JP3926666B2 - 電動パワーステアリング装置における初期調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動パワーステアリング装置における初期調整方法に関し、特に、電流センサのオフセット値の初期記憶を行う電動パワーステアリング装置における初期調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動パワーステアリング装置は、ハンドル操舵トルクを検出する操舵トルク検出部および、車速を検出する車速検出部等の出力する信号に基づき、モータ制御部により、モータを駆動制御し操舵力の軽減を行っている。そのモータに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は知られているところである。
【０００３】
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は、ブラシとコミテータ間の電圧降下によるモータ出力の低下や変動がないため、安定した操舵補助力が得られる。また、モータの慣性モーメントが、ブラシ付きモータと比較して小さいため、高速直進時やハンドルの切り返し時に良好な操舵フィーリングが得られる。
【０００４】
しかしながら、モータにブラシレスモータを用いた場合には、ブラシとコミテータに代わり、モータの回転角に応じてモータ電流の通電量を制御することが必要となるため、モータの回転角（電気角）を検出するモータ回転角検出部（電気角検出手段）および、モータ電流検出部（電流検出手段）を設け、モータ回転角検出部およびモータ電流検出部の出力信号に基づいて、ブラシレスモータをＰＷＭ駆動制御する。ここで電気角とは、ロータのマグネットの位置から得られる角度であり、ロータの周囲に回転方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に配列されるように４対のマグネットがある場合には、ロータの機械角９０°すなわちロータの１／４回転が電気角３６０°に対応する。
【０００５】
図７は、ブラシレスモータの電流を制御するための従来のモータ制御部を示すブロック構成図である。ブラシレスモータ１０４には、ブラシレスモータ１０４の回転角を検出するためのレゾルバ１０６が取り付けられている。従来のモータ制御部１００は、界磁電流指令部１０７とトルク電流指令部１０８とを備えた目標電流設定部１０１と、ＰＩ設定部１０９，１１０から成るＰＩ設定部１０２と、ｄｑ−３相変換部１１１と、ＰＷＭ電圧発生部１１２と、インバータ回路１１３から成るＰＷＭ制御部１０３と、モータ電流検出部１１４，１１５と相電流Ａ／Ｄ変換部１１６と、３相−ｄｑ変換部１１７とＲＤ変換部１１８を備えている。
【０００６】
目標電流設定部１０１は、界磁電流指令部１０７とトルク電流指令部１０８を備え、図示しない操舵トルク検出部からの操舵トルク信号と図示しない車速検出部からの車速信号に基づいて、目標界磁電流Ｉｄｔｇと目標トルク電流Ｉｑｔｇを計算し出力する。目標界磁電流Ｉｄｔｇと目標トルク電流Ｉｑｔｇは、ブラシレスモータ１０４の回転子上の永久磁石が作り出す回転磁束と同期した回転座標系において、永久磁石と同一方向のｄ軸およびこれに直交したｑ軸にそれぞれ対応するもので、これらの目標界磁電流Ｉｄｔｇと目標トルク電流Ｉｑｔｇをそれぞれ「ｄ軸目標電流」および「ｑ軸目標電流」という。
【０００７】
偏差演算部１１９，１２０は、ｄ軸目標電流Ｉｄｔｇとｑ軸目標電流Ｉｑｔｇからｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄａｃｔ，Ｉｑａｃｔをそれぞれ減算することにより偏差ＤＩｄ，ＤＩｑを計算して、ＰＩ設定部１０９，１１０に出力する。
【０００８】
ＰＩ設定部１０９，１１０は偏差ＤＩｄ，ＤＩｑを用いた演算の実行により、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄａｃｔ，Ｉｑａｃｔがｄ軸目標電流およびｑ軸目標電流に追従するようにｄ軸およびｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑをそれぞれ計算する。ｄ軸およびｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑは、ｄｑ−３相変換部１１１に出力される。
【０００９】
ｄｑ−３相変換部１１１は、ｄ軸およびｑ軸の目標電圧Ｖｄ，Ｖｑを３相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換して、３相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ電圧発生部１１２に出力する。
【００１０】
ＰＷＭ電圧発生部１１２は、３相目標電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに対応したＰＷＭ制御電圧信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬを生成してインバータ回路１１３に出力する。インバータ回路１１３は、ＰＷＭ制御電圧信号ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬに対応した３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを発生し、これらを３相の駆動電流路１２１，１２２，１２３を介してブラシレスモータ１０４にそれぞれ供給する。３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，ＩｗはそれぞれＰＷＭ駆動により生成され、電気角に対する正弦波電流である。
【００１１】
３相の駆動電流路１２１，１２２，１２３のうちの２つにはモータ電流検出部１１４，１１５が設けられ、各モータ電流検出部１１４，１１５は、ブラシレスモータ１０４に対し供給される３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの２つの電流、例えばＩｕ，Ｉｗを検出して相電流Ａ／Ｄ変換部１１６に出力する。この相電流Ａ／Ｄ変換部１１６では、モータ電流検出部１１４，１１５で検出された２つの電流Ｉｕ，Ｉｗに対するアナログ信号を２つの電流Ｉｕ，Ｉｗに対するデジタル信号Ｉｕａｄ，Ｉｗａｄに変換して、３相−ｄｑ変換部１１７に出力する。この３相−ｄｑ変換部１１７では、電流Ｉｕ，Ｉｗに対するデジタル信号Ｉｕａｄ，Ｉｗａｄに基づいて残りの電流Ｉｖに対応するデジタル信号Ｉｖａｄも計算される。３相−ｄｑ変換部１１７は、これらの３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対するデジタル信号Ｉｕａｄ，Ｉｖａｄ，Ｉｗａｄを２相のｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄａｃｔ，Ｉｑａｃｔに変換する。
【００１２】
レゾルバ１０６からの信号は、ＲＤ（レゾルバデジタル）変換部１１８に連続的に供給されている。ＲＤ変換部１１８は、ブラシレスモータ１０４における回転子の固定子に対する角度（モータ回転角または電気角）θを計算して、計算された角度θをｄｑ−３相変換部１１１と３相−ｄｑ変換部１１７に供給する。上記のレゾルバ１０６とＲＤ変換部１１８によってモータ回転角検出部が形成される。
【００１３】
図８は、モータ電流検出部１１４，１１５に用いられる電流センサの構造を示す模式図である。電流センサ２００は、孔２０１とギャップ２０２を有するＣ型形状の磁性体２０３と、ギャップ２０２内に設置されたホール素子２０４とホール素子２０４からのホール電圧を検出するための電極２０５，２０６とその検出されたホール電圧を増幅する増幅器２０７とホール素子２０４と増幅器２０７から成る系の温度ドリフトやばらつきに起因するオフセット値を学習し、記憶する記憶部２０８と、検出され、増幅された値を学習値に基づいてオフセットを補正し演算する演算部２０９を備えたオフセット補正部２１０とホール素子２０４に直流電流を流すための直流電源２１１から成っている。
【００１４】
この電流センサ２００を用いて電流路２１２（駆動電流路１２１，１２２，１２３のうちの２つに対応）に流れる電流を測定するためには、次のようにして行われる。電流センサ２００は、孔２０１に電流路２１２を通すようにして設置される。まず、電流を流して測定する前に、オフセット補正部２１０の記憶部２０８にホール素子２０４と増幅器２０７から成る系のオフセット値を学習し、記憶する。電流路２１２に電流が流れると電流路２１２の周りにその電流に比例した大きさの磁界が発生する。その磁界により、磁性体２０３は磁化し、それにより、磁性体２０３のギャップ２０２に磁束が発生する。その磁束により、ギャップ２０２内に設置した直流電源２１１により直流電流を流したホール素子２０４には電極２０５と電極２０６の間にホール電圧が発生する。そのホール電圧を増幅器２０７により増幅し、オフセット補正部２１０において、記憶部２０８に記憶された学習値に基づいて演算部２０９でオフセットを補正し出力する。このようにして、電流路２１２に流れる電流を検出するわけである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流センサは、オフセット値を学習するとき磁性体に残留磁束が存在したまま学習すると、その学習値に基づいて、検出された電流値を補正した場合、その補正電流検出値が実際の電流からずれてしまうという問題点がある。図９（ａ）は、実際に流れている電流（曲線Ｃ２）とそのときの電流センサ２００で検出し、磁性体に残留磁束が存在したまま学習した学習値により補正された補正電流検出値の電気角に対する変化（曲線Ｃ１）を示す図である。横軸は、電気角を表し、縦軸は、電流値を示す。また、図９（ｂ）には、図９（ａ）で示した電流をフィードバック制御に用いたときのモータトルクの電気角に対する変化を示す。理想状態の制御後の電流は、電気角０°のときに電流は０であり、電気角３６０°を１周期の正弦波で変化する。モータトルクは、曲線Ｃ３で示すようになる。一方、上記の電流センサによって検出し、誤って補正された補正電流検出値は、電気角０°で０ではなく、正弦波が縦軸に沿ってシフトし、電気角３６０°でもゼロとはならない。それによって、モータトルクは、電気角に対して、曲線Ｃ４のようにリップルを持つ特性となる。
【００１６】
図１０は、電動パワーステアリング装置において操舵トルクを決定する機構を示す図である。操舵トルクＴは、タイヤ負荷Ｔｔから、モータトルクＴＭを減じたものとなる。それゆえ、図９（ｂ）の曲線Ｃ４で示したようなモータトルクＴＭの変動（リップル）がある場合、操舵トルクＴは、やはり電気角３６０°を１周期とするリップルを生じる。それゆえ、舵角に対する操舵トルクの関係を示す曲線は、減速機構によって舵角と電気角が数十倍の関係にあるので、図１１に示すように電気角３６０°の周期を持つ、すなわち、電気角１次のトルクリップルを生じたものとなる。
【００１７】
このように、トルクリップルが発生した状態で、操舵トルクＴをトルクセンサ（操舵トルク検出部）により検出し、その検出値も振動し、その振動した検出値により目標トルクや目標電流を設定するため、正確なブラシレスモータの制御ができず、操舵フィーリングを良好なものにすることができないという問題点がある。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、車両起動時に電流センサのオフセット値を磁性体が残留磁束のない消磁した状態で学習し、その学習値に基づいてモータ電流を正確に求め、その値をフィードバック制御に用いることによって、正確なブラシレスモータの制御を行うことができ、良好な操舵フィーリングが得るための電動パワーステアリング装置における初期調整方法を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る電動パワーステアリング装置における初期調整方法は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００２０】
第１の電動パワーステアリング装置における初期調整方法（請求項１に対応）は、ステアリング系に補助トルクを付加するモータと、ステアリング系の操舵トルクを検出するトルクセンサと、少なくともトルクセンサからの操舵トルク信号に基づいてモータを駆動制御する制御手段と、制御手段からモータへ電流を流すための電流路と、電流路に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた電動パワーステアリング装置における初期調整方法において、モータは多相ブラシレスモータから成り、電流検出手段は、電流路に電流を流さない状態での検出値であるオフセット値を記憶するオフセット値記憶手段を備え、車両起動時に、２つの相の上記電流路の各々に交流電流を流す際に、初めの数周期分は減衰させずに同一の振幅パターンの交流電流を流し、その後、徐々に振幅が減衰する交流電流を流し、２つの相の電流路の各々に設けられた電流検出手段により検出される２つの相の交流電流の同一の振幅パターンの平均値から２つの電流検出手段の間のゲインずれ補正を行い、その後、電流路が無通電である時の電流検出手段のオフセット値をオフセット値記憶手段に記憶させることで特徴づけられる。
【００２１】
第１の電動パワーステアリング装置における初期調整方法によれば、電流検出手段は、電流路に電流を流さない状態での検出値であるオフセット値を記憶するオフセット値記憶手段を備え、車両起動時に、２つの相（Ｕ相、Ｗ相）の上記電流路の各々に交流電流を流す際に、初めの数周期分（数回）は減衰させずに同一の振幅パターンの交流電流を電流路に流し、その後、徐々に振幅が減衰する交流電流を電流路に流し、２つの相の交流電流の同一振幅パターン部分の平均値から２つの相の電流路に設けられた電流検出手段の間のゲインずれを補正し、その後電流路が無通電である時の電流検出手段のオフセット値をオフセット値記憶手段に記憶させるようにするため、２つの電流検出手段のゲインを同一にしてゲインずれを補正すると共に、電流検出手段の構成要素である磁性体の残留磁束を０にした状態、すなわち、消磁した状態でのオフセット値を記憶させ、その記憶したオフセット値に基づいて、電流検出手段はモータに流れる電流の検出値を補正し、モータ電流の正確な値に基づいてフィードバック制御を行うので、トルクリップルが生ぜず、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【００２２】
第２の電動パワーステアリング装置における初期調整方法（請求項２に対応）は、ステアリング系に補助トルクを付加するモータと、ステアリング系の操舵トルクを検出するトルクセンサと、少なくともトルクセンサからの操舵トルク信号に基づいてモータを駆動制御する制御手段と、制御手段からモータへ電流を流すための電流路と、電流路に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた電動パワーステアリング装置における初期調整方法において、モータは多相ブラシレスモータから成り、車両起動時に、徐々に減衰する交流電流を電流路に流し、電流路に流す交流電流を電流検出手段により検出される検出値によって確認することで電流検出手段の作動確認を行うことで特徴づけられる。
【００２３】
第２の電動パワーステアリング装置における初期調整方法によれば、車両起動時に、徐々に減衰する交流電流を電流路に流し、電流路に流す交流電流を前記電流検出手段により検出される検出値によって確認することで電流検出手段の作動確認を行うため、電流検出手段のオフセット値を記憶させるための手順も兼ねて電流検出手段が正常に動作しているかどうかの動作チェックを車両起動時に検査することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は電動パワーステアリング装置１０の全体構成を示す。電動パワーステアリング装置１０は例えば乗用車両に装備される。電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１に連結されるステアリング軸１２等に対して補助用の操舵力（操舵トルク）を与えるように構成されている。ステアリング軸１２の上端はステアリングホイール１１に連結され、下端にはピニオンギヤ１３が取り付けられている。ピニオンギヤ１３に対して、これに噛み合うラックギヤ１４ａを設けたラック軸１４が配置されている。ピニオンギヤ１３とラックギヤ１４ａによってラック・ピニオン機構１５が形成される。ラック軸１４の両端にはタイロッド１６が設けられ、各タイロッド１６の外側端には前輪１７が取り付けられる。上記ステアリング軸１２に対し動力伝達機構１８を介してブラスレスモータ１９が設けられている。ブラシレスモータ１９は、操舵トルクを補助する回転力（トルク）を出力し、この回転力を、動力伝達機構１８を経由して、ステアリング軸１２に与える。またステアリング軸１２には操舵トルク検出部２０が設けられている。操舵トルク検出部２０は、運転者がステアリングホイール１１を操作することによって生じる操舵トルクをステアリング軸１２に加えたとき、ステアリング軸１２に加わる当該操舵トルクを検出する。また２１は車両の車速を検出する車速検出部であり、２２はコンピュータで構成される制御装置である。制御装置２２は、操舵トルク検出部２０から出力される操舵トルク信号Ｔと車速検出部２１から出力される車速信号Ｖを取り入れ、操舵トルクに係る情報と車速に係る情報に基づいて、ブラシレスモータ１９の電流を制御する駆動制御信号ＳＧ１を出力する。またブラシモータ１９には、レゾルバ等によって構成されるモータ回転角検出部２３が付設されている。モータ回転角検出部２３の回転角信号ＳＧ２は制御装置２２に入力されている。上記のラック・ピニオン機構１５等は図１中で図示しないギヤボックス２４に収納されている。
【００２６】
上記において電動パワーステアリング装置１０は、通常のステアリング系の装置構成に対し、操舵トルク検出部２０、車速検出部２１、制御装置２２、ブラシレスモータ１９、動力伝達機構１８を付加することによって構成されている。
【００２７】
上記構成において、運転者がステアリングホイール１１を操作して自動車の走行運転中に走行方向の操舵を行うとき、ステアリング軸１２に加えられた操舵トルクに基づく回転力はラック・ピニオン機構１５を介してラック軸１４の軸方向の直線運動に変換され、さらにタイロッド１６を介して前輪１７の走行方向を変化させようとする。このときにおいて、同時に、ステアリング軸１２に付設された操舵トルク検出部２０は、ステアリングホイール１１での運転者による操舵に応じた操舵トルクを検出して電気的な操舵トルク信号Ｔに変換し、この操舵トルク信号Ｔを制御装置２２へ出力する。また車速検出部２１は、車両の車速を検出して車速信号Ｖに変換し、この車速信号Ｖを制御装置２２へ出力する。制御装置２２は、操舵トルク信号Ｔおよび車速信号Ｖに基づいてブラシレスモータ１９を駆動するためのモータ電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を発生する。ブラシレスモータ１９は３相ブラシレスモータであり、そのモータ電流はＵ相とＶ相とＷ相から成る３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。上記の駆動制御信号ＳＧ１は３相電流であるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗである。かかるモータ電流によって駆動されるブラシレスモータ１９は、動力伝達機構１８を介して補助操舵力をステアリング軸１２に作用させる。以上のごとくブラシレスモータ１９を駆動することにより、ステアリングホイール１１に加えられる運転者による操舵力が軽減される。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置における初期調整方法で用いるモータ制御部のブロック構成図である。モータ制御部２５は、制御装置２２に設けられた図７で示したモータ制御部１００に初期調整用コントローラ２６が付加された構成となっている。初期調整用コントローラ以外の構成要素は従来のものと同様であるので符号を同一とし、説明を省略する。
【００２９】
初期調整用コントローラ２６は、車両起動時での電動パワーステアリング装置における電流センサの初期調整を行うものであり、例えば、イグニッションキーがスイッチオンになったときに動作する装置である。初期調整用コントローラ２６は、ＰＷＭ電圧発生部１１２に後述の初期調整方法に従った手順が実行されるようにコントロール信号を送りモータ制御部２５を制御する。この初期調整用コントローラ２６は制御装置２２のコンピュータに内蔵させることができる。また、電流センサ（電流検出手段）１１４，１１５は、図８で示したものと同様であり、電流路１２１，１２３に電流を流さない状態での検出値であるオフセット値を記憶するオフセット値記憶部（記憶部２０８）を備えている。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置における初期調整方法の手順を示す図である。その手順は、電流センサが設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程Ｓ１０と電流路に流す電流を０Ａの状態（無通電）で電流センサの検出値（増幅器からの出力）を求める工程Ｓ１１と検出値を記憶部に記憶（学習）する工程Ｓ１２から成るものである。これらの工程を車両起動時に実行して、徐々に減衰する交流電流を電流路に流し、その後電流路が無通電である時の電流センサのオフセット値をオフセット値記憶部に記憶させる。また、徐々に減衰する交流電流を電流路に流し、電流路に流す交流電流を電流センサにより検出される検出値によって確認することで電流センサの作動確認を行う。
【００３１】
電流センサが設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程Ｓ１０は、車両起動時に行い、図４で示すように図２のＰＷＭ電圧発生部１１２から発生するＰＷＭ制御電圧信号ＵＨ，ＵＬ（Ｕ相電圧）、ＷＨ，ＷＬ（Ｗ相電圧）が所定の時間幅ｄＴで、すなわち、モータの時定数以下の例えば２ｍｓの幅を持つ矩形波で徐々に減衰するように、例えば、イグニッションキーがスイッチオンになったときに、初期調整用コントローラ２６からのコントロール信号が図２で示したＰＷＭ電圧発生部に送られ、Ｕ相電圧が波形Ｃ１０、Ｗ相電圧が波形Ｃ１１のように出力される。
【００３２】
ＰＷＭ電圧発生部１１２から出力したＵ相電圧とＷ相電圧によりインバータ回路からは電流路１２１、１２３に、図４の波形Ｃ１２，Ｃ１３で示す徐々に減衰する交流電流が流れる。
【００３３】
図５は、この工程Ｓ１０においての初期調整用コントローラによりモータ制御部でなされる処理フローチャートを示す。まず、初期調整用コントローラ２６は、オフセット学習通電完了フラグセットされたかどうかを判断する（ステップＳ２０）。すなわち、このフラグがセットされている場合には、通電を完了した状態であることを示し、フラグがセットされていない場合には、通電が完了していない場合を示す。
【００３４】
フラグがセットされていない場合、カウンタのインクリメントが行われる（ステップＳ２１）。次に、カウンタの値が偶数かどうかを判断する（ステップＳ２２）。カウンタが偶数ではない場合、すなわち、カウンタが奇数である場合、Ｕ相電圧が、中点電圧Ｖｃに電圧ＶＳを加えた電圧として、ＰＷＭ電圧発生部１１２から出力させ、Ｗ相電圧が、中点電圧Ｖｃに電圧ＶＳを減じた電圧として、ＰＷＭ電圧発生部１１２から出力させる（ステップＳ２３ａ）。このときの出力電圧は、図４のＣ１０−１、Ｃ１１−１で示す。また、カウンタが偶数である場合、Ｕ相電圧が、中点電圧Ｖｃから電圧ＶＳを減じた電圧として、ＰＷＭ電圧発生部１１２から出力させ、Ｗ相電圧が、中点電圧Ｖｃに電圧ＶＳを加えた電圧として、ＰＷＭ電圧発生部１１２から出力させる（ステップＳ２３ｂ）。
【００３５】
次に、このときに電流路１２１，１２３に流れる電流Ｉｕ，ＩＷを電流センサにより検出し、それらの値の差を求め、その値が所定値より大きいか、小さいかを判断する（ステップＳ２４）。このとき、所定値より大きい場合、少なくとも１つの電流センサが故障しているとして、センサエラー処理を行う。これにより、電流値の絶対値が同一か確認することにより、電流センサの故障確認を行うことができる。
【００３６】
その値が所定値以下の場合、電圧ＶＳから固定値ＶＶを引いた値を新たな電圧ＶＳとし（ステップＳ２５）、その電圧ＶＳが所定値以下であるかどうか判断する（ステップＳ２６）。所定値以下ではない場合、スタートに戻る（ステップＳ２７）。また、再び２ｍｓでこのサイクルを繰り返す。それにより、図４のＣ１０−３、Ｃ１１−３で示す出力電圧となる。
【００３７】
電圧ＶＳが所定値以下となった場合、すなわち出力電圧が図４のＣ１０−ｎ，Ｃ１１−ｎ（ｎは自然数）示す値になったとき、電圧ＶＳ＝０とし（ステップＳ２８）、オフセット学習通電完了フラグセットをし（ステップＳ２９）、終了する。
【００３８】
上記の手順により、電流路１２１，１２３には、曲線Ｃ１２で示すＵ相電流と曲線Ｃ１３で示すＷ相電流が流れる。
【００３９】
図６は、上記のようにして電流路１２１，１２３に電流を流したときの図８で示した電流センサ２００の磁性体２０３のギャップ２０２に発生する磁束密度の変化を示す。徐々に減衰する交流電流を流すことにより、磁性体２０３は、曲線Ｃ２０に沿って徐々に小さなヒステリシス曲線をたどり、原点に収束する。これにより、磁性体は、消磁される。
【００４０】
なお、この工程（Ｓ１０）では、ＰＷＭ電圧発生部１１２から発生するＰＷＭ制御電圧信号であるＵ相電圧、Ｗ相電圧が所定の時間幅の矩形波で徐々に減衰するように出力させるようにしたが、それらの出力のうち初めの数回は減衰させずに同一パターンで出力させ、その後、徐々に減衰するように出力させるようにしてもよい。このとき、初めの数回の出力による２つの電流センサにより検出されるＵ相電流とＷ相電流の振幅の平均をとり、Ｕ相電流とＷ相電流のゲインを同一とすることにより、Ｕ相電流、Ｗ相電流を検出する２つの電流センサのゲインずれ補正を行うことができる。
【００４１】
電流路１２１，１２３に流す電流を０Ａの状態（無通電）で電流センサ２００の検出値を求める工程Ｓ１１は、工程Ｓ１０で電流センサ２００の磁性体２０３が消磁された状態で電流路１２１，１２３に電流を流さないときに電流センサ２００の増幅器２０７からの出力（検出値）を検出する。このとき、磁束密度０のときの検出値を検出するため、電流センサのうちのホール素子と増幅器からなる系の磁束密度０でのオフセット値を測定することができる。
【００４２】
検出値を記憶部に記憶（学習）する工程Ｓ１２では、工程Ｓ１１で検出したオフセット値を記憶部に記憶する。
【００４３】
次に、この初期調整方法を用いて学習したときの電流センサの動作について図８を用いて説明する。
電流センサ２００は、孔２０１に電流路２１２を通すようにして設置されている。まず、車両起動時に電流センサ２００が設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程Ｓ１０を行う。それにより、電流センサの磁性体が消磁された状態となる。次に、オフセット補正部２１０の記憶部２０８にホール素子２０４と増幅器２０７から成る系のオフセット値を学習し、記憶する。
【００４４】
この初期調整をした状態で、電動パワーステアリング装置を作動させ、電流路２１２に電流が流れると電流路２１２の周りにその電流に比例した大きさの磁界が発生する。その磁界により、磁性体２０３は磁化し、それにより、磁性体２０３のギャップ２０２に磁束が発生する。その磁束により、ギャップ２０２内に設置した直流電源２１１により直流電流を流したホール素子２０４には電極２０５と電極２０６の間にホール電圧が発生する。そのホール電圧を増幅器２０７により増幅し、オフセット補正部２１０において、記憶部２０８に記憶された学習値に基づいて演算部２０９でオフセットを補正し出力する。
【００４５】
このときのオフセット値は、学習するとき磁性体の残留磁束がない状態、すなわち、消磁した状態で学習した値であるから、その学習値に基づいて、検出された電流値を補正するので、その補正電流検出値は実際の電流と一致する。それゆえ、この電流値をフィードバック制御に用いるため、モータトルクは、電気角に対して、図９に示した曲線Ｃ４のようなリップルは生じない。したがって、操舵トルクＴは、電気角３６０°を１周期とするリップルを生じない。
【００４６】
このように、電流検出手段の構成要素である磁性体の残留磁束を０にした状態、すなわち、消磁した状態でのオフセット値を記憶させ、その記憶したオフセット値に基づいて、電流検出手段は電動機に流れる電流の検出値を補正し、モータ電流の正確な値に基づいてフィードバック制御を行うので、トルクリップルが生ぜず、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【００４７】
また、この方法により電流検出手段のオフセット値を記憶させるための手順も兼ねて電流検出手段が正常に動作しているかどうかの動作チェックを車両起動時に検査することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００４９】
電流検出手段は、電流路に電流を流さない状態での検出値であるオフセット値を記憶するオフセット値記憶手段を備え、車両起動時に、徐々に減衰する交流電流を電流路に流し、その後電流路が無通電である時の電流検出手段のオフセット値をオフセット値記憶手段に記憶させるようにするため、電流検出手段の構成要素である磁性体の残留磁束を０にした状態、すなわち、消磁した状態でのオフセット値を記憶させ、その記憶したオフセット値に基づいて、電流検出手段は電動機に流れる電流の検出値を補正し、モータ電流の正確な値に基づいてフィードバック制御を行うので、トルクリップルが生ぜず、良好な操舵フィーリングを得ることができる。
【００５０】
また、車両起動時に、徐々に減衰する交流電流を前記電流路に流し、前記電流路に流す前記交流電流を前記電流検出手段により検出される検出値によって確認することで前記電流検出手段の作動確認を行うため、電流検出手段のオフセット値を記憶させるための手順も兼ねて電流検出手段が正常に動作しているかどうかの動作チェックを車両起動時に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の全体構成である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置で用いられるブラシレスモータの電流を制御するためのモータ制御部を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置における初期調整方法の手順を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置における初期調整方法におけるＵ相電圧とＷ相電圧とＵ相電流とＷ相電流の波形を示す図である。
【図５】電流センサが設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程においての初期調整用コントローラによりモータ制御部でなされる処理フローチャートである。
【図６】電流センサが設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程において電流路に電流を流したときの電流センサの磁性体のギャップに発生する磁束密度の変化を示す。
【図７】ブラシレスモータの電流を制御するための従来のモータ制御部を示すブロック構成図である。
【図８】電流センサの構造を示す模式図である。
【図９】実際に流れている電流（曲線Ｃ２）と初期調整方法を実行していない電流センサで検出される電流値の電気角に対する変化（曲線Ｃ１）を示す図である。
【図１０】電動パワーステアリング装置においてハンドルトルクを決定する機構を示す図である。
【図１１】舵角に対するハンドルトルクの関係を示す図である。
【符号の説明】
１０ 電動パワーステアリング装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリング軸
１３ ピニオンギヤ
１４ ラック軸
１５ ラック・ピニオン機構
１６ タイロッド
１７ 前輪
１８ 動力伝達機構
１９ ブラシレスモータ
２０ 操舵トルク検出部
２１ 車速検出部
２２ 制御装置
２３ モータ回転角検出部
２４ ギヤボックス
２５ モータ制御部
２６ 初期調整用コントローラ
１２１，１２２，１２３ 電流路
１１４，１１５ モータ電流検出部
２００ 電流センサ
２０８ 記憶部
Ｓ１０ 電流センサが設置された電流路に０Ａまで減衰する交流電流を流す工程
Ｓ１１ 電流路に流す電流を０Ａの状態（無通電）で電流センサの検出値（増幅器からの出力）を求める工程
Ｓ１２ 検出値を記憶部に記憶（学習）する工程

Claims (2)

1. ステアリング系に補助トルクを付加するモータと、前記ステアリング系の操舵トルクを検出するトルクセンサと、少なくとも前記トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて前記モータを駆動制御する制御手段と、前記制御手段から前記モータへ電流を流すための電流路と、前記電流路に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた電動パワーステアリング装置における初期調整方法において、
   前記モータは多相ブラシレスモータから成り、
   前記電流検出手段は、前記電流路に電流を流さない状態での検出値であるオフセット値を記憶するオフセット値記憶手段を備え、
   車両起動時に、２つの相の前記電流路の各々に交流電流を流す際に、初めの数周期分は減衰させずに同一の振幅パターンの前記交流電流を流し、その後、徐々に振幅が減衰する前記交流電流を流し、
   ２つの相の前記電流路の各々に設けられた前記電流検出手段により検出される２つの相の前記交流電流の前記同一の振幅パターンの平均値から２つの前記電流検出手段の間のゲインずれ補正を行い、
   その後、前記電流路が無通電である時の前記電流検出手段の前記オフセット値を前記オフセット値記憶手段に記憶させることを特徴とする電動パワーステアリング装置における初期調整方法。
2. ステアリング系に補助トルクを付加するモータと、前記ステアリング系の操舵トルクを検出するトルクセンサと、少なくとも前記トルクセンサからの操舵トルク信号に基づいて前記モータを駆動制御する制御手段と、前記制御手段から前記モータへ電流を流すための電流路と、前記電流路に流れる電流を検出する電流検出手段と、を備えた電動パワーステアリング装置における初期調整方法において、
   前記モータは多相ブラシレスモータから成り、
   車両起動時に、徐々に減衰する交流電流を前記電流路に流し、前記電流路に流す前記交流電流を前記電流検出手段により検出される検出値によって確認することで前記電流検出手段の作動確認を行うことを特徴とする電動パワーステアリング装置における初期調整方法。

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