JP3663880B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や車両の操舵系にモータによる操舵補助力を付与するようにした電動パワーステアリング装置の制御装置に関し、特に前記モータ電流値を検出するモータ電流検出手段のオフセット補正及び故障時の処理を行なう制御手段を設けた電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車や車両のステアリング装置をモータの回転力で補助負荷付勢する電動パワーステアリング装置は、モータの駆動力を減速機を介してギア又はベルト等の伝達機構により、ステアリングシャフト或いはラック軸に補助負荷付勢するようになっている。かかる従来の電動パワーステアリング装置は、アシストトルク(操舵補助トルク)を正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行なっている。フィードバック制御は、電流制御値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にPWM(パルス幅変調)制御のデュ−ティ比の調整で行なっている。
【0003】
ここで、電動パワーステアリング装置の一般的な構成を図4に示して説明すると、操向ハンドル1の軸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に結合されている。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20がクラッチ21、減速ギア3を介して軸2に結合されている。パワーステアリング装置を制御するコントロールユニット30には、バッテリ14からイグニションキー11を経て電力が供給され、コントロールユニット30は、トルクセンサ10で検出された操舵トルクTと車速センサ12で検出された車速Vとに基いてアシスト指令の操舵補助指令値Iの演算を行ない、演算された操舵補助指令値Iに基いてモータ20に供給する電流を制御する。クラッチ21はコントロールユニット30でON/OFF制御され、通常の動作状態ではON(結合)されている。そして、コントロールユニット30によりパワーステアリング装置が故障と判断された時、及びイグニションキー11によりバッテリ14の電源がOFFとなっている時に、クラッチ21はOFF(切離)される。
【0004】
コントロールユニット30は主としてCPUで構成されるが、そのCPU内部においてプログラムで実行される一般的な機能を示すと図5のようになる。例えば位相補償器31は独立したハードウェアとしての位相補償器を示すものではなく、CPUで実行される位相補償機能を示している。コントロールユニット30の機能及び動作を説明すると、トルクセンサ10で検出されて入力される操舵トルクTは、操舵系の安定性を高めるために位相補償器31で位相補償され、位相補償された操舵トルクTAが操舵補助指令値演算器32に入力される。又、車速センサ12で検出された車速Vも操舵補助指令値演算器32に入力される。操舵補助指令値演算器32は、入力された操舵トルクTA及び車速Vに基いてモータ20に供給する電流の制御目標値である操舵補助指令値Iを決定し、操舵補助指令値演算器32にはメモリ33が付設されている。メモリ33は車速Vをパラメータとして操舵トルクに対応する操舵補助指令値Iを格納しており、操舵補助指令値演算器32による操舵補助指令値Iの演算に使用される。操舵補助指令値Iは減算器30Aに入力されると共に、応答速度を高めるためのフィードフォワード系の微分補償器34に入力され、減算器30Aの偏差(I−i)は比例演算器35に入力され、その比例出力は加算器30Bに入力されると共にフィードバック系の特性を改善するための積分演算器36に入力される。微分補償器34及び積分補償器36の出力も加算器30Bに加算入力され、加算器30Bでの加算結果である電流制御値Eが、モータ駆動信号としてモータ駆動回路37に入力される。モータ20のモータ電流値iはモータ電流検出回路38で検出され、モータ電流値iは減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
【0005】
モータ駆動回路37の構成例を図6に示して説明すると、モータ駆動回路37は加算器30Bからの電流制御値Eに基いて電界効果トランジスタ(FET)FET1〜FET4の各ゲートを駆動するFETゲート駆動回路371、FET1〜FET4で成るHブリッジ回路、FET1及びFET2のハイサイド側を駆動する昇圧電源372等で構成されている。FET1及びFET2は、電流制御値Eに基いて決定されるデューティ比D1のPWM(パルス幅変調)信号によってON/OFFされ、実際にモータに流れる電流Irの大きさが制御される。FET3及びFET4は、デューティ比D1の小さい領域では所定1次関数式(a,bを定数としてD2=a・D1+b)で定義されるデューティ比D2のPWM信号で駆動され、デューティ比D1の大きい領域ではPWM信号の符号により決定されるモータの回転方向に応じてON/OFFされる。例えばFET3が導通状態にあるときは、電流はFET1、モータ20、FET3、抵抗R1を経て流れ、モータ20に正方向の電流が流れる。又、FET4が導通状態にあるときは、電流はFET2、モータ20、FET4、抵抗R2を経て流れ、モータ20に負方向の電流が流れる。従って、加算器30Bからの電流制御値EもPWM出力となっている。又、モータ電流検出回路38は抵抗R1の両端における電圧降下に基いて正方向電流の大きさを検出すると共に、抵抗R2の両端における電圧降下に基いて負方向の電流の大きさを検出する。モータ電流検出回路38で検出されたモータ電流値iは、減算器30Aに入力されてフィードバックされる。
【0006】
ここで、電流検出回路用素子として演算増幅器が一般的に使用されるが、演算増幅器は入力信号に対して僅かにオフセットされた信号を出力するので、増幅率が大きい場合はオフセット値も増幅され、検出された電流値に対して無視できない誤差が発生する。また、実際にはモータ電流が流れていないにもかかわらず、FET駆動回路では、検出されたオフセット値の相対誤差を含む電流値に対応してデューティ比の値を演算し、結果として好ましくない振動電流を発生させることになり、操舵フィーリングを悪化させる原因となっていた。
【0007】
一方、モータ電流の検出に、Hブリッジ回路の互いに対向する2つのアームの下流側に共通の1個の抵抗を挿入し、その抵抗両端の電圧降下を検出して電流を検出する回路による場合は、検出電流値に演算増幅器のオフセット値が含まれるため、この場合も微妙な制御が要求される中立位置付近の制御では、円滑な操舵補助を行なうことができず、操舵フィーリングを悪化させる結果となっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような問題を解決した装置として、例えば特開平9−24846号公報に示されるものがある。即ち、図7にモータ制御回路100、モータ駆動回路110及びモータ電流検出回路120の構成の一例を示す。モータ制御回路100は加算器30Bから入力された電流制御値Eに基づいて決定されるデューティ比DのPWM信号を発生させると共に、電流制御値Eの符号に基づいてモータの回転方向を決定する回転方向信号を出力するPWM回路101、Hブリッジ回路のFET1〜FET4のゲートを駆動するゲート駆動回路102から構成される。また、モータ駆動回路110は前述したHブリッジ回路であり、その入力端子にはバッテリ14からイグニツションキー11及びリレー40を経て電圧Vbの電力が供給され、出力端子間にはモータ20が接続されている。そして、モータ電流検出回路120は、モータ駆動回路110に接続された電流検出用の抵抗Rと、その両端に接続された演算増幅器OPと、演算増幅器OPの出力側に接続されたA/D変換器121と、補正したモータ電流値iを出力する電流補正演算器122と、オフセット値及びその相対誤差を記憶するメモリ123とで構成されている。
【0009】
モータ20が正方向に回転するときは抵抗Rにモータ電流が流れるので、抵抗Rの両端に発生する電圧の差が演算増幅器OPにより検出され、A/D変換器121でA/D変換された後、電流補正演算器122に入力されてメモリ123に記憶される。また、モータ10が負方向に回転するときも、抵抗Rにモータ電流が流れるので、抵抗Rの両端に発生する電圧の差が演算増幅器OPにより検出され、ピークホールド回路等で信号処理してA/D変換器121でA/D変換された後、電流補正演算器122に入力されてメモリ123に記憶される。電流補正演算器122はメモリ123と協働して、検出された抵抗Rの両端に発生する電圧の差からモータ電流値を演算すると共に、演算増幅器OPのオフセット値の相対誤差を補正演算するものであって、補正されたモータ電流値iが減算器30Aにフィードバックされる。
【0010】
ここで、電流補正演算器122の動作を説明すると、先ずモータ電流値の演算であるが、抵抗Rの両端に発生する電圧の差が、演算増幅器OPで検出されると、入力された電圧の差を抵抗Rの値で割ることでモータ電流値を求める。演算増幅器OPのオフセット値の相対誤差の補正演算は、以下のようにして行なわれる。先ず、イグニションキー11がOFFからONにされた時点ではHブリッジ回路を構成するFETは全てOFFの状態にあるから、実際にはモータ電流が流れていない。そこで、この時点でモータ電流が検出されたときは、実際の電流値である零からのオフセット値であると認識することができるので、この検出されたモータ電流値をオフセット値としてメモリ123に記憶させる。このとき、演算増幅器OPの出力を入力とし、その相対誤差をオフセット値としてメモリ123に記憶させる。そして、ステアリング装置が動作状態になった後は、所定時間毎にサンプリングして検出されたモータ電流値からメモリ123に記憶されているモータ電流値のオフセット値を減算補正し、モータ電流値iを演算する。
【0011】
図8は主として電流補正演算処理に関連する部分の動作例を示すフローチャートである。先ずイグニションキー11をONとし(ステップP1)、モータ電流の検出値をオフセット値として読込み、その相対誤差をメモリ123に記憶させる(ステップP2)。次に制御装置の各ユニットの検査(初期チェック)を行ない(ステップP3)、制御装置が正常か否かを判断する(ステップP4)。制御装置が正常であれば正常時の処理を行ない(ステップP5)、イグニションキー11のOFFを判定し(ステップP6)、OFFでなければステップP4に戻って制御動作を継続し、イグニションキー11がOFFであれば制御動作を停止する。また、上記ステップP4の判定で制御装置が異常であれば異常時の処理を行ない(ステップP7)、制御動作を停止する。
【0012】
図9は、図8に示すフローチャートにおいて、ステップP5の正常時の処理の詳細を示すフローチャートである。即ち、所定時間毎のサンプリング処理により操舵トルクT及び車速Vを読込み(ステップP11、P12)、モータ20に供給する電流の制御目標値である電流指令値Iを演算する(ステップP13)。モータ電流の検出値を読込み(ステップP14)、検出されたモータ電流値からメモリ123に記憶されているオフセット値の相対誤差を減算し、モータ電流値iを補正演算する(ステップP15)。電流指令値Iとモータ電流値iに基づくフィードバック制御が行なわれて、モータ20に供給する電流制御値Eが演算される(ステップP16)。そして、電流制御値Eに基づいて、Hブリッジ回路を構成するFETを所定のデューティ比で駆動するPWM信号、及びモータの回転方向を決定する回転方向信号が生成され(ステップP17)、ゲート駆動回路102に出力される(ステップP18)。
【0013】
ところで、上述のモータ電流検出手段では電流検出用抵抗Rから発生する微弱な電圧を検出し、その検出信号を演算増幅器OPで増幅すると共に、例えばピークホールド回路などで信号処理してA/D変換する。このとき、増幅器やピークホールド回路などでオフセット電圧が発生してしまうが、このオフセット電圧は、電圧のバラツキやコントロールユニット内の温度によって変動することが考えられる。オフセット電圧は電流検出値に影響して、モータ20に電流が流れていないのにあたかも流れているように認識されたり、流れているのに検出できないような現象が現れる。そこで、上述装置では、起動時などの初期状態でモータ駆動をしないときに、電流検出手段から出力される電流検出値を読込み、これをオフセット値として記憶しておき、その後電流制御を行なうときに電流検出値から上記オフセット値を差し引くことで、電流検出値の精度を向上させるようにしている。
【0014】
しかし、モータ電流検出手段が故障し、オフセット値が異常に大きい値として発生した場合、この異常なオフセット値をそのまま電流検出値に補正してしまうと、本来の目的から外れて、運転者にとって危険な状態が発生する。例えば負側に異常なオフセット値が発生した場合、電流制御によって正常時よりも大きな電流が流れてしまい、運転者が期待した以上のアシストが発生して危険である。また、正側に異常なオフセット値が発生した場合、正常時よりも少ない電流しか流れず、操舵が重くなって運転者に不安感を感じさせてしまう。
【0015】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、モータ電流検出手段のオフセット補正や故障時の処理を適確に行なうと共に、運転者を危険にさせたり、不安感を与えたりすることのないようにした電動パワーステアリング装置の制御装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータの電流値とから演算した電流制御値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与える前記モータを、Hブリッジ回路の駆動制御で制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置に関するもので、本発明の上記目的は、前記モータ電流値を検出するモータ電流検出手段のオフセット補正及び故障時の処理を行なう制御手段を設けると共に、前記制御手段は記憶手段及びオフセット値異常検出手段で成り、前記記憶手段は前記モータ電流検出手段の初期時の第1オフセット値及び作動時の第2オフセット値を記憶し、前記オフセット値異常検出手段は、起動時に、前記駆動回路電源との間に接続されているリレーをオフし、前記駆動回路の全ての駆動素子をオフしたままで前記モータ電流検出手段から出力される前記第2オフセット値を読込み、前記第1オフセット値及び第2オフセット値を比較し、その差が所定値以下の場合には前記第2オフセット値を前記モータ電流値の補正値とし、前記差が前記所定値以上の場合は前記モータ電流検出手段の故障と判断し、前記モータ出力及びリレーのオフ状態をイグニションキーがオフされるまで維持するようにしたことによって達成される。
【0017】
【発明の実施の形態】
上述したような従来の問題を解決するために、本発明では図7に対応させて図1に示すように、モータ電流検出手段120内にRAMで成る記憶手段124と、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)で成る記憶手段125とを設けると共に、記憶手段124及び125の出力に基づいて電流検出手段異常検出信号ASを出力するオフセット値異常検出手段130を設けている。
【0018】
このような構成において、出荷調整時のオフセット値の記憶動作を、図2のフローチャートを参照して説明する。コントロールユニットを出荷調整用などの調整モードにしてリレー40をOFFし、全てのFET1〜FET4をOFFにしたままモータ電流検出手段のオフセット値を記憶手段125に記憶させるが、イグニションキー11をONにして(ステップS1)後にコントロールユニットを調整モードに切替える(ステップS2)。その後リレー40をOFFし、全てのFETをOFFにした(ステップS3)ままモータ20に電流が流れない状態にしておく。そして、抵抗R及び演算増幅器OPのモータ電流検出手段から出力される電流検出値を、A/D変換器121を介して複数回読込んでRAMの記憶手段124に記憶し(ステップS5)、前回読込んだ値と同一になるまで読込みを繰り返し(ステップS6)、同一になったときにその値をオフセット値としてEEPROMの記憶手段125に記憶させ(ステップS7)、イグニションキー11をOFF(ステップS8)させてコントロールユニットを出荷する。
【0019】
一方、車両に組込んだ後に動作させる場合は、図3のフローチャートに示すように、先ず起動時の初期状態においてイグニションキー11をONし(ステップS10)、その後リレー40をOFFして全てのFET1〜FET4をOFF(ステップS11)としたまま、モータ20に電流が流れない状態にして、モータ抵抗R及び演算増幅器OPの電流検出手段から出力される電流検出値をA/D変換器121を介して読込み、記憶手段124に記憶させる(ステップS12)。次に、予め記憶手段125に記憶されているオフセット値を読出して(ステップS13)、前記電流検出値との差を比較する(ステップS14)。その差が規定値以下であるか否かを判定し(ステップS15)、規定値以下の場合は電流検出値は正常と判断して一時的に読み書きできるRAMの記憶手段124にオフセット値として記憶する(ステップS16)。その後、通常動作状態において、モータ電流検出手段から検出される電流検出値から上記記憶されたオフセット値を差し引き、電流検出手段のオフセットを補正した値を電流検出値iとして、前述した通常の制御等に用いる。次に、起動時の初期状態において、読込んだ電流検出値をオフセット値と比較して、その差が規定値以上の場合は(ステップS15)、電流検出値を読込んでオフセット値と複数回比較する(ステップS17)。所定回数比較してもオフセット値と電流検出値との差が所定値以上の場合は、モータ電流検出手段の故障と判断して(ステップS18)、その後のシーケンスを中止してモータ出力とリレー40のOFF状態を、イグニションキー11がOFFされるまで維持する。
【0020】
【発明の効果】
以上のように本発明の電動パワーステアリング装置の制御装置によれば、モータ電流値を検出するモータ電流検出手段のオフセット補正及び故障時の処置を行なう制御手段を設け、オフセット値の大きさを判定すると共に、異常動作を複数回判定するようにしているので、運転者を危険にさせることなく、モータ電流検出手段のオフセット補正及び故障時の処置を確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電動パワーステアリング装置におけるコントロールユニットの一部構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明による出荷調整時のオフセット値の記憶動作例を示すフローチャートである。
【図3】本発明による通常制御時のオフセット値の記憶動作例を示すフローチャートである。
【図4】電動パワーステアリング装置の一例を示すブロック構成図である。
【図5】コントロールユニットの一般的な内部構成を示すブロック図である。
【図6】モータ駆動回路の一例を示す結線図である。
【図7】従来装置の一例を示すブロック図である。
【図8】従来の装置の動作例を示すフローチャートである。
【図9】従来の装置の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 操向ハンドル
5 ピニオンラック機構
10 トルクセンサ
12 車速センサ
20 モータ
30 コントロールユニット
31 位相補償器
37 モータ駆動回路
38 モータ電流検出回路
100 モータ制御回路
110 モータ駆動回路
120 モータ電流検出回路
124、125 記憶手段
130 オフセット値異常検出手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electric power steering device in which a steering assist force by a motor is applied to a steering system of an automobile or a vehicle, and more particularly, offset correction of a motor current detecting means for detecting the motor current value and at the time of failure. The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus provided with control means for performing processing.
[0002]
[Prior art]
An electric power steering device for energizing an automobile or vehicle steering device with an auxiliary load by the rotational force of a motor is an auxiliary load applied to a steering shaft or a rack shaft by a transmission mechanism such as a gear or a belt via a speed reducer. It comes to be energized. Such a conventional electric power steering apparatus performs feedback control of motor current in order to accurately generate assist torque (steering assist torque). The feedback control adjusts the motor applied voltage so that the difference between the current control value and the motor current detection value becomes small. The adjustment of the motor applied voltage is generally performed by a PWM (pulse width modulation) control duty. This is done by adjusting the tee ratio.
[0003]
Here, the general configuration of the electric power steering apparatus will be described with reference to FIG. 6. The shaft 2 is provided with a torque sensor 10 that detects the steering torque of the steering handle 1. A motor 20 that assists the steering force of the steering handle 1 is coupled to the shaft 2 via the clutch 21 and the reduction gear 3. Has been. Electric power is supplied from the battery 14 via the ignition key 11 to the control unit 30 that controls the power steering device. The control unit 30 detects the steering torque T detected by the torque sensor 10 and the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12. Based on the above, the steering assist command value I of the assist command is calculated, and the current supplied to the motor 20 is controlled based on the calculated steering assist command value I. The clutch 21 is ON / OFF controlled by the control unit 30 and is ON (coupled) in a normal operation state. The clutch 21 is turned off (disconnected) when the control unit 30 determines that the power steering apparatus is out of order and when the power of the battery 14 is turned off by the ignition key 11.
[0004]
The control unit 30 is mainly composed of a CPU, and FIG. 5 shows general functions executed by a program inside the CPU. For example, the phase compensator 31 does not indicate a phase compensator as independent hardware, but indicates a phase compensation function executed by the CPU. The function and operation of the control unit 30 will be described. The steering torque T detected and input by the torque sensor 10 is phase-compensated by the phase compensator 31 in order to improve the stability of the steering system, and the phase-compensated steering torque. TA is input to the steering assist command value calculator 32. The vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 12 is also input to the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value calculator 32 determines a steering assist command value I that is a control target value of the current supplied to the motor 20 based on the input steering torque TA and vehicle speed V, and sends the steering assist command value calculator 32 to the steering assist command value calculator 32. Is provided with a memory 33. The memory 33 stores the steering assist command value I corresponding to the steering torque with the vehicle speed V as a parameter, and is used for the calculation of the steering assist command value I by the steering assist command value calculator 32. The steering assist command value I is input to the subtractor 30A, and is also input to the feedforward differential compensator 34 for increasing the response speed. The deviation (Ii) of the subtractor 30A is input to the proportional calculator 35. The proportional output is input to the adder 30B and to the integration calculator 36 for improving the characteristics of the feedback system. The outputs of the differential compensator 34 and the integral compensator 36 are also added to the adder 30B, and the current control value E, which is the addition result of the adder 30B, is input to the motor drive circuit 37 as a motor drive signal. The motor current value i of the motor 20 is detected by the motor current detection circuit 38, and the motor current value i is input to the subtractor 30A and fed back.
[0005]
A configuration example of the motor drive circuit 37 will be described with reference to FIG. 6. The motor drive circuit 37 is a FET gate that drives the gates of the field effect transistors (FETs) FET1 to FET4 based on the current control value E from the adder 30B. A drive circuit 371, an H bridge circuit composed of FET1 to FET4, a boost power source 372 for driving the high side of FET1 and FET2, and the like. The FET1 and FET2 are turned on / off by a PWM (pulse width modulation) signal having a duty ratio D1 determined based on the current control value E, and the magnitude of the current Ir that actually flows through the motor is controlled. FET3 and FET4 are driven by a PWM signal having a duty ratio D2 defined by a predetermined linear function equation (D2 = a · D1 + b, where a and b are constants) in a region where the duty ratio D1 is small, and a region where the duty ratio D1 is large. Then, it is turned ON / OFF according to the rotation direction of the motor determined by the sign of the PWM signal. For example, when the FET 3 is in a conductive state, the current flows through the FET 1, the motor 20, the FET 3, and the resistor R 1, and a positive current flows through the motor 20. When the FET 4 is in a conductive state, the current flows through the FET 2, the motor 20, the FET 4, and the resistor R 2, and a negative current flows through the motor 20. Therefore, the current control value E from the adder 30B is also a PWM output. The motor current detection circuit 38 detects the magnitude of the positive current based on the voltage drop across the resistor R1, and detects the magnitude of the negative current based on the voltage drop across the resistor R2. The motor current value i detected by the motor current detection circuit 38 is input to the subtracter 30A and fed back.
[0006]
Here, an operational amplifier is generally used as an element for the current detection circuit. However, since the operational amplifier outputs a signal slightly offset with respect to the input signal, the offset value is also amplified when the amplification factor is large. An error that cannot be ignored occurs with respect to the detected current value. In addition, although the motor current does not actually flow, the FET drive circuit calculates the duty ratio value corresponding to the current value including the relative error of the detected offset value, resulting in undesirable vibrations. An electric current was generated, which caused the steering feeling to deteriorate.
[0007]
On the other hand, when the motor current is detected by a circuit that detects a current by inserting a common resistor downstream of two opposing arms of the H-bridge circuit and detecting a voltage drop across the resistor. Because the offset value of the operational amplifier is included in the detected current value, in this case as well, the control near the neutral position where delicate control is required cannot provide smooth steering assistance, resulting in deterioration of the steering feeling. It was.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-24846 discloses an apparatus that solves the above problems. That is, FIG. 7 shows an example of the configuration of the motor control circuit 100, the motor drive circuit 110, and the motor current detection circuit 120. The motor control circuit 100 generates a PWM signal having a duty ratio D determined based on the current control value E input from the adder 30B, and rotates to determine the rotation direction of the motor based on the sign of the current control value E. A PWM circuit 101 that outputs a direction signal and a gate drive circuit 102 that drives the gates of the FETs 1 to 4 of the H bridge circuit are configured. The motor drive circuit 110 is the above-described H-bridge circuit, and its input terminal is supplied with electric power of the voltage Vb from the battery 14 via the ignition key 11 and the relay 40, and the motor 20 is connected between the output terminals. Has been. The motor current detection circuit 120 includes a current detection resistor R connected to the motor drive circuit 110, an operational amplifier OP connected to both ends thereof, and an A / D conversion connected to the output side of the operational amplifier OP. , A current correction calculator 122 that outputs the corrected motor current value i, and a memory 123 that stores the offset value and its relative error.
[0009]
Since the motor current flows through the resistor R when the motor 20 rotates in the positive direction, the difference in voltage generated across the resistor R is detected by the operational amplifier OP and A / D converted by the A / D converter 121. Thereafter, the current is input to the current correction calculator 122 and stored in the memory 123. Also, when the motor 10 rotates in the negative direction, since the motor current flows through the resistor R, the difference in voltage generated across the resistor R is detected by the operational amplifier OP, and signal processing is performed by a peak hold circuit or the like. After being A / D converted by the / D converter 121, it is input to the current correction calculator 122 and stored in the memory 123. The current correction arithmetic unit 122 cooperates with the memory 123 to calculate the motor current value from the difference between the voltages generated at both ends of the detected resistor R and to correct the relative error of the offset value of the operational amplifier OP. The corrected motor current value i is fed back to the subtractor 30A.
[0010]
Here, the operation of the current correction arithmetic unit 122 will be described. First, the motor current value is calculated. When a difference in voltage generated at both ends of the resistor R is detected by the operational amplifier OP, the input voltage is calculated. The motor current value is obtained by dividing the difference by the resistance R value. The correction calculation of the relative error of the offset value of the operational amplifier OP is performed as follows. First, when the ignition key 11 is turned from OFF to ON, all the FETs constituting the H-bridge circuit are in an OFF state, so that no motor current actually flows. Therefore, when the motor current is detected at this time, it can be recognized as an offset value from zero which is an actual current value, and thus the detected motor current value is stored in the memory 123 as an offset value. Let At this time, the output of the operational amplifier OP is input and the relative error is stored in the memory 123 as an offset value. Then, after the steering device enters the operating state, the motor current value i stored in the memory 123 is subtracted and corrected from the motor current value sampled and detected every predetermined time to obtain the motor current value i. Calculate.
[0011]
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the part mainly related to the current correction calculation process. First, the ignition key 11 is turned on (step P1), the detected value of the motor current is read as an offset value, and the relative error is stored in the memory 123 (step P2). Next, each unit of the control device is inspected (initial check) (step P3), and it is determined whether or not the control device is normal (step P4). If the control device is normal, normal processing is performed (step P5), and it is determined whether the ignition key 11 is OFF (step P6). If it is not OFF, the process returns to step P4 and the control operation is continued. If it is OFF, the control operation is stopped. Further, if the control device is abnormal in the determination of step P4, processing at the time of abnormality is performed (step P7), and the control operation is stopped.
[0012]
FIG. 9 is a flowchart showing details of the normal processing in step P5 in the flowchart shown in FIG. That is, the steering torque T and the vehicle speed V are read by sampling processing every predetermined time (steps P11 and P12), and a current command value I which is a control target value of the current supplied to the motor 20 is calculated (step P13). The detected value of the motor current is read (step P14), the relative error of the offset value stored in the memory 123 is subtracted from the detected motor current value, and the motor current value i is corrected and calculated (step P15). Feedback control based on current command value I and motor current value i is performed, and current control value E supplied to motor 20 is calculated (step P16). Based on the current control value E, a PWM signal for driving the FET constituting the H bridge circuit with a predetermined duty ratio and a rotation direction signal for determining the rotation direction of the motor are generated (step P17), and the gate drive circuit (Step P18).
[0013]
By the way, the motor current detection means described above detects a weak voltage generated from the current detection resistor R, amplifies the detection signal by an operational amplifier OP, and performs signal processing by, for example, a peak hold circuit to perform A / D conversion. To do. At this time, an offset voltage is generated in an amplifier, a peak hold circuit, or the like, but this offset voltage may vary depending on voltage variations and temperature in the control unit. The offset voltage affects the current detection value, and a phenomenon appears that the motor 20 is recognized as if it is not flowing, but is not detected although it is flowing. Therefore, in the above-described apparatus, when the motor is not driven in an initial state such as at the start-up, the current detection value output from the current detection means is read and stored as an offset value, and then the current control is performed. The accuracy of the current detection value is improved by subtracting the offset value from the current detection value.
[0014]
However, if the motor current detection means fails and the offset value is generated as an abnormally large value, if this abnormal offset value is corrected to the current detection value as it is, it will deviate from the original purpose and may be dangerous for the driver. Situation occurs. For example, when an abnormal offset value is generated on the negative side, a larger current flows than normal when current control is performed, and there is a danger that more assist than expected by the driver is generated. Further, when an abnormal offset value occurs on the positive side, only a smaller current flows than in the normal state, and steering becomes heavy, causing the driver to feel uneasy.
[0015]
The present invention has been made under the circumstances as described above, and an object of the present invention is to appropriately perform offset correction of the motor current detection means and processing at the time of failure, and to make the driver dangerous or uneasy. It is an object of the present invention to provide a control device for an electric power steering device that does not give the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides the motor for applying a steering assist force to a steering mechanism based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated based on a steering torque generated in a steering shaft and a current value of the motor. The present invention relates to a control device for an electric power steering device that is controlled by driving control of a bridge circuit, and the object of the present invention is to offset correction of the motor current detecting means for detecting the motor current value and to perform processing at the time of failure. The control means comprises a storage means and an offset value abnormality detection means, and the storage means stores a first offset value at the initial time and a second offset value at the time of operation of the motor current detection means. The offset value abnormality detecting means turns off the relay connected to the drive circuit power supply at the time of startup, The second offset value output from the motor current detection means is read with all the drive elements of the drive circuit turned off, the first offset value and the second offset value are compared, and the difference is not more than a predetermined value. In this case, the second offset value is used as a correction value for the motor current value. If the difference is greater than or equal to the predetermined value, it is determined that the motor current detecting means is out of order, and the motor output and the relay off state are ignited. This is achieved by keeping the key until it is turned off.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In order to solve the conventional problem as described above, in the present invention, as shown in FIG. 1 corresponding to FIG. 7, a storage means 124 made of RAM and an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) are provided in the motor current detection means 120. And an offset value abnormality detection means 130 for outputting a current detection means abnormality detection signal AS based on the outputs of the storage means 124 and 125.
[0018]
In such a configuration, the operation of storing the offset value at the time of shipment adjustment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control unit is set to an adjustment mode for shipping adjustment or the like, the relay 40 is turned off, and the offset value of the motor current detection means is stored in the storage means 125 with all the FET1 to FET4 turned off, but the ignition key 11 is turned on. (Step S1), the control unit is switched to the adjustment mode (Step S2). Thereafter, the relay 40 is turned off, and all the FETs are turned off (step S3) so that no current flows through the motor 20. Then, the current detection value output from the resistance R and the motor current detection means of the operational amplifier OP is read a plurality of times via the A / D converter 121 and stored in the storage means 124 of the RAM (step S5). Reading is repeated until it becomes the same as the stored value (step S6), and when it is the same, the value is stored as an offset value in the storage means 125 of the EEPROM (step S7), and the ignition key 11 is turned OFF (step S8). And ship the control unit.
[0019]
On the other hand, when operating after being installed in the vehicle, as shown in the flowchart of FIG. 3, first, the ignition key 11 is turned on in the initial state at the time of starting (step S10), and then the relay 40 is turned off and all FETs 1 are turned on. The current detection value output from the current detection means of the motor resistance R and the operational amplifier OP is passed through the A / D converter 121 while the FET 4 remains OFF (step S11) and the motor 20 does not flow. Are read and stored in the storage means 124 (step S12). Next, the offset value stored in advance in the storage means 125 is read (step S13), and the difference from the current detection value is compared (step S14). It is determined whether or not the difference is equal to or less than a specified value (step S15). If the difference is equal to or less than the specified value, the current detection value is determined to be normal and stored as an offset value in the RAM storage means 124 that can be temporarily read and written. (Step S16). Thereafter, in the normal operation state, the stored offset value is subtracted from the detected current value detected by the motor current detecting means, and the value obtained by correcting the offset of the current detecting means is set as the detected current value i. Used for. Next, in the initial state at the time of start-up, the read current detection value is compared with the offset value. If the difference is equal to or greater than the specified value (step S15), the current detection value is read and compared with the offset value multiple times. (Step S17). If the difference between the offset value and the current detection value is greater than or equal to the predetermined value even after the predetermined number of comparisons, it is determined that the motor current detection means has failed (step S18), the subsequent sequence is stopped, and the motor output and the relay 40 are Is maintained until the ignition key 11 is turned off.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the control device for the electric power steering apparatus of the present invention, the control means for performing the offset correction of the motor current detection means for detecting the motor current value and the action at the time of failure is provided, and the magnitude of the offset value is determined. In addition, since the abnormal operation is determined a plurality of times, the offset correction of the motor current detection means and the measure at the time of failure can be reliably performed without making the driver dangerous.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a partial configuration of a control unit in an electric power steering apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing an example of an offset value storing operation at the time of shipment adjustment according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation for storing an offset value during normal control according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of an electric power steering device.
FIG. 5 is a block diagram showing a general internal configuration of a control unit.
FIG. 6 is a connection diagram illustrating an example of a motor drive circuit.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a conventional apparatus.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of a conventional apparatus.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of a conventional apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Steering handle 5 Pinion rack mechanism 10 Torque sensor 12 Vehicle speed sensor 20 Motor 30 Control unit 31 Phase compensator 37 Motor drive circuit 38 Motor current detection circuit 100 Motor control circuit 110 Motor drive circuit 120 Motor current detection circuits 124 and 125 Storage means 130 Offset value abnormality detection means

Claims (1)

ステアリングシャフトに発生する操舵トルクに基いて演算された操舵補助指令値と、モータのモータ電流値とから演算した電流制御値に基いてステアリング機構に操舵補助力を与える前記モータを、Hブリッジ回路の駆動回路で制御するようになっている電動パワーステアリング装置の制御装置において、前記モータ電流値を検出するモータ電流検出手段のオフセット補正及び故障時の処理を行なう制御手段を設けると共に、前記制御手段は記憶手段及びオフセット値異常検出手段で成り、前記記憶手段は前記モータ電流検出手段の初期時の第1オフセット値及び作動時の第2オフセット値を記憶し、前記オフセット値異常検出手段は、起動時に、前記駆動回路電源との間に接続されているリレーをオフし、前記駆動回路の全ての駆動素子をオフしたままで前記モータ電流検出手段から出力される前記第2オフセット値を読込み、前記第1オフセット値及び第2オフセット値を比較し、その差が所定値以下の場合には前記第2オフセット値を前記モータ電流値の補正値とし、前記差が前記所定値以上の場合は前記モータ電流検出手段の故障と判断し、前記モータ出力及びリレーのオフ状態をイグニションキーがオフされるまで維持するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置の制御装置。The motor for applying a steering assist force to the steering mechanism based on a current control value calculated from a steering assist command value calculated based on a steering torque generated in the steering shaft and a motor current value of the motor is provided for the H bridge circuit. In the control device of the electric power steering apparatus that is controlled by the drive circuit, the control means for performing offset correction of the motor current detection means for detecting the motor current value and processing at the time of failure is provided. The storage means and the offset value abnormality detection means are configured to store a first offset value at the initial time and a second offset value at the time of operation of the motor current detection means, and the offset value abnormality detection means is , Turn off the relay connected between the drive circuit power supply and all the drive elements of the drive circuit The second offset value output from the motor current detecting means is read while the second offset value is read, the first offset value and the second offset value are compared, and if the difference is equal to or less than a predetermined value, the second offset value Is a correction value for the motor current value, and if the difference is greater than or equal to the predetermined value, it is determined that the motor current detecting means is out of order, and the motor output and the relay off state are maintained until the ignition key is turned off A control device for an electric power steering device.
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