JP2008087756A - Electric power steering device - Google Patents

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智宗 久永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a driver from feeling uncomfortable by employing a motor rotating angle detecting means by a simple constitution to suppress an increase in the number of parts and cost. <P>SOLUTION: An electric power steering device comprises a motor relative angle detecting means 48. The motor relative-angle detecting means 48 further comprises: motor relative angle information calculating parts 48a-48c for calculating the relative angle information of an electric motor according to a steering stroke of a driver with respect to a steering system; and a relative angle information compensating part 48e for preventing the motor relative angle information calculating parts from being brought into a state that the relative angle information calculating part cannot acquire the relative angle information, and thereby allowing the generation of the relative angle information at all times. A motor control means controls the drive of the electric motor of the electric power steering device from an optional actual angle without setting an initial angle in the start of the drive on the basis of the relative angle information detected by the motor relative angle detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵系に対して入力される操舵トルクに応じた操舵補助力を発生する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus that generates a steering assist force according to a steering torque input to a steering system.
この種の電動パワーステアリング装置としては、例えば位置検出手順で、電動機の角度位置を検出し、異常検出手順で、位置検出手順より出力された位置信号の振幅値が、前記電動機の回転角位置に応じて変動し予め定めた所定値より低くなる場合の有無に基づき前記位置検出手順の異常を検出し、異常検出手順により前記位置検出手順の異常が検出された後、前記電動機の回転角度位置の変化に応じて前記位置信号の振幅値が所定のレベル以上となる回転角度位置ではトルク制御手順を実行して操舵力を補助するトルクを出力し、前記位置信号の振幅値が所定のレベル以下となる前記電動機の回転角度位置ではトルクゼロ制御手順を実行して出力トルクをゼロとすることにより、位置検出手順の異常時に突然アシストを停止してマニュアルステアリング状態としても、車両状態による反力によりステアリングホイールが急激に戻されることを防止する電動パワーステアリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of electric power steering device, for example, the position of the motor is detected by a position detection procedure, and the amplitude value of the position signal output from the position detection procedure by the abnormality detection procedure is changed to the rotation angle position of the motor. The position detection procedure is detected based on the presence or absence of a fluctuation depending on whether the position detection procedure is less than a predetermined value, and the abnormality detection procedure detects an abnormality in the position detection procedure. A torque control procedure is executed at a rotational angle position where the amplitude value of the position signal is greater than or equal to a predetermined level according to a change, and torque for assisting steering force is output, and the amplitude value of the position signal is less than or equal to a predetermined level. At the rotational angle position of the motor, the torque zero control procedure is executed and the output torque is set to zero. Even tearing state, the steering wheel has been known an electric power steering device for preventing be rapidly returned by the reaction force due to the vehicle state (e.g., see Patent Document 1).
また、ロータ位置の検出機能に異常が生じ、ブラシレスモータが回転中であるときには、予め設定された固定パターンで電磁コイルの電流の向きを順に切り換える制御を行わせ、ブラシレスモータが停止してしまっているときには、駆動信号を低周波から徐々に高周波に切り換えて、ブラシレスモータを起動させるようにした車両用ブラシレスモータの制御装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Also, when an abnormality occurs in the rotor position detection function and the brushless motor is rotating, control is performed to switch the current direction of the electromagnetic coil in order with a preset fixed pattern, and the brushless motor stops. A control device for a brushless motor for a vehicle has been proposed in which a drive signal is gradually switched from a low frequency to a high frequency to activate a brushless motor (see, for example, Patent Document 2).
さらに、操舵トルクに応じた波高値の正弦波を発生する基準波発生器の出力と、これとモータ電流との偏差を増幅する誤差増幅器の出力とを位相比較器と、その位相比較出力が入力されて電圧制御出力を基準波発生器に出力する電圧制御発振器とでPLL回路を構成することにより、回転角センサを用いることなく、ブラシレスモータを駆動するようにした車両用操舵装置も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特許第3600805号明細書(第1頁、図7) 特開2005−253226号公報(第1頁、図2) 特開2003−40119号公報(第1頁、図2)
Furthermore, the output of the reference wave generator that generates a sine wave with a peak value corresponding to the steering torque and the output of the error amplifier that amplifies the deviation between this and the motor current are input to the phase comparator and the phase comparison output. There is also proposed a vehicle steering apparatus that drives a brushless motor without using a rotation angle sensor by configuring a PLL circuit with a voltage controlled oscillator that outputs a voltage controlled output to a reference wave generator. (For example, see Patent Document 3).
Japanese Patent No. 36000805 (first page, FIG. 7) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-253226 (first page, FIG. 2) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-40119 (first page, FIG. 2)
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、例えば車両が旋回状態であって、ステアリングホイールを切り増し方向の修正舵を当てる場合に、ステアリングホイール反力が電動パワーステアリングのアシストが得られない状態と同等の大きさとなり、運転者に対して不快感を与えるという未解決の課題がある。
また、上記特許文献2に記載の従来例にあっては、電動パワーステアリング装置としては、位置検出センサが異常となったときに、予め決められたパターンでモータを駆動した場合、運転者の意図に反してステアリングホイール回転する可能性があり、運転者の意志に従ったモータ駆動を行うことができないという未解決の課題がある。
However, in the conventional example described in Patent Document 1 described above, for example, when the vehicle is in a turning state and the steering wheel is turned up and the correction rudder in the direction is applied, the steering wheel reaction force is assisted by the electric power steering. There is an unsolved problem that the size is the same as that of the unobtainable state and the driver is uncomfortable.
Further, in the conventional example described in the above-mentioned Patent Document 2, when the motor is driven with a predetermined pattern when the position detection sensor becomes abnormal as the electric power steering device, the driver's intention is On the other hand, there is a possibility that the steering wheel rotates, and there is an unsolved problem that the motor drive according to the will of the driver cannot be performed.
さらに、上記特許文献3に記載の従来例にあっては、特に電動パワーステアリングステアリングに使用するモータとしては、電源がオフされている時にステアリングホイールを回転させることが容易に想定されると共に、停車時のステアリングホイール位置を特定することはできないため、モータの初期角度を想定することはできず、運転者に違和感を与
えることを完全に防止することはできない、このため、特許文献3に記載の従来例をモータ回転角検出異常時の代替制御装置として使用することが考えられるが、この場合には、通常の制御回路構成以外にPLL回路等を設けてセンサレス駆動を前提としたアナログ回路構成が必要となるか、それと同等の演算が可能な高性能な演算処理装置を必要とし、部品点数が増加すると共に、コストが嵩むという未解決の課題がある。
Furthermore, in the conventional example described in Patent Document 3, it is assumed that the motor used for the electric power steering is particularly easy to rotate the steering wheel when the power is off, and the vehicle is stopped. Since the position of the steering wheel at the time cannot be specified, the initial angle of the motor cannot be assumed, and it is impossible to completely prevent the driver from feeling uncomfortable. Although it is conceivable to use the conventional example as an alternative control device when the motor rotation angle detection is abnormal, in this case, an analog circuit configuration based on sensorless drive is provided by providing a PLL circuit in addition to the normal control circuit configuration. This requires a high-performance processing unit that can perform the same or equivalent calculations, increasing the number of parts and cost. There is an unsolved problem in that increase.
また、上記以外にも、角速度に比例する逆起電力を用いたセンサレスブラシレスモータの駆動方法が種々提案されているが、速度零付近の制御が困難であり、実現する場合に非常に高速な演算を行うことが可能なCPUを必要とし、また非常に複雑且つ難解なアルゴリズムを必要とする公知例が存在する。しかも、公知例の多くはブラシレスモータが一定方向に回転し続けることを前提としている(回転方向の反転には例えばスイッチで回転方向切り換える等の手法が前提となっている)ため、電動パワーステアリング装置のような、マスタ/スレーブ制御には適さないか、適用しようとすると非常に高速な演算が可能なCPUを必要とする等コストが嵩む要因となる。   In addition to the above, various sensorless brushless motor driving methods using a counter electromotive force proportional to the angular velocity have been proposed. However, it is difficult to control near zero speed, and very high-speed calculation is required for realization. There is a known example that requires a CPU capable of performing the above and requires a very complicated and difficult algorithm. Moreover, since many of the known examples are based on the premise that the brushless motor continues to rotate in a certain direction (reversal of the rotation direction is premised on a method such as switching the rotation direction with a switch), the electric power steering device As such, it is not suitable for master / slave control, or if it is to be applied, a CPU that can perform very high-speed computation is required, which causes a cost increase.
このため、正常時は角度検出器を用いて制御を行っている電動パワーステアリング装置で、角度検出器が異常になった場合など、角度情報を正しく得られない状態となった場合にセンサレスでモータ駆動を行うことができず、フェールセーフを発動して操舵補助制御を停止するしか方法が無いという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、部品点数の増加やコストアップを抑制した簡素な構成のモータ相対角度検出手段を使用して運転者に不快感を与えることを抑制することができる電動式パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
For this reason, an electric power steering device that is controlled using an angle detector under normal conditions, such as when the angle detector becomes abnormal, such as when angle information cannot be obtained correctly, the sensorless motor There is an unsolved problem that driving cannot be performed and there is no other way but to activate the fail safe and stop the steering assist control.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, and it is possible for the driver to use a motor relative angle detection means having a simple configuration that suppresses an increase in the number of parts and an increase in cost. An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can suppress discomfort.
上記目的を達成するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、運転者の前記操舵系に対する操舵量に応じた前記電動モータの相対角度情報を算出するモータ相対角度情報算出部と、該モータ相対角度情報算出部が相対角度情報を得られない状態となることを防止して常時相対角度情報の生成を可能とする相対角度情報補完部とを有するモータ相対角度検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記モータ相対角度検出手段で検出した相対角度情報に基づいて駆動開始時に初期角度を設定することなく任意の実角度から前記電動モータを駆動制御するように構成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric power steering apparatus according to a first aspect of the present invention includes an electric motor that generates a steering assist force for a steering system, and steering torque detection means that detects a steering torque transmitted to the steering system. And a motor control means for calculating a steering assist command value based on the steering torque detected by the steering torque detecting means and drivingly controlling the electric motor based on the calculated steering assist command value. A motor relative angle information calculation unit that calculates relative angle information of the electric motor according to a steering amount of the driver with respect to the steering system, and a state in which the motor relative angle information calculation unit cannot obtain relative angle information. A motor relative angle detecting means having a relative angle information complementing unit that can always generate relative angle information by preventing Is configured to drive and control the electric motor from an arbitrary actual angle without setting an initial angle at the start of driving based on relative angle information detected by the motor relative angle detecting means. .
また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値及び前記モータ回転角検出手段で検出したモータ回転角とに基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、前記モータ回転角検出手段の異常を検出するモータ回転角異常検出手段と、運転者の前記操舵系に対する操舵量に応じた前記電動モータの相対角度情報を算出するモータ相対角度情報算出部と、該モータ相対角度情報算出部が相対角度情報を得られない状態となることを防止して常時相対角度情報の生成を可能とする相対角度情報補完部とを有するモータ相対角度検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記モータ回転角異常検出手段で前記モータ回転角異常検出手段の異常を検出していないときに、当該回転角検出手段で検出したモータ回転角情報を選択し、前記モータ回転角異常検出手段で、前記モータ回転角検出手段の異常を検出したときに、前記モータ相対角度検出手段で検出した相対角度情報を選択し、選択した前記モータ回転角情報又は相対角度情報に基づいて前記電動モータを駆動制御するように構成されていることを特徴としている。   The electric power steering apparatus according to claim 2 is transmitted to the steering system, an electric motor that generates a steering assist force for the steering system, motor rotation angle detection means that detects a rotation angle of the electric motor, and the like. Steering torque detecting means for detecting steering torque, and a steering assist command value is calculated based on the steering torque detected by the steering torque detecting means, and the calculated steering assist command value and motor rotation detected by the motor rotation angle detecting means An electric power steering apparatus comprising: a motor control unit that drives and controls the electric motor based on an angle; a motor rotation angle abnormality detection unit that detects an abnormality of the motor rotation angle detection unit; A motor relative angle information calculation unit that calculates relative angle information of the electric motor according to a steering amount with respect to a steering system, and the motor relative angle information calculation unit includes a relative angle A motor relative angle detection unit having a relative angle information complementing unit that prevents generation of information and always generates relative angle information, and the motor control unit includes the motor rotation angle. When the abnormality detection means does not detect the abnormality of the motor rotation angle abnormality detection means, the motor rotation angle information detected by the rotation angle detection means is selected, and the motor rotation angle abnormality detection means selects the motor rotation angle. When detecting abnormality of the detecting means, the relative angle information detected by the motor relative angle detecting means is selected, and the electric motor is driven and controlled based on the selected motor rotation angle information or relative angle information. It is characterized by being.
さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2に係る発明において前記モータ制御手段は、前記相対角度情報に基づいて前記電動モータを駆動制御する時に、初期角度を設定することなく任意の実角度から駆動するように構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至3の何れか1つに係る発明において、前記モータ相対角度情報補完部は、前記モータ相対角度情報算出部で算出した相対角度情報に、所要時に所定周期毎に符号を変更するオフセット値を加算することにより、相対角度情報を得られない状態となることを防止するように構成されていることを特徴としている。
Further, according to a third aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the second aspect of the present invention, wherein the motor control means arbitrarily sets an initial angle when driving the electric motor based on the relative angle information. It is characterized by being configured to drive from the actual angle.
Furthermore, the electric power steering device according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the motor relative angle information complementing unit is calculated by the relative angle calculated by the motor relative angle information calculating unit. The information is configured to prevent the relative angle information from being obtained by adding an offset value that changes the sign for each predetermined period when necessary.
なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置は、請求項4に係る発明において、前記モータ相対角度情報補完部は、相対角速度を検出し、検出した相対角速度が少なくとも零近傍となったときに、前記モータ相対角度算出部により相対角度情報が得られるまでの不感帯を確実に超えるようにオフセット量と周期とを決定するように構成されていることを特徴としている。   Still further, the electric power steering apparatus according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the motor relative angle information complementing unit detects a relative angular velocity, and the detected relative angular velocity is at least near zero. The offset amount and the period are determined so as to surely exceed the dead zone until the relative angle information is obtained by the motor relative angle calculation unit.
また、請求項6に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至5の何れかに係る発明において、前記モータ相対角度算出部は、算出した相対角度情報及び当該相対角度情報を算出するための入力値の少なくとも一方の異常を検出する相対角度算出異常状態を検出する相対角度算出異常検出手段を有し、該相対角度算出異常検出手段により相対角度算出異常状態が検出された場合、異常が検出されていない他の入力値に基づいて相対角度情報を算出するように構成されていることを特徴としている。   An electric power steering apparatus according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the motor relative angle calculation unit calculates the calculated relative angle information and an input for calculating the relative angle information. Relative angle calculation abnormality detecting means for detecting a relative angle calculation abnormality state for detecting at least one abnormality of the value, and when the relative angle calculation abnormality detection state is detected by the relative angle calculation abnormality detection means, an abnormality is detected. Relative angle information is calculated based on other input values that are not present.
さらに、請求項7に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至6の何れか1つに係る発明において、前記モータ相対角度算出部は、前記電動モータの回転方向を前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて決定するように構成されていることを特徴としている。
さらにまた、請求項8に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1乃至7の何れか1つに係る発明において、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備えていることを特徴としている。
The electric power steering apparatus according to a seventh aspect is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the motor relative angle calculation unit detects the rotation direction of the electric motor by the steering torque detecting means. It is characterized in that it is determined based on the steering torque.
Furthermore, in the electric power steering apparatus according to claim 8, in the invention according to any one of claims 1 to 7, the motor relative angle calculation unit increases an error of the calculated motor relative angle with respect to the actual angle. A correction state detection unit that detects that the correction state is required and a relative angle information correction unit that corrects the relative angle information when the correction state is detected by the correction state detection unit. It is said.
なおさらに、請求項9に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明において、前記モータ回転角検出手段は、正弦波及び余弦波の2系統又は他の異なる2系統以上の回転角検出信号を出力するように構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、正弦波及び余弦波の何れか一方の振幅が所定範囲外となったときにモータ回転角異常を検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、正常な正弦波及び余弦波の何れか他方の振幅が最大値及び最小値に達したときに要補正状態であることを検出し、前記相対角度補正手段は、要補正状態であるときに、そのときの実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴としている。   Still further, according to a ninth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to the second or third aspect, wherein the motor rotation angle detection means includes two sine wave and cosine wave rotation systems or other two or more different rotation angles. The motor rotation angle abnormality detecting means is configured to output a detection signal, and detects the motor rotation angle abnormality when the amplitude of one of the sine wave and the cosine wave is out of a predetermined range. The angle calculation unit includes a correction required state detection unit that detects that a correction required state in which an error with respect to the actual angle of the calculated motor relative angle is increased, and when the correction required state is detected by the correction required state detection unit, Relative angle information correcting means for correcting relative angle information, and the required correction state detecting means needs to be corrected when the amplitude of one of the normal sine wave and cosine wave reaches the maximum value and the minimum value. It detects that is, the relative angle correcting unit, when a main correction state, in actual angle at that time, is characterized in that it is configured to correct the relative angle information.
また、請求項10に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明に
おいて、前記モータ回転角検出手段は、正弦波及び余弦波の2系統の回転角検出信号を出力するように構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、正弦波の二乗値及び余弦波の二乗値との和が“1”であるか否かを検出することにより両波のショートを検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、ショートした正弦波及び余弦波の振幅が最小値及び最大値に達したときに要補正状態であることを検出し、前記相対角度情報補正手段は、要補正状態であるときに、そのときの実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴としている。
An electric power steering apparatus according to a tenth aspect is the invention according to the second or third aspect, wherein the motor rotation angle detecting means outputs two rotation angle detection signals of a sine wave and a cosine wave. The motor rotation angle abnormality detecting means detects a short of both waves by detecting whether or not the sum of the square value of the sine wave and the square value of the cosine wave is “1”, and the motor relative The angle calculation unit includes a correction required state detection unit that detects that a correction required state in which an error with respect to the actual angle of the calculated motor relative angle is increased, and when the correction required state is detected by the correction required state detection unit, Relative angle information correction means for correcting relative angle information is provided, and the required correction state detection means detects that the correction is required when the amplitudes of the shorted sine wave and cosine wave reach the minimum and maximum values. The relative angle information correcting unit, when a main correction state, in actual angle at that time, is characterized in that it is configured to correct the relative angle information.
さらに、請求項11に係る電動パワーステアリング装置は、請求項2又は3に係る発明において、前記モータ回転角検出手段は、多相の極位置信号を出力する極位置センサで構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、前記極位置センサから出力される極位置信号に基づいて1つの極位置センサの異常を検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、極位置センサの異常状態に応じて360度のうち一意に決まる極位置信号配列となったときに、要補正状態であることを検出し、前記相対角度情報補正手段は、要補正状態であるときに、該当する極位置信号配列の実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴としている。   Furthermore, an electric power steering apparatus according to an eleventh aspect is the invention according to the second or third aspect, wherein the motor rotation angle detecting means includes a pole position sensor that outputs a multi-phase pole position signal, and the motor rotation The angle abnormality detection means detects an abnormality of one pole position sensor based on the pole position signal output from the pole position sensor, and the motor relative angle calculation unit has an error relative to the actual angle of the calculated motor relative angle. A required correction state detecting means for detecting an increase in the required correction state; and a relative angle information correcting means for correcting the relative angle information when the required correction state is detected by the required correction state detection means. The correction state detection means detects the correction required state when the pole position signal array uniquely determined out of 360 degrees according to the abnormal state of the pole position sensor, and detects the relative state. Degree information correcting unit, when a main correction state, the real angle of the corresponding pole position signal sequence is characterized in that it is configured to correct the relative angle information.
本発明によれば、運転者の操舵量に応じた電動モータの相対角度情報算出部でモータの相対角速度、相対角度等の相対角度情報を算出し、相対角度情報補完部で、運転者の操舵量から相対角度情報が得られなくなることを防止して常時相対角度情報の出力を可能としたので、初期の実モータ角が定まらない状態でも、簡素な構成で、モータの相対角度を確実に検出することができ、モータ制御手段による電動モータの駆動制御を継続して、運転者の意図に応じた操舵補助力を発生させることができ、部品点数の増加やシステムのコストアップを招くことがないと共に、運転者に違和感を与えることなく操舵補助制御を継続することができるという効果が得られる。   According to the present invention, the relative angle information of the electric motor according to the steering amount of the driver calculates relative angle information such as the relative angular velocity and relative angle of the motor, and the relative angle information complementing unit calculates the driver's steering. Relative angle information is prevented from being obtained from the amount, and relative angle information can be output at all times, so the relative angle of the motor can be reliably detected with a simple configuration even when the initial actual motor angle is not fixed. The driving control of the electric motor by the motor control means can be continued to generate the steering assisting force according to the driver's intention, which does not increase the number of parts and increase the system cost. In addition, there is an effect that the steering assist control can be continued without giving the driver a sense of incongruity.
このとき、モータの相対角度が実角度に対する誤差量が大きくなり続けるおそれがある要補正状態となったときに、その時の状態に応じてモータの相対角度情報を補正することにより、相対角度情報の誤差が拡大されることを確実に防止することができる。   At this time, when the relative angle of the motor enters a correction state in which the amount of error with respect to the actual angle may continue to increase, by correcting the relative angle information of the motor according to the state at that time, It is possible to reliably prevent the error from being enlarged.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す全体構成図であって、図中、1は通常の車両に搭載されているバッテリであって、このバッテリ1から出力されるバッテリ電圧Vbがヒューズ2を介して制御装置3に入力される。この制御装置3は、ヒューズ2を介して入力されるバッテリ電圧Vbが図3中に示すリレー4を介して入力された操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ5を駆動するモータ駆動手段としてのモータ駆動回路6を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a battery mounted on a normal vehicle, and a battery voltage Vb output from the battery 1 is a fuse 2. Is input to the control device 3. The control device 3 is a motor drive that drives an electric motor 5 that generates a steering assist force for a steering system in which a battery voltage Vb input via a fuse 2 is input via a relay 4 shown in FIG. A motor drive circuit 6 is provided as means.
ここで、電動モータ5は、例えば三相交流駆動されるスター(Y)結線されたブラシレスモータで構成され、電動パワーステアリング装置の操舵補助力を発生する操舵補助力発生用モータとして動作する。この電動モータ5は、ステアリングホイール11が接続されたステアリングシャフト12に減速機構13を介して連結され、このステアリングシャフ
ト12がラックピニオン機構14に連結され、このラックピニオン機構14がタイロッド等の連結機構15を介して左右の転舵輪16に連結されている。
Here, the electric motor 5 is composed of, for example, a star (Y) -connected brushless motor driven by three-phase alternating current, and operates as a steering assist force generating motor that generates a steering assist force of the electric power steering apparatus. The electric motor 5 is coupled to a steering shaft 12 to which a steering wheel 11 is connected via a speed reduction mechanism 13, the steering shaft 12 is coupled to a rack and pinion mechanism 14, and the rack and pinion mechanism 14 is coupled to a coupling mechanism such as a tie rod. 15 is connected to the left and right steered wheels 16.
そして、ステアリングシャフト12には、ステアリングホイール11に入力された操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ17が配設されていると共に、電動モータ5にはモータ回転角を検出するレゾルバ18が配設され、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク検出信号及びレゾルバ18で検出したモータ回転角検出信号が制御装置3へ入力されている。   The steering shaft 12 is provided with a steering torque sensor 17 for detecting the steering torque input to the steering wheel 11, and the electric motor 5 is provided with a resolver 18 for detecting a motor rotation angle. A steering torque detection signal detected by the steering torque sensor 17 and a motor rotation angle detection signal detected by the resolver 18 are input to the control device 3.
ここで、操舵トルクセンサ17は、ステアリングホイール11に付与されてステアリングシャフト12に伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを図示しない入力軸及び出力軸間に介挿したトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を磁気信号で検出し、それを電気信号に変換するように構成されている。この操舵トルクセンサ17は、図2に示すように、入力される操舵トルクが零のときには、所定の中立操舵トルク検出値T0となり、この状態から例えば右切りすると、操舵トルクの増加に応じて中立操舵トルク検出値T0より増加する値となり、操舵トルクが零の状態から左切りすると操舵トルクの増加に応じて中立操舵トルクT0より減少する操舵トルク検出値Tを出力するように構成されている。 Here, the steering torque sensor 17 detects the steering torque applied to the steering wheel 11 and transmitted to the steering shaft 12, and for example, a torsion bar in which the steering torque is inserted between an input shaft and an output shaft (not shown). The torsional angular displacement is converted into an electrical signal, and the torsional angular displacement is detected with a magnetic signal and converted into an electrical signal. As shown in FIG. 2, the steering torque sensor 17 has a predetermined neutral steering torque detection value T 0 when the input steering torque is zero. The steering torque detection value T is a value that increases from the neutral steering torque detection value T 0 , and when the steering torque is turned to the left from the zero state, the steering torque detection value T that decreases from the neutral steering torque T 0 according to the increase of the steering torque is output. ing.
モータ駆動回路6は、図3に示すように、2つの電界効果トランジスタQaa及びQabが直列に接続された直列回路と、この直列回路と並列に接続された同様に2つの電界効果トランジスタQba及びQbbの直列回路、電界効果トランジスタQca及びQcbの直列回路とで構成されるインバータ回路21を有する。このインバータ回路21の電界効果トランジスタQaa及びQabの接続点、電界効果トランジスタQba及びQbbの接続点並びに電界効果トランジスタQca及びQcbの接続点が電動モータ5のスター結線された各励磁コイルLa、Lb並びにLcに接続され、さらにインバータ回路21から電動モータ5に出力されるモータ駆動電流Ia、Ibがモータ電流検出回路7で検出される。   As shown in FIG. 3, the motor driving circuit 6 includes a series circuit in which two field effect transistors Qaa and Qab are connected in series, and two field effect transistors Qba and Qbb connected in parallel to the series circuit. And an inverter circuit 21 including a series circuit of field effect transistors Qca and Qcb. In the inverter circuit 21, the connection points of the field effect transistors Qaa and Qab, the connection points of the field effect transistors Qba and Qbb, and the connection points of the field effect transistors Qca and Qcb are connected to the respective excitation coils La, Lb connected to the electric motor 5 in a star connection. Motor drive currents Ia and Ib connected to Lc and output from the inverter circuit 21 to the electric motor 5 are detected by the motor current detection circuit 7.
また、モータ駆動回路は、インバータ回路21の各電界効果トランジスタFET1〜FET6を制御するFETゲート駆動回路22を有する。このFETゲート駆動回路22は、インバータ回路21の電界効果トランジスタFET1〜FET6を、後述するマイクロコンピュータ30から出力される電流指令値Iat、Ibt及びIctに基づいて決定されるデューティ比Da、Db及びDcのPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際に電動モータ5に流れる電流Ia、Ib及びIcの大きさが制御される。ここで、デューティ比Da、Db及びDcの大きさに伴って上アームを構成するFET1、FET3及びDFET5と下アームを構成するFET2、FET4及びFET6は、夫々アームショートを避けるためのデッドタイムを持ってPWM駆動される。   The motor drive circuit also includes an FET gate drive circuit 22 that controls the field effect transistors FET1 to FET6 of the inverter circuit 21. The FET gate drive circuit 22 is configured to cause the field effect transistors FET1 to FET6 of the inverter circuit 21 to have duty ratios Da, Db, and Dc determined based on current command values Iat, Ibt, and Ict output from a microcomputer 30 described later. Are turned on / off by a PWM (pulse width modulation) signal, and the magnitudes of the currents Ia, Ib and Ic actually flowing in the electric motor 5 are controlled. Here, the FET1, FET3, and DFET5 that constitute the upper arm and the FET2, FET4, and FET6 that constitute the lower arm each have a dead time for avoiding an arm short according to the duty ratios Da, Db, and Dc. PWM drive.
さらに、制御装置3はゲート駆動回路22に対して電動モータ5で操舵補助力を発生させるデューティ比のパルス幅変調信号を供給するマイクロコンピュータ30を有する。
このマイクロコンピュータ30には、電動モータ5の各相電流を検出する電流検出回路7から入力される各相電流検出値Ia〜Icと、電動モータ5の各相の端子電圧を検出する端子電圧検出回路8から入力される各相端子電圧Va〜Vcとが入力されると共に、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク信号がA/D変換回路31を介して入力され、レゾルバ18の出力信号が入力されたモータ回転角信号を出力するモータ回転角検出回路32からのモータ回転角信号sinθ及びcosθ が入力端子に入力され、さらに車速
Vsを検出する車速センサ33から出力される車速検出値Vsが入力される。
Further, the control device 3 includes a microcomputer 30 that supplies a pulse width modulation signal having a duty ratio for generating a steering assist force by the electric motor 5 to the gate drive circuit 22.
The microcomputer 30 includes phase current detection values Ia to Ic input from the current detection circuit 7 that detects each phase current of the electric motor 5 and terminal voltage detection that detects a terminal voltage of each phase of the electric motor 5. The phase terminal voltages Va to Vc inputted from the circuit 8 are inputted, the steering torque signal detected by the steering torque sensor 17 is inputted via the A / D conversion circuit 31, and the output signal of the resolver 18 is inputted. Motor rotation angle signals sin θ and cos θ from the motor rotation angle detection circuit 32 that outputs the motor rotation angle signal thus output. Is input to the input terminal, and the vehicle speed detection value Vs output from the vehicle speed sensor 33 that detects the vehicle speed Vs is input.
このマイクロコンピュータ30には、ヒューズ2に接続されて例えば5Vのマイクロコンピュータ用電源を形成する安定化電源回路34から出力される安定化電源が制御電源として入力されている。
ここで、モータ回転角検出回路32は、所定の周波数を有する搬送波信号sinωtをレゾルバ18に供給して、この搬送波信号sinωtを正弦波sinθで振幅変調した波形を有する正弦波信号(sinωt・sinθ)及び搬送波信号sinωtを余弦波cosθで振幅変調した波形を有する余弦波信号(sinωt・cosθ)を発生させ、これら正弦波信号(sinωt・sinθ)及び余弦波信号(sinωt・cosθ)をA/D変換器35及び36を介してマイクロコンピュータ30に入力すると共に、搬送波sinωtの例えば正のピーク時期を検出してピーク検出パルスPpをマイクロコンピュータ30に入力する。
The microcomputer 30 is supplied with a stabilized power supply as a control power supply that is output from a stabilized power supply circuit 34 that is connected to the fuse 2 and forms, for example, a 5 V microcomputer power supply.
Here, the motor rotation angle detection circuit 32 supplies a carrier wave signal sin ωt having a predetermined frequency to the resolver 18, and a sine wave signal (sin ωt · sin θ) having a waveform obtained by amplitude-modulating the carrier wave signal sin ωt with a sine wave sin θ. And a cosine wave signal (sin ωt · cos θ) having a waveform obtained by amplitude-modulating the carrier signal sin ωt with a cosine wave cos θ, and A / D conversion of the sine wave signal (sin ωt · sin θ) and the cosine wave signal (sin ωt · cos θ). For example, a positive peak time of the carrier wave sin ωt is detected and a peak detection pulse Pp is input to the microcomputer 30 through the devices 35 and 36.
マイクロコンピュータ30の構成は、機能ブロック図で表すと図4に示すようになり、後述するフェールセーフ処理部49からのフェールセーフ信号SFによって操舵トルクセンサ17から入力される操舵トルクTの急激な変化を抑制して徐々に変化させる徐変制御部41と、この徐変制御部41で急激な変化が制限された操舵トルクTsと車速センサ33で検出した車速Vsが入力されると共に、後述する角速度・角加速度検出部から入力される角速度ωe及び角加速度αに基づいてベクトル制御を行って3相の電流指令値Ia*〜Ic*を算出する電流指令値算出部42と、この電流指令値算出部42から出力される電流指令値Ia*〜Ic*を後述するフェールセーフ処理部49からのフェールセーフ信号SFによって制限する電流出力制限部43と、この電流出力制限部43から出力される電流指令値Ia*〜Ic*と電流検出回路7から入力される相電流検出値Ia〜Icを減算して偏差ΔIa〜ΔIcを算出する減算部44と、この減算部44から出力される偏差ΔIa〜ΔIcを例えば比例・積分(PI)制御して指令電圧Va*〜Vc*をモータ駆動回路6のFETゲート駆動回路22に出力する電流制御部45と、電流検出回路7から入力される電流検出値Ia〜Icと、端子電圧検出回路8から入力される端子電圧Va〜Vcとが入力され、これらに基づいて各モータコイルの線間で発生する線間逆起電圧EMFab、EMFbc、EMFcaを演算する逆起電圧演算部46と、モータ回転角検出回路32から入力される正弦波信号(sinωt・sinθ)及び余弦波信号(sinωt・cosθ)とピーク検出パルスPpとに基づいて電気角で表されるモータ回転角θeを演算するモータ回転角演算部47と、逆起電圧演算部46で演算された線間逆起電圧EMFab、EMFbc、EMFcaとモータ回転角演算部47で演算されたモータ回転角θeとに基づいて角速度及び角加速度を算出する相対角度及び実角度情報検出手段としての回転角速度・角加速度演算部48と、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルクTs、車速センサ6で検出した車速検出値Vs及びモータ回転角演算部47で演算されたモータ回転角θeが入力され、これらに基づいて操舵トルクセンサ17、車速センサ33及びレゾルバ18、モータ回転角検出回路32、モータ回転角演算部47の異常を検出してフェールセーフ処理を行うモータ回転角異常検出手段としてのフェールセーフ処理部49とを備えている。 The configuration of the microcomputer 30 is represented by a functional block diagram as shown in FIG. 4, and a sudden change in the steering torque T input from the steering torque sensor 17 by a fail-safe signal SF from a fail-safe processing unit 49 to be described later. A gradual change control unit 41 that suppresses the gradual change, a steering torque Ts whose rapid change is restricted by the gradual change control unit 41, and a vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 33 are input, and an angular velocity to be described later A current command value calculation unit 42 that performs vector control based on the angular velocity ωe and the angular acceleration α input from the angular acceleration detection unit to calculate three-phase current command values Ia * to Ic * , and this current command value calculation current output be limited by the fail-safe signal SF from the fail-safe processing unit 49 to be described later current command value Ia * ~Ic * output from the section 42 A limited section 43 calculates a deviation ΔIa~ΔIc the phase current detection value Ia~Ic inputted from the current command value Ia * ~Ic * and current detection circuit 7 output from the current output limiting section 43 subtracts The subtractor 44 and the currents that output the command voltages Va * to Vc * to the FET gate drive circuit 22 of the motor drive circuit 6 by controlling the deviations ΔIa to ΔIc output from the subtractor 44 by, for example, proportional / integral (PI) control. The control unit 45, current detection values Ia to Ic input from the current detection circuit 7, and terminal voltages Va to Vc input from the terminal voltage detection circuit 8 are input. , The back electromotive force calculation unit 46 for calculating the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa generated by the motor, the sine wave signal (sinωt · sinθ) and the cosine input from the motor rotation angle detection circuit 32. A motor rotation angle calculation unit 47 that calculates a motor rotation angle θe represented by an electrical angle based on the signal (sin ωt · cos θ) and the peak detection pulse Pp, and a line back electromotive force calculated by the counter electromotive voltage calculation unit 46 Rotational angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 as a relative angle and actual angle information detection unit that calculates angular velocity and angular acceleration based on the voltages EMFab, EMFbc, EMFCa and the motor rotation angle θe calculated by the motor rotation angle calculation unit 47. Then, the steering torque Ts detected by the steering torque sensor 17, the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 6, and the motor rotation angle θe calculated by the motor rotation angle calculation unit 47 are input, and the steering torque sensor 17 is based on these. , The vehicle speed sensor 33 and the resolver 18, the motor rotation angle detection circuit 32, and the motor rotation angle calculation unit 47 are detected to detect a failure and perform fail-safe processing. And a fail safe processing unit 49 as a motor rotation angle abnormality detecting means for performing.
ここで、電流指令値算出部42は、図5に示すように、操舵トルクセンサ17から入力される操舵トルクTsと車速検出値Vsとに基づいて図6に示す操舵補助電流指令値IM *を算出する操舵補助電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値IM *を算出する操舵補助トルク指令値演算部42Aと、この操舵補助トルク指令値演算部42Aで算出した操舵補助電流指令値IM *に対して後述する角速度・角加速度演算部48から入力される角速度ωe及び角加速度αに基づいて補償を行う指令値補償部42Bと、この指令値補償部42Bで補償された補償後トルク指令値IM *′に基づいてd−q軸電流指令値を算出し、これを3相電流指令値に変換するd−q軸電流指令値演算部42Cとで構成されている。 Here, as shown in FIG. 5, the current command value calculation unit 42 is based on the steering torque Ts input from the steering torque sensor 17 and the vehicle speed detection value Vs, and the steering assist current command value I M * shown in FIG. The steering assist torque command value calculation unit 42A that calculates the steering assist current command value I M * with reference to the steering assist current command value calculation map for calculating the steering assist current command value I M * , and the steering assist current calculated by the steering assist torque command value calculation unit 42A A command value compensation unit 42B for compensating the command value I M * based on an angular velocity ωe and an angular acceleration α input from an angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 described later, and the command value compensation unit 42B compensated the command value I M * . The dq-axis current command value calculating unit 42C calculates a dq-axis current command value based on the post-compensation torque command value I M * 'and converts it to a three-phase current command value.
操舵補助トルク指令値演算部42Aは、操舵トルクTs及び車速Vsをもとに図6に示
す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助トルク指令値IM *を算出する。
この操舵補助トルク指令値算出マップは、図6に示すように、横軸に操舵トルクTsをとり、縦軸に操舵補助トルク指令値IM *をとると共に、車速Vsをパラメータとした放物線状の曲線で表される特性線図で構成され、操舵トルクTsが“0”からその近傍の設定値Ts1までの間は操舵補助トルク指令値IM *が“0”を維持し、操舵トルクTが設定値Ts1を超えると最初は操舵補助指令値IM *が操舵トルクTの増加に対して比較的緩やかに増加するが、さらに操舵トルクTが増加すると、その増加に対して操舵補助トルク指令値IM *が急峻に増加するように設定され、この特性曲線が車速の増加に従って傾きが小さくなるように設定されている。
The steering assist torque command value calculation unit 42A calculates a steering assist torque command value I M * that is a current command value with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. 6 based on the steering torque Ts and the vehicle speed Vs. To do.
As shown in FIG. 6, the steering assist torque command value calculation map has a parabolic shape in which the horizontal axis represents the steering torque Ts, the vertical axis represents the steering assist torque command value I M * , and the vehicle speed Vs is a parameter. It is composed of a characteristic diagram represented by a curve, and the steering assist torque command value I M * is maintained at “0” while the steering torque Ts is between “0” and a set value Ts1 in the vicinity thereof, and the steering torque T is When the set value Ts1 is exceeded, initially, the steering assist command value I M * increases relatively gently with respect to the increase in the steering torque T, but when the steering torque T further increases, the steering assist torque command value with respect to the increase. I M * is set so as to increase steeply, and this characteristic curve is set so that the inclination becomes smaller as the vehicle speed increases.
指令値補償部42Bは、後述する角速度・角加速度演算部48で算出されたモータ角速度ωeに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償部51と、角速度・角加速度演算部48で算出されたモータ角加速度αに基づいて電動モータ5の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止する慣性補償部52と、セルフアライニングトルク(SAT)を推定するSAT推定フィードバック部53とを少なくとも有する。   The command value compensator 42B is calculated by the convergence compensator 51 for compensating the convergence of the yaw rate based on the motor angular velocity ωe calculated by the angular velocity / angular acceleration calculator 48 described later, and the angular velocity / angular acceleration calculator 48. Based on the motor angular acceleration α, the inertia compensator 52 that compensates for the torque equivalent generated by the inertia of the electric motor 5 to prevent deterioration of the feeling of inertia or control responsiveness, and the self-aligning torque (SAT) are estimated. And at least a SAT estimation feedback unit 53.
ここで、収斂性補償部51は、車速センサ33で検出した車速Vs及び角速度・角加速度演算部48で算出されたモータ角速度ωeが入力され、車両のヨーの収斂性を改善するためにステアリングホイール1が振れ回る動作に対して、ブレーキをかけるように、モータ角速度ωeに車速Vに応じて変更される収斂性制御ゲインKvを乗じて収斂性補償値Icを算出する。   Here, the convergence compensation unit 51 receives the vehicle speed Vs detected by the vehicle speed sensor 33 and the motor angular velocity ωe calculated by the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48, and the steering wheel in order to improve the yaw convergence of the vehicle. The convergence compensation value Ic is calculated by multiplying the motor angular velocity ωe by the convergence control gain Kv that is changed according to the vehicle speed V so that the brake is applied to the motion of 1 swinging.
また、SAT推定フィードバック部53は、操舵トルクT、角速度ω、角加速度α及び操舵補助トルク指令値演算部42Aで算出した操舵補助電流指令値IM *が入力され、これらに基づいてセルフアライニングトルクSATを推定演算する。このセルフアライニングトルクSATを算出する原理は、路面からステアリングまでの間に発生するトルクの様子を図7に示して説明する。 The SAT estimation feedback unit 53 receives the steering torque T, the angular velocity ω, the angular acceleration α, and the steering assist current command value I M * calculated by the steering assist torque command value calculation unit 42A. The torque SAT is estimated and calculated. The principle of calculating the self-aligning torque SAT will be described with reference to FIG. 7 showing the state of torque generated between the road surface and the steering.
すなわち、ドライバがステアリングホイール1を操舵することによって操舵トルクTが発生し、その操舵トルクTに従って電動モータ5がアシストトルクTmを発生する。その結果、車輪Wが転舵され、反力としてセルフアライニングトルクSATが発生する。
また、その際、電動モータ5の慣性J及び摩擦(静摩擦)Frによってステアリングホイール1の操舵の抵抗となるトルクが生じる。これらの力の釣り合いを考えると、下記(1)式のような運動方程式が得られる。
That is, when the driver steers the steering wheel 1, a steering torque T is generated, and the electric motor 5 generates an assist torque Tm according to the steering torque T. As a result, the wheel W is steered and a self-aligning torque SAT is generated as a reaction force.
Further, at that time, torque serving as a steering resistance of the steering wheel 1 is generated by the inertia J and friction (static friction) Fr of the electric motor 5. Considering the balance of these forces, the following equation of motion can be obtained:
J・α+ Fr・sign(ω) + SAT = Tm + T …(1)
ここで、上記(1)式を初期値ゼロとしてラプラス変換し、セルフアライニングトルクSATについて解くと下記(2)式が得られる。
SAT(s) = Tm(s) + T(s) − J・α(s) + Fr・sign(ω(s)) …(2)
上記(2)式から分かるように、電動モータ5の慣性J及び静摩擦Frを定数として予め求めておくことで、モータ角速度ω、回転角加速度α、アシストトルクTm及び操舵トルクTよりセルフアライニングトルクSATを推定することができる。ここで、アシストトルクTmは操舵補助電流指令値IM *に比例するので、アシストトルクTmに代えて操舵補助電流指令値IM *を適用する。
J ・ α + Fr ・ sign (ω) + SAT = Tm + T (1)
Here, when the above equation (1) is Laplace transformed with the initial value zero and the self-aligning torque SAT is solved, the following equation (2) is obtained.
SAT (s) = Tm (s) + T (s) − J · α (s) + Fr · sign (ω (s)) (2)
As can be seen from the above equation (2), the inertia J and static friction Fr of the electric motor 5 are obtained in advance as constants, so that the self-aligning torque is obtained from the motor angular velocity ω, rotational angular acceleration α, assist torque Tm, and steering torque T. The SAT can be estimated. Here, the assist torque Tm is proportional to the steering assist current command value I M *, to apply a steering assist current command value I M * in place of the assist torque Tm.
そして、慣性補償部52で算出された慣性補償値Ii及びSAT推定フィードバック部53で算出されたセルフアライニングトルクSATが加算器54で加算され、この加算器54の加算出力と収斂性補償部51で算出された収斂性補償値Icとが加算器55で加算
されて指令補償値Icomが算出され、この指令補償値Icomが操舵補助トルク指令値演算部42Aから出力される操舵補助トルク指令値IM *に加算器56で加算されて補償後トルク指令値IM *′が算出され、この補償後トルク指令値IM *′がd−q軸電流指令値演算部42Cに出力される。
Then, the inertia compensation value Ii calculated by the inertia compensation unit 52 and the self-aligning torque SAT calculated by the SAT estimation feedback unit 53 are added by the adder 54, and the addition output of the adder 54 and the convergence compensation unit 51 are added. Is added by the adder 55 to calculate a command compensation value Icom, and this command compensation value Icom is output from the steering assist torque command value calculator 42A. The compensated torque command value I M * ′ is calculated by adding to M * by the adder 56, and this compensated torque command value I M * ′ is output to the dq-axis current command value calculation unit 42C.
また、d−q軸電流指令値演算部42Cは、補償後操舵補助トルク指令値IM *′とモータ角速度ωとに基づいてd軸目標電流Id*を算出するd軸目標電流算出部61と、モータ回転角θ及びモータ角速度ωに基づいてd−q軸誘起電圧モデルEMF(Electro Magnetic Force)のd軸EMF成分ed(θ)及びq軸EMF成分eq(θ)を算出する誘起電圧モデル算出部62と、この誘起電圧モデル算出部62から出力されるd軸EMF成分ed(θ)及びq軸EMF成分eq(θ)とd軸目標電流算出部61から出力されるd軸目標電流Id*と補償後操舵補助トルク指令値IM *′とモータ角速度ωとに基づいてq軸目標電流Iq*を算出するq軸目標電流算出部63と、d軸目標電流算出部61から出力されるd軸目標電流Id*とq軸目標電流算出部63から出力されるq軸目標電流Iq*とを3相電流指令値Ia*、Ib*及びIc*に変換する2相/3相変換部64とを備えている。 The dq-axis current command value calculation unit 42C includes a d-axis target current calculation unit 61 that calculates a d-axis target current Id * based on the post-compensation steering assist torque command value I M * ′ and the motor angular velocity ω. , An induced voltage model calculation for calculating a d-axis EMF component ed (θ) and a q-axis EMF component eq (θ) of a dq-axis induced voltage model EMF (Electro Magnetic Force) based on the motor rotation angle θ and the motor angular velocity ω. Unit 62, d-axis EMF component ed (θ) and q-axis EMF component eq (θ) output from this induced voltage model calculation unit 62, and d-axis target current Id * output from d-axis target current calculation unit 61 . A q-axis target current calculation unit 63 that calculates a q-axis target current Iq * based on the post-compensation steering assist torque command value I M * ′ and the motor angular velocity ω, and d output from the d-axis target current calculation unit 61 Axis target current Id * and q A two-phase / three-phase converter 64 that converts the q-axis target current Iq * output from the shaft target current calculator 63 into three-phase current command values Ia * , Ib *, and Ic * is provided.
また、逆起電圧演算部46は、先ず、端子電圧検出回路8から入力される各相端子電圧Va〜Vcに基づいて下記(3)式〜(5)式の演算を行って線間電圧Vab、Vbc、Vcaを算出する。
Vab=Va−Vb ……(3)
Vbc=Vb−Vc ……(4)
Vca=Vc−Va ……(5)
次いで、算出した線間電圧Vab、Vbc、Vcaと、電流検出回路7から入力される各相電流検出値Ia〜Icとに基づいて下記(6)式〜(8)式の演算を行って各線間逆起電圧EMFab、EMFbc、EMFcaを算出する。
The counter electromotive voltage calculation unit 46 first calculates the following expressions (3) to (5) based on the phase terminal voltages Va to Vc input from the terminal voltage detection circuit 8 to perform the line voltage Vab. , Vbc, Vca are calculated.
Vab = Va−Vb (3)
Vbc = Vb−Vc (4)
Vca = Vc−Va (5)
Next, based on the calculated line voltages Vab, Vbc, Vca and the respective phase current detection values Ia to Ic inputted from the current detection circuit 7, the following expressions (6) to (8) are calculated, and each line is calculated. The back electromotive force voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa are calculated.
EMFab=Vab−{(Ra+s・La)・Ia−(Rb+s・Lb)・Ib}…(6)
EMFbc=Vbc−{(Rb+s・Lb)・Ib−(Rc+s・Lc)・Ic}…(7)
EMFca=Vca−{(Rc+s・Lc)・Ic−(Ra+s・La)・Ia}…(8)ここで、Ra、Rb、Rcはモータの巻線抵抗、La、Lb、Lcはモータのインダクタンス、sはラプラス演算子で、ここでは微分演算(d/dt)を表している。
EMFab = Vab − {(Ra + s · La) · Ia− (Rb + s · Lb) · Ib} (6)
EMFbc = Vbc − {(Rb + s · Lb) · Ib− (Rc + s · Lc) · Ic} (7)
EMFCa = Vca − {(Rc + s · Lc) · Ic− (Ra + s · La) · Ia} (8) where Ra, Rb, Rc are winding resistances of the motor, La, Lb, Lc are inductances of the motor, s is a Laplace operator, and here represents a differential operation (d / dt).
そして、算出された各線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaの絶対値を加算して逆起電圧EMF(=|EMFab|+|EMFbc|+|EMFca|)を算出する。ここで、逆起電圧EMFを各線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaの絶対値を加算して求めるのは、演算を簡素化するためであり、相対角度演算精度を向上させるために逆起電圧EMFを求めるには、各線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaの二乗和の平方根即ちEMF=√(EMFab2+EMFbc2+EMFca2)を演算する。なお、求められる各線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaはモータの相対角度が得られる程度の精度でよい。 Then, the back electromotive force EMF (= | EMFab | + | EMFbc | + | EMFca |) is calculated by adding the absolute values of the calculated line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa. Here, the reason why the back electromotive voltage EMF is obtained by adding the absolute values of the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa is to simplify the calculation, and to improve the relative angle calculation accuracy, To obtain EMF, the square root of the sum of squares of the back electromotive force voltages EMFab, EMFbc and EMFCa, that is, EMF = √ (EMFab 2 + EMFbc 2 + EMFca 2 ) is calculated. The required line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa may be accurate enough to obtain a relative angle of the motor.
また、前記(6)〜(8)式では、モータの巻線抵抗Ra、Rb、Rcを固定値としているが、モータの巻線抵抗Ra、Rb、Rcは温度依存性を有するので、モータ温度を検出してモータの巻線抵抗Ra、Rb及びRcを補正することが好ましいが、モータの巻線抵抗Ra、Rb及びRcとして固定値を用い、温度変動等の理由によりモータ抵抗が増減した場合でも、操舵補助制御を継続することに必要なレベルの逆起電圧・角度情報が得られる場合には固定値を採用してもよい。但し、この場合に設定するモータの巻線抵抗Ra、Rb及びRcと不感帯幅設定値は角度情報を得るために温度変化に対して十分なマージンを持った値を設定する必要がある。   In the above formulas (6) to (8), the winding resistances Ra, Rb, Rc of the motor are fixed values. However, since the winding resistances Ra, Rb, Rc of the motor have temperature dependence, the motor temperature It is preferable to correct the motor winding resistances Ra, Rb, and Rc by detecting the motor, but when the motor winding resistances Ra, Rb, and Rc use fixed values as the motor winding resistances Ra, Rb, and Rc, and the motor resistance increases or decreases due to temperature fluctuations, etc. However, a fixed value may be adopted when back electromotive voltage / angle information of a level necessary for continuing the steering assist control is obtained. However, the winding resistances Ra, Rb, and Rc of the motor and the dead band setting value set in this case need to be set with a sufficient margin for temperature change in order to obtain angle information.
さらに、モータ回転角演算部47では、モータ回転角検出回路32からピーク検出パルスPpが入力される毎に図示しないモータ回転角算出処理を実行して、sinθ及びcosθを算出し、算出したsinθ及びcosθから電気角でなるモータ回転角θeを算出する。
さらにまた、角速度・角加速度演算部48は、図8に示すように、逆起電圧演算部46から入力される逆起電圧EMFに基づいて相対角速度ωeeを演算する相対角速度演算部48aと、操舵トルクセンサ17から入力される操舵トルクTsに基づいて回転方向を表す符号を取得する符号取得部48bと、角速度演算部48aで演算した相対角速度ωeeに符号取得部48bで取得した符号を乗算する乗算部48cと、この乗算部48cから出力される相対角速度ωeeの急激な変化を抑制するレイトリミッタ部48dと、このレイトリミッタ部48dで急激な変化が抑制された相対角速度ωeeが零近傍の角速度領域即ちωe=0を含むその近傍値±Δωの不感帯内であるか否かを判定し、ωee<−Δω又はωee>+Δωであって不感帯外であるときには相対角速度ωeeをそのまま出力し、ω−Δω≦ωee≦+Δωであって不感帯内であると判定されたときに相対角速度ωeeを予め設定した正負の相対角度情報オフセット値±Δωdに所定間隔で交互に設定して相対角速度ωeeが“0”以外の値となるように設定する相対角度情報補完部としての相対角度情報オフセット処理部48eと、相対角度情報オフセット処理部48eから出力される相対角速度ωeeを前回のモータ回転角θe(n-1)に加算して相対回転角θeeを算出する加算部48fと、この加算部48fから出力される相対回転角θeeとモータ回転角演算部47から入力される実回転角θerとをフェールセーフ信号SFに基づいて選択する選択手段としての回転角選択部48gと、モータ回転角演算部47から入力される実回転角θerを微分して実角速度ωerを算出する角速度演算部48hと、この角速度演算部48hから入力される実角速度ωerと相対角度情報オフセット処理部48eから出力される相対角速度ωeeとをフェールセーフ信号SFに基づいて選択する角速度選択部48iと、角速度選択部48iで選択された角速度ωeを微分して角加速度αを算出する角加速度演算部48jとで構成されている。ここで、逆起電圧演算部46、角速度演算部48a、符号取得部48b及び乗算部48cで相対角度情報演算部が構成されている。
Further, the motor rotation angle calculation unit 47 executes a motor rotation angle calculation process (not shown) every time the peak detection pulse Pp is input from the motor rotation angle detection circuit 32, calculates sin θ and cos θ, and calculates the calculated sin θ and A motor rotation angle θe, which is an electrical angle, is calculated from cos θ.
Furthermore, as shown in FIG. 8, the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 includes a relative angular velocity calculation unit 48a that calculates the relative angular velocity ωee based on the counter electromotive voltage EMF input from the counter electromotive voltage calculation unit 46, and a steering wheel. A sign acquisition unit 48b that acquires a sign representing the rotation direction based on the steering torque Ts input from the torque sensor 17, and a multiplication that multiplies the relative angular velocity ωee calculated by the angular velocity calculation unit 48a by the code acquired by the code acquisition unit 48b. 48c, a rate limiter unit 48d for suppressing a rapid change in the relative angular velocity ωee output from the multiplication unit 48c, and an angular velocity region in which the relative angular velocity ωee for which the rapid change is suppressed by the rate limiter unit 48d is near zero. That is, it is determined whether or not it is within the dead zone of the neighborhood value ± Δω including ωe = 0, and ωee <−Δω or ωee> + Δω and is out of the dead zone. Sometimes the relative angular velocity ωee is output as it is, and when it is determined that ω−Δω ≦ ωee ≦ + Δω is in the dead zone, the relative angular velocity ωee is alternately set at predetermined intervals to a predetermined positive / negative relative angle information offset value ± Δωd. Is set so that the relative angular velocity ωee is a value other than “0”, and the relative angle information offset processing unit 48e as a relative angle information complementing unit, and the relative angular velocity ωee output from the relative angle information offset processing unit 48e. Is added to the previous motor rotation angle θe (n−1) to calculate the relative rotation angle θee, and the relative rotation angle θee output from the addition unit 48f and the motor rotation angle calculation unit 47 are input. An actual rotation angle θer to be selected based on the fail-safe signal SF, and a rotation angle selection unit 48g as a selection means for selecting the actual rotation angle θer and a motor rotation angle calculation unit 47. The angular velocity calculation unit 48h that differentiates the rotation angle θer to calculate the actual angular velocity ωer, the actual angular velocity ωer input from the angular velocity calculation unit 48h, and the relative angular velocity ωee output from the relative angle information offset processing unit 48e are fail-safe. An angular velocity selection unit 48i that is selected based on the signal SF and an angular acceleration calculation unit 48j that calculates the angular acceleration α by differentiating the angular velocity ωe selected by the angular velocity selection unit 48i. Here, the back electromotive force calculation unit 46, the angular velocity calculation unit 48a, the code acquisition unit 48b, and the multiplication unit 48c constitute a relative angle information calculation unit.
ここで、相対角速度演算部48aでは、逆起電圧演算部46から入力される逆起電圧EMFに基づいて下記(9)式の演算を行って相対角速度ωeeを算出する。
ωee=EMF/Ke …………(9)
ここに、Keはモータの逆起電圧定数[V/rpm]である。
また、逆起電圧演算部46内の図示しない不感帯設定部では、前述した各線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaを算出する(6)式〜(8)式のモータの巻線抵抗Ra〜Rcとして、実際の抵抗値の代わりに抵抗のモデル値を採用するため、相対角速度ωeeには誤差が生じ、その誤差はモータ電流に比例したオフセット誤差となることに基づいて電流に比例した不感帯設定を行って推定誤差を取り除くためのものである。すなわち、相対角速度ωeeは電流(逆起電圧量)に比例し、誤差も電流(逆起電圧量)に比例するためである。このため、不感帯の設定値は電流指令値IM *に応じた値に設定する。
Here, the relative angular velocity calculation unit 48a calculates the relative angular velocity ωee by performing the calculation of the following equation (9) based on the counter electromotive voltage EMF input from the counter electromotive voltage calculation unit 46.
ωee = EMF / Ke (9)
Here, Ke is a back electromotive force constant [V / rpm] of the motor.
In addition, in the dead band setting unit (not shown) in the back electromotive voltage calculation unit 46, the winding resistances Ra to Rc of the motors of the equations (6) to (8) for calculating the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa described above. Since the model value of the resistance is adopted instead of the actual resistance value, an error occurs in the relative angular velocity ωee, and the dead band setting proportional to the current is set based on the fact that the error becomes an offset error proportional to the motor current. To eliminate the estimation error. That is, the relative angular velocity ωee is proportional to the current (counterelectromotive voltage), and the error is also proportional to the current (counterelectromotive voltage). For this reason, the set value of the dead zone is set to a value corresponding to the current command value I M * .
さらに、モータ回転速度変化によるインダクタンスの影響も受けることから、モータの回転速度に応じてインダクタンス変動分を逆起電圧演算部46にフィードバックすることにより、インダクタンス変動の影響を除去することが好ましい。
さらにまた、相対角度オフセット処理部48eの不感帯幅±Δωは、相対角度が0若しくはその近傍の領域を規定する設定値である。モータを相対角度で駆動するため、モータ相対角速度が±Δωで示される領域内で、モータのステータとロータ間の磁界拘束力が大きい場合、次に運転者がステアリングホイールを操舵して相対角度情報(この場合逆起電圧)が得られなくなり、所謂ステアリング(ハンドル)ロックとなってしまう。
Furthermore, since it is also affected by the inductance due to the motor rotation speed change, it is preferable to remove the influence of the inductance fluctuation by feeding back the inductance fluctuation amount to the counter electromotive voltage calculation unit 46 according to the motor rotation speed.
Furthermore, the dead zone width ± Δω of the relative angle offset processing unit 48e is a set value that defines a region where the relative angle is 0 or in the vicinity thereof. Since the motor is driven at a relative angle, if the magnetic field restraint force between the stator and rotor of the motor is large within the range where the motor relative angular velocity is indicated by ± Δω, the driver next steers the steering wheel to obtain the relative angle information. (In this case, the back electromotive voltage) cannot be obtained, and so-called steering (handle) lock is obtained.
そこで、相対角度オフセット値±Δωは、相対角速度が±Δωで示される領域内の場合に、磁界の拘束力や、トーションバーの捩れ分など、運転者がステアリングホイールを操舵でき、モータを回転させて操舵量が得られるようになるまでに生じる不感帯を確実に除去する値に設定しなければならない。この不感帯を除去するための相対角度オフセット値±Δωは所定周期で符号を反転させながら相対角速度に加算する。さらに、±Δωの設定値は運転者の意図しない操舵補助を行わない量と周期内に留める必要がある。ここで、正負にオフセットさせる角度量は角度が意図しない方向へずれ続けることを防止するために同一値でなければならない。   Therefore, the relative angle offset value ± Δω is such that when the relative angular velocity is within the range indicated by ± Δω, the driver can steer the steering wheel, such as the binding force of the magnetic field and the torsion of the torsion bar, and rotate the motor. Therefore, it is necessary to set the value so as to surely remove the dead zone that occurs before the steering amount can be obtained. The relative angle offset value ± Δω for removing the dead zone is added to the relative angular velocity while inverting the sign at a predetermined period. Furthermore, it is necessary to keep the set value of ± Δω within an amount and a period in which steering assistance not intended by the driver is not performed. Here, the angle amount to be positively and negatively offset must be the same value in order to prevent the angle from continuing to shift in an unintended direction.
さらにまた、回転角選択部48gは、フェールセーフ処理部49から入力されるフェールセーフ信号SFが論理値“0”であるときにはモータ回転角演算部47から入力される実回転角θerを選択し、論理値“1”であるときに加算部48fから入力される相対回転角θeeを選択する。同様に角速度選択部48iは、フェールセーフ処理部49から入力されるフェールセーフ信号SFが論理値“0”であるときには角速度演算部48hから入力される実角速度ωerを選択し、論理値“1”であるときには相対角度情報オフセット処理部48eから入力される相対角速度ωeeを選択する。   Furthermore, the rotation angle selector 48g selects the actual rotation angle θer input from the motor rotation angle calculator 47 when the fail safe signal SF input from the fail safe processor 49 is a logical value “0”. When the logical value is “1”, the relative rotation angle θee input from the adder 48f is selected. Similarly, the angular velocity selection unit 48i selects the actual angular velocity ωer input from the angular velocity calculation unit 48h when the fail safe signal SF input from the fail safe processing unit 49 is the logical value “0”, and the logical value “1”. Is selected, the relative angular velocity ωee input from the relative angle information offset processing unit 48e is selected.
フェールセーフ処理部49は、図9に示すモータ回転角異常検出処理を実行する。このモータ回転角異常検出処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS21で、図示しないモータ回転角算出処理で算出された正弦波sinθ及び余弦波cosθを読込み、次いでステップS22に移行して、正弦波sinθ及び余弦波cosθに基づいて異常判定用マップを参照して正弦波sinθ及び余弦波cosθの組み合わせが正常であるか異常であるかを判定する。ここで、異常判定用マップは、図10に示すように、横軸にsinθを、縦軸にcosθを夫々とった構成を有し、原点G(0,0)を中心に3つの同心円及び2つの四角形が表示されている。先ず、3つの同心円について説明すると、一番内側は(sinθ)2+(cosθ)2=Pmin、真ん中は(sinθ)2+(cosθ)2=1、一番外側は(sinθ)2+(cosθ)2=Pmaxの円が表示されている。大きな四角形αは一辺が2・Pmaxの正方形であり、小さな四角形βは一辺が2(Pmin/√2)の四角形である。ここで、正常領域とは大きな四角形αと小さな四角形βに囲まれた斜線部の範囲を示し、それ以外の領域は異常範囲を示す。なお、上述した判定基準のPmin及びPmaxは検出の精度やモータの極数などの影響を考慮して、PmaxとPminとにより異常検出精度を調整できる。このPmax及びPminを適切に設定することにより、モータ駆動中の故障やレゾルバ18の異常を検出することができる。そして、(sinθ)2+(cosθ)2=1は通常の正常の判定基準であり、(sinθ)2+(cosθ)2=Pmin及び(sinθ)2+(cosθ)2=PmaxはPmin<(sinθ)2+(cosθ)2<Pmaxの正常範囲を示すためのものであり、通常の正常の判定基準より広いことになる。 The fail safe processing unit 49 executes a motor rotation angle abnormality detection process shown in FIG. This motor rotation angle abnormality detection process is executed as a timer interruption process every predetermined time (for example, 10 msec). First, in step S21, the sine wave sin θ and cosine wave cos θ calculated by the motor rotation angle calculation process (not shown) are used. Then, the process proceeds to step S22 to determine whether the combination of the sine wave sin θ and the cosine wave cos θ is normal or abnormal with reference to the abnormality determination map based on the sine wave sin θ and the cosine wave cos θ. Here, as shown in FIG. 10, the abnormality determination map has a configuration in which sin θ is taken on the horizontal axis and cos θ is taken on the vertical axis, and three concentric circles around the origin G (0, 0) and 2 Two rectangles are displayed. First, three concentric circles will be described. The innermost side is (sin θ) 2 + (cos θ) 2 = Pmin, the middle is (sin θ) 2 + (cos θ) 2 = 1, and the outermost side is (sin θ) 2 + (cos θ ) 2 = Pmax circle is displayed. The large square α is a square with a side of 2 · Pmax, and the small square β is a square with a side of 2 (Pmin / √2). Here, the normal area indicates a hatched area surrounded by a large rectangle α and a small rectangle β, and the other areas indicate an abnormal range. Note that Pmin and Pmax of the determination criteria described above can adjust the abnormality detection accuracy by Pmax and Pmin in consideration of the influence of detection accuracy, the number of poles of the motor, and the like. By appropriately setting Pmax and Pmin, it is possible to detect a failure during driving of the motor and an abnormality of the resolver 18. (Sin θ) 2 + (cos θ) 2 = 1 is a normal normal criterion, and (sin θ) 2 + (cos θ) 2 = Pmin and (sin θ) 2 + (cos θ) 2 = Pmax are Pmin <( sin θ) 2 + (cos θ) 2 <Pmax, indicating a normal range, which is wider than the normal normal criterion.
次いで、ステップS22の判定結果が、sinθ及びcosθが正常である場合にはステップS23に移行して、正常であることを示す論理値“0”のフェールセーフ信号SFを角速度・角加速度演算部48に出力してからタイマ割込処理を終了し、sinθ及びcosθが異常である場合にはステップS24に移行して、異常であることを表す論理値“1”のフェールセーフ信号FSを角速度・角加速度演算部48に出力してからタイマ割込処理を終了する。このように、異常判定用マップを使用して、sinθ及びcosθが正常であるか異常であるかを判定することにより、(sinθ)2+(cosθ)2=1を判定するための(sinθ)2+(cosθ)2の演算を行う必要がなく、マイクロコンピュータ30の処理負荷を大幅に軽減することができると共に、判定時間を大幅に短縮することができる。 Next, if the determination result of step S22 is that sin θ and cos θ are normal, the process proceeds to step S23, and the fail-safe signal SF having a logical value “0” indicating normal is sent to the angular velocity / acceleration calculation unit 48. The timer interrupt process is terminated, and if sin θ and cos θ are abnormal, the process proceeds to step S24, and the fail-safe signal FS having a logical value “1” indicating the abnormality is sent to the angular velocity / angle. After outputting to the acceleration calculation unit 48, the timer interruption process is terminated. In this manner, by using the abnormality determination map to determine whether sin θ and cos θ are normal or abnormal, (sin θ) 2 + (cos θ) 2 = 1 for determining (sin θ) It is not necessary to calculate 2 + (cos θ) 2 , the processing load on the microcomputer 30 can be greatly reduced, and the determination time can be greatly shortened.
この図9の処理がモータ回転角異常検出手段に対応している。
そして、マイクロコンピュータ30は、各入力信号に基づいて指令値算出部42に相当する図11に示す操舵補助制御処理を実行する。
操舵補助制御処理は、図11に示すように、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ17、車速センサ33等の各種センサの検出値及び角速度・角加速度演算部48で算出した回転角θe、角速度ωe及び角加速度αを読込み、次いでステップS2に移行して、操舵トルクTをもとに前述した図6に示す操舵補助トルク指令値算出マップを参照して操舵補助トルク指令値IM *を算出してからステップS3に移行する。
The process of FIG. 9 corresponds to the motor rotation angle abnormality detection means.
Then, the microcomputer 30 executes a steering assist control process shown in FIG. 11 corresponding to the command value calculation unit 42 based on each input signal.
As shown in FIG. 11, in the steering assist control process, first, in step S1, detection values of various sensors such as the steering torque sensor 17 and the vehicle speed sensor 33, the rotation angle θe calculated by the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48, and the angular velocity are calculated. Then, ωe and angular acceleration α are read, and then the process proceeds to step S2, and the steering assist torque command value I M * is calculated based on the steering torque T with reference to the steering assist torque command value calculation map shown in FIG. Then, the process proceeds to step S3.
このステップS3では、収斂性補償部51と同様にモータ角速度ωeに車速Vに応じて設定された補償係数Kvを乗算して収斂性補償値Icを算出してからステップS4に移行する。
このステップS4では、慣性補償部52と同様に、モータ角加速度αに基づいて慣性補償値Iiを算出し、次いでステップS5に移行してSAT推定フィードバック部53と同様にモータ角速度ωe及びモータ角加速度αをもとに前述した(2)式の演算を行ってセルフアライニングトルクSATを算出する。
In this step S3, similarly to the convergence compensation unit 51, the motor angular velocity ωe is multiplied by the compensation coefficient Kv set in accordance with the vehicle speed V to calculate the convergence compensation value Ic, and then the process proceeds to step S4.
In step S4, as in the inertia compensation unit 52, the inertia compensation value Ii is calculated based on the motor angular acceleration α. Then, the process proceeds to step S5 and the motor angular velocity ωe and the motor angular acceleration are processed in the same manner as in the SAT estimation feedback unit 53. The self-aligning torque SAT is calculated by performing the above-described calculation of equation (2) based on α.
次いで、ステップS6に移行して、操舵補助トルク指令値IM *にステップS3〜S5で算出した収斂性補償値Ic、慣性補償値Ii及びセルフアライニングトルクSATを加算して補償後操舵補助トルク指令値IM *′を算出し、次いでステップS7に移行してステップS6で算出した補償後操舵補助トルク指令値IM *′にd−q軸電流指令値演算部42Bと同様のd−q軸指令値演算処理を実行してd軸目標電流Id*及びq軸目標電流Iq*を算出し、次いでステップS8に移行して2相/3相変換処理を行ってモータ電流指令値Ia*〜Ic*を算出する。 Next, the process proceeds to step S6, where the post-compensation steering assist torque is obtained by adding the convergence compensation value Ic, inertia compensation value Ii and self-aligning torque SAT calculated in steps S3 to S5 to the steering assist torque command value I M *. The command value I M * 'is calculated, and then the process proceeds to step S7, and the compensated steering assist torque command value I M * ' calculated in step S6 is changed to dq similar to the dq axis current command value calculation unit 42B. The axis command value calculation process is executed to calculate the d-axis target current Id * and the q-axis target current Iq * , and then the process proceeds to step S8 to perform a two-phase / three-phase conversion process to obtain a motor current command value Ia * ˜ Ic * is calculated.
次いで、ステップS9に移行して、モータ電流指令値Ia*〜Ic*からモータ電流Ia〜Icを減算して電流偏差ΔIa〜ΔIcを算出し、次いでステップS10に移行して、電流偏差ΔIa〜ΔIcについてPI制御処理を行って電圧指令値Va*〜Vc*を算出し、次いでステップS11に移行して算出した電圧指令値Vu*〜Vw*をモータ駆動回路6のFETゲート駆動回路22に出力してから操舵補助制御処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。 Next, the process proceeds to step S9, where the motor currents Ia to Ic are subtracted from the motor current command values Ia * to Ic * to calculate the current deviations ΔIa to ΔIc, and then the process proceeds to step S10 and the current deviations ΔIa to ΔIc. The voltage control values Va * to Vc * are calculated by performing the PI control process for the voltage, and the process proceeds to step S11 to output the calculated voltage command values Vu * to Vw * to the FET gate drive circuit 22 of the motor drive circuit 6. Then, the steering assist control process is terminated and the process returns to a predetermined main program.
また、マイクロコンピュータ30は、角速度・角加速度演算部48の相対角速度演算部48a、符号取得部48b、乗算部48c、レイトリミッタ部48d及び相対角度情報オフセット処理部48eに相当する図12に示す相対角速度演算処理を実行する。
この相対角速度演算処理は、所定時間(例えば1msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS31で、逆起電圧演算部46で演算した逆起電圧EMFを読込み、次いでステップS32に移行して、逆起電圧EMFに基づいて前述した(9)式の演算を行って相対角速度ωeeを算出し、次いでステップS33に移行して、操舵トルクTsの符号を取得して相対角速度ωeeに付加してからステップS34に移行する。
The microcomputer 30 corresponds to the relative angular velocity calculation unit 48a, the sign acquisition unit 48b, the multiplication unit 48c, the rate limiter unit 48d, and the relative angle information offset processing unit 48e of the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 shown in FIG. Execute angular velocity calculation processing.
This relative angular velocity calculation process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 1 msec). First, in step S31, the counter electromotive voltage EMF calculated by the counter electromotive voltage calculation unit 46 is read, and then the process proceeds to step S32. Then, based on the back electromotive force EMF, the calculation of the above-described equation (9) is performed to calculate the relative angular velocity ωee, and then the process proceeds to step S33 where the sign of the steering torque Ts is acquired and added to the relative angular velocity ωee. Then, the process proceeds to step S34.
このステップS34では、算出した現在の相対角速度ωee(n)から前回算出した相対角速度ωee(n-1)を減算して変化量Δωeeを算出し、次いでステップS35に移行して、算出した変化量Δωeeの絶対値が予め設定した変化量上限値Δωsを超えているか否かを判定し、|Δωee|≦Δωsであるときには変化量Δωeeが少ないものと判断して後述するステップS39に移行し、|ωee|>Δωsであるときには変化量Δωeeが大き過ぎるものと判断してステップS36に移行する。   In this step S34, the change amount Δωee is calculated by subtracting the previously calculated relative angular velocity ωee (n-1) from the calculated current relative angular velocity ωee (n), and then the process proceeds to step S35, where the calculated change amount is calculated. It is determined whether or not the absolute value of Δωee exceeds a preset change amount upper limit value Δωs. If | Δωee | ≦ Δωs, it is determined that the change amount Δωee is small, and the process proceeds to step S39 described later. When ωee |> Δωs, it is determined that the change amount Δωee is too large, and the process proceeds to step S36.
このステップS36では、変化量Δωeeが正値又は零である否かを判定し、Δωee≧0であるときにはステップS37に移行して、前回の相対角速度ωee(n-1)に変化量上限値Δωsを加算して現在の相対角速度ωee(n)を算出してからステップS39に移行し、Δωee<0であるときにはステップS38に移行して、前回の相対角速度ωee(n-1)から変化量上限値Δωsを減算して現在の相対角速度ωee(n)を算出してからステップS39に移行する。   In this step S36, it is determined whether or not the change amount Δωee is a positive value or zero. If Δωee ≧ 0, the process proceeds to step S37, where the change amount upper limit value Δωs is added to the previous relative angular velocity ωee (n−1). Is added to calculate the current relative angular velocity ωee (n), and then the process proceeds to step S39. If Δωee <0, the process proceeds to step S38, and the upper limit of change from the previous relative angular speed ωee (n-1). After subtracting the value Δωs to calculate the current relative angular velocity ωee (n), the process proceeds to step S39.
ステップS39では、ステップS33で算出した相対角速度ωee、ステップS37又はS38で算出した現在の相対角速度ωee(n)が±Δωで規定される不感帯内であるか否かを判定し、相対角速度ωeeが−Δω≦ωee≦+Δωであって不感帯内であるときには、ステップS40に移行する。
このステップS40では、モータ相対回転角θeeに対する角度変化が1加算周期当り例えば±2degとなる値に設定された相対角度情報オフセット値Δωdを現在の相対角速度ωeeとして設定し、次いでステップS41に移行して、現在の時間係数値tに“1”を加算して新たな時間係数値tを算出し、次いでステップS42に移行して、時間係数値tが所定値ts(例えば20msec相当)を超えたか否かを判定し、t>tsであるときには、ステップS43に移行して、現在の相対角度情報オフセット値Δωdに−を乗算して符号反転を行ってからステップS44に移行する。
In step S39, it is determined whether or not the relative angular velocity ωee calculated in step S33 and the current relative angular velocity ωee (n) calculated in step S37 or S38 are within the dead zone defined by ± Δω. When −Δω ≦ ωee ≦ + Δω and within the dead zone, the process proceeds to step S40.
In this step S40, the relative angle information offset value Δωd set to a value at which the angle change with respect to the motor relative rotation angle θee becomes, for example, ± 2 deg per addition cycle is set as the current relative angular velocity ωee, and then the process proceeds to step S41. Then, "1" is added to the current time coefficient value t to calculate a new time coefficient value t, and then the process proceeds to step S42, where the time coefficient value t exceeds a predetermined value ts (e.g., equivalent to 20 msec) If t> ts, the process proceeds to step S43, the current relative angle information offset value Δωd is multiplied by − to invert the sign, and then the process proceeds to step S44.
ステップS44では、時間係数値tを“0”にクリアしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
また、前記ステップS39の判定結果が、ωee<−Δω又はωee>+Δωであるときには不感帯外であるものと判断してそのままタイマ割込を終了し、前記ステップS42の判定結果がt≦tsであるときにもそのままタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
In step S44, the time coefficient value t is cleared to "0", the timer interrupt process is terminated, and the process returns to the predetermined main program.
Further, when the determination result of step S39 is ωee <−Δω or ωee> + Δω, it is determined that it is outside the dead zone, and the timer interruption is ended as it is, and the determination result of step S42 is t ≦ ts. Sometimes, the timer interrupt process is terminated as it is, and the process returns to a predetermined main program.
この図12の処理で、ステップS31〜ステップS38の処理がモータ相対角度情報算出部に対応し、ステップS39〜S44の処理が相対角度情報補完部に対応している。
次に、上記第1の実施形態の動作を説明する。
今、図3に示すイグニッションスイッチ37をオン状態とすることにより、制御装置3にバッテリ1からの電源が投入されて、制御装置3内のマイクロコンピュータ30で、図9に示すモータ回転角異常検出処理、図11に示す操舵補助制御処理及び図12に示す相対角速度算出処理等が実行開始される。
In the processing of FIG. 12, the processing of steps S31 to S38 corresponds to the motor relative angle information calculation unit, and the processing of steps S39 to S44 corresponds to the relative angle information complementing unit.
Next, the operation of the first embodiment will be described.
Now, by turning on the ignition switch 37 shown in FIG. 3, the power from the battery 1 is turned on to the control device 3, and the microcomputer 30 in the control device 3 detects the motor rotation angle abnormality shown in FIG. The process, the steering assist control process shown in FIG. 11, the relative angular velocity calculation process shown in FIG.
この状態では、マイクロコンピュータ30で実行する図11の操舵補助制御処理では、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルク検出値Tを読込み(ステップS1)、次いで、読込んだ操舵トルク検出値Tから中立トルクT0を減算して操舵トルクTsを算出し(ステップS2)、次いで車速センサ33から車速検出値Vsを読込み(ステップS3)、操舵トルクTsと車速検出値Vsとに基づいて図6に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値IM *を算出する(ステップS4)。 In this state, in the steering assist control process of FIG. 11 executed by the microcomputer 30, the steering torque detection value T detected by the steering torque sensor 17 is read (step S1), and then neutralized from the read steering torque detection value T. by subtracting the torque T 0 to calculate the steering torque Ts shown in (step S2), and then reads the vehicle speed detection value Vs from the vehicle speed sensor 33 (step S3), and 6 based on the steering torque Ts and the vehicle speed detection value Vs The steering assist command value I M * is calculated with reference to the steering assist command value calculation map (step S4).
このとき、レゾルバ18、モータ回転角検出回路32及びA/D変換器35,36が正常であるものとすると、図9のモータ回転角異常検出処理を実行したときに、図4に示すモータ回転角演算部47で、モータ回転角検出回路32から入力される正弦波信号(sinωt+sinθ)及び余弦波信号(sinωt+cosθ)とピーク検出パルスPpとに基づいて算出されるsinθ及びcosθを読込み(ステップS21)、読込んだsinθ及びcosθに基づいて図10に示す異常判定マップを参照することにより、sinθ及びcosθで表される点が斜線図示の正常領域内に入ることにより、正常と判断されて論理値“0”のフェールセーフ信号SFが角速度・角加速度演算部48に出力される。(ステップS23)。   At this time, assuming that the resolver 18, the motor rotation angle detection circuit 32, and the A / D converters 35 and 36 are normal, when the motor rotation angle abnormality detection process of FIG. 9 is executed, the motor rotation shown in FIG. The angle calculation unit 47 reads sin θ and cos θ calculated based on the sine wave signal (sin ωt + sin θ) and the cosine wave signal (sin ωt + cos θ) input from the motor rotation angle detection circuit 32 and the peak detection pulse Pp (step S21). By referring to the abnormality determination map shown in FIG. 10 based on the read sin θ and cos θ, the points represented by sin θ and cos θ are within the normal region shown by the oblique lines, so that it is determined to be normal and the logical value A fail safe signal SF of “0” is output to the angular velocity / angular acceleration calculator 48. (Step S23).
このため、図8に示す角速度・角加速度演算部48では、回転角選択部48gでモータ回転角演算部47によって算出される実回転角θerが選択されてこれが回転角θeとされると共に、角速度選択部48iで角速度演算部48hで実回転角θerを微分した実角速度ωerが選択されてこれが角速度ωeとされ、さらに角速度ωeを角加速度演算部48jで微分して角加速度αを算出して、これら回転角θe、角速度ωe及び角加速度αを電流指令値算出部42に出力する。   For this reason, in the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 shown in FIG. 8, the rotation angle selection unit 48g selects the actual rotation angle θer calculated by the motor rotation angle calculation unit 47 and sets it as the rotation angle θe. The actual angular velocity ωer obtained by differentiating the actual rotation angle θer is selected by the angular velocity calculating unit 48h in the selection unit 48i, and this is set as the angular velocity ωe. Further, the angular acceleration calculating unit 48j differentiates the angular velocity ωe to calculate the angular acceleration α, The rotation angle θe, the angular velocity ωe, and the angular acceleration α are output to the current command value calculation unit 42.
したがって、電流指令値算出部42で実行する図11の操舵補助制御処理では、ステップS2からステップS3に移行して、角速度ωeに基づいて収斂性補償値Icを算出し、次いでモータ角加速度αに基づいて慣性補償制御用の慣性補償値Iiを算出し(ステップS4)、さらに角速度ωe、角加速度α、操舵トルクTs及び操舵補助トルク指令値IM *に基づいてセルフアライニングトルクSATを算出する(ステップS5)。 Therefore, in the steering assist control process of FIG. 11 executed by the current command value calculation unit 42, the process proceeds from step S2 to step S3, the convergence compensation value Ic is calculated based on the angular velocity ωe, and then the motor angular acceleration α is calculated. Based on this, the inertia compensation value I i for inertia compensation control is calculated (step S4), and further, the self-aligning torque SAT is calculated based on the angular velocity ωe, the angular acceleration α, the steering torque Ts, and the steering assist torque command value I M *. (Step S5).
次いで、操舵補助トルク指令値IM *に収斂性補償値Ic、慣性補償値Ii及びセルフアライニングトルクSATを加算して補償後操舵補助トルク指令値IM *′を算出し(ステップS6)、算出した補償後操舵補助トルク指令値IM *′、回転角θe及び角速度ωeに基づいてd−q軸指令値演算処理を実行して、目標d軸電流Id*及び目標q軸電流Iq*を算出し(ステップS7)、これら目標d軸電流Id*及び目標q軸電流Iq*を2相/3相変換処理して3相のモータ電流指令値Ia*、Ib*及びIc*を算出する(ステップS8)。 Then, the steering assist torque command value I M * to convergence compensating value Ic, by adding the inertia compensation value Ii and the self aligning torque SAT is calculated compensated steering assist torque command value I M * '(step S6), and Based on the calculated post-compensation steering assist torque command value I M * ′, the rotation angle θe and the angular velocity ωe, the dq axis command value calculation process is executed, and the target d axis current Id * and the target q axis current Iq * are obtained. The target d-axis current Id * and the target q-axis current Iq * are subjected to a two-phase / three-phase conversion process to calculate three-phase motor current command values Ia * , Ib * and Ic * (step S7). Step S8).
そして、算出した目標相電流値Ia*、Ib*及びIc*と検出したモータ相電流Ia、Ib及びIcとに基づいて電流フィードバック処理を行って電動モータ5の各相の電圧指令値Va*、Vb*及びVc*を算出し(ステップS10)、これら各相電圧指令値Va*、Vb*及びVc*をモータ駆動回路6のFETゲート駆動回路22に出力する(ステップS11)。 Then, current feedback processing is performed based on the calculated target phase current values Ia * , Ib * and Ic * and the detected motor phase currents Ia, Ib and Ic, and the voltage command values Va * , Vb * and Vc * are calculated (step S10), and these phase voltage command values Va * , Vb * and Vc * are output to the FET gate drive circuit 22 of the motor drive circuit 6 (step S11).
このため、FETゲート駆動回路22で、モータ駆動回路6の電界効果トランジスタQua〜Qwbをパルス幅変調制御することにより、モータ駆動回路6から電動モータ5に三相駆動電流を供給して、この電動モータ5でステアリングホイール11に作用された操舵トルクに応じた方向の操舵補助力を発生させ、これを減速ギヤ13を介して出力軸12に伝達する。   For this reason, the FET gate drive circuit 22 supplies the three-phase drive current from the motor drive circuit 6 to the electric motor 5 by controlling the pulse width modulation of the field effect transistors Qua to Qwb of the motor drive circuit 6, and this electric drive The motor 5 generates a steering assist force in a direction corresponding to the steering torque applied to the steering wheel 11, and transmits this to the output shaft 12 via the reduction gear 13.
このとき、車両が停車している状態でステアリングホイール11を操舵する所謂据え切り状態では、車速Vsが零であって、図6に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の勾配が大きいことにより、小さい操舵トルクTsで大きな操舵補助指令値IM *を算出するので、電動モータ5で大きな操舵補助力を発生して軽い操舵を行うことができる。
この車両の停車状態から車両を発進させて走行状態とし、この状態でステアリングホイール11を操舵する通常操舵状態では、車速の増加に応じて必要とする操舵補助トルクが小さくなることから、ステアリングホイール11に伝達される操舵トルクも小さい値となり、これが操舵トルクセンサ17で検出されてマイクロコンピュータ30に入力される。このため、操舵補助指令値IM *も小さい値となり、電動モータ5で発生される操舵補助トルクは据切り時の操舵補助トルクに比較して小さくなる。
At this time, in a so-called stationary state in which the steering wheel 11 is steered while the vehicle is stopped, the vehicle speed Vs is zero, and the gradient of the characteristic line of the steering assist command value calculation map shown in FIG. 6 is large. Since a large steering assist command value I M * is calculated with a small steering torque Ts, a light steering can be performed by generating a large steering assist force with the electric motor 5.
In the normal steering state in which the vehicle is started from the stopped state to the traveling state and the steering wheel 11 is steered in this state, the steering assist torque that is required decreases as the vehicle speed increases. The steering torque transmitted to is also a small value, which is detected by the steering torque sensor 17 and input to the microcomputer 30. For this reason, the steering assist command value I M * is also a small value, and the steering assist torque generated by the electric motor 5 is smaller than the steering assist torque at the time of stationary.
ところが、例えば車両が走行している状態で、レゾルバ18、モータ回転角検出回路32及びA/D変換器35,36のモータ回転角検出系に断線、ショート、地絡、天絡等の異常が発生すると、モータ回転角検出回路32からマイクロコンピュータ30に入力される正弦波信号(sinωt+sinθ)及び余弦波信号(sinωt+cosθ)が異常となり、これらとピーク検出パルスPpとに基づいて図示しないモータ回転角算出処理で算出されるsinθ及びcosθとの組み合わせが異常となって、図9のモータ異常検出処理で、sinθ及びcosθに基づいて図10に示す異常判定マップを参照したときに、sinθ及びcosθで表される点が斜線図示の正常領域外となり、直ちに論理値“1”のフェールセーフ信号SFが角速度・角加速度演算部48に出力される。   However, for example, when the vehicle is running, the resolver 18, the motor rotation angle detection circuit 32, and the motor rotation angle detection system of the A / D converters 35 and 36 have an abnormality such as disconnection, short circuit, ground fault, or power fault. When this occurs, the sine wave signal (sin ωt + sin θ) and the cosine wave signal (sin ωt + cos θ) input from the motor rotation angle detection circuit 32 to the microcomputer 30 become abnormal, and a motor rotation angle calculation (not shown) is performed based on these and the peak detection pulse Pp. When the combination of sin θ and cos θ calculated in the processing becomes abnormal and the motor abnormality detection processing in FIG. 9 refers to the abnormality determination map shown in FIG. 10 based on sin θ and cos θ, it is expressed as sin θ and cos θ. The point that is out of the normal area shown by the hatched lines is immediately, and the fail-safe signal SF having the logical value “1” immediately becomes the angular velocity. It is output to the angular acceleration calculating unit 48.
このため、角速度・角加速度演算部48において、回転角選択部48gで加算部48fによって算出された相対回転角θeeが選択されると共に、角速度選択部48iで相対角度情報オフセット処理部48eによって算出される相対角速度ωeeが選択される。このとき、相対回転角θeeの初期値として、レゾルバ18等が正常であった前回の回転角θer(n-1)が加算部48fに供給される。   Therefore, in the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48, the rotation angle selection unit 48g selects the relative rotation angle θee calculated by the addition unit 48f, and the angular velocity selection unit 48i calculates the relative angle information offset processing unit 48e. Relative angular velocity ωee is selected. At this time, as the initial value of the relative rotation angle θee, the previous rotation angle θer (n−1) in which the resolver 18 and the like were normal is supplied to the adding unit 48f.
このように、回転角選択部48g及び角速度選択部48iが切換えられると、その前から実行されている図12の相対回転角算出処理によって逆起電圧EMFに基づく相対(回転)角の算出処理により回転角θe、角速度ωe及び角加速度αが決定される。
このとき、逆起電圧演算部46で、前述した(3)式〜(5)式の演算を行って各線間電圧Vab、Vbc及びVcaを算出し、次いで前記(6)〜(8)式の演算を行うことにより、線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaを算出し、これらを加算して逆起電圧EMFを算出する。
In this way, when the rotation angle selection unit 48g and the angular velocity selection unit 48i are switched, the relative (rotation) angle calculation process based on the back electromotive force EMF is performed by the relative rotation angle calculation process of FIG. A rotation angle θe, an angular velocity ωe, and an angular acceleration α are determined.
At this time, the back electromotive force calculation unit 46 calculates the line voltages Vab, Vbc, and Vca by performing the calculations of the above-described formulas (3) to (5), and then the formulas (6) to (8). By performing the calculation, the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa are calculated, and these are added to calculate the back electromotive voltage EMF.
そして、相対回転角算出処理で、算出された逆起電圧EMFを読込み(ステップS31)、次いで逆起電圧EMFに基づいて前記(9)式の演算を行って、相対角速度ωeeを算出する(ステップS32)。
次いで、算出した相対角速度ωeeに操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルクTsの符号を付加することにより、電動モータ5の回転方向に応じた符号を有する現在の相対角速度ωee(n)が算出される。
Then, in the relative rotation angle calculation process, the calculated back electromotive voltage EMF is read (step S31), and then the calculation of the equation (9) is performed based on the back electromotive voltage EMF to calculate the relative angular velocity ωee (step). S32).
Next, the current relative angular velocity ωee (n) having a sign corresponding to the rotation direction of the electric motor 5 is calculated by adding the sign of the steering torque Ts detected by the steering torque sensor 17 to the calculated relative angular speed ωee. .
そして、算出された現在の相対角速度ωee(n)から前回の相対角速度ωee(n-1)を減算して変化量Δωeeを算出し(ステップS34)、この変化量Δωeeの絶対値が変化量上限値Δωs以下であるときにはそのまま相対角速度ωee(n)を現在値とするが、変化量Δωeeの絶対値が変化量上限値Δωsを超えているときには変化量が大き過ぎるものと判断して前回の相対角速度ωee(n-1)に変化量上限値Δωsを加減算して相対角速度ωeeの変化量を制限する。   Then, the change amount Δωee is calculated by subtracting the previous relative angular velocity ωee (n−1) from the calculated current relative angular velocity ωee (n) (step S34), and the absolute value of the change amount Δωee is the upper limit of the change amount. When the value is equal to or smaller than the value Δωs, the relative angular velocity ωee (n) is set as the current value as it is. However, when the absolute value of the change amount Δωee exceeds the change amount upper limit value Δωs, it is determined that the change amount is too large. The change amount upper limit value Δωs is added to or subtracted from the angular velocity ωee (n−1) to limit the change amount of the relative angular velocity ωee.
そして、算出される相対角速度ωee(n)が不感帯外であるときには相対角速度ωee(n)を確定して、加算部48f及び角速度選択部48iに供給する。
このため、加算部48fで、相対角速度ωeeを前回の回転角θer(n-1)に加算することにより、相対回転角θeeを算出する。
この算出された相対回転角θeeが回転角選択部48gで選択されて回転角θeとして電流指令値算出部42に出力されると共に、相対角速度ωee(n)が角速度選択部48iで選択されて角速度ωeとして電流指令値算出部42に出力され、さらに角速度ωeを角加速度演算部48jで微分して角加速度αを算出し、この角加速度αも電流指令値算出部42に出力される。
When the calculated relative angular velocity ωee (n) is outside the dead zone, the relative angular velocity ωee (n) is determined and supplied to the adding unit 48f and the angular velocity selecting unit 48i.
For this reason, the adding unit 48f calculates the relative rotation angle θee by adding the relative angular velocity ωee to the previous rotation angle θer (n−1).
The calculated relative rotation angle θee is selected by the rotation angle selection unit 48g and output to the current command value calculation unit 42 as the rotation angle θe, and the relative angular velocity ωee (n) is selected by the angular velocity selection unit 48i and the angular velocity. The angular velocity α is calculated by differentiating the angular velocity ωe by the angular acceleration calculating unit 48j, and the angular acceleration α is also output to the current command value calculating unit 42.
このため、電流指令値算出部42で、実行される図11の操舵補助制御処理によって、異常となった実回転角θer、これに基づく実角速度ωer、角加速度αに代えて、相対回転角θee、相対角速度ωee及び相対角加速度αが適用されて、これら相対角速度情報に基づく指令値補償処理及びd−q軸指令値演算処理が実行されて、操舵補助制御処理が継続される。   For this reason, the current command value calculation unit 42 replaces the actual rotation angle θer, the actual angular velocity ωer based on the actual rotation angle θer, and the angular acceleration α based on the abnormal steering rotation control process of FIG. The relative angular velocity ωee and the relative angular acceleration α are applied, the command value compensation processing and the dq axis command value calculation processing based on the relative angular velocity information are executed, and the steering assist control processing is continued.
このように、角速度・角加速度演算部48で、相対回転角θee及び相対角速度ωeeを選択している状態で、角速度演算部48aで演算される相対角速度ωeeが零近傍−Δω≦ωee≦+Δωとなることにより不感帯内となると、図12のステップS39からステップS40に移行して、相対角速度ωeeが相対角度オフセット処理される。
すなわち、不感帯内となると、所定時間(例えば20msec)に達する毎に、相対角速度ωeeとしてモータ相対回転角θeeに対する角度変化が1加算周期当り±2degとなる値に設定された相対角度情報オフセット値±Δωdを設定することを繰り返すことにより、相対角速度ωeeを“0”以外の値に設定することを繰り返す。
As described above, when the relative rotation angle θee and the relative angular velocity ωee are selected by the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48, the relative angular velocity ωee calculated by the angular velocity calculation unit 48a is in the vicinity of zero −Δω ≦ ωee ≦ + Δω. Thus, when the dead zone is reached, the process proceeds from step S39 to step S40 in FIG. 12, and the relative angular velocity ωee is subjected to the relative angle offset process.
That is, within the dead zone, every time a predetermined time (for example, 20 msec) is reached, the relative angular information offset value ± is set such that the angular change with respect to the motor relative rotational angle θee becomes ± 2 deg per addition cycle as the relative angular velocity ωee. By repeatedly setting Δωd, the relative angular velocity ωee is repeatedly set to a value other than “0”.
このように相対角速度ωeeが不感帯内であるときには相対角速度ωeeとして±Δωdが設定され、相対角速度ωeeが“0”となることを確実に防止することができる。そして、相対角度情報オフセット値±Δωdに設定された相対角速度ωeeが加算部48fで前回の回転角θee(n-1)に加算されることにより、相対回転角θeeが前回の回転角θee(n-1)に対して相対角速度ωeeの相対角度情報オフセット値±Δωdに相当する角度変化分±2deg分変化することになる。   Thus, when the relative angular velocity ωee is within the dead zone, ± Δωd is set as the relative angular velocity ωee, and it is possible to reliably prevent the relative angular velocity ωee from becoming “0”. Then, the relative angular velocity ωee set to the relative angle information offset value ± Δωd is added to the previous rotation angle θee (n−1) by the adding unit 48f, so that the relative rotation angle θee becomes the previous rotation angle θee (n -1), the angle changes by ± 2 deg corresponding to the relative angle information offset value ± Δωd of the relative angular velocity ωee.
すなわち、角度情報が使用できない状態、且つ例えば電動モータ5で高操舵補助力を発生している状態で、相対角速度ωeeが“0”近傍の角速度領域となると、運転者がステアリングホイール11を操舵したときに、電動モータ5を回転させる限界を超えて、所謂ステアリング(ハンドル)ロックに繋がるおそれがあるので、次に運転者がステアリングホイールを操舵して逆起電圧が得られるようになるまでの不感帯を超えるように正負に角度情報を変化させる相対角度情報オフセット値±Δωdを交互に設定することにより、相対角速度ωeeが“0”となることを確実に防止してステアリングロックの発生を確実に防止しながら相対角速度ωeeに基づく操舵補助制御処理の継続を行うことができる。   That is, when the relative angular velocity ωee is in an angular velocity region near “0” in a state where the angle information cannot be used and, for example, a high steering assist force is generated by the electric motor 5, the driver steers the steering wheel 11. In some cases, the limit of rotating the electric motor 5 may be exceeded, leading to a so-called steering (steering) lock, so the dead zone until the driver steers the steering wheel to obtain a back electromotive voltage next time. By alternately setting the relative angle information offset value ± Δωd that changes the angle information so that the angle information exceeds ±, the relative angular velocity ωee is surely prevented from being “0” and the occurrence of steering lock is reliably prevented. However, the steering assist control process based on the relative angular velocity ωee can be continued.
しかも、電動モータ5の逆起電圧EMFに基づいて相対角速度ωeeを算出する場合には、電動モータ5の回転方向を捉えることが困難で、例えば電動モータ5に供給する電流の相転流や逆起電圧の見え方によってモータ回転方向を決定するようにしてもよいが、運転者の意志に反した操舵補助力を発生する可能性が残るので、上記第1の実施形態のように運転者の直接的な意志を表す操舵トルクTsの方向で決定することにより、運転者の意志に応じた回転方向を設定することができる。   Moreover, when the relative angular velocity ωee is calculated based on the back electromotive force EMF of the electric motor 5, it is difficult to grasp the rotation direction of the electric motor 5, and for example, phase commutation or reverse of the current supplied to the electric motor 5 is performed. Although the motor rotation direction may be determined according to the appearance of the electromotive voltage, there is still a possibility of generating a steering assist force against the driver's will, so the driver's intention as in the first embodiment described above remains. By determining with the direction of the steering torque Ts representing the direct will, the rotation direction according to the driver's will can be set.
なお、相対回転角θeeに基づいて電動モータ5を回転駆動することができる原理は、以下の通りである。
すなわち、ブラシレスモータのロータとステータとの磁界ベクトル相対角誤差とロータに発生するエネルギーの絶対値との関係は図13に示すようになる。
ここで、ロータ位置を考慮せずにステータに固定の電流を流すと、図13の「状態1」に示すように、ロータとステータの磁界ベクトルが一致する所までモータはトルクを発生して回転する。
The principle that the electric motor 5 can be rotationally driven based on the relative rotation angle θee is as follows.
That is, the relationship between the magnetic field vector relative angle error between the rotor and stator of the brushless motor and the absolute value of the energy generated in the rotor is as shown in FIG.
Here, if a fixed current is passed through the stator without considering the rotor position, the motor rotates by generating torque until the magnetic field vectors of the rotor and the stator coincide as shown in “State 1” in FIG. To do.
そして、「状態2」に示すように、ロータとステータの磁界ベクトルが一致すると、ロータはステータの磁界に拘束されて動かなくなる(モータトルク=0Nm)。つまり、完全なd軸への通電状態となる。この「状態2」でモータを回したい方向と回転速度にしたがって相電流を変化させると、ロータはステータの磁界に拘束された状態で回転することになる。このときの拘束力は相電流に比例する。   As shown in “state 2”, when the magnetic field vectors of the rotor and the stator coincide with each other, the rotor is restrained by the magnetic field of the stator and does not move (motor torque = 0 Nm). That is, a complete energization state for the d-axis is obtained. In this “state 2”, when the phase current is changed in accordance with the direction in which the motor is to be rotated and the rotational speed, the rotor rotates while being constrained by the magnetic field of the stator. The binding force at this time is proportional to the phase current.
このように、上記第1の実施形態では、電動モータ5の回転角を検出する回転角検出系統に異常が発生したときに、逆起電圧EMFに基づいて相対角速度ωeeを算出することにより、運転者の操舵系に対する操舵量に応じた相対回転角θee及び相対角加速度αを算出して、操舵補助制御を継続することができるものであるが、より安全性を考えると、回転角検出系統に異常が発生したときに、操舵補助制御の感度を低下させて操舵補助制御を継続することが好ましい。   As described above, in the first embodiment, when an abnormality occurs in the rotation angle detection system that detects the rotation angle of the electric motor 5, the relative angular velocity ωee is calculated based on the counter electromotive voltage EMF. The steering assist control can be continued by calculating the relative rotation angle θee and the relative angular acceleration α according to the steering amount with respect to the steering system of the person, but considering the safety, the rotation angle detection system When an abnormality occurs, it is preferable to continue the steering assist control by reducing the sensitivity of the steering assist control.
この場合には、前述した図4の機能ブロック図で電流指令値算出部42の前後に徐変制御部41及び電流出力制限部43を設け、これら徐変制御部41及び電流出力制限部43をフェールセーフ処理部49から入力されるフェールセーフ信号SFが論理値“0”であるときには徐変機能及び制限機能を停止させ、論理値“1”であるときに徐変機能及び制限機能を発揮させるようにして、電流指令値Ia*〜Ic*を制限して、電動モータ5で発生させる操舵補助力を低下させることが好ましい。 In this case, in the functional block diagram of FIG. 4 described above, the gradual change control unit 41 and the current output limiting unit 43 are provided before and after the current command value calculating unit 42, and the gradual change control unit 41 and the current output limiting unit 43 are provided. When the fail safe signal SF input from the fail safe processing unit 49 is a logical value “0”, the gradual change function and the limiting function are stopped, and when the logical value is “1”, the gradual change function and the limiting function are exhibited. Thus, it is preferable to limit the current command values Ia * to Ic * to reduce the steering assist force generated by the electric motor 5.
また、指令値補償部42Bについても、回転角検出系統が正常の場合には必要でも、逆起電圧に基づく相対角速度ωeeに基づく相対回転角θeeを使用する際には不必要に反応してしまう補償部についてはその出力を“0”とするか、“1”以下のゲイン倍することにより、正常時に比較して小さい値とすることで補償部の影響を小さくし、逆にいっそうの補償が必要となる補償部については通常よりも大きな補償値を採用するように構成することが好ましい。   Further, the command value compensator 42B reacts unnecessarily when the relative rotational angle θee based on the relative angular velocity ωee based on the back electromotive force is used, even if necessary when the rotational angle detection system is normal. For the compensation unit, the output is set to “0” or multiplied by a gain of “1” or less, so that the effect of the compensation unit is reduced by making the value smaller than that in the normal state. It is preferable that a necessary compensation unit is configured to employ a compensation value larger than usual.
具体的には、角度情報を基にした補償制御(モータの位置を基準に補償を行うもの)は補償停止とすべきであるが、相対角度に対する実角度の誤差を小さくする効果を持つか、ゲインを正常時よりも小さくするか大きくすることで相対角と実角度の誤差を小さくする効果を持つ補償制御は行うべきである。換言すると、相対角と実角度の誤差を大きくする要素となりうる補償制御は停止とすべきである。   Specifically, compensation control based on angle information (compensation based on the position of the motor) should be stopped, but has the effect of reducing the error of the actual angle relative to the relative angle, Compensation control that has the effect of reducing the error between the relative angle and the actual angle by making the gain smaller or larger than normal should be performed. In other words, compensation control that can be an element that increases the error between the relative angle and the actual angle should be stopped.
さらに、上記第1の実施形態においては、線間電圧Vab〜Vcaに基づいて線間逆起電圧EMFab〜EMFcaを算出して、これらを加算してモータ逆起電圧EMFを算出するようにしたので、電動モータ5の結線即ちY結線やΔ結線に依存することなく逆起電圧から相対角速度ωeeを算出することができると共に、別途検出回路等を設けることなく逆起電圧を検出することができる利点がある。   Furthermore, in the first embodiment, the line back electromotive voltages EMFab to EMFCa are calculated based on the line voltages Vab to Vca, and these are added to calculate the motor back electromotive voltage EMF. The relative angular velocity ωee can be calculated from the back electromotive voltage without depending on the connection of the electric motor 5, that is, the Y connection or the Δ connection, and the back electromotive voltage can be detected without providing a separate detection circuit or the like. There is.
なお、上記第1の実施形態においては、逆起電圧EMFを線間電圧Vac〜Vcaを用いて(6)式〜(8)式に従って線間逆起電圧EMFab〜EMFcaを算出し、これらを加算して算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動モータ5としてY結線モータを適用する場合に、電動モータの中点電圧を検出して、この中点電圧を各モータ端子電圧Va〜Vcから減算して相電圧Vih(i=a〜c)を算出し、この相電圧Vihに基づいて下記(10)式の演算を行って各相の逆起電圧eiを算出し、算出した逆起電圧ea〜ecに基づいて下記(11)の演算を行って相対角速度ωeeを算出するようにしてもよい。この場合には演算負荷を大きくすることなく相対角速度ωeeと実角度の間の誤差量を小さくすることができ、回転角検出系統を省略して、相対角速度ωeeに基づいて正確な操舵補助制御処理を実行することができる。   In the first embodiment, the back electromotive voltage EMF is calculated from the line voltages Vac to Vca according to the equations (6) to (8), and the line back electromotive voltages EMFab to EMFCa are added. However, the present invention is not limited to this. When a Y-connection motor is applied as the electric motor 5, the midpoint voltage of the electric motor is detected, and this midpoint voltage is set for each motor. The phase voltage Vih (i = a to c) is calculated by subtracting from the terminal voltages Va to Vc, and the back electromotive force ei of each phase is calculated by performing the following equation (10) based on the phase voltage Vih. The relative angular velocity ωee may be calculated by performing the following calculation (11) based on the calculated back electromotive voltages ea to ec. In this case, the amount of error between the relative angular velocity ωee and the actual angle can be reduced without increasing the calculation load, the rotation angle detection system is omitted, and an accurate steering assist control process is performed based on the relative angular velocity ωee. Can be executed.
ei=Vih−(Ri+s・Li)・Ii …………(10)
ωee=2×{max(|ea|,|eb|,|ec|)}/Ke ……(11)
この場合、中点電圧を検出する場合に代えて、中点電圧はモータ駆動回路印加電圧の1/2となることから、モータ駆動回路印加電圧1/2の値を中点電圧Vnとして相電圧Vah〜Vchを算出するようにしてもよい。
ei = Vih− (Ri + s · Li) · Ii (10)
ωee = 2 × {max (| ea |, | eb |, | ec |)} / Ke (11)
In this case, instead of detecting the midpoint voltage, the midpoint voltage is ½ of the motor drive circuit applied voltage. Therefore, the value of the motor drive circuit applied voltage ½ is the midpoint voltage Vn and the phase voltage. Vah to Vch may be calculated.
さらに、下記(12)式のように電動モータ5の各モータ端子電圧の総和を求めて、その値をモータの相数で除した値をモータ中点電圧Vnとして各相電圧を算出するようにしてもよい。
Vn=(Va+Vb+Vc+……+Vx)÷モータ相数) ……(12)
また、逆起電圧eiを算出する場合に、上記(10)式に代えて、下記(13)式に示すように、電流制御部45から出力される電圧指令値Vi*(i=a〜c)に基づいてFETゲート駆動回路22で算出されるデューティ比Diとバッテリ電圧Vbatとモータ電流Iiとに基づいて逆起電圧eiを算出するようにしてもよい。
Further, the sum of the motor terminal voltages of the electric motor 5 is obtained as in the following equation (12), and each phase voltage is calculated with the value obtained by dividing the sum by the number of phases of the motor as the motor midpoint voltage Vn. May be.
Vn = (Va + Vb + Vc +... + Vx) / number of motor phases) (12)
When calculating the back electromotive force ei, instead of the above equation (10), as shown in the following equation (13), the voltage command value Vi * (i = a to c) output from the current control unit 45. ) Based on the duty ratio Di, the battery voltage Vbat, and the motor current Ii calculated by the FET gate drive circuit 22, the counter electromotive voltage ei may be calculated.
ei=Di・Vbat−(Ri+s・Li)・Ii …………(13)
この場合には、モータ端子電圧Va〜Vcを使用することなく逆起電圧eiを算出することができるので、上記(13)式に基づいて逆起電圧eiを算出する逆起電圧演算部を前述した逆起電圧演算部46に代えて設けることにより、モータ端子電圧検出部8を省略することができ、この分制御装置3の構成を簡略化することができる。
ei = Di · Vbat− (Ri + s · Li) · Ii (13)
In this case, since the counter electromotive voltage ei can be calculated without using the motor terminal voltages Va to Vc, the counter electromotive voltage calculation unit that calculates the counter electromotive voltage ei based on the above equation (13) is described above. By providing in place of the counter electromotive voltage calculation unit 46, the motor terminal voltage detection unit 8 can be omitted, and the configuration of the control device 3 can be simplified accordingly.
また、上記(13)式に基づいて逆起電圧eiを算出する逆起電圧演算部を前記逆起電圧演算部46と並列に設けることにより、逆起電圧演算部46で逆起電圧eiを演算できない異常状態が発生した場合に、逆起電圧eiの代替え演算を行うことが可能となる。
また、上記第1の実施形態においては、相対角速度演算部48aで演算した相対角速度ωeeが不感帯内であるときに相対角度情報オフセット処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、相対角速度ωeeが不感帯内であるか否かにかかわらず常時相対角度情報オフセット処理を行うようにしてもよい。また、この場合には、不感帯外であるときに相対角度情報オフセット値を小さくし、不感帯内であるときに相対角度情報オフセット値を大きくするようにしてもよい。
Further, by providing a counter electromotive voltage calculation unit for calculating the counter electromotive voltage ei based on the above equation (13) in parallel with the counter electromotive voltage calculation unit 46, the counter electromotive voltage calculation unit 46 calculates the counter electromotive voltage ei. When an abnormal state that cannot be performed occurs, it is possible to perform an alternative calculation of the back electromotive voltage ei.
In the first embodiment, the case where the relative angle information offset processing is performed when the relative angular velocity ωee calculated by the relative angular velocity calculating unit 48a is within the dead zone has been described. However, the present invention is not limited to this. The relative angle information offset process may always be performed regardless of whether or not the relative angular velocity ωee is within the dead zone. Further, in this case, the relative angle information offset value may be reduced when outside the dead zone, and the relative angle information offset value may be increased when inside the dead zone.
さらに、相対角度情報オフセット値としては±2deg相当の値に限らず、0速度となってから次に操舵するまでの不感帯を超えられるように設定されていればよい。但し、相対角度情報オフセット値を大きくするか又は加算周期を大きくするか若しくはその両方を行うことにより、電動モータ5で振動を発生することが可能となるので、回転角検出系統の異常時に運転者に異常を報知して要修理状態を通知するために、大きな相対角度情報オフセット値を設定するか又は加算周期を大きくするか若しくはその両方を行ってステアリングホイール11に振動を与えるようにしてもよい。   Furthermore, the relative angle information offset value is not limited to a value corresponding to ± 2 deg, and may be set so as to exceed the dead zone from the time when the speed becomes 0 until the next steering. However, since the electric motor 5 can generate vibrations by increasing the relative angle information offset value, increasing the addition period, or both, the driver can operate when the rotation angle detection system is abnormal. In order to notify the abnormality and notify the repair required state, a large relative angle information offset value may be set and / or the addition period may be increased to give vibration to the steering wheel 11. .
この場合には、異常発生時から時間の経過に伴って最大値の範囲内で段階的に振動を大きくするようにしてもよい。さらに、相対角度情報オフセット処理を常時行うことで電動モータから制御音を発生させることも可能であるので、相対角度情報オフセット値及び加算周期を異常発生通知として使用可能なレベルに変化させることで要修理状態を通知する手段として採用することもできる。   In this case, the vibration may be increased stepwise within the range of the maximum value as time elapses from the occurrence of the abnormality. Furthermore, since it is possible to generate a control sound from the electric motor by always performing the relative angle information offset process, it is necessary to change the relative angle information offset value and the addition cycle to a level that can be used as an abnormality occurrence notification. It can also be employed as a means for notifying the repair status.
また、上記第1の実施形態においては、相対角速度ωeeに相対角度情報オフセット値±Δωdを設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、相対角速度ωeeに基づいて算出されるモータ回転角θeeに相対角度情報オフセット値±Δωdに相当する相対角度情報オフセット値を加減算するようにしてもよい。
さらに、上記第1の実施形態においては、0速度領域からの不感帯にある状態で、相対角速度ωeeを相対角度情報オフセット値±Δωdに設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば逆起電圧演算部46内の図示しない不感帯設定部で設定される巻線抵抗Ra〜Rcとして実際の抵抗値の変わりに抵抗のモデル値を採用することにより、相対角速度ωeeの誤差を除去する不感帯幅を意図的に小さなものとし、本来角度情報として無視する情報を、あえて制御で使用することにより、相対角度情報オフセット値±Δωd相当の値を設定することもできる。
In the first embodiment, the case where the relative angle information offset value ± Δωd is set to the relative angular velocity ωee has been described. However, the present invention is not limited to this, and the motor is calculated based on the relative angular velocity ωee. A relative angle information offset value corresponding to the relative angle information offset value ± Δωd may be added to or subtracted from the rotation angle θee.
Furthermore, in the first embodiment, the case where the relative angular velocity ωee is set to the relative angle information offset value ± Δωd in the dead zone from the zero velocity region has been described, but the present invention is not limited to this. For example, by adopting resistance model values instead of actual resistance values as winding resistances Ra to Rc set by a dead zone setting unit (not shown) in the back electromotive force calculation unit 46, errors in the relative angular velocity ωee are eliminated. It is also possible to set a value corresponding to the relative angle information offset value ± Δωd by intentionally making the dead band width to be small intentionally and intentionally using information that is ignored as angle information in the control.
さらにまた、上記第1の実施形態においては、操舵トルクに基づいて回転方向を付与する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、回転方向を付与する為に、情報の信頼性が保てる場合には、例えば舵角センサからの操舵回転方向情報と、相転流状況や逆起電圧の見え方などの2つ以上の異なる情報源から回転方向を判断して方向付与することが望ましい。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the rotation direction is given based on the steering torque has been described. However, the present invention is not limited to this. If it can be maintained, for example, it is desirable to give the direction by judging the rotation direction from two or more different information sources such as the steering rotation direction information from the rudder angle sensor and the phase commutation status and the appearance of the back electromotive force. .
なおさらに、上記第1の実施形態においては、逆起電圧EMFに基づいて相対角速度ωeeを算出し、この相対角速度ωeeを前回のモータ回転角θee(n-1)に加算すること
によりモータ回転角θeeを算出する場合について説明したが、線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaは正弦波となるので、この線間逆起電圧EMFab、EMFbc及びEMFcaの0クロス点を検出し、0クロス点を検出した時点で一意に決まるモータ回転角(電気角)でモータ回転角θeeを下記表1に示すように補正することにより、より正確なモータ回転角θeeを算出することができる。
Still further, in the first embodiment, the relative angular velocity ωee is calculated based on the back electromotive force EMF, and this relative angular velocity ωee is added to the previous motor rotational angle θee (n−1) to thereby calculate the motor rotational angle. Although the case where θee is calculated has been described, the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa are sinusoidal waves. Therefore, the zero cross point of the line back electromotive voltages EMFab, EMFbc, and EMFCa is detected, and the zero cross point is determined. By correcting the motor rotation angle θee with the motor rotation angle (electrical angle) uniquely determined at the time of detection as shown in Table 1 below, a more accurate motor rotation angle θee can be calculated.
また、上記第1の実施形態においては、相対回転角θeeの初期値としてレゾルバ18等が正常であった前回の相対回転角θer(n-1)を加算部48fに供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、上述したように相対角度に基づいて確実にモータを駆動することができるので、初期値として任意の回転角θerを設定することができる。このため、モータ回転角が異常と判断されるまでは相対角度を算出せず、モータ回転角が異常と判断された時又は異常の兆候を捉えられた時から相対角度の算出を開始し、算出した相対角度に基づいてモータ駆動を行うようにしてもよい。この場合には演算処理装置の処理負荷を小さくすることができる。   In the first embodiment, the case has been described in which the previous relative rotation angle θer (n−1) in which the resolver 18 or the like is normal is supplied to the adding unit 48f as the initial value of the relative rotation angle θee. However, the present invention is not limited to this, and the motor can be reliably driven based on the relative angle as described above. Therefore, an arbitrary rotation angle θer can be set as the initial value. For this reason, the relative angle is not calculated until the motor rotation angle is determined to be abnormal, and the calculation of the relative angle starts when the motor rotation angle is determined to be abnormal or when a sign of abnormality is detected. The motor may be driven based on the relative angle. In this case, the processing load of the arithmetic processing device can be reduced.
さらに、上記第1の実施形態においては、逆起電圧EMFに基づいて相対角度情報としての相対速度ωeeを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵角センサから得られた操舵角の角度変化量に基づいて相対速度ωeeを算出するようにしてもよく、さらには逆起電圧を求めることができない二重故障状態である場合は、操舵角センサから得た操舵量に切換えて直接相対角度θeeを算出するようにしてもよい。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the relative speed ωee as the relative angle information is calculated based on the back electromotive force EMF has been described. However, the present invention is not limited to this and is obtained from the steering angle sensor. The relative speed ωee may be calculated based on the amount of change in the steering angle, and in the case of a double failure state in which the back electromotive voltage cannot be obtained, the steering amount obtained from the steering angle sensor is calculated. The relative angle θee may be directly calculated by switching.
次に、本発明の第2の実施形態を図14〜図16について説明する。
この第2の実施形態では、相対角速度ωeeが“0”角速度領域にあるときに、相対角度情報オフセット処理を行って相対角度の補完を行う場合に代えて、操舵トルクTsに基づいて補完用相対角速度ωee′を算出する補完用相対角度情報演算部を設けるようにしたものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this second embodiment, when the relative angular velocity ωee is in the “0” angular velocity region, the relative angle information offset process is performed, and the relative angle is complemented based on the steering torque Ts. A complementary relative angle information calculation unit for calculating the angular velocity ωee ′ is provided.
すなわち、第2の実施形態では、図14に示すように、操舵トルクセンサ17で検出した操舵トルクTsに基づいて補完用相対回転角θee′を算出する補完用相対角度情報演算部70が設けられ、この補完用相対角度情報演算部70で演算された補完用相対回転角θee′が角速度・角加速度演算部48に供給されていることを除いては前述した第1の実施形態と同様の構成を有する。   That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 14, a complementary relative angle information calculation unit 70 that calculates the complementary relative rotation angle θee ′ based on the steering torque Ts detected by the steering torque sensor 17 is provided. The same configuration as that of the first embodiment described above except that the complementary relative rotation angle θee ′ calculated by the complementary relative angle information calculating unit 70 is supplied to the angular velocity / angular acceleration calculating unit 48. Have
ここで、補完用相対角度情報演算部70は、図15に示す補完用相対角度算出処理を実行する。この補完用相対角度算出処理は、所定時間(例えば1msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS51で、前記操舵補助制御処理で算出した操舵トルクTsを読込んでからステップS52に移行する。
このステップS52では、読込んだ操舵トルクTsを含むそれ以前の所定数(例えば32個)分の操舵トルクTsの平均値TsMを算出する平均化処理を行ってからステップS53に移行する。
Here, the complementary relative angle information calculation unit 70 executes the complementary relative angle calculation process shown in FIG. This complementary relative angle calculation process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 1 msec). First, in step S51, the steering torque Ts calculated in the steering assist control process is read, and then the process proceeds to step S52. To do.
In step S52, the transition from performing an averaging process to calculate an average value Ts M of the steering torque Ts of I read including a steering torque Ts previous predetermined number (e.g. 32) minutes to step S53.
このステップS53では、上記ステップS52で算出される操舵トルク平均値TsMが予め設定された操舵補助制御における不感帯即ち電動パワーステアリング機構の例えば減速機効率、ラックアンドピニオン効率等の機械的な不感帯を含む設定によって求められた電動パワーステアリング機構における不感帯内であるか否かを判定し、不感帯内であるときにはステップS54に移行し、操舵トルク平均値TsMを“0”に変更してからステップS55に移行し、不感帯外であるときにはそのままステップS55に移行する。 In step S53, the steering torque average value Ts M calculated in step S52 is a dead zone in the preset steering assist control, that is, a mechanical dead zone such as a reduction gear efficiency, a rack and pinion efficiency, etc. of the electric power steering mechanism. It is determined whether or not it is within the dead zone in the electric power steering mechanism obtained by the setting including, and if within the dead zone, the process proceeds to step S54, the steering torque average value Ts M is changed to “0”, and then step S55. If it is outside the dead zone, the process proceeds to step S55 as it is.
このステップS55では、ステップS52で算出した操舵トルク平均値TsM又はステップS54で変更した操舵トルク平均値TsMでなる現在の操舵トルク平均値TsM(n)と前回のサンプリング時の操舵トルク平均値TsM(n-1)との変化量ΔTが予め設定した上限値ΔTuを超えているか否かを判定し、ΔT>ΔTuであるときには変化量ΔTが大き過ぎるものと判断してステップS56に移行し、前回の操舵トルク平均値TsM(n-1)に上限値ΔTuを加算した値を現在の操舵トルク平均値TsM(n)として設定してからステップS57に移行し、ΔT≦ΔTuであるときには変化量ΔTが許容範囲内であるものと判断してそのままステップS57に移行する。 In step S55, the steering torque average at the calculated steering torque average value Ts M or steering torque average value Ts M in becomes the current steering torque average value Ts M (n) and the previous sampling changed in step S54 in step S52 It is determined whether or not the change amount ΔT with respect to the value Ts M (n−1) exceeds a preset upper limit value ΔTu. If ΔT> ΔTu, it is determined that the change amount ΔT is too large, and the process proceeds to step S56. The value obtained by adding the upper limit value ΔTu to the previous steering torque average value Ts M (n−1) is set as the current steering torque average value Ts M (n), and then the process proceeds to step S57, where ΔT ≦ ΔTu. If it is, it is determined that the change amount ΔT is within the allowable range, and the process directly proceeds to step S57.
このステップS55及びS56の処理は、変化量ΔTを制限するリミッタ処理であるが、この場合の上限値ΔTuは、所定値でも、車速Vsに応じて最適な値を適用するようにしてもよい。
ステップS57では、下記(13)式の演算を行ってモータ相対角度変化量ΔθMを算出してからステップS58に移行する。
The processes in steps S55 and S56 are limiter processes that limit the change amount ΔT. In this case, the upper limit value ΔTu may be a predetermined value or an optimum value according to the vehicle speed Vs.
In step S57, the calculation of the following equation (13) is performed to calculate the motor relative angle change amount Δθ M , and then the process proceeds to step S58.
ΔθM=TsM(n)・Km/212 …………(13)
ここで、Kmは相対角度情報算出用ゲインである。
ステップS58では、ステップS57で算出したモータ相対角度変化量ΔθMと前回のサンプリング時に算出したモータ相対角度θMP(n-1)とを加算して、今回のモータ相対角度θMP(n)を算出してからステップS59に移行する。
Δθ M = Ts M (n) · Km / 2 12 (13)
Here, Km is a relative angle information calculation gain.
In step S58, the motor relative angle change amount Δθ M calculated in step S57 and the motor relative angle θ MP (n−1) calculated in the previous sampling are added to obtain the current motor relative angle θ MP (n). After the calculation, the process proceeds to step S59.
このステップS59では、モータ相対角度θMP(n)を例えば12bitの電気角0〜4096に変換してマイクロコンピュータ30に内蔵されたRAMの所定記憶領域に記憶してからタイマ割込処理を終了する。
この図15の処理と角速度・角加速度演算部48の選択部48nとが相対角度情報補完部に対応している。
In this step S59, the motor relative angle θ MP (n) is converted into, for example, a 12-bit electrical angle 0 to 4096, stored in a predetermined storage area of the RAM built in the microcomputer 30, and the timer interrupt process is terminated. .
The processing of FIG. 15 and the selection unit 48n of the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 correspond to a relative angle information complementing unit.
そして、図15の補完用相対角度算出処理を機能ブロック図で表すと図16に示すように構成される。
なお、モータ相対角度情報算出用ゲインKmは一定値でもよいが、車速Vsに応じて変更するようにしてもよく、このために車速Vsに基づいてモータ相対角度情報演算のゲイン等のモータ進角を調整可能なパラメータを変化させるパラメータ設定手段を設けるようにしてもよい。
Then, the complementary relative angle calculation process of FIG. 15 is configured as shown in FIG. 16 in a functional block diagram.
The motor relative angle information calculation gain Km may be a constant value, but may be changed according to the vehicle speed Vs. For this purpose, a motor advance angle such as a gain for calculating the motor relative angle information based on the vehicle speed Vs. It is also possible to provide parameter setting means for changing a parameter that can be adjusted.
また、電動モータ5や制御装置3が過熱状態となった場合に電動モータ5への通電量を小さくすることでそれ以上の温度上昇を抑制したり、車速センサ33が異常となったときに固定車速を設定して操舵補助制御を継続したりする場合で、例えば図5の操舵補助指令値算出マップの傾きは車速が速くなるに従って小さくなることで、固定化されている車速よりも遅い車速域で操舵補助力が小さく制限されてしまう場合のように、操舵補助制御処理における操舵補助力の出力が制限される場合には、相対角度情報算出用ゲインKmも、その出力制限量に応じてモータ進角を調整するように変更することが望ましい。このため、操舵補助力の出力制限状態でその出力制限量に応じて補完用相対角度情報演算のゲイン等のモータ進角を調整可能なパラメータを変化させる第2のパラメータ設定手段を設けるようにしてもよい。   In addition, when the electric motor 5 or the control device 3 is overheated, it is fixed when the temperature increase beyond that is suppressed by reducing the energization amount to the electric motor 5 or when the vehicle speed sensor 33 becomes abnormal. In the case of continuing the steering assist control by setting the vehicle speed, for example, the inclination of the steering assist command value calculation map of FIG. 5 becomes smaller as the vehicle speed becomes faster, so that the vehicle speed range slower than the fixed vehicle speed. When the output of the steering assist force in the steering assist control process is limited, as in the case where the steering assist force is limited to a small value, the relative angle information calculation gain Km is also set in accordance with the output limit amount. It is desirable to change to adjust the advance angle. For this reason, a second parameter setting means for changing a parameter capable of adjusting a motor advance angle such as a gain for complementary relative angle information calculation according to the output limit amount in the output limit state of the steering assist force is provided. Also good.
そして、角速度・角加速度演算部48が図17に示すように変更されている。すなわち、角速度・角加速度演算部48の相対角度情報オフセット処理部48eが省略され、これに代えてレイトリミッタ部48dで制限した相対角速度ωeeを直接加算部48fに供給すると共に、不感帯検出部48mに供給し、加算部48fの出力が不感帯検出部48mの検出信号によって切換えられる第2の回転角選択部48nの一方の入力側に供給され、この第2の回転角選択部48nの他方の入力側に補完用相対角度情報演算部70で算出された相対回転角θee′が供給され、この第の2回転角選択部48nで選択した相対回転角θeeが回転角選択部48gの一方の入力側に供給され、さらにレイトリミッタ部48dで制限された相対角速度が第2の角速度選択部48pの一方の入力側に供給され、この第2の角速度選択部48pの他方の入力側に補完用相対角度情報演算部70で算出された相対回転角ωee′を微分して補完用角速度ωee′を算出する角速度演算部48oの出力が供給されていることを除いては図8と同様の構成を有する。ここで、不感帯検出部48mでは相対角速度ωeeが不感帯外であるときに論理値“0”の検出信号SDを、不感帯内であるときに論理値“1”の検出信号SDを夫々第2の回転角選択部48n及び第2の角速度選択部48oに出力し、この第2の回転角選択部48nでは、検出信号SDが論理値“0”であるときには加算部48fから出力される相対回転角θeeを選択し、論理値“1”であるときには補完用相対角度情報演算部70で演算した補完用相対回転角θee′を選択し、第2の角速度選択部48oでは、検出信号SDが論理値“0”であるときにはレイトリミッタ部48dで制限した相対角速度ωeeを選択し、論理値“1”であるときに角速度演算部48oで演算した補完用相対角速度ωee′を選択するように構成されている。   Then, the angular velocity / acceleration calculating unit 48 is changed as shown in FIG. That is, the relative angle information offset processing unit 48e of the angular velocity / angular acceleration calculation unit 48 is omitted, and instead, the relative angular velocity ωee limited by the rate limiter unit 48d is directly supplied to the addition unit 48f and the dead zone detection unit 48m is supplied. And the output of the adder 48f is supplied to one input side of the second rotation angle selector 48n switched by the detection signal of the dead zone detector 48m, and the other input side of the second rotation angle selector 48n Is supplied with the relative rotation angle θee ′ calculated by the complementary relative angle information calculation unit 70, and the relative rotation angle θee selected by the second rotation angle selection unit 48n is supplied to one input side of the rotation angle selection unit 48g. The relative angular velocity supplied and further limited by the rate limiter unit 48d is supplied to one input side of the second angular velocity selecting unit 48p, and the second angular velocity selecting unit 48 is supplied. Except that the output of the angular velocity calculation unit 48o for differentiating the relative rotation angle ωee ′ calculated by the complementary relative angle information calculation unit 70 to calculate the complementary angular velocity ωee ′ is supplied to the other input side. Has the same configuration as in FIG. Here, in the dead zone detection unit 48m, when the relative angular velocity ωee is outside the dead zone, the detection signal SD having the logical value “0” is output to the second rotation. Output to the angle selector 48n and the second angular velocity selector 48o. In the second rotation angle selector 48n, when the detection signal SD is a logical value “0”, the relative rotation angle θee output from the adder 48f. When the logical value is “1”, the complementary relative rotation angle θee ′ calculated by the complementary relative angle information calculating unit 70 is selected. In the second angular velocity selecting unit 48o, the detection signal SD is the logical value “ When the value is “0”, the relative angular velocity ωee limited by the rate limiter unit 48d is selected. When the value is “1”, the complementary relative angular velocity ωee ′ calculated by the angular velocity calculation unit 48o is selected. .
次に、上記第2の実施形態の動作を説明する。
先ず、補完用相対角度情報演算部70では、図15の補完用相対角度算出処理を実行し、タイマ割込処理によって、所定時間毎に操舵トルクTsを読込み、次いで、今回読込んだ操舵トルクTsを含む過去の所定数の操舵トルクTs(n)〜Ts(n-31)を平均化処理して操舵トルク平均値TsM(n)を算出する(ステップS52)。この平均化処理を行うことにより、操舵トルクセンサ17から出力される操舵トルクTをA/D変換器31でデジタル信号に変換した際に生じる数LSBのバタつきがノイズ成分として使用されることを確実に防止することができる。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
First, the complementary relative angle information calculation unit 70 executes the complementary relative angle calculation process of FIG. 15, reads the steering torque Ts every predetermined time by the timer interrupt process, and then reads the steering torque Ts read this time. The steering torque average value Ts M (n) is calculated by averaging the past predetermined number of steering torques Ts (n) to Ts (n-31) including (step S52). By performing this averaging process, the number LSB flutter generated when the steering torque T output from the steering torque sensor 17 is converted into a digital signal by the A / D converter 31 is used as a noise component. It can be surely prevented.
そして、算出した操舵トルク平均値TsM(n)が不感帯内であるか否かを判定し(ステップS53)、不感帯内にあるときには操舵トルク平均値TsM(n)を“0”に設定して(ステップS54)、運転者が意図しない時に不用意に電動モータ5が回転駆動されることを確実に防止する。
一方、操舵トルク平均値TsM(n)が不感帯外であるときには、そのままステップS55に移行する。
Then, it is determined whether or not the calculated steering torque average value Ts M (n) is within the dead zone (step S53). If it is within the dead zone, the steering torque average value Ts M (n) is set to “0”. (Step S54), it is possible to reliably prevent the electric motor 5 from being inadvertently driven to rotate when the driver does not intend.
On the other hand, when the steering torque average value Ts M (n) is outside the dead zone, the process directly proceeds to step S55.
そして、算出される操舵トルク平均値TsM(n)の前回サンプリング時の操舵トルク平均値TsM(n-1)との変化量ΔTを算出し、算出した変化量ΔTが予め設定した上限値ΔTuを超えたか否かを判定し、ΔT>ΔTuであるときには、変化量が大き過ぎるものと判断して前回サンプリング時の操舵トルク平均値TsM(n-1)に上限値ΔTuを加算した値を今回の操舵トルク平均値TsM(n)として設定し(ステップS56)、ΔT≦ΔTuであるときにはそのまま操舵トルク平均値TsM(n)を使用する。このステップS55及びS56の処理によって、操舵トルク平均値TsM(n)の変化量が大きいときには、変化量を上限値ΔTuに制限することにより、急激な操舵トルクTの立ち上がり時に補完用相対回転角θMPの急変を制限することができる。 Then, a change amount ΔT of the calculated steering torque average value Ts M (n) with the steering torque average value Ts M (n−1) at the previous sampling is calculated, and the calculated change amount ΔT is a preset upper limit value. It is determined whether or not ΔTu is exceeded. When ΔT> ΔTu, it is determined that the amount of change is too large, and a value obtained by adding the upper limit value ΔTu to the steering torque average value Ts M (n−1) at the previous sampling. Is set as the current steering torque average value Ts M (n) (step S56), and when ΔT ≦ ΔTu, the steering torque average value Ts M (n) is used as it is. When the amount of change in the steering torque average value Ts M (n) is large by the processing in steps S55 and S56, the amount of change is limited to the upper limit value ΔTu, so that the relative rotation angle for complementation when the steering torque T suddenly rises. A sudden change in θ MP can be limited.
そして、設定された相対回転角変化量ΔθMを前回のサンプリング時の補完用相対回転角θMP(n-1)に加算することにより、今回の補完用相対回転角θMPを算出し、これを12bitの電気角(0〜4096)に変換してマイクロコンピュータ30に内蔵するRAMの所定記憶領域に更新記憶する。
このため、図17の角速度・角加速度演算部48で、モータ回転角検出系統が正常である場合には、前述した第1の実施形態と同様に、回転角選択部48gでモータ回転角演算部47によって演算された実回転角θerが選択されると共に、角速度選択部48iで角速度演算部48hで算出される実角速度ωerを選択し、選択した実角速度ωerを角加速度演算部48jで微分して角加速度αを算出し、実回転角θer、実角速度ωer及び角加速度αを電流指令値算出部42に供給することにより、これらに基づいて正確な相目標電流Ia*〜Ic*を算出し、この相目標電流Ia*〜Ic*と電流検出値Ia〜Icとの偏差ΔIa〜ΔIcを算出し、この偏差ΔIa〜ΔIcをPI制御処理して電圧指令値Va*〜Vc*を算出し、これら電圧指令値Va*〜Vc*をモータ駆動回路6のFETゲート駆動回路22に出力することにより、電動モータ5に三相駆動電流を供給して操舵補助力を発生させる。
Then, by adding the set relative rotational angle change amount Δθ M to the complementary relative rotational angle θ MP (n−1) at the previous sampling, the current complementary relative rotational angle θ MP is calculated, and this is calculated. Is converted into a 12-bit electrical angle (0 to 4096) and updated and stored in a predetermined storage area of a RAM built in the microcomputer 30.
For this reason, when the motor rotation angle detection system is normal in the angular velocity / acceleration calculation unit 48 of FIG. 17, the motor rotation angle calculation unit 48g uses the rotation angle selection unit 48g as in the first embodiment described above. 47, the actual rotational angle θer calculated by 47 is selected, the angular velocity selecting unit 48i selects the actual angular velocity ωer calculated by the angular velocity calculating unit 48h, and the selected actual angular velocity ωer is differentiated by the angular acceleration calculating unit 48j. By calculating the angular acceleration α, and supplying the actual rotation angle θer, the actual angular velocity ωer, and the angular acceleration α to the current command value calculation unit 42, accurate phase target currents Ia * to Ic * are calculated based on these, Deviations ΔIa to ΔIc between the phase target currents Ia * to Ic * and the detected current values Ia to Ic are calculated, and these deviations ΔIa to ΔIc are subjected to PI control processing to calculate voltage command values Va * to Vc *. Voltage finger By outputting the command values Va * to Vc * to the FET gate drive circuit 22 of the motor drive circuit 6, a three-phase drive current is supplied to the electric motor 5 to generate a steering assist force.
そして、レゾルバ18を含む回転角検出系統に異常が発生したことをフェールセーフ処理部49で検出すると、このフェールセーフ処理部49から論理値“1”のフェールセーフ信号SFが回転角選択部48g及び角速度選択部48iに出力される。これによって前述した第1の実施形態と同様に逆起電圧EMFに基づく相対角速度ωeeを選択する。
そして、算出した相対角速度ωeeが不感帯外であるときには、不感帯検出部48mで論理値“0”の不感帯検出信号SDが第2の回転角選択部48m及び第2の角速度選択部48pに出力され、この第2の回転角選択部48nで加算部48fによって算出された相対回転角θeeが選択されると共に、第2の角速度選択部48pでレイトリミッタ部48dから出力される相対角速度ωeeが選択されて、逆起電圧EMFに基づいて算出される相対回転角θee、相対角速度ωee及び相対角加速度αに基づいて電流指令算出部42で3相電流指令値Ia*〜Ic*が算出され、電動モータ5が駆動制御されて電動モータ5から操舵補助力が発生されることにより、操舵補助制御処理が継続される。
When the fail safe processor 49 detects that an abnormality has occurred in the rotation angle detection system including the resolver 18, the fail safe signal SF having a logical value “1” is output from the fail safe processor 49 to the rotation angle selector 48g and It is output to the angular velocity selection unit 48i. As a result, the relative angular velocity ωee based on the back electromotive force EMF is selected as in the first embodiment described above.
When the calculated relative angular velocity ωee is outside the dead zone, the dead zone detector 48m outputs a dead zone detection signal SD having a logical value of “0” to the second rotation angle selector 48m and the second angular velocity selector 48p. The second rotation angle selection unit 48n selects the relative rotation angle θee calculated by the addition unit 48f, and the second angular velocity selection unit 48p selects the relative angular velocity ωee output from the rate limiter unit 48d. The current command calculation unit 42 calculates the three-phase current command values Ia * to Ic * based on the relative rotation angle θee, the relative angular velocity ωee, and the relative angular acceleration α calculated based on the back electromotive voltage EMF, and the electric motor 5 Is controlled and the steering assist force is generated from the electric motor 5, whereby the steering assist control process is continued.
この操舵補助制御処理の継続状態で、相対角速度演算部48aで演算される相対角速度ωeeが不感帯内となると、不感帯検出部48mから論理値“1”の検出信号SDが第2の回転角選択部48m及び第2の角速度選択部48pに出力されることにより、第2の回転角選択部48mで補完用相対角度情報演算部70で算出されてマイクロコンピュータ30のRAMに格納されている補完用相対回転角θMPが選択されると共に、第2の角速度選択部48pで角速度演算部48oで算出される補完用相対回転角θee′(=θMP)を微分した相対角速度ωee′が選択される。 When the relative angular velocity ωee calculated by the relative angular velocity calculating unit 48a is within the dead band in the state where the steering assist control process is continued, the detection signal SD having the logical value “1” is output from the dead band detecting unit 48m to the second rotation angle selecting unit. 48m and output to the second angular velocity selection unit 48p, the second relative rotation angle selection unit 48m calculates the complementary relative angle information calculation unit 70 and stores it in the RAM of the microcomputer 30. The rotation angle θ MP is selected, and the relative angular velocity ωee ′ obtained by differentiating the complementary relative rotation angle θee ′ (= θ MP ) calculated by the angular velocity calculation unit 48o is selected by the second angular velocity selection unit 48p.
このため、逆起電圧EMFに基づいて算出された相対角速度ωeeが“0”角速度近傍の不感帯内であるときには、補完用相対角度情報演算部70で演算された操舵トルクTsに基づいて算出される補完用相対回転角θMP及びその微分値でなる相対角速度ωee′が選択されると共に、補完用相対角速度ωee′を微分した相対角加速度αが指令値算出部42に出力されることにより、前述した第1の実施形態と同様にステアリング(ハンドル)ロックの発生を防止しながら補完用相対回転角θMP、補完用相対角速度ωee′及び相対角加速度αに基づいて操舵補助制御処理を継続することができる。 For this reason, when the relative angular velocity ωee calculated based on the back electromotive force EMF is within the dead zone in the vicinity of the “0” angular velocity, it is calculated based on the steering torque Ts calculated by the complementary relative angle information calculating unit 70. The complementary relative rotation angle θ MP and the relative angular velocity ωee ′ formed by the differential value thereof are selected, and the relative angular acceleration α obtained by differentiating the complementary relative angular velocity ωee ′ is output to the command value calculation unit 42, whereby As in the first embodiment, the steering assist control process is continued based on the complementary relative rotation angle θ MP , the complementary relative angular velocity ωee ′, and the relative angular acceleration α while preventing the occurrence of steering (handle) lock. Can do.
なお、上記第2の実施形態においては、相対角速度ωeeが不感帯内であるときに、操舵トルクTsに基づいて算出する補完用相対角速度ωee′を選択する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、相対角速度ωeeが不感帯内になったときの操舵トルクTsが大きい場合には相対角度θeeが急変する場合が生じるので、相対角速度ωeeが不感帯内となったときの操舵トルクTsが大きい場合には、操舵トルクTsの変化量に基づいて補完用相対回転角θee′を算出するように設定することが好ましい。   In the second embodiment, the case where the complementary relative angular velocity ωee ′ calculated based on the steering torque Ts is selected when the relative angular velocity ωee is in the dead zone has been described. However, the present invention is not limited to this. If the steering torque Ts when the relative angular velocity ωee is in the dead zone is large, the relative angle θee may change suddenly. Therefore, the steering torque Ts when the relative angular velocity ωee is in the dead zone is large. In this case, it is preferable to set so as to calculate the complementary relative rotation angle θee ′ based on the change amount of the steering torque Ts.
また、上記第2の実施形態においては、逆起電圧EMFに基づいて算出した相対角速度ωeeが不感帯内であるときに、操舵トルクTsに基づいて算出した補完用相対回転角θee′及び補完用相対角速度ωee′を適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、逆起電圧EMFに基づいて算出した相対角速度ωeeが不感帯内になるときに、電動モータ5で発生する操舵補助力が小さいか否かを例えば指令値算出部42で算出した操舵補助トルク指令値IM *の大小で判定し、操舵補助力が小さいときには逆起電圧EMFに基づいて算出した相対角速度ωee、相対回転角θee、相対角加速度αに基づいて操舵補助制御処理を継続し、操舵補助力が大きいときは操舵トルクに基づく補完用相対回転角θee′、補完用相対角速度ωee′及び相対角加速度αに基づいて操舵補助制御処理を継続するようにしてもよい。 In the second embodiment, when the relative angular velocity ωee calculated based on the back electromotive force EMF is within the dead zone, the complementary relative rotation angle θee ′ calculated based on the steering torque Ts and the complementary relative Although the case where the angular velocity ωee ′ is applied has been described, the present invention is not limited to this, and the steering assist force generated by the electric motor 5 when the relative angular velocity ωee calculated based on the back electromotive force EMF is within the dead zone. Is determined based on, for example, the magnitude of the steering assist torque command value I M * calculated by the command value calculation unit 42. When the steering assist force is small, the relative angular velocity ωee calculated based on the back electromotive force EMF, the relative rotation The steering assist control process is continued based on the angle θee and the relative angular acceleration α. When the steering assist force is large, the complementary relative rotation angle θee ′ based on the steering torque and the complementary relative It may continue the steering assist control processing based on the speed Omegaee 'and relative angular acceleration alpha.
さらに、上記第2の実施形態においては、0速度領域であるか否かを相対角速度ωeeが不感帯内であるか否かによって判断する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、逆起電圧EMFから得られる角度情報θeeが不正確な区間(相対角速度ωeeが不感帯外となっても逆起電圧EMFの0クロス点を判断できないときなど)でも補完用相対角速度ωee′を選択するようにしてもよい。   Further, in the second embodiment, the case has been described in which it is determined whether or not it is in the zero speed region based on whether or not the relative angular velocity ωee is within the dead zone. However, the present invention is not limited to this. The complementary relative angular velocity ωee ′ is selected even in a section where the angle information θee obtained from the electromotive voltage EMF is inaccurate (for example, when the zero cross point of the counter electromotive force EMF cannot be determined even if the relative angular velocity ωee is outside the dead zone). It may be.
さらにまた、上記第2の実施形態においては、補正値としてΔθMを“0”に設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、相対回転角θMP(n)の増加量を極めて小さい値に抑制することができる程度の値に設定するようにしてもよい。
なおさらに、上記第2の実施形態においては、操舵トルクTsを平均化した操舵トルク平均値TsMを使用して相対回転角変化量ΔθMを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵トルクTsそのものを入力値として相対回転変化量ΔθMを算出するようにしてもよく、要は操舵トルクTsに基づく値であれば任意の演算値を適用することができる。
Furthermore, in the second embodiment, the case where Δθ M is set to “0” as the correction value has been described. However, the present invention is not limited to this, and the increase amount of the relative rotation angle θ MP (n). May be set to such a value that can be suppressed to an extremely small value.
Furthermore, in the second embodiment, the case where the relative rotation angle change amount Δθ M is calculated using the steering torque average value Ts M obtained by averaging the steering torque Ts has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, the relative rotation change amount Δθ M may be calculated using the steering torque Ts itself as an input value. In short, any calculation value can be applied as long as the value is based on the steering torque Ts.
次に、本発明の第3の実施形態を図18について説明する。
この第3の実施形態では、前述した第1及び第2の実施形態では、運転者の操舵量に応じたブラシレスモータの相対角度情報を算出する場合に、ブラシレスモータの逆起電圧に基づいて相対角度情報を構成する相対角速度を算出するようにしているので、ブラシレスモータの逆起電圧を正常に検出することができない状態となったときには相対角度情報を得ることができない状態となり、操舵補助制御を中止せざるを得ない。このため、第3の実施形態では、ブラシレスモータの逆起電圧を正常に検出することができない状態となったときでも操舵補助制御を継続することができるようにしたものである。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, in the first and second embodiments described above, when calculating the relative angle information of the brushless motor according to the steering amount of the driver, the relative angle is calculated based on the back electromotive voltage of the brushless motor. Since the relative angular velocity constituting the angle information is calculated, when the back electromotive force voltage of the brushless motor cannot be normally detected, the relative angle information cannot be obtained, and the steering assist control is performed. I have to cancel. Therefore, in the third embodiment, the steering assist control can be continued even when the back electromotive voltage of the brushless motor cannot be normally detected.
すなわち、第3の実施形態では、マイクロコンピュータ30で、図18に示す相対角度演算処理を実行する。
この相対角度演算処理は、所定時間(例えば10msec)毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS81で、レゾルバ18及びモータ回転角演算部47で検出されるモータ回転角θerが正常であるか否かを判定する。この判定は、前述した図9のモータ回転角異常検出処理で出力されるフェールセーフ信号SFを読込み、これが論理値“0”であるか否かを判断することにより行う。
That is, in the third embodiment, the microcomputer 30 executes the relative angle calculation process shown in FIG.
This relative angle calculation process is executed as a timer interrupt process at predetermined time intervals (for example, 10 msec). First, in step S81, the motor rotation angle θer detected by the resolver 18 and the motor rotation angle calculation unit 47 is normal. It is determined whether or not. This determination is performed by reading the fail-safe signal SF output in the motor rotation angle abnormality detection process of FIG. 9 and determining whether or not this is a logical value “0”.
このステップS81の判定結果が、モータ回転角θerが正常であるときには、ステップS82に移行して、モータ回転角θerを使用して、モータ角速度ωe及び角加速度αを算出してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、モータ回転角θerが正常でないときにはステップS83に移行する。
このステップS83では、運転者の操舵量に応じた相対角度情報を正常に算出することができるか否かを判定する。この相対角度情報の算出が正常であるか否かの判定は、例えばモータ端子電圧検出部8で検出したモータ端子電圧が正常であるか否かを判断することにより行い、相対角度情報の算出が正常である場合には、ステップS84に移行して、前述した第1の実施形態と同様の相対角度情報検出処理を実行してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰し、相対角度情報の算出が異常であるときには、ステップS85に移行して、前述した第2の実施形態における補完用相対角度情報演算部70で実行する図15の補完用相対角度情報演算処理と同様の処理を行う相対角度情報検出処理を実行してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
If the determination result in step S81 is that the motor rotation angle θer is normal, the process proceeds to step S82, and the motor rotation angle θer is used to calculate the motor angular velocity ωe and the angular acceleration α before timer interruption processing. To return to a predetermined main program, and when the motor rotation angle θer is not normal, the process proceeds to step S83.
In this step S83, it is determined whether or not the relative angle information according to the driver's steering amount can be normally calculated. The determination of whether or not the calculation of the relative angle information is normal is performed, for example, by determining whether or not the motor terminal voltage detected by the motor terminal voltage detection unit 8 is normal. If normal, the process proceeds to step S84, the same relative angle information detection process as in the first embodiment described above is executed, and then the timer interrupt process is terminated to return to the predetermined main program, When the calculation of the relative angle information is abnormal, the process proceeds to step S85 and is the same as the complementary relative angle information calculation process of FIG. 15 executed by the complementary relative angle information calculation unit 70 in the second embodiment described above. After executing the relative angle information detection process for performing the process, the timer interrupt process is terminated and the process returns to the predetermined main program.
この第3の実施形態によると、レゾルバ18及びモータ回転角演算部47で構成されるモータ回転角検出部が正常であるときには、ステップS82に移行して、このモータ回転角検出部で検出されたモータ回転角θerを使用して、モータ角速度ωe及び角加速度αを算出するが、モータ回転角検出部が異常となった場合には、モータ端子電圧の検出が正常であるか否かを判定し、モータ端子電圧の検出が正常である場合には、ステップS84に移行して、前述した第1の実施形態による相対角度情報検出処理を行って、相対角速度ωee、相対回転角θee、相対角加速度αを演算する。   According to the third embodiment, when the motor rotation angle detection unit composed of the resolver 18 and the motor rotation angle calculation unit 47 is normal, the process proceeds to step S82 and is detected by the motor rotation angle detection unit. The motor rotation angle θer is used to calculate the motor angular velocity ωe and the angular acceleration α. If the motor rotation angle detector becomes abnormal, it is determined whether the detection of the motor terminal voltage is normal. If the detection of the motor terminal voltage is normal, the process proceeds to step S84, where the relative angle information detection process according to the first embodiment described above is performed, the relative angular velocity ωee, the relative rotation angle θee, and the relative angular acceleration. α is calculated.
しかしながら、モータ端子電圧の検出が異常である場合には、前述した第1の実施形態による相対角度情報の正確な演算を行うことができないので、ステップS85に移行して、前述した第2の実施形態における補完用角度情報演算部70で実行する図15の補完用角度情報演算処理を相対角度情報検出処理として実行することにより、逆起電圧EMFを使用することなく操舵トルクTsに基づいて相対回転角θMPを算出し、算出した相対回転角θMPを使用して相対角速度ωee及び相対角加速度αを算出する。 However, when the detection of the motor terminal voltage is abnormal, the relative angle information according to the first embodiment described above cannot be accurately calculated, so the process proceeds to step S85 and the second implementation described above. By performing the complementary angle information calculation process of FIG. 15 executed by the complementary angle information calculation unit 70 in the embodiment as the relative angle information detection process, the relative rotation based on the steering torque Ts without using the back electromotive force EMF is performed. The angle θ MP is calculated, and the relative angular velocity ωee and the relative angular acceleration α are calculated using the calculated relative rotation angle θ MP .
このように、上記第3の実施形態によると、相対角度情報の算出を2段階で行うことができるので、前述した第1の実施形態による逆起電圧EMFに基づいて相対角速度ωee、相対回転角θee及び相対角加速度αでなる相対角度情報を算出することができない場合であっても、操舵トルクTsに基づいて相対回転角θee、相対角速度ωee及び相対角加速度αでなる相対角度情報を算出することができ、異常発生時における操舵補助制御の継続が可能な範囲を広範囲とすることができ、より確実な操舵補助制御を行うことができる。   As described above, according to the third embodiment, the calculation of the relative angle information can be performed in two stages. Therefore, the relative angular velocity ωee, the relative rotation angle based on the back electromotive force EMF according to the first embodiment described above. Even if relative angle information consisting of θee and relative angular acceleration α cannot be calculated, relative angle information consisting of relative rotational angle θee, relative angular velocity ωee, and relative angular acceleration α is calculated based on the steering torque Ts. Therefore, the range in which the steering assist control can be continued when an abnormality occurs can be widened, and more reliable steering assist control can be performed.
なお、上記第3の実施形態においては、モータの端子電圧の検出が正常であるときに、前述した第1の実施形態と同様の相対角度情報検出処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した第2の実施形態と同様の相対角度情報検出処理を実行するようにしてもよい。
また、上記第3の実施形態においては、逆起電圧に基づく相対角度演算処理が行えない場合に、操舵トルクに基づく相対角度演算処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、逆起電圧に基づく相対角度演算処理が行えない場合に、他の処理に使用する操舵角センサを使用して、操舵角センサから得た操舵角の角度変化量に基づいて相対角度を算出するようにしてもよく、さらに操舵角に基づく相対角度演算処理が行えない場合に操舵トルクに基づく相対角度演算処理を行うようにしてもよく、これら3つの操舵角演算処理の組合せは故障率等で決定するようにしてもよい。
In the third embodiment, the case where the relative angle information detection process similar to that of the first embodiment described above is executed when the detection of the motor terminal voltage is normal has been described. The present invention is not limited, and the relative angle information detection process similar to that of the second embodiment described above may be executed.
In the third embodiment, the case where the relative angle calculation process based on the steering torque is performed when the relative angle calculation process based on the back electromotive voltage cannot be performed has been described. However, the present invention is not limited to this. When the relative angle calculation processing based on the back electromotive force cannot be performed, the relative angle is calculated based on the amount of change in the steering angle obtained from the steering angle sensor using the steering angle sensor used for other processing. Further, when the relative angle calculation process based on the steering angle cannot be performed, the relative angle calculation process based on the steering torque may be performed. The combination of these three steering angle calculation processes is based on a failure rate or the like. It may be determined.
また、上記第1〜第3の実施形態においては、レゾルバ18及びモータ回転角検出回路32を含むモータ回転角検出系の異常を、sinθ及びcosθに基づいて異常判定マップを参照して検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、sinθ系とcosθ系とがショートしたときには、sin2θ+cos2θ=1であることを利用して、ショートを検出するようにしてもよく、この場合には、sinθとcosθとは互いに同じ値となりながら一定の範囲で振幅が変化し、電気角45度のときに最大、225度のときに最小となるので、これら最大及び最小のピークを監視して、電気角45度及び225度に相対回転角θeeを補正するようにしてもよい。 In the first to third embodiments, the abnormality of the motor rotation angle detection system including the resolver 18 and the motor rotation angle detection circuit 32 is detected with reference to the abnormality determination map based on sin θ and cos θ. However, the present invention is not limited to this, and when the sin θ system and the cos θ system are short-circuited, a short circuit may be detected using the fact that sin 2 θ + cos 2 θ = 1. In this case, since sin θ and cos θ have the same value, the amplitude changes within a certain range, and the maximum is when the electrical angle is 45 degrees and the minimum when the electrical angle is 225 degrees. The relative rotation angle θee may be corrected to 45 degrees and 225 degrees by monitoring.
また、上記第1〜第3の実施形態においては、sinθ及びcosθをマイクロコンピュータ30で実行するモータ回転角算出処理で算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、モータ回転角検出回路32内でsinθ及びcosθを算出するようにしてもよく、さらにはモータ回転角検出手段としてレゾルバ18に代えて例えば、特開平2004−20548号公報に記載されているように、電動モータ5の軸受内にエンコーダを構成する永久磁石をその中心を通過する仮想平面によりS極とN極とが均等に2分割される様に着磁し、このエンコーダのS極及びN極と対向して90度位相がずれた位置に磁気センサを設け、これら磁気センサからsinθ及びcosθを出力する回転状態検出装置を適用するようにしてもよい。このように、モータ回転検出手段からsinθ及びcosθが例えば電圧として出力される場合には、マイクロコンピュータ30でsinθ及びcosθの振幅が予め設定した範囲内であるか否かを判定することにより、sinθ及びcosθの何れか一方の振幅が設定範囲外となったときに、sinθ又はcosθの系統に地絡異常又は天絡異常が発生したものと判断するようにしてもよい。この場合、仮にcosθの系統が正常であるものとすると、sinθ及びcosθの座標系においては、cosθが最大値となる角度は0度であり、最小値となる角度は180度、中央である場合は90度又は270度であることを利用して、cosθが最大値となったときに相対回転角θee又は相対角速度ωeeを“0”に補正するようにしてもよい。この場合の最大値の検出は、ピーク検出処理又はピーク検出回路を適用するようにしてもよいが、ピーク値が予め分かっている場合にはそのピーク値に達したか否かを判定することにより最大値を検出することができ、このピーク値が温度などの影響を受ける場合には、例えば0度及び180度のピーク値は異常となる直前の値をピーク値として設定するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the case where sin θ and cos θ are calculated by the motor rotation angle calculation process executed by the microcomputer 30 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the motor rotation angle is not limited thereto. The sin θ and cos θ may be calculated in the detection circuit 32. Furthermore, instead of the resolver 18 as a motor rotation angle detection means, for example, as described in JP-A-2004-20548, the electric motor 5 Is magnetized so that the S pole and the N pole are equally divided into two by a virtual plane passing through the center of the permanent magnet constituting the encoder, and opposed to the S pole and the N pole of this encoder. Applying a rotation state detection device that provides magnetic sensors at positions that are 90 degrees out of phase and outputs sin θ and cos θ from these magnetic sensors. Good. Thus, when sin θ and cos θ are output as voltages from the motor rotation detecting means, for example, by determining whether the amplitudes of sin θ and cos θ are within a preset range by the microcomputer 30, sin θ When the amplitude of either one of cos θ and the cos θ is out of the set range, it may be determined that a ground fault abnormality or a power fault abnormality has occurred in the sin θ or cos θ system. In this case, assuming that the system of cos θ is normal, in the coordinate system of sin θ and cos θ, the angle at which cos θ is the maximum value is 0 degrees, and the angle at which the minimum value is 180 degrees is the center. Is 90 degrees or 270 degrees, and when cos θ reaches the maximum value, the relative rotation angle θee or the relative angular velocity ωee may be corrected to “0”. For detection of the maximum value in this case, a peak detection process or a peak detection circuit may be applied. If the peak value is known in advance, it is determined whether or not the peak value has been reached. When the maximum value can be detected and this peak value is affected by temperature or the like, for example, the peak values at 0 degrees and 180 degrees may be set as the peak values immediately before becoming abnormal. .
このように、sinθ及びcosθの何れか一方が異常となった場合には、正常な信号のピーク値を監視して、そのピーク値となった時点の角度を相対回転角θeeの補正値として採用することもできる。
また、モータの回転位置検出手段として、図19に示すように、通常の三相ブラシレスモータに設けられるa相、b相及びc相の極位置を検出するホールセンサ等の3つの極位置センサ101a、101b及び101cを適用する場合には、これら極位置センサ101a、101b及び101cから出力される相検出信号Sa、Sb及びScが図20に示すように120度の位相差を有することから、これら相検出信号Sa、Sb及びScに基づいて異常となった1つの極位置センサ101i(i=a、b、c)を検出することができる。
As described above, when one of sin θ and cos θ becomes abnormal, the peak value of the normal signal is monitored, and the angle at the time when the peak value is reached is adopted as a correction value for the relative rotation angle θee. You can also
Further, as shown in FIG. 19, three pole position sensors 101a such as a hall sensor that detects pole positions of a phase, b phase, and c phase provided in a normal three-phase brushless motor are used as the rotational position detection means of the motor. , 101b and 101c, the phase detection signals Sa, Sb and Sc output from these pole position sensors 101a, 101b and 101c have a phase difference of 120 degrees as shown in FIG. One pole position sensor 101i (i = a, b, c) that becomes abnormal can be detected based on the phase detection signals Sa, Sb, and Sc.
すなわち、各相検出信号Sa、Sb及びScのオンオフ状態で表される通電状態は図20の最下段に示すように1から6までの通電状態を繰り返している。
この状態で、例えばa相の極位置センサ101aがハイレベルで固着した場合には、図21に示すように、オンオフ状態で表される通電状態が“4”、“5”及び“6”と新たなa相検出信号Saがハイレベル、b相検出信号Sbがハイレベル、c相検出信号Scがハイレベルとなる通電状態“7”とが所定の順序で繰り返されることになり、通電状態“7”となったところで、異常を検出することができるが、本来a相検出信号Saがハイレベルとなる0度〜180度の範囲では、正常時とパターンが変わらない。ここで、通電状態“4”は0度〜360度の範囲で、1度だけ現れる一意な通電状態であり、この通電状態“4”は通電状態“5”又は“6”となるエッジ部では正しく角度を読み取ることができる。同様に、b相検出信号Sb及びc相検出信号Scがハイレベルで固着した場合には、夫々通電状態“2”及び“1”が一意に角度を検出できる領域として存在し、同様に角度を正しく認識できる点が存在する。
That is, the energization state represented by the on / off states of the phase detection signals Sa, Sb, and Sc repeats the energization states 1 to 6 as shown in the lowermost stage of FIG.
In this state, for example, when the a-phase pole position sensor 101a is fixed at a high level, as shown in FIG. 21, the energization states represented by the on / off states are “4”, “5”, and “6”. The energization state “7” in which the new a-phase detection signal Sa is at the high level, the b-phase detection signal Sb is at the high level, and the c-phase detection signal Sc is at the high level is repeated in a predetermined order. Although the abnormality can be detected at 7 ″, the pattern does not change from that in the normal state in the range of 0 to 180 degrees where the a-phase detection signal Sa originally becomes a high level. Here, the energization state “4” is a unique energization state that appears only once in the range of 0 ° to 360 °. This energization state “4” is the edge portion where the energization state is “5” or “6”. The angle can be read correctly. Similarly, when the b-phase detection signal Sb and the c-phase detection signal Sc are fixed at a high level, the energized states “2” and “1” exist as regions where the angle can be uniquely detected, respectively. There are points that can be recognized correctly.
また、a相検出信号Saがローレベルで固着した場合も同様に、図22に示すように、本来a相検出信号Saがローレベルとなる領域(180〜360度)で正常に角度の検出が可能であり、通電状態“3”の部分は0〜360度の範囲で一意であり、これが通電状態“2”及び“1”となるエッジ部で正しく角度を読み取ることができる。さらに、b相検出信号Sb及びc相検出信号Scがハイレベルで固着した場合には、夫々通電状態“5”及び“6”が一意に角度を検出できる領域として存在し、同様に角度を正しく認識できる点が存在する。   Similarly, when the a-phase detection signal Sa is fixed at a low level, as shown in FIG. 22, the angle is normally detected in a region (180 to 360 degrees) where the a-phase detection signal Sa is originally at a low level. The portion of the energized state “3” is unique in the range of 0 to 360 degrees, and the angle can be correctly read at the edge portions where the energized states are “2” and “1”. Further, when the b-phase detection signal Sb and the c-phase detection signal Sc are fixed at a high level, the energized states “5” and “6” exist as regions where the angle can be uniquely detected, and the angle is set correctly in the same manner. There is a point that can be recognized.
以上により、モータ極位置を含む回転体の回転を検出する極位置センサ101a〜101cの異常を通電状態“7”又は“0”を検出することにより、認識することができ、通電状態“7”で異常を検出した場合には、通電状態“1”、“2”及び“4”を認識すれば、その切り換わりエッジで正常な角度の補正が可能であり、通電状態“0”で異常を検出した場合には、通電状態“3”、“5”及び“6”を認識すれば、その切り換わりエッジで正常な角度の補正が可能である。   As described above, the abnormality of the pole position sensors 101a to 101c for detecting the rotation of the rotating body including the motor pole position can be recognized by detecting the energized state “7” or “0”, and the energized state “7”. If an abnormal state is detected in step 1, if the energized states “1”, “2” and “4” are recognized, the normal angle can be corrected at the switching edge. If detected, if the energized states “3”, “5”, and “6” are recognized, the normal angle can be corrected at the switching edge.
したがって、上述したsinθ及びcosθを出力する回転状態検出装置を適用する場合や上記極位置センサ101a〜101cを使用した場合には、実角度を正確に認識できる点が存在することにより、例えば、図23に示す相対角度補正処理を実行することができる。この相対角度補正処理は、ステップS91で、逆起電圧EMFを読込み、次いでステップS92に移行して、要補正状態であるか否かを判定する。この要補正状態であるか否かの判定は、例えば逆起電圧EMFの値又はその変化量ΔEMFが大きいか否かを判断し、逆起電圧EMFの値又はその変量ΔEMFが小さいときには要補正状態ではないものと判断してそのままタイマ割込処理を終了するが、逆起電圧EMFの値又はその変量ΔEMFが大きいときには、要補正状態であるものと判断してステップS93に移行し、回転状態検出装置又は極位置センサ101a〜101cでの検出信号から実角度を認識できる状態であるか否かを判定し、実角度を認識できないときには実角度を認識できるまで待機し、実角度を認識できるときには、ステップS94に移行して、実角度情報を相対角度θeeとして設定してからタイマ割込処理を終了する。この相対角度補正処理において、ステップS92の処理が要補正状態検出手段に対応し、ステップS93及びS94の処理が相対角度情報補正手段に対応している。   Therefore, when the rotational state detection device that outputs sin θ and cos θ described above is applied, or when the pole position sensors 101a to 101c are used, the fact that the actual angle can be accurately recognized exists. 23 can be executed. In this relative angle correction process, in step S91, the back electromotive force EMF is read, and then the process proceeds to step S92 to determine whether or not correction is necessary. This determination of whether or not the correction is required is made by determining whether or not the value of the back electromotive force EMF or the amount of change ΔEMF thereof is large. However, if the value of the back electromotive force EMF or its variable ΔEMF is large, it is determined that the correction is required, and the process proceeds to step S93 to detect the rotation state. It is determined whether or not the actual angle can be recognized from the detection signals from the apparatus or the pole position sensors 101a to 101c. When the actual angle cannot be recognized, the process waits until the actual angle can be recognized. The process proceeds to step S94, where the actual angle information is set as the relative angle θee, and the timer interrupt process is terminated. In this relative angle correction process, the process in step S92 corresponds to the correction required state detection means, and the processes in steps S93 and S94 correspond to the relative angle information correction means.
また、上記第1〜第3の実施形態においては、操舵補助制御をマイクロコンピュータ30を使用して行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の演算処理装置を適用することもできる外、演算回路、加算回路、比較回路等を使用するハードウェアで構成することもできる。
さらに、上記第1〜第3の実施形態においては、マイクロコンピュータ30で操舵補助制御処理を実行し、FETゲート駆動回路22でパルス幅制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ30で操舵補助制御処理及びパルス幅制御処理の双方を実行するようにし、このマイクロコンピュータ30でインバータ回路21を直接駆動制御するようにしてもよい。
In the first to third embodiments, the case where the steering assist control is performed using the microcomputer 30 has been described. However, the present invention is not limited to this, and other arithmetic processing devices may be applied. In addition, it can be configured by hardware using an arithmetic circuit, an adder circuit, a comparison circuit, and the like.
Further, in the first to third embodiments, the case where the steering assist control process is executed by the microcomputer 30 and the pulse width control process is executed by the FET gate drive circuit 22 has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, the microcomputer 30 may execute both the steering assist control process and the pulse width control process, and the microcomputer 30 may directly drive and control the inverter circuit 21.
本発明の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of the present invention. 操舵トルクセンサから出力される操舵トルク検出信号の特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a steering torque detection signal output from a steering torque sensor. 図1の制御装置の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the control apparatus of FIG. 制御装置のマイクロコンピュータの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the microcomputer of a control apparatus. 図4の電流指令値算出部の具体的構成を示すブロックである。It is a block which shows the specific structure of the electric current command value calculation part of FIG. 操舵補助制御処理で使用する操舵トルクと操舵補助指令値との関係を示す操舵補助指令値算出マップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the steering assistance command value calculation map which shows the relationship between the steering torque used by steering assistance control processing, and a steering assistance command value. セルフアライニングトルクの説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of the self-aligning torque. 図4の角速度・角加速度演算部の具体的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of the angular velocity and angular acceleration calculating part of FIG. 制御装置のマイクロコンピュータで実行するモータ回転角異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the motor rotation angle abnormality detection process procedure performed with the microcomputer of a control apparatus. 図9で使用する異常判定マップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the abnormality determination map used in FIG. 制御装置のマイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering assistance control processing procedure performed with the microcomputer of a control apparatus. 制御装置のマイクロコンピュータで実行する相対角度情報演算処理を手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a procedure of the relative angle information calculation process performed with the microcomputer of a control apparatus. 電動モータのロータとステータの磁界ベクトル相対角誤差とロータに発生するエネルギーの絶対値の関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the magnetic field vector relative angle error of the rotor and stator of an electric motor, and the absolute value of the energy which generate | occur | produces in a rotor. 本発明の第2の実施形態を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施形態の相対角度演算処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the relative angle calculation process procedure of 2nd Embodiment. モータ回転角推定処理の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a motor rotation angle estimation process. 角速度・角加速度演算部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an angular velocity and an angular acceleration calculating part. 本発明の第3の実施形態の相対角度検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the relative angle detection processing procedure of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態における制御装置の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific example of the control apparatus in other embodiment of this invention. 3相検出信号を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows a three-phase detection signal. a相検出信号がハイレベル固着したときの信号波形図である。It is a signal waveform diagram when the a-phase detection signal is fixed at a high level. a相検出信号がローレベル固着したときの信号波形図である。It is a signal waveform diagram when the a-phase detection signal is fixed at a low level. 本発明の他の実施形態における相対角度補正処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the relative angle correction process sequence in other embodiment of this invention.
符号の説明Explanation of symbols
1…車載バッテリ、3…制御装置、5…電動モータ、6…モータ駆動回路、11…ステアリングホイール、12…ステアリングシャフト、13…減速装置、17…トルクセンサ、18…レゾルバ、21…インバータ回路、22…FETゲート駆動回路、30…マイクロコンピュータ、32…モータ回転角検出回路、33…車速センサ、42…電流指令値算出部、42A…操舵補助トルク指令値演算部、42B…指令値補償部、42C…d−q軸電流指令値演算部、44…減算部、45…電流制御部、46…逆起電圧演算部、47…モータ回転角演算部、48…角速度・角加速度演算部、48a…相対角速度演算部、48b…符号取得部、48c…乗算部、48d…レイトリミッタ部、48e…ディザ処理部、48f…加算部、48g…回転角選択部、48h…角速度演算部、48i…角速度選択部、48j…角加速度演算部、48m…不感帯検出部、48n…第2の回転角選択部、48o…角速度演算部、48p…第2の角速度選択部、49…フェールセーフ処理部、70……補完用相対角度情報演算部、101a〜101c…極位置検出センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle-mounted battery, 3 ... Control apparatus, 5 ... Electric motor, 6 ... Motor drive circuit, 11 ... Steering wheel, 12 ... Steering shaft, 13 ... Reduction gear, 17 ... Torque sensor, 18 ... Resolver, 21 ... Inverter circuit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... FET gate drive circuit, 30 ... Microcomputer, 32 ... Motor rotation angle detection circuit, 33 ... Vehicle speed sensor, 42 ... Current command value calculation part, 42A ... Steering assist torque command value calculation part, 42B ... Command value compensation part, 42C ... dq-axis current command value calculation unit, 44 ... subtraction unit, 45 ... current control unit, 46 ... back electromotive voltage calculation unit, 47 ... motor rotation angle calculation unit, 48 ... angular velocity / angular acceleration calculation unit, 48a ... Relative angular velocity calculation unit, 48b ... sign acquisition unit, 48c ... multiplication unit, 48d ... rate limiter unit, 48e ... dither processing unit, 48f ... addition unit, 48g ... rotation angle Selection unit, 48h ... angular velocity calculation unit, 48i ... angular velocity selection unit, 48j ... angular acceleration calculation unit, 48m ... dead zone detection unit, 48n ... second rotation angle selection unit, 48o ... angular velocity calculation unit, 48p ... second angular velocity. Selection unit, 49... Fail-safe processing unit, 70... Complementary relative angle information calculation unit, 101 a to 101 c .. pole position detection sensor

Claims (11)

  1. 操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値に基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
    運転者の前記操舵系に対する操舵量に応じた前記電動モータの相対角度情報を算出するモータ相対角度情報算出部と、該モータ相対角度情報算出部が相対角度情報を得られない状態となることを防止して常時相対角度情報の生成を可能とする相対角度情報補完部とを有するモータ相対角度検出手段を備え、前記モータ制御手段は、前記モータ相対角度検出手段で検出した相対角度情報に基づいて駆動開始時に初期角度を設定することなく任意の実角度から前記電動モータを駆動制御するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
    An electric motor for generating a steering assist force for the steering system, a steering torque detecting means for detecting a steering torque transmitted to the steering system, and a steering assist command value based on the steering torque detected by the steering torque detecting means And an electric power steering device comprising motor control means for driving and controlling the electric motor based on the calculated steering assist command value,
    A motor relative angle information calculation unit that calculates relative angle information of the electric motor in accordance with a steering amount of the driver with respect to the steering system, and the motor relative angle information calculation unit cannot obtain relative angle information. And a motor relative angle detection unit having a relative angle information complementing unit that prevents generation of relative angle information at all times, and the motor control unit is based on the relative angle information detected by the motor relative angle detection unit. An electric power steering apparatus configured to drive and control the electric motor from an arbitrary actual angle without setting an initial angle at the start of driving.
  2. 操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータと、該電動モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、算出した操舵補助指令値及び前記モータ回転角検出手段で検出したモータ回転角とに基づいて前記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを備えた電動パワーステアリング装置であって、
    前記モータ回転角検出手段の異常を検出するモータ回転角異常検出手段と、運転者の前記操舵系に対する操舵量に応じた前記電動モータの相対角度情報を算出するモータ相対角度情報算出部と、該モータ相対角度情報算出部が相対角度情報を得られない状態となることを防止して常時相対角度情報の生成を可能とする相対角度情報補完部とを有するモータ相対角度検出手段とを備え、前記モータ制御手段は、前記モータ回転角異常検出手段で前記モータ回転角異常検出手段の異常を検出していないときに、当該回転角検出手段で検出したモータ回転角情報を選択し、前記モータ回転角異常検出手段で、前記モータ回転角検出手段の異常を検出したときに、前記モータ相対角度検出手段で検出した相対角度情報を選択し、選択した前記モータ回転角情報又は相対角度情報に基づいて前記電動モータを駆動制御するように構成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
    An electric motor that generates a steering assist force for the steering system, a motor rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the electric motor, a steering torque detection unit that detects a steering torque transmitted to the steering system, and the steering A motor that calculates a steering assist command value based on the steering torque detected by the torque detection means, and drives and controls the electric motor based on the calculated steering assist command value and the motor rotation angle detected by the motor rotation angle detection means. An electric power steering device comprising a control means,
    Motor rotation angle abnormality detection means for detecting an abnormality of the motor rotation angle detection means, a motor relative angle information calculation unit for calculating relative angle information of the electric motor according to a steering amount of a driver with respect to the steering system, A motor relative angle detecting means having a relative angle information complementing unit that prevents the motor relative angle information calculating unit from being in a state in which the relative angle information cannot be obtained and always generates relative angle information; The motor control means selects the motor rotation angle information detected by the rotation angle detection means when the motor rotation angle abnormality detection means has not detected an abnormality of the motor rotation angle abnormality detection means, and the motor rotation angle When the abnormality detecting means detects an abnormality of the motor rotation angle detecting means, the relative angle information detected by the motor relative angle detecting means is selected, and the selected motor rotation is selected. An electric power steering apparatus characterized by being configured to drive control the electric motor based on the angular information or the relative angle information.
  3. 前記モータ制御手段は、前記相対角度情報に基づいて前記電動モータを駆動制御する時に、初期角度を設定することなく任意の実角度から駆動するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。   The said motor control means is comprised so that it may drive from arbitrary real angles, without setting an initial angle, when driving-controlling the said electric motor based on the said relative angle information. The electric power steering device described in 1.
  4. 前記モータ相対角度情報補完部は、前記モータ相対角度情報算出部で算出した相対角度情報に、所要時に所定周期毎に符号を変更するオフセット値を加算することにより、相対角度情報を得られない状態となることを防止するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor relative angle information complementing unit is a state in which relative angle information cannot be obtained by adding an offset value for changing the sign every predetermined cycle when necessary to the relative angle information calculated by the motor relative angle information calculating unit. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric power steering device is configured to prevent the occurrence of the electric power steering.
  5. 前記モータ相対角度情報補完部は、相対角速度を検出し、検出した相対角速度が少なくとも零近傍となったときに、前記モータ相対角度算出部により相対角度情報が得られるまでの不感帯を確実に超えるようにオフセット量と周期とを決定するように構成されてい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。   The motor relative angle information complementing unit detects a relative angular velocity, and when the detected relative angular velocity is at least near zero, the motor relative angle calculating unit reliably exceeds the dead zone until the relative angle information is obtained. The electric power steering apparatus according to claim 4, wherein the offset amount and the period are determined.
  6. 前記モータ相対角度算出部は、算出した相対角度情報及び当該相対角度情報を算出するための入力値の少なくとも一方の異常を検出する相対角度算出異常状態を検出する相対角度算出異常検出手段を有し、該相対角度算出異常検出手段により相対角度算出異常状態が検出された場合、異常が検出されていない他の入力値に基づいて相対角度情報を算出するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor relative angle calculation unit includes a relative angle calculation abnormality detection unit that detects a relative angle calculation abnormality state that detects an abnormality of at least one of the calculated relative angle information and an input value for calculating the relative angle information. When the relative angle calculation abnormality detecting unit detects the relative angle calculation abnormality state, the relative angle information is calculated based on another input value in which no abnormality is detected. The electric power steering device according to any one of claims 1 to 5.
  7. 前記モータ相対角度算出部は、前記電動モータの回転方向を前記操舵トルク検出手段で検出した操舵トルクに基づいて決定するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The said motor relative angle calculation part is comprised so that the rotation direction of the said electric motor may be determined based on the steering torque detected by the said steering torque detection means, The any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The electric power steering device according to the item.
  8. 前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor relative angle calculation unit detects a necessary correction state detecting unit that detects a correction necessary state in which an error with respect to the actual angle of the calculated motor relative angle increases, and the correction state detection unit detects the necessary correction state. 8. The electric power steering apparatus according to claim 1, further comprising a relative angle information correction unit that corrects the relative angle information.
  9. 前記モータ回転角検出手段は、正弦波及び余弦波の2系統又は他の異なる2系統以上の回転角検出信号を出力するように構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、正弦波及び余弦波の何れか一方の振幅が所定範囲外となったときにモータ回転角異常を検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、正常な正弦波及び余弦波の何れか他方の振幅が最大値及び最小値に達したときに要補正状態であることを検出し、前記相対角度補正手段は、要補正状態であるときに、そのときの実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor rotation angle detection means is configured to output two or more different rotation angle detection signals of a sine wave and a cosine wave, or the motor rotation angle abnormality detection means is configured to output a sine wave and a cosine wave. The motor relative angle calculation unit detects a motor rotation angle abnormality when the amplitude of any one of the motors is out of a predetermined range, and the motor relative angle calculation unit is in a correction state in which an error with respect to the actual angle of the calculated motor relative angle increases. And a relative angle information correction unit that corrects the relative angle information when the required correction state is detected by the required correction state detection unit. When the amplitude of the other one of the sine wave and cosine wave reaches the maximum value and the minimum value, it is detected that the correction is necessary, and the relative angle correction means At a real angle, Serial electric power steering apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that it is configured to correct the relative angle information.
  10. 前記モータ回転角検出手段は、正弦波及び余弦波の2系統の回転角検出信号を出力するように構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、正弦波の二乗値及び余弦波の二乗値との和が“1”であるか否かを検出することにより両波のショートを検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、ショートした正弦波及び余弦波の振幅が最小値及び最大値に達したときに要補正状態であることを検出し、前記相対角度情報補正手段は、要補正状態であるときに、そのときの実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor rotation angle detection means is configured to output two types of rotation angle detection signals of a sine wave and a cosine wave, and the motor rotation angle abnormality detection means includes a square value of the sine wave and a square value of the cosine wave. By detecting whether or not the sum of the two is “1”, a short circuit between the two waves is detected, and the motor relative angle calculation unit is in a correction state requiring an increase in the error of the calculated motor relative angle with respect to the actual angle. A correction-necessity detection unit for detecting this, and a relative angle information correction unit that corrects the relative angle information when the correction-necessity detection state is detected by the correction-necessity detection unit. When the amplitude of the sine wave and cosine wave reaches the minimum value and the maximum value, it is detected that the correction is necessary, and the relative angle information correction means is the actual angle at that time when the correction is required. And the relative angle The electric power steering apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that it is configured to correct the information.
  11. 前記モータ回転角検出手段は、多相の極位置信号を出力する極位置センサで構成され、前記モータ回転角異常検出手段は、前記極位置センサから出力される極位置信号に基づいて1つの極位置センサの異常を検出し、前記モータ相対角度算出部は、算出したモータ相対角度の実角度に対する誤差が増加する要補正状態であることを検出する要補正状態検出手段と、該要補正状態検出手段で要補正状態を検出したときに前記相対角度情報を補正する相対角度情報補正手段を備え、前記要補正状態検出手段は、極位置センサの異常状態に応じて360度のうち一意に決まる極位置信号配列となったときに、要補正状態であることを検出し、前記相対角度情報補正手段は、要補正状態であるときに、該当する極位置信号配列の実角度で、前記相対角度情報を補正するように構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電動パワーステアリング装置。   The motor rotation angle detection means includes a pole position sensor that outputs a multi-phase pole position signal, and the motor rotation angle abnormality detection means has one pole based on the pole position signal output from the pole position sensor. An abnormality of the position sensor is detected, and the motor relative angle calculation unit detects a correction state that is required to detect that the error with respect to the actual angle of the calculated motor relative angle is increased, and the correction state detection is required. Relative angle information correction means for correcting the relative angle information when the required correction state is detected by the means, and the required correction state detection means is a pole that is uniquely determined from among 360 degrees according to the abnormal state of the pole position sensor. When the position signal arrangement is reached, it is detected that the correction is required, and the relative angle information correction unit is configured to detect the relative angle at the actual angle of the corresponding polar position signal arrangement when the correction is required. The electric power steering apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that it is configured to correct the information.
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Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010076714A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2010098808A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control device
JP2010098811A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control device
JP2010098812A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control apparatus
JP2010137774A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Nsk Ltd Electric power-steering device
JP2010178546A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
JP2010178548A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor controller
JP2010178545A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
JP2010178549A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor controller
JP2010178547A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
JP2010208593A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Vehicular steering device
JP2010213548A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Motor controller
JP2010213549A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Motor controller
JP2010239854A (en) * 2009-03-12 2010-10-21 Jtekt Corp Motor control device
JP2011015593A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor control device, and steering device for vehicle
JP2011015595A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor control device and steering device for vehicle
JP2011015594A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor controller
JP2011036119A (en) * 2009-07-06 2011-02-17 Jtekt Corp Motor control device and vehicle steering apparatus
JP2011046251A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2011051537A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Toyota Motor Corp Electric power steering system
JP2011097810A (en) * 2009-11-02 2011-05-12 Jtekt Corp Motor control device and vehicle steering apparatus
JP2011097763A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Jtekt Corp Motor control device and steering apparatus for vehicle
JP2011109874A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Jtekt Corp Motor controller and vehicle steering apparatus
JP2011109733A (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Jtekt Corp Motor control apparatus and vehicular steering device
JP2011109769A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Jtekt Corp Motor control unit and vehicular steering device
JP2011131725A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2011157004A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2011244678A (en) * 2009-11-17 2011-12-01 Jtekt Corp Motor controller and steering device for vehicle
JP2012183991A (en) * 2011-02-14 2012-09-27 Jtekt Corp Electric power steering device
JP2014060922A (en) * 2014-01-06 2014-04-03 Jtekt Corp Motor control device
EP2757023A2 (en) 2013-01-18 2014-07-23 Jtekt Corporation Electric power steering system
US8862323B2 (en) 2008-06-30 2014-10-14 Jtekt Corporation Motor control device and vehicle-steering device comprising same
US8874316B2 (en) 2010-08-23 2014-10-28 Jtekt Corporation Vehicle steering system
KR101551038B1 (en) * 2013-12-31 2015-09-18 현대자동차주식회사 Method and apparatus for controlling of motor driving power steering system
JP2018088810A (en) * 2015-09-18 2018-06-07 日本精工株式会社 Electric power steering device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003160054A (en) * 2001-11-22 2003-06-03 Toyoda Mach Works Ltd Electric power steering device
JP2004058769A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyoda Mach Works Ltd Steering control system for vehicle
JP2004112941A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Aisin Aw Co Ltd Electrically driven machine controller, electrically driven machine control method, and program therefor
JP2005168242A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Nsk Ltd Controller for electric power steering device
JP2005308634A (en) * 2004-04-23 2005-11-04 Hitachi Ltd Resolver/digital converter
JP2006123775A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Nsk Ltd Control device of electric power steering device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003160054A (en) * 2001-11-22 2003-06-03 Toyoda Mach Works Ltd Electric power steering device
JP2004058769A (en) * 2002-07-26 2004-02-26 Toyoda Mach Works Ltd Steering control system for vehicle
JP2004112941A (en) * 2002-09-19 2004-04-08 Aisin Aw Co Ltd Electrically driven machine controller, electrically driven machine control method, and program therefor
JP2005168242A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Nsk Ltd Controller for electric power steering device
JP2005308634A (en) * 2004-04-23 2005-11-04 Hitachi Ltd Resolver/digital converter
JP2006123775A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Nsk Ltd Control device of electric power steering device

Cited By (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8862323B2 (en) 2008-06-30 2014-10-14 Jtekt Corporation Motor control device and vehicle-steering device comprising same
JP2010076714A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2010098808A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control device
JP2010098811A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control device
JP2010098812A (en) * 2008-10-15 2010-04-30 Jtekt Corp Motor control apparatus
JP2010137774A (en) * 2008-12-12 2010-06-24 Nsk Ltd Electric power-steering device
JP2010178546A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
US8855857B2 (en) 2009-01-30 2014-10-07 Jtekt Corporation Electric motor controller and electric motor controller for vehicle steering apparatus
JP2010178545A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
JP2010178549A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor controller
JP2010178547A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor control device
JP2010178548A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Jtekt Corp Motor controller
JP2010213549A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Motor controller
JP2010239854A (en) * 2009-03-12 2010-10-21 Jtekt Corp Motor control device
JP2010213548A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Motor controller
US8874318B2 (en) 2009-03-12 2014-10-28 Jtekt Corporation Motor control unit and motor control unit for vehicle steering apparatus
JP2010208593A (en) * 2009-03-12 2010-09-24 Jtekt Corp Vehicular steering device
JP2011015595A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor control device and steering device for vehicle
JP2011015594A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor controller
JP2011036119A (en) * 2009-07-06 2011-02-17 Jtekt Corp Motor control device and vehicle steering apparatus
US8862322B2 (en) 2009-07-06 2014-10-14 Jtekt Corporation Motor control unit and vehicle steering apparatus
JP2011015593A (en) * 2009-07-06 2011-01-20 Jtekt Corp Motor control device, and steering device for vehicle
JP2011046251A (en) * 2009-08-26 2011-03-10 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2011051537A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Toyota Motor Corp Electric power steering system
JP2011097763A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Jtekt Corp Motor control device and steering apparatus for vehicle
JP2011097810A (en) * 2009-11-02 2011-05-12 Jtekt Corp Motor control device and vehicle steering apparatus
JP2011109733A (en) * 2009-11-12 2011-06-02 Jtekt Corp Motor control apparatus and vehicular steering device
US8855858B2 (en) 2009-11-12 2014-10-07 Jtekt Corporation Motor control unit and vehicle steering system
US8874315B2 (en) 2009-11-16 2014-10-28 Jtekt Corporation Motor control unit and vehicle steering system
JP2011109769A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Jtekt Corp Motor control unit and vehicular steering device
US8892306B2 (en) 2009-11-17 2014-11-18 Jtekt Corporation Motor control unit and vehicle steering system
JP2011244678A (en) * 2009-11-17 2011-12-01 Jtekt Corp Motor controller and steering device for vehicle
JP2011109874A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Jtekt Corp Motor controller and vehicle steering apparatus
JP2011131725A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Toyota Motor Corp Electric power steering device
JP2011157004A (en) * 2010-02-02 2011-08-18 Toyota Motor Corp Electric power steering device
US8874316B2 (en) 2010-08-23 2014-10-28 Jtekt Corporation Vehicle steering system
JP2012183991A (en) * 2011-02-14 2012-09-27 Jtekt Corp Electric power steering device
US20140207335A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Jtekt Corporation Electric power steering system
JP2014138530A (en) * 2013-01-18 2014-07-28 Toyota Motor Corp Electric power steering device
US9248852B2 (en) 2013-01-18 2016-02-02 Jtekt Corporation Electric power steering system
EP2757023A2 (en) 2013-01-18 2014-07-23 Jtekt Corporation Electric power steering system
KR101551038B1 (en) * 2013-12-31 2015-09-18 현대자동차주식회사 Method and apparatus for controlling of motor driving power steering system
JP2014060922A (en) * 2014-01-06 2014-04-03 Jtekt Corp Motor control device
JP2018088810A (en) * 2015-09-18 2018-06-07 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2018088809A (en) * 2015-09-18 2018-06-07 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2018088808A (en) * 2015-09-18 2018-06-07 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2018088807A (en) * 2015-09-18 2018-06-07 日本精工株式会社 Electric power steering device
US10286949B2 (en) 2015-09-18 2019-05-14 Nsk Ltd. Electric power steering apparatus

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