JPH1059203A - 電動パワ−ステアリング装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 操舵トルクに対応する操舵補助指令値を所定
の関数式に基づく演算により求め、必要メモリ容量を小
さくまた、操舵補助指令値を滑らかに変化させることが
できる電動パワ−ステアリング装置の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 操舵トルクに対応する所望の操舵補助指
令値が特性曲線（ａ）をもつ高次の関数式で表されると
き、その高次の関数式で表される４点（ｐ、ｑ、ｒ、
ｓ）のうち、点（ｐ、ｑ、ｒ）及び（ｑ、ｒ、ｓ）を共
有する２つの近似式（特性曲線（ｂ）（ｃ））で代表さ
せ、検出された操舵トルクに応じて近似式のいずれかを
選択し、操舵トルクに対応する操舵補助指令値を演算す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動パワ−ステ
アリング装置の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の電動パワ−ステアリング装置
は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに
発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基
づいて操舵補助指令値を算出し、算出された操舵補助指
令値に応じてモ−タを駆動して操向ハンドルの操舵力を
補助するものであり、操舵補助指令値の算出や操舵補助
指令値に基づくモ−タの制御には、マイクロコンピユ−
タを含む電子制御回路が使用されている。

【０００３】ここで、操舵トルクについてみると、操舵
に伴い発生する路面負荷に対応する成分と、ステアリン
グ機構のもつ摩擦力に対応する成分とがある。このた
め、検出された操舵トルクに基づいて決定された路面負
荷に対応した制御値と、ステアリング機構の摩擦力に対
応した制御値を加算して、操舵補助指令値を算出するも
のが提案されている。

【０００４】この構成では、操舵トルクに対応した路面
負荷制御値、操舵トルクに対応した摩擦力制御値が、そ
れぞれ予め決定されてメモリに格納されており、検出さ
れた操舵トルクに応じてメモリから所要のデ−タを読み
出し、操舵補助指令値を演算するように構成されている
（特公平５−１０２７１号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したような操舵補
助指令値を演算する制御手段においては、操舵トルクに
応じて路面負荷制御値、摩擦力制御値が予め決定されて
いるから、操舵トルクが決まると、操舵補助指令値は車
速に対応してのみ変化することになる。

【０００６】したがつて、複数の車速について、操舵ト
ルクに対応する操舵補助指令値を予め設定してメモリに
格納しておけば、検出された操舵トルクと車速から直ち
に操舵補助指令値を求めることができる。

【０００７】図９は、従来知られている車速Ｖ1 、Ｖ2
、Ｖ3 について操舵トルクに対応する操舵補助指令値
の設定を説明するもので、それぞれの車速について操舵
トルク検出値Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 に応じた操舵補助
指令値Ｉが設定される。図９に示すように、例えば車速
がＶ1 の場合には、操舵トルクＴ1 のときは操舵補助指
令値Ｉ1 、Ｔ2 のときはＩ2 、Ｔ3 のときはＩ3 、Ｔ4
のときはＩ4 に設定し、操舵トルクがＴ1 とＴ2 の範囲
では操舵補助指令値Ｉ1 、操舵トルクがＴ2 とＴ3 の範
囲では操舵補助指令値Ｉ2 、操舵トルクがＴ3 とＴ4 の
範囲では操舵補助指令値Ｉ3 のように、それぞれ一定の
操舵補助指令値Ｉを段階的に設定すればメモリ容量を少
なくすることができる。しかし、このように操舵補助指
令値Ｉを段階的に設定すれば、車速や操舵トルクの変化
に応じて操舵補助指令値Ｉが連続的に変化しないので操
舵補助力も滑らかに変化せず、操舵感覚が良くないとい
う欠点がある。

【０００８】この対策としては、操舵補助指令値を、操
舵トルクと車速に対応して可能な限りきめ細かく設定す
ればよいが、この方法では必要なメモリ容量が著しく増
大し、コストを増加させる結果となる。

【０００９】このため、代表的な車速について、操舵ト
ルクに対応する操舵補助指令値をメモリに記憶させてお
き、検出された車速がメモリに記憶されている代表的車
速の中間にあると判断したときは、検出された車速の前
後の代表的車速についての操舵トルクに対応する操舵補
助指令値を記憶手段から読み出し、検出された車速との
差と車速補正係数に基づいて、検出された車速と操舵ト
ルクに対応する操舵補助指令値を演算する手法が本出願
人により提案されている（特願平６−３１６００３
号）。

【００１０】しかしながら、上記した代表的な車速につ
いて、操舵トルクに対応する操舵補助指令値をメモリに
記憶させる方法でも、操舵トルクに対応する操舵補助指
令値をきめ細かく設定すると、なお必要なメモリ容量が
増大してコストを増加させる結果となる。このほか、操
舵補助指令値を変更する場合にはメモリの記憶デ−タを
変更しなければならないために時間と手数がかかる。さ
らに、問題となる点は、操舵トルクに対応する操舵補助
指令値を演算するとき、例えば８ビツトの有限語長で演
算するときに演算結果（１６ビツトとなる）の下位桁
（８ビツト）が切り捨てられ、デジタル演算に基づく量
子化誤差が発生する。このような量子化誤差は、緩やか
な操舵を行つた際に運転者に不連続な操舵感覚を与えて
望ましくない。この発明は上記課題を解決することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決するもので、少なくともステアリングシヤフトに発生
する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、検出
された操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を演算する
操舵補助指令値演算手段と、前記演算された操舵補助指
令値に基づいてモ−タ電流を制御するモ−タ電流制御手
段を備え、操舵トルクに応じた操舵補助力をステアリン
グ機構に与える電動パワ−ステアリング装置の制御装置
において、前記操舵補助指令値演算手段は、高次の関数
式で定義される操舵トルクに対応する操舵補助指令値の
少なくとも３点において一致する前記高次の関数式に近
似する複数の近似関数式に基づく演算手段から構成さ
れ、前記近似関数式に基づく演算手段により操舵トルク
の検出値に対応する操舵補助指令値を演算することを特
徴とする。そして、前記複数の近似関数式は複数の２次
関数式とするとよい。

【００１２】前記操舵補助指令値演算手段は前記複数の
２次関数式に基づく数値演算を行うＣＰＵで構成され、
所定時間間隔で逐次検出された操舵トルクのサンプル値
に基づいて逐次操舵補助指令値をデジタル演算する演算
手段とし、演算結果の所定桁以下を切り捨て上位桁のみ
を操舵補助指令値として出力するとともに、切り捨てた
所定桁以下の誤差値を次の操舵トルクのサンプル値に基
づく操舵補助指令値の演算において加算する加算手段を
付設するとよい。この場合、前記操舵補助指令値演算手
段の演算結果は１６ビツトデ−タであり、切り捨てられ
る桁は１６ビツトデ−タのうちの下位８ビツトデ−タと
する。

【００１３】また、前記操舵補助指令値演算手段の出力
側に、ロ−パスフイルタを挿入するとよい。このとき、
ロ−パスフイルタの遮断周波数は、制御系のナイキスト
周波数の１／π以下とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の特徴と実施の形
態を説明する。図１の線（ａ）は操舵トルクに対応する
所望の操舵補助指令値の関係を示す特性曲線で、操舵ト
ルクＴと操舵補助指令値Ｉn との関係は、高次（ｎ次）
の関数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿ で定義される。したがつて、
定義された所定の高次の関数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿ に基づ
いて数値演算することで操舵トルクＴに対応する操舵補
助指令値Ｉn を求めることができる。

【００１５】しかしながら、演算手段を構成するＣＰＵ
でこのような高次の関数式に基づいて操舵補助指令値の
数値演算を行うことは、複雑な演算を行うために長時間
を要して現実的でない。このため、高次の関数式に近似
した近似式を使用して数値演算を行うことが考えられる
が、近似の程度を高めるため、例えば前記した高次の関
数式を表す曲線から予め４点抽出し、この４点を補間す
る近似式を決定する場合は４次の近似式になるが、これ
を例えば８ビツトの有限語長で演算すると、近似式の係
数の大小によつては上位８ビツトに有効数字のない項が
生じるなどして演算結果に精度が不足したり、掛け算を
行う回数が増加することなどにより上位８ビツトを採用
するだけでは誤差が大きくなり、デジタル演算に基づく
量子化誤差の発生する原因となる。

【００１６】そこで、この発明では、図１に示すよう
に、高次の関数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿ で定義された操舵ト
ルクに対応する操舵補助指令値から予め４点（ｐ、ｑ、
ｒ、ｓ）を抽出し、そのうちの中間の２点（ｑ、ｒ）を
共有する３点（ｐ、ｑ、ｒ）及び（ｑ、ｒ、ｓ）を補間
する２つの２次の関数式で近似させることにした。

【００１７】即ち、点（ｐ、ｑ、ｒ）を補間する２次関
数式Ｉ1 と、点（ｑ、ｒ、ｓ）を補間する２次関数式Ｉ
2 を以下の（１）（２）式のように定義する。

【００１８】 Ｉ1 ＝ａ1 Ｔ² ＋ｂ1 Ｔ＋ｃ・・・・・・・・・・・・・（１） Ｉ2 ＝ａ2 Ｔ² ＋ｂ2 Ｔ＋ｃ・・・・・・・・・・・・・（２） ここで、Ｔ：検出された操舵トルク ａ1 、ａ2 、ｂ1 、ｂ2 、ｃ：定数 Ｉ1 、Ｉ2 ：操舵補助指令値 図１において、線（ａ）は操舵補助指令値を表す高次関
数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿの特性曲線を示し、線（ｂ）は操
舵補助指令値を表す２次関数式Ｉ1 の特性曲線を、線
（ｃ）は同じく２次関数式Ｉ2 の特性曲線を示す。

【００１９】前記した高次関数式を上記２つの２次関数
式で近似させることで、操舵トルクに対応する操舵補助
指令値を容易に演算により求められるようにするととも
に、量子化誤差を最小にすることが可能となる。

【００２０】検出された操舵トルクに応じて前記いずれ
か１つの近似式を選択し、選択された近似式に基づいて
検出操舵トルクに対応する操舵補助指令値を演算すれ
ば、演算を迅速容易に行うことができる。

【００２１】４点を補間する２つの２次関数式で近似す
るときは、関数式の次数が低いため、先に説明した４次
関数式による演算の場合に比較して量子化誤差を小さく
することができる。また、２つの２次関数式で近似させ
た場合は、一方の近似式から他方の近似式に移る遷移点
を除き、２次関数式のいずれかで近似されているから、
操舵トルクに対応する操舵補助指令値の変化は滑かに変
化する。これにより、運転者のハンドル操作に違和感を
与えることがない。

【００２２】さらに、この発明では、操舵補助指令値の
演算における量子化誤差を低減するため、以下説明する
処理を行う。即ち、操舵トルクに対応する操舵補助指令
値を前記した２次関数式に基づいて８ビツトの有限語長
で演算すると、掛け算を含むから演算結果は１６ビツト
で出力される。しかしながら、演算された操舵補助指令
値を入力としてモ−タ電流を制御するモ−タ駆動回路は
８ビツトデ−タを入力とするから、前記１６ビツトで出
力される演算結果の上位８ビツトのみがモ−タ駆動回路
に出力され、下位８ビツトデ−タは切り捨てられ、これ
が量子化誤差となる。

【００２３】そこで、この切り捨てられた下位８ビツト
デ−タを次のサンプリング期間に検出された操舵トルク
に基づいて演算された操舵補助指令値に加算すること
で、下位８ビツトデ−タの切り捨てによる量子化誤差を
低減するようにした。

【００２４】図２は、量子化誤差の低減回路を伝達関数
で表したもので、１０１は操舵トルクに対応する操舵補
助指令値を前記した２次の近似式（１）に基づいて演算
する演算要素、１０２は加算要素、１０３は１６ビツト
デ−タの下位８ビツトデ−タを切り捨てる演算要素、１
０４は演算要素１０３で切り捨てられた下位８ビツトデ
−タを一時記憶する記憶要素、１０５はゲイン調整要素
である。

【００２５】量子化誤差の低減回路の動作を説明する。
検出された操舵トルクＴは８ビツトデ−タとして演算要
素１０１に入力され、前記した近似式に基づいて操舵補
助指令値が演算され、１６ビツトの操舵補助指令値Ｉ1
が出力される。出力デ−タは加算要素１０２を経て演算
要素１０３に入力され、下位８ビツトデ−タが切り捨て
られ、上位８ビツトデ−タが制御目的のための操舵補助
指令値Ｉとして出力される。一方、切り捨てられた下位
８ビツトデ−タ（量子化誤差）δは記憶要素１０４に一
時記憶され、ゲイン調整要素１０５でゲインを調整した
上で、次のサンプリング期間に読み出されて加算要素１
０２に１サンプル期間遅れのデ−タとして出力され、次
のサンプリング期間に抽出された操舵トルクについて演
算された操舵補助指令値Ｉ1 に加算される。

【００２６】このように、逐次切り捨てられた下位８ビ
ツトデ−タ（量子化誤差）δは次のサンプリング期間に
抽出された操舵トルクに基づく操舵補助指令値Ｉ1 に加
算されるから、下位８ビツトデ−タの切り捨てによる量
子化誤差を低減することができる。なお、以上の説明
は、２次の近似式（１）に基づいた量子化誤差の低減回
路の説明であるが、２次の近似式（２）に基づく場合も
全く同様である。

【００２７】先に説明した図２に示す量子化誤差の低減
回路は、量子化誤差の発生から加算器１０２の出力まで
の伝達特性がハイパスフイルタの特性を持ち、図３に示
す特性を示す。そこで、演算回路１０３の出力側にロ−
パスフイルタを挿入すると、図４に示すように、全ての
周波数においてゲインが１以下となり、全ての周波数に
おいて量子化誤差の影響を低減することができる。

【００２８】ここでは、量子化誤差を図２に示す低減回
路でフイ−ドバツクしているが、これに限らずハイパス
フイルタの特性を持つ回路であれば適宜の回路を使用す
ることができ、一般的には伝達特性が（１−Ｚ^-1）ⁿ に
なるようにフイ−ドバツクすることが望ましい。値 nが
大きくなるに従いハイパスフイルタ効果が大きく作用す
るようになる。また、（１−Ｚ^-1）ⁿ のクロスオ−バ−
周波数はナイキスト周波数に対して１／πであるため、
ロ−パスフイルタの遮断周波数は１／πであることが望
ましい。

【００２９】なお、以上の説明において、量子化誤差低
減回路の出力側にロ−パスフイルタを挿入すると説明し
たが、実際の回路においては、操舵補助力を発生させる
モ−タがロ−パスフイルタとして機能するので、特別な
回路部品としてロ−パスフイルタを必要とするものでは
ない。また、以上説明した量子化誤差低減回路は、具体
的な回路素子から構成された低減回路が制御回路に設け
られているわけではなく、制御回路を構成するＣＰＵの
内部で実行される機能である。

【００３０】また、先に説明した図１の線（ａ）は、操
舵トルクに対応する所望の操舵補助指令値の関係を示す
関数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿ の特性曲線であるが、この関数
式は車速に応じて異なるものである。したがつて、車速
に応じてこのような操舵トルクに対応する所望の操舵補
助指令値の関係を示す関数式Ｉn ＝ｆ（Ｔ）ⁿ が複数設
定され、当然に近似式もそれぞれの車速に対して複数設
定される。検出された車速に応じた近似式を適宜選択
し、選択された近似式に基づいて操舵トルクに対応する
操舵補助指令値を演算することで、車速に基づく操舵補
助指令値の補整を行うことができるのである。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図５は、この発明を実施するに適した電動パワ−ステア
リング装置の構成の概略を説明する図で、操向ハンドル
１の軸２は減速ギア４、ユニバ−サルジョイント５ａ、
５ｂ、ピニオンラツク機構７を経て操向車輪のタイロツ
ド８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３が設けられており、ま
た、操舵力を補助するモ−タ１０がクラツチ９、減速ギ
ア４を介して軸２に結合している。

【００３２】パワ−ステアリング装置を制御する電子制
御回路１３は、バツテリ１４からイグニツシヨンキ−１
１を経て電力が供給される。電子制御回路１３は、トル
クセンサ３で検出された操舵トルクと車速センサ１２で
検出された車速に基づいて操舵補助指令値の演算を行
い、演算された操舵補助指令値に基づいてモ−タ１０に
供給する電流を制御する。

【００３３】クラツチ９は電子制御回路１３により制御
される。クラツチ９は通常の動作状態では結合してお
り、電子制御回路１３によりパワ−ステアリング装置の
故障と判断された時、及び電源がＯＦＦとなつている時
に切離される。

【００３４】図６は、電子制御回路１３のブロツク図で
ある。この実施例では電子制御回路１３は主としてＣＰ
Ｕから構成されるが、ここではそのＣＰＵ内部において
プログラムで実行される機能を示してある。例えば、位
相補償器２１は独立したハ−ドウエアとしての位相補償
器２１を示すものではなく、ＣＰＵで実行される位相補
償機能を示す。

【００３５】以下、電子制御回路１３の機能と動作を説
明する。トルクセンサ３から入力された操舵トルク信号
は、位相補償器２１で操舵系の安定を高めるために位相
補償され、操舵補助指令値演算器２２に入力される。ま
た、車速センサ１２で検出された車速も操舵補助指令値
演算器２２に入力される。

【００３６】操舵補助指令値演算器２２は、入力された
トルク信号と車速信号に基づいて、モ−タ１０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
ものである。

【００３７】比較器２３、微分補償器２４、比例演算器
２５、積分演算器２６及び加算器２７から構成される回
路は、実際のモ−タ電流値ｉが操舵補助指令値Ｉに一致
するようにフイ−ドバツク制御を行う回路である。

【００３８】比例演算器２５では、操舵補助指令値Ｉと
実際のモ−タ電流値ｉとの差に比例した比例値が出力さ
れる。さらに比例演算器２５の出力信号はフイ−ドバツ
ク系の特性を改善するため積分演算器２６において積分
され、差の積分値の比例値が出力される。

【００３９】微分補償器２４では、操舵補助指令値演算
器２２で演算された操舵補助指令値Ｉに対する実際にモ
−タに流れるモ−タ電流値ｉの応答速度を高めるため、
操舵補助指令値Ｉの微分値が出力される。

【００４０】微分補償器２４から出力された操舵補助指
令値Ｉの微分値、比例演算器２５から出力された操舵補
助指令値と実際のモ−タ電流値との差に比例した比例
値、及び積分演算器２６から出力された積分値は、加算
器２７において加算演算され、演算結果である電流制御
値Ｅがモ−タ駆動信号としてモ−タ駆動回路４１に出力
される。

【００４１】図７にモ−タ駆動回路４１の構成の一例を
示す。モ−タ駆動回路４１は加算器２７から入力された
電流制御値ＥをＰＷＭ信号と電流方向信号とに分離変換
する変換部４４、ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ4 、及びそれ等ＦＥ
Ｔ1 〜ＦＥＴ4 のゲ−トを開閉駆動するＦＥＴゲ−ト駆
動回路４５等からなる。なお、昇圧電源４６はＦＥＴ1
、ＦＥＴ2 のハイサイド側を駆動する電源である。

【００４２】ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）は、Ｈブ
リツジ接続されたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）スイ
ツチング素子ＦＥＴ1 〜ＦＥＴ2 のゲ−トを駆動する信
号で、加算器２７において演算された電流制御値Ｅの絶
対値によりＰＷＭ信号のデユ−テイ比（ＦＥＴのゲ−ト
をＯＮ／ＯＦＦする時間比）が決定される。

【００４３】電流方向信号は、モ−タに供給する電流の
方向を指示する信号で、加算器２７で演算された電流制
御値Ｅの符号（正負）により決定される信号である。

【００４４】ＦＥＴ1 とＦＥＴ2 は前記したＰＷＭ信号
のデユ−テイ比に基づいてゲ−トがＯＮ／ＯＦＦされる
スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の大きさを制
御するためのスイツチング素子である。また、ＦＥＴ3
とＦＥＴ4 は前記した電流方向信号に基づいてゲ−トが
ＯＮ或いはＯＦＦされる（一方がＯＮの時、他方はＯＦ
Ｆとなる）スイツチング素子で、モ−タに流れる電流の
方向、即ちモ−タの回転方向を切り換えるスイツチング
素子である。

【００４５】ＦＥＴ4 が導通状態にあるときは、電流は
ＦＥＴ1 、モ−タ１０、ＦＥＴ4 、抵抗Ｒ1 を経て電流
が流れ、モ−タ１０に正方向の電流が流れる。ＦＥＴ3
が導通状態にあるときは、電流はＦＥＴ2 、モ−タ１
０、ＦＥＴ3 、抵抗Ｒ2 を経て電流が流れ、モ−タ１０
に負方向の電流が流れる。

【００４６】モ−タ電流検出回路４２は、抵抗Ｒ1 の両
端における電圧降下に基づいて、正方向電流の大きさを
検出し、また、抵抗Ｒ2 の両端における電圧降下に基づ
いて、負方向電流の大きさを検出する。検出された実際
のモ−タ電流値ｉは、比較器２３にフイ−ドバツクして
入力される（図６参照）。

【００４７】次に、この発明の操舵補助指令値演算器２
２による操舵補助指令値の演算について説明する。

【００４８】先に説明した通り、この発明では操舵トル
クに対応する操舵補助指令値を定義する高次の関数式Ｉ
n ＝ｆ（Ｔ）ⁿ を、前記式（１）及び（２）で近似さ
せ、式（１）及び（２）で操舵補助指令値を演算する。
以下、操舵補助指令値演算器２２で実行される演算処理
を図８に示すフロ−チヤ−トにより説明する。

【００４９】まず、操舵トルクのサンプリングを行い操
舵トルクＴを検出する（ステツプＰ１）。これは所定の
時間間隔でトルクセンサ３からの出力を取り出すことで
達成できる。次に、検出された操舵トルクＴが予め設定
されている所定の値Ｔc よりも大きいか否かを判定する
（ステツプＰ２）。これは先に説明した高次の関数式Ｉ
n ＝ｆ（Ｔ）ⁿ に近似させた式（１）（２）のうち、い
ずれを採用して操舵トルクに対応する操舵補助指令値を
演算するかを決定するためで、所定の値Ｔc は、例え
ば、図１の点（ｒ）における操舵トルクの値である。

【００５０】ステツプＰ２の判定で、Ｔ＞Ｔc の場合は
ステツプＰ３、Ｐ４に移る。ここでは、式（１）により
操舵補助指令値Ｉ1 を演算するが、式（１）はＴの２乗
の項を含むので演算を容易にするため２回に別けて演算
する。即ち、 Ｉ1 ＝ａ1 Ｔ² ＋ｂ1 Ｔ＋ｃ・・・・・・・・・・・・・（１） は次のように書き直すことができる。

【００５１】 Ｉ1 ＝（ａ1 ×Ｔ＋ｂ1 ）×Ｔ＋ｃ・・・・・・・・・・（３） そこで、以下の演算では、第１回の演算として（ａ1 ×
Ｔ＋ｂ1 ）の項を演算して中間値Ｉ0 を求め、第２回の
演算として（Ｉ0 ×Ｔ＋ｃ）を演算する。

【００５２】まず、第１回の演算を行う。係数ａ1 に、
操舵トルクＴと前回のサンプルによる演算で切捨てた下
位８ビツトの誤差δ0 を加算した値（Ｔ＋δ0 ）を掛け
［ａ1 ×（Ｔ＋δ0 ）］、その上位８ビツトＱ［ａ1 ×
（Ｔ＋δ0 ）］に係数ｂ1 を加算する。即ち、｛Ｑ［ａ
1 ×（Ｔ＋δ0 ）］＋ｂ1 ｝を演算し、中間値Ｉ0 とす
る。また、切捨てた下位８ビツトＲ［ａ1 ×（Ｔ＋δ0
）］を新たな下位８ビツトの誤差δ0 としてメモリに
保存し、次回のサンプルによる演算で加算する（ステツ
プＰ３）。

【００５３】ここでＱは上位８ビツトを意味する記号
で、Ｑ［−］は上位８ビツトデ−タを意味し、Ｒは下位
８ビツトを意味する記号で、Ｒ［−］は下位８ビツトデ
−タを意味する（ステツプＰ３）。

【００５４】次に、第２回の演算に移る。先に演算した
中間値Ｉ0 に、操舵トルクＴと前回のサンプルによる演
算で切捨てた下位８ビツトの誤差δ1 を加算した値（Ｔ
＋δ1 ）を掛け［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］、その上位８ビ
ツトＱ［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］に係数ｃ1 を加算して操
舵補助指令値Ｉ1 を演算する。即ち、｛Ｑ［Ｉ0 ×（Ｔ
＋δ1 ）］＋ｃ1 ｝を演算する。また、切捨てた下位８
ビツトＲ［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］を新たな下位８ビツト
の誤差δ1 としてメモリに保存し、次回のサンプルによ
る演算で加算する（ステツプＰ４）。

【００５５】ステツプＰ２の判定で、Ｔ≦Ｔc の場合は
ステツプＰ５、Ｐ６に移り、ステツプＰ３、Ｐ４と同様
の演算を行う。まず、第１回の演算では係数ａ2 に、操
舵トルクＴと前回のサンプルによる演算で切捨てた下位
８ビツトの誤差δ0 を加算した値（Ｔ＋δ0 ）を掛け
［ａ2 ×（Ｔ＋δ0 ）］、その上位８ビツトＱ［ａ2 ×
（Ｔ＋δ0 ）］に係数ｂ2 を加算し｛Ｑ［ａ2 ×（Ｔ＋
δ0 ）］＋ｂ2 ｝を演算し、中間値Ｉ0 とする。また、
切捨てた下位８ビツトＲ［ａ2 ×（Ｔ＋δ0 ）］を新た
な下位８ビツトの誤差δ0 としてメモリに保存し、次回
のサンプルによる演算で加算する（ステツプＰ５）。

【００５６】次に、第２回の演算に移り、先に演算した
中間値Ｉ0 に、操舵トルクＴと前回のサンプルによる演
算で切捨てた下位８ビツトの誤差δ1 を加算した値（Ｔ
＋δ1 ）を掛け［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］、その上位８ビ
ツトＱ［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］に係数ｃ2 を加算して操
舵補助指令値Ｉ1 を演算する。即ち、｛Ｑ［Ｉ0 ×（Ｔ
＋δ1 ）］＋ｃ2 ｝を演算する。また、切捨てた下位８
ビツトＲ［Ｉ0 ×（Ｔ＋δ1 ）］を新たな下位８ビツト
の誤差δ1 としてメモリに保存し、次回のサンプルによ
る演算で加算する（ステツプＰ６）。

【００５７】次に、車速補間演算（ステツプＰ７）を行
い、操舵補助指令値Ｉを決定して出力し（ステツプＰ
８）、次の操舵トルクのサンプルによる演算のため、ス
テツプＰ１に戻る。

【００５８】ここで、車速補間演算について説明する
と、先に図９で説明したとおり、操舵トルクに対応する
操舵補助指令値の関係は車速に応じて変化する。そのた
め、前記した操舵補助指令値を決定する関数式の近似式
も車速に応じて複数設定されるから、検出された車速に
応じた近似式を適宜選択して上記した演算を行うのであ
るが、なお、中間の車速に対応した補正を行うことで、
より適切な操舵補助指令値を演算することができる。こ
のような車速補間演算は、既に本出願人により提案され
ており（特願平６−３１６００３号）、本出願の目的で
はないからここではその詳細な説明は省略する。

【００５９】以上説明した実施例では、電子制御回路が
８ビツトのＣＰＵで構成され、操舵補助指令値の演算に
おいては、演算の過程で得られる１６ビツトデ−タの上
位８ビツトが操舵補助指令値デ−タとして出力され、下
位８ビツトデ−タを誤差として次回の演算に加算される
と説明した。しかし、これは電子制御回路が８ビツトの
ＣＰＵで構成されるものとしての説明であり、電子制御
回路が８ビツト以外のＣＰＵで構成された場合において
も、同様に上位ビツトを操舵補助指令値デ−タとして出
力するときは下位ビツトデ−タが誤差となる。このよう
な誤差を次回の演算に加算処理する本願発明の処理手法
は、デジタル演算に基づく量子化誤差を少なくする手法
として、８ビツト以外のＣＰＵによるデ−タ処理にも適
用できることはいうまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電動パ
ワ−ステアリング装置の制御装置では、操舵トルクに対
応する操舵補助指令値を所定の高次の関数式で定義し、
その高次関数式に近似した近似式に基づいて操舵トルク
の検出値に対応する操舵補助指令値を演算して決定する
ものであるから、操舵トルクに対応する操舵補助指令値
をメモリに記憶させるもののように、著しく大容量のメ
モリを必要とすることなく、操舵トルクに対応した適切
な操舵補助指令値を得ることができ、円滑な操舵感覚の
電動パワ−ステアリング装置を提供することができる。

【００６１】また、操舵トルクに対応する操舵補助指令
値を演算するとき、有限語長で演算するときに演算結果
の下位桁が切り捨てられ、デジタル演算に基づく量子化
誤差が発生するが、本願発明によればこのような誤差を
次回の演算過程で加算処理するから量子化誤差を小さく
でき、特に、緩やかな操舵を行つた際に運転者に不連続
な操舵感覚を与えることがなく、円滑な操舵感覚の電動
パワ−ステアリング装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】操舵トルクに対応する所望の操舵補助指令値を
高次の関数式で表した場合の特性曲線と、この発明によ
る近似式の設定を説明する図。

【図２】伝達関数で示した量子化誤差低減回路図。

【図３】量子化誤差低減回路の伝達特性を説明する図。

【図４】量子化誤差低減回路の出力側にロ−パスフイル
タを挿入した場合の伝達特性を説明する図。

【図５】電動式パワ−ステアリング装置の構成の概略を
説明する図。

【図６】この発明の実施例の電子制御回路のブロツク
図。

【図７】モ−タ駆動回路の構成を示す回路ブロツク図。

【図８】操舵補助指令値の演算処理を説明するフロ−チ
ヤ−ト。

【図９】従来の操舵トルクに対応する操舵補助指令値の
設定を説明する図。

【符号の説明】

３ トルクセンサ １０ モ−タ １２ 車速センサ １３ 電子制御回路 ２１ 位相補償器 ２２ 操舵補助指令演算器 ２３ 比較器 ２４ 微分補償器 ２５ 比例演算器 ２６ 積分演算器 ２７ 加算器 ４１ モ−タ駆動回路 ４２ モ−タ電流検出回路 ４４ 変換部 ４５ ＦＥＴゲ−ト駆動回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともステアリングシヤフトに発生
   する操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、検出
   された操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を演算する
   操舵補助指令値演算手段と、前記演算された操舵補助指
   令値に基づいてモ−タ電流を制御するモ−タ電流制御手
   段を備え、操舵トルクに応じた操舵補助力をステアリン
   グ機構に与える電動パワ−ステアリング装置の制御装置
   において、 前記操舵補助指令値演算手段は、高次の関数式で定義さ
   れる操舵トルクに対応する操舵補助指令値の少なくとも
   ３点において一致する前記高次の関数式に近似する複数
   の近似関数式に基づく演算手段から構成され、前記近似
   関数式に基づく演算手段により操舵トルクの検出値に対
   応する操舵補助指令値を演算することを特徴とする電動
   パワ−ステアリング装置の制御装置。
2. 【請求項２】 前記複数の近似関数式は複数の２次関数
   式であることを特徴とする請求項１記載の電動パワ−ス
   テアリング装置の制御装置。
3. 【請求項３】 前記操舵補助指令値演算手段は前記複数
   の２次関数式に基づく数値演算を行うＣＰＵで構成さ
   れ、所定時間間隔で逐次検出された操舵トルクのサンプ
   ル値に基づいて逐次操舵補助指令値をデジタル演算する
   演算手段であり、演算結果の所定桁以下を切り捨て上位
   桁のみを操舵補助指令値として出力するとともに、切り
   捨てた所定桁以下の誤差値を次の操舵トルクのサンプル
   値に基づく操舵補助指令値の演算において加算する加算
   手段が付設されていることを特徴とする請求項１記載の
   電動パワ−ステアリング装置の制御装置。
4. 【請求項４】 前記操舵補助指令値演算手段の演算結果
   は１６ビツトデ−タであり、切り捨てられる桁は１６ビ
   ツトデ−タのうちの下位８ビツトデ−タであることを特
   徴とする請求項３記載の電動パワ−ステアリング装置の
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記操舵補助指令値演算手段の出力側
   に、ロ−パスフイルタが挿入されていることを特徴とす
   る請求項３記載の電動パワ−ステアリング装置の制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記ロ−パスフイルタの遮断周波数は、
   制御系のナイキスト周波数の１／π以下であることを特
   徴とする請求項５記載の電動パワ−ステアリング装置の
   制御装置。