JP2000118424A - Motor-driven power steering device - Google Patents

Motor-driven power steering device

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JP2000118424A
JP2000118424A JP28821698A JP28821698A JP2000118424A JP 2000118424 A JP2000118424 A JP 2000118424A JP 28821698 A JP28821698 A JP 28821698A JP 28821698 A JP28821698 A JP 28821698A JP 2000118424 A JP2000118424 A JP 2000118424A
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deviation
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the occurrence of uncomfortable vibration of a steering mechanism due to the torque ripple of a motor. SOLUTION: Subtraction parts 43U, 43V, and 43W compute a deviation between each phase target current value computed by a three-phase processing part 42 and each phase actual current value detected by a motor current detecting circuit 70, and the computing result is provided to PI control parts 44U, 44V, and 44W and a deviation deciding part 46. The deviation deciding device 46 decides it relating to each motor phase whether a deviation between each of phase target current values determined by the subtraction parts 43U, 43V, and 43W and each phase actual current value exceeds a given value, and respective deciding results are provided to a target current computing part 41. The target current computing part 41 provides a target current value as it is computed based on outputs from a car speed sensor 61 and a torque sensor 62 with the three-phase split-phase processing part 42 on the basis of an output from the deviation deciding part 46 and a target current value is reduced for correction and the result is provided for the three-phase split-phase processing part 42.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、モータの回転力
を利用して車両のステアリング機構に操舵補助力を与え
るための電動パワーステアリング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric power steering apparatus for applying a steering assisting force to a steering mechanism of a vehicle by using a rotational force of a motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、モータの回転力を利用して、
ステアリングホイールの操作を補助する電動パワーステ
アリング装置が用いられている。このような電動パワー
ステアリング装置においては、運転者がステアリングホ
イールを回転させて操舵を行った時の操舵トルクに応じ
た操舵補助力が、モータからステアリング機構に与えら
れるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, using the rotational force of a motor,
2. Description of the Related Art An electric power steering device that assists operation of a steering wheel is used. In such an electric power steering device, a steering assist force corresponding to a steering torque when a driver turns a steering wheel to perform steering is provided from a motor to a steering mechanism.

【0003】具体的に説明すると、上記モータは、たと
えば三相交流モータで構成されており、このモータから
発生する操舵補助力の大きさは、コントローラがモータ
の各相に流れる正弦波電流を制御することにより調整さ
れるようになっている。コントローラには、操舵トルク
を検出するためのトルクセンサの出力信号と、モータの
回転角を検出するためのモータ回転角センサの出力信号
とが入力されている。このトルクセンサおよびモータ回
転角センサの出力信号に基づき、コントローラは、モー
タの各相に与えるべき目標電流値を演算する。また、コ
ントローラには、モータの各相に流れている電流値を検
出するためのモータ電流検出回路からの出力信号が入力
されている。コントローラは、モータ各相に流れている
正弦波電流のピーク値がそれぞれの目標電流値に一致す
るようにモータ駆動回路を制御する。これにより、操舵
トルクに応じた操舵補助力が、モータから発生する。
More specifically, the motor is, for example, a three-phase AC motor. The magnitude of the steering assist force generated by the motor is controlled by a controller which controls a sine wave current flowing through each phase of the motor. It is adjusted by doing. An output signal of a torque sensor for detecting a steering torque and an output signal of a motor rotation angle sensor for detecting a rotation angle of a motor are input to the controller. Based on the output signals of the torque sensor and the motor rotation angle sensor, the controller calculates a target current value to be given to each phase of the motor. Further, an output signal from a motor current detection circuit for detecting a current value flowing through each phase of the motor is input to the controller. The controller controls the motor drive circuit so that the peak value of the sinusoidal current flowing through each phase of the motor matches the respective target current values. As a result, a steering assist force corresponding to the steering torque is generated from the motor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電動
パワーステアリング装置では、モータのトルクリップル
が発生して、ステアリング機構に不快な振動を生じるお
それがあった。すなわち、モータを長時間連続して使用
すると、モータの巻線温度が上昇し、その温度上昇に伴
って巻線抵抗が増大する。モータへの最大印加電圧は車
両に搭載されたバッテリの発生電圧により制限されるか
ら、モータの巻線抵抗が増大すると、その巻線を流れる
ことのできる許容電流値が小さくなる。そして、モータ
のいずれか一相でも、許容電流値が上記目標電流値より
も小さくなると、図5に実線で示すように、その相を流
れる正弦波電流波形のピーク部分に歪みが生じて、モー
タのトルクリップルが発生してしまう。
However, in the conventional electric power steering apparatus, there is a possibility that torque ripple of the motor occurs and unpleasant vibration occurs in the steering mechanism. That is, when the motor is used continuously for a long time, the winding temperature of the motor increases, and the winding resistance increases with the temperature increase. Since the maximum applied voltage to the motor is limited by the voltage generated by the battery mounted on the vehicle, when the winding resistance of the motor increases, the allowable current value that can flow through the winding decreases. If the allowable current value is smaller than the target current value in any one phase of the motor, as shown by a solid line in FIG. Torque ripple will occur.

【0005】そこで、この発明の目的は、上述の技術的
課題を解決し、モータのトルクリップルに起因するステ
アリング機構の不快な振動の発生を抑制できる電動パワ
ーステアリング装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to provide an electric power steering apparatus capable of suppressing generation of unpleasant vibration of a steering mechanism due to torque ripple of a motor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための本発明は、目標電流に基づいてモ
ータ(M)を駆動し、このモータの駆動力をステアリン
グ機構(1)に伝達して操舵補助を行う電動パワーステ
アリング装置(2)において、上記モータに供給すべき
目標電流を設定する目標電流設定手段(41,S3)
と、上記モータに流れる実電流を検出するモータ電流検
出手段(70,S5)と、上記目標電流設定手段によっ
て設定される目標電流と上記モータ電流検出手段によっ
て検出される実電流との偏差を演算する演算手段(43
U,43V,43W)と、この演算手段によって演算さ
れた偏差が所定値以上の場合に、その偏差に応じて上記
目標電流を低減補正する手段(41,46,S6,S
7)とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング
装置である。
In order to achieve the above object, the present invention drives a motor (M) based on a target current, and applies a driving force of the motor to a steering mechanism (1). A target current setting means (41, S3) for setting a target current to be supplied to the motor in an electric power steering device (2) for transmitting and assisting steering.
A motor current detecting means (70, S5) for detecting an actual current flowing through the motor; and calculating a deviation between a target current set by the target current setting means and an actual current detected by the motor current detecting means. Calculation means (43
U, 43V, 43W) and means (41, 46, S6, S6, S6, S6, S6) for reducing and correcting the target current according to the deviation when the deviation calculated by the calculating means is equal to or larger than a predetermined value.
7) An electric power steering apparatus comprising:

【0007】なお、括弧内は、後述の実施形態における
対応構成要素などの符号を表す。以下、この項において
同じである。モータの巻線を流れる巻線電流値は、巻線
抵抗値×巻線電流値+モータ誘起電圧×モータ回転数≦
バッテリ電圧の関係を満たしている。したがって、たと
えばモータの巻線温度が上昇すると、この温度上昇に伴
って巻線抵抗が増大して、その巻線の許容電流値は小さ
くなる。もしも、この巻線許容電流値がその巻線に供給
すべき目標電流値よりも小さくなると、その巻線を流れ
る電流波形に歪みが生じてしまう。この電流波形の歪み
は、モータのトルクリップルが発生する原因となり、ス
テアリング機構の不快な振動を発生する原因となる。
[0007] In the parentheses, reference numerals such as corresponding components in the embodiments described later are shown. Hereinafter, the same applies in this section. The winding current value flowing through the motor winding is: winding resistance value × winding current value + motor induced voltage × motor rotation speed ≦
The battery voltage relationship is satisfied. Therefore, for example, when the winding temperature of the motor rises, the winding resistance increases with the rise in temperature, and the allowable current value of the winding decreases. If the winding allowable current value is smaller than the target current value to be supplied to the winding, the current waveform flowing through the winding will be distorted. The distortion of the current waveform causes torque ripple of the motor, and causes unpleasant vibration of the steering mechanism.

【0008】この発明によれば、目標電流設定手段によ
って設定される目標電流と上記モータ電流検出手段によ
って検出される実電流との偏差が所定値以上の場合に
は、その偏差に応じてモータに供給すべき目標電流が低
減補正される。これにより、たとえモータの巻線抵抗が
増大した場合であっても、目標電流値を上記巻線許容電
流値よりも小さく抑えることができ、モータ巻線を流れ
る電流波形に歪みが生じるのを防ぐことができる。ゆえ
に、モータ巻線に流れる電流波形の歪みに起因するトル
クリップルの発生を防止することができ、ひいてはステ
アリング機構に不快な振動を生じるおそれをなくすこと
ができる。
According to the present invention, when the deviation between the target current set by the target current setting means and the actual current detected by the motor current detection means is equal to or larger than a predetermined value, the motor is controlled according to the deviation. The target current to be supplied is reduced and corrected. Thereby, even if the winding resistance of the motor increases, the target current value can be suppressed to be smaller than the winding allowable current value, and the current waveform flowing through the motor winding is prevented from being distorted. be able to. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of torque ripple due to the distortion of the current waveform flowing through the motor winding, and it is possible to eliminate the possibility of causing unpleasant vibration in the steering mechanism.

【0009】なお、上記モータは、交流モータであるこ
とが好ましく、三相交流モータであることがより好まし
い。また、上記モータとして三相交流モータが適用され
た場合には、上記目標電流を低減補正する手段は、モー
タのU相、V相、W相のうちの少なくとも1つの相で、
各相目標電流値と各相実電流値との偏差が所定値以上で
ある場合に、その偏差に応じてモータに与えるべき目標
電流を低減補正するものであることが好ましい。
The motor is preferably an AC motor, and more preferably a three-phase AC motor. In the case where a three-phase AC motor is applied as the motor, the means for reducing and correcting the target current includes at least one of the U, V, and W phases of the motor.
When the deviation between the target current value of each phase and the actual current value of each phase is equal to or more than a predetermined value, it is preferable that the target current to be supplied to the motor is reduced and corrected in accordance with the deviation.

【0010】さらに、上記目標電流を低減補正する手段
は、モータに供給される電流波形が正弦波波形となるよ
うに目標電流を低減補正するものであることが好まし
い。こうすることにより、たとえ巻線抵抗が増大して、
その巻線の許容電流値が小さくなっても、モータに流れ
る正弦波電流波形のピーク部分に歪みを生じることがな
い。
Further, it is preferable that the means for reducing and correcting the target current reduce and correct the target current so that the current waveform supplied to the motor has a sine wave waveform. By doing so, even if the winding resistance increases,
Even if the allowable current value of the winding becomes small, no distortion occurs in the peak portion of the sinusoidal current waveform flowing through the motor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】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
電気的構成をステアリング機構の断面構造とともに示す
ブロック図である。ステアリング機構1は、車幅方向に
沿って配置されたラック11と、このラック11にギア
ボックス17内において噛合するピニオン部を先端に有
するピニオン軸12と、ラック11の両端に回動自在に
結合されたタイロッド13と、このタイロッド13の先
端に回動自在に結合されたナックルアーム14とを備え
ている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, together with a cross-sectional structure of a steering mechanism. The steering mechanism 1 includes a rack 11 arranged along the width direction of the vehicle, a pinion shaft 12 having a pinion at its tip for meshing with the rack 11 in a gear box 17, and rotatably coupled to both ends of the rack 11. And a knuckle arm 14 rotatably connected to the tip of the tie rod 13.

【0012】ナックルアーム14は、キングピン15ま
わりに回動自在に設けられており、このナックルアーム
14に操舵輪16が取り付けられている。ピニオン軸1
2の基端部は、ユニバーサルジョイントを介してステア
リング軸に結合されており、このステアリング軸の一端
には、図示しないステアリングホイールが固定されてい
る。この構成により、ステアリングホイールを回転させ
ることによって、ラック11がその長手方向に変位し、
ナックルアーム14がキングピン15まわりに回動し
て、操舵輪16の方向が変化する。
The knuckle arm 14 is rotatably provided around a king pin 15, and a steering wheel 16 is mounted on the knuckle arm 14. Pinion shaft 1
The base end of the steering wheel 2 is connected to a steering shaft via a universal joint, and a steering wheel (not shown) is fixed to one end of the steering shaft. With this configuration, by rotating the steering wheel, the rack 11 is displaced in its longitudinal direction,
The knuckle arm 14 rotates around the king pin 15 and the direction of the steered wheels 16 changes.

【0013】電動パワーステアリング装置2は、ラック
11の途中部に関連して設けられた三相ブラシレスモー
タMを有している。モータMは、車両に固定されたケー
ス21を備えており、このケース21内には、ラック1
1を取り囲むようにロータ22が配置され、さらに、ロ
ータ22を取り囲むようにステータ23が配置されてい
る。
The electric power steering device 2 has a three-phase brushless motor M provided in connection with an intermediate portion of the rack 11. The motor M includes a case 21 fixed to the vehicle.
1, a rotor 22 is arranged, and a stator 23 is arranged so as to surround the rotor 22.

【0014】ロータ22の一端部には、ボールナット3
1が連結されている。このボールナット31は、ラック
11の途中部に形成されたねじ軸部32に複数個のボー
ルを介して螺合していて、これによりボールねじ機構3
0が形成されている。また、ボールナット31とモータ
Mのケース21との間には、軸受け33,34が介装さ
れており、ケース21とロータ22の他端部付近との間
には、軸受け35が介装されている。
A ball nut 3 is provided at one end of the rotor 22.
1 are connected. The ball nut 31 is screwed through a plurality of balls to a screw shaft portion 32 formed at an intermediate portion of the rack 11, whereby the ball screw mechanism 3
0 is formed. Bearings 33 and 34 are interposed between the ball nut 31 and the case 21 of the motor M, and a bearing 35 is interposed between the case 21 and the vicinity of the other end of the rotor 22. ing.

【0015】この構成により、モータMへの通電が行わ
れて、ロータ22にトルクが与えられると、その与えら
れたトルクは、ロータ22に連結されたボールナット3
1に伝達される。ボールナット31に伝達されたトルク
は、ボールねじ機構30によってラック11の車幅方向
への駆動力に変換される。こうして、モータMから発生
する力がステアリング機構1に与えられる。
With this configuration, when the motor M is energized and a torque is applied to the rotor 22, the applied torque is applied to the ball nut 3 connected to the rotor 22.
1 is transmitted. The torque transmitted to the ball nut 31 is converted by the ball screw mechanism 30 into a driving force in the vehicle width direction of the rack 11. Thus, the force generated by the motor M is given to the steering mechanism 1.

【0016】操舵補助力の大きさは、モータMの駆動電
流を制御することによって調整される。モータMの駆動
電流は、コントローラ40によりモータドライバ50を
介して制御されるようになっている。コントローラ40
には、車速を検出するための車速センサ61、操舵トル
クを検出するためのトルクセンサ62、モータMの回転
角を検出するためのモータ回転角センサ63、およびモ
ータMに流れる電流の大きさを検出するためのモータ電
流検出回路70の出力信号が入力されている。コントロ
ーラ40は、上記各出力信号に基づいてモータMに供給
すべき電流値を求め、この電流値に基づいてモータドラ
イバ50を制御し、これにより、モータMの各相に流れ
る電流を制御する。
The magnitude of the steering assist force is adjusted by controlling the drive current of the motor M. The drive current of the motor M is controlled by the controller 40 via the motor driver 50. Controller 40
Include a vehicle speed sensor 61 for detecting a vehicle speed, a torque sensor 62 for detecting a steering torque, a motor rotation angle sensor 63 for detecting a rotation angle of the motor M, and a magnitude of a current flowing through the motor M. An output signal of the motor current detection circuit 70 for detection is input. The controller 40 obtains a current value to be supplied to the motor M based on the output signals described above, and controls the motor driver 50 based on the current value, thereby controlling the current flowing through each phase of the motor M.

【0017】車速センサ61は、たとえば、車輪に関連
して設けられ、車輪の回転速度に対応した周期でパルス
信号を出力する車輪速センサによって実現される。この
場合、パルス信号の周期または周波数を計測することに
よって、車両の速さである車速を求めることができる。
トルクセンサ62は、ピニオン軸12をステアリングホ
イール側の入力軸とラック11側の出力軸とに分割して
おき、入力軸と出力軸との間をトーションバーで結合す
るとともに、このトーションバーのねじれ量を検出する
構成によって実現される。つまり、ステアリングホイー
ルに加えられたトルクとトーションバーのねじれ量が一
対一に対応するので、このねじれ量をポテンショメータ
などの適当な検出機構で検出することによって操舵トル
クを検出できる。
The vehicle speed sensor 61 is realized, for example, by a wheel speed sensor provided in connection with a wheel and outputting a pulse signal at a cycle corresponding to the rotation speed of the wheel. In this case, the vehicle speed, which is the speed of the vehicle, can be obtained by measuring the period or frequency of the pulse signal.
The torque sensor 62 divides the pinion shaft 12 into an input shaft on the steering wheel side and an output shaft on the rack 11 side, connects the input shaft and the output shaft with a torsion bar, and twists the torsion bar. This is realized by a configuration for detecting the amount. That is, since the torque applied to the steering wheel and the amount of twist of the torsion bar correspond one-to-one, the steering torque can be detected by detecting the amount of twist with an appropriate detection mechanism such as a potentiometer.

【0018】モータ回転角センサ63は、ロータリエン
コーダなどで構成され、ロータ22に関連して設けられ
ている。ロータリエンコーダから出力されるパルス信号
に基づいて、ロータ22の回転位置、つまりモータMの
回転角を検出することができる。図2は、コントローラ
40、モータドライバ50およびモータ電流検出回路7
0の構成を示すブロック図である。コントローラ40
は、たとえばCPU、RAMおよびROMを含むマイク
ロコンピュータで構成されており、この図2には、その
機能がブロックで示されている。
The motor rotation angle sensor 63 is constituted by a rotary encoder or the like, and is provided in association with the rotor 22. The rotation position of the rotor 22, that is, the rotation angle of the motor M can be detected based on the pulse signal output from the rotary encoder. FIG. 2 shows a controller 40, a motor driver 50, and a motor current detection circuit 7.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a 0. Controller 40
Is constituted by a microcomputer including, for example, a CPU, a RAM and a ROM, and its functions are shown by blocks in FIG.

【0019】コントローラ40は、車速センサ61およ
びトルクセンサ62の出力に基づいてモータMに与える
べき目標電流値を演算する目標電流演算部41と、この
目標電流演算部41およびモータ回転角センサ63の出
力信号に基づいて三相分相処理を行う三相分相処理部4
2とを備えている。三相分相処理では、目標電流演算部
41で求められた目標電流値に対して、モータMの回転
角に応じたモータ各相(U相、V相、W相)の目標電流
値が演算される。
A controller 40 calculates a target current value to be supplied to the motor M based on the outputs of the vehicle speed sensor 61 and the torque sensor 62. The target current calculation unit 41 and the motor rotation angle sensor 63 Three-phase splitter 4 that performs three-phase splitter processing based on the output signal
2 is provided. In the three-phase phase separation process, the target current value of each motor phase (U phase, V phase, W phase) according to the rotation angle of the motor M is calculated with respect to the target current value obtained by the target current calculation unit 41. Is done.

【0020】三相分相処理部42から出力されるU相目
標電流値、V相目標電流値およびW相目標電流値は、そ
れぞれ、減算部43U,43V,43Wに与えられてい
る。減算部43U,43V,43Wにはまた、モータ電
流検出回路70が検出したモータMのU相、V相、W相
の実電流値が与えられている。減算部43U,43V,
43Wは、モータ各相について各相目標電流値と実電流
値との差を演算して、その演算結果をそれぞれU相PI
(Proportional-Integral)制御部44U、V相PI制御
部44VおよびW相PI制御部44Wに与える。
The U-phase target current value, V-phase target current value, and W-phase target current value output from the three-phase splitting processing unit 42 are given to subtraction units 43U, 43V, 43W, respectively. The subtraction units 43U, 43V, and 43W are also provided with the actual U-phase, V-phase, and W-phase current values of the motor M detected by the motor current detection circuit 70. Subtraction units 43U, 43V,
43W calculates the difference between the target current value of each phase and the actual current value for each phase of the motor, and outputs the calculation result to the U-phase PI
(Proportional-Integral) control unit 44U, V-phase PI control unit 44V, and W-phase PI control unit 44W.

【0021】PI制御部44U,44V,44Wは、そ
れぞれ減算部43U,43V,43Wからの出力に基づ
いてPI演算を行う。このPI演算の結果は、U相PW
M(Pulse Width Modulation)制御部45U、V相PWM
制御部45VおよびW相PWM制御部45Wに与えられ
る。PWM制御部45U,45V,45Wは、それぞれ
PI演算結果に対応したPWM制御信号を作成し、その
作成したPWM制御信号をモータドライバ50に向けて
出力する。
The PI control units 44U, 44V and 44W perform PI calculations based on the outputs from the subtraction units 43U, 43V and 43W, respectively. The result of this PI operation is the U-phase PW
M (Pulse Width Modulation) control unit 45U, V-phase PWM
Control unit 45V and W-phase PWM control unit 45W. Each of the PWM control units 45U, 45V, and 45W creates a PWM control signal corresponding to the PI calculation result, and outputs the created PWM control signal to the motor driver 50.

【0022】また、減算部43U,43V,43Wの出
力は、偏差判定部46に与えられている。偏差判定部4
6は、減算部43U,43V,43Wで求められたモー
タ各相についての目標電流値と実電流値との偏差が所定
値以上であるか否かを判定し、その判定結果を目標電流
演算部41に与える。目標電流演算部41は、偏差判定
部46からの出力に応じて、車速センサ61およびトル
クセンサ62の出力に基づいて演算した目標電流値をそ
のまま三相分相処理部42に与えたり、目標電流値を低
減補正して三相分相処理部42に与えたりする。
The outputs of the subtractors 43U, 43V, 43W are provided to a deviation determiner 46. Deviation judgment unit 4
6 determines whether or not the deviation between the target current value and the actual current value for each phase of the motor obtained by the subtractors 43U, 43V, 43W is equal to or greater than a predetermined value, and determines the result of the determination as a target current calculator. Give to 41. The target current calculation unit 41 supplies the target current value calculated based on the outputs of the vehicle speed sensor 61 and the torque sensor 62 to the three-phase phase separation processing unit 42 as it is, in accordance with the output from the deviation determination unit 46, The value may be reduced and corrected and applied to the three-phase phase separation processing unit 42.

【0023】モータドライバ50は、FET(Field-Eff
ect Transistor) 51U,52Uの直列回路と、FET
51V,52Vの直列回路と、FET51W,52Wの
直列回路とを並列に接続して構成されており、各直列回
路には、車両に搭載されたバッテリからの電圧(たとえ
ば12V)が印加されている。そして、FET51U,
52U間の接続点53UがモータMのU相巻線に接続さ
れ、FET51V,52V間の接続点53VがモータM
のV相巻線に接続され、FET51W,52W間の接続
点53WがモータMのW相巻線に接続されている。
The motor driver 50 has an FET (Field-Eff)
ect Transistor) 51U, 52U series circuit and FET
A series circuit of 51 V and 52 V and a series circuit of FETs 51 W and 52 W are connected in parallel, and a voltage (for example, 12 V) from a battery mounted on a vehicle is applied to each series circuit. . And FET51U,
A connection point 53U between the 52Us is connected to the U-phase winding of the motor M, and a connection point 53V between the FETs 51V and 52V is connected to the motor M
, And a connection point 53W between the FETs 51W and 52W is connected to the W-phase winding of the motor M.

【0024】FET51U,52U、FET51V,5
2VおよびFET51W,52Wには、それぞれPWM
制御部45U,45V,45WからのPWM制御信号が
入力されている。モータ電流検出回路70は、たとえば
ホール素子を用いた変流器71U,71V,71Wを備
えている。変流器71U,71V,71Wは、それぞれ
接続点53U,53V,53WからモータMの各相巻線
に向けて流れる電流を検出できるように配設されてい
る。変流器71U,71V,71Wの出力は、それぞれ
増幅器(Amp)72U,72V,72Wで増幅された
後に、減算部43U,43V,43Wに与えられてい
る。
FETs 51U and 52U, FETs 51V and 5
2V and the FETs 51W and 52W have PWM respectively.
PWM control signals from the control units 45U, 45V, 45W are input. The motor current detection circuit 70 includes current transformers 71U, 71V, 71W using, for example, Hall elements. The current transformers 71U, 71V, and 71W are arranged so that currents flowing from the connection points 53U, 53V, and 53W toward the respective phase windings of the motor M can be detected. Outputs of the current transformers 71U, 71V, and 71W are supplied to subtraction units 43U, 43V, and 43W after being amplified by amplifiers (Amp) 72U, 72V, and 72W, respectively.

【0025】図3は、コントローラ40によるモータ制
御動作を説明するためのフローチャートである。コント
ローラ40は、まず、車速センサ61およびトルクセン
サ62の出力信号を参照して、車速および操舵トルクに
ついてのデータを取得する(ステップS1,S2)。次
いで、コントローラ40は、車速および操舵トルクに基
づいて、モータMに与えるべき目標電流値を演算する
(ステップS3)。目標電流値が定まると、コントロー
ラ40は、その目標電流値に対して、モータMの回転角
に応じたモータ各相の目標電流値を演算する(ステップ
S4)。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the motor control operation by the controller 40. First, the controller 40 refers to the output signals of the vehicle speed sensor 61 and the torque sensor 62 to obtain data on the vehicle speed and the steering torque (Steps S1 and S2). Next, the controller 40 calculates a target current value to be given to the motor M based on the vehicle speed and the steering torque (Step S3). When the target current value is determined, the controller 40 calculates the target current value of each phase of the motor corresponding to the rotation angle of the motor M with respect to the target current value (Step S4).

【0026】次に、コントローラ40は、モータ電流検
出回路70からの出力を取り込んで、モータMのU相、
V相、W相に流れている実電流値を調べる(ステップS
5)。そして、モータ各相について各相目標電流値と各
相実電流値との偏差を演算し、その偏差が所定値以上で
あるか否かを判断する(ステップS6)。モータMの各
相巻線を流れる巻線電流値は、車両に搭載されたバッテ
リの最大電圧を12Vとすると、下記式の関係を満たし
ている。
Next, the controller 40 fetches the output from the motor current detection circuit 70 and outputs the U phase of the motor M,
Check the actual current values flowing in the V and W phases (step S
5). Then, a deviation between each phase target current value and each phase actual current value is calculated for each phase of the motor, and it is determined whether the deviation is equal to or more than a predetermined value (step S6). The value of the winding current flowing through each phase winding of the motor M satisfies the following equation, assuming that the maximum voltage of the battery mounted on the vehicle is 12V.

【0027】 巻線抵抗値×巻線電流値+モータ誘起電圧×モータ回転数≦12V …(式) したがって、たとえばモータMの各相巻線温度が上昇す
ると、この温度上昇に伴って各相巻線抵抗が増大して、
その巻線の許容電流値は小さくなる。もしも、この巻線
許容電流値がステップS4で求められるモータ各相の目
標電流値よりも小さくなると、図4に実線で示すよう
に、その相を流れる正弦波電流の波形のピーク部分に歪
みが生じてしまう。この電流波形の歪みは、モータMの
トルクリップルを発生する原因となる。
Winding resistance value × winding current value + motor induced voltage × motor rotation speed ≦ 12V (Equation) Therefore, for example, when the temperature of each phase winding of the motor M rises, each phase winding rises with this temperature rise. Wire resistance increases,
The allowable current value of the winding becomes smaller. If the winding allowable current value becomes smaller than the target current value of each phase of the motor obtained in step S4, as shown by a solid line in FIG. 4, distortion occurs at the peak portion of the waveform of the sine wave current flowing through that phase. Will happen. This current waveform distortion causes torque ripple of the motor M.

【0028】そこで、この実施形態においては、モータ
MのU相、V相、W相のいずれかの相で、各相目標電流
値と各相実電流値との偏差が所定値以上である場合に
は、その偏差に応じた比率でモータMに与えるべき目標
電流値が抑制される(ステップS7)。これにより、た
とえモータMの各相巻線抵抗が増大した場合であって
も、モータ各相についての目標電流値を巻線許容電流値
よりも小さく抑えることができ、モータ各相に歪みのな
い正弦波電流(図4に二点鎖線で示す。)を入力するこ
とができる。
Therefore, in this embodiment, in any one of the U-phase, V-phase and W-phase of the motor M, the deviation between each phase target current value and each phase actual current value is not less than a predetermined value. In step S7, the target current value to be supplied to the motor M at a ratio corresponding to the deviation is suppressed. Thereby, even if the winding resistance of each phase of the motor M is increased, the target current value for each phase of the motor can be suppressed to be smaller than the allowable current value of the winding, and there is no distortion in each motor phase. A sine wave current (indicated by a two-dot chain line in FIG. 4) can be input.

【0029】コントローラ40は、こうして新たに設定
した目標電流値に対して、モータMの回転角に応じたモ
ータ各相の目標電流値を再び演算する(ステップS
8)。そして、コントローラ40は、各相目標電流値と
モータ電流検出回路70で検出される各相実電流値との
偏差に基づいてPI演算を行い(ステップS9)、さら
にPI演算の結果に対応したPWM制御信号を作成し、
その作成したPWM制御信号をモータドライバ50に向
けて出力する(ステップS10)。
The controller 40 calculates again the target current value of each phase of the motor corresponding to the rotation angle of the motor M with respect to the newly set target current value (step S).
8). Then, the controller 40 performs a PI calculation based on the deviation between the target current value of each phase and the actual current value of each phase detected by the motor current detection circuit 70 (step S9), and further performs PWM corresponding to the result of the PI calculation. Create a control signal,
The generated PWM control signal is output to the motor driver 50 (step S10).

【0030】一方、モータMのU相、V相、W相のいず
れの相においても、目標電流値と実電流値との偏差が所
定値未満である場合には(ステップS6でNO)、コン
トローラ40は、ステップS7,S8の処理をスキップ
して、ステップS4で設定した各相目標電流値とモータ
電流検出回路70で検出される各相実電流値との偏差に
基づいてPI演算を行う(ステップS9)。そして、P
I演算の結果に対応したPWM制御信号を作成し、その
作成したPWM制御信号をモータドライバ50に向けて
出力する(ステップS10)。
On the other hand, if the deviation between the target current value and the actual current value is less than a predetermined value in any of the U, V, and W phases of the motor M (NO in step S6), the controller 40 skips the processing of steps S7 and S8 and performs PI calculation based on the deviation between the target current value of each phase set in step S4 and the actual current value of each phase detected by the motor current detection circuit 70 ( Step S9). And P
A PWM control signal corresponding to the result of the I operation is created, and the created PWM control signal is output to the motor driver 50 (step S10).

【0031】ステップS10の処理の後、コントローラ
40は、車両のイグニションスイッチがオフされたか否
かを判断し、イグニションスイッチがオンのままであれ
ばステップS1に戻って、上述したステップS1以降の
処理を行い、イグニションスイッチがオフにされると処
理を終了する。以上のようにこの実施形態によれば、た
とえモータMの各相巻線温度の上昇に伴って巻線抵抗が
増大した場合であっても、モータ各相についての目標電
流値を巻線許容電流値よりも小さく抑えることができ、
モータ各相に歪みのない正弦波電流を入力することがで
きる。これにより、モータ各相に流れる電流波形の歪み
に起因するトルクリップルの発生を防止することがで
き、ひいてはステアリング機構1に不快な振動を生じる
おそれをなくすことができる。
After the process in step S10, the controller 40 determines whether or not the ignition switch of the vehicle has been turned off. If the ignition switch remains on, the process returns to step S1, and the above-described processes after step S1 are performed. Is performed, and the process ends when the ignition switch is turned off. As described above, according to this embodiment, the target current value for each phase of the motor M is set to the allowable winding current even if the winding resistance increases in accordance with the increase in the temperature of each phase winding of the motor M. Value can be kept below
A sine wave current without distortion can be input to each motor phase. As a result, it is possible to prevent the occurrence of torque ripple due to the distortion of the current waveform flowing through each phase of the motor, and it is possible to eliminate the possibility that unpleasant vibration is generated in the steering mechanism 1.

【0032】なお、上述の説明では、モータ各相につい
ての目標電流値を巻線許容電流値よりも小さく抑えるこ
とができるとしたが、モータ各相についての目標電流値
が巻線許容電流値に等しくなるように低減補正されても
よい。この場合であっても、モータ各相に歪みのない正
弦波電流を入力することができ、モータ各相に流れる電
流波形の歪みに起因するトルクリップルの発生を防止す
ることができる。
In the above description, the target current value for each motor phase can be suppressed to be smaller than the winding allowable current value. However, the target current value for each motor phase becomes the winding allowable current value. The reduction correction may be made to be equal. Even in this case, it is possible to input a sine wave current without distortion to each phase of the motor, and it is possible to prevent the occurrence of torque ripple due to the distortion of the current waveform flowing through each phase of the motor.

【0033】以上、この発明の一実施形態について説明
した。しかしながら、この発明は、上記の一実施形態に
限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された
事項の範囲内で種々の設計変更を施すことができる。
As described above, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made within the scope of the matters described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態に係る電動パワーステア
リング装置の電気的構成をステアリング機構の断面構造
とともに示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of an electric power steering device according to an embodiment of the present invention, together with a cross-sectional structure of a steering mechanism.

【図2】コントローラ、モータドライバおよびモータ電
流検出回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a controller, a motor driver, and a motor current detection circuit.

【図3】コントローラによるモータ制御動作を説明する
ためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a motor control operation performed by a controller.

【図4】モータ各相への入力電流波形を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing input current waveforms to each phase of a motor.

【図5】モータへの入力電流波形の歪みについて説明す
るための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining distortion of an input current waveform to a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステアリング機構 2 電動パワーステアリング装置 40 コントローラ 41 目標電流演算部 43U,43V,43W 減算部 46 偏差判定部 50 モータドライバ 70 モータ電流検出回路 M モータ REFERENCE SIGNS LIST 1 steering mechanism 2 electric power steering device 40 controller 41 target current calculation unit 43U, 43V, 43W subtraction unit 46 deviation determination unit 50 motor driver 70 motor current detection circuit M motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】目標電流に基づいてモータを駆動し、この
モータの駆動力をステアリング機構に伝達して操舵補助
を行う電動パワーステアリング装置において、 上記モータに供給すべき目標電流を設定する目標電流設
定手段と、 上記モータに流れる実電流を検出するモータ電流検出手
段と、 上記目標電流設定手段によって設定される目標電流と上
記モータ電流検出手段によって検出される実電流との偏
差を演算する演算手段と、 この演算手段によって演算された偏差が所定値以上の場
合に、その偏差に応じて上記目標電流を低減補正する手
段とを含むことを特徴とする電動パワーステアリング装
置。
1. An electric power steering apparatus for driving a motor based on a target current and transmitting a driving force of the motor to a steering mechanism to assist in steering, wherein a target current for setting a target current to be supplied to the motor. Setting means; motor current detecting means for detecting an actual current flowing in the motor; and calculating means for calculating a deviation between a target current set by the target current setting means and an actual current detected by the motor current detecting means. An electric power steering apparatus comprising: a means for reducing and correcting the target current according to the deviation when the deviation calculated by the calculation means is equal to or greater than a predetermined value.
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