JP3945078B2 - 電動パワーステアリング装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特にモータ電流検出回路の検出特性をPWMのデューティによって調整する機能を設けた電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を、減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行っている。
【0003】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図2に示して説明すると、操向ハンドル1の軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4a及び4b、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に結合されている。軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ20がクラッチ21、減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11及びリレー13を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行い、演算された操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電流を制御する。クラッチ21はコントロールユニット30でON/OFF制御され、通常の動作状態ではON(結合)されている。そして、コントロールユニット30によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー11、リレー13によりバッテリ14の電源(電圧Vb)がOFFとなっている時に、クラッチ21はOFF(切離)される。
【0004】
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図3のようになる。例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。コントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを決定する。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差(I−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分演算器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流指令値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流検出値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
【0005】
上述のように、従来は1つのCPUでトルク信号(操舵トルクT)や電流検出値iに基づき電流指令値を演算し、その電流指令値に基づいてモータを駆動制御していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような電動パワーステアリング装置では、モータ電流iを検出する場合、モータ電流iのゲイン調整をしてCPUやMCU等の制御部に入力する必要がある。従来は図4に示すように、電流検出のゲイン特性を調整する調整抵抗R10及びR11をプリント基板上に設け、電流検出回路38からのモータ検出電流iを、出荷検査時に特性を見ながら抵抗R10又はR11を取り替えることによって調整し、調整されたモータ検出電流をMCU50のA/D端子に入力し、その後に抵抗R10及びR11に対して適当なハンダ付けをして固定していた。このため、出荷検査の工数がかかってコスト高となっていた。なお、MCU50には記憶手段としてEEPROM51が接続されている。
【0007】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電流検出回路の電流検出信号を自動的にかつ効率良く調整できるようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記モータの電流検出信号を入力して制御部に供給するスイッチング手段を設け、前記制御部が前記スイッチング手段をPWM駆動し、デューティを変化させて前記電流検出信号のゲインを調整し、このゲイン調整された信号を前記制御部へ入力することにより、最適な電流検出信号を自動的に得られるようにしたことによって達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明では、製品の出荷時に所定の電流をモータに供給した状態で、シリアル通信やSW(Status Word)などでMCUへ通知することにより、所定の検出値が得られるようにPWM信号のデューティを変化させ、ゲイン調整された信号をMCUへ入力する動作を繰り返すことにより、最適な電流検出信号を自動的に得る。また、PWM信号のデューティを、EEPROM等の記憶手段に記憶させておいて制御するようにしても良い。これにより、電流検出回路の検出特性を自動的に調整することができる。
【0010】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の実施例を示すブロック図であり、電流検出回路38とMCU50との間にスイッチング手段として電子スイッチ40を設け、固定抵抗R1、R2及びキャパシタCの平滑化(平均化)回路を経てMCU50のA/D端子にモータ検出電流iを入力する。電子スイッチ40はMCU50のPWM端子からのPWM信号のデューティに基づいてON/OFF制御される。
【0012】
電子スイッチ40をPWM信号でON/OFFすることにより乗算器(時分割乗算回路)が形成され、PWM信号のデューティDutyを変えることによって乗算器の出力レベルVoutを調整することができる。即ち、Vout=Vin×Dutyが成立する。乗算器の出力信号Voutは、平滑化回路を経てMCU50のA/D端子に入力される。このように本発明では、製品の出荷時に所定の電流をモータ駆動回路37からモータ20に供給した状態で、シリアル通信などでMCU50へ通知することにより、所定の検出値が得られるようにPWM信号のデューティDutyを順次変化させる。これにより、電流検出回路38の検出特性を最適な値に自動的に調整することができる。
【0013】
また、PWMのデューティDutyを、EEPROM51に記憶させておいて制御するようにしても良い。電子スイッチ40は無接点スイッチであれば良い。更に、平滑化回路の構成は、図1のものに限定されるものではない。
【0014】
【発明の効果】
本発明では、スイッチング手段を介して所定電流をモータに供給した状態で、シリアル通信やSWなどでMCU又はCPUへ通知することにより、所定の検出値が得られるようにスイッチング手段に対するPWMのデューティを変化させる。また、PWMのデューティを、EEPROM等の記憶手段に記憶させておいて制御する。このようにスイッチング手段をPWMのデューティで変化させると、乗算器(時分割乗算回路)の機能によりMCU又はCPUへのゲインを制御することができ、電流検出回路の検出特性を自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構造図である。
【図3】電動パワーステアリング装置の制御装置の一例を示すブロック構成図である。
【図4】従来の電流検出信号の調整回路例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 操向ハンドル
5 ピニオンラック機構
20 モータ
30 コントロールユニット
37 モータ駆動回路
38 電流検出回路
40 電子スイッチ
50 MCU
51 EEPROM
Claims (2)
- ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータの電流検出値とから演算した電流指令値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与える前記モータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、
前記モータの電流検出信号を入力して制御部に供給するスイッチング手段を設け、前記制御部が前記スイッチング手段をPWM駆動し、デューティを変化させて前記電流検出信号のゲインを調整し、このゲイン調整された信号を前記制御部へ入力することにより、最適な電流検出信号を自動的に得られるようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 - 前記デューティを前記制御部内の記憶手段の記憶値に基づいて制御するようになっている請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。
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JP21154299A JP3945078B2 (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
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Family Applications (1)
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