JP5729130B2 - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
そこで、上記電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置は、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータの電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
ステアリングホイールが操舵されていなければ、舵角センサの出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、ステアリングホイールが操舵されていなければ、電動モータに生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。
ステアリングホイールが操舵されていなければ、舵角センサの出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、ステアリングホイールが操舵されていなければ、電動モータに生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。
上記電動パワーステアリング装置によれば、舵角一定条件には、舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が、所定時間以上であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が、所定時間以上であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、上述のごとく、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、上記基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。また、「舵角センサの出力の変化量」とは、時間をあけて繰り返し出力される舵角センサの出力について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、ステアリングホイールが所定位置にあるときを基準状態として、この基準状態からの舵角センサの出力の変化度合いを表すものであってもよい。また、舵角一定時間と比較される所定時間と、誘起電圧一定時間と比較される所定時間とは、異なる時間であっても同じ時間であってもよい。
上記電動パワーステアリング装置では、電動モータの電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第1演算式と、舵角が変化したときに用いる第2演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイールの舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第2演算式から電動モータの電気的抵抗を推定することが可能である。
そこで、上記電動パワーステアリング装置では、舵角一定時間が所定時間以上、かつ、舵角一定時間に比べて誘起電圧一定時間が長いとき、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量を演算対象として含む第2演算式から電動モータの電気的抵抗を推定する。これにより、電動モータの誘起電圧定数と舵角の変化量の積を電動モータに生じる誘起電圧に相当するものと推定して、電動モータに生じる誘起電圧を考慮することにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。従って、ステアリングホイールが操舵されたときであっても、電動モータの電気的抵抗が比較的精度良く推定される。
そこで、上記電動パワーステアリング装置では、舵角一定時間が所定時間未満であるとき、電動モータの電気的抵抗の推定が禁止されるため、電動モータの電気的抵抗の推定精度を保証することができる。
そこで、上記電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置は、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータの電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
ステアリングホイールが操舵されていなければ、舵角センサの出力の変化量は所定の範囲内に含まれて、舵角一定時間は所定時間以上となる。同様に、ステアリングホイールが操舵されていなければ、電動モータに生じる誘起電圧の変化量は所定の範囲内に含まれて、誘起電圧一定時間は所定時間以上となる。
ステアリングホイールが操舵されていなければ、操舵速度は「0」であって、電動モータに生じる誘起電圧も「0」である。
上記電動パワーステアリング装置によれば、舵角一定条件は、舵角一定条件には、操舵速度が所定速度以下であることが含まれ、誘起電圧一定条件には、誘起電圧の変化量が所定量以下であることが含まれるため、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされれば、舵角が保持されていると推測できる。
なお、本発明において「誘起電圧の変化量」とは、時間をあけて繰り返し算出される誘起電圧について、所定の時間当たりの変化度合いを表すものであってもよく、電動モータに誘起電圧が生じていないときを基準状態として、この基準状態からの誘起電圧の変化度合いを表すものであってもよい。
ステアリングホイールの舵角が保持されているときは、電動モータの電圧および電流を演算対象として含む一般的な演算式を用いることにより、電動モータの電気的抵抗を推定することができる。この一般的な演算式を第1演算式とする。
上記電動パワーステアリング装置では、電動モータの電気的抵抗を推定するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第1演算式と、舵角が変化したときに用いる第2演算式とを使い分ける。このため、ステアリングホイールの舵角が変化したときであっても、一般的な演算式と異なる第2演算式から電動モータの電気的抵抗を推定することが可能である。
そこで、上記電動パワーステアリング装置では、電動パワーステアリング装置は、舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータの電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータの電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。
一方、上記電動パワーステアリング装置によれば、電動モータはブラシ付きモータであって、舵角一定条件と誘起電圧一定条件とが満たされるときに電動モータの電気的抵抗の推定値が推定および更新されるため、電動パワーステアリング装置の製造コストを低減することを可能となり、かつ、電動モータの回転速度を精度良く算出することが可能である。
図1〜図3を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1に示されるように、電動パワーステアリング装置1には、ステアリングホイール2の回転力を転舵輪3に伝達する動力伝達機構10と、動力伝達機構10に設けられている電動モータ20と、電動モータ20を制御する制御装置30が設けられている。
ECU(Electronic Control Unit)により構成される制御装置30は、電流検出部31、電圧検出部32、記憶部33、回転速度算出部34、目標電流値算出部35、PWM信号生成部36、およびモータ駆動回路37を備えている。
抵抗値更新部40は、操舵速度算出部41、誘起電圧算出部42、保舵判定部43、および抵抗推定部44を備えている。操舵速度算出部41および誘起電圧算出部42および保舵判定部43および抵抗推定部44は、回転速度算出部34および目標電流値算出部35と同様に演算装置により構成され、記憶部33に記憶されている演算プログラムに基づいて所定の演算を行う。
ステップS1では、操舵速度算出部41が舵角センサ54とタイマとを用いてステアリングホイール2の操舵速度を算出する。
ステップS3では、外乱オブザーバである誘起電圧算出部42が、ステップS2において検出された電動モータ20の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ステアリングホイール2の舵角が変化しているときであっても、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角センサ54の出力は舵角が保持されているときと同じとなることがある。一方、電動モータ20の誘起電圧は舵角の速度に比例して変化するため、舵角が一定速度の低速で変化する場合には、舵角が保持されていないと精確に推測できる。本実施形態においては、電動パワーステアリング装置1は、舵角センサ54の出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、電動モータ20の誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、電動モータ20の電気的抵抗の推定値を推定して更新するため、電動モータ20の電気的抵抗を精度良く推定することが可能となる。その結果、電動モータ20の回転速度を精度良く算出することが可能となる。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について詳細に説明するとともに、同一の構成についてはその説明を省略する。
ステップS11では、舵角一定時間の計測開始に際して舵角一定時間が「0」に設定され、ステップS12では、舵角一定時間の計時が開始される。
そして、ステップS16で、ステップS12からS15までの時間、すなわち舵角一定時間の計測結果が、舵角一定時間計測部61から抵抗推定可否判定部63に出力される。
ステップS21では、誘起電圧一定時間の計測開始に際して誘起電圧一定時間が「0」に設定され、ステップS22では、誘起電圧一定時間の計時が開始される。
ステップS24では、外乱オブザーバにより構成される誘起電圧一定時間計測部62が、ステップS23において検出された電動モータ20の電流および電圧に基づいて、誘起電圧を算出する。
ステップS25において誘起電圧の変化量が所定量以下である旨判定されなかったとき、ステップS23およびS24が繰り返される。従って、誘起電圧の変化量が所定量以下を維持し続ける間、誘起電圧一定時間が積算されていく。
そして、ステップS27で、ステップS22からS26までの時間、すなわち誘起電圧一定時間の計測結果が、誘起電圧一定時間計測部62から抵抗推定可否判定部63に出力される。
図8を参照して、抵抗値更新処理の手順について説明する。なお、同処理は制御装置30により所定の周期毎に繰り返し実行される。
一方、ステップS41において抵抗値が推定可能であると判定されなかったとき、すなわち、舵角一定時間が所定時間未満であったとき、または誘起電圧一定時間が誘起電圧一定時間未満であったとき、電動モータ20の抵抗値の算出、すなわち電動モータ20の電気的抵抗の推定は禁止されて、電動モータ20の抵抗値の更新が行われない。
本実施形態によれば、第1実施形態による前記(1)および(3)および(4)の効果に加えて、さらに以下の効果を得ることができる。
なお、本発明の実施態様は上記実施態様にて例示した態様に限定されるものではなく、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、変形例同士を組み合わせて実施してもよい。
・電動モータ20がブラシレスモータにより構成される場合にも、本発明を適用することができる。
Claims (7)
- 電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて前記電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置であって、
舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を推定して更新し、
前記舵角一定条件は、前記舵角センサの出力の変化量が所定の範囲内である舵角一定時間が所定時間以上であることを含み、
前記誘起電圧一定条件は、前記誘起電圧の変化量が所定の範囲内である誘起電圧一定時間が所定時間以上であることを含む
電動パワーステアリング装置。 - 前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第1演算式と舵角が変化したときに用いる第2演算式とを使い分ける
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記第2演算式は、前記電動モータの電流、前記電動モータの電圧、前記電動モータの誘起電圧定数、および、前記舵角の変化量を演算対象として含み、
前記舵角一定時間が所定時間以上、かつ、前記舵角一定時間に比べて前記誘起電圧一定時間が長いとき、前記第2演算式から前記電動モータの電気的抵抗を推定する
請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記舵角一定時間が所定時間未満であるとき、前記電動モータの電気的抵抗の推定を禁止する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 電動モータの電気的抵抗の推定値に基づいて前記電動モータの回転速度を算出する電動パワーステアリング装置であって、
舵角センサの出力が舵角一定条件を満たすとき、かつ、前記電動モータの誘起電圧が誘起電圧一定条件を満たすとき、前記推定値を推定して更新し、
前記舵角センサの出力から操舵速度を算出し、
前記舵角一定条件は、前記操舵速度が所定速度以下であることを含み、
前記誘起電圧一定条件は、前記誘起電圧の変化量が所定量以下であることを含み、
前記推定値を算出するための演算式として、舵角が保持されているときに用いる第1演算式と舵角が変化したときに用いる第2演算式とを使い分ける
電動パワーステアリング装置。 - 前記電動モータに生じる外乱を観測する外乱オブザーバにより、前記外乱として前記誘起電圧を算出する
請求項1〜5のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記電動モータはブラシ付きモータである
請求項1〜6のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
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