JP4952340B2

JP4952340B2 - Electric power steering device

Info

Publication number: JP4952340B2
Application number: JP2007096516A
Authority: JP
Inventors: 豪朗米谷
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-04-02
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-04-02
Also published as: JP2008254491A

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering apparatus.

従来、車両用のパワーステアリング装置には、モータを駆動源とした電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）があり、こうしたＥＰＳには、油圧式のパワーステアリング装置と比較して、レイアウト自由度が高く、且つエネルギー消費量が小さいという特徴がある。このため、近年では、小型車両から大型車両までの幅広い車種において、その採用が検討されるようになっている。 Conventionally, a power steering apparatus for a vehicle includes an electric power steering apparatus (EPS) using a motor as a drive source. Such EPS has a high degree of freedom in layout as compared with a hydraulic power steering apparatus. It is characterized by low energy consumption. For this reason, in recent years, its adoption has been examined in a wide range of vehicle types from small vehicles to large vehicles.

さて、このようなＥＰＳにおける最も重要な課題として、その出力性能の向上がある。即ち、車両走行中における通常のステアリング操作時と比較して、車両停止状態でのステアリング操作（所謂据え切り）時には、より大きなモータトルクが要求され、また緊急回避操舵の発生時には、より高速で回転することが求められる。しかしながら、これら二つの要求、即ち大トルクと高速回転性能とを同時に満たすべく、より大型のモータを採用すれば、その優れた搭載性及びエネルギー消費率を損なうことになる。 Now, the most important problem in such EPS is improvement of its output performance. That is, when compared with the normal steering operation while the vehicle is running, a larger motor torque is required when the steering operation is performed while the vehicle is stopped (so-called stationary), and when the emergency avoidance steering occurs, the motor rotates at a higher speed. It is required to do. However, if a larger motor is used to satisfy these two requirements, that is, a large torque and a high-speed rotation performance at the same time, the excellent mountability and energy consumption rate are impaired.

従来、このような問題を解決する方法として、電源電圧を昇圧してモータに印加する（例えば、特許文献１参照）、或いは、高速回転時には弱め界磁制御を実行する（例えば、特許文献２参照）等の対策がある。そして、これらを採用することにより、モータを大型化することなく、要求される出力性能を得ることが可能になる。
特開２００３−３１９７００号公報特開２００２−３４５２８１号公報 Conventionally, as a method for solving such a problem, a power supply voltage is boosted and applied to a motor (for example, refer to Patent Document 1), or field weakening control is performed during high-speed rotation (for example, refer to Patent Document 2). There are measures. By adopting these, it becomes possible to obtain the required output performance without increasing the size of the motor.
JP 2003-319700 A JP 2002-345281 A

しかしながら、昇圧装置により電源電圧を昇圧する構成を採用した場合、その構成の複雑さから製造コストの上昇は不可避である。また、弱め界磁制御を実行する場合には、複雑な追加構成は必要としないものの、そのｄ軸電流の通電に伴う永久磁石の減磁という問題がある。このように、何れの手法についても、そのメリット／デメリットを考慮した上で、その採用を考慮しなけらばならないのが現状であり、その選択肢を広げる観点からも、これらを代替しうるな新たな対策の創出が強く求められていた。 However, when a configuration in which the power supply voltage is boosted by a boosting device is adopted, an increase in manufacturing cost is inevitable due to the complexity of the configuration. In addition, when performing field weakening control, a complicated additional configuration is not required, but there is a problem of demagnetization of the permanent magnet accompanying the energization of the d-axis current. In this way, the current situation is that all methods must be adopted after considering their merits / disadvantages. From the viewpoint of expanding the options, new ones that can replace them are also available. There was a strong demand for the creation of appropriate measures.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、モータを大型化することなく、簡素な構成にて出力性能の向上を図ることのできる電動パワーステアリング装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric power steering apparatus capable of improving output performance with a simple configuration without increasing the size of a motor. It is to provide.

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与すべく設けられた操舵力補助装置と、前記操舵力補助装置の駆動源であるモータに対して駆動電力を供給することにより該操舵力補助装置の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、電流フィードバック制御の実行によりモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段と、前記モータ制御信号に基づき前記駆動電力を供給する駆動回路とを備えてなり、前記駆動回路は、前記モータ制御信号に基づきオン／オフする複数のスイッチング素子を接続してなるとともに、前記モータ制御信号生成手段は、前記各スイッチング素子のオン／オフ比を所定の範囲内に制限しつつ前記モータ制御信号を生成する電動パワーステアリング装置であって、前記モータ制御信号生成手段は、所定の条件下においては、前記電流フィードバック制御に代えて、オープン制御の実行により前記モータ制御信号を生成するとともに、該オープン制御の実行によるモータ制御信号の生成の際には、前記各スイッチング素子のオン／オフ比の上限及び下限を拡大すること、を要旨とする。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is directed to a steering force assisting device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to a steering system, and driving of the steering force assisting device. Control means for controlling the operation of the steering force assisting device by supplying driving power to the motor as a source, and the control means generates a motor control signal by executing current feedback control. And a driving circuit that supplies the driving power based on the motor control signal. The driving circuit is connected to a plurality of switching elements that are turned on / off based on the motor control signal. The motor control signal generation means generates the motor control signal while limiting the on / off ratio of each switching element within a predetermined range. -The steering device, wherein the motor control signal generation means generates the motor control signal by executing open control instead of the current feedback control under a predetermined condition, and by executing the open control. When the motor control signal is generated, the gist is to increase the upper limit and the lower limit of the on / off ratio of each switching element.

請求項２に記載の発明は、前記所定の条件は、所定値以上のモータ回転角速度の発生時であること、を要旨とする。
請求項３に記載の発明は、前記所定の条件は、所定値以上の操舵トルクの発生時であること、を要旨とする。 The gist of the invention described in claim 2 is that the predetermined condition is when a motor rotational angular velocity greater than a predetermined value is generated.
The gist of the invention described in claim 3 is that the predetermined condition is when a steering torque greater than a predetermined value is generated.

即ち、電流検出を行わないオープン制御では、各スイッチング素子のオン／オフにより生ずるリンギングの収束を待つ必要はなく、その待ち時間を設定するためのｄｕｔｙ制限を行う必要もない。従って、上記各構成のように、モータ制御をオープン制御に切り替えるとともに、モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の上限及び下限を拡大することにより、その電圧利用率を向上させて、大出力を発生させることができる。これにより、モータを大型化することなく、簡素な構成にて出力性能の向上を図ることができ、その結果、緊急回避操舵時等、素早いステアリング操作の発生時においても、モータの高速回転を実現して、その高い追従性を確保することができる、或いは、据え切り時においても、十分なアシスト力を付与することができるようになる。 That is, in the open control that does not perform current detection, it is not necessary to wait for the convergence of ringing caused by the on / off of each switching element, and it is not necessary to limit the duty for setting the waiting time. Therefore, as in each of the above-described configurations, the motor control is switched to open control, and the upper and lower limits of the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal are increased, thereby improving the voltage utilization rate. Thus, a large output can be generated. As a result, the output performance can be improved with a simple configuration without increasing the size of the motor, and as a result, high-speed rotation of the motor can be achieved even during quick steering operations such as emergency avoidance steering. Thus, the high followability can be ensured, or a sufficient assist force can be applied even during stationary.

本発明によれば、モータを大型化することなく、簡素な構成にて出力性能の向上を図ることが可能な電動パワーステアリング装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric power steering apparatus which can aim at the improvement of output performance with a simple structure can be provided, without enlarging a motor.

以下、本発明を電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態のＥＰＳ１の概略構成図である。同図に示すように、ステアリングホイール（ステアリング）２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されており、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換される。そして、このラック５の往復直線運動により操舵輪６の舵角が変更されるようになっている。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in an electric power steering apparatus (EPS) will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the EPS 1 of the present embodiment. As shown in the figure, a steering shaft 3 to which a steering wheel (steering) 2 is fixed is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. It is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the and pinion mechanism 4. The rudder angle of the steered wheels 6 is changed by the reciprocating linear motion of the rack 5.

また、ＥＰＳ１は、操舵系にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、該ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１とを備えている。 Further, the EPS 1 includes an EPS actuator 10 as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and an ECU 11 as a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10. .

本実施形態のＥＰＳアクチュエータ１０は、その駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置された所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータであり、モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。尚、本実施形態のモータ１２は、ブラシレスモータであり、ＥＣＵ１１から三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力の供給を受けることにより回転する。そして、モータ制御装置としてのＥＣＵ１１は、このモータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、操舵系に付与するアシスト力を制御する（パワーアシスト制御）。 The EPS actuator 10 of the present embodiment is a so-called rack-type EPS actuator in which a motor 12 that is a driving source thereof is arranged coaxially with the rack 5, and an assist torque generated by the motor 12 is a ball screw mechanism (not shown). Is transmitted to the rack 5 via. In addition, the motor 12 of this embodiment is a brushless motor, and rotates by receiving supply of three-phase (U, V, W) driving power from the ECU 11. And ECU11 as a motor control apparatus controls the assist force given to a steering system by controlling the assist torque which this motor 12 generate | occur | produces (power assist control).

本実施形態では、ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。そして、ＥＣＵ１１は、これらトルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動、即ちパワーアシスト制御を実行する。 In the present embodiment, a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the ECU 11. Then, the ECU 11 executes the operation of the EPS actuator 10, that is, power assist control, based on the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15, respectively.

次に、本実施形態のＥＰＳの電気的構成について説明する。
図２は、本実施形態のＥＰＳの制御ブロック図である。同図に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力手段としてのマイコン１７と、同マイコン１７の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１８とを備えている。 Next, the electrical configuration of the EPS of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a control block diagram of the EPS of this embodiment. As shown in the figure, the ECU 11 supplies three-phase drive power to the motor 12 based on the microcomputer 17 serving as motor control signal output means for outputting a motor control signal and the motor control signal output from the microcomputer 17. And a drive circuit 18.

本実施形態の駆動回路１８は、複数のスイッチング素子（ＦＥＴ）１８ａ〜１８ｆを接続してなる。具体的には、駆動回路１８は、ＦＥＴ１８ａ，１８ｄ、ＦＥＴ１８ｂ，１８ｅ、及びＦＥＴ１８ｃ，１８ｆの各組の直列回路を並列接続してなり、ＦＥＴ１８ａ，１８ｄ、ＦＥＴ１８ｂ，１８ｅ、ＦＥＴ１８ｃ，１８ｆの各接続点１９ｕ，１９ｖ，１９ｗはそれぞれモータ１２の各相モータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに接続されている。 The drive circuit 18 of the present embodiment is formed by connecting a plurality of switching elements (FETs) 18a to 18f. Specifically, the drive circuit 18 includes FETs 18a and 18d, FETs 18b and 18e, and FETs 18c and 18f connected in series, and each connection point of the FETs 18a and 18d, FETs 18b and 18e, and FETs 18c and 18f. 19u, 19v, and 19w are connected to the motor coils 12u, 12v, and 12w of the motor 12, respectively.

即ち、本実施形態の駆動回路１８は、直列に接続された一対のスイッチング素子を基本単位（アーム）として、各相に対応する３つのアームを並列接続してなる周知のＰＷＭインバータであり、マイコン１７の出力するモータ制御信号は、駆動回路１８を構成する各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオンｄｕｔｙ比を規定するものとなっている。そして、モータ制御信号がＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのゲート端子に印加され、同モータ制御信号に応答して各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆがオン／オフすることにより、車載電源（図示略）の直流電圧が三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に変換されてモータ１２に供給されるようになっている。 That is, the drive circuit 18 of the present embodiment is a well-known PWM inverter in which three arms corresponding to each phase are connected in parallel with a pair of switching elements connected in series as a basic unit (arm). The motor control signal output by 17 defines the on-duty ratio of each of the FETs 18 a to 18 f constituting the drive circuit 18. A motor control signal is applied to the gate terminals of the FETs 18a to 18f, and the FETs 18a to 18f are turned on / off in response to the motor control signals. , V, W) is converted to drive power and supplied to the motor 12.

さらに詳述すると、本実施形態では、ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwを検出するための電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ、及びモータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２１が接続されている。そして、マイコン１７は、これら各センサの出力信号に基づき検出されたモータ１２の各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw及び回転角θ、並びに上記操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路１８に対するモータ制御信号の出力を実行する。 More specifically, in the present embodiment, the ECU 11 includes the current sensors 20u, 20v, 20w for detecting the phase current values Iu, Iv, Iw energized to the motor 12, and the rotation angle θ of the motor 12. A rotation angle sensor 21 for detection is connected. Then, the microcomputer 17 applies the drive circuit 18 to the drive circuit 18 based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ of the motor 12 detected based on the output signals of these sensors, and the steering torque τ and the vehicle speed V. Outputs motor control signals.

本実施形態のマイコン１７は、操舵系に付与するアシスト力の制御目標量として電流指令値を演算する電流指令値演算手段としての電流指令値演算部２２と、電流指令値演算部２２により算出された電流指令値に基づいてモータ制御信号を生成するモータ制御信号生成手段としてのモータ制御信号生成部２４とを備えている。 The microcomputer 17 of this embodiment is calculated by a current command value calculation unit 22 as a current command value calculation unit that calculates a current command value as a control target amount of assist force applied to the steering system, and a current command value calculation unit 22. And a motor control signal generation unit 24 as motor control signal generation means for generating a motor control signal based on the current command value.

本実施形態では、電流指令値演算部２２には、上記トルクセンサ１４及び車速センサ１５により検出された操舵トルクτ及び車速Ｖが入力される。そして、電流指令値演算部２２は、その操舵トルクτが大きいほど、また車速Ｖが小さいほど、より大きな目標アシスト力に対応する電流指令値Ｉq*を演算する。 In the present embodiment, the steering torque τ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15 are input to the current command value calculation unit 22. The current command value calculation unit 22 calculates a current command value Iq * corresponding to a larger target assist force as the steering torque τ increases and the vehicle speed V decreases.

モータ制御信号生成部２４には、電流指令値演算部２２において演算された電流指令値Ｉq*とともに、各電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにより検出された各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角センサ２１により検出された回転角θが入力される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉw、及び回転角θ（電気角）に基づいて、ｄ／ｑ座標系における電流フィードバック制御を実行することによりモータ制御信号を生成する。 The motor control signal generator 24 includes the current command value Iq * calculated by the current command value calculator 22 and the phase current values Iu, Iv, Iw detected by the current sensors 20u, 20v, 20w, and the rotation. The rotation angle θ detected by the angle sensor 21 is input. Then, the motor control signal generation unit 24 executes current feedback control in the d / q coordinate system based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle θ (electrical angle), thereby performing the motor control signal. Is generated.

即ち、モータ制御信号生成部２４において、各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwは、回転角θとともに３相／２相変換部２５に入力され、同３相／２相変換部２５によりｄ／ｑ座標系のｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqに変換される。また、モータ制御信号生成部２４に入力された電流指令値Ｉq*は、ｑ軸電流指令値として、上記ｑ軸電流値Ｉqとともに減算器２６ｑに入力され、ｄ軸電流値Ｉdは、ｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）とともに減算器２６ｄに入力される。そして、これら減算器２６ｄ，２６ｑにおいて演算されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqは、それぞれ対応するＦ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに入力される。 That is, in the motor control signal generation unit 24, the phase current values Iu, Iv, and Iw are input to the three-phase / two-phase conversion unit 25 together with the rotation angle θ, and the three-phase / two-phase conversion unit 25 performs d / q It is converted into a d-axis current value Id and a q-axis current value Iq in the coordinate system. The current command value Iq * input to the motor control signal generator 24 is input to the subtractor 26q together with the q-axis current value Iq as the q-axis current command value, and the d-axis current value Id is the d-axis current value. The command value Id * (Id * = 0) is input to the subtractor 26d. Then, the d-axis current deviation ΔId and the q-axis current deviation ΔIq calculated by the subtracters 26d and 26q are input to the corresponding F / B control units 27d and 27q, respectively.

各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑは、入力されたｄ軸電流偏差ΔＩd及びｑ軸電流偏差ΔＩqに所定のＦ／Ｂゲイン（ＰＩゲイン）を乗ずることにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑにより演算されたこれらｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、回転角θとともに２相／３相変換部２８に入力される。そして、そのｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*は、２相／３相変換部２８において三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換される。 Each of the F / B control units 27d and 27q multiplies the input d-axis current deviation ΔId and q-axis current deviation ΔIq by a predetermined F / B gain (PI gain) to obtain d-axis voltage command values Vd * and q The shaft voltage command value Vq * is calculated. The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * calculated by the F / B control units 27d and 27q are input to the two-phase / three-phase conversion unit 28 together with the rotation angle θ. The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * are converted into three-phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * by the two-phase / three-phase converter 28.

２相／３相変換部２８において演算された各電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*は、ＰＷＭ変換部３０に入力され、同ＰＷＭ変換部３０において、該各電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に対応するｄｕｔｙ指令値が生成される。そして、モータ制御信号生成部２４は、これら各ｄｕｔｙ指令値に示されるオンｄｕｔｙ比を有するモータ制御信号を生成し、マイコン１７は、そのモータ制御信号を、駆動回路１８を構成する各スイッチング素子（のゲート端子）に出力することにより、同駆動回路１８の作動、即ちモータ１２への駆動電力の供給を制御する。 The voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * calculated in the two-phase / three-phase conversion unit 28 are input to the PWM conversion unit 30. In the PWM conversion unit 30, the voltage command values Vu *, Vv Duty command values corresponding to * and Vw * are generated. The motor control signal generator 24 generates a motor control signal having an on-duty ratio indicated by each duty command value, and the microcomputer 17 converts the motor control signal into each switching element ( Output to the gate terminal), the operation of the drive circuit 18, that is, the supply of drive power to the motor 12 is controlled.

ここで、本実施形態では、ＰＷＭ変換部３０において生成されるモータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）は、上記各電流センサ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗによる相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwの検出精度を担保すべく、所定の範囲内に制限される。 Here, in the present embodiment, the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal generated in the PWM conversion unit 30 is the phase current value Iu, Iv, by the current sensors 20u, 20v, 20w. In order to ensure the detection accuracy of Iw, it is limited within a predetermined range.

即ち、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ動作により、各相モータコイル１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに電流が流れることになるが、該各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ切替直後は、その電流値のハンチング、即ちリンギングが発生する。従って、こうしたリンギングに起因する各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwの誤検出を回避するためには、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ切替後、その切替により生ずるリンギングが収束するまでの間、当該スイッチングポジション（オン／オフ）を保持する必要があり、そのための待ち時間を越えたオン時間（オフ時間）の短縮はできないことになる。そして、本実施形態では、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ比を示すｄｕｔｙ指令値に上限及び下限を設定することにより、こうした各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ切替により生ずるリンギングに起因した各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwの誤検出を回避して、その高精度な電流検出を担保する構成となっている。 That is, the current flows through each phase motor coil 12u, 12v, 12w by the on / off operation of each FET 18a-18f, but the hunting of the current value immediately after the on / off switching of each FET 18a-18f, That is, ringing occurs. Therefore, in order to avoid erroneous detection of each phase current value Iu, Iv, Iw due to such ringing, after the FETs 18a to 18f are switched on / off, until the ringing caused by the switching converges. It is necessary to hold the switching position (ON / OFF), and the ON time (OFF time) exceeding the waiting time cannot be shortened. In the present embodiment, by setting an upper limit and a lower limit to the duty command value indicating the on / off ratio of each FET 18a to 18f, each phase current caused by ringing caused by the on / off switching of each FET 18a to 18f. The configuration is such that erroneous detection of the values Iu, Iv, and Iw is avoided to ensure highly accurate current detection.

さらに詳述すると、本実施形態では、このｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の制限は、２相／３相変換部２８において、各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑにより演算されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換する前に、当該ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を補正することにより行われる。 More specifically, in this embodiment, the duty command value (on duty ratio) is limited by the d-axis voltage command calculated by the F / B control units 27d and 27q in the 2-phase / 3-phase conversion unit 28. Before converting the value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * into the three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *, the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * This is done by correcting.

具体的には、図３のフローチャートに示すように、本実施形態の２相／３相変換部２８は、ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*の入力があると（ステップ１０１）、先ず、当該入力されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*（の絶対値）が、それぞれ所定の閾値Ｖd１，Ｖq１以下である否かを判定する（ステップ１０２）。ここで、このステップ１０２における各閾値Ｖd１，Ｖq１は、入力された各ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を、そのまま２相／３相変換した場合に生成されるｄｕｔｙ指令値が、上記制限される所定の範囲の上限又は下限となる値に設定されている。そして、２相／３相変換部２８は、入力されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*（の絶対値）が、ともに所定の閾値Ｖd１，Ｖq１以下である場合（|Ｖd*|≦Ｖd１且つ|Ｖq*|≦Ｖq１、ステップ１０２：ＹＥＳ）には、当該ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*に基づいて、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成する（ステップ１０３）。即ち、入力された各ｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*を、そのまま２相／３相変換する。 Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 3, the two-phase / three-phase converter 28 of the present embodiment receives the input of the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * (step 101) First, it is determined whether or not the input d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * (absolute values thereof) are equal to or less than predetermined threshold values Vd1 and Vq1, respectively (step 102). . Here, the threshold values Vd1 and Vq1 in step 102 are duty commands generated when the input d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * are directly converted into two-phase / three-phase. The value is set to a value that is an upper limit or a lower limit of the predetermined range. The two-phase / three-phase conversion unit 28, when the input d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * (absolute values thereof) are both equal to or less than predetermined threshold values Vd1 and Vq1 (| Vd * | ≦ Vd1 and | Vq * | ≦ Vq1, Step 102: YES), the three-phase voltage command value Vu *, based on the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *. Vv * and Vw * are generated (step 103). That is, each input d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * is converted as it is into two-phase / 3-phase.

一方、上記ステップ１０２において、入力されたｄ軸電圧指令値Ｖd*又はｑ軸電圧指令値Ｖq*（の絶対値）が、所定の閾値Ｖd１，Ｖq１よりも大きい場合（|Ｖd*|＞Ｖd１又は|Ｖq*|＞Ｖq１、ステップ１０２：ＮＯ）には、その絶対値が閾値Ｖd１，Ｖq１と等しくなるように補正する（ステップ１０４）。即ち、本実施形態の２相／３相変換部２８は、入力されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*について、その補正後の絶対値が、所定の閾値Ｖd１，Ｖq１以下となるようにガード処理を実行する。そして、このステップ１０４におけるガード処理により補正された後のｄ軸電圧指令値Ｖd**及びｑ軸電圧指令値Ｖq**に基づいて、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成する（ステップ１０５）。 On the other hand, when the input d-axis voltage command value Vd * or q-axis voltage command value Vq * (absolute value thereof) is larger than the predetermined threshold values Vd1 and Vq1 in step 102 (| Vd * |> Vd1 or | Vq * |> Vq1, step 102: NO), the absolute value is corrected to be equal to the threshold values Vd1 and Vq1 (step 104). That is, the two-phase / three-phase conversion unit 28 of the present embodiment corrects the absolute values of the input d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * so as to have predetermined threshold values Vd1, Vq1. The guard process is executed as follows. Based on the d-axis voltage command value Vd ** and the q-axis voltage command value Vq ** corrected by the guard process in step 104, the three-phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are obtained. Generate (step 105).

（出力性能向上のためのオープン制御）
次に、本実施形態のＥＰＳにおける出力性能向上のためのオープン制御の態様について説明する。 (Open control to improve output performance)
Next, an aspect of open control for improving output performance in the EPS of the present embodiment will be described.

図２に示すように、本実施形態では、マイコン１７のモータ制御信号生成部２４には、上記の各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに加え、オープン制御（オープンループ制御）の実行により、ｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opを演算するオープン制御部３１が設けられている。このオープン制御部３１には、ｑ軸電流指令値として電流指令値演算部２２の出力する電流指令値Ｉq*、及びｄ軸電流指令値Ｉd*（Ｉd*＝０）、並びにモータ１２の回転角速度ωが入力されるようになっている。そして、オープン制御部３１は、これら各状態量に基づいて、次の（１）（２）式を解くことにより、ｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opを演算する。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the motor control signal generation unit 24 of the microcomputer 17 includes d by executing open control (open loop control) in addition to the F / B control units 27 d and 27 q described above. An open control unit 31 for calculating the shaft voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op is provided. The open control unit 31 includes a current command value Iq * output from the current command value calculation unit 22 as a q-axis current command value, a d-axis current command value Id * (Id * = 0), and a rotational angular velocity of the motor 12. ω is input. The open control unit 31 calculates the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op by solving the following equations (1) and (2) based on these state quantities. .

Ｖd*_op＝−Ｌ×Ｉq*×ω ・・・（１）
Ｖq*_op＝Ｒ×Ｉq*＋Ｋ×ω ・・・（２）
（但し、Ｋ：モータ逆起電力定数、Ｒ：相抵抗、Ｌ：相インダクタンス）
尚、上記（１）（２）式は、以下の（３）（４）式に示されるモータ電圧方程式の一般式に「Ｉd*＝０」を代入するとともに、そのｄ，ｑ軸電圧指令値「Ｖd*」「Ｖq*」をそれぞれ「Ｖd*_op」「Ｖq*_op」と置き換えたものである。 Vd * _op = −L × Iq * × ω (1)
Vq * _op = R × Iq * + K × ω (2)
(K: Motor back electromotive force constant, R: Phase resistance, L: Phase inductance)
In the above equations (1) and (2), “Id * = 0” is substituted into the general equation of the motor voltage equation shown in the following equations (3) and (4), and the d and q axis voltage command values are substituted. “Vd *” and “Vq *” are respectively replaced with “Vd * _op” and “Vq * _op”.

Ｖd*＝（Ｒ＋Ｌs）×Ｉd*−Ｌ×Ｉq*×ω ・・・（３）
Ｖq*＝（Ｒ＋Ｌs）×Ｉq*＋Ｌ×Ｉd*×ω＋Ｋ×ω ・・・（４）
また、本実施形態では、モータ制御信号生成部２４には、上記各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑによるフィードバック制御とオープン制御部３１によるオープン制御との間の切替判定を実行する切替判定部３２が設けられている。本実施形態では、この切替判定部３２には、車速Ｖ及びモータ１２の回転角速度ωが入力されるようになっており、切替判定部３２は、これら各状態量に基づいて上記の切替判定を実行し、その判定結果を切替信号Ｓchとして２相／３相変換部２８に出力する。そして、２相／３相変換部２８は、その入力される切替信号Ｓchがフィードバック制御を行うべき旨を示すものである場合には、各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑの出力するｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*に基づいて、三相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成し、入力される切替信号Ｓchがオープン制御を行うべき旨を示すものである場合には、オープン制御部３１の出力するｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opに基づいて、各相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成する。 Vd * = (R + Ls) × Id * −L × Iq * × ω (3)
Vq * = (R + Ls) × Iq * + L × Id * × ω + K × ω (4)
In the present embodiment, the motor control signal generation unit 24 includes a switching determination unit 32 that performs switching determination between the feedback control by the F / B control units 27d and 27q and the open control by the open control unit 31. Is provided. In the present embodiment, the vehicle speed V and the rotational angular velocity ω of the motor 12 are input to the switching determination unit 32, and the switching determination unit 32 performs the above switching determination based on these state quantities. The determination result is output to the 2-phase / 3-phase converter 28 as the switching signal Sch. When the input switching signal Sch indicates that feedback control should be performed, the 2-phase / 3-phase converter 28 outputs the d-axis voltage output from each of the F / B controllers 27d and 27q. Based on the command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *, three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are generated and the input switching signal Sch indicates that open control should be performed. In this case, based on the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op output from the open control unit 31, the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * for each phase are generated. To do.

詳述すると、本実施形態では、切替判定部３２は、その上記切替判定において、ＥＰＳ１の駆動源であるモータ１２に、より大きな出力が要求されているか、具体的には、例えば、緊急回避操舵の発生等、モータ１２に高速回転が要求される状況にあるか否かの観点から当該切替判定を実行する。そして、モータ１２に高速回転が要求される状況にあると判定される場合には、オープン制御部３１によるオープン制御に切り替えるべきと判定し、その旨を示す切替信号Ｓchを２相／３相変換部２８に出力する。 More specifically, in the present embodiment, the switching determination unit 32 determines whether a larger output is required for the motor 12 that is the driving source of the EPS 1 in the switching determination, specifically, for example, emergency avoidance steering. The switching determination is executed from the viewpoint of whether or not the motor 12 is in a situation where high speed rotation is required, such as the occurrence of. When it is determined that the motor 12 is in a state where high speed rotation is required, it is determined that the open control by the open control unit 31 should be switched, and the switching signal Sch indicating that is converted to two-phase / three-phase. To the unit 28.

ここで、本実施形態では、２相／３相変換部２８は、オープン制御部３１の出力するｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opに基づいて、各相の電圧指令値Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を生成する際、その上記ｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）を所定の範囲内に制限するためのガード処理（図３参照、ステップ１０２，１０４）における閾値を変更する。具体的には、上記第１の閾値Ｖd１，Ｖq１から、当該第１の閾値Ｖd１，Ｖq１よりも大きな値を有する第２の閾値Ｖd２，Ｖq２へと変更する。そして、これにより、最終的にＰＷＭ変換部３０において生成されるモータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の上限及び下限を拡大する（上限を上げ、下限を下げる）構成となっている。 Here, in the present embodiment, the two-phase / three-phase conversion unit 28 determines the voltage of each phase based on the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op output from the open control unit 31. When generating the command values Vu *, Vv *, and Vw *, the threshold value in the guard process (see FIG. 3, steps 102 and 104) for limiting the duty command value (on duty ratio) within a predetermined range is set. change. Specifically, the first threshold values Vd1 and Vq1 are changed to the second threshold values Vd2 and Vq2 having values larger than the first threshold values Vd1 and Vq1. As a result, the upper limit and lower limit of the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal that is finally generated in the PWM conversion unit 30 are enlarged (the upper limit is raised and the lower limit is lowered). ing.

即ち、電流フィードバック制御は、高精度の電流検出を要求するため、上述のような駆動回路を構成する各スイッチング素子のオン／オフ切替により生ずるリンギングに起因した各相電流値の誤検出を回避するためには、当該切替により生ずるリンギングが収束するまでの間、当該スイッチングポジション（オン／オフ）を保持する必要がある。そのため、こうした切替により生ずるリンギングが収束するまでの間の待ち時間を確保すべく、各スイッチング素子のオン／オフ比、即ちｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）を所定の範囲内に制限せざるをえず、これにより、電圧利用率、つまり、モータ出力が制限されることになる。 In other words, since current feedback control requires highly accurate current detection, erroneous detection of each phase current value due to ringing caused by on / off switching of each switching element constituting the drive circuit as described above is avoided. For this purpose, the switching position (on / off) needs to be held until the ringing caused by the switching converges. Therefore, in order to secure a waiting time until ringing caused by such switching converges, the on / off ratio of each switching element, that is, the duty command value (on duty ratio) must be limited within a predetermined range. Rather, this limits the voltage utilization, ie, the motor output.

しかしながら、電流検出を行わないオープン制御では、このような各スイッチング素子のオン／オフにより生ずるリンギングの収束を待つ必要はなく、その待ち時間を設定するためのｄｕｔｙ制限を行う必要もない。 However, in open control in which current detection is not performed, it is not necessary to wait for the convergence of ringing caused by the on / off of each switching element, and it is not necessary to limit the duty for setting the waiting time.

この点を踏まえ、本実施形態では、モータ１２に高速回転が要求される場合には、当該モータ制御をオープン制御に切り替えるとともに、モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の上限及び下限を拡大して、その電圧利用率を向上させることにより大出力の発生を可能とする。そして、これにより、緊急回避操舵時のような素早いステアリング操作の発生時においても、モータ１２の高速回転を実現して、その高い追従性を確保する構成となっている。 In view of this point, in the present embodiment, when the motor 12 is required to rotate at high speed, the motor control is switched to open control, and the upper limit of the duty command value (on duty ratio) serving as the basis of the motor control signal is changed. Further, by expanding the lower limit and improving the voltage utilization rate, it is possible to generate a large output. As a result, even when a quick steering operation such as during emergency avoidance steering occurs, the motor 12 can be rotated at a high speed to ensure high followability.

次に、本実施形態のマイコンによるモータ制御信号出力の処理手順について説明する。
図４のフローチャートに示すように、マイコン１７は、モータ制御信号の出力に用いられる上記各状態量を取得すると（ステップ２０１）、先ず、緊急回避操舵の発生等により、モータ１２に高速回転が要求される状況にあるか否かを判定する（ステップ２０２，２０３）。具体的には、マイコン１７は、先ず、モータ１２の回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω１以上であるか否かを判定し（ステップ２０２）、回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω１以上である場合（|ω|≧ω１、ステップ２０２：ＹＥＳ）には、続いて、車速Ｖが所定速度Ｖ１以上であるか否かを判定する（ステップ２０３）。そして、回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω１以上であり（|ω|≧ω１、ステップ２０２：ＹＥＳ）、且つ車速Ｖが所定速度Ｖ１以上である場合（|Ｖ|≧Ｖ１、ステップ２０３：ＹＥＳ）に、モータ１２に高速回転が要求される状況にあると判定する。 Next, a processing procedure of motor control signal output by the microcomputer of this embodiment will be described.
As shown in the flowchart of FIG. 4, when the microcomputer 17 obtains each of the state quantities used for outputting the motor control signal (step 201), first, the motor 12 is required to rotate at high speed due to occurrence of emergency avoidance steering or the like. It is determined whether or not the situation is in effect (steps 202 and 203). Specifically, the microcomputer 17 first determines whether or not the rotational angular velocity ω (absolute value) of the motor 12 is equal to or greater than a predetermined value ω1 (step 202), and the rotational angular velocity ω (absolute value) is predetermined. If the value is equal to or greater than ω1 (| ω | ≧ ω1, step 202: YES), it is subsequently determined whether or not the vehicle speed V is equal to or greater than a predetermined speed V1 (step 203). If the rotational angular velocity ω (the absolute value thereof) is equal to or greater than the predetermined value ω1 (| ω | ≧ ω1, step 202: YES) and the vehicle speed V is equal to or greater than the predetermined speed V1 (| V | ≧ V1, step 203). : YES), it is determined that the motor 12 is required to rotate at high speed.

上述のように、本実施形態のマイコン１７は、ステップ２０２，２０３の判定において、モータ１２に高速回転が要求される状況にないと判定した場合（|ω|＜ω１、ステップ２０２：ＮＯ、又は|Ｖ|＜Ｖ１、ステップ２０３：ＮＯ）、即ち通常状態においては、フィードバック制御の実行により（ステップ２０４）、モータ制御信号を生成する（ステップ２０５）。このステップ２０５におけるモータ制御信号の生成処理においては、当該モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の取り得る範囲は通常の範囲である（ｄｕｔｙ制限：通常）。即ち、そのｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*についてのガード処理（図３参照、ステップ１０２，１０４）には、通常時の閾値である第１の閾値Ｖd１，Ｖq１が用いられる。そして、通常時には、このステップ２０５において生成されたモータ制御信号を出力することにより（ステップ２０６）、各ＦＥＴ１８ａ〜１８ｆのオン／オフ切替により生ずるリンギングに起因する各相電流値Ｉu，Ｉv，Ｉwの誤検出を回避して、高精度な電流検出を担保する構成となっている。 As described above, the microcomputer 17 according to the present embodiment determines that the motor 12 does not require high speed rotation in the determinations in steps 202 and 203 (| ω | <ω1, step 202: NO, or | V | <V1, Step 203: NO), that is, in the normal state, by executing feedback control (Step 204), a motor control signal is generated (Step 205). In the generation process of the motor control signal in step 205, the possible range of the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal is a normal range (duty limit: normal). That is, the first threshold values Vd1 and Vq1, which are normal threshold values, are used for the guard processing (see FIG. 3, steps 102 and 104) for the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *. It is done. In a normal state, the motor control signal generated in step 205 is output (step 206), so that the phase current values Iu, Iv, Iw caused by ringing caused by the on / off switching of the FETs 18a-18f are changed. It has a configuration that avoids erroneous detection and ensures highly accurate current detection.

一方、上記ステップ２０２，２０３の判定において、モータ１２に高速回転が要求される状況にあると判定した場合（|ω|≧ω１、ステップ２０２：ＹＥＳ、且つ|Ｖ|≧Ｖ１、ステップ２０３：ＹＥＳ）、マイコン１７は、オープン制御の実行により（ステップ２０７）、モータ制御信号を生成する（ステップ２０８）。このステップ２０８におけるモータ制御信号の生成処理においては、当該モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の取り得る範囲（上限及び下限）が拡大される（ｄｕｔｙ制限：拡大）。即ち、そのｄ軸電圧指令値Ｖd*_op及びｑ軸電圧指令値Ｖq*_opについての上記ガード処理には、上記第１の閾値Ｖd１，Ｖq１よりも大きな値を有する第２の閾値Ｖd２，Ｖq２が用いられる。そして、このステップ２０８において生成されたモータ制御信号を出力することにより（ステップ２０６）、電圧利用率の向上による大出力の発生を可能とし、これにより、緊急回避操舵時のような素早いステアリング操作の発生時においても、モータ１２の高速回転を実現して、その高い追従性を確保する構成となっている。 On the other hand, if it is determined in steps 202 and 203 that the motor 12 is required to rotate at high speed (| ω | ≧ ω1, step 202: YES, and | V | ≧ V1, step 203: YES). The microcomputer 17 generates a motor control signal by executing the open control (step 207) (step 208). In the generation process of the motor control signal in step 208, the possible range (upper limit and lower limit) of the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal is expanded (duty limit: expansion). That is, in the guard process for the d-axis voltage command value Vd * _op and the q-axis voltage command value Vq * _op, the second threshold values Vd2 and Vq2 having values larger than the first threshold values Vd1 and Vq1 are set. Used. Then, by outputting the motor control signal generated in this step 208 (step 206), it is possible to generate a large output by improving the voltage utilization rate, thereby enabling quick steering operation such as during emergency avoidance steering. Even at the time of occurrence, the motor 12 can be rotated at a high speed to ensure high followability.

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
○マイコン１７（モータ制御信号生成部２４）は、電流フィードバック制御を実行する各Ｆ／Ｂ制御部２７ｄ，２７ｑに加え、オープン制御（オープンループ制御）を実行するオープン制御部３１、及びこれら各制御部によるフィードバック制御及びオープン制御間の切替判定を実行する切替判定部３２を備える。そして、モータ１２に高速回転が要求される状況においては、電流フィードバック制御に基づくモータ制御信号の生成から、オープン制御の実行によるモータ制御信号の生成に切り替えるとともに、当該モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の取り得る範囲（上限及び下限）を拡大する。 As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
The microcomputer 17 (motor control signal generation unit 24) includes an open control unit 31 that executes open control (open loop control) in addition to the F / B control units 27d and 27q that execute current feedback control, and each of these controls. A switching determination unit 32 that performs switching determination between feedback control and open control by the unit. In a situation where the motor 12 is required to rotate at high speed, the motor control signal is switched from generation based on current feedback control to generation of a motor control signal based on execution of open control, and the duty that is the basis of the motor control signal is switched. The range (upper limit and lower limit) that the command value (on duty ratio) can take is expanded.

即ち、電流検出を行わないオープン制御では、各スイッチング素子のオン／オフにより生ずるリンギングの収束を待つ必要はなく、その待ち時間を設定するためのｄｕｔｙ制限を行う必要もない。従って、上記構成のように、モータ１２に高速回転が要求される場合には、当該モータ制御をオープン制御に切り替えるとともに、モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の上限及び下限を拡大することにより、その電圧利用率の向上によって大出力を発生させることができる。そして、これにより、緊急回避操舵時のような素早いステアリング操作の発生時においても、モータ１２の高速回転を実現して、その高い追従性を確保することができるようになる。 That is, in the open control that does not perform current detection, it is not necessary to wait for the convergence of ringing caused by the on / off of each switching element, and it is not necessary to limit the duty for setting the waiting time. Accordingly, when the motor 12 is required to rotate at high speed as in the above configuration, the motor control is switched to open control, and the upper and lower limits of the duty command value (on duty ratio) that are the basis of the motor control signal. By enlarging the voltage, a large output can be generated by improving the voltage utilization factor. As a result, even when a quick steering operation such as during emergency avoidance steering occurs, the motor 12 can be rotated at high speed to ensure high followability.

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、マイコン１７は、モータ１２の回転角速度ω（の絶対値）が所定値ω１以上であり（|ω|≧ω１、ステップ２０２：ＹＥＳ）、且つ車速Ｖが所定速度Ｖ１以上である場合（|Ｖ|≧Ｖ１、ステップ２０３：ＹＥＳ）に、モータ１２に高速回転が要求される状況にあると判定することとした。しかし、これに限らず、モータ１２の回転角速度ωのみに基づいて判定する構成としてもよい。つまり、上記制御を切り替える所定の条件を、所定値以上のモータ回転角速度の発生時としてもよい。そして、更には、その他、車速Ｖ以外の状態に関する条件判定を組み合わせた構成としてもよい。 In addition, you may change this embodiment as follows.
In the present embodiment, the microcomputer 17 has the rotational angular velocity ω (absolute value) of the motor 12 greater than or equal to the predetermined value ω1 (| ω | ≧ ω1, step 202: YES), and the vehicle speed V is greater than or equal to the predetermined speed V1. In some cases (| V | ≧ V1, step 203: YES), it is determined that the motor 12 is in a situation where high speed rotation is required. However, the configuration is not limited to this, and the determination may be made based only on the rotational angular velocity ω of the motor 12. That is, the predetermined condition for switching the control may be when a motor rotational angular velocity greater than a predetermined value is generated. Further, in addition, it may be configured to combine condition determination regarding states other than the vehicle speed V.

・本実施形態では、モータ１２に高速回転が要求される状況にあると判定した場合に、電流フィードバック制御に基づくモータ制御信号の生成からオープン制御の実行によるモータ制御信号の生成への切り替え、及び当該モータ制御信号の基礎となるｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の取り得る範囲（上限及び下限）の拡大を行うこととした。しかし、これに限らず、例えば、極低車速でのステアリング操作の発生時、即ち所謂据え切り時等、その他モータに大出力が要求される場合についても、このようなオープン制御への切替、及びｄｕｔｙ制限における上限及び下限の拡大を行ってもよい。 In this embodiment, when it is determined that the motor 12 is in a situation where high speed rotation is required, switching from generation of a motor control signal based on current feedback control to generation of a motor control signal by execution of open control, and The range (upper limit and lower limit) that can be taken by the duty command value (on duty ratio) that is the basis of the motor control signal is expanded. However, the present invention is not limited to this. For example, when a high output is required for the motor, such as when a steering operation occurs at an extremely low vehicle speed, that is, at a so-called stationary operation, switching to such open control, and You may enlarge the upper limit and lower limit in duty restriction.

例えば、図５のフローチャートに示すように、操舵トルクτ（の絶対値）が所定値τ１以上であるか否かを判定し（ステップ３０２）、操舵トルクτ（の絶対値）が所定値τ１以上である場合（|τ|≧τ１、ステップ３０２：ＹＥＳ）には、続いて、車速Ｖが所定速度Ｖ２以下であるか否かを判定する（ステップ３０３）。そして、操舵トルクτ（の絶対値）が所定値τ１以上であり（|τ|≧τ１、ステップ３０２：ＹＥＳ）、且つ車速Ｖが所定速度Ｖ２以下である場合（|Ｖ|≦Ｖ２、ステップ３０３：ＹＥＳ）に、据え切り状態にあると判定する。そして、当該据え切り状態にあると判定した場合に、オープン制御の実行により（ステップ３０７）、モータ制御信号を生成する（ステップ３０８）構成としてもよい。このような構成とすれば、その電圧利用率の向上によって大出力を発生させることができる。その結果、モータを大型化することなく、据え切り時においても、十分なアシスト力を付与することができるようになる。 For example, as shown in the flowchart of FIG. 5, it is determined whether or not the steering torque τ (absolute value) is equal to or larger than a predetermined value τ1 (step 302), and the steering torque τ (absolute value) is equal to or larger than the predetermined value τ1. (| Τ | ≧ τ1, Step 302: YES), it is subsequently determined whether or not the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined speed V2 (Step 303). When the steering torque τ (absolute value) is equal to or greater than the predetermined value τ1 (| τ | ≧ τ1, step 302: YES) and the vehicle speed V is equal to or lower than the predetermined speed V2 (| V | ≦ V2, step 303). : YES), it is determined that it is in a stationary state. And when it determines with it being in the said stationary state, it is good also as a structure which produces | generates a motor control signal (step 308) by execution of open control (step 307). With such a configuration, a large output can be generated by improving the voltage utilization factor. As a result, a sufficient assist force can be applied even when the motor is stationary without increasing the size of the motor.

尚、図５に示されるフローチャートにおけるステップ３０１、及びステップ３０４〜ステップ３０８の処理は、図４に示すフローチャートにおけるステップ２０１、及びステップ２０４〜ステップ２０８の処理と同一であるため、その説明を省略する。また、据え切り状態にあるか否かの判定の態様は、上記ステップ２０２，２０３に示すものに限るものではなく、操舵トルクτについてのみに基づいて行うこととしてもよい。つまり、上記制御を切り替える所定の条件を、所定値以上の操舵トルクの発生時としてもよい。そして、更には、その他の状態量についての条件判定との組み合わせにより行う構成としてもよい。 Note that the processing in step 301 and steps 304 to 308 in the flowchart shown in FIG. 5 is the same as the processing in step 201 and steps 204 to 208 in the flowchart shown in FIG. . Further, the manner of determining whether or not the vehicle is in the stationary state is not limited to that shown in steps 202 and 203 described above, and may be performed based only on the steering torque τ. That is, the predetermined condition for switching the control may be a time when a steering torque greater than a predetermined value is generated. Further, a configuration in which the determination is made in combination with condition determination for other state quantities may be employed.

電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）の概略構成図。The schematic block diagram of an electric power steering device (EPS). ＥＰＳの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of EPS. ｄｕｔｙ指令値（オンｄｕｔｙ比）の制限処理の態様を示すフローチャート。The flowchart which shows the aspect of a restriction | limiting process of duty command value (on-duty ratio). モータ制御信号出力の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of a motor control signal output. 別例のモータ制御信号出力の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the motor control signal output of another example.

Explanation of symbols

１…電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）、１０…ＥＰＳアクチュエータ、１１…ＥＣＵ、１２…モータ、１７…マイコン、１８…駆動回路、１８ａ〜１８ｂ…スイッチング素子（ＦＥＴ）、２２…電流指令値演算部、２４…モータ制御信号生成部、２５…３相／２相変換部、２７ｄ，２７ｑ…Ｆ／Ｂ制御部、２８…２相／３相変換部、３０…ＰＷＭ変換部、３１…オープン制御部、３２…切替判定部、Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*…電圧指令値、Ｖd*，Ｖd**，Ｖd*_op…ｄ軸電圧指令値、Ｖq*，Ｖq**，Ｖq*_op…ｑ軸電圧指令値、Ｖd１，Ｖq１，Ｖd１，Ｖq１…閾値、Ｓch…切替信号、θ…回転角、ω…回転角速度、ω１…所定値、Ｖ…車速、Ｖ１，Ｖ２…所定速度、τ…操舵トルク、τ１…所定値。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering apparatus (EPS), 10 ... EPS actuator, 11 ... ECU, 12 ... Motor, 17 ... Microcomputer, 18 ... Drive circuit, 18a-18b ... Switching element (FET), 22 ... Current command value calculating part, 24 ... motor control signal generation unit, 25 ... 3-phase / 2-phase conversion unit, 27d, 27q ... F / B control unit, 28 ... 2-phase / 3-phase conversion unit, 30 ... PWM conversion unit, 31 ... open control unit, 32 ... Switching judgment unit, Vu *, Vv *, Vw * ... Voltage command value, Vd *, Vd **, Vd * _op ... d-axis voltage command value, Vq *, Vq **, Vq * _op ... q-axis voltage Command value, Vd1, Vq1, Vd1, Vq1 ... threshold, Sch ... switching signal, .theta .... rotation angle, .omega .... rotation angular velocity, .omega.1 ... predetermined value, V ... vehicle speed, V1, V2 ... predetermined speed, .tau. ... predetermined value.

Claims

A steering force assist device provided to apply an assist force for assisting a steering operation to the steering system, and the steering force assist by supplying drive power to a motor that is a drive source of the steering force assist device. Control means for controlling the operation of the apparatus, the control means for generating a motor control signal by executing current feedback control, and a drive circuit for supplying the drive power based on the motor control signal The drive circuit is connected to a plurality of switching elements that are turned on / off based on the motor control signal, and the motor control signal generating means sets an on / off ratio of each switching element. An electric power steering device that generates the motor control signal while limiting within a predetermined range,
The motor control signal generation means generates the motor control signal by executing open control instead of the current feedback control under a predetermined condition, and generates the motor control signal by executing the open control. An electric power steering device, wherein an upper limit and a lower limit of an on / off ratio of each of the switching elements are enlarged.

The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The predetermined condition is when a motor rotational angular velocity greater than a predetermined value is generated,
An electric power steering device.

The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein
The predetermined condition is when a steering torque of a predetermined value or more is generated;
An electric power steering device.