JP2017036001A5 - - Google Patents
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Description
次に、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の関係や比率等は現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic, relationships and ratios, etc. of dimensions and the like should be noted in particular may be different from actual ones.
Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, and arrangement of components. Etc. are not specified below. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
そして、ステータ22SのスロットSLに、図4に示す2系統で、その各々の同相の磁極がロータ磁石に対し同位相となる多相モータ巻線となる第1の3相モータ巻線L1と第2の3相モータ巻線L2とが巻装されている。第1の3相モータ巻線L1は、U相コイルU1a,U1b、V相コイルV1a,V1b及びW相コイルW1a,W1bの各一端が互いに接続されてスター結線とされている。さらに、U相コイルU1a,U1b、V相コイルV1a,V1b及びW相コイルW1a,W1bの各他端がモータ制御装置25に接続されて個別にモータ駆動電流I1u、I1v及びI1wが供給されている。
Then, in the slot SL of the
また、第2の3相モータ巻線L2は、U相コイルU2a,U2b、V相コイルV2a,V2b及びW相コイルW2a,W2bの各一端が互いに接続されてスター結線とされている。さらに、U相コイルU2a,U2b、V相コイルV2a,V2b及びW相コイルW2a,W2bの他端がモータ制御装置25に接続されて個別にモータ駆動電流I2u、I2v及びI2wが供給されている。
Further, the second three-phase motor winding L2 is star-connected by connecting one end of each of U-phase coils U2a and U2b , V-phase coils V2a and V2b, and W-phase coils W2a and W2b . Furthermore, the other ends of the U- phase coils U2a, U2b , the V-phase coils V2a, V2b and the W-phase coils W2a, W2b are connected to the
そして、第1の3相モータ巻線L1の各相コイル部U1a,U1b、V1a,V1b及びW1a,W1b並びに第2の3相モータ巻線L2の各相コイル部U2a,U2b、V2a,V2b及びW2a,W2bは各ティースTeを挟むスロットSLに通電電流の方向が同一方向となるように巻回されている。
このように第1の3相モータ巻線L1の各相コイル部U1a,U1b、V1a,V1b及びW1a,W1bと、第2の3相モータ巻線L2の各相コイル部U2a,U2b、V2a,V2b及びW2a,W2bと、が互いに異なる12本のティースTe1〜Te12に巻装されている。すなわち、12本のティースTe1〜Te12に、順次第1系統となる相コイルU1a,U1b、V1a,V1b及びW1a,W1bを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装し、次いで、第2系統となる相コイルU2a,U2b、V2a,V2b及びW2a,W2bを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装している。さらに、第1系統となる相コイルU1a,U1b、V1a,V1b及びW1a,W1bを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装し、最後に、第2系統となる相コイルU2a,U2b、V2a,V2b及びW2a,W2bを反時計方向に順に同一の巻回方向で巻装している。このため、第1の3相モータ巻線L1及び第2の3相モータ巻線L2の同相のコイル部がロータ22Rの各磁極の永久磁石PMで形成される同一の磁束に同時に鎖交することがないように巻装されている。したがって、第1の3相モータ巻線L1の各コイル部と第2の3相モータ巻線L2の各コイル部とで互いの磁気的な干渉を最小限に抑制する磁気回路を構成している。
Then, the phase coil portions U1a, U1b, V1a, V1b and W1a, W1b of the first three-phase motor winding L1, and the phase coil portions U2a, U2b, V2a, V2b of the second three-phase motor winding L2 and W2a and W2b are wound around slots SL sandwiching the teeth Te so that the directions of the energization currents are the same.
Thus, the phase coil portions U1a, U1b, V1a, V1b and W1a, W1b of the first three-phase motor winding L1, and the phase coil portions U2a, U2b, V2a, of the second three-phase motor winding L2 , V2b and W2a, and W2b, but are wound in different twelve teeth Te1~Te12 each other. That is, the twelve teeth Te 1~Te12, phase coils U1a whose forward upon one system, wound U 1 b, V1a, V1b and W1a, in order to W1b counterclockwise in the same winding direction, then the phase coils U2a that the two systems, U2b, V2a, V2b and W2a, are wound in sequence the W2b counterclockwise in the same winding direction. Further, the phase coils U1a to be the first system, U 1 b, V1a, V1b and W1a, wound in sequentially W1b counterclockwise in the same winding direction, finally, the phase coils U2a as a second system, U2b, V2a, V2b and W2a, are wound in sequence the W2b counterclockwise in the same winding direction. For this reason, the in-phase coil portions of the first three-phase motor winding L1 and the second three-phase motor winding L2 are simultaneously linked to the same magnetic flux formed by the permanent magnet PM of each magnetic pole of the
そして、第1及び第2のモータ電流遮断回路33A及び33Bの電界効果トランジスタQA1〜QA3及びQB1〜QB3がそれぞれの寄生ダイオードDのカソードを第1及び第2のインバータ回路42A及び42B側として各々が同一向きに接続されている。
また、第1及び第2の電源遮断回路44A及び44Bのそれぞれは、2つの電界効果トランジスタ(FET)QC1,QC2及びQD1,QD2がドレイン同士を接続して寄生ダイオードが逆向きとなる直列回路構成を有する。そして、電界効果トランジスタQC1及びQD1のソースが互いに接続されてノイズフィルタ43の出力側に接続され、電界効果トランジスタQC2及びQD2のソースが第1及び第2のインバータ回路42A及び42Bの各電界効果トランジスタQ1,Q2及びQ3のソースに接続されている。
The field effect transistors QA1 to QA3 and QB1 to QB3 of the first and second motor current cut-off
Each of the first and second
レゾルバ異常診断部61は、レゾルバ23aの異常を検出し、異常検出信号SArを出力する。
また、サブモータ電気角検出回路23cには、図5では図示省略しているが、出力側回転角センサ13cから出力される出力軸回転角検出値θosと、操舵トルクTと、IGNスイッチ28から出力されるイグニッションのON/OFFを示すイグニッション信号IGNとが入力されている。加えて、角度演算部60からの第1のモータ電気角θm1と、レゾルバ異常診断部61からの異常検出信号SArとが入力されている。
The resolver abnormality diagnosis unit 61 detects an abnormality of the
Further, although not shown in FIG. 5, the sub-motor electrical angle detection circuit 23c outputs the output shaft rotation angle detection value θos output from the output side rotation angle sensor 13c, the steering torque T, and the IGN switch 28. An ignition signal IGN indicating ON / OFF of the ignition is input. In addition, the first motor electrical angle θm1 from the angle calculation unit 60 and the abnormality detection signal SAr from the resolver abnormality diagnosis unit 61 are input.
このサブモータ電気角検出回路23cは、相対オフセット量推定部62と、モータ電気角推定部63とを備えている。
相対オフセット量推定部62は、モータ電気角θmの原点θmd(以下、「モータ電気角原点θmd」と記載する場合がある)と出力軸回転角検出値θosの基準値θosrとの相対オフセット量θoffを推定する。そして、推定した相対オフセット量θoffをモータ電気角推定部63に出力する。
モータ電気角推定部63は、出力側回転角センサ13cの検出した出力軸回転角検出値θosと、ROM51に予め記憶された減速ギア21の減速比RGrと、3相電動モータ22のロータ22Rの極対数Pと、相対オフセット量推定部62で推定した相対オフセット量θoffとに基づきモータ電気角推定値θmeを算出する。そして、算出したモータ電気角推定値θmeを第2のモータ電気角θm2として電気角選択部23dに出力する。
The sub motor electrical angle detection circuit 23 c includes a relative offset amount estimation unit 62 and a motor electrical angle estimation unit 63.
The relative offset amount estimation unit 62 calculates the relative offset amount θoff between the origin θmd of the motor electrical angle θm (hereinafter sometimes referred to as “motor electrical angle origin θmd”) and the reference value θosr of the output shaft rotation angle detected value θos. Is estimated. Then, the estimated relative offset amount θoff is output to the motor electrical angle estimation unit 63.
The motor electrical angle estimator 63 detects the output shaft rotation angle detection value θos detected by the output side rotation angle sensor 13c, the reduction ratio RGr of the reduction gear 21 stored in advance in the ROM 51, and the
ここで、レゾルバ23a及び角度演算部60が正常時は、モータ電気角の原点θmdが解るので、出力軸回転角検出値の基準値θosrとの相対オフセット量を容易に推定することが可能である。
なお、基準値θosrは、システム起動時(IGNスイッチ28がOFFからONになった時)の出力軸回転角検出値に極対数Pと減速比RGrとを乗算したものである。
また、モータ電気角θmを出力軸回転角検出値θos・極対数P・減速比RGrで補うためには、モータ電気角原点θmd(0度)と出力軸回転角検出値の基準値θosrとを一致させる必要がある。例えば、図10中に示すように、基準値θosrとモータ電気角原点θmdとが一致していない場合、同図中の一点鎖線に示すように、同図中の実線に示すモータ電気角θmに対して出力軸回転角θos・極対数P・減速比RGr(基準値θosrからの変位量)に角度誤差が生じる。そのため、実際のモータ電気角θmに対して大きなずれが生じることになる。
Here, when the
The reference value θosr is obtained by multiplying the detected value of the output shaft rotation angle when the system is started (when the IGN switch 28 is turned from OFF) by the pole pair number P and the reduction ratio RGr .
In order to supplement the motor electrical angle θm with the output shaft rotation angle detection value θos , the number of pole pairs P, and the reduction ratio RGr , the motor electrical angle origin θmd (0 degree) and the reference value θosr of the output shaft rotation angle detection value are set. Must match. For example, as shown in FIG. 10, when the reference value θosr and the motor electrical angle origin θmd do not coincide with each other, the motor electrical angle θm indicated by the solid line in FIG. On the other hand , an angle error occurs in the output shaft rotation angle θos , the number of pole pairs P, and the reduction ratio RGr (displacement from the reference value θosr) . Therefore, results in a large deviation occurs for motor electric angle θm of the actual.
そのため、モータ電気角原点θmdに対して、出力軸回転角検出値の基準値θosrがどれだけずれているかを相対オフセット量として求めておき、モータ電気角を推定時は相対オフセット量を加える(相対オフセット量で補正する)必要がある。
第2相対オフセット量推定部71は、イグニッションスイッチがOFF状態となるシステム停止後からIGNスイッチ28が再びON状態となるシステム再起動時のレゾルバ異常診断部61による初期診断にて異常検出信号SArが異常ありを示す値であったときに、第2の相対オフセット量θoff2を推定する。そして、推定した第2の相対オフセット量θoff2をRAM50に記憶する。
Therefore, how much the reference value θosr of the output shaft rotation angle detection value is deviated from the motor electrical angle origin θmd is obtained as a relative offset amount, and the relative offset amount is added when estimating the motor electrical angle (relative It is necessary to correct with the offset amount).
The second relative offset amount estimation unit 71 receives the abnormality detection signal SAr in the initial diagnosis by the resolver abnormality diagnosis unit 61 when the system is restarted after the system stop when the ignition switch is turned off and the IGN switch 28 is turned on again. When the value indicates that there is an abnormality, the second relative offset amount θoff2 is estimated. Then, the estimated second relative offset amount θoff2 is stored in the RAM 50.
(実施形態の効果)
(1)本実施形態に係るモータ制御装置25は、相対オフセット量推定部62が、ステアリングの舵角(出力軸回転角検出値θos)を検出する出力側回転角センサ13cで検出される出力軸回転角検出値の基準値θosrと操舵補助力を発生する3相電動モータ22のモータ電気角原点θmdとの相対オフセット量θoffを推定する。モータ電気角推定部63が、出力軸回転角検出値θosと相対オフセット量θoffとに基づきモータ電気角θmを推定する。制御演算装置31及びモータ電気角検出回路23が、レゾルバ23a及び角度演算部60が正常時はこれらで検出した第1のモータ電気角θm1に基づき3相電動モータ22を駆動制御する。一方、レゾルバ23a及び角度演算部60が異常時はモータ電気角推定部63で推定した第2のモータ電気角θm2に基づき3相電動モータ22を駆動制御する。
(Effect of embodiment)
(1) In the
この構成であれば、出力側回転角センサ13cで検出される出力軸回転角検出値θosの基準値θosrと3相電動モータ22のモータ電気角原点θmdとの相対オフセット量θoffを推定し、出力軸回転角検出値θosと相対オフセット量θoffとに基づきモータ電気角θmを推定することが可能である。そして、レゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常時は、推定したモータ電気角θm2に基づき3相電動モータ22を駆動制御することが可能である。
これにより、レゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常時でも3相電動モータ22の駆動を継続して行うことが可能となる。
With this configuration, the relative offset amount θoff between the reference value θosr of the output shaft rotation angle detection value θos detected by the output side rotation angle sensor 13c and the motor electrical angle origin θmd of the three-phase
As a result, even when at least one of the
(2)本実施形態に係るモータ制御装置25は、トルクセンサ13がステアリング機構に伝達される操舵トルクTを検出する。出力側回転角センサ13cがステアリングの舵角(出力軸回転角検出値θos)を検出する。3相電動モータ22が操舵補助力を発生する。レゾルバ23a及び角度演算部60が3相電動モータ22のモータ電気角θmを検出する。第1及び第2のインバータ回路42A及び42Bが、3相電動モータ22に駆動電流を供給する。制御演算装置31が、トルクセンサ13で検出した操舵トルクTとレゾルバ23a及び角度演算部60で検出したモータ電気角θmとに基づき第1及び第2のインバータ回路42A及び42Bを駆動制御する。レゾルバ異常診断部61が、レゾルバ23a及び角度演算部60の異常を診断する。相対オフセット量推定部62が、出力軸回転角検出値の基準値θosrとモータ電気角原点θmdとの相対オフセット量θoffを推定する。モータ電気角推定部63が、出力側回転角センサ13cで検出した出力軸回転角検出値θosと相対オフセット量推定部62で推定した相対オフセット量θoffとに基づきモータ電気角θmを推定する。制御演算装置31が、レゾルバ異常診断部61でレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常と診断されると、トルクセンサ13で検出した操舵トルクTとモータ電気角推定部63で推定した第2のモータ電気角θm2とに基づき第1及び第2のインバータ回路42A及び42Bを駆動制御する。
(2) In the
この構成であれば、出力側回転角センサ13cで検出される出力軸回転角検出値θosの基準値θosrと3相電動モータ22のモータ電気角原点θmdとの相対オフセット量θoffを推定し、出力軸回転角検出値θosと相対オフセット量θoffとに基づきモータ電気角θmを推定すること可能である。そして、レゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常時は、推定したモータ電気角θm2に基づき多相電動モータを駆動制御することが可能である。
これにより、レゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常時でも3相電動モータ22の駆動を継続して行うことが可能となる。
With this configuration, the relative offset amount θoff between the reference value θosr of the output shaft rotation angle detection value θos detected by the output side rotation angle sensor 13c and the motor electrical angle origin θmd of the three-phase
As a result, even when at least one of the
(3)本実施形態に係るモータ制御装置25は、相対オフセット量推定部62が、レゾルバ23a及び角度演算部60が正常時に、出力側回転角センサ13cで検出される出力軸回転角検出値θosとレゾルバ23a及び角度演算部60で検出されるモータ電気角θmとに基づき第1の相対オフセット量θoff1を推定すると共に、推定した第1の相対オフセット量θoff1をRAM50に記憶する。モータ電気角推定部63が、システム起動中にレゾルバ異常診断部61でレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常と診断されると、出力側回転角センサ13cで検出した出力軸回転角検出値θosとRAM50に記憶された第1の相対オフセット量θoff1とに基づきモータ電気角θmを推定する。
(3) In the
この構成であれば、レゾルバ23a及び角度演算部60が正常時に、出力側回転角センサ13cで検出される出力軸回転角検出値θosとレゾルバ23a及び角度演算部60で検出されるモータ電気角θmとに基づき第1の相対オフセット量θoff1を推定しRAM50に記憶することが可能である。
これにより、システム起動中にレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方に異常が生じても、RAM50に記憶された第1の相対オフセット量θoff1から正確なモータ電気角を推定することが可能となる。
これにより、システム起動中にレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常時でも3相電動モータ22の駆動を継続して行うことが可能となる。
With this configuration, when the
As a result, even if an abnormality occurs in at least one of the
This makes it possible to continue to drive the three-phase
(4)本実施形態に係るモータ制御装置25は、相対オフセット量推定部62が、システム起動時のレゾルバ異常診断部61による初期診断でレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常と診断されると、制御演算装置31及び第1及び第2のインバータ回路42A及び42Bを介して正負に振動するモータ駆動電流(例えば、ステップ波状のモータ駆動電流)を3相電動モータ22に流し、このモータ駆動電流を流したときにトルクセンサ13で検出される操舵トルクTの振幅に基づきモータ電気角原点θmdを推定し、推定したモータ電気角原点θmdに基づき第2の相対オフセット量θoff2を推定する。モータ電気角推定部63が、レゾルバ異常診断部61による初期診断でレゾルバ23a及び角度演算部60の少なくとも一方が異常と診断されると、出力側回転角センサ13cで検出した出力軸回転角検出値θosと第2の相対オフセット量θoff2とに基づきモータ電気角θmを推定する。
(4) In the
(変形例)
(1)上記実施形態においては、トルクセンサ13を構成する出力側回転角センサ13cで検出した出力軸回転角検出値θosに基づきモータ電気角を推定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、入力側回転角センサ13bで検出した入力軸回転角θisに基づきモータ電気角を推定するなど、ステアリングホイール11の操作に伴って回転する軸の回転角を検出するセンサであれば他のセンサで検出した回転角に基づきモータ電気角を推定してもよい。
(2)上記実施形態においては、制御演算装置31の操舵補助制御処理で、操舵補助電流指令値に基づいてd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*を算出し、これらをdq相−3相変換してU相電流指令値Iu*、V相電流指令値Iv*及びW相電流指令値Iw*を算出し、これらと電流検出値の相毎の加算値との電流偏差ΔIu、ΔIv及びΔIwを算出する場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、電流検出値の相毎の加算値をdq軸変換し、これらとd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*との偏差ΔId及びΔIqを算出し、偏差ΔId及びΔIqをdq相−3相変換するようにしてもよい。
(3)上記実施形態においては、本発明をコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用した例を説明したが、この構成に限らず、例えば、ラックアシスト式又はピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置に適用する構成としてもよい。
(Modification)
(1) In the above embodiment, the motor electrical angle is estimated based on the output shaft rotation angle detection value θos detected by the output-side rotation angle sensor 13c constituting the torque sensor 13, but the present invention is not limited to this configuration. For example, other sensors can be used as long as they detect the rotation angle of the shaft that rotates in accordance with the operation of the steering wheel 11, such as estimating the motor electrical angle based on the input shaft rotation angle θis detected by the input side rotation angle sensor 13b. The motor electrical angle may be estimated on the basis of the rotation angle detected in (1).
(2) In the above embodiment, in the steering assist control process of the control
(3) In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a column assist type electric power steering apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the present invention is applied to a rack assist type or pinion assist type electric power steering apparatus. It is good also as composition to apply.
Claims (1)
前記ステアリング舵角検出部で検出した舵角と前記オフセット量推定部で推定した前記相対オフセット量とに基づき前記モータ電気角を推定するモータ電気角推定部と、
前記モータ電気角を検出するモータ電気角検出部が正常時は該モータ電気角検出部で検出したモータ電気角に基づき前記多相電動モータを駆動制御し、前記モータ電気角検出部が異常時は前記モータ電気角推定部で推定したモータ電気角推定値に基づき前記多相電動モータを駆動制御するモータ駆動制御部と、を備えるモータ制御装置。 Offset amount estimation for estimating a relative offset amount between the reference value of the steering angle detected by the steering angle detection unit that detects the steering angle of the steering and the origin of the motor electrical angle of the multiphase electric motor that generates the steering assist force And
A motor electrical angle estimation unit that estimates the motor electrical angle based on the steering angle detected by the steering angle detection unit and the relative offset amount estimated by the offset amount estimation unit;
When the motor electrical angle detection unit for detecting the motor electrical angle is normal, the multiphase electric motor is driven and controlled based on the motor electrical angle detected by the motor electrical angle detection unit, and when the motor electrical angle detection unit is abnormal And a motor drive control unit configured to drive and control the multiphase electric motor based on the estimated motor electrical angle estimated by the motor electrical angle estimation unit.
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