JP2014117064A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that controls driving of a motor.
車両の操舵機構に、モータのアシストトルクを付与することにより、運転者のステアリング操作を補助する、電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置には、運転者のステアリング操作に伴い、操舵機構に付与される操舵トルクを検出するトルクセンサ、及びトルクセンサの検出操舵トルクに基づいて、モータの駆動を制御するモータ制御装置が設けられている。 2. Description of the Related Art There is known an electric power steering device that assists a driver's steering operation by applying a motor assist torque to a vehicle steering mechanism. The electric power steering apparatus includes a torque sensor that detects a steering torque applied to a steering mechanism in accordance with a driver's steering operation, and a motor control apparatus that controls driving of the motor based on the detected steering torque of the torque sensor. Is provided.
モータ制御装置は、モータに駆動電流を供給する駆動回路、及び駆動回路の動作を制御する制御部(マイコン)を備えている。マイコンは、トルクセンサの検出操舵トルクに基づいて、モータの駆動電流の目標値となる電流指令値を演算する。 The motor control device includes a drive circuit that supplies a drive current to the motor, and a control unit (microcomputer) that controls the operation of the drive circuit. The microcomputer calculates a current command value that is a target value of the motor drive current based on the detected steering torque of the torque sensor.
そして、モータの実際の駆動電流値を電流指令値に一致させるべく、それらの偏差に応じた駆動信号を、モータの後部に配置したモータ位置センサの値に基づいて生成し、信号増幅部(プリドライバ回路)によって駆動信号を増幅し、ゲート信号に変換する。 Then, in order to make the actual driving current value of the motor coincide with the current command value, a driving signal corresponding to the deviation is generated based on the value of the motor position sensor arranged at the rear of the motor, and the signal amplifying unit (pre- The driver signal amplifies the drive signal and converts it into a gate signal.
これを駆動回路に出力することにより、モータの駆動を制御する。こうしたモータ駆動制御により、操舵トルクに応じたアシストトルクがモータから操舵機構に付与され、運転者のステアリング操作が補助される。 By outputting this to the drive circuit, the drive of the motor is controlled. By such motor drive control, an assist torque corresponding to the steering torque is applied from the motor to the steering mechanism, and the driver's steering operation is assisted.
そして、このようなモータ制御装置のモータ回転角センサには、その使用環境に対するロバスト性から、レゾルバが一般的に適用されるようになってきた(例えば、特許文献1参照)。 A resolver has generally been applied to the motor rotation angle sensor of such a motor control device because of its robustness to the usage environment (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記モータ制御装置のように、モータ回転角センサ(レゾルバ)の入出力信号生成回路である、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路に常時電力を供給し続けることは、消費電力を不要な場合でも消費続ける懸念がある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの適切な動作を確保しつつ、消費電力を低減できるモータ制御装置を提供することにある。
However, continuously supplying power to the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit, which is the input / output signal generation circuit of the motor rotation angle sensor (resolver), as in the motor control device described above, requires no power consumption. There is a concern that consumption will continue even in such cases.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a motor control device capable of reducing power consumption while ensuring proper operation of the motor.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載のモータ制御装置は、モータに駆動電力を供給する駆動回路に駆動信号を出力することにより前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、前記モータ回転角検出手段の入出力信号を生成するモータ回転角検出手段用入出力信号生成手段と、 前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段の電力の供給、及び遮断を切り替える切り替え手段と、を備え、前記モータは車両に搭載されており、前記制御手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオン操作されてから、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始するまでの間、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、を要旨とする。 In order to solve the above-described problem, a motor control device according to claim 1 includes a control unit that controls driving of the motor by outputting a driving signal to a driving circuit that supplies driving power to the motor; Motor rotation angle detection means for detecting a rotation angle, motor rotation angle detection means input / output signal generation means for generating an input / output signal of the motor rotation angle detection means, and motor rotation angle detection means input / output signal generation means Switching means for switching between supply and interruption of electric power, and the motor is mounted on the vehicle, and the control means is configured to turn on the ignition switch of the vehicle, and then the control means It is determined that it is not necessary to drive the motor until drive control is started, and the input / output signal generation for the motor rotation angle detection means is performed by the switching means. To cut off power supply to the unit, and the gist.
モータ回転角センサ用入出力信号生成回路は、モータの駆動を制御する部分であるため、モータを駆動する必要のない状況では、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路を停止しても問題はない。即ち、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路は、最低限モータの駆動中に動作していればよい。これを利用し、上記構成のように、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路の電力の供給、及び遮断を切り替える切り替え部を設け、運転者がイグニッションスイッチをオン操作した後、マイコンがモータの駆動制御を開始するまでの間、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路への電力供給を遮断するので、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路に電力を常時供給している場合と比較して、エンジン始動時の消費電力を低減できる。 The motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit is a part that controls the drive of the motor. Therefore, in the situation where it is not necessary to drive the motor, there is no problem even if the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit stops Absent. That is, the input / output signal generation circuit for the motor rotation angle sensor is required to operate at least while the motor is being driven. Using this, as in the above configuration, a switching unit that switches between power supply and interruption of the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit is provided, and after the driver turns on the ignition switch, the microcomputer Until the drive control starts, the power supply to the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit is cut off. Compared to the case where power is constantly supplied to the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit. Thus, power consumption at the time of engine start can be reduced.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のモータ制御装置において、前記制御手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオン操作された後、イニシャルチェックで前記モータの駆動系の正常な動作が確認できて、且つ、車載エンジンの始動を検知することをもって、前記モータの駆動制御が開始されたと判断すること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the motor control device according to the first aspect, after the ignition switch of the vehicle is turned on, the control means performs a normal operation of the motor drive system by an initial check. The gist is to determine that the drive control of the motor has been started by detecting the start of the in-vehicle engine that can be confirmed.
マイコンの制御対象であるモータが車載モータの場合、車両のイグニッションスイッチがオン操作された後、イニシャルチェックでモータの駆動系の正常な動作が確認できて、且つ、車載エンジンの始動を検知することをもって、モータの駆動制御が開始されることが多い。このため、上記構成によれば、マイコンは、モータ駆動制御が開始されたか否かを容易に判断できる。 When the motor controlled by the microcomputer is an in-vehicle motor, the normal operation of the motor drive system can be confirmed by the initial check after the vehicle ignition switch is turned on, and the start of the in-vehicle engine can be detected. Therefore, the drive control of the motor is often started. For this reason, according to the said structure, the microcomputer can judge easily whether the motor drive control was started.
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置において、前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記モータを駆動源とする装置に異常が生じるか、あるいは、車両のイグニッションスイッチがオフ操作されることをもって、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、を要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the motor control device according to the first or second aspect, the control means uses the motor as a drive source after the control means starts driving control of the motor. It is determined that there is no need to drive the motor when an abnormality occurs in the device to be operated or the ignition switch of the vehicle is turned off, and the switching means generates the input / output signal for the motor rotation angle detecting means. The gist is to cut off the power supply to the means.
マイコンの制御対象であるモータが車載モータの場合、マイコンがモータ駆動制御を開始して以降、モータを駆動源とする装置に異常が生じた時、あるいは、車両のイグニッションスイッチがオフ操作された時には、モータを駆動する必要がない。よって上記構成によれば、マイコンがモータ駆動制御を開始して以降に、モータを駆動する必要のない状況となった場合、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路への電力供給が遮断されるため、消費電力を低減できる。 When the motor to be controlled by the microcomputer is an in-vehicle motor, when an abnormality occurs in the motor-driven device after the microcomputer starts motor drive control, or when the vehicle ignition switch is turned off. There is no need to drive the motor. Therefore, according to the above configuration, when the microcomputer does not need to drive the motor after starting the motor drive control, the power supply to the input / output signal generation circuit for the motor rotation angle sensor is cut off. Therefore, power consumption can be reduced.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモータ制御装置において、前記モータは、車両の電動パワーステアリング装置に設けられ、車両の操舵機構にアシストトルクを付与するものであり、操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、前記モータ回転角検出手段から検出したモータの回転角から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記操舵角速度演算手段が演算した操舵角速度の絶対値が、操舵角速度所定値未満、かつ、前記操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクの絶対値が、操舵トルク所定値未満の場合には、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the motor control device according to any one of the first to third aspects, the motor is provided in an electric power steering device of a vehicle and applies an assist torque to a steering mechanism of the vehicle. A steering torque detecting means for detecting a steering torque, a steering angular speed calculating means for calculating a steering angular speed from a rotation angle of the motor detected from the motor rotation angle detecting means, and the control means. Since the start of the drive control of the motor, the absolute value of the steering angular velocity calculated by the steering angular velocity calculating means is less than a predetermined steering angular velocity, and the absolute value of the steering torque detected by the steering torque detecting means is the steering If the torque is less than the predetermined value, it is determined that it is not necessary to drive the motor, and the input / output signal generation for the motor rotation angle detection means is performed by the switching means. To cut off power supply to the unit, and the gist.
車両の電動パワーステアリング装置では、操舵角速度の絶対値が、操舵角速度所定値未満、かつ、操舵トルクの絶対値が、操舵トルク所定値未満の場合、運転者が操舵機構を操作していない状況であると考えられるため、ステアリングシャフトにアシストトルクを付与する必要がない。すなわち、モータを駆動する必要がない。よって上記構成によれば、特に電動パワーステアリング装置において、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路への電力供給が遮断されるため、消費電力を的確に低減できる。 In the electric power steering device for a vehicle, when the absolute value of the steering angular velocity is less than the predetermined value of the steering angular velocity and the absolute value of the steering torque is less than the predetermined value of the steering torque, the driver is not operating the steering mechanism. It is considered that there is no need to apply assist torque to the steering shaft. That is, there is no need to drive the motor. Therefore, according to the above configuration, particularly in the electric power steering apparatus, the power supply to the input / output signal generation circuit for the motor rotation angle sensor is cut off, so that the power consumption can be reduced accurately.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記モータは、車両のステアリングシャフトにおいて、ステアリングホイール側の第1シャフトと、転舵輪側の第2シャフトとの間の伝達比を可変とする伝達比可変装置に設けられ、自身の駆動に基づく回転を、前記第1シャフトの回転に上乗せして前記第2シャフトに伝達することにより、前記伝達比を可変とするものであり、
前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記ステアリングホイールが保舵状態であるか、あるいは、前記ステアリングホイールが中立位置であることをもって、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、を要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the motor control device according to any one of the first to third aspects, the motor includes a first shaft on a steering wheel side and a steered wheel side in a steering shaft of a vehicle. Provided in a transmission ratio variable device that varies the transmission ratio between the second shaft and the rotation based on its own drive is added to the rotation of the first shaft and transmitted to the second shaft, The transmission ratio is variable,
The control means needs to drive the motor when the steering wheel is in a steering holding state or when the steering wheel is in a neutral position after the control means starts driving control of the motor. The gist of the present invention is that the power supply to the input / output signal generating means for the motor rotation angle detecting means is interrupted by the switching means.
車両のステアリングシャフトに設けられる伝達比可変装置では、ステアリングホイールが保舵状態である場合、あるいは、前記ステアリングホイールが中立位置である場合、ステアリングシャフトが回転していない状況であると考えられるため、モータを駆動する必要がない。よって上記構成によれば、特に伝達比可変装置において、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路への電力供給が遮断されるため、消費電力を的確に低減できる。 In the transmission ratio variable device provided in the steering shaft of the vehicle, it is considered that the steering shaft is not rotating when the steering wheel is in the steered state or when the steering wheel is in the neutral position. There is no need to drive the motor. Therefore, according to the above configuration, particularly in the transmission ratio variable device, power supply to the motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit is interrupted, so that power consumption can be accurately reduced.
本発明のモータ制御装置によれば、モータの適切な動作を確保しつつ、消費電力を低減できる。 According to the motor control device of the present invention, it is possible to reduce power consumption while ensuring proper operation of the motor.
以下、コラム型の電動パワーステアリング装置(以下、EPSという)に具体化した本発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、本実施形態のEPS1において、ステアリング2が固定されたステアリングシャフト3は、ラックアンドピニオン機構4を介してラック軸5と連結されている。ステアリング操作に伴うステアリングシャフト3の回転は、ラックアンドピニオン機構4によりラック軸5の往復直線運動に変換される。尚、本実施形態のステアリングシャフト3は、コラムシャフト8、インターミディエイトシャフト9、及びピニオンシャフト10を連結してなる。そして、このステアリングシャフト3の回転に伴うラック軸5の往復直線運動が、同ラック軸5の両端に連結されたタイロッド11を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪12の舵角が変更されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention embodied in a column-type electric power steering apparatus (hereinafter referred to as EPS) will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the EPS 1 of the present embodiment, a
また、EPS1は、モータ21を駆動源として操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのEPSアクチュエータ24(操舵力補助装置)と、EPSアクチュエータ24の作動を制御するモータ制御装置27とを備えている。
The EPS 1 controls the EPS actuator 24 (steering force assisting device) as a steering force assisting device that applies assisting force for assisting the steering operation to the steering system using the
本実施形態のEPSアクチュエータ24は、コラム型のEPSアクチュエータであり、その駆動源であるモータ21は、減速機構23を介してコラムシャフト8と駆動連結されている。そして、同モータ21の回転を減速機構23により減速してコラムシャフト8に伝達することによって、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。
The
一方、モータ制御装置27には、車速センサ25、トルクセンサ26(操舵トルク検出手段)、及びモータ回転角センサ22(モータ回転角検出手段)が接続されており、モータ制御装置27は、これら各センサの出力信号に基づいて、車速V、操舵トルクTh、及びモータ回転角θmを検出する。
On the other hand, a
尚、トルクセンサ26はツインレゾルバ型のトルクセンサである。モータ制御装置27は、図示しないトーションバーの両端に設けられた一対のレゾルバの各出力信号に基づいて操舵トルクThを演算する。また、モータ制御装置27は、これら検出される各状態量に基づいて目標アシスト力を演算し、その駆動源であるモータ21への駆動電力の供給を通じて、EPSアクチュエータ24の作動、即ち操舵系に付与するアシスト力を制御する。
The
次に、本実施形態のEPS1における電気的構成について説明する。
図2は、本発明のモータ制御装置の一実施形態について、その構成を示すブロック図である。同図に示すように、モータ制御装置27は、モータ21に三相交流電圧を供給する駆動回路40、駆動回路40を介して、モータ21の駆動を制御するマイコン41、及びマイコン41から出力されるPWM駆動信号を増幅するプリドライバ回路48を備えている。更に、モータ制御装置27は、モータ回転角センサ22の励磁信号を出力するとともに、モータ回転角センサ22の出力信号を、入力信号として受信するモータ回転角センサ用入出力信号生成回路43(モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段)を備えている。
Next, an electrical configuration in the EPS 1 of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the motor control device of the present invention. As shown in the figure, the
駆動回路40は、複数のMOSFETをブリッジ状に接続した、周知の構成からなる。駆動回路40は、マイコン41からプリドライバ回路48を介して入力されるゲート信号に基づいて、複数のMOSFETがオン/オフすることにより、車載バッテリBTから、リレー45を介して供給される直流電圧を、三相(U相、V相、W相)の交流電圧に変換する。変換された三相交流電圧がモータ駆動電圧として、給電線W1を介して、モータ21に供給されることにより、モータ21が駆動する。
The
給電線W1には、U相、V相、及びW相の各相電流値Iを検出する電流センサ49が設けられている。電流センサ49の出力は、マイコン41に取り込まれている。又、トルクセンサ26、モータ回転角センサ22、及び車速センサ25のそれぞれの出力も、マイコン41に取り込まれている。
The power supply line W1 is provided with a
更に、マイコン41はCANなどの車載ネットワークCNを介して、エンジン制御装置28と接続されており、マイコン41と、エンジン制御装置28との間で、各種データのシリアル通信を行うことが可能となっている。エンジン制御装置28は、例えば、車載エンジン(図示略)を始動させた時に、その旨の通知(エンジン始動通知)をマイコン41に行う。すなわちマイコン41は、エンジン制御装置28からのエンジン始動通知により、車載エンジンが始動したことを知ることができる。
Furthermore, the
マイコン41は、モータ回転角センサ22、車速センサ25、トルクセンサ26、及び電流センサ49を通じて、それぞれ検出されるモータ回転角θm、車速V、操舵トルクTh、及び各相電流値Iに基づいて、モータ21の駆動を制御する。詳しくは、マイコン41は、操舵トルクTh、及び車速Vに基づいて、ステアリングシャフト3に付与すべきアシストトルクの目標値を設定し、その値に基づいて、モータ21の駆動電流の目標値(電流指令値)を算出する。
The
又、マイコン41は、モータ回転角θmを利用して、各相電流値Iをd/q座標系における電流値(実電流値)に変換する。そして、マイコン41は、実電流値を電流指令値に追従させるべく、それらの偏差に基づく電流フィードバック制御を実行することで、d/q座標系における電圧指令値を算出する。また、演算したd/q座標系の電圧指令値を、モータ回転角θmを利用して、各相の電圧指令値に変換し、これをPWM変換することで、PWM駆動信号を生成する。マイコン41は、生成したPWM駆動信号をプリドライバ回路48に出力する。
Further, the
プリドライバ回路48は、マイコン41からのPWM駆動信号を増幅して、ゲート信号を生成し、これを駆動回路40に設けられた複数のMOSFETのゲート端子に印加する。これにより、複数のMOSFETがPWM駆動信号に応じて、オン/オフすることで駆動回路がPWM駆動し、モータ21が電流指令値に応じた動作を行う。こうしたマイコン41による、モータ21の駆動制御により、ステアリングシャフト3にアシストトルクが付与され、ステアリング操作を補助するアシスト制御が実行される。
The
また、モータ制御装置27は、マイコン41に電力を供給する電源IC42を備えている。マイコン41用の電源IC42は、ダイオードD1、及びエンジン始動スイッチであるイグニッションスイッチIGSWを介して車載バッテリBTに接続されている。また、電源IC42は、リレー45と、駆動回路40とを接続する配線の途中に、ダイオードD2を介して接続されている。即ち、イグニッションスイッチIGSW、及びリレー45のいずれか一方がオンされると、車載バッテリBTから電源IC42を介して、マイコン41に電力が供給される。
In addition, the
モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43の電源も、マイコン41用の電源IC42と同様の供給経路を介して、車載バッテリBTに接続されている。但し、ダイオードD1、D2と、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43とを接続する配線の途中には、リレー46が設けられている。即ち、イグニッションスイッチIGSW、または、リレー45のいずれか一方がオンされ、かつリレー46がオンされることを条件に、車載バッテリBTから、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に電力が供給される。本実施形態では、リレー46がモータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力の供給、及び遮断を切り替える切り替え手段となっている。
The power source of the motor rotation angle sensor input / output
一方、モータ制御装置27では、リレー45、46のオン/オフの切り替えがマイコン41により実行される。次に、マイコン41がリレー45のオン/オフを切り替える手順について説明する。
On the other hand, in the
まず、運転者により、イグニッションスイッチIGSWがオン操作されると、車載バッテリBTからイグニッションスイッチIGSW、ダイオードD1、及び電源IC42を介して、マイコン41に電力が供給され、マイコン41が作動する。作動したマイコン41は、CPUやメモリなどの自身に搭載された電子部品、車速センサ25、トルクセンサ26、電流センサ49、及び駆動回路40などを含む、電動パワーステアリング装置全体の正常な動作を確認する、いわゆるイニシャルチェックを行う。
First, when the ignition switch IGSW is turned on by the driver, electric power is supplied from the in-vehicle battery BT to the
そして、イニシャルチェックを通じて、電動パワーステアリング装置全体が正常であることを確認できた場合、リレー45をオンさせる。これにより、車載バッテリBTから、駆動回路40に直流電圧が供給され、モータ21が駆動可能な状態となる。その後、マイコン41は、エンジン制御装置28から送信される、エンジン始動通知に基づいて、車載エンジンが始動したことを検知した時、モータ駆動制御を開始する。
Then, when it is confirmed through the initial check that the entire electric power steering apparatus is normal, the
また、運転者により、イグニッションスイッチIGSWがオフ操作されると、イグニッションスイッチIGSWを介した、マイコン41への電力供給は遮断されるが、マイコン41は、リレー45を介した電力供給により、動作状態を維持することができる。この時、マイコン41は、イグニッションスイッチIGSWのオフ操作を検知すると、モータ回転角センサ22、車速センサ25、トルクセンサ26、及び電流センサ49の出力や、エンジン制御装置28から逐次通知されるエンジン状態などに基づいて、モータ駆動制御を停止する条件が成立したか否かを判断する。そして、モータ駆動制御を停止する条件が成立した場合、リレー45をオフする。これにより、車載バッテリBTから、駆動回路40への駆動電流の供給が遮断されるとともに、マイコン41が停止する。
Further, when the driver turns off the ignition switch IGSW, the power supply to the
一方、マイコン41は、自身が動作状態にある時、リレー46のオン/オフを切り替えることにより、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力の供給、及び遮断を切り替える。
次に、この処理について詳述する。
まず、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43は、マイコン41からの基準クロックに基づいて、モータ回転角センサ22の入力信号(励磁信号)を生成し、モータ回転角センサ22に入力する。そして、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43は、モータ回転角センサ22から出力される出力信号を受信する。マイコン41は、モータ回転角センサ出力信号に基づいて、モータ回転角θmを演算する。
On the other hand, the
Next, this process will be described in detail.
First, the motor rotation angle sensor input / output
そして、マイコン41は、演算して得られたモータ回転角θmに基づいて、モータ駆動制御を実施する。その目的に鑑みれば、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43は、最低限モータ21の駆動中に動作していればよい。換言すれば、モータ21を駆動する必要のない状況では、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に電力を供給を遮断しても問題はない。
Then, the
ここでモータ21を駆動する必要のない状況としては、まず、イグニッションスイッチIGSWがオン操作された後、マイコン41がモータ駆動制御を開始するまでの間が考えられる。この間、マイコン41はモータ駆動制御を実行しないため、モータ21を駆動する必要がない。また、マイコン41がモータ駆動制御を開始して以降、モータ21を駆動する必要のない状況としては、以下の(a1)〜(a3)の状況が考えられる。
Here, as a situation where it is not necessary to drive the
(a1)モータ回転角センサ22の検出モータ回転角θmから演算される、操舵角速度Vhの絶対値が、操舵角速度所定値Vh1未満の場合、且つ、トルクセンサ26の検出操舵トルクThの絶対値が、操舵トルク所定値Th1未満の場合。この場合、運転者がステアリングホイール2を操作していない状況である、と考えられるため、ステアリングシャフト3に、アシストトルクを付与する必要がない。即ち、モータ21を駆動する必要がない。尚、操舵角速度所定値Vh1、及び操舵トルク所定値Th1は、ステアリングシャフト3に、アシストトルクを付与すべき状況であるか否かを、判定できる値に設定する。
(A1) When the absolute value of the steering angular velocity Vh calculated from the motor rotational angle θm detected by the motor
(a2)電動パワーステアリング装置を構成する、いずれかの要素が故障したり、その配線系に異常が生じるなど、電動パワーステアリング装置に何らかの異常が生じて、その動作を停止しなければならない場合。この場合、モータ21を駆動する必要がない。
(A2) A case where an abnormality occurs in the electric power steering apparatus, such as any element that constitutes the electric power steering apparatus, or an abnormality occurs in the wiring system, and the operation must be stopped. In this case, there is no need to drive the
(a3)イグニッションスイッチIGSWがオフ操作された場合。この場合、アシスト制御を実行する必要がないため、モータ21を駆動する必要がない。
(A3) When the ignition switch IGSW is turned off. In this case, since it is not necessary to execute the assist control, there is no need to drive the
以上の(a1)〜(a3)のように、モータ21を駆動する必要がない状況では、マイコン41が、リレー46をオフすることで、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力の供給を遮断し、それ以外の状況では、リレー46をオンすることで、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に電力を供給する。
As described above (a1) to (a3), in a situation where it is not necessary to drive the
次に、図3を参照して、マイコン41により行われる、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力の供給、及び遮断を切り替える処理について、その作用とともに説明する。尚、図3に示す処理は、マイコン41に電力が供給された時、即ち、イグニッションスイッチIGSWがオン操作された時に開始され、マイコン41への電力供給が遮断された時に中断される。また、この処理の開始時、リレー46はオフ状態に、即ち、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給は遮断された状態になっている。
Next, with reference to FIG. 3, a process performed by the
図3に示すように、マイコン41は、始めに、イニシャルチェックで電動パワーステアリング装置全体が正常であることが確認できたか否かを判断し(ステップS101)、その正常を確認できた場合には(ステップS101:YES)、車載エンジンが始動したか否かを判断する(ステップS102)。
As shown in FIG. 3, the
マイコン41は、エンジン制御装置28からのエンジン始動通知に基づいて、車載エンジンの始動を検知した場合(ステップS102:YES)、モータ駆動制御を開始する。この間、即ち、イグニッションスイッチIGSWがオン操作されてから、モータ駆動制御が開始されるまでの間、リレー46はオフ状態に維持され、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給は遮断されたままとなるため、エンジン始動時の消費電力を低減できる。
If the
次に、マイコン41は、モータ駆動制御を開始した後、モータ回転角センサ22の検出モータ回転角θmから演算される、操舵角速度Vhの絶対値が、操舵角速度所定値Vh1以上であるか、または、トルクセンサ26の検出操舵トルクThの絶対値が、操舵トルク所定値Th1以上であるか否かを監視する(ステップS103)。
Next, after starting the motor drive control, the
そして、モータ回転角センサ22の検出モータ回転角θmから演算される、操舵角速度Vhの絶対値が、操舵角速度所定値Vh1以上であるか、または、トルクセンサ26の検出操舵トルクThの絶対値が、操舵トルク所定値Th1以上である場合(ステップS103:YES)、マイコン41は、運転者がステアリング操作を行ったと判断して、モータ21の駆動を実行する状況となる。
Then, the absolute value of the steering angular velocity Vh calculated from the detected motor rotation angle θm of the motor
次に、マイコン41は、電動パワーステアリング装置が正常であって(ステップS104:YES)、且つ、イグニッションスイッチIGSWがオン状態であることを条件に(ステップS105:YES)、リレー46をオンして、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に電力を供給する(ステップS106)。
Next, the
一方、運転者がステアリング操作を行わなくなって、モータ回転角センサ22の検出モータ回転角θmから演算される、操舵角速度Vhの絶対値が、操舵角速度所定値Vh1未満、かつ、トルクセンサ26の検出操舵トルクThの絶対値が、操舵トルク所定値Th1未満の場合(ステップS103:NO)、マイコン41は、リレー46をオフして、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断する(ステップS107)。
On the other hand, when the driver does not perform the steering operation, the absolute value of the steering angular velocity Vh calculated from the detected motor rotational angle θm of the motor
また、電動パワーステアリング装置に異常が生じた場合(ステップS104:NO)、あるいは、イグニッションスイッチIGSWがオフ操作された場合にも(ステップS105:NO)、マイコン41は、リレー46をオフして、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断する(ステップS107)。これにより、マイコン41がモータ駆動制御を開始して以降に、モータ21を駆動する必要がない状況となった場合には、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給が遮断されるため、消費電力を低減できる。
Further, when an abnormality occurs in the electric power steering device (step S104: NO), or when the ignition switch IGSW is turned off (step S105: NO), the
以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置27によれば、以下の効果が得られる。
(1)モータ制御装置27には、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断するリレー46を設けた。そして、マイコン41では、モータ21を駆動する必要がない場合、リレー46により、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断することとした。これにより、電動パワーステアリング装置におけるモータ21の適切な動作を確保しつつ、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に、電力を常時供給している場合と比較して、消費電力を低減できる。
As described above, according to the
(1) The
(2)マイコン41では、イグニッションスイッチIGSWがオン操作されてから、モータ21の駆動制御を開始するまでの間、モータ21を駆動する必要がないと判断し、リレー46により、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断することとした。これにより、エンジン始動時の消費電力を低減できる。
(2) The
(3)マイコン41では、モータ21の駆動制御を開始して以降、上記(a1)〜(a3)のいずれかの条件が成立した時、電動パワーステアリング装置において、モータ21を駆動する必要がないと判断し、リレー46により、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給を遮断することとした。これにより、マイコン41がモータ21の駆動制御を開始して以降に、モータ21を駆動する必要がない状況となった場合、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給が遮断されるため、特に、電動パワーステアリング装置において、消費電力を的確に低減できる。
(3) The
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した、以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態の図3に例示した処理では、ステップS103〜S105の全ての処理を省略してもよい。この場合、マイコン41はステップS102の処理で、車載エンジンの始動を検知した後(ステップS102:YES)、リレー46をオンさせて、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43に電力を供給する(ステップS106)。このような構成でも、イグニッションスイッチIGSWがオン操作されてから、マイコン41が、モータ駆動制御を開始するまでの間、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給が遮断されるため、消費電力を低減できる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
In the process illustrated in FIG. 3 of the above embodiment, all processes in steps S103 to S105 may be omitted. In this case, the
・上記実施形態の図3に例示した処理では、ステップS101、S102のいずれかの処理を省略してもよい。この場合、マイコン41は、モータ駆動制御の開始時に、図3に示した処理のステップS103〜S107の処理を実行する。このような構成でも、マイコン41がモータ21の駆動制御を開始して以降、モータ21を駆動する必要のない状況では、モータ回転角センサ用入出力信号生成回路43への電力供給が遮断されるため、消費電力を低減できる。
In the process illustrated in FIG. 3 of the above embodiment, either of the processes in steps S101 and S102 may be omitted. In this case, the
・上記実施形態では、本発明を車両の電動パワーステアリング装置に適用したが、例えば、車両のステアリングシャフト3において、ステアリング2側の第1シャフトと、転舵輪12側の第2シャフトとの間の伝達比を可変とする伝達比可変装置に本発明を適用してもよい。詳しくは、伝達比可変装置は、周知のように、第1シャフトの回転に、モータ21の駆動に基づく回転を上乗せして、第2シャフトに伝達することにより、第1シャフトと第2シャフトとの間の伝達比を可変とする構成からなるため、そのモータ21の駆動を制御するモータ制御装置に、本発明を適用してもよい。ところで、伝達比可変装置では、マイコン41がモータ駆動制御を開始して以降、モータ21を駆動する必要のない状況としては、上記(a2)、(a3)の状況に加え、上記(a1)に代わる状況として、以下の(c1)、(c2)に示す状況が考えられる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the electric power steering device for a vehicle. For example, in the
(c1)ステアリング2が保舵状態である場合。この場合、ステアリングシャフト3が回転していない状況であると考えられるため、モータ21を駆動する必要がない。尚、ステアリング2が保舵状態であることの検出は、例えば、ステアリングシャフト3の角速度(回転速度)が所定値以下であることに基づいて行えばよい。
(c2)ステアリング2が中立位置である場合。この場合も、ステアリングシャフト2が回転していない状況であると考えられるため、モータ21を駆動する必要がない。尚、ステアリング2が中立位置であることの検出は、例えば、ステアリング2の操舵角を検出する操舵角センサの検出値を利用して行えばよい。
(C1) When the
(C2) The
・上記実施形態及びその変形例では、本発明を車両の電動パワーステアリング装置、及び伝達比可変装置に適用する場合について例示したが、本発明の適用対象は、これに限らない。本発明は、車両に搭載されたモータ制御装置に限らず、マイコン、及びモータ回転角センサ用入出力信号生成回路43を有する任意のモータ制御装置に適用可能である。
In the above-described embodiment and its modifications, the case where the present invention is applied to an electric power steering device for a vehicle and a transmission ratio variable device is illustrated, but the application target of the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to a motor control device mounted on a vehicle, and can be applied to any motor control device having a microcomputer and an input / output
・本実施形態では、本発明をコラムアシストEPSに具体化したが、本発明をラックアシストEPSやピニオンアシストEPSに適用してもよい。 In the present embodiment, the present invention is embodied in the column assist EPS, but the present invention may be applied to a rack assist EPS or a pinion assist EPS.
1:電動パワーステアリング装置(EPS)、2:ステアリング、
3:ステアリングシャフト、4:ラックアンドピニオン機構、5:ラック軸、
8:コラムシャフト、9:インターミディエイトシャフト、10:ピニオンシャフト、11:タイロッド、12:転舵輪、21:モータ、
22:モータ回転角センサ(モータ回転角検出手段:レゾルバ)、23:減速機構、
24:EPSアクチュエータ(操舵力補助装置)、
25:車速センサ、26:トルクセンサ(操舵トルク検出手段)、
27:モータ制御装置、28:エンジン制御装置、
40:駆動回路、41:マイコン(制御手段)、42:電源IC、
43:モータ回転角センサ用入出力信号生成回路(モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段)、
45、46:リレー(切り替え手段)、48:プリドライバ回路、49:電流センサ、
V:車速、Th:操舵トルク、Th1:操舵トルク所定値、θm:モータ回転角、
Vh:操舵角速度、Vh1:操舵角速度所定値、I:各相電流値、
IGSW:イグニッションスイッチ、BT:車載バッテリ、
D1、D2:ダイオード、W1:給電線
1: Electric power steering device (EPS), 2: Steering,
3: Steering shaft, 4: Rack and pinion mechanism, 5: Rack shaft,
8: column shaft, 9: intermediate shaft, 10: pinion shaft, 11: tie rod, 12: steered wheel, 21: motor,
22: Motor rotation angle sensor (motor rotation angle detection means: resolver), 23: Deceleration mechanism,
24: EPS actuator (steering force assist device),
25: Vehicle speed sensor, 26: Torque sensor (steering torque detection means),
27: Motor control device, 28: Engine control device,
40: drive circuit, 41: microcomputer (control means), 42: power supply IC,
43: Motor rotation angle sensor input / output signal generation circuit (motor rotation angle detection means input / output signal generation means),
45, 46: Relay (switching means), 48: Pre-driver circuit, 49: Current sensor,
V: vehicle speed, Th: steering torque, Th1: steering torque predetermined value, θm: motor rotation angle,
Vh: Steering angular velocity, Vh1: Steering angular velocity predetermined value, I: Current value of each phase,
IGSW: Ignition switch, BT: In-vehicle battery,
D1, D2: Diode, W1: Feed line
Claims (5)
前記モータの回転角を検出するモータ回転角検出手段と、
前記モータ回転角検出手段の入出力信号を生成するモータ回転角検出手段用入出力信号生成手段と、
前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段の電力の供給、及び遮断を切り替える切り替え手段と、を備え、
前記モータは車両に搭載されており、
前記制御手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオン操作されてから、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始するまでの間、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、
を特徴とするモータ制御装置。 Control means for controlling driving of the motor by outputting a driving signal to a driving circuit for supplying driving power to the motor;
Motor rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the motor;
An input / output signal generation means for motor rotation angle detection means for generating an input / output signal of the motor rotation angle detection means;
Switching means for switching power supply and interruption of the input / output signal generation means for the motor rotation angle detection means,
The motor is mounted on a vehicle;
The control means determines that it is not necessary to drive the motor after the ignition switch of the vehicle is turned on until the control means starts driving control of the motor, and the switching means Cutting off the power supply to the input / output signal generating means for the motor rotation angle detecting means;
A motor control device.
前記制御手段は、前記車両のイグニッションスイッチがオン操作された後、イニシャルチェックで前記モータの駆動系の正常な動作が確認できて、且つ、車載エンジンの始動を検知することをもって、前記モータの駆動制御が開始されたと判断すること、
を特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
After the ignition switch of the vehicle is turned on, the control means can confirm normal operation of the drive system of the motor by an initial check, and can detect the start of the on-vehicle engine, thereby driving the motor. Determining that control has begun,
A motor control device.
前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記モータを駆動源とする装置に異常が生じるか、あるいは、車両のイグニッションスイッチがオフ操作されることをもって、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、
を特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 1 or 2,
The control means is configured such that after the control means starts driving control of the motor, an abnormality occurs in a device using the motor as a drive source, or when an ignition switch of a vehicle is turned off, the motor The power supply to the motor rotation angle detection means input / output signal generation means is cut off by the switching means,
A motor control device.
前記モータは、車両の電動パワーステアリング装置に設けられ、車両の操舵機構にアシストトルクを付与するものであり、
操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
前記モータ回転角検出手段から検出したモータの回転角から操舵角速度を演算する操舵角速度演算手段と、
前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記操舵角速度演算手段が演算した操舵角速度の絶対値が、操舵角速度所定値未満、かつ、前記操舵トルク検出手段が検出した操舵トルクの絶対値が、操舵トルク所定値未満の場合には、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、
を特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The motor is provided in an electric power steering device of a vehicle, and applies assist torque to a steering mechanism of the vehicle.
Steering torque detection means for detecting steering torque;
Steering angular velocity calculation means for calculating a steering angular velocity from the rotation angle of the motor detected from the motor rotation angle detection means;
The control means detects the absolute value of the steering angular velocity calculated by the steering angular velocity calculating means after the control means starts driving control of the motor, and is detected by the steering torque detecting means. If the absolute value of the steering torque is less than the steering torque predetermined value, it is determined that it is not necessary to drive the motor, and the switching means uses the power to the input / output signal generation means for the motor rotation angle detection means. Shut off the supply,
A motor control device.
前記モータは、車両のステアリングシャフトにおいて、ステアリングホイール側の第1シャフトと、転舵輪側の第2シャフトとの間の伝達比を可変とする伝達比可変装置に設けられ、自身の駆動に基づく回転を、前記第1シャフトの回転に上乗せして前記第2シャフトに伝達することにより、前記伝達比を可変とするものであり、
前記制御手段は、前記制御手段が前記モータの駆動制御を開始して以降、前記ステアリングホイールが保舵状態であるか、あるいは、前記ステアリングホイールが中立位置であることをもって、前記モータを駆動する必要がないと判断し、前記切り替え手段により、前記モータ回転角検出手段用入出力信号生成手段への電力供給を遮断すること、
を特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The motor is provided in a transmission ratio variable device that varies a transmission ratio between the first shaft on the steering wheel side and the second shaft on the steered wheel side in the steering shaft of the vehicle, and rotates based on its own drive. Is transmitted to the second shaft by adding to the rotation of the first shaft, thereby making the transmission ratio variable,
The control means needs to drive the motor when the steering wheel is in a steering holding state or when the steering wheel is in a neutral position after the control means starts driving control of the motor. Cutting off the power supply to the motor rotation angle detection means input / output signal generation means by the switching means,
A motor control device.
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JP2021523330A (en) * | 2018-05-08 | 2021-09-02 | ジーケーエヌ オートモーティブ リミテッド | How to control the actuator of an automobile actuator device |
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