JP2010143429A

JP2010143429A - Electric power steering device

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Publication number: JP2010143429A
Application number: JP2008323128A
Authority: JP
Inventors: Kengo Takayama; 健悟高山; Koichi Nagayoshi; 巧一永吉
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device for actualizing continuous assist while maintaining good steering performance even when a failure of motor terminal voltage is detected to inhibit the estimation of a motor angle speed from the motor terminal voltage. <P>SOLUTION: The electric power steering device actualizes continuous assist by estimating the motor angle speed from a signal from a motor rotating angle sensor during a failure of the motor terminal voltage and correcting a steering assisting command value in accordance with the motor angle speed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、操舵系に操舵補助力を付与するモータを制御するようになっている電動パワーステアリング装置に関し、特にモータ端子電圧に異常が検出された場合に、モータ回転角度センサ信号から推定したモータ角速度に基づいて補償値を演算することによって、アシストを継続するようにした電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to an electric power steering apparatus configured to control a motor that applies a steering assist force to a steering system, and more particularly to a motor estimated from a motor rotation angle sensor signal when an abnormality is detected in a motor terminal voltage. The present invention relates to an electric power steering apparatus in which assist is continued by calculating a compensation value based on an angular velocity.

車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク（操舵補助力）を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデュ−ティ比の調整で行っている。 An electric power steering device for energizing a vehicle steering device with an auxiliary load by a rotational force of a motor energizes an auxiliary load to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It is supposed to be. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist force). In the feedback control, the motor applied voltage is adjusted so that the difference between the current command value and the detected motor current is small. Generally, the adjustment of the motor applied voltage is a duty of PWM (pulse width modulation) control. This is done by adjusting the tee ratio.

電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図３に示して説明すると、ハンドル１のコラム軸（ステアリングシャフト）２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４ａ及び４ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、ハンドル１の操舵力を補助するモータ２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。電動パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット１００には、バッテリ１３から電力が供給されると共に、イグニションキー１１を経てイグニションキー信号が入力される。コントロールユニット１００は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴと車速センサ１２で検出された車速Ｖとに基づいてアシスト（操舵補助）指令の電流指令値Ｉの演算を行い、演算された電流指令値Ｉに基づいてモータ２０に供給する電流を制御する。 The general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 6 is connected. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the handle 1, and a motor 20 that assists the steering force of the handle 1 is connected to the column shaft 2 via the reduction gear 3. The control unit 100 that controls the electric power steering apparatus is supplied with electric power from the battery 13 and also receives an ignition key signal via the ignition key 11. The control unit 100 calculates the current command value I of the assist (steering assistance) command based on the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12, and the calculated current command Based on the value I, the current supplied to the motor 20 is controlled.

コントロールユニット１００は主としてＣＰＵ（又はＭＰＵやＭＣＵ）で構成されるが、そのＣＰＵ内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと、図４のようになる。 The control unit 100 is mainly composed of a CPU (or MPU or MCU). FIG. 4 shows general functions executed by a program inside the CPU.

先ず、アシスト制御部１０１には少なくとも操舵トルクＴが入力され、アシストマップに基づいて対応する操舵補助指令値Ｉａを演算する。演算された操舵補助指令値Ｉａは加算部１１７に入力され、補償値演算部１１０で求められた補償値Ｃｍを加算されて補正され、電流指令値Ｉが算出されて減算部１１８に入力される。 First, at least the steering torque T is input to the assist control unit 101, and the corresponding steering assist command value Ia is calculated based on the assist map. The calculated steering assist command value Ia is input to the adding unit 117, corrected by adding the compensation value Cm obtained by the compensation value calculating unit 110, and the current command value I is calculated and input to the subtracting unit 118. .

減算部１１８で求められたモータ電流Ｉｍとの偏差ΔＩは、電流制御部１２０としての比例積分制御部に入力される。この例では、比例ゲインＫｐである比例項１２２と、積分ゲインＫｉである積分項１２１とに入力される。比例項１２２の出力と積分項１２１の出力とは加算部１２３で加算され、電圧指令値Ｖｒｅｆが出力される。ＰＷＭ制御部１３１は電圧指令値Ｖｒｅｆを入力し、インバータ１３２へのＰＷＭ信号を出力することにより、電圧指令値Ｖｒｅｆに基づいたＰＷＭ信号がインバータ１３２へ入力される。インバータ１３２は、そのＰＷＭ信号に基づいてモータ２０へモータ電流Ｉｍを供給する。 The deviation ΔI from the motor current Im obtained by the subtractor 118 is input to a proportional-integral controller as the current controller 120. In this example, the proportional term 122 that is the proportional gain Kp and the integral term 121 that is the integral gain Ki are input. The output of the proportional term 122 and the output of the integral term 121 are added by the adder 123, and the voltage command value Vref is output. The PWM control unit 131 receives the voltage command value Vref and outputs a PWM signal to the inverter 132, whereby a PWM signal based on the voltage command value Vref is input to the inverter 132. The inverter 132 supplies the motor current Im to the motor 20 based on the PWM signal.

補償値演算部１１０では、例えば収斂性制御部１１１や慣性補償部１１２、ＳＡＴ推定部１１３で収斂性や慣性、ＳＡＴなどの補償値が演算され、加算部１１４及び１１５で加算されて補償値Ｃｍが出力される。補償値Ｃｍを演算する際、モータ端子電圧検出回路２１でモータ２０の端子電圧Ｖ_ａが検出され、モータ端子電圧Ｖ_ａに基づいてモータ角速度推定部１４１でモータ角速度ω_ａが演算される。モータ角速度ω_ａは収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２、ＳＡＴ推定部１１３に入力され、モータ角速度ω_ａに応じた補償値Ｃｍ
が演算されて加算部１１７に加算入力される。 In the compensation value calculation unit 110, for example, the convergence value control unit 111, the inertia compensation unit 112, and the SAT estimation unit 113 calculate the compensation values such as convergence, inertia, and SAT, and the addition values 114 and 115 add the compensation values Cm. Is output. When calculating the compensation value Cm, the terminal voltage V _a of the motor 20 is detected by the motor terminal voltage detection circuit 21, the motor angular speed omega _a is calculated by the motor angular velocity estimating unit 141 based on the motor terminal voltage V _a. Motor angular velocity omega _a is input to the convergence control section 111, the inertia compensating section 112, SAT estimating section 113, compensation value Cm in accordance with the motor angular speed omega _a
Is added and input to the adder 117.

一方、モータ２０へ供給されるモータ電流Ｉｍは電流検出器１３３で検出され、減算部１１８へフィードバック入力される。減算部１１８では、それらの偏差ΔＩ＝Ｉ−Ｉｍが算出され、偏差ΔＩが０となるようにモータ１２０が駆動制御される。 On the other hand, the motor current Im supplied to the motor 20 is detected by the current detector 133 and fed back to the subtractor 118. The subtractor 118 calculates the deviation ΔI = I−Im, and drives and controls the motor 120 so that the deviation ΔI becomes zero.

このような電動パワーステアリング装置において、モータ端子電圧検出回路２１で検出されるモータ端子電圧Ｖ_ａに異常が生じると、正しい補償値Ｃｍが得られない。そこで、従来はモータ端子電圧異常検出部１４２を設け、モータ端子電圧Ｖ_ａの異常を検出するようにすると共に、異常が検出された場合には異常検出信号ＥＳをアシスト制御部１０１に入力してアシストを停止するようにしていた。 In such an electric power steering apparatus, if an abnormality in the motor terminal voltage V _a detected by the motor terminal voltage detection circuit 21 is generated, not the correct compensation value Cm is obtained. Therefore, conventionally provided motor terminal voltage abnormality detection section 142, as well as to detect the abnormality of the motor terminal voltage V _a, when an abnormality is detected by inputting an abnormality detection signal ES to the assist control section 101 I tried to stop the assist.

しかし、モータ端子電圧に異常が検出された際にアシストを停止していたのでは、運転者の負担が重くなってしまう。そこで、特開２００３−１７５８５０号公報（特許文献１）には、モータ端子電圧に異常が検出した場合でも、アシストを継続させるようにした電動パワーステアリング装置の制御装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置の制御装置では、モータ端子電圧に異常が検出された場合に、モータ角速度を固定値にして補償値を演算することによって、アシストを継続するようにしている。
特開２００３−１７５８５０号公報 However, if the assist is stopped when an abnormality is detected in the motor terminal voltage, the burden on the driver becomes heavy. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-175850 (Patent Document 1) discloses a control device for an electric power steering device in which assist is continued even when an abnormality is detected in a motor terminal voltage. In the control device of this electric power steering device, when an abnormality is detected in the motor terminal voltage, the assist is continued by calculating the compensation value with the motor angular velocity fixed.
JP 2003-175850 A

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置では、モータ端子電圧に異常が検出された場合に、モータ角速度を固定して補償値を演算しているため、補償量が常に一定になってしまう。そのため、操舵状態に適したアシスト制御を行うことができず、操舵性能が悪化してしまうという問題がある。 In the control device for the electric power steering device described in Patent Document 1, when an abnormality is detected in the motor terminal voltage, the compensation value is calculated with the motor angular velocity fixed, so the compensation amount is always constant. End up. Therefore, there is a problem that assist control suitable for the steering state cannot be performed, and the steering performance is deteriorated.

本発明は上述のような事情によりなされたものであり、本発明の目的は、モータ端子電圧に異常が検出され、モータ端子電圧からモータ角速度を推定することができなくなっても、良好な操舵性能を維持した状態でアシストを継続することのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide good steering performance even when an abnormality is detected in the motor terminal voltage and the motor angular velocity cannot be estimated from the motor terminal voltage. An object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of continuing the assist while maintaining the above.

本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値により、モータ回転角度センサを備えたモータを駆動してステアリング機構にアシストトルクを付与すると共に、前記モータの端子電圧から推定したモータ角速度１により前記操舵補助指令値を補正するようになっている電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記端子電圧の異常時に、前記モータ回転角度センサの信号からモータ角速度２を推定し、前記モータ角速度２に基づいて前記補正を行ってアシストを継続する機能を具備したことによって、或いは前記モータがブラシレスＤＣモータであり、前記モータ回転角度センサがホールセンサであることによって達成される。 The present invention drives a motor provided with a motor rotation angle sensor by applying a steering assist command value calculated based on at least the steering torque to give assist torque to the steering mechanism, and the motor estimated from the terminal voltage of the motor The present invention relates to an electric power steering apparatus configured to correct the steering assist command value based on an angular velocity 1, and the object of the present invention is to estimate a motor angular velocity 2 from a signal of the motor rotation angle sensor when the terminal voltage is abnormal. This is achieved by having the function of continuing the assist by performing the correction based on the motor angular velocity 2, or by the motor being a brushless DC motor and the motor rotation angle sensor being a Hall sensor.

本発明は、少なくとも操舵トルクに基づいて演算された操舵補助指令値により、モータ回転角度センサを備えたモータを駆動してステアリング機構にアシストトルクを付与すると共に、前記モータの端子電圧から推定したモータ角速度１により前記操舵補助指令値を補正するようになっている電動パワーステアリング装置に関し、本発明の上記目的は、前記モータ端子電圧の異常を検出するモータ端子電圧異常検出部と、前記モータ回転角度センサの信号からモータ角速度２を推定するモータ角速度推定部と、前記モータ角速度１及び前記モータ角速度２を切替える切替スイッチとを具備し、前記モータ端子電圧異常検出部により前記モータ端子電圧の異常が検出されたときに前記切替スイッチを切替え、前記補正を前記モータ角速度２に基づいて行ってアシストを継続するようになっていることによって達成される。 The present invention drives a motor provided with a motor rotation angle sensor by applying a steering assist command value calculated based on at least the steering torque to give assist torque to the steering mechanism, and the motor estimated from the terminal voltage of the motor With respect to the electric power steering apparatus configured to correct the steering assist command value by the angular velocity 1, the object of the present invention is to provide a motor terminal voltage abnormality detection unit that detects abnormality of the motor terminal voltage, and the motor rotation angle. A motor angular velocity estimation unit that estimates a motor angular velocity 2 from a sensor signal; and a changeover switch that switches between the motor angular velocity 1 and the motor angular velocity 2; and the motor terminal voltage abnormality detection unit detects an abnormality in the motor terminal voltage. The changeover switch is switched when the motor angular velocity is corrected. Performed have been achieved by adapted to continue the assist.

本発明の上記目的は、前記モータがブラシレスＤＣモータであり、前記モータ回転角度センサがホールセンサであることによって、或いは前記補正が、収斂性制御、慣性補償及びＳＡＴであることによって、或いは前記モータ端子電圧異常検出部により前記モータ端子電圧の異常が検出されたときに、前記補正を異常時用パラメータを用いて行うことによって、或いは前記モータ端子電圧異常検出部により異常が検出されたときに、前記補正の補正値の変動量又は前記モータ角速度の変動量を所定量以下に制限するために、前記補正値の変動量又は前記モータ角速度の変動量にリミッタで制限を設けるようにしていることによって、より効果的に達成される。 The object of the present invention is that the motor is a brushless DC motor and the motor rotation angle sensor is a Hall sensor, or that the correction is convergence control, inertia compensation and SAT, or the motor When abnormality of the motor terminal voltage is detected by the terminal voltage abnormality detection unit, by performing the correction using the parameter for abnormality, or when abnormality is detected by the motor terminal voltage abnormality detection unit, In order to limit the variation amount of the correction value of the correction or the variation amount of the motor angular velocity to a predetermined amount or less, a limiter is provided to limit the variation amount of the correction value or the variation amount of the motor angular velocity. Achieved more effectively.

本発明に係る電動パワーステアリング装置によれば、モータ端子電圧の異常が検出された場合に、モータ回転角度センサからのモータ回転角度に基づいて推定したモータ角速度によって補償値を演算し、その補償値を用いてアシストを継続するようにしている。このため、モータ端子電圧に異常が発生した場合でも、良好な操舵性能を維持した状態でアシストを継続することができ、運転者の操舵感を損なうこともない。 According to the electric power steering device of the present invention, when an abnormality in the motor terminal voltage is detected, the compensation value is calculated based on the motor angular velocity estimated based on the motor rotation angle from the motor rotation angle sensor, and the compensation value is calculated. Is used to continue the assist. For this reason, even when an abnormality occurs in the motor terminal voltage, the assist can be continued with good steering performance maintained, and the driver's steering feeling is not impaired.

従来の電動パワーステアリング装置では、操舵補助指令値に加算して補正する補償値を演算する際、モータ端子電圧に基づいて推定したモータ角速度に依存しているため、モータ端子電圧の異常が検出された場合にはアシストを停止する必要があり、また、モータ端子電圧の異常が検出されたときに、モータ角速度を固定して補償値を求めてアシストを継続する電動パワーステアリング装置では補償値が一定になってしまうため、操舵性能が悪化してしまう。しかしながら、本発明に係る電動パワーステアリング装置では、モータ端子電圧の異常が検出された場合、モータ回転角度センサからのモータ回転角度に基づいてモータ角速度を推定し、推定したモータ角速度によって補償値を演算し、その補償値で補正した電流指令値に基づいてアシストを継続するようにしている。そのため、モータ端子電圧の異常発生時でも、良好な操舵性能を維持した状態でアシストを継続することができる。 In the conventional electric power steering apparatus, when calculating a compensation value to be corrected by adding to the steering assist command value, an abnormality in the motor terminal voltage is detected because it depends on the motor angular velocity estimated based on the motor terminal voltage. In the case of an electric power steering device, it is necessary to stop the assist, and when an abnormality in the motor terminal voltage is detected, the compensation value is constant in the electric power steering device that continues the assist by obtaining the compensation value while fixing the motor angular velocity. Therefore, the steering performance is deteriorated. However, in the electric power steering apparatus according to the present invention, when an abnormality in the motor terminal voltage is detected, the motor angular speed is estimated based on the motor rotation angle from the motor rotation angle sensor, and the compensation value is calculated based on the estimated motor angular speed. The assist is continued based on the current command value corrected by the compensation value. Therefore, even when the motor terminal voltage is abnormal, the assist can be continued while maintaining good steering performance.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、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の構成例を図３に対応させて示しており、同一部には同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 1 shows a configuration example of a control unit of an electric power steering apparatus according to the present invention, corresponding to FIG.

本例では、モータ２０のモータ回転速度θ_ｂを検出するモータ回転角度センサ（例えばホールセンサ、レゾルバ）２２、及びモータ２０のモータ端子電圧Ｖ_ａを検出するモータ端子電圧検出回路２１が設けられており、モータ回転角度θ_ｂはモータ角速度推定部１４３及びモータ回転角度異常検出部１４９に入力され、モータ端子電圧Ｖ_ａはモータ角速度推定部１４１及びモータ端子電圧異常検出部１４２に入力される。モータ端子電圧異常検出部１４２は、モータ端子電圧Ｖ_ａが異常である場合に異常検出信号ＥＳを出力し、モータ回転角度異常検出部１４９は、モータ回転角度θ_ｂが異常である場合にモータ回転角度異常検出信号ＥＳθを出力する。異常検出信号ＥＳによって接点１４４ａ、１４４ｂを切替えることのできる切替スイッチ１４４が設けられており、接点１４４ａにはモータ角速度推定部１４１からのモータ角速度ω_ａが入力され、接点１４４ｂにはモータ角速度推定部１４３からのモータ角速度ω_ｂが入力され、切替スイッチ１４４の出力角速度（ω_ａ又はω_ｂ）は最大値を制限するリミッタ１４５を経て補償値演算部１１０に入力される。補償値演算部１１０からの補償値Ｃｍは最大値を制限するリミッタ１４６を経てスイッチ１４８に入力され、スイッチ１４８は補償値加算判定部１４７からのオン／オフ信号Ｓｎでオン／オフされる。また、異常検出信号ＥＳはリミッタ１４５及び１４６、補償値加算判定部１４７に入力されると共に、補償値演算部１１０内の収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３に入力され、正常時用パラメータと異常時用パラメータの切替えを行って挙動変化の抑制を行うようになっている。 In this embodiment, the motor rotation angle sensor (for example, a Hall sensor, a resolver) for detecting a motor rotational speed theta _b of the motor 20 22, and motor terminal voltage detection circuit 21 for detecting the motor terminal voltage V _a of the motor 20 is provided cage, the motor rotation angle theta _b is input to the motor angular velocity estimating unit 143 and the motor rotation angle abnormality detector 149, the motor terminal voltage V _a is input to the motor angular velocity estimating unit 141 and the motor terminal voltage abnormality detection section 142. Motor terminal voltage abnormality detection section 142 outputs an abnormality detection signal ES when the motor terminal voltage V _a is abnormal, the motor rotation angle abnormality detecting unit 149, the motor rotation when the motor rotation angle theta _b is abnormal An angle abnormality detection signal ESθ is output. Contact 144a by the abnormality detection signal ES, the changeover switch 144 capable of switching the 144b is provided, the motor angular speed omega _a of the motor angular velocity estimating unit 141 is input to the contact 144a, the contacts 144b the motor angular velocity estimating unit The motor angular velocity ω _b from 143 is input, and the output angular velocity (ω _a or ω _b ) of the changeover switch 144 is input to the compensation value calculation unit 110 via the limiter 145 that limits the maximum value. The compensation value Cm from the compensation value calculation unit 110 is input to the switch 148 via the limiter 146 that limits the maximum value, and the switch 148 is turned on / off by the on / off signal Sn from the compensation value addition determination unit 147. The abnormality detection signal ES is input to the limiters 145 and 146 and the compensation value addition determination unit 147, and is input to the convergence control unit 111, the inertia compensation unit 112, and the SAT estimation unit 113 in the compensation value calculation unit 110. The change in behavior is suppressed by switching between the normal parameter and the abnormal parameter.

このような構成において、モータ端子電圧検出回路２１で検出されたモータ端子電圧Ｖ_ａはモータ角速度推定部１４１に入力され、モータ端子電圧Ｖ_ａに基づいてモータ角速度ω_ａが推定されて、切替スイッチ１４４の接点１４４ａに入力される。また、モータ回転角度センサ２２からのモータ回転角度θ_ｂはモータ角速度推定部１４３に入力され、モータ回転角度θ_ｂに基づいてモータ角速度ω_ｂが推定されて切替スイッチ１４４の接点１４４ｂに入力される。 In such a configuration, the motor terminal voltage V _a detected by the motor terminal voltage detection circuit 21 is input to the motor angular velocity estimating unit 141, are estimated motor angular speed omega _a is based on the motor terminal voltage V _a, the changeover switch 144 is input to the contact 144a. The motor rotation angle θ _b from the motor rotation angle sensor 22 is input to the motor angular velocity estimation unit 143, and the motor angular velocity ω _b is estimated based on the motor rotation angle θ _b and input to the contact 144b of the changeover switch 144. .

モータ端子電圧Ｖ_ａが正常のときは、切替スイッチ１４４は接点１４４ａに接続されており、モータ端子電圧Ｖ_ａに基づいて推定されたモータ角速度ω_ａが、リミッタ１４５を経て補償値演算部１１０の収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３に入力される。収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３は、正常時用パラメータを用いてモータ角速度ω_ａに応じた収斂性制御値、慣性補償値及びＳＡＴ推定値を求め、加算部１１４及び１１５で加算されて求められた補償値Ｃｍがリミッタ１４６を経て補償値加算判定部１４７及びスイッチ１４８に入力される。ここではオン／オフ信号Ｓｎがオンになっているので、リミッタ１４６からの補償値Ｃｍａが加算部１１７で操舵補助指令値Ｉａに加算され、電流指令値Ｉが算出される。 When the motor terminal voltage V _a is normal, the changeover switch 144 is connected to the contact 144a, the motor angular speed omega _a estimated based on the motor terminal voltage V _a is, the compensation value calculation section 110 via a limiter 145 Input to the convergence control unit 111, the inertia compensation unit 112, and the SAT estimation unit 113. Convergence control section 111, the inertia compensating section 112 and the SAT estimating section 113, convergence control value corresponding to the motor angular speed omega _a using the parameters for the normal, calculated inertia compensation value and the estimated SAT value, the addition unit 114 and The compensation value Cm obtained by addition at 115 is input to the compensation value addition determination unit 147 and the switch 148 via the limiter 146. Here, since the on / off signal Sn is on, the compensation value Cma from the limiter 146 is added to the steering assist command value Ia by the adder 117, and the current command value I is calculated.

一方、モータ端子電圧Ｖ_ａが異常になり、モータ端子電圧異常検出部１４２より異常検出信号ＥＳが出力されると、切替スイッチ１４４の接点が“１４４ｂ”に切替えられ、モータ回転角度センサ信号θ_ｂに基づいて推定されたモータ角速度ω_ｂがリミッタ１４５を経て補償値演算部１１０の収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３に入力されるようになる。 On the other hand, the motor terminal voltage V _a becomes abnormal, the abnormality detection signal ES is output from the motor terminal voltage abnormality detection unit 142, contact of the changeover switch 144 is switched to "144b", the motor rotation angle sensor signal theta _b estimated motor angular velocity omega _b is the convergence control unit 111 of the compensation value calculation section 110 via a limiter 145, it will be input to the inertia compensation unit 112 and the SAT estimating section 113 on the basis of.

モータ端子電圧異常検出部１４２からの異常検出信号ＥＳも、収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３に入力されており、異常時用パラメータを用いてモータ角速度ω_ｂに応じた収斂性制御値、慣性補償値及びＳＡＴ推定値を求めるようになっている。異常時用パラメータを用いて求められた補償値Ｃｍがリミッタ１４６を経て補償値加算判定部１４７及びスイッチ１４８に入力される。ここではオン／オフ信号Ｓｎがオンになっているので、リミッタ１４６からの補償値Ｃｍａが加算部１１７で操舵補助指令値Ｉａに加算され、電流指令値Ｉが算出される。 The abnormality detection signal ES from the motor terminal voltage abnormality detection unit 142 is also input to the convergence control unit 111, the inertia compensation unit 112, and the SAT estimation unit 113, and corresponds to the motor angular velocity ω _b using the abnormality parameter. The convergence control value, the inertia compensation value, and the SAT estimated value are obtained. The compensation value Cm obtained using the abnormal parameter is input to the compensation value addition determination unit 147 and the switch 148 via the limiter 146. Here, since the on / off signal Sn is on, the compensation value Cma from the limiter 146 is added to the steering assist command value Ia by the adder 117, and the current command value I is calculated.

モータ端子電圧異常検出部１４２から異常検出信号ＥＳが出力されたとき、補償値演算部１１０で演算される補償値Ｃｍが変動することによって操舵補助力が変化し、操舵感に違和感を与える恐れがある。これを防止するために、モータ角速度ω_ａ、ω_ｂに対するリミッタ１４５及び補償値Ｃｍに対するリミッタ１４６を設けている。リミッタ１４５は、補償値演算部１１０への入力ω_ｄが、モータ端子電圧Ｖ_ａに基づいてモータ角速度推定部１４１で推定されたモータ角速度ω_ａから、モータ回転角度θ_ｂに基づいてモータ角速度推定部１４３で推定されたモータ角速度ω_ｂへ切替えられた際に、モータ角速度の変動量を所定量以下に制限する。また、リミッタ１４６は、同様に補償値演算部１１０への入力がモータ角速度ω_ａからモータ角速度ω_ｂへ切替えられた際に、補償値Ｃｍの変動量を所定量以下に制限する。 When the abnormality detection signal ES is output from the motor terminal voltage abnormality detection unit 142, the steering assist force may change due to a change in the compensation value Cm calculated by the compensation value calculation unit 110, which may cause a sense of discomfort to the steering feeling. is there. In order to prevent this, a limiter 145 for the motor angular velocities ω _a and ω _b and a limiter 146 for the compensation value Cm are provided. Limiter 145, the input omega _d to compensation value calculation section 110, a motor angular velocity omega _a estimated by the motor angular velocity estimating unit 141 based on the motor terminal voltage V _a, the motor angular velocity estimate based on the motor rotation angle theta _b when switched to the motor angular velocity omega _b estimated in section 143, to limit the amount of variation of the motor angular velocity below a predetermined amount. Further, the limiter 146 may likewise when the input to the compensation calculator 110 is switched from the motor angular speed omega _a to the motor angular velocity omega _b, limits the amount of change of the compensation value Cm below a predetermined amount.

さらに、補償値加算判定部１４７は、モータ端子電圧異常検出部１４２から出力される異常検出信号ＥＳと、モータ回転角度異常検出部１４９から出力されるモータ回転角度異常検出信号ＥＳθが入力されて、モータ端子電圧Ｖ_ａとモータ回転角度θ_ｂが共に異常である場合に、モータ角速度推定部１４３で推定されたモータ角速度ω_ｂに基づいて演算された補償値Ｃｍ（Ｃｍａ）を、加算部１１７に入力しないようにする。即ち、補償値加算判定部１４７に異常検出信号ＥＳとモータ回転角度異常検出信号ＥＳθが共に入力されている場合、補償値加算判定部１４７はスイッチ１４８をオフにし、電流指令値Ｉは操舵補助指令値Ｉａに補償値Ｃｍ（Ｃｍａ）を加算しないで算出される。それ以外の場合、補償値加算判定部１４７はスイッチ１４８をオンにして、電流指令値Ｉは操舵補助指令値Ｉａに補償値Ｃｍ（Ｃｍａ）を加算して算出される。 Further, the compensation value addition determination unit 147 receives the abnormality detection signal ES output from the motor terminal voltage abnormality detection unit 142 and the motor rotation angle abnormality detection signal ESθ output from the motor rotation angle abnormality detection unit 149. When both the motor terminal voltage V _a and the motor rotation angle θ _b are abnormal, the compensation value Cm (Cma) calculated based on the motor angular speed ω _b estimated by the motor angular speed estimation unit 143 is sent to the addition unit 117. Do not enter. That is, when both the abnormality detection signal ES and the motor rotation angle abnormality detection signal ESθ are input to the compensation value addition determination unit 147, the compensation value addition determination unit 147 turns off the switch 148, and the current command value I is the steering assist command. It is calculated without adding the compensation value Cm (Cma) to the value Ia. In other cases, the compensation value addition determination unit 147 turns on the switch 148, and the current command value I is calculated by adding the compensation value Cm (Cma) to the steering assist command value Ia.

次に、本発明の動作例を図２のフローチャートを参照して説明する。 Next, an operation example of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.

先ずモータ端子電圧異常検出部１４２で、モータ端子電圧Ｖ_ａが異常であるか否かの判定を行い（ステップＳ１）、モータ端子電圧Ｖ_ａが異常ではない場合、つまり正常の場合には切替スイッチ１４４の接点を“１４４ａ”とし（ステップＳ２）、モータ角速度推定部１４１で推定されたモータ角速度ω_ａに基づいて補償値Ｃｍを正常時用パラメータを用いて演算し（ステップＳ３）、演算された補償値Ｃｍをリミッタ１４６及びスイッチ１４８を経て加算部１１７に入力し、加算部１１７で操舵補助指令値Ｉａに加算して補正する（ステップＳ４）。そして、操舵補助指令値Ｉａと正常時用パラメータによって演算された補償値Ｃｍ（Ｃｍａ）との加算値によって電流指令値Ｉを算出し、通常時の制御を行う（ステップＳ５）。 In first motor terminal voltage abnormality detection unit 142, the motor terminal voltage V _a is a judgment of whether or not abnormal (step S1), the changeover switch in the case where, i.e. normal motor terminal voltage V _a is not unusual 144 contacts and "144a" (step S2), and then calculated using the parameters for the normal compensation value Cm based on the motor angular speed omega _a estimated by the motor angular velocity estimating unit 141 (step S3), and computed The compensation value Cm is input to the adder 117 via the limiter 146 and the switch 148, and is added to the steering assist command value Ia by the adder 117 to be corrected (step S4). Then, the current command value I is calculated from the addition value of the steering assist command value Ia and the compensation value Cm (Cma) calculated by the normal time parameter, and the normal control is performed (step S5).

一方、上記ステップＳ１においてモータ端子電圧Ｖ_ａの異常が検出された場合、異常検出信号ＥＳによって切替スイッチ１４４の接点を“１４４ｂ”に切替え（ステップＳ１０）、モータ角速度推定部１４３でモータ回転角度θ_ｂに基づいてモータ角速度ω_ｂを推定する（ステップＳ１１）。推定されたモータ角速度ω_ｂをリミッタ１４５に入力し、リミッタ１４５でモータ角速度がω_ａからω_ｂに代わったことによるモータ角速度の変動量を所定量以下に制限し（ステップＳ１２）、補償値演算部１１０に角速度ω_ｄとして入力する。補償値演算部１１０には異常検出信号ＥＳが入力されており、補償値を演算する際に用いるパラメータを正常時用パラメータから異常時用パラメータに切替え（ステップＳ１３）、異常時用パラメータを用いてモータ角速度ω_ｂに基づいた補償値Ｃｍを演算する（ステップＳ１４）。また、補償値演算部１１０の収斂性制御部１１１、慣性補償部１１２及びＳＡＴ推定部１１３で求められた各値にゲイン演算を行い、ゲイン演算を行ったものを加算部１１４及び１１５で加算して補償値Ｃｍとしても良い。 On the other hand, if the abnormality of the motor terminal voltage _{V a} in the step S1 is detected, switching to "144b" the contact of the changeover switch 144 by the abnormality detection signal ES (step S10), and the motor rotational angle θ by the motor angular speed estimator 143 _The motor angular speed ω _b is estimated based on _b (step S11). The estimated motor angular speed ω _b is input to the limiter 145, and the limiter 145 limits the amount of fluctuation of the motor angular speed due to the change of the motor angular speed from ω _a to ω _b (step S12), and calculates a compensation value. inputting as an angular velocity omega _d in section 110. An abnormality detection signal ES is input to the compensation value calculation unit 110, and the parameter used when calculating the compensation value is switched from the normal parameter to the abnormal parameter (step S13), and the abnormal parameter is used. calculating a compensation value Cm based on the motor angular velocity omega _b (step S14). Further, gain calculation is performed on each value obtained by the convergence control unit 111, the inertia compensation unit 112, and the SAT estimation unit 113 of the compensation value calculation unit 110, and the gain calculation is added by the addition units 114 and 115. The compensation value Cm may be used.

演算された補償値Ｃｍをリミッタ１４６に入力し、モータ端子電圧Ｖ_ａが異常になったときの補償値Ｃｍの変動量を所定量以下に制限し（ステップＳ１５）、補償値加算判定部１４７は、リミッタ１４６で制限された補償値Ｃｍａを加算部１１７に加算するか否かの判定を行う（ステップＳ２０）。補償値Ｃｍａを加算部１１７に加算すると判定した場合、オン／オフ信号Ｓｎによりスイッチ１４８をオンし、異常時用パラメータを用いて演算された補償値Ｃｍａを操舵補助指令値Ｉａに加算し（ステップＳ２１）、操舵補助指令値Ｉａと補償値Ｃｍａとの加算で電流指令値Ｉを算出し、この電流指令値Ｉで異常時のアシスト制御を行う（ステップＳ２２）。 The computed compensation value Cm inputted to the limiter 146, the variation of the compensation value Cm when the motor terminal voltage V _a becomes abnormal limits below a predetermined amount (step S15), and the compensation value addition determination unit 147 Then, it is determined whether or not the compensation value Cma limited by the limiter 146 is added to the adding unit 117 (step S20). When it is determined that the compensation value Cma is added to the addition unit 117, the switch 148 is turned on by the on / off signal Sn, and the compensation value Cma calculated using the abnormality parameter is added to the steering assist command value Ia (step S21), the current command value I is calculated by adding the steering assist command value Ia and the compensation value Cma, and the assist control at the time of abnormality is performed using the current command value I (step S22).

また、上記ステップＳ２０において補償値Ｃｍａを加算しないと判定した場合、オン／オフ信号Ｓｎによってスイッチ１４８をオフし、操舵補助指令値Ｉａの電流指令値Ｉで異常時のアシスト制御を行う（ステップＳ２３）。 If it is determined in step S20 that the compensation value Cma is not to be added, the switch 148 is turned off by the on / off signal Sn, and assist control is performed at the time of abnormality using the current command value I of the steering assist command value Ia (step S23). ).

なお、上記ステップＳ２と上記ステップＳ３の順番、上記ステップＳ１０と上記ステップＳ１１の順番は前後しても良く、また、上記ステップＳ１３のパラメータ切替は補償値Ｃｍの演算前であれば任意である。 Note that the order of step S2 and step S3 and the order of step S10 and step S11 may be reversed, and the parameter switching in step S13 is arbitrary as long as it is before the calculation of the compensation value Cm.

本発明は、モータ２０にホール素子を備えたブラシレスＤＣモータを使用すると効果的である。ブラシレスＤＣモータの場合、転流制御を行うためホールセンサが具備されており、新たにモータ回転角度センサを付加する必要がない。更に、モータ回転角度センサ２２としてホールセンサを用いる場合、ホールセンサはモータが低速回転のとき精度が低いので、正常時はモータ角速度が所定値ω_０以上のときはホールセンサのモータ回転角度θ_ｂに基づいてモータ角速度ω_ｂを推定し、モータ角速度が所定値ω_０より小さいときはモータ端子電圧Ｖ_ａに基づいて推定したモータ角速度ω_ｃを用いれば良い。 The present invention is effective when a brushless DC motor having a Hall element is used for the motor 20. In the case of a brushless DC motor, a Hall sensor is provided to perform commutation control, and it is not necessary to add a new motor rotation angle sensor. Furthermore, when using a Hall sensor as the motor rotational angle sensor 22, the Hall sensors because the motor is less accurate when the low-speed rotation, the motor rotational angle theta _b during normal Hall sensors when the motor angular speed is more than ₀ predetermined value ω motor angular velocity omega _b is estimated and when the motor angular velocity is smaller than a predetermined value omega ₀ can be used motor angular velocity omega _c estimated based on the motor terminal voltage V _a on the basis of.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to this, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.

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の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control unit of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置の動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of the electric power steering apparatus which concerns on this invention. 一般的な電動パワーステアリング装置の構成例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a general electric power steering device. 電動パワーステアリング装置のコントロールユニットの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control unit of an electric power steering apparatus.

Explanation of symbols

２０モータ
２１モータ端子電圧検出回路
２２モータ回転角度センサ
１１０補償値演算部
１１１収斂性制御部
１１２慣性補償部
１１３ＳＡＴ推定部
１１４、１１５、１１７加算部
１４１、１４３モータ角速度推定部
１４２モータ端子電圧異常検出部
１４４切替スイッチ
１４５、１４６リミッタ
１４７補償値加算判定部
１４８スイッチ
１４９モータ回転角度異常検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Motor 21 Motor terminal voltage detection circuit 22 Motor rotation angle sensor 110 Compensation value calculation part 111 Convergence control part 112 Inertia compensation part 113 SAT estimation part 114,115,117 Addition part 141,143 Motor angular velocity estimation part 142 Motor terminal voltage abnormality Detection unit 144 Changeover switch 145, 146 Limiter 147 Compensation value addition determination unit 148 Switch 149 Motor rotation angle abnormality detection unit

Claims

At least the steering assist command value calculated based on the steering torque drives the motor provided with the motor rotation angle sensor to apply the assist torque to the steering mechanism, and the motor angular velocity 1 estimated from the terminal voltage of the motor In the electric power steering apparatus configured to correct the steering assist command value, when the terminal voltage is abnormal, the motor angular velocity 2 is estimated from the signal of the motor rotation angle sensor, and the correction is performed based on the motor angular velocity 2. An electric power steering apparatus having a function of performing assistance and continuing assistance.

The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the motor is a brushless DC motor, and the motor rotation angle sensor is a Hall sensor.

At least the steering assist command value calculated based on the steering torque drives the motor provided with the motor rotation angle sensor to apply the assist torque to the steering mechanism, and the motor angular velocity 1 estimated from the terminal voltage of the motor In the electric power steering apparatus adapted to correct the steering assist command value, a motor terminal voltage abnormality detecting unit for detecting abnormality of the motor terminal voltage, and a motor for estimating a motor angular velocity 2 from a signal of the motor rotation angle sensor An angular velocity estimation unit; and a changeover switch for switching between the motor angular velocity 1 and the motor angular velocity 2, and when the motor terminal voltage abnormality detection unit detects an abnormality in the motor terminal voltage, the changeover switch is switched, Correction is performed based on the motor angular velocity 2 and the assist is continued. Electric power steering apparatus characterized in that it is so.

The electric power steering apparatus according to claim 3, wherein the motor is a brushless DC motor, and the motor rotation angle sensor is a Hall sensor.

The electric power steering apparatus according to claim 3 or 4, wherein the correction is convergence control, inertia compensation, and SAT.

The electric power steering apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein when the motor terminal voltage abnormality detection unit detects an abnormality in the motor terminal voltage, the correction is performed using an abnormality parameter.

When the abnormality is detected by the motor terminal voltage abnormality detection unit, the variation amount of the correction value or the motor is limited in order to limit the variation amount of the correction value of the correction or the variation amount of the motor angular velocity to a predetermined amount or less. The electric power steering apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein a limiter is provided to limit the fluctuation amount of the angular velocity.