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JP3519830B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置

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Publication number
JP3519830B2
JP3519830B2 JP22542495A JP22542495A JP3519830B2 JP 3519830 B2 JP3519830 B2 JP 3519830B2 JP 22542495 A JP22542495 A JP 22542495A JP 22542495 A JP22542495 A JP 22542495A JP 3519830 B2 JP3519830 B2 JP 3519830B2
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一寿 西野
雅也 牛尾
俊一 和田
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、モータの駆動制
御方式により複数のモータ駆動モードを有し、且つ、モ
ータ駆動モードを切り替えてモータを制御するモータ制
御装置に関するものであり、特に、車両の操舵系をモー
タにより補助付勢する電動パワーステアリング制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のモータ制御装置としては、例えば
特開平６−２９２３８９に記載されたものがある。この
従来技術は、単に電流検出部により検出されたモータ電
流の非線形部分を補正することにより、モータ電流の不
感帯部分の増加を低減することを目的としている。通
常、モータ電流を検出する電流検出部は、検出信号レベ
ルが変化しないように設計されているが、実際には、モ
ータ駆動用のＰＷＭ（パルス幅変調）信号のデューティ
比によっても信号レベルが変動し、またモータの駆動モ
ードによっても、電流検出部の直線性が変化するため、
モータ駆動モードを切り替えたとき等に、モータ実電流
がステップ状に変動し、上記従来技術を用いた電動パワ
ーステアリング制御装置等では、動力操舵中にハンドル
ショックが発生する等の問題点があった。
【０００３】以下に、複数のモータ駆動モードを有し、
且つ、モータ駆動モードを切り替えてモータを制御する
従来の制御装置の例として、車両のハンドル操舵を補助
付勢する電動パワーステアリング制御装置を用いて説明
する。
【０００４】図１５はこのような従来の電動パワーステ
アリング制御装置の概略構成を示すブロック図である。
この図において、バッテリ１からスイッチング素子２ａ
〜２ｄを介して、操舵機構（図示せず）を補助付勢する
モータ３に給電される。バッテリ１からモータ３に供給
されるモータ電流はシャント抵抗４により検出される。
電流検出回路５は、モータ電流に応じてシャント抵抗４
に発生するシャント電圧からモータ電流を検出し、検出
電流値を出力する。トルクセンサ６は操舵時に運転者に
より操舵機構に加えられる操舵トルクを検出して、検出
された操舵トルクを表すトルク信号を出力する。車速セ
ンサ７は車速を検出し、検出車速を表す車速信号を出力
する。トルクセンサ６及び車速センサ７の出力は目標モ
ータ電流決定手段８に入力され、目標モータ電流決定手
段８はトルク値と車速値に基づいて、モータ３に供給す
る電流の目標電流値を決定する。トルクセンサ６の出力
はモータ駆動方向決定手段９にも入力され、そこでトル
ク値からモータ駆動方向が決定される。モータ駆動方向
決定手段９の出力及び電流検出回路５の出力は入力信号
比較手段１７に入力され、そこで検出電流値と目標電流
値とが比較されてそれらの間の偏差が求められる。入力
信号比較手段１７の出力はＰＷＭ信号変換手段１０に入
力され、そこで前記偏差よりデューティ値が求められ、
それがＰＷＭ信号に変換される。
【０００５】さらに、モータ３の両端子間の電圧はモー
タ端子電圧検出回路１１により検出され、その出力は、
電流検出回路５からの出力と共にモータ回転数推定手段
１２に入力され、そこでモータ端子電圧と検出電流値と
からモータの回転数が推定される。モータ回転数推定手
段１２の出力は、トルクセンサ６の出力と共に、ハンド
ル戻り判定手段１３に入力され、そこでモータ回転数と
トルク値よりハンドルが戻り動作中か、追い込み動作中
かが判定される。ハンドル戻り判定手段１３の出力はＱ
／Ｄ切替手段１４に入力され、そこで、ハンドル戻り判
定手段１３の判定結果により、戻り動作中であればスイ
ッチング素子２ａ、２ｄをＰＷＭ駆動すると共に、スイ
ッチング素子２ｂ、２ｃをオフしてモータを駆動する駆
動モード（以下Ｑモードと称す）信号、追い込み動作中
であれば、スイッチング素子２ａをＰＷＭ駆動し、スイ
ッチング素子２ｄをオンに固定し、スイッチング素子２
ｂ、２ｃをオフしてモータを駆動する駆動モード（以下
Ｄモードと称す）信号を出力する。スイッチング素子駆
動回路１５は、ＰＷＭ信号変換手段１０のＰＷＭ信号、
モータ駆動方向決定手段９の出力信号及びＱ／Ｄ切替手
段１４のＱ／Ｄモード信号を受け、これらの信号に基づ
いてスイッチング素子２ａ〜２ｄを駆動する。図１５の
目標モータ電流決定手段８、モータ駆動方向決定手段
９、ＰＷＭ信号変換手段１０、モータ回転数推定手段１
２、ハンドル戻り判定手段１３、Ｑ／Ｄ切替手段１４、
入力信号比較手段１７等は、ＣＰＵ２０により実行され
るプログラム等によりソフトウエア的に構成され、電動
パワーステアリング装置の電流を制御する。
【０００６】さらに、電流検出回路５の構成図を図１６
に示す。同図において、スイッチ５ａはＣＰＵ２０から
のＰＷＭ信号に応じてオン／オフし、スイッチング素子
２ａ、２ｄのオン／オフタイミングにも同期する。そし
てスイッチング素子２ａ、２ｄがオンのとき、スイッチ
５ａもオンしてシャント抵抗４に発生するシャント電圧
をコンデンサ５ｃに充電する。また、スイッチ５ａがオ
フのとき、コンデンサ５ｃの充電電圧は抵抗５ｂを介し
て放電される。オペアンプ５ｄはコンデンサ５ｃに蓄電
される電圧を増幅し、検出電流値として出力する。ま
た、抵抗５ｂとコンデンサ５ｃの定数は、検出電流波形
がモータ３のモータ電流波形に近似した波形となるよう
な値に、予め調整されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の電動パワーステアリング制御装置には以下
のような問題点がある。
【０００８】先ず、図１７及び図１８は図１５の電動パ
ワーステアリング制御装置のＱ／Ｄモードのモータ電流
の様子を示している。
【０００９】図１７は、スイッチング素子２ａをＰＷＭ
駆動、スイッチング素子２ｄをオン（ＯＮ）、スイッチ
ング素子２ｂ及び２ｃをオフ（ＯＦＦ）した場合のＤモ
ード時のモータ電流の流れる様子を示し、スイッチング
素子２ａがオンの状態では、モータ電流はバッテリ１か
らスイッチング素子２ａを介してモータ３、スイッチン
グ素子２ｄ、シャント抵抗４の順に流れる（図１７の
（ａ）の経路）。また、スイッチング素子２ａがオフの
状態では、モータ３の回生電流がモータ３、スイッチン
グ素子２ｄ、スイッチング素子２ｃ（内部の寄生ダイオ
ード）、モータ３の順に流れる（図１７の（ｂ）の経
路）。
【００１０】また、図１８は、スイッチング素子２ａ及
び２ｄをＰＷＭ駆動、スイッチング素子２ｂ及び２ｃを
オフにした場合のＱモード時のモータ電流の流れる様子
を示し、スイッチング素子２ａ及び２ｄがオンの状態で
は、モータ電流は図１７と同様の経路（図１８の（ａ）
の経路）で流れる。また、スイッチング素子２ａ及び２
ｄがオフの状態では、モータ３の回生電流がシャント抵
抗４、スイッチング素子２ｃ（内部の寄生ダイオー
ド）、モータ３、スイッチング素子２ｂ（内部の寄生ダ
イオード）の順に流れる（図１８の（ｂ）の経路）。
【００１１】このことから、モータ駆動モードによって
モータ電流の流れる経路が異なるため、シャント電圧の
波形も異なり、またデューティ比に対する電流検出回路
５の検出電流値も異なってくる。
【００１２】図１９は図１５の電動パワーステアリング
制御装置のモータ電流の特性を示している。図１９の
（１）はＰＷＭ信号のデューティ比−モータ電流特性
で、（ａ）はＤモード時、（ｂ）はＱモード時の特性を
示し、（２）は検出電流値−モータ電流特性を示す。
【００１３】例えば、図１９より、図１５の電動パワー
ステアリング制御装置がモータ駆動モード＝Ｄモード、
デューティ比＝ＤＹ１、モータ電流＝Ｉ１、検出電流値
＝Ｓ１の状態から、ハンドル戻り判定手段１３の検出結
果を受けて、Ｑ／Ｄ切替手段１４がＱモード信号を出力
すると、スイッチング素子駆動回路１５により、モータ
駆動モードがＤモードからＱモードに切り替わる。しか
し、ＰＷＭ信号のデューティ比はＤＹ１のため、モータ
電流はＩ２に変動する。ここで、モータ電流に応じて検
出電流値がＳ２に変動するので、検出電流値と目標電流
値との間に偏差が生じると、ＣＰＵ２０はモータ電流制
御を行い、モータ電流はさらに変動する。
【００１４】この様に、モータ駆動モードの切り替えと
共に、モータ電流が変動するので、モータ３の出力トル
クの変動により、操舵系にショックが生じるといった問
題点があった。
【００１５】また、図１６の電流検出回路５において、
抵抗５ｂとコンデンサ５ｃの定数は、モータ電流に近似
した波形を得るように予め調整を行うが、この様な場
合、モータ回転数やバッテリ電圧等は所定の状態にした
上で調整を行う。しかし、実際には、モータ３が回転し
ており、モータ発電電圧によりモータ端子間電圧が変化
するので、所定のモータ電流を流し続けようとすると、
ＰＷＭ信号のデューティ比を変化させなければならな
い。つまり、モータ電流のレベルは同じでも、デューテ
ィ比が異なれば、電流検出回路５では抵抗５ｂとコンデ
ンサ５ｃによるモータ電流の近似波形の実効値も異なる
ので、電流検出誤差が生じる。
【００１６】例えば、図２０はモータ回転状態毎のモー
タ電流−デューティ特性を示し、（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ、ハンドル追い込み、ハンドルロッ
ク、ハンドル戻り時の状態を示す。同図より（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の各状態において、同一のモータ電流を
流そうとすると、ＰＷＭ信号のデューティ比がそれぞれ
異なるため、電流検出回路５では、例えばモータ状態
（ｂ）で抵抗６ｂとコンデンサ６ｃの定数の初期調整を
行っていると、（ａ）及び（ｃ）のモータ状態では、抵
抗６ｂとコンデンサ６ｃの充放電時間が変化し、検出波
形はモータ電流波形とかけ離れてくる。バッテリ１の電
源電圧が変化した場合にも同様のことが起きる。
【００１７】この様に、同一のモータ電流であっても、
検出波形が異なるため、モータ回転状態によって検出電
流値に誤差を含むといった問題点が生じる。本発明は上
述した従来の装置の問題点を解消しようとするもので、
その目的は、モータ駆動モードの切り替えによるモータ
トルクの変動を軽減し得るモータ制御装置を提供するこ
とにある。
【００１８】本発明の他の目的は、フィードバック制御
ループ内の少なくとも１つ以上の電流入力信号をＰＷＭ
駆動のデューティ値に応じて補正することにより、精度
の高い補正を行うことができ、また、モータの回転状態
やバッテリ電圧変化の影響により、デューティ比が変化
した場合においても、モータ電流の検出誤差を低減する
ことができる、モータ制御装置を提供することにある。
【００１９】本発明の更に他の目的は、電流入力信号の
補正値が非線形な特性の場合でも、演算による場合に比
べ、補正値の設定、修正を容易に行うことができ、モー
タ電流の変動をさらに低減することができる、モータ制
御装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、モータをその上流及び下流に設けたスイッチング素
子回路によりＰＷＭ駆動し、モータ電流をフィードバッ
ク制御するモータ制御装置において、前記モータをＰＷ
Ｍ駆動する駆動手段と、前記モータの駆動制御方式を前
記スイッチング素子の一方のみをＰＷＭ駆動する第１駆
動モードと、両方をＰＷＭ駆動する第２駆動モードの２
種類のモータ駆動モードを有し、前記モータ駆動モード
を切り替えるモータ駆動モード切替手段と、フィードバ
ック制御ループ内に設けられた比較手段の少なくとも１
つ以上の入力信号を、前記モータ駆動モードに応じて補
正する入力信号補正手段とを備え、前記モータ駆動モー
ドの切り替えと共に前記入力信号補正手段による補正値
を切り替えるように構成される。
【００２１】請求項２の発明によれば、モータをその上
流及び下流に設けたスイッチング素子回路によりＰＷＭ
駆動し、モータ電流をフィードバック制御するモータ制
御装置において、前記モータをＰＷＭ駆動する駆動手段
と、前記モータの駆動制御方式を前記スイッチング素子
の一方のみをＰＷＭ駆動する第１駆動モードと、両方を
ＰＷＭ駆動する第２駆動モードの２種類のモータ駆動モ
ードを有し、前記モータ駆動モードを切り替えるモータ
駆動モード切替手段と、フィードバック制御ループ内に
設けられた比較手段の少なくとも１つ以上の入力信号
を、前記モータ駆動モードに応じて補正する入力信号補
正手段とを備え、前記入力信号補正手段は、前記ＰＷＭ
駆動のデューティ値に応じて補正を行う。
【００２２】請求項３の発明によれば、モータ制御装置
は、前記入力補正手段で用いる補正値を予め記憶する補
正値記憶手段を更に備え、前記入力信号補正手段は、前
記補正値記憶手段の補正値を用いて補正を行うように構
成される。
【００２３】請求項４の発明によれば、前記モータ駆動
モード切替手段は、モータ駆動モードを切り替える際
に、所定時間、両駆動モードへの切り替えを交互に行う
ように構成される。
【００２４】請求項５の発明によれば、モータ制御装置
は、前記モータ駆動モード切替手段によるモータ駆動モ
ードの切り替えと共に、所定時間、前記入力補正手段に
よる補正量の有無を繰り返すように構成される。
【００２５】請求項６の発明によれば、モータ制御装置
は、前記モータ駆動モード切替手段によるモータ駆動モ
ードの切り替えと共に、前記入力信号補正手段を切り替
え、且つ前記入力信号補正手段の補正量を時間に応じて
減衰させるように構成される。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
添付図面を参照して説明する。
【００２７】実施の形態１．本発明を電動パワーステア
リング制御装置に適用した第１の実施の形態について説
明する。図１はこの実施の形態の電動パワーステアリン
グ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【００２８】この図において、この実施の形態の電動パ
ワーステアリング制御装置は、電源としてのバッテリ１
と、スイッチング素子２ａ〜２ｄと、モータ３と、モー
タ電流を検出するためのシャント抵抗４と、シャント抵
抗４のシャント電圧からモータ電流を検出し、検出電流
値を出力する電流検出回路５と、モータ駆動モードがＱ
モードの場合のみ検出電流値を補正する検出電流補正手
段１６と、操舵系の操舵トルクを検出して検出トルクを
表すトルク信号を出力するトルクセンサ６と、車速を検
出し車速信号を出力するための車速センサ７と、トルク
センサ６のトルク値及び車速センサ７の車速値とに基づ
いて、目標電流値を決定する目標モータ電流決定手段８
と、トルク値に基づいてモータ駆動方向を決定するモー
タ駆動方向決定手段９と、検出電流値と目標電流値とを
比較してそれらの間の偏差を求める入力信号比較手段１
７と、入力信号比較手段１７の偏差よりデューティ値を
求め、ＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ信号変換手段１０と
を有する。
【００２９】電流検出回路５の出力は２つに分岐され
て、一方は検出電流補正手段１６に入力され、他方は入
力信号比較手段１７に直接入力され得るようになってい
る。すなわち、電流検出回路５の出力及び検出電流補正
手段１６の出力は、後述するＱ／Ｄ切替手段１４の出力
により選択的に入力信号比較手段１７へ供給される。
【００３０】電動パワーステアリング制御装置は、さら
に、モータ３の両端子電圧を検出するモータ端子電圧検
出回路１１と、モータ端子電圧検出回路１１から入力し
たモータ端子電圧と検出電流値とからモータ回転数を推
定するモータ回転数推定手段１２と、モータ回転数推定
手段１２より求めたモータ回転数とトルクセンサ６のト
ルク値よりハンドルが戻り動作中か、追い込み動作中か
を判定するハンドル戻り判定手段１３と、ハンドル戻り
判定手段１３の判定結果により、戻り動作中であればＱ
モード、追い込み動作中であればＤモード信号を出力す
るＱ／Ｄ切替手段１４と、ＰＷＭ信号変換手段１０のＰ
ＷＭ信号とモータ駆動方向決定手段９の出力信号及び、
Ｑ／Ｄ切替手段１４のＱ／Ｄモード信号を受けてスイッ
チング素子を駆動するスイッチング素子駆動回路１５と
を有する。図１の上記構成要素８〜１０、１２〜１４、
１６は、電動パワーステアリング装置の電流制御をする
制御ユニット２０Ａを構成する。この場合、制御ユニッ
ト２０ＡはＣＰＵにより制御プログラムを実行するよう
にソフトウエア的に構成してもよいし、電気回路等によ
りハードウエア的に構成してもよい。
【００３１】尚、Ｑ／Ｄ切替手段１４はモータ３の駆動
モードを切り替える本発明のモータ駆動モード切替手段
を構成し、スイッチング素子駆動回路１５はモータ３を
ＰＷＭ駆動する本発明の駆動手段を構成し、検出電流補
正手段１６はフィードバック制御ループ内に設けられた
比較手段の少なくとも１つ以上の入力信号を、モータ駆
動モードに応じて補正する入力信号補正手段を構成し、
入力信号比較手段１７はフィードバック制御ループ内に
設けられた本発明の比較手段を構成する。
【００３２】また、電流検出回路５の回路定数の調整
は、所定のバッテリ電圧で、モータをロックし、Ｄモー
ド駆動時を基準に行っている。
【００３３】次に制御ユニット２０Ａの電流制御の動作
を図２のフローチャートを用いて説明する。先ず、運転
者による操舵で発生した操舵系の操舵トルクをトルクセ
ンサ６で検出し、トルク値ＴＲＱを読み込み（ステップ
１００）、車速センサ７から車速ＳＰを読み込む（ステ
ップ１０１）。そしてトルク値ＴＲＱと車速ＳＰとから
目標モータ電流決定手段８により目標モータ電流値ＩＭ
Ｔを決定し（ステップ１０２）、トルク値ＴＲＱを基に
してモータ３の駆動方向を決定する（ステップ１０
３）。次に、ステップ１０４で電流検出回路５から電流
検出値ＩＭＤを入力し、ステップ１０５でモータ端子電
圧検出回路１１からモータ端子電圧ＶＭを入力して、モ
ータ端子電圧ＶＭと電流検出値ＩＭＤよりモータ３の回
転数ＮＭを推定する（ステップ１０６）。そしてモータ
回転数ＮＭとトルク値ＴＲＱからハンドルの状態を推定
し（ステップ１０７）、ハンドルが戻り動作中か否かを
判定する（ステップ１０８）。ハンドルが戻り中であれ
ば、Ｑ／Ｄモード信号をハイ（Ｈ）にセットし（ステッ
プ１０９）、ハンドルが追い込み状態であれば、Ｑ／Ｄ
モード信号をロー（Ｌ）にセットする（ステップ１１
０）。次に、Ｑ／Ｄのモード切替が発生したか否かを判
定し（ステップ１１１）、Ｑ／Ｄモード信号がＬからＨ
に変わった場合、つまりＤ→Ｑモードに切り替わった場
合、検出電流値ＩＭＤに応じて所定の補正値Ｎを求め、
補正値Ｎを検出電流値ＩＭＤに加えて、所定の検出電流
値ＩＭＤに補正する（ステップ１１２）。また、Ｑ／Ｄ
モード信号がＨからＬに替わった場合、つまりＱ→Ｄモ
ードに切り替わった場合は、検出電流値ＩＭＤを補正せ
ずそのままにする。そして、目標電流値ＩＭＴと検出電
流値ＩＭＤとから偏差が零になるようにＰ．Ｉ．Ｄ制御
を行い（ステップ１１３）、デューティ値を決定し（ス
テップ１１４）、最後にデューティ値をＰＷＭ信号に変
換し、このＰＷＭ信号と、ステップ１０３で決定したモ
ータ駆動方向と、Ｑ／Ｄモード信号とを出力する（ステ
ップ１１５）。
【００３４】このように、モータの駆動制御方式により
複数のモータ駆動モードを有するモータ制御装置では、
モータ駆動モードの切り替えと共に入力信号補正手段と
しての検出電流補正手段１６を切り替えることにより補
正値を変更することができるので、複数のモータ駆動モ
ード間のモータ電流の急激な変動を低減でき、モータ駆
動モードの切り替えにより発生するモータトルクの変動
（ショック）を解消できる。
【００３５】尚、上記実施の形態において、検出電流補
正手段１６の補正対象は比較手段としての入力信号比較
手段１７への入力信号であれば目標電流値でもよい。
【００３６】また、モータ駆動モード間のモータ電流変
動を低減することが目的であるから、検出電流補正手段
１６は、モータ駆動モード毎に全てに設ける必要はな
く、上記実施の形態のように、片側のモータ駆動モード
だけに設けてもよい。
【００３７】さらに、入力信号補正手段の直後に、補正
後の値の制限手段を設けることにより、補正対象となる
値が補正によって所定の制御範囲外の値になることを防
止できる。
【００３８】実施の形態２．図３は本発明の第２の実施
の形態に係る電動パワーステアリング制御装置の構成を
示しており、図４はこの実施の形態の動作を表すフロー
チャートである。この実施の形態は、図１の実施の形態
１のＱモード検出電流補正手段１６にＰＷＭ信号変換手
段１０の出力値（デューティ値）を加え、Ｑモード時に
デューティ値に応じて検出電流値に補正量を加えるよう
に構成されている。この実施の形態のその他の構成につ
いては図１と同じであり、その詳細な説明は省略する。
【００３９】次にこの実施の形態の制御ユニット２０Ｂ
の電流制御の動作を図４のフローチャートを用いて説明
する。図４において、ステップ１１１までは実施の形態
１と同じなので説明を省略する。先ず、Ｑ／Ｄモード信
号がＬからＨに変わった場合、つまりＤ→Ｑモードに切
り替わった場合は、ＰＷＭ信号変換手段１０からデュー
ティ値ＤＹを入力し（ステップ１１６）、デューティ値
ＤＹに応じて所定の補正値Ｎを求め、補正値Ｎを検出電
流値ＩＭＤに加えて、所定の検出電流値ＩＭＤに補正す
る（ステップ１１２Ａ）。また、Ｑ／Ｄモード信号がＨ
からＬに替わった場合、つまりＱ→Ｄモードに切り替わ
った場合には、そのまま検出電流値ＩＭＤとする。そし
て、目標電流値ＩＭＴと検出電流値ＩＭＤとからそれら
の間の偏差が零になるようＰ．Ｉ．Ｄ制御を行い（ステ
ップ１１３）、デューティ値を決定し（ステップ１１
４）、最後にデューティ値をＰＷＭ信号に変換して、Ｐ
ＷＭ信号とステップ１０３で決定したモータ駆動方向及
びＱ／Ｄモード信号とを出力する（ステップ１１５）。
【００４０】このように、入力信号補正手段としての検
出電流補正手段１６は、ＰＷＭ信号のデューティ値に応
じて電流検出回路５により検出されたモータ電流値を補
正するので、精度の高い補正ができる。また、モータの
回転によるモータ発電電圧の影響やモータへの印加電圧
変動の影響によって、モータ電流が一定でデューティ比
が変化した場合でも、電流検出手段としての電流検出回
路５による検出誤差を低減できる。
【００４１】また、本発明はＱ／Ｄ切替手段１４のよう
なモータ駆動モード切替手段を持たないモータ制御装置
においても利用できる。
【００４２】実施の形態３．図５は本発明の第３の実施
の形態に係る電動パワーステアリング制御装置の構成を
示しており、図６はその動作を示すフローチャートであ
る。この実施の形態は、図１の電動パワーステアリング
制御装置の検出電流補正手段１６に補正値記憶手段１８
を加えたもので、補正値記憶手段１８は検出電流値ＩＭ
Ｄに加える所定の補正値Ｎをマップ化して記憶する。こ
の実施の形態のその他の構成は図１の実施の形態１と同
じであり、その詳細な説明は省略する。
【００４３】次にこの実施の形態の制御ユニット２０Ｃ
の電流制御の動作を図６のフローチャートを用いて説明
する。先ず、ステップ１１１までは実施の形態１と同じ
であるのでその説明は省略する。ステップ１１２ＢはＱ
／Ｄモード信号がＬからＨに変わった場合、つまりＤ→
Ｑモードに切り替わった場合であり、補正値記憶手段１
８のマップを参照して、検出電流値ＩＭＤに応じた所定
の補正値Ｎを求め、この補正値Ｎを検出電流値ＩＭＤに
加えて所定の検出電流値ＩＭＤに補正する。また、Ｑ／
Ｄモード信号がＨからＬに替わった場合、つまりＱ→Ｄ
モードに切り替わった場合には、検出電流値を補正せず
にそのままＩＭＤとして用いる。そして、目標電流値Ｉ
ＭＴと検出電流値ＩＭＤとからそれらの間の偏差が零に
なるようＰ．Ｉ．Ｄ制御を行い（ステップ１１３）、デ
ューティ値を決定し（ステップ１１４）、最後にこのデ
ューティ値をＰＷＭ信号に変換してＰＷＭ信号とステッ
プ１０３で決定したモータ駆動方向及びＱ／Ｄモード信
号とを出力する（ステップ１１５）。
【００４４】図７は補正値記憶手段１８に記憶されたマ
ップの一例で、図７において、横軸は検出電流値ＩＭＤ
を、縦軸は補正値Ｎをそれぞれ示す。
【００４５】尚、補正値記憶手段１８のマップ内容は、
その後に続く入力信号補正手段によって決定するので、
上述した実施の形態２においても有効である。
【００４６】このようにすることによって、上述した実
施の形態１及び２のモータ制御装置において、入力補正
手段で用いる補正値を予め記憶する補正値記憶手段を設
けて、入力信号補正手段は補正値記憶手段の補正値を用
いて補正を行うので、補正処理が容易で、複雑な演算処
理を行わない分だけ、補正処理時間を短縮でき、ＰＷＭ
出力を内蔵しない安価な制御ユニット（ＣＰＵ）や、演
算処理が遅い又は補正処理に余り時間を使えないような
制御ユニット（ＣＰＵ）にも利用できる。また、補正値
が非線形な特性等の場合には、演算方式に比べて、補正
値の設定、修正を容易に行うことができる。
【００４７】実施の形態４．図８は本発明の第４の実施
の形態に係る電動パワーステアリング制御装置の構成を
示しており、図９はその動作を示すフローチャートであ
る。この実施の形態の電動パワーステアリング制御装置
の構成は図１５の従来例と略同じであるが、制御ユニッ
ト２０Ｄの制御動作（すなわち制御プログラム）が異な
っている。
【００４８】次にこの実施の形態の動作について図９の
フローチャートを用いて説明する。図９において、先ず
ステップ１１０までは実施の形態１と同じであるのでそ
の説明を省略する。ステップ１１１で、ステップ１１０
までの処理によって、Ｑ／Ｄモード信号がＬからＨ又は
ＨからＬに替わったかどうかを判定し、モータ駆動モー
ドの切り替えが行われた場合、モータ駆動モードの切り
替えから所定時間が経過したか否かをチェックし（ｔ＝
０で経過、ｔ≠０で未経過）（ステップ１１７）、所定
時間が経過していなければ（ｔ≠０）、Ｑ／Ｄモード信
号を反転させる（ステップ１１８）。尚、モード切り替
えがなかったり、モード切り替えから所定時間が過ぎて
いた場合（ｔ＝０）には、目標電流値ＩＭＴと検出電流
値ＩＭＤとからそれらの間の偏差が零になるようにＰ．
Ｉ．Ｄ制御を行い（ステップ１１３）、デューティ値を
決定し（ステップ１１４）、最後にデューティ値をＰＷ
Ｍ信号に変換し、このＰＷＭ信号とステップ１０３で決
定したモータ駆動方向及びＱ／Ｄモード信号とを出力す
る（ステップ１１５）。
【００４９】このようにすることで、モータ駆動モード
の切り替え時には、所定時間、両駆動モードへの切り替
えを交互に行うので、モータ電流の変動を平均電流的に
低減でき、また補正用の演算式やマップ、データ等が不
用である。
【００５０】また、両駆動モードへ交互に切り替える周
波数は所定の周波数を用いることができ、１周期当たり
の両駆動モードの比も所定の比に設定できる。尚、ＰＷ
Ｍ信号の周波数が２０ｋＨｚの時、切り替えの周波数を
１００Ｈｚ付近に設定すると、切り替え時の振動や制御
音を低減することができる。
【００５１】実施の形態５．図１１は本発明の第５の実
施の形態に係る電動パワーステアリング制御装置の制御
動作を表すフローチャートである。この実施の形態の電
動パワーステアリング制御装置の構成は図１の実施の形
態と同じであるが、制御ユニット（ＣＰＵ）の制御動作
（すなわち制御プログラム）が異なっている。
【００５２】次にこの実施の形態の動作について図１１
のフローチャートを用いて説明する。図１１において、
先ずステップ１１１までは図２の実施の形態１の動作と
同じであるのでその説明を省略する。ステップ１１１に
おいて、Ｑ／Ｄモード信号がＬからＨに変わった場合、
つまりＤ→Ｑモードに切り替わった場合には、モード切
り替え時から所定時間が経過したか否かをチェックし
（ステップ１１７）、所定時間が経過していなければ
（ｔ≠０）、補正処理のオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）
の反転切り替えを行う（ステップ１１９）。すなわち、
ステップ１１９を通過する度に、次のステップ１１２の
補正処理を行うか否かを決定する。そしてステップ１１
２では、検出電流値ＩＭＤに応じて所定の補正値Ｎを求
め、補正値Ｎを検出電流値ＩＭＤに加えて、所定の検出
電流値ＩＭＤに補正する。また、Ｑ／Ｄモード信号がＨ
からＬに替わった場合、つまりＱ→Ｄモードに切り替わ
った場合や、モード切り替えから所定時間が過ぎた場合
（ｔ＝０）、さらにステップ１１９の反転処理のオフ時
には、検出電流値をそのままＩＭＤとする。そして、目
標電流値ＩＭＴと検出電流値ＩＭＤとからそれらの間の
偏差が零になるようにＰ．Ｉ．Ｄ制御を行い（ステップ
１１３）、デューティ値を決定し（ステップ１１４）、
最後にこのデューティ値をＰＷＭ信号に変換し、ＰＷＭ
信号とステップ１０３で決定したモータ駆動方向及びＱ
／Ｄモード信号とを出力する（ステップ１１５）。
【００５３】このようにすることで、モータ駆動モード
の切り替えと共に、所定時間、入力補正手段による補正
量の有無を繰り返すので、平均電流的にモータ電流の変
動を低減できる。また、あるモータ駆動モードにおい
て、ハンドル戻りによるモータ発電電圧の影響を受け
て、デューティ制御不可領域が発生した場合でも、全制
御領域でモータ電流の変動を低減できる。
【００５４】実施の形態６．図１３は本発明の第６の実
施の形態に係る電動パワーステアリング制御装置の制御
動作を表すフローチャートである。この実施の形態の電
動パワーステアリング制御装置の構成は図１の実施の形
態と同じであるが、制御ユニット（ＣＰＵ）の制御動作
（すなわち制御プログラム）が異なっている。
【００５５】次にこの実施の形態の動作について図１３
のフローチャートを用いて説明する。図１３において、
先ずステップ１１１までは実施の形態１と同じであるか
らその説明を省略する。ステップ１１１までの処理によ
り、Ｑ／Ｄモード信号がＬからＨに替わった場合、つま
り、Ｄ→Ｑモードに切り替わった場合、検出電流値ＩＭ
Ｄに応じて所定の補正値Ｎを求め、補正値Ｎを検出電流
値ＩＭＤに加えて、所定の検出電流値ＩＭＤに補正する
（ステップ１１２Ｃ）。但し、ステップ１１２Ｃで求め
られる補正値は時間に応じて減衰するように求められ
る。またＱ／Ｄモード信号がＨからＬに替わった場合、
つまりＱ→Ｄモードに切り替わった場合は、検出電流値
をそのままＩＭＤとする。そして、目標電流値ＩＭＴと
検出電流値ＩＭＤとからそれらの間の偏差が零になるよ
うにＰ．Ｉ．Ｄ制御を行い（ステップ１１３）、デュー
ティ値を決定し（ステップ１１４）、最後にデューティ
値をＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号とステップ１
０３で決定したモータ駆動方向及びＱ／Ｄモード信号と
を出力する（ステップ１１５）。
【００５６】このようにすることで、上述した実施の形
態１のモータ制御装置において、モータ駆動モードの切
り替えと共に入力信号補正手段を切り替え、且つ入力信
号補正手段の補正値を時間に応じて減衰させるので、デ
ィジタル的な誤差が無く滑らかにモータ電流の変動を低
減でき、また処理時間も短いので、電流制御の処理時間
の内、補正処理にあまり時間を取りたくない場合等は有
利である。
【００５７】上記実施の形態１乃至６では、本発明を電
動パワーステアリング制御装置に適用した場合について
説明したが、本発明は、モータをＰＷＭ駆動し、モータ
電流をフィードバック制御する他の一般的なモータ制御
装置にも同様に適用しうることは言うまでもない。ま
た、検出電流補正手段１６をモータの１つの駆動モード
（Ｑモード）に対応して設けたが、モータが２あるいは
３以上の複数の駆動モードを有する場合には、検出電流
補正手段１６はモータ駆動モード毎に各々設けてもよい
し、必要に応じて幾つかのモータ駆動モードに対応して
設けてもよい。何れの場合にも、複数の検出電流補正手
段１６の１つの出力がＱ／Ｄ切替手段１４により選択的
に入力信号比較手段１７へ供給される。また、複数のモ
ータ駆動モードに対して１つの検出電流補正手段１６を
設け、検出電流補正手段１６の補正値をモータ駆動モー
ドに対応して変更するようにしてもよい。
【００５８】以上のように、この発明によれば、モータ
駆動モードの切り替えと共に入力信号補正手段による補
正値を切り替えることにより、モータ駆動モード間のモ
ータ電流変動を低減できるので、モータ駆動モードの切
り替えにより発生するモータトルクの変動（ショック）
を解消できる。
【００５９】また、入力信号補正手段において、フィー
ドバック制御ループ内の少なくとも１つ以上の電流入力
信号を、ＰＷＭ信号のデューティ値に応じて補正するこ
とにより、精度の高い補正ができる。さらに、モータの
回転によるモータ発電電圧の影響やバッテリ電圧変動の
影響によって、デューティ比が変化した場合でも、電流
検出手段の誤差を低減できる。
【００６０】さらに、入力補正手段で用いる補正値を予
め記憶する補正値記憶手段を設け、入力信号補正手段は
補正値記憶手段の補正値を用いて補正を行うことによ
り、補正処理が容易で、複雑な演算処理を行わない分、
補正処理時間を短縮でき、ＰＷＭ出力を内蔵しない安価
な制御ユニットや、演算処理が遅い又は補正処理に余り
時間を使えないような制御ユニットにも利用できるの
で、装置のコストを安くできる。また補正値が非線形な
特性等の場合には、演算方式に比べて補正値の設定、修
正を容易に行うことができる。
【００６１】さらにまた、モータ駆動モードの切り替え
の際に、所定時間、両駆動モードへの切り替えを交互に
行うので、モータ電流の変動を平均電流的に低減でき、
また補正用の演算式やマップ、データ等が不用で、さら
に従来の回路構成でも実施できるのでコストも安くでき
る。また、両駆動モードへ交互に切り替える周波数を調
整することで、切り替え時の振動や制御音も低減でき
る。
【００６２】また、モータ駆動モードの切り替えと共
に、所定時間、入力補正手段による補正量の有無を繰り
返すのことにより、平均電流的にモータ電流の変動を低
減できる上、あるモータ駆動モードにおいて、ハンドル
戻りによるモータ発電電圧の影響を受けて、デューティ
制御不可領域が発生した場合でも、全制御領域でモータ
電流の変動を低減できる。
【００６３】さらに、モータ駆動モードの切り替えと共
に入力信号補正手段を切り替え、且つ入力信号補正手段
の補正量を時間に応じて減衰させることにより、ディジ
タル的な誤差が無く滑らかにモータ電流の変動を低減で
き、処理時間も短いので、全制御時間内で、補正処理に
余り時間を取りたくない場合等には有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施の形態１の電動パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１の制御ユニットの動作を示すフ
ローチャートである。
【図３】 本発明による実施の形態２の電動パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 実施の形態２の制御ユニットの動作を示すフ
ローチャートである。
【図５】 本発明による実施の形態３の電動パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】 実施の形態３の制御ユニットの動作を示すフ
ローチャートである。
【図７】 実施の形態３の補正値記憶手段のマップであ
る。
【図８】 本発明による実施の形態４の電動パワーステ
アリング制御装置の構成を示すブロック図である。
【図９】 本発明による実施の形態４の制御ユニットの
動作を示すフローチャートである。
【図１０】 実施の形態４のモータ実電流を示す特性図
である。
【図１１】 本発明による実施の形態５の制御ユニット
の動作を示すフローチャートである。
【図１２】 実施の形態５のモータ実電流を示す特性図
である。
【図１３】 本発明による実施の形態６の制御ユニット
の動作を示すフローチャートである。
【図１４】 実施の形態６のモータ実電流を示す特性図
である。
【図１５】 従来の電動パワーステアリング制御装置の
構成を示すブロック図である。
【図１６】 図１５の電流検出手段の構成を示す回路図
である。
【図１７】 モータ駆動モードをＤモードに切り替えた
場合のモータ電流の流れを示す回路図である。
【図１８】 モータ駆動モードをＱモードに切り替えた
場合のモータ電流の流れを示す回路図である。
【図１９】 Ｑ／Ｄモードのデューティ比−モータ電流
−検出電流特性図である。
【図２０】 モータ回転時のモータ電流−デューティ比
特性図である。
【符号の説明】
３ モータ、１４ Ｑ／Ｄ切替手段（モータ駆動モード
切替手段）、１５ スイッチング素子駆動回路（駆動手
段）、１６ 検出電流補正手段（入力信号補正手段）、
１７ 入力信号比較手段（比較手段）、１８ 補正値記
憶手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 俊一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−241662（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−27785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−201084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−86715（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00 - 5/26 H02P 7/00 - 7/34 B62D 5/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータをその上流及び下流に設けたスイ
    ッチング素子回路によりＰＷＭ駆動し、モータ電流をフ
    ィードバック制御するモータ制御装置において、 前記モータをＰＷＭ駆動する駆動手段と、 前記モータの駆動制御方式を前記スイッチング素子の一
    方のみをＰＷＭ駆動する第１駆動モードと、両方をＰＷ
    Ｍ駆動する第２駆動モードの２種類のモータ駆動モード
    を有し、前記モータ駆動モードを切り替えるモータ駆動
    モード切替手段と、 フィードバック制御ループ内に設けられた比較手段の少
    なくとも１つ以上の入力信号を、前記モータ駆動モード
    に応じて補正する入力信号補正手段とを備え、 前記モータ駆動モードの切り替えと共に前記入力信号補
    正手段による補正値を切り替えることを特徴とするモー
    タ制御装置。
  2. 【請求項２】 モータをその上流及び下流に設けたスイ
    ッチング素子回路によりＰＷＭ駆動し、モータ電流をフ
    ィードバック制御するモータ制御装置において、前記 モータをＰＷＭ駆動する駆動手段と、前記モータの駆動制御方式を前記スイッチング素子の一
    方のみをＰＷＭ駆動する第１駆動モードと、両方をＰＷ
    Ｍ駆動する第２駆動モードの２種類のモータ駆動モード
    を有し、前記モータ駆動モードを切り替えるモータ駆動
    モード切替手段と、 フィードバック制御ループ内に設けられた比較手段の少
    なくとも１つ以上の入力信号を、前記モータ駆動モード
    に応じて補正する入力信号補正手段とを備え、 前記入力信号補正手段は、前記ＰＷＭ駆動のデューティ
    値に応じて補正を行う ことを特徴とするモータ制御装
    置。
  3. 【請求項３】 前記入力補正手段で用いる補正値を予め
    記憶する補正値記憶手段を備え、 前記入力信号補正手段は、前記補正値記憶手段の補正値
    を用いて補正を行うことを特徴とする請求項１又は２記
    載のモータ制御装置。
  4. 【請求項４】 前記モータ駆動モード切替手段は、モー
    タ駆動モードを切り替える際に、所定時間、両駆動モー
    ドへの切り替えを交互に行うことを特徴とする請求項１
    又は２に記載のモータ制御装置。
  5. 【請求項５】 前記モータ駆動モード切替手段によるモ
    ータ駆動モードの切り替えと共に、所定時間、前記入力
    補正手段による補正量の有無を繰り返すことを特徴とす
    る請求項１記載のモータ制御装置。
  6. 【請求項６】 前記モータ駆動モード切替手段によるモ
    ータ駆動モードの切り替えと共に、前記入力信号補正手
    段を切り替え、且つ前記入力信号補正手段の補正量を時
    間に応じて減衰させることを特徴とする請求項１記載の
    モータ制御装置。
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