JP2008132919A - Electric power steering control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータによって操向ハンドルに操舵補助力を付与する電動パワーステアリング制御装置に係り、特に、モータ駆動回路の故障発生時においても操舵補助力を継続することのできる電動パワーステアリング制御装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering control device that applies a steering assist force to a steering handle by a motor, and more particularly to an electric power steering control device that can continue the steering assist force even when a motor drive circuit fails. .
自動車等の車両における操向ハンドルの操舵補助装置として、モータの回転力を利用した電動パワーステアリング装置が広く利用されている。図7は、一般的な電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。同図において、操向ハンドル81に直結する軸82の操作トルクを検出するトルクセンサ83と、車両の走行速度を検出する車速センサ84と、これら各センサの検出信号に基づいて操舵補助力を演算する電動パワーステアリング装置の制御装置(以下、ECUとも記す)85と、ECU85から出力される信号に基づいて回転トルクを発生するモータ86と、発生した回転トルクをステアリング機構に伝える減速ギア87と、イグニションキー88をオンにすることによってECU85に電流を供給するバッテリ電源89と、操向ハンドル81の回転運動を車輪に伝えるユニバーサルジョイント90a、90bと、ラック&ピニオン91及びタイロッド92を備えて構成されている。
As a steering assist device for a steering handle in a vehicle such as an automobile, an electric power steering device using the rotational force of a motor is widely used. FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of a general electric power steering apparatus. In the figure, a
図8は、ECU85の概略構成を示すブロック図である。ECU85は、マイクロコンピュータユニット(以下、MCUとも記す)851、モータ駆動回路852及びモータ電流検出回路853から構成され、MCU851の内部メモリに格納されたプログラムを実行することにより、トルクセンサ83で検出された操舵トルク信号T、車速センサ84で検出された車速信号Vに基づいてモータ86を駆動するための電流制御値Eを生成するとともに、この電流制御値Eとモータ電流検出回路853で検出したモータ電流iとの差が小さくなるようにフィードバック制御を行うことで、アシスト制御を実現している。
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the
このように構成された電動パワーステアリング装置は、従来は軽自動車を中心として実装されていたが、近年では普通乗用車やRV車等の大型車両へとその適用範囲が拡大してきている。大型車両は、車両重量が大きいこともあって、乗用車より大きな操舵補助力を必要とする。このため、例えば車両の運転中に、上述したモータ駆動回路852を構成するトランジスタ(FET)にショート故障などが発生すると、モータ86が停止して操向ハンドル81の操作が急に重くなり、運転者に対して不快感と不安感を与えることとなる。
Conventionally, the electric power steering apparatus configured as described above has been mounted mainly on light vehicles, but in recent years, the application range has been expanded to large vehicles such as ordinary passenger cars and RV cars. Large vehicles require a larger steering assist force than passenger cars because the vehicle weight is large. For this reason, for example, when a short circuit failure occurs in the above-described transistor (FET) constituting the
この対策として、従前の例としては、2組のモータ駆動回路を備え、一方のモータ駆動回路(主モータ駆動回路)でモータを駆動し、動作中のモータ駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路(副モータ駆動回路)に切り換えてモータの駆動を継続するようにした電動パワーステアリング制御装置がある(例えば、特許文献1および2参照)。 As a countermeasure against this, as a conventional example, when two motor drive circuits are provided, a motor is driven by one motor drive circuit (main motor drive circuit), and a failure occurs in the operating motor drive circuit, There is an electric power steering control device that switches to the other motor drive circuit (sub motor drive circuit) and continues to drive the motor (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
一方、大型車両の操舵など、大きな操舵補助力を発生させる必要がある場合には、大電流を流すためのモータ駆動回路の大容量化と、それに伴う発熱対策のための放熱構造の大型化が不可避であり、ECU内でのこれらの占有率は高くなっている状況にある。 On the other hand, when it is necessary to generate a large steering assist force, such as when steering a large vehicle, the capacity of the motor drive circuit for flowing a large current and the accompanying increase in the heat dissipation structure for heat generation countermeasures Inevitably, these occupation ratios in the ECU are high.
ここで、上述した特許文献1および2に記載の電動パワーステアリング制御装置では、2つの駆動回路の干渉を防止するために、モータ駆動回路と電源の間、モータ駆動回路とモータの各相とを接続する全ての接続線の途中に開閉スイッチを設ける必要があった。そして、大型車両に適用する電動パワーステアリング装置にあっては、モータ駆動回路の大容量化に伴い、開閉スイッチは大電流を開閉可能なものでなければならなかった。
Here, in the electric power steering control device described in
また、モータ駆動回路はFETなどの複数のパワー素子で構成され、これらパワー素子はECUの構成部品の中でも高価であり、また容量によっても大きく価格が異なるため、可能であれば容量を減らすことが求められていた。 In addition, the motor drive circuit is composed of a plurality of power elements such as FETs, and these power elements are expensive among the components of the ECU, and the price varies greatly depending on the capacity. It was sought after.
さらに、モータ駆動回路では大電流を流す場合には発熱が大きくなる。これを解消するため金属基板を用いて放熱を促す構造を取っており、このため放熱が大きい場合には金属基板の表面積を大きくする必要があった。 Furthermore, in the motor drive circuit, heat generation increases when a large current flows. In order to solve this problem, a metal substrate is used to promote heat dissipation. For this reason, when the heat dissipation is large, it is necessary to increase the surface area of the metal substrate.
したがって、特許文献1および2に示される例のように、主モータ駆動回路と副モータ駆動回路とが同じ容量とされる場合には、副モータ駆動回路により、電動パワーステアリング制御装置の高コスト化のみならず大型化を招く要因ともなっていた。
Therefore, when the main motor drive circuit and the sub motor drive circuit have the same capacity as in the examples shown in
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、2組のモータ駆動回路を備え、一方のモータ駆動回路でモータを駆動し、一方の駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路に切り換えてモータの駆動を継続できるとともに、大型化および高コスト化を抑制することのできる電動パワーステアリング制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its object is to provide two sets of motor drive circuits, when a motor is driven by one motor drive circuit, and a failure occurs in one drive circuit. Another object of the present invention is to provide an electric power steering control device that can be switched to the other motor drive circuit and continue to drive the motor, and that can suppress an increase in size and cost.
前述した目的を達成するために、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置は、下記(1)〜(5)を特徴としている。 In order to achieve the above-described object, an electric power steering control device according to the present invention is characterized by the following (1) to (5).
(1) 電流制御値に基づいてモータの駆動電流を生成する2組のモータ駆動回路を備え、一方のモータ駆動回路で前記モータを駆動し、前記一方のモータ駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路に切り換えて前記モータの駆動を継続する電動パワーステアリング制御装置であって、前記他方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流は、前記一方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流より小さいことを特徴とする。
(2) 上記(1)項に記載した電動パワーステアリング制御装置であって、車両の状態を検出するセンサ信号に基づいて電流制御値を生成する制御手段と、前記一方のモータ駆動回路によって生成したモータの駆動電流を検出するモータ電流検出回路と、を備え、前記制御手段は、前記モータ電流検出回路によって前記モータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記他方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流を、前記一方のモータ駆動回路によって生成した前記モータの駆動電流より小さく制限することを特徴とする。
(3) 上記(2)項に記載した電動パワーステアリング制御装置であって、前記一方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記一方のモータ駆動回路と前記モータの各相との間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、前記他方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記他方のモータ駆動回路と前記モータの各相との間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、を備え、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記モータ電流検出回路によってモータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成することを特徴とする。
(4) 上記(2)項に記載した電動パワーステアリング制御装置であって、前記一方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記一方のモータ駆動回路と前記モータの各相との間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、前記他方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記他方のモータ駆動回路とグランドとの間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、を備え、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記モータ電流検出回路によってモータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成することを特徴とする。
(5) 上記(1)ないし(4)項のいずれかに記載した電動パワーステアリング制御装置であって、前記一方のモータ駆動回路は、金属基板上に実装されるとともに前記モータの駆動電流を生成するスイッチング素子を備え、前記他方のモータ駆動回路は、樹脂基版上に実装されるとともに前記モータの駆動電流を生成するスイッチング素子を備えることを特徴とする。
(1) Two sets of motor drive circuits that generate a motor drive current based on a current control value are provided, and when the motor is driven by one motor drive circuit, a failure occurs in the one motor drive circuit. An electric power steering control device that switches to the other motor drive circuit and continues to drive the motor, wherein the motor drive current generated by the other motor drive circuit is generated by the one motor drive circuit. It is smaller than the driving current of the motor.
(2) The electric power steering control device described in (1) above, which is generated by control means for generating a current control value based on a sensor signal for detecting a state of the vehicle and the one motor drive circuit. A motor current detection circuit for detecting a motor drive current, and the control means is generated by the other motor drive circuit when an abnormal value is detected in the motor drive current by the motor current detection circuit. The motor driving current is limited to be smaller than the motor driving current generated by the one motor driving circuit.
(3) In the electric power steering control device described in the above (2), each of the motor drive circuit and the power source, and the motor drive circuit and each phase of the motor. An open / close switch to be connected; an open / close switch connected between the other motor drive circuit and a power source; and an open / close switch connected between the other motor drive circuit and each phase of the motor. When the open / close switch connected to the motor drive circuit is closed, the open / close switch connected to the other motor drive circuit is opened, and an abnormal value is detected in the motor drive current by the motor current detection circuit Further, the open / close switch connected to the one motor drive circuit is opened, and the open / close switch connected to the other motor drive circuit is closed.
(4) In the electric power steering control device described in the above item (2), each of the motor drive circuit and the power source, and the motor drive circuit and each phase of the motor. An open / close switch to be connected; an open / close switch connected between the other motor drive circuit and the power supply; and an open / close switch connected between the other motor drive circuit and the ground. When the open / close switch connected to the other motor drive circuit is closed and the open / close switch connected to the other motor drive circuit is opened, and the motor current detection circuit detects an abnormal value in the motor drive current, The open / close switch connected to the motor drive circuit is opened, and the open / close switch connected to the other motor drive circuit is closed.
(5) The electric power steering control device according to any one of (1) to (4), wherein the one motor driving circuit is mounted on a metal substrate and generates a driving current for the motor. The other motor drive circuit includes a switching element that is mounted on a resin base plate and generates a drive current for the motor.
上記(1)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、一方のモータ駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路のモータ駆動電流が、一方のモータ駆動回路のモータ駆動電流より小さいので、他方の駆動回路を構成するスイッチング素子、パワー素子等の部品に大電力用のものを使用しなくて済み、装置の大型化および高コスト化を抑制することができる。 According to the electric power steering control device described in (1) above, when a failure occurs in one motor drive circuit, the motor drive current of the other motor drive circuit is greater than the motor drive current of the one motor drive circuit. Since it is small, it is not necessary to use high-power components for the switching elements, power elements and the like constituting the other drive circuit, and the increase in size and cost of the apparatus can be suppressed.
また、上記(2)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、制御手段は、検出した一方のモータ駆動回路のモータ駆動電流の異常値から一方の駆動回路の故障を判定し、他方のモータ駆動回路でモータ電流を制限してモータを駆動するので、他方のモータ駆動回路を構成するスイッチング素子、パワー素子等の部品に大電力用のものを使用しなくて済み、装置の大型化および高コスト化を効率よく抑制することができる。 Further, according to the electric power steering control device described in (2) above, the control means determines the failure of one drive circuit from the detected abnormal value of the motor drive current of one motor drive circuit, and the other motor Since the drive circuit limits the motor current and drives the motor, it is not necessary to use high-power components for the switching elements, power elements, etc. that make up the other motor drive circuit. Costing can be efficiently suppressed.
さらに、上記(3)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、一方のモータ駆動回路と他方のモータ駆動回路との間の干渉を防止できるとともに、一方のモータ駆動回路のモータ駆動電流を検出し、その異常値から一方の駆動回路の故障を判定して、他方のモータ駆動回路でモータ電流を制限してモータを駆動するので、他方のモータ駆動回路を構成するスイッチング素子、パワー素子等の部品に大電力用のものを使用しなくて済み、装置の大型化および高コスト化を効率よく抑制することができる。 Furthermore, according to the electric power steering control device described in (3) above, it is possible to prevent interference between one motor drive circuit and the other motor drive circuit and to detect the motor drive current of one motor drive circuit. Since the failure of one drive circuit is determined from the abnormal value and the motor current is limited by the other motor drive circuit, the motor is driven. It is not necessary to use a component for high power, and the increase in size and cost of the apparatus can be efficiently suppressed.
また、上記(4)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、一方のモータ駆動回路と他方のモータ駆動回路の干渉を防止できるとともに、一方のモータ駆動回路のモータ駆動電流を検出し、制御手段は、その異常値から一方の駆動回路の故障を判定して、他方のモータ駆動回路でモータ電流を制限してモータを駆動するので、他方のモータ駆動回路を構成するスイッチング素子等の部品に大電力用のものを使用しなくて済むとともに、他方のモータ駆動回路とモータの各相を接続する開閉スイッチをなくすことができるので、装置の大型化および高コスト化をさらに抑制することが可能となる。 Further, according to the electric power steering control device described in (4) above, interference between one motor drive circuit and the other motor drive circuit can be prevented, and the motor drive current of one motor drive circuit is detected and controlled. Since the means determines the failure of one drive circuit from the abnormal value and limits the motor current with the other motor drive circuit to drive the motor, it is used as a component such as a switching element constituting the other motor drive circuit. It is not necessary to use a high-power one, and the open / close switch that connects the other motor drive circuit and each phase of the motor can be eliminated, further reducing the size and cost of the device. It becomes.
さらに、上記(5)に記載の電動パワーステアリング制御装置によれば、一方の駆動回路に使用するスイッチング素子を金属基板上に実装することにより効果的に放熱することができ、且つ一方のモータ駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路のモータ駆動電流が一方のモータ駆動回路のモータ駆動電流より小さいので、他方の駆動回路に使用するスイッチング素子を樹脂基版上に実装することができ、装置の大型化および高コスト化をさらに抑制することができる。 Furthermore, according to the electric power steering control device described in (5) above, it is possible to effectively dissipate heat by mounting the switching element used in one drive circuit on the metal substrate, and drive one motor. When a failure occurs in the circuit, the motor drive current of the other motor drive circuit is smaller than the motor drive current of the one motor drive circuit, so the switching element used for the other drive circuit must be mounted on the resin base plate. This can further suppress the increase in size and cost of the apparatus.
本発明によれば、2組のモータ駆動回路を備え、一方のモータ駆動回路でモータを駆動し、一方の駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路に切り換えてモータの駆動を継続できるとともに、大型化および高コスト化を抑制することのできる電動パワーステアリング制御装置を提供することができる。 According to the present invention, two sets of motor drive circuits are provided, the motor is driven by one motor drive circuit, and when a failure occurs in one drive circuit, the motor is driven by switching to the other motor drive circuit. It is possible to provide an electric power steering control device that can be continued and can be suppressed in size and cost.
本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の実施形態では、電流制御値に基づいて3相ブラシレスモータの駆動電流を生成する2組のモータ駆動回路を備え、通常は一方のモータ駆動回路でモータを駆動するが、該モータ駆動回路に故障が発生した際に他方のモータ駆動回路に切り換えるとともに、駆動電流を制限しながらモータの駆動を継続するものを例示して図面に従って説明する。 In the embodiment of the electric power steering control device according to the present invention, two sets of motor drive circuits for generating a drive current of a three-phase brushless motor based on a current control value are provided, and the motor is usually driven by one motor drive circuit. However, an example of switching to the other motor drive circuit when a failure occurs in the motor drive circuit and continuing to drive the motor while limiting the drive current will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
以下、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an electric power steering control device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the electric power steering control device according to the first embodiment of the present invention.
図1において、電動パワーステアリング制御装置1は、マイクロコンピュータユニット(以下、MCUという)10、主モータ駆動回路20、副モータ駆動回路31、主駆動回路切換器40、副駆動回路切換器50、モータ角度検出器60から構成される。
In FIG. 1, an electric power steering control device 1 includes a microcomputer unit (hereinafter referred to as MCU) 10, a main
MCU10には、トルクセンサ3から操舵トルク信号Tが入力され、主モータ駆動回路20および副モータ駆動回路31には、操舵補助力を発生させるための3相ブラシレスモータ4が負荷として並列に接続され、また、バッテリ電源5がそれぞれ後述する開閉スイッチS21、S31を介して接続されている。なお、モータ4には、その回転角を検出する例えばレゾルバ等の回転角センサ6が付設されて、回転角信号をモータ角度検出器60に送信している。
A steering torque signal T is input to the
MCU10は、図示しないCPUと内部メモリから構成され、内部メモリに格納されたプログラムを実行することにより、トルクセンサ3から入力される操舵トルク信号Tと、モータ角度検出器6から送られるモータ回転角信号とに基づいて、モータ4が操舵トルクに応じた適切な操舵補助力を発生させるように、主モータ駆動回路20および副モータ駆動回路31に与える電流制御値Eを生成する。
The
主モータ駆動回路20は、PWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、モータ4に駆動電流を流すブリッジ構成の6個の電界効果トランジスタ(以下、FETという)Q21〜26、MCU10から送られる電流制御値Eに基づいて決定されるデューティのPWM信号でQ21〜26の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路21、モータ4をフィードバック制御するためにモータ電流を検出する主電流検出回路22、FETQ21〜26に対するバッテリ電源5からの電流供給を制御する開閉スイッチS21、FETQ21〜26とモータ4の各相との接続を制御する開閉スイッチS22〜24から構成されている。
The main
FETQ21〜26は、大電流、高耐圧のパワーMOSFETから構成されており、スイッチング動作に伴って発生する熱を効果的に放散するため、例えば、図2に示すようなアルミ合金等からなる金属基板71上に実装され、さらにこの金属基板71を金属筐体72に密着させている。金属基板71は、従来の樹脂基板に比較して熱抵抗が小さいことから放熱効果に優れ、本実施形態の電動パワーステアリング制御装置に好適に用いることができる。
The FETs Q21 to 26 are composed of a high-current, high-voltage power MOSFET and effectively dissipate heat generated by the switching operation. For example, a metal substrate made of an aluminum alloy or the like as shown in FIG. The
副モータ駆動回路31は、主モータ駆動回路20と同様の構成であり、PWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、モータ4に駆動電流を流すブリッジ構成の6個のFETQ31〜36、MCU10から送られる電流制御値Eに基づいて決定されるデューティのPWM信号でQ31〜36の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路33、モータ4をフィードバック制御するためにモータ電流を検出する副電流検出回路34、FETQ31〜36に対する電源5からの電流供給を制御する開閉スイッチS31、FETQ31〜36とモータ4の各相との接続を制御する開閉スイッチS32〜S34から構成されている。
The sub
FETQ31〜36は、電動パワーステアリング制御装置1本体の小型化、実装性の向上を考慮して、主モータ駆動回路20で使用されるFETQ21〜26よりは最大ドレイン電流が小さいパワーMOSFETから構成し、ガラスエポキシ樹脂等からなる樹脂基板上に実装される。小型化、実装性の向上を考慮すれば、FETQ31〜36は、特に放熱構造を取らずに実装することが望ましいが、副モータ駆動回路31使用時に期待する電流容量によっては、図3に示すようなガラスエポキシ樹脂等からなる樹脂基盤73上に実装されるとともに、FETQ31〜36を構成する放熱板をヒートシンクまたは金属筐体72に密着させて、放熱効果を高めることも考えられる。なお、副モータ駆動回路31の容量を、主モータ駆動回路20に比べ40%〜70%とすることが好適である。発熱量は電流値の二乗に比例するので、前記容量を70%以下に設定することで、発熱量を半分以下にすることができる。また、ステアリング機構の摩擦損出、粘性損出そして持続可能な操舵補助力の付与などを考慮すると前記容量を40%以上とするのが好ましい。
The FETs Q31 to 36 are composed of power MOSFETs having a maximum drain current smaller than those of the FETs Q21 to 26 used in the main
次に、このように構成された本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置について、図4に従ってその動作を設明する。図4は、本実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the electric power steering control apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described according to FIG. FIG. 4 is a flowchart for explaining an operation procedure of the electric power steering control device according to the present embodiment.
まず、イグニションスイッチのONに伴って、MCU10で制御される主駆動回路切替器40により開閉スイッチS21〜S24を閉成する(ステップS101)とともに、副駆動回路切替器50により開閉スイッチS31〜S34を開放する(ステップS102)。
First, when the ignition switch is turned on, the main
次いで、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいて動作する主モータ駆動回路20により、モータ4を駆動する(ステップS103)。
Next, the
ステップS104では、主電流検出回路20によりモータ電流を検出し、続くステップS105では、MCU10により検出したモータ電流が異常値を示すか否かを監視して、主モータ駆動回路20が故障したか否かを判定する。
In step S104, the motor current is detected by the main
その結果、主モータ駆動回路20が故障していないと判定した場合は、ステップS104の手順に戻って同じ処理を繰り返す。
As a result, when it is determined that the main
一方、ステップS105の手順で、主モータ駆動回路20が故障していると判定した場合は、主駆動回路切替器40により開閉スイッチS21〜S24を開放する(ステップS106)とともに、副駆動回路切替器50によって開閉スイッチS31〜S34を閉成する(ステップS107)。
On the other hand, if it is determined in step S105 that the main
そして、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいて動作し、主モータ駆動回路20より小さいモータ電流を出力する副モータ駆動回路31によってモータ4を駆動する(ステップS108)。
Then, the
これにより、車両の運転中に主モータ駆動回路20に故障が発生しても、副モータ駆動回路31によってモータ4の駆動を継続することができるので、操向ハンドルの操作が急に重くなることを回避でき、運転者に対して不快感と不安感を与えることがない。
As a result, even if a failure occurs in the main
なお、上述した説明では、主モータ駆動回路20の故障についてのみ言及したが、主モータ駆動回路20の動作中において、操向ハンドル操作を行わないことによって生じるモータ4の停止時に、一時的に開閉スイッチS21〜S24を開放するとともに、開閉スイッチS31〜S34を閉成して副モータ駆動回路31を動作させ、その際のモータ電流を副電流検出回路34で検出することで、副モータ駆動回路31における故障の有無を確認することができる。そして、副モータ駆動回路31に故障があった場合は、これを運転者に報知することにより、運転者に操向ハンドル操作が急に重くなることによる不快感と不安感を与えることを未然に防止することができる。
In the above description, only the failure of the main
以上説明したように、このような本発明に係る第1の実施形態の電動パワーステアリング制御装置によれば、電源5との間、及びモータ4との間にそれぞれ開閉スイッチS21〜S24を付設し、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいてモータの駆動電流を生成する主モータ駆動回路20と、電源5との間、及びモータ4との間にそれぞれ開閉スイッチS31〜S34を付設し、主モータ駆動回路20より小さいモータ駆動電流を生成する副モータ駆動回路31を備え、開閉スイッチS21〜S24を閉成するとともに、開閉スイッチS31〜S34を開放して、主モータ駆動回路20でモータ4を駆動する。
As described above, according to the electric power steering control apparatus of the first embodiment according to the present invention, the open / close switches S21 to S24 are provided between the power supply 5 and the
そして、主電流検出回路22で検出したモータ電流をMCU10で監視し、モータ電流の異常値から主モータ駆動回路20が故障したと判定した場合は、開閉スイッチS21〜S24を開放し、開閉スイッチS31〜S34を閉成して、副モータ駆動回路31でモータ4を駆動する。
Then, the motor current detected by the main
これにより、車両の運転中に主モータ駆動回路20に故障が発生しても、操向ハンドルの操作が急激に重くなることを回避することができ、運転者に対して不快感と不安感を与えることがない。
As a result, even if a failure occurs in the main
また、MCU10の制御の下に副モータ駆動回路31のモータ駆動電流を主モータ駆動回路20のモータ駆動電流より小さく制限することにより、副モータ駆動回路31を構成するFETQ31〜Q36に大電力用のものを使用しなくて済むとともに、副モータ駆動回路31に付設する開閉スイッチS31〜S34に開閉可能な電流容量が小さいものを使用することができるので、装置の大型化および高コスト化を抑制することができる。
Further, by restricting the motor drive current of the sub
さらに、副モータ駆動回路31使用時の電流制御を行う際、その制限値は副モータ駆動回路31の容量に基いて、副モータ駆動回路31の容量、またはより小さな値を予め算出し、固定値としてMCU10中に保持しておき、副モータ駆動回路31を使用する際に前記固有値を電流制御値Eに乗ずることで容易に実現することができる。
Further, when performing the current control when the sub
また、電動パワーステアリング制御装置1の大型化および高コスト化をより抑制する手段として、必要な容量より小さな素子を使用し、副モータ駆動回路31の容量以上の電流を流す方法が考えられる。その際には、副モータ駆動回路31の近傍に、例えばサーミスタなどの温度センサを付設し、副モータ駆動回路31の使用時の電流制限値を副モータ駆動回路31の温度に応じて、温度が高くなるほど電流値が小さくなるようにすることで実現することができる。
Further, as a means for further suppressing the increase in size and cost of the electric power steering control device 1, a method of using an element smaller than a required capacity and flowing a current exceeding the capacity of the auxiliary
(第2の実施形態)
以下、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置の第2の実施形態について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係る電動パワーステアリング制御装置の概略構成を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the electric power steering control device according to the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of the electric power steering control device according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図5において、電動パワーステアリング制御装置2は、MCU10、主モータ駆動回路20、副モータ駆動回路32、主駆動回路切換器40、副駆動回路切換器50、モータ角度検出器60から構成される。
In FIG. 5, the electric power
副モータ駆動回路32は、FETQ31〜36、FETゲート駆動回路33、副電流検出回路34、開閉スイッチS31、FETQ31〜36とグランドとの接続を制御する開閉スイッチS35から構成されている。
The sub
次に、このように構成された本実施形態の電動パワーステアリング制御装置について、その動作を設明する。図6は、本実施形態の電動パワーステアリング制御装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the electric power steering control device of the present embodiment configured as described above will be explained. FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation procedure of the electric power steering control device of the present embodiment.
まず、図示しないイグニションスイッチのONに伴って、MCU10で制御される主駆動回路切替器40により開閉スイッチS21〜S25を閉成する(ステップS201)とともに、副駆動回路切替器50により開閉スイッチS31、S35を開放する(ステップS202)。
First, when an ignition switch (not shown) is turned ON, the main
次いで、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいて動作する主モータ駆動回路20によってモータ4を駆動する(ステップS203)。
Next, the
ステップS204では、主電流検出回路20によりモータ電流を検出し、続くステップS205では、MCU10により検出したモータ電流が異常値を示すか否かを監視して、主モータ駆動回路20が故障したか否かを判定する。
In step S204, the motor current is detected by the main
その結果、主モータ駆動回路20が故障していないと判定した場合は、ステップS204の手順に戻って同じ処理を繰り返す。
As a result, when it is determined that the main
一方、ステップS205の手順で、主モータ駆動回路20が故障していると判定された場合は、主駆動回路切替器40により開閉スイッチS21〜S24を開放する(ステップS206)とともに、副駆動回路切替器50によって開閉スイッチS31、S35を閉成する(ステップS207)。
On the other hand, if it is determined in step S205 that the main
そして、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいて動作し、主モータ駆動回路20より小さいモータ電流を出力する副モータ駆動回路32でモータ4を駆動する(ステップS108)。
Then, the
これにより、車両の運転中に主モータ駆動回路20に故障が発生しても、副モータ駆動回路32によってモータ4の駆動を継続することができるので、操向ハンドルの操作が急に重くなることを回避でき、運転者に対して不快感と不安感を与えることがない。
As a result, even if a failure occurs in the main
以上説明したように、このような本発明に係る第2の実施形態の電動パワーステアリング制御装置によれば、電源5との間、及びモータ4との間にそれぞれ開閉スイッチS21〜S24を付設し、MCU10から出力される電流制御値Eに基づいてモータの駆動電流を生成する主モータ駆動回路20と、電源5との間、及びグランドとの間にそれぞれ開閉スイッチS31、S35を付設し、主モータ駆動回路20の場合より小さいモータ駆動電流を生成する副モータ駆動回路32を備え、主モータ駆動回路20に付設した開閉スイッチS21〜S24を閉成し、副モータ駆動回路32に付設した開閉スイッチS31、S35を開放して、主モータ駆動回路20でモータ4を駆動する。
As described above, according to the electric power steering control device of the second embodiment according to the present invention, the open / close switches S21 to S24 are provided between the power source 5 and the
そして、主電流検出回路22で検出したモータ電流をMCU10で監視し、モータ電流の異常値から主モータ駆動回路20が故障したと判定した場合は、主モータ駆動回路20に付設した開閉スイッチS21〜S24を開放し、副モータ駆動回路31に付設した開閉スイッチS31、S35を閉成して、副モータ駆動回路32でモータ4を駆動する。
When the motor current detected by the main
これにより、第1の実施形態における本発明の効果に加え、副モータ駆動回路に付設した開閉スイッチの個数を4個から2個に減らすことができるので、装置の大型化および高コスト化をより効果的に抑制することが可能となる。 As a result, in addition to the effects of the present invention in the first embodiment, the number of open / close switches attached to the sub motor drive circuit can be reduced from four to two, thereby further increasing the size and cost of the apparatus. It becomes possible to suppress effectively.
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、本実施形態では処理の大部分をソフトウエアにて行っているが、その一部またはすべてをFPGA(Field Programable Gate Array)などのハードウエアで実現してもよく、また種々の制御方法にも適用可能である。さらに、本発明は電動パワーステアリング装置の形式(コラムタイプ、ピニオンタイプ、ラックタイプ)、モータの種類(ブラシ付き、ブラシレスなど)を問わず、全ての電動パワーステアリング装置に適用可能である。 The description of the specific embodiments is finished above, but the aspect of the present invention is not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate. For example, in this embodiment, most of the processing is performed by software, but part or all of the processing may be realized by hardware such as FPGA (Field Programmable Gate Array), and various control methods may be used. Is also applicable. Furthermore, the present invention can be applied to all electric power steering devices regardless of the type (column type, pinion type, rack type) of the electric power steering device and the type of motor (with brush, brushless, etc.).
なお、本発明は、2組のモータ駆動回路を備え、一方のモータ駆動回路でモータを駆動し、一方の駆動回路に故障が発生した際に、他方のモータ駆動回路に切り換えてモータの駆動を継続できるとともに、大型化および高コスト化を招くことのない電動パワーステアリング制御装置を提供できる効果を奏するので、軽自動車などの普通乗用車のみならず、特にバスやトラック等の大型車両に好適である。 The present invention includes two sets of motor drive circuits, and the motor is driven by one motor drive circuit. When a failure occurs in one drive circuit, the motor is driven by switching to the other motor drive circuit. This is effective for providing an electric power steering control device that can be continued and does not increase in size and cost, and is suitable not only for ordinary passenger cars such as light cars but also for large vehicles such as buses and trucks. .
1,2 電動パワーステアリング制御装置
3 トルクセンサ
4 モータ
5 バッテリ電源
10 MCU
20 主モータ駆動回路
21 主電流検出回路
31,32 副モータ駆動回路
Q21〜Q26,Q31〜Q36 FET
S21〜S24,S31〜S35 開閉スイッチ
DESCRIPTION OF
20 Main
S21-S24, S31-S35 Open / close switch
Claims (5)
前記他方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流は、
前記一方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流より小さいことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。 Two sets of motor drive circuits for generating a motor drive current based on the current control value are provided. When the motor is driven by one motor drive circuit and a failure occurs in the one motor drive circuit, the other An electric power steering control device that switches to a motor drive circuit and continues to drive the motor,
The drive current of the motor generated by the other motor drive circuit is
An electric power steering control device, wherein the electric power steering control device is smaller than a drive current of the motor generated by the one motor drive circuit.
前記一方のモータ駆動回路によって生成したモータの駆動電流を検出するモータ電流検出回路と、を備え、
前記制御手段は、
前記モータ電流検出回路によって前記モータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記他方のモータ駆動回路によって生成する前記モータの駆動電流を、前記一方のモータ駆動回路によって生成した前記モータの駆動電流より小さく制限することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング制御装置。 Control means for generating a current control value based on a sensor signal for detecting a state of the vehicle;
A motor current detection circuit for detecting a drive current of the motor generated by the one motor drive circuit,
The control means includes
When the motor current detection circuit detects an abnormal value in the motor drive current, the motor drive current generated by the one motor drive circuit is generated by the other motor drive circuit. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the electric power steering control device is limited to be smaller than an electric current.
前記他方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記他方のモータ駆動回路と前記モータの各相との間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、
を備え、
前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成し、
前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、
前記モータ電流検出回路によってモータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成す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制御装置。 Open / close switches connected between the one motor drive circuit and the power source and between the one motor drive circuit and each phase of the motor;
Open / close switches connected between the other motor drive circuit and the power source, and between the other motor drive circuit and each phase of the motor,
With
Closing the open / close switch connected to the one motor drive circuit;
Open the open / close switch connected to the other motor drive circuit,
When the motor current detection circuit detects an abnormal value in the motor drive current, the open / close switch connected to the one motor drive circuit is opened and the open / close switch connected to the other motor drive circuit The electric power steering control device according to claim 2, wherein:
前記他方のモータ駆動回路と電源との間、及び前記他方のモータ駆動回路とグランドとの間にそれぞれ接続される開閉スイッチと、
を備え、
前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成し、
前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、
前記モータ電流検出回路によってモータの駆動電流に異常値が検出された際に、前記一方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを開放し、前記他方のモータ駆動回路に接続される前記開閉スイッチを閉成す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制御装置。 Open / close switches connected between the one motor drive circuit and the power source and between the one motor drive circuit and each phase of the motor;
An open / close switch connected between the other motor drive circuit and the power source and between the other motor drive circuit and the ground;
With
Closing the open / close switch connected to the one motor drive circuit;
Open the open / close switch connected to the other motor drive circuit,
When the motor current detection circuit detects an abnormal value in the motor drive current, the open / close switch connected to the one motor drive circuit is opened and the open / close switch connected to the other motor drive circuit The electric power steering control device according to claim 2, wherein:
前記他方のモータ駆動回路は、樹脂基版上に実装されるとともに前記モータの駆動電流を生成するスイッチング素子を備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の電動パワーステアリング制御装置。 The one motor drive circuit includes a switching element that is mounted on a metal substrate and generates a drive current for the motor,
5. The electric power steering control device according to claim 1, wherein the other motor driving circuit includes a switching element that is mounted on a resin base plate and generates a driving current for the motor. 6. .
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