JP6669318B2 - 電動パワーステアリング装置、及び電動パワーステアリング装置用モータの回転角検出方法 - Google Patents
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Description
図20は、実施形態の変形例に係る位置検出部における補正演算処理部の概略ブロック構成の一例を示す図である。なお、上述した実施形態と同じ構成要素には、同じ参照符号を付して、説明を省略する。
2 コラム軸
3 減速ギヤ
3a ギヤ(コラム軸)
3b ギヤ(シャフト(モータ))
4a、4b ユニバーサルジョイント
10 トルクセンサ
11 イグニッションスイッチ
12 車速センサ
14 バッテリ
15 モータ駆動回路
16 モータ電流検出回路
17,17a 位置検出部
20 モータ
20a モータシャフト
21 モータケース
22 モータフランジ
25 位置センサ(レゾルバ)
30 コントロールユニット(ECU)
31 アシスト機能部
31a 電流指令値算出部
31b 電流制御部
32 筐体
32a 固定部
100 電動パワーステアリング装置(EPS)
101 CPU
105 インターフェース
106 A/D変換器
107 PWMコントローラ
110 制御用コンピュータ(MCU)
171,171a 補正演算処理部
172 角度演算部
251 レゾルバステータ
251a ティース
251b 電機子巻線
252 レゾルバロータ
1711 一次補正処理
1712,1712a 二次補正処理
Claims (14)
- モータがステアリングのコラム軸に設けられ、回転角検出装置により検出された回転角を用いて前記モータを駆動制御することにより、前記ステアリングの操舵力をトルク制御する電動パワーステアリング装置であって、
前記回転角検出装置は、
円環状のレゾルバステータと、軸心周りの1周当たり、当該レゾルバステータの内周との間の間隙が3回又は4回変化する、3つ又は4つの極を有するレゾルバロータとを備え、前記レゾルバロータの回転に応じて電気角の正弦波信号及び余弦波信号を出力するレゾルバと、
前記正弦波信号及び前記余弦波信号に基づき、前記モータの位置を検出する位置検出部と、
前記正弦波信号及び前記余弦波信号を補正するための第1補正値及び第2補正値が記憶される記憶部と、
を備え、
前記位置検出部は、
前記第1補正値及び前記第2補正値を算出すると共に、前記第1補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正し、前記第2補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号の位相を補正する補正演算処理部と、
前記補正演算処理部の出力信号に基づき、前記モータの回転角を算出する角度演算部と、
を備え、
前記補正演算処理部は、
前記第1補正値及び前記第2補正値を算出する補正値算出処理において、
前記モータの機械角の1周期において前記レゾルバから出力される、前記正弦波信号の最大値の平均値、前記正弦波信号の最小値の平均値、前記余弦波信号の最大値の平均値、及び前記余弦波信号の最小値の平均値に基づき、前記第1補正値を算出し、前記第1補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正した第1正弦波信号及び第1余弦波信号を求め、前記第1正弦波信号及び前記第1余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度進めた第2正弦波信号及び第2余弦波信号を求め、前記第2正弦波信号及び前記第2余弦波信号の最大値及び最小値に基づき、前記第2補正値を算出し、
前記正弦波信号及び前記余弦波信号を補正する補正処理において、
前記第1補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正した第1正弦波信号及び第1余弦波信号を求め、前記第1正弦波信号及び前記第1余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度進めた第2正弦波信号及び第2余弦波信号を求め、前記第2補正値に基づき、少なくとも、前記第2正弦波信号及び前記第2余弦波信号のゲインを補正した第3正弦波信号及び第3余弦波信号を求め、前記第3正弦波信号及び前記第3余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度遅らせた第4正弦波信号及び第4余弦波信号を求め、
前記角度演算部は、
前記第4正弦波信号及び前記第4余弦波信号に基づき、前記モータの回転角を算出する
電動パワーステアリング装置。 - 前記補正演算処理部は、
前記モータの機械角の1周期において前記レゾルバから出力される、前記正弦波信号の最大値の平均値をSIN0_MAX、前記正弦波信号の最小値の平均値をSIN0_MIN、前記余弦波信号の最大値の平均値をCOS0_MAX、前記余弦波信号の最小値の平均値をCOS0_MINとしたとき、下記式(1)、(2)を用いて、前記第1補正値である第1オフセット補正値SIN_OFFSET1、COS_OFFSET1を算出する
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN_OFFSET1=(SIN0_MAX+SIN0_MIN)/2・・・(1)
COS_OFFSET1=(COS0_MAX+COS0_MIN)/2・・・(2) - 前記補正演算処理部は、
下記式(3)、(4)を用いて、前記第1補正値である第1ゲイン補正値SIN_GAIN1、COS_GAIN1を算出し、下記式(3)及び(4)において、Nは自然数である
請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN_GAIN1=N/(SIN0_MAX−SIN0_MIN)・・・(3)
COS_GAIN1=N/(COS0_MAX−COS0_MIN)・・・(4) - 前記補正演算処理部は、
前記正弦波信号をSIN0、前記余弦波信号をCOS0としたとき、下記式(5)、(6)を用いて、第1正弦波信号SIN1及び第1余弦波信号COS1を算出する
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN1=SIN_GAIN1×(SIN0−SIN_OFFSET1)・・・(5)
COS1=COS_GAIN1×(COS0−COS_OFFSET1)・・・(6) - 前記補正演算処理部は、
下記式(7)、(8)を用いて、第2正弦波信号SIN2及び第2余弦波信号COS2を算出し、
前記第2正弦波信号の最大値をSIN2_MAX、前記第2正弦波信号の最小値をSIN2_MIN、前記第2余弦波信号の最大値をCOS2_MAX、前記第2余弦波信号の最小値をCOS2_MINとしたとき、下記式(9)、(10)を用いて、前記第2補正値である第2オフセット補正値SIN_OFFSET2、COS_OFFSET2を算出し、
下記式(11)、(12)を用いて、前記第2補正値である第2ゲイン補正値SIN_GAIN2、COS_GAIN2を算出し、下記式(11)及び(12)において、Nは自然数である
請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN2=SIN1−COS1・・・(7)
COS2=COS1+SIN1・・・(8)
SIN_OFFSET2=(SIN2_MAX+SIN2_MIN)/2・・・(9)
COS_OFFSET2=(COS2_MAX+COS2_MIN)/2・・・(10)
SIN_GAIN2=N/(SIN2_MAX−SIN2_MIN)・・・(11)
COS_GAIN2=N/(COS2_MAX−COS2_MIN)・・・(12) - 前記補正演算処理部は、
下記式(13)、(14)を用いて、第3正弦波信号SIN3及び第3余弦波信号COS3を算出し、
下記式(15)、(16)を用いて、第4正弦波信号SIN4及び第4余弦波信号COS4を算出する
請求項5に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN3=SIN_GAIN2×(SIN2−SIN_OFFSET2)・・・(13)
COS3=COS_GAIN2×(COS2−COS_OFFSET2)・・・(14)
SIN4=SIN3+COS3・・・(15)
COS4=COS3−SIN3・・・(16) - 前記補正演算処理部は、
下記式(17)、(18)を用いて、第2正弦波信号SIN2及び第2余弦波信号COS2を算出し、
下記式(19)、(20)を用いて、前記第2補正値である第2ゲイン補正値SIN_GAIN2、COS_GAIN2を算出し、下記式(19)及び(20)において、Nは自然数である
請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN2=SIN1−COS1・・・(17)
COS2=COS1+SIN1・・・(18)
SIN_GAIN2=N/(SIN2_MAX−SIN2_MIN)・・・(19)
COS_GAIN2=N/(COS2_MAX−COS2_MIN)・・・(20) - 前記補正演算処理部は、
下記式(21)、(22)を用いて、第3正弦波信号SIN3及び第3余弦波信号COS3を算出し、
下記式(23)、(24)を用いて、第4正弦波信号SIN4及び第4余弦波信号COS4を算出する
請求項7に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN3=SIN_GAIN2×SIN2・・・(21)
COS3=COS_GAIN2×COS2・・・(22)
SIN4=SIN3+COS3・・・(23)
COS4=COS3−SIN3・・・(24) - 前記補正演算処理部は、
下記式(7)’、(8)’を用いて、第2正弦波信号SIN2及び第2余弦波信号COS2を算出し、
前記第2正弦波信号の最大値をSIN2_MAX、前記第2正弦波信号の最小値をSIN2_MIN、前記第2余弦波信号の最大値をCOS2_MAX、前記第2余弦波信号の最小値をCOS2_MINとしたとき、下記式(9)’、(10)’を用いて、前記第2補正値である第2オフセット補正値SIN_OFFSET2、COS_OFFSET2を算出し、
下記式(11)’、(12)’を用いて、前記第2補正値である第2ゲイン補正値SIN_GAIN2、COS_GAIN2を算出し、下記式(11)’及び(12)’において、Nは自然数である
請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN2=SIN1+COS1・・・(7)’
COS2=COS1−SIN1・・・(8)’
SIN_OFFSET2=(SIN2_MAX+SIN2_MIN)/2・・・(9)’
COS_OFFSET2=(COS2_MAX+COS2_MIN)/2・・・(10)’
SIN_GAIN2=N/(SIN2_MAX−SIN2_MIN)・・・(11)’
COS_GAIN2=N/(COS2_MAX−COS2_MIN)・・・(12)’ - 前記補正演算処理部は、
下記式(13)’、(14)’を用いて、第3正弦波信号SIN3及び第3余弦波信号COS3を算出し、
下記式(15)’、(16)’を用いて、第4正弦波信号SIN4及び第4余弦波信号COS4を算出する
請求項9に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN3=SIN_GAIN2×(SIN2−SIN_OFFSET2)・・・(13)’
COS3=COS_GAIN2×(COS2−COS_OFFSET2)・・・(14)’
SIN4=SIN3−COS3・・・(15)’
COS4=COS3+SIN3・・・(16)’ - 前記補正演算処理部は、
下記式(17)’、(18)’を用いて、第2正弦波信号SIN2及び第2余弦波信号COS2を算出し、
下記式(19)’、(20)’を用いて、前記第2補正値である第2ゲイン補正値SIN_GAIN2、COS_GAIN2を算出し、下記式(19)’及び(20)’において、Nは自然数である
請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN2=SIN1+COS1・・・(17)’
COS2=COS1−SIN1・・・(18)’
SIN_GAIN2=N/(SIN2_MAX−SIN2_MIN)・・・(19)’
COS_GAIN2=N/(COS2_MAX−COS2_MIN)・・・(20)’ - 前記補正演算処理部は、
下記式(21)’、(22)’を用いて、第3正弦波信号SIN3及び第3余弦波信号COS3を算出し、
下記式(23)’、(24)’を用いて、第4正弦波信号SIN4及び第4余弦波信号COS4を算出する
請求項11に記載の電動パワーステアリング装置。
SIN3=SIN_GAIN2×SIN2・・・(21)’
COS3=COS_GAIN2×COS2・・・(22)’
SIN4=SIN3−COS3・・・(23)’
COS4=COS3+SIN3・・・(24)’ - 前記角度演算部は、
前記第4正弦波信号SIN4及び前記第4余弦波信号COS4に基づき、前記回転角を算出する
請求項6、請求項8、請求項10、請求項12の何れか一項に記載の電動パワーステアリング装置。 - モータの軸心周りの1周当たり、円環状のレゾルバステータの内周との間の間隙が3回又は4回変化する、3つ又は4つの極を有するレゾルバロータの回転に応じてレゾルバから出力される電気角の正弦波信号及び余弦波信号を補正し、当該補正結果に基づき前記モータの回転角を検出する電動パワーステアリング装置用モータの回転角検出方法であって、
前記モータの機械角の1周期において前記レゾルバから出力される、前記正弦波信号の最大値の平均値、前記正弦波信号の最小値の平均値、前記余弦波信号の最大値の平均値、及び前記余弦波信号の最小値の平均値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正するための第1補正値を算出し、前記第1補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正した第1正弦波信号及び第1余弦波信号を求め、前記第1正弦波信号及び前記第1余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度進めた第2正弦波信号及び第2余弦波信号を求め、前記第2正弦波信号及び前記第2余弦波信号の最大値及び最小値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号の位相を補正するための第2補正値を算出する補正値算出処理ステップと、
前記第1補正値に基づき、前記正弦波信号及び前記余弦波信号のオフセット電圧及びゲインを補正した第1正弦波信号及び第1余弦波信号を求め、前記第1正弦波信号及び前記第1余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度進めた第2正弦波信号及び第2余弦波信号を求め、前記第2補正値に基づき、少なくとも、前記第2正弦波信号及び前記第2余弦波信号のゲインを補正した第3正弦波信号及び第3余弦波信号を求め、前記第3正弦波信号及び前記第3余弦波信号の位相をそれぞれ電気角で45度遅らせた第4正弦波信号及び第4余弦波信号を求める補正処理ステップと、
前記第4正弦波信号及び前記第4余弦波信号に基づき、前記モータの回転角を算出する回転角算出ステップと、
を有する
電動パワーステアリング装置用モータの回転角検出方法。
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