JP2003054430A - Control device for electric motor - Google Patents
Control device for electric motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の操舵系に操
舵補助力を与える電気式操舵力補助装置に用いられる電
動機の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an electric motor used in an electric steering force assisting device for applying a steering assisting force to a steering system of a vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、車両用の電気式操舵力補助装
置においては、運転者による操舵力を軽減するために、
モータによって操舵補助力を発生させる電動機の制御装
置が用いられている。そして、このような電動機の制御
装置としては、例えば、特開平１−１１５７７０号公報
に開示されているように、高速走行時の急操舵性を向上
させるために、昇圧回路を用いて、バッテリ電圧以上の
電圧を出力させて、モータの効率を改善したり、より大
きなトルクを発生させたりするものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric steering force assisting device for a vehicle, in order to reduce a steering force by a driver,
2. Description of the Related Art A motor control device that uses a motor to generate steering assist force is used. As a control device for such an electric motor, for example, as disclosed in JP-A-1-115770, a booster circuit is used to improve the battery voltage in order to improve the steerability during high-speed traveling. There is one that outputs the above voltage to improve the efficiency of the motor or generate a larger torque.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
動機の制御装置では、高速走行時だけ電圧を上げるた
め、モータを常時高電圧を想定した設計にできず、大幅
なモータ効率の改善は望めないという問題がある。すな
わち、モータの駆動電圧を高くする利点として、モータ
を高電圧用に設計することで、モータの電流を小さくす
ることが考えられ、電流を小さくすると、配線・パワー
素子などでの損失が減少して、電動機の制御装置全体の
効率が改善される。しかしながら、モータを常時高電圧
に想定して設計できないとこの利点を得ることができな
い。However, in the above-mentioned electric motor control device, the voltage is increased only during high-speed running, so the motor cannot always be designed assuming a high voltage, and a significant improvement in motor efficiency cannot be expected. There's a problem. In other words, as an advantage of increasing the drive voltage of the motor, it is conceivable to reduce the motor current by designing the motor for high voltage.Reducing the current reduces the loss in wiring and power devices. As a result, the efficiency of the entire motor control device is improved. However, this advantage cannot be obtained unless the motor can be designed by always assuming a high voltage.
【０００４】また、前記電動機の制御装置では、モータ
が、特に高電圧を必要としていない時にも同じように昇
圧するため、無駄な昇圧となり効率が悪いという問題も
ある。例えば、車速等の条件が揃って昇圧した場合で
も、状況によっては、それ程高い電圧が必要ない場合も
ある。その場合、インバータ部は、デューティー比を下
げ実質的な降圧動作となる。さらに、昇圧が必要な状況
になっても、判定の遅れや、昇圧回路自体の立ち上がり
時間の影響で、瞬時に応答ができないといった昇圧回路
のタイムラグがモータの応答性を損ねるという問題もあ
る。Further, in the control device for the electric motor, since the motor similarly boosts the voltage even when high voltage is not required, there is a problem that the boosting is wasteful and the efficiency is poor. For example, even when the voltage is boosted under the same conditions such as vehicle speed, depending on the situation, such a high voltage may not be necessary. In that case, the inverter section lowers the duty ratio and performs a substantial step-down operation. Further, there is a problem in that even if boosting is required, the time lag of the boosting circuit impairs the responsiveness of the motor due to the delay in determination and the effect of the rise time of the boosting circuit itself, which makes it impossible to respond instantaneously.
【０００５】[0005]
【発明の概要】本発明は、上記した問題に対処するため
になされたもので、その目的は、高電流領域での高い電
圧が不要な場合には、昇圧電圧を下げて無駄な昇圧をな
くすとともに、高電圧を想定した低電流のモータ設計が
可能になり、さらに、応答性のよい電動機の制御装置を
提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to reduce the boosted voltage to eliminate unnecessary boosting when a high voltage in a high current region is unnecessary. At the same time, it is possible to design a low-current motor assuming a high voltage, and further to provide a motor controller with good responsiveness.
【０００６】上記の目的を達成するため、本発明に係る
電動機の制御装置の特徴は、操舵補助力を出力する電動
機と、電動機を制御する電動機制御手段と、電動機制御
手段を介して、電動機に電力を供給するバッテリと、バ
ッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧回路の電流値
を検出する電流検出手段と、昇圧回路の電流の増加に応
じて電圧を低減するように昇圧回路を制御する昇圧回路
制御手段とを備えたことにある。この場合、昇圧回路制
御手段が、昇圧回路の電流値が所定値を超える領域で、
昇圧回路の電流値と電圧値の積が一定になるように昇圧
回路を制御することが好ましい。In order to achieve the above object, a characteristic of a motor control device according to the present invention is that a motor for outputting a steering assist force, a motor control means for controlling the motor, and a motor control means for controlling the motor are provided. A battery that supplies electric power, a booster circuit that boosts the voltage of the battery, a current detection unit that detects a current value of the booster circuit, and a booster circuit that controls the booster circuit to reduce the voltage in accordance with an increase in the current of the booster circuit. And a step-up circuit control means. In this case, the step-up circuit control means, in the region where the current value of the step-up circuit exceeds a predetermined value,
It is preferable to control the booster circuit so that the product of the current value and the voltage value of the booster circuit becomes constant.
【０００７】前記のように構成した本発明の特徴によれ
ば、昇圧回路の電流が大きくなった場合には、その電流
増加に応じて昇圧電圧を下げることができ、無駄な昇圧
を避けることができる。この場合、モータの特性を考慮
して、昇圧電圧を適宜低減することができ、簡単な昇圧
回路を使用しても十分に効果を奏することができる。ま
た、昇圧回路の電流と電圧の積が一定になるように昇圧
回路を制御することにより、モータの特性に対応した一
定の傾向に基づく適正な制御が行えるようになる。According to the features of the present invention configured as described above, when the current of the booster circuit becomes large, the boosted voltage can be lowered in accordance with the increase in the current, and unnecessary boosting can be avoided. it can. In this case, the boosted voltage can be appropriately reduced in consideration of the characteristics of the motor, and a sufficient effect can be obtained even if a simple booster circuit is used. Further, by controlling the booster circuit so that the product of the current and voltage of the booster circuit becomes constant, it becomes possible to perform appropriate control based on a certain tendency corresponding to the characteristics of the motor.
【０００８】また、本発明の他の構成上の特徴は、操舵
補助力を出力する電動機と、電動機を制御する電動機制
御手段と、電動機制御手段を介して電動機に電力を供給
するバッテリと、バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路
と、昇圧回路の電流と電圧との出力特性に基づいて求め
られるデューティー比に上限を設定し、このデューティ
ー比の上限以下の範囲で昇圧回路を制御する昇圧回路制
御手段とを備えたことにある。Another structural feature of the present invention is an electric motor that outputs a steering assist force, an electric motor control means that controls the electric motor, a battery that supplies electric power to the electric motor via the electric motor control means, and a battery. Booster circuit for boosting the voltage of the booster circuit, and a booster circuit control means for setting an upper limit to the duty ratio obtained based on the output characteristics of the current and voltage of the booster circuit and controlling the booster circuit within a range not more than the upper limit of the duty ratio. It is equipped with and.
【０００９】前記のように構成した本発明の特徴によれ
ば、デューティー比に上限規制を設けることで、電圧を
下げることができる。これによって、昇圧回路の電流を
検出する電流検出手段を設けなくてすむようになり、コ
ストの低減が図れるようになる。この場合、モータの電
流・電圧特性を考慮して、デューティー比の上限を設定
することにより、適正な制御が簡単に行えるようにな
る。According to the features of the present invention configured as described above, the voltage can be lowered by providing the upper limit of the duty ratio. As a result, it becomes unnecessary to provide a current detecting means for detecting the current of the booster circuit, and the cost can be reduced. In this case, appropriate control can be easily performed by setting the upper limit of the duty ratio in consideration of the current / voltage characteristics of the motor.
【００１０】また、本発明の他の構成上の特徴は、操舵
補助力を出力する電動機と、操舵トルクおよび車速に基
づいて、電動機を制御する電動機制御手段と、電動機制
御手段を介して、電動機に電力を供給するバッテリと、
バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、操舵トルクに基
づいて昇圧回路の電圧を昇圧制御する昇圧回路制御手段
とを備えたことにある。この場合、操舵トルクからアシ
ストトルクを求め、このアシストトルクに基づいて昇圧
回路の電圧を昇圧制御することができ、また、アシスト
トルクから電動機を駆動させる電流値を求め、電流値と
電動機のモータ回転数に基づいて昇圧回路の電圧を昇圧
制御することもできる。Another structural feature of the present invention is that an electric motor that outputs a steering assist force, an electric motor control means that controls the electric motor based on a steering torque and a vehicle speed, and an electric motor through the electric motor control means. A battery to power the
It is provided with a booster circuit for boosting the voltage of the battery and booster circuit control means for controlling the booster voltage of the booster circuit based on the steering torque. In this case, the assist torque can be obtained from the steering torque, and the voltage of the booster circuit can be boosted based on this assist torque. Also, the current value for driving the electric motor can be obtained from the assist torque, and the current value and the motor rotation of the electric motor can be calculated. It is also possible to control the voltage of the booster circuit based on the number.
【００１１】前記のように構成した本発明の特徴によれ
ば、昇圧回路を常時昇圧するようになり、モータを高電
圧低電流対応の専用設計にすることができる。また、操
舵トルクに基づいて昇圧電圧を設定することで、不必要
な昇圧を抑制し、電動機の制御装置の効率を向上でき
る。さらに、電動機の駆動に必要な電流と電動機のモー
タ回転数に基づいて電圧の昇圧を制御することで、必要
最小限の昇圧にすることができる。According to the features of the present invention configured as described above, the booster circuit is constantly boosted, and the motor can be designed exclusively for high voltage and low current. Further, by setting the boost voltage based on the steering torque, it is possible to suppress unnecessary boosting and improve the efficiency of the motor control device. Further, by controlling the boosting of the voltage based on the current required to drive the electric motor and the motor rotation speed of the electric motor, the required minimum boosting can be achieved.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。図１は同実施形態に係る電動機の制
御装置を備えた車両の電動式操舵力補助装置１０を示し
た概略図であり、図２は、図１に示した電動式操舵力補
助装置１０が備える電動機の制御装置１１の機能ブロッ
ク図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric steering force assisting device 10 for a vehicle provided with the electric motor control device according to the embodiment, and FIG. 2 is provided in the electric steering force assisting device 10 shown in FIG. It is a functional block diagram of the control device 11 of an electric motor.
【００１３】この電動式操舵力補助装置１０において
は、ハンドル１２に連結されたステアリングシャフト１
３の中間部分に、トルクセンサ１４および電動機として
のモータ１５が取り付けられており、ステアリングシャ
フト１３の下端部には、ピニオン１６が設けられてい
る。そして、ピニオン１６に、ラック１７が噛合し、ラ
ック１７の両端側には、操舵車輪１８ａ，１８ｂが連結
されている。したがって、ハンドル１１を回転操作する
と、その回転力は、ステアリングシャフト１３を介して
ピニオン１６に伝わり、ピニオン１６を回転させる。こ
のピニオン１６の回転によって、ラック１７が図示の左
右方向に移動し、ラック１７の移動により、操舵車輪１
８ａ，１８ｂが転舵して方向を変えるようになる。In this electric steering assist device 10, a steering shaft 1 connected to a steering wheel 12 is provided.
A torque sensor 14 and a motor 15 as an electric motor are attached to an intermediate portion of 3, and a pinion 16 is provided at a lower end portion of the steering shaft 13. A rack 17 meshes with the pinion 16, and steering wheels 18a and 18b are connected to both ends of the rack 17. Therefore, when the handle 11 is rotationally operated, the rotational force is transmitted to the pinion 16 via the steering shaft 13 to rotate the pinion 16. The rotation of the pinion 16 moves the rack 17 in the left-right direction in the drawing, and the movement of the rack 17 causes the steering wheel 1 to move.
8a and 18b steer to change directions.
【００１４】また、トルクセンサ１４およびモータ１５
は、制御装置１９に含まれる電動機制御手段としてのイ
ンバータ２０に接続されている。トルクセンサ１４は、
ステアリングシャフト１３に発生するねじれ量を可変抵
抗器等によって電気量に変換して操舵トルクを検出する
もので、ステアリングシャフト１３の操舵トルクの大き
さを信号として、インバータ２０に送る。モータ１５
は、インバータ２０によって回転数を制御され、減速機
（図示せず）およびピニオン１６を介して、ラック１７
に操舵補助力を与える。Further, the torque sensor 14 and the motor 15
Is connected to an inverter 20 as electric motor control means included in the control device 19. The torque sensor 14 is
The amount of twist generated in the steering shaft 13 is converted into an electric amount by a variable resistor or the like to detect the steering torque. The magnitude of the steering torque of the steering shaft 13 is sent to the inverter 20 as a signal. Motor 15
The rotation speed is controlled by the inverter 20, and the rack 17 is driven through a speed reducer (not shown) and the pinion 16.
Give steering assist force to.
【００１５】インバータ２０は、トルクセンサ１４およ
びモータ１５の他、車速センサ２１および舵角センサ
（図示せず）が接続されており、トルクセンサ１４から
の操舵トルクｔ、車速センサ２１が検出する車両の前後
方向の車両速度ｖおよび舵角センサが検出するステアリ
ングシャフト１３の回転角度θ等の情報をもとに、モー
タ１５の回転速度、トルクを制御する。The inverter 20 is connected to a vehicle speed sensor 21 and a steering angle sensor (not shown) in addition to the torque sensor 14 and the motor 15, and a vehicle detected by the steering torque t from the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 21. The rotational speed and torque of the motor 15 are controlled based on the vehicle speed v in the front-rear direction and the rotational angle θ of the steering shaft 13 detected by the steering angle sensor.
【００１６】制御装置１９は、インバータ２０の他、昇
圧回路２２、昇圧回路制御手段としてのＰＷＭ調整器２
３および電流検出器２４（図１ではＰＷＭ調整器２３お
よび電流検出器２４は省略）を備えている。昇圧回路２
２は、チョッパー回路からなっており、インバータ２０
およびバッテリ２５に接続されている。そして、この昇
圧回路２２は、ハンドル１２の操舵力を軽減させる操舵
補助力に基づいてバッテリ２５の電圧を昇圧させる。こ
の場合、例えば、バッテリ２５の電圧が１２ｖとする
と、昇圧回路２２の昇圧電圧の領域を、１２〜２５ｖ程
度の範囲で設定することにより、モータ１５の回転、ト
ルクを最適に制御する。The control device 19 includes an inverter 20, a booster circuit 22, and a PWM adjuster 2 as a booster circuit control means.
3 and a current detector 24 (the PWM adjuster 23 and the current detector 24 are omitted in FIG. 1). Boost circuit 2
Reference numeral 2 is a chopper circuit, and an inverter 20
And a battery 25. Then, the booster circuit 22 boosts the voltage of the battery 25 based on the steering assist force that reduces the steering force of the steering wheel 12. In this case, for example, if the voltage of the battery 25 is 12v, the boosted voltage region of the booster circuit 22 is set within a range of about 12 to 25v, thereby optimally controlling the rotation and torque of the motor 15.
【００１７】また、ＰＷＭ調整器２３は、パルス幅を変
調して、デューティー比を決定するもので、電流検出器
２４が検出する昇圧回路２２の電流値および昇圧回路２
２のＡ点の電圧値をもとに、昇圧回路２２の昇圧電圧を
低減するように制御する。この場合、昇圧回路２２の電
圧と電流との出力特性から判断して、電流値が一定範囲
を超える領域では、昇圧する電圧を下げるようになって
おり、その関係を、図３に線ａで示している。The PWM adjuster 23 modulates the pulse width to determine the duty ratio. The current value of the booster circuit 22 detected by the current detector 24 and the booster circuit 2 are detected.
The boosted voltage of the booster circuit 22 is controlled to be reduced based on the voltage value at the point A of 2. In this case, judging from the output characteristics of the voltage and current of the booster circuit 22, the voltage to be boosted is lowered in the region where the current value exceeds a certain range, and the relationship is indicated by line a in FIG. Shows.
【００１８】すなわち、図３の線ａは、昇圧回路２２に
おける電圧と電流の出力特性を示しており、電流が所定
値Ｉ1以下の場合は、電圧は一定値ＶMAXとされ、この一
定電圧ＶMAXを、昇圧回路２２の電圧の最大値とする。
そして、電流が所定値Ｉ1を超えて大きくなると、電圧
は一定の割合で小さくなっていく。この一定の割合は、
電圧値×電流値の電力値が一定になるようにして電圧値
が求められ、線ａにおける曲線ｂの部分のように下方に
向けて膨らんだ円弧状になる関係で表される割合にな
る。すなわち、昇圧回路２２の電流が大電流の場合に
は、電圧は小さくてすむため、大電流の場合には、昇圧
電圧を小さくして昇圧に無駄が生じないようにしてい
る。That is, the line a in FIG. 3 shows the output characteristics of the voltage and current in the booster circuit 22, and when the current is below the predetermined value I 1 , the voltage is set to the constant value V MAX, and this constant voltage is set. Let V MAX be the maximum value of the voltage of the booster circuit 22.
Then, when the current exceeds the predetermined value I 1 and increases, the voltage decreases at a constant rate. This fixed percentage is
The voltage value is obtained such that the electric power value of the voltage value × current value is constant, and has a ratio represented by an arcuate shape that bulges downward like the portion of the curve b in the line a. That is, when the current of the booster circuit 22 is a large current, the voltage can be small. Therefore, when the current is a large current, the boosted voltage is reduced so that the boosting is not wasted.
【００１９】昇圧回路２２の電圧と電流を、図３の線ａ
で示した関係に設定する根拠は、図４に領域ｃで示した
モータ１５の電流・電圧特性による。図４は、モータ１
５の必要最小電圧と、電源電流の関係を示しており、こ
の場合の必要最小電圧とは、インバータ２０がモータ１
５に所定の電流を流すために必要な最低電源電圧のこと
で、モータ１５の回転数、負荷状態によっても変わるも
のである。この必要最小電圧以上の電圧を加えても、イ
ンバータ２０のデューティー比が下がるだけで、モータ
１５に印加される電圧は変わらず、実質的な降圧とな
る。The voltage and current of the booster circuit 22 are shown by the line a in FIG.
The basis for setting the relationship shown by is the current-voltage characteristics of the motor 15 shown in the area c in FIG. FIG. 4 shows the motor 1
5 shows the relationship between the required minimum voltage of No. 5 and the power supply current, and the required minimum voltage in this case means that the inverter 20 is the motor 1
5 is the minimum power supply voltage required to flow a predetermined current through the motor 5, and it also changes depending on the rotation speed of the motor 15 and the load state. Even if a voltage higher than the required minimum voltage is applied, the duty ratio of the inverter 20 is simply reduced, and the voltage applied to the motor 15 does not change, and the voltage is substantially reduced.
【００２０】また、電源電流とは、インバータ２０の入
力電流のことで、昇圧回路２２の出力電流に相当する。
図３の線ａは、昇圧回路２２の電圧が、図４に示した領
域ｃにおける必要最小電圧の最大部分以上になり、かつ
それを大幅に越えない範囲で求められたものである。し
たがって、無駄に昇圧することがなく効率よく昇圧回路
２２を昇圧することができる。この場合、昇圧回路２２
は、常時昇圧した状態になって、すべての電流領域で、
モータ１５に必要な電圧を確保できるため、高速応答性
に優れたものとなる。また、モータ１５を高電圧用に設
計することができる。The power supply current is the input current of the inverter 20 and corresponds to the output current of the booster circuit 22.
The line a in FIG. 3 is obtained within a range in which the voltage of the booster circuit 22 is equal to or higher than the maximum required minimum voltage in the region c shown in FIG. Therefore, the booster circuit 22 can be boosted efficiently without wasteful boosting. In this case, the booster circuit 22
Is always boosted, and in all current regions,
Since the voltage necessary for the motor 15 can be secured, the high speed response is excellent. Also, the motor 15 can be designed for high voltages.
【００２１】図５は、本発明の他の実施形態による電動
機の制御装置３０の機能ブロック図を示している。この
電動機の制御装置３０では、制御装置３１に、電流検出
器２４が設けられてなく、ＰＷＭ調整器２３ａが、昇圧
回路２２ａを制御する際に、Ｂ点における電圧値に基づ
いて、デューティー制限３２を行うようになっている。
それ以外の構成については、図２に示した電動機の制御
装置１１と同様である。したがって、同一部分に同一符
号を記している。FIG. 5 is a functional block diagram of a motor control device 30 according to another embodiment of the present invention. In the controller 30 of this electric motor, the controller 31 is not provided with the current detector 24, and when the PWM regulator 23a controls the booster circuit 22a, the duty limit 32 is set based on the voltage value at the point B. Is supposed to do.
The other configuration is the same as that of the motor control device 11 shown in FIG. Therefore, the same reference numerals are given to the same portions.
【００２２】この電動機の制御装置３０では、昇圧回路
２２ａの電流検出は行わず、Ｂ点の電圧に応じて、ＰＷ
Ｍ調整器２３ａがデューティー制限３２を行うことによ
り昇圧回路２２ａの昇圧制御を行うようになっている。
すなわち、Ｂ点の電圧が高い場合には、デューティー比
を下げるように制御し、Ｂ点の電圧が低い場合には、デ
ューティー比を上げるように制御される。In this motor control device 30, the current of the booster circuit 22a is not detected, and the PW is determined according to the voltage at the point B.
The M adjuster 23a controls the boosting of the booster circuit 22a by performing the duty limitation 32.
That is, when the voltage at the point B is high, the duty ratio is controlled to be lowered, and when the voltage at the point B is low, the duty ratio is increased.
【００２３】昇圧回路２２ａに、デューティー制限３２
をかけた場合の電圧と電流の出力特性は、図６に線ｄで
示したようになる。この場合、電流値が所定値Ｉ1以下
の場合、電圧は、図３に線ａで示した一定値ＶMAXと同
一にして、この一定電圧ＶMAXを昇圧回路２２ａの電圧
の最大値としている。そして、電流が所定値Ｉ1を超え
て大きくなると、電圧は、線ｄにおける直線ｅの部分の
ように一定の割合に比例して小さくなるように設定して
いる。この場合、昇圧回路２２ａの電圧が、モータ１５
の電流・電圧特性を示す領域ｃにおける必要最小電圧の
最大部分以上で、かつ、それを超える範囲が極力小さく
なる範囲で、デューティー制限３２が設定されている。The booster circuit 22a has a duty limit 32
The output characteristics of the voltage and the current when the voltage is applied are as shown by the line d in FIG. In this case, when the current value is less than or equal to the predetermined value I 1 , the voltage is the same as the constant value V MAX shown by the line a in FIG. 3, and this constant voltage V MAX is the maximum value of the voltage of the booster circuit 22a. . Then, when the current exceeds the predetermined value I 1 and becomes large, the voltage is set to decrease in proportion to a constant rate as in the portion of the straight line e in the line d. In this case, the voltage of the booster circuit 22a changes to the motor 15
The duty limit 32 is set to be equal to or larger than the maximum required minimum voltage in the region c indicating the current / voltage characteristics of, and within a range in which the range exceeding the minimum is as small as possible.
【００２４】なお、破線ｆは、図３における曲線ｂの部
分を示しており、線ｄにおける直線ｅは、電流が特に大
きくなる領域で、曲線ｆよりも小さくなっている。した
がって、この領域においては、制御装置３１の昇圧回路
２２の方が、制御装置１９の昇圧回路２２ａよりも低い
電圧になる。これによって、昇圧回路２２ａの電流が大
きな電流の場合には、電圧を小さくして昇圧に無駄が生
じないようになる。また、デューティー比に制限を設定
するだけであるから簡単に制御が行えるようになる。さ
らに、電流検出器２４を設けないため、コスト削減が図
れ、電動機の制御装置３０の簡素化もできるようにな
る。The broken line f shows the portion of the curve b in FIG. 3, and the straight line e of the line d is a region where the current is particularly large and is smaller than the curve f. Therefore, in this region, the booster circuit 22 of the control device 31 has a lower voltage than the booster circuit 22a of the control device 19. As a result, when the current of the booster circuit 22a is large, the voltage is reduced so that there is no waste in boosting. In addition, since it is only necessary to set a limit on the duty ratio, control can be easily performed. Further, since the current detector 24 is not provided, the cost can be reduced and the control device 30 for the electric motor can be simplified.
【００２５】また、さらに他の実施形態として、例え
ば、バッテリ２５の電圧を１２ｖとした場合に、図７に
示したように、昇圧回路２２の昇圧目標電圧領域ｇを、
実験データ等に基づいて、１２ｖ〜２５ｖ程度の範囲で
設定しておき、この昇圧目標電圧領域ｇの電圧値によっ
てモータ１５を制御することで、モータ１５の回転、ト
ルクを最適にすることができる。As yet another embodiment, for example, when the voltage of the battery 25 is 12v, the boost target voltage region g of the booster circuit 22 is set as shown in FIG.
It is possible to optimize the rotation and torque of the motor 15 by setting the voltage in the range of about 12v to 25v based on the experimental data and controlling the motor 15 by the voltage value of the boost target voltage region g. .
【００２６】図７の昇圧目標電圧領域ｇは、以下のよう
にして求められる。すなわち、まず、トルクセンサ１４
が検出する操舵トルクｔ、車速センサ２１が検出する車
両速度ｖおよび舵角センサが検出する回転角度θ等の情
報からアシストトルクを決定する。つぎに、このアシス
トトルクに基づいて電流指令値を決定する。この電流指
令値は、モータ１５に流す電流の値であり、操舵トルク
にある程度比例し、操舵トルクが大であればそれに応じ
て大になる。この電流指令値を求めるためのデータは、
インバータ２０側に情報として記憶されており、アシス
トトルクの大きさに対応する電流値がデータとして予め
算出されている。The boost target voltage region g in FIG. 7 is obtained as follows. That is, first, the torque sensor 14
The assist torque is determined from information such as the steering torque t detected by the vehicle speed v, the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 21 and the rotation angle θ detected by the steering angle sensor. Next, the current command value is determined based on this assist torque. This current command value is the value of the current passed through the motor 15, is proportional to the steering torque to some extent, and becomes large accordingly when the steering torque is large. The data for obtaining this current command value is
It is stored as information on the inverter 20 side, and a current value corresponding to the magnitude of the assist torque is calculated in advance as data.
【００２７】そして、モータ１５の電源電圧とモータ負
荷からモータ１５の回転数を算出し、このモータ１５の
回転数と、電流指令値とから、モータ１５に電流指令値
による電流を流すために必要な電圧値を求め、これをマ
ップ化することにより、昇圧目標電圧領域ｇが求められ
る。したがって、モータ１５の回転数とアシストトルク
から求めた電流指令値から、必要な昇圧電圧を求め、イ
ンバータ２０は、昇圧回路２２を制御してその電圧に昇
圧させる。これによって、実験データに基づく理想的な
昇圧が行える。Then, the rotation speed of the motor 15 is calculated from the power supply voltage of the motor 15 and the motor load, and it is necessary to supply a current according to the current command value to the motor 15 from the rotation speed of the motor 15 and the current command value. By obtaining different voltage values and mapping them, the boost target voltage region g can be obtained. Therefore, the required boosted voltage is obtained from the current command value obtained from the rotation speed of the motor 15 and the assist torque, and the inverter 20 controls the booster circuit 22 to boost the voltage. As a result, ideal boosting can be performed based on experimental data.
【００２８】例えば、電流指令値が０Ａで、回転数も０
rpmの場合、昇圧目標電圧は１２ｖになり、電流指令値
が４０Ａで、回転数が１２００rpmの場合、昇圧目標電
圧は２５ｖになる。このように、電流指令値が０〜４０
Ａ、回転数が０〜１２００rpmの範囲で、適宜最適な昇
圧目標電圧に設定される。For example, the current command value is 0 A and the rotation speed is 0.
In the case of rpm, the boost target voltage is 12v, and when the current command value is 40A and the rotation speed is 1200rpm, the boost target voltage is 25v. In this way, the current command value is 0-40
A, the number of revolutions is in the range of 0 to 1200 rpm, and is appropriately set to the optimum boosting target voltage.
【００２９】なお、本実施形態では、車速センサ２１が
検出する車両速度ｖも考慮されているが、これは、車両
速度ｖが操舵の状態を判断するために有効であるためで
ある。例えば、モータ１５に、図３および図６に示した
所定値Ｉ1以上の大きな電流が流れる場合としては、急
操舵による操作をした場合や、車庫入れの場合がある。
この急操舵時や車庫入れ時の電流と電圧の特性を、図４
に示すと、急操舵時の電流と電圧の特性は、急操舵領域
ｈに示される領域になり、車庫入れ時の電流と電圧の特
性は、車庫入れ領域ｉに示される領域となる。したがっ
て、このような急操舵と車庫入れの違いは、車速センサ
２１が検出する車両速度ｖによって判断され、それぞれ
の状況に応じた制御が行える。In this embodiment, the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 21 is also taken into consideration, because the vehicle speed v is effective for judging the steering state. For example, when a large current equal to or larger than the predetermined value I 1 shown in FIG. 3 and FIG.
Fig. 4 shows the characteristics of current and voltage at the time of this sudden steering and when entering the garage.
As shown in FIG. 5, the characteristics of the current and the voltage at the time of the rapid steering are in the area shown in the sudden steering area h, and the characteristics of the current and the voltage at the time of entering the garage are the areas shown in the area garage entering i. Therefore, such a difference between the sudden steering and the garage entrance is determined by the vehicle speed v detected by the vehicle speed sensor 21, and control can be performed according to each situation.
【図１】 本発明の一実施形態による電動機の制御装置
を備えた電動式操舵補助装置を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an electric steering assist device including a control device for an electric motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】 電動機の制御装置における機能を示す機能ブ
ロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing functions in a motor control device.
【図３】 昇圧回路の特性を示す特性線図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing characteristics of a booster circuit.
【図４】 モータの特性を示す特性線図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing characteristics of a motor.
【図５】 本発明の他の実施形態による電動機の制御装
置における機能を示す機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram showing functions in a control device for an electric motor according to another embodiment of the present invention.
【図６】 図５の電動機の制御装置の昇圧回路にデュー
ティー制限を設けた場合の出力特性を示す特性線図であ
る。FIG. 6 is a characteristic diagram showing output characteristics when a duty limit is provided in the booster circuit of the motor control device of FIG.
【図７】 昇圧目標電圧を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a boost target voltage.
１０…電動式操舵力補助装置、１１，３０…電動機の制
御装置、１４…トルクセンサ、１５…モータ、１９，３
１…制御装置、２０…インバータ、２１…車速センサ、
２２，２２ａ…昇圧回路、２３，２３ａ…ＰＷＭ調整
器、２４…電流検出器、２５…バッテリ、３２…デュー
ティー制限、ａ，ｄ…線、ｂ…曲線、ｃ…領域、ｅ…直
線、ｇ…昇圧目標電圧領域、Ｉ1…所定値。10 ... Electric steering force assisting device, 11, 30 ... Electric motor control device, 14 ... Torque sensor, 15 ... Motor, 19, 3
1 ... Control device, 20 ... Inverter, 21 ... Vehicle speed sensor,
22, 22a ... Booster circuit, 23, 23a ... PWM regulator, 24 ... Current detector, 25 ... Battery, 32 ... Duty limit, a, d ... Line, b ... Curve, c ... Region, e ... Straight line, g ... Boost target voltage region, I 1 ... predetermined value.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｂ６２Ｄ 119:00 Ｆターム(参考） 3D032 CC12 CC46 CC48 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DB02 DB03 DC34 DD01 DD08 DD10 DE05 EB11 EC23 EC24 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 5H570 AA21 BB02 BB03 CC02 HB16 LL03 LL12 LL28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B62D 119: 00 B62D 119: 00 F term (reference) 3D032 CC12 CC46 CC48 DA03 DA15 DA23 DA63 DA64 DB02 DB03 DC34 DD01 DD08 DD10 DE05 EB11 EC23 EC24 GG01 3D033 CA03 CA13 CA16 CA20 CA21 5H570 AA21 BB02 BB03 CC02 HB16 LL03 LL12 LL28
Claims (6)
するバッテリと、 前記バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、 前記昇圧回路の電流値を検出する電流検出手段と、 前記昇圧回路の電流の増加に応じて電圧を低減するよう
に前記昇圧回路を制御する昇圧回路制御手段と、を備え
たことを特徴とする電動機の制御装置。1. A motor for outputting a steering assist force, a motor controller for controlling the motor, a battery for supplying electric power to the motor via the motor controller, and a booster for boosting the voltage of the battery. A circuit, a current detection unit that detects a current value of the booster circuit, and a booster circuit control unit that controls the booster circuit so as to reduce the voltage according to an increase in the current of the booster circuit. A characteristic motor control device.
電流値が所定値を超える領域で、前記昇圧回路の電流値
と電圧値の積が一定になるように前記昇圧回路を制御す
る請求項１に記載の電動機の制御装置。2. The booster circuit control means controls the booster circuit so that the product of the current value and the voltage value of the booster circuit becomes constant in a region where the current value of the booster circuit exceeds a predetermined value. Item 2. A control device for an electric motor according to Item 1.
するバッテリと、 前記バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、 前記昇圧回路の電流と電圧との出力特性に基づいて求め
られるデューティー比に上限を設定し、前記デューティ
ー比の上限以下の範囲で前記昇圧回路を制御する昇圧回
路制御手段と、を備えたことを特徴とする電動機の制御
装置。3. An electric motor that outputs a steering assist force, an electric motor control unit that controls the electric motor, a battery that supplies electric power to the electric motor via the electric motor control unit, and a booster that boosts the voltage of the battery. A booster circuit control means for setting an upper limit to the duty ratio obtained based on the output characteristics of the current and voltage of the booster circuit, and controlling the booster circuit within a range not more than the upper limit of the duty ratio. An electric motor control device characterized by the above.
る電動機制御手段と、 前記電動機制御手段を介して、前記電動機に電力を供給
するバッテリと、 前記バッテリの電圧を昇圧する昇圧回路と、 前記操舵トルクに基づいて前記昇圧回路の電圧を昇圧制
御する昇圧回路制御手段と、を備えたことを特徴とする
電動機の制御装置。4. An electric motor which outputs a steering assist force, an electric motor control means which controls the electric motor based on a steering torque and a vehicle speed, and a battery which supplies electric power to the electric motor via the electric motor control means. An electric motor control device comprising: a booster circuit for boosting the voltage of the battery; and a booster circuit control means for boosting and controlling the voltage of the booster circuit based on the steering torque.
め、このアシストトルクに基づいて前記昇圧回路の電圧
を昇圧制御する請求項４に記載の電動機の制御装置。5. The motor control device according to claim 4, wherein an assist torque is obtained from the steering torque, and the voltage of the booster circuit is boosted based on the assist torque.
させる電流値を求め、前記電流値と前記電動機のモータ
回転数に基づいて前記昇圧回路の電圧を昇圧制御する請
求項４または５に記載の電動機の制御装置。6. The electric motor according to claim 4, wherein a current value for driving the electric motor is obtained from the assist torque, and the voltage of the step-up circuit is boosted based on the electric current value and the motor rotation speed of the electric motor. Control device.
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- 2001-08-13 JP JP2001245530A patent/JP4759879B2/en not_active Expired - Fee Related
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