JP4048082B2

JP4048082B2 - 操舵装置のモータ駆動方法

Info

Publication number: JP4048082B2
Application number: JP2002188003A
Authority: JP
Inventors: 洋古海; 修鶴宮; 和彦稲葉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2004032941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は操舵装置のモータ駆動方法に関し、特に、ステアリング系に２つのモータを設け、当該ステアリング系に対して例えば操舵力補助を行う操舵装置のモータ駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電動パワーステアリング装置は、自動車を運転中、運転者がステアリングホイール（操舵ハンドル）を操作するとき、モータを連動させて操舵力を補助する支援装置である。電動パワーステアリング装置では、運転者のハンドル操作によりステアリング軸に生じる操舵トルクを検出する操舵トルク検出部からの操舵トルク信号、および、車速を検出する車速検出部からの車速信号を利用し、モータ制御部の制御動作に基づいて補助操舵力を出力する支援用モータを駆動制御し、運転者の操舵力を軽減している。モータ制御部の制御動作では、上記の操舵トルク信号と車速信号に基づきモータに通電するモータ電流の目標電流値を設定し、この目標電流値に係る信号（目標電流信号）と、モータに実際に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出部からフィードバックされるモータ電流信号との差を求め、この偏差信号に対して比例・積分の補償処理（ＰＩ制御）を行い、モータを駆動制御する信号を発生させている。
【０００３】
従来では電動パワーステアリング装置は主に小型車用に開発されてきたが、特に近年、省燃費や車両制御範囲の拡大等の観点から大型車（２０００ｃｃクラス以上の乗用車等）にも装備する必要性が生じてきた。大型車に電動パワーステアリング装置を適用する場合には、車両重量が大きいため、１つのモータを用いる構成では、大きな補助力を出力する大型のモータが要求される。このため、モータのサイズが大きくなり、実車への取付けレイアウト性（搭載性）が悪化し、さらに規格品以外の専用の大型モータとそのモータ制御駆動部が必要となり、製作コストが上昇することになる。そこで、従来、上記のような大型車の電動パワーステアリング装置に適した構成として、２つの支援用モータを用いた構成が提案されている（特表２００１−５２５２９２号公報、特開２００１ー２６０９０８号公報、特開２００１−１５１１２５号公報等）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
２つのモータを用いて電動パワーステアリング装置を構成するときには次のような問題が提起される。
【０００５】
２つのモータを用いるときには各モータに対してモータ制御駆動部が設けられる。制御装置（ＥＣＵ）に２つのモータ制御駆動部を設けるとき、これらのモータ制御駆動部の間でバラツキが生じるおそれがある。かかるバラツキが生じると、２つのモータの各々の印加電圧において差が生じる。その結果、モータ特性にバラツキが生じ、２つのモータが発生するアシスト推力と動作速度に差が生じる。しかし、２つのモータの各出力軸に対して共通のギヤ機構を設け、このギヤ機構を介してラックシャフトに結合されるようにすることにより、上記の２つのモータの差を吸収してラックシャフトを動作させることができる。このとき、２つのモータの発生トルクや回転数の差は、出力の大きい方のモータの当該出力を減少させることによってバランスをとることになる。このような場合において、２つのモータのバラツキの程度が大きい組合せになると、最終的なモータ出力の低下が大きくなり、制御装置から予め設定されたモータ制御信号をモータに与えたとしても、モータ出力が不足するという不具合が生じる。特に車両走行中において操舵ハンドルの切り始めや切り戻しの状態が生じると、モータ出力の不足が原因で操舵フィーリングの悪化および制御性の悪化を避けることができない。さらにまた大きなモータ出力を必要とする大型車は高価格車である場合が多いので、電動パワーステアリング装置での２つのモータの間のバラツキに起因する操舵フィーリングの不良をなくすことは重要である。
【０００６】
さらに、モータの回転方向が変化する中立付近、あるいは操舵ハンドルの切り戻し時では、モータ制御駆動部のバラツキに起因して瞬間的にいずれかのモータの回転が反対向きになる場合が生じ、２つのモータの間でアシスト推力が瞬間的に反対になって打消し合い、応答性が悪化するというおそれもある。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、２つのモータを備えて成る電動パワーステアリング装置等のごとき操舵装置において、２つのモータおよび各モータの制御駆動部の動作に関するバランスをとり、操舵フィーリングを向上し、制御性を高め、さらに常に良好な応答性を生じる操舵装置のモータ駆動方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る操舵装置のモータ駆動方法は、上記目的を達成するために、次の通り構成される。
【０００９】
第１の操舵装置のモータ駆動方法（請求項１に対応）は、ステアリング系に２つのモータを設け、ステアリングホイールが操作されて操舵トルクがステアリング軸に入力されたとき操舵トルク検出部で操舵トルクを検出して操舵トルク信号を発生し、この操舵トルク信号に基づき条件に応じて２つのモータを動作させて操舵トルクを補助するアシスト推力をステアリング軸に与えるように構成された操舵装置に適用されるモータ駆動方法であり、操舵トルク信号に基づき操舵トルクの発生または反転の有無を判定するステップと、操舵トルク零付近からの操舵トルクの発生、または操舵トルクの反転があると判定されたときに２つのモータのうち一方のモータのみを最初に動作させるステップと、一方のモータのアシスト推力が規定トルクに到達したか否かを判定するステップと、一方のモータのアシスト推力が規定トルクに到達したと判定されたときに、一方のモータの動作を継続すると共に、２つのモータのうちの他方のモータを動作させ、２つのモータが同時に出力するアシスト推力をステアリング軸に与えるステップと、を有する方法である。
【００１０】
上記のモータ駆動方法では、例えば電動パワーステアリング装置において、操舵トルク信号に基づき操舵トルク零付近にて操舵トルクの発生、または操舵トルクの反転の有無を判定するステップを有し、このステップで操舵トルクの発生または反転があると判定されたときに、運転者が操舵ハンドルを切り始める初期の段階、すなわち操舵力支援用モータによる操舵補助力（アシスト推力）が小さい領域においては常に２つのモータのうち一方のモータだけを起動させ、一方のモータのアシスト推力が規定トルクに到達するまで１つのモータのみで操舵させる。操舵初期の小トルク領域においては１台のモータだけでも十分に操舵力を得ることができることから、２台のモータを同時に起動させないようにした。この構成によれば、２台のモータを同時に起動させることで生じる制御開始時間差に起因するトルク変動の発生をなくす。これによりスムーズな制御を行うことを可能にする。
【００１１】
第２の操舵装置のモータ駆動方法（請求項２に対応）は、上記第１の方法において、好ましくは、最初に動作する一方のモータには２つのモータを交互に交代させて用いる方法である。この方法によれば、２つのモータおよび各モータの制御駆動部に操舵初期に交互に動作させるので、各モータに均等な作動回数を与えることが可能になる。
【００１２】
第３の操舵装置のモータ駆動方法（請求項３に対応）は、上記第１の方法において、好ましくは、最初に動作する一方のモータは２つのモータうちの同じモータであることで特徴づけられる。切り始めのモータを常に一方の同じモータとすることによって、２つのモータを作動回数で差別化し、両方のモータが相次いで故障する可能を少なくすることが可能となる。
【００１３】
第４の操舵装置のモータ駆動方法（請求項４に対応）は、上記の各方法において、好ましくは、２つのモータのうちのいずれか一方のみが動作しているときにモータ故障検知を行うことで特徴づけられる。２つのモータの起動タイミングを異ならせるモータ駆動方法を採用することによって、モータ動作状態において状態の違いを与え、操舵時期における操舵状態からどちらのモータが故障したかを検出することが可能となる。
【００１４】
第５の操舵装置のモータ駆動方法（請求項５に対応）は、上記の各方法において、好ましくは、２つのモータの各出力能力（モータサイズや出力特性）が異なることで特徴づけられる。装備された２つの支援用モータの大きさを変えることにより、トルクが必要な場合または応答性が必要な場合など制御の目的に応じて最適な制御を行うことが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、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。
【００１６】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００１７】
図１に本発明に係る操舵装置の代表的な実施形態を示す。この実施形態では操舵装置として電動パワーステアリング装置の例を説明する。図１を参照して本実施形態による電動パワーステアリング装置の全体的構成を説明する。電動パワーステアリング装置１０は主に大型の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（操舵ハンドル）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に対して、動力伝達機構１８Ａ，１８Ｂを介して２つのモータ１９Ａ，１９Ｂが設けられている。これらの２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのそれぞれは、後述するごとき各種の設計内容（出力能力等）、適宜な起動タイミング、および動作内容で独立に動作され、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、それぞれの動力伝達機構１８Ａ，１８Ｂを経由して、ステアリング軸１２に与える。
【００１８】
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（マイクロコンピュータ等）で構成される制御装置（ＥＣＵ）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を適宜に用いて、モータ１９Ａ，１９Ｂの動作を制御する駆動制御信号ＳＧ１Ａ，ＳＧ１Ｂを出力する。またモータ１９Ａ，１９Ｂにはモータ回転角検出部２３Ａ，２３Ｂが付設されている。モータ回転角検出部２３Ａ，２３Ｂの回転角（電気角）に係る信号ＳＧ２Ａ，ＳＧ２Ｂ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。
【００１９】
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、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂ、動力伝達機構１８Ａ，１８Ｂを付加することによって構成されている。
【００２０】
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等に基づいて２台のモータ１９Ａ，１９Ｂを所定の動作手順で駆動するためのモータ電流を発生する。このモータ電流によって駆動されるモータ１９Ａ，１９Ｂは、動力伝達機構１８を介して補助の操舵トルクをステアリング軸１２に作用させる。以上のごとくモータ１９Ａ，１９Ｂを所定のモータ駆動方法に基づいて動作させることにより、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。
【００２１】
上記制御装置２２は、上記の２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのそれぞれに関して、個別に、図２に示されるごとく目標電流決定部３１と制御部３２を備える。図２では、モータ１９Ａ用の目標電流決定部と制御部のみが示されている。
【００２２】
目標電流決定部３１は、主に操舵トルク信号Ｔに基づいて目標補助トルクを決定し、この目標補助トルクをモータ１９Ａから供給させるために必要となる目標電流値に係る信号（目標電流信号）ＩＴを出力する。図２中で示されたＴ−ＩＴ変換特性は一例である。
【００２３】
制御部３２は、図３に示されるごとく、偏差演算部４１とモータ制御部４２とモータ駆動部４３と電流値検出部４４によって構成される。モータ制御部４２は偏差電流制御部４５とＰＷＭ信号生成部４６とから成る。偏差電流制御部４５は、偏差演算部４１から与えられる電流信号に基づきモータ電流を制御するための駆動電流信号を生成し出力する。ＰＷＭ信号生成部４６は、偏差電流制御部４５から与えられる駆動電流信号に基づいてモータ１９ＡをＰＷＭ運転するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する。モータ駆動部４３は、ゲート駆動回路部４７とモータ駆動回路（４つのＦＥＴで形成されるＨ型ブリッジ回路）４８とから成る。ゲート駆動回路部４７は、上記駆動制御信号（ＰＷＭ信号）に基づいてモータ駆動回路４８をスイッチング動作させる。
【００２４】
以上により、制御装置２２は、操舵トルク検出部２０によって検出された操舵トルクＴに基づいてバッテリ電源４９からモータ１９Ａへ供給するモータ電流をＰＷＭ制御し、モータ１９Ａが出力する動力（補助操舵トルク）を制御する。他のモータ１９Ｂについても、上記と同様な制御構成が別途に設けられる。
【００２５】
上記構成を有する制御装置２２によって制御される２台のモータ１９Ａ，１９Ｂについて、上記制御装置２２によれば、さらに２台のモータの動作順序について以下の通りの制御が行われる。
【００２６】
次に、制御装置２２に基づく上記の２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は、制御装置２２内の記憶部に用意された２台のモータに係るモータ駆動方法のプログラムをＣＰＵで実行することによって実施される。
【００２７】
図４を参照して本実施形態による第１のモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は、ステアリングホイール１１の切り始め時等における電動パワーステアリング装置１０のアシスト推力が小さい領域（操舵初期：小トルク領域）の場合に適用される。このモータ駆動方法では、操舵初期において２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのうち一方のモータのみで操舵力補助を行うように構成される。また第１のモータ駆動方法では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの規格・出力特性は同じであることを条件としている。
【００２８】
図４において、運転者がステアリングホイール１１を操作して切り始めまたは切り戻しを行うとき、操舵トルク検出部２０で検出された当該操作状態の操舵トルクに係る信号が制御装置２２に入力される。制御装置２２では、操舵トルク検出部２０からの検出信号を入力し（ステップＳ１１）、上記操作状態に対応する操舵トルクの発生または操舵トルクの反転があったか否かを判定する（判断ステップＳ１２）。判断ステップＳ１２でＮＯであるときには、ステップＳ１１，Ｓ１２を繰り返す。判断ステップＳ１２でＹＥＳであるときには、次のステップＳ１３を実行する。ステップＳ１３によれば、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのうち一方のモータ（例えばモータ１９Ａ）が起動され、アシスト推力が出力される。次の判断ステップＳ１４で一方のモータ１９Ａによるアシスト推力が規定トルクに到達したと判定されるまで、モータ１９Ａによる動作が継続される。規定トルクか否かの判定に用いられる信号としては、前述の操舵トルク信号Ｔを用いてもよいし、モータ１９Ａから検出できるトルク信号を用いてもよい。規定トルクに到達するまで、ステップＳ１３，Ｓ１４が繰り返される。判断ステップＳ１４でモータ１９Ａによるアシスト推力が規定トルクに到達したと判定されると、次のステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、２台モータ１９Ａ，１９Ｂに関して、前述の一方のモータの動作を継続すると共に、さらに他方のモータ（この場合ではモータ１９Ｂ）が起動されてそのアシスト推力が出力される。従って、ステップＳ１５が実行される時点では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂによって出力されるアシスト推力がステアリング系に与えられる。
【００２９】
上記の第１のモータ駆動方法によれば、小トルク領域では２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのうちの一方のモータのみを動作させて操舵力補助を行うようにしているので、２台のモータを同時に起動することによる制御開始時間差のトルク変動が生ぜず、切り始め等においてスムーズなアシストを行うことができる。また規定トルクに到達した後には２台のモータ１９Ａ，１９Ｂを同時に動作させて大きなアシスト推力を出すようにしている。
【００３０】
また２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの起動タイミングを必要なアシスト推力に応じてずらすようにしたため、２台のモータに関するバラツキが大きい場合のトルク干渉による出力低下をなくすことができ、出力に対して安定した制御を行うことができる。特に、トルク変動を感じやすい走行中の切り始め時や切り戻し時などのアシスト推力が小さい領域において、トルク変動の少ない制御を行うことができる。
【００３１】
上記の第１のモータ駆動方法で、判断ステップＳ１２では規定トルクに到達したか否かが判定されたが、トルク量で判定する代わりに、規定デューティー(DUTY)に到達したか否かという判断ステップを設けることも可能である。この方法では、モータに供給されるモータ電流の量を決定する前述のＰＷＭ信号のデューティーの状態で判定を行うようにしている。このように判断ステップＳ１２での規定値を変えることができる。
【００３２】
図５を参照して第２のモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は、ステアリングホイール１１の切り始め時等の操舵初期に用いられるモータとして、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂを交互に用いるようにした方法である。この構成によって、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの動作頻度を均等にする。第２のモータ駆動方法では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの規格・出力特性は同じであることを条件としている。
【００３３】
図５に示されたモータ駆動に係る制御手順は、モータ駆動方法の全体から見ると、図４に示されたステップＳ１２，Ｓ１４の間に挿入される。所定の操舵トルク状態が検出され（ステップＳ１２）、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの一方を起動しようとするとき、図５に示されたステップＳ２１〜Ｓ２５が実行され、前述したステップＳ１３で最初に起動すべきモータが決定される。
【００３４】
第２のモータ駆動方法によれば、アシスト推力を生じさせるという前提の下で、最初に操舵開始処理が実行される（ステップＳ２１）。その後、作動開始モータの履歴フラグがチェックされる（ステップＳ２２）。ここで２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの動作履歴フラグの状態が確認される。次のステップＳ２３では、前回使用していない側のモータが選択され、当該モータの操舵開始が実行される。この結果、前述したステップＳ１３が実施されることになる。その後のステップＳ２４，Ｓ２５は後処理のためのステップである。すなわち、操舵が完了したこと（ステップＳ２４）を条件に、操舵初期に最初に起動されたモータに係る履歴フラグを更新しておく（ステップＳ２５）。
【００３５】
第２のモータ駆動方法によれば、操舵初期に起動されるモータとして、上記２台のモータ１９Ａ，１９Ｂが交互に分けて使用される。これによって、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂは操舵初期で交互に使用され、２つのモータの動作頻度は等しくされる。その結果、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂと各モータの制御駆動部に対して均一な負荷を与えることができ、その寿命を均一化することができる。
【００３６】
次に図６を参照して第３のモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は前述の第１あるいは第２のモータ駆動方法の変形例である。このモータ駆動方法は、ステアリングホイール１１の切り始め時等の操舵初期に用いられるモータに関して、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのそれぞれを右方向用と左方向用に割り当てて動作させるようにしたものである。右方向操舵と左方向操舵は走行中においてほぼ同じ割合で生じるで、この構成によって２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの動作頻度を均等にすることが可能となる。第３のモータ駆動方法では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの規格・出力特性は同じであることを条件としている。図６の制御手順において、図５に示したステップと同一のステップには同一の符号を付している。
【００３７】
図６に示したフローチャートにおいて、操舵開始の処理ステップＳ２１の後に操舵方向判別の判断ステップＳ３１が設けられる。判断ステップＳ３１で左方向と判定されたときには、３つのステップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４が実行される。これらのステップＳ３２〜Ｓ３４は、図４で示したステップＳ１３〜Ｓ１５のそれぞれに実質的に同じである。また判断ステップＳ３１で右方向と判定されたときには、３つのステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ３７が実行される。これらのステップＳ３５〜Ｓ３７も、図４で示したステップＳ１３〜Ｓ１５のそれぞれに実質的に同じである。最後には操舵完了の処理Ｓ２５が行われる。
【００３８】
第３のモータ駆動方法によれば、操舵初期に用いられるモータを２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのそれぞれ右方向用と左方向用に割り当てて起動させることにより２台のモータの動作頻度を均等にでき、寿命を均一化できる。
【００３９】
次に図７を参照して第４のモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は第１のモータ駆動方法の変形例である。このモータ駆動方法では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのそれぞれに対してメインモータとサブモータの関係が与えられると共に、操舵初期に使用されるモータが常にメインモータであるとして決められている。２台のモータの規格・出力特性は同じであってもよいし、同じでなくともよい。図７に示したフローチャートにおいて、図４で示したステップと実質的に同一のステップには同一の符号を付している。
【００４０】
図７において、運転者がステアリングホイール１１を操作して切り始めまたは切り戻しを行うとき、制御装置２２では、操舵トルク検出部２０からの検出信号を入力し（ステップＳ１１）、上記操作状態に対応する操舵トルクの発生または操舵トルクの反転があったか否かを判定する（判断ステップＳ１２）。判断ステップＳ１２でＮＯであるときには、ステップＳ１１，Ｓ１２を繰り返す。判断ステップＳ１２でＹＥＳであるときには、ステップＳ４１を実行する。ステップＳ４１によれば、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのうちのメインモータが起動され、アシスト推力が出力される。次の判断ステップＳ４２でメインモータによるアシスト推力が規定値（規定トルクまたは規定デューティー）に到達したと判定されるまで、メインモータによる動作が継続される。すなわちステップＳ４１，Ｓ４２が繰り返される。判断ステップＳ４２でメインモータによるアシスト推力が規定値に到達したと判定されると、次のステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、上記メインモータの動作継続中に、併せて２台モータ１９Ａ，１９Ｂのうちの残りのサブモータが起動されてそのアシスト推力が出力される。従って、ステップＳ４３が実行される時点では、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂによってアシスト推力がステアリング系に与えられる。
【００４１】
上記の第４のモータ駆動方法によれば、小トルク領域ではメインモータのみを動作させて操舵力補助を行うようにしているので、２台のモータを同時に起動することによる制御開始時間差のトルク変動が生ぜず、切り始め等においてスムーズな操舵力補助を行うことができる。
【００４２】
また２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの起動タイミングを、必要とされるアシスト推力に応じてずらすようにしたため、２台のモータに関するバラツキが大きい場合のトルク干渉による出力低下をなくすことができ、出力に対して安定した制御を行うことができる。特に、トルク変動を感じやすい走行中の切り始め時や切り戻し時などのアシスト推力が小さい領域において、トルク変動の少ない制御を行うことができる。
【００４３】
さらに第４のモータ駆動方法によれば、２台のモータのうちメインモータを操舵初期で用いることにより、２台のモータの回転総数を異ならせることができ、モータの寿命差を創出することができる。このため、２つのモータが同時に故障する可能性を小さくすることができる。また一方のモータが故障を生じたときには、アシストトルクの値をモニタすることによりいずれのモータが故障したかを推定することができる。例えば、切り始めにトルクが出ない場合には切り始め側のメインモータが故障した推定でき、アシストトルクが必要な状況でトルクが出ない場合にはサブモータが故障したと推定できる。
【００４４】
２台のモータ１９Ａ，１９Ｂについてメインモータとサブモータに分け、モータの大きなすなわち規格・出力特性を大小に区分けするように構成することができるため、トルクが必要な場合と応答性が必要な場合とに応じて最適な制御を実現することができる。すなわち、大きなモータを切り始め領域に用いることにより、小さなモータを駆動させるときに十分なトルクが出ており、その結果、２つ目のモータが駆動し始めるときのトルク変動の相対値を小さくでき、操舵フィーリングを良くすることができる。
【００４５】
次に、図８を参照して第５のモータ駆動方法を説明する。このモータ駆動方法は、一方のモータが故障したときの制御方法の一例を示している。この場合、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂの規格・出力特性は同じであってもよいし、同じでなくてもよい。
【００４６】
図８に示されたステップＳ５１〜Ｓ５６は、操舵初期において一方のモータを起動させるとき処理状態に対応している。ステアリングホイール１１が操作され、電動パワーステアリング１０によって操舵力の補助が行われるとき、最初に、操舵初期において２台のモータのうちの一方のモータを起動させ、操舵開始を行おうとする（ステップＳ５１）。このとき、起動させた一方のモータの出力デューティーの判別が行われる（ステップＳ５２）。
【００４７】
判断ステップＳ５２で一方のモータの出力デューティーが規定値以下であるときには、一方のモータの動作状態をそのまま継続する。その後は、図７では図示されていないが、図４に示したフローチャートに基づいて説明したごとく、規定トルクに達した否かを判断して（ステップＳ１４）、他方のモータを併せて動作させる処理（ステップＳ１５）が行われる。
【００４８】
判断ステップＳ５２で一方のモータの出力デューティーが規定値より大きいときには、モータ電流の値が判別される（ステップＳ５３）。判断ステップＳ５３でモータ電流の値が規定値以上であるときには、必要なモータ出力が出ていることになるので、一方のモータの動作状態をそのまま継続する。その後は、図７では図示されていないが、図４に示したフローチャートに基づいて説明したごとく、規定トルクに達した否かを判断して（ステップＳ１４）、他方のモータを併せて動作させる処理（ステップＳ１５）が行われる。
【００４９】
判断ステップＳ５３でモータ電流の値が規定値より小さいときには、一方のモータが故障したと判定し（ステップＳ５４）、一方のモータの動作を停止する（ステップＳ５５）。その後、２台のモータの残りの他方のモータを動作させ、これによる操舵を開始する（ステップＳ５６）。この場合には、他方のモータのみによる操舵力補助が行われることになる。
【００５０】
第５のモータ駆動方法によれば、２台のモータ１９Ａ，１９Ｂのうち一方のモータが故障した場合に残りの他方のモータのみで制御を行うようにする。２台のモータを同時に動作させる場合の構成に比較して故障検出が容易であり、短時間で故障検出を行うことができる。
【００５１】
前述した２台のモータを備える電動パワーステアリング装置のモータ駆動方法において片方のモータのみで操舵力補助制御を行うようにしたので、切り戻し時の２台のモータの反転タイミングに影響を受けたい制御として構成することができる。
【００５２】
前述の実施形態では電動パワーステアリング装置におけるモータ駆動方法の例で説明したが、本発明に係るステアリング系に設けられた２つのモータのモータ駆動方法は、その他の操舵装置としてのステアバイワイヤなどのシステムに適用することができる。
【００５３】
【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。
【００５４】
請求項１に係る本発明によれば、ステアリング系に設けられた２つのモータのうち一方のモータで小トルク領域での操舵力を出力するようにしたため、制御開示時間差によるトルク変動がなくなり、滑らかな制御を行うことができる。また一方のモータのみで制御を開始するので、切り戻し時の２台のモータの反転タイミングの影響を受けないようにすることができる。
【００５５】
請求項２に係る本発明によれば、最初に起動される一方のモータを２つのモータで交代させて用いるようにしたため、２つのモータの使用頻度を均一化し、その寿命を均一化することができる。
【００５６】
請求項３に係る本発明によれば、最初に起動される一方のモータを２つのモータのうち常に同じ一方のモータとしたため、２つのモータの使用頻度に差異をつけることができ、２つのモータの寿命を異ならせることができる。これにより、２つのモータが同時に故障するのを避けることができる。
【００５７】
請求項４に係る本発明によれば、２つのモータを設けかつ起動タイミングを異ならせるようにしたため、各モータの故障検知が容易で、迅速に行うことができる。
【００５８】
請求項５に係る本発明によれば、装備された２つのモータの大きさを変えるようにしたため、トルクが必要な場合または応答性が必要な場合など制御の目的に応じて最適な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ駆動方法が適用される電動パワーステアリング装置の全体的構成を模式的に示す構成図である。
【図２】制御装置の内部構成の一部を示すブロック図である。
【図３】制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る第１のモータ駆動方法を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態に係る第２のモータ駆動方法を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態に係る第３のモータ駆動方法を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る第４のモータ駆動方法を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る第５のモータ駆動方法を示すフローチャートである。
【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
１５タック・ピニオン機構
１６タイロッド
１７前輪
１９Ａ，１９Ｂモータ
２０操舵トルク検出部
２１車速検出部
２２制御装置

Claims

ステアリング系に２つのモータを設け、ステアリングホイールが操作されて操舵トルクがステアリング軸に入力されたとき操舵トルク検出部で前記操舵トルクを検出して操舵トルク信号を発生し、この操舵トルク信号に基づき条件に応じて前記２つのモータを動作させて前記操舵トルクを補助するアシスト推力を前記ステアリング軸に与えるように構成された操舵装置に適用されるモータ駆動方法において、
前記操舵トルク信号に基づき前記操舵トルクの発生または反転の有無を判定するステップと、
前記操舵トルク零付近からの前記操舵トルクの発生、または前記操舵トルクの反転があると判定されたときに前記２つのモータのうち一方のモータのみを最初に動作させるステップと、
前記一方のモータのアシスト推力が規定トルクに到達したか否かを判定するステップと、
前記一方のモータのアシスト推力が規定トルクに到達したと判定されたときに、前記一方のモータの動作を継続すると共に、前記２つのモータのうちの他方のモータを動作させ、前記２つのモータが同時に出力するアシスト推力を前記ステアリング軸に与えるステップと、
を有することを特徴とする操舵装置のモータ駆動方法。
最初に動作する前記一方のモータには前記２つのモータを交互に交代させて用いることを特徴とする請求項１記載の操舵装置のモータ駆動方法。
最初に動作する前記一方のモータは前記２つのモータうちの同じモータであることを特徴とする請求項１記載の操舵装置のモータ駆動方法。
前記２つのモータのうちのいずれか一方のみが動作しているときにモータ故障検知を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の操舵装置のモータ駆動方法。
前記２つのモータの各出力能力が異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の操舵装置のモータ駆動方法。