JP4715302B2 - Control device for electric power steering device - Google Patents

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Description

本発明は、操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機を有する操舵補助制御機構と、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記電動機の駆動電流を検出するモータ電流検出回路と、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルク及前記モータ電流検出回路で検出した駆動電流検出値とに基づいて操舵補助指令値を算出し、当該操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御部とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に関する。   The present invention relates to a steering assist control mechanism having an electric motor that applies a steering assist force to a steering system, a steering torque detector that detects a steering torque transmitted to the steering system, and a drive current of the electric motor. A steering assist command value is calculated based on the motor current detection circuit, the steering torque detected by the steering torque detection unit, and the drive current detection value detected by the motor current detection circuit, and the steering assist command value is calculated based on the steering assist command value. The present invention relates to a control device for an electric power steering apparatus including a drive control unit that drives and controls an electric motor.

従来の電動パワーステアリング装置の制御装置としては、例えばコントロールユニットで、モータの巻線温度を推定し、この温度推定値に基づいて前記モータ温度保護動作を行うことが記載されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−100913号公報(第1頁、図8,図9)
As a control device for a conventional electric power steering device, for example, a control unit estimates a motor winding temperature and performs the motor temperature protection operation based on the estimated temperature value (for example, a patent) Reference 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-10093 (first page, FIG. 8, FIG. 9)

しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、モータの温度推定値tを、下記(1)式で表されるように、モータ端子間電圧Vをモータ電流iで除したモータの端子間抵抗(巻線抵抗)Rと20℃におけるモータ端子間抵抗R20とに基づいて算出するようにしている。
t=(R−R20)/α+20 …………(1)
ここで、αはモータ巻線の温度係数である。
However, in the conventional example described in Patent Document 1, the motor temperature estimated value t is expressed by the following equation (1), and the motor terminal voltage V is divided by the motor current i. Calculation is made based on the resistance between terminals (winding resistance) R and the resistance between motor terminals R 20 at 20 ° C.
t = (R−R 20 ) / α + 20 (1)
Here, α is a temperature coefficient of the motor winding.

このため、モータ電流を認識するコントロールユニットに設けた電流検出回路の構成部品が故障した場合には、モータ電流iを検出することができず、正常な温度推定を行うことができないという未解決の課題があり、この影響によりコントロールユニットやモータに悪影響を与える可能性がある。
そこで、本発明では、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、モータ電流検出回路の異常を確実に検出して、電動機の温度を正確に推定することができる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を目的としている。
For this reason, when a component of the current detection circuit provided in the control unit that recognizes the motor current fails, the motor current i cannot be detected, and normal temperature estimation cannot be performed. There is a problem, and this influence may adversely affect the control unit and the motor.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and it is possible to reliably detect an abnormality in the motor current detection circuit and accurately estimate the temperature of the electric motor. An object of the present invention is to provide a control device for a steering device.

上記目的を達成するために、請求項1に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、車両の操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機を備えた操舵補助制御機構と、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記電動機の駆動電流を検出するモータ電流検出回路と、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、当該操舵補助指令値及び前記モータ電流検出回路で検出した駆動電流検出値に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御部とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置であって、前記モータ電流検出回路の異常を検出する異常検出部と、該異常検出回路でモータ電流検出回路の異常を検出したときに、前記操舵補助指令値に基づいて前記電動機のモータ電流推定値を算出するモータ電流推定部と、該モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値に基づいて前記操舵補助指令値を抑制して過熱保護しながら電動機を駆動制御する異常制御部とを備え、前記駆動制御部は、前記操舵補助指令値及び前記駆動電流検出値に基づくデューティ比のパルス幅変調信号によって前記電動機を駆動制御するように構成され、前記異常検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクと前記パルス幅変調信号のデューティ比とに基づいて前記モータ電流検出回路の異常を検出するように構成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a control device for an electric power steering apparatus according to claim 1 is provided with a steering assist control mechanism including an electric motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, and is transmitted to the steering system. a steering torque detector for detecting a steering torque, a motor current detection circuit for detecting a driving current of said electric motor, calculates the steering assist command value based on the steering torque detected by the steering torque detecting unit, the A control device for an electric power steering apparatus, comprising: a steering assist command value; and a drive control unit that drives and controls the electric motor based on a drive current detection value detected by the motor current detection circuit. an abnormality detection unit for detecting an abnormality, when detecting the abnormality of the motor current detection circuit in the abnormal detection circuit, of the motor based on the steering assist command value motor A motor current estimation unit that calculates a current estimation value, and an abnormality control unit that controls the drive of the motor while suppressing the steering assist command value based on the motor current estimation value estimated by the motor current estimation unit and protecting against overheating. And the drive control unit is configured to drive-control the electric motor by a pulse width modulation signal having a duty ratio based on the steering assist command value and the drive current detection value, and the abnormality detection unit detects the steering torque detection An abnormality of the motor current detection circuit is detected on the basis of the steering torque detected by the unit and the duty ratio of the pulse width modulation signal .

また、請求項2に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、請求項1に係る発明において、前記異常検出、前記操舵トルクが低トルク設定値以下であり、且つ前記パルス幅変調信号のデューティ比が設定値以上であるときに、前記モータ電流検出回路異常であると判断することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the control device for an electric power steering apparatus according to the first aspect, wherein the abnormality detection unit is configured such that the steering torque is equal to or lower than a low torque set value and the duty of the pulse width modulation signal. When the ratio is greater than or equal to a set value, the motor current detection circuit is determined to be abnormal.

さらに、請求項3に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、請求項1又は2に係る発明において、車両の車速を検出する車速検出部を有し、前記駆動制御部が、前記操舵トルク検出値と前記車速とをもとに操舵補助指令値を算出する制御マップを参照して操舵補助指令値を算出するように構成されていることを特徴としている。 Further, a control device for an electric power steering apparatus according to a third aspect of the present invention is the invention according to the first or second aspect , further comprising a vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the vehicle, wherein the drive control unit is configured to detect the steering torque detection value. The steering assist command value is calculated with reference to a control map for calculating the steering assist command value based on the vehicle speed and the vehicle speed .

さらにまた、請求項4に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、請求項1乃至3の何れか1つ発明において、前記異常制御部は、前記モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値、前記前記デューティ比及びバッテリ電圧に基づいて前記電動モータの端子間抵抗を算出し、算出した端子間抵抗に基づいてモータ温度を推定し、推定したモータ温度に基づいて指令値制限値を算出し、算出した指令値制限値に基づいて前記操舵補助指令値を制限するように構成されていることを特徴としている。 Furthermore, the control device for an electric power steering apparatus according to claim 4, in any one invention of claims 1 to 3, wherein the abnormality control unit, the motor current estimated value estimated by the motor current estimating unit, Calculating a resistance between terminals of the electric motor based on the duty ratio and battery voltage, estimating a motor temperature based on the calculated resistance between terminals, calculating a command value limit value based on the estimated motor temperature; The steering assist command value is limited based on the calculated command value limit value .

なおさらに、請求項5に係る電動パワーステアリング装置の制御装置は、請求項1乃至3の何れか1つの発明において、前記駆動制御部は、操舵補助指令値に制御ゲインを乗算した値を補正操舵補助指令値として算出し、当該補正操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御するように構成され、前記異常制御部は、前記モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値、前記デューティ比及びバッテリ電圧に基づいて前記電動モータの端子間抵抗を算出し、算出した端子間抵抗に基づいてモータ温度を推定し、算出したモータ温度に基づいて前記制御ゲインを減少設定するように構成されていることを特徴としている。 Still further, according to a fifth aspect of the present invention, in the control device for an electric power steering apparatus according to any one of the first to third aspects, the drive control unit corrects steering by multiplying a steering assist command value by a control gain. Calculated as an auxiliary command value, and configured to drive and control the electric motor based on the corrected steering auxiliary command value, and the abnormality control unit includes a motor current estimated value estimated by the motor current estimating unit, the duty ratio, and A terminal-to-terminal resistance of the electric motor is calculated based on a battery voltage, a motor temperature is estimated based on the calculated terminal-to-terminal resistance, and the control gain is configured to decrease based on the calculated motor temperature . It is characterized by that.

本発明によれば、モータ電流検出回路の異常を異常検出部で検出したときに、モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値に基づいて異常制御部で操舵補助指令値を抑制して加熱保護しながら電動機を駆動制御するので、モータ電流検出回路に異常が発生しても電動機の温度を正確に推定することができるという効果が得られる。
また、モータ電流検出回路の異常を、操舵トルク検出部で検出した操舵トルクと駆動制御部から出力されるパルス幅変調信号のデューティ比とに基づいて検出することにより、モータ電流がハンチング状態となっていることを正確に検出することができるという効果が得られる。
According to the present invention, when an abnormality of the motor current detection circuit is detected by the abnormality detection unit, the abnormality control unit suppresses the steering assist command value based on the motor current estimation value estimated by the motor current estimation unit, thereby heating protection. Since the motor is driven and controlled, the temperature of the motor can be accurately estimated even if an abnormality occurs in the motor current detection circuit.
Further, by detecting an abnormality in the motor current detection circuit based on the steering torque detected by the steering torque detection unit and the duty ratio of the pulse width modulation signal output from the drive control unit, the motor current enters a hunting state. effect that is able to accurately detect Ru obtained.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略構成図であって、図中、1は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール1に運転者から作用される操舵力が入力軸2aと出力軸2bとを有するステアリングシャフト2に伝達される。このステアリングシャフト2は、入力軸2aの一端がステアリングホイール1に連結され、他端は操舵トルク検出手段としての操舵トルクセンサ3を介して出力軸2bの一端に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a steering wheel, and a steering force applied to the steering wheel 1 from a driver is an input shaft 2a and an output shaft. And 2b to the steering shaft 2. The steering shaft 2 has one end of the input shaft 2a connected to the steering wheel 1 and the other end connected to one end of the output shaft 2b via a steering torque sensor 3 as steering torque detecting means.

そして、出力軸2bに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント4を介してロアシャフト5に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント6を介してピニオンシャフト7に伝達される。このピニオンシャフト7に伝達された操舵力はステアリングギヤ8を介してタイロッド9に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ8は、ピニオンシャフト7に連結されたピニオン8aとこのピニオン8aに噛合するラック8bとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン8aに伝達された回転運動をラック8bで直進運動に変換している。
ステアリングシャフト2の出力軸2bには、操舵補助力を出力軸2bに伝達する操舵補助機構10が連結されている。この操舵補助機構10は、出力軸2bに連結した減速ギヤ11と、この減速ギヤ10に連結された操舵補助力を発生する電動機としての電動モータ12とを備えている。
The steering force transmitted to the output shaft 2 b is transmitted to the lower shaft 5 via the universal joint 4 and further transmitted to the pinion shaft 7 via the universal joint 6. The steering force transmitted to the pinion shaft 7 is transmitted to the tie rod 9 via the steering gear 8 and steers steered wheels (not shown). Here, the steering gear 8 is configured in a rack and pinion type having a pinion 8a connected to the pinion shaft 7 and a rack 8b meshing with the pinion 8a, and the rotational motion transmitted to the pinion 8a is linearly moved by the rack 8b. It has been converted to movement.
A steering assist mechanism 10 for transmitting a steering assist force to the output shaft 2b is connected to the output shaft 2b of the steering shaft 2. The steering assist mechanism 10 includes a reduction gear 11 coupled to the output shaft 2b and an electric motor 12 as an electric motor that generates a steering assist force coupled to the reduction gear 10.

操舵トルクセンサ3は、ステアリングホイール1に付与されて入力軸2aに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、操舵トルクを入力軸2a及び出力軸2b間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位をポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ3は、図2に示すように、入力される操舵トルクが零のときには、所定の中立電圧となるオフセットトルクT0 となり、この状態から右切りすると、操舵トルクの増加に応じてオフセットトルクT0 より増加し、操舵トルクが零の状態から左切りすると操舵トルクの増加に応じてオフセットトルクT0 より減少する操舵トルク検出値Tを出力するように構成されている。 The steering torque sensor 3 detects the steering torque applied to the steering wheel 1 and transmitted to the input shaft 2a. For example, the steering torque sensor 3 is a torsion bar (not shown) in which the steering torque is interposed between the input shaft 2a and the output shaft 2b. It is configured to convert to a torsional angular displacement and detect the torsional angular displacement with a potentiometer. As shown in FIG. 2, when the input steering torque is zero, the torque sensor 3 has an offset torque T 0 that is a predetermined neutral voltage. When the steering torque is increased from the torque T 0 and turned to the left from the zero state, a steering torque detection value T that decreases from the offset torque T 0 in accordance with the increase of the steering torque is output.

このトルクセンサ3から出力される操舵トルク検出値Tは、コントローラ14に入力される。このコントローラ14には、操舵トルク検出値Tの他に車速センサ15で検出した車速検出値V及び電動モータ12に流れる駆動電流検出値IMDも入力され、入力される操舵トルク検出値T及び車速検出値Vに応じた操舵補助力を電動モータ12で発生する操舵補助指令値IM *を算出し、算出した操舵補助指令値IM *とモータ電流検出値IMDとにより、電動モータ12に供給する駆動電流をフィードバック制御する。 The detected steering torque value T output from the torque sensor 3 is input to the controller 14. In addition to the steering torque detection value T, the controller 14 also receives a vehicle speed detection value V detected by the vehicle speed sensor 15 and a drive current detection value IMD flowing in the electric motor 12, and the input steering torque detection value T and vehicle speed are inputted. A steering assist command value I M * generated by the electric motor 12 to generate a steering assist force corresponding to the detected value V is calculated, and the electric motor 12 is subjected to the calculated steering assist command value I M * and the motor current detection value I MD. The drive current to be supplied is feedback controlled.

コントローラ14は、図3に示すように、電動モータ12の制御処理を実行するマイクロコンピュータ16と、マイクロコンピュータ16から出力されるモータ駆動電流IM に基づいて電動モータ12に供給する駆動電流を制御するモータ駆動回路18と、電動モータ12に流れる駆動電流を検出するモータ電流検出回路19と、モータ電流とモータ駆動回路18から電動モータ12に供給する駆動電圧VM とに基づいてモータ角速度ωを推定するモータ角速度推定回路20とを備えている。 As shown in FIG. 3, the controller 14 controls the drive current supplied to the electric motor 12 based on the microcomputer 16 that executes control processing of the electric motor 12 and the motor drive current I M output from the microcomputer 16. the motor driving circuit 18, a motor current detecting circuit 19 for detecting a driving current flowing through the electric motor 12, the motor angular velocity ω based from the motor current and the motor drive circuit 18 to the drive voltage V M supplied to the electric motor 12 A motor angular velocity estimation circuit 20 for estimation.

ここで、モータ駆動回路18は、図4に示すように、FET1〜FET4で成るHブリッジ回路、マイクロコンピュータ16から出力される電流制御値Eに基づ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181等で構成されている。FET1及びFET2は、電流制御値Eに基づ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12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、電動モータ12、FET3、抵抗R1を経て流れ、電動モータ12に正方向の電流が流れる。また、FET4が導通状態にあるときは、電流はFET2、電動モータ12、FET4、抵抗R2を経て流れ、電動モータ12に負方向の電流が流れる。従って、マイクロコンピュータ16から出力される電流制御値EもPWM出力となっている。   Here, as shown in FIG. 4, the motor drive circuit 18 includes an H bridge circuit composed of FET 1 to FET 4, and field effect transistors (FETs) FET 1 to FET 4 based on the current control value E output from the microcomputer 16. It comprises an FET gate drive circuit 181 for driving the gate. 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 12 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 with a and b as 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 electric motor 12, the FET 3, and the resistor R 1, and a positive current flows through the electric motor 12. Further, when the FET 4 is in a conductive state, the current flows through the FET 2, the electric motor 12, the FET 4, and the resistor R 2, and a negative current flows through the electric motor 12. Therefore, the current control value E output from the microcomputer 16 is also a PWM output.

さらに、モータ電流検出回路19はFET3と接地との間に接続された抵抗R1の両端における電圧降下に基づいて正方向電流の大きさを検出すると共に、FET4と接地との間に接続された抵抗R2の両端における電圧降下に基づいて負方向の電流の大きさを検出する。
また、電動モータ12には一方の入力側が抵抗R3及びダイオードDOを介して電源Vigが接続されると共に、他方の入力側が抵抗R4を経て接地されている。抵抗R3,R4は電動モータ12の端子間抵抗Rmに比べ非常に大きな値に設定されており、電動モータ12の入力側端子とダイオードDOとの接続点からモータ端子電圧Vmが得られる。
さらに、マイクロコンピュータ16には、トルクセンサ3で検出したトルク検出値T、モータ電流検出回路19で検出したモータ電流検出値IMD、モータ端子電圧Vm及びモータ角速度推定回路20で推定したモータ角速度ωが夫々A/D変換器21、22、23及び24でデジタル値に変換されて入力される。
Further, the motor current detection circuit 19 detects the magnitude of the positive current based on the voltage drop across the resistor R1 connected between the FET 3 and the ground, and also connects the resistor connected between the FET 4 and the ground. Based on the voltage drop across R2, the magnitude of the current in the negative direction is detected.
The electric motor 12 has one input side connected to a power source Vig via a resistor R3 and a diode DO, and the other input side grounded via a resistor R4. The resistors R3 and R4 are set to a very large value compared to the inter-terminal resistor Rm of the electric motor 12, and the motor terminal voltage Vm is obtained from the connection point between the input side terminal of the electric motor 12 and the diode DO.
Further, the microcomputer 16 includes a torque detection value T detected by the torque sensor 3, a motor current detection value I MD detected by the motor current detection circuit 19, a motor terminal voltage Vm, and a motor angular velocity ω estimated by the motor angular velocity estimation circuit 20. Are converted into digital values by the A / D converters 21, 22, 23, and 24, respectively.

このマイクロコンピュータ16は、トルク検出値T、車速検出値V、モータ電流検出値IMD及びモータ角速度ωが入力される入力インタフェース回路31と、操舵トルク検出値T、モータ電流検出値IMD及びモータ角速度ωに基づいて電動モータ12を駆動制御して操舵トルクに応じた操舵補助力を発生する操舵補助制御処理、モータ電流検出回路19の異常を検出する異常検出処理及びモータ温度を推定して電動モータ12を過電流から保護するモータ保護処理を実行する中央処理装置(CPU)32と、この中央処理装置32で実行する操舵補助制御処理プログラム等を格納するROM(リードオンリメモリ)33と、操舵トルク検出値T、モータ電流検出値IMD及びモータ角速度ω等の検出データ、中央処理装置32で実行する操舵補助制御処理の処理過程で必要とするデータや処理結果を記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)34と、モータ駆動回路18及び警報を発する警報装置26が接続された出力インタフェース回路35とを有する。 The microcomputer 16 includes an input interface circuit 31 to which a torque detection value T, a vehicle speed detection value V, a motor current detection value I MD and a motor angular velocity ω are input, a steering torque detection value T, a motor current detection value I MD and a motor. Steering assist control processing for driving the electric motor 12 based on the angular velocity ω to generate a steering assist force according to the steering torque, abnormality detection processing for detecting an abnormality in the motor current detection circuit 19, and estimating the motor temperature A central processing unit (CPU) 32 that executes a motor protection process that protects the motor 12 from overcurrent, a ROM (read only memory) 33 that stores a steering assist control processing program executed by the central processing unit 32, and the steering torque detection value T, the motor current detection value I MD and the motor angular speed ω or the like of the detection data, the steering assist is executed by the central processing unit 32 Has a RAM (random access memory) 34 for storing data and processing results required by your treatment process, and an output interface circuit 35 to an alarm device 26 is connected to emit a motor drive circuit 18 and an alarm.

また、中央処理装置32で実行する操舵補助制御処理は、図5に示すように、先ず、ステップS1で、操舵トルクセンサ3で検出した操舵トルク検出値Tを読込み、次いでステップS2に移行して、操舵トルク検出値TからオフセットトルクT0 を減算して実際の操舵トルクTs(=T−T0 )を算出する。次いで、ステップS3に移行して、車速センサ15で検出した車速検出値Vを読込み、次いでステップS4に移行して、トルク検出値及び車速検出値Vに基づいて図6に示す操舵補助指令値算出マップを参照して、モータ電流指令値となる操舵補助指令値IM *を算出する。 As shown in FIG. 5, the steering assist control process executed by the central processing unit 32 first reads the steering torque detection value T detected by the steering torque sensor 3 in step S1, and then proceeds to step S2. Then, the actual steering torque Ts (= T−T 0 ) is calculated by subtracting the offset torque T 0 from the detected steering torque T. Next, the process proceeds to step S3, where the vehicle speed detection value V detected by the vehicle speed sensor 15 is read, and then the process proceeds to step S4, where the steering assist command value calculation shown in FIG. With reference to the map, a steering assist command value I M * which is a motor current command value is calculated.

ここで、操舵補助指令値算出マップは、図6に示すように、横軸に操舵トルク検出値Tをとり、縦軸に操舵補助指令値IM *をとり、車速検出値Vをパラメータとした特性線図で構成され、操舵トルクTsが“0”から正方向に増加して第1の設定値Ts1に達するまでの間は車速検出値Vにかかわらず比較的緩い勾配で延長する直線部L1と、操舵トルクTsが第1の設定値Ts1より増加したときに、車速検出値Vが比較的速い状態では、比較的緩やかな勾配で延長する直線部L2及びL3と操舵トルク検出値Tsが第1の設定値Ts1より大きい第2の設定値Ts2に近傍で横軸と平行となる直線部L4及びL5と、車速検出値Vが遅い状態では、比較的勾配の大きい直線部L6及びL7と、これら直線部L6及びL7より勾配の大きい直線部L8及びL9と、直線部L8より勾配の大きい直線部L10と、直線部L9及びL10の終端から横軸と平行に延長する直線部L11及びL12とで構成される4本の特性線が形成され、同様に操舵トルクTsが負方向に増加する場合には、上記と原点を挟んで点対象となる4本の特性線が形成された構成を有する。 Here, as shown in FIG. 6, the steering assist command value calculation map has the steering torque detection value T on the horizontal axis, the steering assist command value I M * on the vertical axis, and the vehicle speed detection value V as a parameter. A straight line portion L1 which is configured by a characteristic diagram and extends with a relatively gentle gradient regardless of the vehicle speed detection value V until the steering torque Ts increases in the positive direction from “0” and reaches the first set value Ts1. When the steering torque Ts increases from the first set value Ts1, the straight portions L2 and L3 that extend with a relatively gentle gradient and the steering torque detection value Ts are the first in the state where the vehicle speed detection value V is relatively fast. Straight line portions L4 and L5 that are parallel to the horizontal axis in the vicinity of the second set value Ts2 that is greater than the set value Ts1 of 1, and in a state where the vehicle speed detection value V is slow, the straight line portions L6 and L7 having a relatively large gradient, Gradient is greater than these straight line portions L6 and L7 Four characteristic lines composed of straight portions L8 and L9, a straight portion L10 having a larger gradient than the straight portion L8, and straight portions L11 and L12 extending in parallel with the horizontal axis from the ends of the straight portions L9 and L10 Similarly, when the steering torque Ts increases in the negative direction, four characteristic lines to be pointed with the above and the origin are formed.

次いで、ステップS5に移行して、ステップS4で算出した操舵補助指令値IM *が後述するモータ保護処理によって設定される指令値制限値ILIM を超えているか否かを判定し、IM *>ILIM であるときにはステップS6に移行して、操舵補助指令値IM *を指令値制限値ILIM に制限してからステップS7に移行し、IM *≦ILIM であるときには直接ステップS7に移行する。 Then, the processing proceeds to step S5, it is determined whether or not the steering assist command value I M * calculated in step S4 exceeds the command value limit value I LIM to be set by a motor protection processing to be described later, I M * If> I LIM , the process proceeds to step S6, the steering assist command value I M * is limited to the command value limit value I LIM , and then the process proceeds to step S7. If I M * ≦ I LIM , the process directly proceeds to step S7. Migrate to

ステップS7では、モータ角速度推定回路20で推定したモータ加速度ωを読込み、次いでステップS8に移行して、モータ角速度ωに慣性ゲインKi を乗算して、モータ慣性を加減速させるトルクを操舵トルクTsから排除し、慣性感のない操舵感覚を得るための慣性補償制御用の慣性補償値Ii (=Ki ・ω)を算出すると共に、操舵補助指令値IM *の絶対値に摩擦係数ゲインKf を乗算して、動力伝達部や電動モータの摩擦が操舵力に影響することを排除するため摩擦補償制御用の摩擦補償値If (=Kf ・IM *)を算出する。ここで、摩擦補償値If の符号は操舵トルクTsの符号とこの操舵トルクTsにより操舵の切り増し/切り戻しを判定する操舵方向信号とに基づいて決定する。 In step S7, reads the motor acceleration omega estimated by the motor angular velocity estimation circuit 20, and then proceeds to step S8, is multiplied by the inertia gain K i to the motor angular velocity omega, the steering torque Ts of the torque to the motor inertia acceleration The inertia compensation value I i (= K i · ω) for inertia compensation control for obtaining a steering feeling without inertia is calculated, and the friction coefficient gain is added to the absolute value of the steering assist command value I M * By multiplying K f , a friction compensation value I f (= K f · I M * ) for friction compensation control is calculated in order to eliminate the influence of the friction of the power transmission unit and the electric motor on the steering force. Here, the sign of the friction compensation value If is determined on the basis of the sign of the steering torque Ts and the steering direction signal for determining whether the steering is increased / returned based on the steering torque Ts.

次いで、ステップS9に移行して、操舵トルクTsを微分演算処理してアシスト特性不感帯での安定性確保、静摩擦の補償を行うセンタ応答性改善指令値Ir を算出し、ステップS10に移行して、算出した慣性補償値Ii 、摩擦補償値If 及びセンタ応答性改善指令値Ir を操舵補助指令値IM *に加算して操舵補助補償値IM *′(=IM *+Ii +If +Ir )を算出し、次いでステップS11に移行して、操舵補助補償値IM *′を微分してフィードフォワード制御用の微分値Idを算出する。 Then, the processing proceeds to step S9, to ensure stability of the steering torque Ts in differential operation processing to assist characteristic dead band, and calculates the center response improving command value I r to compensate the static friction, the process proceeds to step S10 The calculated inertia compensation value I i , friction compensation value If and center response improvement command value I r are added to the steering assist command value I M * to obtain the steering assist compensation value I M * ′ (= I M * + I i + I f + I r ) is calculated, and then the process proceeds to step S11 where the steering assist compensation value I M * ′ is differentiated to calculate a differential value Id for feedforward control.

次いで、ステップS12に移行して、モータ電流検出値IMDを読込み、次いでステップS13に移行して、モータ電流検出値IMDを減算して電流偏差ΔIを算出し、次いでステップS14に移行して、電流偏差ΔIを比例演算処理して比例補償制御用の比例値ΔIpを算出し、次いでステップS15に移行して、電流偏差ΔIを積分演算処理して積分補償制御用の積分値ΔIiを算出する。 Next, the process proceeds to step S12, the motor current detection value IMD is read, then the process proceeds to step S13, the motor current detection value IMD is subtracted to calculate the current deviation ΔI, and then the process proceeds to step S14. Then, a proportional calculation process is performed on the current deviation ΔI to calculate a proportional value ΔIp for proportional compensation control, and then the process proceeds to step S15 where an integral calculation process is performed on the current deviation ΔI to calculate an integral value ΔIi for integral compensation control. .

次いで、ステップS16に移行して、微分値Id、比例値ΔIp及び積分値ΔIiを加算してモータ駆動電流IM (=Id+ΔIp+ΔIi)を算出し、次いでステップS17に移行して、前記ステップS16で算出したモータ駆動電流IM をパルス幅変調(PWM)信号に変換して形成した電流制御値Eをモータ駆動回路18に出力してから前記ステップS1に戻る。 Next, the process proceeds to step S16, and the motor drive current I M (= Id + ΔIp + ΔIi) is calculated by adding the differential value Id, the proportional value ΔIp, and the integral value ΔIi, and then the process proceeds to step S17 and is calculated in step S16. The current control value E formed by converting the motor drive current I M converted into a pulse width modulation (PWM) signal is output to the motor drive circuit 18 and the process returns to step S1.

また、中央処理装置32で実行するモータ電流検出回路19の異常を検出する異常検出処理は、図7に示すように、先ず、ステップS21で、操舵トルクセンサ3で検出した操舵トルク検出値Tを読込み、次いでステップS22に移行して、操舵トルク検出値TからオフセットトルクT0 を減算して実際の操舵トルクTs(=T−T0 )を算出し、次いでステップS23に移行して、モータ駆動回路18に対して出力するパルス幅変調(PWM)信号のデューティ比Dを読込んでからステップS24に移行する。 Further, in the abnormality detection process for detecting an abnormality of the motor current detection circuit 19 executed by the central processing unit 32, first, as shown in FIG. 7, the steering torque detection value T detected by the steering torque sensor 3 is obtained in step S21. Then, the process proceeds to step S22 to calculate the actual steering torque Ts (= T−T 0 ) by subtracting the offset torque T 0 from the detected steering torque value T, and then proceeds to step S23 to drive the motor. After reading the duty ratio D of the pulse width modulation (PWM) signal output to the circuit 18, the process proceeds to step S24.

このステップS24では、操舵トルクTsの絶対値|Ts|が予め設定した低トルク設定値TL以下であるか否かを判定し、|Ts|>TLであるときにはモータ電流の診断を行う必要がないものと判断してステップS25に移行し、異常判定フラグAFを“0”にリセットしてから異常判定処理を終了し、|Ts|≦TLであるときにはモータ電流の診断を行う必要があるものと判断してステップS26に移行する。   In this step S24, it is determined whether or not the absolute value | Ts | of the steering torque Ts is equal to or lower than a preset low torque set value TL. If | Ts |> TL, it is not necessary to diagnose the motor current. The process proceeds to step S25, the abnormality determination flag AF is reset to “0”, and the abnormality determination process is terminated. When | Ts | ≦ TL, it is necessary to diagnose the motor current. Determination is made and the process proceeds to step S26.

このステップS26では、パルス幅変調信号のデューティ比Dが例えば100%に近い設定値Ds以上であるか否かを判定し、D<Dsであるときには、モータ電流検出回路19が正常であると判断して、前記ステップS25に移行し、D≧Dsであるときにはモータ電流検出回路19が異常であると判断してステップS27に移行する。
このステップS27では、異常判定フラグAFを“1”にセットしてから異常検出処理を終了する。
In this step S26, it is determined whether or not the duty ratio D of the pulse width modulation signal is equal to or greater than a set value Ds close to 100%, for example. If D <Ds, it is determined that the motor current detection circuit 19 is normal. Then, the process proceeds to step S25, and when D ≧ Ds, it is determined that the motor current detection circuit 19 is abnormal, and the process proceeds to step S27.
In this step S27, the abnormality detection process is terminated after the abnormality determination flag AF is set to “1”.

さらに、中央処理装置32で実行するモータ保護処理は、図8に示すように、所定のメインプログラムに対する所定時間毎のタイマ割込処理として実行され、先ず、ステップS31で異常検出処理によって異常判定フラグAFが“0”にリセットされているか否かを判定し、モータ電流検出回路19が正常で異常判定フラグAFが“0”にリセットされているときには、ステップS32に移行して、モータ電流検出回路19で検出したモータ電流検出値IMDを読込み、次いでステップS33に移行して、バッテリ電圧Vb及びパルス幅変調信号のデューティ比Dを読込み、次いでステップS34に移行して、下記(2)式の演算を行って電動モータ12の端子間抵抗(巻線抵抗)Rを算出してからステップS39に移行する。
R=D・Vb/IMD …………(2)
Further, as shown in FIG. 8, the motor protection process executed by the central processing unit 32 is executed as a timer interrupt process for every predetermined time for a predetermined main program. First, in step S31, an abnormality determination flag is set by an abnormality detection process. It is determined whether or not AF is reset to “0”, and when the motor current detection circuit 19 is normal and the abnormality determination flag AF is reset to “0”, the process proceeds to step S32, and the motor current detection circuit reads a motor current detection value I MD detected in 19, then proceeds to step S33, reads the duty ratio D of the battery voltage Vb and the pulse width modulated signal, then the process proceeds to step S34, the following equation (2) After calculating the inter-terminal resistance (winding resistance) R of the electric motor 12, the process proceeds to step S39.
R = D · Vb / I MD ............ (2)

一方、前記ステップS31の判定結果が、モータ電流検出回路19が異常であって異常判定フラグAFが“1”にセットされているときにはステップS35に移行して、前述した操舵補助制御処理で算出した補助操舵指令値IM *を読込み、次いでステップS36に移行して、読込んだ操舵補助指令値IM *をモータ電流推定値IMPとして設定してからステップS37に移行し、バッテリ電圧Vb及びパルス幅変調信号のデューティ比Dを読込み、次いでステップS38に移行して、下記(3)式の演算を行って端子間抵抗(巻線抵抗)Rを算出してからステップS39に移行する。
R=D・Vb/IMP …………(3)
On the other hand, when the motor current detection circuit 19 is abnormal and the abnormality determination flag AF is set to “1”, the determination result of step S31 is shifted to step S35 and calculated by the steering assist control process described above. The auxiliary steering command value I M * is read, and then the process proceeds to step S36, the read steering auxiliary command value I M * is set as the motor current estimated value I MP , and then the process proceeds to step S37, where the battery voltage Vb and The duty ratio D of the pulse width modulation signal is read, and then the process proceeds to step S38, the calculation of the following equation (3) is performed to calculate the inter-terminal resistance (winding resistance) R, and then the process proceeds to step S39.
R = D ・ Vb / I MP (3)

ステップS39では、ステップS34又はステップS38で算出された端子間抵抗Rに基づいて下記(4)式の演算を行ってモータ温度tを推定する。
t=(R−R20)/α+20 …………(4)
ここで、R20は20℃におけるモータ端子間抵抗値、αはモータ巻線の温度係数である。
次いでステップS40に移行して、ステップS39で算出したモータ温度推定値tが予め設定した第1の設定値ts1以上であるか否かを判定し、t<ts1であるときには、モータ温度が低いものと判断して指令値制限値ILIM を最大値IMAX に設定してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
In step S39, the motor temperature t is estimated by performing the following equation (4) based on the inter-terminal resistance R calculated in step S34 or step S38.
t = (R−R 20 ) / α + 20 (4)
Here, R 20 is a resistance value between motor terminals at 20 ° C., and α is a temperature coefficient of the motor winding.
Next, the process proceeds to step S40, where it is determined whether or not the estimated motor temperature t calculated in step S39 is equal to or greater than a first preset value ts1, and if t <ts1, the motor temperature is low. After determining that the command value limit value I LIM is set to the maximum value I MAX , the timer interrupt process is terminated and the process returns to the predetermined main program.

また、前記ステップS40の判定結果が、t≧ts1であるときにはモータ温度が高いものと判断してステップS42に移行し、モータ温度推定値tが予め設定した第1の設定値ts1より高い値の過熱状態と判断できる第2の設定値ts2以上であるか否かを判定し、t<ts2であるときにはステップS43に移行して、指令値制限値ILIM を電動モータ12を保護して必要最低限の操舵補助力を発生させる電流値IH に設定してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。 When the determination result in step S40 is t ≧ ts1, it is determined that the motor temperature is high, the process proceeds to step S42, and the estimated motor temperature value t is higher than the preset first set value ts1. It is determined whether or not it is the second set value ts2 or more that can be determined as an overheat state. If t <ts2, the process proceeds to step S43 to protect the electric motor 12 with the command value limit value I LIM and the minimum required value. after setting the current value I H for generating a steering assist force limit to end the timer interrupt processing returns to the predetermined main program.

さらに、前記ステップS42の判定結果が、t≧ts2であるときには電動モータ12が過熱状態であるものと判断して指令値制限値ILIM を“0”に設定してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
この図5、図7及び図8の処理において、図5の処理と操舵補助機構10とで駆動制御部が構成され、図7の処理が異常検出部に対応し、図5のステップS5及びS6の処理と図8の処理とが異常制御部に対応している。
Further, when the determination result of step S42 is t ≧ ts2, it is determined that the electric motor 12 is in an overheated state, the command value limit value I LIM is set to “0”, and the timer interrupt process is terminated. Then, the program returns to the predetermined main program.
5, 7, and 8, the drive control unit is configured by the process of FIG. 5 and the steering assist mechanism 10, and the process of FIG. 7 corresponds to the abnormality detection unit, and steps S <b> 5 and S <b> 6 of FIG. 5 are performed. The process of FIG. 8 and the process of FIG. 8 correspond to the abnormality control unit.

次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、車両の使用を開始するために、キースイッチをオン状態とすることにより、コントローラ14に電源が投入されて、マイクロコンピュータ16の中央処理装置32で図5、図7及び図8の処理が実行開始される。
このとき、図7の異常検出処理で、モータ電流検出回路19が正常であると判断されて異常判定フラグAFが“0”にリセットされているときには、図8のモータ保護処理でステップS31からステップS32〜S33を経てステップS34に移行して、モータ電流検出回路19から出力されるモータ電流検出値IMDに基づいて前記(1)式の演算を行ってモータ端子間抵抗Rを算出し、算出したモータ端子間抵抗Rに基づいて前記(3)式の演算を行ってモータ温度推定値tを算出する。
そして、算出されるモータ温度推定値tが第1の設定値ts1未満であるときには電動モータ12の温度が低く正常状態であるものと判断してステップS41に移行して指令電流制限値ILIM として最大電流値IMAX が設定される。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Now, in order to start using the vehicle, by turning on the key switch, the controller 14 is powered on, and the central processing unit 32 of the microcomputer 16 performs the processing of FIGS. Execution starts.
At this time, when it is determined in the abnormality detection process of FIG. 7 that the motor current detection circuit 19 is normal and the abnormality determination flag AF is reset to “0”, the motor protection process of FIG. S32~S33 proceeds to step S34 via calculates the motor terminal resistor R by performing the calculation of the equation (1) based on the motor current detection value I MD output from the motor current detection circuit 19, calculates Based on the motor terminal resistance R, the calculation of the equation (3) is performed to calculate the estimated motor temperature t.
Then, when the calculated motor temperature estimated value t is less than the first set value ts1, it is determined that the temperature of the electric motor 12 is low and is in a normal state, the process proceeds to step S41, and the command current limit value I LIM is obtained. A maximum current value I MAX is set.

このため、図5の操舵補助制御処理が実行されたときに、ステップS4で算出される操舵補助指令値IM *が最大電流値IMAX まで出力可能となり、通常の操舵補助制御が可能となる。
したがって、図5の操舵補助制御処理で、操舵トルクセンサ3で検出した操舵トルク検出値TからオフセットトルクT0 を減算して操舵トルクTsを算出し(ステップS2)、次いで車速センサ14から車速検出値Vを読込み(ステップS3)、操舵トルクTsと車速検出値Vとに基づいて図6に示す操舵補助指令値算出マップを参照して操舵補助指令値IM *を算出する(ステップS4)。
Therefore, when the steering assist control process of FIG. 5 is executed, the steering assist command value I M * calculated in step S4 can be output up to the maximum current value I MAX , and normal steering assist control becomes possible. .
Therefore, the steering torque Ts is calculated by subtracting the offset torque T 0 from the steering torque detection value T detected by the steering torque sensor 3 in the steering assist control process of FIG. 5 (step S 2), and then the vehicle speed sensor 14 detects the vehicle speed. The value V is read (step S3), and the steering assist command value I M * is calculated with reference to the steering assist command value calculation map shown in FIG. 6 based on the steering torque Ts and the vehicle speed detection value V (step S4).

一方、モータ角速度推定回路20で推定したモータ角速度ωを読込み(ステップS7)、このモータ角速度ωに基づいて慣性補償制御用の慣性補償値Ii を算出すると共に、摩擦補償制御用の摩擦補償値If を算出し(ステップS8)、さらに操舵トルクTsを微分演算してセンタ応答性改善指令値Ir を算出し(ステップS9)、これら慣性補償値Ii、摩擦補償値If 及びセンタ応答性改善補償値Ir を操舵補助指令値IM *に加算して操舵補助補償値IM *′を算出する(ステップS10)。 On the other hand, the motor angular velocity ω estimated by the motor angular velocity estimation circuit 20 is read (step S7), the inertia compensation value I i for inertia compensation control is calculated based on the motor angular velocity ω, and the friction compensation value for friction compensation control is calculated. calculating the I f (step S8), and further the steering torque Ts differential operation to calculate a center response improving command value I r (step S9), and these inertia compensation value I i, friction compensation value I f and the center response The steering assist compensation value I M * ′ is calculated by adding the performance improvement compensation value I r to the steering assist command value I M * (step S10).

そして、操舵補助補償値IM *′を微分演算処理してフィードフォワード制御における微分補償制御用の微分値Idを算出し(ステップS11)、次いで、モータ電流検出値IMDを減算して電流偏差ΔIを算出し(ステップS12)、算出した電流偏差ΔIを比例演算処理して比例補償制御用の比例値ΔIpを算出すると共に、積分演算処理して積分補償制御用の積分値ΔIiを算出し(ステップS13,S14)、次いで、微分値Id、比例値ΔIp及び積分値ΔIiを加算してモータ駆動電流IM を算出する(ステップS15)。 The steering assist compensation value I M * ′ is differentiated to calculate a differential value Id for differential compensation control in feedforward control (step S11), and then the motor current detection value IMD is subtracted to obtain a current deviation. ΔI is calculated (step S12), the calculated current deviation ΔI is proportionally calculated to calculate a proportional value ΔIp for proportional compensation control, and the integral calculation processing is performed to calculate an integral value ΔIi for integral compensation control ( Then, the motor drive current I M is calculated by adding the differential value Id, the proportional value ΔIp and the integral value ΔIi (step S15).

そして、算出したモータ駆動電流IM をパルス幅変調信号に変換した電流制御値Eをモータ駆動回路18に出力することにより、モータ駆動回路18から電動モータ12に駆動電流を供給して、この電動モータ12でステアリングホイール1に作用された操舵トルクに応じた操舵補助力を発生させ、これを減速ギヤ11を介して出力軸2bに伝達する。
このとき、車両が停車している状態でステアリングホイール1を操舵する所謂据え切り状態では、図6に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の勾配が大きいことにより、小さい操舵トルクTsで大きな操舵補助指令値IM *を算出するので、電動モータ12で大きな操舵補助力を発生して軽い操舵を行うことができる。
Then, a current control value E obtained by converting the calculated motor drive current I M into a pulse width modulation signal is output to the motor drive circuit 18, whereby a drive current is supplied from the motor drive circuit 18 to the electric motor 12. A steering assist force corresponding to the steering torque applied to the steering wheel 1 is generated by the motor 12 and transmitted to the output shaft 2 b via the reduction gear 11.
At this time, in a so-called stationary state in which the steering wheel 1 is steered while the vehicle is stopped, a large steering angle with a small steering torque Ts is obtained due to the large gradient of the characteristic line of the steering assist command value calculation map shown in FIG. Since the auxiliary command value I M * is calculated, a large steering assist force can be generated by the electric motor 12 to perform light steering.

一方、車両が発進して、所定車速以上となると、図6に示す操舵補助指令値算出マップの特性線の勾配が小さくなることにより、大きな操舵トルクTsでも小さな操舵補助指令値IM *を算出するので、電動モータ12で発生する操舵補助力が小さくなり、ステアリングホイール1の操舵が軽くなりすぎることを抑制して最適な操舵を行うことができる。 On the other hand, when the vehicle starts and exceeds the predetermined vehicle speed, the gradient of the characteristic line of the steering assist command value calculation map shown in FIG. 6 is reduced, so that a small steering assist command value I M * is calculated even with a large steering torque Ts. Therefore, the steering assist force generated by the electric motor 12 is reduced, and the steering of the steering wheel 1 can be suppressed from becoming too light and optimal steering can be performed.

このモータ電流検出回路19が正常な状態から図9の時点t1でモータ電流検出回路19に異常が発生すると、時点t1までの間では図9(a)に示すように操舵トルクが増加すると、これに応じてパルス幅変調信号のデューティ比Dが図9(b)に示すように大きな値となり、これによってモータ電流IM も図9(c)に示すようにデューティ比Dに応じて変化するが、時点t1でモータ電流検出回路19に地絡等の異常が発生すると、操舵補助制御処理で算出される操舵補助指令値IM *に対してモータ電流検出値IMDが“0”となることにより、モータ駆動電流IM が大きな値となり、これに応じてデューティ比Dが100%に近い状態となり、この状態が維持される。このため、電動モータ12で過大な操舵補助力を発生することから操舵トルクは図9(a)に示すように低下するが、モータ電流は図9(c)に示すように正負の大きな値を交互に繰り返すハンチング状態となる。 If an abnormality occurs in the motor current detection circuit 19 at the time t1 in FIG. 9 from the normal state of the motor current detection circuit 19, the steering torque increases as shown in FIG. 9A until the time t1. 9B, the duty ratio D of the pulse width modulation signal becomes a large value as shown in FIG. 9B, and the motor current I M also changes according to the duty ratio D as shown in FIG. 9C. , an abnormality of the earth絡等the motor current detecting circuit 19 is generated at time t1, the motor current detection value I MD with respect to the steering assist command value I M * calculated by the steering assist control process to be a "0" As a result, the motor drive current I M becomes a large value, and accordingly, the duty ratio D becomes close to 100%, and this state is maintained. Therefore, since an excessive steering assist force is generated by the electric motor 12, the steering torque decreases as shown in FIG. 9A, but the motor current has a large positive and negative value as shown in FIG. 9C. The hunting state repeats alternately.

この状態となると、図7の異常検出処理で操舵トルクTsの絶対値|Ts|が所定値TL以下に低下したときにデューティ比Dが設定値Ds以上となることにより、モータ電流検出回路19の異常であると判断されて異常判定フラグAFが“1”にセットされる。
このように異常判定フラグAFが“1”にセットされると、図8のモータ保護処理で、モータ電流検出回路19のモータ電流検出値IM に代えて操舵補助指令値IM *をモータ電流推定値IMPとして設定し、このモータ電流推定値IMPとバッテリ電圧Vbとデューティ比とに基づいて前記(2)式の演算を行ってモータ端子間抵抗Rを算出し、算出したモータ端子間抵抗Rに基づいて前記(3)式の演算を行うことにより、モータ温度推定値tを算出する。
In this state, when the absolute value | Ts | of the steering torque Ts drops below the predetermined value TL in the abnormality detection process of FIG. 7, the duty ratio D becomes equal to or higher than the set value Ds. It is determined that there is an abnormality, and the abnormality determination flag AF is set to “1”.
When the abnormality determination flag AF is set to “1” in this way, the steering assist command value I M * is replaced with the motor current in place of the motor current detection value I M of the motor current detection circuit 19 in the motor protection process of FIG. The estimated value I MP is set, and the motor terminal resistance R is calculated by calculating the equation (2) based on the motor current estimated value I MP , the battery voltage Vb, and the duty ratio. The motor temperature estimated value t is calculated by performing the calculation of the equation (3) based on the resistance R.

そして、このモータ温度推定値tが第1の設定値ts1未満であるときには、モータ温度が低いものと判断して指令値制限値ILIM が最大電流値IMAX に設定されて通常と同様の操舵補助力を発生することができるが、モータ温度推定値tが第1の設定値ts1以上となると、指令値制限値ILIM が必要最低限の操舵補助力を発生する電流値IH と小さい値に設定されることにより、図5の操舵補助制御処理におけるステップS6で操舵補助指令値IM *が指令値制限値ILIM に制限されて電動モータが過熱状態となることを抑制する必要最低限の操舵補助力を発生する。このため、モータ電流検出回路19に異常が発生した場合でも電動モータ12を過熱させることなく必要最低限の操舵補助力を発生するので、車両を修理工場等の修理場所まで確実に走行させることができる。 When the estimated motor temperature value t is less than the first set value ts1, it is determined that the motor temperature is low, the command value limit value I LIM is set to the maximum current value I MAX , and steering is performed as usual. Auxiliary force can be generated, but when the estimated motor temperature t is equal to or greater than the first set value ts1, the command value limit value I LIM is a small value that is a current value I H that generates the minimum necessary steering assist force. As a result, the steering assist command value I M * is limited to the command value limit value I LIM in step S6 in the steering assist control process of FIG. The steering assist force is generated. For this reason, even if an abnormality occurs in the motor current detection circuit 19, the minimum necessary steering assist force is generated without overheating the electric motor 12, so that the vehicle can be reliably driven to a repair place such as a repair shop. it can.

但し、モータ推定温度tが第2の設定値ts2以上となった場合には過熱状態にあるものと判断されて指令値制限値ILIM が“0”に設定されることにより、操舵補助指令値IM *が“0”となって、デューティ比Dも“0”%となって、電動モータ12の駆動が停止され操舵補助力が“0”となる。
なお、上記実施形態においては、モータ推定温度tに基づいて指令値制限値ILIM を設定する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵補助指令値IM *に制御ゲインGiを乗算した値を補正操舵補助指令値IMAとして算出し、この補正操舵補助指令値IMAに基づいて電流フィードバック制御(図5のステップS7以降の処理)を行うと共に、電流制御ゲインGiを電動モータ12が過熱状態ではないときに100%とし、電動モータ12が過熱状態であるときにそのときの最大値が指令値制限値ILIM 又はその近傍の値となるように制御ゲインGiを減少設定するようにしてもよい。この場合には、モータ電流全体が制限されることになるので、電動モータ12の過熱を大幅に抑制することができる。
However, when the estimated motor temperature t becomes equal to or higher than the second set value ts2, it is determined that the motor is in an overheated state, and the command value limit value I LIM is set to “0”. I M * becomes “0”, the duty ratio D becomes “0”%, the drive of the electric motor 12 is stopped, and the steering assist force becomes “0”.
In the above embodiment, the case where the command value limit value I LIM is set based on the estimated motor temperature t has been described. However, the present invention is not limited to this, and the control gain Gi is set to the steering assist command value I M *. was calculated by multiplying the value as a correction steering assist command value I MA, performs current feedback control (step S7 and subsequent steps in FIG. 5) based on the corrected steering assist command value I MA, electric current control gain Gi When the motor 12 is not in an overheated state, the control gain Gi is set to 100%, and when the electric motor 12 is in an overheated state, the maximum value at that time is set to the command value limit value I LIM or a value near it. You may make it do. In this case, since the entire motor current is limited, overheating of the electric motor 12 can be significantly suppressed.

また、上記実施形態においては、モータ駆動電流IM を中央処理装置32で実行するソフトウェア処理によって算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵補助指令値演算器、センタ応答性改善回路、慣性補償器、摩擦補償器、微分補償器、減算器、比例演算器、積分演算器、加算器等を組み合わせたハードウェアによってモータ駆動電流IM を算出するようにしてもよい。同様に、図7の異常検出処理及び図8のモータ保護処理もハードウェアで構成することもできる。 In the above embodiment, the case where the motor driving current I M is calculated by software processing executed by the central processing unit 32 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the steering assist command value calculator, center response, The motor drive current I M may be calculated by hardware combining a performance improvement circuit, an inertia compensator, a friction compensator, a differential compensator, a subtractor, a proportional calculator, an integral calculator, an adder, and the like. Similarly, the abnormality detection process of FIG. 7 and the motor protection process of FIG. 8 can also be configured by hardware.

本発明の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic structure figure showing one embodiment of the present invention. 操舵トルクセンサで検出されるトルク検出信号の特性線図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of a torque detection signal detected by a steering torque sensor. 図1のコントローラの具体的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration of the controller in FIG. 1. モータ駆動回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a motor drive circuit. マイクロコンピュータの中央処理装置で実行する操舵補助制御処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the steering assistance control processing procedure performed with the central processing unit of a microcomputer. 操舵補助指令値算出マップを示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows a steering assistance command value calculation map. マイクロコンピュータの中央処理装置で実行する異常検出処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the abnormality detection process procedure performed with the central processing unit of a microcomputer. マイクロコンピュータの中央処理装置で実行するモータ保護処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the motor protection processing procedure performed with the central processing unit of a microcomputer. 本発明の動作の説明に供するタイムチャートである。It is a time chart with which it uses for description of operation | movement of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…操舵トルクセンサ、8…ステアリングギヤ、12…電動モータ、14…コントローラ、15…車速センサ、16…マイクロコンピュータ、18…モータ駆動回路、19…モータ電流検出回路、31…入力インタフェース回路、32…中央処理装置、33…ROM、34…RAM、35…出力インタフェース回路   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering torque sensor, 8 ... Steering gear, 12 ... Electric motor, 14 ... Controller, 15 ... Vehicle speed sensor, 16 ... Microcomputer, 18 ... Motor drive circuit, 19 ... Motor current Detecting circuit, 31 ... input interface circuit, 32 ... central processing unit, 33 ... ROM, 34 ... RAM, 35 ... output interface circuit

Claims (5)

車両の操舵系に対して操舵補助力を付与する電動機を備えた操舵補助制御機構と、前記操舵系に伝達される操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記電動機の駆動電流を検出するモータ電流検出回路と、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクに基づいて操舵補助指令値を算出し、当該操舵補助指令値及び前記モータ電流検出回路で検出した駆動電流検出値に基づいて前記電動機を駆動制御する駆動制御部とを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置であって、
前記モータ電流検出回路の異常を検出する異常検出部と、該異常検出回路でモータ電流検出回路の異常を検出したときに、前記操舵補助指令値に基づいて前記電動機のモータ電流推定値を算出するモータ電流推定部と、該モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値に基づいて前記操舵補助指令値を抑制して過熱保護しながら電動機を駆動制御する異常制御部とを備え
前記駆動制御部は、前記操舵補助指令値及び前記駆動電流検出値に基づくデューティ比のパルス幅変調信号によって前記電動機を駆動制御するように構成され、前記異常検出部は、前記操舵トルク検出部で検出した操舵トルクと前記パルス幅変調信号のデューティ比とに基づいて前記モータ電流検出回路の異常を検出するように構成されている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。
A steering assist control mechanism including an electric motor that applies a steering assist force to a steering system of a vehicle, a steering torque detector that detects a steering torque transmitted to the steering system, and a motor that detects a drive current of the electric motor a current detection circuit, the steering calculates the steering assist command value based on the steering torque detected by the torque detection unit, the steering assist command value and the motor based on the drive current detection value detected by the motor current detecting circuit A control device for an electric power steering device comprising a drive control unit for driving and controlling
An abnormality detection unit that detects an abnormality of the motor current detection circuit, and calculates an estimated motor current value of the electric motor based on the steering assist command value when the abnormality detection circuit detects an abnormality of the motor current detection circuit. A motor current estimation unit, and an abnormality control unit that controls the drive of the motor while suppressing overheating based on the motor current estimation value estimated by the motor current estimation unit and overheating protection ,
The drive control unit is configured to drive and control the electric motor by a pulse width modulation signal having a duty ratio based on the steering assist command value and the drive current detection value, and the abnormality detection unit is the steering torque detection unit. A control device for an electric power steering device, wherein an abnormality of the motor current detection circuit is detected based on the detected steering torque and the duty ratio of the pulse width modulation signal .
前記異常検出部は、前記操舵トルクが低トルク設定値以下であり、且つ前記パルス幅変調信号のデューティ比が設定値以上であるときに、前記モータ電流検出回路異常であると判断することを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The abnormality detecting unit, the steering torque is equal to or less than the low torque setting, and when the duty ratio of the pulse width modulation signal is equal to or higher than a set value, said motor current detection circuit is abnormal The control apparatus for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the control apparatus is an electric power steering apparatus. 車両の車速を検出する車速検出部を有し、前記駆動制御部は、前記操舵トルク検出値と前記車速とをもとに操舵補助指令値を算出する制御マップを参照して操舵補助指令値を算出するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 A vehicle speed detection unit that detects a vehicle speed of the vehicle, wherein the drive control unit refers to a control map that calculates a steering assist command value based on the steering torque detection value and the vehicle speed; It is comprised so that it may calculate , The control apparatus of the electric power steering apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 前記異常制御部は、前記モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値、前記前記デューティ比及びバッテリ電圧に基づいて前記電動モータの端子間抵抗を算出し、算出した端子間抵抗に基づいてモータ温度を推定し、推定したモータ温度に基づいて指令値制限値を算出し、算出した指令値制限値に基づいて前記操舵補助指令値を制限するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The abnormality control unit calculates an inter-terminal resistance of the electric motor based on the estimated motor current value estimated by the motor current estimation unit, the duty ratio, and the battery voltage, and motor temperature based on the calculated inter-terminal resistance. The command value limit value is calculated based on the estimated motor temperature, and the steering assist command value is limited based on the calculated command value limit value. 4. The control device for an electric power steering device according to any one of items 1 to 3. 前記駆動制御部は、操舵補助指令値に制御ゲインを乗算した値を補正操舵補助指令値として算出し、当該補正操舵補助指令値に基づいて前記電動機を駆動制御するように構成され、前記異常制御部は、前記モータ電流推定部で推定したモータ電流推定値、前記デューティ比及びバッテリ電圧に基づいて前記電動モータの端子間抵抗を算出し、算出した端子間抵抗に基づいてモータ温度を推定し、算出したモータ温度に基づいて前記制御ゲインを減少設定するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の電動パワーステアリング装置の制御装置。 The drive control unit is configured to calculate a value obtained by multiplying a steering assist command value by a control gain as a corrected steering assist command value, and to drive and control the electric motor based on the corrected steering assist command value. The unit calculates the inter-terminal resistance of the electric motor based on the estimated motor current value estimated by the motor current estimation unit, the duty ratio, and the battery voltage, and estimates the motor temperature based on the calculated inter-terminal resistance. 4. The control device for an electric power steering apparatus according to claim 1, wherein the control gain is set to decrease based on the calculated motor temperature . 5.
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