JPH10203384A - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
電動パワーステアリング装置の制御装置Info
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- JPH10203384A JPH10203384A JP1382597A JP1382597A JPH10203384A JP H10203384 A JPH10203384 A JP H10203384A JP 1382597 A JP1382597 A JP 1382597A JP 1382597 A JP1382597 A JP 1382597A JP H10203384 A JPH10203384 A JP H10203384A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動パワーステアリング装置の制御装置の電
流制御系をデイジタル計算機で構成し、電流制御系の出
力が制限値を越えた場合だけフィードフォワードで内部
変数を補正するようにし、簡単な方法で応答の速いアン
チワインドアップを行なう。 【解決手段】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置であり、前記コントロールユニットが、操舵補
助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制御
を行なう積分項を含むデイジタル形演算器を有し、前記
デイジタル形演算器の出力が所定の制限値を越えたとき
に、前記デイジタル形演算器の内部変数を補正する補正
手段を設ける。
流制御系をデイジタル計算機で構成し、電流制御系の出
力が制限値を越えた場合だけフィードフォワードで内部
変数を補正するようにし、簡単な方法で応答の速いアン
チワインドアップを行なう。 【解決手段】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置であり、前記コントロールユニットが、操舵補
助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制御
を行なう積分項を含むデイジタル形演算器を有し、前記
デイジタル形演算器の出力が所定の制限値を越えたとき
に、前記デイジタル形演算器の内部変数を補正する補正
手段を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や車両の操
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に双一
次変換の離散時間系の電流制御系の出力が制限値を越え
た場合のみにフィードフォワードで内部変数を補正する
ようにし、簡単な方法で応答の速いアンチワインドアッ
プを行なうようにした電動パワーステアリング装置の制
御装置に関する。
舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電
動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に双一
次変換の離散時間系の電流制御系の出力が制限値を越え
た場合のみにフィードフォワードで内部変数を補正する
ようにし、簡単な方法で応答の速いアンチワインドアッ
プを行なうようにした電動パワーステアリング装置の制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車や車両のステアリング装置をモー
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。ここで、
一般的な電動パワーステアリング装置の構成を図６に示
して説明する。操向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユ
ニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機
構５を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。
軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトル
クセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵
力を補助するモータ２０がクラッチ２１、減速ギア３を
介して軸２に結合されている。パワーステアリング装置
を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１
４からイグニションキー１１を経て電力が供給され、コ
ントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出さ
れた操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖ
とに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行
ない、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０
に供給する電流を制御する。クラッチ２１はコントロー
ルユニット３０でＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状
態ではＯＮ（結合）されている。そして、コントロール
ユニット３０によりパワーステアリング装置が故障と判
断された時、及びイグニションキー１１によりバッテリ
１４の電源がＯＦＦとなっている時に、クラッチ２１は
ＯＦＦ（切離）される。
タの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング
装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベル
ト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラ
ック軸に補助負荷付勢するようになっている。ここで、
一般的な電動パワーステアリング装置の構成を図６に示
して説明する。操向ハンドル１の軸２は減速ギア３、ユ
ニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ，ピニオンラック機
構５を経て操向車輪のタイロッド６に結合されている。
軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトル
クセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵
力を補助するモータ２０がクラッチ２１、減速ギア３を
介して軸２に結合されている。パワーステアリング装置
を制御するコントロールユニット３０には、バッテリ１
４からイグニションキー１１を経て電力が供給され、コ
ントロールユニット３０は、トルクセンサ１０で検出さ
れた操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖ
とに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Ｉの演算を行
ない、演算された操舵補助指令値Ｉに基いてモータ２０
に供給する電流を制御する。クラッチ２１はコントロー
ルユニット３０でＯＮ／ＯＦＦ制御され、通常の動作状
態ではＯＮ（結合）されている。そして、コントロール
ユニット３０によりパワーステアリング装置が故障と判
断された時、及びイグニションキー１１によりバッテリ
１４の電源がＯＦＦとなっている時に、クラッチ２１は
ＯＦＦ（切離）される。
【０００３】コントロールユニット３０は主としてＣＰ
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図７のようになる。
例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての
位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位
相補償機能を示している。尚、コントロールユニット３
０をＣＰＵで構成せず、各機能要素を独立のハードウェ
アで構成することも可能である。
Ｕで構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラム
で実行される一般的な機能を示すと図７のようになる。
例えば位相補償器３１は独立したハードウェアとしての
位相補償器を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位
相補償機能を示している。尚、コントロールユニット３
０をＣＰＵで構成せず、各機能要素を独立のハードウェ
アで構成することも可能である。
【０００４】コントロールユニット３０の一般的な機能
及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて
入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるた
めに位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操
舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力され
る。又、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助
指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器
３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いて
モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助
指令値Ｉを決定し、操舵補助指令値演算器３２にはメモ
リ３３が付設されている。メモリ３３は車速Ｖをパラメ
ータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Ｉを格
納しており、操舵補助指令値演算器３２による操舵補助
指令値Ｉの演算に使用される。操舵補助指令値（電流指
令値）Ｉは減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度
を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３４
に入力され、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算
器３５に入力され、その比例出力は加算器３０Ｂに入力
されると共にフィードバック系の特性を改善するための
積分演算器３６に入力される。微分補償器３４及び積分
補償器３６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算
器３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆
動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ
２０のモータ電流値（電流検出値）ｉはモータ電流検出
回路３８で検出され、モータ電流値ｉは減算器３０Ａに
入力されてフィードバックされる。
及び動作を説明すると、トルクセンサ１０で検出されて
入力される操舵トルクＴは、操舵系の安定性を高めるた
めに位相補償器３１で位相補償され、位相補償された操
舵トルクＴＡが操舵補助指令値演算器３２に入力され
る。又、車速センサ１２で検出された車速Ｖも操舵補助
指令値演算器３２に入力される。操舵補助指令値演算器
３２は、入力された操舵トルクＴＡ及び車速Ｖに基いて
モータ２０に供給する電流の制御目標値である操舵補助
指令値Ｉを決定し、操舵補助指令値演算器３２にはメモ
リ３３が付設されている。メモリ３３は車速Ｖをパラメ
ータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Ｉを格
納しており、操舵補助指令値演算器３２による操舵補助
指令値Ｉの演算に使用される。操舵補助指令値（電流指
令値）Ｉは減算器３０Ａに入力されると共に、応答速度
を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器３４
に入力され、減算器３０Ａの偏差（Ｉ−ｉ）は比例演算
器３５に入力され、その比例出力は加算器３０Ｂに入力
されると共にフィードバック系の特性を改善するための
積分演算器３６に入力される。微分補償器３４及び積分
補償器３６の出力も加算器３０Ｂに加算入力され、加算
器３０Ｂでの加算結果である電流制御値Ｅが、モータ駆
動信号としてモータ駆動回路３７に入力される。モータ
２０のモータ電流値（電流検出値）ｉはモータ電流検出
回路３８で検出され、モータ電流値ｉは減算器３０Ａに
入力されてフィードバックされる。
【０００５】モータ駆動回路３７の構成例を図８に示し
て説明すると、モータ駆動回路３７は加算器３０Ｂから
の電流制御値Ｅに基いて電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲ
ート駆動回路３７１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で成るＨブリ
ッジ回路、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２のハイサイド側を駆動
する昇圧電源３７２等で構成されている。ＦＥＴ１及び
ＦＥＴ２は、電流制御値Ｅに基いて決定されるデューテ
ィ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／
ＯＦＦされ、実際にモータに流れる電流Ｉｒの大きさが
制御される。ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ
１の小さい領域では所定１次関数式（ａ，ｂを定数とし
てＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２
のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領
域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転
方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。例えばＦＥＴ３が導
通状態にあるときは、電流はＦＥＴ１、モータ２０、Ｆ
ＥＴ３、抵抗Ｒ１を経て流れ、モータ２０に正方向の電
流が流れる。又、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電
流はＦＥＴ２、モータ２０、ＦＥＴ４、抵抗Ｒ２を経て
流れ、モータ２０に負方向の電流が流れる。従って、加
算器３０Ｂからの電流制御値ＥもＰＷＭ出力となってい
る。又、モータ電流検出回路３８は抵抗Ｒ１の両端にお
ける電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると
共に、抵抗Ｒ２の両端における電圧降下に基いて負方向
の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路３８で
検出されたモータ電流値ｉは、減算器３０Ａに入力され
てフィードバックされる。
て説明すると、モータ駆動回路３７は加算器３０Ｂから
の電流制御値Ｅに基いて電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲ
ート駆動回路３７１、ＦＥＴ１〜ＦＥＴ４で成るＨブリ
ッジ回路、ＦＥＴ１及びＦＥＴ２のハイサイド側を駆動
する昇圧電源３７２等で構成されている。ＦＥＴ１及び
ＦＥＴ２は、電流制御値Ｅに基いて決定されるデューテ
ィ比Ｄ１のＰＷＭ（パルス幅変調）信号によってＯＮ／
ＯＦＦされ、実際にモータに流れる電流Ｉｒの大きさが
制御される。ＦＥＴ３及びＦＥＴ４は、デューティ比Ｄ
１の小さい領域では所定１次関数式（ａ，ｂを定数とし
てＤ２＝ａ・Ｄ１＋ｂ）で定義されるデューティ比Ｄ２
のＰＷＭ信号で駆動され、デューティ比Ｄ１の大きい領
域ではＰＷＭ信号の符号により決定されるモータの回転
方向に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。例えばＦＥＴ３が導
通状態にあるときは、電流はＦＥＴ１、モータ２０、Ｆ
ＥＴ３、抵抗Ｒ１を経て流れ、モータ２０に正方向の電
流が流れる。又、ＦＥＴ４が導通状態にあるときは、電
流はＦＥＴ２、モータ２０、ＦＥＴ４、抵抗Ｒ２を経て
流れ、モータ２０に負方向の電流が流れる。従って、加
算器３０Ｂからの電流制御値ＥもＰＷＭ出力となってい
る。又、モータ電流検出回路３８は抵抗Ｒ１の両端にお
ける電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると
共に、抵抗Ｒ２の両端における電圧降下に基いて負方向
の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路３８で
検出されたモータ電流値ｉは、減算器３０Ａに入力され
てフィードバックされる。
【０００６】また、モータ印加電圧の制御を行なう電流
制御系を比例積分形とした例として、特開平８−１４２
８８６号公報に示される制御装置がある。
制御系を比例積分形とした例として、特開平８−１４２
８８６号公報に示される制御装置がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の電動パワ
ーステアリング装置では、モータ印加電圧の制御を行な
う比例積分形の電流制御系は、アナログ回路又はデイジ
タル計算機により実現されるが、電流制御系をデイジタ
ル計算機で実現した場合には、その出力が最大値を越え
た場合に制限値を出力するリミッタを設けている。モー
タ駆動回路３７ではＦＥＴをＰＷＭ駆動しており、ＰＷ
Ｍのデユーティ比のように最大値が存在するからであ
る。そして、リミッタを設けた場合には積分ワインドア
ップを防ぐため、アンチワインドアップ制御を行なうよ
うにしている。しかしながら、従来のアンチワインドア
ップ制御では、リミッタの前後の値の差を積分項にフィ
ードバックするため計算負荷が大きく、高価な高速コン
ピュータを用いなければならないという問題があった。
ーステアリング装置では、モータ印加電圧の制御を行な
う比例積分形の電流制御系は、アナログ回路又はデイジ
タル計算機により実現されるが、電流制御系をデイジタ
ル計算機で実現した場合には、その出力が最大値を越え
た場合に制限値を出力するリミッタを設けている。モー
タ駆動回路３７ではＦＥＴをＰＷＭ駆動しており、ＰＷ
Ｍのデユーティ比のように最大値が存在するからであ
る。そして、リミッタを設けた場合には積分ワインドア
ップを防ぐため、アンチワインドアップ制御を行なうよ
うにしている。しかしながら、従来のアンチワインドア
ップ制御では、リミッタの前後の値の差を積分項にフィ
ードバックするため計算負荷が大きく、高価な高速コン
ピュータを用いなければならないという問題があった。
【０００８】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装
置の電流制御系をデイジタル計算機で構成し、電流制御
系の出力が制限値を越えた場合だけフィードフォワード
で内部変数を補正するようにし、簡単な方法で応答の速
いアンチワインドアップを行なうようにした電動パワー
ステアリング装置の制御装置を提供することにある。
のであり、本発明の目的は、電動パワーステアリング装
置の電流制御系をデイジタル計算機で構成し、電流制御
系の出力が制限値を越えた場合だけフィードフォワード
で内部変数を補正するようにし、簡単な方法で応答の速
いアンチワインドアップを行なうようにした電動パワー
ステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハンドルの操
舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一
体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢
するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モ
ータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動
パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本
発明の上記目的は、前記コントロールユニットが、操舵
補助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制
御を行なう積分項を含むデイジタル形演算器を有し、前
記デイジタル形演算器の出力Ｙ（ｋ）が所定の制限値Ｙ
ｍａｘを越えたときに、前記デイジタル形演算器の内部
変数を補正する補正手段を具備することによって達成さ
れる。又、前記デイジタル形演算器を、制御係数ｂ１及
びｂ２、中間変数Ｗ（ｋ）及びＷ（ｋ−１）、フォワー
ドシフトオペレータをＺとする双一次変換の離散時間系
とすることにより、そして、更に前記補正手段が前記中
間変数Ｗ（ｋ−１）に対して、電流指令値と電流検出値
との偏差をｅ（ｋ）として、Ｙ（ｋ）＞Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ１
＋ｂ２） Ｙ（ｋ）＜−Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛−Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ
１＋ｂ２） なる補正を行なうことによって、より効果的に達成され
る。
舵トルクを検出するトルクセンサと、前記ハンドルと一
体的に設けられたステアリングシャフトを補助負荷付勢
するモータと、前記操舵トルクの大きさに応じて前記モ
ータを駆動するコントロールユニットとを具備した電動
パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本
発明の上記目的は、前記コントロールユニットが、操舵
補助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制
御を行なう積分項を含むデイジタル形演算器を有し、前
記デイジタル形演算器の出力Ｙ（ｋ）が所定の制限値Ｙ
ｍａｘを越えたときに、前記デイジタル形演算器の内部
変数を補正する補正手段を具備することによって達成さ
れる。又、前記デイジタル形演算器を、制御係数ｂ１及
びｂ２、中間変数Ｗ（ｋ）及びＷ（ｋ−１）、フォワー
ドシフトオペレータをＺとする双一次変換の離散時間系
とすることにより、そして、更に前記補正手段が前記中
間変数Ｗ（ｋ−１）に対して、電流指令値と電流検出値
との偏差をｅ（ｋ）として、Ｙ（ｋ）＞Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ１
＋ｂ２） Ｙ（ｋ）＜−Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛−Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ
１＋ｂ２） なる補正を行なうことによって、より効果的に達成され
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００１１】本発明では、図６に対応させて示す図１に
示すように、操舵補助指令値演算器３２からの操舵補助
指令値（電流指令値）Ｉと、モータ電流検出回路３８か
らのモータ電流値（電流検出値）ｉとの偏差ｅ（ｋ）を
比例積分制御する電流制御系４０を設けると共に、電流
制御系４０の出力Ｙ（ｋ）を制限値Ｙｍａｘでリミット
するリミッタ５０を設けている。電流制御系４０は、双
一次変換の離散時間系となっている。
示すように、操舵補助指令値演算器３２からの操舵補助
指令値（電流指令値）Ｉと、モータ電流検出回路３８か
らのモータ電流値（電流検出値）ｉとの偏差ｅ（ｋ）を
比例積分制御する電流制御系４０を設けると共に、電流
制御系４０の出力Ｙ（ｋ）を制限値Ｙｍａｘでリミット
するリミッタ５０を設けている。電流制御系４０は、双
一次変換の離散時間系となっている。
【００１２】電流制御系４０の詳細は図２に示すように
なっており、加算器４１からの中間変数Ｗ（ｋ）は制御
変数ｂ１を乗算されて加算器４２に与えられると共に、
フォワードシフトオペレータＺの１サンプリング前を示
すＺ−１に与えられる。１サンプリング前のオペレータ
Ｚ−１からの中間変数Ｗ（ｋ−１）は加算器４１に入力
されると共に、制御変数ｂ２を乗算して加算器４２に与
えられる。加算器４２の出力Ｙ（ｋ）は制限値Ｙｍａｘ
のリミッタ５０に入力され、リミッタ５０の出力Ｅが電
流制御値（モータ印加電圧）Ｅとなっている。リミッタ
５０は、出力Ｙ（ｋ）が制限値Ｙｍａｘを越えた場合に
Ｅ＝Ｙｍａｘとする。
なっており、加算器４１からの中間変数Ｗ（ｋ）は制御
変数ｂ１を乗算されて加算器４２に与えられると共に、
フォワードシフトオペレータＺの１サンプリング前を示
すＺ−１に与えられる。１サンプリング前のオペレータ
Ｚ−１からの中間変数Ｗ（ｋ−１）は加算器４１に入力
されると共に、制御変数ｂ２を乗算して加算器４２に与
えられる。加算器４２の出力Ｙ（ｋ）は制限値Ｙｍａｘ
のリミッタ５０に入力され、リミッタ５０の出力Ｅが電
流制御値（モータ印加電圧）Ｅとなっている。リミッタ
５０は、出力Ｙ（ｋ）が制限値Ｙｍａｘを越えた場合に
Ｅ＝Ｙｍａｘとする。
【００１３】このような構成において、電流指令値Ｉが
図３（Ａ）となるような操舵を行なった場合には、電流
制御値Ｅは同図（Ｂ）のようになり、中間変数Ｗ（ｋ−
１）は同図（Ｃ）のようになる。そして、図３（Ａ）に
おいて電流指令値Ｉが制限値Ｙｍａｘを越える区間ａで
は、電流偏差ｅ（ｋ）が中間変数に積算されるため、中
間変数Ｗ（ｋ−１）は図３（Ｃ）のようになる。また、
電流指令値Ｉが制限値Ｙｍａｘより小さくなるｂ点以降
においても、中間変数の値が残るため、電流制御値Ｅが
最大値を持続してしまう区間Ｃを生じる。これにより、
図３（Ａ）に示すように電流検出値ｉは遅れを生じ、操
舵の違和感となる。
図３（Ａ）となるような操舵を行なった場合には、電流
制御値Ｅは同図（Ｂ）のようになり、中間変数Ｗ（ｋ−
１）は同図（Ｃ）のようになる。そして、図３（Ａ）に
おいて電流指令値Ｉが制限値Ｙｍａｘを越える区間ａで
は、電流偏差ｅ（ｋ）が中間変数に積算されるため、中
間変数Ｗ（ｋ−１）は図３（Ｃ）のようになる。また、
電流指令値Ｉが制限値Ｙｍａｘより小さくなるｂ点以降
においても、中間変数の値が残るため、電流制御値Ｅが
最大値を持続してしまう区間Ｃを生じる。これにより、
図３（Ａ）に示すように電流検出値ｉは遅れを生じ、操
舵の違和感となる。
【００１４】このような現象を防ぐため、電流制御系４
０の出力Ｙ（ｋ）がリミッタ５０の制限値Ｙｍａｘを越
えた場合は、中間変数Ｗ（ｋ−１）について下記数１及
び数２のような補正を行なう。
０の出力Ｙ（ｋ）がリミッタ５０の制限値Ｙｍａｘを越
えた場合は、中間変数Ｗ（ｋ−１）について下記数１及
び数２のような補正を行なう。
【００１５】
【数１】Ｙ（ｋ）＞Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ１
＋ｂ２）
＋ｂ２）
【数２】Ｙ（ｋ）＜−Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛−Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ
１＋ｂ２） 上記数１及び数２の補正を行なった場合の電流指令値Ｉ
及び電流検出値ｉは図４（Ａ）のようになり、電流制御
値Ｅは同図（Ｂ）のようになり、中間変数Ｗ（ｋ−１）
は同図（Ｃ）のようになる。中間変数Ｗ（ｋ−１）の値
が補正されることにより、電流指令値Ｉが制限値Ｙ
ｍａｘより小さくなったときに電流検出値ｉも追従する
ので、操舵の違和感をなくすことができる。このよう
に、本発明では、最大値を超えた場合のみにフィードフ
ォワードで中間変数の補正計算を行なうので、応答が早
くかつ計算負荷が少ない。
１＋ｂ２） 上記数１及び数２の補正を行なった場合の電流指令値Ｉ
及び電流検出値ｉは図４（Ａ）のようになり、電流制御
値Ｅは同図（Ｂ）のようになり、中間変数Ｗ（ｋ−１）
は同図（Ｃ）のようになる。中間変数Ｗ（ｋ−１）の値
が補正されることにより、電流指令値Ｉが制限値Ｙ
ｍａｘより小さくなったときに電流検出値ｉも追従する
ので、操舵の違和感をなくすことができる。このよう
に、本発明では、最大値を超えた場合のみにフィードフ
ォワードで中間変数の補正計算を行なうので、応答が早
くかつ計算負荷が少ない。
【００１６】ここで、上記実施例で用いている双一次変
換について説明する。
換について説明する。
【００１７】連続時間系（アナログ）の比例積分型制御
器を伝達関数（ｓはラプラス演算子）で現わすと、数３
となる。
器を伝達関数（ｓはラプラス演算子）で現わすと、数３
となる。
【００１８】
【数３】Ｇ（ｓ）＝Ｋｐ（１＋Ｋｉ／ｓ） Ｋｐ：比例ゲイン定数 Ｋｉ：積分ゲイン定数 これをディジタル計算（コンピュータ）で実現するに
は、離散時間系に変換する必要があり、離散化の方法に
は後退差分方式、双一次変換などがある。そして、双一
次変換は下記数４として離散化するものである。
は、離散時間系に変換する必要があり、離散化の方法に
は後退差分方式、双一次変換などがある。そして、双一
次変換は下記数４として離散化するものである。
【００１９】
【数４】ｓ＝２（Ｚ−１）／Ｔ（Ｚ＋１） 数４を数３に代入し、ディジタル比例積分型演算器を求
めると次の数５のようになる。
めると次の数５のようになる。
【００２０】
【数５】Ｇ（Ｚ）＝（ｂ１・Ｚ＋ｂ２）／（Ｚ−１）＝
（ｂ１＋ｂ２・Ｚ−１）／（１−Ｚ−１） ｂ１＝（Ｋｐ・Ｋｉ・Ｔ＋２Ｋｐ）／２ ｂ２＝（Ｋｐ・Ｋｉ・Ｔ−２Ｋｐ）／２ そして、下記のように定義する。
（ｂ１＋ｂ２・Ｚ−１）／（１−Ｚ−１） ｂ１＝（Ｋｐ・Ｋｉ・Ｔ＋２Ｋｐ）／２ ｂ２＝（Ｋｐ・Ｋｉ・Ｔ−２Ｋｐ）／２ そして、下記のように定義する。
【００２１】
【数６】Ｇ（Ｚ）＝Ｇ１（Ｚ）・Ｇ２（Ｚ）＝Ｙ（ｋ）
／ｅ（ｋ） （ｋ）：時間ｋにおけるサンプル値 数６及び数５より、次式が成り立つ。
／ｅ（ｋ） （ｋ）：時間ｋにおけるサンプル値 数６及び数５より、次式が成り立つ。
【００２２】
【数７】 Ｇ１（Ｚ）＝１／（１−Ｚ−１）＝Ｗ（ｋ）／ｅ（ｋ） よって、
【数８】Ｗ（ｋ）＝ｅ（ｋ）＋Ｗ（ｋ−１） となる。また数６及び数５より、次式が成り立つ。
【００２３】
【数９】 Ｇ２（Ｚ）＝ｂ１＋ｂ２・Ｚ−１＝Ｙ（ｋ）／Ｗ（ｋ） よって、
【数１０】 Ｙ（ｋ）＝ｂ１・Ｗ（ｋ）＋ｂ２・Ｗ（ｋ−１） となる。上記数８及び数１０を図式化すると、図５のよ
うになり、整理してまとめると図２のブロック図が得ら
れる。
うになり、整理してまとめると図２のブロック図が得ら
れる。
【００２４】尚、上述では比例積分形演算器について説
明したが、積分項を含むデイジタル形演算器について適
用できる。
明したが、積分項を含むデイジタル形演算器について適
用できる。
【００２５】
【発明の効果】従来のアンチワインドアップ制御では、
リミッタの前後の値の差を積分項にフィードバックする
ため計算負荷が大きく、高価な計算機を用いなければな
らないという問題があった。本発明によれば、電流制御
系の出力が制限値を越えた場合のみにフィードフォワー
ドで内部変数を補正計算するため、簡単な方法かつ応答
の速いアンチワインドアップを行なうことができる。そ
のため、計算負荷が少なく安価な計算機で実現できる。
リミッタの前後の値の差を積分項にフィードバックする
ため計算負荷が大きく、高価な計算機を用いなければな
らないという問題があった。本発明によれば、電流制御
系の出力が制限値を越えた場合のみにフィードフォワー
ドで内部変数を補正計算するため、簡単な方法かつ応答
の速いアンチワインドアップを行なうことができる。そ
のため、計算負荷が少なく安価な計算機で実現できる。
【図１】本発明によるコントロールユニットの構成例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図２】電流制御系の詳細を示す演算ブロック図であ
る。
る。
【図３】本発明の動作例を説明するための波形図であ
る。
る。
【図４】本発明の動作例を示す波形図である。
【図５】双一次変換を説明するためのブロック線図であ
る。
る。
【図６】電動パワーステアリング装置の一例を示すブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
【図７】コントロールユニットの一般的な内部構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図８】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
１ 操向ハンドル ５ ピニオンラック機構 １０ トルクセンサ １２ 車速センサ ２０ モータ ３０ コントロールユニット ３１ 位相補償器 ３７ モータ駆動回路 ３８ モータ電流検出回路 ４０ 電流制御系 ５０ リミッタ
Claims (3)
- 【請求項１】 ハンドルの操舵トルクを検出するトルク
センサと、前記ハンドルと一体的に設けられたステアリ
ングシャフトを補助負荷付勢するモータと、前記操舵ト
ルクの大きさに応じて前記モータを駆動するコントロー
ルユニットとを具備した電動パワーステアリング装置の
制御装置において、前記コントロールユニットが、操舵
補助力を制御するためにモータ電流のフィードバック制
御を行なう積分項を含むデイジタル形演算器を有し、前
記デイジタル形演算器の出力Ｙ（ｋ）が所定の制限値Ｙ
ｍａｘを越えたときに、前記デイジタル形演算器の内部
変数を補正する補正手段を具備したことを特徴とする電
動パワーステアリング装置の制御装置。 - 【請求項２】 前記デイジタル形演算器を、制御係数ｂ
１及びｂ２、中間変数Ｗ（ｋ）及びＷ（ｋ−１）、フォ
ワードシフトオペレータをＺとする双一次変換の離散時
間系とした請求項１に記載の電動パワーステアリング装
置の制御装置。 - 【請求項３】 前記補正手段が前記中間変数Ｗ（ｋ−
１）に対して、電流指令値と電流検出値との偏差をｅ
（ｋ）として、 Ｙ（ｋ）＞Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ１
＋ｂ２） Ｙ（ｋ）＜−Ｙｍａｘの場合 Ｗ（ｋ−１）＝｛−Ｙｍａｘ−ｂ１・ｅ（ｋ）｝／（ｂ
１＋ｂ２） なる補正を行なうようになっている請求項２に記載の電
動パワーステアリング装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1382597A JP3666160B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1382597A JP3666160B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10203384A true JPH10203384A (ja) | 1998-08-04 |
| JP3666160B2 JP3666160B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=11844060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1382597A Expired - Lifetime JP3666160B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3666160B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1053928A2 (en) | 1999-05-18 | 2000-11-22 | Denso Corporation | DC motor drive unit and motor-driven power steering control apparatus |
| JP2007302177A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2009268331A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置、電気車両及びｄｃ／ｄｃコンバータの制御方法 |
| JP2014237375A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 株式会社デンソー | ステアリング制御装置 |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP1382597A patent/JP3666160B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1053928A2 (en) | 1999-05-18 | 2000-11-22 | Denso Corporation | DC motor drive unit and motor-driven power steering control apparatus |
| US6335604B1 (en) | 1999-05-18 | 2002-01-01 | Denso Corporation | DC motor drive unit and motor-driven power steering control apparatus |
| JP2007302177A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2009268331A (ja) * | 2008-04-30 | 2009-11-12 | Honda Motor Co Ltd | Ｄｃ／ｄｃコンバータ装置、電気車両及びｄｃ／ｄｃコンバータの制御方法 |
| JP2014237375A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 株式会社デンソー | ステアリング制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3666160B2 (ja) | 2005-06-29 |
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