JP2021118580A - Motor control device, electric actuator product, and electric power steering device - Google Patents

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Abstract

To suppress a rise in component temperature of a component located at or near a power supply line while avoiding excessive current limitation.SOLUTION: A motor control device includes rotation speed detection units 52, 61, which detect a motor rotation speed Nr of an electric motor 20, an inverter applied voltage detection unit 54, which detects an inverter applied voltage, which is a voltage applied to an inverter 50, a temperature detection unit 53, which detects a component temperature of a component located at or near a power supply line, a current limit value calculation unit 71, which calculates a plurality of current limit values for limiting a current command value at least according to a motor rotation speed and an inverter applied voltage so as to limit a power supply current to a plurality of upper limit values or less respectively, and a current limit value selection unit 72, which selects any of the plurality of current command values calculated by the current limit value calculation unit 71 according to a component temperature.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、電動モータを制御するモータ制御装置、並びにこのモータ制御装置により制御されるモータを備える電動アクチュエータ製品及び電動パワーステアリング装置に関する。 The present invention relates to a motor control device for controlling an electric motor, an electric actuator product including a motor controlled by the motor control device, and an electric power steering device.

電動モータに大きな電流が流れ続けると、電源から電力を供給する電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度が上昇してそれらが焼損するおそれがある。また、部品の取り付けに用いられている半田が溶融して部品が落下するおそれがある。
下記特許文献1には、相電流の関数の時間平均の最大値に応じて制限値を漸減又は漸増させ、電流指令値を制限値で制限する技術が記載されている。
下記特許文献2には、モータ電流供給のための部品毎に、電流値と過熱保護係数との対応関係を特定する過熱保護特性を記憶しておき、部品を流れる電流に応じた過熱保護係数で電流上限値を漸減又は漸増させる技術が記載されている。
If a large current continues to flow in the electric motor, the temperature of the parts and wiring arranged in or near the power supply line that supplies power from the power supply may rise and burn them. In addition, the solder used to attach the parts may melt and the parts may fall.
The following Patent Document 1 describes a technique of gradually decreasing or gradually increasing the limit value according to the maximum value of the time average of the function of the phase current and limiting the current command value by the limit value.
In Patent Document 2 below, the overheat protection characteristic that specifies the correspondence between the current value and the overheat protection coefficient is stored for each component for supplying the motor current, and the overheat protection coefficient according to the current flowing through the component is used. Techniques for gradually decreasing or increasing the upper limit of the current are described.

特開2002−238293号公報JP-A-2002-238293 特開2014−093832号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-093832

電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度は、電源ラインを流れる電源電流の大きさに影響され、電源電流の大きさは、電源から駆動素子に印加される印加電圧や電動モータのモータ回転速度に応じて変動する。このため、上記特許文献1のように相電流に応じて設定した制限値で電流指令値を制限すると、不要に電動モータの出力が制限されることがある。
また上記特許文献2の技術は、実際の部品の温度に関わらず、部品を流れる電流に応じて電流上限値を漸減又は漸増させることにより部品の発熱量を抑制する。部品温度が周囲温度に依存することを考慮すると、部品温度を許容温度以下に抑えるには電流上限値にマージンを持たせる必要があり、不要に電動モータの出力が制限されることがある。
The temperature of parts and wiring arranged in or near the power supply line is affected by the magnitude of the power supply current flowing through the power supply line, and the magnitude of the power supply current is the applied voltage applied from the power supply to the drive element and the electric motor. It fluctuates according to the motor rotation speed. Therefore, if the current command value is limited by the limit value set according to the phase current as in Patent Document 1, the output of the electric motor may be unnecessarily limited.
Further, the technique of Patent Document 2 suppresses the calorific value of a component by gradually reducing or gradually increasing the current upper limit value according to the current flowing through the component, regardless of the actual temperature of the component. Considering that the component temperature depends on the ambient temperature, it is necessary to provide a margin in the current upper limit value in order to suppress the component temperature below the allowable temperature, and the output of the electric motor may be unnecessarily limited.

このため、例えば、車両の電動パワーステアリング装置の電動モータの制御に用いると不要にアシストトルクが制限される。この結果、操向ハンドルをラックエンドまで操舵できなくなり、交差点を曲がりにくくなったり正確に駐車できなくなる等の操舵性能に問題をもたらすおそれがあった。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、精度の高い電流上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制することを目的とする。
Therefore, for example, when used for controlling an electric motor of an electric power steering device of a vehicle, the assist torque is unnecessarily limited. As a result, the steering wheel cannot be steered to the rack end, which may cause problems in steering performance such as difficulty in turning at an intersection and inability to park accurately.
The present invention has been made by paying attention to the above problems, and suppresses an increase in temperature of components and wiring arranged in or near a power supply line while avoiding an excessive current limit by a highly accurate current upper limit value. The purpose is.

本発明の一態様によれば、電動モータを制御するモータ制御装置が与えられる。モータ制御装置は、電源と前記電動モータとの間に直列に接続されて、電源から出力される電源電流を電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、電源から駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、制限値候補として、少なくとも回転速度検出部が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部が検出したインバータ印加電圧に応じて決定する電流制限値決定部と、電流制限値決定部が決定した複数の制限値候補の何れかを、温度検出部が検出した部品温度に応じて選択する電流制限値選択部と、電流制限値選択部が選択した制限値候補で制限された電流指令値に基づいて駆動素子を制御する素子制御部と、を備える。 According to one aspect of the present invention, a motor control device for controlling an electric motor is provided. The motor control device detects a drive element that is connected in series between the power supply and the electric motor and converts the power supply current output from the power supply into a drive current that flows through the electric motor, and the motor rotation speed of the electric motor. The rotation speed detector, the inverter applied voltage detector that detects the voltage applied to the drive element as the inverter applied voltage, and the temperature that detects the component temperature of the component arranged in or near the power supply line from the power supply to the drive element. A detection unit, a current command value calculation unit that calculates a current command value for controlling the drive current, and a plurality of current command value limits so as to limit the power supply current to a plurality of predetermined upper limit values or less. Current limit value determination unit and current limit value determination unit that determines the current limit value of the current limit value as a limit value candidate at least according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit. A current limit value selection unit that selects one of a plurality of limit value candidates determined by the unit according to the component temperature detected by the temperature detection unit, and a current limited by the limit value candidates selected by the current limit value selection unit. It includes an element control unit that controls a drive element based on a command value.

本発明の他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備える電動アクチュエータ製品が与えられる。
本発明の更なる他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備え、電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置が与えられる。
According to another embodiment of the present invention, an electric actuator product including the above-mentioned motor control device and an electric motor controlled by the motor control device is provided.
According to still another embodiment of the present invention, an electric power comprising the above-mentioned motor control device and an electric motor controlled by the motor control device, and applying a steering assist force to the steering system of the vehicle by the electric motor. A steering device is given.

本発明によれば、精度の高い上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in temperature of components and wiring arranged in or near the power supply line while avoiding an excessive current limit by a highly accurate upper limit value.

実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of an example of the electric power steering apparatus of embodiment. 図1のコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the controller of FIG. 電源ライン又はその近傍に配置された部品の説明図である。It is explanatory drawing of the component arranged in the power line or the vicinity thereof. q軸電流制限値の特性の説明図である。It is explanatory drawing of the characteristic of a q-axis current limit value. 駆動電流制限部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the drive current limiting part. 回転数入力処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the rotation speed input processing part. 電流制限値決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the current limit value determination part. 制限値候補決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the limit value candidate determination part. (a)及び(b)は、制限値候補決定部80aで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a variable value table used by the limit value candidate determination unit 80a. (a)及び(b)は、制限値候補決定部80bで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a variable value table used by the limit value candidate determination unit 80b. (a)及び(b)は、制限値候補決定部80cで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing an example of a limit value table and a variable value table used in the limit value candidate determination unit 80c. 電流制限値選択部の機能構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of the current limit value selection part. q軸電流制限部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the q-axis current limiting part. 実施形態のモータ制御方法の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of the motor control method of embodiment. 本発明によるモータ制御の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the motor control by this invention. 部品温度が60[℃]付近である範囲の拡大図である。It is an enlarged view of the range in which the component temperature is around 60 [° C.]. 部品温度が80[℃]付近である範囲の拡大図である。It is an enlarged view of the range in which the component temperature is around 80 [° C.].

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す本発明の実施形態は、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、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。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。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The embodiments of the present invention shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes the configuration, arrangement, and the like of components. Is not specified as the following. The technical idea of the present invention may be modified in various ways within the technical scope specified by the claims stated in the claims.

(構成)
以下の説明では、本発明の実施形態のモータ制御装置が、電動パワーステアリング装置において操舵補助力を発生する多相モータを駆動する場合を説明する。しかし、本発明の実施形態のモータ制御装置はこれに限定されるものではなく、多相モータを駆動する様々なモータ制御装置に適用することができる。
(Constitution)
In the following description, a case where the motor control device according to the embodiment of the present invention drives a multi-phase motor that generates steering assist force in the electric power steering device will be described. However, the motor control device according to the embodiment of the present invention is not limited to this, and can be applied to various motor control devices for driving a multi-phase motor.

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成例を図1に示す。操向ハンドル1のコラム軸2は減速ギア3、ユニバーサルジョイント4A及び4B、ピニオンラック機構5を経て操向車輪のタイロッド6に連結されている。コラム軸2には、操向ハンドル1の操舵トルクを検出するトルクセンサ10が設けられており、操向ハンドル1の操舵力を補助するモータ(電動モータ)20が減速ギア3を介してコラム軸2に連結されている。 FIG. 1 shows a configuration example of the electric power steering device of the embodiment. The column shaft 2 of the steering handle 1 is connected to the tie rod 6 of the steering wheel via the reduction gear 3, the universal joints 4A and 4B, and the pinion rack mechanism 5. The column shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1, and a motor (electric motor) 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is provided via the reduction gear 3 on the column shaft. It is connected to 2.

パワーステアリング装置を制御するコントローラ(ECU:Electronic Control Unit)30には、直流電源であるバッテリ14から電力が供給されると共に、イグニションキー11からイグニションキー信号が入力され、コントローラ30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクThと車速センサ12で検出された車速Vhとに基づいて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値に基づいてモータ20に供給する電流Iを制御する。 The controller (ECU: Electronic Control Unit) 30 that controls the power steering device is supplied with power from the battery 14 that is a DC power source, and the ignition key signal is input from the ignition key 11, and the controller 30 is the torque sensor 10. Based on the steering torque Th detected in the above and the vehicle speed Vh detected by the vehicle speed sensor 12, the steering assist command value of the assist command is calculated using the assist map or the like, and based on the calculated steering assist command value. The current I supplied to the motor 20 is controlled.

このような構成の電動パワーステアリング装置において、操向ハンドル1から伝達された運転手のハンドル操作による操舵トルクThをトルクセンサ10で検出し、検出された操舵トルクThや車速Vhに基づいて算出される操舵補助指令値によってモータ20は駆動制御され、この駆動が運転手のハンドル操作の補助力(操舵補助力)として操舵系に付与され、運転手は軽い力でハンドル操作を行うことができる。つまり、ハンドル操作によって出力された操舵トルクThと車速Vhから操舵補助指令値を算出し、この操舵補助指令値に基づきモータ20をどのように制御するかによって、ハンドル操作におけるフィーリングの善し悪しが決まり、電動パワーステアリング装置の性能が大きく左右される。 In the electric power steering device having such a configuration, the steering torque Th by the driver's steering wheel operation transmitted from the steering handle 1 is detected by the torque sensor 10, and is calculated based on the detected steering torque Th and the vehicle speed Vh. The motor 20 is driven and controlled by the steering assist command value, and this drive is applied to the steering system as an auxiliary force (steering assist force) for the driver's steering wheel operation, so that the driver can operate the steering wheel with a light force. That is, the steering assist command value is calculated from the steering torque Th and the vehicle speed Vh output by the steering wheel operation, and the good or bad feeling in the steering wheel operation is determined by how the motor 20 is controlled based on the steering assist command value. , The performance of the electric power steering device is greatly affected.

コントローラ30は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばCPU(Central Processing Unit)、やMPU(Micro-Processing Unit)であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ30の機能は、例えばプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
The controller 30 may include, for example, a computer including a processor and peripheral components such as a storage device. The processor may be, for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
The storage device may include any of a semiconductor storage device, a magnetic storage device, and an optical storage device. The storage device may include a memory such as a register, a cache memory, a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) used as the main storage device.
The function of the controller 30 described below is realized, for example, by the processor executing a computer program stored in the storage device.

なお、コントローラ30を、以下に説明する機能を実現するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ30は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ30はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA:Field-Programmable Gate Array)等のプログラマブル・ロジック・デバイス(PLD:Programmable Logic Device)等を有していてもよい。
The controller 30 may be formed by dedicated hardware for realizing the functions described below.
For example, the controller 30 may include a functional logic circuit set in a general-purpose semiconductor integrated circuit. For example, the controller 30 may have a programmable logic device (PLD: Programmable Logic Device) such as a field-programmable gate array (FPGA).

図2を参照して、実施形態のコントローラ30の機能構成の一例を説明する。コントローラ30は、操舵補助指令値演算部40と、電流指令値演算部41と、駆動電流制限部43と、減算器44及び45と、比例積分(PI:Proportional-Integral)制御部46と、デューティ(Duty)演算部47と、空間ベクトル変調部48と、PWM(Pulse Width Modulation)制御部49と、インバータ(INV)50と、3相/2相変換部51と、回転数演算部52を備え、モータ20をベクトル制御で駆動する。 An example of the functional configuration of the controller 30 of the embodiment will be described with reference to FIG. The controller 30 includes a steering assist command value calculation unit 40, a current command value calculation unit 41, a drive current limit unit 43, subtractors 44 and 45, a proportional integration (PI: Proportional-Integral) control unit 46, and a duty. (Duty) calculation unit 47, space vector modulation unit 48, PWM (Pulse Width Modulation) control unit 49, inverter (INV) 50, 3-phase / 2-phase conversion unit 51, and rotation speed calculation unit 52. , The motor 20 is driven by vector control.

操舵補助指令値演算部40は、操舵トルクThや車速Vhに基づいてモータ20に供給する電流の制御目標値(アシスト指令)である操舵補助指令値Irefを決定する。
電流指令値演算部41は、操舵補助指令値Irefとモータ20のモータ回転速度Nrに基づいて、モータ20に供給する電流の目標電流である電流指令値をロータ回転座標系のq軸電流指令値Iq0及びd軸電流指令値Id0として算出する。電流指令値演算部41は、q軸電流指令値Iq0を駆動電流制限部43へ出力し、d軸電流指令値Id0を駆動電流制限部43と減算器45へ出力する。
The steering assist command value calculation unit 40 determines the steering assist command value Iref, which is a control target value (assist command) of the current supplied to the motor 20 based on the steering torque Th and the vehicle speed Vh.
The current command value calculation unit 41 sets the current command value, which is the target current of the current supplied to the motor 20, to the q-axis current command value of the rotor rotation coordinate system based on the steering assist command value Iref and the motor rotation speed Nr of the motor 20. Calculated as Iq0 and the d-axis current command value Id0. The current command value calculation unit 41 outputs the q-axis current command value Iq0 to the drive current limit unit 43, and outputs the d-axis current command value Id0 to the drive current limit unit 43 and the subtractor 45.

駆動電流制限部43は、バッテリ14からインバータ50までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの情報を取得する。
図3を参照して、電源ライン又はその近傍に配置された部品の一例を説明する。インバータ50は、バッテリ14に接続されて直流電力が供給される正極側の電源ラインLppと接地線である負極側の電源ラインLpnとの間に接続されるブリッジを備える。
The drive current limiting unit 43 acquires information on the component temperature Tp of the component arranged in or near the power supply line from the battery 14 to the inverter 50.
An example of a component arranged in or near the power supply line will be described with reference to FIG. The inverter 50 includes a bridge connected between the power supply line Lpp on the positive electrode side to which DC power is supplied connected to the battery 14 and the power supply line Lpn on the negative electrode side which is a ground line.

ブリッジは、上アームの駆動素子(スイッチング素子)Q1、Q3及びQ5と、下アームの駆動素子(スイッチング素子)Q2、Q4及びQ6を備える。
バッテリ14から駆動素子Q1〜Q6までの電源ラインLpp及びLpn又はその近傍には様々な部品が配置されている。例えば、電源ラインLppには電源電流を遮断するためのリレーRとチョークコイルLが接続されている。電源ラインの近傍とは、電源電流が流れることによる発熱及び熱伝導により、温度上昇が見込まれる範囲である。インバータ50の入力端子に接続されている電解コンデンサC及びその配線は、電源ライン近傍の部品の一例である。以下、電源ライン又はその近傍に配置された部品を「ECU部品」と表記する。
The bridge includes upper arm drive elements (switching elements) Q1, Q3 and Q5, and lower arm drive elements (switching elements) Q2, Q4 and Q6.
Various parts are arranged in or near the power supply lines Lpp and Lpn from the battery 14 to the drive elements Q1 to Q6. For example, a relay R and a choke coil L for interrupting the power supply current are connected to the power supply line Lpp. The vicinity of the power supply line is a range in which a temperature rise is expected due to heat generation and heat conduction due to the flow of power supply current. The electrolytic capacitor C and its wiring connected to the input terminal of the inverter 50 are examples of parts near the power supply line. Hereinafter, the parts arranged in or near the power supply line will be referred to as "ECU parts".

温度検出部53は、ECU部品のいずれかの部品温度Tpを検出し、検出信号をコントローラ30へ出力する。ECU部品のうち温度上昇又は度上昇速度が著しい部品温度を検出するように温度検出部53を配置して良い。
また、インバータ印加電圧検出部54は、インバータ50に印加される電圧(インバータ印加電圧)Vrを検出し、検出信号をコントローラ30へ出力する。
The temperature detection unit 53 detects the component temperature Tp of any of the ECU components and outputs a detection signal to the controller 30. The temperature detection unit 53 may be arranged so as to detect the temperature of the ECU component whose temperature rises or the rate of temperature rise is remarkable.
Further, the inverter applied voltage detection unit 54 detects the voltage (inverter applied voltage) Vr applied to the inverter 50 and outputs the detection signal to the controller 30.

図2を参照する。駆動電流制限部43は、ECU部品の部品温度Tpと、モータ20のモータ回転速度Nrと、インバータ印加電圧Vrと、操舵補助指令値Irefとに基づいてq軸電流指令値Iq0を制限する。
具体的には、駆動電流制限部43は、バッテリ14が出力する電源電流が、部品温度Tpに応じて指定された上限値以下になるように、q軸電流指令値Iq0を制限する。
See FIG. The drive current limiting unit 43 limits the q-axis current command value Iq0 based on the component temperature Tp of the ECU component, the motor rotation speed Nr of the motor 20, the inverter applied voltage Vr, and the steering assist command value Iref.
Specifically, the drive current limiting unit 43 limits the q-axis current command value Iq0 so that the power supply current output by the battery 14 is equal to or less than the upper limit value specified according to the component temperature Tp.

なお、駆動電流制限部43は、部品温度Tp、モータ回転速度Nr、インバータ印加電圧Vr及び操舵補助指令値Irefに加えて、d軸電流指令値Id0や、モータ20のモータ温度Tm、インバータ50の温度情報に応じてq軸電流指令値Iq0を制限してもよい。
駆動電流制限部43はq軸電流指令値Iq0を制限して得られた制限後q軸電流指令値Iq1を、減算器44へ出力する。駆動電流制限部43の詳細は後述する。
In addition to the component temperature Tp, the motor rotation speed Nr, the inverter applied voltage Vr, and the steering assist command value Iref, the drive current limiting unit 43 includes the d-axis current command value Id0, the motor temperature Tm of the motor 20, and the inverter 50. The q-axis current command value Iq0 may be limited according to the temperature information.
The drive current limiting unit 43 outputs the limited q-axis current command value Iq1 obtained by limiting the q-axis current command value Iq0 to the subtractor 44. The details of the drive current limiting unit 43 will be described later.

減算器44及び45は、モータ20からフィードバックされたモータ電流iq、idを制限後q軸電流指令値Iq1及びd軸電流指令値Id0からそれぞれ減じることにより、q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdを算出する。q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdは、PI制御部46に入力される。 The subtractors 44 and 45 limit the motor currents iq and id fed back from the motor 20 and then subtract them from the q-axis current command value Iq1 and the d-axis current command value Id0, respectively, so that the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Calculate Δd. The q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd are input to the PI control unit 46.

PI制御部46は、q軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdを各々0とするような電圧指令値vq、vdを算出する。
デューティ演算部47は、電圧指令値vq、vdに基づいて、インバータ50のPWM制御におけるq軸デューティ指令値及びd軸デューティ指令値を演算する。空間ベクトル変調部48は、dq軸空間のq軸デューティ指令値及びd軸デューティ指令値を、三相デューティ指令値に変換してPWM制御部49に出力する。
The PI control unit 46 calculates voltage command values vq and vd such that the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd are 0, respectively.
The duty calculation unit 47 calculates the q-axis duty command value and the d-axis duty command value in the PWM control of the inverter 50 based on the voltage command values vq and vd. The space vector modulation unit 48 converts the q-axis duty command value and the d-axis duty command value in the dq-axis space into three-phase duty command values and outputs them to the PWM control unit 49.

PWM制御部49は、三相デューティ指令値に応じたデューティ比のPWM信号を、インバータ50の駆動素子Q1〜Q6をそれぞれ駆動するゲート信号として生成する。
インバータ50は、PWM制御部49で生成されたゲート信号によって駆動され、モータ20にはq軸偏差電流Δq及びd軸偏差電流Δdが0になるような電流が供給される。
The PWM control unit 49 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the three-phase duty command value as a gate signal for driving the drive elements Q1 to Q6 of the inverter 50, respectively.
The inverter 50 is driven by a gate signal generated by the PWM control unit 49, and a current is supplied to the motor 20 so that the q-axis deviation current Δq and the d-axis deviation current Δd become 0.

回転角度検出回路61は、モータ20のモータ角度(回転角)θを検出し、回転数演算部52は、モータ角度θの変化に基づいてモータ20の回転角速度ω及び回転速度Nrを算出する。
モータ温度取得部62は、モータ20のモータ温度Tmの温度情報を取得する。例えばモータ温度取得部62は、モータ温度Tmを直接検出してもよく、モータ20の印加電圧とモータ電流に基づいてモータ温度Tmを推定してもよい。
The rotation angle detection circuit 61 detects the motor angle (rotation angle) θ of the motor 20, and the rotation speed calculation unit 52 calculates the rotation angular velocity ω and the rotation speed Nr of the motor 20 based on the change in the motor angle θ.
The motor temperature acquisition unit 62 acquires temperature information of the motor temperature Tm of the motor 20. For example, the motor temperature acquisition unit 62 may directly detect the motor temperature Tm, or may estimate the motor temperature Tm based on the applied voltage of the motor 20 and the motor current.

続いて、駆動電流制限部43の詳細を説明する。上述の通り駆動電流制限部43は、バッテリ14が出力する電源電流が、ECU部品の部品温度Tpに応じて指定された上限値以下になるように、q軸電流指令値Iq0を制限する。
具体的には、部品温度Tpに応じて電源電流の複数の上限値Ib1、Ib2…、Ibnを設定する。
Subsequently, the details of the drive current limiting unit 43 will be described. As described above, the drive current limiting unit 43 limits the q-axis current command value Iq0 so that the power supply current output by the battery 14 is equal to or less than the upper limit value specified according to the component temperature Tp of the ECU component.
Specifically, a plurality of upper limit values Ib1, Ib2 ..., Ibn of the power supply current are set according to the component temperature Tp.

例えば、温度閾値Tp1L、Tp1H、Tp2L及びTp2Hを、Tp1H=(Tp1L+1[℃])、Tp2H=(Tp2L+1[℃])、Tp1H<Tp2Lとなるように設定し、部品温度Tpが温度閾値Tp1L以下である場合の上限値をIb1に設定し、部品温度Tpが温度閾値Tp1H以上Tp2L以下である場合の上限値をIb2に設定し、部品温度Tpが温度閾値Tp2H以上である場合の上限値をIb3に設定する。 For example, the temperature thresholds Tp1L, Tp1H, Tp2L and Tp2H are set so that Tp1H = (Tp1L + 1 [° C.]), Tp2H = (Tp2L + 1 [° C.]) and Tp1H <Tp2L, and the component temperature Tp is equal to or lower than the temperature threshold value Tp1L. The upper limit value in a certain case is set to Ib1, the upper limit value when the component temperature Tp is the temperature threshold Tp1H or more and Tp2L or less is set to Ib2, and the upper limit value when the component temperature Tp is the temperature threshold Tp2H or more is set to Ib3. Set.

駆動電流制限部43は、モータ回転速度Nr及びインバータ印加電圧Vrに基づいて、上限値Ib1〜Ibnの各々に対して、電源電流を上限値以下に制限するようにq軸電流指令値Iq0を制限するための複数のq軸電流制限値の候補(以下、「制限値候補」と表記する)Iq_limc1、Iq_limc2…、Iq_limcnの各々を決定する。 The drive current limiting unit 43 limits the q-axis current command value Iq0 so as to limit the power supply current to the upper limit value or less for each of the upper limit values Ib1 to Ibn based on the motor rotation speed Nr and the inverter applied voltage Vr. Each of a plurality of q-axis current limit value candidates (hereinafter referred to as "limit value candidates") Iq_limc1, Iq_limc2 ..., Iq_limcn is determined.

以下、電源電流の上限値に応じてq軸電流制限値を計算する方法の一例を説明する。
モータ20および駆動回路の入力エネルギー、出力エネルギー、損失エネルギーの関係は次式(1)により与えられる。

Figure 2021118580
Hereinafter, an example of a method of calculating the q-axis current limit value according to the upper limit value of the power supply current will be described.
The relationship between the input energy, output energy, and loss energy of the motor 20 and the drive circuit is given by the following equation (1).
Figure 2021118580

上式(1)において、Ibはバッテリ14が出力する電源電流を表し、Rrは電圧が印加される部分の抵抗値(例えばモータ抵抗やインバータ内部抵抗など)を表し、Id及びIqはd軸電流及びq軸電流を表し、Ktはモータ20のトルク定数を表し、Plossは鉄損や摩擦などに起因する損失電力を表す。
上式(1)の電源電流Ibに電源電流の上限値Ib_limを代入してq軸電流について上式(1)を解くことにより、次式(2)に示すq軸電流制限値Iq_limの演算式を得る。
In the above equation (1), Ib represents the power supply current output by the battery 14, Rr represents the resistance value of the portion to which the voltage is applied (for example, motor resistance, inverter internal resistance, etc.), and Id and Iq represent the d-axis current. And q-axis current, Kt represents the torque constant of the motor 20, and Plus represents the power loss due to iron loss, friction, and the like.
By substituting the upper limit value Ib_lim of the power supply current for the power supply current Ib of the above equation (1) and solving the above equation (1) for the q-axis current, the calculation formula of the q-axis current limit value Iq_lim shown in the following equation (2) To get.

Figure 2021118580
Figure 2021118580

いま、モータ20の回転角速度ωを回転速度Nを用いて表すと、演算式(2)の演算式は次式(3)の演算式に変形できる。 Now, when the rotation angular velocity ω of the motor 20 is expressed by using the rotation speed N, the calculation formula of the calculation formula (2) can be transformed into the calculation formula of the following formula (3).

Figure 2021118580
Figure 2021118580

一方で、q軸電流は操舵補助指令値Irefの最大値Iref_maxを超えることができないため、q軸電流制限値Iq_limは次式(4)の制限も受ける。 On the other hand, since the q-axis current cannot exceed the maximum value Iref_max of the steering assist command value Iref, the q-axis current limit value Iq_lim is also limited by the following equation (4).

Figure 2021118580
Figure 2021118580

図4を参照して、演算式(3)及び条件式(4)から得られるq軸電流制限値の特性の概要を説明する。
q軸電流制限値Iq_limはモータ回転速度Nに依存する特性を有する。モータ回転速度Nが比較的低い範囲(0≦N<N1)では、q軸電流制限値Iq_limは操舵補助指令値Irefの最大値Iref_maxと等しい。この範囲では、q軸電流制限値Iq_limはq軸電流の制限に寄与しない。
モータ回転速度Nが比較的高い範囲(N1≦N)では、モータ回転速度Nが高くなるのに従いq軸電流制限値Iq_limは漸減する。q軸電流制限値Iq_limがq軸電流指令値Iq0よりも小さくなると、q軸電流指令値Iq0はq軸電流制限値Iq_limへ制限される。
With reference to FIG. 4, an outline of the characteristics of the q-axis current limit value obtained from the arithmetic expression (3) and the conditional expression (4) will be described.
The q-axis current limit value Iq_lim has a characteristic that depends on the motor rotation speed N. In the range where the motor rotation speed N is relatively low (0 ≦ N <N1), the q-axis current limit value Iq_lim is equal to the maximum value Iref_max of the steering assist command value Iref. In this range, the q-axis current limit value Iq_lim does not contribute to the q-axis current limit.
In the range where the motor rotation speed N is relatively high (N1 ≦ N), the q-axis current limit value Iq_lim gradually decreases as the motor rotation speed N increases. When the q-axis current limit value Iq_lim becomes smaller than the q-axis current command value Iq0, the q-axis current command value Iq0 is limited to the q-axis current limit value Iq_lim.

本実施形態では、コントローラ30の処理負荷を抑えるために、演算式(3)及び条件式(4)に基づいて予め演算したq軸電流制限値のテーブルを作成して記憶装置に記憶しておく。
例えば、演算式(3)において上限値Ib_limをIb1〜Ibnの各々に固定し、上限値Ib1〜Ibn毎にテーブルを作成してよい。
In the present embodiment, in order to reduce the processing load of the controller 30, a table of q-axis current limit values calculated in advance based on the calculation formula (3) and the conditional expression (4) is created and stored in the storage device. ..
For example, in the calculation formula (3), the upper limit value Ib_lim may be fixed to each of Ib1 to Ibn, and a table may be created for each upper limit value Ib1 to Ibn.

駆動電流制限部43は、入力されたモータ回転速度Nrに応じてこれらのテーブルから各々q軸電流制限値を読み出し、読み出したq軸電流制限値に基づいて制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnを決定する。例えば、駆動電流制限部43は、テーブルから読み出したq軸電流制限値を、インバータ印加電圧検出部54から入力したインバータ印加電圧Vrに応じて補正して制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnを決定してもよい。
駆動電流制限部43は、これら制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnのうち、ECU部品の部品温度Tpに対して設定された上限値に対応する候補を選択してq軸電流制限値Iq_limとし、q軸電流指令値Iq0をq軸電流制限値Iq_lim以下に制限する。
The drive current limiting unit 43 reads the q-axis current limit value from each of these tables according to the input motor rotation speed Nr, and determines the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn based on the read q-axis current limit value. For example, the drive current limiting unit 43 may determine the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn by correcting the q-axis current limit value read from the table according to the inverter applied voltage Vr input from the inverter applied voltage detection unit 54. good.
The drive current limiting unit 43 selects a candidate corresponding to the upper limit value set for the component temperature Tp of the ECU component from these limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn, sets the q-axis current limit value Iq_lim, and sets the q-axis current limit value Iq_lim. The command value Iq0 is limited to the q-axis current limit value Iq_lim or less.

図5を参照する。駆動電流制限部43は、回転数入力処理部70と、電流制限値決定部71と、電流制限値選択部72と、レートリミッタ73と、平滑化部74と、q軸電流制限部75を備える。
回転数入力処理部70は、回転数演算部52から入力されるモータ20の回転速度Nrを処理することにより、制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnの決定に使用する回転速度信号Nを生成する。
具体的には回転数入力処理部70は、操舵補助指令値Irefの符号とモータ回転速度の符号とを比較し、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが等しいか否かを判定する。
See FIG. The drive current limiting unit 43 includes a rotation speed input processing unit 70, a current limiting value determining unit 71, a current limiting value selecting unit 72, a rate limiter 73, a smoothing unit 74, and a q-axis current limiting unit 75. ..
The rotation speed input processing unit 70 processes the rotation speed Nr of the motor 20 input from the rotation speed calculation unit 52 to generate a rotation speed signal N used for determining limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn.
Specifically, the rotation speed input processing unit 70 compares the sign of the steering assist command value Iref with the sign of the motor rotation speed, and determines whether or not the direction of the motor current and the direction of the rotation direction of the motor are equal to each other. ..

モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが異なる場合には、操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である。この場合にはモータ電流の向きと逆起電力の向きによりモータ20は回生状態となる。このためバッテリ14から流れる電流が小さくなるかモータ20が発電状態となるため、電源電流を制限する必要は無い。 When the direction of the motor current and the direction of the rotation direction of the motor are different, the steering handle 1 is in the turning back steering state. In this case, the motor 20 is in a regenerative state depending on the direction of the motor current and the direction of the counter electromotive force. Therefore, it is not necessary to limit the power supply current because the current flowing from the battery 14 becomes small or the motor 20 is in the power generation state.

したがって回転数入力処理部70は、操舵補助指令値Irefの符号とモータ回転速度の符号とが異なる場合には、回転速度信号Nとして回転速度0を出力する。上記のとおりモータ回転速度が0の場合には、q軸電流制限値Iq_limがq軸電流の制限に寄与しない。回転数入力処理部70は、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きが異なる場合、回転速度信号Nを0に設定してq軸電流の制限を解除する。 Therefore, when the sign of the steering assist command value Iref and the sign of the motor rotation speed are different from each other, the rotation speed input processing unit 70 outputs the rotation speed 0 as the rotation speed signal N. As described above, when the motor rotation speed is 0, the q-axis current limit value Iq_lim does not contribute to the q-axis current limit. When the direction of the motor current and the direction of the rotation direction of the motor are different, the rotation speed input processing unit 70 sets the rotation speed signal N to 0 to release the limitation of the q-axis current.

図6を参照する。回転数入力処理部70は、符号判定部(sgn)70a及び70bと、操舵状態判定部70cと、絶対値算出部(abs)70dと、選択器70eを備える。
符号判定部70a及び70bは、回転数演算部52が算出したモータ20の回転速度Nrと、操舵補助指令値Irefの符号を判定する。符号判定部70a及び70bは、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号を操舵状態判定部70cへ出力する。
See FIG. The rotation speed input processing unit 70 includes code determination units (sgn) 70a and 70b, a steering state determination unit 70c, an absolute value calculation unit (abs) 70d, and a selector 70e.
The code determination units 70a and 70b determine the rotation speed Nr of the motor 20 calculated by the rotation speed calculation unit 52 and the sign of the steering assist command value Iref. The code determination units 70a and 70b output the codes of the rotation speed Nr and the steering assist command value Iref to the steering state determination unit 70c.

操舵状態判定部70cは、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が等しいか否かに応じて、操向ハンドル1が切り増し操舵状態であるか切り戻し操舵状態であるかを判定する。具体的には、回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が等しい場合に、操舵状態判定部70cは、操向ハンドル1が切り増し操舵状態であると判定する。回転速度Nr及び操舵補助指令値Irefの符号が異なる場合に、操舵状態判定部70cは、操向ハンドル1が切り戻し操舵状態であると判定する。 The steering state determination unit 70c determines whether the steering handle 1 is in the additional steering state or the turning back steering state, depending on whether or not the signs of the rotation speed Nr and the steering assist command value Iref are equal. Specifically, when the rotational speed Nr and the steering assist command value Iref have the same sign, the steering state determination unit 70c determines that the steering handle 1 is turned over and is in the steering state. When the signs of the rotation speed Nr and the steering assist command value Iref are different, the steering state determination unit 70c determines that the steering handle 1 is in the turning back steering state.

操向ハンドル1が切り増し操舵状態である場合に、操舵状態判定部70cは選択信号「1」を選択器70eに出力する。操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である場合に、操舵状態判定部70cは選択信号「0」を選択器70eに出力する。
絶対値算出部70dは、回転速度Nrの絶対値|Nr|を算出する。操舵状態判定部70cが選択信号「1」を出力する場合、選択器70eは絶対値|Nr|を選択して回転速度信号Nとして出力する。操舵状態判定部70cが選択信号「0」を出力する場合、選択器70eは回転速度0を選択して回転速度信号Nとして出力する。
When the steering handle 1 is in the additional steering state, the steering state determination unit 70c outputs the selection signal "1" to the selector 70e. When the steering handle 1 is in the turn-back steering state, the steering state determination unit 70c outputs the selection signal "0" to the selector 70e.
The absolute value calculation unit 70d calculates the absolute value | Nr | of the rotation speed Nr. When the steering state determination unit 70c outputs the selection signal "1", the selector 70e selects the absolute value | Nr | and outputs it as the rotation speed signal N. When the steering state determination unit 70c outputs the selection signal "0", the selector 70e selects the rotation speed 0 and outputs it as the rotation speed signal N.

図5を参照する。電流制限値決定部71は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号N及びインバータ印加電圧検出部54が出力するインバータ印加電圧Vrに基づいて、複数の制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnの各々を決定する。
電流制限値決定部71は、回転速度信号N及びインバータ印加電圧Vrに加えて、d軸電流指令値Id0や、モータ20のモータ温度Tm、インバータ50の温度情報に応じて制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnを決定してもよい。
See FIG. The current limit value determination unit 71 sets each of the plurality of limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn based on the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70 and the inverter applied voltage Vr output by the inverter applied voltage detection unit 54. decide.
In addition to the rotation speed signal N and the inverter applied voltage Vr, the current limit value determining unit 71 sets the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn according to the d-axis current command value Id0, the motor temperature Tm of the motor 20, and the temperature information of the inverter 50. May be determined.

図7に、電流制限値決定部71の機能構成の一例を示す。図7に示す電流制限値決定部71の例は、3個の制限値候補Iq_limc1〜Iq_limc3を決定する。ただし、本発明において決定する制限値候補の数は3個に限定されるものではなく、制限値候補の数は2個でもよく、3個より多くてもよい。
電流制限値決定部71は、制限値候補決定部80a、80b及び80cを備える。
FIG. 7 shows an example of the functional configuration of the current limit value determination unit 71. The example of the current limit value determination unit 71 shown in FIG. 7 determines three limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limc3. However, the number of limit value candidates determined in the present invention is not limited to three, and the number of limit value candidates may be two or more than three.
The current limit value determination unit 71 includes limit value candidate determination units 80a, 80b and 80c.

制限値候補決定部80aは、制限値候補Iq_limc1を決定する。制限値候補Iq_limc1は、ECU部品の部品温度TpがTp1L以下である場合に、上限値Ib1以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib1として、実施形態の電動パワーステアリング装置が許容する最大電源電流を設定してよい。
The limit value candidate determination unit 80a determines the limit value candidate Iq_limc1. The limit value candidate Iq_limc1 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to the upper limit value Ib1 or less when the component temperature Tp of the ECU component is Tp1L or less.
For example, the maximum power supply current allowed by the electric power steering device of the embodiment may be set as the upper limit value Ib1.

制限値候補決定部80bは、制限値候補Iq_limc2を決定する。制限値候補Iq_limc2は、部品温度TpがTp1H以上Tp2L以下である場合に、上限値Ib1よりも小さい上限値Ib2以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib2は、上限値Ib1の電源電流が流れる場合よりもECU部品の消費電力が約1/2になるように設定してもよい。例えば上限値Ib2をIb1×5/7に設定してよい。
The limit value candidate determination unit 80b determines the limit value candidate Iq_limc2. The limit value candidate Iq_limc2 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to the upper limit value Ib2 or less, which is smaller than the upper limit value Ib1 when the component temperature Tp is Tp1H or more and Tp2L or less.
For example, the upper limit value Ib2 may be set so that the power consumption of the ECU component is about 1/2 that of the case where the power supply current of the upper limit value Ib1 flows. For example, the upper limit value Ib2 may be set to Ib1 × 5/7.

制限値候補決定部80cは、制限値候補Iq_limc3を決定する。制限値候補Iq_limc3は、部品温度TpがTp2H以上である場合に、上限値Ib2よりも小さい上限値Ib3以下に電源電流を制限するためのq軸電流指令値Iq0の制限値である。
例えば、上限値Ib3は、最大負荷時の保舵やラックエンドまでの操舵に最低限必要な電源電流に設定してよい。例えば上限値Ib3をIb1×3/7に設定してよい。
The limit value candidate determination unit 80c determines the limit value candidate Iq_limc3. The limit value candidate Iq_limc3 is a limit value of the q-axis current command value Iq0 for limiting the power supply current to the upper limit value Ib3 or less, which is smaller than the upper limit value Ib2, when the component temperature Tp is Tp2H or more.
For example, the upper limit value Ib3 may be set to the minimum power supply current required for steering holding at the maximum load and steering to the rack end. For example, the upper limit value Ib3 may be set to Ib1 × 3/7.

図8は、制限値候補決定部80aの機能構成の一例を示す。制限値候補決定部80aは、制限値テーブル読出部81と、変動値テーブル読出部82と、リミッタ83と、減算器84と、乗算器85と、係数乗算器86と、加算器87と、リミッタ88を備える。 FIG. 8 shows an example of the functional configuration of the limit value candidate determination unit 80a. The limit value candidate determination unit 80a includes a limit value table reading unit 81, a variable value table reading unit 82, a limiter 83, a subtractor 84, a multiplier 85, a coefficient multiplier 86, an adder 87, and a limiter. 88 is provided.

制限値テーブル読出部81は、電源電流を上限値Ib1以下に制限するためのq軸電流制限値を、回転速度信号Nに対応付けた制限値テーブルを記憶する。
制限値テーブル読出部81は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号Nに応じて制限値テーブルからq軸電流制限値を読み出し、読み出したq軸電流制限値をq軸電流基準制限値Iq_limbとして出力する。
The limit value table reading unit 81 stores a limit value table in which the q-axis current limit value for limiting the power supply current to the upper limit value Ib1 or less is associated with the rotation speed signal N.
The limit value table reading unit 81 reads the q-axis current limit value from the limit value table according to the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70, and sets the read q-axis current limit value as the q-axis current reference limit value. Output as Iq_limb.

図9の(a)は、電源電流を上限値Ib1以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルの一例を示す。太実線が、回転速度信号Nに応じたq軸電流制限値のテーブルを示しており、上限値Ib_limをIb1に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、演算式(3)及び条件式(4)に基づいて予め演算される。基準電圧Vrefは例えばインバータ50の許容印加電圧の下限値であってよい。
すなわち、各回転速度信号Nにおいて次式(5)及び(6)に応じて制限値Iq_limを予め演算することによって制限値テーブルを作成する。
FIG. 9A shows an example of a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to the upper limit value Ib1 or less. The thick solid line shows the table of the q-axis current limit value according to the rotation speed signal N, the upper limit value Ib_lim is fixed to Ib1, the inverter applied voltage Vr is fixed to the predetermined reference voltage Vref, and the calculation formula ( It is calculated in advance based on 3) and the conditional expression (4). The reference voltage Vref may be, for example, the lower limit of the allowable applied voltage of the inverter 50.
That is, the limit value table is created by calculating the limit value Iq_lim in advance according to the following equations (5) and (6) in each rotation speed signal N.

Figure 2021118580
Figure 2021118580

実際の回路では、演算式(3)及び条件式(4)に含まれているd軸電流が変動する。このため、制限値テーブルを作成する際には、複数のd軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルをそれぞれ演算する。細実線、破線、1点鎖線、2点鎖線が、d軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルを示す。
そして、各回転速度信号において流れるd軸電流Idの範囲を予測し、保護性能とモータ20のトルク性能とのトレードオフを考慮しつつ、回転速度信号に応じてこれらのテーブルを選択又はテーブル間を補間して、太実線の制限値テーブルを作成する。
In the actual circuit, the d-axis current included in the arithmetic expression (3) and the conditional expression (4) fluctuates. Therefore, when creating the limit value table, the q-axis current limit value table at a plurality of d-axis currents Id = 0, Id1, Id2, and Id3 is calculated, respectively. The fine solid line, the dashed line, the alternate long and short dash line, and the alternate long and short dash line indicate a table of q-axis current limits at d-axis currents Id = 0, Id1, Id2, and Id3.
Then, the range of the d-axis current Id flowing in each rotation speed signal is predicted, and these tables are selected or between the tables according to the rotation speed signal while considering the trade-off between the protection performance and the torque performance of the motor 20. Interpolate to create a thick solid line limit table.

図8を参照する。実際の回路では、操舵状態や車両状態によってインバータ印加電圧Vrが変動する。このため、インバータ印加電圧Vrに応じてq軸電流基準制限値Iq_limbを補正する。インバータ印加電圧Vrが高いほど、電源電流の消費が少なくなるためq軸電流の制限が緩和される。
変動値テーブル読出部82は、インバータ印加電圧Vrと基準電圧Vrefとの基準偏差ΔVに対するq軸電流制限値の変動値ΔIq_limと回転速度信号Nとを対応付けた変動値テーブルを記憶する。
See FIG. In an actual circuit, the inverter applied voltage Vr fluctuates depending on the steering state and the vehicle state. Therefore, the q-axis current reference limit value Iq_limb is corrected according to the inverter applied voltage Vr. The higher the inverter applied voltage Vr, the smaller the consumption of the power supply current, so that the limitation of the q-axis current is relaxed.
The fluctuation value table reading unit 82 stores a fluctuation value table in which the fluctuation value ΔIq_lim of the q-axis current limit value with respect to the reference deviation ΔV between the inverter applied voltage Vr and the reference voltage Vref and the rotation speed signal N are associated with each other.

図9の(b)は、変動値テーブルの一例を示す。図9の(b)に示す変動値テーブルは、演算式(3)において上限値Ib_limをIb1に固定し、d軸電流を0[A]に固定して、インバータ印加電圧を(Vref+ΔV)に設定した場合のq軸電流制限値からインバータ印加電圧をVrefに設定した場合のq軸電流制限値を減算した差分を予め演算して作成する。
すなわち、各回転速度信号Nにおいて次式(7)に応じて変動値ΔIq_limを予め演算することによって変動値テーブルを作成する。
FIG. 9B shows an example of a variable value table. In the fluctuation value table shown in FIG. 9B, the upper limit value Ib_lim is fixed to Ib1, the d-axis current is fixed to 0 [A], and the inverter applied voltage is set to (Vref + ΔV) in the calculation formula (3). It is created by calculating in advance the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value when the inverter applied voltage is set to Vref from the q-axis current limit value in the case of.
That is, the fluctuation value table is created by calculating the fluctuation value ΔIq_lim in advance according to the following equation (7) in each rotation speed signal N.

Figure 2021118580
Figure 2021118580

図8を参照する。変動値テーブル読出部82は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号Nに応じて変動値テーブルから変動値ΔIq_limを読み出し、読み出した変動値ΔIq_limを乗算器85へ出力する。
リミッタ83は、インバータ印加電圧Vrの上限値を制限し、減算器84は上限値が制限されたインバータ印加電圧Vrと基準電圧Vrefとの偏差電圧(Vr−Vref)を算出する。
乗算器85及び係数乗算器86は、変動値テーブルから読み出された変動値ΔIq_limに、偏差電圧(Vr−Vref)と係数Gv(=1/ΔV)とを乗算して、補正値ΔIq_lim×Gv×(Vr−Vref)を算出する。
See FIG. The fluctuation value table reading unit 82 reads the fluctuation value ΔIq_lim from the fluctuation value table according to the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70, and outputs the read fluctuation value ΔIq_lim to the multiplier 85.
The limiter 83 limits the upper limit value of the inverter applied voltage Vr, and the subtractor 84 calculates the deviation voltage (Vr-Vref) between the inverter applied voltage Vr and the reference voltage Vref whose upper limit value is limited.
The multiplier 85 and the coefficient multiplier 86 multiply the fluctuation value ΔIq_lim read from the fluctuation value table by the deviation voltage (Vr-Vref) and the coefficient Gv (= 1 / ΔV), and the correction value ΔIq_lim × Gv. X (Vr-Vref) is calculated.

加算器87は、補正値ΔIq_lim×Gv×(Vr−Vref)を加算することによりq軸電流基準制限値Iq_limbを補正して、制限値候補Iq_limc1=Iq_limb+ΔIq_lim×Gv×(Vr−Vref)を算出する。
リミッタ88は、制限値候補Iq_limc1の上限値を制限して電流制限値選択部72へ出力する。
The adder 87 corrects the q-axis current reference limit value Iq_limb by adding the correction value ΔIq_lim × Gv × (Vr-Vref), and calculates the limit value candidate Iq_limc1 = Iq_limb + ΔIq_lim × Gv × (Vr-Vref). ..
The limiter 88 limits the upper limit value of the limit value candidate Iq_limc1 and outputs it to the current limit value selection unit 72.

なお、演算式(3)から明らかなように、q軸電流制限値は、トルク定数Kt、抵抗値Rr、d軸電流Idによっても変動する。トルク定数Ktはモータ温度Tmによって変動し、抵抗値Rrはモータ温度Tmやインバータ50の温度によって変動する。
したがって、制限値候補決定部80aは、モータ温度Tmや、インバータ50の温度及びd軸電流Idを更に用いて、q軸電流基準制限値Iq_limbを補正してもよい。
As is clear from the calculation formula (3), the q-axis current limit value also varies depending on the torque constant Kt, the resistance value Rr, and the d-axis current Id. The torque constant Kt fluctuates depending on the motor temperature Tm, and the resistance value Rr fluctuates depending on the motor temperature Tm and the temperature of the inverter 50.
Therefore, the limit value candidate determination unit 80a may correct the q-axis current reference limit value Iq_limb by further using the motor temperature Tm, the temperature of the inverter 50, and the d-axis current Id.

例えば、上記の変動値テーブルと同様に、トルク定数Ktや抵抗値Rr、d軸電流Idの偏差に対するq軸電流制限値の変動値と回転速度信号Nとを対応付けたテーブルを演算式(3)にもとづいて予め演算して記憶しておき、回転速度信号Nに応じてテーブルから変動値を読み出す。
一方で、モータ温度Tmやインバータ50の温度に基づいて、トルク定数Ktや抵抗値Rrを算出し、トルク定数Ktや、抵抗値Rr、d軸電流Idとこれらの基準値との偏差を算出する。テーブルから読み出した変動値にこれらの偏差を乗じて補正値を求め、補正値をq軸電流基準制限値Iq_limbに加えて、q軸電流基準制限値Iq_limbを補正してよい。
For example, similarly to the above fluctuation value table, a table in which the fluctuation value of the q-axis current limit value with respect to the deviation of the torque constant Kt, the resistance value Rr, and the d-axis current Id and the rotation speed signal N is associated with the calculation formula (3). ) Is calculated and stored in advance, and the fluctuation value is read out from the table according to the rotation speed signal N.
On the other hand, the torque constant Kt and the resistance value Rr are calculated based on the motor temperature Tm and the temperature of the inverter 50, and the deviation between the torque constant Kt, the resistance value Rr and the d-axis current Id and these reference values is calculated. .. A correction value may be obtained by multiplying the fluctuation value read from the table by these deviations, and the correction value may be added to the q-axis current reference limit value Iq_limb to correct the q-axis current reference limit value Iq_limb.

制限値候補決定部80b及び80cも、制限値候補決定部80aと同様の構成を有する。ただし、制限値候補決定部80b及び80cが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルは、制限値候補決定部80aが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルと異なっている。 The limit value candidate determination units 80b and 80c also have the same configuration as the limit value candidate determination unit 80a. However, the limit value table and the variable value table stored in the limit value candidate determination units 80b and 80c are different from the limit value table and the variable value table stored in the limit value candidate determination unit 80a.

図10の(a)は、制限値候補決定部80bの制限値テーブル読出部81に記憶される制限値テーブルを示す。図10の(a)の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ib2以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルである。
図9の(a)のテーブルと同様に、太実線が、回転速度信号Nに応じたq軸電流制限値のテーブルを示しており、細実線、破線、1点鎖線、2点鎖線が、d軸電流Id=0、Id1、Id2及びId3におけるq軸電流制限値のテーブルを示す。図11の(a)のテーブルも同様である。
FIG. 10A shows a limit value table stored in the limit value table reading unit 81 of the limit value candidate determination unit 80b. The limit value table of FIG. 10A is a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to the upper limit value Ib2 or less.
Similar to the table of FIG. 9A, the thick solid line shows the table of the q-axis current limit value corresponding to the rotation speed signal N, and the fine solid line, the broken line, the alternate long and short dash line, and the two-dot chain line are d. A table of q-axis current limit values at axial currents Id = 0, Id1, Id2 and Id3 is shown. The same applies to the table (a) in FIG.

これらのテーブルは、上限値Ib_limをIb2に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、図9の(a)のテーブルと同様に演算される。
図10の(b)は、制限値候補決定部80bの変動値テーブル読出部82に記憶される変動値テーブルを示す。図10の(b)に示す変動値テーブルは、上限値Ib_limをIb2に固定して、図9の(b)の変動値テーブルと同様に演算される。
These tables are calculated in the same manner as the table of FIG. 9A by fixing the upper limit value Ib_lim to Ib2 and fixing the inverter applied voltage Vr to a predetermined reference voltage Vref.
FIG. 10B shows a fluctuation value table stored in the fluctuation value table reading unit 82 of the limit value candidate determination unit 80b. The fluctuation value table shown in FIG. 10 (b) is calculated in the same manner as the fluctuation value table of FIG. 9 (b) with the upper limit value Ib_lim fixed to Ib2.

図11の(a)は、制限値候補決定部80cの制限値テーブル読出部81に記憶される制限値テーブルを示す。図11の(a)の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ib3以下に制限するためのq軸電流制限値のテーブルである。
これらのテーブルは、上限値Ib_limをIb3に固定し、インバータ印加電圧Vrを所定の基準電圧Vrefに固定して、図9の(a)のテーブルと同様に演算される。
図11の(b)は、制限値候補決定部80cの変動値テーブル読出部82に記憶される変動値テーブルを示す。図11の(b)に示す変動値テーブルは、上限値Ib_limをIb3に固定して、図9の(b)の変動値テーブルと同様に演算される。
FIG. 11A shows a limit value table stored in the limit value table reading unit 81 of the limit value candidate determination unit 80c. The limit value table of FIG. 11A is a table of q-axis current limit values for limiting the power supply current to the upper limit value Ib3 or less.
These tables are calculated in the same manner as the table of FIG. 9A by fixing the upper limit value Ib_lim to Ib3 and fixing the inverter applied voltage Vr to a predetermined reference voltage Vref.
FIG. 11B shows a fluctuation value table stored in the fluctuation value table reading unit 82 of the limit value candidate determination unit 80c. The fluctuation value table shown in FIG. 11 (b) is calculated in the same manner as the fluctuation value table of FIG. 9 (b) with the upper limit value Ib_lim fixed to Ib3.

図5を参照する。電流制限値選択部72は、電流制限値決定部71が決定した制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnの中から、温度検出部53が検出した部品温度Tpに対して設定された上限値に対応する候補を選択して、q軸電流制限値Iq_lim0として出力する。
図12を参照する。図7に示す電流制限値選択部72は、図7に示す電流制限値決定部71に対応して、3個の制限値候補Iq_limc1〜Iq_limc3の中からq軸電流制限値Iq_lim0を選択する。
See FIG. The current limit value selection unit 72 selects a candidate corresponding to the upper limit value set for the component temperature Tp detected by the temperature detection unit 53 from the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn determined by the current limit value determination unit 71. Select and output as the q-axis current limit value Iq_lim0.
See FIG. The current limit value selection unit 72 shown in FIG. 7 selects the q-axis current limit value Iq_lim0 from the three limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limc3 in response to the current limit value determination unit 71 shown in FIG.

電流制限値選択部72は、選択信号生成部90と、選択器91及び92を備える。
選択信号生成部90は、制限値候補Iq_limc1〜Iq_limc3の中から、温度検出部53が検出した部品温度Tpに対して指定された上限値に対応する候補を選択するための選択信号を生成する。選択信号生成部90は、フラグ設定部93及び94を備える。
The current limit value selection unit 72 includes a selection signal generation unit 90 and selectors 91 and 92.
The selection signal generation unit 90 generates a selection signal for selecting a candidate corresponding to the upper limit value specified for the component temperature Tp detected by the temperature detection unit 53 from the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limc3. The selection signal generation unit 90 includes flag setting units 93 and 94.

フラグ設定部93は、部品温度TpがTp1H以上であるときにML判定フラグFMLを「1」に設定し、部品温度TpがTp1L以下であるときにML判定フラグFMLを「0」に設定する。
フラグ設定部94は、部品温度TpがTp2H以上であるときにHM判定フラグFHMを「1」に設定し、部品温度TpがTp2L以下であるときにHM判定フラグFHMを「0」に設定する。
The flag setting unit 93 sets the ML determination flag FML to "1" when the component temperature Tp is Tp1H or higher, and sets the ML determination flag FML to "0" when the component temperature Tp is Tp1L or lower.
The flag setting unit 94 sets the HM determination flag FHM to "1" when the component temperature Tp is Tp2H or higher, and sets the HM determination flag FHM to "0" when the component temperature Tp is Tp2L or lower.

ML判定フラグFMLが「1」である場合、選択器91は制限値候補Iq_limc2を選択して選択器92に出力する。ML判定フラグFMLが「0」である場合、選択器91は制限値候補Iq_limc1を選択して選択器92に出力する。
HM判定フラグFHMが「1」である場合、選択器92は制限値候補Iq_limc3を選択してq軸電流制限値Iq_lim0として出力する。
When the ML determination flag FML is "1", the selector 91 selects the limit value candidate Iq_limc2 and outputs it to the selector 92. When the ML determination flag FML is "0", the selector 91 selects the limit value candidate Iq_limc1 and outputs it to the selector 92.
When the HM determination flag FHM is "1", the selector 92 selects the limit value candidate Iq_limc3 and outputs it as the q-axis current limit value Iq_lim0.

HM判定フラグFHMが「0」である場合、選択器92は選択器91の出力を選択してq軸電流制限値Iq_lim0として出力する。
このため、部品温度TpがTp1L以下である場合に制限値候補Iq_limc1がq軸電流制限値Iq_lim0として選択される。部品温度TpがTp1H以上Tp2L以下である場合に制限値候補Iq_limc2がq軸電流制限値Iq_lim0として選択される。部品温度TpがTp2H以上である場合に制限値候補Iq_limc3がq軸電流制限値Iq_lim0として選択される。
When the HM determination flag FHM is "0", the selector 92 selects the output of the selector 91 and outputs it as the q-axis current limit value Iq_lim0.
Therefore, when the component temperature Tp is Tp1L or less, the limit value candidate Iq_limc1 is selected as the q-axis current limit value Iq_lim0. When the component temperature Tp is Tp1H or more and Tp2L or less, the limit value candidate Iq_limc2 is selected as the q-axis current limit value Iq_lim0. When the component temperature Tp is Tp2H or higher, the limit value candidate Iq_limc3 is selected as the q-axis current limit value Iq_lim0.

図5を参照する。レートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和する。
操向ハンドル1の操舵状態が切り増し操舵状態と切り戻し操舵状態との間で切り替わると、回転数入力処理部70が回転速度信号Nを切り替えるために、q軸電流制限値Iq_lim0の値が急激に変化する。この結果、q軸電流制限値の出力値の急激な変化が発生したりチャタリングが発生するおそれがある。
レートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和して得られるq軸電流制限値Iq_lim1を生成して、平滑化部74へ出力する。
See FIG. The rate limiter 73 relaxes the transient fluctuation of the q-axis current limit value Iq_lim0.
When the steering state of the steering handle 1 is switched between the turning state and the turning back steering state, the rotation speed input processing unit 70 switches the rotation speed signal N, so that the value of the q-axis current limit value Iq_lim0 suddenly increases. Changes to. As a result, a sudden change in the output value of the q-axis current limit value may occur or chattering may occur.
The rate limiter 73 generates a q-axis current limit value Iq_lim1 obtained by relaxing the transient fluctuation of the q-axis current limit value Iq_lim0, and outputs the q-axis current limit value Iq_lim1 to the smoothing unit 74.

例えばレートリミッタ73は、今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、正値の立ち上がり閾値RISE_RATEよりも大きい場合には、前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1と立ち上がり閾値RISE_RATEとの和を、q軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 For example, in the rate limiter 73, the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is larger than the positive rising threshold value RISE_RATE. When it is large, the sum of the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle and the rising threshold value RISE_RATE is output as the q-axis current limit value Iq_lim1.

またレートリミッタ73は、今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、負値の立ち下がり閾値FALL_RATEよりも小さい場合には、前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1と立ち下がり閾値FALL_RATEとの和を、q軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 Further, in the rate limiter 73, the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is obtained from the negative value falling threshold value FALL_RATE. If is also small, the sum of the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle and the falling threshold value FALL_RATE is output as the q-axis current limit value Iq_lim1.

今回の制御周期で入力したq軸電流制限値Iq_lim0から前回の制御周期で出力したq軸電流制限値Iq_lim1を減算して得られる差分が、立ち下がり閾値FALL_RATE以上立ち上がり閾値RISE_RATE以下の場合には、入力したq軸電流制限値Iq_lim0をそのままq軸電流制限値Iq_lim1として出力する。 When the difference obtained by subtracting the q-axis current limit value Iq_lim1 output in the previous control cycle from the q-axis current limit value Iq_lim0 input in the current control cycle is equal to or greater than the falling threshold FALL_RATE and equal to or lower than the rising threshold RISE_RATE, The input q-axis current limit value Iq_lim0 is output as it is as the q-axis current limit value Iq_lim1.

平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化することにより、回転速度信号Nの切り替え時のq軸電流制限値の出力値の急激な変化を緩和し、チャタリングを除去する。
例えば、平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1の時間加重平均値を算出するフィルタであってよい。平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化して得られた最終的なq軸電流制限値Iq_limを、q軸電流制限部75へ出力する。
The smoothing unit 74 smoothes the q-axis current limit value Iq_lim1 to alleviate a sudden change in the output value of the q-axis current limit value when the rotation speed signal N is switched, and eliminates chattering.
For example, the smoothing unit 74 may be a filter that calculates the time-weighted average value of the q-axis current limit value Iq_lim1. The smoothing unit 74 outputs the final q-axis current limit value Iq_lim obtained by smoothing the q-axis current limit value Iq_lim1 to the q-axis current limit unit 75.

q軸電流制限部75は、電流指令値演算部41から出力されるq軸電流指令値Iq0を、q軸電流制限値Iq_lim以下の値に制限する。q軸電流制限部75は、q軸電流指令値Iq0を制限して得られる制限後q軸電流指令値Iq1を出力する。
図13を参照する。q軸電流制限部75は、符号反転器100と、比較器101及び102と、選択器103及び104を備える。
The q-axis current limit unit 75 limits the q-axis current command value Iq0 output from the current command value calculation unit 41 to a value equal to or less than the q-axis current limit value Iq_lim. The q-axis current limiting unit 75 outputs the restricted q-axis current command value Iq1 obtained by limiting the q-axis current command value Iq0.
See FIG. The q-axis current limiting unit 75 includes a code reversing device 100, comparators 101 and 102, and selectors 103 and 104.

比較器101は、q軸電流指令値Iq0と正値のq軸電流制限値Iq_limとを比較する。q軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim以上の場合、比較器101は、選択信号「1」を選択器103に出力する。q軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim未満の場合、比較器101は、選択信号「0」を選択器103に出力する。 The comparator 101 compares the q-axis current command value Iq0 with the positive q-axis current limit value Iq_lim. When the q-axis current command value Iq0 is equal to or greater than the positive q-axis current limit value Iq_lim, the comparator 101 outputs the selection signal “1” to the selector 103. When the q-axis current command value Iq0 is less than the positive q-axis current limit value Iq_lim, the comparator 101 outputs the selection signal “0” to the selector 103.

符号反転器100は、q軸電流制限値Iq_limの符号を反転して負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)を出力する。比較器102は、q軸電流指令値Iq0と負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)とを比較する。q軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)以下の場合、比較器102は、選択信号「1」を選択器104に出力する。q軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)より大きいの場合、比較器102は、選択信号「0」を選択器104に出力する。 The code inversion device 100 inverts the sign of the q-axis current limit value Iq_lim and outputs a negative q-axis current limit value (−Iq_lim). The comparator 102 compares the q-axis current command value Iq0 with the negative q-axis current limit value (−Iq_lim). When the q-axis current command value Iq0 is equal to or less than the negative q-axis current limit value (−Iq_lim), the comparator 102 outputs the selection signal “1” to the selector 104. When the q-axis current command value Iq0 is larger than the negative q-axis current limit value (−Iq_lim), the comparator 102 outputs the selection signal “0” to the selector 104.

比較器101が選択信号「1」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim以上の場合)、選択器103はq軸電流制限値Iq_limを選択して選択器104に出力する。
比較器101が選択信号「0」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が正値のq軸電流制限値Iq_lim未満の場合)、選択器103はq軸電流指令値Iq0を選択して選択器104に出力する。
When the comparator 101 outputs the selection signal "1" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is equal to or greater than the positive q-axis current limit value Iq_lim), the selector 103 selects the q-axis current limit value Iq_lim. Output to selector 104.
When the comparator 101 outputs the selection signal "0" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is less than the positive q-axis current limit value Iq_lim), the selector 103 selects the q-axis current command value Iq0. Output to selector 104.

比較器102が選択信号「1」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)以下の場合)、選択器104は負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)を選択して制限後q軸電流指令値Iq1として出力する。
比較器102が選択信号「0」を出力する場合(すなわちq軸電流指令値Iq0が負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)より大きいの場合)、選択器104は選択器103の出力を選択して制限後q軸電流指令値Iq1として出力する。以上により、制限後q軸電流指令値Iq1は、正値のq軸電流制限値(Iq_lim)以下及び負値のq軸電流制限値(−Iq_lim)以上の値に制限される。
When the comparator 102 outputs the selection signal "1" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is equal to or less than the negative q-axis current limit value (-Iq_lim)), the selector 104 has a negative q-axis current limit. The value (-Iq_lim) is selected and output as the q-axis current command value Iq1 after limiting.
When the comparator 102 outputs the selection signal "0" (that is, when the q-axis current command value Iq0 is larger than the negative q-axis current limit value (-Iq_lim)), the selector 104 outputs the output of the selector 103. After selection and limitation, it is output as the q-axis current command value Iq1. As described above, the restricted q-axis current command value Iq1 is limited to values equal to or less than the positive q-axis current limit value (Iq_lim) and equal to or greater than the negative value q-axis current limit value (-Iq_lim).

なお、バッテリ14は特許請求の範囲に記載される電源の一例である。コントローラ30、温度検出部53、インバータ印加電圧検出部54、回転角度検出回路61及びモータ温度取得部62は、特許請求の範囲に記載されるモータ制御装置の一例である。回転角度検出回路61及び回転数演算部52は、特許請求の範囲に記載される回転速度検出部の一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルは、特許請求の範囲に記載される第1記憶部及び第2記憶部の一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルを多項式等で近似し、近似式として第1記憶部及び第2記憶部に記憶しても良い。比例積分制御部46と、デューティ演算部47と、空間ベクトル変調部48と、PWM制御部49は、特許請求の範囲に記載される素子制御部の一例である。 The battery 14 is an example of the power source described in the claims. The controller 30, the temperature detection unit 53, the inverter applied voltage detection unit 54, the rotation angle detection circuit 61, and the motor temperature acquisition unit 62 are examples of the motor control device described in the claims. The rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation unit 52 are examples of the rotation speed detection units described in the claims. The limit value table and the variable value table are examples of the first storage unit and the second storage unit described in the claims. The limit value table and the fluctuation value table may be approximated by a polynomial or the like and stored in the first storage unit and the second storage unit as approximate expressions. The proportional integration control unit 46, the duty calculation unit 47, the space vector modulation unit 48, and the PWM control unit 49 are examples of the element control units described in the claims.

(動作)
図14を参照して、実施形態のモータ制御方法の一例を説明する。
ステップS1において回転角度検出回路61と回転数演算部52は、モータ20の回転速度Nrを検出する。
ステップS2においてインバータ印加電圧検出部54は、インバータ50への印加電圧であるインバータ印加電圧Vrを検出する。
(motion)
An example of the motor control method of the embodiment will be described with reference to FIG.
In step S1, the rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation unit 52 detect the rotation speed Nr of the motor 20.
In step S2, the inverter applied voltage detection unit 54 detects the inverter applied voltage Vr, which is the voltage applied to the inverter 50.

ステップS3において温度検出部53は、ECU部品のいずれかの部品温度Tpを検出する。
ステップS4において電流指令値演算部41は、q軸電流指令値Iq0及びd軸電流指令値Id0を算出する。
In step S3, the temperature detection unit 53 detects the component temperature Tp of any of the ECU components.
In step S4, the current command value calculation unit 41 calculates the q-axis current command value Iq0 and the d-axis current command value Id0.

ステップS5において電流制限値決定部71は、回転数入力処理部70が出力する回転速度信号N及びインバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧Vrに基づいて、複数の制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnの各々を決定する。
ステップS6において電流制限値選択部72は、温度検出部53が検出したECU部品の部品温度Tpに応じて、電流制限値決定部71が決定した制限値候補Iq_limc1〜Iq_limcnの中からq軸電流制限値Iq_lim0を選択する。
In step S5, the current limit value determination unit 71 has a plurality of limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn based on the rotation speed signal N output by the rotation speed input processing unit 70 and the inverter applied voltage Vr detected by the inverter applied voltage detection unit 54. Determine each of the.
In step S6, the current limit value selection unit 72 limits the q-axis current from the limit value candidates Iq_limc1 to Iq_limcn determined by the current limit value determination unit 71 according to the component temperature Tp of the ECU component detected by the temperature detection unit 53. Select the value Iq_lim0.

ステップS7においてレートリミッタ73は、q軸電流制限値Iq_lim0の過渡的な変動を緩和して得られるq軸電流制限値Iq_lim1を生成し、平滑化部74は、q軸電流制限値Iq_lim1を平滑化して得られるq軸電流制限値Iq_limを生成する。q軸電流制限部75は、q軸電流指令値Iq0をq軸電流制限値Iq_limで制限することにより、制限後q軸電流指令値Iq1を演算する。
ステップS8においてコントローラ30は、d軸電流指令値Id0と制限後q軸電流指令値Iq1に基づいてモータ20を駆動する。
In step S7, the rate limiter 73 generates the q-axis current limit value Iq_lim1 obtained by relaxing the transient fluctuation of the q-axis current limit value Iq_lim0, and the smoothing unit 74 smoothes the q-axis current limit value Iq_lim1. The q-axis current limit value Iq_lim obtained is generated. The q-axis current limiting unit 75 calculates the q-axis current command value Iq1 after the limitation by limiting the q-axis current command value Iq0 by the q-axis current limit value Iq_lim.
In step S8, the controller 30 drives the motor 20 based on the d-axis current command value Id0 and the restricted q-axis current command value Iq1.

(実験結果)
以下、図15〜図17を参照して、本実施形態のモータ制御装置による実験結果を示す。実験は、温度閾値Tp1L、Tp1H、Tp2L及びTp2Hをそれぞれ、Tp1L=59[℃]、Tp1H=60[℃]、Tp2L=79[℃]及びTp2H=80[℃]にそれぞれ設定し、ラックエンドの一方において低中速操舵で端当てを反復して行った。
また、部品温度Tpが温度閾値Tp1L以下である場合の電源電流の上限値をIb1に設定し、部品温度Tpが温度閾値Tp1H以上Tp2L以下である場合の上限値をIb1×(5/7)に設定し、部品温度Tpが温度閾値Tp2H以上である場合の上限値をIb1×(3/7)に設定した。
(Experimental result)
Hereinafter, with reference to FIGS. 15 to 17, the experimental results by the motor control device of the present embodiment are shown. In the experiment, the temperature thresholds Tp1L, Tp1H, Tp2L and Tp2H were set to Tp1L = 59 [° C.], Tp1H = 60 [° C.], Tp2L = 79 [° C.] and Tp2H = 80 [° C.], respectively, and the rack ends were set. On the other hand, the end pad was repeatedly performed by low to medium speed steering.
Further, the upper limit value of the power supply current when the component temperature Tp is the temperature threshold value Tp1L or less is set to Ib1, and the upper limit value when the component temperature Tp is the temperature threshold value Tp1H or more and Tp2L or less is set to Ib1 × (5/7). The upper limit value when the component temperature Tp is equal to or higher than the temperature threshold value Tp2H is set to Ib1 × (3/7).

細破線が操舵補助指令値Irefを示し、細実線が制限後q軸電流指令値Iq1を示し、太実線が電源電流Ibを示し、1点鎖線がECU部品の部品温度Tpを示し、太破線がモータ20のモータ回転速度を示す。
図15を参照する。電源電流が、Ib1、Ib1×(5/7)、Ib1×(3/7)に段階的に制限されることにより、ECU部品の温度上昇が急激に抑制されることが確認できる。
Ib1×(5/7)に制限された場合の温度上昇の傾きは、Ib1に制限された場合の傾きの1/2になり、Ib1×(3/7)に制限された場合の温度上昇はほぼ0になっている。
The thin broken line indicates the steering assist command value Iref, the thin solid line indicates the q-axis current command value Iq1 after restriction, the thick solid line indicates the power supply current Ib, the alternate long and short dash line indicates the component temperature Tp of the ECU component, and the thick dashed line indicates the component temperature Tp of the ECU component. The motor rotation speed of the motor 20 is shown.
See FIG. It can be confirmed that the temperature rise of the ECU component is sharply suppressed by gradually limiting the power supply current to Ib1, Ib1 × (5/7), and Ib1 × (3/7).
The slope of the temperature rise when limited to Ib1 × (5/7) is 1/2 of the slope when limited to Ib1, and the temperature rise when limited to Ib1 × (3/7) is It is almost 0.

図16は、ECU部品の部品温度Tpが60[℃]付近である範囲の拡大図である。
部品温度Tpが59[℃]以下である間の電源電流は上限値Ib1付近まで大きくなるが、部品温度Tpが60[℃]以上になると、電源電流はIb1×(5/7)付近で制限されることが確認できる。
FIG. 16 is an enlarged view of a range in which the component temperature Tp of the ECU component is around 60 [° C.].
The power supply current increases to near the upper limit Ib1 while the component temperature Tp is 59 [° C.] or lower, but when the component temperature Tp is 60 [° C.] or higher, the power supply current is limited to around Ib1 × (5/7). It can be confirmed that it will be done.

また、電源電流が大きいときは制限後q軸電流指令値Iq1が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後q軸電流指令値Iq1が最大値Iref_maxまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Tpの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のq軸電流Iref_maxが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。
Further, when the power supply current is large, the q-axis current command value Iq1 after limitation is limited, and when the power supply current is small or in a regenerative state, the q-axis current command value Iq1 after limitation is increased to the maximum value Iref_max. Can be confirmed.
Therefore, even if the power supply current is limited by the rise in the component temperature Tp, the maximum q-axis current Iref_max is output although the steering is performed at low to medium speeds, and steering up to the rack end becomes possible.

図17は、ECU部品の部品温度Tpが80[℃]付近である範囲の拡大図である。
部品温度Tpが79[℃]以下である間の電源電流は上限値Ib1×(5/7)付近で制限されていたが、部品温度Tpが80[℃]以上になると、電源電流はIb1×(3/7)付近で制限されることが確認できる。
FIG. 17 is an enlarged view of a range in which the component temperature Tp of the ECU component is around 80 [° C.].
The power supply current was limited near the upper limit Ib1 × (5/7) while the component temperature Tp was 79 [° C.] or lower, but when the component temperature Tp was 80 [° C.] or higher, the power supply current was Ib1 × (5/7). It can be confirmed that it is restricted in the vicinity of (3/7).

また、電源電流が大きいときは制限後q軸電流指令値Iq1が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後q軸電流指令値Iq1が最大値Iref_maxまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Tpの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のq軸電流Iref_maxが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。
Further, when the power supply current is large, the q-axis current command value Iq1 after limitation is limited, and when the power supply current is small or in a regenerative state, the q-axis current command value Iq1 after limitation is increased to the maximum value Iref_max. Can be confirmed.
Therefore, even if the power supply current is limited by the rise in the component temperature Tp, the maximum q-axis current Iref_max is output although the steering is performed at low to medium speeds, and steering up to the rack end becomes possible.

(実施形態の効果)
(1)モータ20を制御するモータ制御装置は、電源であるバッテリ14とモータ20との間に直列に接続されて、バッテリ14から出力される電源電流をモータ20に流す駆動電流に変換する駆動素子Q1〜Q6と、モータ20のモータ回転速度を検出する回転角度検出回路61及び回転数演算部52と、インバータ50への印加電圧であるインバータ印加電圧を検出するインバータ印加電圧検出部54と、バッテリ14から駆動素子Q1〜Q6までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部53と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部41と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、制限値候補として、少なくとも回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧に応じて決定する電流制限値決定部71と、電流制限値決定部71が決定した複数の制限値候補の何れかを、温度検出部53が検出した部品温度に応じて選択する電流制限値選択部72を備える。比例積分制御部46、デューティ演算部47、空間ベクトル変調部48、及びPWM制御部49は、電流制限値選択部72が選択した電流制限値で制限された電流指令値に基づいて駆動素子Q1〜Q6を制御する。
(Effect of embodiment)
(1) The motor control device that controls the motor 20 is connected in series between the battery 14 and the motor 20 as a power source, and converts the power supply current output from the battery 14 into a drive current flowing through the motor 20. Elements Q1 to Q6, a rotation angle detection circuit 61 for detecting the motor rotation speed of the motor 20, a rotation speed calculation unit 52, an inverter applied voltage detection unit 54 for detecting an inverter applied voltage which is an applied voltage to the inverter 50, and the like. A temperature detection unit 53 that detects the component temperature of parts arranged in or near the power supply line from the battery 14 to the drive elements Q1 to Q6, and a current command value calculation unit that calculates a current command value for controlling the drive current. 41 and a plurality of current limit values for limiting the current command value so as to limit the power supply current to a plurality of predetermined upper limit values or less are set as limit value candidates, and at least the rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation are performed. Either the current limit value determination unit 71 determined according to the motor rotation speed detected by the unit 52 and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit 54, or the plurality of limit value candidates determined by the current limit value determination unit 71. The current limit value selection unit 72 is provided to select the current according to the component temperature detected by the temperature detection unit 53. The proportional integration control unit 46, the duty calculation unit 47, the space vector modulation unit 48, and the PWM control unit 49 are driven elements Q1 to 100 based on the current command value limited by the current limit value selected by the current limit value selection unit 72. Control Q6.

これにより、予め電源電流の複数の上限値を設定しておき、電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpに応じたいずれかの上限値以下に電源電流が制限されるようにモータ20の駆動電流を制御できる。このため、精度の高い上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの上昇を抑制できる。
例えば電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の場合、操向ハンドル1をラックエンドまで操舵できるように制御しつつ、部品温度Tpの上昇を抑制できる。
また、電流制限値選択部72は部品温度Tpに応じて電流制限値をステップ状に切り換えるので早急に電源電流を制限できる。したがって、部品温度Tpが急激に上昇した場合であっても迅速に電源電流を制限できる。
As a result, a plurality of upper limit values of the power supply current are set in advance, and the power supply current is limited to one of the upper limit values or less according to the component temperature Tp of the component arranged in the power supply line or its vicinity. 20 drive currents can be controlled. Therefore, it is possible to suppress an increase in the component temperature Tp of the component arranged in or near the power supply line while avoiding an excessive current limit by the highly accurate upper limit value.
For example, in the case of an electric power steering device that applies a steering assist force to the steering system of a vehicle by an electric motor, it is possible to suppress an increase in the component temperature Tp while controlling the steering handle 1 so that it can be steered to the rack end.
Further, since the current limit value selection unit 72 switches the current limit value in steps according to the component temperature Tp, the power supply current can be limited immediately. Therefore, the power supply current can be quickly limited even when the component temperature Tp rises sharply.

(2)電流制限値決定部71は、モータ回転速度とインバータ印加電圧に応じて予め演算された電流制限値を記憶したテーブルから読み出した電流制限値に基づいて制限値候補を決定してよい。
電流制限値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、コントローラ30の処理負荷を抑えることができる。
(2) The current limit value determination unit 71 may determine the limit value candidate based on the current limit value read from the table storing the current limit value calculated in advance according to the motor rotation speed and the inverter applied voltage.
By calculating the current limit value in advance and storing it in the table, the processing load of the controller 30 can be suppressed.

(3)電流制限値は、インバータ印加電圧と電源電流に基づく入力電力と、モータ回転速度、電流指令値に基づく出力電力と、損失電力と、の間に成立する関係に従って予め演算してテーブルに格納してよい。
このように電流制限値を演算することにより、正確に電源電流を制限できる。
(3) The current limit value is calculated in advance according to the relationship established between the input power based on the inverter applied voltage and the power supply current, the output power based on the motor rotation speed and the current command value, and the lost power, and is stored in the table. May be stored.
By calculating the current limit value in this way, the power supply current can be accurately limited.

(4)電流制限値決定部71は、所定のインバータ印加電圧におけるモータ回転速度に応じた電流制限値を記憶した制限値テーブルを備え、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した電流制限値を、インバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧に応じて補正することにより制限値候補を決定してよい。
これにより、インバータ印加電圧の変動に応じて電源電流を正確に制限できる。
(4) The current limit value determination unit 71 includes a limit value table that stores the current limit value according to the motor rotation speed at a predetermined inverter applied voltage, and the motor detected by the rotation angle detection circuit 61 and the rotation speed calculation unit 52. The limit value candidate may be determined by correcting the current limit value read from the limit value table according to the rotation speed according to the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit 54.
As a result, the power supply current can be accurately limited according to the fluctuation of the inverter applied voltage.

(5)電流制限値決定部71は、インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する電流制限値の変動値とモータ回転速度とを対応付けた変動値テーブルを備え、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて変動値テーブルから読み出した変動値と、インバータ印加電圧検出部54が検出したインバータ印加電圧とに応じて、回転角度検出回路61及び回転数演算部52が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した制限値を補正することにより、電流制限値を決定してよい。
インバータ印加電圧の偏差に対する電流制限値の変動値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、インバータ印加電圧の変動に応じた補正処理の負荷を抑えることができる。
(5) The current limit value determination unit 71 includes a fluctuation value table in which the fluctuation value of the current limit value with respect to the reference deviation between the inverter applied voltage and the reference voltage and the motor rotation speed are associated with each other, and the rotation angle detection circuit 61 and rotation Rotation angle detection circuit 61 and rotation speed calculation unit according to the fluctuation value read from the fluctuation value table according to the motor rotation speed detected by the number calculation unit 52 and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit 54. The current limit value may be determined by correcting the limit value read from the limit value table according to the motor rotation speed detected by 52.
By calculating in advance the fluctuation value of the current limit value with respect to the deviation of the inverter applied voltage and storing it in the table, it is possible to suppress the load of the correction processing according to the fluctuation of the inverter applied voltage.

(6)電流指令値演算部41は、駆動電流を制御するためのq軸電流指令値及びd軸電流指令値を演算し、電流制限値決定部71はq軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定してよい。
電源電流が上限値以下に制限されるようにq軸電流指令値を制御することにより、過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Tpの上昇を抑制できる。
(6) The current command value calculation unit 41 calculates the q-axis current command value and the d-axis current command value for controlling the drive current, and the current limit value determination unit 71 limits the q-axis current command value. The current limit value may be determined.
By controlling the q-axis current command value so that the power supply current is limited to the upper limit or less, it is possible to suppress an increase in the component temperature Tp of the component arranged in or near the power supply line while avoiding excessive current limitation. ..

(7)電流制限値決定部71は、さらに少なくともモータ20の温度情報及びインバータ50の駆動素子の温度情報に応じて電流制限値を決定してよい。
これにより、モータ20の温度によるトルク定数や抵抗値の変化や、駆動素子の温度による抵抗値の変化を考慮することができ、より正確に電源電流を制限できる。
(7) The current limit value determination unit 71 may further determine the current limit value according to at least the temperature information of the motor 20 and the temperature information of the driving element of the inverter 50.
As a result, changes in the torque constant and resistance value due to the temperature of the motor 20 and changes in the resistance value due to the temperature of the driving element can be taken into consideration, and the power supply current can be limited more accurately.

(8)駆動電流制限部43は、駆動電流の向きとモータ20の回転方向に応じて、駆動電流の制限を解除してよい。
これにより、モータ20が回生状態となる場合(例えば操向ハンドル1が切り戻し操舵状態である場合等)に、不要な電流制限を解除することができる。
(8) The drive current limiting unit 43 may release the limit of the drive current according to the direction of the drive current and the rotation direction of the motor 20.
As a result, when the motor 20 is in the regenerative state (for example, when the steering handle 1 is in the turning back steering state), the unnecessary current limit can be released.

1…操向ハンドル、2…コラム軸、3…減速ギア、4A、4B…ユニバーサルジョイント、5…ピニオンラック機構、6…タイロッド、10…トルクセンサ、11…イグニションキー、12…車速センサ、14…バッテリ、20…モータ、30…コントローラ、40…操舵補助指令値演算部、41…電流指令値演算部、43…駆動電流制限部、44、45、84…減算器、46…比例積分制御部、47…デューティ演算部、48…空間ベクトル変調部、49…PWM制御部、50…インバータ、52…回転数演算部、53…温度検出部、54…インバータ印加電圧検出部、61…回転角度検出回路、62…モータ温度取得部、70…回転数入力処理部、70a、70b…符号判定部、70c…操舵状態判定部、70d…絶対値算出部、70e、91、92、103、104…選択器、71…電流制限値決定部、72…電流制限値選択部、73…レートリミッタ、74…平滑化部、75…q軸電流制限部、80a、80b、80c…制限値候補決定部、81…制限値テーブル読出部、82…変動値テーブル読出部、83、88…リミッタ、85…乗算器、86…係数乗算器、87…加算器、90…選択信号生成部、93、94…フラグ設定部、100…符号反転器、101、102…比較器 1 ... Steering handle, 2 ... Column shaft, 3 ... Reduction gear, 4A, 4B ... Universal joint, 5 ... Pinion rack mechanism, 6 ... Tie rod, 10 ... Torque sensor, 11 ... Ignition key, 12 ... Vehicle speed sensor, 14 ... Battery, 20 ... Motor, 30 ... Controller, 40 ... Steering auxiliary command value calculation unit, 41 ... Current command value calculation unit, 43 ... Drive current limit unit, 44, 45, 84 ... Subtractor, 46 ... Proportional integration control unit, 47 ... duty calculation unit, 48 ... space vector modulation unit, 49 ... PWM control unit, 50 ... inverter, 52 ... rotation speed calculation unit, 53 ... temperature detection unit, 54 ... inverter applied voltage detection unit, 61 ... rotation angle detection circuit , 62 ... Motor temperature acquisition unit, 70 ... Rotation speed input processing unit, 70a, 70b ... Code determination unit, 70c ... Steering state determination unit, 70d ... Absolute value calculation unit, 70e, 91, 92, 103, 104 ... Selector , 71 ... current limit value determination unit, 72 ... current limit value selection unit, 73 ... rate limiter, 74 ... smoothing unit, 75 ... q-axis current limit unit, 80a, 80b, 80c ... limit value candidate determination unit, 81 ... Limit value table reader, 82 ... Fluctuation value table reader, 83, 88 ... Limiter, 85 ... Multiplier, 86 ... Coefficient multiplier, 87 ... Adder, 90 ... Selection signal generator, 93, 94 ... Flag setting unit , 100 ... Code reverser, 101, 102 ... Comparer

Claims (10)

電動モータを制御するモータ制御装置であって、
電源と前記電動モータとの間に直列に接続されて、前記電源から出力される電源電流を前記電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、
前記電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、
前記電源から前記駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、
前記駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
予め定めた複数の上限値以下に前記電源電流をそれぞれ制限するように前記電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、制限値候補として、少なくとも前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度及び前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて各々決定する電流制限値決定部と、
前記電流制限値決定部が決定した複数の前記制限値候補の何れかを、前記温度検出部が検出した前記部品温度に応じて選択する電流制限値選択部と、
前記電流制限値選択部が選択した前記制限値候補で制限された前記電流指令値に基づいて前記駆動素子を制御する素子制御部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls an electric motor
A drive element that is connected in series between the power supply and the electric motor and converts the power supply current output from the power supply into a drive current that flows through the electric motor.
A rotation speed detection unit that detects the motor rotation speed of the electric motor,
An inverter applied voltage detector that detects the voltage applied to the drive element as an inverter applied voltage,
A temperature detection unit that detects the component temperature of components arranged in or near the power supply line from the power supply to the drive element, and
A current command value calculation unit that calculates a current command value for controlling the drive current, and a current command value calculation unit.
A plurality of current limit values for limiting the current command value so as to limit the power supply current to a plurality of predetermined upper limit values or less are set as limit value candidates, and at least the motor detected by the rotation speed detection unit. A current limit value determining unit that determines the rotation speed and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detector, respectively.
A current limit value selection unit that selects any of the plurality of limit value candidates determined by the current limit value determination unit according to the component temperature detected by the temperature detection unit, and a current limit value selection unit.
An element control unit that controls the drive element based on the current command value limited by the limit value candidate selected by the current limit value selection unit.
A motor control device comprising.
前記電流制限値決定部は、前記モータ回転速度と前記インバータ印加電圧に応じて予め演算された前記電流制限値を記憶した制限値記憶部から読み出した電流制限値に基づいて、前記制限値候補を決定することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。 The current limit value determining unit sets the limit value candidate based on the current limit value read from the limit value storage unit that stores the current limit value calculated in advance according to the motor rotation speed and the inverter applied voltage. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is determined. 前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と前記電源電流に基づく入力電力と、前記モータ回転速度、前記電流指令値に基づく出力電力と、損失電力との間に成立する関係に従って予め演算された前記電流制限値を記憶していることを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。 The limit value storage unit is calculated in advance according to the relationship established between the input power based on the inverter applied voltage and the power supply current, the output power based on the motor rotation speed, the current command value, and the lost power. The motor control device according to claim 2, wherein the current limit value is stored. 前記制限値記憶部は、所定の前記インバータ印加電圧における前記モータ回転速度に応じた前記電流制限値を記憶した第1記憶部を備え、
前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第1記憶部から読み出した電流制限値を、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて補正することにより前記制限値候補を決定する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のモータ制御装置。
The limit value storage unit includes a first storage unit that stores the current limit value according to the motor rotation speed at a predetermined inverter applied voltage.
The current limit value determining unit sets the current limit value read from the first storage unit according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit into the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detection unit. The limit value candidate is determined by making corrections accordingly.
The motor control device according to claim 2 or 3.
前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する前記電流制限値の変動値と前記モータ回転速度とを対応付けた第2記憶部を備え、
前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第2記憶部から読み出した前記変動値と、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧とに応じて、前記回転速度検出部が検出した検出した前記モータ回転速度に応じて前記第1記憶部から読み出した電流制限値を補正することにより、前記制限値候補を決定する、
ことを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。
The limit value storage unit includes a second storage unit that associates the fluctuation value of the current limit value with respect to the reference deviation between the inverter applied voltage and the reference voltage with the motor rotation speed.
The current limit value determining unit includes the fluctuation value read from the second storage unit according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit, and the inverter applied voltage detected by the inverter applied voltage detecting unit. The current limit value read from the first storage unit is corrected according to the motor rotation speed detected by the rotation speed detection unit, thereby determining the limit value candidate.
The motor control device according to claim 4.
前記駆動電流を制御するためのq軸電流指令値及びd軸電流指令値を演算する電流指令値演算部を更に備え、
前記電流制限値決定部は、前記q軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
A current command value calculation unit for calculating a q-axis current command value and a d-axis current command value for controlling the drive current is further provided.
The motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the current limit value determining unit determines a current limit value for limiting the q-axis current command value.
前記電流制限値決定部は、さらに少なくとも前記電動モータの温度情報及び前記駆動素子の温度情報に応じて前記制限値候補を決定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 The present invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the current limit value determining unit further determines the limit value candidate according to at least the temperature information of the electric motor and the temperature information of the driving element. Motor control device. 前記駆動電流の向きと前記電動モータの回転方向に応じて、前記駆動電流の制限を解除する、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 7, wherein the limitation of the drive current is released according to the direction of the drive current and the rotation direction of the electric motor. 請求項1〜8の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
を備えることを特徴とする電動アクチュエータ製品。
The motor control device according to any one of claims 1 to 8.
An electric motor controlled by the motor control device and
An electric actuator product characterized by being equipped with.
請求項1〜8の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
を備え、前記電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
The motor control device according to any one of claims 1 to 8.
An electric motor controlled by the motor control device and
An electric power steering device comprising the above, wherein a steering assist force is applied to a steering system of a vehicle by the electric motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021118582A (en) * 2020-01-23 2021-08-10 日本精工株式会社 Motor control device, electric actuator product, and electric power steering device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001206236A (en) * 2000-01-25 2001-07-31 Omron Corp Current-carrying control device and electric power steering system
JP2008049910A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2008179247A (en) * 2007-01-24 2008-08-07 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2009078711A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Jtekt Corp Motor control device and electric power steering device
JP2011218878A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Toyota Motor Corp Electric power steering apparatus
JP2013074648A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Honda Motor Co Ltd Electrically-driven power steering device
JP2013226033A (en) * 2012-03-23 2013-10-31 Fanuc Ltd Control device for synchronous motor
JP5971426B2 (en) * 2013-10-01 2016-08-17 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2019193445A (en) * 2018-04-25 2019-10-31 日本電産株式会社 Motor drive device
JP2021118582A (en) * 2020-01-23 2021-08-10 日本精工株式会社 Motor control device, electric actuator product, and electric power steering device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001206236A (en) * 2000-01-25 2001-07-31 Omron Corp Current-carrying control device and electric power steering system
JP2008049910A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2008179247A (en) * 2007-01-24 2008-08-07 Nsk Ltd Electric power steering device
JP2009078711A (en) * 2007-09-26 2009-04-16 Jtekt Corp Motor control device and electric power steering device
JP2011218878A (en) * 2010-04-06 2011-11-04 Toyota Motor Corp Electric power steering apparatus
JP2013074648A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Honda Motor Co Ltd Electrically-driven power steering device
JP2013226033A (en) * 2012-03-23 2013-10-31 Fanuc Ltd Control device for synchronous motor
JP5971426B2 (en) * 2013-10-01 2016-08-17 日本精工株式会社 Electric power steering device
JP2019193445A (en) * 2018-04-25 2019-10-31 日本電産株式会社 Motor drive device
JP2021118582A (en) * 2020-01-23 2021-08-10 日本精工株式会社 Motor control device, electric actuator product, and electric power steering device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021118582A (en) * 2020-01-23 2021-08-10 日本精工株式会社 Motor control device, electric actuator product, and electric power steering device
JP7342717B2 (en) 2020-01-23 2023-09-12 日本精工株式会社 Motor control devices, electric actuator products and electric power steering devices

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