JP4474896B2

JP4474896B2 - パワーステアリング装置

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Publication number: JP4474896B2
Application number: JP2003362217A
Authority: JP
Inventors: 茂樹長瀬; 正彦酒巻; 武史上田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2023-10-22
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Description

本発明は、電動モータによって車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置に関し、更に詳しくは、当該電動モータに流れる電流の検出に関する。

従来から、運転者がハンドル（ステアリングホイール）に加える操舵トルクに応じて電動モータを駆動することによりステアリング機構に操舵補助力を与える電動パワーステアリング装置が用いられている。この電動パワーステアリング装置には、操舵のための操作手段であるハンドルに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられており、このトルクセンサで検出される操舵トルクに基づき電動モータに供給すべき電流の目標値（以下「電流目標値」という）が設定される。そして、この電流目標値と電動モータに実際に流れる電流の値との偏差に基づく比例積分演算により、電動モータの駆動手段に与えるべき指令値が生成される。電動モータの駆動手段は、その指令値に応じたデューティ比のパルス幅変調信号（以下「ＰＷＭ信号」という）を生成するＰＷＭ信号生成回路と、そのＰＷＭ信号のデューティ比に応じてオン／オフするパワートランジスタを用いて構成されるモータ駆動回路とを備え、そのデューティ比に応じた電圧を電動モータに印加する。この電圧印加によって電動モータに流れる電流は電流検出器によって検出され、電流目標値と電流検出値との差が上記指令値を生成するための偏差として使用される。

上記のような構成において、モータに流すべき電流がゼロであるにも拘わらず、実際には電流検出器で電流が検出されることがある。このような電流はオフセット電流と呼ばれており、モータの動作中、電流検出器によって検出される検出電流値は、当該モータに流れている電流にオフセット電流が重畳されたものとなる。このオフセット電流は、電流検出器における検出電流値に誤差（「オフセット誤差」と呼ばれる）を発生させる原因となる。このようなオフセット誤差が発生すると、検出された電流値と実際にモータに流れる電流の値とが一致しないので、モータの電流制御を設定通りに行うことができず、その結果、運転者に違和感を与えることになる。

ところで、電動パワーステアリング装置の駆動源としては、従来はブラシ付きモータが多く用いられてきたが、近年は信頼性および耐久性の向上や慣性の低減等の観点からブラシレスモータも使用されている。ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において、上記のようなオフセット誤差が発生すると、操舵時にトルクリップルが生じる。このトルクリップルは操舵操作において運転者に大きな違和感を与えるので、上記オフセット誤差は、ブラシレスモータを用いた電動パワーステアリング装置において特に問題となっている。

これに対し特許文献１には、スイッチ素子のブリッジ回路を橋絡すべく接続している電動機の電流を電流検出部により検出すべく構成している電動機の電流検出回路であって、前記電動機を駆動していないときの前記電流検出部の電流検出信号を、電動機の電流がゼロの状態と対応づける手段を備えていることを特徴とする電動機の電流検出回路が開示されている。この電動機の電流検出回路によれば、上記のオフセット誤差を補正することができ、このようなオフセット誤差の補正を電動パワーステアリング装置において行えば、オフセット誤差に起因するトルクリップルを抑えることができる。そこで、電動パワーステアリング装置において、従来より、製品組み立て時または動作開始時（イグニションスイッチをオンして電源を投入した時）に電流検出器で検出される検出値をオフセット補正値として所定の記憶手段に書き込んで保持しておき、モータの動作中に電流検出器によって検出される検出値をそのオフセット補正値によって補正するという構成が提案されている（例えば特許文献２の「従来の技術」の欄参照）。

しかし、電流検出器のオフセット値は、電動パワーステアリング装置の電源投入後の動作中において温度変化等の環境変化によって変動するので、保持されているオフセット補正値では電流検出器での検出値を十分に補正できない場合がある。

これに対し、上記構成を前提として電源投入後のモータ制御中においてモータ電流が流れない等の特殊な状態に装置を設定し、その状態において電流検出器により検出される検出値で上記オフセット補正値を更新するようにした電動パワーステアリング装置も知られている（例えば特許文献２参照）。

しかし、このような特殊な状態に装置を設定する必要から、モータ制御動作が不連続になって運転者に違和感を与えたり、オフセット補正値を更新できる時点が限定され必要なときにオフセット補正値を更新できなかったりすることがある。
特許第２８４７４０６号公報特開平８−１１９１３２号公報

上記従来技術の問題を解決するためには、オフセット誤差を補正するためのオフセット補正値を電源投入後の装置の動作中において随時更新できるようにするのが好ましい。

そこで本発明は、モータ電流の検出におけるオフセット誤差の補正のためのオフセット補正値の測定値に基づく更新を動作中においても随時可能とすることにより、操舵操作において運転者に違和感を与えないようにしたパワーステアリング装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、車両操舵のための操作手段による操作に応じて決定される目標値に基づき電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置であって、
電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地ライン側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点から前記電動モータに電流を供給するＰＷＭ方式の駆動回路と、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子のうちいずれか一方のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子がオフ状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を、前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態であるときに前記電流検出手段によって検出された電流の検出値に基づいて補正し、補正後の検出値を出力する補正手段と、
前記目標値と前記補正後の検出値とに基づき前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオン／オフさせることにより前記電動モータの駆動を制御する制御手段とを備え、
前記電流検出手段は、前記一方のスイッチング素子のオン／オフ比に拘わらず、前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記他方のスイッチング素子がオフ状態である各期間および前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオフ状態である各期間に、前記一方のスイッチング素子に流れる電流を検出し、
前記補正手段は、
前記ＰＷＭ方式の駆動回路によるＰＭＷ動作中に、前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値をオフセット補正値として保持し、前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記他方のスイッチング素子がオフ状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を当該オフセット補正値に基づき補正し、補正後の検出値を出力する検出電流値補正手段と、
前記一方のスイッチング素子がオフ状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を新たなオフセット補正値として、前記保持されているオフセット補正値を更新するオフセット更新手段とを含むことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記電流検出手段は、前記一方のスイッチング素子と前記電源ラインまたは前記接地ラインとの間に挿入された検出抵抗を含み、前記一方のスイッチング素子に流れる電流を当該検出抵抗の両端間の電圧に基づき検出することを特徴とする。

上記第１の発明によれば、ＰＷＭ方式の駆動回路において電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地ライン側に配置された第２のスイッチング素子のうちいずれか一方のスイッチング素子がオフ状態であって他方のスイッチング素子がオン状態である各期間に、当該一方のスイッチング素子に流れる電流が検出され、その検出値に基づき、当該一方のスイッチング素子がオン状態であって当該他方のスイッチング素子がオフ状態であるときに当該一方のスイッチング素子に流れる電流の検出値が補正され、その補正後の検出値に基づき電動モータの駆動が制御される。このようにして、当該一方のスイッチング素子がオフ状態であって当該他方のスイッチング素子がオン状態であるときに検出される電流値がオフセット誤差を補正するためのオフセット補正値として使用されるので、パワーステアリング装置を特殊な状態に設定することなく、モータ電流の検出におけるオフセット誤差の補正のためのオフセット補正値の更新を、測定値に基づき随時に行うことが可能となる。これにより、操舵操作において運転者に違和感を与えないパワーステアリング装置を提供することができ、駆動源としてブラシレスモータが使用されている場合には、トルクリップルの抑制効果が得られるので特に有効である。

上記第２の発明によれば、ＰＷＭ方式の駆動回路に挿入された検出抵抗の両端間の電圧に基づき、モータ電流が検出されると共に、そのモータ電流の検出値のオフセット誤差の補正のためのオフセット補正値が随時得られるので、簡単な構成の電流検出手段により高精度なオフセット補正が可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を、それに関連する車両構成と共に示す概略図である。この電動パワーステアリング装置は、操舵のための操作手段としてのハンドル１００に一端が固着されるステアリングシャフト１０２と、そのステアリングシャフト１０２の他端に連結されたラックピニオン機構１０４と、ハンドル１００の操作によってステアリングシャフト１０２に加えられる操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ３と、当該車両の走行速度を示す車速信号Ｖｓを出力する車速センサ４と、ハンドル操作における運転者の負荷を軽減するための操舵補助力を発生する３相ブラシレスモータ６と、その操舵補助力をラック軸に伝達するボールねじ駆動部１１と、ブラシレスモータ６のロータの回転位置を検出する位置検出センサ１２と、車載バッテリ８から電源の供給を受けて、トルクセンサ３、車速センサ４および位置検出センサ１２からのセンサ信号に基づきモータ６の駆動を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５とを備えている。

運転者がハンドル１００を操作すると、トルクセンサ３によって検出された操舵トルクＴｓと車速センサ４からの車速信号Ｖｓによって示される車速と位置検出センサ１２によって検出されたロータの回転位置とに基づいて、ＥＣＵ５によりモータ６が駆動される。これによりモータ６は操舵補助力を発生し、その操舵補助力がボールねじ駆動部１１を介してラック軸に加えられることにより、運転者の負荷が軽減される。すなわち、ハンドル操作によって加えられる操舵トルクＴｓとモータ６の発生する操舵補助力とによって、ラック軸が往復運動を行う。ラック軸の両端はタイロッドおよびナックルアームから成る連結部材１０６を介して車輪１０８に連結されており、ラック軸の往復運動に応じて車輪１０８の向きが変わる。

＜２．制御装置の構成および動作＞
電動パワーステアリング装置の駆動源としてブラシレスモータが使用される場合、一般に、次のような正弦波電流によるフィードバック制御が行われる。
ブラシレスモータは、通常、永久磁石からなる界磁としてのロータと、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルからなるステータとから構成される。ブラシレスモータの駆動制御部では、操舵トルクに応じて設定される目標値の電流が当該モータに流れるように比例積分演算によって電圧指令値が算出され、その電圧指令値に基づき、ロータの回転位置に応じて正弦波状に変化する正弦波電圧が当該モータに印加される。電動パワーステアリング装置は、このようにモータ電流を制御するための電流制御手段を備えており、この電流制御手段では、通常、モータ駆動に関する３相交流としての電圧および電流は、ロータとしての界磁による磁束の方向のｄ軸（「直軸」とも呼ばれる）と、ｄ軸に垂直でｄ軸からπ／２だけ位相の進んだｑ軸（「横軸」とも呼ばれる）とからなる回転する直交座標系（「ｄ−ｑ座標」と呼ばれる）で表現される。このようなｄ−ｑ座標によれば、モータに流すべき電流をｄ軸成分とｑ軸成分とからなる直流電流として扱うことができる。この場合、電流目標値と実際にモータに流れる電流の検出値との偏差に対する比例積分演算がｄ軸成分とｑ軸成分のそれぞれにつき行われ、この比例積分演算により、ブラシレスモータの駆動のための電圧指令値としてｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とが算出される。そして、これらのｄ軸およびｑ軸電圧指令値が、座標変換によって、ロータの回転位置に応じて正弦波状に変化する電圧の指令値であるＵ相、Ｖ相およびＷ相電圧指令値に変換され、それらＵ相、Ｖ相およびＷ相電圧指令値に基づきブラシレスモータが駆動される。

本実施形態においても、上記のようなｄ−ｑ座標系を導入して電流目標値およびモータ電流の検出値の当該ｄ−ｑ座標上の値に基づきブラシレスモータ６が駆動される。以下、このような本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置について説明する。

図２は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置であるＥＣＵ５の構成を示すブロック図である。このＥＣＵ５は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」と略記する）１０とモータ駆動部とから構成される。マイコン１０は、その内部のメモリに格納された所定のプログラムを実行することにより、車速演算部１８４と、目標電流演算部１１４と、減算器１２２，１２４と、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６と、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２８と、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２と、符号反転加算器１３４と、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８と、検出電流値補正部１７０、オフセット更新部１７２とからなるモータ制御部として機能する。目標電流演算部１１４には、基本アシスト制御部１８０とモータ電流指令値演算部１８８とが含まれている。モータ駆動部は、モータ制御部としてのマイコン１０から出力される電圧指令値に基づき３相のブラシレスモータ６を駆動するハードウェア（回路）であり、ＰＷＭ信号生成回路１５０と、モータ駆動回路１５２と、Ｕ相電流検出器１５６と、Ｖ相電流検出器１５４と、ロータ角度位置検出器１６２とから構成される。

上記電動パワーステアリング装置が搭載された車両において、ハンドル１００が操作されると、トルクセンサ３によって検出される操舵トルクＴｓがＥＣＵ５に入力されると共に、車速センサ４によって検出される車速信号ＶｓもＥＣＵ５に入力される。車速演算部１８４では、車速信号Ｖｓに基づいて車速Ｖが算出される。また、モータ６に取り付けられた位置検出センサ１２から出力されるセンサ信号に基づいて、ロータ角度位置検出器１６２は、モータ６のロータである回転界磁の回転位置すなわち電気角θｒｅを示す信号を出力する。

基本アシスト制御部１８０は、アシストマップと呼ばれる、操舵トルクと電流目標値とを対応づけるテーブルを参照して、操舵トルクＴｓと車速Ｖとに基づいて、モータ６に流すべき電流目標値Ｉｔを決定する。モータ電流指令値演算部１８８は、電流目標値Ｉｔに基づいてｑ軸電流指令値ｉｑ^*を出力する。

モータ電流指令値演算部１８８から出力されるｑ軸電流指令値ｉｑ^*は、モータ６が発生すべきトルクに対応する電流値であり、減算器１２４に入力される。一方、ｄ軸電流指令値ｉｄ^*は、トルクに関与しないのでｉｄ^*＝０として、減算器１２２に入力される。

Ｕ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４は、それぞれモータのＵ相コイル、Ｖ相コイルに流れる電流を検出し、Ｕ相電流検出信号ＳｉｕとＶ相電流検出信号Ｓｉｖとをそれぞれ出力する。本実施形態では、後述のように、モータ駆動回路１５２内においてＵ相およびＶ相に対応する電力用スイッチング素子と接地ラインとの間に検出抵抗を挿入し、Ｕ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４は、それらの検出抵抗の両端間の電圧に基づきＵ相電流検出信号ＳｉｕおよびＶ相電流検出信号Ｓｉｖをそれぞれ出力する。ここで、Ｕ相電流検出信号Ｓｉｕはモータ６に実際に流れるＵ相電流の値を、Ｖ相電流検出信号Ｓｉｖはモータ６に実際に流れるＶ相電流の値を、それぞれ示す電圧信号であるが、これらの電圧信号によって示される電流値には、実際にモータ６に流れた電流の値にオフセット電流の値が重畳されている。このようなＵ相電流検出信号ＳｉｕおよびＶ相電流検出信号Ｓｉｖは検出電流値補正部１７０およびオフセット更新部１７２に入力される。なお、ハードウェア的には、アナログ電圧信号としてのＵ相電流検出信号ＳｉｕおよびＶ相電流検出信号Ｓｉｖがマイコン１０に入力され、マイコン１０に内蔵されたＡ／Ｄ変換器により、Ｕ相電流検出値およびＶ相電流検出値をそれぞれ示す標本化値としてのデジタル値に変換される。そして、これらデジタル値としてのＵ相電流検出値（以下これを記号“ｉｕ”で示すものとする）およびＶ相電流検出値（以下これを記号“ｉｖ”で示すものとする）が、マイコン１０によりソフトウェア的に実現された検出電流値補正部１７０およびオフセット更新部１７２に入力される。これら検出電流値補正部１７０とオフセット更新部１７２とは、Ｕ相電流検出値ｉｕおよびＶ相電流検出値ｉｖに対してオフセット補正を施すことによりＵ相モータ電流値（補正後のＵ相電流検出値）ｉｍｕおよびＶ相モータ電流値（補正後のＶ相電流検出値）を算出する補正手段として機能する。

検出電流値補正部１７０は、モータ６に流れるＵ相電流がゼロのときのＵ相電流検出値をＵ相オフセット補正値ｉｕ０として、モータ６に流れるＶ相電流がゼロのときのＶ相電流検出値をＶ相オフセット補正値ｉｖ０として、それぞれ保持しており、これらのオフセット補正値ｉｕ０およびｉｖ０に基づき上記のＵ相電流検出値ｉｕおよびＶ相電流検出値ｉｖを補正することにより、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕおよびＶ相モータ電流値ｉｍｖを算出する。オフセット更新部１７２は、上記のＵ相電流検出値ｉｕおよびＶ相電流検出値ｉｖから新たなオフセット補正値を順次取得し、その新たなオフセット補正値により、検出電流値補正部１７０に保持される上記オフセット補正値ｉｕ０およびｉｖ０を順次更新する。このような検出電流値補正部１７０およびオフセット更新部１７２の動作の詳細は後述する。

３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８は、ロータの電気角θｒｅに基づいて、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕおよびＶ相モータ電流値ｉｍｖを、ｄ−ｑ座標上の値であるｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑに変換する。このｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑは、減算器１２２および減算器１２４にそれぞれ入力される。

減算器１２２は、ｄ軸電流指令値ｉｄ^*とｄ軸モータ電流値ｉｄとの偏差ｉｄ^*−ｉｄを出力し、ｄ軸電流ＰＩ制御部１２６は、その偏差ｉｄ^*−ｉｄに基づく比例積分演算によってｄ軸電圧指令値ｖｄ^*を生成する。一方、減算器１２４は、ｑ軸電流指令値ｉｑ^*とｑ軸モータ電流値ｉｑとの偏差ｉｑ^*−ｉｑを出力し、ｑ軸電流ＰＩ制御部１２６は、その偏差ｉｑ^*−ｉｑに基づく比例積分演算によってｑ軸電圧指令値ｖｑ^*を生成する。このようにして生成されたｄ軸電圧指令値ｖｄ^*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ^*は、ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２に入力される。

ｄ−ｑ／３相交流座標変換部１３２は、モータ６におけるロータの電気角θｒｅに基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ^*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ^*を、３相交流座標上の値であるＵ相電圧指令値ｖｕ^*およびＶ相電圧指令値ｖｖ^*に変換する。そして、符号反転加算器１３４は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ^*およびＶ相電圧指令値ｖｖ^*からＷ相電圧指令値ｖｗ^*を算出する。このようにして得られたＵ相電圧指令値ｖｕ^*、Ｖ相電圧指令値ｖｖ^*、およびＷ相電圧指令値ｖｗ^*は、マイコン１０から出力されてＰＷＭ信号生成回路１５０に入力される。

ＰＷＭ信号生成回路１５０は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ^*、Ｖ相電圧指令値ｖｖ^*、およびＷ相電圧指令値ｖｗ^*にそれぞれ応じてデューティ比の変化するＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗを生成する。モータ駆動回路１５２は、それらのＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗによって電力用スイッチング素子をオン／オフさせることにより、ＰＷＭ信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗのデューティ比にそれぞれ応じた相電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを生成する。なお、後述のようにモータ駆動回路１５２は、各相につき、相反的にオン／オフする２個の電力用スイッチング素子であるＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を有しており、Ｕ相に対応するＰＷＭ信号Ｓｕは、Ｕ相に対応する２個のＦＥＴのゲート端子にそれぞれ与えられる２つのＰＷＭ信号Ｓ１ｕおよびＳ２ｕからなり、Ｖ相に対応するＰＷＭ信号Ｓｖは、Ｖ相に対応する２個のＦＥＴのゲート端子にそれぞれ与えられる２つのＰＷＭ信号Ｓ１ｖおよびＳ２ｖからなり、Ｗ相に対応するＰＷＭ信号Ｓｗは、Ｗ相に対応する２個のＦＥＴのゲート端子にそれぞれ与えられる２つのＰＷＭ信号Ｓ１ｗおよびＳ２ｗからなる。

上記のようにして生成された各相電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗは、ＥＣＵ５から出力されてモータ６に印加される。この電圧印加に応じてモータ６の各相ｕ、ｖ、ｗのコイル（不図示）に電流が流れ、モータ６はその電流に応じて操舵補助のためのトルク（モータトルク）を発生させる。

＜３．モータ電流検出のための検出抵抗の配置例＞
次に、ブラシレスモータにおける各相の電流を検出するためにモータ駆動回路１５２に挿入される検出抵抗の配置例を、図３〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態におけるＥＣＵ５の上記構成は、図３に示す配置例を前提としている。

図３は、ブラシレスモータ６における各相の電流を検出するためにモータ駆動回路１５２に挿入される検出抵抗の第１の配置例を示す回路図である。図３には、モータ駆動回路１５２の構成が示されており、図３に示す回路において、電源ラインＰＷＲはイグニションスイッチ９を介してバッテリ８の正極端子に接続され、接地ラインＧＮＤはバッテリ８の負極端子に接続されている。図３に示すようにモータ駆動回路１５２は、ＰＷＭ方式の駆動回路であって、電源ラインＰＷＲ側に配置されＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する電力用スイッチング素子であるＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗと、接地ライン側に配置されＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ対応する電力用スイッチング素子であるＦＥＴ５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗとを備えており、同一相に対応する電源ライン側ＦＥＴ（以下「Ｈｉ側ＦＥＴ」と略記する）５１Ｘと接地ライン側ＦＥＴ（以下「Ｌｏ側ＦＥＴ」と略記する）５２Ｘとが互いに対となるように直列に接続されている（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）。一般に、ＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗをそれぞれ含む電源ライン側の回路部分は「上アーム」と呼ばれ、ＦＥＴ５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗをそれぞれ含む接地ライン側の回路部分は「下アーム」と呼ばれる。上アームと下アームとの各接続点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗは、同一相に対応するＨｉ側ＦＥＴ５１ＸとＬｏ側ＦＥＴ５２Ｘとの接続点に相当し（Ｘ＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）、これらの接続点Ｎｕ，Ｎｖ，Ｎｗは、モータ６におけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の端子にそれぞれ接続されている。

Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗのゲート端子にはＰＷＭ信号Ｓ１ｕ，Ｓ１ｖ，Ｓ１ｗがそれぞれ与えられ、これにより、Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗがオン／オフされる。また、Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗのゲート端子にはＰＷＭ信号Ｓ２ｕ，Ｓ２ｖ，Ｓ２ｗがそれぞれ与えられ、これにより、Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕ，５２Ｖ，５２ＷがＨｉ側ＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗとそれぞれ相反的にオン／オフされる。

上記のようなモータ駆動回路１５２において、接地ラインＧＮＤからＬｏ側ＦＥＴ５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗにそれぞれに向かって分岐する接続点を「接地側分岐点ＮＬ」と呼ぶものとすると、図３に示した例では、Ｕ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ５２Ｕと接地側分岐点ＮＬとの間に、当該Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕを流れる電流すなわちＵ相に対応する下アームを流れる電流を検出するための検出抵抗（以下「Ｕ相電流検出抵抗」という）Ｒｕが挿入されている。また、Ｖ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ５２Ｖと接地側分岐点ＮＬとの間に、当該Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｖを流れる電流すなわちＶ相に対応する下アームを流れる電流を検出するための検出抵抗（以下「Ｖ相電流検出抵抗」という）Ｒｖが挿入されている。これに対し、Ｗ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ５２Ｗと接地側分岐点ＮＬとの間には検出抵抗は挿入されていない。

そして、Ｌｏ側ＦＥＴ５２ＵとＵ相電流検出抵抗Ｒｕとの接続点はＵ相電流検出器１５６の入力端子に接続され、Ｕ相電流検出器１５６は、接地ラインＧＮＤを基準とする当該接続点の電位ＶｓｕすなわちＵ相電流検出抵抗Ｒｕの両端間の電圧を示す信号を既述のＵ相電流検出信号Ｓｉｕとして出力する（図２参照）。また、Ｌｏ側ＦＥＴ５２ＶとＶ相電流検出抵抗Ｒｖとの接続点はＶ相電流検出器１５４の入力端子に接続され、Ｖ相電流検出器１５４は、接地ラインＧＮＤを基準とする当該接続点の電位ＶｓｖすなわちＶ相電流検出抵抗Ｒｖの両端間の電圧を示す信号を既述のＶ相電流検出信号Ｓｉｖとして出力する。なお、ブラシレスモータ６に流入する電流を正とするために、Ｕ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４は、Ｕ相電流検出信号ＳｉｕおよびＶ相電流検出信号Ｓｉｖが接地ラインＧＮＤを基準とする上記接続点の電位Ｖｓｕ，Ｖｓｖに対して逆の極性となるように、当該Ｕ相電流検出信号ＳｉｕおよびＶ相電流検出信号Ｓｉｖをそれぞれ出力するものとする。

図４は、モータ駆動回路１５２に挿入される検出抵抗の第２の配置例を示す回路図である。図４には、モータ駆動回路１５２の構成として、図３に示した構成と同様の構成が示されており、Ｕ相電流検出抵抗ＲｕおよびＶ相電流検出抵抗Ｒｖも、図３に示した配置位置と同様の位置に配置されている。この第２の配置例では、これらに加え、Ｗ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ５２Ｗと接地側分岐点ＮＬとの間に、当該Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｗを流れる電流すなわちＷ相に対応する下アームを流れる電流を検出するための検出抵抗（以下「Ｗ相電流検出抵抗」という）Ｒｗが挿入されている。

この場合、ＥＣＵ５は、図２に示した構成とは異なり、Ｕ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４に加えてＷ相電流検出器を備える構成となる。そして、Ｌｏ側ＦＥＴ５２ＷとＷ相電流検出抵抗Ｒｗとの接続点はＷ相電流検出器の入力端子に接続され、Ｗ相電流検出器は、接地ラインＧＮＤを基準とする当該接続点の電位ＶｓｗすなわちＷ相電流検出抵抗Ｒｗの両端間の電圧を示す信号をＷ相電流検出信号Ｓｉｗとして出力する。ただし、ブラシレスモータ６に流入する電流を正とするために、このＷ相電流検出器は、Ｗ相電流検出信号Ｓｉｗが接地ラインＧＮＤを基準とする上記接続点の電位Ｖｓｗに対して逆の極性となるように、当該Ｗ相電流検出信号Ｓｉｗを出力するものとする。この場合、ＥＣＵ５において、検出電流値補正部１７０は、Ｕ相電流検出信号Ｓｉｕ、Ｖ相電流検出信号Ｓｉｖ、およびＷ相電流検出信号Ｓｉｗにそれぞれ基づき、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕ、Ｖ相モータ電流値ｉｍｖ、およびＷ相モータ電流値ｉｍｗを算出し、３相交流／ｄ−ｑ座標変換部１３８は、Ｕ相モータ電流値ｉｍｕ、Ｖ相モータ電流値ｉｍｖ、およびＷ相モータ電流値ｉｍｗからｄ軸モータ電流値ｉｄおよびｑ軸モータ電流値ｉｑを算出することになる。

図５は、モータ駆動回路１５２に挿入される検出抵抗の第３の配置例を示す回路図である。図５においても、モータ駆動回路１５２の構成は図３に示した構成と同様であるが、検出抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗが下アームに挿入されていた第１および第２の配置例とは異なり、この第３の配置例では、検出抵抗は全て上アームに挿入されている。すなわち、電源ラインＰＷＲからＨｉ側ＦＥＴ５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗにそれぞれに向かって分岐する接続点を「電源側分岐点ＮＨ」と呼ぶものとすると、Ｕ相に対応するＨｉ側ＦＥＴ５１Ｕと電源側分岐点ＮＨとの間に、当該Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕを流れる電流すなわちＵ相に対応する上アームを流れる電流を検出するための抵抗がＵ相電流検出抵抗Ｒｕとして挿入されている。また、Ｖ相に対応するＨｉ側ＦＥＴ５１Ｖと電源側分岐点ＮＨとの間に、当該Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｖを流れる電流すなわちＶ相に対応する上アームを流れる電流を検出するための抵抗がＶ相電流検出抵抗Ｒｖとして挿入されている。さらに、Ｗ相に対応するＨｉ側ＦＥＴ５１Ｗと電源側分岐点ＮＨとの間に、当該Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｗを流れる電流すなわちＷ相に対応する上アームを流れる電流を検出するための抵抗がＷ相電流検出抵抗Ｒｗとして挿入されている。

この場合、Ｈｉ側ＦＥＴ５１ＵとＵ相電流検出抵抗Ｒｕとの接続点はＵ相電流検出器１５６の入力端子に接続され、Ｕ相電流検出器１５６は、電源ラインＰＷＲを基準とする当該接続点の電位ＶｓｕすなわちＵ相電流検出抵抗Ｒｕの両端間の電圧を示す信号をＵ相電流検出信号Ｓｉｕとして出力する。また、Ｈｉ側ＦＥＴ５１ＶとＶ相電流検出抵抗Ｒｖとの接続点はＶ相電流検出器１５４の入力端子に接続され、Ｖ相電流検出器１５４は、電源ラインＰＷＲを基準とする当該接続点の電位ＶｓｖすなわちＶ相電流検出抵抗Ｒｖの両端間の電圧を示す信号をＶ相電流検出信号Ｓｉｖとして出力する。そして、Ｈｉ側ＦＥＴ５１ＷとＷ相電流検出抵抗Ｒｗとの接続点はＷ相電流検出器の入力端子に接続され、Ｗ相電流検出器は、電源ラインＰＷＲを基準とする当該接続点の電位ＶｓｗすなわちＷ相電流検出抵抗Ｒｗの両端間の電圧を示す信号をＷ相電流検出信号Ｓｉｗとして出力する。ただし、ブラシレスモータ６に流入する電流を正とするために、Ｕ相電流検出器１５６、Ｖ相電流検出器１５４、およびＷ相電流検出器は、Ｕ相電流検出信号Ｓｉｕ、Ｖ相電流検出信号Ｓｉｖ、およびＷ相電流検出信号Ｓｉｗが電源ラインＰＷＲを基準とする上記接続点の電位Ｖｓｕ，Ｖｓｖ，Ｖｓｗに対して逆の極性となるように、当該Ｕ相電流検出信号Ｓｉｕ、Ｖ相電流検出信号Ｓｉｖ、およびＷ相電流検出信号Ｓｉｗをそれぞれ出力するものとする。なお、この第３の配置例では、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相にそれぞれ対応する３つの上アームに検出抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗがそれぞれ挿入されているが、３相のうちいずれか２相のモータ電流から他の１相のモータ電流が算出できるので、２つの相にのみ検出抵抗が挿入される構成、例えばＵ相，Ｖ相にそれぞれ対応する２つの上アームにのみ検出抵抗が挿入される構成であってもよく、この場合、ＥＣＵ５は図２に示したような構成となる。

＜４．モータ電流の検出およびオフセット補正＞
上記のように検出抵抗Ｒｕ，Ｒｖ（，Ｒｗ）に基づき生成される電流検出信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖ（，Ｓｉｗ）から、電流検出値に対する補正のためのオフセット補正値ｉｕ０，ｉｖ０（，ｉｗ０）がオフセット更新部１７２により取得され、そのオフセット補正値ｉｕ０，ｉｖ０（，ｉｗ０）に基づき電流検出値が検出電流値補正部１７０によって補正されることによりモータ電流値ｉｍｕ，ｉｍｖ（，ｉｍｗ）が算出される。このために本実施形態では、図２に示すように、電流検出信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖは、マイコン１０内でＡ／Ｄ変換され、電流検出値を示すデジタル値（標本化値）からなる時系列データｉｕ，ｉｖとしてオフセット更新部１７２および検出電流値補正部１７０に入力される。このＡ／Ｄ変換において、Ｕ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ（以下「Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ」という）５２Ｕのオン期間のみならずオフ期間においても電流検出信号Ｓｉｕがサンプリングされ、それらのサンプリング時点での電流検出信号Ｓｉｕの値（標本化値）からなる時系列データｉｕが、オフセット更新部１７２および検出電流値補正部１７０に入力される。また、Ｖ相に対応するＬｏ側ＦＥＴ（以下「Ｖ相Ｌｏ側ＦＥＴ」という）５２Ｖのオン期間のみならずオフ期間においても電流検出信号Ｓｉｖがサンプリングされ、それらのサンプリング時点での電流検出信号Ｓｉｖの値（標本化値）からなる時系列データｉｖが、オフセット更新部１７２および検出電流値補正部１７０に入力される。

オフセット更新部１７２は、このような標本化値としての電流検出値からなる時系列データｉｕ，ｉｖのうち、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオフ期間における標本化値（以下「オフ期間標本化値」という）を新たなオフセット補正値として、検出電流値補正部１７０に保持されているＵ相のオフセット補正値ｉｕ０を更新すると共に、Ｖ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｖのオフ期間における標本化値（オフ期間標本化値）を新たなオフセット補正値として、検出電流値補正部１７０に保持されているＶ相のオフセット補正値ｉｖ０を更新する。ここでの更新は、オフ期間標本化値が１個入力される毎に行ってもよいが、所定個数入力される毎または所定期間毎に行ってもよい。一方、検出電流値補正部１７０は、上記の時系列データｉｕ，ｉｖのうち、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオン期間における標本化値（以下「オン期間標本化値」という）からオフセット補正値ｉｕ０を減算することによりＵ相モータ電流値ｉｍｕを算出すると共に、Ｖ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｖのオン期間における標本化値（オン期間標本化値）からオフセット補正値ｉｖ０を減算することによりＶ相モータ電流値ｉｍｖを算出する。なお、以上からわかるように、本実施形態においてモータ電流を検出するための電流検出手段は、モータ駆動回路１５２内の検出抵抗Ｒｕ，Ｒｖと、Ｕ相電流検出器１５６およびＶ相電流検出器１５４と、電流検出信号Ｓｉｕ，Ｓｉｖをデジタル値に変換するマイコン１０内のＡ／Ｄ変換器とにより実現されている。

以下、図６〜図８を参照しつつ、このようなモータ電流検出のためのオフセット更新部１７２および検出電流値補正部１７０の詳細動作について説明する。なお、実際には電流検出値に対してオフセット補正の外にゲイン補正も行われるが、ゲイン補正は本発明には直接に関係しないのでその説明を省略する。また、以下では、検出抵抗についての図３に示す第１の配置例を前提とし、かつ、モータ６におけるＵ相電流についての検出動作を例に挙げて説明するが、他の配置例および他の相についてのモータ電流の検出動作は下記の説明から明らかであるので、それらの説明も省略する。さらに、ブラシレスモータ６に供給される電流は、通常、正弦波状に変化する電流であるが、図６〜図８では説明の便宜のために、それぞれ所定の一定値として示されている。

図６は、本実施形態においてモータ６にＵ相電流が流れない場合（Ｕ相電流がゼロである場合）のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。この場合、Ｕ相に対応するＨｉ側ＦＥＴ（以下「Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ」という）５１ＵおよびＬｏ側ＦＥＴ５２Ｕのデューティ比（ＦＥＴがオンする期間の割合）Ｄｒは共に５０％であり、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのゲート端子に与えられるＰＷＭ信号（以下「Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号」という）Ｓ２ｕは、図６（ａ）に示すような波形となる。なお、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕのゲート端子に与えられるＰＷＭ信号（以下「Ｕ相Ｈｉ側ＰＷＭ信号」という）Ｓ１ｕは、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１ＵをＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕと相反的にオン／オフさせるために、Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕとは相補的な関係となっている。すなわち、Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕがＨレベルときにＬレベルとなり、Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕがＬレベルときにＨレベルとなる（以下同様）。

この場合、図３に示すＵ相電流検出抵抗Ｒｕには電流が流れないので、Ｕ相電流検出信号Ｓｉｕは、図６（ｂ）に示すような波形となる。このＵ相電流検出信号Ｓｉｕ（以下、時間ｔの関数であることを明示する場合にはこれを“Ｓｉｕ(ｔ)”で示すものとする）は、マイコン１０内のＡ／Ｄ変換器で順次デジタル値のＵ相電流検出値ｉｕに変換されて検出電流値補正部１７０およびオフセット更新部１７２に入力される。このＡ／Ｄ変換では、図６（ｂ）に示すように、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオン期間におけるＵ相電流検出信号Ｓｉｕの標本化値とＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオフ期間における標本化値とが交互に現れるように、サンプリング時点が設定されている（図６（ｂ）では、オン期間の標本化値は黒丸で、オフ期間の標本化値は白丸で、それぞれ示されている。以下で言及する図においても同様。）。いま、サンプリング時点ｔ_kにおける標本化値としてのＵ相電流検出値をｉｕ_k＝Ｓｉｕ(ｔ_k)で示すものとすると（ｋ＝１，２，…）、ｉｕ₁，ｉｕ₃，ｉｕ₅，…はオフ期間標本化値であり、ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…はオン期間標本化値である。本実施形態では、ＰＷＭ信号のデューティ比に拘わらず（したがってＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオン／オフ比に拘わらず）、サンプリング時点ｔ₁，ｔ₃，ｔ₅，…はＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオフ期間内に設定され、ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…はＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオン期間内に設定される。このようなサンプリング時点の設定のためのサンプリングパルスは、例えば、Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕ等のＰＷＭ信号の生成の際に使用される信号から容易に生成することができる。

オフセット更新部１７２は、上記のような標本化値からなる時系列データとしてのＵ相電流検出値ｉｕ_k（ｋ＝１，２，３，…）のうち、オフ期間標本化値ｉｕ₁，ｉｕ₃，ｉｕ₅，…を新たなオフセット補正値として、Ｕ相のオフセット補正値ｉｕ０を逐次更新する。一方、検出電流値補正部１７０は、上記の時系列データである相電流検出値ｉｕ_k（ｋ＝１，２，３，…）のうち、オン期間標本化値ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…からオフセット補正値ｉｕ０を減算することにより、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕのオン期間内のサンプリング時点ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…におけるＵ相モータ電流値ｉｍｕを逐次算出する。

図７は、本実施形態において駆動回路１５２からモータ６にＵ相電流が流入する場合（Ｕ相電流が正である場合）のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。この場合、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕがオンする期間の割合を５０％よりも大きくし、それに応じて、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕがオンする期間の割合を５０％よりも小さくするために、Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕは、図７（ａ）に示すような波形となる。そして、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕがオンしている期間では、電源ラインＰＷＲからＵ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕを介してモータ６に電流が流れるが、このときＵ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕはＬレベルであってＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕはオフ状態となっているので、図３に示す検出抵抗Ｒｕには電流が流れない。すなわち、図７に示すサンプリング時点ｔ₁，ｔ₃，ｔ₅，…では、図６の場合と同様、検出抵抗Ｒｕには電流が流れない。これに対し、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕがオフしている期間では、Ｕ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕがＨレベルとなってＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕがオン状態となり、接地ラインＧＮＤからＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕを介して誘導性負荷としてのモータ６に電流が流れる。このため、サンプリング時点ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…におけるＵ相電流検出信号Ｓｉｕの値、すなわちオン期間標本化値ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…は、モータ６のＵ相電流値を示している。そこで上記のように、オフセット更新部１７２は、サンプリング時点ｔ₁，ｔ₃，ｔ₅，…におけるＵ相電流検出信号Ｓｉｕの値、すなわちオフ期間標本化値ｉｕ₁，ｉｕ₃，ｉｕ₅，…を新たなオフセット補正値として、Ｕ相のオフセット補正値ｉｕ０を逐次更新し、検出電流値補正部１７０は、オン期間標本化値ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…から当該オフセット補正値ｉｕ０を減算することにより、サンプリング時点ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…におけるＵ相モータ電流値ｉｍｕ（正値）を逐次算出する。例えば、時刻ｔ₂では、Ｓｉｕ(ｔ₂)−Ｓｉｕ(ｔ₁)＝ｉｕ₂−ｉｕ₁に相当する値がＵ相モータ電流値ｉｍｕとして算出される。

図８は、本実施形態においてモータ６から駆動回路１５２へとＵ相電流が流出する場合（Ｕ相電流が負である場合）のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。この場合、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕがオンする期間の割合を５０％よりも小さくし、それに応じて、Ｕ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕがオンする期間の割合を５０％よりも大きくするために、Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕは、図８（ａ）に示すような波形となる。この場合、図８（ｂ）に示すＵ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕがＨレベルとなってＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕがオンしている期間では、モータ６からＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕを介して接地ラインＧＮＤへと電流が流れる。このため、サンプリング時点ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…におけるＵ相電流検出信号Ｓｉｕの値、すなわちオン期間標本化値ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…は、モータ６におけるＵ相電流値を示している。これに対し、図８（ｂ）に示すＵ相Ｌｏ側ＰＷＭ信号Ｓ２ｕがＬレベルとなってＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕがオフしている期間では、Ｕ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕがオン状態となり、誘導性負荷としてのモータ６からＵ相Ｈｉ側ＦＥＴ５１Ｕを介して電源ラインＰＷＲへと電流が流れ、図３に示す検出抵抗Ｒｕには電流が流れない。そこで上記のように、オフセット更新部１７２は、サンプリング時点ｔ₁，ｔ₃，ｔ₅，…におけるＵ相電流検出信号Ｓｉｕの値、すなわちオフ期間標本化値ｉｕ₁，ｉｕ₃，ｉｕ₅，…を新たなオフセット補正値として、Ｕ相のオフセット補正値ｉｕ０を逐次更新し、検出電流値補正部１７０は、オン期間標本化値ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…から当該オフセット補正値ｉｕ０を減算することにより、サンプリング時点ｔ₂，ｔ₄，ｔ₆，…におけるＵ相モータ電流値ｉｍｕ（負値）を逐次算出する。

なお以上においては、検出抵抗Ｒｕを含む下アームに含まれるスイッチング素子すなわちＵ相Ｌｏ側ＦＥＴ５２Ｕの１つのオン期間および１つのオフ期間には、オン期間標本化値およびオフ期間標本化値がそれぞれ１つずつ対応するようにサンプリング時点が設定されているが、これに限定されるものではなく、例えば、１つのオン期間および１つのオフ期間に、オン期間標本化値およびオフ期間標本化値がそれぞれ複数個ずつ対応するようにサンプリング時点が設定されていてもよい。

＜５．効果＞
以上のように、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置では、ＰＷＭ方式のモータ駆動回路が使用されており、その駆動回路における下アームまたは上アームに挿入された検出抵抗Ｒｕ，Ｒｖにより、当該アーム内のスイッチング素子であるＦＥＴのオン期間における電流のみならずオフ期間における電流も逐次検出される（図６〜図８参照）。そして、そのオフ期間における電流検出値（ｉｕ₁，ｉｕ₃，ｉｕ₅，…）によってオフセット補正値ｉｕ０が逐次更新され、そのオン期間における電流検出値（ｉｕ₂，ｉｕ₄，ｉｕ₆，…）が当該オフセット補正値ｉｕ０によって補正されることでモータ電流値ｉｍｕおよびｉｍｖが逐次算出され、これらのモータ電流値ｉｍｕおよびｉｍｖを用いてモータ６の駆動が制御される（図２参照）。このように本実施形態によれば、電動パワーステアリング装置の動作中において、モータ電流の検出におけるオフセット誤差の補正のための新たなオフセット補正値が推定値ではなく測定値として逐次取得されるので、保持されているオフセット補正値ｉｕ０，ｉｖ０の更新を最新の測定値に基づき随時に行うことができ、しかも、オフセット補正値を測定値として取得するために電動パワーステアリング装置を特殊な状態に設定する必要もない。これにより、ブラシレスモータ６におけるトルクリップルの発生が抑制される等の効果が得られ、操舵操作において運転者に違和感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することができる。

＜６．変形例＞
上記実施形態では、電動パワーステアリング装置の駆動源として３相ブラシレスモータ６が使用されているが、モータ６の相数は４以上であってもよく、検出抵抗は、モータ駆動回路における各アームまたは所定アーム（相数よりも１だけ少ない数のアーム）のそれぞれにおける電源側スイッチング素子（上記実施形態ではＦＥＴ）または接地側スイッチング素子の一方のスイッチング素子に流れる電流が検出されるように、当該一方のスイッチング素子を含む上アームまたは下アームに挿入されていればよい。

また、電動パワーステアリング装置の駆動源としてブラシレスモータ６の代わりにブラシ付きモータが使用されている場合であっても、ＰＷＭ方式の駆動回路が使用されていれば本発明を適用できる。そして、その駆動回路内の各アームまたは所定アームにおける電源側スイッチング素子または接地側スイッチング素子の一方のスイッチング素子に流れる電流を検出する手段により、当該一方のスイッチングがオン状態のときとオフ状態のときの双方についての電流検出値を順次得ることで、モータ電流の検出におけるオフセット誤差の補正のためのオフセット補正値の測定値による更新が随時可能となる。これにより、操舵操作において運転者に違和感を与えない電動パワーステアリング装置を提供することができる。

さらに、上記実施形態では、モータ駆動回路１５２における上アームまたは下アームに検出抵抗が挿入されているが、電流検出手段は検出抵抗を使用したものに限定されるものではなく、検出抵抗の代わりに他の検出用素子を使用して上アームまたは下アームに流れる電流を検出する構成であってもよい。

また、電動モータにより駆動されるポンプからの圧油により操舵補助を行なう油圧式パワーステアリング装置において、当該電動モータに流れる電流の検出に本発明を適用できる。

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成をそれに関連する車両構成と共に示す概略図である。上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置における制御装置であるＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。ブラシレスモータにおける各相の電流を検出するためにモータ駆動回路に挿入される検出抵抗の第１の配置例を示す回路図である。ブラシレスモータにおける各相の電流を検出するためにモータ駆動回路に挿入される検出抵抗の第２の配置例を示す回路図である。ブラシレスモータにおける各相の電流を検出するためにモータ駆動回路に挿入される検出抵抗の第３の配置例を示す回路図である。上記実施形態においてモータにＵ相電流が流れない場合のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。上記実施形態において駆動回路からモータにＵ相電流が流入する場合（Ｕ相電流が正である場合）のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。上記実施形態においてモータから駆動回路にＵ相電流が流出する場合（Ｕ相電流が負である場合）のモータ電流の検出動作を説明するための信号波形図である。

符号の説明

３ …トルクセンサ
４ …車速センサ
５ …電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６ …ブラシレスモータ
１０ …マイクロコンピュータ（制御手段）
５１Ｕ，５１Ｖ，５１Ｗ …Ｈｉ側ＦＥＴ（電源側スイッチング素子）
５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗ …Ｌｏ側ＦＥＴ（接地側スイッチング素子）
１３８ …３相交流／ｄ−ｑ座標変換部
１５０ …ＰＷＭ信号生成回路
１５２ …モータ駆動回路
１５４ …Ｖ相電流検出器
１５６ …Ｕ相電流検出器
１７０ …検出電流値補正部
１７２ …オフセット更新部
ｉｄ^* …ｄ軸電流指令値
ｉｑ^* …ｑ軸電流指令値
Ｓｉｕ …Ｕ相電流検出信号
Ｓｉｖ …Ｖ相電流検出信号
ｉｕ …Ｕ相電流検出値
ｉｖ …Ｖ相電流検出値
ｉｍｕ …Ｕ相モータ電流値（補正後のＵ相電流検出値）
ｉｍｖ …Ｖ相モータ電流値（補正後のＶ相電流検出値）
ＰＷＲ …電源ライン
ＧＮＤ …接地ライン
ＮＨ …電源側分岐点
ＮＬ …接地側分岐点
Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ …検出抵抗

Claims

車両操舵のための操作手段による操作に応じて決定される目標値に基づき電動モータを駆動することにより当該車両のステアリング機構に操舵補助力を与えるパワーステアリング装置であって、
電源ライン側に配置された第１のスイッチング素子と接地ライン側に配置された第２のスイッチング素子とからなる互いに直列に接続されたスイッチング素子対を含み、前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との接続点から前記電動モータに電流を供給するＰＷＭ方式の駆動回路と、
前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子のうちいずれか一方のスイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子のうち他方のスイッチング素子がオフ状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を、前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態であるときに前記電流検出手段によって検出された電流の検出値に基づいて補正し、補正後の検出値を出力する補正手段と、
前記目標値と前記補正後の検出値とに基づき前記第１のスイッチング素子および第２のスイッチング素子をオン／オフさせることにより前記電動モータの駆動を制御する制御手段とを備え、
前記電流検出手段は、前記一方のスイッチング素子のオン／オフ比に拘わらず、前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記他方のスイッチング素子がオフ状態である各期間および前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態である各期間に、前記一方のスイッチング素子に流れる電流を検出し、
前記補正手段は、
前記ＰＷＭ方式の駆動回路によるＰＭＷ動作中に、前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値をオフセット補正値として保持し、前記一方のスイッチング素子がオン状態であって前記他方のスイッチング素子がオフ状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を当該オフセット補正値に基づき補正し、補正後の検出値を出力する検出電流値補正手段と、
前記一方のスイッチング素子がオフ状態であって前記他方のスイッチング素子がオン状態であるときに前記電流検出手段によって検出される電流の検出値を新たなオフセット補正値として、前記保持されているオフセット補正値を更新するオフセット更新手段と
を含むことを特徴とする、パワーステアリング装置。
前記電流検出手段は、前記一方のスイッチング素子と前記電源ラインまたは前記接地ラインとの間に挿入された検出抵抗を含み、前記一方のスイッチング素子に流れる電流を当該検出抵抗の両端間の電圧に基づき検出することを特徴とする、請求項１に記載のパワーステアリング装置。