JP2014148237A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device capable of reducing deterioration of a steering feeling.SOLUTION: An electric power steering device (an EPS1) comprises: an electric motor 21 for generating assist torque on the basis of steering torque; a capacitor 45 to be discharged to the electric motor 21; and a control device 30 for controlling discharge from the capacitor 45 to the electric motor 21. The control device 30, when predicting that output of the electric motor 21 exceeds a reference motor output region, executes a control to discharge the capacitor 45 to the electric motor 21.

Description

本発明は、補助電源を有する電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus having an auxiliary power source.

従来の電動パワーステアリング装置は、操舵をアシストする電動モータと、主電源に接続された補助電源とを有する。従来の電動パワーステアリング装置は、同装置が消費する電力である電源電力が主電源から補助電源への充電および補助電源から電動モータへの放電を切り替える基準値である充放電閾値以上のとき、主電源および補助電源から電動モータへ電力を供給する。なお、特許文献1は、従来の電動パワーステアリング装置の構成の一例を示している。   A conventional electric power steering apparatus has an electric motor for assisting steering and an auxiliary power source connected to a main power source. A conventional electric power steering device has a main power when the power consumed by the device is equal to or higher than a charge / discharge threshold value that is a reference value for switching charging from the main power source to the auxiliary power source and discharging from the auxiliary power source to the electric motor. Power is supplied to the electric motor from the power supply and auxiliary power supply. Patent Document 1 shows an example of the configuration of a conventional electric power steering apparatus.

特開2009−280039号公報JP 2009-280039 A

従来の電動パワーステアリング装置においては、操舵速度に応じたアシストを実行するため、操舵速度が大きくなるにつれて電動モータのモータ回転数を大きくすることが好ましい。   In the conventional electric power steering device, since the assist according to the steering speed is executed, it is preferable to increase the motor rotation speed of the electric motor as the steering speed increases.

ところで、電動モータは、主電源の電圧における電動モータのモータ出力領域および主電源および補助電源の合計の電圧におけるモータ出力領域が予め設定されている。このため、従来の電動パワーステアリング装置においては、電源電力が充放電閾値未満かつ操舵速度が大きいとき、主電源の電圧におけるモータ出力領域のモータ回転数の上限値よりも操舵速度に基づくモータ回転数が大きくなる場合がある。このとき、電動モータが操舵速度に対応するモータ回転数に達することができないため、操舵フィーリングが悪化する場合がある。   By the way, as for the electric motor, the motor output area of the electric motor at the voltage of the main power supply and the motor output area at the total voltage of the main power supply and the auxiliary power supply are set in advance. For this reason, in the conventional electric power steering device, when the power supply power is less than the charge / discharge threshold and the steering speed is large, the motor rotation speed based on the steering speed is higher than the upper limit value of the motor rotation speed in the motor output region at the voltage of the main power supply. May become larger. At this time, since the electric motor cannot reach the motor speed corresponding to the steering speed, the steering feeling may be deteriorated.

本発明は、このような背景を踏まえて創作されたものであり、操舵フィーリングの悪化を抑制することが可能な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。   The present invention was created based on such a background, and an object thereof is to provide an electric power steering apparatus capable of suppressing deterioration of steering feeling.

本手段は「操舵トルクに基づいてアシストトルクを生じさせる電動モータと、前記電動モータに電力を供給する主電源に接続されて前記電動モータに放電することが可能な補助電源と、前記補助電源から前記電動モータへの放電を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記電動モータの出力が前記主電源の電圧に基づく前記電動モータのモータ出力領域を超えると予測されるとき、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御を実行する電動パワーステアリング装置」を有する。   The means includes: an electric motor that generates an assist torque based on a steering torque, an auxiliary power source that is connected to a main power source that supplies electric power to the electric motor and can discharge to the electric motor, and the auxiliary power source A controller for controlling discharge to the electric motor, the controller when the output of the electric motor is predicted to exceed the motor output range of the electric motor based on the voltage of the main power source. An electric power steering apparatus that executes control for discharging power to the electric motor.

上記電動パワーステアリング装置においては、電動モータの出力が主電源の電圧に基づくモータ出力領域を超えると予測されるとき、補助電源が電動モータに放電されることにより、電動モータに印加される電圧が高くなる。これにより、電動モータのモータ出力領域が拡大する。このため、モータ回転数の上限値が大きくなる。これにより、操舵速度が大きい場合においても電動モータが操舵速度に対応するモータ回転数に達しやすくなる。したがって、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。   In the electric power steering device, when the output of the electric motor is predicted to exceed the motor output region based on the voltage of the main power supply, the auxiliary power supply is discharged to the electric motor, so that the voltage applied to the electric motor is Get higher. Thereby, the motor output area of the electric motor is expanded. For this reason, the upper limit value of the motor speed increases. Thereby, even when the steering speed is high, the electric motor easily reaches the motor rotation speed corresponding to the steering speed. Therefore, deterioration of the steering feeling can be suppressed.

上記手段の一形態は「前記主電源から前記補助電源への充電および前記補助電源から前記電動モータへの放電の切り替えの基準値となる充放電閾値を有し、前記アシストトルクを生じさせるアシスト制御により消費される当該電動パワーステアリング装置の電源電力が前記充放電閾値以上となるとき、前記補助電源が前記電動モータに放電し、前記充放電閾値は、第1閾値と、前記第1閾値よりも小さい第2閾値とを有し、前記制御装置は、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御として前記充放電閾値を前記第1閾値から前記第2閾値に変更する電動パワーステアリング装置」を有する。   One mode of the above-mentioned means is “assist control having a charge / discharge threshold value serving as a reference value for switching between charging from the main power source to the auxiliary power source and discharging from the auxiliary power source to the electric motor, and generating the assist torque. When the power of the electric power steering apparatus consumed by the electric power becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold, the auxiliary power is discharged to the electric motor, and the charge / discharge threshold is greater than the first threshold and the first threshold. An electric power steering apparatus that changes the charge / discharge threshold value from the first threshold value to the second threshold value as control for discharging the auxiliary power source to the electric motor. Have

上記電動パワーステアリング装置においては、充放電閾値を第1閾値から第2閾値に変更するため、電動パワーステアリング装置の電源電力が充放電閾値以上になりやすくなる。これにより、補助電源が電動モータに放電しやすくなる。   In the electric power steering device, the charging / discharging threshold value is changed from the first threshold value to the second threshold value, so that the power supply power of the electric power steering device is likely to be equal to or higher than the charging / discharging threshold value. This makes it easier for the auxiliary power supply to discharge to the electric motor.

上記手段の一形態は「前記モータ出力領域は、モータトルクおよびモータ回転数により区画された領域として形成されている電動パワーステアリング装置」を有する。
上記手段の一形態は「前記モータ出力領域は、前記モータトルクの上限値および前記主電源の電源に基づく前記モータ回転数の上限値を含む判定出力領域が区画され、前記制御装置は、前記モータトルクおよび前記モータ回転数の座標が前記判定出力領域内と判定したとき、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御を実行する電動パワーステアリング装置」を有する。
One form of the above means has an “electric power steering apparatus in which the motor output region is formed as a region partitioned by motor torque and motor rotation speed”.
One mode of the above means is that “the motor output region is divided into a determination output region including an upper limit value of the motor torque and an upper limit value of the motor rotation speed based on the power source of the main power supply, And an electric power steering device that executes control for discharging the auxiliary power source to the electric motor when it is determined that the coordinates of the torque and the motor rotational speed are within the determination output region.

本電動パワーステアリング装置は、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。   The electric power steering apparatus can suppress deterioration of steering feeling.

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric power steering apparatus of embodiment. 実施形態の電動パワーステアリング装置の回路構成を示す回路図。The circuit diagram showing the circuit composition of the electric power steering device of an embodiment. 実施形態の電動パワーステアリング装置のグラフであり、EPS要求電力の推移を示すグラフ。It is a graph of the electric power steering device of an embodiment, and is a graph which shows transition of EPS demand power. 実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置が実行する電源制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the power supply control which the control apparatus of the electric power steering apparatus of embodiment performs. 実施形態の電動モータのマップであり、モータトルクとモータ回転数とにより区画されるモータ出力領域を示すマップ。It is a map of the electric motor of embodiment, and is a map which shows the motor output area divided by motor torque and motor rotation speed. 実施形態の電動パワーステアリング装置の制御装置が実行する閾値変更制御の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the threshold value change control which the control apparatus of the electric power steering apparatus of embodiment performs. 実施形態の電動パワーステアリング装置のグラフであり、EPS要求電力の推移を示すグラフ。It is a graph of the electric power steering device of an embodiment, and is a graph which shows transition of EPS demand power.

図1を参照して、電動パワーステアリング装置(以下、「EPS1」)の構成について説明する。
EPS1は、EPS本体10、アシスト装置20、制御装置30、補助電源装置40、およびトルクセンサ50を有する。EPS1においては、主電源4および車速センサ5が制御装置30に電気的に接続されている。EPS1は、主電源4となるバッテリおよび補助電源装置40から制御装置30を介してアシスト装置20に電力が供給される構成を有する。EPS1は、アシスト装置20により操舵部品2の操作をアシストする。なお、操舵部品2として、例えばステアリングホイールが用いられている。
With reference to FIG. 1, the configuration of an electric power steering apparatus (hereinafter referred to as “EPS1”) will be described.
The EPS 1 includes an EPS main body 10, an assist device 20, a control device 30, an auxiliary power supply device 40, and a torque sensor 50. In the EPS 1, the main power supply 4 and the vehicle speed sensor 5 are electrically connected to the control device 30. The EPS 1 has a configuration in which power is supplied to the assist device 20 from the battery serving as the main power source 4 and the auxiliary power device 40 via the control device 30. The EPS 1 assists the operation of the steering component 2 by the assist device 20. For example, a steering wheel is used as the steering component 2.

EPS本体10は、コラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、ピニオンシャフト13、ラックシャフト14、ラックアンドピニオン機構15、および2個のタイロッド16を有する。EPS本体10は、操舵部品2の回転にともないコラムシャフト11、インターミディエイトシャフト12、およびピニオンシャフト13を一体に回転させる。EPS本体10は、ピニオンシャフト13の回転によりラックシャフト14を往復動させることにより車輪3の転舵角を変化させる。   The EPS main body 10 includes a column shaft 11, an intermediate shaft 12, a pinion shaft 13, a rack shaft 14, a rack and pinion mechanism 15, and two tie rods 16. The EPS main body 10 integrally rotates the column shaft 11, the intermediate shaft 12, and the pinion shaft 13 as the steering component 2 rotates. The EPS main body 10 changes the turning angle of the wheel 3 by reciprocating the rack shaft 14 by the rotation of the pinion shaft 13.

ラックアンドピニオン機構15は、ピニオンシャフト13のピニオンギヤ13Aおよびラックシャフト14のラックギヤ14Aが互いに噛み合わせられた構成を有する。ラックアンドピニオン機構15は、ピニオンギヤ13Aおよびラックギヤ14Aの噛み合いによりピニオンシャフト13の回転をラックシャフト14の往復動に変換する。   The rack and pinion mechanism 15 has a configuration in which a pinion gear 13A of the pinion shaft 13 and a rack gear 14A of the rack shaft 14 are meshed with each other. The rack and pinion mechanism 15 converts the rotation of the pinion shaft 13 into the reciprocating movement of the rack shaft 14 by the engagement of the pinion gear 13A and the rack gear 14A.

アシスト装置20は、3相ブラシレスモータとしての電動モータ21およびウォームギヤとしての減速機構22を有する。アシスト装置20は、減速機構22を介して電動モータ21の回転をコラムシャフト11に伝達することによりコラムシャフト11を回転させる力(以下、「アシストトルクTA」)をコラムシャフト11に付与する。このようにEPS1は、コラムアシスト型の構成を有する。   The assist device 20 includes an electric motor 21 as a three-phase brushless motor and a speed reduction mechanism 22 as a worm gear. The assist device 20 applies a force for rotating the column shaft 11 (hereinafter, “assist torque TA”) to the column shaft 11 by transmitting the rotation of the electric motor 21 to the column shaft 11 via the speed reduction mechanism 22. As described above, the EPS 1 has a column assist type configuration.

トルクセンサ50は、車載通信ネットワークを通じてトルク信号を制御装置30に送信する。
車速センサ5は、車載通信ネットワークを通じて車速信号を制御装置30に送信する。
The torque sensor 50 transmits a torque signal to the control device 30 through the in-vehicle communication network.
The vehicle speed sensor 5 transmits a vehicle speed signal to the control device 30 through the in-vehicle communication network.

制御装置30は、トルクセンサ50のトルク信号に基づいてコラムシャフト11の中間部分に接続されたトーションバー11Aのねじれ、すなわち操舵部品2の操作にともないコラムシャフト11に付与されたトルク(以下、「操舵トルクτ」)の大きさおよび方向を算出する。制御装置30は、車速センサ5の車速信号に基づいて車両の走行速度(以下、「車速VS」)を算出する。制御装置30は、電動モータ21の動作を制御することにより操舵をアシストするアシスト制御を実行する。   Based on the torque signal from the torque sensor 50, the control device 30 twists the torsion bar 11A connected to the intermediate portion of the column shaft 11, that is, torque applied to the column shaft 11 as the steering component 2 is operated (hereinafter referred to as “ The magnitude and direction of the steering torque τ ”) are calculated. The control device 30 calculates the traveling speed of the vehicle (hereinafter “vehicle speed VS”) based on the vehicle speed signal of the vehicle speed sensor 5. The control device 30 executes assist control for assisting steering by controlling the operation of the electric motor 21.

図2を参照して、制御装置30および補助電源装置40の構成について説明する。
制御装置30は、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン31」)、モータ駆動回路34、電流センサ35、および電圧センサ36を有する。制御装置30は、モータ駆動回路34に印加される電圧(以下、「モータ駆動電圧VMD」)を制御する。
With reference to FIG. 2, configurations of the control device 30 and the auxiliary power supply device 40 will be described.
The control device 30 includes a microcomputer (hereinafter “microcomputer 31”), a motor drive circuit 34, a current sensor 35, and a voltage sensor 36. The control device 30 controls the voltage applied to the motor drive circuit 34 (hereinafter “motor drive voltage VMD”).

電流センサ35は、電動モータ21に供給される実電流(以下、「モータ電流IM」)の大きさに応じた信号をマイコン31のモータ制御部33に送信する。
電圧センサ36は、補助電源装置40とモータ駆動回路34との間の電圧、すなわちモータ駆動電圧VMDの大きさに応じた信号をマイコン31の電源管理部32に送信する。
The current sensor 35 transmits a signal corresponding to the magnitude of the actual current (hereinafter referred to as “motor current IM”) supplied to the electric motor 21 to the motor control unit 33 of the microcomputer 31.
The voltage sensor 36 transmits a signal according to the voltage between the auxiliary power supply device 40 and the motor drive circuit 34, that is, the magnitude of the motor drive voltage VMD, to the power management unit 32 of the microcomputer 31.

マイコン31は、電源管理部32およびモータ制御部33を有する。マイコン31は、電源管理部32において補助電源装置40の充放電の動作を制御する。マイコン31は、モータ制御部33においてモータ駆動回路34の動作を制御する。   The microcomputer 31 has a power management unit 32 and a motor control unit 33. The microcomputer 31 controls the charging / discharging operation of the auxiliary power supply device 40 in the power management unit 32. The microcomputer 31 controls the operation of the motor drive circuit 34 in the motor control unit 33.

電源管理部32は、補助電源装置40のリレー41、昇圧回路43、および充放電回路44の動作を制御する。電源管理部32は、リレー41の動作を制御するためのリレー信号SRをリレー41に出力する。電源管理部32は、昇圧回路43の動作を制御するための昇圧信号SB1,SB2を昇圧回路43に出力する。電源管理部32は、充放電回路44の動作を制御するための充放電信号SCD1,SCD2を充放電回路44に出力する。   The power management unit 32 controls operations of the relay 41, the booster circuit 43, and the charge / discharge circuit 44 of the auxiliary power supply device 40. The power management unit 32 outputs a relay signal SR for controlling the operation of the relay 41 to the relay 41. The power management unit 32 outputs boost signals SB 1 and SB 2 for controlling the operation of the boost circuit 43 to the boost circuit 43. The power management unit 32 outputs charge / discharge signals SCD <b> 1 and SCD <b> 2 for controlling the operation of the charge / discharge circuit 44 to the charge / discharge circuit 44.

モータ制御部33は、アシスト制御を実行するためのモータ制御信号SMを生成する。詳細には、モータ制御部33は、操舵トルクτおよび車速VSに基づいて目標アシストトルクを演算する。モータ制御部33は、モータ電流IMが目標アシストトルクに対応する電流指令値に一致するように電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号SMを生成する。そしてモータ制御部33は、モータ制御信号SMをモータ駆動回路34に出力する。なお、目標アシストトルクは、操舵トルクτの絶対値が大きくなるにつれて、または車速VSの絶対値が小さくなるにつれて大きくなる。   The motor control unit 33 generates a motor control signal SM for executing assist control. Specifically, the motor control unit 33 calculates a target assist torque based on the steering torque τ and the vehicle speed VS. The motor control unit 33 generates the motor control signal SM by executing current feedback control so that the motor current IM matches the current command value corresponding to the target assist torque. The motor control unit 33 outputs a motor control signal SM to the motor drive circuit 34. The target assist torque increases as the absolute value of the steering torque τ increases or as the absolute value of the vehicle speed VS decreases.

モータ駆動回路34は、電動モータ21の各相に対して2個のスイッチング素子(MOSFET)が直列に接続された周知の構成を有する。モータ駆動回路34においては、モータ制御部33のモータ制御信号SMに基づいてモータ駆動回路34の各相の2個のスイッチング素子のオン状態およびオフ状態が交互に切り替えられる。モータ駆動回路34は、各スイッチング素子のオン状態およびオフ状態の切り替えによりモータ駆動電圧VMDをPWM駆動として電動モータ21に印加する。   The motor drive circuit 34 has a known configuration in which two switching elements (MOSFETs) are connected in series to each phase of the electric motor 21. In the motor drive circuit 34, the on state and the off state of the two switching elements of each phase of the motor drive circuit 34 are alternately switched based on the motor control signal SM of the motor control unit 33. The motor drive circuit 34 applies the motor drive voltage VMD to the electric motor 21 as PWM drive by switching the ON state and the OFF state of each switching element.

補助電源装置40は、主電源4とは個別に形成されている。補助電源装置40は、主電源4と直列に接続されている。補助電源装置40は、リレー41、電流センサ42、昇圧回路43、充放電回路44、および補助電源としてのキャパシタ45を有する。補助電源装置40は、キャパシタ45により制御装置30を介して電動モータ21に放電する。   The auxiliary power supply 40 is formed separately from the main power supply 4. The auxiliary power supply 40 is connected in series with the main power supply 4. The auxiliary power supply device 40 includes a relay 41, a current sensor 42, a booster circuit 43, a charge / discharge circuit 44, and a capacitor 45 as an auxiliary power supply. The auxiliary power supply device 40 is discharged to the electric motor 21 via the control device 30 by the capacitor 45.

リレー41は、主電源4と昇圧回路43との間に配置されている。リレー41は、主電源4によりモータ駆動回路34に電力が供給されるオン状態と、主電源4によりモータ駆動回路34に電力が供給されないオフ状態とを切り替える。   The relay 41 is disposed between the main power supply 4 and the booster circuit 43. The relay 41 switches between an on state in which power is supplied to the motor drive circuit 34 from the main power supply 4 and an off state in which power is not supplied to the motor drive circuit 34 from the main power supply 4.

電流センサ42は、リレー41と昇圧回路43との間に配置されている。電流センサ42は、主電源4の出力電流(以下、「バッテリ電流IB」)の大きさに応じた信号を電源管理部32に送信する。   The current sensor 42 is disposed between the relay 41 and the booster circuit 43. The current sensor 42 transmits a signal corresponding to the magnitude of the output current of the main power supply 4 (hereinafter “battery current IB”) to the power management unit 32.

昇圧回路43は、主電源4の電圧に基づく出力電圧、すなわち主電源4と補助電源装置40との接続点P1における出力電圧(以下、「出力電圧V1」)を昇圧してキャパシタ45の出力端子である接続点P2に印加することによりキャパシタ45を充電可能にしている。   The booster circuit 43 boosts an output voltage based on the voltage of the main power supply 4, that is, an output voltage at the connection point P <b> 1 between the main power supply 4 and the auxiliary power supply device 40 (hereinafter, “output voltage V <b> 1”) and outputs an output terminal of the capacitor 45. The capacitor 45 can be charged by being applied to the connection point P2.

昇圧回路43は、一対のスイッチング素子43A,43Bおよび昇圧コイル43Cを有する。昇圧回路43は、昇圧コイル43Cの一端が直列に接続された一対のスイッチング素子43A,43Bの接続点P3に接続される構成を有する。昇圧回路43は、昇圧コイル43Cの他端において出力電圧V1が印加される。   The booster circuit 43 has a pair of switching elements 43A and 43B and a booster coil 43C. The booster circuit 43 has a configuration in which one end of a booster coil 43C is connected to a connection point P3 of a pair of switching elements 43A and 43B connected in series. The booster circuit 43 is applied with the output voltage V1 at the other end of the booster coil 43C.

一対のスイッチング素子43A,43Bは、MOSFETが用いられている。上段側のスイッチング素子43Aは、一端においてキャパシタ45の出力端子(接続点P2)に接続されている。スイッチング素子43Aは、他端において下段側のスイッチング素子43Bに接続されている。下段側のスイッチング素子43Bは、一端において接地されている。各スイッチング素子43A,43Bは、電源管理部32の昇圧信号SB1,SB2に基づいてオン状態およびオフ状態を切り替える。   MOSFETs are used for the pair of switching elements 43A and 43B. The switching element 43A on the upper stage side is connected to the output terminal (connection point P2) of the capacitor 45 at one end. The switching element 43A is connected to the lower switching element 43B at the other end. The lower switching element 43B is grounded at one end. Each of the switching elements 43A and 43B switches between an on state and an off state based on the boost signals SB1 and SB2 of the power management unit 32.

スイッチング素子43A,43Bは、電源管理部32により同時にオン状態とならないように動作が制御されている。スイッチング素子43Aは、オン状態のとき、昇圧コイル43Cからキャパシタ45への給電が可能な状態となる。スイッチング素子43Aは、オフ状態のとき、昇圧コイル43Cからキャパシタ45への給電が不能な状態となる。スイッチング素子43Bは、オン状態のとき、昇圧コイル43Cが接地される。スイッチング素子43Bは、オフ状態のとき、昇圧コイル43Cが接地されない。   The operations of the switching elements 43A and 43B are controlled by the power management unit 32 so that they are not simultaneously turned on. When the switching element 43A is in the ON state, the switching element 43A is in a state in which power can be supplied from the step-up coil 43C to the capacitor 45. When the switching element 43A is in the OFF state, the power supply from the booster coil 43C to the capacitor 45 is impossible. When the switching element 43B is in the ON state, the booster coil 43C is grounded. When the switching element 43B is in the OFF state, the booster coil 43C is not grounded.

充放電回路44は、昇圧回路43と直列に接続されている。充放電回路44は、一対のスイッチング素子44A,44Bが直列に接続された構成を有する。充放電回路44は、各スイッチング素子44A,44Bの接続点P4においてモータ駆動回路34と接続されている。   The charge / discharge circuit 44 is connected in series with the booster circuit 43. The charge / discharge circuit 44 has a configuration in which a pair of switching elements 44A and 44B are connected in series. The charge / discharge circuit 44 is connected to the motor drive circuit 34 at a connection point P4 between the switching elements 44A and 44B.

一対のスイッチング素子44A,44Bは、MOSFETが用いられている。上段側のスイッチング素子44Aは、一端においてキャパシタ45の出力端子(接続点P2)に接続されている。スイッチング素子44Aは、他端において下段側のスイッチング素子44Bに接続されている。下段側のスイッチング素子44Bは、一端において電流センサ42およびリレー41を介して主電源4に電気的に接続されている。   MOSFETs are used for the pair of switching elements 44A and 44B. The switching element 44A on the upper stage side is connected to the output terminal (connection point P2) of the capacitor 45 at one end. The other end of the switching element 44A is connected to the lower switching element 44B. The lower switching element 44B is electrically connected to the main power supply 4 via the current sensor 42 and the relay 41 at one end.

各スイッチング素子44A,44Bは、電源管理部32の充放電信号SCD1,SCD2に基づいて導通状態であるオン状態および非導通状態であるオフ状態を周期的に切り替える。スイッチング素子44Aは、オン状態のとき、キャパシタ45からモータ駆動回路34(電動モータ21)への放電が可能な状態となる。スイッチング素子44Aは、オフ状態のとき、キャパシタ45からモータ駆動回路34(電動モータ21)への放電が不能な状態となる。スイッチング素子44Bは、オン状態のとき、主電源4からスイッチング素子44Bを介してモータ駆動回路34(電動モータ21)への給電が可能な状態となる。スイッチング素子44Bは、オフ状態のとき、主電源4からスイッチング素子44Bを介してモータ駆動回路34(電動モータ21)への給電が不能な状態となる。   Each of the switching elements 44A and 44B periodically switches between an on state that is a conducting state and an off state that is a non-conducting state based on the charge / discharge signals SCD1 and SCD2 of the power management unit 32. When the switching element 44A is in the ON state, the switching element 44A can discharge from the capacitor 45 to the motor drive circuit 34 (electric motor 21). When the switching element 44A is in the OFF state, the capacitor 45A cannot discharge from the capacitor 45 to the motor drive circuit 34 (electric motor 21). When the switching element 44B is in the ON state, the power can be supplied from the main power supply 4 to the motor drive circuit 34 (electric motor 21) via the switching element 44B. When the switching element 44B is in the OFF state, power cannot be supplied from the main power supply 4 to the motor drive circuit 34 (electric motor 21) via the switching element 44B.

キャパシタ45は、昇圧回路43および充放電回路44の間において、昇圧回路43および充放電回路44と並列に接続されている。キャパシタ45は、一端において接続点P2に接続されている。キャパシタ45は、他端において電流センサ42およびスイッチング素子44Bの間の接続点P5に接続されている。キャパシタ45としては、電気二重層コンデンサが用いられている。   The capacitor 45 is connected in parallel with the booster circuit 43 and the charge / discharge circuit 44 between the booster circuit 43 and the charge / discharge circuit 44. The capacitor 45 is connected at one end to the connection point P2. The capacitor 45 is connected at the other end to a connection point P5 between the current sensor 42 and the switching element 44B. As the capacitor 45, an electric double layer capacitor is used.

キャパシタ45は、マイコン31と電気的に接続されている。キャパシタ45の端子間電圧(以下、「キャパシタ電圧V2」)は、マイコン31のA/D変換を用いて測定される。キャパシタ電圧V2は、マイコン31により常時モニタされている。   The capacitor 45 is electrically connected to the microcomputer 31. A voltage between terminals of the capacitor 45 (hereinafter, “capacitor voltage V2”) is measured by using A / D conversion of the microcomputer 31. The capacitor voltage V2 is constantly monitored by the microcomputer 31.

昇圧回路43の動作について説明する。
昇圧回路43は、下段側のスイッチング素子43Bがオン状態からオフ状態に切り替えられることにより生じる昇圧電圧V3をキャパシタ45の出力端子(接続点P2)に印加する。具体的には、昇圧回路43においては、スイッチング素子43Bがオン状態により導通して昇圧コイル43Cの一端を接地する。そして、昇圧回路43は、スイッチング素子43Bがオフ状態からオン状態に切り替えられたことにより昇圧コイル43Cに生じる誘起電圧を出力電圧V1に重畳して出力する。なお、上段側のスイッチング素子43Aは、キャパシタ45側から昇圧回路43側への電流の回り込み(逆流)を防止する機能を有する。
The operation of the booster circuit 43 will be described.
The booster circuit 43 applies a boosted voltage V3 generated by switching the lower switching element 43B from the on state to the off state to the output terminal (connection point P2) of the capacitor 45. Specifically, in the booster circuit 43, the switching element 43B is turned on when it is turned on, and one end of the booster coil 43C is grounded. The booster circuit 43 superimposes the induced voltage generated in the booster coil 43C when the switching element 43B is switched from the off state to the on state, and outputs the superimposed voltage on the output voltage V1. Note that the switching element 43A on the upper stage side has a function of preventing current wraparound (backflow) from the capacitor 45 side to the booster circuit 43 side.

充放電回路44の動作について説明する。
充放電回路44は、各スイッチング素子44A,44Bのオン状態およびオフ状態の組合せに基づいて、主電源4からモータ駆動回路34に電力を供給する第1電源形態、および主電源4およびキャパシタ45からモータ駆動回路34に電力を供給する第2電源形態を切り替える。なお、各スイッチング素子44A,44Bは、電源管理部32により同時にオン状態にならないように動作が制御される。
The operation of the charge / discharge circuit 44 will be described.
The charging / discharging circuit 44 includes a first power supply form for supplying power from the main power supply 4 to the motor drive circuit 34 based on a combination of the ON state and the OFF state of each switching element 44A, 44B, and from the main power supply 4 and the capacitor 45. The second power supply mode for supplying power to the motor drive circuit 34 is switched. The operations of the switching elements 44A and 44B are controlled by the power management unit 32 so that they are not simultaneously turned on.

第1電源形態は、上段側のスイッチング素子44Aがオフ状態かつ下段側のスイッチング素子43Bがオン状態となる。第1電源形態においては、主電源4のバッテリ電流IBがキャパシタ45に供給されかつ下段側のスイッチング素子44Bを介してモータ駆動回路34に供給される。第1電源形態においては、上段側のスイッチング素子44Aがオフ状態のため、キャパシタ45からモータ駆動回路34に放電されない。   In the first power supply mode, the upper switching element 44A is turned off and the lower switching element 43B is turned on. In the first power supply mode, the battery current IB of the main power supply 4 is supplied to the capacitor 45 and supplied to the motor drive circuit 34 via the lower switching element 44B. In the first power supply mode, since the upper switching element 44A is in the OFF state, the capacitor 45 does not discharge to the motor drive circuit 34.

第2電源形態は、上段側のスイッチング素子44Aがオン状態かつ下段側のスイッチング素子44Bがオフ状態となる。第2電源形態は、主電源4およびキャパシタ45が互いに直列に接続された状態となる。第2電源形態においては、主電源4によるモータ駆動回路34への給電に加え、キャパシタ45がモータ駆動回路34に放電される。   In the second power supply mode, the upper switching element 44A is turned on and the lower switching element 44B is turned off. In the second power supply mode, the main power supply 4 and the capacitor 45 are connected in series. In the second power supply mode, the capacitor 45 is discharged to the motor drive circuit 34 in addition to the power supply to the motor drive circuit 34 by the main power supply 4.

また、第2電源形態においては、スイッチング素子44Aの1周期におけるオン状態の比率であるDUTY比およびスイッチング素子44Bの1周期におけるオン状態の比率であるDUTY比のそれぞれが0%および100%以外の値も採用される。各スイッチング素子44A,44BのDUTY比が変更されることによりモータ駆動電圧VMDが変更される。具体的には、スイッチング素子44AのDUTY比が大きくなるにつれてモータ駆動電圧VMDが大きくなる。スイッチング素子44AのDUTY比が100%のとき、モータ駆動電圧VMDが最大値となる。スイッチング素子44AのDUTY比が50%のとき、モータ駆動電圧VMDが最大値の半分の値となる。また、スイッチング素子44BのDUTY比は、スイッチング素子44AのDUTY比が大きくなるにつれて小さくなる。   Further, in the second power supply configuration, the DUTY ratio that is the ratio of the ON state in one cycle of the switching element 44A and the DUTY ratio that is the ratio of the ON state in one cycle of the switching element 44B are other than 0% and 100%, respectively. Value is also adopted. The motor drive voltage VMD is changed by changing the DUTY ratio of each switching element 44A, 44B. Specifically, the motor drive voltage VMD increases as the DUTY ratio of the switching element 44A increases. When the DUTY ratio of the switching element 44A is 100%, the motor drive voltage VMD becomes the maximum value. When the DUTY ratio of the switching element 44A is 50%, the motor drive voltage VMD is half the maximum value. Further, the DUTY ratio of the switching element 44B decreases as the DUTY ratio of the switching element 44A increases.

制御装置30は、アシスト制御以外に、EPS1に供給する電源の動作を制御する電源制御と、電源制御におけるキャパシタ45の放電タイミングを変更する閾値変更制御とを実行する。以下、各制御の詳細について説明する。   In addition to the assist control, the control device 30 executes power control for controlling the operation of the power supplied to the EPS 1 and threshold change control for changing the discharge timing of the capacitor 45 in the power control. Details of each control will be described below.

図3および図4を参照して、電源制御の内容について説明する。なお、図3および図4を参照する以下の説明において、符号が付されたEPS1に関する各構成要素は、図1または図2に記載された各構成要素を示す。   The contents of power control will be described with reference to FIGS. In the following description referring to FIG. 3 and FIG. 4, each constituent element related to the EPS 1 to which a reference numeral is attached indicates each constituent element described in FIG. 1 or FIG. 2.

なお、「電源電力PS」は、EPS1のアシスト制御により主電源4が補助電源装置40に供給する実電力を示す。電源電力PSは、バッテリ電流IBに基づいて算出される。また、「充放電閾値KE」は、主電源4からキャパシタ45への充電およびキャパシタ45からモータ駆動回路34(電動モータ21)への放電の切り替えの基準値を示す。充放電閾値KEは、試験等により予め設定される。   “Power supply power PS” indicates the actual power supplied from the main power supply 4 to the auxiliary power supply device 40 by the assist control of EPS1. The power source power PS is calculated based on the battery current IB. “Charge / discharge threshold KE” indicates a reference value for switching between charging from the main power supply 4 to the capacitor 45 and discharging from the capacitor 45 to the motor drive circuit 34 (electric motor 21). The charge / discharge threshold KE is set in advance by a test or the like.

図3において、EPS1のアシスト制御により主電源4に要求される電力(以下、「EPS要求電力」)は、充放電閾値KE以上となる期間(以下、「放電期間」)と充放電閾値KE未満の期間に区分される。   In FIG. 3, the power required for the main power supply 4 by the assist control of the EPS 1 (hereinafter referred to as “EPS required power”) is a period (hereinafter referred to as “discharge period”) that is greater than or equal to the charge / discharge threshold KE and less than the charge / discharge threshold KE. It is divided into periods.

電源電力PSは、EPS要求電力が充放電閾値KE未満の期間において、充放電閾値KE未満となる。電源電力PSは、放電期間において、充放電閾値KE以上となる。電源電力PSは、例えば時刻t11,t12,t13から充放電回路44が第1電源形態から第2電源形態に切り替えられるまでの期間において充放電閾値KEよりも大きくなる。なお、電源電力PSが充放電閾値KE以上となる場合として車両の車庫入れ時または駐車時において運転者が操舵部品2の据切り操舵を実行することが挙げられる。   The power supply power PS is less than the charge / discharge threshold KE in a period where the EPS required power is less than the charge / discharge threshold KE. The power source power PS becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold KE during the discharge period. The power supply power PS becomes larger than the charge / discharge threshold value KE in a period from the time t11, t12, t13 until the charge / discharge circuit 44 is switched from the first power supply mode to the second power supply mode, for example. An example of the case where the power source power PS is equal to or higher than the charge / discharge threshold value KE is that the driver performs the stationary steering operation of the steering component 2 when the vehicle is put in the garage or parked.

電源制御は、電源電力PSおよび充放電閾値KEの比較に基づいてキャパシタ45の動作を制御する。キャパシタ45は、放電期間においてモータ駆動回路34(図2参照)に放電する。キャパシタ45は、充放電閾値KE未満の期間かつキャパシタ45が満充電ではない期間(以下、「充電期間」)において主電源4により充電される。   The power supply control controls the operation of the capacitor 45 based on the comparison between the power supply power PS and the charge / discharge threshold KE. The capacitor 45 discharges to the motor drive circuit 34 (see FIG. 2) during the discharge period. Capacitor 45 is charged by main power supply 4 in a period less than charging / discharging threshold KE and in a period in which capacitor 45 is not fully charged (hereinafter referred to as “charging period”).

図4を参照して、電源制御の処理手順について説明する。本処理は、所定時間毎に繰り返し実行されている。
制御装置30は、ステップS11において、電源電力PSが充放電閾値KE以上か否かを判定する。制御装置30は、ステップS11において肯定判定のとき、ステップS12において充放電回路44を第2電源形態に設定する。そして、制御装置30は、ステップS13においてキャパシタ45の放電を制御する放電制御を実行する。このため、EPS要求電力は、電源電力PSに加え、充放電閾値KEを超えるEPS要求電力の電力量をキャパシタ45の放電により補われる。したがって、電源電力PSが充放電閾値KE以上のとき、電源切替制御により電源電力PS(バッテリ電流IB)が充放電閾値KEにおいてピークカットされる。このため、主電源4の負荷が小さくなる。
With reference to FIG. 4, the processing procedure of power supply control will be described. This process is repeatedly executed every predetermined time.
In step S11, control device 30 determines whether or not power supply power PS is equal to or higher than charge / discharge threshold KE. When the determination is affirmative in step S11, control device 30 sets charge / discharge circuit 44 to the second power supply configuration in step S12. And control device 30 performs discharge control which controls discharge of capacitor 45 in Step S13. Therefore, the EPS required power is supplemented by the discharge of the capacitor 45 with the amount of the EPS required power exceeding the charge / discharge threshold KE in addition to the power source power PS. Therefore, when power supply power PS is equal to or higher than charge / discharge threshold KE, power supply power PS (battery current IB) is peak-cut at charge / discharge threshold KE by power supply switching control. For this reason, the load of the main power supply 4 becomes small.

一方、制御装置30は、ステップS11において否定判定のとき、ステップS14において充放電回路44を第1電源形態に設定する。このため、EPS要求電力は、電源電力PSにより供給される。   On the other hand, when negative determination is made in step S11, control device 30 sets charge / discharge circuit 44 to the first power supply configuration in step S14. For this reason, the EPS required power is supplied by the power source power PS.

そして、制御装置30は、ステップS15においてキャパシタ45が満充電か否かを判定する。制御装置30は、ステップS15において肯定判定のとき、キャパシタ45を充電する必要がないと判断する。そして制御装置30は、一旦処理を終了する。一方、制御装置30は、ステップS15において否定判定のとき、キャパシタ45を充電する必要があると判断する。そして制御装置30は、ステップS16においてキャパシタ45を充電するための充電制御を実行する。制御装置30は、充電制御において昇圧回路43の昇圧電圧V3をキャパシタ45に印加することによりキャパシタ45を充電する。   Then, control device 30 determines whether or not capacitor 45 is fully charged in step S15. When the determination is affirmative in step S15, control device 30 determines that capacitor 45 need not be charged. And the control apparatus 30 once complete | finishes a process. On the other hand, control device 30 determines that capacitor 45 needs to be charged when a negative determination is made in step S15. And control device 30 performs charge control for charging capacitor 45 in Step S16. Control device 30 charges capacitor 45 by applying boosted voltage V3 of booster circuit 43 to capacitor 45 in charge control.

放電制御の詳細な内容について説明する。
制御装置30は、放電制御において、充放電回路44を第1電源形態から第2電源形態に変更するとき、キャパシタ45の容量不足となることを抑制することを目的として、キャパシタ45の放電を次のように制御する。
The detailed contents of the discharge control will be described.
In the discharge control, the control device 30 performs the discharge of the capacitor 45 for the purpose of suppressing the capacity of the capacitor 45 from becoming insufficient when the charge / discharge circuit 44 is changed from the first power supply form to the second power supply form. Control like this.

制御装置30は、電源電力PSと充放電閾値KEとの差が大きくなるにつれてモータ駆動電圧VMDを大きくする。詳細には、制御装置30は、電源電力PSと充放電閾値KEとの差が大きくなるにつれてスイッチング素子44AのDUTY比を大きくする。   Control device 30 increases motor drive voltage VMD as the difference between power supply PS and charge / discharge threshold KE increases. Specifically, control device 30 increases the DUTY ratio of switching element 44A as the difference between power supply power PS and charge / discharge threshold KE increases.

また、制御装置30は、放電制御において、充放電回路44を第1電源形態から第2電源形態に変更するとき、モータ駆動電圧VMDの急激な変化に起因するアシストトルクTAの急激な変化を抑制することを目的として、キャパシタ45の放電を次のように制御する。   In addition, when changing the charge / discharge circuit 44 from the first power supply form to the second power supply form in the discharge control, the control device 30 suppresses a sudden change in the assist torque TA caused by a sudden change in the motor drive voltage VMD. For this purpose, the discharge of the capacitor 45 is controlled as follows.

制御装置30は、キャパシタ45からモータ駆動回路34に放電が開始されるとき、キャパシタ45の放電を指示する指示信号に遅れを入れる。詳細には、制御装置30は、スイッチング素子44AのDUTY比が0%の状態からスイッチング素子44AのDUTY比を所定の増加幅により徐々に増加する。これにともない、制御装置30は、スイッチング素子44BのDUTY比が100%の状態からスイッチング素子44BのDUTY比を所定の減少幅により徐々に減少する。これにより、モータ駆動電圧VMDが徐々に高くなる。   When discharge is started from capacitor 45 to motor drive circuit 34, control device 30 delays the instruction signal instructing discharge of capacitor 45. Specifically, the control device 30 gradually increases the DUTY ratio of the switching element 44A by a predetermined increase amount from the state where the DUTY ratio of the switching element 44A is 0%. Accordingly, the control device 30 gradually decreases the DUTY ratio of the switching element 44B from the state where the DUTY ratio of the switching element 44B is 100% by a predetermined decrease width. As a result, the motor drive voltage VMD gradually increases.

スイッチング素子44AのDUTY比の増加幅は、PID制御となる電力フィードバック制御における伝達関数の時定数に基づいて決定される。スイッチング素子44AのDUTY比の増加幅は、時定数が大きくなるにつれて小さくなる。なお、時定数は予め設定されている。また、電力フィードバック制御は、電源電力PSが充放電閾値KEよりも大きいとき、電源電力PSを充放電閾値KEに一致させるようにモータ駆動電圧VMDを変更する制御を示す。   The increase width of the DUTY ratio of the switching element 44A is determined based on the time constant of the transfer function in the power feedback control that is the PID control. The increase width of the DUTY ratio of the switching element 44A decreases as the time constant increases. The time constant is set in advance. The power feedback control indicates control for changing the motor drive voltage VMD so that the power supply power PS matches the charge / discharge threshold KE when the power supply power PS is larger than the charge / discharge threshold KE.

図5および図6を参照して、閾値変更制御の詳細な内容について説明する。なお、図5および図6を参照する以下の説明において、符号が付されたEPS1に関する各構成要素は、図1または図2に記載された各構成要素を示す。   With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the detailed content of threshold value change control is demonstrated. In the following description with reference to FIG. 5 and FIG. 6, each constituent element related to the EPS 1 to which reference numerals are attached indicates each constituent element described in FIG. 1 or FIG. 2.

また、「モータトルクMT」は、モータ電流IMに基づいて算出される電動モータ21のトルクを示す。「モータ回転数MR」は、電動モータ21内の回転センサ(図示略)に基づいて算出される電動モータ21の回転数を示す。   The “motor torque MT” indicates the torque of the electric motor 21 calculated based on the motor current IM. “Motor rotational speed MR” indicates the rotational speed of the electric motor 21 calculated based on a rotation sensor (not shown) in the electric motor 21.

制御装置30は、閾値変更制御において図5に示される電動モータ21のトルク回転数特性のマップ(以下、「モータ特性マップMP」)を用いて充放電閾値KEの値を変更する。詳細には、制御装置30には、充放電閾値KEとして第1閾値KE1および第1閾値KE1よりも小さい第2閾値KE2が記憶されている。制御装置30は、モータトルクMTおよびモータ回転数MRと、モータ特性マップMPとに基づいて充放電閾値KEを第1閾値KE1から第2閾値KE2に変更する。これにより、キャパシタ45の放電タイミングが変更される。   The control device 30 changes the value of the charge / discharge threshold KE using the map of the torque rotation speed characteristic of the electric motor 21 shown in FIG. 5 (hereinafter, “motor characteristic map MP”) in the threshold change control. Specifically, the control device 30 stores a first threshold value KE1 and a second threshold value KE2 smaller than the first threshold value KE1 as the charge / discharge threshold value KE. The control device 30 changes the charge / discharge threshold value KE from the first threshold value KE1 to the second threshold value KE2 based on the motor torque MT, the motor rotational speed MR, and the motor characteristic map MP. Thereby, the discharge timing of the capacitor 45 is changed.

モータ特性マップMPの内容について説明する。
モータ特性マップMPは、モータトルクMTおよびモータ回転数MRにより区画された電動モータ21の出力領域(以下、「モータ出力領域MOR」)を示している。モータ出力領域MORは、基準モータ出力領域MRC、判定出力領域MRK、および拡大出力領域MREを有する。
The contents of the motor characteristic map MP will be described.
The motor characteristic map MP indicates an output region (hereinafter, “motor output region MOR”) of the electric motor 21 partitioned by the motor torque MT and the motor rotational speed MR. The motor output area MOR has a reference motor output area MRC, a determination output area MRK, and an enlarged output area MRE.

基準モータ出力領域MRCは、充放電回路44が第1電源形態のときのモータトルクMTとモータ回転数MRとにより区画された領域を示している。すなわち基準モータ出力領域MRCは、モータ駆動電圧VMDが出力電圧V1のときのモータ出力領域MORを示している。   The reference motor output area MRC indicates an area partitioned by the motor torque MT and the motor rotational speed MR when the charge / discharge circuit 44 is in the first power supply configuration. That is, the reference motor output area MRC indicates the motor output area MOR when the motor drive voltage VMD is the output voltage V1.

基準モータ出力領域MRCは、モータトルクMTが値MT1において上限値となる(以下、「トルク上限値MT1」)。基準モータ出力領域MRCは、図5中の実線により区画された領域として示される。基準モータ出力領域MRCは、モータトルクMTがトルク上限値MT1およびモータ回転数MRが「0」となる座標とモータトルクMTがトルク上限値MT1およびモータ回転数MRが値MR2となる座標とを互いに結ぶ直線において区画される。基準モータ出力領域MRCは、モータトルクMTがトルク上限値MT1およびモータ回転数MRが値MR2となる座標と、モータトルクMTが値MT2(MT2<MT1)およびモータ回転数MRが値MR4(MR4>MR2)となる座標とを互いに結ぶ直線において区画される。   The reference motor output area MRC has an upper limit value when the motor torque MT is a value MT1 (hereinafter, “torque upper limit value MT1”). The reference motor output area MRC is shown as an area partitioned by a solid line in FIG. In the reference motor output area MRC, the coordinates at which the motor torque MT is the torque upper limit value MT1 and the motor rotational speed MR are “0” and the coordinates at which the motor torque MT is the torque upper limit value MT1 and the motor rotational speed MR are the value MR2. Comparted on a straight line. The reference motor output area MRC includes coordinates where the motor torque MT is the torque upper limit value MT1 and the motor rotational speed MR is the value MR2, the motor torque MT is the value MT2 (MT2 <MT1), and the motor rotational speed MR is the value MR4 (MR4>). MR2) is partitioned on a straight line connecting the coordinates.

判定出力領域MRKは、図5中の斜線の領域として示される。判定出力領域MRKは、基準モータ出力領域MRC内の領域として区画される。判定出力領域MRKは、モータトルクMTがトルク上限値MT1およびモータ回転数MRが値MR1(MR1<MR2)となる座標と、モータトルクMTが値MT2およびモータ回転数MRが値MR3(MR2<MR3<MR4)となる座標とを互いに結ぶ直線LSを有する。判定出力領域MRKは、直線LSを含み、かつ直線LSよりも基準モータ出力領域MRCのモータ回転数MRが増大側の領域により形成されている。   The determination output area MRK is shown as a hatched area in FIG. The determination output area MRK is divided as an area within the reference motor output area MRC. The determination output area MRK includes coordinates where the motor torque MT is the torque upper limit value MT1 and the motor rotational speed MR is the value MR1 (MR1 <MR2), the motor torque MT is the value MT2 and the motor rotational speed MR is the value MR3 (MR2 <MR3). It has a straight line LS that connects the coordinates <MR4). The determination output area MRK includes a straight line LS, and is formed by an area where the motor rotational speed MR of the reference motor output area MRC is larger than the straight line LS.

拡大出力領域MREは、充放電回路44が第2電源形態のときのモータトルクMTとモータ回転数MRとにより区画された領域を示している。すなわち、拡大出力領域MREは、モータ駆動電圧VMDが出力電圧V1およびキャパシタ電圧V2の合計のときのモータ出力領域MORを示している。拡大出力領域MREは、キャパシタ電圧V2の変化に起因してモータ駆動電圧VMDが増大するにつれてモータ回転数MRが増大する側に拡大する。拡大出力領域MREは、モータ回転数MRが値MR4よりも大きい値を有する。   The enlarged output region MRE indicates a region partitioned by the motor torque MT and the motor rotational speed MR when the charge / discharge circuit 44 is in the second power supply configuration. That is, the enlarged output region MRE indicates the motor output region MOR when the motor drive voltage VMD is the sum of the output voltage V1 and the capacitor voltage V2. The expanded output region MRE expands to the side where the motor rotational speed MR increases as the motor drive voltage VMD increases due to the change in the capacitor voltage V2. The enlarged output region MRE has a value where the motor rotational speed MR is larger than the value MR4.

制御装置30は、閾値変更制御においてアシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標からなる電動モータ21の出力が基準モータ出力領域MRCを超えると予測されるとき、キャパシタ45を電動モータ21に放電するための制御として充放電閾値KEを第1閾値KE1から第2閾値KE2に変更する。   When it is predicted that the output of the electric motor 21 composed of the coordinates of the motor torque MT and the motor rotational speed MR based on the assist control in the threshold change control is predicted to exceed the reference motor output region MRC, the control device 30 sets the capacitor 45 to the electric motor 21. As a control for discharging the battery, the charge / discharge threshold value KE is changed from the first threshold value KE1 to the second threshold value KE2.

なお、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRが基準モータ出力領域MRCを超えると予測されるか否かの判定は、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標が判定出力領域MRKの範囲内か否かに基づいて実行される。すなわち、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標が判定出力領域MRKの範囲内のとき、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRが基準モータ出力領域MRCを超えると予測される。一方、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標が判定出力領域MRKの範囲外のとき、アシスト制御に基づくモータトルクMTおよびモータ回転数MRが基準モータ出力領域MRCを超えないと予測される。   Whether the motor torque MT and the motor rotational speed MR based on the assist control are predicted to exceed the reference motor output region MRC is determined based on the coordinates of the motor torque MT and the motor rotational speed MR based on the assist control. The process is executed based on whether the area is within the range of the area MRK. That is, when the coordinates of the motor torque MT and the motor rotational speed MR based on the assist control are within the range of the determination output area MRK, the motor torque MT and the motor rotational speed MR based on the assist control are predicted to exceed the reference motor output area MRC. The On the other hand, when the coordinates of the motor torque MT and the motor rotation speed MR based on the assist control are outside the range of the determination output area MRK, the motor torque MT and the motor rotation speed MR based on the assist control are predicted not to exceed the reference motor output area MRC. Is done.

図6を参照して、閾値変更制御の処理手順について説明する。
制御装置30は、ステップS21においてモータ電流IMおよびモータ回転数MRを検出する。そして、制御装置30は、ステップS22において電動モータ21の出力を推定する。詳細には、制御装置30は、モータ電流IMに基づいてモータトルクMTを算出する。そして制御装置30は、電動モータ21の出力としてモータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標を作成する。
With reference to FIG. 6, the process procedure of threshold value change control is demonstrated.
In step S21, control device 30 detects motor current IM and motor rotation speed MR. And the control apparatus 30 estimates the output of the electric motor 21 in step S22. Specifically, control device 30 calculates motor torque MT based on motor current IM. Then, the control device 30 creates the coordinates of the motor torque MT and the motor rotation number MR as the output of the electric motor 21.

次に、制御装置30は、ステップS23において電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内か否かを判定する。
ステップS23において肯定判定のとき、モータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標が基準モータ出力領域MRCの範囲外となると予測される。すなわち、基準モータ出力領域MRCの範囲内の電動モータ21の出力特性では、アシスト制御が適切に実行されないと予測される。そして、制御装置30は、ステップS24において充放電閾値KEを第2閾値KE2に設定する。
Next, in step S23, the control device 30 determines whether or not the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK.
When an affirmative determination is made in step S23, it is predicted that the coordinates of the motor torque MT and the motor rotational speed MR will be outside the range of the reference motor output area MRC. That is, it is predicted that the assist control is not properly executed with the output characteristics of the electric motor 21 within the range of the reference motor output area MRC. And the control apparatus 30 sets the charging / discharging threshold value KE to the 2nd threshold value KE2 in step S24.

一方、ステップS23において否定判定のとき、モータトルクMTおよびモータ回転数MRの座標が基準モータ出力領域MRCの範囲内となると予測される。すなわち、基準モータ出力領域MRCの範囲内の電動モータ21の出力特性でアシスト制御が適切に実行されると予測される。そして、制御装置30は、ステップS25において充放電閾値KEを第1閾値KE1に設定する。   On the other hand, when a negative determination is made in step S23, the coordinates of the motor torque MT and the motor rotational speed MR are predicted to be within the range of the reference motor output area MRC. That is, it is predicted that the assist control is appropriately executed with the output characteristics of the electric motor 21 within the range of the reference motor output region MRC. And the control apparatus 30 sets the charging / discharging threshold value KE to the 1st threshold value KE1 in step S25.

なお、制御装置30は、充放電閾値KEを第1閾値KE1から第2閾値KE2に変更した後、次のように充放電閾値KEを第2閾値KE2から第1閾値KE1に変更する。すなわち、制御装置30は、電源電力PSが第2閾値KE2以上となった後、所定時間を経過したと判断したとき、充放電閾値KEを第2閾値KE2から第1閾値KE1に変更する。なお、所定時間は、試験等により予め設定されている。   In addition, after changing the charging / discharging threshold value KE from the first threshold value KE1 to the second threshold value KE2, the control device 30 changes the charging / discharging threshold value KE from the second threshold value KE2 to the first threshold value KE1 as follows. That is, the control device 30 changes the charge / discharge threshold value KE from the second threshold value KE2 to the first threshold value KE1 when determining that the predetermined time has elapsed after the power source power PS becomes equal to or higher than the second threshold value KE2. The predetermined time is set in advance by a test or the like.

図7を参照して、本実施形態のEPS1の作用について説明する。
なお、「仮想EPS」は、EPS1から閾値変更制御を省略した構成を示す。「仮想モータ」は、閾値変更制御が実行されない電動モータの構成を示す。仮想モータの出力性能は、電動モータ21の出力性能と同等である。
With reference to FIG. 7, the operation of the EPS 1 of the present embodiment will be described.
Note that “virtual EPS” indicates a configuration in which threshold value change control is omitted from EPS1. The “virtual motor” indicates a configuration of an electric motor for which threshold change control is not executed. The output performance of the virtual motor is equivalent to the output performance of the electric motor 21.

図7のグラフは、時刻t21から時刻t24までの期間において操舵速度が大きい操舵が実行され、時刻t25から時刻t26までの期間において操舵速度が小さい操舵が実行されたときのEPS要求電力の推移を示している。   The graph of FIG. 7 shows the transition of the EPS required power when steering with a high steering speed is executed in the period from time t21 to time t24 and when steering with a low steering speed is executed in the period from time t25 to time t26. Show.

モータ回転数MRは、操舵速度が大きくなるにつれて大きくなる。仮想EPSにおいては、例えば時刻t21から時刻t22までの期間のように電源電力PSが充放電閾値KE未満かつ操舵速度が過度に大きくなるとき、モータ特性マップMPは基準モータ出力領域MRCのままであるため、モータ回転数MRが基準モータ出力領域MRCの範囲外となる場合がある。このとき、仮想EPSは、操舵速度に対してアシストするモータ回転数MRが小さいため、アシスト制御を適切に実行することができない。このため、仮想EPSは、操舵フィーリングが悪化してしまう。   The motor rotational speed MR increases as the steering speed increases. In the virtual EPS, for example, when the power source power PS is less than the charge / discharge threshold KE and the steering speed becomes excessively large as in the period from time t21 to time t22, the motor characteristic map MP remains in the reference motor output region MRC. For this reason, the motor rotational speed MR may be outside the range of the reference motor output area MRC. At this time, since the virtual EPS assists the motor speed MR with respect to the steering speed, the assist control cannot be executed appropriately. For this reason, in the virtual EPS, the steering feeling is deteriorated.

一方、仮想EPSは、操舵速度の増大にともない電源電力PSも増大するため、電源電力PSが充放電閾値KE(第1閾値KE1)以上のとき(時刻t23)に充放電回路44が第2電源形態に変更される。これにより、キャパシタ45が放電されるため、モータ駆動電圧VMDが増大する。このため、仮想モータの出力性能は、基準モータ出力領域MRCから拡大出力領域MREに変更される。したがって、仮想EPSは、操舵速度に対してアシストするモータ回転数MRの不足が補われる。これにより、仮想EPSは、操舵フィーリングの悪化が改善される。   On the other hand, since the virtual EPS increases the power supply power PS as the steering speed increases, the charge / discharge circuit 44 operates as the second power supply when the power supply power PS is equal to or higher than the charge / discharge threshold KE (first threshold KE1) (time t23). Changed to form. Thereby, since capacitor 45 is discharged, motor drive voltage VMD increases. For this reason, the output performance of the virtual motor is changed from the reference motor output area MRC to the enlarged output area MRE. Therefore, the virtual EPS compensates for the shortage of the motor rotational speed MR that assists the steering speed. Thereby, virtual EPS improves the deterioration of steering feeling.

このように仮想EPSにおいては、電源電力PSが充放電閾値KE(第1閾値KE1)未満の状態において、操舵速度が過度に大きくなるときに操舵フィーリングの悪化を招いてしまう。そして、仮想EPSにおいては、操舵フィーリングの悪化が改善されるまでの時間が長い。   As described above, in the virtual EPS, in a state where the power supply PS is less than the charge / discharge threshold KE (first threshold KE1), the steering feeling is deteriorated when the steering speed becomes excessively high. And in virtual EPS, the time until the deterioration of steering feeling is improved is long.

これに対して、本実施形態のEPS1は、閾値変更制御により電源電力PSが充放電閾値KE(第1閾値KE1)未満の状態において操舵速度が過度に大きいとき、充放電閾値KEを第1閾値KE1から第1閾値KE1よりも小さい第2閾値KE2に変更する。これにより、EPS1は、仮想EPSよりも速やかに充放電回路44が第2電源形態に変更される。すなわち、EPS1は、仮想EPSよりも速やかに電動モータ21の出力性能を基準モータ出力領域MRCから拡大出力領域MREに変更する。これにより、EPS1は、仮想EPSよりも操舵フィーリングが悪化することを抑制することができる。また、EPS1は、操舵フィーリングの悪化を招いたとしても仮想EPSよりも速やかに操舵フィーリングの悪化を改善することができる。   In contrast, the EPS 1 of the present embodiment sets the charge / discharge threshold value KE to the first threshold value when the steering speed is excessively high in the state where the power supply PS is less than the charge / discharge threshold value KE (first threshold value KE1) by the threshold value change control. The KE1 is changed to the second threshold value KE2 which is smaller than the first threshold value KE1. Thereby, as for EPS1, charge / discharge circuit 44 is changed to the 2nd power supply form more rapidly than virtual EPS. In other words, the EPS 1 changes the output performance of the electric motor 21 from the reference motor output area MRC to the enlarged output area MRE more quickly than the virtual EPS. Thereby, EPS1 can suppress that a steering feeling deteriorates rather than virtual EPS. Moreover, even if the EPS 1 causes the deterioration of the steering feeling, the deterioration of the steering feeling can be improved more quickly than the virtual EPS.

本実施形態のEPS1は以下の効果を奏する。
(1)EPS1は、電動モータ21の出力が基準モータ出力領域MRCを超えると予測されるとき、キャパシタ45を放電するための制御を実行する。この構成によれば、キャパシタ45を放電することにより基準モータ出力領域MRCから拡大出力領域MREに変更される。したがって、操舵速度が大きい場合においても電動モータ21により適切なアシストが実行される。したがって、操舵フィーリングの悪化が抑制される。
The EPS 1 of the present embodiment has the following effects.
(1) The EPS 1 executes control for discharging the capacitor 45 when the output of the electric motor 21 is predicted to exceed the reference motor output region MRC. According to this configuration, the reference motor output region MRC is changed to the enlarged output region MRE by discharging the capacitor 45. Therefore, appropriate assist is executed by the electric motor 21 even when the steering speed is high. Therefore, deterioration of the steering feeling is suppressed.

(2)EPS1は、閾値変更制御において充放電閾値KEを第1閾値KE1から第2閾値KE2に変更する。この構成によれば、操舵速度が大きいときにキャパシタ45がモータ駆動回路34に放電しやすくなる。したがって、仮想EPSと比較して、操舵フィーリングの悪化が抑制される。   (2) The EPS 1 changes the charge / discharge threshold KE from the first threshold KE1 to the second threshold KE2 in the threshold change control. According to this configuration, the capacitor 45 is easily discharged to the motor drive circuit 34 when the steering speed is high. Therefore, the deterioration of the steering feeling is suppressed as compared with the virtual EPS.

(3)EPS1は、放電制御においてキャパシタ45の放電が開始されるとき、スイッチング素子44AのDUTY比が0%の状態からスイッチング素子44AのDUTY比を所定の増加幅により徐々に増加させる。この構成によれば、モータ駆動電圧VMDが徐々に上昇するため、キャパシタ45の放電の際にアシストトルクTAが急激に変化することが抑制される。   (3) When the discharge of the capacitor 45 is started in the discharge control, the EPS 1 gradually increases the DUTY ratio of the switching element 44A by a predetermined increase width from the state where the DUTY ratio of the switching element 44A is 0%. According to this configuration, since the motor drive voltage VMD gradually increases, the assist torque TA is prevented from changing abruptly when the capacitor 45 is discharged.

一方、このような放電制御が実行された場合、電源電力PSが充放電閾値KE以上になったとしてもモータ駆動電圧VMDが徐々に上昇するため、拡大出力領域MREの増加速度が緩やかとなる。このため、仮想EPSにおいては、操舵フィーリングの悪化が改善されるまでの時間がさらに長くなる。   On the other hand, when such discharge control is executed, the motor drive voltage VMD gradually rises even when the power supply power PS becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold KE, so that the increasing speed of the enlarged output region MRE becomes moderate. For this reason, in the virtual EPS, the time until the deterioration of the steering feeling is further increased.

これに対して、本実施形態のEPS1は、閾値変更制御により電動モータ21の出力が基準モータ出力領域MRCを超えると予測されるとき、充放電閾値KEを第1閾値KE1から第1閾値KE1よりも小さい第2閾値KE2に変更する。このため、仮想EPSよりもキャパシタ45の放電タイミングが早くなる。したがって、モータ駆動電圧VMDが徐々に上昇してもキャパシタ45の放電タイミングを早くしているため、操舵フィーリングの悪化を抑制することができる。また操舵フィーリングが悪化したとしても短時間にて改善することができる。   On the other hand, in the EPS 1 of the present embodiment, when the output of the electric motor 21 is predicted to exceed the reference motor output region MRC by the threshold change control, the charge / discharge threshold KE is changed from the first threshold KE1 to the first threshold KE1. Is also changed to a small second threshold value KE2. For this reason, the discharge timing of the capacitor 45 is earlier than the virtual EPS. Therefore, even if the motor drive voltage VMD gradually increases, the discharge timing of the capacitor 45 is advanced, so that deterioration of the steering feeling can be suppressed. Even if the steering feeling deteriorates, it can be improved in a short time.

(4)EPS1は、放電制御において電源電力PSが充放電閾値KE以上となるとき、電源電力PSと充放電閾値KEとの差が大きくなるにつれてキャパシタ45の放電量を多くする。この構成によれば、電源電力PSと充放電閾値KEとの差が小さいとき、キャパシタ45の放電量が少ない。このため、キャパシタ45の蓄電量の低下が抑制される。   (4) The EPS 1 increases the discharge amount of the capacitor 45 as the difference between the power source power PS and the charge / discharge threshold value KE increases when the power source power PS becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold value KE in the discharge control. According to this configuration, when the difference between the power source PS and the charge / discharge threshold KE is small, the discharge amount of the capacitor 45 is small. For this reason, the fall of the electrical storage amount of the capacitor 45 is suppressed.

一方、このような放電制御が実行された場合、電源電力PSが充放電閾値KE以上になったとしても電源電力PSと充放電閾値KEとの差が小さいときにはキャパシタ45の放電量が少ないため、拡大出力領域MREの増加量が少なくなる。このため、仮想EPSにおいては、電源電力PSが充放電閾値KE以上になったとしても操舵速度に基づくモータ回転数MRに達することができない場合がある。したがって、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。   On the other hand, when such discharge control is executed, even if the power source power PS becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold value KE, the discharge amount of the capacitor 45 is small when the difference between the power source power PS and the charge / discharge threshold value KE is small. The increase amount of the enlarged output area MRE is reduced. For this reason, in the virtual EPS, even if the power source power PS becomes equal to or higher than the charge / discharge threshold KE, the motor rotational speed MR based on the steering speed may not be reached. Therefore, the steering feeling may be deteriorated.

これに対して、本実施形態のEPS1は、閾値変更制御により電動モータ21の出力が基準モータ出力領域MRCを超えると予測されるとき、充放電閾値KEを第1閾値KE1から第1閾値KE1よりも小さい第2閾値KE2に変更する。このため、仮想EPSと比較して、電源電力PSと充放電閾値KEとの差が大きくなる。したがって、電源電力PSが充放電閾値KE(第2閾値KE2)以上のとき、電動モータ21が操舵速度に基づくモータ回転数MRに達することができないことが抑制される。したがって、操舵フィーリングの悪化が抑制される。   On the other hand, in the EPS 1 of the present embodiment, when the output of the electric motor 21 is predicted to exceed the reference motor output region MRC by the threshold change control, the charge / discharge threshold KE is changed from the first threshold KE1 to the first threshold KE1. Is also changed to a small second threshold value KE2. For this reason, the difference between the power source PS and the charge / discharge threshold KE is larger than that of the virtual EPS. Therefore, when the power source power PS is equal to or higher than the charge / discharge threshold value KE (second threshold value KE2), it is possible to prevent the electric motor 21 from reaching the motor rotational speed MR based on the steering speed. Therefore, deterioration of the steering feeling is suppressed.

本電動パワーステアリング装置は、上記実施形態とは別の実施形態を含む。以下、本電動パワーステアリング装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。   The electric power steering apparatus includes an embodiment different from the above embodiment. Hereinafter, the modification of the said embodiment as other embodiment of this electric power steering device is shown. The following modifications can be combined with each other.

・実施形態の制御装置30は、閾値変更制御において充放電閾値KEを予め設定された第1閾値KE1および第2閾値KE2の2つの閾値の切り替えを実行している。ただし、充放電閾値KEの変更の方法は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置30は、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、モータ回転数MRの増加速度に基づいて充放電閾値KEの第2閾値KE2を可変に制御する。詳細には、変形例の制御装置30は、モータ回転数MRの増加速度が大きくなるにつれて第1閾値KE1に対して第2閾値KE2をより小さい値に変更する。すなわち、モータ回転数MRの増加速度が大きい場合の第2閾値KE2は、モータ回転数MRの増加速度が小さい場合の第2閾値KE2より小さい値に変更される。また、別の変形例の制御装置30は、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、操舵速度に基づいて充放電閾値KEの第2閾値KE2を可変に制御する。詳細には、別の変形例の制御装置30は、操舵速度が大きくなるにつれて第1閾値KE1に対して第2閾値KE2をより小さい値に変更する。すなわち、操舵速度が大きい場合の第2閾値KE2は、操舵速度が小さい場合の第2閾値KE2がより小さい値に変更される。要するに、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、電動モータ21の出力が基準モータ出力領域MRCを超える可能性が高くなるにつれて第2閾値KE2をより小さい値に変更する構成であればよい。   In the threshold change control, the control device 30 according to the embodiment executes switching between the two threshold values of the first threshold value KE1 and the second threshold value KE2 in which the charge / discharge threshold value KE is set in advance. However, the method for changing the charge / discharge threshold KE is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, when the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK, the control device 30 according to the modified example variably controls the second threshold value KE2 of the charge / discharge threshold value KE based on the increasing speed of the motor rotation number MR. Specifically, the control device 30 according to the modified example changes the second threshold value KE2 to a smaller value with respect to the first threshold value KE1 as the increasing speed of the motor rotational speed MR increases. That is, the second threshold value KE2 when the increase speed of the motor rotation speed MR is large is changed to a value smaller than the second threshold value KE2 when the increase speed of the motor rotation speed MR is small. In addition, when the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK, the control device 30 of another modified example variably controls the second threshold value KE2 of the charge / discharge threshold value KE based on the steering speed. Specifically, the control device 30 of another modified example changes the second threshold value KE2 to a smaller value than the first threshold value KE1 as the steering speed increases. That is, the second threshold value KE2 when the steering speed is high is changed to a smaller value than the second threshold value KE2 when the steering speed is low. In short, when the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK, the second threshold value KE2 is changed to a smaller value as the possibility that the output of the electric motor 21 exceeds the reference motor output region MRC increases. Good.

・実施形態の制御装置30は、モータ特性マップMPにおいて1つの判定出力領域MRKを有する。ただし、判定出力領域MRKの個数は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置30は、モータ特性マップMPにおいて複数の判定出力領域MRKを有する。そして変形例の制御装置30は、各判定出力領域MRKに対応した充放電閾値KEを有する。詳細には、変形例の制御装置30は、判定出力領域MRKにおけるモータ回転数MRの上限値がより大きい判定出力領域MRKの充放電閾値KEは、第1閾値KE1からの減少幅が大きい値を有する。   The control device 30 of the embodiment has one determination output region MRK in the motor characteristic map MP. However, the number of determination output areas MRK is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the control device 30 of the modified example has a plurality of determination output areas MRK in the motor characteristic map MP. And the control apparatus 30 of a modification has the charging / discharging threshold value KE corresponding to each determination output area | region MRK. Specifically, in the control device 30 of the modification, the charge / discharge threshold value KE in the determination output region MRK in which the upper limit value of the motor rotation number MR in the determination output region MRK is larger is a value that has a large decrease width from the first threshold value KE1. Have.

・実施形態の制御装置30は、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、キャパシタ45を電動モータ21に放電するための制御として、充放電閾値KEを第1閾値KE1から第2閾値KE2に変更する。ただし、キャパシタ45を電動モータ21に放電するための制御は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置30は、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、充放電回路44を第1電源形態から第2電源形態に変更する。   The control device 30 according to the embodiment sets the charge / discharge threshold value KE from the first threshold value KE1 to the second threshold value as control for discharging the capacitor 45 to the electric motor 21 when the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK. Change to KE2. However, the control for discharging the capacitor 45 to the electric motor 21 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, when the output of the electric motor 21 is within the determination output region MRK, the control device 30 of the modified example changes the charge / discharge circuit 44 from the first power supply form to the second power supply form.

・実施形態の制御装置30は、電動モータ21の出力が判定出力領域MRK内のとき、充放電閾値KEを変更する。ただし、充放電閾値KEを変更する条件は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置30は、モータ回転数MRがモータ閾値以上のとき、充放電閾値KEを変更する。なお、モータ閾値として、例えば図5のモータ回転数MRの値MR2が用いられる。   -The control apparatus 30 of embodiment changes the charging / discharging threshold value KE, when the output of the electric motor 21 is in determination output area | region MRK. However, the conditions for changing the charge / discharge threshold KE are not limited to the contents exemplified in the embodiment. For example, the control device 30 of the modification changes the charge / discharge threshold value KE when the motor rotation speed MR is equal to or greater than the motor threshold value. As the motor threshold value, for example, the value MR2 of the motor rotation number MR in FIG. 5 is used.

・実施形態の制御装置30は、モータトルクMTおよびモータ回転数MRの関係を示すモータ特性マップMPを用いて閾値変更制御を実行している。ただし、モータ特性マップMPは実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の制御装置30は、モータ電流IMおよびモータ駆動電圧VMDの関係を示すモータ特性マップMPを用いて閾値変更制御を実行する。   The control device 30 according to the embodiment performs threshold value change control using a motor characteristic map MP indicating the relationship between the motor torque MT and the motor rotational speed MR. However, the motor characteristic map MP is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the control device 30 according to the modification executes threshold change control using a motor characteristic map MP indicating the relationship between the motor current IM and the motor drive voltage VMD.

・実施形態の補助電源装置40は、キャパシタ45を有する。ただし、補助電源装置40の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の補助電源装置40は、キャパシタ45に代えて、リチウムイオン電池等の二次電池を有する。   The auxiliary power supply device 40 according to the embodiment includes a capacitor 45. However, the configuration of the auxiliary power supply device 40 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the auxiliary power supply device 40 according to the modified example has a secondary battery such as a lithium ion battery instead of the capacitor 45.

・実施形態のキャパシタ45は、電気二重層コンデンサが用いられている。ただし、キャパシタ45の種類は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のキャパシタ45は、電気二重層コンデンサに代えて、リチウムイオンキャパシタが用いられる。   In the embodiment, the capacitor 45 is an electric double layer capacitor. However, the type of the capacitor 45 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the capacitor 45 of the modified example is a lithium ion capacitor instead of an electric double layer capacitor.

・実施形態の充放電回路44は、スイッチング素子44A,44BとしてMOSFETが用いられている。ただし、スイッチング素子44A,44Bの種類は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の充放電回路44は、スイッチング素子44A,44BとしてIGBTが用いられる。要するに、スイッチング素子44A,44BはDUTY比を変更することが可能な構成であれば、MOSFET以外の構成であってもよい。   In the charge / discharge circuit 44 of the embodiment, MOSFETs are used as the switching elements 44A and 44B. However, the types of the switching elements 44A and 44B are not limited to the contents exemplified in the embodiment. For example, the charge / discharge circuit 44 of the modification uses IGBTs as the switching elements 44A and 44B. In short, the switching elements 44A and 44B may have a configuration other than the MOSFET as long as the configuration can change the DUTY ratio.

・実施形態の電動モータ21は、3相ブラシレスモータの構成を有する。ただし、電動モータ21の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例の電動モータ21はブラシ付きモータの構成を有する。   The electric motor 21 of the embodiment has a configuration of a three-phase brushless motor. However, the configuration of the electric motor 21 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the modified electric motor 21 has a configuration of a motor with a brush.

・実施形態の補助電源装置40において、複数個のキャパシタ45を有してもよい。
・実施形態のEPS1は、コラムアシスト型の構成を有する。ただし、EPS1の構成は実施形態に例示された内容に限られない。例えば、変形例のEPS1は、ピニオンアシスト型、デュアルピニオンアシスト型、ラック同軸型、またはラックパラレル型の構成を有する。また、別の変形例のEPS1は、ステアバイワイヤ型の構成を有する。
In the auxiliary power device 40 of the embodiment, a plurality of capacitors 45 may be included.
The EPS 1 of the embodiment has a column assist type configuration. However, the configuration of the EPS 1 is not limited to the content exemplified in the embodiment. For example, the modified EPS 1 has a pinion assist type, dual pinion assist type, rack coaxial type, or rack parallel type configuration. Another modified EPS 1 has a steer-by-wire configuration.

次に、上記各実施形態から把握することができる技術的思想を効果とともに記載する。
(イ)前記補助電源から前記電動モータへの放電が開始されるとき、前記補助電源の放電を指示する指示信号に遅れを入れる請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with effects.
(A) The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein when the discharge from the auxiliary power source to the electric motor is started, a delay is provided in an instruction signal instructing the discharge of the auxiliary power source. .

上記電動パワーステアリング装置においては、制御装置が補助電源の放電を指示する指示信号に遅れを入れることにより、補助電源から電動モータへの放電が開始されるとき、電動モータに印加される電圧の増大速度が遅くなる。このため、電動モータに印加される電圧の増大にともなう電動モータの消費電力が急激に増大することが抑制される。したがって、電動モータが発生するアシストトルクが急激に変化することが抑制される。   In the electric power steering apparatus, when the discharge from the auxiliary power source to the electric motor is started, the control device delays the instruction signal instructing the discharge of the auxiliary power source to increase the voltage applied to the electric motor. The speed is slow. For this reason, it is suppressed that the electric power consumption of the electric motor accompanying the increase in the voltage applied to an electric motor increases rapidly. Therefore, the assist torque generated by the electric motor is suppressed from changing suddenly.

(ロ)前記補助電源から前記電動モータへの放電が可能となるオン状態と前記補助電源から前記電動モータへの放電が不能となるオフ状態と周期的に切り替えるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子は、1周期における前記オン状態の割合としてのDUTY比に基づいて動作し、前記指示信号は、前記スイッチング素子のDUTY比であり、前記制御装置は、前記指示信号の遅れとして前記スイッチング素子のDUTY比を徐々に増加させる付記(イ)に記載の電動パワーステアリング装置。   (B) a switching element that periodically switches between an on state in which discharge from the auxiliary power source to the electric motor is possible and an off state in which discharge from the auxiliary power source to the electric motor is impossible; Operates based on a DUTY ratio as a ratio of the ON state in one cycle, the instruction signal is a DUTY ratio of the switching element, and the control device determines the DUTY of the switching element as a delay of the instruction signal. The electric power steering apparatus according to the supplementary note (a) in which the ratio is gradually increased.

1…EPS(電動パワーステアリング装置)、4…主電源(バッテリ)、21…電動モータ、30…制御装置、40…補助電源装置、45…キャパシタ(補助電源)、V1…出力電圧(主電源の電圧)、PS…電源電力、KE…充放電閾値、KE1…第1閾値、KE2…第2閾値、MOR…モータ出力領域、MRC…基準モータ出力領域(主電源の電圧に基づく電動モータのモータ出力領域)、MRK…判定出力領域、MT…モータトルク、MR…モータ回転数、τ…操舵トルク、TA…アシストトルク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... EPS (electric power steering device), 4 ... Main power supply (battery), 21 ... Electric motor, 30 ... Control device, 40 ... Auxiliary power supply device, 45 ... Capacitor (auxiliary power supply), V1 ... Output voltage (main power supply) Voltage), PS ... power supply, KE ... charge / discharge threshold, KE1 ... first threshold, KE2 ... second threshold, MOR ... motor output area, MRC ... reference motor output area (motor output of electric motor based on voltage of main power supply) Area), MRK ... judgment output area, MT ... motor torque, MR ... motor speed, τ ... steering torque, TA ... assist torque.

Claims (4)

操舵トルクに基づいてアシストトルクを生じさせる電動モータと、
前記電動モータに電力を供給する主電源に接続されて前記電動モータに放電することが可能な補助電源と、
前記補助電源から前記電動モータへの放電を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記電動モータの出力が前記主電源の電圧に基づく前記電動モータのモータ出力領域を超えると予測されるとき、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御を実行する
電動パワーステアリング装置。
An electric motor for generating an assist torque based on the steering torque;
An auxiliary power source connected to a main power source for supplying power to the electric motor and capable of discharging to the electric motor;
A control device for controlling discharge from the auxiliary power source to the electric motor,
The control device executes control for discharging the auxiliary power source to the electric motor when the output of the electric motor is predicted to exceed the motor output region of the electric motor based on the voltage of the main power source. Power steering device.
前記主電源から前記補助電源への充電および前記補助電源から前記電動モータへの放電の切り替えの基準値となる充放電閾値を有し、
前記アシストトルクを生じさせるアシスト制御により消費される当該電動パワーステアリング装置の電源電力が前記充放電閾値以上となるとき、前記補助電源が前記電動モータに放電し、
前記充放電閾値は、第1閾値と、前記第1閾値よりも小さい第2閾値とを有し、
前記制御装置は、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御として前記充放電閾値を前記第1閾値から前記第2閾値に変更する
請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。
A charge / discharge threshold value serving as a reference value for switching from the main power source to the auxiliary power source and switching from the auxiliary power source to the electric motor;
When the power of the electric power steering apparatus consumed by the assist control that generates the assist torque is equal to or higher than the charge / discharge threshold, the auxiliary power is discharged to the electric motor,
The charge / discharge threshold has a first threshold and a second threshold smaller than the first threshold,
The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the control device changes the charge / discharge threshold value from the first threshold value to the second threshold value as control for discharging the auxiliary power source to the electric motor.
前記モータ出力領域は、モータトルクおよびモータ回転数により区画された領域として形成されている
請求項1または2に記載の電動パワーステアリング装置。
The electric power steering device according to claim 1, wherein the motor output region is formed as a region partitioned by a motor torque and a motor rotation speed.
前記モータ出力領域は、前記モータトルクの上限値および前記主電源の電源に基づく前記モータ回転数の上限値を含む判定出力領域が区画され、
前記制御装置は、前記モータトルクおよび前記モータ回転数の座標が前記判定出力領域内と判定したとき、前記補助電源を前記電動モータに放電するための制御を実行する
請求項3に記載の電動パワーステアリング装置。
In the motor output area, a determination output area including an upper limit value of the motor torque and an upper limit value of the motor rotation speed based on the power source of the main power source is defined.
The electric power according to claim 3, wherein the control device executes control for discharging the auxiliary power source to the electric motor when the coordinates of the motor torque and the motor rotation speed are determined to be within the determination output region. Steering device.
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