JP2002059859A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents

電動パワーステアリング装置

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JP2002059859A
JP2002059859A JP2000251910A JP2000251910A JP2002059859A JP 2002059859 A JP2002059859 A JP 2002059859A JP 2000251910 A JP2000251910 A JP 2000251910A JP 2000251910 A JP2000251910 A JP 2000251910A JP 2002059859 A JP2002059859 A JP 2002059859A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の温度変化に拘らず電動機回転速度を
正確に推定できる電動パワーステアリング装置を提供す
る。 【解決手段】 車両のステアリング系に操舵補助トルク
を付加する電動機(10)に制御信号を出力する電動機
制御装置(12)は、電動機(10)の駆動電圧、駆動
電流および固有抵抗値に基づいて電動機(10)の回転
速度を推定する電動機回転速度推定部(12F)を備え
る。電動機回転速度推定部(12F)には、電動機(1
0)の温度を検出する電動機温度検出手段としての温度
センサ(16)の検出信号に応じて電動機の抵抗値を温
度補正する抵抗値温度補正部を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のステアリン
グ系に電動機による操舵補助トルクを付加する電動パワ
ーステアリング装置に関し、詳しくは、電動機の温度変
化に拘らず電動機回転速度を正確に推定できる電動パワ
ーステアリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両のステアリング装置として、ステア
リングホイールの操舵時に電動機による操舵補助トルク
をステアリング系に付加して運転者の操舵力を軽減す
る、いわゆる電動パワーステアリング装置が近年普及し
ている。この種の電動パワーステアリング装置は、基本
的には、ステアリングホイールの操舵に伴って発生する
ステアリング系の操舵トルクを検出し、その検出トルク
の方向および大きさに応じて前記電動機による操舵補助
トルクを制御するように構成されている。すなわち、操
舵トルクセンサにより検出される操舵トルクに応じて前
記電動機に流す駆動電流の目標値を設定し、かつ、電流
センサにより検出される電動機の駆動電流が前記目標値
に収束するように電動機の制御信号を出力する電動機制
御装置と、この電動機制御装置から出力される制御信号
に応じて前記電動機を所定の駆動電流により駆動する電
動機駆動回路とを備えている。
【0003】前記の電動パワーステアリング装置におい
ては、ステアリングホイールが急操舵されると、ステア
リング系の操舵トルクが急増し、これに伴い電動機によ
る操舵補助トルクが急増してステアリング操作の安定性
を損う恐れがある。そこで、この種の電動パワーステア
リング装置としては、ステアリング操作の安定性を確保
するため、ステアリングホイールの急操舵に伴う操舵補
助トルクの急増を防止するダンピング制御を採用したも
のもある。
【0004】前記ダンピング制御は、少なくとも電動機
の回転速度に応じて電動機に流す駆動電流の目標値を低
減補正するものであり、電動機の回転速度は、通常、所
定の演算式により推定される。すなわち、電動機の駆動
電流をIM、電動機の駆動電圧をVM、電動機の巻線抵
抗などの固有抵抗値をRM、電動機の誘起電圧定数をK
としたとき、電動機の回転速度NMは、{NM=(VM
−IM・RM)/K}の演算式により推定される(特開
平8−34359号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の電動
機の固有抵抗値RMは、電動機の温度が上昇すると増大
し、温度が低下すると減少する値であるが、前記の演算
式においては、便宜上、抵抗値RMを定数として扱って
いる。このため、電動機の駆動電流IMおよび駆動電圧
VMが変化せず、電動機の温度のみが上昇した場合、実
際には固有抵抗値RMが増大する結果、電動機の回転速
度NMは減少しているにも拘らず、前記の演算式によれ
ば、回転速度NMは減少しないままとなる。
【0006】すなわち、電動機の高温時におけるダンピ
ング制御は、実際の電動機の回転速度より高い回転速度
NMを基準として行われるため、電動機に流す駆動電流
の目標値を過剰に低減補正する結果となり、ダンピング
制御の効き過ぎという現象が発生する。反対に、電動機
の低温時におけるダンピング制御は、実際の電動機の回
転速度より低い回転速度NMを基準として行われるた
め、前記目標値の低減補正が不足する結果となり、ダン
ピング制御の不足という現象が発生する。
【0007】また、固有抵抗値RMの誤差によって、推
定される電動機回転速度のオフセット値が変化する。こ
のとき、推定される電動機回転速度の値が0近傍である
場合は、電動機回転速度の正負が誤って推定される場合
がある。この場合、逆方向の電動機回転速度に基づいた
ダンピング制御が行われていまうという不具合がある。
【0008】そこで、本発明は、電動機の温度変化に拘
らず電動機回転速度を正確に推定でき、ひいては、常に
過不足のない的確なダンピング制御を可能とする電動パ
ワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、車両のステアリング系の操舵トルクを検
出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系に操舵
補助トルクを付加する電動機と、この電動機の駆動電流
を検出する電流センサと、前記電動機の駆動電圧を検出
する電圧センサと、少なくとも前記操舵トルクセンサに
より検出される操舵トルクに応じて前記電動機に流す駆
動電流の目標値を設定し、電動機を駆動するための制御
信号を出力する電動機制御装置とを備え、この電動機制
御装置には、前記電流センサにより検出される駆動電
流、前記電圧センサにより検出される駆動電圧および前
記電動機の固有抵抗値に基いて電動機の回転速度を推定
する電動機回転速度推定部が設けられている電動パワー
ステアリング装置において、前記電動機の温度を直接ま
たは間接的に検出する電動機温度検出手段を備えると共
に、この電動機温度検出手段により検出される電動機の
温度に応じて電動機の固有抵抗値を温度補正する抵抗値
温度補正部を前記電動機回転速度推定部に設けたことを
特徴とする。
【0010】本発明の電動パワーステアリング装置で
は、ステアリングホイールの操舵に伴い操舵トルクセン
サがステアリング系の操舵トルクを検出する。そして、
電動機制御装置が操舵トルクセンサにより検出される操
舵トルクに応じて電動機に流す駆動電流の目標値を設定
する。
【0011】ここで、電動機制御装置においては、電動
機回転速度推定部が電流センサにより検出される駆動電
流、電圧センサにより検出される駆動電圧および前記電
動機の固有抵抗値に基いて電動機の回転速度を推定す
る。たとえばダンピング補正部が設けられている場合
は、前記電動機回転速度推定部により推定される電動機
の回転速度に応じて電動機に流す駆動電流の目標値を低
減補正する。その際、電動機温度検出手段が電動機の温
度を直接または間接的に検出し、抵抗値温度補正部が前
記電動機温度検出手段により検出される電動機の温度に
応じて電動機の固有抵抗値を温度補正する。その結果、
前記電動機回転速度推定部は、前記抵抗値温度補正部に
より温度補正された電動機の固有抵抗値に基いて電動機
の回転速度を的確に推定する。そして、前記ダンピング
補正部は、前記電動機回転速度推定部により的確に推定
された電動機の回転速度に応じて電動機に流す駆動電流
の目標値を過不足なく低減補正する。
【0012】本発明の電動パワーステアリング装置にお
いて、前記電動機温度検出手段は、前記電動機に取り付
けられた新規の温度センサにより構成してもよい。この
場合、電動機の温度を的確に検出することができる。
【0013】また、前記電動機温度検出手段は、車両の
エンジンルーム内に別途設けられた既存の温度センサ
と、この温度センサから出力される温度信号に基いて電
動機の温度を推定する電動機制御装置の温度補正部とに
より構成してもよい。この場合、新規の温度センサを設
けることなく電動機の温度を的確に検出することが可能
となる。
【0014】さらに、前記電動機温度検出手段は、前記
電流センサにより検出される駆動電流および電動機制御
装置から出力される制御信号に基いて電動機の温度を推
定する電動機制御装置の温度推定部により構成してもよ
い。この場合、通常に使用される電流センサの他に、温
度センサのような新規のハードウェアが不用となり、電
動パワーステアリング装置をコンパクトに構成すること
ができる。
【0015】また、前記電動機温度検出手段は、前記ト
ルクセンサから出力されるパルス過渡応答電圧に基いて
電動機の温度を換算する電動機制御装置の温度換算部に
より構成してもよい。この場合、新規の温度センサを設
けることなく電動機の温度を検出することができる。し
かも、前記トルクセンサは、通常、前記電動機の近傍に
配置されているため、電動機の温度を的確に検出するこ
とができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る電動パワーステアリング装置の実施の形態を説明す
る。参照する図面において、図1は一実施形態の電動パ
ワーステアリング装置が適用されたステアリング系の構
成図、図2は一実施形態の電動パワーステアリング装置
のブロック構成図である。
【0017】一実施形態の電動パワーステアリング装置
を説明するに当たり、まず、この電動パワーステアリン
グ装置が適用されたステアリング系の構造を図1により
説明する。このステアリング系は、いわゆるラック・ピ
ニオン式のステアリング系であり、ステアリングホイー
ル1に一体に連結されたステアリングシャフト2の下端
部は、連結軸3を介して相互に連結された一対のユニバ
ーサルジョイント4,4を介して操舵トルクセンサ5の
入力軸5Aに連結されている。そして、この操舵トルク
センサ5の出力軸には、ラック・ピニオン機構6のピニ
オン6Aが一体に形成されている。
【0018】前記ラック・ピニオン機構6は、ピニオン
6Aに噛み合うラック歯6Bが形成されたラック軸6C
を備え、このラック軸6Cの両端部には、車両の左右の
前輪7,7に付設されたナックルアーム(図示省略)が
タイロッド8,8を介してそれぞれ連結されている。そ
して、前記ラック軸6Cには、これと同軸にボールネジ
機構9のボールネジ部9Aが形成されている。このボー
ルネジ部9Aに噛み合うボールナット9Bは、電動機1
0のロータ10Aに固定されており、この電動機10
は、前記ラック軸6Cが貫通する状態でその周囲に配置
されている。
【0019】ここで、図1および図2に示すように、一
実施形態の電動パワーステアリング装置は、前記電動機
10に流す駆動電流を目標値にフィードバック制御する
手段として、前記操舵トルクセンサ5および後述する車
速センサ11の検出信号を入力して前記電動機10の制
御信号を出力する電動機制御装置12と、この電動機制
御装置12から出力される制御信号に応じて前記電動機
10を所定の駆動電流により駆動する電動機駆動回路1
3とを備えている。また、この電動機駆動回路13から
前記電動機10に供給される駆動電流を検出してその検
出信号を前記電動機制御装置12に出力する電流センサ
14と、前記電動機10の駆動電圧を検出してその検出
信号を前記電動機制御装置12に出力する電圧センサ1
5と、電動機温度検出手段として前記電動機10に付設
された温度センサ16とを備えている。
【0020】まず、前記各センサ類について説明する
と、前記操舵トルクセンサ5は、たとえば特開平7−3
32910号公報に開示されるような技術で構成されて
おり、入力軸5Aと出力軸であるピニオン6Aとの間に
介設された図示しないトーションバーの捩れ角をコアの
変位に変換する機構と、このコアの変位量に応じた検出
電圧を出力するLR積分回路とを内蔵している。そし
て、このLR積分回路から出力される電圧に基づいて、
操舵トルクの方向および大きさを示す操舵トルク信号T
Sが電動機制御装置12に出力されるように構成されて
いる。また、前記車速センサ11は、図示しない変速機
出力軸の回転数に応じた車速信号VPをデジタル信号と
して電動機制御装置12に出力する。さらに、前記温度
センサ16は、電動機10の温度を検出し、その温度信
号TMを電動機制御装置12に出力する。
【0021】一方、前記電流センサ14は、直流モータ
からなる前記電動機10に直列に接続された抵抗または
ホール素子を備えており、電動機10に流れる駆動電流
の方向および大きさに応じた駆動電流信号IMを電動機
制御装置12に出力する。また、前記電圧センサ15
は、電動機10に並列に接続されることにより、電動機
10に印加される電圧に応じた駆動電圧信号VMを電動
機制御装置12に出力する。
【0022】つぎに、前記電動機制御装置12および電
動機駆動回路13について順次説明する。まず、電動機
制御装置12は、前記操舵トルクセンサ5、車速センサ
11、電流センサ14、電圧センサ15、温度センサ1
6等との間の入出力インターフェースI/O、および、
これらのセンサ類から入力されるアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するA/Dコンバータの他、各種のデータ
やプログラムを記憶しているROM(Read Only Memor
y)、各種のデータ等を一時記憶するRAM(Random Ac
cess Memory)、各種の演算処理を行うCPU(Central
Processing Unit)等をハードウェアとして備えてい
る。
【0023】また、前記電動機制御装置12は、電動機
10の制御信号を出力する基本的なソフトウェア構成と
して、図2に示すように、目標電流設定部12A、ダン
ピング補正部12B、偏差演算部12C、PID(Prop
ortional Integral Differential)制御部12D、PW
M(Pulse Width Modulation)信号生成部12Eおよび
電動機回転速度推定部12Fを備えている。
【0024】前記電動機制御装置12の目標電流設定部
12Aには、前記操舵トルクセンサ5から出力される操
舵トルク信号TSがデジタル信号に変換されて入力され
ると共に、前記車速センサ11から出力される車速信号
VPが入力される。この目標電流設定部12Aは、ステ
アリング系の操舵トルクの増大に伴ない増大し、かつ、
車速の増大に伴ない減少する基本特性の操舵補助トルク
を電動機10に発生させるための目標電流信号ITを、
前記操舵トルク信号TSおよび車速信号VPをアドレス
とするデータエリアから瞬時に検索し、検索した目標電
流信号ITをダンピング補正部12Bに出力する。
【0025】ダンピング補正部12Bには、前記目標電
流設定部12Aからの目標電流信号ITが入力されると
共に、前記車速センサ11から出力される車速信号VP
および前記電動機回転速度推定部12Fから出力される
電動機10の回転速度信号NMが入力される。このダン
ピング補正部12Bは、後述するように、前記目標電流
信号ITに低減補正を加え、その補正目標電流信号I
T’を前記偏差演算部12Cに出力する。
【0026】偏差演算部12Cには、ダンピング補正部
12Bからの補正目標電流信号IT’が入力されると共
に、前記電流センサ14から出力される駆動電流信号I
Mがデジタル信号に変換されて入力される。この偏差演
算部12Cは、補正目標電流信号IT’と駆動電流信号
IMの偏差を演算し、その偏差信号ΔIをPID制御部
12Dに出力する。
【0027】PID制御部12Dは、前記偏差信号ΔI
に対して比例(P)、積分(I)、微分(D)等の処理
を施し、偏差信号ΔIの偏差を迅速にゼロに収束させる
ためのP値,I値,D値の加算値であるPID動作信号
ICをPWM信号生成部12Eに出力する。そして、こ
のPWM信号生成部12Eは、前記PID動作信号IC
に基いて電動機10に流す電流をフィードバック制御す
るためのパルス幅変調によるPWM制御信号IPを生成
し、これを電動機10の制御信号として電動機駆動回路
13に出力する。
【0028】電動機回転速度推定部12Fには、前記電
流センサ14から出力される駆動電流信号IM、前記電
圧センサ15から出力される駆動電圧信号VMおよび前
記温度センサ16から出力される温度信号TMがそれぞ
れデジタル信号に変換されて入力される。この電動機回
転速度推定部12Fは、前記ダンピング補正部12Bに
目標電流信号ITの低減補正を実行させるため、ダンピ
ング補正部12Bに電動機10の回転速度信号NMを出
力する。
【0029】一方、前記電動機駆動回路13は、ゲート
駆動回路13Aおよびブリッジ回路13Bにより構成さ
れている。ゲート駆動回路13Aは、電動機制御装置1
2のPWM信号生成部12Eから入力したPWM制御信
号IPに基づいてブリッジ回路13Bをスイッチング駆
動する。また、ブリッジ回路13Bは、図3に示すよう
に、直流12Vの電源(車載バッテリおよび発電機)と
電動機10との間にブリッジ回路を構成する4個のパワ
ーFET(Field Effect Transistor/電界効果トラン
ジスタ)T1,T2,T3,T4を備えている。
【0030】前記ゲート駆動回路13Aは、PID動作
信号ICの極性に応じてパワーFET(T1,T2)の
ゲートG1,G2の何れか一方に駆動信号を出力し、他
方にはオフ信号を出力する。その際、パワーFET(T
3,T4)のゲートG3,G4の何れか一方にオン信号
を出力し、他方にオフ信号を出力する。例えば、パワー
FET(T1)のゲートG1に駆動信号を出力する場合
には、パワーFET(T4)のゲートG4にオン信号を
出力し、他のパワーFET(T2,T3)のゲートG
2,G3にはオフ信号を出力する。
【0031】ここで、前記電動機制御装置12のダンピ
ング補正部12Bは、電動機回転速度推定部12Fから
の回転速度信号NMおよび車速センサ11からの車速信
号VPに応じて目標電流設定部12Aからの目標電流信
号ITに低減補正を加える機能を有する。このダンピン
グ補正部12Bは、回転速度信号NMが大きく電動機1
0の回転速度が高いほど目標電流信号ITの低減補正量
を増大し、車速信号VPが大きく車速が高いほどその低
減補正量をさらに増大する。
【0032】前記ダンピング補正部12Bは、図4に示
すように、補正量設定部12B1および減算処理部12
B2により構成されている。補正量設定部12B1は、
回転速度信号NMおよび車速信号VPをアドレスとする
データエリアに補正量αを格納しており、回転速度信号
NMおよび車速信号VPの入力に応じて補正量αを瞬時
に検索する。この補正量αの特性は、回転速度信号NM
が大きいほど大きくなり、車速信号VPが大きい程さら
に大きくなる特性である。
【0033】減算処理部12B2は、前記目標電流設定
部12Aから出力される目標電流信号ITおよび前記補
正量設定部12B1から出力される補正量αの信号を入
力する。そして、目標電流信号ITから補正量αを減算
処理した値を補正目標電流信号IT’として前記偏差演
算部12Cに出力する。
【0034】また、前記電動機回転速度推定部12F
は、図5に示すように、回転速度演算部12F1および
抵抗値温度補正部12F2により構成されている。回転
速度演算部12F1は、前記電流センサ14からの駆動
電流信号IM、電圧センサ15からの駆動電圧信号VM
および抵抗値温度補正部12F2からの補正抵抗値信号
RM’を入力する。この回転速度演算部12F1は、電
動機10の駆動電圧をVM、駆動電流をIM、固有抵抗
値をRM、誘起電圧係数をKとするとき、次式(1)の
RMに前記補正抵抗値RM’を代入することにより電動
機10の回転速度NMを演算し、その回転速度信号NM
を前記ダンピング補正部12Bに出力する。 NM=(VM−IM・RM)/K………(1)
【0035】抵抗値温度補正部12F2は、前記電動機
10の固有抵抗値RMを電動機10の温度に応じて補正
する機能を有する。この抵抗値温度補正部12F2は、
前記温度センサ16から入力する温度信号TMをアドレ
スとしたデータエリアに補正抵抗値RM’を格納してお
り、温度信号TMの入力に応じて補正抵抗値RM’を瞬
時に検索し、その補正抵抗値RM’を回転速度演算部1
2F1に出力する。なお、この補正抵抗値RM’は、電
動機10の温度に応じて変化する固有抵抗値RMの値と
して予め実験的に得られたデータを基準に設定される。
【0036】以上のように構成された一実施形態の電動
パワーステアリング装置においては、図1に示すステア
リングホイール1の操作に伴ない、操舵トルクセンサ5
がステアリング系に発生する操舵トルクの方向および大
きさを検出し、その検出した操舵トルク信号TSを図2
に示す電動機制御装置12の目標電流設定部12Aに出
力する。また、車速センサ11が車両の速度を検出し、
その検出した車速信号VPを電動機制御装置12の目標
電流設定部12Aおよびダンピング補正部12Bに出力
する。
【0037】電動機制御装置12においては、操舵トル
クセンサ5からの操舵トルク信号TSおよび車速センサ
11からの車速信号VPを入力した目標電流設定部12
Aが、ステアリング系の操舵トルクの増大に伴ない増大
し、かつ、車速の増大に伴ない減少する基本特性の操舵
補助トルクを電動機10に発生させるための目標電流信
号ITを瞬時に検索し、その目標電流信号ITをダンピ
ング補正部12Bに出力する。
【0038】ダンピング補正部12Bは、目標電流設定
部12Aからの目標電流信号IT、電動機回転速度推定
部12Fからの回転速度信号NMおよび車速センサ11
からの車速信号VPを入力することにより、回転速度信
号NMが大きいほど低減補正量を増大し、車速信号VP
が大きいほどその低減補正量をさらに増大するように目
標電流信号ITを低減補正し、その補正目標電流信号I
T’を偏差演算部12Cに出力する。
【0039】以後、電動機制御装置12においては、偏
差演算部12Cがダンピング補正部12Bからの補正目
標電流信号IT’と電流センサ14からの駆動電流信号
IMとの偏差信号ΔIをPID制御部12Dに出力す
る。続いてPID制御部12Dが前記偏差をゼロに収束
させるためのPID動作信号ICをPWM信号生成部1
2Eに出力し、PWM信号生成部12EがPID動作信
号ICに応じたPWM制御信号IPを電動機駆動回路1
3に出力する。そして、電動機駆動回路13が電動機制
御装置12からのPWM制御信号IPに応じて電動機1
0を所定の駆動電流により回転駆動する。
【0040】従って、一実施形態の電動パワーステアリ
ング装置においては、図1に示す電動機10がボールネ
ジ機構9を介してステアリング系のラック軸6Cに補助
操舵トルクを付与するのであり、ステアリングホイール
1の操舵トルクが軽減される。
【0041】その際、電動機10による補助操舵トルク
は、前記目標電流設定部12Aが出力する目標電流信号
ITに応じて、基本的にはステアリングホイール1の操
舵トルクが大きいほど増大し、車速が大きいほど減少す
る。そして、ダンピング補正部12Bが出力する補正目
標電流信号IT’に応じて、電動機10による補助操舵
トルクは、ステアリングホイール1の操舵速度が速く電
動機10の回転速度が高いほど低減補正され、また、車
速が高いほど低減補正される。こうしてダンピング制御
されることにより、ステアリングホイール1の操舵の安
定性が確保される。
【0042】ここで、一実施形態の電動パワーステアリ
ング装置においては、電動機温度検出手段として電動機
10に付設された温度センサ16が電動機10の温度を
直接検出し、その温度信号TMを電動機制御装置12に
おける電動機回転速度推定部12Fの抵抗値温度補正部
12F2に出力する。そこで、抵抗値温度補正部12F
2は、電動機10の固有抵抗値RMとして、その温度に
応じた正確な補正抵抗値RM’を瞬時に検索して回転速
度演算部12F1に出力する。そして、回転速度演算部
12F1は、前式(1)のRMに補正抵抗値RM’を代
入することにより、電動機10の回転速度NMを的確に
演算し、その回転速度信号NMを前記ダンピング補正部
12Bの補正量設定部12B1に出力する。
【0043】一方、前記ダンピング補正部12Bの補正
量設定部12B1は、前記電動機回転速度推定部12F
により的確に推定された電動機10の回転速度信号NM
および前記車速センサ11からの車速信号VPを入力す
ることにより、電動機10の回転速度および車速に応じ
た過不足のない的確な補正量αを瞬時に検索して減算処
理部12B2に出力する。その結果、減算処理部12B
2は、電動機10に流す目標電流信号ITを電動機10
の回転速度および車速に応じ過不足なく低減補正する。
従って、一実施形態の電動パワーステアリング装置によ
れば、電動機10の温度変化に拘らず常に過不足のない
的確なダンピング制御が可能となる。
【0044】本発明の電動パワーステアリング装置にお
いて、前記電動機10の温度を検出する手段には、前記
温度センサ16に代えて他の手段を採用することができ
る。例えば、車両のエンジンルーム内に配設されている
冷却系の水温センサや、前記電流センサ14、あるいは
前記操舵トルクセンサ5などを電動機温度検出手段の一
部として使用することができる。
【0045】図6は、電動機温度検出手段として、車両
の冷却系の水温センサ17を使用した例を示している。
この場合、水温センサ17が検出する水温Tは、電動機
10の温度とは異なるが、電動機10が配設されている
エンジンルーム内の雰囲気温度の影響を受けるため、電
動機10の温度との相関関係はある。そこで、水温セン
サ17を使用する場合、その水温Tを補正して電動機1
0の温度とするための温度補正部12Gを電動機制御装
置12に設ける。この温度補正部12Gは、水温センサ
17から入力した水温Tに所定の補正係数を乗算し、ま
たは、所定の補正定数を加算し、あるいは、水温Tと電
動機10の温度との関係マップの検索により、電動機1
0の温度を推定し、その温度信号TMを前記電動機制御
装置12の電動機回転速度推定部12Fに出力する。
【0046】このように、水温センサ17および温度補
正部12Gによって電動機温度検出手段を構成した場
合、前記温度センサ16のような新規のセンサを設ける
ことなく、電動機の温度を的確に検出することができ。
【0047】図7は、電動機温度検出手段として、前記
電流センサ14および電動機制御装置12から出力され
る電動機10を駆動するための制御信号を使用した例を
示している。電動機10の温度は、電動機10に流れる
駆動電流およびPWM信号生成部12Eから出力される
PWM駆動信号IPのデューティー値との相関関係があ
ることが知られている。そこで、この場合、電流センサ
14からの駆動電流信号IMおよびPWM信号生成部1
2EからのPWM駆動信号IPを入力して電動機10の
温度を推定する温度推定部12Hを電動機制御装置12
に設ける。この温度推定部12Hは、電動機10を駆動
するためのPWM駆動信号IPに対する実際に電動機1
0に流れる駆動電流の大きさと、電動機10の温度との
関係マップを検索して電動機10の温度を推定し、その
温度信号TMを前記電動機制御装置12の電動機回転速
度推定部12Fに出力する。
【0048】このように、電流センサ14および温度推
定部12Hによって電動機温度検出手段を構成した場
合、前記温度センサ16のような新規のセンサを設ける
ことなく電動機の温度を的確に検出することができる。
しかも、通常に設けられる電流センサの他に、新規のハ
ードウェアが不用であって、電動パワーステアリング装
置をコンパクトに構成することができる。
【0049】図8は、電動機温度検出手段として、前記
操舵トルクセンサ5を使用した例を示している。この操
舵トルクセンサ5は、たとえば特開平7−332910
号公報に開示される技術のように、本体内に内蔵される
LR積分回路5Aと、このLR積分回路5Aにパルス電
圧を供給するパルス発生回路5Bとを備えている。ま
た、前記パルス発生回路5Bから供給されるパルス電圧
に応じて前記LR積分回路5Aが出力するパルス過渡応
答電圧を入力し、これに含まれる高周波のスイッチング
ノイズを除去するローパスフィルタ5C,5Dと、ロー
パスフィルタ5C,5Dを介して入力したパルス過渡応
答電圧のボトム電圧VT1,VT2を保持して出力する
ボトムホールド回路5E,5Fとを備えている。さら
に、前記ボトムホールド回路5E,5Fから出力される
ボトム電圧相互の偏差を演算し、所定のゲインだけ増幅
した偏差電圧を出力する作動増幅器5Gと、この作動増
幅器5Gから出力される偏差電圧を反転させ、例えば
2.5Vの基準電圧分だけシフトさせたトルク検出電圧
VT3(操舵トルク信号TS)を出力する反転増幅器5
Hを備えている。
【0050】図8に示す操舵トルクセンサ5から出力さ
れるパルス過渡応答電圧のボトム電圧VT1,VT2お
よびトルク検出電圧VT3(操舵トルク信号TS)のう
ち、ボトム電圧VT1,VT2は、図9に示すように、
温度変化に伴いVT1’,VT2’のように均一に変化
する。これは、図8に示した操舵トルクセンサ5の本体
に内蔵されているLR積分回路5Aが温度上昇すると、
そのL成分であるコイルの内部抵抗が変化することに起
因する。そこで、この場合、操舵トルクセンサ5のボト
ムホールド回路5E,5Fから出力される前記ボトム電
圧VT1,VT2を入力して電動機10の温度を推定す
る温度換算部12Iを電動機制御装置12に設ける。こ
の温度換算部12Iは、例えば図9に示すトルクが0の
ときのボトム電圧VT1,VT2と温度との関係マップ
を検索して電動機10の温度を換算し、そのその温度信
号TMを前記電動機制御装置12の電動機回転速度推定
部12Fに出力する。
【0051】このように、操舵トルクセンサ5および温
度換算部12Iによって電動機温度検出手段を構成した
場合、前記温度センサ16のような新規のセンサを設け
ることなく電動機の温度を的確に検出することができ
る。しかも、前記トルクセンサは、通常、ステアリング
ギヤボックス内に設けられて前記電動機の近傍に配置さ
れているため、電動機の温度を的確に検出することがで
きる。
【0052】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の電動パワー
ステアリング装置においては、電動機制御装置の電動機
回転速度推定部が電流センサにより検出される駆動電
流、電圧センサにより検出される駆動電圧および電動機
の固有抵抗値に基いて電動機の回転速度を推定する。こ
のような装置において、たとえばダンピング補正部が設
けられている場合は、前記電動機回転速度推定部により
推定される電動機の回転速度に応じて電動機に流す駆動
電流の目標値を低減補正する。その際、電動機温度検出
手段が電動機の温度を直接または間接的に検出し、抵抗
値温度補正部が前記電動機温度検出手段により検出され
る電動機の温度に応じて電動機の固有抵抗値を温度補正
する。その結果、前記電動機回転速度推定部は、前記抵
抗値温度補正部により温度補正された電動機の固有抵抗
値に基いて電動機の回転速度を的確に推定する。そし
て、前記ダンピング補正部は、前記電動機回転速度推定
部により的確に推定された電動機の回転速度に応じて電
動機に流す駆動電流の目標値を過不足なく低減補正す
る。従って、本発明の電動パワーステアリング装置によ
れば、電動機の温度変化に拘らず常に過不足のない的確
なダンピング制御が可能となる。
【0053】本発明の電動パワーステアリング装置にお
いて、前記電動機に取り付けられた新規の温度センサに
より前記電動機温度検出手段が構成されている場合、電
動機の温度を的確に検出することができる。
【0054】また、車両のエンジンルーム内に別途設け
られた既存の温度センサと、この温度センサから出力さ
れる温度信号に基いて電動機の温度を推定する電動機制
御装置の温度補正部とにより前記電動機温度検出手段が
構成されている場合、新規の温度センサを設けることな
く電動機の温度を的確に検出することが可能となる。
【0055】さらに、前記電流センサにより検出される
駆動電流および電動機制御装置から出力される制御信号
に基いて電動機の温度を推定する電動機制御装置の温度
推定部により前記電動機温度検出手段が構成されている
場合、通常に使用される電流センサの他に、温度センサ
のようなハードウェアが不用となり、電動パワーステア
リング装置をコンパクトに構成することができる。
【0056】また、本発明の電動パワーステアリング装
置において、前記トルクセンサから出力されるパルス過
渡応答電圧に基いて電動機の温度を換算する電動機制御
装置の温度換算部により前記電動機温度検出手段が構成
されている場合、新規の温度センサを設けることなく電
動機の温度を検出することができる。しかも、前記トル
クセンサは、通常、前記電動機の近傍に配置されている
ため、電動機の温度を的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリ
ング装置が適用されたステアリング系の構成図である。
【図2】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
の電動機制御装置のブロック構成図である。
【図3】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
の電動機駆動回路を構成するブリッジ回路の回路図であ
る。
【図4】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
の電動機制御装置を構成するダンピング補正部のブロッ
ク構成図である。
【図5】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
の電動機制御装置を構成する電動機回転速度推定部のブ
ロック構成図である。
【図6】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
を構成する電動機温度検出手段として水温センサを使用
した例を示すブロック構成図である。
【図7】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
を構成する電動機温度検出手段として電流センサを使用
した例を示すブロック構成図である。
【図8】一実施形態に係る電動パワーステアリング装置
を構成する電動機温度検出手段として操舵トルクセンサ
を使用した例を示すブロック構成図である。
【図9】図8に示した操舵トルクセンサの出力電圧の特
性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 :ステアリングホイール 5 :操舵トルクセンサ 5A:LR積分回路 5E,5F:ボトムホールド回路 10 :電動機 11 :車速センサ 12 :電動機制御装置 12A:目標電流設定部 12B:ダンピング補正部 12C:偏差演算部 12D:PID制御部 12E:PWM信号生成部 12F:電動機回転速度推定部 12G:温度補正部 12H:温度推定部 12I:温度換算部 13 :電動機駆動回路 13A:ゲート駆動回路 13B:ブリッジ回路 14 :電流センサ 15 :電圧センサ 16 :温度センサ 17:水温センサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B62D 101:00 B62D 101:00 107:00 107:00 119:00 119:00 Fターム(参考) 3D032 CC34 DA15 DA23 DA64 DA65 DA67 DC01 DC02 DC03 DD10 DD17 EA01 EC23 GG01 3D033 CA03 CA04 CA13 CA16 CA20 CA21 5H571 AA03 BB09 CC04 DD01 FF10 GG04 HA09 HC01 HD02 JJ04 JJ22 JJ23 JJ24 JJ25 JJ26 LL14 LL15 LL22 LL23 LL29 LL36

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のステアリング系の操舵トルクを検
    出する操舵トルクセンサと、前記ステアリング系に操舵
    補助トルクを付加する電動機と、この電動機の駆動電流
    を検出する電流センサと、前記電動機の駆動電圧を検出
    する電圧センサと、少なくとも前記操舵トルクセンサに
    より検出される操舵トルクに応じて前記電動機に流す駆
    動電流の目標値を設定し、電動機を駆動するための制御
    信号を出力する電動機制御装置とを備え、この電動機制
    御装置には、前記電流センサにより検出される駆動電
    流、前記電圧センサにより検出される駆動電圧および前
    記電動機の固有抵抗値に基いて電動機の回転速度を推定
    する電動機回転速度推定部が設けられている電動パワー
    ステアリング装置において、前記電動機の温度を直接ま
    たは間接的に検出する電動機温度検出手段を備えると共
    に、この電動機温度検出手段により検出される電動機の
    温度に応じて電動機の固有抵抗値を温度補正する抵抗値
    温度補正部を前記電動機回転速度推定部に設けたことを
    特徴とする電動パワーステアリング装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載された電動パワーステア
    リング装置であって、前記電動機温度検出手段は、前記
    電動機に取り付けられた温度センサにより構成されてい
    ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載された電動パワーステア
    リング装置であって、前記電動機温度検出手段は、車両
    のエンジンルーム内に別途設けられた温度センサと、こ
    の温度センサから出力される温度信号に基いて電動機の
    温度を推定する電動機制御装置の温度補正部とにより構
    成されていることを特徴とする電動パワーステアリング
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載された電動パワーステア
    リング装置であって、前記電動機温度検出手段は、前記
    電流センサにより検出される駆動電流および電動機制御
    装置から出力される制御信号に基いて電動機の温度を推
    定する電動機制御装置の温度推定部により構成されてい
    ることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載された電動パワーステア
    リング装置であって、前記電動機温度検出手段は、前記
    操舵トルクセンサから出力されるパルス過渡応答電圧に
    基いて電動機の温度を換算する電動機制御装置の温度換
    算部により構成されていることを特徴とする電動パワー
    ステアリング装置。
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