JP2006271064A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】操舵力Tを検出するトルクセンサ1と、ブラシレスモータ2と、ブラシレスモータ2を駆動するインバータ3と、トルクセンサ1の出力に応じてブラシレスモータ2の目標電流Tid、Tiqを算出し、目標電流Tid、Tiqに基づいてブラシレスモータ2を制御するコントローラ4と、コントローラ4の動作監視する監視器5とを備え、コントローラ4は、目標電流Tid、Tiqに応じて算出した参照電流MiTを監視器5に送信し、監視器5は、所定の周期でブラシレスモータ2の所定の相に通電される駆動電流ivを検出し、駆動電流ivと参照電流MiTとの差が異常条件を満たした場合に、コントローラ4が異常であると判定してブラシレスモータ2の駆動を停止するものである。
【選択図】図1
Description
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動パワーステアリング装置を示すブロック図である。
監視器5は、電流検出器23と、零点検出器24と、ラッチ回路25と、受信機26と、異常判定器27とを有している。
図2において、この回転位置センサ9は、電源によって励磁される1相の励磁コイル28と、互いに90度の角度で配設されたsin相受信コイル29およびcos相受信コイル30と、モータ2の回転子に接続されたロータ31とを有している。
図3(a)の高周波で励磁コイル28を励磁することにより、sin相受信コイル29およびcos相受信コイル30からは、ロータ31の回転位置に応じて振幅が変化した図3(a)および(b)の信号が出力される。
この図3(a)および(b)の信号の包絡線を検出することにより、ロータ31の回転角θ即ち回転子の回転角θを算出することができる。
図4は、図1に示したモータ2の3相の駆動電流iu、iv、iwと、回転位置センサ9のsin相およびcos相の出力信号との関係の一例を示す説明図である。なお、図4において、d軸目標電流Tidは0であるものとする。
モータ2の各相に通電される3相の駆動電流iu、iv、iwは、抵抗器12によって検出される。3相の駆動電流iu、iv、iwは、増幅器10で増幅され、電流検出部13に入力される。3相の駆動電流iu、iv、iwは、電流検出部13でA/D変換され、2軸電流算出部15に出力される。
回転速度算出部16では、回転子の回転角θの変化速度に基づいて、回転子の回転速度rが算出され、目標電流設定部17に出力される。
ここで、一般的に、q軸成分は、モータ2の出力トルクに比例するものであり、q軸目標電流Tiqは、トルクセンサ1の出力に比例して設定される。d軸成分は、モータ2の速度に比例するものであり、d軸目標電流Tidは、モータ2の回転速度rに比例して設定される。
PWMパルス発生部20では、3相の仕事量Lu、Lv、Lwに応じて、インバータ3のスイッチング素子11を駆動させるPWMパルスが発生される。
このように、q軸電流偏差Δiqおよびd軸電流偏差Δidがなくなるようにフィードバック制御されるので、モータ2は目標電流に向かって帰還制御される。
インバータ3では、PWMパルスに従ってスイッチング素子11が動作され、バッテリ7の直流電源が3相の交流電圧に変換される。
モータ2は、3相の交流電圧によって駆動され、運転者の操舵力Tを補助する所望のトルクが発生される。
参照電流算出部21では、q軸目標電流Tiqおよびd軸目標電流Tidから、参照電流MiTが算出され、送信部22を介して参照電流MiTが監視器5に送信される。参照電流MiTの算出方法については、後述する。
受信機26では、コントローラ4から送信された参照電流MiTが受信され、異常判定器27に出力される。
したがって、回転位置センサ9のsin相およびcos相の出力信号が0を横切る際にモータ2のV相駆動電流ivのピーク値を得ることができる。
このとき、ラッチ回路25には、V相駆動電流ivのピーク値が標本電流MiMとして保持される。
図5は、モータ2の3相の駆動電流iu、iv、iwと、回転位置センサ9のsin相およびcos相の出力信号との関係の一例を示す別の説明図である。図4の通電方向を時計方向とすると、図5の通電方向は、反時計方向となる。
例えば、図4の場合には、sin相出力信号の零点におけるV相の駆動電流ivが負であるのに対して、図5の場合には、sin相出力信号の零点におけるV相の駆動電流ivが正となる。
よって、この正負の極性からモータ2の通電方向を検出することができる。
図6は、モータ2の3相の駆動電流iu、iv、iwと、回転位置センサ9のsin相およびcos相の出力信号との関係の一例を示すさらに別の説明図である。
図6において、d軸目標電流Tiqが0でない場合、d軸目標電流Tidによって与えられる角度δだけモータ2の3相の駆動電流iu、iv、iw全体が移動し、センサの零点とV相電流のピーク位置とがオフセット角δを持つ。
ここで、d軸目標電流Tidが0でない場合の参照電流MiTは、d軸目標電流Tidによって与えられるオフセット角δを考慮して、次式(3)で示される。
このため、異常判定器27は、この通常の偏差よりも大きな偏差(判定閾値)が任意に設定される所定の時間以上継続した場合に、コントローラ4の動作が以上であると判定する。
また、遮断器8は、インバータ3からモータ2に電力を供給する線のうち、2本を遮断するようになっているが、3本全てを遮断する構成であってもよい。
Claims (8)
- 操舵力を検出するトルクセンサと、
前記操舵力を補助するブラシレスモータと、
前記ブラシレスモータを駆動するインバータと、
前記トルクセンサの出力に応じて前記ブラシレスモータに通電する目標電流を算出し、前記目標電流に基づいて前記インバータを介して前記ブラシレスモータを制御する制御手段と、
前記制御手段の動作状態を監視する監視手段と
を備え、
前記制御手段は、前記目標電流に応じて算出した参照電流を前記監視手段に送信し、
前記監視手段は、所定の周期で前記ブラシレスモータの所定の相に通電される駆動電流を検出し、前記駆動電流と前記参照電流との差が異常条件を満たした場合に、前記制御手段が異常であると判定して前記ブラシレスモータの駆動を停止すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 前記ブラシレスモータの回転子の回転位置を検出する回転位置検出手段をさらに備え、
前記所定の周期は、前記回転位置検出手段のsin相出力およびcos相出力の振幅がほぼ0となる周期であることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。 - 前記制御手段は、前記目標電流をd軸(磁束軸)目標電流と、前記d軸目標電流に直交するq軸(トルク軸)目標電流とに分割し、前記d軸目標電流と前記q軸目標電流とから前記参照電流を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記異常条件は、前記駆動電流と前記参照電流との差が所定の判定閾値以上となる状態が所定時間継続することであることを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記制御手段は、前記所定の判定閾値を起動時に一度だけ前記監視手段に伝達することを特徴とする請求項4に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記監視手段は、前記インバータを構成するスイッチング素子の動作を停止して前記ブラシレスモータの駆動を停止することを特徴とする請求項1から請求項5までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記監視手段は、前記インバータへの電源の供給を停止して前記ブラシレスモータの駆動を停止することを特徴とする請求項1から請求項5までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
- 前記監視手段は、前記インバータと前記ブラシレスモータとの接続を遮断して前記ブラシレスモータの駆動を停止することを特徴とする請求項1から請求項5までの何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
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