JP5102080B2 - 車両用モータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用モータをＰＷＭ（パルス幅変調）制御する制御装置に関する。

特許文献１には、モータをＰＷＭ制御する方法として、ハードウェアのスイッチング遅れを補正することで、モータの制御性を悪化させることなく、ノイズの低減を図ることが開示されている。
特開２００６−１９１７５６号公報

しかし、上記従来技術では、ハードウェア個々のばらつきを検出しておらず、ＰＷＭ制御信号のデューティ比（要求デューティ）に対して、モータへの実際のＰＷＭ出力のデューティ比（実デューティ）が誤差を有していても、これを補正することができず、モータを高精度にＰＷＭ制御することができないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ハードウェア個々のばらつきがあっても、ＰＷＭ制御信号のデューティ比とモータへの実際のＰＷＭ出力のデューティ比とを一致させることができる車両用モータの制御装置を提供することを目的とする。

そのため、請求項１に係る車両モータの制御装置は、車両用モータの端子電圧に基づき実デューティ比を検出し、車両用モータの回転速度が規定速度以下であることを条件に、前記実デューティ比に基づきＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して駆動手段に出力するようにした。
また、請求項２に係る車両モータの制御装置は、車両用モータの端子電圧に基づき実デューティ比を検出し、ＰＷＭ制御信号のデューティ比が０％近傍及び１００％近傍を除く規定範囲内であることを条件に、前記実デューティ比に基づきＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して駆動手段に出力するようにした。
また、請求項３に係る車両モータの制御装置は、車両用モータの端子電圧と閾値とを比較して前記端子電圧のエッジを検出し、前記エッジの検出に基づき実デューティ比を検出し、前記実デューティ比に基づきＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して駆動手段に出力すると共に、前記車両用モータの回転速度が高くなるほど、前記閾値を低下させるようにした。

上記発明によると、駆動手段個々のばらつきなどによって、ＰＷＭ制御信号のデューティ比と実際に車両用モータに出力されるＰＷＭ出力のデューティ比とにずれが生じても、これを補正して、車両用モータを要求のデューティ比に基づき高精度にＰＷＭ制御することができ、更に、請求項１に係る発明では、モータの回転速度が高くモータの起電力が大きくなって、モータ端子電圧が変動することで、補正誤差が生じることを抑制でき、請求項２に係る発明では、デューティ比が０％近傍又は１００％近傍であるために実デューティ比を誤って検出し、デューティ比が誤って補正されることを抑制でき、請求項３に係る発明では、モータの回転速度が高いときほどモータ端子電圧のレベルが低下することで、実デューティ比の検出精度が低下することを抑制できる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る車両用モータの制御装置を含んでなる車両のトランスファ制御システムを示すブロック図である。
但し、本発明に係る車両用モータの制御装置は、車両のトランスファ制御システムに使用されるモータの制御に限定されるものではなく、種々の車両用モータに適用可能であり、例えば、車両のステアリングの操舵トルクをアシストする電動パワーステアリング装置において、操舵アシストモータとして使用される車両用モータの制御などにも適用可能である。

図１において、車両１０に搭載されるエンジン１１の出力トルクは、変速機１２及びトランスファ１３を介して前輪ＦＷ・後輪ＲＷに分配される。
エンジン１１は、エンジン制御用のＥＣＵ（電子コントロールユニット）２０によって制御され、変速機１２は、変速制御用のＥＣＵ２１によって制御され、トランスファ１３は、トランスファ制御用のＥＣＵ２００によって制御される。

また、各車輪のブレーキを制御するＡＢＳ用のＥＣＵ２２が設けられている。
前記トランスファ１３は、後輪ＲＷに対して略１００％のトルクを分配する後輪駆動状態から、前輪ＦＷと後輪ＲＷとのトルク分配を５０：５０程度とする４ＷＤ状態まで変化させる機能を有し、内蔵するモータの回転角によって前輪ＦＷへのトルク伝達を行うクラッチの押し付け力を制御することで、前輪ＦＷへの伝達トルクを制御するようになっている。

前記ＥＣＵ２００は、外部メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２０２、マイクロコンピュータ２０１、入力回路２６、通信回路２７などを含んで構成され、４ＷＤモード切替えスイッチ２８からの信号を入力し、また、インジケータランプ２９の点灯も制御する。
そして、前記ＥＣＵ２００は、車速、後輪ＲＷのスリップ量、エンジン出力トルク、変速機１２のギア位置（変速比）等の状態に応じて、トランスファ１３の伝達トルク（トルク分配比）を算出し、目標とする伝達トルクを実現するため、モータに印加する電圧を制御し、最終的にモータの回転角度（モータ出力軸の角度）を制御する。

ここで、モータの回転角度と伝達トルクとは比例関係にあり、モータ回転角度を制御することで、前輪ＦＷへの伝達トルクが制御されるようになっている。
図２は、前記トランスファ１３の各モードと、モータ回転角との相関を示す図であり、モータの回転角に応じてモード切り替えがなされるようになっている。
２ＷＤモード（後輪駆動モード）では、２ＷＤモードの角度位置にモータ出力軸を回転させることで、後輪ＲＷに対して略１００％のトルクが分配される状態となり、ＡＵＴＯモード（分配比の自動制御モード）では、モータ回転角をＡＵＴＯ位置から４Ｈ（５０：５０モード）位置までの範囲で変化させることで、後輪ＲＷに対して略１００％のトルクが分配される状態（後輪駆動状態）から、前輪ＦＷと後輪ＲＷとのトルク分配を５０：５０程度とする状態（４輪駆動状態）にまで可変に制御される。

４Ｈモードでは、モータを最大トルクで４Ｈ位置に向けて駆動して４Ｈの位置に固定することで、トルク分配が５０：５０に維持される。
更に、４Ｌモードでは、クラッチの押し付け力によって前輪ＦＷへのトルク分配を行うのではなく、機械的に前後輪の締結状態として、トルク分配を５０：５０に維持する。
４Ｌモード及び２ＷＤモードでは、モータの回転軸を４Ｌモード或いは２ＷＤモードの位置まで回転させると、その後は、モータ駆動が停止されて４Ｌモード及び２ＷＤモードが保持される。また、前記ＡＵＴＯモードでは、図３に示すように、４Ｈ位置に近いほど、モータの負荷トルクが大きくなり、モータの負荷トルクが増えるに従って、前輪ＦＷへのトルク分配量が増えるようになっている。

図４は、前記トランスファ制御用のＥＣＵ２００の詳細を示すブロック図であり、ＤＣモータ１００が、前記トランスファ１３に内蔵され前輪ＦＷへのトルク分配を制御するモータである。
前記ＥＣＵ２００は、前記ＤＣモータ１００への通電をＰＷＭ制御する装置であり、前述のように、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどを含んでなるマイクロコンピュータ２０１、外部メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２０２を含む他、後述のパワースイッチング素子を駆動するＨブリッジ駆動回路２０３（駆動手段）、ＤＣモータ１００への電源ＶＢの供給をスイッチングすると共に、ＤＣモータ１００に対する電圧の印加方向（電流の向き）を切り換えるための４つのパワースイッチング素子（ＦＥＴ）からなるＨブリッジ回路２０４（駆動手段）、ＤＣモータ１００の正転時におけるモータ電流を検出する第１電流検出回路２０５（検出手段）、ＤＣモータ１００の逆転時におけるモータ電流を検出する第２電流検出回路２０６（検出手段）、ＤＣモータ１００のエンコーダ１０１からの信号を入力するパルス入力回路２０７、ＤＣモータ１００の正転時におけるモータ端子電圧を検出する第１駆動出力モニタ回路２０８、ＤＣモータ１００の逆転時におけるモータ端子電圧を検出する第２駆動出力モニタ回路２０９を備えている。

前記マイクロコンピュータ２０１（制御手段）は、システム要求値演算部２０１Ａ、ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂ、センサ入力処理部２０１Ｃ、ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄとしての機能を、後述のフローチャートに示すようにソフトウェア的に備え、前記第１電流検出回路２０５、第２電流検出回路２０６、パルス入力回路２０７、第１駆動出力モニタ回路２０８、第２駆動出力モニタ回路２０９からの信号を入力し、前記Ｈブリッジ駆動回路２０３に対して、ＤＣモータ１００の回転方向を指示する回転方向信号及びＰＷＭ出力信号を出力する。

前記システム要求値演算部２０１Ａは、例えば、ＤＣモータ１００が電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータであれば、ステアリングの操舵トルクに基づいて、ＤＣモータ１００の目標トルク（目標モータ電流値）を演算し、該目標トルクを、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂに出力する。
前記センサ入力処理部２０１Ｃは、前記第１電流検出回路２０５、第２電流検出回路２０６、パルス入力回路２０７からの信号をそれぞれ入力し、モータ電流値を算出すると共に、モータ回転速度Ｖを算出し、これらの算出結果を、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂに出力する。

前記ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄは、前記第１駆動出力モニタ回路２０８、第２駆動出力モニタ回路２０９からの信号を入力すると共に、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１ＢからＨブリッジ駆動回路２０３に出力されるＰＷＭ制御信号のデューティ値を入力し、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１ＢからＨブリッジ駆動回路２０３に出力されるＰＷＭ制御信号のデューティ値と、実際のＤＣモータ１００の端子電圧のデューティ値（ＰＷＭ出力デューティ）とのずれを補正するためのＤｕｔｙ補正値を、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂに出力する。

前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂでは、前述した各種の入力信号に基づいてＰＷＭ制御信号のデューティ値（デューティ比）を決定し、該決定したデューティ値のＰＷＭ制御信号を回転方向信号と共に、Ｈブリッジ駆動回路２０３に出力する。
図５のフローチャートは、前記システム要求値演算部２０１Ａの機能を示し、ステップＳ３０１では、ＤＣモータ１００の回転方向を決定すると共に、ＤＣモータ１００の目標トルクを算出する。

次いで、ステップＳ３０２では、前記目標トルクから、前記ＤＣモータ１００の目標電流値Ｉtargetを算出する。
図６のフローチャートは、前記ＰＷＭ出力Ｄｕｔｙ演算部２０１Ｂの機能を示し、ステップＳ４０１では、出力電圧目標値Ｅを、モータ電流モニタ値Ｉmonitor、モータ電機子抵抗値Ｒａ、モータ起電力係数Ｋｂ、モータ回転速度Ｖに基づいて算出する（Ｅ＝Ｉmonitor＊Ｒａ−Ｋｂ＊Ｖ）。

ステップＳ４０２では、Ｈブリッジ駆動回路２０３に出力するＰＷＭ制御信号の基本デューティＤｕｔｙmap（オン時間割合）を、出力電圧目標値Ｅに基づくマップ検索によって求める。
ステップＳ４０３では、ＤＣモータ１００の正転要求時であるか否かを判断する。
そして、正転要求時であれば、ステップＳ４０４へ進み、前記ステップＳ４０２で算出された基本デューティＤｕｔｙmapに、正転側適用補正値hosei1を付加する補正を施して、正転側のＰＷＭ制御信号の最終的なデューティＰＷＭonＤｕｔｙを求める（補正手段）。

また、逆転要求時であれば、ステップＳ４０５へ進み、前記ステップＳ４０２で算出された基本デューティＤｕｔｙmapに、逆転側適用補正値hosei2を付加する補正を施して、逆転側のＰＷＭ制御信号の最終的なデューティＰＷＭonＤｕｔｙを求める（補正手段）。
ステップＳ４０４又はステップＳ４０５で補正が施されたデューティＰＷＭonＤｕｔｙは、ステップＳ４０６において最終出力として、前記Ｈブリッジ駆動回路２０３に出力される。

図７のフローチャートは、前記センサ入力処理部２０１Ｃの機能を示し、ステップＳ５０１では、前記第１電流検出回路２０５又は第２電流検出回路２０６からの信号に基づいて実際にＤＣモータ１００に流れている電流であるモータ電流モニタ値Ｉmonitorを算出する。
次のステップＳ５０２では、パルス入力回路２０７からの信号に基づいてモータ回転速度Ｖを算出する。

図８のフローチャートは、前記ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄにおける「Ｄｕｔｙ補正実行タイミング判定部」としての機能を示し、この「Ｄｕｔｙ補正実行タイミング判定」によって、デューティ値の補正を行う条件が成立していると判断されたときに、前記補正値hosei1，hosei2が算出されるようになっている。
まず、ステップＳ６０１では、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが略零であるか否かを判別し、略零であれば、デューティを補正する必要がないので、そのまま本ルーチンを終了させる。

一方、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが零近傍でない場合には、ステップＳ６０２へ進み、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが規定範囲内であるか否かを判別する。
前記規定範囲は、０％近傍及び１００％近傍を除く範囲であり、例えば５％〜９５％の範囲とする。
デューティが０％近傍又は１００％近傍であると、実際のデューティを正確に検出（モニタ）できず、前記補正値hosei1，hosei2が誤って算出される可能性があるため、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが０％近傍又は１００％近傍でないことを、前記補正値hosei1，hosei2を更新演算させる条件とする。

従って、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが規定範囲内でない場合（０％近傍又は１００％近傍である場合）には、そのまま本ルーチンを終了させて、前記補正値hosei1，hosei2を更新させないようにする。
一方、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙが規定範囲内である場合（０％近傍又は１００％近傍でない場合）には、ステップＳ６０３へ進む。

ステップＳ６０３では、モータ回転速度Ｖが規定速度以下であるか否かを判断し、モータ回転速度Ｖが規定速度以下である場合に、ステップＳ６０４以降へ進み、モータ回転速度Ｖが規定速度を超えている場合には、そのまま本ルーチンを終了させて、前記補正値hosei1，hosei2を更新させないようにする。
これは、モータ回転速度Ｖが高いと、ＤＣモータ１００の起電力が大きくなって、モータ端子電圧が変動し、前記補正値hosei1，hosei2に誤差を生じるためであり、前記規定速度は、ＤＣモータ１００の起電力による補正値hosei1，hosei2の誤差が許容範囲内になる回転速度域の上限値として、予め実験やシミュレーションによって適合されている。

尚、本実施形態のトランスファ制御システムにおいて、ＡＵＴＯモード（分配比の自動制御モード）であって、かつ、路面状況が変化し易い場合、モータの動作頻度が高く、補正機会が減少する場合があるが、補正制御を行う回転速度領域を拡大することで補正機会を確保できる。
ここで、後述するように、モータ端子電圧の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出するための閾値Ｖrefをモータ回転速度Ｖに応じて可変に設定する場合には、ステップＳ６０３の判定（条件）を省略することができる。

また、前記補正値hosei1，hosei2の更新学習を禁止する条件として、前記基本デューティＤｕｔｙmap（要求デューティ）の急変時、ＰＷＭ信号に対するノイズの重畳を検出したとき、前記制御デューティＰＷＭonＤｕｔｙ又は基本デューティＤｕｔｙmapと実際のデューティとの偏差の絶対値が限界値を超えているときなどを判断させることができる。
モータ回転速度Ｖが規定速度以下であって、ステップＳ６０４に進むと、現在におけるＤＣモータ１００の回転方向が正転側であるか逆転側であるかを判別する。

そして、ＤＣモータ１００の回転方向が正転側であれば、ステップＳ６０５へ進み、正転側のモータ端子電圧の立ち上がりエッジに基づく割り込み処理を設定し、ステップＳ６０６では、前記正転側の割り込み処理を許可する。
一方、ＤＣモータ１００の回転方向が逆転側であれば、ステップＳ６０７へ進み、逆転側のモータ端子電圧の立ち上がりエッジに基づく割り込み処理を設定し、ステップＳ６０８では、前記逆転側の割り込み処理を許可する。

図９のフローチャートは、前記ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄにおける「Ｄｕｔｙ補正値算出部」としての機能の一部を示し、正転側の割り込み処理の許可状態であって、かつ、モータ端子電圧（ＰＷＭ出力）の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出したときに割り込み処理されるようになっている。
先ずは、前記ステップＳ６０５における立ち上がりエッジに基づく割り込み処理に設定に基づいて、モータ端子電圧（ＰＷＭ出力）の立ち上がりエッジが検出されることで、図９に示すルーチンが割り込み実行される。

そして、ステップＳ７０１では、今回の割り込み処理が、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理であるか否かを判別し、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理であれば、ステップＳ７０２へ進み、そのときのフリーランカウンタを読み取ることで、立ち上がりエッジを検出した時点でのタイマ値を取得する。
そして、次のステップＳ７０３では、正転側のモータ端子電圧の立ち下がりエッジに基づく割り込み処理を設定し、立ち下がりエッジの検出に基づいて本ルーチンの割り込み処理が実行されるようにする。

そして、立ち下がりエッジに基づく割り込み処理後に、立ち下がりエッジの検出に基づいて本ルーチンの割り込み処理が実行されると、ステップＳ７０１で、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理ではないと判断されることで、ステップＳ７０４へ進む。
ステップＳ７０４では、正転側の割り込み処理を禁止し、次のステップＳ７０５では、そのときのフリーランカウンタを読み取ることで、立ち下がりエッジを検出した時点でのタイマ値を取得する。

ステップＳ７０６では、立ち上がりエッジを検出した時点でのタイマ値と、立ち下がりエッジを検出した時点でのタイマ値とから、正転側のモータ端子電圧の立ち上がりから立ち下がりまでの時間ＰＷＭmonitor1を算出する（図１２、図１３参照）。
ステップＳ７０７では、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙと、前記ＰＷＭmonitor1に対応するオンデューティ（％）との差分ＰＷＭdiff1を算出する（ＰＷＭdiff1（％）＝ＰＷＭonＤｕｔｙ−ＰＷＭmonitor1）。

図１０のフローチャートは、前記ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄにおける「Ｄｕｔｙ補正値算出部」としての機能の一部を示し、逆転側の割り込み処理の許可状態であって、かつ、モータ端子電圧（ＰＷＭ出力）の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジを検出したときに割り込み処理されるようになっている。
先ずは、前記ステップＳ６０７における立ち上がりエッジに基づく割り込み処理に設定に基づいて、モータ端子電圧（ＰＷＭ出力）の立ち上がりエッジが検出されることで、割り込み処理される。

そして、ステップＳ８０１では、今回の割り込み処理が、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理であるか否かを判別し、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理であれば、ステップＳ８０２へ進み、そのときのフリーランカウンタを読み取ることで、立ち上がりエッジを検出した時点でのタイマ値を取得する。
そして、次のステップＳ８０３では、逆転側のモータ端子電圧の立ち下がりエッジに基づく割り込み処理を設定し、立ち下がりエッジの検出に基づいて本ルーチンの割り込み処理が実行されるようにする。

そして、立ち下がりエッジに基づく割り込み処理後に、立ち下がりエッジの検出に基づいて本ルーチンの割り込み処理が実行されると、ステップＳ８０１で、立ち上がりエッジに基づく割り込み処理ではないと判断されることで、ステップＳ８０４へ進む。
ステップＳ８０４では、逆転側の割り込み処理を禁止し、次のステップＳ８０５では、そのときのフリーランカウンタを読み取ることで、立ち下がりエッジを検出した時点でのタイマ値を取得する。

ステップＳ８０６では、立ち上がりエッジを検出した時点でのタイマ値と、立ち下がりエッジを検出した時点でのタイマ値とから、逆転側のモータ端子電圧の立ち上がりから立ち下がりまでの時間ＰＷＭmonitor2を算出する（図１２、図１３参照）。
ステップＳ８０７では、前記デューティＰＷＭonＤｕｔｙと、前記ＰＷＭmonitor2に対応するオンデューティ（％）との差分ＰＷＭdiff2（ＰＷＭdiff2（％）＝ＰＷＭonＤｕｔｙ−ＰＷＭmonitor2）を算出する。

図１１のフローチャートは、前記ＰＷＭＤｕｔｙ補正部２０１Ｄにおける「Ｄｕｔｙ補正値算出部」として実際に補正値を算出する処理を示す。
ステップＳ９０１では、正転側での要求デューティである基本デューティＰＷＭmap（％）と実際のオンデューティとの差を示す差分ＰＷＭdiff1が、現時点での正転側適用補正値hosei1よりも小さいか否か（ＰＷＭdiff1＜hosei1であるか否か）を判断する。

前記差分ＰＷＭdiff1が現時点での正転側適用補正値hosei1よりも小さい場合には、補正値hosei1による補正結果としてのデューティＰＷＭonＤｕｔｙ（％）が過大で、前記基本デューティＰＷＭmap（要求デューティ）よりもＤＣモータ１００の実際のオンデューティが大きくなってしまうことを示す。
そこで、ＰＷＭdiff1＜hosei1である場合には、ステップＳ９０２へ進み、現時点の前記正転側適用補正値hosei1から、予め記憶されている減算処理用修正値（＞０）を減算し、該減算結果を新たな正転側適用補正値hosei1として、前記ＥＥＰＲＯＭ２０２に更新記憶させる。

一方、ＰＷＭdiff1≧hosei1である場合には、ステップＳ９０１からステップＳ９０３へ進み、ＰＷＭdiff1＞hosei1であるか否かを判断する。
差分ＰＷＭdiff1が現時点での正転側適用補正値hosei1よりも大きい場合には、補正値hosei1による補正結果としてのデューティが過小で、前記デューティＰＷＭmap（％）よりもＤＣモータ１００の実際のオンデューティが小さくなってしまうことを示す。

そこで、ＰＷＭdiff1＞hosei1である場合には、ステップＳ９０４へ進み、現時点の前記正転側適用補正値hosei1に、予め記憶されている加算処理用修正値（＞０）を加算し、該加算結果を新たな正転側適用補正値hosei1として、前記ＥＥＰＲＯＭ２０２に更新記憶させる。
また、ステップＳ９０３で、ＰＷＭdiff1＞hosei1でないと判断された場合には、ＰＷＭdiff1＝hosei1であって、補正値hosei1による前記基本デューティＰＷＭmap（％）の補正によって、ＤＣモータ１００の実際のオンデューティを基本デューティＰＷＭmap（％）に一致させることができていることになるので、ステップＳ９０５へ進み、現時点の前記正転側適用補正値hosei1を保持させる。

例えば、８０％オンデューティを出力しても、実際にはＤＣモータ１００が７９％だけオンされたとすると、補正値hosei1は最終的に１％に設定され、ＰＷＭonＤｕｔｙとして８１％オンデューティを出力することで、実際のデューティが８０％になる。
このとき、ＰＷＭonＤｕｔｙと実デューティとの差ＰＷＭdiff1は１％であり、補正値hosei1に一致するから、補正値hosei1＝１％が維持される。

上記状態から、ＰＷＭonＤｕｔｙ＝８１％を出力しても、実デューティが８０％未満になってしまうようになると、ＰＷＭdiff1＞hosei1と判断されて、補正値hosei1が増大修正される。
同様に、ステップＳ９０６以降では、逆転側適用補正値hosei2の更新学習が行われる。
ステップＳ９０６では、逆転側でのデューティＰＷＭonＤｕｔｙ（％）と実際のオンデューティとの差を示す差分ＰＷＭdiff2が、現時点での逆転側適用補正値hosei2よりも小さいか否か（ＰＷＭdiff2＜hosei2であるか否か）を判断する。

前記差分ＰＷＭdiff2が現時点での逆転側適用補正値hosei2よりも小さい場合には、補正値hosei2による補正結果としてのデューティＰＷＭonＤｕｔｙ（％）が過大で、前記デューティＰＷＭmap（％）よりもＤＣモータ１００の実際のオンデューティが大きくなってしまうことを示す。
そこで、ＰＷＭdiff2＜hosei2である場合には、ステップＳ９０７へ進み、現時点の前記逆転側適用補正値hosei2から、予め記憶されている減算処理用修正値（＞０）を減算し、該減算結果を新たな逆転側適用補正値hosei2として、前記ＥＥＰＲＯＭ２０２に更新記憶させる。

一方、ＰＷＭdiff2≧hosei2である場合には、ステップＳ９０６からステップＳ９０８へ進み、ＰＷＭdiff2＞hosei2であるか否かを判断する。
差分ＰＷＭdiff2が現時点での逆転側適用補正値hosei2よりも大きい場合には、補正値hosei2による補正結果としてのデューティＰＷＭonＤｕｔｙ（％）が過小で、前記デューティＰＷＭmap（％）よりもＤＣモータ１００の実際のオンデューティが小さくなってしまうことを示す。

そこで、ＰＷＭdiff2＞hosei2である場合には、ステップＳ９０９へ進み、現時点の前記逆転側適用補正値hosei2に、予め記憶されている加算処理用修正値（＞０）を加算し、該加算結果を新たな逆転側適用補正値hosei2として、前記ＥＥＰＲＯＭ２０２に更新記憶させる。
また、ステップＳ９０８で、ＰＷＭdiff2＞hosei2でないと判断された場合には、ＰＷＭdiff2＝hosei2であって、補正値hosei2による前記基本デューティＰＷＭmap（％）の補正によって、ＤＣモータ１００の実際のオンデューティを基本デューティＰＷＭmap（％）に一致させることができるので、ステップＳ９１０へ進み、現時点の前記逆転側適用補正値hosei2を保持させる。

尚、前記加算処理用修正値及び減算処理用修正値は、予め設定された一定値とすることができる他、差分ＰＷＭdiffと補正値hoseiとの偏差の大きさに応じて、より具体的には、前記偏差の絶対値が大きいほど、絶対値の大きな値に設定することができる。
上記のようにして更新学習される正転側適用補正値hosei1及び逆転側適用補正値hosei2が、前記ステップＳ４０４，ステップＳ４０５において、デューティPWM mapの補正に用いられることになる。

前記正転側適用補正値hosei1及び逆転側適用補正値hosei2を、差分ＰＷＭdiff1，ＰＷＭdiff2に一致する値にまでステップ的に更新させることもできるが、このようにすると、補正値hosei1, hosei2が急激に変化し、制御が不安定になるので、補正値hosei1, hosei2が、差分ＰＷＭdiff1，ＰＷＭdiff2に徐々に近づくようにしてある。
また、ＰＷＭ制御信号のデューティ（要求オンデューティ）と、ＤＣモータ１００の実際のオン・オフ状態のデューティ（実オンデューティ）との差を縮小させることになる補正値hosei1, hosei2で、Ｈブリッジ駆動回路２０３に出力されるＰＷＭ制御信号のデューティを補正するから、Ｈブリッジ駆動回路２０３やＨブリッジ回路２０４（スイッチング素子）などのハードウェアのばらつきによって、入力デューティ（ＰＷＭ制御信号のデューティ）に対する出力デューティ（ＰＷＭ出力）にずれが生じても、これを補正して、入力デューティに出力デューティを近づけることができる。

従って、ＤＣモータ１００のＰＷＭ制御の精度を維持させることができ、ＤＣモータ１００のトルクを高精度に制御することができる。
また、ＤＣモータ１００の正転時と逆転時とで、要求オンデューティと実オンデューティとのずれ量（誤差特性）が異なっても、上記実施形態では、正転側適用補正値hosei1と逆転側適用補正値hosei2とを個別に学習するから、正転時と逆転時との双方で高精度にＰＷＭ制御を行える。

ところで、モータ端子電圧（ＰＷＭ出力）の立ち上がりエッジ又は立ち下がりエッジの検出においては、モータ端子電圧と閾値Ｖrefとの大小関係を判断させるが、ＤＣモータ１００の回転中は、モータ起電力が作用して、モータ端子電圧のレベルが変動し、一定の閾値Ｖrefに基づいてエッジを検出すると、モータ端子電圧の立ち上がりから立ち下がりまでの時間ＰＷＭmonitorがモータ停止時とは異なる時間に検出されてしまう（図１２，図１３参照）。

そこで、前記エッジ検出に用いる閾値Ｖrefを、図１４に示すように、モータ回転速度Ｖに応じて可変に設定するものとし、モータ回転速度Ｖが高いときほどモータ端子電圧のレベルが低下する場合には、閾値Ｖrefをモータ回転速度Ｖが高くなるほど低下させるようにする。
上記のようにして、閾値Ｖrefをモータ回転速度Ｖに応じて変更すれば、モータ回転速度Ｖが異なっても、モータ起電力に影響されることなく、モータ端子電圧の立ち上がりから立ち下がりまでの時間ＰＷＭmonitorを計測でき、以って、補正値hosei1, hosei2を高精度に学習させることができる。

図１２は、モータ停止状態におけるＰＷＭ出力信号，モータ端子電圧，時間ＰＷＭmonitorの相関を示すタームチャートであり、図１３は、モータ回転状態におけるＰＷＭ出力信号，モータ端子電圧，時間ＰＷＭmonitorの相関を示すタームチャートである。
この図１２，１３において、ＰＷＭ出力信号は、マイコン２０１のポート出力波形を示し、モータ端子は、Ｈブリッジ駆動回路２０３及びＨブリッジ回路２０４（駆動手段）を介して駆動されるＤＣモータ１００の端子電圧波形を示す。

ｔｄ(on)は、マイコン出力がハイレベルに切り替わってから駆動回路がＯＮし始めるまでの遅れ時間、ｔｒは、駆動回路がＯＮするのに必要な時間を示し、ｔｄ(off)，ｔｆは、マイコン出力がローレベルに切り替わってからの遅れ時間・ＯＦＦ時間を示し、これらの時間ｔｄ(on)，ｔｒ，ｔｄ(off)，ｔｆは、Ｈブリッジ回路２０４に使われるスイッチング素子（ＦＥＴ）の特性によって決まる値である。

マイコン計測タイミングは、第１駆動出力モニタ回路２０８、第２駆動出力モニタ回路２０９を介してマイコン２０１に入力される信号からＰＷＭ信号のＯＮ時間を計測するための、立ち上がり及び立ち下がりエッジを示す。
図１３のモータ回転状態における特性は、モータ回転中の起電力の作用によってモータ端子電圧のレベルが、モータ停止時に比べて全体に下がっていることを示す。

但し、モータ駆動回路の構成によっては、モータが回転することで、電圧レベルが全体に上がる場合もあり、このような場合には、前記閾値Ｖrefの特性としては、モータ回転速度Ｖが高くなるほど閾値Ｖrefを高くする必要が生じる。
尚、本願発明が適用されるモータは、電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータとして使用されるＤＣモータに限定されるものではなく、また、一方向（正転方向）にのみ駆動されるモータであってもよく、車両に用いられるモータであってＰＷＭ制御されるものであればよい。

本発明の実施形態における車両用のトランスファシステムを示すブロック図。 本発明の実施形態におけるトランスファのモードを示す図。 本発明の実施形態におけるモータの回転角と負荷との相関を示す図。 本願発明の実施形態におけるモータの制御装置を示すブロック図である。 本願発明の実施形態におけるシステム要求値の演算処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態におけるＰＷＭ出力デューティの演算処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態におけるセンサ信号の入力処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態におけるデューティ補正実行タイミングの判定処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態における正転側信号のデューティのずれ量を検出する処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態における逆転側信号のデューティのずれ量を検出する処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態におけるデューティの補正値の演算処理を示すフローチャートである。 本願発明の実施形態におけるモータ停止状態の回路動作を示すタイムチャートである。 本願発明の実施形態におけるモータ回転状態の回路動作を示すタイムチャートである。 本願発明の実施形態におけるモータ回転速度Ｖと、エッジ検出用の閾値Ｖrefとの相関を示す線図である。

符号の説明

１００…ＤＣモータ、１０１…エンコーダ、２００…トランスファ制御用のＥＣＵ、２０１…マイクロコンピュータ（制御手段）、２０２…ＥＥＰＲＯＭ、２０３…Ｈブリッジ駆動回路、２０４…Ｈブリッジ回路、２０５…第１電流検出回路（検出手段）、２０６…第２電流検出回路２０６（検出手段）、２０７…パルス入力回路、２０８…第１駆動出力モニタ回路、２０９…第２駆動出力モニタ回路

Claims (3)

1. ＰＷＭ制御信号のデューティ比を算出して出力する制御手段と、
   前記ＰＷＭ制御信号を入力し、該ＰＷＭ制御信号のデューティ比に基づいて車両用モータを駆動する駆動手段と、
   を備えた車両用モータの制御装置であって、
   前記制御手段は、前記車両用モータの端子電圧に基づき実デューティ比を検出し、前記車両用モータの回転速度が規定速度以下であることを条件に、前記実デューティ比に基づき前記ＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して前記駆動手段に出力する、車両用モータの制御装置。
2. ＰＷＭ制御信号のデューティ比を算出して出力する制御手段と、
   前記ＰＷＭ制御信号を入力し、該ＰＷＭ制御信号のデューティ比に基づいて車両用モータを駆動する駆動手段と、
   を備えた車両用モータの制御装置であって、
   前記制御手段は、前記車両用モータの端子電圧に基づき実デューティ比を検出し、前記ＰＷＭ制御信号のデューティ比が０％近傍及び１００％近傍を除く規定範囲内であることを条件に、前記実デューティ比に基づき前記ＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して前記駆動手段に出力する、車両用モータの制御装置。
3. ＰＷＭ制御信号のデューティ比を算出して出力する制御手段と、
   前記ＰＷＭ制御信号を入力し、該ＰＷＭ制御信号のデューティ比に基づいて車両用モータを駆動する駆動手段と、
   を備えた車両用モータの制御装置であって、
   前記制御手段は、前記車両用モータの端子電圧と閾値とを比較して前記端子電圧のエッジを検出し、前記エッジの検出に基づき実デューティ比を検出し、前記実デューティ比に基づき前記ＰＷＭ制御信号のデューティ比を補正して前記駆動手段に出力すると共に、前記車両用モータの回転速度が高くなるほど、前記閾値を低下させる、車両用モータの制御装置。

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