JP5196211B2

JP5196211B2 - 車両用操舵装置

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Publication number: JP5196211B2
Application number: JP2006050781A
Authority: JP
Inventors: 武史上田; 茂樹長瀬
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: EP1767434A2; CN1983795A; EP1767434B1; EP1767434A3; CN1983795B; US7336047B2; JP2007112416A; US20070063663A1

Description

この発明は、電動パワーステアリング装置などの車両用操舵装置に関する。

たとえば、電動パワーステアリング装置では、３相ブラシレスモータが駆動源として採用されており、ステアリングホイールの操作に基づいて、その３相ブラシレスモータがフィードバック制御されることにより、ステアリングホイールの操作に応じた操舵補助力が３相ブラシレスモータから発生される。
具体的には、電動パワーステアリング装置は、３相ブラシレスモータを駆動するための３相インバータ回路と、この３相インバータ回路に備えられるスイッチング素子のオン／オフを制御するマイクロコンピュータと、３相インバータ回路から３相ブラシレスモータの各相に供給される電流値を検出するための電流センサとを備えている。電流センサは、各相ごとに設けられており、各電流センサの検出信号は、マイクロコンピュータに入力されるようになっている。マイクロコンピュータは、ステアリングホイールの操作に応じた各相目標電流値を定める。そして、各相目標電流値と各電流センサによって検出される各相電流値との偏差に応じたデューティで、３相インバータ回路に備えられる各スイッチング素子をオン／オフさせる。これにより、３相ブラシレスモータの各相に各相目標電流値の電流が供給されて、ステアリングホイールの操作に応じた操舵補助力が３相ブラシレスモータから発生される。
特開２００２−２７２１７９号公報

ところが、各電流センサの感度（特性）のばらつきにより、３相ブラシレスモータの回転むらが生じ、これに起因して、３相ブラシレスモータのトルクリップルの発生を招くおそれがあった。３相ブラシレスモータのトルクリップルは、ステアリングホイールの振動の原因となり、操舵フィーリングを悪化させる。
また、各相ごとに電流センサを備えているため、コストが高くつくという別の問題もある。

そこで、この発明の目的は、複数相モータのトルクリップルの発生を低減することができ、かつ、コストの低減を図ることができる車両用操舵装置を提供することである。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、操作部材（１）の操作に応じて、ＰＷＭ制御により複数相モータ（Ｍ）を駆動して、前記複数相モータからの駆動力を車両の転舵輪（３）に与える車両用操舵装置において、電源（Ｖｂ）とグランド（Ｇ）との間に接続され、前記複数相モータを駆動するためのモータ駆動回路（４）と、前記複数相モータの各相に流れる電流を制御するための各相ＰＷＭ信号を生成し、各相ＰＷＭ信号を前記モータ駆動回路に与えるＰＷＭ信号生成手段（５）と、前記モータ駆動回路と電源またはグランドとの間に接続された単一の電流センサ（１１）と、前記電流センサの出力に基づいて、ＰＷＭ信号波形の期間に応じて、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流の何れか１つ又は２つの相電流のみ流れることに基づいて、前記複数相モータの各相に流れる各相電流値を求める各相電流値演算手段（５）とを含み、前記ＰＷＭ信号生成手段は、各相ＰＷＭ信号の搬送波の立ち下がりまたは立ち上がりのタイミングをずらすため各位相シフト量を設定するシフト量設定手段を備え、前記シフト量設定手段は、或る基準となる基準相のデューティ設定値とそれ以外の相であるシフト相のデューティ設定値との差に基づいて、前記基準相のＰＷＭ信号の搬送波に対する前記シフト相のＰＷＭ信号の搬送波の位相シフト量を設定することを特徴とする、車両用操舵装置である。

前記ＰＷＭ信号生成手段は、請求項２に記載のように、各相目標電流値と前記各相電流値演算手段により求められる各相電流値とに基づいて、各相ごとのデューティ設定値を設定するものであってもよい。
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。

たとえば、各相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングが互いにずらされている場合、或る基準となる基準相（たとえば、Ｖ相）のＰＷＭ信号（この項で「基準相ＰＷＭ信号」という。）がローレベルに立ち下がってから他の相（第１シフト相：たとえば、Ｕ相）のＰＷＭ信号（この項で「第１シフト相ＰＷＭ信号」という。）のみがハイレベルである期間が存在する。この期間において、モータ駆動回路と電源またはグランドとの間を流れる電流は、第１シフト相を流れる電流である。そのため、そのような期間に電流センサから出力される信号に基づいて、その第１シフト相を流れる電流の値を得ることができる。また、各相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングが互いにずらされていれば、第１シフト相ＰＷＭ信号と基準相ＰＷＭ信号とがハイレベルである期間も存在するので、この期間に電流センサから出力される信号に基づいて、その第１シフト相および基準相の２相を流れる電流の値の合計値（合計電流値）を得ることができる。そして、その合計電流値から上記のようにして求めた第１シフト相を流れる電流の値を差し引くことにより、基準相を流れる電流の値を得ることができる。

このようにして、単一の電流センサの出力信号に基づいて、複数相モータの各相に流れる各相電流の値を求めることができる。そのため、各相ごとに電流センサを設ける構成とは異なり、各電流センサの感度（特性）のばらつきの問題がないので、複数相モータのトルクリップルの発生を低減することができる。また、電流センサが１つでよいので、コストの低減を図ることができる。

たとえば、第２シフト相ＰＷＭ信号のみがハイレベルであり、基準相ＰＷＭ信号および第１シフト相ＰＷＭ信号がローレベルである期間を考えると、その期間には、電源とグランドとの間に電流がモータ駆動回路および複数相モータを通って流れることのできる経路が形成され、この経路に基準相ＰＷＭ信号に対する第２シフト相ＰＷＭ信号の位相シフト量に応じた大きさの所望しない電流が流れる。このような電流が電流センサにより検出されると、各相電流値演算手段による演算結果に誤差を生じてしまう。これを回避するためには、第２シフト相ＰＷＭ信号の位相シフト量がなるべく小さな値に設定されることが望ましい。しかしながら、位相シフト量が小さな値に設定されていると、第２シフト相に大きな電流が流れる場合に、電流センサの出力信号を増幅する回路の応答性の問題により、前記期間中に電流の大きさに応じた正確な検出出力を得ることができず、その大きな電流の値を各相電流値演算手段により正確に求めることができない。

そのため、各相ごとのデューティ設定値に基づいて、各位相シフト量が設定され、基準相のデューティ設定値とそれ以外のシフト相のデューティ設定値との差に基づいて、基準相のＰＷＭ信号の搬送波に対するシフト相のＰＷＭ信号の搬送波の位相シフト量が設定される。

基準相のデューティ設定値とシフト相のデューティ設定値との差は、そのシフト相を流れる電流の値に対応しているので、各相ごとのデューティ設定値に基づいて、各位相シフト量が適切に設定されることにより、電流センサによる検出対象の相電流が小さいときには、電源とグランドとの間を流れる所望しない電流を小さく抑えることができ、電流センサによる検出対象の相電流が大きいときには、その電流の大きさに応じた正確な検出出力を得ることができる期間を確保することができる。そのため、複数相モータの各相に流れる電流の値（各相電流値）を精度よく求めることができる。

たとえば、第２シフト相を流れる電流値は、基準相に対するデューティ設定値または第１シフト相に対するデューティ設定値と第２シフト相に対するデューティ設定値との差と対応しているので、その差が大きいほど第２シフト相ＰＷＭ信号の位相シフト量を大きな値に設定し、その差が小さいほど第２シフト相ＰＷＭ信号の位相シフト量を小さな値に設定すれば、第２シフト相ＰＷＭ信号に対応した相に流れる電流が小さいときには、電源とグランドとの間を流れる所望しない電流を小さく抑えることができ、第２シフト相ＰＷＭ信号に対応した相に流れる電流が大きいときには、電流の大きさに応じた正確な検出出力を得ることができる期間を確保することができる。その結果、第２シフト相に流れる電流の値を精度よく求めることができる。

また、請求項３に記載のように、前記ＰＷＭ信号生成手段は、過去の制御周期において前記各相電流値演算手段により求められた各相電流値に基づいて、各位相シフト量を設定するシフト量設定手段を備えていてもよい。この場合、電流値が大きいほどその電流値に対応する相についての位相シフト量を大きく設定し、電流値が小さいほどその電流値に対応する相についての位相シフト量を小さく設定するようにされていれば、電流センサによる検出対象の相電流が小さいときには、電源とグランドとの間を流れる所望しない電流を小さく抑えることができ、電流センサによる検出対象の相電流が大きいときには、その電流の大きさに応じた正確な検出出力を得ることができる期間を確保することができる。そのため、複数相モータの各相に流れる電流の値（各相電流値）を精度よく求めることができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を図解的に示すブロック図である。
この電動パワーステアリング装置は、車両に搭載されて用いられ、操作部材としてのステアリングホイール１の操作に応じて、３相ブラシレスモータからなる電動モータＭを駆動し、この電動モータＭが発生する動力を操舵機構２に伝達することにより、操舵機構２による操舵（車両の転舵輪３の転舵）を補助するものである。

この電動パワーステアリング装置は、電動モータＭに駆動電流を供給するためのモータ駆動回路４と、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを含むＰＷＭ信号生成手段および各相電流値演算手段としてのマイクロコンピュータ５と、ステアリングホイール１に加えられた操舵トルクを検出するためのトルクセンサ６と、車両の走行速度（車速）を検出するための車速センサ７とを備えている。

モータ駆動回路４は、３相インバータ回路からなり、電源（たとえば、車載バッテリ）ＶｂとグランドＧとの間に、スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）８Ｕ，９Ｕの直列回路と、スイッチング素子８Ｖ，９Ｖの直列回路と、スイッチング素子８Ｗ，９Ｗの直列回路とを並列に接続した構成を有している。
スイッチング素子８Ｕ，９Ｕの直列回路は、これら２個のスイッチング素子８Ｕ，９Ｕの接続点で、電動モータＭのＵ相巻線に接続されている。また、スイッチング素子８Ｖ，９Ｖの直列回路は、これら２個のスイッチング素子８Ｖ，９Ｖの接続点で、電動モータＭのＶ相巻線に接続され、スイッチング素子８Ｗ，９Ｗの直列回路は、これら２個のスイッチング素子８Ｗ，９Ｗの接続点で、電動モータＭのＷ相巻線に接続されている。

電動モータＭに関連して、この電動モータＭの回転角（ロータの回転位置）を検出するための回転角センサ１０が設けられている。この回転角センサ１０には、たとえば、電動モータＭの回転角の変化に対応して位相が変化する正弦波形の信号を出力するレゾルバを採用することができる。回転角センサ１０の出力信号は、マイクロコンピュータ５に入力されるようになっている。

マイクロコンピュータ５には、回転角センサ１０の出力信号の他に、トルクセンサ６の出力信号および車速センサ７の出力信号が入力されるようになっている。また、モータ駆動回路４とグランドＧとの間の電流経路上には、その電流経路を流れる電流値を検出するための単一の電流センサ１１が設けられており、この電流センサ１１の出力信号が図示しない増幅回路で適当に増幅された後、マイクロコンピュータ５に入力されるようになっている。

マイクロコンピュータ５は、トルクセンサ６および車速センサ７の出力信号に基づいて目標電流値を設定し、その設定した目標電流値を回転角センサ１０の検出信号に基づいて三相分相処理することにより、電動モータＭの各相の目標電流値を設定する。一方、マイクロコンピュータ５は、後に詳述するが、電流センサ１１の出力信号に基づいて、電動モータＭの各相に実際に流れる各相電流値を求める。そして、各相目標電流値と各相電流値との偏差に基づいて、電動モータＭの各相ごとにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成し、その各相ＰＷＭ信号をモータ駆動回路４の各直列回路のスイッチング素子に入力する。これにより、モータ駆動回路４の各直列回路のスイッチング素子がそれらに入力されるＰＷＭ信号のデューティに応じてオン／オフされる。その結果、操舵トルクおよび車速に応じた電流が電動モータＭに流れ、この電動モータＭから操舵トルクおよび車速に応じた駆動力（操舵補助力）が発生される。

さらに、この電動パワーステアリング装置には、電源Ｖｂからモータ駆動回路４への給電経路を遮断するためのリレー１２と、このリレー１２を駆動するためのリレー駆動回路１３とが備えられている。マイクロコンピュータ５は、電流センサ１１の出力信号から検出される電流値が予め定めるしきい値よりも大きいときには、モータ駆動回路４に過電流が供給されていると判断し、そのフェイルセーフとして、リレー駆動回路１３を介してリレー１２を作動させて、電源Ｖｂからモータ駆動回路４への給電経路を切断する。

図２は、各相ＰＷＭ信号の出力例を示す波形図である。
ＰＷＭ信号は、電動モータＭの各相ごとに、鋸歯状の搬送波（鋸波）と目標電流値に応じたデューティ（Duty）設定値の波形（直線）とを比較することにより生成される。すなわち、鋸波の値（ＰＷＭカウンタの値）がデューティ設定値以上である期間において、ＰＷＭ信号がハイレベルとされ、鋸波の値がデューティ設定値を下回る期間において、ＰＷＭ信号がローレベルとされる。

そして、この実施形態では、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相が一定のシフト量（位相シフト量）Ｐだけ進み、Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｗ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相が一定のシフト量Ｐだけ進んでいる。そして、各相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりタイミングは、それぞれ各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の立ち下がりのタイミングと同期している。そのため、Ｕ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングは、Ｖ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングよりも時間Ｔ１（＝Ｐ）だけ遅れる。また、Ｖ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングは、Ｗ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングよりも時間Ｔ２（＝Ｐ）だけ遅れる。

これにより、Ｖ相ＰＷＭ信号がローレベルに立ち下がってから時間Ｔ１が経過するまでの期間は、Ｕ相ＰＷＭ信号のみがハイレベルとなり、電動モータＭのＵ相巻線を流れる電流（Ｕ相電流）のみが、モータ駆動回路４とグランドＧとの間の電流経路を流れる。したがって、マイクロコンピュータ５は、その期間に電流センサ１１の出力信号を参照することにより、電動モータＭを流れるＵ相電流の値（Ｕ相電流値）を得ることができる。

また、Ｗ相ＰＷＭ信号がローレベルに立ち下がってから時間Ｔ２が経過するまでの期間は、Ｕ相ＰＷＭ信号およびＶ相ＰＷＭ信号がハイレベルとなり、電動モータＭを流れるＵ相電流およびＶ相巻線を流れる電流（Ｖ相電流）が、モータ駆動回路４とグランドＧとの間の電流経路を流れる。したがって、マイクロコンピュータ５は、その期間に電流センサ１１の出力信号を参照することにより、電動モータＭを流れるＵ相電流およびＶ相電流の合計電流値を得ることができる。そして、その合計電流値から上記のようにして求めたＵ相電流値を差し引くことにより、電動モータＭを流れるＶ相電流の値（Ｖ相電流値）を得ることができる。

また、こうしてＵ相電流値およびＶ相電流値が得られると、Ｕ相電流値、Ｖ相電流値および電動モータＭのＷ相巻線を流れる電流の値（Ｗ相電流値）の和は零であることから、零からＵ相電流値およびＶ相電流値の和を差し引くことにより、Ｗ相電流値を得ることができる。
このように、単一の電流センサ１１の出力信号に基づいて、電動モータＭの各相に流れる各相電流値（Ｕ相電流値、Ｖ相電流値およびＷ相電流値）を求めることができる。そのため、各相ごとに電流センサを設ける構成とは異なり、各電流センサの感度（特性）のばらつきの問題がないので、電動モータＭのトルクリップルの発生を低減することができる。また、単一の電流センサ１１を備えていればよいので、コストの低減を図ることができる。

図３は、この発明の他の実施形態を説明するためのブロック図である。また、図４は、各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波（搬送波）の波形を示す図である。
上述の実施形態では、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＶ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量（位相シフト量）がＰで一定とされ、また、Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＷ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量がＰで一定とされている。

この実施形態では、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＶ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量Ｐ１が、Ｕ相の目標電流値に応じたデューティ設定値とＶ相の目標電流値に対応したデューティ設定値との差に基づいて可変設定され、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＷ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量Ｐ２が、Ｕ相の目標電流値に応じたデューティ設定値とＷ相の目標電流値に対応したデューティ設定値との差に基づいて可変設定される。

これを実現するため、図３に示すように、マイクロコンピュータ５は、プログラム処理により実現される機能処理部として、各相目標電流値に応じた出力電圧を演算する出力電圧演算部２１と、この出力電圧演算部２１により演算される出力電圧に基づいて、各相のデューティ設定値を設定するデューティ設定部２２と、各相のデューティ設定値に基づいて、シフト量Ｐ１，Ｐ２を演算するシフト量演算部２３と、シフト量Ｐ１に基づいて、Ｖ相ＰＷＭカウンタ最大値を設定するＶ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２４と、シフト量Ｐ２に基づいて、Ｗ相ＰＷＭカウンタ最大値を設定するＷ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２５と、各相のデューティ設定値、Ｖ相ＰＷＭカウンタ最大値およびＷ相ＰＷＭカウンタ最大値などに基づいて、各相ＰＷＭ制御信号を生成して出力するＰＷＭ信号出力部２６とを備えている。

シフト量演算部２３は、デューティ設定部２２により設定されるＵ相のデューティ設定値とＶ相のデューティ設定値との差を求め、この差が大きいほどシフト量Ｐ１を大きな正の値に設定し、その差が小さいほどシフト量Ｐ１を小さな正の値に設定する。また、デューティ設定部２２により設定されるＵ相のデューティ設定値とＷ相のデューティ設定値との差を求め、この差が大きいほどシフト量Ｐ２を大きな正の値に設定し、その差が小さいほどシフト量Ｐ２を小さな正の値に設定する。

ここで、図４に示すように、各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波は、ＰＷＭカウンタの値が零からＰＷＭカウンタ最大値に達するまでの範囲で、そのＰＷＭカウンタの値に比例して増加し、ＰＷＭカウンタの値がＰＷＭカウンタ最大値に達すると、零まで急峻に立ち下がる波形を有している。
Ｖ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２４は、シフト量演算部２３によりシフト量Ｐ１が設定されると、このシフト量Ｐ１にＶ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の波形における傾斜部分の傾きを乗じることにより、シフト量Ｐ１に応じた最大値変更量α１を求める。そして、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値をＣに設定し、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値をＣ＋α１に設定する。

また、Ｗ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２５は、シフト量演算部２３によりシフト量Ｐ２が設定されると、このシフト量Ｐ２にＷ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の波形における傾斜部分の傾きを乗じることにより、シフト量Ｐ２に応じた最大値変更量α２を求める。そして、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値をＣに設定し、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値をＣ＋α２に設定する。

ＰＷＭ信号出力部２６は、上述の実施形態の場合と同様に、各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波と各相のデューティ設定値の波形とを比較することにより、各相ＰＷＭ信号を生成する。
Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波については、常に、ＰＷＭカウンタ最大値が一定値Ｃとされる。Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波については、Ｖ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２４により、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値がＣに設定され、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値がＣからシフト量Ｐ１に応じた変更量α１だけ増加したＣ＋α１に変更される。これにより、その１つの鋸波の周期のみが通常よりもＰ１だけ長くなり、この結果、それ以後に連続する鋸波がＵ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対してシフト量Ｐ１だけ位相が遅れたものとなる。同様に、Ｗ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波については、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値がＣに設定され、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値がＣからシフト量Ｐ２に応じた変更量α２だけ増加したＣ＋α２に変更される。これにより、その１つの鋸波の周期のみが通常よりもＰ２だけ長くなり、この結果、それ以後に連続する鋸波がＵ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対してシフト量Ｐ２だけ位相が遅れたものとなる。

そして、各相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりタイミングは、それぞれ各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の立ち下がりのタイミングと同期するので、Ｖ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングは、Ｕ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングよりもシフト量Ｐ１に応じた時間だけ遅れる。また、Ｗ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングは、Ｕ相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングよりもシフト量Ｐ２に応じた時間だけ遅れる。

よって、この実施形態の場合にも、上述の実施形態の場合と同様にして、単一の電流センサ１１の出力信号に基づいて、電動モータＭの各相に流れる電流の値（Ｕ相電流値、Ｖ相電流値およびＷ相電流値）を求めることができる。
しかも、Ｕ相のデューティ設定値とＶ相のデューティ設定値との差は、Ｖ相巻線を流れる電流（Ｖ相電流）の値に対応し、Ｕ相のデューティ設定値とＷ相のデューティ設定値との差は、Ｗ相巻線を流れる電流（Ｗ相電流）の値に対応しているので、各差が大きいほどシフト量Ｐ１，Ｐ２が大きな正の値に設定されることにより、Ｖ相電流および／またはＷ相電流が大きく、モータ駆動回路４とグランドＧとの間の電流経路を流れる電流が大きいときには、その電流が流れている期間を電流センサ１１に付随した増幅回路から安定した信号が出力されるのに十分な期間とすることができる。一方、各差が小さいほどシフト量Ｐ１，Ｐ２が小さな正の値に設定されることにより、Ｖ相電流および／またはＷ相電流が小さく、モータ駆動回路４とグランドＧとの間の電流経路を流れる電流が小さいときには、各相ＰＷＭ信号の位相がずれていることにより生じる所望しない電流を小さく抑えることができる。そのため、電動モータＭの各相に流れる電流の値を精度よく求めることができる。

なお、この実施形態では、Ｕ相のデューティ設定値とＶ相のデューティ設定値との差に応じたシフト量Ｐ１が設定され、Ｕ相のデューティ設定値とＷ相のデューティ設定値との差に応じたシフト量Ｐ２が設定されるとしたが、図３に破線で示すように、過去の制御周期（たとえば、現在の制御周期の１つ前の制御周期）で求められたＶ相電流値およびＷ相電流値を記憶しておくための電流値記憶部３１が設けられて、その電流値記憶部３１に記憶されているＶ相電流値およびＷ相電流値に基づいて、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＶ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量Ｐ１およびＵ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対するＷ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相のシフト量Ｐ２が設定されてもよい。すなわち、Ｖ相電流値が大きいほどシフト量Ｐ１が大きく設定され、Ｖ相電流値が小さいほどシフト量Ｐ１が小さく設定され、Ｗ相電流値が大きいほどシフト量Ｐ２が大きく設定され、Ｗ相電流値が小さいほどシフト量Ｐ２が小さく設定されるようにしてもよい。

また、この実施形態では、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相をシフト量Ｐ１だけ遅らせ、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｗ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相をシフト量Ｐ２だけ遅らせる場合を取り上げたが、図５に示すように、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｖ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相をシフト量Ｐ３だけ進ませることにより、Ｕ相ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングに対して、Ｖ相ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングをシフト量Ｐ３だけ進ませ、Ｕ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波に対して、Ｗ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の位相をシフト量Ｐ４だけ進ませることにより、Ｕ相ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングに対して、Ｗ相ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングをシフト量Ｐ４だけ進ませるようにしてもよい。

この場合、シフト量演算部２３は、Ｕ相のデューティ設定値とＶ相のデューティ設定値との差が大きいほどシフト量Ｐ３を大きな正の値に設定し、その差が小さいほどシフト量Ｐ３を小さな正の値に設定する。また、Ｕ相のデューティ設定値とＷ相のデューティ設定値との差が大きいほどシフト量Ｐ４を大きな正の値に設定し、その差が小さいほどシフト量Ｐ４を小さな正の値に設定する。そして、Ｖ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２４は、シフト量Ｐ３にＶ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の波形における傾斜部分の傾きを乗じることにより、シフト量Ｐ３に応じた最大値変更量β１を求め、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値をＣに設定し、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値をＣ−β１に設定するとよい。また、Ｗ相ＰＷＭカウンタ最大値設定部２５は、シフト量Ｐ４にＷ相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波の波形における傾斜部分の傾きを乗じることにより、シフト量Ｐ４に応じた最大値変更量β２を求め、通常は、ＰＷＭカウンタ最大値をＣに設定し、連続する鋸波のうちの１つの鋸波に対してのみ、ＰＷＭカウンタ最大値をＣ−β２に設定するとよい。
以上、この発明の実施形態を説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、各実施形態では、各相ＰＷＭ信号のローレベルへの立ち下がりのタイミングをずらしているが、各相ＰＷＭ信号を生成するための各鋸波の形状を、急峻に立ち上がった後、その振幅が徐々に小さくなるような形状（つまり、図２に示す鋸波の形状を左右反転させた形状）とし、それらの位相を互いにずらすことにより、各相ＰＷＭ信号のハイレベルへの立ち上がりのタイミングをずらしてもよい。

また、１つ目の実施形態では、各相ＰＷＭ信号を生成するための各搬送波（鋸波）の位相をＰずつずらしたが、各搬送波の位相をずらさずに、同位相の１種の搬送波（たとえば、図２に示す形状の鋸波またはそれを左右反転させた形状の鋸波）を用い、遅延回路等を用いて、各相ＰＷＭ信号の立ち下がりのタイミングまたは立ち上がりのタイミングを互いにずらしてもよい。

さらにまた、各実施形態では、電動パワーステアリング装置を取り上げたが、この発明は、電動パワーステアリング装置に限らず、電動モータにより駆動されるオイルポンプの発生油圧によって操舵補助力を発生する電動ポンプ式のパワーステアリング装置など、他の種類のパワーステアリング装置に適用されてもよい。また、ステアリングホイールと操舵機構とが機械的に切り離されていて、電動モータの駆動力を操舵機構に与えることにより車両の転舵輪の操舵を達成するようにした、ステア・バイ・ワイヤ（ＳＢＷ）システムなど、パワーステアリング装置以外の車両用操舵装置に適用されてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

この発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の構成を図解的に示すブロック図である。各相ＰＷＭ信号の出力例を示す波形図である。・この発明の他の実施形態を説明するためのブロック図である。他の実施形態における各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波（搬送波）の波形の一例を示す図である。他の実施形態における各相ＰＷＭ信号を生成するための鋸波（搬送波）の波形の他の例を示す図である。

符号の説明

１：操作部材、３：転舵輪、４：モータ駆動回路、５：マイクロコンピュータ、１１：電流センサ、２３：シフト量演算部、Ｇ：グランド、Ｍ：電動モータ、Ｖｂ：電源

Claims

操作部材の操作に応じて、ＰＷＭ制御により複数相モータを駆動して、前記複数相モータからの駆動力を車両の転舵輪に与える車両用操舵装置において、電源とグランドとの間に接続され、前記複数相モータを駆動するためのモータ駆動回路と、前記複数相モータの各相に流れる電流を制御するための各相ＰＷＭ信号を生成し、各相ＰＷＭ信号を前記モータ駆動回路に与えるＰＷＭ信号生成手段と、前記モータ駆動回路と電源またはグランドとの間に接続された単一の電流センサと、前記電流センサの出力に基づいて、ＰＷＭ信号波形の期間に応じて、Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流の何れか１つ又は２つの相電流のみ流れることに基づいて、前記複数相モータの各相に流れる各相電流値を求める各相電流値演算手段とを含み、
前記ＰＷＭ信号生成手段は、各相ＰＷＭ信号の搬送波の立ち下がりまたは立ち上がりのタイミングをずらすため各位相シフト量を設定するシフト量設定手段を備え、
前記シフト量設定手段は、或る基準となる基準相のデューティ設定値とそれ以外の相であるシフト相のデューティ設定値との差に基づいて、前記基準相のＰＷＭ信号の搬送波に対する前記シフト相のＰＷＭ信号の搬送波の位相シフト量を設定することを特徴とする、車両用操舵装置。
前記ＰＷＭ信号生成手段は、各相目標電流値と前記各相電流値演算手段により求められる各相電流値とに基づいて、各相ごとのデューティ設定値を設定することを特徴とする、請求項１記載の車両用操舵装置。
前記シフト量設定手段は、過去の制御周期において前記各相電流値演算手段により求められた各相電流値に基づいて、各位相シフト量を設定することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用操舵装置。