JP2009166770A - Electric power steering control device and motor drive controller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce heat and radio noise generated during switching without changing over a recurrence frequency of a pulse signal, such as a PWM signal, used for switching control. <P>SOLUTION: An electric power steering control device is equipped with a motor drive circuit 24 that switches a current flowing to an electric coil independently provided for each phase of a three-phase brushless motor 12, independently for the phase, and with a controller 59 that generates a primary duty signal for driving the motor drive circuit 24 according to a predetermined drive command, for each phase, wherein a subtracter 61 is provided as a duty shift control unit which gives the same shift amount to primary duty signals Duty_abc for individual phases to generate secondary duty signals Duty_abc' for the individual phases, thereby driving the motor drive circuit 24 based on the secondary duty signals. Shifting a duty for one of the phases to 0% or 100% decreases the number of on/off times within a unit time to suppress heat generation. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、独立した電気コイルを複数有する多相交流モータを用いて自動車等の車両の操舵機構に操舵補助力を付与するための電動パワーステアリング制御装置、並び電動パワーステアリング装置に適用可能なモータ駆動制御装置に関し、特に多相交流モータを駆動するためのインバータに含まれる電界トランジスタ等の電子部品の発熱、及びラジオノイズを低減する電動パワーステアリング制御装置並びモータ駆動制御装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering control device for applying a steering assist force to a steering mechanism of a vehicle such as an automobile using a multiphase AC motor having a plurality of independent electric coils, and a motor applicable to the electric power steering device. The present invention relates to a drive control device, and more particularly to an electric power steering control device and a motor drive control device that reduce heat generation and radio noise of electronic components such as an electric field transistor included in an inverter for driving a multiphase AC motor.

自動車等の車両に用いられる電動パワーステアリング装置は、一般的に図9のように構成される。即ち、図9に示す操向ハンドル1に対する操舵者からの操舵力(操舵トルク)が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。
なお、このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端が操向ハンドル1に連結され、他端はトルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
An electric power steering device used for a vehicle such as an automobile is generally configured as shown in FIG. That is, the steering force (steering torque) from the steering person with respect to the steering handle 1 shown in FIG. 9 is transmitted to the steering shaft 2 having the input shaft 2a and the output shaft 2b.
The steering shaft 2 has one end of the input shaft 2 a connected to the steering handle 1 and the other end connected to one end of the output shaft 2 b via the torque sensor 3.

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。   The steering force transmitted to the output shaft 2 b is transmitted to the lower shaft 5 via the universal joint 4 and further transmitted to the pinion shaft 7 via the universal joint 6. The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the tie rod 9 via the steering gear 8 and steers steered wheels (not shown).

ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。   Here, the steering gear 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8a connected to the pinion shaft 7 and a rack 8b meshing with the pinion 8a, and the rotational motion transmitted to the pinion 8a is linearly moved by the rack 8b. It has been converted to movement.

ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する電動パワーステアリング装置10が連結されている。この電動パワーステアリング装置10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ11に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータとしての3相ブラシレスモータ12と、この3相ブラシレスモータ12を制御するための電動パワーステアリング制御装置(以下、コントロールユニットともいう)20と、を主に備えて構成されている。   An electric power steering device 10 that transmits a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The electric power steering device 10 includes a reduction gear 11 connected to the output shaft 2b, a three-phase brushless motor 12 connected to the reduction gear 11 as an electric motor that generates a steering assist force for the steering system, An electric power steering control device (hereinafter also referred to as a control unit) 20 for controlling the three-phase brushless motor 12 is mainly configured.

トルクセンサ3は、操向ハンドル1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。   The torque sensor 3 detects a steering torque applied to the steering handle 1 and transmitted to the input shaft 2a, and a torsion angle of a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. The displacement is converted into a displacement, and the torsional angular displacement is detected by, for example, a potentiometer.

また、3相ブラシレスモータ12は、図10に示すように、U相電気コイルLu、V相電気コイルLv及びW相電気コイルLwの一端が互いに接続されてスター結線とされ、各電気コイルLu、Lv及びLwの他端がコントロールユニット20に接続されて、個別にモータ駆動電流Iu、Iv及びIwが供給される。また、3相ブラシレスモータ12は、ロータの回転位置を検出するレゾルバ、ロータリエンコーダ等で構成されるロータ位置検出回路13を備えている。   In addition, as shown in FIG. 10, the three-phase brushless motor 12 has one end of a U-phase electric coil Lu, a V-phase electric coil Lv, and a W-phase electric coil Lw connected to each other to form a star connection. The other ends of Lv and Lw are connected to the control unit 20, and motor drive currents Iu, Iv and Iw are individually supplied. In addition, the three-phase brushless motor 12 includes a rotor position detection circuit 13 including a resolver, a rotary encoder, and the like that detect the rotational position of the rotor.

コントロールユニット20には、トルクセンサ3で検出された操舵トルクT及び車速センサ21で検出された車速検出値Vsが入力されると共に、ロータ位置検出回路13で検出されたロータ回転角θが入力され、さらに3相ブラシレスモータ12の各相電気コイルLu、Lv及びLwに供給されるモータ駆動電流Iu、Iv及びIwを検出するモータ電流検出回路22から出力されるモータ駆動電流検出値Iud、Ivd及びIwdが入力される。   The control unit 20 receives the steering torque T detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 21 and the rotor rotation angle θ detected by the rotor position detection circuit 13. Further, the motor drive current detection values Iud, Ivd, and the motor drive current detection values Iud, Ivd, which are output from the motor current detection circuit 22 for detecting the motor drive currents Iu, Iv, and Iw supplied to the phase electric coils Lu, Lv and Lw of the three-phase brushless motor Iwd is input.

このコントールユニット20は、操舵トルクT、車速検出値Vs及びロータ回転角θに基づいて操舵補助目標電流値を演算して、モータ電圧指令値Vu、Vv及びVwを出力する、例えばマイクロコンピュータで構成される制御演算装置23と、3相ブラシレスモータ12を駆動する電界効果トランジスタ(FET)で構成されるモータ駆動回路24と、制御演算装置23から出力される相電圧指令値Vu、Vv及びVwに基づいてモータ駆動回路24の電界効果トランジスタのゲート電流を制御するFETゲート駆動回路25と、を備えている。   The control unit 20 calculates a steering assist target current value based on the steering torque T, the vehicle speed detection value Vs, and the rotor rotation angle θ, and outputs motor voltage command values Vu, Vv, and Vw. The control arithmetic unit 23, a motor drive circuit 24 composed of a field effect transistor (FET) for driving the three-phase brushless motor 12, and the phase voltage command values Vu, Vv and Vw output from the control arithmetic unit 23 And an FET gate drive circuit 25 for controlling the gate current of the field effect transistor of the motor drive circuit 24.

モータ駆動回路24は所謂インバータであり、デューティ制御されるパルス信号に従って、電源から3相ブラシレスモータ12の相毎の電気コイルに供給される電力を周期的にスイッチング(オンオフ)する。   The motor drive circuit 24 is a so-called inverter, and periodically switches (on / off) the power supplied from the power source to the electric coils for each phase of the three-phase brushless motor 12 in accordance with a duty-controlled pulse signal.

コントロールユニット20の制御系の詳細については、例えば図11に示すように構成される。即ち、操舵補助指令演算部251はトルクセンサ3により検出された操舵トルクTと車速センサ21により検出された車速検出値Vsとに基づいて操舵電流目標値Itを演算する。   The details of the control system of the control unit 20 are configured as shown in FIG. 11, for example. That is, the steering assist command calculation unit 251 calculates the steering current target value It based on the steering torque T detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 21.

一方、電流指令制限値演算部252はモータ回転速度と供給電圧とに基づいて電流指令制限値Iref_limを算出する。そして、最小値選択部253は、操舵電流目標値Itと電流指令制限値Iref_limとを比較してそれらの中で小さい方の値を電流値Iref_minとして出力する。   On the other hand, the current command limit value calculation unit 252 calculates a current command limit value Iref_lim based on the motor rotation speed and the supply voltage. Then, the minimum value selection unit 253 compares the steering current target value It and the current command limit value Iref_lim, and outputs the smaller value as the current value Iref_min.

d/q軸電流目標値演算部256は、3相ブラシレスモータ12の駆動トルクを一定に維持するために、公知のトルク一定式に基づいて目標値を算出する。より具体的には、3相ブラシレスモータ12のロータの回転方向に相当するq軸とそれに直交する径方向のd軸とで構成される2軸の座標上に表されるベクトルのモデルについて、トルクを一定に制御するためのq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idを算出する。
なお、d軸電流目標値idは、電流指令値とモータ回転速度と供給電圧とに基づいて決定されるものである。
The d / q-axis current target value calculation unit 256 calculates a target value based on a known torque constant formula in order to keep the driving torque of the three-phase brushless motor 12 constant. More specifically, with respect to a vector model represented on two-axis coordinates composed of a q-axis corresponding to the rotational direction of the rotor of the three-phase brushless motor 12 and a radial d-axis orthogonal thereto, the torque Q-axis current target value iq and d-axis current target value id for controlling the current to be constant are calculated.
The d-axis current target value id is determined based on the current command value, the motor rotation speed, and the supply voltage.

d/q軸電流目標値演算部256が算出するq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idは2軸のモデルに対して算出されるが、実際に操舵補助力を発生する3相ブラシレスモータ12は3相の電流により、即ち3軸方向の力により駆動されるので、2相/3相変換部257において2相から3相への演算変換が実施される。即ち、2相/3相変換部257はd/q軸電流目標値演算部256から出力されるq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idに基づいて三相電流指令値Iref_abcを生成する。
なお、この三相電流指令値Iref_abcは、相毎の電気コイルの電流をそれぞれ制御する3つの独立した指令値Iref_a,Iref_b,Iref_cで構成されている。
The q-axis current target value iq and the d-axis current target value id calculated by the d / q-axis current target value calculation unit 256 are calculated with respect to the two-axis model, but the three-phase brushless that actually generates the steering assist force. Since the motor 12 is driven by a three-phase current, that is, by a force in the three axial directions, the 2-phase / 3-phase conversion unit 257 performs arithmetic conversion from two phases to three phases. That is, the two-phase / three-phase conversion unit 257 generates the three-phase current command value Iref_abc based on the q-axis current target value iq and the d-axis current target value id output from the d / q-axis current target value calculation unit 256. .
The three-phase current command value Iref_abc is composed of three independent command values Iref_a, Iref_b, and Iref_c for controlling the electric coil current for each phase.

2相/3相変換部257の出力側に接続されている制御系においては、3相ブラシレスモータ12の相毎の電気コイルに流れる電流量Im_abc(Im_a,Im_b,Im_cの3つ)を検出し、この相毎に電流をフィードバック制御する。即ち、相毎の電気コイルに流れる電流量Im_abcが三相電流指令値Iref_abcと一致するように制御されることになる。これにより、モータ電流が電流指令値に追従するので、所定のトルクが3相ブラシレスモータ12から出力されることになり、このためアシスト制御が実現されてステアリング機構に操舵補助力が付与されることになる。   In the control system connected to the output side of the two-phase / three-phase converter 257, the amount of current Im_abc (three of Im_a, Im_b, and Im_c) flowing through the electric coil for each phase of the three-phase brushless motor 12 is detected. The current is feedback controlled for each phase. That is, the amount of current Im_abc flowing through the electric coil for each phase is controlled to coincide with the three-phase current command value Iref_abc. As a result, since the motor current follows the current command value, a predetermined torque is output from the three-phase brushless motor 12, and thus assist control is realized and steering assist force is applied to the steering mechanism. become.

実際は、3相ブラシレスモータ12の各電気コイルに流れる電流はインバータのスイッチングによりオンオフを高速で周期的に繰り返すことにより供給されている。したがって、このオンオフを制御するためにパルス信号を用いてデューティを制御することにより、電流量が制御されることになる。即ち、制御器259は、相毎に三相電流指令値Iref_abcと電流検出値Im_abcとの差分に基づいたデューティ制御信号Duty_abcを生成し、PWM制御部262はこのデューティ制御信号Duty_abcに基づいて制御用の3相のパルス信号を生成して、このパルス信号をモータ駆動回路24に与えている。   Actually, the current flowing through each electric coil of the three-phase brushless motor 12 is supplied by periodically repeating ON / OFF by switching of the inverter. Therefore, the amount of current is controlled by controlling the duty using the pulse signal in order to control this on / off. That is, the controller 259 generates a duty control signal Duty_abc based on the difference between the three-phase current command value Iref_abc and the current detection value Im_abc for each phase, and the PWM control unit 262 performs control based on the duty control signal Duty_abc. These three-phase pulse signals are generated and given to the motor drive circuit 24.

なお、前述のような電動パワーステアリング装置に適用し得る、従来のモータ駆動装置の技術については、例えば特許文献2や特許文献3に開示されている。   In addition, about the technique of the conventional motor drive device which can be applied to the above-mentioned electric power steering apparatus, it is disclosed by patent document 2 and patent document 3, for example.

ところで、前述のような電動パワーステアリング装置では、3相ブラシレスモータ等の多相交流モータを駆動制御するために低電圧、大電流の電気が扱われることになるので、装置本体の発熱が非常に大きくなるという問題がある。また、近年ではSUV(Sport Utility Vehicle:スポーツ多目的車)等の大型車に対応可能な高出力の電動パワーステアリング装置が市場から強く求められる傾向にあって装置本体からの発熱の問題は顕著となりつつあり、このための対策がより一層厳しくなることが予想される。加えて、電動パワーステアリング装置の取付性と安全性及びコスト低減面から、装置本体のコンパクト化の要求も高まっている。   By the way, in the electric power steering device as described above, low voltage and large current electricity is handled to drive and control a multiphase AC motor such as a three-phase brushless motor. There is a problem of growing. Further, in recent years, there is a tendency that a high output electric power steering apparatus capable of supporting a large vehicle such as an SUV (Sport Utility Vehicle) is strongly demanded from the market, and the problem of heat generation from the apparatus body is becoming remarkable. Yes, it is expected that measures for this will become even stricter. In addition, there is an increasing demand for downsizing of the main body of the electric power steering apparatus from the viewpoints of attachment, safety, and cost reduction.

この発熱の対策として、従来より、この種のモータを駆動制御するための装置において、スイッチングトランジスタ(FET等)の部品の発熱を低減することを目的として、トランジスタのスイッチングを制御するパルス信号(PWM信号)の繰り返し周期を可変にするものが知られている。   As a countermeasure against this heat generation, conventionally, in a device for controlling driving of this type of motor, a pulse signal (PWM) for controlling the switching of the transistor for the purpose of reducing the heat generation of the components of the switching transistor (FET, etc.). Signals) are known to have a variable repetition period.

例えば、特許文献1に開示された従来技術においては、パルス信号(PWM信号)のデューティ比が90%より小さいときには20kHzの矩形波を用い、デューティ比が大きくなると1kHzの矩形波とデューティ比を90%に固定した20kHzの矩形波とを用いて合成したPWM信号を生成する。これにより、デューティ比が大きい場合におけるスイッチングトランジスタの発熱を抑制できるとされている。   For example, in the prior art disclosed in Patent Document 1, a 20 kHz rectangular wave is used when the duty ratio of a pulse signal (PWM signal) is smaller than 90%, and a rectangular wave of 1 kHz and a duty ratio of 90 kHz are used when the duty ratio increases. A PWM signal synthesized using a 20 kHz rectangular wave fixed at% is generated. Thereby, it is supposed that the heat generation of the switching transistor when the duty ratio is large can be suppressed.

特開平6−30594号公報JP-A-6-30594 特開2004−201487号公報JP 2004-201487 A 特開2006−158198号公報JP 2006-158198 A

ここで、この種のモータを制御するための装置での発熱の多くは、モータの電気コイルに流される電流をスイッチングするトランジスタにより生じるものと考えられる。即ち、トランジスタのオン/オフが切り替わる際に大きな電気損失がこのトランジスタに生じてしまい、これが熱エネルギーとして放出され、このことが発熱の問題に繋がっている。したがって、単位時間あたりのオン/オフ回数が増えると発熱量も増えることになる。   Here, it is considered that most of the heat generated in the device for controlling this type of motor is caused by a transistor that switches a current flowing in the electric coil of the motor. That is, when the transistor is switched on / off, a large electrical loss occurs in the transistor, and this is released as thermal energy, which leads to a problem of heat generation. Therefore, the amount of heat generation increases as the number of on / off operations per unit time increases.

そこで、特許文献1に開示されている技術を採用すれば、デューティ比が大きい時には1kHzの矩形波を用いてPWM信号を生成するので、20kHzの矩形波だけを用いる場合と比べて、単位時間あたりのオン/オフ回数を減らすことができ、発熱量を減らすことが可能になる。   Therefore, if the technique disclosed in Patent Document 1 is adopted, a PWM signal is generated using a 1 kHz rectangular wave when the duty ratio is large, and therefore, compared with a case where only a 20 kHz rectangular wave is used, per unit time. The number of on / off operations can be reduced, and the amount of heat generated can be reduced.

しかしながら、特許文献1のように1kHzの矩形波を用いる場合には、この信号の周波数が人間の可聴周波数範囲内であるため、この信号の周期に従って制御されるモータなどの要素から可聴周波数範囲の振動(異音)が発生し、操舵者及び同乗者等の利用者に不快感を与えてしまう嫌いがある。加えて、1kHzのように比較的周波数の低い信号を用いて制御を実施する場合には、精密なモータ制御に対して追従性が悪化して、モータのトルクリップルも発生する虞がある。   However, when a rectangular wave of 1 kHz is used as in Patent Document 1, the frequency of this signal is within the human audible frequency range, and therefore, from an element such as a motor controlled according to the cycle of this signal, There is a dislike that vibration (abnormal noise) is generated, which causes discomfort to users such as a steering person and a passenger. In addition, when the control is performed using a signal having a relatively low frequency such as 1 kHz, the followability with respect to the precise motor control is deteriorated, and the torque ripple of the motor may be generated.

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチング制御に用いるPWM信号等のパルス信号の繰り返し周波数を切り替えることなくスイッチングに伴う発熱及びラジオノイズを低減することができて、装置のヒートシンク等のコストを抑制すると共に装置の安全性の向上を図ることが可能な電動パワーステアリング制御装置及びモータ駆動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 reduce heat generation and radio noise associated with switching without switching the repetition frequency of a pulse signal such as a PWM signal used for switching control. Thus, an object of the present invention is to provide an electric power steering control device and a motor drive control device capable of reducing the cost of the heat sink of the device and improving the safety of the device.

本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 多相交流モータの相毎に独立に設けられた電気コイルに流される電流を前記相毎に独立してスイッチングするインバータと、所定の駆動指令に従って前記インバータを駆動するための一次デューティ信号を前記相毎に生成するデューティ信号生成部と、を備え、前記多相交流モータはステアリング機構に連結されおり、そして前記多相交流モータを制御することにより前記ステアリング機構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であって、
前記相毎の前記一次デューティ信号に互いに同じシフト量をそれぞれ与えて、前記相毎の二次デューティ信号を生成するデューティシフト制御部を更に備えて、
前記二次デューティ信号に基づいて前記インバータを駆動する
ことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
(2) 前記デューティシフト制御部は、前記相毎の前記一次デューティ信号の中から検出された最小値若しくは最大値に基づいて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする上記(1)の電動パワーステアリング制御装置。
(3) 前記デューティシフト制御部は、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最小値を検出する最小値検出部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最小値検出部が検出した最小値と、前記最大値検出部が検出した最大値と、のいずれか一方に基づいて前記シフト量を決定するシフト量選択部と、を有する
ことを特徴とする上記(1)の電動パワーステアリング制御装置。
(4) 前記シフト量選択部は、前記一次デューティ信号の周期よりも長い周期で、前記最小値に対応して決定される第1のシフト量と前記最大値に対応して決定される第2のシフト量とを周期的に交互に切り替えて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする上記(3)の電動パワーステアリング制御装置。
(5) 多相交流モータを駆動制御するためのモータ駆動制御装置において、
前記多相交流モータの相毎に独立に設けられた電気コイルに流される電流を前記相毎に独立してスイッチングするインバータと、
所定の駆動指令に従って前記インバータを駆動するための一次デューティ信号を前記相毎に生成するデューティ信号生成部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号に互いに同じシフト量をそれぞれ与えて、前記相毎の二次デューティ信号を生成するデューティシフト制御部と、を備え、そして
前記二次デューティ信号に基づいて前記インバータを駆動する
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
(6) 前記デューティシフト制御部は、前記相毎の前記一次デューティ信号の中から検出された最小値若しくは最大値に基づいて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする上記(5)のモータ駆動制御装置。
(7) 前記デューティシフト制御部は、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最小値を検出する最小値検出部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最小値検出部が検出した最小値と、前記最大値検出部が検出した最大値と、のいずれか一方に基づいて前記シフト量を決定するシフト量選択部と、を有する
ことを特徴とする上記(5)のモータ駆動制御装置。
(8) 前記シフト量選択部は、前記一次デューティ信号の周期よりも長い周期で、前記最小値に対応して決定される第1のシフト量と前記最大値に対応して決定される第2のシフト量とを周期的に交互に切り替えて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする上記(7)のモータ駆動制御装置。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) Inverter for independently switching current flowing in an electric coil provided independently for each phase of the multiphase AC motor for each phase, and a primary duty signal for driving the inverter according to a predetermined drive command A multi-phase AC motor connected to a steering mechanism, and applying a steering assist force to the steering mechanism by controlling the multi-phase AC motor. An electric power steering control device,
Further comprising a duty shift control unit that generates the secondary duty signal for each phase by giving the same shift amount to the primary duty signal for each phase, respectively.
An electric power steering control device that drives the inverter based on the secondary duty signal.
(2) The electric power according to (1), wherein the duty shift control unit determines the shift amount based on a minimum value or a maximum value detected from the primary duty signal for each phase. Steering control device.
(3) The duty shift control unit
A minimum value detecting unit for detecting a minimum value from the primary duty signal for each phase;
A maximum value detector for detecting a maximum value from the primary duty signal for each phase;
A shift amount selection unit that determines the shift amount based on one of the minimum value detected by the minimum value detection unit and the maximum value detected by the maximum value detection unit. The electric power steering control device according to (1) above.
(4) The shift amount selection unit has a cycle longer than the cycle of the primary duty signal, and a first shift amount determined corresponding to the minimum value and a second shift determined corresponding to the maximum value. The electric power steering control device according to (3), wherein the shift amount is determined by periodically switching between the shift amount and the shift amount.
(5) In a motor drive control device for driving and controlling a multiphase AC motor,
An inverter that independently switches the current flowing in the electric coil provided independently for each phase of the multiphase AC motor for each phase;
A duty signal generator for generating a primary duty signal for driving the inverter according to a predetermined drive command for each phase;
A duty shift control unit that generates the secondary duty signal for each phase by giving the same shift amount to the primary duty signal for each phase, and the inverter based on the secondary duty signal. A motor drive control device for driving.
(6) The motor drive according to (5), wherein the duty shift control unit determines the shift amount based on a minimum value or a maximum value detected from the primary duty signal for each phase. Control device.
(7) The duty shift control unit
A minimum value detecting unit for detecting a minimum value from the primary duty signal for each phase;
A maximum value detector for detecting a maximum value from the primary duty signal for each phase;
A shift amount selection unit that determines the shift amount based on one of the minimum value detected by the minimum value detection unit and the maximum value detected by the maximum value detection unit. The motor drive control device according to (5) above.
(8) The shift amount selection unit has a cycle longer than the cycle of the primary duty signal, and a second shift determined corresponding to the first shift amount and the maximum value determined corresponding to the minimum value. (7) The motor drive control device according to (7), wherein the shift amount is determined by periodically and alternately switching the shift amount.

上記(1)の構成によれば、スイッチング制御に用いるPWM信号等のパルス信号の繰り返し周波数を切り替えなくても、インバータにおける単位時間あたりのオン/オフ回数を減らすことができるため、スイッチングに伴って発生する熱を減らすことができて、装置のヒートシンク等のコストを抑制すると共に装置の安全性の向上を図ることができる。例えば3相モータを駆動する場合に、一般的なデューティ制御では、50%デューティを中心として上下に変化するように各相のパルス信号のデューティを例えば図2(a)に示すように制御する。またその場合には、各相の電気コイルについて高電位側及び低電位側をそれぞれスイッチング制御するパルス信号は、例えば図12に示すように時間軸の全域に渡って絶え間なくオンオフを繰り返す。その結果、電源から各電気コイルに流れる電源電流の変動は、図13に示すようにPWM周期の1周期の間に2回の割合で繰り返し発生する。そこで、各相の一次デューティ信号(例えば図2(a)のようにデューティが変化する信号)に同じシフト量を与えることにより、例えば図2(b)に示すような信号を二次デューティ信号として生成することができる。即ち、二次デューティ信号にはデューティが0%(あるいは100%)になる区間が存在するため、図3に示すように時間軸の中にパルス信号のオンオフが途絶える区間がいずれかの相について発生することにより、発熱が抑制されることになる。この場合、電源から各電気コイルに流れる電源電流の変動は、例えば、図4に示すようにPWM周期の1周期の間に1回の割合に減少する。したがって、電源電流の変動によるラジオノイズが低減される。
上記(2)の構成によれば、デューティの最小値が0%よりも大きく最大値が100%よりも小さい一次デューティ信号から、デューティが0%又は100%になる区間が存在する二次デューティ信号を生成することができる。例えば、時間t(又は回転角度)に応じて変化する3相の一次デューティ信号Duty_a(t),Duty_b(t),Duty_c(t)が存在する場合に、各時点(t)でこれらの最小値Duty_min(t)を検出し、これをシフト量とする。この場合、相毎の二次デューティ信号をそれぞれDuty_a(t)−Duty_min(t),Duty_b(t)−Duty_min(t),Duty_c(t)−Duty_min(t)として演算すれば、二次デューティ信号の最小値は0%にシフトされる。逆に3相の一次デューティ信号の最大値をシフト量として用いる場合には、二次デューティ信号の最大値を100%にシフトすることができる。
上記(3)の構成によれば、シフト量選択部がシフト量を決定する際に、最小値検出部が検出した最小値と、最大値検出部が検出した最大値とのいずれかを選択するので、二次デューティ信号の最小値を0%にシフトする動作と二次デューティ信号の最大値を100%にシフトする動作とを必要に応じて切り替えることができる。
上記(4)の構成によれば、シフト量選択部が最小値に対応する第1のシフト量と最大値に対応する第2のシフト量とを交互に周期的に切り替えるので、二次デューティ信号の最小値が0%になる動作と二次デューティ信号の最大値が100%になる動作とが交互に繰り返される。二次デューティ信号の最小値が0%になる動作、並びに二次デューティ信号の最大値が100%になる動作のいずれにおいても、インバータに存在する複数のスイッチング素子のいずれかがオン状態で固定されることが想定されるため、発熱が一部のスイッチング素子に集中することになる。しかし、二次デューティ信号の最小値が0%になる動作と二次デューティ信号の最大値が100%になる動作とを交互に繰り返すことにより、オン状態で固定されるスイッチング素子を周期的に切り替えることができるので、発熱の分布状態を平均化させることができる。この切り替えの周期を前記一次デューティ信号の周期よりも長くすることにより、単位時間あたりのスイッチングの回数を減らすことができる。
上記(5)の構成によれば、上記(1)の電動パワーステアリング制御装置の場合と同様に、スイッチング制御に用いるPWM信号等のパルス信号の繰り返し周波数を切り替えなくても、インバータにおける単位時間あたりのオン/オフ回数を減らすことができるため、スイッチングに伴って発生する熱を減らすことができる。
上記(6)の構成によれば、上記(2)の電動パワーステアリング制御装置の場合と同様に、デューティの最小値が0%よりも大きく最大値が100%よりも小さい一次デューティ信号から、デューティが0%又は100%になる区間が存在する二次デューティ信号を生成することができる。
上記(7)の構成によれば、上記(3)の電動パワーステアリング制御装置の場合と同様に、前記シフト量選択部が前記シフト量を決定する際に、前記最小値検出部が検出した最小値と、前記最大値検出部が検出した最大値とのいずれかを選択するので、二次デューティ信号の最小値を0%にシフトする動作と二次デューティ信号の最大値を100%にシフトする動作とを必要に応じて切り替えることができる。
上記(8)の構成によれば、上記(4)の電動パワーステアリング制御装置の場合と同様に、前記シフト量選択部が前記最小値に対応する第1のシフト量と前記最大値に対応する第2のシフト量とを交互に周期的に切り替えるので、二次デューティ信号の最小値が0%になる動作と二次デューティ信号の最大値が100%になる動作とが交互に繰り返されることになり、発熱の分布状態を平均化させることができる。
According to the configuration (1), the number of on / off times per unit time in the inverter can be reduced without switching the repetition frequency of a pulse signal such as a PWM signal used for switching control. The generated heat can be reduced, the cost of the heat sink of the apparatus can be suppressed, and the safety of the apparatus can be improved. For example, when driving a three-phase motor, in general duty control, the duty of the pulse signal of each phase is controlled as shown in FIG. In this case, the pulse signal for switching control of the high potential side and the low potential side for each phase of the electric coil is continuously turned on and off over the entire time axis as shown in FIG. 12, for example. As a result, the fluctuation of the power source current flowing from the power source to each electric coil repeatedly occurs at a rate of twice during one PWM cycle as shown in FIG. Therefore, by giving the same shift amount to the primary duty signal of each phase (for example, a signal whose duty changes as shown in FIG. 2A), for example, a signal as shown in FIG. Can be generated. In other words, since there is a section where the duty is 0% (or 100%) in the secondary duty signal, a section where the pulse signal on / off is interrupted occurs on any phase in the time axis as shown in FIG. By doing so, heat generation is suppressed. In this case, the fluctuation of the power supply current flowing from the power supply to each electric coil decreases, for example, at a rate of once during one PWM period as shown in FIG. Therefore, radio noise due to fluctuations in power supply current is reduced.
According to the configuration of (2) above, there is a secondary duty signal in which there is a section where the duty is 0% or 100% from the primary duty signal where the minimum value of the duty is greater than 0% and the maximum value is less than 100%. Can be generated. For example, when there are three-phase primary duty signals Duty_a (t), Duty_b (t), and Duty_c (t) that change according to time t (or rotation angle), these minimum values at each time point (t) Duty_min (t) is detected and used as the shift amount. In this case, if the secondary duty signal for each phase is calculated as Duty_a (t) −Duty_min (t), Duty_b (t) −Duty_min (t), Duty_c (t) −Duty_min (t), the secondary duty signal Is shifted to 0%. Conversely, when the maximum value of the three-phase primary duty signal is used as the shift amount, the maximum value of the secondary duty signal can be shifted to 100%.
According to the configuration of (3) above, when the shift amount selection unit determines the shift amount, either the minimum value detected by the minimum value detection unit or the maximum value detected by the maximum value detection unit is selected. Therefore, the operation for shifting the minimum value of the secondary duty signal to 0% and the operation for shifting the maximum value of the secondary duty signal to 100% can be switched as necessary.
According to the configuration of (4) above, since the shift amount selector switches the first shift amount corresponding to the minimum value and the second shift amount corresponding to the maximum value alternately and periodically, the secondary duty signal The operation in which the minimum value of 0 is 0% and the operation in which the maximum value of the secondary duty signal is 100% are alternately repeated. In both the operation in which the minimum value of the secondary duty signal is 0% and the operation in which the maximum value of the secondary duty signal is 100%, any of the plurality of switching elements existing in the inverter is fixed in the on state. Therefore, heat generation is concentrated on some switching elements. However, the switching element fixed in the ON state is periodically switched by alternately repeating the operation in which the minimum value of the secondary duty signal is 0% and the operation in which the maximum value of the secondary duty signal is 100%. Therefore, the distribution of heat generation can be averaged. By making this switching cycle longer than the cycle of the primary duty signal, the number of switching operations per unit time can be reduced.
According to the configuration of (5) above, as in the case of the electric power steering control device of (1) above, even if the repetition frequency of a pulse signal such as a PWM signal used for switching control is not switched, per unit time in the inverter. Since the number of times of turning on / off can be reduced, heat generated by switching can be reduced.
According to the configuration of the above (6), as in the case of the electric power steering control device of the above (2), the duty is derived from the primary duty signal in which the minimum value of the duty is greater than 0% and the maximum value is less than 100%. It is possible to generate a secondary duty signal in which there is a section in which becomes 0% or 100%.
According to the configuration of (7) above, as in the case of the electric power steering control device of (3) above, the minimum value detected by the minimum value detection unit when the shift amount selection unit determines the shift amount. Since either the value or the maximum value detected by the maximum value detection unit is selected, the operation of shifting the minimum value of the secondary duty signal to 0% and the maximum value of the secondary duty signal to 100% The operation can be switched as necessary.
According to the configuration of (8) above, as in the case of the electric power steering control device of (4), the shift amount selection unit corresponds to the first shift amount corresponding to the minimum value and the maximum value. Since the second shift amount is alternately and periodically switched, the operation in which the minimum value of the secondary duty signal is 0% and the operation in which the maximum value of the secondary duty signal is 100% are alternately repeated. Thus, the distribution of heat generation can be averaged.

本発明によれば、スイッチング制御に用いるPWM信号等のパルス信号の繰り返し周波数を切り替えなくても、インバータにおける単位時間あたりのオン/オフ回数を減らすことができるため、スイッチングに伴って発生する熱を減らすことができて、装置のヒートシンク等のコストを抑制すると共に装置の安全性の向上を図ることができる。即ち、デューティの最小値が0%よりも大きく最大値が100%よりも小さい状態で動作している各相の一次デューティ信号に基づいて決定されるシフト量を用いて、デューティの最小値が0%、又はデューティの最大値が100%に固定された二次デューティ信号を生成することにより、単位時間あたりのスイッチング素子のオン/オフの回数を減らし、スイッチング素子のスイッチング発熱を抑制することが可能になる。また、単位時間あたりの電源から各スイッチ素子を経由して各電気コイルに流れる電源の変動回数を減らし、電源電流によるラジオノイズが低減される。   According to the present invention, the number of on / off operations per unit time in the inverter can be reduced without switching the repetition frequency of a pulse signal such as a PWM signal used for switching control. Therefore, the cost of the heat sink and the like of the apparatus can be reduced, and the safety of the apparatus can be improved. That is, using the shift amount determined based on the primary duty signal of each phase operating in a state where the minimum value of the duty is greater than 0% and the maximum value is less than 100%, the minimum value of the duty is 0. %, Or the secondary duty signal with the maximum duty value fixed at 100%, can reduce the number of times the switching element is turned on / off per unit time and suppress the switching heat generation of the switching element. become. In addition, the number of fluctuations of the power source flowing from the power source per unit time to each electric coil via each switch element is reduced, and radio noise due to the power source current is reduced.

本発明の電動パワーステアリング係る好適な複数の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
なお、以下の複数の実施形態では電動パワーステアリング制御装置の場合について説明するが、勿論、その他、多相交流モータを用いるものであれば、この多相交流モータを駆動制御する種々のモータ駆動制御装置にも本発明を適用することができる。
A plurality of preferred embodiments of the electric power steering according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the following embodiments, the case of an electric power steering control device will be described. Of course, if a multi-phase AC motor is used, various motor drive controls for controlling the drive of the multi-phase AC motor are used. The present invention can also be applied to an apparatus.

(第1実施形態)
まず、本発明に係る電動パワーステアリング装置のコントロールユニットに関する具体的な1つの実施形態について、図1〜図4を参照しながら以下に説明する。
(First embodiment)
First, one specific embodiment relating to a control unit of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は第1実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図であり、図2は図1に示した回路で生成される一次デューティ信号及び二次デューティ信号の具体例を示す波形図であり、図3は図1に示した回路で生成される各スイッチング素子を駆動するためのパルス信号の具体例を示すタイムチャートであり、図4は図3に示した各パルス信号及び電源からモータの各電気コイルに流れる電流の詳細を示すタイムチャートである。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control device in the first embodiment, and FIG. 2 is a waveform diagram showing a specific example of a primary duty signal and a secondary duty signal generated by the circuit shown in FIG. FIG. 3 is a time chart showing a specific example of a pulse signal for driving each switching element generated by the circuit shown in FIG. 1, and FIG. 4 shows each pulse signal and power source shown in FIG. It is a time chart which shows the detail of the electric current which flows into each electric coil of a motor.

本実施形態では、基本構成として既に説明した図9及び図10に示すような構成の電動パワーステアリング制御装置に本発明を適用する場合を想定している。勿論、電動パワーステアリング制御装置以外のモータ駆動制御装置にも本発明を適用することも可能であり、また多相交流モータを用いる電動パワーステアリング制御装置であれば、図9のような構成に特に限定されない。   In the present embodiment, it is assumed that the present invention is applied to an electric power steering control device having a configuration as shown in FIGS. 9 and 10 already described as a basic configuration. Of course, the present invention can also be applied to motor drive control devices other than the electric power steering control device, and if the electric power steering control device uses a multiphase AC motor, the configuration shown in FIG. It is not limited.

本実施形態における制御系の全体構成は、図1に示すように、操舵補助指令演算部51と、電流指令制限値演算部52と、最小値選択部53と、Iref/Idマップ54と、誘起電圧マップ55と、d/q軸電流目標値演算部56と、2相/3相変換部57と、減算器58と、制御器59と、デューティ最小値検出器60と、減算器61と、PWM制御部62と、モータ駆動回路24と、電源バッテリ64と、3相ブラシレスモータ12と、を備えて構成されている。   As shown in FIG. 1, the overall configuration of the control system in the present embodiment includes a steering assist command calculation unit 51, a current command limit value calculation unit 52, a minimum value selection unit 53, an Iref / Id map 54, an induction A voltage map 55, a d / q-axis current target value calculation unit 56, a two-phase / three-phase conversion unit 57, a subtractor 58, a controller 59, a duty minimum value detector 60, a subtractor 61, The PWM control unit 62, the motor drive circuit 24, the power supply battery 64, and the three-phase brushless motor 12 are configured.

操舵補助指令演算部51は、トルクセンサ3により検出された操舵トルクTと車速センサ21により検出された車速検出値Vsとに基づいて操舵電流目標値Itを演算する。   The steering assist command calculation unit 51 calculates a steering current target value It based on the steering torque T detected by the torque sensor 3 and the vehicle speed detection value Vs detected by the vehicle speed sensor 21.

一方、電流指令制限値演算部52は、モータ回転速度と供給電圧とに基づいて電流指令制限値Iref_limを算出する。
なお、モータ回転速度は例えば3相ブラシレスモータ12の回転子(ロータ)の回転位置を検出するセンサ(例えば、前述のロータ位置検出回路13)の出力信号を微分することにより得ることができる。
On the other hand, the current command limit value calculation unit 52 calculates a current command limit value Iref_lim based on the motor rotation speed and the supply voltage.
The motor rotation speed can be obtained, for example, by differentiating the output signal of a sensor (for example, the aforementioned rotor position detection circuit 13) that detects the rotation position of the rotor (rotor) of the three-phase brushless motor 12.

最小値選択部53は、操舵補助指令演算部51から出力される操舵電流目標値Itと電流指令制限値演算部52から出力される電流指令制限値Iref_limとを比較してそれらの中で小さい方の値を電流値Iref_minとして出力する。   The minimum value selection unit 53 compares the steering current target value It output from the steering assist command calculation unit 51 with the current command limit value Iref_lim output from the current command limit value calculation unit 52, and the smaller one of them. Is output as the current value Iref_min.

Iref/Idマップ54は、電流指令値Irefとd軸電流との対応関係を表す情報を保持している記憶部である。また、誘起電圧マップ55は、3相ブラシレスモータ12のロータの回転位置を表す電気角度と誘起電圧との対応関係を表す情報を保持している記憶部である。   The Iref / Id map 54 is a storage unit that holds information representing the correspondence relationship between the current command value Iref and the d-axis current. The induced voltage map 55 is a storage unit that holds information representing the correspondence between the electrical angle representing the rotational position of the rotor of the three-phase brushless motor 12 and the induced voltage.

d/q軸電流目標値演算部56は、3相ブラシレスモータ12の駆動トルクを一定に維持するために、公知のトルク一定式に基づいて目標値を算出する。具体的には、3相ブラシレスモータ12のロータの回転方向に相当するq軸とそれに直交する径方向のd軸とで構成される2軸の座標上に表されるベクトルのモデルについて、トルクを一定に制御するためのq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idを算出する。
なお、d軸電流目標値idは、電流指令値とモータ回転速度及び供給電圧に基づいて決定される。
The d / q-axis current target value calculation unit 56 calculates a target value based on a known torque constant formula in order to keep the driving torque of the three-phase brushless motor 12 constant. Specifically, with respect to a model of a vector represented on two-axis coordinates composed of a q-axis corresponding to the rotation direction of the rotor of the three-phase brushless motor 12 and a radial d-axis orthogonal to the q-axis, torque is calculated. A q-axis current target value iq and a d-axis current target value id for constant control are calculated.
The d-axis current target value id is determined based on the current command value, the motor rotation speed, and the supply voltage.

ところで、d/q軸電流目標値演算部56が算出するq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idは2軸のモデルに対して算出されるが、実際に操舵補助力を発生する3相ブラシレスモータ12は3相の電流により、即ち3軸方向の力によって駆動されるので、2軸から3軸への変換をするために2相/3相変換部57が2相から3相への演算変換が実施される。   Incidentally, the q-axis current target value iq and the d-axis current target value id calculated by the d / q-axis current target value calculation unit 56 are calculated for the two-axis model, but actually generate the steering assist force 3. Since the phase brushless motor 12 is driven by a three-phase current, that is, by a force in three axial directions, the two-phase / three-phase conversion section 57 is changed from the two-phase to the three-phase in order to convert from the two-axis to the three-axis. The arithmetic conversion is performed.

即ち、2相/3相変換部57はd/q軸電流目標値演算部56から出力されるq軸電流目標値iq及びd軸電流目標値idに基づいて三相電流指令値Iref_abcを生成する。
なお、この三相電流指令値Iref_abcは、各相の電気コイルの電流をそれぞれ制御する3つの独立した指令値Iref_a,Iref_b,Iref_cで構成されている。
That is, the two-phase / three-phase converter 57 generates the three-phase current command value Iref_abc based on the q-axis current target value iq and the d-axis current target value id output from the d / q-axis current target value calculator 56. .
The three-phase current command value Iref_abc is composed of three independent command values Iref_a, Iref_b, and Iref_c that control the currents of the electric coils of the respective phases.

2相/3相変換部57の出力側に接続されている制御系においては、3相ブラシレスモータ12の各相の電気コイルに流れる電流量Im_abc(Im_a,Im_b,Im_cの3つ)を検出し、相毎に電流をフィードバック制御する。即ち、相毎の電気コイルに流れる電流量Im_abcが三相電流指令値Iref_abcと一致するように制御されることになる。これにより、モータ電流が電流指令値に追従するので、所定のトルクが3相ブラシレスモータ12から出力されることになり、このためアシスト制御が実現されてステアリング機構に操舵補助力が付与されることになる。   In the control system connected to the output side of the two-phase / three-phase converter 57, the amount of current Im_abc (three of Im_a, Im_b, and Im_c) flowing through the electric coil of each phase of the three-phase brushless motor 12 is detected. , Feedback control of current for each phase. That is, the amount of current Im_abc flowing through the electric coil for each phase is controlled to coincide with the three-phase current command value Iref_abc. As a result, since the motor current follows the current command value, a predetermined torque is output from the three-phase brushless motor 12, and thus assist control is realized and steering assist force is applied to the steering mechanism. become.

減算器58は、三相電流指令値Iref_abc(Iref_a,Iref_b,Iref_cの3つ)のそれぞれから電流検出値Im_abc(Im_a,Im_b,Im_cの3つ)を減算した結果(差分:誤差量)を相毎に制御器59に与える。   The subtractor 58 subtracts the result (difference: error amount) obtained by subtracting the detected current value Im_abc (three of Im_a, Im_b, Im_c) from each of the three-phase current command value Iref_abc (three of Iref_a, Iref_b, and Iref_c). This is given to the controller 59 every time.

制御器59は、減算器58から入力される信号に基づいてPI(比例・積分)制御等を実施し、制御量を3相の一次デューティ信号Duty_abc(Duty_a,Duty_b,Duty_cの3つ)として出力する。このとき、これらの一次デューティ信号は、例えば図2(a)に示すように3相ブラシレスモータ12のロータの電気角度の変化に伴って、50%デューティを中心として上下に周期的に変化する。   The controller 59 performs PI (proportional / integral) control or the like based on the signal input from the subtractor 58, and outputs a control amount as a three-phase primary duty signal Duty_abc (three of Duty_a, Duty_b, and Duty_c). To do. At this time, these primary duty signals periodically change up and down around a 50% duty as the electrical angle of the rotor of the three-phase brushless motor 12 changes as shown in FIG.

制御器59の出力に接続されているデューティ最小値検出器60は、各時点で制御器59が出力している3相の一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cの中の最小値Duty_minを検出し、それを出力する。   The minimum duty detector 60 connected to the output of the controller 59 detects the minimum value Duty_min in the three-phase primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c output by the controller 59 at each time point. Output it.

減算器61は、制御器59から出力される3相の一次デューティ信号Duty_abc(Duty_a,Duty_b,Duty_c)のそれぞれについて、デューティ最小値検出器60から出力される最小値Duty_minを減算した結果を3相の二次デューティ信号Duty_abc’(Duty_a‘,Duty_b’,Duty_c’の3つ)として出力する。つまり、「Duty_a−Duty_min」をDuty_a’とし、「Duty_b−Duty_min」をDuty_b’とし、「Duty_c−Duty_min」をDuty_c’として、全ての相について共通の最小値Duty_min分だけデューティをシフトした結果を二次デューティ信号Duty_abc’とする。   The subtractor 61 subtracts the result of subtracting the minimum value Duty_min output from the minimum duty value detector 60 for each of the three-phase primary duty signals Duty_abc (Duty_a, Duty_b, Duty_c) output from the controller 59. Secondary duty signal Duty_abc ′ (three of Duty_a ′, Duty_b ′, and Duty_c ′). That is, “Duty_a−Duty_min” is set to Duty_a ′, “Duty_b−Duty_min” is set to Duty_b ′, and “Duty_c−Duty_min” is set to Duty_c ′. The next duty signal is Duty_abc ′.

PWM制御部62は、減算器61から出力される3相の二次デューティ信号(Duty_abc’)に従って、パルス幅制御(PWM)された3相のパルス信号を生成する。これらのパルス信号の具体例が図3に示されている。即ち、後述するモータ駆動回路24において、相毎に上下2つのスイッチング素子をそれぞれ独立してオンオフ制御する必要があるので、6つの信号(a−UPPER,a−BOTTOM,b−UPPER,b−BOTTOM,c−UPPER,d−BOTTOM)が生成される。これらのパルス信号の繰り返し周期(例えば、1/20kHz)は一定である。   The PWM control unit 62 generates a three-phase pulse signal subjected to pulse width control (PWM) in accordance with the three-phase secondary duty signal (Duty_abc ′) output from the subtractor 61. Specific examples of these pulse signals are shown in FIG. That is, in the motor drive circuit 24 to be described later, since it is necessary to independently control the upper and lower two switching elements for each phase, six signals (a-UPPER, a-BOTTOM, b-UPPER, b-BOTTOM) , C-UPPER, d-BOTTOM). The repetition period (for example, 1/20 kHz) of these pulse signals is constant.

モータ駆動回路24は、所謂インバータであり、例えば図10に示すモータ駆動回路24のように、スイッチング素子として6個の独立したトランジスタ(FET)Qva,Qua,Qwa,Qvb,Qub,Qwbを備えており、上側のトランジスタQva,Qua,Qwaは電源の正極側ラインと各相の電気コイルとの間に接続され、下側のトランジスタQvb,Qub,Qwbは各相の電気コイルと電源の負極側(アース)ラインと接続されている。   The motor drive circuit 24 is a so-called inverter, and includes six independent transistors (FETs) Qva, Qua, Qwa, Qvb, Qub, Qwb as switching elements, for example, like the motor drive circuit 24 shown in FIG. The upper transistors Qva, Qua and Qwa are connected between the positive line of the power source and the electric coils of each phase, and the lower transistors Qvb, Qub and Qwb are connected to the electric coil of each phase and the negative side of the power source ( It is connected to the (earth) line.

即ち、図3に示す6つの信号(a−UPPER,a−BOTTOM,b−UPPER,b−BOTTOM,c−UPPER,d−BOTTOM)が、それぞれ図10に示す各トランジスタ(Qva,Qvb,Qua,Qub,Qwa,Qwb)のゲート端子を制御するためにPWM制御部62の出力からモータ駆動回路24に入力される。   That is, the six signals (a-UPPER, a-BOTTOM, b-UPPER, b-BOTTOM, c-UPPER, and d-BOTTOM) shown in FIG. 3 are converted into the transistors (Qva, Qvb, Qua, In order to control the gate terminals of Qub, Qwa, and Qwb), the output from the PWM control unit 62 is input to the motor drive circuit 24.

したがって、モータ駆動回路24の各トランジスタQva,Qvb,Qua,Qub,Qwa,Qwbは図3に示す各信号のようにオンオフを繰り返し、それに伴って電源バッテリ64から3相ブラシレスモータ12の各電気コイルに電流(図4に示す電源電流)が流れる。各電気コイルに電流の量は、パルス信号のデューティにより制御される。   Therefore, the transistors Qva, Qvb, Qua, Qub, Qwa, Qwb of the motor drive circuit 24 are repeatedly turned on and off as shown in FIG. 3, and accordingly, the electric coils of the three-phase brushless motor 12 are supplied from the power supply battery 64. Current (the power source current shown in FIG. 4) flows. The amount of current in each electric coil is controlled by the duty of the pulse signal.

ところで、もしも制御器59が出力する一次デューティ信号Duty_abc(図2(a)参照)をそのままPWM制御部62に入力してパルス信号を生成すると、図12に示すように時間軸の全域に渡って絶え間なく一定の周期でオンオフを繰り返すパルス信号が生成されることになり、電源から3相ブラシレスモータ12の各電気コイルに流れる電源電流は、図13に示すようにPWM周期(例えば、1/20kHz)の1周期の間に2回の割合でオンオフを繰り返すことになる。このように、単位時間あたりのオンオフ回数が多いと、各スイッチング素子(FET等)のスイッチングに伴う発熱量が増える。また、電源電流の変動周期が短い(PWM周期の半分)ため、高周波のラジオノイズが発生しやすい。   By the way, if the primary duty signal Duty_abc (see FIG. 2A) output from the controller 59 is directly input to the PWM control unit 62 to generate a pulse signal, the entire time axis as shown in FIG. A pulse signal that repeatedly turns on and off at a constant cycle is generated continuously, and the power source current flowing from the power source to each electric coil of the three-phase brushless motor 12 has a PWM cycle (for example, 1/20 kHz as shown in FIG. 13). ) Is repeatedly turned on and off at a rate of twice during one period. Thus, when the number of on / off times per unit time is large, the amount of heat generated by switching of each switching element (FET or the like) increases. In addition, since the fluctuation cycle of the power supply current is short (half the PWM cycle), high-frequency radio noise is likely to occur.

しかし、図1に示した構成では、デューティ最小値検出器60が検出したデューティ最小値Duty_minを用いて、減算器61が一次デューティ信号から二次デューティ信号Duty_abc’を生成しているので、デューティシフト制御部として機能して前述のような問題を抑制することができる。   However, in the configuration shown in FIG. 1, since the subtractor 61 generates the secondary duty signal Duty_abc ′ from the primary duty signal using the minimum duty value Duty_min detected by the minimum duty value detector 60, the duty shift is performed. It can function as a control unit and suppress the above-described problems.

例えば、図2(a)に示すように変化する一次デューティ信号が制御器59から出力される場合であっても、図2(b)に示すようにいずれかの相の信号のデューティが一時的に0%に固定されるような二次デューティ信号Duty_abc’をPWM制御部62に与えるので、PWM制御部62が出力する3相のパルス信号のいずれか1相、つまり二次デューティ信号のデューティが0%になった相についてはオン状態又はオフ状態に一時的に固定されることになり、モータ駆動回路24内部の各スイッチング素子もいずれか1相はオン状態又はオフ状態に一時的に固定される。   For example, even when a primary duty signal that changes as shown in FIG. 2 (a) is output from the controller 59, the duty of the signal of either phase is temporary as shown in FIG. 2 (b). The secondary duty signal Duty_abc ′ that is fixed at 0% is supplied to the PWM controller 62, so that one of the three-phase pulse signals output from the PWM controller 62, that is, the duty of the secondary duty signal is The phase that has reached 0% is temporarily fixed to the on state or the off state, and any one of the switching elements in the motor drive circuit 24 is temporarily fixed to the on state or the off state. The

その結果、図4に示すように、PWM周期の1周期の間に上下のスイッチング素子が同時にオンする期間が1カ所だけになり、3相ブラシレスモータ12の各電気コイルに流れる電源電流の変動もPWM周期の1周期の間に1回だけになり、図13に示す例と比べて半分になる。   As a result, as shown in FIG. 4, there is only one period in which the upper and lower switching elements are simultaneously turned on during one PWM period, and fluctuations in the power supply current flowing through each electric coil of the three-phase brushless motor 12 are also caused. This is only once during one PWM period, and is half that of the example shown in FIG.

即ち、減算器61を用いてデューティのシフトを行い、二次デューティ信号を生成することにより、電源電流の変動周期に相当する周波数を下げることができる。例えば、PWM制御に用いる基本周波数を20kHzとする場合に、一次デューティ信号を用いてパルス信号を生成するとスイッチングされる電源電流に前記基本周波数の2倍の40kHzの周波数で変動が生じることになるが、二次デューティ信号を用いることにより、電源電流の変動周波数を20kHzに下げることができる。40kHzの周波数ではその高調波によりAMラジオの周波数帯の近傍でラジオノイズが発生し易いが、電源電流の変動周波数を20kHzに下げることでラジオノイズを低減できる。   That is, the frequency corresponding to the fluctuation cycle of the power supply current can be lowered by shifting the duty using the subtractor 61 and generating the secondary duty signal. For example, when the basic frequency used for PWM control is 20 kHz, if a pulse signal is generated using a primary duty signal, the switched power supply current will vary at a frequency of 40 kHz, twice the basic frequency. By using the secondary duty signal, the fluctuation frequency of the power supply current can be lowered to 20 kHz. At a frequency of 40 kHz, radio noise is likely to be generated in the vicinity of the AM radio frequency band due to its harmonics, but radio noise can be reduced by lowering the fluctuation frequency of the power supply current to 20 kHz.

また、3相ブラシレスモータ12の各相の電気コイルに流れる電流はモータ端子間に印加される電源電圧により決まるので、3相ブラシレスモータ12の電気コイルに流される電流は、減算器61により前述のデューティシフト処理を行っても変化することはない。また、3相ブラシレスモータ12の端子電位はその相のデューティと比例するため、各端子のデューティから同じ値を差し引いても端子間の電圧は変わらない。したがって、前述のデューティシフト処理を行う場合と行わない場合とでモータの相電流には変化が生じない。   Further, since the current flowing through the electric coils of each phase of the three-phase brushless motor 12 is determined by the power supply voltage applied between the motor terminals, the current flowing through the electric coils of the three-phase brushless motor 12 is Even if the duty shift processing is performed, there is no change. Further, since the terminal potential of the three-phase brushless motor 12 is proportional to the duty of the phase, even if the same value is subtracted from the duty of each terminal, the voltage between the terminals does not change. Therefore, there is no change in the phase current of the motor when the above-described duty shift processing is performed and when it is not performed.

したがって、本実施形態によれば、パルス信号の繰り返し周波数を切り替えなくても、モータ駆動装置24における単位時間あたりのオン/オフ回数を減らすことができるため、そのスイッチングに伴って発生する熱を減らすことができて、電動パワーステアリング制御装置のヒートシンク等のコストを抑制すると共に装置の安全性の向上を図ることができる。加えて、前述の特許文献1と比較して、その周波数を低くして用いることがないので、モータ制御に対して追従性を悪化させることがなく、3相ブラシレスモータ12のトルクリップルの発生を抑制することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the number of on / off operations per unit time in the motor driving device 24 can be reduced without switching the repetition frequency of the pulse signal, and thus heat generated by the switching is reduced. Thus, the cost of the heat sink and the like of the electric power steering control device can be reduced, and the safety of the device can be improved. In addition, since the frequency is not used lower than that of the above-mentioned Patent Document 1, the follow-up performance to the motor control is not deteriorated, and the torque ripple of the three-phase brushless motor 12 is generated. Can be suppressed.

(第2実施形態)
本発明の電動パワーステアリング制御装置に係る、もう1つの実施形態について、図5及び図6を参照しながら以下に説明する。
図5は第2実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図であり、図6は図5に示した回路で生成される二次デューティ信号の具体例を示す波形図である。
(Second Embodiment)
Another embodiment of the electric power steering control device of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control device in the second embodiment, and FIG. 6 is a waveform diagram showing a specific example of the secondary duty signal generated by the circuit shown in FIG.

本実施形態は第1実施形態の変形例であり、制御系の構成が図5に示す内容に変更されており、動作が多少変更されていること以外は第1の実施形態と同様であり、また前述の第1実施形態の効果も同様に有することになる。
なお、図5において第1実施形態と対応する要素は同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
This embodiment is a modification of the first embodiment, and the configuration of the control system is changed to the contents shown in FIG. 5 and is the same as the first embodiment except that the operation is slightly changed. In addition, the effects of the first embodiment are also provided.
In FIG. 5, elements corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

即ち、第1実施形態との構成上の違いは、図5に示すように制御器59の出力とPWM制御部62の入力との間にデューティ最大値検出器65、定数保持部66、演算部67を設けた点にある。   That is, the difference in configuration from the first embodiment is that, as shown in FIG. 5, the maximum duty value detector 65, the constant holding unit 66, the arithmetic unit between the output of the controller 59 and the input of the PWM control unit 62. 67 is provided.

定数保持部66は、100%デューティに相当する定数を常時出力する。デューティ最大値検出器65は、各時点で制御器59が出力している3相の一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cの中の最大値Duty_maxを検出しそれを出力する。   The constant holding unit 66 always outputs a constant corresponding to 100% duty. The maximum duty value detector 65 detects and outputs the maximum value Duty_max in the three-phase primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c output by the controller 59 at each time point.

演算部67は、定数保持部66が出力する100%デューティ値からデューティ最大値検出器65が出力する最大値Duty_maxを減算した結果をシフト量として求め、制御器59から出力される3相の一次デューティ信号Duty_abcのそれぞれDuty_a,Duty_b,Duty_cについて、前記シフト量を加算した結果を3相の二次デューティ信号Duty_abc’として出力する。   The calculation unit 67 obtains a result obtained by subtracting the maximum value Duty_max output from the maximum duty value detector 65 from the 100% duty value output from the constant holding unit 66 as a shift amount, and obtains a three-phase primary output from the controller 59. The result of adding the shift amount is output as a three-phase secondary duty signal Duty_abc ′ for each of Duty_a, Duty_b, and Duty_c of the duty signal Duty_abc.

即ち、演算部67は、「Duty_a+(DUTYLIM−Duty_max)」をDuty_a’とし、「Duty_b+(DUTYLIM−Duty_max)」をDuty_b’とし、「Duty_c+(DUTYLIM−Duty_max)」をDuty_c’とし、全ての相について共通のシフト量DUTYLIM−Duty_max分だけデューティをプラス側にシフトした結果を二次デューティ信号Duty_abc’として、デューティシフト制御部として機能する。
なお、DUTYLIMは、デューティが100%になるデューティ値(100%デューティ値)である。
That is, the calculation unit 67 sets “Duty_a + (DUTYLIM−Duty_max)” to Duty_a ′, “Duty_b + (DUTYLIM−Duty_max)” to Duty_b ′, “Duty_c + (DUTYLIM−Duty_max)” to Duty_c ′, and all phases The result of shifting the duty to the plus side by the common shift amount DUTYLIM−Duty_max is used as the secondary duty signal Duty_abc ′ and functions as a duty shift control unit.
DUTYLIM is a duty value (100% duty value) at which the duty is 100%.

したがって、一次デューティ信号Duty_abcとして図2(a)に示すような信号が出力される場合であっても、図5に示す演算部67が出力する二次デューティ信号Duty_abc’は図6に示すように上側にシフトされる。つまり、この二次デューティ信号Duty_abc’においては図6に示すようにいずれか1相の信号のデューティが100%に固定され、他の相の信号もデューティが同じシフト量だけ上側にシフトされる。   Therefore, even when the signal as shown in FIG. 2A is output as the primary duty signal Duty_abc, the secondary duty signal Duty_abc ′ output from the calculation unit 67 shown in FIG. 5 is as shown in FIG. Shifted upward. That is, in this secondary duty signal Duty_abc ', the duty of any one phase signal is fixed at 100% as shown in FIG. 6, and the other phase signals are also shifted upward by the same shift amount.

このような二次デューティ信号Duty_abc’を用いてPWM制御部62及びモータ駆動回路24を制御するので、各時点でデューティが100%になった相の上下の各スイッチング素子については、一時的にオンオフ状態が変化しなくなるので、第1実施形態と同様に単位時間あたりにオンオフが切り替わる回数が減り、発熱量が低下する。また、例えばラジオノイズ等の発生も低減される。   Since the PWM control unit 62 and the motor drive circuit 24 are controlled using such a secondary duty signal Duty_abc ′, the switching elements above and below the phase whose duty becomes 100% at each time point are temporarily turned on / off. Since the state does not change, the number of times of on / off switching per unit time is reduced as in the first embodiment, and the heat generation amount is reduced. Further, for example, occurrence of radio noise or the like is reduced.

(第3実施形態)
本発明の電動パワーステアリング制御装置に関するもう1つの実施形態について、図7及び図8を参照しながら以下に説明する。
図7は第3の実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図であり、図8は図7に示した回路で生成される二次デューティ信号の具体例を示す波形図である。
(Third embodiment)
Another embodiment relating to the electric power steering control device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the electric power steering control device according to the third embodiment, and FIG. 8 is a waveform diagram showing a specific example of the secondary duty signal generated by the circuit shown in FIG.

第3実施形態は第1実施形態及び第2実施形態を組み合わせた変形例であり、制御系の構成が図7に示す内容に変更されており、動作が多少変更されていること以外は第1実施形態及び第2実施形態と同様であり、また前述の第1実施形態及び第2実施形態の効果も同様に有することになる。
なお、図7において第1実施形態及び第2実施形態と対応する要素は同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
即ち、第3実施形態における特徴的な構成は、図7に示すように制御器59の出力とPWM制御部62の入力との間に、デューティ最小値検出器60、デューティ最大値検出器65、定数保持部66、演算部67B,67C、切り替え部68を設けた点にある。
The third embodiment is a modified example in which the first embodiment and the second embodiment are combined. The configuration of the control system is changed to the contents shown in FIG. 7, and the first embodiment except that the operation is slightly changed. It is the same as that of embodiment and 2nd Embodiment, and also has the effect of the above-mentioned 1st Embodiment and 2nd Embodiment similarly.
In FIG. 7, elements corresponding to those in the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
That is, the characteristic configuration in the third embodiment is that, as shown in FIG. 7, between the output of the controller 59 and the input of the PWM control unit 62, the minimum duty value detector 60, the maximum duty value detector 65, The constant holding unit 66, the calculation units 67B and 67C, and the switching unit 68 are provided.

図7に示すデューティ最小値検出器60は、第1実施形態と同様に、各時点で制御器59が出力している3相の一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cの中の最小値Duty_minを検出しそれを出力する。一方、デューティ最大値検出器65は、第2実施形態と同様に、各時点で制御器59が出力している3相の一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cの中の最大値Duty_maxを検出しそれを出力する。そして、定数保持部66は100%デューティに相当する定数を常時出力する。   As in the first embodiment, the minimum duty detector 60 shown in FIG. 7 detects the minimum value Duty_min among the three-phase primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c output by the controller 59 at each time point. And output it. On the other hand, the maximum duty value detector 65 detects the maximum value Duty_max among the three-phase primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c output by the controller 59 at each time point, as in the second embodiment. Is output. The constant holding unit 66 constantly outputs a constant corresponding to 100% duty.

演算部67Bは、デューティ最大値検出器65が出力するデューティ最大値Duty_maxから定数保持部66が出力する100%デューティ値を減算した結果を出力する。切り替え部68は、デューティ最小値検出器60の出力と、演算部67Bの出力とのいずれか一方を選択するスイッチであり、選択した信号を演算部67Cに出力する。   The calculation unit 67B outputs a result obtained by subtracting the 100% duty value output from the constant holding unit 66 from the maximum duty value Duty_max output from the maximum duty value detector 65. The switching unit 68 is a switch that selects either the output of the minimum duty detector 60 or the output of the calculation unit 67B, and outputs the selected signal to the calculation unit 67C.

演算部67Cは、各時点で制御器59が出力している3相の一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cから、切り替え部68の出力(選択された信号)を減算した結果を、3相の二次デューティ信号Duty_abc’として出力する。   The calculation unit 67C subtracts the output of the switching unit 68 (selected signal) from the three-phase primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c output by the controller 59 at each time point. The next duty signal is output as Duty_abc '.

また、切り替え部68については、所定の周波数F1で周期的に変化する二値信号に従って2つの入力信号(デューティ最小値検出器60の出力と演算部67Bの出力)を周期的に交互に選択する。このとき、この周波数F1については、PWM制御部62が生成するパルス信号のPWM周期に対応する周波数よりも低い周波数(周期はPWM周期よりも長い)に定められる。   Further, the switching unit 68 periodically and alternately selects two input signals (the output of the minimum duty value detector 60 and the output of the calculation unit 67B) in accordance with a binary signal that periodically changes at a predetermined frequency F1. . At this time, the frequency F1 is set to a frequency lower than the frequency corresponding to the PWM cycle of the pulse signal generated by the PWM control unit 62 (the cycle is longer than the PWM cycle).

即ち、図7に示す制御系においては、切り替え部68がデューティ最小値検出器60の出力を選択しているときには、第1実施形態と同様に、3相の一次デューティ信号Duty_abcからその中の最小値Duty_min分をマイナス側にシフトした結果が二次デューティ信号Duty_abc’として演算部67Cから出力され、切り替え部68が演算部67Bの出力を選択しているときには、第2実施形態と同様に、3相の一次デューティ信号Duty_abcの最大値Duty_maxを100%デューティ値から減算した結果DUTYLIM−Duty_maxをシフト量として用い、各相の一次デューティ信号Duty_abcにこのシフト量DUTYLIM−Duty_maxをそれぞれ加算した結果を3相の二次デューティ信号Duty_abc’として出力する。
したがって、第1実施形態における処理方法と第2実施形態における処理方法とを交互に選択することになる。
That is, in the control system shown in FIG. 7, when the switching unit 68 selects the output of the minimum duty value detector 60, the minimum of the three-phase primary duty signal Duty_abc is obtained as in the first embodiment. When the result of shifting the value Duty_min to the minus side is output from the calculation unit 67C as the secondary duty signal Duty_abc ′, and the switching unit 68 selects the output of the calculation unit 67B, 3 as in the second embodiment. The result obtained by subtracting the maximum value Duty_max of the primary duty signal Duty_abc of the phase from the 100% duty value is used as a shift amount, and the result obtained by adding the shift amount DUTYLIM-Duty_max to the primary duty signal Duty_abc of each phase is obtained in three phases. Is output as a secondary duty signal Duty_abc ′.
Therefore, the processing method in the first embodiment and the processing method in the second embodiment are alternately selected.

したがって、図2(a)に示すように変化する一次デューティ信号Duty_a,Duty_b,Duty_cが制御器59から出力される場合であっても、図7に示されるPWM制御部62に入力される二次デューティ信号Duty_abc’は例えば図8に示すように変化する。つまり、図8に示すようにいずれか1相の信号のデューティが0%になる状態と100%になる状態とが周期的に現れる。   Therefore, even if the primary duty signals Duty_a, Duty_b, and Duty_c that change as shown in FIG. 2A are output from the controller 59, the secondary input to the PWM control unit 62 shown in FIG. The duty signal Duty_abc ′ changes as shown in FIG. 8, for example. That is, as shown in FIG. 8, a state in which the duty of any one-phase signal is 0% and a state in which the duty is 100% appear periodically.

ここで、第1実施形態又は第2実施形態の動作では、二次デューティ信号Duty_abc’のデューティが0%又は100%に固定される相が存在するので、該当する相のスイッチング素子がオン状態で固定される状態か生じ、オン状態のスイッチング素子に集中的に電流が流れ、発熱もそのスイッチング素子に集中する結果となる。   Here, in the operation of the first embodiment or the second embodiment, since there is a phase in which the duty of the secondary duty signal Duty_abc ′ is fixed to 0% or 100%, the switching element of the corresponding phase is in the ON state. As a result, a fixed state occurs, current flows intensively to the switching element in the on state, and heat generation also concentrates on the switching element.

しかしながら、第3実施形態では図8に示すように、いずれか1相の信号のデューティが0%になる状態と100%になる状態とが周期的に切り替わるので、同じスイッチング素子が長い時間に渡ってオン状態で固定される状態は回避され、発熱の集中が防止される。即ち、発生する熱の分布を平均化する効果が得られる。
また、切り替え部68が2つの信号を切り替える周波数F1を適宜変更することにより、発熱分布の更なる改善が期待できる。
However, in the third embodiment, as shown in FIG. 8, the state where the duty of any one phase signal is 0% and the state where the duty is 100% are periodically switched. Thus, the fixed state in the on state is avoided, and concentration of heat generation is prevented. That is, the effect of averaging the distribution of generated heat can be obtained.
In addition, further improvement in the heat generation distribution can be expected by appropriately changing the frequency F1 at which the switching unit 68 switches between the two signals.

また、第1実施形態又は第2実施形態の動作では、モータ駆動回路24内の各スイッチング素子が故障によりショートし、オン状態からオフ状態に切り替わらないような異常が発生した場合に、故障したスイッチング素子に対してオフ信号が入力されるまでは異常の発生を検出できないのに対し、第3の実施形態ではデューティが0%になる状態と100%になる状態とが周期的に切り替わるので、故障の発生をすばやく検出することが可能になる。   In the operation of the first embodiment or the second embodiment, when each switching element in the motor drive circuit 24 is short-circuited due to a failure and an abnormality that does not switch from the on state to the off state occurs, the failed switching While the occurrence of abnormality cannot be detected until an off signal is input to the element, in the third embodiment, the state where the duty becomes 0% and the state where the duty becomes 100% are periodically switched. It is possible to quickly detect the occurrence of.

以上説明したように、本発明は車両などに用いられる電動パワーステアリング制御装置及びその他の様々な機器に用いられるモータ駆動制御装置として利用することができ、発熱を抑制したり、ラジオノイズを抑制したりするために非常に有用である。加えて、モータ駆動装置24のスイッチング制御に用いる周波数を切り替える必要がないため、人間の可聴周波数帯域内の周波数の振動、すなわち異音の発生を抑制することができる効果も奏する。   As described above, the present invention can be used as an electric power steering control device used in a vehicle or the like and a motor drive control device used in various other devices, and suppresses heat generation or radio noise. It is very useful for. In addition, since it is not necessary to switch the frequency used for the switching control of the motor drive device 24, there is an effect that it is possible to suppress the vibration of the frequency within the human audible frequency band, that is, the generation of abnormal noise.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様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、前述した各実施形態においては、3相ブラシレスモータについて説明したが、多相交流モータであれば、モータの種類及び相数に限定されず、本発明の概念を逸脱しない限り、モータを駆動制御するための種々の装置に適用することができる。
This is the end of the description of specific embodiments. However, aspects of the present invention are not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate.
For example, in each of the above-described embodiments, a three-phase brushless motor has been described. However, a multi-phase AC motor is not limited to the type of motor and the number of phases, and the motor is driven without departing from the concept of the present invention. It can be applied to various devices for controlling.

第1実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power steering control apparatus in 1st Embodiment. 図1に示した回路で生成される一次デューティ信号及び二次デューティ信号の具体例を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the specific example of the primary duty signal and secondary duty signal which are produced | generated by the circuit shown in FIG. 図1に示した回路で生成される各スイッチング素子を駆動するためのパルス信号の具体例を示すタイムチャートである。2 is a time chart showing a specific example of a pulse signal for driving each switching element generated by the circuit shown in FIG. 1. 図3に示した各パルス信号及び電源からモータの各電気コイルに流れる電流の詳細を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the detail of the electric current which flows into each electric coil of a motor from each pulse signal and power supply which were shown in FIG. 第2の実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power steering control apparatus in 2nd Embodiment. 図5に示した回路で生成される二次デューティ信号の具体例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing a specific example of a secondary duty signal generated by the circuit shown in FIG. 5. 第3実施形態における電動パワーステアリング制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power steering control apparatus in 3rd Embodiment. 図7に示した回路で生成される二次デューティ信号の具体例を示す波形図である。FIG. 8 is a waveform diagram showing a specific example of a secondary duty signal generated by the circuit shown in FIG. 7. 電動パワーステアリング制御装置の物理的な構成要素全体の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the whole physical component of an electric power steering control apparatus. 電動パワーステアリング制御装置に用いるモータ駆動制御装置の電気回路に関する基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition regarding the electric circuit of the motor drive control apparatus used for an electric power steering control apparatus. 図10に示した電気回路の制御系の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the control system of the electric circuit shown in FIG. 図11に示す電気回路において各電気コイルの通電をスイッチングするためのパルス信号の具体例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the specific example of the pulse signal for switching electricity supply of each electric coil in the electric circuit shown in FIG. 図11に示すパルス信号及び電源から各電気コイルに流れる電流の詳細を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the detail of the electric current which flows into each electric coil from the pulse signal and power supply which are shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

12 3相ブラシレスモータ(多相交流モータ)
24 モータ駆動回路(インバータ)
51 操舵補助指令演算部
52 電流指令制限値演算部
53 最小値選択部
54 Iref/Idマップ
55 誘起電圧マップ
56 d/q軸電流目標値演算部
57 2相/3相変換部
58 減算器
59 制御器(デューティ信号生成部)
60 デューティ最小値検出器(最小値検出部)
61 減算器(デューティシフト制御部)
62 PWM制御部
64 電源バッテリ
65 デューティ最大値検出器(最大値検出部)
66 定数保持部
67,67B,67C 演算部(デューティシフト制御部)
68 切り替え部(シフト量選択部)
12 3-phase brushless motor (multi-phase AC motor)
24 Motor drive circuit (inverter)
51 Steering Auxiliary Command Calculation Unit 52 Current Command Limit Value Calculation Unit 53 Minimum Value Selection Unit 54 Iref / Id Map 55 Induced Voltage Map 56 d / q-axis Current Target Value Calculation Unit 57 2-phase / 3-phase Conversion Unit 58 Subtractor 59 Control (Duty signal generator)
60 Duty minimum value detector (minimum value detector)
61 Subtractor (duty shift control unit)
62 PWM control unit 64 Power supply battery 65 Duty maximum value detector (maximum value detection unit)
66 Constant holding unit 67, 67B, 67C Calculation unit (duty shift control unit)
68 Switching section (shift amount selection section)

Claims (8)

多相交流モータの相毎に独立に設けられた電気コイルに流される電流を前記相毎に独立してスイッチングするインバータと、所定の駆動指令に従って前記インバータを駆動するための一次デューティ信号を前記相毎に生成するデューティ信号生成部と、を備え、前記多相交流モータはステアリング機構に連結されおり、そして前記多相交流モータを制御することにより前記ステアリング機構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であって、
前記相毎の前記一次デューティ信号に互いに同じシフト量をそれぞれ与えて、前記相毎の二次デューティ信号を生成するデューティシフト制御部を更に備えて、
前記二次デューティ信号に基づいて前記インバータを駆動する
ことを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。
An inverter for independently switching current flowing in an electric coil provided independently for each phase of the multiphase AC motor for each phase, and a primary duty signal for driving the inverter in accordance with a predetermined drive command An electric power steering for providing a steering assist force to the steering mechanism by controlling the multiphase AC motor, and the multiphase AC motor is connected to a steering mechanism. A control device,
Further comprising a duty shift control unit that generates the secondary duty signal for each phase by giving the same shift amount to the primary duty signal for each phase, respectively.
An electric power steering control device that drives the inverter based on the secondary duty signal.
前記デューティシフト制御部は、前記相毎の前記一次デューティ信号の中から検出された最小値若しくは最大値に基づいて前記シフト量を決定する
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。
2. The electric power steering control according to claim 1, wherein the duty shift control unit determines the shift amount based on a minimum value or a maximum value detected from the primary duty signal for each phase. apparatus.
前記デューティシフト制御部は、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最小値を検出する最小値検出部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最小値検出部が検出した最小値と、前記最大値検出部が検出した最大値と、のいずれか一方に基づいて前記シフト量を決定するシフト量選択部と、を有する
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。
The duty shift control unit
A minimum value detecting unit for detecting a minimum value from the primary duty signal for each phase;
A maximum value detector for detecting a maximum value from the primary duty signal for each phase;
A shift amount selection unit that determines the shift amount based on one of the minimum value detected by the minimum value detection unit and the maximum value detected by the maximum value detection unit. The electric power steering control device according to claim 1.
前記シフト量選択部は、前記一次デューティ信号の周期よりも長い周期で、前記最小値に対応して決定される第1のシフト量と前記最大値に対応して決定される第2のシフト量とを周期的に交互に切り替えて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする請求項3に記載の電動パワーステアリング制御装置。
The shift amount selection unit has a first shift amount determined corresponding to the minimum value and a second shift amount determined corresponding to the maximum value in a cycle longer than the cycle of the primary duty signal. The electric power steering control device according to claim 3, wherein the shift amount is determined by switching between and alternately.
多相交流モータを駆動制御するためのモータ駆動制御装置において、
前記多相交流モータの相毎に独立に設けられた電気コイルに流される電流を前記相毎に独立してスイッチングするインバータと、
所定の駆動指令に従って前記インバータを駆動するための一次デューティ信号を前記相毎に生成するデューティ信号生成部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号に互いに同じシフト量をそれぞれ与えて、前記相毎の二次デューティ信号を生成するデューティシフト制御部と、を備え、そして
前記二次デューティ信号に基づいて前記インバータを駆動する
ことを特徴とするモータ駆動制御装置。
In a motor drive control device for driving and controlling a multiphase AC motor,
An inverter that independently switches the current flowing in the electric coil provided independently for each phase of the multiphase AC motor for each phase;
A duty signal generator for generating a primary duty signal for driving the inverter according to a predetermined drive command for each phase;
A duty shift control unit that generates the secondary duty signal for each phase by giving the same shift amount to the primary duty signal for each phase, and the inverter based on the secondary duty signal. A motor drive control device for driving.
前記デューティシフト制御部は、前記相毎の前記一次デューティ信号の中から検出された最小値若しくは最大値に基づいて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ駆動制御装置。
The motor drive control device according to claim 5, wherein the duty shift control unit determines the shift amount based on a minimum value or a maximum value detected from the primary duty signal for each phase. .
前記デューティシフト制御部は、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最小値を検出する最小値検出部と、
前記相毎の前記一次デューティ信号の中から最大値を検出する最大値検出部と、
前記最小値検出部が検出した最小値と、前記最大値検出部が検出した最大値と、のいずれか一方に基づいて前記シフト量を決定するシフト量選択部と、を有する
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ駆動制御装置。
The duty shift control unit
A minimum value detecting unit for detecting a minimum value from the primary duty signal for each phase;
A maximum value detector for detecting a maximum value from the primary duty signal for each phase;
A shift amount selection unit that determines the shift amount based on one of the minimum value detected by the minimum value detection unit and the maximum value detected by the maximum value detection unit. The motor drive control device according to claim 5.
前記シフト量選択部は、前記一次デューティ信号の周期よりも長い周期で、前記最小値に対応して決定される第1のシフト量と前記最大値に対応して決定される第2のシフト量とを周期的に交互に切り替えて前記シフト量を決定する
ことを特徴とする請求項7に記載のモータ駆動制御装置。
The shift amount selection unit has a first shift amount determined corresponding to the minimum value and a second shift amount determined corresponding to the maximum value in a cycle longer than the cycle of the primary duty signal. The motor drive control device according to claim 7, wherein the shift amount is determined by alternately switching between and.
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