荷の変動量が既定値以下であり、かつ、前記モータ電流検出手段により検出されている電流が既定値以上になったことを条件として、安定操舵状態であると判断する安定操舵状態判断手段と、
少なくとも、この安定操舵状態判断手段によって安定操舵状態であることが判断されていることを条件として、前記電流の大きさが低下する方向に前記モータ駆動手段の制御信号を一時的かつ強制的に変化させる電流低減制御手段と、
この電流低減制御手段による前記制御信号の変化の開始前後における、前記モータ電圧検出手段及びモータ電流検出手段により検出されている電圧及び電流から、前記回転数の変化がゼロであるとして前記アシストモータの抵抗値を推定演算するモータ抵抗値演算手段と、
このモータ抵抗値演算手段によって求められた抵抗値を、新たな抵抗値として前記抵抗値記憶手段に登録する抵抗値記憶処理手段と、
前記モータ電圧検出手段及びモータ電流検出手段により検出されている電圧及び電流、並びに前記モータ抵抗値記憶手段に記憶されている最新の抵抗値から前記回転数を推定演算する回転数演算手段と
を備えたものである。
【００２１】
なおここで、「抵抗値記憶手段」、「安定操舵状態判断手段」、「電流低減制御手段」、「モータ抵抗値演算手段」、「抵抗値記憶処理手段」、及び「回転数演算手段」は、例えばマイコンを含む回路とそのＲＯＭ等に登録されたプログラムにより実現され、やはり、前述したモータ制御手段と同一の回路によって実現されていてもよい。
また、「モータ駆動手段」は、例えば前述したＨブリッジ回路である。
また、「安定操舵状態」とは、急激な操舵がなされていない状態（回転数の変化がほぼゼロの状態）であり、保舵状態（回転数がゼロ）とゆっくりした操舵状態（回転数がほぼ一定の状態）を含む。本発明における抵抗値演算手段における抵抗値の推定演算は、後述するように、回転数がゼロであることを前提とせず、回転数の変化（角加速度）がゼロ（厳密には、所定の誤差範囲内でほぼゼロであればよい）であることを前提とするものであるからである。
また、同様の理由から、本発明の「安定操舵状態判断手段」による判断の条件における「既定値」は、前述した第１の発明における保舵判断での既定値とは意味合いが異なる。即ち、ここでは、回転数の変化がほぼゼロであるような安定操舵状態を判断すればよいから、例えばトルク変動量や負荷変動量に対するしきい値としての「既定値」は、必ずしもゼロ近傍である必要性はなく、比較的大きな値に設定してもよい。また、同様に、電流に対する判断条件（上記「既定値以上」という条件）は、必ずしも前述したような大きな値（相当量）である必要はなく、極論すればゼロより大きい値であればよい。ここで電流を条件としているのは、後述する式（３）による演算が可能となるような電流値が存在しているか否かを判断するためだからである。
【００２２】
また、モータ抵抗値演算手段による上記抵抗値の推定演算は、安定操舵状態判断手段によって安定操舵状態であることが判断されたときに毎回行う必要は、必ずしもない。
また、モータ抵抗値演算手段による抵抗値Ｒの推定演算は、具体的には下記式（３）により行う。
Ｒ＝（ＶＭ０−ＶＭ１）／（ＩＭ０−ＩＭ１） …（３）
ここで、ＶＭ０，ＩＭ０は、電流低減制御手段による電流変化開始直前（制御信号変化開始直前）の電圧と電流であり、ＶＭ１，ＩＭ１は、電流低減制御手段による電流変化開始直後（制御信号変化開始直後）の電圧と電流である。また、上記式（３）は、電流変化の開始直前直後における各電圧と電流から前述の式（２）でそれぞれ求められる回転数（又は誘起電圧）が等しいとして導かれるものである。
また、電流低減制御手段による電流変化（制御信号変化）の幅は、上記式（３）が成立する限りにおいて、必ずしも限定されるものではないが、操舵上の違和感の発生と上記推定演算の精度を考慮して設定すべきである。というのは、電流変化の幅が大きすぎると、一時的であるにせよ、操舵補助トルクが急低下して操舵トルクが急増するので、操作者が操舵上の違和感（操舵違和感）を感じる恐れが高くなる。また一方、電流変化の幅が小さすぎると、上記式（３）による抵抗値の推定演算の精度が劣化する恐れがある。そこで、このようなバランスを考慮して、上記電流変化の幅を設定すべきである。具体的には、例えばモータのその時点の電流が５０〜６０Ａの場合、減少幅を１０〜２０Ａ程度（即ち、２０〜３０％程度）に設定すればよい。
【００２３】
この発明によれば、安定操舵状態判断手段が前述したような安定操舵状態を判定したことを条件に、電流低減制御手段による強制的な電流変化（以下、電流低減制御という）が一時的に実行され、この強制的な電流変化の開始前後における電圧及び電流から抵抗値が推定演算される。すなわち、必ずしも保舵状態に限定されないより広い条件で、抵抗値が精度よく推定演算される。
このため、回転センサレスの構成でありながら、モータ抵抗値演算手段による抵抗値の演算推定の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりもさらに格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、上記回転数演算手段による回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
なおこの場合も、回転センサが全く不要な構成となるので、もちろんそのための配線（制御ユニットと回転センサ間の信号線等）も不要となり、電圧や電流（さらに場合によりモータ温度）を検出するセンサやそのための配線を制御ユニット外に設ける必要もないのは、前記第１の発明と同様である。したがって、やはり、制御ユニット外のセンサ数や配線数が格段に低減された車両搭載性の高い安価な装置が実現できる。
【００２４】
なお、この発明の好ましい一態様は、前記電流低減制御手段が前記制御信号を変化させる変化量を、操舵違和感を生じない範囲に制限したものである。この場合、前述したような操舵違和感発生の恐れがなくなる利点がある。
また、この発明の好ましい他の態様としては、前記電流低減制御手段が前記制御信号を変化させる変化量を、前記モータ電流検出手段により検出されている電流に基づいてその都度設定する構成でもよい。
このようにすると、電流の変化幅を常に最適値に維持することが可能となり、抵抗値の推定演算の精度を高く維持しつつ、操舵違和感の発生を確実に回避又は抑制できる。というのは、操舵違和感は、人間の感覚としてその時点の電流（即ち、操舵トルク）が大きいほど感じ易くなるため、操舵違和感を確実に回避又は抑制するためには、その時点の電流が大きい程、上記電流の変化幅の割合をより少なくする必要がある。一方、抵抗値の推定演算の精度を高く保持するためには、その時点の電流が小さい程、上記電流の変化幅の割合を大きくして、変化幅の絶対値を十分に確保する必要がある。即ち、電流の変化幅の最適値は、その時点の電流に対して常に一定割合ではない。そこで、例えば、その時点の電流の大きさに逆比例した割合で電流の変化幅を決定してやれば、より好ましい最適な変化幅に維持されることになる。
【００２５】
また、この発明の好ましい態様は、前記電流低減制御手段が前記制御信号を変化させる回数を制御ユニットの起動毎に制限する構成である。
この構成によれば、操舵違和感の可能性発生の弊害を必要最小限に抑制できる利点がある。即ち、この第２の発明の場合には、前述したように発生頻度の高い安定操舵状態になったことをきっかけとして電流の変化（前述した電流低減制御）が行われるので、場合によっては、過度にこの電流低減制御がなされて、操舵違和感発生の機会を不必要に増加させてしまう恐れがある。しかしこのように、電流低減制御の頻度が制御ユニットの起動毎に制限されれば、このような操舵違和感発生の機会の不必要増加を抑制できる。なお、通常この種の装置の制御ユニットは、車両のイグニションスイッチのオン操作により起動されるため、このような制限を設けても、少なくとも抵抗値の経年変化の影響を反映させるための定期的な抵抗値の学習が可能となる。
また、この発明の好ましい他の態様は、前記電流低減制御手段が前記制御信号を変化させる規定時間当たりの頻度を既定値以下に制限したものである。
この構成によっても、同様に、操舵違和感発生の可能性を必要最小限に抑制できる利点がある。
【００２６】
また、前記第１の発明と第２の発明の好ましい他の態様は、前記アシストモータの温度検出値又は温度推定値を出力するモータ温度出力手段と、
前記モータ温度出力手段から出力されている温度検出値又は温度推定値より、予め設定された温度特性に基づいて、前記抵抗値記憶手段に記憶されている抵抗値を必要に応じて補正して、補正後の抵抗値を前記抵抗値記憶手段に登録するモータ抵抗値補正手段とを、さらに備えたものである。
即ち、抵抗値の温度補正のための構成要素を前記第１又は第２の発明に対して組み合わせたものである。
ここで、「モータ温度出力手段」は、例えば、モータに付設された温度センサからの検出信号を受信し、必要に応じて検出信号の増幅やノイズ除去処理などを行ってモータ温度を示す信号（温度検出値）を出力する回路である。或いは、この「モータ温度出力手段」は、例えば特開平４−７１３７９号公報に示されているような公知の方法で、例えば上記モータ電流検出手段により検出された電流値からモータの温度を推定演算し、その演算結果（温度推定値）を出力する手段（例えばマイコンを含む回路とそのＲＯＭ等に登録されたプログラムよりなるもの）である。なおこの場合、この温度の推定演算を行う回路も、やはり、モータ制御手段と同一の回路によって実現されていてもよい。
また、「抵抗値を必要に応じて補正して」とは、記憶されている抵抗値が、その時点の温度検出値又は温度推定値からして適正範囲なものと判断される場合には、上記モータ抵抗値補正手段が上記補正を必ずしも実行しなくてもよいことを意味する。
また、モータ抵抗値補正手段による補正は、例えば周期的に行って逐次補正後の抵抗値（少なくとも最新のもの）を登録（記憶）している態様でもよいが、回転数演算手段による回転数の推定演算を実行する際に（つまり、必要なときのみ）、その演算に先だって行うようにしてもよい。
また、補正後の抵抗値の前記抵抗値記憶手段への登録は、補正前の抵抗値を消去して同じエリアに行う更新登録でもよいし、補正前の抵抗値を例えば補正用の基準値として残したまま別のエリアに登録するものでもよい。また、この補正後の抵抗値の登録は、必ずしも不揮発性メモリへの登録でなくてよく、基準値としての抵抗値が残されていれば、回転数の推定演算で使用するために一時的に行う記憶でもよい。
また、補正前の抵抗値を消去して補正後の抵抗値を登録する態様の場合には、その補正に使用したモータ温度のデータが補正後の抵抗値のデータと対応付けられて把握された状態にしておく必要がある。その抵抗値がモータ温度何度に対応するものか不明であると、温度特性線図上での位置が定まらずその後の温度補正ができないからである。なおこのことは、抵抗値記憶手段に最初に登録する基準となる抵抗値（初期値）についても同様である。
この構成によれば、モータ抵抗値補正手段が上記補正を例えば一定周期で随時行う構成とすることによって、回転センサレスの構成であっても、温度変化に起因するモータ抵抗値の変化や変動に対する学習を十分な頻度で行うことができる。また、モータ温度を前述したように推定演算する場合には、モータに温度センサを付設する必要もなく、またその温度センサのための配線（制御ユニットと温度センサ間の信号線等）も不要になる。したがって、制御ユニット外のセンサ数や配線数が格段に低減された車両搭載性の高い安価な装置が実現できる。またこの構成によれば、次のような優れた効果が得られる。即ち、温度変化に起因する抵抗値の変動に対しては、上記モータ抵抗値補正手段によって、抵抗値を常に適正な値に維持できるため、前述した第１又は第２の発明における抵抗値の推定演算に基づく最新の抵抗値の学習は、他の要因による抵抗値の変化（経年変化や初期的なばらつきによる変化）のみに対処するために実施すればよい（即ち、学習頻度が極端に低くても問題ない）。このため、第１の発明においては、前述した保舵状態判断の条件における既定値をより厳しい値に設定して、保舵状態判断を極めて信頼性の高いものとし、ひいては抵抗値の推定演算の精度（さらには、回転数推定演算の精度）を極めて高くすることができる。また、第２の発明においては、電流低減制御の頻度を極端に制限して、電流の変化による操舵違和感の発生の可能性（或いはその頻度）を著しく減少させることができる。
なおこの場合、推定演算により得られた新たな抵抗値を登録する際には、少なくとも、対応するモータ温度のデータが新たな抵抗値のデータと対応付けられて把握された状態にしておく必要がある。その抵抗値がモータ温度何度に対応するものか不明であると、温度特性線図上で位置が定まらず、その後その抵抗値を温度補正することができないからである。
また、モータ抵抗値補正手段による抵抗値の温度補正が、常に基準となる抵抗値（温度補正の基準値）を記憶保持しつつ、この基準値をその時点の温度で補正して適正な抵抗値を演算する態様の場合（後述する基本構成例のような場合）には、上記モータ抵抗値演算手段の推定演算により得られた新たな抵抗値は、必要に応じて温度換算（基準温度の場合の抵抗値への変換）を行い、この換算後のデータを基準となる抵抗値として登録する必要がある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
（基本構成例）
まず、本発明の前提となる基本構成やモータ抵抗値の温度補正の構成を含む基本構成例である電動パワーステアリング装置を説明する。図１（ａ）は、本基本構成例の装置（主に制御系の構成及び機能）を示す機能ブロック図である。
本装置は、車両の操舵系に連結されて操舵補助トルクを発生するアシストモータ１（以下、場合により単にモータ１という）と、このアシストモータ１を図示省略した駆動回路（モータ駆動手段）を介して制御する制御回路２とを備える。
ここで、駆動回路は、前述したＨブリッジ回路よりなるもので、Ｈブリッジ回路を構成する４個のＦＥＴ（図示省略）は制御回路２から出力されるＰＷＭ駆動信号を含む駆動信号（本発明の制御信号に相当）によって動作する。詳細に説明すると、例えばハンドルの左回転方向にモータ１を駆動する場合（左方向の電流を流す場合）には、例えば低電位電源側に接続された一方側のＦＥＴをオン状態に駆動したまま、高電位電源側に接続された一方側のＦＥＴをＰＷＭ駆動する駆動信号が出力される。
【００２８】
制御回路２は、具体的にはマイコンを含む回路よりなる処理手段であり、図１（ａ）に示すように、指令値作成部３と、電流制御部４と、モータ回転推定演算部５と、モータ抵抗温度補正部６とを処理機能として有する。
なお、モータ抵抗温度補正部６は、本発明のモータ抵抗値補正手段に相当し、モータ回転推定演算部５は、本発明の回転数演算手段に相当している。また、制御回路２や上述の駆動回路は、ユニットケース内の基板上に形成されており、全体として制御ユニットを構成している。また、本発明の抵抗値記憶手段は、例えば制御回路２を構成するマイコンのＲＯＭ又はＲＡＭ等によって構成されている。
また、図示省略しているが、制御ユニット内の基板上には、本発明のモータ電流検出手段やモータ電圧検出手段に相当する電流検出回路又は電圧検出回路と、モータ温度出力手段に相当するモータ温度出力回路が形成されている。
電流検出回路は、前記Ｈブリッジ回路の電源ライン上に接続されたシャント抵抗の両端子間の電位差をモータ電流値として検出する回路である。
電圧検出回路は、前記Ｈブリッジ回路におけるモータ接続端子間の電位差を、モータ電圧値（モータ印加電圧）として検出する回路である。
また、モータ温度出力回路は、例えば、モータ１に付設された温度センサ（図示省略）からの検出信号を受信し、必要に応じて検出信号の増幅やノイズ除去処理などを行ってモータ温度を示す信号（温度検出値）を出力する回路である。なお、このモータ温度出力回路の代わりに、前述した公知の方法で、モータ１の温度を推定演算する機能を制御回路２に設けてもよい。
【００２９】
指令値作成部３は、車両の操舵系の操舵トルクを検出する図示省略したトルクセンサ（操舵トルク検出手段）からの操舵トルク検出値の信号（トルク信号）を含むパラメータから、基本的に操舵トルクの方向及び大きさに応じた電流指令値を演算し出力する。即ち、操舵トルクが左方向の場合には、例えばその操舵トルクの大きさに比例した大きさの左方向の電流に相当する電流指令値を生成する。なおこの場合、指令値作成部３には、電流指令値を決定するパラメータとして図示省略した車速センサの出力（即ち、車速の信号）や、モータ回転推定演算部５から出力される回転数ωのデータ（即ちハンドル角速度と等価な信号）も入力されており、これらの信号によって電流指令値が適宜変化することで、一律に操舵トルクに応じたものでなく、状況に応じたより好ましい操舵補助トルクを発生させる構成となっている。即ち、車速が比較的小さいときには操舵補助トルクを比較的大きな値に設定したり、或いは、前述したようにハンドル角速度の負帰還処理を行うことによって、ハンドル角速度に応じて操舵補助トルクが減少するように（或いは逆方向の操舵補助トルクとなるように）、電流指令値を変化させる処理も行われる。
【００３０】
電流制御部４では、電流指令値と実際のモータ電流値（前記電流検出回路の出力）から、ＰＷＭ駆動信号のデューティ比を含む電流制御信号の内容を決定し、さらにそれをＦＥＴ駆動用の信号に変換して出力する。例えば、電流指令値が左方向の電流を指令するものであれば、左方向側のＦＥＴに対するＰＷＭ駆動信号を含む所定の駆動信号を出力することを決定し、そのＰＷＭ駆動信号のデューティ比は、例えば電流指令値の大きさを実際のモータ電流値（即ち、フィードバック値）の大きさとの差（即ち、偏差）に応じて修正した値とする。つまり、フィードバック制御（ＰＤ制御）によって、実際の電流値の大きさと方向が電流指令値の大きさと方向に追従するように、制御信号の内容を決定する。
なお、この電流制御部４では、モータ回転推定演算部５からの出力を受けて、前述した回転数感応制御を実行してもよい。
【００３１】
モータ回転推定演算部５では、前記電圧検出回路及び電流検出回路により検出されている電圧及び電流、並びに抵抗値記憶手段（例えば制御回路２を構成するマイコンのＲＡＭ内の所定エリア）に記憶されている最新の抵抗値Ｒ（これが未登録の場合には、後述する基準の抵抗値Ｒ０）から回転数ωを、前述の式（１）により推定演算する。
モータ抵抗温度補正部６では、前記モータ温度出力回路から出力されている温度検出値により、予め設定された温度特性に基づいて、抵抗値記憶手段（例えば制御回路２を構成するマイコンのＲＯＭ内の所定エリア）に記憶されている基準の抵抗値Ｒ０を必要に応じて補正して、補正後の抵抗値を最新の抵抗値Ｒとして抵抗値記憶手段（例えば前述したＲＡＭ内の所定エリア）に登録する。なお、基準の抵抗値Ｒ０としては、基準温度（例えば２０℃）時におけるモータ１の標準的な抵抗値（設計値又は出荷試験における測定値等）が予め登録されている。そして温度特性としては、例えば図１（ｂ）に示すような、上記基準の抵抗値Ｒ０に対する温度補正用の補正係数Ｋと、モータ温度ｔとの関係が、データテーブル或いは関数（数式）として与えられ、予め前述のＲＯＭ等に登録されている。したがって、この場合具体的にここで行われる補正処理は、まずその時点の温度ｔを読み取り、それに対する補正係数Ｋを上記データテーブル又は関数から求め、次いで、求めた係数Ｋを基準の抵抗値Ｒ０に乗算することで最新の抵抗値Ｒ（＝Ｒ０・Ｋ）を得る。そして、例えば、無条件にこの抵抗値Ｒを前述したＲＡＭ内の所定エリアに更新登録する（古い抵抗値Ｒを消去して登録する）ものである。なお、この最新の補正演算で得られた抵抗値Ｒが、以前に登録されている抵抗値Ｒと同じか、或いはその差が許容誤差範囲内に有る場合には、この更新登録を行わない構成でもよい。また、古い抵抗値Ｒは必ずしも消去する必要はない。また、補正係数Ｋのデータは、モータコイルを構成する材料（例えば銅）の物性として容易に得られることは説明するまでもない。
【００３２】
なお、以上説明した機能を実際に実現するための制御回路２の動作（マイコンの処理内容）は、例えば図２に示すような一連の処理を周期的に繰り返すものとすればよい。
即ち、まずステップＳ１で、モータ温度ｔを読み出し、次いでステップＳ２で、このモータ温度ｔに対応する係数Ｋを読み出す。
次にステップＳ３で、前記モータ抵抗温度補正部６の補正演算を実行し、少なくともその演算結果である最新の抵抗値Ｒを記憶保持する。
そしてステップＳ４で、検出されている電流と電圧を読み取り、次いでステップＳ５で、ステップＳ３で求められた最新の抵抗値Ｒを使用して前述した回転数ωの推定演算（前述の式（１））を行って最新の回転数ωの値を生成する。このステップＳ５を経ると、１シーケンスの処理を終了する。
なお、上記抵抗値Ｒの補正演算の実行周期（この場合、図２の一連の処理の実行周期）は、マイコンの処理能力の範囲内で自由に設定可能であり、少なくとも従来の抵抗値推定演算よりも遙かに高い頻度で実行可能であることはいうまでもない。
【００３３】
この装置によれば、回転センサレスの構成でありながら、上記補正演算の実行周期の設定によって、温度変化に起因するモータ抵抗値の変化や変動に対する学習を十分な頻度で行うことができるから、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、モータ回転推定演算部５の回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述したハンドル角速度負帰還制御や回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
なおこの場合、回転センサが全く不要な構成となるので、もちろんそのための配線（制御ユニットと回転センサ間の信号線等）も不要となる。また、回転数の推定演算に使用する電圧や電流としては、前述した制御ユニット内の検出回路により検出されたものが使用されるため、この電圧や電流を検出するセンサやそのための配線を制御ユニット外に設ける必要もない。また、モータ温度を前述したように推定演算する場合には、モータに温度センサを付設する必要もなく、またその温度センサのための配線（制御ユニットと温度センサ間の信号線等）も不要になる。したがって、制御ユニット外のセンサ数や配線数が格段に低減された車両搭載性の高い安価な装置が実現できる。
【００３４】
（第１形態例）
次に、前述した第１の発明に対応する一形態例である電動パワーステアリング装置を説明する。図３は、本形態例の装置（主に制御系の構成及び機能）を示す機能ブロック図である。なお以下では、基本構成例（図１（ａ））と同様の要素には、同符号を付して重複する説明を省略する。
本装置は、基本構成例におけるモータ抵抗温度補正部６の代わりに、モータ抵抗学習部７を有するとともに、さらに、ローパスフィルタ部８、差分演算部９，１０、及び操舵状態判定部１１が付加されたものである。
ここで、モータ抵抗学習部７は、本発明のモータ抵抗値演算手段と抵抗値記憶処理手段を構成し、ローパスフィルタ部８、差分演算部９，１０、及び操舵状態判定部１１は、保舵状態判断手段を構成する。
モータ抵抗学習部７では、操舵状態判定部１１によって保舵状態であることが規定時間以上継続して判断されていることを条件として、前記電圧検出回路及び電流検出回路により検出されている電圧及び電流から、回転数ωがゼロであるとして、前記式（２）によって抵抗値Ｒを推定演算する。そして、例えば、無条件にこの抵抗値Ｒを前述したマイコンのＲＡＭ内の所定エリアに更新登録する（古い抵抗値Ｒを消去して登録する）。なお、この最新の演算で得られた抵抗値Ｒが、以前に登録されている抵抗値Ｒと同じか、或いはその差が許容誤差範囲内に有る場合には、この更新登録を行わない構成でもよい。また、古い抵抗値Ｒは必ずしも消去する必要はない。
【００３５】
ローパスフィルタ部８では、入力の高周波成分を除去するローパスフィルタ（ＬＰＦ）としての処理を行い、トルク信号からノイズ等の影響を除去する。なお、このローパスフィルタ部８は、マイコンの処理として実現できるが、ハード（フィルタ回路）として構成することも容易であることはいうまでもない（差分演算部９，１０などの他の要素も同様である）。
差分演算部９，１０は、トルク信号Ｔ（ローパスフィルタ部８の出力）や、回転数ω（モータ回転推定演算部５の出力）の差分ΔＴ又はΔω（即ち、微分値）を演算して、操舵状態判定部１１へ出力する要素である。なお、差分ΔＴ又はΔωは、例えば一定のサンプリング周期毎に読み取られるトルク信号Ｔや回転数ωの値の、最後に読み取られた値と、前回読み取られた値との差である。
操舵状態判定部１１は、差分ΔＴ及びΔωが既定値以下（ゼロ又はその近傍）であり、かつ、電流ＩＭが既定値以上であれば、保舵状態であると判定してその信号を出力する（或いは、その情報を設定する）ものである。
【００３６】
なお、以上説明した機能を実際に実現するための制御回路２の動作（マイコンの処理内容）は、例えば図４に示すような一連の処理を周期的に繰り返すものとすればよい。
即ち、まずステップＳ１１で、トルク信号Ｔを読み出し、次いでステップＳ１２で、このトルク信号Ｔのローパスフィルタ処理を行う。
次に、ステップＳ１３では、ローパスフィルタ処理後のトルク信号Ｔであって前回の記憶値（１シーケンス前にステップＳ１２で得られたトルク信号Ｔの値）から、今回得られた最新の値（直前に実行されたステップＳ１２で得られたトルク信号Ｔの値）を減算して、差分ΔＴを求める。
次に、ステップＳ１４では、ステップＳ１３で求めた差分ΔＴが既定値以下か否か（この場合ゼロか否か）判定し、ゼロであればステップＳ５に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
そして、ステップＳ１５では、モータ回転推定演算部５で求められている最新の回転数ω、及び１シーケンス前のこのステップで読み込まれた回転数ωの記憶値を読み出し、次のステップＳ１６で、この記憶値から最新の回転数ωの値を減算して差分Δωを求める。
次に、ステップＳ１７では、差分Δωが既定値（ゼロ又はその近傍値）以下であるか否か判定し、既定値以下であればステップＳ１８に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
【００３７】
次いで、ステップＳ１８では、その時点の前記電流検出回路の出力値（即ち電流ＩＭの検出値）を読み取る。
次に、ステップＳ１９では、ステップＳ１８で読み取った電流ＩＭが既定値（例えばモータ１の定格電流の５０％）以上か否か判定し、既定値以上であればステップＳ２０に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
そして、ステップＳ２０では、ステップＳ１９の判定が連続して肯定的になっている状態（即ち、保舵状態であると連続して判断されている状態）の経過時間を計測するための処理（所定のタイマの計時動作を開始させたり、カウントアップしたりする処理）を実行する。
次に、ステップＳ２１では、ステップＳ２０の処理で計測されている経過時間が既定値（例えば１秒程度）以上となったか否か判定し、既定値以上であればステップＳ２２に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
そして、ステップＳ２２では、その時点の前記電圧検出回路の出力値（即ち電圧ＶＭの検出値）を読み取る。
次いで、ステップＳ２３では、ステップＳ１８で読み込んだ電流ＩＭと、ステップＳ２２で読み込んだ電圧ＶＭから、前述の式（２）の演算を行って抵抗値Ｒを求め、最新の抵抗値Ｒとして例えばマイコンのＲＡＭの所定のメモリエリアに登録する。そして、このステップＳ２３を経ると１シーケンスの処理を終了する。
【００３８】
以上説明した装置によれば、操舵状態判定部１１等の機能（ステップＳ１１〜Ｓ１９の処理で実現される機能）によって、操舵トルク検出値の変動量（差分ΔＴ）が既定値以下であり、かつ、アシストモータの負荷の変動量（この場合、回転数差分ωの差分Δω）が既定値以下になったこと、さらには検出されている電流ＩＭが既定値以上であることを条件として、保舵状態であると判断する。即ち、トルク変動量と負荷変動量が非常に小さい状態を、保舵判断の条件としている。このような状態は、回転数ωがゼロの状態（保舵状態）しかほとんどあり得ないので、相当の精度で保舵状態が判断でき、しかも、必ずしもハンドル端当て操作時（ラックエンド時）のような特殊な状態に限られず、回転数ωが実際にゼロの状態が広く判定できる。
このため、回転センサレスの構成でありながら、上記保舵状態の判断に基づいて行われる抵抗値Ｒの演算推定（ステップＳ２３の処理）の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりも格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、上記モータ回転推定演算部５による回転数ωの推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数ωの推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御等）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
【００３９】
特にこの形態例では、保舵状態であると判断する条件として、検出されている電流が既定値以上であることを付加しているので、前述したように、保舵状態の判断がより確実になる。
また、この形態例では、抵抗値Ｒの推定演算を実行する条件として、保舵状態であることを判断している時間が規定時間を越えたことをさらに付加している（ステップＳ２０，Ｓ２１）から、前述したように、抵抗値の推定演算の精度がさらに高まり、ひいては、この抵抗値の推定値を用いた回転数の推定演算の精度がさらに向上し、さらにはこの回転数の推定値を用いたモータの制御がさらに的確なものとなる。
【００４０】
（第２形態例）
次に、前述した第２の発明に対応する一形態例である電動パワーステアリング装置を説明する。図５（ａ）は、本形態例の装置（主に制御系の構成及び機能）を示す機能ブロック図である。なお以下では、第１形態例（図３）と同様の要素には、同符号を付して重複する説明を省略する。
本装置は、第１形態例に対して、機能の異なるモータ抵抗学習部７ａと操舵状態判定部１１ａを備え、さらに、出力低減演算部１２及び出力間引部１３が付加されたものである。
ここで、モータ抵抗学習部７ａは、本発明のモータ抵抗値演算手段と抵抗値記憶処理手段を構成し、ローパスフィルタ部８、差分演算部９，１０、及び操舵状態判定部１１ａは、安定操舵状態判断手段を構成する。また、出力低減演算部１２及び出力間引部１３は、本発明の電流低減制御手段を構成している。
【００４１】
この場合、モータ抵抗学習部７ａでは、出力低減演算部１２から間引き中（電流低減制御中）を示す信号（間引中信号）が入力されると、この間引中信号の立ち上がりの直前直後に検出されている電圧及び電流（ＶＭ０，ＩＭ０とＶＭ１，ＩＭ１）から、回転数ωの変化がゼロであるとして前記式（３）により抵抗値Ｒを推定演算する。そして、例えば、無条件にこの抵抗値Ｒを前述したマイコンのＲＡＭ内の所定エリアに更新登録する（古い抵抗値Ｒを消去して登録する）。なお、この最新の演算で得られた抵抗値Ｒが、以前に登録されている抵抗値Ｒと同じか、或いはその差が許容誤差範囲内に有る場合には、この更新登録を行わない構成でもよい。また、古い抵抗値Ｒは必ずしも消去する必要はない。
【００４２】
操舵状態判定部１１ａは、差分ΔＴ及びΔωが既定値以下（ゼロ又はその近傍）であり、かつ、電流ＩＭが既定値以上であれば、安定操舵状態であると判定してその信号（操舵安定中信号）を出力する（或いは、その情報を設定する）ものである。出力低減演算部１２では、操舵状態判定部１１ａによって安定操舵状態であることが判断されていることを条件として、電流低減制御の電流変化量ΔＩＭ（具体的にはＰＷＭ駆動信号のデュティー比の間引量）を、その時点で検出されている電流ＩＭに応じて決定し、間引量の信号を出力する。具体的には、図５（ｂ）に示すように予め設定された関係（データテーブル又は関数式）から電流変化量ΔＩＭを決定し、さらに、電源電圧Ｖや抵抗値Ｒ（設計値等の理想的な抵抗値でもよい）から、その電流変化量ΔＩＭに相当するデュティー比の間引量（ΔＩＭ／（Ｖ／Ｒ））を求めてその信号を出力する。なお、ここで決定される電流変化量ΔＩＭは、操舵違和感を生じない範囲に制限されている。そして、出力間引部１３では、出力低減演算部１２から上記間引量の信号が出力されると、電流制御部４から出力されているＰＷＭ駆動信号のデュティー比をその間引量の信号分だけ一時的に（例えば、１ｍｓｅｃ程度の間）減衰させて前記駆動回路に出力する。また、出力間引部１３は、出力低減演算部１２から上記間引量の信号が出力されていない状態では、電流制御部４から出力されているＰＷＭ駆動信号を含む駆動信号を単にそのまま伝達する。この出力間引部１３によって、上記間引量の信号に応じた減衰が実行されると、例えば図６に示すように、電流ＩＭが一時的に電流変化量ΔＩＭだけ減少する。
【００４３】
なお、以上説明した機能を実際に実現するための制御回路２の動作（マイコンの処理内容）は、例えば図７に示すような一連の処理を周期的に繰り返すものとすればよい。
即ち、まずステップＳ３１で、電流低減制御実行中か否か判定し、実行中であればステップＳ４３に進み、そうでなければステップＳ３２に進む。
そしてステップＳ３２で、トルク信号Ｔを読み出し、次いでステップＳ３３で、このトルク信号Ｔのローパスフィルタ処理を行う。
次に、ステップＳ３４では、ローパスフィルタ処理後のトルク信号Ｔであって前回の記憶値（１シーケンス前にステップＳ３３で得られたトルク信号Ｔの値）から、今回得られた最新の値（直前に実行されたステップＳ３３で得られたトルク信号Ｔの値）を減算して、差分ΔＴを求める。
次に、ステップＳ３５では、ステップＳ３４で求めた差分ΔＴが既定値以下か否か（この場合ゼロか否か）判定し、ゼロであればステップＳ３６に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
そして、ステップＳ３６では、モータ回転推定演算部５で求められている最新の回転数ω、及び１シーケンス前のこのステップで読み込まれた回転数ωの記憶値を読み出し、次のステップＳ３７で、この記憶値から最新の回転数ωの値を減算して差分Δωを求める。
次に、ステップＳ３８では、差分Δωが既定値（ゼロ又はその近傍値）以下であるか否か判定し、既定値以下であればステップＳ３９に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
【００４４】
次いで、ステップＳ３９では、その時点の前記電流検出回路及び電圧検出回路の出力値を、電流低減制御直前の電流ＩＭ０及び電圧ＶＭ０として読み取る。
次に、ステップＳ４０では、ステップＳ３９で読み取った電流ＩＭ０が既定値（例えばモータ１の定格電流の１０％）以上か否か判定し、既定値以上であればステップＳ４１に進み、そうでなければ１シーケンスの処理を終了する。
そして、ステップＳ４１では、電流低減制御の電流変化量ΔＩＭを、図５（ｂ）に示す関係から決定し、次のステップＳ４２でその電流低減制御を開始する。
一方、ステップＳ４３では、その時点の前記電流検出回路及び電圧検出回路の出力値を、電流低減制御開始直後の電流ＩＭ１及び電圧ＶＭ１として読み取る。
そして、ステップＳ４４では、ステップＳ３９とＳ４３で読み込んだ電流と電圧（ＩＭ０，ＶＭ０とＩＭ１，ＶＭ１）から、前述の式（３）の演算を行って抵抗値Ｒを求め、最新の抵抗値Ｒとして例えばマイコンのＲＡＭの所定のメモリエリアに登録する。
次いで、ステップＳ４５では、ステップＳ４２で開始した電流低減制御を停止する（電流低減制御を止める）。そして、このステップＳ４５を経ると１シーケンスの処理を終了する。
【００４５】
この発明によれば、操舵状態判定部１１ａが前述したような安定操舵状態を判定したことを条件に、強制的な電流変化（電流低減制御）が一時的に実行され、この強制的な電流変化の開始前後における電圧及び電流から抵抗値Ｒが推定演算される。すなわち、必ずしも保舵状態に限定されないより広い条件で、抵抗値Ｒが精度よく推定演算される。
このため、回転センサレスの構成でありながら、抵抗値の演算推定の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりもさらに格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
またこの形態例では、電流低減制御による電流変化量を、操舵違和感を生じない範囲に制限しているので、前述したような操舵違和感が生じなくなる利点がある。
またこの形態例では、上記電流変化量を、検出されている電流に基づいてその都度設定する構成となっている。このため、電流の変化幅を常に最適値に維持することが可能となり、抵抗値の推定演算の精度を高く維持しつつ、操舵違和感の発生を確実に回避できる。
【００４６】
なお本発明は、上記形態例に限られるものでなく、課題を解決するための手段の欄でも述べたように、各種の態様や変形があり得る。
例えば、前記基本構成例の温度補正の構成を第１又は第２形態例に対して組み合わせてもよい。即ち、図３又は図５（ａ）におけるモータ抵抗学習部７又は７ａと、モータ回転推定演算部５の間に、モータ抵抗温度補正部６を挿入し、モータ抵抗学習部７又は７ａで推定演算された抵抗値をモータ抵抗温度補正部６の前述した基準の抵抗値Ｒ０として登録するといった構成でもよい。但し、この場合には、モータ抵抗学習部７又は７ａで推定演算された抵抗値を、図１（ｂ）の関係に従って、基準温度（例えば２０℃）の場合の抵抗値に変換した後、それを基準の抵抗値Ｒ０として登録する必要がある。
また、電流低減制御の回数を制御ユニットの起動毎に制限したり、電流低減制御の規定時間当たりの頻度を既定値以下に制限してもよい。
また、電流低減制御の代わりに、電流が一時的かつ強制的に増加するように制御して、抵抗値を推定演算することも原理的には可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本願第１の発明によれば、保舵状態判断手段が、操舵トルク検出値の変動量が既定値以下（例えばゼロ又はその近傍の値以下）であり、かつ、アシストモータの負荷の変動量が既定値以下（例えばゼロ又はその近傍の値以下）になったことを条件として、保舵状態であると判断する。即ち、トルク変動量と負荷変動量が小さい状態を、保舵判断の条件としている。このような状態は、回転数ωがゼロの状態（保舵状態）しかほとんどあり得ないので（トルク変動量と負荷変動量を小さく維持しつつハンドルを回転させることは困難であるため）、相当の精度で保舵状態が判断でき、しかも、必ずしもハンドル端当て操作時（ラックエンド時）のような特殊な状態に限られず、回転数ωが実際にゼロの状態が広く判定できる。
このため、回転センサレスの構成でありながら、上記保舵状態の判断に基づいて行われるモータ抵抗値演算手段による抵抗値の演算推定の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりも格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、回転数演算手段による回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
【００４９】
本願第２の発明によれば、安定操舵状態判断手段が前述したような安定操舵状態を判定したことを条件に、電流低減制御手段による強制的な電流変化（電流低減制御）が一時的に実行され、この強制的な電流変化の開始前後における電圧及び電流から抵抗値が推定演算される。すなわち、必ずしも保舵状態に限定されないより広い条件で、抵抗値が精度よく推定演算される。
このため、回転センサレスの構成でありながら、モータ抵抗値演算手段による抵抗値の演算推定の頻度（即ち、温度変化及び経年変化を含めた最新の抵抗値の学習頻度）を、従来よりもさらに格段に高めることができ、装置の高コスト化や車両搭載性の悪化を招来することなく、回転数演算手段による回転数の推定演算の精度及び信頼性を向上させ、ひいてはこの回転数の推定値を用いたモータの制御（例えば、前述した回転数感応制御）の的確性や実効性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の制御系（基本構成例）を示す図である。
【図２】同装置の動作（抵抗値温度補正等）を示すフローチャートである。
【図３】電動パワーステアリング装置の制御系（第１形態例）を示す図である。
【図４】同装置の動作（抵抗値学習）を示すフローチャートである。
【図５】電動パワーステアリング装置の制御系（第２形態例）を示す図である。
【図６】同装置の電流低減制御による電流等の変化例を示す図である。
【図７】同装置の動作（抵抗値学習）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１アシストモータ
２制御回路（制御ユニット、抵抗値記憶手段）
３指令値作成部
４電流制御部
５モータ回転推定演算部（回転数演算手段）
６モータ抵抗温度補正部（モータ抵抗値補正手段）
７モータ抵抗学習部（モータ抵抗値演算手段、抵抗値記憶処理手段）
７ａモータ抵抗学習部（モータ抵抗値演算手段、抵抗値記憶処理手段）
８ローパスフィルタ部（安定操舵状態判断手段）
９差分演算部（保舵状態判断手段、安定操舵状態判断手段）
１０差分演算部（保舵状態判断手段、安定操舵状態判断手段）
１１操舵状態判定部（保舵状態判断手段）
１１ａ操舵状態判定部（安定操舵状態判断手段）
１２出力低減演算部（電流低減制御手段）
１３出力間引部（電流低減制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates steering assist torque in a vehicle, and is an inexpensive vehicle that can accurately estimate and calculate a motor rotational speed necessary for rotational speed sensitive control of an assist motor in a control unit. Electric power steering with high mountabilitycontrolRelates to the device.
[0002]
[Prior art]
In general, an electric power steering device used in a small vehicle such as a light vehicle detects a steering torque generated in a steering shaft by a steering operation by a torque sensor (steering torque detecting means) and attaches to the steering shaft or the like accordingly. The steering assist torque is generated by passing a current through the assist motor (hereinafter, simply referred to as a motor in some cases). For the current control of the assist motor for that purpose, an H-bridge circuit usually composed of four FETs (field effect transistors) is used, and the assist motor is PWMed via a drive circuit (motor drive means) comprising this H-bridge circuit. Drive by pulse width modulation). Then, a current command value is calculated according to the detected steering torque. For example, the value of a current control signal (for example, a signal that determines the duty ratio of PWM drive) based on the current command value and the actual current value of the assist motor The current value of the assist motor is controlled to a preferable value corresponding to the steering torque by the normal one-loop feedback control for correcting the current control signal in accordance with the difference (deviation).
Here, calculation of the current command value, generation of the current control signal including the feedback control processing, and the like are usually performed by a control circuit including a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer).
[0003]
By the way, in this type of device, the tendency to be mounted on a large vehicle (for example, a small vehicle or an ordinary vehicle) in which the motor current is remarkably increased as compared with a light vehicle is increasing. In order to cope with this problem, it is necessary to perform more advanced motor control (current control or the like) in consideration of the motor rotation speed.
For example, in an operation in which the motor temporarily rotates in the direction opposite to the steering direction (for example, at the time of a handle end contact operation), the energization direction of the motor is temporarily in the rotation direction in a state where a considerable steering torque is generated. Therefore, it is known that a spike-like large current flows instantaneously because the induced voltage of the motor acts in the direction of increasing the current. Such an instantaneous large current cannot be dealt with only by control using a current control signal based on the current command value (in accordance with the steering torque). For example, the applicant proposed It is necessary to cope with the rotation speed sensitive control. In this rotational speed sensitive control, the above-described control circuit determines such a steering state that is not normally controllable (a state where the energization direction of the motor is opposite to the rotational direction) and is not normally PWM driven. FETs (FETs that are normally driven in an on state when energized in a predetermined direction) are PWM driven with a duty ratio that cancels out the current of the induced voltage (that is, the number of rotations of the motor) (that is, the motor) The motor output is attenuated by the number of revolutions), and the above spike-like large current is positively suppressed.
[0004]
In addition, in this type of device, in order to improve the steering feeling or the like, more advanced motor control (current control or the like) may be performed in consideration of the rotation speed of the motor.
For example, there is a case where control by negative feedback of the steering wheel angular velocity (that is, the motor rotation speed) is added in order to increase the responsiveness of the steering wheel operation when traveling at a high speed. This reduces the magnitude of the motor current (ie, steering assist torque) according to the steering wheel angular velocity, and in some cases generates steering assist torque in the opposite direction to the steering torque. This is to make the feeling of response more favorable according to the vehicle speed and the like.
[0005]
However, in such control using the motor rotational speed, it is naturally necessary to obtain the motor rotational speed data as accurately as necessary. For example, in the rotational speed sensitive control described above, the rotational speed data is not obtained. If it is accurate, it may cause problems such as a spike-like large current that cannot be sufficiently suppressed, or a drive output that is excessively attenuated and a necessary steering assist torque is not generated.
However, providing a rotation sensor (for example, a sensor for detecting the rotation angle or rotation angular velocity of the motor, or a sensor for detecting the rotation angle or rotation angular velocity of the steering wheel or the steering shaft) for detecting the motor rotation speed for that purpose. It is difficult in terms of cost and mountability to a vehicle (device assembly and downsizing), and a rotation sensorless configuration without such a rotation sensor is strongly desired in the market. This is because when such a rotation sensor is provided, the cost of the sensor itself is added to the cost of the apparatus, and the space for arranging the sensor itself is required in the vehicle. From the control unit that houses the control circuit to the place where such sensors are placed (for example, the place where the assist motor is placed), the troublesome work of laying signal lines and power lines for the sensors, This is because more space is required for laying the signal lines and the like.
[0006]
Therefore, in recent years, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-59463, in an arithmetic circuit in the control unit (for example, a control circuit including the above-described microcomputer), a motor current IM and a voltage VM (applied voltage) ) And the resistance value R, it is proposed that the rotational speed ω of the motor is estimated and calculated in real time by the following equation (1). K is an induced voltage constant of the motor.
ω = 1 / K · (VM-R · IM) (1)
Further, in the above publication, the resistance value R for use in the calculation of the above formula (1) is determined by determining that the rotational speed ω is zero (that is, in the steering holding state). There has been proposed a technique that is obtained by appropriately calculating from the following formula (2) obtained when ω = 0 in (1).
R = VM / IM (2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional power steering device, as shown in the above publication, it is determined that the rotation speed ω is zero by rotation detection means such as a steering angle sensor, or the motor current control is performed. A configuration in which when the signal (motor current signal) exceeds the maximum value (maximum target current signal) in normal steering, the rotational speed ω is determined to be zero and the calculation for obtaining the resistance value R is executed. It was.
For this reason, there were the following problems.
That is, when using a rotation detection means such as a steering angle sensor, the rotation speed ω is calculated and estimated, but it does not have a rotation sensorless configuration. This will lead to deterioration of the mountability on the vehicle. In addition, if there is a steering angle sensor, the value of the rotational speed ω can be obtained by differentiating the output of the sensor, but the process of estimating the rotational speed ω by deliberately obtaining the resistance value R is useless. It has become.
[0008]
  In any case, if the rotational speed ω does not become zero, the latest value of the resistance value R cannot be obtained, so that the resistance value R is corrected or updated to a more correct value at that time. Is not sufficiently high, and the change in the resistance value R due to temperature cannot be sufficiently reflected. The change in resistance value of the motor due to aging is generally gentle, but the change (or fluctuation) due to temperature is large in a relatively short time. Therefore, in order to sufficiently reflect the resistance value change caused by the temperature in particular, more frequent learning of the resistance value R is necessary. However, in the conventional configuration, such frequent learning cannot be performed, or It was insufficient. In particular, in the configuration in which the rotational speed ω is determined to be zero when the current control signal exceeds the maximum value, the state where the rotational speed ω is actually zero cannot be determined every time, and it is rarely performed normally. The resistance value R is not changed until the rotation speed ω becomes zero after such a special operation (that is, an operation of holding at the rack end as described in the above publication) is performed. Since the learning of the resistance value R based on the estimation calculation is realized, the learning frequency is extremely low and insufficient. In particular, the influence of the change in the resistance value R caused by the temperature change is reflected in the estimation calculation of the rotational speed ω. In practice it is almost impossible.
  Therefore, in summary, conventionally, with a configuration without a rotation sensor, it is impossible to appropriately ensure the data of the resistance value R that constantly changes or fluctuate and execute the estimation calculation of the rotational speed ω sufficiently accurately based on this data. It was.
  Therefore, the present invention has a rotation sensor-less configuration and appropriately secures the data of the resistance value R, and executes the estimation calculation of the rotational speed ω sufficiently accurately based on this data, and performs various controls using the rotational speed ω. Electric power steering with excellent functions to achieve preciselycontrolThe object is to provide a device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  Electric power steering according to the first invention of the present applicationcontrolThe apparatus is connected to a steering system of a vehicle to generate a steering assist torque.Control unit to controlSteering torque detection means for detecting steering torque of the steering system;The control unit comprises:at leastAboveThe assist motor is controlled based on a parameter including a steering torque detection value by the steering torque detection means and the rotation speed of the assist motor.DoElectric power steeringcontrolA device,
  The control unit is
  Motor voltage detecting means for detecting an applied voltage to the assist motor;
  Motor current detecting means for detecting a current flowing through the assist motor;
Resistance value storage means for storing the resistance value of the assist motor;
At least, the steered state in which the steering torque detection value is determined to be in the steered state on the condition that the variation amount of the detected steering torque value is equal to or smaller than a predetermined value and the variation amount of the load of the assist motor is equal to or smaller than the predetermined value. Judgment means,
The rotation speed is zero based on the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means on the condition that at least the steering maintenance status determination means determines that the steering maintenance state is established. Motor resistance value calculating means for estimating and calculating the resistance value of the assist motor,
Resistance value storage processing means for registering the resistance value obtained by the motor resistance value calculation means in the resistance value storage means as a new resistance value;
A rotation speed calculation means for estimating and calculating the rotation speed from the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means, and the latest resistance value stored in the motor resistance value storage means;
  It is equipped with.
[0015]
  Here, the “resistance value storage means”, “steering state determination means”, “motor resistance value calculation means”, “resistance value storage processing means”, and “rotation speed calculation means” include, for example, a circuit including a microcomputer. Realized by the program registered in the ROM etc.The The “control unit” outputs, for example, motor drive means (for example, the above-described H bridge circuit) for controlling the motor and a predetermined control signal (eg, current control signal) to the motor drive means. Of course, motor control means (for example, a circuit including a microcomputer) for controlling the operation state of the motor (for example, the magnitude and direction of the current) is provided, but the “resistance value storage means”, “steering state determination means”, The “motor resistance value calculation means”, “resistance value storage processing means”, and “rotational speed calculation means” may be realized by the same circuit (common CPU) as this motor control means.
The “motor voltage detecting means” is, for example, a circuit that detects a potential difference between motor connection terminals (both terminals connected to both ends of the motor coil) in the H-bridge circuit as a motor voltage value (such as a voltage dividing resistor or A filter circuit for waveform shaping).
The “motor current detection means” is, for example, a circuit that detects, as a motor current value, a potential difference between both terminals of a shunt resistor connected on a power supply line (for example, a low potential power supply line) of the H bridge circuit described above. A filter circuit for waveform shaping).
Further, the rotational speed estimation calculation by the rotational speed calculation means may be performed periodically, for example, but is not necessarily limited periodically, and is necessary for control using this (for example, the rotational speed sensitive control described above). Depending on the above, it may be configured as appropriate based on the latest resistance value (the same applies to other inventions described later).
  Further, it is not always necessary to perform the estimation calculation of the resistance value by the motor resistance value calculating means every time the steering resistance determining means determines that the steering state is maintained.
  The estimation calculation by the motor resistance value calculation means is based on the above-described equation (2).
  In addition, the update registration of the resistance value by the resistance value storage processing unit may be executed unconditionally when the estimation calculation of the resistance value by the motor resistance value calculation unit is executed. It may be executed only when the difference between the resistance value of the resistance value and the stored value of the resistance value storage means exceeds a prescribed allowable value (described later).SecondThe same applies to the invention of the present invention).
  Further, as the “variation amount of the load of the assist motor”, the estimated variation amount of the rotational speed, the variation amount of the detected current value, the variation amount of the detected voltage value, and the above-described motor control means are output. The amount of fluctuation of the current control signal can be used (described later)SecondThe same applies to the invention of the present invention).
  Also, the registration by the resistance value storage processing means of the resistance value obtained by the motor resistance value calculating means may be an update registration performed in the same area by erasing the previous resistance value, or may be performed while leaving the previous resistance value. May be registered in the area (described later)SecondThe same applies to the invention of the present invention).
  The "latest resistance value" used for the rotational speed estimation calculation is the latest one of the resistance values obtained and registered by the motor resistance value calculation means. When the calculation has not been performed yet, it is a resistance value (initial reference value) registered as an initial value (described later).SecondThe same applies to the invention of the present invention).
[0016]
  According to this invention, the steered state determination means is such that the fluctuation amount of the detected steering torque is not more than a predetermined value (for example, not more than zero or a value near it), and the fluctuation amount of the load of the assist motor is not more than the predetermined value It is determined that the vehicle is in the steered state on the condition that the value is (for example, zero or less than the value near it). That is, the condition for the steering keeping judgment is that the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount are small. Since such a state can only be a state where the rotational speed ω is zero (steering state) (because it is difficult to rotate the steering wheel while keeping the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount small), it is considerable. The steering state can be determined with high accuracy, and it is not necessarily limited to a special state such as when the steering wheel end is touched (during the rack end), and a state where the rotational speed ω is actually zero can be widely determined.
  For this reason, although it is a structure without a rotation sensor, the frequency of estimation of the resistance value calculation by the motor resistance value calculation means performed based on the determination of the steered state (that is, the latest resistance value including temperature change and secular change) The learning frequency of the rotation speed can be remarkably increased as compared with the prior art, and the accuracy and reliability of the rotation speed estimation calculation by the rotation speed calculation means can be improved without incurring cost increase of the apparatus and deterioration of vehicle mountability. As a result, the accuracy and effectiveness of the motor control (for example, the above-described rotation speed sensitive control) using the estimated value of the rotation speed can be remarkably improved.
  In this case, the rotation sensor is completely unnecessary, and of course, wiring for that purpose (such as a signal line between the control unit and the rotation sensor) is unnecessary.Become. The voltage and current used for the rotation speed estimation calculation by the rotation speed calculation means are detected by, for example, the motor voltage detection means and the motor current detection means realized by the circuit in the control unit as described above. Since a device is used, it is not necessary to provide a sensor for detecting the voltage and current and wiring for the sensor outside the control unit. Therefore,It is possible to realize an inexpensive device with high vehicle mountability in which the number of sensors and wires outside the control unit are significantly reduced.
[0017]
In a preferred aspect of the present invention, the condition that the steered state judging means judges that the steered state is in the condition is further added that the current detected by the motor current detecting means is a predetermined value or more. It is a thing.
In this case, the determination of the steering holding state becomes more reliable. This is because the motor current is basically controlled according to the steering torque. In this case, the current is a considerable amount (greater than the predetermined value), which means that the steering torque is a considerable amount. It is. Since it is very difficult to rotate the steering wheel with a considerable amount of steering torque while keeping the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount very small, the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount are very small, and the steering is The fact that there is a considerable amount of torque is unlikely except for the steered state. For this reason, the judgment of the steering holding state becomes more reliable, and the accuracy of the resistance value estimation calculation described above and the accuracy of the rotation speed estimation calculation using this resistance value estimation value are further improved. Control of the motor using the estimated value of the rotational speed becomes more accurate.
By the way, if there are tires on the road surface with extremely low resistance such as ice burn, it is possible to rotate the steering wheel while keeping the torque fluctuation amount and load fluctuation amount small, but even in this situation, Further, since the steering wheel cannot be rotated while maintaining a considerable amount of steering torque, even in such a special situation, in this mode, an erroneous steering determination (actually, the rotational speed is not zero). However, it is very unlikely that the steering state will be determined).
[0018]
  It should be noted that the “predetermined value” in this aspect (the threshold value of the current for determining the holding stage described above) may be set as large as possible in order to achieve the above-described effects. It is preferable, but if this value is set too high, the steering decision frequency (that is, the learning frequency of the latest resistance value) tends to decrease. Therefore, the above “default value” should be set in consideration of the balance. It is. At least the maximum current value of the motor as in the conventional case must be avoided.
  However, as will be described later,In the first invention, the temperature correction of the resistance valueIn the case of combining the above, it is not necessary to consider the problem of learning frequency reduction described above, and it is preferable to unconditionally set the “default value” to a large value (in this case, the maximum current value may be used). . I mean,Temperature compensation of resistance valueIf it is done, it is no longer necessary to learn about temperature changes, only to reflect the effects of initial variability of motor current values (variation from product to product) and aging that gradually changes over time. This is because the latest calculation of the resistance value may be executed.
[0019]
According to another preferable aspect of the present invention, the motor resistance value calculating means defines a time during which the steered state determining means determines that the steered state is in a steered state as a condition for executing the estimation calculation. It is a further addition of overtime.
In this case, the accuracy of the estimation calculation of the resistance value is further increased. As a result, the accuracy of the estimation calculation of the rotational speed using the estimated value of the resistance value is further improved, and further, the accuracy of the motor using the estimated value of the rotational speed is further improved. The control becomes more accurate. This is because there is no possibility of the resistance value estimation calculation being executed instantaneously by satisfying the above-mentioned condition for determining the stabling condition even though the steering state is not actually set.
[0020]
  In addition, this applicationSecondThe invention ofThe firstElectric power steering similar to the inventioncontrolA device,
  The control unit is
  Motor driving means for controlling the current flowing through the assist motor;
  Motor voltage detecting means for detecting an applied voltage to the assist motor;
  Motor current detection means for detecting the current;
  Resistance value storage means for storing the resistance value of the assist motor;
  At least the fluctuation amount of the detected value of the steering torque is not more than a predetermined value, the fluctuation amount of the load of the assist motor is not more than the predetermined value, and the current detected by the motor current detecting means is not less than the predetermined value. A stable steering state determination means for determining that the vehicle is in a stable steering state on the condition that
  At least on the condition that the stable steering state is determined by the stable steering state determination means, the control signal of the motor driving means is temporarily and forcibly changed in the direction in which the magnitude of the current decreases. Current reduction control means,
  From the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means before and after the start of the change of the control signal by the current reduction control means, the change in the rotation speed is assumed to be zero. Motor resistance value calculating means for estimating and calculating the resistance value;
  Resistance value storage processing means for registering the resistance value obtained by the motor resistance value calculation means as a new resistance value in the resistance value storage means,
  A rotation speed calculation means for estimating and calculating the rotation speed from the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means, and the latest resistance value stored in the motor resistance value storage means;
  It is equipped with.
[0021]
  Here, “resistance value storage means”, “stable steering state determination means”, “current reduction control means”, “motor resistance value calculation means”, “resistance value storage processing means”, and “rotation speed calculation means” For example, it may be realized by a circuit including a microcomputer and a program registered in its ROM or the like, and may also be realized by the same circuit as the motor control means described above.
  The “motor driving means” is, for example, the above-described H bridge circuit.
  In addition, the “stable steering state” is a state in which rapid steering is not performed (a state in which the change in the rotational speed is almost zero), a steered state (the rotational speed is zero) and a slow steering state (the rotational speed is Almost constant state). As will be described later, the resistance value estimation calculation in the resistance value calculation means in the present invention does not assume that the rotation speed is zero, and the change in the rotation speed (angular acceleration) is zero (strictly speaking, a predetermined error). This is because it is premised on that it may be substantially zero within the range.
  For the same reason, the “default value” in the determination condition by the “stable steering state determination means” of the present invention is the same as described above.FirstThe meaning differs from the default value in the steering judgment in the invention. That is, here, it is only necessary to determine a stable steering state in which the change in the rotational speed is almost zero. For example, the “default value” as a threshold value for the torque fluctuation amount or the load fluctuation amount is not necessarily near zero. There is no necessity, and a relatively large value may be set. Similarly, the determination condition for the current (the condition “above the predetermined value” above) does not necessarily have to be a large value (equivalent amount) as described above. Here, the current is used as a condition in order to determine whether or not there is a current value that can be calculated according to Equation (3) described later.
[0022]
Further, the estimation calculation of the resistance value by the motor resistance value calculation unit is not necessarily performed every time when the stable steering state determination unit determines that the stable steering state is established.
Further, the estimation calculation of the resistance value R by the motor resistance value calculation means is specifically performed by the following equation (3).
R = (VM0−VM1) / (IM0−IM1) (3)
Here, VM0 and IM0 are the voltage and current immediately before the start of current change by the current reduction control means (just before the start of control signal change), and VM1 and IM1 are immediately after the start of current change by the current reduction control means (start of control signal change). Immediately)) voltage and current. Also, the above equation (3) is derived from the respective voltages and currents immediately before and after the start of the current change as the same number of revolutions (or induced voltages) obtained in the above equation (2).
Further, the width of the current change (control signal change) by the current reduction control means is not necessarily limited as long as the above expression (3) is satisfied, but the occurrence of a sense of incongruity in steering and the accuracy of the estimation calculation are not limited. Should be set in consideration of This is because if the current change width is too large, the steering assist torque suddenly decreases and the steering torque suddenly increases, even if it is temporary, and the operator may feel a sense of discomfort in steering (steering discomfort). Get higher. On the other hand, if the width of the current change is too small, the accuracy of the resistance value estimation calculation according to the above equation (3) may be deteriorated. Therefore, in consideration of such a balance, the width of the current change should be set. Specifically, for example, when the current at the time of the motor is 50 to 60 A, the reduction width may be set to about 10 to 20 A (that is, about 20 to 30%).
[0023]
  According to the present invention, a forcible current change (hereinafter referred to as current reduction control) by the current reduction control means is temporarily executed on condition that the stable steering state judgment means has determined the stable steering state as described above. Then, the resistance value is estimated and calculated from the voltage and current before and after the start of the forced current change. That is, the resistance value is estimated and calculated with high accuracy under a wider condition that is not necessarily limited to the steered state.
  For this reason, the frequency of the resistance estimation by the motor resistance value calculating means (that is, the latest resistance value learning frequency including the temperature change and the secular change) by the motor resistance value calculation means is further markedly higher than the conventional one. The accuracy and reliability of the rotational speed estimation calculation by the rotational speed calculation means are improved without increasing the cost of the device and deteriorating the vehicle mounting property. Thus, the accuracy and effectiveness of motor control (for example, the above-described rotational speed sensitive control) can be remarkably improved.
  In this case as well, since the rotation sensor is completely unnecessary, wiring for that purpose (such as a signal line between the control unit and the rotation sensor) is also unnecessary, and a sensor that detects voltage and current (and possibly the motor temperature). And there is no need to provide wiring for the outside of the control unit.The firstThis is the same as the present invention. Therefore, it is possible to realize an inexpensive device with high vehicle mountability in which the number of sensors and the number of wires outside the control unit are significantly reduced.
[0024]
In a preferred aspect of the present invention, the amount of change by which the current reduction control means changes the control signal is limited to a range that does not cause a steering discomfort. In this case, there is an advantage that there is no risk of the occurrence of the steering discomfort described above.
As another preferred aspect of the present invention, a configuration may be adopted in which the amount of change by which the current reduction control unit changes the control signal is set each time based on the current detected by the motor current detection unit.
In this way, it is possible to always maintain the current change width at the optimum value, and it is possible to reliably avoid or suppress the occurrence of the steering discomfort while maintaining high accuracy of the resistance value estimation calculation. This is because the uncomfortable feeling of steering becomes more easily felt as the human sense increases the current at that time (ie, the steering torque). Therefore, in order to reliably avoid or suppress the uncomfortable feeling of steering, the greater the current at that time, the greater the feeling. Therefore, it is necessary to reduce the ratio of the change width of the current. On the other hand, in order to keep the accuracy of the resistance value estimation calculation high, it is necessary to secure a sufficient absolute value of the change width by increasing the rate of change of the current as the current at that time is smaller. . That is, the optimum value of the current change width is not always a fixed ratio with respect to the current at that time. Therefore, for example, if the current change width is determined at a rate inversely proportional to the current magnitude at that time, a more preferable optimum change width is maintained.
[0025]
  In a preferred aspect of the present invention, the number of times the current reduction control means changes the control signal is limited every time the control unit is activated.
  According to this configuration, there is an advantage that it is possible to suppress the adverse effects of the possibility of a strange steering feeling to the minimum necessary. That is, thisSecondIn the case of the present invention, since the current change (current reduction control described above) is performed in response to the occurrence of the stable steering state having a high occurrence frequency as described above, in some cases, this current reduction control is excessively performed. This may unnecessarily increase the chance of steering discomfort. However, as described above, if the frequency of the current reduction control is limited every time the control unit is activated, such an unnecessary increase in the chance of steering discomfort can be suppressed. Normally, the control unit of this type of device is activated by turning on the ignition switch of the vehicle. Therefore, even if such a restriction is provided, at least a regular period for reflecting the influence of the secular change of the resistance value. The resistance value can be learned.
  In another preferred embodiment of the present invention, the current reduction control means limits the frequency per specified time for changing the control signal to a predetermined value or less.
  This configuration also has an advantage that the possibility of occurrence of steering discomfort can be suppressed to the minimum necessary.
[0026]
  Also, the above1st invention and 2ndAccording to another preferable aspect of the invention, motor temperature output means for outputting a temperature detection value or a temperature estimation value of the assist motor;
  From the temperature detection value or temperature estimated value output from the motor temperature output means, based on a preset temperature characteristic, correct the resistance value stored in the resistance value storage means as necessary, Motor resistance value correcting means for registering the corrected resistance value in the resistance value storing means is further provided.
  That is,The component for correcting temperature of the resistance value is the first or second component.This is a combination of the inventions.
  Here, the “motor temperature output means” receives, for example, a detection signal from a temperature sensor attached to the motor, performs amplification of the detection signal, noise removal processing, and the like as necessary (a signal indicating the motor temperature ( Temperature detection value). Alternatively, the “motor temperature output means” is a known method as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-71379, and estimates the motor temperature from the current value detected by the motor current detection means, for example. And means for outputting the calculation result (temperature estimation value) (for example, a circuit including a microcomputer and a program registered in the ROM or the like). In this case, the circuit that performs this temperature estimation calculation may also be realized by the same circuit as the motor control means.
In addition, “correcting the resistance value as necessary” means that the stored resistance value is determined to be within an appropriate range from the temperature detection value or the temperature estimation value at that time. This means that the motor resistance value correcting means does not necessarily have to execute the correction.
Further, the correction by the motor resistance value correcting means may be performed periodically, for example, in which the resistance value (at least the latest one) after the sequential correction is registered (stored). When performing the estimation calculation (that is, only when necessary), it may be performed prior to the calculation.
Further, the resistance value after correction may be registered in the resistance value storage means by update registration in which the resistance value before correction is erased and performed in the same area, or the resistance value before correction is used as a reference value for correction, for example. It may be registered in another area as it is. In addition, the registration of the resistance value after correction does not necessarily have to be registered in the non-volatile memory. If the resistance value as the reference value remains, it is temporarily used for the calculation of the rotational speed. It may be a memory to be performed.
Further, in the case of the mode in which the resistance value before correction is erased and the resistance value after correction is registered, the motor temperature data used for the correction is grasped in association with the resistance value data after correction. It needs to be in a state. If it is unknown how many times the resistance value corresponds to the motor temperature, the position on the temperature characteristic diagram cannot be determined, and the subsequent temperature correction cannot be performed. This also applies to the resistance value (initial value) that is a reference that is first registered in the resistance value storage means.
According to this configuration, the motor resistance value correcting unit performs the above correction at any time, for example, at a constant period, so that learning about changes or fluctuations in the motor resistance value caused by temperature changes can be achieved even in a rotation sensorless configuration. Can be performed with sufficient frequency. In addition, when the motor temperature is estimated and calculated as described above, it is not necessary to attach a temperature sensor to the motor, and wiring for the temperature sensor (such as a signal line between the control unit and the temperature sensor) is unnecessary. Become. Therefore, it is possible to realize an inexpensive apparatus with high vehicle mountability in which the number of sensors and the number of wires outside the control unit are significantly reduced. Also according to this configuration,The following excellent effects can be obtained. That is, the resistance value fluctuation caused by the temperature change can always be maintained at an appropriate value by the motor resistance value correcting means.1st or 2ndThe learning of the latest resistance value based on the resistance value estimation calculation in the invention of the present invention may be carried out in order to cope only with the change in resistance value due to other factors (change due to aging or initial variation) (that is, It doesn't matter if the learning frequency is extremely low). For this reason,FirstIn the present invention, the predetermined value in the condition for determining the holding state described above is set to a stricter value, and the determination of the holding state is made extremely reliable, and as a result, the accuracy of the resistance value estimation calculation (and further, The accuracy of the rotational speed estimation calculation) can be made extremely high. Also,SecondIn this invention, the frequency of current reduction control is extremely limited, and the possibility (or frequency) of occurrence of steering discomfort due to a change in current can be significantly reduced.
  In this case, when registering a new resistance value obtained by the estimation calculation, at least the corresponding motor temperature data must be grasped in association with the new resistance value data. is there. If it is unclear how many times the resistance value corresponds to the motor temperature, the position cannot be determined on the temperature characteristic diagram, and the resistance value cannot be temperature corrected thereafter.
  In addition, the temperature correction of the resistance value by the motor resistance value correction means always stores and holds the reference resistance value (temperature correction reference value), and corrects this reference value with the temperature at that time to obtain an appropriate resistance value. In the case of a mode for calculatingBasic configuration exampleIn such a case, the new resistance value obtained by the estimation calculation by the motor resistance value calculation means is converted to a temperature (converted to a resistance value in the case of a reference temperature) as necessary, and this conversion is performed. It is necessary to register later data as a reference resistance value.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Basic configuration example)
  First,Example of basic configuration including basic configuration and temperature correction configuration of motor resistance value which are the premise of the present inventionAn electric power steering apparatus will be described. FIG. 1 (a)Basic configuration exampleIt is a functional block diagram which shows the apparatus (mainly the structure and function of a control system).
  This apparatus is connected to an assist motor 1 (hereinafter, simply referred to as a motor 1 in some cases) that is connected to a steering system of a vehicle and generates a steering assist torque, and a drive circuit (motor drive means) that does not illustrate the assist motor 1. And a control circuit 2 for controlling.
  Here, the drive circuit is composed of the above-described H bridge circuit, and the four FETs (not shown) constituting the H bridge circuit are drive signals including a PWM drive signal output from the control circuit 2 (of the present invention). It corresponds to the control signal). More specifically, for example, when the motor 1 is driven in the counterclockwise direction of the steering wheel (when a current in the left direction is passed), for example, the FET on one side connected to the low potential power source side is kept on. A drive signal for PWM driving one FET connected to the high potential power supply side is output.
[0028]
Specifically, the control circuit 2 is a processing means including a circuit including a microcomputer. As shown in FIG. 1A, the command value generation unit 3, the current control unit 4, the motor rotation estimation calculation unit 5, The motor resistance temperature correction unit 6 has a processing function.
The motor resistance temperature correction unit 6 corresponds to the motor resistance value correction unit of the present invention, and the motor rotation estimation calculation unit 5 corresponds to the rotation number calculation unit of the present invention. Further, the control circuit 2 and the above-described drive circuit are formed on a substrate in the unit case and constitute a control unit as a whole. Further, the resistance value storage means of the present invention is constituted by, for example, a ROM or RAM of a microcomputer constituting the control circuit 2.
Although not shown, a current detection circuit or voltage detection circuit corresponding to the motor current detection means and motor voltage detection means of the present invention and a motor corresponding to the motor temperature output means are provided on the substrate in the control unit. A temperature output circuit is formed.
The current detection circuit is a circuit that detects a potential difference between both terminals of the shunt resistor connected on the power supply line of the H bridge circuit as a motor current value.
The voltage detection circuit is a circuit that detects a potential difference between motor connection terminals in the H-bridge circuit as a motor voltage value (motor applied voltage).
The motor temperature output circuit receives a detection signal from, for example, a temperature sensor (not shown) attached to the motor 1 and performs amplification of the detection signal, noise removal processing, and the like as necessary to indicate the motor temperature. It is a circuit that outputs a signal (temperature detection value). Instead of the motor temperature output circuit, the control circuit 2 may be provided with a function for estimating and calculating the temperature of the motor 1 by the known method described above.
[0029]
The command value creating unit 3 basically determines the steering torque from parameters including a steering torque detection value signal (torque signal) from a torque sensor (steering torque detection means) (not shown) that detects the steering torque of the vehicle steering system. The current command value corresponding to the direction and magnitude of the current is calculated and output. That is, when the steering torque is in the left direction, for example, a current command value corresponding to a left current having a magnitude proportional to the magnitude of the steering torque is generated. In this case, the command value creating unit 3 is provided with the output of the vehicle speed sensor (not shown) as a parameter for determining the current command value (that is, the signal of the vehicle speed) and the rotation speed ω output from the motor rotation estimation calculation unit 5. Data (that is, a signal equivalent to the steering wheel angular velocity) is also input, and by appropriately changing the current command value according to these signals, a more preferable steering assist torque depending on the situation is obtained instead of uniformly depending on the steering torque. It is the structure to generate. That is, when the vehicle speed is relatively low, the steering assist torque is set to a relatively large value, or the steering assist torque is reduced according to the handle angular speed by performing the negative feedback processing of the handle angular speed as described above. Also, a process of changing the current command value is performed (or so that the steering assist torque is in the reverse direction).
[0030]
The current control unit 4 determines the content of the current control signal including the duty ratio of the PWM drive signal from the current command value and the actual motor current value (output of the current detection circuit), and further determines the content of the signal for driving the FET. Convert to and output. For example, if the current command value commands a current in the left direction, it is determined to output a predetermined drive signal including a PWM drive signal for the left side FET, and the duty ratio of the PWM drive signal is For example, a value obtained by correcting the magnitude of the current command value in accordance with the difference (ie, deviation) from the magnitude of the actual motor current value (ie, feedback value). That is, the content of the control signal is determined by feedback control (PD control) so that the actual magnitude and direction of the current value follow the magnitude and direction of the current command value.
The current control unit 4 may receive the output from the motor rotation estimation calculation unit 5 and execute the above-described rotation speed sensitive control.
[0031]
In the motor rotation estimation calculation unit 5, the voltage and current detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit, and resistance value storage means (for example, a predetermined area in the RAM of the microcomputer constituting the control circuit 2) are stored. The rotational speed ω is estimated and calculated from the above-described equation (1) from the latest resistance value R (if this is not registered, a reference resistance value R0 described later).
In the motor resistance temperature correction unit 6, resistance value storage means (for example, in the ROM of the microcomputer constituting the control circuit 2) based on the temperature characteristic set in advance based on the temperature detection value output from the motor temperature output circuit. The reference resistance value R0 stored in the predetermined area) is corrected as necessary, and the corrected resistance value is registered as the latest resistance value R in the resistance value storage means (for example, the predetermined area in the RAM). To do. As the reference resistance value R0, a standard resistance value (design value or measured value in a shipping test) of the motor 1 at a reference temperature (for example, 20 ° C.) is registered in advance. As the temperature characteristics, for example, as shown in FIG. 1B, the relationship between the correction coefficient K for temperature correction with respect to the reference resistance value R0 and the motor temperature t is given as a data table or a function (formula). And previously registered in the ROM or the like. Therefore, in this case, the correction processing specifically performed here first reads the temperature t at that time, obtains a correction coefficient K corresponding thereto from the data table or function, and then uses the obtained coefficient K as a reference resistance value R0. To obtain the latest resistance value R (= R0 · K). For example, the resistance value R is unconditionally updated and registered in the predetermined area in the RAM (the old resistance value R is erased and registered). In addition, when the resistance value R obtained by the latest correction calculation is the same as the previously registered resistance value R or the difference is within the allowable error range, this update registration is not performed. But you can. The old resistance value R does not necessarily need to be erased. It goes without saying that the data of the correction coefficient K can be easily obtained as the physical properties of the material (for example, copper) constituting the motor coil.
[0032]
Note that the operation of the control circuit 2 (actual processing contents of the microcomputer) for actually realizing the functions described above may be a series of processes as shown in FIG.
That is, first, in step S1, the motor temperature t is read, and then in step S2, the coefficient K corresponding to the motor temperature t is read.
Next, in step S3, the correction calculation of the motor resistance temperature correction unit 6 is executed, and at least the latest resistance value R as the calculation result is stored and held.
In step S4, the detected current and voltage are read, and then in step S5, the above-described estimation calculation of the rotational speed ω using the latest resistance value R obtained in step S3 (the above-described equation (1)). ) To generate the latest value of the rotational speed ω. After this step S5, the processing of one sequence is finished.
The execution period of the correction calculation of the resistance value R (in this case, the execution period of the series of processes in FIG. 2) can be freely set within the range of the processing capability of the microcomputer, and at least the conventional resistance value estimation calculation Needless to say, it can be executed much more frequently.
[0033]
According to this apparatus, since it is a rotation sensorless configuration, learning for changes and fluctuations in the motor resistance value caused by the temperature change can be performed with sufficient frequency by setting the execution period of the correction calculation. The accuracy and reliability of the rotational speed estimation calculation section 5 of the motor rotation estimation calculation unit 5 are improved without causing a high cost of the vehicle and deterioration of the vehicle mounting performance, and thus the motor control using this rotational speed estimation value For example, the accuracy and effectiveness of the steering wheel angular velocity negative feedback control and the rotation speed sensitive control described above can be significantly improved.
In this case, since the rotation sensor is completely unnecessary, wiring for that purpose (such as a signal line between the control unit and the rotation sensor) is also unnecessary. In addition, since the voltage and current used for the rotational speed estimation calculation are those detected by the detection circuit in the control unit described above, a sensor for detecting the voltage and current and the wiring for the same are connected to the control unit. There is no need to provide it outside. In addition, when the motor temperature is estimated and calculated as described above, it is not necessary to attach a temperature sensor to the motor, and wiring for the temperature sensor (such as a signal line between the control unit and the temperature sensor) is unnecessary. Become. Therefore, it is possible to realize an inexpensive apparatus with high vehicle mountability in which the number of sensors and the number of wires outside the control unit are significantly reduced.
[0034]
(First form example)
  Next, mentioned aboveFirstAn electric power steering apparatus which is an embodiment corresponding to the invention will be described. FIG. 3 is a functional block diagram showing an apparatus (mainly the configuration and functions of a control system) of this embodiment. In the following,Basic configuration exampleThe same elements as those in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
  This deviceBasic configuration exampleIn addition to the motor resistance temperature correction unit 6 in FIG. 1, a motor resistance learning unit 7 is provided, and a low-pass filter unit 8, difference calculation units 9 and 10, and a steering state determination unit 11 are further added.
  Here, the motor resistance learning unit 7 constitutes a motor resistance value calculation unit and a resistance value storage processing unit of the present invention, and the low-pass filter unit 8, the difference calculation units 9 and 10, and the steering state determination unit 11 A state determination means is comprised.
  In the motor resistance learning unit 7, the voltage detected by the voltage detection circuit and the current detection circuit is determined on the condition that the steering state determination unit 11 continuously determines that the steering state is maintained for a specified time or longer. From the current, assuming that the rotational speed ω is zero, the resistance value R is estimated and calculated by the equation (2). For example, the resistance value R is unconditionally updated and registered in a predetermined area in the RAM of the microcomputer described above (the old resistance value R is erased and registered). In addition, when the resistance value R obtained by the latest calculation is the same as the previously registered resistance value R or the difference is within the allowable error range, this update registration is not performed. Good. The old resistance value R does not necessarily need to be erased.
[0035]
The low-pass filter unit 8 performs processing as a low-pass filter (LPF) that removes the input high-frequency component, and removes the influence of noise and the like from the torque signal. The low-pass filter unit 8 can be realized as a process of a microcomputer, but it goes without saying that it can be easily configured as hardware (filter circuit) (the same applies to other elements such as the difference calculation units 9 and 10). Is).
The difference calculation units 9 and 10 calculate the difference ΔT or Δω (that is, the differential value) of the torque signal T (output of the low-pass filter unit 8) and the rotation speed ω (output of the motor rotation estimation calculation unit 5), This is an element output to the steering state determination unit 11. Note that the difference ΔT or Δω is, for example, the difference between the value read last and the value read last time of the torque signal T and the rotation speed ω read at regular sampling periods.
The steering state determination unit 11 determines that the steering state is maintained and outputs a signal when the differences ΔT and Δω are equal to or less than a predetermined value (zero or in the vicinity thereof) and the current IM is equal to or greater than the predetermined value. (Or setting that information).
[0036]
Note that the operation of the control circuit 2 (actual processing contents of the microcomputer) for actually realizing the functions described above may be a series of processes as shown in FIG.
That is, first, in step S11, the torque signal T is read, and then in step S12, the low-pass filter process is performed on the torque signal T.
Next, in step S13, the torque signal T after the low-pass filter process and the latest value obtained this time (the immediately preceding value) from the previous stored value (the value of the torque signal T obtained in step S12 before one sequence). (The value of the torque signal T obtained in step S12) is subtracted to obtain the difference ΔT.
Next, in step S14, it is determined whether or not the difference ΔT obtained in step S13 is equal to or less than a predetermined value (in this case, it is zero). If it is zero, the process proceeds to step S5. finish.
In step S15, the latest rotation speed ω obtained by the motor rotation estimation calculation unit 5 and the stored value of the rotation speed ω read in this step one sequence before are read, and in the next step S16, The difference Δω is obtained by subtracting the latest value of the rotational speed ω from the stored value.
Next, in step S17, it is determined whether or not the difference Δω is equal to or smaller than a predetermined value (zero or a value close thereto). If the difference Δω is equal to or smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S18. .
[0037]
Next, in step S18, the current output value of the current detection circuit (that is, the detection value of the current IM) is read.
Next, in step S19, it is determined whether or not the current IM read in step S18 is equal to or greater than a predetermined value (for example, 50% of the rated current of the motor 1). One sequence of processing is terminated.
In step S20, a process (predetermined for measuring the elapsed time in a state in which the determination in step S19 is continuously positive (that is, a state in which it is continuously determined that the steering state is maintained). The process of starting the time counting operation of the timer or counting up is executed.
Next, in step S21, it is determined whether or not the elapsed time measured in the process of step S20 has reached a predetermined value (for example, about 1 second) or more. If it has exceeded the predetermined value, the process proceeds to step S22. For example, the processing of one sequence is completed.
In step S22, the output value of the voltage detection circuit at that time (that is, the detection value of the voltage VM) is read.
Next, in step S23, the resistance value R is obtained from the current IM read in step S18 and the voltage VM read in step S22 by calculating the above-described equation (2). Register in a predetermined memory area of RAM. Then, after step S23, the processing of one sequence is finished.
[0038]
According to the apparatus described above, the variation amount (difference ΔT) of the steering torque detection value is equal to or less than a predetermined value due to the functions of the steering state determination unit 11 and the like (functions realized by the processing of steps S11 to S19). Steering on the condition that the amount of fluctuation of the load of the assist motor (in this case, the difference Δω of the rotational speed difference ω) is equal to or smaller than the predetermined value and that the detected current IM is equal to or larger than the predetermined value. Judged to be in a state. That is, a condition for determining the steering retention is that the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount are very small. In such a state, since the rotation speed ω can be almost zero (steering state), the steered state can be determined with a considerable degree of accuracy, and the steering end operation is not necessarily performed (rack end). The state where the rotational speed ω is actually zero can be widely determined without being limited to such a special state.
For this reason, although it is a structure without a rotation sensor, the frequency (that is, the latest resistance including the temperature change and the secular change) of the calculation estimation of the resistance value R (the process of step S23) performed based on the determination of the steered state is performed. Value learning frequency) can be remarkably increased as compared with the prior art, and the accuracy of the estimation calculation of the rotational speed ω by the motor rotation estimation calculation unit 5 without increasing the cost of the apparatus and deteriorating the vehicle mounting property. In addition, the reliability and reliability of the motor control using the estimated value of the rotational speed ω (for example, the above-described rotational speed sensitive control) can be remarkably improved.
[0039]
In particular, in this embodiment, as a condition for determining that the steering state is maintained, it is added that the detected current is equal to or greater than a predetermined value. Become.
Further, in this embodiment, as a condition for executing the estimation calculation of the resistance value R, it is further added that the time during which it is determined that the steering is maintained exceeds the specified time (steps S20 and S21). As described above, the accuracy of the resistance value estimation calculation is further improved, and as a result, the accuracy of the rotation number estimation calculation using the resistance value estimation value is further improved. The control of the used motor becomes more accurate.
[0040]
(Second example)
  Next, mentioned aboveSecond inventionAn electric power steering apparatus which is an example corresponding to the above will be described. FIG. 5A is a functional block diagram showing an apparatus (mainly the configuration and functions of a control system) of this embodiment. In the following,First form exampleThe same elements as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  This deviceFirst form exampleOn the other hand, a motor resistance learning unit 7a and a steering state determination unit 11a having different functions are provided, and an output reduction calculation unit 12 and an output thinning unit 13 are further added.
  Here, the motor resistance learning unit 7a constitutes a motor resistance value calculation unit and a resistance value storage processing unit of the present invention, and the low-pass filter unit 8, the difference calculation units 9, 10 and the steering state determination unit 11a are stable steering. A state determination means is comprised. Moreover, the output reduction calculating part 12 and the output thinning-out part 13 comprise the current reduction control means of this invention.
[0041]
In this case, in the motor resistance learning unit 7a, when a signal (thinning-in-thinning signal) indicating that thinning-out (current reduction control is in progress) is input from the output reduction calculation unit 12, it is detected immediately before and after the rising of the thinning-out signal. From the voltage and current (VM0, IM0 and VM1, IM1), the resistance value R is estimated and calculated by the above equation (3), assuming that the change in the rotational speed ω is zero. For example, the resistance value R is unconditionally updated and registered in a predetermined area in the RAM of the microcomputer described above (the old resistance value R is erased and registered). In addition, when the resistance value R obtained by the latest calculation is the same as the previously registered resistance value R or the difference is within the allowable error range, this update registration is not performed. Good. The old resistance value R does not necessarily need to be erased.
[0042]
The steering state determination unit 11a determines that the steering state is stable when the differences ΔT and Δω are equal to or less than a predetermined value (zero or in the vicinity thereof) and the current IM is equal to or greater than the predetermined value. Medium signal) (or setting the information). In the output reduction calculation unit 12, the current change amount ΔIM (specifically, between the duty ratios of the PWM drive signals) of the current reduction control is provided on the condition that the steering state determination unit 11a determines that the steering state is stable. Is determined in accordance with the current IM detected at that time, and a signal of the thinning amount is output. Specifically, as shown in FIG. 5B, the current change amount ΔIM is determined from a preset relationship (data table or function expression), and further, the power supply voltage V and the resistance value R (design value, etc.) From this, a decimation amount (ΔIM / (V / R)) corresponding to the current change amount ΔIM is obtained and the signal is output. It should be noted that the current change amount ΔIM determined here is limited to a range that does not cause a steering discomfort. In the output thinning unit 13, when the signal for the thinning amount is output from the output reduction calculation unit 12, the duty ratio of the PWM drive signal output from the current control unit 4 is set by the signal of the thinning amount. The signal is attenuated temporarily (for example, for about 1 msec) and output to the drive circuit. Further, the output thinning unit 13 simply transmits the drive signal including the PWM drive signal output from the current control unit 4 as it is in a state where the signal of the thinning amount is not output from the output reduction calculation unit 12. . When the output thinning unit 13 performs attenuation according to the thinning amount signal, for example, as shown in FIG. 6, the current IM is temporarily reduced by a current change amount ΔIM.
[0043]
Note that the operation of the control circuit 2 (actual processing contents of the microcomputer) for actually realizing the functions described above may be a series of processes as shown in FIG.
That is, first, in step S31, it is determined whether or not current reduction control is being executed. If it is being executed, the process proceeds to step S43, and if not, the process proceeds to step S32.
In step S32, the torque signal T is read, and then in step S33, the torque signal T is subjected to low-pass filter processing.
Next, in step S34, the torque signal T after the low-pass filter processing and the latest value obtained this time (the immediately preceding value) from the previous stored value (the value of the torque signal T obtained in step S33 before one sequence). (The value of the torque signal T obtained in step S33) is subtracted to obtain the difference ΔT.
Next, in step S35, it is determined whether or not the difference ΔT obtained in step S34 is equal to or less than a predetermined value (in this case, it is zero). If it is zero, the process proceeds to step S36. finish.
In step S36, the latest rotation speed ω obtained by the motor rotation estimation calculation unit 5 and the stored value of the rotation speed ω read in this step one sequence before are read out, and in the next step S37, The difference Δω is obtained by subtracting the latest value of the rotational speed ω from the stored value.
Next, in step S38, it is determined whether or not the difference Δω is equal to or smaller than a predetermined value (zero or a value near the predetermined value). If the difference Δω is equal to or smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S39. .
[0044]
Next, in step S39, the output values of the current detection circuit and the voltage detection circuit at that time are read as the current IM0 and the voltage VM0 immediately before the current reduction control.
Next, in step S40, it is determined whether or not the current IM0 read in step S39 is equal to or greater than a predetermined value (for example, 10% of the rated current of the motor 1). One sequence of processing is terminated.
In step S41, the current change amount ΔIM of the current reduction control is determined from the relationship shown in FIG. 5B, and the current reduction control is started in the next step S42.
On the other hand, in step S43, the output values of the current detection circuit and the voltage detection circuit at that time are read as the current IM1 and the voltage VM1 immediately after the start of the current reduction control.
In step S44, the resistance value R is obtained by performing the above equation (3) from the current and voltage (IM0, VM0 and IM1, VM1) read in steps S39 and S43, and the latest resistance value R is obtained. For example, it is registered in a predetermined memory area of the RAM of the microcomputer.
Next, in step S45, the current reduction control started in step S42 is stopped (current reduction control is stopped). Then, after step S45, the processing of one sequence is finished.
[0045]
According to the present invention, the forced current change (current reduction control) is temporarily executed on the condition that the steering state determination unit 11a determines the stable steering state as described above. The resistance value R is estimated and calculated from the voltage and current before and after the start of. That is, the resistance value R is estimated and calculated with high accuracy under a wider condition that is not necessarily limited to the steered state.
For this reason, although it is a rotation sensor-less configuration, the frequency of calculation of resistance value estimation (that is, the latest frequency of learning of resistance value including temperature change and secular change) can be further increased more than before, Improve the accuracy and reliability of the rotational speed estimation calculation without increasing the cost of the device or deteriorating the vehicle mountability. As a result, the motor control using the estimated rotational speed (for example, the above-mentioned rotational speed) The accuracy and effectiveness of number-sensitive control can be greatly improved.
Further, in this embodiment, the amount of current change by the current reduction control is limited to a range in which the uncomfortable feeling of steering does not occur.
In this embodiment, the current change amount is set each time based on the detected current. For this reason, it is possible to always maintain the current change width at the optimum value, and it is possible to reliably avoid the occurrence of the steering discomfort while maintaining high accuracy of the resistance value estimation calculation.
[0046]
  The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modes and modifications can be made as described in the section for solving the problems.
  For example, theThe temperature correction configuration of the basic configuration example is the first or secondYou may combine with respect to a form example. That is, the motor resistance temperature correction unit 6 is inserted between the motor resistance learning unit 7 or 7a and the motor rotation estimation calculation unit 5 in FIG. 3 or FIG. 5A, and the estimation calculation is performed by the motor resistance learning unit 7 or 7a. The resistance value thus registered may be registered as the above-described reference resistance value R0 of the motor resistance temperature correction unit 6. However, in this case, the resistance value estimated and calculated by the motor resistance learning unit 7 or 7a is converted into the resistance value at the reference temperature (for example, 20 ° C.) according to the relationship of FIG. Must be registered as the reference resistance value R0.
  Further, the number of times of current reduction control may be limited every time the control unit is activated, or the frequency per specified time of current reduction control may be limited to a predetermined value or less.
  In principle, it is also possible to estimate and calculate the resistance value by controlling the current to increase temporarily and forcibly instead of the current reduction control.
[0047]
【The invention's effect】
  According to the first invention of the present application,The steered state determination means is such that the fluctuation amount of the detected steering torque is not more than a predetermined value (for example, zero or less), and the variation amount of the load of the assist motor is not more than a predetermined value (for example, zero or its vicinity). It is determined that the vehicle is in the steered state on the condition that it is equal to or less than the value of. That is, the condition for the steering keeping judgment is that the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount are small. Since such a state can only be a state where the rotational speed ω is zero (steering state) (because it is difficult to rotate the steering wheel while keeping the torque fluctuation amount and the load fluctuation amount small), it is considerable. The steering state can be determined with high accuracy, and it is not necessarily limited to a special state such as when the steering wheel end is touched (during the rack end), and a state where the rotational speed ω is actually zero can be widely determined.
For this reason, although it is a structure without a rotation sensor, the frequency of estimation of the resistance value calculation by the motor resistance value calculation means performed based on the determination of the steered state (that is, the latest resistance value including temperature change and secular change) The frequency of learning) can be significantly increased compared to conventional methods, and the accuracy and reliability of the rotational speed estimation calculation by the rotational speed calculation means are improved without incurring higher equipment costs or vehicle mountability. As a result, the accuracy and effectiveness of motor control (for example, the above-described rotation speed sensitive control) using the estimated value of the rotation speed can be significantly improved.
[0049]
  This applicationSecond inventionAccording to the present invention, the forced current change (current reduction control) by the current reduction control means is temporarily executed on the condition that the stable steering state judgment means has determined the stable steering state as described above. The resistance value is estimated and calculated from the voltage and current before and after the start of a current change. That is, the resistance value is estimated and calculated with high accuracy under a wider condition that is not necessarily limited to the steered state.
  For this reason, the frequency of the resistance estimation by the motor resistance value calculating means (that is, the latest resistance value learning frequency including the temperature change and the secular change) by the motor resistance value calculation means is further markedly higher than the conventional one. The accuracy and reliability of the rotational speed estimation calculation by the rotational speed calculation means can be improved without incurring cost increase of the device and deterioration of the vehicle mounting property. The accuracy and effectiveness of the control of the motor used (for example, the above-described rotation speed sensitive control) can be remarkably improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 Control system of an electric power steering device (Basic configuration example).
FIG. 2 is a flowchart showing the operation (resistance value temperature correction, etc.) of the apparatus.
[Fig. 3] Control system of electric power steering device (First form example).
FIG. 4 is a flowchart showing the operation (resistance value learning) of the apparatus.
FIG. 5 is a control system of an electric power steering device (Second example).
FIG. 6 is a diagram showing an example of changes in current or the like due to current reduction control of the apparatus.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation (resistance value learning) of the apparatus.
[Explanation of symbols]
  1 Assist motor
  2 Control circuit (control unit, resistance value storage means)
  3 Command value generator
  4 Current controller
  5 Motor rotation estimation calculation unit (rotation speed calculation means)
  6 Motor resistance temperature correction unit (Motor resistance value correction means)
  7 Motor resistance learning unit (motor resistance value calculation means, resistance value storage processing means)
  7a Motor resistance learning unit (motor resistance value calculation means, resistance value storage processing means)
  8 Low-pass filter (stable steering state determination means)
  9 Difference calculation unit (steering state determination means, stable steering state determination means)
  10 Difference calculation unit (steering state determination means, stable steering state determination means)
  11 Steering state determination unit (steering state determination means)
  11a Steering state determination unit (stable steering state determination means)
  12 Output reduction calculation unit (current reduction control means)
  13 Output thinning section (current reduction control means)

Claims

A control unit for controlling the assist motor for coupled to a steering system of the vehicle to generate a steering assist torque, the steering torque detection means for detecting a steering torque of the steering system, the control unit, at least the An electric power steering control apparatus for controlling the assist motor based on a parameter including a steering torque detection value by a steering torque detection means and a rotation speed of the assist motor,
The control unit is
Motor voltage detecting means for detecting an applied voltage to the assist motor;
Motor current detecting means for detecting a current flowing through the assist motor;
Resistance value storage means for storing the resistance value of the assist motor;
At least, the steered state in which the steering torque detection value is determined to be in the steered state on the condition that the variation amount of the detected steering torque value is equal to or smaller than a predetermined value and the variation amount of the load of the assist motor is equal to or smaller than the predetermined value. Judgment means,
The rotation speed is zero based on the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means on the condition that at least the steering maintenance status determination means determines that the steering maintenance state is established. Motor resistance value calculating means for estimating and calculating the resistance value of the assist motor,
Resistance value storage processing means for registering the resistance value obtained by the motor resistance value calculation means in the resistance value storage means as a new resistance value;
A rotation speed calculation means for estimating and calculating the rotation speed from the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means and the latest resistance value stored in the motor resistance value storage means; An electric power steering control device.

The steering holding state determining means, as a condition for determining that the steering hold state, according to claim 1, wherein the current the is detected by the motor current detecting means, characterized in that it further added be at least the default value Electric power steering control device.

As a condition for the motor resistance value calculating means to execute the estimation calculation, it is further added that the time during which the steered state determining means determines that the steered state is in the steered state exceeds a specified time. The electric power steering control device according to claim 1 or 2, characterized in that

A control unit for controlling the assist motor for coupled to a steering system of the vehicle to generate a steering assist torque, the steering torque detection means for detecting a steering torque of the steering system, the control unit, at least the An electric power steering control apparatus for controlling the assist motor based on a parameter including a steering torque detection value by a steering torque detection means and a rotation speed of the assist motor,
The control unit is
Motor driving means for controlling a current flowing through the assist motor; motor voltage detecting means for detecting a voltage applied to the assist motor;
Motor current detection means for detecting the current;
Resistance value storage means for storing the resistance value of the assist motor;
At least the fluctuation amount of the steering torque detection value is equal to or less than a predetermined value, the fluctuation amount of the load of the assist motor is equal to or less than the predetermined value, and the current detected by the motor current detection means is equal to or greater than the predetermined value. A stable steering state determination means for determining that the vehicle is in a stable steering state on the condition that
At least on the condition that the stable steering state is determined by the stable steering state determination means, the control signal of the motor driving means is temporarily and forcibly changed in the direction in which the magnitude of the current decreases. Current reduction control means,
From the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means before and after the start of the change of the control signal by the current reduction control means, the change in the rotation speed is assumed to be zero. Motor resistance value calculating means for estimating and calculating the resistance value;
Resistance value storage processing means for registering the resistance value obtained by the motor resistance value calculation means in the resistance value storage means as a new resistance value;
A rotation speed calculation means for estimating and calculating the rotation speed from the voltage and current detected by the motor voltage detection means and the motor current detection means and the latest resistance value stored in the motor resistance value storage means; An electric power steering control device.

5. The electric power steering control device according to claim 4, wherein the amount of change by which the current reduction control means changes the control signal is limited to a range in which a steering discomfort does not occur.

6. The electric power steering control according to claim 4 or 5 , wherein a change amount by which the current reduction control means changes the control signal is set each time based on a current detected by the motor current detection means. apparatus.

The electric power steering control device according to any one of claims 4 to 6 , wherein the number of times the current reduction control means changes the control signal is limited every time the control unit is activated.

The electric power steering control device according to any one of claims 4 to 7 , wherein the current reduction control means limits a frequency per specified time for changing the control signal to a predetermined value or less.

Motor temperature output means for outputting a temperature detection value or a temperature estimation value of the assist motor;
From the temperature detection value or temperature estimated value output from the motor temperature output means, based on a preset temperature characteristic, correct the resistance value stored in the resistance value storage means as necessary, the electric power steering control apparatus according to the resistance value after correction to one of claims 1 to 8, further comprising a motor resistance value correcting means for registering the resistance value storage unit.