JP5151181B2

JP5151181B2 - Control device for electric power steering device

Info

Publication number: JP5151181B2
Application number: JP2007049463A
Authority: JP
Inventors: 功則佐原; 徹坂口
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008213510A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for an electrically-operated power steering device to correct the offset error of the motor current sensing value by sensing the motor current zero condition even in the case it is not possible to set properly the non-sensitive zone where the current command value is set to zero relative to the steering torque. <P>SOLUTION: The current command value I, steering torque T, and steering speed V are read, and the sum P (=T+Tec) of the steering torque T and the column axis converted torque Tec (=I×Kt×G) of the current command value is computed (P11, 12), followed by judgement whether the value P lies below the column axis converted friction torque Tfc (P<Tfc), and if P<Tfc, judgement is passed that a condition to allow assuming the motor current being zero was sensed, and a correcting computation of the offset error is conducted while the motor current sensing value i sensed at that time is used as the offset correcting value (P13, 15). If the value P is not below the column axis converted friction torque Tfc (not P<Tfc), the correcting computation of the offset error is stopped (P16). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両用の電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric power steering device for a vehicle.

車両用の電動パワーステアリング装置は、運転者がステアリングホイールを操作したとき、ステアリングシャフトの発生する操舵トルクをトルクセンサで検出し、検出された操舵トルクに基づいて操舵補助力を発生するモータへ供給するモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、一方、実際にモータに流れるモータ電流を検出して電流指令値にフィードバックし、電流指令値とモータ電流検出値との偏差が零になるように制御された電流制御値でモータを駆動し、操舵トルクに対応した操舵補助力をステアリング系に供給するように構成されたものがある。 An electric power steering device for a vehicle detects a steering torque generated by a steering shaft with a torque sensor when a driver operates a steering wheel, and supplies the steering torque to a motor that generates a steering assist force based on the detected steering torque. The current command value that is the control target value of the motor current to be calculated is calculated, while the motor current that actually flows through the motor is detected and fed back to the current command value, so that the deviation between the current command value and the motor current detection value is zero Some are configured to drive a motor with a current control value controlled so as to supply a steering assist force corresponding to a steering torque to a steering system.

このような構成の電動パワーステアリング装置では、操舵トルクが発生しておらず、本来はモータ電流が零の状態にあるのに、モータ電流検出器を構成する差動増幅器等のオフセットが原因でモータ電流が検出され、検出されたモータ電流値をモータ電流のオフセット誤差又は単にオフセットと呼ぶ。 In the electric power steering apparatus having such a configuration, the steering torque is not generated and the motor current is originally zero, but the motor is caused by the offset of the differential amplifier or the like constituting the motor current detector. A current is detected, and the detected motor current value is called a motor current offset error or simply an offset.

オフセット誤差を含むモータ電流が電流指令値にフィードバックされると、フィードバックされたオフセット誤差を含む電流制御値でモータが駆動されるから、例えば３相ブラシレスモータの各相に流れる電流は、オフセット誤差に対応した量だけアンバランスとなり、補助力に脈動が生じる。このため、運転者がステアリングホイールを操作するとき、操舵トルクの変動が感じられるという不都合がある。 When the motor current including the offset error is fed back to the current command value, the motor is driven with the current control value including the fed-off offset error. For example, the current flowing in each phase of the three-phase brushless motor is converted into the offset error. The corresponding amount becomes unbalanced and pulsation occurs in the auxiliary force. For this reason, when the driver operates the steering wheel, there is an inconvenience that the fluctuation of the steering torque is felt.

この対策として、操舵トルクが発生しておらず、本来はモータ電流が流れない状態にあるときのモータ電流検出値をオフセット補正値として電流指令値を補正するものが提案されている（特許文献１、２参照）。 As a countermeasure, there has been proposed a method in which a current command value is corrected by using a detected motor current value when no steering torque is generated and the motor current is originally not flowing as an offset correction value (Patent Document 1). 2).

図８は、上記した構成の電動パワーステアリング装置の電子制御回路１００のブロック図の一例であって、電流指令値演算器１０３は、トルクセンサ１０１で検出された操舵トルクＴ、車速センサ１０２で検出された車速Ｖを入力として、モータ電流の制御目標値である電流指令値Ｉを演算する。１０４は減算器であって、後述するオフセット補正演算器１０９で補正されたモータ電流検出値ｉe を電流指令値Ｉから減算して電流制御値Ｅとして出力する。 FIG. 8 is an example of a block diagram of the electronic control circuit 100 of the electric power steering apparatus having the above-described configuration. The current command value calculator 103 detects the steering torque T detected by the torque sensor 101 and the vehicle speed sensor 102. A current command value I that is a control target value of the motor current is calculated using the vehicle speed V thus input. A subtractor 104 subtracts a motor current detection value ie corrected by an offset correction arithmetic unit 109 described later from a current command value I and outputs it as a current control value E.

モータ電流検出器１０８は、モータに実際に流れる電流（モータ実電流）ｉを検出するもので、モータ電流検出値ｉは後述するオフセット補正演算器１０９に記憶されているオフセット補正値ΔＩで補正される。駆動制御器１０５は、入力された電流制御値Ｅに基づいてモータを駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄを決定する。モータ駆動回路１０６は決定されたデューテイ比Ｄによりモータ１０７を駆動する。 The motor current detector 108 detects a current (motor actual current) i that actually flows through the motor, and the motor current detection value i is corrected by an offset correction value ΔI stored in an offset correction calculator 109 described later. The The drive controller 105 determines the duty ratio D of the PWM signal that drives the motor based on the input current control value E. The motor drive circuit 106 drives the motor 107 with the determined duty ratio D.

オフセット補正演算器１０９は、電流指令値Ｉが零（０）、即ち本来モータ電流が流れない状態においてモータ電流検出器１０８から出力されたモータ電流検出値ｉをオフセット値ΔＩとして記憶し、以降、検出されたモータ電流検出値ｉをオフセット値ΔＩで補正し、補正したモータ電流検出値ｉe を減算器１０４に出力する。 The offset correction computing unit 109 stores the motor current detection value i output from the motor current detector 108 as the offset value ΔI when the current command value I is zero (0), that is, the state where the motor current originally does not flow. The detected motor current detection value i is corrected by the offset value ΔI, and the corrected motor current detection value ie is output to the subtractor 104.

以上の構成により、運転者がステアリングホイールを操作するとき、モータ電流検出値ｉはオフセット補正値ΔＩで補正されてフィードバックされるから電流制御値Ｅもオフセット補正され、ステアリングホイールの操舵感覚にトルク変動が感じられるという不都合を解消することができる。なお、上記の処理は所定のサンプリング期間毎に繰り返し処理され、オフセット補正演算器１０９には、通常はオフセット補正値ΔＩが繰り返し更新されて記憶されるが、後述するオフセット補正値ΔＩの更新するか否かの判定に基づいて更新されない場合もある（特許文献１参照）。 With the above configuration, when the driver operates the steering wheel, the motor current detection value i is corrected with the offset correction value ΔI and fed back, so the current control value E is also offset corrected, and the torque fluctuations in the steering wheel steering feel. Can be solved. The above process is repeated every predetermined sampling period, and the offset correction calculator 109 normally stores the offset correction value ΔI that is repeatedly updated. However, whether the offset correction value ΔI described later is updated. There is a case where it is not updated based on the determination of whether or not (see Patent Document 1).

一方、ステアリングホイールが中立位置にあるときに、僅かなステアリングホイールの操作によって操舵トルクが発生した場合には操舵感覚の改善のためモータ電流が流れないようにするため、操舵トルクと電流指令値との間には不感帯が設けられている。 On the other hand, when the steering wheel is in the neutral position and steering torque is generated by slight steering wheel operation, the steering torque and current command value A dead zone is provided between the two.

図９は、操舵トルクＴの変動に対して電流指令値Ｉが変動しない不感帯を説明する図であって、１つのサンプリング期間において、操舵トルクＴが所定値Ａの範囲（不感帯の範囲）内にあるときは、モータ電流の制御目標値である電流指令値Ｉが零になるように設定されている。 FIG. 9 is a diagram for explaining a dead zone in which the current command value I does not fluctuate with respect to fluctuations in the steering torque T. In one sampling period, the steering torque T falls within the range of the predetermined value A (dead zone range). In some cases, the current command value I which is the control target value of the motor current is set to be zero.

さらに、前記したモータ電流検出値ｉのオフセット補正値ΔＩの更新を行うか否かを判定するため、所定値Ａの範囲（不感帯の範囲）内にゼロ領域Ｂを設定し、操舵トルクＴがこのゼロ領域Ｂ内にあるときはオフセット補正値ΔＩの更新を行ない、操舵トルクＴがこのゼロ領域Ｂ内にないときは、オフセット補正値ΔＩの更新をしないように処理して、操舵トルクＴの変動によっても電流指令値Ｉが変動しないようにしている。 Further, in order to determine whether or not to update the offset correction value ΔI of the motor current detection value i described above, a zero region B is set within a predetermined value A range (dead zone range), and the steering torque T is When it is within the zero region B, the offset correction value ΔI is updated. When the steering torque T is not within the zero region B, processing is performed so that the offset correction value ΔI is not updated. Therefore, the current command value I is not changed.

電動パワーステアリング装置の動力源として３相ブラシレスモータが使用されるときは、３相の各相に対してオフセット補正を行う必要がある。このため、まず、操舵トルクが発生していない状態で、各相のデューテイ比が５０％になるようにＰＷＭ信号を設定する。モータ電流検出器で検出された各相のモータ電流検出値にオフセットがなければ、各相電流は流れないはずであるが、実際にはオフセットがあるために各相電流が流れる。したがって、３相ブラシレスモータによる駆動手段には、各相電流が流れなくなるまで各相のモータ電流検出値のそれぞれについてオフセット補正を行うようにオフセット補正部が設けられている（特許文献２参照）。
特開２００６−１３１０５９号公報特開平０８−１１９１３２号公報 When a three-phase brushless motor is used as a power source of the electric power steering apparatus, it is necessary to perform offset correction for each of the three phases. Therefore, first, the PWM signal is set so that the duty ratio of each phase is 50% in a state where no steering torque is generated. If there is no offset in the motor current detection value of each phase detected by the motor current detector, each phase current should not flow, but in reality, each phase current flows because there is an offset. Therefore, the driving means using the three-phase brushless motor is provided with an offset correction unit so as to perform offset correction for each of the motor current detection values of each phase until the current of each phase stops flowing (see Patent Document 2).
JP 2006-131059 A JP-A-08-119132

上記したステアリングホイールの中立位置付近において、操舵トルクの僅かな変動によっては電流指令値を変動させない不感帯の設定は操舵感覚の改善のために有効な方法であるが、運転者がステアリングホイールを切り始めたときの摩擦感を低減するために十分な幅の不感帯を設定できない場合があり、オフセット補正が行えない不都合のあることが判った。この発明は、上記不都合を解決することを目的とするものである。 In the vicinity of the neutral position of the steering wheel described above, setting the dead zone in which the current command value does not fluctuate due to slight fluctuations in the steering torque is an effective method for improving the steering feeling, but the driver starts turning the steering wheel. It has been found that there is a case where a dead zone having a sufficient width cannot be set in order to reduce a feeling of friction at the time, and offset correction cannot be performed. The object of the present invention is to solve the above disadvantages.

この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、操舵トルクと車速とに基づいて演算された電流指令値に基づいてステアリング装置に操舵補助力を付与するモータに供給するモータ電流を規定し、ステアリング装置に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、操舵トルクと車速とに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、モータ電流が流れないモータ電流零と見なせる状態を検出する電流状態検出手段と、前記モータ電流検出手段から出力されるモータ電流検出値の零点を補正するオフセット補正手段とを備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値演算手段で演算された電流指令値又はモータ電流検出手段で検出されたモータ電流検出値と、前記トルクセンサで検出された操舵トルクとに基づいてモータ電流零と見なせる状態を検出し、前記オフセット補正手段は、前記電流状態検出手段によりモータ電流零と見なせる状態が検出された時点におけるモータ電流検出値をオフセット補正値としてモータ電流検出値の零点を補正する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である。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention according to claim 1 is directed to a motor current supplied to a motor for applying a steering assist force to a steering device based on a current command value calculated based on a steering torque and a vehicle speed. Is a control device for an electric power steering device that applies a steering assist force to the steering device, and a current command value is determined based on a torque sensor that detects a steering torque generated in the steering shaft, and the steering torque and the vehicle speed. Current command value calculating means for calculating; motor current detecting means for detecting current flowing in the motor; current state detecting means for detecting a state in which no motor current can be regarded as zero; and current output from the motor current detecting means. Offset correction means for correcting the zero point of the detected motor current value, and the current state detection means includes the current command value Based on the current command value calculated by the calculation means or the motor current detection value detected by the motor current detection means and the steering torque detected by the torque sensor, a state that can be regarded as zero motor current is detected, and the offset correction The means corrects the zero point of the motor current detection value by using the motor current detection value at the time when the current state detection means detects a state that can be regarded as zero motor current as an offset correction value. Device.

そして、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとする。 When the sum of the column command converted torque value of the current command value or the motor current detection value and the steering torque detection value is less than the column axis conversion torque value of the friction force of the steering mechanism, the current state detection means It is assumed that a state that can be regarded as zero current is detected.

また、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値と操舵トルク検出値の電流換算値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルクの電流換算値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 Further, the current state detection means, when the sum of the current command value or the motor current detection value and the current conversion value of the steering torque detection value is less than the current conversion value of the column shaft conversion torque of the friction force of the steering mechanism, A state that can be regarded as zero motor current may be detected.

また、前記電動パワーステアリング装置は、さらに操舵速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満で、且つ、前記操舵速度検出手段で検出された操舵速度が予め設定された第１の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering apparatus further includes a steering speed detection unit, and the current state detection unit is configured such that a sum of a column axis converted torque value of the current command value or a motor current detection value and a steering torque detection value is When the frictional force of the mechanism is less than the column shaft equivalent torque value and the steering speed detected by the steering speed detecting means is less than a first predetermined value set in advance, a state that can be regarded as zero motor current is detected. It may be a thing.

また、前記電動パワーステアリング装置は、さらに操舵速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値と操舵トルク検出値の電流換算値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルクの電流換算値未満で、且つ、前記操舵速度検出手段で検出された操舵速度が予め設定された第１の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering apparatus further includes a steering speed detection unit, and the current state detection unit is configured such that a sum of the current command value or the motor current detection value and the current converted value of the steering torque detection value When the frictional force is less than the current converted value of the column shaft converted torque and the steering speed detected by the steering speed detecting means is less than a first predetermined value set in advance, a state that can be regarded as zero motor current is detected. It is also good.

そして、前記予め設定された第１の所定値は、略零と見なせる操舵速度である。 The preset first predetermined value is a steering speed that can be regarded as substantially zero.

そして、前記電動パワーステアリング装置は、さらにモータ角速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満で、且つ、前記モータ角速度検出手段で検出されたモータ角速度が予め設定された第２の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering apparatus further includes a motor angular velocity detection unit, and the current state detection unit is configured such that a sum of a column axis converted torque value of the current command value or the motor current detection value and a steering torque detection value is When the frictional force of the mechanism is less than the column shaft equivalent torque value and the motor angular velocity detected by the motor angular velocity detecting means is less than a second predetermined value set in advance, a state that can be regarded as zero motor current has been detected. It may be a thing.

また、前記電動パワーステアリング装置は、さらにモータ角速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値と操舵トルク検出値の電流換算値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルクの電流換算値未満で、且つ、前記モータ角速度検出手段で検出されたモータ角速度が予め設定された第２の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering apparatus further includes a motor angular velocity detection unit, and the current state detection unit is configured such that a sum of the current command value or the motor current detection value and a current converted value of the steering torque detection value When the frictional force is less than the current converted value of the column-axis converted torque and the motor angular velocity detected by the motor angular velocity detecting means is less than a second predetermined value set in advance, a state that can be regarded as zero motor current is detected. It is also good.

そして、前記予め設定された第２の所定値は、略零と見なせるモータ角速度とする。 The preset second predetermined value is a motor angular velocity that can be regarded as substantially zero.

また、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとする。 Further, the current state detection means is configured such that when the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value and the steering torque detection value is less than a preset fourth predetermined value, the motor It is assumed that a state that can be regarded as zero current is detected.

また、前記電動パワーステアリング装置は、さらに操舵速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満であり、且つ、前記操舵速度検出手段で検出された操舵速度が略零と見なせる操舵速度であるとき、モータ電流零と見なせるの状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering apparatus further includes a steering speed detection unit, and the current state detection unit is configured to detect a steering torque detection value when the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value. Is detected when the motor speed is less than a preset fourth predetermined value and the steering speed detected by the steering speed detection means is a steering speed that can be regarded as substantially zero. It is good.

また、前記電動パワーステアリング装置は、さらにモータ角速度検出手段を備え、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満であり、且つ、前記モータ角速度検出手段で検出されたモータ角速度が略零と見なせるモータ角速度であるとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとしてもよい。 The electric power steering device further includes a motor angular velocity detection unit, and the current state detection unit detects a steering torque detection value when the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value. Is less than a preset fourth predetermined value and the motor angular velocity detected by the motor angular velocity detecting means is a motor angular velocity that can be regarded as substantially zero, a state that can be regarded as zero motor current is detected. Also good.

そして、前記予め設定された第３の所定値及び第４の所定値は、第３の所定値のコラム軸換算トルク値と第４の所定値の和がステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満である。 The third predetermined value and the fourth predetermined value set in advance are the column axis converted torque of the friction force of the steering mechanism, where the sum of the third predetermined value of the column axis converted torque value and the fourth predetermined value is Is less than the value.

この発明の電動パワーステアリング装置のモータ電流検出手段のオフセット補正手段によれば、操舵トルクの変動によっても電流指令値を変動させない不感帯が適正に設定できない場合でも、電流指令値又はモータ電流検出値と操舵トルク検出値とに基づいてモータ電流零の状態を検出し、モータ電流零の状態が検出された時点のモータ電流検出値をオフセット補正値としてモータ電流検出値の零点を補正する。 According to the offset correction means of the motor current detection means of the electric power steering apparatus of the present invention, even when the dead zone that does not change the current command value due to the change of the steering torque cannot be set properly, the current command value or the motor current detection value A zero motor current state is detected based on the detected steering torque value, and the zero point of the detected motor current value is corrected using the detected motor current value when the zero motor current state is detected as an offset correction value.

そして、オフセット補正処理を行う間は、電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値の和がステアリング機構の摩擦力を越えることがないから、オフセット補正演算が実行される状態から逸脱した場合でも違和感のない操舵フィーリングを保ちつつ、補正演算を行う領域を十分に確保することができる。 During the offset correction process, the offset correction calculation is executed because the sum of the column-axis converted torque value of the current command value or the motor current detection value and the steering torque detection value does not exceed the frictional force of the steering mechanism. Even when deviating from the state, it is possible to ensure a sufficient area for performing the correction calculation while maintaining a steering feeling without any sense of incongruity.

まず、この発明の実施の形態について説明する前に、この発明の特徴部分であるモータ電流検出器のオフセット補正の手法について説明する。 First, before describing the embodiment of the present invention, a method for offset correction of a motor current detector, which is a characteristic part of the present invention, will be described.

先に、背景技術において説明したとおり、モータ実電流が流れていない状態においてもモータ電流検出器の回路構成のばらつき等によりモータ電流が検出され、このとき検出されたモータ電流検出値をオフセット誤差又はオフセットと呼ぶが、オフセット誤差を含むモータ電流検出値を電流指令値にフィードバックすると、ステアリング操作時にトルク変動を感じるという不都合があるので、電流指令値にモータ電流検出値をフィードバックするときは、モータ電流検出値のオフセット誤差を補正することが必要となる。 As described above in the background art, even when the actual motor current is not flowing, the motor current is detected due to variations in the circuit configuration of the motor current detector, and the detected motor current value is offset error or Although referred to as offset, if a motor current detection value including an offset error is fed back to the current command value, there is a disadvantage that torque fluctuation is felt during steering operation.Therefore, when the motor current detection value is fed back to the current command value, the motor current It is necessary to correct the offset error of the detected value.

この発明では、まず、ステアリングホイールが操作されていない状態、即ち操舵していない状態を、操舵トルクＴ、モータ角速度又は操舵速度、電流指令値などに基づいて判断する。そして操舵していないと見なせる状態が検出されたときは、モータ電流が流れていない（以下、モータ電流零）と見なせる状態を作り出し、モータ電流零と見なせる状態において、検出されたモータ電流検出値をオフセット誤差とする。 In this invention, first, a state where the steering wheel is not operated, that is, a state where the steering wheel is not operated is determined based on the steering torque T, the motor angular speed or the steering speed, the current command value, and the like. When a state that can be regarded as not being steered is detected, a state in which the motor current does not flow (hereinafter referred to as motor current zero) is created, and the detected motor current detection value is obtained in the state that the motor current can be regarded as zero. Let it be an offset error.

ここで、モータ電流零と見なせる状態の設定とオフセット誤差の検出・補正には、例えば、前記特許文献１では、サンプリングしたモータ電流検出値に最小補正量Δｍを加算／減算し、この補正演算をサンプリングした制御器出力の平均値が零又は所定範囲内に収斂するまで繰り返し、所定範囲内に収斂した時点でモータ電流検出値のオフセット誤差の補正が完了したものとする手法（特許文献１参照）によるもの、或いは電流指令値に基づくＰＷＭ信号でモータを駆動する構成において、ＰＷＭ信号のデューテイを強制的に５０％で駆動した時のモータ電流検出値をモータ電流検出器のオフセット誤差とする手法（特許文献２参照）などを応用することができる。 Here, for the setting of the state where the motor current can be regarded as zero and the offset error detection / correction, for example, in Patent Document 1, the minimum correction amount Δm is added / subtracted to the sampled motor current detection value, and this correction calculation is performed. It is assumed that the average value of the sampled controller output is zero or is converged within a predetermined range, and correction of the offset error of the motor current detection value is completed when the average value is converged within the predetermined range (see Patent Document 1). In the configuration in which the motor is driven by the PWM signal based on the current command value or the current command value, the motor current detection value when the duty of the PWM signal is forcibly driven at 50% is used as the offset error of the motor current detector ( For example, Patent Document 2) can be applied.

以下、この発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置の電子制御回路１０及びその周辺の回路要素とその動作の概略を説明するブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram for explaining an outline of an electronic control circuit 10 and its peripheral circuit elements and their operations in an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention.

図１において、トルクセンサ１１で検出された操舵トルクＴ、及び車速センサ１２で検出された車速Ｓは、電流指令値演算手段を構成する電流指令値演算器１３に入力され、モータ電流の制御目標値である電流指令値Ｉが演算され、減算器１５に出力される。 In FIG. 1, the steering torque T detected by the torque sensor 11 and the vehicle speed S detected by the vehicle speed sensor 12 are input to a current command value calculator 13 that constitutes a current command value calculation means, and a motor current control target. A current command value I, which is a value, is calculated and output to the subtracter 15.

減算器１５においては、入力された電流指令値Ｉから、後述するオフセット補正手段を構成するオフセット補正演算器２０でモータ電流値ｉに含まれるオフセット誤差が補正されたオフセット補正電流値ｉe が減算され、電流指令値Ｉとオフセット補正電流値ｉe の偏差である電流偏差Ｉe が出力される。 In the subtracter 15, an offset correction current value ie obtained by correcting an offset error included in the motor current value i is subtracted from the input current command value I by an offset correction computing unit 20 constituting an offset correction means described later. The current deviation Ie, which is the deviation between the current command value I and the offset correction current value ie, is output.

ＰＩＤ演算器１６は、具体的には比例演算器１６ａ、積分演算器１６ｂ、微分補償器１６ｃ、及び加算器１６ｄから構成される。比例演算器１６ａでは、電流偏差Ｉe に比例した比例値が出力される。電流偏差Ｉe はフィードバック系の特性を改善するため積分演算器１６ｂにおいて積分され、電流偏差Ｉe の積分値が出力される。微分補償器１６ｃは電流偏差Ｉe に対するモータ電流の応答速度を高めるため、電流偏差Ｉe の微分値が出力される。加算器１６ｄでは、これら比例演算器１６ａ、積分演算器１６ｂ、微分補償器１６ｃの出力を加算して電流制御値Ｅを出力する。 Specifically, the PID calculator 16 includes a proportional calculator 16a, an integral calculator 16b, a differential compensator 16c, and an adder 16d. The proportional calculator 16a outputs a proportional value proportional to the current deviation Ie. The current deviation Ie is integrated by the integration calculator 16b in order to improve the characteristics of the feedback system, and an integrated value of the current deviation Ie is output. Since the differential compensator 16c increases the response speed of the motor current with respect to the current deviation Ie, a differential value of the current deviation Ie is output. The adder 16d adds the outputs of the proportional calculator 16a, the integral calculator 16b, and the differential compensator 16c, and outputs a current control value E.

モータ駆動回路１７は、ＰＩＤ演算器１６から出力された電流制御値Ｅに基づいてモータＭを制御する。 The motor drive circuit 17 controls the motor M based on the current control value E output from the PID calculator 16.

モータ電流検出手段を構成するモータ電流検出器１９は、モータＭに流れる電流を検出し、検出されたモータ電流値ｉをオフセット補正演算器２０に出力するほか、後述する電流状態検出手段を構成する電流状態検出器２５にも出力する。 The motor current detector 19 constituting the motor current detection means detects the current flowing through the motor M, outputs the detected motor current value i to the offset correction calculator 20, and constitutes a current state detection means described later. Also output to the current state detector 25.

電流状態検出器２５は、ステアリングホイールが操作されていない状態（操舵していない状態）を検知し、操舵していない状態が検出されたときは、前記した特許文献１或いは特許文献２に記載された手法に基づいて、モータ電流零と見なせる状態を作り出す。そして、モータ電流零と見なせる状態において、モータ電流検出器１９で検出されたモータ電流値ｉをオフセット補正値ｉｅとして減算器１５に出力する。 The current state detector 25 detects a state where the steering wheel is not operated (a state where the steering wheel is not steered). When a state where the steering wheel is not steered is detected, the current state detector 25 is described in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above. Based on this method, a state that can be regarded as zero motor current is created. In a state where the motor current can be regarded as zero, the motor current value i detected by the motor current detector 19 is output to the subtractor 15 as the offset correction value ie.

電流状態検出器２５において、操舵していない状態を検出するための情報としては、トルクセンサで検出された操舵トルクＴ、電流指令値演算器１３で演算された電流指令値Ｉ、モータ電流検出器１９で検出されたモータ電流検出値ｉのほか、ステアリングホイールの操舵速度（回転速度）を検出する操舵速度検出手段である操舵速度検出器２１で検出された操舵速度Ｖ、又はモータＭの回転角速度を検出するモータ角速度検出手段であるモータ角速度検出器２２で検出されたモータ回転角速度Ｗなどが使用される。 The information for detecting the state of not being steered in the current state detector 25 includes the steering torque T detected by the torque sensor, the current command value I calculated by the current command value calculator 13, and the motor current detector. In addition to the detected motor current value i detected at 19, the steering speed V detected by the steering speed detector 21 which is a steering speed detecting means for detecting the steering speed (rotational speed) of the steering wheel, or the rotational angular speed of the motor M. The motor angular velocity W detected by the motor angular velocity detector 22 which is a motor angular velocity detecting means for detecting the motor is used.

ここで、電流状態検出器２５に入力される電流指令値Ｉとモータ電流検出値ｉは、いずれか一方を使用する。また、図１では操舵速度検出器２１で検出された操舵速度Ｖとモータ角速度検出器２２で検出されたモータ回転角速度Ｗとが電流状態検出器２５に入力されるように図示されているが、これは説明の都合上両者を図示したのであり、電流状態検出器２５に入力される情報としては、操舵速度Ｖ、モータ回転角速度Ｗのいずれか一方でよい。 Here, either the current command value I or the motor current detection value i input to the current state detector 25 is used. In FIG. 1, the steering speed V detected by the steering speed detector 21 and the motor rotation angular speed W detected by the motor angular speed detector 22 are shown to be input to the current state detector 25. This is shown for convenience of explanation, and the information input to the current state detector 25 may be either the steering speed V or the motor rotational angular speed W.

また、電流状態検出器２５には、記憶装置２６が接続され、電動パワーステアリング装置のステアリング機構の摩擦力に相当するトルク（以下、摩擦トルクＴf という）が格納されている。摩擦トルクＴf は、この制御装置が装着される電動パワーステアリング装置のステアリング機構に対応して定まる定数であって、予め設定されているものとする。 In addition, the current state detector 25 is connected to a storage device 26 and stores torque corresponding to the friction force of the steering mechanism of the electric power steering device (hereinafter referred to as friction torque Tf). The friction torque Tf is a constant determined in accordance with the steering mechanism of the electric power steering apparatus to which the control device is mounted, and is set in advance.

簡単に電子制御回路１０及びその周辺の回路要素とその動作の概略を説明する。電流指令値演算器１３では、操舵トルクＴ、及び車速Ｓに基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値Ｉが演算される。減算器１５では前記した電流指令値Ｉに後述するオフセット補正演算器２０から出力されたオフセット補正値ｉe がフィードバックされ、電流指令値Ｉからオフセット補正値ｉe を減算した偏差である電流偏差Ｉe が出力される。 The outline of the operation of the electronic control circuit 10 and its peripheral circuit elements will be briefly described. Based on the steering torque T and the vehicle speed S, the current command value calculator 13 calculates a current command value I that is a control target value of the motor current. The subtractor 15 feeds back an offset correction value ie output from an offset correction calculator 20 described later to the current command value I, and outputs a current deviation Ie which is a deviation obtained by subtracting the offset correction value ie from the current command value I. Is done.

電流偏差Ｉe はＰＩＤ演算器１６に入力され、ＰＩＤ演算器１６を構成する比例演算器１６ａ、積分演算器１６ｂ、微分補償器１６ｃにより特性補償演算がなされた後、加算器１６ｄで加算され、モータを駆動制御する電流制御値Ｅが出力される。 The current deviation Ie is input to the PID calculator 16, subjected to characteristic compensation calculation by the proportional calculator 16 a, the integral calculator 16 b, and the differential compensator 16 c constituting the PID calculator 16, and then added by the adder 16 d. A current control value E for driving and controlling is output.

モータ駆動回路１７は、ＰＩＤ演算器１６から出力された電流制御値Ｅに基づいてＰＷＭ信号のデューテイが決定され、決定されたデューテイに基づいてモータＭが駆動制御される。モータＭに流れる電流はモータ電流検出器１９で検出され、検出されたモータ電流値ｉは、オフセット補正演算器２０に入力される。また、後述するように、モータ駆動回路１７は、操舵していないと見なせる状態が検出されたときは、電流制御値Ｅに基づいてＰＷＭ信号のデューテイを決定せず、例えば、前記特許文献２のように、デューテイを強制的に５０％に設定してモータを駆動する。 The motor drive circuit 17 determines the duty of the PWM signal based on the current control value E output from the PID calculator 16, and the motor M is driven and controlled based on the determined duty. The current flowing through the motor M is detected by the motor current detector 19, and the detected motor current value i is input to the offset correction calculator 20. As will be described later, the motor drive circuit 17 does not determine the duty of the PWM signal based on the current control value E when a state that can be regarded as not being steered is detected. Thus, the duty is forcibly set to 50% and the motor is driven.

電流状態検出器２５は、操舵トルクＴ、電流指令値Ｉ又はモータ電流検出値ｉのほか、操舵速度検出器２１で検出された操舵速度Ｖ又はモータ角速度検出器２２で検出されたモータ回転角速度Ｗなどに基づいて、操舵していないと見なせる状態を検出する。 In addition to the steering torque T, the current command value I, or the motor current detection value i, the current state detector 25 is a steering speed V detected by the steering speed detector 21 or a motor rotational angular velocity W detected by the motor angular velocity detector 22. Based on the above, a state that can be regarded as not being steered is detected.

操舵していないと見なせる状態が検出されたときは、その信号をモータ駆動回路１７に出力する。モータ駆動回路１７は、例えばＰＷＭ信号のデューテイを強制的に５０％に設定してモータを駆動し、モータ電流零と見なせる状態を作り出す。オフセット補正演算器２０は、その時点で検出されたモータ電流検出値ｉをオフセット補正値ｉｅとして減算器１５に出力し、モータ電流検出値ｉに含まれるオフセット誤差の補正演算を行う。 When a state that can be regarded as not being steered is detected, the signal is output to the motor drive circuit 17. For example, the motor drive circuit 17 forcibly sets the duty of the PWM signal to 50% and drives the motor to create a state in which the motor current can be regarded as zero. The offset correction calculator 20 outputs the detected motor current value i detected at that time to the subtractor 15 as the offset correction value ie, and corrects the offset error included in the detected motor current value i.

電流状態検出器２５において、操舵していないと見なせる状態が検出されないときは、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正演算を中止させると共に、モータ駆動回路１７において電流制御値Ｅに基づく通常のモータ制御を実行させる。 When the current state detector 25 does not detect a state that can be regarded as not being steered, the offset correction calculator 20 stops the offset error correction calculation and the motor drive circuit 17 performs a normal motor based on the current control value E. Make control run.

以下、本発明の特徴部分であるオフセット補正演算の詳細を説明する。図２は、従来の電動パワーステアリング装置の電子制御回路における不感帯の設定とオフセット補正演算領域を説明する図で、横軸は操舵トルクＴ、縦軸は電流指令値Ｉを示す。線（ａ）は広い幅の不感帯ａが設定された場合で、この場合は広い幅の不感帯ａに対してオフセット補正演算領域ａ１が設定される。線（ｂ）は狭い幅の不感帯ｂが設定された場合で、この場合は狭い幅の不感帯ｂに対してオフセット補正演算領域ｂ１が設定される。このように、不感帯の幅が狭い場合は十分な幅のオフセット補正演算領域が設定されず、場合によってはオフセット補正演算が実行されない場合もある。 Details of the offset correction calculation, which is a feature of the present invention, will be described below. FIG. 2 is a diagram for explaining a dead zone setting and an offset correction calculation area in an electronic control circuit of a conventional electric power steering apparatus, where the horizontal axis indicates the steering torque T and the vertical axis indicates the current command value I. The line (a) is when the wide dead zone a is set. In this case, the offset correction calculation area a1 is set for the wide dead zone a. Line (b) is a case where a narrow dead zone b is set. In this case, an offset correction calculation region b1 is set for the narrow dead zone b. Thus, when the dead zone is narrow, a sufficiently wide offset correction calculation area is not set, and in some cases, the offset correction calculation may not be executed.

図３は、本発明の電動パワーステアリング装置の電子制御回路における不感帯とオフセット補正演算領域を説明する図で、横軸は操舵トルクＴ、縦軸は電流指令値Ｉを示す。線（ａ）は広い幅の不感帯ａの場合、線（ｂ）は狭い幅の不感帯ｂの場合を示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining a dead zone and an offset correction calculation area in the electronic control circuit of the electric power steering apparatus according to the present invention. The horizontal axis indicates the steering torque T, and the vertical axis indicates the current command value I. The line (a) shows the case of the wide dead zone a, and the line (b) shows the case of the narrow dead zone b.

本発明では、不感帯の幅に関係なく、電動パワーステアリング装置のステアリング機構の摩擦力に相当するトルクである摩擦トルクＴf に応じてオフセット補正演算領域ｃ、ｄが設定される。なお、本発明では、ステアリング機構の摩擦トルクＴf をコラム軸上の摩擦トルクに換算した「コラム軸換算摩擦トルクＴfc」を使用して説明する。 In the present invention, the offset correction calculation areas c and d are set in accordance with the friction torque Tf that is a torque corresponding to the friction force of the steering mechanism of the electric power steering apparatus regardless of the width of the dead zone. In the present invention, description will be made using “column shaft converted friction torque Tfc” in which the friction torque Tf of the steering mechanism is converted into the friction torque on the column shaft.

図４は、操舵トルクＴと、電流指令値Ｉ又は電流検出値ｉのコラム軸換算トルクＴecとの和Ｐ（Ｐ＝Ｔ＋Ｔec）と、電動パワーステアリング装置のステアリング機構のコラム軸換算摩擦トルクＴfcと、オフセット誤差の補正演算を行う期間ｔを説明する図で、横軸は時間ｔ、縦軸は操舵トルクＴと電流指令値Ｉ又は電流検出値ｉのコラム軸換算トルクＴecとの和Ｐ、コラム軸換算摩擦トルクＴfc、及びオフセット誤差の補正演算を行う限界値である予め設定された所定値Ｒを示す。なお、所定値Ｒとコラム軸換算摩擦トルクＴfcとの差はオフセット誤差の補正演算を行う限界値との間に設けた余裕であって、所定値Ｒとコラム軸換算摩擦トルクＴfcとが一致していてもよい。以下の説明では、所定値Ｒとコラム軸換算摩擦トルクＴfcとが一致しているものとする。 FIG. 4 shows the sum P (P = T + Tec) of the steering torque T and the column command equivalent torque Tec of the current command value I or the detected current value i, and the column axis conversion friction torque Tfc of the steering mechanism of the electric power steering device. FIG. 5 is a diagram for explaining a period t during which an offset error correction calculation is performed, in which the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the sum P of the steering torque T and the current command value I or the column current equivalent torque Tec of the current detection value i, the column The shaft-converted friction torque Tfc and a predetermined value R that is a limit value for performing an offset error correction calculation are shown. The difference between the predetermined value R and the column shaft converted friction torque Tfc is a margin provided between the limit value for performing the offset error correction calculation, and the predetermined value R and the column shaft converted friction torque Tfc match. It may be. In the following description, it is assumed that the predetermined value R and the column shaft converted friction torque Tfc coincide with each other.

また、コラム軸換算トルクＴecは、電流指令値Ｉによりモータが駆動されたとき、又はモータに電流検出値ｉが流れたとき生じるトルクを、コラム軸上のトルクに換算した値を指すものである。 The column axis conversion torque Tec indicates a value obtained by converting torque generated when the motor is driven by the current command value I or when the current detection value i flows to the motor into torque on the column axis. .

図４において、操舵トルクＴと、電流指令値Ｉ又は電流検出値ｉのコラム軸換算トルクＴecとの和Ｐ（Ｐ＝Ｔ＋Ｔec）が、時刻ｔ0 からｔ1 までの間、ステアリング機構のコラム軸換算摩擦トルクＴfc未満である所定値Ｒ未満の範囲でモータ電流零の状態と見なして、オフセット誤差の補正演算を行うことが示されているが、前記したとおり、所定値Ｒとコラム軸換算摩擦トルクＴfcとが一致していてもよい。以下の説明では、所定値Ｒとコラム軸換算摩擦トルクＴfcとが一致し、和Ｐ（Ｐ＝Ｔ＋Ｔec）がコラム軸換算摩擦トルクＴfc未満（Ｐ＜Ｔfc）であるとき、モータ電流零と見なせる状態が検出され、オフセット誤差の補正演算を行うものとして説明する。 In FIG. 4, the sum P (P = T + Tec) of the steering torque T and the current command value I or the current detection value i of the column axis conversion torque Tec is the column axis conversion friction of the steering mechanism from time t0 to t1. Although it has been shown that the offset current correction calculation is performed assuming that the motor current is zero within a range less than the predetermined value R that is less than the torque Tfc, as described above, the predetermined value R and the column-axis converted friction torque Tfc are shown. May match. In the following description, when the predetermined value R and the column shaft converted friction torque Tfc coincide with each other and the sum P (P = T + Tec) is less than the column shaft converted friction torque Tfc (P <Tfc), the state can be regarded as zero motor current. In the following description, the offset error correction calculation is performed.

図５は、図１に示す電子制御回路１０の電流状態検出器２５で実行されるモータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正演算を行うか否かを判定する処理の第１実施例を説明するフローチャートである。 FIG. 5 shows whether or not the detection of the state that can be regarded as zero motor current executed by the current state detector 25 of the electronic control circuit 10 shown in FIG. 1 and the offset error correction calculation by the offset correction calculator 20 are performed. It is a flowchart explaining 1st Example of the process to perform.

まず、電流指令値Ｉ、操舵トルクＴ、及びステアリングホイールの操作状態を判定する操舵速度Ｖを読み込む（ステップＰ１１）。操舵トルクＴと、電流指令値のコラム軸換算トルクＴec（Ｔec＝Ｉ×Ｋt ×Ｇ）との和Ｐ（Ｐ＝Ｔ＋Ｔec）を、以下の式（１）で演算する（ステップＰ１２）。 First, the current command value I, the steering torque T, and the steering speed V for determining the operation state of the steering wheel are read (step P11). The sum P (P = T + Tec) of the steering torque T and the current command value column-axis converted torque Tec (Tec = I × Kt × G) is calculated by the following equation (1) (step P12).

Ｐ＝Ｔ＋（Ｉ×Ｋt ×Ｇ）・・・・・・・・・・・（１）
但し、Ｉ：電流指令値
Ｋt ：トルク定数
Ｇ：ギア比
Ｔ：操舵トルク
なお、ここでは、電流指令値Ｉに基づいてコラム軸換算トルクＴecを演算しているが、モータ電流検出値ｉに基づいてコラム軸換算トルクＴecを演算することもできる。 P = T + (I × Kt × G) (1)
Where I: current command value
Kt: Torque constant
G: Gear ratio
T: Steering torque Here, the column shaft converted torque Tec is calculated based on the current command value I, but the column shaft converted torque Tec can also be calculated based on the motor current detection value i.

式（１）で演算された値Ｐが、コラム軸換算摩擦トルクＴfc未満（Ｐ＜Ｔfc）か否かを判定し（ステップＰ１３）、（Ｐ＜Ｔfc）の場合はモータ電流零と見なせる状態が検出されたものと判定する。さらに、操舵速度Ｖが予め設定した第１の所定値である所定の限界値Ｖ0 未満（例えば略零）か否かを判定し（ステップＰ１４）、操舵速度Ｖが予め設定された所定の限界値Ｖ0 未満（Ｖ＜Ｖ0 ）の場合は操舵していないと見なせる状態が検出されたものする。 It is determined whether or not the value P calculated by the equation (1) is less than the column-axis converted friction torque Tfc (P <Tfc) (step P13). In the case of (P <Tfc), the motor current can be regarded as zero. It is determined that it has been detected. Further, it is determined whether or not the steering speed V is less than a predetermined limit value V0 (for example, substantially zero) which is a first predetermined value set in advance (step P14), and a predetermined limit value where the steering speed V is set in advance is determined. If it is less than V0 (V <V0), it is assumed that a state in which steering is not possible is detected.

そして、例えばモータ駆動回路１７のＰＷＭ信号のデューテイを強制的に５０％に設定し、モータを駆動してモータ電流零と見なせる状態を作り出し、オフセット補正演算器２０において、その時点で検出されたモータ電流検出値ｉに含まれるオフセット誤差の補正演算を行い（ステップＰ１５）、オフセット補正されたモータ電流検出値ｉe を減算器１５に出力して主ルーチンに戻る。 Then, for example, the duty of the PWM signal of the motor drive circuit 17 is forcibly set to 50%, the motor is driven to create a state that can be regarded as zero motor current, and the offset correction computing unit 20 detects the motor detected at that time. The offset error included in the current detection value i is corrected (step P15), the offset-corrected motor current detection value ie is output to the subtractor 15, and the process returns to the main routine.

ステップＰ１３の判定で、演算された値Ｐがコラム軸換算摩擦トルクＴfc未満でない場合（Ｐ≧Ｔfc）は、モータ電流が零と見なせる状態ではないと判定し、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正演算を中止して（ステップＰ１６）、通常制御に復帰するため主ルーチンに戻る。 If it is determined in step P13 that the calculated value P is not less than the column-axis converted friction torque Tfc (P ≧ Tfc), it is determined that the motor current is not in a state that can be regarded as zero, and the offset correction calculator 20 determines the offset error. The correction calculation is stopped (step P16), and the process returns to the main routine to return to the normal control.

また、ステップＰ１４の判定で操舵速度Ｖが予め設定された第１の所定値である所定の限界値Ｖ0 未満でない（Ｖ≧Ｖ0 ）場合は、操舵しているものと判断されるからオフセット誤差の補正演算を中止し（ステップＰ１６）、通常制御に復帰するため主ルーチンに戻る。 Further, if the steering speed V is not less than the predetermined first predetermined value V0 (V ≧ V0) in the determination in step P14, it is determined that the steering is being performed, and therefore the offset error is determined. The correction calculation is stopped (step P16), and the process returns to the main routine to return to the normal control.

上記処理において、コラム軸換算摩擦トルクＴfcにマージンを加えたり、操舵速度の限界値Ｖ0 を例えば略零と見なせる操舵速度とするなど、適宜決定することにより、オフセット誤差の補正演算を行う領域の範囲を調整することができる。 In the above processing, the range of the region in which the offset error correction calculation is performed by appropriately determining, for example, adding a margin to the column-axis converted friction torque Tfc or setting the steering speed limit value V0 to a steering speed that can be regarded as substantially zero, for example. Can be adjusted.

また、上記処理において、ステアリングホイールの操作状態を判定する操舵速度Ｖに関する処理を省略することもできる。また、操舵速度Ｖに代えてモータ回転角速度Ｗによりステアリングホイールの操作状態を判定するように変更することもできる。 Further, in the above process, the process related to the steering speed V for determining the operation state of the steering wheel can be omitted. Further, the operation state of the steering wheel can be determined based on the motor rotation angular speed W instead of the steering speed V.

図６は、図１に示す電子制御回路１０の電流状態検出器２５で実行されるモータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正を行うか否かを判定する処理の第２実施例を説明するフローチャートである。 FIG. 6 shows whether or not the detection of the state that can be regarded as zero motor current executed by the current state detector 25 of the electronic control circuit 10 shown in FIG. 1 and the correction of the offset error by the offset correction calculator 20 are performed. It is a flowchart explaining the 2nd Example of a process.

まず、電流指令値Ｉ、操舵トルク検出値Ｔ、ステアリングホイールの操作状態を判定するモータ回転角速度Ｗを読み込む（ステップＰ２１）。操舵トルク検出値Ｔに相当する電流換算値ｉteを計算し、電流指令値Ｉと操舵トルク検出値Ｔの電流換算値ｉteの和Ｑ（Ｑ＝Ｉ＋ｉte）を演算する（ステップＰ２２）。 First, the current command value I, the steering torque detection value T, and the motor rotation angular velocity W for determining the operation state of the steering wheel are read (step P21). A current conversion value it corresponding to the steering torque detection value T is calculated, and a sum Q (Q = I + it) of the current conversion value it of the current command value I and the steering torque detection value T is calculated (step P22).

演算された和Ｑ（Ｑ＝Ｉ＋ｉte）が、予め設定したステアリング機構の摩擦トルクの電流換算値Ｉmt未満（Ｑ＜Ｉmt）か否かを判定し（ステップＰ２３）、（Ｑ＜Ｉmt）の場合はモータ電流零と見なせる状態が検出されたものと判定する。さらに、モータ回転角速度Ｗが予め設定した第２の所定値である所定の限界値Ｗ0 未満か否かを判定し（ステップＰ２４）、モータ回転角速度Ｗが所定の限界値Ｗ0 未満（Ｗ＜Ｗ0 ）の場合は操舵していないと見なせる状態が検出されたものする。 It is determined whether or not the calculated sum Q (Q = I + ite) is less than a preset current conversion value Imt of the friction torque of the steering mechanism (Q <Imt) (step P23). If (Q <Imt), It is determined that a state that can be regarded as zero motor current has been detected. Further, it is determined whether or not the motor rotational angular velocity W is less than a predetermined limit value W0 that is a second predetermined value set in advance (step P24), and the motor rotational angular velocity W is less than a predetermined limit value W0 (W <W0). In the case of, a state that can be regarded as not being steered is detected.

そして、例えばモータ駆動回路１７のＰＷＭ信号のデューテイを強制的に５０％に設定し、モータを駆動してモータ電流零と見なせる状態を作り出し、オフセット補正演算器２０において、その時点で検出されたモータ電流検出値ｉに含まれるオフセット誤差の補正演算を行い（ステップＰ２５）、オフセット補正されたモータ電流検出値ｉe を減算器１５に出力して主ルーチンに戻る。 Then, for example, the duty of the PWM signal of the motor drive circuit 17 is forcibly set to 50%, the motor is driven to create a state that can be regarded as zero motor current, and the offset correction computing unit 20 detects the motor detected at that time. The offset error included in the detected current value i is corrected (step P25), the offset-corrected motor current detected value ie is output to the subtractor 15, and the process returns to the main routine.

ステップＰ２３の判定で、演算された値Ｑがステアリング機構の摩擦トルクの電流換算値Ｉmt未満でない場合（Ｑ≧Ｉmt）は、モータ電流が零と見なせる状態ではないと判定し、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正演算を中止して（ステップＰ２６）、通常制御に復帰するため主ルーチンに戻る。 If it is determined in step P23 that the calculated value Q is not less than the current converted value Imt of the friction torque of the steering mechanism (Q ≧ Imt), it is determined that the motor current is not in a state that can be regarded as zero, and the offset correction calculator 20 Is canceled (step P26), and the process returns to the main routine to return to the normal control.

また、ステップＰ２４の判定でモータ回転角速度Ｗが所定の限界値Ｗ0 未満でない（Ｗ≧Ｗ0 ）場合は、操舵しているものと判断されるからオフセット誤差の補正演算を中止し（ステップＰ２６）、通常制御に復帰するため主ルーチンに戻る。 On the other hand, if the motor rotational angular velocity W is not less than the predetermined limit value W0 (W ≧ W0) in step P24, it is determined that the steering is being performed, and the offset error correction calculation is stopped (step P26). Return to the main routine to return to normal control.

なお、上記処理において、ステップＰ２５においてオフセット誤差の補正演算を行っていない場合は、電流指令値Ｉに代えてモータ電流検出値ｉを使用することもできる。また、ステアリングホイールの操作状態を判定するモータ回転角速度Ｗに関する処理を省略することもできる。また、モータ回転角速度Ｗに代えて操舵速度Ｖによりステアリングホイールの操作状態を判定するように変更することもできる。 In the above process, if the offset error correction calculation is not performed in step P25, the motor current detection value i can be used instead of the current command value I. Moreover, the process regarding the motor rotational angular velocity W for determining the operation state of the steering wheel can be omitted. In addition, the operation state of the steering wheel can be determined based on the steering speed V instead of the motor rotation angular speed W.

上記処理において、コラム軸換算摩擦トルクＴfcにマージンを加えたり、モータ回転角速度の限界値Ｗ0 を例えば略零と見なせるモータ回転角速度とするなど、適宜決定することにより、オフセット誤差の補正演算を行う領域の範囲を調整することができる。 In the above processing, the offset error correction calculation is performed by appropriately determining, for example, adding a margin to the column-axis converted friction torque Tfc or setting the limit value W0 of the motor rotational angular velocity to a motor rotational angular velocity that can be regarded as substantially zero, for example. The range of can be adjusted.

図７は、図１に示す電子制御回路１０の電流状態検出器２５で実行されるモータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット補正演算器２０によるオフセット誤差の補正を行うか否かを判定する処理の第３実施例を説明するフローチャートである。 FIG. 7 shows whether or not the detection of the state that can be regarded as zero motor current executed by the current state detector 25 of the electronic control circuit 10 shown in FIG. 1 and the correction of the offset error by the offset correction calculator 20 are performed. It is a flowchart explaining the 3rd Example of a process.

まず、電流指令値Ｉ、操舵トルク検出値Ｔ、ステアリングホイールの操作状態を判定するモータ回転角速度Ｗを読み込む（ステップＰ３１）。電流指令値Ｉが予め設定された第３の所定値である所定の閾値Ｉａ未満（Ｉ＜Ｉa ）か否かを判定し（ステップＰ３２）、（Ｉ＜Ｉa ）の場合は、さらに操舵トルクＴが予め設定された第４の所定値である所定の閾値Ｔb 未満（Ｔ＜Ｔb ）か否かを判定し（ステップＰ３３）、（Ｔ＜Ｔb ）の場合は、さらに、モータ回転角速度Ｗが予め設定した所定の限界値Ｗ0 未満（Ｗ＜Ｗ0 ）か否かを判定する（ステップＰ３４）。 First, a current command value I, a steering torque detection value T, and a motor rotation angular velocity W for determining an operation state of the steering wheel are read (step P31). It is determined whether or not the current command value I is less than a predetermined third threshold value (I <Ia) (step P32). If (I <Ia), the steering torque T is further determined. Is less than a predetermined threshold value Tb (T <Tb), which is a fourth predetermined value set in advance (step P33). In the case of (T <Tb), the motor rotation angular velocity W is further set in advance. It is determined whether it is less than a predetermined threshold value W0 (W <W0) (step P34).

ステップＰ３４の判定の結果、モータ回転角速度Ｗが所定の限界値Ｗ0 未満（Ｗ＜Ｗ0）の場合、即ち、ステップＰ３１からＰ３４までの判定で、（Ｉ＜Ｉa ）、（Ｔ＜Ｔb ）、且つ（Ｗ＜Ｗ0 ）の関係が成立する場合は、操舵していないと見なせる状態が検出されたものする。 As a result of the determination in step P34, when the motor rotational angular velocity W is less than the predetermined limit value W0 (W <W0), that is, in the determination from step P31 to P34, (I <Ia), (T <Tb), and When the relationship (W <W0) is established, it is assumed that a state that can be regarded as not being steered is detected.

そして、例えばモータ駆動回路１７のＰＷＭ信号のデューテイを強制的に５０％に設定し、モータを駆動してモータ電流零と見なせる状態を作り出し、オフセット補正演算器２０において、その時点で検出されたモータ電流検出値ｉに含まれるオフセット誤差の補正演算を行い（ステップＰ３５）、オフセット補正されたモータ電流検出値ｉe を減算器１５に出力して主ルーチンに戻る。 Then, for example, the duty of the PWM signal of the motor drive circuit 17 is forcibly set to 50%, the motor is driven to create a state that can be regarded as zero motor current, and the offset correction computing unit 20 detects the motor detected at that time. The offset error included in the current detection value i is corrected (step P35), the offset-corrected motor current detection value ie is output to the subtractor 15, and the process returns to the main routine.

ステップＰ３２の判定で（Ｉ＜Ｉa ）の関係が成立しない場合、ステップＰ３３の判定で（Ｔ＜Ｔb ）の関係が成立しない場合、ステップＰ３４の判定で（Ｗ＜Ｗ0 ）の関係が成立しない場合は、モータ電流零と見なせる状態ではないと判定し、オフセット誤差の補正演算を中止し（ステップＰ３６）、通常制御に復帰するため主ルーチンに戻る。 When the relationship of (I <Ia) is not established in the determination of step P32, the relationship of (T <Tb) is not satisfied in the determination of step P33, or the relationship of (W <W0) is not established in the determination of step P34 Determines that the motor current cannot be regarded as zero, stops the offset error correction calculation (step P36), and returns to the main routine to return to the normal control.

なお、上記処理において、ステアリングホイールの操作状態を判定するモータ回転角速度Ｗに関する処理を省略することもできる。また、モータ回転角速度Ｗに代えて操舵速度Ｖによりステアリングホイールの操作状態を判定するように変更することもできる。 In the above process, the process related to the motor rotation angular velocity W for determining the operation state of the steering wheel can be omitted. In addition, the operation state of the steering wheel can be determined based on the steering speed V instead of the motor rotation angular speed W.

上記処理において、電流指令値Ｉの判定に関する第３の所定値である所定の閾値Ｉa と、操舵トルクＴの判定に関する第４の所定値である所定の閾値Ｔb とは、次の関係にあるものとする。即ち、閾値Ｉa のコラム軸換算トルクＴTaと閾値Ｔb との和（ＴTa＋Ｔb ）が、コラム軸換算摩擦トルクＴfc未満｛（ＴTa＋Ｔb ）＜Ｔfc｝にあるものとする。 In the above processing, the predetermined threshold value Ia that is the third predetermined value relating to the determination of the current command value I and the predetermined threshold value Tb that is the fourth predetermined value relating to the determination of the steering torque T have the following relationship: And That is, it is assumed that the sum (TTa + Tb) of the column axis converted torque TTa and the threshold value Tb of the threshold value Ia is less than the column axis converted friction torque Tfc {(TTa + Tb) <Tfc}.

上記処理において、ステップＰ３５においてオフセット誤差の補正演算を行なっていない場合は、電流指令値Ｉに代えてモータ電流検出値ｉを使用することもできる。また、ステアリングホイールの操作状態を判定するモータ回転角速度Ｗに関する処理を省略することもできる。また、モータ回転角速度Ｗに代えて操舵速度Ｖによりステアリングホイールの操作状態を判定するように変更することもできる。 In the above processing, if the offset error correction calculation is not performed in step P35, the motor current detection value i can be used instead of the current command value I. Moreover, the process regarding the motor rotational angular velocity W for determining the operation state of the steering wheel can be omitted. In addition, the operation state of the steering wheel can be determined based on the steering speed V instead of the motor rotation angular speed W.

また、コラム軸換算摩擦トルクＴfcにマージンを加えたり、モータ回転角速度の限界値Ｗ0 を例えば略零と見なせるモータ回転角速度とするなど、適宜決定することにより、オフセット誤差の補正演算を行う領域の範囲を調整することができる。 Further, the range of the region in which the offset error correction calculation is performed by appropriately determining, for example, adding a margin to the column-axis converted friction torque Tfc or setting the limit value W0 of the motor rotation angular velocity to a motor rotation angular velocity that can be regarded as substantially zero, for example. Can be adjusted.

電動パワーステアリング装置のモータ電流検出値のオフセット補正手段であって、ステアリングホイールの中立位置付近において、操舵トルクの僅かな変動によっても電流指令値を変動させない不感帯が適正に設定できない場合でも、電流指令値又はモータ電流検出値と操舵トルク値とに基づいてモータ電流零の状態を検出し、この時点でモータ電流検出器から出力されるモータ電流検出値をオフセット誤差とする電動パワーステアリング装置の制御装置である。 An offset correction means for the motor current detection value of the electric power steering device, even if the dead zone that does not fluctuate the current command value due to slight fluctuations in the steering torque cannot be set appropriately near the neutral position of the steering wheel. A control device for an electric power steering device that detects a zero motor current state based on a value or a motor current detection value and a steering torque value, and uses the motor current detection value output from the motor current detector at this time as an offset error It is.

この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置の電子制御回路及びその周辺の回路要素とその動作の概略を説明するブロック図。The block diagram explaining the outline of the electronic control circuit of the electric power steering device of embodiment of this invention, its peripheral circuit element, and its operation | movement. 従来の電動パワーステアリング装置の電子制御回路における不感帯の設定と、電流指令値のオフセット補正演算領域を説明する図。The figure explaining the setting of a dead zone in the electronic control circuit of the conventional electric power steering device, and the offset correction calculation area of the current command value. 本発明の電動パワーステアリング装置の電子制御回路における不感帯の設定と、電流指令値のオフセット補正演算領域を説明する図。The figure explaining the setting of a dead zone in the electronic control circuit of the electric power steering device of the present invention, and the offset correction calculation area of the current command value. 操舵トルクと電流指令値又は電流検出値のコラム軸換算トルクとの和と電動パワーステアリング装置のシステム摩擦トルクとオフセット誤差の補正演算を行う期間の関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the period which performs correction | amendment calculation of the sum of steering torque, current command value, or column axis conversion torque of current detection value, system friction torque of an electric power steering device, and an offset error. モータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット誤差の補正演算を行うか否かの判定処理の第１実施例を説明するフローチャート。The flowchart explaining 1st Example of the detection process of the detection of the state which can be considered that motor current is zero, and the determination process of the correction | amendment calculation of an offset error. モータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット誤差の補正演算を行うか否かの判定処理の第２実施例を説明するフローチャート。The flowchart explaining the 2nd Example of the determination process of the detection of the state which can be regarded as motor current zero, and the correction calculation of an offset error. モータ電流零と見なせる状態の検出と、オフセット誤差の補正演算を行うか否かの判定処理の第３実施例を説明するフローチャート。The flowchart explaining the 3rd Example of the detection process of the detection of the state which can be considered that motor current is zero, and the determination process of the correction | amendment calculation of an offset error. 従来の電動パワーステアリング装置の電子制御回路を説明するブロック図。The block diagram explaining the electronic control circuit of the conventional electric power steering device. 操舵トルクの変動に対して電流指令値が変動しない不感帯を説明する図。The figure explaining the dead zone where an electric current command value does not change with respect to the change of steering torque.

符号の説明Explanation of symbols

１０電子制御回路
１１トルクセンサ
１２車速センサ
１３電流指令値演算器
１５減算器
１６ＰＩＤ演算器
１６ａ比例演算器
１６ｂ積分演算器
１６ｃ微分補償器
１６ｄ加算器
１７モータ駆動回路
１９モータ電流検出器
２０オフセット補正演算器
２１操舵速度検出器
２２モータ角速度検出器
２５電流状態検出器
２６記憶装置
Ｍモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic control circuit 11 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 13 Current command value calculator 15 Subtractor 16 PID calculator 16a Proportional calculator 16b Integral calculator 16c Differential compensator 16d Adder 17 Motor drive circuit 19 Motor current detector 20 Offset correction Calculator 21 Steering speed detector 22 Motor angular speed detector 25 Current state detector 26 Storage device M Motor

Claims

操舵トルクと車速とに基づいて演算された電流指令値に基づいてステアリング装置に操舵補助力を付与するモータに供給するモータ電流を規定し、ステアリング装置に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
ステアリングシャフトに発生する操舵トルクを検出するトルクセンサと、
操舵トルクと車速とに基づいて電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
モータに流れる電流を検出するモータ電流検出手段と、
モータ電流が流れないモータ電流零と見なせる状態を検出する電流状態検出手段と、
前記モータ電流検出手段から出力されるモータ電流検出値の零点を補正するオフセット補正手段とを備え、
前記電流状態検出手段は、前記電流指令値演算手段で演算された電流指令値又はモータ電流検出手段で検出されたモータ電流検出値と、前記トルクセンサで検出された操舵トルクとに基づいてモータ電流零と見なせる状態を検出し、
前記オフセット補正手段は、前記電流状態検出手段によりモータ電流零と見なせる状態が検出された時点におけるモータ電流検出値をオフセット補正値としてモータ電流検出値の零点を補正し、
かつ、前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとすること
を特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。 An electric power steering device that defines a motor current to be supplied to a motor that applies a steering assisting force to a steering device based on a current command value calculated based on a steering torque and a vehicle speed, and that applies the steering assisting force to the steering device. A control device,
A torque sensor for detecting a steering torque generated in the steering shaft;
Current command value calculating means for calculating a current command value based on the steering torque and the vehicle speed;
Motor current detection means for detecting current flowing in the motor;
Current state detection means for detecting a state in which the motor current does not flow and can be regarded as zero motor current;
An offset correction means for correcting the zero point of the motor current detection value output from the motor current detection means,
The current state detection unit is configured to generate a motor current based on a current command value calculated by the current command value calculation unit or a motor current detection value detected by the motor current detection unit and a steering torque detected by the torque sensor. Detects a state that can be regarded as zero,
The offset correction means corrects the zero point of the motor current detection value with the motor current detection value at the time when the state that can be regarded as zero motor current is detected by the current state detection means as an offset correction value ,
In addition, the current state detection means is configured such that when the sum of the column command converted torque value of the current command value or the motor current detection value and the steering torque detection value is less than the column shaft converted torque value of the frictional force of the steering mechanism, A control device for an electric power steering device, wherein a state that can be regarded as zero current is detected .

前記電動パワーステアリング装置は、さらに操舵速度検出手段を備え、
前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満で、且つ、前記操舵速度検出手段で検出された操舵速度が予め設定された第１の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとすること
を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The electric power steering apparatus further includes a steering speed detecting means,
The current state detection means is configured such that a sum of a column axis converted torque value of the current command value or a motor current detection value and a steering torque detection value is less than a column axis conversion torque value of a friction force of a steering mechanism, and the steering 2. The electric power steering according to claim 1, wherein when the steering speed detected by the speed detecting means is less than a preset first predetermined value, a state that can be regarded as zero motor current is detected. Control device for the device.

前記予め設定された第１の所定値は、略零と見なせる操舵速度であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 3. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the first predetermined value set in advance is a steering speed that can be regarded as substantially zero. 4.

前記電動パワーステアリング装置は、さらにモータ角速度検出手段を備え、
前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値のコラム軸換算トルク値と操舵トルク検出値との和が、ステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満で、且つ、前記モータ角速度検出手段で検出されたモータ角速度が予め設定された第２の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとすること
を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The electric power steering device further includes a motor angular velocity detection means,
The current state detecting means is configured such that a sum of a column axis converted torque value of the current command value or the motor current detected value and a steering torque detected value is less than a column axis converted torque value of a friction force of a steering mechanism, and the motor 2. The electric power steering according to claim 1, wherein when the motor angular velocity detected by the angular velocity detecting means is less than a second predetermined value set in advance, a state that can be regarded as zero motor current is detected. Control device for the device.

前記予め設定された第２の所定値は、略零と見なせるモータ角速度であること
を特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the second predetermined value set in advance is a motor angular velocity that can be regarded as substantially zero .

前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満のとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとし、
前記電動パワーステアリング装置は、さらに操舵速度検出手段を備え、
前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満であり、且つ、前記操舵速度検出手段で検出された操舵速度が略零と見なせる操舵速度であるとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとすると共に、
前記電動パワーステアリング装置は、さらにモータ角速度検出手段を備え、
前記電流状態検出手段は、前記電流指令値又はモータ電流検出値が予め設定された第３の所定値未満で、操舵トルク検出値が予め設定された第４の所定値未満であり、且つ、前記モータ角速度検出手段で検出されたモータ角速度が略零と見なせるモータ角速度であるとき、モータ電流零と見なせる状態が検出されたものとし、
前記予め設定された第３の所定値及び第４の所定値は、第３の所定値のコラム軸換算トルク値と第４の所定値の和がステアリング機構の摩擦力のコラム軸換算トルク値未満であることを特徴とする請求項１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。

When the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value and the steering torque detection value is less than a preset fourth predetermined value, the current state detection means Is detected as a condition that can be considered,
The electric power steering apparatus further includes a steering speed detecting means,
The current state detection means is configured such that the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value, the steering torque detection value is less than a preset fourth predetermined value, and When the steering speed detected by the steering speed detection means is a steering speed that can be regarded as substantially zero, it is assumed that a state that can be regarded as zero motor current is detected,
The electric power steering device further includes a motor angular velocity detection means,
The current state detection means is configured such that the current command value or the motor current detection value is less than a preset third predetermined value, the steering torque detection value is less than a preset fourth predetermined value, and When the motor angular velocity detected by the motor angular velocity detecting means is a motor angular velocity that can be regarded as substantially zero, a state that can be regarded as zero motor current is detected.
The third predetermined value and the fourth predetermined value set in advance are such that the sum of the third predetermined value of the column axis converted torque value and the fourth predetermined value is less than the column axis converted torque value of the frictional force of the steering mechanism. control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, characterized in that.