JP2012116372A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device which can control electric motor using a presumed rotation angle when failure of a rotation angle sensor of the electric motor.SOLUTION: A control device 200 includes: a failure detection part 290 which detects a failure of a resolver 50; and a rotation angle estimation part 291 which presumes a rotation angle of the electric motor 11 based on an extended induced voltage. The control device 200, when the resolver 50 is normal, carries out drive control of the electric motor 11 based on steering torque T and rotation angle θfrom the resolver 50, and when the resolver 50 is failure, carries out drive control of the electric motor 11 based on the presumed rotation angle θpresumed by steering torque T and rotation angle estimation part 291. A base signal operation part 220 carries out enlargement setting of width of a second dead zone of a second base table 220b which is used in failure of the resolver 50, rather than width of a first dead zone of a first base table used when the resolver 50 is normal.

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特に、電動機(モータ)の回転子(ロータ)の回転角を検出する回転角センサが故障したときに、その後にも電動機による補助トルクを適切に発生させることが可能な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 device, and more particularly, when a rotation angle sensor that detects a rotation angle of a rotor of a motor (motor) fails, auxiliary torque generated by the motor is appropriately generated thereafter. The present invention relates to an electric power steering apparatus capable of performing the above.

電動パワーステアリング装置は、電動機が操舵トルクの大きさに応じた補助トルクを発生し、この補助トルクをステアリング系に伝達して、運転者が操舵する操舵力を軽減するものである。操舵トルクと車速によって定まるベース電流(アシストトルク)を、ステアリング系のイナーシャ(慣性)で補償したり、ダンピング補正したりし、この補償及び補正された電流を目標電流として電動機を制御する技術が開示されている(特許文献1,2参照)。
なお、特許文献2の慣性補償電流値決定手段には、操舵トルクセンサからの出力のみが入力されており車速信号が入力されていない。
In the electric power steering apparatus, the electric motor generates an auxiliary torque corresponding to the magnitude of the steering torque, and transmits the auxiliary torque to the steering system to reduce the steering force that the driver steers. Disclosed is a technology that compensates or corrects the damping of the base current (assist torque) determined by the steering torque and vehicle speed with the inertia (inertia) of the steering system, and controls the motor using the compensated and corrected current as a target current. (See Patent Documents 1 and 2).
Note that only the output from the steering torque sensor is input to the inertia compensation current value determining means of Patent Document 2, and no vehicle speed signal is input.

また、特許文献3には、電動機(ブラシレスモータ)の回転子の回転角を検出する回転角センサが故障したときに、ブラシレスモータのコイルの誘起電圧に基づいて、回転子の回転角を推定し、電動パワーステアリングの制御を行う技術が開示されている。そして、特許文献3の技術においては、コイルの誘起電圧最大値が所定値未満のときは、操舵トルクセンサの検出した操舵方向を判定し、操舵方向に対応した回転方向に回転磁界が発生するように電動機を駆動制御する技術が開示されている。   In Patent Document 3, when the rotation angle sensor that detects the rotation angle of the rotor of the electric motor (brushless motor) fails, the rotation angle of the rotor is estimated based on the induced voltage of the coil of the brushless motor. A technique for controlling electric power steering is disclosed. In the technique of Patent Document 3, when the maximum induced voltage of the coil is less than a predetermined value, the steering direction detected by the steering torque sensor is determined, and a rotating magnetic field is generated in the rotational direction corresponding to the steering direction. Discloses a technique for driving and controlling an electric motor.

また、特許文献4には、ブラシレスモータの回転制御に回転角センサを用いないセンサレス制御の技術が開示され、特に、ブラシレス直流モータの停止状態から回転駆動させるための技術が開示されている。   Patent Document 4 discloses a sensorless control technique that does not use a rotation angle sensor for rotation control of a brushless motor, and particularly discloses a technique for rotationally driving the brushless DC motor from a stopped state.

特開2002−59855号公報(図2)JP 2002-59855 A (FIG. 2) 特開2000−177615号公報(図2)Japanese Patent Laid-Open No. 2000-177615 (FIG. 2) 特開2009−46015号公報(図2)JP 2009-46015 A (FIG. 2) 特開2009−142073号公報JP 2009-142073 A

しかしながら、特許文献3に記載の技術においては、ブラシレスモータのコイルの誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクセンサの検出した操舵方向を判定し、操舵方向に対応した回転方向に回転磁界が発生するように制御するため、ブラシレスモータの回転角速度と、回転磁界の回転速度が一致しなかったときや、回転角センサの故障でモータの回転制御を切替えた直後の回転磁界の生成する磁界が回転子の磁極に対して、不適切なときは、運転者に操舵反力の不連続な変化を感じさせる。しかも、回転角センサの故障による電動パワーステアリング制御の故障と運転手が感じていないので、余計に違和感を与えることになる。   However, in the technique described in Patent Document 3, when the maximum induced voltage of the coil of the brushless motor is less than a predetermined value, the steering direction detected by the steering torque sensor is determined, and the motor rotates in the rotation direction corresponding to the steering direction. Since the rotational angular velocity of the brushless motor and the rotational velocity of the rotating magnetic field do not match or the rotational control of the motor is switched due to a failure of the rotational angle sensor, the rotating magnetic field is generated to control the magnetic field to be generated. When the magnetic field is inappropriate for the rotor magnetic poles, the driver feels a discontinuous change in the steering reaction force. In addition, since the driver does not feel that the electric power steering control has failed due to the failure of the rotation angle sensor, the driver feels uncomfortable.

特許文献4に記載の技術は、ブラシレスモータの回転制御において、何らかの理由でインバータからの出力が停止されたときに、回転中のブラシレスモータの回転制御を再開するための技術であり、電動パワーステアリング装置において、そのブラシレスモータの回転角センサが故障したときに、回転角センサからの信号を用いないで、電動パワーステアリング装置の制御を再開する目的には、直接用いることができない。
ちなみに、特許文献4には、拡張誘起電圧オブザーバを用いた技術が開示されている。
The technique described in Patent Document 4 is a technique for resuming the rotation control of a rotating brushless motor when the output from the inverter is stopped for some reason in the rotation control of the brushless motor. In the apparatus, when the rotation angle sensor of the brushless motor fails, it cannot be directly used for the purpose of resuming the control of the electric power steering apparatus without using the signal from the rotation angle sensor.
Incidentally, Patent Document 4 discloses a technique using an extended induced voltage observer.

本発明は、電動パワーステアリング装置の電動機の回転角センサの故障時に、推定された回転角を用いて電動機の制御を行える電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus that can control an electric motor using an estimated rotation angle when a rotation angle sensor of the electric motor of the electric power steering apparatus fails.

前記課題を解決するため、請求項1に係る電動パワーステアリング装置は、操舵輪に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、操舵輪の操作を補助トルクを発生して補助する電動機と、電動機の回転角を検出する回転角センサと、回転角センサの故障を検出する故障検出手段と、電動機の誘起電圧に基づいて電動機の回転角を推定する回転角推定手段と、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルク及び回転角センサによって検出された回転角に基づいて電動機を駆動制御し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合は、操舵トルクセンサにより検出された操舵トルク及び回転角推定手段によって推定された回転角に基づいて電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、を備えるものにおいて、
電動機駆動制御手段は、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第1の上限値及び第1の下限値を幅とする第1の不感帯として設定し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第2の上限値及び第2の下限値を幅とする第2の不感帯として、上限値及び下限値とも第1の不感帯よりも幅を拡大設定し、
回転角推定手段は、検出された操舵トルクが拡大された第2の不感帯の第2の上限値又は第2の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて回転角を推定し、
電動機駆動制御手段が推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を開始することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, an electric power steering apparatus according to claim 1 includes a steering torque sensor that detects a steering torque input to a steered wheel, an electric motor that assists the operation of the steered wheel by generating an assist torque, Rotation by a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the motor, failure detection means for detecting a failure of the rotation angle sensor, rotation angle estimation means for estimating the rotation angle of the motor based on the induced voltage of the motor, and rotation by the failure detection means If no failure of the angle sensor is detected, the motor is driven and controlled based on the steering torque detected by the steering torque sensor and the rotation angle detected by the rotation angle sensor, and the failure detection means detects the failure of the rotation angle sensor. The motor is driven based on the steering torque detected by the steering torque sensor and the rotation angle estimated by the rotation angle estimation means. A motor drive control means Gosuru, in which comprises,
The motor drive control means has a dead zone in which the motor is not driven with respect to the steering torque when the failure detection means does not detect a failure of the rotation angle sensor, with the first upper limit value and the first lower limit value as widths. 1 is set as a dead zone, and when a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, the dead zone in which the motor is not driven with respect to the steering torque is set as the second upper limit value and the second lower limit value as the width. As the second dead zone, the upper limit value and the lower limit value are both set wider than the first dead zone,
When the detected steering torque exceeds the second upper limit value or the second lower limit value of the second dead zone, the rotation angle estimation means is induced by rotation of the electric motor by the operation of the driver's steering wheel. Estimate the rotation angle based on the voltage,
The motor drive control means starts driving control of the motor based on the estimated rotation angle.

請求項1に記載の発明によれば、電動機駆動制御手段は、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出されない場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第1の上限値及び第1の下限値を幅とする第1の不感帯として設定し、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、操舵トルクに対して電動機を駆動しない不感帯を、第2の上限値及び第2の下限値を幅とする第2の不感帯として、上限値及び下限値とも第1の不感帯よりも幅を拡大設定する。そして、回転角推定手段は、検出された操舵トルクが拡大された第2の不感帯の第2の上限値又は第2の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて回転角を推定する。
従って、故障検出手段によって回転角センサの故障が検出された場合には、運転者が操舵輪を手動操作して検出された操舵トルクが拡大された第2の不感帯の第2の上限値又は第2の下限値を超える際に、第1の上限値及び第1の下限値より大きな絶対値の操舵トルクの発生により電動機が操舵輪の手動操作に伴いより高回転速度となる。その結果、電動機の生じるより大きな値の誘起電圧に基づいて回転角をより精度良く推定できる。
According to the first aspect of the present invention, the motor drive control means sets the dead zone in which the motor is not driven with respect to the steering torque when the failure detection means does not detect the failure of the rotation angle sensor as the first upper limit value. And a first dead zone having a width of the first lower limit value, and when a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, a dead zone that does not drive the motor with respect to the steering torque is set to the second dead zone. As the second dead zone having the upper limit value and the second lower limit value as the width, both the upper limit value and the lower limit value are set wider than the first dead zone. When the detected steering torque exceeds the second upper limit value or the second lower limit value of the second dead zone, the rotation angle estimation means is caused by the rotation of the electric motor by the operation of the steering wheel of the driver. The rotation angle is estimated based on the generated induced voltage.
Accordingly, when a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, the second upper limit value or the second upper limit value of the second dead zone in which the steering torque detected by the driver manually operating the steered wheels is increased. When the lower limit value of 2 is exceeded, the electric motor becomes higher in rotation speed due to the manual operation of the steered wheels due to the generation of absolute steering torque that is larger than the first upper limit value and the first lower limit value. As a result, the rotation angle can be estimated more accurately based on a larger induced voltage generated by the electric motor.

そして、検出された操舵トルクが第2の上限値又は第2の下限値を超える際に、推定された精度の良い回転角に基づいて電動機駆動制御手段が、電動機の駆動制御を開始することにより、運転者の操舵輪の操作方向と逆方向の補助トルクを発生することなく、精度良く推定された回転角によって電動機を駆動制御することができる。
請求項1に記載の発明によれば、特許文献3に記載の技術において、誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクが示す操舵輪の操作方向を判定して、一定の回転磁界を発生させる制御のため、例えば、電動機の実際の回転角速度よりも回転磁界の回転速度が遅いとき、逆に操舵反力が増加するというような違和感を運転者に与えるということが解消される。
Then, when the detected steering torque exceeds the second upper limit value or the second lower limit value, the motor drive control means starts driving control of the motor based on the estimated accurate rotation angle. The electric motor can be driven and controlled by the accurately estimated rotation angle without generating an auxiliary torque in the direction opposite to the direction of operation of the steering wheel of the driver.
According to the invention described in claim 1, in the technique described in Patent Document 3, when the maximum induced voltage is less than a predetermined value, the operation direction of the steered wheel indicated by the steering torque is determined, and a constant rotating magnetic field is determined. For example, when the rotational speed of the rotating magnetic field is slower than the actual rotational angular speed of the electric motor, the driver is given a feeling of strangeness that the steering reaction force increases.

請求項2に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1に記載の発明の構成に加え、電動機駆動制御手段は、操舵トルクセンサにおいて第2の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、故障検出手段にて回転角センサの故障が検出された場合には、検出された操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を行わないことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, the electric power steering apparatus is in a state where the electric motor drive control means detects a steering torque exceeding the second dead zone in the steering torque sensor. When a failure of the rotation angle sensor is detected by the detection means, the drive control of the electric motor is not performed based on the detected steering torque and the estimated rotation angle.

請求項2に記載の発明によれば、電動機駆動制御手段は、操舵トルクセンサにおいて第2の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、故障検出手段にて回転角センサの故障が検出された場合は、検出された操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を行わない。   According to the second aspect of the present invention, in the state in which the motor drive control means detects the steering torque exceeding the second dead zone in the steering torque sensor, the failure detection means detects a failure of the rotation angle sensor. In such a case, the drive control of the electric motor is not performed based on the detected steering torque and the estimated rotation angle.

従って、故障検出手段にて回転角センサの故障を検出したとき、電動機による補助トルクの出力が喪失したことを、操舵反力の急増により運転者に感じさせて、回転角センサの故障を認知させることができる。
前記した特許文献3に記載の技術のような電動機の駆動制御とする場合は、電動機駆動制御手段が、回転角センサが故障していると判定されるまでは、回転角センサからの電動機の回転角に基づいてそれまで電動機の駆動制御をしていたものが、回転角センサが故障していると判定された直後以降において急に回転角推定手段から出力された推定された電動機の回転角に基づいて電動機の駆動制御を行うことになり、駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操舵輪から操舵反力の不連続を感じさせることになる。
Therefore, when a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, the driver feels that the output of the auxiliary torque from the electric motor has been lost due to a sudden increase in the steering reaction force, and recognizes the failure of the rotation angle sensor. be able to.
In the case of the drive control of the electric motor as in the technique described in Patent Document 3, the rotation of the electric motor from the rotation angle sensor is determined until the motor drive control means determines that the rotation angle sensor has failed. What has been drive control of the motor based on the angle until now is the estimated motor rotation angle output from the rotation angle estimation means immediately after it is determined that the rotation angle sensor has failed. Based on this, drive control of the electric motor is performed, and discontinuity of the drive control occurs, and the driver feels the discontinuity of the steering reaction force from the steered wheels.

よって、請求項2に記載の発明によれば、そのような駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操舵輪から操舵反力の不連続を感じさせることを防止でき、確実に運転者に回転角センサが故障したことを認知させることができる。
もちろん、その後、操舵トルクの絶対値が減少して、第2の不感帯の範囲内に入り、その後、操舵トルクが第2の不感帯の第2の上限値又は下限値を超えたとき、操舵トルク及び推定された回転角に基づいて電動機の駆動制御を開始することができる。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, it is possible to prevent such a discontinuity of the drive control from occurring and cause the driver to feel the discontinuity of the steering reaction force from the steered wheels. Can recognize that the rotation angle sensor has failed.
Of course, after that, when the absolute value of the steering torque decreases and falls within the range of the second dead zone, and then the steering torque exceeds the second upper limit value or lower limit value of the second dead zone, the steering torque and The drive control of the electric motor can be started based on the estimated rotation angle.

請求項3に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1又は請求項2に記載の発明の構成に加え、電動機駆動制御手段は、少なくとも第1の不感帯の幅を、車速の増大に応じて拡大設定し、回転角センサの故障が検出された場合に適用される第2の不感帯の第2の上限値及び第2の下限値に対し、車速の増大に応じて拡大設定する第1の不感帯の第1の上限値及び第1の下限値が、第2の上限値及び第2の下限値を超える値となったとき、第2の不感帯として第1の不感帯を用いることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the motor drive control means sets at least the width of the first dead zone in accordance with an increase in the vehicle speed. Then, the first dead zone of the first dead zone that is enlarged according to the increase in the vehicle speed with respect to the second upper limit value and the second lower limit value of the second dead zone that are applied when a rotation angle sensor failure is detected. When the upper limit value of 1 and the first lower limit value exceed the second upper limit value and the second lower limit value, the first dead zone is used as the second dead zone.

請求項3に記載の発明によれば、電動機駆動制御手段は、少なくとも第1の不感帯の幅を、車速の増大に応じて拡大設定し、回転角センサの故障が検出された場合に適用される第2の不感帯の第2の上限値及び第2の下限値に対し、車速の増大に応じて拡大設定する第1の不感帯の第1の上限値及び第1の下限値が、第2の上限値及び第2の下限値を超える値となったとき、第2の不感帯として第1の不感帯を用いる。
もし、回転角センサが故障と判定されて、推定された回転角及び操舵トルクに基づいて電動機の駆動制御を継続している場合に、従来から車速に応じて車速が増大するほど第1の上限値及び第1の下限値を幅とする第1の不感帯の幅を拡大するように設定されているものを、同一の車速に対して第2の上限値及び第2の下限値を幅とする第2の不感帯の幅を第1の不感帯の幅よりも幅の広いものに設定することにすると、中、高車速の領域で、回転角センサが故障して推定された回転角を電動機の駆動制御に用いている場合は、通常時の操舵感覚よりも運転者に操舵力を重く感じさせ違和感を与えることになる。
従って、請求項3に記載の発明によれば、それを防止することができる。例えば、高速走行中のレーンチェンジ時の操舵輪の操作において、回転角センサが正常に動作して、操舵トルク及び回転角に基づいて、電動機の駆動制御がなされる場合と、回転角センサが故障していて、操舵トルク及び推定された回転角に基づいて、電動機の駆動制御がなされる場合とで運転者に与える操作感覚が同じにできる。
According to the invention described in claim 3, the electric motor drive control means is applied when at least the width of the first dead zone is enlarged according to the increase of the vehicle speed and a failure of the rotation angle sensor is detected. With respect to the second upper limit value and the second lower limit value of the second dead zone, the first upper limit value and the first lower limit value of the first dead zone, which are set to be enlarged according to the increase in the vehicle speed, are the second upper limit value. When the value exceeds the value and the second lower limit value, the first dead zone is used as the second dead zone.
If it is determined that the rotation angle sensor is out of order and the drive control of the electric motor is continued based on the estimated rotation angle and steering torque, the first upper limit is increased as the vehicle speed increases according to the vehicle speed. The first upper limit value and the first lower limit value are set to be widened, and the second upper limit value and the second lower limit value are set as widths for the same vehicle speed. If the width of the second dead zone is set to be wider than the width of the first dead zone, the rotation angle estimated due to the failure of the rotation angle sensor is driven in the middle and high vehicle speed range. When used for the control, the driver feels that the steering force is heavier than the normal steering sensation, giving a sense of discomfort.
Therefore, according to the third aspect of the present invention, this can be prevented. For example, when the steering wheel is operated during a lane change during high-speed traveling, the rotation angle sensor operates normally, and the drive control of the motor is performed based on the steering torque and rotation angle. Therefore, based on the steering torque and the estimated rotation angle, the operation feeling given to the driver can be made the same as when the drive control of the electric motor is performed.

請求項4に係る電動パワーステアリング装置は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明の構成に加え、回転角推定手段は、電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the rotation angle estimating means is an induced voltage generated along with the rotation of the rotor of the electric motor. It includes an extended induced voltage observer for calculating and detecting.

請求項4に記載の発明によれば、回転角推定手段は、電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むので、故障検出手段において回転角センサの故障を検出した後、運転手が手動のみで操舵輪を操作することによって電動機の回転子が回転することによって生じる誘起電圧を拡張誘起電圧オブザーバによって演算して検出し、回転角推定手段は電動機の回転角を誘起電圧に基づいて算出することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the rotation angle estimating means includes the extended induced voltage observer for calculating and detecting the induced voltage generated along with the rotation of the rotor of the electric motor. After detecting the failure of the motor, the driver operates the steered wheel only by hand, and the induced voltage generated by the rotation of the rotor of the motor is calculated and detected by the expanded induced voltage observer. Can be calculated based on the induced voltage.

本発明によれば、電動パワーステアリング装置の電動機の回転角センサの故障時に、誘起電圧に基づいて精度良く回転角の推定を行い、それ以後、推定された回転角を用いて電動機の制御を行える電動パワーステアリング装置を提供することができる。   According to the present invention, when the rotation angle sensor of the motor of the electric power steering apparatus fails, the rotation angle is accurately estimated based on the induced voltage, and thereafter, the motor can be controlled using the estimated rotation angle. An electric power steering apparatus can be provided.

本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the electric power steering device which is an embodiment of the present invention. 実施形態の制御装置の機能ブロック構成図である。It is a functional block block diagram of the control apparatus of embodiment. ベース信号演算部が第1ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method in which a base signal calculating part sets a base target electric current value using a 1st base table. ベース信号演算部が第2ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method in which a base signal calculating part sets a base target electric current value using a 2nd base table. ダンパ補正信号演算部がダンパテーブルを用いてダンパ補正電流値の設定をする方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method in which a damper correction signal calculating part sets a damper correction electric current value using a damper table. レゾルバが故障したことを検出した場合の電動パワーステアリング装置の制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control of the electric power steering device when it is detected that the resolver has failed. 図6のフローチャートの続きである。It is a continuation of the flowchart of FIG. 図7のフローチャートの続きである。It is a continuation of the flowchart of FIG. 車両の停止状態におけるレゾルバが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、(a)は、操舵トルクの時間推移の説明図、(b)は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。It is explanatory drawing of the drive control of the electric motor of the electric power steering device accompanying the steering in each case when the resolver in the stop state of the vehicle is normal and at the time of failure, (a) is an explanatory view of the time transition of the steering torque, (B) is explanatory drawing of the time transition of the rotational angular velocity of an electric motor, and an electric motor drive current.

本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置を、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態である電動パワーステアリング装置の構成図であり、図2は、実施形態の制御装置の機能ブロック構成図である。   An electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of an electric power steering apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a functional block configuration diagram of a control apparatus according to the embodiment.

《電動パワーステアリング装置の全体構成》
図1において、電動パワーステアリング装置100は、操向ハンドル(操舵輪)2が設けられたメインステアリングシャフト3と、シャフト1と、ピニオン軸5とが、2つのユニバーサルジョイント(自在継手)4,4によって連結されている。また、ピニオン軸5の下端部に設けられたピニオンギア7は、車幅方向に往復運動可能なラック軸8のラック歯8aに噛合し、ラック軸8の両端には、タイロッド9,9を介して左右の転舵輪10,10が連結されている。この構成により、電動パワーステアリング装置100は、操向ハンドル2の操舵時に車両の進行方向を変えることができる。
ここで、ラック軸8、ラック歯8a、タイロッド9,9は転舵機構を構成する。
なお、ピニオン軸5は、その下部、中間部、上部を軸受6a,6b,6cを介してステアリングギアボックス20に支持されている。
<< Overall configuration of electric power steering system >>
In FIG. 1, an electric power steering device 100 includes a main steering shaft 3 provided with a steering handle (steering wheel) 2, a shaft 1, and a pinion shaft 5 having two universal joints (universal joints) 4, 4. Are connected by The pinion gear 7 provided at the lower end of the pinion shaft 5 meshes with the rack teeth 8a of the rack shaft 8 that can reciprocate in the vehicle width direction. The left and right steered wheels 10 are connected. With this configuration, the electric power steering apparatus 100 can change the traveling direction of the vehicle when the steering handle 2 is steered.
Here, the rack shaft 8, the rack teeth 8a, and the tie rods 9 and 9 constitute a turning mechanism.
The pinion shaft 5 is supported by the steering gear box 20 through the bearings 6a, 6b, and 6c at its lower, middle, and upper portions.

また、電動パワーステアリング装置100は、操向ハンドル2による操舵力を軽減するための補助トルクを供給する電動機11を備えており、この電動機11の出力軸に設けられたウォームギア12が、ピニオン軸5に設けられたウォームホイールギア13に噛合している。すなわち、ウォームギア12とウォームホイールギア13とで減速機構が構成されている。
ここで、電動機11の回転子と電動機11に連結されているウォームギア12とウォームホイールギア13とピニオン軸5とラック軸8とラック歯8aとタイロッド9,9等により、ステアリング系が構成される。
電動機11は、複数の界磁コイルを備えた固定子(図示せず)とこの固定子の内部で回動する回転子(図示せず)からなる3相ブラシレスモータである。
The electric power steering apparatus 100 includes an electric motor 11 that supplies an auxiliary torque for reducing the steering force by the steering handle 2, and a worm gear 12 provided on the output shaft of the electric motor 11 is connected to the pinion shaft 5. Is meshed with a worm wheel gear 13 provided on the wheel. That is, the worm gear 12 and the worm wheel gear 13 constitute a speed reduction mechanism.
Here, the rotator of the electric motor 11, the worm gear 12, the worm wheel gear 13, the pinion shaft 5, the rack shaft 8, the rack teeth 8a, the tie rods 9, 9 and the like connected to the electric motor 11 constitute a steering system.
The electric motor 11 is a three-phase brushless motor including a stator (not shown) having a plurality of field coils and a rotor (not shown) that rotates inside the stator.

また、電動パワーステアリング装置100は、制御装置200、電動機11を駆動するインバータ60、レゾルバ(回転角センサ)50、ピニオン軸5に加えられるピニオントルク、つまり、操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ30と、操舵トルクセンサ30の出力を増幅する差動増幅回路40と、車速センサ35とを備えている。   The electric power steering device 100 includes a control device 200, an inverter 60 that drives the electric motor 11, a resolver (rotation angle sensor) 50, a pinion torque applied to the pinion shaft 5, that is, a steering torque sensor 30 that detects a steering torque. A differential amplifier circuit 40 that amplifies the output of the steering torque sensor 30 and a vehicle speed sensor 35 are provided.

インバータ60は、例えば、3相のFETブリッジ回路のような複数のスイッチング素子を備え、制御装置200からのDUTY(図2中では、「DUTYu」,「DUTYv」,「DUTYw」と表示)信号を用いて、矩形波電圧を生成し、電動機11を駆動するものである。また、インバータ60は、例えば、ホール素子等の電流センサSIu,SIv,SIw(図2参照)を用いて3相の実電流値I(図2中では、「Iu」,「Iv」,「Iw」と表示)を検出して制御装置200に入力する機能を有している。 The inverter 60 includes a plurality of switching elements such as, for example, a three-phase FET bridge circuit, and outputs a DUTY signal (displayed as “DUTYu”, “DUTYv”, “DUTYw” in FIG. 2) from the control device 200. It is used to generate a rectangular wave voltage and drive the electric motor 11. Further, the inverter 60 uses, for example, current sensors S Iu , S Iv , S Iw (see FIG. 2) such as Hall elements (refer to FIG. 2) for three-phase actual current values I (“Iu”, “Iv” in FIG. 2). , “Iw”), and a function for inputting to the control device 200.

インバータ60は、電動機11が駆動制御されずに操向ハンドル2の操作により連れ回し回転されるときに生じる誘起電圧値Vu,Vv,Vwをそれぞれ個別に検出する電圧センサSVuvwを内蔵し、前記電圧センサSVuvwからの電圧信号は制御装置200の図示しないA/Dポート(アナログ・デジタル変換ポート)に入力され、後記する回転角推定部291の連れ回し時回転角推定部291bに入力される。
ちなみに、電動機11の界磁コイルは図示してないがスター結線されており、インバータ60が駆動電流を出力していないときに、操向ハンドル2を運転者が手動力のみで操作すると電動機11が回転駆動されて3相の各相の誘起電圧値Vu,Vv,Vwが発生するのを個別に検出することができる。図2では、3相の各相の誘起電圧値Vu,Vv,Vwをそれぞれ個別に検出する電圧センサをまとめて電圧検出センサSVuvwで代表して表示してある。
また、図2では、インバータ60に内蔵されている電流センサSIu,SIv,SIw及び電圧センサSVuvwを分かり易いように、便宜的にインバータ60の外部に記載してある。
The inverter 60 includes a voltage sensor S Vuvw that individually detects the induced voltage values Vu, Vv, and Vw that are generated when the electric motor 11 is rotated and rotated by the operation of the steering handle 2 without being driven and controlled. The voltage signal from the voltage sensor S Vuvw is input to an A / D port (analog / digital conversion port) (not shown) of the control device 200 and input to a rotation angle estimation unit 291b at the time of rotation of the rotation angle estimation unit 291 described later. .
Incidentally, although the field coil of the electric motor 11 is not shown in the figure, it is star-connected, and when the driver operates the steering handle 2 with only a manual force when the inverter 60 is not outputting a driving current, the electric motor 11 is The generation of induced voltage values Vu, Vv, Vw of each of the three phases driven by rotation can be detected individually. In FIG. 2, voltage sensors that individually detect the induced voltage values Vu, Vv, and Vw of each of the three phases are collectively represented by the voltage detection sensor S Vuvw .
In FIG. 2, the current sensors S Iu , S Iv , S Iw and the voltage sensor S Vuvw built in the inverter 60 are illustrated outside the inverter 60 for the sake of convenience.

レゾルバ50は、電動機11の回転子の回転角θMを検出し、それに対応する角度信号を出力するものであり、例えば、周方向に等間隔の複数の凹凸部を設けた磁性回転体に磁気抵抗変化を検出する検出回路を近接させた可変リラクタンス型のレゾルバである。
図2においてレゾルバ50の励磁巻線は省略してあり、sin出力巻線50a、cos出力巻線50bを示してある。レゾルバ50に含まれる回転角演算部50cは、sin出力巻線50a及びcos出力巻線50bからの出力信号に基づいてarctan演算により、回転角θMを算出して、制御装置200に入力する。
The resolver 50 detects the rotation angle θ M of the rotor of the electric motor 11 and outputs an angle signal corresponding to the rotation angle θ M. For example, the resolver 50 is magnetically provided on a magnetic rotor provided with a plurality of uneven portions at equal intervals in the circumferential direction. This is a variable reluctance type resolver in which a detection circuit for detecting a change in resistance is brought close.
In FIG. 2, the exciting winding of the resolver 50 is omitted, and a sin output winding 50a and a cos output winding 50b are shown. The rotation angle calculation unit 50c included in the resolver 50 calculates the rotation angle θ M by arctan calculation based on output signals from the sin output winding 50a and the cos output winding 50b and inputs the rotation angle θ M to the control device 200.

図1に戻って、操舵トルクセンサ30は、ピニオン軸5に加えられるピニオントルク、つまり、操舵トルクTを検出するものであり、例えば、ピニオン軸5の軸方向2箇所に逆方向の異方性となるように磁性膜が被着され、各磁性膜の表面に検出コイルがピニオン軸5に離間して挿入されている。差動増幅回路40は、検出コイルがインダクタンス変化として検出した2つの磁歪膜の透磁率変化の差分を増幅し、操舵トルクTを示す信号を制御装置200に入力する。   Returning to FIG. 1, the steering torque sensor 30 detects the pinion torque applied to the pinion shaft 5, that is, the steering torque T. For example, the anisotropy in the reverse direction is detected at two positions in the axial direction of the pinion shaft 5. A magnetic film is deposited so that the detection coil is spaced from the pinion shaft 5 on the surface of each magnetic film. The differential amplifier circuit 40 amplifies the difference in permeability change between the two magnetostrictive films detected by the detection coil as an inductance change, and inputs a signal indicating the steering torque T to the control device 200.

車速センサ35は、車両の車速VSを単位時間あたりのパルス数として検出するものであり、車速VSを示す信号を出力する。   The vehicle speed sensor 35 detects the vehicle speed VS of the vehicle as the number of pulses per unit time, and outputs a signal indicating the vehicle speed VS.

《制御装置》
次に、図2を参照しながら、適宜、図1、図3、図4、図5を参照して、制御装置200の構成と機能について説明する。図3は、ベース信号演算部が第1ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図、図4は、ベース信号演算部が第2ベーステーブルを用いてベース目標電流値の設定をする方法の説明図、図5は、ダンパ補正信号演算部がダンパテーブルを用いてダンパ補正電流値の設定をする方法の説明図である。
制御装置200は、CPU(Central Processing Unit),ROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory )等を備えるマイクロコンピュータ、インタフェース回路及びROMに格納されたプログラムからなり、図2の機能ブロック構成図に記載される機能を実現する。
"Control device"
Next, the configuration and function of the control device 200 will be described with reference to FIG. 2 and with reference to FIGS. 1, 3, 4, and 5 as appropriate. FIG. 3 is an explanatory diagram of a method in which the base signal calculation unit sets the base target current value using the first base table. FIG. 4 illustrates the base target current value of the base signal calculation unit using the second base table. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for setting, and FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for the damper correction signal calculation unit to set the damper correction current value using the damper table.
The control device 200 includes a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc., an interface circuit, and a program stored in the ROM. The function described in is realized.

図2の制御装置200は、ベース信号演算部220、イナーシャ補償信号演算部210、ダンパ補正信号演算部225、q軸PI制御部240、d軸PI制御部245、2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265、d軸電流生成部285、故障検出部(故障検出手段)290、回転角推定部(回転角推定手段)291、回転角信号切替部292、回転角速度演算部293等を有する。
ここで、イナーシャ補償信号演算部210、ベース信号演算部220、ダンパ補正信号演算部225、q軸PI制御部240、d軸PI制御部245、加算器250、減算器251,252,253、2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265、回転角信号切替部292、回転角速度演算部293は、特許請求の範囲に記載の「電動機駆動制御手段」を構成する。
2 includes a base signal calculation unit 220, an inertia compensation signal calculation unit 210, a damper correction signal calculation unit 225, a q-axis PI control unit 240, a d-axis PI control unit 245, a two-axis three-phase conversion unit 262, PWM conversion unit 263, three-phase biaxial conversion unit 265, d-axis current generation unit 285, failure detection unit (failure detection means) 290, rotation angle estimation unit (rotation angle estimation unit) 291, rotation angle signal switching unit 292, rotation An angular velocity calculation unit 293 and the like are included.
Here, the inertia compensation signal calculation unit 210, the base signal calculation unit 220, the damper correction signal calculation unit 225, the q-axis PI control unit 240, the d-axis PI control unit 245, the adder 250, the subtracters 251, 252, 253, 2 The shaft three-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, the three-phase two-axis conversion unit 265, the rotation angle signal switching unit 292, and the rotation angular velocity calculation unit 293 constitute "motor drive control means" described in the claims. .

(ベース信号演算部220)
ベース信号演算部220は、差動増幅回路40(図1参照)からの操舵トルクTを示す信号と、車速センサ35(図1参照)からの車速VSを示す信号に基づいて、電動機11(図1参照)の出力する補助トルクの基準となる目標値であるベース目標電流値IBを生成する。このベース目標電流値IBの生成は、操舵トルクTと車速VSとに基づいて、予め実験測定等によって設定された、レゾルバ50からの回転角θMの信号が正常に受信されている場合に用いられる第1ベーステーブル220a、又は、レゾルバ50からの回転角θMの信号が正常に受信されていない場合に用いられる第2ベーステーブル220bを参照することによって行われる。
なお、ベース信号演算部220は、第2ベーステーブル220bの車速VSに応じた後記する不感帯上限トルク|±TNR2|を回転角信号切替部292に入力する。
(Base signal calculation unit 220)
Based on the signal indicating the steering torque T from the differential amplifier circuit 40 (see FIG. 1) and the signal indicating the vehicle speed VS from the vehicle speed sensor 35 (see FIG. 1), the base signal calculation unit 220 is based on the electric motor 11 (see FIG. generating a base target current value I B is a target value serving as a reference for the auxiliary torque output by the first reference). Generation of the base target current value I B, based on the steering torque T and the vehicle speed VS, which is set in advance by experimental measurements or the like, when the signal of the rotation angle theta M from the resolver 50 is normally received This is performed by referring to the first base table 220a used or the second base table 220b used when the signal of the rotation angle θ M from the resolver 50 is not normally received.
The base signal calculation unit 220 inputs a dead zone upper limit torque | ± T NR2 |, which will be described later, according to the vehicle speed VS of the second base table 220b to the rotation angle signal switching unit 292.

図3に、第1ベーステーブル220aに格納されているベース目標電流値IBの関数を示す。図3では、操舵トルクTの値が正の場合の例で示してあるが、操舵トルクTが負の場合は、ベース目標電流値IBの値は負になり、不感帯RNR1の幅も負側に設定される。右側への転舵操作の操舵トルクTを正(+)、左側への転舵操作の操舵トルクTを負(−)としたとき、以下の説明では、左右の操舵トルクTによる違いは、±の符号のみであるので、代表して+側(右側)の説明を行い、左側(−側)については、適宜省略する。
ちなみに、不感帯上限トルク、不感帯下限トルクも±符号の違いであるので、不感帯下限トルクの説明も適宜省略する。
Figure 3 shows the function of the base target current value I B stored in the first base table 220a. FIG. 3 shows an example in which the value of the steering torque T is positive. However, when the steering torque T is negative, the base target current value I B is negative, and the width of the dead zone R NR1 is also negative. Set to the side. When the steering torque T for the steering operation to the right side is positive (+) and the steering torque T for the steering operation to the left side is negative (−), in the following description, the difference between the left and right steering torques T is ± Therefore, the + side (right side) will be described as a representative, and the left side (− side) will be omitted as appropriate.
Incidentally, since the dead zone upper limit torque and the dead zone lower limit torque are also different in ± signs, explanation of the dead zone lower limit torque will be omitted as appropriate.

図3に即して操舵トルクTが正値の場合を例に説明すると、ベース信号演算部220は、故障検出部290からレゾルバ50が故障しているとの信号を受信しない限り、レゾルバ50は正常と判定し、第1ベーステーブル220aを用い、操舵トルクTの正値が小さいときはベース目標電流値IBがゼロに設定される正値側の不感帯RNR1が設けられ、操舵トルクTの値がこの不感帯RNR1の正値の上限値である不感帯上限トルクTNR1以上になると、ベース目標電流値IBがゲインG1で直線的に増加する特性を備えている。また、ベース信号演算部220は、所定の操舵トルク値で出力はゲインG2で増加し、さらに操舵トルク値が増加すると出力が所定の正の飽和値に達する特性を備えている。 The case where the steering torque T is a positive value will be described with reference to FIG. 3 as an example. Unless the base signal calculation unit 220 receives a signal from the failure detection unit 290 that the resolver 50 has failed, was determined to be normal, using the first base table 220a, dead zone R NR1 positive value side is provided when a positive value of the steering torque T is small to the base target current value I B is set to zero, the steering torque T When the value becomes equal to or greater than the dead band upper limit torque T NR1 which is the upper limit value of the positive value of the dead band R NR1 , the base target current value I B has a characteristic of increasing linearly with the gain G1. Further, the base signal calculation unit 220 has a characteristic that the output increases with a gain G2 at a predetermined steering torque value, and the output reaches a predetermined positive saturation value when the steering torque value further increases.

ここで、正値側の不感帯RNR1及び負値側の不感帯RNR1を合わせて、特許請求の範囲に記載の「第1の不感帯」に対応し、以後、単に、「正常時の不感帯RNR1」と称する。また、不感帯上限トルクTNR1及び不感帯下限トルク−TNR1は、特許請求の範囲に記載の「第1の上限値」及び「第1の下限値」に対応する。以後、不感帯上限トルクTNR1及び不感帯下限トルク−TNR1を、正負を区別しないで絶対値で表示するとき「不感帯上限トルク|±TNR1|」と称する。 Here, the combined deadband R NR1 and dead zone R NR1 negative value side of the positive value side, corresponds to the "first dead zone" described in the claims hereafter, simply, "the normal dead zone R NR1 ". The dead zone upper limit torque T NR1 and the dead zone lower limit torque −T NR1 correspond to “first upper limit value” and “first lower limit value” recited in the claims. Hereinafter, the dead band upper limit torque T NR1 and the dead band lower limit torque −T NR1 are referred to as “dead band upper limit torque | ± T NR1 |” when they are displayed as absolute values without distinguishing between positive and negative.

また、一般に車両は、走行速度に応じて路面の負荷(路面反力)が異なるため、車速VSにより不感帯上限トルク|±TNR1|の値、ゲインG1,G2、ベース目標電流値|IB|の飽和値が調整される。車速ゼロの据え切り操作時が最も負荷が重く中低速では比較的負荷が軽くなる。このため、ベース信号演算部220は、車速VSが大きく高速になるにしたがってゲイン(G1,G2)及び飽和値の絶対値を低く、かつ、不感帯上限トルク|±TNR1|を大きく設定して、マニュアルステアリング領域を大きくとって路面情報を運転者に与える。
すなわち、車速VSの増大に応じてしっかりとした操舵トルクTの手応え感が付与される。
In general, since the load on the road surface (road reaction force) varies depending on the traveling speed of the vehicle, the dead zone upper limit torque | ± T NR1 | value, gains G1 and G2, and base target current value | I B | The saturation value of is adjusted. The load is heaviest during stationary operation at zero vehicle speed, and the load is relatively light at medium and low speeds. Therefore, the base signal calculation unit 220 sets the absolute values of the gain (G1, G2) and the saturation value as the vehicle speed VS increases and increases the dead band upper limit torque | ± T NR1 | The road surface information is given to the driver with a large manual steering area.
That is, a firm feeling of steering torque T is given as the vehicle speed VS increases.

図4に、第2ベーステーブル220bに格納されているベース目標電流値IBの関数を示す。図4には、例示として車速VSが0km/hの場合の第2ベーステーブル220bのベース目標電流値IBの関数を示してある。図4では、操舵トルクTの値が正の場合の例で示してあるが、操舵トルクTの値が負の場合は、ベース目標電流値IBの値は負になり、不感帯RNR1、不感帯RNR2の幅も負側に設定される。先ず、図4に即して操舵トルクTが正値の場合を例に説明すると、ベース信号演算部220は、故障検出部290(図2参照)からレゾルバ50(図2参照)が故障しているとの信号を受信したとき、レゾルバ50の故障と判定し、第2ベーステーブル220bを用い、操舵トルクTの正値が小さいときはベース目標電流値IBがゼロに設定される正値側の不感帯RNR2が設けられ、操舵トルクTの値がこの不感帯RNR2の正値の上限値である不感帯上限トルクTNR2以上になると、図4に示すように不感帯上限トルクTNR2から直線で所定の正の飽和値にまで増加する。図4では簡単化して不感帯上限トルクTNR2から直線で所定の正の飽和値にまで増加する表示としているが、図3のように複数の直線を組み合わせゲインG1,G2で直線的に増加して、所定の正の飽和値に達する特性としても良い。 Figure 4 shows the function of the base target current value I B stored in the second base table 220b. 4 shows a vehicle speed VS as illustrated is shown the function of the base target current value I B of the second base table 220b in the case of 0 km / h. FIG. 4 shows an example in which the value of the steering torque T is positive. However, when the value of the steering torque T is negative, the base target current value I B is negative, and the dead zone R NR1 , dead zone. The width of RNR2 is also set to the negative side. First, the case where the steering torque T is a positive value will be described as an example in accordance with FIG. 4. In the base signal calculation unit 220, the resolver 50 (see FIG. 2) has failed from the failure detection unit 290 (see FIG. 2). when receiving a signal with there, judges the failure of the resolver 50, a positive value side using the second base table 220b, when a positive value of the steering torque T is small to the base target current value I B is set to zero the dead zone R NR2 is provided, the value of the steering torque T becomes a dead zone upper limit torque T NR2 or an upper limit value of the positive values of the dead zone R NR2, given in a straight line from the dead zone upper limit torque T NR2 4 Increases to the positive saturation value of. In FIG. 4, the display is simplified and the dead zone upper limit torque T NR2 is linearly increased to a predetermined positive saturation value, but a plurality of straight lines are linearly increased with the combination gains G1 and G2 as shown in FIG. The characteristics reaching a predetermined positive saturation value may be used.

ここで、正値側の不感帯RNR2及び負値側の不感帯−RNR2を合わせて、特許請求の範囲に記載の「第2の不感帯」に対応し、以後、単に、「故障時の不感帯RNR2」と称する。また、不感帯上限トルクTNR2及び不感帯下限トルク−TNR2は、特許請求の範囲に記載の「第2の上限値」及び「第2の下限値」に対応する。以後、不感帯上限トルクTNR2及び不感帯下限トルク−TNR2を、正負を区別しないで絶対値で表示するとき「不感帯上限トルク|±TNR2|」と称する。 Here, the positive-side dead zone R NR2 and the negative-side dead zone −R NR2 are combined to correspond to the “second dead zone” described in the claims. NR2 ". The dead zone upper limit torque T NR2 and the dead zone lower limit torque −T NR2 correspond to the “second upper limit value” and the “second lower limit value” recited in the claims. Hereinafter, the dead band upper limit torque T NR2 and the dead band lower limit torque −T NR2 are referred to as “dead band upper limit torque | ± T NR2 |” when they are displayed as absolute values without distinguishing between positive and negative.

図4には、比較のため、正常時の不感帯RNR1を示している。このように、同一車速VSに対して不感帯上限トルク|±TNR2|の値は、不感帯上限トルク|±TNR1|の値より大きく設定されている。 FIG. 4 shows the dead zone R NR1 in a normal state for comparison. Thus, the dead zone upper limit torque for the same vehicle speed VS | ± T NR2 | values dead zone upper limit torque | is set larger than the value | ± T NR1.

なお、第2ベーステーブル220bに格納されているベース目標電流値IBの関数は、例えば、車速VSに対しては不感帯上限トルク|±TNR2|を固定とするとともに、ゲイン及び所定の飽和値の絶対値を小さくするように設定されているが、車速VSの所定の値以上、例えば、40km/h以上では、不感帯上限トルク|±TNR2|は、正常時の不感帯RNR1の不感帯上限トルク|±TNR1|の値と同じ値が設定されており、それより早い車速VSに対応するベース目標電流値IBの関数は設定されていない。これは、ベース信号演算部220は、後記するように、所定の条件が満たされた場合に、レゾルバ50故障時に用いる第2ベーステーブル220bを、再度、第1ベーステーブル220aに持ち替える制御をするためである。 The function of the base target current value I B stored in the second base table 220b is, for example, a fixed dead zone upper limit torque | ± T NR2 | with respect to the vehicle speed VS, and a gain and a predetermined saturation value. However, when the vehicle speed VS is equal to or higher than a predetermined value, for example, 40 km / h or higher, the dead band upper limit torque | ± T NR2 | is the dead band upper limit torque of the normal dead band R NR1. The same value as the value of | ± T NR1 | is set, and the function of the base target current value I B corresponding to the vehicle speed VS faster than that is not set. This is because, as will be described later, the base signal calculation unit 220 performs control to switch the second base table 220b used when the resolver 50 fails to the first base table 220a again when a predetermined condition is satisfied. It is.

なお、前記したように各車速VSに対して不感帯上限トルク|±TNR2|の値は固定値とすることに限定されない。不感帯上限トルク|±TNR2|の値は、操向ハンドル2を電動機11の駆動制御無しで、電動機11を連れ回しながら運転者が操作するときに、電動機11が誘起電圧を生じて、前記した三相の誘起電圧値Vu,Vv,Vwを精度良く検出可能となる電動機11の回転子の回転角速度になるように、車速VS=0の場合を考えて実験的に設定されているものである。しかし、車両が停止状態よりも、走行状態の場合の方が転舵輪10の操舵抵抗が小さいので、電動機11による補助トルク無しの状態での操舵に必要な操舵トルクTの絶対値は小さくなり、各車速VSに対応する不感帯上限トルク|±TNR2|の値を、不感帯上限トルク|±TNR1|の値よりも大きな値であって、かつ、車速VSの増加に応じてその値が低減されるように設定しても良い。 As described above, the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | is not limited to a fixed value for each vehicle speed VS. The value of the dead-band upper limit torque | ± T NR2 | is the same as that described above because the motor 11 generates an induced voltage when the driver operates the steering handle 2 while driving the motor 11 without driving control of the motor 11. It is experimentally set in consideration of the case where the vehicle speed VS = 0 so that the three-phase induced voltage values Vu, Vv, and Vw can be accurately detected so that the rotational angular speed of the rotor of the electric motor 11 can be obtained. . However, since the steering resistance of the steered wheels 10 is smaller when the vehicle is in the running state than when the vehicle is stopped, the absolute value of the steering torque T necessary for steering without the auxiliary torque by the electric motor 11 is small. The value of the dead band upper limit torque | ± T NR2 | corresponding to each vehicle speed VS is larger than the value of the dead band upper limit torque | ± T NR1 | and is reduced as the vehicle speed VS increases. You may set so that.

(ダンパ補正信号演算部225)
図2に戻り、ダンパ補正信号演算部225は、ステアリング系が備える粘性を補償するため、また車両が高速走行時に収斂性が低下する際にこれを補正するステアリングダンパ機能を有するために設けられるものであり、電動機11の回転角速度ωMを用いて、ダンパ補正信号演算部225のダンパテーブル225aを参照して演算される。図5は、ダンパテーブル225aに格納されているダンパ補正電流値IDの関数を示す。図5は、電動機11の回転角速度ωMの値が正の場合で示してあるが、回転角速度ωMの値が負の場合は、ダンパ補正電流値IDの値は負になる。先ず、図5に即して回転角速度ωMの値が正の場合を例に説明すると、電動機11の回転角速度ωMが増加するほどダンパ補正電流値IDが直線的に増加し、所定の回転角速度ωMでダンパ補正電流値が急激に増加し車速VSに応じた所定の正の飽和値となる特性を備えている。
(Damper correction signal calculation unit 225)
Returning to FIG. 2, the damper correction signal calculation unit 225 is provided to compensate for the viscosity of the steering system and to have a steering damper function for correcting this when the vehicle is degraded in convergence when the vehicle is traveling at high speed. It is calculated with reference to the damper table 225a of the damper correction signal calculator 225 using the rotational angular velocity ω M of the electric motor 11. FIG. 5 shows a function of the damper correction current value ID stored in the damper table 225a. FIG. 5 shows the case where the value of the rotational angular velocity ω M of the electric motor 11 is positive, but when the value of the rotational angular velocity ω M is negative, the value of the damper correction current value ID becomes negative. First, the value of the rotational angular velocity omega M with reference to FIG. 5 will be described the case of a positive example, the damper compensation current I D as the rotational angular velocity omega M is increased in the motor 11 is increased linearly, predetermined The damper correction current value rapidly increases at the rotational angular velocity ω M and has a characteristic of a predetermined positive saturation value corresponding to the vehicle speed VS.

同様に、回転角速度ωMの値が負の場合は、電動機11の回転角速度ωMが負値方向に増加するほどダンパ補正電流値IDが直線的に負値方向に増加し、所定の回転角速度ωMでダンパ補正電流値が負値方向に急激に増加し車速VSに応じた所定の負の飽和値となる特性を備えている。
また、車速VSの値が高いほど、ゲイン、飽和値の絶対値の両方を大きくして電動機11の回転角速度、すなわち、操舵速度に応じて電動機11の出力する補助トルクを、減算器251でベース目標電流値IBからダンパ補正電流値IDを減算することで減衰させている。
Similarly, if the value of the rotational angular velocity omega M is negative, increases the damper compensation current I D is linearly negative value direction as the rotational angular velocity omega M of the electric motor 11 is increased in the negative value direction, a predetermined rotation The damper correction current value rapidly increases in the negative value direction at the angular velocity ω M and has a characteristic that becomes a predetermined negative saturation value corresponding to the vehicle speed VS.
Further, as the value of the vehicle speed VS is higher, both the gain and the absolute value of the saturation value are increased, and the rotation torque of the electric motor 11, that is, the auxiliary torque output from the electric motor 11 according to the steering speed is based on the subtractor 251. and it is attenuated by subtracting the damper compensation current value I D from the target current value I B.

言い換えれば、切り増し時には、操向ハンドル2の回転速度が高くなるに従って、電動機11への切り増し方向の補助トルク電流の値を小さくして操向ハンドル2の操舵感を重く切りづらくし、操向ハンドル2の戻し時には電動機11へ戻し操作に対する反力方向の電流を大きくして戻りづらくしている。このステアリングダンパ効果により、操向ハンドル2の収斂性を向上させ、車両の旋回運動特性を安定化させることができる。   In other words, when the steering wheel 2 is increased, as the rotational speed of the steering handle 2 increases, the value of the auxiliary torque current in the increasing direction to the electric motor 11 is reduced to make the steering feel of the steering handle 2 difficult to cut. When the direction handle 2 is returned, the current in the reaction force direction with respect to the return operation to the electric motor 11 is increased to make it difficult to return. Due to this steering damper effect, the convergence of the steering handle 2 can be improved and the turning motion characteristics of the vehicle can be stabilized.

(減算器251)
再び図2に戻り、減算器251は、ベース信号演算部220のベース目標電流値IBからダンパ補正信号演算部225のダンパ補正電流値IDを減算し、その結果を加算器250に入力する。
(Subtractor 251)
Returning to FIG. 2 again, the subtractor 251 subtracts the damper correction current value I D of the damper correction signal calculation unit 225 from the base target current value I B of the base signal calculation unit 220 and inputs the result to the adder 250. .

(イナーシャ補償信号演算部210)
イナーシャ補償信号演算部210は、ステアリング系の慣性による影響を補償するものであり、電動機11の回転角速度ωM(又は後記する回転角速度ωeM)及び操舵トルクTを用いて、イナーシャ補償信号演算部210のイナーシャテーブル210aを参照して、前記したイナーシャ補償電流値IIを演算する。
(Inertia compensation signal calculation unit 210)
The inertia compensation signal calculation unit 210 compensates for the influence of the inertia of the steering system, and uses the rotation angular velocity ω M (or rotation angular velocity ω eM ) and steering torque T of the electric motor 11 and the inertia compensation signal calculation unit. Referring to the inertia table 210a 210, the inertia compensation current value I I is calculated.

イナーシャ補償信号演算部210は、電動機11の回転子の慣性による応答性の低下をも補償している。言い換えれば、電動機11は正回転から逆回転に、または、逆回転から正回転に回転方向を切り替える際、慣性によってその状態を持続させようとするので直ぐには回転方向が切り替わらない。そこで、イナーシャ補償信号演算部210は、電動機11の回転方向の切り替わりが操向ハンドル2の回転方向が切り替わるタイミングに一致するように制御している。このようにして、イナーシャ補償信号演算部210は、ステアリング系の慣性や粘性による操舵の応答遅れを改善してすっきりした操舵感を付与している。また、FF(Front engine Front wheel drive)やFR(Front engine Rear wheel drive)車、RV(Recreation Vehicle)やセダン等の車両特性や車速、路面などの車両状態によって異なる操舵特性に対して、実用上十分な特性が付与される。   The inertia compensation signal calculation unit 210 also compensates for a decrease in responsiveness due to the inertia of the rotor of the electric motor 11. In other words, when switching the rotation direction from the normal rotation to the reverse rotation, or from the reverse rotation to the normal rotation, the electric motor 11 tries to maintain the state by inertia, so the rotation direction is not immediately switched. Therefore, the inertia compensation signal calculation unit 210 performs control so that the switching of the rotation direction of the electric motor 11 coincides with the timing at which the rotation direction of the steering handle 2 is switched. In this way, the inertia compensation signal calculation unit 210 improves the response delay of the steering due to the inertia and viscosity of the steering system and provides a clean steering feeling. It is also practical for vehicle characteristics such as front engine front wheel drive (FF), front engine rear wheel drive (FR), recreation vehicle (RV) and sedan, and steering characteristics that vary depending on vehicle conditions such as vehicle speed and road surface. Sufficient properties are imparted.

(加算器250、減算器252、q軸PI制御部240)
加算器250は、減算器251からの入力とイナーシャ補償信号演算部210のイナーシャ補償電流値IIとを加算するものである。加算器250の出力信号であるq軸目標電流値Iq*は、電動機11の出力トルクを規定するq軸電流の目標信号であり、減算器252に入力される。
(Adder 250, subtractor 252, q-axis PI controller 240)
The adder 250 adds the input from the subtractor 251 and the inertia compensation current value I I of the inertia compensation signal calculation unit 210. The q-axis target current value Iq * that is the output signal of the adder 250 is a q-axis current target signal that defines the output torque of the electric motor 11 and is input to the subtractor 252.

減算器252には、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scの信号が入力可能に構成されており、レゾルバ50が正常であると検出されている場合、演算停止の指令Scは入力されない。レゾルバ50が故障と検出されたとき、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが入力される。そして、演算停止の指令Scにより減算器252における減算演算が停止された後、制御装置200により駆動制御されていない電動機11が運転者の操向ハンドル2(図1参照)の操作により強制的に連れ回し回転させられ、回転角推定部291の後記する連れ回し時回転角推定部291bにおいて電動機11の回転子の回転角θMがほぼ正確に推定可能になった場合に、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが解除される。その結果、減算器252は、再びq軸目標電流値Iq*から3相2軸変換部265が出力したq軸実電流値Iqを減算し、その結果の偏差値ΔIq*をq軸PI制御部240に入力する。
ちなみに、図2において回転角推定部291の連れ回し時回転角推定演算部291b又は回転角推定演算部291cにおいて推定され、回転角信号切替部292から出力された回転角は、推定された回転角θeMとして、レゾルバ50で検出された回転角θMと区別して表示してある。
The subtractor 252 is configured to be able to input a calculation stop command Sc signal from the rotation angle signal switching unit 292. When the resolver 50 is detected to be normal, the calculation stop command Sc is input. Not. When it is detected that the resolver 50 is out of order, a calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is input. Then, after the subtraction calculation in the subtractor 252 is stopped by the calculation stop command Sc, the electric motor 11 that is not driven and controlled by the control device 200 is forcedly operated by the driver's steering handle 2 (see FIG. 1). When the rotation angle estimation unit 291b, which will be described later with the rotation angle estimation unit 291, is rotated and rotated, the rotation angle θ M of the rotor of the motor 11 can be estimated almost accurately. The calculation stop command Sc from 292 is canceled. As a result, the subtractor 252 again subtracts the q-axis actual current value Iq output from the three-phase two-axis conversion unit 265 from the q-axis target current value Iq * , and the resulting deviation value ΔIq * is the q-axis PI control unit. Input to 240.
Incidentally, the rotation angle estimated by the rotation angle estimation calculation unit 291b or the rotation angle estimation calculation unit 291c of the rotation angle estimation unit 291 in FIG. 2 and output from the rotation angle signal switching unit 292 is the estimated rotation angle. θ eM is distinguished from the rotation angle θ M detected by the resolver 50.

減算器252に回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが入力されている場合は、前記したq軸目標電流値Iq*からq軸実電流値Iqの減算演算をせず、q軸PI制御部240に制御信号である偏差値ΔIq*としては0(ゼロ)信号が入力される。 When the calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is input to the subtractor 252, the q-axis actual current value Iq is not subtracted from the q-axis target current value Iq * , and the q-axis A 0 (zero) signal is input to the PI control unit 240 as the deviation value ΔIq * which is a control signal.

q軸PI制御部240は、偏差値ΔIq*が減少するように、P(比例)制御及びI(積分)制御のフィードバック制御を行い、q軸目標信号であるq軸目標電圧値Vq*を得て、2軸3相変換部262及び回転角推定部291の後記する拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。 The q-axis PI control unit 240 performs feedback control of P (proportional) control and I (integral) control so that the deviation value ΔIq * decreases, and obtains a q-axis target voltage value Vq * that is a q-axis target signal. Are input to an extended induced voltage observer 291a, which will be described later, of the biaxial three-phase conversion unit 262 and the rotation angle estimation unit 291.

(d軸電流生成部285、減算器253、d軸PI制御部245)
d軸電流生成部285は、電動機11のd軸目標電流値Id*の目標値として「0」を生成するが、必要に応じd軸目標電流値Id*を設定することにより、弱め界磁制御を行うことができる。
減算器253には、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scの信号が入力可能に構成されている。レゾルバ50が正常であると検出されている場合、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scは入力されない。レゾルバ50が故障と検出されたとき、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが入力され、減算器253における減算演算が停止される。その後、制御装置200により駆動制御されていない電動機11が運転者の操向ハンドル2(図1参照)の操作により強制的に連れ回し回転させられ、回転角推定部291において電動機11の回転子の回転角θMがほぼ正確に推定可能になった場合に、回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが解除される。その結果、減算器253は、再びd軸磁電流生成部285から入力されたd軸目標電流値Id*から3相2軸変換部265から入力されたd軸実電流値Idの減算処理を行い、その結果の偏差値ΔId*をd軸PI制御部245に入力する。
(D-axis current generation unit 285, subtractor 253, d-axis PI control unit 245)
The d-axis current generation unit 285 generates “0” as the target value of the d-axis target current value Id * of the electric motor 11, but performs field-weakening control by setting the d-axis target current value Id * as necessary. be able to.
The subtractor 253 is configured to be able to input a signal of a calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292. When it is detected that the resolver 50 is normal, the calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is not input. When the resolver 50 is detected as malfunctioning, the calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is input, and the subtraction calculation in the subtractor 253 is stopped. Thereafter, the electric motor 11 that is not driven and controlled by the control device 200 is forcibly rotated by the driver's operation of the steering handle 2 (see FIG. 1), and the rotation angle estimation unit 291 causes the rotor of the electric motor 11 to rotate. When the rotation angle θ M can be estimated almost accurately, the calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is canceled. As a result, the subtracter 253 again performs a subtraction process of the d-axis actual current value Id input from the three-phase two-axis conversion unit 265 from the d-axis target current value Id * input from the d-axis magnetic current generation unit 285. The resulting deviation value ΔId * is input to the d-axis PI control unit 245.

減算器253に回転角信号切替部292からの演算停止の指令Scが入力されている場合は、前記したd軸目標電流値Id*からd軸実電流値Idの減算演算をせず、d軸PI制御部245に制御信号である偏差値ΔId*としては0(ゼロ)信号が入力される。
d軸PI制御部245は、偏差値ΔId*が減少するように、P(比例)制御及びI(積分)制御のPIフィードバック制御を行い、d軸目標信号であるd軸目標電圧値Vd*を得て、2軸3相変換部262及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。
When the calculation stop command Sc from the rotation angle signal switching unit 292 is input to the subtractor 253, the d-axis actual current value Id is not subtracted from the d-axis target current value Id *. A 0 (zero) signal is input to the PI control unit 245 as the deviation value ΔId * which is a control signal.
The d-axis PI control unit 245 performs PI feedback control of P (proportional) control and I (integral) control so that the deviation value ΔId * decreases, and obtains a d-axis target voltage value Vd * that is a d-axis target signal. Obtained and input to the biaxial three-phase converter 262 and the expansion induced voltage observer 291a.

(2軸3相変換部262、PWM変換部263)
2軸3相変換部262は、入力されたq軸目標電圧値Vq*及びd軸目標電圧値Vd*を、回転角θM又は推定回転角θeMを用いてd−q座標系から、3相信号Uu*,Uv*,Uw*に変換する。ここで、d−q座標系は、磁極軸であるd軸と、このd軸に対して電気的に90度回転した軸であるq軸との2軸の、回転子に固定されて回転する固定座標系である。
PWM変換部263は、3相信号Uu*,Uv*,Uw*の大きさに比例したパルス幅のON/OFF信号[PWM(Pulse Width Modulation)信号]であるDUTY信号(図2中では「DUTYu」,「DUTYv」,「DUTYw」と表示)を生成する。
なお、2軸3相変換部262及びPWM変換部263には、回転角信号切替部292から電動機11の回転角θM又は推定された回転角θeMを示す信号が入力され、回転子の回転角θM又は推定された回転角θeMに応じた演算や制御がなされる。
以下では、推定された回転角θeMは、単に「推定回転角θeM」と称する。ここで、「推定回転角θeM」が、特許請求範囲に記載の「推定された回転角」に対応する。
(2-axis 3-phase converter 262, PWM converter 263)
The two-axis three-phase conversion unit 262 converts the input q-axis target voltage value Vq * and d-axis target voltage value Vd * from the dq coordinate system using the rotation angle θ M or the estimated rotation angle θ eM to 3 Convert to phase signals Uu * , Uv * , Uw * . Here, the dq coordinate system rotates by being fixed to a rotor having two axes, a d axis that is a magnetic pole axis and a q axis that is an axis that is electrically rotated 90 degrees with respect to the d axis. It is a fixed coordinate system.
The PWM converter 263 is a DUTY signal (a PWM (Pulse Width Modulation) signal) having a pulse width proportional to the magnitudes of the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * (“DUTYu” in FIG. 2). ”,“ DUTYv ”,“ DUTYw ”).
A signal indicating the rotation angle θ M of the motor 11 or the estimated rotation angle θ eM is input from the rotation angle signal switching unit 292 to the two-axis three-phase conversion unit 262 and the PWM conversion unit 263, and the rotation of the rotor Calculation and control are performed according to the angle θ M or the estimated rotation angle θ eM .
Hereinafter, the estimated rotation angle θ eM is simply referred to as “estimated rotation angle θ eM ”. Here, the “estimated rotation angle θ eM ” corresponds to the “estimated rotation angle” recited in the claims.

(3相2軸変換部265)
3相2軸変換部265は、インバータ60の電流センサSIu,SIv,SIwが検出する電動機11の3相の実電流値Iu,Iv,Iwを、回転角θM又は推定回転角θeMを用いてd−q座標系のd軸実電流値Id及びq軸実電流値Iqに変換し、d軸実電流値Idを減算器253及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力し、q軸実電流値Iqを減算器252及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。
ちなみに、電動機11の発生トルクはq軸電流に比例し、d軸実電流値Idは弱め界磁電流であり、磁石磁界にかける反磁界を表す。
(Three-phase two-axis conversion unit 265)
The three-phase two-axis conversion unit 265 converts the three-phase actual current values Iu, Iv, Iw of the motor 11 detected by the current sensors S Iu , S Iv , S Iw of the inverter 60 into the rotation angle θ M or the estimated rotation angle θ. The eM is used to convert the d-axis actual current value Id and the q-axis actual current value Iq in the dq coordinate system, and the d-axis actual current value Id is input to the subtractor 253 and the expansion induced voltage observer 291a. The current value Iq is input to the subtractor 252 and the extended induced voltage observer 291a.
Incidentally, the generated torque of the electric motor 11 is proportional to the q-axis current, the d-axis actual current value Id is a field weakening current, and represents a demagnetizing field applied to the magnet magnetic field.

(故障検出部290)
故障検出部290は、回転角演算部50cに入力されるsin出力巻線50a及びcos出力巻線50bからの出力信号に基づいて、レゾルバ50からの出力信号が正常状態であるか、故障状態であるかを監視し、故障状態を検出したときは、ベース信号演算部220及び回転角信号切替部292にレゾルバ故障を示す信号を入力する。
故障検出部290におけるレゾルバ50の故障判定は、公知技術であり、詳細な説明は省略する。例えば、特開2009−12664号公報の段落[0017]〜[0023]にレゾルバ50の故障判定方法の技術の記載がある。
(Failure detection unit 290)
The failure detection unit 290 determines whether the output signal from the resolver 50 is in a normal state or in a failure state based on the output signals from the sin output winding 50a and the cos output winding 50b input to the rotation angle calculation unit 50c. When a failure state is detected, a signal indicating a resolver failure is input to the base signal calculation unit 220 and the rotation angle signal switching unit 292.
The failure determination of the resolver 50 in the failure detection unit 290 is a well-known technique and will not be described in detail. For example, paragraphs [0017] to [0023] of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-12664 describe a technique of a resolver 50 failure determination method.

(回転角推定部291)
回転角推定部291は、前記した拡張誘起電圧オブザーバ291a、連れ回し時回転角推定演算部291b及び回転角推定演算部291cを含んでいる。
回転角推定部291は、故障検出部290からのレゾルバ50の故障判定を受けて、回転角信号切替部292から演算開始の指令Sdが入力されるとその機能がスタートし、レゾルバ50が正常と判定されている間は、その機能は、待機状態になされている。このようにすることでレゾルバ50が正常の場合は、制御装置200のマイクロコンピュータのCPUは、回転角推定部291の機能の演算を行うことなく、負荷が軽減される。
回転角信号切替部292から演算開始の指令Sdを受けて、回転角推定部291は、演算をスタートさせる。具体的には、次のような2段階の処理となる。
(Rotation angle estimation unit 291)
The rotation angle estimator 291 includes the above-described extended induced voltage observer 291a, a rotation rotation angle estimation calculator 291b, and a rotation angle estimation calculator 291c.
The rotation angle estimation unit 291 receives the failure determination of the resolver 50 from the failure detection unit 290, and when the calculation start command Sd is input from the rotation angle signal switching unit 292, the function starts, and the resolver 50 is normal. While being determined, the function is in a standby state. By doing so, when the resolver 50 is normal, the CPU of the microcomputer of the control device 200 reduces the load without calculating the function of the rotation angle estimation unit 291.
Receiving the calculation start command Sd from the rotation angle signal switching unit 292, the rotation angle estimation unit 291 starts the calculation. Specifically, it is a two-stage process as follows.

先ず、第1段階では、回転角信号切替部292から演算開始の指令Sdを受けて、連れ回し時回転角推定演算部291bは、電圧センサSVUVWからの3相の誘起電圧をフィルタリング処理し、矩形波信号から正弦波信号を抽出してモータ回転角θMの推定演算を開始する。ここでは、連れ回し時回転角推定演算部291bで推定演算されたモータ回転角θMを、推定回転角θeM1と称する。推定回転角θeM1は、回転角信号切替部292に出力される。連れ回し時回転角推定演算部291bによる3相の誘起電圧から推定回転角θeM1を推定演算する方法は公知であり詳細な説明は省略する。
回転角信号切替部292は、連れ回し時回転角推定演算部291bからの推定回転角θeM1の入力を受けて、操舵トルクTがベース信号演算部220から入力された不感帯上限トルク|±TNR2|の値以上になったことを確認して、演算停止の指令Scを解除する指令を減算器252,253及び回転角速度演算部293に出力するとともに、連れ回し時回転角推定演算部291bから入力された推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして、回転角速度演算部293、2軸3相変換部262及びPWM変換部263に入力する。
First, in the first stage, in response to the calculation start command Sd from the rotation angle signal switching unit 292, the rotation-time rotation angle estimation calculation unit 291b performs a filtering process on the three-phase induced voltage from the voltage sensor S VUVW , A sine wave signal is extracted from the rectangular wave signal to start estimating the motor rotation angle θ M. Here, the motor rotation angle θ M estimated by the rotation-time rotation angle estimation calculation unit 291b is referred to as an estimated rotation angle θ eM1 . The estimated rotation angle θ eM1 is output to the rotation angle signal switching unit 292. A method for estimating and calculating the estimated rotation angle θ eM1 from the three-phase induced voltage by the rotation-time rotation angle estimation calculation unit 291b is well known, and detailed description thereof is omitted.
Rotation angle signal switching unit 292 receives an input of the estimated rotation angle theta EM1 from the rotation angle estimation calculation section 291b during co-rotation, a dead zone upper limit torque steering torque T is input from the base signal computing part 220 | ± T NR2 After confirming that the value is equal to or greater than the value of |, a command for canceling the calculation stop command Sc is output to the subtracters 252, 253 and the rotation angular velocity calculation unit 293, and input from the rotation rotation angle estimation calculation unit 291b. The estimated rotation angle θ eM1 is input as an estimated rotation angle θ eM to the rotation angular velocity calculation unit 293, the biaxial three-phase conversion unit 262, and the PWM conversion unit 263.

この後、q軸PI制御部240及びd軸PI制御部245には、それぞれ偏差値ΔIq*、偏差値ΔId*が入力され、q軸目標電圧値Vq*、d軸目標電圧値Vd*を演算し、それが拡張誘起電圧オブザーバ291aへ再びCPUにおける一定周期で入力開始される。
拡張誘起電圧オブザーバ291aには、CPUにおける一定周期での繰り返し演算における1ステップ前のd軸目標電圧値Vd*及びq軸目標電圧値Vq*が2軸3相変換部262から入力され、また、CPUにおける一定周期での繰り返し演算における1ステップ前の回転角速度演算部293で演算された推定回転角速度ωeMが入力される。更に、拡張誘起電圧オブザーバ291aには、d軸実電流値Id及びq軸実電流値Iqが3相2軸変換部265から入力される。
Thereafter, the q-axis PI control unit 240 and the d-axis PI control unit 245 are input with the deviation value ΔIq * and the deviation value ΔId * , respectively, and calculate the q-axis target voltage value Vq * and the d-axis target voltage value Vd * . Then, it starts to be input to the extended induced voltage observer 291a again at a constant period in the CPU.
The extended induced voltage observer 291a receives the d-axis target voltage value Vd * and the q-axis target voltage value Vq * one step before in the repetitive calculation at a constant period in the CPU from the two-axis three-phase conversion unit 262, and The estimated rotation angular velocity ω eM calculated by the rotation angular velocity calculation unit 293 one step before in the repetitive calculation at a constant period in the CPU is input. Further, the d-axis actual current value Id and the q-axis actual current value Iq are input from the three-phase two-axis converter 265 to the extended induced voltage observer 291a.

そして、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、次式(1)により、d軸の誘起電圧eedと、q軸の誘起電圧eeqを算出し、回転角推定演算部291cに入力する。

Figure 2012116372
そして、ここで、
Vd :d軸電圧値
Vq :q軸電圧値
Ra :固定子の巻線抵抗
P :微分演算子
Ld :d軸インダクタンス
Lq :q軸インダクタンス
Ke :速度起電力係数
ωM :回転角速度
ed :d軸の誘起電圧
eq :q軸の誘起電圧
である。 The extended induced voltage observer 291a calculates the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq by the following equation (1), and inputs them to the rotation angle estimation calculation unit 291c.
Figure 2012116372
And where
Vd: d-axis voltage value Vq: q-axis voltage value Ra: stator winding resistance P: differential operator Ld: d-axis inductance Lq: q-axis inductance Ke: speed electromotive force coefficient ω M : rotational angular velocity e ed : d Axis induced voltage e eq : q axis induced voltage.

減算器252,253及び回転角速度演算部293が演算を再開すると、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、繰り返し計算により、次のようにd軸の誘起電圧eed、q軸の誘起電圧eeqを演算して、回転角推定演算部291cに出力する。回転角推定演算部291cは、d軸の誘起電圧eed、q軸の誘起電圧eeqに基づいて、電動機11のモータ回転角を推定演算して(以下、この推定演算されたモータ回転角を推定回転角θeM2と称する)回転角信号切替部292に入力する。
式(1)において、d軸電圧値Vd及びq軸電圧値Vqを、CPUにおける一定周期での繰り返し演算において2軸3相変換部262が出力する1ステップ前のd軸目標電圧値Vd*及びq軸目標電圧値Vq*と読み替え、ωMを回転角速度演算部293から入力される1ステップ前の角速度ωMに読み替えることにより、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとが容易に拡張誘起電圧オブザーバ291aで算出でき、回転角推定演算部291cに入力できる。
そして、第2段階として、回転角推定演算部291cにおいて、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとに基づいてarctan(逆正接関数)演算をして推定回転角θeM2を算出し、回転角信号切替部292に入力する。ちなみに、式(1)の右辺第2を一般に「拡張誘起電圧」と称する。
但し、式(1)は、推定誤差が存在している前提の例であるが、推定誤差が存在しない場合は、式(1)の第2項が式(2)のようにq軸成分にのみ誘起電圧が発生する。但し、Eexは式(3)に記載のものである。
When the subtractors 252 and 253 and the rotation angular velocity calculation unit 293 resume the calculation, the extended induced voltage observer 291a calculates the induced voltage e ed of the d axis and the induced voltage e eq of the q axis as follows by repeated calculation. Output to the rotation angle estimation calculation unit 291c. The rotation angle estimation calculation unit 291c estimates and calculates the motor rotation angle of the electric motor 11 based on the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq (hereinafter, the estimated motor rotation angle is calculated). This is input to the rotation angle signal switching unit 292 (referred to as an estimated rotation angle θ eM2 ).
In equation (1), the d-axis voltage value Vd and the q-axis voltage value Vq are output by the biaxial three-phase conversion unit 262 one step before the d-axis target voltage value Vd * and By replacing the q-axis target voltage value Vq * with ω M as the angular velocity ω M one step before input from the rotational angular velocity calculation unit 293, the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq Can be easily calculated by the extended induced voltage observer 291a, and can be input to the rotation angle estimation calculation unit 291c.
Then, as a second stage, the rotation angle estimation calculation unit 291c performs an arctan (inverse tangent function) calculation based on the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq to obtain the estimated rotation angle θ eM2 . Calculate and input to the rotation angle signal switching unit 292. Incidentally, the second right side of the formula (1) is generally referred to as “extended induced voltage”.
However, Equation (1) is an example of a premise that there is an estimation error. However, if there is no estimation error, the second term of Equation (1) is changed to the q-axis component as shown in Equation (2). Only an induced voltage is generated. However, Eex is a thing as described in Formula (3).

回転角推定演算部291cは、拡張誘起電圧オブザーバ291aからのd軸の誘起電圧eed及びq軸の誘起電圧eeqに基づいて、推定回転角θeM2を算出して回転角信号切替部292に出力開始したことを示す信号を連れ回し時回転角推定演算部291bに入力し、連れ回し時回転角推定演算部291bにおける推定回転角θeM1の推定演算を停止させる。 The rotation angle estimation calculation unit 291c calculates the estimated rotation angle θ eM2 based on the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq from the extended induced voltage observer 291a, and sends it to the rotation angle signal switching unit 292. A signal indicating that the output has started is input to the turning rotation angle estimation calculation unit 291b, and the estimation calculation of the estimated rotation angle θ eM1 in the turning rotation angle estimation calculation unit 291b is stopped.

(回転角信号切替部292、回転角速度演算部293)
回転角信号切替部292は、レゾルバ50からの回転角θMを示す信号と、連れ回し時回転角推定演算部291bからの推定回転角θeM1を示す信号と、回転角推定演算部291cからの推定回転角θeM2を示す信号と、故障検出部290からのレゾルバ50の故障検出をした場合の故障検出信号と、操舵トルクセンサ30(図1参照)からの操舵トルクTを示す信号が入力される。
そして、レゾルバ50の故障を検出した信号が故障検出部290から入力されない場合は、回転角推定部291に対して演算停止の待機状態にするように指令するとともに、レゾルバ50から入力された回転角θMを回転角速度演算部293、2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265及びに入力する。
回転角速度演算部293は、入力された回転角θMを時間微分して回転角速度ωMを算出し、ダンパ補正信号演算部225に入力するとともに、回転角推定部291にも入力する。ちなみに、回転角推定部291は、待機状態なので、回転角速度ωMを入力されるだけで何等演算しない。
(Rotation angle signal switching unit 292, rotation angular velocity calculation unit 293)
The rotation angle signal switching unit 292 includes a signal indicating the rotation angle θ M from the resolver 50, a signal indicating the estimated rotation angle θ eM1 from the rotating rotation angle estimation calculation unit 291b, and a rotation angle estimation calculation unit 291c. A signal indicating the estimated rotation angle θ eM2 , a failure detection signal when the failure detection unit 290 detects a failure of the resolver 50, and a signal indicating the steering torque T from the steering torque sensor 30 (see FIG. 1) are input. The
When the signal that detects the failure of the resolver 50 is not input from the failure detection unit 290, the rotation angle estimation unit 291 is instructed to enter a stand-by state to stop computation, and the rotation angle input from the resolver 50 θ M is input to the rotation angular velocity calculation unit 293, the 2-axis 3-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, and the 3-phase 2-axis conversion unit 265.
The rotational angular velocity calculation unit 293 calculates the rotational angular velocity ω M by time differentiation of the input rotational angle θ M and inputs the rotational angular velocity ω M to the damper correction signal calculation unit 225 and also to the rotation angle estimation unit 291. Incidentally, since the rotation angle estimation unit 291 is in a standby state, the rotation angle velocity ω M is only inputted and no calculation is performed.

回転角信号切替部292は、レゾルバ50の故障を検出した信号が入力されると、減算器252,253及び回転角速度演算部293に演算停止の指令Scを出力し、電動機11の駆動制御を一旦停止させるとともに、回転角推定部291に対して演算開始の指令Sdを出力する。その後、第1段階として回転角信号切替部292は、操舵トルクTの絶対値が、前記した第2ベーステーブル220bに基づいて、そのときの車速VSに応じて決まる不感帯上限トルク|±TNR2|を下回った状態から不感帯上限トルク|±TNR2|以上になったとき、連れ回し時回転角推定演算部291bから入力された推定演算された推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265及び回転角速度演算部293出力開始する。同時に、減算器252,253及び回転角速度演算部293へ出力していた演算停止の指令Scを解除し、演算を再開させ、駆動制御の状態に戻す。つまり、推定回転角θeM及び推定回転角速度ωeMに基づいて、電動機11の駆動制御を再開させる。 The rotation angle signal switching unit 292 outputs a calculation stop command Sc to the subtracters 252 and 253 and the rotation angular velocity calculation unit 293 when a signal that detects the failure of the resolver 50 is input, and temporarily controls the drive of the motor 11. While stopping, a calculation start command Sd is output to the rotation angle estimation unit 291. Thereafter, as a first step, the rotation angle signal switching unit 292 determines that the absolute value of the steering torque T is determined according to the vehicle speed VS at that time based on the second base table 220b described above. | TNR2 | When the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | is greater than or equal to the value below the upper limit, the estimated rotation angle θ eM1 estimated from the rotation angle estimation calculation unit 291b at the time of rotation is set as the estimated rotation angle θ eM in two axes. The three-phase converter 262, the PWM converter 263, the three-phase two-axis converter 265, and the rotation angular velocity calculator 293 start outputting. At the same time, the calculation stop command Sc output to the subtracters 252 and 253 and the rotation angular velocity calculation unit 293 is canceled, the calculation is restarted, and the state is returned to the drive control state. That is, the drive control of the electric motor 11 is resumed based on the estimated rotation angle θ eM and the estimated rotation angular velocity ω eM .

その後、第2段階として回転角推定演算部291cからの推定回転角θeM2が入力された時点から、回転角推定演算部291cからの推定演算された推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして、2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265及び回転角速度演算部293出力切り替えし、推定回転角θeM及び推定回転角速度ωeMに基づいた電動機11の駆動制御を継続させる。
以後、回転角推定部291による電動機11のセンサレス駆動制御がなされるが、回転角信号切替部292は、電動機11の回転が停止したとき、つまり、推定回転角速度ωeMがゼロを示したときは、再び、前記したレゾルバ50の故障を検出した信号が入力された状態に戻る。
After that, when the estimated rotation angle θ eM2 from the rotation angle estimation calculation unit 291c is input as the second stage, the estimated rotation angle θ eM2 estimated from the rotation angle estimation calculation unit 291c is set as the estimated rotation angle θ eM. The two-axis three-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, the three-phase two-axis conversion unit 265, and the rotation angular velocity calculation unit 293 are switched, and the drive control of the electric motor 11 is performed based on the estimated rotation angle θ eM and the estimated rotation angular velocity ω eM. To continue.
Thereafter, sensorless drive control of the electric motor 11 by the rotation angle estimation unit 291 is performed, but the rotation angle signal switching unit 292 indicates that when the rotation of the motor 11 is stopped, that is, when the estimated rotation angular velocity ω eM indicates zero. Again, the state returns to the state where the signal for detecting the failure of the resolver 50 is inputted.

次に、図6から図9を参照しながら、適宜、図2を参照して、レゾルバ50が故障した場合の電動機11の駆動制御の方法について説明する。図6から図8は、レゾルバが故障したことを検出した場合の電動パワーステアリング装置の制御の流れを示すフローチャートである。図9は、車両の停止状態における回転角センサが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵操に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、(a)は、操舵トルクの時間推移の説明図、(b)は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。   Next, with reference to FIGS. 6 to 9 as appropriate and with reference to FIG. 2 as appropriate, a method of driving control of the electric motor 11 when the resolver 50 fails will be described. FIGS. 6 to 8 are flowcharts showing a control flow of the electric power steering apparatus when it is detected that the resolver has failed. FIG. 9 is an explanatory diagram of the drive control of the electric motor of the electric power steering device in accordance with the steering operation when the rotation angle sensor in the stop state of the vehicle is normal and at the time of failure, and (a) is the steering torque. (B) is an explanatory view of the time transition of the rotational angular velocity of the motor and the motor drive current.

ステップS01では、回転角信号切替部292は、故障検出部290からレゾルバ故障の信号を受信したか否かをチェックする。レゾルバ故障の信号を受信した場合(Yes)は、ステップS04へ進み、レゾルバ故障の信号を受信しない場合(No)は、ステップS02へ進む。
ステップS02では、制御装置200は、通常の電動パワーステアリング制御を実行する(「EPS制御を実行する」)。
In step S01, the rotation angle signal switching unit 292 checks whether or not a resolver failure signal is received from the failure detection unit 290. If a resolver failure signal is received (Yes), the process proceeds to step S04. If a resolver failure signal is not received (No), the process proceeds to step S02.
In step S02, control device 200 executes normal electric power steering control (“executes EPS control”).

つまり、回転角信号切替部292は、レゾルバ50から入力される回転角θMを回転角速度演算部293に出力して回転角速度ωMを算出させる。イナーシャ補償信号演算部210は、電動機11の回転角速度ωM及び操舵トルクTを用いてイナーシャテーブル210aを参照し、イナーシャ補償電流値IIを演算して、加算器250に入力する。
ベース信号演算部220は、故障検出部290からレゾルバ故障の信号を受信していないので、操舵トルクT及び車速VSを用いて、第1ベーステーブル220aを参照してベース目標電流値IBを演算して減算器251に出力する。ダンパ補正信号演算部225は、回転角速度ωMを用いてダンパテーブル225aを参照し、ダンパ補正電流値IDを演算し、減算器251に入力する。
That is, the rotation angle signal switching unit 292 outputs the rotation angle θ M input from the resolver 50 to the rotation angular velocity calculation unit 293 to calculate the rotation angular velocity ω M. The inertia compensation signal calculation unit 210 calculates the inertia compensation current value I I by referring to the inertia table 210 a using the rotational angular velocity ω M and the steering torque T of the electric motor 11 and inputs the calculated value to the adder 250.
Base signal computing part 220, since the failure detection unit 290 does not receive the signal of the resolver fault, using the steering torque T and the vehicle speed VS, calculating a base target current value I B with reference to the first base table 220a And output to the subtracter 251. The damper correction signal calculation unit 225 refers to the damper table 225 a using the rotation angular velocity ω M , calculates a damper correction current value ID , and inputs the calculated value to the subtracter 251.

減算器251は、ベース目標電流値IBからダンパ補正電流値IDを減算して、加算器250に入力する。加算器250では、イナーシャ補償電流値IIとダンパ補正電流値IDで補正されたベース目標電流値IBを加算して、q軸目標電流値Iq*として減算器252に入力する。
減算器252では、q軸目標電流値Iq*からq軸実電流値を減算して偏差値ΔIq*を算出して、q軸PI制御部240に入力する。q軸PI制御部240は、q軸目標電圧値Vq*を演算して2軸3相変換部262に入力する。
また、d軸電流生成部285は、弱め界磁制御でない場合は、d軸目標電流値Id*として「ゼロ」を減算器253に入力し、減算器253は、d軸目標電流値Id*からd軸実電流値Idを減算して偏差値ΔId*を算出して、d軸PI制御部245に入力する。d軸PI制御部245は、d軸目標電圧値Vd*を演算して2軸3相変換部262に入力する。
The subtractor 251 subtracts the damper correction current value I D from the base target current value I B and inputs it to the adder 250. The adder 250 adds the inertia compensation current value I I and the base target current value I B corrected with the damper correction current value ID , and inputs the result to the subtractor 252 as the q-axis target current value Iq * .
The subtractor 252 calculates a deviation value ΔIq * by subtracting the q-axis actual current value from the q-axis target current value Iq * , and inputs the deviation value ΔIq * to the q-axis PI control unit 240. The q-axis PI control unit 240 calculates the q-axis target voltage value Vq * and inputs it to the two-axis three-phase conversion unit 262.
Further, when the field weakening control is not performed, the d-axis current generation unit 285 inputs “zero” as the d-axis target current value Id * to the subtractor 253, and the subtractor 253 generates the d-axis target current value Id * from the d-axis target current value Id *. The deviation value ΔId * is calculated by subtracting the actual current value Id and input to the d-axis PI control unit 245. The d-axis PI control unit 245 calculates the d-axis target voltage value Vd * and inputs it to the two-axis three-phase conversion unit 262.

2軸3相変換部262は、回転角θMを用いて3相信号Uu*,Uv*,Uw*に変換し、PWM変換部263に入力する。ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、待機状態であり、d軸目標電圧値Vd*とq軸目標電圧値Vq*を入力されるだけで何等演算はしない。
PWM変換部263は、回転角θMを用いて3相信号Uu*,Uv*,Uw*の大きさに応じたDUTY信号(図2中では「DUTYu」,「DUTYv」,「DUTYw」と表示)を生成し、インバータ60に入力する。インバータ60は、DUTY信号に応じた3相の実電流値Iu,Iv,Iwの各相電流を電動機11に供給し、駆動する。
The biaxial three-phase converter 262 converts the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * using the rotation angle θ M and inputs the signals to the PWM converter 263. Incidentally, the expansion induced voltage observer 291a is in a standby state, and does not perform any calculation just by inputting the d-axis target voltage value Vd * and the q-axis target voltage value Vq * .
The PWM converter 263 uses the rotation angle θ M to display a DUTY signal corresponding to the magnitude of the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * (“DUTYu”, “DUTYv”, “DUTYw” in FIG. 2). ) And input to the inverter 60. The inverter 60 supplies each phase current of the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw corresponding to the DUTY signal to the motor 11 and drives it.

3相2軸変換部265は、回転角θMを用いて電流センサSIu,SIv,SIwで検出された3相の実電流値Iu,Iv,Iwに基づいてd軸実電流値Id、q軸実電流値Iqを算出し、d軸実電流値Idを減算器253及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力するとともに、q軸実電流値Iqを減算器252及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。 The three-phase two-axis converter 265 uses the rotation angle θ M to determine the d-axis actual current value Id based on the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw detected by the current sensors S Iu , S Iv , and S Iw. The q-axis actual current value Iq is calculated, the d-axis actual current value Id is input to the subtractor 253 and the extended induced voltage observer 291a, and the q-axis actual current value Iq is input to the subtractor 252 and the expanded induced voltage observer 291a. To do.

ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、待機状態であり、d軸実電流値Id、及びq軸実電流値Iqが入力されるだけで何等演算はしない。   Incidentally, the extended induced voltage observer 291a is in a standby state, and does not perform any calculation just by receiving the d-axis actual current value Id and the q-axis actual current value Iq.

レゾルバ50は回転角θMを検出して、回転角信号切替部292に入力し、回転角信号切替部292は、その入力された回転角θMを2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265、及び回転角速度演算部293に入力する。回転角速度演算部293は、回転角θMを時間微分して回転角速度ωMを算出し、ダンパ補正信号演算部225及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。
ちなみに、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、待機状態であり、回転角速度ωMを入力されるだけで何等演算はしない。
The resolver 50 detects the rotation angle θ M and inputs the rotation angle θ M to the rotation angle signal switching unit 292. The rotation angle signal switching unit 292 converts the input rotation angle θ M into a biaxial three-phase conversion unit 262 and a PWM conversion unit. 263, a three-phase biaxial converter 265, and a rotational angular velocity calculator 293. The rotational angular velocity calculation unit 293 calculates the rotational angular velocity ω M by differentiating the rotational angle θ M with respect to time, and inputs the rotational angular velocity ω M to the damper correction signal calculation unit 225 and the expansion induced voltage observer 291a.
Incidentally, the expansion induced voltage observer 291a is in a standby state, and does not perform any calculation just by inputting the rotational angular velocity ω M.

そして、ステップS03では、制御装置200は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。このイグニッション・オフ信号は、図2において図示しないエンジンECUからのCAN(Controller Area Network)通信で取得される。イグニッション・オフを検出した場合(Yes)は、制御を終了し、検出しなかった場合(No)はステップS01に戻る。   In step S03, the control device 200 checks whether or not ignition-off is detected. This ignition-off signal is acquired by CAN (Controller Area Network) communication from an engine ECU (not shown in FIG. 2). When the ignition-off is detected (Yes), the control is terminated, and when it is not detected (No), the process returns to Step S01.

ステップS01からステップS04に進むと、回転角信号切替部292は、電動アシストを停止させ、回転角推定部291の機能を起動させる。具体的には、回転角信号切替部292は、減算器252,253及び回転角速度演算部293に演算停止の指令Scを入力し、演算を停止させる。更に、回転角信号切替部292は、回転角θMの2軸3相変換部262、PWM変換部263への出力も停止する。これにより、PWM変換部263に入力される信号の元となる偏差値ΔIq*,ΔId*が生成されず、2軸3相変換部262、及びPWM変換部263に回転角θM又は推定回転角θeMも入力されないので、それらも演算を停止、インバータ60から電動機11への3相の駆動電流は供給されない。つまり、電動アシストが停止される。 When the process proceeds from step S01 to step S04, the rotation angle signal switching unit 292 stops the electric assist and activates the function of the rotation angle estimation unit 291. Specifically, the rotation angle signal switching unit 292 inputs a calculation stop command Sc to the subtractors 252, 253 and the rotation angular velocity calculation unit 293, and stops the calculation. Further, the rotation angle signal switching unit 292 also stops outputting the rotation angle θ M to the biaxial three-phase conversion unit 262 and the PWM conversion unit 263. As a result, deviation values ΔIq * and ΔId * that are signals of the signals input to the PWM conversion unit 263 are not generated, and the rotation angle θ M or the estimated rotation angle is added to the two-axis three-phase conversion unit 262 and the PWM conversion unit 263. Since θ eM is not input either, the calculation is also stopped, and the three-phase drive current from the inverter 60 to the electric motor 11 is not supplied. That is, the electric assist is stopped.

また、回転角信号切替部292は、回転角推定部291に演算開始の指令Sdを入力しその機能をそれまでの待機状態から演算実行状態に移行させる。
電動パワーステアリング装置100(図1参照)の電動アシストがステップS04において停止されても、運転者が操向ハンドル2(図1参照)を操作して、電動機11を連れ回し回転させることにより、電動機11の3相巻き線には、誘起電圧が発生し、それが回転角推定部291に入力されることにより、ステップS05では、連れ回し時回転角推定演算部291bは、電圧センサSVuvwが検出した3相の誘起電圧に基づき、推定回転角θeM1の推定演算を開始する。推定演算された推定回転角θeM1は、回転角信号切替部292入力される。
Further, the rotation angle signal switching unit 292 inputs a calculation start command Sd to the rotation angle estimation unit 291 and shifts its function from the standby state up to that point to the calculation execution state.
Even when the electric assist of the electric power steering apparatus 100 (see FIG. 1) is stopped in step S04, the driver operates the steering handle 2 (see FIG. 1) to rotate the electric motor 11 and rotate it. When an induced voltage is generated in the three-phase winding 11 and is input to the rotation angle estimation unit 291, the rotation angle estimation calculation unit 291 b at the time of rotation is detected by the voltage sensor S Vuvw in step S 05. Based on the three-phase induced voltage, the estimation calculation of the estimated rotation angle θ eM1 is started. The estimated rotation angle θ eM1 that has been estimated is input to the rotation angle signal switching unit 292.

この段階では、まだ電動機11の回転角速度が小さいため、連れ回し時回転角推定部291bにおいては、精度の良い推定回転角θeM1の値が得られておらず、回転角信号切替部292は、推定回転角θeMとして2軸3相変換部262、PWM変換部263、回転角速度演算部293に出力しない。 At this stage, since the rotation angular velocity of the electric motor 11 is still small, the rotation angle estimation unit 291b at the time of rotation does not obtain a precise value of the estimated rotation angle θ eM1 , and the rotation angle signal switching unit 292 The estimated rotation angle θ eM is not output to the biaxial three-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, and the rotation angular velocity calculation unit 293.

ステップS06では、ベース信号演算部220は、故障検出部290からのレゾルバ故障の信号を受信して、ベーステーブルを第1ベーステーブル220aから第2ベーステーブル220bに持ち替える。そして、操舵トルクTを用いて第2ベーステーブル220bを参照してベース目標電流値IBを演算する。その演算された結果のベース目標電流値IBを減算器251に出力する。また、そのときの車速VSに応じた第2ベーステーブル220bの不感帯上限トルク|±TNR2|の値を回転角信号切替部292に入力する。
ステップS07では、回転角信号切替部292は、操舵トルクTの絶対値が第2ベーステーブル220bの不感帯上限トルク|±TNR2|未満に下回った状態から不感帯上限トルク|±TNR2|以上を示したか(|T|≧|±TNR2|?)をチェックする。操舵トルクTの絶対値が第2ベーステーブル220bの不感帯上限トルク|±TNR2|未満に下回った状態から不感帯上限トルク|±TNR2|以上を示した場合(Yes)は、ステップS08へ進み、そうでない場合(No)は、ステップS07を繰り返す。
In step S06, the base signal calculation unit 220 receives the resolver failure signal from the failure detection unit 290, and changes the base table from the first base table 220a to the second base table 220b. Then, it calculates a base target current value I B with reference to the second base table 220b using the steering torque T. The calculated base target current value I B is output to the subtractor 251. Further, the value of the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | of the second base table 220b corresponding to the vehicle speed VS at that time is input to the rotation angle signal switching unit 292.
In step S07, the rotation angle signal switching unit 292 indicates that the absolute value of the steering torque T is less than the dead band upper limit torque | ± T NR2 | of the second base table 220b from the dead band upper limit torque | ± T NR2 | Check (| T | ≧ | ± T NR2 |?). If the absolute value of the steering torque T is less than the dead band upper limit torque | ± T NR2 | of the second base table 220b and indicates the dead band upper limit torque | ± T NR2 | or more (Yes), the process proceeds to step S08. Otherwise (No), step S07 is repeated.

ステップS08では、回転角信号切替部292は、連れ回し時回転角推定部291bからの推定回転角θeM1を推定回転角θeMとして、2軸3相変換部262、PWM変換部263、回転角速度演算部293に出力開始するとともに、回転角速度演算部293、減算器252,253に出力していた演算停止の指令Scを解除する。 In step S08, the rotation angle signal switching unit 292 sets the estimated rotation angle θ eM1 from the rotation-time rotation angle estimation unit 291b as the estimated rotation angle θ eM , the biaxial three-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, and the rotation angular velocity. While starting to output to the calculation unit 293, the calculation stop command Sc output to the rotation angular velocity calculation unit 293 and the subtracters 252, 253 is cancelled.

ステップS09では、回転角速度演算部293は、ステップS08で入力された推定回転角θeMを時間微分して推定回転角速度ωeMを演算する。演算された推定回転角速度ωeMは、回転角速度ωMの代替値としてイナーシャ補償信号演算部210及びダンパ補正信号演算部225に入力される。
ステップS10では、ベース信号演算部220が、第2ベーステーブル220bを用いて、操舵トルクTと車速VSに基づいてベース目標電流値IBを演算して、減算器251に入力する。
ステップS11では、ダンパ補正信号演算部225が、ダンパテーブル225aを用いて、推定回転角速度ωeM、車速VSに基づいてダンパ補正電流値IDを演算し、減算器251に出力し、減算器251においてベース目標電流値IBからダンパ補正電流値IDを減算し、その結果を加算器250に出力する。
In step S09, the rotation angular velocity calculation unit 293 calculates the estimated rotation angular velocity ω eM by performing time differentiation on the estimated rotation angle θ eM input in step S08. The calculated estimated rotation angular velocity ω eM is input to the inertia compensation signal calculation unit 210 and the damper correction signal calculation unit 225 as a substitute value for the rotation angular velocity ω M.
In step S10, the base signal computing part 220, using the second base table 220b, and calculates the base target current value I B on the basis of the steering torque T and the vehicle speed VS, input to the subtractor 251.
In step S11, the damper correction signal calculation unit 225 uses the damper table 225a to calculate the damper correction current value ID based on the estimated rotational angular velocity ω eM and the vehicle speed VS, and outputs the calculated value to the subtracter 251. 1 subtracts the damper correction current value I D from the base target current value I B and outputs the result to the adder 250.

ステップS12では、イナーシャ補償信号演算部210が、イナーシャテーブル210aを用いて、推定回転角速度ωeM、操舵トルクTに基づいてイナーシャ補償電流値IIを演算し、加算器250に入力する。その後、結合子(A)に従って、図7のステップS13へ進む。
ステップS13では、加算器250は、ステップS11における減算器251の結果と、ステップS12におけるナーシャ補償電流値IIとを加算し、q軸目標電流値Iq*を得る。ステップS14では、減算器252が、q軸目標電流値Iq*から3相2軸変換部265より入力されたq軸実電流値Iq(この繰り返しの最初の段階では、まだq軸実電流値Iq=0)を減算して、偏差値ΔIq*を得て、q軸PI制御部240に入力する。そして、ステップS15では、q軸PI制御部240がq軸目標電圧値Vq*を演算し、2軸3相変換部262、拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する(「q軸目標電圧値Vq*を演算」)。
In step S 12, the inertia compensation signal calculation unit 210 calculates an inertia compensation current value I I based on the estimated rotational angular velocity ω eM and the steering torque T using the inertia table 210 a and inputs the calculated value to the adder 250. Thereafter, the process proceeds to step S13 in FIG. 7 according to the connector (A).
In step S13, the adder 250 adds the result of the subtractor 251 in step S11 and the inertia compensation current value I I in step S12 to obtain a q-axis target current value Iq * . In step S14, the subtractor 252 receives the q-axis actual current value Iq input from the q-axis target current value Iq * from the three-phase biaxial conversion unit 265 (the q-axis actual current value Iq is still in the first stage of this repetition). = 0) is subtracted to obtain a deviation value ΔIq *, which is input to the q-axis PI control unit 240. In step S15, the q-axis PI control unit 240 calculates the q-axis target voltage value Vq * and inputs the q-axis target voltage value Vq * to the two-axis three-phase conversion unit 262 and the expansion induced voltage observer 291a (“q-axis target voltage value Vq * is Calculation").

d軸電流生成部285は、弱め界磁制御でない場合は、d軸目標電流値Id*として「ゼロ」を減算器253に入力し、ステップS16では、減算器253が、d軸目標電流値Id*から3相2軸変換部265から入力されたd軸実電流値Id(この繰り返しの最初の段階では、まだd軸実電流値Id=0)を減算して、偏差値ΔId*を得て、d軸PI制御部245に入力する。そして、ステップS17では、d軸PI制御部245がd軸目標電圧値Vd*を演算し、2軸3相変換部262、拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する(「d軸目標電圧値Vd*を演算」)。 When the field weakening control is not performed, the d-axis current generation unit 285 inputs “zero” as the d-axis target current value Id * to the subtractor 253, and in step S16, the subtractor 253 determines from the d-axis target current value Id *. By subtracting the d-axis actual current value Id (d-axis actual current value Id = 0 at the first stage of this repetition) input from the three-phase two-axis conversion unit 265, a deviation value ΔId * is obtained, and d Input to the axis PI control unit 245. In step S17, the d-axis PI control unit 245 calculates the d-axis target voltage value Vd * and inputs the d-axis target voltage value Vd * to the two-axis three-phase conversion unit 262 and the expansion induced voltage observer 291a (“d-axis target voltage value Vd * is Calculation").

その後、ステップS18では、電動機11を駆動開始する。具体的には、3相2軸変換部265は、推定回転角θeMを用いて3相信号Uu*,Uv*,Uw*の大きさに応じたDUTY信号(図2中では「DUTYu」,「DUTYv」,「DUTYw」と表示)を生成し、インバータ60に入力する。そして、インバータ60は、DUTY信号に応じた3相の実電流値Iu,Iv,Iwの各相電流を電動機11に供給し、駆動を開始する。3相2軸変換部265は、推定回転角θeMを用いて電流センサSIu,SIv,SIwで検出された3相の実電流値Iu,Iv,Iwに基づいてd軸実電流値Id、q軸実電流値Iqを算出し、d軸実電流値Idを減算器253及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力するとともに、q軸実電流値Iqを減算器252及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。 Thereafter, in step S18, driving of the electric motor 11 is started. Specifically, the three-phase biaxial conversion unit 265 uses the estimated rotation angle θ eM to determine the DUTY signal (“DUTYu” in FIG. 2) corresponding to the magnitude of the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * . “DUTYv” and “DUTYw” are generated and input to the inverter 60. Then, the inverter 60 supplies each phase current of the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw corresponding to the DUTY signal to the electric motor 11 and starts driving. The three-phase two-axis converter 265 uses the estimated rotation angle θ eM to determine the d-axis actual current value based on the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw detected by the current sensors S Iu , S Iv , and S Iw. Id, q-axis actual current value Iq is calculated, d-axis actual current value Id is input to subtractor 253 and extended induced voltage observer 291a, and q-axis actual current value Iq is input to subtractor 252 and expanded induced voltage observer 291a. input.

ステップS19では、拡張誘起電圧オブザーバ291aと回転角推定演算部291cにおいて、推定回転角θeM2の演算を開始し、回転角信号切替部292に入力する。そして、回転角信号切替部292は推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして出力を開始する(「推定回転角θeM2の演算開始」)。具体的には、拡張誘起電圧オブザーバ291aが、q軸PI制御部240及びd軸PI制御部245からそれぞれ入力されたq軸目標電圧値Vq*、d軸目標電圧値Vd*並びに3相2軸変換部265から入力されたd軸実電流値Id、q軸実電流値Iqに基づいて、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとを演算し、回転角推定演算部291cに入力する。そして、回転角推定演算部291cは、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとに基づいて推定回転角θeM2を演算開始する。このとき、回転角推定演算部291cからの推定回転角θeM2を演算開始の信号を受け連れ回し時回転角推定演算部291bは、推定回転角θeM1の演算を停止する。
その後、ステップS20では、推定回転角θeM、推定回転角速度ωeMに基づいて電動機11のセンサレス制御を実行する。
具体的には、ベース信号演算部220においてベーステーブルとして第2ベーステーブル220bが用いられ、q軸PI制御部240は、q軸目標電圧値Vq*を演算し、2軸3相変換部262及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。d軸PI制御部245は、d軸目標電圧値Vd*を演算して3相2軸変換部262及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。
In step S19, the expansion induced voltage observer 291a and the rotation angle estimation calculation unit 291c start calculation of the estimated rotation angle θ eM2 and input to the rotation angle signal switching unit 292. Then, the rotation angle signal switching unit 292 starts outputting the estimated rotation angle θ eM2 as the estimated rotation angle θ eM (“calculation start of the estimated rotation angle θ eM2 ”). Specifically, the expansion induced voltage observer 291a receives the q-axis target voltage value Vq * , the d-axis target voltage value Vd * , and the three-phase two-axis input from the q-axis PI control unit 240 and the d-axis PI control unit 245, respectively. Based on the d-axis actual current value Id and the q-axis actual current value Iq input from the conversion unit 265, the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq are calculated, and the rotation angle estimation calculating unit 291c. To enter. Then, the rotation angle estimation calculation unit 291c starts calculating the estimated rotation angle θ eM2 based on the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq . At this time, the rotational angle estimation calculation section 291b when the estimated rotation angle theta eM2 from the rotation angle estimation calculation section 291c drag rotation receives an operation start signal stops the operation of the estimated rotation angle theta EM1.
Thereafter, in step S20, sensorless control of the electric motor 11 is executed based on the estimated rotation angle θ eM and the estimated rotation angular velocity ω eM .
Specifically, the second base table 220b is used as a base table in the base signal calculation unit 220, and the q-axis PI control unit 240 calculates the q-axis target voltage value Vq * , the two-axis three-phase conversion unit 262, and It inputs into the expansion induced voltage observer 291a. The d-axis PI control unit 245 calculates the d-axis target voltage value Vd * and inputs the calculated d-axis target voltage value Vd * to the three-phase two-axis conversion unit 262 and the extended induced voltage observer 291a.

2軸3相変換部262は、推定回転角θeMを用いてd軸目標電圧値Vd*とq軸目標電圧値Vq*に基づいて3相信号Uu*,Uv*,Uw*に変換し、PWM変換部263及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに出力する。PWM変換部263は、推定回転角θeMを用いて3相信号Uu*,Uv*,Uw*の大きさに応じたDUTY信号(図2中では「DUTYu」,「DUTYv」,「DUTYw」と表示)を生成し、インバータ60に入力する。インバータ60は、DUTY信号に応じた3相の実電流値Iu,Iv,Iwの各相電流を電動機11に供給し、駆動する。 The biaxial three-phase converter 262 converts the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * based on the d-axis target voltage value Vd * and the q-axis target voltage value Vq * using the estimated rotation angle θ eM , This is output to the PWM converter 263 and the extended induced voltage observer 291a. The PWM conversion unit 263 uses the estimated rotation angle θ eM to determine the DUTY signal corresponding to the magnitude of the three-phase signals Uu * , Uv * , Uw * (“DUTYu”, “DUTYv”, “DUTYw” in FIG. 2). Display) is generated and input to the inverter 60. The inverter 60 supplies each phase current of the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw corresponding to the DUTY signal to the motor 11 and drives it.

3相2軸変換部265は、推定回転角θeMを用いて電流センサSIu,SIv,SIwで検出された3相の実電流値Iu,Iv,Iwに基づいてd軸実電流値Id及びq軸実電流値Iqに座標変換演算し、d軸実電流値Idを減算器253及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力するとともに、q軸実電流値Iqを減算器252及び拡張誘起電圧オブザーバ291aに入力する。 The three-phase two-axis converter 265 uses the estimated rotation angle θ eM to determine the d-axis actual current value based on the three-phase actual current values Iu, Iv, and Iw detected by the current sensors S Iu , S Iv , and S Iw. Id and q-axis actual current value Iq are coordinate-transformed, d-axis actual current value Id is input to subtractor 253 and extended induced voltage observer 291a, and q-axis actual current value Iq is subtracted by 252 and extended induced voltage observer. Input to 291a.

そして、拡張誘起電圧オブザーバ291aは、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとを演算し回転角推定演算部291cに入力する。回転角推定演算部291cは、d軸の誘起電圧eedとq軸の誘起電圧eeqとに基づいてarctan(逆正接関数)演算をして推定回転角θeMを算出し、回転角信号切替部292に入力する。回転角信号切替部292は、回転角速度演算部293、2軸3相変換部262、PWM変換部263、3相2軸変換部265及びに推定回転角θeMを示す信号を入力する。このように、回転角推定部291による電動機11のセンサレス駆動制御がなされる。 Then, the extended induced voltage observer 291a calculates the d-axis induced voltage e ed and the q-axis induced voltage e eq and inputs them to the rotation angle estimation calculating unit 291c. The rotation angle estimation calculation unit 291c calculates an estimated rotation angle θ eM by performing an arctan (inverse tangent function) calculation based on the induced voltage e ed of the d axis and the induced voltage e eq of the q axis, and switches the rotation angle signal. To the part 292. The rotation angle signal switching unit 292 inputs a signal indicating the estimated rotation angle θ eM to the rotation angular velocity calculation unit 293, the 2-axis 3-phase conversion unit 262, the PWM conversion unit 263, and the 3-phase 2-axis conversion unit 265. Thus, sensorless drive control of the electric motor 11 by the rotation angle estimation unit 291 is performed.

ステップS21では、回転角推定演算部291cから入力される推定回転角速度ωeMがゼロになったか否かをチェックする(「ωeM=0?」)。具体的には、推定回転角速度ωeMの絶対値がゼロに近い所定の閾値よりも小さくなったときにωeM=0と判定する。ωeM=0の場合(Yes)は、結合子(B)に従って、図6のステップS01へ戻り、そうでない場合(No)は、ステップS22へ進む。
ステップS22では、制御装置200は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。イグニッション・オフを検出した場合(Yes)は、制御を終了し、検出しなかった場合(No)は、結合子(C)に従って、図8のステップS23に進む。
In step S21, it is checked whether or not the estimated rotational angular velocity ω eM input from the rotational angle estimation calculation unit 291c has become zero (“ω eM = 0?”). Specifically, it is determined that ω eM = 0 when the absolute value of the estimated rotational angular velocity ω eM is smaller than a predetermined threshold value close to zero. If ω eM = 0 (Yes), the process returns to step S01 of FIG. 6 according to the connector (B). If not (No), the process proceeds to step S22.
In step S22, the control device 200 checks whether or not ignition-off is detected. When the ignition-off is detected (Yes), the control is terminated, and when it is not detected (No), the process proceeds to step S23 of FIG. 8 according to the connector (C).

ステップS23では、ベース信号演算部220は、車速VSが増加して、第1ベーステーブル220aの不感帯上限トルク|±TNR1|が第2ベーステーブル220bの不感帯上限トルク|±TNR2|以上になったか否かをチェックする。第1ベーステーブル220aの不感帯上限トルク|±TNR1|が第2ベーステーブル220bの不感帯上限トルク|±TNR2|以上になった場合(Yes)は、ステップS24へ進み、そうでない場合(No)は、結合子(D)に従って、図7のステップS20へ戻る。 In step S23, the base signal calculation unit 220 increases the vehicle speed VS so that the dead band upper limit torque | ± T NR1 | of the first base table 220a becomes equal to or greater than the dead band upper limit torque | ± T NR2 | of the second base table 220b. Check whether or not. If the dead zone upper limit torque | ± T NR1 | of the first base table 220a is equal to or greater than the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | of the second base table 220b (Yes), the process proceeds to step S24, and otherwise (No). Returns to step S20 of FIG. 7 according to the connector (D).

ステップS24では、ベース信号演算部220は、操舵トルクTの絶対値が第1ベーステーブル220aの不感帯上限トルク|±TNR1|未満か否かをチェックする(|T|<|±TNR1|?)。操舵トルクTの絶対値が第1ベーステーブルの不感帯上限トルク|±TNR1|未満の場合(Yes)は、ステップS25へ進み、そうでない場合(No)は、結合子(D)に従って、図7のステップS20へ戻る。
ステップS25では、ベース信号演算部220は、ベーステーブルを第2ベーステーブル220bから第1ベーステーブル220aに持ち替える。
ステップS26では、推定回転角θeM、推定回転角速度ωeMに基づいて電動機11のセンサレス制御によるEPS制御を実行する。このステップS26の処理は、「ベース信号演算部220においてベーステーブルとして第2ベーステーブル220bが用いられ、q軸PI制御部240は、q軸目標電圧値Vq*を演算し、」を、「ベース信号演算部220においてベーステーブルとして第1ベーステーブル220aが用いられ、q軸PI制御部240は、q軸目標電圧値Vq*を演算し、」に読み替え、前記したステップS20の処理を行うものであるので重複する説明を省略する。
In step S24, the base signal calculation unit 220 checks whether or not the absolute value of the steering torque T is less than the dead band upper limit torque | ± T NR1 | of the first base table 220a (| T | <| ± T NR1 |? ). If the absolute value of the steering torque T is less than the dead zone upper limit torque | ± T NR1 | of the first base table (Yes), the process proceeds to step S25, and if not (No), according to the connector (D), FIG. Return to step S20.
In step S25, the base signal calculation unit 220 changes the base table from the second base table 220b to the first base table 220a.
In step S26, EPS control by sensorless control of the electric motor 11 is executed based on the estimated rotation angle θ eM and the estimated rotation angular velocity ω eM . The processing in step S26 is “the second base table 220b is used as the base table in the base signal calculation unit 220, and the q-axis PI control unit 240 calculates the q-axis target voltage value Vq * ,” and “base The first base table 220a is used as the base table in the signal calculation unit 220, and the q-axis PI control unit 240 calculates the q-axis target voltage value Vq * and reads as "", and performs the process of step S20 described above. Because of this, redundant explanation is omitted.

ステップS27では、回転角推定演算部291cから入力される推定回転角速度ωeMがゼロになったか否かをチェックする(「ωeM=0?」)。このステップS27は前記したステップS21と同じ内容の処理である。ωeM=0の場合(Yes)は、結合子(B)に従って、図6のステップS01へ戻り、そうでない場合(No)は、ステップS28へ進む。 In step S27, it is checked whether or not the estimated rotational angular velocity ω eM input from the rotational angle estimation calculation unit 291c has become zero (“ω eM = 0?”). This step S27 is the same process as step S21 described above. When ω eM = 0 (Yes), the process returns to step S01 of FIG. 6 according to the connector (B). Otherwise (No), the process proceeds to step S28.

ステップS28では、制御装置200は、イグニッション・オフを検出したか否かをチェックする。イグニッション・オフを検出した場合(Yes)は、制御を終了し、検出しなかった場合(No)はステップS26を続ける。   In step S28, the control device 200 checks whether or not ignition-off is detected. If the ignition-off is detected (Yes), the control is terminated, and if it is not detected (No), Step S26 is continued.

次に、図9を参照しながら、適宜、図1、図2、図4を参照してレゾルバ50(図2参照)が正常時と故障時のベース信号演算部220における補助トルクを出力させる(アシストする)制御の説明をする。図9は、車両の停止状態におけるレゾルバが正常時と故障時とのそれぞれの場合における操舵に伴う電動パワーステアリング装置の電動機の駆動制御の説明図であり、(a)は、操舵トルクの時間推移の説明図、(b)は、電動機の回転角速度及び電動機駆動電流の時間推移の説明図である。ここでは、車速VSが0km/hの操向ハンドル2(図1参照)の据え切り操作の場合の例である。   Next, referring to FIG. 9, referring to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 4, the resolver 50 (refer to FIG. 2) outputs the auxiliary torque in the base signal calculation unit 220 when normal and when the failure occurs (see FIG. 2). Explain the control to assist. FIG. 9 is an explanatory diagram of the drive control of the electric motor of the electric power steering apparatus with steering when the resolver is in a normal state and when the vehicle is in a stopped state, and (a) shows the time transition of the steering torque. (B) is explanatory drawing of the time transition of the rotational angular velocity of an electric motor, and an electric motor drive current. Here, it is an example in the case of a stationary operation of the steering handle 2 (see FIG. 1) with a vehicle speed VS of 0 km / h.

レゾルバ50が正常時の場合、図9の(a)に時間t2で運転者が操向ハンドル2の操舵を開始すると、中太実線で示すように操舵トルクTの絶対値が時間t2から増加する。操舵トルクTの絶対値がベース信号演算部220の第1ベーステーブル220a(図2参照)の車速VS=0km/hに対応した不感帯RNR1(図4参照)の不感帯上限トルク|±TNR1|以上になった時間t3から、ベース信号演算部220は、ベース目標電流値IBを出力し始める。つまり、図9の(b)に破線で示すように時間t3から電動機駆動電流が立ち上がる。そして、この電動機駆動電流が立ち上がるときの電動機11(図2参照)の回転角速度ωMは、図9の(b)にωM1で示した値である。 When the resolver 50 is normal, when the driver starts to steer the steering handle 2 at time t2 in FIG. 9A, the absolute value of the steering torque T increases from time t2, as shown by the middle solid line. . Dead band upper limit torque of the dead zone R NR1 (see FIG. 4) corresponding to the vehicle speed VS = 0 km / h of the first base table 220a (see FIG. 2) of the base signal calculation unit 220 of the steering torque T | ± T NR1 | from the time t3 became more base signal computing part 220 starts to output a base target current value I B. That is, as shown by the broken line in FIG. 9B, the motor driving current rises from time t3. The rotational angular velocity ω M of the electric motor 11 (see FIG. 2) when the electric motor driving current rises is a value indicated by ω M1 in FIG. 9B.

そして、レゾルバ50が故障時の場合、図2の(a)において時間t1で故障が発生したとすると、ベース信号演算部220は第2ベーステーブル220b(図2参照)を用いるように切り替わり、時間t2で運転者が操向ハンドル2の操舵を開始すると、中太実線で示すように操舵トルクTが時間t2から増加する。操舵トルクTがベース信号演算部220の第2ベーステーブル220bの車速VS=0km/hに対応した不感帯RNR2(図4参照)の不感帯上限トルク|±TNR2|以上になった時間t4から、ベース信号演算部220は、ベース目標電流値IBを出力し始める。つまり、図9の(b)に中太実線で示すように時間t4から電動機駆動電流が立ち上がる。そして、この電動機駆動電流が立ち上がるときの電動機11(図2参照)の回転角速度ωMは、図9の(b)にωM3で示した値である。 When the resolver 50 is in a failure state and the failure occurs at time t1 in FIG. 2A, the base signal calculation unit 220 switches to use the second base table 220b (see FIG. 2), and the time When the driver starts to steer the steering handle 2 at t2, the steering torque T increases from the time t2, as shown by the solid thick solid line. From the time t4 when the steering torque T becomes equal to or greater than the dead band upper limit torque | ± T NR2 | of the dead band R NR2 (see FIG. 4) corresponding to the vehicle speed VS = 0 km / h of the second base table 220b of the base signal calculation unit 220. base signal computing part 220 starts to output a base target current value I B. In other words, the motor drive current rises from time t4 as shown by the middle thick solid line in FIG. The rotational angular velocity ω M of the electric motor 11 (see FIG. 2) when the electric motor driving current rises is a value indicated by ω M3 in FIG. 9B.

回転角推定部291の連れ回し時推定回転角演算部291b(図2参照)において演算された推定回転角θeM1の値が、実験的に精度良く演算できる回転角速度ωM2(図9の(b)参照)に対して、ωM3が十分上回るように不感帯上限トルク|±TNR2|の値を試験データに基づいて設定する。その結果、回転角速度ωM3は十分大きな値となり、連れ回し時回転角推定部291bは推定回転角θeM1を精度良く演算できる。
ちなみに、車両が走行を開始すると据え切り状態よりも電動機11の補助トルク無しでの操舵トルクTの絶対値は、前記した推定回転角θeM1の値が実験的に精度良く演算できる回転角速度ωM2のときの操舵トルクTの絶対値よりも低減するので、不感帯上限トルク|±TNR2|の値を低く設定できる。従って、前記したように車速VSが増大しても不感帯上限トルク|±TNR2|の値は、不感帯上限トルク|±TNR1|の値のように車速VSに応じて操舵感を重く運転者に感じさせるように車速VSの増大に応じて増加させる必要はなく、そのまま固定値とするか、逆に低下させるように設定可能である。従って、フローチャートのステップS18,S19のように不感帯上限トルク|±TNR1|の値が不感帯上限トルク|±TNR2|の値以上になり、ベーステーブルを第2ベーステーブル220bから第1ベーステーブル220aに持ち替えることができる。
The value of the estimated rotation angle θ eM1 calculated in the rotation-time estimated rotation angle calculation unit 291b (see FIG. 2) of the rotation angle estimation unit 291 can be calculated with a rotational angular velocity ω M2 ((b) in FIG. 9). ))), Set the value of the dead band upper limit torque | ± T NR2 | based on the test data so that ω M3 is sufficiently higher. As a result, the rotational angular velocity ω M3 becomes a sufficiently large value, and the rotational angle estimating unit 291b at the time of rotation can calculate the estimated rotational angle θ eM1 with high accuracy.
Incidentally, when the vehicle starts traveling, the absolute value of the steering torque T without the auxiliary torque of the electric motor 11 than the stationary state is the rotational angular velocity ω M2 at which the value of the estimated rotational angle θ eM1 can be calculated experimentally with high accuracy. Therefore, the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | can be set low. Therefore, even if the vehicle speed VS increases as described above, the value of the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | is greater than the dead zone upper limit torque | ± T NR1 | It does not need to be increased according to the increase in the vehicle speed VS to make it feel, and can be set to a fixed value as it is or to be decreased. Accordingly, the value of the dead band upper limit torque | ± T NR1 | becomes equal to or greater than the value of the dead band upper limit torque | ± T NR2 | as in steps S18 and S19 of the flowchart, and the base table is changed from the second base table 220b to the first base table 220a. You can change it.

本実施形態によれば、制御装置200(図2参照)は、故障検出部290(図2参照)によってレゾルバ50(図2参照)の故障が検出されない場合には、ベース信号演算部220は、操舵トルクTに対して電動機11を駆動しない不感帯を、不感帯上限トルクTNR1及び不感帯下限トルク−TNR1を幅とする正常時の不感帯RNR1として設定し、故障検出部290によってレゾルバ50の故障が検出された場合には、操舵トルクTに対して電動機11を駆動しない不感帯を、不感帯上限トルクTNR2及び不感帯下限トルク−TNR2を幅とする故障時の不感帯RNR2として、不感帯上限トルク及び不感帯下限トルクとも第1の不感帯RNR1よりも幅を拡大設定する。
従って、故障検出部290によってレゾルバ50の故障が検出された場合には、運転者が操向ハンドル2を手動操作して検出された操舵トルクTが拡大された第2の不感帯RNR2の不感帯上限トルクTNR2及び不感帯下限トルク−TNR2を超える際に、第1の不感帯RNR1の不感帯上限トルクTNR1及び不感帯下限トルク−TNR1を超える際より大きな絶対値の操舵トルクTの発生により電動機11をより高回転速度とする。その結果、電動機11の生じるより大きな値の誘起電圧に基づいて回転角推定部291の連れ回し時回転角推定演算部291bにおいて推定回転角θeM1をより精度良く推定演算できる状態となる。
According to this embodiment, when the failure of the resolver 50 (see FIG. 2) is not detected by the failure detection unit 290 (see FIG. 2), the control device 200 (see FIG. 2) A dead zone in which the motor 11 is not driven with respect to the steering torque T is set as a dead zone R NR1 in a normal state having a dead zone upper limit torque T NR1 and a dead zone lower limit torque −T NR1 as widths, and a failure detection unit 290 causes a failure of the resolver 50. If detected, the dead zone in which the motor 11 is not driven with respect to the steering torque T is set as the dead zone R NR2 at the time of failure having the dead zone upper limit torque T NR2 and the dead zone lower limit torque −T NR2 as the width. The lower limit torque is set to be wider than the first dead zone RNR1 .
Therefore, when a failure of the resolver 50 is detected by the failure detection unit 290, the dead zone upper limit of the second dead zone R NR2 in which the steering torque T detected by the driver manually operating the steering handle 2 is increased. when more than torque T NR2 and dead band minimum torque -T NR2, motor 11 by generating the steering torque T of the larger absolute value than when exceeding the dead zone upper limit torque T NR1 and dead band minimum torque -T NR1 of the first dead zone R NR1 To a higher rotational speed. As a result, the rotation angle estimation calculation unit 291b of the rotation angle estimation unit 291 can estimate and calculate the estimated rotation angle θ eM1 with higher accuracy based on a larger induced voltage generated by the electric motor 11.

そして、検出された操舵トルクTの絶対値が不感帯上限トルク|±TNR2|を超える際に、推定回転角θeM1を推定回転角θeMとし、それに基づいて制御装置200が、電動機11の駆動制御を再開することにより、精度の良い推定回転角θeMによって運転者の操向ハンドル2の操作方向と逆方向の補助トルクを発生することなく、電動機11を駆動制御することができる。
本実施形態によれば、特許文献3に記載の技術において、電動機11の誘起電圧最大値が所定値未満の場合は、操舵トルクTが示す操向ハンドル2の操作方向を判定して、一定の回転磁界を発生させる制御のため、例えば、電動機の実際の回転角速度よりも回転磁界の回転速度が遅いとき、逆に操舵反力が増加するというような違和感を運転者に与えるということが解消される。
When the detected absolute value of the steering torque T exceeds the dead zone upper limit torque | ± T NR2 |, the estimated rotation angle θ eM1 is set as the estimated rotation angle θ eM, and the control device 200 drives the motor 11 based on the estimated rotation angle θ eM1. By restarting the control, it is possible to drive and control the electric motor 11 without generating an auxiliary torque in the direction opposite to the operation direction of the driver's steering handle 2 by the accurate estimated rotation angle θ eM .
According to the present embodiment, in the technique described in Patent Document 3, when the maximum induced voltage value of the electric motor 11 is less than a predetermined value, the operation direction of the steering handle 2 indicated by the steering torque T is determined and fixed. Due to the control to generate the rotating magnetic field, for example, when the rotational speed of the rotating magnetic field is slower than the actual rotational angular speed of the electric motor, it is solved that the driver feels strange that the steering reaction force increases. The

また、制御装置200は、フローチャートの図6のステップS08に示したように操舵トルクセンサ30(図1参照)において不感帯上限トルク|±TNR2|以上の操舵トルクTの絶対値を検出している状態で、故障検出部290にてレゾルバ50の故障が検出された場合は、検出された操舵トルクT及び推定回転角θeMに基づいて電動機11の駆動制御を行わない。 Further, as shown in step S08 of FIG. 6 in the flowchart, the control device 200 detects the absolute value of the steering torque T equal to or greater than the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | in the steering torque sensor 30 (see FIG. 1). In the state, when a failure of the resolver 50 is detected by the failure detection unit 290, the drive control of the electric motor 11 is not performed based on the detected steering torque T and the estimated rotation angle θ eM .

従って、故障検出部290にてレゾルバ50の故障を検出したとき、電動機11による補助トルクの出力が喪失したことを、操舵反力の急増により運転者に感じさせて、レゾルバ50の故障を認知させることができる。
前記した特許文献3に記載の技術のような電動機の駆動制御とする場合は、制御装置200は、レゾルバ50が故障していると判定されるまでは、レゾルバ50からの回転角θMに基づいてそれまで電動機11の駆動制御をしていたものが、レゾルバ50が故障していると判定された直後以降において急に回転角推定部291から出力された推定回転角θeMに基づいて電動機11の駆動制御を行うことになり、電動機11の駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操向ハンドル2から操舵反力の不連続を感じさせることになる。
Therefore, when the failure detection unit 290 detects a failure of the resolver 50, the driver feels that the output of the auxiliary torque from the electric motor 11 has been lost due to a sudden increase in the steering reaction force, and recognizes the failure of the resolver 50. be able to.
When the drive control of the electric motor is performed as in the technique described in Patent Document 3, the control device 200 is based on the rotation angle θ M from the resolver 50 until it is determined that the resolver 50 is out of order. In the case where the drive control of the electric motor 11 has been performed until then, the electric motor 11 is based on the estimated rotation angle θ eM suddenly output from the rotation angle estimation unit 291 immediately after it is determined that the resolver 50 has failed. As a result, the discontinuity of the drive control of the electric motor 11 occurs, and the driver feels the discontinuity of the steering reaction force from the steering handle 2.

よって、本実施形態によれば、そのような駆動制御の不連続性が生じて、運転者に操向ハンドル2から操舵反力の不連続を感じさせることを防止でき、確実に運転者にレゾルバ50が故障したことを認知させることができる。
もちろん、その後、操舵トルクTの絶対値が減少して、不感帯上限トルク|±TNR2|未満となり、故障時の不感帯RNR2の操舵トルクの幅の範囲に入った後、操舵トルクTの絶対値が不感帯上限トルク|±TNR2|の値を超えたとき、操舵トルクT及び推定回転角θeMに基づいて電動機11の駆動制御を開始することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent such discontinuity of the drive control from occurring and cause the driver to feel the discontinuity of the steering reaction force from the steering handle 2, and to ensure that the driver resolves the resolver. It can be recognized that 50 has failed.
Of course, after that, the absolute value of the steering torque T decreases and becomes less than the dead zone upper limit torque | ± T NR2 |, and after entering the range of the steering torque range of the dead zone R NR2 at the time of failure, the absolute value of the steering torque T When the value exceeds the value of the dead zone upper limit torque | ± T NR2 |, the drive control of the electric motor 11 can be started based on the steering torque T and the estimated rotation angle θ eM .

制御装置200は、少なくとも正常時の不感帯RNR1の操舵トルク幅を、車速VSの増大に応じて拡大設定し、レゾルバ50の故障が検出された場合に適用される故障時の不感帯RNR2の上限値である不感帯上限トルク|±TNR2|に対し、正常時の不感帯RNR1の上限値である不感帯上限トルク|±TNR1|がそれ以上の値になったとき、故障時の不感帯RNR2として正常時の不感帯RNR1を用いる。 The control device 200 enlarges at least the steering torque range of the normal dead zone R NR1 in accordance with the increase in the vehicle speed VS, and applies an upper limit of the dead zone R NR2 at the time of failure applied when a failure of the resolver 50 is detected. to dead band upper limit torque which is an upper limit value of the dead zone R NR1 during normal | | ± T NR2 | dead zone upper limit torque is a value ± T NR1 | when becomes more values, as dead zone R NR2 of failure The normal dead band R NR1 is used.

もし、制御装置200が、レゾルバ50が故障と判定されて、推定回転角θeM及び操舵トルクTに基づいて電動機11の駆動制御を継続している場合に、従来から車速VSに応じて車速VSが増大するほど正常時の不感帯RNR1の幅を拡大するように設定されているものを、同一の車速VSに対して故障時の不感帯RNR2を正常時の不感帯RNR1よりも操舵トルク幅の広いものに設定することにすると、つまり、同一の車速VSに対して故障時の不感帯RNR2の不感帯上限トルク|±TNR2|を正常時の不感帯RNR1の不感帯上限トルク|±TNR1|より大きな設定とすると、車速VSが中、高車速の領域で、レゾルバ50が故障時の推定回転角θeMを電動機11の駆動制御に用いていると、通常時の操舵感覚に対し運転者に操舵力を重く感じさせ違和感を与えることになる。 If the control device 200 determines that the resolver 50 is out of order and continues driving control of the electric motor 11 based on the estimated rotation angle θ eM and the steering torque T, the vehicle speed VS according to the vehicle speed VS is conventionally used. The range of the dead zone R NR1 in the normal state is increased as the value increases, and the dead zone R NR2 at the time of failure is set to be larger than the dead zone R NR1 in the normal state with respect to the same vehicle speed VS. In other words, the dead zone upper limit torque | ± T NR2 | of the dead zone R NR2 at the time of failure is changed from the dead zone upper limit torque of the dead zone R NR1 at the normal time | ± T NR1 | to the same vehicle speed VS. Assuming that the setting is large, if the resolver 50 uses the estimated rotation angle θ eM at the time of the failure for the drive control of the electric motor 11 in the range where the vehicle speed VS is medium and high, the driver can steer the steering feeling in the normal state. Feel the power heavy and discomfort It will be giving a.

従って、本実施形態によれば、それを防止することができる。例えば、高速走行中のレーンチェンジ時の操向ハンドル2の操作において、レゾルバ50が正常に動作して、操舵トルクT及び回転角θMに基づいて、電動機11の駆動制御がなされる場合と、レゾルバ50が故障していて、操舵トルクT及び推定回転角θeMに基づいて、電動機11の駆動制御がなされる場合とで運転者に与える操作感覚を同じにできる。 Therefore, according to the present embodiment, it can be prevented. For example, in the operation of the steering handle 2 at the time of a lane change during high-speed traveling, the resolver 50 operates normally and the drive control of the electric motor 11 is performed based on the steering torque T and the rotation angle θ M. The operation feeling given to the driver can be made the same when the resolver 50 is out of order and the drive control of the electric motor 11 is performed based on the steering torque T and the estimated rotation angle θ eM .

更に、本実施形態では、回転角推定部291は、電動機11の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバ291aを含むので、故障検出部290においてレゾルバ50の故障を検出した後、運転手が手動のみで操向ハンドル2を操作することによって電動機11の回転子が回転することによって生じる誘起電圧を拡張誘起電圧オブザーバ291aによって演算して検出し、回転角推定部291は電動機11の推定回転角θeMを誘起電圧に基づいて、繰り返し計算により正確に算出することができる。 Further, in the present embodiment, the rotation angle estimation unit 291 includes an extended induced voltage observer 291a that calculates and detects an induced voltage that occurs as the rotor of the electric motor 11 rotates, so that the failure detection unit 290 includes the resolver 50. After detecting the failure, the driver operates the steering handle 2 only manually to detect and detect the induced voltage generated by the rotation of the rotor of the electric motor 11 by the expanded induced voltage observer 291a. The unit 291 can accurately calculate the estimated rotation angle θ eM of the electric motor 11 by repeated calculation based on the induced voltage.

本実施形態では、レゾルバ50が正常な場合、回転角推定部291は、演算動作せず待機状態としたが、それに限定されるものではなく、回転角推定部291は演算しているが、回転角信号切替部292において回転角推定部291からの出力である推定回転角θeM2を推定回転角θeMとして採用し出力することをしないとしても良い。 In the present embodiment, when the resolver 50 is normal, the rotation angle estimation unit 291 is in a standby state without performing a calculation operation, but is not limited thereto, and the rotation angle estimation unit 291 is calculating, The angular signal switching unit 292 may adopt the estimated rotational angle θ eM2 output from the rotational angle estimating unit 291 as the estimated rotational angle θ eM and not output it.

2 操向ハンドル(操舵輪)
10 転舵輪
11 電動機
30 操舵トルクセンサ
35 車速センサ
50 レゾルバ(回転角センサ)
60 インバータ
100 電動パワーステアリング装置
200 制御装置
210 イナーシャ補償信号演算部(電動機駆動制御手段)
220 ベース信号演算部(電動機駆動制御手段)
220a 第1ベーステーブル
220b 第2ベーステーブル
225 ダンパ補正信号演算部(電動機駆動制御手段)
240 q軸PI制御部(電動機駆動制御手段)
245 d軸PI制御部(電動機駆動制御手段)
250 加算器(電動機駆動制御手段)
251,252,253 減算器(電動機駆動制御手段)
262 2軸3相変換部(電動機駆動制御手段)
263 PWM変換部(電動機駆動制御手段)
265 3相2軸変換部(電動機駆動制御手段)
280 電動機速度演算部(電動機駆動制御手段)
290 故障検出部(故障検出手段)
291 回転角推定部(回転角推定手段)
291a 拡張誘起電圧オブザーバ
291b 連れ回し時推定回転角演算部
291c 推定回転角演算部
292 回転角信号切替部(電動機駆動制御手段)
293 回転角速度演算部(電動機駆動制御手段)
NR1 正常時の不感帯(第1の不感帯)
NR2 故障時の不感帯(第2の不感帯)
−TNR1 不感帯下限トルク(第1の下限値)
NR1 不感帯上限トルク(第1の上限値)
−TNR2 不感帯下限トルク(第2の下限値)
NR2 不感帯上限トルク(第2の上限値)
2 Steering handle (steering wheel)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steering wheel 11 Electric motor 30 Steering torque sensor 35 Vehicle speed sensor 50 Resolver (rotation angle sensor)
60 Inverter 100 Electric Power Steering Device 200 Control Device 210 Inertia Compensation Signal Calculation Unit (Motor Drive Control Unit)
220 Base signal calculation unit (motor drive control means)
220a First base table 220b Second base table 225 Damper correction signal calculation unit (motor drive control means)
240 q-axis PI control unit (motor drive control means)
245 d-axis PI controller (motor drive control means)
250 adder (motor drive control means)
251, 252, 253 Subtractor (motor drive control means)
262 2-axis 3-phase converter (motor drive control means)
263 PWM converter (motor drive control means)
265 3-phase 2-axis converter (motor drive control means)
280 Motor speed calculation unit (motor drive control means)
290 Failure detection unit (failure detection means)
291 Rotation angle estimation unit (rotation angle estimation means)
291a Extended induced voltage observer 291b Estimated rotation angle calculation unit 291c Estimated rotation angle calculation unit 292 Rotation angle signal switching unit (motor drive control means)
293 Rotational angular velocity calculation unit (motor drive control means)
R NR1 normal dead zone (first dead zone)
R Dead zone at the time of NR2 failure (second dead zone)
-T NR1 dead zone lower limit torque (first lower limit value)
T NR1 deadband upper limit torque (first upper limit value)
-T NR2 dead band lower limit torque (second lower limit value)
T NR2 deadband upper limit torque (second upper limit value)

Claims (4)

操舵輪に入力される操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
前記操舵輪の操作を、補助トルクを発生して補助する電動機と、
前記電動機の回転角を検出する回転角センサと、
該回転角センサの故障を検出する故障検出手段と、
前記電動機の誘起電圧に基づいて前記電動機の回転角を推定する回転角推定手段と、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出されない場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された前記操舵トルク及び前記回転角センサによって検出された前記回転角に基づいて前記電動機を駆動制御し、前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出された場合は、前記操舵トルクセンサにより検出された前記操舵トルク及び前記回転角推定手段によって推定された前記回転角に基づいて前記電動機を駆動制御する電動機駆動制御手段と、
を備える電動パワーステアリング装置において、
前記電動機駆動制御手段は、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出されない場合には、前記操舵トルクに対して前記電動機を駆動しない不感帯を、第1の上限値及び第1の下限値を幅とする第1の不感帯として設定し、
前記故障検出手段によって前記回転角センサの故障が検出された場合には、前記操舵トルクに対して前記電動機を駆動しない不感帯を、第2の上限値及び第2の下限値を幅とする第2の不感帯として、上限値及び下限値とも前記第1の不感帯よりも幅を拡大設定し、
前記回転角推定手段は、
前記検出された操舵トルクが前記拡大された前記第2の不感帯の前記第2の上限値又は前記第2の下限値を超える際に、運転者の操舵輪の操作による前記電動機の回転によって生じる誘起電圧に基づいて前記回転角を推定し、
前記電動機駆動制御手段が、前記推定された回転角に基づいて前記電動機の駆動制御を開始することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
A steering torque sensor for detecting a steering torque input to the steering wheel;
An electric motor for assisting the operation of the steered wheel by generating an auxiliary torque;
A rotation angle sensor for detecting a rotation angle of the electric motor;
Failure detection means for detecting a failure of the rotation angle sensor;
A rotation angle estimating means for estimating a rotation angle of the electric motor based on an induced voltage of the electric motor;
When the failure of the rotation angle sensor is not detected by the failure detection means, the motor is driven and controlled based on the steering torque detected by the steering torque sensor and the rotation angle detected by the rotation angle sensor, When a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, drive control of the electric motor is performed based on the steering torque detected by the steering torque sensor and the rotation angle estimated by the rotation angle estimation means. Electric motor drive control means,
In an electric power steering apparatus comprising:
The electric motor drive control means includes
When the failure detection means does not detect a failure of the rotation angle sensor, a dead zone in which the motor is not driven with respect to the steering torque is defined as a first upper limit value and a first lower limit value as a width. Set it as a dead zone,
When a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means, a dead zone in which the electric motor is not driven with respect to the steering torque is set to a second upper limit value and a second lower limit value. As the dead zone, both the upper limit value and the lower limit value are set wider than the first dead zone,
The rotation angle estimating means includes
When the detected steering torque exceeds the second upper limit value or the second lower limit value of the enlarged second dead zone, an induction caused by rotation of the electric motor by operation of a steering wheel by a driver Estimating the rotation angle based on voltage,
The electric power steering apparatus, wherein the electric motor drive control means starts driving control of the electric motor based on the estimated rotation angle.
前記電動機駆動制御手段は、
前記操舵トルクセンサにおいて前記第2の不感帯を超える操舵トルクを検出している状態で、前記故障検出手段にて前記回転角センサの故障が検出された場合には、前記検出された操舵トルク及び前記推定された回転角に基づいて前記電動機の駆動制御を行わないことを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
The electric motor drive control means includes
When a failure of the rotation angle sensor is detected by the failure detection means in a state where the steering torque exceeding the second dead zone is detected by the steering torque sensor, the detected steering torque and the detected torque The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein drive control of the electric motor is not performed based on the estimated rotation angle.
前記電動機駆動制御手段は、
少なくとも前記第1の不感帯の幅を、車速の増大に応じて拡大設定し、
前記回転角センサの故障が検出された場合に適用される前記第2の不感帯の前記第2の上限値及び前記第2の下限値に対し、前記車速の増大に応じて拡大設定する第1の不感帯の第1の上限値及び第1の下限値が、前記第2の上限値及び前記第2の下限値を超える値となったとき、前記第2の不感帯として前記第1の不感帯を用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。
The electric motor drive control means includes
At least the width of the first dead zone is enlarged according to an increase in vehicle speed,
The first upper limit value and the second lower limit value of the second dead zone that are applied when a failure of the rotation angle sensor is detected are enlarged according to an increase in the vehicle speed. When the first upper limit value and the first lower limit value of the dead zone exceed the second upper limit value and the second lower limit value, the first dead zone is used as the second dead zone. The electric power steering apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記回転角推定手段は、
前記電動機の回転子の回転に伴って生じる誘起電圧を演算して検出する拡張誘起電圧オブザーバを含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電動パワーステアリング装置。
The rotation angle estimating means includes
The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising an extended induced voltage observer that calculates and detects an induced voltage generated with rotation of a rotor of the electric motor.
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