JP3572038B2 - ステアリング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の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】
従来のステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。図１７、及び図１８は、例えば特許第１９２９７８１号公報に示された従来のステアリング制御装置の構成、及び動作を示す図である。
【０００３】
図１７において、１は従来のステアリング制御装置、２はトルクセンサ、３は車速センサ、４はモータである。
【０００４】
また、同図において、従来のステアリング制御装置１は、操舵トルク測定手段９１と、車速測定手段９２と、モータ電流測定手段９３と、モータ平均電流演算手段９４と、モータ電流記憶手段９５と、モータ電流決定手段９６と、電磁クラッチ制御手段９７と、パワー素子制御手段９８と、モータ駆動用パワー素子部９９とを備える。
【０００５】
従来のステアリング制御装置１は、図１８のグラフに示す通り、モータ電流の平均値に応じてモータ電流（出力）を漸減、漸増し、装置全体を発熱から保護している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のステアリング制御装置では、ステアリングを一度端に突き当てると、装置全体、ないしはモータや制御装置といった構成部品が発熱し、モータ電流が漸減され、モータ出力トルクを初期状態にまで復帰させるのに時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、装置を発熱から保護しつつ、モータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等がなく、しかもステアリングの最大舵角近傍での損失を低減することにより、発熱保護による出力の低下を一層抑えたステアリング制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るステアリング制御装置は、モータ電流の時間平均値に応じてモータ電流を増減する第１のモータ電流制限値演算手段と、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定したときはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定したときにはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く増加させる第２のモータ電流制限値演算手段とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以上の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以下の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるものである。
【００１０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以下の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以上の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるものである。
【００１１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵トルクとしたものである。
【００１２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵角としたものである。
【００１３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、モータ電流としたものである。
【００１４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、前記モータ電流の飽和値としたものである。
【００１５】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、モータ電流制限値としたものである。
【００１６】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、前記第１のモータ電流制限値演算手段によるモータ電流制限値としたものである。
【００１７】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、モータ電流の検出値としたものである。
【００１８】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵速度としたものである。
【００１９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記操舵速度が、少なくともモータ電圧とモータ電流から演算するものである。
【００２０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１のモータ電流制限値演算手段による第１のモータ電流制限値と、前記第２のモータ電流制限値演算手段による第２のモータ電流制限値のうち、小さい方をモータ電流の制限値としてモータを制御するものである。
【００２１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、ステアリングが最大舵角近傍であることを表す判定しきい値が、前記第１の所定値と前記第２の所定値であり、前記第１の所定値と前記第２の所定値を異ならせてヒステリシスを設けたものである。
【００２２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、ステアリングが最大舵角近傍にあることを判定するための第１の判定条件が所定時間以上継続して成立する場合は、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定し、ステアリングが最大舵角近傍にないことを判定するための第２の判定条件が所定時間以上継続して成立しない場合には、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定するものである。
【００２３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、車速が所定値以下の場合に限りモータ電流を増減させるものである。
【００２４】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、モータ電流の増加速度を減少速度よりも大きく設定したものである。
【００２５】
この発明に係るステアリング制御装置は、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流検出値の時間平均値に応じてモータ電流を増減し、所定の状態量に基づきステアリングが最大舵角近傍にあることを検出してモータ電流を前記モータ電流検出値の時間平均値に応じたモータ電流の増減よりも速く増減するように、前記モータ電流検出値、前記モータ電圧検出手段により検出されたモータ電圧検出値、トルクセンサにより検出された操舵トルク、及び車速センサにより検出された車速に基づき求めた印加電圧信号を前記モータ駆動回路へ供給するマイクロプロセッサとを備えたものである。
【００２６】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、前記マイクロプロセッサが、前記モータ電流検出値、及び前記モータ電圧検出値に基づいて操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、前記検出された操舵トルク、前記検出された車速、及び前記操舵速度に基づいてモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段と、前記モータ電流検出値に基づいて第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段と、前記所定の状態量を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段と、前記第１のモータ電流制限値、及び前記第２のモータ電流制限値を用いて前記演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段と、前記制限されたモータ電流目標値、及び前記モータ電流検出値が一致するように前記モータへの印加電圧信号を求めるモータ電流フィードバック制御手段とを有するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２８】
図１において、１Ａは電動パワーステアリング制御装置であり、入力信号として、操舵トルクを検出するトルクセンサ２、および車両の速度を検出する車速センサ３が接続され、負荷として、モータ４が接続され、電源として、バッテリ５が接続されている。
【００２９】
また、同図において、電動パワーステアリング制御装置１Ａは、モータ電流検出手段１０と、モータ電圧検出手段１１と、モータ駆動回路１２と、マイクロプロセッサ２０で構成されている。
【００３０】
さらに、同図において、マイクロプロセッサ２０には、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値とモータ電圧検出手段１１で検出されたモータ電圧検出値から操舵速度を演算する操舵速度演算手段２１と、トルクセンサ２で検出された操舵トルクと車速センサ３で検出された車速と上記操舵速度からモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段２２と、上記モータ電流検出値から第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段２３と、上記検出された操舵トルクを用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段２４と、上記第１のモータ電流制限値と上記第２のモータ電流制限値を用いて目標電流演算手段２２で演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段２５と、上記モータ電流制限手段２５で制限されたモータ電流目標値と上記モータ電流検出値が一致するようにモータ４への印加電圧信号（以下、ＰＷＭ信号）を求めるモータ電流フィードバック制御手段２６とが、ソフトウェアで実装されている。
【００３１】
このマイクロプロセッサ２０からの出力であるＰＷＭ信号に基づき、モータ駆動回路１２でモータ４を駆動している。
【００３２】
つぎに、この実施の形態１に係るステアリング制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図２は、この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置のマイクロプロセッサに実装されたプログラムの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
以下、本実施の形態１の動作を、図２の流れに沿って説明する。なお、図２のプログラムは周期的に実行されるものとする。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、マイクロプロセッサ２０は、車速センサ３の車速信号から車速を演算する。
【００３６】
次に、ステップＳ２において、操舵速度を演算する。このステップＳ２は、図１に示す操舵速度演算手段２１の動作を示すものである。モータ４は、永久磁石界磁のＤＣモータであり、モータ逆起電力とモータ回転速度が比例する。そこで、このステップＳ２では、モータ電流検出手段１０によって検出されたモータ電流検出値Ｉｍと、モータ電圧検出手段１１によって検出されたモータ電圧検出値Ｖｍから、下記の式（１）の通り、モータ逆起電力Ｅｍを演算し、操舵速度ωを得る。
【００３７】
Ｅｍ＝Ｖｍ−Ｒａ×Ｉｍ−Ｖｂ
ω＝Ｅｍ／Ｋｅ （１）
【００３８】
ここで、Ｒａはモータ４のアマチュア抵抗であり、Ｖｂはモータ４のブラシの電圧降下、ωは操舵速度、Ｋｅはモータ４の逆起電力定数とモータ４の減速比から決まる所定の定数である。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、モータ電流の目標値を演算する。このステップＳ３は、図１に示す目標電流演算手段２２の動作を示すものである。まず、ステップＳ１で演算した車速と、トルクセンサ２で検出された操舵トルクから、例えば図３に示すように操舵アシスト電流Ｉｔｒｑを計算する。そして、ステップＳ２で演算した操舵速度ωをもとに、下記の式（２）の通り、上記操舵アシスト電流Ｉｔｒｑを補正し、モータ電流目標値Ｉｔ１を求める。
【００４０】
Ｉｔ１＝Ｉｔｒｑ−ω×ｋｄｍｐ （２）
【００４１】
ここで、ｋｄｍｐは車速が大きいときに大きな値となる定数である。これにより、高速走行時の操縦安定性を高めることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ４において、第１のモータ電流制限値を演算する。このステップＳ４は、図１に示す第１のモータ電流制限値演算手段２３の動作を示すものである。この第１のモータ電流制限演算手段２３は、電動パワーステアリング制御装置１Ａを発熱による破壊から保護するために、発熱と一定の関係のあるモータ電流の大きさに応じて、モータ電流制限値を漸減・漸増するものである。
【００４３】
ここでは、図５に示す特性をもとに、モータ電流がＩ１の場合にサンプリング周期あたりモータ電流の割合αでモータ電流を漸減するべく、下記の式（３）の通り、第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１を計算する。図５は、モータ電流平均値と電流制限値漸増・漸減率の関係を示す図である。
【００４４】
Ｉｏｖｈ１（ｎ）＝Ｉｏｖｈ１（ｎ−１）−α （３）
【００４５】
モータ４や制御装置１Ａは、アマチュアコイルやヒートシンクの熱容量が十分大きければ、温度上昇の時間変化が比較的緩やかである。このステップＳ４の電流制限値は、このような温度上昇から装置を保護するためのものであり、実用に耐える十分長い時間、定格電流Ｉ１を流し、しかも、急激な変化による操舵フィーリングの悪化等が無いように電流制限値を設定するものである。
【００４６】
次に、ステップＳ５〜Ｓ８において、第２のモータ電流制限値を演算する。これらのステップＳ５〜Ｓ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作を示すものである。ステアリングが最大舵角近傍にあるときに、不要な電流を流さないようにして、電動パワーステアリング制御装置１Ａの消費電力を抑えるためのものである。
【００４７】
まず、ステップＳ５は、ステアリングが最大舵角にあることを判定する部分である。操舵トルクＴｓが、据え切り時の操舵トルクに比較して十分大きい操舵トルクＴｔｈｈ以上ならば、端に突き当たっているものと考えられる。例えば、図３において、据え切り時に操舵トルクＴｎ、モータ電流Ｉｎで力がつり合っていても、最大舵角近傍では操舵トルクがＴｍａｘ付近まで増加するものと考えられる。そこで、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈならば最大舵角であると判定してステップＳ６に進み、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈでなければ、ステップＳ７に進む。
【００４８】
続いて、ステップＳ６は、ステップＳ５でステアリングが最大舵角にあると判断された場合の処理である。この場合、下記の式（４）に示すように、サンプリング周期あたりモータ電流βの速度でモータ電流を漸減するべく、式（４）の通り、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２を計算する。
【００４９】
Ｉｏｖｈ２（ｎ）＝ｍａｘ（Ｉｏｖｈ２（ｎ−１）−β，Ｉ２） （４）
【００５０】
ただし、ｍａｘ（）は（）内の数式のうち、大きい方の値をとることを示す。また、Ｉ２は所定のモータ電流値であり、ここでは最大舵角近傍で保舵できる最低限の電流値を選ぶ。その結果、第２のモータ電流制限値は、ステアリングが最大舵角に到達すると一定速度βで漸減し、最大舵角近傍で保舵できる最低限の電流Ｉ２に収束する。これにより、モータ電流を第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２に制限しても、操舵トルクは変動しない。
【００５１】
さらに、ステップＳ７〜Ｓ８に進む。これらの処理は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。操舵トルクＴｓが、上記判定しきい値Ｔｔｈｈと比較して十分小さい操舵トルクＴｔｈｌ以下ならば、最大舵角から復帰したものと判定してステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値をサンプリング周期あたりモータ電流γの速度で定格電流値Ｉ１に復帰させる。一方、Ｔｓ＞Ｔｔｈｌならば、前回演算した第２のモータ電流制限値が保持される。
【００５２】
上述の通り、操舵トルクの最大舵角の判定しきい値をＴｔｈｈ、最大舵角からの復帰の判定しきい値をＴｔｈｌとして異ならせ、ヒステリシスを設ける。その結果、操舵力が最大舵角近傍で変動した場合等に最大舵角判定がハンチングし、モータ電流が漸減漸増を繰り返すことを防止することができ、操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。
【００５３】
また、γ≧βとし、漸減速度よりも復帰速度を速く設定しておく。漸減速度を遅く設定しておくことで、例えば、ステップＳ５で最大舵角を誤検知した場合や、車両重量が重く、モータ電流Ｉ２では最大舵角で保舵できないような場合でも、操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。また、復帰速度を速く設定しておくことで、最大舵角から復帰すると速やかに定格電流を通流でき、やはり操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ９において、目標電流を第１及び第２の電流制限値で制限する。このステップＳ９は、図１のモータ電流制限手段２５の動作を示すものである。つまり、以上のように求められられた第１のモータ電流制限値と第２のモータ電流制限値は、このステップＳ９で比較され、より小さい方の制限値以下にモータ電流目標値Ｉｔ１が制限されるように、モータ電流目標値Ｉｔ２を設定する。
【００５５】
最後に、ステップＳ１０において、電流フィードバック制御を行う。このステップＳ１０は、図１のモータ電流フィードバック制御手段２６の動作を示すものである。つまり、ステップ９で制限されたモータ電流目標値Ｉｔ２と、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値Ｉｍが一致するようにフィードバック制御し、ＰＷＭ信号を出力する。このＰＷＭ信号により、マイクロプロセッサ２０は、モータ駆動回路１２を駆動し、モータ４に所望の電流を通流させる。
【００５６】
本実施の形態１を適用した結果を図４に示す。図４は、停車中に左右の最大舵角まで操舵を繰り返した場合の舵角Ｓｔ、操舵トルクＴｓ、第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２、並びに上記第１および第２のモータ電流制限値で制限される前後のモータ電流目標値Ｉｔ１、Ｉｔ２の関係を、右操舵方向の電流を正、左操舵方向の電流を負として表したものである。
【００５７】
第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１は、モータ電流の時間平均値に応じて緩やかに変化している。例えば図４の時間ｔ１〜ｔ２間では、モータ電流目標値Ｉｔ１を第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１以下に制限することにより、装置を発熱から保護しながら、しかもモータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等が無いように作用している。
【００５８】
一方、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２は、図４の時間ｔ２からｔ３間の最大舵角付近で速やかに減少し、時間ｔ４以降の最大舵角近傍以外では即座に増加しており、ステアリングが端に突き当たっているときのみ不要な電流を流さないように作用し、電動パワーステアリング装置の消費電力を抑えている。これにより、第１のモータ電流制限値の時間変化をより緩やかにすることができ、アシスト力の低下をより抑えることができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態１によれば、装置を発熱から保護しつつ、モータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等がなく、しかも最大舵角近傍での損失低減により、発熱保護による操舵補助力の低下を一層抑えた良好な電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態１における第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角からの復帰時にモータ電流制限値を所定速度γで漸増していたが、即座に定格電流Ｉ１となるように設定してもよい。この場合、最大舵角から復帰すると即座に定格電流を得ることができ、モータ電流制限値の応答性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態１の第１のモータ電流制限値演算手段２３は、図５のモータ電流平均値とモータ電流漸減速度のテーブルから、モータ電流の時間平均値に基づくモータ電流制限を達成していたが、図５の特性は、例えば図６のような非線形な特性でもよい。この場合は、大電流で漸減速度がべき関数的に増加するので、より適切な保護がなされる。
【００６２】
また、図７に示すように、所定時間内のモータ電流の時間平均値が所定値を超えたときに、一定の速度でモータ電流を漸減する構成としてもよい。この場合は、演算量を減らすことができる。
【００６３】
さらに、図８に示すように、所定時間内のモータ電流の時間平均値から、直接モータ電流の最大値を求める構成としてもよい。この場合にも演算量を減らすことができる。
【００６４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００６５】
図９は、この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。
【００６６】
また、図１０は、この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００６７】
上記実施の形態１では、ステアリングの最大舵角の判定に操舵トルクを用いていたが、この実施の形態２では、モータ電流を用いて判定する。
【００６８】
図９において、２４はモータ電流を用いて最大舵角を判定する第２のモータ電流制限値演算手段であり、目標電流演算手段２２からモータ電流目標値Ｉｔ１が入力される。
【００６９】
図１０において、ステップＳ２１、Ｓ６、Ｓ２２、及びＳ８が第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。なお、その他の箇所は、上記実施の形態１の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。以下、図１０の流れに沿って第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作について説明する。
【００７０】
まず、ステップＳ２１は、ステアリングが最大舵角にあることを判定する部分である。モータ電流目標値Ｉｔ１が据え切り時のモータ電流と比較して十分大きい電流Ｉｔｈｈ以上ならば、端に突き当たっているものと考えられる。例えば、図３において、据え切り時に操舵トルクＴｎ、モータ電流Ｉｎで力がつり合っていても、最大舵角近傍ではモータ電流がＩｍａｘ付近まで増加するものと考えられる。そこで、Ｉｔ１≧Ｉｔｈｈならば最大舵角であると判定してステップＳ６に進み、一方、Ｉｔ１≧Ｉｔｈｈでなければ、ステップＳ２２に進む。
【００７１】
次に、ステップＳ６は、ステップＳ２１でステアリングが最大舵角にあると判定された場合の処理である。処理内容は、上記実施の形態１と全く同じであり、式（４）に示すように第２のモータ電流制限値を漸減させる。
【００７２】
次に、ステップＳ２２、及びＳ８は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。モータ電流目標値Ｉｔ１が上記判定しきい値Ｉｔｈｈと比較して、十分小さい電流Ｉｔｈｌ以下ならば、最大舵角から復帰したものとして、ステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値を速やかに定格電流値Ｉ１に復帰させる。一方、Ｉｔ１＞Ｉｔｈｌならば、前回演算した第２のモータ電流制限値が保持される。
【００７３】
以上のように、本実施の形態２の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、モータ電流を用いて、ステアリングが最大舵角にあるときに、第２のモータ電流制限値を最大舵角で保舵できる最低限の電流値まで漸減し、それ以外の場合には定格電流Ｉ１を通流させるように動作する。
【００７４】
本実施の形態２は、後輪操舵制御装置や、ステアバイワイヤ制御装置等、トルクセンサ２を具備しないステアリング制御装置にも容易に適用することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態２では、最大舵角判定しきい値Ｉｔｈｈ、Ｉｔｈｌの設定方法については特に言及しなかったが、例えば、Ｉｔｈｈを、高速走行時に到達し得ない所定の値にしてもよい。図３に示すように、モータ電流は車速が大きくなるほど小さくなるので、この設定により、走行中には最大舵角と判定されず、第２のモータ電流制限値が低減されない。よって、カーブを走行している等の状況で、保舵トルクが大きい場合でも、モータの出力トルクが低減しないように設定できる。
【００７６】
また、図３に示すように、一般的に操舵アシスト電流Ｉｔｒｑの設定は、所定操舵トルクＴｍａｘ以上ではモータ電流を一定値Ｉｍａｘとする。最大舵角近傍以外では、操舵トルクはＴｍａｘ以下であり、操舵トルクに略比例したモータ電流が流れるが、最大舵角近傍では、操舵トルクがＴｍａｘに達し、モータ電流はＩｍａｘで飽和する。そこで、最大舵角判定のしきい値を、モータ電流の飽和値Ｉｍａｘとしてもよい。これにより、確実に最大舵角を検出できる。
【００７７】
また、本実施の形態２ではモータ電流をある一定の値と比較して最大舵角を検出していたが、モータ電流の制限値と比較し、モータ電流目標値Ｉｔ１や、操舵アシスト電流Ｉｔｒｑが、モータ電流制限値に等しいか、それ以上の場合に最大舵角と判定する構成としてもよい。
【００７８】
この場合の動作例を図１１に示す。この図１１に示すように、この設定により、例えば、モータ電流が第１のモータ電流制限値によって制限され、上記Ｉｍａｘに到達しないような場合でも、最大舵角を検出することができる。また、第１のモータ電流制限値が十分小さく、例えば上記Ｉ２以下であり、最大舵角近傍にあってもモータ電流をそれ以上低減する必要が無い、あるいはそれ以上低減すると商品性が著しく悪化するような場合には、最大舵角を検出せず、第２のモータ電流制限値を低減させないように動作させることができる。
【００７９】
さらに、本実施の形態２ではモータ電流目標値Ｉｔ１と所定値を比較して最大舵角を検出していたが、モータ電流検出値Ｉｍと所定値を比較してもよい。最大舵角に突き当たってモータ４の回転が止まると、逆起電力が急激に０になることから、モータ電流がオーバシュートし易い。モータ電流の検出値が所定値以上であることを判定すれば、上記オーバシュートを検出することができ、より効果的に最大舵角の判定ができる
【００８０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００８１】
図１２は、この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。
【００８２】
また、図１３は、この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００８３】
上記実施の形態１及び２では、操舵トルクやモータ電流でステアリングの最大舵角を判定していたが、舵角センサが利用できる場合には、舵角センサ信号を用いて最大舵角を判定してもよい。
【００８４】
図１２に示すように、２４が舵角を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段であり、６が舵角センサである。その他の箇所は、上記実施の形態の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００８５】
この実施の形態３の動作は、上記実施の形態と全く同様である。ステップＳ３１、Ｓ６、Ｓ３２及びＳ８に示す通り、第２のモータ電流制限値演算手段２４は、舵角センサ６による操舵角度検出値Ｓｔが所定値Ｓｔｈｈ以上であれば最大舵角と判定して第２のモータ電流制限値を漸減し、舵角センサ６による操舵角度検出値Ｓｔが所定値Ｓｔｈｌ以下であれば最大舵角から復帰したと判定して第２のモータ電流制限値を漸増する。その他は、上記実施の形態の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態３は、舵角セン６サを用いて最大舵角を判定するので、より精度よく最大舵角を検出し、モータ電流を減ずることができる。
【００８７】
また、本実施の形態３は、後輪操舵制御装置や、ステアバイワイヤ制御装置等、トルクセンサ２を具備しないステアリング制御装置にも容易に適用することができる。
【００８８】
なお、上記のような舵角センサ６でなくとも、最大舵角時にオン、それ以外でオフするスイッチ状の舵角センサを用いても、同様の判定をすることができる。
【００８９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図１４は、この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
上記実施の形態１の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角判定に加え、操舵速度が所定値以下の場合に保舵状態であることを検出し、ステアリングを最大舵角近傍で保舵していると判定した場合に第２のモータ電流制限値を減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないか、または操舵中と判定すると第２のモータ電流制限値を増加させる構成としてもよい。
【００９２】
装置の構成については、第２のモータ電流制限値演算手段２４に、操舵速度演算手段２１による操舵速度信号が入力される以外、上記実施の形態１と全く同様であり、説明を省略する。
【００９３】
図１４において、ステップＳ４１、及びＳ４２が、操舵速度による保舵判定に相当する。なお、上記実施の形態１の相当するステップには同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００９４】
以下、図１４に基づいて第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作について説明する。
【００９５】
まず、ステップＳ５、及びＳ４１は、ステアリングが最大舵角で保舵状態であることを判定するものである。トルクセンサ２によって検出された操舵トルクＴｓが所定値Ｔｔｈｈ以上、かつ操舵速度演算手段２１によって演算された操舵速度ωが所定値以下ならば、最大舵角で保舵しているものと考えられる。そこで、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈかつω≦ωｔｈｌならば最大舵角かつ保舵状態であると判定してＳ６に進み、上記以外の場合はステップＳ７に進む。
【００９６】
ステップＳ６は、ステップＳ５、及びＳ４１でステアリングが最大舵角かつ保舵状態にあると判定された場合の処理である。処理内容は、上記実施の形態１と全く同じであり、例えば式（４）に示すように、第２のモータ電流制限値を漸減させる。
【００９７】
ステップＳ７、Ｓ８、及びＳ４２は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。操舵トルクＴｓが上記Ｔｔｈｈと比較して十分小さいＴｔｈｌ以下、または操舵速度が上記ωｔｈｌと比較して十分大きいωｔｈｈ以上ならば、最大舵角または保舵状態から復帰したものと考えられる。そこで、Ｔｓ≦Ｔｔｈｌまたはω≧ωｔｈｈならば、ステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値を速やかに定格電流Ｉ１に復帰させる。上記以外の場合は、前回演算した第２のモータ電流制限値を保持する。
【００９８】
このように、本実施の形態４の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角で保舵したときのみモータ電流を漸減させる。これにより、一時的に最大舵角となったときのモータ電流変動を抑制することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態４では、操舵速度の演算をモータ端子間電圧と、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値を用いて行ったが、舵角センサを具備する場合には、舵角センサから求めた操舵速度信号を用いて演算しても、全く同じ効果が得られる。
【０１００】
また、本実施の形態４は、上記実施の形態１だけでなく、上記実施の形態２や実施の形態３でも適用できることは言うまでもない。
【０１０１】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【０１０２】
図１５は、この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
上記各実施の形態では、最大舵角の判定と最大舵角からの復帰判定、あるいは保舵状態の判定と保舵状態からの復帰判定に、各々判定しきい値を設けて各判定にヒステリシスをもたせることにより、第２のモータ電流制限値のハンチングを防止していた。
【０１０４】
これに対し、図１５のステップＳ５、Ｓ５１、Ｓ６、及びＳ８に示すように、最大舵角の判定条件が所定時間継続時に最大舵角と判定する、あるいは最大舵角からの復帰の判定条件が所定時間継続した場合に最大舵角からの復帰と判定する構成としてもよい。これらのステップＳ５、Ｓ５１、Ｓ６、及びＳ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。これにより、より効果的に上述のハンチングを防止できる。
【０１０５】
また、保舵の判定条件が所定時間継続時に保舵と判定する、あるいは保舵状態からの復帰の判定条件が所定時間継続した場合に保舵状態からの復帰と判定する構成としてもよい。これにより、より効果的に上述のハンチングを防止できる。
【０１０６】
さらに、図１６に示すように、判定しきい値のヒステリシスと、判定条件継続時間を同時に実施すれば、より確実に上述のハンチングを防止できることは言うまでもない。図１６のステップＳ５、Ｓ５２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ５３、及びＳ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。
【０１０７】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るステアリング制御装置について説明する。
【０１０８】
上記各実施の形態の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、停車中、走行中に関わらず、最大舵角判定時に電流を漸減していたが、低速時のみ最大舵角判定をする構成としてもよい。これにより、走行中にモータ電流が漸減し、モータの出力トルクが不足することをより効果的に防止できる。
【０１０９】
【発明の効果】
この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、モータ電流の時間平均値に応じてモータ電流を増減する第１のモータ電流制限値演算手段と、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定したときはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定したときにはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く増加させる第２のモータ電流制限値演算手段とを備えたので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【０１１０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以上の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以下の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１１１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以下の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以上の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１１２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵トルクとしたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定できるという効果を奏する。
【０１１３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵角としたので、より精度よく最大舵角を検出でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、モータ電流としたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１５】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、前記モータ電流の飽和値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１６】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、モータ電流制限値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１７】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、前記第１のモータ電流制限値演算手段によるモータ電流制限値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１８】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、モータ電流の検出値としたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵速度としたので、より精度よく最大舵角を検出できるという効果を奏する。
【０１２０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記操舵速度が、少なくともモータ電圧とモータ電流から演算するので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定できるという効果を奏する。
【０１２１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１のモータ電流制限値演算手段による第１のモータ電流制限値と、前記第２のモータ電流制限値演算手段による第２のモータ電流制限値のうち、小さい方をモータ電流の制限値としてモータを制御するので、平均電流に基づく過熱の保護と最大舵角時の損失低減を違和感無く両立できるという効果を奏する。
【０１２２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、ステアリングが最大舵角近傍であることを表す判定しきい値が、前記第１の所定値と前記第２の所定値であり、前記第１の所定値と前記第２の所定値を異ならせてヒステリシスを設けたので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１２３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、ステアリングが最大舵角近傍にあることを判定するための第１の判定条件が所定時間以上継続して成立する場合は、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定し、ステアリングが最大舵角近傍にないことを判定するための第２の判定条件が所定時間以上継続して成立しない場合には、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定するので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１２４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、車速が所定値以下の場合に限りモータ電流を増減させるので、走行中の誤判定とアシスト不足を防止できるという効果を奏する。
【０１２５】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、モータ電流の増加速度を減少速度よりも大きく設定したので、モータ電流増減による違和感を防止できるという効果を奏する。
【０１２６】
この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流検出値の時間平均値に応じてモータ電流を増減し、所定の状態量に基づきステアリングが最大舵角近傍にあることを検出してモータ電流を前記モータ電流検出値の時間平均値に応じたモータ電流の増減よりも速く増減するように、前記モータ電流検出値、前記モータ電圧検出手段により検出されたモータ電圧検出値、トルクセンサにより検出された操舵トルク、及び車速センサにより検出された車速に基づき求めた印加電圧信号を前記モータ駆動回路へ供給するマイクロプロセッサとを備えたので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【０１２７】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記マイクロプロセッサが、前記モータ電流検出値、及び前記モータ電圧検出値に基づいて操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、前記検出された操舵トルク、前記検出された車速、及び前記操舵速度に基づいてモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段と、前記モータ電流検出値に基づいて第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段と、前記所定の状態量を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段と、前記第１のモータ電流制限値、及び前記第２のモータ電流制限値を用いて前記演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段と、前記制限されたモータ電流目標値、及び前記モータ電流検出値が一致するように前記モータへの印加電圧信号を求めるモータ電流フィードバック制御手段とを有するので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る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】この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の操舵トルクと操舵アシスト電流の関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る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１０】この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置のモータ電流による最大舵角判定のしきい値設定を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る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１３】この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】従来の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１８】従来のステアリング制御装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 電動パワーステアリング制御装置、２ トルクセンサ、３車速センサ、４ モータ、５ バッテリ、６ 舵角センサ、１０ モータ電流検出手段、１１ モータ電圧検出手段、１２ モータ駆動回路、２０ マイクロプロセッサ、２１ 操舵速度演算手段、２２ 目標電流演算手段、２３ 第１のモータ電流制限値演算手段、２４ 第２のモータ電流制限値演算手段、２５ モータ電流制限手段、２６ モータ電流フィードバック制御手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車等の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】
従来のステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。図１７、及び図１８は、例えば特許第１９２９７８１号公報に示された従来のステアリング制御装置の構成、及び動作を示す図である。
【０００３】
図１７において、１は従来のステアリング制御装置、２はトルクセンサ、３は車速センサ、４はモータである。
【０００４】
また、同図において、従来のステアリング制御装置１は、操舵トルク測定手段９１と、車速測定手段９２と、モータ電流測定手段９３と、モータ平均電流演算手段９４と、モータ電流記憶手段９５と、モータ電流決定手段９６と、電磁クラッチ制御手段９７と、パワー素子制御手段９８と、モータ駆動用パワー素子部９９とを備える。
【０００５】
従来のステアリング制御装置１は、図１８のグラフに示す通り、モータ電流の平均値に応じてモータ電流（出力）を漸減、漸増し、装置全体を発熱から保護している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のステアリング制御装置では、ステアリングを一度端に突き当てると、装置全体、ないしはモータや制御装置といった構成部品が発熱し、モータ電流が漸減され、モータ出力トルクを初期状態にまで復帰させるのに時間がかかるという問題点があった。
【０００７】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、装置を発熱から保護しつつ、モータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等がなく、しかもステアリングの最大舵角近傍での損失を低減することにより、発熱保護による出力の低下を一層抑えたステアリング制御装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るステアリング制御装置は、モータ電流の時間平均値に応じてモータ電流を増減する第１のモータ電流制限値演算手段と、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定したときはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定したときにはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く増加させる第２のモータ電流制限値演算手段とを備えたものである。
【０００９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以上の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以下の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるものである。
【００１０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以下の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以上の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるものである。
【００１１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵トルクとしたものである。
【００１２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵角としたものである。
【００１３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、モータ電流としたものである。
【００１４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、前記モータ電流の飽和値としたものである。
【００１５】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、モータ電流制限値としたものである。
【００１６】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１の所定値を、前記第１のモータ電流制限値演算手段によるモータ電流制限値としたものである。
【００１７】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、モータ電流の検出値としたものである。
【００１８】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記所定の状態量を、操舵速度としたものである。
【００１９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記操舵速度が、少なくともモータ電圧とモータ電流から演算するものである。
【００２０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第１のモータ電流制限値演算手段による第１のモータ電流制限値と、前記第２のモータ電流制限値演算手段による第２のモータ電流制限値のうち、小さい方をモータ電流の制限値としてモータを制御するものである。
【００２１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、ステアリングが最大舵角近傍であることを表す判定しきい値が、前記第１の所定値と前記第２の所定値であり、前記第１の所定値と前記第２の所定値を異ならせてヒステリシスを設けたものである。
【００２２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、ステアリングが最大舵角近傍にあることを判定するための第１の判定条件が所定時間以上継続して成立する場合は、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定し、ステアリングが最大舵角近傍にないことを判定するための第２の判定条件が所定時間以上継続して成立しない場合には、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定するものである。
【００２３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、車速が所定値以下の場合に限りモータ電流を増減させるものである。
【００２４】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、モータ電流の増加速度を減少速度よりも大きく設定したものである。
【００２５】
この発明に係るステアリング制御装置は、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流検出値の時間平均値に応じてモータ電流を増減し、所定の状態量に基づきステアリングが最大舵角近傍にあることを検出してモータ電流を前記モータ電流検出値の時間平均値に応じたモータ電流の増減よりも速く増減するように、前記モータ電流検出値、前記モータ電圧検出手段により検出されたモータ電圧検出値、トルクセンサにより検出された操舵トルク、及び車速センサにより検出された車速に基づき求めた印加電圧信号を前記モータ駆動回路へ供給するマイクロプロセッサとを備えたものである。
【００２６】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、前記マイクロプロセッサが、前記モータ電流検出値、及び前記モータ電圧検出値に基づいて操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、前記検出された操舵トルク、前記検出された車速、及び前記操舵速度に基づいてモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段と、前記モータ電流検出値に基づいて第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段と、前記所定の状態量を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段と、前記第１のモータ電流制限値、及び前記第２のモータ電流制限値を用いて前記演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段と、前記制限されたモータ電流目標値、及び前記モータ電流検出値が一致するように前記モータへの印加電圧信号を求めるモータ電流フィードバック制御手段とを有するものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２８】
図１において、１Ａは電動パワーステアリング制御装置であり、入力信号として、操舵トルクを検出するトルクセンサ２、および車両の速度を検出する車速センサ３が接続され、負荷として、モータ４が接続され、電源として、バッテリ５が接続されている。
【００２９】
また、同図において、電動パワーステアリング制御装置１Ａは、モータ電流検出手段１０と、モータ電圧検出手段１１と、モータ駆動回路１２と、マイクロプロセッサ２０で構成されている。
【００３０】
さらに、同図において、マイクロプロセッサ２０には、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値とモータ電圧検出手段１１で検出されたモータ電圧検出値から操舵速度を演算する操舵速度演算手段２１と、トルクセンサ２で検出された操舵トルクと車速センサ３で検出された車速と上記操舵速度からモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段２２と、上記モータ電流検出値から第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段２３と、上記検出された操舵トルクを用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段２４と、上記第１のモータ電流制限値と上記第２のモータ電流制限値を用いて目標電流演算手段２２で演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段２５と、上記モータ電流制限手段２５で制限されたモータ電流目標値と上記モータ電流検出値が一致するようにモータ４への印加電圧信号（以下、ＰＷＭ信号）を求めるモータ電流フィードバック制御手段２６とが、ソフトウェアで実装されている。
【００３１】
このマイクロプロセッサ２０からの出力であるＰＷＭ信号に基づき、モータ駆動回路１２でモータ４を駆動している。
【００３２】
つぎに、この実施の形態１に係るステアリング制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図２は、この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置のマイクロプロセッサに実装されたプログラムの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
以下、本実施の形態１の動作を、図２の流れに沿って説明する。なお、図２のプログラムは周期的に実行されるものとする。
【００３５】
まず、ステップＳ１において、マイクロプロセッサ２０は、車速センサ３の車速信号から車速を演算する。
【００３６】
次に、ステップＳ２において、操舵速度を演算する。このステップＳ２は、図１に示す操舵速度演算手段２１の動作を示すものである。モータ４は、永久磁石界磁のＤＣモータであり、モータ逆起電力とモータ回転速度が比例する。そこで、このステップＳ２では、モータ電流検出手段１０によって検出されたモータ電流検出値Ｉｍと、モータ電圧検出手段１１によって検出されたモータ電圧検出値Ｖｍから、下記の式（１）の通り、モータ逆起電力Ｅｍを演算し、操舵速度ωを得る。
【００３７】
Ｅｍ＝Ｖｍ−Ｒａ×Ｉｍ−Ｖｂ
ω＝Ｅｍ／Ｋｅ （１）
【００３８】
ここで、Ｒａはモータ４のアマチュア抵抗であり、Ｖｂはモータ４のブラシの電圧降下、ωは操舵速度、Ｋｅはモータ４の逆起電力定数とモータ４の減速比から決まる所定の定数である。
【００３９】
次に、ステップＳ３において、モータ電流の目標値を演算する。このステップＳ３は、図１に示す目標電流演算手段２２の動作を示すものである。まず、ステップＳ１で演算した車速と、トルクセンサ２で検出された操舵トルクから、例えば図３に示すように操舵アシスト電流Ｉｔｒｑを計算する。そして、ステップＳ２で演算した操舵速度ωをもとに、下記の式（２）の通り、上記操舵アシスト電流Ｉｔｒｑを補正し、モータ電流目標値Ｉｔ１を求める。
【００４０】
Ｉｔ１＝Ｉｔｒｑ−ω×ｋｄｍｐ （２）
【００４１】
ここで、ｋｄｍｐは車速が大きいときに大きな値となる定数である。これにより、高速走行時の操縦安定性を高めることができる。
【００４２】
次に、ステップＳ４において、第１のモータ電流制限値を演算する。このステップＳ４は、図１に示す第１のモータ電流制限値演算手段２３の動作を示すものである。この第１のモータ電流制限演算手段２３は、電動パワーステアリング制御装置１Ａを発熱による破壊から保護するために、発熱と一定の関係のあるモータ電流の大きさに応じて、モータ電流制限値を漸減・漸増するものである。
【００４３】
ここでは、図５に示す特性をもとに、モータ電流がＩ１の場合にサンプリング周期あたりモータ電流の割合αでモータ電流を漸減するべく、下記の式（３）の通り、第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１を計算する。図５は、モータ電流平均値と電流制限値漸増・漸減率の関係を示す図である。
【００４４】
Ｉｏｖｈ１（ｎ）＝Ｉｏｖｈ１（ｎ−１）−α （３）
【００４５】
モータ４や制御装置１Ａは、アマチュアコイルやヒートシンクの熱容量が十分大きければ、温度上昇の時間変化が比較的緩やかである。このステップＳ４の電流制限値は、このような温度上昇から装置を保護するためのものであり、実用に耐える十分長い時間、定格電流Ｉ１を流し、しかも、急激な変化による操舵フィーリングの悪化等が無いように電流制限値を設定するものである。
【００４６】
次に、ステップＳ５〜Ｓ８において、第２のモータ電流制限値を演算する。これらのステップＳ５〜Ｓ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作を示すものである。ステアリングが最大舵角近傍にあるときに、不要な電流を流さないようにして、電動パワーステアリング制御装置１Ａの消費電力を抑えるためのものである。
【００４７】
まず、ステップＳ５は、ステアリングが最大舵角にあることを判定する部分である。操舵トルクＴｓが、据え切り時の操舵トルクに比較して十分大きい操舵トルクＴｔｈｈ以上ならば、端に突き当たっているものと考えられる。例えば、図３において、据え切り時に操舵トルクＴｎ、モータ電流Ｉｎで力がつり合っていても、最大舵角近傍では操舵トルクがＴｍａｘ付近まで増加するものと考えられる。そこで、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈならば最大舵角であると判定してステップＳ６に進み、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈでなければ、ステップＳ７に進む。
【００４８】
続いて、ステップＳ６は、ステップＳ５でステアリングが最大舵角にあると判断された場合の処理である。この場合、下記の式（４）に示すように、サンプリング周期あたりモータ電流βの速度でモータ電流を漸減するべく、式（４）の通り、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２を計算する。
【００４９】
Ｉｏｖｈ２（ｎ）＝ｍａｘ（Ｉｏｖｈ２（ｎ−１）−β，Ｉ２） （４）
【００５０】
ただし、ｍａｘ（）は（）内の数式のうち、大きい方の値をとることを示す。また、Ｉ２は所定のモータ電流値であり、ここでは最大舵角近傍で保舵できる最低限の電流値を選ぶ。その結果、第２のモータ電流制限値は、ステアリングが最大舵角に到達すると一定速度βで漸減し、最大舵角近傍で保舵できる最低限の電流Ｉ２に収束する。これにより、モータ電流を第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２に制限しても、操舵トルクは変動しない。
【００５１】
さらに、ステップＳ７〜Ｓ８に進む。これらの処理は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。操舵トルクＴｓが、上記判定しきい値Ｔｔｈｈと比較して十分小さい操舵トルクＴｔｈｌ以下ならば、最大舵角から復帰したものと判定してステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値をサンプリング周期あたりモータ電流γの速度で定格電流値Ｉ１に復帰させる。一方、Ｔｓ＞Ｔｔｈｌならば、前回演算した第２のモータ電流制限値が保持される。
【００５２】
上述の通り、操舵トルクの最大舵角の判定しきい値をＴｔｈｈ、最大舵角からの復帰の判定しきい値をＴｔｈｌとして異ならせ、ヒステリシスを設ける。その結果、操舵力が最大舵角近傍で変動した場合等に最大舵角判定がハンチングし、モータ電流が漸減漸増を繰り返すことを防止することができ、操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。
【００５３】
また、γ≧βとし、漸減速度よりも復帰速度を速く設定しておく。漸減速度を遅く設定しておくことで、例えば、ステップＳ５で最大舵角を誤検知した場合や、車両重量が重く、モータ電流Ｉ２では最大舵角で保舵できないような場合でも、操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。また、復帰速度を速く設定しておくことで、最大舵角から復帰すると速やかに定格電流を通流でき、やはり操舵フィーリングの違和感を抑えることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ９において、目標電流を第１及び第２の電流制限値で制限する。このステップＳ９は、図１のモータ電流制限手段２５の動作を示すものである。つまり、以上のように求められられた第１のモータ電流制限値と第２のモータ電流制限値は、このステップＳ９で比較され、より小さい方の制限値以下にモータ電流目標値Ｉｔ１が制限されるように、モータ電流目標値Ｉｔ２を設定する。
【００５５】
最後に、ステップＳ１０において、電流フィードバック制御を行う。このステップＳ１０は、図１のモータ電流フィードバック制御手段２６の動作を示すものである。つまり、ステップ９で制限されたモータ電流目標値Ｉｔ２と、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値Ｉｍが一致するようにフィードバック制御し、ＰＷＭ信号を出力する。このＰＷＭ信号により、マイクロプロセッサ２０は、モータ駆動回路１２を駆動し、モータ４に所望の電流を通流させる。
【００５６】
本実施の形態１を適用した結果を図４に示す。図４は、停車中に左右の最大舵角まで操舵を繰り返した場合の舵角Ｓｔ、操舵トルクＴｓ、第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２、並びに上記第１および第２のモータ電流制限値で制限される前後のモータ電流目標値Ｉｔ１、Ｉｔ２の関係を、右操舵方向の電流を正、左操舵方向の電流を負として表したものである。
【００５７】
第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１は、モータ電流の時間平均値に応じて緩やかに変化している。例えば図４の時間ｔ１〜ｔ２間では、モータ電流目標値Ｉｔ１を第１のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ１以下に制限することにより、装置を発熱から保護しながら、しかもモータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等が無いように作用している。
【００５８】
一方、第２のモータ電流制限値Ｉｏｖｈ２は、図４の時間ｔ２からｔ３間の最大舵角付近で速やかに減少し、時間ｔ４以降の最大舵角近傍以外では即座に増加しており、ステアリングが端に突き当たっているときのみ不要な電流を流さないように作用し、電動パワーステアリング装置の消費電力を抑えている。これにより、第１のモータ電流制限値の時間変化をより緩やかにすることができ、アシスト力の低下をより抑えることができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態１によれば、装置を発熱から保護しつつ、モータ電流の急激な変化による操舵フィーリングの悪化等がなく、しかも最大舵角近傍での損失低減により、発熱保護による操舵補助力の低下を一層抑えた良好な電動パワーステアリング装置を得ることができる。
【００６０】
なお、本実施の形態１における第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角からの復帰時にモータ電流制限値を所定速度γで漸増していたが、即座に定格電流Ｉ１となるように設定してもよい。この場合、最大舵角から復帰すると即座に定格電流を得ることができ、モータ電流制限値の応答性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態１の第１のモータ電流制限値演算手段２３は、図５のモータ電流平均値とモータ電流漸減速度のテーブルから、モータ電流の時間平均値に基づくモータ電流制限を達成していたが、図５の特性は、例えば図６のような非線形な特性でもよい。この場合は、大電流で漸減速度がべき関数的に増加するので、より適切な保護がなされる。
【００６２】
また、図７に示すように、所定時間内のモータ電流の時間平均値が所定値を超えたときに、一定の速度でモータ電流を漸減する構成としてもよい。この場合は、演算量を減らすことができる。
【００６３】
さらに、図８に示すように、所定時間内のモータ電流の時間平均値から、直接モータ電流の最大値を求める構成としてもよい。この場合にも演算量を減らすことができる。
【００６４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００６５】
図９は、この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。
【００６６】
また、図１０は、この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００６７】
上記実施の形態１では、ステアリングの最大舵角の判定に操舵トルクを用いていたが、この実施の形態２では、モータ電流を用いて判定する。
【００６８】
図９において、２４はモータ電流を用いて最大舵角を判定する第２のモータ電流制限値演算手段であり、目標電流演算手段２２からモータ電流目標値Ｉｔ１が入力される。
【００６９】
図１０において、ステップＳ２１、Ｓ６、Ｓ２２、及びＳ８が第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。なお、その他の箇所は、上記実施の形態１の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。以下、図１０の流れに沿って第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作について説明する。
【００７０】
まず、ステップＳ２１は、ステアリングが最大舵角にあることを判定する部分である。モータ電流目標値Ｉｔ１が据え切り時のモータ電流と比較して十分大きい電流Ｉｔｈｈ以上ならば、端に突き当たっているものと考えられる。例えば、図３において、据え切り時に操舵トルクＴｎ、モータ電流Ｉｎで力がつり合っていても、最大舵角近傍ではモータ電流がＩｍａｘ付近まで増加するものと考えられる。そこで、Ｉｔ１≧Ｉｔｈｈならば最大舵角であると判定してステップＳ６に進み、一方、Ｉｔ１≧Ｉｔｈｈでなければ、ステップＳ２２に進む。
【００７１】
次に、ステップＳ６は、ステップＳ２１でステアリングが最大舵角にあると判定された場合の処理である。処理内容は、上記実施の形態１と全く同じであり、式（４）に示すように第２のモータ電流制限値を漸減させる。
【００７２】
次に、ステップＳ２２、及びＳ８は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。モータ電流目標値Ｉｔ１が上記判定しきい値Ｉｔｈｈと比較して、十分小さい電流Ｉｔｈｌ以下ならば、最大舵角から復帰したものとして、ステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値を速やかに定格電流値Ｉ１に復帰させる。一方、Ｉｔ１＞Ｉｔｈｌならば、前回演算した第２のモータ電流制限値が保持される。
【００７３】
以上のように、本実施の形態２の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、モータ電流を用いて、ステアリングが最大舵角にあるときに、第２のモータ電流制限値を最大舵角で保舵できる最低限の電流値まで漸減し、それ以外の場合には定格電流Ｉ１を通流させるように動作する。
【００７４】
本実施の形態２は、後輪操舵制御装置や、ステアバイワイヤ制御装置等、トルクセンサ２を具備しないステアリング制御装置にも容易に適用することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態２では、最大舵角判定しきい値Ｉｔｈｈ、Ｉｔｈｌの設定方法については特に言及しなかったが、例えば、Ｉｔｈｈを、高速走行時に到達し得ない所定の値にしてもよい。図３に示すように、モータ電流は車速が大きくなるほど小さくなるので、この設定により、走行中には最大舵角と判定されず、第２のモータ電流制限値が低減されない。よって、カーブを走行している等の状況で、保舵トルクが大きい場合でも、モータの出力トルクが低減しないように設定できる。
【００７６】
また、図３に示すように、一般的に操舵アシスト電流Ｉｔｒｑの設定は、所定操舵トルクＴｍａｘ以上ではモータ電流を一定値Ｉｍａｘとする。最大舵角近傍以外では、操舵トルクはＴｍａｘ以下であり、操舵トルクに略比例したモータ電流が流れるが、最大舵角近傍では、操舵トルクがＴｍａｘに達し、モータ電流はＩｍａｘで飽和する。そこで、最大舵角判定のしきい値を、モータ電流の飽和値Ｉｍａｘとしてもよい。これにより、確実に最大舵角を検出できる。
【００７７】
また、本実施の形態２ではモータ電流をある一定の値と比較して最大舵角を検出していたが、モータ電流の制限値と比較し、モータ電流目標値Ｉｔ１や、操舵アシスト電流Ｉｔｒｑが、モータ電流制限値に等しいか、それ以上の場合に最大舵角と判定する構成としてもよい。
【００７８】
この場合の動作例を図１１に示す。この図１１に示すように、この設定により、例えば、モータ電流が第１のモータ電流制限値によって制限され、上記Ｉｍａｘに到達しないような場合でも、最大舵角を検出することができる。また、第１のモータ電流制限値が十分小さく、例えば上記Ｉ２以下であり、最大舵角近傍にあってもモータ電流をそれ以上低減する必要が無い、あるいはそれ以上低減すると商品性が著しく悪化するような場合には、最大舵角を検出せず、第２のモータ電流制限値を低減させないように動作させることができる。
【００７９】
さらに、本実施の形態２ではモータ電流目標値Ｉｔ１と所定値を比較して最大舵角を検出していたが、モータ電流検出値Ｉｍと所定値を比較してもよい。最大舵角に突き当たってモータ４の回転が止まると、逆起電力が急激に０になることから、モータ電流がオーバシュートし易い。モータ電流の検出値が所定値以上であることを判定すれば、上記オーバシュートを検出することができ、より効果的に最大舵角の判定ができる
【００８０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００８１】
図１２は、この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の構成を示す図である。
【００８２】
また、図１３は、この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００８３】
上記実施の形態１及び２では、操舵トルクやモータ電流でステアリングの最大舵角を判定していたが、舵角センサが利用できる場合には、舵角センサ信号を用いて最大舵角を判定してもよい。
【００８４】
図１２に示すように、２４が舵角を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段であり、６が舵角センサである。その他の箇所は、上記実施の形態の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００８５】
この実施の形態３の動作は、上記実施の形態と全く同様である。ステップＳ３１、Ｓ６、Ｓ３２及びＳ８に示す通り、第２のモータ電流制限値演算手段２４は、舵角センサ６による操舵角度検出値Ｓｔが所定値Ｓｔｈｈ以上であれば最大舵角と判定して第２のモータ電流制限値を漸減し、舵角センサ６による操舵角度検出値Ｓｔが所定値Ｓｔｈｌ以下であれば最大舵角から復帰したと判定して第２のモータ電流制限値を漸増する。その他は、上記実施の形態の相当する箇所と同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態３は、舵角セン６サを用いて最大舵角を判定するので、より精度よく最大舵角を検出し、モータ電流を減ずることができる。
【００８７】
また、本実施の形態３は、後輪操舵制御装置や、ステアバイワイヤ制御装置等、トルクセンサ２を具備しないステアリング制御装置にも容易に適用することができる。
【００８８】
なお、上記のような舵角センサ６でなくとも、最大舵角時にオン、それ以外でオフするスイッチ状の舵角センサを用いても、同様の判定をすることができる。
【００８９】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００９０】
図１４は、この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
上記実施の形態１の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角判定に加え、操舵速度が所定値以下の場合に保舵状態であることを検出し、ステアリングを最大舵角近傍で保舵していると判定した場合に第２のモータ電流制限値を減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないか、または操舵中と判定すると第２のモータ電流制限値を増加させる構成としてもよい。
【００９２】
装置の構成については、第２のモータ電流制限値演算手段２４に、操舵速度演算手段２１による操舵速度信号が入力される以外、上記実施の形態１と全く同様であり、説明を省略する。
【００９３】
図１４において、ステップＳ４１、及びＳ４２が、操舵速度による保舵判定に相当する。なお、上記実施の形態１の相当するステップには同じ符号を付しており、説明を省略する。
【００９４】
以下、図１４に基づいて第２のモータ電流制限値演算手段２４の動作について説明する。
【００９５】
まず、ステップＳ５、及びＳ４１は、ステアリングが最大舵角で保舵状態であることを判定するものである。トルクセンサ２によって検出された操舵トルクＴｓが所定値Ｔｔｈｈ以上、かつ操舵速度演算手段２１によって演算された操舵速度ωが所定値以下ならば、最大舵角で保舵しているものと考えられる。そこで、Ｔｓ≧Ｔｔｈｈかつω≦ωｔｈｌならば最大舵角かつ保舵状態であると判定してＳ６に進み、上記以外の場合はステップＳ７に進む。
【００９６】
ステップＳ６は、ステップＳ５、及びＳ４１でステアリングが最大舵角かつ保舵状態にあると判定された場合の処理である。処理内容は、上記実施の形態１と全く同じであり、例えば式（４）に示すように、第２のモータ電流制限値を漸減させる。
【００９７】
ステップＳ７、Ｓ８、及びＳ４２は、ステップＳ６で漸減された第２のモータ電流制限値を復帰させる処理である。操舵トルクＴｓが上記Ｔｔｈｈと比較して十分小さいＴｔｈｌ以下、または操舵速度が上記ωｔｈｌと比較して十分大きいωｔｈｈ以上ならば、最大舵角または保舵状態から復帰したものと考えられる。そこで、Ｔｓ≦Ｔｔｈｌまたはω≧ωｔｈｈならば、ステップＳ８に進み、第２のモータ電流制限値を速やかに定格電流Ｉ１に復帰させる。上記以外の場合は、前回演算した第２のモータ電流制限値を保持する。
【００９８】
このように、本実施の形態４の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、最大舵角で保舵したときのみモータ電流を漸減させる。これにより、一時的に最大舵角となったときのモータ電流変動を抑制することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態４では、操舵速度の演算をモータ端子間電圧と、モータ電流検出手段１０で検出されたモータ電流検出値を用いて行ったが、舵角センサを具備する場合には、舵角センサから求めた操舵速度信号を用いて演算しても、全く同じ効果が得られる。
【０１００】
また、本実施の形態４は、上記実施の形態１だけでなく、上記実施の形態２や実施の形態３でも適用できることは言うまでもない。
【０１０１】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置について図面を参照しながら説明する。
【０１０２】
図１５は、この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【０１０３】
上記各実施の形態では、最大舵角の判定と最大舵角からの復帰判定、あるいは保舵状態の判定と保舵状態からの復帰判定に、各々判定しきい値を設けて各判定にヒステリシスをもたせることにより、第２のモータ電流制限値のハンチングを防止していた。
【０１０４】
これに対し、図１５のステップＳ５、Ｓ５１、Ｓ６、及びＳ８に示すように、最大舵角の判定条件が所定時間継続時に最大舵角と判定する、あるいは最大舵角からの復帰の判定条件が所定時間継続した場合に最大舵角からの復帰と判定する構成としてもよい。これらのステップＳ５、Ｓ５１、Ｓ６、及びＳ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。これにより、より効果的に上述のハンチングを防止できる。
【０１０５】
また、保舵の判定条件が所定時間継続時に保舵と判定する、あるいは保舵状態からの復帰の判定条件が所定時間継続した場合に保舵状態からの復帰と判定する構成としてもよい。これにより、より効果的に上述のハンチングを防止できる。
【０１０６】
さらに、図１６に示すように、判定しきい値のヒステリシスと、判定条件継続時間を同時に実施すれば、より確実に上述のハンチングを防止できることは言うまでもない。図１６のステップＳ５、Ｓ５２、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ５３、及びＳ８は、第２のモータ電流制限値演算手段２４に相当する。
【０１０７】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るステアリング制御装置について説明する。
【０１０８】
上記各実施の形態の第２のモータ電流制限値演算手段２４は、停車中、走行中に関わらず、最大舵角判定時に電流を漸減していたが、低速時のみ最大舵角判定をする構成としてもよい。これにより、走行中にモータ電流が漸減し、モータの出力トルクが不足することをより効果的に防止できる。
【０１０９】
【発明の効果】
この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、モータ電流の時間平均値に応じてモータ電流を増減する第１のモータ電流制限値演算手段と、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定したときはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定したときにはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く増加させる第２のモータ電流制限値演算手段とを備えたので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【０１１０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以上の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以下の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１１１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、所定の状態量が第１の所定値以下の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以上の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させるので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１１２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵トルクとしたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定できるという効果を奏する。
【０１１３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵角としたので、より精度よく最大舵角を検出でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、モータ電流としたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１５】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、前記モータ電流の飽和値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１６】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、モータ電流制限値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１７】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１の所定値を、前記第１のモータ電流制限値演算手段によるモータ電流制限値としたので、操舵に違和感なくモータ電流の最大舵角判定しきい値を設定できるという効果を奏する。
【０１１８】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、モータ電流の検出値としたので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定でき、ステアバイワイヤ制御装置にも容易に適用できるという効果を奏する。
【０１１９】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記所定の状態量を、操舵速度としたので、より精度よく最大舵角を検出できるという効果を奏する。
【０１２０】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記操舵速度が、少なくともモータ電圧とモータ電流から演算するので、新たにセンサを設けることなく最大舵角を判定できるという効果を奏する。
【０１２１】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第１のモータ電流制限値演算手段による第１のモータ電流制限値と、前記第２のモータ電流制限値演算手段による第２のモータ電流制限値のうち、小さい方をモータ電流の制限値としてモータを制御するので、平均電流に基づく過熱の保護と最大舵角時の損失低減を違和感無く両立できるという効果を奏する。
【０１２２】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、ステアリングが最大舵角近傍であることを表す判定しきい値が、前記第１の所定値と前記第２の所定値であり、前記第１の所定値と前記第２の所定値を異ならせてヒステリシスを設けたので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１２３】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、ステアリングが最大舵角近傍にあることを判定するための第１の判定条件が所定時間以上継続して成立する場合は、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定し、ステアリングが最大舵角近傍にないことを判定するための第２の判定条件が所定時間以上継続して成立しない場合には、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定するので、最大舵角判定のハンチングを防止できるという効果を奏する。
【０１２４】
また、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、車速が所定値以下の場合に限りモータ電流を増減させるので、走行中の誤判定とアシスト不足を防止できるという効果を奏する。
【０１２５】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記第２のモータ電流制限値演算手段が、モータ電流の増加速度を減少速度よりも大きく設定したので、モータ電流増減による違和感を防止できるという効果を奏する。
【０１２６】
この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、モータを駆動するモータ駆動回路と、前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流検出値の時間平均値に応じてモータ電流を増減し、所定の状態量に基づきステアリングが最大舵角近傍にあることを検出してモータ電流を前記モータ電流検出値の時間平均値に応じたモータ電流の増減よりも速く増減するように、前記モータ電流検出値、前記モータ電圧検出手段により検出されたモータ電圧検出値、トルクセンサにより検出された操舵トルク、及び車速センサにより検出された車速に基づき求めた印加電圧信号を前記モータ駆動回路へ供給するマイクロプロセッサとを備えたので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【０１２７】
さらに、この発明に係るステアリング制御装置は、以上説明したとおり、前記マイクロプロセッサが、前記モータ電流検出値、及び前記モータ電圧検出値に基づいて操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、前記検出された操舵トルク、前記検出された車速、及び前記操舵速度に基づいてモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段と、前記モータ電流検出値に基づいて第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段と、前記所定の状態量を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段と、前記第１のモータ電流制限値、及び前記第２のモータ電流制限値を用いて前記演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段と、前記制限されたモータ電流目標値、及び前記モータ電流検出値が一致するように前記モータへの印加電圧信号を求めるモータ電流フィードバック制御手段とを有するので、平均電流に基づき過熱を保護するとともに最大舵角時の損失を低減できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る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】この発明の実施の形態１に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の操舵トルクと操舵アシスト電流の関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１のステアリング制御装置の第１のモータ電流制限値演算手段の特性設定の一例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る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１０】この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態２に係るステアリング制御装置のモータ電流による最大舵角判定のしきい値設定を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係る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１３】この発明の実施の形態３に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態５に係るステアリング制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】従来の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１８】従来のステアリング制御装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 電動パワーステアリング制御装置、２ トルクセンサ、３車速センサ、４ モータ、５ バッテリ、６ 舵角センサ、１０ モータ電流検出手段、１１ モータ電圧検出手段、１２ モータ駆動回路、２０ マイクロプロセッサ、２１ 操舵速度演算手段、２２ 目標電流演算手段、２３ 第１のモータ電流制限値演算手段、２４ 第２のモータ電流制限値演算手段、２５ モータ電流制限手段、２６ モータ電流フィードバック制御手段。
Claims (19)
- モータ電流の時間平均値に応じてモータ電流を増減する第１のモータ電流制限値演算手段と、
ステアリングが最大舵角近傍にあると判定したときはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く減少させ、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定したときにはモータ電流を前記第１のモータ電流制限値演算手段よりも速く増加させる第２のモータ電流制限値演算手段と
を備えたことを特徴とするステアリング制御装置。 - 前記第２のモータ電流制限値演算手段は、所定の状態量が第１の所定値以上の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以下の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させる
ことを特徴とする請求項１記載のステアリング制御装置。 - 前記第２のモータ電流制限値演算手段は、所定の状態量が第１の所定値以下の場合はステアリングが最大舵角近傍にあると判定してモータ電流を減少させ、前記所定の状態量が第２の所定値以上の場合にはステアリングが最大舵角近傍にないと判定してモータ電流を増加させる
ことを特徴とする請求項１記載のステアリング制御装置。 - 前記所定の状態量は、操舵トルクである
ことを特徴とする請求項２記載のステアリング制御装置。 - 前記所定の状態量は、操舵角である
ことを特徴とする請求項２記載のステアリング制御装置。 - 前記所定の状態量は、モータ電流である
ことを特徴とする請求項２記載のステアリング制御装置。 - 前記第１の所定値は、前記モータ電流の飽和値である
ことを特徴とする請求項６記載のステアリング制御装置。 - 前記第１の所定値は、モータ電流制限値である
ことを特徴とする請求項６記載のステアリング制御装置。 - 前記第１の所定値は、前記第１のモータ電流制限値演算手段によるモータ電流制限値である
ことを特徴とする請求項８記載のステアリング制御装置。 - 前記所定の状態量は、モータ電流の検出値である
ことを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - 前記所定の状態量は、操舵速度である
ことを特徴とする請求項３記載のステアリング制御装置。 - 前記操舵速度は、少なくともモータ電圧とモータ電流から演算する
ことを特徴とする請求項１１記載のステアリング制御装置。 - 前記第１のモータ電流制限値演算手段による第１のモータ電流制限値と、前記第２のモータ電流制限値演算手段による第２のモータ電流制限値のうち、小さい方をモータ電流の制限値としてモータを制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - ステアリングが最大舵角近傍であることを表す判定しきい値は、前記第１の所定値と前記第２の所定値であり、前記第１の所定値と前記第２の所定値を異ならせてヒステリシスを設けた
ことを特徴とする請求項２から請求項１３までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - 前記第２のモータ電流制限値演算手段は、ステアリングが最大舵角近傍にあることを判定するための第１の判定条件が所定時間以上継続して成立する場合は、ステアリングが最大舵角近傍にあると判定し、ステアリングが最大舵角近傍にないことを判定するための第２の判定条件が所定時間以上継続して成立しない場合には、ステアリングが最大舵角近傍にないと判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - 前記第２のモータ電流制限値演算手段は、車速が所定値以下の場合に限りモータ電流を増減させる
ことを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - 前記第２のモータ電流制限値演算手段は、モータ電流の増加速度を減少速度よりも大きく設定した
ことを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれかに記載のステアリング制御装置。 - モータ電流を検出するモータ電流検出手段と、
モータ電圧を検出するモータ電圧検出手段と、
モータを駆動するモータ駆動回路と、
前記モータ電流検出手段により検出されたモータ電流検出値の時間平均値に応じてモータ電流を増減し、所定の状態量に基づきステアリングが最大舵角近傍にあることを検出してモータ電流を前記モータ電流検出値の時間平均値に応じたモータ電流の増減よりも速く増減するように、前記モータ電流検出値、前記モータ電圧検出手段により検出されたモータ電圧検出値、トルクセンサにより検出された操舵トルク、及び車速センサにより検出された車速に基づき求めた印加電圧信号を前記モータ駆動回路へ供給するマイクロプロセッサと
を備えたことを特徴とするステアリング制御装置。 - 前記マイクロプロセッサは、
前記モータ電流検出値、及び前記モータ電圧検出値に基づいて操舵速度を演算する操舵速度演算手段と、
前記検出された操舵トルク、前記検出された車速、及び前記操舵速度に基づいてモータ電流目標値を演算する目標電流演算手段と、
前記モータ電流検出値に基づいて第１のモータ電流制限値を演算する第１のモータ電流制限値演算手段と、
前記所定の状態量を用いて第２のモータ電流制限値を演算する第２のモータ電流制限値演算手段と、
前記第１のモータ電流制限値、及び前記第２のモータ電流制限値を用いて前記演算されたモータ電流目標値を制限するモータ電流制限手段と、
前記制限されたモータ電流目標値、及び前記モータ電流検出値が一致するように前記モータへの印加電圧信号を求めるモータ電流フィードバック制御手段と
を有することを特徴とする請求項１８記載のステアリング制御装置。
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